JP2001006211A - 光記録媒体、該光記録媒体を用いた記録および／または再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定かつ高密度化の記録が可能な光記録媒体
および記録・再生方法の提供。 【解決手段】 情報信号に対応する凹凸を設けた基板上
に温度が上昇すると反射率が高くなる層を有する多層膜
を設けたことを特徴とする光記録媒体、該光記録媒体を
用いた記録および／または再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに代表さ
れるような光学的に情報の記録および／または再生が可
能な光情報記録媒体と該光情報記録媒体を用いて記録お
よび／または再生を行う方法において、光スポット径以
下の大きさで情報の記録・再生を良好に行うことが出
来、大容量光情報記録を実現する技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】光記録媒体としてはコンパクトディスクに
代表されるようにディスク状情報光記録媒体が良く知ら
れているが、マルチメディア、情報ネットワークの時代
になり、さらなる大容量の記録システムが必要とされて
いる。光ディスクメモリとしては、読み出し専用、追記
型、書換え型があるが、読み出し専用としてはＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、追記型としてＣＤ−Ｒ等、書換
え型として相変化記録方式、光磁気記録方式のものが実
用化されている。

【０００３】光記録媒体の大容量化の方法としては、大
きく分けて記録ビットを小さくする方法と同一場所に複
数の情報を記録する２つの方法に分けられる。記録ビッ
トを小さくしていくと再生時に再生光スポットの中に複
数のビットが入ってしまうため各情報を読み出すのが困
難となる。小さい記録ビットを記録再生するためには光
をより小さく絞り、スポットサイズを小さくすることが
必要であるが、光学的なスポットサイズの限界は光の波
長とレンズの開口数に依存するため小さくするのにも限
界がある。

【０００４】そこでスポットサイズ以下のビットを読み
出すための方法として、光磁気記録方式を中心に超解像
再生が提案されている。これは記録層の上にマスク層を
設け再生光のスポット内の温度分布を利用してスポット
径よりも微小なビットを再生しようという方法である。
実用化されようとしている光磁気記録方式の場合の磁気
超解像は記録層の上に磁気マスク層を設け、光を当てな
い状態では記録情報が見えないようになっているが、再
生光によりスポット内の高温部においてマスク層がキュ
リー温度以上になることにより記録層の情報がマスク層
に転写され再生が可能となる方法である。これに似た方
法が光磁気記録方式以外の光メモリへの応用を目指して
盛んに研究が行われている。マスク層として相変化材料
を利用し、相変化層が相変化することにより光学定数が
変化することを利用している（特開平３−２９２６３２
など）。フォトクロミック層をマスク層として用いる方
法も報告されている。

【０００５】ところが、これらの発明は再生時に超解像
技術を応用し、光のスポット以下の小さいビットを再生
するための発明であり、情報を一度だけ記録する追記型
また情報の書換えが可能な光記録媒体に対して小さいビ
ットを安定に記録するための方法は提案されていなかっ
た。

【０００６】最近では高密度化のため、光のスポット径
以下の小さいビットを記録する必要が有り、ビットが小
さくなるに伴い信号強度が小さくなるため、ビットの形
状、大きさ、ビットエッジ位置などがより正確に記録さ
れる必要が生じている。例えばＤＶＤ（デジタルビデオ
ディスク）などで採用されているように、ビットエッジ
記録が用いられている。

【０００７】ビットエッジ記録は高密度化に適している
方式であるが、ビットのエッジ位置をより正確に記録す
る必要が生じる。従来、小さいビットの記録方法として
は筆先記録が有る。筆先記録とは光スポット内の光の強
度分布がガウス分布であることを利用して、スポット内
の高温部だけが記録温度以上になりその部分だけ記録可
能というものである。従来、小さいビットを記録するた
めに筆先記録を行おうとした場合、外部の温度の変動な
どの影響を受けやすく、ビットの大きさ、形状、ビット
エッジなどのばらつきが大きく安定な記録ができにくく
高密度化を達成する際の課題となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、前
記課題を解決した光記録媒体および記録・再生方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、上記課
題を解決するために、凹凸を設けた基板上に温度が上昇
すると反射率が高くなる層を有する多層膜を設けたこ
と、あるいは基板上に情報信号に対応する光スポットを
照射することにより光学特性が変化する記録層と温度が
上昇すると反射率が高くなる層を有する多層膜を設けた
ことを特徴とする光記録媒体を提供することにある。

【００１０】本発明の第二は、上記課題を解決するため
に、前記光記録媒体を用いて、該記録媒体に、記録また
は再生スポット光を照射することにより生じた光スポッ
ト内の温度差を利用して温度が上がりきっていないスポ
ットの部分のみを利用して記録または再生を行うことを
特徴とする記録または再生方法を提供することにある。
「温度が上がりきっている」と「温度が上がりきってい
ない」の境界の１例としては、例えば温度が上がること
により相転移が生じ、光学的特性が変化するような温度
が境界になる。

【００１１】以下、本発明の光記録媒体の１構成例を図
１に基づき具体的に説明する。基板１、下部保護層２、
マスク層３、中間保護層４、記録層５、上部保護層６、
反射放熱層７、環境保護層８からなっている。基板１と
しては樹脂、ガラス、セラミックスなどが例示できる
が、樹脂基板が成形性、コストの点で好適である。ま
た、高密度記録を行う場合、表面の平坦性という点でガ
ラスが好ましい場合がある。樹脂基板の例としてはポリ
カーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン樹脂、フ
ッ素系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などが挙げられる
が、加工性、光学特性などの点でポリカーボネート樹脂
が好ましい。

【００１２】下部保護層２、中間保護層４、上部保護層
６としては、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、
ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２などが挙げられるが、線速な
どに対応した熱設計によってこれらのうちから選択する
ことが好ましい。これらはスパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ
などの真空製膜法により形成される。また、必要に応じ
て不純物を含んでも良い。ただし、これらの保護層材料
としては記録層よりも融点が高いことが必要である。

【００１３】マスク層３としては熱により反射率が変化
するような材料を用いる。そのようなサーモクロミック
材料として有機色素材料、強誘電性セラミック、カルコ
ゲン系相変化材料、水銀のヨウ化物などが例示できる。
チタン、バナジウム、鉄などの遷移金属元素の酸化物、
カルコゲン化物の中には温度変化により絶縁体や半導体
から金属的な性質に転移するものが有り、これらも用い
ることができる。中でも酸化バナジウムは、温度上昇に
より金属−半導体転移を起こし半導体から金属的な性質
に変化する。その結果光の反射率が高くなり好適であ
る。これらはスパッタ法、蒸着法等の真空製膜法、ま
た、電着法、ゾルゲル法等の湿式法によっても作製でき
る。

【００１４】また、温度が上昇することにより光学定数
が変化し、光の反射率が高くなるような有機材料をマス
ク層３に用いることも好ましい。ここで用いられる有機
材料としては温度上昇により光学定数が変化することに
より光の反射率が変化するような特性を有したものであ
れば特に限定はないが、フタロシアニン系、シアニン
系、ナフタロシアニン系、アゾ系、フルオラン系、スピ
ロピラン系、フタリド系、フェノール系、ロイコ系材料
などが例示できる。これらの有機材料は溶媒などに溶解
しスピンコートなどで簡単に製膜することができること
などの点において好ましい。また、有機材料は材料設計
において微妙な特性の制御が可能であるという利点もあ
る。また、物理的な相変化を用いるサーモクロミック材
料、例えば高分子−低分子複合タイプの材料なども用い
ることができる。

【００１５】記録層５は、情報信号に対応するスポット
光により記録ができるものであれば特に制限はない。一
度だけ記録ができる追記型のものや書換えが可能なもの
を用いることができる。追記型の材料の例としては、シ
アニン系、フタロシアニン系、アゾ系、などの有機色素
を用いるもののほかカルコゲン化合物などの相変化材料
も用いることができる。これらはスピンコート法、ディ
ップ法等の塗布法やスパッタ法、蒸着法などの真空製膜
法により形成できる。

【００１６】書換え型としては光磁気材料、相変化材料
などがあげられ、記録層５に相変化材料を用いた場合、
優れた記録特性を示す相変化材料としてはＧｅＳｂＴｅ
系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系などの材料が挙げられる。ただ
し、ＧｅＳｂＴｅ系の材料は記録マークのまわりに粗大
粒と呼ばれる大きな結晶粒ができるため記録消去特性が
悪くなる場合がある。一方、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを
含む材料においては粗大粒などはできずまた、感度が良
く、消去比が高いなどの利点が有るため高密度化に最適
である。前記記録材料は真空製膜法、電着法、ゾルゲル
法などにより形成される。追記型材料の場合で有機色素
を用いたものは、下部保護層２、中間保護層４、上部保
護層６のいずれかまたはすべてが無い構成とすることも
できる。

【００１７】本発明の記録または再生方法は、前記のよ
うな情報信号に対応する光を照射することにより光学特
性が変化する記録層と光記録媒体の温度が上昇すると反
射率が高くなる層を含む多層膜を設けた光記録媒体に、
記録または再生時に、記録または再生スポット光を照射
することにより生じた光スポット内の温度差を利用して
温度が上がりきっていないスポットの部分のみを利用し
て記録または再生を行うことを特徴とする記録または再
生方法である。

【００１８】前記記録方法を図１に基づいて説明する。
記録光として弱い光を照射することにより、温度が上昇
すると反射率が高くなるような層３の温度が上昇するこ
とにより、該層の反射率が高くなりマスク層３となるた
めその部分の記録領域は感度が悪くなり記録できない。
温度がまだ上昇していない領域でのみ記録層に記録した
情報が見えるためその領域のみ小さいビットが再生でき
る。

【００１９】前記再生方法を同様に図１に基づいて説明
する。再生光として弱い光を照射することにより、温度
が上昇すると反射率が高くなるような層３の温度が上昇
することにより、該層の反射率が高くなりマスク層３と
なり、その部分の情報は見かけ上見えなくなり再生でき
ない。温度がまだ上昇していない領域でのみ記録層に記
録した情報が見えるためその領域のみ小さいビットが再
生できる。前記再生方法は、情報信号に対応する凹凸を
設けた基板を用いた光記録媒体を用いることにより、特
に有利に行うことができる。この再生方法は再生専用の
光ディスク、追記型、書換え型のいずれにも適用でき
る。

【００２０】本発明における光記録媒体の他の構成例と
して、追記型媒体、書換え可能媒体について図２に基づ
いて説明する。この図２に示す光記録媒体は、基板１、
下部保護層２、マスク層３、中間保護層４、記録層５、
上部保護層６、反射放熱層７、環境保護層８からなって
いる。

【００２１】図２に示す光記録媒体の基板１、下部保護
層２、マスク層３、中間保護層４、記録層５、上部保護
層６、反射放熱層７および環境保護層８は、前記図１に
示す光記録媒体で用いたものと同様のものを用いること
ができる。

【００２２】反射放熱層７としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ
などの金属材料またはそれらの合金などを用いることが
できる。これらの反射放熱層は真空製膜法、電着法など
により形成される。環境保護層８としては、光硬化性樹
脂などを用いスピンコート法等で形成する。このような
構成を持った光記録媒体とすることにより、光スポット
径以下の小さいビットを正確に安定的に記録することが
できる。

【００２３】追記型材料の場合で有機色素を用いたもの
は、層構成を図３のように下部保護層２、中間保護層
４、上部保護層６のいずれか、またはすべてが無い構成
とすることもできる。

【００２４】さらに、本発明の光記録媒体の別構成例と
して、再生専用媒体に適用した場合では、図４のよう
に、情報信号に対応して凹凸を設けた基板９、マスク層
３、反射放熱層７のような構成、また図５のように、情
報信号に対応して凹凸を設けた基板９、マスク層３だけ
の構成などが可能である。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を示して本発明をさらに詳細に
説明する。しかし本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。

【００２６】実施例１ 本実施例は、図１のような光記録媒体を用いて記録を実
施した。本実施例で用いる光記録媒体の詳細は下記の実
施例２に示したとおりのものであり、下記のような方式
で記録を行った。情報信号に対にする光を照射すること
により光学特性が変化する記録層５としてＡｇＩｎＳｂ
Ｔｅ材料を用い、温度が上昇すると反射率が高くなるよ
うな層としてマスク層３を挿入したものである。この媒
体に比較的弱い光を照射し、図６のように層３の温度が
部分的に上昇することにより部分的に反射率が高くな
り、その部分の領域１０の記録情報は感度が悪くなり記
録できなくなる。温度がまだ上昇していない領域１１で
は反射率が高くないので記録層の感度が見かけ上高くな
る。そのためその領域では光スポット径以下の小さいビ
ットが記録できる。

【００２７】実施例２ 図１のような層構成で、直径１２０ｍｍφのポリカーボ
ネート基板１上に下部保護層２として、ＺｎＳとＳｉＯ
_２を８０：２０の割合で複合した複合酸化物ＺｎＳ・Ｓ
ｉＯ_２層を３０ｎｍ、マスク層３としてサーモクロミッ
ク色素を２０ｎｍ、中間保護層４としてＺｎＳ・ＳｉＯ
_２層を９０ｎｍ、記録層５としてＧｅＳｂＴｅ層を２０
ｎｍ、上部保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ_２層を２５ｎ
ｍ、反射放熱層７としてＡｌＴｉ合金層を１００ｎｍ、
環境保護層８として紫外線硬化樹脂をスパッタ法、スピ
ンコート法で作製した。

【００２８】実施例３ 実施例２の光記録媒体において、マスク層３として２０
ｎｍの酸化バナジウムを用いた以外同様の光記録媒体と
した。

【００２９】実施例４ 図１のような層構成で、直径１２０ｍｍφのポリカーボ
ネート基板１上に下部保護層２としてＺｎＳとＳｉＯ_２
を８０：２０の割合で複合した複合酸化物ＺｎＳ・Ｓｉ
Ｏ_２層を３０ｎｍ、マスク層３として温度が上昇するこ
とで反射率が高くなるように設計した有機材料を２０ｎ
ｍとした。中間保護層４としてＺｎＳ・ＳｉＯ_２層を９
０ｎｍ、記録層５としてＡｇＩｎＳｂＴｅ層を２０ｎ
ｍ、上部保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ_２層を２５ｎ
ｍ、反射放熱層７としてＡｌＴｉ合金層を１００ｎｍ、
環境保護層８として紫外線硬化樹脂をスパッタ法、スピ
ンコート法で作製した。

【００３０】実施例５ 実施例４の光記録媒体において、マスク層３として２０
ｎｍのＶＯ_２（二酸化バナジウム）層を用いた以外同様
の光記録媒体とした。

【００３１】実施例６ 本実施例では、図２のような構成の光記録媒体を用い、
その光記録媒体の詳細は下記の実施例７に示すとおりの
ものである。情報信号に対応する光を照射することによ
り光学特性が変化する記録層５を用い、温度が上昇する
と反射率が高くなるような層としてマスク層３を挿入し
たものである。この媒体に再生光を照射し、図７のよう
に層３が部分的に温度が上昇することにより、部分的に
反射率が高くなりその部分の情報が見かけ上見えなくな
る。マスク層３の温度がまだ上昇していない領域１２で
は反射率が高くないので情報を読み取ることができ、そ
の領域では光スポット径以下の小さいピットを再生でき
る。

【００３２】実施例７ 図２のような構成で、直径１２０ｍｍφのポリカーボネ
ート基板１上に下部保護層２としてＺｎＳとＳｉＯ_２を
８０：２０の割合で複合した複合酸化物ＺｎＳ・ＳｉＯ
_２層を３０ｎｍ、マスク層３として酸化バナジウムを２
０ｎｍ、中間保護層４としてＺｎＳ・ＳｉＯ_２層を９０
ｎｍ、記録層５としてＡｇＩｎＳｂＴｅ層を１７ｎｍ、
上部保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ_２層を２０ｎｍ、反
射放熱層７としてＡｌＴｉ合金層を１００ｎｍ、環境保
護層８として紫外線硬化樹脂をスパッタ法、スピンコー
ト法で作製した。また、再生専用媒体として図５のよう
な層構成で、情報信号に対応して凹凸を設けたポリカー
ボネート基板上に、マスク層３として酸化バナジウム層
を１２０ｎｍ設け、このマスク層３を反射放熱層７の機
能を兼ねるようにした。この場合、光照射し温度上昇し
た部分の反射率が高くなり、その部分の情報は感度よく
再生できる。温度が低い部分の反射率は低いため情報を
読み出すことが困難になる。その結果、光スポット径以
下のビット情報が正確に再生可能となる。

【００３３】

【効果】１．請求項１、２、６光のスポット径よりもか
なり小さいビットを記録可能な光記録媒体を提供でき
る。２．請求項３材料を限定することでさらに高密度記
録再生が可能な光記録媒体を提供できる。３．請求項４
低コストな簡単な方法で、さらに高密度記録再生が可能
な光記録媒体を提供できる。４．請求項５高密度記録再
生が可能な光記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光記録媒体の一構成例を示す断面図である。

【図２】記録再生媒体の一構成例を示す断面図である。

【図３】追記型媒体の一構成例を示す断面図である。

【図４】再生専用媒体の構成例を示す断面図である。

【図５】再生専用媒体の構成例を示す断面図である。

【図６】本発明の記録方式の記録原理を示す模式図であ
る。

【図７】本発明の再生方式の再生原理を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下部保護層 ３ マスク層 ４ 中間保譲層 ５ 記録層 ６ 上部保護層 ７ 反射放熱層 ８ 環境保護層 ９ 情報信号に対応して凹凸を設けた基板 １０ 反射率の高い領域 １１ 低温領域 １２ 低温領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報信号に対応する凹凸を設けた基板上
   に温度が上昇すると反射率が高くなる層を有する多層膜
   を設けたことを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 基板上に情報信号に対応する光スポット
   を照射することにより光学特性が変化する記録層と温度
   が上昇すると反射率が高くなる層を有する多層膜を設け
   たことを特徴とする光記録媒体。
3. 【請求項３】 温度が上昇すると反射率が高くなるよう
   な層として、酸化バナジウムを用いる請求項１〜２のい
   ずれかに記載の光記録媒体。
4. 【請求項４】 温度が上昇すると反射率が高くなるよう
   な層として、温度により光学定数が変化するような有機
   材料を用いる請求項１〜２のいずれかに記載の光記録媒
   体。
5. 【請求項５】 光学特性が変化する記録層として少なく
   ともＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを含む材料を用いる請求項
   １〜４のいずれかに記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光記録
   媒体を用いて、該光記録媒体に記録または再生スポット
   光を照射することにより生じた光スポット内の温度差を
   利用して温度が上がりきっていないスポットの部分のみ
   を用いて記録または再生を行うことを特徴とする記録ま
   たは再生方法。