JP2003162843A

JP2003162843A - 光情報記録媒体

Info

Publication number: JP2003162843A
Application number: JP2002310417A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Yamamoto; 浩貴山本; Takashi Naito; 内藤　　孝; Takashi Namekawa; 滑川　　孝; Yasutaka Suzuki; 康隆鈴木; Ken Takahashi; 高橋　　研; Motoyasu Terao; 元康寺尾; Toshimichi Shintani; 俊通新谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2003-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返しの読み書きにも劣化しない高密度光記
録媒体を得る。【解決手段】光を照射して情報を再生する光情報記録媒
体において、基板１と、該基板上に設けられた情報を記
録する記録層３と、該基板上に設けられた、照射された
光の強度分布と透過した光の強度分布が非線形に変化す
るガラス層２とを備えたものである。大容量で、さらに
繰り返しの読み出し、書き込みに対して劣化が少ない情
報記録ディスクが提供できる。通常の光ディスク製造工
程による製造により、大容量な光ディスクを提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に係
り、特に高い記録密度で読み出しまたは読み書きが可能
で、かつ繰り返しの記録再生動作に対して高い信頼性を
有する光情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光情報記録媒体として、コンパクトディ
スク(ＣＤ)，レーザーディスク（登録商標）(ＬＤ)など
が広く普及しており、最近では、ＣＤの７倍の記録密度
を有するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）が実用化さ
れた。このＤＶＤは、直接基板に情報の書き込まれた読
み出し専用のＲＯＭ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）の他、書換可能
な記録再生媒体としても開発が進められており、コンピ
ュータ用のＲＡＭ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）としても実用化検
討されている。

【０００３】ＤＶＤでは、ＣＤなどに使われていたレー
ザー（波長約８００ｎｍ）よりも短波長の６５０ｎｍの
レーザー光を用いることによって高密度記録化を達成し
ているが、コンピュータグラフィックス等の大容量の情
報を扱うためには、さらにその１.５〜２倍の高記録密
度化を達成する必要がある。これを達成するため、さら
に短波長の緑〜青色半導体レーザー（波長５２０〜４１
０ｎｍ）の開発が進められている。

【０００４】もう一つの高記録密度化技術として、超解
像膜が挙げられる。この超解像膜は、記録媒体の下面に
形成される薄膜で、この膜を透過した入射光のビームス
ポットを縮小化することにより、高記録密度化を達成で
きる。

【０００５】超解像効果のメカニズムの一つは、吸収飽
和現象であり、超解像膜がその吸収飽和量以上の強度を
もつ光は透過させ、それ以下の強度の光は吸収するとい
う非線形な光学特性を利用した現象である。読み書きに
利用されるレーザービームの空間的な強度はガウス分布
となっているため、ビームが超解像膜を通過することに
より強度の低い裾野の部分は超解像膜によって吸収さ
れ、中心部分の強度の高い部分では光が透過する。この
ため、透過後のビーム径を縮小することができる。

【０００６】現在、このような超解像膜として、特開平
8−96412号公報にみられるようなフタロシアニン系の有
機薄膜やカルコゲナイド、または化合物半導体微粒子等
が知られている。この他、同じく有機材料で、特開平6
−162564 号公報記載のサーモクロミック材料や、特開
平6−267078 号公報記載のフォトクロミック材料を超解
像膜として用いる試みも知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
材料では、信頼性，生産性などの点でそれぞれ問題があ
る。すなわち、有機薄膜は、記録、あるいは読み出し時
にはビームのエネルギー密度が局所的に非常に高くなる
ため、繰り返して記録や再生動作を行うと、徐々に膜が
劣化していくことが懸念される。このため、コンピュー
ター用のＲＡＭ等、頻繁に記録再生を行うような過酷な
使用環境下では十分な記録再生動作の保証期間が得られ
にくい。

【０００８】また、カルコゲナイドは化学的に不安定で
あるため、長い保証期間を得ることが難しい。さらに化
合物半導体微粒子では作製プロセスが難しい。

【０００９】本発明では、充分長い繰り返し記録再生動
作を保証でき、かつ生産性が良好で高い超解像効果を有
する超解像膜を有する光記録媒体を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の発明の光情報記録媒体は、情報を記
録する記録層が形成された基板と、該基板上に設けられ
た、照射された光の強度分布と透過した光の強度分布が
非線形に変化するガラスとを備えるものである。

【００１１】基板は、光を透過するものが好ましく、ガ
ラス等の無機物からなるもの、ポリカーボネート，ポリ
エチレンテレフタレート等の有機物からなるものなどが
好ましい。ここで、ガラスとは、非晶質化した固体酸化
物、あるいはそれを主成分とする非晶質相全般をさす。

【００１２】基板上に設けるとは、直接設けても良い
し、他の層、例えば保護層等を介して設けても良い。

【００１３】上記構成により、大容量で、さらに繰り返
しの読み出し，書き込みに対して劣化が少ない情報記録
ディスクが提供できる。

【００１４】第１の発明において、記録層が、情報を記
録したピットパターンであっても良い。ピットパターン
とは、情報を基板表面に設けられた孔の配置により記録
するものである。この記録方法では、記録された情報を
書き換えることはできないが、情報を記録した基板の母
型を作っておくと、同一の記録基板を容易に大量生産で
きるので、映画，音楽、或いはコンピュータプログラム
の記録に用いられる。

【００１５】また、第１の発明の記録層が、光エネルギ
ーにより情報が記録されるものであっても良い。光エネ
ルギーにより情報が記録されるものとは、光の照射によ
って、結晶形が変化する、いわゆる相変化型の有機また
は無機物材料を記録層として用いた情報記録基板であ
る。

【００１６】本発明の第２の発明は、少なくとも基板
と、該基板上に設けられた、情報が記録される記録層
と、該記録層上に設けられた光を反射させる反射膜とを
有し、該基板は照射される光の強度の増加に対して光透
過率が非線形に増加するガラスであることを特徴とする
情報記録媒体である。

【００１７】上記構成によれば、大容量で、さらに繰り
返しの読み出し，書き込みに対して劣化が少ない反射型
の情報記録ディスクが提供できる。

【００１８】第２の発明は、記録膜の下部に設けた反射
膜により、入射光を反射させ、その反射光で情報を読み
とる形式の情報記録基板である。

【００１９】第１または第２の発明のガラスが、遷移金
属元素，希土類金属元素のうちの少なくとも一種以上を
含有するガラスであることが好ましい。

【００２０】上記遷移金属元素，希土類金属元素として
は、特に、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｎｄ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍから選ばれる少なくとも一種以上の元素であることが
好ましい。

【００２１】上記遷移金属元素，希土類金属元素が、ガ
ラスが膜である場合は、ガラス全体に対して酸化物換算
で２０重量％以上，９０重量％以下含有され、ガラスが
基板である場合は、ガラス全体に対して酸化物換算で
０.１重量％以上，２９重量％以下含有されていること
が好ましい。

【００２２】また、第１の発明において、前記ガラス
が、酸化物換算でＳｉＯ₂ ：６〜８０重量％，Ｒ₂Ｏ：
０〜２０重量％（Ｒ＝アルカリ金属元素），Ｂ₂Ｏ₃：０
〜３０重量％，ＣｏＯ：２０〜９０重量％含有すること
が好ましい。

【００２３】また、第２の発明において、前記ガラス
が、コバルト酸化物をＣｏＯ換算で０.１〜２９重量％
含有するガラスであることが好ましい。

【００２４】本発明の第３の発明は、情報を記録する記
録層が形成された基板と、該基板上に設けられた、照射
される光の強度の増加に対して光透過率が非線形に増加
する超解像層とを備える情報記録媒体であって、前記情
報記録媒体の１０⁴ 回の繰り返し記録後の出力保持率が
９０％以上であることを特徴とする情報記録媒体にあ
る。

【００２５】出力保持率とは、光を照射して１回目の記
録を行い、その情報を読みとった際の電気的信号の強度
を１００％として、１０⁴ 回記録，再生後の電気的信号
の強度がどれくらい保持されているかを示す値である。
光照射を繰り返すことにより、超解像膜が劣化すると、
記録層に達するレーザー光のスポット径が大きくなり、
結果として電気的出力が低下する。すなわち、出力保持
率ができるだけ長期間維持されるような超解像膜が好ま
しい。

【００２６】更に、本発明の第４の発明によれば、透光
性を有する基板と、該基板上に設けられた情報を記録す
る記録層とを備える情報記録媒体であって、前記情報記
録媒体は記録された信号の周波数８ＭＨｚにおける出力
低下が１ｋＨｚにおける出力の−３０ｄＢ以内であり、
かつ１０⁴ 回の繰り返し記録後の出力保持率が９０％以
上であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。

【００２７】図８は、本発明の超解像膜があるものとな
いものでの記録周波数と出力の関係を示すものである。
超解像膜があるものでは、記録層に達するレーザー光の
スポット径が絞られるため、より高周波成分の記録が可
能になる。どれだけ高周波成分の記録が可能かどうかを
示す指標を示したのが上記構成である。

【００２８】本発明の第５の発明によれば、酸化物換算
でＳｉＯ₂：６〜８０重量％，Ｒ₂Ｏ：０〜２０重量％
（Ｒ＝アルカリ金属元素），Ｂ₂Ｏ₃：０〜３０重量％，
ＣｏＯ：２０〜９０重量％含有することを特徴とするガ
ラスが提供される。

【００２９】上記ガラスは超解像効果のある膜として、
光ディスクに限らずいろいろな媒体上に設けることがで
きる。例えば、レーザー光を照射することによって蛍光
体を励起させ、発光させる表示装置に対して、蛍光体の
表面に本発明のガラス膜を設けることにより、レーザー
光のスポットを収束させることが可能になるので、より
高精細な表示が可能になる。

【００３０】本発明の第６の発明によれば、コバルト酸
化物をＣｏＯ換算で０.１〜２９重量％含有することを
特徴とするガラス薄膜が提供される。

【００３１】ガラス膜の場合は、ＣｏＯを多量に添加す
ると析出して、失透するので、CoO添加量の上限が規定
される。

【００３２】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の実施例を用
いて詳細に説明する。表１に、本発明で検討したガラス
ターゲットの組成を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１において、膜質の欄には、得られた膜
の透明性，均質性等から、均質な膜が得られている場合
には○、そうでない場合には×を記した。母ガラスとし
てソーダライム系のガラスを用い、遷移金属として６５
０ｎｍ付近に大きな吸収のあるＣｏの酸化物を用いた。
Ｃｏ酸化物原料として、Ｃｏ₃Ｏ₄とＣｏＯを用いた。Ｎ
o.１〜Ｎo.７は、ソーダライムガラスとＣｏ₃Ｏ₄とから
なるターゲットである。このうち、Ｎo.１〜Ｎo.３はガ
ラス化したため、ガラスブロックをターゲットとした。
Ｎo.４〜Ｎo.７では、Ｃｏ₃Ｏ₄含有量が多く、ガラス化
しなかった。このため、ガラス粉末とＣｏ₃Ｏ₄粉末の混
合物の焼結体を作製し、焼結ターゲットとした。

【００３５】なお、Ｎo.８は、Ｃｏ₃Ｏ₄のみの比較例の
焼結ターゲットである。

【００３６】Ｎo.９〜Ｎo.１３では、Ｃｏ酸化物原料と
してＣｏＯを用いた。この場合もＣｏＯ含有量が２８.
６重量％のＮo.９ではガラス化したので、ガラスター
ゲットとした。Ｎo.１０〜１２ではガラス化しなかった
ため、母ガラス原料とＣｏＯとの焼結体ターゲットとし
た。

【００３７】なお、Ｎo.１３はＣｏＯのみの比較例の焼
結ターゲットである。

【００３８】ガラスターゲットは、所定量の原料粉末を
秤量後、白金製のるつぼに入れ、電気炉中で約１５００
℃に加熱し、溶解した。ガラスが充分に溶解後、予め約
400℃に保温された黒鉛治具にガラス融液を流し込み、
急冷後、約６００℃に再加熱して徐冷することにより歪
取りを行った。裏面を研磨加工してターゲット用ガラス
ブロックを得た。

【００３９】焼結ターゲットは、所定量の原料粉末を造
粒後、金型に入れて成形した。脱脂後、所定温度でホッ
トプレスして焼結体ターゲットを得た。熱処理温度は、
Ｃｏ酸化物原料がＣｏ₃Ｏ₄のとき９００℃，ＣｏＯのと
き１２００℃とした。

【００４０】ディスク形状で評価する前段階として、図
２に示すガラス薄膜の予備検討用試料を作製してガラス
薄膜の基本物性を測定した。図２において、１は基板、
２はガラス薄膜である。本検討では、１の基板として厚
さ０.５５mm ，３０mm角のソーダライムガラス基板を用
いた。

【００４１】生成した膜の構造を薄膜Ｘ線回折法によっ
て評価したところ、ターゲットがガラスであるか焼結体
であるかによらず生成した膜はすべて非晶質であり、ガ
ラス膜が生成していることが分かった。

【００４２】図３に、表１に示したターゲットを用いて
成膜したガラス薄膜の透過率の波長依存性を示す。透過
率の測定は白色光源をモノクロメータで単色化した光を
用いて行った。Ｎo.１では、Ｃｏ₃Ｏ₄含有量が少なす
ぎ、３００ｎｍではほとんど吸収を示すピークは見られ
なかった。Ｎo.２〜４では、５００ｎｍ〜７００ｎｍの
領域にわずかながらＣｏによる吸収を示すピークが見ら
れた。Ｎo.３ガラスでは、波長６５０ｎｍにおける透過
率は約８５％であった。

【００４３】Ｎo.５，６薄膜では、透過率の値は充分低
かったものの、透過率は波長が短くなるほど小さくな
り、散乱により透過率が減少していることを示してい
た。また、Ｎo.７のガラス、およびＮo.８のＣｏ₃Ｏ₄で
は、透過率は低かったものの、スパッタリング雰囲気で
還元されており、金属光沢のある膜が得られた。このた
め、反射により透過率が減少した。

【００４４】一方、ＣｏＯを原料としたＮo.９〜Ｎo.１
１ガラスでは、波長５００ｎｍ〜７００ｎｍ付近にＣｏ
による吸収を示すピークが見られた。透過率はＣｏＯ含
有量が増加するほど低下しており、Ｎo.１１のＣｏＯを
８０％含有する薄膜では、波長６５０ｎｍでの透過率は
約５％となった。なお、Ｎo.１２のＣｏＯ含有量が９
１.９重量％ガラスおよびＮo.１３のＣｏＯ１００％の
膜では、Ｎo.８の場合と同様の結果が得られた。

【００４５】図３中における透過率曲線のスペクトルの
違いを解析するため、ＸＰＳによりＣｏの価数、及び酸
化物状態を解析した。図４に、Ｎo.３とＮo.５薄膜のＣ
ｏのＸＰＳスペクトルを示す。Ｎo.３薄膜のスペクトル
では、７８６ｅＶ付近にシェイクアップピークと呼ばれ
るピークが存在している。これは、Ｃｏ²⁺が多く存在し
ていることを示している。一方、Ｎo.５薄膜のスペクト
ルでは、このシェイクアップピークが見られない。これ
は、Ｃｏ³⁺の共存するＣｏ₃Ｏ₄の酸化物状態であること
を示している。このため、散乱が起こり、図３のような
プロファイルになった。

【００４６】他の薄膜についても同様に調べたところＣ
ｏ²⁺の状態にあるものはＮo.２，３，１０，１１のよう
にＣｏ特有の吸収のピークとなり、Ｃｏ³⁺の存在するも
のはＮo.５，６のように散乱を伴う曲線となった。

【００４７】図５に、Ｎo.２，３，１０，１１の薄膜の
透過率曲線から、ターゲットのＣｏイオン含有量に対し
てプロットした波長６５０ｎｍにおける透過率を示す。
透過率は、ＣｏＯ含有量の増加に伴って減少し、ＣｏＯ
含有量が６０％で約３０％となった。

【００４８】次に、生成したガラス薄膜中のＣｏ含有量
を評価するため、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によ
り膜の組成分析を行った。基板としてターゲット組成と
同じガラスを切り出したものを用い、その基板上に同組
成の薄膜をスパッタリングした。分析は、成膜方向から
深さ方向に行い、膜組成と基板組成が連続的に評価でき
るようにした。なお、本実施例では、ターゲット組成と
してＮo.３を用いて検討した。

【００４９】結果を図６に示す。Ｃｏ元素の含有量は、
薄膜中のほうが、基板中よりも多いことが分かった。ま
た、Ｓｉでは、薄膜中のほうが少なくなっていた。しか
しながら、それらの変化量は小さく、大きく組成ずれが
起こっている可能性は少なかった。このことから、膜組
成は、ほぼターゲット組成と等しいと考えて良い。

【００５０】以上のことから、ガラス薄膜中に存在する
Ｃｏ酸化物含有量は、ＣｏＯの酸化物換算で、４.５重
量％以上８５重量％以下，Ｃｏ₃Ｏ₄換算で４.９重量％
以上９１重量％以下であることが望ましい。ＣｏＯが
４.５重量％未満では、膜厚３００ｎｍのとき、充分な
光の吸収を得ることが難しい。また、ＣｏＯ含有量が８
５重量％を超えると、膜が金属光沢をおよび、透過率が
低下する。

【００５１】（実施例２）次に、本ガラス膜を形成した
ＲＯＭディスクを作製し、超解像効果を検討した。

【００５２】図１５に、本発明で用いた光記録装置の構
成図を示す。このような構成の光記録装置を用いて、本
発明のＲＯＭディスクの性能を試験した。他の実施例に
おいても同様の装置を用いた。

【００５３】図７に、作製したＲＯＭディスクの断面の
概略図を示す。図７において１はポリカーボネート基
板、２はガラス薄膜、５はＳｉＯ₂ 保護膜、４はＡｌ反
射膜、６は情報をもって書き込まれたピットである。

【００５４】ＲＯＭディスクは以下の工程によって作製
した。まず、フォトレジスト上にレーザーを用いて情報
を持ったピットパターンを形成した。その後Ｎｉ金型に
ピットパターンを複写し、この金型にポリカーボネート
を射出成形することによって基板を形成した。この基板
上に１６０ｎｍのガラス膜をスパッタリングにて形成
し、ＳｉＯ₂ 保護膜１４０ｎｍを形成した後、Ａｌ反射
膜を１００ｎｍ形成した。本実施例では、ガラス薄膜と
してＮo.１１を形成した。また、比較例として、ガラス
膜を形成しないＲＯＭディスクも作製した。

【００５５】作製したＲＯＭディスクの再生出力強度の
周波数依存性をスペクトラムアナライザにより解析し
た。結果を図８に示す。再生レーザーパワーは４ｍＷで
ある。Ｎo.１１のガラス薄膜を形成した場合、形成しな
い場合に比べてより高周波成分まで出力レベルが高いこ
とが分かった。ＲＯＭディスク上では、信号の高周波数
成分はより緻密なビットパターンで描かれることから、
ガラス膜を形成した場合には、より微細なピットパター
ンまで読み取って再生出力していることを示している。
このことから、ガラス膜を形成した場合には、超解像効
果が得られていることが分かった。

【００５６】同様の検討を表１中の他のガラス膜で検討
したところ、Ｎo.３〜６，９〜１１のガラス膜で同様な
超解像効果を確認することができた。

【００５７】次に、上記で検討したガラス薄膜を基板上
に形成したＲＡＭディスクを作製し、その特性を評価し
た。図１に、本発明で作製したＲＡＭディスクの断面図
の模式図を示す。図１において、１はポリカーボネート
基板、２はガラス超解像膜、３は記録膜、４は反射膜、
５，５′は保護膜である。本発明では、１のポリカーボ
ネート基板として厚さ０.６mm ，直径１２０mmの円盤形
状のものを用いた。その上面にガラス膜２をスパッタリ
ング法で３００ｎｍ成膜した。その上面にZnS−ＳｉＯ₂
保護膜を８０ｎｍ成膜後、記録膜であるＧｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ系相変化膜を同じくスパッタリング法で約２０ｎｍ
成膜した。保護膜を約９０ｎｍ形成後、さらにＡｌＴｉ
反射膜を約２００ｎｍ成膜した。

【００５８】ガラス薄膜は以下の方法によって成膜し
た。すなわち、ターゲットとして、厚さ５mm，直径１２
０mmのガラスブロックまたは焼結体を作製し、裏面に真
空用有機系接着剤を用いてＣｕ製バッキングプレートを
張り付けた。スパッタリングはＡｒガスを用いて行っ
た。パワーは２００ｍＷとした。スパッタリング中、基
板を回転させることで基板中に均一に成膜した。本実施
例では、ガラス膜としてＮo.１１を用いた。また、比較
例として、ガラス膜を形成しないＲＡＭディスクも作製
した。

【００５９】図９に、等間隔に等形状の記録マークを作
製したＲＡＭディスクの、その記録マーク長に対する再
生出力強度を示す。読み出しのレーザーパワーは２ｍＷ
とした。再生出力はＮo.１１のガラス薄膜を形成した実
施例の方が形成しない比較例に比べて短いマーク長に対
して高くなっていることが分かった。このことから、ガ
ラス膜を形成した場合、より短いマーク長に対して再生
可能であることが分かった。このことから、ＲＡＭディ
スクに対しても、超解像効果を確認することができた。

【００６０】なお、表１中のすべてのガラス薄膜を検討
したところ、ＲＯＭディスクの場合と同様の結果が得ら
れた。

【００６１】次に、以上の超解像効果の得られた時の反
射光の空間強度分布を調べた。ガラス膜を形成し、超解
像効果の得られた場合とガラス膜を形成しない場合のビ
ームの進行方向に対するレーザー光の強度分布の模式図
を図１４に示す。ガラス膜を形成しない場合、空間分布
強度はほぼガウス分布になっているのに対し、ガラス膜
を形成した場合には、進行方向にビームの分布が片寄っ
ていることが分かった。同時に、読み出しに必要なビー
ム強度でのビーム径Ｑが、ガラス膜を成膜しない場合に
比べて小さくなっていることが分かった。

【００６２】このことから、このように本実施例のよう
なガラス膜を形成することによって、読み出し光の強度
や強度分布を変化させることが分かった。また、そのよ
うなときに、超解像効果が得られることが分かった。

【００６３】（実施例３）次に、繰り返し再生に対する
膜の劣化を検討した。評価は、作製したＲＡＭディスク
に繰り返し再生信号光を照射し、再生出力を検出するこ
とによって行った。ピットピッチは０.３μｍとした。
ガラス薄膜として、Ｎo.１１を用いた。さらに、比較例
として、フタロシアニン系有機薄膜を選び、同様な検討
を行った。

【００６４】図１０に、繰り返し回数に対する出力を示
す。有機材料系薄膜を形成したディスクでは、10,000回
弱の繰り返し回数から徐々に出力が低下してくることが
分かった。一方、本発明のガラス薄膜を形成したディス
クでは、100,000 回の繰り返しによってもほとんど出力
の低下は見られなかった。以上のように、本発明の光デ
ィスクは、繰り返しの再生によっても超解像効果が保持
されることが分かった。

【００６５】また、ガラス薄膜として表１中の他のガラ
ス膜のうち、実施例２で超解像効果の得られたものを用
いた場合でも、繰り返し再生に対して高い安定性を得る
ことができた。

【００６６】（実施例４）次に、ガラス薄膜の組成を検
討した。まず、ガラス膜中のＣｏ酸化物の含有量に着目
し、実施例２と同様のＲＡＭディスクを作製しＣｏ含有
量に対する出力の関係を調べた。マーク長は０.３μｍ
とした。また、レーザーパワーは２ｍＷとした。図１１
に、ＣｏＯ含有量に対する出力を示す。ＣｏＯ含有量が
上昇するに従って出力は増加しており、小さいマーク長
に対しても高い出力が得られることが分かった。すなわ
ち、ＣｏＯ含有量が上昇するに従って超解像効果が大き
くなっていることが分かった。また、ＣｏＯ含有量が２
０％以上では出力が５ｄＢ以上あり、信号として処理す
ることが可能であることが分かった。しかしＣｏＯ含有
量が２０％未満では、出力が５ｄＢ未満であり、信号と
して処理することが不可能であった。

【００６７】また、図７に示すＲＯＭディスクを作製
し、スペクトラムアナライザーによって高周波成分に対
する出力を評価したところ、ＣｏＯ含有量が２０％以上
ではより高周波成分まで読み取りが可能であったが、Ｃ
ｏＯ含有量が２０％未満では、ＣｏＯ含有の効果が顕著
には見られなかった。

【００６８】以上のことから、ＲＯＭ，ＲＡＭいずれの
場合でも、ＣｏＯの含有量は、２０重量％以上であるこ
とが望ましい。また、実施例１の検討から、ＣｏＯの含
有量は９１％以下であることが望ましい。

【００６９】さらに、ガラス膜中に含有させる元素につ
いて検討した。母ガラスは、ソーダライムガラスとし
た。遷移金属元素のうち、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ、および希土類元素のうち、Ｎ
ｄ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ
のうち少なくとも一元素の酸化物を含有させたガラスで
は、おのおのの元素に特有な吸収スペクトルを有してお
り、吸収の生ずる波長帯のレーザーを用いることによっ
て、実施例２と同様の超解像効果を得ることができた。

【００７０】以上のことから、遷移金属酸化物，希土類
酸化物のうち、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｎｄ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｔｍのうち少なくとも一元素を含有したガラ
ス薄膜を用いることにより超解像効果を持った光ディス
クを得ることができた。

【００７１】次に、母ガラス組成の検討を行った。これ
までの実施例では、ソーダライムガラスを用いたが、ホ
ウ素を含有したホウケイ酸ガラスを用いても同様な効果
を得ることができた。しかし、ＳｉＯ₂ 含有量が６重量
％未満では、ガラスとしての安定性が低く、遷移金属や
希土類元素の酸化物の含有によって結晶化したりした。
また、８０重量％を超える場合では、ガラスの構造中に
上記酸化物が含有されにくく、安定したガラスを得るこ
とが難しかった。以上のことから、ＳｉＯ₂ 含有量は６
重量％以上８０重量％以下であることが好ましい。

【００７２】また、ガラス中に含有されるアルカリ酸化
物の含有量が２０重量％を超える場合、ガラスの耐久性
が低くなり、安定したガラスを得ることが難しかった。
従ってアルカリ酸化物の含有量は２０重量％以下である
ことが望ましい。

【００７３】さらに、ガラス中のホウ素酸化物の含有量
は３０重量％を超えるとガラス構造中に遷移金属や希土
類元素の酸化物が含有されにくく、安定したガラスを得
ることが難しかった。従って、ホウ素酸化物の含有量は
３０重量％以下であることが好ましい。

【００７４】上記必須成分の他、ガラスを安定化させる
ための成分としてアルカリ土類酸化物やアルミナ，ジル
コニア等が含有されることが望ましい。

【００７５】（実施例５）次に、遷移金属元素を含有し
たガラス基板を作製し超解像効果を検討した。作製した
ＲＡＭディスクの断面を図１２に示す。図１２におい
て、１２はガラス基板、３は記録膜、４は反射膜、５，
５′は保護膜である。基板の厚みは０.６mmとし、その
上面にフォトレジストをマスクにした反応性イオンエッ
チングによりトラックを施した。また、図１３に、同様
な基板を用いて作製したＲＯＭディスクの断面の模式図
を示す。図１３において、１２はガラス基板、４は反射
膜、６は情報をもって書き込まれた記録マークである。
本実施例では、ガラス基板の母ガラスとしてソーダライ
ムガラスを用い、遷移金属酸化物としてＣｏＯを含有さ
せ、その含有量を０.０１〜３０重量％まで変化させて
実施例２と同様の評価法を用いて超解像効果を検討し
た。

【００７６】表２に作製したガラス基板の組成，ガラス
化の可否及び超解像効果の良否を示す。ガラス化の可否
では、結晶化せずガラスになった場合は○，結晶化，失
透した場合は×とした。また、超解像効果の良否では、
０.３μｍのマーク長及びスペース長での出力を示し
た。読み出しのレーザー波長は６８０ｎｍとした。

【００７７】

【表２】

【００７８】実施例Ｎo.１４〜１９，Ｎo.２１〜２３で
は、結晶化や失透が起こらず、安定なガラスを作製する
ことができた。一方、Ｎo.２０のガラスでは、ガラス流
し込み後に相分離が起こり、安定したガラスを得ること
ができなかった。以上のことから、ガラスに含有される
ＣｏＯ量は２９％以下であることが好ましい。なお、Ｎ
o.２１〜２３のガラスはＮo.１４〜１９のガラスのＣａ
Ｏに代えてＢ₂Ｏ₃を添加したものである。

【００７９】再生出力を見ると、ＣｏＯ含有量が０.１
０重量％以上では１０ｄＢ以上の出力が得られ、信号
を読み出すことが可能であった。一方、０.０５重量％
以下では出力が５ｄＢ以下と小さく、読み出しが不可能
であった。

【００８０】以上のことから、ＣｏＯ含有量は０.１０
重量％以上，２９重量％以下であることが好ましい。こ
の効果は、ＣａＯに代えてＢ₂Ｏ₃を添加したガラスでも
同様であった。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、大容量で、さらに繰り
返しの読み出し、書き込みに対して劣化が少ない情報記
録ディスクが提供できる。本発明は、通常の光ディスク
製造工程による製造により、大容量な光ディスクを提供
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で作製したＲＡＭディスクの断面の模式
図。

【図２】本発明で作製した模擬サンプルの断面の模式
図。

【図３】本発明で作製したガラス薄膜の透過率の波長依
存性。

【図４】本発明で作製したガラス薄膜のＣｏのＸＰＳ。

【図５】ＣｏＯ含有量に対する６８０ｎｍの光の透過
率。

【図６】ターゲット組成のガラス基板上に成膜したガラ
ス薄膜のＳＩＭＳ。

【図７】本発明で作製したＲＯＭディスクの断面の模式
図。

【図８】図７のＲＯＭディスクから得られた出力の読み
出し周波数依存性。

【図９】図１のＲＡＭディスクから得られた記録マーク
長に対する出力の変化。

【図１０】図１のＲＡＭディスクから得られた繰り返し
動作に対する出力依存性。

【図１１】図１のＲＡＭディスクのＣｏＯ含有量に対す
る読み出し出力の変化。

【図１２】本発明で作製したＲＡＭディスクの断面の模
式図。

【図１３】本発明で作製したＲＯＭディスクの断面の模
式図。

【図１４】本発明のガラス膜を形成した場合、及びしな
い場合のレーザービーム径の変化。

【図１５】本発明の光ディスクを用いる装置の構成図。

【符号の説明】

１…基板、２…ガラス薄膜、３…記録膜、４…反射膜、
５，５′…保護膜、６…ピット、１２…ガラス基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者滑川孝茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者鈴木康隆茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者高橋研茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者寺尾元康東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者新谷俊通東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 5D029 KA24 KA25 KA26 KC04 MA02 MA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を照射して情報を再生する光情報記録媒
体において、少なくとも基板と、該基板上に設けられた情報を記録す
る記録層と、該基板上に設けられた、照射された光の強度分布と透過
した光の強度分布が非線形に変化するガラス層とを備え
ることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】請求項１記載の記録層が、情報を記録した
ピットパターンであることを特徴とする光情報記録媒
体。
【請求項３】請求項１記載の記録層が、光エネルギーに
より情報が記録されることを特徴とする光情報記録媒
体。
【請求項４】少なくとも基板と、該基板上に設けられた情報を記録する記録層と、該記録層上に設けられた光を反射させる反射膜とを有
し、該基板は照射される光の強度の増加に対して光透過率が
非線形に増加するガラスであることを特徴とする光情報
記録媒体。
【請求項５】請求項１または４記載のガラスが、遷移金
属元素，希土類金属元素のうちの少なくとも一種以上を
含有するガラスであることを特徴とする光情報記録媒
体。
【請求項６】請求項５記載の遷移金属元素，希土類金属
元素は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｎ
ｄ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ
から選ばれる少なくとも一種以上の元素であることを特
徴とする光情報記録媒体。
【請求項７】請求項６記載の遷移金属元素，希土類金属
元素が、ガラスが膜である場合は、ガラス全体に対して酸化物換
算で２０重量％以上，９０重量％以下含有され、ガラスが基板である場合は、ガラス全体に対して酸化物
換算で０.１重量％以上，２９重量％以下含有されてい
ることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項８】請求項１記載のガラスが、酸化物換算でＳ
ｉＯ₂ ：６〜８０重量％，Ｒ₂Ｏ：０〜２０重量％（Ｒ
＝アルカリ金属元素），Ｂ₂Ｏ₃：０〜３０重量％，Ｃｏ
Ｏ：２０〜９０重量％含有することを特徴とする光情報
記録媒体。
【請求項９】請求項４記載のガラスが、コバルト酸化物
をＣｏＯ換算で０.１〜２９重量％含有するガラスであ
ることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項１０】情報を記録する記録層が形成された基板
と、該基板上に設けられた、照射される光の強度の増加に対
して光透過率が非線形に増加する超解像層とを備える情
報記録媒体であって、前記情報記録媒体の１０⁴ 回の繰り返し記録後の出力保
持率が９０％以上であることを特徴とする情報記録媒
体。
【請求項１１】基板と、該基板上に設けられた情報を記録する記録層とを備える
情報記録媒体であって、前記情報記録媒体は記録された信号の周波数８ＭＨｚに
おける出力低下が１ｋＨｚにおける出力の−３０ｄＢ以
内であり、かつ１０⁴ 回の繰り返し記録後の出力保持率
が９０％以上であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項１２】酸化物換算でＳｉＯ₂ ：６〜８０重量
％，Ｒ₂Ｏ：０〜２０重量％（Ｒ＝アルカリ金属元
素），Ｂ₂Ｏ₃：０〜３０重量％，ＣｏＯ：２０〜９０重
量％含有することを特徴とするガラス。
【請求項１３】コバルト酸化物をＣｏＯ換算で０.１〜
２９重量％含有することを特徴とするガラス薄膜。