JPH05234126A

JPH05234126A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH05234126A
Application number: JP4030918A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Taki; 和也滝; Hideo Maruyama; 英雄丸山; Riki Matsuda; 理樹松田; Yumiko Ohashi; 弓子大橋; Takuya Hamaguchi; 琢哉浜口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】基板に凹部が設けられていることにより、プ
ッシュプル信号およびプリフォーマット信号がそれぞれ
十分大きな強度で得られる光記録媒体を提供する。【構成】基板１２上に所定パターンで形成された案内
層１４と、光透過層１６と、光反射層２２とを備え、基
板１２にプリフォーマット信号を発生するための凹部２
４が設けられている。案内層１４と反射層２２によって
生じる回折光からプッシュプル信号を、また、凹部２４
と反射層２２によって生じる回折による反射光量の変化
でプリフォーマット信号を検出する。このため、光透過
層１６の膜厚および凹部２４の深さを制御することによ
り、トラッキングに必要なプッシュプル信号および、ア
クセス等に必要なプリフォーマット信号ともに十分大き
な強度で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光により情報の記録、
再生あるいは消去を行う光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クロストークを小さくするため金
属案内膜を用いて、トラッキングを行う光記録媒体１０
０は、図１４に示すようにガラス等の基板１０１上に、
タンタル等の金属からなる案内膜１０２、SiO₂等の誘電
体から成る誘電体層１０３、TbFeCo等の光磁気記録材料
から成る記録層１０４、SiO₂等の保護層１０５が積層さ
れており、案内膜１０２と記録層１０４とで生じる回折
を利用し、よく知られているプッシュプル法によりトラ
ッキングが行われる。このような光記録媒体１００で
は、図１５に示すように案内膜１０２を渦巻状あるいは
同心円状に一定の長さだけ連続的に除去することによ
り、記録領域１１０を形成し、案内膜１０２を所定のパ
ターンで除去することにより、セクタマーク等のプリフ
ォーマット信号を発生するピット１１２が形成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光記録媒体１００において、トラッキングを安定に
行うため、プッシュプル信号が最大強度で得られるよう
にするには、誘電体層１０３の膜厚をλ/(8n)とする必
要がある。ただし、nは誘電体層１０３の屈折率であ
る。一方、プリフォーマット信号が最大強度で得られる
ようにするには誘電体層１０３の膜厚をλ/(4n)とする
必要がある。すなわち、プッシュプル信号およびプリフ
ォーマット信号ともに最大となるような誘電体層１０３
の膜厚は存在しないため、誘電体層１０３の膜厚をλ/
(8n)とλ/(4n)の中間、例えばλ/(6n)に選んでいた。こ
のため、従来の光記録媒体ではプッシュプル信号および
プリフォーマット信号がそれぞれ十分な強度で得られな
いという問題があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、基板
上に所定パターンで形成された案内層と、光透過層と、
光反射層とを備え、光透過層および光反射層の少なくと
も一方に光記録層が含まれ、基板に凹部が設けられてい
ることにより、プッシュプル信号およびプリフォーマッ
ト信号がそれぞれ十分大きな強度で得られる光記録媒体
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光記録媒体では、基板上に所定パターンで形
成された案内層と、光透過層と、光反射層とを備え、光
透過層および光反射層の少なくとも一方に光記録層が含
まれ、基板に凹部が設けられている。また、凹部に所定
のパターンで形成された反射材が設けられていてもよ
い。また、基板が誘電体基材とその上に形成された誘電
体層から構成されていてもよい。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明の光記録媒体では、
案内層および光反射層によって反射される光の位相の差
がπ／２およびそれにπの整数倍を加えた値となるよう
に光透過層の膜厚を定めることにより、プッシュプル信
号強度が最大となる。さらに、プリフォーマット信号を
発生するため基板に設けられた凹部によって反射された
光の位相と、光反射層によって反射された光の位相の差
がπおよびそれに２πの整数倍を加えた値となるように
凹部の深さを定めることにより、プリフォーマット信号
強度も最大となる。また、凹部に所定のパターンで形成
された反射材を設けることによっても、プリフォーマッ
ト信号を発生させることができる。また、基板を誘電体
基材とその上に形成された誘電体層から構成することに
より、誘電体層における光の干渉を利用することにより
記録感度および再生特性を向上させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００８】本発明を好適に適用した光記録媒体１０で
は、図１のように、透明な基板１２の上に、案内層１４
および光透過層１６が形成されており、案内層１４はそ
の一部が所定の幅で同心円状あるいは渦巻状に沿って除
去されている。さらにその上に、記録膜１８、保護膜１
９および反射膜２０から成る光反射層２２が積層されて
いる。また、保護膜１９、記録膜１８、光透過層１６を
貫き、基板１２にセクターマーク等のプリフォーマット
信号を発生する凹部２４が設けられている。凹部２４は
基板１２側から見た平面図である図２のように案内層１
４が除去された部分２６の中央に位置するように形成さ
れている。凹部２４が設けられている部分２８が、セク
ターマークやアドレス等が記録されているインデックス
部、凹部２４が設けられていない部分３０が、データの
記録再生が行われるデータ部となる。このとき、データ
部において、トラックピッチw_Pと除去されずに残ってい
る案内層１４の幅w_Gの和が再生に用いられるレーザ光の
スポット径よりも等しいか大きい場合は、クロストーク
が小さくなり狭トラックピッチ化による高密度化が可能
となる。

【０００９】ここで、基板１２にはガラス等の透明な材
料が用いられる。また、案内層１４および反射膜２０に
は、アルミニウム、タンタル、金、銀、銅、チタン等の
金属や窒化チタン等の化合物が用いられる。光透過層１
６および保護膜１９にはSiO₂、SiAlON、SiN、AlN等の透
明酸化物、窒化物等が用いられる。記録膜１８にはTbFe
Co、GdTbFe等の希土類遷移金属合金等からなる光磁気記
録材料が用いられる。

【００１０】このような光記録媒体１０において、トラ
ッキングは案内層１４と記録膜１８における回折を利用
した、よく知られているプッシュプル法によって行われ
る。このとき、光透過層１６の屈折率をn₂、膜厚をd₂と
したとき、 d₂=λ/(8n₂) （１）とすることにより、基板１２側から照射され、案内層１
４により反射された光と、記録膜１８により反射され、
光透過層１６を往復した光との位相差が、π／２とな
り、プッシュプル信号強度が最大となる。

【００１１】また、プリフォーマット信号は、基板１２
に設けられた凹部２４と記録膜１８によって生じる回折
による反射光量の変化を検出することにより再生され
る。従って、基板１２の屈折率をn₁、凹部２４の深さを
d₁とすると、 (4π/λ)(n₁d₁+n₂d₂) = π （２）すなわち、凹部２４により反射された光と、記録膜１８
により反射された光との位相差がπとなるとき、プリフ
ォーマット信号強度は最大となる。このとき、（１）お
よび（２）式より凹部２４の深さは d₁=λ/(8n₁) （３）となる。

【００１２】このような光記録媒体１０は図３に示した
ような方法で製造される。すなわち、同図（ａ）のよう
に、基板１２の上に真空蒸着法、スパッタ法等のよく知
られた薄膜形成手段で案内層１４となる材料、例えばタ
ンタル、アルミニウム等の金属薄膜３２を形成する。そ
の上に、スピンコーティングによりポジ型フォトレジス
ト３４を塗布する。そして、第１のマスク４２を通して
紫外線で露光する。第１のマスク４２には、図４に示す
ように、例えば渦巻状のトラッキングパターン４４があ
らかじめ形成されている。

【００１３】また、第１のマスク４２の外周部には位置
合わせ用パターン４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄが形
成されている。露光後、現像すると、ポジ型フォトレジ
スト３４は紫外線が照射された部分は除去されるため、
図３（ｂ）のように、第１のマスク４２に形成されてい
るパターンと同一のパターンがフォトレジスト３４で形
成される。そこで、酸、アルカリ等の溶液によるエッチ
ングや、プラズマエッチング、イオンエッチング等によ
るドライエッチング等により、フォトレジストが除去さ
れた部分の金属薄膜３２をエッチングし、エッチング終
了後、溶剤等で残留しているフォトレジスト３４を除去
することにより同図（ｃ）のように、案内層１４が形成
される。

【００１４】次に、同図（ｄ）のように、SiAlON、SiN
等から成る光透過層１６、TbFeCo等の記録膜１８、SiAl
ON、SiN等から成る保護膜１９をスパッタ法等のよく知
られた薄膜形成手段で作製する。さらにその上に、スピ
ンコーティングによりネガ型フォトレジスト４０を塗布
し、第２のマスク３６を通して紫外線で露光する。第２
のマスク３６には、図５に示すように、プリフォーマッ
ト信号を示すパターン３７があらかじめ形成されてい
る。また、第２のマスク３６の外周部には第１のマスク
３６と同様に、位置合わせ用パターン３８ａ、３８ｂ、
３８ｃ、３８ｄも形成されている。

【００１５】露光後、現像すると、ネガ型フォトレジス
ト４０は紫外線が照射されなかった部分が除去されるた
め、図３（ｅ）のように、第２のマスク３６に形成され
ているパターンと同一のパターンがフォトレジスト４０
が除去された部分で形成される。そこで、酸、アルカリ
等の溶液によるエッチングや、プラズマエッチング、イ
オンエッチング等によるドライエッチング等により、フ
ォトレジストが除去された部分の保護膜１９、記録膜１
８、光透過層１６をエッチングし、さらに、基板１２も
所定の深さだけエッチングする。エッチング終了後、溶
剤等で残留しているフォトレジスト４０を除去すること
により同図（ｆ）のように、凹部２４が形成される。

【００１６】最後に、同図（ｇ）のように、金属膜２０
をスパッタ法等のよく知られた薄膜形成手段で作製する
ことにより、本実施例の光記録媒体１０が完成する。

【００１７】以上、本発明の一実施例を図１から図５に
基づいて詳細に説明したが、本発明は他の様態で実施す
ることができる。

【００１８】各層の材料については特に限定せず、基板
１２の材料としてガラスの代わりに、アクリル樹脂、ポ
リカーボネイト樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂
等を用いてもよい。

【００１９】また、記録膜１８もTbFeCo以外の希土類遷
移金属合金、PtCoやPdCoの多層膜、希土類鉄ガーネット
等の酸化物磁性体およびこれらを組み合わせた光磁気材
料だけでなく、Te、Bi等の穴開け型や、GeSbTe、TeO_x等
の相変化形材料、色素等の有機材料等を用いることがで
きる。

【００２０】また、案内層１４および反射膜２０は同一
の材料である必要はなく、またそれぞれの材料について
も金属である必要はなく、特に限定されない。

【００２１】また、記録膜１８、保護膜１９および反射
膜２０、案内層１４の膜厚については特に限定されな
い。

【００２２】また、案内層１４が薄い場合は、記録膜１
８に生じる凹凸も小さくなるため、記録膜１８の段差部
分からの劣化の抑制効果が大きくなる。

【００２３】また、光透過層１６、保護膜１９の材料は
特に限定されず、それらが複数の材料を用いた多層膜で
構成されていてもよい。また、光透過層１６の膜厚およ
び凹部２４の深さは（１）式および（２）式に限定され
るものではなく、プッシュプル信号およびプリフォーマ
ット信号がそれぞれ実用的に十分な強度で得られれば、
任意の値でよい。

【００２４】また、図１に示した実施例では、保護膜１
９、記録膜１８、光透過層１６もエッチングされている
が、必ずしもエッチングされている必要はなく、基板１
２が所定の深さだけエッチングされていればよい。例え
ば、図６のように、光透過層１６と基板１２をエッチン
グし、その上に、記録膜５０、保護膜５１を設けてもよ
い。このとき、記録膜５０、保護膜５１が光反射層２２
を構成する。もちろん、保護膜５１の上に反射膜を設け
てもよい。

【００２５】すなわち、光反射層２２は、必ずしも記録
膜１８、保護膜１９、反射膜２０から構成されている必
要はなく、図６のように記録膜５０、保護膜５１から構
成されていてもよい。また、保護膜も形成されていなく
てもよい。

【００２６】また、記録膜は光反射層に含まれている必
要はなく、図７のように、例えば、希土類鉄ガーネット
等の酸化物磁性体や、有機色素等から成る透光性の記録
材料を光透過層５３として用いてもよい。この光透過層
５３の上にはAl等の光反射層５４が設けられている。こ
の光透過層５３として用いられる記録膜は完全に透明で
ある必要はなく、トラッキングに用いるプッシュプル信
号およびプリフォーマット信号が得られれば、吸収があ
ってもよい。また、この記録膜の片側あるいは両側に保
護膜を設けてもよい。また、さらに、光反射層５４にも
記録膜を設けてもよい。これにより記録容量が増大す
る。

【００２７】また、図８のように光透過層５６としてス
ピンコーティング等で作製したSiO₂等を用い、その表面
を平坦としてもよい。この場合、記録膜１８に劣化の原
因となる断差が生じず、信頼性が向上する。

【００２８】また、基板１２は単一材料から構成されて
いる必要はなく、図９に示すようにガラス等の誘電体基
材６０およびSiO₂、SiN等の誘電体層６１から構成され
ていてもよい。このとき、凹部２４の深さは誘電体層６
１の膜厚で定まるため、エッチング深さの制御が容易に
なり、生産性が向上する。また、誘電体層６１および光
透過層１６として、誘電体基材６０よりも屈折率の高い
SiN等の材料を用いることにより、誘電体層６１および
光透過層１６における干渉を利用することができる。す
なわち、誘電体層６１および光透過層１６の膜厚の和を
そこを往復した光に生じる位相変化がπとなるようにす
ることにより、反射率が低下し、記録感度が向上する。
さらに、記録膜１８に光磁気記録材料を用いた場合はカ
ー効果エンハンスメントによりC/Nが向上する。

【００２９】また、凹部２４は必ずしもピット形状であ
る必要はなく、例えば、図１０に示すように連続的に凹
部６４を形成してもよい。すなわち、案内層１４を形成
する際、誘電体層６１も同一パターンで同時にエッチン
グし、その後、プリフォーマット信号を発生する反射材
６５を形成してもよい。反射材６５はタンタルやアルミ
ニウム等の金属等から成り、図５に示したようなマスク
と同様のマスクを用いて形成される。ただし、反射材６
５の幅を凹部６４の幅よりも大きくすることにより、マ
スクの位置合わせの誤差等により反射材６５の形成され
る位置がずれても、反射材６５の両端が案内層１４の上
にある限り、この反射材６５の位置ずれは基板１２側か
らの再生に影響を与えない。すなわち、マスクの位置合
わせが簡単になり、生産性が向上する。なお、誘電体層
６１を用いず、ガラス等の基板に直接連続的に凹部６４
を形成してもよく、やはり、生産性が向上する。

【００３０】また、案内層１４の除去パターンについて
も特に限定されず、図１１のようにある一定領域の案内
層１４をすべて除去し、ミラー部９０を形成してもよ
い。このミラー部９０においてプッシュプル信号が０と
なるように、トラッキングサーボ回路を調整することに
より、トラッキングオフセットを減少させることができ
る。また、図１２のように、案内層１４が除去されてい
ない部分を形成し、これをミラー部９１として用いても
よい。

【００３１】また、案内層１４の除去の幅およびトラッ
クピッチについても特に限定されない。例えば、外周ほ
どトラックピッチおよび、除去幅を狭くしてもよい。こ
れにより、さらに光記録媒体の密度を向上させることが
できる。

【００３２】また、第１および第２のマスク４２、３６
の形状や、プリフォーマットパターン３７、トラッキン
グパターン４４についても、特に限定されない。また、
位置合わせ用パターンの個数、位置、形状、配置につい
ても特に限定しない。例えば、図１３のようにマスク４
２、３６の内周部９５に位置合わせ用パターンを形成し
てもよい。すなわち、光記録媒体の記録エリアは通常デ
ィスクの外周に近い部分に設けられており、ディスクの
内周部は記録エリアとして用いられないため、モアレを
利用したもの等比較的大きなパターンも形成することが
できる。

【００３３】また、露光は必ずしもマスクで行う必要は
なく、従来のビデオディスク等の原盤を製造する場合と
同様にAr等のレーザにより、直接フォトレジストを露光
してもよい。

【００３４】また、本発明の光記録媒体の形状はディス
ク状である必要はなく、カード状等であってもよく、特
に限定されない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の光記録媒体では、基板上に所定パターンで形成さ
れた案内層と、光透過層と、光反射層とを備え、基板に
プリフォーマット信号を発生するための凹部が設けられ
ている。このため、光透過層の膜厚および凹部の深さを
制御することにより、トラッキングに必要なプッシュプ
ル信号および、アクセス等に必要なプリフォーマット信
号ともに十分大きな強度で得られるようにできる。

【００３６】なお、凹部に所定のパターンで形成された
反射材を設けることにより生産性が向上する。また、基
板を誘電体基材とその上に形成された誘電体層から構成
することにより記録感度および再生特性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光記録媒体の要部断面
図である。

【図２】本発明の一実施例である光記録媒体の一部を基
板側からみた平面図である。

【図３】（ａ）から（ｇ）は本発明の光記録媒体の製造
方法を示す説明図である。

【図４】本発明の実施に用いられるトラッキングパター
ンの形成された露光用マスクを示す平面図である。

【図５】本発明の実施に用いられるプリフォーマットパ
ターンの形成された露光用マスクを示す平面図である。

【図６】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部断
面図である。

【図７】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部断
面図である。

【図８】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部断
面図である。

【図９】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部断
面図である。

【図１０】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部
断面図である。

【図１１】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部
平面図である。

【図１２】本発明の光記録媒体の他の実施例を示す要部
平面図である。

【図１３】本発明の実施に用いられるマスクの他の実施
例を示す平面図である。

【図１４】従来の光記録媒体を示す要部断面図である。

【図１５】従来の光記録媒体の一部を基板側からみた平
面図である。

【符号の説明】

１０光記録媒体１２基板１４案内層１６光透過層１８記録膜２２光反射層２４凹部

フロントページの続き (72)発明者大橋弓子名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者浜口琢哉名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に所定パターンで形成された案内
層と、光透過層と、光反射層とを備え、前記光透過層お
よび前記光反射層の少なくとも一方に光記録膜が含ま
れ、前記基板に凹部が設けられていることを特徴とする
光記録媒体。
【請求項２】請求項１に記載の光記録媒体において、
前記凹部に所定のパターンで形成された反射材が設けら
れていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】請求項１に記載の光記録媒体において、
前記基板が誘電体基材とその上に形成された誘電体層か
ら成ることを特徴とする光記録媒体。