JPH11273149A - 光ディスク - Google Patents
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- JPH11273149A JPH11273149A JP10071982A JP7198298A JPH11273149A JP H11273149 A JPH11273149 A JP H11273149A JP 10071982 A JP10071982 A JP 10071982A JP 7198298 A JP7198298 A JP 7198298A JP H11273149 A JPH11273149 A JP H11273149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短波長の光で狭ピッチに記録し、長波長の光
で読み出すことができる光ディスクを提供する。 【解決手段】 ２つ以上の異なる波長で動作する光ディ
スクであって、短波長対応のトラックピッチでトラック
が形成されたディスク基板（１）と、光照射により透過
率が変化する超解像膜（２）と、記録層（４）とを有
し、超解像膜（２）が長波長の光照射により透過率が変
化するものである。
で読み出すことができる光ディスクを提供する。 【解決手段】 ２つ以上の異なる波長で動作する光ディ
スクであって、短波長対応のトラックピッチでトラック
が形成されたディスク基板（１）と、光照射により透過
率が変化する超解像膜（２）と、記録層（４）とを有
し、超解像膜（２）が長波長の光照射により透過率が変
化するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は短波長および長波長
の２つの異なる波長で動作する光ディスクに関する。
の２つの異なる波長で動作する光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ビームの照射により情報の再生または
記録・再生を行う光ディスクメモリーは、大容量性、高
速アクセス性、媒体可搬性を兼ね備えた記憶媒体として
音声、画像、計算機データなど各種ファイルに実用化さ
れており、今後もその発展が期待されている。光ディス
クの高密度化技術としては、原盤カッティング用ガスレ
ーザーの短波長化、動作光源である半導体レーザーの短
波長化、対物レンズの高開口数化、光ディスクの薄板化
が考えられている。さらに記録可能な光ディスクにおい
ては、マーク長記録、ランド・グルーブ記録など種々の
アプローチがある。
記録・再生を行う光ディスクメモリーは、大容量性、高
速アクセス性、媒体可搬性を兼ね備えた記憶媒体として
音声、画像、計算機データなど各種ファイルに実用化さ
れており、今後もその発展が期待されている。光ディス
クの高密度化技術としては、原盤カッティング用ガスレ
ーザーの短波長化、動作光源である半導体レーザーの短
波長化、対物レンズの高開口数化、光ディスクの薄板化
が考えられている。さらに記録可能な光ディスクにおい
ては、マーク長記録、ランド・グルーブ記録など種々の
アプローチがある。
【０００３】また、光ディスクの高密度化の効果が大き
い技術として、媒体膜を利用する超解像再生技術が提案
されている。超解像再生技術は、当初、光磁気ディスク
特有の技術として提案された。その後、ＲＯＭディスク
でも、記録層に対して再生ビームの入射側に再生ビーム
の照射により透過率が変化する超解像膜を設けて超解像
再生する試みが報告されている。このように、超解像再
生技術は光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、Ｗ
ＯＲＭ、相変化光ディスクなど全ての光ディスクに適用
可能なことが明らかになった。
い技術として、媒体膜を利用する超解像再生技術が提案
されている。超解像再生技術は、当初、光磁気ディスク
特有の技術として提案された。その後、ＲＯＭディスク
でも、記録層に対して再生ビームの入射側に再生ビーム
の照射により透過率が変化する超解像膜を設けて超解像
再生する試みが報告されている。このように、超解像再
生技術は光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、Ｗ
ＯＲＭ、相変化光ディスクなど全ての光ディスクに適用
可能なことが明らかになった。
【０００４】超解像再生技術は、ヒートモード方式とフ
ォトンモード方式に大別される。従来提案されている超
解像膜の例について説明する。ヒートモード方式では、
超解像膜として相変化材料を用い、再生ビームの照射に
よって超解像膜を加熱して相変化を起こし、再生ビーム
スポットよりも小さい光学開口を形成する。この光学開
口の形状は、超解像膜の等温線に従う。この光学開口の
サイズは、環境温度の影響により変動しやすいため、光
ディスクの線速に合わせて厳密に熱制御することが必要
になる。また、ヒートモード方式の超解像膜は、再生時
および記録時の熱疲労により、十分な繰り返し安定性を
得るのが困難である。
ォトンモード方式に大別される。従来提案されている超
解像膜の例について説明する。ヒートモード方式では、
超解像膜として相変化材料を用い、再生ビームの照射に
よって超解像膜を加熱して相変化を起こし、再生ビーム
スポットよりも小さい光学開口を形成する。この光学開
口の形状は、超解像膜の等温線に従う。この光学開口の
サイズは、環境温度の影響により変動しやすいため、光
ディスクの線速に合わせて厳密に熱制御することが必要
になる。また、ヒートモード方式の超解像膜は、再生時
および記録時の熱疲労により、十分な繰り返し安定性を
得るのが困難である。
【０００５】フォトンモード方式では、超解像膜として
フォトクロミック材料を用い、再生ビームの照射による
発色または消色を利用して光学マスクまたは光学開口を
形成する。フォトクロミック材料は、光照射により電子
が基底準位から寿命の短い励起準位へ励起し、さらに電
子が励起準位から寿命の非常に長い準安定励起準位へ遷
移して捕捉されることにより、光吸収特性の変化を生じ
る。したがって、繰り返して再生するには、準安定励起
準位に捕捉された電子を基底準位へ脱励起して光学開口
を閉じる必要がある。しかし、脱励起のために補助ビー
ムを照射するため、２ビーム動作となり、高速応答には
不利である。また、フォトクロミック材料では、原子移
動または分子の結合の変化を伴う複雑な過程を経て透過
率変化が生じるので、繰り返し安定性は１万回程度が限
界である。
フォトクロミック材料を用い、再生ビームの照射による
発色または消色を利用して光学マスクまたは光学開口を
形成する。フォトクロミック材料は、光照射により電子
が基底準位から寿命の短い励起準位へ励起し、さらに電
子が励起準位から寿命の非常に長い準安定励起準位へ遷
移して捕捉されることにより、光吸収特性の変化を生じ
る。したがって、繰り返して再生するには、準安定励起
準位に捕捉された電子を基底準位へ脱励起して光学開口
を閉じる必要がある。しかし、脱励起のために補助ビー
ムを照射するため、２ビーム動作となり、高速応答には
不利である。また、フォトクロミック材料では、原子移
動または分子の結合の変化を伴う複雑な過程を経て透過
率変化が生じるので、繰り返し安定性は１万回程度が限
界である。
【０００６】以上のように、光ディスクの超解像再生を
実現するためには、実用的な再生パワーで超解像膜の透
過率変化が起こり、その変化量が大きく、再生ビームス
ポットの通過時間程度の短時間で高速に光学開口を形成
でき、繰り返し再生に対して安定な超解像膜が要求され
る。
実現するためには、実用的な再生パワーで超解像膜の透
過率変化が起こり、その変化量が大きく、再生ビームス
ポットの通過時間程度の短時間で高速に光学開口を形成
でき、繰り返し再生に対して安定な超解像膜が要求され
る。
【０００７】また、光ディスクの高密度化には動作波長
の短波長化が不可欠になる。これは、動作光源である半
導体レーザーを短波長化することにより、記録ビームの
スポットサイズが小さくなり、狭ピッチで記録マーク列
を形成できるためである。例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤ−ＲＡＭは、現状では約６４０ｎｍの波長の半導体
レーザーを用いて記録、再生、消去を行っている。しか
し、将来的にさらなる高密度化を図るためには、波長４
１０ｎｍの青色半導体レーザーが使用される可能性が高
い。
の短波長化が不可欠になる。これは、動作光源である半
導体レーザーを短波長化することにより、記録ビームの
スポットサイズが小さくなり、狭ピッチで記録マーク列
を形成できるためである。例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤ−ＲＡＭは、現状では約６４０ｎｍの波長の半導体
レーザーを用いて記録、再生、消去を行っている。しか
し、将来的にさらなる高密度化を図るためには、波長４
１０ｎｍの青色半導体レーザーが使用される可能性が高
い。
【０００８】光源波長が４１０ｎｍである将来の光ディ
スクドライブで光ディスクに狭ピッチの記録マーク列を
記録し、この光ディスクを光源波長が６４０ｎｍである
現状の光ディスクドライブで再生する場合を考える。こ
の場合、狭ピッチのマーク列に対してスポットサイズの
大きい再生ビームが照射されるため、符号間干渉が大き
くなり、十分な再生信号強度を得ることが困難である。
スクドライブで光ディスクに狭ピッチの記録マーク列を
記録し、この光ディスクを光源波長が６４０ｎｍである
現状の光ディスクドライブで再生する場合を考える。こ
の場合、狭ピッチのマーク列に対してスポットサイズの
大きい再生ビームが照射されるため、符号間干渉が大き
くなり、十分な再生信号強度を得ることが困難である。
【０００９】したがって、複数の波長で動作する光ディ
スクを実現するために、光ディスクを短波長の光で記録
できるように調整したとしても、長波長の光で十分な再
生信号が得られるようにしようとすると、短波長の光で
本来実現できるマークピッチよりも広いマークピッチで
記録しなければならず、記録密度が制限されるという問
題がある。このように、複数の波長に対して互換性のあ
る光ディスクを提供することは困難である。
スクを実現するために、光ディスクを短波長の光で記録
できるように調整したとしても、長波長の光で十分な再
生信号が得られるようにしようとすると、短波長の光で
本来実現できるマークピッチよりも広いマークピッチで
記録しなければならず、記録密度が制限されるという問
題がある。このように、複数の波長に対して互換性のあ
る光ディスクを提供することは困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、短波
長の光で狭ピッチに記録し、長波長の光で読み出すこと
ができる光ディスクを提供することにある。
長の光で狭ピッチに記録し、長波長の光で読み出すこと
ができる光ディスクを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクは、
２つ以上の異なる波長で動作する光ディスクであって、
短波長対応のトラックピッチでトラックが形成されたデ
ィスク基板と、光照射により透過率が変化する超解像膜
と、記録層とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射に
より透過率が変化することを特徴とする。
２つ以上の異なる波長で動作する光ディスクであって、
短波長対応のトラックピッチでトラックが形成されたデ
ィスク基板と、光照射により透過率が変化する超解像膜
と、記録層とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射に
より透過率が変化することを特徴とする。
【００１２】本発明の他の光ディスクは、２つ以上の異
なる波長で動作する光ディスクであって、短波長対応の
トラックピッチでトラックが形成されたディスク基板
と、光照射により透過率が変化する超解像膜と、記録層
とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射および短波長
の光照射によりそれぞれ透過率が変化することを特徴と
する。
なる波長で動作する光ディスクであって、短波長対応の
トラックピッチでトラックが形成されたディスク基板
と、光照射により透過率が変化する超解像膜と、記録層
とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射および短波長
の光照射によりそれぞれ透過率が変化することを特徴と
する。
【００１３】本発明のさらに他の光ディスクは、２つ以
上の異なる波長で動作する光ディスクであって、短波長
対応のトラックピッチでトラックが形成されたディスク
基板と、光照射により透過率が変化する超解像膜と、記
録層とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射により透
過率が変化する超解像膜と短波長の光照射により透過率
が変化する超解像膜との積層構造を有することを特徴と
する。
上の異なる波長で動作する光ディスクであって、短波長
対応のトラックピッチでトラックが形成されたディスク
基板と、光照射により透過率が変化する超解像膜と、記
録層とを有し、前記超解像膜が長波長の光照射により透
過率が変化する超解像膜と短波長の光照射により透過率
が変化する超解像膜との積層構造を有することを特徴と
する。
【００１４】また、超解像膜においては、長波長の光照
射により透過率が変化する領域が、短波長の光照射によ
り透過率が変化する領域よりも狭いことが好ましい。こ
こで、透過率が変化する領域とは、初期透過率より透過
率が高くなる領域、換言すると、照射フォトン数に伴う
透過率の増加においてしきい値より大きな照射フォトン
数に対応する領域（光学開口の大きさ）をいう。
射により透過率が変化する領域が、短波長の光照射によ
り透過率が変化する領域よりも狭いことが好ましい。こ
こで、透過率が変化する領域とは、初期透過率より透過
率が高くなる領域、換言すると、照射フォトン数に伴う
透過率の増加においてしきい値より大きな照射フォトン
数に対応する領域（光学開口の大きさ）をいう。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。図１に、本発明に係る光ディスクの一例の断面図
を示す。図の光ディスクは、ディスク基板１上に、超解
像膜２、第１干渉層３、記録層４、第２干渉層５および
反射層６が形成された構造を有する。再生ビームは基板
１側から、超解像膜２および第１干渉層３を通して記録
層４に入射する。このように、超解像膜２は記録層４に
対して再生ビームが入射する側に形成される。記録層４
からの反射光は光検出器により検出され、この光検出器
の出力信号が処理されて再生信号が生成される。なお、
図１では超解像膜２は１層であるが、後述するように積
層構造の超解像膜を用いてもよい。
する。図１に、本発明に係る光ディスクの一例の断面図
を示す。図の光ディスクは、ディスク基板１上に、超解
像膜２、第１干渉層３、記録層４、第２干渉層５および
反射層６が形成された構造を有する。再生ビームは基板
１側から、超解像膜２および第１干渉層３を通して記録
層４に入射する。このように、超解像膜２は記録層４に
対して再生ビームが入射する側に形成される。記録層４
からの反射光は光検出器により検出され、この光検出器
の出力信号が処理されて再生信号が生成される。なお、
図１では超解像膜２は１層であるが、後述するように積
層構造の超解像膜を用いてもよい。
【００１６】図２に、超解像膜の透過率（Ｔ）の照射フ
ォトン数（Ｎ）依存性を示す。図２は、超解像膜２が照
射フォトン数Ｎp をしきい値として透過率が急峻に変わ
ることを示しており、Ｎp 以下のフォトン数では光の透
過率が低く、Ｎp 以上のフォトン数では透過率が高い。
本発明に係る超解像膜は長波長の再生ビームに対して図
２の透過率特性を示す。また、本発明に係る超解像膜は
長波長の再生ビームだけでなく、短波長の再生ビームに
対しても、図２の透過率特性を示すものであってもよ
い。なお、超解像膜がヒートモード系の材料である場合
には、図２の横軸が膜温度となる。
ォトン数（Ｎ）依存性を示す。図２は、超解像膜２が照
射フォトン数Ｎp をしきい値として透過率が急峻に変わ
ることを示しており、Ｎp 以下のフォトン数では光の透
過率が低く、Ｎp 以上のフォトン数では透過率が高い。
本発明に係る超解像膜は長波長の再生ビームに対して図
２の透過率特性を示す。また、本発明に係る超解像膜は
長波長の再生ビームだけでなく、短波長の再生ビームに
対しても、図２の透過率特性を示すものであってもよ
い。なお、超解像膜がヒートモード系の材料である場合
には、図２の横軸が膜温度となる。
【００１７】図３に、図２の特性を示す超解像膜を有す
る図１の光ディスクを再生するときの、記録マーク列、
再生ビームスポット、光学開口の関係を示す。図３にお
いて、ＴＲは記録トラックを意味し、ＴＲi は再生を行
っているトラック、ＴＲi-1、ＴＲi+1 は隣接トラック
である。Ｓは再生ビームスポットのｅ-2径を示し、Ｍは
記録層に形成された記録マークを示す。本発明に用いら
れる光ディスクは、短波長のレーザービームによる記録
・再生に対応してトラックピッチが狭くなっている。ま
た、短波長の記録ビームにより記録マーク列も狭ピッチ
で形成される。このため、図３に示されるように、長波
長の再生ビームを照射すると、スポット径の中に、２個
以上の記録マークが存在している。したがって、超解像
膜を設けていない光ディスクでは、符号間干渉が大きく
マークを個別に識別できない。
る図１の光ディスクを再生するときの、記録マーク列、
再生ビームスポット、光学開口の関係を示す。図３にお
いて、ＴＲは記録トラックを意味し、ＴＲi は再生を行
っているトラック、ＴＲi-1、ＴＲi+1 は隣接トラック
である。Ｓは再生ビームスポットのｅ-2径を示し、Ｍは
記録層に形成された記録マークを示す。本発明に用いら
れる光ディスクは、短波長のレーザービームによる記録
・再生に対応してトラックピッチが狭くなっている。ま
た、短波長の記録ビームにより記録マーク列も狭ピッチ
で形成される。このため、図３に示されるように、長波
長の再生ビームを照射すると、スポット径の中に、２個
以上の記録マークが存在している。したがって、超解像
膜を設けていない光ディスクでは、符号間干渉が大きく
マークを個別に識別できない。
【００１８】本発明の超解像膜を設けた場合、長波長の
再生ビームのパワーを適切に設定すれば、入射フォトン
数の多い領域のみで透過率が高くなる。この入射フォト
ン数は、再生ビームスポットに対するディスクの移動時
間にわたって積分したフォトン数である。図３では、領
域Ａで透過率が高くなっている。領域Ａ以外の領域で
は、実質的に光が透過しない。再生信号に寄与するの
は、再生ビームスポットＳと領域Ａとが重なる部分の記
録層である。したがって、本発明では、超解像膜を設け
ていない光ディスクでは識別不能な、短波長の記録ビー
ムで記録された高密度の記録マークであっても、容易に
識別できる。また、従来の光ディスクでは隣接トラック
上の記録マークＭi-1 およびＭi+1 とのクロストークも
生じるが、本発明では隣接トラック上の記録マークＭ
i-1 およびＭi+1 とのクロストークも生じない。
再生ビームのパワーを適切に設定すれば、入射フォトン
数の多い領域のみで透過率が高くなる。この入射フォト
ン数は、再生ビームスポットに対するディスクの移動時
間にわたって積分したフォトン数である。図３では、領
域Ａで透過率が高くなっている。領域Ａ以外の領域で
は、実質的に光が透過しない。再生信号に寄与するの
は、再生ビームスポットＳと領域Ａとが重なる部分の記
録層である。したがって、本発明では、超解像膜を設け
ていない光ディスクでは識別不能な、短波長の記録ビー
ムで記録された高密度の記録マークであっても、容易に
識別できる。また、従来の光ディスクでは隣接トラック
上の記録マークＭi-1 およびＭi+1 とのクロストークも
生じるが、本発明では隣接トラック上の記録マークＭ
i-1 およびＭi+1 とのクロストークも生じない。
【００１９】また、超解像膜として、長波長の光照射お
よび短波長の光照射によりそれぞれ透過率が変化するも
のを用いた場合、または長波長の光照射により透過率が
変化する超解像膜と短波長の光照射により透過率が変化
する超解像膜との積層構造を有するものを用いた場合に
は、短波長でも超解像再生が可能になる。
よび短波長の光照射によりそれぞれ透過率が変化するも
のを用いた場合、または長波長の光照射により透過率が
変化する超解像膜と短波長の光照射により透過率が変化
する超解像膜との積層構造を有するものを用いた場合に
は、短波長でも超解像再生が可能になる。
【００２０】図３では、光照射後から透過率が変化する
まで、ある程度の応答速度があるために、光スポットが
通過した後に光学開口が形成されている状態を示してい
るが、応答速度が非常に速い場合は、光スポット内に光
学開口が形成される。
まで、ある程度の応答速度があるために、光スポットが
通過した後に光学開口が形成されている状態を示してい
るが、応答速度が非常に速い場合は、光スポット内に光
学開口が形成される。
【００２１】超解像膜の材料としては、相変化材料、熱
退色性色素などのヒートモード系材料、またはフォトク
ロミック材料、フォトブリーチング材料、半導体膜もし
くは半導体微粒子分散膜などのフォトンモード系材料か
ら適当に選択して用いることができる。
退色性色素などのヒートモード系材料、またはフォトク
ロミック材料、フォトブリーチング材料、半導体膜もし
くは半導体微粒子分散膜などのフォトンモード系材料か
ら適当に選択して用いることができる。
【００２２】相変化材料は、結晶質と非晶質とで光に対
する透過率が変化するものであり、例えばカルコゲン系
のＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどが挙げられる。
フォトクロミック材料としては、ピロベンゾピラン系分
子、フルギド系分子、ジアリールエテン系分子、シクロ
ファン系分子、アゾベンゼンなどが挙げられる。
する透過率が変化するものであり、例えばカルコゲン系
のＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどが挙げられる。
フォトクロミック材料としては、ピロベンゾピラン系分
子、フルギド系分子、ジアリールエテン系分子、シクロ
ファン系分子、アゾベンゼンなどが挙げられる。
【００２３】本発明においては、特に半導体微粒子分散
膜からなる超解像膜を用い、吸収飽和現象による透過率
変化を利用することが好ましい。吸収飽和とは、半導体
に光を照射したときに、基底状態にある電子が励起状態
に遷移して保持され、基底状態にある電子が減少する結
果、半導体がもはや光を吸収しなくなる現象をいう。半
導体は、吸収飽和して光を吸収しなくなると、透過率が
上がる。本発明の超解像膜を有する光ディスクに再生ビ
ームを照射すると、再生ビームスポット内のフォトン数
の多い領域すなわち中央部に対応して、超解像膜に吸収
飽和が起こり、再生ビームスポットよりも小さい光学開
口が形成される。この光学開口を通して記録層の記録マ
ークを検出することにより、超解像再生を実施できる。
膜からなる超解像膜を用い、吸収飽和現象による透過率
変化を利用することが好ましい。吸収飽和とは、半導体
に光を照射したときに、基底状態にある電子が励起状態
に遷移して保持され、基底状態にある電子が減少する結
果、半導体がもはや光を吸収しなくなる現象をいう。半
導体は、吸収飽和して光を吸収しなくなると、透過率が
上がる。本発明の超解像膜を有する光ディスクに再生ビ
ームを照射すると、再生ビームスポット内のフォトン数
の多い領域すなわち中央部に対応して、超解像膜に吸収
飽和が起こり、再生ビームスポットよりも小さい光学開
口が形成される。この光学開口を通して記録層の記録マ
ークを検出することにより、超解像再生を実施できる。
【００２４】本発明に係る超解像膜は、半導体中の電子
が基底準位から上準位へと遷移して吸収飽和することを
利用するので、半導体の選択基準の１つとして、エネル
ギーギャップ（禁制帯幅）が再生ビームのエネルギーに
ほぼ相当することが挙げられる。励起に関与する２つの
準位は、価電子帯、禁制帯中の不純物準位、励起子準
位、伝導帯から選択される。超解像膜として半導体微粒
子分散膜を用いる場合には、長波長（または長波長およ
び短波長）の動作波長に応じて、適切な半導体材料を選
択するとともに半導体微粒子の粒径および体積含有率を
調整することによりエネルギーギャップを適切に調整す
ることができる。
が基底準位から上準位へと遷移して吸収飽和することを
利用するので、半導体の選択基準の１つとして、エネル
ギーギャップ（禁制帯幅）が再生ビームのエネルギーに
ほぼ相当することが挙げられる。励起に関与する２つの
準位は、価電子帯、禁制帯中の不純物準位、励起子準
位、伝導帯から選択される。超解像膜として半導体微粒
子分散膜を用いる場合には、長波長（または長波長およ
び短波長）の動作波長に応じて、適切な半導体材料を選
択するとともに半導体微粒子の粒径および体積含有率を
調整することによりエネルギーギャップを適切に調整す
ることができる。
【００２５】なお、フタロシアニンなどの有機色素にお
ける吸収飽和を利用しても、半導体微粒子分散膜と同様
に超解像膜動作を行うことができる。本発明の光ディス
クでは、干渉層の材料、記録層の材料、反射層の材料は
特に限定されない。干渉層の材料としては、ＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ−ＳｉＯ2
などの透明誘電体を用いることができる。記録層の材料
としては、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、Ｐｔ／Ｃｏ、
ＭｎＢｉ、ガーネット、フェライトなどの光磁気材料、
ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどに代表される相変
化材料、フォトクロミック材料に代表されるフォトンモ
ード記録材料などを用いることができる。反射層の材料
としてはＡｌ合金、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇなどに代表される
高反射率の金属材料を用いることが可能である。本発明
は光磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶ
Ｄ−ＲＷ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＷＯ
ＲＭなどに適用できる。
ける吸収飽和を利用しても、半導体微粒子分散膜と同様
に超解像膜動作を行うことができる。本発明の光ディス
クでは、干渉層の材料、記録層の材料、反射層の材料は
特に限定されない。干渉層の材料としては、ＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ−ＳｉＯ2
などの透明誘電体を用いることができる。記録層の材料
としては、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、Ｐｔ／Ｃｏ、
ＭｎＢｉ、ガーネット、フェライトなどの光磁気材料、
ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどに代表される相変
化材料、フォトクロミック材料に代表されるフォトンモ
ード記録材料などを用いることができる。反射層の材料
としてはＡｌ合金、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇなどに代表される
高反射率の金属材料を用いることが可能である。本発明
は光磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶ
Ｄ−ＲＷ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＷＯ
ＲＭなどに適用できる。
【００２６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 実施例１ ガラス基板上に超解像膜のみを成膜してその性質を調べ
た。超解像膜としてＣｄＴｅ微粒子をＳｉＯ2 母材に分
散させた半導体微粒子分散膜を使用した。マグネトロン
スパッタ装置にガラス基板、ＣｄＴｅターゲット、Ｓｉ
Ｏ2 ターゲットを装着し、２元同時スパッタ時にＣｄＴ
ｅターゲット、ＳｉＯ2 ターゲットに投入するＲＦ電力
比を変えて、膜中のＣｄＴｅ微粒子の粒径、体積含有率
を変化させて、ＣｄＴｅ微粒子分散膜を成膜した。Ｃｄ
Ｔｅ体積含有率を２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００
ｖｏｌ％と変化させた粒径５ｎｍの微粒子分散膜を５０
ｎｍの厚さに形成した。ただし、体積含有率１００ｖｏ
ｌ％はＣｄＴｅ連続膜を意味する。
する。 実施例１ ガラス基板上に超解像膜のみを成膜してその性質を調べ
た。超解像膜としてＣｄＴｅ微粒子をＳｉＯ2 母材に分
散させた半導体微粒子分散膜を使用した。マグネトロン
スパッタ装置にガラス基板、ＣｄＴｅターゲット、Ｓｉ
Ｏ2 ターゲットを装着し、２元同時スパッタ時にＣｄＴ
ｅターゲット、ＳｉＯ2 ターゲットに投入するＲＦ電力
比を変えて、膜中のＣｄＴｅ微粒子の粒径、体積含有率
を変化させて、ＣｄＴｅ微粒子分散膜を成膜した。Ｃｄ
Ｔｅ体積含有率を２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００
ｖｏｌ％と変化させた粒径５ｎｍの微粒子分散膜を５０
ｎｍの厚さに形成した。ただし、体積含有率１００ｖｏ
ｌ％はＣｄＴｅ連続膜を意味する。
【００２７】図４に、これらの膜について、透過率
（Ｔ）の波長（λ）依存性を調べた結果を示す。ＣｄＴ
ｅの体積含有率が１００ｖｏｌ％の連続膜は禁制帯幅Ｅ
ｇ（約１．５ｅＶ）に相当する波長（約８２０ｎｍ）で
透過率が急激に変化している。ＣｄＴｅの体積含有率が
２０ｖｏｌ％および５０ｖｏｌ％の分散膜では、それぞ
れ約６５０ｎｍおよび約７００ｎｍの波長で透過率が急
激に変化している。これは、微粒子化により禁制帯幅Ｅ
ｇが大きくなったためである。また、７００ｎｍよりも
短い波長領域での透過率は、ＣｄＴｅの体積含有率が小
さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜よりも
高くなっている。
（Ｔ）の波長（λ）依存性を調べた結果を示す。ＣｄＴ
ｅの体積含有率が１００ｖｏｌ％の連続膜は禁制帯幅Ｅ
ｇ（約１．５ｅＶ）に相当する波長（約８２０ｎｍ）で
透過率が急激に変化している。ＣｄＴｅの体積含有率が
２０ｖｏｌ％および５０ｖｏｌ％の分散膜では、それぞ
れ約６５０ｎｍおよび約７００ｎｍの波長で透過率が急
激に変化している。これは、微粒子化により禁制帯幅Ｅ
ｇが大きくなったためである。また、７００ｎｍよりも
短い波長領域での透過率は、ＣｄＴｅの体積含有率が小
さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜よりも
高くなっている。
【００２８】次に、ＣｄＴｅ微粒子の体積含有率を５０
ｖｏｌ％とし、ＣｄＴｅ微粒子の粒径を２ｎｍ、５ｎ
ｍ、１０ｎｍと変化させた膜を５０ｎｍの厚さに形成
し、同様に透過率の波長依存性を調べた。その結果、粒
径が２ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍの順で透過率が急激に変
化する波長が６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７９０ｎｍと長
波長側にシフトした。これは、粒径が小さいほどサイズ
効果により禁制帯幅Ｅｇが大きくなるためである。
ｖｏｌ％とし、ＣｄＴｅ微粒子の粒径を２ｎｍ、５ｎ
ｍ、１０ｎｍと変化させた膜を５０ｎｍの厚さに形成
し、同様に透過率の波長依存性を調べた。その結果、粒
径が２ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍの順で透過率が急激に変
化する波長が６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７９０ｎｍと長
波長側にシフトした。これは、粒径が小さいほどサイズ
効果により禁制帯幅Ｅｇが大きくなるためである。
【００２９】ガラス基板上に成膜した粒径２ｎｍ、体積
含有率２０％のＣｄＴｅ微粒子分散膜に対し、波長６５
０ｎｍの半導体レーザーを光源として１５ｍＷまでのパ
ワーの光を照射して透過率を調べた。図５に、透過率
（Ｔ）の光パワー（Ｐ）依存性を示す。透過率は、２ｍ
Ｗ以下のパワーでは約３０％であるが、２．５ｍＷで約
６０％、３ｍＷ以上ではほぼ１００％になることがわか
る。これは、３ｍＷ以上のパワーで波長６５０ｎｍの光
の吸収が飽和することを示している。
含有率２０％のＣｄＴｅ微粒子分散膜に対し、波長６５
０ｎｍの半導体レーザーを光源として１５ｍＷまでのパ
ワーの光を照射して透過率を調べた。図５に、透過率
（Ｔ）の光パワー（Ｐ）依存性を示す。透過率は、２ｍ
Ｗ以下のパワーでは約３０％であるが、２．５ｍＷで約
６０％、３ｍＷ以上ではほぼ１００％になることがわか
る。これは、３ｍＷ以上のパワーで波長６５０ｎｍの光
の吸収が飽和することを示している。
【００３０】さらに、この膜について、吸収が十分に飽
和する強度のポンプ光を用いてポンプ・プローブ法によ
る時間分解測定を行ったところ、ポンプ光照射後に透過
率が立ち上がるまでの時間は数ｎｓ、透過率がポンプ光
照射前のレベルに戻るまでの時間は３０ｎｓであった。
和する強度のポンプ光を用いてポンプ・プローブ法によ
る時間分解測定を行ったところ、ポンプ光照射後に透過
率が立ち上がるまでの時間は数ｎｓ、透過率がポンプ光
照射前のレベルに戻るまでの時間は３０ｎｓであった。
【００３１】次に、図６に示すように、ＳｉＯ2 母材２
１中に、粒径２ｎｍのＣｄＴｅ微粒子２２を体積含有率
２０％で分散させたＣｄＴｅ微粒子分散膜からなる超解
像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製し
た。
１中に、粒径２ｎｍのＣｄＴｅ微粒子２２を体積含有率
２０％で分散させたＣｄＴｅ微粒子分散膜からなる超解
像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製し
た。
【００３２】具体的には、この光ディスクは、短波長光
源に対応させて０．４５μｍの狭いトラックピッチでグ
ループが設けられたディスク基板１を用い、スパッタリ
ングにより以下の各層を成膜することにより作製した。
すなわち、ディスク基板１上に、厚さ１００ｎｍのＣｄ
Ｔｅ微粒子分散膜からなる超解像膜２、厚さ１２０ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる第１干渉膜３、厚さ２０ｎ
ｍのＧｅＳｂＴｅからなる記録膜４、厚さ３０ｎｍのＺ
ｎＳ−ＳｉＯ2 からなる第２干渉膜５、厚さ１００ｎｍ
のＡｌ合金からなる反射膜６を形成した。この光ディス
クの各層の膜厚は、４１０ｎｍの波長で記録、消去で
き、４１０ｎｍおよび６５０ｎｍの２波長で再生できる
ように最適化されている。なお、比較のために、超解像
膜を設けていない以外は図１と同様な構造を有する光デ
ィスクを作製した。
源に対応させて０．４５μｍの狭いトラックピッチでグ
ループが設けられたディスク基板１を用い、スパッタリ
ングにより以下の各層を成膜することにより作製した。
すなわち、ディスク基板１上に、厚さ１００ｎｍのＣｄ
Ｔｅ微粒子分散膜からなる超解像膜２、厚さ１２０ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる第１干渉膜３、厚さ２０ｎ
ｍのＧｅＳｂＴｅからなる記録膜４、厚さ３０ｎｍのＺ
ｎＳ−ＳｉＯ2 からなる第２干渉膜５、厚さ１００ｎｍ
のＡｌ合金からなる反射膜６を形成した。この光ディス
クの各層の膜厚は、４１０ｎｍの波長で記録、消去で
き、４１０ｎｍおよび６５０ｎｍの２波長で再生できる
ように最適化されている。なお、比較のために、超解像
膜を設けていない以外は図１と同様な構造を有する光デ
ィスクを作製した。
【００３３】光ディスクをディスク評価装置にセット
し、ディスクを回転させて線速６ｍ／ｓに設定し、基板
側から波長４１０ｎｍの記録ビームをＮＡ０．６の対物
レンズで集光して照射した。波長４１０ｎｍのレーザー
ビームは、波長８２０ｎｍの高出力半導体レーザーの光
をＳＨＧ結晶を通過させて得た。そして、ビットピッチ
が０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉ
ｔのマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数
で記録した。
し、ディスクを回転させて線速６ｍ／ｓに設定し、基板
側から波長４１０ｎｍの記録ビームをＮＡ０．６の対物
レンズで集光して照射した。波長４１０ｎｍのレーザー
ビームは、波長８２０ｎｍの高出力半導体レーザーの光
をＳＨＧ結晶を通過させて得た。そして、ビットピッチ
が０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉ
ｔのマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数
で記録した。
【００３４】図７に、光ディスクを波長４１０ｎｍおよ
び６５０ｎｍの再生ビームで再生したときのＣＮＲを示
す。実施例１の超解像膜を有する光ディスクでは、波長
６５０ｎｍでの再生でも波長４１０ｎｍでの再生でも同
程度のＣＮＲが得られた。しかし、比較例のように超解
像膜のない光ディスクでは、波長６５０ｎｍで再生した
場合、ビットピッチが０．２、０．３μｍ／ｂｉｔの記
録マーク列の再生において符号間干渉のためにＣＮＲが
低下した。
び６５０ｎｍの再生ビームで再生したときのＣＮＲを示
す。実施例１の超解像膜を有する光ディスクでは、波長
６５０ｎｍでの再生でも波長４１０ｎｍでの再生でも同
程度のＣＮＲが得られた。しかし、比較例のように超解
像膜のない光ディスクでは、波長６５０ｎｍで再生した
場合、ビットピッチが０．２、０．３μｍ／ｂｉｔの記
録マーク列の再生において符号間干渉のためにＣＮＲが
低下した。
【００３５】実施例２ 超解像膜として、ＳｉＯ2 にＺｎＳｅ微粒子を分散させ
た膜と、ＳｉＯ2 にＣｄＳｅ微粒子を分散させた膜の２
層構造を用いた以外は実施例１と全く同様の光ディスク
を用いた。ＺｎＳｅの禁制帯幅Ｅｇは２．７ｅＶであ
り、波長４６０ｎｍの光のエネルギーに相当する。Ｃｄ
Ｓｅの禁制帯幅Ｅｇは１．８ｅＶであり、波長６９０ｎ
ｍの光のエネルギーに相当する。
た膜と、ＳｉＯ2 にＣｄＳｅ微粒子を分散させた膜の２
層構造を用いた以外は実施例１と全く同様の光ディスク
を用いた。ＺｎＳｅの禁制帯幅Ｅｇは２．７ｅＶであ
り、波長４６０ｎｍの光のエネルギーに相当する。Ｃｄ
Ｓｅの禁制帯幅Ｅｇは１．８ｅＶであり、波長６９０ｎ
ｍの光のエネルギーに相当する。
【００３６】まず、ＳｉＯ2 にＺｎＳｅ微粒子を分散さ
せた微粒子分散膜およびＳｉＯ2 にＣｄＳｅ微粒子を分
散させた微粒子分散膜の特性を個別に説明する。ＺｎＳ
ｅ微粒子分散膜またはＣｄＳｅ微粒子分散膜は、マグネ
トロンスパッタ装置にガラス基板、ＳｉＯ2 ターゲッ
ト、ＺｎＳｅターゲットまたはＣｄＳｅターゲットを装
着し、２元同時スパッタ時にＳｉＯ2 ターゲット、Ｚｎ
ＳｅターゲットまたはＣｄＳｅターゲットに投入するＲ
Ｆ電力比を変えて、膜中のＺｎＳｅ微粒子またはＣｄＳ
ｅ微粒子の粒径、体積含有率を変化させて成膜した。
せた微粒子分散膜およびＳｉＯ2 にＣｄＳｅ微粒子を分
散させた微粒子分散膜の特性を個別に説明する。ＺｎＳ
ｅ微粒子分散膜またはＣｄＳｅ微粒子分散膜は、マグネ
トロンスパッタ装置にガラス基板、ＳｉＯ2 ターゲッ
ト、ＺｎＳｅターゲットまたはＣｄＳｅターゲットを装
着し、２元同時スパッタ時にＳｉＯ2 ターゲット、Ｚｎ
ＳｅターゲットまたはＣｄＳｅターゲットに投入するＲ
Ｆ電力比を変えて、膜中のＺｎＳｅ微粒子またはＣｄＳ
ｅ微粒子の粒径、体積含有率を変化させて成膜した。
【００３７】ＳｉＯ2 中のＺｎＳｅの体積含有率を２０
ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％と変化させた
粒径７ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、
透過率の波長依存性を調べた。ただし、体積含有率１０
０ｖｏｌ％はＺｎＳｅ連続膜を意味する。ＺｎＳｅの体
積含有率１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約２．７
ｅＶ）に相当する波長（約４６０ｎｍ）で透過率が急激
に変化する。ＺｎＳｅ微粒子の体積含有率が２０ｖｏｌ
％および５０ｖｏｌ％の膜は４４０ｎｍ付近の波長で透
過率が急激に変化する。これは、微粒子化により禁制帯
幅Ｅｇが大きくなったためである。また、４４０ｎｍよ
りも短い波長領域での透過率はＺｎＳｅの体積含有率が
小さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜より
も高くなっている。
ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％と変化させた
粒径７ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、
透過率の波長依存性を調べた。ただし、体積含有率１０
０ｖｏｌ％はＺｎＳｅ連続膜を意味する。ＺｎＳｅの体
積含有率１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約２．７
ｅＶ）に相当する波長（約４６０ｎｍ）で透過率が急激
に変化する。ＺｎＳｅ微粒子の体積含有率が２０ｖｏｌ
％および５０ｖｏｌ％の膜は４４０ｎｍ付近の波長で透
過率が急激に変化する。これは、微粒子化により禁制帯
幅Ｅｇが大きくなったためである。また、４４０ｎｍよ
りも短い波長領域での透過率はＺｎＳｅの体積含有率が
小さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜より
も高くなっている。
【００３８】次に、ＺｎＳｅ微粒子の体積含有率を５０
ｖｏｌ％とし、粒径を３ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍと変化
させた膜を５０ｎｍに厚さに成膜し、同様に透過率の波
長依存性を調べた。その結果、３ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎ
ｍの順で透過率が急激に変化する波長が４１０ｎｍ、４
４０ｎｍ、４６０ｎｍと長波長側にシフトした。これ
は、粒径が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅｇが
大きくなるためである。
ｖｏｌ％とし、粒径を３ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍと変化
させた膜を５０ｎｍに厚さに成膜し、同様に透過率の波
長依存性を調べた。その結果、３ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎ
ｍの順で透過率が急激に変化する波長が４１０ｎｍ、４
４０ｎｍ、４６０ｎｍと長波長側にシフトした。これ
は、粒径が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅｇが
大きくなるためである。
【００３９】一方、ＳｉＯ2 中のＣｄＳｅ微粒子の体積
含有率を２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％
と変化させた粒径１０ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍに
厚さに成膜し、透過率の波長依存性を調べた。ＣｄＳｅ
の体積含有率が１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約
１．８ｅＶ）に相当する波長（約６９０ｎｍ）で透過率
が急激に変化する。また、ＣｄＳｅ微粒子の体積含有率
が２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％の膜は６５０ｎｍ付近の
波長で透過率が急激に変化する。これは、微粒子化によ
り禁制帯幅Ｅｇが大きくなったためである。また、６５
０ｎｍよりも短い波長領域での透過率はＣｄＳｅの体積
含有率が小さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％
の膜よりも高くなっている。
含有率を２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％
と変化させた粒径１０ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍに
厚さに成膜し、透過率の波長依存性を調べた。ＣｄＳｅ
の体積含有率が１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約
１．８ｅＶ）に相当する波長（約６９０ｎｍ）で透過率
が急激に変化する。また、ＣｄＳｅ微粒子の体積含有率
が２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％の膜は６５０ｎｍ付近の
波長で透過率が急激に変化する。これは、微粒子化によ
り禁制帯幅Ｅｇが大きくなったためである。また、６５
０ｎｍよりも短い波長領域での透過率はＣｄＳｅの体積
含有率が小さい２０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％
の膜よりも高くなっている。
【００４０】次に、ＣｄＳｅ微粒子の体積含有率を５０
ｖｏｌ％とし、粒径を７ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍと変
化させた膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、同様に透過率の
波長依存性を調べた。その結果、７ｎｍ、１０ｎｍ、１
５ｎｍの順で透過率が急激に変化する波長が６２０ｎ
ｍ、６５０ｎｍ、６７０ｎｍと長波長側にシフトした。
これは、粒径が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅ
ｇが大きくなるためである。
ｖｏｌ％とし、粒径を７ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍと変
化させた膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、同様に透過率の
波長依存性を調べた。その結果、７ｎｍ、１０ｎｍ、１
５ｎｍの順で透過率が急激に変化する波長が６２０ｎ
ｍ、６５０ｎｍ、６７０ｎｍと長波長側にシフトした。
これは、粒径が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅ
ｇが大きくなるためである。
【００４１】次に、図８に示すように、ＳｉＯ2 母材２
１中に粒径３ｎｍのＺｎＳｅ微粒子２３を体積含有率２
０％で分散させた厚さ５０ｎｍのＺｎＳｅ微粒子分散膜
２ａと、ＳｉＯ2 母材２１中に粒径１０ｎｍのＣｄＳｅ
微粒子２４を体積含有率２０％で分散させた厚さ５０ｎ
ｍのＣｄＳｅ微粒子分散膜２ｂとの２層構造を有する超
解像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製
した。この光ディスクは、４１０ｎｍ、６５０ｎｍの２
種類の波長で超解像再生動作が可能となっている。ま
た、この光ディスクは４１０ｎｍ、６５０ｎｍの２波長
で記録、消去できるように層構成が最適化されている。
なお、この場合も、比較例として超解像膜を設けていな
い以外は図１と同様な構造を有する光ディスクを用いて
いる。
１中に粒径３ｎｍのＺｎＳｅ微粒子２３を体積含有率２
０％で分散させた厚さ５０ｎｍのＺｎＳｅ微粒子分散膜
２ａと、ＳｉＯ2 母材２１中に粒径１０ｎｍのＣｄＳｅ
微粒子２４を体積含有率２０％で分散させた厚さ５０ｎ
ｍのＣｄＳｅ微粒子分散膜２ｂとの２層構造を有する超
解像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製
した。この光ディスクは、４１０ｎｍ、６５０ｎｍの２
種類の波長で超解像再生動作が可能となっている。ま
た、この光ディスクは４１０ｎｍ、６５０ｎｍの２波長
で記録、消去できるように層構成が最適化されている。
なお、この場合も、比較例として超解像膜を設けていな
い以外は図１と同様な構造を有する光ディスクを用いて
いる。
【００４２】実施例１と同様にビットピッチが０．１、
０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉｔ
のマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数で
記録した。図９に、光ディスクを４１０ｎｍおよび６５
０ｎｍの再生ビームで再生したときのＣＮＲを示す。実
施例２の超解像膜を有する光ディスクでは、波長６５０
ｎｍでの再生でも波長４１０ｎｍでの再生でも同程度の
ＣＮＲが得られた。しかし、比較例のように超解像膜の
ない光ディスクでは、波長６５０ｎｍで再生した場合に
はビットピッチが０．３μｍ／ｂｉｔ以下の記録マーク
列の再生において、符号間干渉のためにＣＮＲが低下し
た。また、実施例１の超解像膜がある光ディスクでは、
４１０ｎｍで超解像再生動作ができないため、ビットピ
ッチが０．１μｍ／ｂｉｔの記録マーク列の再生におい
てＣＮＲが低下した。
０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉｔ
のマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数で
記録した。図９に、光ディスクを４１０ｎｍおよび６５
０ｎｍの再生ビームで再生したときのＣＮＲを示す。実
施例２の超解像膜を有する光ディスクでは、波長６５０
ｎｍでの再生でも波長４１０ｎｍでの再生でも同程度の
ＣＮＲが得られた。しかし、比較例のように超解像膜の
ない光ディスクでは、波長６５０ｎｍで再生した場合に
はビットピッチが０．３μｍ／ｂｉｔ以下の記録マーク
列の再生において、符号間干渉のためにＣＮＲが低下し
た。また、実施例１の超解像膜がある光ディスクでは、
４１０ｎｍで超解像再生動作ができないため、ビットピ
ッチが０．１μｍ／ｂｉｔの記録マーク列の再生におい
てＣＮＲが低下した。
【００４３】実施例３ 超解像膜として、ＳｉＯ2 母材中に２種類の半導体Ｚｎ
ＳｅおよびＡｌＳｂの微粒子を分散させた微粒子分散膜
を使用した以外は実施例１と全く同様の光ディスクを用
いた。
ＳｅおよびＡｌＳｂの微粒子を分散させた微粒子分散膜
を使用した以外は実施例１と全く同様の光ディスクを用
いた。
【００４４】まず、ＳｉＯ2 にＡｌＳｂ微粒子を分散さ
せた微粒子分散膜の特性を説明する。ＡｌＳｂ微粒子分
散膜はマグネトロンスパッタ装置にガラス基板、ＳｉＯ
2 ターゲット、ＡｌＳｂターゲットを装着し、２元同時
スパッタ時にＳｉＯ2 ターゲット、ＡｌＳｂターゲット
に投入するＲＦ電力比を変えて、膜中のＡｌＳｂ微粒子
の粒径、体積含有率を変化させて成膜した。
せた微粒子分散膜の特性を説明する。ＡｌＳｂ微粒子分
散膜はマグネトロンスパッタ装置にガラス基板、ＳｉＯ
2 ターゲット、ＡｌＳｂターゲットを装着し、２元同時
スパッタ時にＳｉＯ2 ターゲット、ＡｌＳｂターゲット
に投入するＲＦ電力比を変えて、膜中のＡｌＳｂ微粒子
の粒径、体積含有率を変化させて成膜した。
【００４５】ＳｉＯ2 中のＡｌＳｂ微粒子の体積含有率
を３０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％と変化
させた粒径７ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍの厚さに成
膜し、透過率の波長依存性を調べた。ＡｌＳｂの体積含
有率１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約１．５ｅ
Ｖ）に相当する波長（約８２５ｎｍ）で透過率が急激に
変化する。また、ＡｌＳｂ微粒子の体積含有率が３０ｖ
ｏｌ％、５０ｖｏｌ％の膜は７３０ｎｍ付近の波長で透
過率が急激に変化する。これは、微粒子化により禁制帯
幅Ｅｇが大きくなったためである。また、７３０ｎｍよ
りも短い波長領域での透過率はＡｌＳｂの体積含有率が
小さい３０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜より
も高くなっている。
を３０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％と変化
させた粒径７ｎｍの微粒子分散膜を５０ｎｍの厚さに成
膜し、透過率の波長依存性を調べた。ＡｌＳｂの体積含
有率１００ｖｏｌ％の膜は禁制帯幅Ｅｇ（約１．５ｅ
Ｖ）に相当する波長（約８２５ｎｍ）で透過率が急激に
変化する。また、ＡｌＳｂ微粒子の体積含有率が３０ｖ
ｏｌ％、５０ｖｏｌ％の膜は７３０ｎｍ付近の波長で透
過率が急激に変化する。これは、微粒子化により禁制帯
幅Ｅｇが大きくなったためである。また、７３０ｎｍよ
りも短い波長領域での透過率はＡｌＳｂの体積含有率が
小さい３０ｖｏｌ％の膜の方が、５０ｖｏｌ％の膜より
も高くなっている。
【００４６】ＡｌＳｂ微粒子の体積含有率を５０ｖｏｌ
％とし、粒径を５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍと変化させた
膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、同様に透過率の波長依存
性を調べた。その結果、５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍの順
で透過率が急激に変化する波長が６５０ｎｍ、７３０ｎ
ｍ、７８０ｎｍと長波長側にシフトした。これは、粒径
が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅｇが大きくな
るためである。
％とし、粒径を５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍと変化させた
膜を５０ｎｍの厚さに成膜し、同様に透過率の波長依存
性を調べた。その結果、５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍの順
で透過率が急激に変化する波長が６５０ｎｍ、７３０ｎ
ｍ、７８０ｎｍと長波長側にシフトした。これは、粒径
が小さいほどサイズ効果により禁制帯幅Ｅｇが大きくな
るためである。
【００４７】次に、図１０に示すように、ＳｉＯ2 母材
２１中に、粒径３ｎｍ、体積含有率２０ｖｏｌ％のＺｎ
Ｓｅ微粒子２３および粒径５ｎｍ、体積含有率３０％の
ＡｌＳｂ微粒子２５が分散した微粒子分散膜からなる超
解像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製
した。
２１中に、粒径３ｎｍ、体積含有率２０ｖｏｌ％のＺｎ
Ｓｅ微粒子２３および粒径５ｎｍ、体積含有率３０％の
ＡｌＳｂ微粒子２５が分散した微粒子分散膜からなる超
解像膜２を用いて図１と同様な構造の光ディスクを作製
した。
【００４８】本実施例では、マグネトロンスパッタ装置
に、ガラス基板、ＳｉＯ2 ターゲット、ＺｎＳｅターゲ
ット、ＡｌＳｂターゲットを装着し、３元同時スパッタ
リング時に各ターゲットに投入するＲＦ電力比、基板バ
イアスを変えて、各微粒子の体積含有率および粒径を調
整した。なお、３元同時スパッタリングを行う代わり
に、ＺｎＳｅ−ＳｉＯ2 混合ターゲット、ＡｌＳｂ−Ｓ
ｉＯ2 混合ターゲットを用いてもよい。
に、ガラス基板、ＳｉＯ2 ターゲット、ＺｎＳｅターゲ
ット、ＡｌＳｂターゲットを装着し、３元同時スパッタ
リング時に各ターゲットに投入するＲＦ電力比、基板バ
イアスを変えて、各微粒子の体積含有率および粒径を調
整した。なお、３元同時スパッタリングを行う代わり
に、ＺｎＳｅ−ＳｉＯ2 混合ターゲット、ＡｌＳｂ−Ｓ
ｉＯ2 混合ターゲットを用いてもよい。
【００４９】この超解像膜は波長６５０ｎｍ付近で透過
率がほぼ１００％から６５％程度に低下し、６５０ｎｍ
から４１０ｎｍ付近までは一定の透過率を維持し、４１
０ｎｍ付近で６５％から３０％程度まで透過率が低下す
る。つまり、ＺｎＳｅ微粒子分散膜とＡｌＳｂ微粒子分
散膜の透過率の波長依存性を合わせたような透過率の波
長依存性を示す。この光ディスクは４１０ｎｍ、６５０
ｎｍの２波長で記録、再生、消去できるように層構成が
調整されている。
率がほぼ１００％から６５％程度に低下し、６５０ｎｍ
から４１０ｎｍ付近までは一定の透過率を維持し、４１
０ｎｍ付近で６５％から３０％程度まで透過率が低下す
る。つまり、ＺｎＳｅ微粒子分散膜とＡｌＳｂ微粒子分
散膜の透過率の波長依存性を合わせたような透過率の波
長依存性を示す。この光ディスクは４１０ｎｍ、６５０
ｎｍの２波長で記録、再生、消去できるように層構成が
調整されている。
【００５０】実施例１と同様にビットピッチが０．１、
０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉｔ
のマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数で
記録した。光ディスクを４１０ｎｍおよび６５０ｎｍの
再生ビームで再生したところ、実施例２と同様の結果が
得られた。
０．２、０．３、０．４、０．５、０．６μｍ／ｂｉｔ
のマーク列を、別々のトラックにそれぞれ単一周波数で
記録した。光ディスクを４１０ｎｍおよび６５０ｎｍの
再生ビームで再生したところ、実施例２と同様の結果が
得られた。
【００５１】異なる２つ以上の波長で超解像再生動作さ
せるためには、実施例２のように異なる波長の光に対し
て吸収を示す膜を組み合わせて２層以上の構成にしても
よいし、実施例３のように異なる波長で吸収を示すよう
な複数の材料を用いて１層構造にしてもよい。
せるためには、実施例２のように異なる波長の光に対し
て吸収を示す膜を組み合わせて２層以上の構成にしても
よいし、実施例３のように異なる波長で吸収を示すよう
な複数の材料を用いて１層構造にしてもよい。
【００５２】本実施例では、超解像再生膜を２つの異な
る波長で動作させるため、２種類の半導体を分散させて
２つの異なる波長で吸収を示すような半導体微粒子分散
膜を用いた。２つの異なる波長で動作させるためには、
１種類の材料でも２つの波長で吸収を示すような材料を
用いてもよい。つまり、超解像再生膜を動作させたい２
つの波長付近で吸収を示すような無機材料または有機材
料であれば原理的に使用可能である。有機材料では、た
とえば銅フタロシアニンのように中心波長３５０ｎｍの
吸収領域および６００〜７００ｎｍの吸収波長を利用し
て異なる波長での超解像再生が可能である。無機材料で
は、たとえば半導体において異なるバンド間遷移を利用
することにより異なる波長での超解像動作が可能にな
る。バンド間遷移だけでなく、励起子準位への遷移など
を組み合わせてもよい。また、着色剤を含んだガラス
も、異なる波長で吸収を示す。たとえば、クロム（Ｃ
ｒ）をガラス中にドープした場合、４００〜５００ｎ
ｍ、６００〜７００ｎｍで吸収を示す。この２つの領域
を利用して、２つの異なる波長での超解像再生動作が可
能になる。
る波長で動作させるため、２種類の半導体を分散させて
２つの異なる波長で吸収を示すような半導体微粒子分散
膜を用いた。２つの異なる波長で動作させるためには、
１種類の材料でも２つの波長で吸収を示すような材料を
用いてもよい。つまり、超解像再生膜を動作させたい２
つの波長付近で吸収を示すような無機材料または有機材
料であれば原理的に使用可能である。有機材料では、た
とえば銅フタロシアニンのように中心波長３５０ｎｍの
吸収領域および６００〜７００ｎｍの吸収波長を利用し
て異なる波長での超解像再生が可能である。無機材料で
は、たとえば半導体において異なるバンド間遷移を利用
することにより異なる波長での超解像動作が可能にな
る。バンド間遷移だけでなく、励起子準位への遷移など
を組み合わせてもよい。また、着色剤を含んだガラス
も、異なる波長で吸収を示す。たとえば、クロム（Ｃ
ｒ）をガラス中にドープした場合、４００〜５００ｎ
ｍ、６００〜７００ｎｍで吸収を示す。この２つの領域
を利用して、２つの異なる波長での超解像再生動作が可
能になる。
【００５３】また、以上の実施例では超解像動作の波長
として４１０ｎｍおよび６５０ｎｍを選んだ場合を例示
したが、本発明は特に動作波長には限定されない。超解
像膜として半導体微粒子分散膜を用いる場合には、動作
波長に応じて超解像膜の禁制帯幅を適切に調整すること
ができる。
として４１０ｎｍおよび６５０ｎｍを選んだ場合を例示
したが、本発明は特に動作波長には限定されない。超解
像膜として半導体微粒子分散膜を用いる場合には、動作
波長に応じて超解像膜の禁制帯幅を適切に調整すること
ができる。
【００５４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、長
波長の光に動作波長がある超解像膜を利用することによ
り、短波長の光で狭ピッチに記録したマークを再生する
ことができる。したがって、複数の波長で動作する光デ
ィスクを提供でき、長波長の記録再生装置を使用しても
短波長で光ディスクに記録したマークを再生することが
できる。
波長の光に動作波長がある超解像膜を利用することによ
り、短波長の光で狭ピッチに記録したマークを再生する
ことができる。したがって、複数の波長で動作する光デ
ィスクを提供でき、長波長の記録再生装置を使用しても
短波長で光ディスクに記録したマークを再生することが
できる。
【図１】本発明に係る光ディスクの一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る光ディスクに用いられる超解像膜
について、入射フォトン数と透過率との関係を示す図。
について、入射フォトン数と透過率との関係を示す図。
【図３】本発明に係る光ディスクの再生時における記録
マーク列、再生ビームスポットおよび光学開口の関係を
示す図。
マーク列、再生ビームスポットおよび光学開口の関係を
示す図。
【図４】ＣｄＴｅ微粒子分散膜の透過率の波長依存性を
示す図。
示す図。
【図５】ＣｄＴｅ微粒子分散膜の透過率の再生パワー依
存性を示す図。
存性を示す図。
【図６】実施例１で用いられた超解像膜の断面図。
【図７】実施例１の光ディスクにおけるビットピッチと
ＣＮＲとの関係を示す図。
ＣＮＲとの関係を示す図。
【図８】実施例２で用いられた超解像膜の断面図。
【図９】実施例２の光ディスクにおけるビッチピッチと
ＣＮＲとの関係を示す図。
ＣＮＲとの関係を示す図。
【図１０】実施例３で用いられた超解像膜の断面図。
１…ディスク基板 ２、２ａ、２ｂ…超解像膜 ３…第１干渉層 ４…記録層 ５…第２干渉層 ６…反射層 ２１…ＳｉＯ2 母材 ２２…ＣｄＴｅ微粒子 ２３…ＺｎＳｅ微粒子 ２４…ＣｄＳｅ微粒子 ２５…ＡｌＳｂ微粒子
Claims (3)
- 【請求項１】 ２つ以上の異なる波長で動作する光ディ
スクであって、短波長対応のトラックピッチでトラック
が形成されたディスク基板と、光照射により透過率が変
化する超解像膜と、記録層とを有し、前記超解像膜が長
波長の光照射により透過率が変化することを特徴とする
光ディスク。 - 【請求項２】 ２つ以上の異なる波長で動作する光ディ
スクであって、短波長対応のトラックピッチでトラック
が形成されたディスク基板と、光照射により透過率が変
化する超解像膜と、記録層とを有し、前記超解像膜が長
波長の光照射および短波長の光照射によりそれぞれ透過
率が変化することを特徴とする光ディスク。 - 【請求項３】 ２つ以上の異なる波長で動作する光ディ
スクであって、短波長対応のトラックピッチでトラック
が形成されたディスク基板と、光照射により透過率が変
化する超解像膜と、記録層とを有し、前記超解像膜が長
波長の光照射により透過率が変化する超解像膜と短波長
の光照射により透過率が変化する超解像膜との積層構造
を有することを特徴とする光ディスク。
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