JPS61153845A - 情報記録担体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、デジタルオーディオディスク、ビデオディス
ク、ドキュメントファイルディスクに適用可能な情報記
録担体及びその製造方法に関し、更に詳しくは、２０Ｍ
Ｈｚ以上の高帯域信号が高密率、に記録層・能であると
共にその再生信号”が良好　、となる情報記録担体及び
その製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその藺題点〕

近年、ニューメディア時代を迎えるにあたり、高精度で
多量の情報を画面に出力できる高品位テレビの開発が行
われている。この高品位テレビは、１１２５本の走査線
を有し精度の高いワイドな画像を表示することができる
ので将来のテレビジョンとして期待されている。

高品位テレビの出現に伴い、それど組合せて使用できる
各種の光ディスク例えばビデオディスク。

文字情報を供給するドキュメントファイルディスク等の
開発が進められている。

高品位テレビと組合せ可能な光ディスクには記録密度が
高いこと、更には、伝送方式として採用される可能性が
ある複合カラーテレビ方式（ＨＬＯ−ＰＡＬ）、ＹＣ分
離伝送方式、ＴＣＩ伝送方式のいずれにおいても輝度信
号としては２０ＭＨｚ。

色信号としては７ＭＨｚの帯域における信号が必要とな
るためこれらの信号をＦＭ変調して記録するには３０〜
４０ＭＨｚの搬送波を要することに基づき、高帯域信号
を記録することができしかもその再生信号も良好である
ことが要求される。

ところで、光ディスクは一般に基体とその上に形成され
た記録層とから構成されている。

この光ディスクに情報を記録させるためには、上記記録
層の上に例えばレーザ光に変換した情報を対物レンズを
備えた光学ヘッドをディスクの径方向に所定の速度で走
査させながら照射し、該記録層の表面に所定の幅と長さ
をもつ凸状、凹状のピントを形成する。一般に、ピット
とは記録領域が凹状の場合をいうが、本発明において１
よ、記録領域が凸状、凹状のいずれの場合もピントと呼
ぶ。

上記した高帯域信号を光ディスクに記録するためには、
この情報記録ピットの長さが短くなるようにすることが
必要であり、また記録密度を高めるにはその幅が狭くな
るように形成することが必要である。

また、記録密度を高めるためには、光学ヘッドの対物レ
ンズの開口数を大きくする。使用するレーザの波長を短
くする。線速度一定（ＣＬ　Ｖ）で記録するなどの方法
がある。

いずれにしても小さなピットを形成するには、光ビーム
はそのスポット径を可能な限り絞り込んで使用すること
が必要とされる。

ここで、情報の記録に使用されるレーザビームは、対物
レンズに入る光束が基本モードであるものが望ましく、
その光強度分布はガウス分布を有するもので、このガウ
ス分布における最大強度の１／ｅ２の光強度を有するレ
ーザ光が光ディスクへの記録に使用される。このような
光強度を有するレーザビームのビームウェストｄｏは、
レーザの波長をλ、レンズや開口数をＮＡ、　　レンズ
の形状や入射ビーム断面の光強度分布などで決まる定数
をｋとしたとき、ｄｏ＝にλ／ＮＡの式から算出される
値で決まり、レーザ光はビームウェストｄｏより小さく
絞ることはできない。

このように、レーザビームは、ビームウェストまで絞る
ことが可能であるが、２４〜２８ＭＨｚの高帯域の搬送
波を１８０Ｏｒｐｍのディスク回転数で記録する場合、
ディスク上の半径１００ｍｍの位置においては、ピット
の長さは０．３０４〜０．３５４μｍになり、そのため
ビームウェストｄｏより小さな値のピントを形成しなけ
ればならず、レーザビームを絞る操作のみでは高帯域信
号の記録は不可能となる。

また、ビームウェスト付近のスポット径で光ディスクに
ビームを照射する場合には、情報信号に応じて光ビーム
を変調することができない。すなわち、ピットの幅方向
と長さ方向の大きさの制御ができず、形成されるピット
はその形状が円形に限定される。また、形成され−たピ
ットはその断面形状が矩形状にならず円弧状であってピ
ット周縁部が勾配を有し、さらには、ピントの深さが所
望の深さに達しない。そのため、このピットから得られ
る再生信号は矩形状の信号とはならず、入力された情報
信号を忠実に再現することが不可能となる。

上記の不都合な現象は、ピントを形成するときに用いる
光ビームのスポット径が小さくなるにつれ、光学系の対
物レンズなどが有する収差や記録膜特性の劣化などの影
響が現れてくるためである。

上記の不都合な事態を回避するためにピ・ノドの大きさ
を大きくすると、２０ＭＨｚ以上の信号を忠実にリアル
タイムで記録することができなくなり、結局、他の方法
により小さなピ・ノドを形成しなければならない。

そのような方法の一つに、ディスクの回転数を上げて、
相対的に記録周波数を高める方法がある。

この方法は、ディスクの回転数を通常の１８０Ｏｒｐｍ
から３６０Ｏｒｐｍに上昇させて２４〜２８ＭＨｚの搬
送波を記録する方法である。この場合、ディスク上の半
径１００ｍ５＋の位置では、ピントの長さを０．６０８
〜０．７０８μｍにすることができるため、スポット径
をビームウェスト径以上の大きさにすることができる。

しかしながら、ディスクを高速で回転させて記録・再生
を行うと、ディスク基板がガラスで形成されている場合
、ガラスの破壊が予想され安全面で不安が生じ、また、
ディスクがプラスチックで構成されている場合、高速回
転下でのグイナミノクハランスの特性（面振れ。

クリープ特性）が著しく劣化する。更に、記録密度ある
いは記録時間に限定を受けるという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した問題点を解消し、２０ＭＨｚ以上の
高帯域信号を、ビームウェスト径付近のスポット径で光
学系の収差の影響を受りすずに電気信号に忠実に記録す
ることができ、さらにはビームウェストよりかなり大き
なスポット径でも記録することができて、良好な再生信
号を得ることができると共に、高速回転下での破壊や動
バランスの問題点を著しく低下させた情報記録担体及び
その製造方法の提供を目的メする。

〔発明の概要〕

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた
結果、光学へノドを所定間隔を走査させることにより、
ディスク上に光ビームのスポット径より小さな幅の凸状
グルーブを形成し、この凸状グルーブに大きなスポット
径で記録用光ビームを照射してスポット径より小さな幅
の凸状又は凹状の情報記録ビットを光学系の収差等の影
響を受けずに形成したため、２０ＭＨｚ以上の高帯域信
号を高密度に記録することができ、該情報記録ビットの
幅方向断面が矩形状に形成されているためその再生信号
も矩形状にすることが可能で信号レベルが従来の場合よ
りも高くなるという事実を見出し本発明を完成するに到
った。

すなわち、本発明の情報記録担体は、光ビームの照射に
よって形成された凸状若しくは凹状の情報記録ビットを
同心円又はスパイラル状に具備する情報記録担体におい
て、該情報記録ビットの幅が、用いた該光ビームのにλ
／ＮＡ　（ただし、ＮＡはレンズ開口数、λは光ビーム
の波長、には定数）で決まるスポット径より小さいこと
を特徴とし、その製造方法は、 Ａ、基板の上に記録層を形成する工程；Ｂ、該基板を回
転させながら、該記録層面の径方向ににλ／ＮＡ　（た
だし、ＮＡはレンズ開口数。

λは光ビームの波長、には定数）で決まる光ビームのス
ポット径より大きく該スポット径の２倍値より小さい間
隔で光学ヘッドを走査して、該スポット径より小さな幅
を有する凸状グルーブを形成する工程； Ｃ０該凸状グルーブに記録用光ビームを照射して情報記
録ピントを形成する工程； を必須の工程として含むことを特徴とする。

本発明の情報記録担体の製造方法は、第１の工程として
、例えばガラス等からな１基板上に記録層を形成する。

この記録層はホトレジストから構成されていてもよいし
、後述の金属、金属化合物等から構成されていてもよい
。

この記録層の物質としてホトレジストを適用する場合、
例えば、第１図に示す如く、表面が平滑に研磨されたガ
ラス基板１上に例えばヘキサメチルジシラザン、クロム
薄Ｉｌ＊（５０〜１００人）などから成る密着層２を積
層してその上に例えばポジ型ホトレジスト層３を”例え
ば回転塗布法により塗布して積層する。このときのホト
レジスト層の膜厚はピットの深さすなわち再生信号の深
さとなるように例えばλ／４ｎ（λ：レーザ波長、ｎ：
ディスクの屈折率）に設定する０次いで、ホトレジスト
層３が形成された記録原盤４を６０〜１１５℃の温度下
で０．５時間ベーキングする。

第２工程として、第２図に示す如く、まず、モータと連
結したターンテーブル５に記録原盤４を載せて所定の回
転数例えば１８００ｒｐｍで記録原盤４を回転させる。

そして、記録原盤４に、例えば波長４５７．９ｎｓ＋の
Ａｒ＋レーザから放出されたビーム７を光学へラド６を
介して照射し、溝になるべき箇所を露光する。ここで、
光学ヘッド６は７放出されたレーザ光を記録原ｌ１１４
の所定位置に導く機能を有し、対物レンズやアクチュエ
ータから基本的には構成される。

このとき、光学ヘッド６を記録原盤４の半径方向へ所定
量連続的又は断続的に移動させて、所定の溝幅を有する
円心円状又はスパイラル状の溝を形成するように露光を
行う。

光学ヘッド６の送り量は、ｋλ／ＮＡで決定されるレー
ザビームのスポット径より大きく、該スポｙトｉＶの２
倍値より小さな範囲に設定する。この範囲内で光学ヘッ
ド６を移動させると、凸状グ°ループにすべき未露光域
の幅はにλ／ＮＡで決定されるレーザビームのスポット
径より小さくなる。

光学ヘッド６の送り量を、上記範囲内を外れて該スポッ
ト径より小さくすると凸状グルーブとすべき未露光域が
形成されず、該スボｙｔ−径の２倍の大きさより大きく
すると該スポット径より大きな幅の未露光域が形成され
る。

次に、レーザにより露光を行った記録原盤４を例えばア
ルカリ性の現像液中で現像を行う。ポジ型レジストの場
合、露光域が熔解してそこに凹状の溝が形成され、スポ
ット径より小さな幅の記録グルーブとなるべき未露光域
が凸状に残る。

現像処理後の記録原盤４を第３図に示す。第３図におい
て、８は溝であり、９はスポット径より小さな幅の凸状
グルーブである。

第３の工程として、第４図に示す如く、記録原１４上に
形成された凸状グルーブ９に、光学ヘッド６を介して情
報信号に応じて変調された記録用レーザビームｌＯを照
射して露光“を行い、現像処理をする。その結果スパイ
ラル状又は同心円状に連続している凸状の未露光域が長
手方向に寸断されて凸状の独立した情報記録ピントが形
成される。

このときの記録用レーザビームｌＯは、第５図に示す如
く、凸状グルーブ９の幅よりも大きなスポット径ｌＯａ
で照射でき、スポット径１０ｂの如ベスポットの長さ方
向の大きさを刷御することができる。

記録用レーザビーム１０による照射の際、時間に対する
振幅の変化量が等価的に反転された変器信号によりレー
ザを変調するため、反転信号は照射する必要がない。

この記録用ビームの照射において、第５図に示す如く、
レーザビーム１０のスポットの幅方向の大きさｄ↓よ、
凸状グルーブ９の幅をｔ、溝８の幅をＳとしたとき、−
２ｔ≦ｄ≦２（ｓ＋ｔ）の関係を満たしていることが好
ましい。この範囲を外れて、スポット径１０ａの大きさ
ｄが２を未満の場合には光学系の収差の影響を受けてビ
ットが正確に刻設されず、２（ｓ＋ｔ）を超えると隣接
するトラックにもビームが照射されてしまい所望の記録
パターンを得ることが困難となる。

記録用レーザビーム１０を凸状グルーブ９に照射した後
現像処理を行えば、露光域のホトレジストが消失して、
第６図に示す如く、凸状情報記録ピット１１が形成され
る。

上記の工程において、溝を形成する際の光学ヘッドの送
り量と記録用レーザビームのスポット径を適宜選定して
凸状情報記録ビットを形成すればその再生信号を矩形信
号に近イ以させることができる。

このようにして形成された凸状情報記録ビ・ノドｌｌの
形状は、高さが一定であり、幅方向の断面が矩形である
ため、その再生信号は所定の深さが得られ矩形信号に近
い良好な信号となる。さらに、記録用レーザビームのス
ポット径を大きくして凸状グルーブに照射すれば、凸状
情報記録ビット１１の長さ方向の断面も矩形に近くなり
再生の際好ましい。

さらに、凸状情報記録ビット１１の幅はにλ／ＮＡで決
定されるレーザビームのスポット径より小さく形成する
ことができるため、２０ＭＨｚ以上の高帯域信号を記録
することが可能となり、その再生信号も前述の理由によ
り良好となり、入力した情報信号を正確に再現すること
が可能となる。

本発明は以上の工程を必須とするが、この後記録原ｆｆ
１４を母体として、通常のディスク複製技術により、安
定で丈夫ケ情報記録担体にすることができ、さらには信
号の凹凸を反転させて凹状、の情報記録ビットが形成さ
れた情報記録担体にもすることができる。

以上、記録層としてホトレジストを使用した場合を述べ
たが、一方、記６録層の物質として各種の金属、金属化
合物を通用する場合は、例えばガラス基板上に蒸着法、
スパッタリング法等により所定膜厚例えばλ／、４ｎの
記録膜を形成する。このような記録膜の構成物質として
、金属及び金属の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物の群
から選ばれる少なくとも１種を通用するとよく、具体的
にはＴｅ−３ｅ、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，Ｔｅ−Ｃ３２など
があげられる。

この場合にはレーザ照射により照射箇所が熱的に熔融・
蒸発あるいは変形することにより溝などが直接的に形成
・されるため、ホトレジストの場合と異なり、現像処、
理工程を省略することができる。

〔発明の実施例〕

実施例１ 表面を光学研磨した直径１４インチのガラス円盤上に、
密着剤としてヘキサメチルジシラザンを蒸気塗布して厚
さ数〜十数人の密着層を形成した後、ポジ型ホトレジス
ト（米国シフブレー社製ＡＺ’＝１３５０）を回転法に
より塗布して厚さｏ、１μｍのホトレジスト層を傅た。

次に、このガラス円盤を、ターンテーブルに載せて線速
度一定５．０ｍ／’ｓで回顧させた。

レーザとして波長０．４５７９μ書のＡｒ＋レーザを使
用し、対物レンズは開口数０．９のものを使用した。こ
のときのレーザのスポット径は０．４μ割であった。

光学ヘッドの送り量を１．２μｍにして露光を行った。

現像処理して０．９μ−幅のスパイラル状の溝と０．３
μ−幅の凸状グルーブを形成した。

次いで、ここに０．３μ曹幅の凸状グルーブに２８ＭＨ
ｚの単一矩形信号に応じて変調したレーザ光を照射した
。このときのレーザのスポット径は０．４μ輪であった
・ 現像処理をした後、ガラス円盤上に得られた凸状の情報
記録ビットの形状は幅０．３μｍ、長さ０．３ｐＩＩ＋
の略直方体であった。

上記凸状情報記録ビットに再生ビームを照射して再生信
号Ｃ／Ｎを測定したところ６５ｄＢであった。

比較のため、上記厚さ′０　、　ｌ’、ｕ　ｖａのホト
レジスト層を形成したガラス円盤を線速度一定５．０ｍ
／秒で回転させながら、ここに２８ＭＨ２の単一矩形信
号に応じて変−濶したレーザ光でホトレジスト層の上に
直接記録を行った。

このとき使用したレーザは波長０；４５７９μｔａ　Ａ
ｒ”レーザであり、対物レンズの開口数はｏ′、９であ
り、光学ヘッドの送り量は１．２μｍであった。

記録後現像処理を行ったところ、直径０．３μ州の略円
形状のビットが形成されていた。

このピントに再生ビームを照射・して再生信号のＣ／Ｎ
を測定したところ６０ｄＢであり、本発明の場合と比較
して５ｄＢ低下しており、これは光学系の収差の影響に
よりビットの断面が矩形状に形成されていないことに起
因する。

実施例２ 表面を光学研磨した直径３５０ｎ＋ｍのガラス円盤上に
スパッタリング法により厚さ８１６人のＴｅＣ層を形成
した。

次に、このガラス円盤をターンテーブルに載せて線速度
一定５．０ｍ／ｓで回転させた。

レーザとして波長０．４５７９μ蒙のＡｒ＋レーザを使
用し、対物レンズは開口数０．９のものを使用した。こ
のときのレーザのスボソＩ−径は０．４μｍであワた。

光学ヘッドの送り量を１．２μ清にしてＴｅＣ層を熔融
、蒸発させて幅０．９μ晴の溝と幅０．３μｍの凸状グ
ルーブを形成した。

次に、０．３μｍ幅の凸状グルーブに２８ＭＨｚの単一
矩形信号に応じて変調したレーザ光を照射した。このと
きのレーザのスポット径は０．４μｍであった。

ガラス円盤上に得られた凸状の情報記録ピットの形状は
＠０．３μｍ、長さ０．３μｍの略直方体であった・ 上記凸状情報記録ピットに再生ビームを照射して再生信
号のＣ／Ｎを測定したところ４５ｄＢであった。

比較のため、ＴｅＣ１Ｗに２８ＭＨ２の単一矩形信号を
直接記録した。このとき、幅、長さ共に０．３μ輌のピ
ットを得るためにレーザの光強度を極めて不安定な光ビ
ームで記録を行った。

得られたピットの再生信号のＣ／Ｎは４２ｄＢであり、
本発明の場合と比較して約３ｄＢ低下していた。この低
下は、本発明の場合凸状情報記録ピットの長さ方向のみ
が矩形状に形成されていないのに対し、略円形に形成さ
れたピントにおいてはどの方向も矩形状に形成されてい
ないためである。

〔発明の効果〕

以上、詳述した如く、本発明の情報記録担体は、光学系
の有する収差等の影響を受けずに、２０Ｍ）Ｉｚ以上の
高帯域信号を高密度に記録することができ、その再生信
号も良好なものを得ることができる。

また、本発明では記録・再生を情報記録担体を高速回転
下で行う必要がないため、破壊や動バランス特性劣下の
心配がない。

このように、本発明の情報記録担体は高品位テレビ等と
組合せ可能な光ディスクとして極めて有用であり、高度
情報化時代においてその工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の情報記録担体の製造工程を
示す図であり、第１図は基板に記録層を積層した図、第
２図は基板を回転させて−にすべき箇所を露光する図、
第３図は溝と凸状グルーブが形成された図、第４図は凸
状グルーブに記録用レーザを照射する図、第５図は凸状
グルーブとスポットの関係を示す図、第６図は凸状の情
報記録ピットが形成された図である。 符号の説明 １・・・ガラス基板、２・・・密着層、３・・・記録層
。 ４・・・記録原盤、５・・・ターンテーブル、６・・・
光学ヘッド、７・・・レーザビーム、８・・’溝、９・
・・凸状グルーブ、１０・・・記録用レーザビー・ム、
１１・・・凸状情報記録ピット 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ビームの照射によって形成された凸状若しくは凹
   状の情報記録ピットを同心円又はスパイラル状に具備す
   る情報記録担体において、 該情報記録ピットの幅が、 用いた該光ビームのｋλ／ＮＡ（ただし、ＮＡはレンズ
   開口数、λは光ビームの波長、ｋは定数）で決まるスポ
   ット径より小さいことを特徴とする情報記録担体。 ２、Ａ、基板の上に記録層を形成する工程；Ｂ、該基板
   を回転させながら、該記録層面 の径方向にｋλ／ＮＡ（ただし、ＮＡはレンズ開口数、
   λは光ビームの波長、ｋは定数）で決まる光ビームのス
   ポット径より大きく該スポット径の２倍値より小さい間
   隔で光学ヘッドを走査して、該スポット径より小さな幅
   を有する凸状グルーブを形成する工程； Ｃ、該凸状グルーブに記録用光ビームを照 射して情報記録ピットを形成する工程； を必須の工程として含むことを特徴とする情報記録担体
   の製造方法。 ３、該記録用光ビームのスポットの幅方向の大きさｄは
   、該凸状グルーブの幅をｔ、凹状溝の幅をｓとしたとき
   、２ｔ≦ｄ≦２（ｓ＋ｔ）の関係を満たす特許請求の範
   囲第２項記載の情報記録担体の製造方法。 ４、該記録層は、金属；及び金属の酸化物、窒化物、炭
   化物、硫化物の群から選ばれる少なくとも１種の物質か
   ら成る特許請求の範囲第２項記載の情報記録担体の製造
   方法。 ５、該記録層はポジ形ホトレジストから成る特許請求の
   範囲第２項記載の情報記録担体の製造方法。