JPH09320107A

JPH09320107A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH09320107A
Application number: JP8138225A
Authority: JP
Inventors: Satomi Yoshibe; さとみ吉部
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】記録層の多層化による高密度化と超解像再生
による高密度化を同時に実現する。【解決手段】案内溝付き基板１上に下地層２、光磁気
記録再生用の記録層３、保護層４を成膜する。保護層４
上に案内溝付き樹脂層５を形成し、樹脂層５上に下地層
６、超解像再生用の記録層７、保護層８を成膜する。超
解像再生用の記録層中にはマスキング層があり、この層
は透過率が小さいため、再生光量がマスキング層によっ
て低下する。そこで、レーザー光が入射する基板１側か
ら遠い記録層７を超解像再生用の記録層とすることによ
り、この層による透過率低下がその他の記録層に影響を
及ぼさなくなる。こうして、記録層の多層化と超解像再
生による高密度化を同時に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立した情報を保
存することが可能な複数の記録層を有する光記録媒体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度データが蓄積でき高速に情報処理
可能な光記録媒体はコンピュータメモリーとして注目さ
れている。直径５．２５インチや３．５インチ等の光記
録媒体は、情報の書換えが可能である光磁気タイプや相
変化タイプがＩＳＯ規格により標準化されており、今後
さらに広く普及するものと予想されている。この光記録
媒体には、記録再生装置のピックアップからのレーザー
スポットを情報に沿って導くための、すなわちトラッキ
ングのためのガイドが凹又は凸の溝の形で媒体の内周か
ら外周へ向けてスパイラル状に形成されている。この溝
のことを案内溝と呼ぶ。案内溝について詳しく説明する
と、ＩＳＯ規格で定義されているようにピックアップか
ら見た場合に凹になる部分つまり遠方になる部分はラン
ドと呼ばれ、凸になる部分つまり近くになる部分はグル
ーブと呼ばれる。

【０００３】このような光記録媒体をさらに高データ密
度化するために、光ヘッドの光源波長を短くすることに
よって再生用光スポットを小さくし、高密度に記録した
情報の再生を可能にするという方法が試みられている
が、光ヘッドの光源に用いられる半導体レーザーの波長
は限られており、また短波長のレーザーではレーザー光
の形状や出力等が不十分という問題がある。

【０００４】そこで、光源の波長と再生用光スポットの
大きさが現状のままでも、高密度に記録された情報を読
み出すことができる磁気超解像（Magnetically Induced
Super-Resolution 、以下ＭＳＲとする）と呼ばれる技
術が提案されている。これは、再生光による媒体の温度
上昇と媒体の回転移動との組み合わせにより生ずる光ス
ポット内の媒体の温度分布を利用して、光スポット内に
入った媒体の信号の一部を再生信号として検出されない
ようにマスクするものである。この結果、信号を読み出
すことができる実効的な開口の領域は光スポットより小
さなものとなり、より高密度な情報の再生が可能とな
る。

【０００５】図３を用いてこのようなＭＳＲ光磁気ディ
スクの１例であるＲＡＤ方式を簡単に説明する。図３
（ａ）はＲＡＤ方式のＭＳＲ光磁気ディスクの平面図、
図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この
ＲＡＤ方式のＭＳＲ光磁気ディスク２１は、記録層２２
とその上に形成された再生層２３の磁性２層を備えてお
り、信号再生は再生層側から行われる。そして、再生を
行う前に、図３（ｂ）のように再生層２３の磁化方向を
一定の向きに揃える初期化を行う。

【０００６】図３（ａ）のように再生用光スポット２４
がディスク２１に対して相対的に移動すると、光スポッ
ト２４内に入ったディスク２１の前方領域が低温領域２
５となり、後方が高温領域２６となる温度差が生じる。
スポット内の低温領域２５において、再生層２３の磁化
は記録マーク２７の有無に拘らず初期状態のままの向き
を示し、信号再生に寄与しないマスクとなる。他方、高
温領域２６では、再生層２３の磁化の向きは交換結合力
により記録層２２の磁化の向きに反転し（図３（ｂ）で
はＢの位置の磁化の向きが反転する）、信号検出を担う
開口部として機能する。これにより、この領域２６内の
記録マークのみを読み取ることができる。

【０００７】一方、光記録媒体を高データ密度化するそ
の他の技術として、記録層を多層化することが考えら
れ、この記録層に上述したＭＳＲを適用すれば、さらな
る容量の増加が期待できる。しかし、ＭＳＲ再生用の記
録膜中には、有効な開口領域を光スポットより狭くする
マスキング層として働く再生層２３があり、この再生層
２３はその下の記録層２２の状態が透けて見えないとい
う性能を要求されるために透過率が小さい。したがっ
て、記録層を多層化する光記録媒体にマスキング層を有
するＭＳＲ再生用の膜を用いると、記録層からの反射に
よって得られる再生ビーム光量がマスキング層によって
低下してしまうため、情報を再生するのに充分な再生ビ
ーム光量を確保することができなくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の光
記録媒体において、記録層を多層化し、この記録層にＭ
ＳＲ再生用の膜を用いようとすると、再生ビーム光量が
マスキング層によって低下してしまうため、情報を再生
することができず、記録層の多層化による高密度化とＭ
ＳＲ再生による高密度化を同時に達成することができな
いという問題点があった。本発明は、上記課題を解決す
るためになされたもので、記録層の多層化による高密度
化と超解像再生による高密度化を同時に実現することが
できる光記録媒体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】本発明の光記録媒体は、
案内溝付き透明基板上に別個の情報を保存することが可
能な複数の記録層を有し、上記基板から最も遠い記録層
が超解像再生用の記録層となるようにしたものである。
このように、レーザービームが入射する案内溝付き基板
から最も遠い記録層を超解像再生用の記録層とすること
により、この記録層中のマスキング層による透過率低下
がその他の記録層に影響を及ぼさないため、各記録層か
ら情報を読み出すことが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態の１．図１は本発明の第１の実施の形態を示
す光ディスクの断面図である。最初に、この光ディスク
の製造方法を説明する。まず、案内溝パターンが形成さ
れたスタンパとガラス基板とを用意する。そして、スタ
ンパと基板間に紫外線硬化型樹脂を注入して紫外線で樹
脂を硬化させる２Ｐ法により、ランド１０とグルーブ１
１を有する樹脂がガラス基板上に形成された直径１３０
ｍｍの案内溝付き透明基板１を作製する。

【００１１】続いて、スパッタリングにより、案内溝付
き基板１の上に厚さ６０ｎｍのＳｉＮからなる下地層
２、厚さ３０ｎｍのＴｂＦｅＣｏからなる記録層３、厚
さ５０ｎｍのＳｉＮからなる保護層４を順次成膜する。
第１の記録層３は、ＭＳＲでない通常の光磁気記録再生
用の記録膜であり、周知の光磁気記録再生方法によって
情報の記録再生が可能である。

【００１２】次いで、保護層４上に厚さ３０μｍの紫外
線硬化型樹脂を塗布し、この樹脂上にスタンパをかぶせ
て（あるいは、スタンパ上に樹脂を塗布し、上記で作製
したものを逆さまにして保護層４をかぶせるようにして
もよい）、紫外線で樹脂を硬化させる２Ｐ法により、ラ
ンド１２とグルーブ１３を有する案内溝付き透明樹脂層
５を形成する。なお、ランド１０とグルーブ１１、ラン
ド１２とグルーブ１３の段差（溝深さ）は例えば１００
ｎｍ程度である。

【００１３】そして、この案内溝付き樹脂層５の上に厚
さ５０ｎｍのＳｉＮからなる下地層６をスパッタリング
によって形成する。続いて、この下地層６の上に、厚さ
３０ｎｍのＧｄ₂₄Ｆｅ₆₀Ｃｏ₁₆層（図３の再生層２
３）、厚さ１５ｎｍのＧｄ₂₈Ｆｅ₆₇Ｃｏ₅ 層（中間
層）、厚さ４０ｎｍのＴｂ₂₀Ｆｅ₆₆Ｃｏ₁₄層（図３の記
録層２２）が順次積層された記録層７をスパッタリング
によって形成する。さらに、この記録層７の上に厚さ５
０ｎｍのＳｉＮからなる保護層８を成膜する。

【００１４】なお、図３で説明していない記録層７中の
中間層は、磁壁エネルギーを制御して、再生磁界、初期
化磁界の大きさを小さくするものである。最後に、紫外
線硬化型樹脂等の図示しないハードコートを保護層８上
に形成して、光ディスクの作製が終了する。なお、両面
型の光ディスクを作成するには、上記のようにして作成
した２枚の光ディスクのハードコート同士を接着剤にて
貼り合わせればよい。

【００１５】こうして作製した光ディスクでは、案内溝
付き基板１から遠い側にＭＳＲ再生用の第２の記録層７
を配置しているが、次にその理由について説明する。記
録又は再生用のレーザービームは図１の下側、つまり案
内溝付き基板１側から入射する。したがって、第２の記
録層７を再生するレーザービームの光路中には第１の記
録層３があり、記録層３の吸収により記録層７に到達す
る光量は低下する。同様に、記録層７で反射された再生
光の一部もまた記録層３で吸収されるために情報の読み
出しに使用される再生光の光量は低下する。多層化によ
り記録密度を向上させる場合には、光路中の記録層によ
る光量の低下は避けられない。

【００１６】ここで、光ディスクに照射される再生光量
をＰ0 、第１の記録層３の反射率をＲ1 、第２の記録層
７の反射率をＲ2 、第１の記録層３の透過率をＴ1 と
し、基板１、樹脂層５、下地層２、６、保護層４の吸光
係数が無視できるほど小さいと仮定すると、第１の記録
層３からの反射による再生光量Ｐｒ1 、第２の記録層７
からの反射による再生光量Ｐｒ2 は、次式のように表す
ことができる。Ｐｒ1 ＝Ｐ0 ×Ｒ1 ・・・（１）Ｐｒ2 ＝Ｐ0 ×Ｔ1²×Ｒ2 ・・・（２）

【００１７】前述のように、ＭＳＲ再生用の第２の記録
層７には、レーザービームの入射側にマスキング層とし
て機能する再生層が存在する。したがって、ＭＳＲ再生
用の記録層を基板１側に配置して、ＭＳＲでない記録層
を基板１から遠い側に配置すると、マスキング層のため
に透過率が低下し、ＭＳＲでない記録層から情報を読み
出すことができなくなる。これに対し本実施の形態で
は、ＭＳＲ再生用の記録層７を基板１から遠い側に配置
しているため、マスキング層による透過率低下がその他
の記録層に影響を及ぼさず、このような問題は生じな
い。

【００１８】ただし、式（２）からも分かるように、第
２の記録層７からの再生光量Ｐｒ2は第１の記録層３の
透過率Ｔ1 に影響される。すなわち、記録層７からの充
分な再生光量を確保するためには、記録層３の透過率を
大きくすることが望ましい。これは、第１の記録層３を
薄くすることで調整が可能であり、本実施の形態では３
０ｎｍとしている。なお、下地層２、６及び保護層４の
厚さにも注意を要するが、好ましい厚さは再生光の波長
によって変わり、例えば波長が６８０ｎｍでは５０〜７
０ｎｍ程度であれば問題ない。

【００１９】また、本実施の形態の光ディスクにおい
て、第２の記録層７に情報の記録再生をする場合にはフ
ォーカスサーボにオフセットを持たせ、記録層７にサー
ボをかけることにより記録再生が可能となる。第１の記
録層３あるいは第２の記録層７のサーボ信号が混乱する
ことを防止するためには、記録層３と記録層７との間隔
ｄｓは充分な値に保つ必要がある。

【００２０】例えば、再生光の波長が６８０ｎｍであれ
ば、およそ２０μｍ以上の間隔ｄｓを保つことによりサ
ーボ信号の混乱を回避することが可能である。また、間
隔ｄｓの最大値はアクチュエーターの可動範囲や基板の
チルトなどで制限され、おおよそ５００μｍから１ｍｍ
と考えられる。

【００２１】次に、本実施の形態の光ディスクに対する
記録再生テストとして、まず第１の記録層３に対する記
録再生テストを行った。ここでは、光ディスクを２４０
０ｒｐｍで回転させながら半径４５ｍｍの位置に３００
Ｏｅ（エルステッド）の磁場を印加して、５．０ｍＷの
記録レーザーパワーで長さ０．７μｍのマーク（情報）
を記録した。そして、１．５ｍＷの再生レーザーパワー
で記録層３からの再生信号のＣ／Ｎを測定したところ、
４９ｄＢという値が得られた。

【００２２】次に、フォーカスサーボのオフセットを調
整して第２の記録層７に対する記録再生テストを行っ
た。ここでは、３００Ｏｅの磁場を印加しながら５．６
ｍＷの記録パワーで０．４３μｍのマークを記録した。
なお、記録層７はＭＳＲ再生用の記録膜であるから、再
生した直後に前述の再生層を初期化するための初期化磁
石が必要であり、この初期化磁石から例えば５００Ｏｅ
の初期化磁界を印加することで、磁化の向きが反転した
再生層を初期化する。

【００２３】そして、１．５ｍＷの再生レーザーパワー
で記録層７からの再生信号のＣ／Ｎを測定したが、信号
は得られなかった。再生パワーを徐々に高くしながらＣ
／Ｎを測定したところ、３．０ｍＷで最も高いＣ／Ｎが
得られた。このときのＣ／Ｎは４１．０ｄＢであった。

【００２４】比較のために、案内溝付き基板の上に下地
層６、記録層７、保護層８だけを形成したＭＳＲ再生用
の光ディスクを作製し、上記と同条件で０．４３μｍの
長さのマークを記録して、再生したところ、２．５ｍＷ
の再生レーザーパワーで最も高いＣ／Ｎ値４５．５ｄＢ
が得られた。この比較例のＣ／Ｎ値４５．５ｄＢと本実
施の形態の光ディスクのＣ／Ｎ値４１ｄＢとの差は、第
１の記録層３の吸光によるＣ／Ｎの低下とほぼ一致す
る。こうして、短マークを記録したときに良好なＣ／Ｎ
が得られたことにより、記録層７がＭＳＲによって再生
されたことが確認された。

【００２５】実施の形態の２．図２は本発明の他の実施
の形態を示す光ディスクの断面図であり、図１と同一の
構成については同一の符号を付してある。本実施の形態
においても、案内溝付き基板１、下地層２、記録層３、
保護層４の形成については実施の形態の１と同様であ
る。

【００２６】次に、案内溝付き基板１と同様にして案内
溝付き基板５ａを作成する。そして、スパッタリングに
より、この案内溝付き基板５ａの上にＳｉＮからなる下
地層６ａ、記録層７と同様のＭＳＲ再生用の記録層７
ａ、ＳｉＮからなる保護層８ａを順次成膜する。

【００２７】最後に、基板１上に保護層４まで形成した
ものと、基板５ａ上に保護層８ａまで形成したものとを
エアサンドイッチ方式で貼り合わせる。エアサンドイッ
チ方式は、保護層４と保護層８ａの内周、外周を数ミリ
の幅で接着するものである。したがって、内周及び外周
以外の保護層４と保護層８ａの間は、図２に示すように
接着剤の厚みの分だけ中空となる。こうして、実施の形
態の１と同様の効果が得られる光ディスクを作製するこ
とができる。

【００２８】なお、上述した再生光量Ｐｒ1 、Ｐｒ2 が
大きく異なると、光ディスクを再生するドライブ装置に
おいて、同一の再生回路で第１、第２の記録層を再生す
ることが難しくなるため、Ｐｒ1 とＰｒ2 の差は少ない
方が望ましい。これは、上述した反射率Ｒ1 、Ｒ2 をそ
れぞれ制御することによって調整することができる。こ
の反射率Ｒ1 、Ｒ2 は、例えば下地層の成膜条件や材料
の組成、膜厚を変えることで調整することができる。

【００２９】また、実施の形態の１、２では、第２の記
録層７としてＲＡＤ方式のＭＳＲ再生用の膜を用いた
が、ＭＳＲ再生用の媒体には、ＲＡＤ方式の他に、ＦＡ
Ｄ（Front Aperture Detection）方式やＣＡＤ（Center
Aperture Detection ）方式が発明されている。これら
の方式による記録膜でも同様のマスキング層が存在する
ため、これらを記録層７として用いてもよい。また、実
施の形態の１、２では、ＭＳＲでない記録層３を光磁気
記録再生用の記録膜としているが、相変化や穴開け記録
などその他の方式の記録膜を用いてもよい。

【００３０】また、記録層を２層としているが、３層以
上としてもよく、この場合には基板１から最も遠い記録
層をＭＳＲ再生用の記録層とし、その他の層はＭＳＲで
ない記録層とすればよい。また、実施の形態の１、２で
は、超解像再生用の記録層としてＭＳＲ再生用の膜を用
いたが、超解像には磁性材料の他に光学的なマスクを用
いる方法もあり、このような膜を用いてもよい。これ
は、例えば着色した色素材料が特定波長の光を吸収する
と透明になり、透明となった部分だけが開口領域として
機能し、その他の部分がマスクとして機能する現象を利
用したものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、レーザービームが入射
する案内溝付き基板から最も遠い記録層を超解像再生用
の記録層とすることにより、この記録層中のマスキング
層による透過率低下がその他の記録層に影響を及ぼさな
いため、各記録層から情報を正しく読み出すことが可能
となり、記録層の多層化による高密度化と超解像再生に
よる高密度化を同時に実現することができる。また、各
記録層に対して独立に記録再生を行うことができるの
で、複数のヘッドを使用して各々の記録層を同時に記録
再生すれば、記録密度ばかりでなく転送レートの増加も
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す光ディスク
の断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態を示す光ディスクの
断面図である。

【図３】磁気超解像媒体の１例となる後方開口検出方
式の光磁気ディスクの平面図及び断面図である。

【符号の説明】

１、５ａ…案内溝付き基板、２、６、６ａ…下地層、
３、７、７ａ…記録層、４、８、８ａ…保護層、５…案
内溝付き樹脂層、６…下地層、１０、１２、１２ａ…ラ
ンド、１１、１３、１３ａ…グルーブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】案内溝付き透明基板上に別個の情報を保
存することが可能な複数の記録層を有し、前記基板側か
ら照射されるレーザービームによって各記録層に保存さ
れた情報を独立して再生可能な光記録媒体であって、前記基板から最も遠い記録層が超解像再生用の記録層で
あることを特徴とする光記録媒体。