(57)【要約】【課題】  追記型の光情報記録媒体において、情報の記録を行う層と超解像再生を行う層とを同一とし、光ビームの光学分解能以下のマーク長において実用的な信号品質を得ることが可能な光情報記録媒体を提供する。【解決手段】  光情報記録媒体１は、特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、光吸収端の波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜５を備える。光変調膜５は情報の記録を行うための光ビーム６により不可逆的な変質を起こし、再生を行うための光ビーム６による光情報記録媒体１の反射率に変化を生じさせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを用いて情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体であって、
上記光ビームの光源波長近傍に特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、かつ、当該光ビームの光源波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜を備えており、
上記光変調膜は、情報を記録及び／再生する層として機能するとともに、超解像動作機能が実現する層であることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
上記光変調膜は、上記光ビームの照射によって光ビームの光源波長近傍における光情報記録媒体の反射率が変化する材料を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
上記光情報記録媒体は、上記光吸収端の波長よりも長波長側領域において、当該光情報記録媒体に入射する光ビームの波長変化に依存して反射率が変化し、
上記光吸収端波長よりも長波長側の波長領域に、光ビームの波長変化に対する反射率の極小値を少なくとも１つ有し、
上記反射率の極小値を示す波長が、上記光変調膜の温度に依存して変化することを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
上記反射率の極小値を示す波長は、上記光ビームの光源波長近傍または上記光ビームの光源波長より長波長側に存在することを特徴とする請求項３に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
上記光情報記録媒体に対して、情報の記録を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の記録を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化し、かつ、上記光情報記録媒体に対して、情報の再生を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の再生を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記光変調膜の温度が温度域８０〜２００℃にある場合には、温度変化に依存して光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化し、光変調膜の温度が上記温度域を超える温度域２００〜３２０℃に温度上昇すると、光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記光変調膜は、酸化物半導体を含んでなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
上記酸化物半導体として、酸化亜鉛を用いることを特徴とする請求項７に記載の光情報記録媒体。
【請求項９】
上記光変調膜の膜厚は、６０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項１０】
上記光情報記録媒体の反射率の極小値を示す波長が、上記光ビームの光源波長の−３５ｎｍ〜＋４５ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項３〜９のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項１１】
上記光情報記録媒体の光ビームの光源波長における反射率が、２０％以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項１２】
上記光情報記録媒体の光吸収率は、５％以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項１３】
上記光情報記録媒体は基板を備えており、光変調膜側から上記光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項１４】
光変調膜は、上記基板に接しており、該光変調膜と基板との接合面に対して光変調膜側から光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生することを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録媒体。
【請求項１５】
上記光情報記録媒体は、さらに透明保護層を備えており、上記透明保護層は、上記光変調膜の、上記基板が設けられている側とは反対側に、基板の厚さよりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の光情報記録媒体。
【請求項１６】
上記光変調膜は、金属酸化物半導体からなるターゲットを用い、希ガスを含む雰囲気中で、ランドおよびグルーブからなるトラックが形成された基板上にＲＦスパッタリング法により形成されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体に関するものであり、より詳細には情報記録再生機能と超解像再生機能とを有する光情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音声や画像などのデータを記録、再生するための上記光情報記録媒体には、該上記光情報記録媒体の記録層への記録方式の違いにより二つに大別することができる。レーザー光で記録媒体の物理特性に不可逆変化を起こして情報を記録する、つまり一度だけ情報（記録マーク）を書き込むことができ、一度書き込んだものは書き換えることのできない「追記型タイプ」と、書き込み用レーザーと読み出し用レーザー光で物理特性の可逆変化を起こすことにより情報を何度でも書き換えて記録することができる「書換型タイプ」とである。近年では追記型タイプの光情報記録媒体の需要が急速に高まっている。
【０００３】
近年、音声や画像などのデータを大容量記録するために再生を行う光ビームの光学分解能を超える微小な記録マークを作製でき、かつその記録データを高い信号品質で再生できる光情報記録媒体の開発が盛んに行われている。
【０００４】
上記追記型の光情報記録媒体では、上述したような要求を実現する媒体として、超解像記録膜（記録用超解像膜）や超解像再生膜を用いた技術が提供されている。超解像記録膜の材料としては、同一の波長の光照射では不可逆変化を起こす材料であれば利用でき、スピロベンゾピラン系分子、フルギド系分子、シクロファン系分子、ジアリールエテン系分子などのフォトクロミック材料や、サーモクロミズムを示すサーモクロミック材料を用いることができる。超解像再生膜としてはたとえば誘電体材料のマトリックス中の半導体微粒子を分散させた半導体微粒子分散膜の光学非線形材料が用いられる。ここで光学非線形材料とは、その光学的特性が入射する放射によって、その材料の透過率、反射率、屈折率または該光学非線形材料の層の形状が変化する材料のことである。
【０００５】
これらからなる層を、直接または何らかの層を介して積層し、上記光学非線形材料が光ビームの照射によって温度変化することにより反射率変化を生じさせるという技術が複数開示され、超解像記録または超解像再生を実現している。
【０００６】
上述したように、近年追記型タイプの光情報記録媒体の需要が高く、その要因としては、追記型の媒体は書き換えができないという特性を有することから、公文書や記録写真のように不用意に書き換えられたくない情報の保存に適しており、また書換型のものと比較して安価であるということが挙げられる。そのため、追記型の媒体の生産に対しては、多数個体を低コストで製造することが求められる。したがって超解像記録または超解像再生を上述した多層化により実現するということになると、媒体１個体当たりの製造コストが増大してしまうという問題が生じる。
【０００７】
このため、超解像効果を発現する追記型の光情報記録媒体では、より単純な構成、すなわち、情報を記録する層と超解像動作する層とが同一層である媒体の開発が期待される。
【０００８】
このような、上記情報を記録する層と超解像動作する層とが同一層である追記型の光情報記録媒体として、特許文献１及び特許文献２にあるような技術が開示されている。
【０００９】
特許文献１には、記録担体に相変化材料を用いた非線形材料を上記情報を記録する情報層として用いた光情報記録媒体が開示されている。これにより、放射ビームの強度によって書き込み可能な情報層に非線形光学効果が生じるので、書き込みと読み出しの両方において超解像効果が得られるという技術が開示されている。
【００１０】
一方、特許文献２に開示された追記型の光記録媒体では、超解像動作しない記録膜に積層するという形態ではあるものの、記録レベルの強度の光を１回照射することによって超解像記録膜に光源の波長と焦点レンズのＮＡとで規定される光スポットサイズよりも微小な光学開口が形成されると、超解像記録膜が記録パターンを反映した状態を保っているため、記録層と超解像記録膜の両方のコントラストが重ねあわされて、記録マーク部と未記録スペース部の光学的なコントラストが向上する。したがって、長波長の光で超解像記録を行い、微小な記録マークを形成した後、コントラストの向上を利用し、短波長の光で微小な記録マークを再生できるという技術が開示されている。
【特許文献１】特開平２−９６９２６号公報（１９９０年４月９日公開）
【特許文献２】特開２００２−１０９７８６号公報（２００２年４月１２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたような追記型の光情報記録媒体では、非線形材料を書き込み可能な情報層と同一として用いる際の、実用的な高い信号品質を得るための具体的な製法や光学特性、膜厚について述べられておらず、また上記特許文献２に開示された技術についても、超解像記録膜はあくまでも記録膜に記録された情報のコントラストを向上させるための補助的な膜であって、超解像記録膜を記録膜と積層せずに単一で用いる追記型記録媒体については述べられておらず、また仮に上記超解像膜を単独で用いたとしても、実用的な高い信号品質を得るための具体的な製法や光学特性、膜厚について述べられていないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は光情報記録媒体において、情報を記録する層と超解像動作する層とを同一層とすることができるとともに、記録再生を行う光ビームの光学分解能よりも短いマーク長の記録情報から、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記課題を解決するために、光ビームを用いて情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体であって、上記光ビームの光源波長近傍に特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、かつ、当該光ビームの光源波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜を備えており、上記光変調膜は、情報を記録及び／再生する層として機能するとともに、超解像動作機能が実現する層であることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光変調膜は、上記光ビームの照射によって光ビームの光源波長近傍における光情報記録媒体の反射率が変化する材料を含んでなることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体は、上記光吸収端波長よりも長波長側領域において、当該光情報記録媒体に入射する光ビームの波長変化に依存して反射率が変化し、上記光吸収端波長よりも長波長側の波長領域に、光ビームの波長変化に対する反射率の極小値を少なくとも１つ有し、上記反射率の極小値を示す波長が、上記光変調膜の温度変化に依存して変化することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記反射率の極小値を示す波長は、上記光ビームの光源波長近傍または上記光ビームの光源波長より長波長側に存在することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体に対して、情報の記録を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の記録を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化し、かつ、上記光情報記録媒体に対して、情報の再生を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の再生を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光変調膜の温度が温度域８０〜２００℃にある場合には、温度変化に依存して光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化し、光変調膜の温度が上記温度域を超える温度域２００〜３２０℃に温度上昇すると、光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光変調膜は、酸化物半導体を含んでなることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記酸化物半導体として、酸化亜鉛を用いることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光変調膜の膜厚は、６０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体の反射率の極小値を示す波長が、上記光ビームの光源波長の−３５ｎｍ〜＋４５ｎｍの範囲内にあることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体の光ビームの光源波長における反射率が、２０％以下であることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体の光吸収率は、５％以上であることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体は基板を備えており、光変調膜側から上記光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、光変調膜は、上記基板に接しており、該光変調膜と基板との接合面に対して光変調膜側から光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生することを特徴としている。
【００２７】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光情報記録媒体は、さらに透明保護層を備えており、上記透明保護層は、上記光変調膜の、上記基板が設けられている側とは反対側に、基板の厚さよりも薄く形成されていることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記の構成において、上記光変調膜は、金属酸化物半導体からなるターゲットを用い、希ガスを含む雰囲気中で、ランドおよびグルーブからなるトラックが形成された基板上にＲＦスパッタリング法により形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光ビームの光源波長近傍に特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、かつ、当該光ビームの光源波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜を備えており、上記光変調膜は、情報を記録及び／再生する層として機能するとともに、超解像動作機能が実現する層である構成である。このため、上記の光情報記録媒体によれば、上記光変調膜が特定の波長以下の光を吸収する特性をもつことから、上記特定波長の近傍に光源波長をもつ光ビームを上記光情報記録媒体に照射することにより、入射光は上記光変調膜に吸収され、該入射光を吸収した部分には熱が発生する。上記熱が比較的高温であった場合、上記光変調膜の一部に不可逆的な変質（例えば、反射率の変化）が生じる。上記不可逆的な変質とは本発明における記録マークということができ、上記光変調膜に情報の記録を行うことが可能となる。
【００３０】
これにより、上記の構成をもつ光情報記録媒体は、光ピックアップの分解能よりも高い分解能で情報の記録再生を実現する超解像動作機能を備えた光変調膜が、さらに情報の記録再生機能も有した光情報記録媒体であるということになる。
【００３１】
したがって、情報を記録する層と超解像動作する層とを同一層とし、かつ、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を簡便かつ低コストで実現できるという効果を奏する。さらに、成膜の工程を短縮できる光情報記録媒体の提供を可能となる。
【００３２】
なお、ここでいう「超解像動作機能」とは、光ピックアップの分解能よりも高い分解能で情報の記録及び／又は再生を行うことができる機能のことである。
【００３３】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光変調膜は、上記光ビームの照射によって光ビームの光源波長近傍における光情報記録媒体の反射率が変化する材料を含んでなる構成であるため、変調膜を情報の記録再生を行う層として、さらに、超分解動作を実現する層として、利用することができるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体は、上記光吸収端波長よりも長波長側領域において、当該光情報記録媒体に入射する光ビームの波長変化に依存して反射率が変化し、上記光吸収端波長よりも長波長側の波長領域に、光ビームの波長変化に対する反射率の極小値を少なくとも１つ有し、上記反射率の極小値を示す波長が、上記光変調膜の温度変化に依存して変化する構成である。このため、上記光変調膜は、光ビームが照射されると照射された部分が該光ビームを吸収して発熱する。一方、上記光情報記録媒体の反射率は、上記光変調膜への光ビームの照射に伴う温度変化に依存して変化することから、反射率の極小値も変化する。その極小値を示す波長とは、上記光変調膜に最も吸収される波長のことであるから、該極小値を示す波長が変化するということは、発熱により変調膜に変質が起こったためであるということができるという効果を奏する。
【００３５】
したがって、光ビームを用いて光源波長近傍に光吸収端が有るため光変調膜に実用的な記録を行うことができるとともに、光ビームの照射に伴う温度変化によって反射率が変化することを利用して記録した情報を超解像再生できる。これにより、情報を記録する層と超解像動作する層とを同一層とすることができ、かつ、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記反射率の極小値を示す波長は、上記光ビームの光源波長近傍または上記光ビームの光源波長より長波長側に存在する構成である。上記光変調膜には光ビームの光源波長近傍の光を吸収する光吸収端が有るため、上記光ビームの光源波長近傍及び／又は長波長側において、光変調膜に実用的な記録を行うことができるとともに、記録した情報を超解像再生でき、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。また、極小値を示す波長が上記光ビームの光源波長より長波長側に存在する場合は、特に、光変調膜の温度上昇に伴って光ビームの光源波長における反射率が上昇する、すなわち、低温マスク型の超解像媒体を実現でき、光学分解能よりも小さな記録情報をより高い信号品質で読み出すことできる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。つまり、極小値を示す波長が上記光ビームの光源波長より長波長側に存在する場合、記録を再生するための光ビームの照射に伴う光変調膜の温度上昇より、光源波長における反射率が上昇する。すなわち、光情報記録媒体の再生時に該光情報記録媒体に照射された光ビームのスポット内の高温領域（スポット中心近傍）にアパーチャーが形成（光学的に強調）され、低温領域（スポット周縁部）がマスク（光学的に弱められ）されることで低温マスク型の超解像媒体を実現でき、光学分解能よりも小さな記録情報を、より高い効率で超解像再生することが可能となる光情報記録媒体を実現できる。
【００３７】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体に対して、情報の記録を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の記録を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化し、かつ、上記光情報記録媒体に対して、情報の再生を行うための光ビームを照射することにより、少なくとも上記情報の再生を行うための光ビームの波長における光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化する構成である。一般的に、情報の記録を行うための光ビームの出力を、再生を行うための光ビームの出力よりも高く設定することで、情報の記録を行うための光ビームを照射した際に上記光変調膜に高熱を発生させ、照射部分に不可逆的な変質を起こさせることで記録を行う。また、情報の再生を行うための光ビームの場合は照射されても照射部分の反射率は一時的に変化するだけでもとに戻る可逆的変化を起こす。
【００３８】
したがって、上記光ビームの出力を変化させることのみで、光情報記録媒体の上記光変調膜への情報の記録および上記光変調膜に記録された記録マークの再生の切り替えを行うことができるという効果を奏する。
【００３９】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光変調膜の温度が温度域８０〜２００℃にある場合には、温度変化に依存して光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化し、光変調膜の温度が上記温度域を超える温度域２００〜３２０℃に温度上昇すると、光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化するので、光情報記録媒体への情報の記録と再生との切り替えが、光変調膜の温度を調整するだけで可能となるので、簡易に光情報記録媒体へ情報の記録及び再生が可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光変調膜は、酸化物半導体を含んでなる構成であるため、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現するために、特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、光吸収端波長以上の波長で透過性を有する光変調膜を容易かつ安価に作製することができるという効果を奏する。さらに光変調膜をスパッタリングという簡易な方法で、かつ希ガスのみを用いて簡便に作製することが可能となる。
【００４１】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記酸化物半導体として、酸化亜鉛を用いる構成である。このため、波長４０５ｎｍ近傍の光源波長をもつ光ビームを用いる場合に適した光吸収端を有し、かつ、光吸収端波長以上の波長で光透過性を有する光変調膜を容易かつ安価に作成することができるという効果を奏する。また酸化亜鉛を酸化物半導体に用いることで、スパッタリングという簡易な方法で、かつ希ガスのみを用いて光変調膜を作製することが可能となる。なお、上記光情報記録媒体は、情報を記録及び／又は再生するための光ビームとして、光源波長４０５ｎｍの光ビーム（例えば、青紫色半導体レーザー）を用いることが好適である。
【００４２】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光変調膜の膜厚は、６０ｎｍ〜１５０ｎｍである構成である。この構成によれば、波長変化に対する反射率の極小値を記録または再生用光ビームの光源波長近傍に設定でき、高い超解像効果を示す（光ビームの照射によって反射率が大きな変化を示す）光変調膜を実現でき、かつ実用的な再生信号品質が得られるという効果を奏する。
【００４３】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体の反射率の極小値を示す波長が、上記光ビームの光源波長の−３５ｎｍ〜＋４５ｎｍの範囲内にある構成である。この構成によれば、波長４０５ｎｍの光源波長を有する光ビームを照射する場合に、光変調膜の温度変化に対する反射率の変化量を大きくすることができ、高い超解像効果が得られる光変調膜を実現でき、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。
【００４４】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体の光ビームの光源波長における反射率が、２０％以下である構成である。上記の構成によれば、波長４０５ｎｍを光源波長にもつ光ビームを照射する場合に、情報の記録または再生時に生じる反射率の変化を相対的に大きくできるという効果を奏する。したがって、反射率が高い場合を比べて、反射率絶対値に対する記録再生時の反射率変化量が大きくなる、すなわち反射率変化効率が大きくなるため、超解像再生時のマスク効果を高めることができる。
【００４５】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体の光吸収率は、５％以上である構成である。波長４０５ｎｍを光源波長にもつ光ビーム用いる場合、光吸収率が低いと情報を記録する際に上記光変調膜が十分な不可逆変化を起こす温度まで昇温できないこのため、上記構成のように、上記光情報記録媒体の光吸収率を５％以上とすることで光ビームにより上記光変調膜に光を吸収させ、不可逆的な変化を起こすことで、高い超解像効果が得られる光変調膜を実現でき、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。
【００４６】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体は基板を備えており、光変調膜側から上記光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生する構成である。上記の構成によれば、記録および再生時の光ビームは基板を通過しないので、記録または再生時に生じる光情報記録媒体の反射率変化を上記基板により減衰させることなく高い超解像効果が得られるという効果を奏する。
【００４７】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、光変調膜は、上記基板に接しており、該光変調膜と基板との接合面に対して光変調膜側から光ビームを入射し、情報を記録及び／又は再生する構成である。上記の構成によれば、記録または再生時に生じる光情報記録媒体の反射率を減衰させることなく高い超解像効果が得られるとともに、光変調膜よりも高屈折率透明材料を基板に用いた場合には全反射によって反射信号光量を大きくできるという効果を奏する。
【００４８】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光情報記録媒体は、さらに透明保護層を備えており、上記透明保護層は、上記光変調膜の、上記基板が設けられている側とは反対側に、基板の厚さよりも薄く形成されている構成である。上記の構成によれば、光変調膜側から光ビームを入射させて情報の記録または再生を行う際に、光ビームを集光するためのレンズが光変調膜に衝突することを防ぐことができるとともに、環境耐久性を高めることができるという効果を奏する。
【００４９】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記光変調膜は、金属酸化物半導体からなるターゲットを用い、希ガスを含む雰囲気中で、ランドおよびグルーブからなるトラックが形成された基板上にＲＦスパッタリング法により形成される構成である。この方法により、光変調膜を容易に基板上に形成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔実施形態１〕
本発明の光情報記録媒体に関する実施の一形態について図１〜図９に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお本実施の形態では本発明の光情報記録媒体を追記型光ディスクに用いた場合について示す。また特に、青紫色半導体レーザーの光源波長に相当する波長４０５ｎｍ近傍の光ビームを記録再生に用いる場合に好適な光ディスクとして、光変調膜５に酸化物半導体である酸化亜鉛（以下、ＺｎＯと記述する）を用いた例について示す。なお、本発明でいう「光変調膜」とは、特定の波長を有する光の照射、あるいは照射する光の強弱によって、膜の物理的性質（例えば、反射率、屈折率、透過率などの膜の諸性質）が変化する膜のことをいう。本実施の形態では、特に、反射率が変化する膜のことを光変調膜と呼ぶこととする。
【００５１】
なお、本実施の形態において以下に示す透過率および反射率の測定に際しては、日本分光社製分光器（型番：Ｖ−５５０）を用いた。また屈折率については、上記透過率の波長依存性を測定し、透過率が極大値、極小値を示す波長と膜厚とから光の干渉効果に基づいて算出した。
【００５２】
本実施の形態における光ディスク１は、図１に示す構成をもつ。本実施の形態の光ディスク１は、それぞれトラック幅が０．４μｍのランド（凸部）２およびグルーブ（溝：凹部）３からなるトラックが形成された厚さ０．５ｍｍの透明ディスク状基板４上に、酸化物半導体であるＺｎＯからなる光変調膜５を形成したものである。該光変調膜５の形成にはスパッタ装置を用い、スパッタ装置内に透明ディスク状基板４を取りつけ、スパッタチャンバーを５×１０−５Ｐａまで真空引きした後、０．０１ＰａのＡｒ雰囲気中でＺｎＯターゲットに給電し、ＲＦスパッタリング法により１０５ｎｍの膜厚でＺｎＯ膜を基板上に形成した。
【００５３】
本実施の形態の光ディスク１の静特性について以下に説明する。
【００５４】
まず、屈折率について、作製したＺｎＯからなる光変調膜５は半透明膜であり屈折率は２．０であった。なお、使用した透明ディスク状基板４の屈折率は１．５であった。
【００５５】
次に、作製した光ディスク１について、室温における透過率の波長依存性を測定した結果を図２に示した。なお、透過率の測定に際しては、光ディスク１の光変調膜５側の面から膜面に対して垂直に測定用光ビームを入射させ、光ディスク１を透過した光の光量を検出することによって行った。なお、使用した透明ディスク状基板４単体での透過率は、８００ｎｍから３６０ｎｍの範囲において９０％でほぼ一定であり、３６０ｎｍ以下の波長では波長が短くなるに従って単調に透過率が減少し、波長３００ｎｍにおいては７０％の透過率を有していた。
【００５６】
作製した光変調膜５の透過率は図２に示すように、波長８００ｎｍから４００ｎｍまでの範囲では干渉効果による透過率の比較的小さな変動を示すほぼ透明な膜であり、この範囲で光ディスク１は８０％前後の透過率を有していた。
【００５７】
本実施の形態では上記光変調膜５にＺｎＯを含んでいるので、該光変調膜５はＺｎＯのバンドギャップ（３．３ｅＶ近傍）に相当する波長３６０〜３８０ｎｍ近傍に光吸収端を有しており、このため波長４００ｎｍ以下では、波長が短くなるに従って透過率が急激に減少し、波長３６０ｎｍにおける透過率は１７％と低くなった。また、波長３６０ｎｍから３００ｎｍまでの範囲では透過率は１７％以下であった。なお、本発明でいう「光吸収端」とは、光変調膜が、この光吸収端以下の波長の光の大部分を吸収し、かつ、この光吸収端以上の波長の光の大部分を吸収しないという、光変調膜が吸収する光の量が劇的に変化する波長領域をいう。なお、光変調膜の透過率が劇的に変化する波長領域とも換言できる。
【００５８】
ここで波長４０５ｎｍに着目すると、光ディスク１の透過率は７９．７％と高い値を示した。
【００５９】
次に、図３には、室温および２００℃での反射率の波長依存性を示した。反射率の測定に際しては、光ディスク１の光変調膜５側の面から膜面に対して垂直に光を入射させ、光ディスク１から反射した光の光量を検出することによって行った。なお、図３中の実線は室温での光ディスク１の反射率を示し、点線は２００℃での光ディスク１の反射率を示している。
【００６０】
図３に示すように、作製した光ディスク１は、光変調膜５における光の干渉効果によって波長変化に依存して反射率が周期的な変動を示し、波長４２４ｎｍ近傍に反射率の極小ピーク、波長３７１ｎｍ近傍に反射率の極大ピークが現れた。このときの反射率の極小ピークにおける反射率は９．３％、反射率の極大ピークにおける反射率は２１．０％であった。この光ディスク１を２００℃に加熱し、２００℃での反射率を測定したところ、２００℃の温度下においても室温下の測定結果と同様に、反射率は波長に依存して周期的な変動を示し、反射率の極小ピークおよび反射率の極大ピークがそれぞれ検出された。
【００６１】
ただし、２００℃の温度下では、上記極小ピークおよび上記極大ピークが現れる波長が、ともに室温での波長よりも長波長側にシフトしており、波長４２９ｎｍ近傍に反射率の極小ピーク、波長３８１ｎｍ近傍に反射率の極大ピークがそれぞれ現れた。
【００６２】
ここで、波長４０５ｎｍにおける反射率に注目すると、室温で１１．４％であった反射率が、２００℃の温度下では上記極小ピークおよび上記極大ピークの波長シフトによって１２．６％へと約１割上昇した。
【００６３】
なお、２００℃の温度下における反射率測定を行った後に、光ディスク１を再度室温に戻して反射率測定を行ったところ、初期に室温で測定した反射率特性と同じ反射率特性が得られ、波長４０５ｎｍにおける反射率は１１．４％に戻った。
【００６４】
すなわち、上記の室温と２００℃の間の温度変化において、反射率の波長シフトおよび反射率絶対値の変化は可逆変化であることがわかった。
【００６５】
一方、上記光ディスク１の反射率について、光変調膜５側から高出力のレーザー光を照射して光変調膜５の一部を局所的に３５０℃に昇温した後、光ディスク１を自然冷却し、室温において上記３５０℃に昇温した部分の反射率を光ディスク１の光変調膜５側から光を入射させて測定したところ、昇温しなかった部分に比べて、極小および極大ピーク位置が短波長側へ５ｎｍ程度波長シフトするとともに、波長４０５ｎｍにおける反射率が約２％低下し９％近傍となった。
【００６６】
これにより、一旦３５０℃の高温まで光変調膜５が温度上昇すると、不可逆な反射率変化が生じることがわかった。
【００６７】
次に上記の光ディスク１の、光変調膜５側から膜面に対して垂直に光を入射させて測定した透過率および反射率の結果をもとに、作製した光ディスク１の光吸収率を散乱成分を考慮せずに、（光吸収率（％）＝１００−反射率（％）−透過率（％））の式に基づいて簡易的に算出した。その結果をまとめたものが図４のようになる。作製した光ディスク１の波長４０５ｎｍにおける光吸収率は８．９％と求められた。波長４０５ｎｍにおいて光吸収率が得られる原因は、既に述べたように、ＺｎＯの光吸収端が３６０〜３８０ｎｍと波長４０５ｎｍ近傍にあることに起因する。
【００６８】
従って、以下に示すように、光源波長４０５ｎｍの青紫色レーザーを光源として情報の記録を行う場合には、ＺｎＯ膜において入射光の吸収が起こり、発生した熱でＺｎＯ膜の変質が生じて記録マークが形成され、情報の記録が行われることになる。
【００６９】
ここまでに示した光ディスク１の反射率の測定結果は、何れも光ディスク１の光変調膜５側から光を入射させて測定した結果であった。そこで、光ディスク１の逆の面、すなわち、透明ディスク状基板４側の面から光を基板面に対して垂直入射させて反射率を測定した場合では、波長４０５ｎｍにおける室温での反射率は８．４％となり、光変調膜５側から光を入射させた場合に比べて３％小さくなった。また、２００℃温度下での反射率を測定すると、光変調膜５側から光を入射させて反射率を測定した場合と同様に、波長シフトおよび反射率絶対値の変化が確認できたが、波長４０５ｎｍにおける反射率は８．６％となり、光変調膜５側から光を入射させた場合に比べて４％小さくなった。これに伴って、室温と２００℃の間の温度変化に伴う、波長４０５ｎｍにおける反射率の変化幅は、光変調膜５側から光を入射させた場合と比べて１％小さくなった。
【００７０】
これらの結果は、透明ディスク状基板４側から光を垂直入射させた場合に、入射光および光変調膜５からの反射光がディスク状基板４を通過する際の光吸収によって減衰してしまったことによるものであり、これに伴って、光変調膜５における干渉効果が見かけ上小さく検出されたことによるものと考えられる。
【００７１】
続いて、作製した光ディスク１の記録再生特性を調べた結果について以下に示す。
【００７２】
作製した光ディスクの評価は、光源波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザーを用いた、開口数ＮＡが０．６５の光ピックアップを使用し、光変調膜５側から光ディスク１上に光ビーム６を集中照射して情報の記録再生を行った。上記光源波長と開口数ＮＡから求められる光ピックアップの分解能は０．１６μｍである。すなわち、通常の再生方式で記録された情報の再生を行った場合、０．１６μｍ以下のマーク長の記録マークからは信号が得られない。なお、ここでのマーク長とは上記マーク長に対応する長さの記録マークを、マーク長の２倍の長さのピッチで形成することを意味する。
【００７３】
なお、ここで本発明の光情報記録媒体の評価に際しては、図１に示した構成、すなわち透明保護層を有しない構成、の光情報記録媒体を用いて行い、使用する光ピックアップの収差を補償する目的で、光路上に０．５ｍｍ厚の石英ガラス基板を配置し、これを介して評価を行った。
【００７４】
光ディスク１からの再生信号の検出に際しては、光ビーム６を光ディスク１上に連続的に集中照射し、光変調膜５側から入射した光ビーム６が光変調膜５と透明ディスク状基板４との界面で反射した反射戻り光を検出した。すなわち、光変調膜５と透明ディスク状基板４との界面にフォーカスサーボをかけ、ランド３またはグルーブ４にトラックサーボをかけて、ランド３またはグルーブ４上を追従させながら反射戻り光を検出した。以下、上記の連続的に光ディスク１上に照射する光ビーム６を「再生用光ビーム」と呼ぶ。
【００７５】
また、光ディスク１への情報の記録に際しては、光ディスク１上に光ビーム６をパルス状に集中照射して記録した。このときのパルスデューティーは３３％とした。以下、上記のパルスデューティーで光ディスク１上にパルス状に照射する光ビーム６を「記録用光ビーム」と呼ぶ。
【００７６】
なお、本実施の形態における記録再生時の線速度は１．８ｍ／ｓとした。
【００７７】
図５には、光ディスク１の未記録トラックに再生用光ビーム（光ビーム６を連続照射）を集中照射し、光ビーム６の出力を１．０ｍＷから４．０ｍＷまで変化させた際に、光ディスク１から反射する反射光量を光ピックアップで検出した結果を示した。
【００７８】
なお、ここでの反射光量は、ピックアップで検出された反射光が、その光量に比例する電圧値に変換された値を用いて表している。また、図５中には、補助線（点線）として光ビーム６の出力が１．０ｍＷから１．５ｍＷの間の傾きを直線で延長した線を合わせて示した。再生用光ビームの出力が１．０ｍＷ未満では、反射光量が小さく、フォーカスサーボおよびトラックサーボを制御するために必要な反射光量が得られなかったため、反射光量の評価を行うことができなかった。
【００７９】
図５から、作製した光ディスク１では、光ビームの出力に対して反射光量が非線形に変化することがわかった。光ビーム６の出力が４．０ｍＷにおける光ディスク１の反射率は、光ビーム６の出力が１．０ｍＷから１．５ｍＷの間の傾きをもって反射率が線形変化した場合の４．０ｍＷにおける反射光量（推定値、図５中の点線に相当）に比べて、２０％大きくなった。
【００８０】
このとき、上記反射光量の非線形変化は、光ビーム６の出力が高いほど出力に対する反射光量の傾きが大きくなる非線形変化であった。この結果は、既に図３に示した反射率の測定結果から、光ディスク１の温度上昇（室温から２００℃）に伴って波長４０５ｎｍにおける反射率が上昇した結果から説明付けることができる。
【００８１】
このような、光ビーム１の出力が高いほど出力に対する反射光量の傾きが大きくなる非線形変化を示す場合には、光ディスク１上に照射された光ビーム６のスポット内に生じる高温領域（スポット中心近傍）と低温領域（スポット周縁部）のうち、高温領域の反射率が相対的に高く、低温領域の反射率が相対的に低くなる。
【００８２】
従って、低温領域が光学的にマスクされ（光学的に弱められ）、高温領域にアパーチャーが開く（光学的に強調される）ことになり、いわゆる低温マスク型の超解像再生が実現できるということになる。
【００８３】
なお、図５に示した、光ビーム６の出力に対する反射光量の非線形変化は、図５に示した出力範囲すなわち１．０ｍＷから４．０ｍＷの範囲において可逆であり、この範囲で光ビーム６の出力を繰り返し変化させた後であっても、図５に示した反射光量特性と同じ反射光量特性が検出できた。
【００８４】
続いて、図６には、記録用光ビームのピーク出力（パルス状に照射する記録用光ビームの出力が最も大きくなる時点での値、すなわち、パルスの最高点）を６．０ｍＷから１０．０ｍＷまで変化させて、光ディスク１の未記録トラックに集中照射（光ビーム６をパルスデューティー３３％でパルス照射）し、マーク長０．４μｍの繰り返しマークを記録した後、情報を記録したトラックに再生用光ビーム６（光ビーム６を連続照射）を１．５ｍＷの一定出力で照射して、記録情報を再生した際の、光ディスク１からの反射光量を検出した結果を示した。
【００８５】
ここで、図６に示した各測定点は、各出力の記録用光ビームを何れも未記録トラックに照射して記録し、記録した情報を再生用光ビームで再生した結果である。なお、記録を行う前の未記録トラックにおける反射光量は０．１４４Ｖであった。
【００８６】
図６に示したように、記録用光ビームのピーク出力が８．０ｍＷ以下の場合には未記録状態からの反射光量変化は見られなかったのに対し、記録用光ビームを８．５ｍＷ以上のピーク出力で照射した場合には、光ディスク１からの反射光量が不可逆に変化することが確認された。
【００８７】
すなわち、記録用光ビームを８．５ｍＷ以上のピーク出力で照射することにより、光ディスク１に情報の記録を行うことができた。
【００８８】
また、上記出力範囲では９．０ｍＷのピーク出力で記録用光ビームを照射した場合に、反射光量の不可逆変化量が最大となり、未記録時の反射光量に対して３０％低下した。
【００８９】
一方、上記の記録用光ビームを９．０ｍＷのピーク出力で照射して情報を記録したトラック（反射光量の不可逆変化量が最大となったトラック）について、情報を記録した部分の反射率を測定したところ、未記録部分の反射率特性と比べて極小および極大ピーク位置が５ｎｍ程度短波長側へシフトし、波長４０５ｎｍにおける反射率が約２％低下していた。すなわち反射率の不可逆な波長シフトが起こり、波長４０５ｎｍにおける反射率絶対値の不可逆変化が生じていた。
【００９０】
これは、既に述べた、光変調膜５の一部を一旦３５０℃昇温すると反射率が不可逆変化する結果と同様の結果であり、８．５ｍＷ以上のピーク出力で記録用光ビームを光ディスク１上に照射すると、光変調膜５が高温に加熱され、反射率の不可逆な波長シフトを生じることを示している。
【００９１】
また、同じく記録用光ビームを９．０ｍＷのピーク出力で照射して情報を記録した部分について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて光変調膜５の表面形状を観察したところ、光ビーム６を照射して情報を記録した部分が周囲の未記録部分に比べて１５ｎｍ高くなっている様子が観察された。すなわち、光変調膜５の塑性変形が生じていることがわかった。
【００９２】
続いて、図７には上記のマーク長０．４μｍの繰り返しマークを記録した光ディスク１について、１．５ｍＷの出力で再生用光ビームを照射した際の、信号対雑音比（以下、ＣＮ比と記す）を検出した結果を記録用光ビームのピーク出力に対して示した。なお、ここでのマーク長についても上記マーク長に対応する長さの記録マークを、マーク長の２倍の長さのピッチで形成することを意味する。
【００９３】
図７に示したように、記録用光ビームのピーク出力を９．０ｍＷとして情報を記録した場合に、５０ｄＢを超える高いＣＮ比が得られた。
【００９４】
図８には、本実施の形態で用いた記録再生光学系の光ビームスポット径から算出される光学分解能限界（マーク長０．１６μｍ）に相当する、マーク長０．１６μｍの繰り返しマークを未記録トラックに記録し、記録された情報を再生用光ビームで再生した際のＣＮ比を、再生用光ビームの出力に対して示した。上記マーク長０．１６μｍの繰り返しマークの記録に際しては、記録用光ビームのピーク出力を１０．５ｍＷとして情報を記録した。なお、ここでのマーク長についても上記マーク長に対応する長さの記録マークを、マーク長の２倍の長さのピッチで形成することを意味する。
【００９５】
図８に示すように、再生用光ビームの出力が２．０ｍＷ以下と低い領域では、ＣＮ比がほとんど得られないのに対し、２．５ｍＷ以上の出力では、再生用光ビームの出力を大きくすることで次第にＣＮ比が大きくなり、出力を４．０ｍＷとすることで３０ｄＢを超えるＣＮ比が得られた。
【００９６】
これは、再生用光ビームの出力が２．０ｍＷ以下と低い領域では、光ビームスポット内の光変調膜５があまり加熱されず、スポット中心近傍と周縁部の温度差が小さいためにスポット内での反射率の差が小さく、超解像再生が生じないことによるものであり、光スポット内に同時に存在する記録マークと未記録部分とを光学的に分解することができず、ＣＮ比がほとんど得られないことによる。
【００９７】
一方、２．５ｍＷ以上の出力では、光ビームの集中照射によってスポット内の光変調膜５が加熱され、スポット中心近傍の温度がスポット周縁部の温度に比べて高くなることで、スポット中心近傍と周縁部に光変調膜５の可逆的な反射率の差が生じ、光ビームスポットの温度中心の反射率が、光ビームスポットの周縁部の反射率よりも高くなることで、光学的なアパーチャーが形成されて、光ビームスポット分解能を超える小さなマークの信号の読み出し、すなわち、超解像再生が実現するということになる。
【００９８】
図９には、上記の方法と同じ方法で、さまざまなマーク長の繰り返しマークを未記録トラック上に記録し再生を行った際のＣＮ比を、マーク長に対して示した。なおこのとき、記録用光ビーム出力および再生用光ビーム出力は、それぞれ、各マーク長において最もＣＮ比が高くなるように設定した。
【００９９】
図９に示したように、光ピックアップの光学分解能（０．１６μｍ）を超える長さを有する、短いマーク長において記録した情報からの再生信号が得られており、超解像再生が実現できていることが確認できた。すなわち図９に示したように、光ピックアップの光学分解能である０．１６μｍよりも短いマーク長において、記録した情報からの再生信号が得られており、超解像再生が実現できていることが確認できた。
【０１００】
これまでに示した記録再生特性は、すべて光ビーム６を光変調膜５側の面から入射させてその反射光を光ピックアップで検出した結果であったが、光ディスク１の逆の面、すなわち、透明ディスク状基板４側の面から光ビームを垂直入射させて評価した場合にも、上記と同様に、情報の記録および光学分解能を超える短いマークの超解像再生が確認できた。
【０１０１】
ただし、測定したすべてのマーク長において再生時のＣＮ比は光入射膜５側から照射した場合に比べて低くなった。
【０１０２】
これは、既に示した透明ディスク状基板４側から光を入射させて反射率を測定した結果からも説明付けられるように、透明ディスク状基板４側から光を垂直入射させた場合には、入射光および光変調膜５からの反射光がディスク状基板４を通過する際の光吸収によって減衰してしまったことによるものであり、これに伴って、光ディスク１からの反射光量の絶対値が小さくなったことに加え、超解像再生時のマスク効果が弱くなったことに起因する。
【０１０３】
従って、透明ディスク状基板４側から光入射して記録し、超解像再生することも可能であるが、光変調膜５の干渉効果を効果的に用い、高い超解像効果を得るためには光変調膜５側から光を入射することがより望ましい。
【０１０４】
また、光変調膜５を他の膜と積層して形成する場合には、光ビーム６が透明ディスク状基板４を介さずに光変調膜５に照射でき、透明ディスク状基板４を介さずに光変調膜５からの反射光が検出できる構成とすることが望ましい。ただし、実際に本発明の光ディクスを使用する場合、光ビーム６を集光するためのレンズが膜に衝突することを防止し、環境耐久性を高める目的で薄い透明保護層を形成することが好適である。このとき、透明保護層の膜厚は光の減衰の影響が信号品質に現れない程度の厚さ、例えば５０μｍから１５０μｍとすることが望ましい。
【０１０５】
また、このように光変調膜５側から光を入射させ、反射光を検出する場合には、透明ディスク状基板４は透明基板である必要は無く、不透明基板や半透明基板、有色基板であっても構わない。
【０１０６】
さらに、本実施の形態のように、光情報記録媒体上に光ビーム６を集中照射して情報の記録、再生を行う形式では、照射される光ビーム６に光情報記録媒体面に対して斜め入射する成分が含まれている。特に、開口数ＮＡを高くした場合には光ビーム６の絞込み角が大きくなるために光情報記録媒体面との角度がより小さな斜め成分が存在する。
【０１０７】
本実施の形態において、光変調膜５と透明ディスク状基板４の屈折率の関係を、光変調膜５の屈折率が透明ディスク状基板４の屈折率よりも相対的に高くなるように設計すれば、上記光ビーム６の斜め成分のうち光情報記録媒体面に対して入射角が小さな光が光変調膜５と透明ディスク状基板４の界面で全反射し、反射光量を増加させることが可能である。
【０１０８】
例えば、本実施の形態に示した屈折率が２．０の光変調膜５と屈折率が１．５の光変調膜とを用いる構成では、ＮＡが０．７５以上の光学系（１．５÷２．０＝０．７５）において上記全反射の効果を利用して反射光量を比例的に大きくでき、超解像効果を高めることができる。
【０１０９】
また、ＮＡが同じ場合についても屈折率がより小さい透明ディスク状基板４を採用することで、上記全反射の効果を利用して反射光量を比例的に大きくでき、超解像効果を高めることができる。
【０１１０】
なお、ここでは光変調膜５と透明ディスク状基板４の界面についての関係のみについて記したが、高屈折材料側から低屈折材料側に光を入射させる場合にはすべて成り立ち、例えば光変調膜５と光変調膜５よりも屈折率の低い透明膜とを積層した場合にもこの効果を利用することができる。
【０１１１】
また本実施の形態では、光ディスク１の超解像効果について、光ピックアップの光学分解能を超える短いマーク長の情報を高い信号品質で読み出せる効果（トラック長さ方向の効果）について示したが、同時に、読み出そうとする情報が記録されたトラックと隣接する隣接トラックの情報をマスクし、読み出そうとする情報トラック上の信号を高い信号品質で読み出せる効果（トラック幅方向の効果）を併せ持つ。すなわち、隣接トラックからのクロストークを低減できる効果がある。
【０１１２】
さらに本実施の形態に示した光ディスク１では、光変調膜５の透過率が大きいために入射光の大部分が光変調膜５を通過することができる。従って、本実施の形態の光変調膜５は、情報を記録する層を複数形成するいわゆる多層媒体にも極めて好適な膜である。
【０１１３】
本実施の形態ではＺｎＯを光変調膜５に用いる場合についてのみ示したが、他にもＦｅ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｗ、ＦｅＴｉ、Ｐｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、ＳｒＴｉ、ＢａＴｉ、ＣａＴｉ、ＫＴａ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｈｏの酸化物をターゲット材料とし、ＺｎＯを光変調膜５に用いた場合と同じ作成方法で、酸化物半導体からなる光変調膜５を形成し、本実施の形態の光ディスク１と同じ構成の光ディスク１を作製することができる。
【０１１４】
これらの酸化物半導体を光変調膜５に用いる場合は、それぞれの酸化物半導体固有のバンドギャップから同定される吸収端波長近傍に光源波長を有するレーザー光を用いて記録再生を行った場合に高い信号品質が得られるとともに、記録した情報を再生する際の超解像効果を大きくすることができる。これは各酸化物半導体に固有の吸収端波長近傍では、記録用光ビームの一部が光変調膜５に吸収されて情報の記録が行われるとともに、光変調膜５の反射率が温度に依存して急峻に変化するため、温度変化に伴う波長シフトによって生じる反射率の可逆変化を情報の再生に有効に利用することができるためである。
【０１１５】
すなわち、ある固有のバンドギャップを有する（特定波長に吸収端を有する）膜であって、その吸収端波長近傍に記録を行うための光ビームの光源波長があり、再生を行うための光ビームの光源波長において、反射率が温度に依存して可逆変化する特性を満たす材料であれば本願の光情報記録媒体の光変調膜５として適用可能である。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、光ビームの光源波長を、記録用光ビーム、再生用光ビームともに、４０５ｎｍとした場合について説明したが、それぞれに異なる波長を用いて記録再生を行う場合であっても構わない。
【０１１７】
また本実施の形態の光ディスクに用いるディスク状基板について、ガラス基板を用いた場合、および、樹脂基板を用いた場合の何れについても、情報の記録および超解像再生が実現できた。従って、何れの基板を用いても本実施の形態の光ディスク１を作製することが可能である。
【０１１８】
また本実施の形態では、情報を記録した際に光変調膜５の反射率が不可逆変化する原因として、反射率の不可逆な波長シフトと、光変調膜５の塑性変形が共に生じる例について示したが、これらの不可逆な変化は必ずしも共に生じる必要は無く、波長シフトのみ、または、塑性変形のみであっても構わない。
【０１１９】
また本実施の形態では、成膜ガスにＡｒのみを用いる作製方法について示したが、成膜された酸化物半導体の膜中に含まれる酸素分子の濃度が低い場合には、成膜ガスとしてＯ２ガスを加えて作製してもよい。
【０１２０】
〔実施の形態２〕
本発明の光情報記録媒体に関する他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
【０１２１】
なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１２２】
実施の形態１に示した光ディスク１において、光変調膜５に用いたＺｎＯの膜厚を変化させた光ディスク１を作製し、実施の形態１に示した方法と同じ評価装置および評価方法で、マーク長が０．１４μｍから０．４０μｍまでの範囲の記録マークを記録再生しＣＮ比を測定した。測定結果を以下の表に示す。
【０１２３】
【表１】
2005116057.tif 000003
【０１２４】
これにより、ＺｎＯの膜厚を６０ｎｍから１５０ｎｍの範囲とした光ディスク１において、マーク長０．４０μｍのマークを記録再生した際のＣＮ比が４０ｄＢ以上となり実用的な高い信号品質が得られた。加えて、光ピックアップの光学分解能以下のマーク長０．１６μｍにおいて再生信号が検出できた。すなわち、超解像再生が確認できた。なお、本実施の形態においても、マーク長とは上記マーク長に対応する長さの記録マークをマーク長の２倍の長さのピッチで形成することを意味する。
【０１２５】
従って、光変調膜５の膜厚を６０ｎｍから１５０ｎｍの範囲とすることで、実用的なＣＮ比が得られるとともに、超解像再生が実現できる光情報記録媒体を作製できる。
【０１２６】
上記の６０ｎｍから１５０ｎｍまでの膜厚を形成した光ディスク１の情報の記録を行っていない未記録部分について、反射率の波長依存性を実施の形態１に示した方法と同じ装置および方法を用いて、室温で光変調膜５側から光を入射させて測定したところ、上記膜厚範囲の光ディスク１では、反射率の極小ピークは膜厚が薄いほど低く、３７０ｎｍから４５０ｎｍの範囲に現れた。これは膜厚変化に伴う光の干渉効果に起因するものである。
【０１２７】
本実施の形態で用いた、記録再生を行うための光ビーム６の光源波長は４０５ｎｍであることから、光変調膜５の反射率の極小ピーク波長を記録再生する光ビーム６の光源波長の−３５〜＋４５ｎｍ、すなわち約±１０％の範囲とすることによって、より実用的なＣＮ比が得られるとともに、超解像再生が実現できる光情報記録媒体を作製できる。
【０１２８】
また、反射率の極小ピーク波長が上記光源波長の−３５〜＋４５ｎｍの範囲内に存在する場合、すなわち、実用的なＣＮ比が得られるとともに超解像再生が実現できる光ディスク１においては、光源波長（４０５ｎｍ）における光ディスク１の反射率がいずれも２０％以下であった。これは、反射率が２０％以下と低い場合には、反射率がより高い場合と比べて、反射率絶対値に対する記録再生時の反射率変化量が大きくなる（反射率変化効率が大きくなる）ため、超解像再生時のマスク効果を高めることができるためである。
【０１２９】
従って、記録再生を行う光ビーム６の光源波長における反射率は２０％以下であることが特に望ましい。
【０１３０】
さらに上記６０ｎｍから１５０ｎｍまでの膜厚範囲では、（光吸収率（％）＝１００−反射率（％）−透過率（％））の式から求めた光ディスク１の光吸収率が５％以上であった。なお、光吸収率が５％未満となるように光変調膜５の作製条件を変えて作製した場合には、マーク長０．４μｍ記録再生時のＣＮ比が３０ｄＢを下回り、実用的なＣＮ比を得ることができなかった。これは、光吸収率が低いために記録時に光変調膜５が十分な不可逆変化を起こす温度まで光変調膜５を昇温できなかったことに起因する。
【０１３１】
従って、光ディスク１の光吸収率は５％以上であることが特に望ましい。
【０１３２】
上記光吸収率を高めるために、本実施の形態に示した光ディスク１の構成に加えて、蓄熱効果を生じる畜熱膜を光変調膜５に接して形成してもよい。上記蓄熱膜は透明、不透明を問わず用いることが可能であり、例えば、Ｓｉ，ＴｂＦｅＣｏ，ＳｉＮ，ＡｌＮやこれらを含む膜を採用することができる。
【０１３３】
さらに、本実施の形態に示した光ディスク１の構成で、評価装置がフォーカスサーボまたはトラックサーボをかけるために十分な反射光量が得られない場合には、必要に応じて反射率を高める反射膜を形成し、反射率を高めることができる。反射膜は透明な高屈折率材用を用いてもよく、不透明材料を用いても良い。例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕやこれらを含む膜を用いることができる。
〔実施の形態３〕
本発明の光情報記録媒体に関する他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１３４】
なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３５】
実施の形態２に示した光変調膜５の膜厚範囲内で光変調膜５の膜厚を変化させ、反射率の波長依存性曲線における光ビーム６の光源波長（４０５ｎｍ）に最も近い極小ピークの波長が光ビーム６の光源波長よりも２０ｎｍ短波長側にある光ディスク１（極小ピーク位置が３８５ｎｍ、以下サンプルＡとする）と、２０ｎｍ長波長側にある光ディスク１（極小ピーク位置が４２５ｎｍ、以下サンプルＢとする）とを作製した。
【０１３６】
上記サンプルＡおよびサンプルＢに、それぞれ記録用光ビームを集中照射してマーク長０．１６μｍの繰り返しマークを記録し、記録したトラック上に再生用光ビームを集中照射して再生したところ、反射率の極小ピーク波長を光ビーム６の光源波長よりも長波長側に設定した光ディスク１（サンプルＢ）の方が、光ビーム６の光源波長よりも短波長側に設定した光ディスク１（サンプルＡ）よりも約４ｄＢ高いＣＮ比が得られた。この原因について図１０に示した模式図を用いて説明する。
【０１３７】
図１０（ａ）（ｂ）は、ともに光ビーム６の光源波長近傍における反射率Ｒと波長λの関係を示した模式図であり、図１０（ａ）がサンプルＡの反射率Ｒと波長λとの関係を、図１０（ｂ）がサンプルＢの反射率Ｒと波長λとの関係をそれぞれ表している。すなわち、図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの反射率の極小ピーク波長と光ビームの光源波長との関係を説明する模式図である。なお、図１０中に実線で示した曲線は、サンプルＡおよびサンプルＢの低温領域（再生用光ビームのスポット周縁部）における反射率Ｒを表し、点線で示した曲線は高温領域（再生用光ビームのスポット中心近傍）における反射率Ｒを表している。
【０１３８】
既に述べたように、サンプルＡ、サンプルＢともに再生用光ビームの照射に伴う温度上昇に伴って光変調膜５の反射率の波長依存性曲線が可逆的に長波長側へ波長シフトする。
【０１３９】
サンプルＡ（図１０（ａ））では、反射率Ｒの極小ピークが光源波長よりも短波長側にあるために、再生用光ビームの集中照射に伴う温度上昇によって生じる長波長側への波長シフトにより、光源波長における反射率Ｒは低下することになる。すなわち、光ディスク１の再生時には光ディスク１上に照射された光ビーム６のスポット内の低温領域（スポット周縁部）にアパーチャーが形成（光学的に強調）され、高温領域（スポット中心近傍）がマスク（光学的に弱められ）される高温マスク型の超解像媒体となる。
【０１４０】
一方、サンプルＢ（図１０（ｂ））では、反射率Ｒの極小ピークが光源波長よりも長波長側にあるために、再生用光ビームの集中照射に伴う温度上昇によって生じる長波長側への波長シフトにより、光源波長での反射率Ｒは上昇することになる。すなわち、光ディスク１の再生時に光ディスク１上に照射された光ビーム６のスポット内の高温領域（スポット中心近傍）にアパーチャーが形成（光学的に強調）され、低温領域（スポット周縁部）がマスク（光学的に弱められ）される低温マスク型の超解像媒体となる。
【０１４１】
上記ＣＮ比の違いはこのような超解像の形態の違いによるものであり、低温マスク型の超解像媒体となるサンプルＢの方が、光ビーム６の強度が強い（大きな反射光量が得られる）スポット中心領域を用いて情報を読み出すことができるため、光学分解能を超える短いマークをより効果的に読み出すことが可能である。
【０１４２】
従って、光変調膜５の反射率の極小ピーク波長を光ビーム６の光源波長よりも長波長側に設定することで、より効率の高い超解像再生を実現できる。
【０１４３】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４４】
例えば、本発明には、光ビームを用いて情報の記録および／または再生を行う光情報記録媒体であって、上記光情報記録媒体が上記光ビームの光学分解能よりも高い分解能で情報の記録または再生を行うことができる超解像動作可能な光情報記録媒体であり、かつ、上記光情報記録媒体が有する、情報を記録する層と超解像動作を起こす層とが同一の層である光情報記録媒体が含まれる。
【０１４５】
また、光ビームを用いて情報の記録および／または再生を行う光情報記録媒体であって、上記光情報記録媒体は、少なくとも情報を記録するための記録膜を有し、かつ、上記記録膜は光ビームの照射によって光ビームの波長近傍における光情報記録媒体の反射率が変化する材料からなる光情報記録媒体も本発明に含まれる。
【０１４６】
また、特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、該光吸収端の波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜を備えた光情報記録媒体であって、上記光情報記録媒体は、上記光吸収端波長よりも長波長側の波長領域において、該光情報記録媒体に入射する光の波長に依存して反射率が変化するとともに、波長変化に対する反射率の極小値を少なくとも一つ有し、上記反射率の極小値の波長が、上記光変調膜の温度によって変化すること光情報記録媒体も本発明に含まれる。
【０１４７】
また、光ビームを用いて情報の記録および再生を行う光情報記録媒体であって、情報の記録を行うための光ビームの光源波長近傍に特定の波長以下の光を吸収する光吸収端を有し、上記光ビームの光源波長よりも長波長側では光透過性を示す光変調膜を備えた光情報記録媒体であって、上記光情報記録媒体は、情報の記録を行うための光ビームの光源波長よりも長波長側の波長領域において、該光情報記録媒体に入射する入射光の波長に依存して反射率が変化するとともに、情報の再生を行うための光ビームの光源波長近傍に波長変化に対する反射率の極小値を少なくとも一つ有し、上記反射率の極小値の波長が、上記光変調膜の温度によって変化する光情報記録媒体も本発明に含まれる。
【０１４８】
また、光ビームを用いて情報の記録および再生を行う光情報記録媒体であって、上記情報の記録を行うための光ビームは上記情報の再生を行うための光ビームよりも高い出力を有し、上記情報の記録を行うための光ビームを光情報記録媒体上に照射することにより、上記情報の再生を行うための光ビームの波長近傍における光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化し、かつ、上記情報の再生を行うための光ビームを光情報記録媒体上に照射することにより、上記情報の再生を行うための光ビームの波長近傍における光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化する光情報記録媒体も本発明に含まれる。
【０１４９】
また、本発明には、上記光情報記録媒体の構成において、さらに、上記光変調膜の温度が所定の温度域Ａにある場合には、温度変化に依存して光情報記録媒体の反射率が可逆的に変化し、光変調膜の温度が温度域Ａを超える温度域Ｂに温度上昇すると、光情報記録媒体の反射率が不可逆的に変化する光情報記録媒体が含まれる。この光情報記録媒体によれば、光変調膜を所定の温度に調整することにより、光情報記録媒体への情報の記録と再生の切り替えを行うことができ、情報を記録する層と超解像動作する層とが同一層とし、かつ、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明によれば、情報を記録する層と超解像動作する層とを同一層とすることができ、かつ、実用的な高い信号品質が得られる光情報記録媒体を簡便かつ、低コストで実現できるため、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＲ、ＤＶＲ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｂｌｕｅ、およびいわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ等の光情報記録媒体一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの構成を示す断面模式図である。
【図２】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの透過率の波長依存性を示す図である。
【図３】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの反射率の波長依存性を示す図である。
【図４】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの光吸収率を示す図である。
【図５】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクの未記録トラックにおける反射光量の再生パワー依存性を示す図である。
【図６】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクにマーク長０．４μｍの繰り返しマークを記録した際の反射光量の記録パワー依存性を示す図である。
【図７】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクにマーク長０．４μｍの繰り返しマークを記録した際のＣＮ比の記録パワー依存性を示す図である。
【図８】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクにマーク長０．１６μｍの繰り返しマークを記録した際のＣＮ比の再生パワー依存性を示す図である。
【図９】本発明の光情報記録媒体にかかる光ディスクに繰り返しマークを記録した際のＣＮ比のマーク長依存性を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、ともに光ビーム６の光源波長近傍における反射率Ｒと波長λの関係を示した模式図であり、図１０（ａ）がサンプルＡの反射率Ｒと波長λとの関係を、図１０（ｂ）がサンプルＢの反射率Ｒと波長λとの関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１  光ディスク（光情報記録媒体）
２  ランド
３  グルーブ
４  透明ディスク状基板（基板）
５  光変調膜
６  光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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