JP2005025842A - 光記録ディスク - Google Patents

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Abstract

【課題】記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることが可能になるとともに、再生信号のＣ／Ｎ比を向上させることができる光記録ディスクを提供する。
【解決手段】基板２と、第三の誘電体層３と、光吸収層４と、第二の誘電体層５と、白金酸化物を主成分として含む分解反応層６と、第一の誘電体層７と、光透過層８とを備え、第二の誘電体層５が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有し、光透過層８を介して、レーザ光２０が照射されたときに、分解反応層６に主成分として含まれている白金属酸化物が白金と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、空洞が形成されるとともに、白金の微粒子が空洞内に析出することによって、分解反応層６に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする光記録ディスク。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録ディスクに関するものであり、さらに詳細には、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることが可能になるとともに、再生信号のＣ／Ｎ比を向上させることができる光記録ディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録ディスクが広く利用されているが、近年においては、より大容量で、かつ、高いデータ転送レートを有する光記録ディスクの開発が盛んに行われている。
【０００３】
こうした光記録ディスクにおいては、データの記録・再生に用いるレーザ光の波長λを小さくするとともに、対物レンズの開口数ＮＡを大きくして、レーザ光のビームスポット径を小さく絞ることにより、光記録ディスクの記録容量の増大が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光記録ディスクにおいては、光記録ディスクに記録された記録マークの長さ、および、隣り合う記録マーク間の長さ、すなわち、記録マークが形成されていない領域（以下、「ブランク領域」という。）の長さが解像限界未満になると、光記録ディスクからデータを再生することが不可能になる。
【０００５】
解像限界は、レーザ光の波長λと、レーザ光を集束するための対物レンズの開口数ＮＡによって決定され、記録マークとブランク領域との繰り返しの周波数、すなわち、空間周波数が２ＮＡ／λ以上の場合に、記録マークおよびブランク領域に記録されたデータの読み取りが不可能になる。
【０００６】
したがって、読み取り可能な空間周波数に対応する記録マークおよびブランクの長さは、それぞれ、λ／４ＮＡ以上となり、波長λのレーザ光を、開口数ＮＡの対物レンズによって、光記録ディスクの表面に集光させるときは、λ／４ＮＡの長さの記録マークおよびブランク領域が、読み取ることができる最短の記録マークおよびブランク領域となる。
【０００７】
このように、データを再生する場合には、データの再生が可能な解像限界が存在し、再生することができる記録マークの長さおよびブランク領域の長さに制限がある。したがって、解像限界未満の長さの記録マークおよびブランク領域を形成して、データを記録しても、記録されたデータを再生することができないので、光記録ディスクに、データを記録するときに形成可能な記録マークの長さおよびブランク領域の長さが必然的に制限されるから、通常は、解像限界未満になるような長さの記録マークおよびブランク領域を形成して、光記録ディスクにデータを記録することがない。
【０００８】
したがって、光記録ディスクの記録容量を増大させるためには、データの再生に用いるレーザ光の波長λを短くし、あるいは、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることによって、解像限界を小さくし、より短い記録マークとブランク領域よりなるデータを再生することができるようにすることが要求される。
【０００９】
しかしながら、データの再生に用いるレーザ光の波長λを短くし、あるいは、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることには限界があり、したがって、解像限界を小さくすることによって、光記録ディスクの記録容量を増大させることには限界があった。
【００１０】
また、何らかの方法で、光記録ディスクの記録容量を増大させる場合にも、本来の再生特性が低下しないように、光記録ディスクに記録されたデータを再生したときに、高いＣ／Ｎ比を有する再生信号を得ることができることが必要である。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることが可能になるとともに、再生信号のＣ／Ｎ比を向上させることができる光記録ディスクを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光が、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、集光されて、データが記録され、再生されるように構成された光記録ディスクであって、基板と、前記基板上に設けられ、１０ｎｍないし１４０ｎｍの厚さを有する第三の誘電体層と、前記第三の誘電体層上に設けられ、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有する光吸収層と、前記光吸収層上に設けられ、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有する第二の誘電体層と、前記第二の誘電体層上に設けられ、２ｎｍないし５０ｎｍの厚さを有し、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層と、前記分解反応層上に設けられる第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上に設けられ、１０μｍないし２００μｍの厚さを有する光透過層とを備え、前記光透過層を介して、前記レーザ光が照射されたときに、前記分解反応層に主成分として含まれている前記貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、空洞が形成されるとともに、前記貴金属の微粒子が前記空洞内に析出することによって、前記分解反応層に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする光記録ディスクによって達成される。
【００１３】
本発明者の研究によれば、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層を備えた光記録ディスクに、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光透過層を介して、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光を集光すると、分解反応層に主成分として含まれている貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、分解反応層内に空洞が形成されるとともに、貴金属の微粒子が空洞内に析出し、分解反応層に記録マークが形成されて、データが記録され、こうして、データが光記録ディスクに記録された場合には、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときにも、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光を、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズを用いて、光透過層を介して、光記録ディスクに集光することによって、データが再生可能であることが見出されている。
【００１４】
分解反応層に主成分として含まれている貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、分解反応層内に空洞が形成されるとともに、貴金属の微粒子が空洞内に析出し、分解反応層に記録マークが形成されて、データが記録された場合に、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データを再生することができるという理由は必ずしも明らかではないが、空洞内に析出した貴金属の微粒子に、再生用のレーザ光が照射されることにより、近接場光が発生し、解像限界がなくなったためか、あるいは、空洞内に析出した貴金属の微粒子と照射されたレーザ光との相互作用によって、解像限界が小さくなったためではないかと推測される。
【００１５】
さらに、本発明者の研究によれば、第二の誘電体層の厚さと、分解反応層に記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときのＣ／Ｎ比とが、密接な関係にあり、第二の誘電体層が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有している場合に、分解反応層に形成された記録マークを再生したときのＣ／Ｎ比をより一層向上させることが可能になることが見出されており、本発明によれば、第二の誘電体層が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有しているから、分解反応層に空洞が形成されることによって、記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときに、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることが可能となる。
【００１６】
したがって、本発明によれば、分解反応層に空洞を形成するとともに、貴金属の微粒子を空洞内に析出させて、分解反応層に記録マークを形成することによって、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データの再生が可能になるから、光記録ディスクに、より高密度に、データを記録することができ、したがって、光記録ディスクの記憶容量を大幅に増大させることが可能となり、さらに、第二の誘電体層が２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有しているので、分解反応層に空洞が形成されることによって、記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときに、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることが可能となる。
【００１７】
本発明において、分解反応層に主成分として含まれる貴金属酸化物は、とくに限定されるものではないが、酸化物の形成し易さ、近接場光の発生効率の観点から、銀、白金およびパラジウムよりなる群から選ばれる一種の貴金属を含む酸化物が好ましく、とくに、白金酸化物ＰｔＯｘが、分解温度が高いため、好ましい。
【００１８】
白金酸化物ＰｔＯｘは、他の貴金属酸化物に比べて、分解温度が高く、したがって、記録用のパワーに設定されたレーザ光を照射して、記録マークを形成する際に、レーザ光が照射された領域から、周囲の分解反応層に、熱が拡散しても、レーザ光が照射された領域以外の領域で、白金酸化物ＰｔＯｘの分解反応が生じることが防止されるから、分解反応層の所望の領域に、空洞を形成して、記録マークを形成することが可能になる。
【００１９】
また、高いパワーの再生用レーザ光が照射されて、データが再生される場合においても、白金酸化物ＰｔＯｘは、他の貴金属酸化物に比べて、分解温度が高いから、白金酸化物が白金と酸素に分解されるおそれがなく、したがって、繰り返し、光記録ディスクに記録されたデータを再生しても、記録マークの形状が変化することはなく、空洞が形成され、また、記録マークが形成された領域以外の領域に、新たに空洞が形成されることもないから、光記録ディスクの再生耐久性を向上させることが可能になる。
【００２０】
本発明において、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、高いＣ／Ｎ比を有する再生信号を得るためには、白金酸化物の一般式ＰｔＯｘにおいて、ｘが０．５以上、４．０以下であることが好ましく、１．０以上、３未満であることがより好ましい。
【００２１】
本発明において、貴金属酸化物として、酸化銀ＡｇＯｙを用いる場合には、ｙが０．５以上、１．５以下であることが好ましく、０．５以上、１．０以下であることがより好ましい。
【００２２】
本発明において、好ましくは、白金酸化物が分解して、形成される白金の微粒子は、分解反応層に形成すべき空洞の大きさよりも小さい粒径を有しており、白金酸化物が分解して、形成される白金の微粒子が、通常、形成される空洞の大きさに比べて十分に小さい場合には、空洞内に析出した白金の微粒子によって、空洞の形状が悪影響を受け、記録マークの形状に、望ましくない変化が生じることを効果的に防止することが可能になる。ここに、白金の微粒子の粒径は、白金の微粒子が球形であるときの直径として定義される。
【００２３】
本発明において、第二の誘電体層は、２０ないし１００ｎｍの厚さを有するように形成され、好ましくは、４０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成され、さらに好ましくは、５０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成される。
【００２４】
本発明において、第二の誘電体層を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物またはこれらの組み合わせを主成分とする誘電体材料によって、第二の誘電体層を形成することができ、とくに、第二の誘電体層は、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物あるいはこれらの複合物によって、形成されることが好ましく、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物によって形成されることが、より好ましい。
【００２５】
本発明において、光記録ディスクは、第二の誘電体層の下に、５ｎｍないし１００ｎｍの層厚を有する光吸収層を備えている。
【００２６】
本発明において、光吸収層は、光透過層を介して、レーザ光が照射されたときに、レーザ光を吸収して、発熱するように構成されている。
【００２７】
光透過層を介して、レーザ光が照射されたときに、光吸収層がレーザ光を吸収して、発熱するように構成されている場合には、レーザ光が照射されたときに、分解反応層自身が発熱し難くても、光吸収層から伝達される熱によって、分解反応層に主成分として含まれている貴金属酸化物を貴金属と酸素に分解させることができ、したがって、分解反応層が容易に変形しやすくなるように、分解反応層を薄層化しても、また、分解反応層が、レーザ光の透過性の高い貴金属酸化物を含んでいても、光記録ディスクに、レーザ光を照射することにより、所望のように、貴金属酸化物を分解させて、記録マークを形成することが可能になる。
【００２８】
本発明において、光吸収層は、レーザ光の吸収率が高く、熱伝導率の低い材料を含んでいることが好ましく、ＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。
【００２９】
本発明において、光吸収層に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金としては、（ＳｂａＴｅ１ーａ）１ーｂＭｂ、または｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＭ１−ｄで表わされる組成を有するものがとくに好ましい。ここに、Ｍは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表わす。
【００３０】
光吸収層に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（ＳｂａＴｅ１ーａ）１ーｂＭｂで表される組成を有するもののときは、ａおよびｂは、０≦ａ≦１、かつ、０≦ｂ≦０．２５であることが好ましい。ｂが０．２５を越えているときは、光の吸収係数が光吸収層に要求される値よりも低くなり、また、熱伝導性が光吸収層に要求される値よりも低くなり、好ましくない。
【００３１】
一方、光吸収層に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＭ１−ｄで表される組成を有するもののときは、１／３≦ｃ≦２／３、かつ、０．９≦ｄに設定することが好ましい。
【００３２】
元素Ｍは、とくに限定されるものではないが、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｎ、Ｏおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を主成分として含むことが好ましい。とくに、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光を用いる場合には、元素Ｍとして、Ａｇ、Ｉｎおよび希土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を主成分として含むことが好ましい。
【００３３】
本発明において、レーザ光が照射されて、分解反応層が、貴金属と酸素に分解し、空洞が形成される際に、第二の誘電体層および光吸収層が変形することが好ましい。
【００３４】
第二の誘電体層および光吸収層が変形した領域は、第二の誘電体層および光吸収層が変形しない領域と、光学特性が異なるので、再生信号のＣ／Ｎ比をより一層向上させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００３６】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略斜視図であり、図２は、図１に示された光記録ディスクのトラックに沿った断面のうち、Ａで示される部分の略拡大断面図である。
【００３７】
図１および図２に示されるように、本実施態様にかかる光記録媒体１は、基板２を備え、基板２上に、第三の誘電体層３と、光吸収層４と、第二の誘電体層５と、分解反応層６と、第一の誘電体層７と、光透過層８が、この順に、積層されている。
【００３８】
本実施態様においては、図１に示されるように、光記録ディスク１は、光透過層８側から、レーザ光２０が照射されて、データが記録され、記録されたデータが再生されるように構成されている。レーザ光２０は、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有し、開口数ＮＡが０．７ないし０．９の対物レンズによって、光記録ディスク１に集光される。
【００３９】
基板２は、光記録ディスク１に求められる機械的強度を確保するための支持体として、機能する。
【００４０】
基板２を形成するための材料は、光記録ディスク１の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではない。基板２は、たとえば、ガラス、セラミックス、樹脂などによって、形成することができる。これらのうち、成形の容易性の観点から、樹脂が好ましく使用される。このような樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、加工性、光学特性などの点から、ポリカーボネート樹脂がとくに好ましい。
【００４１】
本実施態様においては、基板２は、ポリカーボネート樹脂によって形成され、約１．１ｍｍの厚さを有している。
【００４２】
図２に示されるように、基板２の表面には、第三の誘電体層３が形成されている。
【００４３】
本実施態様においては、第三の誘電体層３は、基板２を保護するとともに、その上に形成される光吸収層４を、機能的、化学的に保護する機能を有している。
【００４４】
第三の誘電体層３を形成するための誘電体材料は、とくに限定されるものではなく、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物によって形成されることが好ましい。
【００４５】
第三の誘電体層３は、たとえば、第三の誘電体層３の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、基板２の表面上に形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００４６】
第三の誘電体層３の厚さは、とくに限定されるものではないが、１０ｎｍないし１４０ｎｍが好ましい。
【００４７】
図２に示されるように、第三の誘電体層３の表面上には、光吸収層４が形成されている。
【００４８】
本実施態様において、光吸収層４は、光記録ディスク１に、記録用のパワーに設定されたレーザ光２０が照射されたときに、レーザ光２０を吸収して、発熱し、生成した熱を、後述する分解反応層６に伝達する機能を有している。
【００４９】
本実施態様においては、光吸収層４は、光の吸収係数が高く、熱伝導率の低いＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金によって形成されている。
【００５０】
ＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金としては、ＳｂａＴｅ１ーａ）１ーｂＭｂ、または｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＭ１−ｄで表わされる組成を有するものがとくに好ましい。ここに、Ｍは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表わす。
【００５１】
光吸収層４に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（ＳｂａＴｅ１ーａ）１ーｂＭｂで表される組成を有するもののときは、０≦ａ≦１．０≦ｂ≦０．２５であることが好ましい。ｂが０．２５を越えているときは、光の吸収係数が光吸収層４に要求される値よりも低くなり、また、熱伝導性が光吸収層４に要求される値よりも低くなり、好ましくない。
【００５２】
一方、光吸収層４に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＭ１−ｄで表される組成を有するもののときは、１／３≦ｃ≦２／３、かつ、０．９≦ｄであることが好ましい。
【００５３】
元素Ｍは、とくに限定されるものではないが、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｎ、Ｏおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を主成分として含むことが好ましい。とくに、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光を用いる場合には、元素Ｍとして、Ａｇ、Ｉｎおよび希土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を主成分として含むことが好ましい。
【００５４】
光吸収層４は、光吸収層４の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第三の誘電体層３の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００５５】
光吸収層４は、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有していることが好ましい。光吸収層４の厚さが、５ｎｍ未満である場合には、光吸収率が低すぎ、一方、光吸収層４の厚さが、１００ｎｍを越えると、後述のように、分解反応層６に空洞が形成される際に、光吸収層４が変形し難くなり、好ましくない。
【００５６】
図２に示されるように、光吸収層４の表面上には、第二の誘電体層５が形成されている。
【００５７】
本実施態様において、第二の誘電体層５は、後述する第一の誘電体層７とともに、後述する分解反応層６を、機械的、化学的に保護する機能を有している。
【００５８】
第二の誘電体層５を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、または、これらの組み合わせを主成分とする誘電体材料によって、第二の誘電体層５を形成することができ、とくに、第二の誘電体層５は、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物あるいはこれらの複合物によって、形成されることが好ましく、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物によって形成されることが、より好ましい。
【００５９】
第二の誘電体層５は、第二の誘電体層５の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、光吸収層４の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００６０】
第二の誘電体層５は、２０ないし１００ｎｍの厚さを有するように形成され、好ましくは、４０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成され、５０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成されることがより好ましいが、この範囲内であれば、第二の誘電体層５の厚さは格別限定されるものではない。
【００６１】
図２に示されるように、第二の誘電体層５の表面上には、分解反応層６が形成されている。
【００６２】
本実施態様においては、分解反応層６は、記録層の一部として用いられ、光記録ディスク１にデータが記録される際に、分解反応層６に、記録マークが形成される。
【００６３】
本実施態様において、分解反応層６は、白金酸化物ＰｔＯｘを主成分として含んでいる。
【００６４】
本実施態様において、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、高いＣ／Ｎ比を有する再生信号を得るためには、１．０≦ｘ＜３．０であることがより好ましい。
【００６５】
分解反応層６は、分解反応層６に主成分として含まれる構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第二の誘電体層５の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００６６】
分解反応層６は、２ｎｍないし５０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。
【００６７】
図２に示されるように、分解反応層６の表面上には、第一の誘電体層７が形成されている。
【００６８】
本実施態様において、第一の誘電体層７は、分解反応層６を機械的、化学的に保護する機能を有している。
【００６９】
第一の誘電体層７を形成するための材料はとくに限定されるものではないが、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物から形成されることが好ましい。
【００７０】
第一の誘電体層７は、第一の誘電体層７の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、分解反応層６の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００７１】
図２に示されるように、第一の誘電体層７の表面上には、光透過層８が形成されている。
【００７２】
光透過層８は、レーザ光２０が透過する層であり、その表面は、レーザ光２０の入射面を形成している。
【００７３】
光透過層８は、１０μｍないし２００μｍの厚さを有していることが好ましく、より好ましくは、光透過層８は、５０μｍないし１５０μｍの厚さを有している。
【００７４】
光透過層８を形成するための材料は、光学的に透明で、使用されるレーザ光２０の波長領域である３９０ｎｍないし４２０ｎｍでの光学吸収および反射が少なく、複屈折が小さい材料であれば、とくに限定されるものではなく、スピンコーティング法などによって、光透過層８が形成される場合には、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などが、光透過層８を形成するために用いられ、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などの活性エネルギー線硬化型樹脂が、光透過層８を形成するために、とくに好ましく使用される。
【００７５】
光透過層８は、第一の誘電体層７の表面に、光透過性樹脂によって形成されたシートを、接着剤を用いて、接着することによって、形成されてもよい。
【００７６】
光透過層８の膜厚は、スピンコーティング法により、光透過層８を形成する場合には、１０μｍないし２００μｍが好ましく、光透過性樹脂によって形成されたシートを、接着剤を用いて、第一の誘電体層７の表面に接着して、光透過層８を形成する場合には５０μｍないし１５０μｍが好ましい。
【００７７】
以上のように構成された光記録ディスク１には、次のようにして、データが記録され、データが再生される。
【００７８】
図３（ａ）は、データが記録される前の光記録ディスク１の一部拡大略断面図であり、図３（ｂ）は、データが記録された後の光記録ディスク１の一部拡大略断面図である。
【００７９】
光記録ディスク１にデータを記録するに際しては、光透過層８を介して、光記録ディスク１にレーザ光２０が照射される。
【００８０】
本実施態様においては、データを高い記録密度で記録するため、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光２０を、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１に集光するように構成されている。
【００８１】
また、レーザ光２０のパワーは、４ｍＷより高く、１２ｍＷ以下に設定される。ここに、レーザ光２０のパワーは、光記録ディスク１の表面におけるレーザ光２０のパワーとして、定義される。
【００８２】
記録用のパワーに設定されたレーザ光２０が、光記録ディスク１に照射されると、光吸収層４が光の吸収係数が高いＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金によって形成されているため、レーザ光２０が照射された光吸収層４の領域が加熱される。
【００８３】
光吸収層４で生成された熱は、分解反応層６に伝達され、分解反応層６の温度が上昇する。
【００８４】
分解反応層６に主成分として含まれる白金酸化物は、レーザ光２０に対する透過性が高いため、レーザ光２０が照射されても、分解反応層６自体は発熱し難く、３ｎｍないし６ｎｍの厚さを有する分解反応層６の温度を、白金酸化物の分解温度以上に上昇させることは困難であるが、本実施態様においては、光の吸収係数が高いＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金によって形成された光吸収層４が設けられているから、光吸収層４が発熱し、光吸収層４で生成された熱が、分解反応層６に伝達され、分解反応層６の温度が上昇する。
【００８５】
こうして、分解反応層６が、白金酸化物の分解温度以上に加熱され、分解反応層６に主成分として含まれている白金酸化物が、白金と酸素に分解される。
【００８６】
その結果、図３（ｂ）に示されるように、白金酸化物が分解して、生成された酸素ガスによって、分解反応層６中に、空洞７ａが形成され、白金の微粒子７ｂが空洞７ａ内に析出する。
【００８７】
同時に、図３（ｂ）に示されるように、酸素ガスの圧力によって、第二の誘電体層５とともに、分解反応層６が変形する。
【００８８】
こうして、空洞７ａが形成され、第二の誘電体層５および分解反応層６が変形した領域は、他の領域とは異なる光学特性を有するため、空洞７ａが形成され、第二の誘電体層５および分解反応層６が変形した領域によって、記録マークが形成される。
【００８９】
本実施態様においては、こうして形成される記録マークおよび隣り合った記録マーク間のブランク領域の中には、λ／４ＮＡよりも長さが短いものが含まれ、解像限界未満の記録マーク列が形成される。
【００９０】
また、本実施態様においては、分解反応層６が、分解温度が高い白金酸化物を主成分として含んでいるから、記録用のパワーに設定されたレーザ光２０を照射して、記録マークを形成する際に、レーザ光２０が照射された領域から、熱が周囲の分解反応層６に拡散した場合にも、レーザ光が照射された領域以外の領域で、白金酸化物の分解反応が生じることが防止され、したがって、分解反応層６の所望の領域に、空洞７ａを形成して、記録マークを形成することが可能になる。
【００９１】
さらに、本実施態様においては、白金酸化物が分解して、白金の微粒子６ｂが、空洞６ａ内に、析出して、記録マークが形成されるが、白金の微粒子６ｂの粒径は、分解反応層６に形成すべき空洞６ａの大きさよりも小さいから、空洞６ａ内に析出した白金の微粒子６ｂによって、空洞６ａの形状が悪影響を受け、記録マークの形状に、望ましくない変化が生じることを効果的に防止することが可能になる。
【００９２】
こうして、光記録ディスク１にデータが記録され、光記録ディスク１に記録されたデータは、以下のようにして、再生される。
【００９３】
光記録ディスク１に記録されたデータを再生するに際しては、まず、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光２０を、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１に集光させる。
【００９４】
本実施態様においては、データを再生するために光記録ディスク１に照射されるレーザ光２０のパワーは、通常よりも高く、１ｍＷないし４ｍＷに設定される。
【００９５】
本発明者の研究によれば、こうして、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光２０を、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズを用いて、光透過層８を介して、光記録ディスク１に集光することによって、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときにも、データが再生可能であることが見出されている。
【００９６】
分解反応層６に主成分として含まれている白金酸化物が白金と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、分解反応層６内に空洞７ａが形成されるとともに、白金の微粒子７ｂが空洞７ａ内に析出し、分解反応層６に記録マークが形成されて、データが記録された場合に、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データを再生することができるという理由は必ずしも明らかではないが、空洞７ａ内に析出した白金の微粒子７ｂに、再生用のレーザ光２０が照射されることにより、近接場光が発生し、解像限界がなくなったためか、あるいは、空洞７ａ内に析出した白金の微粒子７ｂと照射されたレーザ光２０との相互作用によって、解像限界が小さくなったためではないかと推測される。
【００９７】
本実施態様においては、分解反応層６は、分解温度が高い白金酸化物を主成分として含んでいるから、高いパワーの再生用レーザ光が照射されて、データが再生される場合においても、白金酸化物が白金と酸素に分解されるおそれがなく、したがって、繰り返し、光記録ディスク１に記録されたデータを再生しても、記録マークの形状が変化することはなく、空洞７ａが形成され、また、記録マークが形成された領域以外の領域に、新たに空洞が形成されることもないから、光記録ディスク１の再生耐久性を向上させることが可能になる。
【００９８】
さらに、本発明者の研究によれば、第二の誘電体層５の厚さと、分解反応層６に記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときのＣ／Ｎ比とが、密接な関係にあり、第二の誘電体層５が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有している場合に、分解反応層６に形成された記録マークを再生したときのＣ／Ｎ比をより一層向上させることが可能になることが見出されており、本実施態様によれば、第二の誘電体層５が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有しているから、分解反応層６に空洞６ａが形成されることによって、記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときに、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることが可能となる。
【００９９】
以上のとおり、本実施態様によれば、分解反応層６に空洞７ａを形成するとともに、白金の微粒子７ｂを空洞７ａ内に析出させて、分解反応層６に記録マークを形成することにより、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データの再生が可能になるから、光記録ディスク１に、より高密度に、データを記録することができ、したがって、光記録ディスク１の記憶容量を大幅に増大させることが可能になり、さらに、第二の誘電体層５が、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有しているから、分解反応層６に空洞６ａが形成されることによって、記録マークが形成されて、記録されたデータを再生したときに、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることが可能となる。
【０１００】
【実施例】
以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例および比較例を掲げる。
【０１０１】
実施例１
１．１ｍｍの厚さと１２０ｍｍの直径を有するポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ポリカーボネート基板上に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物をターゲットとして、スパッタリング法により、８０ｎｍの厚さを有する第三の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
【０１０２】
次いで、第三の誘電体層の表面に、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅをターゲットとして、スパッタリング法により、６０ｎｍの厚さを有する光吸収層を形成した。光吸収層の組成は、原子比で、Ａｇ５．９Ｉｎ４．４Ｓｂ６１．１Ｔｅ２８．６とした。
【０１０３】
さらに、光吸収層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、４０ｎｍの厚さを有する第二の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
【０１０４】
次いで、第二の誘電体層の表面に、ＡｒとＯ２との混合ガス雰囲気中で、Ｐｔターゲットを、スパッタリングすることにより、ＰｔＯｘを主成分として含む分解反応層を形成した。形成されたＰｔＯｘにおけるｘは１．５であった。
【０１０５】
さらに、分解反応層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、１００ｎｍの厚さを有する第一の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
【０１０６】
最後に、アクリル系紫外線硬化性樹脂を、溶剤に溶解して、調整した樹脂溶液を、第一の誘電体層の表面に、スピンコーティング法によって、塗布して、塗布層を形成し、塗布層に紫外線を照射して、アクリル系紫外線硬化性樹脂を硬化させ、１００μｍの層厚を有する光透過層を形成した。
【０１０７】
こうして、分解反応層および光吸収層が形成された光記録ディスクサンプル＃１を作製した。
【０１０８】
光記録ディスクサンプル＃１を、パルステック工業株式会社製の光記録媒体評価装置「ＤＤＵ１０００」（商品名）にセットし、波長が４０５ｎｍの青色レーザ光を、記録用レーザ光として用い、ＮＡ（開口数）が０．８５の対物レンズを用いて、レーザ光を、光透過層を介して、集光し、記録マークの長さが、それぞれ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、１２０ｎｍ、１６０ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍおよび３２０ｎｍとなるように、以下の条件で、光記録ディスクサンプル＃１の分解反応層に記録マークを形成した。このとき、光吸収層の相状態に変化は認められなかった。
【０１０９】
記録線速度：６ｍ／秒
記録パワー：５．５ｍＷ
記録方式：オングルーブ記録
記録マークの形成後、同じ光記録媒体評価装置を用いて、以下の条件で、光記録ディスクサンプル＃１に記録されたデータを再生し、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。ここに、レーザ光の再生パワーは２．０ｍＷに設定した。
【０１１０】
測定結果は、表１に示されている。
【０１１１】
【表１】
Figure 2005025842
表１に示されるように、分解反応層を備えている光記録ディスクサンプル＃１においては、解像限界以下の６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、１２０ｎｍの長さを有する記録マークを形成して、記録したデータを再生したときに、再生信号のＣ／Ｎ比が、それぞれ、２３．９ｄＢ、３０．９ｄＢ、３６．５ｄＢ、３５．２ｄＢとなり、分解反応層に空洞を形成することによって、記録マークを形成した場合には、解像限界以下の長さを有する記録マークを形成することによってデータが記録されても、十分に高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。
【０１１２】
一方、解像限界より長い１６０ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍおよび３２０ｎｍの長さを有する記録マークを形成したときにも、再生信号のＣ／Ｎ比は、それぞれ、３６．８ｄＢ、３９．９ｄＢ、４０．５ｄＢ、４２．３ｄＢ、４１．０ｄＢとなり、分解反応層に空洞を形成することによって、記録マークを形成した場合には、解像限界以下のものだけでなく、解像限界より長い長さを有する記録マークを形成してデータを記録したときにも、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。
【０１１３】
実施例２
第二の誘電体層の厚さを２０ｎｍにした点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃２を作製した。
【０１１４】
第二の誘電体層の厚さを６０ｎｍにした点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃３を作製した。
【０１１５】
実施例１で用いた光記録媒体評価装置と同じ光記録媒体評価装置を用いて、記録マークの長さが、それぞれ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、１２０ｎｍ、１６０ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍおよび３２０ｎｍとなるように、以下の条件で、光記録ディスクサンプル＃１ないし＃３の分解反応層に、記録マークを形成した。このとき、光記録ディスクサンプル＃１ないし＃３の光吸収層の相状態に変化は認められなかった。
【０１１６】
記録線速度：６ｍ／秒
記録パワー：７．０ｍＷ
記録方式：オングルーブ記録
記録マークの形成後、同じ光記録媒体評価装置を用いて、光記録ディスクサンプル＃１ないし＃３に記録されたデータを再生し、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。ここに、レーザ光の再生パワーは２．４ｍＷに設定した。
【０１１７】
測定結果は、表２に示されている。
【０１１８】
【表２】
Figure 2005025842
表２に示されるように、４０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃１および６０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃３においては、２０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃２に比して、より高いＣ／Ｎ比の再生信号を得られることが認められ、とくに、６０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃２においては、再生信号のＣ／Ｎ比が大幅に向上することが認められた。
【０１１９】
一方、４０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃１においては、分解反応層に形成された記録マークの長さが２４０ｎｍを越えると、再生信号のＣ／Ｎ比が、２０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃２よりも低くなり、６０ｎｍの厚さの第二の誘電体層が形成された光記録ディスクサンプル＃３においても、分解反応層に形成された記録マークの長さが３２０ｎｍを越えると、再生信号のＣ／Ｎ比が、光記録ディスクサンプル＃２よりも低くなることが認められたが、いずれも、再生信号のＣ／Ｎ比は十分に高く、再生信号のＣ／Ｎ比が低下しても、実用上、データの再生に問題が生じることはない。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることが可能になるとともに、再生信号のＣ／Ｎ比を向上させることができる光記録ディスクを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略断面図である。
【図２】図２は、図１のＡで示された部分の略拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は、データが記録される前の光記録ディスクの一部拡大略断面図であり、図３（ｂ）は、データが記録された後の光記録ディスクの一部拡大略断面図である。
【符号の説明】
１ 光記録ディスク
２ 基板
３ 第三の誘電体層
４ 光吸収層
５ 第二の誘電体層
６ 分解反応層
７ 第三の誘電体層
８ 光透過層
２０ レーザ光

Claims (8)

  1. ３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザ光が、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、集光されて、データが記録され、再生されるように構成された光記録ディスクであって、基板と、前記基板上に設けられ、１０ｎｍないし１４０ｎｍの厚さを有する第三の誘電体層と、前記第三の誘電体層上に設けられ、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有する光吸収層と、前記光吸収層上に設けられ、２０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有する第二の誘電体層と、前記第二の誘電体層上に設けられ、２ｎｍないし５０ｎｍの厚さを有し、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層と、前記分解反応層上に設けられる第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層上に設けられ、１０μｍないし２００μｍの厚さを有する光透過層とを備え、前記光透過層を介して、前記レーザ光が照射されたときに、前記分解反応層に主成分として含まれている前記貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、生成された酸素ガスによって、空洞が形成されるとともに、前記貴金属の微粒子が前記空洞内に析出することによって、前記分解反応層に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする光記録ディスク。
  2. 前記第二の誘電体層が、４０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の光記録ディスク。
  3. 前記第二の誘電体層が、５０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有していることを特徴とする請求項２に記載の光記録ディスク。
  4. 前記第二の誘電体層が、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を主成分として含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  5. 前記貴金属酸化物が、白金酸化物によって構成され、前記光透過層を介して、前記レーザ光が照射されたときに、白金と酸素に分解されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  6. 前記白金の微粒子が、前記分解反応層に形成すべき空洞の大きさより小さい粒径（前記白金の微粒子の粒径は、前記白金の微粒子が球形であるときの直径として定義される）を有することを特徴とする請求項５に記載の光記録ディスク。
  7. 前記光吸収層が、ＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金を含んでいることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  8. 前記第二の誘電体層および前記光吸収層が、前記分解反応層に前記空洞が形成されるのに伴って、変形するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
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