JP2005216372A - 光記録媒体 - Google Patents

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、所望のように、記録し、再生することが可能になる光記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】 レーザビームが照射されて、データが記録され、再生されるように構成された光記録媒体であって、白金酸化物を主成分として含む分解反応層７と、光吸収層５とが、誘電体層６を挟んで形成された積層体を含み、光吸収層５が、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有することを特徴とする光記録媒体。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光記録媒体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、所望のように、記録し、再生することができる光記録媒体に関するものである。

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媒体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媒体の開発が盛んに行われている。

こうした光記録媒体においては、データの記録、再生に用いるレーザビームの波長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、レーザビームのビームスポット径を小さく絞ることにより、光記録媒体の記録容量の増大が図られている。

光記録媒体においては、光記録媒体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、光記録媒体からデータを再生することが不可能になる。

解像限界は、レーザビームの波長λと、レーザビーム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。

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のレーザビームを、開口数ＮＡの対物レンズによって、光記録媒体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。

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、光記録媒体に、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。

したがって、光記録媒体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ビームの波長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列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。

しかしながら、データの再生に用いるレーザビームの波長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、光記録媒体の記録容量を増大させることには限界があった。

こうした実情に鑑みて、解像限界より小さい記録マーク列を形成して、記録されたデータを再生するための様々な技術が提案されている。これらの技術としては、たとえば、レーザビームをマスクする層を、光記録媒体内に設けることによって、光記録媒体内で、実質的にＮＡを高める技術が提案されている。

また、これらの技術とは別に、近接場光を利用して、解像限界より小さい記録マーク列によって記録されたデータを再生する技術も提案されている（たとえば、非特許文献１参照。）。

上記文献に記載された光記録媒体は、ポリカーボネート基板の表面上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂を主成分として含む誘電体層と、酸化銀を主成分として含む読み出し層と、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂を主成分として含む誘電体層と、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅を主成分として含む記録層と、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂を主成分として含む誘電体層とが、レーザビームの入射面側から、順に、積層されて、構成されている。

かかる光記録媒体にデータを記録するに際しては、非晶質化された記録層に、レーザビームを照射して、記録層の所定の領域を、結晶化させて、解像限界より小さい記録マーク列を形成する。一方、記録されたデータを再生するに際しては、読み出し層にレーザビームを照射することによって、酸化銀を、ＡｇとＯ₂とに分解させ、Ａｇプローブを生成して、近接場光を発生させる。こうして、近接場光の作用を利用し、解像限界より小さい記録マーク列によって記録されたデータを再生している。

実際に、かかる光記録媒体においては、６３５ｎｍの波長を有するレーザビームと、開口数ＮＡが０．６０の対物レンズとを用いて、解像限界の２６５ｍｍより小さい２００ｎｍの記録マーク列によって記録されたデータの再生に成功している。

藤(Hiroshi Fuji)著、外６名、「A Near-Field Recording and Readout Technology Using Metallic Probe in an Optical Disk」、Japanese Journal of Applied Physics、応用物理学会、２０００年２月１５日、第３９巻、第２Ｂ号、ｐ．９８０−９８１

しかしながら、上述の光記録媒体においては、解像限界未満の記録マーク列によって構成されたデータを再生しても、その再生信号のＣ／Ｎ比が小さく、光記録媒体に記録されたデータを、正確に読み取ることが困難であった。また、記録されたデータを再生するに際しては、比較的に高いパワーのレーザビームを照射する必要があり、光記録媒体の耐久年数の低下を招くという問題もあった。

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、所望のように、記録し、再生することが可能になる光記録媒体を提供することにある。

本発明のかかる目的は、レーザビームが照射されて、データが記録され、再生されるように構成された光記録媒体であって、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を含み、前記光吸収層が、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有することを特徴とする光記録媒体によって達成される。

本発明において、光記録媒体は、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層を備えている。こうした光記録媒体においては、レーザビームが照射されたときに、分解反応層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することによって、記録マークが形成される。

本発明者の研究によれば、分解反応層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て、記録マークが形成され、データが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、データが再生可能であることが見出されている。

分解反応層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て、記録マークが形成され、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、再生用のレーザビーム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ビーム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。

また、本発明において、光記録媒体は、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有する光吸収層を備えている。

本発明者の研究によれば、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有するように、光吸収層を形成した場合には、光記録媒体にデータを記録するときの記録感度を向上させることができるのが見出されている。

したがって、本発明によれば、光記録媒体に、所望のように、データを記録することができ、また、レーザビームの記録パワーＰｗを低下させることができるから、光記録媒体の耐久年数の低下を効果的に防止することも可能となる。

また、本発明者の研究によれば、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有するように、光吸収層を形成した場合には、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記録マーク列によって、構成されたデータを再生するときの再生感度を向上させることもできるのが見出されている。

したがって、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、感度良く、再生することができ、また、レーザビームの再生パワーＰｒを低下させることができるから、光記録媒体の再生耐久性を向上させることが可能となる。

本発明において、光吸収層に含まれる少なくともＳｂおよびＴｅを含む合金としては、（ＳｂＴｅ）_１ーａＭ_ａで表わされる組成を有していることが好ましい。ここに、元素Ｍは、ＳｂおよびＴｅを除く元素を表わす。

光吸収層に含まれる少なくともＳｂおよびＴｅを含む合金が、（ＳｂＴｅ）_１ーａＭ_ａで表される組成を有しているときは、ａは、０≦ａ≦０．２であることが好ましい。ａが０．２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。

元素Ｍは、とくに限定されるものではないが、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｄおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）より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。

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、白金酸化物が、分解温度が高いため、好ましい。

白金酸化物は、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ビームを照射して、記録マークを形成する際に、レーザビーム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、レーザビーム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。

また、高い再生パワーＰｒのレーザビームが照射されて、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、光記録媒体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、光記録媒体の再生耐久性を向上させることが可能になる。

本発明においては、前記基板上に、反射層が形成されているのが好ましい。

基板上に、反射層が形成された場合には、再生パワーＰｒに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームによって与えられた熱を、反射層によって、レーザビームが照射された箇所から周囲へ拡散することができる。したがって、光記録媒体が過剰に加熱されることを確実に防止することができ、光記録媒体に記録されたデータが劣化するのを防止することが可能となる。

さらに、基板上に、反射層が形成された場合には、反射層の表面によって、反射されたレーザビームと、反射層上に積層された層によって、反射されたレーザビームとが干渉し、結果として、再生信号を構成する反射光の光量が大きくなるので、再生信号のＣ／Ｎ比を向上させることも可能になる。

反射層を形成するための材料は、レーザビームを反射することができれば、とくに限定されるものではなく、反射層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を用いて、形成することができる。

反射層の厚さは、とくに限定されるものではないが、反射層は、５ｎｍないし２００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。

本発明においては、前記誘電体層および前記光吸収層が、前記分解反応層に空洞が形成されるのに伴って、変形するように構成されていることが好ましい。

誘電体層および光吸収層が変形した領域は、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、より良好な信号特性を有する再生信号を得ることができる。

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、所望のように、記録し、再生することができる光記録媒体を提供することが可能となる。

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。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略斜視図であり、図２は、図１に示された光記録媒体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。

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、支持基板２を備え、支持基板２上に、反射層３と、第三の誘電体層４と、光吸収層５と、第二の誘電体層６と、分解反応層７と、第一の誘電体層８と、光透過層９が、この順に、積層されている。

本実施態様においては、図２に示されるように、光記録媒体１は、光透過層９側から、レーザビームが照射されて、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。レーザビームは、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、光記録媒体１に集光される。

支持基板２は、光記録媒体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。

また、支持基板２は、その表面上に、中心部近傍から外縁部に向けて、グルーブ（図示せず）およびランド（図示せず）が螺旋状に形成されている。

グルーブおよびランドは、分解反応層７にデータを記録する場合、および分解反応層７に記録されたデータを再生する場合において、レーザビームのガイドトラックとして、機能する。

支持基板２を形成するための材料は、光記録媒体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く、支持基板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、オレフィン樹脂、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、オレフィン樹脂がとくに好ましい。

支持基板２の厚さは、とくに限定されるものではないが、現行の光記録媒体との互換性の観点から、支持基板２は、１．０ｍｍないし１．２ｍｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、約１．１ｍｍの厚さを有するように形成されることがより好ましい。

図２に示されるように、支持基板２の表面には、反射層３が形成されている。

反射層３は、光透過層９を介して、入射したレーザビームを反射し、再び、光透過層９から出射させる役割を果たす。

反射層３を形成するための材料は、レーザビームを反射することができれば、とくに限定されるものではなく、反射層３は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を用いて、形成することができる。

反射層３の厚さは、とくに限定されるものではないが、反射層３は、５ｎｍないし２００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。

図２に示されるように、反射層３の表面上には、第三の誘電体層４が形成されている。

本実施態様においては、第三の誘電体層４は、支持基板２および反射層３を保護するとともに、その上に形成される光吸収層５を、物理的、化学的に保護する機能を有している。

第三の誘電体層４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、たとえば、酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、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、第三の誘電体層４を形成することができ、第三の誘電体層４は、好ましくは、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、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。第三の誘電体層４を形成するための誘電体材料としては、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物がとくに好ましく、ＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比が８０：２０であることが、さらに好ましい。

第三の誘電体層４は、たとえば、第三の誘電体層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、反射層３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。

第三の誘電体層４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。

図２に示されるように、第三の誘電体層４の表面上には、光吸収層５が形成されている。

本実施態様において、光吸収層５は、光記録媒体１に、記録パワーＰｗに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームを吸収して、発熱し、生成した熱を、後述する分解反応層７に伝達する機能を有している。

本実施態様においては、光吸収層５は、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含有している。ＳｂおよびＴｅは、光吸収係数が高く、熱伝導率が低いため、光吸収層５を形成するための材料として、好ましい。

また、本実施態様においては、光吸収層５は、結晶化されたときに、菱面体の結晶構造を有するように、構成されている。

本実施態様において、少なくともＳｂおよびＴｅを含む合金としては、（ＳｂＴｅ）_１ーａＭ_ａで表わされる組成を有していることが好ましい。ここに、元素Ｍは、ＳｂおよびＴｅを除く元素を表わす。

光吸収層５に含まれる少なくともＳｂおよびＴｅを含む合金が、（ＳｂＴｅ）_１ーａＭ_ａで表される組成を有しているときは、ａは、０≦ａ≦０．２であることが好ましい。ａが０．２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５に要求される値よりも低くなり、好ましくない。

元素Ｍは、とくに限定されるものではないが、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｄおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）より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。

光吸収層５は、光吸収層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、第三の誘電体層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。

光吸収層５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５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５の厚さが、１００ｎｍを越えると、後述のように、分解反応層７に空洞が形成される際に、光吸収層５が変形し難くなり、好ましくない。

図２に示されるように、光吸収層５の表面上には、第二の誘電体層６が形成されている。

本実施態様において、第二の誘電体層６は、後述する第一の誘電体層８とともに、後述する分解反応層７を、物理的、化学的に保護する機能を有している。

第二の誘電体層６は、第三の誘電体層４と同様の材料を用いて形成することができ、第三の誘電体層４と同様に、たとえば、真空蒸着法、スパッタリング法などの気相成長法によって、形成することができる。

第二の誘電体層６は、好ましくは、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成される。

図２に示されるように、第二の誘電体層６の表面上には、分解反応層７が形成されている。

本実施態様においては、分解反応層７は、記録層の一部として用いられ、光記録媒体１にデータが記録される際に、分解反応層７に、記録マークが形成される。

本実施態様において、分解反応層７は、白金酸化物ＰｔＯｘを主成分として含んでいる。

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。

分解反応層７は、分解反応層７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。

分解反応層７の厚さが薄すぎる場合には、分解反応層７を連続膜として形成できないことがあり、逆に、分解反応層７の厚さが厚すぎる場合には、分解反応層７が変形し難くなる。これらを考慮すると、分解反応層７は、２ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有しているのが、好ましく、４ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有しているのが、より好ましい。

図２に示されるように、分解反応層７の表面上には、第一の誘電体層８が形成されている。

本実施態様において、第一の誘電体層８は、分解反応層７を物理的、化学的に保護する機能を有している。

第一の誘電体層８は、第三の誘電体層４と同様の材料を用いて形成することができ、第三の誘電体層４と同様に、たとえば、真空蒸着法、スパッタリング法などの気相成長法によって、形成することができる。

図２に示されるように、第一の誘電体層８の表面上には、光透過層９が形成されている。

光透過層９は、レーザビームが透過する層であり、その表面は、レーザビームの入射面を形成している。

光透過層９を形成するための材料は、光学的に透明で、使用されるレーザビームの波長領域である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９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９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９を形成するために、とくに好ましく使用される。

光透過層９は、第一の誘電体層８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。

光透過層９の厚さは、スピンコーティング法により、光透過層９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８の表面に接着して、光透過層９を形成する場合には５０μｍないし１５０μｍが好ましい。

以上のように構成された光記録媒体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。

図３は、データが記録される前の光記録媒体１の一部拡大略断面図であり、図４は、データが記録された後の光記録媒体１の一部拡大略断面図である。

光記録媒体１にデータを記録するに際しては、光透過層９を介して、光記録媒体１にレーザビームが照射される。

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を有するレーザビームを、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、光記録媒体１に集光するように構成されている。

記録パワーＰｗに設定されたレーザビームが、光記録媒体１に照射されると、レーザビームが照射された光吸収層５の領域が加熱される。光吸収層５で生成された熱は、分解反応層７に伝達され、分解反応層７の温度が上昇する。

分解反応層７に主成分として含まれる白金酸化物は、レーザビームに対する透過性が高いため、レーザビームが照射されても、分解反応層７自体は発熱し難く、分解反応層７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、光吸収層５が設けられているから、光吸収層５が発熱し、光吸収層５で生成された熱が、分解反応層７に伝達され、分解反応層７の温度が上昇する。

こうして、分解反応層７が、白金酸化物の分解温度以上に加熱され、分解反応層７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。

その結果、図４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７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。

同時に、図４に示されるように、酸素ガスの圧力によって、光吸収層５および第二の誘電体層６とともに、分解反応層７が変形する。

こうして、空洞７ａが形成され、光吸収層５、第二の誘電体層６および分解反応層７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、光吸収層５、第二の誘電体層６および分解反応層７が変形した領域によって、記録マークが形成される。

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。

本実施態様においては、光吸収層５が、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有するように構成されており、本発明者の研究によれば、かかる組成を有するように、光吸収層５を形成した場合には、光記録媒体１にデータを記録するときの記録感度を向上させることができるのが見出されている。

少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有するように、光吸収層５を形成した場合に、光記録媒体１にデータを記録するときの記録感度が向上する理由は、必ずしも明らかではないが、光吸収層５に、６原子％ないし６０原子％のＴｅを含有させることや、光吸収層５が、菱面体の結晶構造を有することにより、光吸収層５の熱伝導性やレーザビームに対する吸収率を高めることができたのではないかと推測される。

したがって、本実施態様によれば、光記録媒体１に、所望のように、データを記録することができ、また、レーザビームの記録パワーＰｗを低下させることができるから、光記録媒体１の耐久年数の低下を効果的に防止することが可能になる。

また、本実施態様においては、分解反応層７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、記録パワーＰｗに設定されたレーザビームを照射して、記録マークを形成する際に、レーザビームが照射された領域から、熱が周囲の分解反応層７に拡散した場合にも、レーザビーム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７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。

こうして、光記録媒体１にデータが記録され、光記録媒体１に記録されたデータは、以下のようにして、再生される。

光記録媒体１に記録されたデータを再生するに際しては、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームを、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、光記録媒体１に集光させる。

本発明者の研究によれば、分解反応層７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内に析出して、記録マークが形成され、データが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、データが再生可能であることが見出されている。

分解反応層７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内に析出して、記録マークが形成され、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、再生用のレーザビーム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、照射されたレーザビーム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。

また、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データを再生するには、通常よりも高い再生パワーＰｒのレーザビームを照射する必要があるが、本実施態様においては、分解反応層７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、高い再生パワーＰｒのレーザビームが照射されて、データが再生される場合にも、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、光記録媒体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、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、光記録媒体１の再生耐久性を向上させることが可能になる。

また、本実施態様においては、光吸収層５が、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有するように構成されており、本発明者の研究によれば、かかる組成を有するように、光吸収層５を形成した場合には、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記録マーク列によって、構成されたデータを再生するときの再生感度を向上させることができるのが見出されている。

したがって、本実施態様によれば、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、感度良く、再生することができ、また、レーザビームの再生パワーＰｒを低下させることができるから、光記録媒体１の再生耐久性を、より一層、向上させることが可能になる。

また、本実施形態においては、支持基板２上に、反射層３が形成されており、再生パワーＰｒに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームによって与えられた熱を、反射層３によって、レーザビームが照射された箇所から周囲へ拡散することができる。したがって、光記録媒体１が過剰に加熱されることを確実に防止することができ、光記録媒体１に記録されたデータが劣化するのを防止することが可能になる。

さらに、支持基板２上に、反射層３が形成されている場合には、反射層３の表面によって、反射されたレーザビームと、反射層３上に積層された層によって、反射されたレーザビームとが干渉し、結果として、再生信号を構成する反射光の光量が大きくなるので、再生信号のＣ／Ｎ比を、より一層、向上させることも可能になる。

以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例を掲げる。

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、Ｐｔターゲットを用いて、スパッタリング法により、２０ｎｍの厚さを有する反射層を形成した。

次いで、反射層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物をターゲットとして、スパッタリング法により、１００ｎｍの厚さを有する第三の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物ターゲットとしては、ＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比が８０：２０のターゲットを使用した。

次いで、第三の誘電体層の表面に、Ｓｂ、Ｔｅをターゲットとして、スパッタリング法により、２０ｎｍ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、Ｓｂ_９４Ｔｅ_６とした。

次いで、第三の誘電体層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ_２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、６０ｎｍの厚さを有する第二の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物ターゲットとしては、ＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比が８０：２０のターゲットを使用した。

次いで、第二の誘電体層の表面に、Ａｒガスと酸素ガスとの混合ガスをスパッタリングガスとして用い、Ｐｔターゲットを用いて、スパッタリング法により、白金酸化物を主成分として含み、４ｎｍの厚さを有する分解反応層を形成した。

次いで、分解反応層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ_２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、７０ｎｍの厚さを有する第一の誘電体層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物ターゲットとしては、ＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比が８０：２０のターゲットを使用した。

最後に、第一の誘電体層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコート法により、塗布して、塗膜を形成し、これに、紫外線を照射して、１００μｍの光透過層を形成した。

こうして、サンプル＃１を作製した。

次いで、光吸収層の組成を、原子比で、Ｓｂ_８６Ｔｅ_１４とした点を除き、サンプル＃１と同様にして、サンプル＃２を作製した。

さらに、光吸収層の組成を、原子比で、Ｓｂ_７７Ｔｅ_２３とした点を除き、サンプル＃１と同様にして、サンプル＃３を作製した。

次いで、光吸収層の組成を、原子比で、Ｓｂ_４０Ｔｅ_６０とした点を除き、サンプル＃１と同様にして、サンプル＃４を作製した。

さらに、光吸収層の組成を、原子比で、Ｓｂ_１００とした点を除き、サンプル＃１と同様にして、比較サンプル＃１を作製した。

次いで、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の青色レーザビームを、記録用レーザビームとして用い、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズを用いて、レーザビームを、光透過層を介して、集光した。こうして、以下の条件で、サンプル＃１の分解反応層に、解像限界である１２０ｎｍより小さい７５ｎｍの記録マークを、形成して、データを記録した。データを記録するにあたっては、レーザビームの記録パワーＰｗを、３．０ｍＷに設定した。

記録線速度：４．９ｍ／ｓ
記録方式：オングルーブ記録

次いで、レーザビームの記録パワーＰｗを、３．０ｍＷないし１１．０ｍＷの範囲で、少しずつ、上げていき、順次、サンプル＃１の分解反応層に、７５ｎｍの記録マークを形成し、データを記録した。

さらに、サンプル＃１と同様にして、サンプル＃２ないし比較サンプル＃１の分解反応層に、７５ｎｍの記録マークを、順次、形成し、データを記録した。

データの記録後、同じ光記録媒体評価装置を用いて、サンプル＃１ないし比較サンプル＃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。サンプル＃１ないし比較サンプル＃１に記録されたデータを再生するにあたっては、レーザビームの再生パワーを、それぞれ、２．６ｍＷ、２．４ｍＷ、２．６ｍＷ、１．８ｍＷおよび３．４ｍＷに設定し、再生線速度を、いずれも、４．９ｍ／ｓに設定した。

サンプル＃１ないし比較サンプル＃１における再生信号のＣ／Ｎ比とレーザビームの記録パワーＰｗとの関係を示すグラフが、それぞれ、図５の曲線ＡないしＥに示されている。

図５の曲線ＡないしＣに示されるように、サンプル＃１ないし＃３においては、再生信号のＣ／Ｎ比が最も高くなった記録マークを形成したときの記録パワーＰｗが約７．０ｍＷであり、また、図５の曲線Ｄに示されるように、サンプル＃４においては、再生信号のＣ／Ｎ比が最も高くなった記録マークを形成したときの記録パワーが約６．０ｍＷであった。これに対し、図５の曲線Ｅに示されるように、比較サンプル＃１においては、再生信号のＣ／Ｎ比が最も高くなった記録マークを形成したときの記録パワーＰｗが約８．０ｍＷであり、６原子％ないし６０原子％のＴｅを含有させたサンプル＃１ないし＃４においては、記録感度を向上させることができるのが認められた。

次いで、データが記録されたサンプル＃１を、上述の光記録媒体評価装置にセットし、レーザビームの再生パワーＰｒを１．０ｍＷに設定して、７．０ｍＷの記録パワーＰｗで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。さらに、レーザビームの再生パワーＰｒを、１．０ｍＷないし３．６ｍＷの範囲で、少しずつ、上げていき、順次、７．０ｍＷの記録パワーＰｗで記録されたデータを再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。

次いで、サンプル＃１と同様にして、レーザビームの再生パワーＰｒを、１．０ｍＷないし３．６ｍＷの範囲で、少しずつ、上げていき、順次、サンプル＃２ないし比較サンプル＃１の分解反応層に記録されたデータを再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。サンプル＃２ないし比較サンプル＃１に記録されたデータを再生するにあたっては、それぞれ、７．０ｍＷ、７．０ｍＷ、６．０ｍＷ、および８．０ｍＷの記録パワーＰｗで記録されたデータを対象とした。

サンプル＃１ないし比較サンプル＃１における再生信号のＣ／Ｎ比とレーザビームの再生パワーＰｒとの関係を示すグラフが、それぞれ、図６の曲線ＡないしＥに示されている。

図６の曲線ＡないしＤに示されるように、サンプル＃１ないしサンプル＃４においては、再生信号のＣ／Ｎ比が約３０ｄＢ以上となるときの再生パワーＰｒが、それぞれ、約２．２ｍＷ、約２．２ｍＷ、約２．０ｍＷおよび約１．２ｍＷであった。これに対し、図６の曲線Ｅに示されるように、比較サンプル＃１においては、再生信号のＣ／Ｎ比が約３０ｄＢ以上となるのときのレーザビームの再生パワーＰｗが約３．３ｍＷであり、６原子％ないし６０原子％のＴｅを含有させたサンプル＃１ないし＃４においては、データを再生するときのレーザビームの再生パワーＰｒを低くすることができるのが認められた。

また、図６の曲線ＡないしＤに示されるように、サンプル＃１ないし＃４においては、最も高い再生信号のＣ／Ｎ比が、それぞれ、約３７ｄＢ、約３５ｄＢ、約４０ｄＢおよび約３５ｄＢであり、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得られることも判明した。

実施例２
まず、サンプル＃１と同様にして、ポリカーボネート基板を形成し、ポリカーボネート基板の表面上に、反射層および第三の誘電体層を、順次、形成した。

次いで、第三の誘電体層の表面に、Ｓｂ、Ｔｅをターゲットとして、スパッタリング法により、２０ｎｍ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、Ｓｂ_７５Ｔｅ_２５とした。

さらに、サンプル＃１と同様にして、光吸収層の表面上に、第二の誘電体層、分解反応層、第一の誘電体層および光吸収層を形成し、こうして、サンプル＃５を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、Ａｇ_５．９Ｉｎ_４．４Ｓｂ_６１．１Ｔｅ_２８．６とするとともに、厚さを６０ｎｍにした点を除き、サンプル＃５と同様にして、サンプル＃６を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、Ｓｂ_７３．５Ｔｅ_１８．０Ｇｅ_６．５Ｔｂ_２．０とした点を除き、サンプル＃５と同様にして、サンプル＃７を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５とした点を除き、サンプル＃５と同様にして、比較サンプル＃２を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、ＧｅＴｅとした点を除き、サンプル＃５と同様にして、比較サンプル＃３を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、ＡｇＳｂＴｅ_２とした点を除き、サンプル＃５と同様にして、比較サンプル＃４を作成した。

光吸収層の組成を、原子比で、ＴｅＳｎとした点を除き、サンプル＃５と同様にして、比較サンプル＃５を作成した。

次いで、スライドガラス基板を、スパッタリング装置にセットし、サンプル＃５の光吸収層を形成したときと同じ成膜条件で、Ｓｂ_７５Ｔｅ_２５の組成を有し、２０ｎｍの厚さを有する光吸収層を、スライドガラス基板の表面上に形成して、サンプル＃５−１を作成した。さらに、サンプル＃５−１を２５０℃の雰囲気中で、１０分間、加熱し、光吸収層を結晶化させた。

次いで、理学電気株式会社製のＸ線回析装置「ＡＴＸ-Ｇ」（商品名）を用いて、サンプル＃５−１につき、光吸収層の構造を解析した。この結果、サンプル＃５−１の光吸収層は、菱面体の結晶構造を有することが認められた。

次いで、サンプル＃６ないし比較サンプル＃５につき、サンプル＃５−１と同様にして、それぞれ、各サンプルの光吸収層と同一の原子組成を有し、２０ｎｍの厚さを有する光吸収層を、スライドガラス基板の表面上に形成し、サンプル＃６−１ないし比較サンプル＃５−１を作成した。

さらに、サンプル＃６−１ないし比較サンプル＃５−１につき、サンプル＃５−１と同様にして、光吸収層を結晶化させた後に、上述のＸ線回折装置を用いて、光吸収層の構造を解析した。解析の結果、サンプル＃６−１および＃７−１の光吸収層においては、菱面体の結晶構造を有することが認められたのに対し、比較サンプル＃２−１ないし＃５−１の光吸収層においては、面心立方構造の結晶構造を有することが認められた。

次いで、サンプル＃５ないし比較サンプル＃５を、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に、順次、セットし、波長が４０５ｎｍの青色レーザビームを、記録用レーザビームとして用い、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズを用いて、各サンプルの分解反応層に、７５ｎｍの記録マークを形成して、データを記録した。サンプル＃５ないし比較サンプル＃５にデータを記録するにあたっては、レーザビームの記録パワーＰｗを、それぞれ、８．５ｍＷ、８．５ｍＷ、９．０ｍＷ、８．０ｍＷ、７．０ｍＷ、７．０ｍＷおよび６．０ｍＷに設定し、記録線速度を、いずれも、４．９ｍ／ｓに設定した。

データの記録後、同じ光記録媒体評価装置を用いて、サンプル＃５ないし比較サンプル＃５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。サンプル＃５ないし比較サンプル＃５に記録されたデータを再生するにあたっては、レーザビームの再生パワーＰｒを、それぞれ、２．６ｍＷ、２．６ｍＷ、２．４ｍＷ、２．０ｍＷ、２．４ｍＷ、２．６ｍＷおよび２．０ｍＷに設定し、再生線速度を４．９ｍ／ｓに設定した。

測定結果は、表１に示されている。

表１に示されるように、光吸収層が菱面体の結晶構造を有するサンプル＃５および＃７においては、再生信号のＣ／Ｎ比が、それぞれ、４１．５ｄＢ、３９．４ｄＢおよび４３．１ｄＢであった。これに対し、光吸収層が菱面体以外の結晶構造を有する比較サンプル＃２ないし＃５においては、再生信号のＣ／Ｎ比が、それぞれ、２２．９ｄＢ、２７．６ｄＢ、１３．３ｄＢおよび２３．２ｄＢであった。これらの結果から、菱面体の結晶構造を有する光吸収層を設けた場合には、Ｃ／Ｎ比の高い再生信号を得られることが判明した。

本発明は、以上の実施態様および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、図１および図２に示される実施態様にかかる光記録媒体１は、支持基板２を備え、支持基板２上に、反射層３と、第三の誘電体層４と、光吸収層５と、第二の誘電体層６と、分解反応層７と、第一の誘電体層８と、光透過層９とが、この順に、積層され、光透過層９の側から、レーザビームが照射されるように構成されているが、本発明は、これに限られるものではなく、たとえば、レーザビームを透過する光透過性基板を備え、光透過性基板上に、第一の誘電体層８と、分解反応層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５と、第三の誘電体層４とが順に積層され、光透過性基板の側からレーザビームが照射されるように構成されたＤＶＤ型の光記録媒体にも、適用することができる。

また、図１および図２に示される実施態様にかかる光記録媒体１においては、レーザビームの光入射面から、分解反応層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが順に積層されているが、本発明は、これに限られるものではく、たとえば、レーザビームの光入射面の反対側から、分解反応層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが順に積層されてもよく、あるいは、レーザビームの光入射面から、光吸収層と、誘電体層と、分解反応層と、誘電体層と、光吸収層とが順に積層されていてもよい。すなわち、本発明においては、光記録媒体が、分解反応層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を有していればよい。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略断面図である。 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は、データが記録される前の光記録媒体の一部拡大略断面図である。 図４は、データが記録された後の光記録媒体の一部拡大略断面図である。 図５は、再生信号のＣ／Ｎ比とレーザビームの記録パワーＰｗとの関係を示すグラフである。 図６は、再生信号のＣ／Ｎ比とレーザビームの再生パワーＰｒとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 光記録媒体
２ 支持基板
３ 反射層
４ 第三の誘電体層
５ 光吸収層
６ 第二の誘電体層
７ 分解反応層
８ 第一の誘電体層
９ 光透過層

Claims (4)

1. レーザビームが照射されて、データが記録され、再生されるように構成された光記録媒体であって、貴金属酸化物を主成分として含む分解反応層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を含み、前記光吸収層が、少なくともＳｂと、６原子％ないし６０原子％のＴｅとを含み、菱面体の結晶構造を有することを特徴とする光記録媒体。
2. 前記貴金属酸化物が、白金酸化物によって構成され、前記レーザビーム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に記載の光記録媒体。
3. 前記基板上に、反射層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録媒体。
4. 前記誘電体層および前記光吸収層が、前記分解反応層に空洞が形成されるのに伴って、変形するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光記録媒体。

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