JP2006209813A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 解像限界以下の記録マークおよびブランク領域の少なくとも一方を含む記録マーク列によって記録されたデータを複数回にわたり安定して再生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。
【解決手段】 記録層７と、光吸収層９とが、誘電体層６を挟んで形成された積層体を含み、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体であって、２０ないし８０％の反射率を有し、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームが照射されることにより、記録されたデータが再生されるように構成されている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、解像限界以下の記録マークおよびブランク領域の少なくとも一方を含む記録マーク列によって記録されたデータを複数回にわたり安定して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。）の長さが解像限界以下になると、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とによって決定され、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よって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、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ため、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、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。

かかる実情に鑑み、近年、解像限界以下の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。これらの技術の一つとして、近接場光を利用して解像限界以下の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が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された光記録媒体は、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２を主成分として含む誘電体層と、酸化白金を主成分として記録層と、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２を主成分として含む誘電体層と、相変化材料を主成分として含む光吸収層と、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物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、ポリカーボネート基板の表面上に積層されて構成されている。

かかる光記録媒体においては、レーザビームを照射して、記録層に含まれる酸化白金を白金と酸素に分解させ、酸素ガスを発生させて記録層に空洞を形成することにより、解像限界より小さい記録マーク列を形成してデータを記録するようにしている。
特開２００４−０８７０７３号公報

特許文献１に記載された光記録媒体においては、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以下である場合にも、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再生することが可能である。

しかしながら、その一方で、同文献に記載された光記録媒体において、良好な信号特性を有する再生信号を得るためには、レーザビームの再生パワーを３．０ないし４．０ｍＷに設定し、通常の光記録媒体に比べて高い出力のレーザビームを照射してデータを再生する必要があった。このため、同文献に記載された光記録媒体においては、光記録媒体に記録されたデータを複数回にわたって再生した場合に、再生信号の信号特性が悪化して安定的に再生することができないという問題があり、再生耐久性を向上させることが強く求められていた。

したがって、本発明の目的は、解像限界以下の記録マークおよびブランク領域の少なくとも一方を含む記録マーク列によって記録されたデータを複数回にわたり安定して再生することができる光記録媒体を提供することにある。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、記録層と、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む光記録媒体からデータを再生するに際し、光記録媒体が２０ないし８０％の反射率を有し、この光記録媒体に、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームを照射してデータを再生した場合には、光記録媒体の再生耐久性を向上できることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、本発明の前記目的は、記録層と、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、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体であって、２０ないし８０％の反射率を有し、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームが照射されることにより、前記記録されたデータが再生されるように構成されている特徴とする光記録媒体によって達成される。

本発明によれば、光記録媒体の再生耐久性を向上させることができるから、再生回数に関係なく、常時、再生信号の信号特性を安定させることができる。したがって、光記録媒体に記録されたデータを、複数回にわたり、安定して再生することが可能となる。

ここに本発明において、２０ないし８０％の反射率とは、光記録媒体を構成する記録層や誘電体層などの個々の反射率を意味するものではなく、これらの層が積層された光記録媒体全体としての反射率を意味する。

また、本発明において、光記録媒体の反射率Ｒは、以下の方法によって定義される。

まず、平坦な表面を有するポリカーボネート基板の上に、Ａｇを主成分として含み、２０ｎｍの厚さを有する反射層が形成された積層体ユニットを、株式会社島津製作所製の分光光度計「ＭＰＳ２００」（商品名）にセットし、レーザビームを平行光の形で積層体ユニットに照射して反射率Ｒ’を測定する。

次いで、次式（１）にしたがって基準反射率Ｒ_ｒｅｆを算出する。

ここに、ｒは、

で表されるものであり、また、ｎは、光記録媒体の光入射面側に樹脂層が形成された場合の樹脂層の屈折率である。

次いで、積層体ユニット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）にセットして、再生パワーに設定されたレーザビームを、対物レンズを介して積層体ユニットに集光し、光検出器から流れる電流Ｉ_１を測定する。

次いで、反射率Ｒを測定すべき光記録媒体を上述の光記録媒体評価装置にセットして、電流Ｉ_１を測定した場合と同じ再生パワーに設定されたレーザビームを、対物レンズを介して光記録媒体のデータが記録されていない領域に集光し、光検出器から流れる電流Ｉ_２を測定する。

最後に、次式（２）にしたがって反射率Ｒを算出する。

こうして算出される反射率Ｒが、本発明でいう光記録媒体の反射率となる。

さらに、本発明において、パワー密度は、（レーザビームのパワー）／（レーザビームのビームスポットの面積）によって定義される。

本発明において、記録層は、記録パワーに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームが照射された領域で、体積変化が生じるように構成されているのが好ましい。記録層の体積変化した領域は、体積変化が生じていない領域と光学特性が異なるため、記録マークとして利用することができる。

記録層は、貴金属酸化物、貴金属窒化物、有機色素、あるいは熱伝導率の低い薄膜の金属または半金属によって形成することができる。

本発明において、記録層が、貴金属酸化物によって形成される場合には、記録パワーに設定されたレーザビームが照射されたときに、記録層に主成分として含まれる貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、空洞を形成するとともに、貴金属の微粒子が空洞内に析出することにより、記録マークが形成されることが好ましい。

また、本発明において、記録層が、貴金属酸化物によって形成される場合には、記録層を形成するための貴金属酸化物として、白金酸化物を用いることが好ましい。

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、記録層の所望の領域を体積変化させて、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い。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、また、記録マークが形成された領域以外の領域で、新たに体積変化が生じることもないから、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。

また、本発明において、記録層が貴金属窒化物によって形成される場合には、記録層を形成するための貴金属窒化物として、窒化白金を用いることが好ましい。

さらに、本発明において、記録層が有機色素によって形成される場合には、記録層を形成するための有機色素として、記録用のレーザビームの波長に対して吸収性を有し、分解温度が３００℃以上のものが好ましい。たとえば、３９０ないし４２０ｎｍの波長を有するレーザビームを照射して、光記録媒体にデータを記録する場合であれば、フタロシアニン誘導体、アザポルフィリン誘導体、ポルフィセン誘導体、コロール誘導体等の大環状色素、クマリン誘導体、含金属アザオキソノール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、スチリル誘導体、ヘキサトリエン誘導体などの色素を用いることができる。これらのなかでも、材料自身のコスト、成膜性、レーザビームの波長に対する吸収性の観点から、たとえば、モノメチンシアニンやポルフィリンなどが好ましい。ポルフィリンのようなピロール環同士が繋がった大環状色素系は、中心金属や修飾する官能基によって、耐光性を高められる可能性が高く、とくに好ましい。

また、記録層が、有機色素を主成分として含む場合には、光学的な調整のために、複数の色素を混合した混合物を主成分として含んでいてもよく、また、耐高温高湿保存性、耐光性、分解促進、凝集防止などの目的で、色素以外の元素が添加されていてもよい。

さらに、本発明において、記録層が、熱伝導率の低い金属または半金属を主成分として含む場合には、記録層に主成分として含まれる金属または半金属は、熱導電率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下の金属または半金属であることが好ましく、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｂｉ、ＴｉおよびＳｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属または半金属、あるいはそれらを含む合金によって、記録層が、形成されることが好ましい。これらの金属または半金属によって、記録層を形成した場合には、記録パワーに設定されたレーザビームが照射された領域が、効率的に加熱されるため、解像限界以下である小さな記録マークを効率良く形成することができる。

本発明においては、さらに、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。

本発明において、誘電体層および光吸収層は、記録層に記録マーク列が形成されるときの記録層の体積変化にともな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。

本発明において、誘電体層は、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含んでいることが好ましい。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含む誘電体層は、記録用、再生用のレーザビームに対して高い光透過率を有し、さらに、硬度が比較的に低いため、記録層が体積変化するときに、誘電体層が変形し易くなる。

本発明によれば、解像限界以下の記録マークおよびブランク領域の少なくとも一方を含む記録マーク列によって記録されたデータを、複数回にわたり、安定して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、記録層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。

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、３９０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。

本実施態様において、光記録媒体１は、３９０ないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームに対して、２０ないし８０％の反射率を有するように構成されている。ここに、反射率は、光記録媒体１を構成する反射層３、第三の誘電体層４、光吸収層５、第二の誘電体層６、記録層７、第一の誘電体層８および光透過層９の個々の反射率を意味するものではなく、これらの層が積層された光記録媒体１全体としての反射率を意味する。

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、記録層７にデータを記録する場合、および記録層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１．０ないし１．２ｍｍであることが好ましい。

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、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ることができる。また、反射層３の厚さは、とくに限定されるものではないが、５ないし２００ｎｍであることが好ましい。

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を用いることができる。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元素を含む酸化物、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、１０ないし１４０ｎｍであることが好ましい。第三の誘電体層４の厚さが１０ｎｍ未満の場合には、後述のように、従来の近接場光を利用した光記録媒体からデータを再生するときに比べて、レーザビームの再生パワーＰｒを低く設定した場合に、再生信号の信号レベルが非常に低くなるおそれがあり、一方、１４０ｎｍを超える場合には、第三の誘電体層４の成膜時間が長くなり、光記録媒体１の生産性が低下するおそれがある。

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記録層７に伝達する機能を有している。

光吸収層７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。光吸収層７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、（Ｓｂ_ａＴｅ_１−ａ）_１−ｂＭ_ｂ、または｛（ＧｅＴｅ）_ｃ（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）_１−ｃ｝_ｄＸ_１−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、元素Ｍは、ＳｂおよびＴｅを除く元素を表し、元素Ｘは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表す。

光吸収層７に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（Ｓｂ_ａＴｅ_１−ａ）_１−ｂＭ_ｂで表される組成を有しているときは、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７に要求される特性よりも低くなり、また、熱伝導性が光吸収層７に要求される特性よりも低くなるおそれがある。

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、Ｇｅ、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。

一方、光吸収層７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（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）_１−ｃ｝_ｄＸ_１−ｄで表される組成を有しているときは、１／３≦ｃ≦２／３、かつ、０．９≦ｄに設定することが好ましい。

元素Ｘ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。

光吸収層７は、５ないし１００ｎｍの厚さを有していることが好ましい。光吸収層７の厚さが、５ｎｍ未満である場合には、光吸収量が低すぎ、一方、光吸収層７の厚さが、１００ｎｍを越えると、後述のように分解反応層５に空洞が形成される際に、光吸収層７が変形し難くなるおそれがある。

第二の誘電体層６は、第一の誘電体層８とともに記録層７を物理的、化学的に保護する機能を有する。

第二の誘電体層６は、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含んでいる。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含む誘電体層は、３９０ないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームに対して高い光透過率を有し、さらに硬度が比較的に低いため、後述のように記録層７に空洞が形成される際に、第二の誘電体層６が変形し易くなり、好ましい。第二の誘電体層６は、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の厚さは、５ないし１００ｎｍであることが好ましい。

記録層７は、データが記録される層であり、データが記録される際には、記録層７に記録マークが形成される。

記録層７は、白金酸化物ＰｔＯｘを主成分として含んでいる。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、解像限界以下である場合にも、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であることが好ましい。

記録層７は、記録層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。記録層７の厚さは、とくに限定されるものではないが、２ないし１２０ｎｍであることが好ましく、４ないし２０ｎｍであることがさらに好ましい。記録層７の厚さが２ｎｍ未満の場合には、記録層７を連続膜として形成できないことがあり、一方、１２０ｎｍを超える場合には、記録層７が変形し難くなる。

第一の誘電体層８は、記録層７を物理的、化学的に保護する機能を有するとともに、光記録媒体１全体の反射率を調整する役割を果たしている。

光記録媒体１全体の反射率を調整するには、大別して、「光記録媒体１を構成する各層の反射の強さを調整して、各層の光学定数を調整する」のと、「入射光と反射光との位相関係を調整して、入射光と反射光の干渉の度合いを調整する」の２つの方法がある。本実施態様においては、後者が適用され、光記録媒体１全体の反射率が２０ないし８０％となるように、第一の誘電体層８の厚さが決められている。

光検出器に入射される光には、反射層３によって反射された後に光透過層９側から光記録媒体１の外部に出射され、光検出器に到達する光と、反射層３と光透過層９の間で反射を繰り返した後に光透過層９側から光記録媒体１の外部に出射され、光検出器に到達する光とがある。このため、光記録媒体１に照射した光と光検出器側に出射される光との干渉は、反射層３と光検出器の間、および反射層３と光透過層９の間で生じる。したがって、光記録媒体１全体の反射率は、第一の誘電体層８の厚さのみならず、第一の誘電体層８以外の層の厚さの影響も受けることになり、第一の誘電体層８の厚さのみによっては定められない。

そこで、本実施態様においては、第一の誘電体層８以外の反射層３、第三の誘電体層４、光吸収層５、第二の誘電体層６、記録層７および光透過層９の厚さが決定された後に、光記録媒体１全体の反射率を調整する目的で、第一の誘電体層８の厚さが決定される。すなわち、第一の誘電体層８以外の層の厚さを定めた後であれば、第一の誘電体層８の厚さのみを変更することによって、光記録媒体１に照射した光と光検出器に入射される光とが干渉する度合いが変わり、光検出器に入射される光の光量が増減するため、光記録媒体１全体の反射率が２０ないし８０％となるときの第一の誘電体層８の厚さが、第一の誘電体層８の好ましい厚さとして決定される。

たとえば、反射層３、第三の誘電体層４、光吸収層５、第二の誘電体層６、記録層７および光透過層９がそれぞれ、２０ｎｍ、１２０ｎｍ、２０ｎｍ、７５ｎｍ、４ｎｍ、１００μｍの厚さを有する場合には、第一の誘電体層８は、５５ないし９５ｎｍの厚さを有することが好ましい。

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。

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３９０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の厚さは、１０ないし２００μｍであることが好ましい。

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（ａ）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３（ｂ）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、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に集光される。

光記録媒体１にレーザビームが照射されると、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、記録層７に伝達され、記録層７の温度が上昇する。

記録層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、記録層７自体は発熱し難く、記録層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、記録層７に伝達され、記録層７の温度が上昇する。

こうして、記録層７が、白金酸化物の分解温度以上に加熱され、記録層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、記録層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３（ｂ）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とともに記録層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および記録層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および記録層７が変形した領域によって、記録マークが形成される。これらの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、解像限界以下の記録マーク列が形成される。

本実施態様においては、記録層７が分解温度の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記録層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る。したがって、記録層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からデータを再生するに際しては、レーザビームの再生パワーＰｒが０．１ないし２．２ｍＷに設定され、かかる再生パワーＰｒに設定されたレーザビームが光透過層９側から光記録媒体１に照射される。このため、本実施態様においては、従来の近接場光を利用した光記録媒体からデータを再生するときのパワー密度より低い５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度で、光記録媒体１にレーザビームが照射されて、データが再生される。

光記録媒体１にレーザビームが照射されると、光記録媒体１によって、レーザビームが反射され、この反射されたレーザビームが光検出器によって受光されて電気信号に変換されることにより、光記録媒体１に記録されたデータが再生される。

本実施態様においては、記録層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、データが記録されており、こうした場合には、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以下であるときにも、データを再生することが可能である。

また、本実施態様においては、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度で、光記録媒体１にレーザビームが照射されており、本発明者の研究によれば、２０ないし８０％の反射率を有する光記録媒体１に、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームを照射して、光記録媒体１に記録されたデータを再生した場合には、光記録媒体１の再生耐久性を向上できることが見出されている。したがって、本実施態様によれば、再生回数に関係なく、常時、再生信号の信号特性を安定させることができ、光記録媒体１に記録されたデータを、複数回にわたり、安定して再生することが可能となる。

レーザビームのパワー密度が５．６×１０^８Ｗ／ｍ^２未満の場合には、光検出器に入射される光の光量が不足して、フォーカス特性が低下するおそれがあるとともに、再生信号に含まれるノイズが増大するおそれがあり、レーザビームのパワー密度が１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２を超える場合には、光記録媒体１の再生耐久性を向上させるのが困難になるおそれがある。

さらに、本実施態様においては、記録層７が分解温度の高い白金酸化物を主成分として含んでおり、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い。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、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
１．１ｍｍ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、Ａｇ、ＰｄおよびＣｕの合金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、１２０ｎｍ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_７５Ｔｅ_２５の組成を有する合金をターゲットとして用い、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。

次いで、光吸収層の表面に、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、７５ｎｍ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の厚さを有する記録層を形成した。

次いで、記録層の表面に、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、６７ｎｍ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、第一の誘電体層の厚さを表１に示されるように変更した点を除き、サンプル＃１と同様にしてサンプル＃２ないし＃５を作製した。

次いで、サンプル＃１ないし＃５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、順次、セットし、サンプル＃１ないし＃５の反射率を測定した。測定結果は、表２に示されている。

さらに、サンプル＃１ないし＃５を、上述の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、各サンプルにデータを記録した。サンプル＃１ないし＃５にデータを記録するにあたっては、以下の条件で、各サンプルの記録層に、３００ｎｍの記録マークと３００ｎｍのブランク領域とからなる記録マーク列を形成した。
記録線速度：４．９ｍ／ｓ
記録方式：オングルーブ記録
レーザビームの記録パワー：９．０ｍＷ

次いで、サンプル＃１ないし＃５を、上述の光記録媒体評価装置に順次セットし、各サンプルに記録されたデータをそれぞれ、８００００回にわたり再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。サンプル＃１ないし＃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をいずれも２．０ｍＷに設定して、パワー密度を１．１×１０^１０Ｗ／ｍ^２にし、また、再生線速度はいずれも、４．９ｍ／ｓに設定した。

測定結果は、それぞれ、図４の曲線ＡないしＥに示されている。

次いで、反射層、第三の誘電体層、光吸収層、第二の誘電体層、記録層および第一の誘電体層の厚さをそれぞれ、表３に示されるように変更した点を除き、サンプル＃１と同様にして、サンプル＃６を作製した。

さらに、第一の誘電体層の厚さを表４に示されるように変更して、サンプル＃７ないし＃９を作製した。

次いで、サンプル＃６ないし＃９を、上述の光記録媒体評価装置に、順次、セットし、サンプル＃６ないし＃９の反射率を測定した。測定結果は、表５に示されている。

さらに、サンプル＃６ないし＃９を、上述の光記録媒体評価装置に、順次、セットし、サンプル＃１ないし＃５にデータを記録したのと同様にして、サンプル＃６ないし＃９にデータを記録した。

次いで、サンプル＃６ないし＃９を、上述の光記録媒体評価装置に順次セットし、各サンプルに記録されたデータをそれぞれ、１５０００回にわたり再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。サンプル＃６ないし＃９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をいずれも２．８ｍＷに設定し、パワー密度を１．６×１０^１０Ｗ／ｍ^２にした。また、再生線速度はいずれも、４．９ｍ／ｓに設定した。

測定結果は、それぞれ、図５の曲線ＦないしＩに示されている。

図４から明らかなように、２０ないし８０％の反射率を有するサンプル＃１ないし＃３に対して、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームを照射し、データを再生した場合には、再生回数が４００００回に達しても、Ｃ／Ｎ比がさほど低下せず、多数回にわたり、安定してデータを再生することができるのが認められた。これに対して、反射率が２０％未満であるサンプル＃４および＃５においては、サンプル＃１ないし＃３に記録されたデータを再生したときと同じパワー密度でレーザビームを照射してデータを再生したにもかかわらず、急激にＣ／Ｎ比が低下し、再生耐久性に優れなかった。

また、図５から明らかなように、２０ないし８０％の反射率を有するサンプル＃６および＃７に対して、１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２より高いパワー密度でレーザビームを照射し、データを再生した場合には、再生回数が３０００回を超えると、Ｃ／Ｎ比が低下し、安定してデータを再生することができなかった。さらに、反射率が２０％未満であるサンプル＃８および＃９に対して、１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２より高いパワー密度でレーザビームを照射し、データを再生した場合にも、再生回数が増大するのにともなってＣ／Ｎ比が低下し、再生耐久性に優れなかった。

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、前記実施態様においては、光記録媒体１は、第一の誘電体層８の厚さを調整することによって、光記録媒体１全体の反射率が２０ないし８０％となるように構成されているが、光記録媒体１全体の反射率を２０ないし８０％にすることができれば、第一の誘電体層８以外の層の厚さを調整することによって、光記録媒体１全体の反射率を調整するように構成されてもよい。

また、前記実施態様においては、光記録媒体１は、入射光と反射光との位相関係を調整して、入射光と反射光の干渉の度合いを調整することにより、光記録媒体１全体の反射率が２０ないし８０％になるように構成されているが、これに代えて、光記録媒体１を構成する各層の反射の強さを調整することにより、光記録媒体１全体としての反射率が２０ないし８０％になるように構成されてもよい。

さらに、前記実施態様においては、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、記録層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３９０ないし４２０ｎｍの波長を有する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、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、記録層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６３５ないし６６０ｎｍの波長を有する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、前記実施態様においては、光記録媒体１は、レーザビームの光入射面から記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５が順に積層されているが、これに代えて、たとえば、レーザビームの光入射面の反対側から記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５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、誘電体層、記録層、誘電体層および光吸収層が順に積層されてもよい。すなわち、本発明においては、光記録媒体が、記録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（ａ）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り、図３（ｂ）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４は、再生信号のＣ／Ｎ比と再生回数の関係を示すグラフである。 図５は、再生信号のＣ／Ｎ比と再生回数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 記録層
８ 第一の誘電体層
９ 光透過層

Claims (6)

1. 記録層と、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、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体であって、２０ないし８０％の反射率を有し、５．６×１０^８ないし１．２×１０^１０Ｗ／ｍ^２のパワー密度でレーザビームが照射されることにより、前記記録されたデータが再生されるように構成されている特徴とする光記録媒体。
2. 前記記録層が、貴金属酸化物を主成分として含むことを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
3. 記録パワーに設定された前記レーザビームが照射されたときに、前記記録層に主成分として含まれる前記貴金属酸化物が貴金属と酸素に分解され、空洞を形成するとともに、前記貴金属の微粒子が前記空洞内に析出することにより、記録マークが形成されることを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体。
4. 前記貴金属酸化物が、白金酸化物によって構成され、前記記録パワーに設定された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３に記載の光記録媒体。
5. 前記誘電体層および前記光吸収層が、前記記録層に前記記録マーク列が形成されるときの前記記録層の体積変化にともな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４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
6. 前記誘電体層が、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含んでいることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。

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