JP2010162846A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】記録特性を向上し得る光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】光ディスク１００の記録層１０１は、記録用の光である記録情報光ビームＬＭｗに応じて記録マークＲＭを形成し、一般式（１）で表される骨格を有する化合物（ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は水素原子又は置換基）を含有する。

【選択図】図３

Description

本発明は光情報記録媒体に関し、例えば光ビームを用いて情報が記録され、また当該光ビームを用いて当該情報が再生される光情報記録媒体に適用して好適なものである。

従来、光情報記録媒体としては、円盤状の光ディスク体が広く普及しており、一般にＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等が用いられている。

一方、かかる光情報記録媒体に対応した光情報記録再生装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を当該光情報記録媒体に記録するようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光情報記録媒体に記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。

そこで、光情報記録媒体を大容量化する手法の一つとして、光情報記録媒体の厚み方向に３次元的に情報を記録するようになされた光情報記録媒体が提案されている。この光情報記録媒体の中には、記録層中に２光子吸収によって発泡する２光子吸収材料を含有させておき、光ビームを照射することにより気泡でなる記録マークを形成するようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。

２光子吸収は、３次の非線形光学効果の一種であり、１個の分子が仮想準位を介して２個の光子を同時に吸収して励起状態になる現象であり、電場強度（すなわち光強度）の２乗に比例する。

このため記録層として２光子吸収材料を含有する光情報記録媒体（以下、これを２光子吸収記録媒体と呼ぶ）では、最も電場強度の大きい焦点近傍でのみ２光子吸収を生じる一方、電場強度の小さい焦点以外の部分では２光子吸収を生じない。すなわちレーザ光は、焦点に達するまでに殆ど吸収されることなく記録層内を進行し、焦点に到達した時点で２光子吸収を生じて吸収されることになる。

ここで一般的な１光子を吸収する記録層の場合、記録層の全域でレーザ光を吸収するため、記録層の深い部分に到達するまでにレーザ光の光強度を低下させてしまう。このため一般的な１光子を吸収する記録層では、記録層を例えば１０層以上にすることが困難であった。

これに対して２光子吸収記録媒体では、レーザ光が焦点に達するまでに殆ど吸収されないため、記録層を１０層以上にすることが可能となるという利点がある。

特開２００５−３７６５８公報

ところで、かかる構成の２光子吸収記録媒体では、記録マークを形成する際の記録特性を向上させることが望ましい。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録特性を向上させ得る光情報記録媒体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の光情報記録媒体においては、記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、一般式（１）で表される骨格を有する化合物（ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は水素原子又は置換基）を含有する記録層を設けるようにした。

これにより、光情報記録媒体では、記録マークのサイズを小さくすることができ、情報の再生時における記録マーク間の干渉を防止することができる。

また本発明の光情報記録媒体においては、記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧２．９）に反比例して、最短で記録マークを形成し得る記録時間が低下する記録層を設けるようにした。

これにより、光情報記録媒体では、記録マークのサイズを小さくすることができ、情報の再生時における記録マーク間の干渉を防止することができる。

さらに本発明の光情報記録媒体においては、記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、多光子吸収反応を生じる多光子吸収材料を主成分とする記録層を設けるようにした。

これにより、光情報記録媒体では、記録マークのサイズを小さくすることができ、情報の再生時における記録マーク間の干渉を防止することができる。

さらに本発明の光情報記録媒体においては、記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、一般式（２）に示されるビスフェノールＡの重合体又は共重合体を含有する記録層を設けるようにした。

これにより、光情報記録媒体では、記録マークのサイズを小さくすることができ、情報の再生時における記録マーク間の干渉を防止することができる。

本発明によれば、光情報記録媒体では、記録マークのサイズを小さくすることができ、情報の再生時における記録マーク間の干渉を防止することができる。かくして記録特性を向上し得る光情報記録媒体を実現できる。

光ディスクの外観を示す略線図である。 光ディスクの構成（１）を示す略線図である。 情報光ビームのサーボ制御の説明に供する略線図である。 基準面深さと表面深さとの関係の説明に供する略線図である。 光ディスクの構成（２）を示す略線図である。 光ディスクの構成（３）を示す略線図である。 光ディスクの構成（４）を示す略線図である。 光ディスクの構成（５）を示す略線図である。 光ディスクの構成（６）を示す略線図である。 光ディスクの構成（７）を示す略線図である。 光ディスクの構成（８）を示す略線図である。 光ディスクの構成（９）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１０）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１１）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１２）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１３）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１４）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１５）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１６）を示す略線図である。 光ディスクの構成（１７）を示す略線図である。 光ディスク装置の構成を示す略線図である。 サンプルＳ１の記録マークＲＭを示す顕微鏡写真である。 サンプルＳ３の記録マークＲＭを示す顕微鏡写真である。 比較サンプルＲ３の記録マークＲＭを示す顕微鏡写真である。 サンプルＳ１のピークパワーと露光時間との関係を示す略線図である。 サンプルＳ１の平均出射光強度と露光時間との関係を示す略線図である。 サンプルＳ３のピークパワーと露光時間との関係を示す略線図である。 サンプルＳ３の平均出射光強度と露光時間との関係を示す略線図である。 表面深さが５０［μｍ］のときの再生信号を示す略線図である。 表面深さが１００［μｍ］のときの再生信号を示す略線図である。 表面深さが１５０［μｍ］のときの再生信号を示す略線図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．〜４．実施の形態（記録マークＲＭの形成）
５．他の実施の形態

＜実施の形態＞
［１．光ディスクの構成］
まず、第１の実施の形態における情報の記録及び再生に関する原理について説明する。本実施の形態では、光ディスク１００の記録層１０１に空洞でなる記録マークＲＭを形成するようになされている。

実際上、光情報記録媒体としての光ディスク１００は、図１に外観図を示すように、全体として略円板状に構成され、中心にチャッキング用の孔部１００Ｈが設けられている。

図２に、光ディスク１００として、基本的な構成を有する光ディスク１００Ａの内部構成を示している。光ディスク１００Ａは、図２に断面図を示すように、情報を記録するための記録層１０１の一面をカバー層１０３で覆った構成を有しており、さらに記録層１０１とカバー層１０３との間に基準層１０２が設けられている。以下、この光ディスク１００Ａの構成を用いて光ディスク１００に対する記録マークＲＭの記録及び再生に関する原理について説明する。

光ディスク１００は、カバー層１０３の表面を構成する第１面１００ｘから光ビームが入射されるようになされている。

基準層１０２には、サーボ用の案内溝が形成されており、具体的には、一般的なＢＤ−Ｒ（Recordable）ディスク等と同様のグルーブ及びランドにより螺旋状のトラック（以下、これをサーボトラックと呼ぶ）ＴＲを形成している。このグルーブ及びランドの幅は、情報の記録及び再生用の情報光ビームＬＭの波長に応じて選定される。

例えば情報光ビームＬＭの波長が６５０［ｎｍ］であるならば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−Rと同様の幅でなるグルーブ及びランドを用いることができる。また情報光ビームＬＭの波長が４０５［ｎｍ］であるならば、ＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）と同様の幅でなるグルーブ及びランドを用いることができる。ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）のように、グルーブ及びランドをそれぞれトラックピッチと同一幅に設定することも可能である。

このサーボトラックＴＳには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、サーボ用の光ビーム（以下、これをサーボ光ビームＬＳと呼ぶ）が照射されるべきサーボトラック（以下、これを目標サーボトラックＴＳＧと呼ぶ）を当該アドレスにより特定し得るようになされている。

なお基準層１０２（すなわち記録層１０１とカバー層１０３との境界面）には、案内溝に代えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良い。また基準層１０２のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。

光ディスク１００には、情報光ビームＬＭと、サーボ光ビームＬＳとが照射される。基準層１０２は、情報光ビームＬＭを高い透過率で透過させる一方、サーボ光ビームＬＳを高い反射率で反射するようになされている。この情報光ビームＬＭとしては、例えば波長約４０５［ｎｍ］の青紫色光ビームが用いられ、サーボ光ビームＬＳとしては、例えば波長約６６０［ｎｍ］の赤色光ビームが用いられる。

図３に示すように、光ディスク１００は、光ディスク装置の対物レンズＯＬを介してサーボ光ビームＬＳが照射されると、基準層１０２により当該サーボ光ビームＬＳを反射し、サーボ反射光ビームＬＳｒとしてカバー層１０３から出射する。

サーボ反射光ビームＬＳｒは、光ディスク装置によって受光される。光ディスク装置は、受光結果を基に対物レンズＯＬを光ディスク１００に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、サーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳを基準層１０２に合焦させる。

光ディスク１００は、対物レンズＯＬを介して情報光ビームＬＭが照射されると、カバー層１０３及び基準層１０２により当該情報光ビームＬＭを透過させ、記録層１０１内に照射させる。

このとき光ディスク装置は、サーボ光ビームＬＳと情報光ビームＬＭとの光軸を互いにほぼ一致させている。これにより光ディスク装置は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを、記録層１０１内における目標サーボトラックＴＳＧに対応した箇所に、すなわち目標サーボトラックＴＳＧを通り基準層１０２に垂直な法線上に位置させる。以下、目標マーク層ＹＧにおける目標サーボトラックＴＳＧと対応したトラックを目標トラックＴＧと呼び、また焦点ＦＭの位置を目標位置ＰＧと呼ぶ。

記録層１０１は、波長４０５［ｎｍ］でなる青紫色光ビームに反応する光反応樹脂でなる。記録層１０１は、比較的強い強度でなる記録用の情報光ビームＬＭ（以下、これを記録情報光ビームＬＭｗと呼ぶ）が当該記録層１０１内に照射されると、例えば気泡を形成することにより、焦点ＦＭの位置に記録マークＲＭを形成する。なお、この光反応樹脂の詳細については後述する。

因みに光ディスク装置は、記録すべき情報を符号「０」及び「１」の組み合わせでなる２値の記録データに符号化する。また光ディスク装置は、例えば当該記録データの符号「１」に対応して記録マークＲＭを形成すると共に、符号「０」に対応して当該記録マークＲＭを形成しないよう、記録情報光ビームＬＭｗを出射制御するようになされている。

さらに光ディスク装置は、光ディスク１００を回転駆動すると共に対物レンズＯＬを半径方向へ適宜移動制御しながら記録情報光ビームＬＭｗの強度を変調させる。

この結果光ディスク１００の記録層１０１内には、複数の記録マークＲＭによる螺旋状のトラックが、基準層１０２に設けられたサーボトラックＴＳと対応するよう順次形成される。

またこのようにして形成された記録マークＲＭは、光ディスク１００の第１面１００ｘ及び基準層１０２等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークＲＭによる層（以下これをマーク層Ｙと呼ぶ）を形成する。

さらに光ディスク装置は、記録情報光ビームＬＭｗにおける焦点ＦＭの位置を光ディスク１００の厚さ方向に変化させることにより、記録層１０１内に複数のマーク層Ｙを形成することができる。例えば光ディスク装置は、光ディスク１００の第１面１００ｘ側から所定の層間隔ごとにマーク層Ｙを順次形成するようになされている。

一方、光ディスク装置は、光ディスク１００から情報を再生する際、例えば第１面１００ｘ側から比較的弱い光強度でなる再生用の情報光ビームＬＭ（以下、これを読出情報光ビームＬＭｉと呼ぶ）を集光する。ここで焦点ＦＭの位置（すなわち目標位置ＰＧ）に記録マークＲＭが形成されている場合、当該読出情報光ビームＬＭｉが記録マークＲＭによって反射され、当該記録マークＲＭから情報反射光ビームＬＭｒが出射される。

光ディスク装置は、情報反射光ビームＬＭｒの検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークＲＭが形成されているか否かを検出する。

このとき光ディスク装置は、例えば記録マークＲＭが形成されていれば符号「１」に、当該記録マークＲＭが形成されていなければ符号「０」に割り当てることにより、記録されている情報を再生することができる。

このように本実施の形態では、光ディスク装置によってサーボ光ビームＬＳを併用しながら情報光ビームＬＭを目標位置ＰＧに照射させることにより、記録層１０１に情報を記録させ、又は記録層１０１から情報を再生させるようになされている。

なお、光ディスク装置の具体的な構成については、特許文献２に記載されている。

特願２００７−１６８９９１号

以下、光ディスク１００の具体的な構成について述べる。

図４（Ａ）に示すように、光ディスク１００は、基準層１０２を記録層１０１の入射側に設けた場合、記録層１０１の入射側の表面からの深さ（以下、これを表面深さｆと呼ぶ）と、基準層１０２からの深さ（以下、これを基準面深さｄと呼ぶ）とを常に一致させることができる。

このため光ディスク１００は、記録層１０１の厚さｔ１にムラがあった場合であっても、情報光ビームＬＭの球面収差を常に基準層１０２からの基準面深さｄにすることができる。すなわち光ディスク装置は、当該基準面深さｄに応じて球面収差を補正すれば、情報光ビームＬＭのスポットを十分に絞ることができ、記録及び再生特性を良好にし得る。

これに対して図４（Ｂ）に示すように、基準層１０２を入射側とは反対側（すなわち第２面１００ｙ側）に設けた場合、記録層１０１の厚さｔ１から基準面深さｄを減算した値が表面深さｆとなり、当該表面深さｆが厚さｔ１によって変化してしまう。

すなわち光ディスク装置は、基準面深さｄに応じて球面収差を補正しても、厚さｔ１が規定値からずれていた場合には、当該球面収差を適切に補正することができず、情報光ビームＬＭのスポットを十分に絞ることができず、記録及び再生特性を低下させてしまう。

従って図２に示した光ディスク１００Ａのように、基準層１０２は、記録層１０１とカバー層１０３との界面、すなわち記録層１０１のサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭが入射される入射側（すなわち第１面１００ｘ側）に隣接して設けられることが好ましい。

また、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを記録層１０１の厚さ方向に合焦させるため（すなわちフォーカスサーボ用）の基準層１０２に、焦点ＦＭを光ディスク１００Ａの半径方向に合焦させるため（すなわちトラッキングサーボ用）の案内溝を設けることが好ましい。

これにより、基準層１０２をフォーカスサーボ及びトラッキングサーボに兼用させることができ、基準層１０２の層数を減少させることができる。また、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボ用のサーボ光ビームＬＳを兼用することができるため、光ディスク装置としての構成も簡易にすることが可能である。

また、記録層１０１を分割し、記録層１０１間に基準層１０２を複数設けることも可能であるが、形成すべき基準層１０２の層数が増大すると、製造コストを増大させてしまうため、基準層１０２の数としては、１層又は２層であることが好ましい。

基準層１０２は、例えばスタンパなどによって形成されたサーボ用の案内溝に対し、誘電体膜を設けることにより形成される。誘電体膜は、例えば窒化シリコン／酸化シリコン／窒化シリコン／酸化シリコン／窒化シリコンの５層構造とし、窒化シリコンの厚さを８０［ｎｍ］、酸化シリコンの厚さを１１０［ｎｍ］とする。これにより、誘電体膜は、約６５０［ｎｍ］でなる光を反射し、約４００［ｎｍ］である光をほぼ１００［％］透過することができる。

なお誘電体膜は、窒化シリコン及び酸化シリコン以外にも酸化タンタル、酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化亜鉛など屈折率が相違する各種材質を、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭの波長に応じて適宜組み合わせて形成することができる。

カバー層１０３はガラス基板、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂など種々の光学材料でなり、光を高い割合で透過させるようになされている。

記録層１０１は、０．０５［ｍｍ］以上、１．２［ｍｍ］以下でなることが好ましい。記録層１０１を薄くすると、記録層１０１の厚さ方向に記録マークＲＭを多く配列することができず、光ディスク１００としての記憶容量を大きくすることができず、好ましくない。また、記録層１０１を１．２［ｍｍ］以上にすると、奥側において照射される光ビームの球面収差を増大させるため、好ましくない。

因みに光を通過するカバー層１０３と記録層１０１とを加算した厚さは、１．０［ｍｍ］以下でなることが好ましい。厚さが１．０［ｍｍ］を超えると、光ディスク１００の表面が傾いた時に当該光ディスク１００内で生じる記録用の光ビームの非点収差が大きくなるからである。

カバー層１０３の外側表面（記録層１０１と接触しない面）には、入射される光ビームに対して無反射となるような４層無機層（Ｎｂ_２Ｏ_２／ＳｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２）などのＡＲ（AntiReflection coating）処理を施しても良い。

光ディスク１００は、図５に示す光ディスク１００Ｂのように、記録層１０１の第２面側に、基板１０４を設けても良い。これにより、光ディスク１００Ｂは、記録層１０１を表出させずに済み、基板１０４によって記録層１０１を保護できるため、当該光ディスク１００Ｂの取り扱いを容易にすることができる。また、基板１０４は、その材質と厚みの選択により、光ディスク１００Ｂ総体としての物理的強度を担うことができる。カバー層１０３についても同様である。

光ディスク１００は、図６に示す光ディスク１００Ｃのように、記録層１０１及び基板１０４の間に接着層１０６を設けても良い。接着層１０６としては、一般的な光ディスクの貼り合わせに使用されている、感圧接着剤、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂などの各種接着手法を使用することができる。

光ディスク１００は、図７に示す光ディスク１００Ｄのように、記録層１０１を複数設け、当該複数の記録層１０１間に中間層１０５を設けるようにしても良い。この記録層１０１は、１つの記録層１０１に対して１層のマーク層Ｙが形成される。これにより、光ディスク１００Ｄの厚さ方向に関するマーク間干渉を防止することができる。

光ディスク１００は、図８に示す光ディスク１００Ｅのように、基準層１０２とカバー層１０３との間に接着層１０６を設けるようにしても良い。これにより、カバー層１０３として膜厚精度の高いフィルムを用いることができるため、カバー層１０３の厚み精度を向上させることができる。

光ディスク１００Ａ〜１００Ｅ（図２、図５〜図８）は、記録層１０１に基準層１０２が直接設けられている。このため光ディスク１００Ａ〜１００Ｅでは、スタンパなどにより記録層１０１にグルーブ及びランドが形成され、当該記録層１０１に対して誘電体膜を設けることにより基準層１０２が形成される。

また図９〜図１２に示す光ディスク１００Ｆ〜１００Ｉのように、記録層１０１と基準層１０２との間にグルーブ形成層１０７を設けても良い。光ディスク１００Ｆ〜１００Ｉでは、例えば記録層１０１上に光硬化型又は熱硬化型の感圧型接着シートを貼り合わせ、当該感圧型接着シートにスタンパを転写することによりグルーブ形成層１０７が形成される。

図１３及び図１４に示す光ディスク１００Ｊ及び１００Ｋのように、カバー層１０３と基準層１０２との間にグルーブ形成層１０７を設けても良い。光ディスク１００Ｊ及び１００Ｋでは、例えばカバー層１０３上に光硬化型又は熱硬化型の感圧型接着シートを貼り合わせ、当該感圧型接着シートにスタンパを転写することによりグルーブ形成層１０７が形成される。

さらに図１５〜図２０に示す光ディスク１００Ｌ及び１００Ｍのように、基準層１０２を両面側（第１面１００ｘ及び第２面１００ｙ側）にそれぞれ設け、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭを第１面１００ｘ及び第２面１００ｙの両方から入射するようにしても良い。

なお光ディスク１００Ｌ（図１５）は、基準層１０２が両面側にそれぞれ設けられている点以外は、光ディスク１００Ａ（図２）と同様の構成を有している。光ディスク１００Ｍ（図１６）は、基準層１０２が２層設けられている点以外は、光ディスク１００Ｅ（図８）と同様の構成を有している。

光ディスク１００Ｎ（図１７）は、基準層１０２が両面側にそれぞれ設けられている点以外は、光ディスク１００Ｆ（図９）と同様の構成を有している。光ディスク１００Ｏは、基準層１０２が２層設けられている点以外は、光ディスク１００Ｉ（図１２）と同様の構成を有している。

このように、光ディスク１００は、記録層１０１を基準として情報光ビームＬＭが入射される入射面側に基準層１０２を有するようにした。これにより光ディスク１００は、基準面深さｄと表面深さｆとを一致させることができ、基準面深さｄに応じた球面収差を常に情報光ビームＬＭに付加することができる。この結果光ディスク１００は、光ディスク装置に基準面深さｄに応じた球面収差補正をさせれば、正確に情報光ビームＬＭの球面収差を補正させることができ、記録及び再生特性を向上させ得る。

［２．光反応樹脂の構成］
次に、記録層１０１を構成する光反応樹脂の具体的な構成について説明する。

記録層１０１は、集光された記録情報光ビームＬＭｗが照射されると、当該記録用情報光ビームＬＭｗの焦点ＦＭ近傍に空洞でなる記録マークＲＭを形成する光反応樹脂によって構成されている。

光反応樹脂は、多光子吸収反応により記録マークＲＭを形成することが好ましい。多光子吸収反応では、記録情報光ビームＬＭｗにおける光強度の非常に大きい焦点ＦＭ近傍の光のみを吸収して光反応を生じる。

このため光反応樹脂は、焦点ＦＭ近傍以外では殆ど記録情報光ビームＬＭｗを吸収せず、記録情報光ビームＬＭｗの光強度を殆ど減衰させることなく記録層１０１の奥側（第２面１００ｙ側）まで到達させることができる。

光反応樹脂は、光反応に応じた発熱により、光反応樹脂の一部が沸騰又は分解により気化して焦点ＦＭ近傍に記録マークＲＭとしての気泡を形成する。このとき、光反応樹脂は、記録速度や、記録マークＲＭの大きさ、形状及び位置、並びに記録マークＲＭの安定性など、記録マークＲＭを形成する際の記録特性を極力向上することが望ましい。

一般的に１つの光子を吸収して光反応を生じる１光子吸収反応では、記録情報光ビームＬＭｗの光強度を変化させて記録マークＲＭを形成したときに、光強度にほぼ反比例して記録マークＲＭを形成するまでに要する記録時間が低下する。光反応の確率が光子の数に比例するからである。

これに対して２つの光子を吸収して光反応を生じる２光子吸収反応では、記録用情報光ビームＬＭｗの光強度を変化させて記録マークＲＭを形成したときに、光強度の２乗にほぼ反比例して記録時間が低下する。光反応を生じるために、２つの光子をほぼ同時に吸収する必要があるからである。

本実施の形態の光反応樹脂としては、記録情報光ビームＬＭｗの光強度を変化させて記録マークＲＭを形成したときに、当該光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧２．９、好ましくはＭ≧３．０、より好ましくはＭ≧３．３）に反比例して記録時間が低下することが好ましい。

これにより、記録層１０１は、記録情報光ビームＬＭｗのうち光強度の極めて大きい部分でのみ光反応を生じて小さなサイズの記録マークＲＭを形成し得るからである。この結果、記録層１０１は、情報の再生時に記録マークＲＭ間で生じる干渉を防止し、記録特性を向上することができる。

光反応樹脂は、多光子吸収反応を生じる多光子吸収材料を主成分（全重量の５０［％］以上、より好ましくは７０［％］以上）として含有することが好ましい。

多光子吸収材料自体の感度が低くても、多光子吸収材料を高い割合で含有することにより、記録層１０１総体としての多光子吸収の感度を向上させ得るからである。この結果、記録層１０１は、記録速度を向上させることができ、記録特性を良好にすることができる。

光反応樹脂は、多光子吸収材料の他に、加熱時の粘弾性などの熱特性を変化させるための低分子成分及び各種ポリマーや、製造時の特性などを変化させるための各種添加剤などの他成分を含有することができる。これらの他成分は、記録層１０１の記録感度を大きく低下させない範囲で添加されることが好ましく、その含有量は光反応樹脂の全重量当たり５０［％］未満、より好ましくは３０［％］未満である。

多光子吸収材料は、重量平均分子量Ｍｗが１００００以上のポリマーでなることが好ましい。記録層１０１の主成分として、十分な機械的強度を発揮し得るからである。この結果、記録層１０１は、一旦形成された記録マークＲＭの位置を物理的に安定させることができ、記録特性を向上することができる。

具体的に、多光子吸収材料は、一般式（１）に示す骨格を有することが好ましい。なお一般式（１）において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４はそれぞれ独立した水素原子又は置換基であり、その構造に制限はない。Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４としては、特に水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、水酸基、メトキシル基、エトキシル基などの分子量のさほど大きくないものが選択されることが好ましい。またｐ、ｑは整数である。

多光子吸収材料は、一般式（３）で示される非晶ポリアリレート樹脂、及び一般式（４）で示されるポリカーボネート樹脂であることが特に好ましい。

一般式（１）、（３）及び（４）において、Ｒ_１及びＲ_２は水素原子であり、Ｒ_３及びＲ_４はメチル基であることが特に好ましい。ビスフェノールＡの重合又は共重合によって容易に製造でき、その製法も確立されており、入手が容易で価格も安価だからである。

記録層１０１は、ペレット状やダイス状でなる光反応樹脂を熱溶融させ、Ｔダイを用いた溶融押出法や、射出成形によりディスク状に成形することにより形成することができる。また各種溶媒に光反応樹脂を溶解させた後、金属支持体上に薄く流延してから溶媒を蒸発させるキャスト法などによっても形成することができる。

このように、記録層１０１は、光反応樹脂として、一般式（１）に示す骨格を有する多光子吸収材料を含有することにより、光強度の極めて大きい部分でのみ光反応を生じて小さなサイズでなる記録マークＲＭを形成し得るようになされている。

［３．実施例］
［３−１．サンプルの作製］
多光子吸収材料として、非晶ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂を準備した。非晶ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ＰＭＭＡ樹脂の化学構造を一般式（５）〜一般式（８）にそれぞれ示している。

なお、ポリシクロオレフィン樹脂は、ＺＥＯＮＥＸ Ｅ４８Ｒ（日本ゼオン社製）を使用した。これらの多光子吸収材料は、一般に市場で販売されているため、一般式（４）〜一般式（８）の他に、各種添加剤を５［％］未満の範囲内で含有する可能性がある。

多光子吸収材料を熱溶融させ、射出成形により直径１２［ｃｍ］、厚さ１．１［ｍｍ］のディスク状に成形し、記録層１０１とした。すなわち記録層１０１を構成する光反応樹脂は、多光子吸収材料を主成分とし、当該多光子吸収材料を９５［％］以上含有している。

このとき、記録層１０１の両面にトラックピッチ０．９［μｍ］でなるグルーブ及びランドを設けた。そして記録層１０１の両面にスパッタリング法により誘電体膜を成膜し、基準層１０２とした。なお誘電体膜は、窒化シリコン／酸化シリコン／窒化シリコン／酸化シリコン／窒化シリコンの５層構造でなり、窒化シリコンの厚さが８０［ｎｍ］、酸化シリコンの厚さが１１０［ｎｍ］であった。

さらに基準層１０２上にスピンコートによって紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることにより、カバー層１０３を形成した。この結果、図１５の光ディスク１００Ｌと同一構成でなるサンプルＳ１及びＳ３、比較サンプルＲ１〜Ｒ３を作製した。

またサンプルＳ２については、キャスト法を用いて生成された厚さ０．２［ｍｍ］の非晶ポリアリレート樹脂フィルムから直径１２［ｃｍ］の円盤を切り出すことにより、記録層１０１を形成した。そして記録層１０１の片面にグルーブ形成層１０７及び基準層１０２を形成した後、カバー層１０３を貼り合わせ、図１０の光ディスク１００Ｇと同一構成でなるサンプルＳ２を作製した。

以下に、記録層１０１に使用された多光子吸収材料及び記録層１０１の製法の一覧を示している。

［３−２．記録マークＲＭの形状］
［３−２−１．記録マークＲＭの形成］
図２１において光ディスク装置５は、全体として光ディスク１００における記録層１０１に対して光を照射することにより、記録層１０１において想定される複数のマーク層Ｙに情報を記録し、また当該情報を再生するようになされている。このマーク層Ｙは、記録マークＲＭが配列されることによって形成されるものであり、記録マークＲＭが形成される前段階においては、仮想に存在するものである。

光ディスク装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなる制御部６により全体を統括制御するようになされており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）から基本プログラムや情報記録プログラム、情報再生プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。

制御部６は、光ピックアップ７を制御することにより、当該光ピックアップ７から光ディスク１００に対して光を照射させ、また当該光ディスク１００から戻ってきた光を受光するようになされている。

光ピックアップ７は、制御部６の制御に基づき、記録再生光源１０から例えば波長４０５［ｎｍ］の情報光ビームＬＭを出射させ、当該情報光ビームＬＭをコリメータレンズ１１により発散光から平行光に変換した上でビームスプリッタ１２に入射させるようになされている。

因みに記録再生光源１０は、制御部６の制御に従い、情報光ビームＬＭの光量を調整し得るようになされている。

ビームスプリッタ１２は、反射透過面１２Ｓにより情報光ビームＬＭの一部を透過させ、対物レンズ１３へ入射させる。対物レンズ１３は、情報光ビームＬＭを集光することにより、光ディスク１００内の任意の箇所に合焦させるようになされている。

また対物レンズ１３は、光ディスク１００から情報反射光ビームＬＭｒが戻ってきた場合、当該情報反射光ビームＬＭｒを平行光に変換し、ビームスプリッタ１２へ入射させる。このときビームスプリッタ１２は、情報反射光ビームＬＭｒの一部を反射透過面１２Ｓにより反射し、集光レンズ１４へ入射させる。

集光レンズ１４は、情報反射光ビームＬＭｒを集光して受光素子１５に照射する。これに応じて受光素子１５は、情報反射光ビームＬＭｒの光量を検出し、当該光量に応じた検出信号を生成して制御部６へ送出する。これにより制御部６は、検出信号を基に情報反射光ビームＬＭｒの検出状態を認識し得るようになされている。

ところで光ピックアップ７は、図示しない駆動部が設けられており、制御部６の制御により、テーブル８を回転させるようになされている。実際上、制御部６は、当該光ピックアップ７の位置を制御することにより、情報光ビームＬＭの焦点位置を所望の位置に合わせ得るようになされている。

このように光ディスク装置５は、光ディスク１００内の任意の箇所に対して情報光ビームＬＭを集光し、また当該光ディスク１００から戻ってくる情報反射光ビームＬＭｒを検出し得るようになされている。

回転させたサンプルＳ１〜Ｓ３及び比較サンプルＲ１〜Ｒ３に対し、開口数ＮＡ（Numerical Aperture）＝０．８５の対物レンズ１３を介して波長が４０５［ｎｍ］でなる記録情報光ビームＬＭｗを表面深さｆ＝５０［μｍ］の位置に照射した。この回転による線速度は、０．２３［ｍ／ｓｅｃ］であった。

なお記録再生光源１０として、波長約８１０［ｎｍ］のチタンサファイアレーザを用い、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子を用いて波長を４０５［ｎｍ］に変換した。記録情報光ビームＬＭｗは、パルス幅２［ｐｓ］、繰返周波数２６〜７６［ＭＨｚ］、平均出射光強度が５．０［ｍＷ］〜９．０［ｍＷ］であった。なお平均出射光強度は、対物レンズＯＬから出射された記録情報光ビームＬＭｗを平均化した単位時間当たりの出射光強度を表している。

表２に、サンプルＳ１〜Ｓ３及び比較サンプルＲ１〜Ｒ３において実際に形成された記録マークＲＭのサイズ（以下、これをマークサイズと呼ぶ）と、当該記録マークＲＭが形成されたときの平均出射光強度を示している。なおマークサイズは、記録マークＲＭにおける記録情報光ビームＬＭｗの光軸ＸＬ方向のサイズを示している。

表からわかるように、サンプルＳ１〜Ｓ３では、マークサイズが０．５［μｍ］以下と小さく、かつ５．０［ｍＷ］と比較的小さな平均出射光強度で記録マークＲＭが形成された。これに対して比較サンプルＲ１〜Ｒ３では、マークサイズが１．５［μｍ］以上と大きく、記録マークＲＭを形成するために、大きな平均出射光強度（９．０［ｍＷ］）を必要とした。

またサンプルＳ１及びＳ２でマークサイズは同一であり、記録層１０１の製法による差異は見られなかった。

図２２〜図２４に、サンプルＳ１及びＳ３、並びに比較サンプルＲ３において記録層１０１内に実際に記録された記録マークＲＭの顕微鏡写真を示している。なお図では、光ディスク１００の厚さ方向（すなわち記録情報光ビームＬＭｗの光軸ＸＬ方向）を縦方向として示している。

なお図２２は、パルス幅２［ｐｓ］、繰返周波数２６［ＭＨｚ］、平均出射光強度７［ｍＷ］、線速度０．２３［ｍ／ｓ］で形成された記録マークＲＭを示している。また図２２及び２３は、平均出射光強度がそれぞれ５［ｍＷ］、９［ｍＷ］であること以外は図２１と同一条件で形成された記録マークＲＭを示している。

図２２に示すように、サンプルＳ１では、マークサイズが約０．２５［μｍ］とほぼ均一でなる記録マークＲＭが面方向に一直線に配列されている。

図２３に示すように、サンプルＳ３では、マークサイズが約０．４［μｍ］〜０．４５［μｍ］とサンプルＳ１と比してやや大きく、マークサイズに若干のばらつきが確認された。また、記録マークＲＭが面方向に一直線とならず、その記録位置が厚さ方向に若干ばらついていた。

図２４に示すように、比較サンプルＲ３では、サンプルＳ１及びＳ３と比してマークサイズが遙かに大きく、そのばらつきも大きかった。また、記録マークＲＭの内部に細かい気泡が形成されており、記録マークＲＭとしてきれいな空洞を形成していなかった。

すなわち、サンプルＳ１及びＳ３では、いずれもマークサイズの小さい記録マークＲＭが形成された。サンプルＳ１は、最もマークサイズが小さく、記録マークＲＭがそれぞれ離隔され、ほぼ均等間隔で形成されており、記録特性が最も良好であった。

また、サンプルＳ３は、マークサイズが若干サンプルＳ１よりも大きく、記録マークＲＭ間が隣接してしまっている。しかしながら、サンプルＳ３では、内部に気泡のないきれいな記録マークＲＭが形成されており、記録間隔を適切に設定することにより、記録特性を向上し得ると考えられる。

これに対して比較サンプルＲ３では、マークサイズのばらつきが大きく、記録マークＲＭとしてきれいな空洞を形成することができず、記録特性が良好とはいえない。

これらのことから、記録層１０１の光反応樹脂としては、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂を用いることが好ましく、非晶ポリアリレート樹脂を用いることが特に好ましいといえる。

このように、記録層１０１に含有する多光子吸収材料として、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂を用いることにより、記録特性を向上させ得ることが確認された。

［３−３．光強度と記録時間との関係］
次に、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂を用いたサンプルＳ１及びＳ３について、光強度と最短で記録マークＲＭを形成し得る記録時間との関係を測定した。

本実施例において、光ディスク装置５（図２１）は、制御部６の制御により、テーブル８を回転させることなく、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の３方向に駆動する。

光ディスク装置５は、停止させた状態（回転させていない）のサンプルＳ１及びＳ３に対し、開口数ＮＡ＝０．８５の対物レンズＯＬを介して波長が４０５［ｎｍ］でなる記録情報光ビームＬＭｗを表面深さｆ＝５０［μｍ］の位置に照射した。このとき、記録情報光ビームＬＭｗの光強度（ピークパワー及び平均出射光強度）を変化させ、サンプルＳ１及びＳ３に対して記録時間を測定した。

同一の光強度において記録情報光ビームＬＭｗの照射は５回行われ、５回の照射に対する５個の記録マークＲＭが形成された最短の照射時間を記録時間としている。ピークパワーは、パルス出力される情報光ビームＬＭｗの最大出射光強度であり、測定された平均出射光強度から計算により算出されたものである。情報光ビームＬＭｗのパルス幅は２［ｐｓ］、繰返周波数は７６［ＭＨｚ］であった。

このとき、記録時間が１．００×１０^−１［ｓｅｃ］以上、２．５０×１０^−６［ｓｅｃ］以下となる範囲内で、かつ記録時間が各位において少なくとも１点以上測定されるように、ピークパワー及び平均出射光強度を変化させ、合計７又は８点において測定を行った。なお、各位とは、１０^−２［ｓｅｃ］、１０^−３［ｓｅｃ］、１０^−４［ｓｅｃ］、１０^−５［ｓｅｃ］及び１０^−６［ｓｅｃ］を意味する。

表３に、サンプルＳ１におけるピークパワー及び平均出射光強度と、記録時間との関係を示している。

因みに表３における最も短い記録時間（３．００×１０^−６［ｓｅｃ］）では、約２２８のパルス出力がなされたことを表している。使用したチタンサファイアレーザでは、繰返周波数が十分でないため実測はできないが、サンプルＳ１を回転させ、１［ＧＨｚ］の繰返周波数で記録したと想定すると、表３における最も短い記録時間を換算すると、約２．５［ｍ／ｓ］の線速度で記録されたことを意味している。

なお、サンプルＳ１では、ピークパワーをさらに上昇させることにより、記録時間の換算でＢＤと同一の４．９２［ｍ／ｓ］の線速度でも記録が可能であることが確認されている。

図２５にサンプルＳ１におけるピークパワーと記録時間との関係を、図２６にサンプルＳ１における平均出射光強度と記録時間との関係をそれぞれ示している。

また、表計算ソフトＥｘｃｅｌ（登録商標）２００３（Microsoft（登録商標）社製）、指数関数フィッティング（累乗近似）を用いてピークパワーと記録時間との関係及び平均出射光強度と記録時間との関係を線形近似した。以下に、線形近似の結果得られた関係直線の数式をそれぞれ示している。

（サンプルＳ１におけるピークパワーと記録時間との関係）
ｙ＝２０９．８２ｘ^{−３．３１８} ・・・（１）

（サンプルＳ１における平均出射光強度と記録時間との関係）
ｙ＝０．０１０５ｘ^{−３．３１８} ・・・（２）

なお、ピークパワーは平均出射光強度から算出されたものであるから、（１）式及び（２）式において、ピークパワー及び平均出射光強度の値の差異に基づく傾きは異なるものの、ｘのべき乗の値は同一となっている。

サンプルＳ１では、光強度（ピークパワー及び平均出射光強度）のｍ乗（ｍ＝−３．３１８）乗に比例、すなわち光強度のＭ乗に反比例（Ｍ＝３．３１８）して記録時間が増大することがわかった。これは、サンプルＳ１が主に３光子吸収反応によって発熱を生じていることを示唆している。

すなわち、サンプルＳ１の記録層１０１では、３光子吸収反応による発熱に応じて焦点ＦＭ近傍の温度が上昇し、記録層１０１の成分が気化することにより記録マークＲＭが形成される。３光子吸収反応は光強度の３乗に比例して生じる。このため、サンプルＳ１では、光強度が増大すると、当該光強度の３乗に比例して発熱速度が上昇する。この結果、サンプルＳ１では、光強度の３乗に反比例して記録時間が短縮されるものといえる。

また、表４に、サンプルＳ３におけるピークパワー及び平均出射光強度と、記録時間との関係を示している。

図２７にサンプルＳ３におけるピークパワーと記録時間との関係を、図２８にサンプルＳ３における平均出射光強度と記録時間との関係を実線で示している。以下に、線形近似の結果得られた関係直線の数式をそれぞれ示している。

（サンプルＳ３におけるピークパワーと記録時間との関係）
ｙ＝４０．４８６ｘ^{−３．００８３} ・・・（３）

（サンプルＳ３における平均出射光強度と記録時間との関係）
ｙ＝０．００５１ｘ^{−３．００８３} ・・・（４）

サンプルＳ３では、光強度のｍ乗（ｍ＝−３．００８３）乗に比例、すなわち光強度のＭ乗（Ｍ＝３．００８３）に反比例して記録時間が低下することがわかった。このことから、サンプルＳ３では、主に３光子吸収反応によって発熱を生じていることがわかる。

すなわち、マークサイズが小さく、記録特性の良好なサンプルＳ１及びＳ３では、いずれも主に３光子吸収反応によって発熱を生じていることが確認された。

サンプルＳ１とＳ３との関係曲線を比較すると、サンプルＳ１の傾きがサンプルＳ３の傾きに対して約５倍の値を有している。このことは、サンプルＳ１の記録感度がサンプルＳ３の記録感度と比して５倍程度大きいことを示している。

実際上、サンプルＳ１では、ＢＤと同一の線速度で記録が可能なことが確認されたが、サンプルＳ３ではＢＤと同一の線速度での記録ができないことが確認されている。

さらに、サンプルＳ１とＳ３との関係曲線を比較すると、サンプルＳ１がＭ＝３．３１８、サンプルＳ３がＭ＝３．００８３であり、サンプルＳ１がサンプルＳ３よりもＭの値が大きい。このことから、Ｍの値が大きいほどマークサイズを小さくできると考えられる。

また、（６）式に示した重量平均分子量Ｍｗが約６００００のポリカーボネート樹脂を光反応樹脂としてサンプルＳ４を作製し、サンプルＳ３と同様にして実験を行った。表５に、サンプルＳ４におけるピークパワー及び平均出射光強度と、記録時間との関係を示している。なおサンプルＳ３では、重量平均分子量Ｍｗが約３６０００のポリカーボネート樹脂を用いている。

図２８にサンプルＳ３における平均出射光強度と記録時間との関係を破線で示している。以下に、平均出射光強度と記録時間との関係を線形近似した。この結果得られた関係直線の傾きを示している。

（サンプルＳ４における平均出射光強度と記録時間との関係）
ｙ＝０．００４３ｘ^{−２．９７８８} ・・・（５）

サンプルＳ４では、光強度のｍ乗（ｍ＝−２．９７８８）乗に比例、すなわち光強度のＭ乗（Ｍ＝２．９７８８）に反比例して記録時間が低下することがわかった。このＭの値はサンプルＳ３とほぼ同一値であり、樹脂の分子量が３光子吸収反応に殆ど影響を与えないことが確認された。

これらのことから、サンプルＳ１、Ｓ３及びＳ４では、いずれも光強度のＭ乗（Ｍ≧２．９７８８）乗に反比例して記録時間が増大し、３光子吸収反応に応じて記録マークＲＭを形成していることが確認された。なお、Ｍの値は、測定誤差などを考慮に入れると、Ｍ≧２．９であることが好ましい。

ここで、サンプルＳ１、Ｓ３及びＳ４において多光子吸収材料として使用された非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂は、一般式（５）及び（６）によって表される。

非晶ポリアリレート樹脂は、例えばフタル酸、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸ジクロリドと、一般式（２）に示したビスフェノールＡとを共重合させることにより生成される。

ポリカーボネート樹脂は、例えばビスフェノールＡとホスゲンを原料とし、ビスフェノールＡ同士がエステル結合を介して重合することにより生成される。

すなわち非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂は、いずれも一般式（９）に示す骨格を有している。

一般的に、２光子吸収反応などの多光子吸収反応を生じる分子の吸収断面積は、非特許文献１に示されるように、理論的には有効に共役したπ電子の数に比例する。大きなπ電子系を持つ分子、すなわち長波長を吸収する分子ほど、大きな多光子吸収断面積を有するのである。

Journalof Chemical Physics Vol.119, p.8327 (2003): Mark G. Kuzyk 「Fundamental limits on two-photon absorptioncross sections」

一般式（９）に示した化学構造は、π電子が共役する構成を有していることから、当該一般式（９）に示す構造に由来して非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂が共に３光子吸収反応を生じるものと考えられる。

また、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂は、一般式（９）に対してエステル結合が付加された一般式（１０）に示す骨格を有している。これにより、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂では、さらに共役系が長くなり、有効的に３光子吸収反応を生じているものと考えられる。

また、ポリアリレート樹脂は、一般式（１０）に対してベンゾイル基を付加した骨格を有している。ポリアリレート樹脂は、ベンゾイル基の存在により、有効に共役するπ電子の電子数を増大させ、記録感度を向上させているものと考えられる。

実際上、非特許文献１には、同一の骨格を有する化合物であっても化学構造が一部変化することにより２光子吸収断面が徐々に変化することが記載されている。

言い換えると、非晶ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂は、一般式（１）に示したように、一般式（９）及び（１０）の水素原子やエチル基の一部又は全部が置換基に置換されていたような場合であっても、基本的に３光子吸収反応を生じると考えられる。

この置換基は、π電子の共役系を長くする構造を有することにより、３光子吸収反応の感度をさらに向上させると考えられる。具体的に、置換基は、カルボニル基や、メトキシル基、エトキシル基、エステル基、シアノ基、カルボン酸基、水酸基などが特に好ましい。

このように、マークサイズを小さくし得るサンプルＳ１及びＳ３では、いずれも一般式（１）に示す骨格に起因する３光子吸収反応によって発熱し、記録マークＲＭを形成することが確認された。

［３−４．情報の再生］
回転させたサンプルＳ１に対し、開口数ＮＡ＝０．８５の対物レンズ１３を介して波長が４０５［ｎｍ］でなる記録情報光ビームＬＭｗを表面深さｆ＝５０［μｍ］、１００［μｍ］、１５０［μｍ］の位置に照射し、記録マークＲＭを形成した。この回転による線速度は、０．２３［ｍ／ｓｅｃ］であった。

記録マークＲＭの形成と同様にして、記録マークＲＭの形成されたサンプルＳ１の記録層１０１に対し、開口数ＮＡ＝０．８５の対物レンズ１３を介して波長が４０５［ｎｍ］、光強度が０．５［ｍＷ］でなる読出情報光ビームＬＭｉをＤＣ出力した。このとき図示しない受光素子によって読出情報光ビームＬＭｉを受光し、受光した情報反射光ビームＬＭｒの光量を表す再生信号を生成した。

図２９、図３０及び図３１は、それぞれ読出情報光ビームＬＭｉを表面深さｆ＝５０［μｍ］、１００［μｍ］、１５０［μｍ］に照射したときの再生信号を示している。いずれの深さからも、記録マークＲＭの有無に応じた強度差の大きい再生信号が得られた。また、表面深さｆに応じて再生信号に差異はみられなかった。

このように、サンプルＳ１では、記録層１０１内における様々な表面深さｆに拘らず、良好な再生信号を得られることが確認された。また、記録層１０１内に複数のマーク層Ｙを形成した場合であっても、各マーク層Ｙから良好な再生信号を得られることが確認された。

［４．動作及び効果］
以上の構成によれば、本発明の光情報記録媒体としての光ディスク１００の記録層１０１は、記録用の光である記録情報光ビームＬＭｗに応じて空洞でなる記録マークＲＭを形成する。記録層１０１は、一般式（１）で表される骨格を有する化合物（ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は水素原子又は置換基）を含有する。

これにより、記録層１０１は、一般式（１）で表される構造に由来する多光子吸収反応により、マークサイズの小さな記録マークＲＭを形成することができ、記録特性を向上させることができる。

記録層１０１は、一般式（３）又は（４）で表される化合物を含有する。これにより、記録層１０１は、一般式（３）又は（４）による多光子吸収反応により、マークサイズの小さな記録マークＲＭを形成することができる。

ところで、特許文献１に記載されているような一般的な２光子吸収材料を含有する記録層では、感度が低いことから、１０［ＧＷ／ｃｍ^２］程度の出射光強度が必要となり、チタンサファイアレーザのようなフェムト秒レーザを用いる必要があった。このフェムト秒レーザは、非常に高価であるのに加え、繰返周波数が低く、光記録を行うには性能が不十分である。

すなわち、光記録を行うためには、ピコ秒レーザなど出射光強度の比較的低いレーザを用いる必要があり、記録マークＲＭを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させなくてはならなかった。

記録層１０１は、一般式（５）で表される化合物を含有するようにした。これにより、記録層１０１は、記録感度を向上させ得、ピコ秒（２［ｐｓ］）のパルス出力によって実際に記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。すなわち記録層１０１は、ピコ秒レーザを用いて記録マークＲＭを形成させ得る。

また、記録情報光ビームＬＭｗの焦点ＦＭに応じた位置に正確に記録マークＲＭを形成でき、記録特性を向上し得ると共に、記録マークＲＭのマークサイズを約０．２５［μｍ］と小さくし得ることが確認された。

記録層１０１は、一般式（６）で表される化合物を含有するようにした。これにより、記録層１０１は、記録感度を向上させて記録速度を向上させ得ると共に、記録マークＲＭのマークサイズを約０．４［μｍ］と小さくし得ることが確認された。

記録層１０１は、記録情報光ビームＬＭｗに応じて空洞でなる記録マークＲＭを形成し、光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧２．９、より好ましくはＭ≧３．０）に反比例して記録時間が低下する。これにより、記録層１０１は、記録マークＲＭのマークサイズを０．４［μｍ］以下に抑制でき、記録特性を向上し得る。

記録層１０１は、光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧３．３）に反比例して、最短で記録マークＲＭを形成し得る記録時間が低下する。これにより、記録層１０１は、記録マークＲＭのマークサイズを０．２５［μｍ］以下に抑制でき、記録特性を向上し得ると共に、光ディスク１００としての記憶容量を増大させることができる。

記録層１０１は、記録情報光ビームＬＭｗに応じて空洞でなる記録マークＲＭを形成する光反応樹脂として、多光子吸収反応を生じる多光子吸収材料を主成分とする。

これにより、記録層１０１は、光反応樹脂に含有する多光子吸収材料の割合を高めることができ、一般的な多光子吸収材料と比して感度が低い多光子吸収材料を用いて記録感度を向上させることができる。この結果記録層１０１は、ピコ秒レーザなど出射光強度の比較的低いレーザを用いて記録マークＲＭを形成し得る。

記録層１０１は、光反応樹脂として、一般式（２）に示されるビスフェノールＡの重合体又は共重合体を含有する。これにより、記録層１０１は、ビスフェノールＡの構造に由来した多光子吸収により記録特性を向上させ得ると共に、安価な樹脂を記録層１０１に使用することができ、光ディスク１００の製造コストを低減させることができる。

以上の構成によれば、光ディスク１００の記録層１０１は、一般式（９）に示す骨格を有することにより、当該一般式（９）に由来する３光子吸収反応により、マークサイズの小さい記録マークＲＭを形成でき、マーク間干渉を抑制することができる。かくして記録特性の良好な光情報記録媒体を実現できる。

＜他の実施の形態＞
［５．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態においては、光ディスク１００が基準層１０２を有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしも基準層１０２を有する必要はない。この場合、例えば記録層１０１内にサーボマークなどを形成しておき、光情報記録再生装置が当該サーボマークを検出することにより、目標位置ＰＧを決定することができる。

また上述した実施の形態においては、多光子吸収材料が光反応樹脂を構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、少なくとも光反応樹脂として多光子吸収材料を含有すれば良い。例えば、記録層１０１の物理的特性を変化させるための低分子量の樹脂材料を混合したり、他種類のポリマーなどをアロイとして混合しても良い。

さらに上述した実施の形態においては、多光子吸収材料による３光子吸収反応により記録マークを形成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばシアニン色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、オキソノール色素、スクアリウム色素、アゾ色素、及びフタロシアニン色素など種々の有機色素又は各種無機結晶など、感度の高い多光子吸収材料を添加しても良い。これにより、本発明は、記録速度をさらに向上することができる。必要に応じて各種添加剤や例えばシアニン系、クマリン系、キノリン系色素などの増感色素などを加える等しても良い。また、３光子吸収反応に限らず、２光子吸収反応や４光子以上の多光子吸収反応、及びこれらの組み合わせであっても良い。

さらに上述した実施の形態においては、波長４０５［ｎｍ］でなる情報記録光ビームＬＭｗに対して多光子吸収反応を生じるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、多光子吸収反応を生じれば良く、情報記録光ビームＬＭｗの波長に制限はない。要は記録層１０１内における目標マーク位置の近傍に気泡による記録マークＲＭを適切に形成できれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録マークＲＭを３次元的に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば仮想マーク記録層を１層のみ有することにより記録マークＲＭを２次元的に形成しても良い。

さらに上述した実施の形態においては、例えば多光子吸収材料が３光子吸収反応によって蒸発又は熱分解することにより空洞でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば多光子吸収材料が３光子吸収反応によって屈折率を変化させることにより記録マークＲＭを形成するようにしても良い。この場合、一の光源から出射した情報記録光ビームＬＭｗを２つに分離し、互いに反対方向から同一の目標マーク位置に照射することにより、ホログラムでなる記録マークＲＭを形成することも可能である。

さらに上述した実施の形態においては、光ディスク１００が円盤状に形成されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その形状には制限はない。例えば矩形状や正方形状などの光情報記録媒体として形成されても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録マークＲＭによって反射されてなる情報反射光ビームＬＭｒを受光するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、情報反射光ビームＬＭｒの代わりに、読出情報光ビームＬＭｉの透過光を受光する受光素子を配置して記録マークＲＭの有無に応じた読出情報光ビームＬＭｉの光変調を検出することにより、当該読出光ビームＬ２の光変調を基に情報を再生するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ポリカーボネート樹脂及び非晶ポリアリレート樹脂がビスフェノールＡを重合体又は共重合体であるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしもビスフェノールＡから生成されなくても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ポリカーボネート樹脂及び非晶ポリアリレート樹脂を多光子吸収材料として、光反応樹脂に含有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、要は、多光子吸収材料が一般式（１）の骨格を有していれば良く、エポキシ樹脂などの樹脂を用いることが可能である。また、多光子吸収材料は熱溶融又は溶剤に可溶ないわゆる熱可塑性樹脂でなくても良く、熱硬化型樹脂や光硬化型樹脂のように、モノマーを硬化させることにより多光子吸収材料として作用するポリマーを構成するようにしても良い。例えば、ビスフェノールＡ及び硬化剤（必要に応じて他の材料も）を混合して加熱することにより、生成されたポリマーを多光子吸収材料として含有する記録層１０１を形成することが可能である。

さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１が光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧２．９）に反比例して記録時間が低下するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、要は、多光子吸収材料が一般式（１）の骨格を有していれば良く、必ずしも記録時間の減少が確認されなくても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録層としての記録層１０１によって光情報記録媒体としての光ディスク１００を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる記録層によって光情報記録媒体を構成するようにしても良い。

本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光情報記録媒体等の記録媒体に記録し又は再生する光情報記録再生装置等でも利用できる。

５……光情報記録再生装置、６……制御部、７……光ピックアップ、１０……記録光源、１３……対物レンズ、１５……受光素子、１００……光ディスク、１０１……記録層、１０２……基準層、ｔ１、ｔ２、ｔ３……厚さ、ＬＭ……情報光ビーム、ＬＭｗ……記録情報光ビーム、ＬＭｉ……読出情報光ビーム、ＬＭｒ……情報反射光ビーム、ＬＳ……サーボ光ビーム、ＲＭ……記録マーク。

Claims (9)

1. 記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、一般式（１）で表される骨格を有する化合物（ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は水素原子又は置換基）を含有する記録層
   

   

   を有する光情報記録媒体。
2. 一般式（２）又は（３）で表される化合物を含有する記録層
   

   

   

   を有する請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 一般式（４）で表される化合物を含有する記録層
   

   

   請求項２に記載の光情報記録媒体。
4. 一般式（５）で表される化合物を含有する記録層
   

   

   請求項２に記載の光情報記録媒体。
5. 一般式（２）又は（３）で表される化合物を主成分とする
   請求項２に記載の光情報記録媒体。
6. 記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、光強度のＭ乗（ただし、Ｍ≧２．９）に反比例して、最短で記録マークを形成し得る記録時間が低下する記録層
   を有する光情報記録媒体。
7. Ｍ≧３．０でなる
   請求項６に記載の光情報記録媒体。
8. 記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、多光子吸収反応を生じる多光子吸収材料を主成分とする記録層
   を有する光情報記録媒体。
9. 記録用の光に応じて空洞でなる記録マークを形成し、一般式（６）に示されるビスフェノールＡの重合体又は共重合体を含有する記録層
   

   

   を有する光情報記録媒体。

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