JP3526374B2 - 相変化光記録媒体および光記録方法 - Google Patents
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー光を照射し
て情報の記録再生を行う相変化光記録媒体、およびこの
相変化光記録媒体を用いた光記録方法に関する。
て情報の記録再生を行う相変化光記録媒体、およびこの
相変化光記録媒体を用いた光記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光を照射して情報の記録・再生
を行う光ディスクは、固定型磁気ディスク並みの大容量
性と高速アクセス性を有するうえに、フロッピーディス
クやテープ媒体と同様の媒体可般性を有し、画像・音声
・計算機データなど各種情報の記憶に優れた能力を発揮
する。光ディスクのうちでも相変化光記録媒体は、ＣＤ
−ＲＯＭに代表される再生専用光ディスクとの互換性が
取り易い、光強度変調によるオーバーライトが容易なた
めデータ転送速度が速い、高密度技術として提案されて
いるランド／グルーブ（Ｌ／Ｇ）記録を単一の光ビーム
で実現できる、などの長所を有する。このため、記録密
度の向上に伴って、今後幅広く普及するものと期待され
ている。
を行う光ディスクは、固定型磁気ディスク並みの大容量
性と高速アクセス性を有するうえに、フロッピーディス
クやテープ媒体と同様の媒体可般性を有し、画像・音声
・計算機データなど各種情報の記憶に優れた能力を発揮
する。光ディスクのうちでも相変化光記録媒体は、ＣＤ
−ＲＯＭに代表される再生専用光ディスクとの互換性が
取り易い、光強度変調によるオーバーライトが容易なた
めデータ転送速度が速い、高密度技術として提案されて
いるランド／グルーブ（Ｌ／Ｇ）記録を単一の光ビーム
で実現できる、などの長所を有する。このため、記録密
度の向上に伴って、今後幅広く普及するものと期待され
ている。
【０００３】相変化光ディスクの記録密度を向上するた
めには、記録マーク間隔を詰めるか、または記録マーク
サイズを小さくすることが必要である。このうち、記録
マーク間隔を詰める方法としては、上述したＬ／Ｇ記録
のほかに、マーク長記録・エッジ検出、超解像再生が提
案されている。ランド／グルーブ記録方式は、グルーブ
の深さをレーザー波長の１／６程度に設定してクロスト
ークを低減することによりランドおよびグルーブへの記
録を可能にするもので、従来のランドまたはグルーブの
みに記録する方式に比較して約２倍の高密度化が期待で
きる。マーク長記録方式は、記録マーク端部に情報を記
録するもので、従来のマークポジション記録に比較して
約１．５倍の高密度化が期待できる。超解像再生は主に
ＲＯＭ媒体に対して提案されているものであるが、光透
過率が再生レーザー光強度に対して変化するマスキング
層を設けることにより再生解像度を向上する方法である
（例えばＰｒｏｃ．ＩＳＯＭ ’９５，Ｗｅ−Ｃ１，Ｆ
ｒ−Ｄ１など）。これらの高密度記録技術を採用すれ
ば、現状で約１０6 ｂｉｔ／ｍｍ2 の記録密度を１０〜
２０倍向上させることが可能であると予想されている。
しかし、記録密度をさらに向上するためには新たな方式
を確立することが必要である。
めには、記録マーク間隔を詰めるか、または記録マーク
サイズを小さくすることが必要である。このうち、記録
マーク間隔を詰める方法としては、上述したＬ／Ｇ記録
のほかに、マーク長記録・エッジ検出、超解像再生が提
案されている。ランド／グルーブ記録方式は、グルーブ
の深さをレーザー波長の１／６程度に設定してクロスト
ークを低減することによりランドおよびグルーブへの記
録を可能にするもので、従来のランドまたはグルーブの
みに記録する方式に比較して約２倍の高密度化が期待で
きる。マーク長記録方式は、記録マーク端部に情報を記
録するもので、従来のマークポジション記録に比較して
約１．５倍の高密度化が期待できる。超解像再生は主に
ＲＯＭ媒体に対して提案されているものであるが、光透
過率が再生レーザー光強度に対して変化するマスキング
層を設けることにより再生解像度を向上する方法である
（例えばＰｒｏｃ．ＩＳＯＭ ’９５，Ｗｅ−Ｃ１，Ｆ
ｒ−Ｄ１など）。これらの高密度記録技術を採用すれ
ば、現状で約１０6 ｂｉｔ／ｍｍ2 の記録密度を１０〜
２０倍向上させることが可能であると予想されている。
しかし、記録密度をさらに向上するためには新たな方式
を確立することが必要である。
【０００４】一方、記録マークサイズを小さくするに
は、将来的に短波長レーザーを採用することが考えられ
ている程度である。なお、記録マークサイズを小さくす
る方法として、記録レーザーパワーを低下させてレーザ
ースポットの先端部付近にのみ記録マークを形成するこ
とも考えられる。しかし、この方法は以下に説明するよ
うに記録パワーのマージンを著しく狭めるという問題が
ある。
は、将来的に短波長レーザーを採用することが考えられ
ている程度である。なお、記録マークサイズを小さくす
る方法として、記録レーザーパワーを低下させてレーザ
ースポットの先端部付近にのみ記録マークを形成するこ
とも考えられる。しかし、この方法は以下に説明するよ
うに記録パワーのマージンを著しく狭めるという問題が
ある。
【０００５】よく知られているように、相変化光記録媒
体における記録マークからの再生信号強度は、記録パワ
ーに対して急峻な立ち上がりと飽和（いわゆるΓ特性）
を示す。すなわち、記録しきい値パワー（Ｐth）までは
レーザー照射部の全域でＴ＜Ｔm であるため全く記録マ
ークは形成されない。Ｐthに達するとＴ＝Ｔm を満たす
領域で微小マークが形成され始める。そして、Ｐth以上
ではＴ≧Ｔm を満たす領域が拡大し記録マークが大きく
なるため、記録マークからの再生信号強度が急峻に立ち
上がる。しかし、Ｔ≧Ｔm を満たす領域が拡大して記録
マークがレーザースポットの全半値幅（ＦＷＨＭ）程度
になると、それ以上に記録パワーを上げても再生信号強
度はそれほど増加せずに飽和する。これは、レーザービ
ームの強度プロファイルがほぼガウス型であるのでレー
ザースポットの全半値幅を超える領域には記録マークが
形成されにくいことと、たとえ過大な記録マークを形成
しても再生スポットの分布もガウス型なので再生信号強
度にあまり寄与しないためである。安定した記録を行う
には記録パワーのマージンが広い方が望ましいため、記
録パワーとしてはΓ特性の飽和領域に対応する値が選択
される。また、急峻なΓ特性を示すほど、比較的低いレ
ーザーパワーでも記録パワーのマージンを広く設定でき
るので好ましいことがわかる。
体における記録マークからの再生信号強度は、記録パワ
ーに対して急峻な立ち上がりと飽和（いわゆるΓ特性）
を示す。すなわち、記録しきい値パワー（Ｐth）までは
レーザー照射部の全域でＴ＜Ｔm であるため全く記録マ
ークは形成されない。Ｐthに達するとＴ＝Ｔm を満たす
領域で微小マークが形成され始める。そして、Ｐth以上
ではＴ≧Ｔm を満たす領域が拡大し記録マークが大きく
なるため、記録マークからの再生信号強度が急峻に立ち
上がる。しかし、Ｔ≧Ｔm を満たす領域が拡大して記録
マークがレーザースポットの全半値幅（ＦＷＨＭ）程度
になると、それ以上に記録パワーを上げても再生信号強
度はそれほど増加せずに飽和する。これは、レーザービ
ームの強度プロファイルがほぼガウス型であるのでレー
ザースポットの全半値幅を超える領域には記録マークが
形成されにくいことと、たとえ過大な記録マークを形成
しても再生スポットの分布もガウス型なので再生信号強
度にあまり寄与しないためである。安定した記録を行う
には記録パワーのマージンが広い方が望ましいため、記
録パワーとしてはΓ特性の飽和領域に対応する値が選択
される。また、急峻なΓ特性を示すほど、比較的低いレ
ーザーパワーでも記録パワーのマージンを広く設定でき
るので好ましいことがわかる。
【０００６】ところが、記録マークサイズを小さくする
目的で単純に記録パワーを低下させることは、記録パワ
ーとしてΓ特性の立ち上がり領域に対応する値を選択す
ることを意味する。この場合、記録パワーのマージンは
著しく狭くなり、わずかなパワー変動で再生信号強度が
大きく変動するため実用的でない。
目的で単純に記録パワーを低下させることは、記録パワ
ーとしてΓ特性の立ち上がり領域に対応する値を選択す
ることを意味する。この場合、記録パワーのマージンは
著しく狭くなり、わずかなパワー変動で再生信号強度が
大きく変動するため実用的でない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、十分
な動作パワーマージンを確保しながら、記録マークサイ
ズを小さくして高密度記録が可能な相変化光記録媒体、
およびそれを用いた光記録方法を提供することにある。
な動作パワーマージンを確保しながら、記録マークサイ
ズを小さくして高密度記録が可能な相変化光記録媒体、
およびそれを用いた光記録方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に係
る相変化光記録媒体は、光照射によって結晶状態および
非晶質状態の２つの状態間を遷移する相変化光記録層
と、相変化光記録層に隣接して形成された、ＴｅＺｎ、
Ｂｉ、ＳｂおよびＴｅからなる群より選択される材料か
らなる熱調整層とを有することを特徴とする。
る相変化光記録媒体は、光照射によって結晶状態および
非晶質状態の２つの状態間を遷移する相変化光記録層
と、相変化光記録層に隣接して形成された、ＴｅＺｎ、
Ｂｉ、ＳｂおよびＴｅからなる群より選択される材料か
らなる熱調整層とを有することを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の態様に係る相変化光記録媒
体は、光照射によって結晶状態および非晶質状態の２つ
の状態間を遷移する相変化光記録層と、相変化光記録層
に隣接して形成された、ＳｎＹ、Ｚｎ、ＰｂおよびＳｎ
からなる群より選択される材料からなる熱調整層とを有
することを特徴とする。
体は、光照射によって結晶状態および非晶質状態の２つ
の状態間を遷移する相変化光記録層と、相変化光記録層
に隣接して形成された、ＳｎＹ、Ｚｎ、ＰｂおよびＳｎ
からなる群より選択される材料からなる熱調整層とを有
することを特徴とする。
【００１０】本発明に係る第１の光記録方法は、前記第
１の態様に係る相変化光記録媒体を構成する相変化光記
録層および熱調整層に記録パワーレベルの光ビームを照
射して光照射部の記録層を溶融したときに、記録層溶融
部の中央部に対応する領域で熱調整層を溶融させてその
熱伝導率を急峻に増加させ、記録層溶融部の中央部以外
に対応する領域で熱調整層の熱伝導率が低くなるように
し、その冷却過程において、記録層溶融部の中央部の冷
却速度が結晶化速度より速く、記録層溶融部の中央部以
外の冷却速度が結晶化速度より遅くなるように設定する
ことにより、記録層溶融部の中央部に記録マークを形成
することを特徴とする。
１の態様に係る相変化光記録媒体を構成する相変化光記
録層および熱調整層に記録パワーレベルの光ビームを照
射して光照射部の記録層を溶融したときに、記録層溶融
部の中央部に対応する領域で熱調整層を溶融させてその
熱伝導率を急峻に増加させ、記録層溶融部の中央部以外
に対応する領域で熱調整層の熱伝導率が低くなるように
し、その冷却過程において、記録層溶融部の中央部の冷
却速度が結晶化速度より速く、記録層溶融部の中央部以
外の冷却速度が結晶化速度より遅くなるように設定する
ことにより、記録層溶融部の中央部に記録マークを形成
することを特徴とする。
【００１１】本発明に係る第２の光記録方法は、前記第
２の態様に係る相変化光記録媒体を構成する相変化光記
録層および熱調整層に記録パワーレベルの光ビームを照
射したときに、光照射部に対応する領域で熱調整層を溶
融させてその熱伝導率を急峻に減少させ、光照射部以外
に対応する領域で熱調整層の熱伝導率が高くなるように
し、光照射部の中央部の記録層を融点以上に昇温し、光
照射部の中央部以外の記録層を融点未満に保持して、光
照射部の中央部の記録層に記録マークを形成することを
特徴とする。
２の態様に係る相変化光記録媒体を構成する相変化光記
録層および熱調整層に記録パワーレベルの光ビームを照
射したときに、光照射部に対応する領域で熱調整層を溶
融させてその熱伝導率を急峻に減少させ、光照射部以外
に対応する領域で熱調整層の熱伝導率が高くなるように
し、光照射部の中央部の記録層を融点以上に昇温し、光
照射部の中央部以外の記録層を融点未満に保持して、光
照射部の中央部の記録層に記録マークを形成することを
特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の相変化光記録媒体は以下のような原理で
動作する。記録時には、結晶状態にある相変化記録層に
対して記録パワーレベルの光ビームを照射し、光照射部
（光ビームスポットの全半値幅程度の領域）を融点（Ｔ
m ）以上に加熱して相変化材料を溶融した後、結晶化時
間よりも短い時間で冷却することにより、非晶質の記録
マークを形成する。再生時には、再生パワーレベルの光
ビームを照射し、結晶領域と非晶質領域との反射率の違
いに基づいて信号を再生する。消去時には、非晶質の記
録マークに消去パワーレベルの光ビームを照射して、光
照射部を結晶化温度（Ｔx ）以上Ｔm 未満に加熱し、結
晶化時間よりも長い時間保持することにより、非晶質の
記録マークを結晶化して消去する。
する。本発明の相変化光記録媒体は以下のような原理で
動作する。記録時には、結晶状態にある相変化記録層に
対して記録パワーレベルの光ビームを照射し、光照射部
（光ビームスポットの全半値幅程度の領域）を融点（Ｔ
m ）以上に加熱して相変化材料を溶融した後、結晶化時
間よりも短い時間で冷却することにより、非晶質の記録
マークを形成する。再生時には、再生パワーレベルの光
ビームを照射し、結晶領域と非晶質領域との反射率の違
いに基づいて信号を再生する。消去時には、非晶質の記
録マークに消去パワーレベルの光ビームを照射して、光
照射部を結晶化温度（Ｔx ）以上Ｔm 未満に加熱し、結
晶化時間よりも長い時間保持することにより、非晶質の
記録マークを結晶化して消去する。
【００１３】ここで、相変化材料の結晶化時間をτx 、
記録時の冷却過程において溶融した記録層の温度がＴm
からＴx まで低下するのに要する時間をτw 、消去時に
記録層の温度がＴm 未満Ｔx 以上の温度に保持される時
間をτe とし、記録・消去すべき領域の記録層の温度を
Ｔとする。このとき、記録条件はＴ≧Ｔm かつτw ＜τ
x 、消去条件はＴm ＞Ｔ≧Ｔx かつτx ≦τe と表され
る。本発明は、上記の記録条件を満足する領域を従来よ
り縮小することにより記録マークを小さくして超解像記
録を実現するものである。
記録時の冷却過程において溶融した記録層の温度がＴm
からＴx まで低下するのに要する時間をτw 、消去時に
記録層の温度がＴm 未満Ｔx 以上の温度に保持される時
間をτe とし、記録・消去すべき領域の記録層の温度を
Ｔとする。このとき、記録条件はＴ≧Ｔm かつτw ＜τ
x 、消去条件はＴm ＞Ｔ≧Ｔx かつτx ≦τe と表され
る。本発明は、上記の記録条件を満足する領域を従来よ
り縮小することにより記録マークを小さくして超解像記
録を実現するものである。
【００１４】本発明において使用できる相変化光記録材
料は特に限定されない。例えば、繰り返して書き換え
（オーバーライト）可能な相変化材料であるＧｅＴｅＳ
ｎ、ＧｅＳｂＴｅ、ＳｎＳｅＴｅ、ＩｎＳｅＴｌＣｏ、
ＩｎＳｅＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅなどが
挙げられる。また、追記可能な相変化材料であるＴｅＯ
x 、ＳｂＳｅ／ＢｉＴｅなどを用いることもできる。こ
れらの相変化材料の融点Ｔm は４００〜８００℃、結晶
化時間τx は数１０ｎｓ〜数μｓである。
料は特に限定されない。例えば、繰り返して書き換え
（オーバーライト）可能な相変化材料であるＧｅＴｅＳ
ｎ、ＧｅＳｂＴｅ、ＳｎＳｅＴｅ、ＩｎＳｅＴｌＣｏ、
ＩｎＳｅＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅなどが
挙げられる。また、追記可能な相変化材料であるＴｅＯ
x 、ＳｂＳｅ／ＢｉＴｅなどを用いることもできる。こ
れらの相変化材料の融点Ｔm は４００〜８００℃、結晶
化時間τx は数１０ｎｓ〜数μｓである。
【００１５】本発明において、熱調整層を構成する材料
としては熱伝導率が光強度すなわち温度に対して不連続
（非線形）に大きく変化するものが好ましい。特に、室
温から２Ｔm 程度の温度範囲で転移点（結晶構造転移点
や融点など）を有する材料が好ましい。このような材料
の例として低融点金属が挙げられる。図１に本発明に係
る熱調整層に用いることができる低融点金属元素につい
て、熱伝導率（κ）の温度依存性を示す。いずれの金属
元素でも転移点（この場合には融点）の前後で熱伝導率
κが不連続かつ大幅に変化する。
としては熱伝導率が光強度すなわち温度に対して不連続
（非線形）に大きく変化するものが好ましい。特に、室
温から２Ｔm 程度の温度範囲で転移点（結晶構造転移点
や融点など）を有する材料が好ましい。このような材料
の例として低融点金属が挙げられる。図１に本発明に係
る熱調整層に用いることができる低融点金属元素につい
て、熱伝導率（κ）の温度依存性を示す。いずれの金属
元素でも転移点（この場合には融点）の前後で熱伝導率
κが不連続かつ大幅に変化する。
【００１６】図１に示されるように、溶融により熱伝導
率が急峻に増加する材料としてＢｉ、Ｓｂ、Ｔｅおよび
これらの合金、溶融により熱伝導率が急峻に低下する材
料としてＺｎ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｎおよびこれらの合金が
挙げられる。なお、場合によっては熱伝導率の変化のし
方が異なる２種の金属の合金を用いてもよい。このよう
な合金としては例えばＴｅＺｎが挙げられる。このＴｅ
Ｚｎ合金は溶融により熱伝導率が急峻に増加する。ま
た、熱伝導率を調整するために上記以外の他の金属との
合金を用いてもよい。このような合金としては例えばＳ
ｎＹが挙げられ、この合金は溶融により熱伝導率が急峻
に低下する。熱調整層の転移点は、上述したような比較
的低融点の金属元素を適当な比率で合金化することによ
り適宜制御できる。本発明においては、相変化光記録層
のＴm 、Ｔx 、τx 、および積層膜構造や動作条件によ
って決まるτw 、τe を考慮して熱調整層の転移点（Ｔ
s ）を調整すればよい。
率が急峻に増加する材料としてＢｉ、Ｓｂ、Ｔｅおよび
これらの合金、溶融により熱伝導率が急峻に低下する材
料としてＺｎ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｎおよびこれらの合金が
挙げられる。なお、場合によっては熱伝導率の変化のし
方が異なる２種の金属の合金を用いてもよい。このよう
な合金としては例えばＴｅＺｎが挙げられる。このＴｅ
Ｚｎ合金は溶融により熱伝導率が急峻に増加する。ま
た、熱伝導率を調整するために上記以外の他の金属との
合金を用いてもよい。このような合金としては例えばＳ
ｎＹが挙げられ、この合金は溶融により熱伝導率が急峻
に低下する。熱調整層の転移点は、上述したような比較
的低融点の金属元素を適当な比率で合金化することによ
り適宜制御できる。本発明においては、相変化光記録層
のＴm 、Ｔx 、τx 、および積層膜構造や動作条件によ
って決まるτw 、τe を考慮して熱調整層の転移点（Ｔ
s ）を調整すればよい。
【００１７】本発明において、熱調整層は記録層に隣接
して設けられる。この場合、熱調整層を記録層に直接積
層してもよいし、熱調整層と記録層との間に熱伝導性を
損なわない程度の薄膜を挿入してもよい。例えば、熱調
整層を上記のような低融点金属で形成する場合には、相
互拡散を防止するための隔壁層を設けることが好まし
い。
して設けられる。この場合、熱調整層を記録層に直接積
層してもよいし、熱調整層と記録層との間に熱伝導性を
損なわない程度の薄膜を挿入してもよい。例えば、熱調
整層を上記のような低融点金属で形成する場合には、相
互拡散を防止するための隔壁層を設けることが好まし
い。
【００１８】次に、熱伝導率が温度上昇（すなわち光強
度の増加）に伴って増加する材料からなる熱調整層を有
する本発明の相変化光記録媒体に好適に適用できる超解
像記録方法を説明する。この第１の光記録方法の原理
は、記録層においてＴ≧Ｔm を満たす領域はレーザース
ポットの全半値幅程度とするが、τw ≧τx となる領域
を小さくして微小な記録マークを形成するものである。
度の増加）に伴って増加する材料からなる熱調整層を有
する本発明の相変化光記録媒体に好適に適用できる超解
像記録方法を説明する。この第１の光記録方法の原理
は、記録層においてＴ≧Ｔm を満たす領域はレーザース
ポットの全半値幅程度とするが、τw ≧τx となる領域
を小さくして微小な記録マークを形成するものである。
【００１９】図２に光強度の増加に伴って熱伝導率が増
加する熱調整層を有する相変化光記録媒体の主要部のみ
を示す。図示されるように、相変化光記録層１上に隔壁
層２および熱伝導率が光強度に対して増加する熱調整層
３が積層されている。この図に表示した各記号は以下の
ような意味を持つ。Ｏはレーザービームスポットの中心
点を示す。Ｓは熱調整層の温度が転移点Ｔs （この場合
には融点）に達している位置を示しており、Ｓの内側の
領域では熱伝導率が高くなっている。Ｍは記録層の温度
がその融点Ｔm に達している位置を示しており、Ｍの内
側の領域は溶融する。
加する熱調整層を有する相変化光記録媒体の主要部のみ
を示す。図示されるように、相変化光記録層１上に隔壁
層２および熱伝導率が光強度に対して増加する熱調整層
３が積層されている。この図に表示した各記号は以下の
ような意味を持つ。Ｏはレーザービームスポットの中心
点を示す。Ｓは熱調整層の温度が転移点Ｔs （この場合
には融点）に達している位置を示しており、Ｓの内側の
領域では熱伝導率が高くなっている。Ｍは記録層の温度
がその融点Ｔm に達している位置を示しており、Ｍの内
側の領域は溶融する。
【００２０】図３に図２の記録層の温度分布を示す。図
３において、縦軸は温度Ｔ、横軸は光スポットの中心位
置Ｏを原点としたときの距離ｙを示す。図３中、実線は
図２の記録層の温度分布、破線は熱調整層に熱伝導率の
変化が生じないと仮定したときの温度分布である。図３
に示されるように、熱調整層の転移点Ｔs は記録層の融
点Ｔm よりも高温に設定されている。図３の熱調整層の
温度がＴs を超えると熱伝導率が高くなるため、熱伝導
率の変化が生じない場合（破線）と比較して、光スポッ
トの中央部の記録層の温度上昇は抑制され実線のような
温度分布を示す。
３において、縦軸は温度Ｔ、横軸は光スポットの中心位
置Ｏを原点としたときの距離ｙを示す。図３中、実線は
図２の記録層の温度分布、破線は熱調整層に熱伝導率の
変化が生じないと仮定したときの温度分布である。図３
に示されるように、熱調整層の転移点Ｔs は記録層の融
点Ｔm よりも高温に設定されている。図３の熱調整層の
温度がＴs を超えると熱伝導率が高くなるため、熱伝導
率の変化が生じない場合（破線）と比較して、光スポッ
トの中央部の記録層の温度上昇は抑制され実線のような
温度分布を示す。
【００２１】図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２
の熱調整層および記録層の熱応答性示す図である。ま
た、参考のために、図５に熱調整層を設けていない記録
層の熱応答性を示す。図５には、記録層に隣接して熱伝
導率の高い層が配置され記録層が急熱急冷される場合の
熱応答性と、記録層に隣接して熱伝導率の低い層が配置
され記録層が徐熱徐冷される場合の熱応答性を示してい
る。これらの図において、横軸は時間、縦軸は温度であ
る。また、ｔp は光パルス照射時間または媒体がレーザ
ースポットを通過する時間である。
の熱調整層および記録層の熱応答性示す図である。ま
た、参考のために、図５に熱調整層を設けていない記録
層の熱応答性を示す。図５には、記録層に隣接して熱伝
導率の高い層が配置され記録層が急熱急冷される場合の
熱応答性と、記録層に隣接して熱伝導率の低い層が配置
され記録層が徐熱徐冷される場合の熱応答性を示してい
る。これらの図において、横軸は時間、縦軸は温度であ
る。また、ｔp は光パルス照射時間または媒体がレーザ
ースポットを通過する時間である。
【００２２】本発明に係る図２の熱調整層は、膜厚およ
び周囲の膜構成を適切に設定して基本的に徐熱徐冷の熱
応答性を示す構成とする。図４（ａ）に示すように、熱
調整層はｔs1〜ｔs2の時間だけＴs 以上に昇温されて熱
伝導率が高くなる。この場合、記録層は図４（ｂ）のよ
うな熱応答性を示す。すなわち、記録層のＯ−Ｓの領域
（図２参照）は、０〜ｔs1までの時間では緩慢な熱応答
を示すが、ｔs1〜ｔs2の時間では熱調整層の熱伝導率が
高くなっているため急熱急冷される。一方、記録層のＳ
−Ｍの領域（図２参照）は０〜ｔs2の全時間で徐熱徐冷
される。したがって、図４（ｂ）に示すように、記録層
のＴm 、Ｔx を適切に設定すれば、記録層の冷却時に結
晶化可能な温度範囲（Ｔm 〜Ｔx ）を通過する時間は、
Ｏ−Ｓの領域ではτwos で示される短い時間、Ｓ−Ｍの
領域ではτwsm で示される長い時間に設定できる。した
がって、τwos ＜τx ＜τwsm になるように設定するこ
とにより、記録層のＯ−Ｓの領域にのみ非晶質にするこ
とができ、微小な記録マークを形成して超解像記録を実
現できる。
び周囲の膜構成を適切に設定して基本的に徐熱徐冷の熱
応答性を示す構成とする。図４（ａ）に示すように、熱
調整層はｔs1〜ｔs2の時間だけＴs 以上に昇温されて熱
伝導率が高くなる。この場合、記録層は図４（ｂ）のよ
うな熱応答性を示す。すなわち、記録層のＯ−Ｓの領域
（図２参照）は、０〜ｔs1までの時間では緩慢な熱応答
を示すが、ｔs1〜ｔs2の時間では熱調整層の熱伝導率が
高くなっているため急熱急冷される。一方、記録層のＳ
−Ｍの領域（図２参照）は０〜ｔs2の全時間で徐熱徐冷
される。したがって、図４（ｂ）に示すように、記録層
のＴm 、Ｔx を適切に設定すれば、記録層の冷却時に結
晶化可能な温度範囲（Ｔm 〜Ｔx ）を通過する時間は、
Ｏ−Ｓの領域ではτwos で示される短い時間、Ｓ−Ｍの
領域ではτwsm で示される長い時間に設定できる。した
がって、τwos ＜τx ＜τwsm になるように設定するこ
とにより、記録層のＯ−Ｓの領域にのみ非晶質にするこ
とができ、微小な記録マークを形成して超解像記録を実
現できる。
【００２３】一方、従来の媒体のように、記録層に隣接
して形成される層の熱伝導率が温度変化に対して急峻に
変化しない場合には、本発明のような空間的に熱応答性
の差を生じさせることはできない。
して形成される層の熱伝導率が温度変化に対して急峻に
変化しない場合には、本発明のような空間的に熱応答性
の差を生じさせることはできない。
【００２４】また、上記の光記録方法を採用した場合の
記録パワーのマージンについて説明する。相変化光記録
媒体の記録原理から理解できるように、記録層のΓ特性
は記録マークが拡大するときの変化のし方に対応してい
る。上記の光記録方法においては、記録マークの変化の
し方は、記録パワーに対する熱調整層の領域Ｓの変化の
し方に依存する。図２の熱調整層は基本的には徐熱徐冷
的な熱応答にするので、領域Ｓの広がり方は記録パワー
に対して緩やかであり、実用的な記録パワーマージンが
得られる。
記録パワーのマージンについて説明する。相変化光記録
媒体の記録原理から理解できるように、記録層のΓ特性
は記録マークが拡大するときの変化のし方に対応してい
る。上記の光記録方法においては、記録マークの変化の
し方は、記録パワーに対する熱調整層の領域Ｓの変化の
し方に依存する。図２の熱調整層は基本的には徐熱徐冷
的な熱応答にするので、領域Ｓの広がり方は記録パワー
に対して緩やかであり、実用的な記録パワーマージンが
得られる。
【００２５】ここで、記録層のＯ−Ｓ領域と比較して熱
調整層の熱応答特性が緩慢になるようにすれば、すなわ
ち冷却過程においてＳがＯに近づく速度をＭがＯに近づ
く速度よりも遅くするようにすれば、記録パワーのマー
ジンを広くするのに有利である。このような条件を満足
するための具体的な手段としては、熱調整層の膜厚を記
録層よりも厚くする、熱調整層に対して記録層と反対側
の面に設けられる薄膜の熱伝導率を熱調整層と記録層と
の間に設けられる薄膜の熱伝導率よりも小さくする、隔
壁層に熱絶縁機能を持たせる、などの手段が挙げられ
る。
調整層の熱応答特性が緩慢になるようにすれば、すなわ
ち冷却過程においてＳがＯに近づく速度をＭがＯに近づ
く速度よりも遅くするようにすれば、記録パワーのマー
ジンを広くするのに有利である。このような条件を満足
するための具体的な手段としては、熱調整層の膜厚を記
録層よりも厚くする、熱調整層に対して記録層と反対側
の面に設けられる薄膜の熱伝導率を熱調整層と記録層と
の間に設けられる薄膜の熱伝導率よりも小さくする、隔
壁層に熱絶縁機能を持たせる、などの手段が挙げられ
る。
【００２６】次に、熱伝導率が温度上昇（すなわち光強
度の増加）に伴って減少する材料からなる熱調整層を有
する本発明の相変化光記録媒体に好適に適用できる超解
像記録方法を説明する。この第２の光記録方法の原理
は、Ｔ≧Ｔm を満たす領域を光照射部の中央部のみに設
定することにより微小な記録マークを形成するものであ
る。
度の増加）に伴って減少する材料からなる熱調整層を有
する本発明の相変化光記録媒体に好適に適用できる超解
像記録方法を説明する。この第２の光記録方法の原理
は、Ｔ≧Ｔm を満たす領域を光照射部の中央部のみに設
定することにより微小な記録マークを形成するものであ
る。
【００２７】図６に光強度の増加に伴って熱伝導率が減
少する熱調整層を有する相変化光記録媒体の主要部のみ
を示す。図示されるように、相変化光記録層１上に隔壁
層２および熱伝導率が光強度に対して減少する熱調整層
４が積層されている。この図に表示した各記号の意味は
図２の場合と同様であり、Ｏはレーザービームスポット
の中心点、Ｓは熱調整層の温度が転移点Ｔs （この場合
には融点）に達している位置、Ｍは記録層の温度がその
融点Ｔm に達している位置を示している。
少する熱調整層を有する相変化光記録媒体の主要部のみ
を示す。図示されるように、相変化光記録層１上に隔壁
層２および熱伝導率が光強度に対して減少する熱調整層
４が積層されている。この図に表示した各記号の意味は
図２の場合と同様であり、Ｏはレーザービームスポット
の中心点、Ｓは熱調整層の温度が転移点Ｔs （この場合
には融点）に達している位置、Ｍは記録層の温度がその
融点Ｔm に達している位置を示している。
【００２８】図７に図６の記録層の温度分布を示す。図
７中、実線は図６の記録層の温度分布、破線は熱調整層
に熱伝導率の変化が生じないと仮定したときの温度分布
である。図７に示されるように、熱調整層の転移点Ｔs
は記録層の融点Ｔm よりも低温に設定されている。熱調
整層の温度がＴs を超えると熱伝導率が低くなるため、
この領域に対応する記録層の温度上昇は助長される。し
たがって、図７に示すように、図６の記録層の温度分布
（実線）は、熱伝導率の変化が生じない場合の温度分布
（破線）に対してＴs 以上で小さく急峻なガウス形分布
を重ねたような形状になる。
７中、実線は図６の記録層の温度分布、破線は熱調整層
に熱伝導率の変化が生じないと仮定したときの温度分布
である。図７に示されるように、熱調整層の転移点Ｔs
は記録層の融点Ｔm よりも低温に設定されている。熱調
整層の温度がＴs を超えると熱伝導率が低くなるため、
この領域に対応する記録層の温度上昇は助長される。し
たがって、図７に示すように、図６の記録層の温度分布
（実線）は、熱伝導率の変化が生じない場合の温度分布
（破線）に対してＴs 以上で小さく急峻なガウス形分布
を重ねたような形状になる。
【００２９】図８は図６の記録層の熱応答を示す図であ
る。図８に示すように、Ｔm を適当に設定すれば、図７
における実線上部の小さく急峻なガウス分布の全半値幅
付近に記録マークの形成条件（Ｔ≧Ｔm ）を満たす領域
を形成することができる。この結果、図６のＯ−Ｍの領
域にのみ比較的広いパワーマージンで微小な記録マーク
を形成して超解像記録を実現できる。この場合、本発明
の第１の方法と異なり、冷却過程において記録層と熱調
整層とで冷却速度に差をつけたり、記録層の位置によっ
て冷却速度に差をつける必要はない。
る。図８に示すように、Ｔm を適当に設定すれば、図７
における実線上部の小さく急峻なガウス分布の全半値幅
付近に記録マークの形成条件（Ｔ≧Ｔm ）を満たす領域
を形成することができる。この結果、図６のＯ−Ｍの領
域にのみ比較的広いパワーマージンで微小な記録マーク
を形成して超解像記録を実現できる。この場合、本発明
の第１の方法と異なり、冷却過程において記録層と熱調
整層とで冷却速度に差をつけたり、記録層の位置によっ
て冷却速度に差をつける必要はない。
【００３０】本発明に係る熱調整層は、光照射により熱
伝導率が変化する性質を有していれば、上述したような
低融点金属層に限らず、他の形態でもよい。例えば、熱
調整層として、磁気抵抗効果を示す層と光照射により磁
界を発生する層を積層したもの、または使用するレーザ
ー波長において光伝導性を示す材料からなるものなどを
用いてもよい。これらの熱調整層では、一般的に光強度
の増加（温度上昇）に伴って熱伝導率が増加する。ま
た、これらの熱調整層は材料の溶融を利用するものでは
ないので、繰り返し記録回数を増加させるのに有利であ
る。
伝導率が変化する性質を有していれば、上述したような
低融点金属層に限らず、他の形態でもよい。例えば、熱
調整層として、磁気抵抗効果を示す層と光照射により磁
界を発生する層を積層したもの、または使用するレーザ
ー波長において光伝導性を示す材料からなるものなどを
用いてもよい。これらの熱調整層では、一般的に光強度
の増加（温度上昇）に伴って熱伝導率が増加する。ま
た、これらの熱調整層は材料の溶融を利用するものでは
ないので、繰り返し記録回数を増加させるのに有利であ
る。
【００３１】図９に磁気抵抗効果を示す層と光照射によ
り磁界を発生する層を積層した構造の熱調整層を有する
相変化光記録媒体の主要部を示す。図９において、記録
層１の上に積層構造でユニットをなす熱調整層５が設け
られている。この熱調整層３は、記録層１上にＦｅＣｏ
からなる下部軟磁性層１１、Ｃｕからなる非磁性層１
２、ＦｅＣｏからなる上部軟磁性層１３、ＳｉＮからな
る非磁性層１４、および磁界供給層１５を順次積層した
ものである。この場合、下部軟磁性層１１、非磁性層１
２および上部軟磁性層１３により、いわゆるスピンバル
ブ構造の磁気抵抗効果素子が構成されている。磁界供給
層１５は、適度なキューリー温度を示す垂直磁化膜また
は面内磁化膜からなる。この磁界供給層１５は磁化が一
方向（図９では上向き）を向くように予め初期配列され
ている。非磁性層１４は、磁界供給層１５とスピンバル
ブ素子（１１、１２、１３）との磁気的交換結合を切断
する機能を有する。
り磁界を発生する層を積層した構造の熱調整層を有する
相変化光記録媒体の主要部を示す。図９において、記録
層１の上に積層構造でユニットをなす熱調整層５が設け
られている。この熱調整層３は、記録層１上にＦｅＣｏ
からなる下部軟磁性層１１、Ｃｕからなる非磁性層１
２、ＦｅＣｏからなる上部軟磁性層１３、ＳｉＮからな
る非磁性層１４、および磁界供給層１５を順次積層した
ものである。この場合、下部軟磁性層１１、非磁性層１
２および上部軟磁性層１３により、いわゆるスピンバル
ブ構造の磁気抵抗効果素子が構成されている。磁界供給
層１５は、適度なキューリー温度を示す垂直磁化膜また
は面内磁化膜からなる。この磁界供給層１５は磁化が一
方向（図９では上向き）を向くように予め初期配列され
ている。非磁性層１４は、磁界供給層１５とスピンバル
ブ素子（１１、１２、１３）との磁気的交換結合を切断
する機能を有する。
【００３２】このような相変化光記録媒体の原理を説明
する。スピンバルブ素子は金属から構成されているの
で、ウィーデマン・フランツ則に従って電気抵抗と熱抵
抗とが比例関係にある。初期状態では磁界供給層１５は
外部へ磁界を供給しない。スピンバルブ素子は、磁界が
印加されていない場合には、下部軟磁性層１１と上部軟
磁性層１３とが静磁気的に結合し、上下の層の磁化が反
平行に配列するため、電気抵抗が高い状態にある。した
がって、磁界無印加の状態ではスピンバルブ素子の熱抵
抗が高い、換言すれば熱伝導率が低い。一方、レーザー
ビームの照射により磁界供給層１５がキューリー点以上
に加熱されると、磁界供給層１５は外部へ磁界を発生す
る。図９では、上向きの初期磁化状態にある領域の中央
部に、ほぼキューリー点の位置Ｓを半径として下向きの
磁界が発生する。この磁界の向きに沿って、スピンバル
ブ素子を構成する軟磁性膜１１、１３の磁化が整列す
る。この結果、スピンバルブ素子は、電気抵抗が低く、
熱抵抗が低い（熱伝導率が高い）状態になる。したがっ
て、図２〜図４を参照して説明した第１の光記録方法と
同様の原理で、超解像記録を実現できる。
する。スピンバルブ素子は金属から構成されているの
で、ウィーデマン・フランツ則に従って電気抵抗と熱抵
抗とが比例関係にある。初期状態では磁界供給層１５は
外部へ磁界を供給しない。スピンバルブ素子は、磁界が
印加されていない場合には、下部軟磁性層１１と上部軟
磁性層１３とが静磁気的に結合し、上下の層の磁化が反
平行に配列するため、電気抵抗が高い状態にある。した
がって、磁界無印加の状態ではスピンバルブ素子の熱抵
抗が高い、換言すれば熱伝導率が低い。一方、レーザー
ビームの照射により磁界供給層１５がキューリー点以上
に加熱されると、磁界供給層１５は外部へ磁界を発生す
る。図９では、上向きの初期磁化状態にある領域の中央
部に、ほぼキューリー点の位置Ｓを半径として下向きの
磁界が発生する。この磁界の向きに沿って、スピンバル
ブ素子を構成する軟磁性膜１１、１３の磁化が整列す
る。この結果、スピンバルブ素子は、電気抵抗が低く、
熱抵抗が低い（熱伝導率が高い）状態になる。したがっ
て、図２〜図４を参照して説明した第１の光記録方法と
同様の原理で、超解像記録を実現できる。
【００３３】なお、磁界供給層１５のキューリー点は組
成によって制御できるので、Ｓ（磁界供給層１５がキュ
ーリー点に加熱されている位置）とＭ（記録層が融点に
加熱されている位置）との相対的位置関係も変化させる
ことができる。したがって、スピンバルブ素子に適当な
硬磁性膜を設け、磁界のない状態でスピンバルブ軟磁性
膜の磁化が整列し、磁界印加により片方の軟磁性膜の磁
化のみが反転する構成にすれば、図６〜図８を参照して
説明した第２の光記録方法と同様の原理で、超解像記録
を実現できる。
成によって制御できるので、Ｓ（磁界供給層１５がキュ
ーリー点に加熱されている位置）とＭ（記録層が融点に
加熱されている位置）との相対的位置関係も変化させる
ことができる。したがって、スピンバルブ素子に適当な
硬磁性膜を設け、磁界のない状態でスピンバルブ軟磁性
膜の磁化が整列し、磁界印加により片方の軟磁性膜の磁
化のみが反転する構成にすれば、図６〜図８を参照して
説明した第２の光記録方法と同様の原理で、超解像記録
を実現できる。
【００３４】また、スピンバルブ素子の代わりに、異方
性磁気抵抗効果素子、人工格子形磁気抵抗効果素子を用
いることもできる。図１０に光伝導性材料からなる熱調
整層を有する相変化光記録媒体の主要部を示す。図１０
に示すように、記録層１上に使用するレーザー光に対し
て光導電性を示す材料からなる熱調整層６が積層されて
いる。光導電性はフォトンによって励起されたキャリア
に起因するものであり、励起されたキャリアは電気伝導
だけでなく熱伝導にも寄与する。キャリアの数はレーザ
ーパワーに比例するので、スポット中心部ほど熱伝導性
を高くすることができる。したがって、図２〜図４を参
照して説明した第１の光記録方法と同様の原理で、超解
像記録を実現できる。
性磁気抵抗効果素子、人工格子形磁気抵抗効果素子を用
いることもできる。図１０に光伝導性材料からなる熱調
整層を有する相変化光記録媒体の主要部を示す。図１０
に示すように、記録層１上に使用するレーザー光に対し
て光導電性を示す材料からなる熱調整層６が積層されて
いる。光導電性はフォトンによって励起されたキャリア
に起因するものであり、励起されたキャリアは電気伝導
だけでなく熱伝導にも寄与する。キャリアの数はレーザ
ーパワーに比例するので、スポット中心部ほど熱伝導性
を高くすることができる。したがって、図２〜図４を参
照して説明した第１の光記録方法と同様の原理で、超解
像記録を実現できる。
【００３５】本発明の相変化光記録媒体において、基板
材料として種々の材料を用いることができる。また、相
変化光記録層および熱調整層以外の層構成に関しては種
々の変形例が考えられる。例えば、記録層および熱調整
層からなる積層構造の両側には一般的に保護層（光干渉
層）が設けられる。また特に、本発明に従ってレーザー
スポットに比べて十分に小さい記録マークを狭いマーク
間隔（高密度記録）で記録した場合、そのまま再生する
とマーク間干渉とクロストークが大きくなって再生分解
能が低下する。そこで、超解像記録に対応させて、高い
分解能が得られる超解像再生技術を組み合わせることが
重要になる。超解像再生を実施するには、光透過率が再
生レーザー光強度に対して変化する材料からなるマスキ
ング層（超解像再生層）を設けることが好ましい。この
ような材料は、有機材料および相変化を示す化学量論組
成の無機材料のうちから適宜選択することができる。な
お、超解像再生層の材料としては、温度上昇に伴って透
過率が増加するものであることが好ましい。有機材料を
用いる場合、単層で超解像再生層を構成できる。相変化
を示す無機材料を用いる場合には、基板と下部保護層と
の間に半透明金属層を挿入するなどの形態が好ましい。
材料として種々の材料を用いることができる。また、相
変化光記録層および熱調整層以外の層構成に関しては種
々の変形例が考えられる。例えば、記録層および熱調整
層からなる積層構造の両側には一般的に保護層（光干渉
層）が設けられる。また特に、本発明に従ってレーザー
スポットに比べて十分に小さい記録マークを狭いマーク
間隔（高密度記録）で記録した場合、そのまま再生する
とマーク間干渉とクロストークが大きくなって再生分解
能が低下する。そこで、超解像記録に対応させて、高い
分解能が得られる超解像再生技術を組み合わせることが
重要になる。超解像再生を実施するには、光透過率が再
生レーザー光強度に対して変化する材料からなるマスキ
ング層（超解像再生層）を設けることが好ましい。この
ような材料は、有機材料および相変化を示す化学量論組
成の無機材料のうちから適宜選択することができる。な
お、超解像再生層の材料としては、温度上昇に伴って透
過率が増加するものであることが好ましい。有機材料を
用いる場合、単層で超解像再生層を構成できる。相変化
を示す無機材料を用いる場合には、基板と下部保護層と
の間に半透明金属層を挿入するなどの形態が好ましい。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
本実施例では図１１に示す相変化光記録媒体を作製し
た。この相変化光記録媒体は、グルーブ付きポリカーボ
ネート基板２１上に、膜厚２００ｎｍのＳｉＮからなる
下部保護層２２、膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる
記録層２３、膜厚１０ｎｍのＳｉＮからなる隔壁層２
４、熱調整層２５、膜厚１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2
からなる上部保護層２６をスパッタリングにより積層し
た構造を有する。
た。この相変化光記録媒体は、グルーブ付きポリカーボ
ネート基板２１上に、膜厚２００ｎｍのＳｉＮからなる
下部保護層２２、膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる
記録層２３、膜厚１０ｎｍのＳｉＮからなる隔壁層２
４、熱調整層２５、膜厚１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2
からなる上部保護層２６をスパッタリングにより積層し
た構造を有する。
【００３７】熱調整層２５は、膜厚５０ｎｍのＴｅＺｎ
からなるもの（実施例１−１）、または膜厚３０ｎｍの
ＳｎＹからなるもの（実施例１−２）を用いた。ＴｅＺ
ｎは溶融により熱伝導率が急峻に増加し、ＳｎＹは溶融
により熱伝導率が急峻に低下する。
からなるもの（実施例１−１）、または膜厚３０ｎｍの
ＳｎＹからなるもの（実施例１−２）を用いた。ＴｅＺ
ｎは溶融により熱伝導率が急峻に増加し、ＳｎＹは溶融
により熱伝導率が急峻に低下する。
【００３８】比較のために、図１１における隔壁層２４
および熱調整層２５を形成していない従来の相変化光記
録媒体（比較例１）を作製した。得られた各媒体を初期
結晶化した後、波長６８０ｎｍの半導体レーザーを光源
とする光ディスクドライブに設置し、線速１０ｍ／ｓで
回転して、記録周波数５ＭＨｚで記録マーク列を形成し
た。
および熱調整層２５を形成していない従来の相変化光記
録媒体（比較例１）を作製した。得られた各媒体を初期
結晶化した後、波長６８０ｎｍの半導体レーザーを光源
とする光ディスクドライブに設置し、線速１０ｍ／ｓで
回転して、記録周波数５ＭＨｚで記録マーク列を形成し
た。
【００３９】図１２にレーザースポットおよび記録マー
クのサイズの関係を示す。図１２（ａ）に示すように比
較例１（従来）の媒体では記録マークのサイズはレーザ
ースポットの全半値幅程度であるが、同図（ｂ）に示す
ように実施例１の媒体では記録マークのサイズはレーザ
ースポットの２／３〜１／２程度であった。
クのサイズの関係を示す。図１２（ａ）に示すように比
較例１（従来）の媒体では記録マークのサイズはレーザ
ースポットの全半値幅程度であるが、同図（ｂ）に示す
ように実施例１の媒体では記録マークのサイズはレーザ
ースポットの２／３〜１／２程度であった。
【００４０】図１３に記録パワー（Ｐ）と再生信号のＣ
／Ｎ比との関係を示す。いずれの記録媒体も良好なΓ特
性を示しており、安定したパワーマージンが得られるこ
とがわかる。なお、比較例１（従来）の媒体に比べて、
実施例１−１および１−２の媒体の方がＣ／Ｎ比の飽和
値が低くなっている。これは、実施例の媒体の方が記録
マークのサイズが小さいことによるものである。また、
実施例１−２の媒体では、飽和領域でも記録パワーの増
加とともに徐々にＣ／Ｎ比が増加しているが、その変化
は緩やかであり、パワー変動に対して実用上十分な安定
性を示している。
／Ｎ比との関係を示す。いずれの記録媒体も良好なΓ特
性を示しており、安定したパワーマージンが得られるこ
とがわかる。なお、比較例１（従来）の媒体に比べて、
実施例１−１および１−２の媒体の方がＣ／Ｎ比の飽和
値が低くなっている。これは、実施例の媒体の方が記録
マークのサイズが小さいことによるものである。また、
実施例１−２の媒体では、飽和領域でも記録パワーの増
加とともに徐々にＣ／Ｎ比が増加しているが、その変化
は緩やかであり、パワー変動に対して実用上十分な安定
性を示している。
【００４１】実施例２
本実施例では図１４に示す相変化光記録媒体を作製し
た。この相変化光記録媒体（実施例２−１）は、グルー
ブ付きポリカーボネート基板３１上に、膜厚１００ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる下部保護層３２、膜厚５０
ｎｍの有機材料からなる超解像再生層（マスキング層）
３３、膜厚５０ｎｍのＳｉＮからなる中間保護層３４、
膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる記録層３５、膜厚
１０ｎｍのＳｉＮからなる隔壁層３６、膜厚５０ｎｍの
ＴｅＺｎからなる熱調整層３７、膜厚１００ｎｍのＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ2 からなる上部保護層３８をスパッタリング
により積層した構造を有する。超解像再生層３３を構成
する有機材料は、透過率が温度上昇に従って増加する性
質を有するものである。
た。この相変化光記録媒体（実施例２−１）は、グルー
ブ付きポリカーボネート基板３１上に、膜厚１００ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる下部保護層３２、膜厚５０
ｎｍの有機材料からなる超解像再生層（マスキング層）
３３、膜厚５０ｎｍのＳｉＮからなる中間保護層３４、
膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる記録層３５、膜厚
１０ｎｍのＳｉＮからなる隔壁層３６、膜厚５０ｎｍの
ＴｅＺｎからなる熱調整層３７、膜厚１００ｎｍのＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ2 からなる上部保護層３８をスパッタリング
により積層した構造を有する。超解像再生層３３を構成
する有機材料は、透過率が温度上昇に従って増加する性
質を有するものである。
【００４２】図１５はこの相変化光記録媒体について、
再生時のレーザースポット、記録マークおよび再生アパ
ーチャの位置関係を示す図である。実施例２−１の媒体
では、超解像記録によりスポットサイズよりも十分に小
さい記録マークを狭い間隔で記録できる。このような記
録マークを単純に再生しようとすると、再生スポット内
に２つのマークが配置されるため再生できない。一方、
超解像再生により、スポット後端部の昇温領域のみに再
生アパーチャを形成し、その他の領域をマスクすると、
スポットとアパーチャとが重なる領域内にある記録マー
クのみを再生することができる。なお、記録時にもアパ
ーチャが形成されるが、記録パワーは十分高いのでアパ
ーチャは大きく、記録動作上は存在しないのと同等であ
る。
再生時のレーザースポット、記録マークおよび再生アパ
ーチャの位置関係を示す図である。実施例２−１の媒体
では、超解像記録によりスポットサイズよりも十分に小
さい記録マークを狭い間隔で記録できる。このような記
録マークを単純に再生しようとすると、再生スポット内
に２つのマークが配置されるため再生できない。一方、
超解像再生により、スポット後端部の昇温領域のみに再
生アパーチャを形成し、その他の領域をマスクすると、
スポットとアパーチャとが重なる領域内にある記録マー
クのみを再生することができる。なお、記録時にもアパ
ーチャが形成されるが、記録パワーは十分高いのでアパ
ーチャは大きく、記録動作上は存在しないのと同等であ
る。
【００４３】従来技術により超解像再生のみを実施する
場合には、マーク間隔を詰めて記録し、これを高い分解
能で再生することは可能である。しかし、従来技術では
記録マーク自体のサイズがレーザー波長で規定されるた
め、記録密度の向上が制限される。これに対して、本実
施例の媒体では原理的にはレーザー波長による制限なし
に記録マークのサイズを小さくできる（ただし、記録マ
ークのサイズ縮小に伴う再生信号強度の低下によって制
限を受けるが、この影響は比較的小さい）。しかも、再
生アパーチャのサイズを記録マークのサイズに合わせて
設計できるので、高密度記録再生動作が可能である。
場合には、マーク間隔を詰めて記録し、これを高い分解
能で再生することは可能である。しかし、従来技術では
記録マーク自体のサイズがレーザー波長で規定されるた
め、記録密度の向上が制限される。これに対して、本実
施例の媒体では原理的にはレーザー波長による制限なし
に記録マークのサイズを小さくできる（ただし、記録マ
ークのサイズ縮小に伴う再生信号強度の低下によって制
限を受けるが、この影響は比較的小さい）。しかも、再
生アパーチャのサイズを記録マークのサイズに合わせて
設計できるので、高密度記録再生動作が可能である。
【００４４】次に、図１４における下部保護層３２およ
び超解像再生層３３を形成していない相変化光記録媒体
（超解像記録・通常再生、実施例２−２）を作製した。
また、比較のために、図１４における隔壁層３６および
熱調整層３７を形成せずに、上部保護層３８上に膜厚１
００ｎｍのＡｌからなる反射層を形成した相変化光記録
媒体（通常記録・超解像再生、比較例２−１）を作製し
た。
び超解像再生層３３を形成していない相変化光記録媒体
（超解像記録・通常再生、実施例２−２）を作製した。
また、比較のために、図１４における隔壁層３６および
熱調整層３７を形成せずに、上部保護層３８上に膜厚１
００ｎｍのＡｌからなる反射層を形成した相変化光記録
媒体（通常記録・超解像再生、比較例２−１）を作製し
た。
【００４５】同様に比較のために、図１４における下部
保護層３２、超解像再生層３３、隔壁層３６および熱調
整層３７を形成せずに、上部保護層３８上に膜厚１００
ｎｍのＡｌからなる反射層を形成した相変化光記録媒体
（通常記録・通常再生、比較例２−２）を作製した。
保護層３２、超解像再生層３３、隔壁層３６および熱調
整層３７を形成せずに、上部保護層３８上に膜厚１００
ｎｍのＡｌからなる反射層を形成した相変化光記録媒体
（通常記録・通常再生、比較例２−２）を作製した。
【００４６】以上の各媒体を初期結晶化した後、波長６
８０ｎｍの半導体レーザーを光源とする光ディスクドラ
イブに設置し、線速１０ｍ／ｓで回転して、記録周波数
を変化させながら記録マーク列を形成した。記録周波数
の変化は、記録マーク長および間隔（λ）の変化に対応
する。
８０ｎｍの半導体レーザーを光源とする光ディスクドラ
イブに設置し、線速１０ｍ／ｓで回転して、記録周波数
を変化させながら記録マーク列を形成した。記録周波数
の変化は、記録マーク長および間隔（λ）の変化に対応
する。
【００４７】図１６に記録マーク間隔（λ）と再生信号
のＣ／Ｎ比との関係を示す。比較例２−２の媒体では、
マーク間隔がレーザースポットの全半値幅よりも小さく
なるとマーク間干渉の影響により急激に再生Ｃ／Ｎが低
下する。これに対して、実施例２−２の媒体では、超解
像再生を実施していないにもかかわらず、記録マークサ
イズの縮小により、マーク間干渉の影響が生じはじめる
マーク間隔が狭くなっている。比較例２−１の媒体で
は、再生アパーチャサイズの適正化により、実施例２−
２と同等か若干良好な高密度記録再生性能が得られる。
さらに、実施例２−１の媒体では、超解像記録と超解像
再生の併用により、実施例２−２および比較例２−１の
半分程度までマーク間隔を詰めて記録再生できることが
わかる。
のＣ／Ｎ比との関係を示す。比較例２−２の媒体では、
マーク間隔がレーザースポットの全半値幅よりも小さく
なるとマーク間干渉の影響により急激に再生Ｃ／Ｎが低
下する。これに対して、実施例２−２の媒体では、超解
像再生を実施していないにもかかわらず、記録マークサ
イズの縮小により、マーク間干渉の影響が生じはじめる
マーク間隔が狭くなっている。比較例２−１の媒体で
は、再生アパーチャサイズの適正化により、実施例２−
２と同等か若干良好な高密度記録再生性能が得られる。
さらに、実施例２−１の媒体では、超解像記録と超解像
再生の併用により、実施例２−２および比較例２−１の
半分程度までマーク間隔を詰めて記録再生できることが
わかる。
【００４８】なお、本発明はトラック上の記録マーク間
隔を詰めるだけでなく、トラック間隔を詰めるうえでも
有効である。したがって、計算によれば、波長６８０ｎ
ｍのレーザーと開口数０．６の対物レンズの組み合わせ
でも、例えば最短記録マーク長０．１５μｍ、トラック
ピッチ０．３μｍで記録再生が実現可能である。
隔を詰めるだけでなく、トラック間隔を詰めるうえでも
有効である。したがって、計算によれば、波長６８０ｎ
ｍのレーザーと開口数０．６の対物レンズの組み合わせ
でも、例えば最短記録マーク長０．１５μｍ、トラック
ピッチ０．３μｍで記録再生が実現可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、十
分な動作パワーマージンを確保しながら、記録マークサ
イズを小さくして高密度記録が可能な相変化光記録媒
体、およびこの媒体に好適な光記録方法を提供できる。
分な動作パワーマージンを確保しながら、記録マークサ
イズを小さくして高密度記録が可能な相変化光記録媒
体、およびこの媒体に好適な光記録方法を提供できる。
【図１】本発明に係る熱調整層に用いられる低融点金属
元素の熱伝導率（κ）の温度依存性を示す図。
元素の熱伝導率（κ）の温度依存性を示す図。
【図２】本発明に係る相変化光記録媒体の主要部を示す
図。
図。
【図３】図２の相変化光記録媒体の記録層の温度分布を
示す図。
示す図。
【図４】図２の相変化光記録媒体の熱調整層および記録
層の熱応答性示す図。
層の熱応答性示す図。
【図５】熱調整層のない相変化光記録媒体の記録層の熱
応答性を示す図。
応答性を示す図。
【図６】本発明に係る他の相変化光記録媒体の主要部を
示す図。
示す図。
【図７】図６の相変化光記録媒体の記録層の温度分布を
示す図。
示す図。
【図８】図６の相変化光記録媒体の記録層の熱応答性示
す図。
す図。
【図９】本発明に係る他の相変化光記録媒体の主要部を
示す図。
示す図。
【図１０】本発明に係る他の相変化光記録媒体の主要部
を示す図。
を示す図。
【図１１】本発明の実施例１における相変化光記録媒体
の断面図。
の断面図。
【図１２】本発明の実施例１における相変化光記録媒体
についてレーザースポットおよび記録マークのサイズの
関係を示す模式図。
についてレーザースポットおよび記録マークのサイズの
関係を示す模式図。
【図１３】本発明の実施例１における相変化光記録媒体
について記録パワー（Ｐ）と再生信号のＣ／Ｎ比との関
係を示す図。
について記録パワー（Ｐ）と再生信号のＣ／Ｎ比との関
係を示す図。
【図１４】本発明の実施例２における相変化光記録媒体
の断面図。
の断面図。
【図１５】本発明の実施例２における相変化光記録媒体
について再生時のレーザースポット、記録マークおよび
再生アパーチャの位置関係を示す図。
について再生時のレーザースポット、記録マークおよび
再生アパーチャの位置関係を示す図。
【図１６】本発明の実施例２における相変化光記録媒体
について記録マーク間隔（λ）と再生信号のＣ／Ｎ比と
の関係を示す図。
について記録マーク間隔（λ）と再生信号のＣ／Ｎ比と
の関係を示す図。
１…記録層
２…隔壁層
３、４、５、６…熱調整層
１１…下部軟磁性層
１２…非磁性層
１３…上部軟磁性層
１４…非磁性層
１５…磁界供給層
２１、３１…ポリカーボネート基板
２２、３２…下部保護層
２３、３５…記録層
２４、３６…隔壁層
２５、３７…熱調整層
２６、３８…上部保護層
３３…超解像再生層
３４…中間保護層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−40219（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−165416（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−3343（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−55364（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−98886（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−300440（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G11B 7/24
Claims (4)
- 【請求項１】 光照射によって結晶状態および非晶質状
態の２つの状態間を遷移する相変化光記録層と、相変化
光記録層に隣接して形成された、ＴｅＺｎ、Ｂｉ、Ｓｂ
およびＴｅからなる群より選択される材料からなる熱調
整層とを有することを特徴とする相変化光記録媒体。 - 【請求項２】 光照射によって結晶状態および非晶質状
態の２つの状態間を遷移する相変化光記録層と、相変化
光記録層に隣接して形成された、ＳｎＹ、Ｚｎ、Ｐｂお
よびＳｎからなる群より選択される材料からなる熱調整
層とを有することを特徴とする相変化光記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１記載の相変化光記録媒体を構成
する相変化光記録層および熱調整層に記録パワーレベル
の光ビームを照射して光照射部の記録層を溶融したとき
に、記録層溶融部の中央部に対応する領域で熱調整層を
溶融させてその熱伝導率を急峻に増加させ、記録層溶融
部の中央部以外に対応する領域で熱調整層の熱伝導率が
低くなるようにし、その冷却過程において、記録層溶融
部の中央部の冷却速度が結晶化速度より速く、記録層溶
融部の中央部以外の冷却速度が結晶化速度より遅くなる
ように設定することにより、記録層溶融部の中央部に記
録マークを形成することを特徴とする光記録方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の相変化光記録媒体を構成
する相変化光記録層および熱調整層に記録パワーレベル
の光ビームを照射したときに、光照射部に対応する領域
で熱調整層を溶融させてその熱伝導率を急峻に減少さ
せ、光照射部以外に対応する領域で熱調整層の熱伝導率
が高くなるようにし、光照射部の中央部の記録層を融点
以上に昇温し、光照射部の中央部以外の記録層を融点未
満に保持して、光照射部の中央部の記録層に記録マーク
を形成することを特徴とする光記録方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19758496A JP3526374B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 相変化光記録媒体および光記録方法 |
| US08/900,454 US5997978A (en) | 1996-07-26 | 1997-07-25 | Phase change optical recording medium and optical recording method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19758496A JP3526374B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 相変化光記録媒体および光記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1040580A JPH1040580A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3526374B2 true JP3526374B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=16376927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19758496A Expired - Fee Related JP3526374B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 相変化光記録媒体および光記録方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5997978A (ja) |
| JP (1) | JP3526374B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4093681B2 (ja) | 1999-05-26 | 2008-06-04 | シャープ株式会社 | 熱磁気記録媒体、熱磁気記録方法、熱磁気再生方法、熱磁気記録再生装置 |
| JP2001067723A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-16 | Toshiba Corp | 光記録媒体、光記録再生方法及び光記録再生装置 |
| US7173955B2 (en) * | 2001-08-31 | 2007-02-06 | Balobeck Joseph J | Laser stimulated sympathetic vibration of molecular structure of a body |
| KR100429843B1 (ko) * | 2001-09-22 | 2004-05-03 | 삼성전자주식회사 | 전자 방출 및 상변화물질을 이용한 고밀도정보기록/재생방법 및 이를 응용한 정보저장장치 및 이에사용되는 미디어 |
| JP2006086439A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nidec Sankyo Corp | 磁気抵抗素子 |
| US20070003872A1 (en) * | 2005-06-13 | 2007-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Super resolution recording medium |
| TWI274338B (en) * | 2005-12-01 | 2007-02-21 | Daxon Technology Inc | Optical medium and methods of recording data and labeling thereon |
| US8848307B2 (en) | 2012-02-02 | 2014-09-30 | Seagate Technology Llc | Active media for heat assisted magnetic recording (HAMR) |
| JP7330295B2 (ja) | 2019-12-25 | 2023-08-21 | 富士フイルム株式会社 | 樹脂組成物、硬化物、紫外線吸収剤、紫外線カットフィルタ、レンズ、保護材、化合物及び化合物の合成方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2833476B2 (ja) * | 1994-05-30 | 1998-12-09 | 富士ゼロックス株式会社 | 熱印字記録装置 |
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- 1996-07-26 JP JP19758496A patent/JP3526374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-07-25 US US08/900,454 patent/US5997978A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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