JPWO2005041181A1 - 光記録ディスク - Google Patents

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Abstract

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、記録容量を大幅に増大させることが可能になる光記録ディスクを提供する。 本発明にかかる光記録ディスクは、基板２と、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、金属記録層７と、第一の誘電体層８と、光透過層９とが、この順に、積層されて、形成され、光透過層９側から、レーザビームＬが照射されたときに、金属記録層７が変形および／または変質して、状態変化領域７ａが形成されるとともに、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形および／または変質して、状態変化領域が形成され、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５に、記録マークが形成されるように構成されている。

Description

本発明は、光記録ディスクに関するものであり、さらに詳細には、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることができる光記録ディスク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ディスクが広く利用されているが、近年においては、より大容量で、かつ、高いデータ転送レートを有する光記録ディスクの開発が盛んに行われている。
こうした光記録ディスクにおいては、データの記録・再生に用いるレーザビームの波長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、光記録ディスクの記録容量の増大が図られている。
光記録ディスクにおいては、光記録ディスクに記録された記録マークの長さ、および、隣り合う記録マーク間の長さ、すなわち、記録マークが形成されていない領域（以下、「ブランク領域」という。）の長さが解像限界未満になると、光記録ディスクからデータを再生することが不可能になる。
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、光記録ディスクの表面に集光させるときは、λ／４ＮＡの長さの記録マークおよびブランク領域が、読み取ることができる最短の記録マークおよびブランク領域となる。
このように、データを再生する場合には、データの再生が可能な解像限界が存在し、再生することができる記録マークの長さおよびブランク領域の長さに制限がある。したがって、解像限界未満の長さの記録マークおよびブランク領域を形成して、データを記録しても、記録されたデータを再生することができないので、光記録ディスクに、データを記録するときに形成可能な記録マークの長さおよびブランク領域の長さが必然的に制限されるから、通常は、解像限界未満になるような長さの記録マークおよびブランク領域を形成して、光記録ディスクにデータを記録することはない。
したがって、光記録ディスクの記録容量を増大させるためには、データの再生に用いるレーザビームの波長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とブランク領域よりなるデータを再生することができるようにすることが要求される。
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、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、解像限界を小さし、光記録ディスクの記録容量を増大させることには限界があった。
したがって、本発明の目的は、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満である場合にも、これらの記録マークおよびブランク領域を含む記録マーク列により構成されたデータを記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることができる光記録ディスクを提供することにある。
本発明者は、本発明のかかる目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、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ディスクが、熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下である金属を主成分として含む金属記録層と、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んでいる場合には、光記録ディスクにレーザビームが照射されたときに、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層のレーザビームが照射された領域が変形および／または変質し、状態変化領域が形成され、記録マークが形成されて、データが記録され、こうして、データが光記録ディスクに記録された場合には、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときにも、レーザビームを光記録ディスクに照射することによって、データが再生可能であることを見出した。
本発明はかかる知見に基づくものであり、本発明の前記目的は、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ディスクであって、熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下である金属を主成分として含む金属記録層と、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ことを特徴とする光記録ディスクによって達成される。
本発明において、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層が変質するとは、金属記録層、金属記録層および金属記録層に隣接する誘電体層あるいは金属記録層、金属記録層に隣接する誘電体層および誘電体層に隣接する光吸収層の屈折率または消衰係数が変化することをいい、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の変形にともなって、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層が変質する場合ならびに金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の変質にともなって、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層が変形する場合をも含んでいる。
また、本発明において、通常よりも高いパワーのレーザビームを用いて、光記録ディスクに記録されたデータを繰り返して再生するときに、安定した再生信号を得ることができるようにするため、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層のレーザビームが照射された領域が変形することなく、変質して、状態変化領域が形成されて、記録マークが形成される場合には、光記録ディスクに記録されたデータを再生するために、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の状態変化領域に、通常よりも高いパワーのレーザビームが繰り返して照射されたときでも、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の状態変化領域が変質した状態を保持するように、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層に、レーザビームを照射して、記録マークを形成するときに、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層のレーザビームが照射された領域が、不可逆的に変質することが好ましい。
金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の変形および／または変質によって、状態変化領域が形成され、記録マークが形成されて、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、金属記録層、金属記録層および誘電体層あるいは金属記録層、誘電体層および光吸収層の状態変化領域内に、再生用のレーザビームが照射されることにより、何らかの理由で、解像限界が小さくなったためではないかと推測される。
本発明によれば、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データの再生が可能になるから、光記録ディスクに、より高密度に、データを記録することができ、したが、光記録ディスクの記憶容量を大幅に増大させることが可能となる。
本発明者の研究によれば、光記録ディスクにレーザビームが照射されたとき、金属記録層が変形および／または変質するか、金属記録層および金属記録層に隣接する誘電体層が変形および／または変質するか、あるいは、金属記録層、金属記録層に隣接する誘電体層および誘電体層に隣接する光吸収層が変形および／または変質するかは、照射されるレーザビームのパワーに依存するが、少なくとも、金属記録層が変形および／または変質し、金属記録層内に状態変化領域が形成されればよいことが見出されている。
したがって、本発明の好ましい実施態様によれば、光記録ディスクは、前記レーザビームが照射されたときに、少なくとも、前記金属記録層が変形および／または変質して、前記金属記録層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層に記録マークが形成されるように構成されている。
本発明において、金属記録層が、１ｎｍないし２０ｎｍの層厚を有するように形成されることが好ましく、１ｎｍないし１０ｎｍの層厚を有するように形成されることがより好ましい。金属記録層の厚さが１ｎｍ未満の場合には、金属記録層の変形および／または変質がわずかであるため、明確な状態変化領域を形成することが困難であり、記録したデータを再生することによって、良好なＣ／Ｎ比を有する信号を得ることができない。その一方で、金属記録層の厚さが２０ｎｍを超えているときは、金属記録層の熱伝導性が高くなりすぎるため、高い出力のレーザビームを用いないと、金属記録層を変形および／または変質させて、状態変化領域を形成し、記録マークを形成することが困難になり、さらには、金属記録層の光反射率が高くなりすぎるため、光吸収層に、所望の光量のレーザビームを照射することが困難になる。
本発明において、好ましくは、金属記録層が、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属またはそれらを含む合金によって構成されている。
Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇは、現在、利用可能な半導体レーザーの出力範囲で、金属記録層あるいは金属記録層および金属記録層に隣接する誘電体層を変形および／または変質させて、状態変化領域を形成し、記録マークとブランク領域との境界が明瞭になるように、記録マークを形成するのに適した熱伝導率を有している。これに対して、金属記録層の材料として、Ａｇのように、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇよりも熱伝導率が大きい金属を用いた場合には、データを記録する際に、多大な記録パワーが必要になり、また、記録用レーザービームの波長において、吸収を有する誘電体などを用いた場合には、熱伝導率が小さすぎて、データを記録する際に、記録マークを形成する部分に熱が溜まりすぎるため、記録マークとブランク領域との境界が明確でなくなり、とくに、解像限界以下の微小な記録マークを形成するときに、非常に不利である。金属記録層の材料として、熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下である金属を主成分として含む金属材料を用いる場合には、解像限界以下の微小な記録マークを、記録マークとブランク領域との境界が明瞭になるように形成し、データを記録することができ、現在、利用可能な半導体レーザーの最大出力範囲内で、所望のように、データを記録することができると考えられる。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、光記録ディスクは、前記レーザビームが照射されたときに、前記金属記録層に加えて、前記金属記録層に隣接する前記誘電体層も変形および／または変質し、前記誘電体層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層および前記誘電体層に記録マークが形成されるように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、レーザビームの照射による金属記録層の変形および／または変質に加えて、誘電体層が変形および／または変質して、誘電体層内にも状態変化領域が形成されるから、金属記録層および誘電体層内に形成された状態変化領域の光学的特性が、金属記録層および誘電体層の変形および／または変質しない領域の光学特性とは大きく異なることになり、こうして形成された記録マークとブランク領域との間の光路差がより大きくなるため、再生信号のＣ／Ｎ比をより一層向上させることができる。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、光記録ディスクは、前記レーザビームが照射されたときに、前記金属記録層に加えて、前記金属記録層に隣接する前記誘電体層および前記誘電体層に隣接する前記光吸収層も変形および／または変質し、前記光吸収層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層、前記誘電体層および前記光吸収層に記録マークが形成されるように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、レーザビームの照射による金属記録層の変形および／または変質に加えて、誘電体層および光吸収層が変形および／または変質して、誘電体層および光吸収層内にも状態変化領域が形成されるから、金属記録層、誘電体層および光吸収層内に形成された状態変化領域の光学的特性が、金属記録層、誘電体層および光吸収層の変形および／または変質しない領域の光学特性とは大きく異なることになり、こうして形成された記録マークとブランク領域との間の光路差がより大きくなるため、再生信号のＣ／Ｎ比をより一層向上させることができる。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記光吸収層が、ＳｂおよびＴｅよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含んでいる。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、光の吸収係数が高く、熱伝導率の低い光吸収層を備えた光記録ディスクを実現することができる。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記誘電体層が、ＳｉＯ２およびＺｎＳの混合物によって構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、誘電体層によって、金属記録層および光吸収層を物理的、化学的に保護するが可能になる。
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記録し、再生することができ、記録容量を大幅に増大させることができる光記録ディスクを提供することが可能になる。
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録ディスク１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ディスクの一部拡大略断面図であり、図３（ｂ）は、データが記録された後の光記録ディスクの一部拡大略断面図である。 図４は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略断面図である。 図５は、図４のＡで示された部分の略拡大断面図である。 図６（ａ）は、図４および図５に示された光記録ディスクのデータが記録される前の一部拡大略断面図であり、図６（ｂ）は、図４および図５に示された光記録ディスクの一部拡大略断面図である。
符号の説明
１ 光記録ディスク
２ 基板
３ 第三の誘電体層
４ 光吸収層
５ 第二の誘電体層
６ 金属記録層
７ 第一の誘電体層
８ 光透過層
９ 反射層
１０ 光記録ディスク
１２ 光透過性基板
１３ 厚み調整用の基板
２０ レーザビーム
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ディスクの略斜視図であり、図２は、図１に示された光記録ディスクのトラックに沿った断面のうち、Ａで示される部分の略拡大断面図である。
図２に示されるように、本実施態様にかかる光記録ディスク１は、基板２を備え、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、金属記録層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、光記録ディスク１は、光透過層９側から、レーザビームＬ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Ｌ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（図示せず）によって、光記録ディスク１に集光される。
基板２は、光記録ディスク１に求められる機械的強度を確保するための支持体としての役割を果たす。
基板２を形成するための材料は、光記録ディスク１の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではない。基板２は、たとえば、ガラス、セラミックス、樹脂などによって、形成することができる。これらのうち、成形の容易性の観点から、樹脂が好ましく使用される。このような樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、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やオレフィン樹脂がとくに好ましい。
基板２の厚さは、とくに限定されるものではないが、現行の光記録ディスクとの互換性の観点から、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、基板２の表面上には、反射層３が形成されている。
本実施態様においては、反射層３は、光透過層９を介して、入射したレーザビームＬ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Ｌ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、Ｐｄ、Ｎｄ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、反射層３を形成することができる。好ましくは、反射層３は、Ａｇ、ＰｄおよびＣｕを含む貴金属系合金を用いて形成される。
反射層３は、たとえば、反射層３の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、基板２の表面上に形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
反射層３の厚さは、とくに限定されるものではなく、厚ければ厚いほど、光記録ディスク１の再生耐久性が向上するが、あまり厚すぎると、光記録ディスク１の生産性が低下するため、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く、１０ｎｍないし１５０ｎｍ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、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、反射層３とともに、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を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせを主成分とする誘電体材料によって、第三の誘電体層４を形成することができる。好ましくは、第三の誘電体層４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。これらの中では、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が好ましく、その比が８０：２０であれば、より好ましい。
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、薄すぎると、保護層としての役割を果たすことができず、厚すぎると、光記録ディスク１の生産性が低下するため、第三の誘電体層４は、１ｎｍないし１４０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、２０ｎｍないし１２０ｎｍ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、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、光記録ディスク１に、記録パワーまたは再生パワーに設定されたレーザビームＬが照射されたときに、レーザビームＬを吸収して、発熱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、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５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金としては、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ、または｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−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を除く元素を表わし、元素Ｘは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表す。
光吸収層５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ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５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、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５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−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。
３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームを用いる場合には、元素Ｍとしては、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅおよび希土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を主成分として含むことが、とくに好ましく、元素Ｘとしては、Ａｇ、Ｉｎおよび希土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を主成分として含むことが、とくに好ましい。
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、金属記録層７の変形にともなって、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、第一の誘電体層８とともに、後に詳述する金属記録層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を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、第三の誘電体層４と同様の材料を用いて第二の誘電体層６を形成することができる。
第二の誘電体層６は、第二の誘電体層６の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、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。
第二の誘電体層６の厚さは、とくに限定されるものではないが、第三の誘電体層４と同様に、第二の誘電体層６は、５ｎｍないし１２０ｎｍ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、第二の誘電体層６の表面上には、金属記録層７が形成されている。
本実施態様においては、金属記録層７は、光記録ディスク１にデータが記録される際に、記録マークが形成される層である。
本実施態様において、金属記録層７は、金属単体またはそれらの合金を主成分として含んでいる。金属記録層７は、非金属元素との不定比化合物を主成分として含んでいてもよいが、金属記録層７が、非金属元素との不定比化合物を主成分として含んでいる場合には、不定比化合物中の金属元素が、元素比で９０％以上であることが好ましい。金属記録層７に主成分として含まれる金属としては、熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、たとえば、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属またはそれらを含む合金が好ましく使用される。
金属記録層７は、その構成元素を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって、第二の誘電体層６の表面上に形成することができる。
金属記録層７は、１ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、より好ましくは、１ｎｍないし１０ｎｍ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、金属記録層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、金属記録層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を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、第三の誘電体層４と同様の材料を用いて第一の誘電体層８を形成することができる。
第一の誘電体層８は、第一の誘電体層８の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、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。
第一の誘電体層８の厚さは、とくに限定されるものではないが、第三の誘電体層４と同様に、第一の誘電体層８は、１ｎｍ以上の厚さを有するように形成され、好ましくは、１０ｎｍ以上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Ｌが透過する層であり、その表面によって、レーザビームＬが入射する光入射面を形成されている。
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Ｌ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い。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、好ましく用いられ、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂が、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、形成することもできる。
光透過層９の厚さは、とくに限定されるものではないが、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の厚さを有するように形成されることが好ましく、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の厚さを有するように形成されることが好ましい。
以上のように構成された光記録ディスク１には、次のようにして、データが記録され、データが再生される。
図３（ａ）は、データが記録される前の光記録ディスク１の一部拡大略断面図であり、図３（ｂ）は、データが記録された後の光記録ディスク１の一部拡大略断面図である。
光記録ディスク１にデータを記録するに際しては、光透過層９側から、光記録ディスク１にレーザビームＬが照射される。
本実施態様においては、光記録ディスク１にデータをより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Ｌを、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１に集光するように構成されている。
レーザビームＬのパワーは、記録線速度が高くなるほど、高くなるように決定される。たとえば、記録線速度が４．９ｍ／ｓの場合、レーザビームＬのパワーは、４ｍＷよりも高く、１２ｍＷ以下に設定される。ここに、レーザビームＬのパワーは、光記録ディスク１の表面におけるレーザビームＬのパワーとして、定義される。
所定のパワーに設定されたレーザビームＬが、光記録ディスク１に照射されると、レーザビームＬが照射された金属記録層７と光吸収層５の領域が加熱され、金属記録層７自らが吸収したレーザビームＬによって生成される熱と、レーザビームＬによって、光吸収層５において生成され、金属記録層７に伝達される熱によって、金属記録層７の温度が上昇し、金属記録層７が変形して、図３（ｂ）に示されるように、金属記録層７中に、状態変化領域７ａが形成される。
同時に、図３（ｂ）に示されるように、金属記録層７が変形するとともに、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形し、金属記録層７中に形成された状態変化領域７ａに対応して、第二の誘電体層６および光吸収層５内に、状態変化領域が形成される。
こうして、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、形成された状態変化領域は、変形をしていない他の領域とは異なる光学特性を有するため、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、形成された状態変化領域によって、記録マークが形成される。
レーザビームは、光記録ディスク１のトラックに沿って、光記録ディスク１に対して、相対的に移動され、同様にして、光記録ディスク１のトラックに沿って、記録マークが形成される。
本実施態様においては、こうして形成される記録マークおよび隣り合った記録マーク間のブランク領域の中には、λ／４ＮＡよりも長さが短いものが含まれ、したがって、解像限界未満の記録マーク列が形成される。
このようにして、光記録ディスク１に記録マークが形成されて、データが記録される。
光記録ディスク１に記録されたデータは、以下のようにして、再生される。
光記録ディスク１に記録されたデータを再生するに際しては、まず、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームＬが、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１に集光される。
本実施態様においては、データを再生するために光記録ディスク１に照射されるレーザビームＬのパワーは、通常よりも高く、０．５ｍＷないし４ｍＷに設定される。
本発明者の研究によれば、こうして、３９０ｎｍないし４２０ｎｍの波長λを有するレーザビームＬを、０．７ないし０．９の開口数ＮＡを有する対物レンズを用いて、光透過層９側から、光記録ディスク１に集光することによって、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときにも、光記録ディスク１に記録されたデータが再生可能であることが見出されている。
金属記録層７の変形によって、金属記録層７内に状態変化領域７ａが形成され、金属記録層７の変形に加えて、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、状態変化領域が形成されて、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５内に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、光記録ディスク１に記録されたデータが再生可能である理由は必ずしも明らかではないが、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５内に形成された状態変化領域に、再生用のレーザビームＬが照射されることにより、何らかの理由で、解像限界が小さくなったためではないかと推測される。
本実施態様においては、金属記録層７は、熱伝導率が比較的低い金属単体またはそれらの合金によって形成されているから、記録感度が良好であり、さらに、光記録ディスク１に記録されたデータを、繰り返し、再生しても、状態変化領域の形状が変化して、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、新たに状態変化領域が形成されることもないから、光記録ディスク１の再生耐久性を向上させることが可能になる。
本実施態様によれば、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データの再生が可能になるから、光記録ディスク１に、より高密度に、データを記録することができ、したがって、光記録ディスク１の記憶容量を大幅に増大させることが可能となる。
図４は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略斜視図であり、図５は、図４に示された光記録ディスクのトラックに沿った断面のうち、Ａで示される部分の略拡大断面図である。
図４および図５に示されるように、本実施態様にかかる光記録ディスク１０は、光透過性基板１２を備え、光透過性基板１２上に、第一の誘電体層８と、金属記録層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、厚み調整用の基板１３とが、この順に、積層されている。
図５に示されるように、本実施態様にかかる光記録ディスク１０は、光透過性基板１２側から、レーザビームＬ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Ｌは、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有し、開口数ＮＡが０．５９ないし０．６６の対物レンズによって、光記録ディスク１０に集光される。
光透過性基板１２は、光記録ディスク１０にデータを記録し、あるいは、光記録ディスク１０に記録されたデータを再生するときに、レーザビームＬが透過する層であり、光記録ディスク１０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の役割を果たす。光透過性基板１２は、ディスク状に形成され、約０．６ｍｍの厚さを有している。
また、光透過性基板１２は、一方の主面が、レーザビームＬが入射する光入射面を構成し、他方の主面に、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、光記録ディスク１０にデータを記録し、あるいは、光記録ディスク１０に記録されたデータを再生するために、レーザビームＬを金属記録層７に照射するときに、レーザビームＬのガイドトラックとして、機能する。
光透過性基板１２を形成するための材料は、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬに対して、光透過性を有し、光記録ディスク１０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、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やオレフィン樹脂がとくに好ましい。
図５に示されるように、光透過性基板１２の表面には、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は、第一の誘電体層８は、光透過性基板１２とともに、金属記録層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を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせを主成分とする誘電体材料によって、第一の誘電体層８を形成することができる。好ましくは、第一の誘電体層８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。これらの中では、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が好ましく、その比が８５：１５であれば、より好ましい。
第一の誘電体層８は、たとえば、第一の誘電体層８の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって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。
第一の誘電体層８の厚さは、とくに限定されるものではないが、薄すぎると、保護層としての役割を果たすことができず、厚すぎると、光記録ディスク１の生産性が低下するため、第一の誘電体層８は、５ｎｍないし３００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。
図５に示されるように、第一の誘電体層８の表面上には、金属記録層７が形成されている。
本実施態様においては、金属記録層７は、光記録ディスク１にデータが記録される際に、記録マークが形成される層である。
本実施態様において、金属記録層７は、金属単体またはそれらの合金を主成分として含んでいる。金属記録層７は、非金属元素との不定比化合物を主成分として含んでいてもよいが、金属記録層７が、非金属元素との不定比化合物を主成分として含んでいる場合には、不定比化合物中の金属元素が、元素比で９０％以上であることが好ましい。金属記録層７に主成分として含まれる金属としては、熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、たとえば、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属またはそれらを含む合金が好ましく使用される。
金属記録層７は、その構成元素を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって、第一の誘電体層８の表面上に形成することができる。
金属記録層７は、１ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、より好ましくは、１ｎｍないし１０ｎｍの厚さを有するように形成される。
図５に示されるように、金属記録層７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、金属記録層７とともに、後に詳述する光吸収層５を物理的、化学的に保護する機能を有している。
第二の誘電体層６を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、第一の誘電体層８と同様の材料を用いて第二の誘電体層６を形成することができる。
第二の誘電体層６は、第二の誘電体層６の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、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。
第二の誘電体層６の厚さは、とくに限定されるものではないが、第二の誘電体層６は、５ｎｍないし３００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。
図５に示されるように、第二の誘電体層６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、光記録ディスク１に、記録パワーまたは再生パワーに設定されたレーザビームＬが照射されたときに、レーザビームＬを吸収して、発熱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、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５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金としては、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ、または｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−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を除く元素を表わし、元素Ｘは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表す。
光吸収層５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ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５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、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５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−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。
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、金属記録層７の変形にともなって、光吸収層５が変形し難くなり、好ましくない。
図５に示されるように、光吸収層５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、第三の誘電体層４は、第二の誘電体層６とともに、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を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、第一の誘電体層８と同様の材料を用いて第三の誘電体層４を形成することができる。
第三の誘電体層４は、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、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、第三の誘電体層４は、５ｎｍないし３００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。
図５に示されるように、第三の誘電体層４の表面上には、厚み調整用の基板１３が積層されている。
厚み調整用の基板１３は、光記録ディスク１０が、全体として、約１．２ｍｍの厚さを有するようにするために設けられたディスク状の基板であり、光透過性基板１２と同様に、約０．６ｍｍの厚さを有するように形成されている。また、厚み調整用の基板１３は、光記録ディスク１０の剛性を向上させる役割も果たしている。
厚み調整用の基板１３を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、厚み調整用の基板１３は、光透過性基板１２と同様に、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。
本実施態様においては、レーザビームＬは、厚み調整用の基板１３とは反対側に位置する光透過性基板１２を介して、金属記録層７に照射されるから、厚み調整用の基板１３が、光透過性を有していることは必要ではない。
厚み調整用の基板１３は、第三の誘電体層４の表面に貼り合わせられて、第三の誘電体層４の表面上に積層される。
以上のように構成された光記録ディスク１０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６（ａ）は、データが記録される前の光記録ディスク１０の一部拡大略断面図であり、図６（ｂ）は、データが記録された後の光記録ディスク１０の一部拡大略断面図である。
光記録ディスク１０にデータを記録するに際しては、光透過性基板１２側から、光記録ディスク１０にレーザビームＬが照射される。
本実施態様においては、光記録ディスク１０にデータをより高い記録密度で記録するため、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬを、０．５９ないし０．６６の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１０に集光するように構成されている。
レーザビームＬのパワーは、記録時の線速度にも依存するが、線速度が６ｍ／ｓの場合、４ｍＷより高く、１２ｍＷ以下に設定される。記録時の線速度が大きくなればなるほどレーザビームＬのパワーも大きくする必要がある。ここに、レーザビームＬのパワーは、光記録ディスク１０の表面におけるレーザビームＬのパワーとして、定義される。
所定のパワーに設定されたレーザビームＬが、光記録ディスク１０に照射されると、レーザビームＬが照射された金属記録層７と光吸収層５の領域が加熱され、金属記録層７自らが吸収したレーザビームＬによって生成される熱と、レーザビームＬによって、光吸収層５において生成され、金属記録層７に伝達される熱によって、金属記録層７の温度が上昇し、金属記録層７が変形して、図６（ｂ）に示されるように、金属記録層７中に、状態変化領域７ａが形成される。
同時に、図６（ｂ）に示されるように、金属記録層７が変形するとともに、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形し、金属記録層７中に形成された状態変化領域７ａに対応して、第二の誘電体層６および光吸収層５内に、状態変化領域が形成される。
こうして、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、形成された状態変化領域は、変形をしていない他の領域とは異なる光学特性を有するため、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、形成された状態変化領域によって、記録マークが形成される。
レーザビームは、光記録ディスク１０のトラックに沿って、光記録ディスク１０に対して、相対的に移動され、同様にして、光記録ディスク１０のトラックに沿って、記録マークが形成される。
本実施態様においては、こうして形成される記録マークおよび隣り合った記録マーク間のブランク領域の中には、λ／４ＮＡよりも長さが短いものが含まれ、したがって、解像限界未満の記録マーク列が形成される。
このようにして、光記録ディスク１０に記録マークが形成されて、データが記録される。
光記録ディスク１０に記録されたデータは、以下のようにして、再生される。
光記録ディスク１０に記録されたデータを再生するに際しては、まず、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬが、０．５９ないし０．６６の開口数ＮＡを有する対物レンズによって、光記録ディスク１０に集光される。
本実施態様においては、データを再生するために光記録ディスク１０に照射されるレーザビームＬのパワーは、通常よりも高く、０．５ｍＷないし４ｍＷに設定される。
本発明者の研究によれば、こうして、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬを、０．５９ないし０．６６の開口数ＮＡを有する対物レンズを用いて、光透過性基板１２側から、光記録ディスク１０に集光することによって、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときにも、光記録ディスク１０に記録されたデータが再生可能であることが見出されている。
金属記録層７の変形によって、金属記録層７内に状態変化領域７ａが形成され、金属記録層７の変形に加えて、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、状態変化領域が形成されて、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５内に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、光記録ディスク１に記録されたデータが再生可能である理由は必ずしも明らかではないが、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５内に形成された状態変化領域に、再生用のレーザビームＬが照射されることにより、何らかの理由で、解像限界が小さくなったためではないかと推測される。
本実施態様においては、金属記録層７は、熱伝導率が比較的低い金属単体またはそれらの合金によって形成されているから、記録感度が良好であり、さらに、光記録ディスク１に記録されたデータを、繰り返し、再生しても、状態変化領域の形状が変化して、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、新たに状態変化領域が形成されることもないから、光記録ディスク１の再生耐久性を向上させることが可能になる。
本実施態様によれば、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界未満であるときでも、データの再生が可能になるから、光記録ディスク１０に、より高密度に、データを記録することができ、したがって、光記録ディスク１０の記憶容量を大幅に増大させることが可能となる。
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］
以下のようにして、光記録ディスクサンプル＃１を作製した。
まず、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を主成分（９８ａｔｍ％）とし、他の成分としてＰｄ（１ａｔｍ％）およびＣｕ（１ａｔｍ％）を含む厚さ２０ｎｍの反射層をスパッタリング法にて形成した。
次いで、反射層の表面上に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物をターゲットとして、スパッタリング法により、１００ｎｍの厚さを有する第三の誘電体層を形成した。
ここに、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
さらに、第三の誘電体層の表面に、Ａｇ５．９Ｉｎ４．４Ｓｂ６１．１Ｔｅ２８．６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。
次いで、光吸収層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、６０ｎｍの厚さを有する第二の誘電体層を形成した。
ここに、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
さらに、第二の誘電体層上に、０．２１Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＴｉをターゲットとして、スパッタリング法により、４ｎｍの厚さを有する金属記録層を形成した。
次いで、金属記録層の表面に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、７０ｎｍの厚さを有する第一の誘電体層を形成した。
ここに、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物中のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比率は、８０：２０であった。
最後に、アクリル系紫外線硬化性樹脂溶液を、第一の誘電体層の表面に、スピンコーティング法によって、塗布して、塗布層を形成し、塗布層に紫外線を照射して、アクリル系紫外線硬化性樹脂を硬化させ、１００μｍの層厚を有する光透過層を形成した。
こうして、光記録ディスクサンプル＃１を作製した。
次いで、０．６１１Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＳｎをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃２を作製した。
さらに、０．６９０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＰｔをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃３を作製した。
次いで、１．１１Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＺｎをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃４を作製した。
さらに、１．５１Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＭｇをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃５を作製した。
次いで、比較サンプルとして、２．２６Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＡｌをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃６を作製した。
さらに、比較サンプルとして、４．２７Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＡｇをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃７を作製した。
次いで、比較サンプルとして、３．９８Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＣｕをターゲットとして用いて、金属記録層を形成した点を除き、光記録ディスクサンプル＃１と同様にして、光記録ディスクサンプル＃８を作製した。
さらに、光記録ディスクのサンプル＃１ないし＃８を、それぞれ、光記録媒体評価装置にセットし、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、ＮＡ（開口数）が０．８５の対物レンズを用いて、レーザビームを、光透過層側から、各光記録ディスクサンプルに集光し、４．９ｍ／秒の記録線速度で、記録マークおよびブランクの長さが、それぞれ、５０ｎｍ、７５ｎｍ、８０ｎｍ、１１３ｎｍ、１５０ｎｍ、１８８ｎｍ、２２５ｎｍ、２６３ｎｍおよび３００ｎｍとなるように、記録マークとブランク領域の繰り返し列を、各光記録ディスクサンプルに形成し、データを記録した。
ここに、光記録ディスクのサンプル＃１ないし＃８に照射したレーザビームの記録パワーＰｗは、それぞれ、表１に示される値に設定した。
データの記録後、同じ光記録媒体評価装置を用いて、光記録ディスクのサンプル＃１ないし＃８のそれぞれに記録されたデータを再生し、再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。
ここに、光記録ディスクのサンプル＃１ないし＃８に照射したレーザビームの再生パワーＰｒは、それぞれ、表１に示される値に設定した。
測定結果は、表１に示されている。
Figure 2005041181
 表１に示されるように、Ｔｉのターゲットを用いて、金属記録層を形成した光記録ディスクサンプル＃１においては、解像限界以下の５０ｎｍ、７５ｎｍおよび８０ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を、それぞれ形成して、記録したデータを再生した場合でも、再生信号のＣ／Ｎ比は、それぞれ、３２．６ｄＢ、４０．９ｄＢおよび３５．０ｄＢであり、十分に高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。
ここに、再生信号のＣ／Ｎ比が３５ｄＢ以上であれば、市販のリミットイコライザ回路を通して、再生信号のジッターをタイムインターバルアナライザで計測することができ、従来の光記録ディスクシステムを用いて、データの再生が可能である。サンプル＃１においては、解像限界以下である７５ｎｍの記録マークおよびブランク領域を形成して、記録したデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が４０ｄＢに達しているので、７５ｎｍを最短マークサイズとした光記録ディスクシステムの構築が可能であると考えられる。
一方、表１に示されるように、光記録ディスクサンプル＃１においては、解像限界より長い１１３ｎｍ、１５０ｎｍ、１８８ｎｍ、２２５ｎｍ、２６３ｎｍおよび３００ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成して、記録したデータを再生した場合おいても、再生信号のＣ／Ｎ比は、それぞれ、５２．７ｄＢ、５７．２ｄＢ、５８．０ｄＢ、５３．８ｄＢおよび５２．０ｄＢであり、解像限界より長い長さを有する記録マークを形成して、データを記録したときにも、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。すなわち、７５ｎｍのマークを最短マーク、３００ｎｍのマークを最長マークとすれば、現在、実用化されている光記録ディスクシステムと同様に、記録マークの長さに応じて、データを符号化させ、記録し、再生するシステムの構築が可能であり、しかも、従来の倍以上の記録線密度を達成することが可能であることがわかった。
さらに、表１に示されるように、Ｓｎのターゲットを用いて、金属記録層を形成した光記録ディスクサンプル＃２、Ｐｔのターゲットを用いて、金属記録層を形成した光記録ディスクサンプル＃３、Ｚｎのターゲットを用いて、金属記録層を形成した光記録ディスクサンプル＃４およびＭｇのターゲットを用いて、金属記録層を形成した光記録ディスクサンプル＃５においても、解像限界以下の７５ｎｍ、８０ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成して、記録したデータを再生した場合に、再生信号のＣ／Ｎ比が、３５ｄＢ以上であり、十分に高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。
上述したように、リミットイコライザを通して、再生信号のジッターの計測が可能となる再生信号のＣ／Ｎ比は３５ｄＢ以上であり、これを記録マークの再生が可能か否かの判定ラインとすると、サンプル＃２ないし＃５のうち、７５ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成した場合の再生信号のＣ／Ｎ比の最低値は３７．３ｄＢ、８０ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成した場合の再生信号のＣ／Ｎ比の最低値は３９．７ｄＢであるから、光記録ディスクサンプル＃２ないし＃５においては、解像限界以下の長さを有する記録マークおよびブランク領域であっても、記録マークおよびブランク領域の長さが７５ｎｍ以上である場合には、信号を再生可能であることが判明した。
さらに、光記録ディスクサンプル＃２ないし＃５においては、解像限界より長い１１３ｎｍ、１５０ｎｍ、１８８ｎｍ、２２５ｎｍ、２６３ｎｍおよび３００ｎｍの長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成して、記録したデータを再生した場合においても、再生信号のＣ／Ｎ比は、いずれも４０ｄＢ以上であり、解像限界より長い長さを有する記録マークおよびブランク領域を形成して、データを記録したときにも、高いＣ／Ｎ比の再生信号を得ることができることが判明した。
ここに、光記録ディスクサンプル＃４、＃５において、金属記録層の熱伝導率が若干大きいのにもかかわらず、レーザビームの記録パワーが低くて済んでいる理由は明らかでないが、おそらく、金属層が変形し、かつ、誘電体層と反応して、変質していることによるものと推測される。
これに対して、表１に示されるように、比較サンプルである光記録ディスクのサンプル＃６ないし＃８においては、７５ｎｍの長さを有する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、データを再生した場合の再生信号のＣ／Ｎ比が最大でも３４ｄＢであり、リミットイコライザを用いてもジッターの計測が不可能であり、現状の光記録ディスクシステムにおいて、解像限界以下の記録マークを最短マークとするようなシステムの構築は非常に難しいことがわかった。これは、サンプル＃６ないし＃８においては、サンプル＃１ないし＃７に比して、金属記録層の熱伝導性が高いため、レーザビームの記録パワーを表１に示される値に設定し、４．９ｍ／秒の記録線速度で、記録マークを形成する場合には、金属記録層の温度を十分に上昇させることができず、所望のように、記録マークを形成することができなかったためと考えられる。金属記録層の熱伝導性が高いサンプル＃６ないし＃８においても、記録線速度を遅くすることによって、金属記録層の温度を十分に上昇させることは可能であるが、現在実用化されているレーザビームの最大パワーが１２ｍＷであることを考えると、実用的なデータ転送レートで、サンプル＃６ないし＃８に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することは不可能である。
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を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
たとえば、図４ないし図６に示された実施態様においては、光記録ディスク１０は、光透過性基板１２上に、第一の誘電体層８と、金属記録層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、厚み調整用の基板１３が、この順に積層されて、構成されているが、光記録ディスク１０が、光透過性基板１２上に、第一の誘電体層８と、金属記録層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、厚み調整用の基板１３が、この順に積層されて、構成されていることは必ずしも必要でなく、レーザビームＬに対する反射率をより向上させるために、第三の誘電体層４と厚み調整用の基板１３との間に、反射層が設けられていてもよいし、光記録ディスク１０全体の厚さを調整する必要がなければ、厚み調整用の基板１３を省略して、光記録ディスク１０に要求される剛性が得られる厚さの光透過性基板１３を用いてもよい。
また、図４ないし図６に示された実施態様においては、６３０ｎｍないし６７５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬと、開口数ＮＡが０．５９ないし０．６６の対物レンズを用いて、光記録ディスク１０にデータを記録し、光記録ディスク１０に記録されたデータを再生しているが、４０５ｎｍの波長λを有するレーザビームＬと、開口数ＮＡが０．６５の対物レンズを用いて、光記録ディスク１０にデータを記録し、光記録ディスク１０に記録されたデータを再生するようにしてもよい。
さらに、前記実施態様にかかる光記録ディスク１、１０においては、レーザビームＬの光入射面から、金属記録層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが、この順に、積層されているが、レーザビームＬの光入射面から、金属記録層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが、この順に、積層されていることは必ずしも必要でなく、光記録ディスクが、金属記録層と、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く、たとえば、レーザビームＬの光入射面の反対側から、金属記録層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが、この順に積層されていてもよく、あるいは、レーザビームＬの光入射面または光入射面の反対側から、光吸収層と、誘電体層と、金属記録層と、誘電体層と、光吸収層とが順に積層されていてもよい。
また、前記実施態様においては、レーザビームＬが照射されたときに、金属記録層７が変形して、金属記録層７内に状態変化領域７ａが形成され、同時に、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、第二の誘電体層６および光吸収層５内に状態変化領域が形成され、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５に記録マークが形成されて、データが記録されるように構成されているが、金属記録層７に加えて、第二の誘電体層６および光吸収層５にも状態変化領域が形成され、記録マークが形成されることは必ずしも必要でなく、金属記録層７の変形に加えて、第二の誘電体層６のみが変形し、金属記録層７および第二の誘電体層６に状態変化領域が形成されて、記録マークが形成されるように構成されていてもよく、さらには、金属記録層７のみが変形して、金属記録層７内のみに状態変化領域７ａが形成され、記録マークが形成されるように構成されていてもよい。
さらに、前記実施態様においては、レーザビームＬが照射されたときに、金属記録層７が変形して、状態変化領域７ａが形成され、同時に、第二の誘電体層６および光吸収層５が変形して、第二の誘電体層６および光吸収層５内に状態変化領域が形成され、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５に記録マークが形成されて、データが記録されるように構成されているが、レーザビームＬが照射されたときに、金属記録層７が変質し、その屈折率または消衰係数が変化して、状態変化領域７ａが形成され、金属記録層７に記録マークが形成されるように構成されていてもよく、さらに、金属記録層７の変質に加えて、第二の誘電体層６および光吸収層５も変質して、第二の誘電体層６および光吸収層５内に状態変化領域が形成され、金属記録層７、第二の誘電体層６および光吸収層５に記録マークが形成されるように構成されていてもよい。また、金属記録層７の変形に加えて、第二の誘電体層６あるいは第二の誘電体層６および光吸収層５が変質して、第二の誘電体層６あるいは第二の誘電体層６および光吸収層５に記録マークが形成されるように構成されていてもよい。

Claims (8)

  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ディスクであって、
    熱伝導率が２．０Ｗ／（ｃｍ・Ｋ）以下である金属を主成分として含む金属記録層と、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ことを特徴とする光記録ディスク。
  2. 前記レーザビームが照射されたときに、少なくとも、前記金属記録層が変形および／または変質して、前記金属記録層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の光記録ディスク。
  3. 前記金属記録層が、１ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有するように形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光記録ディスク。
  4. 前記金属記録層が、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｔ、ＺｎおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属またはそれらを含む合金によって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項に記載の光記録ディスク。
  5. 前記レーザビームが照射されたときに、前記金属記録層に加えて、前記金属記録層に隣接する前記誘電体層も変形および／または変質し、前記誘電体層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層および前記誘電体層に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  6. 前記レーザビームが照射されたときに、前記金属記録層に加えて、前記金属記録層に隣接する前記誘電体層および前記誘電体層に隣接する前記光吸収層も変形および／または変質し、前記光吸収層内に状態変化領域が形成され、前記金属記録層、前記誘電体層および前記光吸収層に記録マークが形成されるように構成されたことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  7. 前記光吸収層が、ＳｂおよびＴｅよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含んでいることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
  8. 前記誘電体層が、ＳｉＯ２およびＺｎＳの混合物によって構成されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光記録ディスク。
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