光記録媒体及びその記録・再生方法
【課題】 記録型の光記録媒体において、クロスライト、クロスイレースを抑制し、トラックピッチを従来より大幅に縮小することができる光記録媒体及びその記録・再生方法を提供することである。
【解決手段】 支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有し、前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体である。
【解決手段】 支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有し、前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によって情報を記録する記録型の光記録媒体、詳しくはトラックピッチを縮小し高記録密度を得る記録型の光記録媒体及びその記録・再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録型の光ディスクでは、クロスライト、クロスイレース及びクロストーク（隣接トラック間の熱干渉）を抑制するためにトラックピッチにマージンを設けることが知られている。例えば、レーザビームの波長が４０５ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡが０．８５である場合、トラックピッチは３２０ｎｍ以上に設定される。
【０００３】
上述したクロスライト、クロスイレースの抑制については多くの提案がある。例えば記録媒体の構造に関して、ディスク基板上に形成されている記録領域がトラックごとに分断され、トラック間に前記記録領域を構成する記録材料より熱伝導率の小さい材料を介在させる（例えば特許文献１参照）、あるいは基板に形成されている案内溝上にのみ記録層を備え、案内溝間には記録層を存在させない（例えば特許文献２参照）、あるいは基板のランド平坦部がランド・グルーブ境界斜面と接する両側の境界部分に、上記ランド平坦部よりも高い突起部をランドの長さ方向に連続的に形成する（例えば特許文献３参照）、あるいは石英製の基板上の隣接したランド部及びグルーブ部に積層された記録層を不連続に形成する（例えば特許文献４参照）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、何れの構造もクロスライト、クロスイレースを完全に防止することは不可能であり、トラックピッチを大幅に縮小することはできない。本出願人も支持基板にレーザビームのトラック方向と平行なライン状の導電体を設けた媒体（特許文献５参照）を提案したが、十分ではない。
【特許文献１】特開２０００−２７６７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３６６８９号公報
【特許文献３】特開２００４−３９１０６号公報
【特許文献４】特開２００１−２６６４０５号公報
【特許文献５】特開２００３−２２８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、記録型の光記録媒体において、クロスライト、クロスイレースを抑制し、トラックピッチを従来より大幅に縮小することができる光記録媒体及びその記録・再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、次の（１）ないし（１０）の発明（以下、本発明１ないし１０という）によって解決される。
（１）支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有し、前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体。
（２）前記構造体が、シリコン化合物を材料Ａ、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料を材料Ｂとすると、材料Ａ及び材料Ｂを含有することを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。
（３）前記支持基板が記録・再生光の案内溝（凹部および凸部）を有し、前記構造体が前記凹部および前記凸部上に存在していることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光記録媒体。
（４）前記発熱部が、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料よりなる単層もしくは複数層からなることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の光記録媒体。
（５）記録・再生光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとした場合に、分離した前記構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）がλ／２ＮＡ以下であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の光記録媒体。
（６）前記円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体面内における配列状態が、３回対称配列（最密充填配列）であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の光記録媒体。
（７）前記支持体上に前記構造体を有し、前記構造体上に前記発熱部を有することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の光記録媒体。
（８）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする記録方法。
（９）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
（１０）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期で信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の光記録媒体によれば、記録トラック方向に周期的に存在し、円形もしくは楕円形で、記録トラック間で分離されている構造体を設けることから、記録時に熱の拡がりが抑制され、記録マークの拡がりを構造体以下に制限することができるので、クロスライト、クロスイレースを抑制することができる。
【０００８】
請求項２の光記録媒体によれば、上記に加え、特定の構造体材料を用いることから、半導体の製造で用いられるフォトリソグラフィーを用いなくても簡便に構造体を形成することができる。
【０００９】
請求項３の光記録媒体によれば、支持基板に凹部及び凸部からなる案内溝を設けることから、記録・再生光のトラッキングの安定化を図ることができる。
【００１０】
請求項４の光記録媒体によれば、発熱部に特定の発熱材料を用いることから、構造体を簡便に分離することができ、また、次の請求項５の効果で示すように再生時には解像限界の微小マークを再生することができる。
【００１１】
請求項５の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、ビーム径内の高温部分の光学特性が変化する発熱材料を用いることにより、クロストークを抑制し、解像限界以下の周期で記録した微小マークを再生することができる。
【００１２】
請求項６の光記録媒体によれば、構造体の媒体面内における配列状態を３回対称配列（最密充填配列）とすることから、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、クロストークを利用して記録情報を多値判定することができる。
【００１３】
請求項７の光記録媒体によれば、光記録媒体の構成として、構造体を支持基板側に、発熱部を構造体の上に来るように配置構成することによって、発熱部側から光を照射することができ、発熱層で効率よく光が吸収され、記録再生に要するレーザパワーを下げることができる。また、ＮＡを大きくすることができ、それによりレーザビームスポット径を小さくでき、記録密度を上げることができる。
【００１４】
請求項８の記録方法によれば、構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて記録することから、構造体上のみが高温になり記録マークの拡がりを構造体の直径以下に制限することができ、クロスライト、クロスイレースを抑制することができる。
【００１５】
請求項９の記録・再生方法によれば、記録時には請求項８と同様、クロスライト、クロスイレースの原因となる熱の拡がりを抑制することができ、再生時には発熱材料の光学特性をビーム径内の一部のみ変化させることによってクロストークを抑制し、解像限界以下の周期で記録した微小マークを再生することができる。
【００１６】
請求項１０の記録・再生方法によれば、記録時には請求項８と同様、クロスイレースの原因となる熱の拡がりを抑制することができ、再生時には構造体の周期で信号を検出することによって記録情報を信号レベルの変化として多値判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明１の光記録媒体の構成を例示するものである。図１の１０１は発熱部、１０２は構造体、１０３は支持基板であり、半径方向に構造体１０２と発熱部１０１からなる複数の積層体が分離して設けられている。そして図１からは見られないが、構造体１０２は記録トラック方向に周期的に、円形状または楕円形状に設けられている。本発明１はこのように構造体１０２が記録トラック方向に周期的に（一定の間隔で）存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されて設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、クロスライト、クロスイレースの原因となる熱の拡がりが抑制され、記録マークの拡がりを構造体以下に制限することができるので、トラックピッチを従来より大幅に縮小することができる光記録媒体を得ることができる。
【００１９】
発熱部１０１を構成する材料としては、記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でもよい。
【００２０】
構造体１０２を構成する材料としては、発熱部１０１の発熱で変化する材料であれば、どのような材料を用いてもよい。構造体１０２と支持基板１０３が同一材料であってもよい。また、構造体１０２と支持基板１０３が異なる材料であってもよい。
【００２１】
上記した構造体の高さは１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、直径は５０ｎｍ〜５００ｎｍである。構造体端部の形状は垂直から逆テーパー形状であることが好ましい。構造体は、構造体上に積層する発熱部を分離するために設ける。構造体端部の形状が垂直から逆テーパー形状であることによって、構造体上に積層した発熱部の被覆性は、構造体端部で低下する。被覆性が低下することによって、発熱部は構造体毎に分離された状態になる。
【００２２】
支持基板１０３には、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Ａｌ、不透明ガラス基板など、ＨＤＤ（ハードディスク）用の基板も用いることができる。また、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートならびにエチレン（テレ）フタレート、ブチレンテレフタレート、エチレンナフタレートなどの（共）重合体）などの樹脂基板を用いることができる。
【００２３】
記録時には、発熱部１０１の発熱で構造体１０２が変化する。変化（記録）する形態は、構造体の材質によって異なる。即ち材料密度の変化、記録光照射部分が高密度化していてもよい。また、構造体材料の結晶状態の変化によってもよい。また、発熱部１０１と構造体１０２間での元素の相互拡散によってもよい。また、発熱部１０１と構造体１０２の変形によってもよい。また、発熱部１０１、構造体１０２および支持基板１０３の変形によってもよい。
【００２４】
次に本発明２の光記録媒体について説明する。
図２〜図５は本発明２の光記録媒体の構成例をそれぞれ示すものである。
図２の２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、２０４は支持基板を示す。発熱部２０１、２０３としては、記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でも構わない。発熱部２０１と２０３は同じ材料でもよく、異なる材料でもよい。
【００２５】
発熱部２０３は構造体を円形もしくは楕円形状に加工する際に作用する。構造体を加工する際には、発熱部２０３での発熱で構造体とする部分を変化させる。変化部分を選択的に残して円形もしくは楕円形状に加工する。これに対して発熱部２０１は、記録時に発熱し構造体を変化させるために作用する。
【００２６】
構造体２０２を構成する材料としては、発熱部２０１の発熱で変化する材料であれば、どのような材料でもよいが、シリコン化合物を材料Ａ、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料、金属材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を材料Ｂとすると、材料Ａ及び材料Ｂを含有することが好ましく、本発明２は構造体が材料Ａ及び材料Ｂを含有することを特徴とする。これによれば構造体を簡便に形成することができる。
【００２７】
材料Ａのシリコン化合物としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮなどを用いることができる。また材料Ｂの硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを、セレン化物材料としてはＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを、フッ素化物材料としてはＣａＦ2、ＢａＦ2などを、窒化物材料としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＮなどを用いることができる。材料Ｂの金属材料としてはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔなどを用いることができる。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａが５〜４０mol％であり、残りが材料Ｂである。
【００２８】
本発明２のようにシリコン化合物である材料Ａを含有する混合体とすることによって構造体２０２の熱伝導率が低下する。記録時はレーザ光が発熱部２０１で吸収され、発熱部の熱により構造体２０２が変化し、記録マークが形成されるが、構造体２０２が低熱伝導率であることによって熱の拡散が抑制され、微細な記録マークを形成することができる。そして微細な記録マークが形成できることによって記録密度を上げることができる。
【００２９】
記録時には、前述のように発熱部２０１の発熱で構造体２０２が変化する。変化（記録）する形態は、構造体の材質によって異なる。即ち材料密度の変化や、記録光照射部分が高密度化していてもよい。また、構造体材料の結晶状態の変化によってもよい。また、発熱部２０１と構造体２０２間での元素の拡散によってもよい。また、発熱部２０１、２０３、構造体２０３及び支持基板２０４の変形によってもよい。
【００３０】
図３の３０１は記録部、２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、２０４は支持基板を示す。図３の媒体は図２の媒体とは記録部３０１を設けるところが異なる。記録時は、記録光が発熱部２０１で吸収され、発熱部の熱により記録部３０１および構造体２０２が変化し記録マークが形成される。
【００３１】
記録部３０１の材料としては、情報を記録する光の波長において光透過率が高い無機誘電体材料を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン（含有）化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料、ＺｎＯなどの酸化物材料を用いることができる。また、好ましい材料としては、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）と、その他の材料Ｍを含有する材料である。その他の材料Ｍとしては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料、ＺｎＯなどの酸化物材料を用いることができる。
【００３２】
これらシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）と材料Ｍを含有する材料は、スパッタリング法で成膜する場合、成膜速度が速い。高速で成膜できることによって、媒体の製造コストを下げることができる。
【００３３】
構造体材料、発熱部材料、支持基板として用いることのできる材料は、図２の媒体の場合と同じである。
【００３４】
図４の３０１は記録部、２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、４０１は熱伝導抑止部、２０４は支持基板を示す。図４の媒体は図３の媒体とは熱伝導抑止部４０１を設けることが異なっている。熱伝導抑止部４０１は発熱部２０３から基板２０４への熱拡散を抑制するために設ける。
熱伝導抑止部４０１を構成する材料としては熱伝導が抑制できる材料であれば、どのような材料であっても構わない。
【００３５】
例えば、熱伝導抑制材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料を用いる。また、構造体２０２の材料と同様に、シリコン酸化物を材料Ａとする材料Ａと材料Ｂの混合体材料を用いることができる。構造体材料、記録部材料、発熱部材料、支持基板として用いることのできる材料は図３の媒体と同じである。
【００３６】
図５の５０１は保護層を示し、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、４０１は熱伝導抑止部を示し、２０４は支持基板を示す。図５の媒体は図４の媒体とは保護層を設けるところが異なる。保護層５０１は媒体保護のために設ける。保護層を構成する材料としては、媒体を保護できる材料であれば、どのような材料であっても構わない。
【００３７】
例えば、保護層材料としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＣなどのシリコン化合物を用いることができる。また、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペットなど透光性樹脂材料を用いることもできる。各材料を単層で保護層材料としてもよい。また、シリコン化合物材料と、透光性樹脂材料の積層構成を保護層材料としてもよい。構造体材料、記録部材料、発熱部材料、熱伝導抑止部材料、支持基板として用いることのできる材料は図４の媒体と同じである。
【００３８】
次に本発明３の光記録媒体について説明する。
図６は第３の発明に係る光記録媒体を示したものである。
図６の光記録媒体は、図４の光記録媒体を用いたもので、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、４０１は熱伝導抑止部を示し、２０４は支持基板を示す。６０１は記録・再生の際のレーザ光照射方向を示す。
支持基板２０４には記録・再生レーザ光の案内溝（凹部および凸部）が存在する。６０２は凸部を示し、６０３は凹部を示す。凹部の深さは１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。６０４はトラックピッチを示す。
【００３９】
図６に示す通りに、支持基板２０４には凹部、凸部が存在し、円形もしくは楕円形状である構造体２０２は、凹部および凸部上に存在している。支持基板の凹部、凸部は同心円状であっても螺旋状であってもよい。
記録・再生の際は、レーザ光を凸部６０２もしくは凹部６０３に対してトラッキングする。トラッキングの方法としてはプッシュプル法、もしくはディファレンシャルプッシュプル法を用いることができる。支持基板に凹凸が存在することから、構造体の形状の影響を受けることなく、プッシュプル信号が生成できる。従って、記録・再生光の安定なトラッキングができる。
【００４０】
次に第４の発明について説明する。
これまで本発明１〜３の光記録媒体の構成について説明してきたが、発熱部の材料について、以下に述べる。
【００４１】
発熱部を構成する材料としては、基本的には記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でもよいが、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料を用い、その材料からなる単層、もしくは複数層からなる構成が好ましく、本発明４は発熱部がこのような発熱材料からなることを特徴とする。
このような発熱部によれば、構造体を簡便な方法で分離することができ、また、再生時には解像限界の微小マークを再生することができる。なお、図２〜図５における発熱部２０１、２０３の複数層の場合は同じ材料でも異なる材料であっても良い。
【００４２】
発熱部に用いる相変化材料としては、ＳｂとＴｅを少なくとも含有し、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが、１〜４の範囲にある材料を用いる。
発熱部に用いる相変化材料としては、例えば、Ｓｂ（７０at％）Ｔｅ（３０at％）、Ｓｂ（７５at％）Ｔｅ（２５at％）、Ｓｂ（８０at％）Ｔｅ（２０at％）などを用いることができる。また、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが、１〜４の範囲にあるＳｂＴｅと、このＳｂＴｅ以外に、他の元素を含んでも構わない。
【００４３】
含んでいてもよい他の元素としては、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｇａなどを用いることができる。例えば、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６５at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６０at％）−Ｔｅ（３０at％）、Ｇｅ−Ｓｂ（７０at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ｇａ−Ｓｂ（７０at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ（６５at％）−Ｔｅ（２５at％）などの材料組成を発熱材料に用いることができる。
【００４４】
発熱部に用いる半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料を用いることができる。
また低融点金属材料としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎなどを用いることができ、金属間化合物材料としては、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む化合物材料を用いることができる。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの材料である。
発熱部の膜厚は１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である。
【００４５】
図７に本発明１〜３の光記録媒体の最も好ましい作製方法を示す。
図７（ａ）は構造体材料を円形状に加工する前の構成を示す。
２０２は、構造体の材料からなる層である。この構造体の材料はＺｎＳ−ＳｉＯ2であり、この材料の比率は、ＺｎＳが６０〜９５mol%の範囲で、ＳｉＯ2が４０〜５mol%の範囲である。２０２の膜厚は２０〜１００nmの範囲である。
２０３は発熱部の材料からなる層である。材質はＡｇＩｎＳｂＴｅで、膜厚は５〜５０nmである。４０１は熱伝導抑制部の材料からなる層である。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ2であり、材料の比率および膜厚は、前記２０２と同範囲である。
２０４は支持基板である。材質はポリカーボネートである。厚みは０．３〜１．２ｍｍである。媒体の大きさは直径１２ｃｍのたとえばＣＤサイズとなっている。基板にはトラッキング用の溝が螺旋状に設けられている。
７０１は凸部、７０２は凹部を示す。凹部の深さは２０ｎｍである。
【００４６】
図７（ｂ）はレーザ光照射工程を示す。構造体として残す部分にレーザ光を照射する。
７０３はレーザ光照射方向を示す。レーザ光源には波長４０５ｎｍの半導体レーザを用いた。対物レンズの開口数は０．８５である。レーザ光を凸部７０１、凹部７０２に対してトラッキングしながら照射した。構造体の周期のタイミングでパルス光を照射した。照射条件は、レーザパワー１．５〜１０ｍＷの範囲であり、パルス幅は１０〜３０nsecである。レーザ照射部の構造体の材料からなる層２０２が緻密化および結晶化によって変化する。
７０４はこれによって変化した部分を示している。
【００４７】
図７（ｃ）はエッチング工程を示す。エッチングで構造体の材料からなる層を円形に加工する。ウエットエッチング法を用いる。エッチング溶液はフッ酸水溶液（たとえば、ＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１:１０）である。
フッ酸水溶液に浸漬することによって、レーザ光非照射部分が除去され、構造体の材料からなる層を円形に加工することができる。
７０５は円形状に加工した構造体を示す。
７０６は構造体のトラックピッチを示す。
本第３の発明に示す通り、支持基板には記録・再生光の案内溝（凹部および凸部）が存在し、円形状である構造体は凹部および凸部上に形成されている。
【００４８】
図７（ｄ）は光記録媒体の構成を示す。
構造体７０５上に発熱部２０１と記録部３０１をスパッタ法で積層した。
２０１は発熱部である。材質はＡｇＩｎＳｂＴｅで、膜厚は５〜５０ｎｍである。３０１は記録部である。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ2で、この材料の比率はＺｎＳが６０〜９５mol%であり、ＳｉＯ2が４０〜５mol%である。膜厚は２０〜１００ｎｍである。以上のようにして光記録媒体を作製した。
【００４９】
次に本第５の発明の光記録媒体について説明する。
本第５の発明は、本発明１〜４の光記録媒体における構造体の周期に関する。
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をNAとすると、円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）Ｐｔは、λ／２ＮＡ以下の値となる。
図１０に示す平面図において、１００３はレーザビーム径を示す。
１００４はトラックピッチであり、構造体の媒体半径方向における周期である。
１００５は構造体の直径を示す。記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、トラックピッチ（Ｐｔ）１００４は、λ／２ＮＡ以下の値となる。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、トラックピッチを１５０〜２３０ｎｍの範囲に設定する。
【００５０】
本第５の発明の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下の値にして記録密度を上げた場合に、前記した発熱材料からなる発熱部の光学特性の変化を利用して、ビーム径内の一部の光学特性を変えることによって超解像再生状態にし、クロストークを抑制し、解像限界の微小マークを再生することができる。
超解像再生とは、解像限界より短い周期で記録されたマークを周期信号として観測する現象を指す。レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、λ／２ＮＡ値を、ここでは解像限界としている。
【００５１】
次に本第６の発明の光記録媒体について説明する。
本第６の発明６は、本発明１〜５の光記録媒体における構造体の配列状態に関する。
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）Ｐｔは、λ／２ＮＡ以下の値である。図１２は図３の媒体を用いて構造体の配列状態を示したものである。図１２（ａ）は、図１２（ｂ）のＡ−Ａ'断面図である。図１２（ｂ）は平面図である。
【００５２】
図１２（ａ）において、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、１２０１は記録状態にある構造体（記録マーク）を示す。
図１２（ｂ）は構造体２０２のみを示す。
図１２（ｂ）において、１２１０はレーザビーム径を示す。また１２１１はビーム径中心に位置する構造体を示し、１２１２は中心以外に位置する構造体を示し、１２１３はトラックピッチを示し、１２１４は構造体の直径を示し、１２１５は構造体のトラック方向の周期を示し、１２１６は構造体の中心を結ぶ線がなす角度を示す。
【００５３】
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、トラックピッチ１２１４はλ／２ＮＡ以下である。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、トラックピッチを１００〜２３０ｎｍの範囲に設定する。本媒体構成では、構造体に倣った記録マークが形成でき、円形状の記録マークになる。従って、構造体の直径１２１４を小さくする程、記録マーク径を小さくできる。しかしながら記録マーク径が小さくなると信号強度が低下する。
【００５４】
よって、好ましくは、構造体の直径１２１４はトラックピッチの０．６〜１倍に設定する。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、構造体の直径は、６０ｎｍ〜２３０ｎｍの範囲であることが好ましい。構造体２０２の媒体面内における配列状態は、三回対称（最密充填）配列である。角度１２１６は、約６０°になっている。トラック方向及び半径方向における構造体２０２の間隔は一定である。
本発明６の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、３回対称配列とすることによってクロストークを利用して記録情報を多値判定することができる。
【００５５】
次に本第７の発明の光記録媒体について説明する。
本発明７は本発明１〜６の光記録媒体における構造体と発熱部との積層順序に関する。即ち支持基体上で、支持基体に近いほうに構造体、支持基体から遠いほうに発熱部を配置する。構造体と発熱部とは上下で接触して積層しても、その間に異なる層が挿入されてもよい。このように発熱部が支持体側から構造体より上部に配置されることによって、発熱部側からレーザ光を照射し情報を記録することができる。すなわち、発熱部側から光を照射することによって発熱部で効率よく光が吸収され、記録再生に要するレーザパワーを下げることができる。また、支持基板を通すことなく発熱部側から光を照射することで、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることができ、開口数ＮＡを大きくすることによって、レーザビームスポット径を小さくでき、記録密度が上げられる。
【００５６】
次に本第８の発明の記録方法について説明する。
本発明８は本発明７の光記録媒体を用いた記録方法に係る。この方法では、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする。
レーザ光源としてたとえば半導体レーザを用いる。好ましい波長は、３９０〜４１０ｎｍの範囲である。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザ（いわゆる青色発光の半導体レーザ）を用いる。対物レンズの開口数（ＮＡ）は、０．５〜２．０の範囲である。好ましい開口数ＮＡは、０．８〜０．９５の範囲である。
図８は従来媒体の記録状態を示す。また図９は、図３に示す本発明の光記録媒体を用いて記録したときの記録状態を示すものである。
【００５７】
本第８の発明の記録方法を説明するにあたり、まず、従来の光記録媒体による記録方法を比較のために説明する。
図８は、薄膜を積層した従来の光記録媒体である。図８の８０１は記録部を示し、８０２は発熱部を示し、８０３は支持基板を示し、８０４はレーザ光の照射方向を示し、８０５は記録マークを示す。矢印は、媒体半径方向の記録マークの大きさ（以降、記録マーク幅と記載）を示す。
８０６はレーザ照射時の発熱部８０２の温度分布を示す。媒体半径方向の温度分布である。８０７は記録温度を示す。８０８はレーザビーム径を示す。
温度分布８０６は、レーザビームの強度分布を反映して、ガウシアン分布（ガウス分布）になる。記録マークは記録温度８０７以上に昇温した部分の記録部が変化して記録マークになる。媒体半径方向における温度分布は、前述のようにレーザビームの強度分布に従うことから、マーク幅８０５はレーザビーム径で一義的に決まってしまう。そしてビーム径に対してマーク幅を極端に狭くすることはできない。そのため、従来媒体では、記録マークは半径方向に拡がった状態になる。通常、記録マークの重なり（クロスライト）を避けるため、トラックピッチに余裕を持たせるが、トラックピッチは、マーク幅８０５以下には縮小することはできない。
【００５８】
このような従来の記録状態に対して、本発明８の記録方法を以下に説明する。
図９の３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示す。構造体２０２は円形状であり、媒体半径方向において完全に分離されている。９０１はレーザ光の照射方向を示す。９０２は記録マークを示す。矢印は、記録マーク幅を示す。９０３はレーザ照射時の発熱部の温度分布を示す。これは媒体半径方向の温度分布である。９０４は記録温度を示す。９０５はレーザビーム径を示す。９０６は構造体の直径を示す。記録部３０１および発熱部２０１は、円形状である構造体２０２上に積層されている。構造体端部では、各材料の被覆率が低下することから、各材料は媒体半径方向において分離されたような状態になっている。発熱部２０１が分離された状態になっていることから、面内での熱拡散が制限され、レーザビーム中心の発熱部が特に高温になる。記録温度９０４以上に昇温する構造体部分のみに記録マークが形成できる。マーク幅９０２の半径方向への拡がりは、構造体の直径９０６以下に制限される。記録マークは構造体の上下のみに形成される。このように記録マーク幅が縮小できることから、トラックピッチは図８に示す従来媒体よりも狭く設定することができる。
【００５９】
図１０に記録状態を平面図で示す。図１０には、構造体１００１、１００２のみを示している。１００１は記録状態にある構造体である。１００２は未記録状態の構造体である。１００３はレーザビーム径を示す。１００４はトラックピッチを示す。１００５は構造体の直径を示す。１００６はレーザパワーの変調方法を示す。１００６に示すように構造体上でレーザ光のパワーレベルを上げる。図９に記載したように、レーザビーム中心の発熱部が特に高温になる。ビーム径１００３内には複数個の構造体が含まれるが、レーザビーム中心に位置する構造体１００１のみが変化し記録マークになる。
【００６０】
次に本発明９の記録・再生方法について説明する。
本発明９は本発明７の光記録媒体に対する記録・再生方法に係わり、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする。
【００６１】
本発明９の記録方法は本発明８の記録方法と同様であり、図９に記録方法を、図１０には、前述した記録状態を示したとおりである。以下に、再生方法を説明する。
図１１に本発明９における再生方法を平面図で示す。図１１には、構造体１１０１、１１０２と、発熱部１１０４のみを示す。１１０１は記録状態にある構造体（記録マーク）である。１１０２は未記録状態の構造体である。１１０３はレーザビーム径を示す。１１０４は構造体上に積層された発熱部である。１１０５は発熱部の変化部分を示す。１１０６はトラックピッチを示す。１１０７はレーザパワーレベルの変調方法を示す。１１０８はビームがトラック方向に移動しながら構造体の周期で検出する信号レベルの変化を示す。１１０９は信号レベルの変化を検出するために設けるしきい値を示す。１１０７に示すように構造体の周期に一致させて再生パワーレベルを上げる。この場合、図９に示した記録方法と同様に構造体部分が特に高温になる。温度が上がることによって、発熱部の変化部分１１０５では光学特性が変化する。光学特性が変化することによって、透過率もしくは反射率が変化する。
【００６２】
レーザビームは隣接する構造体にかかる状態にあるが、ビーム径中心に位置する構造体付近でのみ反射率もしくは透過率が変化することから、隣接する構造体からの信号の漏れ込み、つまりクロストークが低減できる。１１０８には信号レベルの変化を示す。クロストークが低減できることから、解像限界以下の記録周期の構造体からの周期信号が観測できる。記録状態にある構造体１１０１と、未記録状態の構造体１１０２とでは、信号レベルが異なる。しきい値１１０９を設定し信号レベルの大きさを判定することによって、構造体の記録状態、つまり、記録状態を判定する。
【００６３】
次に本発明１０の記録・再生方法について説明する。
本発明１０は本発明７の光記録媒体に対する記録・再生方法に係わり、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における構造体の周期で信号を検出することを特徴とする。
本発明１０における記録方法は、前述した本発明８の記録方法と同様であり、図９に記録方法を、図１０に記録状態を示したとおりである。以下に、本発明１０の再生方法を説明する。
【００６４】
図１２（ｂ）の平面図に、本発明１０の再生方法を示す。
図１２（ｂ）に示したように、ビーム径１２１０内に複数の構造体が含まれる。構造体の配列は、本発明６に示す３回対称配列（最密充填配列）である。トラック方向における構造体の周期で信号レベルを検出する。ビーム径内に含まれる記録状態にある構造体（記録マーク）と未記録状態の構造体では反射光のレベルが異なる。また、記録状態にある構造体のビーム径内での位置によっても信号レベルは変化する。その様子を図１３に示す。
【００６５】
図１３には、記録状態にある構造体の配列と信号レベルの関係を示す。トラック方向における構造体の周期で信号を検出した際の信号レベルの変化である。１３０はビーム径を示す。１３１は記録状態にある構造体を示す。１３２は未記録状態の構造体を示す。１３０１はビーム径内の全ての構造体が未記録状態である様子を示す。１３１４はビーム径内の全ての構造体が記録状態である様子を示す。１３０２はビーム径内の中心以外の構造体一個が記録状態にある様子を示す。この場合には、複数の組み合わせが生じるが、何れも同じ信号レベルになる。１３０３はビーム径の中心以外の構造体２個が記録状態にある様子を示す。この場合にも、複数の組み合わせが生じるが、何れも同じ信号レベルにある。
【００６６】
１３０４はビーム径内の中心に位置する構造体１個が記録状態である様子を示す。１個が記録状態にあるが、ガウス分布をするレーザビーム中心の強度は強いため、１３０２とは異なる信号レベルになる。以上のようにビーム径内において、記録状態にある構造体の位置と個数によって再生の信号レベルが変化する。
【００６７】
図１２（ｂ）の平面図に示すように構造体を三回対称（最密充填）配列として、ビーム中心に位置する構造体１２１１から最近接する全ての構造体（例えば１２１２）の距離を等しくすることによって、複数の配列状態が一つの信号をとる。その結果、記録・未記録状態と記録位置によって変化する信号レベルの数を少なくすることができる。信号レベル数が少なくなることによってＳ／Ｎ比(信号対雑音の比)の低下が軽減できる。その結果、信号レベルの判定が容易になり、構造体の周期で信号レベルの変化を検出し、記録状態にある構造体の配列状態、つまり、記録情報を判定することができる。
【００６８】
最も好ましい配列状態は、本発明６で示しており、記録・再生方法は本発明１０で示している。媒体の構成は図７（ｄ）に示す通りであり、記録・再生光の波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である。また、図１２において、トラックピッチ１２１３は１２０ｎｍ、構造体の径１２１４は１００ｎｍ、構造体のトラック方向の周期１２１５は１４０ｎｍである。また、図１３において、１３０１から１３１４に示す記録、未記録状態の構造体の組み合わせが生じる。この場合、信号レベルは１４段階で変化する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明１に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図４】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図５】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図６】本発明３に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図７】本発明２に係わる構造体の作製方法の説明図であり、（ａ）は、構造体を円形状に加工する前の媒体（断面図）を示し、（ｂ）は、レーザ照射工程（断面図）を示し、（ｃ）は、エッチング工程（断面図）を示し、（ｄ）は、構造体を円形状に加工した後の媒体（断面図）を示す図である。
【図８】従来の記録方法を示す図（光記録媒体の断面と記録時の温度分布とを示す図）である。
【図９】本発明８の記録方法を示す図（光記録媒体の断面と記録時の温度分布を示す図）である。
【図１０】本発明８の記録方法を示す図（記録状態の平面図）である。
【図１１】本発明９の再生方法を示す図（再生状態の平面図）である。
【図１２】本発明６の記録媒体と本発明１０の再生方法を示す図（構造体の配列状態を示す図）であり、（ａ）は記録状態の構造体を示す断面図を示し、（ｂ）は、記録状態の構造体を示す平面図である。
【図１３】本発明１０の再生方法を示す図（信号レベルの変化を示す図）である。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 発熱部
１０２ 構造体
１０３ 支持基板
２０１ 発熱部
２０２ 構造体
２０３ 発熱部
２０４ 支持基板
３０１ 記録部
４０１ 熱伝導抑止部
５０１ 保護層
６０１ 光照射方向
６０２ 支持基板凸部
６０３ 支持基板凹部
６０４ トラックピッチ
７０１ 支持基板凸部
７０２ 支持基板凸部
７０４ 変形部分
７０５ 円形状に加工した構造体
７０６ 構造体のトラックピッチ
８０１ 記録部
８０２ 発熱部
８０３ 支持基板
８０４ レーザ光照射方向
８０５ 記録マーク幅
８０６ 記録部の温度分布
８０７ 記録温度
８０８ レーザビーム径
９０１ レーザ光照射方向
９０２ 記録マーク幅
９０３ 記録部の温度分布
９０４ 記録温度
９０５ レーザビーム径
９０６ 構造体の直径
１００１ 記録状態の構造体
１００２ 未記録状態の構造体
１００３ レーザビーム径
１００５ 構造体の直径
１００６ レーザ光のパワーレベル変調方法
１１０１ 記録状態の構造体
１１０２ 未記録状態の構造体
１１０３ レーザビーム径
１１０４ 発熱部
１１０５ 発熱部の変化部分
１１０６ トラックピッチ
１１０７ レーザ光のパワーレベル変調方法
１１０８ 信号レベルの変化
１１０９ 信号検出のしきい値
１２０１ 記録状態の構造体
１２１０ レーザビーム径
１２１１ ビーム中心の構造体
１２１２ ビーム中心以外の構造体
１２１３ トラックピッチ
１２１４ 構造体の直径
１２１５ 構造体のトラック方向周期
１２１６ 構造体の中心を結ぶ線がなす角度
１３０ レーザビーム径
１３１ 記録状態の構造体
１３２ 未記録状態の構造体
１３０１ 未記録状態
１３０２ ビーム中心以外１個の構造体が記録状態
１３０３ ビーム中心以外２個の構造体が記録状態
１３０４ ビーム中心１個が記録状態
１３１４ ビーム径内全てが記録状態
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によって情報を記録する記録型の光記録媒体、詳しくはトラックピッチを縮小し高記録密度を得る記録型の光記録媒体及びその記録・再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録型の光ディスクでは、クロスライト、クロスイレース及びクロストーク（隣接トラック間の熱干渉）を抑制するためにトラックピッチにマージンを設けることが知られている。例えば、レーザビームの波長が４０５ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡが０．８５である場合、トラックピッチは３２０ｎｍ以上に設定される。
【０００３】
上述したクロスライト、クロスイレースの抑制については多くの提案がある。例えば記録媒体の構造に関して、ディスク基板上に形成されている記録領域がトラックごとに分断され、トラック間に前記記録領域を構成する記録材料より熱伝導率の小さい材料を介在させる（例えば特許文献１参照）、あるいは基板に形成されている案内溝上にのみ記録層を備え、案内溝間には記録層を存在させない（例えば特許文献２参照）、あるいは基板のランド平坦部がランド・グルーブ境界斜面と接する両側の境界部分に、上記ランド平坦部よりも高い突起部をランドの長さ方向に連続的に形成する（例えば特許文献３参照）、あるいは石英製の基板上の隣接したランド部及びグルーブ部に積層された記録層を不連続に形成する（例えば特許文献４参照）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、何れの構造もクロスライト、クロスイレースを完全に防止することは不可能であり、トラックピッチを大幅に縮小することはできない。本出願人も支持基板にレーザビームのトラック方向と平行なライン状の導電体を設けた媒体（特許文献５参照）を提案したが、十分ではない。
【特許文献１】特開２０００−２７６７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３６６８９号公報
【特許文献３】特開２００４−３９１０６号公報
【特許文献４】特開２００１−２６６４０５号公報
【特許文献５】特開２００３−２２８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、記録型の光記録媒体において、クロスライト、クロスイレースを抑制し、トラックピッチを従来より大幅に縮小することができる光記録媒体及びその記録・再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、次の（１）ないし（１０）の発明（以下、本発明１ないし１０という）によって解決される。
（１）支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有し、前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体。
（２）前記構造体が、シリコン化合物を材料Ａ、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料を材料Ｂとすると、材料Ａ及び材料Ｂを含有することを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。
（３）前記支持基板が記録・再生光の案内溝（凹部および凸部）を有し、前記構造体が前記凹部および前記凸部上に存在していることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光記録媒体。
（４）前記発熱部が、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料よりなる単層もしくは複数層からなることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の光記録媒体。
（５）記録・再生光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとした場合に、分離した前記構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）がλ／２ＮＡ以下であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の光記録媒体。
（６）前記円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体面内における配列状態が、３回対称配列（最密充填配列）であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の光記録媒体。
（７）前記支持体上に前記構造体を有し、前記構造体上に前記発熱部を有することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の光記録媒体。
（８）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする記録方法。
（９）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
（１０）前記（７）に記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期で信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の光記録媒体によれば、記録トラック方向に周期的に存在し、円形もしくは楕円形で、記録トラック間で分離されている構造体を設けることから、記録時に熱の拡がりが抑制され、記録マークの拡がりを構造体以下に制限することができるので、クロスライト、クロスイレースを抑制することができる。
【０００８】
請求項２の光記録媒体によれば、上記に加え、特定の構造体材料を用いることから、半導体の製造で用いられるフォトリソグラフィーを用いなくても簡便に構造体を形成することができる。
【０００９】
請求項３の光記録媒体によれば、支持基板に凹部及び凸部からなる案内溝を設けることから、記録・再生光のトラッキングの安定化を図ることができる。
【００１０】
請求項４の光記録媒体によれば、発熱部に特定の発熱材料を用いることから、構造体を簡便に分離することができ、また、次の請求項５の効果で示すように再生時には解像限界の微小マークを再生することができる。
【００１１】
請求項５の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、ビーム径内の高温部分の光学特性が変化する発熱材料を用いることにより、クロストークを抑制し、解像限界以下の周期で記録した微小マークを再生することができる。
【００１２】
請求項６の光記録媒体によれば、構造体の媒体面内における配列状態を３回対称配列（最密充填配列）とすることから、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、クロストークを利用して記録情報を多値判定することができる。
【００１３】
請求項７の光記録媒体によれば、光記録媒体の構成として、構造体を支持基板側に、発熱部を構造体の上に来るように配置構成することによって、発熱部側から光を照射することができ、発熱層で効率よく光が吸収され、記録再生に要するレーザパワーを下げることができる。また、ＮＡを大きくすることができ、それによりレーザビームスポット径を小さくでき、記録密度を上げることができる。
【００１４】
請求項８の記録方法によれば、構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて記録することから、構造体上のみが高温になり記録マークの拡がりを構造体の直径以下に制限することができ、クロスライト、クロスイレースを抑制することができる。
【００１５】
請求項９の記録・再生方法によれば、記録時には請求項８と同様、クロスライト、クロスイレースの原因となる熱の拡がりを抑制することができ、再生時には発熱材料の光学特性をビーム径内の一部のみ変化させることによってクロストークを抑制し、解像限界以下の周期で記録した微小マークを再生することができる。
【００１６】
請求項１０の記録・再生方法によれば、記録時には請求項８と同様、クロスイレースの原因となる熱の拡がりを抑制することができ、再生時には構造体の周期で信号を検出することによって記録情報を信号レベルの変化として多値判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明１の光記録媒体の構成を例示するものである。図１の１０１は発熱部、１０２は構造体、１０３は支持基板であり、半径方向に構造体１０２と発熱部１０１からなる複数の積層体が分離して設けられている。そして図１からは見られないが、構造体１０２は記録トラック方向に周期的に、円形状または楕円形状に設けられている。本発明１はこのように構造体１０２が記録トラック方向に周期的に（一定の間隔で）存在し、円形状もしくは楕円形状で、かつ、記録トラック間で分離されて設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、クロスライト、クロスイレースの原因となる熱の拡がりが抑制され、記録マークの拡がりを構造体以下に制限することができるので、トラックピッチを従来より大幅に縮小することができる光記録媒体を得ることができる。
【００１９】
発熱部１０１を構成する材料としては、記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でもよい。
【００２０】
構造体１０２を構成する材料としては、発熱部１０１の発熱で変化する材料であれば、どのような材料を用いてもよい。構造体１０２と支持基板１０３が同一材料であってもよい。また、構造体１０２と支持基板１０３が異なる材料であってもよい。
【００２１】
上記した構造体の高さは１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、直径は５０ｎｍ〜５００ｎｍである。構造体端部の形状は垂直から逆テーパー形状であることが好ましい。構造体は、構造体上に積層する発熱部を分離するために設ける。構造体端部の形状が垂直から逆テーパー形状であることによって、構造体上に積層した発熱部の被覆性は、構造体端部で低下する。被覆性が低下することによって、発熱部は構造体毎に分離された状態になる。
【００２２】
支持基板１０３には、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Ａｌ、不透明ガラス基板など、ＨＤＤ（ハードディスク）用の基板も用いることができる。また、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートならびにエチレン（テレ）フタレート、ブチレンテレフタレート、エチレンナフタレートなどの（共）重合体）などの樹脂基板を用いることができる。
【００２３】
記録時には、発熱部１０１の発熱で構造体１０２が変化する。変化（記録）する形態は、構造体の材質によって異なる。即ち材料密度の変化、記録光照射部分が高密度化していてもよい。また、構造体材料の結晶状態の変化によってもよい。また、発熱部１０１と構造体１０２間での元素の相互拡散によってもよい。また、発熱部１０１と構造体１０２の変形によってもよい。また、発熱部１０１、構造体１０２および支持基板１０３の変形によってもよい。
【００２４】
次に本発明２の光記録媒体について説明する。
図２〜図５は本発明２の光記録媒体の構成例をそれぞれ示すものである。
図２の２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、２０４は支持基板を示す。発熱部２０１、２０３としては、記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でも構わない。発熱部２０１と２０３は同じ材料でもよく、異なる材料でもよい。
【００２５】
発熱部２０３は構造体を円形もしくは楕円形状に加工する際に作用する。構造体を加工する際には、発熱部２０３での発熱で構造体とする部分を変化させる。変化部分を選択的に残して円形もしくは楕円形状に加工する。これに対して発熱部２０１は、記録時に発熱し構造体を変化させるために作用する。
【００２６】
構造体２０２を構成する材料としては、発熱部２０１の発熱で変化する材料であれば、どのような材料でもよいが、シリコン化合物を材料Ａ、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料、金属材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を材料Ｂとすると、材料Ａ及び材料Ｂを含有することが好ましく、本発明２は構造体が材料Ａ及び材料Ｂを含有することを特徴とする。これによれば構造体を簡便に形成することができる。
【００２７】
材料Ａのシリコン化合物としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮなどを用いることができる。また材料Ｂの硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを、セレン化物材料としてはＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを、フッ素化物材料としてはＣａＦ2、ＢａＦ2などを、窒化物材料としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＮなどを用いることができる。材料Ｂの金属材料としてはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔなどを用いることができる。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａが５〜４０mol％であり、残りが材料Ｂである。
【００２８】
本発明２のようにシリコン化合物である材料Ａを含有する混合体とすることによって構造体２０２の熱伝導率が低下する。記録時はレーザ光が発熱部２０１で吸収され、発熱部の熱により構造体２０２が変化し、記録マークが形成されるが、構造体２０２が低熱伝導率であることによって熱の拡散が抑制され、微細な記録マークを形成することができる。そして微細な記録マークが形成できることによって記録密度を上げることができる。
【００２９】
記録時には、前述のように発熱部２０１の発熱で構造体２０２が変化する。変化（記録）する形態は、構造体の材質によって異なる。即ち材料密度の変化や、記録光照射部分が高密度化していてもよい。また、構造体材料の結晶状態の変化によってもよい。また、発熱部２０１と構造体２０２間での元素の拡散によってもよい。また、発熱部２０１、２０３、構造体２０３及び支持基板２０４の変形によってもよい。
【００３０】
図３の３０１は記録部、２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、２０４は支持基板を示す。図３の媒体は図２の媒体とは記録部３０１を設けるところが異なる。記録時は、記録光が発熱部２０１で吸収され、発熱部の熱により記録部３０１および構造体２０２が変化し記録マークが形成される。
【００３１】
記録部３０１の材料としては、情報を記録する光の波長において光透過率が高い無機誘電体材料を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン（含有）化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料、ＺｎＯなどの酸化物材料を用いることができる。また、好ましい材料としては、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）と、その他の材料Ｍを含有する材料である。その他の材料Ｍとしては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料、ＺｎＯなどの酸化物材料を用いることができる。
【００３２】
これらシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）と材料Ｍを含有する材料は、スパッタリング法で成膜する場合、成膜速度が速い。高速で成膜できることによって、媒体の製造コストを下げることができる。
【００３３】
構造体材料、発熱部材料、支持基板として用いることのできる材料は、図２の媒体の場合と同じである。
【００３４】
図４の３０１は記録部、２０１は発熱部、２０２は構造体、２０３は発熱部、４０１は熱伝導抑止部、２０４は支持基板を示す。図４の媒体は図３の媒体とは熱伝導抑止部４０１を設けることが異なっている。熱伝導抑止部４０１は発熱部２０３から基板２０４への熱拡散を抑制するために設ける。
熱伝導抑止部４０１を構成する材料としては熱伝導が抑制できる材料であれば、どのような材料であっても構わない。
【００３５】
例えば、熱伝導抑制材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＣａＦ2、ＢａＦ2などのフッ素化合物材料を用いる。また、構造体２０２の材料と同様に、シリコン酸化物を材料Ａとする材料Ａと材料Ｂの混合体材料を用いることができる。構造体材料、記録部材料、発熱部材料、支持基板として用いることのできる材料は図３の媒体と同じである。
【００３６】
図５の５０１は保護層を示し、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、４０１は熱伝導抑止部を示し、２０４は支持基板を示す。図５の媒体は図４の媒体とは保護層を設けるところが異なる。保護層５０１は媒体保護のために設ける。保護層を構成する材料としては、媒体を保護できる材料であれば、どのような材料であっても構わない。
【００３７】
例えば、保護層材料としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＣなどのシリコン化合物を用いることができる。また、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペットなど透光性樹脂材料を用いることもできる。各材料を単層で保護層材料としてもよい。また、シリコン化合物材料と、透光性樹脂材料の積層構成を保護層材料としてもよい。構造体材料、記録部材料、発熱部材料、熱伝導抑止部材料、支持基板として用いることのできる材料は図４の媒体と同じである。
【００３８】
次に本発明３の光記録媒体について説明する。
図６は第３の発明に係る光記録媒体を示したものである。
図６の光記録媒体は、図４の光記録媒体を用いたもので、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、４０１は熱伝導抑止部を示し、２０４は支持基板を示す。６０１は記録・再生の際のレーザ光照射方向を示す。
支持基板２０４には記録・再生レーザ光の案内溝（凹部および凸部）が存在する。６０２は凸部を示し、６０３は凹部を示す。凹部の深さは１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。６０４はトラックピッチを示す。
【００３９】
図６に示す通りに、支持基板２０４には凹部、凸部が存在し、円形もしくは楕円形状である構造体２０２は、凹部および凸部上に存在している。支持基板の凹部、凸部は同心円状であっても螺旋状であってもよい。
記録・再生の際は、レーザ光を凸部６０２もしくは凹部６０３に対してトラッキングする。トラッキングの方法としてはプッシュプル法、もしくはディファレンシャルプッシュプル法を用いることができる。支持基板に凹凸が存在することから、構造体の形状の影響を受けることなく、プッシュプル信号が生成できる。従って、記録・再生光の安定なトラッキングができる。
【００４０】
次に第４の発明について説明する。
これまで本発明１〜３の光記録媒体の構成について説明してきたが、発熱部の材料について、以下に述べる。
【００４１】
発熱部を構成する材料としては、基本的には記録光を吸収し発熱する材料であればどのような材料でもよいが、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料を用い、その材料からなる単層、もしくは複数層からなる構成が好ましく、本発明４は発熱部がこのような発熱材料からなることを特徴とする。
このような発熱部によれば、構造体を簡便な方法で分離することができ、また、再生時には解像限界の微小マークを再生することができる。なお、図２〜図５における発熱部２０１、２０３の複数層の場合は同じ材料でも異なる材料であっても良い。
【００４２】
発熱部に用いる相変化材料としては、ＳｂとＴｅを少なくとも含有し、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが、１〜４の範囲にある材料を用いる。
発熱部に用いる相変化材料としては、例えば、Ｓｂ（７０at％）Ｔｅ（３０at％）、Ｓｂ（７５at％）Ｔｅ（２５at％）、Ｓｂ（８０at％）Ｔｅ（２０at％）などを用いることができる。また、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが、１〜４の範囲にあるＳｂＴｅと、このＳｂＴｅ以外に、他の元素を含んでも構わない。
【００４３】
含んでいてもよい他の元素としては、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｇａなどを用いることができる。例えば、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６５at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６０at％）−Ｔｅ（３０at％）、Ｇｅ−Ｓｂ（７０at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ｇａ−Ｓｂ（７０at％）−Ｔｅ（２５at％）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ（６５at％）−Ｔｅ（２５at％）などの材料組成を発熱材料に用いることができる。
【００４４】
発熱部に用いる半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料を用いることができる。
また低融点金属材料としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎなどを用いることができ、金属間化合物材料としては、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む化合物材料を用いることができる。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの材料である。
発熱部の膜厚は１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である。
【００４５】
図７に本発明１〜３の光記録媒体の最も好ましい作製方法を示す。
図７（ａ）は構造体材料を円形状に加工する前の構成を示す。
２０２は、構造体の材料からなる層である。この構造体の材料はＺｎＳ−ＳｉＯ2であり、この材料の比率は、ＺｎＳが６０〜９５mol%の範囲で、ＳｉＯ2が４０〜５mol%の範囲である。２０２の膜厚は２０〜１００nmの範囲である。
２０３は発熱部の材料からなる層である。材質はＡｇＩｎＳｂＴｅで、膜厚は５〜５０nmである。４０１は熱伝導抑制部の材料からなる層である。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ2であり、材料の比率および膜厚は、前記２０２と同範囲である。
２０４は支持基板である。材質はポリカーボネートである。厚みは０．３〜１．２ｍｍである。媒体の大きさは直径１２ｃｍのたとえばＣＤサイズとなっている。基板にはトラッキング用の溝が螺旋状に設けられている。
７０１は凸部、７０２は凹部を示す。凹部の深さは２０ｎｍである。
【００４６】
図７（ｂ）はレーザ光照射工程を示す。構造体として残す部分にレーザ光を照射する。
７０３はレーザ光照射方向を示す。レーザ光源には波長４０５ｎｍの半導体レーザを用いた。対物レンズの開口数は０．８５である。レーザ光を凸部７０１、凹部７０２に対してトラッキングしながら照射した。構造体の周期のタイミングでパルス光を照射した。照射条件は、レーザパワー１．５〜１０ｍＷの範囲であり、パルス幅は１０〜３０nsecである。レーザ照射部の構造体の材料からなる層２０２が緻密化および結晶化によって変化する。
７０４はこれによって変化した部分を示している。
【００４７】
図７（ｃ）はエッチング工程を示す。エッチングで構造体の材料からなる層を円形に加工する。ウエットエッチング法を用いる。エッチング溶液はフッ酸水溶液（たとえば、ＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１:１０）である。
フッ酸水溶液に浸漬することによって、レーザ光非照射部分が除去され、構造体の材料からなる層を円形に加工することができる。
７０５は円形状に加工した構造体を示す。
７０６は構造体のトラックピッチを示す。
本第３の発明に示す通り、支持基板には記録・再生光の案内溝（凹部および凸部）が存在し、円形状である構造体は凹部および凸部上に形成されている。
【００４８】
図７（ｄ）は光記録媒体の構成を示す。
構造体７０５上に発熱部２０１と記録部３０１をスパッタ法で積層した。
２０１は発熱部である。材質はＡｇＩｎＳｂＴｅで、膜厚は５〜５０ｎｍである。３０１は記録部である。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ2で、この材料の比率はＺｎＳが６０〜９５mol%であり、ＳｉＯ2が４０〜５mol%である。膜厚は２０〜１００ｎｍである。以上のようにして光記録媒体を作製した。
【００４９】
次に本第５の発明の光記録媒体について説明する。
本第５の発明は、本発明１〜４の光記録媒体における構造体の周期に関する。
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をNAとすると、円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）Ｐｔは、λ／２ＮＡ以下の値となる。
図１０に示す平面図において、１００３はレーザビーム径を示す。
１００４はトラックピッチであり、構造体の媒体半径方向における周期である。
１００５は構造体の直径を示す。記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、トラックピッチ（Ｐｔ）１００４は、λ／２ＮＡ以下の値となる。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、トラックピッチを１５０〜２３０ｎｍの範囲に設定する。
【００５０】
本第５の発明の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下の値にして記録密度を上げた場合に、前記した発熱材料からなる発熱部の光学特性の変化を利用して、ビーム径内の一部の光学特性を変えることによって超解像再生状態にし、クロストークを抑制し、解像限界の微小マークを再生することができる。
超解像再生とは、解像限界より短い周期で記録されたマークを周期信号として観測する現象を指す。レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、λ／２ＮＡ値を、ここでは解像限界としている。
【００５１】
次に本第６の発明の光記録媒体について説明する。
本第６の発明６は、本発明１〜５の光記録媒体における構造体の配列状態に関する。
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体半径方向の周期（トラックピッチ）Ｐｔは、λ／２ＮＡ以下の値である。図１２は図３の媒体を用いて構造体の配列状態を示したものである。図１２（ａ）は、図１２（ｂ）のＡ−Ａ'断面図である。図１２（ｂ）は平面図である。
【００５２】
図１２（ａ）において、３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示し、１２０１は記録状態にある構造体（記録マーク）を示す。
図１２（ｂ）は構造体２０２のみを示す。
図１２（ｂ）において、１２１０はレーザビーム径を示す。また１２１１はビーム径中心に位置する構造体を示し、１２１２は中心以外に位置する構造体を示し、１２１３はトラックピッチを示し、１２１４は構造体の直径を示し、１２１５は構造体のトラック方向の周期を示し、１２１６は構造体の中心を結ぶ線がなす角度を示す。
【００５３】
記録・再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、トラックピッチ１２１４はλ／２ＮＡ以下である。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、トラックピッチを１００〜２３０ｎｍの範囲に設定する。本媒体構成では、構造体に倣った記録マークが形成でき、円形状の記録マークになる。従って、構造体の直径１２１４を小さくする程、記録マーク径を小さくできる。しかしながら記録マーク径が小さくなると信号強度が低下する。
【００５４】
よって、好ましくは、構造体の直径１２１４はトラックピッチの０．６〜１倍に設定する。例えば、記録・再生光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である場合には、構造体の直径は、６０ｎｍ〜２３０ｎｍの範囲であることが好ましい。構造体２０２の媒体面内における配列状態は、三回対称（最密充填）配列である。角度１２１６は、約６０°になっている。トラック方向及び半径方向における構造体２０２の間隔は一定である。
本発明６の光記録媒体によれば、構造体の周期をλ／２ＮＡ以下にして記録密度を上げた場合に、３回対称配列とすることによってクロストークを利用して記録情報を多値判定することができる。
【００５５】
次に本第７の発明の光記録媒体について説明する。
本発明７は本発明１〜６の光記録媒体における構造体と発熱部との積層順序に関する。即ち支持基体上で、支持基体に近いほうに構造体、支持基体から遠いほうに発熱部を配置する。構造体と発熱部とは上下で接触して積層しても、その間に異なる層が挿入されてもよい。このように発熱部が支持体側から構造体より上部に配置されることによって、発熱部側からレーザ光を照射し情報を記録することができる。すなわち、発熱部側から光を照射することによって発熱部で効率よく光が吸収され、記録再生に要するレーザパワーを下げることができる。また、支持基板を通すことなく発熱部側から光を照射することで、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることができ、開口数ＮＡを大きくすることによって、レーザビームスポット径を小さくでき、記録密度が上げられる。
【００５６】
次に本第８の発明の記録方法について説明する。
本発明８は本発明７の光記録媒体を用いた記録方法に係る。この方法では、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする。
レーザ光源としてたとえば半導体レーザを用いる。好ましい波長は、３９０〜４１０ｎｍの範囲である。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザ（いわゆる青色発光の半導体レーザ）を用いる。対物レンズの開口数（ＮＡ）は、０．５〜２．０の範囲である。好ましい開口数ＮＡは、０．８〜０．９５の範囲である。
図８は従来媒体の記録状態を示す。また図９は、図３に示す本発明の光記録媒体を用いて記録したときの記録状態を示すものである。
【００５７】
本第８の発明の記録方法を説明するにあたり、まず、従来の光記録媒体による記録方法を比較のために説明する。
図８は、薄膜を積層した従来の光記録媒体である。図８の８０１は記録部を示し、８０２は発熱部を示し、８０３は支持基板を示し、８０４はレーザ光の照射方向を示し、８０５は記録マークを示す。矢印は、媒体半径方向の記録マークの大きさ（以降、記録マーク幅と記載）を示す。
８０６はレーザ照射時の発熱部８０２の温度分布を示す。媒体半径方向の温度分布である。８０７は記録温度を示す。８０８はレーザビーム径を示す。
温度分布８０６は、レーザビームの強度分布を反映して、ガウシアン分布（ガウス分布）になる。記録マークは記録温度８０７以上に昇温した部分の記録部が変化して記録マークになる。媒体半径方向における温度分布は、前述のようにレーザビームの強度分布に従うことから、マーク幅８０５はレーザビーム径で一義的に決まってしまう。そしてビーム径に対してマーク幅を極端に狭くすることはできない。そのため、従来媒体では、記録マークは半径方向に拡がった状態になる。通常、記録マークの重なり（クロスライト）を避けるため、トラックピッチに余裕を持たせるが、トラックピッチは、マーク幅８０５以下には縮小することはできない。
【００５８】
このような従来の記録状態に対して、本発明８の記録方法を以下に説明する。
図９の３０１は記録部を示し、２０１は発熱部を示し、２０２は構造体を示し、２０３は発熱部を示す。構造体２０２は円形状であり、媒体半径方向において完全に分離されている。９０１はレーザ光の照射方向を示す。９０２は記録マークを示す。矢印は、記録マーク幅を示す。９０３はレーザ照射時の発熱部の温度分布を示す。これは媒体半径方向の温度分布である。９０４は記録温度を示す。９０５はレーザビーム径を示す。９０６は構造体の直径を示す。記録部３０１および発熱部２０１は、円形状である構造体２０２上に積層されている。構造体端部では、各材料の被覆率が低下することから、各材料は媒体半径方向において分離されたような状態になっている。発熱部２０１が分離された状態になっていることから、面内での熱拡散が制限され、レーザビーム中心の発熱部が特に高温になる。記録温度９０４以上に昇温する構造体部分のみに記録マークが形成できる。マーク幅９０２の半径方向への拡がりは、構造体の直径９０６以下に制限される。記録マークは構造体の上下のみに形成される。このように記録マーク幅が縮小できることから、トラックピッチは図８に示す従来媒体よりも狭く設定することができる。
【００５９】
図１０に記録状態を平面図で示す。図１０には、構造体１００１、１００２のみを示している。１００１は記録状態にある構造体である。１００２は未記録状態の構造体である。１００３はレーザビーム径を示す。１００４はトラックピッチを示す。１００５は構造体の直径を示す。１００６はレーザパワーの変調方法を示す。１００６に示すように構造体上でレーザ光のパワーレベルを上げる。図９に記載したように、レーザビーム中心の発熱部が特に高温になる。ビーム径１００３内には複数個の構造体が含まれるが、レーザビーム中心に位置する構造体１００１のみが変化し記録マークになる。
【００６０】
次に本発明９の記録・再生方法について説明する。
本発明９は本発明７の光記録媒体に対する記録・再生方法に係わり、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする。
【００６１】
本発明９の記録方法は本発明８の記録方法と同様であり、図９に記録方法を、図１０には、前述した記録状態を示したとおりである。以下に、再生方法を説明する。
図１１に本発明９における再生方法を平面図で示す。図１１には、構造体１１０１、１１０２と、発熱部１１０４のみを示す。１１０１は記録状態にある構造体（記録マーク）である。１１０２は未記録状態の構造体である。１１０３はレーザビーム径を示す。１１０４は構造体上に積層された発熱部である。１１０５は発熱部の変化部分を示す。１１０６はトラックピッチを示す。１１０７はレーザパワーレベルの変調方法を示す。１１０８はビームがトラック方向に移動しながら構造体の周期で検出する信号レベルの変化を示す。１１０９は信号レベルの変化を検出するために設けるしきい値を示す。１１０７に示すように構造体の周期に一致させて再生パワーレベルを上げる。この場合、図９に示した記録方法と同様に構造体部分が特に高温になる。温度が上がることによって、発熱部の変化部分１１０５では光学特性が変化する。光学特性が変化することによって、透過率もしくは反射率が変化する。
【００６２】
レーザビームは隣接する構造体にかかる状態にあるが、ビーム径中心に位置する構造体付近でのみ反射率もしくは透過率が変化することから、隣接する構造体からの信号の漏れ込み、つまりクロストークが低減できる。１１０８には信号レベルの変化を示す。クロストークが低減できることから、解像限界以下の記録周期の構造体からの周期信号が観測できる。記録状態にある構造体１１０１と、未記録状態の構造体１１０２とでは、信号レベルが異なる。しきい値１１０９を設定し信号レベルの大きさを判定することによって、構造体の記録状態、つまり、記録状態を判定する。
【００６３】
次に本発明１０の記録・再生方法について説明する。
本発明１０は本発明７の光記録媒体に対する記録・再生方法に係わり、支持基板、構造体、発熱部の積層構成に対して発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における構造体の周期で信号を検出することを特徴とする。
本発明１０における記録方法は、前述した本発明８の記録方法と同様であり、図９に記録方法を、図１０に記録状態を示したとおりである。以下に、本発明１０の再生方法を説明する。
【００６４】
図１２（ｂ）の平面図に、本発明１０の再生方法を示す。
図１２（ｂ）に示したように、ビーム径１２１０内に複数の構造体が含まれる。構造体の配列は、本発明６に示す３回対称配列（最密充填配列）である。トラック方向における構造体の周期で信号レベルを検出する。ビーム径内に含まれる記録状態にある構造体（記録マーク）と未記録状態の構造体では反射光のレベルが異なる。また、記録状態にある構造体のビーム径内での位置によっても信号レベルは変化する。その様子を図１３に示す。
【００６５】
図１３には、記録状態にある構造体の配列と信号レベルの関係を示す。トラック方向における構造体の周期で信号を検出した際の信号レベルの変化である。１３０はビーム径を示す。１３１は記録状態にある構造体を示す。１３２は未記録状態の構造体を示す。１３０１はビーム径内の全ての構造体が未記録状態である様子を示す。１３１４はビーム径内の全ての構造体が記録状態である様子を示す。１３０２はビーム径内の中心以外の構造体一個が記録状態にある様子を示す。この場合には、複数の組み合わせが生じるが、何れも同じ信号レベルになる。１３０３はビーム径の中心以外の構造体２個が記録状態にある様子を示す。この場合にも、複数の組み合わせが生じるが、何れも同じ信号レベルにある。
【００６６】
１３０４はビーム径内の中心に位置する構造体１個が記録状態である様子を示す。１個が記録状態にあるが、ガウス分布をするレーザビーム中心の強度は強いため、１３０２とは異なる信号レベルになる。以上のようにビーム径内において、記録状態にある構造体の位置と個数によって再生の信号レベルが変化する。
【００６７】
図１２（ｂ）の平面図に示すように構造体を三回対称（最密充填）配列として、ビーム中心に位置する構造体１２１１から最近接する全ての構造体（例えば１２１２）の距離を等しくすることによって、複数の配列状態が一つの信号をとる。その結果、記録・未記録状態と記録位置によって変化する信号レベルの数を少なくすることができる。信号レベル数が少なくなることによってＳ／Ｎ比(信号対雑音の比)の低下が軽減できる。その結果、信号レベルの判定が容易になり、構造体の周期で信号レベルの変化を検出し、記録状態にある構造体の配列状態、つまり、記録情報を判定することができる。
【００６８】
最も好ましい配列状態は、本発明６で示しており、記録・再生方法は本発明１０で示している。媒体の構成は図７（ｄ）に示す通りであり、記録・再生光の波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５である。また、図１２において、トラックピッチ１２１３は１２０ｎｍ、構造体の径１２１４は１００ｎｍ、構造体のトラック方向の周期１２１５は１４０ｎｍである。また、図１３において、１３０１から１３１４に示す記録、未記録状態の構造体の組み合わせが生じる。この場合、信号レベルは１４段階で変化する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明１に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図４】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図５】本発明２に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図６】本発明３に係わる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図７】本発明２に係わる構造体の作製方法の説明図であり、（ａ）は、構造体を円形状に加工する前の媒体（断面図）を示し、（ｂ）は、レーザ照射工程（断面図）を示し、（ｃ）は、エッチング工程（断面図）を示し、（ｄ）は、構造体を円形状に加工した後の媒体（断面図）を示す図である。
【図８】従来の記録方法を示す図（光記録媒体の断面と記録時の温度分布とを示す図）である。
【図９】本発明８の記録方法を示す図（光記録媒体の断面と記録時の温度分布を示す図）である。
【図１０】本発明８の記録方法を示す図（記録状態の平面図）である。
【図１１】本発明９の再生方法を示す図（再生状態の平面図）である。
【図１２】本発明６の記録媒体と本発明１０の再生方法を示す図（構造体の配列状態を示す図）であり、（ａ）は記録状態の構造体を示す断面図を示し、（ｂ）は、記録状態の構造体を示す平面図である。
【図１３】本発明１０の再生方法を示す図（信号レベルの変化を示す図）である。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 発熱部
１０２ 構造体
１０３ 支持基板
２０１ 発熱部
２０２ 構造体
２０３ 発熱部
２０４ 支持基板
３０１ 記録部
４０１ 熱伝導抑止部
５０１ 保護層
６０１ 光照射方向
６０２ 支持基板凸部
６０３ 支持基板凹部
６０４ トラックピッチ
７０１ 支持基板凸部
７０２ 支持基板凸部
７０４ 変形部分
７０５ 円形状に加工した構造体
７０６ 構造体のトラックピッチ
８０１ 記録部
８０２ 発熱部
８０３ 支持基板
８０４ レーザ光照射方向
８０５ 記録マーク幅
８０６ 記録部の温度分布
８０７ 記録温度
８０８ レーザビーム径
９０１ レーザ光照射方向
９０２ 記録マーク幅
９０３ 記録部の温度分布
９０４ 記録温度
９０５ レーザビーム径
９０６ 構造体の直径
１００１ 記録状態の構造体
１００２ 未記録状態の構造体
１００３ レーザビーム径
１００５ 構造体の直径
１００６ レーザ光のパワーレベル変調方法
１１０１ 記録状態の構造体
１１０２ 未記録状態の構造体
１１０３ レーザビーム径
１１０４ 発熱部
１１０５ 発熱部の変化部分
１１０６ トラックピッチ
１１０７ レーザ光のパワーレベル変調方法
１１０８ 信号レベルの変化
１１０９ 信号検出のしきい値
１２０１ 記録状態の構造体
１２１０ レーザビーム径
１２１１ ビーム中心の構造体
１２１２ ビーム中心以外の構造体
１２１３ トラックピッチ
１２１４ 構造体の直径
１２１５ 構造体のトラック方向周期
１２１６ 構造体の中心を結ぶ線がなす角度
１３０ レーザビーム径
１３１ 記録状態の構造体
１３２ 未記録状態の構造体
１３０１ 未記録状態
１３０２ ビーム中心以外１個の構造体が記録状態
１３０３ ビーム中心以外２個の構造体が記録状態
１３０４ ビーム中心１個が記録状態
１３１４ ビーム径内全てが記録状態
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有する光記録媒体であって、
前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状であり、かつ、前記記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記構造体が、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料と、シリコン化合物とを含有することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記支持基板が記録光および／または再生光の案内溝である凹部または凸部を有し、前記構造体が前記凹部および前記凸部上に存在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記発熱部が、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料より選択される単層もしくは複数層からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記記録光および／または再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとした場合に、分離した前記構造体の媒体半径方向の周期であるトラックピッチが、λ／２ＮＡの値以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項６】
前記円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体面内における配列状態が、３回対称配列である最密充填配列であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項７】
前記支持体上に前記構造体を有し、前記構造体上に前記発熱部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項８】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする記録方法。
【請求項９】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【請求項１０】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期で信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【請求項１】
支持体と、構造体と、光を吸収し発熱する発熱部とを少なくとも有する光記録媒体であって、
前記構造体が、記録トラック方向に周期的に存在し、円形状もしくは楕円形状であり、かつ、前記記録トラック間で分離されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記構造体が、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料と、シリコン化合物とを含有することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記支持基板が記録光および／または再生光の案内溝である凹部または凸部を有し、前記構造体が前記凹部および前記凸部上に存在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記発熱部が、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる少なくとも一種の材料より選択される単層もしくは複数層からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記記録光および／または再生光の波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとした場合に、分離した前記構造体の媒体半径方向の周期であるトラックピッチが、λ／２ＮＡの値以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項６】
前記円形状もしくは楕円形状である構造体の媒体面内における配列状態が、３回対称配列である最密充填配列であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項７】
前記支持体上に前記構造体を有し、前記構造体上に前記発熱部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項８】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録することを特徴とする記録方法。
【請求項９】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【請求項１０】
請求項７記載の光記録媒体に対して、前記発熱部側からレーザ光を照射し、トラック方向における前記構造体の周期でレーザ光のパワーレベルを上げて情報を記録し、トラック方向における前記構造体の周期で信号を検出することを特徴とする記録・再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３０９８５７（Ｐ２００６−３０９８５７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３０４６５（Ｐ２００５−１３０４６５）
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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