(57)【要約】記録担体は、照射されるとお互いに反応して記録担体上にマークを形成する2つの層を備える。2つの層は、2つの層の直接接触を妨げる第３の層によって分離され、よって、記録担体に安定性を備える。第３の層を照射することによって、第３の層の領域が破壊又は改変され、それによって、開口部が生成され、2つの層の反応はその領域ではもう妨げられず、マークを形成することができる。結果として生じる開口部のサイズは、マークのサイズを定め、よって、高密度記録を可能にする非常に小さなマークを生成するのに用いることができる。
2006527898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の材料の第１の層と第２の材料の第２の層とを備える光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記光ディスクの領域を一定量のレーザ・エネルギによって照射する工程を備え、
前記第１の層の前記第１の材料は、前記第２の層の前記第２の材料と、前記レーザ・エネルギの前記一定量によって前記領域において反応し、
前記第１の層と前記第２の層との間に配置される第３の層は、一定量のレーザ・エネルギによって照射されると、前記レーザ量によって照射される前記領域における前記第１の材料と前記第２の材料との間の前記反応のみを可能にすることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項２】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記反応が化学反応であることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項３】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記反応が、溶解して、前記第１の材料と前記第２の材料との合金を形成するものであることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項４】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記反応が、有機反応であることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項５】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記反応が、前記第３の層における前記領域を永久的に改変することによって可能にされることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項６】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記永久的に改変することが、前記第３の層における有機材料を照射することによって達成されることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項７】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記第３の層は、前記第１の材料の前記第２の材料との前記反応に必要な量よりも高い量のレーザ・エネルギを、前記反応を可能にするのに必要とすることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項８】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記第１の材料はSiであり、前記第２の材料はCuであることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項９】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記第１の材料はBiであり、前記第２の材料はSnであることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項１０】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記第１の材料はInであり、前記第２の材料はSnであることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項１１】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記第３の層は、ZnSと、SiO2SiCと、Al2O3と、SiNとの群から選択される第３の材料を備えることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項１２】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記情報は、多値記録を用いて記録されることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項１３】
請求項1記載の、光ディスク上に情報を記録する方法であって、
前記多値記録は、部分的に重なる複数のマークを書き込むことによって行われることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する方法。
【請求項１４】
第１の材料の第１の層と第２の材料の第２の層とを備える記録担体であって、
領域における前記第１の材料と前記第２の材料との間の反応を、前記領域において照射されると可能にする、第３の材料の第３の層が、前記第１の層と前記第２の層との間に配置されることを特徴とする記録担体。
【請求項１５】
請求項14記載の記録担体であって、
前記反応が化学反応であることを特徴とする記録担体。
【請求項１６】
請求項14記載の記録担体であって、
前記反応が、溶解して、前記第１の材料と前記第２の材料との合金を形成するものであることを特徴とする記録担体。
【請求項１７】
請求項14記載の記録担体であって、
前記反応が、前記第３の層を永久的に改変することによって可能にされることを特徴とする記録担体。
【請求項１８】
請求項14記載の記録担体であって、
前記第３の層は、前記第１の材料の前記第２の材料との前記反応に必要な量よりも高い量のレーザ・エネルギを、前記反応を可能にするのに必要とすることを特徴とする記録担体。
【請求項１９】
請求項14記載の記録担体であって、
前記第１の材料はSiであり、前記第２の材料はCuであることを特徴とする記録担体。
【請求項２０】
請求項14記載の記録担体であって、
前記第１の材料はBiであり、前記第２の材料はSnであることを特徴とする記録担体。
【請求項２１】
請求項14記載の記録担体であって、
前記第１の材料はInであり、前記第２の材料はSnであることを特徴とする記録担体。
【請求項２２】
請求項14記載の記録担体であって、
前記第３の層は、ZnS-SiO2と、SiCと、Al2O3と、Si3N4と、SiO2と、Cと、KClと、LiFと、NaClと、Ptと、Auと、Agとの群から選択される第３の材料を備えることを特徴とする記録担体。
【請求項２３】
請求項14乃至20記載の記録担体であって、
前記記録担体は、更なる記録層を備えることを特徴とする記録担体。
【請求項２４】
レーザによって放出される一定量の照射を制御する制御回路と、光ディスクのタイプを検出する検出回路とを備える光ディスク上に情報を記録する記録装置であって、
前記検出回路が、第１材料の第１の層と第２の材料の第２の層とを備える記録担体を検出し、第３の材料の第３の層が前記第１の層と前記第２の層との間に配置され、前記第３の層が、領域における前記第１の材料と前記第２の材料との間の反応を、該第３の層が前記領域において一定量の照射によって照射される場合に、前記制御回路は、前記第３の層が前記反応を可能にするように前記一定量の照射を調節することを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する記録装置。
【請求項２５】
請求項24記載の、光ディスク上に情報を記録する記録装置であって、
前記記録が多値記録であることを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する記録装置。
【請求項２６】
請求項25記載の、光ディスク上に情報を記録する記録装置であって、
該記録装置の前記制御回路は、前記レーザによって放出される前記照射を、１つの領域が照射されるか、部分的に重なる複数の領域が照射されるように制御することを特徴とする、光ディスク上に情報を記録する記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の材料の第１の層と第２の材料の第２の層とを備える光ディスク上に情報を記録する方法に関し、該方法は、一定量のレーザ・エネルギによって光ディスクの領域を照射する工程を備え、第１の層の第１の材料は、第２の層の第２の材料と、一定量のレーザ・エネルギによって照射される領域において反応し、本発明は更に、第１の材料の第１の層と第２の材料の第２の層とを備える記録担体に関し、レーザによって放出される一定量の照射を制御する制御回路と、光ディスクのタイプを検出する検出回路とを備える光ディスク上に情報を記録する記録装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報の記録は、Cuの第１の層とSiの第２の層とを備える記録担体上で行うことが可能である。
【０００３】
上記各層は、お互いが上下にくるように配置され、物理的に直接接触するように配置される。上記層が、領域において一定量のレーザ・エネルギによって照射される場合、第１の層及び第２の層はその領域内で加熱される。温度が十分高い場合、何れの層も、溶解するか、温度によって誘導される反応又はフォトンによって誘導される反応によって別の方法でブレークダウンを受け、高温度の領域では、層の材料がお互いに反応してCuSiを形成する。CuSiの反射率は、溶解が生じた領域の外側の周辺部分とは異なる。よって、情報は、記録材料の反射率における差異によって記録される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この手法は、一定量のレーザ・エネルギによって照射されなくても、Cu層とSi層がお互いに反応し得るものであり、コントラストの低下をもたらし、それは同様にロバストな判読性と長期の安定性との低下につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、一定量のレーザ・エネルギによって照射されない限り、層がお互いに反応しないことになる方法を備えるというものである。
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、一定量のレーザ・エネルギによって照射される場合に第１の層と第２の層との間に配置される第３の層が、一定量のレーザによって照射される領域における第１の材料と第２の材料との間の反応しか可能にしないということを特徴とする。
【０００７】
記録層を第３層によって分離することによって、第３の層が一定量のレーザ・エネルギによる照射によってブレークダウンを受けない限り、反応は何ら可能でない。第３の層がブレークダウンを受ける層では、第１の層と第２の層との間の反応が起こり得る。他の領域では、第１の層と第２の層は第３の層によって分離されたままであり、コントラストの低下につながる何れかの反応がないようになる。ロバストな判読性及び長期の安定性がよって達成される。
【０００８】
本明細書及び特許請求の範囲が第3の層の「ブレークダウン」を表す場合、「ブレークダウン」は、「劣化」、「溶解」、「蒸発」、「化学的ブレークダウン」や「機械的ブレークダウン」も意味するよう解されなければならない。重要な要素としては、第１の状態では、第３の層が、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応がないようにする一方、第２のブレークダウン状態では、第３の層は、第３の層がブレークダウンを受けている領域内の反応がないようにする。
【０００９】
本発明の実施例は、反応が化学反応であることを特徴とする。
【００１０】
コントラストにおける変動は、混ぜ合わせた場合にコントラストにおいて変動をもたらすことになるように第１の層の第１の材料と第２の層の第２の材料とを選ぶことによって達成することができる。これは、有機材料及び無機材料であってもよい。第３の層は2つの材料を分離するので、本発明によって、照射によって生じる高温ではなく常温でも、接触する場合にお互いに通常、反応することになる、材料の組み合わせを選ぶことが可能になる。
【００１１】
第３の層がブレークダウンを受けるのに必要な一定量のレーザ・エネルギよりも低い量のレーザ・エネルギによって照射される場合に反応する更に多くの、材料の組み合わせを選ぶことができる。
【００１２】
第３の層がブレークダウンを受けるのに必要な一定量のレーザ・エネルギよりも高い量のレーザ・エネルギによって照射される場合に反応する、材料の組み合わせを選ぶ場合、第３の層は、第１の層の材料及び第２の層の材料が反応する場合よりも大きな領域内でブレークダウンを受けることになる。しかし、このことはなお、長期的な安定性を高め、コントラストの低下に対する上限を設けて、第１の層の材料と第２の層の材料が反応することになる最大部分の規定の効果を備える。材料の選択を広くすることが可能である。
【００１３】
本発明の更なる実施例は、反応が、第１の材料と第２の材料との合金を形成するよう溶解することであることを特徴とする。
【００１４】
第３の層がブレークダウンを受けるのと同時に、第３の層の両側にある材料の温度を上昇させることによって、第１の層における溶解材料は、第２の層における溶解材料と合金を形成し得る。更に、温度の増加は、層間拡散を引き起こし得る。層に施される一定量のレーザ・エネルギは、ベル曲線の形状を有する。温度は、領域の中心で最高であり、領域の中心から外に向かって放射状に次第に減少するので、溶解も、よって形成される合金も一様でないことがあり得る。第3の層は、材料を適切に選ぶことによって、溶解による反応が起こり得る領域の範囲を定める、層間の開口部を形成する。第３の層における開口部によって範囲が定められる領域外の他の層における材料の温度の上昇は、第１の層と第２の層との間の反応を何らもたらさないことになるが、それは、無傷のままの第３の層が、この反応がないようにするからである。このことによって、合金が形成される領域の範囲がより明確に定められ、よって、記録担体上の情報の判読性を向上させることになる。合金を形成する材料を用いることによって、ライトワンス記録担体の経年変化を受けにくくなり、安定した合金に情報を記憶することが可能になる。
【００１５】
本発明の更なる実施例では、第３の層における領域を永久的に改変することによって反応が可能になることを特徴とする。永久的な改変は、機械的変形、熱によって誘導される劣化や、光によって誘導される劣化などであり得る。第３の層における領域を永久的に改変することによって、記録担体が得られ、情報が永久的に記憶されることになる。
【００１６】
更なる実施例は、永久的な改変が、第３の層における有機材料を照射することによって達成されることを特徴とする。
【００１７】
光記録において第３の層に用いられる、現在よく用いられている有機ダイなどの有機材料を選ぶことによって、照射されると材料が破壊されるように第３の層を形成し得る。ダイは、適切な照射量が吸収されるようにレーザの色に合わせ得る。吸収は、照射の量とともに温度に影響を及ぼす。第１の層の材料と第２の層の材料は各々、その材料についての特定の吸収を有する。第１の層及び第２の層の吸収は、第１の層及び第２の層の材料の選択によって決定される。レーザ・ビーム放射線は3つの層を通過する。放射線はまず、第１の層を通過し、次に、第３の層を通過し、更に、第２の層を通過する。各層は、放射線の一部を吸収する。よって、照射は、放射線が層を更に通過するにつれ、削減される。層の照射によって生じる温度上昇を制御するために、所望の反応が起きるうえで層が、適切なエネルギ量を吸収し、的確な温度に達するよう調節し得る。
【００１８】
本発明の更なる実施例は、第３の層が、第１の材料の第２の材料との反応に必要な量よりも高い量の、反応を可能にするレーザ・エネルギを必要とすることを特徴とする。
【００１９】
層に施されるレーザ・エネルギの量は、ベル曲線の形状を有する。レーザによって照射される領域における温度はよって、一様でない一方、高温の比較的小さな中心と、領域の中心付近の低温の部分とを有する。ブレークダウンを受けるのに必要なレーザ・エネルギ量がより高い、第３の層の材料を選ぶ場合、第３の層がブレークダウンを受ける部分は、レーザによって照射される領域の中心に限定されることになる。第３の層がブレークダウンを受ける部分はよって、照射される総領域よりも小さくなる。第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応は第３の層がブレークダウンを受ける部分に制限されることになるので、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応の部分も、レーザによって照射される総領域よりも小さくなる。このようにして、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応は、第１の層及び第２の層の材料の溶解/反応の特性によってではなく、第３の層における穴のサイズによって制限される。
【００２０】
このようにして反応によって作成されるマークも、照射される総領域よりも小さくなる。
【００２１】
すなわち、マークを書き込むのに用いるレーザのスポット・サイズよりも小さいマーク
を記録担体上に書き込むことができる。マークが小さいことによって、記録担体上により多くのマークを記録することが可能になり、接線方向でも放射方向でも密度を増加させることができるので記録担体の記憶容量が増加することになる。マークが小さいことによって、2次元データ・パターンの書き込みも可能になる。
【００２２】
なお、吸収は、照射からのエネルギ吸収において重要な役割を演じる。よって、第３の層は、照射が上方から生じる場合に第３の層より上の層よりも受ける照射が少なくても、吸収が大きいことによって、その領域における第１の層及び第２の層よりも高い温度に照射される、第３の層の領域における温度分布のシフトがなお、生じることになる。第３の（界面）層における温度上昇をもたらす第２の作用は、熱拡散である。この熱拡散は、第１の層又は第２の層から生じる。
【００２３】
第３の層の特定の材料を基準点として比較した場合にいくつかの効果を得ることができるという点で、このことは、第３の層がブレークダウンを受ける温度と相互作用する。
【００２４】
この考えは、第３の層において作成される開口部が、記録スタックにおける材料の適切な選択による光スポットよりも小さいというものである。2つの作用、すなわち、記録スタックの熱特性（熱拡散）及びレーザ光吸収（直接加熱）が、第３の層における温度分布を達成（し、よって、開口部を作成）するうえで重要な役割を演じる。ブレークダウン温度は本明細書及び特許請求の範囲では、層１及び層２が反応して安定したマークを形成する温度として定義する。
【００２５】
2つの別々の場合を区別することができる。
【００２６】
第３の層が吸収性を有する（熱拡散及び直接加熱の）場合
同じ照射について、低吸収が選ばれる場合、ブレークダウン温度が高い材料を第３の層に選ぶことができる。
【００２７】
同じ照射について、高吸収が選ばれ、第３の層の目的が、常温で化学的安定性（バリア）を達成することだけである場合、ブレークダウン温度が高い材料を第３の層に選ぶことができる。
【００２８】
同じ照射について、高吸収が選ばれる場合、ブレークダウン温度が低い材料を第３の層に選ぶことができる。
【００２９】
同じ照射について、低吸収が選ばれ、第３の層は、低温で化学的安定性を達成することだけに向けられている場合、ブレークダウン温度の低い材料を第３の層に選ぶことができる。
【００３０】
同じブレークダウン温度を有する材料が、第３の層に選ばれることが可能であり、同じ照射について、低吸収が選ばれる場合、第３の層における開口部が小さいものになる。
【００３１】
同じブレークダウン温度を有する材料が、第３の層に選ばれることが可能であり、同じ照射について、高吸収が選ばれる場合、第３の層における開口部が大きいものになる。
【００３２】
第３の層が半透明である（熱拡散のみの）場合
ブレークダウン温度が高い材料を第３の層に選ぶことができる。熱拡散は、第３の層の熱ブレークダウンをもたらす。
【００３３】
常温での安定した反応バリアが求められる場合のみ、ブレークダウン温度が低い材料を選ぶことができる。
【００３４】
有機ダイの吸収は例えば、レーザからの放射線の色に関して制御することができる。
【００３５】
第１の材料の第２の材料との反応よりも、反応を可能にするのに第３の層が必要なレーザ・エネルギ量が大きい場合の更なる効果は、クロスライト作用が最小になるという点である。温度分布のベル曲線と、第３の層のブレークダウンの照射領域が中心領域に制限されることが理由で、隣接部分、例えば隣接トラックは、第３の層がブレークダウンを受ける点に照射によって達するのに十分なエネルギを受けない。よって、隣接領域における第１の層及び第２の層の材料が、反応が起こり得る温度に達するのに十分な放射線を受けても、第３の層は隣接領域における変動がないようにすることになるが、それは、第３の層が、隣接領域における第３の層の局所ブレークダウンに必要な温度に達しないことになるからである。このようにして、何れの小マークも書き込むことができ、隣接部分内に書き込むことによるクロスライト作用が妨げられる。
【００３６】
更なる実施例は、第１の材料がSiであり、第２の材料がCuであることを特徴とする。Si及びCuは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、Si及びCuを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００３７】
更なる実施例は、第１の材料がBiであり、第２の材料がSnであることを特徴とする。Bi及びSnは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、Bi及びSnを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００３８】
更なる実施例は、第１の材料がInであり、第２の材料がSnであることを特徴とする。In及びSnは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、In及びSnを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００３９】
更なる実施例は、ZnS-SiO2と、SiCと、Al2O3と、Si3N4と、SiO2と、Cと、KClと、LiFと、NaClと、Ptと、Auと、Agとの群から選択される第３の材料を備え、その適用は、必要な光学的特性（システムの波長）によって変わってくる。
【００４０】
ZnS-SiO2と、SiCと、Al2O3と、Si3N4等との群の各構成要素は、記録担体上の第１の層を第２の層から分離する第３の層に適切な材料であることが判明し、第３の層が領域においてブレークダウンを局所的に受けていない限り、第１の層と第２の層との間の反応を妨げるバリアを形成する。第３の層が領域においてブレークダウンを受けると、第３の層の材料は、その領域における第１の層と第２の層との反応をもう妨げない。ZnS-SiO2と、SiCと、Al2O3と、Si3N4等との材料は、一定量のレーザ・エネルギによって照射することによってブレークダウンを受けることが判明した。第３の層の材料は、第１の層及び第２の層の材料の反応温度に応じて、ブレークダウンを適切な温度で生じるように、ZnS-SiO2と、SiCと、Al2O3と、Si3N4との群から選択される。前述のように、第３の層が何ら存在しない場合に得られるマークよりも小さいマークを得るために、第３の層の材料の、ブレークダウンが生じる温度は好ましくは、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応が起こる温度よりも高いが、第３の層のブレークダウンが生じる低温も、例えば、永続性のある記録担体を得るよう、効果的に用いることができる。
【００４１】
更なる実施例は、第３の層が、Ptと、Auと、Agとの群からの第３の材料を備える（吸収性を有する第３の層）。これらの構成要素は界面層に適切な材料である。
【００４２】
更なる実施例は、情報が多値記録を用いて記録されることを特徴とする。
【００４３】
この方法を用いてマークのサイズを厳密に制御することによって、本発明による当該方法を用いる場合に多値記録を用いることが可能になる。更に、小さいマークを得ることができるので、一連の連続した、直接隣接するマークを用いて、通常サイズのマークと同じ部分における多値記録を得ることができる。
【００４４】
更なる実施例は、多値記録が、重なり合う複数のマークを書き込むことによって行われる。
【００４５】
領域における第３の層は、ブレークダウンを受けると、ブレークダウンを受けた状態にとどまり、その領域に施される更なる量のレーザ・エネルギによってあまり影響されない。
【００４６】
よって、第１のマークを書き込み、更に、第１のマークを書き込んだ直後か、円形トラック又はらせん状のトラックを備える記録担体の場合、記録担体の1つ又は複数の回転後に、第１のマークと所望の量で部分的に重なる、更なるマークを連続して書き込むことによってマークのサイズを調節することが可能である。
【００４７】
マークのサイズは、第２のマークを第１のマークと相当に重ね合わせることによってわずかに増加させることができる、例えば、重なり部分が90%の場合、結果として生じるマークのサイズは第１のマークのサイズの110%になる。100%と0%との間の重なりの量を変えることによって、結果として生じるマークのサイズを第１のマークの100%と200%との間に調節することができる。当然、第３のマスク又は更なるマスクが、所望のマーク・サイズに達するまで結果として生じるマークのサイズに加わり得る。
【００４８】
本発明による記録担体は、領域における第１の材料と第２の材料との間の反応を、その領域において照射される場合に可能にする、第３の材料の第３の層が、第１の層と第２の層との間に配置されていることを特徴とする。
【００４９】
記録層を第３の層によって分離することによって、第３の層が一定量のレーザ・エネルギによる照射によってブレークダウンを受けない限り、反応は何ら可能でない。第３の層がブレークダウンを受ける領域では、第１の層と第２の層との間の反応が起こり得る。別の領域では、第１の層及び第２の層は第３の層によって分離されたままであり、コントラストにおける削減につながる何れかの反応が妨げられる。ロバストな判読性と、長期的な安定性がよって、達成される。
【００５０】
記録担体の更なる実施例は、反応が化学反応であることを特徴とする。
【００５１】
コントラストにおける変動は、混ぜ合わせた場合にコントラストに変動を生じることになるように第１の層の第１の材料と第２の層の第２の材料とを選ぶことによって達成することができる。これは、有機材料及び無機材料であってよい。第３の層が２つの材料を分離するので、本発明は、照射によってもたらされる高温ではなく常温でも、接触する場合にお互いに通常、反応することになる、材料の組み合わせを選ぶことを可能にする。
【００５２】
第３の層がブレークダウンを受けるのに必要なレーザ・エネルギの量よりも低い量のレーザ・エネルギによって照射される場合に反応する、材料の更なる組み合わせを選ぶことができる。
【００５３】
第３の層がブレークダウンを受けるのに必要な量のレーザ・エネルギよりも高い量のレーザ・エネルギによって照射される場合に反応する、材料の組み合わせを選ぶ場合、第３の層は、第１の層及び第２の層の材料が反応する領域よりも大きな領域においてブレークダウンを受けることになる。しかし、このことは、第１の領域及び第２の領域の材料が反応することになる最大部分を規定することの効果をなお備え、長期的安定性を向上させ、コントラストの低減に対する上限を設ける。材料のより広い範囲での選択が可能である。
【００５４】
記録担体の更なる実施例は、第１の材料の第２の材料との反応に必要な量よりも高いレーザ・エネルギ量を、反応を可能にするのに第３の層が必要とすることを特徴とする。
【００５５】
層に施されるレーザ・エネルギの量は、ベル曲線の形状を有する。レーザによって照射される領域における温度はよって一様でない一方、高温の比較的小さな中心と、低温の、領域の中心付近の部分とを有する。ブレークダウンを受けるのに高い量のレーザ・エネルギを必要とする、第３の層の材料を選ぶ場合、第３の層がブレークダウンを受ける部分は、レーザによって照射される領域の中心に制限されることになる。第３の層がブレークダウンを受ける部分はよって、照射される総領域よりも小さくなる。第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応は第３の層がブレークダウンを受ける部分に制限されることになるので、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応の部分も、レーザによって照射される総領域よりも小さくなる。このようにして、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応は、第１及び第２の層の材料の溶解/反応特性ではなく第３の層における穴のサイズによって制限される。
【００５６】
このようにして反応によって生じるマークも、照射される総領域よりも小さくなる。
【００５７】
すなわち、マークを書き込むのに用いるレーザのスポット・サイズよりも小さいマークを記録担体上で書き込むことができる。マークが小さいことによって、より多くのマークを記録担体上で記録することが可能になり。それによって、記録担体の記憶容量を増加させることになるが、それは、接線方向にも放射方向にも密度を増加させることができるからである。
【００５８】
なお、吸収が、照射からのエネルギ吸収において重要な役割を演じる。よって、照射が上方から生じる場合、第３の層が、第３の層よりも上の層よりも受ける照射が少なくても、吸収が高いことによって、その領域の第１の層及び第２の層よりも高温に照射される、第３の層の領域における温度分布のシフトをなお、もたらす。このことは、基準点としての第３の層の特定の材料と比較した場合にいくつかの効果を得ることができるという点で、第３の層がブレークダウンを受ける温度と相互作用する（上記コメント参照）。
【００５９】
同じ照射について、高い吸収が選ばれる場合、ブレークダウン温度が高い材料を第３の層に選ぶことができる。
【００６０】
同じ照射について、低い吸収が選ばれる場合、ブレークダウン温度が低い材用を第３の層に選ぶことができる。
【００６１】
同じブレークダウン温度の材料が、第３の層に選ばれることが可能であり。同じ照射について、低い吸収が選ばれる場合に第３の層における開口部の縮小をもたらすことになる。
【００６２】
同じブレークダウン温度の材料が、第３の層に選ばれることが可能であり、同じ照射について、高い吸収が選ばれる場合に第３の層における開口部の拡大をもたらすことになる。
【００６３】
有機ダイの吸収は例えば、レーザからの放射線の色に関して制御することができる。
【００６４】
第１の材料の第２の材料との反応に必要な量よりも高いレーザ・エネルギ量を、反応を可能にするのに第３の層が必要な場合の更なる効果は、クロスライト作用が最小にされるという点である。温度分布のベル曲線と、第３の層のブレークダウンの照射領域が中心領域に制限されることが理由で、隣接部分、例えば隣接トラックは、第３の層がブレークダウンを受ける点に達するのに十分なエネルギを照射によって受けない。よって、隣接領域における第１の層および第２の層の材料が、反応が起こり得る温度に達するのに十分な反応を受けても、第３の層は隣接領域における何れかの変動を妨げることになるが、それは、第３の層が、隣接領域における第３の層の局所的ブレークダウンに必要な温度に達しないことになるからである。このようにして、何れの小さなマークも書き込むことができ、隣接領域において書き込むことによるクロスライト作用が妨げられる。
【００６５】
記録担体の更なる実施例は、第１の材料がSiであり、第２の材料がCuであることを特徴とする。Si及びCuは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、Si及びCuを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００６６】
記録担体の更なる実施例は、第１の材料がBiであり、第２の材料がSnであることを特徴とする。Bi及びSnは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、Bi及びSnを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００６７】
記録担体の更なる実施例は、第１の材料がInであり、第２の材料がSnであることを特徴とする。In及びSnは、適切な無機記録材料であることが判明した。第３の層は、In及びSnを記録材料として用いて、記録担体に安定性を加え、それによって永続性のある記録担体をもたらす。
【００６８】
記録担体の更なる実施例は、ZnSと、SiO2SiCと、Al2O3と、SiNとの群から選択される第３の材料を備えることを特徴とする。ZnSと、SiO2SiCと、Al2O3と、SiN4との群の各構成要素は、記録担体上の第１の層を第２の層から分離する第３の層に適切な材料であることが判明し、第３の層が領域においてブレークダウンを局所的に受けていない限り、第１の層と第２の層との間の反応を妨げるバリアを形成する。第３の層が領域においてブレークダウンを受けると、第３の層の材料は、その領域における第１の層と第２の層との反応をもう妨げない。ZnSと、SiO2SiCと、Al2O3と、SiNとの材料は、一定量のレーザ・エネルギによって照射することによってブレークダウンを受けることが判明した。第３の層の材料は、第１の層及び第２の層の材料の反応温度に応じて、ブレークダウンが適切な温度で生じるように、ZnSと、SiO2SiCと、Al2O3と、SiNとの群から選択される。前述のように、第３の層が何ら存在しない場合に得られるマークよりも小さいマークを得るために、第３の層の材料の、ブレークダウンが生じる温度は好ましくは、第１の層の材料と第２の層の材料との間の反応が起こる温度よりも高いが、第３の層のブレークダウンが生じる低温も、例えば、永続性のある記録担体を得るよう、効果的に用いることができる。
【００６９】
記録装置の実施例は、第１の材料の第１の層と、第２の材料の第２の層とを備える記録担体を検出回路が検出する場合に、第３の層が反応を可能にするように照射の量を調節し、
第３の材料の第３の層が、第１の層と第２の層との間に配置され、第３の層が、領域における第１の材料と第２の材料との間の反応を、その領域において一定量の照射によって照射される場合に可能にすることを特徴とする。
【００７０】
記録装置は、書き込みストラテジに関連したパラメータを調節して、データを記録する対象の記録担体との要件に従わなければならない。
【００７１】
このために、記録装置は、記録担体のタイプを検出することができなければならない。あるいは、記録装置は、検出が何ら必要でないように単一のタイプの記録担体だけに適切にすることができ、他の公知の方法を適用して記録処理に適切なパラメータを判定することができる。
【００７２】
パラメータは更に、一定量のレーザ・エネルギを放出して、記録する対象の記録担体に合うよう記録処理を調節するレーザ装置を制御する制御回路に備えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
本発明は次に、添付図面に基づいて説明することとする。
【実施例】
【００７４】
図1は、従来技術の記録担体の断面を示す。記録担体１は、第１の層２を有し、第１の層２に隣接した第２の層3を有する。第１の層２及び第３の層３が担体4に施されている。保護層5が、損傷から第１の層２及び第２の層３を保護するよう施されている。保護層5も第２の担体の形態であり得るので、第１の層２及び第２の層３は２つの担体に挟まれ、各担体は、機械的な安定性と、保護とを備える。
【００７５】
図2は、従来技術の、記録担体を照射して記録担体上にマークを書き込む方法を示す。
【００７６】
図2では、第１の層２及び第２の層３のみを示す。担体4及び保護層5は明瞭にするために省略する。
【００７７】
第１の層及び第２の層の領域6及び10が、レーザ・ビーム9による一定量のレーザ・エネルギによって照射される場合、これらの領域6及び10の温度は、記録担体の平均温度を超える温度まで上昇する。
【００７８】
記録担体1の小さい領域6及び10における温度は、第１の層２の材料と第２の層３の材料が反応し、新たな材料を形成し始める点まで増加する。領域6、10におけるこの新たな材料は、一定量のレーザ・エネルギを受けなかった元の材料とは異なる反射率を有する。このようにして、マークが記録担体上に書き込まれる。
【００７９】
レーザ・エネルギの一定量7は、レーザ・ビーム9全体に一様に分布していない一方、ゴーズ曲線の形状を有する。特定のレベル8のレーザ量7を超えるレーザ量によって照射される領域6及び10における材料は、反応し、マークを形成することになる。
【００８０】
第１の層２の材料と、第２の層３の材料が記録担体全体上でお互いに接触しているので、一定量のレーザ・エネルギによって照射されなかった部分における、例えば常温での、低速の反応によって、記録担体1のコントラストの低速な喪失と、よって、記録担体の判読性及び耐久性に関する信頼度の低減をもたらすことになる。
【００８１】
図3は、本発明による記録担体の断面を示す。第１の層２及び第２の層３はここでは、第３の層11によって分離されている。第３の層は、第１の層2の材料と第２の層３の材料がお互いに接触することがないようにしている。接触が何らないので、２つの層２及び３の間には反応は何らない。
【００８２】
図4は、本発明による記録担体の照射を示す。図3のディスク上にマークを買い込むために、一定量のレーザ・エネルギ7が、領域6,6A,10,10A,12,14,15にレーザ・ビーム9によって施される。第１の層2における領域10,10A,12はレーザ・ビームからのエネルギを吸収し、第１の層の領域10,10A,12の温度は上昇する。第１の層２によって吸収されないエネルギは、第３の層11まで進む。第３の層11の領域15,15A,15Bもレーザ・ビームからのエネルギを吸収し、領域15,15A,15Bの温度が上昇する。第３の層11によって吸収されないエネルギは第２の層３に進む。
【００８３】
第2の層の領域6,6A,12もレーザ・ビームからのエネルギを吸収し、領域6,６A,12の温度が上昇する。
【００８４】
レーザ・エネルギ7の量は、レーザ・ビーム9全体で一様なものでない。レーザ・エネルギ7の量が特定値8を超える場合に、第１の層２の領域10,10A,12の温度が、第１の層２の材料の第２の層３の材料との反応を可能にするのに十分なほど増加する。更に、レーザ・エネルギ7の量が特定値8を超える場合のみ、第２の層3の領域6,6A,14の温度が、第２の層３の材料の第１の層２の材料との反応を可能にするのに十分なほど増加する。
【００８５】
第３の層11については、第３の層１１の領域15,15A,15Bの温度が、領域15における第３の層11の材料がブレークダウンを受ける点まで増加するために、第１の層２及び第２の層３に必要な値よりも高い値13に達しなければならない。このことは、第３の層の材料の選択又は、第３の層11の材料による吸収を制御することによって制御することができる。
【００８６】
エネルギ量の高い値は、第３の層11の周辺部分15A,15Bに対して、第３の層11の小さな領域においてのみ達するので、第３の層の小さな領域15のみがブレークダウンを受ける。この領域は、第１の層２及び第２の層３の材料が、反応する温度に達した領域10、10A、12、6、6A、14よりも小さい。よって、第１の層2の小領域12における材料のみが、第３の層の小領域14の材料と反応する。
【００８７】
Cu-Siシステムが、ワイトワンス記録システムとして提案されている。システムBi-Sn及びIn-Snが、ライトワンス記録システムとして提案されている。特に2次元データ記憶に用いる場合の、これらのシステムの重大な欠点は、熱クロスライト及びトラック内熱干渉である。提案されているバリア層は、これらの熱作用に関してもっと高い安定性を備える。更なる効果は、上昇した温度での安定性の向上である。
【００８８】
安定した反応生成物SinCumを備える、いくつかの体積比が公知である。50-50%の体積比によって行われた実験は、そのような無機記録システムが少なくとも実現性を有することを示す。他の体積比も考えられる。当初状態と記録状態とのコントラスト測定が、I-Si-Su-IAgサンプルについて反射透過測定システム（RTM）によって行われ、IはZnS-SiO2誘電層を表す。記録状態は、スタックの熱アニール処理を行って化学反応を起こした後に得られた（熱アニール処理は、熱RTM設定に対して行われた。）。Si及びCuの層の厚さは等しく、5nm、7nm及び9nmとして測定された。（20nmと100nmとの間で変えた）可変の第１のIの層の厚さについて行ったコントラスト測定を、（全て50-50%の体積比を有する）３つのSi-Cuの層の厚さの場合について図4に示す。9nmのSi及びCuは、約50nmのIIの層の厚さで、約80%のコントラストをもたらす。
【００８９】
図5は、マーク形成に対する当該量の影響を示す、Si-Cuベースの記録担体上のマーク形成を示す。
【００９０】
提案されている記録スタックの超分解能特性を示すよう、マーク形成の数値シミュレーションをM-I2-P-I1記録スタックについて行った（I1及びI2はZnS-SiO2誘電層を表し、Pは化合物記録層(P=Si-I-Cu)を表し、Mは（Agの場合）金属ヒートシンク層である。層の層厚は、Ag-I2-(Cu-I-Si)-11=60-44-(5-2-5)-20nmであった。マーク形成は、Si層とCu層との間の界面バリアの溶解温度を超える、記録スタックにおける平面内部分として定義された。平面内マークの半サイズを、一連の６つの書き込みパルスについてバリア層の溶解温度の関数として図5に表す。なお、そのような書き込みストラテジは、ランレングスモジュレーション符号においてより長いマークを書き込むのに用いる。算出マークの立ち上がりエッジに相当する、系列における第１の書き込みパルスの結果は、例えば、セル長が固定の多値記録手法において用いる、単一の書き込みパルス・ストラテジの結果をおおむね示す。マーク・プロファイル50は、比較的低い溶解温度である一方、マーク・プロファイル51は、比較的高い溶解温度の結果である。マーク・サイズにおける差異は、実際には、溶解温度が、記録スタックの書き込み電力及び光学的特性とともに、マーク・サイズを制御するのに用いることが可能である。（半径がR0の）青色の円52は、青色のレーザ・スポットの1/eのサイズを表す。比較的高い溶解温度の場合、２つの反応性記録層Si及びCu間の物理的な接触を可能にするのに非常に小さい開口部しかバリア層内に生成されない。
【００９１】
この薄いバリア層に考えられるものとして、例えば、ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4、SiO2、C、KCl、LiF、NaCl、Pt、Au、Ag他がある。バリア層の要件として：
1.  バリア層の溶解温度は、Cu-Si、Bi-Sn又はIn-Snのシステムの混合温度よりも高いものである。
【００９２】
CuSi、Bi-Sn又はIn-Snのシステムの反応温度と等しいか、わずかに低い溶解温度も、より小さいビットをもたらす一方、別々の層の間の、場合によっては不完全な反応/混合がより低いモジュレーションをもたらし得る。
【００９３】
2.  常温での化学的安定度
3.  強い閾値特性：溶解は開口部の形成をもたらし、中くらいの温度上昇では層を通した拡散は何ら可能でない。
【００９４】
図6は、種々の材料を第１の層及び第２の層について備える記録担体上のモジュレーション測定を示す。
【００９５】
図6は、Cu-Siディスク上と、(ZnS-SiO2)-Cu-Si-(ZnsS-SiO2)ディスク上と、SiN-Bi-Sn-SiNディスク上との静的なテスタ測定の結果を、標準的な相変化ブルーレイ・ディスクについて得られた結果と比較している。信号モジュレーション（（この場合ではI8である）最長のランレングスからのピークトゥピーク信号の信号振幅に対する比率）を書き込みパルス長の関数として示している。標準的なブルーレイ・ディスクは、アモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に切り替えることができるGeInSbTe相変化材料に基づいている。ブルーレイCu-Siはテスト・ディスクであり、CuSiは、層厚が7nmのホームメード・ディスクであり、BiSnシステムの層厚は15nmであった。標準的なブルーレイ・ディスクのものに等しいかそれよりもなお高いモジュレーションは、提案されているライトワンス・システムによって得ることができることが図から分かり得る。
【００９６】
図7は、反射及び透過の測定を、Bi-Sn及びSn-Biベースの記録担体の温度の関数として示す。
【００９７】
安定した反応生成物SinCumを備えるいくつかの体積比が、50-50%体積によって行われた。当初状態と記録状態とのコントラスト測定が、I-Si-Cu-I-Agのサンプルについて反射及び透過の測定を用いて行われ、Iは、ZnS-SiO2誘電層を表す。コントラストは、コントラスト=（Rinit-Rwritten）/Rinitの比率として定義する。コントラスト測定は、３つの層厚、５nm、７nm及び9nmについて誘電層I1の関数として表す。良好なコントラストを、示す３つの層厚について50%の体積比について得ることができることが分かる。
【００９８】
記録状態は、スタックの熱アニール処理を行って化学反応を引き起こした後、得られた。Bi-Snシステムに対するこれらの熱反射及び熱透過の測定（RTM測定）の結果は図7に示す。全て、50%の体積比を有し、２つの配向、SiBi及びBiSnを有する、２つの層厚、15/15nm及び30/30nmについての結果を示す。反応の閾値のようなものが約140℃で生じる。反射は当初、約70%であり、これは70として示し、更に、約10-15%の値まで降下し、これは72によって示す。逆に、透過は当初5%以下であり、これは71によって示し、更に、30%を超え、これは73によって示す。
【００９９】
2層ディスクにおける第１の記録スタックなどの記録スタックを、透明モードにおいても用いることができるということを、当初状態の透過も書き込み状態の透過も低いことが示している。
【０１００】
図8は、本発明による記録担体を用いた多値ライトワンス記録の実施を示す。
【０１０１】
2次元多値記録の略図を図8に示す。ここでは矩形グリッドを検討しているが、六角形構造（ハニカム構造）も考え得る（そのような手法は２DOSプロジェクトにおいて用いられている。）。当初段階では、トラックN-1,N及びN+1並びに後続セルM-1,M及びM+1によって示す、9個のセルの行列は書き込まれていない（トラックN-2も書き込まれていない。）。工程1では、データがトラックN1に書き込まれる。マーク・サイズは書き込み電力によってのみ制御される。工程2では、データはトラックNに書き込まれる。工程3では、データはトラックN+1に書き込まれる。
【０１０２】
提案されている記録スタック及び記録方法の大きな効果は、マークを超分解能、すなわち、光スポットよりも小さく書き込む機能である。これによって、トラック・ピッチのかなりの低減が可能になる。更に、この方法及び記録担体を用いて2次元データ・パターンを書き込むことが考えられる。
【０１０３】
トラック・ピッチがかなり低減される場合、トラックNから測定される反射は、トラックN-1及びN+1からの寄与（光クロストーク）を備える。スポット強度は通常、ガウス分布（ガウス分布とエアリー分布の間のもの）である。読み出し信号はよって、強度プロファイルと現在のデータとの畳み込みとしてみることとする。通常、中心トラックにおけるマークは、隣接トラックにおけるマークよりも総反射信号に対する寄与が大きくなる。大半の光記録アプリケーションでは、サイド・トラックからの寄与は望ましくない一方、光クロストークを最適に用いるシステムを企図することができる。
【０１０４】
ピット形成は、書き込みストラテジ（パルス時間及びパルス電力）の適切な選択によって制御することができる。書き込みストラテジは、少なくとも3つの後続セル（M-1、M及びM+1）について最適化することが必要である。先行セルM-1が書き込まれている場合、この位置において放出される熱は、セルMの書き込みに影響を及ぼし得る（予熱作用）。更に、セルM+1の書き込みは、先行して書き込まれたセルMに影響を及ぼし得る（いわゆる、反応後の熱作用）。反応後の熱作用と、予熱作用は、セルMの書き込みを制御するために制御する必要がある。
【０１０５】
試しに使ってみるパラメータとして考えられるものには、書き込みパルスの電力及び長さと、次に書き込む対象のマークに対する予熱パルスのようなものと、考えられる冷却ギャップがある。そのような書き込みストラテジの例を図8aに示す。パルスの高さPmeltは、溶解領域のサイズを定める。Pdiffuseの持続時間及び電力は、層１及び層２の拡散の度合いを制御するのに用いることができる。冷却ギャップは、記録スタックを冷却するのに必要であり、記録スタックにおける熱干渉（予熱作用）を制御するのに用いることができる。トラック・ピッチ、電力レベル及びパルス持続時間は密接に関係しており、よって、クラスタ最適化アルゴリズムにおいて最適化する必要がある。
【０１０６】
ピットの同期は非常に重要であるが、それは、隣接トラックにおけるピットを、中央トラックにおけるピットに対して非常に高い空間精度で配置させる必要があるからである。ここでは、1.同期用のプリマスタ・ランド又はプリマスタ・スパイクと、2.同期パターンの再構築を可能にする、長い（例えば、120の）ピット/マークの書き込みとの（少なくとも）２つの選択肢を考える。同期は、隣接トラックにおける長いシンクを光クロストークによって測定することによって行う。トラック・ピッチは光スポット・サイズ（回折限度）よりもずっと小さいので、中心トラックに焦点を当てる場合に隣接トラックが検出されることが予想される。
【０１０７】
重なり合うマークを書き込むことによって、多値パターンを生成することができる、例えば、80は単一マークであり、81はダブルマーク（オーバレイした２つのマーク）であり、何れも図8に示す。次の書き込みサイクルでは、パターン83及び82が書き込まれる。第３の書き込みサイクルでは、パターン85及び84がトラックN+1に書き込まれる。ダブルマークを書き込むのに用いる通常の書き込みストラテジを図8bに示す。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】従来技術の記録担体を示す断面図である。
【図２】従来技術の、記録担体を照射して、記録担体上にマークを書き込む方法を示す図である。
【図３】本発明による記録担体の断面図を示す図である。
【図４】本発明による記録担体の照射を示す図である。
【図４ａ】可変の、第１のI層の厚さについて行ったコントラスト測定を示す図である。
【図５】マーク形成に対する照射量の影響を示す、Si-Cuベースの記録担体上のマーク形成を示す図である。
【図６】第１の層及び第２の層に種々の材料を備える記録担体上のモジュレーション測定を示す図である。
【図７】反射及び透過の測定を、Bi-Sn及びSn-Biベースの記録担体の温度の関数として示す図である。
【図８】本発明による記録担体を用いて多値ライトワンス記録の実施を示す図である。
【図８ａ】単一マークの書き込みストラテジを示す図である。
【図８ｂ】ダブルマークの書き込みストラテジを示す図である。
【図１】
2006527898.tif 000003
【図２】
2006527898.tif 000004
【図３】
2006527898.tif 000005
【図４】
2006527898.tif 000006
【図４ａ】
2006527898.tif 000007
【図５】
2006527898.tif 000008
【図６】
2006527898.tif 000009
【図７】
2006527898.tif 000010
【図８】
2006527898.tif 000011
【図８ａ】
2006527898.tif 000012
【図８ｂ】
2006527898.tif 000013
【国際調査報告】
2006527898.tif 000014
2006527898.tif 000015
2006527898.tif 000016