(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を解決し、高記録密度と高データ転送レートとを実現させるデータ蓄積媒体とその形成方法を提供する。【解決手段】マルチディメンショナルでマルチレベルな記録と蓄積を可能にする。基板と第１記録層と第２記録層とを有するデータ蓄積媒体であって、第１と第２の記録層はそれぞれ複数のデータ蓄積ロケーションを有し、その各々がデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な物理的特性を有している。第１の物理的特性と第２の物理的特性とは異なる。第１と第２の記録層の各々は基板によって構造的に支持されている。第１と第２の物理的特性を有する処理されたビームが第１記録層と第２記録層に向けて指向され第１及び第２のデータ値を指示する。単一のレーザビームの使用が可能で記録層の間に再度焦点合わせをする必要がない。【選択図】  図８
2007026630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ蓄積媒体であって、
取付面を有する基板と、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、前記第１記録層が前記基板とこの第２記録層との間に積層され、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有し、前記第１の物理的特性と第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを備え、
第１記録層と第２記録層の各々は前記基板によって構造的に支持されており、第１記録層と第２記録層の各々は積層されかつ前記基板の前記取付面に対向しており、
第１と第２の物理的特性を有する処理されたビームが第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっていることを特徴とするデータ蓄積媒体。
【請求項２】
さらに前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸を有し、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しており、
レーザビームがさらにこれら複数のデータ軸の１つに沿って指向されている請求項１記載の媒体。
【請求項３】
前記第１の物理的特性及び前記第２の物理的特性の各々は、第１記録層及び第２記録層から透過されあるいは反射させられる光の反射率、偏光、時間、周波数、波長、電子スピンの１つに対応している請求項１又は２記載の媒体。
【請求項４】
前記基板は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック，ガラス，金属，合金，紙の中の１つから形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の媒体。
【請求項５】
前記基板は概ね０．３ｍｍから２ｍｍまでの範囲内の厚さを有している請求項１乃至４のいずれかに記載の媒体。
【請求項６】
前記基板は射出成形又は押出成形により形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の媒体。
【請求項７】
前記第１の物理的特性は反射率であり、前記第２の物理的特性は光学的偏光であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応している請求項１乃至６のいずれかに記載の媒体。
【請求項８】
前記第１記録層は第１の材料から作られ、第１の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、第１の材料の第１の物理的特性は概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化可能であり、
第１の材料の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化させることにより第１の材料の部分の反射率と透過率の少なくとも１つが変化させられるようになっている請求項１乃至７のいずれかに記載の媒体。
【請求項９】
前記第１の材料は、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｇａ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｐｏ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中の少なくとも１つから選択された少なくとも１つの要素から作られている請求項８記載の媒体。
【請求項１０】
前記第１の材料の第１の物理的特性は、ある大きさを有するレーザビームによって変化可能で、レーザビームのその大きさは少なくとも２つの結晶化レベルに対応している請求項８又は９記載の媒体。
【請求項１１】
前記第２記録層は第２の材料から作られ、第２の材料は少なくとも２つの偏光レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、
第２の材料の一部の第２の物理的特性を２つの光学的偏光レベルの間で変化させることにより第２の材料の部分の少なくとも２つの偏光状態が変化させられるようになっている請求項１乃至１０のいずれかに記載の媒体。
【請求項１２】
前記第２の材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の少なくとも１つと、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の少なくとも１つとから作られている請求項１１記載の媒体。
【請求項１３】
前記第２の材料の第２の物理的特性は、第２の材料の部分上のレーザビームによって生成される熱と、そこに適用される磁界の磁界方向とによって変化可能となっている請求項１０乃至１２のいずれかに記載の媒体。
【請求項１４】
前記磁界は永久磁石又は電磁石の１つによって生成されるようになっている請求項１０乃至１３のいずれかに記載の媒体。
【請求項１５】
前記第１材料及び前記第２材料の対応する１つは、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピンコーティング，分子ビームエピタキシー，スパッタリングの中の１つにより加工されるようになっている請求項１０乃至１４のいずれかに記載の媒体。
【請求項１６】
前記第１記録層及び前記第２記録層の各々は、アルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理されている請求項１乃至１５のいずれかに記載の媒体。
【請求項１７】
前記第１記録層の第１の物理的特性及び前記第２記録層の第２の物理的特性の少なくとも１つが、レーザビーム及び処理されたビームの少なくとも１つの反射率、偏光、時間、周波数、波長、電子スピンの１つである請求項１乃至６のいずれかに記載の媒体。
【請求項１８】
前記第１記録層が第１の材料で作られ、前記第２記録層が第２の材料で作られ、第１の材料は第２の材料と異なるか又は同一である請求項１乃至１７のいずれかに記載の媒体。
【請求項１９】
さらにカバー層が第１記録層に隣接して積層されかつ第１記録層の第１の面がカバー層に対向しており、第１記録層はこのカバー層と前記基板との間に積層されており、このカバー層は、セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られ、カバー層は少なくとも８０％の光学的透過率を有している請求項１乃至１８のいずれかに記載の媒体。
【請求項２０】
前記カバー層が溶剤鋳造，重合鋳造，スピンコーティング，ダイコーティング及び圧力下でのラミネーション加工の１つによって形成され、カバー層は概ね１０ｎｍから４００ｎｍの範囲内の厚さを有している請求項１９記載の媒体。
【請求項２１】
前記レーザビームは概ね２００ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の波長を有する請求項１９又は２０記載の媒体。
【請求項２２】
さらに前記第２記録層に隣接して積層されるダミー層を有し、第１記録層の第２面がこのダミー層に対向し、第１記録層が前記基板とこのダミー層との間に積層されており、
このダミー層は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，カーボネート樹脂，紫外線加工樹脂，セラミック及びガラスの中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至１８のいずれかに記載の媒体。
【請求項２３】
前記ダミー層は射出成形又は押出成形により形成され、ダミー層は０．３ｍｍから２．０ｍｍの範囲内の厚さを有している請求項２２記載の媒体。
【請求項２４】
前記レーザビームは概ね６００ｎｍから８００ｎｍの範囲内の波長を有する請求項２２又は２３記載の媒体。
【請求項２５】
さらに前記第１記録層と前記第２記録層との間に積層されたインターフェース層を包含し、このインターフェース層はそこを通過するように指向されるレーザビームに対して光学的に透明である請求項１乃至２４のいずれかに記載の媒体。
【請求項２６】
前記インターフェース層は磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作られている請求項２５記載の媒体。
【請求項２７】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層と、前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されており、第１保護層と第２保護層の各々は金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至２６のいずれかに記載の媒体。
【請求項２８】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層と、前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されており、第１保護層と第２保護層の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至２６のいずれかに記載の媒体。
【請求項２９】
前記第１保護層と前記第２保護層の対応する１つの各々は概ね１ｎｍから２５０ｎｍの範囲内の厚さを有している請求項２７又は２８記載の媒体。
【請求項３０】
さらに前記第２保護層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっている請求項２７乃至２９のいずかに記載の媒体。
【請求項３１】
さらに前記第２記録層の面に隣接しかつ前記第１記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっている請求項１乃至２６のいずかに記載の媒体。
【請求項３２】
前記反射層は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られている請求項３０又は３１記載の媒体。
【請求項３３】
データ蓄積媒体の形成方法であって、
取付面を有する基板を形成する基板形成工程と、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層を形成する工程であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層形成工程と、
前記第１記録層の第２面に隣接する第２記録層を形成する工程であって、前記第１記録層が前記基板とこの第２記録層との間に積層され、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有し、前記第１の物理的特性と第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層形成工程とを備え、
第１記録層と第２記録層の各々は前記基板によって構造的に支持されており、第１記録層と第２記録層の各々は積層されかつ前記基板の前記取付面に対向しており、
第１と第２の物理的特性を有する処理されたビームが第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２の物理的特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっていることを特徴とするデータ蓄積媒体の形成方法。
【請求項３４】
さらに前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸を供給する工程を有し、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しており、
レーザビームがさらにこれら複数のデータ軸の１つに沿って指向されている請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の物理的特性及び前記第２の物理的特性の各々は、第１記録層及び第２記録層から透過されあるいは反射させられる光の反射率、偏光、時間、周波数、波長、電子スピンの１つに対応している請求項３３又は３４記載の方法。
【請求項３６】
前記基板を形成する工程は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック，ガラス，金属，合金，紙の中の１つから基板を形成することから成る請求項３３乃至３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記基板を形成する工程は、さらに概ね０．３ｍｍから２ｍｍまでの範囲内の厚さで基板を形成することから成る請求項３３乃至３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
前記基板を形成する工程は、射出成形又は押出成形から成る請求項３３乃至３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の物理的特性は反射率であり、前記第２の物理的特性は光学的偏光であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応している請求項３３乃至３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記第１記録層を形成する工程は、前記第１記録層を第１の材料から作ることから成り、第１の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、第１の材料の第１の物理的特性は概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化可能であり、
第１の材料の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化させることにより第１の材料の部分の反射率と透過率の少なくとも１つが変化させられるようになっている請求項３３乃至３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
前記第１記録層を第１の材料から形成する工程は、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｇａ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｐｏ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中の少なくとも１つから選択された少なくとも１つの要素で作られた第１の材料から第１の記録層を形成することを含む請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の記録層を形成する工程は、さらに前記第１の材料の第１の物理的特性をある大きさを有するレーザビームによって変化させることを包含し、レーザビームのその大きさは少なくとも２つの結晶化レベルに対応している請求項４０又は４１記載の方法。
【請求項４３】
前記第２記録層を形成する工程は、前記第２記録層を第２の材料で形成することから成り、第２の材料は少なくとも２つの偏光レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、
第２の材料の一部の第２の物理的特性を２つの光学的偏光レベルの間で変化させることにより第２の材料の部分の少なくとも２つの偏光状態が変化させられるようになっている請求項３３乃至４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記第２記録層を第２の材料で形成する工程は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の少なくとも１つと、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の少なくとも１つとで作られた第２の材料から第２記録層を形成することを含む請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記第２記録層を形成する工程は、前記第２の材料の第２の物理的特性を、第２の材料の部分上のレーザビームによって生成される熱と、そこに適用される磁界の磁界方向とにより変化させることを含む請求項４２乃至４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記第２の材料の第２の物理的特性を変化させる工程は、前記磁界を永久磁石又は電磁石の１つによって生成することを含む請求項４２乃至４５のいずれかに記載の方法。
【請求項４７】
前記第１記録層を形成する工程と前記第２記録層を形成する工程の各々は、さらに、前記第１材料及び前記第２材料の対応する１つを、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピンコーティング，分子ビームエピタキシー，スパッタリングの中の１つにより加工することを含む請求項４２乃至４６のいずれかに記載の方法。
【請求項４８】
さらに前記第１記録層及び前記第２記録層の各々を、アルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理することを含む請求項３３乃至４７のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
前記第１記録層の第１の物理的特性及び前記第２記録層の第２の物理的特性の少なくとも１つは、レーザビーム及び処理されたビームの少なくとも１つの反射率、偏光、時間、周波数、波長、電子スピンの１つである請求項３３乃至３８のいずれかに記載の方法。
【請求項５０】
前記第１記録層を形成する工程は、前記第１記録層を第１の材料で形成し、前記第２記録層を第２の材料で形成し、第１の材料は第２の材料と異なるか又は同一とすることを含む請求項３３乃至４９のいずれかに記載の方法。
【請求項５１】
さらにカバー層を第１記録層に隣接して積層しかつ第１記録層の第１の面をカバー層に対向させ、第１記録層をこのカバー層と前記基板との間に積層し、このカバー層を、セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つで形成し、カバー層を少なくとも８０％の光学的透過率を有するようにすることを含む請求項３３乃至５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
カバー層を形成する工程が、カバー層を溶剤鋳造，重合鋳造，スピンコーティング，ダイコーティング及び圧力下でのラミネーション加工の１つによって形成し、カバー層を概ね１０ｎｍから４００ｎｍの範囲内の厚さを有するようにし、レーザビームは概ね２００ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の波長を有するようにすることを含む請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
さらに前記第２記録層に隣接して積層されるダミー層を形成し、第１記録層の第２面がこのダミー層に対向し、第１記録層が前記基板とこのダミー層との間に積層されるようにし、
このダミー層を、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，カーボネート樹脂，紫外線加工樹脂，セラミック及びガラスの中の少なくとも１つから形成することを含む請求項３３乃至５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記ダミー層を形成する工程が、前記ダミー層を射出成形又は押出成形により形成し、ダミー層が０．３ｍｍから２．０ｍｍの範囲内の厚さを有するようにし、レーザビームが概ね６００ｎｍから８００ｎｍの範囲内の波長を有するようにすることを含む請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
さらに前記第１記録層と前記第２記録層との間に積層されるインターフェース層を形成し、このインターフェース層をそこを通過するように指向されるレーザビームに対して光学的に透明とすることを含む請求項３３乃至５４のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記インターフェース層を形成する工程が、前記インターフェース層を磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作ることを含む請求項５５記載の方法。
【請求項５７】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層を形成し、前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層を形成し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されるようにし、第１保護層と第２保護層の各々は金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られているようにすることを含む請求項３３乃至５６のいずれかに記載の方法。
【請求項５８】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層を形成し、前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層を形成し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されるようにし、第１保護層と第２保護層の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られるようにすることを含む請求項３３乃至５６のいずれかに記載の方法。
【請求項５９】
前記第１保護層を形成する工程と前記第２保護層を形成する工程の各々は、前記第１保護層と前記第２保護層の対応する１つの各々を概ね１ｎｍから２５０ｎｍの範囲内の厚さに形成することを含む請求項５７又は５８記載の方法。
【請求項６０】
さらに前記第２保護層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を形成し、この反射層でレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようにすることを含む請求項５７乃至５９のいずかに記載の方法。
【請求項６１】
さらに前記第２記録層の面に隣接しかつ前記第１記録層の外側に対向するように積層されている反射層を形成し、この反射層でレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようにすることを含む請求項３３乃至５６のいずかに記載の方法。
【請求項６２】
反射層を形成しかつ積層させる工程が、前記反射層を、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作るようにすることを含む請求項６０又は６１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にデータ蓄積媒体及びその形成方法に関する。特に、本発明は、光学的記録媒体に高密度と高データ転送レートとを実現させるべく、複数の次元でのデータ蓄積を可能とするマルチレベルのデータ蓄積構造を供給するために、レーザビームの異なる物理的特性を利用するデータ蓄積媒体に関する。
【０００２】
光学的データ蓄積密度は代表的にはレーザのイラジエーション（irradiation：光のにじみ）によって記録表面上に形成される光のスポットの直径によって決定される。光のスポットの直径をｄとすると、次式で表される。
ｄ＝λ／（２ＮＡ）
ここでλはレーザの波長であり、ＮＡ（numerical aperture）は開口数である。より小さく最小のスポット径は高密度でのデータ記録と蓄積をもたらす。従って、光学的記録媒体の記録密度を増大させるためには、レーザの波長を短くし、対物レンズの開口数を高くすることになる。しかしながら、高記録密度を実現させるためにレーザの波長を短くし対物レンズの開口数を高くするには欠点がある。傾斜した光学的ディスクにより作り出されるコマ収差は、開口数の３乗に比例して大きさが増大する。それゆえ、大きな開口数を用いることは光学的ディスクの角度的傾斜にとってのマージン（限界）を小さくしてしまうことになる。光学的ディスクをわずかに傾斜させると、レーザはその上にぼやけたスポットを形成するようになり、高い記録密度は実現できなくなる。
【０００３】
周知のブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ：登録商標）は、２３ＧＢを下回らない記録密度と、３６Ｍｂｐｓ程度のデータ転送レートを有している。しかしながら、ブルーレイディスクの光学システムは、波長４０５ｎｍのレーザと、開口数０．８５の対物レンズとを用いている。その結果、ブルーレイディスクは充分な傾斜マージンを達成するために、約０．１ｍｍの薄い光伝達層を必要とする。不運なことに、かかる薄い光伝達層は、従来の射出成形機では製造することはできない。さらに、その厚みの変動が０．２μｍの許容差内という厳しさは、従来の光学的ディスクと比較して、かなり高い製造コストとなる。加えて、高い開口数の対物レンズを使用することにより、作動距離が約０．３ｍｍとなり、光学的ディスクと対物レンズが衝突するというリスクが高くなる。
【０００４】
従来技術において、高記録密度を達成するために複数の記録層を設けることが知られている。例えば、二層の光学的記録媒体は、ディスクの同じ側から２つの記録層に記録することによって記録密度を２倍にできると提案されている。しかしながら、二重層を設けてその第１層に大きな透過率（transmittance ）を持たせることは技術的な挑戦であり、１つの材料、例えば位相が変化する材料はその厚さが増大するにつれてレーザに対し透明でなくなるからである。
【０００５】
【特許文献１】ＰＣＴ公報ＷＩ−Ａ２−０２０６３６２０（アリエリ氏）は、読み出しプロセスにおける問題、すなわち各層が光学的に他の層と干渉するという問題を解決する方法を開示している。アリエリ氏の発明は、複数の記録層と、そこから読み出すために目的の記録層上にレーザを焦点合わせするための焦点システムとを備えた光学的データ蓄積媒体について記述している。しかしながら、アリエリ氏の発明では異なる記録層のためにレーザを再度焦点合わせしなければならないため、データ検索には遅いレートとなってしまう。さらに、各記録層の記録密度は、焦点合わせをするシステムの正確さに依存している。
【０００６】
【特許文献２】米国特許第５８３８６５３号（ファン氏）は、複数の情報蓄積層を含む光学的情報蓄積システムを開示している。各蓄積層あるいはその部分は、波長を特定しかつ偏光（polarization）を特定している。情報は、それらに対応して特定の波長と特定の偏光を有するレーザビームを用いることにより、特別な蓄積層だけから読み出すことができる。しかしながら、ファン氏の発明は、必要とされる波長と偏光の範囲を満たすことができるレーザのスペクトルを必要とする。単一レーザの波長と偏光を変えるための変調器を用いることは複雑であり、データ検索のレートを遅くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、高記録密度と高データ転送レートとを実現させるような改良されたデータ蓄積媒体が必要とされていることは明らかである。
【０００８】
以下に述べるデータ蓄積媒体とその形成方法は、従来のデータ蓄積媒体の構造から生じる前述した欠点を克服するためのものである。
【０００９】
本発明の１つの目的は、高記録密度と高いレートでのデータ記録及びデータ再生産を可能とするデータ蓄積媒体を提供することである。一般に、データ蓄積媒体は好適には２つの記録層を有し、これら２つの記録層は、少なくとも２つの物理的特性を用いることにより、データと情報を記録したり再生産したりすることができる。少なくとも２つの物理的特性の各々は、光の反射率、偏光、時間、周波数、波長、電子スピンの１つであり、その光は２つの記録層からのイラジエーション（放射）であるか反射であるかのいずれか１つである。
【００１０】
形成されたデータ蓄積媒体は、基板と記録層とを包含し、記録層は基板上に形成された相変化層（phase-change layer）と磁気光学的層（magneto-optical layer ）とを有する。このデータ蓄積媒体は、２つの物理的特性、すなわちそこから反射されるレーザの大きさ（amplitude ：振幅）と偏光レベルを利用する。データ蓄積媒体に指向されるレーザは基板又はカバーに貫入して前記記録層を加熱する。レーザの出力を調整することにより、相変化層は結晶化状態とアモルファス（非結晶）状態との間で切り替えられる。完全なアモルファス状態での相変化層は相対的反射率が最小（minimal ）を示すが、完全な結晶化状態での相変化層は反射率が最大（maximal ）を示す。レーザ出力を区別して変動させることにより、異なる可能な反射率レベルを提供することができる。従って、マルチレベルな記録というものが、異なる反射率レベルを用いる相変化記録層において実現可能となる。
【００１１】
レーザが前記記録層上へと指向されると、磁気光学的層が同時に加熱される。磁気光学的層の温度が層のキュリー温度あるいは補償温度に達すると、バイアス磁界が適用されて磁気光学的層における偏光レベルを変化させる。反射させられたあるいは透過されたレーザ又は光のビームの偏光は、磁気光学的層の効果を通じて検知することができる。従って、データ蓄積媒体からの反射されたレーザの反射率の大きさと偏光レベルは、結合されて、複数の次元と複数のレベルを有する記録及び蓄積のための媒体を供給することになる。
【００１２】
本発明はその第１の面においてデータ蓄積媒体を提供する。このデータ蓄積媒体は、
取付面を有する基板と、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、前記第１記録層が前記基板とこの第２記録層との間に積層され、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有し、前記第１の物理的特性と第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを有する。
第１記録層と第２記録層の各々は前記基板によって構造的に支持されており、第１記録層と第２記録層の各々は積層されかつ前記基板の前記取付面に対向している。
第１と第２の物理的特性を有する処理されたビームが第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっている。
【００１３】
本発明はその第２の面において、データ蓄積媒体の形成方法を提供する。この形成方法は、
取付面を有する基板を形成する基板形成工程と、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層を形成する工程であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層形成工程と、
前記第１記録層の第２面に隣接する第２記録層を形成する工程であって、前記第１記録層が前記基板とこの第２記録層との間に積層され、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有し、前記第１の物理的特性と第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層形成工程とを有する。
第１記録層と第２記録層の各々は前記基板によって構造的に支持されており、第１記録層と第２記録層の各々は積層されかつ前記基板の前記取付面に対向している。
第１と第２の物理的特性を有する処理されたビームが第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２の物理的特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２の物理的特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっている。
【００１４】
以下、本発明について添付図面の実施態様を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図２は図１の方法に従い基板上に第１記録層と第２記録層が形成されているデータ蓄積媒体の部分縦断面図、図３は本発明の第２実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図４は図３の方法に従い第２記録層上に反射層が形成されている図２のデータ蓄積媒体の部分縦断面図、図５は本発明の第３実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図６は図５の方法に従い内部に第１保護層と第２保護層が形成されている図４のデータ蓄積媒体の部分縦断面図である。
【００１５】
図７は本発明の第４実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図８は図７の方法に従い第１記録層と第２記録層との間にインターフェース層が形成されている図６のデータ蓄積媒体の部分縦断面図、図９は本発明の第５実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図１０は図９の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図２のデータ蓄積媒体の部分縦断面図、図１１は本発明の第６実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図１２は図１１の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図６のデータ蓄積媒体の部分縦断面図である。
【００１６】
図１３は本発明の第７実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図、図１４は図１３の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図８のデータ蓄積媒体の部分縦断面図、図１５は図８の構造と図７の方法を用いて形成されたサンプルディスクに波長７８０ｎｍ，６５０ｎｍ，４０５ｎｍのレーザビームを適用したときのサンプルディスクにおけるマルチレベル反射率を測定したときの応答をプロットしたグラフ、図１６は図８の構造と図７の方法を用いて形成されたサンプルディスクに静的テスターを適用して得られた応答をプロットしたグラフ、図１７は図８の構造と図７の方法と波長６５０ｎｍのレーザビームを用いて形成されたサンプルディスクから２つのレベルの偏光が得られることを示す応答をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下において、前述した従来技術の欠点を解決するためのデータ蓄積媒体について説明する。図１を参照しながら、本発明の第１の実施態様に基づくデータ蓄積媒体２０を形成するための方法１００について説明する。データ蓄積媒体２０は、データ蓄積媒体２０の部分縦断面図である図２を参照しながら説明される。
【００１８】
図２に示すように、データ蓄積媒体２０は、工程１１０で形成される基板２２を包含している。さらにデータ蓄積媒体２０は、基板２２に隣接して形成されかつ積層された蓄積層２４を包含している。基板２２と蓄積層２４は、好適にはディスク（円板）形であるデータ蓄積媒体２０を供給できるような形状と寸法に作られている。
【００１９】
蓄積層２４は第１記録層２６と第２記録層２８とを包含している。第１記録層２６は最初に工程１１２で基板２２上に形成され、続いて工程１１４でその上に第２記録層２８が形成される。第１記録層２６は第１面３０ａとこの第１面３０ａの外側に対向する第２面３０ｂとを有している。第２記録層２８は、基板２２に付着した第１記録層２６の第２面３０ｂに隣接して積層され、第１記録層２６の第１面３０ａとは反対側にある。
【００２０】
基板２２は、第１記録層２６と第２記録層２８を構造的に支持している。基板２２は、好適にはポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），アモルファスポリオレフィン，セラミック，ガラス，金属，合金及び紙の中の１つから作られている。基板の厚さは好適には０．３ｍｍから２ｍｍの範囲内であり、直径は例えば約１２０ｍｍである。
【００２１】
第１記録層２６は第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａを包含し、第２記録層２８は第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂを包含している。第１記録層２６は第１の材料から成り、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々は、第１データ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有している。第２記録層２８は第２の材料から成り、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々は、第２データ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有している。
【００２２】
第１の物理的特性と第２の物理的特性の各々は、好適には、第１記録層２６及び第２記録層２８を透過したり反射させられたりする光の反射率（reflectance ）、偏光（polarisation）、時間、周波数、波長及び電子スピンの１つに対応している。
【００２３】
第１の材料と第２の材料とは好適には異なっており、第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なって区別が付くようになっている。この代わりに、第１の材料と第２の材料とは同一であっても良い。第１の材料と第２の材料のうち少なくとも１つの材料はプロセス処理が可能で、第１の物理的特性と第２の物理的特性とが区別できるようになっていれば良い。この代わりに、第１記録層２６と第２記録層２８のうち少なくとも１つの製造プロセスを変えることにより、第１の物理的特性を第２の物理的特性と異なるようにしても良い。
【００２４】
工程１１４に続き、工程１１６において第２記録層の上にダミー層６６が形成される。ダミー層６６は第２記録層２８に隣接して積層され、第１記録層２６の第２面３０ｂがこのダミー層６６と対向し、第１記録層２６は基板２２とダミー層６６の間に積層されている。好適には、ダミー層６６は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），アモルファスポリオレフィン，カーボネート樹脂、紫外線加工樹脂、セラミック及びガラスの中の１つから作られ、その厚さは概ね０．３ｍｍから２ｍｍの範囲内である。この代わりに、最初に射出成形及び押出成形の１つで形成され、その後、工程１１６において蓄積層２４上に接着される。
【００２５】
データ蓄積媒体２０はさらに、第１記録層２６の第２面３０ｂに概ね垂直に形成されたデータ軸４６を包含する。各データ軸４６は、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つあるいは第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つを貫通するように対応して延伸している。レーザビーム４８が、データ軸４６の１つに沿って、第１記録層２６及び第２記録層２８へと指向可能で、そこから処理されたビーム５０が得られるようになっている。レーザビーム４８は、好適には光を透過可能な基板２２を通じて指向される。処理されたビームは第１のビーム特性と第２のビーム特性とを有する。
【００２６】
レーザビーム４８は、第１記録層２６と第２記録層２８の各々の上にマークを形成するために第１記録層２６と第２記録層２８の各々と合致しており、それら各々上のマークはそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つと合致しかつデータを代表している。
【００２７】
レーザビーム４８が、データ軸４６の１つに沿って、第１記録層２６の第１面３０ａに向けて指向されると、レーザビーム４８は最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つによって処理され、それらの少なくとも２つの状態のうちの１つが第１のビーム特性を決定し、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの対応する１つによって処理され、それらの少なくとも２つの状態のうちの１つが第２のビーム特性を決定するようになっている。処理されたビーム５０の決定された第１のビーム特性と第２のビーム特性は、それぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの対応する１つの第１データ値及び第２データ値を指示している。
【００２８】
第１の物理的特性は好適には反射率（reflectance ）であり、第２の物理的特性は好適には光学的偏光（optical polarization）である。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々の少なくとも２つの状態の１つがその反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々の少なくとも２つの状態の１つがその光学的偏光レベルに対応している。
【００２９】
しかしながら、本発明のデータ蓄積媒体２０の第１の物理的特性と第２の物理的特性のそれぞれは反射率及び光学的偏光には限定されない。この代わりに、データ蓄積媒体２０の第１の物理的特性と第２の物理的特性の少なくとも１つは、第１記録層２６及び第２記録層２８を透過したり反射させられたりする光の反射率、偏光、時間、周波数、波長及び電子スピンの１つである。
【００３０】
第１の材料は、好適には例えば銅又は真ちゅうの化合物要素の１つ又は複数の混合物から作ることができる。１つ又は複数の要素は、好適には、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｇａ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｐｏ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中から選択することができる。第１の材料は、第１記録層２６が相変化材料として機能することを可能にし、それらの少なくとも２つの状態が少なくとも２つの結晶化レベルとなる。第１の物理的特性は、概ね結晶化した状態と概ねアモルファス（非結晶）の状態との間で変化可能であり、少なくとも２つの結晶化レベルがそれらの間を延伸して等級を形成する。従って、第１記録層２６の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファス状態との間で変化させることは、第１記録層２６の部分の反射率及び透過率（transmittance ）の少なくとも１つを変化させることになる。
【００３１】
第１の材料の第１の物理的特性は、少なくとも２つの結晶化レベルに対応する大きさを有するレーザビーム４８によって変化させることが可能である。
【００３２】
第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つが完全にアモルファスの状態のときは、概ね低い反射率が達成される。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つの結晶化が増大すると、その反射率が増大する結果を生じる。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つが完全に結晶化した状態のときは、概ね高い反射率が達成される。
【００３３】
第２の材料は、好適には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の１つ又は複数と、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の１つ又は複数との混合から作られている。第２の材料は、第２の記録層２８が磁気光学的材料として機能することを可能にし、それらの少なくとも２つの状態が少なくとも２つの偏光状態となる。第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、少なくとも２つの偏光状態がそれらの間を延伸して等級を形成する。従って、第２記録層２８の部分の第２の物理的特性を２つの偏光レベルの間で変化させることは、第２記録層２８の部分の少なくとも２つの偏光状態を変化させることになる。
【００３４】
第２記録層２８は、好適には、概ね磁気的に異方性（anisotropy）で、第２の材料は形成されるべき小さな記録データビットを可能にするような高い抗磁力（coercivity force）を有し、これにより第２記録層２８上の第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの量を増大できることになる。
【００３５】
第２の材料の第２の物理的特性は、第２の材料の部分上のレーザビーム４８によって生成される熱により、それらのキュリー温度あるいは補償温度を達成できるように、変化可能であり、そこに適用される磁界の磁気方向を変化させることもできる。磁界は、永久磁石又は電磁石の１つによって生成される。
【００３６】
第１記録層２６及び第２記録層２８の各々は、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピニングコーティング（spinning coating），分子ビームエピタキシー（epitaxy ），スパッタリング（sputtering）の中の１つにより、第１の材料及び第２の材料の対応する１つを加工することによって形成される。
【００３７】
好適には、第１記録層２６及び第２記録層２８の各々は、さらにアルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理（dope）されることができる。
【００３８】
大きさ（magnitude ）のレンジ（範囲）及びレベルレンジは、好適にはあらかじめ設定しておいて、データ蓄積媒体２０が使い易いようにする。大きさのレンジは、第１データ値を含む第１の複数の値と協働する。レベルレンジは、第２データ値を含む第２の複数の値と協働する。
【００３９】
処理されたビーム５０の第１のビーム特性と第２のビーム特性はそれぞれの大きさと光学的偏光レベルを有する。従って、処理されたビーム５０の大きさと光学的偏光レベルを検知しかつそれに対応する大きさレンジの１つと光学的偏光レベルレンジの１つを識別することにより、複数の第１値の対応する１つと、複数の第２値の対応する１つとを識別できることになる。
【００４０】
従って、第１データ値及び第２データ値は、それぞれ第１記録層２６及び第２記録層２８上の、それぞれの複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ，３２ｂの１つに蓄積されることになり、処理されたビーム５０はそこから反射されて、複数の第１値の対応する１つと複数の第２値の対応する１つとが得られることになる。
【００４１】
第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つは、データ軸４６の各々に沿って、データの少なくとも２つの数字的ビットをコンビネーション（結合された形）として集積的に蓄積する。
【００４２】
しかしながら、第１の物理的特性のために４つの識別可能な状態を、例えば反射率の４つの識別可能なレベルとして達成したり、第２の物理的特性のために２つの識別可能な状態を、例えば２つの偏光レベルとして達成することも可能である。この場合、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つは、データ軸４６の各々に沿って、結合された８つの記録レベルを、そこでのデータ蓄積として３バイナリービットに変換して集積的に蓄積することができる。
【００４３】
第１記録層２６と第２記録層２８は、データ蓄積媒体２０に対してマルチレベルの記録構造を供給する。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々の可変な第１の物理的特性と、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々の可変な第２の物理的特性とは、第１記録層２６と第２記録層２８のそれぞれにマルチディメンショナル（複数次元）なデータ記録能力を与えることができる。従って、データ蓄積媒体２０は、マルチディメンショナルでマルチレベルな光学的記録媒体を機能的に達成できることになる。
【００４４】
加えて、得られた第１データ値及び第２データ値に対し、ＡＮＤ演算子，ＯＲ演算子，ＮＡＮＤ演算子，ＮＯＲ演算子の１つを適用して、そこからさらなるデータを得ることもできる。
【００４５】
図３は、本発明の第２実施態様に基づき図４に示すデータ蓄積媒体７０を形成するための方法１２０を示しており、この方法は４つの主工程、すなわち、基板２２を形成するための工程１１０、第１記録層２６を形成するための工程１１２、第２記録層２８を形成するための工程１１４及びダミー層６６を形成するための工程１１６を包含している。図２に示した第１の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、基板２２、ダミー層６６、蓄積層２４、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００４６】
データ蓄積媒体７０はさらに、第２記録層２８の面のうち第１記録層２６から離れている面に隣接して積層された反射層７２を有している。反射層７２は、第２記録層２８を形成する工程１１４に続く工程１２２で形成される。いったん反射層７２が第２記録層２８上に形成されると、工程１１６でダミー層６６がその上に形成されかつ接着される。
【００４７】
反射層７２は、データを読み書きするプロセス中に、レーザビーム４８が第２記録層２８に適用された場合に生成される熱が過剰に蓄積されるのを消散させるためのものである。反射層７２は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔ及びそれらの合金の中の少なくとも１つから作られている。
【００４８】
図５は、本発明の第３実施態様に基づき図６に示すデータ蓄積媒体８０を形成するための方法１３０を示しており、この方法は５つの主工程、すなわち、基板２２を形成するための工程１１０、第１記録層２６を形成するための工程１１２、第２記録層２８を形成するための工程１１４、ダミー層６６を形成するための工程１１６及び反射層７２を形成するための工程１２２を包含している。図４に示した第２の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、基板２２、ダミー層６６、蓄積層２４、反射層７２、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００４９】
データ蓄積媒体８０はさらに、第１の保護層８２と第２の保護層８４とを包含している。第１保護層８２と第２保護層８４のそれぞれは好適には１ｎｍから２５０ｎｍの範囲の厚さを有している。
【００５０】
工程１３２において第１保護層８２は、工程１１２で第１記録層２６が基板２２上に形成されるのに先立って、基板２２上に形成される。工程１１４で第２記録層２８が形成されるのに続いて、工程１３４で第２保護層８４がその上に形成される。結果として、方法１３０により形成されるデータ蓄積媒体の構造は、第１保護層８２が第１記録層２６の第１面３０ａに隣接して積層され、第２保護層８４が第２記録層２８に隣接して積層されかつ反射層７２と第２記録層２８との間に介在することになる。加えて、第１記録層２６と第２記録層２８は、第１保護層８２と第２保護層８４の間に配置されかつ介在している。第１保護層８２と第２保護層８４の各々は、金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られている。
【００５１】
この代わりに、第１保護層８２と第２保護層８４の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られる絶縁層とすることもできる。第１保護層８２と第２保護層８４は第１記録層２６と第２記録層２８が腐食するのを防止するためのものである。
【００５２】
図７は、本発明の第４実施態様に基づき図８に示すデータ蓄積媒体９０を形成するための方法１４０を示しており、この方法は７つの主工程、すなわち、基板２２を形成するための工程１１０、第１記録層２６を形成するための工程１１２、第２記録層２８を形成するための工程１１４、ダミー層６６を形成するための工程１１６及び反射層７２を形成するための工程１２２、第１保護層８２と第２保護層８４をそれぞれ形成するための工程１３２と工程１３４を包含している。図６に示した第３の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、基板２２、ダミー層６６、蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２、第２保護層８４、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００５３】
データ蓄積媒体９０はさらに、第１記録層２６と第２記録層２８との間に積層されたインターフェース（介在、つなぎ）層９２を包含している。工程１１２で第１記録層２６が形成されるのに続いて、工程１４２でインターフェース層９２が第１記録層２６上に形成される。好適には、インターフェース層９２はそこを通過して指向されるレーザビーム４８に対して光学的に透明である。インターフェース層９２は、好適には、磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作られている。インターフェース層９２は、第２記録層の温度調節と制御を改良するためのものである。
【００５４】
図９は、本発明の第５実施態様に基づきデータ蓄積媒体９４を形成するための方法１５０を示している。図１０に示すデータ蓄積媒体９４は２つの主要素、すなわち、基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４とを包含している。図２に示した第１の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、蓄積層２４、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００５５】
ここでは、本発明の第１実施態様の基板２２がカバー層９５で置き換えられ、カバー層９５は第１記録層２６の第１面３０ａに隣接して積層されている。好適には、カバー層９５は少なくとも８０％の光学的透過率を有し、かつ概ね１０ｎｍから４００ｎｍの範囲の厚さを有する。本発明の第５実施態様では、基板２２は空間的に変化させられて、第１記録層２６の外側に対向するように、第２記録層２８の面上に配置されている。従って、第２記録層２８は第１記録層２６と基板２２の間に積層されている。
【００５６】
方法１４４において、基板２２は工程１４６で形成される。それから、工程１４７で基板２２上に第２記録層２８が形成され、続いて工程１４８で第１記録層２６が形成される。工程１４９での結果として、カバー層９５が第１記録層２６上に形成されかつ接着される。好適には、カバー層９５は、溶剤鋳造（solventcasting ）、重合鋳造、スピンコーティング、ダイコーティング、圧力下でのラミネーションなどの１つの方法を用いて形成される。好適には、カバー層９５は、いったん形成された後でさらに加工（curing）プロセスを受けることが望ましい。
【００５７】
第５の実施態様におけるデータ蓄積媒体９４は、短い波長のレーザ光源、例えば４０５ｎｍバイオレットブルーレーザダイオードがレーザビーム４８を生成するために用いられている場合などに好適である。第５の実施態様において、レーザビームはカバー層９５を通過してデータ蓄積媒体９４の中へと透過させられていく。カバー層９５は、好適には、ポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，（メチル）メタクリレート，（メチル）プロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られ、溶剤鋳造（solvent casting）、重合鋳造、ダイコーティングなどの１つの方法を用いて形成される。加えて、カバー層９５はさらに、ＵＶ加工に続くスピンコーティングや、圧力敏感接着層を適用したラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成することができる。カバー層９５の厚さは３μｍを超えないことが好適である。
【００５８】
図１１は、本発明の第６実施態様に基づきデータ蓄積媒体９６を形成するための方法１５０を示している。図１２に示すデータ蓄積媒体９６は５つの主要素、すなわち、基板２２、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２、第２保護層８４を包含している。図６に示した第３の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２と第２保護層８４、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００５９】
ここでは、本発明の第３実施態様の基板２２がカバー層９７で置き換えられ、カバー層９７は第１記録層２６の第１面３０ａの側に積層されている。好適には、カバー層９７は少なくとも８０％の光学的透過率を有し、かつ概ね１０ｎｍから４００ｎｍの範囲の厚さを有する。本発明の第６実施態様では、基板２２は空間的に変化させられて、第２保護層８４の外側に対向するように、反射層７２の面上に配置されている。従って、反射層７２は第２保護層８４と基板２２の間に積層されている。
【００６０】
方法１５０において、基板２２は工程１５２で形成される。それから、工程１５４で基板２２上に反射層７２が形成され、続いて工程１５６で第２保護層８４が形成される。その後、第２記録層２８と第１記録層２６がそれぞれ工程１５８と工程１６０で第２保護層８４上に形成される。それから、第１保護層８２が工程１６２で第１記録層２６上に形成される。工程１６４の結果として、カバー層９７が第１保護層８２の上に形成されかつ接着される。好適には、カバー層９７は、溶剤鋳造、重合鋳造、スピンコーティング、ダイコーティング、圧力下でのラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成される。好適には、カバー層９７は、いったん形成された後でさらに加工（curing）プロセスを受けることが望ましい。
【００６１】
第６の実施態様におけるデータ蓄積媒体９６は、短い波長のレーザ光源、例えば４０５ｎｍバイオレットブルーレーザダイオードがレーザビーム４８を生成するために用いられている場合などに好適である。第６の実施態様において、レーザビームはカバー層９７を通過してデータ蓄積媒体９６の中へと透過させられていく。カバー層９７は、好適には、ポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，（メチル）メタクリレート，（メチル）プロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られ、溶剤鋳造、重合鋳造、ダイコーティングなどの１つの方法を用いて形成される。加えて、カバー層９７はさらに、ＵＶ加工に続くスピンコーティングや、圧力敏感接着層を適用したラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成することができる。カバー層９７の厚さは３μｍを超えないことが好適である。
【００６２】
図１３は、本発明の第７実施態様に基づきデータ蓄積媒体９８を形成するための方法１７０を示している。図１４に示すデータ蓄積媒体９８は６つの主要素、すなわち、基板２２、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２、第２保護層８４、インターフェース層９２を包含している。図８に示した第４の実施態様で参照した第１記録層２６と第２記録層２８と共に、蓄積層２４、反射層７２、インターフェース層９２、第１保護層８２と第２保護層８４、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂについての構造的形状及び位置関係に関する記述はここでも適用される。
【００６３】
ここでは、本発明の第４実施態様の基板２２がカバー層９９で置き換えられ、カバー層９９は第１記録層２６の第１面３０ａの側に積層されている。好適には、カバー層９９は少なくとも８０％の光学的透過率を有し、かつ概ね１０ｎｍから４００ｎｍの範囲の厚さを有する。本発明の第７実施態様では、基板２２は空間的に変化させられて、第２保護層８４の外側に対向するように、反射層７２の面上に配置されている。従って、反射層７２は第２保護層８４と基板２２の間に積層されている。
【００６４】
方法１７０において、基板２２は工程１７２で形成される。それから、工程１７４と工程１７６で、基板２２上にそれぞれ反射層７２と第２保護層８４が形成される。続いて工程１７８で第２保護層８４上に第２記録層２８が形成され、その後、工程１８０と工程１８２で、それぞれインターフェース層９２と第１記録層２６がその上に形成される。それから、工程１８４で、第１保護層８２が第１記録層２６上に形成される。工程１８６の結果として、カバー層９９が第１保護層８２の上に形成されかつ接着される。好適には、カバー層９９は、溶剤鋳造、重合鋳造、スピンコーティング、ダイコーティング、圧力下でのラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成される。好適には、カバー層９９は、いったん形成された後でさらに加工プロセスを受けることが望ましい。
【００６５】
第６の実施態様におけるデータ蓄積媒体９６と同様に、第７の実施態様におけるデータ蓄積媒体９８は、短い波長のレーザ光源、例えば４０５ｎｍバイオレットブルーレーザダイオードがレーザビーム４８を生成するために用いられている場合などに好適である。第７の実施態様において、レーザビームはカバー層９９を通過してデータ蓄積媒体９８の中へと透過させられていく。カバー層９９は、好適には、ポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，（メチル）メタクリレート，（メチル）プロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られ、溶剤鋳造、重合鋳造、ダイコーティングなどの１つの方法を用いて形成される。加えて、カバー層９９はさらに、ＵＶ加工に続くスピンコーティングや、圧力敏感接着層を適用したラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成することができる。カバー層９９の厚さは３μｍを超えないことが好適である。
【００６６】
第１から第７までの各実施態様において、レーザビーム４８の波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲内であることが好適である。しかしながら、第５、第６、第７の各実施態様においては、ここで用いられるレーザビーム４８の波長は２００ｎｍから４５０ｎｍの範囲内が好適である。特に、第１、第２、第３、第４の各実施態様において用いられるレーザビーム４８の波長は、データ蓄積媒体２０，７０，８０，９０がＤＶＤ（digital versatile disc）である場合には、６００ｎｍから６６０ｎｍの範囲内であることが好適である。さらに第１、第２、第３、第４の各実施態様において用いられるレーザビーム４８の波長は、データ蓄積媒体２０，７０，８０，９０がＣＤ（compact disc）である場合には、７５０ｎｍから８００ｎｍの範囲内であることが好適である。
【実施例】
【００６７】
以下に説明する実例は、本発明によるデータ蓄積媒体とその形成方法のいくつかの特徴点を検証するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００６８】
１つの例において、図７の方法１４０の工程に従って、図８のデータ記録媒体９０の構造的形状を有するサンプルディスクが形成された。
【００６９】
最初に、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのポリカーボネート製基板２２がスパッタリングシステム上に配置された。トラックピッチは０．７４μｍである。第１保護層８２は、ＺｎＳ（８０％）とＳｉＯ2 （２０％）の混合物で厚さ９０ｎｍに形成され、一方第２保護層８４は、ＺｎＳ（８０％）とＳｉＯ2 （２０％）の混合物で厚さ１０ｎｍに形成された。
【００７０】
第１記録層２６は、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5 の相変化材料製で、厚さ２０ｎｍに形成された。インターフェース層９２は、ＺｎＳ（８０％）とＳｉＯ2 （２０％）の混合物で厚さ１８．５ｎｍに形成された。第２記録層２８は、ＴｂＦｅＣｏ磁気光学的材料から作られ、厚さ２５ｎｍに形成された。前述したように、第１記録層２６と第２記録層２８は蓄積層２４を形成している。
【００７１】
図７の方法１４０に従い、反射層７２は厚さ１５０ｎｍで、スパッタリング方法を用いて、アルミニウム合金で形成された。基板２２はポリカーボネート製である。第１保護層８２と第２保護層８４はＲＦマグネトロンスパッタリング方法により形成された。第１記録層２６、第２記録層２８、反射層７２は、アルゴン雰囲気中でのＤＣマグネトロンスパッタリング方法により形成された。それからダミー層６６が、スピンコーティング方法を用いて、ＵＶ樹脂で反射層７２上に接着された。
【００７２】
形成されたサンプルディスクは、外部から適用されるバイアス磁界と結合された可変量のレーザビームを用いて初期化された。サンプルディスクを初期化するためのレーザビームの量を変化させることにより、異なるレベルの反射率が得られた。アモルファス状態で作られたサンプルディスクは、低い反射率を有するものであった。
【００７３】
図１５は、形成された前述のサンプルディスクのマルチレベルな反射率を検証している。レーザビームに異なる波長として、７８０ｎｍ，６５０ｎｍ，４０５ｎｍの波長を適用することにより、図１５は、反射率の少なくとも４つのレベルとそこから生じるデータの分離が、各波長についてそこから明確に検出できることを実証している。波長４０５ｎｍにおける反射率の変化は小さいが、サンプルディスクの物理的構造を最適化することで、さらに改良することができる。
【００７４】
図１６は、サンプルディスクに静的（static）テスターを適用したときに得られる結果を示している。静的テスターの適用のパラメータは、レーザビーム４８に対して波長７８０ｎｍであり、開口数（numerical aperture）は０．５である。図１６はさらに、４つの識別レベルがサンプルディスクに書き込み可能でありかつ消去可能であることを示している。
【００７５】
図１７は、サンプルディスクに波長６５０ｎｍのレーザビーム４８を適用したときに得られる２つの偏光レベルを、適用された磁界とカー（Kerr）効果の関係で示している。図１７はさらに、第２記録層２８の偏光方向の可逆的変化が可能であることも示している。第２記録層から再生産されたデータは、処理されたビーム５０の反射率と偏光方向を検出することによって読み出すことができる。
【００７６】
図１５，図１６，図１７で示したように、サンプルディスクは、最も通常の光学的媒体が１ビットのデータに限定されているのに対し、各データ軸線４６に沿って、少なくとも３ビットのデータを蓄積することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によるデータ蓄積媒体とその形成方法について、従来のデータ蓄積媒体の前述した欠点を解決するための７つの実施態様を提示して説明してきた。本発明は７つの実施態様だけを開示してきたが、当業者であれば、本発明の範囲及び精神から離れることなく、多くの変形や修正を行えることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図２】図１の方法に従い基板上に第１記録層と第２記録層が形成されているデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図３】本発明の第２実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図４】図３の方法に従い第２記録層上に反射層が形成されている図２のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図５】本発明の第３実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図６】図５の方法に従い内部に第１保護層と第２保護層が形成されている図４のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図７】本発明の第４実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図８】図７の方法に従い第１記録層と第２記録層との間にインターフェース層が形成されている図６のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図９】本発明の第５実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図１０】図９の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図２のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図１１】本発明の第６実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図１２】図１１の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図６のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図１３】本発明の第７実施態様に従いデータ記録媒体を形成するための方法を示すプロセス流れ図。
【図１４】図１３の方法に従い基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されている図８のデータ蓄積媒体の部分縦断面図。
【図１５】図８の構造と図７の方法を用いて形成されたサンプルディスクにレーザビームを適用したときのマルチレベル反射率を測定したグラフ。
【図１６】図８の構造と図７の方法を用いて形成されたサンプルディスクに静的テスターを適用して得られた応答をプロットしたグラフ。
【図１７】図８の構造と図７の方法とレーザビームを用いて形成されたサンプルディスクから２つのレベルの偏光が得られることを示すグラフ。
【符号の説明】
【００７９】
２０，７０，８０，９０，９４，９６，９８  データ蓄積媒体
２２  基板
２６  第１記録層
２８  第２記録層
３０ａ，３０ｂ  面
３２ａ，３２ｂ  データ蓄積ロケーション
４６  データ軸
４８，５０  レーザビーム
７２  反射層
８２，８４  保護層
９２  インターフェース層
９５，９７，９９  カバー層
【図１】
2007026630.tif 000003
【図２】
2007026630.tif 000004
【図３】
2007026630.tif 000005
【図４】
2007026630.tif 000006
【図５】
2007026630.tif 000007
【図６】
2007026630.tif 000008
【図７】
2007026630.tif 000009
【図８】
2007026630.tif 000010
【図９】
2007026630.tif 000011
【図１０】
2007026630.tif 000012
【図１１】
2007026630.tif 000013
【図１２】
2007026630.tif 000014
【図１３】
2007026630.tif 000015
【図１４】
2007026630.tif 000016
【図１５】
2007026630.tif 000017
【図１６】
2007026630.tif 000018
【図１７】
2007026630.tif 000019