(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基板と、
前記基板上に形成された第１の誘電体膜と、
前記第１の誘電体膜上に形成され、結晶−アモルファス変化によって所定の情報が記録マークとして記録される記録膜と、
前記記録膜上に形成された第２の誘電体膜と、
前記第２の誘電体膜上に形成された反射膜と、
前記反射膜上に形成された保護膜と、
を備え、
前記反射膜は、
誘電体と、
前記誘電体中に分散し、前記基板側から前記反射膜に向けて前記記録マークよりも大きなスポットの光が照射されたときに前記記録マークの周辺に発生する近接場光を散乱させる金属微粒子と、を有し、
前記記録マークは前記光の回折限界以下の大きさを有し、
前記散乱された近接場光が検出されることによって前記所定の情報が再生されることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記誘電体は、SiO２、ZnS-SiO２、Al２O３、SiNの内のいずれか１つであること  を特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記金属微粒子は、Au、Ag、Alの内のいずれか１つ以上の粒子であることを特徴とする請求項１または２記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記金属微粒子のサイズは、前記記録マークの最短長と同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記第２の誘電体膜の厚さは、前記記録膜の膜厚以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
前記光透過性の基板と前記第１の誘電体膜との間に形成され、前記光の照射による温度変化により光透過率が可逆的に変化するマスク層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項７】
第１の誘電体膜、結晶−アモルファス変化によって所定の情報が、照射される光の回折限界以下の記録マークとして記録されている記録膜、第２の誘電体膜、誘電体中に金属微粒子が分散している反射膜、及び保護膜が順次積層された光透過性の基板を備えた光記録媒体に、前記基板側から前記反射膜に向けて前記記録マークよりも大きなスポットの前記光を照射し、前記記録マークの周辺に近接場光を発生させると共に前記近接場光を前記金属微粒子で散乱させ、前記散乱した近接場光を検出することによって前記所定の情報を再生することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を照射して情報の記録再生を行う光記録媒体及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光記録媒体は高度情報社会における記録媒体の中心的役割の担い手として注目されている。例えば、波長７８０ｎｍの光を利用した再生専用型の光記録媒体としては、音楽情報やプログラムなどが記録されるＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）、画像情報が記録されるビデオＣＤなどが知られ、記録再生の光記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ、ＰＤ、ＭＯディスクなどがある。これらの光記録媒体は、さらなる高度情報化に伴ってその記録密度がますます向上している。
この種の光記録媒体の記録密度の限界は、光ピックアップの光学系のＭＴＦ（空間周波数）によって決まる。このＭＴＦは、再生波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、λ／（４×ＮＡ）と表わされる。このため、記録密度を高密度にするためには、λを小さくし、ＮＡを大きくすることが必要となる。現在、光ピックアップの光学系ではλは〜400nm、ＮＡは0.75〜0.85程度のものが開発 されており、より高密度化が進んでいる。
【０００３】
しかしながら、記録容量の大容量化への要求は強く、更に大容量、高密度な光記録媒体の実現が望まれている。そのためには、λをより短く、ＮＡをより大きくすることが検討されているが、それらの開発も限界に近づいており、新たな技術の開発が必要とされている。
そこで、この新たな技術のひとつとして、近接場光を用いた光ディスクシステムが提案されている。この近接場光は通常、遠方に伝播せず、光が照射された第１の微少物質の表面に局在しているが、その物質近傍にその物質と同程度の大きさの第２の物質を非常に近づけ、近接場光を散乱してやれば遠方で観測することができ、また近接場光の分解能は入射光の波長によらず、二つの物質の大きさと距離によるため、従来の光ディスクシステムでは検出できなかった微少な物質を検出できる、という特性を有する。このため、光ディスクシステムにおいては、上記第１の物質にあたる媒体の記録マーク周辺に発生する近接場光を再生するため、上記第２の物質にあたるプローブの開発が行われている。
【０００４】
また、プローブを用いず、記録媒体のみの改善で近接場光を検出する散乱型Super-RENS方式と呼ばれる光ディスクシステムも提案されている(Jpn.J.Appl.Phy.Vol.39,pp.980-981(2000))。これは、記録膜の近傍に光の照射により金属微粒子の生成と消滅が可逆的に起こる膜を配置し、その金属微粒子がプローブの役割をはたし、微少な記録マークを再生できるという光ディスクシステムである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近接場光を効率良く再生信号として利用するためには、記録マークと金属微粒子のそれぞれの大きさ及びこれらの二つの距離が重要になり、金属微粒子と記録マークの大きさが同程度である時、最も効率的に近接場光を検出できるという特性を有する。
しかしながら、上記Super-RENS方式では化学反応により金属微粒子を生成するようにしているので、その粒子サイズのコントロールがかなり困難であり、所望するサイズの金属微粒子を形成することがむつかしい、といった問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、近接場光を効率よく用いて回折限界を越えた高密度記録が可能な光記録媒体及びその再生方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、光透過性の基板と、前記基板上に形成された第１の誘電体膜と、前記第１の誘電体膜上に形成され、結晶−アモルファス変化によって所定の情報が記録マークとして記録される記録膜と、前記記録膜上に形成された第２の誘電体膜と、前記第２の誘電体膜上に形成された反射膜と、前記反射膜上に形成された保護膜と、備え、前記反射膜は、誘電体と、前記誘電体中に分散し、前記基板側から前記反射膜に向けて前記記録マークよりも大きなスポットの光が照射されたときに前記記録マークの周辺に発生する近接場光を散乱させる金属微粒子と、を有し、前記記録マークは前記光の回折限界以下の大きさを有し、前記散乱された近接場光が検出されることによって前記所定の情報が再生されることを特徴とする光記録媒体である。
これにより、分散されている金属微粒子がプローブとして機能して記録マークの近傍に局在する近接場光を散乱し、回折限界以下の微小な記録マークを認識して情報を再生することが可能となる。
【０００７】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記誘電体は、SiO２、ZnS-SiO２、Al２O３、SiNの内のいずれか１つである。
また、例えば請求項３に規定するように、前記金属微粒子は、Au、Ag、Alの内のいずれか１つ以上の粒子である。
更に、例えば請求項４に規定するように、前記金属微粒子のサイズは、前記記録マークの最短長と同じである。
【０００８】
また更に、例えば請求項５に規定するように、前記第２の誘電体膜の厚さは、前記記録膜の膜厚以下である。
また、請求項６に規定するように、前記光透過性の基板と前記第１の誘電体膜との間に形成され、前記光の照射による温度変化により光透過率が可逆的に変化するマスク層をさらに備えるようにしてもよい。
請求項７の発明は、第１の誘電体膜、結晶−アモルファス変化によって所定の情報が、照射される光の回折限界以下の記録マークとして記録されている記録膜、第２の誘電体膜、誘電体中に金属微粒子が分散している反射膜、及び保護膜が順次積層された光透過性の基板を備えた光記録媒体に、前記基板側から前記反射膜に向けて前記記録マークよりも大きなスポットの前記光を照射し、前記記録マークの周辺に近接場光を発生させると共に前記近接場光を前記金属微粒子で散乱させ、前記散乱した近接場光を検出することによって前記所定の情報を再生することを特徴とする光記録媒体の再生方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る光記録媒体及びその再生方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の光記録媒体の第１実施例を示す拡大断面図、図２は本発明の光記録媒体の第２実施例を示す拡大断面図、図３は反射膜の断面構造を示す模式図、図４は本発明の光記録媒体と比較例のＣ／Ｎ特性を示すグラフである。
まず、図１に示すように、この記録再生が可能な光記録媒体としての光ディスクＤ１は、読み取り、或いは書き込み用のレーザ光Ｌに対して光透過性の基板２を有しており、この上面に、第１の誘電体膜４、結晶−アモルファス変化を可逆的に起こす記録膜６、第２の誘電体膜８、反射膜１０及び保護膜１２を順次積層して形成されている。ここで、図２に示す第２実施例のように基板２と第１の誘電体膜４との間に、光の照射による温度変化に起因して光透過率が可逆的に変化するマスク層１４を介在させるようにしてもよい。
【００１０】
上記基板２としては例えばポリカーボネート樹脂板、ガラス板等を用いることができ、上記第１及び第２の誘電体膜４、８としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＮ等を用いることができる。また、上記結晶−アモルファス変化を可逆的に起こす記録層６としては、ＡｇＩｎＳｂＴｅやＧｅＳｂＴｅ等を用いることができ、上記保護膜１２としては、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。また、上記マスク層１４としては、サーモクロミック材をもちいることができる。また、反射膜１０は、図３に示すように誘電体１０Ａ中に金属微粒子１０Ｂを分散させて形成しており、この誘電体８Ａとしては、例えばＳｉＯ2 、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＮの内のいずれか１つを選択的に用いることができる。更には、この誘電体１０Ａ中に分散させる金属微粒子１０Ｂとしては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の微粒子を単独で、或いはこれらの２つ以上を混合して用いることができる。この金属微粒子１０Ｂは、誘電体１０Ａと固溶しないものを選ぶ必要がある。
【００１１】
この場合、上記金属微粒子のサイズを、最短記録マーク長と同程度に設定するようにすれば、近接場光の測定感度を最大にできる、という理由から望ましい。また、上記第２の誘電体膜８の厚さを、記録膜の膜厚以下に設定することが、近接場光が局在しているのは、記録膜の膜厚程度の距離であり記録マークと金属微粒子の距離は、それ以下にする必要がある、という理由から望ましい。
このように構成された光ディスクＤ１では、反射膜１０の誘電体１０Ａ中に分散された金属微粒子１０Ｂが前記プローブとしての役割を果たし、記録マーク（図示せず）の近傍に局在する近接場光を散乱し、レーザ光Ｌの回折限界以下の微少な記録マークの再生が可能となる。
ここで、以下に記すように本発明の光記録媒体である実施例１、２と従来の光ディスクである比較例１とを実際に作成し、その評価を行ったので、評価結果について説明する。
【００１２】
(実施例１)
ポリカーボネートよりなる光透過性の基板２上に、第１の誘電体膜４としてZnS-SiO2を厚み75nm、結晶−アモルファス変化を可逆的に起こす相変化型の記録膜６としてAgInSbTeを厚み20nm、第２の誘電体膜８としてZnS-SiO2を厚み10nm、反射膜１０としてSiO2よりなる誘電体１０Ａ中にAgよりなる金属微粒子１０Ｂを分散させた膜を厚み100nmだけそれぞれ積層させて形成した。その後、保護膜１２ として紫外線硬化樹脂を塗布した。
上記各膜の形成は、保護膜１２を除いて同一スパッタリング装置内ですべての膜の成膜を行った。また、反射膜１０の形成はSiO2ターゲット上にAgチップを置いて行い、チップの数により膜中のAg粒子の密度、大きさのコントロールを行った。
【００１３】
(実施例２)
光透過性の基板２上に、光の照射による温度変化により光透過率が可逆的に変化する有機色素からなるマスク層１４をスピンコートまたは真空蒸着等の方法で形成した。その後、上記実施例１と同様の材料、膜厚で第１の誘電体膜４、結晶−アモルファス変化を可逆的に起こす相変化型の記録膜６、第２の誘電体膜８、反射膜１０、保護膜１２を形成した。
(比較例)
反射膜としてAlを150nmの厚みで形成した点を除いて、他の膜は上記実施例１ と同様な構成にして、従来の光ディスクを作成した。
図４に実施例１、２と比較例の光ディスクのC/Nのマーク長依存性を示す。こ の時の測定はレーザ波長が635nm、ＮＡが0.6、線速度が3.5m/sec、記録パワー  が15mW、再生パワーが0.9mW(比較例)、4mW(実施例１、２) の条件で行った。こ のグラフから明らかなように実施例１、２は同様な特性を示しており、共にマーク長が０．１μｍ程度の微少な記録マークの再生が可能である。これに対して、マーク長が０．１μｍ程度の微少な記録マークの再生は行うことができず、本発明の実施例１、２は優れた特性を示すことが判明した。
尚、本実施例では、片面のみの光ディスクを例にとって説明したが、これに限定されず、例えば貼り合わせ型の光ディスクのように両面型の光ディスクにも本発明を適用できるのは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光記録媒体及びその再生方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
近接場光を利用して使用するレーザ光の回折限界以下の微小記録マークを再生することができるので、高記録密度を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の第１実施例を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の光記録媒体の第２実施例を示す拡大断面図である。
【図３】反射膜の断面構造を示す模式図である。
【図４】本発明の光記録媒体と比較例のＣ／Ｎ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２…基板、４…第１の誘電体膜、６…記録膜、８…第２の誘電体膜、１０…反射膜、１０Ａ…誘電体、１０Ｂ…金属微粒子、１２…保護膜、１４…マスク層、Ｄ１…光ディスク（光記録媒体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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