(57)【要約】４５０ｎｍ以下である波長λのレーザビームの照射によって情報の記録および再生を行う光学的情報記録媒体であって、基板１４と、複数の情報層とを備える。複数の情報層のうちレーザビームの入射側に最も近い第１の情報層８が、記録層４、反射層６および透過率調整層７を含む。そして、記録層４が結晶相である場合の第１の情報層８の波長λにおける透過率Ｔｃ１（％）と、記録層４が非晶質相である場合の第１の情報層８の波長λにおける透過率Ｔａ１（％）とが、４６＜Ｔｃ１且つ４６＜Ｔａ１を満たす。また、透過率調整層７の波長λにおける屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１と、反射層６の波長λにおける屈折率ｎ２および消衰係数ｋ２とが、１．５≦（ｎ１−ｎ２）且つ１．５≦（ｋ２−ｋ１）を満たす。
2003025922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４５０ｎｍ以下である波長λのレーザビームの照射によって情報の記録および再生を行う光学的情報記録媒体であって、
基板と、前記基板上に形成された複数の情報層とを備え、
前記複数の情報層のうち前記レーザビームの入射側に最も近い第１の情報層が、記録層、反射層および透過率調整層を前記入射側からこの順序で含み、
前記記録層が、前記レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、
前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴａ１（％）としたときに、前記Ｔｃ１と前記Ｔａ１とが、
４６＜Ｔｃ１  且つ  ４６＜Ｔａ１
を満たし、
前記透過率調整層の前記波長λにおける屈折率および消衰係数をそれぞれｎ１およびｋ１とし、前記反射層の前記波長λにおける屈折率および消衰係数をそれぞれｎ２およびｋ２としたときに、前記ｎ１、前記ｋ１、前記ｎ２および前記ｋ２が、
１．５≦（ｎ１−ｎ２）  且つ  １．５≦（ｋ２−ｋ１）
を満たす光学的情報記録媒体。
【請求項２】
４５０ｎｍ以下である波長λのレーザビームの照射によって情報の記録および再生を行う光学的情報記録媒体であって、
基板と、前記基板上に形成された複数の情報層とを備え、
前記複数の情報層のうち前記レーザビームの入射側に最も近い第１の情報層が、記録層、反射層および透過率調整層を前記入射側からこの順序で含み、
前記記録層が、前記レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、
前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴａ１（％）としたときに、前記Ｔｃ１と前記Ｔａ１とが、
４６＜Ｔｃ１  且つ  ４６＜Ｔａ１
を満たし、
前記透過率調整層がＴｉの酸化物を主成分とする光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記ｎ１と前記ｋ１とが、
２．４≦ｎ１  且つ  ｋ１≦０．１
を満たす請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記ｎ２と前記ｋ２とが、
ｎ２≦２．０  且つ  １．０≦ｋ２
を満たす請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲａ１（％）としたときに、前記Ｒｃ１と前記Ｒａ１とが、
Ｒａ１＜Ｒｃ１  且つ  ０．１≦Ｒａ１≦５
を満たす請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲａ１（％）としたときに、前記Ｒｃ１と前記Ｒａ１とが、
Ｒａ１＜Ｒｃ１  且つ  ４≦Ｒｃ１≦１５
を満たす請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記Ｔｃ１と前記Ｔａ１とが、
−５≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦５
を満たす請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記透過率調整層が、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＺｎＳからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記透過率調整層の厚さｄ１と前記波長λとが、
（１／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（３／１６）λ／ｎ１、
または、
（１７／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（１１／１６）λ／ｎ１
を満たす請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
前記透過率調整層の厚さｄ１が、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内または８０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
前記記録層が、組成式
ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、０＜ａ≦２５、  １．５≦ｂ≦４）
で表される材料からなる請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１２】
前記記録層が、組成式
（Ｇｅ−Ｍ１）ａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、Ｍ１はＳｎおよびＰｂからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦２５、  １．５≦ｂ≦４）
で表される材料からなる請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１３】
前記記録層が、組成式
（ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ）１００−ｃＭ２ｃ（但し、Ｍ２はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦２５、  １．５≦ｂ≦４、  ０＜ｃ≦２０）
で表される材料からなる請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１４】
前記記録層が、組成式
（ＳｂｘＴｅ１００−ｘ）１００−ｙＭ３ｙ（但し、Ｍ３はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、５０≦ｘ≦９５、  ０＜ｙ≦２０）
で表される材料からなる請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１５】
前記記録層の厚さが１ｎｍ〜９ｎｍの範囲内である請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１６】
前記反射層が、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含み、
前記反射層の厚さｄ２が、３ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である請求項１４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１７】
前記記録層と前記反射層との間に配置された上側保護層をさらに備え、
前記上側保護層が、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、ＺｎＳ、ＳｉＣおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む請求項１５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１８】
前記上側保護層の屈折率ｎ３および厚さｄ３と前記波長λとが、（１／６４）λ／ｎ３≦ｄ３≦（１５／６４）λ／ｎ３
を満たす請求項１７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１９】
前記上側保護層の厚さｄ３が、２ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内である請求項１７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項２０】
前記第上側保護層と前記記録層との界面に配置された界面層をさらに備え、
前記界面層がＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む請求項１７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項２１】
前記第１の情報層は、前記記録層よりも前記入射側に配置された下側保護層をさらに備える請求項１５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項２２】
前記下側保護層と前記記録層との界面に配置された界面層をさらに備え、
前記界面層がＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む請求項２１に記載の光学的情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数の情報層を備え、レーザビームの照射によって光学的に情報の記録、消去、書き換え、または再生を行う光学的情報記録媒体に関する。
背景技術
レーザビームを用いて情報の記録、消去、書き換え、または再生を行う光学的情報記録媒体として、相変化形の光学的情報記録媒体がある。相変化形の光学的情報記録媒体では、情報の記録、消去および書き換えには、その記録層が結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変化を生じる現象を利用する。一般に、情報を記録する場合は、高パワー（記録パワー）のレーザビームを照射して記録層を溶融して急冷することによって、照射部を非晶質相にして情報を記録する。一方、情報を消去する場合は、記録時より低パワー（消去パワー）のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することにより、照射部を結晶相にして前の情報を消去する。従って、相変化形の光学的情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワーを変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録することが可能である（例えば角田義人他「光ディスクストレージの基礎と応用」電気情報通信学会編、１９９５年、第２章を参照）。
近年、光学的情報記録媒体を大容量化するための技術として、様々な技術が検討されている。例えば、従来の赤色レーザより波長が短い青紫色レーザを用いたり、レーザビームが入射する側の基板を薄くして開口数（ＮＡ）が大きい対物レンズを使用したりすることによって、レーザビームのスポット径をより小さくして高密度の記録を行う技術が検討されている。また、２つの情報層を備える光学的情報記録媒体を用いて、その片側から入射するレーザビームによって２つの情報層の記録・再生を行う技術も検討されている（特開２０００−３６１３０号公報参照）。この技術では、２つの情報層を用いることによって、光学的情報記録媒体の記録容量をほぼ２倍にすることができる。
片側から２つの情報層を記録・再生する光学的情報記録媒体（以下、２層光学的情報記録媒体という場合がある）では、レーザビームの入射側の情報層（以下、第１の情報層という場合がある）を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側とは反対側の情報層（以下、第２の情報層という場合がある）の記録・再生を行う。従って、第１の情報層はできるだけ透過率が高いことが好ましい。
光学的情報記録媒体では、レーザビームの入射側から記録層と反射層とをこの順序で備える第１の情報層が用いられる場合がある。反射層は、レーザビームの照射によって記録層で発生する熱を拡散させたり、記録層への効率的な光吸収を可能とする。このような第１の情報層の透過率を高くするために、反射層のレーザビームの入射側とは反対側の面に、誘電体からなる透過率調整層を配置した情報層が検討されている（特開２０００−２２２７７７号公報参照）。
また、第１の情報層におけるレーザビームの透過率を高くするためには、記録層の厚さを極めて薄くする必要がある。しかし、記録層が薄くなると、記録層が結晶化する際に、形成される結晶核が減少し、また、原子の移動できる距離が短くなる。このため、同じ材料であっても結晶化速度が相対的に低下する傾向にある。従って、記録層の厚さが薄いほど結晶相が形成されにくくなり、消去率は低下する。
従来から、記録層の材料（相変化材料）としては、結晶化速度が速く、繰り返し書き換え性能にも優れ、且つ信頼性も高いＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系の材料が用いられてきた。この材料を用いて、コンピュータのデータ記録用の光ディスクや映像記録用の光ディスクが商品化されている。Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系材料の中でも、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３ライン上の擬二元系組成は結晶化速度が最も速く、記録層が極めて薄い場合でも良好な消去率が得られる。
光学的情報記録媒体の大容量化のためには、青紫色レーザを使って記録再生を行う２層光学的情報記録媒体の実用化が望まれる。従来よりも短波長のレーザビームを用いたり、従来よりも開口数（ＮＡ）が大きい対物レンズを用いることによって、レーザビームのスポット径を小さくでき、より高密度の記録が可能となる。スポット径を小さくして記録を行うためには、小さな記録マークを良好な形状に形成できる光学的情報記録媒体が必要である。スポット径を小さくして記録を行うと、記録層にレーザビームが照射される時間が相対的に短くなるため、小さな記録マークを形成するには、記録層の材料として結晶化速度の速い材料で記録層を形成することが必要となる。また、小さな記録マークでも十分な信号振幅を得るためには、結晶相と非晶質相との間で光学的特性の変化が大きい材料を用いて記録層を形成することが望ましい。
また、青紫色レーザを用いて記録再生を行う場合には赤色レーザを用いる場合に比べてレーザ光のエネルギーが大きくなるため、情報層を構成する多層膜による光吸収が大きくなる傾向にある。即ち、青紫色レーザの波長では、情報層の透過率が小さくなる傾向にある。
２層光学的情報記録媒体の場合、前述したように、第１の情報層を透過したレーザビームを用いて、第２の情報層の記録再生を行う。従って、第２の情報層に情報を記録する際に必要なレーザパワーは、第２の情報層で要求される記録パワーを第１の情報層の透過率で割った値となる。ここで、第２の情報層が単独で存在する場合に必要とされる記録パワーを６ｍＷとし、第１の情報層の透過率を４６％以下であると仮定すると、第２の情報層に記録を行うために必要なレーザパワーは１３．０ｍＷ以上である。現在、入手可能な青紫色半導体レーザのパワーはおよそ５０ｍＷであるが、レンズ等の光学系による損失があるため、光学的情報記録媒体に照射されるパワーは約１／４の１２．５ｍＷ程度が限界である。従って、第１の情報層の透過率は４６％よりも大きいことが必要となる。
また、発明者らの実験よると、小さなスポット径でも大きな信号振幅を得るためには、記録層の材料であるＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３ライン上の擬二元系組成においてＧｅＴｅの割合を大きくすると良いことが分かっている。しかしながら、ＧｅＴｅの割合が多くなるほど融点が高くなる傾向にあるため、非晶質層を形成するために必要とされるレーザパワー（記録パワー）がより大きくなる。ＧｅＴｅが多い組成の材料で第２の情報層の記録層を形成した場合、第１の情報層の透過率が４６％以下であると、第２の情報層ではレーザのパワーが足りなかった。その結果、第２の情報層において、飽和した信号振幅を得ることができなかった。
このように、青紫色レーザを用いる２層光学的情報記録媒体においては、第１の情報層の透過率の向上が重要であり、特に、透過率を４６％よりも大きくすることが重要であることがわかった。したがって、青紫色レーザを用いる２層光学的情報記録媒体の実用化には、青紫色レーザの波長において透過率が高い第１の情報層が必要である。
このような状況に鑑み、本発明は、複数の情報層を備え、青紫色レーザを用いて記録・再生を良好に行うことができる光学的情報記録媒体を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するため、本発明の第１の光学的情報記録媒体は、４５０ｎｍ以下である波長λのレーザビームの照射によって情報の記録および再生を行う光学的情報記録媒体であって、基板と、前記基板上に形成された複数の情報層とを備え、前記複数の情報層のうち前記レーザビームの入射側に最も近い第１の情報層が、記録層、反射層および透過率調整層を前記入射側からこの順序で含み、前記記録層が、前記レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴａ１（％）としたときに、前記Ｔｃ１と前記Ｔａ１とが、
４６＜Ｔｃ１  且つ  ４６＜Ｔａ１
を満たし、
前記透過率調整層の前記波長λにおける屈折率および消衰係数をそれぞれｎ１およびｋ１とし、前記反射層の前記波長λにおける屈折率および消衰係数をそれぞれｎ２およびｋ２としたときに、前記ｎ１、前記ｋ１、前記ｎ２および前記ｋ２が、
１．５≦（ｎ１−ｎ２）  且つ  １．５≦（ｋ２−ｋ１）
を満たす。この第１の光学的情報記録媒体によれば、第１の情報層の透過率が高く、記録再生特性が良好な多層光学的情報記録媒体が得られる。
また、本発明の第２の光学的情報記録媒体は、４５０ｎｍ以下である波長λのレーザビームの照射によって情報の記録および再生を行う光学的情報記録媒体であって、基板と、前記基板上に形成された複数の情報層とを備え、前記複数の情報層のうち前記レーザビームの入射側に最も近い第１の情報層が、記録層、反射層および透過率調整層を前記入射側からこの順序で含み、前記記録層が、前記レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける透過率をＴａ１（％）としたときに、前記Ｔｃ１と前記Ｔａ１とが、
４６＜Ｔｃ１  且つ  ４６＜Ｔａ１
を満たし、前記透過率調整層がＴｉの酸化物を主成分とする。この第２の光学的情報記録媒体によれば、第１の情報層の透過率が高く、記録再生特性が良好な多層光学的情報記録媒体が得られる。
上記第１の光学的情報記録媒体では、透過率調整層の屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１が、２．４≦ｎ１  且つ  ｋ１≦０．１を満たしてもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率をさらに高めることができる。
上記第１の光学的情報記録媒体では、反射層の屈折率ｎ２および消衰係数ｋ２が、ｎ２≦２．０  且つ  １．０≦ｋ２を満たしてもよい。この構成によれば、第１の情報層の反射率をさらに高めることができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲｃ１（％）とし、前記記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の前記波長λにおける反射率をＲａ１（％）としたときに、前記Ｒｃ１と前記Ｒａ１とが、Ｒａ１＜Ｒｃ１、且つ、０．１≦Ｒａ１≦５を満たしてもよい。また、前記Ｒｃ１と前記Ｒａ１とが、Ｒａ１＜Ｒｃ１、且つ、４≦Ｒｃ１≦１５を満たしてもよい。これらの構成によれば、第１の情報層の反射率差（Ｒｃ１−Ｒａ１）を大きくでき、良好な記録再生特性が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記透過率Ｔｃ１と、前記透過率Ｔａ１とが、−５≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦５を満たしてもよい。この構成によれば、第１の情報層の記録層の状態に関わらず、その透過率がほぼ均一であるため、第１の情報層以外の情報層において、良好な記録再生特性が得られる。
上記第１の光学的情報記録媒体では、前記透過率調整層がＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＺｎＳからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでもよい。この場合、前記透過率調整層の厚さｄ１と前記波長λとが、（１／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（３／１６）λ／ｎ１、または、（１７／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（１１／１６）λ／ｎ１を満たしてもよい。また、前記透過率調整層の厚さｄ１が、５ｎｍ〜３０ｎｍ又は８０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であってもよい。これらの構成によれば、第１の情報層の透過率をさらに高めることができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層が、組成式ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、０＜ａ≦２５、１．５≦ｂ≦４）で表される材料からなるものでもよい。この構成によれば、記録層が薄い場合でも良好な記録再生性能が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層が、組成式（Ｇｅ−Ｍ１）ａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、Ｍ１はＳｎおよびＰｂからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦２５、１．５≦ｂ≦４）で表される材料からなるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成のＧｅを置換したＳｎまたはＰｂが結晶化能を向上させ、記録層が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層が、組成式（ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ）１００−ｃＭ２ｃ（但し、Ｍ２はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦２５、１．５≦ｂ≦４、０＜ｃ≦２０）で表される材料からなるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成に添加した元素Ｍ２が記録層の融点及び結晶化温度を上昇させ、記録層の熱的安定性が向上する。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層が、組成式（ＳｂｘＴｅ１００−ｘ）１００−ｙＭ３ｙ（但し、Ｍ３はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素であり、５０≦ｘ≦９５、０＜ｙ≦２０）で表される材料からなるものでもよい。この構成によれば、第１の情報層の反射率差（Ｒｃ１−Ｒａ１）を大きくでき、良好な記録再生特性が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層の厚さが１ｎｍ〜９ｎｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率をさらに高めることができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記反射層が、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含み、前記反射層の厚さｄ２が、３ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、熱伝導率が高い反射層が、レーザビームの照射によって第１の情報層、特に記録層において発生する熱を拡散させることができる。また、光学的にも、第１の情報層の反射率をさらに高めることができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記記録層と前記反射層との界面に配置された上側保護層をさらに備え、前記上側保護層が、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、ＺｎＳ、ＳｉＣおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでもよい。この場合、前記上側保護層の屈折率ｎ３および厚さｄ３と、前記波長λとが、（１／６４）λ／ｎ３≦ｄ３≦（１５／６４）λ／ｎ３を満たしてもよい。また、前記上側保護層の厚さｄ３が、２ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であってもよい。これらの構成によれば、第１の情報層における光学特性を調整し、さらに記録層で発生した熱を効果的に拡散させることができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記上側保護層と前記第１の記録層との界面に配置された界面層をさらに備え、前記界面層がＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでもよい。この構成によれば、繰り返し記録によって生じる上側保護層と記録層との間の物質移動を防止でき、良好な繰り返し記録性能を得ることができる。また、この界面層は記録層の結晶化を促進する機能も有している。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記第１の情報層が、前記記録層よりも前記入射側に配置された下側保護層をさらに備えてもよい。この構成によれば、下側保護層が記録層の酸化、腐食および変形等を防止することができ、さらに第１の情報層における光学特性を調整することができる。
本発明の光学的情報記録媒体では、前記下側保護層と前記記録層との界面に配置された界面層をさらに備え、前記界面層がＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＣからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでもよい。この構成によれば、繰り返し記録によって生じる下側保護層と記録層との間の物質移動を防止でき、良好な繰り返し記録性能を得ることができる。また、この界面層は記録層の結晶化を促進する機能も有している。
発明を実施するための形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施形態１の光学的情報記録媒体１５（以下、記録媒体１５という場合がある）の一部断面図を図１に示す。記録媒体１５は、複数の情報層を備え、片面からのレーザビーム１６の照射によって情報の記録および再生が可能な光学的情報記録媒体である。
記録媒体１５は、基板１４と、基板１４上に光学分離層を介して積層されたｎ組（ｎは２以上の自然数）の情報層と、最上部に形成された透明層１とを備える。図１では、光学分離層９、１１および１２と、第１の情報層８と、第２の情報層１０（ハッチングは省略する）と、第ｎの情報層１３（ハッチングは省略する）とが示されている。第ｎの情報層１３は、レーザビーム１６の光入射側からｎ番目の情報層である。第１の情報層８から第（ｎ−１）の情報層は、光透過形の情報層である。
光学分離層９、１１および１２といった光学分離層および透明層１は、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化性樹脂）や遅効性樹脂といった樹脂、または誘電体等からなる。これらの材料は、使用するレーザビーム１６に対する光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。透明層１には、透明な円盤状の薄板を用いてもよい。これらの薄板は、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやＰＭＭＡといった樹脂、またはガラスで形成することができる。この場合、透明層１は、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化性樹脂）や遅効性樹脂といった樹脂によって第１の情報層８の下側保護層２に貼り合わせることができる。
記録媒体１５では、その片側からレーザビーム１６を照射することによって、すべての情報層に対して情報の記録・再生を行うことができる。第ｋの情報層（ｋは１＜ｋ≦ｎを満たす自然数）では、第１〜第（ｋ−１）の情報層を透過したレーザビーム１６によって記録・再生が行われる。
なお、第１の情報層から第ｎの情報層のいずれかを、再生専用タイプの情報層（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、或いは１回のみ書き込み可能な追記型の情報層（Ｗｒｉｔｅ  Ｏｎｃｅ：ＷＯ）としてもよい。
レーザビーム１６を集光した際のスポット径は波長λに影響を受け、波長λが短いほどスポット径を小さくできる。このため、高密度記録の場合、レーザビーム１６の波長λは４５０ｎｍ以下であることが好ましい。一方、レーザビーム１６の波長が３５０ｎｍ未満の場合には、光学分離層や透明層１による光吸収が大きくなってしまう。したがって、レーザビーム１６の波長は、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
以下、複数の情報層のうちレーザビーム１６の入射側に最も近い第１の情報層８について詳細に説明する。第１の情報層８は、レーザビーム１６の入射側から順に配置された下側保護層２、下側界面層３、記録層４、上側保護層５、反射層６および透過率調整層７を備える。なお、界面層および保護層の名称に関して、下側とは記録層よりもレーザビーム１６の入射側であることを意味し、上側とは記録層に対してレーザビーム１６の入射側とは反対側であることを意味する。
基板１４は、透明で円盤状の基板である。基板１４は、例えば、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやＰＭＭＡといった樹脂、またはガラスで形成できる。基板１４の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に好ましい。
基板１４の第ｎの情報層１３側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板１４の第ｎの情報層１３側とは反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板１４の厚さは、十分な強度が得られるように、且つ記録媒体１５の厚さが１２００μｍ程度となるように、４００μｍ〜１２００μｍの範囲内であることが好ましい。なお、透明層１の厚さが、ＮＡ＝０．６で良好な記録・再生が可能となる６００μｍ程度の場合、基板１４の厚さは５５０μｍ〜６５０μｍの範囲内であることが好ましい。また、透明層１の厚さが、ＮＡ＝０．８５で良好な記録・再生が可能となる１００μｍ程度の場合、基板１４の厚さは１０５０μｍ〜１１５０μｍの範囲内であることが好ましい。
下側保護層２は、誘電体からなる。下側保護層２は、記録層４の酸化、腐食、変形等を防止する働きと、光学距離を調整して記録層４の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きとを有する。下側保護層２には、例えばＳｉＯｘ（ｘは、０．５〜２．５）、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、またはＴｅ−Ｏなどの酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物やＳｉＣなどの炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ２は、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性および耐湿性が良好である。そのため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２は、下側保護層２の材料として特に優れている。
下側保護層２の厚さは、記録層４が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第１の情報層８の透過率が大きくなる条件を満足するように決定される。具体的には、下側保護層２の厚さは、マトリクス法（例えば久保田広著「波動光学」岩波書店、１９７１年、第３章を参照）に基づく計算によって決定することができる。
上側保護層５は、光学距離を調整して記録層４の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きとを有する。上側保護層５には、例えばＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３などの酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物や、ＳｉＣなどの炭化物、またはＣ（炭素）を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。上側保護層５に窒化物を用いることによって、記録層４の結晶化を促進する働きが得られる。上記材料の中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は、反応性スパッタリング法で形成し易く、機械特性および耐湿性に優れている。この中でも、特にＧｅ−Ｓｉ−ＮやＧｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。また、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ２は、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性および耐湿性が良好である。そのため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２も上側保護層５の材料として優れている。
上側保護層５の厚さｄ３と、上側保護層５の屈折率ｎ３と、レーザビーム１６の波長λとは、（１／６４）λ／ｎ３≦ｄ３≦（１５／６４）λ／ｎ３を満たすことが好ましく、（１／６４）λ／ｎ３≦ｄ３≦（１／８）λ／ｎ３を満たすことがより好ましい。たとえば、波長λとｎ３とを３５０ｎｍ≦λ≦４５０ｎｍ且つ１．５≦ｎ３≦３．０の範囲内で選択した場合には、２ｎｍ≦ｄ３≦７０ｎｍであることが好ましく、２ｎｍ≦ｄ３≦４０ｎｍであることがより好ましい。ｄ３をこの範囲内で選ぶことによって、記録層４で発生した熱を効果的に反射層６側に拡散させることができる。
透過率調整層７は誘電体からなり、第１の情報層８の透過率を調整する機能を有する。この透過率調整層７によって、記録層４が結晶相である場合の第１の情報層８の透過率Ｔｃ１（％）と、記録層４が非晶質相である場合の第１の情報層８の透過率Ｔａ１（％）とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層７を備える第１の情報層８では、透過率調整層７が無い場合に比べて、２％〜１０％程度透過率が上昇する。また、透過率調整層７は、記録層４で発生した熱を効果的に拡散させる機能も有する。
透過率調整層７の屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１は、第１の情報層８の透過率Ｔｃ１およびＴａ１を高める作用をより大きくするため、２．４≦ｎ１且つｋ１≦０．１を満たすことが好ましく、２．４≦ｎ１≦３．０且つｋ１≦０．０５を満たすことがより好ましい。
透過率調整層７の厚さｄ１および屈折率ｎ１と、レーザビーム１６の波長λとは、（１／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（３／１６）λ／ｎ１又は（１７／３２）λ／ｎ１≦ｄ１≦（１１／１６）λ／ｎ１を満たすことが好ましく、（１／１６）λ／ｎ１≦ｄ１≦（５／３２）λ／ｎ１又は（９／１６）λ／ｎ１≦ｄ１≦（２１／３２）λ／ｎ１を満たすことがより好ましい。たとえば、波長λとｎ１とを、３５０ｎｍ≦λ≦４５０ｎｍ且つ２．４≦ｎ１≦３．０の範囲内で選択した場合には、３ｎｍ≦ｄ１≦３５ｎｍ又は６０ｎｍ≦ｄ１≦１３０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ≦ｄ１≦３０ｎｍ又は８０ｎｍ≦ｄ１≦１００ｎｍであることがより好ましい。ｄ１をこの範囲内で選ぶことによって、第１の情報層８の透過率Ｔｃ１およびＴａ１を共に高くすることができる。
透過率調整層７には、例えばＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３などの酸化物を用いることができる。また、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。これらの中でも、特にＴｉＯ２またはＴｉＯ２を含む材料を用いることが好ましい。これらの材料は、波長４００ｎｍ近傍で屈折率が大きく（ｎ１＝２．５〜２．８）、消衰係数も小さい（ｋ１＝０．０〜０．０５）ため、第１の情報層８の透過率を高める作用が大きくなる。ＴｉＯ２を主成分とする材料で透過率調整層７を形成する場合、ＴｉＯ２の含有率は、５０ｍｏｌ％以上であることが好ましい。
下側界面層３は、繰り返し記録によって生じる下側保護層２と記録層４との間の物質移動を防止する働きがある。下側界面層３には、例えばＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物、ＣｒＯ２などの酸化物、もしくはこれらの系を含む窒化酸化物を用いることができる。また、Ｃ（炭素）を用いることもできる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は反応性スパッタリングで形成し易く、機械特性および耐湿性に優れた界面層を形成できる。特に、Ｇｅ−Ｓｉ−ＮやＧｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。界面層が厚いと、第１の情報層８の反射率や吸収率が大きく変化して記録・消去性能に影響を与える。従って、界面層の厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。
記録媒体１５は、記録層４と上側保護層５との間の界面に配置された上側界面層を備えてもよい。この場合、上側界面層には、下側界面層３について説明した材料を用いることができる。また、下側界面層３と同様の理由により、上側界面層の厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。
上側保護層５と反射層６との間、および反射層６と透過率調整層７との間には、界面層を配置してもよい。これらの界面層は、特に、高温高湿の環境下や記録時における、上側保護層５と反射層６との間、および反射層６と透過率調整層７との間の物質移動を防止する働きがある。これらの界面層には、下側界面層３について説明した材料を用いることができる。また、下側界面層３と同様の理由により、これらの界面層の厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。
記録層４は、レーザビーム１６の照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす材料からなる。記録層４は、例えばＧｅとＳｂとＴｅとを含む材料で形成できる。具体的には、記録層４は、組成式ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａで表される材料で形成できる。この材料は、非晶質相が安定で信号振幅が大きくなるように、および融点の上昇と結晶化速度の低下とが小さくなるように、０＜ａ≦２５（より好ましくは４≦ａ≦２３）を満たすことが好ましい。また、この材料は、非晶質相が安定で信号振幅が大きくなるように、および結晶化速度の低下が小さくなるように、１．５≦ｂ≦４（より好ましくは１．５≦ｂ≦３）を満たすことが好ましい。
また、記録層４は、組成式（Ｇｅ−Ｍ１）ａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、Ｍ１はＳｎおよびＰｂからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この組成式は、Ｇｅと元素Ｍ１とが合計で１００・ａ／（３＋２ａ＋ｂ）原子％だけ含まれることを意味している。この材料の組成は、組成式ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａで表される材料のＧｅの一部を元素Ｍ１で置換した組成である。この材料を用いた場合、Ｇｅを置換した元素Ｍ１が結晶化能を向上させるため、記録層４が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。元素Ｍ１としては、毒性がない点でＳｎがより好ましい。この材料でも、０＜ａ≦２５（より好ましくは４≦ａ≦２３）且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは１．５≦ｂ≦３）を満たすことが好ましい。
また、記録層４は、組成式（ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ）１００−ｃＭ２ｃ（但し、Ｍ２はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この材料の組成は、組成式ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａで表される材料に元素Ｍ２を添加した組成である。この場合、添加された元素Ｍ２が記録層の融点および結晶化温度を上昇させるため、記録層の熱的安定性を向上できる。この材料は、結晶化速度の低下を少なくするため０＜ｃ≦２０を満たすことが好ましく、２≦ｃ≦１０を満たすことがより好ましい。また、この材料は、０＜ａ≦２５（より好ましくは４≦ａ≦２３）且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは１．５≦ｂ≦３）を満たすことが好ましい。
また、記録層４は、組成式（ＳｂｘＴｅ１００−ｘ）１００−ｙＭ３ｙ（但し、Ｍ３はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この材料は、Ｓｂ７０Ｔｅ３０共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金に元素Ｍ３を加えることによって得られる。ｘおよびｙが、５０≦ｘ≦９５、および０＜ｙ≦２０を満たす場合には、記録層４が極めて薄くても、第１の情報層８の反射率差（Ｒｃ１−Ｒａ１）を大きくでき、良好な記録・再生特性が得られる。
６５≦ｘの場合には、結晶化速度が特に速く、特に良好な消去率が得られる。また、８５≦ｘの場合には、非晶質化が困難となる。従って、６５≦ｘ≦８５であることがより好ましい。また、良好な記録・再生性能を得るためには、結晶化速度を調整するために元素Ｍ３を添加することが好ましい。ｙは、１≦ｙ≦１０を満たすことがより好ましい。ｙ≦１０の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録によって生じる特性劣化を抑制できる。
記録・再生のために必要なレーザ光量を第１の情報層８以外の情報層に到達させるためには、記録層４の厚さをなるべく薄くして第１の情報層８の透過率を高くする必要がある。例えば、組成式ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ、（Ｇｅ−Ｍ１）ａＳｂｂＴｅ３＋ａ表される材料、または組成式（ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ）１００−ｃＭ２ｃで表される材料で記録層４を形成した場合には、記録層４の厚さは３ｎｍ〜９ｎｍ（より好ましくは４ｎｍ〜８ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。同様に、組成式（ＳｂｘＴｅ１００−ｘ）１００−ｙＭ３ｙで表される材料で記録層４を形成した場合には、記録層４の厚さは１ｎｍ〜７ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜６ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。
反射層６は、記録層４に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、反射層６は、記録層４で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層４を非晶質化し易くするという熱的な機能も有する。さらに、反射層６は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
反射層６の材料には、例えばＡｇ、Ａｕ、ＣｕまたはＡｌといった熱伝導率の高い単体金属を用いることができる。また、これらの金属元素の１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金を用いることができる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ、またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。これらの合金は、いずれも耐食性に優れ且つ急冷条件を満足する優れた材料である。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きく、光の透過率も高いため、反射層６の材料として好ましい。
反射層６の屈折率ｎ２および消衰係数ｋ２は、第１の情報層８の透過率をより大きくするため、ｎ２≦２．０且つ１．０≦ｋ２を満たすことが好ましく、０．１≦ｎ２≦１．０且つ１．５≦ｋ２≦４．０を満たすことがより好ましい。
第１の情報層８の透過率Ｔｃ１およびＴａ１をできるだけ高くするため、反射層６の厚さは３ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。反射層６の厚さが３ｎｍより薄い場合には、その熱拡散機能が不十分となり、且つ第１の情報層８の反射率が２〜３％低下する。また、反射層６が１５ｎｍより厚い場合には、第１の情報層８の透過率が不十分となる。
透過率調整層７の屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１と、反射層６の屈折率ｎ２および消衰係数ｋ２とは、１．５≦（ｎ１−ｎ２）≦３．０且つ１．５≦（ｋ２−ｋ１）≦４．０を満たすことが好ましく、２．０≦（ｎ１−ｎ２）≦３．０且つ１．５≦（ｋ２−ｋ１）≦３．０を満たすことがより好ましい。この関係を満たす場合には、反射層６よりも屈折率が大きく且つ消衰係数が小さい透過率調整層７に光が閉じこめられて、光の干渉効果が大きくなるため、第１の情報層８の透過率を高めることができる。例えば、ＴｉＯ２からなる透過率調整層７と、Ａｇ合金からなる反射層６とを用いた場合、波長４０５ｎｍにおいて、ｎ１＝２．７、ｋ１＝０．０、ｎ２＝０．２、ｋ２＝２．０である。この場合、（ｎ１−ｎ２）＝２．５、（ｋ２−ｋ１）＝２．０となり、上記関係を満たしている。
光学分離層９、１１および１２は、それぞれ、第１の情報層８、第２の情報層１０および第ｎの情報層１３のフォーカス位置を区別するための層である。光学分離層９、１１および１２の厚さは、対物レンズの開口数ＮＡとレーザビーム１６の波長λによって決定される焦点深度ΔＺ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の８０％であると仮定した場合、ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）２｝で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６の時、ΔＺ＝０．５５６μｍとなり、±０．６μｍ以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、光学分離層９、１１および１２の厚さは、１．２μｍ以上であることが必要である。第１の情報層８と第ｎの情報層１３との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム１６を集光することが可能な範囲となるようにすることが望ましい。従って、すべての光学分離層の厚さの合計は、対物レンズが許容できる公差内（例えば５０μｍ以下）にすることが好ましい。
光学分離層９、１１および１２の表面のうちレーザビーム１６の入射側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。
記録・再生に必要なレーザ光量を、第１の情報層８以外の情報層に到達させるために、第１の情報層８の透過率Ｔｃ１およびＴａ１は、４６＜Ｔｃ１且つ４６＜Ｔａ１を満たすことが好ましく、４８≦Ｔｃ１且つ４８≦Ｔａ１を満たすことがより好ましい。
第１の情報層８の透過率Ｔｃ１およびＴａ１は、−５≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦５を満たすことが好ましく、−３≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦３を満たすことがより好ましい。Ｔｃ１およびＴａ１がこの条件を満たすことによって、第１の情報層８以外の情報層の記録・再生の際に、記録層４の状態による第１の情報層８の透過率の変化の影響が小さく、良好な記録・再生特性が得られる。
第１の情報層８の反射率Ｒｃ１およびＲａ１は、Ｒａ１＜Ｒｃ１を満たすことが好ましい。この構成によれば、情報が記録されていない初期の状態（結晶相）の反射率が高いため、安定に記録・再生動作を行うことができる。また、反射率差（Ｒｃ１−Ｒａ１）を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、Ｒｃ１とＲａ１とは、０．１≦Ｒａ１≦５又は４≦Ｒｃ１≦１５を満たすことが好ましく、０．５≦Ｒａ１≦３又は４≦Ｒｃ１≦１０を満たすことがより好ましい。
実施形態１の記録媒体１５は、実施形態３で説明する方法によって製造できる。
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した本発明の光学的情報記録媒体のうち、ｎ＝２、即ち２つの情報層を備える光学的情報記録媒体の一例について説明する。実施形態２の記録媒体２５の一部断面図を図２に示す。光学的情報記録媒体２５（以下、記録媒体２５という場合がある）は、その片面からのレーザビーム１６の照射によって情報の記録・再生が可能な光学的情報記録媒体である。
記録媒体２５は、基板１４と、基板１４上に順次積層された第２の情報層２４、光学分離層９、第１の情報層８および透明層１とを備える。基板１４、光学分離層９、第１の情報層８、および透明層１には、実施形態１で説明したものを用いることができる。それらの材料、形状および機能は、実施形態１で説明した材料、形状および機能と同様である。
以下、第２の情報層２４の構成について詳細に説明する。第２の情報層２４は、レーザビーム１６の入射側から順に配置された第２下側保護層１７、第２下側界面層１８、第２記録層１９、第２上側界面層２０、第２上側保護層２１、第２金属層２２および第２反射層２３を備える。第２の情報層２４では、透明層１、第１の情報層８および光学分離層９を透過したレーザビーム１６によって記録・再生が行われる。
第２下側保護層１７は、下側保護層２と同様に、誘電体からなる。この第２下側保護層１７は、第２記録層１９の酸化、腐食および変形を防止する働きと、光学距離を調整して第２記録層１９の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きとを有する。第２下側保護層１７には、下側保護層２の場合と同様に、例えばＳｉＯｘ（但し、ｘは、０．５〜２．５）、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔｅ−Ｏなどの酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物やＳｉＣなどの炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。下側保護層２の場合と同様に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２は第２下側保護層１７の材料として特に優れている。
第２下側保護層１７の厚さは、下側保護層２の場合と同様に、第２記録層１９の結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。この厚さは、例えばマトリクス法に基づく計算により決定できる。
第２上側保護層２１には、上側保護層５の場合と同様に、光学距離を調整して第２記録層１９の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きとを有する。第２上側保護層２１には、上側保護層５の場合と同様に、例えばＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３などの酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物や、ＳｉＣなどの炭化物、およびＣを用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。第２上側保護層２１に窒化物を用いる場合には、第２記録層１９の結晶化を促進する効果が得られる。これらの材料の中でもＧｅ−Ｎを含む材料は優れた材料であり、特にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ２も、上側保護層５の場合と同様に、第２上側保護層２１の材料として優れている。
第２下側界面層１８は、繰り返し記録によって生じる、第２下側保護層１７と第２記録層１９との間の物質移動を防止する働きがある。第２下側界面層１８には、下側界面層３の場合と同様に、例えばＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎなどの窒化物、もしくはこれらの系を含む窒化酸化物を用いることができる。また、Ｃ（炭素）を用いることもできる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は優れた界面層であり、特にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。界面層が厚いと、第２の情報層２４の反射率や吸収率が大きく変化して記録・消去性能に影響を与える。従って、界面層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
記録媒体２５は、図２に示すように、第２記録層１９と第２上側保護層２１との間の界面に配置された第２上側界面層２０を備えてもよい。第２上側界面層２０は、第２下側界面層１８について説明した材料で形成できる。その厚さは、第２下側界面層１８と同様の理由で、１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。
第２記録層１９は、記録層４の場合と同様に、レーザビーム１６の照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす材料からなる。第２記録層１９は、記録層４について説明した材料で形成できる。なお、記録層４と第２記録層１９とは、同じ材料で形成してもよいし、異なる材料で形成してもよい。第２記録層１９は、例えば、ＧｅとＳｂとＴｅの３元素を含む材料で形成できる。具体的には、第２記録層１９は、記録層４と同様に、ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａで表される材料で形成できる。この材料は、非晶質相が安定で信号振幅が大きくなるように、および融点の上昇と結晶化速度の低下が少なくなるように、０＜ａ≦２５を満たすことが好ましく、４≦ａ≦２３を満たすことがより好ましい。また、この材料は、非晶質相が安定で信号振幅が大きくなるように、および結晶化速度の低下が少なくなるように、１．５≦ｂ≦４を満たすことが好ましく、１．５≦ｂ≦３を満たすことがより好ましい。
また、第２記録層１９は、記録層４と同様に、組成式（Ｇｅ−Ｍ１）ａＳｂｂＴｅ３＋ａ（但し、Ｍ１はＳｎおよびＰｂからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この材料を用いた場合、Ｇｅを置換した元素Ｍ１が結晶化能を向上させるため、第２記録層１９の厚さが薄い場合でも十分な消去率が得られる。元素Ｍ１としては、毒性がない点でＳｎがより好ましい。この材料は、０＜ａ≦２５（より好ましくは４≦ａ≦２３）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは１．５≦ｂ≦３）を満たすことが好ましい。
また、第２記録層１９は、記録層４と同様に、組成式（ＧｅａＳｂｂＴｅ３＋ａ）１００−ｃＭ２ｃ（但し、Ｍ２はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この場合、添加された元素Ｍ２が記録層の融点および結晶化温度を上昇させるため、記録層の熱的安定性を向上できる。この材料は、０＜ｃ≦２０を満たすことが好ましく、２≦ｃ≦１０を満たすことがより好ましい。また、この材料は、０＜ａ≦２５（より好ましくは４≦ａ≦２３）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは１．５≦ｂ≦３）を満たすことが好ましい。
また、第２記録層１９は、組成式（ＳｂｘＴｅ１００−ｘ）１００−ｙＭ３ｙ（但し、Ｍ３はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。ｘおよびｙが、５０≦ｘ≦９５、および０＜ｙ≦２０を満たす場合には、第２記録層１９が結晶相の場合と非晶質相の場合との間の第２の情報層２４の反射率差を大きくでき、良好な記録・再生特性が得られる。６５≦ｘの場合には、結晶化速度が特に速く、特に良好な消去率が得られる。また、８５≦ｘの場合には、非晶質化が困難となる。従って、６５≦ｘ≦８５であることがより好ましい。また、良好な記録・再生性能を得るためには結晶化速度を調整するために元素Ｍ３を添加することが好ましい。ｙは、１≦ｙ≦１０を満たすことがより好ましい。ｙ≦１０の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録によって生じる特性劣化を抑制できる。
第２記録層１９の厚さは、第２の情報層２４の記録感度を高くするため、６ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内においても、第２記録層１９が厚い場合には熱の面内方向への拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。また、第２記録層１９が薄い場合には第２の情報層２４の反射率が小さくなる。従って、第２記録層１９の厚さは、９ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
第２反射層２３は、反射層６と同様の機能を有する。第２反射層２３は、第２記録層１９に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第２反射層２３は、第２記録層１９で生じた熱を速やかに拡散させ、第２記録層１９を非晶質化し易くするという熱的な機能も有する。さらに、第２反射層２３は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第２反射層２３の材料には、反射層６の場合と同様に、例えばＡｇ、Ａｕ、ＣｕまたはＡｌといった熱伝導率が高い単体金属を用いることができる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｒｕ−ＡｕまたはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きいため、第２反射層２３の材料として好ましい。第２の情報層２４は、高い透過率を必要としないため、第２反射層２３の厚さは、十分な熱拡散機能が得られる３０ｎｍ以上であることが好ましい。この範囲内においても、第２反射層２３が２００ｎｍより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の情報層２４の記録感度が低下する。従って、第２反射層２３の厚さは３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
記録媒体２５は、図２に示すように、第２上側保護層２１と第２反射層２３との間の界面に配置された第２金属層２２を備えてもよい。この場合、第２金属層２２には、第２反射層２３より熱伝導率の低い材料を用いるとよい。たとえば、第２反射層２３にＡｇ合金を用いた場合には、第２金属層２２にはＡｌ合金を用いることが好ましい。第２の金属層２２の厚さは、３ｎｍ〜１００ｎｍ（より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。
実施形態２の記録媒体２５は、実施形態４で説明する方法によって製造できる。
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の記録媒体１５の製造方法について説明する。まず、基板１４（厚さが例えば１１００μｍ）上に、（ｎ−１）層の情報層を光学分離層を介して順次積層する。情報層は、単層膜または多層膜からなり、それらの各層は、成膜装置内で材料となる母材を順次スパッタリングすることによって形成できる。また、光学分離層は、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化性樹脂）または遅効性樹脂を情報層上に塗布し、基板１４を回転させて樹脂を均一に延ばし（スピンコート）たのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層がレーザビーム１６の案内溝を備える場合には、情報層上に樹脂を塗布したのち、溝が形成された基板（型）を硬化前の樹脂に密着させる。次に、基板１４と密着させた型とを共に回転させることによって樹脂を均一に延ばしたのち、樹脂を硬化させる。その後、基板（型）をはがすことによって案内溝が形成された光学分離層を形成できる。
このようにして、基板１４上に光学分離層を介して（ｎ−１）層の情報層を積層した後、さらに光学分離層９を形成する。続いて、光学分離層９上に第１の情報層８を形成する。具体的には、まず、光学分離層９を形成した基板１４を成膜装置内に配置し、光学分離層９上に透過率調整層７を成膜する。透過率調整層７は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、透過率調整層７を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、透過率調整層７は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスからなる群より選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
続いて、透過率調整層７上に、反射層６を成膜する。反射層６は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、反射層６を構成する金属または合金からなる母材を、スパッタリングすることによって形成できる。
続いて、反射層６上に、上側保護層５を成膜する。上側保護層５は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、上側保護層５を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、上側保護層５は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
続いて、上側保護層５上に、記録層４を成膜する。記録層４は、その組成に応じて、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金からなる母材、またはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ１合金からなる母材、またはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ２合金からなる母材、またはＳｂ−Ｔｅ−Ｍ３合金からなる母材を、１つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。
スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスからなる群より選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。また、記録層４は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ１、Ｍ２、またはＭ３の各々の母材を複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。また、記録層１９は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ１、Ｍ２、またはＭ３のうちいずれかの元素を組み合わせた２元系母材や３元系母材などを、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらの場合でも、Ａｒガス雰囲気中、Ｋｒガス雰囲気中、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成する。
実施形態１で説明したように、記録層４の厚さは１ｎｍ〜９ｎｍの範囲内であることが好ましく、４ｎｍ〜８ｎｍの範囲内であることがより好ましい。記録層４の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、層厚を正確に制御することが難しくなる。従って、記録層４の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
続いて、記録層４上に、必要に応じて下側界面層３を成膜する。下側界面層３は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、下側界面層３を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、下側界面層３は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
続いて、記録層４上、または下側界面層３上に、下側保護層２を成膜する。下側保護層２は、上側保護層５と同様の方法で形成できる（以下の保護層についても同様である）。これらの保護層を形成する際に用いられる母材の組成は、保護層の組成およびスパッタリングガスに応じて選択される（他の層を形成する工程においても同様である）。即ち、組成が同一の母材を用いてこれらの保護層を形成する場合もあるし、組成が異なる母材を用いてこれらの保護層を形成する場合もある（他の層を形成する工程においても同様である）。
なお、上側保護層５と反射層６との間、および反射層６と透過率調整層７との間に、界面層を成膜してもよい。この場合の界面層は、下側界面層３と同様の方法で形成できる（以下の界面層についても同様である）。
最後に、下側保護層２上に透明層１を形成する。透明層１は、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化性樹脂）または遅効性樹脂を下側保護層２上に塗布してスピンコートした後、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、透明層１には、透明な円盤状の薄板を用いてもよい。この薄板は、例えば、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやＰＭＭＡといった樹脂、またはガラスで形成できる。この場合、透明層１は、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化性樹脂）や遅効性樹脂等の樹脂を下側保護層２上に塗布して、基板を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、樹脂を硬化させることによって形成できる。
なお、下側保護層２を成膜した後、または透明層１を形成した後、必要に応じて、記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録層４の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。以上のようにして、記録媒体１５を製造できる。
（実施形態４）
実施形態４では、本発明の記録媒体２５の製造方法について説明する。実施形態４の製造方法では、まず、第２の情報層２４を形成する。具体的には、まず、基板１４（厚さが例えば１１００μｍ）を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板１４上に第２反射層２３を成膜する。基板１４にレーザビーム１６を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第２反射層２３を成膜する。第２反射層２３は、反射層６と同様の方法で形成できる。
続いて、第２反射層２３上に、必要に応じて、第２金属層２２を成膜する。第２金属層２２は、反射層６と同様の方法で形成できる。続いて、第２反射層２３上、または第２金属層２２上に、第２上側保護層２１を成膜する。
続いて、第２上側保護層２１上に、必要に応じて第２上側界面層２０を成膜する。続いて、第２上側保護層２１上、または第２上側界面層２０上に、第２記録層１９を成膜する。第２記録層１９は、記録層４と同様の方法で形成できる。
第２記録層１９の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。実施形態２で説明したように、第２記録層１９の厚さは６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。第２記録層１９の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、層厚を正確に制御することが難しくなる。従って、第２記録層１９の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
続いて、第２記録層１９上に、必要に応じて第２下側界面層１８を成膜する。続いて、第２記録層１９上、または第２下側界面層１８上に、第２下側保護層１７を成膜する。
このようにして、第２の情報層２４を形成する。続いて、第２の情報層２４の第２下側保護層１７上に光学分離層９を形成する。光学分離層９は、実施形態３で説明した方法で形成できる。
なお、第２下側保護層１７を成膜した後、または光学分離層９を形成した後に、必要に応じて、第２記録層１９の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第２記録層１９の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、光学分離層９上に第１の情報層８を形成する。具体的には、まず、光学分離層９上に、透過率調整層７、反射層６、上側保護層５、記録層４、下側界面層３、および下側保護層２をこの順序で成膜する。上側保護層５と反射層６との間、および反射層６と透過率調整層７との間に、界面層を成膜してもよい。これらの各層は、実施形態３で説明した方法で形成できる。
最後に、下側保護層２上に透明層１を形成する。透明層１は、実施形態３で説明した方法で形成できる。
なお、下側保護層２を成膜した後、または透明層１を形成した後、必要に応じて、記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録層４の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。以上のようにして、記録媒体２５を製造できる。
（実施形態５）
実施形態５では、実施形態１および２で説明した本発明の光学的情報記録媒体の記録・再生方法について説明する。本発明の記録・再生方法に用いられる記録・再生装置３１の一部の構成を図３に模式的に示す。図３を参照して、記録・再生装置３１は、光学的情報記録媒体３０を回転させるためのスピンドルモータ２６と、半導体レーザ２８を備える光学ヘッド２９と、半導体レーザ２８から出射されるレーザビーム１６を集光する対物レンズ２７とを備える。
光学的情報記録媒体３０は、実施形態１または２で説明した光学的情報記録媒体であり、複数の情報層（例えば第１の情報層８および第２の情報層２４）を備える。対物レンズ２７は、レーザビーム１６を情報層の記録層（第１の情報層８の場合は記録層４、第２の情報層２４の場合は第２記録層１９）に集光する。
光学的情報記録媒体の情報層（たとえば、第１の情報層８および第２の情報層２４）への情報の記録、消去、および上書きは、レーザビーム１６のパワーを、高パワーのピークパワー（Ｐｐ（ｍＷ））と低パワーのバイアスパワー（Ｐｂ（ｍＷ））とに変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム１６を照射することによって、記録層４または第２記録層１９の局所的な一部分に非晶質相が形成され、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム１６が照射され、結晶相（消去部分）が形成される。なお、ピークパワーのレーザビーム１６を照射する場合には、パルスの列で構成される、いわゆるマルチパルスを照射するのが一般的である。なお、マルチパルスはピークパワーおよびバイアスパワーのパワーレベルのみによって変調されてもよいし、０ｍＷ〜ピークパワーの範囲のパワーレベルによって変調されてもよい。
また、記録された情報信号の再生は、再生パワー（Ｐｒ（ｍＷ））のレーザビーム１６を光学的情報記録媒体に照射し、それによって得られた信号を検出器で読みとることによって行われる。再生パワーは、ピークパワーおよびバイアスパワーのいずれのパワーレベルよりも低い。再生パワーは、そのパワーレベルのレーザビーム１６の照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、且つ光学的情報記録媒体から反射された光が記録マークの再生に十分な光量となるパワーである。
対物レンズ２７の開口数ＮＡは、レーザビームのスポット径を０．４μｍ〜０．７μｍの範囲内に調整するため、０．５〜１．１の範囲内（より好ましくは、０．６〜１．０の範囲内）であることが好ましい。レーザビーム１６の波長は、４５０ｎｍ以下（より好ましくは、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内）であることが好ましい。情報を記録する際の光学的情報記録媒体の線速度は、再生光による結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去率が得られる３ｍ／秒〜２０ｍ／秒（より好ましくは、４ｍ／秒〜１５ｍ／秒）の範囲内であることが好ましい。
第１の情報層８に対して記録を行う際には、レーザビーム１６の焦点を記録層４に合わせ、透明層１を透過したレーザビーム１６によって記録層４に情報を記録する。再生は、記録層４によって反射され、透明層１を透過したレーザビーム１６を用いて行う。第２の情報層２４に対して記録を行う際には、レーザビーム１６の焦点を第２記録層１９に合わせ、透明層１、第１の情報層８、および光学分離層９を透過したレーザビーム１６によって情報を記録する。再生は、第２記録層１９によって反射され、光学分離層９、第１の情報層８および透明層１を透過したレーザビーム１６を用いて行う。
なお、基板１４と、光学分離層９、１１および１２とに、レーザビーム１６を導くための案内溝が形成されている場合、情報は、レーザビーム１６の入射側から近い方の溝面（グルーブ）に記録されてもよいし、遠い方の溝面（ランド）に記録されてもよい。また、グルーブとランドの両方に情報を記録してもよい。
実施例
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１では、図１に示した記録媒体１５の第１の情報層８を作製し、透過率調整層７の屈折率ｎ１、消衰係数ｋ１および厚さｄ１と、第１の情報層８の透過率および反射率との関係を調べた。具体的には、透過率調整層７の材料および厚さが異なる第１の情報層８と透明層１とを備えるサンプルを作製した。作製したサンプルについて、第１の情報層８の透過率を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板１４として、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、透過率調整層７（厚さ：２ｎｍ〜１４０ｎｍ）、反射層６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：１０ｎｍ）、上側保護層５としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層４としてＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１層（厚さ：６ｎｍ）、下側界面層３としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：４５ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層は、スパッタリング法によって形成した。透過率調整層７としては、ＴｉＯ２層、またはＺｎＳ−ＳｉＯ２層（ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を用いた。最後に、紫外線硬化性樹脂を下側保護層２上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、透明層１を形成した。以上のようにして、透過率調整層７の材料および厚さが異なる複数の透過率測定用サンプルを製造した。
ここで、上側保護層５および下側保護層２の厚さは、マトリクス法に基づく計算によって厳密に決定された。具体的には、これらの厚さは、以下の２つの条件、（１）記録層４が結晶相である場合に、波長４０５ｎｍにおいて、基板の鏡面部における第１の情報層８の反射率Ｒｃ１が、できるだけ４≦Ｒｃ１≦１０の範囲内に収まる厚さであること、および（２）記録層４が非晶質相である場合に、波長４０５ｎｍにおいて、基板の鏡面部における第１の情報層８の反射率Ｒａ１が、できるだけ０．５≦Ｒａ１≦３の範囲内に収まる厚さであること、を満たすように決定された。
このようにして得られたサンプルについて、最初に、記録層４が非晶質相である場合の透過率Ｔａ１（％）および反射率Ｒａ１（％）を測定した。その後、記録層４を結晶化させる初期化工程を行った。そして、記録層４が結晶相である場合の透過率Ｔｃ１（％）および反射率Ｒｃ１（％）を測定した。透過率の測定には分光器を用い、波長４０５ｎｍにおける透過率の値を調べた。一方、反射率の測定には、図３の記録再生装置３１を用いた。具体的には、スピンドルモータ２６でサンプルを回転させ、波長４０５ｎｍのレーザビーム１６を第１の情報層８の記録層４に集光して照射し、その反射光量を測定することによって行った。
第１の情報層８の透過率および反射率の測定結果を（表１）に示す。（表１）において、×は、透過率Ｔｃ１およびＴａ１のうち少なくとも１つが４６％以下であることを示す。また、○は、Ｔｃ１およびＴａ１が共に４６％より大きいことを示す。なお、上側保護層５に用いたＴｉＯ２層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１は、それぞれ、ｎ１＝２．７０およびｋ１＝０．００であった。また、上側保護層５に用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１は、それぞれ、ｎ１＝２．２５およびｋ１＝０．０１であった。
2003025922.tif 000003
サンプル１−ｂ、１−ｃ、１−ｄ、１−ｅ、１−ｈ、１−ｉおよび１−ｊは、透過率調整層７の材料がＴｉＯ２で、厚さｄ１が５ｎｍ（（１／３２）λ／ｎ１に相当）〜３０ｎｍ（（１３／１６）λ／ｎ１に相当）の範囲内、または８０ｎｍ（（１７／３２）λ／ｎ１に相当）〜１００ｎｍ（（１１／１６）λ／ｎ１に相当）の範囲内である。表１に示すように、これらサンプルでは、透過率Ｔｃ１およびＴａ１が共に４６％より大きく、且つ−５≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦５を満たした。一方、厚さｄ１が２ｎｍ（（１／６４）λ／ｎ１に相当）のサンプル１−ａ、３５ｎｍ（（１５／６４）λ／ｎ１に相当）のサンプル１−ｆ、７５ｎｍ（（１／２）λ／ｎ１に相当）のサンプル１−ｇ、および１２０ｎｍ（（５１／６４）λ／ｎ１に相当）のサンプル１−ｋでは、透過率Ｔｃ１およびＴａ１が共に４６％より小さく、不十分であった。
透過率調整層７の材料がＺｎＳ−ＳｉＯ２である場合には、透過率Ｔｃ１およびＴａ１の少なくとも１つが４６％よりも小さく、特性が不十分であった。一方、透過率調整層７の材料がＴｉＯ２の場合には、透過率調整層７の屈折率ｎ１と反射層６の屈折率ｎ２（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ２は０．２１であった）との差（ｎ１−ｎ２）が大きいために、透過率調整層７での光の閉じこめ効果がより顕著となる。このため、光の干渉効果がより大きくなり、その結果、透過率が高くなったものと考えられる。光の閉じこめ効果は、屈折率が大きい光学的に密な物質内に光が閉じこめられる現象であり、光ファイバーなどに応用されている。
（実施例２）
実施例２では、第１の情報層８の特性と、記録層４の材料および厚さとの関係を調べた。具体的には、基板１４と、記録層４の厚さが異なる第１の情報層８と、透明層１とが積層されたサンプルを作製した。そして、作製したサンプルについて、第１の情報層８の消去率、振幅対雑音比（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＣＮＲ）、反射率および透過率を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板１４として、レーザビーム１６を導くための案内溝が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、透過率調整層７としてＴｉＯ２層（厚さ：１５ｎｍ）、反射層６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：５ｎｍ〜１０ｎｍ）、上側保護層５としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層４としてＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１層または（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５（厚さ：１ｎｍ〜１０ｎｍ）、下側界面層３としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：４５ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層はスパッタリング法によって形成した。最後に、紫外線硬化性樹脂を下側保護層２上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、透明層１を形成した。以上のようにして、記録層４の材料および厚さが異なる複数のサンプルを製造した。
作製したサンプルについて、実施例１と同様の方法によって、第１の情報層８の透過率および反射率を測定した。その後、作製したサンプルについて、図３に示した記録再生装置３１を用いて、第１の情報層８の消去率およびＣＮＲを測定した。この時、レーザビーム１６の波長は４０５ｎｍとし、対物レンズ２７の開口数ＮＡは０．８５とし、測定時のサンプルの線速度は５．０ｍ／秒とし、最短マーク長は０．２０６μｍとし、基板１４の案内溝のトラックピッチは０．３２μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。
ＣＮＲは、（８−１６）変調方式で３Ｔ長さのマークを記録し、このＣＮＲをスペクトラムアナライザーで測定した。消去性能は、（８−１６）変調方式で３Ｔ長さのマークを記録して振幅をスペクトラムアナライザーで測定し、その上から１１Ｔ長さのマークをオーバーライトして再度３Ｔ信号の振幅を測定し、３Ｔ信号の減衰率を計算することによって評価した。以下、この３Ｔ信号の減衰率を消去率という。
第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率の測定結果を（表２）に示す。サンプル２−ａ〜２−ｇの記録層４の材料はＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１であり、サンプル２−ｈ〜２−ｎの記録層４の材料は（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５である。なお、（表２）において、×は、ＣＮＲが４５ｄＢ未満、消去率が２５ｄＢ未満、透過率Ｔｃ１が４６％以下およびＴａ１が４６％以下のうち少なくとも１つの条件を満たしていることを示す。また、○は、ＣＮＲが４５ｄＢ以上で、且つ消去率が２５ｄＢ以上で、且つＴｃ１およびＴａ１が共に４６％より大きいことを示す。
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Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１からなり厚さが３ｎｍ〜９ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ｂ、２−ｃ、２−ｄ、２−ｅおよび２−ｆ、ならびに（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５からなり厚さが１ｎｍ〜７ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ｉ、２−ｊ、２−ｋおよび２−ｌでは、透過率４６％以上で、且つ十分なＣＮＲおよび消去率が得られた。Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１からなり厚さが２ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ａ、および（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５からなり厚さが０．５ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ｈでは、記録層４の厚さが薄いために透過率は十分であったが、ＣＮＲおよび消去率が低かった。また、Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１からなり厚さが１０ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ｇ、および（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５からなり厚さが８ｎｍの記録層４を備えるサンプル２−ｎでは、高いＣＮＲおよび消去率が得られたが、透過率が４６％未満であった。以上の結果から、記録層４の厚さは、その材料がＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１の場合には３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内にあることが好ましく、材料が（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５の場合には１ｎｍ〜７ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
（実施例３）
実施例３では、第１の情報層８の特性と反射層６の厚さｄ２との関係を調べた。具体的には、基板１４と、反射層６の厚さを変化させた第１の情報層８と、透明層１とを積層してサンプルを作製した。作製したサンプルについて、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板１４として、レーザビーム１６を導くための案内溝が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、透過率調整層７としてＴｉＯ２層（厚さ：１５ｎｍ）、反射層６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：２〜２０ｎｍ）、上側保護層５としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層４としてＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１層（厚さ：６ｎｍ）、下側界面層３としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：４５ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層は、スパッタリング法によって形成した。そして、紫外線硬化性樹脂を下側保護層２上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、透明層１を形成した。以上のようにして、反射層６の厚さが異なる複数のサンプルを製造した。
作製したサンプルについて、実施例２と同様の方法によって、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率を測定した。この時、レーザビーム１６の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２７の開口数ＮＡは０．８５、測定時のサンプルの線速度は５．０ｍ／秒、最短マーク長は０．２０６μｍ、基板１４の案内溝のトラックピッチは０．３２μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。
第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率の測定結果を（表３）に示す。（表３）において、×は、ＣＮＲが４５ｄＢ未満、消去率が２５ｄＢ未満、透過率Ｔｃ１が４６％以下およびＴａ１が４６％以下のうち少なくとも１つの条件を満たしていることを示す。また、○は、ＣＮＲが４５ｄＢ以上で、且つ消去率が２５ｄＢ以上で、且つＴｃ１およびＴａ１が共に４６％より大きいことを示す。
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反射層６の厚さｄ２が３ｎｍ〜１５ｎｍであるサンプル３−ｂ、３−ｃ、３−ｄおよび３−ｅの場合には、記録層４に蓄積される熱が十分な速さで反射層６に逃げ、且つ記録層４に十分な熱が蓄積される。そのため、これらのサンプルでは、記録層４の結晶化および非晶質化が共に良好で、十分なＣＮＲ、消去率が得られた。また、反射層６が厚くなるに従って、反射率が向上し、透過率が低下した。反射層６の厚さｄ２が２ｎｍであるサンプル３−ａの場合には、反射層６が薄いために記録層４に蓄積される熱が逃げず、また反射率も低下するため、ＣＮＲおよび消去率が共に低かった。また、反射層６の厚さｄ２が２０ｎｍであるサンプル３−ｆの場合には、反射層６が厚いために透過率が低く、且つ記録層４に十分な熱が蓄積されず、記録層４の結晶化が困難になるため、消去率が低くなった。
（実施例４）
実施例４では、第１の情報層８の特性と上側保護層５の厚さｄ３との関係を調べた。具体的には、基板１４と、上側保護層５の厚さｄ３を変化させた第１の情報層８と、透明層１とを積層してサンプルを作製した。作製したサンプルについて、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板１４として、レーザビーム１６を導くための案内溝が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、透過率調整層７としてＴｉＯ２層（厚さ：１５ｎｍ）、反射層６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：１０ｎｍ）、上側保護層５としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：１ｎｍ〜８０ｎｍ）、記録層４としてＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１層（厚さ：６ｎｍ）、下側界面層３としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：４５ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層は、スパッタリング法によって形成した。最後に、紫外線硬化性樹脂を下側保護層２上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、透明層１を形成した。以上のようにして、上側保護層５の厚さが異なる複数のサンプルを製造した。
作製したサンプルについて、実施例２と同様の方法によって、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率を測定した。この時、レーザビーム１６の波長λは４０５ｎｍ、対物レンズ２７の開口数ＮＡは０．８５、測定時のサンプルの線速度は５．０ｍ／秒、最短マーク長は０．２０６μｍ、基板１４の案内溝のトラックピッチは０．３２μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。
第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率の測定結果を（表４）に示す。（表４）において、×は、ＣＮＲが４５ｄＢ未満、消去率が２５ｄＢ未満、透過率Ｔｃ１が４６％以下およびＴａ１が４６％以下のうち少なくとも１つの条件を満たしていることを示す。また、○は、ＣＮＲが４５ｄＢ以上で、且つ消去率が２５ｄＢ以上で、且つＴｃ１およびＴａ１が共に４６％より大きいことを示す。なお、上側保護層５に用いたＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層の、波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ３は２．３３であった。
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サンプル４−ｂ、４−ｃ、４−ｄ、４−ｅおよび４−ｆは、上側保護層５の厚さｄ３が２ｎｍ（（１／６４）λ／ｎ３に相当）〜４０ｎｍ（（１５／６４）λ／ｎ３に相当）の範囲内である。これらのサンプルでは、記録層４と反射層６との間の距離が、記録層４に十分な熱が蓄積される距離で、且つ記録層４に蓄積される熱が十分な速さで反射層６に逃げる距離にある。このため、これらのサンプルでは、記録層４の結晶化および非晶質化が共に良好で、十分なＣＮＲおよび消去率が得られた。上側保護層５の厚さｄ３が１ｎｍ（（１／１２８）λ／ｎ３に相当）のサンプル４−ａの場合には、記録層４と反射層６との距離が近すぎて記録層４に十分な熱が蓄積されないため、記録層４の結晶化が困難になって消去率が低下してしまった。また、上側保護層５の厚さｄ３が５０ｎｍ（（１８／６４）λ／ｎ３に相当）のサンプル４−ｇの場合には、記録層４と反射層６との距離が遠すぎて記録層４に蓄積された熱が反射層６に逃げにくくなるため、記録層４の非晶質化が困難になってＣＮＲが低下してしまった。
（実施例５）
実施例５では、図２の記録媒体２５について、第１の情報層８および第２の情報層２４の特性と記録層４および第２記録層１９の材料との関係を調べた。なお、第１の情報層８は、実施例１〜４の結果に基づいて形成した。そして、製造した記録媒体２５について、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率を測定し、第２の情報層２４の記録感度、ＣＮＲおよび反射率を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板１４として、レーザビーム１６を導くための案内溝が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第２反射層２３としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：８０ｎｍ）、第２金属層２２としてＡｌ−Ｃｒ層（厚さ：１０ｎｍ）、第２上側保護層２１としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：１７ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）、第２上側界面層２０としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、第２記録層１９（厚さ：１２ｎｍ）、第２下側界面層１８としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、第２下側保護層１７としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：５６ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層は、スパッタリング法によって形成した。第２記録層１９としては、Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１、または（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５を用いた。また、第２上側保護層２１および第２下側保護層１７の厚さは、マトリクス法に基づく計算によって厳密に決定した。これらの厚さは、波長４０５ｎｍにおいて、第２記録層１９が結晶相の時の反射光量が第２記録層１９が非晶質相の時の反射光量よりも大きくなるように、且つ第２記録層１９が結晶相の時と非晶質相の時とで反射光量の変化がより大きくなるように、且つ第２記録層１９の光吸収効率が大きくなるように、決定した。
続いて、第２記録層１９の全面を結晶化させる初期化工程を行った。次に、第２下側保護層１７上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝を形成した基板（型）をかぶせてスピンコートし、その後、樹脂を硬化させた。その後、基板（型）をはがした。この工程によって、レーザビーム１６を導く案内溝が第１の情報層８側に形成された光学分離層９を形成した。
その後、光学分離層９の上に、透過率調整層７としてＴｉＯ２層（厚さ：１５ｎｍ）、反射層６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：５ｎｍ〜１０ｎｍ）、上側保護層５としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層４、下側界面層３としてＧｅ−Ｓｉ−Ｎ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ２層（厚さ：４５ｎｍ、ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を順次積層した。これらの層は、スパッタリング法によって形成した。ここで、記録層４としては、Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１（厚さ：６ｎｍ）、または（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５（厚さ：５ｎｍ）を用いた。その後、記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。最後に、紫外線硬化性樹脂を下側保護層２上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層２に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、透明層１を形成した。以上のようにして、第２記録層１９の材料および記録層４の材料が異なる複数のサンプルを製造した。
なお、第１の情報層８の透過率を測定するため、第２の情報層２４および光学分離層９が無いことを除いて上記のサンプルと同様のサンプルも製造した。
作製したサンプルについて、実施例２と同様の方法によって、第１の情報層８のＣＮＲ、消去率および反射率を測定した。また、第２の情報層２４のＣＮＲ、記録感度および反射率Ｒａ２（％）およびＲｃ２（％）を測定した。反射率Ｒａ２（％）は、第２記録層１９が非晶質相である場合の反射率であり、反射率Ｒｃ２は、第２記録層１９が結晶相である場合の反射率である。ここで、記録感度とは、振幅（ｄＢｍ）の飽和値から３ｄＢｍだけ低い振幅を与えるピークパワー（ｍＷ）の１．３倍のピークパワーＰｐ（ｍＷ）で定義される。測定において、レーザビーム１６の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２７の開口数ＮＡは０．８５、測定時のサンプルの線速度は５．０ｍ／秒、最短マーク長は０．２０６μｍ、基板１４の案内溝のトラックピッチは０．３２μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。また、第２の情報層２４がないサンプルを用いて、実施例１と同様の方法によって、第１の情報層８の透過率を測定した。
第１の情報層８のＣＮＲ、消去率、反射率および透過率と、第２の情報層２４のＣＮＲ、記録感度および反射率の測定結果を（表５）に示す。なお、（表５）中、記録層４および第２記録層１９の組成のＧｅＳｂＴｅとはＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１を意味し、（ＳｂＴｅ）Ｇｅとは（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５を意味する。
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（表５）に示すように、いずれのサンプルにおいても、第１の情報層８および第２の情報層２４が共に、ＣＮＲが５０ｄＢ以上で消去率が３０ｄＢ以上であるという良好な結果が得られた。その中でも、特に、記録層４の組成がＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１であるサンプル５−ａおよび５−ｂでは、第１の情報層８の透過率が高いため、第２の情報層２４のＣＮＲ、記録感度および反射率が良好であった。これは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成であるＧｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１の吸収係数が、（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｍ１系の組成である（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｇｅ５の吸収係数よりも小さく、その結果、第１の情報層８の透過率が大きくなったためである。
（実施例６）
実施例６では、記録層４の材料または第２記録層１９の材料を変えた点を除いて実施例５と同様の実験を行った。具体的には、組成式（Ｇｅ−Ｍ１）８Ｓｂ２Ｔｅ１１（Ｍ１はＳｎまたはＰｂ）で表される材料を用いて記録層４または第２記録層１９を形成した。その結果、実施例５と同様の結果が得られた。なお、この組成は、高い線速度（６ｍ／秒〜１０ｍ／秒）での記録再生に対して特に有効であった。
（実施例７）
実施例７では、記録層４の材料または第２記録層１９の材料を変えた点を除いて実施例５と同様の実験を行った。具体的には、組成式（Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１）９５Ｍ２５で表される材料を用いて記録層４または第２記録層１９を形成した。ここで、元素Ｍ２として、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕまたはＢｉを添加した。その結果、実施例５と同様の結果が得られた。なお、この組成は、低い線速度（３ｍ／秒〜４ｍ／秒）での記録再生に対して特に有効であった。
（実施例８）
実施例８では、記録層４の材料または第２記録層１９の材料を変えた点を除いて実施例５と同様の実験を行った。具体的には、組成式（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）９５Ｍ３５で表される材料を用いて記録層４または第２の記録層１９を作製した。ここで、元素Ｍ３として、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕまたはＭｎを添加した。その結果、実施例５と同様の結果が得られた。
（実施例９）
実施例９では、図１に示した記録媒体１５の第１の情報層８について光学計算を行い、透過率調整層７の屈折率ｎ１および消衰係数ｋ１と、反射層６の屈折率ｎ２および消衰係数ｋ２と、第１の情報層８の透過率との関係を調べた。具体的には、透過率調整層７のｎ１およびｋ１を変化させたときの第１の情報層８の透過率の変化を調べた。
光学計算において、透過率調整層７は、厚さ：２ｎｍ〜１４０ｎｍであると設定した。また、反射層６は、ｎ２＝０．２でｋ２＝２．０で厚さ１０ｎｍ、または、ｎ２＝０．２でｋ２＝４．０で厚さ５ｎｍであると設定した。また、上側保護層５は、ｎ３＝２．３で、ｋ３＝０．１で、厚さ１０ｎｍであると仮定した。また、記録層４は、厚さ５ｎｍで、非晶質相であるときにｎ＝３．４且つｋ＝１．９であると設定した。また、下側界面層３は、ｎ＝２．３で、ｋ＝０．１で、厚さ５ｎｍであると設定した。また、下側保護層２は、ｎ＝２．３で、ｋ＝０．０で、厚さ４５ｎｍであると設定した。そして、これらをポリカーボネート基板（ｎ＝１．６２、ｋ＝０．００）で挟んだ構造を仮定し、この構造について光学計算を行った。
この光学計算において、透過率調整層７および下側保護層２の厚さは、マトリクス法に基づく計算によって、厳密に決定した。具体的には、これらの厚さは、（１）記録層４が非晶質相である場合に波長４０５ｎｍにおいて基板の鏡面部における第１の情報層８の反射率Ｒａ１ができるだけ小さくなるように、且つ、（２）記録層４が非晶質相である場合に波長４０５ｎｍにおいて基板の鏡面部における第１の情報層８の透過率Ｔａ１ができるだけ大きくなるように決定した。
上記の仮定のもとで、透過率調整層７のｎ１およびｋ１を変化させて光学計算を行い、記録層４が非晶質相である場合の第１の情報層８の反射率Ｒａ１（％）および透過率Ｔａ１（％）を算出した。その結果を（表６）に示す。表６において、○は、Ｒａ１≦５．０且つＴａ１＞４６であることを意味し、×はそれ以外であることを示す。
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表６に示すように、１．５≦（ｎ１−ｎ２）且つ１．５≦（ｋ２−ｋ１）を満たす場合には、Ｒａ１およびＴａ１が共に良好な値となった。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の光学的情報記録媒体では、第１の情報層の透過率を高くすることができるため、複数の情報層に対して青紫色レーザを用いて記録・再生を良好に行うことができる。したがって、本発明の光学的情報記録媒体によれば、高密度記録を信頼性よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の光学的情報記録媒体について一例を模式的に示す一部断面図である。
第２図は、本発明の光学的情報記録媒体について他の一例を模式的に示す一部断面図である。
第３図は、本発明の光学的情報記録媒体の記録・再生に用いられる記録・再生装置の一例を模式的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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