(57)【要約】【課題】多層相変化型情報記録媒体において、反射層を薄くした場合でも、記録媒体の冷却能を向上させ、結晶と非晶質とのコントラストを大きくでき、再生誤りが少なく、信頼性の優れた記録媒体およびその製造方法を得る。【解決手段】光の入射によって結晶状態と非晶質状態との可逆的相変化により情報を記録する記録層を有する情報層を２層以上有する多層相変化型情報記録媒体において、光入射側からみて最も奥側に形成された情報層以外の情報層の少なくとも１層が、第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順からなり、前記第１保護層の屈折率をｎＵ、前記熱拡散層の屈折率をｎＨとしたとき、前記第１保護層の膜厚ｄＵを（３＋８ｌ）λ／１６ｎＵ≦ｄＵ≦（９＋８ｌ）λ／１６ｎＵおよび／又は前記熱拡散層の膜厚ｄＨを（３＋８ｍ）λ／１７ｎＨ≦ｄＨ≦（９＋８ｍ）λ／１７ｎＨ（両式中、ｌ、ｍ＝０、１）の範囲内にする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射によって結晶状態と非晶質状態との可逆的相変化により情報を記録する記録層を有する情報層を２層以上有する多層相変化型情報記録媒体において、光入射側からみて最も奥側に形成された情報層以外の情報層の少なくとも１層が、第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順からなり、前記第１保護層の屈折率をｎＵ、前記熱拡散層の屈折率をｎＨとしたとき、前記第１保護層の膜厚ｄＵが（３＋８ｌ）λ／１６ｎＵ≦ｄＵ≦（９＋８ｌ）λ／１６ｎＵおよび／又は前記熱拡散層の膜厚ｄＨが（３＋８ｍ）λ／１７ｎＨ≦ｄＨ≦（９＋８ｍ）λ／１７ｎＨ（両式中、ｌ、ｍ＝０、１）の範囲内にあることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録・再生を行なう光波長領域での熱拡散層の屈折率が１．６以上であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載の多層相変化型情報記録媒体において、熱拡散層が窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物のいずれか少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項４】
請求項３記載の多層相変化型情報記録媒体において、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１保護層が酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項６】
請求項５記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１保護層がＺｎＳおよびＳｉＯ２を主成分とする混合物からなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、反射層がＡｇを主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、反射層の厚さが、３〜２０ｎｍであることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録層が、ＳｂおよびＴｅを主体とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、およびＰの群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録層の厚さが、３〜１５ｎｍであることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体であって、かつ、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、前記第１情報層が、前記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなり、該第１基板側から光を入射させたときの該第１情報層の平均光透過率が４０〜７０％であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１基板の厚さが０．０５μｍ〜０．６ｍｍの範囲内であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体で、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、前記第１情報層が、前記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなる多層相変型情報記録媒体の製造方法であって、該第１基板上に該第１情報層を、該第２基板上に該第２情報層をそれぞれ積層する成膜工程と、該第１情報層及び該第２情報層を記録可能な初期状態に初期化する工程と、該第１情報層と該第２情報層とが向かい合うように中間層を介して貼り合わせる密着工程とを含むことを特徴とする多層相変型情報記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体で、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、前記第１情報層が、前記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなる多層相変型情報記録媒体の製造方法であって、前記第２基板上に前記第２情報層を積層する第１成膜工程と、該第２情報層上に中間層を形成する中間層形成工程と、該中間層上に該第１情報層を積層する第２成膜工程と、該第１情報層上に該第１基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、該第１情報層および該第２情報層を記録可能な状態に初期化する工程からなることを特徴とする多層相変型情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザーなどの光により情報の記録あるいは再生などを行なう情報記録媒体に関し、特に情報を記録する記録層を有する情報層を２層以上有する多層相変化型情報記録媒体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの光ディスクは、ポリカーボネートなどのプラスチックの円形基板の上に記録層を設け、さらにその上にアルミニウムや金、銀などの金属を蒸着またはスパッタリングして反射層を形成したもので、基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録、再生を行なう。近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことから、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷのような、光ディスクの信号記録容量の増大、および信号情報の高密度化が進んでいる。ＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度で、ＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、更なる高記録密度化が要求されている。
【０００３】
このような高記録密度媒体を実現するために、使用するレーザー波長を青色光領域まで短波長化することが提案されている。また、記録再生を行なうピックアップに用いられる対物レンズの開口数を大きくすることで、光記録媒体に照射されるレーザー光のスポットサイズを小さくして、高記録密度が可能となる。しかしながら、レーザーの短波長化や対物レンズの開口数の増大などにより、スポットサイズを小さくして記録密度を高める方法には限界があり、情報記録層を片面に２層設けることによって容量を高める技術が、例えば特許第２７０２９０５号公報、特開２０００−２１５５１６号公報、特開２０００−２２２７７７号公報および特開２００１−２４３６５５号公報などで提案されている。
【０００４】
しかしながら、２層相変化光ディスクは学会などで発表されてはいる（たとえばＯＤＳ２００１  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｐ２２）が、多くの課題が存在する。例えば、レーザー光照射側から見て手前にある情報層をレーザー光が透過しなければ、奥側にある記録層を記録、再生できない。そのために手前側の情報層は、ＡｇやＡｌなどの金属反射層をなくすか、光が十分透過するくらい極薄にしなければならない。
【０００５】
相変化記録は、記録層にレーザー光を照射させて急冷することにより非晶質マークを形成する。反射層がないか、もしくは極薄な記録媒体では、熱拡散が小さいために、非晶質マークを形成することが困難になる。
【０００６】
ＣＤ−ＲＷなどの相変化光ディスクに用いられているＳｂ−Ｔｅ共晶系記録材料は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物系とは違い、繰り返し記録の際、溶融消去するために、消去比が優れていることが知られている。また、高感度で記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという優れた特徴を有している。しかし、マークを形成する際、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物に比べて急冷構造をとることが必要で、反射層の薄い構造では、先ほど述べたようにマーク形成が困難になる。また、繰り返し記録した場合、記録層に熱的なダメージが蓄積されるため、オーバーライト特性に欠点がある。
【０００７】
反射層を薄くした場合、反射層が担っていた熱拡散を補助する層を反射層の上に設けることが、例えば特開２０００−２２２７７７号公報に開示されている。すなわち、熱拡散補助層として、比較的熱伝導率の大きく、光吸収率の小さなＡｌ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｎ−Ｏなどの窒化物、炭化物または酸化物を用い、熱拡散補助層の膜厚ｄを０＜ｄ≦（５／１６）λ／ｎ又は（７／１６）λ／ｎ＜ｄ≦（１／２）λ／ｎの範囲内にすることが開示されている。この膜厚範囲は、記録層の結晶での吸収率をＡｃ、非晶質での吸収率をＡａとしたとき、Ａｃ／Ａａの値を大きくし、かつ透過率も大きくするという目的で設けられている。しかし、このような反射層の薄い層構成では、結晶での反射率と非晶質での反射率の差（コントラスト）が小さいという問題がある。しかしながら、前記公報には、この問題についての効果の記載はない。また、熱拡散層の膜厚のみ開示されているが、第１保護層の膜厚もまた記録媒体の透過率、吸収率に大きく関与するため、第１保護層と熱拡散層の両方の膜厚が考慮されなければならない。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７０２９０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１５５１６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２２７７７号公報
【特許文献４】
特開２００１−２４３６５５号公報
【特許文献５】
特開２００２−１５０６１３号公報
【非特許文献１】
ＯＤＳ２００１  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｐ２２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多層相変化型情報記録媒体において、従来技術における前記課題を解決し、反射層を薄くした場合でも、記録媒体の冷却能を向上させ、結晶と非晶質とのコントラストを大きくでき、再生誤りが少なく、信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、上記目的に合致する相変化型情報記録媒体とその製造方法を見出し本発明に至った。
すなわち、本発明によれば、第一に、請求項１では、光の入射によって結晶状態と非晶質状態との可逆的相変化により情報を記録する記録層を有する情報層が２層以上からなる多層相変化型情報記録媒体において、光入射側からみて最も奥側に形成された情報層以外の情報層の少なくとも１層が、第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順からなり、上記第１保護層の屈折率をｎＵ、上記熱拡散層の屈折率をｎＨとしたとき、上記第１保護層の膜厚ｄＵが（３＋８ｌ）λ／１６ｎＵ≦ｄＵ≦（９＋８ｌ）λ／１６ｎＵおよび／又は上記熱拡散層の膜厚ｄＨが（３＋８ｍ）λ／１７ｎＨ≦ｄＨ≦（９＋８ｍ）λ／１７ｎＨ（両式中、ｌ、ｍ＝０、１）の範囲内にあることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１１】
第二に、請求項２では、上記請求項１記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録・再生を行なう光波長領域での熱拡散層の屈折率が１．６以上であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１２】
第三に、請求項３では、上記請求項２記載の多層相変化型情報記録媒体において、熱拡散層が窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物のいずれか少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１３】
第四に、請求項４では、上記請求項３記載の多層相変化型情報記録媒体において、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１４】
第五に、請求項５では、上記請求項１乃至４のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１保護層が酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１５】
第六に、請求項６では、上記請求項５記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１保護層がＺｎＳおよびＳｉＯ２を主成分とする混合物からなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１６】
第七に、請求項７では、上記請求項１乃至６のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、反射層がＡｇを主成分としてなることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１７】
第八に、請求項８では、上記請求項１乃至７のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、反射層の厚さが、３〜２０ｎｍであることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１８】
第九に、請求項９では、上記請求項１乃至８のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録層が、ＳｂおよびＴｅを主体とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、およびＰの群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１９】
第十に、請求項１０では、上記請求項１乃至９のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、記録層の厚さが、３〜１５ｎｍであることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００２０】
第十一に、請求項１１では、上記請求項１乃至１０のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体であって、かつ、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、上記第１情報層が、上記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなり、該第１基板側から光を入射させたときの該第１情報層の平均光透過率が４０〜７０％であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００２１】
第十二に、請求項１２では、上記請求項１乃至１１のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体において、第１基板の厚さが０．０５μｍ〜０．６ｍｍの範囲内であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体が提供される。
【００２２】
第十三に、請求項１３では、上記請求項１乃至１２のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体で、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、上記第１情報層が、上記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなる多層相変型情報記録媒体の製造方法であって、該第１基板上に該第１情報層を、該第２基板上に該第２情報層をそれぞれ積層する成膜工程と、該第１情報層及び該第２情報層を記録可能な初期状態に初期化する工程と、該第１情報層と該第２情報層とが向かい合うように中間層を介して貼り合わせる密着工程とを含むことを特徴とする多層相変型情報記録媒体の製造方法が提供される。
【００２３】
第十四に、請求項１４では、上記請求項１乃至１２のいずれか１項記載の多層相変化型情報記録媒体で、第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、上記第１情報層が、上記第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層薄膜からなる多層相変型情報記録媒体の製造方法であって、上記第２基板上に上記第２情報層を積層する第１成膜工程と、該第２情報層上に中間層を形成する中間層形成工程と、該中間層上に該第１情報層を積層する第２成膜工程と、該第１情報層上に該第１基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、該第１情報層および該第２情報層を記録可能な状態に初期化する工程からなることを特徴とする多層相変型情報記録媒体の製造方法が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係わる多層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。第１基板３の上に、第１情報層１、中間層４、第２情報層２、第２基板５を順次蓄積した構造からなるものである。第１情報層１は、第１保護層１１、記録層１２、第２保護層１３、反射層１４、熱拡散層１５からなり、第２情報層２は、第１保護層２１、記録層２２、第２保護層２３、反射層２４からなる。また、図示しないが、第１基板３と第１保護層１１の間に透明層を設けてもよい。尚、本発明は、上記構成になんら限定されるものではない。
【００２５】
第１基板３、第２基板５の材料は通常、ガラス、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの点で好適である。樹脂の例としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などがあげられるが、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂が好ましい。また、情報層を形成する面には案内溝などの凹凸パターン（グルーブ）が形成されることが好ましく、射出成形または、フォトポリマー法などによって成型される。第１基板３は、第１情報層上に樹脂を塗布したのちに硬化させて形成してもよい。
【００２６】
図２に第１基板３と第２基板５に案内溝が形成されている２層相変化型情報記録媒体の１例を示す。また、図３に第２基板５と中間層４にグルーブが形成されている２層相変化型情報記録媒体の１例を示す。製造方法によってどちらの構造をとっても構わない。
基板、中間層に形成された案内溝の凹部に記録を行なっても良いし、凸部に記録を行なっても良いし、その両方に記録をしても構わない。第１基板の厚さは特に限定されないが、０．０５〜０．６ｍｍ程度が好ましい。より好ましくは、０．０５〜０．１５ｍｍ、０．５〜０．６ｍｍの範囲である。第２基板５の厚さは特に限定されないが、第１基板３の厚さとの合計が１．２ｍｍ程度になることが好ましく、０．６〜１．９５ｍｍの範囲である。第２基板５は、記録再生光に対して不透明でも良く、第１基板３とは、材質、溝形状が異なっても良い。
【００２７】
中間層４の材料は通常、セラミックスあるいは樹脂であるが、光硬化性樹脂、遅効性樹脂が成形性、コストの点で好適である。図３のように中間層４にグルーブが形成されてもよく、射出成形または、フォトポリマー法などによって成形される。中間層４は、記録再生を行なう際に、ピックアップが第１情報層と第２情報層とを識別し、光学的に分離可能とする厚さであり、１０〜５０μｍが好ましい。１０μｍより薄いと、層間クロストークが生じてしまう。５０μｍより厚いと、第２情報記録層を記録再生する際に、球面収差が発生し、記録再生が困難になってしまう。
【００２８】
記録層１２、２２の材料としては、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ系などのカルコゲン系合金薄膜を用いることが多いが、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系薄膜が、記録（アモルファス化）感度・速度、及び消去比が極めて良好なため、記録層の材料として適している。これらの記録層材料にはさらなる性能向上、信頼性向上などを目的にＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐなど他の元素や不純物を添加することができる。
【００２９】
これらの記録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。記録層１２の厚さは、３〜１５ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ以下だと、均一な膜にするのが困難となる。１５ｎｍ以上だと、透過率が低下してしまう。
【００３０】
反射層１４、２４としては、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて記録層を非晶質化しやすくするなどの目的から、熱伝導率の高い金属、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａなど、またはそれらの合金などを用いることができる。また、添加元素としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｄなどが使用される。第１情報層は高い透過率が必要とされるため、反射率１４は、屈折率の低く、熱伝導率の高いＡｇまたはその合金が好ましい。
【００３１】
このような反射層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。反射層２４は、５０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍより薄くなると繰り返し記録特性が低下し、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる。反射層１４の厚さは、３〜２０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍより薄いと、厚さが均一で緻密な膜を作ることが困難になる。２０ｎｍより厚いと、透過率が減少し、第２情報層の記録再生が困難になる。
【００３２】
保護層１１、１３、２１、２３は記録層１２、２２の劣化変質を防ぎ、接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有するもので、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンドライクカーボンあるいは、それらの混合物があげられる。これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。保護層の融点は記録層よりも高いことが必要である。具体的には、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物が最も好ましいと考えている。
【００３３】
このような保護層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。第１保護層２１の厚さは、２０〜２００ｎｍであることが好ましい。２０ｎｍ以下であると、記録時の熱によって、基板または光透過層が変形してしまい、繰り返し記録特性が低下する。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じてくる。これらの範囲で、最適な反射率になるように、膜厚の設計を行なう。
【００３４】
第２保護層１３、２３の膜厚は、３〜４０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍより薄いと、記録感度が低下してしまう。４０ｎｍより厚いと、記録層に熱が蓄積され、オーバーライト特性に劣化が生じる。
【００３５】
熱拡散層１５としては、レーザー照射された記録層の冷却能を向上させるために、熱伝導率が大きいことが望まれる。具体的には、３００Ｋでの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、奥側の情報層に光が透過するよう、レーザー光波長での吸収率が小さいことも望まれる。以上のことから、窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物の少なくとも１種を含むことが好ましい。例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、ＢＮなどがあげられるが、ＩＴＯが最も好ましいと考えている。酸化スズは、１〜１０重量％含まれていることが好ましい。これより少ない、若しくは多いと熱伝導率および透過率が低下してしまう。また、保存信頼性の向上などを目的に他の元素を添加してもよい。これらの元素は、光学的性質に影響を与えない範囲で添加することができ、０．１〜５重量％含まれているのが好ましい。これより少ないと、効果が得られなくなる。多いと消衰係数が大きくなって透過率が減少してしまったり、熱伝導率が大幅に低下してしまう。
【００３６】
また、情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、屈折率は１．６以上であることが好ましい。これより小さいと、第１情報層の透過率を大きくするのが困難になる。情報の記録・再生に用いるレーザー光の波長において、消衰係数が１．０以下であることが好ましい。さらには、０．５以下であるのがより好ましい。１．０より大きいと第１情報層での吸収率が増大し、第２情報層の記録・再生が困難になる。
【００３７】
このような熱拡散層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００３８】
第１保護層１１と熱拡散層１５の膜厚を調節することにより、記録媒体のコントラストを大きくすることが出来る。すなわち、第１保護層１１の屈折率をｎＵ、熱拡散層１５の屈折率をｎＨとしたとき、第１保護層の膜厚ｄＵが（３＋８ｌ）λ／１６ｎＵ≦ｄＵ≦（９＋８ｌ）λ／１６ｎＵおよび／又は、熱拡散層の膜厚ｄＨが（３＋８ｍ）λ／１７ｎＨ≦ｄＨ≦（９＋８ｍ）λ／１７ｎＨ（ｌ、ｍ＝０、１）の範囲内にある場合、記録媒体のコントラストを大きくすることが出来る。第１保護層１１および熱拡散層１５が、ともにこの範囲外の場合、光干渉効果により光透過率が非常に高くなってしまい、反射率のコントラストがとれなくなってしまう。第１保護層の膜厚ｄＵが３λ／１６ｎＵよりも薄い場合は基板が記録時の熱でダメージを受ける可能性がある。又、熱拡散層ｄＨが３λ／１７ｎＨよりも薄い場合は、放熱効果が十分得られなくなる。どちらの場合もオーバーライト特性が劣化してしまう。また、ｌおよび／又はｍが２以上の膜厚では、第１保護層１１、熱拡散層１５は応力が大きくなり、クラックや剥離が生じてしまう。
【００３９】
また、本発明の２層相変化型情報記録媒体の第１情報層１は、記録・再生に用いるレーザー光波長での平均光透過率は４０〜７０％であるのが好ましい。さらには４５％〜６０％以下であるのが好ましい。初期化後に、記録を行なった２層相変化型情報記録媒体では、記録層がアモルファス状態である面積が結晶状態である面積よりも小さいので、アモルファスでの光透過率は結晶状態での光透過率よりも小さくても構わない。平均光透過率とは、結晶状態での光透過率とアモルファス状態での光透過率との平均の光透過率のことをさす。
【００４０】
以下、本発明の相変化型情報記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の多層相変化型情報記録媒体の製造方法のひとつは、成膜工程、初期化工程、密着工程からなり、基本的にはこの順に各工程を行なう。
【００４１】
成膜工程としては、第１基板３のグルーブが設けられた面に第１情報層１を、第２基板５のグルーブが設けられた面に第２情報層２をそれぞれ成膜する。第１情報層１、第２情報層２は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。スパッタリング法は、一般にアルゴンなどの不活性ガスを流しながら成膜を行なうが、その際、酸素、窒素などを混入させながら、反応スパッタリングさせてもよい。
【００４２】
初期化工程として、第１情報層１、第２情報層２に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。初期化工程の際にレーザー光エネルギーにより膜が浮いてきてしまうおそれがある場合には、初期化工程の前に、第１情報層、第２情報層の上にＵＶ樹脂などを塗布してスピンコートし、紫外線を照射して硬化させ、オーバーコートを施しても良い。
【００４３】
密着工程として、第１情報層と第２情報層とを向かい合わせながら、第１基板と第２基板とを中間層４を介して貼り合わせる。例えば、いずれか一方の膜面にＵＶ樹脂を塗布し、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させることができる。この場合、ＵＶ樹脂が中間層となる。密着工程を行なった後に、前記初期化工程を行なっても構わない。その場合には、第１基板側から、第１情報層、第２情報層の初期化を行なう。
【００４４】
また、もう一つの多層相変化型情報記録媒体の製造方法は、第１成膜工程、中間層形成工程、第２成膜工程、基板貼り合わせ工程と、初期化工程からなり、基本的にはこの順に各工程を行なう。この製造方法により、高密度記録に対応した相変化型情報記録媒体を製造することができる。
【００４５】
第１成膜工程として、第２基板上のグルーブの設けられた面に第２情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
中間層形成工程として、第２情報層上にグルーブを有する中間層を形成する。例えば、第２情報層上にＵＶ樹脂を全面に塗布し、ガラスなどの紫外光を透過することのできる材料でつくられたスタンパを押し当てたまま紫外線を照射して硬化させて、溝を形成することができる。
第２成膜工程として、中間層４上に第１情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
基板貼り合わせ工程として、第１情報層上に、第１基板３を貼り合わせる。例えば、ポリカーボネートフィルムからなる第１基板３と、第２基板５の第１保護層１１面をＵＶ樹脂を介して貼り合わせ、ＵＶを照射させて硬化させる。このとき、ＵＶ樹脂が透明層となる。ＵＶ樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させて第１基板３とすることもできる。
初期化工程として、第１基板側から、第１情報層１、第２情報層２に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。第２情報層の初期化工程は、中間層形成工程直後に行なってもよい。
【００４６】
３層の情報層を有する場合の製造方法は、例えば、第１成膜工程、中間層形成工程、第２成膜工程を行なった後に、さらに中間層形成工程、成膜工程を追加すればよい。４層以上の情報層の場合は、増える情報層の分だけ、中間層形成工程、成膜工程を追加すればよい。
【００４７】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。
【００４８】
［実施例１〜６、比較例１〜３］
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる基板上に、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第１保護層、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層を６ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第２保護層を１０ｎｍ、Ａｇ−Ｐｄ（１ａｔ．％）−Ｃｕ（１ａｔ．％）からなる反射層を１０ｎｍ、ＩＴＯからなる熱拡散層の順に成膜を行ない、図１の２層相変化情報記録媒体の一部である第１情報層を作製した。
【００４９】
図４に、このときの光学シミュレーション結果を示す。ここで、第１保護層および熱拡散層の膜厚を０〜１６０ｎｍの間で変化させ、記録層が結晶のときの反射率Ｒｃと非晶質のときの反射率Ｒａとの差ΔＲ（Ｒｃ−Ｒａ）を光学計算した。横軸は第１保護層の膜厚で、縦軸は熱拡散層の膜厚であり、ΔＲを等高線で表している。また、計算に用いた各材料の光学定数は表１のとおりである。（計算波長は４０５ｎｍ）
【００５０】
【表１】
2004185744.tif 000002
【００５１】
図４から、第１保護層の膜厚ｄＵが（３＋８ｌ）λ／１６ｎＵ≦ｄＵ≦（９＋８ｌ）λ／１６ｎＵ及び／又は熱拡散層の膜厚ｄＨが（３＋８ｍ）λ／１７ｎＨ≦ｄＨ≦（９＋８ｍ）λ／１７の範囲（ｌ、ｍ＝０，１，２…）でΔＲが大きくなることがわかる。
【００５２】
上記した材料を使って実際に第１情報層を作製した。保護層１１および熱拡散層１５の膜厚は表２に示すとおりである。第１保護層、第２保護層、記録層、反射層の成膜は、Ａｒガス雰囲気中のスパッタ法で、熱拡散層に関しては、ＡｒとＯ２の混合ガスをスパッタガスとし、電気伝導率、透過率が大きくなるＡｒガスとＯ２ガスの比で成膜を行なった。各層を成膜した上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けた。
【００５３】
分光器を用いて第１情報層の波長４０５ｎｍにおける透過率、反射率を測定した後に、基板側からレーザー光を照射させ、初期化処理を行なった。ここでまた、波長４０５ｎｍにおける透過率、反射率を測定した。
【００５４】
作製された各ディスクについて下記条件で記録した。
レーザー波長  ４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．６５
線速  ６．０ｍ／ｓ
トラックピッチ  ０．４０μｍ
【００５５】
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでの３ＴのＣ／Ｎを測定した。
【００５６】
測定した透過率と、反射率から求めた反射率差ΔＲ（＝Ｒｃ−Ｒａ）とＣ／Ｎの値を表２に示す。
【００５７】
【表２】
2004185744.tif 000003
【００５８】
記録層の光学定数などの誤差があるためか、図４に示す計算結果とはΔＲの絶対値は異なるが、相対的な大きさは計算結果と一致し、本発明の光ディスクは第１情報層のΔＲを大きくできることがわかった。また、Ｃ／Ｎも５０ｄＢ以上と良好な値となった。
【００５９】
次に実施例１〜６で作製した第１情報層を用いて、２層光ディスクを作製した。すなわち、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第１基板上に表２に示す厚さのＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第１保護層、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ａｇ−Ｐｄ（１ａｔ．％）−Ｃｕ（１ａｔ．％）からなる反射層１０ｎｍ、表２に示す厚さのＩＴＯからなる熱拡散層の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第１情報層を作製した。熱拡散層に関してはＡｒとＯ２の混合ガスを用いた。また、同様の基板を第２基板として、第２基板上にＡｌ−Ｔｉ（１ｗｔ．％）からなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第２保護層２０ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第１保護層９０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜して第２情報層を作製した。
【００６０】
次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザー光を照射させ、初期化処理を行なった。
【００６１】
次に、第１情報層の膜面上に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板の第２情報層面側を貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線光を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作製した。中間層の厚さは３０μｍとした。
【００６２】
作製された各ディスクについて下記条件で記録した。
レーザー波長  ４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．６５
線速  ６．０ｍ／ｓ
トラックピッチ  ０．４０μｍ
【００６３】
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層の３ＴマークのＣ／Ｎおよび、１０００回繰り返し記録後のＣ／Ｎを測定したところ、第１情報層、第２情報層どちらも５０ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られ、１０００回繰り返し記録後も良好であった。
【００６４】
また、その他の試作実験からも、第１情報層の記録層膜厚が３〜１５ｎｍ、反射層が３〜２０ｎｍ、熱拡散層が２０〜２００ｎｍの範囲であると、第１情報層、第２情報層ともに良好な記録再生ができ、また、第２情報層を良好に記録再生するためには、第１情報層の透過率が４０％以上必要であることが確認された。
【００６５】
［実施例７］
実施例７として、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる基板上にＡｌ−Ｔｉ（１ｗｔ．％）からなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第２保護層２０ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第１保護層６０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第２情報層を形成した。
【００６６】
このようにして形成した第２情報層上に、２Ｐ法によって、連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ中間層を形成した。中間層の厚さは２５μｍである。
さらにその上にＩＴＯからなる熱拡散層１２０ｎｍを設け、Ａｇ−Ｐｄ（１ａｔ．％）−Ｃｕ（１ａｔ．％）からなる反射層１０ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ−２０ｍｏｌ％ＳｉＯ２からなる第１保護層１３０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第１情報層を形成した。熱拡散層に関しては、ＡｒとＯ２の混合ガスをスパッタガスとし、電気伝導率、透過率が大きくなるＡｒガスとＯ２ガスの比で成膜を行なった。
【００６７】
さらに第１情報層膜面上に直径１２ｃｍ、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムからなる第１基板を、４５μｍの厚さの両面粘着シートを介して貼り合わせて２層相変化型情報記録媒体を作製した。
【００６８】
次いで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、ディスクの記録層の初期化処理を行なった。また、これとは別に、厚さ１．１ｍｍの基板に第１情報層と第１基板を同様に設け、初期化前後の透過率、反射率を測定したところ、初期化前の透過率は４４％、初期化後の透過率は４７％、初期化前後の反射率差ΔＲは７％であった。
【００６９】
作製されたそれぞれのメディアについて下記条件で記録した。
レーザー波長  ４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．８５
線速  ６．５ｍ／ｓ
トラックピッチ  ０．３２μｍ
【００７０】
線密度０．１４μｍ／ｂｉｔでの第１情報層と第２情報層の３ＴマークのＣ／Ｎおよび、１０００回繰り返し記録後のＣ／Ｎを測定したところ、どちらも５０ｄＢ以上と良好であった。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の多層相変化型情報記録媒体によれば、光入射側から見て最も奥側に形成された情報層以外の情報層の少なくとも１層の第１保護層および熱拡散層の両方の屈折率と膜厚との関係を規定したことから、該情報層の記録層の結晶と非晶質の反射率のコントラストを大きくすることができ、再生誤りが少ない信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体を得ることができる。
【００７２】
請求項２の多層相変化型情報記録媒体によれば、記録・再生を行う光波長領域での上記熱拡散層の屈折率が１．６以上であることから、手前側に位置する情報層の透過率を大きくすることができ、奥側の情報層の感度を上げることができる。
【００７３】
請求項３の多層相変化型情報記録媒体によれば、熱拡散層が窒化物、酸化物、窒酸化物、炭化物、フッ化物の少なくとも１種を含むことから、熱伝導率が大きく、レーザー光が照射された記録層の冷却機能を向上させるのみでなく、レーザー光波長における吸収率が小さいため、手前側に位置する情報層の透過率を大きくすることができ、奥側の情報層の感度を上げることができる。
【００７４】
請求項４の多層相変化型情報記録媒体によれば、熱拡散層がＩＴＯを主成分とすることから、上記冷却機能および透過率を最も得やすい。
【００７５】
請求項５の多層相変化型情報記録媒体によれば、第１保護層が酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかからなることから、記録層の劣化変質を防ぎ、接着強度を高め、かつ記録特性を高める保護層材料として好適である上、屈折率をコントロールできるため、記録層の結晶と非晶質の反射率のコントラストを大きくすることができる。
【００７６】
請求項６の多層相変化型情報記録媒体によれば、第１保護層がＺｎＳとＳｉＯ２を主成分とする混合物からなることから、これら材料が保護層材料として好ましいだけでなく、ＳｉＯ２の含量を変化させることによってＺｎＳ−ＳｉＯ２の屈折率をコンロトールできる。
【００７７】
請求項７の多層相変化型情報記録媒体によれば、反射層がＡｇを主成分とすることから、屈折率が低く、情報層に高い透過率を与えることができるため、全情報層の記録再生特性の優れた多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
【００７８】
請求項８の多層相変化型情報記録媒体によれば、上記反射層の厚さが３〜２０ｎｍであることから、均一で緻密な膜が形成できるのみならず、透過率の高い情報層を得ることができるため、全情報層の記録再生特性の優れた記録媒体が得られる。
【００７９】
請求項９の多層相変化型情報記録媒体によれば、上記記録層が、ＳｂおよびＴｅを主体とするため、記録感度、記録速度、及び消去比が良好であり、さらに、Ａｇ、Ｉｎ等の元素や不純物を添加するため、さらに性能を向上させるとともに情報層の透過率を高くすることができるため、全情報層の記録再生特性の優れた記録媒体を得ることができる。
【００８０】
請求項１０の多層相変化型情報記録媒体によれば、上記記録層の厚さが、３〜１５ｎｍであることから、均一で、かつ高い透過率の情報層を得ることができるため、全情報層の記録再生特性の優れた記録媒体を得ることができる。
【００８１】
請求項１１の多層相変化型情報記録媒体によれば、第１基板側から光を入射させたときの第１情報層の平均透過率を４０〜７０％としたことから、第１情報層、第２情報層がともに感度がよく、記録再生特性の優れた多層相変化型情報記録媒体を得ることができる。
【００８２】
請求項１２の多層相変化型情報記録媒体によれば、上記記録媒体において、第１基板の厚さが０．０５μｍ〜０．６ｍｍの範囲内であることから、ピックアップのＮＡが変化しても良好に記録再生ができ、高密度記録ができ、再生誤りが少ない信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
【００８３】
請求項１３の多層相変化型情報記録媒体の製造方法によれば、特定の各工程を含むことから、第１情報層、第２情報層がともに感度がよく、第１情報層の結晶と非晶質とのコントラストが大きく、再生誤りの少ない信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体を製造することができる。
【００８４】
請求項１４の多層相変化型情報記録媒体の製造方法によれば、高ＮＡピックアップでも良好に高密度で記録再生ができ、第１情報層、第２情報層がともに感度がよく、第１情報層の結晶と非晶質とのコントラストが大きく、再生誤りの少ない信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層相変化型情報記録媒体の一例を示す概略断面図。
【図２】第１基板と第２基板に案内溝が形成されている場合を示す本発明の多層相変化型情報記録媒体の概略断面図。
【図３】第２基板と中間層にグルーブが形成されている場合を示す本発明の多層相変化型情報記録媒体の概略断面図。
【図４】実施例の記録媒体の光学シュミレーション結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１  第１情報層
２  第２情報層
３  第１基板
４  中間層
５  第２基板
１１  第１保護層
１２  記録層
１３  第２保護層
１４  反射層
１５  熱拡散層
２１  第１保護層
２２  記録層
２３  第２保護層
２４  反射層
【図１】
2004185744.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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