(57)【要約】【課題】    製造コストの増大を防止しつつ、良好な信号特性を有する再生信号を得ることができ、かつ、長期間の保存に対する信頼性を高めることができる光記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】    基板１１と、第一の防水層１２と、第一の透明中間層１３と、記録層１４と、第二の透明中間層１５と、第二の防水層１６と、光透過層１７とを備え、記録層１４が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素の単体と、記録用レーザビームＬが照射されることにより、記録層１４に含まれる金属元素の単体と結合して、金属元素との化合物の結晶を生成する元素ＳまたはＯとを、含むことを特徴とする光記録媒体。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の防水層と、第二の防水層と、前記第一の防水層と前記第二の防水層との間に形成される記録層とを備え、前記記録層が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素Ｍの単体と、記録用レーザビームが照射されることにより、前記金属元素Ｍの単体と結合して、前記金属元素Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘとを、含むことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記第一の防水層および前記第二の防水層の少なくとも１つが、前記記録層に隣接して形成されることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記記録層に隣接して形成される防水層が、誘電体材料を主成分として含み、記録用のレーザビームが照射されたときに、前記記録層に、他の領域とは反射率が異なる記録マークが形成されるとともに、前記少なくとも一つの誘電体層の前記記録マークに接する領域の少なくとも一部が結晶化して、結晶化領域が形成されるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記元素Ｘが、ＳまたはＯであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記記録層が、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を、さらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長を有するレーザビームを用いて、データが記録され、記録されたデータが再生されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追記型の光記録媒体に関し、さらに詳細には、製造コストの増大を防止しつつ、良好な信号特性を有する再生信号を得ることができ、かつ、長期間の保存に対する信頼性を高めることができる光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに体表される光記録媒体が広く利用され、近年においては、より大容量で、かつ、高いデータ転送レートを有する次世代型の光記録媒体の開発が盛んに行われている。
【０００３】
これらの光記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのように、データの追記や書き換えができないタイプのＲＯＭ型の光記録媒体と、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのように、データの追記はできるが、データの書き換えができないタイプの追記型の光記録媒体と、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷのように、データの書き換えが可能なタイプの書き換え型の光記録媒体とに大別することができる。
【０００４】
広く知られているように、ＲＯＭ型の光記録媒体においては、製造段階において、基板に形成されるプリピットにより、データが記録されることが一般的であり、書き換え型の光記録媒体においては、たとえば、記録層の材料として、相変化材料が用いられ、その相状態の変化に基づく光学特性の変化を利用して、データが記録されることが一般的である。
【０００５】
また、追記型の光記録媒体においては、記録層の材料として、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ色素等の有機材料が用いられ、その化学的変化、物理的変化、あるいは、それらの両方に基づく光学特性の変化を利用して、データが記録されることが一般的である。
【０００６】
しかしながら、有機色素は、日光等の照射によって劣化することがあり、記録層の材料として有機色素を用いた場合には、長期間の保存に対する信頼性を高めることは容易ではない。したがって、長期間の保存に対する信頼性を高めるためには、追記型の光記録媒体の記録層に、有機色素以外の材料を用いることが求められる。かかる要請に応えるべく、有機色素以外の材料によって、記録層を構成する例として、特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００７】
同特許文献に記載されている追記型の光記録媒体においては、２つの無機材料層を積層して記録層を構成し、レーザビームを照射することによって、２層の無機材料層に主成分として含まれる元素を混合して、この混合過程で、共融結晶化を生じさせるようにしている。このように、２層に積層された無機材料層の材料を混合し、共融結晶化させた場合には、共融結晶化した領域と、それ以外の領域では光学特性が異なることから、これを利用してデータの記録を行うことができる。
【特許文献１】特開昭６２−２０４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された追記型の光記録媒体においては、２つの無機材料層を積層し、これら２層の無機材料層の混合を利用して、データを記録するように構成しているため、１つの記録層を構成するのに、２つの層が必要となり、光記録媒体の製造コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
また、同特許文献に記載された追記型の光記録媒体においては、２層の無機材料層の混合、共融結晶化より形成された記録マークと、それ以外の領域との光学特性の差が、さほど大きくないため、良好な信号特性を有する再生信号が得られるように、データを記録することが困難であるという問題もあった。
【００１０】
とくに、データの記録密度が高められ、かつ、非常に高いデータ転送レートを実現可能な次世代型の光記録媒体にあっては、データの記録、再生に用いるレーザビームのビームスポット径を非常に小さく絞ることが要求され、記録マークと、記録マーク以外の領域との光学特性との差が十分に大きいことが要求されるため、良好なＣ／Ｎ比を有する再生信号を得ることが、きわめて困難となっていた。
【００１１】
また、その一方で、こうした光記録媒体は、実際の使用環境において、長期間にわたって、保存されることがあるため、かかる場合にも、再生特性が低下しないように、記録層の特性が変質したり、記録層に記録されたデータが劣化することがなく、長期間の保存に対して高い信頼性を有していることが必要である。
【００１２】
したがって、本発明は、製造コストの増大を防止しつつ、良好な信号特性を有する再生信号を得ることができ、かつ、長期間の保存に対する信頼性を高めることができる光記録媒体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のかかる目的は、第一の防水層と、第二の防水層と、前記第一の防水層と前記第二の防水層との間に形成される記録層とを備え、前記記録層が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素Ｍの単体と、記録用レーザビームが照射されることにより、前記金属元素Ｍの単体と結合して、前記金属元素Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘとを、含むことを特徴とする光記録媒体によって達成される。
【００１４】
本発明において、光記録媒体は、第一の防水層と、第二の防水層と、第一の防水層と第二の防水層との間に形成される記録層とを備えている。
【００１５】
本発明において、記録層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素Ｍの単体と、記録用レーザビームが照射されることにより、前記金属元素Ｍの単体と結合して、前記金属元素Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘとを、含むように形成されている。
【００１６】
かかる組成を有するように形成された記録層は、無機材料で形成された単一の記録膜によって構成されているから、日光等の照射によって、記録層の特性が変質したり、記録層に記録されたデータが劣化するのを防止でき、また、光記録媒体の製造コストの削減を図ることも可能となる。
【００１７】
また、本発明において、金属元素Ｍと元素Ｘを含む記録層は、記録用レーザビームが照射されて、データが記録されるときには、金属元素Ｍと元素Ｘが結合されて、その化合物の結晶が生成されることにより、データが記録されるように構成されている。
【００１８】
こうして、データが記録された場合には、レーザビームに対する記録層の反射率において、金属元素Ｍと元素Ｍの化合物が結晶化された領域と、それ以外の領域との反射率差を大きくすることができ、したがって、本発明によれば、良好な信号特性を有する再生信号を得ることも可能となる。
【００１９】
さらに、本発明においては、記録層が、第一の防水層と第二の防水層との間に形成されている。
【００２０】
本発明において、第一の防水層および第二の防水層は、ともに、記録層に水分が侵入するのを防止する役割を果たす。
【００２１】
したがって、本発明によれば、第一の防水層および第二の防水層によって、記録層に水分が侵入するのを防止することができるから、水分による記録層の浸食を防止することでき、したがって、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を、より一層、高めることが可能となる。
【００２２】
本発明の好ましい実施態様においては、前記第一の防水層および前記第二の防水層の少なくとも１つが、前記記録層に隣接して形成されている。
【００２３】
第一の防水層および第二の防水層の少なくとも１つが、記録層に隣接して形成される場合には、光記録媒体の側面を介して、記録層に水分が侵入することを効果的に防止することができ、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を、さらに高めることが可能となる。
【００２４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記記録層に隣接して形成される防水層が、誘電体材料を主成分として含み、記録用のレーザビームが照射されたときに、前記記録層に、他の領域とは反射率が異なる記録マークが形成されるとともに、前記少なくとも一つの誘電体層の前記記録マークに接する領域の少なくとも一部が結晶化して、結晶化領域が形成されるように構成されている。
【００２５】
本発明においては、記録層に記録マークが形成されるのに併せて、記録マークに接する防水層の少なくとも一部が、結晶化して、結晶化領域が形成されるように構成されているから、記録マークおよび結晶化領域が形成された領域の反射率と、その他の領域の反射率との差を、全体として大きくすることができ、したがって、さらに良好な信号特性を有する再生信号を得ることが可能となる。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記元素Ｘが、ＳまたはＯである。
【００２７】
元素Ｘが、ＦやＣｌのような７Ｂ族の元素であるときには、反応性が高すぎるため、記録用のレーザビームを照射せずとも、金属元素Ｍと反応してしまい、また、ＮやＰのような５Ｂ族の元素であるときには、反応性が弱すぎて、金属元素Ｍと反応し難く、記録感度が悪くなるおそれがある。
【００２８】
これに対し、元素Ｘが、ともに６Ｂ族であるＯまたはＳであるときには、反応正が高すぎることもなければ、弱すぎることもなく、所望のように、金属元素Ｍと反応させて結晶化を生じさせることができるので、好ましい。
【００２９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記記録層が、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を、さらに含んでいる。
【００３０】
本発明において、記録層が、Ｍｇを含むときには、Ｍｇの含有量は、１８．５原子％ないし４２原子％であることが好ましく、２０原子％ないし３７原子％であることが、さらに好ましく、Ａｌを含むときには、Ａｌの含有量は、１１原子％ないし７０原子％であることが好ましく、１８原子％ないし５６原子％であることが、さらに好ましく、また、Ｔｉを含むときには、Ｔｉの含有量は、８原子％ないし３８原子％であることが好ましく、１０原子％ないし３６原子％であることが、さらに好ましい。
【００３１】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記記録層が、３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長を有するレーザビームを用いて、データが記録され、記録されたデータが再生されるように構成されている。
【００３２】
かかる記録層は、３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長を有するレーザビームに対して良好な光学特性を示すため、３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長を有するレーザビームを用いて、データが記録され、記録されたデータが再生されるのが、好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、製造コストの増大を防止しつつ、良好な信号特性を有する再生信号を得ることができ、かつ、長期間の保存に対する信頼性を高めることができる光記録媒体およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００３５】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１０の略斜視図であり、図２は、図１のＡで示された部分の略拡大図である。
【００３６】
図１に示されるように、本実施態様にかかる光記録媒体１０は、約１２０ｍｍの外径と、１．２ｍｍの厚さを有する円板状に形成されており、図２に示されるように、支持基板１１と、第一の防水層１２と、第一の透明中間層１３と、記録層１４と、第二の透明中間層１５と、第二の防水層１６と、光透過層１７とを備えている。
【００３７】
支持基板１１は、光記録媒体１０に求められる機械的強度を確保するための支持体として、機能する。
【００３８】
支持基板１１を形成するための材料は、光記録媒体１０の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではない。支持基板１１は、たとえば、ガラス、セラミックス、樹脂などによって、形成することができる。これらのうち、成形の容易性の観点から、樹脂が好ましく使用される。このような樹脂としては、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、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、加工性、光学特性などの点から、ポリカーボネート樹脂がとくに好ましく、本実施態様においては、支持基板１１は、ポリカーボネート樹脂によって形成されている。本実施態様においては、レーザビームＬは、支持基板１１とは反対側に位置する光入射面１７ａを介して、照射されるから、支持基板１１が、光透過性を有していることは必要でない。
【００３９】
本実施態様においては、支持基板１１は、約１．１ｍｍの厚さを有している。
【００４０】
図２に示されるように、支持基板１１の表面上には、第一の防水層１２が形成されている。
【００４１】
第一の防水層１２は、光記録媒体１０の外部から支持基板１１を介して、後述する記録層１４へ水分が侵入するのを防止する役割を果たす。
【００４２】
本実施態様において、第一の防水層１２を形成するための材料は、記録層１４への水分の侵入を防止することができれば、とくに限定されるものではなく、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｗ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物からなる誘電体材料や、また、ポリスチレン、ポリオレフィンおよび塩化ビニリデンなどの防水性（低吸水性）を有する樹脂材料を用いて第一の防水層１２を形成することが好ましく、たとえば、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる誘電体を主成分とする材料によって、第一の防水層１２を形成することが、とくに好ましい。
【００４３】
ここに、本明細書において、ある元素を主成分として含むとは、当該元素の含有量が５０原子％ないし１００原子％であることを意味し、ＺｎＳ・ＳｉＯ２は、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を意味する。
【００４４】
第一の防水層１２は、たとえば、第一の防水層１２の構成元素を用いた気相成長法によって、支持基板１１の表面上に形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００４５】
第一の防水層１２は、誘電体材料を主成分として含むように形成される場合には、２０ｎｍないし１５０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、３０ｎｍないし１２０ｎｍの厚さを有するように形成されることが、より好ましい。
【００４６】
第一の防水層１２の厚さが、２０ｎｍ未満のときには、第一の防水層１２に求められる防水特性を満たすことができず、１５０ｎｍを越える場合には、成膜時間が長くなり、生産性が悪化するおそれがある。
【００４７】
図２に示されるように、第一の防水層１２の表面上には、第一の透明中間層１３が形成されている。
【００４８】
第一の透明中間層１３は、第一の防水層１２と記録層１４とを離間させる役割を果たす。記録層１４に含まれる物質と、第一の防水層１２に含まれる物質が反応を起こして不具合が生じる場合に、記録層１４と第一の防水層１２を離間させることで、不具合を防止することができる。
【００４９】
第一の透明中間層１３を形成するための材料は、とくに限定されるものではないが、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。
【００５０】
第一の透明中間層１３は、２μｍないし５０μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、さらに好ましくは、５μｍないし３０μｍの厚さを有するように、形成される。
【００５１】
図２に示されるように、第一の透明中間層１３の表面には、交互に、グルーブ１３ａおよびランド１３ｂが形成されている。第一の透明中間層１３の表面に形成されたグルーブ１３ａおよび／またはランド１３ｂは、記録層１４に、データを記録する場合およびデータを再生する場合において、レーザビームＬのガイドトラックとして、機能する。
【００５２】
グルーブ１３ａの深さは、とくに限定されるものではないが、１０ｎｍないし４０ｎｍに設定することが好ましく、グルーブ１３ａのピッチは、とくに限定されるものではないが、０．２μｍないし０．４μｍに設定することが好ましい。
【００５３】
図２に示されるように、第一の透明中間層１３の表面上には、記録層１４が形成されている。
【００５４】
記録層１４は、データを記録する記録層であり、単一の記録膜によって構成されている。
【００５５】
本実施態様において、記録層１４は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素と、ＳまたはＯの元素とを含んでいる。
【００５６】
記録層１４は、８ｎｍないし６０ｎｍの厚さを有していることが好ましく、１０ｎｍないし４５ｎｍの厚さを有していることが、より好ましい。
【００５７】
記録層１４の厚さが８ｎｍ未満のときは、記録層１４に記録したデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が不十分となり、一方、記録層１４の厚さが６０ｎｍを越えるときには、成膜時間が長くなり、生産性が悪化するおそれがあるため、好ましくない。
【００５８】
こうして、本実施態様によれば、記録層１４が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素と、ＳまたはＯの元素とを含み、無機材料を用いた単一の記録膜によって構成されているから、日光等の照射によって、記録層１４の特性が変質したり、記録層１４に記録されたデータが劣化するのを防止でき、また、光記録媒体の製造コストの削減を図ることも可能となる。
【００５９】
図２に示されるように、記録層１４の表面上には、第二の透明中間層１５が形成されている。
【００６０】
第二の透明中間層１５は、記録層１４と後述する第二の防水層１６とを離間させる役割を果たす。第一の透明中間層１３によって、記録層１４と第一の防水層１２を離間させるのと同様に、記録層１４に含まれる物質と、第二の防水層１６に含まれる物質が反応を起こして不具合が生じる場合に、記録層１４と第二の防水層１６を離間させることで、不具合を防止することができる。
【００６１】
第二の透明中間層１５は、第一の透明中間層１３と同様に、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。
【００６２】
第二の透明中間層１５は、３μｍないし１５０μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、さらに好ましくは、５μｍないし９５μｍの厚さを有するように、形成される。
【００６３】
図２に示されるように、第二の透明中間層１５の表面上には、第二の防水層１６が形成されている。
【００６４】
第二の防水層１６は、光記録媒体１０の外部から光透過層１７を介して、記録層１４へ水分が侵入するのを防止する役割を果たす。
【００６５】
第二の防水層１６を形成するための材料は、記録層１４への水分の侵入を防止することができれば、とくに限定されるものではなく、第一の防水層１２と同様の材料を用いて、第二の防水層１６を形成することができる。
【００６６】
第二の防水層１６および第二の防水層１２は、互いに同じ誘電体材料あるいは樹脂材料によって形成されていてもよいが、異なる誘電体材料あるいは樹脂材料によって形成されていてもよい。
【００６７】
第二の防水層１６は、誘電体材料を主成分として形成される場合には、２０ｎｍないし１５０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、さらに好ましくは、３０ｎｍないし１２０ｎｍの厚さを有するように、形成される。
【００６８】
第二の防水層１６の厚さが、２０ｎｍ未満のときには、第二の防水層１６に求められる防水特性を満たすことができず、１５０ｎｍを越える場合には、成膜時間が長くなり、生産性が悪化するおそれがある。
【００６９】
第二の防水層１６は、記録層１４にデータが記録されるとき、あるいは、記録層１４に記録されたデータが再生されるときに、レーザビームＬが透過する層となるため、十分な光透過性を有していることが必要である。
【００７０】
図２に示されるように、第二の防水層１６の表面上には、光透過層１７が形成される。
【００７１】
光透過層１７は、レーザビームを透過させる層であり、その一方の表面によって、光入射面１７ａが構成されている。
【００７２】
光透過層１７を形成するための材料は、とくに限定されるものではないが、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。
【００７３】
光透過層１７は、データを記録し、再生する場合に、レーザビームＬが通過するため、十分に高い光透過性を有している必要がある。
【００７４】
光透過層１７は、第二の防水層１６が記録層１４に離間して形成されている場合には、１μｍないし１５μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、３μｍないし１２μｍの厚さを有するように形成されることが、より好ましい。
【００７５】
以上のような構成を有する光記録媒体１０は、次のようにして、製造される。
【００７６】
まず、支持基板１１を射出成形によって形成する。
【００７７】
次いで、支持基板１１の表面上に、第一の防水層１２の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第一の防水層１２を形成する。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００７８】
次いで、第一の防水層１２の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、塗膜の表面に、スタンパを被せた状態で、スタンパを介して、紫外線を照射することによって、表面に、グルーブ１３ａおよびランド１３ｂが形成された第一の透明中間層１３を形成する。
【００７９】
次いで、第一の透明中間層１３の表面上に、記録層１４を形成する。ここでは、記録層１４が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素の単体のうち、ＺｎまたはＬａの金属元素の単体を含むように形成される場合を例に挙げて説明する。
【００８０】
第一の透明中間層１３の表面上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ２またはＬａ・Ｓｉ・Ｏ・Ｎを主成分として含むターゲットと、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を主成分として含むターゲットを用いて、スパッタリング法により、記録層１４を形成する。
【００８１】
こうして、ＺｎＳ・ＳｉＯ２またはＬａ・Ｓｉ・Ｏ・Ｎとを主成分として含むターゲットと、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を主成分として含むターゲットとを用いて、スパッタリング法により、記録層１４を形成したときには、記録層１４の成膜過程で、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素が、還元材として作用し、この結果、記録層１４中に、ＺｎまたはＬａの金属元素が、単体の形で存在することになる。
【００８２】
具体的には、たとえば、ターゲットとして、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分として含むターゲットと、Ｍｇを主成分として含むターゲットを用いた場合には、Ｍｇが、ＺｎＳ・ＳｉＯ２に含まれるＺｎＳに対する還元剤として作用し、その結果として、記録層１４中に、Ｚｎが均等に分散される。このとき、還元剤として用いられたＭｇは、ＺｎＳから分離、あるいは、ＺｎＳに含まれるＳの一部と結合して、ＭｇＳが形成される。したがって、Ｚｎが、単体の形で、記録層１４に含まれることになる。
【００８３】
本実施態様において、記録層１４が、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分として含む場合に、記録層１４のＺｎＳとＳｉＯ２のモル比としては、４０：６０ないし８０：２０とすることが好ましく、６５：３５ないし７５：２５とすることが、さらに好ましい。
【００８４】
ＺｎＳのモル比が４０％以上であるときは、記録層１４のレーザビームに対する反射率と光透過率とを、ともに、向上させることができ、また、ＺｎＳのモル比が８０％以下であるときは、応力によって、記録層１４にクラックが発生することを、確実に、防止することができる。さらに、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比を６５：３５ないし７５：２５に設定すれば、記録層１４にクラックが発生することを、より効果的に防止しつつ、記録層１４のレーザビームに対する反射率と光透過率とを、より一層向上させることが可能になる。
【００８５】
また、本実施態様において、記録層１４が、スパッタリングのターゲットとして、Ｌａ・Ｓｉ・Ｏ・Ｎを主成分として含む場合には、Ｌａ・Ｓｉ・Ｏ・Ｎを構成するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４およびＬａ２Ｏ３において、ＳｉＯ２と、Ｓｉ３Ｎ４およびＬａ２Ｏ３の和とのモル比が１０：９０ないし５０：５０であることが好ましく、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４およびＬａ２Ｏ３のモル比が３０：５０：２０であることがより好ましい。
【００８６】
ＳｉＯ２のモル比が１０％未満である場合には、記録層１４にクラックが入りやすくなり、ＳｉＯ２のモル比が５０％を越える場合には、屈折率の低下により、記録層１４の反射率が低下するからであり、また、Ｓｉ３Ｎ４およびＬａ２Ｏ３の和のモル比が５０％ないし９０％であると、高い屈折率が得られるとともに、クラックの発生を防止することができるからである。これらを考慮すれば、スパッタリングのターゲットとして、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４およびＬａ２Ｏ３のモル比を３０：５０：２０とすることがより好ましい。
【００８７】
さらに、本実施態様において、記録層１４が、Ｍｇを含むときには、Ｍｇの含有量は、１８．５原子％ないし４２原子％であることが好ましく、２０原子％ないし３７原子％であることが、さらに好ましく、Ａｌを含むときには、Ａｌの含有量は、１１原子％ないし７０原子％であることが好ましく、１８原子％ないし５６原子％であることが、さらに好ましく、また、Ｔｉを含むときには、Ｔｉの含有量は、８原子％ないし３８原子％であることが好ましく、１０原子％ないし３６原子％であることが、さらに好ましい。
【００８８】
次いで、記録層１４の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、紫外線を照射することによって、第二の透明中間層１５を形成する。
【００８９】
次いで、第二の透明中間層１５の表面上に、第二の防水層１６の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第二の防水層１６を形成する。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【００９０】
そして、第二の防水層１６の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、塗膜に紫外線を照射することによって、光透過層１７を形成する。
【００９１】
こうして、光記録媒体１０が作製される。
【００９２】
このように、本実施態様によれば、支持基板１１と記録層１４との間に、第一の防水層１２が設けられ、また、光透過層１７と記録層１４との間に、第二の防水層１６が設けられているから、光記録媒体１０の外部から、支持基板１１あるいは光透過層１７を介して、記録層１４への水分の侵入を防止することができるので、水分による記録層１４の浸食を回避することでき、したがって、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を、より一層、高めることが可能となる。
【００９３】
以上のように構成された本実施態様にかかる光記録媒体１０に、次のようにして、データが記録される。
【００９４】
本実施態様において、光記録媒体１０にデータを記録するにあたっては、光透過層１７の光入射面１７ａを介して、３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長λを有するレーザビームＬが照射され、記録層１４に、レーザビームＬのフォーカスが合わせられる。
【００９５】
図３は、光記録媒体１０の記録層１４に、データを記録する際に、レーザビームＬの強度を制御するレーザパワー制御信号のパルス列パターンを示すダイアグラムである。
【００９６】
図３に示されるように、光記録媒体１０の記録層１４に、データを記録するのに用いるレーザパワー制御信号のパルス列パターンは、記録パワーＰｗに対応するレベル、中間パワーＰｍに対応するレベルおよび基底パワーＰｂに対応するレベルの３つのレベルの間で、レベルが変調されたパルスによって構成されている。記録パワーＰｗ、中間パワーＰｍおよび基底パワーＰｂのパワーは、Ｐｗ＞Ｐｍ≧Ｐｂの関係を満たしており、これに対応して、パルス列パターンの３つのレベルも、決定されている。
【００９７】
記録層１４に、データを記録するにあたっては、図３に示されるパルス列パターンを有するレーザパワー制御信号に従って、パワーが変調されたレーザビームＬが、光透過層１７、第二の防水層１６および第二の透明中間層１５を介して、記録層１４に照射される。
【００９８】
こうして記録層１４に、レーザビームＬが照射されると、記録層１４の相状態が変化して、記録層１４に、データが記録される。以下、具体的な記録のメカニズムについて、記録層１４が、ＺｎまたはＬａの金属元素の単体と、ＳまたはＯの元素を含んでいる場合を例に挙げて説明する。
【００９９】
すなわち、パワーが記録パワーＰｗに設定されたレーザビームＬが照射されると、記録層１４が加熱され、加熱された記録層１４の領域において、記録層１４に含まれる非晶質状態の単体のＺｎまたはＬａの金属元素が、ＳまたはＯと反応して、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３となり、さらに、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３の周辺に存在する非晶質状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３を核として、結晶成長する。
【０１００】
こうして、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が生成された領域は、それ以外の領域と、３９０ｎｍないし４５０ｎｍの波長λを有するレーザビームＬに対する反射率が大きく異なるので、これを利用して、データを記録することが可能となる。
【０１０１】
したがって、記録層１４に記録されたデータを再生したときには、良好な信号特性を有する再生信号を得ることが可能となる。
【０１０２】
ここに、レーザビームＬの記録パワーＰｗのパワーは、レーザビームＬを照射することによって、記録層１４に含まれるＺｎまたはＬａの金属元素と、ＳまたはＯの元素とが、確実に、結合し、ＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が結晶が生成されるパワーに設定される。
【０１０３】
また、中間パワーＰｍおよび基底パワーＰｂのパワーについては、記録層１４に含まれるＺｎまたはＬａの金属元素と、ＳまたはＯの元素とが、結合することがない低いパワーに設定される。
【０１０４】
とくに、基底パワーＰｂのレベルは、記録パワーＰｗのレーザビームＬが照射されて、加熱された領域が、レーザビームＬのレベルが基底パワーＰｂに切り換えられることによって、速やかに冷却されるように、きわめて低いレベルに設定される。
【０１０５】
以上のようにして、光記録媒体１０の記録層１４に、データが記録される。
【０１０６】
以上のように、本実施態様によれば、記録層１４が、ＺｎまたはＬａの金属元素と、ＳまたはＯの元素とを含み、無機材料を用いた単一の記録膜によって構成されているから、日光等の照射によって、記録層１４の特性が変質したり、記録層１４に記録されたデータが劣化するのを防止でき、また、光記録媒体の製造コストの削減を図ることも可能となる。
【０１０７】
また、本実施態様によれば、支持基板１１と記録層１４との間に、第一の防水層１２が設けられ、また、光透過層１７と記録層１４との間に、第二の防水層１６が設けられているから、光記録媒体１０の外部から、支持基板１１あるいは光透過層１７を介して、記録層１４への水分の侵入を防止することができるので、水分による記録層１４の浸食を回避することでき、したがって、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を高めることが可能となる。
【０１０８】
さらに、本実施態様においては、ＺｎまたはＬａの金属元素と、ＳまたはＯの元素とが、結合されて、ＺｎＳあるいはＬａ２Ｏ３の結晶が生成され、記録層１４にデータが記録されるように構成されているから、レーザビームに対する記録層１４の反射率において、記録マークが形成された領域と、それ以外の領域との反射率差を大きくすることができ、したがって、良好な信号特性を有する再生信号を得ることも可能となる。
【０１０９】
図４は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略斜視図であり、図５は、図４のＢで示された部分の略拡大断面図である。
【０１１０】
図５に示されるように、本実施態様にかかる光記録ディスク１００は、支持基板１１と、支持基板１１の表面上に形成された第一の防水層２１と、第一の防水層２１の表面上に形成された記録層１４と、記録層１４の表面上に形成された第二の防水層２２と、第二の防水層２２の表面上に形成された光透過層１７とを備えている。
【０１１１】
本実施態様においては、図５に示されるように、第一の防水層２１が、グルーブ１１ａおよび１１ｂが形成された支持基板１１の表面上に形成され、第二の防水層２２が記録層１４の表面上に形成され、第一の防水層２１および第二の防水層２２は、記録層１４に隣接して形成されている。
【０１１２】
第一の防水層２１および第二の防水層２２は、図１および図２に示される第一の防水層１２および第二の防水層１６と同様に、光記録媒体１０の外部から、支持基板１１、あるいは光透過層１７を介して、記録層１４に水分が侵入するのを防止する役割を果たす。
【０１１３】
第一の防水層２１および第二の防水層２２が、記録層１４に隣接して形成される場合には、支持基板１１または光透過層１７を介して、水分が記録層１４に侵入するのを防止することができるのに加え、光記録媒体１００の側面を介して、記録層１４に水分が侵入することを効果的に防止することもでき、したがって、本実施態様によれば、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を、さらに高めることが可能となる。
【０１１４】
図６は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録ディスクの略斜視図であり、図７は、図６のＣで示された部分の略拡大断面図である。
【０１１５】
図７に示されるように、本実施態様にかかる光記録ディスク２００は、支持基板１１と、支持基板１１の表面上に形成された第一の防水層３１と、第一の防水層３１の表面上に形成された記録層１４と、記録層１４の表面上に形成された第二の防水層３２と、第二の防水層３２の表面上に形成された光透過層１７とを備えている。
【０１１６】
本実施態様においては、図７に示されるように、第一の防水層３１が、グルーブ１１ａおよび１１ｂが形成された支持基板１１の表面上に形成され、第二の防水層３２が記録層１４の表面上に形成され、第一の防水層３１および第二の防水層３２は、記録層１４に隣接して形成されている。
【０１１７】
第一の防水層３１および第二の防水層３２は、光記録媒体１０の外部から、支持基板１１、あるいは光透過層１７を介して、記録層１４に水分が侵入するのを防止する役割を果たすとともに、記録層の一部としても機能する。
【０１１８】
本実施態様において、第一の防水層３１および第二の防水層３２を形成するために用いられる材料は、記録層１４への水分の侵入を防止することができ、かつ、記録層１４が結晶化するのに伴って、記録層１４の結晶化した領域に隣接する領域が結晶化する誘電体材料であれば、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせを主成分とする誘電体材料によって、第一の防水層３１および第二の防水層３２を形成することができる。
【０１１９】
より具体的には、第一の防水層３１および第二の防水層３２が、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｗ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物からなる誘電体材料を主成分として含んでいることが好ましく、たとえば、隣接する記録層１４に含まれる金属元素と、元素ＳまたはＯとを主成分とする誘電体、または、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分として含んでいることが、とくに好ましい。
【０１２０】
本実施態様において、第二の防水層３２は、記録層１４にデータが記録されるとき、あるいは、記録層１４に記録されたデータが再生されるときに、レーザビームＬが透過する層となるため、十分な光透過性を有していることが必要である。
【０１２１】
第一の防水層３１および第二の防水層３２は、互いに同じ誘電体材料によって形成されていてもよいが、異なる誘電体材料によって形成されていてもよい。
【０１２２】
第一の防水層３１は、支持基板１１の表面上に、第一の防水層３１の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができ、第二の防水層３２は、記録層１４の表面上に、第二の防水層３２構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
【０１２３】
以上のような構成を有する光記録媒体２００は、次のようにして、データが記録される。
【０１２４】
図８は、データが記録される前の光記録媒体２００の略断面図であり、図９は、データが記録された後の光記録媒体２００の略断面図である。
【０１２５】
本実施態様において、光記録媒体２００にデータを記録するにあたっては、図１および図２に示される光記録媒体１０と同様にして、パワーが変調されたレーザビームＬが、光透過層１７および第二の防水層３２を介して、記録層１４に照射される。
【０１２６】
こうして記録層１４に、レーザビームＬが照射されると、記録層１４が加熱され、図１および図２に示される光記録媒体１０と同様に、加熱された記録層１４の領域において、記録層１４に含まれる非晶質状態の単体のＺｎまたはＬａの金属元素が、ＳまたはＯと反応して、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３となり、さらに、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３の周辺に存在する非晶質状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３を核として、結晶成長する。
【０１２７】
こうして、図９に示されるように、ＺｎまたはＬａの金属元素と、ＳまたはＯの元素との化合物であるＺｎＳあるいはＬａ２Ｏ３が結晶化した記録マークＭが形成される。
【０１２８】
さらに、本実施態様においては、記録層１４にレーザビームＬが照射されて、記録層１４に記録マークＭが形成されたときに、第一の防水層３１および第一の防水層３１に含まれる誘電体材料が結晶化して、図９に示されるように、第一の防水層３１および第一の防水層３１中に、記録マークＭに隣接して、結晶化領域Ｍ’が形成される。
【０１２９】
レーザビームＬを照射して、記録層１４に記録マークＭを形成したときに、記録層１４に隣接する第一の防水層３１および第二の防水層３２に含まれる誘電体層材料が結晶化する理由は、必ずしも明らかではないが、レーザビームＬが記録層１４に照射されて、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３を核として、周辺に存在する非晶質状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が結晶成長する結晶化反応が、第一の防水層３１および第二の防水層３２にも伝達し、この結果、記録層１４との界面から、第一の防水層３１および第二の防水層３２の内部に向かって、誘電体材料の結晶化が進み、第一の防水層３１および第二の防水層３２中に結晶化領域Ｍ’が形成されたのではないかと推測される。
【０１３０】
このように、本実施態様においては、記録層１４に記録マークＭが形成されるのに併せて、記録マークＭに隣接する第一の防水層３１および第二の防水層３２の領域に、結晶化領域Ｍ’が形成されるように構成されているから、記録マークＭおよび結晶化領域Ｍ’が形成された領域の反射率と、その他の領域の反射率との差が、全体として大きくなり、したがって、さらに良好な信号特性を有する再生信号を得ることが可能となる。
【０１３１】
したがって、本実施態様によれば、製造コストを削減を図りつつ、長期間の保存に対する光記録媒体の信頼性を高めることができ、より一層、良好な信号特性を有する再生信号を得ることが可能となる。
【０１３２】
以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例を掲げる。
【実施例１】
【０１３３】
まず、射出成型法により、１．１ｍｍの厚さ、１２０ｍｍの直径を有するポリカーボネート基板を作製した。
【０１３４】
次いで、ポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ポリカーボネート基板の表面上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、８６ｎｍの厚さを有する第一の防水層を形成した。ここに、ＺｎＳ・ＳｉＯ２の混合ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１３５】
次いで、第一の防水層が形成されたポリカーボネート基板をスピンコート装置にセットし、ポリカーボネート基板を回転させながら、紫外線硬化性アクリル樹脂を、第一の防水層上に塗布して、塗膜を形成し、塗膜の表面に、グルーブおよびランドが形成されたスタンパを載置し、スタンパを介して、塗膜に、紫外線を照射して、紫外線硬化性アクリル樹脂を硬化させ、スタンパを剥離して、その表面に、グルーブピッチが０．３２μｍとなるように、グルーブとランドが形成された厚さ２５μｍの第一の透明中間層を形成した。
【０１３６】
次いで、第二の防水層および第二の透明中間層が形成されたポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分とするターゲットと、Ｍｇを主成分とするターゲットの両方を用いて、スパッタリング法により、３２ｎｍの厚さを有する記録層を形成した。ここに、ＺｎＳ・ＳｉＯ２の混合ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１３７】
記録層の形成後に、記録層の組成を測定した結果、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、ＯおよびＳの含有量は、それぞれ、２３．０原子％、９．０原子％、２５．０原子％、１９．０原子％および２４．０原子％であった。記録層に含まれるＺｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、ＯおよびＳの含有量は、理学電気工業株式会社製の蛍光Ｘ線装置「ＲＩＸ２０００」（商品名）を用いて、Ｒｈ管、管電圧＝５０ｋＶ、管電流＝５０ｍＡにてＸ線を発生させ、ＦＰ法によって、測定した。但し、基板中にＯが含まれているため、Ｏの測定は困難であり、Ｏの含有量は、ＯがＳｉＯ２の状態にあると仮定して、Ｓｉの含有量の２倍の原子％であるとした。以下、Ｏの含有量については、同様である。
【０１３８】
次いで、記録層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコート法により、塗布して、塗膜を形成し、これに、紫外線を照射して、９５μｍの厚さを有する第一の透明中間層を形成した。
【０１３９】
次いで、第一の透明中間層の表面上に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、８６ｎｍの厚さを有する第一の防水層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１４０】
そして、第一の防水層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコート法により、塗布して、塗膜を形成し、これに、紫外線を照射して、５μｍの厚さを有する光透過層を形成した。
【０１４１】
こうして、光記録ディスクサンプル＃１を作製した。
【０１４２】
次いで、光記録ディスクサンプル＃１を、パルステック工業株式会社製の光記録媒体評価装置「ＤＤＵ１０００」（商品名）にセットし、波長が４０５ｎｍの青色レーザビームを、記録用レーザとして用い、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズを用いて、レーザビームを、光透過層を介して、集光し、以下の条件で、光記録ディスクサンプル＃１の記録層に、８Ｔの長さの記録マークを形成して、データを記録した。記録用レーザビームの記録パワーＰｗは６ｍＷとした。
【０１４３】
変調方式：（１，７）ＲＬＬ
記録線速度：５．３ｍ／秒
チャンネルビット長：０．１２μｍ
チャンネルクロック：６６ＭＨｚ
記録方式：オングルーブ記録
次いで、上述の光記録媒体評価装置を用いて、光記録ディスクサンプル＃１の記録層に、再生パワーに設定されたレーザビームを、照射し、記録層に記録されたデータを再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を、測定した。ここに、レーザビームの再生パワーは、０．３ｍＷとした。この際、再生用レーザビームは、記録用レーザビームと同一のレーザのパワーを変えて、使用した。
【０１４４】
再生信号のＣ／Ｎ比の測定は、アドバンテスト株式会社製のスペクトラムアナライザー「スペクトラムアナライザーＸＫ１８０」（商品名）を用いて、測定した。
【０１４５】
測定結果は、表１に示されている。
【０１４６】
次いで、記録層にデータが記録された光記録ディスクサンプル＃１を、温度７０℃、相対湿度８５％の環境下において、５０時間にわたり、保持して、保存試験を実行した。これは、通常の使用環境より高温、多湿な条件下で、光記録ディスクサンプル＃１を所定時間にわたって、保存することにより、実際の使用環境における長期間の保存後の光記録ディスクの性能を確認し、実際の使用環境における信頼性を確かめたものである。
【０１４７】
次いで、同じ光記録媒体評価装置を用いて、保存試験後の光記録ディスクサンプル＃１の記録層に記録されたデータを再生して、再生信号のＣ／Ｎ比を、測定した。
【０１４８】
測定結果は、表１に示されている。
【０１４９】
【表１】
2005115978.tif 000003
表１に示されるように、保存試験前の光記録ディスクサンプル＃１、および保存試験後の光記録ディスクサンプル＃１から、記録層に記録したデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比は、それぞれ、５４．４ｄＢ、５４．３ｄＢであり、光記録ディスクサンプル＃１は、保存試験後であっても、記録層に記録されたデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が低下せず、長期間の保存に対する高い信頼性を有することが認められた。
【実施例２】
【０１５０】
まず、表面にグルーブおよびランドが形成されたポリカーボネート基板を、射出成形により形成した。
次いで、ポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ポリカーボネート基板のグルーブおよびランドが形成された表面上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分とするターゲットを用いて、スパッタリング法により、８０ｎｍの厚さを有する第二の防水層を形成した。ここに、ＺｎＳ・ＳｉＯ２の混合ターゲットは、モル比が８０：２０のものを使用した。
【０１５１】
次いで、第二の防水層が形成されたポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分とするターゲットと、Ｍｇを主成分とするターゲットの両方を用いて、スパッタリング法により、３２ｎｍの厚さを有する記録層を形成した。ここに、ＺｎＳ・ＳｉＯ２の混合ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１５２】
記録層の形成後に、記録層の組成を測定した結果、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、ＯおよびＳの含有量は、それぞれ、２３．０原子％、９．０原子％、２５．０原子％、１９．０原子％および２４．０原子％であった。
【０１５３】
次いで、記録層上に、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物よりなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、８５ｎｍの厚さを有する第一の防水層を形成した。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１５４】
そして、第一の防水層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコート法により、塗布して、塗膜を形成し、これに、紫外線を照射して、１００μｍの厚さを有する光透過層を形成した。
【０１５５】
こうして、光記録ディスクサンプル＃２を作製した。
【０１５６】
次いで、光記録ディスクサンプル＃３を、次のようにして、作製した。
【０１５７】
まず、光記録ディスクサンプル＃２と同様の方法を用いて、表面にグルーブおよびランドが形成されたポリカーボネート基板を、形成した。
次いで、ポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を主成分とするターゲットと、Ｍｇを主成分とするターゲットの両方を用いて、スパッタリング法により、３２ｎｍの厚さを有する記録層を形成した。ここに、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合ターゲットは、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比が８０：２０のものを使用した。
【０１５８】
記録層の形成後に、記録層の組成を測定した結果、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、ＯおよびＳの含有量は、それぞれ、２３．０原子％、９．０原子％、２５．０原子％、１９．０原子％および２４．０原子％であった。
【０１５９】
次いで、記録層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂をスピンコート法により、塗布して、塗膜を形成し、これに、紫外線を照射して、１００μｍの厚さを有する光透過層を形成した。
【０１６０】
こうして、光記録ディスクサンプル＃３を作製した。
【０１６１】
次いで、光記録ディスクサンプル＃２および＃３を、実施例１と同じ光記録媒体評価装置に、順次、セットし、レーザビームを照射して、光記録ディスクサンプル＃２および＃３の記録層に、８Ｔの長さの記録マークを形成して、データを記録した。
【０１６２】
データの記録にあたっては、レーザビームの波長を４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５として、レーザビームの記録パワーＰｗを、６ｍＷとした。
【０１６３】
次いで、上述の光記録媒体評価装置を用いて、光記録ディスクサンプル＃２および＃３の記録層に、再生パワーに設定されたレーザビームを、順次、照射し、記録されたデータを再生し、実施例１と同じスペクトラムアナライザーを用いて、再生信号の変調度およびＣ／Ｎ比を、測定した。ここに、再生信号の変調度は、記録マークが形成されていない領域に、再生用レーザビームを照射して得られる再生信号のレベルから、記録マークが形成されている領域に、再生用レーザビームを照射して得られる再生信号のレベルを差し引いたものを、記録マークが形成されていない領域に、レーザビームを照射して得られる再生信号のレベルで除した値として、規定した。
【０１６４】
データの再生にあたっては、レーザビームの波長を４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５として、レーザビームの再生パワーを、０．３ｍＷとした。
【０１６５】
測定結果は、表２に示されている。
【０１６６】
【表２】
2005115978.tif 000004
表２に示されるように、光記録ディスクサンプル＃２および＃３に記録されたデータを再生したときの再生信号の変調度は、それぞれ、５０．５％、４２．３％であり、光記録ディスクサンプル＃２においては、光記録ディスクサンプル＃３に比べて、記録されたデータを再生したときの再生信号の変調度が、大幅に高くなることが認められた。
【０１６７】
また、表２に示されるように、光記録ディスクサンプル＃２および＃３に記録されたデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比は、それぞれ、５６．６ｄＢ、５４．０ｄＢであり、再生信号のＣ／Ｎ比においても、光記録ディスクサンプル＃２は、光記録ディスクサンプル＃３に比べて、高い値を得られることが認められた。
【０１６８】
このように、記録層に記録マークを形成したのに併せて、第二の防水層および第一の防水層に、結晶化領域を形成した光記録ディスクサンプル＃２においては、良好な信号特性を有する再生信号を得られることが判明した。
【実施例３】
【０１６９】
データの記録された光記録ディスクサンプル＃２および＃３を、温度８０℃、相対湿度８５％の環境下において、５０時間にわたり、保持して、保存試験を実行した。
【０１７０】
次いで、同じ光記録媒体評価装置を用いて、保存試験後の光記録ディスクサンプル＃２および＃３に記録したデータを再生し、同じスペクトラムアナライザーを用いて、再生信号のＣ／Ｎ比を、測定した。
【０１７１】
測定結果は、表３に示されている。ここに、表３には、実施例２で測定した光記録ディスクサンプル＃２および＃３につき、記録したデータを再生したときのＣ／Ｎ比が、それぞれ、「保存試験前」の値として示されている。
【０１７２】
【表３】
2005115978.tif 000005
表３に示されるように、光記録ディスクサンプル＃２においては、保存試験前および保存試験後に、記録層に記録したデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が、それぞれ、５６．６ｄＢ、５６．１ｄＢであり、光記録ディスクサンプル＃２は、保存試験後であっても、記録層に記録されたデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が、ほとんど変わらなかったのに対し、光記録ディスクサンプル＃３においては、保存試験後に、記録層に記録したデータを再生したときの再生信号のＣ／Ｎ比が、測定できず、したがって、光記録ディスクサンプル＃２においては、光記録ディスクサンプル＃３に比べて、長期間の保存に対して、高い信頼性を有することが認められた。
【０１７３】
以上の実施例において、オージェ分光分析装置、光学式膜厚測定装置および透過電子顕微鏡を用いて、記録層の状態を確認したところ、記録用のパワーに設定されたレーザビームが照射された記録層の領域で、金属元素Ｍの単体の存在と、金属元素Ｍとの化合物の結晶成長が認められた。
【０１７４】
本実施例においては、以下の分析と判断により、金属元素Ｍの存在が認められた状態を、記録層に金属元素Ｍが含まれるとする。また、以下の分析と判断により、金属元素Ｍと元素Ｘの化合物の結晶成長が認められた状態を、金属元素Ｍの単体と結合して、前記金属元素Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘが、記録層に含まれるものとする。
【０１７５】
具体的な手法としては、同一条件で光記録ディスクサンプルを三つ作成し、三つの光記録ディスクサンプルの記録層の一部に、実施例１でデータを記録したのと同じようにして、データを記録した。
【０１７６】
次いで、データが記録された三つの光記録ディスクサンプルのうちの一つにつき、光透過層を、カッターで切り込みを入れて剥がすとともに、第二の防水層を除去し、記録層を露出させ、露出した記録層の表面に、２０ｎｍの厚さを有する誘電体膜（記録層がＺｎＳを主成分として含む場合は、例えば、Ａｌ２Ｏ３）と、１００ｎｍの厚さを有する金属膜（例えばＡｌ）とを、スパッタリング法により、順次、形成した。金属膜と誘電体膜には、分析に影響しないように記録層に含まれる金属元素Ｍ以外の材料を使用する必要がある。ここに、金属膜を形成したのは、オージェ分光分析装置を用いた測定の際に、光記録ディスクサンプルが帯電するのを防止するためである。次いで、誘電体膜および金属膜を形成した光記録ディスクサンプルの金属膜表面を、局部的にスパッタリングし、記録層の表面の一部が露出するように、約２ｍｍの孔を形成した。
【０１７７】
次いで、データが記録された光記録ディスクサンプルにおいて、記録層のデータが記録された領域と、記録層のデータ未記録の領域につき、オージェ分光分析装置を用いて、エネルギースペクトルを測定した。ここに、エネルギースペクトルの測定に際しては、アルバック・ファイ株式会社製のオージェ分光分析装置「ＳＡＭ６８０」を用い、測定条件を、加速電圧５ｋＶ、Ｔｉｌｔ３０ｄｅｇ、試料電流１０ｎＡ、Ａｒイオンビームスパッタエッチング加速電圧２ｋＶに設定して、測定した。
【０１７８】
こうして、記録層のデータが記録された領域と、記録層のデータ未記録の領域につき、エネルギースペクトルを測定した結果、データが未記録の領域では、金属のエネルギースペクトルと、化合物のエネルギースペクトルが混在していると思われるスペクトルが存在し、一方、データが記録された領域では、化合物のエネルギースペクトルのみが認められた。このスペクトルの変化から、記録層に金属元素Ｍが含まれると判断した。
【０１７９】
次いで、先の三つの光記録ディスクサンプルのうちの他の一つの光記録ディスクサンプルにカッターで切れ込みを入れて、光透過層、第二の防水層および記録層を切り離し、切り離した光透過層、第二の防水層および記録層を、紫外線硬化樹脂を用いて、光透過層をスライドガラスに接するようにして、スライドガラス上に接着させた。
【０１８０】
こうして形成した光記録ディスクサンプルにおいて、記録層のデータが記録された領域と、記録層のデータ未記録領域につき、光学式膜厚測定装置を用いて、４０５ｎｍの波長を有するレーザビームに対する光吸収率を測定した。ここに、光吸収率の測定に際しては、ｓｔｅａｇ  ＥＴＡ−ＯＰＴＩＫ株式会社製の光学式膜厚測定装置「ＥＴＡ−ＲＴ」（商品名）を用いた。
【０１８１】
こうして、記録層のデータが記録された領域と、記録層のデータ未記録の領域につき、４０５ｎｍの波長を有するレーザビームに対する光吸収率を測定した結果、データが未記録の領域では、３４％の光吸収率を有し、一方、データが記録された領域では、２７％の光吸収率を有することが認められた。光吸収率の減少は、金属元素Ｍの自由電子が光を多く吸収し、元素Ｘと化合物を作ることで、金属元素Ｍの自由電子が少なくなり、光の吸収が減ったため、光吸収率が小さくなったと考えられる。オージェ分光分析によるエネルギースペクトルの変化と同様に、このように光吸収率の減少により記録膜に金属元素Ｍの単体が含まれていたと判断した。
【０１８２】
このように、オージェ分光分析装置によるエネルギースペクトルの測定によって、データが未記録の領域において、金属のエネルギースペクトルと、化合物のエネルギースペクトルとが混在し、一方、データが記録された領域において、化合物のエネルギースペクトルのみが確認できたという結果が得られ、また、光学式膜厚測定装置による光吸収率の測定によって、データが記録された領域において、データが未記録の領域に比べて、光吸収率が低下したという結果が得られたため、これらの結果から、記録層に金属元素Ｍの単体の存在と、記録用のレーザビームを照射した記録層の領域では、金属元素Ｍの単体が元素Ｘと結合して、化合物の結晶が生成されたと判断した。
【０１８３】
次いで、データが記録された三つの光記録ディスクサンプルのうちの残りの１つの光記録ディスクサンプルにつき、透過電子顕微鏡装置を用いて、記録マークの電子回折パターンを測定した。このとき透過電子顕微鏡は、日本電子株式会社製の「ＪＥＭ-３０１０」（商品名）を用い、加速電圧は３００ｋＶに設定した。
【０１８４】
ここでは、光記録ディスクサンプルを、ミクロトームを用いて切削し、透過電子顕微鏡用のサンプルを作成した。切断された断面において、記録層の電子回折パターンを測定した結果、データが未記録の領域では、ＺｎＳのブロードな回折リングが認められ、一方、データが記録された領域では、ＺｎＳの回折スポットが認められた。これらの結果から、記録用のレーザビームを照射した記録層の領域では、ＺｎＳの結晶化が生成されたと判断した。
【０１８５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【０１８６】
たとえば、図４および図５に示される実施態様にかかる光記録媒体１００においては、支持基板１１と、支持基板１１の表面上に形成された第一の防水層２１と、第一の防水層２１の表面上に形成された記録層１４と、記録層１４の表面上に形成された第二の防水層２２と、第二の防水層２２の表面上に形成された光透過層１７とを備え、第一の防水層２１および第二の防水層２２が、いずれも、記録層１４に隣接して形成されているが、第一の防水層２１と記録層１４との間、あるいは、第二の防水層２２と記録層１４との間に、他の層が介在していてもよい。
【０１８７】
また、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体２００においては、支持基板１１と、支持基板１１の表面上に形成された第一の防水層３１と、第一の防水層３１の表面上に形成された記録層１４と、記録層１４の表面上に形成された第二の防水層３２と、第二の防水層３２の表面上に形成された光透過層１７とを備え、第一の防水層３１および第二の防水層３２が、いずれも、記録層１４に隣接して形成され、記録層１４の記録マークＭに接する領域に、結晶化領域Ｍ’が形成されるように構成されているが、第一の防水層３１および第二の防水層３２のいずれかが記録層１４に隣接し、記録層１４に隣接して形成される防水層のみに、結晶化領域Ｍ’が形成されるように構成されてもよい。
【０１８８】
また、図１および図２、図４および図５、ならびに、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体１０、１００、２００においては、第一の防水層１２、２１、３１が、いずれも、支持基板１１と記録層１４との間に形成されているが、第一の防水層１２、２１、３１は、支持基板１１の記録層１４側とは反対側の主面上に形成されてもよい。
【０１８９】
また、図１および図２、図４および図５、ならびに、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体１０、１００、２００においては、支持基板１１の表面上に、第一の防水層１２、２１、３１が形成されているが、支持基板１１を、防水性（吸水性）を有する樹脂であるポリスチレン、ポリオフィレンなどを用いて形成し、支持基板１１が防水層として機能するように構成してもよい。この場合には、支持基板１１の表面上に形成される第一の防水層１２、２１、３１を省略することが可能となる。
【０１９０】
また、図１および図２、図４および図５、ならびに、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体１０、１００、２００においては、支持基板１１の表面上に、第一の防水層１２、２１、３１が形成されているが、第一の防水層１２、２１、３１を、金属元素を主成分として含むように形成し、第一の防水層１２、２１、３１が反射層の機能を併せ持つように形成してもよい。
【０１９１】
また、前記実施態様においては、ＺｎＳ・ＳｉＯ２またはＬａ・Ｓｉ・Ｏ・Ｎを主成分として含むターゲットと、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を主成分として含むターゲットとを用いて、スパッタリング法により、記録層１４を形成するようにしているが、成膜の結果、記録層１４に、ＺｎまたはＬａの金属元素Ｍと、記録用のレーザビームが照射されることにより、金属元素Ｍと結合して、金属元素Ｍとの化合物の結晶を生成するＳまたはＯの元素とを含ませることができればよく、ＺｎＳを主成分とするターゲットと、Ｍｇ、ＡｌおよびＴｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属元素を主成分として含むターゲットとを用いて、スパッタリング法により、記録層１４を形成してもよい。
【０１９２】
また、図１および図２、図４および図５、ならびに、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体１０、１００、２００においては、光透過層１７を備えているが、光透過層１７に代えて、または、光透過層１７の表面上に、ハードコート組成物を主成分として含むハードコート層を設けてもよいし、さらに、潤滑性や防汚性の機能を付与するために、ハードコート層に潤滑剤を含ませてもよいし、ハードコート層の表面上に、潤滑剤を主成分として含む潤滑層を、別途、設けるようにしてもよい。
【０１９３】
さらに、図１および図２、図４および図５、ならびに、図６および図７に示される実施態様にかかる光記録媒体１０、１００、２００においては、レーザビームＬは、光透過層１７を介して、記録層１４に照射されるように構成されているが、本発明は、約０．６ｍｍの厚さを有する光透過性基板と、約０．６ｍｍの厚さを有するダミー基板と、光透過性基板とダミー基板との間に、記録層を備えたＤＶＤ型の光記録媒体に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１０の略斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡで示された部分の略拡大断面図である。
【図３】図３は、光記録媒体１０にデータを記録する際に、レーザビームＬの強度を制御するレーザパワー制御信号のパルス列パターンを示すダイアグラムである。
【図４】図４は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１００の略斜視図である。
【図５】図５は、図４のＢで示された部分の略拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる光記録媒体２００の略斜視図である。
【図７】図７は、図６のＣで示された部分の略拡大断面図である。
【図８】図８は、データが記録される前の光記録媒体２００の略断面図である。
【図９】図９は、データが記録された後の光記録媒体２００の略断面図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１０  光記録媒体
１１  基板
１１ａ  グルーブ
１１ｂ  ランド
１２  第一の防水層
１３  第一の透明中間層
１４  記録層
１５  第二の透明中間層
１６  第二の防水層
１７  光透過層
２１  第一の防水層
２２  第二の防水層
３１  第一の防水層
３２  第二の防水層
１００  光記録媒体
２００  光記録媒体
【図１】
2005115978.tif 000006
【図２】
2005115978.tif 000007
【図３】
2005115978.tif 000008
【図４】
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【図５】
2005115978.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005115978.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月8日(2003.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
すなわち、パワーが記録パワーＰｗに設定されたレーザビームＬが照射されると、記録層１４が加熱され、加熱された記録層１４の領域において、記録層１４に含まれる単体のＺｎまたはＬａの金属元素が、ＳまたはＯと反応して、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３となり、さらに、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３の周辺に存在する非晶質状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３を核として、結晶成長する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
こうして記録層１４に、レーザビームＬが照射されると、記録層１４が加熱され、図１および図２に示される光記録媒体１０と同様に、加熱された記録層１４の領域において、記録層１４に含まれる単体のＺｎまたはＬａの金属元素が、ＳまたはＯと反応して、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３となり、さらに、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３の周辺に存在する非晶質状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３が、結晶状態のＺｎＳまたはＬａ２Ｏ３を核として、結晶成長する。