(57)【要約】本発明の光学情報記録媒体は、少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層を含み、各情報層は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含む。ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層、第ｊの記録層が状態Ａであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）の関係を満たす。さらに、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層が、第ｍの記録層と複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）の異なる材料にて形成されている。
2004027770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層とを含む光学情報記録媒体であって、
前記ｍ層の情報層は、それぞれ、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、
前記ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、前記第ｊの記録層が状態Ｂであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）
の関係を満たし、
第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層は、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成されていることを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】
第ｍの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎｍ、消衰係数の差をΔｋｍ、第ｊの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎｊ、消衰係数の差をΔｋｊとすると、第１〜第ｍ−１の情報層のうち少なくとも一つの情報層が、
｜Δｎｍ｜＋｜Δｋｍ｜＞｜Δｎｊ｜＋｜Δｋｊ｜
の関係を満たす請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
第ｊの情報層が、
（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２≧５０
の関係をさらに満たす請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが酸化物を含む請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】
第１の記録層が酸化物を含む請求の範囲４に記載の光学情報記録媒体。
【請求項６】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｔｅ−Ｏ−Ｍ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含む請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項７】
第１〜第ｍの記録層の全てがＴｅ−Ｏ−Ｍを含む請求の範囲６に記載の光学情報記録媒体。
【請求項８】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つは、他の記録層のうち少なくとも一つと、酸素原子含有濃度が異なる請求の範囲７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項９】
第１〜第ｍの記録層においては、よりレーザー光入射側に近い位置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さい請求の範囲８に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１０】
第１の記録層のＭ原子含有濃度は、第２〜第ｍの記録層におけるＭ原子含有濃度よりも大きい請求の範囲６に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１１】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ及びＴｉ−Ｏから選ばれる少なくとも一つを含む請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１２】
ｍが４以上である請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１３】
ｍが４であり、
（ＴＡ１＋ＴＢ１）／２≧８０、かつ、
（ＴＡ２＋ＴＢ２）／２≧７０、かつ、
（ＴＡ３＋ＴＢ３）／２≧７０
の関係を満たす請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１４】
第１〜第ｍの記録層の厚さが８０ｎｍ以下である請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１５】
光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を可逆的に変化し得る記録層を含む情報層がさらに設けられた請求の範囲１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１６】
基板上に複数の情報層が設けられた光学情報記録媒体を製造する方法であって、
光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層を含む情報層を形成する工程を少なくともｍ工程（ｍは、２以上の整数である。）含み、
前記ｍ工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、レーザー光入射側からｊ番目に配置されている情報層を第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）、前記第ｊの情報層に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層が、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係を満たすように、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層を、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層の材料とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成することを特徴とする光学情報記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
前記ｍ工程のうち少なくとも１つの工程において、
少なくともＴｅ及びＭ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含むターゲットと、少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて、反応性スパッタリングにより、Ｔｅ−Ｏ−Ｍを含む追記型の記録層を作製する請求の範囲１６に記載の光学情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、レーザー光の照射等の光学的な手段を用い、高密度、高速度での情報の記録再生が可能な光学情報記録媒体とその製造方法とに関するものである。
【背景技術】  大容量で、高速度での情報の記録再生が可能な情報記録媒体として、光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等の光学情報記録媒体が知られている。これらの光学情報記録媒体は、記録材料にレーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用したものである。これらの光学情報記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、近年ますますその重要性が高まっている。例えばコンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録や保存、医療分野、学術分野及び家庭用ビデオテープレコーダーの置き換え等、様々な分野での需要が高まっている。現在、これらの光学情報記録媒体について、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、さらに大容量化、高密度化、高速化を達成することが求められている。
さらなる高密度化を達成する手段の１つとして、複数の情報層を有する光学情報記録媒体が提案されており、例えば、追記型の材料を用いて形成された情報層を２層積層する技術等が提案されている（例えば、国際公開第９８／０９８２３号パンフレット参照。）。
しかし、このような２層以上の情報層を含む光学情報記録媒体を実現しようとすると、レーザー光入射側からみて奥に位置する（レーザー光が入射する面から遠くに配置された）情報層に対して情報の記録再生を行う際、より手前（レーザー光入射側）に位置する情報層の影響を受ける可能性がある。即ち、手前の情報層の透過率が記録の有無によって変化する場合、手前の情報層を透過したレーザー光で奥に位置する情報層に対して情報の記録再生を行うと、レーザー光が透過する部分が情報層の記録部か未記録部かによって奥の情報層へ到達するレーザー光量が異なるために、正確な信号の記録及び再生が困難になる。これは、積層する情報層の層数が増すほど大きい問題となる。特に、追記型の光学情報記録媒体の中には、一情報層の透過率を例えば７０％以上といった非常に高い値に設計できるものもあり、複数の情報層を積層して多層構造とすることが好ましいが、上記のような記録の有無による透過率差が生じる場合、実用上、多層構造の実現が困難となる。
以上のような問題に対し、例えば、手前に位置する情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さくし、かつ手前の情報層の透過率を高く設計することによって、手前の情報層の記録の有無に関わらず奥の情報層への正確な記録再生を可能とする光学情報記録媒体が提案されている。このような光学情報記録媒体においては、情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さく設計するための手段として、情報層に含まれる保護層の膜厚を調節する方法を用いている。
しかし、情報層に含まれる保護層の膜厚調節のみでは情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さくできない記録材料も存在し、このような記録材料を用いる場合は上記のような技術を利用できない。
【発明の開示】
本発明の光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層とを含む光学情報記録媒体であって、前記ｍ層の情報層は、それぞれ、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、前記ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、前記第ｊの記録層が状態Ｂであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）
の関係を満たし、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層は、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成されていることを特徴としている。
本発明の光学情報記録媒体の製造方法は、基板上に複数の情報層が設けられた光学情報記録媒体を製造する方法であって、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層を含む情報層を形成する工程を少なくともｍ工程（ｍは、２以上の整数である。）含み、前記ｍ工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、レーザー光入射側からｊ番目に配置されている情報層を第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）、前記第ｊの情報層に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層が、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係を満たすように、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層を、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層の材料とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の光学情報記録媒体の一例を示す断面図である。
図２は、本発明の光学情報記録媒体の他の例を示す断面図である。
図３は、本発明の光学情報記録媒体に対して情報の記録再生を行う際に用いられる情報記録再生装置の一例を示す概略図である。
図４は、本発明の実施例において、第１の情報層を通して第２の情報層を再生した際の再生信号を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の光学情報記録媒体は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層のうち、最も遠くに配置された記録層とそれより手前の記録層のうち少なくとも一つの記録層とで複素屈折率を異ならせ、情報層における透過率差を小さくしているので、少なくとも二つの情報層が追記型の記録層を含む光学情報記録媒体において、正確な信号の記録再生を実現できる。なお、追記型の記録層は透過率を非常に高く設計できるものが多く、多層に積層することが可能となる場合が多い。このため、多層構造が実現可能な追記型の記録層を含む光学情報記録媒体について、本発明の光学情報記録媒体が好適に用いられる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第ｍの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎｍ、消衰係数の差をΔｋｍ、第ｊの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎｊ、消衰係数の差をΔｋｊとすると、第１〜第ｍ−１の情報層のうち少なくとも一つの情報層が、
｜Δｎｍ｜＋｜Δｋｍ｜＞｜Δｎｊ｜＋｜Δｋｊ｜
の関係を満たすことが好ましい。これにより、情報層における透過率差を容易に小さくできる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第ｊの情報層が、
（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２≧５０
の関係をさらに満たすことが好ましい。レーザー光入射側からみて遠くに配置された情報層に対しても、信号の記録再生をより正確に行なうことができるからである。
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが酸化物を含む追記型であることが好ましい。これにより組成を調整することで情報層の高い透過率を実現できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｔｅ−Ｏ−Ｍ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含む追記型であってもよく、第１〜第ｍの記録層の全てがＴｅ−Ｏ−Ｍを含んでいてもよい。これにより、大きい信号振幅と高い透過率とを両立可能な光学情報記録媒体を実現できる。また、このとき、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つは、他の記録層のうち少なくとも一つと、酸素原子含有濃度が異なることが好ましく、よりレーザー光入射側に近い位置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さいことがより好ましい。これにより、手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を容易に小さくできることに加え、手前の情報層の透過率を容易に高く設定できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第１の記録層のＭ原子含有濃度を、第２〜第ｍの記録層におけるＭ原子含有濃度よりも大きくしてもよい。これにより、手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を容易に小さくできることに加え、手前の情報層の透過率を容易に高く設定できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ及びＴｉ−Ｏから選ばれる少なくとも一つを含んでいてもよい。これにより、大きい信号振幅と高い透過率との両立が可能となる。
本発明の光学情報記録媒体においてｍを４以上とすることは、大容量の記録媒体を実現できるので好ましい。また、ｍが４の場合は、
（ＴＡ１＋ＴＢ１）／２≧８０、かつ、
（ＴＡ２＋ＴＢ２）／２≧７０、かつ、
（ＴＡ３＋ＴＢ３）／２≧７０
の関係を満たすことが好ましい。但し、ＴＡ１、ＴＢ１は第１の情報層の透過率、ＴＡ２、ＴＢ２は第２の情報層の透過率、ＴＡ３、ＴＢ３は第３の情報層の透過率である。これにより、より奥に位置する情報層へ十分なレーザー光量を到達させることができる。
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層の厚さが８０ｎｍ以下であることが好ましい。より高透過率の情報層を実現しやすく、さらに、隣接マークへの熱的な影響を抑制できるからである。
本発明の光学情報記録媒体は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を可逆的に変化し得る記録層を含む情報層をさらに含んでいてもよい。これによれば、種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情報記録媒体が実現できる。
また、本発明の光学情報記録媒体の製造方法によれば、本発明の光学情報記録媒体を作製できる。例えば、前記ｍ工程のうち少なくとも１つの工程において、少なくともＴｅ及びＭ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含むターゲットと、少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて、反応性スパッタリングにより、Ｔｅ−Ｏ−Ｍを含む追記型の記録層を作製することもできる。
以下、本発明の実施の形態について、より具体的に図面を参照しながら説明する。
図１には、基板５と光透明層６との間に、レーザー光入射側から順に第１の情報層１、第２の情報層２、第３の情報層３及び第４の情報層４が中間層９０１、９０２、９０３を介して積層された光学情報記録媒体の一例が示されている。本実施の形態においては、基板５はレーザー光入射側と反対側に配置され、光透明層６はレーザー光入射側に配置されている。レーザー光入射側からみてより近い位置に配置されている情報層は、より遠い位置に配置されている情報層へレーザー光を到達させる必要があるため、光透過性を有することが必要である。従って、本実施の形態の光学情報記録媒体では、第１〜第３の情報層１〜３は光透過性を有している。また、第４の情報層４は、第１〜第３の情報層１〜３を透過した光で情報の記録再生を行うため、高い記録感度を有することが好ましい。
第１の情報層１には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層１０１、第１の記録層１０２及び保護層１０３が含まれている。第２の情報層２には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層２０１、第２の記録層２０２及び保護層２０３が含まれている。第３の情報層３には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層３０１、第３の記録層３０２及び保護層３０３が含まれている。第４の情報層４には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層４０１、第４の記録層４０２、保護層４０３及び反射層４０４が含まれている。
基板５及び光透明層６は、光学情報記録媒体を傷や酸化から保護する役割を担う保護材である。光透明層６は、レーザー光を第１〜第４の情報層１〜４に到達させる必要があるため、レーザー光に対して透明な材料、或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい材料（例えば、光吸収率１０％以下の材料）を用いて形成される。本実施の形態においては、レーザー光を光透明層６の側から入射するが、基板５の側からレーザー光の入射を行ってもよい。この場合は、基板５についても同様にレーザー光に対して透明な材料を用いる必要がある。
基板５及び光透明層６の材料の例としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクレート、ポリオレフィン系樹脂等の各種の樹脂、またはガラス等が挙げられる。
光透明層６としては、その膜厚がむらなく所定の膜厚範囲内となるように作製できればよく、例えば、成形等により所定の形状に作製した基板、シート状のものを所定の形状となるように加工したもの、または記録再生に用いるレーザー光に対して透明な紫外線硬化樹脂等を用いることができる。ここでいう光透明層６とは、後に述べる保護層１０１からみてレーザー光入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする。例えば、透明なシートを透明な紫外線硬化樹脂によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層６と称することとする。
光透明層６及び基板５の少なくともいずれか一方には、情報層と接する側の表面に、レーザー光を導くための案内溝またはピットが形成されていることが好ましい。
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３は、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の保護と、これらの記録層での効果的な光吸収を可能にするといった光学特性の調節と、を主な目的として設けられる。保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３の材料としては、例えば、ＺｎＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏ等の酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ等の窒化物、Ｇｅ−Ｏ−Ｎ、Ｃｒ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎｂ−Ｏ−Ｎ、Ｍｏ−Ｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ、Ｚｒ−Ｏ−Ｎ、Ｔａ−Ｏ−Ｎ等の窒酸化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃ等の炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆ等の弗化物、その他の誘電体、またはこれらの適当な組み合わせ（例えば，ＺｎＳ−ＳｉＯ２等）等、上記目的が達成可能な材料を用いる。
反射層４０４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、ＣｒまたはＴｉ等の金属、或いはこれらの金属から適宜選択された金属の合金より形成することができる。反射層４０４は、放熱効果や記録層４０２での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設けられる。その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。これは、反射層４０４の膜厚を１ｎｍ以上とすると膜を均一な層状にすることができる、より高い放熱効果及び光学的効果を得られるからである。なお、本実施の形態においては、第４の情報層４にのみ反射層４０４が設けられた構成であるが、第１〜第３の情報層１〜３のいずれか、または全てに反射層が設けられていてもよいし、第４の情報層４に反射層４０４が設けられていなくてもよい。一般に、反射層を設けると情報層の透過率は低下するが、上記で述べた放熱効果や光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザー光の入射側に位置する第１〜第３の情報層１〜３については、反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、反射層を設けた場合は、その厚さを例えば１０ｎｍ以下といった非常に薄い膜厚とすることにより、情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが必要である。
中間層９０１、９０２、９０３は、第１の情報層１〜第４の情報層４を光学的に分離するために設ける層であり、レーザー光に対して透明な材料からなる。具体的には、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。中間層９０１〜９０３の膜厚は、第１〜第４の情報層を互いに分離可能な程度に厚く、かつ４つの情報層が対物レンズの集光可能な範囲内となるような膜厚とすればよい。３層以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層を互いに異なる厚さとすることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さの場合、情報層の位置が等間隔となり、レーザー光入射側からみて最も遠い情報層を記録再生する際に、手前に位置する情報層でレーザー光が焦点を結びうるため、クロストークが生じる可能性があるためである。
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２は、光学特性が異なる２つ以上の状態間（状態Ａと状態Ｂ）をとりうる材料より形成される。本実施の形態においては、これら記録層のうち少なくとも２層以上について、この異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化しうる追記型の記録材料（１回のみ書き込み可能な材料）を用いる。これら記録層全てに追記型の材料を用いてもよい。記録層４層のうち２層または３層に追記型の材料を用いる場合は、それ以外の記録層に書き換え型の材料を用いればよい。この場合、消去したくない情報と書き換えしたい情報とを、１枚の光学情報記録媒体に共存させることができるため、非常に便利で種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情報記録媒体を提供できる。このときは、レーザー光入射側からみて近い位置に配置される記録層に追記型の材料を用いることが好ましい。これは、記録層に酸化物系の追記型の記録材料を用いた場合、高い透過率を容易に実現できるので、多層構造の光学情報記録媒体の設計が容易となるからである。以下では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の全てに追記型の記録材料を用いる例について説明する。このような材料の中でも、特に酸化物を含む材料は、その組成を調整することにより非常に高い透過率を実現できるので、多層の情報層を含む光学情報記録媒体の記録材料として用いることが望ましい。具体的な好ましい材料例としては、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ、Ｔｅ−Ｏ−Ａｕ等のＴｅ−Ｏ−Ｍ系材料（但し、Ｍは、金属元素、半金属元素および半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）が挙げられる。このようなＴｅ−Ｏ−Ｍ系の記録材料の記録メカニズムは、次のように考えられる。
Ｔｅ−Ｏ−Ｍは、成膜直後ではＴｅＯ２中にＴｅ、Ｔｅ−ＭおよびＭの微粒子が一様に分散された複合材料である。Ｔｅ−Ｏ−Ｍにレーザー光を照射すると、膜が溶融され、その結果ＴｅやＴｅ−ＭやＭがより大きな結晶粒子となって析出するため、光学状態が変化し、その差を信号として検出できるというものである。
材料Ｍは、Ｔｅの結晶化を促進させるために添加するものであり、Ｔｅと結合を作りうる元素であればこの効果を得ることができる。Ｔｅの結晶は、共有結合によってＴｅ原子がらせん状に連なった鎖状構造同士が、弱いファンデルワールス力によってお互いに結びつき合っている構造をもっている。Ｔｅを溶融するには弱いファンデルワールス結合を断ち切ればよいため、Ｔｅの融点は約４５２℃と比較的低い。しかし、このとき、らせん状に連なった構造が残っているため結晶化速度は遅い。本実施の形態の記録材料においては、Ｔｅと結合を作りうる材料Ｍが添加されているので、材料ＭとＴｅとが架橋構造をつくり、前述のＴｅ原子の鎖状構造と異なる構造をもつため、結晶化速度を速めることができるのであると考えている。
材料Ｍの具体例としては、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、ＮｉおよびＺｎ等から選択される少なくとも一つの元素が挙げられ、これらのうちの複数の元素が含まれる混合物であってもよい。特に、材料Ｍが、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、ＳｎおよびＩｎから選択される少なくとも１つを含む場合、Ｔｅ原子との架橋構造をより効果的に作ることができるため、より速い結晶化速度を容易に得ることができる。
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２に用いる他の好ましい材料例としては、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ等の酸化物、またはこれらの混合物が挙げられる。また、穴あけ型の材料、Ｓｅ−Ｓｂ、Ｓｅ−Ｓ等のＳｅ系材料、または、Ｂｉ−Ｃｕ、Ｂｉ−Ｇｅ、Ｓｉ−Ｉｎ等のアモルファス−アモルファス間の層変化を起こす材料等も使用可能である。
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の膜厚は、３ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚を３ｎｍ以上とすることにより記録材料が層状になりやすく、良好な信号を得ることできるからである。また、膜厚を８０ｎｍ以下とすることにより、記録層面内での熱拡散を抑制できるので、高密度での記録を行った際に既に書き込まれた隣接マークへ熱的な影響を抑制できるからである。また、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の膜厚は、第１〜第３の情報層１〜３の透過率を高く保つことができるという理由から、さらに薄い２０ｎｍ以下といった膜厚を採用することが好ましい。
第１〜第４の情報層１〜４は、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の光学的変化により、反射率の変化、位相差変化、レーザー光の吸収率の変化等の光学的に検出可能な変化が生じるように設計される。
本実施の形態の光学情報記録媒体において、第１〜第３の情報層１〜３は、未記録状態（状態Ａ）のときと記録状態（状態Ｂ）のときとの透過率の差ができるだけ小さくなるように、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の材料を変化させている。本実施の形態の光学情報記録媒体において、第ｊ（ｊ＝１、２、３）の記録層が状態Ａであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第１〜第３の情報層１〜３では、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ
≦０．１０…（１）
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘは、ＴＡｊ及びＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係が満たされる。さらに、特に、第１の情報層１については、
０≦｜ＴＡ１−ＴＢ１｜／（ＴＡ１，ＴＢ１）ｍａｘ
≦０．０８…（２）
の関係を満たすことが好ましい。
上記の関係式（１）を満たすことにより（好ましくは、さらに関係式（２）を満たすことにより）、レーザー光入射側からみて手前に位置する情報層に信号が記録された状態であっても、手前の情報層の記録の有無に関わらず、奥に位置する情報層へ達するレーザー光量をほぼ等しくすることができる。これにより、正確で安定した記録再生が可能な多層構造の光学情報記録媒体が実現できる。
第１〜第３の情報層１〜３が上記の関係式（１）を満たすためには、各情報層に含まれる記録層の複素屈折率をうまく調節する必要がある場合が多い。すなわち、各記録層の光学特性の変化量が最も大きく得られる条件（例えば材料の種類、組成比など）において、透過率ＴＡｊ、ＴＢｊとが関係式（１）を満たす（透過率差が十分小さくなる）とは限らないため、光学特性の変化量の大きさも確保しつつ、状態Ａと状態Ｂとの間の透過率差を小さくできるように各記録層の条件を調整することが好ましい。本実施の形態においては、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２のうち少なくとも一つが、その複素屈折率が第４の記録層４０２の複素屈折率と異なるような材料にて形成されている。より好ましくは、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０３の全てが、第４の記録層４０２とは異なる複素屈折率を有する材料にて形成されていることである。第４の情報層４に記録された信号を再生する際は第１〜第３の情報層１〜３を通過して光量が減衰した光が用いられるため、第４の情報層４は信号強度を大きく設計する必要があり、このため、第４の記録層４０２は、光学特性の変化が大きい材料にて形成される。これに対し、第１〜第３の情報層１〜３は、状態Ａと状態Ｂとの間の透過率差を小さく、かつ透過率を大きくとる必要があるが、光学特性の変化量は第４の情報層４よりも小さくてもよい。このため、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の少なくとも一つ（好ましくは全て）は、その複素屈折率が第４の記録層４０２と異なるような材料にて形成されている。具体的には、上記の関係式（１）を満たすように第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２と第４の記録層４０２とで別の種類の材料または組成比の異なる材料を用いて光学設計を行う。特に、レーザー光入射側からみて近い位置に設けられている情報層（本実施の形態においては第１の情報層１）は、２層目以降の情報層への記録再生時には必ずレーザー光が通過するため、他の層よりも透過率差を小さく保つことが好ましい。
具体的には、第４の記録層４０２が状態Ａであるときと状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎ４、消衰係数の差をΔｋ４、第ｊ（ｊ＝１、２、３）の記録層が状態Ａであるときと状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎｊ、消衰係数の差をΔｋｊとすると、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の少なくとも１つの記録層において、
｜Δｎ４｜＋｜Δｋ４｜＞｜Δｎｊ｜＋｜Δｋｊ｜  …（３）
の関係を満たすことが好ましい。これにより、より容易に、上記関係式（１）を満たすように設計できる。
記録層の複素屈折率を、状態Ａと状態Ｂとの間で情報層の透過率差が小さくできるような値に調節するには、記録層の材料の種類やその組成比を調節すればよい。このとき、複素屈折率を調節する目的で、記録層の状態変化を妨げない程度に記録層の主成分とは別の材料を添加してもよい。記録層の主成分以外の添加材料の例としては、Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属や、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素等の元素、或いはこれらの適当な混合物を用いることが好ましい。Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属は、他の材料と比較的に化合物を作りにくいため、記録層の主成分の特性を大きく変化させることなく記録層の複素屈折率を変化させることができる。ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素等の元素も同様の理由により、添加物として用いることが好ましい。
一般に、第ｊの記録層が状態Ａであるときの屈折率と消衰係数をそれぞれｎａｊ、ｋａｊ、状態Ｂであるときの屈折率と消衰係数をそれぞれｎｂｊ、ｋｂｊとすると、ｎａｊ＋ｋａｊとｎｂｊ＋ｋｂｊとの大きさが極端に異なる場合、状態Ａと状態Ｂとの間での吸収率差が極端に大きくなるため、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの情報層の透過率差も大きくなってしまう。すなわち、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの情報層の透過率差を小さくすることが比較的困難となる。そこで、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの記録層の反射率差を比較的大きく生じさせる記録メカニズムとし、吸収率が大きい状態のときの反射率が低くなるように光学設計することが透過率差を小さくする点で有利である。
しかし、多層の情報層を積層する場合、比較的手前に位置する情報層では、この反射率差をさほど大きく設計できない場合が多い。例えば、本実施の形態の光学情報記録媒体のように情報層が４層の場合、反射率差は３〜１０％程度である。これは、奥の情報層を再生する際は複数の情報層を通過した光を用いることにより信号振幅が減衰するので、手前の情報層をこの減衰した信号振幅のレベルに合わせる必要があるからである。そこで、より手前に配置されている情報層については、（ｎａｊ＋ｋａｊ）−（ｎｂｊ＋ｋｂｊ）の値が小さくなるように設計することが好ましい。状態Ａと状態Ｂとでの吸収率差が生じにくくなり、その結果、透過率差を小さくできるからである。この点から、次のような関係を満たすように各情報層を作製することが好ましい。
（ｎａｍ＋ｋａｍ）−（ｎｂｍ＋ｋｂｍ）＞（ｎａｊ＋ｋａｊ）−（ｎｂｊ＋ｋｂｊ）
…（４）
なお、関係式（４）において、ｍは、レーザー光入射側からみて最も奥に配置された情報層（第４の情報層４）に関する屈折率及び消衰係数であることを指す。
第１〜第３の情報層１〜３においては、状態Ａと状態Ｂとの平均透過率（（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２、但し、ｊ＝１、２、３）を５０％以上とすることが好ましい。特に、本実施の形態の光学情報記録媒体のように３層以上の情報層からなる光学情報記録媒体の場合、最も奥に配置された情報層以外の情報層については、平均透過率をさらに高くすることが好ましい。例えば、本実施の形態の光学情報記録媒体については、第１の情報層１の平均透過率を８０％以上、第２及び第３の情報層２，３の平均透過率をともに７０％以上とすることにより、４層の情報層４でのバランスを容易にとることができる。
上記の透過率や反射率の光学設計値を求めるには、いわゆるマトリクス法と呼ばれる方法を用いることができる（例えば久保田広著「波動光学」岩波書店、第３章参照）。
各層の複素屈折率は、分光器やエリプソメータ等を用いて実測できる。測定サンプルとしては、ＳｉやＳｉＯ２等の適切な基板上に、測定したい材料にて、複素屈折率の測定が可能な厚みの膜を作製したものを用いればよい。各層の材料の同定は、ＥＳＣＡ（電子分光法）、ＡＥＳ（オージェ電子分光法）、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）等の分析手法を用いて行い、これと同等の材料となるように測定サンプルを作製すればよい。
透過率は、透明基板上に測定したい情報層を成膜したものを用いて分光器で測定することができる。また、基板上の一部分の領域のみに、レーザー入射側からみて手前の情報層として測定したい情報層を成膜し、その後一定の反射率を有する適当な情報層を奥側に作製した後、評価ドライブで奥の情報層の反射光量が、手前の情報層の有無によってどの程度低下するかを調べることにより測定することもできる。
なお、本発明の光学情報記録媒体は図１に示した構成に限定されるものではなく、種々の構成に適用可能である。例えば、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の何れかに接する界面層を新たに付加してもよく、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を２層の保護層で形成してもよい。特に追記型の記録材料を用いる場合、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３のいずれかを必要に応じて設けない構成としてもよい。また、図１に示した光学情報記録媒体の２つを基板５どうしで貼り合わせ、両面からレーザー光を入射する構成としてもよい。本発明は、その他種々の構成に適用することが可能である。
また、本実施の形態においては４層の情報層が積層された光学情報記録媒体を示したが、積層される情報層の数はこれに限定されず、積層される情報層の数が異なる場合でも同様に記録層に用いる材料の調節により透過率差を小さく設計することができる。例えば、図２に示すような、２層の情報層（第１の情報層１１及び第２の情報層１２）が積層された構造であってもよい。図２に示す光学情報記録媒体は、基板５と基板６との間に、レーザー光入射側から順に第１の情報層１１、中間層９０１及び第２の情報層１２が積層された構造である。第１の情報層１１及び第２の情報層１２は、レーザー光入射側と反対側に反射層１０４、２０４がさらに設けられていること以外は、図１に示す光学情報記録媒体の第１の情報層１及び第２の情報層２と同様の膜構造を有している。また、図１に示した光学情報記録媒体と同様、図２に示す光学情報記録媒体では、第１の記録層１０２及び第２の記録層２０２は、追記型で、上記関係式（１）を満たすように複素屈折率が互いに異なる材料にて形成されている。なお、反射層１０４、２０４は、図１に示した光学情報記録媒体の反射層４０４と同様の材料を用いて形成できる。
次に、図１に示す本実施の形態の光学情報記録媒体を製造する方法について述べる。本実施の形態の光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の方法の適用が可能である。成膜ガスには、Ａｒ、Ｋｒ等の希ガス等、成膜可能なガスを用いればよい。例えばスパッタリング法を用いる場合、希ガスに微量の窒素または酸素等を混合したガスを用いて反応性スパッタリングを行うこともできる。
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を構成する主成分として窒化物、酸化物または窒酸化物を用いる場合、反応性スパッタリング法を適用すると良好な膜質の膜が得られる場合が多いため好ましい。例えば、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３をＳｉ−Ｎにて形成する場合、Ｓｉを少なくとも含む材料をターゲットとし、成膜ガスとして、希ガスと窒素との混合ガス、希ガスとＮ２Ｏ、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ２等の窒素原子を含むガスとの混合ガス、希ガスと上記の窒素原子を含むガスの適当な組み合わせで構成されるガスとの混合ガスを用いてもよい。
また、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２や保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を作製する際、希ガスと微量の窒素、或いは微量の酸素との混合ガスを用いてもよい。特に書き換え型の材料からなる記録層を成膜する工程においては、希ガスに窒素を混合したガスを用いることが好ましい。この場合、記録層の熱伝導率を低下させることができるので、レーザー光照射時の記録層の膜面内での熱拡散を抑制させることができ、隣接消去（熱の面内方向への拡散による隣接する記録マークの消去）を抑制できる。またこの場合、膜の強度が高まることにより、可逆的変化を起こす記録材料の場合は繰り返し記録特性が向上するという利点もある。
書き換え可能な情報層を形成するために相変化形記録材料を用いる場合、光学情報記録媒体を製造した後または製造工程の途中に、記録層を結晶状態に変化させるために強いレーザー光を照射する等のエネルギー照射工程をさらに含むことが一般的である。これにより、情報記録の書き換えが初回から容易に可能となる。但し、この結晶化工程を省略するために、記録層を成膜した直後の状態が結晶状態となるように、記録層を結晶化しやすい材料とするか、或いは記録層を成膜する工程の前に、結晶化成膜が可能な記録材料を薄く成膜した後に記録層を成膜する等の方法をとることが好ましい。
多層の情報層を積層した光学情報記録媒体では、全ての情報層を初期化させる工程は層数が増すほど複雑になり、フォーカス動作の安定性を十分に得ることが困難となる場合がある。このような場合、記録層を結晶化成膜することが好ましい。このとき、記録層を結晶化させる工程を省略することができコスト削減が可能となるばかりでなく、結晶化工程を経ることによって他の情報層に余計な熱ダメージを与えることがない点でも好ましい。記録層を成膜後に結晶にするためには、例えば、記録層を成膜する工程の前に、ＳｂやＳｎ−Ｔｅ、Ｂｉ−Ｔｅ等の成膜直後が結晶である材料を成膜する工程を設けることにより実現できる。
本実施の形態の光学情報記録媒体の各層の作製順序は、基板５上に、反射層４０４側から順に保護層４０１まで成膜し、さらに、紫外線硬化樹脂等にて形成した中間層９０３に溝形状を転写した後、同様に第３の情報層３、中間層９０２、第２の情報層２、中間層９０１及び第１の情報層を順に形成していけばよい。光透明層６は、基板５上に第４〜第１の情報層４〜１まで作製したものに、例えば、接着樹脂を片面に有する基材を貼り合わせる、またはシート状の基材を紫外線硬化樹脂によって貼り合わせる等により形成してもよい。また、光学情報記録媒体の別の作製方法として、基板５上に第４の情報層４と第３の情報層３とを同様の方法で順に形成したものと、光透明層６上に溝形状を転写した後に第１の情報層１と第２の情報層２とを順に形成したものとを、中間層９０２を介して貼り合わせる方法をとることもできる。
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の一例について述べる。図３に、本実施の形態の光学情報記録媒体が光ディスク２４である場合に、この光ディスク２４に対して情報の記録再生を行う際に用いられる情報記録再生装置の一例の概略を示す。信号の記録、再生及び消去が可能な情報記録再生装置には、レーザー光源２０と、対物レンズ２１を搭載した光ヘッドと、レーザー光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置２２と、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置（図示せず）及びフォーカシング制御装置（図示せず）と、レーザーパワーを変調するためのレーザー駆動装置（図示せず）と、光ディスク２４を回転させるための回転制御装置２３とが設けられている。
信号の記録、消去及び再生は、まず光ディスク２４を回転制御装置２３用いて回転させ、レーザー光を光学系により微小スポットに絞りこんで光ディスク１４へ照射することにより行う。信号の再生の際には、信号の記録時及び消去時のパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザー光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、かつその照射によって光ディスク２４から記録マークの再生のために十分な光量が得られるパワーのレーザービームを照射し、得られる光ディスク１４からの信号を検出器（図示せず）で読みとることによって行う。
【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。なお、本実施例は本発明を限定するものではない。
【実施例１】  実施例１では、図１に示した光学情報記録媒体を作製した。本実施例の光学情報記録媒体においては、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を全てＴｅ−Ｏ−Ｐｄの追記型の材料で形成し、各情報層に含まれる記録層で組成比を変化させることにより各情報層の透過率差が種々の値をとるようにした。本実施例の光学情報記録媒体では、成膜直後の状態（以下ａｓ  ｄｅｐｏ．状態という）が未記録状態であり、適正なレーザーパワーでマークの記録を行うと、マーク部分の反射率が下がった。このとき、マーク部は結晶状態であった。すなわち、本実施例の光学情報記録媒体においては、ａｓ  ｄｅｐｏ．状態及び結晶状態が、それぞれ、状態Ａ及び状態Ｂに対応する。
本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下の通りである。
基板５として厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート板を用い、表面にスパイラル状の幅０．１６μｍ、溝のピッチが０．３２μｍ、深さ２０ｎｍの溝を形成した。保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３は全て、ＺｎＳにＳｉＯ２を混合した材料（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％，ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）、反射層４０４は、Ａｌ−Ｃｒを用いて作製した。基板５の溝が形成された表面上に、スパッタリング法により第４の情報層４を反射層４０４側から順次成膜した。次に、中間層９０３として、保護層４０１表面上に紫外線硬化樹脂を塗布し、基板５と同様の溝を表面に転写して硬化させることにより形成した。次に、第３の情報層３、中間層９０２、第２の情報層２、中間層９０１、第１の情報層をこの順で同様の方法を用いて形成した。最後に、ポリカーボネートからなるシートを紫外線硬化樹脂により接着することにより光透明層６を形成した。
表１には、各媒体サンプルに含まれる各層の膜厚とその光学特性が示されている。また、表２には、各媒体サンプルの記録層の組成比が示されている。
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表１において、下保護層とは、各情報層において記録層からみてレーザー光入射側に位置する保護層を指し、上保護層とは、記録層からみてレーザー入射側と反対側に位置する保護層を指す。ここで、媒体サンプル（１）は、図１に示す構成と全く同じとした。媒体サンプル（２）は、第３の情報層３にも、保護層３０３のレーザー光入射側と反対側にＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕからなる反射層を膜厚１０ｎｍで設けた。なお、媒体サンプル（２）は、第３の情報層３に反射層を設けた以外の構成については、図１に示す構成と同様とした。
表１において、ｎａｊ及びｋａｊは、記録層がａｓ  ｄｅｐｏ．状態のときのそれぞれ屈折率及び消衰係数であり、ｎｃｊ及びｋｃｊは、記録層が結晶状態のときのそれぞれ屈折率及び消衰係数である。記録層の複素屈折率の測定は、石英基板上に、記録層を成膜する工程と全く同一の成膜条件で薄膜を作製したサンプルを用いて、分光器により行った。結晶状態での複素屈折率の測定は、このサンプルを、記録層が結晶状態となる所定の温度までアニールした後、同様に分光器を用いて行った。
各媒体サンプルにおける第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の複素屈折率はそれぞれ表２に示す通りである。媒体サンプル（１）では、第１の記録層１０２と第２の記録層２０２とが同じ組成にて形成され、第３の記録層３０２と第４の記録層４０２とが同じ組成にて形成されている。媒体サンプル（２）では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２全てが互いに異なる組成を用いている。比較のために示した媒体サンプル（０）では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２全てが同じ複素屈折率を有する同一組成の材料で形成されている。
保護層の膜厚は、全ての情報層からの信号の反射率レベルがほぼ同等となるように調整し、この調整が可能な範囲内でできる限り情報層の透過率を大きく、かつ記録・未記録状態間での透過率差が小さくなるように設計した。
また、表２において、Ｒａ、Ｒｃは記録層がそれぞれａｓ  ｄｅｐｏ．状態、結晶状態のときの反射率であり、Ｔａ、Ｔｃ（ＴＡｊ、ＴＢｊに対応する。）は記録層がそれぞれａｓ  ｄｅｐｏ．状態、結晶状態のときの透過率である。Ｒａ−ＲｃをΔＲとした。Ｒａ、Ｒｃの測定は各情報層を基板上に単独で成膜したサンプルを用いて評価ドライブにより行い、Ｔａ、Ｔｃの測定は同様に単独で成膜したサンプルを用いて分光器により行った。情報層の結晶部分の作製は、初期化装置を用いて適正な条件でレーザー光を照射することにより行った。
また、表１において、ｅｆｆ．Ｒａ、ｅｆｆ．ΔＲは、４層の情報層を積層した状態で対象となる情報層にレーザー光を照射した時の、評価ドライブで測定したａｓ  ｄｅｐｏ．状態の反射率、及びａｓ  ｄｅｐｏ．状態と結晶状態での反射率差である。この結果によれば、４層の情報層を積層した状態で、４つの情報層からほぼ同等レベルの反射率と、反射率差が得られていることがわかる。
媒体サンプル（０）〜（２）の全てについて、光透明層５、中間層９０１、９０２、９０３の厚さは、それぞれ６０μｍ、１２μｍ、１５μｍ、１８μｍとなるように作製した。
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を成膜する際には、Ａｒガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ２のパワーを投入して行った。反射層４０４を成膜する際は、Ａｒガスを全圧０．１３Ｐａになるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ２のパワーを投入して行った。第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を成膜する際は、ターゲットとしてＴｅ：Ｐｄ＝８０：２０の原子比のものを用いて、Ａｒと酸素の混合ガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ２のパワーを投入して行った。
媒体サンプル（１）、媒体サンプル（２）においては、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を成膜する際の成膜ガス中のＡｒと酸素の比を変化させることにより、各記録層の組成の調整を行った。具体的には、媒体サンプル（１）の第１、第２の記録層については、成膜ガス中のＡｒガスと酸素ガスの流量を、それぞれ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）と２．７×１０−７ｍ３／ｓ（１６ｓｃｃｍ）とし、第３、第４の記録層についてはそれぞれ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）と３．７×１０−７ｍ３／ｓ（２２ｓｃｃｍ）とした。媒体サンプル（２）についても同様に、Ａｒガスの流量を４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）で一定とし、酸素ガス流量を第１、第２、第３、第４の記録層について、それぞれ２．７×１０−７ｍ３／ｓ（１６ｓｃｃｍ）、３．７×１０−７ｍ３／ｓ（２２ｓｃｃｍ）、４．０×１０−７ｍ３／ｓ（２４ｓｃｃｍ）、４．３×１０−７ｍ３／ｓ（２６ｓｃｃｍ）とした。媒体サンプル（０）については、第１〜第４の記録層全てについて、Ａｒガス流量を４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、酸素ガス流量を３．７×１０−７ｍ３／ｓ（２２ｓｃｃｍ）とした。上記のように作製した記録層は、酸素流量が多くなるほど膜中に取り込まれる酸素量が多くなる（酸素原子含有濃度が大きくなる）ことをＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）法により確認した。
信号の記録再生を行う際は、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、対物レンズの開口数を０．８５とした。信号の変調方式は１−７ＰＰ変調を用い、２Ｔマーク長を０．１５９μｍ、ディスク回転速度を線速５．２８ｍ／ｓとした。
手前に位置する情報層の透過率差が与える影響の評価は、以下のように行った。まず、第１の情報層１の半径位置の広い範囲（例えば半径２５ｍｍ〜３５ｍｍの全域）にトラックの半周だけ信号を記録し、次に第１の情報層１にこの記録がなされている半径位置（例えば先の場合で３０ｍｍ）で第２の情報層２に記録を行った。図４に、このとき第２の情報層２を再生した際の信号のエンベロープを示す。図４に示すように、第１の情報層が記録状態か未記録状態かによって再生信号のエンベロープの振幅が変動する。これは、第１の情報層が記録状態と未記録状態とで透過率が異なるため、第１の情報層１を通して第２の情報層２を再生した際の光量が異なるからである。ここでは、エンベロープの変動率（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨを求めることにより、第１の情報層１の透過率差を評価した（但し、ＶＨは信号振幅の最も高いレベル、ＶＬは信号振幅の最も低いレベルである）。第３の情報層３を評価する際には、同様にしてトラックの１／４に第１、第２の情報層ともに記録済みの領域、別の１／４に第１の情報層１が記録済みで第２の情報層２が未記録状態の領域、別の１／４に第１の情報層１が未記録で第２の情報層２が記録済みの領域、別の１／４に第１、第２の情報層ともに未記録状態の領域を作製し、この後に第３の情報層３に記録を行った。変動率についてはエンベロープの変動が最大であった場合の変動率を示す。第４の情報層４については、同様に１／８ずつ、第１から第３の情報層が記録済み・未記録状態の全ての状態が網羅されるように記録を行った後、記録を行い、エンベロープの最大の変動率を測定した。
このとき同時に、全ての情報層について再生信号のエラーレートを測定した。
表３に、以上の全ての媒体サンプルの全ての情報層を評価した結果を示す。
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ここで、変動率については、５％より小さい場合を◎、５％以上で１０％より小さい場合を○、それ以外を×として示した。エラーレートについては、１×１０−４より小さい場合を◎、１×１０−４以上１×１０−３より小さい場合を○、それ以外を×として示した。
表２によると、媒体サンプル（１）、（２）では比較例となる媒体サンプル（０）に比べてエラーレートが改善されている。これは媒体サンプル（１）、媒体サンプル（２）では、より手前に位置する情報層が記録時と未記録時での透過率差が小さいため、エンベロープの変動率が低く、エラーレートが小さくなるためであると考えられる。
なお、記録・未記録状態間の透過率差は小さいものの、ａｓ  ｄｅｐｏ．部と結晶部との平均透過率（Ｔａ＋Ｔｃ）／２が５０％よりも小さい情報層を第１〜第３の情報層１〜３として作製した場合、エンベロープの変動率は小さいが、奥に位置する情報層ほどエラーレートが大きくなった。これは、手前の情報層の透過率が低いために、奥の情報層を記録再生した際に十分なレーザー光量を得ることができないためであると考えられる。
なお、記録層に含まれるＰｄ原子含有濃度を変化させても透過率差を小さくすることができ、酸素原子含有濃度を変化させた時と同様の効果が得られた。
【実施例２】  実施例２では、図２に示した光学情報記録媒体を作製した。本実施例の光学情報記録媒体においては、第１及び第２の記録層１０２、２０２を共にＴｅ−Ｏ−Ｐｄの追記型の材料で形成し、組成比を変化させることにより各情報層の透過率差を調整した。
本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下のとおりである。
基板５として厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート板を用い、表面にスパイラル状の幅０．１６μｍ、溝のピッチが０．３２μｍ、深さ２０ｎｍの溝を形成した。基板５の溝が形成された表面上に、スパッタリング法により第２の情報層１２を反射層２０４側から形成した。
反射層２０４は、Ａｌ−Ｃｒを用いて形成し、厚みを４０ｎｍとした。保護層２０３は、ＺｎＳにＳｉＯ２を混合した材料（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％，ＳｉＯ２：２０ｍｏｌ％）を用いて形成し、厚みを１７ｎｍとした。第２の記録層２０２は、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（Ｔｅ：３０．０ａｔ％，Ｏ：６５．０ａｔ％，Ｐｄ：５．０ａｔ％）を用いて形成し、厚みを３０ｎｍとした。具体的には、Ｔｅ−Ｐｄ（Ｔｅ：９０ａｔ％，Ｐｄ：１０ａｔ％）のターゲットを用い、成膜ガスにはＡｒガスと酸素ガスとの混合ガスを用いた。Ａｒガスと酸素ガスとの流量は、それぞれ、４．２×１０−７（２５ｓｃｃｍ）と×４．７×１０−７（２８ｓｃｃｍ）とした。保護層２０１は保護層２０３と同様に形成し、厚みを６ｎｍとした。
次に、中間層９０１を、厚み２５μｍで形成した。具体的には、保護層２０１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、基板５と同様の溝を表面に転写して硬化させることにより形成した。
次に、第１の情報層１１を反射層１０４側から形成した。反射層１０４は、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕを用いて形成し、厚みを１０ｎｍとした。保護層１０３は、Ｚｒ−Ｓｉ−Ｃｒ−ＯにＬａＦを混合した材料を用いて形成し、厚みを１５ｎｍとした。第１の記録層１０２は、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（Ｔｅ：３６．７ａｔ％，Ｏ：５３．０ａｔ％，Ｐｄ：１０．３ａｔ％）を用いて形成し、厚みを１０ｎｍとした。具体的には、Ｔｅ−Ｐｄ（Ｔｅ：８０ａｔ％，Ｐｄ：２０ａｔ％）のターゲットを用い、成膜ガスにはＡｒガスと酸素ガスとの混合ガスを用いた。Ａｒガスと酸素ガスとの流量は、それぞれ、４．２×１０−７（２５ｓｃｃｍ）と３．３×１０−７（２０ｓｃｃｍ）とした。保護層１０１は、第２の情報層１２の保護層２０１、２０２と同様に形成し、厚みを２２ｎｍとした。
以上のように、本実施例の光学情報記録媒体は、第１の記録層１０２の方が第２の記録層２０２よりも膜中における酸素原子含有濃度が小さく、かつＰｄ原子含有濃度が多かった。このような光学情報記録媒体において、実施例１の場合と同様に光学特性を測定し、さらに再生信号のエンベロープ及びエラーレートを測定して評価した。その結果、第１の情報層１１における記録・未記録状態間の透過率差を関係式（１）を満たすように小さくでき、エンベロープの変動率及びエラーレートを小さく抑えることができた。
以上より、手前に位置する情報層の記録層の複素屈折率を調節して、この記録層が記録及び未記録状態であるときの手前の情報層の透過率差を１０％以下とすることにより、奥の情報層を記録再生する際に正確な信号を得ることが可能となることが確認された。
【産業上の利用の可能性】
本発明の光学情報記録媒体とその製造方法によれば、複素屈折率の異なる材料を多層情報層の記録層に用いることによって、レーザー入射側に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を調節することが可能となり、多層の情報層への記録再生を正確に行うことが可能となる。これにより、さらに大容量の光学情報記録媒体を提供できる。また、追記型の記録層は透過率を非常に高く設計できるものが多く、多層の情報層を積層することが可能となる場合が多い。このため、本発明の光学情報記録媒体は、追記型の記録層を含む光学情報記録媒体に好適に用いられる。
【図１】
2004027770.tif 000006
【図２】
2004027770.tif 000007
【図３】
2004027770.tif 000008
【図４】
2004027770.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月28日(2004.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層とを含む光学情報記録媒体であって、
前記ｍ層の情報層は、それぞれ、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、
前記ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、前記第ｊの記録層が状態Ｂであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）
の関係を満たし、
第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層は、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成されていることを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】
第ｍの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎm、消衰係数の差をΔｋm、第ｊの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎj、消衰係数の差をΔｋjとすると、第１〜第ｍ−１の情報層のうち少なくとも一つの情報層が、
|Δｎm|＋|Δｋm|＞|Δｎj|＋|Δｋj|
の関係を満たす請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
第ｊの情報層が、
（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２≧５０
の関係をさらに満たす請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが酸化物を含む請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】
第１の記録層が酸化物を含む請求項４に記載の光学情報記録媒体。
【請求項６】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｔｅ−Ｏ−Ｍ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含む請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項７】
第１〜第ｍの記録層の全てがＴｅ−Ｏ−Ｍを含む請求項６に記載の光学情報記録媒体。
【請求項８】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つは、他の記録層のうち少なくとも一つと、酸素原子含有濃度が異なる請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項９】
第１〜第ｍの記録層においては、よりレーザー光入射側に近い位置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さい請求項８に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１０】
第１の記録層のＭ原子含有濃度は、第２〜第ｍの記録層におけるＭ原子含有濃度よりも大きい請求項６に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１１】
第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ及びＴｉ−Ｏから選ばれる少なくとも一つを含む請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１２】
ｍが４以上である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１３】
ｍが４であり、
（ＴＡ１＋ＴＢ１）／２≧８０、かつ、
（ＴＡ２＋ＴＢ２）／２≧７０、かつ、
（ＴＡ３＋ＴＢ３）／２≧７０
の関係を満たす請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１４】
第１〜第ｍの記録層の厚さが８０ｎｍ以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１５】
光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を可逆的に変化し得る記録層を含む情報層がさらに設けられた請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１６】
基板上に複数の情報層が設けられた光学情報記録媒体を製造する方法であって、
光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層を含む情報層を形成する工程を少なくともｍ工程（ｍは、２以上の整数である。）含み、
前記ｍ工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、レーザー光入射側からｊ番目に配置されている情報層を第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）、前記第ｊの情報層に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層が、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係を満たすように、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層を、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層の材料とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成することを特徴とする光学情報記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
前記ｍ工程のうち少なくとも１つの工程において、
少なくともＴｅ及びＭ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含むターゲットと、少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて、反応性スパッタリングにより、Ｔｅ−Ｏ−Ｍを含む追記型の記録層を作製する請求項１６に記載の光学情報記録媒体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の照射等の光学的な手段を用い、高密度、高速度での情報の記録再生が可能な光学情報記録媒体とその製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量で、高速度での情報の記録再生が可能な情報記録媒体として、光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等の光学情報記録媒体が知られている。これらの光学情報記録媒体は、記録材料にレーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用したものである。これらの光学情報記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、近年ますますその重要性が高まっている。例えばコンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録や保存、医療分野、学術分野及び家庭用ビデオテープレコーダーの置き換え等、様々な分野での需要が高まっている。現在、これらの光学情報記録媒体について、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、さらに大容量化、高密度化、高速化を達成することが求められている。
【０００３】
さらなる高密度化を達成する手段の１つとして、複数の情報層を有する光学情報記録媒体が提案されており、例えば、追記型の材料を用いて形成された情報層を２層積層する技術等が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】国際公開第９８／０９８２３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような２層以上の情報層を含む光学情報記録媒体を実現しようとすると、レーザー光入射側からみて奥に位置する（レーザー光が入射する面から遠くに配置された）情報層に対して情報の記録再生を行う際、より手前（レーザー光入射側）に位置する情報層の影響を受ける可能性がある。即ち、手前の情報層の透過率が記録の有無によって変化する場合、手前の情報層を透過したレーザー光で奥に位置する情報層に対して情報の記録再生を行うと、レーザー光が透過する部分が情報層の記録部か未記録部かによって奥の情報層へ到達するレーザー光量が異なるために、正確な信号の記録及び再生が困難になる。これは、積層する情報層の層数が増すほど大きい問題となる。特に、追記型の光学情報記録媒体の中には、一情報層の透過率を例えば７０％以上といった非常に高い値に設計できるものもあり、複数の情報層を積層して多層構造とすることが好ましいが、上記のような記録の有無による透過率差が生じる場合、実用上、多層構造の実現が困難となる。
【０００５】
以上のような問題に対し、例えば、手前に位置する情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さくし、かつ手前の情報層の透過率を高く設計することによって、手前の情報層の記録の有無に関わらず奥の情報層への正確な記録再生を可能とする光学情報記録媒体が提案されている。このような光学情報記録媒体においては、情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さく設計するための手段として、情報層に含まれる保護層の膜厚を調節する方法を用いている。
【０００６】
しかし、情報層に含まれる保護層の膜厚調節のみでは情報層の記録部と未記録部との透過率差を小さくできない記録材料も存在し、このような記録材料を用いる場合は上記のような技術を利用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層とを含む光学情報記録媒体であって、前記ｍ層の情報層は、それぞれ、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、前記ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、前記第ｊの記録層が状態Ｂであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）
の関係を満たし、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層は、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の光学情報記録媒体の製造方法は、基板上に複数の情報層が設けられた光学情報記録媒体を製造する方法であって、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層を含む情報層を形成する工程を少なくともｍ工程（ｍは、２以上の整数である。）含み、前記ｍ工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｍの情報層とした場合において、レーザー光入射側からｊ番目に配置されている情報層を第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）、前記第ｊの情報層に含まれる記録層を第ｊの記録層とし、前記第ｊの記録層が状態Ａであるときの前記第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層が、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係を満たすように、第１〜第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層を、第ｍの情報層に含まれる第ｍの記録層の材料とは複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）が異なる材料にて形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学情報記録媒体とその製造方法によれば、複素屈折率の異なる材料を多層情報層の記録層に用いることによって、レーザー入射側に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を調節することが可能となり、多層の情報層への記録再生を正確に行うことが可能となる。これにより、さらに大容量の光学情報記録媒体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の光学情報記録媒体は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化し得る記録層のうち、最も遠くに配置された記録層とそれより手前の記録層のうち少なくとも一つの記録層とで複素屈折率を異ならせ、情報層における透過率差を小さくしているので、少なくとも二つの情報層が追記型の記録層を含む光学情報記録媒体において、正確な信号の記録再生を実現できる。なお、追記型の記録層は透過率を非常に高く設計できるものが多く、多層に積層することが可能となる場合が多い。このため、多層構造が実現可能な追記型の記録層を含む光学情報記録媒体について、本発明の光学情報記録媒体が好適に用いられる。
【００１１】
本発明の光学情報記録媒体においては、第ｍの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎm、消衰係数の差をΔｋm、第ｊの記録層が前記状態Ａであるときと前記状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎj、消衰係数の差をΔｋjとすると、第１〜第ｍ−１の情報層のうち少なくとも一つの情報層が、
|Δｎm|＋|Δｋm|＞|Δｎj|＋|Δｋj|
の関係を満たすことが好ましい。これにより、情報層における透過率差を容易に小さくできる。
【００１２】
本発明の光学情報記録媒体においては、第ｊの情報層が、
（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２≧５０
の関係をさらに満たすことが好ましい。レーザー光入射側からみて遠くに配置された情報層に対しても、信号の記録再生をより正確に行なうことができるからである。
【００１３】
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが酸化物を含む追記型であることが好ましい。これにより組成を調整することで情報層の高い透過率を実現できる。
【００１４】
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｔｅ−Ｏ−Ｍ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含む追記型であってもよく、第１〜第ｍの記録層の全てがＴｅ−Ｏ−Ｍを含んでいてもよい。これにより、大きい信号振幅と高い透過率とを両立可能な光学情報記録媒体を実現できる。また、このとき、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つは、他の記録層のうち少なくとも一つと、酸素原子含有濃度が異なることが好ましく、よりレーザー光入射側に近い位置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さいことがより好ましい。これにより、手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を容易に小さくできることに加え、手前の情報層の透過率を容易に高く設定できる。
【００１５】
本発明の光学情報記録媒体においては、第１の記録層のＭ原子含有濃度を、第２〜第ｍの記録層におけるＭ原子含有濃度よりも大きくしてもよい。これにより、手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を容易に小さくできることに加え、手前の情報層の透過率を容易に高く設定できる。
【００１６】
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層のうち少なくとも一つが、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ及びＴｉ−Ｏから選ばれる少なくとも一つを含んでいてもよい。これにより、大きい信号振幅と高い透過率との両立が可能となる。
【００１７】
本発明の光学情報記録媒体においてｍを４以上とすることは、大容量の記録媒体を実現できるので好ましい。また、ｍが４の場合は、
（ＴＡ１＋ＴＢ１）／２≧８０、かつ、
（ＴＡ２＋ＴＢ２）／２≧７０、かつ、
（ＴＡ３＋ＴＢ３）／２≧７０
の関係を満たすことが好ましい。但し、ＴＡ１、ＴＢ１は第１の情報層の透過率、ＴＡ２、ＴＢ２は第２の情報層の透過率、ＴＡ３、ＴＢ３は第３の情報層の透過率である。これにより、より奥に位置する情報層へ十分なレーザー光量を到達させることができる。
【００１８】
本発明の光学情報記録媒体においては、第１〜第ｍの記録層の厚さが８０ｎｍ以下であることが好ましい。より高透過率の情報層を実現しやすく、さらに、隣接マークへの熱的な影響を抑制できるからである。
【００１９】
本発明の光学情報記録媒体は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を可逆的に変化し得る記録層を含む情報層をさらに含んでいてもよい。これによれば、種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情報記録媒体が実現できる。
【００２０】
また、本発明の光学情報記録媒体の製造方法によれば、本発明の光学情報記録媒体を作製できる。例えば、前記ｍ工程のうち少なくとも１つの工程において、少なくともＴｅ及びＭ（Ｍは、金属元素、半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含むターゲットと、少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて、反応性スパッタリングにより、Ｔｅ−Ｏ−Ｍを含む追記型の記録層を作製することもできる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、より具体的に図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１には、基板５と光透明層６との間に、レーザー光入射側から順に第１の情報層１、第２の情報層２、第３の情報層３及び第４の情報層４が中間層９０１、９０２、９０３を介して積層された光学情報記録媒体の一例が示されている。本実施の形態においては、基板５はレーザー光入射側と反対側に配置され、光透明層６はレーザー光入射側に配置されている。レーザー光入射側からみてより近い位置に配置されている情報層は、より遠い位置に配置されている情報層へレーザー光を到達させる必要があるため、光透過性を有することが必要である。従って、本実施の形態の光学情報記録媒体では、第１〜第３の情報層１〜３は光透過性を有している。また、第４の情報層４は、第１〜第３の情報層１〜３を透過した光で情報の記録再生を行うため、高い記録感度を有することが好ましい。
【００２３】
第１の情報層１には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層１０１、第１の記録層１０２及び保護層１０３が含まれている。第２の情報層２には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層２０１、第２の記録層２０２及び保護層２０３が含まれている。第３の情報層３には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層３０１、第３の記録層３０２及び保護層３０３が含まれている。第４の情報層４には、レーザー光入射側から順に配置された、保護層４０１、第４の記録層４０２、保護層４０３及び反射層４０４が含まれている。
【００２４】
基板５及び光透明層６は、光学情報記録媒体を傷や酸化から保護する役割を担う保護材である。光透明層６は、レーザー光を第１〜第４の情報層１〜４に到達させる必要があるため、レーザー光に対して透明な材料、或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい材料（例えば、光吸収率１０％以下の材料）を用いて形成される。本実施の形態においては、レーザー光を光透明層６の側から入射するが、基板５の側からレーザー光の入射を行ってもよい。この場合は、基板５についても同様にレーザー光に対して透明な材料を用いる必要がある。
【００２５】
基板５及び光透明層６の材料の例としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクレート、ポリオレフィン系樹脂等の各種の樹脂、またはガラス等が挙げられる。
【００２６】
光透明層６としては、その膜厚がむらなく所定の膜厚範囲内となるように作製できればよく、例えば、成形等により所定の形状に作製した基板、シート状のものを所定の形状となるように加工したもの、または記録再生に用いるレーザー光に対して透明な紫外線硬化樹脂等を用いることができる。ここでいう光透明層６とは、後に述べる保護層１０１からみてレーザー光入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする。例えば、透明なシートを透明な紫外線硬化樹脂によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層６と称することとする。
【００２７】
光透明層６及び基板５の少なくともいずれか一方には、情報層と接する側の表面に、レーザー光を導くための案内溝またはピットが形成されていることが好ましい。
【００２８】
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３は、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の保護と、これらの記録層での効果的な光吸収を可能にするといった光学特性の調節と、を主な目的として設けられる。保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３の材料としては、例えば、ＺｎＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏ等の酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ等の窒化物、Ｇｅ−Ｏ−Ｎ、Ｃｒ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎｂ−Ｏ−Ｎ、Ｍｏ−Ｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ、Ｚｒ−Ｏ−Ｎ、Ｔａ−Ｏ−Ｎ等の窒酸化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃ等の炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆ等の弗化物、その他の誘電体、またはこれらの適当な組み合わせ（例えば，ＺｎＳ−ＳｉＯ2等）等、上記目的が達成可能な材料を用いる。
【００２９】
反射層４０４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、ＣｒまたはＴｉ等の金属、或いはこれらの金属から適宜選択された金属の合金より形成することができる。反射層４０４は、放熱効果や記録層４０２での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設けられる。その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。これは、反射層４０４の膜厚を１ｎｍ以上とすると膜を均一な層状にすることができる、より高い放熱効果及び光学的効果を得られるからである。なお、本実施の形態においては、第４の情報層４にのみ反射層４０４が設けられた構成であるが、第１〜第３の情報層１〜３のいずれか、または全てに反射層が設けられていてもよいし、第４の情報層４に反射層４０４が設けられていなくてもよい。一般に、反射層を設けると情報層の透過率は低下するが、上記で述べた放熱効果や光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザー光の入射側に位置する第１〜第３の情報層１〜３については、反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、反射層を設けた場合は、その厚さを例えば１０ｎｍ以下といった非常に薄い膜厚とすることにより、情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが必要である。
【００３０】
中間層９０１、９０２、９０３は、第１の情報層１〜第４の情報層４を光学的に分離するために設ける層であり、レーザー光に対して透明な材料からなる。具体的には、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。中間層９０１〜９０３の膜厚は、第１〜第４の情報層を互いに分離可能な程度に厚く、かつ４つの情報層が対物レンズの集光可能な範囲内となるような膜厚とすればよい。３層以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層を互いに異なる厚さとすることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さの場合、情報層の位置が等間隔となり、レーザー光入射側からみて最も遠い情報層を記録再生する際に、手前に位置する情報層でレーザー光が焦点を結びうるため、クロストークが生じる可能性があるためである。
【００３１】
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２は、光学特性が異なる２つ以上の状態間（状態Ａと状態Ｂ）をとりうる材料より形成される。本実施の形態においては、これら記録層のうち少なくとも２層以上について、この異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化しうる追記型の記録材料（１回のみ書き込み可能な材料）を用いる。これら記録層全てに追記型の材料を用いてもよい。記録層４層のうち２層または３層に追記型の材料を用いる場合は、それ以外の記録層に書き換え型の材料を用いればよい。この場合、消去したくない情報と書き換えしたい情報とを、１枚の光学情報記録媒体に共存させることができるため、非常に便利で種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情報記録媒体を提供できる。このときは、レーザー光入射側からみて近い位置に配置される記録層に追記型の材料を用いることが好ましい。これは、記録層に酸化物系の追記型の記録材料を用いた場合、高い透過率を容易に実現できるので、多層構造の光学情報記録媒体の設計が容易となるからである。以下では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の全てに追記型の記録材料を用いる例について説明する。このような材料の中でも、特に酸化物を含む材料は、その組成を調整することにより非常に高い透過率を実現できるので、多層の情報層を含む光学情報記録媒体の記録材料として用いることが望ましい。具体的な好ましい材料例としては、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ、Ｔｅ−Ｏ−Ａｕ等のＴｅ−Ｏ−Ｍ系材料（但し、Ｍは、金属元素、半金属元素および半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）が挙げられる。このようなＴｅ−Ｏ−Ｍ系の記録材料の記録メカニズムは、次のように考えられる。
【００３２】
Ｔｅ−Ｏ−Ｍは、成膜直後ではＴｅＯ2中にＴｅ、Ｔｅ−ＭおよびＭの微粒子が一様に分散された複合材料である。Ｔｅ−Ｏ−Ｍにレーザー光を照射すると、膜が溶融され、その結果ＴｅやＴｅ−ＭやＭがより大きな結晶粒子となって析出するため、光学状態が変化し、その差を信号として検出できるというものである。
【００３３】
材料Ｍは、Ｔｅの結晶化を促進させるために添加するものであり、Ｔｅと結合を作りうる元素であればこの効果を得ることができる。Ｔｅの結晶は、共有結合によってＴｅ原子がらせん状に連なった鎖状構造同士が、弱いファンデルワールス力によってお互いに結びつき合っている構造をもっている。Ｔｅを溶融するには弱いファンデルワールス結合を断ち切ればよいため、Ｔｅの融点は約４５２℃と比較的低い。しかし、このとき、らせん状に連なった構造が残っているため結晶化速度は遅い。本実施の形態の記録材料においては、Ｔｅと結合を作りうる材料Ｍが添加されているので、材料ＭとＴｅとが架橋構造をつくり、前述のＴｅ原子の鎖状構造と異なる構造をもつため、結晶化速度を速めることができるのであると考えている。
【００３４】
材料Ｍの具体例としては、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、ＮｉおよびＺｎ等から選択される少なくとも一つの元素が挙げられ、これらのうちの複数の元素が含まれる混合物であってもよい。特に、材料Ｍが、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、ＳｎおよびＩｎから選択される少なくとも１つを含む場合、Ｔｅ原子との架橋構造をより効果的に作ることができるため、より速い結晶化速度を容易に得ることができる。
【００３５】
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２に用いる他の好ましい材料例としては、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｍｏ−Ｏ、Ｗ−Ｏ等の酸化物、またはこれらの混合物が挙げられる。また、穴あけ型の材料、Ｓｅ−Ｓｂ、Ｓｅ−Ｓ等のＳｅ系材料、または、Ｂｉ−Ｃｕ、Ｂｉ−Ｇｅ、Ｓｉ−Ｉｎ等のアモルファス−アモルファス間の層変化を起こす材料等も使用可能である。
【００３６】
第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の膜厚は、３ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚を３ｎｍ以上とすることにより記録材料が層状になりやすく、良好な信号を得ることできるからである。また、膜厚を８０ｎｍ以下とすることにより、記録層面内での熱拡散を抑制できるので、高密度での記録を行った際に既に書き込まれた隣接マークへ熱的な影響を抑制できるからである。また、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の膜厚は、第１〜第３の情報層１〜３の透過率を高く保つことができるという理由から、さらに薄い２０ｎｍ以下といった膜厚を採用することが好ましい。
【００３７】
第１〜第４の情報層１〜４は、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の光学的変化により、反射率の変化、位相差変化、レーザー光の吸収率の変化等の光学的に検出可能な変化が生じるように設計される。
【００３８】
本実施の形態の光学情報記録媒体において、第１〜第３の情報層１〜３は、未記録状態（状態Ａ）のときと記録状態（状態Ｂ）のときとの透過率の差ができるだけ小さくなるように、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の材料を変化させている。本実施の形態の光学情報記録媒体において、第ｊ（ｊ＝１、２、３）の記録層が状態Ａであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第１〜第３の情報層１〜３では、
０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０  …（１）
（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘは、ＴＡｊ及びＴＢｊのうち大きい方の値である。）
の関係が満たされる。さらに、特に、第１の情報層１については、
０≦｜ＴＡ１−ＴＢ１｜／（ＴＡ１，ＴＢ１）ｍａｘ≦０．０８  …（２）
の関係を満たすことが好ましい。
【００３９】
上記の関係式（１）を満たすことにより（好ましくは、さらに関係式（２）を満たすことにより）、レーザー光入射側からみて手前に位置する情報層に信号が記録された状態であっても、手前の情報層の記録の有無に関わらず、奥に位置する情報層へ達するレーザー光量をほぼ等しくすることができる。これにより、正確で安定した記録再生が可能な多層構造の光学情報記録媒体が実現できる。
【００４０】
第１〜第３の情報層１〜３が上記の関係式（１）を満たすためには、各情報層に含まれる記録層の複素屈折率をうまく調節する必要がある場合が多い。すなわち、各記録層の光学特性の変化量が最も大きく得られる条件（例えば材料の種類、組成比など）において、透過率ＴＡｊ、ＴＢｊとが関係式（１）を満たす（透過率差が十分小さくなる）とは限らないため、光学特性の変化量の大きさも確保しつつ、状態Ａと状態Ｂとの間の透過率差を小さくできるように各記録層の条件を調整することが好ましい。本実施の形態においては、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２のうち少なくとも一つが、その複素屈折率が第４の記録層４０２の複素屈折率と異なるような材料にて形成されている。より好ましくは、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の全てが、第４の記録層４０２とは異なる複素屈折率を有する材料にて形成されていることである。第４の情報層４に記録された信号を再生する際は第１〜第３の情報層１〜３を通過して光量が減衰した光が用いられるため、第４の情報層４は信号強度を大きく設計する必要があり、このため、第４の記録層４０２は、光学特性の変化が大きい材料にて形成される。これに対し、第１〜第３の情報層１〜３は、状態Ａと状態Ｂとの間の透過率差を小さく、かつ透過率を大きくとる必要があるが、光学特性の変化量は第４の情報層４よりも小さくてもよい。このため、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の少なくとも一つ（好ましくは全て）は、その複素屈折率が第４の記録層４０２と異なるような材料にて形成されている。具体的には、上記の関係式（１）を満たすように第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２と第４の記録層４０２とで別の種類の材料または組成比の異なる材料を用いて光学設計を行う。特に、レーザー光入射側からみて近い位置に設けられている情報層（本実施の形態においては第１の情報層１）は、２層目以降の情報層への記録再生時には必ずレーザー光が通過するため、他の層よりも透過率差を小さく保つことが好ましい。
【００４１】
具体的には、第４の記録層４０２が状態Ａであるときと状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎ4、消衰係数の差をΔｋ4、第ｊ（ｊ＝１、２、３）の記録層が状態Ａであるときと状態Ｂであるときとの屈折率の差をΔｎj、消衰係数の差をΔｋjとすると、第１〜第３の記録層１０２、２０２、３０２の少なくとも１つの記録層において、
|Δｎ4|＋|Δｋ4|＞|Δｎj|＋|Δｋj|  …（３）
の関係を満たすことが好ましい。これにより、より容易に、上記関係式（１）を満たすように設計できる。
【００４２】
記録層の複素屈折率を、状態Ａと状態Ｂとの間で情報層の透過率差が小さくできるような値に調節するには、記録層の材料の種類やその組成比を調節すればよい。このとき、複素屈折率を調節する目的で、記録層の状態変化を妨げない程度に記録層の主成分とは別の材料を添加してもよい。記録層の主成分以外の添加材料の例としては、Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属や、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素等の元素、或いはこれらの適当な混合物を用いることが好ましい。Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属は、他の材料と比較的に化合物を作りにくいため、記録層の主成分の特性を大きく変化させることなく記録層の複素屈折率を変化させることができる。ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素等の元素も同様の理由により、添加物として用いることが好ましい。
【００４３】
一般に、第ｊの記録層が状態Ａであるときの屈折率と消衰係数をそれぞれｎaj、ｋaj、状態Ｂであるときの屈折率と消衰係数をそれぞれｎbj、ｋbjとすると、ｎaj＋ｋajとｎbj＋ｋbjとの大きさが極端に異なる場合、状態Ａと状態Ｂとの間での吸収率差が極端に大きくなるため、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの情報層の透過率差も大きくなってしまう。すなわち、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの情報層の透過率差を小さくすることが比較的困難となる。そこで、状態Ａと状態Ｂとの間での第ｊの記録層の反射率差を比較的大きく生じさせる記録メカニズムとし、吸収率が大きい状態のときの反射率が低くなるように光学設計することが透過率差を小さくする点で有利である。
【００４４】
しかし、多層の情報層を積層する場合、比較的手前に位置する情報層では、この反射率差をさほど大きく設計できない場合が多い。例えば、本実施の形態の光学情報記録媒体のように情報層が４層の場合、反射率差は３〜１０％程度である。これは、奥の情報層を再生する際は複数の情報層を通過した光を用いることにより信号振幅が減衰するので、手前の情報層をこの減衰した信号振幅のレベルに合わせる必要があるからである。そこで、より手前に配置されている情報層については、（ｎaj＋ｋaj）−（ｎbj＋ｋbj）の値が小さくなるように設計することが好ましい。状態Ａと状態Ｂとでの吸収率差が生じにくくなり、その結果、透過率差を小さくできるからである。この点から、次のような関係を満たすように各情報層を作製することが好ましい。
（ｎam＋ｋam）−（ｎbm＋ｋbm）＞（ｎaj＋ｋaj）−（ｎbj＋ｋbj）  …（４）
なお、関係式（４）において、ｍは、レーザー光入射側からみて最も奥に配置された情報層（第４の情報層４）に関する屈折率及び消衰係数であることを指す。
【００４５】
第１〜第３の情報層１〜３においては、状態Ａと状態Ｂとの平均透過率（（ＴＡｊ＋ＴＢｊ）／２、但し、ｊ＝１、２、３）を５０％以上とすることが好ましい。特に、本実施の形態の光学情報記録媒体のように３層以上の情報層からなる光学情報記録媒体の場合、最も奥に配置された情報層以外の情報層については、平均透過率をさらに高くすることが好ましい。例えば、本実施の形態の光学情報記録媒体については、第１の情報層１の平均透過率を８０％以上、第２及び第３の情報層２，３の平均透過率をともに７０％以上とすることにより、４層の情報層４でのバランスを容易にとることができる。
【００４６】
上記の透過率や反射率の光学設計値を求めるには、いわゆるマトリクス法と呼ばれる方法を用いることができる（例えば久保田広著「波動光学」岩波書店、第３章参照）。
【００４７】
各層の複素屈折率は、分光器やエリプソメータ等を用いて実測できる。測定サンプルとしては、ＳｉやＳｉＯ2等の適切な基板上に、測定したい材料にて、複素屈折率の測定が可能な厚みの膜を作製したものを用いればよい。各層の材料の同定は、ＥＳＣＡ(電子分光法)、ＡＥＳ(オージェ電子分光法)、ＳＩＭＳ(２次イオン質量分析)等の分析手法を用いて行い、これと同等の材料となるように測定サンプルを作製すればよい。
【００４８】
透過率は、透明基板上に測定したい情報層を成膜したものを用いて分光器で測定することができる。また、基板上の一部分の領域のみに、レーザー入射側からみて手前の情報層として測定したい情報層を成膜し、その後一定の反射率を有する適当な情報層を奥側に作製した後、評価ドライブで奥の情報層の反射光量が、手前の情報層の有無によってどの程度低下するかを調べることにより測定することもできる。
【００４９】
なお、本発明の光学情報記録媒体は図１に示した構成に限定されるものではなく、種々の構成に適用可能である。例えば、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の何れかに接する界面層を新たに付加してもよく、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を２層の保護層で形成してもよい。特に追記型の記録材料を用いる場合、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３のいずれかを必要に応じて設けない構成としてもよい。また、図１に示した光学情報記録媒体の２つを基板５どうしで貼り合わせ、両面からレーザー光を入射する構成としてもよい。本発明は、その他種々の構成に適用することが可能である。
【００５０】
また、本実施の形態においては４層の情報層が積層された光学情報記録媒体を示したが、積層される情報層の数はこれに限定されず、積層される情報層の数が異なる場合でも同様に記録層に用いる材料の調節により透過率差を小さく設計することができる。例えば、図２に示すような、２層の情報層（第１の情報層１１及び第２の情報層１２）が積層された構造であってもよい。図２に示す光学情報記録媒体は、基板５と基板６との間に、レーザー光入射側から順に第１の情報層１１、中間層９０１及び第２の情報層１２が積層された構造である。第１の情報層１１及び第２の情報層１２は、レーザー光入射側と反対側に反射層１０４、２０４がさらに設けられていること以外は、図１に示す光学情報記録媒体の第１の情報層１及び第２の情報層２と同様の膜構造を有している。また、図１に示した光学情報記録媒体と同様、図２に示す光学情報記録媒体では、第１の記録層１０２及び第２の記録層２０２は、追記型で、上記関係式（１）を満たすように複素屈折率が互いに異なる材料にて形成されている。なお、反射層１０４、２０４は、図１に示した光学情報記録媒体の反射層４０４と同様の材料を用いて形成できる。
【００５１】
次に、図１に示す本実施の形態の光学情報記録媒体を製造する方法について述べる。本実施の形態の光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の方法の適用が可能である。成膜ガスには、Ａｒ、Ｋｒ等の希ガス等、成膜可能なガスを用いればよい。例えばスパッタリング法を用いる場合、希ガスに微量の窒素または酸素等を混合したガスを用いて反応性スパッタリングを行うこともできる。
【００５２】
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を構成する主成分として窒化物、酸化物または窒酸化物を用いる場合、反応性スパッタリング法を適用すると良好な膜質の膜が得られる場合が多いため好ましい。例えば、保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３をＳｉ−Ｎにて形成する場合、Ｓｉを少なくとも含む材料をターゲットとし、成膜ガスとして、希ガスと窒素との混合ガス、希ガスとＮ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2等の窒素原子を含むガスとの混合ガス、希ガスと上記の窒素原子を含むガスの適当な組み合わせで構成されるガスとの混合ガスを用いてもよい。
【００５３】
また、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２や保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を作製する際、希ガスと微量の窒素、或いは微量の酸素との混合ガスを用いてもよい。特に書き換え型の材料からなる記録層を成膜する工程においては、希ガスに窒素を混合したガスを用いることが好ましい。この場合、記録層の熱伝導率を低下させることができるので、レーザー光照射時の記録層の膜面内での熱拡散を抑制させることができ、隣接消去（熱の面内方向への拡散による隣接する記録マークの消去）を抑制できる。またこの場合、膜の強度が高まることにより、可逆的変化を起こす記録材料の場合は繰り返し記録特性が向上するという利点もある。
【００５４】
書き換え可能な情報層を形成するために相変化形記録材料を用いる場合、光学情報記録媒体を製造した後または製造工程の途中に、記録層を結晶状態に変化させるために強いレーザー光を照射する等のエネルギー照射工程をさらに含むことが一般的である。これにより、情報記録の書き換えが初回から容易に可能となる。但し、この結晶化工程を省略するために、記録層を成膜した直後の状態が結晶状態となるように、記録層を結晶化しやすい材料とするか、或いは記録層を成膜する工程の前に、結晶化成膜が可能な記録材料を薄く成膜した後に記録層を成膜する等の方法をとることが好ましい。
【００５５】
多層の情報層を積層した光学情報記録媒体では、全ての情報層を初期化させる工程は層数が増すほど複雑になり、フォーカス動作の安定性を十分に得ることが困難となる場合がある。このような場合、記録層を結晶化成膜することが好ましい。このとき、記録層を結晶化させる工程を省略することができコスト削減が可能となるばかりでなく、結晶化工程を経ることによって他の情報層に余計な熱ダメージを与えることがない点でも好ましい。記録層を成膜後に結晶にするためには、例えば、記録層を成膜する工程の前に、ＳｂやＳｎ−Ｔｅ、Ｂｉ−Ｔｅ等の成膜直後が結晶である材料を成膜する工程を設けることにより実現できる。
【００５６】
本実施の形態の光学情報記録媒体の各層の作製順序は、基板５上に、反射層４０４側から順に保護層４０１まで成膜し、さらに、紫外線硬化樹脂等にて形成した中間層９０３に溝形状を転写した後、同様に第３の情報層３、中間層９０２、第２の情報層２、中間層９０１及び第１の情報層を順に形成していけばよい。光透明層６は、基板５上に第４〜第１の情報層４〜１まで作製したものに、例えば、接着樹脂を片面に有する基材を貼り合わせる、またはシート状の基材を紫外線硬化樹脂によって貼り合わせる等により形成してもよい。また、光学情報記録媒体の別の作製方法として、基板５上に第４の情報層４と第３の情報層３とを同様の方法で順に形成したものと、光透明層６上に溝形状を転写した後に第１の情報層１と第２の情報層２とを順に形成したものとを、中間層９０２を介して貼り合わせる方法をとることもできる。
【００５７】
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の一例について述べる。図３に、本実施の形態の光学情報記録媒体が光ディスク２４である場合に、この光ディスク２４に対して情報の記録再生を行う際に用いられる情報記録再生装置の一例の概略を示す。信号の記録、再生及び消去が可能な情報記録再生装置には、レーザー光源２０と、対物レンズ２１を搭載した光ヘッドと、レーザー光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置２２と、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置（図示せず）及びフォーカシング制御装置（図示せず）と、レーザーパワーを変調するためのレーザー駆動装置（図示せず）と、光ディスク２４を回転させるための回転制御装置２３とが設けられている。
【００５８】
信号の記録、消去及び再生は、まず光ディスク２４を回転制御装置２３用いて回転させ、レーザー光を光学系により微小スポットに絞りこんで光ディスク２４へ照射することにより行う。信号の再生の際には、信号の記録時及び消去時のパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザー光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、かつその照射によって光ディスク２４から記録マークの再生のために十分な光量が得られるパワーのレーザービームを照射し、得られる光ディスク２４からの信号を検出器（図示せず）で読みとることによって行う。
【００５９】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本実施例は本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００６０】
実施例１では、図１に示した光学情報記録媒体を作製した。本実施例の光学情報記録媒体においては、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を全てＴｅ−Ｏ−Ｐｄの追記型の材料で形成し、各情報層に含まれる記録層で組成比を変化させることにより各情報層の透過率差が種々の値をとるようにした。本実施例の光学情報記録媒体では、成膜直後の状態（以下as depo.状態という）が未記録状態であり、適正なレーザーパワーでマークの記録を行うと、マーク部分の反射率が下がった。このとき、マーク部は結晶状態であった。すなわち、本実施例の光学情報記録媒体においては、as depo.状態及び結晶状態が、それぞれ、状態Ａ及び状態Ｂに対応する。
【００６１】
本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下の通りである。
【００６２】
基板５として厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート板を用い、表面にスパイラル状の幅０．１６μｍ、溝のピッチが０．３２μｍ、深さ２０ｎｍの溝を形成した。保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３は全て、ＺｎＳにＳｉＯ2を混合した材料（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％，ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、反射層４０４は、Ａｌ−Ｃｒを用いて作製した。基板５の溝が形成された表面上に、スパッタリング法により第４の情報層４を反射層４０４側から順次成膜した。次に、中間層９０３として、保護層４０１表面上に紫外線硬化樹脂を塗布し、基板５と同様の溝を表面に転写して硬化させることにより形成した。次に、第３の情報層３、中間層９０２、第２の情報層２、中間層９０１、第１の情報層をこの順で同様の方法を用いて形成した。最後に、ポリカーボネートからなるシートを紫外線硬化樹脂により接着することにより光透明層６を形成した。
【００６３】
表１には、各媒体サンプルに含まれる各層の膜厚とその光学特性が示されている。また、表２には、各媒体サンプルの記録層の組成比が示されている。
【００６４】
【表１】
2004027770.tif 000010
【００６５】
【表２】
2004027770.tif 000011
【００６６】
表１において、下保護層とは、各情報層において記録層からみてレーザー光入射側に位置する保護層を指し、上保護層とは、記録層からみてレーザー入射側と反対側に位置する保護層を指す。ここで、媒体サンプル（１）は、図１に示す構成と全く同じとした。媒体サンプル（２）は、第３の情報層３にも、保護層３０３のレーザー光入射側と反対側にＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕからなる反射層を膜厚１０ｎｍで設けた。なお、媒体サンプル（２）は、第３の情報層３に反射層を設けた以外の構成については、図１に示す構成と同様とした。
【００６７】
表１において、ｎaj及びｋajは、記録層がas depo.状態のときのそれぞれ屈折率及び消衰係数であり、ｎcj及びｋcjは、記録層が結晶状態のときのそれぞれ屈折率及び消衰係数である。記録層の複素屈折率の測定は、石英基板上に、記録層を成膜する工程と全く同一の成膜条件で薄膜を作製したサンプルを用いて、分光器により行った。結晶状態での複素屈折率の測定は、このサンプルを、記録層が結晶状態となる所定の温度までアニールした後、同様に分光器を用いて行った。
【００６８】
各媒体サンプルにおける第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２の複素屈折率はそれぞれ表２に示す通りである。媒体サンプル（１）では、第１の記録層１０２と第２の記録層２０２とが同じ組成にて形成され、第３の記録層３０２と第４の記録層４０２とが同じ組成にて形成されている。媒体サンプル（２）では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２全てが互いに異なる組成を用いている。比較のために示した媒体サンプル（０）では、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２全てが同じ複素屈折率を有する同一組成の材料で形成されている。
【００６９】
保護層の膜厚は、全ての情報層からの信号の反射率レベルがほぼ同等となるように調整し、この調整が可能な範囲内でできる限り情報層の透過率を大きく、かつ記録・未記録状態間での透過率差が小さくなるように設計した。
【００７０】
また、表１において、Ｒａ、Ｒｃは記録層がそれぞれas depo．状態、結晶状態のときの反射率であり、Ｔａ、Ｔｃ（ＴＡｊ、ＴＢｊに対応する。）は記録層がそれぞれas depo．状態、結晶状態のときの透過率である。Ｒａ−ＲｃをΔＲとした。Ｒａ、Ｒｃの測定は各情報層を基板上に単独で成膜したサンプルを用いて評価ドライブにより行い、Ｔａ、Ｔｃの測定は同様に単独で成膜したサンプルを用いて分光器により行った。情報層の結晶部分の作製は、初期化装置を用いて適正な条件でレーザー光を照射することにより行った。
【００７１】
また、表１において、eff.Ｒａ、eff.ΔＲは、４層の情報層を積層した状態で対象となる情報層にレーザー光を照射した時の、評価ドライブで測定したas depo.状態の反射率、及びas depo.状態と結晶状態での反射率差である。この結果によれば、４層の情報層を積層した状態で、４つの情報層からほぼ同等レベルの反射率と、反射率差が得られていることがわかる。
【００７２】
媒体サンプル（０）〜（２）の全てについて、光透明層５、中間層９０１、９０２、９０３の厚さは、それぞれ６０μｍ、１２μｍ、１５μｍ、１８μｍとなるように作製した。
【００７３】
保護層１０１、１０３、２０１、２０３、３０１、３０３、４０１、４０３を成膜する際には、Ａｒガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。反射層４０４を成膜する際は、Ａｒガスを全圧０．１３Ｐａになるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を成膜する際は、ターゲットとしてＴｅ：Ｐｄ＝８０：２０の原子比のものを用いて、Ａｒと酸素の混合ガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。
【００７４】
媒体サンプル（１）、媒体サンプル（２）においては、第１〜第４の記録層１０２、２０２、３０２、４０２を成膜する際の成膜ガス中のＡｒと酸素の比を変化させることにより、各記録層の組成の調整を行った。具体的には、媒体サンプル（１）の第１、第２の記録層については、成膜ガス中のＡｒガスと酸素ガスの流量を、それぞれ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）と２．７×１０-7ｍ3／ｓ（１６ｓｃｃｍ）とし、第３、第４の記録層についてはそれぞれ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）と３．７×１０-7ｍ3／ｓ（２２ｓｃｃｍ）とした。媒体サンプル（２）についても同様に、Ａｒガスの流量を４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）で一定とし、酸素ガス流量を第１、第２、第３、第４の記録層について、それぞれ２．７×１０-7ｍ3／ｓ（１６ｓｃｃｍ）、３．７×１０-7ｍ3／ｓ（２２ｓｃｃｍ）、４．０×１０-7ｍ3／ｓ（２４ｓｃｃｍ）、４．３×１０-7ｍ3／ｓ（２６ｓｃｃｍ）とした。媒体サンプル（０）については、第１〜第４の記録層全てについて、Ａｒガス流量を４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、酸素ガス流量を３．７×１０-7ｍ3／ｓ（２２ｓｃｃｍ）とした。上記のように作製した記録層は、酸素流量が多くなるほど膜中に取り込まれる酸素量が多くなる（酸素原子含有濃度が大きくなる）ことをＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）法により確認した。
【００７５】
信号の記録再生を行う際は、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、対物レンズの開口数を０．８５とした。信号の変調方式は１−７ＰＰ変調を用い、２Ｔマーク長を０．１５９μｍ、ディスク回転速度を線速５．２８ｍ／ｓとした。
【００７６】
手前に位置する情報層の透過率差が与える影響の評価は、以下のように行った。まず、第１の情報層１の半径位置の広い範囲（例えば半径２５ｍｍ〜３５ｍｍの全域）にトラックの半周だけ信号を記録し、次に第１の情報層１にこの記録がなされている半径位置（例えば先の場合で３０ｍｍ）で第２の情報層２に記録を行った。図４に、このとき第２の情報層２を再生した際の信号のエンベロープを示す。図４に示すように、第１の情報層が記録状態か未記録状態かによって再生信号のエンベロープの振幅が変動する。これは、第１の情報層が記録状態と未記録状態とで透過率が異なるため、第１の情報層１を通して第２の情報層２を再生
した際の光量が異なるからである。ここでは、エンベロープの変動率(ＶH−ＶL)/ＶHを求めることにより、第１の情報層１の透過率差を評価した(但し、ＶHは信号振幅の最も高いレベル、ＶLは信号振幅の最も低いレベルである)。第３の情報層３を評価する際には、同様にしてトラックの１／４に第１、第２の情報層ともに記録済みの領域、別の１／４に第１の情報層１が記録済みで第２の情報層２が未記録状態の領域、別の１／４に第１の情報層１が未記録で第２の情報層２が記録済みの領域、別の１／４に第１、第２の情報層ともに未記録状態の領域を作製し、この後に第３の情報層３に記録を行った。変動率についてはエンベロープの変動が最大であった場合の変動率を示す。第４の情報層４については、同様に１／８ずつ、第１から第３の情報層が記録済み・未記録状態の全ての状態が網羅されるように記録を行った後、記録を行い、エンベロープの最大の変動率を測定した。
【００７７】
このとき同時に、全ての情報層について再生信号のエラーレートを測定した。
【００７８】
表３に、以上の全ての媒体サンプルの全ての情報層を評価した結果を示す。
【００７９】
【表３】
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【００８０】
ここで、変動率については、５％より小さい場合を◎、５％以上で１０％より小さい場合を○、それ以外を×として示した。エラーレートについては、１×１０-4より小さい場合を◎、１×１０-4以上１×１０-3より小さい場合を○、それ以外を×として示した。
【００８１】
表３によると、媒体サンプル（１）、（２）では比較例となる媒体サンプル（０）に比べてエラーレートが改善されている。これは媒体サンプル（１）、媒体サンプル（２）では、より手前に位置する情報層が記録時と未記録時での透過率差が小さいため、エンベロープの変動率が低く、エラーレートが小さくなるためであると考えられる。
【００８２】
なお、記録・未記録状態間の透過率差は小さいものの、as depo.部と結晶部との平均透過率（Ｔａ＋Ｔｃ）／２が５０％よりも小さい情報層を第１〜第３の情報層１〜３として作製した場合、エンベロープの変動率は小さいが、奥に位置する情報層ほどエラーレートが大きくなった。これは、手前の情報層の透過率が低いために、奥の情報層を記録再生した際に十分なレーザー光量を得ることができないためであると考えられる。
【００８３】
なお、記録層に含まれるＰｄ原子含有濃度を変化させても透過率差を小さくすることができ、酸素原子含有濃度を変化させた時と同様の効果が得られた。
【実施例２】
【００８４】
実施例２では、図２に示した光学情報記録媒体を作製した。本実施例の光学情報記録媒体においては、第１及び第２の記録層１０２、２０２を共にＴｅ−Ｏ−Ｐｄの追記型の材料で形成し、組成比を変化させることにより各情報層の透過率差を調整した。
【００８５】
本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下のとおりである。
【００８６】
基板５として厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート板を用い、表面にスパイラル状の幅０．１６μｍ、溝のピッチが０．３２μｍ、深さ２０ｎｍの溝を形成した。基板５の溝が形成された表面上に、スパッタリング法により第２の情報層１２を反射層２０４側から形成した。
【００８７】
反射層２０４は、Ａｌ−Ｃｒを用いて形成し、厚みを４０ｎｍとした。保護層２０３は、ＺｎＳにＳｉＯ2を混合した材料（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％，ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いて形成し、厚みを１７ｎｍとした。第２の記録層２０２は、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（Ｔｅ：３０．０ａｔ％，Ｏ：６５．０ａｔ％，Ｐｄ：５．０ａｔ％）を用いて形成し、厚みを３０ｎｍとした。具体的には、Ｔｅ−Ｐｄ（Ｔｅ：９０ａｔ％，Ｐｄ：１０ａｔ％）のターゲットを用い、成膜ガスにはＡｒガスと酸素ガスとの混合ガスを用いた。Ａｒガスと酸素ガスとの流量は、それぞれ、４．２×１０-7（２５ｓｃｃｍ）と４．７×１０-7（２８ｓｃｃｍ）とした。保護層２０１は保護層２０３と同様に形成し、厚みを６ｎｍとした。
【００８８】
次に、中間層９０１を、厚み２５μｍで形成した。具体的には、保護層２０１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、基板５と同様の溝を表面に転写して硬化させることにより形成した。
【００８９】
次に、第１の情報層１１を反射層１０４側から形成した。反射層１０４は、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕを用いて形成し、厚みを１０ｎｍとした。保護層１０３は、Ｚｒ−Ｓｉ−Ｃｒ−ＯにＬａＦを混合した材料を用いて形成し、厚みを１５ｎｍとした。第１の記録層１０２は、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（Ｔｅ：３６．７ａｔ％，Ｏ：５３．０ａｔ％，Ｐｄ：１０．３ａｔ％）を用いて形成し、厚みを１０ｎｍとした。具体的には、Ｔｅ−Ｐｄ（Ｔｅ：８０ａｔ％，Ｐｄ：２０ａｔ％）のターゲットを用い、成膜ガスにはＡｒガスと酸素ガスとの混合ガスを用いた。Ａｒガスと酸素ガスとの流量は、それぞれ、４．２×１０-7（２５ｓｃｃｍ）と３．３×１０-7（２０ｓｃｃｍ）とした。保護層１０１は、第２の情報層１２の保護層２０１、２０３と同様に形成し、厚みを２２ｎｍとした。
【００９０】
以上のように、本実施例の光学情報記録媒体は、第１の記録層１０２の方が第２の記録層２０２よりも膜中における酸素原子含有濃度が小さく、かつＰｄ原子含有濃度が多かった。このような光学情報記録媒体において、実施例１の場合と同様に光学特性を測定し、さらに再生信号のエンベロープ及びエラーレートを測定して評価した。その結果、第１の情報層１１における記録・未記録状態間の透過率差を関係式（１）を満たすように小さくでき、エンベロープの変動率及びエラーレートを小さく抑えることができた。
【００９１】
以上より、手前に位置する情報層の記録層の複素屈折率を調節して、この記録層が記録及び未記録状態であるときの手前の情報層の透過率差を１０％以下とすることにより、奥の情報層を記録再生する際に正確な信号を得ることが可能となることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の光学情報記録媒体とその製造方法によれば、複素屈折率の異なる材料を多層情報層の記録層に用いることによって、レーザー入射側に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を調節することが可能となり、多層の情報層への記録再生を正確に行うことが可能となる。これにより、さらに大容量の光学情報記録媒体を提供できる。また、追記型の記録層は透過率を非常に高く設計できるものが多く、多層の情報層を積層することが可能となる場合が多い。このため、本発明の光学情報記録媒体は、追記型の記録層を含む光学情報記録媒体に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の光学情報記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光学情報記録媒体の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の光学情報記録媒体に対して情報の記録再生を行う際に用いられる情報記録再生装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例において、第１の情報層を通して第２の情報層を再生した際の再生信号を示す図である。
【国際調査報告】
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