(57)【要約】【課題】高線速記録が可能で記録特性及び保存信頼性を確保でき、しかも低コストの光記録媒体の提供。【解決手段】（１）基板上に、反射層、第二誘電体層、記録層、第一誘電体層をこの順に有し、記録層にＧｅＳｂＳｎＭｎ又はＧｅＳｂＳｎＭｎＧａからなる相変化型記録材料を用いた光記録媒体において、記録層に接する第二誘電体層が、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の元素の酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする光記録媒体。（２）第二誘電体層の主成分となる酸化物が、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２、又はＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５であることを特徴とする（１）記載の光記録媒体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、反射層、第二誘電体層、記録層、第一誘電体層をこの順に有し、記録層にＧｅＳｂＳｎＭｎ又はＧｅＳｂＳｎＭｎＧａからなる相変化型記録材料を用いた光記録媒体において、記録層に接する第二誘電体層が、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の元素の酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
光の入射側から、光透過層、第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層、及び基板をこの順に有することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
第二誘電体層の主成分となる酸化物が、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２であることを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
【請求項４】
Ｎｂ２Ｏ５又はＴａ２Ｏ５の成分比をα（モル％）、ＳｉＯ２の成分比をβ（モル％）として、次の条件を満足することを特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
３０≦α≦８５，β＝１００−α
【請求項５】
第二誘電体層の主成分となる酸化物が、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５であることを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
【請求項６】
Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５の各成分比をα′、β′、γ′（モル％）として、次の条件を満足することを特徴とする請求項５記載の光記録媒体。
３０≦α′≦８５，１０≦β′≦５０，γ′＝１００−（α′＋β′）
【請求項７】
第二誘電体層の膜厚が、３〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光記録媒体。
【請求項８】
第一誘電体層が、ＺｎＳとＳｉＯ２からなり、ＳｉＯ２の割合が１５〜４０モル％であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光記録媒体。
【請求項９】
反射層がＡｇ又はＡｇ合金からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか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、レーザー光を用いて情報を高速かつ高密度に記録、再生できる光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、書き換え型光ディスクとして、相変化記録型光ディスクが使われている。具体的にはＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭの各規格ディスクがある。しかし、より大容量な情報を記録再生できるディスクが要求されており、特に高品位、高精細な画像を扱うデジタル放送の本格的なインフラ整備、更にオフィスで画像情報を含む大容量ファイルの保管などを用途とする開発が進んでいる。そのため、高密度化と書き込み速度の高線速化が同時に要求されるようになってきている。
高密度化については様々な提案がなされているが、半導体レーザーの波長の短いものを使用し、更に光ピックアップのＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を大きくして、高密度記録を狙う方法が次世代ＤＶＤとして大きな市場を今後形成していく方向に動いている。具体的には、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５〜０．８５である。
【０００３】
相変化型光ディスクは、プラスチック基板／誘電体材料／カルコゲン系相変化記録材料／誘電体材料／Ａｌ又はＡｇ系合金、あるいはプラスチック基板／Ａｌ又はＡｇ系合金／誘電体材料／カルコゲン系相変化記録材料／誘電体材料、あるいは記録層に接して界面層を更に付加したより多層の構成からなる。ここで用いられているカルコゲン系相変化記録材料は熱履歴により結晶と非結晶の構造をとり、その反射率の違いにより記録した情報の識別を行なうことができる。
大容量化が進むにつれて、情報を高速に記録する要求がより高まってくる。高線速化に対して考慮する必要がある事項の一つは反射層の熱伝導率であり、更に表面構造に起因した低ノイズ化である。反射層の材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどが代表的であるが、元素単体でなく合金として用いることにより、高熱伝導率及び低ノイズ化を図っている。しかし、このように高熱伝導率の反射層を用いるだけでは十分な記録特性は得られない。
【０００４】
次に重要になってくるのは、反射層と記録層の間の誘電体材料である。
記録感度を左右する誘電体材料の熱伝導率、比熱などの物性値としては、低熱伝導率、低比熱が傾向としては望ましい。一般に光パルスを用いて記録層の温度を上昇させるが、そのパルス時間はナノオーダー時間になるため、短時間に必要な温度まで加熱し、その後放熱するのが良い。代表的な誘電体材料はＺｎＳとＳｉＯ２の混合物であり、比率は８０：２０（モル％）が主に用いられている。その他に、光透明性が高い金属酸化物、窒化物、炭化物がある（特許文献１など）。誘電体層がＺｎＳＳｉＯ２のようなＳを含む材料からなり、反射層がＡｇ又はＡｇを９０重量％以上含む合金からなる場合には、Ａｇの硫化反応により反射層が高温高湿下で腐蝕されるという特有の問題が生じるため、更にこれらの層の間にＡｇの硫化反応を抑制する層を追加する構成がとられている（特許文献２など）。
【０００５】
反射層と記録層の間の誘電体層に炭化物のみを用いた場合、問題なのは光学定数ｋの値が酸化物系と比べて１桁から４桁大きくなることである。その結果、媒体信号としての反射率が低くなったり、感度が落ちる（書き込みに必要なレーザーのパワーが高くなる）という問題が生じることが考えられる。また、炭化物系にはガラスプレスレンズの型材又は型の表面層として用いられる材料が多いため、記録層のカルコゲナイド系材料又は記録層材料と接するガラス素材と同等である誘電体層材料との密着性が良くないものが多いと考えられる。更に、熱衝撃には強いものの、熱伝導性も高いものが多く、半導体レーザーから投入されるエネルギー・パワーが炭化物層を介して反射層側に逃げていってしまい、高い書き込みパワーが必要となると考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２０８２９９号公報
【特許文献２】特開２００２−７４７４６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、相変化型光記録媒体では、高線速になるにつれて反射層材料に高熱伝導率のＡｇ又はＡｇ合金を用いる。そのため誘電体材料にＺｎＳＳｉＯ２を用いると高温高湿下での硫化による媒体欠陥をなくすために、誘電体層と反射層の間にバリヤー層を設ける必要がある。また、高線速記録においては記録層の材料や組成だけでは十分な記録特性を得ることができない場合もある。そのような場合には、結晶化速度をより速くして繰り返し記録特性を向上させる必要があり、更に記録層に接して結晶化を促進する効果のある誘電体層を付加し、場合によっては記録層の両側に設ける必要が出てくる。そうなると層数がますます増加するためコストの高い媒体になる。
そこで、本発明では、高線速記録が可能で記録特性及び保存信頼性を確保でき、しかも低コストの光記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、従来から反射層と記録層の間に用いられてきた代表的な誘電体材料であり硫黄（Ｓ）を含むＺｎＳＳｉＯ２を他の誘電体材料に置き換えることにより、Ａｇ又はＡｇ合金反射層、第二誘電体層、記録層、第一誘電体層の４層構成で良好な記録特性を持った媒体を得ることについて検討した。その結果、記録層に、ＧｅＳｂＳｎＭｎ又はＧｅＳｂＳｎＭｎＧａからなる相変化型記録材料を用い、記録層に接する第二誘電体層にＮｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の元素の酸化物を組み合わせて用いることにより、線速２０ｍ／ｓ付近、或いはそれ以上で優れた特性が得られるだけでなく、記録マークの保存信頼性も確保されることが分かった。
このような構成の場合、レーザー波長６５０ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．６５の光学系を用いて記録すると、第二誘電体層にＺｎＳＳｉＯ２を用いた場合に比べて記録感度がかなり悪くなり、しかも初期記録特性が十分でなく、反射率も下がってしまうため実用化できるレベルには至らない。しかし、レーザー波長４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．８５の光学系で記録する光記録媒体では、本発明で用いる第二誘電体層材料と、Ｓｂを５０原子％以上含むＳｂ系相変化型記録材料を組み合わせることにより、記録線速２０ｍ／ｓ前後かそれ以上の高線速記録でも十分な記録特性が得られることが分かった。
【０００９】
即ち、上記課題は、次の１）〜９）の発明によって解決される。
１）  基板上に、反射層、第二誘電体層、記録層、第一誘電体層をこの順に有し、記録層にＧｅＳｂＳｎＭｎ又はＧｅＳｂｎＭｎＧａからなる相変化型記録材料を用いた光記録媒体において、記録層に接する第二誘電体層が、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の元素の酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする光記録媒体。
２）  光の入射側から、光透過層、第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層、及び基板をこの順に有することを特徴とする１）記載の光記録媒体。
３）  第二誘電体層の主成分となる酸化物が、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２であることを特徴とする１）又は２）記載の光記録媒体。
４）  Ｎｂ２Ｏ５又はＴａ２Ｏ５の成分比をα（モル％）、ＳｉＯ２の成分比をβ（モル％）として、次の条件を満足することを特徴とする３）記載の光記録媒体。
３０≦α≦８５，β＝１００−α
５）  第二誘電体層の主成分となる酸化物が、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５であることを特徴とする１）又は２）記載の光記録媒体。
６）  Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５の各成分比をα′、β′、γ′（モル％）として、次の条件を満足することを特徴とする５）記載の光記録媒体。
３０≦α′≦８５，１０≦β′≦５０，γ′＝１００−（α′＋β′）
７）  第二誘電体層の膜厚が、３〜１５ｎｍであることを特徴とする１）〜６）の何れかに記載の光記録媒体。
８）  第一誘電体層が、ＺｎＳとＳｉＯ２からなり、ＳｉＯ２の割合が１５〜４０モル％であることを特徴とする１）〜７）の何れかに記載の光記録媒体。
９）  反射層がＡｇ又はＡｇ合金からなることを特徴とする１）〜８）の何れかに記載の光記録媒体。
【００１０】
以下、上記本発明について詳細に説明する。
本発明の記録層には記録線速が２０ｍ／ｓを越える高線速に適した記録材料を用いる。
従来から用いられてきた記録材料であるＧｅＳｂＴｅＩｎＡｇは、ＳｂＴｅ共晶系近傍組成にＧｅ、Ｉｎ、Ａｇを添加し、信頼性の向上を図ってきた。ここで、共晶系近傍組成ＳｂＴｅとは、７０≦Ｓｂ≦８０、２０≦Ｔｅ≦３０のものをいう。しかし、この記録材料は１５ｍ／ｓ未満の比較的線速の遅い範囲に適しており、高密度記録するために、レーザー波長が４０５ｎｍになり、対物レンズのＮＡが０．６５を超えると適応できなくなる。また、記録信号を再生する際の再生パワーが高くなると、添加元素のＩｎが急激に繰り返し再生特性を悪くする。また、記録線速が高速になるにつれ、高温高湿環境下の記録マークの安定性が悪くなり、マークが消失することもある。これらの対策として、他の添加元素を添加して抑制する方法もあるが、線速２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ、或いはそれ以上になると安定性に問題を残す。
【００１１】
一方、ＧｅＳｂ系記録材料の場合、Ｇｅ１０〜１５原子％、Ｓｂ８５〜９０原子％の範囲では、高線速記録には適しているものの、変調度が小さく反射率も低いため、ＧｅＳｂ二元系のままでは実用的でない。但し、５ｍ／ｓ程度の低線速記録した記録マークを高温環境下に数百時間置いても、信号劣化は殆どないことが分かった。そこで、特性向上と高線速記録に適用するため、第３の添加元素として、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｂｉ等について検討した。
その結果、Ｓｎの添加は効果的で、１５〜２５原子％の範囲が高線速記録と特性が両立する範囲であることが分かった。２５原子％より多くしても高線速での特性が得られないので、あとはＧｅとＳｂ量の比で調整したが、２０ｍ／ｓを超える線速になると組成変動につれて特性も変動し易い。更にＩｎを添加してみたが、繰り返し再生回数に対して特性劣化が大きく好ましくなかった。Ｂｉも同様である。また、Ａｇ、Ｚｎは高線速には適さないことが分かった。
【００１２】
そこで、Ｇｅを減らし、その分Ｍｎを添加したところ、高速記録での特性は変わらず、高温高湿下でのデータ保存性も良いことが分った。また、記録パワーに対するパワーマージンが広がり、組成変動に対する特性の変動も小さいことが分かった。好ましい組成範囲は、１〜１０原子％である。
更に、Ｇａを添加することにより、記録特性が一層改善された。
以上の検討結果から、最適な記録材料は、ＧｅＳｂＳｎＭｎ又はＧｅＳｂＳｎＭｎＧａであることが分かった。各元素の最適組成範囲（原子％）は、記録線速１５〜３０ｍ／ｓに対して、５≦Ｇｅ≦１５、５５≦Ｓｂ≦７０、１５≦Ｓｎ≦２５、１≦Ｍｎ≦７、０≦Ｇａ≦７である。
【００１３】
上記記録材料を採用し、更に記録特性を改善するため、第二誘電体層の検討を行った。従来から用いられてきたＺｎＳ・ＳｉＯ２は、特に、レーザー波長４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．８５の光学系を用いて記録する場合、この材料を用いた層の膜厚が薄くなるほど記録特性が改善する傾向にある。しかし、膜厚を数ｎｍまで薄くすると、特性はそれ以上良くならず感度が悪くなる。記録特性も目標値に届かなくなるため、ＺｎＳＳｉＯ２に代わる、より放熱性が高い材料について検討した。但し、ＺｎＳＳｉＯ２より熱伝導率が高く、金属、合金より熱伝導率の低い材料が良い。そこで、酸化物を中心に検討した。
【００１４】
炭化物単体を用いた場合には第二誘電体層とＡｇ反射層との密着性が悪く、高温高湿環境に放置した場合に、多数の膜浮き、膜剥がれが生ずることがある。同時に、炭化物単体の薄膜は光学定数ｋの値が高いため反射率が低くなり、熱伝導率がＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル％）に比べ１０倍程度高いため、記録感度、特性とも悪くなる。窒化物単体においても、同様の傾向が見られる。
更に、ＺｎＳＳｉＯ２に代わる硫黄を含まない材料を用いるメリットは、第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層の４層構成として層数を少なくすることが可能になることである。従来、第二誘電体層と反射層の間に硫化抑制層を設けたり、第一誘電体層と記録層の間に界面層を設けるなど、相変化型記録媒体の層数は増加している。従って、層数を減らすことはコスト面などで有利である。但し、４層構成のみでは記録特性が不十分であるような場合には、必要に応じて他の層を設けてもよいが、層数を減らすメリットが失われないように配慮する必要がある。
【００１５】
本発明で用いる第二誘電体層材料について鋭意検討したに結果、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の酸化物を主成分とする材料は、熱伝導率がＺｎＳ・ＳｉＯ２より高く、炭化物、窒化物単体よりも低く、透明で高融点であるため優れていることが分った。ここで、主成分とは、各酸化物の特性が発揮されるのに十分な量を含有することを意味する。通常の場合、７０モル％以上が好ましい。
通常は、上記元素の酸化物のみからなる材料を用いるが、必要に応じて、後述する記録特性を向上させるための化合物や成膜速度を上げるための元素などを添加してもよい。
Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａのうちの２種以上の酸化物は、通常の場合、混合物として用いる。
また、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａの酸化物は何れもＳ原子を含有しないので、これに接してＡｇを主成分とする反射層を用いた場合の保存信頼性も良い。
【００１６】
Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔａの比率を変えることにより、熱伝導率及び屈折率を調整できる。例えばＮｂの比率を高くすると、即ち、Ｎｂ２Ｏ５の比率を高くすると屈折率が高くなる（Ｎｂ２Ｏ５単独では約２．１〜２．３になる）。Ｔａ２Ｏ５の場合も同様である。逆にＳｉＯ２の比率が高くなると屈折率は約１．４まで下がる。
組み合わせとしては、（Ｎｂ２Ｏ５，ＳｉＯ２）、（Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ２）、（Ｎｂ２Ｏ５，ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５）などがある。
（Ｎｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２）、（Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ２）の各酸化物の割合は、Ｎｂ２Ｏ５又はＴａ２Ｏ５の成分比をα（モル％）、ＳｉＯ２の成分比をβ（モル％）として、３０≦α≦８５、β＝１００−αが好ましい。α＜３０では、記録感度、記録特性が悪くなるし、α＞８５では、記録感度及び繰り返し記録特性が悪くなる。
（Ｎｂ２Ｏ５，ＳｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５）の場合は、各成分比をα′、β′、γ′（モル％）として、３０≦α′≦８５、１０≦β′≦５０、γ′＝１００−（α′＋β′）が好ましい。α′＜３０では、記録感度、記録特性が悪くなるし、α′＞８５では、記録感度及び繰り返し記録特性が悪くなる。また、β′＞５０では、記録感度、記録特性が悪くなるし、β′＜１０では、繰り返し記録特性が悪くなる。好ましい範囲は、Ｎｂ２Ｏ５（α′）が４０〜８０、ＳｉＯ２（β′）が１０〜３０、Ｔａ２Ｏ５（γ′）が５〜５０である。
【００１７】
上記組成の酸化物を用いたスパッタリング用ターゲットで作製した第二誘電体層の組成のうち酸素（Ｏ）量については、Ｎｂ２Ｏ（５−δ）、ＳｉＯ（２−δ）のように狙いとしている値より少ない場合も含まれる。δとしては、最大０．５原子％が好ましい。
また、第二誘電体層材料に金属や半導体の酸化物、硫化物、窒化物、炭化物等の透明性が高い高融点材料を添加しても良い。具体的には、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２等の金属酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物；ＺｎＳ、ＴａＳ４等の硫化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等の炭化物が挙げられる。例えば、結晶質のＺｎＯやＣｅＯ２を添加することで線膨張係数が大きくなり、繰り返し記録特性を向上できる。その他の添加物としては、反射率は下がるが、ＴｉＯ、ＴｉＣの混合物も比較的記録特性が良かった。
【００１８】
第二誘電体層の膜厚は３〜１５ｎｍが好ましく、５〜１０ｎｍがより好ましい。膜厚が３ｎｍより薄くなると、機械的強度が低下し繰り返しの記録に適さない。また、レーザーエネルギーの大部分が反射層に伝わり、溶融領域が小さくなるために、変調度が小さくなり、しかも記録感度も悪くなる。逆に、膜厚を１５ｎｍより厚くすると放熱効果が低下し、急冷構造が得られないばかりでなく、隣接トラック間のクロスイレースや前後マーク間の熱干渉が増大する。
本発明の第二誘電体層は、例えば、酸化物の混合ターゲットを用い、スパッタリング法により作製することができる。しかし、混合酸化物の成膜速度は、ＺｎＳ・ＳｉＯ２に比べて１／４以下と遅く、生産性の点からはコストが高くなってしまう。即ち、単位時間あたりの生産枚数が少なくなる。そこで、Ｖ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂを添加して成膜速度を上げることが好ましい。中でもＮｉが最も効果的である。添加元素の好ましい添加量は３〜７原子％である。
【００１９】
本発明の光記録媒体は、レーザー波長４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．８５の光学系を用いた高密度記録用媒体に用いるのが好ましい。その好ましい例としては、図１に示すような、光の入射側からみて、光透過層７、第一誘電体層２、記録層３、第二誘電体層４、反射層５、及び基板１がこの順に積層形成されたものが挙げられる。
本発明の光記録媒体は、基板側から光を照射する構成ではないので、基板を透明とする必要はない。基板材料としては、ガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられるが、樹脂基板が成型性、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挙げられるが、成型性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。更に、紙や植物から抽出した例えばコーンスターチ材からなるものでも良い。
また、基板としては、準拠する規格に適した大きさ、厚み、溝形状を有するように成形したものを用いる。
【００２０】
第一誘電体層の材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物；ＺｎＳ、ＴａＳ４などの硫化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物；或いはそれらの混合物が挙げられる。中でも、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８５：１５（モル％）などのＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が好ましく、オーバーライト特性の観点から、熱伝導率がより高い、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝７０：３０（モル％）が良い。
第一誘電体層の膜厚は、反射率、変調度、記録感度に大きく影響するので、第一誘電体層の膜厚との関係において、媒体反射率が極小値付近となる膜厚とすることが望ましい。この膜厚領域では記録感度が良好であり、オーバーライト性能の向上が図られる。また、膜厚変動に対しても特性が安定になるため好ましい。また、膜厚を３０〜５０ｎｍとすることが好適である。３０ｎｍより薄いと、オーバーライト特性の劣化、反射率が減少する。５０ｎｍを超えると、反射率は増加するが記録感度が悪くなる。
【００２１】
反射層にはＡｇ、Ａｕ、Ｃｕを主成分とする金属を用いる。比較的安価で熱伝導率の高いＡｇが好ましいが、Ａｇ単体の膜は粒径が大きく、各粒の境界部分の厚さがばらつき、表面粗さの原因となる。反射層の膜表面の形状は信号ノイズに影響するため、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｐｔ、Ｂｉなどの元素を５原子％以下添加して、表面を平滑にすれば、表面粗さに起因するノイズが減少し、記録特性が向上する。
反射層の膜厚は、８０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。８０ｎｍ未満では、熱伝導率が減少し記録特性が劣化する。しかし、２００ｎｍを超えると記録特性は変わらなくなる。更に２５０ｎｍを超えると媒体の反りや変形が大きくなってくるため機械特性が劣化し、記録特性も劣化する。
【００２２】
基板上に反射層、第二誘電体層、記録層、第一誘電体層を形成した後、その上にＣＤ、ＤＶＤの基板部に相当する光透過層を形成して光記録媒体とする。
光透過層材料としては、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挙げられるが、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。これらの材料からなる透明シートを用いて薄型カバー基板を形成する方法としては、紫外線硬化樹脂又は透明な両面粘着シートを介して、透明シートを貼り付ける方法が挙げられる。また、紫外線硬化樹脂を保護層上にスピンコート法により塗布してこれを硬化させ形成してもよい。
光透過層の厚さは、入射する光が記録層にフォーカスするように、０．１ｍｍの厚さにする必要がある。これにより収差が最小に抑えられ媒体の傾きに対して特性のマージンが広がる。更に、光透過層の厚さは媒体全面において均一である必要があり、±２μｍレベルの精度が求められる。但し、これだけでは十分でないため、記録装置の光学系に収差補正機構を設け、厚さの変動に対して安定した特性が得られるように工夫する必要がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザー波長４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．８５の光学系により記録再生可能で、高線速記録においても優れた記録特性を有し、かつ保存信頼性にも問題がない光記録媒体を提供できる。更に、第一誘電体層のＺｎＳＳｉＯ２の組成比を最適化することにより、高線速記録においても良好なオーバーライト特性を有する光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１〜５）
−光記録媒体の作製−
基板は、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリカーボネート樹脂製で溝が形成されているものを用いた。溝と溝のピッチは、０．３２μｍ、情報が記録される溝の幅は０．１６５μｍ、溝の深さは２２ｎｍである。
この基板上に、マグネトロンスパッタ装置（ユナクシス社製：ＤＶＤ−Ｓｐｒｉｎｅｔｅｒ）を用いて、順に膜を形成した。
まず、Ａｇ−Ｂｉ（Ｂｉの含有量：０．５原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４０ｎｍの反射層を形成した。
次に、反射層の上に、Ｎｂ２Ｏ５：ＳｉＯ２＝８５：１５（モル％）ターゲットを用いて、表１に示す５種類の膜厚の第二誘電体層を形成した。
次に、５種類の各第二誘電体層の上に、組成がＧｅ９．５Ｓｂ６６Ｓｎ１８Ｍｎ６．５（原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。
その上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝７０：３０（モル％）のターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍの第一誘電体層を形成した。
その上に、厚さ７５μｍのプラスチック製シート（帝人化成社製：ポリカーボネートシート  ピュアエースＣ１１０Ｃ１１０）を、厚さ２５μｍのＵＶ硬化型樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）で接着して形成した。
以上により、実施例１〜５の光記録媒体を作製した。
【００２６】
−初期化−
次に、各光記録媒体について、初期化装置（日立コンピュータ社製）を用いて、線速３ｍ／ｓ、パワー８００ｍＷ、ヘッド送り３６μｍの条件で、記録層を結晶化させた。
＜評価＞
続いて、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有する記録再生装置（ｐｕｌｓｔｅｃ社製ＤＤＵ−１０００）を用いて上記各光記録媒体の信号特性を評価した。記録線速１９．８６ｍ／ｓ、記録パワー（Ｐｗ）１０〜１２ｍＷ、消去パワー（Ｐｅ）をＰｗの３０％の値とした。Ｐｗを照射するパルスと再生パワー以下のパワーのボトムパワー（Ｐｂ）を照射するパルスを一組として、長さ２Ｔの最短記録マークから長さ８Ｔの記録マークまで、各マークをランダムに記録した。最短マーク長２Ｔは、０．１４９μｍに相当する。２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの各パルスの組数は、１、１、２、２、３、３、４とした。各パルス照射時間は記録特性が最適になるよう調整した。マークとマークの間は消去パワーを連続照射した。
記録特性としてジッターを測定した。表１にダイレクトオーバーライト１０回後の最適記録パワーＰｗ（ｍＷ）とジッターを示すが、実施例１〜３では、膜厚が３〜１５ｎｍの範囲であり、ジッターが９％以下となった。これに対し、実施例４〜５では第二誘電体層の膜厚が好ましい範囲を外れているので、ジッターが９％を超えてしまった。
更に、実施例１〜５の光記録媒体について、記録を行なった後、８０℃、８５％ＲＨの環境下に３００時間放置した上でジッターを測定したところ、変化が見られなかった。
【００２７】
【表１】
2007087565.tif 000003
【００２８】
（実施例６）
−光記録媒体の作製−
基板は、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリカーボネート樹脂製で溝が形成されているものを用いた。溝と溝のピッチは、０．３２μｍ、情報が記録される溝の幅は０．１６５μｍ、溝の深さは２２ｎｍである。
この基板上に、マグネトロンスパッタ装置（ユナクシス社製：ＤＶＤ−Ｓｐｒｉｎｅｔｅｒ）を用いて、順に膜を形成した。
まず、Ａｇ−Ｂｉ（Ｂｉの含有量：０．５原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４０ｎｍの反射層を形成した。
次に、反射層の上に、Ｎｂ２Ｏ５：ＳｉＯ２＝８５：１５（モル％）ターゲットを用いて、膜厚８ｎｍの第二誘電体層を形成した。
次に、第二誘電体層上に、組成がＧｅ５．５Ｓｂ６６Ｓｎ１８Ｍｎ６．５Ｇａ４（原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。
次に、記録層上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝７０：３０（モル％）のターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍの第一誘電体層を形成した。
その上に、厚さ７５μｍのプラスチック製シート（帝人化成社製：ポリカーボネートシート  ピュアエースＣ１１０）を、厚さ２５μｍのＵＶ硬化型樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）で接着して形成した。
以上により、実施例６の光記録媒体を作製した。
【００２９】
−初期化−
次に、初期化装置（日立コンピュータ社製）を用いて、線速３ｍ／ｓ、パワー８００ｍＷ、ヘッド送り３６μｍの条件で、記録層を結晶化させた。
＜評価＞
続いて、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有する記録再生装置（ｐｕｌｓｔｅｃ社製ＤＤＵ−１０００）を用いて上記光記録媒体の信号特性を評価した。記録線速１９．８６ｍ／ｓ、記録パワー（Ｐｗ）１０〜１２ｍＷ、消去パワー（Ｐｅ）をＰｗの３０％の値とした。Ｐｗを照射するパルスと再生パワー以下のパワーのボトムパワー（Ｐｂ）を照射するパルスを一組として、長さ２Ｔの最短記録マークから長さ８Ｔの記録マークまで、各マークをランダムに記録した。最短マーク長２Ｔは、０．１４９μｍに相当する。２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの各パルスの組数は、１、１、２、２、３、３、４とした。各パルス照射時間は記録特性が最適になるよう調整した。マークとマークの間は消去パワーを連続照射した。
記録特性としてダイレクトオーバーライト１０回後のジッターを測定したところ７％となり、Ｇａを添加することにより特性が更に改善されることが分かった。
【００３０】
（実施例７〜２８）
−光記録媒体の作製−
基板は、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリカーボネート樹脂製で溝が形成されているものを用いた。溝と溝のピッチは、０．３２μｍ、情報が記録される溝の幅は０．１６５μｍ、溝の深さは２２ｎｍである。
この基板上に、マグネトロンスパッタ装置（ユナクシス社製：ＤＶＤ−Ｓｐｒｉｎｅｔｅｒ）を用いて、順に膜を形成した。
まず、Ａｇ−Ｂｉ（Ｂｉの含有量：０．５原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４０ｎｍの反射層を形成した。
次に、反射層上に、表２の実施例５〜１７に示すＮｂ２Ｏ５・ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５・ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５・ＳｉＯ２・Ｔａ２Ｏ５ターゲットを用いて膜厚８ｎｍの第二誘電体層を形成した。
次に、第二誘電体層上に、組成がＧｅ５．５Ｓｂ６６Ｓｎ１８Ｍｎ６．５Ｇａ４（原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。
次に、記録層上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝７０：３０（モル％）のターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍの第一誘電体層を形成した。
次に、第二誘電体層上に、厚さ７５μｍのプラスチック製シート（帝人化成社製：ポリカーボネートシート  ピュアエースＣ１１０）を、厚さ２５μｍのＵＶ硬化型樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）で接着して形成した。
以上により、実施例７〜２８の光記録媒体を作製した。
【００３１】
−初期化−
次に、初期化装置（日立コンピュータ社製）を用いて、線速３ｍ／ｓ、パワー８００ｍＷ、ヘッド送り３６μｍの条件で、記録層を結晶化させた。
＜評価＞
続いて、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有する記録再生装置（ｐｕｌｓｔｅｃ社製ＤＤＵ−１０００）を用いて上記各光記録媒体の信号特性を評価した。記録線速１９．８６ｍ／ｓ、記録パワー（Ｐｗ）１０〜１２ｍＷ、消去パワー（Ｐｅ）をＰｗの３０％の値とした。Ｐｗを照射するパルスと再生パワー以下のパワーのボトムパワー（Ｐｂ）を照射するパルスを一組として、長さ２Ｔの最短記録マークから長さ８Ｔの記録マークまで、各マークをランダムに記録した。最短マーク長２Ｔは、０．１４９μｍに相当する。２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの各パルスの組数は、１、１、２、２、３、３、４とした。各パルス照射時間は記録特性が最適になるよう調整した。マークとマークの間は消去パワーを連続照射した。
記録特性としてジッターを測定した。表２にダイレクトオーバーライト１０回後の最適記録パワーＰｗ（ｍＷ）、及びジッターの値を示す。
表２から分かるように、実施例７〜１９では、何れもダイレクトオーバーライト１０回後のジッターは何れも９％以下であったが、実施例２０〜２８では何れも第二誘電体層の酸化物の成分比が好ましい範囲を外れているため、ダイレクトオーバーライト１０回後のジッターが９％を超えてしまった。
【００３２】
【表２】
2007087565.tif 000004
【００３３】
（実施例２９〜３３）
−光記録媒体の作製−
基板は、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリカーボネート樹脂製で溝が形成されているものを用いた。溝と溝のピッチは、０．３２μｍ、情報が記録される溝の幅は０．１６５μｍ、溝の深さは２２ｎｍである。
この基板上に、マグネトロンスパッタ装置（ユナクシス社製：ＤＶＤ−Ｓｐｒｉｎｅｔｅｒ）を用いて、順に膜を形成した。
まず、Ａｇ−Ｂｉ（Ｂｉの含有量：０．５原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４０ｎｍの反射層を形成した。
次に、反射層上に、Ｎｂ２Ｏ５：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル％）ターゲットを用いて、膜厚８ｎｍの第二誘電体層を形成した。
次に、第二誘電体層上に、組成がＧｅ９．５Ｓｂ６６Ｓｎ１８Ｍｎ６．５（原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。
次に、記録層上に、表３の実施例１８〜２０に示すように、３種類の異なる組成のＺｎＳ：ＳｉＯ２ターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍの第一誘電体層を形成した。
次に、第一誘電体層上に、厚さ７５μｍのプラスチック製シート（帝人化成社製：ポリカーボネートシート  ピュアエースＣ１１０）を、厚さ２５μｍのＵＶ硬化型樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）で接着して形成した。
以上により、実施例２９〜３３の光記録媒体を作製した。
【００３４】
−初期化−
次に、初期化装置（日立コンピュータ社製）を用いて、線速３ｍ／ｓ、パワー８００ｍＷ、ヘッド送り３６μｍの条件で、記録層を結晶化させた。
＜評価＞
続いて、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有する記録再生装置（ｐｕｌｓｔｅｃ社製ＤＤＵ−１０００）を用いて上記各光記録媒体の信号特性を評価した。記録線速１９．８６ｍ／ｓ、記録パワー（Ｐｗ）１０〜１２ｍＷ、消去パワー（Ｐｅ）をＰｗの３０％の値とした。Ｐｗを照射するパルスと再生パワー以下のパワーのボトムパワー（Ｐｂ）を照射するパルスを一組として、長さ２Ｔの最短記録マークから長さ８Ｔの記録マークまで、各マークをランダムに記録した。最短マーク長２Ｔは、０．１４９μｍに相当する。２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの各パルスの組数は、１、１、２、２、３、３、４とした。各パルス照射時間は記録特性が最適になるよう調整した。マークとマークの間は消去パワーを連続照射した。
記録特性としてジッターを測定した。表３に、記録パワー１１ｍＷで、ダイレクトオーバーライト回数０回目（１回記録、ＤＯＷ０）、１０回目（ＤＯＷ１０）、１００回目（ＤＯＷ１００）、１０００回目（ＤＯＷ１０００）の各特性を示す。
表３から分かるように、実施例２９〜３１では、何れもＤＯＷ１０００においても、ジッターが９％以下であったが、実施例３２〜３３では、何れも第一誘電体層のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物におけるＳｉＯ２の好ましい範囲（１５〜４０モル％）を外れているため、ＤＯＷ１０００のジッターが９％を超えてしまった。
【００３５】
【表３】
2007087565.tif 000005
【００３６】
（比較例１）
−光記録媒体の作製−
基板は、直径１２ｃｍ、厚み１．１ｍｍ、ポリカーボネート樹脂製で溝が形成されているものを用いた。溝と溝のピッチは、０．３２μｍ、情報が記録される溝の幅は０．１６５μｍ、溝の深さは２２ｎｍである。
この基板上に、マグネトロンスパッタ装置（ユナクシス社製：ＤＶＤ−Ｓｐｒｉｎｅｔｅｒ）を用いて、順に膜を形成した。
まず、Ａｇ−Ｂｉ（Ｂｉの含有量：０．５原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４０ｎｍの反射層を形成した。
次に、反射層上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル％）のターゲットを用いて、膜厚８ｎｍの第二誘電体層を形成した。
次に、第二誘電体層上に、組成がＧｅ９．５Ｓｂ６６Ｓｎ１８Ｍｎ６．５（原子％）のターゲットを用いて、膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。
次に、記録層上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝７０：３０（モル％）のターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍの第一誘電体層を形成した。
次に、第一誘電体層上に、厚さ７５μｍのプラスチック製シート（帝人化学社製：ポリカーボネートシート  ピュアエースＣ１１０）を、厚さ２５μｍのＵＶ硬化型樹脂（日本化薬社製、ＤＶＤ００３）で接着した。
以上により、比較例１の光記録媒体を作製した。
【００３７】
−初期化−
次に、各光記録媒体について、初期化装置（日立コンピュータ社製）を用いて、線速３ｍ／ｓ、パワー８００ｍＷ、ヘッド送り３６μｍの条件で、記録層を結晶化させた。
続いて、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有する記録再生装置（ｐｕｌｓｔｅｃ社製、ＤＤＵ−１０００）を用いて上記各光記録媒体の信号特性を評価した。
記録線速１９．８６ｍ／ｓ、記録パワー（Ｐｗ）１０ｍＷ、消去パワー（Ｐｅ）をＰｗの３０％の値とした。Ｐｗを照射するパルスと再生パワー以下のパワーのボトムパワー（Ｐｂ）で照射するパルスを一組として、長さ２Ｔの最短記録マークから長さ８Ｔの記録マークまで、各マークをランダムに記録した。最短マーク長２Ｔは、０．１４９μｍに相当する。２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの各パルスの組数は、１、１、２、２、３、３、４とした。各パルス照射時間は記録特性が最適になるよう調整した。マークとマークの間は消去パワーを連続照射した。
記録特性としてジッターを測定したところ、記録回数１０回後のジッタ−は、９．５％であった。
更に、８０℃、８５％ＲＨの環境下、３００時間放置した上でジッターを測定したところ、１％増加し、１０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】高密度記録用媒体の層構成例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板
２  第一誘電体層
３  記録層
４  第二誘電体層
５  反射層
７  光透過層
【図１】
2007087565.tif 000006