(57)【要約】【課題】  手前側の情報層が高い光透過率を有し、いずれの情報層においても良好な記録再生を実現することができる複数の情報層を有する光記録媒体を提供する。  【解決手段】  光記録媒体Ｄは、少なくとも２層の情報層を備える。光入射面に対して最も奥に位置する情報層以外の少なくとも一つの情報層は、半透過記録膜と半透過反射膜と第一の光学調整膜と第二の光学調整膜とを備える。特定波長の光における第一の光学調整膜の屈折率をｎ１、第二の光学調整膜の屈折率をｎ２とし、第一の光学調整膜の厚みをｄ１、第二の光学調整膜の厚みをｄ２としたときに、２．５＜ｎ１＜４．０、かつ１．５＜ｎ２＜２．５及び１０ｎｍ≦ｄ１≦２０ｎｍ、かつ３０ｎｍ≦ｄ２≦５０ｎｍを満たす。【選択図】      図１
2007095235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光により情報を記録または再生する光記録媒体において、
基板と、
少なくとも２層である複数の情報層とを備え、
前記基板の前記光が入射する面に対して最も奥に位置する情報層以外の少なくとも一つの情報層は、少なくとも半透過記録膜と半透過反射膜と第一の光学調整膜と第二の光学調整膜とを備え、
特定波長の前記光における前記第一の光学調整膜の屈折率をｎ１、前記第二の光学調整膜の屈折率をｎ２とし、前記第一の光学調整膜の厚みをｄ１、前記第二の光学調整膜の厚みをｄ２としたときに、以下の（１）式及び（２）式
２．５＜ｎ１＜４．０、かつ１．５＜ｎ２＜２．５…（１）
１０ｎｍ≦ｄ１≦２０ｎｍ、かつ３０ｎｍ≦ｄ２≦５０ｎｍ…（２）
を満たすことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記半透過反射膜は、Ａｇを主成分とし、
前記第一の光学調整膜はＳｉ、Ｇｅの少なくとも一方を含み、かつ
前記第二の光学調整膜はＺｎＳ，ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＳｉＣのなかの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項１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、光（例えばレーザ光）の照射によって情報の記録・再生または消去を行う光記録媒体に関するものである。特に本発明は、容量増大を目的とした複数の記録膜を有する光ディスク、光カードなどの多層型光記録媒体において、良好な記録特性及び良好な繰り返しオーバライト特性が得られる光記録媒体を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体とは、例えば近年のＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭやブルーレイディスク等、レーザ光等の光を照射することにより情報を記録することが可能な媒体である。なかでもＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ−ＲＥなどは主に映像情報のような情報量が大きいものの記録、書換えに使用される。そのため、更に長時間の映像情報が記録可能となるよう、記録容量の増大が望まれている。
【０００３】
これらの光記録媒体の記録容量を増大させる手段の一つとして、記録密度を大きくするものがある。これには記録波長を短波長にするとよいが、記録に用いる発光素子や、記録や再生の安定性から限界がある。
また記録容量を増大させる別の方法として、情報を記録する記録膜と反射膜とを有する情報層を光記録媒体に２層以上設ける方法がある。情報層を基板の片面側に２層以上積層し、紫外線硬化樹脂等で接着して光記録媒体を形成するもので、例えば特開２００１−２４３６５５号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００４】
ところで、レーザ光等の光により情報の記録・再生または消去を行う光記録媒体の場合、各情報層の記録特性を良好にするためには情報層を構成する記録膜や反射膜を十分な厚みで形成する必要がある。これは記録膜には、照射される光を吸収して十分に発熱することや、記録情報の読み取り時にレーザ光等に十分な変調を与えることが求められるためであり、また反射膜は主に光の反射率や放熱特性が記録特性に影響するからである。こうしたことから記録膜や反射膜を厚くするほど良好な記録特性が得やすいが、その一方で記録膜や反射膜それぞれの光の吸収や反射が大きくなる。そのため複数の情報層を有する光記録媒体の場合、光の入射側から見て手前側にある情報層の記録膜や反射膜の厚みが厚くなると、その情報層の上に形成された光の入射側から見て奥側にある情報層に光が十分に到達せず、記録特性や再生特性に悪影響を及ぼすことになる。
そのため複数の情報層を有する多層構造の光記録媒体では、記録・再生または消去用の光の入射面から見て手前側にある情報層を構成する記録膜や反射膜を、良好な記録特性が得られかつ、奥側の情報層へ十分な強度の記録再生光が到達できるような高い光透過率を達成できる厚みで形成することが求められる。
【０００５】
上のような問題を解決するために特開２０００−２２２７７７号公報（特許文献２）には、記録波長λのレーザ光を透過させる反射層に隣接して熱拡散層を設け、その熱拡散層の屈折率をｎ、厚さをｄとしたときに、０＜ｄ≦（５／１６）λ／ｎ又は（７／１６）λ／ｎ≦ｄ≦（１／２）λ／ｎの関係を満たすと良いことが記載されている。特許文献２に記載されている相変化型記録媒体を用いて記録波長λ＝６６０ｎｍのレーザ光で本発明者が評価した結果、光透過率が１０％程度向上したが、それでも光入射面に近い手前側の情報層の光透過率は４０％ほどで十分でなかった。
更に、特開２００４−２３４７４２号公報（特許文献３）には記録膜の結晶相・非結晶相との透過率差を低減する目的で、光入射面からみて半透過反射膜の奥に厚い透過率上昇作用機能膜と極めて薄い透過率調整膜を設けた構造が記載されている。しかし、主に透過率向上に寄与する透過率上昇作用機能膜の材料が特許文献２に記載のものとほぼ同じであることから、手前側の情報層の光透過率は同様に４０％弱であり、十分でなかった。
【特許文献１】特開２００１−２４３６５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２２２７７７号公報
【特許文献３】特開２００４−２３４７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、複数の情報層を有する光記録媒体では光入射面に対して手前側の情報層以外の情報層にも十分な強度の記録レーザ光を照射するため、手前側の情報層は光透過性を有することが必要であり、かつ、その光透過率は高いほど奥側の情報層の良好な記録特性が得やすくなる。
そこで本発明は、複数の情報層を有する光記録媒体において、手前側の情報層が高い光透過率を有し、更にいずれの情報層においても良好な記録再生を実現す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために本発明は、次の（ａ）、（ｂ）の光記録媒体を提供するものである。
（ａ）  光により情報を記録または再生する光記録媒体（Ｄ）において、基板（１）と、少なくとも２層である複数の情報層（Ｄ１、Ｄ２）とを備え、前記基板の前記光が入射する面（１Ａ）に対して最も奥に位置する情報層以外の少なくとも一つの情報層（Ｄ１）は、少なくとも半透過記録膜（３）と半透過反射膜（５）と第一の光学調整膜（６）と第二の光学調整膜（７）とを備え、特定波長の前記光における前記第一の光学調整膜の屈折率をｎ１、前記第二の光学調整膜の屈折率をｎ２とし、前記第一の光学調整膜の厚みをｄ１、前記第二の光学調整膜の厚みをｄ２としたときに、２．５＜ｎ１＜４．０、かつ１．５＜ｎ２＜２．５…（１）１０ｎｍ≦ｄ１≦２０ｎｍ、かつ３０ｎｍ≦ｄ２≦５０ｎｍ…（２）を満たすことを特徴とする光記録媒体。
（ｂ）  前記半透過反射膜は、Ａｇを主成分とし、前記第一の光学調整膜はＳｉ、Ｇｅの少なくとも一方を含み、かつ前記第二の光学調整膜はＺｎＳ，ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＳｉＣのなかの少なくとも1つを含むことを特徴とする（ａ）記載の光記録媒体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の情報層を有する光記録媒体において、手前側の情報層において高い透過率を得られ、いずれの情報層においても良好な記録再生特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
≪光記録媒体の構成≫
記録膜を有する情報層を複数層備える光記録媒体（多層型光記録媒体）としては、ＤＶＤ−ＲＷなどの相変化型光ディスク、光カード等の情報を繰り返しオーバライト可能な媒体が挙げられる。なお以下の説明においては本発明の多層型光記録媒体の一実施形態として、多層型光ディスク（光記録媒体）Ｄを用いるが、これ以外の同様な構成を有する多層型光記録媒体についても本発明を適用可能である。
図１は、本発明の一実施形態である光記録媒体Ｄを示す拡大断面図である。光記録媒体Ｄは、その基本的な構成として、記録・再生または消去用レーザ光が入射する入射面１Ａを底面とする第１基板１上に、第１情報層Ｄ１と中間層８を介して第２情報層Ｄ２と第２基板１３とを積層したものである。
第１情報層Ｄ１は、第１保護膜２、半透過記録膜３、第２保護膜４、半透過反射膜５、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７を順次積層したものである。第２情報層Ｄ２は第２基板１３のレーベル面１３Ｂを底面とした第２基板１３上に形成され、反射膜１２、第４保護膜１１、記録膜１０、第３保護膜９を順次積層したものである。第１情報層Ｄ１の第２光学調整膜７と第２情報層Ｄ２の第３保護膜９とが中間層８を介して対向するように接着されている。
【００１０】
第１基板１の材料としては、各種透明な合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。第２基板１３は、第２情報層Ｄ２への記録再生が入射面１Ａから第1情報層Ｄ１を通して行われるため透明である必要はないが、第１基板１と同じ材料でもよい。このような第１基板１及び第２基板１３の材料として例えば、ガラス、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチル・メタクリレート、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。特に、光学的複屈折及び吸湿性が小さく、成形が容易であることからポリカーボネイト樹脂が好ましい。
【００１１】
第１基板１の厚さは、特に限定するものではないが、全厚が１．２ｍｍであるＤＶＤとの互換性を考慮すると０．０１ｍｍ〜０．６ｍｍが好ましく、なかでも０．５５ｍｍ〜０．６ｍｍが最も好ましい。第１基板１の厚さが０．０１ｍｍ未満となると、第１基板１の入射面１Ａ側から収束したレーザ光で記録する際にごみの影響を受け易くなるので好ましくない。また光記録媒体Ｄの全厚に制限がないのであれば、実用的には０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であればよい。５ｍｍ以上となると対物レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照射レーザ光のスポットサイズが大きくなるため、記録密度をあげることが困難になる。
第１基板１はフレキシブルなものでも良いし、リジッドなものであっても良い。フレキシブルな第１基板１は、テープ状、シート状、カード状の光記録媒体で使用する。リジッドな第１基板１は、カード状、あるいはディスク状の光記録媒体で使用する。
【００１２】
第１保護膜２、第２保護膜４、第３保護膜９及び第４保護膜１１（第１保護膜〜第４保護膜）は、第１基板１、半透過記録膜３、記録膜１０及び第２基板１３等が記録時の発熱によって変形して記録特性が劣化することを防止する。また光学的な干渉効果により再生信号のコントラストを改善する効果を有する。
第１保護膜〜第４保護膜はそれぞれ、記録・再生または消去用のレーザ光に対して透明であって屈折率ｎが１．９≦ｎ≦２．３の範囲にあることが望ましい。さらに、第１保護膜〜第４保護膜の材料は熱特性の点から、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＭｇＯなどの酸化物、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｓ3、ＴａＳ4などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、ＴｉＣなどの炭化物の単体及び混合物が好ましい。なかでも、ＺｎＳとＳｉＯ2の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、Ｃ／Ｎ、消去率などの劣化が起こりにくいことから特に好ましい。
また第１保護膜〜第４保護膜は、同一の材料、組成でなくとも良く、異種の材料から構成されていてもかまわない。
【００１３】
第１保護膜２及び第３保護膜９の厚さは、およそ５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であればよい。さらには、第１保護膜２及び第３保護膜９の厚さは、光学特性が得られ、かつ、第１基板１や半透過記録膜３や中間層８や記録膜１０から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難いことを考慮して、４０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲とするのが好ましい。４０ｎｍより薄いと光記録媒体の光学特性を確保しにくく、３００ｎｍより厚いとクラックや剥離を生じ、さらには生産性が劣る。
第２保護膜４及び第４保護膜１１の厚さは、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性を良好とし、安定に多数回の書き換えが可能となるよう、０．５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲とするのが好ましい。０．５ｎｍより薄いと半透過記録膜３及び記録膜１０の熱確保が難しくなるためＣ／Ｎや消去率が良好となる最適記録パワーが上昇し、５０ｎｍより厚いとオーバライト時のＣ／Ｎや消去特性の悪化を招いて、好ましくない。
【００１４】
半透過記録膜３及び記録膜１０は、Ｓｂ−Ｔｅ合金にＡｇまたはＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅのうち少なくとも１種類以上を含むか、またはＧｅ−ＳｂにＩｎ、Ｓｎ、Ｂｉのうち少なくとも１種類以上を含むか、またはＧａ−ＳｂにＩｎ、Ｓｎ、Ｂｉのうち少なくとも１種類以上を含む組成から構成される合金膜である。
半透過記録膜３の膜厚は、３ｎｍ〜１５ｎｍが好ましい。膜厚が３ｎｍより薄いと結晶化速度が低下し記録特性が悪くなり、１５ｎｍより厚いと第１情報層Ｄ１の透過率が低下する。また記録膜１０の膜厚は１０ｎｍ〜２５ｎｍが好ましい。これを１０ｎｍより薄くすると光吸収が小さくなり発熱し難くなることによる記録感度の悪化が起こり、２５ｎｍより厚くすると記録時に大きなレーザパワーが必要となる。
半透過記録膜３と記録膜１０は、同一の材料、組成でなくとも良く、異種の材料から構成されていてもかまわない。
【００１５】
また半透過記録膜３及び記録膜１０の片面、もしくは両面に接する界面膜を設けても良い。界面膜の材料としては、硫黄物を含まないことが重要である。硫黄物を含む材料を界面膜として用いると、オーバライトの繰り返しにより界面膜に含まれる硫黄が半透過記録膜３または記録膜１０中に拡散し、記録特性が劣化することがあるので好ましくない。
界面膜の材料としては、窒化物、酸化物、炭化物のうち少なくとも１種類を含む材料が好ましく、具体的には窒化ゲルマニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、炭化シリコン、炭素のうち少なくとも１種類を含む材料が好ましい。また、これらの材料に酸素、窒素、水素などを含有させても良い。前述の窒化物、酸化物、炭化物は化学量論組成でなくても良く、窒素、酸素、炭素が過剰あるいは不足していても良い。
【００１６】
半透過反射膜５及び反射膜１２の材料としては、光反射性を有するＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、これらの金属を主成分とし１種類以上の金属または半導体からなる添加元素を含む合金、及びこれらの金属にＡｌ、Ｓｉなどの金属窒化物、金属酸化物、金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したものなどが挙げられる。ここで、主成分とするとは、半透過反射膜５を構成する全材料のうちＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属の占める割合が全材料の５０％を超える場合をさし、９０％以上の場合が好ましい。
なかでもＡｕ、Ａｇなどの金属、及びこれらの金属を主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導度を高くできることから好ましい。合金の例としては、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｚｒなどの少なくとも１種類の元素を混合したもの、あるいは、ＡｕまたはＡｇにＣｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｎｄなどの少なくとも１種類の元素を混合したものなどが一般的である。しかし高線速度記録を考慮した場合には、とりわけ熱伝導率の高いＡｇを主成分とする金属または合金が、記録特性の点から好ましい。また半透過反射膜５は記録光の波長において透過しやすい材料が好ましく、とりわけ消衰係数が小さいＡｕ、Ａｇが好ましい。
ただし、半透過反射膜５または反射膜１２に純銀や銀合金を用いた場合には、エラーレートの要因となるＡｇＳ化合物の生成を抑制するため、半透過反射膜５または反射膜１２に接する膜はＳを含有していない材料を用いることが好ましい。
【００１７】
半透過反射膜５の厚さは、半透過反射膜５を形成する材料の熱伝導率の大きさによって変化するが、３ｎｍ〜２０ｎｍとするのが好ましい。半透過反射膜５の厚みが３ｎｍより薄いと半透過記録膜３で発熱した熱を吸収できないため記録特性が劣り、２０ｎｍより厚いと第１情報層Ｄ１の透過率が劣るので好ましくない。また反射膜１２の厚さも、反射膜１２を形成する材料の熱伝導率の大きさによって変化するが、５０ｎｍ〜３００ｎｍであるのが好ましい。反射膜１２の厚みが５０ｎｍ以上であれば、反射膜１２は光学的には変化せず反射率の値に影響を与えないが、反射膜１２の厚みが増すと冷却速度への影響が大きくなる。また、３００ｎｍを超える厚さを形成するのは製造上多くの時間を要する。従って熱伝導率の高い材料を用いることにより、反射膜１２の層厚を上記した最適範囲に制御する。
【００１８】
ここで、半透過反射膜５あるいは反射膜１２にＡｇまたはＡｇ合金を、第２保護膜４あるいは第４保護膜１１にＺｎＳの混合物を用いる場合には、第２保護膜４と半透過反射膜５との間または第４保護膜１１と反射膜１２との間に拡散防止膜（図示せず）を挿入することが好ましい。これは第２保護膜４や第４保護膜１１中のＳと半透過反射膜５や反射膜１２中のＡｇとの化学反応により生成されるＡｇＳ化合物による反射率の低下を抑制するためである。
拡散防止膜の材料としては、上記した界面膜と同様に硫黄物を含まない材料であるのが重要であり、具体的な材料は、界面膜の材料と同じものや金属、半導体、窒化シリコン、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウムクロムを用いることができる。
【００１９】
第１光学調整膜６及び第２光学調整膜７は、第１情報層Ｄ１の透過率を向上させるため、半透過反射膜５の材料よりも高い屈折率を有し、消衰係数は１よりも小さいものが好ましい。また、第１光学調整膜６及び第２光学調整膜７の膜厚は、第１光学調整膜６及び第２光学調整膜７の屈折率や透過するレーザの波長を考慮して第１情報層Ｄ１の透過率が大きくなるように設定する。さらに後述するように、第１光学調整膜６の屈折率を第２光学調整膜７の屈折率よりも高くすることが第１情報層Ｄ１の透過率を大きくするために重要である。
第１光学調整膜６の材料としては、レーザ光の記録波長が４０５ｎｍ〜６６０ｎｍにおいて屈折率が比較的高い、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＨまたはＧｅ、Ｓｉ、ＳｉＨを主成分とするもの、また第２光学調整膜７の材料としては上記記録波長において屈折率が中程度である、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＭｇＯなどの酸化物、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｓ3、ＴａＳ4などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、ＴｉＣなどの炭化物あるいはＡｌＮなどの窒化物の単体及び混合物が好ましい。なかでも、ＺｎＳとＳｉＯ2の混合膜は、スパッタレートが速く、生産性が高いことから特に好ましい。
【００２０】
≪光記録媒体の製造方法≫
第１保護膜２、半透過記録膜３、第２保護膜４、半透過反射膜５、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７、第３保護膜９、記録膜１０、第４保護膜１１、反射膜１２などを第１基板１または第２基板１３上に積膜する方法としては、公知の真空中での薄膜形成法が挙げられる。例えば、真空蒸着法（抵抗加熱型や電子ビーム型）、イオンプレーティング法、スパッタリング法（直流や交流スパッタリング、反応性スパッタリング）であり、特に、組成、膜厚のコントロールが容易であることから、スパッタリング法が好ましい。
また真空漕内で複数の基板を同時に成膜するバッチ法や、基板を１枚ずつ処理する枚葉式成膜装置を使用することが好ましい。形成するそれぞれの膜の膜厚の制御は、スパッタ電源の投入パワーと時間を制御したり、水晶振動型膜厚計で堆積状態をモニタリングしたりすることで容易に行える。
また上記した各膜の形成は、基板を固定した状態、あるいは移動、回転した状態のどちらで行っても良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板を自転させることが好ましく、さらに公転を組み合わせることがより好ましい。成膜時における基板の発熱状況によっては、必要に応じて基板の冷却を行うと基板の反り量を減少させることができる。
【００２１】
光記録媒体Ｄを形成するには、第１基板１上に第１保護膜２、半透過記録膜３、第２保護膜４、半透過反射膜５、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７を順次成膜したものと、第２基板１３上に反射膜１２、第４保護膜１１、記録膜１０、第３保護膜９を順次成膜したものを、粘着シートまたは紫外線硬化樹脂により形成される中間層８を介して接着を行う方法（第１の形成方法）がある。
またその他の形成方法には、第１基板１上に第１保護膜２、半透過記録膜３、第２保護膜４、半透過反射膜５、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７を順次成膜した後、紫外線硬化樹脂を塗布し、溝転写用のクリアスタンパを押し付けながら、紫外線照射により硬化させて中間層８を形成し、クリアスタンパを剥離する。その後、中間層８上に第３保護膜９、記録膜１０、第４保護膜１１、反射膜１２を順次成膜し、最後に第２基板１３を粘着シートまたは紫外線硬化樹脂により接着させる方法（第２の形成方法）がある。
生産性を考慮すると、第１の形成方法が第２の形成方法よりも好ましい。
【００２２】
続いて、光記録媒体Ｄを初期化するために半透過記録膜３及び記録膜１０にレーザ光、またはキセノンフラッシュランプ等の光を照射して、半透過記録膜３及び記録膜１０の構成材料を加熱して結晶化させる必要がある。再生ノイズが少ないことからレーザ光による初期化が好ましい。
【００２３】
≪光学調整膜の検討≫
本発明者は第１情報層Ｄ１の透過率を高くするには、第１情報層Ｄ１を構成する半透過反射膜５に隣接する光学調整膜を、屈折率の異なる材料で第１光学調整膜６、第２光学調整膜７というように２膜化して形成すると良いのではないかと推定し、下記の実施例１〜９及び比較例１〜５に基づいて検証した結果、その推定が正しく、光透過率が従来の膜構成のものよりも高くなることを見出した。
以下の各実施例及び各比較例において、光透過率測定はSteag ETA-Optik GmbH製ＥＴＡ−ＲＴを用い、記録波長と同じ波長λである６６０ｎｍで行った。また屈折率などの光学定数の測定は、溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６１３を用い、シリコンウエハ上に約５０ｎｍの薄膜をスパッタにて成膜し、測定波長λ＝６６０ｎｍで行った。
【００２４】
さらに波長が６６０ｎｍのレーザダイオード、ＮＡ＝０．６５の光学レンズを搭載したパルステック社製光ディスクドライブテスタ（ＤＤＵ１０００）を用いて記録（１ビーム・オーバーライト）と再生を行った。
記録信号は、８−１６（ＥＦＭ＋）変調ランダムパターンを用い、ＤＶＤ−ＲＯＭ２層規格で２倍速相当の記録線速度７．７ｍ／ｓと最短マーク長０．４４０μｍの条件で記録再生評価を行った。ＤＶＤ−ＲＯＭと同密度の記録を行い、この場合の光記録媒体Ｄ（第１情報層Ｄ１と第２情報層Ｄ２）の容量は８．５Ｇバイトに相当する。なお第１情報層Ｄ１に最適記録条件で隣接トラックも含め１０回オーバライトした後、その再生信号の振幅の中心でスライスし、クロック・トゥー・データ・ジッタを測定した。なお再生光のレーザパワー（再生パワー）は１．４ｍＷで一定とした。
【００２５】
（実施例１）
直径が１２０ｍｍ、板厚が０．６ｍｍのポリカーボネイト樹脂製の第１基板１上に、後述する各膜を形成した。第１基板１にはトラックピッチが０．７４μｍで空溝が形成されている。この溝深さは２５ｎｍであり、グルーブ幅とランド幅の比は、およそ５０：５０であった。なおグルーブはレーザ光の入射方向から見て凸状になっている。
まず、真空容器内を３×１０-4Ｐａまで排気した後、２×１０-1ＰａのＡｒガス雰囲気中でＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳターゲットを用い高周波マグネトロンスパッタ法により、第１基板１上に厚さ６６ｎｍの第１保護膜２を形成した。続いて、半透過記録膜３をＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの合金ターゲットで厚さ７．５ｎｍとして形成した。続いて第２保護膜４を第１保護膜２と同じ材料で厚さ９ｎｍ、半透過反射膜５をＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金ターゲットで厚さ７ｎｍ、第１光学調整膜６をＳｉターゲットで厚さ１５ｎｍ、第２光学調整膜７を第１保護膜２と同じ材料で厚さ４０ｎｍとして順次積層し、第１情報層Ｄ１を作成した。
【００２６】
次に、第１基板１と同じように成形された第２基板１３上に第１情報層Ｄ１と同条件のスパッタにて、反射膜１２を半透過反射層５と同じ材料で厚さ９０ｎｍ、第４保護膜１１を第１保護膜２と同じ材料で厚さ２０ｎｍ、記録膜１０を半透過記録膜３と同じ材料で厚さ１６ｎｍ、第３保護膜９を第１保護膜２と同じ材料で厚さ６６ｎｍとして順次積層し、第２情報層Ｄ２を作成した。
続いて、第１情報層Ｄ１の第２光学調整膜７上にアクリル系紫外線硬化樹脂（大日本インキ製ＳＤ６６１）をスピンコートし、膜厚が５０μｍの中間層８を紫外線照射により硬化させて形成し、第２情報層Ｄ２の第３保護膜９が第２光学調製膜7と向かい合うように貼り合せて図１に示す光記録媒体Ｄを得た。
【００２７】
こうして作製した光記録媒体Ｄにトラック方向のビーム幅が半径方向より広い形をしているワイドビームのレーザ光を照射して、半透過記録膜３と記録膜１０とを結晶化温度以上に加熱し、初期化処理を行った。
続いて、光記録媒体Ｄに第１基板１の入射面１Ａから第１基板１のグルーブに形成された半透過記録膜３に記録を行った。
【００２８】
第1光学調整膜６及び第２光学調整膜７の厚みはそれぞれ、レーザ光が第１光学調製膜６及び第２光学調製膜７を透過した際の透過率が最大となるように設定した。具体的には、マトリックス法光学計算を用いた光学シミュレーションを行い、その結果に沿ったサンプルを作成し、透過率が最大となる厚みの最適値を見出した。表１に、計算に用いたパラメータである基板及びそれぞれの膜の屈折率や消衰係数を一例として示す。以下の実施例及び比較例でも同様のパラメータを用いて、透過率が最大となる厚みをそれぞれ決定した。
光学シミュレーション及び光透過率の測定は、第１基板１上に第１情報層Ｄ１を形成して、第２光学調整膜７と第２基板１３とを中間層８で貼り合せたものを作成して行った。従って光透過率は、第１基板１から第２基板１３までの光透過率を測定した。
【００２９】
【表１】
2007095235.tif 000003
【００３０】
さらに光学定数の測定は次のように行った。シリコンウエハ上に第１光学調整膜６のみを５０ｎｍスパッタしたものをエリプソメータで測定し、第１光学調整膜６の屈折率ｎ１を求めた。同様にシリコンウエハ上に第２光学調整膜７のみを５０ｎｍスパッタし、エリプソメータで測定して第２光学調整膜７の屈折率ｎ２を求めた。この結果を上述した光透過率と併せて表２に示す。なお、表２には以下の実施例２〜４及び比較例１〜７の結果も示す。
【００３１】
【表２】
2007095235.tif 000004
【００３２】
表２に示すように、本実施例の第１光学調整膜６の屈折率ｎ１は３．９、第２光学調整膜７の屈折率ｎ２は２．１であり、光透過率は４４％であった。また、ジッタを測定したところ８．１％と良好な記録特性を示した。つまり良好な記録特性を維持しながら、４０％を超える光透過率が得られた。
なお、ジッタ値は再生互換が保てることを考慮して１０％を良好な記録特性が得られる上限値とした。また光透過率は、入射面１Ａからみて奥側の第２情報層Ｄ２を現在市販されているレーザのレーザ強度で記録して良好な結果が得られることを考慮して、４０％以上を確保することとした。
【００３３】
本実施形態のように情報層を２層有する２層型光記録媒体において、仮に第１情報層Ｄ１のレーザ光の透過率が４０％であるとすると、第１情報層Ｄ１がレーザ光により得た同等のエネルギーを第２情報層Ｄ２に与えるために必要なレーザパワーは、第１情報層Ｄ１に照射したレーザパワーの２．５倍のパワーが必要となる。第２情報層Ｄ２に記録する場合はこれで十分であるが、読み取りの際には照射される光は第１情報層Ｄ１を通過し、第２情報層Ｄ２から反射されて戻ってきてもう一度第１情報層Ｄ１を通過するので、反射率は４０％×４０％＝１６％と大きく低下するため、読み取りが困難になる。
これに対して、例えば第１情報層Ｄ１の光透過率を５０％とすると、第２情報層Ｄ２に必要なレーザパワーは第１情報層Ｄ１に照射したレーザパワーの２．０倍と小さくなり、さらに反射率は２５％となり、光透過率４０％の場合より大幅に良好となる。このように第１情報層Ｄ１の光透過率が光記録媒体の記録・再生または消去に与える影響はかなり大きく、従って入射面に最も近い手前側に設けた情報層の光透過率は可能な限り高くすることが好ましい。
【００３４】
（実施例２）
第１光学調整膜６の材料をＧｅＮ（Ｎは化学量論比より少な目とした）にした。このときの第1光学調整膜６の膜厚を２０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、第１光学調整膜６の屈折率ｎ１は２．８、光透過率は４３％、ジッタ８．６％と良好な結果が得られた。
なお化学量論比より窒素を少な目にする方法としては、Ｇｅターゲットをスパッタするときにカソード内雰囲気中の窒素を少なめにするか、スパッタパワーを高めにする方法がある。本実施例では前者の方法を採用し、３０ｓｃｃｍのＡｒガスと、１５ｓｃｃｍのＮ2ガスを２Ｗ／ｃｍ2のＤＣターゲットパワー密度でスパッタしてＧｅＮ膜を作成した。
【００３５】
（実施例３）
第１光学調整膜６の膜厚を２０ｎｍ、第２光学調整膜７の材料をＡｌＮ（膜厚４０ｎｍ）とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、第２光学調整膜７の屈折率ｎ２は１．６、光透過率は４３％、ジッタ９．５％と良好な結果が得られた。
【００３６】
（実施例４）
第１光学調整膜６の膜厚を１０ｎｍ、第２光学調整膜７の材料をＴｉＯ2（膜厚３０ｎｍ）とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、第２光学調整膜７の屈折率ｎ２は２．４、光透過率は４４％、ジッタ９．０％と良好な結果が得られた。
【００３７】
（比較例１）
第１光学調整膜６の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2）に替え、この厚みを６６ｎｍとし、第２光学調整膜７を無くして第１光学調整膜６の１層のみとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ１は２．１、ジッタは８．５％と良好であったものの、光透過率は３７％を示して４０％を下回ったため、良好な結果ではなかった。
【００３８】
（比較例２）
第１光学調整膜６の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2）に替え、この厚みを２１０ｎｍとし、第２光学調整膜７を無くして第１光学調整膜６の１層のみとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ１は２．１、ジッタは８．８％と良好であったものの、光透過率は３８％を示して４０％を下回ったため、良好な結果ではなかった。
【００３９】
（比較例３）
第１光学調整膜６の材料をＳｉとし、その膜厚を４０ｎｍとして（屈折率ｎ１＝３．９）、第２光学調整膜７を無くして第１光学調整膜６の１層のみとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ光透過率は３５％を示して４０％を下回ったため、良好な結果ではなかった。
【００４０】
（比較例４）
第１光学調整膜６の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2、屈折率ｎ１＝２．１）として、この厚みを２１０ｎｍにし、第２光学調整膜７の材料をＡｌＮ（屈折率ｎ２＝１．６）にしてこの厚みを４ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、ジッタは８．９％と良好であったものの、光透過率は３８％を示して４０％を下回ったため、良好な結果ではなかった。
【００４１】
（比較例５）
第１光学調整膜６の材料をＳｉとし、その膜厚を４０ｎｍとして（屈折率ｎ１＝３．９）、第２光学調整膜７の材料をＡｌＮ（屈折率ｎ２＝１．６）にしてその膜厚を４ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、ジッタは９．３％と良好であったものの、光透過率は３６％を示して４０％を下回ったため、良好な結果ではなかった。
【００４２】
（比較例６）
第１光学調整膜６の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2、屈折率ｎ１＝２．１）として、この厚みを４０ｎｍにし、第２光学調整膜７の材料をＳｉ（屈折率ｎ２＝３．９）にしてこの厚みを１５ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、光透過率が２７％と非常に劣る結果となった。
【００４３】
（比較例７）
第１光学調整膜６の材料をＡｌＮ（屈折率ｎ１＝１．６）にして厚みを５ｎｍとし、第２光学調整膜７の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2、屈折率ｎ２＝２．１）とし厚みを６６ｎｍとした以外は実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、光透過率が３７％と透過率の向上が見られない結果となった。
【００４４】
以上のことより、半透過反射膜５に隣接する光学調整膜は１層とするより、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７として２層形成したほうが光透過率の点から好ましい。また、レーザ入射側１Ａに近い第１光学調整膜６の屈折率をｎ１、第２光学調整膜７の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＞ｎ２の条件でのみ、光透過率が大きく向上することが判明した。更には、２．５＜ｎ１＜４．０及び１．５＜ｎ２＜２．５でかつ、第１光学調整膜６の膜厚をｄ１、第２光学調整膜７の膜厚をｄ２とすると、１０≦ｄ１≦２０（ｎｍ）かつ３０≦ｄ２≦５０（ｎｍ）であることが光学干渉の観点から好ましいと判明した。
このように光学調整膜６，７を形成することで、半透過記録膜３や半透過反射膜５を適当な厚みで形成でき、そのため記録特性が維持されたまま、光透過率を４０％以上と大きく向上させることができる。
【００４５】
発明者はさらに、第１光学調整膜６及び第２光学調整膜７に求められる好ましい材料について以下の実施例５〜１２及び比較例８、９を基に検討した。
【００４６】
（実施例５）
第１光学調整層６の材料をＳｉＨとし、さらに第２光学調整膜７の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2、屈折率ｎ２＝２．１）として厚みを４０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。なおＳｉＨ膜を作成する方法としては、Ｓｉターゲットをスパッタするときに、１５ｓｃｃｍのＡｒガスと、１５ｓｃｃｍのＨ2ガスを２Ｗ／ｃｍ2のＤＣターゲットパワー密度でスパッタしてＳｉＨ膜を作成した。
実施例１と同様に測定を行ったところ、第１光学調整層６の屈折率ｎ１＝３．８、光透過率４６％、ジッタ９％以下と良好な結果が得られた。結果を表３に示す。なお、表３には以下の実施例６〜１２及び比較例８，９の結果も示す。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
（実施例６）
第１光学調整層６の材料をＧｅＮ（Ｎを化学量論比より少な目とした。屈折率ｎ１＝２．８）とし、膜厚２０ｎｍで形成し、さらに第２光学調整膜７の材料を第１保護膜２と同材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ2、屈折率ｎ２＝２．１）として膜厚を４０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、光透過率４３％、ジッタ９．３％と良好な結果が得られた。
【００４９】
（実施例７）
第２光学調整膜７の材料をＴａ2Ｏ5とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝２．１、光透過率４６％、ジッタ９％以下と良好な結果が得られた。
【００５０】
（実施例８）
第２光学調整膜７の材料をＮｂ2Ｏ5とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝２．３、光透過率４５％、ジッタ９％以下と良好な結果が得られた。
【００５１】
（実施例９）
第２光学調整膜７の材料をＡｌ2Ｏ3とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝１．８、光透過率４６％、ジッタ９．２％と良好な結果が得られた。
【００５２】
（実施例１０）
第２光学調整膜７の材料をＺｒＯ2とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝２．１、光透過率４３％、ジッタ９％以下と良好な結果が得られた。
【００５３】
（実施例１１）
第２光学調整膜７の材料をＺｎＯとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝２．０、光透過率４４％、ジッタ９％以下と良好な結果が得られた。
【００５４】
（実施例１２）
第２光学調整膜７の材料をＳｉＣとして膜厚を５０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝１．６、光透過率４７％、ジッタ９．３％と良好な結果が得られた。
【００５５】
（比較例８）
第２光学調整膜７の材料をＧｅＮ（Ｎを化学量論比より少な目とした）として膜厚を３０ｎｍにした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝２．８で、光透過率が３９％と若干向上したが、４０％に達せず大きく向上が見られない結果となった。さらにジッタも１０％を超え、記録特性も良好ではなかった。
【００５６】
（比較例９）
第２光学調整膜７の材料をＭｎＦとして膜厚を５０ｎｍにした以外は実施例１と同様の光記録媒体を作成した。実施例１と同様に測定を行ったところ、屈折率ｎ２＝１．３で、光透過率が４２％と向上したが、ジッタも１０％を超え、記録特性が良好ではなかった。
【００５７】
以上の実施例及び比較例より第１光学調整膜６として好ましい材料は、Ｓｉ、Ｇｅの少なくとも一方を含むものがよく、かつ第２光学調整膜７として好ましい材料は、ＺｎＳ，ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＳｉＣのなかの少なくとも1つを含むものが良いことが分かった。
【００５８】
ところで本発明の光学調整膜を２層化する方法は、屈折率の異なる材料を用いた２層の光学調整膜を、光入射面に対して上述した順に配置することで光を透過させやすくなる効果を奏するため、光透過率が向上する。上記した実施例においては、情報層を２層有する光記録媒体の光入射面側に近い情報層の光学調整膜を２層化したもののみを述べたが、情報層を３層以上有する光記録媒体においても本発明は適応できる。その際、光学調整膜の２層化を光入射面に対して最も奥に位置する情報層以外のいずれの情報層に用いても、最も奥に位置する情報層以外の全ての情報層に用いても、実施例で説明したものと同様な良好な記録再生特性を得られる。なお、光入射面に対して最奥に位置する情報層に、最奥に位置する情報層以外の情報層と同様の光学調整膜を設ける必要はないが、設けても問題はない。
更に、これまで説明してきた相変化型記録媒体のみではなく、図２に示すような記録膜に有機色素を使用した追記型光記録媒体においても効果が得られることは明らかである。図２に追記型光記録媒体Ｄｒの代表的な構成を示す。追記型光記録媒体Ｄｒは、第１基板１上に、半透過第１追記用記録膜１４、半透過反射膜５、第１光学調整膜６、第２光学調整膜７を順次スパッタやスピンコートなど積層して第１情報層Ｄ１１を形成する。その後粘着シートや紫外線硬化樹脂で溝付きの中間層８を形成し、その上に第１保護層２、第２追記用記録膜１５、反射膜１２を順次スパッタやスピンコートで第２情報層Ｄ１２を積層した後、第２基板１３を貼り合せたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の光記録媒体の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の光記録媒体の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基板
３  半透過記録膜
５  半透過反射膜
６  第１光学調整膜
７  第２光学調整膜
１０  記録膜
【図１】
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【図２】
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