(57)【要約】【課題】記録膜を２層有する相変化光記録媒体において、いずれの記録膜も良好な記録特性やオーバライト特性が得られる光記録媒体及び光記録方法を提供する。【解決手段】光記録媒体Ａは、基板１上に、第１記録膜３と第１反射膜５とを有するＬ０層と第２記録膜８と第２反射膜１０を有するＬ１層をこの順に積層する。第１記録膜３が光によって情報が記録された記録済状態で、６５０ｎｍ帯の波長を有する光が基板とＬ０層を通して第２記録膜に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして照射されたとき、Ｌ１層の反射率Ｒ１は５％以上１０％以下である。【選択図】図１
2007026632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６５０ｎｍ帯の波長を有する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、
前記基板上に少なくとも第１の記録膜と第１の反射膜とを有する第１の単位記録層と少なくとも第２の記録膜と第２の反射膜とを有する第２の単位記録層とがこの順で形成され、
前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態で、前記光が前記基板と第１の単位記録層を通して前記第２の記録膜に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして照射されたとき、前記第２の単位記録層の反射率は、５％以上１０％以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記第１の単位記録層は、前記第１の単位記録層に対して前記光が前記光の進行方向と直交する方向の断面積が前記所定の面積より大きい面積を有する平行光として照射されたとき、前記第１の記録膜に情報が記録されていない未記録状態であるときの透過率をＴｃ、反射率をＲｃ、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態であるときの透過率をＴｒ、反射率をＲｒとすると、
Ｔｃ≦Ｔｒ≦６０％かつ９％≦Ｒｒ≦Ｒｃ≦１５％であ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】
基板と、前記基板上に６５０ｎｍ帯の波長を有する光によって情報が記録される第１の記録膜と第１の反射膜とを少なくとも有する第１の単位記録層と、前記光によって情報が記録される第２の記録膜と第２の反射膜とを少なくとも有する第２の単位記録層とがこの順で形成され、
前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態で、前記光が前記基板と第１の単位記録層を通して前記第２の記録膜に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして照射されたとき、前記第２の単位記録層の反射率は、５％以上１０％以下であり、
前記第１の単位記録層は、前記第１の単位記録層に対して前記光が前記光の進行方向と直交する方向の断面積が前記所定の面積より大きい面積を有する平行光として照射されたとき、前記第１の記録膜に情報が記録されていない未記録状態であるときの透過率をＴｃ、反射率をＲｃ、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態であるときの透過率をＴｒ、反射率をＲｒとすると、Ｔｃ≦Ｔｒ≦６０％かつ９％≦Ｒｒ≦Ｒｃ≦１５％である光記録媒体に情報を記録する方法において、
前記第１の記録膜における所定の面積を有する領域に情報を記録する第１のステップと、
前記第２の記録膜に対して前記第１の記録膜の情報が記録された領域を通して情報を記録する第２のステップとを有することを特徴とする光記録媒体の記録方法。
【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、消去、再生を行う光記録媒体、及びこの光記録媒体に情報を記録する光記録方法に関するものである。特に本発明は、記憶容量の増大を目的として書き換え可能な記録膜を２層有する２層型相変化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及び光記録方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
相変化型光記録媒体とは、結晶相と非結晶相との可逆変化現象を利用して、情報を書換えることを可能とする媒体であり、例えば近年のＣＤ−ＲＷ（繰り返し記録可能型コンパクトディスク）、ＤＶＤ−ＲＷ（繰り返し記録可能型デジタル多用途ディスク）やＤＶＤ−ＲＡＭ（繰り返し記録可能なランダムアクセス・デジタル多用途ディスク）である。なかでもＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ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。
また近年のビデオレコーダやパーソナルコンピュータ用の記録媒体として急速に普及している相変化型光記録媒体には、優れた記録特性及びオーバライト特性の要求に加えて、長時間録画や大容量データ保管の点から記録容量の増強や、高密度化記録への要求が増大している。
【０００３】
上述した相変化型光記録媒体の記録容量を増大させる方法の一つとして、記録する信号を小さくして単位面積あたりの密度を向上させるものがある。記録信号を小さくするには、記録に使用するレーザ波長を短波長化したり、対物レンズの開口率（ＮＡ）を増大させたりする手法が知られている。例えばこの方法を実用した例として、ブルーレイ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ）ディスクがある。
ＤＶＤディスクにおいて４．７ＧＢ／面であった記録容量から、記録信号の密度を向上させたことによりブルーレイでは２３ＧＢ／面の記録容量となり、記録容量の増大を達成している。またブルーレイではＤＶＤで使用する波長６５０ｎｍのレーザ光に代わり４０５ｎｍのレーザ光を用い、対物レンズのＮＡもＤＶＤで使用する０．６０から０．８５と増大させて記録信号の密度を向上させた。
【０００４】
相変化型光記録媒体の記録容量を増大させる他の方法として、光記録媒体中の記録層を複数重ね合わせて形成する多層化も提案されており、既に記録層が２層化されたＤＶＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）が市場に普及している。このような多層化された光記録媒体では、２層の記録層で記録容量を２倍、４層の記録層で４倍とすることができる。近年では有機色素の記録膜を重ね合わせた、追記型の２層型光記録媒体、例えばＤＶＤ±Ｒデュアルレイヤ（ＤＬ）ディスクが既に商品化されている。このように記録膜を２層にして記録容量を増大した場合、使用するレーザ波長及びレンズＮＡが従来通りで良いために、システム的に廉価にできるメリットがある。
これと同様の方法を、相変化型光記録媒体に応用することが検討されている。ＤＶＤ−ＲＯＭの場合には再生専用であるため反射膜をディスク断面方向に重ね合わせるが、相変化型光記録媒体では記録膜（記録層）を重ね合わせる。
【０００５】
書換え可能な記録膜を１層有する相変化光記録媒体の構成及び記録方法は、以下の通りである。
相変化光記録媒体は、記録・再生または消去用の各パワーを有するレーザ光が照射される面を底面とする基板上に、少なくとも誘電体膜、記録膜、誘電体膜、反射膜を順次積膜した構成である。このように構成される相変化光記録媒体において、記録時に記録パワーのレーザ光で記録パルスを記録膜に印加（照射）して記録膜を溶融し、急冷することにより、非結晶の記録マークを形成する。記録マークの反射率は結晶状態の記録膜の反射率より低いので、記録マークを光学的に記録情報として読み取ることが可能である。記録マークを消去する場合、記録パワーより小さなパワー（消去パワー）のレーザ光を照射することにより、記録層を結晶化温度以上、融点以下の温度にし、非結晶状態から結晶状態にすることによって記録マークを消去し、オーバライト可能としている。この記録と消去を１回のレーザ光照射において行うワンビームオーバライトは、書換えに要する時間が短くなることから、好ましい。
【０００６】
記録膜を２層有する相変化型光記録媒体は、上記した相変化光記録媒体と同様の構成とし、少なくとも誘電体膜、記録膜、誘電体膜、反射膜で構成されている単位記録層を、基板上に２層形成する。
【０００７】
特開２００３−３３８０７９号公報（特許文献１）では、レーザ光の入射側から見て手前側にある情報層（Ｌ０層）を構成する記録膜の結晶状態が、記録膜が記録されているか未記録であるかにより異なることがレーザ光の入射側から見て最も遠い情報層（Ｌ１層）への情報の記録または再生に影響を与えることを問題として挙げている。特許文献１では、Ｌ０層の記録膜の結晶状態が、情報が記録されている非結晶状態、または未記録である結晶状態のいずれの状態に関わらずＬ１層に対して正確な記録再生を行うために、Ｌ０層の記録膜における結晶状態と非結晶状態との透過率差や吸収率差が限りなく小さくなるように記録膜を設計することを開示している。結晶状態と非結晶状態とは、光学的に検知できる。
【０００８】
本発明者の検討によれば、特許文献１にて開示されているTeGeSb、InSeなどのカルコゲン化合物材料を記録膜に使用した場合は、特許文献１に説明されている効果が確認できるものの、結晶化速度の速い、AgInSbTe、InGeSb、GaSbなどの高速結晶成長材料（以下「ＦＧＭ」と記す）を記録膜に使用した場合では、結晶状態と非結晶状態の透過率差を限りなく小さくするような記録膜の設計は困難であった。
また、ＦＧＭを使用すると急冷構造の記録膜を形成する必要があるために、光記録媒体を構成する各膜の膜厚設定に制約が多くなり、良好な記録特性やオーバライト特性を得られる膜構成とすることが困難であった。
【０００９】
特開２００３−３０３４２０号公報（特許文献２）では、上述したような記録膜の透過率差の大小関係には言及せず、２層以上の記録層を備える光情報記録媒体において、光入射側から垂直方向に最も遠い記録層から記録を開始し、順次光の入射側に近い記録層に記録を行う方法、あるいはその逆の順に記録を行う方法を提供している。
【００１０】
本発明者の検討によれば特許文献２に記載されている記録順に従った記録方法は、相変化光記録媒体の場合には、記録膜の材料や膜厚（媒体の設計条件）により記録前後の透過率や反射率の大小関係が変化することが確認された。従って、記録順を設定しても、媒体の設計条件によっては記録特性が悪化するような場合もある。
【００１１】
更には、光記録媒体毎に記録順が変わっては互換性が成り立たないことも問題である。そのため、光記録媒体の特性を規定し、それに基づき記録方法を定めることが重要である。
２層の記録膜を有する相変化光記録媒体において特許文献２の記録方法に従えば、レーザ光入射側から最も遠いＬ１層から記録するには、記録用レーザ光は未記録の結晶状態にあるＬ０層の記録膜を透過する。一方でレーザ光入射側のＬ０層から記録すると、Ｌ１層に記録するには既に情報が記録されて非結晶状態となったＬ０層の記録膜を記録用レーザ光が透過する。この時のＬ０層の記録膜における記録状態と未記録状態の透過率に差がある場合には、記録順によってＬ０層の透過率に大きな差が生じるため記録レーザパワーの変化や再生信号の減少により、良好な記録特性が得られない。従って、特許文献１に記載されたような記録膜を設計する方法が同時に必要になる。
【特許文献１】特開２００３−３３８０７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３０３４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は、記録膜を２層有する相変化光記録媒体において、いずれの記録膜も良好な記録特性やオーバライト特性が得られる光記録媒体及び光記録方法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】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は（ａ）〜（ｃ）の構成を有する光記録媒体、光記録方法を提供する。
（ａ）６５０ｎｍ帯の波長を有する光により情報を記録または再生する光記録媒体Ａにおいて、基板１と、前記基板上に少なくとも第１の記録膜３と第１の反射膜５とを有する第１の単位記録層と少なくとも第２の記録膜８と第２の反射膜１０とを有する第２の単位記録層とがこの順で形成され、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態で、前記光が前記基板と第１の単位記録層を通して前記第２の記録膜に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして照射されたとき、前記第２の単位記録層の反射率は、５％以上１０％以下であることを特徴とする光記録媒体。
（ｂ）前記第１の単位記録層は、前記第１の単位記録層に対して前記光が前記光の進行方向と直交する方向の断面積が前記所定の面積より大きい面積を有する平行光として照射されたとき、前記第１の記録膜に情報が記録されていない未記録状態であるときの透過率をＴｃ、反射率をＲｃ、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態であるときの透過率をＴｒ、反射率をＲｒとすると、Ｔｃ≦Ｔｒ≦６０％かつ９％≦Ｒｒ≦Ｒｃ≦１５％であることを特徴とする（ａ）記載の光記録媒体。
（ｃ）基板１と、前記基板上に６５０ｎｍ帯の波長を有する光によって情報が記録される第１の記録膜３と第１の反射膜５とを少なくとも有する第１の単位記録層と、前記光によって情報が記録される第２の記録膜８と第２の反射膜１０とを少なくとも有する第２の単位記録層とがこの順で形成され、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態で、前記光が前記基板と第１の単位記録層を通して前記第２の記録膜に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして照射されたとき、前記第２の単位記録層の反射率は、５％以上１０％以下であり、前記第１の単位記録層は、前記第１の単位記録層に対して前記光が前記光の進行方向と直交する方向の断面積が前記所定の面積より大きい面積を有する平行光として照射されたとき、前記第１の記録膜に情報が記録されていない未記録状態であるときの透過率をＴｃ、反射率をＲｃ、前記第１の記録膜に情報が記録された記録済状態であるときの透過率をＴｒ、反射率をＲｒとすると、Ｔｃ≦Ｔｒ≦６０％かつ９％≦Ｒｒ≦Ｒｃ≦１５％である光記録媒体Ａに情報を記録する方法において、前記第１の記録膜における所定の面積を有する領域に情報を記録する第１のステップと、前記第２の記録膜に対して前記第１の記録膜の情報が記録された領域を通して情報を記録する第２のステップとを有することを特徴とする光記録媒体の記録方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録膜を２層有する相変化光記録媒体において、いずれの記録膜も良好な記録特性やオーバライト特性が得られる。更に、記録膜がＦＧＭを用いて形成されていても、いずれの記録膜も良好な記録特性やオーバライト特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
記録膜を有する単位記録層を二層備える２層型相変化光記録媒体としては、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの相変化型光ディスクまたは光カードなどの、繰り返し情報を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光記録媒体の一実施形態として２層型相変化光ディスクについて説明するが、これ以外の光カード等の同様な構成を有する光記録媒体についても本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態である光記録媒体Ａの積層構造を示す縦断面図である。
本実施形態の２層型相変化光記録媒体Ａは、記録・再生または消去用レーザ光Ｌが入射する入射面１Ａを底面とする第１基板１上に、第１単位記録層であるＬ０層と中間層（透明層）１３を介して第２単位記録層であるＬ１層と第２基板１１とを積層したものである。光記録媒体Ａを構成する単位記録層のうち、光記録媒体Ａのレーザ光入射側（入射面１Ａ）から見たときに手前側にある単位記録層が第１単位記録層（Ｌ０層）、レーザ光入射側から見て奥側にある最奥部の単位記録層が第２単位記録層（Ｌ１層）である。
【００１７】
Ｌ０層は第１基板１上に形成され、第１誘電体膜２、第１記録膜３、第２誘電体膜４、第１反射膜５、第１保護膜６を順次積層した単位記録層である。Ｌ１層は第２基板１１のレーベル面１１Ｂを底面とした第２基板上に形成され、第２反射膜１０、第３誘電体膜９、第２記録膜８、第４誘電体膜７、第２保護膜１２を順次積層した単位記録層である。Ｌ０層の第１保護膜６とＬ１層の第２保護膜１２とが中間層１３を介して対向するように接着されている。
透明層１３は、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂を用いても、両面粘着型シートを用いても良い。
【００１８】
第１基板１及び第２基板１１の材料としては、透明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。埃の付着や、第１基板１の傷などの影響を避けるために、透明な第１基板１を用い、集光したレーザ光で第１基板１側から記録をすることが好ましい。このような第１基板１及び第２基板１１の材料として、ガラス、ポリカーボネイト、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、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。
【００１９】
第１基板１及び第２基板１１の厚さは、特に限定するものではないが、全厚が１．２ｍｍであるデジタル多用途ディスク（以下「ＤＶＤ」と記す）との互換性を考慮すると０．５８ｍｍ〜０．６ｍｍが好ましい。第１基板１及び第２基板１１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がフレキシブルな場合は、テープ状、シート状、カード状で使用する。リジッドな場合には、カード状、あるいはディスク状で使用することが好ましい。
【００２０】
第１誘電体膜２及び第２誘電体膜４は、記録時に第１基板１、第１記録膜３などが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ために設けられており、第１基板１、第１記録膜３を熱から保護する効果、更に光学的な干渉効果により再生信号のＣ／Ｎ（Carrier to Noise Ratio）を改善する効果がある。第３誘電体膜９及び第４誘電体膜７も、第２基板１１、第２記録膜８に対して同様の効果を有する。
【００２１】
第１誘電体膜２、第２誘電体膜４、第３誘電体膜９と第４誘電体膜７（第１誘電体膜〜第４誘電体膜）はそれぞれ、記録再生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。更に第１誘電体膜〜第４誘電体膜の材料としては、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、あるいはこれら単体の混合物が好ましい。
また第１誘電体膜〜第４誘電体膜は、同一の材料、組成でなくても良く、それぞれ異なる材料を組み合わせて構成しても良い。なお、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きにくいことから特に好ましい。
【００２２】
第１誘電体膜２及び第３誘電体膜９の厚さは、およそ５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であれば良い。更には、それぞれ第１基板１及び第１記録膜３、並びに第２基板１１及び第２記録膜８から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難いことから、４０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましい。４０ｎｍより薄いと、ディスクの光学特性を確保しにくく、３００ｎｍより厚いと生産性に劣る。また、より好ましくは５０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲である。
【００２３】
第２誘電体膜４及び第４誘電体膜７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、５ｎｍ〜４０ｎｍの範囲が好ましい。５ｎｍより薄いと記録膜の熱確保が難しくなるため最適記録パワーが上昇し、４０ｎｍより厚いとオーバライト特性の悪化を招く。より好ましくは、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲である。
【００２４】
第１記録膜３、第２記録膜８は、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金やＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金またはＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金にＡｇまたはＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｇａのうち少なくとも１種類を含む組成の合金膜である。第１記録膜３の膜厚は、Ｌ１層への光透過の観点で１０ｎｍ以下が好ましく、第２記録膜８の膜厚は、１０ｎｍ〜２５ｎｍが好ましい。
【００２５】
また第１記録膜３、第２記録膜８に接する第１誘電体膜〜第４誘電体膜との界面の片面、もしくは両面に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、繰り返しオーバライトすることにより界面膜中の硫黄が第１記録膜３、第２記録膜８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。また、消去特性が優れないという点からも好ましくない。
界面膜の材料には、窒化物、酸化物、炭化物のうち少なくとも１種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よく、窒素、酸素、炭素が過剰あるいは不足していても良い。このことで界面膜が剥離しにくくなり、保存耐久性等が向上するなど、単位記録層全体の特性を向上させることができる。
【００２６】
半透明の第１反射膜５及び第２反射膜１０の材料としては、光反射性を有するＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、及びこれらを主成分とし、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、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属に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、第１反射膜５や第２反射膜１０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。
【００２７】
なかでもＡｌ、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種類の元素を加えたもの、またはＡｕあるいはＡｇに、Ｃｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｎ、Ｃａなどの少なくとも１種類の元素を加えたものなどが一般的である。しかし高線速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。
【００２８】
半透明の第１反射膜５の厚さは、Ｌ１層への光の透過を考慮すると１０ｎｍ以下であることが望ましい。第２反射膜１０の膜厚は、第２反射膜１０を形成する材料の熱伝導率の大きさによって変わるが、５０ｎｍ〜３００ｎｍ以下であるのが好ましい。第２反射膜１０は５０ｎｍ以上となると光学的には変化せず、反射率の値に影響を与えないが、冷却速度への影響が大きくなる。また、３００ｎｍ以上の厚さを形成するのは製造するうえで時間を要する。従って、熱伝導率の高い材料を用いることにより性能を確保しつつ、膜厚を上記した最適範囲に制御する。
【００２９】
更に、反射率及び熱伝導率を向上させるため、第１反射膜５や第２反射膜１０を、透明な高電導誘電体膜の間に金属反射膜を挟んだ複数膜構成としても良い。
【００３０】
≪透過率の測定≫
本実施形態の光記録媒体ＡにおいてＬ０層は、Ｌ１層に対して記録再生が行われる際にレーザ光を透過させる必要がある。そのために２層型相変化光記録媒体の場合、入射するレーザ光に近いＬ０層におけるレーザ光の透過率Ｔ０は、シミュレーションによれば少なくとも４０％が必要である。なお最奥部であるＬ１層はレーザ光を次の層のために透過させる必要がないので、Ｌ１層を構成する記録膜や反射膜は特性を確保するのに十分な膜厚に形成することができる。
【００３１】
ここで、Ｌ１層単独で反射する光線の反射率を「Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１」とする。Ｌ１層単独とは、第１基板１（またはダミー基板）と、第２基板１１上に形成されたＬ１層とを接着層１３を用いて貼り合わせて形成したものであり、第２保護膜１２と第１基板１とが接着層１３を介して対向している。Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１は、第１基板１の入射面１Ａからレーザ光を第２記録膜８に対してフォーカスして所定の面積を有する集光スポットとして、第２記録膜８（Ｌ１層全体）に照射し、パルステック社製光ディスクドライブテスタ（ＤＤＵ１０００、以下評価機とする）を用いて評価した値である。なお本実施形態においてＬ１層を構成する各膜は非常に薄いため、Ｌ１層全体を通して照射されるレーザ光は、第２記録膜８にフォーカスしたレーザ光の有する所定の面積と、ほぼ等価の面積を有する。Ｌ０層全体においても同様である。
評価機による反射率の評価はＤＶＤ−ＲＷ規格に従って、次のように行う。まず８−１６変調方式にて変調された記録信号をＤＶＤ−ＲＷ規格に準拠した波長を有するレーザ光を用いて光記録媒体Ａに最適な条件で書き込み、適切な再生パワー（本実施形態では１．４ｍＷ）で再生し、オシロスコープで再生信号を観察して再生信号の最大レベルであるＩ１４Ｈの電圧レベルを求める。求めた電圧レベルより、予め反射率に対する電圧レベルが得られているリファランスディスクに基づいて、反射率を評価する。
本実施形態で用いたレーザ光は、ＤＶＤ−ＲＷ規格に準拠した６５０ｎｍ±１０ｎｍを含む、６５０ｎｍ帯の波長を有する。なお、本実施形態で使用した評価機は、ＮＡが０．６５の光学レンズと６５８ｎｍの波長を有するレーザダイオードを搭載しているが、６５０ｎｍ帯の波長であれば、ほぼ同様の反射率が得られる。
【００３２】
また、図１に示した光記録媒体Ａの第１基板１側（入射面１Ａ）から照射されたレーザ光が、Ｌ０層を透過しＬ１層で反射された反射率を「Ｌ１層反射率Ｒ１」とすると、レーザ光はＬ０層を透過しＬ１層で反射され、再びＬ０層を透過する。従って、本実施形態の光記録媒体Ａのような２層型相変化光記録媒体におけるＬ１層反射率Ｒ１は、Ｌ０層の透過率Ｔ０とＬ１層単独の反射率Ｒ１１とを乗算したもの（Ｒ１＝Ｔ０×Ｒ１１×Ｔ０）となる。本実施形態においてレーザ光は６５０ｎｍ帯の波長を有する。
本実施形態では、Ｌ０層の透過率Ｔ０は、第１基板１上に形成されたＬ０層における、第１基板１側から照射された光の透過率をさす。Ｌ０層の透過率Ｔ０は、分析装置としてSteag ETA-Optik GmbH製ＥＴＡ−ＲＴを用いて、Ｌ０層に対して６５０ｎｍ帯の波長を有するレーザ光を先に述べた所定の面積（第１の面積）より大きい面積（第２の面積）を有する光として照射した場合の透過率を求めた。ここで第２の面積は、レーザ光の進行方向と直交する方向のＬ０層における断面積であり、第２の面積を有してＬ０層に対して照射されたレーザ光が略平行となる大きさである。従って本実施形態では、第２の面積を有して照射されたレーザ光を平行光とした。
なお本実施形態において、Ｌ０層の透過率Ｔ０、Ｌ１層の反射率Ｒ１及びＬ１層単独の反射率Ｒ１１に第１基板１の透過率等は影響を与えないとした。
【００３３】
例えば、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を一般的な相変化光記録媒体の反射率である２０％と仮定し、Ｌ０層の透過率Ｔ０を４０％とすると、Ｌ１層反射率Ｒ１は、４０％×２０％×４０％＝３．２％となる。同様にＬ０層の透過率Ｔ０が４５％であると、Ｌ１層反射率Ｒ１は４％となり、Ｌ０層の透過率Ｔ０が５０％であると、Ｌ１層反射率Ｒ１は５％となる。
同じ条件で１０％のＬ１層反射率Ｒ１を得るためには、Ｌ０層の透過率Ｔ０は７２％必要となる。また、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を２５％に高めたとしても、１０％のＬ１層反射率Ｒ１を得るためにはＬ０層の透過率Ｔ０が６６％必要となる。
【００３４】
以上の様に、Ｌ１層反射率Ｒ１は、Ｌ０層の透過率Ｔ０及びＬ１層単独の反射率Ｒ１１に依存して変動する。Ｌ０層の透過率Ｔ０を向上させると、Ｌ１層の反射率Ｒ１の増大にも効果が得られる。
従ってＬ０層は、所望の透過率Ｔ０が確保でき、記録の際の第１記録膜３の冷却速度が最適となるように、Ｌ０層全体の厚みを設定することが必要となる。特に、レーザ光吸収の大きい第１記録膜３や第１反射膜５の厚みを薄くすることが透過率Ｔ０を増大させるのに有効である。
また光入射側から見て奥側のＬ１層は、入射光を透過させる必要はないため、良好な記録特性を確保することを優先し、第２記録膜８と第２反射膜１０の厚さを最適化して良い。
【００３５】
図２（ａ）は、第１記録膜３が結晶状態(未記録状態)のＬ０層におけるＬ０層の透過率Ｔｃと第１記録膜３の膜厚との関係を、第１反射膜５の膜厚をパラメータとして表したものである。図２（ｂ）は、第１記録膜３が結晶、非結晶の混在状態（記録済状態）であるＬ０層におけるＬ０層の透過率Ｔｒと第１記録膜３の膜厚との関係を、第１反射膜５の膜厚をパラメータとして表したものである。第１記録膜３への記録は、第１記録膜３と第１反射膜５のそれぞれの組み合わせにおいて良好なジッタが得られるような記録パワー及びライトストラテジを用いて、１回行った。
第１記録膜３が未記録状態のＬ０層におけるＬ０層の透過率Ｔｃと第１記録膜３が記録済状態であるＬ０層におけるＬ０層の透過率Ｔｒとを総称して、Ｌ０層の透過率Ｔ０とする。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、第１記録膜３と第１反射膜５の最も薄い膜厚を組み合わせた、第１記録膜３の膜厚を４ｎｍ、第１反射膜５の膜厚を４ｎｍとした組み合わせの場合、Ｌ０層は６０％以上の透過率Ｔｃを得られる。
図２（ｂ）に示すように、第１記録膜３が記録済状態であると、第１記録膜３の膜厚が４ｎｍと５ｎｍの場合にＬ０層は６０％以上の透過率Ｔｒを得られ、第１反射膜５の膜厚も４ｎｍまたは５ｎｍとすることができる。第１反射膜５の膜厚を４ｎｍで形成すると、第１記録膜３の膜厚も４ｎｍで形成でき、Ｌ０層全体の厚みを最も薄くできる。なお、第１記録膜３の光透過率は、第１記録膜３が記録済状態であると、未記録状態のものより数％上昇した。
【００３７】
図３に、第１記録膜３の膜厚をパラメータとしたオーバライト回数とジッタの関係（ＤＯＷ（Direct Over Write）ジッタ特性）を示す。ここで述べるオーバライトはワンビームオーバライトのことであり、１回のレーザ走査で以前に形成された記録マークを消し、新たに記録マークを形成することをいう。そしてＤＯＷ０は初期化した光記録媒体Ａの未記録部へ記録マークを形成する初回記録、ＤＯＷ１は更にそこへ記録マークを形成するオーバライト１回目である。
図３より、本実施形態の光記録媒体Ａにおいて第１記録膜３の膜厚を４ｎｍで形成すると、ジッタ特性が良好となる１０％以下のジッタ値を得られないことが判明した。更に、膜厚が５ｎｍであるとオーバライト回数が１００回を過ぎたあたりからジッタが１０％を超えてしまうため、良好なジッタ特性を得ることができる第１記録膜３の膜厚は、５ｎｍ以上であることが判明した。
これは、本実施形態のように第１記録膜３をＦＧＭを用いて形成すると、膜厚が薄くなるに従い結晶化速度が界面効果により急速に低下し、記録された情報の消去ができなくなるためである。図３に示したように、本実施形態の光記録媒体Ａにおいて第１記録膜３を４ｎｍの膜厚で形成すると、結晶化速度が低下してしまい、消去が困難となる。消去ができる厚みの限界は５ｎｍである。
【００３８】
以上の図２（ａ）及び図３より、未記録状態である第１記録膜３を用いた場合、第１記録膜３の膜厚を５ｎｍ、第１反射膜５の膜厚を４ｎｍとすると、光記録媒体Ａの必要な特性が得られる最も薄い膜厚の組み合わせとなる。しかし、このときのＬ０層の透過率Ｔｃは５６％であり、図２（ｂ）に示すように、記録済状態の第１記録膜３を用いて同じ膜厚の組み合わせを採用した場合のＬ０層の透過率Ｔｒよりも小さい。
従って、記録済状態の第１記録膜３を用いると、未記録状態の第１記録膜３を用いた場合よりも大きいＬ０層の透過率Ｔｒ（Ｔ０）が得られるため好ましい。
【００３９】
更に図２（ｂ）に示すように、第１記録膜３の膜厚を４ｎｍ、第１反射膜５の膜厚を４ｎｍとして形成した場合、Ｌ０層の透過率Ｔｒは６６％となるため、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１が２５％となるようなＬ１層の膜構成を採用すれば、上述したように１０％のＬ１層反射率Ｒ１を得られることが推測できる。しかし、図３に示したように第１記録膜３の膜厚は５ｎｍが充分な結晶化速度及びジッタを得られることができる限界であるため、Ｌ０層の透過率Ｔｒは６６％を達成することが困難である。従って、Ｌ０層の透過率Ｔｒを向上させて１０％のＬ１層反射率Ｒ１を得ることも困難である。
従って、図２（ａ）、（ｂ）及び図３より、本実施形態の光記録媒体ＡにおいてＬ０層の透過率Ｔｒは６０％が上限の値であることが判明した。
【００４０】
図４に、第１記録膜３及び第２記録膜８が記録済状態である光記録媒体Ａにおける、Ｌ１層反射率Ｒ１とＤＶＤ規格に沿った１ｍＷの再生レーザパワーで再生した３Ｔ信号のＣ／Ｎ（ＣＮＲ）との関係を示す。光記録媒体Ａは８−１６変調ランダムパターンの記録信号が記録されている。
図４より、光記録媒体Ａの実用に際して充分に満足できる５０ｄＢ以上のＣＮＲを得られるＬ１層の反射率Ｒ１は、５％以上であることが判明した。５０ｄＢ未満のＣＮＲは、エラーレートの低下などの問題を起こす可能性がある。従って図４より、Ｌ１層の反射率Ｒ１は５％が下限であることを見出した。
【００４１】
Ｌ０層の記録特性を満たすのに適切な第１記録膜３の膜厚には、上述したような第１記録膜３の界面効果による結晶化速度の点からも薄くできる限界がある。従って上記した方法のように第１記録膜３の膜厚を薄くしてＬ０層の透過率Ｔ０を増大させることは困難であり、限界がある。
そこで、Ｌ１層反射率Ｒ１を向上させるためにはＬ０層の透過率Ｔ０を向上させるだけでなく、加えてＬ１層単独の反射率Ｒ１１をできるだけ向上させる方法を考えることが必要となる。Ｌ１層は、前述の通り光の透過を考慮する必要はないため、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１が適当な値を得られるような膜構成で設計できる。
【００４２】
図５に、良好なジッタが得られるような記録パワー及びライトストラテジを用いて第１記録膜３に情報を１回記録したＬ０層の透過率Ｔｒと、第２記録膜８が未記録状態であるＬ１層反射率Ｒ１との関係をＬ１層単独の反射率Ｒ１１をパラメータとして、シミュレーションで求めたものを示す。Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１は、例えば、第４誘電体膜７の膜厚を変えることで制御可能である。しかしながら、高いＬ１層単独の反射率Ｒ１１を得られるように第４誘電体膜７の膜厚を増大させると、変調度が低下する傾向にあり、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１が２５％を超えたあたりから、５０％以上の変調度を確保することが困難になる。
図５より、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を高くすると、Ｌ０層の透過率Ｔｒが低くても必要なＬ１層の反射率Ｒ１を得られることが判明した。従って、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１が高くなるようにＬ１層を形成することで、Ｌ０層の透過率Ｔｒを低めに設定することができ、第１記録膜３の膜厚を最も薄い厚みではなく、充分な厚みで確保できる。
【００４３】
≪光記録装置≫
次に、本実施形態の光記録媒体Ａに図６に示すような本発明の一実施形態である記録パルス列をもったレーザ光を照射するための、本発明の光記録装置の一実施形態を図７に示す。
記録パルス列は図６に示すように、消去パワーＰｅから立ち上がって最初に記録膜にレーザ光を記録パワーＰｗで印加する先頭パルスＴｔｏｐと、先頭パルスＴｔｏｐに続くパルスであり、記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂとを交互に印加するマルチパルスＴｍｐと、レーザ光をボトムパワーＰｂから消去パワーＰｂまで立ち上がらせる冷却パルスＴｃｌとで構成され、冷却パルスＴｃｌは各マークに対応した記録パルス列の終端となる。先頭パルスＴｔｏｐとマルチパルスＴｍｐとは記録膜に対して記録マークを形成するための加熱パルス（記録パルス）となっている。なお、マルチパルスＴｍｐがなく先頭パルスＴｔｏｐのみで記録パルス列が形成される場合もある。
【００４４】
まず、スピンドルモータ３１は光記録媒体Ａを回転させる。スピンドルモータ３１の回転数が目的の記録速度に対応する記録線速度となるよう回転制御部３２が制御する。また光記録媒体Ａの記録・再生または消去に用いる半導体レーザ（ＬＤ）３３や、ＬＤ３３のレーザ光を集光照射させる対物レンズ（図示せず）及び例えば４分割受光素子（図示せず）を備えた光ヘッド３４が、光記録媒体Ａの半径方向に移動自在に設けられている。
なお、本実施形態の光記録装置に用いる記録用の光源としては、レーザ光、ストロボ光のように高強度の光源が好ましい。なかでも半導体レーザ光は光源が小型化できること、消費電力が小さいこと、変調が容易であることから好ましい。
【００４５】
光ヘッド３４の４分割受光素子は、光記録媒体ＡにＬＤ３３から照射したレーザ光の反射光を受光する。４分割受光素子が受光した光に基づいて信号生成部５７はプッシュプル信号を生成し、ウォブル検出部３６に出力する。また、４分割受光素子が受光した光に基づいて信号生成部５７はフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をドライブコントローラ４４に出力する。更に信号生成部５７は、４分割受光素子の合成信号である再生信号（ＲＦ信号）を生成し、反射率検出部４６及びドライブコントローラ４４に出力する。
ドライブコントローラ４４は、信号生成部５７より供給されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ制御部３５を制御する。アクチュエータ制御部３５は、光ヘッド３４のフォーカス及びトラッキングを制御する。
ドライブコントローラ４４は回転制御部３２、ウォブル検出部３６、アドレス復調回路３７、記録クロック生成部３８も制御する。
システムコントローラ４５はドライブコントローラ４４及び各部を制御している。
【００４６】
ウォブル検出部３６はプログラマブルバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３６１を備え、検出したウォブル信号をアドレス復調回路３７に出力する。アドレス復調回路３７は検出されたウォブル信号からアドレス情報を復調して出力する。復調されたアドレス情報が入力される記録クロック生成部３８はＰＬＬシンセサイザ回路３８１を有し、記録チャネルクロックを生成して記録パルス生成部３９及びパルス数制御部４０に出力する。
【００４７】
ここで、記録再生装置における光記録媒体Ａの再生動作を詳述する。
図８に光記録媒体Ａの平面図を示す。光記録媒体Ａはセンターホール２１と、その外周にクランプエリア２２を有する。クランプエリア２２の外周には情報エリア（リードインエリア）２３及び最適パワーコントロールゾーン（ＯＰＣゾーン）２５が同心円上に設けられていて、さらにその外周領域は映像情報や音声情報などの実データを記録するための記録エリア２４となっている。ここで、リードインエリア２３は、ＲＯＭ状態またはＲＡＭ状態のどちらであっても良い。その他に、トラッキング信号を得るためのレーザガイド溝に高周波ウォブルやピットを形成することにより、識別情報を再生専用の記録情報として格納する方法もある。
リードインエリア２３には、光記録媒体Ａが良好な特性を得られるよう記録されるための記録条件が識別情報として記録されている。識別情報は例えば後述するように、記録情報に基づく記録マーク形成時に用いる記録パルス列を変えることを示す記録パルス列情報や、記録用レーザ光のレーザ強度（記録パワーＰｗや消去パワーＰｅなど）やその印加時間（パルス幅）を示す記録パラメータ（記録条件）などである。更には、光記録媒体Ａの種類、光記録媒体Ａのメーカ情報、光記録媒体Ａが備える単位記録層の数や各単位記録層の透過率Ｔｒを識別情報として記録していても良い。
【００４８】
既に記録エリア２４に情報が記録された光記録媒体Ａが記録再生装置の装着部５８に装着されると、光記録媒体Ａの回転が目的の記録速度に対応する記録線速度となるようにスピンドルモータ３１の回転数を回転制御部３２により制御する。光ヘッド３４のＬＤ３３はリードインエリア２３に微弱な読み取り（再生用）レーザ光を照射し、光ヘッド３４は４分割受光素子で受光した反射光を信号生成部５７に供給する。ＬＤ３３と光ヘッド３４と信号生成部５７とは、光記録媒体Ａより記録情報を再生する再生部として動作している。
【００４９】
信号生成部５７は反射光に基づいて再生信号を生成し、反射率検出部４６に供給する。反射率検出部４６はその反射率変化の傾きの正負を判断してＬ０層か、Ｌ１層であるかを識別する。さらに光ヘッド３４や光記録媒体Ａを上下させ、目的の記録膜に焦点を結ぶ。アクチュエータ制御部３５は、光ヘッド３４の光記録媒体Ａを構成する各記録膜へのフォーカス及び各記録膜に形成されたトラックへのトラッキングを制御する、フォーカス・トラッキング制御部として動作する。
続いて光ヘッド３４が記録エリア２４からの受光信号を信号生成部５７に出力し、信号生成部５７は再生信号を生成して出力する。再生信号は図示せぬ復調部で復調され出力される。同時にウォブル検出部３６は信号生成部５７から供給されたラジアルプッシュプル信号より、ウォブル信号及びＬＰＰ信号を検出し、アドレス復調回路３７に出力する。
アドレス復調回路３７はＬＰＰ信号を復調してアドレス情報を取得し、ドライブコントローラ４４に出力する。
【００５０】
次に記録再生装置における光記録媒体Ａの記録に係る構成及び動作を説明する。
記録エリア２４に未記録部を有する光記録媒体Ａが記録再生装置の装着部５８に装着されると、光ヘッド３４のＬＤ３３はリードインエリア２３に微弱な読み取り（再生用）レーザ光を照射し、光ヘッド３４は４分割受光素子で受光した反射光を信号生成部５７に供給する。信号生成部５７は反射光に基づいて再生信号を生成し、再生信号を復調した識別情報をシステムコントローラ４５に供給する。識別情報は、記録パルス列情報や記録パラメータなどを示す情報を含んでいる。
システムコントローラ４５は識別情報をメモリ４５１に書き込み、この識別情報に基づいてドライブコントローラ４４を制御する。ドライブコントローラ４４はシステムコントローラ４５からの制御に基づいて、アクチュエータ制御部３５、ウォブル検出部３６、アドレス復調回路３７を制御する。
【００５１】
光記録媒体Ａの記録に際してシステムコントローラ４５は、記録情報をＬ０層、Ｌ１層のいずれの単位記録層に書き込むかを指示する指示部として動作する。続いて、反射率検出部４６は単位記録層の反射率変化の傾きの正負を判断してＬ０層か、Ｌ１層であるかを識別し、アクチュエータ制御部３５は書き込む指示を受けた単位記録層への光ヘッド３４のフォーカス及びトラッキングを制御する。
【００５２】
本実施形態のシステムコントローラ４５は、メモリ４５１に、以下の３つの記録ファイルシステムが記憶されている。システムコントローラ４５は記録ファイルシステムに基づいて、指示を行う。図９（Ａ）〜（Ｃ）に光記録媒体Ａに対する記録に用いる３つの記録ファイルシステムを模式的に示す。
【００５３】
図９（Ａ）に示す記録ファイルシステムは、始めにＬ０層を構成する第１記録膜３の内周から外周まで全てに記録し、続いてＬ１層を構成する第２記録膜８の外周から内周に向かって記録するオポジットタイプである。
図９（Ｂ）に示す記録ファイルシステムは、始めにＬ０層を構成する第１記録膜３の内周から外周まで全てに記録し終わってから、続いてＬ１層を構成する第２記録膜８の内周から外周に向かって記録するパラレルタイプである。
図９（Ｃ）に示す記録ファイルシステムは、始めにＬ０層を構成する第１記録膜３の内周から任意の位置まで記録した後、Ｌ１層を構成する第２記録膜８における前出の任意の位置とほぼ同半径の任意の位置から内周側に向かって、第１記録膜３において記録に使用した面積の半径と同じ半径を有する面積の第２記録膜８に記録する。この場合には、オポジットタイプを採用する。また、Ｌ０層の記録済部分に続く未記録部分とＬ１層の記録済部分に続く未記録部分には、同様な方法で記録動作を繰り返す。
以上の３つの記録ファイルシステムにおいて、オーバライトはＬ０層、Ｌ１層における記録済の部分であれば、Ｌ０層、Ｌ１層のいずれの記録膜にしても構わない。
【００５４】
光ヘッド３４は記録用のレーザ光を光記録媒体Ａに照射する。ドライブコントローラ４４はウォブル検出部３６より供給されたウォブル信号を、記録クロック生成部３８に出力する。また、アドレス復調回路３７より供給されたアドレス情報をシステムコントローラ４５に出力する。
復調されたアドレス情報が入力される記録クロック生成部３８はＰＬＬシンセサイザ回路３８１を有し、記録チャネルクロックを生成して記録パルス生成部３９及びパルス数制御部４０に出力する。
【００５５】
システムコントローラ４５はＥＦＭ＋エンコーダ４２、マーク長カウンタ４１、及びパルス数制御部４０を制御する。更にシステムコントローラ４５は、記録パルス列制御部３９及びＬＤドライバ部４３を制御する。
ＥＦＭ＋エンコーダ４２は入力された記録情報を８−１６変調して変調データとし、記録パルス列生成部３９とマーク長カウンタ４１に出力する。マーク長カウンタ４１は変調データに基づいて所定のマーク長をカウントするマーク長生成部として動作し、そのカウント値を記録パルス列生成部３９とパルス数制御部４０に出力する。パルス数制御部４０は、供給されたカウント値と記録チャネルクロックに基づいて記録パルスが所定のパルスとなるように記録パルス列生成部３９を制御する。
【００５６】
記録パルス列生成部３９は先頭パルス制御信号生成部３９ｔとマルチパルス制御信号生成部３９ｍと冷却パルス制御信号生成部３９ｃとを備える。
先頭パルス制御信号生成部３９ｔは先頭パルス制御信号を、マルチパルス制御信号生成部３９ｍはマルチパルス制御信号を、冷却パルス制御信号生成部３９ｃは冷却パルス制御信号をそれぞれ生成する。
それぞれの制御信号はＬＤドライバ部４３に供給され、スイッチング部４３１は記録パワーＰｗの駆動電流源４３１ｗ、消去パワーＰｅの駆動電流源４３１ｅ、ボトムパワーＰｂの駆動電流源４３１ｂを供給された制御信号に基づいてスイッチングすることで記録パルス列を生成する。
Ｐｗ駆動電流源４３１ｗ、Ｐｅ駆動電流源４３１ｅ及びＰｂ駆動電流源４３１ｂは、システムコントローラ４５のメモリ４５１に記憶されている記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ及びボトムパワーＰｂに基づいて光ヘッド３４に電流を供給する。これら３値は光記録媒体Ａの記録特性を良好にするための最適な値であり、この最適な値を示す識別情報は予めメモリ４５１に格納されているか、アップデートにより格納されている。なお、メモリ４５１は例えばＲＯＭ（Read Only Memory）または、記録可能なＲＡＭ（Random Access Memory）である。
【００５７】
ところで、本実施形態の光記録装置は、光記録媒体Ａの高線速度（高倍速）化に対応して複数の記録線速度のうちから選択した記録線速度を設定できるようにしている。システムコントローラ４５は記録線速度（倍速モード）を選択するための指示信号が入力されると、メモリ４５１に記憶されている指示された記録線速度における識別情報に基づいてＰｗ駆動電流源４３１ｗ、Ｐｅ駆動電流源４３１ｅ及びＰｂ駆動電流源４３１ｂを上記同様に制御する。メモリ４５１には複数の記録線速度における識別情報が上述したように格納されている。
【００５８】
生成された記録パルス列は光ヘッド３４に入力される。光ヘッド３４はＬＤ３３が所望の記録パルス列及びパワーを有するＬＤ発光波形を出力するよう制御することにより、記録情報を光記録媒体Ａに記録する。
記録パルス列生成部３９とＬＤドライバ部４３と光ヘッド３４とは、マーク長カウンタ４１で生成されたマーク長に基づいて、記録パルス列を生成し、記録膜に対してＬＤ３３より記録光を記録パルス列に応じて照射して記録情報を示す記録マークを記録する記録部４００として動作している。
【００５９】
≪光記録媒体の構成≫
図１に示す本発明の一実施形態である２層型相変化光記録媒体Ａの基本構成中、Ｌ０層を構成する第１記録膜３、第１反射膜５の膜厚を変化させて、透過率Ｔ０や反射率Ｒ０等の特性を調べた。
【００６０】
（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。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４０：６０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。
【００６１】
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上に膜厚７０ｎｍの第１誘電体膜２を形成した。
【００６２】
続いて、第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚５ｎｍ、続いて第２誘電体膜４を第１誘電体膜２と同じ材料で９ｎｍ、半透明な第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで膜厚４ｎｍとして順次積層した。基板１を真空容器内より取り出した後、半透明な第１反射膜５上にアクリル系紫外線硬化樹脂（ソニーケミカル製ＳＫ５１１０）をスピンコートし、紫外線照射により硬化させて膜厚が３μｍの第１保護膜６を形成し、第１単位記録層であるＬ０層を形成した。
【００６３】
第２単位記録層であるＬ１層は、第１基板１と同様に成形された第２基板１１上にＬ０層と同条件のスパッタにて、第２反射膜１０をＡｇ合金ターゲットで１２０ｎｍ、第３誘電体膜９を第１誘電体膜２と同じ材料で１６ｎｍ、第２記録膜８をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚１６ｎｍ、第４誘電体膜７を８０ｎｍとして順次積層した。この膜厚構成において既述したようにＬ１層単独の反射率Ｒ１１を測定すると、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を２５％確保できる。
第２基板１１を真空容器内より取り出した後、第４誘電体膜７上にアクリル系紫外線硬化樹脂（ソニーケミカル製ＳＫ５１１０）をスピンコートし、紫外線照射により硬化させて膜厚が３μｍの第２保護膜１２を形成し、Ｌ１層となる。
【００６４】
Ｌ０層、Ｌ１層の初期化を、日立ＣＰコンピューター機器製ＰＯＰ１２０型初期化装置にて行った。Ｌ０層、Ｌ１層それぞれの記録層を初期化した後、両面粘着型シート１３（接着層１３）を用いて第１保護膜６と第２保護膜１２とを向かい合うように貼り合わせて、２層型相変化光記録媒体Ａを作製した。
なお本実施形態において、Ｌ０層の未記録状態（初期化後）の透過率Ｔｃ及び反射率Ｒｃ並びに記録済状態の透過率Ｔｒ及び反射率Ｒｒの測定は、Ｌ１層と貼り合せる前に単独の状態で行った。単独のＬ０層とは、第１基板１と、第１基板１上に形成されたＬ０層とをさす。ここで、第１記録膜３が未記録状態のＬ０層におけるＬ０層の反射率Ｒｃと第１記録膜３が記録済状態であるＬ０層におけるＬ０層の反射率Ｒｒとを総称して、Ｌ０層の反射率Ｒ０とする。
【００６５】
Ｌ０層の反射率Ｒ０及び透過率Ｔ０は、第１基板１の入射面１Ａから６５０ｎｍ帯の波長を有するレーザ光を第２の面積を有する平行光としてＬ０層に対して照射し、分析装置にSteag ETA-Optik GmbH製ＥＴＡ−ＲＴを用いて測定した。
第１記録膜３への記録は１回行い、記録に使用したライトストラテジは図６に示すDVD-RW Version1.1規格に従った記録パルス列に基づく８−１６変調ランダムパターンである。記録マークのマーク長をｎＴとした場合、記録パワーＰｗを印加するパルスである先頭パルスＴｔｏｐとマルチパルスＴmpの数は（ｎ−１）とした。記録線速度は７．７ｍ／ｓ（ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ２層規格２倍速相当）で、単位クロックＴは１９．２ｎｓ（ＤＶＤ２倍速）で、ビット長は０．２９３μｍ／ビットである。ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏと同密度の記録を行い、記録容量は２層で８．５Ｇバイトに相当する。
本実施形態においてＬ０層の吸収率Ａ０は、吸収率Ａ０（％）＝１００％−透過率Ｔ０（％）−反射率Ｒ０（％）で求めた。第１記録膜３が未記録状態の透過率Ｔｃと反射率Ｒｃをもとに求めた吸収率Ａｃと、第１記録膜３が記録済状態である透過率Ｔｒと反射率Ｒｒをもとに求めた吸収率Ａｒとを総称して、Ｌ０層の吸収率Ａ０とする。
【００６６】
続いて、上記したようにＬ１層をＬ０層に貼り合わせ、第１記録膜３（Ｌ０層）が未記録状態のＬ１層反射率Ｒｃ１と第１記録膜３が記録済状態のＬ１層反射率Ｒｒ１の測定を行った。第１記録膜３が未記録状態のＬ１層反射率Ｒｃ１と第１記録膜３が記録済状態であるＬ１層反射率Ｒｒ１とを総称して、Ｌ１層反射率Ｒ１とする。
初めにＬ１層を構成する第２記録膜８に対して、第１記録膜３と同様の条件で１０回記録し、その後記録済状態の第２記録膜８に対して第１の面積においてレーザ光を集光させ、Ｌ１層反射率Ｒ１を評価機を用いて測定した。１０回記録の際、第１記録膜３が記録済状態のＬ０層と貼り合わせたＬ１層の第２記録膜８に対しては、第１記録膜３の情報が記録された領域を通して情報を記録した。更に変調度の測定を、８−１６変調ランダムパターンを用いて第２記録膜８に対して１０回記録したあと、ＤＶＤ−ＲＷ規格に定められる算定方法（Ｉ１４／Ｉ１４Ｈ）に基づいて行った。
【００６７】
更に、第１記録膜３にレーザ光を集光させて記録特性及びジッタ特性を評価した。上記した条件において隣接トラックも含め１０回記録（ＤＯＷ９）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。この時の再生パワーＰｒは１．４ｍＷで一定とした。
また、オーバライト特性は、１０００回記録（ＤＯＷ９９９）後のジッタを測定した。
なお、本実施形態において１０回記録（ＤＯＷ９）のジッタは９％以下を良好とした。更に１０００回記録（ＤＯＷ９９９）におけるオーバライトジッタの上限値は、エラーレートが悪化し始める１２％とし、１２％以下を良好とした。
結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
表１に示すように、Ｌ０層の第１記録膜３が未記録状態の透過率Ｔｃは５６％、反射率Ｒｃは１１％であり、記録済状態の透過率Ｔｒは６０％、反射率Ｒｒは９％であった。
初期特性及びオーバライト記録特性は、ＤＯＷ９ジッタが８．９％であり、９％に近い状態ではあるが良好である基準内に入っている。ＤＯＷ９９９におけるオーバライトジッタは、透過率Ｔｒが６０％と非常に高いにもかかわらず１２．０％以内となっている。
Ｌ０層の第１記録膜３が記録済状態であるＬ１層の反射率Ｒｒ１は９．０％と、既述したＬ１層の反射率Ｒ１の下限である５％を十分に超えており、非常に良好であった。なお表１に記載していないが、Ｌ１層の変調度は５３％を確保し、５０％を超えた。
【００７０】
（実施例２）
第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚６ｎｍ、半透明の第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで７ｎｍとした以外は、実施例１と同様の条件で光記録媒体を作成した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、表１に示すとおりＬ１層の反射率Ｒｒ１は５．０％と下限の値であるものの、Ｌ０層のＤＯＷ９ジッタは８．０％、ＤＯＷ９９９のジッタが１０．０％と非常に良好な記録特性が得られた。
【００７１】
（実施例３）
第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚６ｎｍ、半透明の第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで４ｎｍとした以外は、実施例１と同様の条件で光記録媒体を作成した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、表１に示すとおりＬ１層の反射率Ｒｒ１は７．８％、Ｌ０層のＤＯＷ９ジッタは８．５％、ＤＯＷ９９９のジッタが１１．８％と良好な記録特性が得られた。
【００７２】
（実施例４）
第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚６ｎｍ、半透明の第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで５ｎｍとした以外は、実施例１と同様の条件で光記録媒体を作成した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、表１に示すとおりＬ１層の反射率Ｒｒ１は６．５％、Ｌ０層のＤＯＷ９ジッタは８．８％、ＤＯＷ９９９のジッタが１１．５％と良好な記録特性が得られた。
【００７３】
（比較例１）
第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚４ｎｍ、半透明の第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで４ｎｍとして形成した以外は、実施例１と同様の条件で光記録媒体を作成した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、表１に示すとおりＬ１層の反射率Ｒｒ１は１０．９％と良好であり、Ｌ０層の透過率Ｔ０（Ｔｒ，Ｔｃ）は６０％を超えた。しかしＬ０層のＤＯＷ９ジッタは１５．１％、ＤＯＷ９９９ジッタが２０．０％となり、記録特性が非常に劣化した。
【００７４】
（比較例２）
第１記録膜３をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚７ｎｍ、半透明の第１反射膜５をＡｇ合金ターゲットで７ｎｍとして形成した以外は、実施例１と同様の条件で光記録媒体を作成した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、表１に示すとおりＬ１層の反射率Ｒｒ１は４．２％と大きく低下した。従って図２に示したように、３Ｔ信号のＣＮＲは５０ｄＢ未満であり、そのためＬ０層のＤＯＷ９ジッタは７．８％、ＤＯＷ９９９ジッタが９．８％と記録特性は非常に良好であったが、実用には供することができない。
【００７５】
（比較例３）
Ｌ０層は、実施例１と全く同様に作成し、Ｌ１層の第３誘電体膜９を第１保護膜２と同じ材料で１６ｎｍ、第２記録膜８をＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの４元素単一合金ターゲットで膜厚１６ｎｍ、第４誘電体膜７を１１０ｎｍとして形成した。Ｌ１層を構成する他の膜については、実施例１と同じ構成とした。この膜厚構成にしたことで、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を２８％確保できた。
【００７６】
実施例１と同様に評価を行ったところ、Ｌ１層の反射率Ｒｒ１は１０．１％と１０％を超えた。これは、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を２８％と非常に高めた効果である。しかしながら本比較例において、Ｌ０層の特性は実施例１と同様で良好であったが、Ｌ１層の特性のうち、特に変調度が４６％と大きく低下した。最低でも５０％を確保するべき変調度が、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１の向上を目的とした膜構成にしたことによって不十分となった。従って比較例３の膜構成の光記録媒体では、実用に供することができない。
【００７７】
以上の実施例１〜４及び比較例１〜３より、Ｌ０層が記録済状態であるＬ１層の反射率Ｒｒ１の適切な範囲の検討を行った。実施例１〜４より、Ｌ１層反射率Ｒｒ１が５％から１０％以下までは、Ｌ０層の良好な記録特性が得られている。
比較例１のようにＬ１層の反射率Ｒｒ１を１０％より大きくするために、Ｌ０層の第１記録膜３及び第１反射膜５の膜厚を薄く形成しＬ０層の透過率Ｔｒを向上させると、第１記録膜３の界面効果により結晶化速度が減少し、Ｌ０層の記録特性が急激に悪化する。また、比較例２のようにＬ１層の反射率Ｒｒ１が５％未満ではＣＮＲが不足し、実用に供しないことは既に示した図２からも明らかである。
【００７８】
また、比較例３のようにＬ１層単独の反射率Ｒ１１を向上させてＬ１層反射率Ｒｒ１を高めようとする方法は、Ｌ１層の記録特性、特に変調度を大幅に悪化させる。従って、Ｌ１層単独の反射率Ｒ１１を向上させた場合に、良好な記録特性を得られてかつ、Ｌ１層反射率Ｒｒ１が１０％を超えるような光記録媒体の膜構成にすることは困難である。
以上より、光記録媒体Ａが良好な記録特性を得られるＬ１層の反射率Ｒｒ１の範囲は、６５０ｎｍ帯の波長を有するレーザ光の入射側にあるＬ０層が記録済状態で、５％以上から１０％以下である。
【００７９】
更に、実施例１〜４及び比較例１〜３より得られた結果を基に、第１記録膜３が未記録あるいは記録済状態におけるＬ０層の透過率Ｔ０（Ｔｃ，Ｔｒ）、反射率Ｒ０（Ｒｃ，Ｒｒ）及び吸収率Ａ０（Ａｃ，Ａｒ）の適切な範囲の検討を行った。
表１に示すように、第１記録膜３が未記録状態の透過率Ｔｃより記録済状態の透過率Ｔｒが大きく（Ｔｃ≦Ｔｒ）、かつ第１記録膜３が未記録状態の反射率Ｒｃより記録済状態の反射率Ｒｒが小さい（Ｒｒ≦Ｒｃ）。更に第１記録膜３が未記録状態の吸収率Ａｃが記録済状態の吸収率Ａｒより大きい（Ａｒ＜Ａｃ）。Ｔｃ≦Ｔｒのように、記録済状態の透過率Ｔｒが初期化（未記録）状態の透過率Ｔｃよりも高い状態を保つことにより、２層型相変化光記録媒体としての記録互換を確保することが可能である。
【００８０】
表１より、本実施形態の光記録媒体Ａにおいて良好な記録特性を得るためには、Ｌ０層の透過率Ｔ０、反射率Ｒ０及び吸収率Ａ０は上記関係を満たし、更に、Ｔｃ≦Ｔｒ≦６０％かつ９％≦Ｒｒ≦Ｒｃ≦１５％の範囲であることが好ましい。いずれの値も、第２の面積を有する６５０ｎｍ帯の波長を有するレーザ光（平行光）を照射して評価した値である。
このような平行光は、第１記録膜３が未記録状態であるか記録済状態であるかによってＬ０層の特性、特に透過率に影響を与えることを推測して用いたものであり、本実施形態の光記録媒体Ａにおいて、特許文献１に記載されているような、記録膜において情報が記録されていない部分（結晶状態）と情報を記録するために形成されたマーク部分（非結晶状態）との透過率の違いについて述べるためではない。
【００８１】
特許文献１に記載されているような従来の記録膜の設計においては、記録膜において情報が記録されていない部分（結晶状態）の透過率と情報を記録するために形成されたマーク部分（非結晶状態）の透過率との差を小さくすることを目的としていた。このため、結晶状態（未記録状態）の吸収率をＡ１、非結晶状態（記録済状態）の吸収率をＡ２とし、結晶状態の反射率をＲ１、非結晶の反射率をＲ２とすると、Ａ１＜Ａ２であり、かつＲ２＜Ｒ１となる関係を満たす膜構成、またはＡ１＞Ａ２であり、かつＲ２＞Ｒ１となる関係を満たす膜構成のいずれかが必要であった。
上記した従来の光記録媒体において必要とされる関係は、本実施形態の光記録媒体Ａにおいて必要とするＲｒ≦Ｒｃであり、Ａｒ＜Ａｃである関係（上述に倣うとＲ２≦Ｒ１、Ａ２＜Ａ１）とは異なる。
【００８２】
また表１より、第１記録膜３の膜厚は５ｎｍ〜６ｎｍ、第１反射膜５の膜厚が４ｎｍ〜６ｎｍの範囲にあれば、それぞれの組み合わせによって良好な特性の得られる範囲であることがわかる。
【００８３】
ところで実施例２は、Ｌ０層が記録済状態であるＬ１層反射率Ｒｒ１で５％以上を得られたものの、Ｌ０層は未記録状態であるＬ１層反射率Ｒｃ１は４．２％であるため、充分なＣＮＲが得られない。従って、Ｌ０層に対して記録を行う前にＬ１層に対して記録を行うよりも、Ｌ０層に対して記録を行った後にＬ１層に対して記録を行う記録方法が好ましい。
【００８４】
実施例１、２と同様に形成した本実施形態の光記録媒体Ａを用いて、Ｌ０層（第１記録膜３）に対して記録を行ったあと（Ｌ０層記録済状態）Ｌ１層（第２記録膜８）に対して記録する第１の方法と、Ｌ０層に対して記録を行う前（Ｌ０層未記録状態）にＬ１層に記録する第２の方法の比較を行った。第１の方法では、第１記録膜３の所定の面積を有する領域に対して記録用レーザ光を用いて情報を記録したあと、第２記録膜８に対して、第１記録膜３の情報が記録された領域を通して記録用レーザ光を照射して情報を記録した。
Ｌ１層の反射率Ｒ１は、実施例１、２と同様な方法で評価し、Ｌ１層のジッタ特性はＬ０層と同様の条件で第２記録膜８にレーザ光を集光させて評価した。
表２に結果を示す。
【００８５】
【表２】
2007026632.tif 000004
【００８６】
実施例５は、実施例１と同じ光記録媒体を用いて第１の方法にて記録した場合の特性を示す。実施例６は、実施例２と同じ光記録媒体を用いて第１の方法にて記録した場合の特性を示す。
比較例４は、実施例１と同じ光記録媒体を用いて第２の方法にて記録した場合の特性を示す。比較例５は、実施例２と同じ光記録媒体を用いて第２の方法にて記録した場合の特性を示す。
実施例５、６はＬ１層反射率Ｒ１（Ｒｒ１）及びＬ１層のジッタ特性共に良好な値を示している。一方で比較例４は、Ｌ１層のジッタ特性に問題があり、比較例５は記録再生はできたものの、Ｌ１層反射率Ｒ１（Ｒｃ１）が５％未満であり、ＣＮＲが５０ｄＢ以上となるための規格を満足していない。また、Ｌ１層のジッタ特性、特にＤＯＷ９９９の劣化も見受けられる。
【００８７】
従って、初めに光入射側から見て手前のＬ０層を構成する第１記録膜３に対して記録用レーザ光を照射して所定の面積を有する領域に情報を記録し、続いて記録用レーザ光を第１記録膜３の情報が記録された領域（記録済領域）を通してＬ１層を構成する第２記録膜８に対して照射し、情報を記録する本発明の一実施形態である光記録方法は、本実施形態の光記録媒体Ａの良好な特性を有する範囲が広がると共に、膜厚設計における許容範囲を拡大することに効果がある。
【００８８】
本実施形態の光記録媒体Ａを形成する方法は、上記した方法に限るものではなく、第１基板１上に少なくとも、第１誘電体膜２、第１記録膜３、第２誘電体膜４、第１反射膜５、を順次積層し、その上に、ＵＶ照射にて硬化する樹脂を塗布し、記録溝を転写するための透明スタンパーを押し当てその状態でＵＶを照射し硬化させ、その後、透明スタンパーを剥離し、その後、第４誘電体膜７、第２記録膜８、第３誘電体膜９、第２反射膜１０を順次積層する方法でも良い。
また、構成として、半透明反射膜５の上に、Ｌ０層の透過率を向上させるべく、透明誘電体膜などを形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態である光記録媒体Ａの積層構造を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、Ｌ０層の透過率Ｔｃと第１記録膜３の膜厚との関係を、第１反射膜５の膜厚をパラメータとして表したもの、（ｂ）は、Ｌ０層の透過率Ｔｒと第１記録膜３の膜厚との関係を、第１反射膜５の膜厚をパラメータとして表したものである。
【図３】第１記録膜３の膜厚をパラメータとしたオーバライト回数とジッタの関係を示す図である。
【図４】Ｌ１層反射率Ｒ１と３Ｔ信号のＣ／Ｎとの関係を示す図である。
【図５】Ｌ０層の透過率ＴｒとＬ１層反射率Ｒ１との関係をＬ１層単独の反射率Ｒ１１をパラメータとした、シミュレーション結果を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態である記録パルス列を示す図である。
【図７】本発明の光記録装置の一実施形態を示す図である。
【図８】光記録媒体Ａの平面図である。
【図９】光記録媒体Ａに対する記録に用いる３つの記録ファイルシステムを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  基板
３  第１の記録膜
５  第１の反射膜
８  第２の記録膜
１０  第２の反射膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007026632.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月7日(2006.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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