(57)【要約】【課題】高速記録特性、再生光安定性、保存安定性という複数の課題を同時に解決した多層相変化型光記録媒体の提供。【解決手段】レーザ光の照射によって相変化を起こすことにより情報を記録し得る相変化記録層を含む情報層が複数備えられ、レーザ光が照射される側から見て、一番奥側以外の各情報層が少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層で構成されている光記録媒体において、該相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素からなり、それぞれの組成比［原子％］をα、β、γとした場合に、２≦α≦２０、６５≦β≦９０、３≦γ≦３０という要件を満たしていることを特徴とする多層相変化型光記録媒体。【選択図】図１
2007118557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の照射によって相変化を起こすことにより情報を記録し得る相変化記録層を含む情報層が複数備えられ、レーザ光が照射される側から見て、一番奥側以外の各情報層が、少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層で構成されている光記録媒体において、該相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素からなり、それぞれの組成比［原子％］をα、β、γとした場合に、次の要件を満たしていることを特徴とする多層相変化型光記録媒体。
２≦α≦２０
６５≦β≦９０
３≦γ≦３０
【請求項２】
レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の反射層が、Ｃｕを主成分とすることを特徴とする、請求項１記載の多層相変化型光記録媒体。
【請求項３】
レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の上部保護層が、Ｓｎの酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１又は２記載の多層相変化型光記録媒体。
【請求項４】
熱拡散層がＩｎの酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
【請求項５】
熱拡散層がＺｎの酸化物を含有することを特徴とする請求項４記載の多層相変化型光記録媒体。
【請求項６】
熱拡散層がＳｎの酸化物を含有することを特徴とする請求項４記載の多層相変化型光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録再生を行ない、かつ書き換えが可能な相変化記録層を含む情報層を複数有する多層相変化型光記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ−ＲＷなどの相変化型光ディスク（相変化型光記録媒体）は、一般にプラスチックの基板上に、相変化材料からなる記録層を設け、その上に、記録層の光吸収率を向上させかつ熱拡散効果を有する反射層を設けた構成が基本であり、基板面側からレーザ光を照射して、情報の記録再生を行なうものである。
相変化記録材料は、レーザ光照射による加熱とその後の冷却によって、結晶状態とアモルファス状態の間を相変化し、急速加熱後に急冷するとアモルファスとなり、徐冷すると結晶化するものである。相変化型光記録媒体は、この性質を情報の記録と再生に応用したものである。
更に光照射による加熱によって起こる記録層の酸化、蒸散又は変形を阻止する目的で、通常、基板と記録層との間に下部保護層（下部誘電体層ともいう）、及び記録層と反射層との間に上部保護層（上部誘電体層ともいう）が設けられている。更に、これらの保護層は、その厚さを調節することによって、記録媒体の光学特性の調節機能を有するものであり、また下部保護層は、記録層への記録時の熱によって基板が軟化するのを防止する機能を併せ持つものである。
【０００３】
近年、コンピュータ等で扱う情報量が増加したことによって、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷのような書き換え型光ディスクの信号記録容量が増大し、信号情報の高密度化が進んでいる。現在のＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度で、ＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後更に高記録密度化の要求が高まることが予想される。また、情報量の増加に伴い、記録速度の向上も要求されると考えられる。現在、ＤＶＤの書き換え型ディスクとしては、単層で８倍速記録が可能なものが開発されているところまで来ている。このような相変化型光記録媒体を用いて高記録密度化する方法として、例えば使用するレーザ波長を青色領域まで短波長化すること、或いは記録再生を行なうピックアップに用いられる対物レンズの開口数ＮＡを大きくして、光記録媒体に照射されるレーザ光のスポットサイズを小さくすることが提案され、研究開発が行なわれ、更には実用化されている。
【０００４】
光記録媒体自体を改良して記録容量を高める方法として、基板の片面側に少なくとも記録層と反射層からなる情報層を二つ重ねて、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着して作成される２層相変化型光記録媒体が各種提案されている。この情報層間の接着部分である分離層（本発明においては中間層という）は、２つの情報層を光学的に分離する機能を有するもので、記録再生に用いるレーザ光がなるべく奥側の情報層に到達する必要があるため、その光をなるべく吸収しないような材料から構成されている。
この２層相変化型光記録媒体については、未だ多くの課題が存在している。例えば、レーザ光照射側から見て手前側にある情報層（第１情報層）をレーザ光が十分に透過しなければ、奥側にある情報層（第２情報層）の記録層に情報を記録しそれを再生することができないため、第１情報層を構成する反射層は極薄な半透明反射層としなければならない。
相変化型光記録媒体への記録は、記録層の相変化記録材料にレーザ光を照射して急冷し、結晶をアモルファスに変化させてマークを形成することにより行なわれる。そのため、多層相変化型光記録媒体の第１情報層に設けられる膜厚１０ｎｍ程度の非常に薄い半透明反射層の場合には、放熱効果が極端に小さくなり、アモルファスマークを形成することが困難になってしまう。
【０００５】
ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどの相変化型光記録媒体に一般的に用いられている材料の一つであるＳｂＴｅ共晶系記録材料は、ＧｅＳｂＴｅ化合物系記録材料と比べて、消去比が優れ、また高感度であるために記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという点で優れたものとして知られている。しかし、ＳｂＴｅ共晶系記録材料は、ＧｅＳｂＴｅ化合物系記録材料と比べて材料の結晶化速度が速いので、アモルファス化するにはより短時間で急冷しなければならず、急冷構造を必要とする材料である。また、Ｓｂ量がある程度多くなると、材料の結晶化温度が低下してしまうという問題が生じる。そのため、再生光を照射しただけでアモルファスマークが再結晶化してしまい情報を読むことができなくなるという不具合や、室温下での情報の保存状態が悪くなるという不具合が生じる。
本発明に関連すると思われる公知文献としては次のようなものが挙げられる。
まず、特許文献１〜３には、記録層にＧｅＳｂＴｅ３元系材料を用いた光記録媒体が開示されているが、記録層を２層以上含んだ光記録媒体に関する記載は無い。
また、特許文献４〜１３には、記録層にＳｂＴｅを主成分とする材料を用いた多層相変化型光記録媒体が開示されているが、ＧｅＳｂＴｅ３元系の組成比に関する記述は無い。
また、特許文献１４には、多層相変化型光記録媒体が開示されているが、ＧｅＳｂＴｅ３元系に関する記述は無い。
また、特許文献１５〜１６には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする記録層を設けた２層相変化型光記録媒体が開示されているが、組成比を限定した記述は無い。
【０００６】
【特許文献１】特許第３５８４６３４号公報
【特許文献２】特許第３４８５０４０号公報
【特許文献３】特許第３４９４０４４号公報
【特許文献４】特開２００４−２５９３８２号公報
【特許文献５】特開２００４−１１０９１１号公報
【特許文献６】特開２００３−２９６９６６号公報
【特許文献７】特開２００３−２４２６８７号公報
【特許文献８】特開２００５−００４９４３号公報
【特許文献９】特開２００４−１１０９１３号公報
【特許文献１０】特開２００４−４７０３８号公報
【特許文献１１】特開２００３−４５０８５号公報
【特許文献１２】特開２００４−１８５７４４号公報
【特許文献１３】特開２００４−９５０９２号公報
【特許文献１４】特開２００２−１０００７１号公報
【特許文献１５】特開２００１−１９５７７７号公報
【特許文献１６】特許第３２５０９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高速記録特性、再生光安定性、保存安定性という複数の課題を同時に解決した多層相変化型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】
上記課題は次の１）〜６）の発明（以下、本発明１〜６という）によって解決される。
１）  レーザ光の照射によって相変化を起こすことにより情報を記録し得る相変化記録層を含む情報層が複数備えられ、レーザ光が照射される側から見て、一番奥側以外の各情報層が、少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層で構成されている光記録媒体において、該相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素からなり、それぞれの組成比［原子％］をα、β、γとした場合に、次の要件を満たしていることを特徴とする多層相変化型光記録媒体。
２≦α≦２０
６５≦β≦９０
３≦γ≦３０
２）  レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の反射層が、Ｃｕを主成分とすることを特徴とする、１）記載の多層相変化型光記録媒体。
３）  レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の上部保護層が、Ｓｎの酸化物を主成分とすることを特徴とする１）又は２）記載の多層相変化型光記録媒体。
４）  熱拡散層がＩｎの酸化物を主成分とすることを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
５）  熱拡散層がＺｎの酸化物を含有することを特徴とする４）記載の多層相変化型光記録媒体。
６）  熱拡散層がＳｎの酸化物を含有することを特徴とする４）記載の多層相変化型光記録媒体。
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
従来の記録層の材料開発には、大きく分けて２通りの流れがある。即ち、追記型の記録層材料であるＧｅＴｅ、可逆的に相変化できるＳｂとＴｅとの合金であるＳｂ２Ｔｅ３、及び、この２つの材料の固溶体又は共晶組成から生まれたＧｅＳｂＴｅの３元合金からなる記録層材料が１つの流れである。もう１つの流れは、同じくＳｂとＴｅとの合金であるが、ＳｂとＳｂ２Ｔｅ３との共晶組成であるＳｂ含有量が７０％前後となるＳｂＴｅに、微量元素を添加した記録層材料である。
２層記録層を有する光記録媒体では、特にレーザ光照射側から見て手前側の情報層は、奥側の情報層の記録及び再生のことを考慮すると、透過率が高いことが要求され、そのために金属層の吸収率を少なくする取り組みと並行して、記録層を薄膜化することが要求される。記録層の膜厚を薄くしていくと結晶化速度が低下するため、記録層材料自体を結晶化速度の速いものにすることが有利である。そこで、上記材料系列の流れの中では、後者のＳｂ含有量が７０％前後となるＳｂＴｅ共晶組成の方が好ましい。
しかしながら、本発明者らが検討したところによると、結晶化速度を速くするために、即ち対応できる線速を速くするためにＳｂ量を増大させていくと、結晶化温度が低下すると共に、保存特性が劣化していくことが分かった。
【００１０】
２層相変化型光記録媒体では、レーザ光照射側から見て奥側の情報層を再生する際には、手前側の情報層による吸収などが原因で反射率が低く、再生信号の振幅が小さいという問題がある。それを考慮すると、記録層が単層の光記録媒体で再生するときよりも高い再生光パワーが必要である。
ＳｂＴｅ系では、結晶化速度を速くするためにはＳｂ量を増やせばよいが、それによって結晶化温度が下がる傾向にある。そのため手前側の情報層にＳｂＴｅ系を用いた場合、高い再生光パワーを用いると、アモルファスマークが再結晶化を起こし再生できなくなるという問題が生じる。同時に結晶化温度が低くなるということは保存状態も不安定となり好ましくない。そこで、ＳｂＴｅ系に第３の元素Ｇｅを加えることにより、結晶化温度を高い状態に保持する。これによって、高い再生光パワーで再生してもアモルファスマークが再結晶化せず、保存状態を安定なものとすることができるようになる。
このように、多層相変化型光記録媒体に用いられる相変化記録層において、記録特性を良好とし、かつ高い再生光パワーでも再生ができ、保存状態を安定化できる相変化記録材料としては、少なくともＧｅＳｂＴｅの３元素からなるものが好ましい。
また、上記ＧｅＳｂＴｅの３元素系に、他の材料を添加しても構わない。添加元素としてはＡｇ、Ｉｎなどが好ましく、保存特性を良くする場合などに用いられる。添加元素の合計組成比は、８原子％以下にすることが好ましい。８原子％を超えると、保存特性は良いが記録層の結晶化スピードが遅くなり、高速で記録することが困難となる。また、再生光に対する記録状態の安定性が悪くなるため好ましくない。
【００１１】
次に、図１を参照しながら、相変化記録層を含む情報層を２層有する光記録媒体の層構成及び各層の特徴について説明する。
本発明１で規定するように、Ｓｂ量（β）が、６５≦β≦９０（原子％）の範囲にある場合には、相変化記録材料として安定した記録再生を行なうことができる。Ｓｂ量が６５原子％未満では、安定した記録が行なえず、更に多層の相変化型光記録媒体としては高速記録に向かない記録層となってしまう。Ｓｂ量が９０原子％よりも多くなると、結晶化速度は向上するが結晶化温度が下がり始めてしまい、高い再生光パワーで再生しづらくなり保存状態が不安定となる。
【００１２】
Ｔｅは、アモルファス化を促進し結晶化温度を向上させるが効果がある。しかし、Ｓｂに対してＴｅのみを単独で組み合わせると、アモルファス化促進作用を利用した結晶化速度の調整は可能であるものの、結晶化温度の上がり方が不十分であり、アモルファス相の安定性に乏しいため、長期保存又は高温保存により記録済みのアモルファスマークが消失してしまう恐れがある。これに対し、ＴｅをＧｅと組み合わせて用いると、アモルファス相の安定性がＧｅにより確保され、更に、結晶相の安定性が向上するという利点がある。結晶状態は一般的に安定性の高い状態であるが、ここで取り上げているような高速記録材料の場合、初期化時又は記録時には高速で結晶化が進行するため、形成された結晶状態は必ずしも安定とは言えない。このため、長期保存後、又は高温保存後に改めて記録を行うと、記録特性や記録条件が保存前と変化してしまっているという問題を生じる。これは、保存により保存前に比べて結晶状態が変化してしまったためと考えられる。しかし、Ｔｅを添加すると、このような保存による記録特性や記録条件のずれが低減できる。
第１記録層の膜厚は４〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。４ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、繰り返し記録特性も悪くなる。１２ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
第２情報層の膜厚は１０〜２０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録特性が悪くなり、２０ｎｍよりも厚い場合は記録感度が悪くなる。
【００１３】
このように結晶の安定性を向上させることにより、保存前後の記録特性や記録条件のずれを低減する効果を得るためには、Ｔｅを３原子％以上（３≦γ）添加することが望ましい。しかし、多すぎても結晶化速度が遅くなりすぎてしまい、高速繰り返し記録ができなくなってしまう。少なくとも、２層相変化型光記録媒体の第１記録層に用いられる場合は、Ｔｅ量を３０原子％以内とすること（γ≦３０）が好ましい。
またＧｅ量（α）が２≦α≦２０（原子％）の範囲にある場合には、高パワーでの再生が可能で、保存状態を良好とすることができる。Ｇｅ量が２原子％未満では、Ｇｅの添加効果が現れず保存状態が良好とならない。また、Ｇｅ量が２０原子％より多く含有されていると、結晶化温度は高くできるので再生光安定性や保存特性は良好となるが、Ｇｅ自身の融点が高いために記録感度が悪くなってしまうという不具合が生じる。
第１記録層の膜厚は４〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。４ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、繰り返し記録特性が悪い。１２ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。第２記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録特性が悪くなり、２０ｎｍよりも厚い場合は記録感度が悪くなる。
【００１４】
本発明２では、レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の反射層（放熱層）の主成分としてＣｕを用いる。これにより、第１記録層での記録特性及び保存特性を良好にすることが可能となる。ここで主成分とはＣｕが９８重量％以上含まれていることを意味する。Ｃｕを主成分とする第１反射層（放熱層）が好適である理由を以下に述べる。
図１のように、記録層を２層有する相変化型光記録媒体では、第２情報層にできるだけ記録再生用のレーザ光を透過させることが必要である。したがって、第１反射層には、レーザ光が吸収され難くかつ透過し易い材料を用いることが好ましい。
そこで本発明者らは、各種の反射層について波長６６０ｎｍにおける光学的な測定を行なった。ここではＡ（吸収率）、Ｒ（反射率）、Ｔ（透過率）のデータを測定した。測定用サンプルは、０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に各金属膜１０ｎｍを成膜したものを用いた。その結果は図２のようになった。この結果からＰｔ、Ｐｄ、Ｔｉは透過率が低く吸収率が高いことから、第１反射層としては好ましくないことが予想される。
【００１５】
次に、透過率が比較的高く吸収率が比較的低いＣｕ、Ａｇについて膜厚を振って（変化させて）調査したところ、図３（Ｃｕ）及び図４（Ａｇ）のような結果が得られた。即ち、膜厚による変化はＡｇの方が大きいことが分かった。これは、Ｃｕの方が、成膜されたときの膜厚に対する光学定数の安定性が優れていることを表している。更に、分光透過率の測定結果を図５に示すが、４５０ｎｍ程度の波長域でＡｇとＣｕの透過率が交差していることが分った。これにより、４５０ｎｍ程度の波長域よりも長い波長領域ではＣｕの方が透過率が高く、６６０ｎｍ付近でのレーザ光に対しては、第１反射層としてＣｕを用いた方が好適であることが分った。
更に、第１反射層にＣｕ、Ａｇ、Ａｕを用いた各記録媒体に対し、波長６６０ｎｍで３Ｔシングルパターンを第１記録層に記録し、そのＣ／Ｎを測定したところ、図６のような結果となった。即ち、Ｃｕを用いた場合に、一番高いＣ／Ｎが得られた。このように記録特性の観点から見ても、Ｃｕが好適であることが分かった。なお、各プロットは、複数の実験データを横に並べたものである。
第２反射層は、第１反射層のように半透明である必要は無い。
【００１６】
第１反射層の膜厚は６〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。６ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、放熱性が悪くなるため繰り返し記録特性が悪くなる。１２ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
第２反射層の膜厚は１００〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。１００ｎｍよりも薄いと充分な放熱性が得られず繰り返し記録特性が悪くなり、２００ｎｍよりも厚い場合は放熱性が変わらないのに無駄な膜厚を成膜することになるし、記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１反射層及び第２反射層は、各種の気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などにより形成できる。中でも、スパッタリング法が量産性、膜質等に優れている。
【００１７】
本発明３では、レーザ光が照射される側から見て一番奥以外の情報層の上部保護層の主成分としてＳｎの酸化物を用いる。ここで主成分とは、Ｓｎの酸化物が５０モル％以上含まれていることを意味する。
単層相変化型光記録媒体で上部保護層に用いられる材料は、透明で光を良く通し、かつ融点が記録層よりも高い材料からなるものが好ましく、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層との接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有するもので、特にＺｎＳ−ＳｉＯ２がよく用いられ、その場合の混合比としてはＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル比）が最も好ましい。
しかし、多層相変化型光記録媒体の場合、第１記録層に記録を行なう際に、第１反射層の膜厚が薄いために放熱性が悪くなり記録しづらくなるという不具合が生じる。そのため、第１上部保護層はできるだけ熱伝導性の良い材料を用いた方が良い。したがって、ＺｎＳ−ＳｉＯ２よりも放熱性が高いＳｎの酸化物を用いることが好ましい。またＳｎの酸化物に金属系酸化物（例えば、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｔａ酸化物、Ａｌ酸化物）が含まれていても良い。Ｓｎの酸化物を用いることによって、比較的第１反射層の膜厚が薄くても第１記録層にアモルファスマークを形成させ易くなる。Ｓｎ酸化物、Ｔａ酸化物、Ａｌ酸化物は何れも反射層に対して劣化を促進しない材料であり、それぞれの組成比率は、生産工程及びコスト、生産許容時間などにより選択すればよい。但し、Ｓｎ酸化物、Ｚｎ酸化物が多い場合は記録層の結晶化速度を促進するため記録に必要なパワーが大きくなる傾向にある。Ｔａ酸化物が多い場合は成膜速度は低下しないが、第１情報層において記録特性が出にくくなる。Ａｌ酸化物が多い場合は成膜速度が低下する傾向にある。Ｉｎ酸化物が多い場合は材料コストが高くなる。
【００１８】
なお、第２上部保護層については、従来どおりＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いても良いし、Ｓｎの酸化物を用いても良い。理由は、第２記録層に記録する場合は、第２反射層を充分厚く成膜できるため充分な放熱性が得られるからである。
第１上部保護層の膜厚は２〜３０ｎｍの範囲にあることが好ましい。２ｎｍよりも薄いと反射率が高くなりすぎてしまい変調度が低下する。３０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくないし、熱が篭り易くなって記録特性が悪くなる。
第２上部保護層の膜厚は３〜３０ｎｍの範囲にあることが好ましい。３ｎｍよりも薄いと記録感度が悪くなり、３０ｎｍよりも厚い場合は熱が篭り易くなって記録特性が悪くなる。
【００１９】
第１下部保護層及び第２下部保護層は、透明で光を良く通し、かつ融点が記録層よりも高い材料からなるものが好ましく、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層との接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有するもので、金属酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などが主に用いられる。例として、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物、ダイヤモンド状カーボン、或いは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で保護膜とすることもできるが、互いの混合物としても良い。また、必要に応じて不純物を含んでも良い。例えば、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物や、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２の混合物が挙げられる。特にＺｎＳ−ＳｉＯ２が良く用いられるが、その場合の混合比としてはＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル比）が最も好ましい。この材料は、屈折率ｎが高く消衰係数ｋがほぼゼロであるため、記録層の光の吸収効率を上げることができ、かつ、熱伝導率が小さいため光吸収により発生した熱の拡散を適度に抑えることができるので、記録層を溶融可能な温度まで昇温することができる。
【００２０】
第１下部保護層の膜厚は４０〜８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録耐久性が悪くなり記録特性が悪くなる。８０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
第２下部保護層の膜厚は１１０〜１６０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１１０ｎｍよりも薄いと反射率が低くなり再生信号品質が悪くなる。１６０ｎｍよりも厚い場合は記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１、第２上部保護層、及び第１、第２下部保護層は、各種の気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などにより形成できる。中でも、スパッタリング法が量産性、膜質等に優れている。
【００２１】
本発明４では、熱拡散層の主成分としてＩｎの酸化物を用いる。ここで主成分とはＩｎの酸化物が９０モル％以上含まれていることを意味する。熱拡散層としては、レーザ光照射された第１記録層を急冷させるために、熱伝導率が大きいことが望まれる。また、奥側の第２情報層が記録再生できるように、レーザ波長での吸収率が小さいことも望まれる。
そこで、窒化物、酸化物、硫化物、炭化物、弗化物の少なくとも一種を含んでいることが好ましい。例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＢＮなどが挙げられる。中でも、ＩＺＯ（本発明５に対応）やＩＴＯ（本発明６に対応）が最も好ましいと考えられる。
【００２２】
まず、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）に含まれている酸化スズは、１〜１０重量％含まれていることが好ましい。この範囲を外れると、熱伝導率及び透過率が低下してしまう。また、保存安定性の向上などを目的として他の元素を添加しても良い。これらの元素は光学的性質に影響を与えない範囲で添加することができ、０．１〜５重量％含まれていることが好ましい。０．１重量％よりも少ないと効果が得られなくなる。また、５重量％よりも多いと、光吸収が大きくなり、透過率が減少してしまう。また、情報の記録再生に用いるレーザ光の波長において、吸収係数が１．０以下、更には、０．５以下であることが好ましい。吸収係数が１．０よりも大きいと第１情報層での吸収率が増大し、第２情報層の記録再生が困難になる。
また、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）の代りに、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）を用いると、光記録媒体中での内部応力が小さくなるため、極微少な膜厚の変化などが起こり難くなり好ましい。
熱拡散層の膜厚は４０〜８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４０ｎｍよりも薄いと放熱性が悪くなり繰り返し記録特性が悪くなる。８０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
以上のような熱拡散層は、各種の気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が量産性、膜質等に優れている。
【００２３】
第１基板は、記録再生のために照射する光を十分透過する必要があり、当該技術分野において従来から知られているものが適用される。材料としては、通常、ガラス、セラミックス又は樹脂が用いられるが、特に樹脂が成形性、コストの点で好適である。
樹脂としては、例えば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、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂が好ましい。
第１基板上の情報層を形成する面には、必要に応じてレーザ光のトラッキング用のスパイラル状又は同心円状の溝などであって、通常グルーブ部及びランド部と称される凹凸パターンが形成されていてもよく、これは通常射出成形法又はフォトポリマー法などによって成形される。第１基板の厚さは、１０〜６００μｍ程度が好ましい。
第２基板の材料としては、第１基板と同様の材料を用いても良いが、記録再生光に対して不透明な材料を用いてもよく、第１基板とは材質や溝形状が異なってもよい。第２基板の厚さは特に限定されないが、第１基板の厚さとの合計が１．２ｍｍになるように第２基板の厚さを選択することが好ましい。
【００２４】
中間層は、記録再生を行なうために照射する光の波長における光吸収が小さいことが好ましく、材料としては成形性やコストの点で樹脂が好適であり、紫外線硬化性（ＵＶ）樹脂、遅効性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
第２基板、中間層には、第１基板と同様な、射出成形法又はフォトポリマー法などによって成形されるグルーブ、案内溝などの凹凸パターンが形成されていても良い。
中間層は、記録再生を行なう際に、ピックアップが第１情報層と第２情報層とを識別して光学的に分離可能とするものであり、その厚さは１０〜７０μｍが好ましい。１０μｍよりも薄いと、情報層間クロストークが生じる。また、７０μｍより厚いと第２記録層を記録再生するときに球面収差が発生し、記録再生が困難になる傾向がある。
【００２５】
本発明の２層相変化型光記録媒体は、通常、成膜工程、初期化工程、密着工程を経て製造される。
成膜工程では、図１の第１基板のグルーブが設けられた面に第１情報層を、第２基板のグルーブが設けられた面に第２情報層をそれぞれ成膜する。第１情報層、第２情報層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でもスパッタリング方が、量産性、膜質等に優れている。スパッタリング法は、一般にアルゴンなどの不活性ガスを流しながら成膜を行なうが、その際、酸素、窒素などを混入させながら反応スパッタリングさせても良い。
初期化工程では、第１情報層、第２情報層に対して、レーザ光などのエネルギー光を照射することにより全面を初期化、即ち記録層を結晶化させる。初期化工程の際にレーザ光エネルギーにより膜が浮いてきてしまう恐れのある場合には、初期化工程の前に、第１情報層、第２情報層の上にＵＶ樹脂などをスピンコートし、紫外線を照射して硬化させ、オーバーコートを施しても良い。また、密着工程を先に行なった後で、第１基板側から第１情報層、第２情報層を初期化させても構わない。
密着工程では、第１情報層と第２情報層とを向かい合わせながら、第１基板と第２基板とを中間層を介して貼り合わせる。例えば、何れか一方の膜面にＵＶ樹脂を塗布し、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高速記録特性、再生光安定性、保存安定性という複数の課題を同時に解決した多層相変化型光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施例１）
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで、片面にトラックピッチ０．７４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第１基板上に、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）からなる膜厚６０ｎｍの第１下部保護層、Ｇｅ５Ｓｂ８６Ｔｅ９からなる膜厚８ｎｍの第１記録層、Ｉｎ２Ｏ３（９．２モル％）−ＺｎＯ（２７．５モル％）−ＳｎＯ２（５３．３モル％）−Ｔａ２Ｏ５（１０モル％）からなる膜厚１２．５ｎｍの第１上部保護層、Ｃｕからなる膜厚８ｎｍの第１反射（放熱）層、Ｉｎ２Ｏ３（９０モル％）−ＺｎＯ（１０モル％）からなる膜厚６０ｎｍの第１熱拡散層の順に、Ａｒガス雰囲気中のスパッタリング法で成膜し、第１情報層を形成した。
また、第１基板と同様の基板を第２基板として、第２基板上にＡｇからなる膜厚１４０ｎｍの第２反射（放熱）層、ＳｎＯ２（８０モル％）−Ｔａ２Ｏ５（４モル％）−Ａｌ２Ｏ３（１６モル％）からなる膜厚１１ｎｍの第２上部保護層、Ａｇ０．２Ｉｎ３．５Ｓｂ７１．４Ｔｅ２１．４Ｇｅ３．５からなる膜厚１４ｎｍの第２記録層、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）からなる膜厚１２０ｎｍの第２下部保護層の順に、Ａｒガス雰囲気中のスパッタリング法で成膜し、第２情報層を形成した
次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザ光を照射させ、初期化処理を行なった。初期化は、半導体レーザ（発光波長８１０±１０ｎｍ）から出射されるレーザ光を、光ピックアップ（ＮＡ＝０．５５）により集光することにより行なった。第１記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより第１情報層を設けた第１基板を回転させ、線速３ｍ／ｓ、送り量３６μｍ／回転、半径位置２３ｍｍ〜５８ｍｍ、初期化パワー７００ｍＷとした。第２記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより第２情報層を設けた第２基板を回転させ、線速２ｍ／ｓ、送り量３６μｍ／回転、半径位置２３ｍｍ〜５８ｍｍ、初期化パワー６６０ｍＷとした。
次に、第１情報層の膜面側上に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板の第２情報層面側を貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線を照射して硬化させて膜厚４０μｍの中間層とし、図１に示す２つの情報層を有する２層相変化型光記録媒体を作成した。
なお、スパッタ装置は、バルザース社製の８チャンネル枚葉スパッタ装置である。
【００２９】
（実施例２〜１８、比較例１〜６）
第１記録層の材料を表１に示した組成のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例２〜１２及び比較例１〜６の各２層相変化光記録媒体を作成した。
また、第１記録層の材料を表１に示した組成のものに変え、第１熱拡散層をＩｎ２Ｏ３（９０モル％）−ＳｎＯ２（１０モル％）に変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例１３〜１８の各２層相変化光記録媒体を作成した。
【００３０】
上記実施例１〜１８及び比較例１〜６の各２層相変化光記録媒体について評価を行なった。結果を表１に纏めて示す。
評価装置には、シバソク社製ＤＶＤｔｅｓｔｅｒ  ＬＭ３３０Ａを用い、記録層への記録を行なう際に照射されるレーザ波長は６６０ｎｍ、第１記録層に記録する際の記録線速は表１に示すとおりであり、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．６５である。また、再生光パワーは１．４ｍＷで行なった。
記録層の隣接した３トラックに１０回の繰り返し記録を行ない、そのうちの真ん中のトラックを再生することにより評価した。記録方法は１Ｔ周期記録ストラテジを用い、特性評価は、３Ｔ〜１１Ｔ及び１４Ｔのマークとスペースをランダムに記録したときのデータ・トゥ・クロック・ジッタ（ＤＣジッタ）とした。ＤＣジッタとは、マークとスペースの反射率レベルをスライスレベルで２値化したとき、その境界とクロックとの時間的なずれを表したものである。この値が低いほど記録特性は良い。ＤＣジッタ１０％以下が合格基準である。なお、第２記録層に情報を記録する際の記録ストラテジのパルス幅は０．４Ｔとした。
また、保存安定性を確認する実験を行なった。保存条件は、８０℃８５％の環境下に相変化型光記録媒体を１００時間保存した。１００時間後の記録層のジッタを測定した結果、保存前のジッタと比べて上昇量が１％以内に抑えられている場合を○、１．５％以内に抑えられている場合を△、１．５％を超えてしまった場合を×とした。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
以下の実施例１９〜２４は、本発明１の多層相変化型光記録媒体について、更に実験を行ない効果を実証したものである。なお、第２記録層に情報を記録する際の記録ストラテジのパルス幅は０．４Ｔとした。
【００３３】
（実施例１９）
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで、片面にトラックピッチ０．７４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第１基板上に、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）からなる膜厚６０ｎｍの第１下部保護層、Ａｇ０．６Ｉｎ５．５Ｓｂ７１．４Ｔｅ１９Ｇｅ３．５からなる膜厚８ｎｍの第１記録層、Ｉｎ２Ｏ３（９．２モル％）−ＺｎＯ（２７．５モル％）−ＳｎＯ２（５３．３モル％）−Ｔａ２Ｏ５（１０モル％）からなる膜厚１２．５ｎｍの第１上部保護層、Ｍｏを１．１重量％含有させたＣｕからなる膜厚１０ｎｍの第１反射（放熱）層、Ｉｎ２Ｏ３（９０モル％）−ＺｎＯ（１０モル％）からなる膜厚６０ｎｍの第１熱拡散層の順に、Ａｒガス雰囲気中のスパッタリング法で成膜し、第１情報層を形成した。
また、第１基板と同様の基板を第２基板として、第２基板上にＡｇからなる膜厚１４０ｎｍの第２反射（放熱）層、ＳｎＯ２（８０モル％）−Ｔａ２Ｏ５（４モル％）−Ａｌ２Ｏ３（１６モル％）からなる膜厚１１ｎｍの第２上部保護層、Ａｇ０．６Ｉｎ５．５Ｓｂ７１．４Ｔｅ１９Ｇｅ３．５からなる膜厚１５ｎｍの第２記録層、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）からなる膜厚１４０ｎｍの第２下部保護層の順に、Ａｒガス雰囲気中のスパッタリング法で成膜し、第２情報層を形成した。
次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザ光を照射させ、初期化処理を行なった。初期化は、半導体レーザ（発光波長８１０±１０ｎｍ）から出射されるレーザ光を、光ピックアップ（ＮＡ＝０．５５）により集光することにより行なった。第１記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより第１情報層を設けた第１基板を回転させ、線速３ｍ／ｓ、送り量３６μｍ／回転、半径位置２３ｍｍ〜５８ｍｍ、初期化パワー６２０ｍＷとした。第２記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより第２情報層を設けた第２基板を回転させ、線速２ｍ／ｓ、送り量３６μｍ／回転、半径位置２３ｍｍ〜５８ｍｍ、初期化パワー６６０ｍＷとした。
次に、第１情報層の膜面側上に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板の第２情報層面側を貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線を照射して硬化させて膜厚４０μｍの中間層とし、図１に示す２つの情報層を有する２層相変化型光記録媒体を作成した。
なお、スパッタ装置は、バルザース社製の８チャンネル枚葉スパッタ装置である。
【００３４】
上記２層相変化型光記録媒体に対して、記録装置としてパルステック社製ＯＤＵ−１０００を用い、記録線速度１５．３ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝３０ｍＷ、消去パワーＰｅ＝６ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．３Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．２％、第２記録層のＤＣジッタは８．１％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．８％、第２記録層のＤＣジッタは８．９％であり良好であった。
【００３５】
（実施例２０）
実施例１９と同じ２層相変化型光記録媒体に対して、同じ記録装置を用い、記録線速度９．２ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝２８ｍＷ、消去パワーＰｅ＝５．５ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．２Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．６％、第２記録層のＤＣジッタは８．２％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．８％、第２記録層のＤＣジッタは８．７％であり良好であった。
【００３６】
（実施例２１）
実施例１９と同じ２層相変化型光記録媒体に対して、同じ記録装置を用い、記録線速度８．４ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝２６ｍＷ、消去パワーＰｅ＝５．４ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．２Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．３％、第２記録層のＤＣジッタは８．２％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．８％、第２記録層のＤＣジッタは８．７％であり良好であった。
【００３７】
（実施例２２）
実施例１９と同じ２層相変化型光記録媒体に対して、同じ記録装置を用い、記録線速度７．７ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝２４ｍＷ、消去パワーＰｅ＝５．２ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．１５Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．５％、第２記録層のＤＣジッタは８．０％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．１％、第２記録層のＤＣジッタは８．８％であり良好であった。
【００３８】
（実施例２３）
第１記録層及び第２記録層をＡｇ０．５Ｉｎ２Ｓｂ６９Ｔｅ２５Ｇｅ３．５に変えた点以外は、実施例１９と同様にして２層相変化型光記録媒体を作成し、実施例１９と同じ記録装置を用いて、記録線速度９．２ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝２６ｍＷ、消去パワーＰｅ＝５．９ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．２３Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．３％、第２記録層のＤＣジッタは８．０％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．９％、第２記録層のＤＣジッタは８．４％であり良好であった。
【００３９】
（実施例２４）
実施例２３と同じ２層相変化型光記録媒体に対して、同じ記録装置を用い、記録線速度７．７ｍ／ｓ、記録パワーＰｐ＝２３ｍＷ、消去パワーＰｅ＝５．７ｍＷ、バイアスパワーＰｂ＝０．１ｍＷに設定して記録を行なった。マルチパルスの幅は０．１８Ｔとした。
第１及び第２記録層のそれぞれについて、同じトラックに１００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは８．２％、第２記録層のＤＣジッタは８．１％であり良好であった。更に、１０００回繰り返して記録したところ、第１記録層のＤＣジッタは９．５％、第２記録層のＤＣジッタは８．３％であり良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】２層相変化型光記録媒体の層構成を表した図。
【図２】反射層材料の吸収率、反射率、透過率を表した図。
【図３】６６０ｎｍでのＣｕの吸収率、反射率、透過率の膜厚依存性を表した図。
【図４】６６０ｎｍでのＡｇの吸収率、反射率、透過率の膜厚依存性を表した図。
【図５】Ｃｕ、Ａｇの透過率の波長依存性を表した図。
【図６】第１反射層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕの場合の第１記録層の記録特性を表した図。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ  吸収率
Ｒ  反射率
Ｔ  透過率
【図１】
2007118557.tif 000004
【図２】
2007118557.tif 000005
【図３】
2007118557.tif 000006
【図４】
2007118557.tif 000007
【図５】
2007118557.tif 000008
【図６】
2007118557.tif 000009