(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の記録・消去を行うために、記録層に光を照射して非晶相と結晶相との間の相変化を行い、この相変化による光学特性の変化により情報の書き換えを可能にする光記録媒体であって、光入射側基板上に少なくとも保護層、硬度補強層、第１誘電体層、および記録層がこの順に積層され、
前記硬度補強層は、前記第１誘電体層よりも硬度が高く、
前記硬度補強層の膜厚Ｔh は、前記第１誘電体層の膜厚Ｔ1 に応じた値が設定され、前記膜厚Ｔh と前記膜厚Ｔ1 とが０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の関係にあり、
前記膜厚Ｔh は、１５ｎｍ未満であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
情報の記録・消去を行うために、記録層に光を照射して非晶相と結晶相との間の相変化を行い、この相変化による光学特性の変化により情報の書き換えを可能にする光記録媒体であって、少なくとも光反射側基板、保護層、硬度補強層、第１誘電体層、記録層とを有し、
光入射方向に対して、少なくとも前記保護層、前記硬度補強層、前記第１誘電体層、および前記記録層がこの順に積層されており、
前記硬度補強層は、前記第１誘電体層よりも硬度が高く、
前記硬度補強層の膜厚Ｔh は、前記第１誘電体層の膜厚Ｔ1 に応じた値が設定され、前記膜厚Ｔh と前記膜厚Ｔ1 とが０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の関係にあり、
前記膜厚Ｔh は、１５ｎｍ未満であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
請求項１と２に記載の光記録媒体において、前記硬度補強層の膜厚Ｔh は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
請求項１と２に記載の光記録媒体において、前記第１誘電体層の膜厚Ｔ1 は、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光記録媒体において、前記硬度補強層のビッカース硬度は、４ＧＰａ以上であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光記録媒体において、前記硬度補強層のヌープ硬度は、４ＧＰａ以上であることを特徴とする光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光の照射による相変化を利用した光記録媒体に関し、特に高記録密度化に対応する光記録媒体に関する。
【０００２】
【背景技術】
情報を記録するための記録メディアとして現在多くのデバイスが使用されているが、音声、映像、および情報記録媒体であるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の実用化を支える主力記録媒体として相変化型光記録媒体が知られている。
この相変化型光記録媒体は、カルコゲンを主成分とする記録層が形成されており、この記録層にレーザー光を局所的に照射することにより、結晶相と非晶相との間で相変化が生じ、各相状態における光学特性の違いを利用して記録を行うものである。
【０００３】
通常の相変化型光記録媒体の膜構成が図４に示されている。図４において、相変化型光記録媒体は、光反射側基板１１上に、反射膜層１２、第２誘電体層１３、相変化記録層１４、第１誘電体層１５が順次、積層されているが、いずれも抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜法で成膜され、この上に、接着または塗布硬化による光入射側基板１６が設けられた構成となっている。
光反射側基板１１および光入射側基板１６は、一般的に可視光領域で透明であり、ガラス製、ポリカーボネイト等のプラスチック樹脂製、および紫外線硬化性樹脂製のものが採用できる。一般的に光反射側基板１１上には、光ビームの走行を正確に導くレールの役割を果たすトラッキング用案内溝が設けられている。
反射膜層１２は、相変化記録層１４を透過したレーザー光と相変化記録層１４上面で反射したレーザー光とを干渉させるために、透過したレーザー光を反射させるものであり、高反射性を有するＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ等の単一金属材料、これら複数種類の金属を含む合金、およびその混合物が用いられている。
【０００４】
相変化記録層１４は、レーザー光の照射により可逆的に相変化を生じて反射率が変化する材料であり、具体的には、Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，およびＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ等のＴｅを主体とした合金が採用されている。これらＴｅ合金を相変化記録層とした光記録媒体では、結晶化速度が速く、消去時間が短いため、レーザー光の照射パワーを変調するだけで、円形の１ビームによる高速のオーバーライトが可能である。成膜直後の相変化記録層の状態は非晶相の状態であり、この相変化記録層に記録を行って非晶相の記録部を形成するために、相変化記録相全体を結晶相にしておく初期化処理が行われる。記録はこの結晶化された状態の中に非晶相部分を形成することにより達成される。
【０００５】
第１誘電体層１５および第２誘電体層１３は、相変化記録層１４の両側に配置することで酸化等の化学的変化による相変化記録層１４の光学特性の変化を防止する保護的機能を有するとともに、その膜厚、屈折率、および光学吸収率により相変化記録層１４における記録部分と消去部分の反射率を調整する光学的調整機能を有し、相変化記録層１４および反射膜層１２との接着性が良く、長期保存によりクラックが生じない耐久性を持つ材料が採用されている。従来特に、膜応力が小さく隣接する各層との接着性が優れているので、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が採用されている。
【０００６】
また、上述のような通常の相変化型光記録媒体では、図４に示す膜構成において、多数回にわたる書き換えの結果、第１誘電体層１５および第２誘電体層１３の構成原子が相変化記録層１４に拡散すると、相変化記録層１４の組成が変化するので、書き換えを何度も繰り返すと記録特性や消去特性の変動が発生するおそれがある。
この繰り返し特性の低下を防止するために、拡散防止層を有する相変化型光記録媒体が提案されている（特開平１０―２７５３６０、特開平１１―１１５３１５等参照）。
拡散防止層を有する相変化型光記録媒体は、相変化記録層１４と第１誘電体層１５または第２誘電体層１３との間に、相変化記録層１４を挟むように酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ゲルマニウム等の拡散防止層を設けることにより、相変化記録層１４と第１誘電体層１５または第２誘電体層１３との間での構成原子の相互拡散および記録層組成の経時変化を防止するものとなっている。
一方、特開平１０−３２６４３４には、媒体の機械的強度を高め、書換の繰り返しにおけるセクターの書き初め部分および書き終わり部分の劣化を低減し、ジッタ特性を良好にするために、第１誘電体層１５のレーザー光入射側に接するように、第１誘電体層１５よりも硬度が高く、充分膜厚の大きい高硬度層を設けた厚膜式の相変化型光記録媒体が開示されている。
【０００７】
近年、光記録媒体において高記録密度化の要請はより一層厳しくなっており、高記録密度のために、レーザー光におけるビーム径の縮小化が進んでいる。その一つの方法としてレーザー光の短波長化が挙げられる。
すなわち、光学レンズを用いてレーザービームを絞る場合、その最小ビーム径はレーザーの波長に依存しており、波長が短くなるほどビーム径は小さくできる。このため、光記録媒体の記録密度はレーザー波長に反比例して高密度化できるので、現在の赤色領域のレーザーから、波長４００ｎｍ付近の紫色領域のレーザーへと光源の交換が図られようとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した通常の相変化型光記録媒体では、記録時に高エネルギー密度のレーザー光が局所的に記録層に照射されるので、記録層における機械的歪みが著しくなる。そのため、多数回にわたる書換の繰り返しの結果、記録層は融解・凝固が繰り返され、溶融した記録層の流動が発生しやすくなり、ジッタ特性の悪化、再生信号の振幅低下が生じて書換回数が充分に確保できないという問題がある。
特に、マークエッジ記録を採用する場合は、ピットポジション記録の場合に比べ、記録、消去による記録層の流動が生じやすく、記録マークのエッジ部の歪みは著しくなる。
この原因としては、高エネルギー密度のレーザー光照射による過熱により、記録層を構成する元素または化合物が記録マークの形に偏析してしまうことによるものと、記録時に記録層が融点を超える高温となる結果、記録層と接する第１誘電体層または第２誘電体層が熱膨張し、これにより、媒体の機械的強度が劣化し、これらの層が記録層側に湾曲するために、融解した記録層が記録トラック方向に温度の低い場所に向かって押し出され、記録領域の記録層材料の量が減少することにより起こるものとが考えられる。
また、このような記録層膜厚の変化や、熱膨張による第１誘電体層、第２誘電体層、および基板の物理的な変形は、トラッキングの安定性を低下させるという問題がある。
【０００９】
前述した拡散防止層を有する相変化型光記録媒体では、酸化ケイ素、窒化アルミニウム、および窒化ゲルマニウム等の拡散防止層の熱伝導率が、第１誘電体層および第２誘電体層の熱伝導率よりも大きいために、記録層から隣接する層への熱伝達特性が大きく変化し、すなわち、レーザー光照射による記録層における熱が拡散防止層を介して逃げやすく、レーザー光照射によって熱せられた記録層の温度低下が速くなり過ぎて、記録時において記録領域内に記録マークが正しく形成されないでジッタ特性が悪くなるという問題がある。
【００１０】
上記厚膜式の相変化型光記録媒体では、高エネルギー密度のレーザー光を照射した場合に、高硬度層には大きな熱応力が発生し、多数回にわたって書換を繰り返すと、第１誘電体層との界面において剥離が生じたり、高硬度層に微小なクラックが生じることがあるので、書き換え可能回数が制限されるという問題がある。
さらに、光記録媒体の製造にあたって、硬度が高く、かつ厚い高硬度層を成膜する場合には、一般的に成膜速度が遅くなり、また、厚い膜を生成するために成膜に時間がかかり、生産性が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、高記録密度化に対応した場合であっても、媒体の機械的強度を充分に保ち、繰り返し記録を行った時の記録層の熱による機械的歪みを防止し、特にマークエッジ記録における記録マークの安定性に優れた繰り返し記録への耐性の良好な光記録媒体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、情報の記録・消去を行うために、記録層に光を照射して非晶相と結晶相との間の相変化を行い、この相変化による光学特性の変化により情報の書き換えを可能にする光記録媒体であって、光入射側基板上に少なくとも保護層、硬度補強層、第１誘電体層、および記録層がこの順に積層され、前記硬度補強層は、前記第１誘電体層よりも硬度が高く、前記硬度補強層の膜厚Ｔh は、前記第１誘電体層の膜厚Ｔ1 に応じた値が設定され、前記膜厚Ｔh と前記膜厚Ｔ1 とが０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の関係にあり、前記膜厚Ｔh は、１５ｎｍ未満であることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、図１に示すように、第１誘電体層５よりも硬度の高い硬度補強層７を設けるとともに、硬度補強層７を構成する物質を適宜選択することにより、膜厚の小さい硬度補強層７であっても、媒体全体を充分補強でき、媒体の機械的強度の増加が図れる。特に、記録時において、高記録密度化に対応した短波長のレーザー光の高エネルギービームが照射され、相変化記録層４が高温になっても、相変化記録層４の熱による著しい機械的歪みが硬度補強層７により防止されるので、相変化記録層４の流動とその後生ずる層全体の変形を防止することができる。
特に、マークエッジ記録での記録マークを安定にし、記録信号に対して忠実な再生信号を得ることができ、書換回数を確保できる。
さらに、硬度補強層７は、相変化記録層４に接することなく積層されているので、相変化記録層４の熱特性を変化させることはなく、すなわち、相変化記録層４に隣接する層の熱伝導率を変化させることがないので、安定した記録感度を得ることができる。
【００１４】
ところで、硬度補強層７の膜厚Ｔh と第１誘電体層５の膜厚Ｔ1 との関係が、Ｔh ／Ｔ1 ≦０．４以下となる場合には、第１誘電体層５の膜厚Ｔ1 に対して硬度補強層７の膜厚Ｔh が小さくなり、媒体の機械的強度の補強、および相変化記録層４の熱による機械的歪みを防止する効果が抑制され、記録時において、高エネルギー密度のレーザー光が照射されて相変化記録層４が高温になると、相変化記録層４は流動し、またそれに伴って層全体の変形が起こり、記録マークの安定性およびトラッキングの安定性が悪化する。
【００１５】
したがって、硬度補強層７の膜厚Ｔh と第１誘電体層５の膜厚Ｔ1 とは０．４＜Ｔh ／Ｔ1 となる関係が好ましく、この膜厚比を満足する範囲内で硬度補強層７および第１誘電体層５の膜厚を薄く形成することができるため、媒体の機械的強度を維持し、相変化記録層４の熱による機械的歪みを防止しつつ、膜中に発生する応力を低減させ、各層の界面における剥離や微小なクラックの発生を防止し、繰り返し記録への耐性を向上することができる。さらに、硬度補強層７および第１誘電体層５の膜厚を薄く成膜できるので、生産時の成膜時間は低減し、生産性が向上する。また、硬度補強層７の膜厚Ｔh が１５ｎｍ未満である場合に、ジッタ特性は良好となる。
また、請求項２に記載の発明は、情報の記録・消去を行うために、記録層に光を照射して非晶相と結晶相との間の相変化を行い、この相変化による光学特性の変化により情報の書き換えを可能にする光記録媒体であって、少なくとも光反射側基板、保護層、硬度補強層、第１誘電体層、記録層とを有し、光入射方向に対して、少なくとも前記保護層、前記硬度補強層、前記第１誘電体層、および前記記録層がこの順に積層されており、前記硬度補強層は、前記第１誘電体層よりも硬度が高く、前記硬度補強層の膜厚Ｔh は、前記第１誘電体層の膜厚Ｔ1 に応じた値が設定され、前記膜厚Ｔh と前記膜厚Ｔ1 とが０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の関係にあり、前記膜厚Ｔh は、１５ｎｍ未満であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記硬度補強層の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。本発明では、硬度補強層７の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度であっても、媒体の機械的強度を充分保持し、相変化記録層４の熱による機械的歪みを防止することができるが、前述のように硬度補強層７の膜厚を限定すれば、第１誘電体層５の膜厚は、０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の条件を満たす範囲で自由に設定することができ、要求に応じた寸法にすることが可能となるので、光記録媒体を設計するにあたり、用途や要求性能等に応じて光記録媒体の最適化が図れる。また、硬度の高い膜を薄く形成することにより、膜中には大きな応力は発生せず、各層の界面における剥離や微小なクラックが発生することはない。ジッタ特性は、このような硬度補強層７の膜厚が薄い範囲内で特に良好である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記第１誘電体層の膜厚は、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。本発明では、第１誘電体層５の膜厚が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であっても、相変化記録層４の保護的機能および光学的調整機能が確保されるので、記録再生特性を損なわない。さらに、第１誘電体層５の膜厚を薄く形成することにより、硬度補強層７によって行われる、高エネルギー密度のレーザー光照射による相変化記録層４の高温化に伴った流動の抑制効果を促進することができる。また、光記録媒体の製造にあたって、膜厚を充分薄く形成することにより、成膜時間は短縮され、生産性の向上に繋がる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、前記硬度補強層のビッカース硬度は、４ＧＰａ以上であることが好ましい。本発明では、媒体の機械的強度および第１誘電体層５のビッカース硬度の点から硬度補強層７のビッカース硬度が、４ＧＰａ以上であれば、硬度補強層７が薄くても、媒体の機械的強度を補強でき、相変化記録層４の流動を抑制し、書換回数を確保することができる。このような、硬度補強層７の材料としては、例えば、金属窒化物、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属セレン化物等の金属化合物およびその混合物である。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、前記硬度補強層のヌープ硬度は、４ＧＰａ以上であることが好ましい。本発明では、媒体の機械的強度を充分保持し、請求項５に記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
本発明の光記録媒体における膜構成は、図２に示すように、媒体の基体となる光入射側基板６および光反射側基板１との間に、レーザー光の照射により非晶相と結晶相との間を相変化する相変化記録層４と、相変化記録層４の保護的機能および光学的調整機能を有する第１誘電体層５および第２誘電体層３と、相変化記録層４を透過したレーザー光を反射させる反射膜層２と、媒体の機械的強度を補強する硬度補強層７と、必要に応じて、硬度補強層７を付与することによる光学的特性の変化を補正する機能を有する保護層８とがそれぞれスパッタリングにより形成され、これらの層が積層構造をした構成となっている。
【００２１】
光反射側基板１は、一般的に可視光領域で透明であって、均一でありかつ吸水性および吸湿性を有する材料が用いられている。通常、この光反射側基板１は、レーザーカッティングによりサブミクロン精度でトラッキング用溝が形成されたスタンパーと称する金型を用いて射出成形により作成されている。ここで、材料としては上記のような特性を有しているものが採用できる。例えば、ガラス製、およびポリカーボネート等のプラスチック樹脂製の基板が採用できる。この基板上に下記に示す層を順次、スパッタリングにより積層している。
反射膜層２は、高反射性を有することで、反射光量を上げ、信号コントラストを大きくすることができる。また、反射層２は放熱層の役割もあり、一般に熱伝導率の高い材料が望ましい。特に、耐腐食性、レーザー光照射による熱の安定性を有する材料として、例えば、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ等の単一金属材料、これら複数種類の金属を含む合金、およびその混合物が採用できる。
【００２２】
第１誘電体層５および第２誘電体層３は、相変化記録層４の酸化等による化学的変化による光学特性の変化を防止するように相変化記録層４に接してかつ挟むように形成されており、相変化記録層４との密着性および記録時における相変化記録層４の融解による熱に対する安定性の高い材料が必要とされる。例えば、ＺｎＳの薄膜、ＳｉＯ２等の金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属セレン化物等の金属化合物およびその混合物が採用できる。ここで、第１誘電体層５の膜厚は、後述の実験結果（表３）に基づいて、硬度補強層７による機械的強度を補強する効果が充分に得られるために、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。
相変化記録層４は、レーザー光照射により非晶相と結晶相との間を相変化し、結晶相と非晶相では複素屈折率が異なるために、媒体の反射率若しくは位相が異なり、情報が読み出せるようにしたものである。本発明における相変化記録層４としては、特に限定するものではないが、Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，およびＧｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ等が挙げられる。この中でもＧｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とするものが、結晶化速度が速く、消去時間が短く、かつ多数回の記録に優れている。
【００２３】
硬度補強層７は、第１誘電体層５よりも高い硬度を有することにより、媒体の機械的強度を補強し、記録時におけるレーザー光等の高エネルギービーム照射による記録層の高温化に伴った熱流動とその後生ずる層全体の変形を防止するものである。ここで、硬度補強層７のビッカース硬度またはヌープ硬度は、第１誘電体層５に特によく使われるＺｎＳ−ＳｉＯ２のビッカース硬度およびヌープ硬度である４ＧＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ２）以上が好ましく、例えば、表１に示すような金属窒化物、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属セレン化物等の金属化合物およびその化合物が採用できる。また、硬度補強層７の膜厚は、媒体の機械的強度を維持する範囲内で、また、多数回にわたる書き換えの繰り返しの結果、後述の実験結果（表３）に基づいて、隣接する各層との界面における剥離および微小なクラックが発生しないことから１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内で形成することが好ましく、かつ硬度補強層７の膜厚Ｔh と第１誘電体層５の膜厚Ｔ1 との間に０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の関係があることが好ましい。
【００２４】
【表１】
0004004264.tif 000002
【００２５】
保護層８は、硬度補強層７を付与することによって生じた光学的特性の変化を必要に応じて補正するものであり、同時に副次的効果として、相変化記録層４を外部からの機械的なダメージから保護し、かつ光入射側基板６への熱的ダメージを低減するものであり、光入射側基板６との密着性が高い材料が採用される。材料としては特に限定はしないが、第１誘電体層５または第２誘電体層３と同じでも構わない。
光入射側基板６は、上記光反射側基板１と同様に均一でありかつ吸水性および吸湿性を有する材料が採用できる。ここで、材料としては、ガラス製およびポリカーボネート等のプラスチック樹脂製のシート６Ｂが用いられ、シート６Ｂは保護層８上面に接着剤６Ａを用いて貼り付けられている。
【００２６】
前述のような第１実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）  第１誘電体層５よりも高硬度である硬度補強層７を設けるとともに、硬度補強層７を構成する物質を適宜選択することにより、膜厚の小さい硬度補強層７であっても、光記録媒体全体を充分補強でき、光記録媒体の機械的強度の増加が図れる。特に、記録時において、高記録密度化に対応した短波長の高エネルギービームが照射され、相変化記録層４が高温になっても、相変化記録層４の熱による著しい機械的歪みが硬度補強層７により防止されるので、相変化記録層４の流動とその後生ずる層全体の変形を防止することができ、繰り返し記録への耐性を向上することができる。
（２）  硬度補強層７を導入することにより、媒体の機械的強度を増加することができ、高エネルギー密度のレーザー光照射による相変化記録層４の膜厚変化や、熱膨張による第１誘電体層５、第２誘電体層３等の物理的な変形を防止することができるので、トラッキングを安定にし、記録・消去時において隣接トラックの非晶相記録部を消してしまうクロスイレーズの発生、および再生時において隣接トラックからの再生信号のもれ込みが生ずるクロストークの発生を防止することができる。
（３）  硬度補強層７は、相変化記録層４に接することなく第１誘電体層５を介して積層されているので、硬度補強層７により相変化記録層４の熱伝達特性を変化させることはなく、すなわち、レーザー光照射による熱が相変化記録層４内で適度に拡散を行うことができ、安定した記録感度を得ることができる。
（４）  硬度補強層７の膜厚を１ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度にしても、光記録媒体の機械的強度を充分保持し、相変化記録層４の熱による機械的歪みを防止することができ、さらに、硬度補強層７の膜厚が薄い領域で形成されることにより、硬度補強層７の膜中に発生する応力を低減することができるため、隣接する各層との界面における剥離や微小なクラックの発生を防止し、繰り返し記録への耐性を向上することができる。
（５）  第１誘電体層５の膜厚を１ｎｍ以上５ｎｍ以下程度にしても、相変化記録層４の保護的機能および光学的調整機能が確保されるので、記録再生特性を損なわない。さらに、このような薄い範囲内で第１誘電体層５を形成することにより、硬度補強層７によって行われる、高エネルギー密度のレーザー光照射による相変化記録層４の高温化に伴った熱流動の抑制効果を促進することができる。
（６）  硬度補強層の膜厚Ｔh と第１誘電体層の膜厚Ｔ1 とにおいて０．４＜Ｔh ／Ｔ1 の範囲内で、硬度補強層７および第１誘電体層５の膜厚を充分薄く形成することにより、光記録媒体の製造にあたって、成膜時間は短縮され、生産性の向上に繋がる。
（７）  硬度補強層７の硬度は、第１誘電体層５の硬度よりも高く、かつそのビッカース硬度またはヌープ硬度が４ＧＰａ以上であれば、硬度補強層７の膜厚が薄くても、相変化記録層４のレーザー光照射による熱流動を抑制し、繰り返し記録への耐性を向上することができる。このような材料としては、表１に示すような種々の材料を使用することができ、光記録媒体の設計における最適化が可能となる。
【００２７】
［第２実施形態］
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態における光記録媒体では、光反射側基板１上に反射膜層２、第２誘電体層３、相変化記録層４、第１誘電体層５、硬度補強層７、保護層８が順次、スパッタリングにより積層され、その上に光入射側基板６が形成された構成になっていた。
これに対して、第２実施形態における光記録媒体では、図３に示すように反射膜層２と第２誘電体層３との間に第３誘電体層９が介在している点が相違する。具体的に、第３誘電体層９は、熱伝導率が第２誘電体層３と異なる層を積層することにより、相変化記録層４に加えられた熱の冷却特性を改善し、記録・消去時において隣接トラックまで熱が拡がって、隣接トラックの非晶相記録部を消してしまうクロスイレーズの発生を防止するものであり、材料としては、特に限定しないが、第２誘電体層３とは異なる構成とし、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属セレン化物の金属化合物およびその混合物が採用できる。
【００２８】
前述のような第２実施形態によれば、前記（１）から（７）と同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（８）  相変化記録層４の冷却特性の調整機能を有する第３誘電体層９という熱伝導率の異なる層を導入することにより、記録・消去時において隣接トラックの非晶相記録部を消してしまうクロスイレーズの発生を防止することができる。
（９）  反射膜層２と第２誘電体層３の構成物質が互いに拡散すると反応して変質しやすいような材料の場合には、第３誘電体層９によってバリア層としての効果を得ることができ、記録媒体の保存性を向上することができる。
（１０）  第３誘電体層９の構成を、硬度補強層７と同様の構成にすれば、相変化記録層４を両側から挟む形になり、高エネルギー密度のレーザー光照射による相変化記録層４の熱流動をさらに抑制し、かつその後生ずる層全体の変形を防止することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
【００３０】
［実施例１］
本実施例１は、前記第１実施形態に基づいて以下のように光記録媒体を構成し、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
すなわち、表２ａに示すように、厚さ１．１ｍｍ、直径１２ｃｍ、０．３１５μｍピッチのスパイラルグルーブ付きポリカーボネート樹脂の光反射側基板１上にスパッタリングにより、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金を成膜し、膜厚１００ｎｍの反射膜層２を形成した。次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚６ｎｍの第２誘電体層３を形成した。続いて、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの四元系合金を成膜し、膜厚１６ｎｍの相変化記録層４を得た。さらに、第２誘電体層３と同じＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚５ｎｍの第１誘電体層５を形成した。さらにまた、ＡｌＮを成膜し、膜厚５ｎｍの硬度補強層７を形成した後に、第１誘電体層５および第２誘電体層３と同じＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚２５ｎｍの保護層８を形成した。この上に、接着剤６Ｂを用いて膜厚０．０９ｍｍのポリカーボネート樹脂シート６Ａを貼り付けて総厚が０．１ｍｍの光入射側基板６を形成し、本発明の光記録媒体を得た。
【００３１】
［実施例２］
本実施例２は、前記実施例１における成膜条件を以下のように変更したうえで、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ５ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  １０ｎｍ
保護層の膜厚          ；  ２０ｎｍ
【００３２】
［実施例３］
本実施例３は、前記第２実施形態に基づいて以下のように光記録媒体を構成し、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
すなわち、表２ｂに示すように、厚さ１．１ｍｍ、直径１２ｃｍ、０．６００μｍピッチ（ランド幅０．３００μｍ、グルーブ幅０．３００μｍ）のスパイラルグルーブ付きポリカーボネート樹脂の光反射側基板１上にスパッタリングにより、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金を成膜し、膜厚２００ｎｍの反射膜層２を形成した。次に、ＡｌＮを成膜し、膜厚５ｎｍの第３誘電体層９を形成した。次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚５ｎｍの第２誘電体層３を形成した。続いて、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの四元系合金を成膜し、膜厚１０ｎｍの相変化記録層４を得た。さらに、第２誘電体層と同じＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚２ｎｍの第１誘電体層５を形成した。さらにまた、第３誘電体層９と同じＡｌＮを成膜し、膜厚１ｎｍの硬度補強層７を形成した後に、第１誘電体層５および第２誘電体層３と同じＺｎＳ−ＳｉＯ２を成膜し、膜厚１２１ｎｍの保護層８を形成した。この上に、紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により塗布硬化して厚さ０．１ｍｍの光入射側基板６を形成し、本発明の光記録媒体を得た。
【００３３】
［実施例４］
本実施例４は、前記実施例３における成膜条件を以下のように変更して光記録媒体を構成し、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  １ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  １ｎｍ
保護層の膜厚          ；  １２２ｎｍ
［実施例５］
本実施例５は、前記実施例３における成膜条件を以下のように変更して光記録媒体を構成し、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ２ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  ２ｎｍ
保護層の膜厚          ；  １２０ｎｍ
【００３４】
［実施例６］
本実施例６は、前記実施例３における成膜条件を以下のように変更して光記録媒体を構成し、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ３ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  ２ｎｍ
保護層の膜厚          ；  １１９ｎｍ
［比較例１］
本比較例１は、前記実施例１における成膜条件を以下のように変更したうえで、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ３５ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  成膜せず
保護層の膜厚          ；  成膜せず
【００３５】
［比較例２］
本比較例２は、前記実施例１における成膜条件を以下のように変更したうえで、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ３０ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  ５ｎｍ
保護層の膜厚          ；  成膜せず
［比較例３］
本比較例３は、前記実施例１における成膜条件を以下のように変更したうえで、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ２５ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  １０ｎｍ
保護層の膜厚          ；  成膜せず
【００３６】
［比較例４］
本比較例４は、前記実施例１における成膜条件を以下のように変更したうえで、多数回の書き換えによるジッタ特性を評価する。
第１誘電体層の膜厚    ；  ５ｎｍ
硬度補強層の膜厚      ；  １５ｎｍ
保護層の膜厚          ；  １５ｎｍ
【００３７】
【表２】
0004004264.tif 000003
【００３８】
［実験結果］
スパッタリングにより成膜した光記録媒体は、予め、波長８１０ｎｍの半導体レーザーのビームをあてて、光記録媒体の記録層全面を結晶相とすることで初期化している。
実施例１、２および比較例１から比較例４においては、下記条件１によってジッタ特性を評価し、実施例３から実施例６においては、下記条件２によってジッタ特性を評価する。その結果は、表２に示されている。
【００３９】
（条件１）  線速度５ｍ／ｓの条件で、対物レンズ開口数０．８５、半導体レーザー波長４０３ｎｍの光ヘッドを用いて、１−７変調のランダムパターンをマークエッジ記録方式で１万回の繰り返しオーバーライトを行った。ここで、記録には一般的な３値のマルチパルスを用いて、記録パワーは４．０ｍＷ、消去パワーは２．２ｍＷ、ウインドウ幅は１５．１３ｎｓとした。
（条件２）  線速度５．７ｍ／ｓの条件で、対物レンズ開口数０．８５、半導体レーザー波長４０３ｎｍの光ヘッドを用いて、１−７変調のランダムパターンをマークエッジ記録方式で１万回の繰り返しオーバーライトを行った。ここで、記録には一般的な３値のマルチパルスを用いて、記録パワーは４．５ｍＷ、消去パワーは２．５ｍＷ、ウインドウ幅は１５．１５ｎｓとした。
【００４０】
実施例１によれば、１万回の繰り返しオーバーライト後でも、ジッタはウインドウ幅１５．１３ｎｓの１０％以下という実用上良好な結果を得ることができた。硬度補強層７を導入したことにより、光記録媒体の機械的強度を高め、相変化記録層４の熱流動を抑制し、記録マークを安定に維持していることが考えられる。また、硬度補強層７の膜厚が５ｎｍという薄い領域であるために、硬度補強層７内部において発生する応力が抑制され、１万回の繰り返しオーバーライトでも剥離欠陥や微小なクラックが発生せず、かつ第１誘電体層５が５ｎｍと薄い領域であるために、硬度補強層７による相変化記録層４の熱流動抑制効果を促進させていると考えられる。
実施例２によれば、ジッタ特性は、実施例１とほぼ同様な結果であり、１万回の繰り返しオーバーライト後でも、ジッタはウインドウ幅１５．１３ｎｓの１０％以下という実用上良好な結果を得ることができた。硬度補強層７の膜厚が１０ｎｍでも熱応力の発生が抑制されていると考えられる。
【００４１】
実施例３によれば、１万回の繰り返しオーバーライト後でも、ジッタはウインドウ幅１５．１５ｎｓの１０％以下という実用上良好な結果を得ることができた。硬度補強層７と同様の構成である第３誘電体層９を導入することにより、硬度補強層７の膜厚を１ｎｍという前記実施例１よりも薄い領域でも前記実施例１と同様の効果を奏すると考えられる。
実施例４から実施例６によれば、ジッタ特性は、実施例３とほぼ同様な結果であり、１万回の繰り返しオーバーライト後のジッタは、ウインドウ幅１５．１５ｎｓの１０％以下という実用上良好な結果を得ることができた。
【００４２】
比較例１によれば、千回の繰り返しオーバーライト後に、ジッタはウインドウ幅１５．１３ｎｓの１２％よりも大きくなり実用上好ましくない結果となった。第１誘電体層５だけでは、波長４０３ｎｍの高エネルギー密度を有するレーザー光の照射による相変化記録層４の熱流動およびその後生ずる層全体の変形を回避することができないと考えられる。
比較例２および比較例３によれば、千回の繰り返しオーバーライト後から、ジッタはウインドウ幅１５．１３ｎｓの１０％以上と増加が始まり、さらに、１万回の繰り返しオーバーライト後には、ウインドウ幅１５．１３ｎｓの１２％よりも大きくなり実用上好ましくない結果となった。硬度補強層７を導入しても第１誘電体層５の膜厚が３０ｎｍ、２５ｎｍと大きい領域にあるために、硬度補強層７による光記録媒体の機械的強度の補強および相変化記録層４の熱による機械的歪みを防止する効果を抑制してしまい、相変化記録層４の記録マークの歪みが起こったと考えられる。
【００４３】
比較例４によれば、千回の繰り返しオーバーライト後から、ジッタはウインドウ幅１５．１３ｎｓの１０％以上になって増加が始まり、さらに、１万回の繰り返しオーバーライト後には、ウインドウ幅１５．１３ｎｓの１２％よりも大きくなり実用上好ましくない結果となった。第１誘電体層５の膜厚は５ｎｍと薄い領域であるが、硬度補強層７の膜厚が１５ｎｍまで厚い領域にあるために、波長４０３ｎｍの高エネルギー密度のレーザー光照射によって硬度補強層７内部に大きい熱応力が発生し、多数回にわたるオーバーライトの結果、剥離欠陥やクラックが生じてしまったと考えられる。
【００４４】
【表３】
0004004264.tif 000004
【００４５】
以上、本発明について好適な実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、本発明の層構成に限らず、以下に示すような構成であってもよい。
（１）光入射側基板または光反射側基板が無い構成。
（２）第１誘電体層と光入射側基板との間に、さらに他の材料の層を追加した構成。
（３）記録層が２層である構成。
（４）反射膜層が無い構成。
（５）光入射側基板または光反射側基板の位置に、さらに記録媒体構成が１つ以上追加されていて、多層記録を可能にしている構成。
その他、様々な構成を適用してもよい。
また、前記実施形態では、光反射側基板上に各層を成膜していたが、光入射側基板上に各層を積層するように成膜してもよい。
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、高記録密度化に対応して短波長のレーザー光を使用しても、レーザ光照射による記録層の熱流動およびその後生ずる層全体の変形を抑制し、特にマークエッジ記録における記録マークを安定に維持することができ、多数回にわたる繰り返し記録への耐性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における光記録媒体の層構造を表した図である。
【図２】本発明の第１実施形態における光記録媒体の層構造を表した図である。
【図３】本発明の第２実施形態における光記録媒体の層構造を表した図である。
【図４】従来の光記録媒体の層構造を表した図である。
【符号の説明】
１、６  基板
４  相変化記録層（記録層）
５  第１誘電体層
７  硬度補強層
Ｔh 硬度補強層の膜厚
Ｔ1 第１誘電体層の膜厚
【図１】
0004004264.tif 000005
【図２】
0004004264.tif 000006
【図３】
0004004264.tif 000007
【図４】
0004004264.tif 000008