(57)【要約】複数の情報層を有しながらも全ての情報層において安定な記録再生を実現でき、レーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体とその製造方法を提供する。そのために、本発明は、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備えた光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第２情報層の方が第１情報層より材料Ｍの組成比が多いことを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、
いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、
前記第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、前記第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２とすると、
Ｍ２＞Ｍ１
の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録層は、１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層の膜厚が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び／または前記基板と反対側に保護層を備えることを特徴とする、請求項１から３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記保護層の材料が、ＺｎＳ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏより選ばれる少なくとも一つの酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎより選ばれる少なくとも一つの窒化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃより選ばれる少なくとも一つの炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｍｇ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２等）であることを特徴とする、請求項４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記保護層の膜厚が３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項４または５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、記録層の前記基板側に反射層を備えることを特徴とする、請求項１から６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記反射層の主成分が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉより選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記反射層の膜厚が、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項７または８に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、
いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭｎとすると、
Ｍｎ≧・・・≧Ｍ２≧Ｍ１かつＭ１≠Ｍｎ
の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
前記記録層は、１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことを特徴とする請求項１０に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１２】
前記記録層の膜厚が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１３】
前記第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び／または前記基板と反対側に保護層を備え、
前記保護層は、屈折率ｎが１．５以上の材料からなることを特徴とする、請求項１０から１２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１４】
前記第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側に反射層を備え、
前記反射層は、屈折率ｎが２以下かつ消衰係数ｋが２以上の材料からなることを特徴とする、請求項１０または１３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の光学的情報記録媒体の製造方法であって、
少なくとも前記記録層を形成した後に、６０℃以上で５分以上保持するアニール処理を施すことを特徴とする、光学的情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基板上にレーザビーム等の高エネルギー光ビームを照射することにより、情報信号を記録再生する光学的情報記録媒体と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  大容量、高速度での情報の記録再生が可能な媒体の一つとして、相変化型記録媒体が知られている。これは、記録材料にレーザ光を局所的に照射した際に生じる熱によって、光学的に区別可能な異なる状態へ記録材料が変化することを利用したものである。相変化型記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、近年ますますその重要性が高まっている。例えば、コンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録、保存や、医療分野、学術分野、或いは家庭用ビデオテープレコーダの置き換え等、様々な分野での需要が高まっている。現在、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、相変化型記録媒体について、さらに大容量化、高密度化、高速化を達成することが求められている。
従来から提案されている媒体の記録再生原理に基づく種類としては、多数回の書き換えが可能な書き換え型媒体や、１回のみ書き込み可能ないわゆる追記型媒体が挙げられる。追記型媒体は一般に、書き換え型媒体と比較して層数を少なくできる場合が多いため、製造が容易であり低コスト化が可能である。また、書き換えできないことから、ユーザが破壊されたくないデータを書きこむために好都合である。さらに、保存寿命が長く信頼性の高いため、アーカイバル用途として大きな需要があると予想される。このため、高密度の書き換え型媒体の普及に伴って、高密度の追記型媒体の需要もますます高まってくるものと考えられる。
従来、追記型の記録材料として、いくつかの酸化物材料が提案されている。例えば、ＧｅＯ２、ＴｅＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２等の酸化物母材中にＴｅ粒子を分散させた記録材料は、高感度で大きな信号振幅が得られることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄを主成分とする記録材料は大きい信号振幅が得られ、信頼性も非常に高いことが知られている（例えば、特許文献２参照）。これらＴｅ−Ｏ−Ｐｄ系記録材料の記録メカニズムは次のように考えられる。成膜後のＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜は、ＴｅＯ２の中にＴｅ−Ｐｄ、或いはＴｅ、或いはＰｄが微粒子として一様に分散している複合材料である。レーザ光の照射後は、溶融されてＴｅやＴｅ−ＰｄやＰｄがより大きな結晶粒子となって析出するため、光学状態が変化し、その差が信号として検出できる。また、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄを主成分とする材料は、ほぼ透明なＴｅＯ２を母材としているため、膜の透過率を大きくとることが容易であり、媒体の片側からレーザ光を照射することで多層の情報層に記録することが必要な多層光学情報媒体にも適用できるという利点がある。
上記ＴｅＯｘ系記録材料を用いた追記型記録媒体を実用化する上で重要な課題の一つとして、記録した信号を再生すると信号振幅が徐々に大きくなる（以下、緩和現象と呼ぶ）ことが挙げられる。そこで、ＴｅＯｘに材料Ｍ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を添加すると（Ｔｅ−Ｏ−Ｍ）、この緩和現象が低減される。
しかし、２層からなる記録媒体におけるレーザ入射側に近い情報層のＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜では、高透過率を実現するために記録層を奧側に比べてより薄くする必要があり、その結果、単一の情報層を有する追記型記録媒体に比べて、より大きな緩和現象が生じる。これは、レーザ入射側に近い情報層では記録層が薄いために結晶化の起点となりえるＰｄ量が少なくなり、結果的にＰｄと結合していないＴｅ量がより多くなるためと考えられる。この余ったＴｅが緩和現象に影響を及ぼすため、レーザ入射側に近い情報層では、より大きな緩和現象が見られるのである。媒体を実用的に使用する上で、ある層は信号振幅が安定であるが、ある層は信号を再生している最中に信号振幅が変化することは好ましくない。また、３層以上の情報層を有する追記型記録媒体では、レーザ入射側に近い情報層に用いる記録層をさらに薄膜化する必要があり、そのため、より大きな緩和現象が見られる。
また、２層からなる記録媒体におけるレーザ入射側から遠い情報層では、レーザ入射側から近い情報層を透過して情報の記録再生を行うために、高い記録感度を有する必要がある。記録感度はＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜中のＰｄ量によっても変化し、Ｐｄ量が多いほど記録感度は悪化する。そこで、レーザ入射側から遠い情報層では、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ膜中のＰｄ量は少ない方が好ましい。また、３層以上の情報層を有する記録媒体でも、レーザ入射側から最も遠い情報層ではより高い記録感度を有する必要があるため、２層の場合と同様にＰｄ量は少ない方が好ましい。
【特許文献１】特開昭５８−５４３３８号公報
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ９８／０９８２３号公報
【発明の開示】
【０００３】  本発明は、上記課題を解決し、複数の情報層を有しながらも全ての情報層において安定な記録再生が実現でき、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決する手段として、本発明は、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２とすると、
Ｍ２＞Ｍ１
の関係を満たすこととする。
これにより、２層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。
ここで、記録層は１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
また、記録層の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、より良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１及び第２情報層のうちの二つ以上が、記録層の基板側及び／または基板と反対側に保護層を備えることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
ここで、保護層の材料がＺｎＳ、Ｓｉ−Ｏ、Ｎ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏより選ばれる少なくとも一つの酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎより選ばれる少なくとも一つの窒化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃより選ばれる少なくとも一つの炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｍｇ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２等）であることが好ましい。
これにより、さらに良好な記録特性を得ることが可能となる。
また、保護層の膜厚が３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備えることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
ここで、反射層はＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉより選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料からなることが好ましい。
これにより、さらに良好な記録特性を得ることが可能となる。
ここで、反射層の膜厚が３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭｎとすると、
Ｍｎ≧・・・≧Ｍ２≧Ｍ１かつＭ１≠Ｍｎ
の関係を満たすこととする。
これにより、多層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。
ここで、記録層は１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
また、記録層の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、より良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側及び／または基板と反対側に保護層を備え、保護層は屈折率ｎが１．５以上の材料からなることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備え、反射層は屈折率ｎが２以下かつ消衰係数ｋが２以上の材料からなることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
また、上記に述べた製造方法を用いて作製された情報記録媒体を形成した後に、６０℃以上で５分以上保持するアニール処理を施すことが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
以上述べたように、本発明によれば、複数の情報層を有しながらも、全ての情報層において安定な記録再生を実現できる光学的情報記録媒体と、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。
【図２】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。
【図３】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
【０００５】  １、８  基板
２、９  第１の情報層
３、１０  中間層
４、１１  第２の情報層
５、１３  光透明層
６、１４、１６  レーザ光
７、１５、２１  光学的情報記録媒体
１２  第ｎの情報層
１７  対物レンズ
１８  半導体レーザ
１９  光学ヘッド
２０  スピンドルモータ
２２  記録再生装置
２０１、４０１、９０１  反射層
２０２、２０４、４０２、４０４、９０２、９０４、１１０１、１１０３、１２０１、１２０３  保護層
２０３、４０３、９０３、１１０２、１２０２  記録層
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
図１及び図２は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例である。
図１に示すように、本発明の光学的情報記録媒体７は、基板１上に第１の情報層２及び第２情報層４がこの順に設けられて構成されている。２つの情報層の間には中間層３を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。さらに、第２の情報層の上に光透明層５を形成する。この光学的情報記録媒体に対し、光透明層５の側からレーザ光６を照射して記録再生を行う。
また、図２に示すように、本発明の光学的情報記録媒体１５は、基板８上に第１の情報層９、第２情報層１１、・・・、第ｎの情報層１２がこの順に設けられて構成されていてもよい。図１と同様に、各情報層の間には中間層１０を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。この光学的情報記録媒体１５に対し、光透明層１３の側からレーザ光１４を照射して記録再生を行う。第１〜第ｎの各情報層はいずれも記録層を有する。記録層以外にも誘電体材料からなる保護層、或いは合金材料等からなる反射層を設けることもできる。
基板１、８及び光透明層５、１３は、光学的情報記録媒体を傷や酸化から保護する役割を担う保護材である。光透明層５、１３は、レーザ光を通過させて記録再生を行うため、レーザ光に対して透明な材料、或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい（例えば、光吸収１０％以下）材料を使用する。
基板１、８及び光透明層５、１３の材料の例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクレート、ポリオレフィン系樹脂等の各種の樹脂、またはガラス等が挙げられる。
光透明層５、１３としては、成形等により所定の形状に作製した基板を用いてもよいし、シート状のものを所定の形状となるように加工したものを用いてもよい。或いは、記録再生に用いるレーザ光に対して透明な紫外線硬化樹脂を用いてもよい。ここでいう光透明層５、１３とは、後に述べる保護層２０４、１２０３からみてレーザ入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする。例えば、透明なシートを透明な紫外線硬化樹脂によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層５、１３と称する。
光透明層５、１３、或いは基板１、８の少なくともいずれか一方には、レーザ光を導くための案内溝或いはピットが、情報層の位置する側に形成されていることが好ましい。
中間層３、１０は、第１の情報層〜第２の情報層とを、もしくは第ｎの情報層とを光学的に分離するために設ける層であり、レーザ光に対して透明な材料からなる。具体的には、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。中間層３、１０の膜厚は、各情報層を分離可能な程度に厚く、かつ各情報層が対物レンズの集光可能な範囲内となるような膜厚とすればよい。３層以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層の厚さを異なる厚さとすることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さの場合、情報層の位置が等間隔となり、奥の層を記録再生する際に、２つ手前に位置する層でレーザ光が焦点を結びうるため、クロストークが大きくなる可能性があるためである。
記録層２０３、４０３、９０３、１１０２、１２０２は光学特性が異なる２つ以上の状態間をとりうる材料より構成する。記録層の材料は、この異なる状態間を非可逆的に変化しうるものであることが好ましく、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（Ｍは上記記載の元素）を主成分とする材料が好適である。ここで、主成分とは、８０原子％を超える１または２以上の成分をいい、２以上の成分が主成分である場合には、成分の合計が８０原子％以上であればよい。元素Ｍの好ましい例には、Ｐｄ及びＡｕが含まれる。Ｐｄ及び／またはＡｕの添加により、十分な結晶化速度及び高い環境信頼性が実現しやすくなる。この材料は、酸素原子（Ｏ原子）を３０原子％以上７０原子％以下、Ｍ原子を１原子％以上３０原子％以下含有する組成を有することが好ましい。さらには、Ｍ原子を５原子％以上含有する組成を有することがより好ましい。
Ｏ原子が３０原子％未満では、記録層の熱伝導率が高くなりすぎて、記録マークが過大となることがある。このため、記録パワーを上げてもＣ／Ｎ比が上がりにくい。これに対し、Ｏ原子が７０原子％を超えると、記録層の熱伝導率が低くなりすぎて、記録パワーを上げても記録マークが十分大きくならないことがある。このため、高いＣ／Ｎ比と高い記録感度が実現しにくくなる。
Ｍ原子が１原子％未満では、レーザ光照射時にＴｅとの化合物を形成することによる結晶化の働きが相対的に小さくなって記録層２の結晶化速度が不足することがある。このため、高速でマークを形成できなくなる。Ｍ原子を５％以上含有する組成は、結晶化速度がより向上し、安定したマークを形成可能になるため、より好ましい。これに対し、Ｍ原子が３０原子％を超えると、非晶質−結晶間の反射率変化が小さくなって、Ｃ／Ｎ比が低くなることがある。
記録層には、Ｔｅ、Ｏ及びＭ以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率や光学定数の調整、または耐熱性・環境信頼性の向上等を目的として、Ｓ、Ｎ、Ｆ、Ｂ及びＣから選ばれる少なくとも１種の元素を添加してもよい。これらの添加元素は、記録層全体の２０原子％以内とすることが好ましい。
記録層の膜厚は、２ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。十分なＣ／Ｎ比が得やすくなるからである。この膜厚が２ｎｍ未満では十分な反射率及び反射率変化が得られないためＣ／Ｎ比が低くなることがある。この観点から、記録層は５ｎｍ以上がさらによい。一方、この膜厚が７０ｎｍを超えると、記録層の薄膜面内の熱拡散が大きくなって高密度記録においてＣ／Ｎ比が低くなる恐れがある。
２層からなる記録媒体においては、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、前記第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、前記第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２とすると、
Ｍ２＞Ｍ１
の関係を満たすこととする。これにより、２層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。このときＭ２はＭ１より１原子％以上多い方が好ましい。また、Ｍ２はＭ１より２原子％以上多い方がより好ましく、４原子％以上多い方がさらに好ましい。
３層以上からなる記録媒体においては、基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ１、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ２、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭｎとすると、
Ｍｎ≧・・・≧Ｍ２≧Ｍ１かつＭ１≠Ｍｎ
の関係を満たすこととする。これにより、２層媒体各層において、両方の情報層で安定した記録再生特性を得ることができる。このときＭｋ（１≦ｋ≦ｎ）はＭｋ−１より１原子％以上多い方が好ましい。また、ＭｋはＭｋ−１より２原子％以上多い方がより好ましく、４原子％以上多い方がさらに好ましい。
反射層２０１、４０１、９０１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属、或いは適宜選択された金属の合金より形成する。反射層１０１、２０１、９０１は、放熱効果や記録層での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設ける。その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。反射層２０１、４０１、９０１が１ｎｍ未満の場合、膜が均一な層状となることが困難となり、熱的、光学的な効果が低下するためである。図２では第１の情報層９のみ反射層９０１を有する構成であるが、第１〜第ｎの情報層のいずれか、或いは全てが反射層を有していてもよいし、或いは第１の情報層が反射層９０１を有さない構成であってもよい。一般に、反射層９０１を設けると情報層の透過率は低下するが、上記で述べた放熱効果や光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザ光の入射側に位置する第２〜第ｎの情報層については、反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、反射層を設けた場合はその厚さを例えば１０ｎｍ以下といった非常に薄い膜厚とすることにより、情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが必要である。ｎ及びｋのより好ましい範囲は、それぞれ２．０以下及び２．０以上である。
保護層２０２、２０４、４０２、４０４、９０２、９０４、１１０１、１１０３、１２０１、１２０３は、記録材料の保護と、情報層での効果的な光吸収を可能にするといった光学特性の調節とを主な目的として設けられる。保護層の材料としては、屈折率ｎが１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的には、例えばＺｎＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏ等の酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ等の窒化物、Ｇｅ−Ｏ−Ｎ、Ｃｒ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎｂ−Ｏ−Ｎ、Ｍｏ−Ｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ、Ｚｒ−Ｏ−Ｎ、Ｔａ−Ｏ−Ｎ等の窒酸化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃ等の炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆ等の弗化物、その他の誘電体、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２等）等、上記目的が達成可能な材料を用いる。
本発明の光学的情報記録媒体は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料からなる記録層を有する第１情報層２、第２情報層４及び第ｎ情報層１２以外に追加の情報層を設けてもよい。例えば、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料とは異なる材料からなる記録層を有する情報層であってもよく、また、追記型ではなく書き換え型や再生専用型のいずれの情報層とすることも可能であり、任意の位置に追加することができる。
また、上記光学的情報記録媒体２枚を、それぞれの基板１、８の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることにより、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量をさらに２倍にすることができる。
上記の各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
各層の作製順序は、図１の場合、基板１上に、反射層２０１側から順に保護層２０４まで成膜し、中間層に溝形状を転写した後、同様に第２情報層を形成していけばよい。光透明層５の形成方法は、保護層４０４まで作製した媒体と、接着樹脂を片面に有する基材とを貼り合わせることによって形成してもよく、保護層４０４まで作製した媒体とシート状の基材とをＵＶ樹脂によって貼り合わせることにより形成してもよく、さらに保護層４０４まで作製した媒体上に紫外線硬化樹脂によって形成してもよい。
また、本発明の光学的情報記録媒体は、アニール工程として、高温度条件下で一定時間以上保持することにより、より高いＣ／Ｎ比及びより低いジッタ値が得られる。これは、アニール工程により、記録層２中にランダムに拡散している各原子の一部が適度に結合して微小な結晶核を形成し、記録に際して結晶化をよりスムーズにすることで、マークエッジがよく揃い、マーク形状がよく整ったマーク形成が可能となるためと考えられる。
アニール温度は、記録層の組成によっても異なるが、発明者が実験により確認したところによると、６０℃以上であって、透明基板が溶融しない温度、即ちその軟化点または融点以下、例えばポリカーボネイトの場合は１２０℃以下が好ましい。アニール時間は、記録層の組成及びアニール温度によっても異なるが、発明者の実験によれば、Ｃ／Ｎ比向上等の効果が飽和するためには、少なくとも５分は必要である。さらに長時間アニールしてもよいが、効果が飽和した後にアニールを継続しても、基本的には、記録再生特性に変化は見られない。
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の一例について述べる。図３に、光学情報記録媒体が光ディスクである場合に、記録再生に用いる装置の一例の概略を示す。信号の記録再生には、半導体レーザ１８と、対物レンズ１７を搭載した光学ヘッド１９と、レーザ光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置（図示省略）、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置（図示省略）と、レーザパワーを変調するためのレーザ駆動装置（図示省略）、媒体を回転させるためのスピンドルモータ２０とを用いる。
信号の記録、再生は、まず媒体をスピンドルモータ２０を用いて回転させ、光学系によりレーザ光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザ光を照射することにより行う。信号の再生の際には、信号の記録を行うパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザ照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、かつその照射によって媒体から記録マークの再生のために十分な光量が得られるパワーのレーザビームを照射し、得られる媒体からの信号を検出器で読みとることによって行う。
【実施例】  以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
（実施例１）
ここでは、図１に示した層構成を有する光学的情報記録媒体を作製した例について述べる。基板としては、ポリカーボネイト樹脂を用いた。基板の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
基板のグルーブが形成された側の表面上に、第１の情報層として、Ａｌ−Ｎｉ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｎｉ反射層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比３５：６０：５）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約２５μｍの中間層を形成した。
この中間層の表面上に、第２の情報層として、ＡｇＰｄＣｕ（重量比９８．１：０．９：１．０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＡｇＰｄＣｕ反射層、ＺｒＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３−ＬａＦ３（分子数比２３：２３：３１：２３）ターゲットを用いて膜厚約１３ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約２３ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２の情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ７５μｍの透明基板とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源２００Ｗ、保護層はＲＦ電源４００Ｗ、記録層はＲＦ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ２５ｓｃｃｍ、記録層はＡｒ２５ｓｃｃｍ及び酸素０．５ｓｃｃｍの混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、このディスクを９０℃で２時間程度アニールして、完成ディスクとした。
ここで、以下の表１に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット組成を調整することにより、本実施例としてディスクＡ、さらに比較例としてディスクＢ、Ｃ、Ｄをそれぞれ作成した。ディスクＡでは第２の情報層のＰｄ量を第１の情報層に対して多くしている。これに対して、ディスクＢでは第１の情報層と第２の情報層のＰｄ量を同一にし、ディスクＣ及びディスクＤでは第１の情報層のＰｄ量を第２の情報層に対して多くしている。
【表１】
2006043357.tif 000002
これらディスクの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を未記録のトラックに１回だけ記録し、その信号振幅をスペクトラムアナライザーで測定した。信号を記録して１分後、再生している最中に信号振幅の増加（緩和現象）の有無を確認した。この時、信号振幅が３ｄＢ以上増加した場合に緩和現象が有りと判定する。また、記録感度はランダム信号を連続する５本のトラックに記録して中央のトラックを再生した時に、ジッタが最も良好な値になるパワーとする。
表１の測定結果によると、ディスクＡでは第１、第２の情報層共に緩和現象が生じず、記録感度も良好であった。一方、第１及び第２の情報層のＰｄ量を同一にしたディスクＢでは、緩和現象は見られなかったものの、第１の情報層の記録感度が悪化した。第１の情報層のＰｄ量をディスクＡと同一にし、第２の情報層のＰｄ量を第１の情報層よりも少なくしたディスクＣでは、第２の情報層で緩和現象が見られた。また、ディスクＡの第１及び第２の情報層の組成を入れ替えたディスクＤでは、両層において緩和現象は見られないが、第１の情報層の記録感度が悪化した。
このように、本発明のとおり、第２情報層の方が第１情報層よりＰｄの組成比を多くすることで、２つの情報層において安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
（実施例２）
ここでは、図２に示した層構成（ただし、ｎ＝４）を有する光学的情報記録媒体を作製した例について述べる。基板としては、ポリカーボネイト樹脂を用いた。基板の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
基板のグルーブが形成された側の表面上に、第１の情報層として、Ａｌ−Ｎｉ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｎｉ反射層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（原子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比３５：６０：５）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（原子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
この中間層の表面上に、第２の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
この中間層の表面上に、第３の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約８ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第３の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
この中間層の表面上に、第４の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第４の情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ６０μｍの透明基板とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源２００Ｗ、保護層はＲＦ電源４００Ｗ、記録層はＲＦ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ２５ｓｃｃｍ、記録層はＡｒ２５ｓｃｃｍ及び酸素０．５ｓｃｃｍの混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、このディスクを９０℃で２時間程度アニールして、完成ディスクとした。
ここで、以下の表２に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット組成を調整することにより、本実施例としてディスクＥ、Ｆ、さらに比較例としてディスクＧ、Ｈ、Ｉをそれぞれ作成した。ディスクＥ及びＦでは、第４の情報層（基板から最も近い情報層）のＰｄ量が最も多く、かつ第１の情報層（基板から最も遠い情報層）のＰｄ量が最も少なくなるよう組成を設定している。これに対して、ディスクＧでは全ての情報層のＰｄ量を同一にし、ディスクＨ、Ｉでは第１の情報層のＰｄ量を第４の情報層に対して多くしている。
【表２】
2006043357.tif 000003
これらのディスクに対して実施例１と同様の測定を行った。
表２の測定結果によると、ディスクＥ及びＦでは、全ての層において緩和現象は生じず、記録感度も良好であった。一方、全ての情報層のＰｄ量を同一にしたディスクＧでは、第１情報層の記録感度が悪化した。また、ディスクＨでは、緩和現象は見られないが、第１の情報層の記録感度が悪化した。ディスクＨと同様の構成で、かつ全ての層でＰｄ量をディスクＨの各対応する層よりも少なくしたディスクＩでは、逆に、第１の情報層の記録感度は良好だが、第３及び第４の情報層で緩和現象が見られた。
以上述べてきたとおり、各情報層の記録層のＰｄ量をレーザ入射側に近いほど多くすることで、複数の情報層においても安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる、光学的情報記録媒体を提供できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０００７】  本発明は、複数の情報層を有する光学的情報記録媒体に対して、全ての情報層でその記録再生特性の安定化の向上、及びレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことに有用である。
【図１】
2006043357.tif 000004
【図２】
2006043357.tif 000005
【図３】
2006043357.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月10日(2006.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、
いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、
前記第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、前記第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2とすると、
Ｍ2＞Ｍ1
の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録層は、１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層の膜厚が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び／または前記基板と反対側に保護層を備えることを特徴とする、請求項１から３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記保護層の材料が、ＺｎＳ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏより選ばれる少なくとも一つの酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎより選ばれる少なくとも一つの窒化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃより選ばれる少なくとも一つの炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｍｇ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2等）であることを特徴とする、請求項４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記保護層の膜厚が３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項４または５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、記録層の前記基板側に反射層を備えることを特徴とする、請求項１から６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記反射層の主成分が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉより選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記反射層の膜厚が、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項７または８に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、
いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭnとすると、
Ｍn≧・・・≧Ｍ2≧Ｍ1 かつ Ｍ1≠Ｍn
の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
前記記録層は、１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことを特徴とする請求項１０に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１２】
前記記録層の膜厚が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１３】
前記第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び／または前記基板と反対側に保護層を備え、
前記保護層は、屈折率ｎが１．５以上の材料からなることを特徴とする、請求項１０から１２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１４】
前記第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側に反射層を備え、
前記反射層は、屈折率ｎが２以下かつ消衰係数ｋが２以上の材料からなることを特徴とする、請求項１０または１３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の光学的情報記録媒体の製造方法であって、
少なくとも前記記録層を形成した後に、６０℃以上で５分以上保持するアニール処理を施すことを特徴とする、光学的情報記録媒体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にレーザビーム等の高エネルギー光ビームを照射することにより、情報信号を記録再生する光学的情報記録媒体と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量、高速度での情報の記録再生が可能な媒体の一つとして、相変化型記録媒体が知られている。これは、記録材料にレーザ光を局所的に照射した際に生じる熱によって、光学的に区別可能な異なる状態へ記録材料が変化することを利用したものである。相変化型記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、近年ますますその重要性が高まっている。例えば、コンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録、保存や、医療分野、学術分野、或いは家庭用ビデオテープレコーダの置き換え等、様々な分野での需要が高まっている。現在、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、相変化型記録媒体について、さらに大容量化、高密度化、高速化を達成することが求められている。
【０００３】
従来から提案されている媒体の記録再生原理に基づく種類としては、多数回の書き換えが可能な書き換え型媒体や、１回のみ書き込み可能ないわゆる追記型媒体が挙げられる。追記型媒体は一般に、書き換え型媒体と比較して層数を少なくできる場合が多いため、製造が容易であり低コスト化が可能である。また、書き換えできないことから、ユーザが破壊されたくないデータを書きこむために好都合である。さらに、保存寿命が長く信頼性の高いため、アーカイバル用途として大きな需要があると予想される。このため、高密度の書き換え型媒体の普及に伴って、高密度の追記型媒体の需要もますます高まってくるものと考えられる。
【０００４】
従来、追記型の記録材料として、いくつかの酸化物材料が提案されている。例えば、ＧｅＯ2、ＴｅＯ2、ＳｉＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2等の酸化物母材中にＴｅ粒子を分散させた記録材料は、高感度で大きな信号振幅が得られることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄを主成分とする記録材料は大きい信号振幅が得られ、信頼性も非常に高いことが知られている（例えば、特許文献２参照）。これらＴｅ−Ｏ−Ｐｄ系記録材料の記録メカニズムは次のように考えられる。成膜後のＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜は、ＴｅＯ2の中にＴｅ−Ｐｄ、或いはＴｅ、或いはＰｄが微粒子として一様に分散している複合材料である。レーザ光の照射後は、溶融されてＴｅやＴｅ−ＰｄやＰｄがより大きな結晶粒子となって析出するため、光学状態が変化し、その差が信号として検出できる。また、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄを主成分とする材料は、ほぼ透明なＴｅＯ2を母材としているため、膜の透過率を大きくとることが容易であり、媒体の片側からレーザ光を照射することで多層の情報層に記録することが必要な多層光学情報媒体にも適用できるという利点がある。
【特許文献１】特開昭５８−５４３３８号公報
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ９８／０９８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ＴｅＯx系記録材料を用いた追記型記録媒体を実用化する上で重要な課題の一つとして、記録した信号を再生すると信号振幅が徐々に大きくなる（以下、緩和現象と呼ぶ）ことが挙げられる。そこで、ＴｅＯxに材料Ｍ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を添加すると（Ｔｅ−Ｏ−Ｍ）、この緩和現象が低減される。
【０００６】
しかし、２層からなる記録媒体におけるレーザ入射側に近い情報層のＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜では、高透過率を実現するために記録層を奥側に比べてより薄くする必要があり、その結果、単一の情報層を有する追記型記録媒体に比べて、より大きな緩和現象が生じる。これは、レーザ入射側に近い情報層では記録層が薄いために結晶化の起点となりえるＰｄ量が少なくなり、結果的にＰｄと結合していないＴｅ量がより多くなるためと考えられる。この余ったＴｅが緩和現象に影響を及ぼすため、レーザ入射側に近い情報層では、より大きな緩和現象が見られるのである。媒体を実用的に使用する上で、ある層は信号振幅が安定であるが、ある層は信号を再生している最中に信号振幅が変化することは好ましくない。また、３層以上の情報層を有する追記型記録媒体では、レーザ入射側に近い情報層に用いる記録層をさらに薄膜化する必要があり、そのため、より大きな緩和現象が見られる。
【０００７】
また、２層からなる記録媒体におけるレーザ入射側から遠い情報層では、レーザ入射側から近い情報層を透過して情報の記録再生を行うために、高い記録感度を有する必要がある。記録感度はＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜中のＰｄ量によっても変化し、Ｐｄ量が多いほど記録感度は悪化する。そこで、レーザ入射側から遠い情報層では、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ膜中のＰｄ量は少ない方が好ましい。また、３層以上の情報層を有する記録媒体でも、レーザ入射側から最も遠い情報層ではより高い記録感度を有する必要があるため、２層の場合と同様にＰｄ量は少ない方が好ましい。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決し、複数の情報層を有しながらも全ての情報層において安定な記録再生が実現でき、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する手段として、本発明は、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2とすると、
Ｍ2＞Ｍ1
の関係を満たすこととする。
これにより、２層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。
【００１０】
ここで、記録層は１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
また、記録層の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、より良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側及び／または基板と反対側に保護層を備えることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
【００１１】
ここで、保護層の材料がＺｎＳ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏより選ばれる少なくとも一つの酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎより選ばれる少なくとも一つの窒化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃより選ばれる少なくとも一つの炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｍｇ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2等）であることが好ましい。
これにより、さらに良好な記録特性を得ることが可能となる。
【００１２】
また、保護層の膜厚が３ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１及び第２情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備えることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
ここで、反射層はＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉより選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料からなることが好ましい。
これにより、さらに良好な記録特性を得ることが可能となる。
ここで、反射層の膜厚が３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
【００１３】
基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭnとすると、
Ｍn≧・・・≧Ｍ2≧Ｍ1 かつ Ｍ1≠Ｍn
の関係を満たすこととする。
これにより、多層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。
【００１４】
ここで、記録層は１原子％以上３０原子％以下の材料Ｍを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
また、記録層の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが、より良好な記録特性を得られるという点で好ましい。
第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側及び／または基板と反対側に保護層を備え、保護層は屈折率ｎが１．５以上の材料からなることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
【００１５】
第１〜第ｎ情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備え、反射層は屈折率ｎが２以下かつ消衰係数ｋが２以上の材料からなることが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
また、上記に述べた製造方法を用いて作製された情報記録媒体を形成した後に、６０℃以上で５分以上保持するアニール処理を施すことが好ましい。
これにより、より良好な記録特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、複数の情報層を有しながらも、全ての情報層において安定な記録再生を実現できる光学的情報記録媒体と、その製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例である。
図１に示すように、本発明の光学的情報記録媒体７は、基板１上に第１の情報層２及び第２情報層４がこの順に設けられて構成されている。２つの情報層の間には中間層３を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。さらに、第２の情報層の上に光透明層５を形成する。この光学的情報記録媒体に対し、光透明層５の側からレーザ光６を照射して記録再生を行う。
【００１９】
また、図２に示すように、本発明の光学的情報記録媒体１５は、基板８上に第１の情報層９、第２情報層１１、・・・、第ｎの情報層１２がこの順に設けられて構成されていてもよい。図１と同様に、各情報層の間には中間層１０を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。この光学的情報記録媒体１５に対し、光透明層１３の側からレーザ光１４を照射して記録再生を行う。第１〜第ｎの各情報層はいずれも記録層を有する。記録層以外にも誘電体材料からなる保護層、或いは合金材料等からなる反射層を設けることもできる。
【００２０】
基板１、８及び光透明層５、１３は、光学的情報記録媒体を傷や酸化から保護する役割を担う保護材である。光透明層５、１３は、レーザ光を通過させて記録再生を行うため、レーザ光に対して透明な材料、或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい（例えば、光吸収１０％以下）材料を使用する。
【００２１】
基板１、８及び光透明層５、１３の材料の例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクレート、ポリオレフィン系樹脂等の各種の樹脂、またはガラス等が挙げられる。
光透明層５、１３としては、成形等により所定の形状に作製した基板を用いてもよいし、シート状のものを所定の形状となるように加工したものを用いてもよい。或いは、記録再生に用いるレーザ光に対して透明な紫外線硬化樹脂を用いてもよい。ここでいう光透明層５、１３とは、後に述べる保護層２０４、１２０３からみてレーザ入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする。例えば、透明なシートを透明な紫外線硬化樹脂によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層５、１３と称する。
【００２２】
光透明層５、１３、或いは基板１、８の少なくともいずれか一方には、レーザ光を導くための案内溝或いはピットが、情報層の位置する側に形成されていることが好ましい。
中間層３、１０は、第１の情報層〜第２の情報層とを、もしくは第ｎの情報層とを光学的に分離するために設ける層であり、レーザ光に対して透明な材料からなる。具体的には、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。中間層３、１０の膜厚は、各情報層を分離可能な程度に厚く、かつ各情報層が対物レンズの集光可能な範囲内となるような膜厚とすればよい。３層以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層の厚さを異なる厚さとすることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さの場合、情報層の位置が等間隔となり、奥の層を記録再生する際に、２つ手前に位置する層でレーザ光が焦点を結びうるため、クロストークが大きくなる可能性があるためである。
【００２３】
記録層２０３、４０３、９０３、１１０２、１２０２は光学特性が異なる２つ以上の状態間をとりうる材料より構成する。記録層の材料は、この異なる状態間を非可逆的に変化しうるものであることが好ましく、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（Ｍは上記記載の元素）を主成分とする材料が好適である。ここで、主成分とは、８０原子％を超える１または２以上の成分をいい、２以上の成分が主成分である場合には、成分の合計が８０原子％以上であればよい。元素Ｍの好ましい例には、Ｐｄ及びＡｕが含まれる。Ｐｄ及び／またはＡｕの添加により、十分な結晶化速度及び高い環境信頼性が実現しやすくなる。この材料は、酸素原子（Ｏ原子）を３０原子％以上７０原子％以下、Ｍ原子を１原子％以上３０原子％以下含有する組成を有することが好ましい。さらには、Ｍ原子を５原子％以上含有する組成を有することがより好ましい。
【００２４】
Ｏ原子が３０原子％未満では、記録層の熱伝導率が高くなりすぎて、記録マークが過大となることがある。このため、記録パワーを上げてもＣ／Ｎ比が上がりにくい。これに対し、Ｏ原子が７０原子％を超えると、記録層の熱伝導率が低くなりすぎて、記録パワーを上げても記録マークが十分大きくならないことがある。このため、高いＣ／Ｎ比と高い記録感度が実現しにくくなる。
【００２５】
Ｍ原子が１原子％未満では、レーザ光照射時にＴｅとの化合物を形成することによる結晶化の働きが相対的に小さくなって記録層２の結晶化速度が不足することがある。このため、高速でマークを形成できなくなる。Ｍ原子を５％以上含有する組成は、結晶化速度がより向上し、安定したマークを形成可能になるため、より好ましい。これに対し、Ｍ原子が３０原子％を超えると、非晶質−結晶間の反射率変化が小さくなって、Ｃ／Ｎ比が低くなることがある。
【００２６】
記録層には、Ｔｅ、Ｏ及びＭ以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率や光学定数の調整、または耐熱性・環境信頼性の向上等を目的として、Ｓ、Ｎ、Ｆ、Ｂ及びＣから選ばれる少なくとも１種の元素を添加してもよい。これらの添加元素は、記録層全体の２０原子％以内とすることが好ましい。
【００２７】
記録層の膜厚は、２ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。十分なＣ／Ｎ比が得やすくなるからである。この膜厚が２ｎｍ未満では十分な反射率及び反射率変化が得られないためＣ／Ｎ比が低くなることがある。この観点から、記録層は５ｎｍ以上がさらによい。一方、この膜厚が７０ｎｍを超えると、記録層の薄膜面内の熱拡散が大きくなって高密度記録においてＣ／Ｎ比が低くなる恐れがある。
【００２８】
２層からなる記録媒体においては、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備え、第２情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、前記第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、前記第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2とすると、
Ｍ2＞Ｍ1
の関係を満たすこととする。これにより、２層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。このときＭ2はＭ1より１原子％以上多い方が好ましい。また、Ｍ2はＭ1より２原子％以上多い方がより好ましく、４原子％以上多い方がさらに好ましい。
【００２９】
３層以上からなる記録媒体においては、基板上に第１情報層、第２情報層、・・・、第ｎ情報層（但し、ｎは３以上の整数）を、各々中間層を介してこの順に備え、第ｎ情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第１情報層の材料Ｍの組成比をＭ1、第２情報層の材料Ｍの組成比をＭ2、・・・、第ｎ情報層の材料Ｍの組成比をＭnとすると、
Ｍn≧・・・≧Ｍ2≧Ｍ1 かつ Ｍ1≠Ｍn
の関係を満たすこととする。これにより、２層媒体各層において、両方の情報層で安定した記録再生特性を得ることができる。このときＭk（１≦ｋ≦ｎ）はＭk-1より１原子％以上多い方が好ましい。また、ＭkはＭk-1より２原子％以上多い方がより好ましく、４原子％以上多い方がさらに好ましい。
【００３０】
反射層２０１、４０１、９０１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属、或いは適宜選択された金属の合金より形成する。反射層１０１、２０１、９０１は、放熱効果や記録層での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設ける。その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。反射層２０１、４０１、９０１が１ｎｍ未満の場合、膜が均一な層状となることが困難となり、熱的、光学的な効果が低下するためである。図２では第１の情報層９のみ反射層９０１を有する構成であるが、第１〜第ｎの情報層のいずれか、或いは全てが反射層を有していてもよいし、或いは第１の情報層が反射層９０１を有さない構成であってもよい。一般に、反射層９０１を設けると情報層の透過率は低下するが、上記で述べた放熱効果や光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザ光の入射側に位置する第２〜第ｎの情報層については、反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、反射層を設けた場合はその厚さを例えば１０ｎｍ以下といった非常に薄い膜厚とすることにより、情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが必要である。ｎ及びｋのより好ましい範囲は、それぞれ２．０以下及び２．０以上である。
【００３１】
保護層２０２、２０４、４０２、４０４、９０２、９０４、１１０１、１１０３、１２０１、１２０３は、記録材料の保護と、情報層での効果的な光吸収を可能にするといった光学特性の調節とを主な目的として設けられる。保護層の材料としては、屈折率ｎが１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的には、例えばＺｎＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏ等の酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｍｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ等の窒化物、Ｇｅ−Ｏ−Ｎ、Ｃｒ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎｂ−Ｏ−Ｎ、Ｍｏ−Ｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ、Ｚｒ−Ｏ−Ｎ、Ｔａ−Ｏ−Ｎ等の窒酸化物、Ｇｅ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃ等の炭化物、Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆ等の弗化物、その他の誘電体、或いはこれらの組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２等）等、上記目的が達成可能な材料を用いる。
【００３２】
本発明の光学的情報記録媒体は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料からなる記録層を有する第１情報層２、第２情報層４及び第ｎ情報層１２以外に追加の情報層を設けてもよい。例えば、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料とは異なる材料からなる記録層を有する情報層であってもよく、また、追記型ではなく書き換え型や再生専用型のいずれの情報層とすることも可能であり、任意の位置に追加することができる。
また、上記光学的情報記録媒体２枚を、それぞれの基板１、８の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることにより、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量をさらに２倍にすることができる。
【００３３】
上記の各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
各層の作製順序は、図１の場合、基板１上に、反射層２０１側から順に保護層２０４まで成膜し、中間層に溝形状を転写した後、同様に第2情報層を形成していけばよい。光透明層５の形成方法は、保護層４０４まで作製した媒体と、接着樹脂を片面に有する基材とを貼り合わせることによって形成してもよく、保護層４０４まで作製した媒体とシート状の基材とをＵＶ樹脂によって貼り合わせることにより形成してもよく、さらに保護層４０４まで作製した媒体上に紫外線硬化樹脂によって形成してもよい。
【００３４】
また、本発明の光学的情報記録媒体は、アニール工程として、高温度条件下で一定時間以上保持することにより、より高いＣ／Ｎ比及びより低いジッタ値が得られる。これは、アニール工程により、記録層２中にランダムに拡散している各原子の一部が適度に結合して微小な結晶核を形成し、記録に際して結晶化をよりスムーズにすることで、マークエッジがよく揃い、マーク形状がよく整ったマーク形成が可能となるためと考えられる。
【００３５】
アニール温度は、記録層の組成によっても異なるが、発明者が実験により確認したところによると、６０℃以上であって、透明基板が溶融しない温度、即ちその軟化点または融点以下、例えばポリカーボネイトの場合は１２０℃以下が好ましい。アニール時間は、記録層の組成及びアニール温度によっても異なるが、発明者の実験によれば、Ｃ／Ｎ比向上等の効果が飽和するためには、少なくとも５分は必要である。さらに長時間アニールしてもよいが、効果が飽和した後にアニールを継続しても、基本的には、記録再生特性に変化は見られない。
【００３６】
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の一例について述べる。図３に、光学情報記録媒体が光ディスクである場合に、記録再生に用いる装置の一例の概略を示す。信号の記録再生には、半導体レーザ１８と、対物レンズ１７を搭載した光学ヘッド１９と、レーザ光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置（図示省略）、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置（図示省略）と、レーザパワーを変調するためのレーザ駆動装置（図示省略）、媒体を回転させるためのスピンドルモータ２０とを用いる。
【００３７】
信号の記録、再生は、まず媒体をスピンドルモータ２０を用いて回転させ、光学系によりレーザ光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザ光を照射することにより行う。信号の再生の際には、信号の記録を行うパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザ照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、かつその照射によって媒体から記録マークの再生のために十分な光量が得られるパワーのレーザビームを照射し、得られる媒体からの信号を検出器で読みとることによって行う。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
（実施例１）
ここでは、図１に示した層構成を有する光学的情報記録媒体を作製した例について述べる。基板としては、ポリカーボネイト樹脂を用いた。基板の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
【００３９】
基板のグルーブが形成された側の表面上に、第１の情報層として、Ａｌ−Ｎｉ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｎｉ反射層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比３５：６０：５）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約２５μｍの中間層を形成した。
【００４０】
この中間層の表面上に、第２の情報層として、ＡｇＰｄＣｕ（重量比９８．１：０．９：１．０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＡｇＰｄＣｕ反射層、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3（分子数比２３：２３：３１：２３）ターゲットを用いて膜厚約１３ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（分子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約２３ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２の情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ７５μｍの透明基板とした。
【００４１】
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源２００Ｗ、保護層はＲＦ電源４００Ｗ、記録層はＲＦ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ２５ｓｃｃｍ、記録層はＡｒ２５ｓｃｃｍ及び酸素０．５ｓｃｃｍの混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、このディスクを９０℃で２時間程度アニールして、完成ディスクとした。
【００４２】
ここで、以下の表１に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット組成を調整することにより、本実施例としてディスクＡ、さらに比較例としてディスクＢ、Ｃ、Ｄをそれぞれ作成した。ディスクＡでは第２の情報層のＰｄ量を第１の情報層に対して多くしている。これに対して、ディスクＢでは第１の情報層と第２の情報層のＰｄ量を同一にし、ディスクＣ及びディスクＤでは第１の情報層のＰｄ量を第２の情報層に対して多くしている。
【００４３】
（表１）
2006043357.tif 000007
これらディスクの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を未記録のトラックに１回だけ記録し、その信号振幅をスペクトラムアナライザーで測定した。信号を記録して１分後、再生している最中に信号振幅の増加（緩和現象）の有無を確認した。この時、信号振幅が３ｄＢ以上増加した場合に緩和現象が有りと判定する。また、記録感度はランダム信号を連続する５本のトラックに記録して中央のトラックを再生した時に、ジッタが最も良好な値になるパワーとする。
【００４４】
表１の測定結果によると、ディスクＡでは第１、第２の情報層共に緩和現象が生じず、記録感度も良好であった。一方、第１及び第２の情報層のＰｄ量を同一にしたディスクＢでは、緩和現象は見られなかったものの、第１の情報層の記録感度が悪化した。第１の情報層のＰｄ量をディスクＡと同一にし、第２の情報層のＰｄ量を第１の情報層よりも少なくしたディスクＣでは、第２の情報層で緩和現象が見られた。また、ディスクＡの第１及び第２の情報層の組成を入れ替えたディスクＤでは、両層において緩和現象は見られないが、第１の情報層の記録感度が悪化した。
【００４５】
このように、本発明のとおり、第２情報層の方が第１情報層よりＰｄの組成比を多くすることで、２つの情報層において安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
【００４６】
（実施例２）
ここでは、図２に示した層構成（ただし、ｎ＝４）を有する光学的情報記録媒体を作製した例について述べる。基板としては、ポリカーボネイト樹脂を用いた。基板の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
【００４７】
基板のグルーブが形成された側の表面上に、第１の情報層として、Ａｌ−Ｎｉ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｎｉ反射層、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（原子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比３５：６０：５）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（原子数比８０：２０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
【００４８】
この中間層の表面上に、第２の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
【００４９】
この中間層の表面上に、第３の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約８ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第３の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの中間層を形成した。
【００５０】
この中間層の表面上に、第４の情報層として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ（原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第４の情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ６０μｍの透明基板とした。
【００５１】
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源２００Ｗ、保護層はＲＦ電源４００Ｗ、記録層はＲＦ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ２５ｓｃｃｍ、記録層はＡｒ２５ｓｃｃｍ及び酸素０．５ｓｃｃｍの混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、このディスクを９０℃で２時間程度アニールして、完成ディスクとした。
【００５２】
ここで、以下の表２に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット組成を調整することにより、本実施例としてディスクＥ、Ｆ、さらに比較例としてディスクＧ、Ｈ、Ｉをそれぞれ作成した。ディスクＥ及びＦでは、第４の情報層（基板から最も近い情報層）のＰｄ量が最も多く、かつ第１の情報層（基板から最も遠い情報層）のＰｄ量が最も少なくなるよう組成を設定している。これに対して、ディスクＧでは全ての情報層のＰｄ量を同一にし、ディスクＨ、Ｉでは第１の情報層のＰｄ量を第４の情報層に対して多くしている。
【００５３】
（表２）
2006043357.tif 000008
これらのディスクに対して実施例１と同様の測定を行った。
表２の測定結果によると、ディスクＤ及びＥでは、全ての層において緩和現象は生じず、記録感度も良好であった。一方、全ての情報層のＰｄ量を同一にしたディスクＦでは、第１情報層の記録感度が悪化した。また、ディスクＧでは、緩和現象は見られないが、第１の情報層の記録感度が悪化した。ディスクＧと同様の構成で、かつ全ての層でＰｄ量をディスクＧの各対応する層よりも少なくしたディスクＩでは、逆に、第１の情報層の記録感度は良好だが、第３及び第４の情報層で緩和現象が見られた。
【００５４】
以上、述べてきたとおり、各情報層の記録層のＰｄ量をレーザ入射側に近いほど多くすることで、複数の情報層においても安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる、光学的情報記録媒体を提供できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、複数の情報層を有する光学的情報記録媒体に対して、全ての情報層でその記録再生特性の安定化の向上、及びレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。
【図２】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。
【図３】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００５７】
１、８  基板
２、９  第１の情報層
３、１０  中間層
４、１１  第２の情報層
５、１３  光透明層
６、１４、１６  レーザ光
７、１５、２１  光学的情報記録媒体
１２  第ｎの情報層
１７  対物レンズ
１８  半導体レーザ
１９  光学ヘッド
２０  スピンドルモータ
２２  記録再生装置
２０１、４０１、９０１  反射層
２０２、２０４、４０２、４０４、９０２、９０４、１１０１、１１０３、１２０１、１２０３  保護層
２０３、４０３、９０３、１１０２、１２０２  記録層
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006043357.tif 000009
【図２】
2006043357.tif 000010
【図３】
2006043357.tif 000011
【国際調査報告】
2006043357.tif 000012
2006043357.tif 000013
2006043357.tif 000014
2006043357.tif 000015