JP2003109217A

JP2003109217A - 光記録媒体および光記録方法

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Publication number: JP2003109217A
Application number: JP2001296659A
Authority: JP
Inventors: Jiro Yoshinari; 次郎吉成; Tetsuo Mizushima; 哲郎水島
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】２層の記録層を積層した多層光記録媒体にお
いて、記録マーク形成により反射率が低下するHigh to
Lowタイプとした上で、光入射側から見て手前側に存在
する記録層の記録状態にかかわらず、奥側の記録層への
安定した記録を実現する。【解決手段】第１記録層および第２記録層を有し、す
べての記録層は、記録マーク形成により反射率が低下
し、かつ、未記録領域における記録波長での反射率が８
％以上であり、第１記録層の記録済領域を通して照射さ
れたレーザービームにより第２記録層に記録を行ったと
きの最適記録パワーＰ_Aと、第１記録層の未記録領域を
通して照射されたレーザービームにより第２記録層に記
録を行ったときの最適記録パワーＰ_Cとの関係が、２｜
Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）≦０．１となる光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方の側から照射
されるレーザービームによって少なくとも２層の記録層
に記録が行われる多層光記録媒体と、この多層光記録媒
体に記録する方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクに対する高密度化およ
び大容量化の要求が著しい。現在、コンパクトディスク
の約７倍に相当する片面約４．７GBの記録容量をもつＤ
ＶＤ（Digital Versatile Disk）が発売されているが、
より多くの情報を記録できる技術の開発が盛んに行われ
ている。

【０００３】光ディスクの記録容量を高める技術として
は、記録／再生に用いるレーザービームの短波長化、レ
ーザービーム照射光学系における対物レンズの高ＮＡ
（開口数）化、記録層や再生専用情報層等の情報層の多
層化、多値記録などが挙げられる。これらのうち記録層
や再生専用層等の情報層の多層化による３次元記録は、
短波長化や高ＮＡ化に比べ、低コストで飛躍的な高容量
化が可能である。３次元情報媒体は、例えば特許第２９
９７５１２号公報、特開平９−４４８９８号公報に記載
されている。

【０００４】例えば２層の相変化型記録層を積層した多
層記録媒体において、レーザービームの入射側から見て
奥側に存在する記録層を記録再生する際には、レーザー
ビームはその手前側に存在する記録層を透過して奥側の
記録層に到達することになる。一方、相変化型記録層に
おける反射率は、非晶質からなる記録マークと結晶質で
ある未記録領域とで大きく異なる。そのため、手前側の
記録層の記録状態が、奥側の記録層に到達するレーザー
ビームの強度に影響し、その結果、記録再生特性も影響
を受ける。

【０００５】このような事情から、特開２０００−２８
５４６９号公報では、手前側の記録層に記録した後、奥
側の記録層に記録することを提案している。また、特開
平１０−２６９５７５号公報および特開平３−１５７８
１６号公報では、手前側の記録層への記録が奥側の記録
層への記録の際に影響を及ぼすとして、奥側の記録層に
先に記録することを提案している。また、特開２０００
−３６１３０号公報では、手前側の記録層にあらかじめ
ダミー信号を記録しておくことを提案している。

【０００６】多層記録媒体の利点としては、例えば複数
の記録層への同時記録が挙げられる。しかし、多層記録
媒体において記録層の記録順序が制限されると、このよ
うな利点が減殺されるため好ましくない。また、手前側
の記録層に製造者があらかじめダミー信号を記録してお
く方法では、製造コストが高くなってしまう。

【０００７】一方、特開２０００−２３５７３３号公報
には、多層構造の相変化型媒体において、第１記録層
（手前側の記録層）への記録によって生じる透過率変動
を、第２記録層（奥側の記録層）の記録パワーマージン
内に抑えることにより、奥側の記録層への記録を、手前
側の記録層の記録状態によらず常に安定して行うことが
できる旨が記載されている。同公報では、これにより、
製造者側であらかじめ情報を記録しておく必要がなくな
るので製造コストを低減でき、また、記録順序に規制を
加える必要がなくなることを効果として挙げている。同
公報記載の発明では、手前側に存在する第１記録層にお
いて、結晶時の光透過率（Ｔ１ｃ）および光吸収率（Ａ
１ｃ）と、アモルファス時の光透過率（Ｔ１ａ）および
光吸収率（Ａ１ａ）とが、０．８≦Ｔ１ｃ／Ｔ１ａ≦１．２、７０％≧Ｔ１ｃ≧４０％、７０％≧Ｔ１ａ≧４０％、Ａ１ｃ／Ａ１ａ≧１．０という条件を満足する必要があることが記載されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】光記録媒体には、記録
マーク形成により反射率が上昇するLow to Highタイプ
（以下、Ｌ−Ｈタイプ）と、記録マーク形成により反射
率が低下するHigh to Lowタイプ（以下、Ｈ−Ｌタイ
プ）とがある。Ｌ−Ｈタイプでは、未記録部での反射率
が低いため、未記録部ではトラッキングサーボ信号およ
びフォーカシングサーボ信号の強度が低い。また、プリ
ピットにおける反射率はさらに低いため、プリピットが
保持する信号を再生することが困難である。したがっ
て、Ｈ−Ｌタイプがより好ましい。

【０００９】上記特開２０００−２３５７３３号公報に
は、Ｌ−ＨとＨ−Ｌの両タイプについての記述が存在す
る。同公報の段落００３１に示されるように、記録再生
波長が６５０nmである場合には、第１記録層をＨ−Ｌタ
イプとする設計が可能である。しかし、同公報の段落０
０３６には、記録再生波長を４００nmとし、かつ、記録
層をＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅から構成した場合には、Ｈ−Ｌタ
イプでは上記条件を満足する層構成が不可能である旨が
記載されている。

【００１０】下記表１に、上記特開２０００−２３５７
３３号公報に記載された多層媒体における第１記録層の
構成例を示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】同公報には、上記表１に示すＲｃ、Ｒａ、
Ｔｃ、Ｔａ、ＡｃおよびＡａの明確な定義はないが、同
公報の記載から推定して、ＲｃおよびＲａはそれぞれ結
晶時およびアモルファス時の反射率、ＴｃおよびＴａは
それぞれ結晶時およびアモルファス時の透過率、Ａｃお
よびＡａはそれぞれ結晶時およびアモルファス時の吸収
率であると考えられる。なお、表１において、Ｈ−Ｌタ
イプ、８％以上のＲｃ、５％以下のＴｃ−Ｔａには、下
線を付してある。

【００１３】Ｈ−Ｌタイプであっても、未記録時（結晶
時）の記録層の反射率が低いとサーボ信号を安定して読
みとることはできない。本発明の発明者らの研究によれ
ば、安定したサーボを行うためには、従来の媒体との互
換性も考慮すると、結晶時の記録層の反射率は８％以上
必要である。しかし、同公報記載のＨ−Ｌタイプにおい
て結晶時の反射率が８％以上となるのは、記録再生波長
６５０nmで設計されたものだけである。また、反射率が
８％以上であってもＬ−Ｈタイプであると、従来の光デ
ィスクドライブは媒体がＨ−Ｌタイプであることを前提
としているため互換性が問題となる。

【００１４】また、本発明の発明者らの研究によれば、
奥側の記録層への記録に大きく影響するのは、同公報に
記載されているような透過率比Ｔｃ／Ｔａではなく透過
率差の絶対値｜Ｔｃ−Ｔａ｜であり、｜Ｔｃ−Ｔａ｜が
５％を超えていると、奥側の記録層への記録を安定して
行えなくなることがわかった。しかし、同公報には、Ｈ
−Ｌタイプであって、結晶時の反射率が８％以上、か
つ、｜Ｔｃ−Ｔａ｜が５％以下のものは記載されていな
い。

【００１５】本発明は、２層の記録層を積層した多層光
記録媒体において、記録マーク形成により反射率が低下
するHigh to Lowタイプとした上で、光入射側から見て
手前側に存在する記録層の記録状態にかかわらず、奥側
の記録層への安定した記録を実現することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（５）の本発明により達成される。（１）それぞれレーザービームによって記録が行われ
る第１記録層および第２記録層を有し、第１記録層およ
び第２記録層は、記録マーク形成により反射率が低下
し、かつ、未記録領域における記録波長での反射率が８
％以上であり、第１記録層の記録済領域を通して照射さ
れたレーザービームにより第２記録層に記録を行ったと
きの最適記録パワーＰ_Aと、第１記録層の未記録領域を
通して照射されたレーザービームにより第２記録層に記
録を行ったときの最適記録パワーＰ_Cとの関係が、２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）≦０．１となる光記録媒体。（２）第１記録層は、記録済領域における記録波長で
の透過率Ｔ_Aと、未記録領域における記録波長での透過
率Ｔ_Cとの差の絶対値が１．５％以下である上記（１）
の光記録媒体。（３）波長５００nm以下のレーザービームにより記録
が行われる上記（１）または（２）の光記録媒体。（４）３０Mbps以上の転送レートで記録が行われる上
記（１）〜（３）のいずれかの光記録媒体。（５）上記（１）〜（４）のいずれかの光記録媒体に
記録する方法であって、第２記録層に記録する際に照射
するレーザービームのパワーを、第１記録層に記録する
際に照射するレーザービームのパワーの１．５〜２．５
倍に設定する光記録方法。

【００１７】

【発明の実施の形態】多層光記録媒体は、２層の記録層
が、記録／再生用レーザービームに対し透明性を有する
中間層を介して積層された構造をもち、一方の記録層を
通して照射されるレーザービームによって他方の記録層
の記録／再生が行われる媒体である。

【００１８】図１に、多層光記録媒体の構成例を示す。
この媒体は、支持基体２０上に、反射層５、第２記録層
ＤＬ−２、透明中間層ＴＬ、第１記録層ＤＬ−１および
樹脂保護層２を有し、レーザービームは樹脂保護層２を
通して各記録層に入射する。各記録層は、レーザービー
ム入射側から見て、第１誘電体層３１、相変化層４、第
２誘電体層３２をこの順に有する。相変化層において、
未記録領域は結晶質であり、記録マークは非晶質であ
る。

【００１９】本発明の媒体において第１記録層ＤＬ−１
および第２記録層ＤＬ−２は、記録マーク形成により反
射率が低下するＨ−Ｌタイプである。また、第１記録層
ＤＬ−１および第２記録層ＤＬ−２において、記録マー
クの存在しない領域での反射率が８％以上である。Ｈ−
Ｌタイプとし、かつ、未記録領域の反射率を８％以上と
する理由は、前述したとおりである。

【００２０】本発明では、第２記録層ＤＬ−２について
最適記録パワーを求めたとき、以下の関係が成立する。
まず、第１記録層ＤＬ−１の記録済領域（記録マーク形
成領域）を通して照射されたレーザービームにより第２
記録層ＤＬ−２に記録を行ったときの最適記録パワー
を、Ｐ_Aとする。また、第１記録層ＤＬ−１の未記録領
域（記録マークが形成されていない領域）を通して照射
されたレーザービームにより第２記録層ＤＬ−２に記録
を行ったときの最適記録パワーを、Ｐ_Cとする。このと
き本発明では、２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）≦０．１が成立し、好ましくは２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）≦０．０５が成立する。なお、最適記録パワーとは、ジッタが最小
となる記録パワーである。

【００２１】すなわち本発明は、Ｐ_AとＰ_Cとの平均値に
対するＰ_AとＰ_Cとの差の絶対値の比が、１０％以下に収
まることを特徴とする。このように本発明の媒体では、
レーザービーム入射側から見て相対的に奥側に存在する
第２記録層ＤＬ−２の最適記録パワーが、レーザービー
ム入射側から見て相対的に手前側に存在する第１記録層
ＤＬ−１の記録状態に大きくは影響されない。多層記録
媒体では、手前側の記録層の記録状態によらず、奥側の
記録層における記録パワーは一定値に固定する。２｜Ｐ
_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）が上記範囲を外れて大きいと、
奥側にある第２記録層ＤＬ−２における記録パワーをど
のように設定しても、手前側にある第１記録層ＤＬ−１
が記録済であるときと未記録であるときとの両方でジッ
タを小さくすることができなくなる。

【００２２】次に、消去パワーについて説明する。消去
パワーは、相変化型媒体にオーバーライトをする際に設
定される。オーバーライトによる書き換えが可能な相変
化型媒体では、結晶質記録層に記録パワーレベルのレー
ザービームを照射して溶融させ、溶融状態から急冷する
ことにより非晶質記録マークを形成する。消去に際して
は、消去パワーレベルのレーザービームを照射して記録
層をその結晶化温度以上融点未満の温度まで昇温し、次
いで徐冷することにより、非晶質記録マークを結晶化す
る。したがって、相変化型媒体では、少なくとも記録パ
ワーレベルと消去パワーレベルとをもつように強度変調
されたレーザービームによってオーバーライトが可能で
ある。

【００２３】本発明では、第２記録層ＤＬ−２について
最適消去パワーを求めたとき、以下の関係が成立するこ
とが好ましい。まず、第１記録層ＤＬ−１の記録済領域
を通して照射されたレーザービームにより第２記録層Ｄ
Ｌ−２に記録（オーバーライト）を行ったときの最適消
去パワーを、Ｅ_Aとする。また、第１記録層ＤＬ−１の
未記録領域を通して照射されたレーザービームにより第
２記録層ＤＬ−２に記録（オーバーライト）を行ったと
きの最適消去パワーを、Ｅ_Cとする。このとき本発明で
は、好ましくは２｜Ｅ_A−Ｅ_C｜／（Ｅ_A＋Ｅ_C）≦０．１が成立し、より好ましくは２｜Ｅ_A−Ｅ_C｜／（Ｅ_A＋Ｅ_C）≦０．０５が成立することが望ましい。なお、最適消去パワーと
は、ジッタが最小となる消去パワーである。

【００２４】このように本発明の媒体では、レーザービ
ーム入射側から見て相対的に奥側に存在する第２記録層
ＤＬ−２の最適消去パワーが、レーザービーム入射側か
ら見て相対的に手前側に存在する第１記録層ＤＬ−１の
記録状態に大きくは影響されないことが好ましい。第２
記録層ＤＬ−２における最適消去パワーのずれを表す２
｜Ｅ_A−Ｅ_C｜／（Ｅ_A＋Ｅ_C）が大きいと、最適記録パワ
ーのずれよりは影響は小さいものの、第１記録層ＤＬ−
１が記録済であるときと未記録であるときとの両方でジ
ッタを小さくすることが難しくなる。

【００２５】なお、２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）およ
び２｜Ｅ_A−Ｅ_C｜／（Ｅ_A＋Ｅ_C）は小さいほど好ましい
が、ゼロに近づけようとすると媒体の光学設計が困難と
なるので、通常、０．０１≦２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）、０．０１≦２｜Ｅ_A−Ｅ_C｜／（Ｅ_A＋Ｅ_C）とすればよい。

【００２６】本発明では、第２記録層ＤＬ−２の記録／
再生に用いるレーザービームが透過する第１記録層ＤＬ
−１において、記録済領域における透過率Ｔ_Aと、記録
マークが存在しないときの透過率Ｔ_Cとの差の絶対値｜
Ｔ_C−Ｔ_A｜が、１．５％以下、特に１％以下であること
が好ましい。｜Ｔ_C−Ｔ_A｜をこの範囲内に収めることに
より、前記２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）を前記した限
定範囲内に収めることが容易にできる。なお、｜Ｔ_C−
Ｔ_A｜は小さいほど好ましいが、ゼロに近づけようとす
ると媒体の光学設計が困難となるので、通常、０．１５
％未満とする必要はない。

【００２７】なお、本明細書において、反射率、吸収率
および透過率は、いずれも記録波長、すなわち記録に用
いるレーザービームの波長、における値である。

【００２８】また、本明細書において記録済（記録マー
クが形成されている状態）とは、光学特性測定に用いる
ビームのスポット内の１／４の面積を非晶質記録マーク
が占めている状態を意味する。全面が非晶質であるとき
の透過率と全面が結晶質であるときの透過率との差が５
％である記録層では、記録済のときの透過率と未記録時
の透過率との差が１．５％となる。すなわち、前記特開
２０００−２３５７３３号公報において透過率差の絶対
値｜Ｔｃ−Ｔａ｜が５％以下となる場合、本発明で定義
する｜Ｔ_C−Ｔ_A｜は１．５％以下となる。

【００２９】前記表１に示されるように、前記特開２０
００−２３５７３３号公報では、記録再生波長が４００
nmであるとき、透過率差の絶対値｜Ｔｃ−Ｔａ｜が小さ
くかつ反射率が高い媒体は、Ｌ−Ｈタイプでしか実現さ
れていない。これは、相変化層をＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅金属
間化合物から構成しているために、Ｈ−Ｌタイプにおい
て｜Ｔｃ−Ｔａ｜を小さくかつ反射率を高くすることが
困難であるためと考えられる。これに対し本発明では、
相変化層を、少なくともＳｂおよびＴｅを含有し、か
つ、共融混合物を含有し得る組成とすることにより、記
録波長が５００nm以下であっても、Ｈ−Ｌタイプにおい
て反射率を８％以上かつ｜Ｔ_C−Ｔ_A｜を１．５％以下と
することが容易である。金属間化合物を主成分とする相
変化層は、組成設計の自由度がきわめて低いが、共融混
合物を含有し得る相変化層は、後述するように組成設計
の自由が高いため、相変化層の光学特性を比較的自由に
設定できる。また、相変化層の光学特性を比較的自由に
設定できれば、相変化層に接して設ける誘電体層の組成
も比較的自由に選択できるので、媒体全体の光学設計お
よび熱設計が容易となる。

【００３０】５００nm以下の短波長で記録を行えば、デ
ータ転送レートを３０Mbps以上とすることが容易にでき
る。このように高転送レートで記録を行う場合、トラッ
キングサーボの安定性が高いことが要求されるが、本発
明ではＨ−Ｌタイプにおいて未記録部の反射率を十分に
高くできるので、安定したトラッキングサーボが可能で
ある。そのため本発明は、短波長のレーザービームを用
いて高転送レートで記録を行う場合に特に有利である。

【００３１】なお、本明細書において記録層が共融混合
物を含有し得るとは、記録層の結晶質領域中に共融混合
物が存在し得ることがあることを意味する。この場合、
記録層の全体組成が共融混合物の組成と一致している必
要はない。ＳｂおよびＴｅがつくる共融混合物としては
Ｓｂ₇₀Ｔｅ₃₀（原子比）が挙げられるが、この共融混合
物を含有し得る記録層は、全体組成がＳｂ₇₀Ｔｅ₃₀であ
る必要はない。

【００３２】ＳｂおよびＴｅだけからなる記録層は、結
晶化温度が１３０℃程度と低く、保存信頼性が不十分な
ので、結晶化温度を向上させるために他の元素を添加す
ることが好ましい。この場合の添加元素としては、Ｉ
ｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｈ、Ｓ
ｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄ
および希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）から
選択される少なくとも１種が好ましい。これらのうちで
は、保存信頼性向上効果が特に高いことから、希土類元
素、Ａｇ、ＩｎおよびＧｅから選択される少なくとも１
種が好ましい。

【００３３】ＳｂおよびＴｅを含有し、かつ、共融混合
物を含有し得る組成としては、式Ｉ（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-yＭ_y で表されるものが好ましい。上記式Ｉにおいて、元素Ｍ
はＳｂおよびＴｅをそれぞれ除く元素を表し、ｘおよび
ｙは原子比を表し、好ましくは０．２≦ｘ≦０．９０、０≦ｙ≦０．２５であり、より好ましくは０．５５≦ｘ≦０．８５、０．０１≦ｙ≦０．２０である。このような組成とすることにより、記録再生波
長が５００nm以下であっても、Ｈ−Ｌタイプにおいて反
射率を８％以上かつ｜Ｔ_C−Ｔ_A｜を５％以下にすること
が容易にできる。

【００３４】上記式Ｉにおいて、Ｓｂの含有量を表すｘ
が小さすぎると、結晶化速度が遅くなりすぎる。また、
記録層の結晶質領域での反射率が低くなるため、再生信
号出力が低くなる。また、ｘが著しく小さいと、記録も
困難となる。一方、ｘが大きすぎると、結晶状態と非晶
質状態との間での反射率差が小さくなってしまう。

【００３５】元素Ｍは特に限定されないが、保存信頼性
向上効果を示す上記元素のなかから少なくとも１種を選
択することが好ましい。元素Ｍの含有量を表すｙが大き
すぎると結晶化速度が低下してしまうので、ｙは上記範
囲内であることが好ましい。

【００３６】次に、図１に示す２層構造の媒体におい
て、各記録層の反射率を８％以上とするために必要な光
学特性を調べる。

【００３７】まず、第１記録層ＤＬ−１において反射率
をＲ₁、透過率をＴ₁、吸収率をＡ₁とし、第２記録層Ｄ
Ｌ−２において反射率をＲ₂、吸収率をＡ₂、透過率をＴ
₂とする。なお、反射率Ｒ₂、吸収率Ａ₂および透過率Ｔ₂
は、第２記録層ＤＬ−２単独での反射率、吸収率および
透過率である。したがって、図１に示す媒体内における
第２記録層ＤＬ−２の反射率は、レーザービームが第１
記録層ＤＬ−１を２回通過することを考慮すると、Ｒ₂
×Ｔ₁ ²となる。また、図１に示す媒体内における第２記
録層ＤＬ−２の吸収率（媒体に入射したエネルギー量に
対する第２記録層ＤＬ−２に吸収されたエネルギー量の
比）は、レーザービームが第１記録層ＤＬ−１を通過す
ることを考慮すると、Ａ₂×Ｔ₁となる。ここで、α＝Ａ
₁／（Ａ₂×Ｔ₁）とする。このαは、媒体中の各記録層
に同じ強度のレーザービームを照射したときの、第２記
録層ＤＬ−２の吸収エネルギーに対する第１記録層ＤＬ
−１の吸収エネルギーの比である。本明細書では、この
αを感度比と呼ぶ。

【００３８】図２は、透過率Ｔ₂がゼロである場合にお
いて、Ｒ₁およびＲ₂×Ｔ₁ ²をいずれも８％に固定したと
きの、Ｔ₁とＲ₂およびαとの関係を示すグラフである。
図３は、結晶時の第１記録層ＤＬ−１について、厚さと
反射率Ｒ_C1および透過率Ｔ_C1との関係をそれぞれ示すグ
ラフである。図３に示す関係は、相変化層をＡｇ₄Ｇｅ₂
Ｉｎ₃Ｓｂ₆₇Ｔｅ₂₄（原子％）から構成し、相変化層を
挟む誘電体層をＺｎＳ−ＳｉＯ₂層から構成したときの
一例である。

【００３９】相変化型媒体において、再生出力を高くす
るためには結晶時とアモルファス時との反射率差を大き
くする必要があり、そのためには相変化層の厚さは少な
くとも５nm必要である。しかし、図３に示されるよう
に、相変化層の厚さが５nmを超えると、透過率は５０％
以下となる。第１記録層ＤＬ−１の透過率Ｔ₁が５０％
以下であって、かつ、両記録層の反射率がいずれも８％
となるためには、図２に示されるように第２記録層ＤＬ
−２単独での反射率を３０％を超える値にする必要があ
る。また、そのとき感度比αは、約１．２５以上とな
る。

【００４０】本発明では、図２に示されるような関係を
考慮した上で、前記２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）およ
び｜Ｔ_C−Ｔ_A｜が所定範囲内に収まるように媒体設計を
行う。

【００４１】上記した感度比αは、両記録層に吸収され
るエネルギーの比を表すが、実際に記録する際に、第１
記録層ＤＬ−１の記録パワーに対する第２記録層ＤＬ−
２の記録パワーの比をαに設定することは好ましくな
い。通常の多層媒体では、例えば図１に示すように、レ
ーザービーム入射側から見て最も奥に存在する第２記録
層ＤＬ−２に接して反射層５が設けられる。反射層５
は、金属から構成されることが一般的であり、金属は熱
伝導率が高いため、第２記録層ＤＬ−２は、第１記録層
ＤＬ−１に比べ、レーザービーム照射時に熱が逃げやす
い。そのため、各記録層に実際に記録する際の記録パワ
ー比は、αより大きくすることが好ましい。

【００４２】また、第２記録層ＤＬ−２の記録パワーマ
ージンを広くする意味からも、前記記録パワー比をαよ
り大きくすることが好ましい。

【００４３】まず、前記記録パワー比と記録パワーマー
ジンとの関係について説明する。前記記録パワー比を小
さくするためには、第２記録層ＤＬ−２の記録パワーを
下げる必要がある。そのためには、第２記録層ＤＬ−２
の記録感度を高くする必要がある。記録感度を高くする
ためには、レーザービーム照射時に第２記録層ＤＬ−２
から熱が逃げにくくなるように、第２記録層ＤＬ−２付
近を徐冷構造とする必要がある。しかし、徐冷構造であ
ると、記録パワーの変動に対して敏感となる。すなわち
記録パワーマージンが狭くなる。具体的には、第２記録
層ＤＬ−２において、記録パワー変動に依存してジッタ
が大きく変動することになる。逆に、前記記録パワー比
が大きくなる設計では、記録パワーマージンが広くな
る。

【００４４】一方、前述したように、第１記録層ＤＬ−
１の記録マークの有無によって第２記録層ＤＬ−２に到
達するレーザービームのパワーが影響を受けるため、第
２記録層ＤＬ−２の記録パワーマージンは広いほど好ま
しい。したがって本発明では、第２記録層ＤＬ−２の記
録パワーマージンを広くする意味からも、記録パワー比
をαより大きくすることが好ましい。

【００４５】第１記録層ＤＬ−１の透過率Ｔ₁が５０％
以下であって、かつ、両記録層の反射率がいずれも８％
以上である場合における好ましい記録パワー比を実験的
に求めたところ、第１記録層ＤＬ−１の記録パワーに対
する第２記録層ＤＬ−２の記録パワーの比を１．５以上
にすることが好ましいことがわかった。また、前記２｜
Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）が０．１以下となるように設
計された媒体に対し、前記記録パワー比が１．５以上と
なる条件で第２記録層ＤＬ−２に記録することにより、
第１記録層ＤＬ−１が記録済の場合および未記録の場合
のいずれにおいても、第２記録層ＤＬ−２においてジッ
タを著しく小さくできる。

【００４６】ただし、記録パワー比が著しく大きいと、
第２記録層ＤＬ−２に記録するために大パワーのレーザ
ーが必要となり好ましくない。また、記録パワー比を大
きくせざるを得ない場合、すなわち感度比αがかなり大
きくなる設計では、第２記録層ＤＬ−２の反射率Ｒ₂を
かなり高くしなければならないため、好ましくない。そ
のため本発明では、前記パワー比が２．５以下となるよ
うに記録を行うことが好ましく、また、この範囲の記録
パワー比で記録が可能となるように媒体を設計すること
が好ましい。

【００４７】

【実施例】実施例１光学シミュレーションにより、２層の記録層を有する媒
体の設計を行った。記録再生用のレーザービーム入射側
からみて手前側を第１記録層とし、奥側を第２記録層と
した。各記録層の光学特性は以下のように表した。

【００４８】第１記録層の光学特性：反射率：Ｒ_C1（結晶時）、Ｒ_A1（記録マーク存在時）、透過率：Ｔ_C1（結晶時）、Ｔ_A1（記録マーク存在時）、吸収率：Ａ_C1（結晶時）、Ａ_A1（記録マーク存在時）

【００４９】第２記録層単独で光学特性：反射率：Ｒ_C2（結晶時）、Ｒ_A2（記録マーク存在時）、吸収率：Ａ_C2（結晶時）、Ａ_A2（記録マーク存在時）

【００５０】第２記録層（媒体内）の光学特性：反射率：Ｒ_C2×Ｔ_C1 ²またはＲ_C2×Ｔ_A1 ²（結晶時）

【００５１】感度比α：Ａ_C1／（Ａ_C2×Ｔ_C1）

【００５２】このシミュレーションにおける前提条件は
以下の通りとした。第１に、第１記録層の結晶時の反射
率と、第２記録層（媒体内）の結晶時の反射率とを同一
とした。すなわち、Ｒ_C1＝Ｒ_C2×Ｔ_C1 ² とした。第２に、第１記録層の反射率、透過率および吸
収率の総和を１とした。すなわち、Ｒ_C1＋Ｔ_C1＋Ａ_C1＝１、Ｒ_A1＋Ｔ_A1＋Ａ_A1＝１とした。第３に、第２記録層の反射率および吸収率の総
和を１とした。すなわち、第２記録層の透過率をゼロと
し、Ｒ_C2＋Ａ_C2＝１、Ｒ_A2＋Ａ_A2＝１とした。

【００５３】第１記録層の光学特性と第２記録層の光学
特性とが図２に示されるような関係となることを考慮し
た上で、各記録層の設計を光学シミュレーションによっ
て行った。その結果、各記録層を下記表２に示す設計と
することにより、表２に示すように各記録層において反
射率を８％以上にでき、かつ、第１記録層において記録
前後での透過率差を１．５％以下にできることが確認で
きた。

【００５４】

【表２】

【００５５】なお、表２に示す各層の屈折率ｎおよび消
衰係数ｋは、実測値である。また、表２において、Ｚｎ
Ｓ−ＳｉＯ₂は、８０モル％ＺｎＳ−２０モル％ＳｉＯ₂
の混合物である。また、Ａｇ−Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ
層は、Ａｇ₄Ｇｅ₂Ｉｎ₃Ｓｂ₆ ₇Ｔｅ₂₄（原子％）であ
る。

【００５６】次に、上記シミュレーションに基づいて、
光記録ディスクサンプルを以下の手順で作製した。

【００５７】ポリカーボネートからなり、射出成形によ
りグルーブ（幅０．１９μm、深さ２２nm、ピッチ０．
３２５μm）を同時成形した直径１２０mm、厚さ１．１m
mのグルーブを設けたディスク基体上に、Ａｇ₉₈Ｐｄ₁Ｃ
ｕ₁（原子％）からなる反射層、８０モル％ＺｎＳ−２
０モル％ＳｉＯ₂からなる誘電体層、Ａｇ₄Ｇｅ₂Ｉｎ₃Ｓ
ｂ₆₇Ｔｅ₂₄からなる相変化層、８０モル％ＺｎＳ−２０
モル％ＳｉＯ₂からなる誘電体層をスパッタ法により順
次形成し、第２記録層とした。各層の厚さは、上記シミ
ュレーションと一致するように設定した。

【００５８】次に、第２記録層上に、紫外線硬化型樹脂
からなる厚さ２０μmの樹脂中間層を形成した。この樹
脂中間層には、透明な樹脂スタンパを用いた２Ｐ法によ
り、上記ディスク基体のものと同じグルーブパターンを
形成した。

【００５９】次に、樹脂中間層上に、８０モル％ＺｎＳ
−２０モル％ＳｉＯ₂からなる誘電体層、Ａｇ₄Ｇｅ₂Ｉ
ｎ₃Ｓｂ₆₇Ｔｅ₂₄からなる相変化層、８０モル％ＺｎＳ
−２０モル％ＳｉＯ₂からなる誘電体層をスパッタ法に
より順次形成し、第１記録層とした。各層の厚さは、上
記シミュレーションと一致するように設定した。

【００６０】次に、第１記録層上に、紫外線硬化型樹脂
からなる厚さ９０μmの樹脂保護層を形成した。

【００６１】評価このサンプルについて、レーザー波長が４０５nm、開口
数ＮＡが０．８５の光ディスク評価装置を用い、樹脂保
護層を通してレーザービームを入射させて特性評価を行
った。

【００６２】まず、評価装置により各記録層の測定対象
領域を結晶化し、結晶時の反射率を求めた。その結果、
第１記録層では９．９％であった。また、第２記録層で
は、第１記録層の結晶状態によって異なるが８．６％以
上であった。

【００６３】次に、各記録層に線速度：５．７m/s、ビット長：０．１３μm、変調方式：１−７変調、転送レート：３５Mbps相当の条件で、非晶質記録マークを形成した。このときの記
録パルスストラテジとしては、ＤＶＤ−ＲＷで使用され
ている記録／消去／ボトムの３パワーをもつパワー変調
パターンを用いた。

【００６４】次いで、各記録層についてジッタを測定し
た。このジッタはクロックジッタであり、クロックジッ
タは、再生信号をタイムインターバルアナライザ（横河
電機株式会社製）により測定して「信号の揺らぎ
（σ）」を求め、検出窓幅をＴｗとして、 σ／Ｔｗ（％）により算出した。

【００６５】各記録層について、以下の手順で記録／消
去の最適パワーを求めた。なお、ボトムパワーは０．１
mWに固定した。まず、パワー比（記録パワー：消去パワ
ー）を１０：３、１０：５または１０：７のそれぞれに
固定した状態で、ランダムジッタの記録パワー依存性を
測定し、各パワー比のそれぞれにおいてジッタが最小と
なる記録パワーを決定する。各パワー比においてジッタ
が最小となる記録パワーのうち、ジッタが最も小さくな
る記録パワーを最適記録パワーとする。次に、記録パワ
ーを最適記録パワーに固定し、ランダムジッタの消去パ
ワー依存性を測定する。この測定において、消去パワー
は、最適記録パワーが得られた上記パワー比における消
去パワーを中心に変化させる。この測定においてジッタ
が最も小さくなる消去パワーを、最適消去パワーとす
る。

【００６６】なお、本発明を書き換え可能な相変化型媒
体に適用する場合には、このようにして最適パワーを求
めるが、消去パワーを使用しない記録方法が適用される
媒体における最適記録パワーも、ジッタが最小となる記
録パワーである。

【００６７】このようにして求めた第１記録層における
記録／消去の各最適パワーは、記録／消去＝４．６／２．３（mW）であった。また、第１記録層が未記録のときの第２記録
層における最適パワーは、記録／消去＝８．０／４．０（mW）であった。また、第１記録層にランダム信号を記録した
後の第２記録層における最適パワーは、記録／消去＝８．４／４．２（mW）であった。

【００６８】したがって、第１記録層の記録の有無によ
る第２記録層の最適記録パワーのずれは８．４−８．０
＝０．４（mW）であり、両最適記録パワーの平均値に対
する前記ずれの比率は０．０４９であった。また、最適
消去パワーのずれは０．２mWであり、両最適消去パワー
の平均値に対する前記ずれの比率は０．０４９であっ
た。

【００６９】この光記録ディスクサンプルの第２記録層
に対し、記録／消去のパワーを８．２／４．１（mW）に
固定してオーバーライトを行ったところ、第１記録層へ
の記録の有無によらず、クロックジッタは９．８％であ
った。第２記録層における記録パワーをこのように８．
２mWとし、一方、第１記録層における記録パワーを上記
最適パワー（４．６mW）とした場合、記録パワー比は
８．２／４．６＝１．７８となる。

【００７０】また、平坦なディスク状ポリカーボネート
基体上に、非晶質の第１記録層を上記条件で形成し、そ
の上に上記樹脂保護層を形成して、透過率測定用サンプ
ルを作製した。このサンプルについて、（株）日立製作
所の初期化機POP-120により第１記録層を部分的に結晶
化し、結晶質領域および非晶質領域のそれぞれにおい
て、波長４０５nmでの透過率を分光光度計により測定し
た。この測定により得られた非晶質領域の透過率を、記
録済時の透過率に換算したところ、第１記録層の透過率
は、未記録時（結晶質時）に４９％、記録済時に４８％
であり、その差は１％であった。

【００７１】実施例２記録層の層構成を下記表３に示すものに変更したほかは
実施例１と同様にして光学シミュレーションを行った。
その結果、各記録層を下記表３に示す設計とすることに
より、各記録層において反射率を８％以上にでき、か
つ、第１記録層において記録前後での透過率差を１．５
％以下にできることが確認できた。

【００７２】

【表３】

【００７３】なお、表３において、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂は、８０モル％ＺｎＳ−２０モル％ＳｉＯ₂の混合物で
ある。また、記録層は、Ａｇ₄Ｇｅ₂Ｉｎ₃Ｓｂ₆₇Ｔｅ₂₄
（原子％）である。

【００７４】次に、各記録層の構成を表３に示されるも
のとしたほかは実施例１と同様にして、光記録ディスク
サンプルを作製した。なお、ＡｌＮ層は、Ａｌターゲッ
トを用い、Ａｒ＋Ｎ₂雰囲気中において反応性スパッタ
法により形成した。

【００７５】評価このサンプルについて、実施例１と同様な評価を行っ
た。

【００７６】その結果、結晶時の反射率は、第１記録層
では１０％、第２記録層では８％以上であった。

【００７７】また、第１記録層における記録／消去の各
最適パワーは、記録／消去＝５．０／２．５（mW）であった。また、第１記録層が未記録のときの第２記録
層における最適パワーは、記録／消去＝８．２／４．１（mW）であった。また、第１記録層にランダム信号を記録した
後の第２記録層における最適パワーは、記録／消去＝８．６／４．３（mW）であった。したがって、第１記録層の記録の有無による
第２記録層の最適記録パワーのずれは８．６−８．２＝
０．４（mW）であり、両最適記録パワーの平均値に対す
る前記ずれの比率は０．０４８であった。また、最適消
去パワーのずれは０．２mWであり、両最適消去パワーの
平均値に対する前記ずれの比率は０．０４８であった。

【００７８】この光記録ディスクサンプルの第２記録層
に対し、記録／消去のパワーを８．４／４．２（mW）に
固定してオーバーライトを行ったところ、第１記録層へ
の記録の有無によらず、クロックジッタは９．８％であ
った。第２記録層における記録パワーをこのように８．
４mWとし、一方、第１記録層における記録パワーを上記
最適パワー（５．０mW）とした場合、記録パワー比は
８．４／５．０＝１．６８となる。

【００７９】また、波長４０５nmでの第１記録層の透過
率を実施例１と同様にして求めたところ、未記録時（結
晶質時）に４７％、記録済時に４６％であり、その差は
１％であった。

【００８０】比較例記録層の層構成を表４に示すものに変更したほかは実施
例１と同様にして光学シミュレーションを行った。その
結果、各記録層を下記表４に示す設計とすると、各記録
層において反射率は８％以上にできるが、第１記録層に
おいて記録前後での透過率差が１．５％を超えてしまう
ことが確認できた。

【００８１】

【表４】

【００８２】なお、表４において、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂は、８０モル％ＺｎＳ−２０モル％ＳｉＯ₂の混合物で
ある。また、記録層は、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅（原子％）で
ある。

【００８３】次に、各記録層の構成を表４に示されるも
のとしたほかは実施例１と同様にして、光記録ディスク
サンプルを作製した。

【００８４】評価このサンプルについて、実施例１と同様な評価を行っ
た。

【００８５】その結果、結晶時の反射率は、第１記録層
では９％、第２記録層では８％以上であった。

【００８６】また、第１記録層における記録／消去の各
最適パワーは、記録／消去＝４．４／２．５（mW）であった。また、第１記録層が未記録のときの第２記録
層における最適パワーは、記録／消去＝８．３／４．３（mW）であった。また、第１記録層にランダム信号を記録した
後の第２記録層における最適パワーは、記録／消去＝９．２／４．８（mW）であった。したがって、第１記録層の記録の有無による
第２記録層の最適記録パワーのずれは９．２−８．３＝
０．９（mW）であり、両最適記録パワーの平均値に対す
る前記ずれの比率は０．１０３であった。また、最適消
去パワーのずれは０．５mWであり、両最適消去パワーの
平均値に対する前記ずれの比率は０．１１０であった。

【００８７】また、波長４０５nmでの第１記録層の透過
率を実施例１と同様にして求めたところ、未記録時（結
晶質時）に５１％、記録済時に４９％であり、その差は
２％であった。

【００８８】この比較例で作製した光記録ディスクサン
プルについて、第１記録層の記録前後において同一の記
録／消去パワーで第２記録層に記録を行ったところ、第
１記録層の記録前後のいずれかでクロックジッタを１０
％以下にすることはできたが、記録前後の両方とも１０
％以下にすることはできなかった。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、２層の記録層を積層し
た多層光記録媒体において、記録マーク形成により反射
率が低下するHigh to Lowタイプとした上で、光入射側
から見て手前側に存在する記録層の記録状態にかかわら
ず、奥側の記録層への安定した記録を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される光記録媒体の構成例を示す
部分断面図である。

【図２】第１記録層ＤＬ−１の反射率Ｒ₁および第２記
録層ＤＬ−２の反射率Ｒ₂×Ｔ₁ ²をいずれも８％に固定
したときの、第１記録層ＤＬ−１の透過率Ｔ₁と、第２
記録層ＤＬ−２単独での反射率Ｒ₂および感度比αとの
関係をそれぞれ示すグラフである。

【図３】第１記録層ＤＬ−１について、厚さと反射率Ｒ
_C1および透過率Ｔ_C1との関係をそれぞれ示すグラフであ
る。

【符号の説明】

２樹脂保護層２０支持基体３１第１誘電体層３２第２誘電体層４相変化層５反射層ＤＬ−１、ＤＬ−２記録層ＴＬ透明中間層

フロントページの続きＦターム(参考） 5D029 JB13 JB14 JB45 JB47 JC04 JC06 5D090 AA01 BB05 BB12 CC01 DD01 EE01 KK02 KK06 5D119 AA23 BA01 BB04 BB13 DA01 HA45 5D789 AA23 BA01 BB04 BB13 DA01 HA45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれレーザービームによって記録が
行われる第１記録層および第２記録層を有し、第１記録層および第２記録層は、記録マーク形成により
反射率が低下し、かつ、未記録領域における記録波長で
の反射率が８％以上であり、第１記録層の記録済領域を通して照射されたレーザービ
ームにより第２記録層に記録を行ったときの最適記録パ
ワーＰ_Aと、第１記録層の未記録領域を通して照射され
たレーザービームにより第２記録層に記録を行ったとき
の最適記録パワーＰ_Cとの関係が、２｜Ｐ_A−Ｐ_C｜／（Ｐ_A＋Ｐ_C）≦０．１となる光記録媒体。
【請求項２】第１記録層は、記録済領域における記録
波長での透過率Ｔ_Aと、未記録領域における記録波長で
の透過率Ｔ_Cとの差の絶対値が１．５％以下である請求
項１の光記録媒体。
【請求項３】波長５００nm以下のレーザービームによ
り記録が行われる請求項１または２の光記録媒体。
【請求項４】３０Mbps以上の転送レートで記録が行わ
れる請求項１〜３のいずれかの光記録媒体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの光記録媒体に
記録する方法であって、第２記録層に記録する際に照射するレーザービームのパ
ワーを、第１記録層に記録する際に照射するレーザービ
ームのパワーの１．５〜２．５倍に設定する光記録方
法。