JP2005044396A - 光情報記録媒体 - Google Patents

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弘康 井上
Koji Mishima
康児 三島
Masaki Aoshima
正貴 青島
Hideki Hirata
秀樹 平田
Hajime Utsunomiya
肇 宇都宮
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Abstract

【課題】ノイズレベルの低減およびＣ／Ｎ比の向上を図り得る光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１副記録膜４ａと、Ｚｎを主成分としてＡｌを添加した第２の材料で第１副記録膜４ａの近傍に形成された第２副記録膜４ｂとを含んで構成された記録層４が基材２の上に形成されると共に記録層４を覆うようにして光透過層６が形成されて、光透過層６の側から記録層４にレーザービームＬを照射することによって記録データの記録（記録部Ｍの形成）および再生が可能に構成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に形成された記録層にレーザービームを照射することによって記録データの記録および再生が可能に構成された光情報記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光情報記録媒体として、出願人は、特願２００２−１０５９９４に片面単層追記型の光記録媒体（１）を提案している。この光記録媒体（１）は、射出成形法によってポリカーボネート等で成形された基材（２）の上に、反射層（３）、記録層（４）、保護層（５）およびカバー層（６）を積層して構成されている。反射層（３）は、記録データの記録再生に際してカバー層（６）の側から照射されるレーザービームを反射する層であって、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属やその合金で薄膜状に形成されている。記録層（４）は、保護層（５）を構成する第１保護膜（５ａ）および第２保護膜（５ｂ）の間に挟まれるようにして設けられている。この記録層（４）は、第２保護膜（５ｂ）の上に第２副記録膜（４ｂ）および第１副記録膜（４ａ）をこの順で積層して構成されている。この場合、第１副記録膜（４ａ）は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の高反射金属で形成され、第２副記録膜（４ｂ）は、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃ等の反応性金属または半金属で形成されている。一方、保護層（５）における両保護膜（５ａ，５ｂ：誘電体層）は、レーザービームの照射時における両副記録膜（４ａ，４ｂ）の酸化や、基材（２）およびカバー層（６）などの変形を防止する保護膜であって、ＺｎＳ＋ＳｉＯ２等の誘電体材料で形成されている。カバー層（６：光透過層）は、基材（２）上の各層の傷付きを防止しつつ、レーザービームの光路を構成する層であって、例えば光透過性樹脂等をスピンコートして形成されている。
【０００３】
この場合、近年の光情報記録媒体には、大量の記録データを高速に（短時間で）記録再生可能であることが望まれている。したがって、この種の光情報記録媒体には、記録データの記録密度を高める必要が生じており、記録再生時に使用するレーザービームのビームスポット径が小径化される傾向がある。具体的には、その開口数（ＮＡ）が０．７以上（一例として、開口数（ＮＡ）が０．８５程度）の対物レンズを備えて波長（λ）が４５０ｎｍ以下（一例として、波長（λ）が４０５ｎｍ程度）のレーザービームを射出可能なピックアップを使用して記録データの記録再生が行われる。しかし、対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなるほど、光情報記録媒体に対するレーザービームの光軸の傾きについての許容角度範囲（すなわち、チルトマージン）が小さくなる。したがって、従来の一般的な光情報記録媒体のようにピックアップから射出されたレーザービームが基材を透過して記録層に照射される構成では、基材が１ｍｍ程度と厚手のため、所望のチルトマージンを得るのが困難となる。このため、出願人が提案している光記録媒体（１）では、記録層（４）を覆うようにして形成した厚み１００μｍ程度のカバー層（６）をレーザービームが透過して記録層（４）に照射される構成を採用することにより、記録データを安定して記録再生可能な程度のチルトマージンが得られている。この場合、レーザービームのコマ収差を抑制するためにも、カバー層（６）を薄くする（一例として、カバー層（６）の厚みを１００μｍ程度とする）のが好ましい。
【０００４】
この光記録媒体（１）に記録データを記録する（記録データのデータ内容に応じてピットを形成する）際には、記録パワーに調整したレーザービームを記録層（４）に照射する。この際には、レーザービームの照射に伴って両副記録膜（４ａ，４ｂ）が混合して（原子配列の変化が生じて）記録部（Ｍ：ピット）が形成される。一方、光記録媒体（１）に記録した記録データを再生する（ピットの有無を判別する）際には、再生パワーに調整したレーザービームを記録層（４）に照射する。この際に、記録部（Ｍ）の形成部位と、記録部（Ｍ）の非形成部位との光学定数が相違するため、照射したレーザービームの反射率に差異が生じる。
したがって、この差異を検出することによって、記録部（Ｍ）の有無（ピットの有無）が検出されて記録データが再生される。
【０００５】
【先行出願１】
特願２００２−１０５９９４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、出願人が提案している光記録媒体（１）には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、この光記録媒体（１）では、記録層（４）を覆うようにして形成したカバー層（６）を透過させてレーザービームを記録層（４）に照射する構成が採用されている。この場合、この光記録媒体（１）の製造時には、基材（２）の上に反射層（３）、第２保護膜（５ｂ）、第２副記録膜（４ｂ）、第１副記録膜（４ａ）、第１保護膜（５ａ）およびカバー層（６）をこの順で形成している。この際に、図４に示すように、射出成形によって各ガイドトラック部の表面（ランドの上面およびグルーブの底面：同図における上面）が平坦に形成された基材（２）の上に形成した反射層（３）の表面は、基材（２）の表面と比較して僅かに荒れた状態となる。なお、同図では、層構造についての理解を容易とするために、ガイドトラック（グルーブおよびランド）の図示を省略する。また、その表面が僅かに荒れた状態の反射層（３）の上に形成した第２保護膜（５ｂ）の表面は、反射層（３）の表面よりもさらに荒れた状態となる。したがって、反射層（３）から順にカバー層（６）まで形成した場合、基材（２）から離間している層ほど（すなわち、レーザービームの入射面に近いほど）その表面が荒れた状態となる。なお、同図は、各層の荒れ状態を実際よりも誇張して図示している。
【０００７】
この場合、第２保護膜（５ｂ）の表面（第２保護膜（５ｂ）と第２副記録膜（４ｂ）との界面）、第２副記録膜（４ｂ）の表面（第２副記録膜（４ｂ）と第１副記録膜（４ａ）との界面）、および第１副記録膜（４ａ）の表面（第１副記録膜（４ａ）と第１保護膜（５ａ）との界面）が大きく荒れた状態では、再生信号に含まれるノイズの量（ノイズレベル）が大きくなり、結果として、Ｃ／Ｎ比が低下する。特に、波長の短いレーザービームを開口数が大きい対物レンズから射出して記録データを記録再生するタイプの光記録媒体（１）にあっては、両副記録膜（４ａ，４ｂ）に照射されるレーザービームのビームスポット径が極めて小さいため、第２副記録膜（４ｂ）の表面平滑性が再生信号中のノイズレベルやＣ／Ｎ比の値を大きく左右する。したがって、レーザービームの入射面に近い層ほど製造時に表面が荒れた状態となり易い光記録媒体（１）では、再生速度によっては記録データの正確な読み取りが困難となるおそれがある。このため、ノイズレベルを低減してＣ／Ｎ比の向上を図るのが好ましい。
【０００８】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、ノイズレベルの低減およびＣ／Ｎ比の向上を図り得る光情報記録媒体を提供することを主目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る光情報記録媒体は、Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１の記録膜と、Ｚｎを主成分としてＡｌを添加した第２の材料で前記第１の記録膜の近傍に形成された第２の記録膜とを含んで構成された記録層が基材の上に形成されると共に当該記録層を覆うようにして光透過層が形成されて、当該光透過層の側から前記記録層にレーザービームを照射することによって記録データの記録および再生が可能に構成されている。なお、本発明における「主成分」とは、膜または層を形成するための材料を構成する複数の元素のうちの最も構成比率（ａｔ％：原子比）が大きい成分をいう。
【００１０】
この場合、９ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌが添加されている第２の材料で前記第２の記録膜を形成するのが好ましい。
【００１１】
また、１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌが添加されている第２の材料で前記第２の記録膜を形成するのが好ましい。
【００１２】
さらに、前記第１および第２の記録膜を互いに接するように形成して前記記録層を構成するのが好ましい。
【００１３】
また、前記第１の記録膜の厚みと前記第２の記録膜の厚みとの総厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内となるように形成して前記記録層を構成するのが好ましい。
【００１４】
さらに、前記光透過層および前記記録層の間に形成された第１の誘電体層と、前記基材および前記記録層の間に形成された第２の誘電体層とを備えて構成するのが好ましい。
【００１５】
また、前記基材と前記第２の誘電体層との間に形成された反射層を備えて構成するのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光情報記録媒体の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
最初に、光情報記録媒体１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１８】
光情報記録媒体１は、外径が１２０ｍｍ程度で、厚みが１．２ｍｍ程度の円板状に形成された片面単層の追記型光ディスクであって、開口数（ＮＡ）が０．７以上（一例として、０．８５程度）の対物レンズから射出される波長（λ）が３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下（一例として、４０５ｎｍ）の範囲内の青紫色レーザービーム（以下、「レーザービーム」ともいう）Ｌを使用した記録データの記録および再生が可能に構成されている。具体的には、図１に示すように、光情報記録媒体１は、基材２の上に、反射層３、第２誘電体層５ｂ、記録層４、第１誘電体層５ａおよび光透過層６をこの順で積層して構成されている。また、光情報記録媒体１の中央部には、記録再生装置に装着（クランプ）するための装着用中心孔が形成されている。
【００１９】
基材２は、射出成形法によって例えばポリカーボネート樹脂で厚み１．１ｍｍ程度の円板状に形成されている。この場合、２Ｐ法等の各種形成方法によって基材２を形成することもできる。また、基材２の一方の面（図１における上面）には、その中心部から外縁部にかけてグルーブおよびランドが螺旋状に形成されている。この場合、グルーブおよびランドは、記録層４に対して記録データを記録再生する際のガイドトラックとして機能する。したがって、正確なトラッキングを可能とするためには、一例として、その深さが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内で、そのピッチが０．２μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内となるようにランド間のグルーブを形成するのが好ましい。また、この光情報記録媒体１では、記録再生時にレーザービームＬが光透過層６の側から照射される構成が採用されている。したがって、基材２が光透過性を有している必要がないため、基材２を形成する材料の選択枝が既存の一般的な光記情報録媒体（例えばＣＤ−Ｒ）と比較して増えている。具体的には、基材２を形成する材料としては、上記のポリカーボネート樹脂に限定されず、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂およびウレタン樹脂などの各種樹脂材料や、ガラスおよびセラミックスなどの材料を採用することができる。ただし、成形が容易で比較的安価である点において、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂等の樹脂材料を採用するのが好ましい。
【００２０】
反射層３は、記録データの再生時に光透過層６の側から照射されたレーザービームＬを反射するための層であって、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料や、これらを含む合金（一例として、ＡｇＮｄＣｕ＝９８：１：１や、ＡｇＰｄＣｕ＝９８：１：１）で厚み１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内となるように形成されている。この場合、レーザービームＬを必要かつ十分に反射するためには、反射層３の厚みを２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内（一例として、１００ｎｍ）に規定するのが好ましい。また、反射層３を形成する材料については、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属や、ＡｇとＣｕとの合金などの金属材料が高い反射率を有しているため、これらの金属のうちの少なくとも１つを含む金属材料を用いるのが好ましい。
【００２１】
第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂ（以下、区別しないときには「誘電体層５」ともいう）は、本発明における第１および第２の誘電体層にそれぞれ相当し、記録層４を挟み込むようにして形成されている。この誘電体層５は、記録層４の腐食を阻止して（軽減して）記録データの劣化を阻止すると共に、記録データの記録時における基材２および光透過層６の熱変形を阻止してジッタの悪化を回避する。また、誘電体層５は、多重干渉効果によって記録部（記録層におけるピットの形成部位）と未記録部（ピットの未形成部位）との光学特性の変化量を大きくする機能も有する。この場合、この変化量を増大させるには、レーザービームＬの波長領域において高い屈折率（ｎ）を有する誘電体材料で誘電体層５を形成するのが好ましい。また、レーザービームＬを照射した際に誘電体層５によって吸収されるエネルギー量が多過ぎると記録層４に対する記録感度が低下する。このため、レーザービームＬの波長領域において低い消衰係数（ｋ）を有する誘電体材料で誘電体層５を構成して記録感度の低下を回避するのが好ましい。
【００２２】
具体的には、誘電体層５を形成するための誘電体材料としては、基材２や光透過層６などの熱変形の防止や記録層４に対する保護特性の向上を図りつつ十分な多重干渉効果を得るという観点から、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ｌａ２Ｏ３、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＡｌＯＮ（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４およびＡｌＮを含む混合物）およびＬａＳｉＯＮ（Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＳｉ３Ｎ４を含む混合物）のいずれかや、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｅ、Ｔｉ、ＺｎおよびＴａ等の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、または、それらの混合物などの光透過性を有する誘電体材料を用いるのが好ましい。この場合、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの双方を同一の誘電体材料で形成することもできるし、互いに相違する誘電体材料で形成することもできる。また、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの一方または双方を複数の誘電体層からなる多層構造とすることもできる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る光情報記録媒体１では、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂが、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物（好ましくは、モル比が８０：２０）を主成分とする誘電体材料で厚みが１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内（一例として、２５ｎｍ）となるように形成されている。この場合、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物は、３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲内の波長領域のレーザービームＬに対する屈折率（ｎ）が高く、かつ消衰係数（ｋ）が比較的小さいため、記録データの記録の前後における記録層４の光学特性の変化が明瞭化すると共に、記録感度の低下が回避される。また、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの各々の厚みは、上記の例に限定されるものではないが、１０ｎｍ未満のときには、上記の効果を得難くなる。逆に、２００ｎｍを超えるときには、層の形成に要する時間が長時間化して光情報記録媒体１の製造コストが高騰するおそれがあり、さらに、第１誘電体層５ａあるいは第２誘電体層５ｂの有する内部応力によって、光情報記録媒体１にクラックを生じるおそれがある。したがって、両誘電体層５ａ，５ｂの厚みについては、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内にそれぞれ規定するのが好ましい。
【００２４】
記録層４は、記録データの記録時においてレーザービームＬが照射されたときにその光学的特性が変化して記録部Ｍ（ピット）が形成される層であって、第２副記録膜４ｂおよび第１副記録膜４ａの２つの薄膜を第２誘電体層５ｂの上にこの順で形成して構成されている。この場合、光透過層６の側（レーザービームＬの入射面に近い側）から第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの順となるように記録層４を構成することにより、比較的小さなパワーのレーザービームＬであってもその光学的特性を十分に変化させることが可能なため、記録部Ｍを確実に形成することが可能となる。第１副記録膜４ａは、本発明における第１の記録膜に相当し、Ｓｉを主成分とする材料（本発明における第１の材料）によって薄膜状に形成されている。この場合、Ｓｉを主成分とする材料で第１副記録膜４ａを形成することで、後述するように、再生信号のＣ／Ｎ比を十分に向上させることが可能となる。本発明の実施の形態では、材料全体に占めるＳｉの比率を９５ａｔ％以上（一例として９９ａｔ％）とする。
【００２５】
また、第２副記録膜４ｂは、本発明における第２の記録膜に相当し、Ｚｎを主成分とし、かつＡｌを添加した材料（本発明における第２の材料）によって薄膜状に形成されている。この場合、Ｚｎが安価のため、光情報記録媒体１の製造コストを十分に低減することが可能となる。これに対して、ＺｎにＡｌ等を添加しない材料で第２副記録膜４ｂを形成したときには、その表面平滑性を向上させるのが困難となる。この結果、再生信号中のノイズレベルが極めて高くなり、Ｃ／Ｎ比が大きく低下するおそれがある。一方、ＺｎにＡｌを添加した材料で第２副記録膜４ｂを形成したときには、その表面平滑性が向上する結果、ノイズレベルを低減してＣ／Ｎ比を向上させることが可能となる。また、ＺｎにＡｌを添加した材料で第２副記録膜４ｂを形成することにより、記録層４の記録感度を十分に向上させることが可能となる。加えて、ＺｎおよびＡｌの双方が無公害の材料のため、例えば使用済みの光情報記録媒体１を埋め立て処分したとしても、地球環境に及ぼす影響を最小限に抑えることが可能となる。この場合、第２副記録膜４ｂを形成するための材料としては、Ａｌの添加量が１ａｔ％以上５０ａｔ％未満であることが好ましい。また、第２副記録膜４ｂの表面平滑性を向上させるためには、Ａｌの添加量を９ａｔ％以上５０ａｔ％未満とするのが好ましく、さらには、表面平滑性を一層向上させるためには、１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌを添加するのがより好ましい。本発明の実施の形態では、一例として、第２副記録膜４ｂを形成するための材料全体に占めるＺｎの比率を７５ａｔ％とし、Ａｌの添加量を２５ａｔ％とする。
【００２６】
また、第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚み（記録層４の総厚）が厚くなるほど、レーザービームＬの入射面に近い第１副記録膜４ａの表面平滑性が低下して、再生信号中のノイズレベルが高くなると共に、記録感度が低下する。この場合、記録層４の層厚が５０ｎｍを超えるときには、記録感度が低下して情報記録媒体としての使用が困難となるおそれがある。一方、記録層４の総厚が２ｎｍを下回るときには、記録データの記録前後における光学特性の変化量が小さくなってＣ／Ｎ比が低下する結果、記録データの正常な再生が困難となる。したがって、記録層４の総厚は、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内に規定するのが好ましく、さらには、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内に規定するのが一層好ましい。なお、本発明の実施の形態に係る光情報記録媒体１では、再生信号中のノイズレベルを一層低減して、より高いＣ／Ｎ比の再生信号を得るために、記録層４の総厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内となるように両副記録膜４ａ，４ｂが形成されている。
【００２７】
また、両副記録膜４ａ，４ｂの各々の厚みは、特に限定されるものではないが、記録感度を十分に向上させ、かつ記録データの記録前後において、その光学特性を十分に変化させるためには、各々の厚みが２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内となるように形成するのが好ましい。また、記録データの記録前後において、その光学特性を一層十分に変化させるためには、第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚みとの比（第１副記録膜４ａの厚み／第２副記録膜４ｂの厚み）が０．２以上５．０以下の範囲内となるように各々の厚みを規定するのが好ましい。本発明の実施の形態では、一例として、第１副記録膜４ａの厚みを５ｎｍとし、第２副記録膜４ｂの厚みを５ｎｍとすることにより、その総厚が１０ｎｍとなるように記録層４を形成する。
【００２８】
光透過層６は、記録データの記録再生時にレーザービームＬの光路として機能すると共に記録層４や第１誘電体層５ａなどを物理的に保護するための層であって、紫外線硬化性樹脂および電子線硬化性樹脂などの樹脂材料によってその厚みが１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内（好ましくは、５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内：一例として、１００μｍ）となるように形成されている。この場合、光透過層６の厚みが１μｍ未満のときには、記録層４や第１誘電体層５ａなどを保護するのが困難となり、光透過層６の厚みが２００μｍを超えるときには、各部の厚み（特に、径方向における各部の厚み）が均一な光透過層６を形成するのが困難となる。また、基材２とは相違する材料で厚手の光透過層６を形成した場合には、熱膨張や熱収縮等に起因して光情報記録媒体１に反りが生じることがある。なお、光透過層６の形成方法としては、樹脂材料をスピンコーティング法などによって塗布した後に硬化させる方法や、光透過性樹脂で形成したシート材を接着剤等によって第１誘電体層５ａに貼付する方法などが存在する。しかし、レーザービームＬの減衰を回避するためには、接着剤の層を存在させることのないスピンコーティング法を採用するのが好ましい。
【００２９】
この光情報記録媒体１の製造に際しては、まず、射出成形機に設置した金型に基材成形用のスタンパーをセットする。次に、ポリカーボネート樹脂の温度を３６０℃程度、金型温度を１２０℃程度に設定すると共に、型締め力や冷却時間等の各種成形条件を設定して、基材２を射出成形する。次いで、例えばＡｇを主成分とする化学種を用いた気相成長法（真空蒸着法、スパッタリング法など：この場合、一例としてスパッタリング法）によって基材２の表面に厚み１００ｎｍ程度の反射層３を形成する。次に、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を主成分とする化学種を用いた気相成長法によって反射層３を覆うようにして厚み２５ｎｍ程度の第２誘電体層５ｂを形成する。次いで、Ｚｎを主成分とし、Ａｌを添加した材料（化学種）を用いた気相成長法によって第２誘電体層５ｂを覆うようにして厚み５ｎｍ程度の第２副記録膜４ｂを形成する。この際に、Ａｌを添加した材料を用いているため、Ａｌを添加しない材料を使用したときと比較して、第２副記録膜４ｂの表面が平坦となる（表面平滑性が確保される）。
【００３０】
次に、Ｓｉを主成分とする材料（化学種）を用いた気相成長法によって第２副記録膜４ｂを覆うようにして厚み５ｎｍ程度の第１副記録膜４ａを形成する。この際に、第２副記録膜４ｂの表面が平坦に形成されているため、第１副記録膜４ａの表面も同様にして平坦に形成される。次いで、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を主成分とする化学種を用いた気相成長法によって第１副記録膜４ａを覆うようにして厚み２５ｎｍ程度の第１誘電体層５ａを形成する。なお、反射層３、第２誘電体層５ｂ、第２副記録膜４ｂ、第１副記録膜４ａおよび第１誘電体層５ａについては、複数のスパッタリングチャンバーを有するスパッタ機を使用して各チャンバー毎の成膜条件を適宜調節することにより、基材２上に連続して形成するのが好ましい。続いて、スピンコーティング法によって第１誘電体層５ａを覆うようにして例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂（または、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂）を塗布して硬化させることにより、第１誘電体層５ａの上に厚み１００μｍ程度の光透過層６を形成する。この際には、その厚み（特に径方向における厚み）が均一な光透過層６を形成するために、スピンコーティング時の各種条件（回転数、およびその変化率や、回転停止までの時間等）を適宜調節する。また、光透過層６の厚みを１００μｍ程度とするためには、その粘度がある程度高い樹脂材料（この場合、紫外線硬化性樹脂）を使用するのが好ましい。これにより、光情報記録媒体１が完成する。
【００３１】
次に、光情報記録媒体１による記録データの記録原理について、図面を参照して説明する。
【００３２】
まず、記録パワー（一例として、光透過層６の表面において５．０ｍＷ程度のパワー）に調整した波長（λ）が４０５ｎｍのレーザービームＬを開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズから射出して光情報記録媒体１に照射する。この際に、記録層４では、レーザービームＬが照射された領域において第１副記録膜４ａの主成分である元素（この場合、Ｓｉ）と、第２副記録膜４ｂの主成分である元素（この場合、Ｚｎ）とが混合して、図１に示すように、記録部Ｍが形成される。この場合、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが積層されている状態の部分（以下、「積層部」ともいう）と記録部Ｍとでは、その光学特性が大きく相違する。このため、再生パワーに調整したレーザービームＬを積層部に照射した際の反射率と、記録部Ｍに照射した際の反射率とに大きな差が生じる。したがって、この差を検出することで、記録部Ｍ（ピット）の有無が判別されて、記録再生装置によって記録データが再生される（読み取られる）。
【００３３】
この場合、この光情報記録媒体１では、記録層４が第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂによって挟み込まれているため、レーザービームＬの照射に伴って第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが混合する程度に加熱されたときであっても、基材２や光透過層６の熱変形が回避される。これにより、ノイズレベルの上昇、Ｃ／Ｎ比の低下、およびジッタの悪化が回避される。また、Ｓｉを主成分とする材料で第１副記録膜４ａを形成すると共にＺｎを主成分とする材料で第２副記録膜４ｂを形成したことにより、記録部Ｍの記録前後において、その光学特性を十分に変化させることができる。この結果、記録部Ｍの有無を確実に検出することができるため、記録データが確実に再生される。
【００３４】
次に、第２副記録膜４ｂを形成するための材料におけるＡｌの添加量と、ノイズレベルとの関係について、図面を参照して説明する。
【００３５】
前述したように、第２副記録膜４ｂの形成に使用する材料（Ｚｎを主成分とする材料）にＡｌを添加することにより、気相成長法によって形成した第２副記録膜４ｂの表面平滑性を向上させることができる。したがって、再生信号に含まれるノイズのレベル（ノイズレベル）を低減することができる。この場合、発明者は、Ａｌを添加することによって、少なくとも４．１ＭＨｚから１６．５ＭＨｚまでの周波数帯域におけるノイズレベルが低減することを確認している。具体的には、図２に示すように、第２副記録膜４ｂを形成するための材料として、Ｚｎを主成分とする材料にＡｌを添加しなかったとき（Ａｌの添加量が０ａｔ％のとき）には、ノイズレベル（一例として、線速５．３ｍ／ｓで光情報記録媒体１を回転させつつ、４．２ＭＨｚの近傍のノイズレベルを測定）が−５１．０ｄＢｍであるのに対し、Ｚｎを主成分とする材料に９ａｔ％のＡｌを添加したときには、ノイズレベルが−５２．１ｄＢｍまで低下する。さらに、１６．３ａｔ％のＡｌを添加したときには、ノイズレベルが−５７．４ｄＢｍまで低下し、２３．５ａｔ％のＡｌを添加したときには、ノイズレベルが−６０．０ｄＢｍまで低下し、３５．１ａｔ％のＡｌを添加したときには、ノイズレベルが−５９．８ｄＢｍまで低下する。また、このノイズレベルの低下については、５０．０ａｔ％弱（５０．０ａｔ％未満）までＡｌを添加した際にも−５８ｄＢｍ以下になると考えられる。
【００３６】
したがって、Ｚｎを主成分とする材料に９ａｔ％以上５０ａｔ％未満のＡｌを添加することにより、ノイズレベルを−５２ｄＢｍ程度まで低下させることができる。また、Ｚｎを主成分とする材料に１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満のＡｌを添加することにより、ノイズレベルを−５７ｄＢｍ程度まで低下させることができる。したがって、Ａｌを主成分とし、９ａｔ％以上５０ａｔ％未満のＡｌを添加した材料で第２副記録膜４ｂを形成することにより、記録データの正常な再生（ノイズレベルの低減）が可能な光情報記録媒体１を製造することができる。さらに、Ａｌの添加量を１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満に規定することにより、ノイズレベルを一層低減することができる。なお、同図に示すように、Ａｌの添加量が約２４ａｔ％以下の場合には、Ａｌを添加するほどノイズレベルが顕著に低下するが、Ａｌの添加量が約２４ａｔ％を超えたときには、Ａｌの添加量を増大させてもノイズレベルの低下が僅かな量となる。したがって、Ｚｎを主成分とする材料に９ａｔ％以上２４ａｔ％以下（より好ましくは、１６．５ａｔ％以上２４ａｔ％以下）のＡｌを添加することにより、使用上問題となる周波数帯域でのノイズレベルを十分に低下させることができる。
【００３７】
続いて、記録層４の厚み（層厚）とＣ／Ｎ比との関係について、図面を参照して説明する。
【００３８】
前述したように、記録層４の層厚（第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚みの和）を薄くすることによって、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの表面平滑性を向上させることができる結果、Ｃ／Ｎ比を高くすることができる。しかし、記録層４の層厚が薄過ぎると、記録データの記録前後における光学特性の変化量が小さ過ぎてＣ／Ｎ比が低下する結果、記録データの正常な再生が困難となる。また、記録層４の層厚が厚過ぎると、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの有する内部応力によって光情報記録媒体１にクラックを生じるおそれがあると共に、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの表面平滑性を損なってノイズレベルが高くなる結果、Ｃ／Ｎ比が低下する。また、記録層４の層厚が厚過ぎると、記録感度が低下するおそれもある。このため、これらの事情に鑑みて記録層４の層厚を規定する必要がある。
【００３９】
具体的には、図３に示すように、記録層４の層厚が３０ｎｍを超えるときには、Ｃ／Ｎ比が３１ｄＢを下回って記録データの正常な再生が困難となり、層厚が３０ｎｍ以下のときには、Ｃ／Ｎ比が３１ｄＢ以上となって記録データの確実な再生が可能となる。また、記録層４の層厚が２４ｎｍ以下のときには、Ｃ／Ｎ比が３５ｄＢ以上となり、記録層４の層厚が１２ｎｍ以下のときには、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢ以上となる。この結果、記録データの一層確実な再生が可能となる。この場合、記録層４の層厚が２ｎｍ未満のときには、記録データの記録前後において、その光学特性が殆ど変化しないことに起因して記録データの正常な再生が困難となる。また、記録層４の層厚が３０ｎｍを超えるときには、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの表面平滑性が損なわれることに起因してノイズレベルが高くなる。さらに、記録層４の層厚が３０ｎｍを超えるときには、光情報記録媒体１が加熱または冷却されたときや、光情報記録媒体１に撓ませるような力が加えられたときに、第１副記録膜４ａおよび第２副記録の有する内部応力に起因して記録層４にクラックが発生する。加えて、記録層４の層厚が３０ｎｍを超えるときには、記録感度が低下するのも確認している。
【００４０】
したがって、クラックの発生および記録感度の低下を回避しつつ記録データを確実に再生するためには、記録層４の層厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内となるように第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂを形成するのが好ましい。また、Ｃ／Ｎ比をさらに向上させて記録データの再生を一層確実化するためには、記録層４の層厚が２ｎｍ以上２４ｎｍ以下の範囲内（より好ましくは、２ｎｍ以上１２ｎｍ以下の範囲内）となるように第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂを形成するのが好ましい。
【００４１】
このように、この光情報記録媒体１によれば、Ｓｉを主成分とする材料を用いて第１副記録膜４ａを形成すると共に、Ｚｎを主成分としてＡｌを添加した材料を用いて第２副記録膜４ｂを第１副記録膜４ａの近傍に形成したことにより、Ａｌの添加によって第２副記録膜４ｂの表面平滑性が向上する結果、ノイズレベルを大幅に低減させることができる。したがって、Ｃ／Ｎ比を向上させることができる結果、記録データを確実に再生することができる。
【００４２】
また、この光情報記録媒体１によれば、９ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌを添加した材料を用いて第２副記録膜４ｂを形成したことにより、ノイズレベルを−５２ｄＢｍ程度以下にまで低下させることができる。したがって、記録データを確実に再生可能な光情報記録媒体１を提供することができる。
【００４３】
さらに、この光情報記録媒体１によれば、１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌを添加した材料を用いて第２副記録膜４ｂを形成したことにより、ノイズレベルを−５７ｄＢｍ程度以下にまで低下させることができる結果、より確実に記録データを再生することができる。
【００４４】
また、この光情報記録媒体１によれば、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂを互いに接するように形成して記録層４を構成したことにより、記録パワーに調整したレーザービームＬを照射した際に第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂを容易に混合させて記録部Ｍを形成することができる。
【００４５】
さらに、この光情報記録媒体１によれば、第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚みとの総厚を２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内に規定したことにより、Ｃ／Ｎ比を十分に向上させることができる結果、記録データを確実に再生することができる。
【００４６】
また、この光情報記録媒体１によれば、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂによって記録層４を挟み込む構成を採用したことにより、レーザービームＬの照射時（記録部Ｍの形成時）における基材２や光透過層６の熱変形を回避することができる。また、記録層４の腐食を回避することができるため、長期に亘って記録データを正常再生可能に保存することができる。
【００４７】
さらに、この光情報記録媒体１によれば、基材２と第２誘電体層５ｂとの間に反射層３を形成したことにより、多重干渉効果が一層大きくなって記録部Ｍと未記録部との光反射率の差を一層大きくすることができるため、一層確実に記録データを再生することができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、第１副記録膜４ａと第２副記録膜４ｂとが光情報記録媒体１の厚み方向で隣接している構成を採用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、記録層４は、記録パワーに調整されたレーザービームＬが照射された際に第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが互いに混合する領域が形成可能に構成されている限り、適宜変更が可能である。具体的には、例えば、第１副記録膜４ａと第２副記録膜４ｂとの間に極く薄厚の１または複数の誘電体層等を介在させて構成することもできるし、第１副記録膜４ａを構成する材料と第２副記録膜４ｂを構成する材料との混合材料からなる層を両副記録膜４ａ，４ｂの間に介在させて構成することができる。また、本発明の実施の形態では、第１副記録膜４ａと第２副記録膜４ｂとの２つの記録膜からなる記録層４を有する光情報記録媒体１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、両副記録膜４ａ，４ｂに加えて、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎ、ＺｎおよびＣｕよりなる群から選択した元素を主成分とする材料で形成した１または複数の副記録膜を備えて本発明における記録層を構成することができる。
【００４９】
さらに、本発明の実施の形態では、本発明における第１の記録膜に相当する第１副記録膜４ａを光透過層６の側に形成し、本発明における第２の記録膜に相当する第２副記録膜４ｂを基材２の側に形成した構成について説明したが、本発明は、これに限定されず、第１副記録膜４ａを基材２の側に形成し、第２副記録膜４ｂを光透過層６の側に形成する構成を採用することができる。また、本発明の実施の形態では、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂを有する光情報記録媒体１について説明したが、これに限定されず、本発明における光情報記録媒体には、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの双方または一方が存在しない光情報記録媒体も含まれる。さらに、本発明の実施の形態では、反射層３を有する光情報記録媒体１，１Ａについて説明したが、本発明はこれに限定されず、反射層３が存在しない光情報記録媒体も含まれる。また、本発明の実施の形態において説明した各層の厚みについては、あくまでも例示であってこれに限定されず、適宜変更可能なことは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体によれば、Ｓｉを主成分とする材料を用いて第１の記録膜を形成すると共に、Ｚｎを主成分としてＡｌを添加した材料を用いて第２の記録膜を第１の記録膜の近傍に形成したことにより、Ａｌの添加によって第２の記録膜の表面平滑性が向上する結果、ノイズレベルを大幅に低減させることができる。したがって、Ｃ／Ｎ比を向上させることができる結果、記録データを確実に再生することができる。
【００５１】
また、本発明に係る光情報記録媒体によれば、９ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌを添加した材料を用いて第２の記録膜を形成したことにより、使用上問題となる周波数帯域でのノイズレベルを十分に低下させることができる。したがって、記録データを確実に再生可能な光情報記録媒体を提供することができる。
【００５２】
さらに、本発明に係る光情報記録媒体によれば、１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌを添加した材料を用いて第２の記録膜を形成したことにより、ノイズレベルを一層低下させることができる結果、より確実に記録データを再生することができる。
【００５３】
また、本発明に係る光情報記録媒体によれば、第１および第２の記録膜を互いに接するように形成して記録層を構成したことにより、記録パワーに調整したレーザービームを照射した際に第１および第２の記録膜を容易に混合させて記録部を形成することができる。
【００５４】
さらに、本発明に係る光情報記録媒体によれば、第１の記録膜の厚みと第２の記録膜の厚みとの総厚を２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内に規定したことにより、Ｃ／Ｎ比を十分に向上させることができる結果、記録データを確実に再生することができる。
【００５５】
また、本発明に係る光情報記録媒体によれば、第１および第２の誘電体層によって記録層を挟み込む構成を採用したことにより、レーザービームの照射時（記録部の形成時）における基材や光透過層の熱変形を回避することができる。また、記録層の腐食を回避することができるため、長期に亘って記録データを正常再生可能に保存することができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る光情報記録媒体によれば、基材と第２の誘電体層との間に反射層を形成したことにより、多重干渉効果が一層大きくなって記録部と未記録部との光反射率の差を一層大きくすることができるため、一層確実に記録データを再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光情報記録媒体１の構成を示す断面図である。
【図２】第２副記録膜４ｂを形成するための材料におけるＡｌの添加量とノイズレベルとの関係を示す特性図である。
【図３】記録層４の厚み（層厚）と再生信号におけるＣ／Ｎ比との関係を示す特性図である。
【図４】出願人が提案している光記録媒体（１）の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 光情報記録媒体
２ 基材
３ 反射層
４ 記録層
４ａ 第１副記録膜
４ｂ 第２副記録膜
５ａ 第１誘電体層
５ｂ 第２誘電体層
６ 光透過層
Ｌ レーザービーム
Ｍ 記録部

Claims (7)

  1. Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１の記録膜と、Ｚｎを主成分としてＡｌを添加した第２の材料で前記第１の記録膜の近傍に形成された第２の記録膜とを含んで構成された記録層が基材の上に形成されると共に当該記録層を覆うようにして光透過層が形成されて、当該光透過層の側から前記記録層にレーザービームを照射することによって記録データの記録および再生が可能に構成されている光情報記録媒体。
  2. 前記第２の材料は、９ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌが添加されている請求項１記載の光情報記録媒体。
  3. 前記第２の材料は、１６．５ａｔ％以上５０ａｔ％未満の範囲内でＡｌが添加されている請求項２記載の光情報記録媒体。
  4. 前記記録層は、前記第１および第２の記録膜を互いに接するように形成して構成されている請求項１から３のいずれかに記載の光情報記録媒体。
  5. 前記記録層は、前記第１の記録膜の厚みと前記第２の記録膜の厚みとの総厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内となるように形成されている請求項１から４のいずれかに記載の光情報記録媒体。
  6. 前記光透過層および前記記録層の間に形成された第１の誘電体層と、前記基材および前記記録層の間に形成された第２の誘電体層とを備えて構成されている請求項１から５のいずれかに記載の光情報記録媒体。
  7. 前記基材と前記第２の誘電体層との間に形成された反射層を備えて構成されている請求項６記載の光情報記録媒体。
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