JP2005153496A - ２層相変化型情報記録媒体とその記録方法 - Google Patents

２層相変化型情報記録媒体とその記録方法 Download PDF

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【課題】 各層の消去比が優れ、ダイナミックレンジも改善され、多値記録が可能な２層相変化型情報記録媒体の提供。
【解決手段】 第１記録層の材料の組成式がＳｂα１Ｔｅβ１Ｇｅγ１Ｍ１δ１、第２記録層の材料の組成式がＳｂα２Ｔｅβ２Ｇｅγ２Ｍ２δ２で表される２層相変化型情報記録媒体。
（但し、Ｍ１，Ｍ２は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐから選ばれる少なくとも１つの元素であり、α１＋β１＋γ１＋δ１＝α２＋β２＋γ２＋δ２＝１００原子％、５０≦α１≦７５、２５≦β１≦４０、０＜γ１≦１０、０≦δ１≦１０、６０≦α２≦８５、１５≦β２≦３０、０＜γ２≦１０、０≦δ２≦１０、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０である。）
【選択図】 図１

Description

本発明はレーザーなどの光により情報の記録、再生などを行うことができる２層相変化型情報記録媒体とその記録方法に関する。
ＣＤ−ＲＷなどの相変化型光ディスク（相変化型情報記録媒体）は、一般にプラスチック基板の上に相変化型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且つ熱拡散効果を有する反射層を形成したものを基本構成とし、基板面側からレーザー光を入射して、情報の記録再生を行なう。
相変化型材料は、レーザー光照射による加熱とその後の冷却によって、結晶状態と非晶質状態の間で相変化し、急速加熱後急冷すると非晶質となり、徐冷すると結晶化するものであり、相変化型情報記録媒体は、この性質を情報の記録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る記録層の酸化、蒸散或いは変形を阻止する目的で、通常、基板と記録層の間に下部保護層（下部誘電体層ともいう）、及び記録層と反射層の間に上部保護層（上部誘電体層ともいう）を設ける。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。
近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことによって、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ＋ＲＷのような、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程度であり、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。
このような相変化型情報記録媒体を高記録密度化する方法として、例えば使用するレーザー波長を青色光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ー光のスポットサイズを小さくすることが提案されている。
記録媒体自体を改良して記録容量を高める方法としては、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２つ重ね、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着した構造の２層相変化型情報記録媒体が、例えば特許文献１〜４等において提案されている。
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、記録再生用レーザー光がなるべく多く奥側の情報層に到達する必要があるため、レーザー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層相変化型情報記録媒体については、例えば非特許文献１にもあるように、学会などでも発表されているが、未だ多くの課題が存在している。
例えば、レーザー光照射側から見て手前側にある情報層（第１情報層）をレーザー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を無くすか又は極薄にするか、或いは第１情報層を構成する記録層を極薄にすることが考えられる。
相変化型情報記録媒体における記録は、記録層の相変化型材料にレーザー光を照射して急冷し、結晶を非晶質に変化させてマークを形成することにより行なわれるので、反射層を無くすか又は厚さ１０ｎｍ程度と非常に薄くすると、熱拡散効果が小さくなって非晶質マークを形成することが困難になってしまう。
一方、第２情報層を記録、再生する場合は、レーザー光が第１情報層においてある程度吸収されてしまうため、第２情報層は、記録感度及び記録感度が高くなければならない。そのために、第１情報層とは違って充分な厚さの反射層を設けなくてはならない。
このことから、第１情報層と第２情報層は、熱特性が全く異なったものになり、第１情報層は第２情報層に比べて急冷し難く、つまり非晶質化し難くなる。
この問題を解決するために、特許文献５〜６では、それぞれの情報層の記録層に異なる材料、具体的には第１情報層にＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３擬二元系合金、第２情報層にＳｂ７０Ｔｅ３０共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金を用いている。しかしながらＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３擬二元系合金は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金に比べて再結晶化能力が小さく、融点も高い。そのため、第１情報層にもＳｂ−Ｔｅ共晶系合金を用いた方が、消去比、感度の点で最適である。
そこで本発明者らは、先願（特願２００２−３４４８８号）において、記録層にＳｂ−Ｔｅ共晶系合金を用い、第１情報層の記録層のＳｂとＴｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅが、第２情報層の記録層よりも小さいことを特徴とする２層相変化型情報記録媒体を提案した。Ｓｂ／Ｔｅ比を小さくすることによって結晶化速度が小さくなり、急冷効果の少ない第１情報層でも、良好に記録マークを形成することが可能である。しかし、第１情報層の透過率を上げるために記録層の厚さを薄くすると、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金では特に、結晶と非晶質との間での光学的特性の変化（コントラスト）が小さくなる傾向になるという問題があることが判明した。青色レーザーを用いた場合は、特にその傾向が見られる。コントラストが小さくなるということは、マーク部と消去部の再生信号での差（ダイナミックレンジ）が小さくなるということであり、これはジッター特性の劣化となる。
ところで、情報層の多層化とは別に、記録媒体の高密度化、高速化を可能に可能にする技術として多値記録方式が注目されており、例えば、非特許文献２では、アモルファス記録マークの周辺結晶部に対する占有率で多値情報を記録し、記録容量２０ＧＢ以上を達成する方法が提案されている。
以下、この多値技術について説明する。
図７に、マーク占有率とＲｆ信号の関係を示す。記録マークは仮想的にトラック方向に当分割された各セルの略中心に位置している。記録マークが、書き換え可能な相変化材料あるいは基板の凹凸形状として記録された位相ピットでも同じ関係となる。記録マークが基板の凹凸形状として記録された位相ピットの場合は、Ｒｆ信号の信号利得が最大になるように、位相ピットの光学的溝深さがλ／４（λは記録再生レーザーの波長）である必要がある。Ｒｆ信号値は、記録再生用の集光ビームがセルの中心に位置する場合の値で与えられ、１つのセルに占める記録マークの占有率の大小によって変化する。一般的に、Ｒｆ信号値は、記録マークが存在しないときに最大となり、記録マークの占有率が最も高いときに最小となる。
このような面積変調方式により、例えば、記録マークパターン数（多値レベル数）＝６で多値記録を行うと、各記録マークパターンからのＲｆ信号値は図８のような分布を示す。Ｒｆ信号値は、その最大値と最小値の幅（ダイナミックレンジＤＲ）を１として正規化された数値で表記されている。記録再生は、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５（集光ビーム径＝約０．８μｍ）の光学系を用いて行い、セルの円周方向長さ（以下、セル長と記す）を約０．６μｍとした。このような多値記録マークは、図９のような記録ストラテジで、Ｐｗ（記録パワー）、Ｐｅ（消去パワー）、Ｐｂ（バイアスパワー）の各パワー及びその開始時間をパラメータとして、レーザー変調することで形成できる。
上述のような多値記録方式においては、記録線密度を上げていく（＝トラック方向のセル長を短くしていく）と、次第に集光ビーム径に対してセル長さの方が短くなり、対象となるセルを再生するとき、集光ビームが対象となる前後のセルにはみ出すようになる。このため、対象となるセルのマーク占有率が同じでも、前後セルのマーク占有率の組合せにより、対象となるセルから再生されるＲｆ信号値が影響を受ける。即ち、前後のマークとの符号間干渉が起こるようになる。この影響で、図８に示すように、各パターンにおけるＲｆ信号値は偏差を持った分布になる。対象となるセルがどの記録マークのパターンであるかを誤り無く判定するためには、各記録マークから再生されるＲｆ信号値の間隔が、前記偏差以上に離れている必要がある。図８の場合、各記録マークのＲｆ信号値の間隔と偏差はほぼ同等であり、記録マークパターンの判定ができる限界になっている。
この限界を打破する技術として、連続する３つのデータセルを用いた多値判定技術ＤＤＰＲが提案されている（非特許文献２）。この技術は、連続する３つのデータセルの組み合わせパターン（８値記録時、８３＝５１２通り）からなる多値信号分布を学習し、そのパターンテーブルを作成するステップと、未知データの再生信号結果から３連続マークパターンを予測した後、前記パターンテーブルを参照して再生対象となる未知信号を多値判定するステップとからなる。これにより、再生時に符号間干渉が生じるような従来のセル密度あるいはＳＤＲ値においても、多値信号判定のエラー率を低くすることが可能になった。ここで、ＳＤＲ値とは、多値階調数をｎとした時の各多値信号の標準偏差σｉの平均値と、多値Ｒｆ信号のダイナミックレンジＤＲとの比＝Σσｉ／（ｎ×ＤＲ）で表され、２値記録におけるジッターに相当する信号品質である。一般に、多値階調数ｎを一定とすると、多値信号の標準偏差σｉが小さいほど、且つダイナミックレンジＤＲが大きいほどＳＤＲ値は小さくなり、多値信号の分別性が良くなって、エラー率は低くなる。逆に、多値階調数ｎを大きくすると、ＳＤＲ値は大きくなりエラー率は高くなる。
このような多値判定技術を用いると、例えば、多値階調数を８に増やして、各Ｒｆ信号
値の分布が重なり合ってしまう図１０のような場合でも、エラーレート１０Ｅ−５台で８値の多値判定が可能となる。
特許第２７０２９０５号公報 特開２０００−２１５５１６号公報 特開２０００−２２２７７７号公報 特開２００１−２４３６５５号公報 特開２００２−１４４７３６号公報 特開２００２−３６７２２２号公報 ＯＤＳ２００１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ２２ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｅｍｏｒｙ２００１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ２７
片面２層相変化型情報記録媒体に多値記録技術を適用すれば、非常に大容量の情報記録媒体が実現可能となるが、前述のように、情報層を多層化するとコントラストがとり難くなるので、多値記録には不利となる。
前記特願２００２−３４４８８号で開示した２層相変化型情報記録媒体は、通常の２値記録においては優れた記録再生特性を示すが、多値記録による高密度化を行なうにはＲｆ信号のダイナミックレンジが不十分であることが判明した。従って、本発明は、各層の消去比が優れ、ダイナミックレンジも改善され、多値記録が可能な２層相変化型情報記録媒体とその記録方法の提供を目的とする。
本発明者等は、前記従来技術の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、次のような解決手段を見出した。即ち、上記課題は、次の１）〜１１）の発明（以下、本発明１〜１１という）によって解決される。
１） 第１基板と第２基板の間に第１情報層、中間層、第２情報層が順次設けられ、第１基板からレーザー光を入射して情報の記録・再生を行なう２層相変化型情報記録媒体において、第１情報層、第２情報層は、光の入射により、結晶状態と非晶質状態との間で相変化を起して情報を記録し得る記録層を有し、第１情報層に形成された第１記録層及び第２情報層に形成された第２記録層が、それぞれ次の組成式で示される材料からなることを特徴とする２層相変化型情報記録媒体。
Ｓｂα１Ｔｅβ１Ｇｅγ１Ｍ１δ１（第１記録層）
Ｓｂα２Ｔｅβ２Ｇｅγ２Ｍ２δ２（第２記録層）
（但し、Ｍ１，Ｍ２は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐから選ばれる少なくとも１つの元素であり、α１＋β１＋γ１＋δ１＝α２＋β２＋γ２＋δ２＝１００原子％、５０≦α１≦７５、２５≦β１≦４０、０＜γ１≦１０、０≦δ１≦１０、６０≦α２≦８５、１５≦β２≦３０、０＜γ２≦１０、０≦δ２≦１０、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０である。）
２） 第１記録層の厚さが３〜１０ｎｍであり、第２記録層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする１）記載の２層相変化型情報記録媒体。
３） 第１情報層が、光の入射側から見て、少なくとも第１下部保護層、第１記録層、第１上部保護層、第１反射層、第１熱拡散層を順に備え、第１下部保護層と第１記録層との界面及び／又は第１記録層と第１上部保護層との界面に配置された界面層を有することを特徴とする１）又は２）記載の２層相変化型情報記録媒体。
４） 第１熱拡散層が、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）を主成分とすることを３）記載の２層相変化型情報記録媒体。
５） 第１熱拡散層が、ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）或いはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛）の何れかであることを特徴とする４）記載の２層相変化型情報記録媒体。
６） 第１熱拡散層の厚さが１０〜２００ｎｍであることを特徴とする３）〜５）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
７） 第１反射層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする３）〜６）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
８） 第１反射層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする３）〜７）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
９） 第１基板と第１下部保護層との間に透明層を有することを特徴とする３）〜８）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
１０） 第１基板の厚さが１０〜６００μｍであること特徴とする１）〜９）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
１１） １）〜１０）の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体に対して、非晶質マークの面積を３段階以上に制御して記録を行なうことを特徴とする２層相変化型情報記録媒体の記録方法。
以下、上記本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の２層相変化型情報記録媒体の一例を示す概略断面図であり、第１基板３の上に、第１情報層１、中間層４、第２情報層２、第２基板５を順次積層した構造からなるものである。
第１情報層１は、第１下部保護層１１、第１記録層１２、第１上部保護層１３、第１反射層１４、第１熱拡散層１５からなり、第２情報層２は、第２下部護層２１、第２記録層２２、第２上部保護層２３、第２反射層２４からなる。第１上部保護層１３と第１反射層１４との間及び／又は第２上部保護層２３と第２反射層２４との間にバリア層（図示せず）を設けても構わない。なお、本発明の第１情報層及び第２情報層は、上記層構成に限定されるものではない。
また、図２は、本発明の２層相変化型情報記録媒体の他の例を示す概略断面図であり、第１記録層１２に隣接するように第１下部界面層１６と第１上部界面層１７を設けたものである。
また、図３は、本発明の２層相変化型情報記録媒体の更に他の例を示す概略断面図であり、第１基板３と第１下部保護層１１との間に透明層６を設けたものである。このような透明層は、第１基板に厚さの薄いシート状物を用い、製法が図１の記録媒体と相違する場合に設けられる。
第１基板は、記録再生光が十分透過できる材質とする必要があるが、当該技術分野において従来から知られているものを用いればよい。その材料としては、通常、ガラス、セラミックス、樹脂等が用いられるが、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、シリコーン系樹脂、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基板の情報層を形成する面には、必要に応じて、レーザー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。
また、第１基板の厚さは、１０〜６００μｍ程度が好ましい。より好ましくは、７０〜１２０μｍ又は５５０〜６００μｍの範囲である。
第２基板には、第１基板と同じ材料を用いることができるが、記録再生光に対して不透明な材料を用いても良く、第１基板とは、材質、溝形状が異なっても良い。
第２基板の厚さは特に限定されないが、第１基板との合計の厚さが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。
第２基板は、第１基板と同様に、射出成形又はフォトポリマー法などによって成形される、グルーブや案内溝などの凹凸パターンが形成されていてもよい。
中間層、透明層は、記録再生光の波長における光吸収が小さい方が好ましく、材料としては、樹脂が成形性、コストの点で好適であり、紫外線硬化性樹脂、遅効性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、光ディスク貼り合わせ用の両面粘着テープ（例えば日東電工（株）の粘着シートＤＡ−８３２０）なども用いることができる。
中間層には、第１基板と同様に、射出成形又はフォトポリマー法などによって成形される、グルーブや案内溝などの凹凸パターンが形成されていてもよい。
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より薄いと層間クロストークが生じ、また７０μｍより厚いと、第２記録層を記録再生する際に球面収差が発生し、記録再生が困難になる傾向がある。
透明層の厚さは特に限定されないが、図１のような透明層を設けない製法により作製した光情報記録媒体の最適な第１基板の厚さと、図３のような製法の異なる光情報記録媒体の第１基板と透明層の厚さの合計が同程度となるように、第１基板と透明層の厚さを調整する必要がある。例えば、ＮＡ＝０．８５の場合であって、図１の光情報媒体の第１基板の厚さが７５μｍで良好な記録、消去性能が得られたとすると、図３の光情報媒体の第１基板の厚さが５０μｍならば、透明層の厚さを２５μｍとすることが好ましい。
本発明において、第１記録層及び第２記録層には、前記本発明１で規定する組成式の材料を用いる。Ｍ１、Ｍ２の元素は、性能向上、信頼性向上などを目的として添加する。
α１、α２、β１、β２が前記範囲内であると、繰り返し記録特性が良好になり、記録部（非晶質部）−未記録部（結晶部）のコントラストを大きくできる。γ１、γ２が前記範囲内であると、再生レーザー光に対する安定性が向上する。再生レーザー光パワーを上げることができれば、記録部と未記録部の反射率レベルの差（ダイナミックレンジ）を大きくすることができるので、２値記録の場合にはジッターが低減でき、多値記録の場合も階調がとれ易くなりエラー率が低減される。δ１、δ２が前記範囲内であると、繰り返し記録特性や保存信頼性などの向上が可能となる。
また、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０とすることで、第１情報層、第２情報層を同じ記録線速、記録線密度で記録しても、両情報層共にコントラストを大きくすることができ、記録特性は良好となる。第１情報層の記録線速を上げたり、記録線密度を緩める必要がないので、更なる大容量化が可能となる。
これらの記録層は、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が、中でもスパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
第１記録層の厚さは特に限定されないが、３〜１０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは３〜８ｎｍの範囲である。３ｎｍ未満では、均一な膜にするのが困難となる傾向があり、１０ｎｍを超えると透過率が低下してしまう傾向がある。
第２記録層の厚さも特に限定されないが、３〜２０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは３〜１５ｎｍの範囲である。３ｎｍ未満では、均一な膜にするのが困難となる傾向があり、２０ｎｍを超えると記録感度が低下してしまう傾向がある。
第１上部界面層、第１下部界面層は、それぞれ第１上部保護層と第１記録層との間、第１下部保護層と第１記録層との間で物質が移動するのを防止するために設ける。これらの界面層は、繰り返し記録によって生じる物質移動を防止したり、記録層の結晶化を促進させる効果があるため、界面層を設けることで繰り返し記録特性が極めて良好となる。
材料の具体例としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＧｅＮなどの窒化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物；或いはそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、ＧｅＮが特に好ましい。
界面層の厚さは、１〜１０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５ｎｍである。１ｎｍ未満では、厚さが均一で緻密な膜を作ることが困難になる。１０ｎｍより厚いと、透過率が減少し第２情報層の記録再生が困難になる。
また、第２上部保護層と第２記録層との界面及び／又は第２記録層と第２下部保護層との界面に、上記と同様の材料からなる界面層を設けても構わない。
第１反射層、第２反射層は、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて非晶質化し易くするなどの機能を有するものであり、そのために、通常、熱伝導率の高い金属が用いられる。具体例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ又はそれらの合金などが挙げられる。また、これらの元素の少なくとも１種を主成分とし、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｄ、Ｚｎなどから選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料を用いてもよい。ここで主成分とは、反射層材料全体の９０原子％以上、好ましくは９５原子％以上を占めることを意味する。
中でもＡｇ系材料は、青色波長領域でも屈折率が小さく、ｎが０．５以下で、光吸収を小さく抑えることができるので、本発明のような２層情報記録媒体の、特に第１情報層の反射層に用いる材料として好ましいものである。
このような反射層は、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、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
第１情報層は高い透過率が必要とされるため、第１反射層の材料として、屈折率が低く熱伝導率の高いＡｇ又はその合金を用いることが好ましい。また、その厚さは、３〜２０ｎｍ程度であることが好ましい。より好ましくは５〜１０ｎｍの範囲である。３ｎｍ未満にすると、厚さが均一で緻密な膜を作ることが困難になる。２０ｎｍより厚いと、透過率が減少し第２情報層の記録再生が困難になる。
また、第２情報層を構成する第２反射層の厚さは、５０〜２００ｎｍ、より好ましくは８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍ未満になると繰り返し記録特性が低下し、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる傾向があるので好ましくない。
第１及び第２下部保護層並びに第１及び第２上部保護層の機能と材質は、単層相変化型情報記録媒体の場合と同様であり、第１記録層と第２記録層の劣化変質を防ぎ、接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有し、従来公知の材料が適用可能である。
材料の具体例としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、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；ダイヤモンドライクカーボン；或いはそれらの混合物が挙げられる。
これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。また、保護層の融点は記録層よりも高いことが必要である。最も好ましいのは、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物である。
このような保護層は、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、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
第１及び第２下部保護層の厚さは、３０〜２００ｎｍであることが好ましい。３０ｎｍ未満では、記録時の熱によって第１基板又は中間層が変形してしまう恐れがある。また、２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じる傾向がある。従って、上記の範囲で、最適な反射率になるように膜厚の設計を行なう。
また、第１及び第２上部保護層の厚さは、３〜４０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは６〜２０ｎｍの範囲である。３ｎｍ未満になると記録感度が低下し、４０ｎｍより厚くなると放熱効果が得られなくなる傾向がある。
本発明の２層相変化型情報記録媒体は、上部保護層と反射層との間にバリア層を設けても構わない。前述のように、反射層としてはＡｇ合金、保護層としてはＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が最も好ましいが、この２層が隣接した場合、保護層中の硫黄が反射層のＡｇを腐食させる可能性があり、保存信頼性が低下する恐れがある。この不具合を無くすために、反射層にＡｇ系材料を用いた場合にはバリア層を設けることが好ましい。バリア層は、硫黄を含まず、かつ融点が記録層よりも高い必要があり、また、レーザー波長での吸収率が小さいことが望ましい。具体的にはＳｉＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮなどの窒化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物；或いはそれらの混合物が挙げられる。中でもＳｉＣが好ましい。
バリア層は、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、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
バリア層の厚さは、２〜１０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは２〜５ｎｍの範囲である。２ｎｍ未満になると、Ａｇの腐食を防止する効果が得られなくなり保存信頼性が低下する。１０ｎｍより厚くなると、放熱効果が得られなくなったり透過率が低下する傾向がある。
第１熱拡散層としては、レーザー照射された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、奥側の情報層を記録再生できるように、記録再生用レーザー波長での吸収率が小さいことが望まれる。情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、消衰係数が０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．３以下である。０．５より大きいと第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、情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、屈折率は１．６以上であることが好ましい。これより小さいと、第１情報層の透過率を大きくするのが困難になる。
以上のことから、窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物の少なくとも１種を含むことが好ましい。例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）、ＡＴＯ（酸化スズ−アンチモン）、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、ＢＮなどが挙げられる。中でもＩｎ２Ｏ３（酸化インジウム）を主成分とする材料が好ましく、より好ましくはＩＴＯ又はＩＺＯである。ここで、主成分とは材料全体の５０モル％以上を占めることを意味する。
第１熱拡散層は、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法が、量産性、膜質等に優れている。
第１熱拡散層の膜厚は１０〜２００ｎｍが好ましい。より好ましくは２０〜１００ｎｍの範囲である。１０ｎｍより薄いと放熱効果が得られなくなる。２００ｎｍより厚いと、応力が大きくなり、繰り返し記録特性が低下するばかりでなく量産性にも問題が生じる。
なお、熱拡散層を第１下部保護層と第１基板との間にも設けて、熱拡散効果の更なる向上を図っても何ら問題はない。
また、第１情報層は、記録再生用レーザー光波長３５０〜７００ｎｍでの光透過率が、４０〜７０％であることが好ましく、より好ましくは、４０〜６０％である。
初期化後に記録を行なった２層相変化型情報記録媒体では、記録層がアモルファス状態である面積が結晶状態である面積よりも小さいので、アモルファス状態での光透過率は結晶状態での光透過率より小さくても構わない。
次に、本発明の２層相変化型情報記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の２層相変化型情報記録媒体の製造方法の一つは、成膜工程、初期化工程、密着工程からなり、基本的にはこの順に各工程を行なう。図４に示すのが、この方法により製造した２層相変化型情報記録媒体の概略断面図であり、第１基板、第２基板にグルーブが形成されている。
成膜工程としては、第１基板のグルーブが設けられた面に第１情報層を形成したものと、第２基板のグルーブが設けられた面に第２情報層を形成したものを別途作成する。
第１情報層、第２情報層のそれぞれを構成する各層は、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される。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。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よい。
初期化工程としては、第１情報層、第２情報層に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより記録層全面を初期化（結晶化）する。
初期化工程の際にレーザー光エネルギーにより膜が浮いてきてしまう恐れがある場合には、初期化工程の前に、第１情報層及び第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、次の密着工程を先に行なった後に、第１基板側から、第１情報層、第２情報層を初期化しても構わない。
次に、以上のようにして初期化した、第１基板面上に第１情報層を形成したものと、第２基板面上に第２情報層を形成したものとを、第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、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中間層となる紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させた上で紫外線を照射して樹脂を硬化させる。
また、図３に示すような本発明の２層相変化型情報記録媒体を製造するための他の方法について説明する。この方法は、第一成膜工程、中間層形成工程、第二成膜工程、基板貼り合わせ工程及び初期化工程からなり、基本的にこの順に各工程を行なう。図５に示すのが、この方法により製造した２層相変化型情報記録媒体の概略断面図であり、中間層、第２基板にグルーブが形成されている。
第一成膜工程としては、第２基板上の案内溝の設けられた面に第２情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
中間層形成工程としては、第２情報層上に案内溝を有する中間層を形成する。例えば、第２情報層上に紫外線硬化性樹脂を全面に塗布し、紫外線を透過することのできる材料で作られたスタンパを押し当てたまま紫外線を照射して硬化させ、溝を形成することができる。
第二成膜工程としては、中間層上に第１情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
基板貼り合わせ工程としては、第１情報層と第１基板を、透明層を介して貼り合わせる。例えば、第１情報層上又は第１基板上に、透明層の材料である紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、第１情報層と第１基板とを貼り合わせてから、紫外線を照射して硬化させる。また、透明層を形成せずに、第１基板の材料である樹脂を第１情報層上に塗布し、硬化させることによって、第１基板を形成してもよい。
初期化工程として、第１基板側から、第１情報層、第２情報層に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより記録層全面を初期化（結晶化）する。第２情報層に対しては、中間層形成工程直後に初期化を行なっても何ら問題はない。
本発明１によれば、２層構造の相変化型情報記録媒体において、第１情報層、第２情報層共に消去比が優れ、ダイナミックレンジも向上し、２値記録でも多値記録でも特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
本発明２〜８によれば、各層の反射率、記録感度、及び第１情報層の透過率を、記録、再生条件に合わせて最適化することができ、第１及び第２情報層に対して記録再生特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
本発明９よれば、第１基板の厚さが薄い場合でも容易に製造可能な２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
本発明１０よれば、対物レンズの開口数ＮＡが変化した場合でも良好に記録再生を行なうことが可能な２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。
本発明１１によれば、多値記録が可能で、通常の２値記録よりも記録密度が向上した記録方法を提供することができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例１〜６、比較例１〜２
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで、表面に連続溝によるトラッキングガイド用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）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第１下部保護層（厚さ１２０ｎｍ）、ＧｅＮからなる第１下部界面層（厚さ３ｎｍ）、組成式Ｓｂα１Ｔｅβ１Ｇｅγ１Ｍ１δ１からなる第１記録層（厚さ６ｎｍ）、ＧｅＮからなる第１上部界面層（厚さ３ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第１上部保護層（厚さ１５ｎｍ）、ＳｉＣからなる第１バリア層（３ｎｍ）、Ａｇからなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、ＩＺＯ（（Ｉｎ２Ｏ３）９０・（ＺｎＯ）１０）からなる第１熱拡散層（厚さ４０ｎｍ）の順に、Ｂａｌｚｅｒｓ社製枚葉スパッタ装置を用いて、Ａｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し第１情報層を形成した。（各実施例及び比較例の第１記録層材料組成は表１参照）
次に、第１基板と同じ構成の第２基板上に、Ａｇ９８Ｐｄ１Ｃｕ１からなる第２反射層（厚さ１２０ｎｍ）、ＳｉＣからなる第１バリア層（３ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第２上部保護層（厚さ２０ｎｍ）、組成式Ｓｂα２Ｔｅβ２Ｇｅγ２Ｍ２δ２からなる第２記録層（厚さ１２ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第２下部保護層（厚さ１３０ｎｍ）の順に、上記と同じスパッタ装置及びスパッタ条件で製膜し第２情報層を形成した。（各実施例及び比較例の第２記録層材料組成は表２参照）
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ー光を照射し、初期化処理を行った。
次に、第１情報層の膜面上に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板の第２情報層面側と貼り合わせてスピンコートした後、第１基板側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作成した。中間層の厚さは３５μｍとした。
上記のようにして作成した各記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：４０７ｎｍ
・ＮＡ：０．６５
・線速：６．０ｍ／ｓ
・トラックピッチ：０．４３μｍ
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでＥＦＭ信号を記録したときの第１情報層、第２情報層の３Ｔマークのジッター、及び１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層の３Ｔマークのジッター（％）を測定した。各記録媒体の測定結果を表１、表２に示す。ジッターは、タイムインターバルアナライザーによりクロックジッターを測定し、その再生信号のσを求め、ウインドウ幅をＴｗとして、σ／Ｔｗ（％）として算出した。
Figure 2005153496
Figure 2005153496
実施例１〜６の記録媒体のジッター値は第１情報層、第２情報層共に９％以下となり、記録媒体として優れていることが分った。これに対し、比較例１〜２の記録媒体は、β１＋γ１が、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０の範囲外であり、第１情報層、第２情報層共に良好に記録することができなかった。
また、その他の試作実験から、Ｍ１，Ｍ２としてＡｇ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐを添加することで、保存信頼性や感度などを向上させることができた。また、５０≦α１≦７５、２５≦β１≦４０、０＜γ１≦１０、０≦δ１≦１０、６０≦α２≦８５、１５≦β２≦３０、０＜γ２≦１０、０≦δ２≦１０であり、かつ、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０の範囲であると、第１情報層、第２情報層共に良好な記録再生ができた。
実施例７
第１記録層材料としてＳｂ６１Ｔｅ２９Ｇｅ１０を、第２記録層材料としてＳｂ７０Ｔｅ２０Ｇｅ１０を用いた点以外は、実施例１と同様にして２層相変化型情報記録媒体を作成した。
比較例３
第１記録層材料としてＳｂ６６Ｔｅ３４を、第２記録層材料としてＳｂ７５Ｔｅ２５を用いた点以外は、実施例１と同様にして２層相変化型情報記録媒体を作成した。
上記実施例７及び比較例３の記録媒体の第１記録層に対して、実施例１と同様の条件で１回記録を行い、再生パワーを変えながらジッター値を測定した。結果を図６に示す。ジッター値は、それぞれの再生パワーで記録部に３分間レーザーを照射した時点での値である。
図６から分かるように、実施例７の記録媒体は、再生光パワーが１．３ｍＷまでジッターの上昇が見られず、その後の上昇も緩やかであったが、比較例３の記録媒体は１．１ｍＷでジッターの上昇が見られ、その後も急激に上昇した。
次に、実施例７及び比較例３の記録媒体に対して、８値の多値記録を行った。セル長は０．２６μｍとした。記録ストラテジは図９に示す従来の波形を用い、Ｐｗ、Ｐｅ、Ｐｂのパワー及びそれぞれの開始時間を最適化して行った。レーザー波長、ＮＡ、記録線速は実施例１の場合と同様である。
媒体の評価は、まず、Ｍ１〜Ｍ７のマーク及びマークなしのＭ０の８値の情報をランダムに記録した。各レベルの反射信号の変動の揺らぎ、即ち前記ＳＤＲを測定するために、８０セクタ（１セクタは１２２１個のセル数）分のデータを取り込んだ。このときに１セクタの先頭にＭ０、Ｍ７の連続データを３７セル分記録した。再生した信号は、図１１のような流れにより、フィルターを通して、トラック１周に存在する数ｋＨｚレベル以下の大きな反射信号の変動を除去した後に、先に記録したＭ０、Ｍ７の連続データを用いてＡＧＣ処理を行なった。ＡＧＣ処理とはＭ０、Ｍ７の振幅を基準に、その後に記録されているランダム信号の振幅変動差をなくし、一定レベルの振幅を持った信号に加工することである。更にその後、波形等価（ＥＱ）回路を通して、特にＭ１、Ｍ２マークのように振幅の小さな信号を増幅させた。この信号を取り込んで各レベルの反射電位の標準偏差を求め、ＳＤＲ値を求めた。
図１２は、再生パワーを変えながらＳＤＲを測定した結果である。実施例７の記録媒体は、再生光パワーが１．３ｍＷまで上げられ、再生パワーを上げることによってＳＤＲを低減することができ、比較例３の記録媒体に比べて優れていることが分った。記録層材料にＧｅを添加することで、再生光安定性が向上し、高パワーで再生できるので、記録マーク部と未記録部の反射信号振幅を大きくでき、多値記録を行なったときにもＳＤＲを低減することができると考えられる。
実施例１〜６、比較例１〜２の記録媒体に対しても同様の条件で多値記録を行なった。それぞれの記録媒体について劣化の起こらない上限の再生パワーでＳＤＲを測定した。このようにして求めたＳＤＲに対して、実用システムとして十分なマージンがとれるＳＤＲ≦３．０％の場合を○、実用システムとして許容できる３．０＜ＳＤＲ≦３．２％の場合を△、３．２％を越える場合を×として評価を行なった。結果を表３に示す。
表３から分るように、本発明の情報記録媒体である実施例１〜６は、第１情報層、第２情報層ともに、バランスよくＳＤＲを低減することができ、繰り返し記録後もＳＤＲは許容できるレベルを維持できた。
Figure 2005153496
実施例８
直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第２基板上に、Ａｇ９８Ｐｄ１Ｃｕ１からなる第２反射層（厚さ１２０ｎｍ）、ＴｉＯ２からなるバリア層（厚さ３ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第２上部保護層（厚さ１５ｎｍ）、Ｓｂ７０Ｔｅ２２Ｇｅ５Ａｇ１Ｉｎ２からなる第２記録層（厚さ１２ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第２下部保護層（厚さ１３０ｎｍ）の順に、Ｂａｌｚｅｒｓ社製枚葉スパッタ装置を用いて、Ａｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第２情報層を形成した。
この第２情報層上に樹脂を塗布し、２Ｐ（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ、光重合）法によって、連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つ中間層を形成した。中間層の厚さは３０μｍである。
更にその上に、ＩＴＯ（（Ｉｎ２Ｏ３）９０・（ＳｎＯ２）１０）からなる第１熱拡散層（厚さ１２０ｎｍ）を設け、Ａｇからなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、ＴｉＯ２からなるバリア層（厚さ３ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第１上部保護層（厚さ１０ｎｍ）、ＧｅＮからなる第１上部界面層（厚さ２ｎｍ）、Ｓｂ６７Ｔｅ２８Ｇｅ４Ａｇ１からなる第１記録層（厚さ５ｎｍ）、ＧｅＮからなる第１下部界面層（厚さ２ｎｍ）、（ＺｎＳ）７０・（ＳｉＯ２）３０からなる第１下部保護層（厚さ１２０ｎｍ）の順に、上記と同じスパッタ装置及びスパッタ条件で製膜し、第１情報層を形成した。
更に、第１情報層膜面上に、直径１２ｃｍ、厚さ４０μｍのポリカーボネートフィルムからなる第１基板を、４５μｍの厚さの両面粘着シートからなる透明層を介して貼り合わせて、２層相変化型情報記録媒体を作成した。
また、これとは別に、透過率測定用として、厚さ１．１ｍｍの基板上に、第１情報層、透明層、第１基板を同様に設け、第１基板側からの光透過率を測定した。
実施例９〜１６
第１熱拡散層、第１反射層、第１記録層、第２記録層の膜厚をそれぞれ変えた点以外は実施例８と同様にして２層相変化型情報記録媒体を作成した。（それぞれの膜厚は表４に記載した通りである）
上記のようにして作成した実施例８〜１６の記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：４０７ｎｍ
・ＮＡ：０．８５
・線速：５．２８ｍ／ｓ
・トラックピッチ：０．３２μｍ
線密度０．１２μｍ／ｂｉｔで１−７ＲＬＬ信号を記録したときの第１情報層、第２情報層の２Ｔマークのジッター、及び１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層の２Ｔマークのジッター（％）を測定した結果を表４に示す。また、セル長を０．２２μｍとして８の多値記録を行い、そのときのＳＤＲを測定した。ＳＤＲに対して、実用システムとして十分なマージンがとれるＳＤＲ≦３．０％の場合を○、実用システムとして許容できる３．０＜ＳＤＲ≦３．２％の場合を△、３．２％を越える場合を×として評価を行なった。
Figure 2005153496
どの記録媒体も、光透過率は４０％以上で、１回記録後、１００回オーバーライト後のジッター共に９％以下となり、光記録媒体として優れていることが分った。また、多値記録をしたときのＳＤＲも実用システムとして許容できる範囲内であった。
以上のことから、本発明の光記録媒体は、記録再生を行なう対物レンズの開口数ＮＡが変化した場合でも、第１基板の厚さを１０〜６００μｍの範囲で調整することによって、良好に記録再生を行なうことができる。
また、その他の試作実験からも、第１情報層の記録層の膜厚が３〜１０ｎｍ、反射層の膜厚が３〜２０ｎｍ、熱拡散層の膜厚が１０〜２００ｎｍ、第２情報層の記録層の膜厚が３〜２０ｎｍの範囲であると、第１情報層、第２情報層共に良好に記録再生ができた。
特に、第１情報層の記録層の膜厚、反射層の膜厚が、それぞれ１０ｎｍ、２０ｎｍより厚いと、初期化後の光透過率を４０％以上にすることが出来ないため、第２情報層に良好な記録をすることができなかった。また、熱拡散層が２００ｎｍより厚いと、２層光ディスクを作成するのに少なくとも６０秒かかり、量産には困難であることが分った。
実施例１７
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイド用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・（ＳｉＯ２）２０からなる第１下部保護層（厚さ５０ｎｍ）、Ｓｂ６４Ｔｅ２８Ｇｅ５Ａｇ１Ｉｎ２からなる第１記録層（厚さ６ｎｍ）、（ＺｎＳ）８０・（ＳｉＯ２）２０からなる第１上部保護層（厚さ１５ｎｍ）、ＳｉＣからなるバリア層（厚さ３ｎｍ）、Ａｇ９８Ｚｎ１Ａｌ１からなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、ＩＺＯ〔（Ｉｎ２Ｏ３）９０・（ＺｎＯ）１０〕からなる第１熱拡散層（厚さ８０ｎｍ）の順に、Ｂａｌｚｅｒｓ社製枚葉スパッタ装置を用いて、Ａｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第１情報層を形成した。
次に、第１基板と同じ構成の第２基板上に、Ａｌ９８Ｔｉ２からなる第２反射層（厚さ８０ｎｍ）、（ＺｎＳ）８０・（ＳｉＯ２）２０からなる第２上部保護層（厚さ２２ｎｍ）、Ｓｂ６７Ｔｅ２５Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３からなる第２記録層（厚さ１５ｎｍ）、（ＺｎＳ）８０・（ＳｉＯ２）２０からなる第２下部保護層（厚さ８０ｎｍ）の順に、上記と同じスパッタ装置及びスパッタ条件で製膜し、第２情報層を形成した。ここで、第１情報層の波長６６０ｎｍでの光透過率を、ＳＨＩＭＡＤＺＵ製分光光度計を用いて第１基板側から測定した。
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ー光を照射し、初期化処理を行なった。ここでまた、第１情報層の波長６６０ｎｍでの透過率を測定した。
次に、第１情報層の膜面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紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作成した。中間層の厚さは５０μｍとした。
本実施例の第１情報層は、初期化前の波長６６０ｎｍでの透過率が５５％、初期化後の透過率が５１％であった。
上記のようにして作成した記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：６６０ｎｍ
・ＮＡ：０．６５
・線速：３．４９ｍ／ｓ
・トラックピッチ：０．７４μｍ
線密度０．２６７μｍ／ｂｉｔでＥＦＭ信号を記録したときの第１情報層、第２情報層の３Ｔマークのジッター、及び１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層の３Ｔマークのジッターを測定したところ、第１情報層、第２情報層共に良好に記録再生を行なうことができた。
本発明の２層相変化型情報記録媒体の一例を示す概略断面図。 本発明の２層相変化型情報記録媒体の、他の例を示す概略断面図。 本発明の２層相変化型情報記録媒体の、更に他の例を示す概略断面図。 第１基板及び第２基板にグルーブが設けられた２層相変化型情報記録媒体の概略断面図。 第２基板及び中間層にグルーブが設けられた２層相変化型情報記録媒体の概略断面図。 実施例７及び比較例３における再生パワーとジッターの関係を示す図。 マーク占有率とＲｆ信号の関係を示す説明図。 多値階調数６で多値記録を行った場合における、各記録マークパターンとＲｆ信号値関係を示す説明図。 Ｐｗ、Ｐｅ、Ｐｂのパワー及びその開始時間をパラメータとしてレーザー変調する場合の記録ストラテジを示す図。 多値階調数８で多値記録を行った場合における、記録マークパターンとＲｆ信号値の関係を示す説明図。 再生した信号についてＳＤＲ値を求める過程を示す説明図。 実施例７及び比較例３における再生パワーとＳＤＲの関係を示す図。

Claims (11)

  1. 第１基板と第２基板の間に第１情報層、中間層、第２情報層が順次設けられ、第１基板からレーザー光を入射して情報の記録・再生を行なう２層相変化型情報記録媒体において、第１情報層、第２情報層は、光の入射により、結晶状態と非晶質状態との間で相変化を起して情報を記録し得る記録層を有し、第１情報層に形成された第１記録層及び第２情報層に形成された第２記録層が、それぞれ次の組成式で示される材料からなることを特徴とする２層相変化型情報記録媒体。
    Ｓｂα１Ｔｅβ１Ｇｅγ１Ｍ１δ１（第１記録層）
    Ｓｂα２Ｔｅβ２Ｇｅγ２Ｍ２δ２（第２記録層）
    （但し、Ｍ１，Ｍ２は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐから選ばれる少なくとも１つの元素であり、α１＋β１＋γ１＋δ１＝α２＋β２＋γ２＋δ２＝１００原子％、５０≦α１≦７５、２５≦β１≦４０、０＜γ１≦１０、０≦δ１≦１０、６０≦α２≦８５、１５≦β２≦３０、０＜γ２≦１０、０≦δ２≦１０、β２＋γ２＜β１＋γ１≦β２＋γ２＋２０である。）
  2. 第１記録層の厚さが３〜１０ｎｍであり、第２記録層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の２層相変化型情報記録媒体。
  3. 第１情報層が、光の入射側から見て、少なくとも第１下部保護層、第１記録層、第１上部保護層、第１反射層、第１熱拡散層を順に備え、第１下部保護層と第１記録層との界面及び／又は第１記録層と第１上部保護層との界面に配置された界面層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の２層相変化型情報記録媒体。
  4. 第１熱拡散層が、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）を主成分とすることを特徴とする請求項３記載の２層相変化型情報記録媒体。
  5. 第１熱拡散層が、ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）或いはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛）の何れかであることを特徴とする請求項４記載の２層相変化型情報記録媒体。
  6. 第１熱拡散層の厚さが１０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
  7. 第１反射層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
  8. 第１反射層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
  9. 第１基板と第１下部保護層との間に透明層を有することを特徴とする請求項３〜８の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
  10. 第１基板の厚さが１０〜６００μｍであること特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
  11. 請求項１〜１０の何れかに記載の２層相変化型情報記録媒体に対して、非晶質マークの面積を３段階以上に制御して記録を行なうことを特徴とする２層相変化型情報記録媒体の記録方法。
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