JP2005209261A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、いずれの情報層にも、所望のように、データを記録することができる光記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板１１上に、中間層１２を介して、積層された複数の情報層を備え、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、第四の誘電体膜３１と、反射膜３２と、第三の誘電体膜３３と、記録膜３４と、第二の誘電体膜３５と、第一の誘電体膜３６と、放熱膜３７を備え、第四の誘電体膜３１および第三の誘電体膜３３が、窒化アルミニウムを主成分として含むことを特徴とする光記録媒体。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光記録媒体に関するものであり、さらに詳細には、基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、いずれの情報層にも、所望のように、データを記録することができる光記録媒体を提供することにある。

従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、記録可能なＣＤや記録可能なＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されている。

これらの光記録媒体は、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのように、データの追記はできるが、データの書き換えができない追記型の光記録媒体と、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷのように、データの書き換えが可能な書き換え型の光記録媒体とに大別することができる。

これらの光記録媒体のうち、書き換え型光記録媒体においては、記録膜の材料として相変化材料が用いられ、相変化材料が結晶状態にある場合の反射率と、非晶質状態にある場合の反射率の差を利用して、データが記録される。

たとえば、データが記録されていない状態においては、記録膜の全面が結晶状態にあり、データが記録されると、記録膜が、局所的に、非晶質状態に変化させられ、記録マークが形成される。

光記録媒体の記録膜に、記録マークを形成して、データを記録するにあたっては、形成すべき記録マークにしたがって、そのパワーが変調されたレーザビームが、記録膜に照射される。

具体的には、一例として、光記録媒体の記録膜に、データを記録するときには、記録パワーＰｗと基底パワーＰｂの間で、パワーが変調されたレーザビームを記録膜の所定の領域に照射することによって、記録膜の所定の領域が、融点以上に加熱された後に、急冷され、非晶質の領域が形成されて、記録マークが形成される。

一方、光記録媒体の記録膜に、記録されたデータを消去するときには、消去パワーＰｅに設定されたレーザビームを、記録膜の記録マークが形成された領域に照射することによって、レーザビームが照射された記録膜の領域が、結晶化温度以上の温度に加熱され、徐冷されることによって、非晶質の領域が、結晶化されることにより、記録マークが消去される。

近年においては、より大容量で、かつ、高いデータ転送レートを有する次世代型の光記録媒体の開発が盛んに行われており、書き換え型の光記録媒体においても、同様に、記憶容量の増大が図られている。

こうした光記録媒体においては、レーザビームの波長λを小さくするとともに、対物レンズの開口数ＮＡを大きくして、レーザビームのビームスポット径を小さく絞ることにより、データの記録密度を高め、光記録媒体の記録容量を増大させるようにしている。

また、その一方で、情報層の数を増やす、すなわち記録領域の面積を増やすことによって、記録容量の増大を図る開発も進められており、たとえば、特開２００３−２４２６７６号公報に、二層の情報層が積層された構造を有する書き換え型の光記録媒体が提案されている。

同特許公報に記載された光記録媒体においては、反射膜、誘電体膜、記録膜、および誘電体膜が、この順で、積層された積層体を含む情報層が、中間層を介して、二層設けられ、二つの情報層に、それぞれ、データが記録されるように構成されている。
特開２００３−２４２６７６号公報

二層の情報層が形成された書き換え型光記録媒体においては、レーザビームをいずれか一方の情報層にフォーカスさせて、その情報層にデータを記録し、その情報層に記録されたデータが再生されるように構成されているため、光入射面から遠い側の情報層に、データを記録し、記録されたデータを再生するときに、光入射面から近い側の情報層を介して、光入射面から遠い側の情報層に、レーザビームが照射されることになる。

したがって、所望のように、光入射面から遠い側の情報層にデータを記録し、光入射面から遠い側の情報層に記録されたデータを再生するためには、光入射面から近い側の情報層が、レーザビームに対して、ある程度、高い光透過率を有していることが必要である。光入射面から近い側の情報層の厚さを薄くすることによって、光入射面から近い側の情報層のレーザビームに対する光透過率を高くすることが考えられ、情報層のなかに含まれる各種の膜のうちでも、金属材料を主成分として含み、光透過率が低い反射膜の厚さを薄くすることが、とくに有効である。

しかしながら、反射膜の厚さを薄くすると、反射膜の放熱性が低下して、記録膜に生じた熱を有効に放熱することが困難となる。この結果、記録膜に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することができず、再生信号のジッタが悪化するという問題があった。すなわち、反射膜の放熱性が低下すると、記録膜にデータを記録するに際して、レーザビームのパワーが、記録パワーＰｗから基底パワーＰｂに切り換えられても、記録膜を急冷し難くなる。したがって、記録パワーＰｗのレーザビームが照射されて、溶融した記録膜の領域は、ゆっくりと冷却されることになり、この結果、溶融した記録膜の領域の一部が、再び結晶化して、本来、形成されるはずの記録マークの大きさと、実際に、形成された記録マークの大きさとが、一致しないという事態を招いていた。

したがって、本発明の目的は、基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、いずれの情報層にも、所望のように、データを記録することができる光記録媒体を提供することにある。

本発明のかかる目的は、基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、反射膜を有し、前記反射膜を挟んで、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されていることを特徴とする光記録媒体によって達成される。

本明細書において、元素を主成分として含むとは、ある膜に含まれる元素のうち、その元素の含有率が最も大きいことを意味する。

本発明者の研究によれば、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、反射膜を有し、反射膜を挟んで、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されている場合には、反射膜を薄く形成しても、その情報層に含まれる記録膜に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することができるのが見出されている。

かかる場合に、記録膜に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することができる理由は、必ずしも明らかではないが、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜を形成したことにより、誘電体膜の熱伝導率が高くなり、その結果として、反射膜を薄く形成しても、情報層全体としての放熱性を高めることができたためではないかと推測される。

また、本発明においては、上述のように、情報層に含まれる反射膜を薄く形成することができるから、光入射面から最も遠い情報層以外の情報層のレーザビームに対する光透過率を高めることが可能となる。したがって、レーザビームが、光入射面から最も遠い情報層以外の情報層を透過する際に、レーザビームの光量が減少することを最小限に抑制することができるから、光入射面から最も遠い情報層に含まれる記録膜にも、所望のように、記録マークを形成し、データを記録することが可能となる。

本発明においては、前記反射膜の前記レーザビームの入射側に形成された誘電体膜が、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有し、前記反射膜の前記レーザビームの入射側と反対側に形成された誘電体膜が、３ｎｍないし４０ｎｍの厚さを有していることが好ましい。

反射膜のレーザビームの入射側に形成された誘電体膜の厚さが、３ｎｍ未満の場合には、誘電体膜を連続膜として形成することが困難となり、２０ｎｍを越える場合には、放熱効果が低下するおそれがあり、一方、反射膜のレーザビームの入射側と反対側に形成された誘電体膜の厚さが、３ｎｍ未満の場合には、放熱効果が低下するおそれがあり、４０ｎｍを越える場合には、誘電体膜を成膜するときに生じる内部応力が大きくなり、誘電体膜にクラックが入りやすくなる。

本発明においては、前記反射膜が、金属を主成分として含んでいることが好ましい。

反射膜は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどによって、形成することができ、これらのうちでも、高い反射率を有しているＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、または、ＡｇとＣｕとの合金などのこれらの金属の少なくとも１つを含む合金などの金属材料が、反射膜を形成するために、好ましく用いられる。とくに、反射膜が、Ａｇを含んでいる場合には、その表面が優れた平坦性を有するように、反射膜を形成することができ、情報層に記録されたデータを再生するときの再生信号のノイズレベルを最小限に抑制することが可能となる。

しかしながら、その一方で、Ａｇは、硫黄と高い反応性を有しているため、反射膜の近傍に、硫黄を含む膜が形成されると、反射膜に含まれるＡｇと、反射膜の近傍に形成された膜に含まれる硫黄が反応して、反射膜の表面が腐食されるという新たな問題が生じるが、本発明においては、反射膜の近傍に形成される誘電体膜が、窒化アルミニウムを主成分として含み、実質的に硫黄を含まないから、反射膜の表面が腐食されるのを回避することができ、高い保存信頼性を確保することが可能となる。

本発明においては、前記反射膜が、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有していることが好ましい。

レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層中の反射膜は、レーザビームの入射面から最も遠い情報層にデータが記録され、記録されたデータが再生される場合に、レーザビームが透過するため、レーザビームに対して、高い光透過率を有している必要がある。その一方で、情報層に記録されたデータが再生される場合に、レーザビームを反射する役割を担うため、レーザビームに対して、ある程度の反射率を有している必要もある。これらを考慮すると、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層中の反射膜は、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有していることが好ましく、３ｎｍないし１５ｎｍの厚さを有していることがさらに好ましい。

本発明においては、前記情報層が、相変化型の記録膜を有することが好ましい。記録膜を形成するための相変化材料は、とくに限定されるものではないが、記録膜は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅ、ＴｂおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む相変化材料を含んで形成されるのが好ましい。

本発明の好ましい実施態様においては、前記記録膜の前記レーザビームの入射側に、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されている。

本発明の好ましい実施態様によれば、情報層の放熱性を、より一層、高めることができ、記録膜に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することが可能となる。

本発明の前記目的はまた、基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、反射膜を有し、前記反射膜の前記レーザビームの入射側とは反対側に、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されていることを特徴とする光記録媒体によって達成される。

本発明において、前記誘電体膜が、３ｎｍないし４０ｎｍの厚さを有していることが好ましい。

本発明によれば、基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、いずれの情報層にも、所望のように、データを記録することができる光記録媒体を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略斜視図であり、図２は、図１のＡで示される部分の略拡大断面図である。

図１に示されるように、本実施態様にかかる光記録媒体１は、円板状をなし、図２において、矢印で示される方向から、３５０ｎｍないし４５０ｎｍの波長λを有するレーザビームが、λ／ＮＡ≦６４０を満たす開口数ＮＡを有する対物レンズを介して、光記録媒体１に照射されるように構成されている。

図２に示されるように、本実施形態にかかる光記録媒体１は、支持基板１１と、支持基板１１の表面上に形成された第一の情報層２０と、第一の情報層２０の表面上に形成された中間層１２と、中間層１２の表面上に形成された第二の情報層３０と、第二の情報層３０の表面上に形成された光透過層１３を備えている。

支持基板１１は、光記録媒体１の機械的な支持体として、機能するものである。

支持基板１１を形成するための材料は、光記録媒体１の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではなく、たとえば、ガラス、セラミック、樹脂などによって、形成することができる。これらのうち、成形の容易性の観点から、樹脂が好ましく使用される。このような樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、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、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、加工性、光学特性などの点から、ポリカーボネート樹脂、オレフィン樹脂がとくに好ましく、本実施形態においては、支持基板１１は、ポリカーボネート樹脂によって形成される。

本実施形態においては、支持基板１１は、約１．１ｍｍの厚さを有している。

本実施形態においては、レーザビームは、支持基板１１とは反対側に位置する光透過層１３を介して、照射されるから、支持基板１１が、高い光透過性を有していることは必ずしも必要ではない。

支持基板１１の表面には、交互に、グルーブ１１ａおよびランド１１ｂが形成されている。支持基板１１の表面に形成されたグルーブ１１ａおよび／またはランド１１ｂは、第一の情報層２０にデータを記録する場合、および第一の情報層２０からデータを再生する場合において、レーザビームのガイドトラックとして機能する。グルーブ１１ａの深さは、λ／（１８ｎ）ないしλ／（４ｎ）（λは、レーザビームの波長であり、ｎは、光透過層１３の屈折率である。）に設定することが好ましく、グルーブ１１ａのピッチは、０．２μｍないし０．４μｍに設定することが好ましい。

図２に示されるように、支持基板１１の表面上には、第一の情報層２０が形成されている。

図３は、第一の情報層２０の構成を示す略断面図である。

図３に示されるように、第一の情報層２０は、支持基板１１の表面上に形成された反射膜２１と、反射膜２１の表面上に形成された第二の誘電体膜２２と、第二の誘電膜２２の表面上に形成された記録膜２３と、記録膜２３の表面上に形成された第一の誘電体膜２４と、第一の誘電体膜２４の表面上に形成された放熱膜２５を備えている。

反射膜２１は、光透過層１３を介して、記録膜２３に照射されるレーザビームを反射し、再び、光透過層１３から出射させる役割を果たすとともに、レーザビームの照射によって、記録膜２３に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。

反射膜２１は、金属を主成分として含んでいる。本明細書において、元素を主成分として含むとは、ある膜に含まれる元素のうち、その元素の含有率が最も大きいことを意味する。

反射膜２１は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどによって、形成することができ、これらのうちでも、高い反射率を有しているＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、または、ＡｇとＣｕとの合金などのこれらの金属の少なくとも１つを含む合金などの金属材料が、反射膜２１を形成するために、好ましく用いられる。とくに、反射膜２１が、Ａｇを含んでいる場合には、その表面が優れた平坦性を有するように、反射膜２１を形成することができ、第一の情報層２０に記録されたデータを再生するときの再生信号のノイズレベルを低減することが可能となる。

反射膜２１の厚さは、とくに限定されるものではないが、１０ｎｍないし３００ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍないし２００ｎｍであることが、とくに好ましい。

第二の誘電体膜２２および第一の誘電体膜２４は、記録膜２３を物理的、化学的に保護するとともに、記録膜２３から反射膜２１および放熱膜２５への熱の拡散を制御し、さらに、記録膜２３に記録されたデータを再生するときの光学特性を調整する機能を有している。

第二の誘電体膜２２および第一の誘電体膜２４を形成するための材料は、レーザビームの波長領域において、透明な誘電体材料であれば、とくに限定されるものではないが、第二の誘電体膜２２および第一の誘電体膜２４は、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物から形成されることが好ましい。

第二の誘電体膜２２および第一の誘電体膜２４は、たとえば、第二の誘電体膜２２および第一の誘電体膜２４の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

記録膜２３は、データを記録する記録膜であり、単一の記録膜によって構成されている。記録膜２３は、相変化材料を含んで形成されており、相変化材料が結晶状態にある場合の反射率と、非晶質状態にある場合の反射率の差を利用して、記録膜２３にデータが記録され、記録膜２３からデータが再生される。

記録膜２３を形成するための相変化材料は、とくに限定されるものではないが、記録膜２３は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅ、ＴｂおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む相変化材料を含んで形成されるのが好ましい。

放熱膜２５は、第一の誘電体膜２４を介して、記録膜２３から伝達された熱を放熱する役割を果たす。

放熱膜２５を形成するための材料は、レーザビームに対して高い光透過率を有し、かつ、記録膜２３に生じた熱を放熱することができれば、とくに限定されるものではないが、第一の誘電体膜２４の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料が好ましく、具体的には、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＮ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２などが好ましい。

放熱膜２５は、たとえば、放熱膜２５の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

放熱膜２５は、１０ｎｍないし１２０ｎｍの厚さを有するように形成されるのが好ましい。放熱膜１５の厚さが、１０ｎｍ未満の場合には、十分な放熱効果を得られないおそれがあり、一方、１２０ｎｍを越える場合には、放熱膜２５の成膜に長い時間を要するため、生産性が低下するおそれがある。

図２に示されるように、第一の情報層２０の表面上には、中間層１２が形成されている。

中間層１２は、第一の情報層２０と第二の情報層３０とを物理的および光学的に十分な距離をもって離間させる機能を有している。

中間層１２の表面には、交互に、グルーブ１２ａおよびランド１２ｂが形成されており、中間層１２の表面に形成されたグルーブ１２ａおよび／またはランド１２ｂは、第二の情報層３０にデータを記録する場合、および第二の情報層３０からデータを再生する場合において、レーザビームのガイドトラックとして、機能する。中間層１２の表面に形成されたグルーブ１２ａの深さおよびピッチは、支持基板１１の表面に設けられたグルーブ１１ａの深さおよびピッチと同程度に設定することができる。

中間層１２は、レーザビームが通過するため、高い光透過率を有していることが必要であるが、必ずしも透明である必要はなく、第一の情報層２０にデータを記録し、記録されたデータを再生するために必要な光量を透過させるのに十分な光透過率を有していればよい。

中間層１２を形成するための材料は、とくに限定されるものではないが、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。

図２に示されるように、中間層１２の表面上には、第二の情報層３０が形成されている。

図４は、第二の情報層３０の構成を示す略断面図である。

図４に示されるように、第二の情報層３０は、中間層１２の表面上に形成された第四の誘電体膜３１と、第四の誘電体膜３１の表面上に形成された反射膜３２と、反射膜３２の表面上に形成された第三の誘電体膜３３と、第三の誘電体膜３３の表面上に形成された記録膜３４と、記録膜３４の表面上に形成された第二の誘電体膜３５と、第二の誘電体膜３５の表面上に形成された第一の誘電体膜３６と、第一の誘電体膜３６の表面上に形成された放熱膜３７を備えている。

第四の誘電体膜３１は、後述する反射膜３２とともに、レーザビームの照射によって、記録膜３４に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。

本実施態様においては、第四の誘電体膜３１は、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されている。

第四の誘電体膜３１は、たとえば、第四の誘電体膜３１の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

第四の誘電体膜３１の厚さは、３ｎｍないし４０ｎｍであることが好ましい。第四の誘電体膜３１の厚さが、３ｎｍ未満の場合には、放熱効果が低下し、４０ｎｍを越える場合には、第四の誘電体膜３１を成膜するときに生じる内部応力が大きくなり、第四の誘電体膜３１にクラックが入りやすくなるため、これらを考慮すると、第四の誘電体膜３１の厚さは、３ｎｍないし４０ｎｍであることが好ましい。

反射膜３２は、光透過層１３を介して、記録膜３４に照射されるレーザビームを反射し、再び、光透過層１３から出射させる役割を果たすとともに、レーザビームの照射によって、記録膜３４に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。

反射膜３２は、第一の情報層２０中の反射膜２１と同様に、金属を主成分として含んでおり、Ａｇ、またはＡｇを含む合金を主成分として含むことが好ましい。

反射膜３２は、第一の情報層２０にデータが記録され、第一の情報層２０に記録されたデータが再生される場合に、レーザビームが透過するため、レーザビームに対して、高い光透過率を有している必要がある。その一方で、反射膜２１は、第二の情報層３０に記録されたデータが再生される場合に、レーザビームを反射する役割を担うため、レーザビームに対して、ある程度の反射率を有している必要もある。これらを考慮すると、反射膜３２は、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有していることが好ましく、３ｎｍないし１５ｎｍの厚さを有していることが好ましい。

第三の誘電体膜３３は、第二の誘電体膜３５とともに、記録膜３４を物理的、化学的に保護する役割を果たすとともに、レーザビームの照射によって、記録膜３４に生じた熱を、反射膜３２側に逃がす機能を有している。

本実施態様において、第三の誘電体膜３３は、第四の誘電体膜３１と同様に、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されている。

第三の誘電体膜３３は、たとえば、第三の誘電体膜３３の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

第三の誘電体膜３３の厚さは、３ｎｍないし２０ｎｍであることが好ましい。第三の誘電体膜３３の厚さが、３ｎｍ未満の場合には、第三の誘電体膜３３を連続膜として形成することが困難となり、２０ｎｍを越える場合には、放熱効果が低下するおそれがあるため、これらを考慮すると、第三の誘電体膜３３の厚さは、３ｎｍないし２０ｎｍであることが好ましい。

記録膜３４は、データを記録する記録膜であり、単一の記録膜によって構成されている。記録膜３４は、第一の情報層２０の記録膜２３と同様に、相変化材料を含んで形成されており、相変化材料が結晶状態にある場合の反射率と、非晶質状態にある場合の反射率の差を利用して、記録膜３４にデータが記録され、記録膜３４からデータが再生される。

記録膜３４を形成するための相変化材料は、とくに限定されるものではないが、記録膜３４は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅ、ＴｂおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む相変化材料を含んで形成されるのが好ましい。

記録膜３４が、Ｓｂ、Ｔｅ、ＧｅおよびＴｂを含む相変化材料を含んでいるときには、Ｓｂの含有量が６５原子％ないし９０原子％であり、Ｔｅの含有量が０原子％ないし２０原子％であり、Ｇｅの含有量が２原子％ないし２０原子％であり、Ｔｂの含有量が２ないし１５原子％であることが好ましく、記録膜３４が、Ｓｂ、Ｔｅ、ＧｅおよびＭｎを含む相変化材料を含んでいるときには、Ｍｎの含有量が２原子％ないし１５原子％である点を除いて、記録膜３４が、Ｓｂ、Ｔｅ、ＧｅおよびＴｂを含む相変化材料を含んでいるときと同様に、形成されることが好ましい。

記録膜３４は、第一の情報層２０にデータが記録され、第一の情報層２０に記録されたデータが再生される場合に、レーザビームが透過するため、レーザビームに対して、高い光透過率を有している必要がある。その一方で、記録膜３４は、データを記録する膜としても機能するため、データを記録し、記録されたデータを再生するのに十分な記録特性、再生特性を有している必要もある。これらを考慮すると、記録膜３４は、３ｎｍないし１０ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、５ｎｍないし８ｎｍの厚さを有していることが、さらに好ましい。

第二の誘電体膜３５は、記録膜３４を物理的、化学的に保護する役割を果たすとともに、レーザビームの照射によって、記録膜３４に生じた熱を、後述する放熱膜３７側に逃がす機能を有している。

本実施態様において、第二の誘電体膜３５は、第四の誘電体膜３１および第三の誘電体膜３３と同様に、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されている。

第二の誘電体膜３５は、たとえば、第二の誘電体膜３５の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

第二の誘電体膜３５の厚さは、５ｎｍないし１５ｎｍであることが好ましい。

第一の誘電体膜３６は、第二の誘電体膜３５と放熱膜３７との密着性を高める緩衝膜としての役割を果たす。

第一の誘電体膜３６を形成するための材料は、レーザビームに対して高い光透過率を有し、かつ、第二の誘電膜３５との密着性、および放熱膜３７との密着性が、いずれも、高い材料であれば、とくに限定されるものではなく、本実施態様においては、第一の誘電体膜３６は、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含んでいる。

第一の誘電体膜３６が、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含む場合には、ＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比は、８０：２０であることが好ましい。ＺｎＳのモル比が、８０％未満の場合には、第一の誘電体膜３６の屈折率が低下して、記録マークが形成された領域と、記録マークが形成されていない領域との反射率の差が低下するおそれがある。

第一の誘電体膜３６は、５ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有することが好ましい。第一の誘電体膜３６の厚さが、５ｎｍ未満の場合には、放熱膜３７にクラックが入りやすくなり、２０ｎｍを越える場合には、放熱効果が低下するおそれがある。

第一の誘電体膜３６は、たとえば、第一の誘電体膜３６の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。

放熱膜３７は、第一の情報層２０中の放熱膜２５と同様に、第一の誘電体膜３６を介して、記録膜３４から伝達された熱を放熱する役割を果たす。

放熱膜３７は、第一の情報層２０中の放熱膜２５と同様の材料によって、形成することができ、たとえば、真空蒸着法、スパッタリング法などの気相成長法によって、形成することができる。

放熱膜３７は、成膜時間などの生産性や放熱性を考慮すると、２０ｎｍないし７０ｎｍの厚さを有するように形成されるのが好ましい。

図２に示されるように、第二の情報層３０の表面上には、光透過層１３が形成されている。

光透過層１３は、レーザビームを透過させる層であり、その一方の表面によって、光入射面１３ａが構成されている。

光透過層１３を形成するための材料は、とくに限定されるものではないが、中間層１２と同様に、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。光透過層１３は、スピンコーティング法や、光透過率樹脂によって形成されたシートを、接着剤を用いて、接着することによって、形成することができる。

光透過層１３は、３０μｍないし２００μｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。

以上のような構成を有する光記録媒体１には、次のようにして、データが記録される。

本実施態様において、光記録媒体１にデータを記録するにあたっては、光透過層１３の光入射面１３ａを介して、３８０ｎｍないし４５０ｎｍの波長λを有するレーザビームが照射され、第一の情報層２０および第二の情報層３０のいずれかに、レーザビームがフォーカスされる。

第二の情報層３０に、データを記録する場合には、記録パワーＰｗと基底パワーＰｂの間で、パワーが変調されたレーザビームが、第二の情報層３０中の記録膜３４にフォーカスされ、光透過層１３を介して、記録膜３４に照射される。

レーザビームが、記録膜３４に照射されると、レーザビームが照射された記録膜３４の所定の領域が、融点以上に加熱され、その後、急冷されることにより、非晶質の領域が形成されて、記録マークが形成される。

本実施態様においては、第二の誘電体膜３５、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１が、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されており、本発明者の研究によれば、第二の誘電体膜３５、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１が、かかる組成を有する場合には、記録膜３４に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することができるのが見出されている。

このような場合に、記録膜３４に、所望のように、記録マークを形成して、データを記録することができる理由は、必ずしも明らかではないが、窒化アルミニウムを主成分として含むように、第二の誘電体膜３５、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１を形成したことにより、第二の誘電体膜３５、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１の熱伝導率が高くなり、その結果として、２０ｎｎ以下の厚さを有するように、反射膜３１を薄く形成しても、第二の情報層３０全体としての放熱性を高めることができたためではないかと推測される。

このように、第二の情報層３０が、優れた放熱性を有するから、レーザビームのパワーが記録パワーＰｗから基底パワーＰｂに切り替えられるのに応じて、記録膜３４を、速やかに、冷却することでき、その結果として、記録膜３４に、所望のように、記録マークを形成し、データを記録することが可能となる。

一方、第二の情報層３０中の記録膜３４に記録されたデータは、次のようにして、再生される。

第二の情報層３０中の記録膜３４に記録されたデータを再生する場合には、再生パワーＰｒに設定されたレーザビームが、第二の情報層３０にフォーカスされ、光透過層１３を介して、第二の情報層３０に照射される。

第二の情報層３０に照射されたレーザビームは、記録膜３４および反射膜３１によって反射され、反射されたレーザビームの光量が検出されることによって、第二の情報層３０に記録されたデータが再生される。

本実施態様においては、反射膜３２が、Ａｇを含んでおり、その表面が優れた平坦性を有するように、反射膜３２を形成することができるから、第二の情報層３０に記録されたデータを再生するときの再生信号のノイズレベルを低減することが可能となる。

しかしながら、その一方で、Ａｇは、硫黄と高い反応性を有しているため、反射膜３２の近傍に、硫黄を含む膜が形成されると、反射膜３２に含まれるＡｇと、反射膜３２の近傍に形成された膜に含まれる硫黄が反応して、反射膜３２の表面が腐食されるという新たな問題が生じるが、本実施態様においては、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１が、窒化アルミニウムを主成分として含み、実質的に硫黄を含まないから、反射膜３２の表面が腐食されるのを回避することができ、高い保存信頼性を確保することが可能となる。

また、第一の情報層２０に、データを記録する場合には、記録パワーＰｗと基底パワーＰｂの間で、パワーが変調されたレーザビームが、第一の情報層２０中の記録膜２３にフォーカスされ、光透過層１３および第二の情報層３０を介して、記録膜２３に照射される。

本実施態様においては、第二の情報層３０の放熱性が高められ、第二の情報層３０中の反射膜３２を薄く形成することができるから、第二の情報層３０のレーザビームに対する光透過率を高くすることが可能となる。したがって、レーザビームが、第二の情報層３０を透過する際に、レーザビームの光量が減少するのを最小限に抑制することができ、第一の情報層２０中の記録膜２３に、所望のように、データを記録することが可能となる。

一方、第一の情報層２０中の記録膜２３に記録されたデータは、次のようにして、再生される。

第一の情報層２０中の記録膜２３に記録されたデータを再生する場合には、再生パワーＰｒに設定されたレーザビームが、第一の情報層２０にフォーカスされ、光透過層１３を介して、第一の情報層２０に照射される。

第一の情報層２０に照射されたレーザビームは、記録膜２３および反射膜２１によって反射され、反射されたレーザビームの光量が検出されることによって、第一の情報層２０に記録されたデータが再生される。

本実施態様においては、第二の情報層３０のレーザビームに対する光透過率を高くすることができるから、レーザビームが、第二の情報層３０を透過するときと、記録膜２３および反射膜２１によって反射されたレーザビームが、第二の情報層３０を透過するときとで、ともに、レーザビームの光量が減少するのを最小限に抑制することができ、第一の情報層２０中の記録膜２３に記録されたデータを、所望のように、再生することが可能となる。

以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例を掲げる。

まず、射出成型法により、厚さが１．１ｍｍ、直径が１２０ｍｍで、表面に、グルーブおよびランドが、０．３２μｍのグルーブピッチで形成されたポリカーボネート基板を作製した。

次いで、ポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、グルーブおよびランドが形成された表面上に、Ａｇ、ＰｄおよびＣｕの合金を主成分として含み、１００ｎｍの厚さを有する反射膜、モル比が５０：５０のＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含み、１０ｎｍの厚さを有する第二の誘電体膜、Ｓｂ_７７．１Ｔｅ_１８．７Ｇｅ_４．２の原子組成を有する相変化材料を主成分として含み、１２ｎｍの厚さを有する記録膜、モル比が８０：２０のＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含み、２０ｎｍの厚さを有する第一の誘電体膜と、窒化アルミニウムを主成分として含み、３０ｎｍの厚さを有する放熱膜を、順次、スパッタリング法により形成し、第一の情報層を形成した。

次いで、第一の情報層が形成されたポリカーボネート基板をスピンコート装置にセットし、ポリカーボネート基板を回転させながら、第一の情報層上に紫外線硬化性アクリル樹脂を、塗布して、塗膜を形成し、塗膜に、紫外線を照射して、紫外線硬化性アクリル樹脂を硬化させ、２５μｍの厚さを有する中間層を形成した。中間層を形成するに際しては、第一の情報層の表面上に、塗布された紫外線硬化性アクリル樹脂の表面に、グルーブおよびランドが形成された透明スタンパを載置し、この透明スタンパを介して、塗膜に、紫外線を照射することにより、その表面に、グルーブピッチが０．３２μｍとなるように、グルーブとランドを形成した。

次いで、第一の情報層および中間層が形成されたポリかボネート基板を、スパッタリング装置にセットし、中間層の表面上に、窒化アルミニウムを主成分として含み、５ｎｍの厚さを有する第四の誘電体膜、Ａｇ、ＰｄおよびＣｕの合金を主成分として含み、１０ｎｍの厚さを有する反射膜、窒化アルミニウムを主成分として含み、４ｎｍの厚さを有する第三の誘電体膜、Ｉｎ_０．９Ｓｂ_６９．７Ｔｅ_１６．１Ｇｅ_５．４Ｍｎ_７．９の原子組成を有する相変化材料を主成分として含み、７ｎｍの厚さを有する記録膜、窒化アルミニウムを主成分として含み、５ｎｍの厚さを有する第二の誘電体膜、モル比が８０：２０のＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含み、１０ｎｍの厚さを有する第一の誘電体膜、窒化アルミニウムを主成分として含み、５０ｎｍの厚さを有する放熱膜を、順次、スパッタリング法により形成し、第二の情報層を形成した。

第二の誘電体膜、第三の誘電体膜および第四の誘電体膜は、アルゴンガスと窒素ガスの混合気中で、Ａｌターゲットを用いて、反応性スパッタリング法により、形成した。

最後に、第二の情報層の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂を、スピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、塗膜に、紫外線を照射して、紫外線硬化性アクリル樹脂を硬化させ、７５μｍの厚さを有する光透過層を形成した。

こうして、サンプル＃１を作成した。

次いで、モル比が８０：２０のＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物を主成分として含むように、第二の情報層中の第三の誘電体膜および第四の誘電体膜を形成した点を除き、サンプル＃１と同様にして、比較サンプル＃１を作成した。

次いで、酸化イットリウムを主成分として含むように、第二の情報層中の第三の誘電体膜および第四の誘電体膜を形成した点を除き、サンプル＃１と同様にして、比較サンプル＃２を作成した。第二の情報層中の第三の誘電体膜および第四の誘電体膜は、アルゴンガス雰囲気中で、Ｙ_２Ｏ_３ターゲットを用いたスパッタリング法により、形成した。

次いで、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide)を主成分として含むように、第二の情報層中の第三の誘電体膜および第四の誘電体膜を形成した点を除き、サンプル＃１と同様にして、比較サンプル＃３を作成した。第二の情報層中の第三の誘電体膜および第四の誘電体膜は、アルゴンガス雰囲気中で、ＩＴＯターゲットを用いたスパッタリング法により、形成した。

次いで、サンプル＃１、ならびに比較サンプル＃１ないし＃３を、パルステック工業株式会社製の光記録媒体評価装置「ＤＤＵ１０００」（商品名）に、順次、セットし、第二の情報層の記録膜に、レーザビームを照射して、以下の条件で、２Ｔないし８Ｔの長さを有する記録マークを、ランダムに組み合わせて形成して、データを記録した。レーザビームの基底パワーＰｂは０．１ｍＷに固定し、記録パワーＰｗは、それぞれ、９．５ｍＷ、９．０ｍＷ、８．８ｍＷおよび９．５ｍＷに設定した。

記録線速度：１０．５ｍ／ｓ
記録信号：１、７ＲＬＬ変調信号
記録領域：オングルーブ記録
クロック周期（１Ｔ）：１５．１ｎｓｅｃ

さらに、レーザビームの記録パワーＰｗを固定しつつ、レーザビームの基底パワーＰｂだけを、０．１ｍＷから１．３ｍＷまで、少しづつ、増大させて、サンプル＃１、ならびに比較サンプル＃１ないし＃３の第二の情報層の記録膜に、２Ｔないし８Ｔの長さを有する記録マークを、ランダムに組み合わせて形成して、データを記録した。こうして、少しずつ、冷却の効率を低下させていきながら、各サンプルの第二の情報層の記録膜に、データを記録していった。

次いで、同じ光記録媒体評価装置を用いて、サンプル＃１、ならびに比較サンプル＃１ないし＃３の第二の情報層に記録されたデータを再生し、再生信号のジッタを測定した。データを再生するにあたっては、レーザビームの再生パワーを０．７ｍＷに設定した。

さらに、ジッタの変化率ΔＪを、ΔＪ＝Ｊ２／Ｊ１によって算出した。ここに、Ｊ１は、レーザビームの基底パワーＰｂを０．１ｍＷに設定して記録されたデータを再生したときに得られたジッタを示し、Ｊ２は、０．１ｍＷから１．３ｍＷの範囲で、レーザビームの基底パワーＰｂを変化させて記録したデータを、再生したときに得られたジッタを示している。

サンプル＃１、ならびに比較サンプル＃１ないし＃３の第二の情報層に記録されたデータを再生したときの再生信号のジッタの変化率ΔＪが、それぞれ、図５の曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示されている。

図５の曲線ＢないしＤに示されるように、比較サンプル＃１ないし＃３においては、レーザビームの基底パワーＰｂを高くして、第二の情報層にデータを記録すると、第二の情報層に記録されたデータを再生したときの再生信号のジッタが大きく増大し、いずれの比較サンプルにおいても、レーザビームの基底パワーＰｂを高くするのにともなって、第二の情報層に記録されたデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化していくことが認められた。これに対して、図５の曲線Ａに示されるように、サンプル＃１においては、レーザビームの基底パワーＰｂを高くして、第二の情報層にデータを記録しても、再生信号のジッタが、ほとんど変化することがなく、優れた記録特性を有することが認められた。

本発明は、以上の実施態様および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、図１ないし図４に示される実施態様においては、光記録媒体１の第二の情報層３０に含まれる第二の誘電体膜３５、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３１が、いずれも、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、少なくとも、第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３５、または第四の誘電体膜３５が、窒化アルミニウムを主成分として含むように形成されていればよい。

また、図１ないし図４に示された実施態様においては、第二の情報層３０に含まれる第三の誘電体膜３３および第四の誘電体膜３５が、いずれも、反射膜３２に隣接して形成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、第二の情報層３０の放熱性を、著しく低下させない範囲で、第三の誘電体膜３３と反射膜３２との間、および第四の誘電体膜３５と反射膜３２との間の両方、またはいずれか一方に、他の膜が介在していてもよい。

また、図１ないし図４に示された実施態様においては、光記録媒体１は、支持基板１１と、第一の情報層２０と、中間層１２と、第二の情報層３０と、光透過層１３を備え、二層の情報層が設けられているが、本発明は、二層の情報層を有する光記録媒体に限定されるものではなく、広く、二層以上の情報層を有する光記録媒体に適用することができる。この場合には、第一の情報層以外の情報層が、いずれも、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜を有している必要はなく、第一の情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜を有していればよい。

また、図１ないし図４に示された実施態様においては、第一の情報層２０が、相変化材料を含む記録膜を有し、書き換え型の情報層によって構成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、第一の情報層２０が、再生専用の情報層や追記型の情報層によって、構成されても構わない。たとえば、第一の情報層２０が、再生専用の情報層として構成される場合には、第一の情報層としての情報層はとくに設けられず、支持基板１１、あるいは、中間層１２が、第一の情報層として機能し、支持基板１１、あるいは、中間層１２の表面上に、ピットが形成され、かかるピットによって、データが記録される。すなわち、本発明においては、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜を有する情報層以外の情報層中の記録膜の組成やタイプは、とくに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、適宜、変更が可能である。

さらに、図１ないし図４に示される実施態様においては、光記録媒体１は、光透過層１３を備えているが、光透過層１３に代えて、または、光透過層１３の表面上に、ハードコート組成物を主成分として含むハードコート層を設けてもよいし、さらに、潤滑性や防汚性の機能を付与するために、ハードコート層に潤滑剤を含ませてもよいし、ハードコート層の表面上に、潤滑剤を主成分として含む潤滑層を、別途、設けるようにしてもよい。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略断面図である。 図２は、図１のＡで示された部分の略拡大断面図である。 図３は、第一の情報層の構成を示す略拡大図である。 図４は、第二の情報層の構成を示す略断面図である。 図５は、サンプル＃１、ならびに比較サンプル＃１ないし＃３の第二の情報層に記録したデータを再生したときの再生信号のジッタを示すグラフである。

符号の説明

１ 光記録媒体
１１ 支持基板
１２ 中間層
１３ 光透過層
２０ 第一の情報層
２１ 反射膜
２２ 第二の誘電体膜
２３ 記録膜
２４ 第一の誘電体膜
２５ 放熱膜
３０ 第二の情報層
３１ 第四の誘電体膜
３２ 反射膜
３３ 第三の誘電体膜
３４ 記録膜
３５ 第二の誘電体膜
３６ 第一の誘電体膜
３７ 放熱膜

Claims (8)

1. 基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、反射膜を有し、前記反射膜を挟んで、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
2. 前記反射膜の前記レーザビームの入射側に形成された誘電体膜が、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有し、前記反射膜の前記レーザビームの入射側と反対側に形成された誘電体膜が、３ｎｍないし４０ｎｍの厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
3. 基板上に、少なくとも中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、レーザビームの入射面から最も遠い情報層以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、反射膜を有し、前記反射膜の前記レーザビームの入射側とは反対側に、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
4. 前記誘電体膜が、３ｎｍないし４０ｎｍの厚さを有していることを特徴とする請求項３に記載の光記録媒体。
5. 前記反射膜が、金属を主成分として含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
6. 前記反射膜が、３ｎｍないし２０ｎｍの厚さを有していることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。
7. 前記情報層が、相変化型の記録膜を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
8. 前記記録膜の前記レーザビームの入射側に、窒化アルミニウムを主成分として含む誘電体膜が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体。

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