JP2008065965A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 波長５００ｎｍ以下の光を照射した際の記録層の反射率、透過率を適した状態にすることで良好な記録再生特性を有する光記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板上に少なくとも１つの記録層を有し、記録層は金属又は半金属を含有する不完全酸窒化物層の２層からなる光記録媒体である。また、２層の不完全酸窒化物層は互いに隣接し、昇温下において夫々の不完全酸窒化物層の金属又は半金属が互いに固容体を形成し得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録層に無機材料を用いた複数の記録層を有する光記録媒体に関する。

近年レーザー技術の進展により青色レーザー等の短波長レーザーが開発されている。

このレーザーを用いた光記録媒体としてＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）が市販されている。この記録媒体はレーザー光を０．１ｍｍという薄い光透過層側から記録層に照射することにより高ＮＡのレンズを使用可能にしてＤＶＤ−Ｒと同じ基板サイズで２５ＧＢという高密度を達成したものである。

そして、今後ＨＤ（ハイデフィニッション）記録として更なる高密度記録可能な光記録媒体が望まれている。その高密度化の一つとして記録層を複数層設ける多層化も検討されている。

光記録媒体において望ましい記録再生特性を達成するためには様々な特性が要求されるが、特に光学的な特性として光反射率が重要である。

しかしながら、従来のＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒで用いられてきた色素系材料の記録層では青色レーザ等の短波長域においては、反射率が低いという問題がある。

また、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒで用いられてきた色素材料をＢＤの複数の記録層を有する多層ディスク用いた場合、光入射側から見て手前の層に記録した際に、色素材料が熱変形するため溝深さが記録前と異なる。

そのため、この個所に当たった光が、回折により記録した層より奥側（光入射側と反対側）に照射されると、光量が低下しトラッキング等のサーボ性能に影響を及ぼすという問題がある。

また、色素材料による吸収率が大きいため、透過率が小さくなり光入射側から見て奥側の記録層へ照射されるレーザー光量が十分でなく、記録に必要な光量が得られないという問題もある。

そこで、色素材料の問題点を解決する方法の１つとして、特開２００５−３１３４７４号公報に開示されている無機材料を記録層に用いた媒体が提案されている。

この提案における記録層は、ＡｇとＧｅ−Ｏ酸化ゲルマニウムの積層からなる。この媒体の記録メカニズムは、ＡｇとＧｅ−Ｏの反応・共融である。

また、他の方法として特開２００３−２０３３８３号公報に提案されている。

この提案の記録層は、ＳｉとＣｕの積層膜である。この媒体の記録メカニズムは、ＳｉとＣｕの合金結晶化である。
特開２００５−３１３４７４号公報 特開２００３−２０３３８３号公報

しかしながら、ＡｇとＧｅ−Ｏの積層膜及びＳｉとＣｕの積層膜による記録層は、光学定数の消衰係数が大きいため膜厚を薄くしても透過率が低くなる。

そこで本発明は、このような従来の問題点を解決するために提案されたものであり、波長５００ｎｍ以下の光を照射した際に、記録層の反射率、透過率を適した状態にすることで良好な記録再生特性を有する光記録媒体を提供することを目的とする。

基板と、該基板上に形成された少なくとも１つの記録層とを有する光記録媒体において、前記記録層は、
第１の金属又は半金属を含有する第１の不完全酸窒化物層と、前記第１の不完全酸窒化物層に隣接し、前記第１の金属又は半金属とは異なり、かつ昇温下において前記第１の金属又は半金属と固容体を形成し得る第２の金属又は半金属を含有する第２の不完全酸窒化物層とからなる光記録媒体。

以上の本発明により、無機記録材料を用いているため、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒで用いられてきた色素材料を使用した場合よりも、記録した箇所に形状変化が起こりにくい。そのため、回折光が記録前後での光量変化が少ないためサーボ性能に影響を低減できる。

さらに、透過率の調節が簡易な不完全酸窒化物からなる記録層を用いたため、良好な記録再生特性を有する光記録媒体の提供が可能となった。

以下、本発明を適用した光記録媒体について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の光記録媒体の一実施形態を示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の光記録媒体１は、記録層が１層の光記録媒体の例である。

基板１１上に、反射層１２、保護層１３、第１の不完全酸窒化物層１４、第２の不完全酸窒化物層１５、保護層１６及び光透明層１７がこの順に積層されて形成されている。

光透明層１７がレーザー光の入射側となる。

記録層は、第１の不完全酸窒化物層１４と第２の不完全酸窒化物層１５とから構成されている。

基板１１及び光透明層１７は、光記録媒体１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１７は、レーザー光を不完全酸窒化物層１４、不完全酸窒化物層１５まで到達させて記録再生を行う必要があるため、レーザー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、吸収率１０％以下）材料を使用する。

光透明層１７の材料の例としては、ポリカーボネート、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又はガラス等が挙げられる。

なお、本実施の形態ではレーザー光を光透明層１７の側から入射させる構成を示しているが、基板１１の側からレーザー光を入射させる構成であってもよい。この場合は、基板１１をレーザー光に対して透明な材料により形成する必要がある。さらに、反射層１２、保護層１３、不完全酸窒化物層１４、不完全酸窒化物層１５及び保護層１６を図１に示した場合とは逆の順で積層する。

光透明層１７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。

更に、記録再生に用いるレーザー光に対して透明な紫外線硬化樹脂を用いてもよく、その膜厚がむらなく所定の膜厚範囲内となるように作製できればよい。ここでいう光透明層１７とは、後に述べる保護層１６からみてレーザー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あるいは粘着層によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層１７と称することとする。

また、光透明層１７又は基板１１の少なくともいずれか一方の表面には、レーザー光線を導くための案内溝或いはピットが形成されていることが好ましい。

保護層１３及び保護層１６は、記録材料の保護と不完全酸窒化物層１４、１５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１３，１６に用いられる材料例を以下に例示する。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−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ、Ａｌ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｚｒ−Ｃ、Ｔａ−Ｃ等の炭化物。Ｓｉ−Ｆ、Ａｌ−Ｆ、Ｍｇ−Ｆ、Ｃａ−Ｆ、Ｌａ−Ｆ等の弗化物。その他の誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２等）等が挙げられる。

但し、上記保護層に使用される材料が、記録再生に使用するレーザー光の波長において吸収がある場合には、光学特性及び記録再生特性に影響を及ぼすので吸収がない材料を用いた方が好ましい。

反射層１２は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ又はＴｉ等の金属、或いは適宜選択された金属の合金により形成する。反射層１２は、放熱効果や不完全酸窒化物層１４、１５での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設けられる。その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。これは、反射層１２を１ｎｍ以上とすることにより、膜を均一な層状にすることができるので、熱的及び光学的な効果の低下を抑制できるからである。なお、反射層１２の膜厚の上限は特には限定されないが、２００ｎｍ以下であることが好ましい。良好な記録感度を得ることができるからである。

また、本発明の記録層を構成する不完全酸窒化物層とは以下である。

金属の元素又は半金属の元素の取り得る価数に応じた化学量論組成に対して、酸素含有量又は／及び窒素含有量が少ない化合物である。

例えば、Ｓｉの窒化物であるＳｉ３Ｎ４と、Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ２を例に挙げて説明する。

化学式Ｓｉ３Ｎ４の窒化状態を組成割合Ｓｉ（１−ｘ）Ｎｘに換算すると、ｘ＝０．５７の場合が完全窒化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．５７で表される場合に化学量論組成より窒素含有量が不足した不完全窒化物であるといえる。

また、化学式ＳｉＯ２の酸化状態を組成割合Ｓｉ（１−ｘ）Ｏｘに換算すると、ｘ＝０．６７の場合が完全窒化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．６７で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。

元素によっては、１つの元素が価数の異なる酸化物を形成可能なものがあるが、この場合には、元素のとりうる価数に応じた化学量論組成より実際の酸素含有量が不足している場合を本発明の範囲内とする。例えば、Ｓｉの酸化物には先に述べた２価の酸化物が最も安定であるが、１価のＳｉＯも存在する。

このＳｉＯの場合、Ｓｉ（１−ｘ）Ｏｘに換算すると０＜ｘ＜０．５で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。ＳｉＯの場合、Ｓｉに結合できる電子対が２組余っている状態である。そのため、Ｎはあと２個結合できる。その結果、ＳｉＯＮ２となりこれが完全酸窒化物であると考えられる。比率で表すとＳｉ：０．２５、Ｏ：０．２５、Ｎ：０．５となる。

従って、Ｓｉの不完全酸窒化物は、Ｓｉ（１−ｘ）Ｎｘ（０＜ｘ＜０．５７）、Ｓｉ（１−ｙ）Ｏｙ（０＜ｙ＜０．５）とＳｉ（１−ｘ）Ｎｘ（０＜ｘ＜０．５）Ｏｙ（０＜ｙ＜０．２５）の混ざり合った状態を表す。

なお、金属又は半金属の窒化物あるいは酸化物の結合状態は、市販の分析機器Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）を用いれば、結合状態を知ることができます。

測定原理は、物質表面に軟Ｘ線を照射した時に発生する光電子のエネルギーとその数を測定することにより、試料表面に存在する元素量や元素の周囲環境即ち元素の化学的結合状態を知ることができる。

固体表面層数ｎｍの分析が可能であるため、イオンエッチングを行うことにより深さ方向の変化もわかる。

不完全酸窒化物は波長５００ｎｍ以下で低い反射率を示す有機系色素材料とは異なり、波長５００ｎｍ以下の光に対して吸収を示す。すなわち高い反射率を示すものである。

不完全酸窒化物は、波長５００ｎｍ以下の所定パワーの記録光を照射されると吸収があるので昇温する。従って、積層されている不完全酸窒化物膜１４及び１５の両者が昇温する。

吸収の度合いは、窒素及び酸素の含有量により調整可能である。不完全酸窒化物は、窒素及び酸素含有量が化学量論組成に近いと吸収が小さく透明となる。即ち、透過率を高くしたい場合は酸素及び窒素の含有量を増やし、透過率を低くしたい場合は酸素及び窒素の含有量を減らすことにより調整可能である。

その場合、酸素量及び窒素量はそれぞれ独立に変化させることができる。記録メカニズムはよくわかっていないが、以下のように考えられる。

昇温した不完全酸窒化物中の余剰に含まれる金属あるいは半金属が相互に拡散し不完全酸窒化物中に相互に浸透する。

昇温した状態で拡散してきた元素が固溶体を形成し合金を作る。その後、冷却過程を経て固溶体は膜中に固定される。

例えば、表１に示すようにＡｌとＳｉは５８０℃で、ＡｌとＧｅは４２４℃、ＣｕとＺｎは４００℃でそれぞれ固溶体を形成する。従って、表１に記載されているような７００℃以下の比較的低い温度で固溶体を形成する元素が使用できる。固溶体が形成されることにより膜の光学定数が変化する。以上の過程は不可逆過程である。このように記録部分と未記録部分との間で光学特性に差が生じるので、積層した不完全酸窒化物を例えば追記型の光記録材料として利用可能なのである。また、透過率が高い膜は余剰の元素が少ない状態を表す。

不完全酸窒化物層１４、１５からなる記録層では、ａｓ−ｄｅｐｏ状態（成膜直後の状態）の屈折率及び消衰係数と加熱後の状態における屈折率及び消衰係数との差が大きいことから、再生性能の特性が良くなるものと考えられる。上記特性はこのような大きな変化が生じるような材料、組成を選択することにより調整可能である。

不完全酸窒化物は、分子のサイズが小さいために記録部分と未記録部分との境界が明瞭なものとなる。

不完全酸窒化物層を形成する具体的な手法としては、例えば金属の単体からなるスパッタターゲットを用いて、アルゴン及び酸素及び窒素雰囲気中でスパッタリング法により成膜を行う方法が挙げられる。この場合には、真空雰囲気中の酸素ガスあるいは窒素ガスの濃度を変えることにより、金属の不完全酸窒化物の酸素含有量、或いは窒素含有量を調整できる。

２種類以上の金属を含む金属の不完全酸窒化物をスパッタリング法により成膜する場合には、異なる種類のスパッタターゲット上で基板を常に回転させることにより複数種類の金属を混合させる。混合割合は、それぞれのスパッタ投入パワーを変えることにより制御する。

また、先に述べた金属ターゲットを用いた酸素及び窒素雰囲気中のスパッタリング法の他、予め所望量の酸素及び窒素を含有する金属あるいは半金属の不完全酸窒化物からなるターゲットを用いて通常のアルゴン雰囲気中でスパッタリングを行う。これにより金属あるいは半金属の不完全酸窒化物からなる記録層を同様に成膜できる。

さらに、スパッタリング法の他、蒸着法によっても金属や半金属の不完全酸窒化物からなる記録層を容易に成膜可能である。

なお、本発明は、図１に示した光記録媒体１に限定されるものではなく、種々の構成に適用することが可能である。例えば、反射層１２を設けない構成や、保護層１３、或いは保護層１６を必要に応じて設けない構成としてもよい。

また、少なくとも基板と記録層とを備えるディスクを２枚貼り合わせて２層構造とすることや、このディスクと同じ形状の円盤状保護基板とを貼り合わせる構造も可能である。

（実施の形態２）
図２は、本発明における光記録媒体の記録層を２層にした場合の実施形態を示す断面図である。

本実施の形態の光記録媒体は、レーザー光入射側から第２の情報層３３〜３６及び第１の情報層２２〜２６が中間層２７を介して積層された多層光記録媒体である。

なお、２１は基板であり、３７は光透明層である。

第１の情報層２０は、レーザー光入射側から、保護層２６、第２の不完全酸窒化物層２５、第１の不完全酸窒化物層２４、保護層２３及び反射層２２が積層されている。

第２の情報層３０は、レーザー光入射側から、保護層３６、第２の不完全酸窒化物層３５、第１の不完全酸窒化物層３４、保護層３３が積層されている。

本実施の形態の光記録媒体は、一方向からのレーザー光入射によって第１の情報層２０、第２の情報層３０の両方への記録、再生を可能とする構成である。このため、第２の情報層３０は光透過性を有する必要がある。これは、第１の情報層２０に対する情報の記録再生に対しては、第２の情報層３０を透過した光で記録を行うため、記録感度を高く設計することが好ましいからである。

第２の情報層３０及び第１の情報層２０に含まれる不完全酸窒化物層２４、２５、３４、３５は、実施の形態１で説明した光記録媒体の不完全酸窒化物層１４、１５と同様の材料を用いて形成可能であり、同様の機能を有するように形成されている。さらに、不完全酸窒化物層の膜厚は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。この理由は、均一な膜として機能するためには、３ｎｍ以上必要であり、光学的透過率の観点、及び記録時の熱容量の観点から２０ｎｍ以下が好ましい。２０ｎｍより厚いと良好な記録感度が得られないからである。

さらに、不完全酸窒化物層の膜厚を２０ｎｍ以下とすることで十分高い透過率を得ることが可能となり、情報層を複数積層する場合に特に好適だからである。

また、その他の保護層、反射層も実施の形態１で説明した光記録媒体の保護層及び反射層と同様の材料を用いて形成可能であり、同様の機能を有するように形成されている。

中間層２７は、第１の情報層と第２の情報層とを光学的に分離するために設ける層であり、紫外線硬化樹脂等の記録再生用レーザー光に対して透明な材料からなる。その膜厚は、各情報層を分離可能な程度に厚く、かつ２つの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。

なお、本実施の形態においては、第２の情報層３０が反射層を有しない構成を示したが、第２の情報層３０が反射層を有する構成や、保護層３１を２層とする構成等、様々な構成をとることができる。以上のように、本発明は、その他種々の構成に適用することが可能である。

以上のように、情報層が２層の場合の光記録媒体について説明したが、これに限定されず、図３に示すように情報層を４層積層した構成であってもよい。その場合、レーザー光入射側に最も近い情報層４００の透過率が高く、レーザー光の入射側から離れるに従って情報層の透過率は低くなるように設定する。これは各情報層への記録に必要なレーザーパワーを確保するためである。

このとき、複数の情報層のうち少なくとも１層以上に、書き換え可能な情報層や再生専用の情報層を用いることもできる。この場合、１回のみ記録し消去したくない情報と、書き換えたい情報や再生専用の情報とを、１枚の媒体に共存させることができるため、利便性が高く、種々のアプリケーションへの応用が可能な光記録媒体を提供することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。

＜実施例１＞
本実施例の光記録媒体として図１に示す光記録媒体を作成した。基板１１として、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート板で、表面にスパイラル状の幅０．２５μｍ、溝のピッチが０．３２μｍ、深さ２０ｎｍの溝が形成されているものを用いた。

該基板上に、反射層１２、保護層１３、１６、不完全酸窒化物層１４、１５で構成される記録層を形成した。各層の膜厚は記録部分と未記録部分の反射率差が大きくなるように決定した。反射層１２はＡｇを、保護層１３、１６はＺｎＳ・ＳｉＯ２をスパッタリング法により形成した。各層の膜厚は、反射層１２は８０ｎｍ、記録層が２０ｎｍ、保護層１３が２０ｎｍ、保護層１６が５０ｎｍである。

第１の不完全酸窒化物層１４として、スパッタリング法によりＳｉの不完全酸窒化物からなるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を形成した。膜厚は、１０ｎｍとした。

このとき、Ｓｉの単体からなるスパッタターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素との混合雰囲気中でスパッタリングを行い、酸素ガス濃度及び窒素ガス濃度を変えてＳｉの不完全酸窒化物の酸化含有量及び窒化含有量を制御した。

ここで、膜の透過率は表２及び表３に示すように窒素及び酸素の流量を変えることにより調整できる。このことを以下の実験結果により詳細に述べる。

ここでは、スパッタ圧を一定にするためアルゴンと酸素と窒素の合計流量が一定の５０ｓｃｃｍになるように酸素ガス濃度及び窒素ガス濃度を変えた。

表２は、石英基板上にＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成膜し、サンプルの波長４０５ｎｍにおけるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜の透過率（％）の値である。窒素及び酸素の流量を変化させたときのＳｉ−Ｏ−Ｎ膜の透過率を比較するため、窒素及び酸素の流量に関わらずＳｉ−Ｏ−Ｎの膜厚を全て２０ｎｍとした。

表３は、表に対応するサンプル番号である。即ち、サンプル１−Ｓ−５、１−Ｓ−６、１−Ｓ−７からわかるように酸素流量を固定し、窒素流量を増大することにより透過率が高くなる。また、サンプル１−Ｓ−２、１−Ｓ−３、１−Ｓ−６からわかるように窒素流量を固定し、酸素流量を増大することにより透過率が高くなる。

また、サンプル１−Ｓ−１、１−Ｓ−３、１−Ｓ−７からわかるように窒素流量及び酸素流量の両方を増大することによっても透過率が高くなる。

次に、該第１の不完全酸窒化物層１４の上に、第２の不完全酸窒化物記録層１５としてＡｌの不完全酸窒化物からなるＡｌ−Ｏ−Ｎ膜を形成した。Ａｌ−Ｏ−Ｎの膜厚を１０ｎｍとした。

このとき、Ａｌの単体からなるスパッタターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素との混合雰囲気中でスパッタリングを行い、酸素ガス濃度及び窒素ガス濃度を変えてＡｌの不完全酸窒化物の酸素含有量及び窒素含有量を制御した。

ここでＳｉ−Ｏ−Ｎ膜の場合と同様に、Ａｌ−Ｏ−Ｎ膜の透過率は表４及び表５に示すように窒素及び酸素の流量を変えることにより調整できる。

これを以下の実験結果により詳細に述べる。ここでも、スパッタ圧を一定にするためアルゴンと酸素と窒素の合計流量が一定の５０ｓｃｃｍになるように酸素ガス濃度及び窒素ガス濃度を変えた。

表４は、石英基板上にＡｌ−Ｏ−Ｎ膜を成膜し、サンプルの波長４０５ｎｍにおけるＡｌ−Ｏ−Ｎ膜の透過率（％）の値である。窒素及び酸素の流量を変化させたときのＡｌ−Ｏ−Ｎ膜の透過率を比較するため、窒素及び酸素の流量に関わらずＡｌ−Ｏ−Ｎの膜厚を全て２０ｎｍとした。

表５は、表に対応するサンプル番号である。即ち、サンプル１−Ａ−３、１−Ａ−４、１−Ａ−５からわかるように酸素流量を固定し、窒素流量を増大することにより透過率が高くなる。

また、サンプル１−Ａ−２、１−Ａ−５、１−Ａ−６からわかるように窒素流量を固定し、酸素流量を増大することにより透過率が高くなる。また、サンプル１−Ａ−１、１−Ａ−４、１−Ａ−６からわかるように窒素流量及び酸素流量の両方を増大することによっても透過率が高くなる。

次に、保護層１６を形成し、最後に光透明層１７としてポリカーボネートからなる厚さ１００μｍのシートを粘着層で接着した。

次に、得られた光ディスクを、波長４０５ｎｍのＧａＮレーザダイオードを光源に用いた光ディスク記録再生装置を用いて評価した。対物レンズの開口数は０．８５である。

２Ｔマーク長を０．１５μｍ、ディスク回転速度を線速４．９２ｍ／ｓとした。ディスクの特性評価は、２Ｔマークの単一信号を適正なレーザーパワーで溝部に記録し、得られた再生信号のＣ／Ｎ比を測定した。但し、ここで溝部とは基板１１に形成された凸凹状のトラックのうち、レーザー入射光側に近い側のトラックと定義する。得られたＣＮ比は、実用上問題ないレベルであった。

＜実施例２＞
実施例１において記録層Ａｌ−Ｏ−Ｎの代わりにＧｅ−Ｏ−Ｎを用いた以外は実施例１と同様な光記録媒体を作成した。実施例１と同様に光ディスク記録再生装置を用いて評価したが、得られたＣＮ比は、実用上問題ないレベルであった。

＜実施例３＞
実施例１において記録層Ｓｉ−Ｏ−Ｎの代わりにＧｅ−Ｏ−Ｎを用いた以外は実施例１と同様な光記録媒体を作成した。実施例１と同様に光ディスク記録再生装置を用いて評価したが、得られたＣＮ比は、実用上問題ないレベルであった。

＜実施例４＞
本実施例の光記録媒体として、図２に示す光記録媒体を作製した。情報層を２層有する多層タイプの記録媒体である。基板は、実施例１と同様なものを使用した。

媒体の作製手順は以下のとおりである。

まず、基板２１の溝が形成された表面上に、第１の情報層２０として、Ａｇからなる反射層２２、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる保護層２３、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜からなる第１の不完全酸窒化物層２４、Ａｌ−Ｏ−Ｎ膜からなる第２の不完全酸窒化物層２５、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる保護層２６とを順次成膜した。各層の膜厚は、反射層２２は８０ｎｍ、記録層が２０ｎｍ、保護層２３が２０ｎｍ、保護層２６が５０ｎｍである。

次に中間層２７として紫外線硬化樹脂を塗布し、基板２１と同様の溝を表面に転写した。硬化後の中間層２７の膜厚は２５μｍである。次に、第２の情報層３０として保護層３３としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を３０ｎｍ、第１の不完全酸窒化物層３４としてＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を１５ｎｍ、第２の不完全酸窒化物層３５としてＡｌ−Ｏ−Ｎ膜を１５ｎｍ、保護層３６ ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜を３０ｎｍの順に形成した。

第２の情報層の透過率は、波長４０５ｎｍにおいて５０％となるように各層の膜厚を調整した。最後に光透明層３７としてポリカーボネートからなる厚さ７５μｍのシートを粘着材で接着した。使用した材料は実施例１と同じであり、各層の膜厚及び組成は２つの情報層からの反射率が同等となる条件の範囲を光学設計で導き出している。すなわち、第２の情報層３０の十分な透過率と、第１の情報層２０の高い記録感度が得られる膜厚および組成とした。

実施例１と同様に光ディスク記録再生装置を用いて評価したが、得られたＣＮ比は、両層とも実用上問題ないレベルであった。

なお、２層の情報層は、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜からなる第１の不完全酸窒化物層とＡｌ−Ｏ−Ｎ膜からなる第２の不完全酸窒化物層との積層順が逆であっても良い。すなわち、基板側に近い方がＡｌ−Ｏ−Ｎ膜からなる第２の不完全酸窒化物層であっても良い。

また、２層の情報層は、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜からなる第１の不完全酸窒化物層とＡｌ−Ｏ−Ｎ膜からなる第２の不完全酸窒化物層は隣接していれば良く、積層順が第１の情報層と第２の情報層において異なっていても構わない。

すなわち、第１の情報層では、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜からなる第１の不完全酸窒化物層が第２の不完全酸窒化物層よりも基板側に積層され、第２の情報層では、その逆であっても構わない。

なお、積層順は、以下で説明する実施例５で説明する４層の情報層の場合においても同様である。

＜実施例５＞
本実施例の光記録媒体として、図３に示す光記録媒体を作製した。４層の情報層を有する多層タイプの記録媒体である。基板は、実施例１と同様なものを使用した。

媒体の作製手順は以下のとおりである。
（１）まず、基板１０１の溝が形成された表面上に第１の情報層１００として反射層１０２、保護層１０３、第１の不完全酸窒化物層１０４、第２の不完全酸窒化物層１０５、保護層１０６を順次成膜した。
（２）中間層２０７として紫外線硬化樹脂を塗布し、基板１０１と同様の溝を表面に転写した。
（３）第２の情報層２００として保護層２０３、第１の不完全酸窒化物層２０４、第２の不完全酸窒化物層２０５、保護層２０６の順に形成した。
（４）中間層２１２として紫外線硬化樹脂を塗布し、その表面に基板１０１と同様の溝を転写して形成した。
（５）この中間層２１２の溝が形成された表面上に、第３の情報層３００を保護層３０３側から順に保護層３０６まで形成した。
（６）中間層２１７として紫外線硬化樹脂を塗布し、その表面に基板１０１と同様の溝を転写して形成した。
（７）この中間層２１７の溝が形成された表面上に、第４の情報層４００を保護層４０３側から順に第１の不完全酸窒化物層４０４、第２の不完全酸窒化物層４０５、保護層４０６まで形成した。
（８）最後に光透明層２２３として、ポリカーボネートからなるシートを粘着材で接着して形成した。

以下、第１〜第４の情報層までの製造方法を具体的に説明する。

基板１０１は、実施例１と同様なものを使用した。反射層１０２として、Ａｇ膜をＡｒ雰囲気中でＤＣスパッタリング法により８０ｎｍ形成した。続いて、保護層１０４としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により２０ｎｍ形成した。次に、第１の不完全酸窒化物層１０４としてＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を１０ｎｍ、第２の不完全酸窒化物層１０５としてＡｌ−Ｏ−Ｎ膜を１０ｎｍ形成した。その際、Ａｒガスと酸素ガスと窒素ガスの流量比を調整することにより、所定の組成、光学特性を有する不完全酸窒化物層１０４、１０５が得られた（以下に説明する第２の不完全酸窒化物層、２０４、２０５、３０４、３０５、４０４、４０５も同様の方法で得られた）。続いて、保護層１０６としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により形成した。この際、第１の情報層単独での未記録領域の反射率が２５％、記録後の反射率変化量が２０％となるように各層の膜厚、光学特性を調整した。以上の方法により、第１の情報層１００が作成された。

第１の情報層１００単独での記録再静特性は、表７に示すようなジッターであった。表７は、実施例１で用いた記録再生装置を用いてランダム信号を記録再生したものである。信号の記録は、記録密度２５ＧＢ容量相当で行った。

続いて中間層２０７を１７μｍの厚みに形成した。

次に、第２の情報層２００を作成する。該中間層２０７の溝が形成された表面上に保護層２０３としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により７０ｎｍ形成した。第１の不完全酸窒化物層２０４としてＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を５ｎｍを、第２の不完全酸窒化物層２０５としてＡｌ−Ｏ−Ｎ膜を５ｎｍ形成した。続いて、保護層２０６としてＺｎＳ・ＳｉＯ２膜５０ｎｍを高周波スパッタリング法により形成した。この際、第２の情報層２００での未記録領域の透過率が７０％、反射率が８．８％であった。

第２の情報層２００単独での記録再静特性は、表７に示すようなジッターであった。また、第２の情報層２００単独の記録マークをＡＦＭで観察したところ、図４に示す写真のように、形成されたマークが凸部となっていることがわかった。

なお、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒで用いられてきた色素材料に記録した場合のマークの変形量と本実施例の変形量とを比較してみると、本実施例による変形量の方が小さいことが分かった。

続いて中間層２１２を１５μｍの厚みに形成した。

次に、第３の情報層３００を作成する。該中間層２１２の溝が形成された表面上に保護層３０３としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により７０ｎｍ形成した。

第１の不完全酸窒化物層３０４としてＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を、第２の不完全酸窒化物層３０５としてＡｌ−Ｏ−Ｎを形成した。続いて、保護層３０６としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により３５ｎｍ形成した。この際、第３の情報層３００での未記録領域の透過率が７６．１％、反射率が４．９％であった。第３の情報層３００単独での記録再静特性は、表７に示すようなジッターであった。

続いて中間層２１７を１８μｍの厚みに形成した。

次に、第４の情報層４００を作成する。該中間層２１７の溝が形成された表面上に保護層４０３としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を高周波スパッタリング法により形成した。

第１の不完全酸窒化物層４０４としてＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を、第２の不完全酸窒化物層４０５としてＡｌ−Ｏ−Ｎを形成した。続いて、保護層４０６としてＺｎＳ・ＳｉＯ２の膜厚３５ｎｍを高周波スパッタリング法により形成した。この際、第４の情報層４００での未記録領域の透過率が８２．５％、反射率が４．４％であった。第４の情報層４００単独での記録再静特性は、表７に示すようなジッターであった。また、図５に示す写真のような明瞭なアイパターンが得られた。

続いて、光透明層２２３としてポリカーボネートからなる厚さ５０μｍのシートを粘着材で接着した。

以上の方法により本実施例における光情報記録媒体を形成した。

各情報層間に設けられる中間層の膜厚は、互いに等しい厚さにすると各情報層間での迷光の干渉が起こりうる。そのため、上述のような異なる厚さとした。積層した各情報層の未記録領域の透過率Ｔ、反射率Ｒは、表６に示すとおりである。

上記の方法で製造した媒体の第１の情報層１００、第２の情報層２００、第３の情報層３００及び第４の情報層４００に、２Ｔマークを適正なレーザーパワーで記録し、そのＣ／Ｎ比を測定した。信号の記録再生を行う際は、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、開口数０．８５の対物レンズを用いた。信号の記録は、記録密度２５ＧＢ容量相当で行った。２５ＧＢ容量相当の測定条件は、２Ｔマーク長を０．１５μｍ、ディスク回転速度を線速４．９２ｍ／ｓとした。得られた各情報層のＣ／Ｎ比は、実用上問題ないレベルであった。

本発明の実施の形態１における光記録媒体の断面図である。 本発明の実施の形態２における光記録媒体の断面図である。 本発明の実施の形態２における別の光記録媒体の断面図である。 本発明の実施例５における記録マークのＡＦＭ像の写真である。 本発明の実施例５における再生信号のアイパターンの写真である。

符号の説明

２０、３０、１００、２００、３００、４００ 情報層
１１、２１、１０１ 基板
１２、２２、１０２ 反射層
１４、２４、３４、１０４、２０４、３０４、４０４ 第１の不完全酸窒化物層
１５、２５、３５、１０５、２０５、３０５、４０５ 第２の不完全酸窒化物層
１３、１６、２３、２６、３３、３６、１０３、１０６ 保護層
２０３、２０６、３０３、３０６、４０３、４０６ 保護層
１７、３７、２２３ 光透明層
２７、２０７、２１２、２１７ 中間層

Claims (5)

1. 基板と、該基板上に少なくとも１つの記録層を有する光記録媒体において、
   前記記録層は、第１の金属又は半金属を含有する第１の不完全酸窒化物層と、
   前記第１の不完全酸窒化物層に隣接し、前記第１の金属又は半金属とは異なり、かつ昇温下において前記第１の金属又は半金属と固容体を形成し得る第２の金属又は半金属を含有する第２の不完全酸窒化物層とからなることを特徴とする光記録媒体。
2. 前記第１の不完全酸窒化物及び前記第２の不完全酸窒化物とは、
   前記第１の金属の元素又は前記半金属の元素、及び前記第２の金属の元素又は前記半金属の元素の取り得る価数に応じた化学量論組成に対して、酸素含有量又は／及び窒素含有量が少ない化合物であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 前記金属或いは半金属は、Ｓｉ，Ｇｅ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎから選択される少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
4. 前記記録層は、少なくとも２以上の複数の層からなることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
5. 前記複数の記録層は、基板に近い記録層ほど酸素含有量及び／又は窒素含有量が少ないことを特徴とする請求項４記載の光記録媒体。

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