JP2008097791A - 多層相変化型光記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】最も奥側以外の各情報層の光透過率を高くし、安定したトラッキング精度の下で各情報層の記録再生を行なえるようにし、かつ優れた保存安定性を持つ多層相変化型光記録媒体の提供。
【解決手段】案内溝を有する第１基板と第２基板の間に、情報層が中間層を介して複数積層され、第１基板側から見て、一番奥側以外の各情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、半透明反射層、熱拡散層（光透過層）からなり、一番奥側の情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層からなり、一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＳｉ酸化物からなり、各含有率をａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］として、３≦ａ≦５０、０≦ｄ≦３０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００を満たし、基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、案内溝の深さＨが、λ／１７ｎ≦Ｈ≦λ／１１．５ｎを満たす多層相変化型光記録媒体。
【選択図】図１
【解決手段】案内溝を有する第１基板と第２基板の間に、情報層が中間層を介して複数積層され、第１基板側から見て、一番奥側以外の各情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、半透明反射層、熱拡散層（光透過層）からなり、一番奥側の情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層からなり、一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＳｉ酸化物からなり、各含有率をａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］として、３≦ａ≦５０、０≦ｄ≦３０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００を満たし、基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、案内溝の深さＨが、λ／１７ｎ≦Ｈ≦λ／１１．５ｎを満たす多層相変化型光記録媒体。
【選択図】図１
Description
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録再生を行ない、かつ書き換えが可能な相変化記録層を複数有する多層相変化型光記録媒体に関するものである。
ＤＶＤ＋ＲＷなどの相変化型光記録媒体（相変化型光ディスク）は、一般にプラスチックの基板上に相変化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かつ熱拡散効果を有する反射層を設けた構成が基本であり、基板面側からレーザ光を照射して、情報の記録再生を行なう。相変化記録材料は、レーザ光照射による加熱とその後の冷却によって、結晶状態とアモルファス状態の間を相変化し、急速加熱後に急冷するとアモルファスとなり、徐冷すると結晶化するものであり、相変化型光記録媒体は、この性質を情報の記録と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こる記録層の酸化、蒸散又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）が設けられている。これらの保護層は、その厚さを調節することによって、光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。
更に光照射による加熱によって起こる記録層の酸化、蒸散又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）が設けられている。これらの保護層は、その厚さを調節することによって、光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、コンピュータ等で扱う情報量が増加したことによって、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷのような書き換え型光ディスクの記録容量が増大し、情報の高密度化が進んでいる。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。また、情報量の増加に伴い、記録速度の向上も要求されると考えられる。現在、ＤＶＤの書き換え型ディスクとしては、単層で８倍速記録が可能なものが市販されている。このような相変化型光記録媒体を用いて高記録密度化する方法として、例えば使用するレーザ波長を青色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光のスポットサイズを小さくすることが提案され、研究開発が行なわれて実用化されている。
光記録媒体自体を改良して記録容量を高める方法として、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二つ重ね、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着して作成される２層相変化型光記録媒体が各種提案されている。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、記録再生に用いるレーザ光がなるべく奥側の情報層に到達する必要があるため、レーザ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。
光記録媒体自体を改良して記録容量を高める方法として、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二つ重ね、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着して作成される２層相変化型光記録媒体が各種提案されている。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、記録再生に用いるレーザ光がなるべく奥側の情報層に到達する必要があるため、レーザ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層相変化型光記録媒体については、未だ多くの課題が存在している。
例えば、レーザ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は極薄な半透明反射層としなければならない。その結果、光透過率と放熱効果が得にくくなるので、半透明反射層に接して熱拡散層（光透過層）を成膜して光透過率と放熱効果を補うようにする必要がある。また、従来の単層相変化型光記録媒体や記録層に有機色素を用いた２層追記型記録媒体と比較すると、反射率が約１／３程度と非常に低いため、第１情報層と第２情報層ともに、安定したトラッキングの下での記録再生が困難となることが考えられる。更に、第１情報層の層構成は、熱の逃げにくい構成であるため、保存安定性の観点からは、相変化材料であれば何でも良いということは無く、記録層材料とその組成を限定する必要がある。
例えば、レーザ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は極薄な半透明反射層としなければならない。その結果、光透過率と放熱効果が得にくくなるので、半透明反射層に接して熱拡散層（光透過層）を成膜して光透過率と放熱効果を補うようにする必要がある。また、従来の単層相変化型光記録媒体や記録層に有機色素を用いた２層追記型記録媒体と比較すると、反射率が約１／３程度と非常に低いため、第１情報層と第２情報層ともに、安定したトラッキングの下での記録再生が困難となることが考えられる。更に、第１情報層の層構成は、熱の逃げにくい構成であるため、保存安定性の観点からは、相変化材料であれば何でも良いということは無く、記録層材料とその組成を限定する必要がある。
公知技術としては、特許文献１に、基板の溝深さが１０〜３０ｎｍであり、波長３６０〜４２０ｎｍのレーザ光を用いる２層相変化型の光記録媒体が開示されているが、第１の記録層構成体の上部保護層がＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、本発明とは媒体の構成が異なる。
また、特許文献２には、熱拡散層がＩｎ酸化物とＳｎ酸化物を主成分とし、Ｉｎ酸化物が９０モル％以上である光記録媒体が、特許文献３には、熱拡散層がＳｎ酸化物とＳｂ酸化物で構成される光記録媒体が、特許文献４には、熱拡散層がＩｎ酸化物とＺｎ酸化物を主成分とし、Ｉｎ酸化物を半分以上含有する光記録媒体が、それぞれ開示されているが、何れも本発明とは構成が異なるし、基板の溝深さについての記載もない。
また、特許文献５には、溝深さの範囲が４λ／１６ｎ〜７λ／１６ｎである２層の追記型光記録媒体（記録層が有機色素）が開示されているが、２層の追記型記録媒体は、反射率が約２０％程度確保できるため、２層の相変化記録媒体とは媒体の構成が異なり、溝深さの範囲も異なる。
また、特許文献６には、請求項８に２層光記録媒体の記載があるが、媒体の構成が本発明とは異なる。
また、特許文献２には、熱拡散層がＩｎ酸化物とＳｎ酸化物を主成分とし、Ｉｎ酸化物が９０モル％以上である光記録媒体が、特許文献３には、熱拡散層がＳｎ酸化物とＳｂ酸化物で構成される光記録媒体が、特許文献４には、熱拡散層がＩｎ酸化物とＺｎ酸化物を主成分とし、Ｉｎ酸化物を半分以上含有する光記録媒体が、それぞれ開示されているが、何れも本発明とは構成が異なるし、基板の溝深さについての記載もない。
また、特許文献５には、溝深さの範囲が４λ／１６ｎ〜７λ／１６ｎである２層の追記型光記録媒体（記録層が有機色素）が開示されているが、２層の追記型記録媒体は、反射率が約２０％程度確保できるため、２層の相変化記録媒体とは媒体の構成が異なり、溝深さの範囲も異なる。
また、特許文献６には、請求項８に２層光記録媒体の記載があるが、媒体の構成が本発明とは異なる。
本発明は、レーザ光照射側から見て一番奥側以外の各情報層の光透過率を高くし、各情報層において安定した記録再生を行なえるようにし、繰り返し耐久性に優れ、かつ優れた保存安定性を有する多層相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
上記課題は次の１）〜５）の発明（以下、本発明１〜５という）によって解決される。
１） レーザ光照射側から見て手前側の第１基板と一番奥側の第２基板の間に、相変化記録層を有する情報層が中間層を介して複数積層され、基板の記録面側に蛇行した螺旋状の案内溝が形成され、第１基板側から見て、一番奥側以外の各情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、半透明反射層、熱拡散層（光透過層）の５層で構成され、かつ一番奥側の情報層が、少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層で構成されている多層相変化型光記録媒体において、第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＳｉ酸化物からなり、それぞれの含有率をａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］としたとき、次の要件を満たすと共に、第１、第２基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、第１、第２基板の案内溝の深さＨが、次の要件を満たすことを特徴とする多層相変化型光記録媒体。
３≦ａ≦５０
０≦ｄ≦３０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
λ／１７ｎ≦Ｈ≦λ／１１．５ｎ
２） 相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素を含有し、それぞれの組成比をα、β、γ［原子％］とした場合に、次の要件を満たすことを特徴とする１）記載の多層相変化型光記録媒体。
２≦α≦２０
６０≦β≦７５
６≦γ≦３０
３） 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の上部保護層がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及び、Ｓｉ酸化物又はＴａ酸化物からなり、それぞれの含有率をｅ、ｆ、ｇｈ［モル％］としたとき、次の要件を満たすことを特徴とする１）又は２）記載の多層相変化型光記録媒体。
３≦ｅ≦２０
５０≦ｆ又はｇ≦９０
０≦ｈ≦２０
ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００
４） 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の半透明反射層が、Ｃｕを主成分として含有することを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
５） 各情報層の下部保護層が、ＺｎＳとＳｉＯ２からなることを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
１） レーザ光照射側から見て手前側の第１基板と一番奥側の第２基板の間に、相変化記録層を有する情報層が中間層を介して複数積層され、基板の記録面側に蛇行した螺旋状の案内溝が形成され、第１基板側から見て、一番奥側以外の各情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、半透明反射層、熱拡散層（光透過層）の５層で構成され、かつ一番奥側の情報層が、少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層で構成されている多層相変化型光記録媒体において、第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＳｉ酸化物からなり、それぞれの含有率をａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］としたとき、次の要件を満たすと共に、第１、第２基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、第１、第２基板の案内溝の深さＨが、次の要件を満たすことを特徴とする多層相変化型光記録媒体。
３≦ａ≦５０
０≦ｄ≦３０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
λ／１７ｎ≦Ｈ≦λ／１１．５ｎ
２） 相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素を含有し、それぞれの組成比をα、β、γ［原子％］とした場合に、次の要件を満たすことを特徴とする１）記載の多層相変化型光記録媒体。
２≦α≦２０
６０≦β≦７５
６≦γ≦３０
３） 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の上部保護層がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及び、Ｓｉ酸化物又はＴａ酸化物からなり、それぞれの含有率をｅ、ｆ、ｇｈ［モル％］としたとき、次の要件を満たすことを特徴とする１）又は２）記載の多層相変化型光記録媒体。
３≦ｅ≦２０
５０≦ｆ又はｇ≦９０
０≦ｈ≦２０
ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００
４） 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の半透明反射層が、Ｃｕを主成分として含有することを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
５） 各情報層の下部保護層が、ＺｎＳとＳｉＯ２からなることを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
以下、上記本発明について、詳しく説明する。
本発明は、上記したように、第１基板と第２基板の間に複数の情報層を有する多層相変化型光記録媒体であって、レーザ光照射側から見て一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）をＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＳｉ酸化物からなる材料で構成し、且つそれらの含有率を本発明１で規定する範囲とすることにより、上記各情報層の光透過率を上げ、かつ各情報層の記録感度を向上させることが可能となる。その結果、一番奥側の情報層からの光の反射率を高くできるので、安定したトラッキングの下で情報の記録再生を行うことができる。また、第１、第２基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、第１、第２基板の案内溝の深さＨを、本発明１で規定する範囲とすることにより、案内溝の凹部と凸部（一般的には、凹：ランド、凸：グルーブと呼ばれている）のそれぞれからの反射光に位相差を生じさせ、反射光量の差を検出することによって、光反射率が低い多層相変化型光記録媒体の記録再生を安定したトラッキングの下で行なうことができる。第１基板と第２基板の屈折率ｎ及び溝深さＨは、同じでも異なっていてもよいが、通常は同じにする。なお、本発明で用いることができるレーザ光は、主としてλ＝６４５〜６６５ｎｍの赤色波長のものである。また、基板材料については後述するが、通常は、ｎ＝１．５５〜１．６０のポリカーボネートを用いる。
図１に、相変化記録層を含む情報層を２層有する光記録媒体の層構成例を示す。
本発明は、上記したように、第１基板と第２基板の間に複数の情報層を有する多層相変化型光記録媒体であって、レーザ光照射側から見て一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）をＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＳｉ酸化物からなる材料で構成し、且つそれらの含有率を本発明１で規定する範囲とすることにより、上記各情報層の光透過率を上げ、かつ各情報層の記録感度を向上させることが可能となる。その結果、一番奥側の情報層からの光の反射率を高くできるので、安定したトラッキングの下で情報の記録再生を行うことができる。また、第１、第２基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、第１、第２基板の案内溝の深さＨを、本発明１で規定する範囲とすることにより、案内溝の凹部と凸部（一般的には、凹：ランド、凸：グルーブと呼ばれている）のそれぞれからの反射光に位相差を生じさせ、反射光量の差を検出することによって、光反射率が低い多層相変化型光記録媒体の記録再生を安定したトラッキングの下で行なうことができる。第１基板と第２基板の屈折率ｎ及び溝深さＨは、同じでも異なっていてもよいが、通常は同じにする。なお、本発明で用いることができるレーザ光は、主としてλ＝６４５〜６６５ｎｍの赤色波長のものである。また、基板材料については後述するが、通常は、ｎ＝１．５５〜１．６０のポリカーボネートを用いる。
図１に、相変化記録層を含む情報層を２層有する光記録媒体の層構成例を示す。
光記録媒体の中心穴とトラック中心間の偏心や軸ブレなどにより、数十μｍオーダーの偏心が生じる。特に、多層光記録媒体のように、光ピックアップから見て遠い情報層では手前側の情報層よりも偏心量が顕著である。このため多層光記録媒体の各情報層のトラックに正確に追従させるためには、光ピックアップでトラッキングエラー検出を行ない、サーボ回路によりトラッキングアクチュエータを駆動して対物レンズの微小位置を制御することによって、レーザ光スポットを常に正確に情報トラック上で走査させることが必要である。したがって、多層相変化型光記録媒体のように反射率の低い媒体に対しては、基板の溝深さの設計が特に重要である。
トラッキングエラー信号の代表例としてプッシュプル信号がある。プッシュプル信号はトラックピッチｐの案内溝をもつディスクから反射光を対物レンズで取り込んで、背後にある分割されたフォトダイオードで検出する。周期的に配列された案内溝は一種の回折格子となり、反射光には直進する０次光と角度θで回折する±１次光が生じる。ここでθはｓｉｎ−１（λ／ｐ）で表される。対物レンズへの反射光は０次光の他に±１次光の一部が取り込まれる。０次と１次の回折光が重なる領域では光の干渉が起こり、その光強度はビームのトラックズレによって変化する。２分割（４分割でも良い）フォトダイオードは０次光と±１次光の重なる部分を個別に検出し、その差動をとってトラッキングエラー信号を発生する。図２に、反射光の強度分布を示す。案内溝（グルーブ）にビーム中心が一致している時は反射光強度分布が左右対称な分布となり、フォトダイオードの各出力はＸ＝Ｙとなる。トラッキングずれが生じると強度分布は非対称となりＸ＞Ｙとなる。トラッキングエラー信号Ｚを、Ｚ＝Ｘ−Ｙとすると、Ｚ＝４（Ｓ１）（Ｅ０）（Ｅ１）ｓｉｎ（φ１）ｓｉｎ（２πΔｐ／ｐ）となる。ここでＳ１はディテクタ上で０次と１次の回折光が重なる面積、Ｅ０及びＥ１はそれぞれ０次光と１次光の振幅、φ１は０次光と１次光の位相差、ｐはトラックピッチ、Δｐはトラックずれ量である。ＺはトラックずれΔｐに依存した量になり、また奇関数となるので何れの方向にずれているかも分かることになる。
図３に光ディスクの溝とトラッキングエラーの関係を示す。トラッキングエラー信号はビーム中心がグルーブ中心と一致した時、又はランドの中心と一致した時には０となり、その前後では符号が逆転して、トラックずれ量と方向が分かりサーボ信号として使用される。また、トラッキングエラー信号Ｚは、ｓｉｎ（φ１）が最大の時、最大振幅が得られる。そして溝形状が矩形の時は、溝深さがλ／（８ｎ）（ｎ：基板の屈折率）のときにφ１＝π／２となり最大振幅となる。このため光ディスクの案内溝の深さはλ／（８ｎ）近辺にすることが多い（図４参照）。しかしながら、光記録媒体の層構成による光学特性や熱特性なども影響して、記録特性が溝深さにより変化するため、本発明では、第１、第２基板の溝深さＨを、λ／（１７×ｎ）≦Ｈ≦λ／（１１．５×ｎ）とする必要がある。前記特許文献６では０〜λ／４ｎとしているが、溝深さをこの範囲に設定した場合、全ての値で良好な記録特性と安定したトラッキング精度を両立させるのは困難である。プッシュプル信号振幅は高いほどよい。但し、記録特性とのバランスを考慮すると高すぎても良いとは言えず、双方の特性を考慮した溝深さの設計が必要となる。プッシュプル信号は、図５に示すフォトディテクタにより、［（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）］／［Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ］を測定したものである。
第１基板は、記録再生のために照射する光を十分透過する必要があり、当該技術分野において従来から知られているものが適用される。材料としては、通常、ガラス、セラミックス又は樹脂が用いられるが、特に成形性、コストの点で樹脂が好適である。
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基板上の情報層を形成する面には、レーザ光トラッキング用の螺旋状又は同心円状の蛇行溝があり、ランド部及びグルーブ部と称される凹凸パターンが形成されている。これは通常射出成形法又はフォトポリマー法など、金型内に取り付けられたスタンパによって溝が転写され、基板が成形される。第１基板の厚さは１０〜５９０μｍ程度が好ましい。
第２基板の材料としては、第１基板と同様の材料を用いても良いが、記録再生光に対して不透明な材料を用いてもよく、第１基板とは材質や溝形状が異なってもよい。第２基板の厚さは特に限定されないが、第１基板の厚さとの合計が１．２ｍｍになるように厚さを選択することが好ましい。
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基板上の情報層を形成する面には、レーザ光トラッキング用の螺旋状又は同心円状の蛇行溝があり、ランド部及びグルーブ部と称される凹凸パターンが形成されている。これは通常射出成形法又はフォトポリマー法など、金型内に取り付けられたスタンパによって溝が転写され、基板が成形される。第１基板の厚さは１０〜５９０μｍ程度が好ましい。
第２基板の材料としては、第１基板と同様の材料を用いても良いが、記録再生光に対して不透明な材料を用いてもよく、第１基板とは材質や溝形状が異なってもよい。第２基板の厚さは特に限定されないが、第１基板の厚さとの合計が１．２ｍｍになるように厚さを選択することが好ましい。
熱拡散層（光透過層）については、従来光ディスクの熱拡散層材料としてＩｎ酸化物とＳｎ酸化物を混合したＩＴＯ〔Ｉｎ２Ｏ３（主成分）−ＳｎＯ２〕や、Ｉｎ酸化物とＺｎ酸化物を混合したＩＺＯ〔Ｉｎ２Ｏ３（主成分）−ＺｎＯ〕を用いた技術が知られているが、Ｉｎ酸化物リッチな材料は非常に高価であり、生産するにはコスト面で問題が生じる。更に第１情報層の光透過率が充分に得られないことや、熱伝導率が高いことにより第１情報層の記録感度が悪化してしまうことが開発の過程で分かった。このため、第１情報層の光透過率を上げて、第２情報層の光反射率を上げ、トラッキング精度を向上させ、更に熱伝導率を適度な値とするためには、従来熱拡散層に使用されてきたＩＴＯやＩＺＯとは別の、スパッタレートが速く、かつ記録特性や記録感度を確保できる材料を見出す必要がある。
熱拡散層（光透過層）においてＩＺＯやＩＴＯよりも光透過率を高くし記録感度を向上させることができる酸化物の混合物を検討した結果、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、Ｓｉ酸化物の含有率をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］として、次の組成比で混合させる必要があることが分かった。
３≦ａ≦５０
０≦ｄ≦３０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
熱拡散層（光透過層）においてＩＺＯやＩＴＯよりも光透過率を高くし記録感度を向上させることができる酸化物の混合物を検討した結果、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、Ｓｉ酸化物の含有率をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］として、次の組成比で混合させる必要があることが分かった。
３≦ａ≦５０
０≦ｄ≦３０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
Ｉｎ酸化物は、３モル％未満であると充分な熱伝導率が得られず好ましくないし、導電性が下がるためスパッタしにくくなる。５０モル％を超えると光透過率が確保できなくなるしコストが高くなる。更に熱伝導率が高いため第１情報層の記録感度が悪くなる。Ｓｉ酸化物は、第１情報層の繰り返し記録耐久性を良好にできるので、この範囲にあるのが好ましい。Ｚｎ酸化物及びＳｎ酸化物の好ましい組成範囲は特に限定されないが、どちらか一方の含有率が高いほどスパッタレートが高くなる傾向にある。これらの酸化物は導電性が高く、ＤＣ（直流）スパッタが可能なため、膜厚６０ｎｍ程度の熱拡散層（光透過層）を成膜する際には短時間で成膜することができる。また、Ｉｎ酸化物の含有率を少なくすることによって光透過率を向上させ、更には第１情報層の記録感度を向上させることができる（図２０）。上記４種の酸化物は、何れも反射層に対して劣化を促進しない材料である。
図６に、後述する実施例１の媒体における熱拡散層（光透過層）の材料をＩＺＯに変えた点以外は、実施例１と同様にして作成した媒体の第１情報層の光透過率の測定結果を示すが、実施例１の方が明らかに光透過率が高いことが分かる。
熱拡散層（光透過層）の膜厚は４０〜８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４０ｎｍよりも薄いと放熱性が悪くなり繰り返し記録耐久性が悪くなるし、８０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がるので好ましくない。
以上のような熱拡散層（光透過層）は、各種の気相成長法、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。
図６に、後述する実施例１の媒体における熱拡散層（光透過層）の材料をＩＺＯに変えた点以外は、実施例１と同様にして作成した媒体の第１情報層の光透過率の測定結果を示すが、実施例１の方が明らかに光透過率が高いことが分かる。
熱拡散層（光透過層）の膜厚は４０〜８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４０ｎｍよりも薄いと放熱性が悪くなり繰り返し記録耐久性が悪くなるし、８０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がるので好ましくない。
以上のような熱拡散層（光透過層）は、各種の気相成長法、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。
中間層は、記録再生を行なうために照射する光の波長における光吸収が小さいことが好ましく、材料としては成形性やコストの点で樹脂が好適であり、紫外線（ＵＶ）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。
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よりも薄いと、情報層間クロストークが生じる。また、７０μｍより厚いと第２記録層を記録再生するときに球面収差が発生し、記録再生が困難になる傾向がある。
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よりも薄いと、情報層間クロストークが生じる。また、７０μｍより厚いと第２記録層を記録再生するときに球面収差が発生し、記録再生が困難になる傾向がある。
従来の記録層の材料開発には、大きく分けて２通りの流れがある。即ち、追記型の記録層材料であるＧｅＴｅ、可逆的に相変化できるＳｂとＴｅとの合金であるＳｂ２Ｔｅ３、及び、この２つの材料の固溶体又は共晶組成から生まれたＧｅＳｂＴｅの３元合金からなる記録層材料が１つの流れである。もう１つの流れは、同じくＳｂとＴｅとの合金であるが、ＳｂとＳｂ２Ｔｅ３との共晶組成であるＳｂ含有量が７０％前後のＳｂＴｅに、微量元素を添加した記録層材料である。
多層記録層を有する光記録媒体では、特にレーザ光照射側から見て手前側の情報層は、奥側の情報層の記録及び再生を考慮すると、透過率が高いことが要求され、そのために金属層の吸収率を少なくする取り組みと並行して、記録層を薄膜化することが要求される。記録層の膜厚を薄くしていくと結晶化速度が低下するため、記録層材料自体を結晶化速度の速いものにすることが有利である。そこで、上記材料系列の流れの中では、後者のＳｂ含有量が７０％前後となるＳｂＴｅ共晶組成の方が好ましい。
しかしながら、本発明者らが検討したところによると、結晶化速度を速くするために、即ち対応できる線速を速くするためにＳｂ量を増大させていくと、結晶化温度が低下すると共に、保存特性が劣化していくことが分かった。
多層記録層を有する光記録媒体では、特にレーザ光照射側から見て手前側の情報層は、奥側の情報層の記録及び再生を考慮すると、透過率が高いことが要求され、そのために金属層の吸収率を少なくする取り組みと並行して、記録層を薄膜化することが要求される。記録層の膜厚を薄くしていくと結晶化速度が低下するため、記録層材料自体を結晶化速度の速いものにすることが有利である。そこで、上記材料系列の流れの中では、後者のＳｂ含有量が７０％前後となるＳｂＴｅ共晶組成の方が好ましい。
しかしながら、本発明者らが検討したところによると、結晶化速度を速くするために、即ち対応できる線速を速くするためにＳｂ量を増大させていくと、結晶化温度が低下すると共に、保存特性が劣化していくことが分かった。
多層相変化型光記録媒体では、レーザ光照射側から見て奥側の情報層を再生する際に、手前側の情報層による吸収などが原因で、反射率が低く再生信号の振幅が小さいという問題がある。それを考慮すると、記録層が単層の光記録媒体で再生するときよりも高い再生光パワーが必要である。
ＳｂＴｅ系では、結晶化速度を速くするためにはＳｂ量を増やせばよいが、それによって結晶化温度が下がる傾向にある。そのため手前側の情報層にＳｂＴｅ系を用いた場合、高い再生光パワーを用いると、アモルファスマークが再結晶化を起こし再生できなくなるという問題が生じる。同時に結晶化温度が低くなるということは保存状態も不安定となり好ましくない。そこで、ＳｂＴｅ系に第３の元素Ｇｅを加えることにより、結晶化温度を高い状態に保持する。これによって、高い再生光パワーで再生してもアモルファスマークが再結晶化せず、保存状態を安定なものとすることができるようになる。
このように、多層相変化型光記録媒体に用いられる相変化記録層において、記録特性を良好とし、かつ高い再生光パワーでも再生ができ、保存状態を安定化できる相変化記録材料としては、少なくともＧｅＳｂＴｅの３元素からなるものが好ましい。
また、上記ＧｅＳｂＴｅの３元系に他の元素を添加しても構わない。添加元素としてはＡｇ、Ｉｎなどが好ましく、保存特性を良くする場合などに用いられる。添加元素の合計組成比は、８原子％以下にすることが好ましい。８原子％を超えると、保存特性は良いが記録層の結晶化スピードが遅くなり、高速で記録することが困難となる。また、再生光に対する記録状態の安定性が悪くなるため好ましくない。
ＳｂＴｅ系では、結晶化速度を速くするためにはＳｂ量を増やせばよいが、それによって結晶化温度が下がる傾向にある。そのため手前側の情報層にＳｂＴｅ系を用いた場合、高い再生光パワーを用いると、アモルファスマークが再結晶化を起こし再生できなくなるという問題が生じる。同時に結晶化温度が低くなるということは保存状態も不安定となり好ましくない。そこで、ＳｂＴｅ系に第３の元素Ｇｅを加えることにより、結晶化温度を高い状態に保持する。これによって、高い再生光パワーで再生してもアモルファスマークが再結晶化せず、保存状態を安定なものとすることができるようになる。
このように、多層相変化型光記録媒体に用いられる相変化記録層において、記録特性を良好とし、かつ高い再生光パワーでも再生ができ、保存状態を安定化できる相変化記録材料としては、少なくともＧｅＳｂＴｅの３元素からなるものが好ましい。
また、上記ＧｅＳｂＴｅの３元系に他の元素を添加しても構わない。添加元素としてはＡｇ、Ｉｎなどが好ましく、保存特性を良くする場合などに用いられる。添加元素の合計組成比は、８原子％以下にすることが好ましい。８原子％を超えると、保存特性は良いが記録層の結晶化スピードが遅くなり、高速で記録することが困難となる。また、再生光に対する記録状態の安定性が悪くなるため好ましくない。
本発明２で規定するように、Ｓｂ量（β）が、６０≦β≦７５（原子％）の範囲にある場合には、相変化記録材料として安定した記録再生を行なうことができる。Ｓｂ量が６０原子％未満では安定した記録が行なえず、更に多層の相変化型光記録媒体としては高速記録に向かない記録層となってしまう。また、Ｓｂ量が７５原子％よりも多くなると、結晶化速度は向上するが結晶化温度が下がり始めてしまい、高い再生光パワーで再生しづらくなり保存状態が不安定となる。
Ｔｅは、アモルファス化を促進し結晶化温度を向上させるが効果がある。しかし、Ｓｂに対してＴｅのみを単独で組み合わせると、アモルファス化促進作用を利用した結晶化速度の調整は可能であるものの、結晶化温度の上がり方が不十分となり、アモルファス相の安定性に乏しいため、長期保存又は高温保存により記録済みのアモルファスマークが消失してしまう恐れがある。これに対し、ＴｅをＧｅと組み合わせて用いると、アモルファス相の安定性がＧｅにより確保され、更に、結晶相の安定性が向上するという利点がある。結晶状態は一般的に安定性の高い状態であるが、ここで取り上げているような高速記録材料の場合、初期化時又は記録時には高速で結晶化が進行するため、形成された結晶状態は必ずしも安定とは言えない。このため、長期保存後、又は高温保存後に改めて記録を行うと、記録特性や記録条件が保存前と変化してしまっているという問題を生じる。これは、保存により保存前に比べて結晶状態が変化してしまったためと考えられる。しかし、Ｔｅを添加すると、このような保存による記録特性や記録条件のずれが低減できる。
Ｔｅは、アモルファス化を促進し結晶化温度を向上させるが効果がある。しかし、Ｓｂに対してＴｅのみを単独で組み合わせると、アモルファス化促進作用を利用した結晶化速度の調整は可能であるものの、結晶化温度の上がり方が不十分となり、アモルファス相の安定性に乏しいため、長期保存又は高温保存により記録済みのアモルファスマークが消失してしまう恐れがある。これに対し、ＴｅをＧｅと組み合わせて用いると、アモルファス相の安定性がＧｅにより確保され、更に、結晶相の安定性が向上するという利点がある。結晶状態は一般的に安定性の高い状態であるが、ここで取り上げているような高速記録材料の場合、初期化時又は記録時には高速で結晶化が進行するため、形成された結晶状態は必ずしも安定とは言えない。このため、長期保存後、又は高温保存後に改めて記録を行うと、記録特性や記録条件が保存前と変化してしまっているという問題を生じる。これは、保存により保存前に比べて結晶状態が変化してしまったためと考えられる。しかし、Ｔｅを添加すると、このような保存による記録特性や記録条件のずれが低減できる。
このように結晶の安定性を向上させることにより、保存前後の記録特性や記録条件のずれを低減する効果を得るためには、Ｔｅを６原子％以上（６≦γ）添加することが望ましい。しかし、多すぎても結晶化速度が遅くなりすぎてしまい、高速繰り返し記録ができなくなってしまう。少なくとも、多層相変化型光記録媒体の第１記録層に用いる場合には、Ｔｅ量を３０原子％以内とすること（γ≦３０）が好ましい。
またＧｅ量（α）が２≦α≦２０（原子％）の範囲にある場合には、高パワーでの再生が可能で、保存状態を良好とすることができる。Ｇｅ量が２原子％未満では、Ｇｅの添加効果が現れず保存状態が良好とならない。また、Ｇｅ量が２０原子％より多くなると、結晶化温度は高くできるので再生光安定性や保存特性は良好となるが、Ｇｅ自身の融点が高いために記録感度が悪くなってしまうという不具合が生じる。
第１記録層の膜厚は４〜１０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、繰り返し記録特性が悪い。１０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。第２記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録特性が悪くなり、２０ｎｍよりも厚い場合は記録感度が悪くなる。
またＧｅ量（α）が２≦α≦２０（原子％）の範囲にある場合には、高パワーでの再生が可能で、保存状態を良好とすることができる。Ｇｅ量が２原子％未満では、Ｇｅの添加効果が現れず保存状態が良好とならない。また、Ｇｅ量が２０原子％より多くなると、結晶化温度は高くできるので再生光安定性や保存特性は良好となるが、Ｇｅ自身の融点が高いために記録感度が悪くなってしまうという不具合が生じる。
第１記録層の膜厚は４〜１０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、繰り返し記録特性が悪い。１０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。第２記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録特性が悪くなり、２０ｎｍよりも厚い場合は記録感度が悪くなる。
本発明３では、第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の上部保護層が、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及び、Ｓｉ酸化物又はＴａ酸化物のそれぞれの含有率をｅ、ｆ、ｇ、ｈ［モル％］としたとき、次の要件を満たすようにする。
３≦ｅ≦２０
５０≦ｆ又はｇ≦９０
０≦ｈ≦２０
ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００
Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物を５０モル％以上含有させて記録層の結晶化を促進させることにより、記録速度を向上させることができるので好ましい。記録層の結晶化速度に代わる特性として転移線速がある。転移線速は、連続光照射後の反射率を線速でモニターし、反射率が変化し始める線速である。図７では転移線速は２１ｍ／ｓである。一般に転移線速が速いほど記録速度が向上する。ここでは連続光パワーを１５ｍＷとしている。
図８に示すように、Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物を５０モル％以上含有させると、ＤＯＷ１０ジッタを９％未満とすることができ、高速で記録したときのジッタが良好となる。
また、図９に示すように、Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物の含有量を９０モル％以下にすると、ＤＯＷ１０ジッタ変化量を１％未満とすることができ、保存安定性が向上するので好ましい。９０モル％を超えると優れた保存信頼性が得られない。
３≦ｅ≦２０
５０≦ｆ又はｇ≦９０
０≦ｈ≦２０
ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００
Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物を５０モル％以上含有させて記録層の結晶化を促進させることにより、記録速度を向上させることができるので好ましい。記録層の結晶化速度に代わる特性として転移線速がある。転移線速は、連続光照射後の反射率を線速でモニターし、反射率が変化し始める線速である。図７では転移線速は２１ｍ／ｓである。一般に転移線速が速いほど記録速度が向上する。ここでは連続光パワーを１５ｍＷとしている。
図８に示すように、Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物を５０モル％以上含有させると、ＤＯＷ１０ジッタを９％未満とすることができ、高速で記録したときのジッタが良好となる。
また、図９に示すように、Ｚｎ酸化物又はＳｎ酸化物の含有量を９０モル％以下にすると、ＤＯＷ１０ジッタ変化量を１％未満とすることができ、保存安定性が向上するので好ましい。９０モル％を超えると優れた保存信頼性が得られない。
従来の単層相変化型光記録媒体で上部保護層に用いられる材料は、透明で光を良く通し、かつ融点が記録層よりも高い材料からなり、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層との接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有するものが好ましい。特にＺｎＳ−ＳｉＯ２がよく用いられ、その混合比としてはＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル比）が最も好ましいことが知られている。
しかし、多層相変化型光記録媒体の場合、第１記録層に記録を行なう際に、第１反射層の膜厚が薄いために放熱性が悪くなり記録しづらくなるという不具合が生じる。そのため、第１上部保護層はできるだけ熱伝導性の良い材料を用いた方が良い。ＺｎＳ−ＳｉＯ２を第１上部保護層に用いると、熱伝導性が低いために記録特性が悪くなるし、記録後の保存安定性が悪いため、多層相変化型光記録媒体の第１上部保護層には適さない。
図１０に、後述する実施例１の媒体、及び、第１上部保護層の材料をＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）に変えた点以外は、実施例１と同様にして作成した媒体について、８０℃８５％ＲＨで１００時間保存したときのＤＯＷ１０ジッタ変化量を測定した結果を示すが、ＺｎＳ−ＳｉＯ２では膜厚によらず変化量が小さくならないことが分かる。
しかし、多層相変化型光記録媒体の場合、第１記録層に記録を行なう際に、第１反射層の膜厚が薄いために放熱性が悪くなり記録しづらくなるという不具合が生じる。そのため、第１上部保護層はできるだけ熱伝導性の良い材料を用いた方が良い。ＺｎＳ−ＳｉＯ２を第１上部保護層に用いると、熱伝導性が低いために記録特性が悪くなるし、記録後の保存安定性が悪いため、多層相変化型光記録媒体の第１上部保護層には適さない。
図１０に、後述する実施例１の媒体、及び、第１上部保護層の材料をＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）に変えた点以外は、実施例１と同様にして作成した媒体について、８０℃８５％ＲＨで１００時間保存したときのＤＯＷ１０ジッタ変化量を測定した結果を示すが、ＺｎＳ−ＳｉＯ２では膜厚によらず変化量が小さくならないことが分かる。
したがって、ＺｎＳ−ＳｉＯ２よりも放熱性が高いＺｎ酸化物やＳｎ酸化物を用いることが好ましい。Ｚｎ酸化物やＳｎ酸化物が単体であると、優れた保存安定性が得られないので、Ｉｎ酸化物と、Ｓｉ酸化物又はＴａ酸化物を含有させることが好ましい。これらの金属酸化物は光に対して透明でかつ熱伝導率が高いため、多層相変化型光記録媒体の第１情報層に用いると光透過率、記録特性、保存安定性を良好とできる。
これらの酸化物を用いた第１上部保護層は、５ｎｍ程度の薄い膜において充分な変調度や反射率が確保できるので、ＲＦスパッタリング法であればスパッタ可能な（Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ）酸化物＋Ｔａ酸化物でも製膜できるし、ＲＦスパッタリングでもＤＣスパッタリングでもスパッタ可能な（Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ）酸化物＋Ｓｉ酸化物を用いても良い。Ｓｎ酸化物又はＺｎ酸化物が第１上部保護層に多い場合は、記録層の結晶化速度を促進するので記録速度を高めることができる。
これらの酸化物を用いた第１上部保護層は、５ｎｍ程度の薄い膜において充分な変調度や反射率が確保できるので、ＲＦスパッタリング法であればスパッタ可能な（Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ）酸化物＋Ｔａ酸化物でも製膜できるし、ＲＦスパッタリングでもＤＣスパッタリングでもスパッタ可能な（Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ）酸化物＋Ｓｉ酸化物を用いても良い。Ｓｎ酸化物又はＺｎ酸化物が第１上部保護層に多い場合は、記録層の結晶化速度を促進するので記録速度を高めることができる。
なお、第２上部保護層については、従来どおりＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いても良い。理由は、第２記録層に記録する場合は、第２反射層を充分厚く成膜できるため充分な放熱性が得られるからである。但し上部保護層にＺｎＳ−ＳｉＯ２を用い、第２反射層にＡｇを用いる場合は、第２上部保護層と第２反射層との間にＴｉＣ−ＴｉＯ２などの界面層を挿入しておくことが好ましい。
第１上部保護層の膜厚は２〜１５ｎｍの範囲にあることが好ましい。２ｎｍよりも薄いと反射率が高くなりすぎてしまい変調度が低下する。１５ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくないし、熱が逃げにくくなるため記録特性が悪くなる。
第２上部保護層の膜厚は３〜３０ｎｍの範囲にあることが好ましい。３ｎｍよりも薄いと記録感度が悪くなり、３０ｎｍよりも厚い場合は熱が篭り易くなって記録特性が悪くなる。
第１上部保護層の膜厚は２〜１５ｎｍの範囲にあることが好ましい。２ｎｍよりも薄いと反射率が高くなりすぎてしまい変調度が低下する。１５ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくないし、熱が逃げにくくなるため記録特性が悪くなる。
第２上部保護層の膜厚は３〜３０ｎｍの範囲にあることが好ましい。３ｎｍよりも薄いと記録感度が悪くなり、３０ｎｍよりも厚い場合は熱が篭り易くなって記録特性が悪くなる。
本発明４では、レーザ光が照射される側から見て一番奥側以外の情報層の半透明反射層の主成分としてＣｕを用いる。これにより、第１記録層での記録特性及び保存特性を良好にすることが可能となる。ここで主成分とは、Ｃｕが９５重量％以上含まれていることを意味する。Ｃｕを主成分とする第１反射層が好適である理由を以下に述べる。
図１のような記録層を２層有する相変化型光記録媒体では、第２情報層にできるだけ多くの記録再生用レーザ光を照射させる必要がある。したがって、第１反射層にはレーザ光が吸収され難くかつ透過し易い材料を用いることが好ましい。
そこで本発明者らは、各種の反射層について波長６６０ｎｍにおける光学的な測定を行なった。ここではＡ（吸収率）、Ｒ（反射率）、Ｔ（透過率）のデータを測定した。測定用サンプルは、０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に各金属膜１０ｎｍを成膜したものを用いた。その結果は図１１のようになった。この結果から、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉは透過率が低く吸収率が高いため、第１反射層としては好ましくないことが予想される。
図１のような記録層を２層有する相変化型光記録媒体では、第２情報層にできるだけ多くの記録再生用レーザ光を照射させる必要がある。したがって、第１反射層にはレーザ光が吸収され難くかつ透過し易い材料を用いることが好ましい。
そこで本発明者らは、各種の反射層について波長６６０ｎｍにおける光学的な測定を行なった。ここではＡ（吸収率）、Ｒ（反射率）、Ｔ（透過率）のデータを測定した。測定用サンプルは、０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に各金属膜１０ｎｍを成膜したものを用いた。その結果は図１１のようになった。この結果から、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉは透過率が低く吸収率が高いため、第１反射層としては好ましくないことが予想される。
次に、透過率が比較的高く吸収率が比較的低いＣｕ、Ａｇを、それぞれポリカーボネート上に成膜し、膜厚を変化させて波長６６０ｎｍで測定したところ、図１２（Ｃｕ）及び図１３（Ａｇ）のような結果が得られた。即ち、膜厚による変化はＡｇの方が大きいことが分かった。これは、Ｃｕの方が、成膜されたときの膜厚に対する光学定数の安定性が優れていることを表している。
更に、膜厚が８ｎｍの場合の分光透過率の測定結果を図１４に示すが、４５０ｎｍ程度の波長域でＡｇとＣｕの透過率が交差することが分った。
これらのことから、４５０ｎｍ程度の波長域よりも長い波長領域ではＣｕの方が透過率が高く、６６０ｎｍ付近のレーザ光に対しては、第１反射層としてＣｕを用いた方が好適であることが分った。
更に、第１反射層にＣｕ、Ａｇ、Ａｕを用いた各記録媒体に対し、波長６６０ｎｍで３Ｔシングルパターンを第１記録層に記録し、そのＣ／Ｎを測定したところ、図１５のような結果となった。即ち、Ｃｕを用いた場合に、一番高いＣ／Ｎが得られた。このように記録特性の観点から見ても、Ｃｕが好適であることが分かった。なお、各プロットは、複数の実験データを横に並べたものである。
更に、膜厚が８ｎｍの場合の分光透過率の測定結果を図１４に示すが、４５０ｎｍ程度の波長域でＡｇとＣｕの透過率が交差することが分った。
これらのことから、４５０ｎｍ程度の波長域よりも長い波長領域ではＣｕの方が透過率が高く、６６０ｎｍ付近のレーザ光に対しては、第１反射層としてＣｕを用いた方が好適であることが分った。
更に、第１反射層にＣｕ、Ａｇ、Ａｕを用いた各記録媒体に対し、波長６６０ｎｍで３Ｔシングルパターンを第１記録層に記録し、そのＣ／Ｎを測定したところ、図１５のような結果となった。即ち、Ｃｕを用いた場合に、一番高いＣ／Ｎが得られた。このように記録特性の観点から見ても、Ｃｕが好適であることが分かった。なお、各プロットは、複数の実験データを横に並べたものである。
第２反射層は、第１反射層のように半透明である必要は無い。
第１反射層の膜厚は６〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。６ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、放熱性が悪くなるため繰り返し記録特性が悪くなる。１２ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
第２反射層の膜厚は１００〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。１００ｎｍよりも薄いと充分な放熱性が得られず繰り返し記録特性が悪くなり、２００ｎｍよりも厚い場合は放熱性が変わらないのに無駄な膜厚を成膜することになるし、記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１半透明反射層及び第２反射層は、各種の気相成長法、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り形成できる。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反射層の膜厚は６〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。６ｎｍよりも薄いと反射率が低くなりすぎてしまい信号品質が低下するし、放熱性が悪くなるため繰り返し記録特性が悪くなる。１２ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。
第２反射層の膜厚は１００〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。１００ｎｍよりも薄いと充分な放熱性が得られず繰り返し記録特性が悪くなり、２００ｎｍよりも厚い場合は放熱性が変わらないのに無駄な膜厚を成膜することになるし、記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１半透明反射層及び第２反射層は、各種の気相成長法、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り形成できる。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下部保護層及び第２下部保護層は、透明で光を良く通し、かつ融点が記録層よりも高い材料からなるものが好ましく、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層との接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有するもので、金属酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などが主に用いられる。具体例として、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、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、ダイヤモンド状カーボン、或いは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で保護膜とすることもできるが、互いの混合物としても良い。また、必要に応じて不純物を含んでも良い。例えば、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物や、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２の混合物が挙げられる。特にＺｎＳ−ＳｉＯ２が良く用いられるが、その場合の混合比としてはＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（モル比）が最も好ましい。この材料は、屈折率ｎが高く消衰係数ｋがほぼゼロであるため、記録層の光の吸収効率を上げることができ、かつ、熱伝導率が小さいため光吸収により発生した熱の拡散を適度に抑えることができるので、記録層を溶融可能な温度まで昇温することができる。
第１下部保護層の膜厚は４０〜８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。４０ｎｍよりも薄いと繰り返し記録耐久性が悪くなり記録特性が悪くなるし、光透過率が下がり好ましくない。８０ｎｍよりも厚い場合は光透過率が下がり好ましくない。より好ましい膜厚範囲は６０〜８０ｎｍである。この範囲とすることにより、繰り返し耐久性が大きく向上する。
第２下部保護層の膜厚は１１０〜１６０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１１０ｎｍよりも薄いと第２情報層からの光の反射率が低くなり再生信号品質が悪くなるし、繰り返し記録耐久性が悪くなる。１６０ｎｍよりも厚い場合は、第２情報層からの光の反射率が低くなり再生信号品質が悪くなるし、記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１、第２上部保護層、及び第１、第２下部保護層は、各種の気相成長法、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り形成できる。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２下部保護層の膜厚は１１０〜１６０ｎｍの範囲にあることが好ましい。１１０ｎｍよりも薄いと第２情報層からの光の反射率が低くなり再生信号品質が悪くなるし、繰り返し記録耐久性が悪くなる。１６０ｎｍよりも厚い場合は、第２情報層からの光の反射率が低くなり再生信号品質が悪くなるし、記録媒体自体の機械特性が悪くなる。
以上のような第１、第２上部保護層、及び第１、第２下部保護層は、各種の気相成長法、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り形成できる。中でも、スパッタリング法が量産性、膜質等に優れている。
本発明に係る２層相変化型光記録媒体は、通常、成膜工程、初期化工程、密着工程を経て製造される。
成膜工程では、図１の第１基板のグルーブが設けられた面に第１情報層を、第２基板のグルーブが設けられた面に第２情報層をそれぞれ成膜する。第１情報層、第２情報層は、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。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良い。
初期化工程では、第１情報層、第２情報層に対して、レーザ光などのエネルギー光を照射することにより全面を初期化、即ち記録層の結晶化をさせる。初期化工程の際にレーザ光エネルギーにより膜が浮いてきてしまう恐れのある場合には、初期化工程の前に、第１情報層、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、次に記載する密着工程を先に行なった後で、第１基板側から第１情報層、第２情報層を初期化させても構わない。
密着工程では、第１情報層と第２情報層とを向かい合わせながら、第１基板と第２基板とを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ＵＶ樹脂を塗布し、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。
成膜工程では、図１の第１基板のグルーブが設けられた面に第１情報層を、第２基板のグルーブが設けられた面に第２情報層をそれぞれ成膜する。第１情報層、第２情報層は、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。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良い。
初期化工程では、第１情報層、第２情報層に対して、レーザ光などのエネルギー光を照射することにより全面を初期化、即ち記録層の結晶化をさせる。初期化工程の際にレーザ光エネルギーにより膜が浮いてきてしまう恐れのある場合には、初期化工程の前に、第１情報層、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、次に記載する密着工程を先に行なった後で、第１基板側から第１情報層、第２情報層を初期化させても構わない。
密着工程では、第１情報層と第２情報層とを向かい合わせながら、第１基板と第２基板とを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ＵＶ樹脂を塗布し、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。
３つの情報層を有する３層相変化型光記録媒体の場合の製造は、基本的には上記２層の場合と同様であるが、情報層が一つ増えるため、例えば次のような工程順で行なう。
まず第１製膜工程で、第１基板上に第１情報層、第２基板上に第３情報層を製膜する。
次に、中間層形成工程で、第３情報層上に第２中間層を形成する。
次に、第２製膜工程で、第２中間層上に第２情報層を製膜する。
次に、密着工程で、第１基板と第２基板を第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、第１中間層を介して貼り合わせる。
続いて、初期化工程で、第１情報層から第３情報層までを、２層の場合と同様な方法で初期化する。
まず第１製膜工程で、第１基板上に第１情報層、第２基板上に第３情報層を製膜する。
次に、中間層形成工程で、第３情報層上に第２中間層を形成する。
次に、第２製膜工程で、第２中間層上に第２情報層を製膜する。
次に、密着工程で、第１基板と第２基板を第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、第１中間層を介して貼り合わせる。
続いて、初期化工程で、第１情報層から第３情報層までを、２層の場合と同様な方法で初期化する。
本発明によれば、一番奥側以外の各情報層の光透過率を高くし、安定したトラッキング精度の下で各情報層での記録再生を行なえるようにし、繰り返し耐久性にも優れ、かつ優れた保存安定性を持つ多層相変化型光記録媒体を提供できる。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。評価装置には、パルステック社製ＯＤＵ１０００を用い、記録層への記録を行なう際に照射されるレーザ波長は６６０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．６５とした。また、記録する際の記録線速は９．２ｍ／ｓ、再生光パワーは１．２ｍＷで行なった。光波形発生装置にはパルステック社製のＭＳＧ３Ａを用いた。記録方法は、手前側の第１情報層（Ｌ０層）には１Ｔ周期記録ストラテジを用い、奥側の第２情報層（Ｌ１層）は２Ｔ周期記録ストラテジを用いた。実験で使用した記録ストラテジを図１６、図１７に、そのパラメータを表７に示した。表７のε１は消去パワーＰｅと記録パワーＰｗの比率（Pｅ／Ｐｗ）を表す。
（実施例１）
直径１２ｃｍ、厚さ０．５７５ｍｍで、片面にトラックピッチ０．７４μｍの蛇行した連続溝によるトラッキングガイドの凹凸（溝深さ：λ／１１．５）を持ち、凸部（グルーブ）の幅が０．２５μｍであるポリカーボネート樹脂（ｎ＝１．５５）からなる第１基板上に、スパッタパワー４ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚７０ｎｍの第１下部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．４ｋＷ、Ａｒ流量３５ｓｃｃｍのもとで、Ａｇ０．２Ｉｎ３．５Ｇｅ７Ｓｂ６８．７Ｔｅ２０．６からなる膜厚７．５ｎｍの第１記録層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｎＯ２−Ｔａ２Ｏ５（７．５：２２．５：６０：１０モル％）からなる膜厚５ｎｍの第１上部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．５ｋＷ、Ａｒ流量２０ｓｃｃｍのもとで、Ｃｕ−Ｍｏ（１．１モル％）からなる膜厚８ｎｍの第１半透明反射層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー２ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｎＯ２−ＳｉＯ２（８．８：４１．７：３５．２：１４．３モル％）からなる膜厚６５ｎｍの熱拡散層（光透過層）をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第１情報層（Ｌ０層）を形成した。
直径１２ｃｍ、厚さ０．５７５ｍｍで、片面にトラックピッチ０．７４μｍの蛇行した連続溝によるトラッキングガイドの凹凸（溝深さ：λ／１１．５）を持ち、凸部（グルーブ）の幅が０．２５μｍであるポリカーボネート樹脂（ｎ＝１．５５）からなる第１基板上に、スパッタパワー４ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚７０ｎｍの第１下部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．４ｋＷ、Ａｒ流量３５ｓｃｃｍのもとで、Ａｇ０．２Ｉｎ３．５Ｇｅ７Ｓｂ６８．７Ｔｅ２０．６からなる膜厚７．５ｎｍの第１記録層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｎＯ２−Ｔａ２Ｏ５（７．５：２２．５：６０：１０モル％）からなる膜厚５ｎｍの第１上部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．５ｋＷ、Ａｒ流量２０ｓｃｃｍのもとで、Ｃｕ−Ｍｏ（１．１モル％）からなる膜厚８ｎｍの第１半透明反射層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー２ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｎＯ２−ＳｉＯ２（８．８：４１．７：３５．２：１４．３モル％）からなる膜厚６５ｎｍの熱拡散層（光透過層）をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第１情報層（Ｌ０層）を形成した。
一方、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで、片面にトラックピッチ０．７４μｍの蛇行した連続溝によるトラッキングガイドの凹凸（溝深さ：λ／１１．５ｎ）を持ち、凸部（グルーブ）の幅が０．２４μｍであるポリカーボネート樹脂（ｎ＝１．５５）からなる第２基板上に、スパッタパワー３ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、Ａｇからなる膜厚１４０ｎｍの第２反射層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー２ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＴｉＣ−ＴｉＯ２（７０：３０モル％）からなる膜厚４ｎｍの界面層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー１．５ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚２０ｎｍの第２上部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．４ｋＷ、Ａｒ流量３５ｓｃｃｍのもとで、Ａｇ０．２Ｉｎ３．５Ｓｂ７１．４Ｔｅ２１．４Ｇｅ３．５からなる膜厚１５ｎｍの第２記録層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー４ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚１４０ｎｍの第２下部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第２情報層（Ｌ１層）を形成した。
なお、スパッタ装置は、ユナクシス社製のＤＶＤスプリンタを用いた。
次に、スパッタパワー２ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＴｉＣ−ＴｉＯ２（７０：３０モル％）からなる膜厚４ｎｍの界面層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー１．５ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚２０ｎｍの第２上部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー０．４ｋＷ、Ａｒ流量３５ｓｃｃｍのもとで、Ａｇ０．２Ｉｎ３．５Ｓｂ７１．４Ｔｅ２１．４Ｇｅ３．５からなる膜厚１５ｎｍの第２記録層をＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。
次に、スパッタパワー４ｋＷ、Ａｒ流量１５ｓｃｃｍのもとで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚１４０ｎｍの第２下部保護層をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第２情報層（Ｌ１層）を形成した。
なお、スパッタ装置は、ユナクシス社製のＤＶＤスプリンタを用いた。
次いで、第１情報層の膜面側上に日本化薬製の紫外線硬化樹脂（カヤラッドＤＶＤ８０２）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硬化させて膜厚５０μｍの中間層とし、図１に示す２つの情報層を有する２層相変化型光記録媒体を作成した。
次に、第２情報層、第１情報層の順番にレーザ光を照射させ、初期化処理を行なった。初期化は、半導体レーザ（発光波長８１０±１０ｎｍ）から出射されるレーザ光を、光ピックアップ（ＮＡ＝０．５５）により集光することにより行なった。第２記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより回転させ、線速７ｍ／ｓ、送り量４０μｍ／回転、半径位置２２ｍｍ〜５９ｍｍ、初期化パワー２０００ｍＷとした。第１記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより回転させ、線速６ｍ／ｓ、送り量６０μｍ／回転、半径位置２２ｍｍ〜５９ｍｍ、初期化パワー１１００ｍＷとした。
初期化後の結晶質の反射率は、Ｌ０層が６．２％、Ｌ１層が５．８％となり、バランスの取れた２層相変化型光記録媒体である。
次に、第２情報層、第１情報層の順番にレーザ光を照射させ、初期化処理を行なった。初期化は、半導体レーザ（発光波長８１０±１０ｎｍ）から出射されるレーザ光を、光ピックアップ（ＮＡ＝０．５５）により集光することにより行なった。第２記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより回転させ、線速７ｍ／ｓ、送り量４０μｍ／回転、半径位置２２ｍｍ〜５９ｍｍ、初期化パワー２０００ｍＷとした。第１記録層の初期化条件は、ＣＬＶ（線速度一定）モードにより回転させ、線速６ｍ／ｓ、送り量６０μｍ／回転、半径位置２２ｍｍ〜５９ｍｍ、初期化パワー１１００ｍＷとした。
初期化後の結晶質の反射率は、Ｌ０層が６．２％、Ｌ１層が５．８％となり、バランスの取れた２層相変化型光記録媒体である。
（実施例２〜１３、比較例１〜４）
熱拡散層（光透過層）材料組成を表１に示す組成に変えた点以外は、実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化型光記録媒体を作成して実験を行なった。第１情報層の光透過率の合格基準は４２％とした。更に繰り返し記録耐久性の良し悪しを判定するため、５００回の繰り返し記録後のジッタ（ＤＯＷ５００ジッタ）を評価した。合格基準は１０％とした。
結果を表１に示すが、Ｓｎ酸化物やＳｉ酸化物がないと、透過率もＤＯＷ１０ジッタも不合格となる。また、Ｉｎ酸化物が３モル％よりも少ないと、透過率は良いがＤＯＷ５００ジッタが悪くなる。また、Ｉｎ酸化物が５０モル％よりも多いと、ＤＯＷ５００ジッタは良いが透過率が下がる傾向にある。また、Ｓｉ酸化物が３０モル％よりも多いと、スパッタレートが下がる傾向にある。
熱拡散層（光透過層）材料組成を表１に示す組成に変えた点以外は、実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化型光記録媒体を作成して実験を行なった。第１情報層の光透過率の合格基準は４２％とした。更に繰り返し記録耐久性の良し悪しを判定するため、５００回の繰り返し記録後のジッタ（ＤＯＷ５００ジッタ）を評価した。合格基準は１０％とした。
結果を表１に示すが、Ｓｎ酸化物やＳｉ酸化物がないと、透過率もＤＯＷ１０ジッタも不合格となる。また、Ｉｎ酸化物が３モル％よりも少ないと、透過率は良いがＤＯＷ５００ジッタが悪くなる。また、Ｉｎ酸化物が５０モル％よりも多いと、ＤＯＷ５００ジッタは良いが透過率が下がる傾向にある。また、Ｓｉ酸化物が３０モル％よりも多いと、スパッタレートが下がる傾向にある。
（実施例１４〜４０、比較例５〜１３）
第１及び第２基板の溝深さを表２に示した値に変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜４０、比較例５〜１３の２層相変化光記録媒体を作成した。反射率は溝深さが浅くなるほど高くなる傾向にあるが、実施例の溝深さでは殆ど差異は無く、実施例１４、２３、３２のような深い溝を形成している媒体、及び、実施例２２、３１、４０のような浅い溝を形成している媒体の何れにおいても、Ｌ０層とＬ１層の反射率のバランスは取れている。
上記実施例１４〜４０及び比較例５〜１３の２層相変化光記録媒体について、レーザ波長６６０ｎｍ、６４５ｎｍ、６６５ｎｍで評価を行なった。結果を表２に纏めて示すが、比較例６〜７、９〜１０、１２〜１３のように溝深さが下限（λ／１７ｎ）よりも浅くなると、プッシュプル信号が低下し安定したトラッキング精度が得られない。また、比較例５、８、１１のように溝深さが上限（λ／１１．５ｎ）よりも深くなると、ジッタが悪くなる。
記録層の隣接した３トラックに１０回の繰り返し記録を行ない、そのうちの真ん中のトラックを再生することにより評価した。特性評価は、３Ｔ〜１１Ｔ及び１４Ｔのマークとスペースをランダムに記録したときのジッタとした。ジッタとは、マークとスペースの反射率レベルをスライスレベルで２値化したとき、その境界とクロックとの時間的なずれを表したものである。この値が低いほど記録特性は良い。ジッタ９％以下が合格基準である。なお、記録後の変調度を測定したところ、Ｌ０層及びＬ１層ともに６３％となっていた。そのときの記録パワーＰｗは、Ｌ０層では３６ｍＷ、Ｌ１層では３８ｍＷであった。変調度とは、結晶相の反射率をＲｔｏｐ、非晶相の反射率をＲｂｏｔとしたとき、（Ｒｔｏｐ−Ｒｂｏｔ）／Ｒｔｏｐで表されるものである。
表２中のプッシュプル信号は、図５のフォトディテクタにおいて、［（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）］／［Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ］を測定したものである。測定は、蛇行したウォブルの周波数成分（約８２０ｋＨｚ）やその他のノイズ成分が測定時に混在しないように、カットオフ周波数３０ｋＨｚ（−３ｄＢ）のローパスフィルタでフィルタリングした。プッシュプル信号の合格基準は、０．２８以上とした。
なお、熱拡散層（光透過層）の材料を変えた実施例２〜１３でも、上記と同様の結果が得られる。
第１及び第２基板の溝深さを表２に示した値に変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜４０、比較例５〜１３の２層相変化光記録媒体を作成した。反射率は溝深さが浅くなるほど高くなる傾向にあるが、実施例の溝深さでは殆ど差異は無く、実施例１４、２３、３２のような深い溝を形成している媒体、及び、実施例２２、３１、４０のような浅い溝を形成している媒体の何れにおいても、Ｌ０層とＬ１層の反射率のバランスは取れている。
上記実施例１４〜４０及び比較例５〜１３の２層相変化光記録媒体について、レーザ波長６６０ｎｍ、６４５ｎｍ、６６５ｎｍで評価を行なった。結果を表２に纏めて示すが、比較例６〜７、９〜１０、１２〜１３のように溝深さが下限（λ／１７ｎ）よりも浅くなると、プッシュプル信号が低下し安定したトラッキング精度が得られない。また、比較例５、８、１１のように溝深さが上限（λ／１１．５ｎ）よりも深くなると、ジッタが悪くなる。
記録層の隣接した３トラックに１０回の繰り返し記録を行ない、そのうちの真ん中のトラックを再生することにより評価した。特性評価は、３Ｔ〜１１Ｔ及び１４Ｔのマークとスペースをランダムに記録したときのジッタとした。ジッタとは、マークとスペースの反射率レベルをスライスレベルで２値化したとき、その境界とクロックとの時間的なずれを表したものである。この値が低いほど記録特性は良い。ジッタ９％以下が合格基準である。なお、記録後の変調度を測定したところ、Ｌ０層及びＬ１層ともに６３％となっていた。そのときの記録パワーＰｗは、Ｌ０層では３６ｍＷ、Ｌ１層では３８ｍＷであった。変調度とは、結晶相の反射率をＲｔｏｐ、非晶相の反射率をＲｂｏｔとしたとき、（Ｒｔｏｐ−Ｒｂｏｔ）／Ｒｔｏｐで表されるものである。
表２中のプッシュプル信号は、図５のフォトディテクタにおいて、［（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）］／［Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ］を測定したものである。測定は、蛇行したウォブルの周波数成分（約８２０ｋＨｚ）やその他のノイズ成分が測定時に混在しないように、カットオフ周波数３０ｋＨｚ（−３ｄＢ）のローパスフィルタでフィルタリングした。プッシュプル信号の合格基準は、０．２８以上とした。
なお、熱拡散層（光透過層）の材料を変えた実施例２〜１３でも、上記と同様の結果が得られる。
（実施例４１〜４９、比較例１４〜１８）
記録層材料を表３に示す組成にした点以外は実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、記録特性と保存安定性の確認実験を行なった。
記録線速９．２ｍ／ｓで１０回の繰り返し記録を行なった後のジッタ（ＤＯＷ１０ジッタ）を測定し、１０％未満の場合を「○」、１０％以上の場合を「×」とした。更に８０℃３００時間後のジッタ変化量が２％未満の場合を「○」、２％以上の場合を「×」とした。なお、保存試験は８０℃８５％の環境下にある恒温槽に２層相変化型光記録媒体を３００時間保存した。
表３から分るように、Ｇｅが２％よりも少ない場合は、結晶化温度が低いために保存安定性が悪い。Ｇｅが２０％よりも多い場合は、結晶化温度は充分高いが繰り返し記録特性が悪い。Ｓｂが６０％よりも少ない場合は、記録層の転移線速が遅いために高速記録ができていないものと考えられる。Ｓｂが７５％よりも多い場合は、転移線速が速すぎて記録が行なえないのと、結晶化温度が下がるので保存安定性が悪い。Ｔｅが６％よりも少ないと、初期化が行ないにくくなりジッタが悪い。Ｔｅが３０％よりも多い場合は、転移線速が遅くなり記録特性が悪くなる傾向にある。
記録層材料を表３に示す組成にした点以外は実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、記録特性と保存安定性の確認実験を行なった。
記録線速９．２ｍ／ｓで１０回の繰り返し記録を行なった後のジッタ（ＤＯＷ１０ジッタ）を測定し、１０％未満の場合を「○」、１０％以上の場合を「×」とした。更に８０℃３００時間後のジッタ変化量が２％未満の場合を「○」、２％以上の場合を「×」とした。なお、保存試験は８０℃８５％の環境下にある恒温槽に２層相変化型光記録媒体を３００時間保存した。
表３から分るように、Ｇｅが２％よりも少ない場合は、結晶化温度が低いために保存安定性が悪い。Ｇｅが２０％よりも多い場合は、結晶化温度は充分高いが繰り返し記録特性が悪い。Ｓｂが６０％よりも少ない場合は、記録層の転移線速が遅いために高速記録ができていないものと考えられる。Ｓｂが７５％よりも多い場合は、転移線速が速すぎて記録が行なえないのと、結晶化温度が下がるので保存安定性が悪い。Ｔｅが６％よりも少ないと、初期化が行ないにくくなりジッタが悪い。Ｔｅが３０％よりも多い場合は、転移線速が遅くなり記録特性が悪くなる傾向にある。
（実施例５０〜６５）
第１上部保護層組成を表４、表５に示す組成に変えた点以外は、実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、実験を行なった。
第１情報層の転移線速、１０回繰り返し記録後のジッタを評価したところ、スパッタリングレートはほぼ同じであったが、ＺｎＯ又はＳｎＯ２の何れかを５０モル％以上含有させると転移線速が向上するため記録特性が良好となることが分かった。
第１上部保護層組成を表４、表５に示す組成に変えた点以外は、実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、実験を行なった。
第１情報層の転移線速、１０回繰り返し記録後のジッタを評価したところ、スパッタリングレートはほぼ同じであったが、ＺｎＯ又はＳｎＯ２の何れかを５０モル％以上含有させると転移線速が向上するため記録特性が良好となることが分かった。
（実施例１、６６〜７７）
第１半透明反射層材料を表６に示す材料に変えた点以外は実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、実験を行なった。
結果を実施例１の場合と共に表６に示すが、８０℃８５％３００時間後のジッタ変化量を評価したところ、何れも１％未満であった。
第１半透明反射層材料を表６に示す材料に変えた点以外は実施例１と同じ基板と層構成の２層相変化光記録媒体を作成し、実験を行なった。
結果を実施例１の場合と共に表６に示すが、８０℃８５％３００時間後のジッタ変化量を評価したところ、何れも１％未満であった。
実施例７８
実施例１〜３、６及び比較例１で作成した２層相変化光記録媒体について、波長６４０〜６８０ｎｍの範囲における第１情報層（Ｌ０層）の光透過率を測定した結果を図１８に、記録パワーとＤＯＷ１０ジッタの関係を測定した結果を図１９に示す。
また、図２０は、各２層相変化光記録媒体の熱拡散層（光透過層）の熱伝導率と、図１８で得られた最適記録パワー（ジッタが最も小さくなる記録パワー）、及び、図１９で得られた、波長が６６０ｎｍにおけるＬ０層の光透過率との関係を示す図である。
図２０から、熱拡散層（光透過層）のＩｎ酸化物の含有量が少ない方が光透過率が高くなると共に、最適記録パワーも低くなることが分かる。
実施例１〜３、６及び比較例１で作成した２層相変化光記録媒体について、波長６４０〜６８０ｎｍの範囲における第１情報層（Ｌ０層）の光透過率を測定した結果を図１８に、記録パワーとＤＯＷ１０ジッタの関係を測定した結果を図１９に示す。
また、図２０は、各２層相変化光記録媒体の熱拡散層（光透過層）の熱伝導率と、図１８で得られた最適記録パワー（ジッタが最も小さくなる記録パワー）、及び、図１９で得られた、波長が６６０ｎｍにおけるＬ０層の光透過率との関係を示す図である。
図２０から、熱拡散層（光透過層）のＩｎ酸化物の含有量が少ない方が光透過率が高くなると共に、最適記録パワーも低くなることが分かる。
Ａ 吸収率
Ｒ 反射率
Ｔ 透過率
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｃ 冷却パワー
Ｔｗ 基本クロック周期
Ｔｔｏｐ 第１パルスの幅
ｄＴｔｏｐ 第１パルスの立ち上がり時間のシフト量
Ｔｔｏｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の第１パルスの幅
ｄＴｔｏｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の第１パルスの立ち上がり時間のシフト量
Ｔｍｐ マルチパルスの幅
ｄＴｌｐ 最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｌｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｌｐ，ｏ 奇数Ｔマークを記録する際の最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ 冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，３ ３Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，Ｅ 偶数Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，Ｏ 奇数Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
Ｒ 反射率
Ｔ 透過率
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｃ 冷却パワー
Ｔｗ 基本クロック周期
Ｔｔｏｐ 第１パルスの幅
ｄＴｔｏｐ 第１パルスの立ち上がり時間のシフト量
Ｔｔｏｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の第１パルスの幅
ｄＴｔｏｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の第１パルスの立ち上がり時間のシフト量
Ｔｍｐ マルチパルスの幅
ｄＴｌｐ 最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｌｐ，３ ３Ｔマークを記録する際の最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｌｐ，ｏ 奇数Ｔマークを記録する際の最終パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ 冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，３ ３Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，Ｅ 偶数Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
ｄＴｅｒａ，Ｏ 奇数Ｔマークを記録する際の冷却パルスの立ち上がり時間のシフト量
Claims (5)
- レーザ光照射側から見て手前側の第１基板と一番奥側の第２基板の間に、相変化記録層を有する情報層が中間層を介して複数積層され、基板の記録面側に蛇行した螺旋状の案内溝が形成され、第１基板側から見て、一番奥側以外の各情報層が、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、半透明反射層、熱拡散層（光透過層）の５層で構成され、かつ一番奥側の情報層が、少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層で構成されている多層相変化型光記録媒体において、第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の熱拡散層（光透過層）がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及びＳｉ酸化物からなり、それぞれの含有率をａ、ｂ、ｃ、ｄ［モル％］としたとき、次の要件を満たすと共に、第１、第２基板の屈折率をｎ、レーザ光の波長をλとして、第１、第２基板の案内溝の深さＨが、次の要件を満たすことを特徴とする多層相変化型光記録媒体。
３≦ａ≦５０
０≦ｄ≦３０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
λ／１７ｎ≦Ｈ≦λ／１１．５ｎ - 相変化記録層が少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素を含有し、それぞれの組成比をα、β、γ［原子％］とした場合に、次の要件を満たすことを特徴とする請求項１記載の多層相変化型光記録媒体。
２≦α≦２０
６０≦β≦７５
６≦γ≦３０ - 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の上部保護層がＩｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、及び、Ｓｉ酸化物又はＴａ酸化物からなり、それぞれの含有率をｅ、ｆ、ｇ、ｈ［モル％］としたとき、次の要件を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の多層相変化型光記録媒体。
３≦ｅ≦２０
５０≦ｆ又はｇ≦９０
０≦ｈ≦２０
ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００ - 第１基板側から見て一番奥側以外の各情報層の半透明反射層が、Ｃｕを主成分として含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
- 各情報層の下部保護層が、ＺｎＳとＳｉＯ２からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の多層相変化型光記録媒体。
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