JP2008265015A - 光情報記録媒体ならびにその記録および／または再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持され、製造コストの低減を図ることができ、製造工程におけるマージンを確保することができ、広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を得ることができる光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】基板１０上に反射層１１、保護層１２、記録層１３、保護層１４および光透過保護層１５を順次積層することにより光情報記録媒体１を構成する。記録層１３としてＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とするもの、好適には組成式［（ＺｎＳ）_x （ＳｉＯ₂ ）_1-x ］_y （Ｓｂ_z Ｘ_1-z ）_1-y （ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８＜ｚ≦１．０、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）で表されるものを用いる。
【選択図】図１

Description

この発明は、光情報記録媒体ならびにその記録および／または再生方法に関し、特に、追記型光情報記録媒体に適用して好適なものである。

これまで、ＣＤやＤＶＤなどの光情報記録媒体において、追記型光情報記録媒体材料としては有機色素材料が主に使用されてきた。その理由としては、記録再生に用いられるレーザー光の波長域において、規格上比較的高い反射率が望まれるＲＯＭ（read only memory) との互換性を維持するのが有機色素材料を使用する場合に比較的容易であることが挙げられる。また、有機色素をスピンコートした後に反射層をスパッタリング法により形成するだけの簡単な工程で記録媒体を得ることができるため設備投資など製造コストの面からも有利であることなども挙げられる。

しかしながら、記録再生に用いられるレーザー光の波長が短くなり青紫色の波長域のレーザー光（波長４００ｎｍ程度）が使用されるようになると事情が異なってきた。すなわち、記録感度や信号特性などの点からこの波長のレーザー光に対応可能な有機色素を合成することは容易なことではなく、記録媒体の層構成もこれまでの単純なものでは容易には対応することができない。さらに、スピンコート法により記録媒体を製造することでランド部とグルーブ部との均一性が保てないことが高密度記録におけるプッシュプル信号やクロストークなどの観点からも不利であることが明らかになってきた。

そこで、これらの要請に応えるために、これまでの有機色素材料ではなく、無機記録材料を用いることが現在盛んに行われている。無機記録材料を用いた記録媒体はこれまで、高反射率のＲＯＭとの互換を取りにくいことや、材料を多層成膜可能とする高価なスパッタ装置が必要とされることなどにより、従来より研究はなされていたものの実用化は見送られてきた。しかしながら、無機記録材料は一般に有機材料ほど使用するレーザー光の波長への依存性が高くなく、また近年多く行われている記録層の多層化（記録層を複数有することで事実上同サイズの光ディスクの記録容量を倍程度以上とする）が有機色素材料を用いた場合よりも容易であることから、ここに至り有機色素材料に替わって次世代光記録材料として無機記録材料の使用が主流となりつつあり、実用化もされている。

無機記録材料としては従来より様々なタイプが提案されている。例えば、異なる金属材料の薄膜を２層以上接して成した形態の記録層を用いた光記録媒体が提案されている（特許文献１参照。）。この光記録媒体では、レーザー光の照射により発生する熱で多層膜を部分的に合金化して単一膜とすることで記録マークを形成する。この方法の応用として、材料を変えた様々な形態の提案もされている（例えば、特許文献２参照。）。また、酸化物系化合物を記録層に用いた追記型光記録媒体も提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。

しかしながら、これらはいずれも追記型光情報記録媒体に必要とされる条件すべてを十分に満たしているとは言い難い。すなわち、追記型光情報記録媒体には記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存されること（アーカイバル特性）や信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれないこと（再生安定性）や通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持されること（シェルフ特性）などが望まれるが、上記の従来の記録媒体のそれぞれにおいてそれらすべての特性が十分に得られているとは言い難い。また、記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージン確保などの観点から、記録媒体を構成する層の数はできるだけ少ないことや工程が単純であることなども望まれる。あるいはまた、記録再生特性の観点から十分な感度と反応速度とが望まれる。これによって広い線速にわたり良好な記録再生信号が保証されるためである。

無機記録材料を用いた光記録媒体として、Ｚｎ、Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅからなる合金で構成された記録層を用いたもの（特許文献５参照。）、Ａ_x Ｂ_1-x （式中、Ａ：Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＢｉおよびＳｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素、Ｂ：Ｓｅ、Ｔｅ、ＳおよびＯからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素、ｘ：平均配位数のとり得る範囲（２．０〜３．０）によって決定される組成比）で表される化合物を主成分とする記録材料からなる記録層を用いたもの（特許文献６参照。）、Ｍ_w （（Ｓｂ_z Ｔｅ_1-z ）_1-w （０≦ｗ＜０．３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｏ、ＳおよびＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）の合金薄膜からなる記録層を用いたもの（特許文献７、８参照。）、Ｔｅを主成分とし、副成分としてＧｅ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓ、Ａｓ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉおよびＣｏからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素を合計で３０原子％以上６０原子％未満含有する合金であり、かつ、添加材が、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＣ、ＺｒＣおよびＨｆＣからなる群から選ばれた少なくとも１つの材料であるものからなる記録層を用いたもの（特許文献９参照。）、Ｓｂ_a Ｉｎ_b Ｓｎ_c Ｚｎ_d Ｓｉ_e Ｏ_f Ｓ_h によって表される組成を有し、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０、ｅ＞０、ｆ＞０、ｈ＞０およびａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｈ＝１００である記録層を用いたもの（特許文献１０参照。）、Ｓｂ_a Ｘ_b Ｓｎ_c Ｚｎ_d Ｓｉ_e Ｏ_f Ｓ_h によって表される組成を有し、Ｘは、Ｉｎ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓ、Ｎｉ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｌ、Ａｓ、Ｐ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＨｆまたはＶから選択される元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０、ｅ＞０、ｆ＞０、ｈ＞０およびａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｈ＝１００である記録層を用いたもの（特許文献１１参照。）、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群から選ばれた少なくとも１つの金属Ｍと、記録用のレーザービームが照射されることにより、金属Ｍと結合して、金属Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘとを含む記録層を用いたもの（特許文献１２、１３参照。）、が提案されている。

特開昭６２−２０４４４２号公報 特許第３０６６０８８号明細書 特公昭５４−７４５８号公報 特開２００６−２８１７５１号公報 特開平１１−２３５８７３号公報 特開平８−１０４０６０号公報 特開平１０−１７２１７９号公報 特開２００１−２３６６９０号公報 特開平５−１２４３５３号公報 特開２００３−７２２４４号公報 特開２００３−１８２２３７号公報 特開２００５−１２５７２６号公報 特開２００５−１２９１９２号公報

上述のように、これまでは、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を実現することができる追記型光情報記録媒体を安価に得ることは困難であった。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、上記の諸条件をすべて満たしうる光情報記録媒体ならびにその記録および／または再生方法を提供することである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、光情報記録媒体において、記録層の材料としてＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする材料を用いることにより、上記の諸条件をすべて満たしうることを見出し、実験的にもこれを実証し、この発明を案出するに至ったものである。
すなわち、上記課題を解決するために、第１の発明は、
ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする記録層を有することを特徴とする光情報記録媒体である。

第２の発明は、
ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする記録層を有する光情報記録媒体の記録および／または再生方法であって、
波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を上記記録層に入射させることにより記録および／または再生を行うようにした
ことを特徴とするものである。

この光情報記録媒体においては、レーザー光の照射により記録層に光学定数の変化を伴う質的変化を起こさせることで情報を記録する。
記録層は、必要に応じて、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂに加えて、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素を含んでもよい。記録層は、好適には、下記（１）式を満たす組成を有する。
［（ＺｎＳ）_x （ＳｉＯ₂ ）_1-x ］_y （Ｓｂ_z Ｘ_1-z ）_1-y ・・・・・（１）
ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８＜ｚ≦１．０であり、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素である。
記録層の厚さは必要に応じて決められるが、良好な記録再生特性を得るためには、好適には、３ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。

この光情報記録媒体においては、典型的には、基板上に記録層を有する。この光情報記録媒体は、所望の記録再生特性を得るために、記録層に加えて金属あるいは半金属などからなる反射層や誘電体からなる保護層を伴ってもよく、望まれる記録再生特性に応じてこれらの層の数および順序は自由に選択することができる。典型的には、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に反射層を有し、記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射する。この反射層は、典型的には、高い反射率を得ることができる金属および／または半金属からなる。この光情報記録媒体は、好適には、記録層の少なくとも片側の面に接して設けられた誘電体からなる保護層を有する。あるいは、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に設けられた反射層と、反射層と記録層との間に記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる保護層とを有し、記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射する。あるいは、この光情報記録媒体は、基板と記録層との間に設けられた反射層と、反射層と記録層との間に記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる第１の保護層と、記録層の基板と反対側の面と接して設けられた誘電体からなる第２の保護層とを有し、記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射する。
この光情報記録媒体は、記録層を１層有するものであっても、複数層有するもの、すなわた多層光情報記録媒体であってもよい。多層光情報記録媒体においては、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とし、あるいは、（１）式を満たす組成を有する記録層を用いた光情報記録媒体は高い反射率と広いパワーマージンとを有することから、典型的には、記録および／または再生用のレーザー光の入出射側から一番遠い記録層として、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とし、あるいは、（１）式を満たす組成を有する記録層を用いることができる。この一番遠い記録層以外の記録層としては、従来公知の追記型や書換え型の記録層あるいは再生のみ可能な記録層を用いることができる。
光情報記録媒体の記録および／または再生に用いられるレーザー光の波長は、典型的には、３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であるが、これに限定されるものではない。

上述のように構成された第１および第２の発明においては、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする記録層、取り分け［（ＺｎＳ）_x （ＳｉＯ₂ ）_1-x ］_y （Ｓｂ_z Ｘ_1-z ）_1-y で表される組成を有する記録層は、安定性に富み、しかもレーザー光、中でも波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光に対して良好な感度と反応速度とを有する。

この発明によれば、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持され、記録媒体を構成する層の数が少なくて済むだけでなく製造工程が単純であるため記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージンを確保することができ、記録および／または再生用レーザー光に対して十分な感度と反応速度とが得られ、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を得ることができ、記録および／または再生用レーザー光の波長に依存することが少なく、初期化が不要であり、再生用のレーザー光のパワーに対しても十分に安定であり、環境信頼性も高い。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図１はこの発明の第１の実施形態による光情報記録媒体１を示す。
図１に示すように、この光情報記録媒体１においては、基板１０上に反射層１１、保護層１２、記録層１３、保護層１４および光透過保護層１５が順次積層されている。この光情報記録媒体１に対する記録／再生は、光透過保護層１５側からレーザー光、例えば波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を入出射させることにより行われる。この光情報記録媒体１は、典型的にはディスク形状を有するが、これに限定されるものではない。

記録層１３は、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とし、必要に応じてＺｎ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、ＴａおよびＴｂからなる群から選択された少なくとも１つの元素をさらに含み、好適には、上記の式（１）の組成を有する。記録層１３の形成方法としては、好適にはスパッタリング法が用いられるが、これに限定されるものではない。
基板１０の材料、厚さ、形成方法などは、所望の特性を有する限り任意に選択することができる。基板１０に用いる材料としては、ポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料がコストなどの点で優れているが、これに限定されず、他の材料、例えばガラスを用いることもできる。また、上述のように記録／再生用のレーザー光が光透過保護層１５側から入出射する場合においては、基板１０は透明である必要がないため、基板１０の材料として金属などの非透明材料を用いてもよい。基板１０にプラスチック材料を用いる場合、この基板１０の形成には、例えば、射出成型法（インジェクション法）や紫外線硬化樹脂を使うフォトポリマー法（２Ｐ法）などを用いることができる。基板１０の材料や形成方法は、上記のものに限定されず、所望の形状（例えば、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク形状）と基板１０の表面において光学的平滑性が十分に保証されればいかなるものでも良い。基板１０の厚さは特に限定されないが、特に０．３ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であると好ましい。基板１０の厚さが０．３ｍｍより薄いと光情報記録媒体１の強度が下がったり反りやすくなったりする。逆に基板１０の厚さが１．３ｍｍより厚いと光情報記録媒体１の厚さがＣＤやＤＶＤの厚さ１．２ｍｍより厚くなるので、これらのすべてに対応する記録／再生用駆動装置を構成する場合に同じディスクトレイを共用できなくなる可能性がある。
また、基板１０の記録層１３などが形成される側の面には凹凸の溝トラックやピットなどが形成されていてもよい。こうすることで、この溝により案内されて記録／再生用のレーザー光が光情報記録媒体１上の任意の位置へと移動することやアドレス情報を得ることなどが可能となる。なお、溝形状はスパイラル状、同心円状、ピット列など、各種の形状が適用可能である。

反射層１１の材料としては、例えばＡｇ合金やＡｌ合金など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な金属や半金属などをこの反射層１１に求められる特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。また、反射層１１の材料としては、光の反射能に加えてヒートシンク（放熱）能を有するものを用いることが望ましい。こうすることで反射層１１に放熱層としての機能を持たせることもできる。

保護層１２、１４は記録層１３を保護し、記録／再生時の光学特性および熱特性を制御するためのものである。これらの保護層１２、１４の材料としては、ＳｉＮやＺｎＳ−ＳｉＯ₂ やＴａ₂ Ｏ₅ など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な誘電体を、これらの保護層１２、１４に求められる特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。

上述のように光透過保護層１５側から記録／再生用のレーザー光を入出射させる場合においては、この光透過保護層１５は、このレーザー光に対して吸収能を極力有しないように構成することが望ましい。具体的には、例えば、この光透過保護層１５の厚さは０．３ｍｍ以下とし、その時、この光透過保護層１５の材料としては、記録／再生用のレーザー光に対する透過率が９０％以上の材料を選択することが好ましい。特に、この光透過保護層１５の厚さを３〜１７７μｍとし、この光情報記録媒体１の記録／再生用駆動装置の記録／再生光学系のレンズの高い開口数ＮＡ（例えば、０．８５）と組み合わせることで、高密度記録を実現することが可能となる。

光透過保護層１５の構成や形成方法も、上記の条件を満たす限り、特に限定されるものではない。具体的には、光透過保護層１５は、例えば、硬化後、記録／再生用のレーザー光波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで０．３ｍｍ以下の所望の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）になるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、光透過保護層１５は、厚さ０．３ｍｍ以下のポリカーボネート樹脂やアクリル系樹脂などのプラスチック材料からなる光学的に十分平滑な光透過性のシート（フィルム）を、例えば５〜１５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した紫外線硬化タイプの接着剤の上に乗せ、これに紫外線照射を施すことにより形成したり、上記の光透過性シートをＰＳＡ（pressure sensitive adhesive)などの粘着剤により接着して形成したりすることも可能である。

さらにまた、必要に応じて、光透過保護層１５の表面にゴミが付着したり傷が形成されたりするのを防止する目的で、この光透過保護層１５の表面に有機系あるいは無機系の材料からなる保護層（図示せず）を形成してもよい。この保護層も、記録／再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料を用いることが望ましい。

〈実施例１〉
開口数０．８５の２群対物レンズと青紫色の波長域の波長４０５ｎｍで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録／再生装置により記録／再生を行う光情報記録媒体１を以下のようにして作製した。
基板１０として、片面に厚さ１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍ、グルーブ深さ２０ｎｍのグルーブを有するポリカーボネート基板を射出成型により作製した。このポリカーボネート基板上に、反射層１１としてＡｇ合金膜を厚さ１００ｎｍ、保護層１２としてＴａ₂ Ｏ₅ 膜を厚さ３０ｎｍ、記録層１３を厚さ２０ｎｍ、保護層１４としてＴａ₂ Ｏ₅ 膜を厚さ３０ｎｍ、スパッタリング法により順次形成した。さらに、最上層のＴａ₂ Ｏ₅ 膜の上に紫外線硬化タイプの接着剤を１５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した後、厚さ８５μｍのポリカーボネート製光透過性シート（フィルム）を乗せ、これに紫外線照射を施すことにより光透過保護層１５を形成し、光情報記録媒体１を作製した。

記録層１３をスパッタリング法により形成する際には、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ 、ＳｂおよびＺｎを混合して調製された単体ターゲットを用い、Ａｒガスを９５ｓｃｃｍ流した状態で同時スパッタリングを行った。得られた薄膜をラザフォード後方散乱分光法（ＲＢＳ）により組成分析したところ、原子数比でおよそＺｎ：Ｓｂ：Ｓｉ：Ｓ：Ｏ＝１４：１５：２：１０：９であり、これは式（１）においてｘ＝０．８、ｙ＝０．４５、ｚ＝０．９の組成に相当する。

こうして作製された光情報記録媒体１の評価を行った。評価にはパルステック工業株式会社製ＯＤＵ−１０００（レーザー光波長４０５ｎｍ）、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザＲ３２６７、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザＬＥ１８７６などを用いた。Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ ２５ＧＢ密度の規格に則した線速度４．９２ｍ／ｓ、チャンネルビット長７４．５０ｎｍで光情報記録媒体１の信号評価を行った。信号の記録は線速度４．９２ｍ／ｓのほか、２倍の線速度９．８４ｍ／ｓおよび４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓで行った。ジッター測定にはパルステック工業株式会社製リミット・イコライザを介した信号を用い、イコライザ・ゲインは７．０ｄＢであった。

こうしてこの光情報記録媒体１を記録再生評価したところ、線速度４．９２ｍ／ｓ（１倍速）においては記録パワー４．９ｍＷにてジッター５．９％であった。また、８Ｔスペース部分の信号レベルＩ８Ｈと８Ｔマーク部分の信号レベルＩ８Ｌに対して（Ｉ８Ｈ−Ｉ８Ｌ）／Ｉ８Ｈを変調度の定義としたとき、その値は５３％であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
また、２倍の線速度９．８４ｍ／ｓ（２倍速）においては記録パワー６．８ｍＷにてジッター６．３％、変調度５６％であった。４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓ（４倍速）においては記録パワー７．２ｍＷにてジッター５．９％、変調度６４％であった。

記録再生評価の結果を図２および図３にまとめて示す。図２からわかるように、この光情報記録媒体１は、いずれの線速度においても高い記録感度を持ち、非常に良好な記録再生特性を示している。また、図３からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター８．５％を上限とした場合、いずれの線速度においても±１５％程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。
この光情報記録媒体１の反射率は１６％であったが、より高い反射率が必要である場合は、図４に示すように、記録／再生用のレーザー光が入射する側の保護層１４として用いられるＴａ₂ Ｏ₅ 膜の厚さを制御することにより、２０％以上の反射率を得ることも可能であった。このように、光学的熱的特性の最適化を行うことで更なる信号特性の改善が可能である。

図５は記録層１３の組成を式（１）で表した場合にｙを変えた時のジッターの変化、図６は式（１）のｙを０．４に固定してｘを変えた時のジッターの変化を示す。図５および図６より、０＜ｘ≦１．０および０．３≦ｙ≦０．７では低いジッターが得られることがわかる。また、表１は式（１）の元素Ｘを変えた時の記録再生特性の変化を示す。表１には、比較例としてＸがＭｇである場合の記録再生特性の測定結果も示す。表１より、式（１）の元素ＸがＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａまたはＴｂである場合には良好な記録再生特性が得られるが、ＸがＭｇである比較例では良好な記録再生特性が得られていないことがわかる。表２は、記録層１３の組成が［（ＺｎＳ）_0.8 （ＳｉＯ₂ ）_0.2 ］_0.4 （Ｓｂ_z Ｇａ_1-z ）_0.6 の場合にｚを変えた時の記録再生特性の変化を示す。表２より、式（１）のｚが０．８＜ｚ≦１．０である場合には良好な記録再生特性が得られている。

図５、図６、表１および表２からわかるように、記録層１３の組成を変えることにより記録再生特性を変えることが可能である。図５より、０．３≦ｙ≦０．７の中でも０．４≦ｙ≦０．５の場合に特に低いジッターが得られることがわかる。また、図６より、０＜ｘ≦１．０の中でもｘが約０．４から１．０の場合に特に低いジッターが得られ、ｘが約０．６から約０．９の場合にさらに低いジッターが得られることがわかる。

実施例１による光情報記録媒体１に所定の記録を行って８０℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入した。その後２００時間経て上記と同様な記録再生特性の測定を行った。その結果、図７、図８および図９に示すように、反射率、変調度、ジッターのいずれの測定値も投入する前の測定値と変わらず、図示は省略するが記録感度やＣ／Ｎの測定値も投入する前の測定値と変わらなかった。これにより、この光情報記録媒体１は厳しい環境下においても良好な特性を長期にわたり保持できることが明らかとなった。

実施例１による光情報記録媒体１に所定の記録を行い、通常よりも厳しい再生パワー条件により再生を行った。図１０および図１１に示すように、４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓにおいて０．６ｍＷで１００万回再生を行っても、ジッターおよび変調度とも変化しなかった。これにより、この光情報記録媒体１は繰り返し再生時においても良好な記録状態を長期にわたり保持できることが明らかとなった。

以上のように、この第１の実施形態によれば、記録層１３が、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とし、好適には、上記の式（１）の組成を有することにより、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生信号特性を実現することができる追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。この追記型光情報記録媒体は、記録／再生に例えば波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を用いる場合に適用して好適なものである。

次に、この発明の第２の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図１２にこの光情報記録媒体２を示す。
図１２に示すように、この光情報記録媒体２においては、第１の実施形態による光情報記録媒体１と同様に、基板１０上に反射層１１、保護層１２、記録層１３、保護層１４および光透過保護層１５が積層されているが、これに加えてさらに保護層１２と記録層１３との間に保護層１６が設けられている。この保護層１６は反射層１２の材料、例えばＡｇ合金膜などと記録層１３中のＺｎＳ−ＳｉＯ₂ とが反応しないようにするためのものであり、例えばＳｉＮ膜などのＡｇ原子などに対するバリア性が高いものが用いられる。
この第２の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。

次に、この発明の第３の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図１３にこの光情報記録媒体３を示す。
図１３に示すように、この光情報記録媒体３においては、反射層１１、保護層１２、記録層１３および保護層１４の積層順序が、第１の実施形態による光情報記録媒体１と逆になっている。すなわち、この光情報記録媒体３においては、基板１０上に保護層１４、記録層１３、保護層１２および反射層１１が順次積層され、最上層の反射層１１上に光透過保護層１５が積層されている。この光情報記録媒体３に対する記録／再生は、基板１０側からレーザー光を入出射させることにより行われる。この場合、この基板１０の材料としては、この記録／再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料、例えばポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料が用いられる。
この第３の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。

次に、この発明の第４の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図１４はこの光情報記録媒体４を示す。
図１４に示すように、この光情報記録媒体４においては、第１の実施形態による光情報記録媒体１と同様に、基板１０上に反射層１１、保護層１２、記録層１３および保護層１４が順次積層されているが、保護層１４上にさらに中間層１７および記録層１８が順次積層され、記録層１８上に光透過保護層１５が積層されていることが、第１の実施形態による光情報記録媒体１と異なる。この光情報記録媒体４は２層の記録層１３、１８を有する２層光情報記録媒体である。この光情報記録媒体４に対する記録／再生は、光透過保護層１５側からレーザー光を入出射させることにより行われる。

中間層１７は、例えば、硬化後、記録／再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さ（例えば、２０〜３０μｍ）になるように塗布したり、硬化後、記録／再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような光硬化可能なＰＳＡを貼り付けたりなどした後、紫外線照射を施すことにより形成することができる。紫外線照射の際に凹凸の溝トラックを有する基板を用いて凹凸の溝トラックを転写してもよい。
２層目の記録層１８は、これを通して１層目の記録層１３に記録／再生用のレーザー光を入出射させて記録再生が可能となる十分高い透過率を有するように構成する。この記録層１８は追記型や書換え型の記録層のほか、再生のみ可能な記録層であってもよい。

〈実施例２〉
開口数０．８５の２群対物レンズと青紫色の波長域の波長４０５ｎｍで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録／再生装置により記録／再生を行う光情報記録媒体４を以下のようにして作製した。
基板１０として、片面に厚さ１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍ、グルーブ深さ２０ｎｍのグルーブを有するポリカーボネート基板を射出成型により作製した。このポリカーボネート基板上に、反射層１１としてＡｇ合金膜を厚さ１００ｎｍ、保護層１２としてＴａ₂ Ｏ₅ 膜を厚さ３０ｎｍ、記録層１３を厚さ２０ｎｍ、保護層１４としてＴａ₂ Ｏ₅ 膜を厚さ３０ｎｍ、スパッタリング法により順次形成した。さらに、最上層のＴａ₂ Ｏ₅ 膜の上に紫外線硬化タイプの接着剤を２５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した後、ポリカーボネート製スタンパーにより溝トラックを転写し、これに紫外線照射を施して中間層１７を形成し、その上に２層目の記録層１８を形成する。さらに、この記録層１８の上に紫外線硬化タイプの接着剤を１５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した後、厚さ８５μｍのポリカーボネート製光透過性シート（フィルム）を乗せ、これに紫外線照射を施すことにより光透過保護層１５を形成し、光情報記録媒体４を作製した。

こうして作製された光情報記録媒体４の評価を行った。評価にはパルステック工業株式会社製ＯＤＵ−１０００（レーザー光波長４０５ｎｍ）、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザＲ３２６７、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザＬＥ１８７６などを用いた。Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ ＤＬ５０ＧＢ密度の規格に則した線速度４．９２ｍ／ｓ、チャンネルビット長７４．５０ｎｍで光情報記録媒体４の信号評価を行った。信号の記録は線速度４．９２ｍ／ｓのほか、２倍の線速度９．８４ｍ／ｓおよび４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓで行った。ジッター測定にはパルステック工業株式会社製リミット・イコライザを介した信号を用い、イコライザ・ゲインは７．０ｄＢであった。

こうしてこの光情報記録媒体４を記録再生評価したところ、反射率は４．６％、線速度４．９２ｍ／ｓ（１倍速）においては記録パワー９．１ｍＷにてジッター６．３％であった。また、８Ｔスペース部分の信号レベルＩ８Ｈと８Ｔマーク部分の信号レベルＩ８Ｌに対して（Ｉ８Ｈ−Ｉ８Ｌ）／Ｉ８Ｈを変調度の定義としたとき、その値は５７％であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
また、２倍の線速度９．８４ｍ／ｓ（２倍速）においては記録パワー６．８ｍＷにてジッター６．５％、変調度５８％であった。４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓ（４倍速）においては記録パワー１１．９ｍＷにてジッター６．５％、変調度６５％であった。

記録再生評価の結果を図１５および図１６にまとめて示す。図１５からわかるように、この光情報記録媒体４は、いずれの線速度においても高い記録感度を持ち、非常に良好な記録再生特性を示している。また、図１６からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター８．５％を上限とした場合、いずれの線速度においても±１５％程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。
この第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を有する２層追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。

次に、この発明の第５の実施形態による光情報記録媒体について説明する。
図１７はこの光情報記録媒体５を示す。
図１７に示すように、この光情報記録媒体５においては、第１の実施形態による光情報記録媒体１と同様に、基板１０上に反射層１１、保護層１２、記録層１３および保護層１４が順次積層されているが、保護層１４上にさらに中間層１９、記録層２０、中間層２１、記録層２２、中間層２３および記録層２４が順次積層され、記録層２４上に光透過保護層１５が積層されていることが、第１の実施形態による光情報記録媒体１と異なる。この光情報記録媒体４は４層の記録層１３、２０、２２、２４を有する４層光情報記録媒体である。この光情報記録媒体４に対する記録／再生は、光透過保護層１５側からレーザー光を入出射させることにより行われる。

中間層１９、２１、２３は、例えば、硬化後、記録／再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さ（例えば、２０〜３０μｍ）になるように塗布したり、硬化後、記録／再生に使用するレーザー光の波長域に吸収を持たないような光硬化可能なＰＳＡを貼り付けたりなどした後、紫外線照射を施すことにより形成することができる。紫外線照射の際に凹凸の溝トラックを有する基板を用いて凹凸の溝トラックを転写してもよい。
２層目の記録層２０、３層目の記録層２２および４層目の記録層２４は、これらを通して１層目の記録層１３に記録／再生用のレーザー光を入出射させて記録再生が可能となる十分高い透過率を有するように構成する。これらの記録層２０、２２、２４は追記型や書換え型の記録層のほか、再生のみ可能な記録層であってもよい。
この第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を有する４層追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第１〜第５の実施形態および実施例１、２において挙げた数値、材料、構造、形状などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状などを用いてもよい。

この発明の第１の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例１による光情報記録媒体の記録パワーに対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体における記録／再生用のレーザー光が入射する側の保護層として用いられるＴａ₂ Ｏ₅ 膜の厚さと反射率との関係を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体における記録層の組成と記録再生特性との関係を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体における記録層の組成と記録再生特性との関係を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体を８０℃８５％ＲＨ環境に２００時間保存した時の、保存前後の反射率を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体を８０℃８５％ＲＨ環境に２００時間保存した時の、保存前後の変調度を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体を８０℃８５％ＲＨ環境に２００時間保存した時の、保存前後の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体を線速度１９．６８ｍ／ｓにおいて０．６ｍＷで１００万回再生した場合の変調度の変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体を線速度１９．６８ｍ／ｓにおいて０．６ｍＷで１００万回再生した場合のジッターの変化を示す略線図である。 この発明の第２の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 この発明の第３の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 この発明の第４の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例２による光情報記録媒体の記録パワーに対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例２による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 この発明の第５の実施形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。

符号の説明

１〜５…光情報記録媒体、１０…基板、１１…反射層、１２、１４、１６…保護層、１３、１８、２０、２２、２４…記録層、１５…光透過保護層、１７、１９、２１、２３…中間層

Claims (13)

1. ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする記録層を有することを特徴とする光情報記録媒体。
2. 上記記録層がＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 上記記録層が下記（１）式を満たす組成を有することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
   ［（ＺｎＳ）_x （ＳｉＯ₂ ）_1-x ］_y （Ｓｂ_z Ｘ_1-z ）_1-y ・・・・・（１）
   ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８＜ｚ≦１．０であり、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素である。
4. 上記記録層の厚さが３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
5. 基板上に上記記録層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
6. 上記基板と上記記録層との間に反射層を有し、上記記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射することを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体。
7. 上記反射層は金属および／または半金属からなることを特徴とする請求項６に記載の光情報記録媒体。
8. 上記記録層の少なくとも片側の面に接して設けられた誘電体からなる保護層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
9. 上記基板と上記記録層との間に設けられた反射層と、上記反射層と上記記録層との間に上記記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる保護層とを有し、上記記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射することを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体。
10. 上記基板と上記記録層との間に設けられた反射層と、上記反射層と上記記録層との間に上記記録層の片側の面と接して設けられた誘電体からなる第１の保護層と、上記記録層の上記基板と反対側の面と接して設けられた誘電体からなる第２の保護層とを有し、上記記録層側から記録および／または再生用のレーザー光が入射することを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体。
11. 上記記録層を複数層有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
12. 上記光情報記録媒体の記録および／または再生に用いられるレーザー光の波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
13. ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ およびＳｂを主成分とする記録層を有する光情報記録媒体の記録および／または再生方法であって、
    波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を上記記録層に入射させることにより記録および／または再生を行うようにした
    ことを特徴とする光情報記録媒体の記録および／または再生方法。

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