JP2009032307A - 光情報媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザービームの出力特性が不安定な状況下においてもデータの記録を確実に行い得る光情報媒体を提供する。
【解決手段】Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１副記録膜４ａと、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した第２の材料で第１副記録膜４ａの近傍に形成された第２副記録膜４ｂとを有して構成された記録層４が基材２の上に形成されて、記録層４にレーザービームＬを照射することによってデータの記録（記録部Ｍの形成）および再生が可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材の上に形成された記録層にレーザービームを照射することによってデータの記録および再生が可能に構成された光情報媒体に関するものである。
この種の光情報媒体として、特開昭６２−２０４４４２号公報に開示された光ディスクが知られている。この光ディスクは、保護膜、記録層および２つの保護膜を基板の上にこの順で積層して構成されている。この場合、記録層は、ＳｉまたはＴｅ等で形成された記録膜（以下、この記録膜を「第１記録膜」ともいう）と、Ａｕ、ＡｇまたはＧｅ等で形成された記録膜（以下、この記録膜を「第２記録膜」ともいう）を積層することによって構成されている。例えば、第１記録膜がＳｉで形成されると共に第２記録膜がＡｕで形成されている光ディスクでは、記録層にレーザービームを照射した際にその照射部分が溶解してＡｕＳｉ合金に変化する。この場合、レーザービームの照射パワーや照射時間に応じてＡｕＳｉ合金が結晶化状態および非晶質化状態のいずれかに相変化することによって情報の記録が行われる。
一方、より大量のデータの記録再生を実現するために、近年、開口数（ＮＡ）が０．７以上（一例として、開口数が０．８５程度）の対物レンズを備えて、波長が４５０ｎｍ以下（一例として、波長が４０５ｎｍ程度）のレーザービームを光情報媒体に小スポット径で照射してデータの記録再生を行う記録再生装置が開発されている。このような状況に対応すべく、発明者らは、記録層を構成する上記した両記録膜をＳｉおよびＣｕでそれぞれ形成することで、短波長のレーザービームを小スポット径で照射したときにおいても記録層における相変化が行われることを見出し、この記録層を備えて高密度記録が可能な光情報媒体を既に開発している。
特開昭６２−２０４４４２号公報（２−９頁、第１−３図）
ところが、上記の光ディスクを含むこの種の光情報媒体には、解決すべき以下の課題がある。すなわち、この種の光情報媒体においては、高密度化による記録容量の増大に伴い、高速でしかも確実にデータの記録再生が行えることが求められている。この場合、高速でのデータの記録を実現するためには、レーザービームを所定の強度で安定的に照射する必要がある。しかしながら、上記した短波長のレーザービームの立ち上がり速度や到達出力値などの出力特性を安定化させるのは、波長の長いレーザービーム（例えば赤色レーザービーム）の出力特性を安定化させるのと比較して難しいという実情がある。このため、レーザービームを照射する環境が悪かったとき、レーザーが寿命によって劣化したとき、または、光情報媒体を使用する使用環境が悪かったときには、データの記録（記録層における相変化）がやや困難となって、光情報媒体が本来発揮し得る記録信号品質を損ねるおそれがある。したがって、レーザービームの出力特性（記録膜面への到達光特性）が多少不安定な状況下においても、データを確実に記録可能な光情報媒体の開発が望まれている。
本発明は、かかる解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、レーザービームの出力特性が不安定な状況下においてもデータの記録を確実に行い得る光情報媒体を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく本発明に係る光情報媒体は、Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１の記録膜と、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した第２の材料で前記第１の記録膜の近傍に形成された第２の記録膜とを有して構成された記録層が基材の上に形成されて、当該記録層にレーザービームを照射することによってデータの記録および再生が可能に構成されている。
この場合、前記第２の材料に０．６ａｔ％以上３５．０ａｔ％未満の範囲内でＩｎを添加する構成を採用することができる。
また、前記第１の記録膜および前記第２の記録膜が互いに接するように前記記録層を構成することができる。
また、前記記録層の上に形成された保護層を備えた構成を採用することができる。
さらに、前記レーザービームが透過可能に前記保護層を形成し、前記第２の記録膜および前記第１の記録膜をこの順で前記基材の上に形成して前記記録層を構成し、前記保護層側から前記記録層に前記レーザービームを照射することによって前記データの記録および再生を可能に構成することができる。
また、前記記録層および前記保護層の間に形成された第１の誘電体層と、前記基材および前記記録層の間に形成された第２の誘電体層とを備えた構成を採用することができる。
また、前記基材および前記第２の誘電体層の間に形成された反射層を備えた構成を採用することができる。
本発明に係る光情報媒体によれば、Ｓｉを主成分とする第１の材料を用いて第１の記録膜を形成すると共に、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した第２の材料を用いて第２の記録膜を第１の記録膜の近傍に形成したことにより、Ｉｎの添加によってレーザービームの照射による両材料の混合をし易くすることができると共に、記録部（レーザービームの照射によって両材料が混合して形成される部分）を良好な状態で確実に形成可能なレーザービームのパワーの範囲（許容されるパワーの変動幅）を広くすることができる。このため、レーザービームのパワーが多少変動したとしても、記録部を良好な状態で確実に形成する、つまりデータを良好な状態で確実に記録することができる。したがって、この光情報媒体によれば、立ち上がり速度や到達出力値などの出力特性を安定化させるのが比較的難しい短波長のレーザービームを用いたとしても、安定的なデータの記録を実現することができる。
また、本発明に係る光情報媒体によれば、０．６ａｔ％以上３５．０ａｔ％未満の範囲内でＩｎを添加した第２の材料を用いて第２の記録膜を形成したことにより、記録部を良好な状態で確実に形成可能なレーザービームのパワーの範囲を十分に広く確保しつつ、十分な再生耐久性を確保することができる。
また、本発明に係る光情報媒体によれば、第１の記録膜および第２の記録膜が互いに接するように記録層を構成したことにより、記録用のパワーに調整したレーザービームを照射した際に第１の材料と第２の材料とをさらに混合をし易くすることができる。
さらに、本発明に係る光情報媒体によれば、記録層の上に保護層を形成したことにより、記録層等の傷付きを確実に防止することができる。
また、本発明に係る光情報媒体によれば、第２の記録膜および第１の副記録膜をこの順で基材の上に形成して記録層を構成すると共に、保護層側から記録層にレーザービームを照射することによってデータの記録および再生が可能に構成したことにより、保護層を基材よりも薄い層厚に形成可能なため、開口数が大きい対物レンズを備えたピックアップを使用するときであっても、十分なチルトマージンを確保することができる。また、光反射率が高い第２の記録膜がレーザービームの照射方向奥側に位置することとなるため、第１の記録膜および第２の記録膜をこの順で基材の上に形成して記録層を構成するのと比較して、より小さなパワーのレーザービームで記録部を形成することができる。
また、本発明に係る光情報媒体によれば、記録層および保護層の間に第１の誘電体層を形成すると共に、基材および記録層の間に第２の誘電体層を形成したことにより、レーザービームの照射時（記録部の形成時）における基材や保護層の熱変形を回避することができる結果、これらの熱変形に起因してノイズレベルが高まる事態を確実に回避することができる。また、記録層の腐食を回避することができるため、長期に亘ってデータを正常再生可能に保存することができる。
また、本発明に係る光情報媒体によれば、基材と第２の誘電体層との間に反射層を形成したことにより、第２の誘電体層と反射層とで相俟って多重干渉効果が一層大きくなって記録部と未記録部との光反射率の差を一層大きくすることができるため、一層確実にデータを再生することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光情報媒体の好適な実施の形態について説明する。
最初に、光情報媒体１の構成について、図面を参照して説明する。
光情報媒体１は、外径が１２０ｍｍ程度で、厚みが１．２ｍｍ程度の円板状に形成された片面単層の光情報媒体であって、開口数が０．７以上（一例として、０．８５程度）の対物レンズから射出される波長が３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下（一例として、４０５ｎｍ）の範囲内の青紫色レーザービームＬ（以下、単に「レーザービームＬ」ともいう）を用いてのデータの記録および再生が可能に構成されている。具体的には、図１に示すように、光情報媒体１は、基材２の上に、反射層３、第２誘電体層５ｂ、記録層４、第１誘電体層５ａおよび光透過層６がこの順で積層されて構成されている。また、光情報媒体１の中央部には、記録再生装置に装着（クランプ）するための装着用中心孔が形成されている。
基材２は、ポリカーボネート樹脂を射出成形することにより、例えば厚みが１．１ｍｍ程度の円板状に形成されている。この場合、２Ｐ法等の他の方法によって基材２を形成することもできる。また、基材２の一方の面（図１における上面）には、その中心部から外縁部にかけてグルーブおよびランドが螺旋状に形成されている。この場合、グルーブおよびランドは、記録層４に対してデータを記録再生する際のガイドトラックとして機能する。したがって、正確なトラッキングを可能とするためには、一例として、その深さが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内で、そのピッチが０．２μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内となるようにランド間のグルーブを形成するのが好ましい。また、この光情報媒体１では、記録再生時にレーザービームＬが光透過層６側から照射される構成が採用されている。したがって、基材２が光透過性を有している必要がないため、基材２を形成する材料の選択枝が既存の一般的な光記情報録媒体（例えばＣＤ−Ｒ）と比較して増えている。具体的には、基材２を形成する材料としては、上記のポリカーボネート樹脂に限定されず、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樹脂およびウレタン樹脂などの各種樹脂材料や、ガラスおよびセラミックスなどの材料を採用することができる。ただし、成形が容易で比較的安価である点において、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂等の樹脂材料を採用するのが好ましい。
反射層３は、データの再生時に光透過層６側から照射されたレーザービームＬを反射するための層であって、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料や、これらを含む合金（一例として、ＡｇＮｄＣｕ＝９８：１：１や、ＡｇＰｄＣｕ＝９８：１：１）で厚み１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内となるように形成されている。この場合、レーザービームＬを必要かつ十分に反射するためには、反射層３の厚みを２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内（一例として、１００ｎｍ）に規定するのが好ましい。また、反射層３を形成する材料については、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属や、ＡｇとＣｕとの合金などの金属材料が高い反射率を有しているため、これらの金属のうちの少なくとも１つを含む金属材料を用いるのが好ましい。
第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂ（以下、区別しないときには「誘電体層５」ともいう）は、本発明における第１の誘電体層および第２の誘電体層にそれぞれ相当し、記録層４を挟み込むようにして形成されている。この誘電体層５は、記録層４の腐食つまりデータの劣化を防止すると共に、データの記録時における基材２および光透過層６の熱変形を防止してジッタＪの悪化を回避する。また、第２誘電体層５ｂは、多重干渉効果によって記録部（記録層におけるピットの形成部分）と未記録部（ピットの未形成部分）との光学特性の変化量を大きくする機能も有している。この場合、この変化量を増大させるには、レーザービームＬの波長領域において高い屈折率を有する誘電体材料で第２誘電体層５ｂを形成するのが好ましい。また、レーザービームＬを照射した際に誘電体層５によって吸収されるエネルギー量が多過ぎると記録層４に対する記録感度が低下する。このため、レーザービームＬの波長領域において低い消衰係数を有する誘電体材料で誘電体層５を構成して記録感度の低下を回避するのが好ましい。
具体的には、誘電体層５を形成するための誘電体材料としては、基材２や光透過層６などの熱変形の防止や記録層４に対する保護特性の向上を図りつつ十分な多重干渉効果を得るという観点から、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ｌａ２Ｏ３、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＡｌＯＮ（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４およびＡｌＮを含む混合物）およびＬａＳｉＯＮ（Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＳｉ３Ｎ４を含む混合物）のいずれかや、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｅ、Ｔｉ、ＺｎおよびＴａ等の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、または、それらの混合物などの光透過性を有する誘電体材料を用いるのが好ましい。この場合、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの双方を同一の誘電体材料で形成することもできるし、互いに相違する誘電体材料で形成することもできる。また、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの一方または双方を複数の誘電体層からなる多層構造とすることもできる。
この光情報媒体１では、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂが、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物（好ましくは、モル比が８０：２０）を主成分とする誘電体材料で厚みが１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内（一例として、２５ｎｍ）となるように形成されている。この場合、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物は、３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲内の波長領域のレーザービームＬに対する屈折率が高く、かつ消衰係数が比較的小さいため、データの記録の前後における記録層４の光学特性の変化が明瞭化すると共に、記録感度の低下が回避される。また、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの各々の厚みは、上記の例に限定されるものではないが、１０ｎｍ未満のときには、上記の効果を得難くなる。逆に、２００ｎｍを超えるときには、層の形成に要する時間が長時間化して光情報媒体１の製造コストが高騰するおそれがあり、さらに、第１誘電体層５ａあるいは第２誘電体層５ｂの有する内部応力によって、光情報媒体１にクラックを生じるおそれがある。したがって、両誘電体層５ａ，５ｂの厚みについては、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内にそれぞれ規定するのが好ましい。
記録層４は、データの記録時においてレーザービームＬが照射されたときにその光学的特性が変化（相変化）して記録部Ｍ（ピット）が形成される層であって、第２副記録膜４ｂおよび第１副記録膜４ａの２つの薄膜を第２誘電体層５ｂの上にこの順で形成して構成されている。この場合、光透過層６側（レーザービームＬの入射面に近い側）から第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂの順となるように記録層４を構成することにより、比較的小さなパワーＰのレーザービームＬであってもその光学的特性を十分に変化させることが可能なため、記録部Ｍを確実に形成することが可能となる。第１副記録膜４ａは、本発明における第１の記録膜に相当し、Ｓｉを主成分とする材料（本発明における第１の材料に相当し、以下「第１記録膜材料」ともいう）によって薄膜状に形成されている。この場合、この光情報媒体１では、第１副記録膜４ａの材料全体に占めるＳｉの比率が９５ａｔ％以上（一例として９９ａｔ％）となるように規定されている。
また、第２副記録膜４ｂは、本発明における第２の記録膜に相当し、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した材料（本発明における第２の材料に相当し、以下「第２記録膜材料」ともいう）によって薄膜状に形成されている。この場合、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した材料で第２副記録膜４ｂを形成することで、データの記録時におけるレーザービームＬの照射によって第１記録膜材料と第２記録膜材料とが混合し易くなることが発明者らによる実験結果から明らかとなっている。また、記録部Ｍが良好な状態（つまり、ジッタＪが小さい状態）で確実に形成可能なレーザービームＬのパワーＰの範囲（以下、このパワーＰの範囲を示す指標を「パワーマージンＰｍ」ともいい、その算出方法については後述する）、つまり記録部Ｍを良好な状態で確実に形成するのに許容されるパワーＰの変動幅が広くなることも、発明者らによる実験結果から明らかとなっている。
この場合、十分なパワーマージンＰｍを確保するためには、第２記録膜材料に添加するＩｎの添加量を、０．６ａｔ％以上とするのが好ましく、２．９ａｔ％以上とするのがより好ましい。一方、Ｉｎの添加量が多くなるに従って両記録膜材料の混合し易さも増していくため、添加量が多すぎるときには、再生用の低いパワーＰのレーザービームＬの照射によっても両記録膜材料が混合して、記録部Ｍの保持性（再生耐久性）が低下するおそれがある。したがって、十分な再生耐久性を確保するためには、第２記録膜材料に添加するＩｎの添加量を、３５．０ａｔ％未満に抑えるのが好ましく、１２．７ａｔ％以下に抑えるのがより好ましい。つまり、十分なパワーマージンＰｍおよび十分な再生耐久性の両者を確保するためには、Ｉｎの添加量を、０．６ａｔ％以上３５．０ａｔ％未満の範囲内に規定するのが好ましく、２．９ａｔ％以上１２．７ａｔ％以下の範囲内に規定するのがより好ましい。
また、第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚み（記録層４の総厚）が厚くなるほど、レーザービームＬの入射面に近い第１副記録膜４ａの表面平滑性が低下して、再生信号中のノイズレベルが高くなると共に、記録感度が低下する。この場合、記録層４の総厚が５０ｎｍを超えるときには、記録感度が低下して光情報媒体としての使用が困難となるおそれがある。一方、記録層４の総厚が薄過ぎると、データの記録前後における光学特性の変化量が小さくなってＣ／Ｎ比が低下する結果、データの正常な再生が困難となる。したがって、記録層４の総厚は、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内に規定するのが好ましく、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内に規定するのがより好ましい。さらには、再生信号に含まれるノイズレベルの低減、およびノイズレベルに関する経年劣化量の低減の双方を実現するためには、記録層４の総厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内となるように両副記録膜４ａ，４ｂを形成するのが好ましい。
また、両副記録膜４ａ，４ｂの各々の厚みは、特に限定されるものではないが、記録感度を十分に向上させ、かつデータの記録前後において、その光学特性を十分に変化させるためには、各々の厚みが２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内となるように規定するのが好ましい。また、データの記録前後における光学特性をさらに十分に変化させるためには、第１副記録膜４ａの厚みと第２副記録膜４ｂの厚みとの比（第１副記録膜４ａの厚み／第２副記録膜４ｂの厚み）が０．２以上５．０以下の範囲内となるように各々の厚みを規定するのが好ましい。この場合、この光情報媒体１では、一例として、第１副記録膜４ａの厚みを５ｎｍとし、第２副記録膜４ｂの厚みを５ｎｍとすることにより、その総厚が１０ｎｍとなるように記録層４を形成されている。
光透過層６は、本発明における保護層に相当し、データの記録再生時にレーザービームＬを透過させると共に記録層４や第１誘電体層５ａなどを物理的に保護するための層であって、紫外線硬化性樹脂および電子線硬化性樹脂などの樹脂材料によってその厚みが１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内（好ましくは、５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内：一例として、１００μｍ）となるように形成されている。この場合、光透過層６の厚みが１μｍ未満のときには、記録層４や第１誘電体層５ａなどを保護するのが困難となり、光透過層６の厚みが２００μｍを超えるときには、各部の厚み（特に、径方向における各部の厚み）が均一な光透過層６を形成するのが困難となる。また、基材２とは相違する材料で、例えば基材２よりも厚い層厚の光透過層６を形成した場合には、熱膨張や熱収縮等に起因して光情報媒体１に反りが生じることがある。なお、光透過層６の形成方法としては、樹脂材料をスピンコート法などによって塗布した後に硬化させる方法や、光透過性樹脂で形成したシート材を接着剤等によって第１誘電体層５ａに貼付する方法などが存在する。しかし、レーザービームＬの減衰を回避するためには、接着剤の層を存在させることのないスピンコート法を採用するのが好ましい。
次に、光情報媒体１の製造方法について図面を参照して説明する。
この光情報媒体１の製造に際しては、まず、ポリカーボネート樹脂を用いて基材２を射出成形する。この場合、スタンパーを用いて射出成形の際に基材２の一方の面に螺旋状のグルーブおよびランドを形成する。次いで、例えばＡｇを主成分とする化学種を用いた気相成長法（真空蒸着法、スパッタリング法など：この場合、一例としてスパッタリング法）によって基材２の表面に厚み１００ｎｍ程度の反射層３を形成する。続いて、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を主成分とする化学種を用いた気相成長法によって反射層３を覆うようにして厚み２５ｎｍ程度の第２誘電体層５ｂを形成する。次いで、Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを添加した材料（化学種）を用いた気相成長法によって第２誘電体層５ｂを覆うようにして厚み５ｎｍ程度の第２副記録膜４ｂを形成する。
続いて、Ｓｉを主成分とする材料（化学種）を用いた気相成長法によって第２副記録膜４ｂを覆うようにして厚み５ｎｍ程度の第１副記録膜４ａを形成する。次いで、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を主成分とする化学種を用いた気相成長法によって第１副記録膜４ａを覆うようにして厚み２５ｎｍ程度の第１誘電体層５ａを形成する。なお、反射層３、第２誘電体層５ｂ、第２副記録膜４ｂ、第１副記録膜４ａおよび第１誘電体層５ａについては、複数のスパッタリングチャンバーを備えたスパッタ装置を用いて各チャンバー毎の成膜条件を適宜調節することにより、基材２上に連続して形成するのが好ましい。続いて、スピンコート法によって第１誘電体層５ａを覆うようにして例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂（または、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂）を塗布して硬化させることにより、第１誘電体層５ａの上に厚み１００μｍ程度の光透過層６を形成する。この場合、厚み（特に径方向における厚み）が均一な光透過層６を形成するために、スピンコート時の各種条件（回転数、およびその変化率や、回転停止までの時間等）を適宜調節する。また、光透過層６の厚みを１００μｍ程度とするためには、その粘度がある程度高い樹脂材料（この場合、紫外線硬化性樹脂）を使用するのが好ましい。これにより、光情報媒体１が完成する。
次に、光情報媒体１によるデータの記録原理について、図面を参照して説明する。
まず、記録用のパワーＰ（一例として、記録層４の表面において５．０ｍＷ程度のパワーＰ）に調整した波長が４０５ｎｍのレーザービームＬを開口数が０．８５の対物レンズから射出して光情報媒体１に照射する。この際に、記録層４では、レーザービームＬが照射された部分において第１副記録膜４ａを構成する第１記録膜材料と、第２副記録膜４ｂを構成する第２記録膜材料とが混合して、図１に示すように、記録部Ｍが形成される。なお、同図では、レーザービームＬが照射された領域において第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂがその厚み方向の全域において全体的に混合して記録部Ｍが形成された状態を図示しているが、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂがその境界部分において両副記録膜４ａ，４ｂの一部同士が部分的に混合したとしても、データを正常に再生可能な（十分に読み取り可能な）記録部Ｍが形成される。この場合、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが積層されている状態の部分（以下、「積層部」ともいう）と記録部Ｍとでは、その光学特性が大きく相違する。このため、再生用のパワーＰに調整したレーザービームＬを積層部に照射した際の反射率と、記録部Ｍに照射した際の反射率とに大きな差が生じる。したがって、この差を検出することで、記録部Ｍ（ピット）の有無が判別されて、記録再生装置によってデータが再生される（読み取られる）。
ここで、この光情報媒体１では、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した材料で第２副記録膜４ｂを形成したことで、Ｉｎを添加しない材料で第２副記録膜４ｂを形成した場合と比較してレーザービームＬを照射した際に、第１記録膜材料と第２記録膜材料とが混合し易くなっている。また、これによって記録部Ｍを良好な状態で確実に形成可能なレーザービームＬのパワーＰの範囲、つまり記録部Ｍを良好な状態で確実に形成するのに許容されるパワーＰの変動幅が広くなっている。このため、例えば、レーザービームＬのパワーＰが多少変動したとしても、記録部Ｍを確実に形成する（データを確実に記録する）ことが可能となっている。したがって、この光情報媒体１では、立ち上がり速度や到達出力値などの出力特性を安定化させるのが比較的難しい短波長のレーザービームＬを用いたとしても、安定的なデータの記録を実現することが可能となっている。また、この光情報媒体１では、第２副記録膜４ｂおよび第１副記録膜４ａがこの順で基材２の上に形成されている。したがって、光反射率が高いＣｕを主成分とした第２記録膜材料で形成した第２副記録膜４ｂがレーザービームＬの照射方向奥側に位置することとなる結果、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂをこの順で基材２の上に形成した構成と比較して、小さなパワーＰのレーザービームＬであっても記録層４に記録部Ｍを確実に形成することが可能となっている。
また、記録層４が第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂによって挟み込まれているため、レーザービームＬの照射に伴って第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが混合する程度に加熱されたときであっても、基材２や光透過層６の熱変形が回避される。これにより、ノイズレベルの上昇、Ｃ／Ｎ比の低下、およびジッタＪの悪化が回避される。さらに、Ｓｉを主成分とする第１記録膜材料で第１副記録膜４ａが形成され、Ｃｕを主成分とする第２記録膜材料で第２副記録膜４ｂが形成されているため、記録部Ｍの記録前後において、その光学特性が十分に変化する。この結果、記録部Ｍの有無が確実に検出されて、データが確実に再生される。
なお、発明者らは、第２副記録膜４ｂを形成するための第２記録膜材料にＩｎを添加することによる効果を検証すべく次のような２種類の実験（第１の実験および第２の実験）を行った。第１の実験では、上記した製造方法に従い、Ｉｎの添加量を異ならせた４種類の第１の実験用の光情報媒体１（以下、第１の実験用の各光情報媒体１を「光情報媒体１ａ〜１ｄ」ともいう）を製造した。この場合、各光情報媒体１ａ〜１ｄの第２副記録膜４ｂを形成するための第２記録膜材料におけるＩｎの添加量を０．６ａｔ％、２．９ａｔ％、９．２ａｔ％および１２．２ａｔ％にそれぞれ規定した。また、比較例として、Ｉｎを添加していない（添加量が０ａｔ％の）記録膜材料を用いて形成した第２副記録膜４ｂを備えた光情報媒体を製造した（以下、この光情報媒体を「比較用光情報媒体１ｅ」ともいう）。次いで、各光情報媒体１ａ〜１ｅに対して、波長が４０５ｎｍのレーザービームＬを開口数が０．８５の対物レンズから射出してテストデータを記録し、テストデータの記録によって記録層４に形成された記録部Ｍの形状等に基づいてジッタＪを計測した。この場合、レーザービームＬのパワーＰを変化させて各パワーＰにおけるジッタＪを計測し、図２に示すように、パワーＰとジッタＪとの相関関係を示すグラフを作成した。
続いて、作成したグラフに基づき、ジッタＪが最小となる（つまり、記録状態が最も良好な）レーザービームＬのパワーＰ（以下、このパワーＰを「ベストパワーＰｂ」ともいう：図２参照）を特定した。また、上記したグラフに基き、記録部Ｍが良好な状態で確実に形成可能なレーザービームＬのパワーＰの範囲、つまり記録部Ｍを良好な状態で確実に形成するのに許容されるパワーＰの変動幅を示す指標としてのパワーマージンＰｍを特定した。この場合、同図に示すように、ジッタＪの値が所定の値（一例として、１０％）となるパワーＰの最大値をパワーＰｍａｘとすると共に、最小値をパワーＰｍｉｎとして、次の式（１）でパワーマージンＰｍを算出した。
Ｐｍ（％）＝（（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）／Ｐｂ）×１００・・・式（１）
また、第２の実験では、上記した製造方法に従い、Ｉｎの添加量を異ならせた６種類の第２の実験用の光情報媒体１（以下、第２の実験用の各光情報媒体１それぞれを「光情報媒体１ｆ〜１ｋ」ともいう）を製造した。この場合、各光情報媒体１ｆ〜１ｋの第２副記録膜４ｂを形成するための第２記録膜材料におけるＩｎの添加量を０．６ａｔ％、２．６ａｔ％、１２．７ａｔ％、２５．２ａｔ％、３０．０ａｔ％および３５．０ａｔ％にそれぞれ規定した。また、比較例として、上記した比較用光情報媒体１ｅを用いた。次いで、各光情報媒体１ｅ〜１ｋに対して、波長が４０５ｎｍのレーザービームＬを開口数が０．８５の対物レンズから射出してテストデータを記録した。この場合、レーザービームＬのパワーＰを各光情報媒体１ｅ〜１ｋにおけるベストパワーＰｂとした。続いて、テストデータの記録によって記録層４に形成された記録部Ｍの形状等に基づいてジッタＪを計測した。次いで、再生用のレーザービームＬ（一例として、波長が４０５ｎｍでパワーＰが１ｍＷ程度のレーザービームＬ）を各光情報媒体１ｅ〜１ｋに対して照射してテストデータの再生を１００万回繰り返して行い、その後に再びジッタＪを計測した。続いて、再生前のジッタＪに対する再生後のジッタＪの比率（倍率）Ｒｊを算出し、その比率Ｒｊに基づいて再生耐久性の評価を行った。
上記の第１の実験結果から、図３，４に示すように、第２記録膜材料にＩｎを添加することで、ベストパワーＰｂが低下する、つまり副記録膜４ａを構成する第１記録膜材料と副記録膜４ｂを構成する第２記録膜材料とが混合し易くなることが明らかである。また、Ｉｎの添加量が増加するに従って、ベストパワーＰｂが徐々に低下する（両記録膜材料の混合のし易さが増す）ことが明らかである。さらに、両図に示すように、第２記録膜材料にＩｎを添加することにより、パワーマージンＰｍが増加する、つまり記録部Ｍを良好な状態で確実に形成可能なパワーＰの範囲が広くなることが明らかである。また、Ｉｎの添加量の増加に比例して、パワーマージンＰｍが増加する（上記したパワーＰの範囲が広くなる）ことが明らかである。この場合、Ｉｎの添加量が０．６ａｔ％のときには、パワーマージンＰｍが１７％を超えて十分に大きくなることが明らかである。また、Ｉｎの添加量が２．９ａｔ％のときには、パワーマージンＰｍが２２％を超えてさらに十分に大きくなることが明らかである。
また、上記の第２の実験結果から、図５，６に示すように、Ｉｎの添加量が多くなるに従って両記録膜材料の混合のし易さが増して、上記した比率Ｒｊが大きくなる、つまり再生耐久性が低下することが明らかである。この場合、Ｉｎの添加量が３５．０ａｔ％のときには、比率Ｒｊが２倍を超えるため、再生を繰り返したときには、再生に支障を来すおそれがある。したがって、十分な再生耐久性を確保するためには、第２記録膜材料に添加するＩｎの添加量を３５．０ａｔ％未満に抑えるのが好ましいことが明らかである。さらに、比率Ｒｊを１．６倍以下に抑えて一層十分な再生耐久性を確保するためには、第２記録膜材料に添加するＩｎの添加量を１２．７ａｔ％以下に抑えるのが好ましいことが明らかである。
このように、この光情報媒体１によれば、Ｓｉを主成分とする第１記録膜材料を用いて第１副記録膜４ａを形成すると共に、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した第２記録膜材料を用いて第２副記録膜４ｂを第１副記録膜４ａの近傍に形成したことにより、Ｉｎの添加によってレーザービームＬの照射による両記録膜材料の混合をし易くすることができると共に、記録部Ｍを良好な状態で確実に形成可能なレーザービームＬのパワーＰの範囲（許容されるパワーＰの変動幅）を広くすることができる。このため、レーザービームＬのパワーＰが多少変動したとしても、記録部Ｍを良好な状態で確実に形成する、つまりデータを良好な状態で確実に記録することができる。したがって、この光情報媒体１によれば、立ち上がり速度や到達出力値などの出力特性を安定化させるのが比較的難しい短波長のレーザービームＬを用いたとしても、安定的なデータの記録を実現することができる。
また、この光情報媒体１によれば、０．６ａｔ％以上３５．０ａｔ％未満の範囲内でＩｎを添加した第２記録膜材料を用いて第２副記録膜４ｂを形成したことにより、記録部Ｍを良好な状態で確実に形成可能なレーザービームＬのパワーＰの範囲を十分に広く確保しつつ、十分な再生耐久性を確保することができる。
また、この光情報媒体１によれば、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂが互いに接するように記録層４を構成したことにより、記録用のパワーＰに調整したレーザービームＬを照射した際に第１記録膜材料と第２記録膜材料とをさらに混合をし易くすることができる。
さらに、この光情報媒体１によれば、記録層４の上に光透過層６を形成したことにより、第１誘電体層５ａや記録層４等の傷付きを確実に防止することができる。
また、この光情報媒体１によれば、第２副記録膜４ｂおよび第１副記録膜４ａをこの順で基材２の上に形成して記録層４を構成すると共に、光透過層６側から記録層４にレーザービームＬを照射することによってデータの記録および再生が可能に構成したことにより、光透過層６を基材２よりも薄い層厚に形成可能なため、開口数（ＮＡ）が大きい対物レンズを備えたピックアップを使用するときであっても、十分なチルトマージンを確保することができる。また、光反射率が高い第２副記録膜４ｂがレーザービームＬの照射方向奥側に位置することとなるため、第１副記録膜４ａおよび第２副記録膜４ｂをこの順で基材２の上に形成して記録層４を構成するのと比較して、より小さなパワーＰのレーザービームＬで記録部Ｍを形成することができる。
また、この光情報媒体１によれば、記録層４および光透過層６の間に第１誘電体層５ａを形成すると共に、基材２および記録層４の間に第２誘電体層５ｂを形成したことにより、レーザービームＬの照射時（記録部Ｍの形成時）における基材２や光透過層６の熱変形を回避することができる結果、これらの熱変形に起因してノイズレベルが高まる事態を確実に回避することができる。また、記録層４の腐食を回避することができるため、長期に亘ってデータを正常再生可能に保存することができる。
また、この光情報媒体１によれば、基材２と第２誘電体層５ｂとの間に反射層３を形成したことにより、第２誘電体層５ｂと反射層３とで相俟って多重干渉効果が一層大きくなって記録部Ｍと未記録部との光反射率の差を一層大きくすることができるため、一層確実にデータを再生することができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、反射層３、第２誘電体層５ｂ、記録層４、第１誘電体層５ａおよび光透過層６を基材２の上にこの順で積層した光情報媒体１に適用した例について上記したが、第１誘電体層５ａ、記録層４、第２誘電体層５ｂ、反射層３および光透過層（保護層）６を基材２の上にこの順で積層して、基材２側からのレーザービームＬの照射によってデータの記録再生が可能な光情報媒体に適用することができる。また、基材２の一面側に１つの記録層４を形成した片面単層の光情報媒体１に適用した例について上記したが、基材２の一面側に複数（例えば２つ）の記録層４を形成した片面多層（例えば片面２層）の光情報媒体に適用することもできる。さらに、両面に１または複数の記録層４を形成した光情報媒体に適用することもできる。この場合、これらの各光情報媒体においても、上記した光情報媒体１と同様の効果を実現することができる。
また、第１副記録膜４ａと第２副記録膜４ｂとが光情報媒体１の厚み方向で隣接している構成例について上記したが、第１副記録膜４ａと第２副記録膜４ｂとの間に極く薄い層厚の１または複数の誘電体層等を介在させることもできるし、第１副記録膜４ａを構成する材料と第２副記録膜４ｂを構成する材料との混合材料からなる層を両副記録膜４ａ，４ｂの間に介在させることができる。さらに、第１副記録膜４ａを光透過層６側に形成すると共に第２副記録膜４ｂを基材２側に形成した光情報媒体１に適用した例について上記したが、これに限定されず、光透過層６側に第２副記録膜４ｂを形成すると共に基材２側に第１副記録膜４ａを形成した光情報媒体に適用することもできる。
また、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂを備えた構成例について上記したが、第１誘電体層５ａおよび第２誘電体層５ｂの双方または一方が存在しない構成を採用することもできる。さらに、反射層３を備えていない構成を採用することもできる。また、データの記録および再生に際して、その波長（λ）が３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下（一例として、４０５ｎｍ）の範囲内の青紫色レーザービームＬを使用する例について説明したが、波長（λ）が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の各種レーザービームを用いてデータを記録再生する際にも、上記した効果と同様の効果を実現することができる。さらに、上記した各層の厚みについては、あくまでも例示であってこれに限定されず、適宜変更可能なことは勿論である。
光情報媒体１の構成を示す断面図である。 ベストパワーＰｂとジッタＪ（パワーマージンＰｍ）との関係を説明するための説明図である。 第２記録膜材料におけるＩｎの添加量とパワーマージンＰｍおよびベストパワーＰｂとの関係を示す第１の関係図である。 第２記録膜材料におけるＩｎの添加量とパワーマージンＰｍおよびベストパワーＰｂとの関係を示す第２の関係図である。 第２記録膜材料におけるＩｎの添加量と再生前後におけるジッタＪの比率Ｒｊとの関係を示す第１の関係図である。 第２記録膜材料におけるＩｎの添加量と再生前後におけるジッタＪの比率Ｒｊとの関係を示す第２の関係図である。
符号の説明
１ 光情報媒体
２ 基材
３ 反射層
４ 記録層
４ａ 第１副記録膜
４ｂ 第２副記録膜
５ａ 第１誘電体層
５ｂ 第２誘電体層
６ 光透過層
Ｌ レーザービーム

Claims (7)

  1. Ｓｉを主成分とする第１の材料で形成された第１の記録膜と、Ｃｕを主成分としてＩｎを添加した第２の材料で前記第１の記録膜の近傍に形成された第２の記録膜とを有して構成された記録層が基材の上に形成されて、当該記録層にレーザービームを照射することによってデータの記録および再生が可能に構成されている光情報媒体。
  2. 前記第２の材料は、０．６ａｔ％以上３５．０ａｔ％未満の範囲内でＩｎが添加されている請求項１記載の光情報媒体。
  3. 前記記録層は、前記第１の記録膜および前記第２の記録膜が互いに接するように構成されている請求項１または２記載の光情報媒体。
  4. 前記記録層の上に形成された保護層を備えて構成されている請求項１から３のいずれかに記載の光情報媒体。
  5. 前記保護層は、前記レーザービームが透過可能に形成され、前記記録層は、前記第２の記録膜および前記第１の記録膜をこの順で前記基材の上に形成して構成され、
    前記保護層側から前記記録層に前記レーザービームを照射することによって前記データの記録および再生が可能に構成されている請求項４記載の光情報媒体。
  6. 前記記録層および前記保護層の間に形成された第１の誘電体層と、前記基材および前記記録層の間に形成された第２の誘電体層とを備えて構成されている請求項５記載の光情報媒体。
  7. 前記基材および前記第２の誘電体層の間に形成された反射層を備えて構成されている請求項６記載の光情報媒体。
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