JP2011238324A - 光記録媒体、光記録方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録時のパワーマージン特性や再生時のジッタの良好な光記録媒体を提供する。
【解決手段】光記録媒体１０において、基板１４とカバー層２０の間に、Ｔｉを主成分として含み且つＡｌが添加されるＴｉ記録層１９と、Ｔｉ記録層１９のカバー層２０側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第１のＳｉ記録層１８Ａを積層した。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録媒体及び該光記録媒体に情報を記録する光記録方法に関するものであり、特に情報を記録する際の信号品質を向上させる技術に関するものである。
従来、ディジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ：ＢＤなどの光記録媒体が広く利用されている。この中でも、次世代型ＤＶＤ規格の一つとされるＢＤは、記録再生に用いるレーザー光の波長を４０５ｎｍと短くし、対物レンズの開口数を０．８５に設定される。ＢＤ規格に対応した光記録媒体側は、１つの情報記録層に対して２５ＧＢ以上の記録再生を可能にしている。
これらの記録媒体には、その記録方式として追記型光記録媒体と書換型光記録媒体がある。追記型光記録媒体は、その記録層に情報を１度だけ書き込むことができる機能を有するタイプの光記録媒体であり、たとえば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋／−Ｒ、ＰｈｏｔｏＣＤ、ＢＤ−Ｒなどの規格がある。書換型光記録媒体は、その記録層に情報を繰り返し書き込むことができる機能を有する光記録媒体であり、たとえば、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ−ＲＥなどの規格がある。
追記型光記録媒体には、記録特性の向上だけでなく、初期の記録情報を劣化させずに長期間保持する耐久特性が必要となる。さらに、追記型光記録媒体には、近年の地球環境問題に対する関心の高まりにともなって、環境に与える負荷がより小さな構成材料を用いて構成することも要求されてきている。
そこで例えば特許文献１には、追記型光記録媒体の記録層を、ＴｉとＡｌの合金を主成分とした材料で構成する技術が提案されている。
特開２００４−２８４２４２号公報
しかしながら、特許文献１に記載される従来の光記録媒体を、ＢＤ規格等に適用させようとすると、記録層に情報を記録する際のジッタやパワーマージンが不足する可能性があった。この結果、光ピックアップ側においても、レーザーの記録パワーを高精度で制御しなければならないという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、再生時のジッタや、記録パワーのパワーマージン特性を向上させた光記録媒体を提供することを目的とする。
本発明者らの鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。
即ち、上記目的を達成する本発明は、基板と、カバー層と、前記基板と前記カバー層の間に配置されてＴｉを主成分として含み且つＡｌが添加されるＴｉ記録層と、前記Ｔｉ記録層の前記カバー層側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第１のＳｉ記録層と、を備えることを特徴とする光記録媒体である。
上記目的を達成する光記録媒体は、上記発明において、前記第１のＳｉ記録層の膜厚Ｔ１が４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍに設定されることを特徴とする。
上記目的を達成する光記録媒体は、上記発明において、前記Ｔｉ記録層の前記基板側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第２のＳｉ記録層を更に備えることを特徴とする。
上記目的を達成する光記録媒体は、上記発明において、前記第２のＳｉ記録層の膜厚Ｔ２が１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍに設定されることを特徴とする。
上記目的を達成する光記録媒体は、上記発明において、前記第１のＳｉ記録層の膜厚Ｔ１と比較して、前記第２のＳｉ記録層の膜厚Ｔ２が小さく設定されることを特徴とする。
上記目的を達成する光記録媒体は、上記発明において、前記第１のＳｉ記録層の前記カバー層側に隣接して配置される第１の誘電体層と、前記第２のＳｉ記録層の前記基板側に隣接して配置される第２の誘電体層と、を更に備えることを特徴とする。
上記目的を達成する本発明は、基板とカバー層の間に情報記録層を有する光記録媒体にレーザービームを照射して情報を記録する光記録方法であって、前記情報記録層として、Ｔｉを主成分として含み且つＡｌが添加されるＴｉ記録層と、前記Ｔｉ記録層の前記カバー層側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第１のＳｉ記録層を備えるようにし、前記Ｔｉ記録層及び前記第１のＳｉ記録層を、前記レーザービームの熱によって化学的又は物理的に同時に変性させることで情報を記録することを特徴とする光記録方法である。
上記目的を達成する光記録方法は、上記発明において、前記情報記録層は、前記Ｔｉ記録層の前記基板側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第２のＳｉ記録層を更に備えるようにし、前記Ｔｉ記録層、前記第１のＳｉ記録層及び前記第２のＳｉ記録層を、前記レーザービームの熱によって化学的又は物理的に同時に変性させることで情報を記録することを特徴とする。
本発明によれば、ボトムジッタ等の再生時の信号品質を高く維持しながらも、パワーマージン特性に優れた光記録媒体を提供することが可能になる。
本発明の第１実施形態に係る光記録媒体と、該光記録媒体の記録再生に用いられる光ピックアップの全体構成を示すブロック図である。 同光記録媒体の積層構造を示す断面図である。 第１検証例に係る光記録媒体の未記録状態時の反射率を示す図である。 第１検証例に係る光記録媒体の最適記録パワーＰｏ時の変調度を示す図である。 第１検証例に係る光記録媒体のＬＥＱジッタ最小値（ボトムジッタ）を示す図である。 第１検証例に係る光記録媒体のパワーマージンを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光記録媒体の積層構造を示す断面図である。 第２検証例に係る光記録媒体のＬＥＱジッタ最小値（ボトムジッタ）を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１には、第１実施形態に係る光記録媒体１０と、この記録再生に用いられる光ピックアップ２０１の構成が示されている。光源１から出射された波長３８０〜４５０ｎｍ（ここでは４０５ｎｍ）となる発散性のビーム７０は、焦点距離ｆ１が１５ｍｍとなると共に球面収差補正手段９３を備えたコリメートレンズ５３を透過し、偏光ビームスプリッタ５２に入射する。偏光ビームスプリッタ５２に入射したビーム７０は、偏光ビームスプリッタ５２を透過し、４分の１波長板５４を透過して円偏光に変換された後、焦点距離ｆ２が２ｍｍとなる対物レンズ５６で収束ビームに変換される。このビームは、光記録媒体１０のカバー層２０を透過し、支持基板１２とカバー層２０の間に形成された記録再生層１４上に集光される。
対物レンズ５６の開口はアパーチャ５５で制限され、開口数ＮＡを０．７０〜０．９０（ここでは０．８５）としている。記録再生層１４で反射されたビーム７０は、対物レンズ５６、４分の１波長板５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５２で反射される。偏光ビームスプリッタ５２で反射されたビーム７０は、焦点距離ｆ３が１０ｍｍとなる集光レンズ５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ５７を経て、光検出器３２に入射する。ビーム７０には、シリンドリカルレンズ５７を透過する際、非点収差が付与される。
光検出器３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、プッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号、光記録媒体１０に記録された情報の再生信号等が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、アクチュエータ９１および９２にフィードバック供給されて、フォーカスおよびトラッキング制御がなされる。
図２は、第１実施形態に係る光記録媒体１０の断面構造が拡大して示されている。なお、光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍの円盤形状となっている。この光記録媒体１０は、光入射面１０ａ側から、カバー層２０、記録再生層１４、支持基板１２を備えて構成される。なお、記録再生層１４には情報を記録することができる。記録再生層１４の種類として、情報の追記が出来るが書き換えが出来ない追記型記録再生層と、情報の書換が可能な書換型記録再生層があるが、ここでは追記型記録再生層を例示している。
支持基板１２は、光記録媒体に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するための、厚さ１．１ｍｍで直径１２０ｍｍとなる円盤形状の基板であり、光入射側の面には、その中心部近傍から外縁部に向けて、ビーム７０をガイドするためのグルーブおよびランドが螺旋状に形成される。支持基板１２の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂を利用できる。これらのうち成型の容易性の観点から樹脂が好ましい。樹脂としてはポリカーボネイト樹脂、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、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、加工性などの点からポリカーボネイト樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。なお、支持基板１２は、ビーム７０の光路とならないことから、高い光透過性を有している必要はない。なお、本実施形態では、グルーブ及びランドのピッチは０．３２μｍとしている。支持基板１２の厚さは特に限定されるものではないが、０．０５〜２．４ｍｍの範囲内が好ましい。０．０５ｍｍ未満となると強度面から基板の成形が困難となる。一方、２．４ｍｍを越えると、光記録媒体１０の質量が大きくなり取り扱いにくくなる。支持基板１２の形状もとくに限定されるものではないが、通常は、ディスク状、カード状あるいはシート状である。
支持基板１２の上に形成される記録再生層１４は、支持基板１２側から順番に、反射膜１５、バリア層１６、第２誘電体膜１７Ｂ、第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９、第１のＳｉ記録層１８Ａ、第１誘電体膜１７Ａをこの順に積層して構成される。
反射膜１５は、Ａｇ主成分とした合金が用いられ、ここではＡｇ−Ｎｄ−Ｃｕ合金が用いられる。この反射膜１５の膜厚は、例えば５〜３００ｎｍに設定されることが好ましく、２０〜２００ｎｍに設定されることが特に好ましい。反射膜１５の厚さが５ｎｍ未満であると反射機能を十分に得ることができない。一方、反射膜１５の厚さが３００ｎｍを越えると、成膜時間が長くなり生産性が極端に低下してしまう。従って、上記のように膜厚を設定すれば、反射機能と量産性を両立させることができる。本実施形態では、反射膜１５の膜厚を８０ｎｍに設定している。なお、ここでは反射膜１５に関してＡｇを主成分とする場合を示すが、例えば、Ａｌを主成分とした合金を用いても良い。
バリア層１６は、反射層１５に含まれるＡｇ等の金属の硫化を抑制するための保護膜であり、ＺｎＯを主成分とした合金が用いられ、ここではＺｎＯ−ＳｎＯ−ＩｎＯ合金が用いられる。本実施形態では、バリア層１６の膜厚を５ｎｍに設定している。なお、反射層１５に含まれる成分によっては、このバリア層１６を省略することも可能である。
第２誘電体膜１７Ｂ及び第１誘電体膜１７Ａは、第２のＳｉ記録膜１８Ｂ、第１のＳｉ記録膜１８Ａを保護するという基本機能に加えて、記録マークの形成前後における光学特性の差（変調度）を拡大させる役割も果たす。なお、記録マーク形成前後の光学特性の差を増大させるには、第２誘電体膜１７Ｂ及び第１誘電体膜１７Ａの材料として、使用されるビーム７０の波長領域、すなわち３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ（特に４０５ｎｍ）の波長領域において高い屈折率（ｎ）を有する材料を選択することが好ましい。また、ビーム７０を照射した場合に、第２誘電体膜１７Ｂおよび第１誘電体膜１７Ａに吸収されるエネルギーが大きいと記録感度が低下しやすい。従って、これを防止するためには、これらの第２誘電体膜１７Ｂおよび第１誘電体膜１７Ａの材料として、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ（特に４０５ｎｍ）の波長領域において低い吸収係数（ｋ）を有する材料を選択することが好ましい。本実施形態では、第２誘電体膜１７Ｂおよび第１誘電体膜１７Ａの材料として硫化物および酸化物の混合物を用いており、本実施形態では、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比８０：２０）を用いている。
なお、第２誘電体膜１７Ｂ及び第１誘電体膜１７Ａは、透明な誘電体材料であれば他の材料を採用することもできる。例えば酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせを主成分とする誘電体材料であればよく、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＮおよびＳｉＣよりなる群から選ばれる少なくとも１種の誘電体材料を主成分として含んでいることが好ましい。
また、ビーム７０の波長が３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの青色波長領域であることを考慮すれば、第２誘電体膜１７Ｂおよび第１誘電体膜１７Ａの膜厚は３〜２００ｎｍであることが好ましい。膜厚が３ｎｍ未満になると、第２のＳｉ記録膜１８Ｂを保護する機能、及び記録マークの形成前後における光学特性の差を拡大する機能が得られにくい。一方、２００ｎｍを越えると、成膜時間が長くなり生産性が低下する。ここでは、第２誘電体膜１７Ｂを１３．７５ｎｍ、第１誘電体膜１７Ａを１８ｎｍに設定している。
第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９及び第１のＳｉ記録層１８Ａは、これらの３層が相互に作用して不可逆的に記録マークが形成される膜である。第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９、第１のＳｉ記録層１８Ａが相互に隣接して積層されており、所定以上のパワーを持つビーム７０が照射されると、その熱によって、３層が同時に化学的又は物理的に変性して、その領域の反射率が変化する。反射率の変化の要因は明確でないが、第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９及び第１のＳｉ記録層１８の３層の元素が、互いの接触面において部分的または全体的に互いに混合されたりすることで、反射率が変化すると推察される。この結果、記録マークが形成された部分とそれ以外の部分（ブランク領域）とでは、ビーム７０に対する反射率が大きく異なる。この結果、データの記録・再生を行うことができる。
第２のＳｉ記録層１８Ｂ及び第１のＳｉ記録層１８Ａに用いる材料は、主成分をシリコン（Ｓｉ）としている。本実施形態では、第１、第２のＳｉ記録層１８Ａ、１８Ｂの材料をＳｉのみで構成する場合を示す。なお、添加元素として、例えば、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ａｌなどを含有させても良い。
第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１は０ｎｍ＜Ｔ１≦１０ｎｍの範囲に設定される。好ましくは０ｎｍ＜Ｔ１≦８．５ｎｍに設定され、より望ましくは４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍに設定される。本実施形態では、第１のＳｉ記録膜１８Ａの膜厚Ｔ１を６ｎｍとしている。
第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２は０ｎｍ≦Ｔ２≦８ｎｍの範囲に設定される。好ましくは０ｎｍ≦Ｔ２≦４ｎｍに設定され、より望ましくは１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍに設定される。本実施形態では、第２のＳｉ記録膜１８Ｂの膜厚Ｔ２を２ｎｍとしている。
これらの数値範囲から分かるように、本実施形態ではＴ１＞Ｔ２となるように膜厚を設定することが好ましい。なお、これらの数値範囲の具体的な根拠については第１検証例で後述する。
Ｔｉ記録層１９に用いる材料はＴｉを主成分としている。具体的には、主成分となるＴｉに対して、Ａｌを添加したＴｉ−Ａｌの構成となる材料を採用している。具体的には、Ｔｉに対して、Ａｌが２５ａｔｍ％〜５０ａｔｍ％の範囲で添加することが好ましい。ここではＴｉ：Ａｌ＝６８：３２（ａｔｍ％）に設定する。なお、添加材料としては、Ａｌに加えて、更にＺｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｒ、Ｆｅなどの１または２以上の元素が添加されていても良い。
Ｔｉ記録層１９の膜厚Ｔ３は特に限定されないが、５．５ｎｍ≦Ｔ３≦９．２５ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。更に好ましくは、５．５ｎｍ≦Ｔ３≦９ｎｍに設定され、ここでは７．５ｎｍに設定する。
なお、本実施形態でいう「主成分」とは、その材料の含有比が他の材料と比較して最も大きいか、原子比又はモル比で５０％以上含有していることを意味している。
カバー層２０は、記録層１４を保護するための層であり、光透過姓のアクリル系の紫外線硬化型樹脂により構成される。カバー層２０の層厚は、とくに限定されるものではないが、１〜２００μｍであることが好ましく、ここでは１００μｍの膜厚としている。カバー層２０の層厚が１μｍ未満であると、記録再生層１４を保護することが困難になる。一方、カバー層２０の層厚が２００μｍを越えると、カバー層２０の層厚を制御することが困難になるとともに、光記録媒体１０全体の機械精度を確保することも困難になる。
この光記録媒体１０に対して情報を記録する場合、図２に示すように、光記録媒体１０に対して強度変調されたビーム７０をカバー層２０の光入射面１０ａ側から入射させて、記録再生層１４に照射する。ビーム７０が記録再生層１４に照射されると、記録再生層１４が加熱されて、第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９及び第１のＳｉ記録層１８Ａを構成する各元素（Ｓi、Ｔｉ、Ｓｉ）が互いに混合される。この混合部分は記録マークとなり、その反射率は、それ以外の部分（ブランク領域）の反射率と異なった値となる。
次に、第１実施形態に係る光記録媒体１０の製造方法について説明する。
まず、スタンパを用いた射出成型法により、グルーブおよびランドが形成された支持基板１２を作製する。なお、支持基板１２の作製は射出成型法に限られず、２Ｐ法や他の方法によって作製しても構わない。
次に、支持基板１２におけるグルーブ及びランドが設けられた側の表面に反射膜１５を形成する。この形成は、主成分となる銀（Ａｇ）を含む化学種を利用した気相成長法、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法を用いる。特にスパッタリング法を用いることが好ましい。その後、反射膜１５の上にバリア層１６を形成する。このバリア層１６の形成も気相成長法を用いることが好ましい。更に、バリア層１６の上に第２誘電体膜１７Ｂを形成する際は、硫化物、酸化物、窒化物、炭化物、弗化物またはこれらの混合物を含む化学種を利用した気相成長法を用いることができ、中でも、スパッタリング法を用いることが好ましい。
次いで、第２誘電体膜１７Ｂの上に第２のＳｉ記録層１８Ｂ、Ｔｉ記録層１９、第１のＳｉ記録層１８Ａを形成する。これらについても気相成長法を用いることができ、中でも、スパッタリング法を用いることが好ましい。
その後、第１のＳｉ記録層１８Ａの上に、第１誘電体膜１７Ａを形成する。第１誘電体膜１７Ａについても、第２誘電体膜１７Ｂと同様、好ましい主成分である硫化物、酸化物、窒化物、炭化物、弗化物またはこれらの混合物を含む化学種を利用した気相成長法を用いて形成する。中でも、スパッタリング法を用いることが好ましい。
最後に、第１誘電体膜１７Ａの上にカバー層２０を形成する。カバー層は、例えば、粘度調整されたアクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法等により皮膜し、これに対して紫外線を照射して硬化することにより形成する。なお、紫外線硬化性樹脂の代わりに、光透過性樹脂からなる光透過性シートを接着剤や粘着剤等を用いて第１誘電体膜１７Ａの上に貼り付けることで形成することもできる。
なお、本実施形態では上記製造方法を説明したが、本発明は上記製造方法に特に限定されるものではなく、他の製造技術を採用することもできる。
本実施形態の光記録媒体１０は、記録再生層１４として、Ｔｉ記録層１９と、このＴｉ記録層１９におけるカバー層２０側に隣接配置される第１のＳｉ記録層１８Ａと、Ｔｉ記録層１９の支持基板１２側に隣接配置される第２のＳｉ記録層１８Ｂを備えるようになっている。この３層構造を採用することで、再生時のジッタや、情報を記録する際のパワーマージン特性が向上する。
更に、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が０ｎｍ≦Ｔ１≦８．５ｎｍ、第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が０ｎｍ≦Ｔ２≦４ｎｍに設定されることで、最適記録パワーを出来る限り小さく抑制しながらも、再生時のジッタを小さくすることが可能となる。特に、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍ、第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍに設定すると、ボトムジッタを一層良好にすることができる。
＜第１検証例＞
第１実施形態の光記録媒体１０について、第１のＳｉ記録膜１８Ａの膜厚を０ｎｍ〜１０ｎｍの間で１ｎｍ刻みで変化させると同時に、第２のＳｉ記録膜１８Ｂの膜厚を０ｎｍ〜１０ｎｍの間で１ｎｍ刻みで変化させることで、これらの組み合わせとなる１００種類の媒体を製造し、これらの媒体について記録再生特性を検証した。
具体的には、この光記録媒体１０に対して、記録パワーを変化させながら情報を記録し、その再生時の信号特性を、反射率、変調度、ボトムジッタ、パワーマージンの観点から評価した。ジッタ評価には、ＬＥＱ（Limit Equalizer）を用いた。パワーマージンを評価では、ＬＥＱジッタが最小（ボトムジッタ）となる記録パワーを最適記録パワーＰｏ（Ｐoptimum）と定義すると共に、実際の記録パワーをＰｗと定義し、Ｐｗ／Ｐｏをパワーマージンとした。特に本検証では、記録パワーＰｗを強弱双方向に変化させ、ＬＥＱジッタが１０％を超えた時を、それぞれ最低記録パワーＰunderと最高記録パワーＰoverとし、（Ｐunder−Ｐover）／Ｐｏ をパワーマージン値として採用した。
なお、記録条件としては、パルステック社製の光ディスク評価装置ＯＤＵ−１０００（ＮＡ＝０．８５、λ＝４０５ｎｍ）を用いて評価を行い、変調信号として（１，７）ＲＬＬを採用し、記録時の線速度は９．８４ｍ／ｓ、再生時の線速度は４．９２ｍ／ｓで行った。
以上の検証結果として、未記録状態時の反射率を図３に、最適記録パワーＰｏ時の変調度を図４に、ＬＥＱジッタ最小値（ボトムジッタ）を図５に、パワーマージンを図６に示す。分析方法として、横軸を第１のＳｉ記録膜１８Ａの膜厚Ｔ１、縦軸を第２のＳｉ記録膜１８Ｂの膜厚Ｔ２として、そのマトリクス上において等高線状に検証結果をマッピングすることで行った。
図３の未記録状態の反射率から分かるように、好ましい反射率となる１０％以上の領域、即ちＡ〜Ｋまでの領域は、マップにおける右側及び右上側に広がっていることが分かる。具体的には、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が３〜４ｎｍ以上の領域であれば十分な反射率が得られる。また、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が厚いと、より良好な反射率が得られることも分かる。特に、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ以上、且つ第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が１ｎｍ以上であれば、安定して反射率が１０％以上となり望ましいことが分かる。
図４から分かるように、好ましい変調度となる５５％以上の領域、即ちＡ〜Ｄまでの領域は、マップにおける右下側に広がっていることが分かる。具体的には、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が４ｎｍ以下、望ましくは３ｎｍ以下の領域であって、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ以上且つ８ｎｍ以下の領域であれば十分な変調度が得られることが分かる。即ち、変調度の観点から、４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍの条件、Ｔ２≦３ｎｍの条件が好ましい事を導き出すことが出来る。
図５から分かるように、好ましいボトムジッタとなる７％以下の領域、即ちＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊの領域は、マップにおける右下側に広がっていることが分かる。特に、本検証によれば、より望ましいボトムジッタとなる６％以下の領域、即ちＩ、Ｊの領域がマップにおける右下に浮島のように部分的に広がっていることも分かる。具体的には、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が１ｎｍ以上且つ３ｎｍ以下の領域であって、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ以上且つ８ｎｍ以下の領域であれば十分なボトムジッタが得られることが分かる。即ち、ボトムジッタの観点から、４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍの条件、１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍの条件が好ましい事を導き出すことが出来る。
図６から分かるように、好ましいパワーマージンとなる２５％以上の領域、即ちＡ〜Ｄの領域は、マップにおける中央に上下方向に広がっていることが分かる。特に、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が大きくなると、パワーマージン特性が悪化しやすい。従って、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が小さい方がパワーマージンが良好になるが、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が２ｎｍ前後の範囲では、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が小さいとパワーマージンが局所的に悪化しやすいことが分かる。そこで、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ以上にすることで、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が２ｎｍ前後となる場合であっても、その欠点を補うことができ、２５％以上のパワーマージンを安定して得ることが出来ることが分かる。即ち、第２の記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が２ｎｍ前後にする際の欠点を、第１のＳｉ記録層１８Ａを組み合わせることで補うことができることも分かる。
なお、図５、図６において、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が２ｎｍ未満であって、第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が２ｎｍ未満の領域の組合せは、記録マークの形成自体が不安定となることから評価対象から除外している。
以上の図３〜図６の最も好ましい条件を満たす領域Ｐを、各図面上に重ねて示した。領域Ｐは、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍ、第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍとなる範囲に設定されることが分かる。また、これらの検証結果を総じて、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１と比較して、第２のＳｉ記録層１８Ｂの膜厚Ｔ２が小さく設定されることが好ましい事も分かる。
次に、図７の断面構造を参照して、本発明の第２実施形態に係る光記録媒体１１０について説明する。なお、この光記録媒体１１１は、第１実施形態の光記録媒体１０と比較して、第２のＳｉ記録層が存在しないことが特徴となっており、他の構成は第１実施形態とは殆ど共通している。従って、第２実施形態の光記録媒体１１０の部材において、第１実施形態の光記録媒体１０と同一又は類似するものについては、その符号の下二桁を同一にすることで、個々の部材の詳細説明を省略する。
この光記録媒体１１０は、光入射面１１０ａ側から、カバー層１２０、記録再生層１１４、支持基板１１２を備えて構成される。記録再生層１１４は追記型記録再生層となっている。
支持基板１１２の上に形成される記録再生層１１４は、支持基板１１２側から順番に、反射膜１１５、バリア層１１６、第２誘電体膜１１７Ｂ、Ｔｉ記録層１１９、第１のＳｉ記録層１１８Ａ、第１誘電体膜１１７Ａをこの順に積層して構成される。
Ｔｉ記録層１１９及び第１のＳｉ記録層１１８Ａは、これらの２層が相互に作用して不可逆的に記録マークが形成される膜である。Ｔｉ記録層１１９と第１のＳｉ記録層１１８Ａは、相互に隣接して積層されており、所定以上のパワーを持つビーム７０が照射されると、その熱によって２層が同時に化学的又は物理的に変性して、その領域の反射率が変化する。反射率の変化の要因は明確でないが、Ｔｉ記録層１１９及び第１のＳｉ記録層１１８Ａの２層の元素が、接触面において部分的または全体的に互いに混合されたりすることで、反射率が変化すると推察される。この結果、記録マークが形成された部分とそれ以外の部分（ブランク領域）とでは、ビーム７０に対する反射率が大きく異なる。この結果、データの記録・再生を行うことができる。
第１のＳｉ記録層１１８Ａの膜厚Ｔ１は０ｎｍ＜Ｔ１≦１０ｎｍの範囲に設定される。好ましくは０ｎｍ＜Ｔ１≦８．５ｎｍに設定され、より望ましくは４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍに設定される。なお、第２実施形態のように第１のＳｉ記録層１１８Ａを単層にする場合は、膜厚Ｔ１を５．５ｎｍ以上にすることが好ましい。本第２実施形態では、第１のＳｉ記録膜１１８Ａの膜厚Ｔ１を８ｎｍとしている。
Ｔｉ記録層１９の膜厚Ｔ３は特に限定されないが、５．５ｎｍ≦Ｔ３≦９．２５ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。更に好ましくは、５．５ｎｍ≦Ｔ３≦９ｎｍに設定され、ここでは７．５ｎｍに設定する。
この光記録媒体１１０に対して情報を記録する場合、図７に示すように、光記録媒体１１０に対して強度変調されたビーム７０をカバー層１２０の光入射面１１０ａ側から入射させて、記録再生層１１４に照射する。ビーム７０が記録再生層１１４に照射されると、記録再生層１１４が加熱されて、Ｔｉ記録層１１９及び第１のＳｉ記録層１１８Ａを構成する各元素（Ｔｉ、Ｓｉ）が互いに混合される。この混合部分は記録マークとなり、その反射率は、それ以外の部分（ブランク領域）の反射率と異なった値となる。
本第２実施形態の光記録媒体１１０は、記録再生層１１４として、Ｔｉ記録層１１９と、このＴｉ記録層１１９におけるカバー層１２０側に隣接配置される第１のＳｉ記録層１１８Ａの２層構造を採用することで、再生時のジッタや、情報を記録する際のパワーマージン特性を向上させることができる。
＜第２検証例＞
第２実施形態の光記録媒体１０について、第１のＳｉ記録層１１８Ａの膜厚Ｔ１を４ｎｍ〜１８．５ｎｍの間で１ｎｍ刻みで変化させると同時に、Ｔｉ記録層１１９の膜厚Ｔ３を５．５ｎｍ〜９．２５ｎｍの間で１ｎｍ刻みで変化させることで、これらの組み合わせとなる媒体を製造し、これらの媒体について記録再生特性を検証した。
検証方法は、第１検証例と同様にし、ここではＬＥＱボトムジッタを評価した。その評価結果を図８に示す。
図８のから分かるように、好ましいボトムジッタとなる７％以下の領域、即ちＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊの領域は、マップにおける右側中央に広がっていることが分かる。特に、本検証によれば、Ｔｉ記録層１９の膜厚Ｔ３が、５．５ｎｍ≦Ｔ３≦９ｎｍの範囲のボトムジッタが良好となり、６．７５ｎｍ≦Ｔ３≦９ｎｍの範囲のボトムジッタがより良好となる。更に、第１のＳｉ記録層１８Ａの膜厚Ｔ１が大きくなるほど、ボトムジッタが良好になることが分かる。特にＴ１≧５．５ｎｍの領域は、安定したボトムジッタが得られることが分かる。
なお、上記第１及び第２実施形態の光記録媒体１０、１１０は、追記型光記録媒体となる場合を示しているが、本発明は、他の記録方式の光記録媒体に適用することもできる。しかし、書換型光記録媒体に適用する場合は、予め記録再生層を予熱して全体を結晶化させることが必要となる。一方で、本発明はそのような工程を経ることなく記録マークを直接形成できる利点があることから、追記型光記録媒体に適用することが望ましいと言える。
また、本実施形態の光記録媒体１０、１１０では、Ｔｉ記録層と、この両側又は片側に配置されるＳｉ記録層によって１つの記録膜を構成しているが、本発明の要旨を満たす範囲であれば、これらの層構造の近傍に他の材料の記録層を配置しても良い。
更に本実施形態では、光記録再生に使用するビーム７０の波長領域が３８０ｎｍ〜４５０ｎｍとなる場合に限って示したが、本発明はこれに限定されず、例えば２５０ｎｍないし９００ｎｍであることが好ましい。
また更に、本実施形態では、記録再生層が単層である場合に限って示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、この記録再生層を複数層備えるようにしても良い。この場合、全ての記録再生層は、Ｔｉ記録層と、この両側又は片側に配置されるＳｉ記録層を有することが好ましい。
尚、本発明の光記録媒体は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の光記録媒体は、多層構造を含めた様々な光記録媒体に適用することが可能である。
１０、１１０ 光記録媒体
１２、１１２ 支持基板
１４、１１４ 記録再生層
１５、１１５ 反射膜
１６、１１６ バリア層
１７Ａ、１１７Ａ 第１誘電体膜
１７Ｂ、１１７Ｂ 第２誘電体膜
１８Ａ、１１８Ａ 第１のＳｉ記録層
１８Ｂ 第２のＳｉ記録層
１９、１１９ Ｔｉ記録層
２０、１２０ カバー層

Claims (8)

  1. 基板と、カバー層と、前記基板と前記カバー層の間に配置されてＴｉを主成分として含み且つＡｌが添加されるＴｉ記録層と、前記Ｔｉ記録層の前記カバー層側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第１のＳｉ記録層と、を備えることを特徴とする光記録媒体。
  2. 前記第１のＳｉ記録層の膜厚Ｔ１が４ｎｍ≦Ｔ１≦８ｎｍに設定されることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 前記Ｔｉ記録層の前記基板側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第２のＳｉ記録層を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
  4. 前記第２のＳｉ記録層の膜厚Ｔ２が１ｎｍ≦Ｔ２≦３ｎｍに設定されることを特徴とする請求項３に記載の光記録媒体。
  5. 前記第１のＳｉ記録層の膜厚Ｔ１と比較して、前記第２のＳｉ記録層の膜厚Ｔ２が小さく設定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の光記録媒体。
  6. 前記第１のＳｉ記録層の前記カバー層側に隣接して配置される第１の誘電体層と、
    前記第２のＳｉ記録層の前記基板側に隣接して配置される第２の誘電体層と、
    を更に備えることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の光記録媒体。
  7. 基板とカバー層の間に情報記録層を有する光記録媒体にレーザービームを照射して情報を記録する光記録方法であって、
    前記情報記録層として、Ｔｉを主成分として含み且つＡｌが添加されるＴｉ記録層と、前記Ｔｉ記録層の前記カバー層側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第１のＳｉ記録層を備えるようにし、
    前記Ｔｉ記録層及び前記第１のＳｉ記録層を、前記レーザービームの熱によって化学的又は物理的に同時に変性させることで情報を記録することを特徴とする光記録方法。
  8. 前記情報記録層は、前記Ｔｉ記録層の前記基板側に隣接配置されてＳｉを主成分として含む第２のＳｉ記録層を更に備えるようにし、
    前記Ｔｉ記録層、前記第１のＳｉ記録層及び前記第２のＳｉ記録層を、前記レーザービームの熱によって化学的又は物理的に同時に変性させることで情報を記録することを特徴とする請求項７に記載の光記録方法。
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