JP3918994B2 - ２層相変化型情報記録媒体およびその光記録方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光情報記録・再生を行う光情報記録媒体に関し、さらに詳しくは、２層相変化型情報記録媒体およびその光記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの光ディスクは、ポリカーボネートなどプラスチックの円形基板の上に記録層を設け、さらにその上にアルミニウムや金、銀などの金属を蒸着またはスパッタリングして反射層を形成したもので、基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録、再生を行う。近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことから、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷのような、光ディスクの信号記録容量の増大、および信号情報の高密度化が進んでいる。ＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度で、ＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、更なる高記録密度化が要求されている。
【０００３】
本発明の従来技術として、このような高記録密度媒体を実現するために、使用するレーザー波長を青色光領域まで短波長化することが提案されている。また、記録再生を行うピックアップに用いられる対物レンズの開口数を大きくすることで、光記録媒体に照射されるレーザー光のスポットサイズを小さくして、高記録密度が可能となる。
しかしながら、レーザーの短波長化や対物レンズの開口数の増大などにより、スポットサイズを小さくして記録密度を高める方法には限界があり、情報記録層を片面に２層設けることによって容量を高める技術が、特許第２７０２９０５号公報などが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２層相変化光ディスクは多くの課題があり、まだ実用化には至っていない。例えば、レーザー光照射側から見て手前に位置する記録層がレーザー光を十分に透過しなければ、奥側に位置する記録層の記録、再生はできない。そこでレーザー光を十分に透過させるためには、第１情報記録層のＡｇやＡｌなどの反射層をなくすか、極薄にしなければならない。
【０００５】
一般に相変化型光記録では、記録層をレーザー光照射により溶融させ、急冷することにより非晶質マークを形成するが、反射層のない第１情報記録層では、熱拡散が小さいために非晶質マークを形成することが困難になる。
【０００６】
一方、レーザー光入射側からみて奥側にある第２情報記録層を記録、再生する場合は、レーザー光がピックアップに戻ってくるまでに第１情報記録層である程度吸収されてしまうために、第２情報記録層は、高吸収かつ高反射率でなければならない。そのためには、十分な厚さの反射層を設けなくてはならない。
【０００７】
このことから、第１情報記録層と第２情報記録層は、熱的に構造が全く異なったものになり、第１情報記録層は第２情報記録層に比べて急冷しにくい、つまり非晶質化しにくいという現象が生じる。この問題を解決するためには、第１記録層も非晶質化しやすいように、それぞれの記録層材料の結晶化速度を変えたり、また、２層とも記録再生特性が良好になるよう、それぞれ別々の記録方法で記録するといったことが要求される。結晶化速度の遅い記録材料の方が、速い材料に比べて記録層の冷却速度が遅くても、すなわち急冷でなくても、非晶質化を行うことが出来る。つまり、急冷しにくい第１記録層に結晶化速度の遅い材料を用いることによって、第１、第２記録層とも同じ記録条件（記録線速度）で、良好に記録再生を行うことが出来る。
【０００８】
本発明は、２層構造の相変化型光記録媒体において、上記問題点を解決し、第１情報記録層、第２情報記録層ともに記録再生特性の優れた２層相変化情報記録媒体およびその記録方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１では、光が入射される側から、光透過層、第１情報記録層、透明層、第２情報記録層の順に積層されてなる２層光情報記録媒体において、第１情報記録層、第２情報記録層は、光の入射によって、結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報を記録しうる記録層を有し、第１情報記録層に形成された第１記録層材料と、第２情報記録層に形成された第２記録層材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分とし、第１記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｙとすると、２≦Ｘ、Ｙ≦４．６の範囲で、かつ、Ｘ＜Ｙである２層相変化型情報記録媒体である ことを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項２では、第１記録層材料、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比が、２．５≦Ｘ≦３．６、２．７≦Ｙ≦４．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２層相変化型情報記録媒体であることを主要な特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる２層層変化型情報記録媒体の概略断面図である。光透過層３の上に、第１情報記録層１、透明層４、第２情報記録層２、保護基板５を順次蓄積した構造からなるものである。第１情報記録層１は、第１下部保護層１１、第１記録層１２、第１上部保護層１３、第１反射層１４、第１放熱層１５からなり、第２情報記録層２は、第２下部保護層２１、第２記録層２２、第２上部保護層２３、第２反射層２４からなる。
【００１８】
光透過層３、透明層４の材料は通常ガラス、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの点で好適である。樹脂の例としては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、シリコーン系樹脂、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。
【００１９】
光透過層３あるいは透明層４には案内溝などの凹凸パターンが形成されており、射出成形または、フォトポリマー法によって成形される。透明層４は、記録再生を行う際に、ピックアップが第１情報記録層と第２情報記録層とを識別し、光学的に分離可能とする厚さであり、３０〜５０μｍが好ましい。５０μｍより厚いと、第２情報記録層を記録再生する際に、球面収差が発生し、記録再生が困難になってしまう。
【００２０】
本発明において、記録層１２、２２の材料としては、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金が使用される。ＣＤ−ＲＷで使われているＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ四元系合金も、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分としており、記録（アモルファス化）感度・速度、及び消去比が極めて良好なため、記録層の材料として適している。また、結晶化速度も速く、高線速記録、高密度記録に適している。これらの記録層材料にはさらなる性能向上、信頼性向上などを目的にＡｇ、Ｉｎの他に、Ａｕ、Ａｌ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｓ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎ、Ｎｄ、Ｎａ、Ｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｂ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｔｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒなどの他の元素や不純物を添加することができる。Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金は、Ｓｂ−Ｔｅの比によって結晶化速度が変化することが知られている。すなわち、Ｓｂ−Ｔｅ比が大きいほど、結晶化速度は速くなる。
【００２１】
記録材料の結晶化速度を測定するのは、通常は転移線速を測定し、その値から結晶化速度を見積もっている。転移線速とは、線速を速めながらＤＣイレーズを行い、反射率が下がり始めた線速、すなわち、非晶質化が始まった線速の事をいう。結晶化速度が速いほど、当然、非晶質化の始まる線速も速くなるため、転移線速によって結晶化速度が速いか遅いかを相対的に評価することが出来る。
【００２２】
本発明では、第１情報記録層を構成する第１記録層材料のＳｂ−Ｔｅ比と、第２情報記録層を構成する第２記録層材料のＳｂ−Ｔｅ比を変えて、それぞれ適切に選ぶことにより、第１情報記録層、第２情報記録層ともに記録再生特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を得た。すなわち、第１記録層材料を構成するＳｂ／Ｔｅの原子比Ｓｂ−Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ／Ｔｅの原子比Ｓｂ−Ｔｅ＝Ｙとすると、Ｘ≦Ｙとすることによって、２層ともに、高Ｃ／Ｎで、消去比の優れることを見出した。Ｓｂ−Ｔｅ比は、第１記録層、第２記録層ともに、２≦Ｓｂ−Ｔｅ≦４．６であることが好ましい。２より小さいと、結晶化速度が遅すぎ、高線速記録が不可能となり、また、消去比も悪化してしまう。４．６より大きいと、第１情報記録層では、Ｃ／Ｎ値が不十分になり、保存特性も悪化する。以上の範囲内でＳｂ−Ｔｅを調節し、第１記録層と第２記録層の転移線速の差を、２ｍ／ｓ以上にすることが好ましい。
【００２４】
本発明の記録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００２５】
反射層１４、２４としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはそれらの合金などを用いることができる。また、添加元素としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄなどが使用される。このような反射層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。第２反射層２４は、５０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍより薄くなると反射率が小さくなり、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる。
【００２６】
第１情報記録層の光透過率減少を防ぐためには、第１反射層１４は設けない方が好ましいが、第１反射層１４を設けることにより、記録時に第１記録層１２の熱が、第１上部保護層１３を介して第１反射層１４に拡散されるので、より冷却速度が速くなり、非晶質マークの形成が容易になり、ジッター値も低くなる。また、光学シミュレーションによれば、結晶部の反射率と非晶質の反射率の差を大きくすることができ、大きな再生信号振幅を得られる。しかしながら、第２情報記録層へ透過するレーザー光を考慮すると、反射膜１４の膜厚は１０ｎｍ以下であることが好ましい。１０ｎｍより厚いと、透過率が減少し、第２情報記録層の記録再生が困難になる。
【００２７】
また、第１記録層の結晶状態の反射光と非晶質状態の反射光のうち、反射率の高い方をＲ1 Ｈｉｇｈ、低い方をＲ1 Ｌｏｗとすると、
Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗ≧１．５
であり、結晶状態および非晶質状態での光透過率が４０％以上であることが好ましい。Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗが上記範囲外であると、第１情報記録層から得られる再生信号振幅が不足する。また、光透過率が４０％に満たないと、第２情報記録層の記録再生が困難になる。
【００２８】
また、第２記録層の結晶状態の反射光と非晶質状態の反射光のうち、反射率の高い方をＲ2 Ｈｉｇｈ、低い方をＲ2 Ｌｏｗとすると、
Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗ≧１．５
であり、結晶状態および非晶質状態での光吸収率が５０％以上であることが好ましい。Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗが上記範囲外であると、第２情報記録層から得られる再生信号振幅が不足する。また、光吸収率が５０％未満であると、第２情報記録層の記録感度が不足する。
【００２９】
保護層１１、１３、２１、２３は記録層１２、２２の劣化変質を防ぎ、記録層１２、２２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、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などの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。保護層の融点は記録層よりも高いことが必要である。このような保護層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００３０】
第１下部保護層１１、第２下部保護層２１の厚さは、２０〜２００ｎｍであることが好ましい。２０ｎｍ以下であると、保護膜としての機能を果たさなくなる。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じてくる。これらの範囲で、最適な反射率になるように、膜厚の設計を行う。第１上部保護層１３、第２上部保護層２３の膜厚は、３〜４０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍより薄いと、記録感度が低下してしまう。４０ｎｍより厚いと、放熱効果が得られなくなってしまう。
【００３１】
放熱層１５としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）など比較的熱伝導率の高いものが挙げられる。これらを単体としてもよいし、これらの混合物を用いてもよい。熱伝導率が下がらない範囲で、必要に応じて不純物を含んでいてもよい。放熱層１５の膜厚は、２０〜２００ｎｍが好ましい。２０ｎｍより薄いと、放熱効果が得られなくなる。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じる。
【００３２】
次に、本発明の２層相変化型情報記録媒体の記録方法について、詳細に説明する。本発明の２層相変化型情報記録媒体の記録方法は、線速度一定（ＣＬＶ）方式で記録マークを形成する記録方法であり、第１情報記録層に記録を行う際の線速度が、第２情報記録層に記録を行う際の線速度より、速いことが特徴である。こうすることによって、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、低ジッターかつ消去比が優れることを見出した。記録する際の線速度と、冷却速度に密接な関係がある。反射層１４薄い第１情報記録層では、前述のように第２情報記録層に比べて冷却速度は遅くなる。したがって、第１情報記録層の線速度を速めることによって、冷却しやすくして、非晶質マークを容易に形成できる。このような記録方法を用いれば、第１記録層と第２記録層の材料構成を大きく変更しなくても、２層ともに記録特性の優れた光ディスクを提供することができる。
【００３３】
また、第１情報記録層の記録における記録パワーＰｗ1と消去パワーＰｅ1の比Ｐｗ1／Ｐｅ1を、第２情報記録層の記録における記録パワーＰｗ2と消去パワーＰｅ2の比Ｐｗ2／Ｐｅ2よりも大きくすることによって、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、低ジッターかつ消去比が優れることを見出した。
【００３４】
【実施例】
実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅからなる第１記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。
この第１情報記録層上に、２Ｐ光重合法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅからなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。
【００３６】
その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。第１記録層材料、第２記録層材料は、Ａｇ、Ｉｎの量は一定でＳｂ−Ｔｅ比を変えて数種類の上記２層相変化型光ディスクの作製を行った。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、それぞれの光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００３７】
作成された各光ディスクについて
レーザー波長 ４０７ｎｍ
ＮＡ（開口数）＝０．６５
線速 ６．５ｍ／ｓ
線密度０．１９μｍ／ｂｉｔの条件で、３ＴマークのＣ／Ｎおよび消去比の測定を行った。
各メディアの第１記録層、第２記録層のＳｂ−Ｔｅを横軸にし、ＣＮ、消去比を縦軸にしたグラフを図４に示す。図からわかるように、第１記録層、第２記録層におけるＳｂ−Ｔｅ比のそれぞれの最適値は、第１記録層の方が小さい値であることがわかった。また、これとは別にＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを用いた相変化光ディスクのＳｂ−Ｔｅ比と転移線速の関係を示したのが、図５である。図４、５から、第１記録層のＳｂ−Ｔｅ比を第２記録層のＳｂ−Ｔｅ比よりも小さく、すなわち、第１記録層材料の結晶化速度を第２記録層の結晶化速度より遅くすれば、２層とも高Ｃ／Ｎおよび消去比に優れた２層相変化光ディスクを得ることが出来る。
【００３８】
参考例１
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、ＧｅＮからなる界面層３ｎｍ、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5からなる第１記録層６ｎｍ、ＧｅＮからなる界面層３ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。この第１情報記録層上に、２Ｐ法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。
【００３９】
さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。
【００４０】
製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００４１】
この光ディスクに対して、実施例１と同条件で３ＴマークのＣ／Ｎおよび消去比の測定を行った。また、第１情報記録層、第２情報記録層の光学特性を示す。なお、以下に示す反射率、光透過率、光吸収率は、それぞれの情報記録層に入射した光の強度を１００％としたときの値である。
第１情報記録層
Ｃ／Ｎ：５２ｄＢ
消去比：３５ｄＢ
結晶部
反射率：１１．６％
光透過率：５６．４％
光吸収率：３２．０％
非晶質部
反射率：４．７％
光透過率：５０．８％
光吸収率：４４．５％
第２情報記録層
Ｃ／Ｎ：５６ｄＢ
消去比：４８ｄＢ
結晶部
反射率：４０．２％
光吸収率：５９．８％
非晶質部
反射率：１９．８％
光吸収率：８０．２％
【００４２】
また、このサンプルディスクとは別に、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5とＡｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27を記録材料として用いた１層光ディスクをそれぞれ作成した。（基板／ＺｎＳ・ＳｉＯ2：５０ｎｍ／記録材料：１５ｎｍ／ＺｎＳ・ＳｉＯ2：１５ｎｍ／Ａｇ：１２０ｎｍ）この光ディスクを用いて、７ｍＷの照射パワーでイレーズし、転移線速を測定したところ、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5は１．５ｍ／ｓで、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27は８ｍ／ｓであった。
【００４３】
以上の結果から、この光ディスクは第１情報記録層で高い光透過率が得られているので、第２情報記録層へ十分な強度の光を入射することが出来た。また、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、結晶、非晶質の反射率差が大きいので、十分な信号振幅を得ることができ、かつ、Ｃ／Ｎが大きく、消去比も優れているので、良好な記録再生特性を得ることが出来た。
【００４４】
また、実施例１、参考例１およびその他の試作実験からも、第２情報記録層から十分な信号振幅を得るには、第１記録層の結晶：非晶質反射率比Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗ≧１．５および第２記録層の結晶：非晶質反射率比Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗ≧１．５であることが必要であり、また第１記録層の結晶状態および非晶質状態での光透過率が４０％以上、第２記録層の結晶状態および非晶質状態での光吸収率が５０％以上であると良いことが確認された。
【００４５】
実施例３
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第１記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。この第１情報記録層上に、２Ｐ法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。
【００４６】
さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、それぞれの光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００４７】
この２層光ディスクの第１記録層、第２記録層に対してＣＬＶ方式で、記録線速を変えて記録を行い、Ｃ／Ｎおよび消去比を測定した結果が図６である。図から明らかなように、高Ｃ／Ｎおよび消去比最大となる記録線速は、第１情報記録層の方が第２情報記録層より速いことがわかる。このことから、線速度一定（ＣＬＶ）方式で記録マークを形成する記録方式において、第１情報記録層に記録を行う際の線速度を、第２情報記録層に記録を行う際の線速度より速くすれば、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、記録再生特性が優れることがわかった。
【００４８】
また、第１情報記録層、第２情報記録層のライトパワーＰｗ、イレースパワーＰｅの比を変えて記録を行い、Ｃ／Ｎおよび消去比を測定した結果が図７である。図から明らかなように、消去比最大となるＰｗ／Ｐｅ比は、第１情報記録層の方が第２情報記録層よりも大きいことがわかる。このことから、第１情報記録層の記録における記録パワーＰｗ1と消去パワーＰｅ1の比Ｐｗ1／Ｐｅ1を、第２情報記録層の記録における記録パワーＰｗ2と消去パワーＰｅ2の比Ｐｗ2／Ｐｅ2よりも大きくすれば、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、記録再生特性が優れることがわかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、光が入射される側から、光透過層、第１情報記録層、透明層、第２情報記録層の順に積層されてなる２層光情報記録媒体において、第１情報記録層、第２情報記録層は、光の入射によって、結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報を記録しうる記録層を有し、第１情報記録層に形成された第１記録層材料と、第２情報記録層に形成された第２記録層材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分とし、第１記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｙとすると、２≦Ｘ、Ｙ≦４．６の範囲で、かつ、Ｘ＜Ｙであることを特徴とする２層相変化型情報記録媒体を提供できる。
【００５０】
請求項２によれば、第１記録層材料、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比が、２．５≦Ｘ≦３．６、２．７≦Ｙ≦４．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２層相変化型情報記録媒体をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図４】第１及び第２情報記録層のＳｂ−Ｔｅ比とＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【図５】記録材料のＳｂ−Ｔｅ比と転移線速の関係を示す説明図である。
【図６】第１及び第２情報記録層の記録線速とＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【図７】第１情報記録層及び第２情報記録層の記録パワーＰと消去パワーの比に対するＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第１情報記録層
２ 第２情報記録層
３ 光透過層
４ 透明層
５ 保護基板
１１ 第１下部保護層
１２ 第１記録層
１３ 第１上部保護層
１４ 第１反射層
１５ 放熱層
１６ 界面層
１７ 界面層
２１ 第２下部保護層
２２ 第２記録層
２３ 第２上部保護層
２４ 第２反射層
【発明の属する技術分野】
本発明は光情報記録・再生を行う光情報記録媒体に関し、さらに詳しくは、２層相変化型情報記録媒体およびその光記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの光ディスクは、ポリカーボネートなどプラスチックの円形基板の上に記録層を設け、さらにその上にアルミニウムや金、銀などの金属を蒸着またはスパッタリングして反射層を形成したもので、基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録、再生を行う。近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことから、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷのような、光ディスクの信号記録容量の増大、および信号情報の高密度化が進んでいる。ＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度で、ＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、更なる高記録密度化が要求されている。
【０００３】
本発明の従来技術として、このような高記録密度媒体を実現するために、使用するレーザー波長を青色光領域まで短波長化することが提案されている。また、記録再生を行うピックアップに用いられる対物レンズの開口数を大きくすることで、光記録媒体に照射されるレーザー光のスポットサイズを小さくして、高記録密度が可能となる。
しかしながら、レーザーの短波長化や対物レンズの開口数の増大などにより、スポットサイズを小さくして記録密度を高める方法には限界があり、情報記録層を片面に２層設けることによって容量を高める技術が、特許第２７０２９０５号公報などが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２層相変化光ディスクは多くの課題があり、まだ実用化には至っていない。例えば、レーザー光照射側から見て手前に位置する記録層がレーザー光を十分に透過しなければ、奥側に位置する記録層の記録、再生はできない。そこでレーザー光を十分に透過させるためには、第１情報記録層のＡｇやＡｌなどの反射層をなくすか、極薄にしなければならない。
【０００５】
一般に相変化型光記録では、記録層をレーザー光照射により溶融させ、急冷することにより非晶質マークを形成するが、反射層のない第１情報記録層では、熱拡散が小さいために非晶質マークを形成することが困難になる。
【０００６】
一方、レーザー光入射側からみて奥側にある第２情報記録層を記録、再生する場合は、レーザー光がピックアップに戻ってくるまでに第１情報記録層である程度吸収されてしまうために、第２情報記録層は、高吸収かつ高反射率でなければならない。そのためには、十分な厚さの反射層を設けなくてはならない。
【０００７】
このことから、第１情報記録層と第２情報記録層は、熱的に構造が全く異なったものになり、第１情報記録層は第２情報記録層に比べて急冷しにくい、つまり非晶質化しにくいという現象が生じる。この問題を解決するためには、第１記録層も非晶質化しやすいように、それぞれの記録層材料の結晶化速度を変えたり、また、２層とも記録再生特性が良好になるよう、それぞれ別々の記録方法で記録するといったことが要求される。結晶化速度の遅い記録材料の方が、速い材料に比べて記録層の冷却速度が遅くても、すなわち急冷でなくても、非晶質化を行うことが出来る。つまり、急冷しにくい第１記録層に結晶化速度の遅い材料を用いることによって、第１、第２記録層とも同じ記録条件（記録線速度）で、良好に記録再生を行うことが出来る。
【０００８】
本発明は、２層構造の相変化型光記録媒体において、上記問題点を解決し、第１情報記録層、第２情報記録層ともに記録再生特性の優れた２層相変化情報記録媒体およびその記録方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１では、光が入射される側から、光透過層、第１情報記録層、透明層、第２情報記録層の順に積層されてなる２層光情報記録媒体において、第１情報記録層、第２情報記録層は、光の入射によって、結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報を記録しうる記録層を有し、第１情報記録層に形成された第１記録層材料と、第２情報記録層に形成された第２記録層材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分とし、第１記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｙとすると、２≦Ｘ、Ｙ≦４．６の範囲で、かつ、Ｘ＜Ｙである２層相変化型情報記録媒体である ことを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項２では、第１記録層材料、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比が、２．５≦Ｘ≦３．６、２．７≦Ｙ≦４．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２層相変化型情報記録媒体であることを主要な特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる２層層変化型情報記録媒体の概略断面図である。光透過層３の上に、第１情報記録層１、透明層４、第２情報記録層２、保護基板５を順次蓄積した構造からなるものである。第１情報記録層１は、第１下部保護層１１、第１記録層１２、第１上部保護層１３、第１反射層１４、第１放熱層１５からなり、第２情報記録層２は、第２下部保護層２１、第２記録層２２、第２上部保護層２３、第２反射層２４からなる。
【００１８】
光透過層３、透明層４の材料は通常ガラス、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの点で好適である。樹脂の例としては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、シリコーン系樹脂、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。
【００１９】
光透過層３あるいは透明層４には案内溝などの凹凸パターンが形成されており、射出成形または、フォトポリマー法によって成形される。透明層４は、記録再生を行う際に、ピックアップが第１情報記録層と第２情報記録層とを識別し、光学的に分離可能とする厚さであり、３０〜５０μｍが好ましい。５０μｍより厚いと、第２情報記録層を記録再生する際に、球面収差が発生し、記録再生が困難になってしまう。
【００２０】
本発明において、記録層１２、２２の材料としては、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金が使用される。ＣＤ−ＲＷで使われているＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ四元系合金も、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分としており、記録（アモルファス化）感度・速度、及び消去比が極めて良好なため、記録層の材料として適している。また、結晶化速度も速く、高線速記録、高密度記録に適している。これらの記録層材料にはさらなる性能向上、信頼性向上などを目的にＡｇ、Ｉｎの他に、Ａｕ、Ａｌ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｓ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎ、Ｎｄ、Ｎａ、Ｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｂ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｔｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒなどの他の元素や不純物を添加することができる。Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金は、Ｓｂ−Ｔｅの比によって結晶化速度が変化することが知られている。すなわち、Ｓｂ−Ｔｅ比が大きいほど、結晶化速度は速くなる。
【００２１】
記録材料の結晶化速度を測定するのは、通常は転移線速を測定し、その値から結晶化速度を見積もっている。転移線速とは、線速を速めながらＤＣイレーズを行い、反射率が下がり始めた線速、すなわち、非晶質化が始まった線速の事をいう。結晶化速度が速いほど、当然、非晶質化の始まる線速も速くなるため、転移線速によって結晶化速度が速いか遅いかを相対的に評価することが出来る。
【００２２】
本発明では、第１情報記録層を構成する第１記録層材料のＳｂ−Ｔｅ比と、第２情報記録層を構成する第２記録層材料のＳｂ−Ｔｅ比を変えて、それぞれ適切に選ぶことにより、第１情報記録層、第２情報記録層ともに記録再生特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を得た。すなわち、第１記録層材料を構成するＳｂ／Ｔｅの原子比Ｓｂ−Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ／Ｔｅの原子比Ｓｂ−Ｔｅ＝Ｙとすると、Ｘ≦Ｙとすることによって、２層ともに、高Ｃ／Ｎで、消去比の優れることを見出した。Ｓｂ−Ｔｅ比は、第１記録層、第２記録層ともに、２≦Ｓｂ−Ｔｅ≦４．６であることが好ましい。２より小さいと、結晶化速度が遅すぎ、高線速記録が不可能となり、また、消去比も悪化してしまう。４．６より大きいと、第１情報記録層では、Ｃ／Ｎ値が不十分になり、保存特性も悪化する。以上の範囲内でＳｂ−Ｔｅを調節し、第１記録層と第２記録層の転移線速の差を、２ｍ／ｓ以上にすることが好ましい。
【００２４】
本発明の記録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００２５】
反射層１４、２４としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはそれらの合金などを用いることができる。また、添加元素としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄなどが使用される。このような反射層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。第２反射層２４は、５０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍより薄くなると反射率が小さくなり、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる。
【００２６】
第１情報記録層の光透過率減少を防ぐためには、第１反射層１４は設けない方が好ましいが、第１反射層１４を設けることにより、記録時に第１記録層１２の熱が、第１上部保護層１３を介して第１反射層１４に拡散されるので、より冷却速度が速くなり、非晶質マークの形成が容易になり、ジッター値も低くなる。また、光学シミュレーションによれば、結晶部の反射率と非晶質の反射率の差を大きくすることができ、大きな再生信号振幅を得られる。しかしながら、第２情報記録層へ透過するレーザー光を考慮すると、反射膜１４の膜厚は１０ｎｍ以下であることが好ましい。１０ｎｍより厚いと、透過率が減少し、第２情報記録層の記録再生が困難になる。
【００２７】
また、第１記録層の結晶状態の反射光と非晶質状態の反射光のうち、反射率の高い方をＲ1 Ｈｉｇｈ、低い方をＲ1 Ｌｏｗとすると、
Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗ≧１．５
であり、結晶状態および非晶質状態での光透過率が４０％以上であることが好ましい。Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗが上記範囲外であると、第１情報記録層から得られる再生信号振幅が不足する。また、光透過率が４０％に満たないと、第２情報記録層の記録再生が困難になる。
【００２８】
また、第２記録層の結晶状態の反射光と非晶質状態の反射光のうち、反射率の高い方をＲ2 Ｈｉｇｈ、低い方をＲ2 Ｌｏｗとすると、
Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗ≧１．５
であり、結晶状態および非晶質状態での光吸収率が５０％以上であることが好ましい。Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗが上記範囲外であると、第２情報記録層から得られる再生信号振幅が不足する。また、光吸収率が５０％未満であると、第２情報記録層の記録感度が不足する。
【００２９】
保護層１１、１３、２１、２３は記録層１２、２２の劣化変質を防ぎ、記録層１２、２２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、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などの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。保護層の融点は記録層よりも高いことが必要である。このような保護層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、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。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００３０】
第１下部保護層１１、第２下部保護層２１の厚さは、２０〜２００ｎｍであることが好ましい。２０ｎｍ以下であると、保護膜としての機能を果たさなくなる。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じてくる。これらの範囲で、最適な反射率になるように、膜厚の設計を行う。第１上部保護層１３、第２上部保護層２３の膜厚は、３〜４０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍより薄いと、記録感度が低下してしまう。４０ｎｍより厚いと、放熱効果が得られなくなってしまう。
【００３１】
放熱層１５としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）など比較的熱伝導率の高いものが挙げられる。これらを単体としてもよいし、これらの混合物を用いてもよい。熱伝導率が下がらない範囲で、必要に応じて不純物を含んでいてもよい。放熱層１５の膜厚は、２０〜２００ｎｍが好ましい。２０ｎｍより薄いと、放熱効果が得られなくなる。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じる。
【００３２】
次に、本発明の２層相変化型情報記録媒体の記録方法について、詳細に説明する。本発明の２層相変化型情報記録媒体の記録方法は、線速度一定（ＣＬＶ）方式で記録マークを形成する記録方法であり、第１情報記録層に記録を行う際の線速度が、第２情報記録層に記録を行う際の線速度より、速いことが特徴である。こうすることによって、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、低ジッターかつ消去比が優れることを見出した。記録する際の線速度と、冷却速度に密接な関係がある。反射層１４薄い第１情報記録層では、前述のように第２情報記録層に比べて冷却速度は遅くなる。したがって、第１情報記録層の線速度を速めることによって、冷却しやすくして、非晶質マークを容易に形成できる。このような記録方法を用いれば、第１記録層と第２記録層の材料構成を大きく変更しなくても、２層ともに記録特性の優れた光ディスクを提供することができる。
【００３３】
また、第１情報記録層の記録における記録パワーＰｗ1と消去パワーＰｅ1の比Ｐｗ1／Ｐｅ1を、第２情報記録層の記録における記録パワーＰｗ2と消去パワーＰｅ2の比Ｐｗ2／Ｐｅ2よりも大きくすることによって、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、低ジッターかつ消去比が優れることを見出した。
【００３４】
【実施例】
実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅからなる第１記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。
この第１情報記録層上に、２Ｐ光重合法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅからなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。
【００３６】
その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。第１記録層材料、第２記録層材料は、Ａｇ、Ｉｎの量は一定でＳｂ−Ｔｅ比を変えて数種類の上記２層相変化型光ディスクの作製を行った。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、それぞれの光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００３７】
作成された各光ディスクについて
レーザー波長 ４０７ｎｍ
ＮＡ（開口数）＝０．６５
線速 ６．５ｍ／ｓ
線密度０．１９μｍ／ｂｉｔの条件で、３ＴマークのＣ／Ｎおよび消去比の測定を行った。
各メディアの第１記録層、第２記録層のＳｂ−Ｔｅを横軸にし、ＣＮ、消去比を縦軸にしたグラフを図４に示す。図からわかるように、第１記録層、第２記録層におけるＳｂ−Ｔｅ比のそれぞれの最適値は、第１記録層の方が小さい値であることがわかった。また、これとは別にＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを用いた相変化光ディスクのＳｂ−Ｔｅ比と転移線速の関係を示したのが、図５である。図４、５から、第１記録層のＳｂ−Ｔｅ比を第２記録層のＳｂ−Ｔｅ比よりも小さく、すなわち、第１記録層材料の結晶化速度を第２記録層の結晶化速度より遅くすれば、２層とも高Ｃ／Ｎおよび消去比に優れた２層相変化光ディスクを得ることが出来る。
【００３８】
参考例１
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、ＧｅＮからなる界面層３ｎｍ、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5からなる第１記録層６ｎｍ、ＧｅＮからなる界面層３ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。この第１情報記録層上に、２Ｐ法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。
【００３９】
さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。
【００４０】
製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００４１】
この光ディスクに対して、実施例１と同条件で３ＴマークのＣ／Ｎおよび消去比の測定を行った。また、第１情報記録層、第２情報記録層の光学特性を示す。なお、以下に示す反射率、光透過率、光吸収率は、それぞれの情報記録層に入射した光の強度を１００％としたときの値である。
第１情報記録層
Ｃ／Ｎ：５２ｄＢ
消去比：３５ｄＢ
結晶部
反射率：１１．６％
光透過率：５６．４％
光吸収率：３２．０％
非晶質部
反射率：４．７％
光透過率：５０．８％
光吸収率：４４．５％
第２情報記録層
Ｃ／Ｎ：５６ｄＢ
消去比：４８ｄＢ
結晶部
反射率：４０．２％
光吸収率：５９．８％
非晶質部
反射率：１９．８％
光吸収率：８０．２％
【００４２】
また、このサンプルディスクとは別に、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5とＡｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27を記録材料として用いた１層光ディスクをそれぞれ作成した。（基板／ＺｎＳ・ＳｉＯ2：５０ｎｍ／記録材料：１５ｎｍ／ＺｎＳ・ＳｉＯ2：１５ｎｍ／Ａｇ：１２０ｎｍ）この光ディスクを用いて、７ｍＷの照射パワーでイレーズし、転移線速を測定したところ、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5は１．５ｍ／ｓで、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27は８ｍ／ｓであった。
【００４３】
以上の結果から、この光ディスクは第１情報記録層で高い光透過率が得られているので、第２情報記録層へ十分な強度の光を入射することが出来た。また、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、結晶、非晶質の反射率差が大きいので、十分な信号振幅を得ることができ、かつ、Ｃ／Ｎが大きく、消去比も優れているので、良好な記録再生特性を得ることが出来た。
【００４４】
また、実施例１、参考例１およびその他の試作実験からも、第２情報記録層から十分な信号振幅を得るには、第１記録層の結晶：非晶質反射率比Ｒ1 Ｈｉｇｈ／Ｒ1 Ｌｏｗ≧１．５および第２記録層の結晶：非晶質反射率比Ｒ2 Ｈｉｇｈ／Ｒ2 Ｌｏｗ≧１．５であることが必要であり、また第１記録層の結晶状態および非晶質状態での光透過率が４０％以上、第２記録層の結晶状態および非晶質状態での光吸収率が５０％以上であると良いことが確認された。
【００４５】
実施例３
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１下部保護層１５０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第１記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第１上部保護層１０ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第１反射層１０ｎｍ、ＡｌＮからなる放熱層２００ｎｍの順に製膜し、第１情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。このようにして形成された第１記録層の透過率を測定した。この第１情報記録層上に、２Ｐ法によって、ピッチ０．４μｍの連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは４０μｍである。
【００４６】
さらにその上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２下部保護層４０ｎｍ、Ａｇ1Ｉｎ7Ｓｂ65Ｔｅ27からなる第２記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２上部保護層１５ｎｍ、ＡｌＴｉからなる第２反射層１５０ｎｍの順に製膜し、第２情報記録層を形成した。製膜方法はＡｒガス雰囲気中のスパッタ法である。その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設けて２層相変化型光ディスクを作成した。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、それぞれの光ディスクの記録層の初期化処理を行った。
【００４７】
この２層光ディスクの第１記録層、第２記録層に対してＣＬＶ方式で、記録線速を変えて記録を行い、Ｃ／Ｎおよび消去比を測定した結果が図６である。図から明らかなように、高Ｃ／Ｎおよび消去比最大となる記録線速は、第１情報記録層の方が第２情報記録層より速いことがわかる。このことから、線速度一定（ＣＬＶ）方式で記録マークを形成する記録方式において、第１情報記録層に記録を行う際の線速度を、第２情報記録層に記録を行う際の線速度より速くすれば、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、記録再生特性が優れることがわかった。
【００４８】
また、第１情報記録層、第２情報記録層のライトパワーＰｗ、イレースパワーＰｅの比を変えて記録を行い、Ｃ／Ｎおよび消去比を測定した結果が図７である。図から明らかなように、消去比最大となるＰｗ／Ｐｅ比は、第１情報記録層の方が第２情報記録層よりも大きいことがわかる。このことから、第１情報記録層の記録における記録パワーＰｗ1と消去パワーＰｅ1の比Ｐｗ1／Ｐｅ1を、第２情報記録層の記録における記録パワーＰｗ2と消去パワーＰｅ2の比Ｐｗ2／Ｐｅ2よりも大きくすれば、第１情報記録層、第２情報記録層ともに、記録再生特性が優れることがわかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、光が入射される側から、光透過層、第１情報記録層、透明層、第２情報記録層の順に積層されてなる２層光情報記録媒体において、第１情報記録層、第２情報記録層は、光の入射によって、結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報を記録しうる記録層を有し、第１情報記録層に形成された第１記録層材料と、第２情報記録層に形成された第２記録層材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分とし、第１記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｙとすると、２≦Ｘ、Ｙ≦４．６の範囲で、かつ、Ｘ＜Ｙであることを特徴とする２層相変化型情報記録媒体を提供できる。
【００５０】
請求項２によれば、第１記録層材料、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比が、２．５≦Ｘ≦３．６、２．７≦Ｙ≦４．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２層相変化型情報記録媒体をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。
【図４】第１及び第２情報記録層のＳｂ−Ｔｅ比とＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【図５】記録材料のＳｂ−Ｔｅ比と転移線速の関係を示す説明図である。
【図６】第１及び第２情報記録層の記録線速とＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【図７】第１情報記録層及び第２情報記録層の記録パワーＰと消去パワーの比に対するＣＮ比、消去比の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第１情報記録層
２ 第２情報記録層
３ 光透過層
４ 透明層
５ 保護基板
１１ 第１下部保護層
１２ 第１記録層
１３ 第１上部保護層
１４ 第１反射層
１５ 放熱層
１６ 界面層
１７ 界面層
２１ 第２下部保護層
２２ 第２記録層
２３ 第２上部保護層
２４ 第２反射層
Claims (2)
- 光が入射される側から、光透過層、第１情報記録層、透明層、第２情報記録層の順に積層されてなる２層光情報記録媒体において、第１情報記録層、第２情報記録層は、光の入射によって、結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報を記録しうる記録層を有し、第１情報記録層に形成された第１記録層材料と、第２情報記録層に形成された第２記録層材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系合金を主成分とし、第１記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｘ、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比Ｓｂ／Ｔｅ＝Ｙとすると、２≦Ｘ、Ｙ≦４．６の範囲で、かつ、Ｘ＜Ｙであることを特徴とする２層相変化型情報記録媒体。
- 第１記録層材料、第２記録層材料を構成するＳｂ、Ｔｅの原子比が、２．５≦Ｘ≦３．６、２．７≦Ｙ≦４．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２層相変化型情報記録媒体。
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