JP4327691B2 - 光記録媒体 - Google Patents

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本発明は、高密度記録が可能な光記録媒体に関する。
光を使って情報を高密度に記録できる光記録媒体としては、何度でも書き換え可能な相変化光記録媒体や一度だけ記録可能な追記型光記録媒体が主流となっている。
相変化記録媒体は光の照射によって相変化を生じ反射率が変化する材料を記録層としている。Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ａｇなどを主成分とする相変化記録層は高パワー短パルスの光を照射すると溶融し冷却時にアモルファス化され記録マークとなる。これに低パワー長パルスの光を照射すると結晶化温度以上に昇温された後に徐冷されるためアモルファスマークが結晶化して消去される。相変化記録層を用いた記録媒体はこの動作を繰り返すことでデータの書き換えが可能となる。アモルファス化された記録マーク部と結晶スペース部の反射率差を検出することでデータを再生することができる。このため相変化に伴う上記材料の光学定数の変化が反射率差の大きさを決定することになる。現在用いられている上記材料系は長年の研究の結果見出されたもので、相変化に伴う光学変化が非常に大きな材料系である。しかし今後更なる高記録密度化が進んだ場合、記録マークはますます小さくなり上記材料系でも反射率変化の検出が困難になると予想される。
一方、追記型の光記録媒体としては、Ｔｅ化合物をはじめとしてカルコゲナイト元素などの無機系材料を記録層としたものや、シアニン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、金属ポルフィリン誘導体などの色素を有機材料中に分散させた記録材料を記録層としたものが知られている。前者の無機系記録層は真空蒸着法、スパッタ法などのドライプロセスに代表される成膜法で形成され、後者の有機系記録層はスピンコーティング法、電解法などのウェットプロセスで形成される。このうち、スピンコーティング法はジクロロメタンのような溶媒に溶かした有機系色素の溶液を基板の上に滴下し、基板を回転させることでその上に薄膜を作製するものであり、一般に安価な方法として定着している。赤色ＬＤを利用した現世代の追記型光ディスク、すなわちＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒとしてすでに市場に定着しているものは全て上述の有機系色素を記録層に用いたものである。
有機系色素を記録層として用いた追記型光ディスクの記録メカニズムは局所的な記録層の破壊によるものがほとんどである。すなわち対物レンズによって直径１μｍ程度に記録層に集光、吸収された光は熱となって色素を局所的に蒸発あるいは色素に接した物質を変形させる。結果として再生時にこの部分に集光された光は散乱されるため反射率が低下して記録マークとして認識される。しかし、一方で光源波長に対して吸収が大きすぎると再生光を照射しただけでも色素の分解が起こってしまい記録データが失われることになる。このため、吸収された光を効率的に熱に換えるために光源波長に対して大きな吸収率が必要とされる。その一方で、再生時のデータ破壊を避けるためにある程度吸収を抑制する必要もある。そこでＣＤ−ＲやＤＶＤ±Ｒなどの追記型光ディスクには光源である７８０ｎｍや６５０ｎｍの波長近傍に吸収ピークを持つシアニン系やフタロシアニン系の有機系色素が用いられている。
特開２００３−３３８０７７号公報 特開２００４−８７０７３号公報
書き換え型、追記型を含む光記録媒体には、より高い記録密度が要求され続けている。このような流れの中で、（１）光源の短波長化、（２）対物レンズの高開口率（ＮＡ）化、が主な高記録密度化の手段として考えられてきている。いずれの手段も光記録媒体に集光されるビームスポットを絞って微小記録マークを記録し再生することを目的としている。記録マークを小さくすることで記録容量を増やすことができるからである。しかし、このようなマークサイズの微小化には自ずと限界があるため他の手段を講じることも重要である。
記録部と未記録部の光学変化を大きくすることも高記録密度を達成するための手段の一つである。現行の書き換え型ＤＶＤで用いられている相変化材料はＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ａｇを主成分とするもので、記録・未記録の反射率変化が非常に大きくなるような組成が選択されている。また、追記型ＤＶＤで用いられている有機色素材料も長年研究を重ねた結果見出されたもので、光源波長に対して反射率変化が最大となるよう最適化されている。さらに、両タイプの記録媒体とも次世代の波長（４０５ｎｍ）に対応させるべく開発が進められているが、現行材料系を超えるような光学変化は見出されていない。
本発明の目的は、光学変化が大きく、高記録密度を達成できる光記録媒体を提供することにある。
本発明の一態様に係る光記録媒体は、ディスク基板上に、光学干渉層、第１記録層、光学干渉層、第２記録層、光学干渉層、および反射層を積層した構造を有し、前記第１記録層および第２記録層は光照射により同時に光学変化を起こすように配置され、ディスク基板側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層のそれより高く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層のそれより大きいことを特徴とする。
本発明の他の態様に係る光記録媒体は、ディスク基板上に、光学干渉層、第１記録層、光学干渉層、第２記録層、光学干渉層、および反射層を積層した構造を有し、前記第１記録層および第２記録層は光照射により同時に光学変化を起こすように配置され、ディスク基板側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層のそれより低く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層のそれより小さいことを特徴とする。
本発明の実施形態に係る光記録媒体は、光学変化が大きく、高記録密度を達成できる。
本発明の実施形態に係る光記録媒体は、他の層によって互いに隔てられ光照射により同時に光学変化を起こすように配置された２層以上の記録層を有する。２層以上の記録層は光照射部が同時に光学変化を起こして情報が記録されるので、再生時の光学変化を大きくすることができる。
本明細書において、光学変化温度とは、光照射によって記録層の光学定数が変化する温度をいう。たとえば記録層が融点を越えて昇温・冷却されることで相変化を起こして光学定数が変化する場合には、光学変化温度は融点を意味する。また、記録層が酸化還元反応、相分離、化合物反応、２光子吸収など各種の電気化学・物理現象を起こして光学定数が変化する場合には、光学変化温度はこれらの現象が起こる温度を意味する。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体は、他の層によって互いに隔てられ光照射により同時に光学変化を起こすように配置された２層以上の記録層を有し、光入射側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層以降のそれより高く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層以降のそれより大きい。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体においては、２層以上の記録層が光照射により同時に光学変化を起こすように配置されている。記録光の焦点深度などを考慮すると、第１記録層と第２記録層との間隔は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下となるように設定される。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、第１記録層の光学変化温度は５００℃以上１０００℃以下であることが好ましい。この温度範囲は、本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体が、半導体レーザー（ＬＤ）で記録されるように、ＬＤの出力を考慮して規定されている。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、記録層に光が吸収されて熱に変換されることで光学変化が起こる場合、第１記録層の消衰係数は１．０以上４．０以下であることが好ましい。このような範囲の消衰係数を持つことでレーザー光を効率的に熱に変換することができる。さらにこの光学変化が可逆的に起こる場合は繰り返し記録が可能となり、非可逆的変化である場合は１回だけ記録可能な追記型記録が可能となる。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、第１記録層の典型的な例として、光ビームの照射を受けて結晶状態と非晶質状態を可逆的に遷移し、両状態間で光学特性が異なる材料が挙げられる。例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなど３元系材料が挙げられる。またこれらの材料にＣｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｎなどを１種以上微量添加しても記録層として良好な特性が得られる。いずれの３元系材料も６００℃前後に融点を持ち添加物の種類と量によってこの温度を調整することもできる。他にも２種類以上の非固溶系元素を組み合わせた相分離型の材料を第１記録層として用いることもできる。この場合、強制固溶された２種類以上の元素がレーザー照射によって相分離を起こすため、これが光学変化となって記録される。また、２層以上の固溶系材料を第１記録層としてもよい。レーザー照射によって昇温された記録部は互いに固溶して光学変化が起こる。いずれの材料の場合でも良好な記録消去特性を実現するためには第１記録層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、第２記録層の光学変化温度は１００℃以上５００℃未満であることが好ましい。光学変化は第１記録層と同様の現象で引き起こされる。光学変化温度を第１記録層より低くすることで、第２記録層に必要な熱を少なくしてＬＤへの負担を軽減させることができる。第１記録層および第２記録層が同時に記録されるためには、第２記録層の消衰係数が０．０５以上１．０以下であることが好ましい。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、第２記録層の典型的な例としては、光ビームの照射を受けて酸化、還元、分解などの変化を起こす材料が用いられ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕを主成分とする酸化物が好ましい。例えばＡｇ酸化物は酸化度に依存して光学定数が連続的に変化するため、酸化度を調整することで上述した消衰係数のＡｇ酸化物を容易に得ることができる。耐蝕性の観点から、合金元素としてＰｄ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｉｎなどを添加すると大きな効果が得られる。いずれの材料の場合でも良好な記録消去特性を実現するためには、第２記録層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体において、記録層が３層ある場合は、光入射側の第１記録層の光学変化温度が５００℃以上１０００℃以下、第２記録層の光学変化温度が３００℃以上５００℃未満、第３記録層の光学変化温度が１００℃以上３００℃未満、というように設定する。１回のビーム照射で３層の記録層を同時に光学変化させるためには、第１記録層の消衰係数を１．０以上４．０以下、第２記録層の消衰係数を０．５以上１．０未満、第３記録層の消衰係数を０．１以上０．５未満にする必要がある。このように３層記録層の材料パラメータを設定することで３層同時に光学変化を起こさせることが可能となる。記録層を４層以上有する場合も上記と同様に材料パラメータを設定することで各記録層に同時記録することができる。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体は、他の層によって互いに隔てられ光照射により同時に光学変化を起こすように配置された２層以上の記録層を有し、光入射側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層以降のそれより低く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層以降のそれより小さい。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体においては、２層以上の記録層が光照射により同時に光学変化を起こすように配置されている。記録光の焦点深度などを考慮すると、第１記録層と第２記録層との間隔は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下となるように設定される。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、第１記録層の光学変化温度は１５０℃以上５００℃未満であることが好ましい。第１記録層の光学変化温度を第２記録層より低くすることで、第１記録層に必要な熱を少なくしてＬＤへの負担を軽減させることができる。第１記録層および第２記録層が同時に記録されるためには、第１記録層の消衰係数は０．０５以上１．０以下であることが好ましい。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、第１記録層の典型的な例としては、光ビームの照射を受けて酸化、還元、分解などの変化を起こす材料が用いられ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕを主成分とする酸化物が好ましい。例えばＡｇ酸化物は酸化度に依存して光学定数が連続的に変化するため、酸化度を調整することで上述した消衰係数のＡｇ酸化物を容易に得ることができる。耐蝕性の観点から、合金元素としてＰｄ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｉｎなどを添加すると大きな効果が得られる。いずれの材料の場合でも良好な記録消去特性を実現するためには、第１記録層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、第２記録層の光学変化温度は５００℃以上１０００℃以下であることが好ましい。光学変化は第１記録層と同様の現象で引き起こされる。この温度範囲は、本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体が、半導体レーザー（ＬＤ）で記録されるように、ＬＤの出力を考慮して規定されている。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、記録層に光が吸収されて熱に変換されることで光学変化が起こる場合は、第２記録層の消衰係数は１．０以上４．０以下であることが好ましい。このような範囲の消衰係数を持つことでレーザー光を効率的に熱に変換することができる。さらにこの光学変化が可逆的に起こる場合は繰り返し記録が可能となり、非可逆的変化である場合は１回だけ記録可能な追記型記録が可能となる。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、第２記録層の典型的な例として、光ビームの照射を受けて結晶状態と非晶質状態を可逆的に遷移し、両状態間で光学特性が異なる材料が挙げられる。例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなど３元系材料が挙げられる。またこれらの材料にＣｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｎなどを１種以上微量添加しても記録層として良好な特性が得られる。いずれの３元系材料も６００℃前後に融点を持ち添加物の種類と量によってこの温度を調整することもできる。他にも２種類以上の非固溶系元素を組み合わせた相分離型の材料を第２記録層として用いることもできる。この場合、強制固溶された２種類以上の元素がレーザー照射によって相分離を起こすため、これが光学変化となって記録される。また、２層以上の固溶系材料を第２記録層としてもよい。レーザー照射によって昇温された記録部は互いに固溶して光学変化が起こる。いずれの材料の場合でも良好な記録消去特性を実現するためには第２記録層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体において、記録層が３層ある場合は、光入射側の第１記録層の光学変化温度が１５０℃以上３００℃未満、第２記録層の光学変化温度が３００℃以上５００℃未満、第３記録層の光学変化温度が５００℃以上１０００℃以下、というように設定する。１回のビーム照射で３層の記録層を同時に光学変化させるためには第１記録層の消衰係数を０．１以上０．５未満、第２記録層の消衰係数を０．５以上１．０未満、第３記録層の消衰係数を１．０以上４．０以下にする必要がある。このように３層記録層の材料パラメータを設定することで３層同時に光学変化を起こさせることが可能となる。記録層を４層以上有する場合も上記と同様に材料パラメータを設定することで各記録層に同時記録することができる。
さらに、本発明の第１の実施形態または第２の実施形態に係る光記録媒体を、透明中間層を介して複数層積層させることでディスク片面あたりの容量を飛躍的に増やすことができる。厚さ１０〜５０μｍの透明中間層を介して、第１の実施形態または第２の実施形態に係る光記録媒体を基板上に２層積層させる。このとき光入射側にある光記録媒体は一定以上の透過率を有し、通過した光がもう一つの光記録媒体に達することが望まれる。このようにすることで、それぞれの光記録媒体にビームを収束させて独立して記録／再生を行うことができる。複数層の光記録媒体を隔てる透明中間層の厚さは光学系の仕様によって球面収差や焦点深度などを考慮しながら決められる。
本発明の第１および第２の実施形態に係る光記録媒体に対する記録・再生方法を以下に説明する。マーク長記録を行う場合、マーク長に応じたマルチパルスを生成して記録を行う。最も短いマークを形成する場合には、図１（ａ）に示すような単一パルスでマークが形成される。マーク長が長くなるに従って、図１（ｂ）に示すようなマルチパルスを用いて記録する。このときＰｐは記録パワーを、Ｐｒは再生パワーを、Ｐｂはボトムパワーを表している。このような記録パターンのレーザービームを照射すると主に第１及び第２記録層で吸収され熱に変換され両記録層の温度が上がる。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体においては、第１記録層が５００℃以上１０００℃以下に昇温されて光学的変化を起こすと同時に第２記録層が１００℃以上５００℃未満に昇温されて光学変化を起こす。
一方、本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体においては、第１記録層が１５０℃以上５００℃未満に昇温されて光学的変化を起こすと同時に第２記録層が５００℃以上１２００℃以下に昇温されて光学変化を起こす。
このように本発明の光記録媒体は２層の記録層が同時に記録されるため従来の光記録媒体に比べて非常に大きな光学変化が得られる。
図２は本発明の第１または第２の実施形態に係る光記録媒体を示す断面図である。この光記録媒体は、樹脂、ガラスなどの基板１上に、光学干渉層１１、第１記録層１２、光学干渉層１３、第２記録層１４、光学干渉層１５、および反射層１６を成膜したものである。
本発明の第１の実施形態に係る光記録媒体は、第１記録層１２の光学変化温度が第２記録層１４のそれより高く、第１記録層１２の消衰係数が第２記録層１４のそれより大きい。このため第１記録層は第２記録層に比べてより高温になる。それぞれの記録層でレーザービームが集光された部分はそれぞれの記録層の光学変化温度を超えて昇温され、２層同時に光学変化が起こるため、再生光に対して光記録媒体から非常に大きな反射率変化が得られる。
本発明の第２の実施形態に係る光記録媒体は、第１記録層１２の光学変化温度が第２記録層１４のそれより低く、第１記録層１２の消衰係数が第２記録層１４のそれより小さい。このため第２記録層１４は第１記録層１２に比べてより高温になる。それぞれの記録層でレーザービームが集光された部分はそれぞれの記録層の光学変化温度を超えて昇温され、２層同時に光学変化が起こるため、再生光に対して光記録媒体から非常に大きな反射率変化が得られる。
図３に、基板１に光記録媒体１０を形成し、その上に透明中間層１７を介して光記録媒体１０’を積層した構成を示す。光記録媒体１０および１０’は、本発明の第１の実施形態または第２の実施形態のどちらでもよい。光入射側の光記録媒体１０には透光性があるため、奥側の光記録媒体１０’に光記録媒体１０を通して記録／再生を行うことができる。このように本発明の実施形態に係る光記録媒体は片面２層ディスクに応用することも可能である。
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
本実施例においては、図４に示す構造を有する、第１の実施形態に係る光記録媒体を作製した。
トラックピッチ０．３５μｍの溝が形成された厚さ約０．６ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）ディスク基板２上に、ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して、厚さ約３０ｎｍの光学干渉層２１を形成した。
ＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を成膜して厚さ約１０ｎｍの第１記録層２２を形成した。第１記録層２２は、光学変化温度が約６００℃、消衰係数が３．５３(結晶)である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約１０ｎｍの光学干渉層２３を形成した。
Ａｒガスを１０ｃｃ、酸素ガスを１５ｃｃ流しながら総ガス圧０．４Ｐａの圧力下でＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＡｇＯｘを成膜し、厚さ約１５ｎｍの第２記録層２４を形成した。第２記録層２４は、光学変化温度が約１８０℃、消衰係数が０．１１である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約４０ｎｍの光学干渉層２５を形成した。
ＤＣマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＡｇを成膜して厚さ約２０ｎｍの反射層２６を形成した。
その後、成膜面にＵＶ硬化樹脂を塗布して厚さ０．６ｍｍのダミー用ＰＣディスク基板を貼り合わせ光ディスクとして完成させた。
完成した光ディスクをレーザー初期化装置にかけて、第１記録層の初期結晶化を行った。このとき初期化後の反射率は１３％であった。
表１に示す評価条件で、この光ディスクの記録再生評価を実施した。記録に際しては全て図１に示すようなマルチパルスパターンで記録／再生した（この条件については、他の実施例でも同様である）。
Figure 0004327691
図５に、再生パワーを０．５ｍＷ、ボトムパワーを０．１ｍＷとして記録パワーを変化させたときの３Ｔ−ＣＮＲの変化を示す。記録パワー４ｍＷ以上で記録可能となり、６ｍＷ以上で記録が飽和し５４ｄＢ以上の非常に大きな３Ｔ−ＣＮＲが得られている。
この結果に基づいて、最適条件（Ｐｗ＝７ｍＷ，Ｐｂ＝０．１ｍＷ）で記録マークを形成したディスクを電子顕微鏡で観察した。その結果、第１記録層にはアモルファス記録マークが形成され、第２記録層には変形による記録マークが形成されていることがわかった。このように本発明による光記録媒体は２つの記録層に同時に記録マークを形成することが可能で、非常に大きな光学変化を達成でき、高いＣＮＲを得ることができた。
実施例２
本実施例においては、図６に示す構造を有する、第２の実施形態に係る光記録媒体を作製した。
トラックピッチ０．３５μｍの溝が形成された厚さ約０．６ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）ディスク基板３上に、ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して、厚さ約５０ｎｍの光学干渉層３１を形成した。
Ａｒガスと酸素ガスの流量比を種々変化させ（表２のＡ〜Ｄ参照）、総ガス圧０．４Ｐａの圧力下でＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＰｔＯｘを成膜し、厚さ約１０ｎｍの第１記録層３２を形成した。第１記録層３２は、光学変化温度が５００〜５８０℃の範囲にある。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約１０ｎｍの光学干渉層３３を形成した。
ＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を成膜して厚さ約１０ｎｍの第２記録層３４を形成した。第２記録層３４は、光学変化温度が約６００℃、消衰係数が３．５３(結晶)である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約５０ｎｍの光学干渉層３５を形成した。
ＤＣマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＡｇを成膜して厚さ約１０ｎｍの反射層３６を形成した。
その後、成膜面にＵＶ硬化樹脂を塗布して厚さ０．６ｍｍのダミー用ＰＣディスク基板を貼り合わせ光ディスクとして完成させた。
第１記録層の成膜時の混合ガス流量比を変えた４種類の光ディスクをレーザー初期化装置にかけて、第２記録層の初期結晶化を行った。このとき初期化後の反射率は１５％から２０％であった。ディスク作製と平行して第１記録層だけをガラス基板上に成膜したサンプルを作製し評価装置の光源波長に対する光学定数を測定した。
既述した表１に示す評価条件で、実施例１と同様に光ディスクの記録再生評価を実施した。表２に４種類のディスクの３Ｔ−ＣＮＲとその他の特性を示す。酸素分圧が最も高いディスクＡにおけるＰｔＯｘの消衰係数は０．３であり、記録パワーは８．０ｍＷと他のディスクに比べてやや高くなっているものの、３Ｔ−ＣＮＲは５３ｄＢ以上の高い値が得られている。ディスクＢの場合は消衰係数が大きく、それに応じて低い記録パワーで５３ｄＢ以上の３Ｔ−ＣＮＲが得られている。これに対して、酸素分圧が低いディスクＣとＤは消衰係数が１．０以上になっており、記録パワーは低いものの５０ｄＢ以下の３Ｔ−ＣＮＲにとどまっている。これらの結果から、第２記録層に最適な記録パワー範囲６〜８ｍＷで、第１記録層を同時に記録するためには、第１記録層が適当な消衰係数０．０５〜１．０を有する必要があることがわかった。
Figure 0004327691
実施例３
本実施例においては、図７に示す構造を有する、３層の記録層を含む光記録媒体を作製した。
トラックピッチ０．３５μｍの溝が形成された厚さ約０．６ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）ディスク基板４上に、ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して、厚さ約３０ｎｍの光学干渉層４１を形成した。
ＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＧｅ10Ｓｂ2Ｔｅ13を成膜して厚さ約１０ｎｍの第１記録層４２を形成した。第１記録層４２は、光学変化温度が約６８０℃、消衰係数が２．６２である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約１０ｎｍの光学干渉層４３を形成した。
ＤＣマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＡｕ72Ｇｅ28を成膜して厚さ約８ｎｍの第２記録層４４を形成した。第２記録層４４は、光学変化温度が約３６０℃、消衰係数が１．８５である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約４０ｎｍの光学干渉層４５を形成した。
Ａｒガスを１０ｃｃ、酸素ガスを１５ｃｃ流しながら総ガス圧０．４Ｐａの圧力下でＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＡｇＯｘを成膜し、厚さ約１０ｎｍの第３記録層４６を形成した。第３記録層４６は、光学変化温度が約１８０℃、消衰係数が０．１１である。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約３０ｎｍの光学干渉層４７を形成した。
ＤＣマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＡｕを成膜して厚さ約１０ｎｍの反射層４８を形成した。
その後、成膜面にＵＶ硬化樹脂を塗布して厚さ０．６ｍｍのダミー用ＰＣディスク基板を貼り合わせ光ディスクとして完成させた。
完成した光ディスクをレーザー初期化装置にかけて、第１記録層の初期結晶化を行った。このとき初期化後の反射率は２０％であった。
既述した表１に示す評価条件で、実施例１と同様に光ディスクの記録再生評価を実施した。図８に、再生パワーを０．５ｍＷ、ボトムパワーを０．１ｍＷとして記録パワーを変化させたときの３Ｔ−ＣＮＲの変化を示す。記録パワー３．５ｍＷ以上で記録可能となり、７ｍＷ以上で記録が飽和し、実施例１より大きな５５ｄＢ以上の３Ｔ−ＣＮＲが得られている。このように記録層を３層とすることでさらに大きなＣＮＲを得ることができた。
実施例４
本実施例では、図９に示す構造を有する片面２層媒体を作製した。
実施例２と同様な方法で、ＰＣディスク基板５上に第２の実施形態に係る光記録媒体５０を形成した。なお、Ａｒ／Ｏ2ガス流量比を４ｃｃ／２１ｃｃに設定してＲＦマグネトロンスパッタによりＰｔＯｘを成膜し、第１記録層を形成した。
一方、ＰＣディスク基板６上に実施例１と逆の順序で各層を成膜して第１の実施形態に係る光記録媒体６０を形成した。
ＵＶ硬化樹脂層７０を用いて２つのディスクの成膜面同士を貼り合わせて片面２層ディスクを作製した。
この片面２層ディスクでは、ディスク基板５側からビームを入射して光記録媒体５０と光記録媒体６０に独立して集光することができるため、片面あたりの記録容量は倍になる。まず、光記録媒体５０に記録パワー７．５ｍＷで３Ｔパターンを記録して再生したところ５２．８ｄＢの良好な結果が得られた。また、光記録媒体５０を通して光記録媒体６０に記録パワー１２ｍＷで３Ｔパターンを記録したところ５３．０ｄＢの良好な結果が得られた。このように本発明によれば片面２層ディスクの作製も容易である。
比較例１
図１０に示す構造を有する比較例としての光記録媒体を作製した。
トラックピッチ０．３５μｍの溝が形成された厚さ約０．６ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）ディスク基板８上に、ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して、厚さ約５０ｎｍの光学干渉層８１を形成した。
ＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を成膜して厚さ約１０ｎｍの第１記録層８２を形成した。
Ａｒガスを１０ｃｃ、酸素ガスを１５ｃｃ流しながら総ガス圧０．４Ｐａの圧力下でＲＦマグネトロンスパッタにより０．２ｋＷのパワーでＡｇＯｘを成膜し、厚さ約１０ｎｍの第２記録層８３を形成した。
ＲＦマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＺｎＳ−ＳｉＯ2を成膜して厚さ約４０ｎｍの光学干渉層８４を形成した。
ＤＣマグネトロンスパッタにより１ｋＷのパワーでＡｇを成膜して厚さ約２０ｎｍの反射層８５を形成した。
その後、成膜面にＵＶ硬化樹脂を塗布して厚さ０．６ｍｍのダミー用ＰＣディスク基板を貼り合わせ光ディスクとして完成させた。この光ディスクの反射率は１０％であった。
既述した表１に示す評価条件で、実施例１と同様に光ディスクの記録再生評価を実施した。図１１に、再生パワーを０．５ｍＷ、ボトムパワーを０．１ｍＷとして記録パワーを変化させたときの３Ｔ−ＣＮＲの変化を示す。記録パワー２．５ｍＷ以上で記録可能であったものの、１２ｍＷまで記録パワーを増加させても３Ｔ−ＣＮＲは３０ｄＢに満たず、実施例１のような効果は得られなかった。この比較例のように第１記録層８２と第２記録層８３を隔てない構成では満足な記録が行えないことが明らかになった。
比較例２
実施例２と同じ方法、同じ層構成で、第１記録層のみ異なる材料とした４種類のディスクＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを作製した。これらのディスクを実施例１と同条件で記録／再生して評価した。表３に、第１記録層に用いた４種類の材料と光学変化温度とともに、評価結果を示す。
４種類のディスクに用いた第１記録層材料の光学変化温度はいずれも第２記録層の光学変化温度以上であり、かつ５００℃より高い。このため２層同時の光学変化が起こらず３Ｔ−ＣＮＲが４０ｄＢにも満たない結果となった。
Figure 0004327691
本発明の実施形態に係る光記録媒体への記録パターンを示す図。 本発明の実施形態に係る光記録媒体の断面図。 本発明の実施形態に係る片面２層媒体の断面図。 実施例１の光記録媒体の断面図。 実施例１の光記録媒体について３Ｔ−ＣＮＲの記録パワー依存性を示す図。 実施例２の光記録媒体の断面図。 実施例３の光記録媒体の断面図。 実施例３の光記録媒体について３Ｔ−ＣＮＲの記録パワー依存性を示す図。 実施例４の片面２層媒体の断面図。 比較例１の光記録媒体の断面図。 比較例１の光記録媒体について３Ｔ−ＣＮＲの記録パワー依存性を示す図。
符号の説明
１…基板、１０、１０’…光記録媒体、１１…光学干渉層、１２…第１記録層、１３…光学干渉層、１４…第２記録層、１５…光学干渉層、１６…反射層、１７…透明中間層、２…ＰＣディスク基板、２１…光学干渉層、２２…第１記録層、２３…光学干渉層、２４…第２記録層、２５…光学干渉層、２６…反射層、３…ＰＣディスク基板、３１…光学干渉層、３２…第１記録層、３３…光学干渉層、３４…第２記録層、３５…光学干渉層、３６…反射層、４…ＰＣディスク基板、４１…光学干渉層、４２…第１記録層、４３…光学干渉層、４４…第２記録層、４５…光学干渉層、４６…第３記録層、４７…光学干渉層、４８…反射層、５…ＰＣディスク基板、５０…光記録媒体、６…ＰＣディスク基板、６０…光記録媒体、７０…ＵＶ硬化樹脂層、８…ＰＣディスク基板、８１…光学干渉層、８２…第１記録層、８３…第２記録層、８４…光学干渉層、８５…反射層。

Claims (8)

  1. ディスク基板上に、光学干渉層、第１記録層、光学干渉層、第２記録層、光学干渉層、および反射層を積層した構造を有し、前記第１記録層および第２記録層は光照射により同時に光学変化を起こすように配置され、ディスク基板側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層のそれより高く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層のそれより大きいことを特徴とする光記録媒体。
  2. 第１記録層の光学変化温度が５００℃以上１０００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 第１記録層の消衰係数ｋが１．０以上４．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  4. ディスク基板上に、光学干渉層、第１記録層、光学干渉層、第２記録層、光学干渉層、および反射層を積層した構造を有し、前記第１記録層および第２記録層は光照射により同時に光学変化を起こすように配置され、ディスク基板側に配置された第１記録層の光学変化温度が第２記録層のそれより低く、第１記録層の消衰係数ｋが第２記録層のそれより小さいことを特徴とする光記録媒体。
  5. 第１記録層と第２記録層が６ｎｍ以上１００ｎｍ以下隔てられていることを特徴とする請求項１または４に記載の光記録媒体。
  6. 第１記録層の光学変化温度が１５０℃以上５００℃未満であることを特徴とする請求項４に記載の光記録媒体。
  7. 第１記録層の消衰係数ｋが０．０５以上１．０未満であることを特徴とする請求項４に記載の光記録媒体。
  8. 請求項１または請求項４に記載の光記録媒体が中間層を介して２つ以上積層され、積層された２つ以上の光記録媒体は互いに独立して記録されることを特徴とする光記録媒体。
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