JP4397905B2 - Double-layer optical information recording medium - Google Patents

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Description

本発明は、453nm以上の波長範囲、特にDVDで使用される赤色波長(655±5nm)において優れた記録特性を有する二層光情報記録媒体に関する。   The present invention relates to a double-layer optical information recording medium having excellent recording characteristics in a wavelength range of 453 nm or more, particularly in a red wavelength (655 ± 5 nm) used in a DVD.

CD−R(Compact Disc−Recordable)やCD−RW(Compact Disc−Rewritable)などの光ディスクは、ポリカーボネート等のプラスチック製の円形基板、又はその上に設けた記録層に、円周方向に沿って音、文字、画像などの信号を記録し、その面にアルミニウム、金、銀などの金属を蒸着又はスパッタリングして反射層を形成した構成を有している。この場合、光ディスクの基板面側からレーザー光を照射して、信号の記録、再生が行なわれる。
近年、コンピューターメモリ、画像及び音声ファイル用メモリー、光カード等で扱う情報量が急激に増加しているため、DVD+RW、DVD−RW、DVD−RAMのように光ディスクの信号記録容量の増大及び信号情報の高密度化が進んでいる。現在、CDの記録容量は650MB程度、DVDでは4.7GB程度の容量であるが、更に高記録密度化が要求されている。記録密度を高める方法として、光学系においては、用いる半導体レーザー光源の短波長化と対物レンズの開口数NA(Numerical Aparture)の増大化が検討されている。更に、2次元方向の記録密度の向上のみでなく、記録媒体の厚さ方向に記録層を多層化し、情報記録を蓄積する手法が検討されている。
Optical discs such as CD-R (Compact Disc-Recordable) and CD-RW (Compact Disc-Rewritable) are recorded along the circumferential direction on a circular substrate made of plastic such as polycarbonate or a recording layer provided thereon. Further, a signal such as characters and images is recorded, and a reflective layer is formed on the surface by vapor deposition or sputtering of a metal such as aluminum, gold or silver. In this case, signal recording and reproduction are performed by irradiating a laser beam from the substrate surface side of the optical disk.
In recent years, the amount of information handled by computer memory, memory for image and sound files, optical cards, etc. has increased rapidly, so that the signal recording capacity and signal information of optical disks such as DVD + RW, DVD-RW, and DVD-RAM have increased. Densification is progressing. Currently, the recording capacity of a CD is about 650 MB, and the capacity of a DVD is about 4.7 GB. However, a higher recording density is required. As a method for increasing the recording density, in the optical system, it has been studied to shorten the wavelength of the semiconductor laser light source used and increase the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens. Furthermore, not only the improvement of the recording density in the two-dimensional direction, but also a method for accumulating information records by multilayering the recording layer in the thickness direction of the recording medium has been studied.

大容量の光記録媒体を得る手段として、光の入射方向に多層記録層を設け、更に用いるレーザを青色波長とする場合には、以下のような問題点がある。
例えば、記録層を2層構成にした場合、光入射奥側となる第2記録層への光の照射率の向上、また照射戻り光の透過率を向上させるため、光入射側の第1記録層の光の透過性を確保する必要がある。そのためには、光吸収を起こす層の材料及び膜厚の選択が重要となる。特に、記録層材料が課題となるが、吸収を少なくするために膜厚を薄くすると結晶化速度が相対的に低下する傾向があることが特許文献1に開示されている。結晶化速度を向上させる手段は、特許文献2に開示されており、記録層材料自体の結晶化を向上させる手段も用いられている。その方法は、特許文献3に開示されている。また、記録層の膜厚を極薄にすると、光の透過性は増加するが、光が透過する分だけ第1記録層で吸収されるレーザパワーが少なくなり、信号読み取りに充分な記録信号差が得られ難くなってしまう。このように多層構成の実現には技術的に難しい問題がある。
As a means for obtaining a large-capacity optical recording medium, when a multilayer recording layer is provided in the light incident direction and the laser to be used has a blue wavelength, there are the following problems.
For example, when the recording layer has a two-layer configuration, the first recording on the light incident side is performed in order to improve the light irradiation rate to the second recording layer on the light incident back side and to improve the transmittance of the irradiation return light. It is necessary to ensure the light transmittance of the layer. For this purpose, it is important to select the material and film thickness of the layer that causes light absorption. In particular, although the recording layer material is a problem, Patent Document 1 discloses that when the film thickness is reduced in order to reduce absorption, the crystallization speed tends to decrease relatively. Means for improving the crystallization speed is disclosed in Patent Document 2, and means for improving the crystallization of the recording layer material itself is also used. This method is disclosed in Patent Document 3. If the recording layer is made very thin, the light transmission increases, but the laser power absorbed by the first recording layer is reduced by the amount of light transmitted, and the recording signal difference sufficient for signal reading is reduced. Is difficult to obtain. As described above, there is a technically difficult problem in realizing the multilayer structure.

一方、記録層材料の観点から見ると大きく二系統の材料開発の流れがある。
即ち、追記型の記録層材料であるGeTe、及び、可逆的に相変化できるSbとTeの合金であるSbTe、この2つの材料の固溶体又は共晶組成からGeSbTeの三元合金からなる記録層材料が一つの流れである。もう一つの流れは、同じくSbとTeの合金であるが、SbとSbTeとの共晶組成でSb含有量が70%前後となるSbTeに、微量元素を添加した記録層材料である。
前者の三元合金系材料は、可逆的相変化が可能なTeを主成分にGeの添加によりTeのアモルファス相の安定化を図り、更に、SbTeと混合することによって記録に必要な光エネルギーを小さくすると共に、その混合比を最適な範囲とすることで、高速に情報の記録、消去、書き換えが可能となることが、特許文献4〜8に開示されている。これらのうち、多層記録層を持つものとしては、特許文献5、6及び8がある。
後者のSbとTeとの合金に関しては、特許文献9に、第1情報記録部の記録材料として、Sb及びTeを主成分とし、その原子比率が2.3<Sb/Te≦4.0である相変化記録材料を用いた例が開示されている。この相変化記録材料は、結晶化速度が早いため、高転送レートでの安定した記録再生及び書き換えが可能になると記載されている。
On the other hand, from the viewpoint of the recording layer material, there are two types of material development flows.
That is, it is composed of GeTe which is a write-once recording layer material, Sb 2 Te 3 which is an alloy of Sb and Te which can reversibly change phase, and a ternary alloy of GeSbTe from the solid solution or eutectic composition of these two materials. The recording layer material is one flow. Another flow is a recording layer material in which a trace element is added to SbTe having an eutectic composition of Sb and Sb 2 Te 3 and an Sb content of around 70%, which is an alloy of Sb and Te. .
The former ternary alloy-based material is necessary for recording by stabilizing Te amorphous phase by adding Ge to Te as the main component and capable of reversible phase change and mixing with Sb 2 Te 3. Patent Documents 4 to 8 disclose that information can be recorded, erased, and rewritten at high speed by reducing the light energy and setting the mixing ratio to an optimum range. Among these, Patent Documents 5, 6, and 8 are those having a multilayer recording layer.
Regarding the latter alloy of Sb and Te, in Patent Document 9, as a recording material of the first information recording portion, Sb and Te are the main components, and the atomic ratio is 2.3 <Sb / Te ≦ 4.0. An example using a phase change recording material is disclosed. This phase change recording material is described as being capable of stable recording / reproduction and rewriting at a high transfer rate because of its high crystallization speed.

しかしながら、前述した特許文献5、6、8の中で示されている、GeTe及びSbTeを結ぶ線上の組成物からなる記録材料系では、それぞれが融点も高く結晶化温度も高いため書き換え速度が十分でなく、線速を向上させるため、記録層の上下に金属合金による結晶化補助層を積層させた構成の特許文献10や、GeN等の界面層を設けた構成が一般的に用いられている。GeN等の界面層に関しては、前記特許文献2や非特許文献1に開示されている。ここで、線速を向上するために用いられる層は、少なからず光吸収があるため、光透過性を要求される第1記録層にはマイナスの要因といえる。したがって、第1記録層としては高いパワーを必要とせず記録可能で、更に、シンプルな層構成で形成できる材料が望まれる。更に、GeTe及びSbTeを結ぶ線上の組成物の場合は、C/N比(Carrier to Noise Ratio)が30dBと小さく、少なくとも45dB以上必要といわれている書き換え型の光ディスクシステムを構成する上で安定したシステムを構築し難いという難点がある。 However, in the recording material system composed of the composition on the line connecting GeTe and Sb 2 Te 3 shown in Patent Documents 5, 6, and 8 described above, rewriting is performed because each has a high melting point and a high crystallization temperature. In order to improve the linear velocity because the speed is not sufficient, a configuration in which a crystallization auxiliary layer made of a metal alloy is laminated above and below the recording layer or a configuration in which an interface layer such as GeN is provided is generally used. It has been. The interface layer such as GeN is disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1. Here, since the layer used for improving the linear velocity has a little light absorption, it can be said that it is a negative factor for the first recording layer that requires light transmission. Therefore, a material that can be recorded without requiring high power as the first recording layer and that can be formed with a simple layer structure is desired. Furthermore, in the case of a composition on a line connecting GeTe and Sb 2 Te 3 , a C / N ratio (Carrier to Noise Ratio) is as small as 30 dB, and a rewritable optical disk system which is said to be required to be at least 45 dB or more is required. It is difficult to build a stable system.

次に、光情報記録媒体の反射層としては金属又は合金が用いられる。例えば、特許文献11に開示されているようにAg又はAg合金が用いられることが多く、その理由としては、熱伝導性が良好で、しかも光の反射特性に優れている点が挙げられる。しかし、Ag単体は保存特性に課題があり、Agと他の物質との反応を阻害するためのバリア層又は中間層等を設ける必要がある。バリア層又は中間層の材料には炭化物や金属が用いられるため、反射層、バリア層及び中間層による光エネルギーの吸収が、多層記録層を有する構成にとっては光エネルギーの効率的利用の点で不利となる。
Ag反射層材料に関する工夫の例としては、合金化の他に添加物により耐久性と反射率を確保するというトレード・オフの関係を改善す試みなどもある(特許文献12など)。
Ag又はAg合金以外の例としては、Cuを用いたもの(特許文献13〜16)、Auを用いたもの(特許文献17)などがある。
しかしながら、特許文献14は、再生専用のROM媒体に関するものであり、記録型媒体とは関係がない。また、特許文献15には反射層にCuを用いているが、実施例として示されているのはAgPdCu合金のみであり、Cuを主成分とする反射層に関する具体的な記載はない。また、特許文献16には、Cuを主成分とするという記載はあるが、実際にはAg主体の開示であって、Cuに関する詳しい記載はない。
更に、特許文献18には多層の記録層を持つ光情報媒体が開示されており、その金属の反射層が主にCuを含有し、2〜10nmの範囲から選択された厚さを持つことが記載されているが、実施例にはCuのみを用いた例しか記載されておらず、Cu以外の添加成分に関しては全く記載が無い。しかも実施例には、その他の添加成分によらなくともCuのみで保存信頼性が確保できるように記載されている。しかしながら、本発明者等の研究成果によると、Cu単体では保存後の特性劣化があることが明らかとなった。更に、添加物を加えたとしても、添加物の種類によっては効果が無いことが明らかとなった。
Next, a metal or an alloy is used as the reflective layer of the optical information recording medium. For example, as disclosed in Patent Document 11, Ag or an Ag alloy is often used because of its good thermal conductivity and excellent light reflection characteristics. However, Ag alone has a problem in storage characteristics, and it is necessary to provide a barrier layer or an intermediate layer for inhibiting the reaction between Ag and other substances. Since carbide or metal is used for the material of the barrier layer or intermediate layer, absorption of light energy by the reflective layer, barrier layer, and intermediate layer is disadvantageous from the viewpoint of efficient use of light energy for a configuration having a multilayer recording layer. It becomes.
As an example of the device relating to the Ag reflection layer material, there is an attempt to improve the trade-off relationship of ensuring durability and reflectivity by using an additive in addition to alloying (Patent Document 12, etc.).
Examples other than Ag or an Ag alloy include those using Cu (Patent Documents 13 to 16) and those using Au (Patent Document 17).
However, Patent Document 14 relates to a read-only ROM medium and is not related to a recordable medium. Further, although Patent Document 15 uses Cu for the reflective layer, only the AgPdCu alloy is shown as an example, and there is no specific description regarding the reflective layer containing Cu as a main component. Further, in Patent Document 16, there is a description that Cu is a main component, but in fact, it is an Ag-based disclosure, and there is no detailed description about Cu.
Further, Patent Document 18 discloses an optical information medium having a multi-layered recording layer, and the metal reflective layer mainly contains Cu and has a thickness selected from a range of 2 to 10 nm. Although described, only examples using only Cu are described in the examples, and there is no description at all regarding additive components other than Cu. In addition, the examples describe that the storage reliability can be ensured only by Cu without using other additive components. However, according to the research results of the present inventors, it has been clarified that Cu alone has characteristic deterioration after storage. Furthermore, even when an additive was added, it became clear that there was no effect depending on the type of additive.

特開2002−144736号公報JP 2002-144736 特開2002−293025号公報JP 2002-293025 A 特開2003−16687号公報JP 2003-16687 A 特許第2692654号公報Japanese Patent No. 2692654 特許第03216794号公報Japanese Patent No. 0216794 特開平10−116441号公報JP-A-10-116441 特公平8−032482号公報Japanese Patent Publication No. 8-032482 特開2001−143322号公報JP 2001-143322 A 特開2002−288876号公報JP 2002-288876 A 特開2002−123977号公報JP 2002-123977 A 特開2002−140838号公報JP 2002-140838 A 特開2004−39146号公報JP 2004-39146 A 国際公開02/021524号パンフレットInternational Publication No. 02/021524 Pamphlet 特開2003−331381号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-331381 特開2000−215516号公報JP 2000-215516 A 特開2002−25115号公報JP 2002-25115 A 特許第3087433号公報Japanese Patent No. 3087433 特表2005−524922公報JP 2005-524922 Gazette 第10回相変化シンポジウム講演論文集、第85〜90頁(1998)Proceedings of the 10th Phase Change Symposium, pages 85-90 (1998)

本発明は、二層の情報層のうちレーザー光照射手前側の透過性の高い情報層でも、453nm以上の波長範囲、特にDVDで使用される赤色波長(655±5nm)において、十分な記録特性が得られると共に、奥側の情報層からも十分なデータ信号の記録再生が可能である二層光情報記録媒体の提供を目的とする。   In the present invention, even in the information layer with high transparency on the front side of the laser light irradiation of the two information layers, sufficient recording characteristics are obtained in the wavelength range of 453 nm or more, particularly in the red wavelength (655 ± 5 nm) used in DVD. Another object of the present invention is to provide a two-layer optical information recording medium that can be obtained and can record / reproduce sufficient data signals from the information layer on the back side.

上記課題は次の1)〜11)の発明によって解決される。
1) 光の入射側から第一基板、第一情報層、第二情報層及び第二基板をこの順に有する二層光情報記録媒体において、第一基板が光照射側から順に少なくとも第一下部誘電体層、第一記録層、第一上部誘電体層、第一反射層、無機誘電体層を有し、第二情報層が光照射側から順に少なくとも第二下部誘電体層、第二記録層、第二上部誘電体層、第二反射層を有し、第一反射層が、99.8〜95.0重量%のCuとTa、Cuと0.3〜1.0重量%のZr、Cuと0.2〜0.8重量%のGe、Cuと1.1重量%のMo、Cuと1.1重量%のNb、Cuと0.7重量%のNi、Cuと0.6重量%のCr、Cuと2.2重量%のAuのいずれかからなり、第一反射層の膜厚が4〜12nmであり、波長660nmの光で記録再生可能であることを特徴とする二層光情報記録媒体。
2) 第一情報層及び第二情報層が、光学的に分離可能な間隔で積層され、同一方向からの光照射により記録可能である1)記載の二層光情報記録媒体。
3) 第一基板が透明である1)又は2)記載の二層光情報記録媒体。
4) 第一反射層が99.8〜97.0重量%のCuとTaからなる1)〜3)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
5) 第一反射層の膜厚が6〜12nmである1)〜4)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
6) 第一記録層及び/又は第二記録層が、少なくともInとSbとGeとを含む相変化型記録材料からなる1)〜5)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
7) 第一記録層及び/又は第二記録層が、少なくともSbとTeとGeを含み、Ge<Te<Sbである相変化型記録材料からなることを特徴とする1)〜5)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
8) 記録層のGeの含有量が3.5〜10原子%である6)又は7)記載の二層光情報記録媒体。
9) 第一記録層の厚みが、4〜16nmである1)〜8)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
10) 第一上部誘電体層が、少なくともSnの酸化物とTaの酸化物とを含む1)〜9)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
11) 第一下部誘電体層及び第二下部誘電体層が、ZnSとSiOとの混合物を含有する1)〜10)の何れかに記載の二層光情報記録媒体。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 11 ).
1) In a two-layer optical information recording medium having a first substrate, a first information layer, a second information layer, and a second substrate in this order from the light incident side, the first substrate is at least a first lower portion in order from the light irradiation side. It has a dielectric layer, a first recording layer, a first upper dielectric layer, a first reflective layer, and an inorganic dielectric layer, and the second information layer is at least a second lower dielectric layer and a second recording layer in order from the light irradiation side. Layer, a second upper dielectric layer, a second reflective layer, the first reflective layer comprising 99.8-95.0 wt% Cu and Ta, Cu and 0.3-1.0 wt% Zr Cu and 0.2 to 0.8 wt% Ge, Cu and 1.1 wt% Mo, Cu and 1.1 wt% Nb, Cu and 0.7 wt% Ni, Cu and 0.6 wt% of Cr, consists either of Cu and 2.2 wt% of Au, the thickness of the first reflective layer is Ri 4~12nm der, recording and reproduction possible at the wavelength of 660nm light Dual-layer optical information recording medium, characterized in that there.
2) The two-layer optical information recording medium according to 1), wherein the first information layer and the second information layer are laminated at an optically separable interval and can be recorded by light irradiation from the same direction.
3) The two-layer optical information recording medium according to 1) or 2), wherein the first substrate is transparent.
4) The two-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 3), wherein the first reflective layer is composed of 99.8 to 97.0% by weight of Cu and Ta .
5) The two-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 4), wherein the first reflective layer has a thickness of 6 to 12 nm.
6) The double-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 5), wherein the first recording layer and / or the second recording layer is made of a phase change recording material containing at least In, Sb, and Ge.
7) Any of 1) to 5), wherein the first recording layer and / or the second recording layer is composed of a phase change recording material containing at least Sb, Te, and Ge, and Ge <Te <Sb. The two-layer optical information recording medium according to claim 1.
8) The dual-layer optical information recording medium according to 6) or 7), wherein the content of Ge in the recording layer is 3.5 to 10 atomic%.
9) The two-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 8), wherein the thickness of the first recording layer is 4 to 16 nm.
10) The two-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 9), wherein the first upper dielectric layer contains at least an oxide of Sn and an oxide of Ta.
11) The two-layer optical information recording medium according to any one of 1) to 10), wherein the first lower dielectric layer and the second lower dielectric layer contain a mixture of ZnS and SiO 2 .

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明者等は、前記課題を解決すべく、まずシミュレーション(ここで、使用したシミュレーション手段は、MM・Research,Inc.社製 MULTILAYER,March 2001版)により第一情報層の光吸収量を計算してみた。第一下部誘電体層にZnSSiO(ZnS:SiO=80:20モル%)、第一記録層にGeSb86Te(原子%)、第一上部誘電体層に第一下部誘電体層と同じZnSSiO、第一反射層に純Ag、無機誘電体層にInを用いた場合について計算した。その結果を図2に示すが、光の吸収は、記録層と反射層で発生していることが確認された。記録層の光吸収は記録再生に必要不可欠であるから削除できないが、反射層の光吸収は記録再生特性には関係ないから、光吸収が大きいと第二情報層の記録再生用の光エネルギーをロスするだけである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In order to solve the above problems, the present inventors first calculate the light absorption amount of the first information layer by simulation (here, the simulation means used is MULTILAYER, March 2001, manufactured by MM Research, Inc.). I tried to. ZnSSiO 2 (ZnS: SiO 2 = 80: 20 mol%) for the first lower dielectric layer, Ge 5 Sb 86 Te 9 (atomic%) for the first recording layer, and the first lower dielectric layer for the first lower dielectric layer The calculation was performed for the same ZnSSiO 2 as the dielectric layer, pure Ag for the first reflective layer, and In 2 O 3 for the inorganic dielectric layer. The result is shown in FIG. 2, and it was confirmed that light absorption occurred in the recording layer and the reflective layer. Since the light absorption of the recording layer is indispensable for recording and reproduction, it cannot be deleted, but the light absorption of the reflective layer is not related to the recording and reproduction characteristics. Just lose.

次に、各種の金属膜について、波長660nmにおけるRTA(R:反射率、T:透過率、A:吸収率)データを測定した。測定試料は、厚さ0.6mmのポリカーボネート基板上に各金属膜を厚さ10nm成膜したものを用いた。その結果は図3のようになった。この結果からPt、Pd、Tiは透過率が低く吸収率が多いため第一情報層の反射層としては好ましくないと予想された。
次に、透過率が比較的高めで吸収率が小さかったAg、Cuについて膜厚を振って(変化させて)調べたところ、図4及び図5のような結果となった。即ち、Ag膜の方が膜厚による変化が大きいことが分かった。これはCuの方がプロセス安定性が優れていることを示している。更に、分光透過率の測定結果を図6に示すが、波長λ=453nmでAgとCuの透過率が交差しており、453nmより短い波長ではAgの方が好適であるが、453nmより長い波長ではCuの方が好適であることが分る。
次に、DVD媒体で使用されている波長660nmにおいてAg、Cu、Auの3TにおけるC/N(キャリアーとノイズの比率)を測定したところ図7のような結果となり、記録特性的にもCu反射層が660nmにおける記録・再生に関して好適であることが分った。
Next, RTA (R: reflectance, T: transmittance, A: absorption rate) data at a wavelength of 660 nm was measured for various metal films. As the measurement sample, a metal film having a thickness of 10 nm was formed on a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm. The result is shown in FIG. From these results, it was predicted that Pt, Pd, and Ti are not preferable as the reflective layer of the first information layer because of their low transmittance and high absorption rate.
Next, when Ag and Cu having a relatively high transmittance and a low absorptance were examined by varying (changing) the film thickness, the results shown in FIGS. 4 and 5 were obtained. That is, it was found that the Ag film has a larger change due to the film thickness. This indicates that Cu is superior in process stability. Furthermore, the measurement results of the spectral transmittance are shown in FIG. 6. The transmittance of Ag and Cu intersects at a wavelength λ = 453 nm, and Ag is more suitable at a wavelength shorter than 453 nm, but a wavelength longer than 453 nm. Then, it turns out that Cu is more suitable.
Next, when C / N (the ratio of carrier to noise) in 3T of Ag, Cu, and Au was measured at a wavelength of 660 nm used in DVD media, the result shown in FIG. 7 was obtained, and Cu reflection was also observed in terms of recording characteristics. It has been found that the layer is suitable for recording and reproduction at 660 nm.

第一反射層の材料としては、純Cuの弱点を補うために、99.8〜95.0重量%のCuと、添加金属からなる材料を用いる。Cuの比率が99.8重量%を超えると、金属を添加した効果が得られず、純Cuと同等の結果しか得られない。逆に、95.0重量%未満であると、金属を添加した弊害が見られ、純Cuの特性、即ち、波長660nmでの透過率特性や信号を記録した際のC/N特性を阻害することになる。
添加金属としては、Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au、Moから選ばれる少なくとも一つの金属を用いる。Ta、Nbは酸素及び窒素との親和力が強い金属であり、酸素及び窒素のゲッター材として使われることがある。元々、反射層の劣化は化学的には酸化であることが多く、特にCuの場合の緑青として知られる反応物は酸化物である。その点からTa、Nbに関してはCuの劣化に対し効果がある。次に、Zr、Ni、Cr、Ge、Au、Moに関しては、これらの金属を添加することで、再結晶化の際膜表面や銅の結晶粒界にCuとの合金が析出し、析出することによりCuの粒界拡散を抑制することで、Cuのマイグレーションを阻止して劣化の防止に機能する。
As a material for the first reflective layer, a material composed of 99.8 to 95.0% by weight of Cu and an additive metal is used in order to compensate for the weak point of pure Cu. When the ratio of Cu exceeds 99.8% by weight, the effect of adding a metal cannot be obtained, and only a result equivalent to pure Cu can be obtained. On the other hand, if it is less than 95.0% by weight, there is an adverse effect of adding metal, which impairs the characteristics of pure Cu, that is, the transmittance characteristics at a wavelength of 660 nm and the C / N characteristics when signals are recorded. It will be.
As the additive metal, at least one metal selected from Ta, Nb, Zr, Ni, Cr, Ge, Au, and Mo is used. Ta and Nb are metals having strong affinity with oxygen and nitrogen, and are sometimes used as getter materials for oxygen and nitrogen. Originally, the deterioration of the reflective layer is often chemically oxidized, and the reactant known as patina particularly in the case of Cu is an oxide. From this point, Ta and Nb are effective against Cu deterioration. Next, regarding Zr, Ni, Cr, Ge, Au, and Mo, by adding these metals, an alloy with Cu is deposited on the film surface and the crystal grain boundary of copper during recrystallization. By suppressing the grain boundary diffusion of Cu by this, Cu migration is prevented and it functions to prevent deterioration.

反射層には、通常、Al、Au、Ag、Pt、Cu、Ni、Cr、Ti、Si等の金属又は半金属の単体あるいはそれらの合金などを用いている。記録マークを形成するためには急冷構造とすることが好ましいため、熱伝導率の高い材料が用いられており、特に熱伝導率の高いAg又はAg合金が多用されている。その理由としては、熱伝導性が高いことに加え、高い反射率が得られることが挙げられる。しかし、硫化物との接触により硫化し易く、耐硫化バリア層又は中間層が必要となるなどの問題がある。レーザ光照射奥側の第二反射層の場合には、この層構成でもよいが、レーザ光照射手前側の第一反射層の場合には好ましくない。そこで、本発明者等は、前述したようにCuに注目するに到った。幾つかの金属材料のバルク状態における熱伝導率の値を表1に示すが、CuはAgの次に熱伝導性が高い材料である。Cuは熱伝導性の他に、Agなどの他の金属に比べて透過率が高く、膜に対して透過率の減少が小さいので、二層光情報記録媒体のレーザー照射手前側の情報層の反射層に好適である。更に、保存特性に関しても、Cuはイオン化傾向がAgよりもイオン化し易い序列にあるにも拘わらず、自己拡散係数が小さいためにマイグレーションを起こし難く、僅かな添加元素により保存信頼性を確保することが可能である。添加元素の添加量は、5重量%以下が好ましい。より好ましくは3重量%以下である。   The reflective layer is usually made of a metal such as Al, Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Cr, Ti, or Si, or a single metal or an alloy thereof. In order to form a recording mark, it is preferable to use a rapid cooling structure, so a material having high thermal conductivity is used, and Ag or an Ag alloy having particularly high thermal conductivity is often used. The reason is that, in addition to high thermal conductivity, high reflectivity can be obtained. However, there is a problem that sulfidation easily occurs due to contact with sulfides, and a sulfidation-resistant barrier layer or intermediate layer is required. This layer structure may be used in the case of the second reflective layer on the laser beam irradiation back side, but it is not preferable in the case of the first reflection layer on the laser beam irradiation front side. Therefore, the present inventors have focused on Cu as described above. Table 1 shows the thermal conductivity values of some metallic materials in the bulk state. Cu is the material having the highest thermal conductivity next to Ag. In addition to thermal conductivity, Cu has higher transmittance than other metals such as Ag, and the decrease in transmittance is small compared to the film, so that the information layer on the front side of the laser irradiation of the two-layer optical information recording medium Suitable for a reflective layer. Furthermore, with regard to storage characteristics, Cu has an ionization tendency that is more easily ionized than Ag. However, since the self-diffusion coefficient is small, migration is unlikely to occur, and storage reliability is ensured by a few additive elements. Is possible. The addition amount of the additive element is preferably 5% by weight or less. More preferably, it is 3% by weight or less.

Figure 0004397905
第一反射層の膜厚は、第一情報層の反射率や、C/N、ジッターなどの記録特性について問題のない値が得られ、かつ、第二情報層の記録が行なえる程度の膜厚であることが要求される。即ち、下限は第一情報層の記録特性により制限され、上限は第一記録層の透過率により決定される。通常は4〜12nm程度とし、好ましくは6〜9nmとする。
また、第二反射層の膜厚は、第一反射層とは異なり、光透過性が要求されることは無く、記録特性が得られる程度の膜厚があれば良いので、第二基板の変形を起こさない程度に厚くても構わない。通常は100〜140nm程度とする。
Figure 0004397905
The film thickness of the first reflective layer is such that the values of the reflectance of the first information layer and the recording characteristics such as C / N and jitter can be obtained without problems and the second information layer can be recorded. It is required to be thick. That is, the lower limit is limited by the recording characteristics of the first information layer, and the upper limit is determined by the transmittance of the first recording layer. Usually, it is about 4 to 12 nm, preferably 6 to 9 nm.
In addition, unlike the first reflective layer, the second reflective layer is not required to have optical transparency, and it is sufficient if the film thickness is sufficient to obtain recording characteristics. It may be as thick as possible. Usually, it is about 100 to 140 nm.

記録層は、材料の観点から見ると、前述したように二系統の材料開発の流れがあるが、二層光情報記録媒体では、特にレーザ光照射手前側の情報層(第一情報層)は、奥側の記録層(第二記録層)の記録再生のために透過率が良いことが要求され、そのために反射層の吸収率を少なくする取り組みと並行して、手前側の記録層(第一記録層)を更に薄膜化することが要求される。記録層を薄くしていくと、結晶化速度が低下するのは公知であるから、第一情報層には結晶化速度の速い記録層を用いるのが有利である。そこで、上記の二系統の流れの中では、後者のSb含有量が70%前後となるSbTe共晶組成のものの方が好ましい。
しかしながら、本発明者等が検討したところ、結晶化速度を早くするために、即ち対応できる線速を速くするためにSb量を増大させていくと、結晶化温度が低下すると共に保存特性が劣化していくことが分った。そこで、少ないSb量で結晶化速度が速い、即ち対応できる線速が速い材料系を検討したところ、InSb系が少ないSb量で線速を向上できることが分った。したがって、薄い記録層が要求される第一記録層材料としては、InSb系を用いるのが好適である。中でもGeを添加したInSb(Ge)系が好ましい。このInSb(Ge)系、SbTeにGeを添加したSbTe(Ge)系、GaSb系について、対応できる線速を比較した結果を図8に示す。但し、図8の評価結果は情報層が一層構成の場合のものである。
From the viewpoint of materials, the recording layer has two systems of material development as described above, but in the two-layer optical information recording medium, the information layer (first information layer) on the front side of the laser beam irradiation is particularly For recording / reproduction of the recording layer (second recording layer) on the back side, it is required that the transmittance is good. For this reason, in parallel with efforts to reduce the absorption rate of the reflection layer, the recording layer on the front side (first recording layer) It is required to further reduce the thickness of the recording layer. Since it is known that the crystallization speed decreases as the recording layer is made thinner, it is advantageous to use a recording layer having a high crystallization speed as the first information layer. Therefore, among the above-described two systems, the latter SbTe eutectic composition having a Sb content of about 70% is preferable.
However, as a result of studies by the present inventors, if the amount of Sb is increased in order to increase the crystallization speed, that is, to increase the corresponding linear speed, the crystallization temperature decreases and the storage characteristics deteriorate. I found out that Accordingly, when a material system having a high crystallization speed with a small amount of Sb, that is, a material system capable of dealing with a high linear speed, was examined, it was found that the InSb system can improve the linear speed with a small amount of Sb. Therefore, it is preferable to use InSb as the first recording layer material that requires a thin recording layer. Among them, an InSb (Ge) system to which Ge is added is preferable. FIG. 8 shows the results of comparing the corresponding linear velocities for the InSb (Ge) system, the SbTe (Ge) system in which Ge is added to SbTe, and the GaSb system. However, the evaluation results in FIG. 8 are for the case where the information layer has a single layer structure.

次に、本発明者等はGeを含有しSb含有量が70原子%前後となるSbTe共晶組成について、Sb70原子%近傍で上記InSb(Ge)系と同じレベルの転移線速が得られる構造に関して再度検討を加えた。その結果を図10に示すが、Geを含有しSb含有量が70原子%前後となるSbTe共晶組成に関しても、速い結晶化速度が要求される第一情報層の記録材料として用いることができることが分った。この記録材料は、少なくともSbとTeとGeを含み、Ge<Te<Sbとなる組成を持つものある。Sb量が70原子%近傍であれば、保存信頼性を劣化させない範囲と言える。
また、SbTe(Ge)に添加する材料としては、Ag及びInを選択することができる。Ag及びInを添加することにより、反射率及び初期化容易性を調整できることは従来から知られている。
Next, for the SbTe eutectic composition containing Ge and having an Sb content of around 70 atomic%, the present inventors have a structure in which the transition linear velocity at the same level as that of the InSb (Ge) system is obtained in the vicinity of 70 atomic% of Sb. Reexamined about. The results are shown in FIG. 10, and the SbTe eutectic composition containing Ge and having an Sb content of around 70 atomic% can also be used as a recording material for the first information layer that requires a high crystallization speed. I found out. This recording material contains at least Sb, Te, and Ge and has a composition that satisfies Ge <Te <Sb. If the Sb content is around 70 atomic%, it can be said that the storage reliability is not deteriorated.
Moreover, Ag and In can be selected as a material added to SbTe (Ge). It has been conventionally known that the reflectance and the ease of initialization can be adjusted by adding Ag and In.

InSb(Ge)やSbTe(Ge)の構成元素の組成割合としては様々な変化が考えられるが、図8及び図10に示したようにSbの量により対応できる記録線速を変化させることができる。二層光情報記録媒体の場合、第一記録層は透過率を得るために薄くする必要があり、薄くなると記録線速が遅い方向に変化するので、それを加味してSb量を増減させればよい。Geの量に関しては、Geの機能として特にSb量が共晶系合金量以上となる場合には余剰のSbが保存特性を劣化させる傾向があるので、保存安定性の劣化を抑制する方向に働く。通常は、3.5〜10原子%とするのが好ましく。3.5〜6原子%がより好ましい。
また、レーザー光を透過させつつ記録を行なう第一記録層の膜厚は4〜16nm、より好ましくは6〜10nmとする。4nm未満では、成膜上膜厚の再現性が不安定であり、16nmを超えると透過率が20%未満となるため、第二記録層の記録再生特性が著しく低下する。使用するレーザー光の波長範囲は453nm以上ならばCu反射層の優位性が保たれるが、商品性の観点からDVDの波長である660nmも適用可能であるので好適である。
第二記録層の膜厚は、第一記録層とは異なり光透過性を必要としないため、通常の一層の記録層を持つ光情報記録媒体と同等の膜厚、即ち、12〜20nm程度とする。
Although various changes can be considered as the composition ratio of the constituent elements of InSb (Ge) and SbTe (Ge), the recording linear velocity that can be dealt with can be changed depending on the amount of Sb as shown in FIGS. . In the case of a two-layer optical information recording medium, the first recording layer needs to be thinned to obtain the transmittance, and since the recording linear velocity changes in the slow direction when it becomes thin, the Sb amount can be increased or decreased by taking this into consideration. That's fine. Regarding the amount of Ge, as the function of Ge, particularly when the amount of Sb is equal to or greater than the amount of the eutectic alloy, excessive Sb tends to deteriorate the storage characteristics, so that it works to suppress the deterioration of storage stability. . Usually, it is preferably 3.5 to 10 atomic%. 3.5-6 atomic% is more preferable.
The film thickness of the first recording layer for recording while transmitting laser light is 4 to 16 nm, more preferably 6 to 10 nm. If the thickness is less than 4 nm, the reproducibility of the film thickness upon film formation is unstable. If the thickness exceeds 16 nm, the transmittance is less than 20%, so that the recording / reproducing characteristics of the second recording layer are significantly deteriorated. If the wavelength range of the laser beam to be used is 453 nm or more, the superiority of the Cu reflection layer can be maintained, but from the viewpoint of merchantability, the wavelength of DVD of 660 nm is also applicable, which is preferable.
Unlike the first recording layer, the thickness of the second recording layer does not require light transmission. Therefore, the thickness of the second recording layer is the same as that of an ordinary optical information recording medium having one recording layer, that is, about 12 to 20 nm. To do.

第一、第二上部誘電体層には、通常ZnSSiO(ZnS:SiO=80:20モル%)を用いている。しかし、ZnSSiOは硫黄を含むため反射層の硫化による劣化等を引き起こすので、バリア層又は中間層と呼ばれる誘電体層又は金属層が配置される。ところが、これらのバリア層又は中間層が光吸収を持つとレーザ光照射奥側情報層の記録再生に問題が生じる。更に、第一情報層では、第一反射層を薄くせざるを得ないために、記録の際の急冷構造が取りにくく、記録時のジッター特性が得にくい。したがって、少なくとも第一上部誘電体層の材料としては、ある程度の熱伝導性即ち導電性が必要であり、更に、反射層を劣化させない材料が好ましい。
このような材料としては、少なくともSnの酸化物とTaの酸化物とを含む材料が挙げられる。それぞれの酸化物が反射層材料に対し劣化を促進しない材料であり、組成比率は生産工程、コスト、生産許容時間などにより選択すればよい。Sn酸化物が多い場合は記録に必要なパワーが大きくなる傾向にある。Ta酸化物に関しては、成膜速度を低下させない材料ではあるが、第一情報層に関しては特性が出にくくなるので、20モル%未満とすることが好ましい。少なくともSn酸化物とTa酸化物とを含有する層で構成することにより、放熱性を良くして記録感度を高めることができ、比較的低い記録パワーでも変調度を高く取ることができる。
その他の添加できる誘電体としては、熱伝導性即ち導電性を損なわず透明性も確保できる材料が適している。例えば、透明導電膜の材料として用いられるIn酸化物又はZn酸化物が好ましい。このような材料系であれば、第一情報層の光透過率を高めることができるため、第二情報層の記録感度も高めることができる。
一方、Sn酸化物は50モル%以上含有していることが好ましい。50モル%よりも少ないと、第1記録層において充分な結晶化速度が得にくくなり、第1情報層における10m/s程度の高速記録が難かしくなるし、繰り返し記録のジッターも悪化する。
For the first and second upper dielectric layers, usually ZnSSiO 2 (ZnS: SiO 2 = 80: 20 mol%) is used. However, since ZnSSiO 2 contains sulfur, the reflective layer is deteriorated due to sulfidation, and therefore a dielectric layer or metal layer called a barrier layer or an intermediate layer is disposed. However, if these barrier layers or intermediate layers have light absorption, a problem arises in recording / reproduction of the laser light irradiation back information layer. Furthermore, in the first information layer, since the first reflective layer must be made thin, it is difficult to obtain a rapid cooling structure during recording, and it is difficult to obtain jitter characteristics during recording. Therefore, at least the first upper dielectric layer is preferably made of a material that requires a certain degree of thermal conductivity, that is, conductivity, and that does not deteriorate the reflective layer.
As such a material, a material containing at least an oxide of Sn and an oxide of Ta can be given. Each oxide is a material that does not promote deterioration with respect to the reflective layer material, and the composition ratio may be selected according to the production process, cost, allowable production time, and the like. When there are many Sn oxides, the power required for recording tends to increase. The Ta oxide is a material that does not decrease the deposition rate, but the first information layer is less likely to exhibit characteristics, and is preferably less than 20 mol%. By comprising a layer containing at least Sn oxide and Ta oxide, heat dissipation can be improved and recording sensitivity can be improved, and a high degree of modulation can be achieved even with relatively low recording power.
As other dielectric materials that can be added, materials that can ensure transparency without impairing thermal conductivity, that is, conductivity are suitable. For example, In oxide or Zn oxide used as a material for the transparent conductive film is preferable. With such a material system, since the light transmittance of the first information layer can be increased, the recording sensitivity of the second information layer can also be increased.
On the other hand, it is preferable to contain 50 mol% or more of Sn oxide. If it is less than 50 mol%, it will be difficult to obtain a sufficient crystallization speed in the first recording layer, it will be difficult to record at a high speed of about 10 m / s in the first information layer, and the jitter of repeated recording will also deteriorate.

本発明の二層光情報記録媒体の層構成の一例を図1に示す。この例では、第一透明基板1上に第一下部誘電体層2、第一記録層3、第一上部誘電体層4、第一反射層5、無機誘電体層6、第一環境保護層7からなる第一情報層10と、第二環境保護層71、第二下部誘電体層21、第二記録層31、第二上部誘電体層41、第二反射層51及び第二基板(貼り合わせ基板)9からなる第二情報層20とが、接着層8を介して積層された構造を有する。
但し、第一情報層10と第二情報層20をほぼ同時に作成する場合には、両者をすぐに貼り合わせれば、環境保護層を設ける必要がないので、接着層8の膜厚を、第一環境保護層7、第二環境保護層71の膜厚を合わせた膜厚とすることにより省略することが可能である。
An example of the layer structure of the two-layer optical information recording medium of the present invention is shown in FIG. In this example, a first lower dielectric layer 2, a first recording layer 3, a first upper dielectric layer 4, a first reflective layer 5, an inorganic dielectric layer 6, a first environmental protection on a first transparent substrate 1. A first information layer 10 comprising a layer 7, a second environmental protection layer 71, a second lower dielectric layer 21, a second recording layer 31, a second upper dielectric layer 41, a second reflective layer 51, and a second substrate ( The second information layer 20 composed of the bonded substrate 9) has a structure in which the adhesive layer 8 is stacked therebetween.
However, in the case where the first information layer 10 and the second information layer 20 are formed almost simultaneously, it is not necessary to provide an environmental protection layer if they are bonded together immediately. It can be omitted by setting the thicknesses of the environmental protection layer 7 and the second environmental protection layer 71 to the combined thickness.

上記各層の構成材料、膜厚などについて説明するが、既に説明した点は省略する。
第一透明基板としては、ガラス、セラミックス、樹脂などがあるが、樹脂基板が成型性、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、成型性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。一般的には、CD及びDVD用の基板として所定の溝を射出成型法により形成したポリカーボネート樹脂製の透明基板が多用されている。
第二基板には、第一基板と同様の材料を用いることができるが、光が入射しない側であるから透明でない材料を用いてもよい。
The constituent materials and film thicknesses of the above layers will be described, but the points already described are omitted.
Examples of the first transparent substrate include glass, ceramics, and resin. A resin substrate is preferable in terms of moldability and cost. Examples of the resin include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluorine resin, ABS resin, and urethane resin. Polycarbonate resins and acrylic resins that are excellent in terms of moldability, optical characteristics, and cost are preferred. In general, a transparent substrate made of polycarbonate resin in which predetermined grooves are formed by an injection molding method is often used as a substrate for CD and DVD.
The same material as the first substrate can be used for the second substrate, but a material that is not transparent may be used because it is a side on which light does not enter.

第一又は第二下部誘電体層の材料としては、SiO、SiO、ZnO、SnO、Al、TiO、In、MgO、ZrOなどの酸化物;Si、AlN、TiN、BN、ZrNなどの窒化物;ZnS、TaSなどの硫化物;SiC、TaC、BC、WC、TiC、ZrCなどの炭化物;ダイヤモンド状カーボン;或いはそれらの混合物が挙げられる。中でもZnS−SiO(85:15モル%)、ZnS−SiO(80:20モル%)、ZnS−SiO(75:25モル%)などのZnSとSiOからなる材料が好ましく、特に熱膨張変化、高温・室温変化の熱ダメージを伴う記録層と基板の間に位置する第一誘電体層としては、光学定数、熱膨張係数、弾性率が最適化されているZnS−SiO(80:20モル%)が、熱的特性、光学的な特性及び生産性(成膜速度の速さ)が重視され、多用されている。 Materials for the first or second lower dielectric layer include oxides such as SiO, SiO 2 , ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , In 2 O 3 , MgO, and ZrO 2 ; Si 3 N 4 Nitrides such as AlN, TiN, BN, and ZrN; sulfides such as ZnS and TaS 4 ; carbides such as SiC, TaC, B 4 C, WC, TiC, and ZrC; diamond-like carbon; or a mixture thereof . Among these, materials composed of ZnS and SiO 2 such as ZnS—SiO 2 (85:15 mol%), ZnS—SiO 2 (80:20 mol%), ZnS—SiO 2 (75:25 mol%) are preferable, and especially heat As the first dielectric layer located between the recording layer and the substrate with thermal damage due to expansion change and high temperature / room temperature change, ZnS-SiO 2 (80 with optimized optical constant, thermal expansion coefficient and elastic modulus) is used. : 20 mol%) is often used because of the importance of thermal characteristics, optical characteristics and productivity (speed of film formation).

第一下部、第一上部誘電体層の膜厚は、反射率、変調度、記録感度に大きく影響するので、媒体反射率が極小値近傍となる膜厚を選択することが望ましい。この膜厚領域では記録感度が良好であり、熱ダメージのより小さいパワーで記録が可能になり、オーバーライト性能の向上が図られる。特に二層光情報記録媒体の場合は、記録層が一層の光情報記録媒体より大きな記録パワーが設定される場合が多いので、大きなパワーをかけた場合でも、基板の変形を受けないような膜厚とする。
具体的には、第一下部誘電体層の膜厚は、40〜80nm、又は、180〜240nm程度、第一上部誘電体層の膜厚は、10〜25nm程度とする。
また、第二下部誘電体層の膜厚は、60〜180nm程度、第二上部誘電体層の膜厚は、10〜25nm程度とする。
Since the film thickness of the first lower dielectric layer and the first upper dielectric layer greatly affects the reflectivity, the degree of modulation, and the recording sensitivity, it is desirable to select a film thickness at which the medium reflectivity is near the minimum value. In this film thickness region, the recording sensitivity is good, recording is possible with a power with less heat damage, and the overwriting performance is improved. In particular, in the case of a double-layer optical information recording medium, since the recording layer is often set with a larger recording power than that of a single optical information recording medium, a film that does not undergo deformation of the substrate even when a large power is applied. Thickness.
Specifically, the thickness of the first lower dielectric layer is about 40 to 80 nm or about 180 to 240 nm, and the thickness of the first upper dielectric layer is about 10 to 25 nm.
The film thickness of the second lower dielectric layer is about 60 to 180 nm, and the film thickness of the second upper dielectric layer is about 10 to 25 nm.

無機誘電体層には、一般に透明導電膜として用いられているIn、SnO、ITO(InとSnOの混合組成物)、ZnO、又それらの混合物、或いは20モル%以下の金属又は酸化物等の微量添加物を加えた材料などを用いることができる。
無機誘電体層の膜厚は、40〜80nm又は120〜160nm程度とする。
環境保護層又は接着層材料としては、紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂を用いると基板のチルトに影響することがあるため、一般的には、スピンコート法で作製した紫外線硬化型樹脂が好適である。例えば、エポキシジ(メタ)アクリレートとCH=COOR(Rは炭素数6〜12の脂環式炭化水素残基)及び上記成分以外のエチレン性不飽和基含有物及び光重合開始剤を含有した材料、全塩素含有量1500ppm以下のビスフェノール型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とを三級アミンを触媒として反応して得たエポキシジ(メタ)アクリレートや、その他のアクリレートなどを含有する材料や紫外線硬化型組成物(樹脂)の1質量%メタノール溶液におけるpH値が4.5〜6.8であり、かつ光重合開始剤として、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オンを0.1〜3質量%含有する紫外線硬化型組成物などを用いることができる。
In the inorganic dielectric layer, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (mixed composition of In 2 O 3 and SnO 2 ), ZnO, a mixture thereof, or 20 mol%, which is generally used as a transparent conductive film, is used. The material etc. which added the following trace additives, such as a metal or an oxide, can be used.
The film thickness of the inorganic dielectric layer is about 40 to 80 nm or 120 to 160 nm.
As the environmental protection layer or adhesive layer material, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used. Since the use of a thermosetting resin may affect the tilt of the substrate, an ultraviolet curable resin produced by a spin coating method is generally preferable. For example, a material containing an epoxy di (meth) acrylate, CH 2 = COOR (R is an alicyclic hydrocarbon residue having 6 to 12 carbon atoms), an ethylenically unsaturated group other than the above components, and a photopolymerization initiator. , Epoxy di (meth) acrylate obtained by reacting bisphenol-type epoxy resin with a total chlorine content of 1500 ppm or less and (meth) acrylic acid using a tertiary amine as a catalyst, materials containing other acrylates, and UV-curable materials 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholino-propane having a pH value of 4.5 to 6.8 in a 1% by mass methanol solution of the composition (resin) and a photopolymerization initiator An ultraviolet curable composition containing 0.1 to 3% by mass of -1-one can be used.

第一、第二環境保護層の材料としては、大日本インク・アンド・ケミカル INCORPORATED社製オーバーコート剤SD−318、サンノプコ株式会社製ノプコキュアシリーズ nopco134などが挙げられる。
第一、第二環境保護層の膜厚は、それぞれ3〜15μmが適当である。3μmより薄いと、一つの情報層のみを形成して放置した場合にエラーの増大が認められることがある。一方、15μmより厚くすると、内部応力が大きくなってしまい、媒体の機械特性に大きく影響してしまう。そして、二層光情報記録媒体の場合は、第一記録層と第二記録層との間に光学的に分離可能な距離が必要であり、第一環境保護層、第二環境保護層及び接着層の総和で、660nmの赤色波長の場合は55±15μm程度とするのが好適である。
第一、第二環境保護層は、第一基板に第一情報層を形成した後、あるいは、第二基板に第二情報層を形成した後に放置する可能性を考慮して形成する。但し、第一基板の第一情報層と第二基板の第二情報層とをほぼ同時に形成し接着する場合には、55±15μm程度とする膜厚を確保すれば紫外線硬化型樹脂等による接着層一層としても良い。
Examples of the material for the first and second environmental protection layers include Overcoat Agent SD-318 manufactured by Dainippon Ink and Chemical INCORPORATED, NopcoCure Series nopco134 manufactured by San Nopco.
3-15 micrometers is suitable for the film thickness of a 1st, 2nd environmental protection layer, respectively. If the thickness is less than 3 μm, an increase in error may be observed when only one information layer is formed and left to stand. On the other hand, if it is thicker than 15 μm, the internal stress increases, which greatly affects the mechanical properties of the medium. In the case of a two-layer optical information recording medium, an optically separable distance is required between the first recording layer and the second recording layer, and the first environmental protection layer, the second environmental protection layer, and the adhesive In the case of a red wavelength of 660 nm as the total sum of the layers, it is preferable to set it to about 55 ± 15 μm.
The first and second environmental protection layers are formed in consideration of the possibility of leaving after the first information layer is formed on the first substrate or after the second information layer is formed on the second substrate. However, in the case where the first information layer of the first substrate and the second information layer of the second substrate are formed and bonded almost simultaneously, if the film thickness of about 55 ± 15 μm is secured, bonding with an ultraviolet curable resin or the like It may be a single layer.

本発明によれば、二層の情報層のうちレーザー光照射手前側の透過性の高い情報層でも、453nm以上の波長範囲、特にDVDで使用される赤色波長(655±5nm)において、十分な記録特性が得られると共に、奥側の情報層からも十分なデータ信号の記録再生が可能である二層光情報記録媒体を提供できる。   According to the present invention, even a highly transparent information layer on the front side of the laser light irradiation of the two information layers has sufficient recording in the wavelength range of 453 nm or more, particularly in the red wavelength (655 ± 5 nm) used in DVD. It is possible to provide a two-layer optical information recording medium that can obtain characteristics and can record / reproduce a sufficient data signal from the information layer on the back side.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。また、以下の説明では、相変化型の書き換え可能DVD二層媒体における標準的な評価方法・基準を用いているが、本発明の媒体は必ずしも特定のフォーマットの媒体に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples. Further, in the following description, a standard evaluation method / standard for a phase change type rewritable DVD double-layer medium is used, but the medium of the present invention is not necessarily limited to a medium of a specific format.

(実施例1)
まず、レーザー照射方向からみて手前側に当る記録層(第一情報記録層と呼ぶ)の製作を以下の手順で行った。
直径120mm、厚さ0.6mmで片面に0.74μm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の連続溝面上に、第一下部誘電体層(膜厚220nm)、第一相変化型記録層(膜厚8nm)、第一上部誘電体層(膜厚12.5nm)、第一反射層(膜厚8nm)、無機誘電体層(膜厚140nm)の各層を順次製膜した。
第一下部誘電体層にはZnS−SiO(80:20モル%)を、第一相変化型記録層にはIn15Sb80Geを、第一上部誘電体層にはTa:Al:SnO=4:16:80(モル%)の混合物を、反射層にはCu:Mo=98.9:1.1(原子%)、無機誘電体層にはIZO〔In:ZnO=90:10(モル%)〕を用いてバルザース社(現ユナクシス社)製の枚葉スパッタ装置(8チャンバー)により、スパッタリングガスとしてArガスを用いてスパッタリングにより形成した。但し、各元素又は化合物の組成比はターゲットに仕込んだ組成の比率を示している。
無機誘電体層を形成した時点で、透過率を測定したところ39.6%であった。
次に、その上に、スピンコーターを用いて第一環境保護層を設けて第一情報層を製作した。第一環境保護層材料は紫外線硬化樹脂で、エポキシジ(メタ)アクリレートとCH=COOR(Rは炭素数6〜12の脂環式炭化水素残基)及び上記成分以外のエチレン性不飽和基含有物及び光重合開始剤を含有した材料(三菱レーヨン株式会社製ダイヤビームNH−7617N)であり、硬化後の膜厚は4μmとした。
この第一情報層を初期化装置(日立コンピュター社製の相変化光ディスク初期化装置:POP120−3Ra)により焦点位置を第一相変化型記録層の位置にアジャスターで合わせて初期化した。初期化装置は約1μm×(75±5)μmの半導体レーザー(発光波長810±10nm)のサイズを持つピックアップ(NA0.55、スポットサイズは約1μm×96±5μm)を用いた。初期化条件は、CLV(Constant Linear Velocity)により記録媒体を回転させ、線速3m/s、送り量36μm/回転、半径位置は23〜58mm、初期化パワー700mWとした。
Example 1
First, a recording layer (referred to as a first information recording layer) that hits the front side when viewed from the laser irradiation direction was manufactured by the following procedure.
A first lower dielectric layer (thickness 220 nm) and a first phase change on a continuous groove surface of a polycarbonate substrate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm and having a tracking guide unevenness by a continuous groove of 0.74 μm on one side A mold recording layer (film thickness 8 nm), a first upper dielectric layer (film thickness 12.5 nm), a first reflective layer (film thickness 8 nm), and an inorganic dielectric layer (film thickness 140 nm) were sequentially formed.
ZnS—SiO 2 (80:20 mol%) is used for the first lower dielectric layer, In 15 Sb 80 Ge 5 is used for the first phase change recording layer, and Ta 2 O is used for the first upper dielectric layer. 5 : Al 2 O 3 : SnO 2 = 4: 16: 80 (mol%), Cu: Mo = 98.9: 1.1 (atomic%) for the reflective layer, and IZO for the inorganic dielectric layer Using [In 2 O 3 : ZnO = 90: 10 (mol%)], it was formed by sputtering using Ar gas as the sputtering gas with a single wafer sputtering apparatus (8 chambers) manufactured by Balzers (currently Unaxis). . However, the composition ratio of each element or compound indicates the ratio of the composition charged in the target.
When the inorganic dielectric layer was formed, the transmittance was measured and found to be 39.6%.
Next, a first environmental protection layer was provided thereon using a spin coater to produce a first information layer. The first environmental protection layer material is an ultraviolet curable resin, containing epoxy di (meth) acrylate, CH 2 = COOR (where R is an alicyclic hydrocarbon residue having 6 to 12 carbon atoms) and ethylenically unsaturated groups other than the above components. And a material containing a photopolymerization initiator (Diabeam NH-7617N manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and the film thickness after curing was 4 μm.
This first information layer was initialized by adjusting the focal position to the position of the first phase change recording layer with an initialization device (phase change optical disk initialization device: POP120-3Ra manufactured by Hitachi Computer). As an initialization apparatus, a pickup (NA 0.55, spot size is about 1 μm × 96 ± 5 μm) having a size of a semiconductor laser (emission wavelength 810 ± 10 nm) of about 1 μm × (75 ± 5) μm was used. Initialization conditions were such that the recording medium was rotated by CLV (Constant Linear Velocity), the linear velocity was 3 m / s, the feed amount was 36 μm / rotation, the radial position was 23 to 58 mm, and the initialization power was 700 mW.

次に、レーザー照射方向からみて奥側に当る第二情報層の製作を以下の手順で行った。
直径120mm、厚さ0.6mmで片面に0.74μm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の連続溝面上に、第二反射層(膜厚140nm)、第二上部誘電体層(膜厚20nm)、第二相変化型記録層(膜厚15nm)、第二下部誘電体層(膜厚120nm)の各層を順次製膜した。
第二下部誘電体層にはZnS−SiO(80:20モル%)を、第二相変化型記録層にはAg0.45In4.98Sb68.61Te23.95Ge2.01を、第二上部誘電体層にはTa:Al:SnO=4:16:80(モル%)の混合物を、反射層にはAg98PdCu(重量%)を用いて、バルザース社(現ユナクシス社)製枚葉スパッタ装置(8チャンバー)により、スパッタリングガスとしてArガスを用いてスパッタリングにより形成した。
第二相変化型記録層材料の各元素の組成比はICP発光分光法(Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry)によりターゲットの状態で分析した結果である。その上に、第一環境保護層と同じ材料をスピンコートして第二環境保護層を設け、第二情報層を製作した。
第二情報層の初期化は、第一情報層と同じ初期化装置を用いた。但し、基板上の記録層の位置が異なるので、フォーカス位置をその変位分の0.6mmのスペーサーを用い補正した。初期化条件は、CLV(Constant Linear Velocity)により記録媒体を回転させ、線速2.0m/s、送り量36μm/回転、半径位置は同じく23〜58mm、初期化パワー600mWとした。
次いで、第一情報層と第二情報層を紫外線硬化樹脂(日本化薬社製DVD003)により貼り合わせて二層光情報記録媒体を製作した。貼り合わせ後に、第一環境保護層、第二環境保護層及び接着剤層の膜厚の総和が55μm±15μmの範囲に入るように、紫外線硬化樹脂の塗布量及び塗布条件を設定した。
Next, a second information layer that hits the back side when viewed from the laser irradiation direction was manufactured in the following procedure.
On a continuous groove surface of a polycarbonate substrate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm and having a tracking guide unevenness by a continuous groove of 0.74 μm on one side, a second reflective layer (film thickness 140 nm), a second upper dielectric layer ( Each layer of a film thickness of 20 nm), a second phase change recording layer (film thickness of 15 nm), and a second lower dielectric layer (film thickness of 120 nm) was sequentially formed.
ZnS—SiO 2 (80:20 mol%) is used for the second lower dielectric layer, and Ag 0.45 In 4.98 Sb 68.61 Te 23.95 Ge 2.01 is used for the second phase change recording layer. For the second upper dielectric layer, and a mixture of Ta 2 O 5 : Al 2 O 3 : SnO 2 = 4: 16: 80 (mol%), and Ag 98 Pd 1 Cu 1 (wt%) for the reflective layer. Was formed by sputtering using Ar gas as a sputtering gas by a single wafer sputtering apparatus (8 chambers) manufactured by Balzers (currently Unaxis).
The composition ratio of each element of the second phase change recording layer material is a result of analysis in the target state by ICP emission spectroscopy (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry). On top of that, the same material as the first environmental protection layer was spin coated to provide a second environmental protection layer, and a second information layer was produced.
For initialization of the second information layer, the same initialization device as that of the first information layer was used. However, since the position of the recording layer on the substrate is different, the focus position was corrected using a 0.6 mm spacer corresponding to the displacement. Initialization conditions were such that the recording medium was rotated by CLV (Constant Linear Velocity), the linear velocity was 2.0 m / s, the feed amount was 36 μm / rotation, the radial position was similarly 23 to 58 mm, and the initialization power was 600 mW.
Next, the first information layer and the second information layer were bonded together with an ultraviolet curable resin (DVD003 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) to produce a two-layer optical information recording medium. After bonding, the coating amount and coating conditions of the ultraviolet curable resin were set so that the total thickness of the first environmental protection layer, the second environmental protection layer, and the adhesive layer was in the range of 55 μm ± 15 μm.

製作された二層光情報記録媒体に対して、下記条件で記録したのち、下記のスペックの半導体レーザーを搭載したピックアップを持つ光ディスク評価装置(Pulstec社DDU1000、レーザー波長660nm、NA0.65)を用いて評価を行なった。
線速: 3.5〜8.4m/s(CAV)
記録パワー(Pw): 40mW
消去パワー(Pe): 16mW
読み取りパワー(Pr): 1.4mW
最適化したパルスストラテジーにより3Tパターンの記録を行ない、初期、及び80℃85%RHの条件下で300時間保存後のC/N比を測定したところ、初期が53〜56dB、300時間保存後が50〜53dBであり、3dBの変化であった。また、膜の浮き・膜の剥がれや異常と思われる班点状変色の発現などは観察されなかった。
反射率は7.2%であった(但し、ガラス上に形成した140nmの純Agの反射率を同じ測定系で読み取った時のファトダイオードの信号レベルを反射率87.7%とし、その比を基準に測定値を換算した数値)。
次に、半径位置40mmの点で3.49m/sの線速度のCAV(Constant Angular Velosity)で測定を行なった。Pw=36mW、Pe=14mWの記録条件で8Tのマルチトラック記録を行なった。
Pr=1.4mW、3.49m/sで再生し、ジッタを測定したところ、中央のトラックにおいて、σ/T=7.5%が得られた。このトラックの80℃、85%RHの条件下で300時間保存後のジッターは8.2%と良好であった。
An optical disk evaluation device (Pultec DDU1000, laser wavelength 660 nm, NA 0.65) having a pickup equipped with a semiconductor laser having the following specifications is recorded on the manufactured double-layer optical information recording medium under the following conditions. Was evaluated.
Line speed: 3.5 to 8.4 m / s (CAV)
Recording power (Pw): 40 mW
Erase power (Pe): 16mW
Reading power (Pr): 1.4mW
3T pattern was recorded with an optimized pulse strategy, and the C / N ratio after storage for 300 hours under the condition of 80 ° C. and 85% RH was measured at the initial stage. The initial value was 53 to 56 dB, after storage for 300 hours. 50-53 dB, a change of 3 dB. In addition, the film was not lifted, the film was peeled off, or the appearance of spot-like discoloration considered to be abnormal was not observed.
The reflectance was 7.2% (however, the signal level of the photodiode when the reflectance of 140 nm pure Ag formed on the glass was read with the same measurement system was set to a reflectance of 87.7%, and the ratio was Based on the measured value).
Next, measurement was performed with a CAV (Constant Angular Velocity) with a linear velocity of 3.49 m / s at a point of a radial position of 40 mm. 8T multitrack recording was performed under the recording conditions of Pw = 36 mW and Pe = 14 mW.
When reproduction was performed at Pr = 1.4 mW and 3.49 m / s and jitter was measured, σ / T = 7.5% was obtained in the central track. The jitter of this track after storage for 300 hours under the conditions of 80 ° C. and 85% RH was good at 8.2%.

(実施例2〜10)
第一反射層の添加金属と添加量を変えた点以外は実施例1と同様にして、二層光情報記録媒体を製作し、第一情報層のC/N特性の初期と300時間保存後の評価を行った。
結果を実施例1と共に表2に示す。表2の結果から、本発明の二層光情報記録媒体は何れも保存前後のC/N比が45dB以上であり、優れていることが分る。
(Examples 2 to 10)
A two-layer optical information recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the additive metal and the additive amount of the first reflective layer were changed, and the initial C / N characteristics of the first information layer and after storage for 300 hours. Was evaluated.
The results are shown in Table 2 together with Example 1. From the results of Table 2, it can be seen that the two-layer optical information recording medium of the present invention has an excellent C / N ratio before and after storage of 45 dB or more.

(比較例1)
第一反射層材料を純Agに変えた点以外は、実施例1と同様にして二層光情報記録媒体を製作した。無機誘電体層を形成した時点で透過率を測定したところ34%であった。
次に、実施例1と同様にして第一情報層を評価した。読み取りパワーを1.0mWに変えた点以外は、実施例1と同様にして3Tパターンの記録を行った結果、初期が47dB、300時間保存後が40dBであり、7dB変化した。結果を表2に示す。
また、反射率は実施例1より1%高めであった。
(Comparative Example 1)
A two-layer optical information recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the first reflective layer material was changed to pure Ag. When the inorganic dielectric layer was formed, the transmittance was measured and found to be 34%.
Next, the first information layer was evaluated in the same manner as in Example 1. Except that the reading power was changed to 1.0 mW, 3T pattern recording was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the initial value was 47 dB, and after storage for 300 hours, it was 40 dB, which was changed by 7 dB. The results are shown in Table 2.
The reflectance was 1% higher than that of Example 1.

(比較例2)
第一反射層材料を純Auに変えた点以外は、実施例1と同様にして二層光情報記録媒体を製作した。無機誘電体層を形成した時点で透過率を測定したところ40%であった。
次に、比較例1と同様にして第一情報層を評価したところ、3Tパターンの初期C/Nは45〜48dB、300時間保存後は30〜33dBであり、15dB低下した。結果を表2に示す。

Figure 0004397905
(Comparative Example 2)
A two-layer optical information recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the first reflective layer material was changed to pure Au. When the inorganic dielectric layer was formed, the transmittance was measured and found to be 40%.
Next, when the first information layer was evaluated in the same manner as in Comparative Example 1, the initial C / N of the 3T pattern was 45 to 48 dB, 30 to 33 dB after storage for 300 hours, and decreased by 15 dB. The results are shown in Table 2.
Figure 0004397905

(実施例11〜21)
第一反射層の材料をCu−Taに変え、Taの添加量を0.2重量から5重量%まで変化させた点以外は、実施例1と全く同様にして、二層光情報記録媒体を製作し、初期ジッター及び300時間保存後のジッターを評価した。
初期ジッター及び300時間保存後のジッター変化は9%台であり、特性上問題は無かった。低い添加量での300時間保存後のジッター変化は第一反射層の変化と考えられる。また、3重量%以上の初期ジッター上昇は第一反射層の熱伝導性の低下によるものと思われる。
更に、膜の透過率を評価するために、ガラス上に8nmの単膜を形成しその透過率を測定した。結果を纏めて表3に示すが、添加量が3重量%までは単膜の透過率へ変化せず、添加量が3重量%を超えると徐々に透過率が上昇する傾向であった。
(Examples 11 to 21)
A double-layer optical information recording medium was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that the material of the first reflective layer was changed to Cu-Ta and the amount of Ta was changed from 0.2 wt% to 5 wt%. The initial jitter and the jitter after storage for 300 hours were evaluated.
Initial jitter and jitter change after storage for 300 hours were in the 9% range, and there was no problem in characteristics. The change in jitter after storage for 300 hours with a low addition amount is considered to be a change in the first reflective layer. Further, it is considered that the initial jitter increase of 3% by weight or more is due to a decrease in the thermal conductivity of the first reflective layer.
Furthermore, in order to evaluate the transmittance | permeability of a film | membrane, the single film of 8 nm was formed on glass, and the transmittance | permeability was measured. The results are summarized in Table 3, and the transmittance did not change to the transmittance of the single membrane up to 3% by weight, and the transmittance gradually increased when the added amount exceeded 3% by weight.

(比較例3)
第一反射層のCuに添加金属を加えなかった点以外は、実施例1と全く同様にして二層光情報記録媒体を製作し、実施例11〜21と同様の評価を行なった。結果を表3に示す。
本比較例では単膜の透過率の変化も無く、初期ジッターも6.5%と良好であったが、保存後のジッターが、100時間で9.5%(3%の増加)、300時間では10.8%(4.3%の増加)と大きく変化した。
(Comparative Example 3)
A two-layer optical information recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the additive metal was not added to Cu in the first reflective layer, and the same evaluation as in Examples 11 to 21 was performed. The results are shown in Table 3.
In this comparative example, there was no change in the transmittance of the single film and the initial jitter was as good as 6.5%, but the jitter after storage was 9.5% (increase of 3%) at 100 hours and 300 hours. Then, it changed greatly with 10.8% (an increase of 4.3%).

(比較例4〜6)
第一反射層の材料をCu−Taとし、Taの添加量を5.5重量%(比較例4)、6重量%(比較例5)、7重量%(比較例6)とした点以外は、実施例1と全く同様にして、二層光情報記録媒体を製作し、実施例11〜21と同様の評価を行なった。結果を表3に示す。
表3から分るように、添加量が5重量%を超えると、単膜の透過率が添加量と共に上昇し、初期ジッターも大きく変化した。しかし、300時間保存後のジッター変化は逆に小さかった。

Figure 0004397905
(Comparative Examples 4-6)
Except for the point that the material of the first reflective layer is Cu-Ta and the amount of Ta added is 5.5 wt% (Comparative Example 4), 6 wt% (Comparative Example 5), and 7 wt% (Comparative Example 6). A double-layer optical information recording medium was manufactured in exactly the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Examples 11 to 21 was performed. The results are shown in Table 3.
As can be seen from Table 3, when the addition amount exceeded 5% by weight, the transmittance of the single film increased with the addition amount, and the initial jitter changed greatly. However, the change in jitter after storage for 300 hours was small.
Figure 0004397905

(実施例22〜26、比較例7〜9)
実施例1と同一構成・同一材料として、第一反射層の膜厚のみを変えた第一情報層を製作し、実施例1で製作したのと同じ構成の第二情報層と貼り合わせて実施例22〜26、及び比較例7〜9の二層光情報記録媒体を製作した。
各二層光情報記録媒体の第一反射層の膜厚は、3nm(比較例7)、4nm(実施例22)、6nm(実施例23)、8nm(実施例24)、10nm(実施例25)、12nm(実施例26)、13nm(比較例8)、15nm(比較例9)である。
これらの二層光情報記録媒体について、線速7m/s、消去パワー16mWで8T信号を記録したのち消去した際の消去比(記録信号の振幅について消去前と消去後の比を取りデシベルで表した値)を測定した。
結果を図9に示すが、膜厚が6nm以上では、消去比が−40dB程度で大きく変化せず、膜厚4nmで多少消去比が低下し始めているが、まだ−35dB以下であり消去比として許容できる範囲であった。しかし、膜厚3nmでは、−20dBの消去比しか得られず消去前のデータの消し残りが生じた。
次に、上記各二層光情報記録媒体について、第一情報層を透過させて第二情報層にシングルトラックで8T信号の記録を行ない、再生してジッタを測定した。
結果を図9に示すが、第一反射層の膜厚が12nm以下では9%以下という良好なジッターが得られた。しかし、膜厚13nm及び15nmでは、ジッターが9%を超える結果となった。
以上の結果から、第一反射層の膜厚としては、4〜12nmの範囲が好ましいことが分かった。
(Examples 22 to 26, Comparative Examples 7 to 9)
A first information layer having the same configuration and the same material as in Example 1 except that the thickness of the first reflective layer is changed is manufactured, and the second information layer having the same configuration as that in Example 1 is bonded to the first information layer. Double-layer optical information recording media of Examples 22 to 26 and Comparative Examples 7 to 9 were manufactured.
The thickness of the first reflective layer of each double-layer optical information recording medium is 3 nm (Comparative Example 7), 4 nm (Example 22), 6 nm (Example 23), 8 nm (Example 24), 10 nm (Example 25). ), 12 nm (Example 26), 13 nm (Comparative Example 8), and 15 nm (Comparative Example 9).
For these two-layer optical information recording media, an 8T signal was recorded at a linear velocity of 7 m / s and an erasing power of 16 mW and then erased (the ratio of the amplitude of the recording signal before and after erasing was expressed in decibels). Measured).
The results are shown in FIG. 9. When the film thickness is 6 nm or more, the erasure ratio does not change greatly at about -40 dB, and the erasure ratio starts to slightly decrease at the film thickness of 4 nm. It was an acceptable range. However, when the film thickness is 3 nm, only an erasure ratio of −20 dB is obtained, and unerased data before erasure occurs.
Next, for each of the two-layer optical information recording media, an 8T signal was recorded on the second information layer with a single track through the first information layer, reproduced, and jitter was measured.
The results are shown in FIG. 9, and a good jitter of 9% or less was obtained when the thickness of the first reflective layer was 12 nm or less. However, when the film thickness was 13 nm and 15 nm, the jitter exceeded 9%.
From the above results, it was found that the thickness of the first reflective layer is preferably in the range of 4 to 12 nm.

(比較例10〜13)
第一反射層の材料をCu−Al<Al添加量2.1重量%>(比較例10)、Cu−Si<Si添加量2.1重量%>(比較例11)、Cu−Zn<Zn添加量2.1重量%>(比較例12)、Cu−Pd<Ti添加量2.1重量%>(比較例13)とした点以外は、実施例1と全く同様にして二層光情報記録媒体を製作し、実施例1と同様にして3Tパターンの記録を行ったのち、300時間保存後のC/N変化の測定を行なった。
結果を表4に示すが、この結果から、添加元素によりC/Nの変化量が大きく異なり、一般に光情報記録媒体の反射層材料あるいは添加元素として使われている金属でも、Cuの添加元素として不適当なものがあることが分かった。

Figure 0004397905
(Comparative Examples 10-13)
The material of the first reflective layer is Cu—Al <Al addition amount 2.1 wt%> (Comparative Example 10), Cu—Si <Si addition amount 2.1 wt%> (Comparative Example 11), Cu—Zn <Zn. Double-layer optical information in exactly the same manner as in Example 1 except that the amount added was 2.1 wt%> (Comparative Example 12) and Cu—Pd <Ti amount added 2.1 wt%> (Comparative Example 13). A recording medium was manufactured, and after recording a 3T pattern in the same manner as in Example 1, the C / N change after storage for 300 hours was measured.
The results are shown in Table 4. From this result, the amount of change in C / N varies greatly depending on the additive element. In general, the metal used as the reflective layer material or additive element of the optical information recording medium can be used as the additive element of Cu. It turns out that there is something inappropriate.
Figure 0004397905

(実施例27)
第一情報層の、第一下部誘電体層の膜厚を60nm、第一相変化型記録層の材料をAg0.2In3.5Sb69.2Te21.1Ge、膜厚を7.5nm、第一上部誘電体層は材料をTa:SnO=20:80(モル%)、膜厚を5nm、無機誘電体層の膜厚を60nmに変えた点以外は実施例1と同様にして二層光情報記録媒体を製作した。
この二層光情報記録媒体に対し、実施例1と同様にして第一情報層の記録特性の評価を行ったところ、3Tパターンの初期C/Nと85℃85%RH条件での300時間保存後のC/N変化は、初期C/Nが53dB、300時間保存後のC/N変化が3dBであり、初期と300時間後の何れも良好であった。膜の浮き、膜の剥がれ、異常と思われる班点状変色の発現などは観察されなかった。また、反射率は6.5%であった。
次に、半径位置40mmの点で、8Tのマルチトラックの記録を行い、Pr=1.4mW、3.49m/sで再生し、ジッターを測定したところ、中央のトラックにおいて、σ/T=7.0%が得られた。このトラックの80℃、85%RHの条件下で300時間保存後のジッターは8.0%と良好であった。
また、この第一情報層の転移線速を測定した。ここで、転移線速とは、初期化処理により結晶状態となっているトラックに記録媒体の線速を変化させて連続光(パワーは15mW)を照射したときの、反射率が変化し始める線速をいう。
本実施例の記録層の第一情報層構成での転移線速は18m/sである。この転移線速は、記録層の結晶化速度を代用した値であり、目的の記録速度を達成するための重要な設計の目安である。
(Example 27)
The film thickness of the first lower dielectric layer of the first information layer is 60 nm, the material of the first phase change recording layer is Ag 0.2 In 3.5 Sb 69.2 Te 21.1 Ge 6 , and the film thickness. 7.5 nm, the material of the first upper dielectric layer is Ta 2 O 5 : SnO 2 = 20: 80 (mol%), the film thickness is 5 nm, and the film thickness of the inorganic dielectric layer is changed to 60 nm. A double-layer optical information recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1.
When the recording characteristics of the first information layer were evaluated in the same manner as in Example 1 for this two-layer optical information recording medium, it was stored for 300 hours under the initial C / N of 3T pattern and 85 ° C. and 85% RH conditions. As for the subsequent C / N change, the initial C / N was 53 dB, the C / N change after 300 hours storage was 3 dB, and both the initial and after 300 hours were good. Neither floating of the film, peeling of the film, or appearance of spot-like discoloration that seemed to be abnormal was observed. Further, the reflectance was 6.5%.
Next, 8T multi-track recording was performed at a point of a radial position of 40 mm, playback was performed at Pr = 1.4 mW, 3.49 m / s, and jitter was measured. 0.0% was obtained. The jitter of this track after storage for 300 hours under conditions of 80 ° C. and 85% RH was as good as 8.0%.
Further, the transition linear velocity of the first information layer was measured. Here, the transition linear velocity is a line where the reflectance starts to change when the track in the crystalline state by the initialization process is irradiated with continuous light (power is 15 mW) while changing the linear velocity of the recording medium. Say fast.
The transition linear velocity in the first information layer structure of the recording layer of this example is 18 m / s. The transition linear velocity is a value obtained by substituting the crystallization speed of the recording layer, and is an important design standard for achieving the target recording speed.

(実施例28〜30)
表5の実施例28〜30の欄に示した組成の記録層材料を第一記録層に用いた点以外は実施例27と同様にして光記録媒体を製作し、実施例27と同様にして第一情報層の記録特性の評価を行った。
それぞれの転移線速と8Tマツチトラック記録時の初期ジッターと80℃、85%RHの条件下で300時間保存後のジッターを表5に示すが、この記録層組成でも初期ジッター、300時間保存後ジッターともに問題ない値が得られた。
転移線速に関しては、図8のデータと共に実施例27の場合(図中の■)をプロットし、図10として示したが、SbTe(Ge)系であっても、二層構成の第一情報層(L0)の場合には、情報層が一層構成の場合(図中の□)と比較して矢印で示すように左にシフトし、InSb(Ge)系と同等の転移線速を示すことが分る。
(Examples 28 to 30)
An optical recording medium was manufactured in the same manner as in Example 27 except that the recording layer material having the composition shown in the column of Examples 28 to 30 in Table 5 was used for the first recording layer. The recording characteristics of the first information layer were evaluated.
Each transition linear velocity, initial jitter at the time of 8T matching track recording, and jitter after storage for 300 hours under the conditions of 80 ° C. and 85% RH are shown in Table 5, but this recording layer composition also shows initial jitter after storage for 300 hours. A value with no problem with jitter was obtained.
Regarding the transition linear velocity, the case of Example 27 (■ in the figure) is plotted together with the data of FIG. 8 and is shown as FIG. 10, but even in the case of the SbTe (Ge) system, the first information of the two-layer configuration is used. In the case of the layer (L0), the information layer is shifted to the left as indicated by an arrow in comparison with the case of a single layer structure (□ in the figure), and shows a transition linear velocity equivalent to that of the InSb (Ge) system. I understand.

(比較例14)
表5の比較例14の欄に示した組成の記録層材料(GeSbTe)を第一記録層に用いた点以外は、実施例27と同様にして光記録媒体を製作し、実施例27と同様にして第一情報層の記録特性の評価を行った。
表5に示す結果から分るように、85%RHの条件下で300時間保存後の変化は大きくなかったが、初期ジッターが16%であり、満足できる初期特性が得られなかった。
転移線速に関しては、実施例27と同じ方法では測定できなかった。

Figure 0004397905
(Comparative Example 14)
An optical recording medium was manufactured in the same manner as in Example 27 except that the recording layer material (GeSbTe) having the composition shown in the column of Comparative Example 14 in Table 5 was used for the first recording layer. Thus, the recording characteristics of the first information layer were evaluated.
As can be seen from the results shown in Table 5, the change after storage for 300 hours under the condition of 85% RH was not large, but the initial jitter was 16%, and satisfactory initial characteristics could not be obtained.
The transition linear velocity could not be measured by the same method as in Example 27.
Figure 0004397905

本発明の2層光情報記録媒体の層構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the layer structure of the two-layer optical information recording medium of this invention. 第一記録層のシミュレーション結果の図。The figure of the simulation result of a 1st recording layer. 各種反射層材料ののRTAデータを示す図(波長660nm)。The figure which shows RTA data of various reflective layer materials (wavelength 660nm). 本発明によるCu金属膜のRTA(R:反射率、T:透過率、A:吸収率)を示す図。The figure which shows RTA (R: reflectance, T: transmittance | permeability, A: absorptance) of Cu metal film by this invention. Ag合金系金属膜のRTA(R:反射率、T:透過率、A:吸収率)を示す図。The figure which shows RTA (R: reflectance, T: transmittance | permeability, A: absorption factor) of Ag alloy type metal film. Ag系とCu系金属膜の分光透過率の図。The figure of the spectral transmittance of Ag system and Cu system metal film. Ag、Au、CuのC/Nを比較した図。The figure which compared C / N of Ag, Au, and Cu. 3種の記録層の線速比較の図。FIG. 3 is a diagram showing a comparison of linear speeds of three types of recording layers. 実施例22〜26及び比較例7〜9の消去比と8Tジッタの測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result of the erasure | elimination ratio and 8T jitter of Examples 22-26 and Comparative Examples 7-9. 図8に、実施例27の場合を追加した図。The figure which added the case of Example 27 to FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 第一透明基板
2 第一下部誘電体層
3 第一記録層
4 第一上部誘電体層
5 第一反射層
6 無機誘電体膜層
7 第一環境保護層
8 接着層
9 第二基板(貼り合わせ基板)
10 第一情報層
20 第二情報層
21 第二下部誘電体層
31 第二記録層
41 第二上部誘電体層
51 第二反射層
71 第二環境保護層
R 反射率
T 透過率
A 吸収率
LV 転移線速
L0構成 第一情報層の層構成(図10参照)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st transparent substrate 2 1st lower dielectric layer 3 1st recording layer 4 1st upper dielectric layer 5 1st reflection layer 6 Inorganic dielectric film layer 7 1st environmental protection layer 8 Adhesive layer 9 2nd substrate ( Bonded substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st information layer 20 2nd information layer 21 2nd lower dielectric layer 31 2nd recording layer 41 2nd upper dielectric layer 51 2nd reflective layer 71 2nd environmental protection layer R reflectance T transmittance | permeability A absorption LV Transition linear velocity L0 configuration Layer configuration of the first information layer (see Fig. 10)

Claims (11)

光の入射側から第一基板、第一情報層、第二情報層及び第二基板をこの順に有する二層光情報記録媒体において、第一基板が光照射側から順に少なくとも第一下部誘電体層、第一記録層、第一上部誘電体層、第一反射層、無機誘電体層を有し、第二情報層が光照射側から順に少なくとも第二下部誘電体層、第二記録層、第二上部誘電体層、第二反射層を有し、第一反射層が、99.8〜95.0重量%のCuとTa、Cuと0.3〜1.0重量%のZr、Cuと0.2〜0.8重量%のGe、Cuと1.1重量%のMo、Cuと1.1重量%のNb、Cuと0.7重量%のNi、Cuと0.6重量%のCr、Cuと2.2重量%のAuのいずれかからなり、第一反射層の膜厚が4〜12nmであり、波長660nmの光で記録再生可能であることを特徴とする二層光情報記録媒体。 In a two-layer optical information recording medium having a first substrate, a first information layer, a second information layer, and a second substrate in this order from the light incident side, the first substrate is at least a first lower dielectric in order from the light irradiation side Layer, first recording layer, first upper dielectric layer, first reflective layer, inorganic dielectric layer, the second information layer is at least a second lower dielectric layer, a second recording layer in order from the light irradiation side, The second reflective layer has a second upper dielectric layer and a second reflective layer, the first reflective layer comprising 99.8 to 95.0 wt% Cu and Ta, Cu and 0.3 to 1.0 wt% Zr, Cu 0.2 to 0.8 wt% Ge, Cu and 1.1 wt% Mo, Cu and 1.1 wt% Nb, Cu and 0.7 wt% Ni, Cu and 0.6 wt% of Cr, consists either of Cu and 2.2 wt% of Au, the thickness of the first reflective layer is Ri 4~12nm der, it can be recorded and reproduced by the wavelength of 660nm light Dual-layer optical information recording medium characterized and. 第一情報層及び第二情報層が、光学的に分離可能な間隔で積層され、同一方向からの光照射により記録可能である請求項1記載の二層光情報記録媒体。   The two-layer optical information recording medium according to claim 1, wherein the first information layer and the second information layer are laminated at an optically separable interval and can be recorded by light irradiation from the same direction. 第一基板が透明である請求項1又は2記載の二層光情報記録媒体。   The double-layer optical information recording medium according to claim 1 or 2, wherein the first substrate is transparent. 第一反射層が99.8〜97.0重量%のCuとTaからなる請求項1〜3の何れかに記載の二層光情報記録媒体。 The double-layer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 3, wherein the first reflective layer is composed of 99.8 to 97.0 wt% of Cu and Ta . 第一反射層の膜厚が6〜12nmである請求項1〜4の何れかに記載の二層光情報記録媒体。   The double-layer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the first reflective layer is 6 to 12 nm. 第一記録層及び/又は第二記録層が、少なくともInとSbとGeとを含む相変化型記録材料からなる請求項1〜5の何れかに記載の二層光情報記録媒体。   The double-layer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 5, wherein the first recording layer and / or the second recording layer is made of a phase change recording material containing at least In, Sb, and Ge. 第一記録層及び/又は第二記録層が、少なくともSbとTeとGeを含み、Ge<Te<Sbである相変化型記録材料からなることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の二層光情報記録媒体。   The first recording layer and / or the second recording layer is composed of a phase change recording material containing at least Sb, Te and Ge, and Ge <Te <Sb. The two-layer optical information recording medium described. 記録層のGeの含有量が3.5〜10原子%である請求項6又は7記載の二層光情報記録媒体。 The double-layer optical information recording medium according to claim 6 or 7, wherein the content of Ge in the recording layer is 3.5 to 10 atomic%. 第一記録層の厚みが、4〜16nmである請求項1〜8の何れかに記載の二層光情報記録媒体。   The double-layer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 8, wherein the thickness of the first recording layer is 4 to 16 nm. 第一上部誘電体層が、少なくともSnの酸化物とTaの酸化物とを含む請求項1〜9の何れかに記載の二層光情報記録媒体。   The double-layer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 9, wherein the first upper dielectric layer contains at least an oxide of Sn and an oxide of Ta. 第一下部誘電体層及び第二下部誘電体層が、ZnSとSiOとの混合物を含有する請求項1〜10の何れかに記載の二層光情報記録媒体。 The double-layer optical information recording medium according to claim 1, wherein the first lower dielectric layer and the second lower dielectric layer contain a mixture of ZnS and SiO 2 .
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