JP2004047034A

JP2004047034A - 多層相変化型情報記録媒体およびそれを用いた情報の記録再生方法

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Publication number: JP2004047034A
Application number: JP2002206418A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iwasa; 岩佐　博之; Ryuichi Furukawa; 古川　龍一; Michiaki Shinozuka; 篠塚　道明
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】熱拡散補助層の腐食がなく、高温環境下でも信頼性が高く、かつオーバーライト特性の優れた多層相変化型光記録媒体およびそれを用いた情報の記録再生方法を提供すること。
【解決手段】第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側からみて、最も奥側に形成された情報層以外の、少なくとも１つの情報層が第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層および熱拡散層で構成され、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａの内の少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、レーザなどの光ビームによって情報の記録あるいは再生などを行なうのに用いられる多層相変化型情報記録媒体およびそれを用いた情報の記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの一種である相変化型光ディスク（相変化型情報記録媒体）は、一般的にプラスチックの基板の上に、相変化型材料からなる記録層を設け、その上に、記録層の光吸収率を向上させ、かつ熱拡散効果を有する反射層を形成したものを基本構成とするものであり、基板面側からレーザー光を入射して、情報の記録、再生を行なうものである。
相変化型材料は、レーザー光照射による加熱とその後の冷却によって、結晶状態と非晶質状態の間を相変化し、急速加熱後急冷すると非晶質となり、徐冷すると結晶化するものであり、相変化型情報記録媒体は、この性質を情報の記録と再生に応用したものである。
さらに光照射による加熱によっておこる、記録層の酸化、蒸散あるいは変形を阻止する目的で、通常、基板と記録層の間に第１保護層（第１誘電層ともいう）、および記録層と反射層の間に第２保護層（第２誘電層ともいう）が設けられている。さらに、これらの保護層は、その厚さを調節することによって、記録媒体の光学特性の調節機能を有するものであり、また該第１保護層は、記録層の熱によって基板が軟化するのを防止する機能を併せ持つものである。
近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことによって、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷのような、光ディスクの信号記録容量が増大し、信号情報の高密度化が進んでいる。現在のＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度で、またＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、さらに高記録密度化の要求が高まることが予想される。
このような相変化型情報記録媒体を用いて高記録密度化するやり方として、例えば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、あるいは記録再生を行な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して、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することが提案されているが、満足な結果が得られていない。
【０００３】
情報記録媒体自体を改良して記録密度を高めるやり方として、基板の片面側に少なくとも記録層と反射層からなる情報層を２つ重ねて、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着して作成される２層相変化型情報記録媒体が、例えば特許第２７０２９０５号公報、特開２０００−２１５５１６号公報、特開２０００−２２２７７７号公報および特開２００１−２４３６５５号公報等に、提案されている。
この情報層間の接着部分である分離層（本発明においては中間層という）は、２つの情報層を光学的に分離する機能を有するもので、記録再生に用いるレーザー光がなるべく奥側の情報層に到達する必要があるため、その光をなるべく吸収しないような材料から構成されている。
これらの２層相変化型情報記録媒体は、いずれも第１情報層に特徴部を有するもので、単層相変化型情報記録媒体の場合と同様に、第１保護層と第２保護層が設けられたものである。
【０００４】
この２層相変化型情報記録媒体については、たとえばＯＤＳ２００１　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　Ｐ２２にもあるように、学会などでも発表されているが、未だ多くの課題が存在している。
例えば、レーザー光照射側から見て手前側にある情報層（第１情報層）をレーザー光が透過しなければ、奥側にある情報層（第２情報層）の記録層に情報を記録しそれを再生できないために、第１情報層を構成する反射層をなくすか、第１情報層を構成する記録層を極薄にすることが考えられる。
相変化型情報記録媒体による記録は、記録層の相変化型材料にレーザー光を照射させて急冷することによって、結晶を非晶質に変化させてマークを形成して行なわれるため、反射層をなくすかもしくは１０ｎｍ程度と非常に薄くすると、熱拡散が小さくなるために、非晶質マークを形成することが困難になってしまう。特にＣＤ−ＲＷなどの相変化型情報記録媒体に一般的に用いられている材料の１つであるＳｂ−Ｔｅ共晶系記録材料は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物系記録材料とは比べて、消去比が優れ、また、高感度であるために記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという点で優れたものとして知られている。
しかしながら、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系記録材料は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物系記録材料に比べて材料の結晶化速度が速いので、非晶質化するには、より単時間で急冷しなければならず、すなわち急冷構造をとることが必要な材料であり、反射層の薄い構造では、マーク形成が困難になる。
比較的熱伝導率の大きく光吸収率の小さな窒化物あるいは炭化物等を用いて、反射層が担っていた熱拡散機能を補助する層（熱拡散層という）を反射層の上にさらに設けるやり方が、単層相変化型情報記録媒体に関する特開平８−５０７３９号公報などおよび２層相変化型情報記録媒体に関する特開２０００−２２２７７７号公報などに提案されており、このやり方は第１情報層を構成する反射層を薄くした場合に発生する前記のような欠点を解消するのに有効な方法であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、これら窒化物あるいは炭化物等の材料は応力が大きいために、形成された熱拡散層はクラックが生じやすく、その結果熱拡散層を設けた光ディスク自体充分なオーバーライト特性が得らないという問題が発生している。
また、本発明者等は、熱拡散補助層としてＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）膜を用いると、オーバーライト特性が飛躍的に向上するが、反面熱拡散補助層を主として樹脂からなる中間層と接する構成にすると、樹脂中に微量に含まれる酸などによってＩＴＯが腐食して、保存信頼性が低くなるという新たな問題を認識した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱拡散補助層の腐食がなく、高温環境下でも信頼性が高く、かつオーバーライト特性の優れた多層相変化型光記録媒体およびそれを用いた情報の記録再生方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の、（１）「第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側からみて、最も奥側に形成された情報層以外の、少なくとも１つの情報層が第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層および熱拡散層で構成され、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａの内の少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体」、（２）「前記ＩＴＯには、酸化スズが１〜１０重量％含有されていることを特徴とする前記第（１）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（３）「前記熱拡散層において、Ａｌ、Ｇａのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、０．１〜５重量％であることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（４）「前記熱拡散層の厚さが２０〜２００ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（５）「情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、前記熱拡散層の吸収係数が１．０以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（６）前記記録層が、Ｓｂ、Ｔｅを主体とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐの少なくとも１種を含むことを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（７）「前記記録層の厚さが、３〜１５ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（８）「前記反射層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（９）「前記反射層の厚さが、３〜２０ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１０）「第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、該第１情報層が、第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層膜からなり、第１基板側から光を入射させたときの第１情報層の光透過率が４０〜７０％であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項のいずれかに記載の２層相変化型情報記録媒体」、（１１）「情報が記録されたことを特徴とする前記第（１）項乃至第（１０）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」によって解決される。
また、上記課題は、本発明の（１２）「前記第（１）項乃至第（１０）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を記録する方法」、（１３）「前記第（１１）項に記載の情報が記録された多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を再生する方法」によって解決される。
【０００８】
すなわち、本発明の多層相変化型情報記録媒体は、第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側からみて、最も奥側に形成された情報層以外の、少なくとも１つの情報層が、第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層および熱拡散層で構成され、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とするものである。
第１保護層、相変化型材料からなる記録層、第２保護層および反射層については、従来公知の技術が適用可能であるが、本発明の多層相変化型情報記録媒体の特徴とするところは、熱拡散層に特定な材料を用いたことによって発明の前記課題を解決できたことである。
【０００９】
ここで、複数ある情報層のうち、第１基板からみて最も奥側に形成される情報層については、該情報層の上に中間層を設ける必要はなく、したがって中間層が原因とする熱拡散層の腐食がないため、最も奥側の記録層に熱拡散層を設ける場合、熱拡散層を構成する材料は上記のようなＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａのうちの少なくとも１種を含む材料である必要はない。
反射層の材料としてＡｇ系は、たとえばＩＳＯＭ２００１　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　Ｐ２０２に記載されているように、青色波長領域でも屈折率ｎが０．５以下と小さく光吸収を小さく抑えることができるため、多層相変化型情報記録媒体に従来から好ましい材料として知られている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる光記録媒体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層情報記録媒体の概略断面図である。第１基板（３）の上に、第１情報層（１）、中間層（４）、第２情報層（２）、第２基板（５）を順次蓄積した構造からなるものである。
第１情報層（１）は、第１保護層（１１）、記録層（１２）、第２保護層（１３）、反射層（１４）、熱拡散層（１５）からなり、第２情報層（２）は、第１保護層（２１）、記録層（２２）、第２保護層（２３）、反射層（２４）からなる。なお、本発明の第１情報層（１）および第２情報層（２）は、上記層構成になんら限定されるものではない。
また、図２に、本発明の他の実施形態に係わる２層情報記録媒体の概略断面図を示す。この場合は、光透過層（６）が図１の第１基板（３）より厚さの薄いシート状物が用いられ、製法が相違するものである。
【００１１】
第１基板（３）は、記録再生のために照射する光を透過するものであることが必要であり、当該技術分野において従来知られているものが適用される。
その材料としては、通常ガラス、セラミックスあるいは樹脂等が用いられるが、特に樹脂が成形性、コストの点で好適である。
樹脂としては、例えば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。
第１基板（３）の膜を形成する面には、レーザー光のトラッキング用のスパイラル状または同心円状の溝などであって、通常グルーブ部およびランド部と称される凹凸パターンが形成されたものであることが好ましく、これは通常射出成形法またはフォトポリマー法などによって成型される。また第１基板（３）の厚さは特に限定されないが、０．０５〜１．２ｍｍ程度が好ましい。
【００１２】
第２基板（５）、基板（７）の材料としては、第１基板（３）と同様の材料を用いても良いが、記録再生光に対して不透明な材料を用いても良く、第１基板（３）とは、材質、厚さ、溝形状が異なっても良い。
【００１３】
光透過層（６）、中間層（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く、紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。
光透過層（６）あるいは中間層（４）には、第１基板（３）と同様な、射出成形またはフォトポリマー法などによって成形される、グルーブ、案内溝などの凹凸パターンが形成されたものでよい。
光透過層（６）の厚さは特に限定されないが、０．０５〜０．４ｍｍ程度が好ましい。
また、中間層（４）は、記録再生を行なう際に、ピックアップが第１情報層と第２情報層とを識別して光学的に分離可能とするものであり、その厚さは１０〜５０μｍが好ましい。１０μｍより薄いと、層間クロストークが生じ、また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る傾向がある。
【００１４】
記録層（１２）と（２２）の材料としては、光照射による加熱と冷却によって、結晶と非晶質の間を層変化する材料から構成され、特に限定的ではなく、当該技術分野において従来知られているものが適用される。
例えば、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ系などのカルコゲン系合金、およびＳｂ−Ｔｅ共晶系材料薄膜を挙げることができるが、記録（非晶質化）感度・速度、及び消去比の点で、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料が特に好ましい。
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、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐなど他の元素や不純物を添加することができる。
これらの記録層は、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が、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。
記録層（１２）の厚さは、とくに限定されないが、３〜１５ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ以下だと、均一な膜にするのが困難となる傾向があり、１５ｎｍ以上だと、透過率が低下してしまう傾向がある。
【００１５】
反射層（１４）、（２４）は、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて非晶質化しやすくするなどの機能を有するものであり、そのために通常熱伝導率の高い金属が用いられ、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａなど、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、Ｔａ、Ｎｄなどが使用される。
中でもＡｇ系材料は、青色波長領域でも屈折率が小さくｎが０．５以下で、光吸収を小さく抑えることができるので、本発明のような多層の情報記録媒体の、特に第１情報層の反射層に用いる材料として好ましいものである。
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。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
第１情報層（１）は高い透過率が必要とされるため、反射層（１５）は、屈折率の低く、熱伝導率の高いＡｇまたはその合金を用いることが好ましく、また厚さは、３〜２０ｎｍ程度であることが好ましい。３ｎｍ未満にすると、厚さが均一で緻密な膜を作ることが困難になる。２０ｎｍより厚いと、透過率が減少し、第２情報層（２）の記録再生が困難になる。
また、第２情報層（２）を構成する反射層（２４）は、５０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍ未満になると繰り返し記録特性が低下し、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる傾向があるので、好ましくない。
【００１６】
第１保護層（１１）と（２１）および第２保護層（１３）と（２３）の機能と材質は、単層相変化型情報記録媒体の場合と同様であり、記録層（１２）と（２２）の劣化変質を防ぎ、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あり、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２などの金属酸化物、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ_２Ｓ_３、ＴａＳ_４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ_４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンドライクカーボンあるいは、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。具体的には、ＺｎＳとＳｉＯ_２との混合物が最も好ましいと考えられている。
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。
第１保護層（１１）と（２１）の厚さは、６０〜２００ｎｍであることが好ましい。６０ｎｍ未満であると、記録時の熱によって、基板または光透過層が変形してしまう恐れがある。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じてくる傾向がある。これらの範囲で、最適な反射率になるように、膜厚の設計を行なう。
また、第２保護層（１３）と（２３）の膜厚は、３〜４０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ未満になると記録感度が低下し、４０ｎｍより厚くなると放熱効果が得られなくなる傾向がある。
【００１７】
熱拡散層（１６）としては、レーザー照射された記録層を急冷させるために、熱伝導率が大きいことが望まれる。また、奥側の情報層がを記録再生できるよう、レーザー波長での吸収率が小さいことも望まれる。
熱拡散層は、本発明の特徴部であり、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、それにＡｌ、Ｇａのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素を含めた材料を用いることによって、熱拡散層としての上記の機能と、主として中間層に含有される酸成分による腐食を防止することができ、化学的、熱的に安定となり、保存信頼性を向上させることができる。
酸化スズは、１〜１０重量％含まれていることが好ましい。これより少ない、若しくは多いと熱伝導率および透過率が低下してしまう傾向がある。
またＡｌあるいはＧａの元素は、光学的性質に影響を与えない範囲で添加することができ、０．１〜５重量％含まれているのが好ましい。これより少ないと、効果が得られなくなる傾向がある。多いと吸収係数が大きくなり、透過率が減少してしまう。
ただし、光が入射される側からみて、最も奥側に形成された情報層については、透過する必要はなく反射層を１００ｎｍ以上と厚く設けることができるので、熱拡散層を設ける必要はないが、もし形成する場合には、その上に中間層が形成されず腐食されることもないので、熱拡散層の材料として、必ずしも「ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａの内の少なくとも１種を含む」ものである必要はなく、拡散層として従来から用いられている次のようなものを用いることができる。
窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物の少なくとも１種を含む、例えば、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、ＢＮなどが挙げられるが、ＩＴＯが最も好ましいと想われる。
また、情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、吸収係数が１．０以下であることが好ましい。さらには、０．５以下であるのが好ましい。１．０より大きいと第１情報層での吸収率が増大し、第２情報層の記録再生が困難になる。
熱拡散層は、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。
熱拡散層（１６）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、応力が大きくなり、繰り返し記録特性が低下するばかりでなく、量産性にも問題が生じる。
【００１８】
また、本発明の２層相変化型情報記録媒体の第１情報層（１）は、記録・再生に用いるレーザー光波長での光透過率は４０〜７０％であるのが好ましい。さらには４５％〜６０％以下であるのが好ましい。
初期化後に、記録を行なった２層相変化型情報記録媒体では、記録層がアモルファス状態である面積が結晶状態である面積よりも小さいので、アモルファスでの光透過率は結晶状態での光透過率よりも小さくても構わない。
【００１９】
以下、本発明の相変化型情報記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の２層相変化型情報記録媒体の製造方法のひとつは、成膜工程、初期化工程、密着工程からなり、基本的にはこの順に各工程を行なう。
成膜工程としては、第１基板（３）のグルーブが設けられた面に第１情報層（１）を形成したものと、第２基板（５）のグルーブが設けられた面に第２情報層（２）を形成したものを別途作成する。
第１情報層（１）、第２情報層（２）のそれぞれを構成する各層は、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される。
中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。スパッタリング法は、一般にアルゴンなどの不活性ガスを流しながら成膜を行なうが、その際、酸素、窒素などを混入させながら、反応スパッタリングさせてもよい。
【００２０】
初期化工程として、第１情報層（１）、第２情報層（２）に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。
初期化工程の際にレーザー光エネルギーにより膜が浮いてきてしまうおそれがある場合には、初期化工程の前に、第１情報層および第２情報層の上に、ＵＶ樹脂などをスピンコートし紫外線を照射して硬化させ、オーバーコートを施しても良い。
また、次の密着工程を先に行なった後に、第１基板側から、第１情報層、第２情報層を初期化させても構わない。
【００２１】
次に、以上のようにして初期化された、第１基板（３）の面上に第１情報層（１）を形成したものと、第２基板（５）の面上に第２情報層（２）を形成したものとを、第１情報層（１）と第２情報層（２）とを向かい合わせながら、中間層（４）を介して貼り合わせる。
例えば、いずれか一方の膜面に紫外線硬化性樹脂を塗布し、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させた上で、紫外線を照射して樹脂を硬化させることができる。
【００２２】
また、本発明の、図２に示されるような、２層相変化型情報記録媒体を製造するための、第１成膜工程、中間層形成工程、第２成膜工程、光透過層形成工程および初期化工程の順の各工程から基本的になる他の方法について、説明する。
第１成膜工程として、基板（７）上の案内溝の設けられた面に第２情報層（２）を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
中間層形成工程として、第２情報層（２）上に案内溝を有する中間層（４）を形成する。例えば、第２情報層（２）上に紫外線硬化性樹脂を全面に塗布し、紫外線を透過することのできる材料でつくられたスタンパを押し当てたまま紫外線を照射して硬化させて、溝を形成することができる。
第２成膜工程として、中間層（４）上に第１情報層（１）を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
光透過層工程として、第１情報層（１）上に、光透過層（６）を形成する。例えば、紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させて光透過層とすることができるが、膜厚むらの問題があることから、光透過フィルムと基板とを、紫外線硬化性樹脂で貼り合わせて光透過層を形成してもよい。
初期化工程として、光透過層（６）側から、第１情報層（１）、第２情報層（２）に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。第２情報層（２）に対しては、中間層（４）形成工程直後に初期化を行なってもなんら問題はない。
【００２３】
さらに、図３に示されるような、３つの情報層を有する相変化型情報記録媒体の製造は、つぎのような工程順で行なわれる。
第１成膜工程（第１基板に第１情報層、第２基板に第３情報層を成膜）→中間層形成工程（第２基板の第３情報層の上に中間層を形成する）→第２成膜工程（第２基板の中間層の上に第２情報層を成膜）→密着工程（第１基板と第２基板を第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、中間層を介して貼り合わせる）→初期化工程
なお初期化工程は、各情報層を成膜した直後でもよい。
【００２４】
次に、図４に示されるような、３つの情報層を有する相変化型情報記録媒体の製造は、つぎのような工程順で行なわれる。
第１成膜工程（第３情報層を成膜）→第１中間層形成工程（第２中間層を形成）→第２成膜工程（第２情報層を成膜）→第２中間層形成工程（第１中間層を形成）→第３成膜工程（第１情報層を成膜）→光透過層形成工程→初期化工程
なお、初期化工程は、第３情報層は第１成膜工程後または第２中間層形成直後、第２情報層は第２成膜工程後または第１中間層形成直後、第１情報層は第３成膜工程後でもよい。
【００２５】
【実施例】
以下、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。
［実施例１〜９、比較例１〜２］
予備実験として、ガラス基板上に各実施例、比較例で熱拡散層に用いられる材料のターゲットをスパッタし、２００ｎｍ程度の膜を設けた。その際、ＡｒとＯ_２の混合ガスをスパッタガスとして、Ａｒガス流量を一定にしたままＯ_２ガス流量を変えながらスパッタを行ない、薄膜の電気抵抗率が最も低くなるＯ_２ガス流量を求めた。電気抵抗率の測定は四端子法を用いた。そのときの薄膜の４０５ｎｍ波長での吸収係数を、ウーラム社製分光エリプソメータを用いて測定した。
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面に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樹脂からなる第１基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第１保護層１３０ｎｍ、Ｇｅ_４Ａｇ_１Ｉｎ_３Ｓｂ_７０Ｔｅ_２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕからなる反射層１０ｎｍ、酸化インジウムを主体とし、表１に示す元素を含有させた材料を熱拡散層として厚さ１２０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜した。熱拡散層に関しては、予備実験で求めた流量のＡｒとＯ_２の混合ガスを用いた。また、同様の基板を第２基板として、第２基板上にＡｌ−Ｔｉからなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第２保護層２０ｎｍ、Ｇｅ_４Ａｇ_１Ｉｎ_３Ｓｂ_７０Ｔｅ_２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第１保護層１３０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜した。ここで、第１情報層の波長４０５ｎｍにおける光透過率をＳＨＩＭＡＤＺＵ社製分光光度計を用いて第１基板側から測定した。次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザー光を照射させ、初期化処理を行なった。ここでまた、第１情報層の波長４０５ｎｍにおける光透過率を測定した。次に、第１情報層の膜面上に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板の第２情報層面側を貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線光を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作成した。中間層の厚さは３０μｍとした。
作成された各ディスクについて下記条件で記録した。
レーザー波長：４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．６５
線速：６．０ｍ／ｓ
トラックピッチ：０．４０μｍ
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、および保存信頼性として、初期記録した各メディアを８０℃８５％ＲＨで３００時間保存した後の初期記録マークの３Ｔ再生信号のジッターを測定した。
各メディアの結果を表１に示す。実施例１〜７の光ディスクは、比較例１〜２の光ディスクと比較して、第１情報層の保存後のジッター値が小さく、光ディスクとして優れていることがわかった。このことから、熱拡散層にＩＴＯを主体とし、ＡｌおよびＧａの内の少なくとも１種を含んだ材料を用いることによって、保存特性が向上することがわかった。また、実施例８の光ディスクは熱拡散層にＡｌが含まれているが、酸化スズの含量が多すぎるために第１情報層の保存後にジッターが大きくなり光ディスクに劣化が見られる。このことから、酸化スズは１〜１０重量％含有されていることが好ましいことがわかった。比較例２と比較すると、第１情報層の保存後のジッターは、実施例８の光ディスクの方が若干小さく、光ディスクとして優れているので、Ａｌドープによる保存特性向上の効果は現れていることがわかる。実施例９の光ディスクは、熱拡散層にＡｌを１０重量％含んでおり、第１情報層の保存後のジッター値は激増しておらず、保存特性は向上しているが、透過率が減少したために、第２情報層の記録特性はよくなかった。Ａｌ、Ｇａの含量が多すぎると、光吸収が増大する傾向にあると思われる。このことから、Ａｌ、Ｇａのうちより選ばれる少なくとも１種の元素の含有量が、０．１〜５重量％であるのが好ましい。
また、その他の試作実験からも、第１情報層の記録層膜厚が３〜１５ｎｍ、反射層が３〜２０ｎｍ、熱拡散層が２０〜２００ｎｍの範囲であると、第１情報層、第２情報層ともに良好な記録再生ができ、また、第２情報層を良好に記録再生するためには、第１情報層の透過率が４０％以上必要であることが確認された。
【００２６】
［実施例１０］
実施例１０として、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍで表面に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樹脂からなる基板上にＡｌ−Ｔｉからなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第２保護層２０ｎｍ、Ｇｅ_４Ａｇ_１Ｉｎ_３Ｓｂ_７０Ｔｅ_２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第１保護層１３０ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第２情報層を形成した。このようにして形成した第２情報層上に、２Ｐ（ｐｈｏｔｏ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法によって、連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ中間層を形成した。中間層の厚さは３０μｍである。さらにその上に実施例１と同様のターゲットを用いて熱拡散層１２０ｎｍを設け、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕからなる反射層１０ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ｇｅ_４Ａｇ_１Ｉｎ_３Ｓｂ_７０Ｔｅ_２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２からなる第１保護層１３０ｎｍ、の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第１情報層を形成した。熱拡散層に関しては、ＡｒとＯ_２の混合ガスをスパッタガスとし、電気伝導率、透過率が大きくなるＡｒガスとＯ_２ガスの比で成膜を行なった。さらに第１情報層膜面上に直径１２ｃｍ、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムを、４５μｍの厚さの両面粘着シートを介して貼り合わせて光透過層とし、２層相変化型情報記録媒体を作成した。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、ディスクの記録層の初期化処理を行なった。また、これとは別に、厚さ１．１ｍｍの基板に第１情報層と光透過層を同様に設け、初期化前後の光透過率を測定した。
本実施例で設けた熱拡散層の波長４０５ｎｍでの吸収係数を測定したところ、０．０５であった。また、第１情報層の初期化前の透過率は４６％、初期化後は５２％であった。
【００２７】
作成されたそれぞれのメディアについて下記条件で記録した。
レーザー波長：４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．８５
線速：６．５ｍ／ｓ
トラックピッチ：０．３２μｍ
線密度０．１６μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、および保存信頼性として、初期記録したメディアを８０℃８５％ＲＨで３００時間保存した後の初期記録マークの３Ｔ再生信号のジッターを測定したところ、第１情報層、第２情報層ともに良好に記録再生を行なうことができた。また、保存後のジッターも大きく低下せず、本実施例の光ディスクは、保存特性に優れたものであることがわかった。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、本発明の請求項１〜４によれば、高温環境下でも信頼性の高い多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。また、本発明の請求項５〜９によれば、レーザー入射側の情報層の透過率を高くできるため、全情報層の記録再生特性の優れた多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。また、本発明の請求項１０によれば、第１情報層、第２情報層ともに感度がよく、記録再生特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。また、本発明の請求項１１〜１３によれば、高温環境下でも信頼性の高い多層相変化型情報記録媒体を用いた大容量の記録再生を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２層情報記録媒体の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の２層情報記録媒体の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる３層情報記録媒体の概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる他の例の３層情報記録媒体の概略断面図である。
【符号の説明】
１　第１情報層
２　第２情報層
３　第１基板
４　中間層
５　第２基板
６　光透過層
７　基板
１１　第１保護層
１２　記録層
１３　第２保護層
１４　反射層
１５　熱拡散層
２１　第１保護層
２２　記録層
２３　第２保護層
２４　反射層

Claims

第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側からみて、最も奥側に形成された情報層以外の、少なくとも１つの情報層が第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層および熱拡散層で構成され、熱拡散層がＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）を主体とし、これにＡｌおよびＧａの内の少なくとも１種を含むことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
前記ＩＴＯには、酸化スズが１〜１０重量％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記熱拡散層において、Ａｌ、Ｇａのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、０．１〜５重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記熱拡散層の厚さが２０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
情報の記録再生に用いるレーザー光の波長において、前記熱拡散層の吸収係数が１．０以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記記録層が、Ｓｂ、Ｔｅを主体とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記記録層の厚さが、３〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記反射層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
前記反射層の厚さが、３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
第１基板上に、少なくとも第１情報層、中間層、第２情報層、第２基板をこの順に備え、該第１情報層が、第１基板に近い側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層の順に備えた多層膜からなり、第１基板側から光を入射させたときの第１情報層の光透過率が４０〜７０％であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の２層相変化型情報記録媒体。
情報が記録されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
請求項１乃至１０のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を記録する方法。
請求項１１に記載の情報が記録された多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を再生する方法。