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JP2004273067A - 光記録媒体 - Google Patents

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JP2004273067A JP2003065474A JP2003065474A JP2004273067A JP 2004273067 A JP2004273067 A JP 2004273067A JP 2003065474 A JP2003065474 A JP 2003065474A JP 2003065474 A JP2003065474 A JP 2003065474A JP 2004273067 A JP2004273067 A JP 2004273067A
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Hiroshi Takasaki
Tsutomu Tsutsumi
務 堤
Masanori Shibahara
正典 柴原
Hideki Ishizaki
秀樹 石▲崎▼
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Abstract

【課題】次世代型の光記録媒体に含まれる反射層の腐食を防止する。
【解決手段】支持基板１１と、データの記録及び／又は再生に用いるレーザビームの光路となる光透過層１６と、支持基板１１と光透過層１６との間に設けられた反射層１４と、支持基板１１と反射層１４との間に設けられＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とする材料からなる防水層１２と、防水層と反射層１４との間に設けられた防腐食層１３とを備える。これにより、支持基板１１側から侵入した水分が防水層１２によって遮断されることから、支持基板１１側からの水分が反射層１４に到達することがない。さらに、防水層１２と反射層１４との間に防腐食層１３が設けられていることから、防水層１４に含まれる硫黄（Ｓ）によって反射層１４が腐食することもない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体に関し、特に、反射層から見て支持基板とは反対側からレーザビームを照射することによりデータの記録及び／又は再生が行われる次世代型の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されている。これらの光記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのようにデータの追記や書き換えができないタイプの光記録媒体（ＲＯＭ型光記録媒体）と、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのようにデータの追記はできるがデータの書き換えができないタイプの光記録媒体（追記型光記録媒体）と、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷのようにデータの書き換えが可能なタイプの光記録媒体（書き換え型光記録媒体）とに大別することができる。
【０００３】
一方、近年、データの記録密度が高められ、且つ、非常に高いデータ転送レートを実現可能な次世代型の光記録媒体が提案されている。このような次世代型の光記録媒体においては、大容量・高データ転送レートを実現するため、必然的に、データの再生に用いるレーザビームのビームスポット径を非常に小さく絞らなければならない。ここで、ビームスポット径を小さく絞るためには、レーザビームを集束するための対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７以上、例えば、０．８５程度まで大きくするとともに、レーザビームの波長λを３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、例えば４００ｎｍ程度まで短くする必要がある。換言すれば、レーザビームの波長λと対物レンズの開口数ＮＡとの比（λ／ＮＡ）を６４０ｎｍ以下とする必要がある。
【０００４】
しかしながら、レーザビームを集束するための対物レンズを高ＮＡ化すると、光記録媒体の反りや傾きの許容度、すなわちチルトマージンが非常に小さくなるという問題が生じる。チルトマージンＴは、再生に用いるレーザビームの波長をλ、レーザビームの光路となる光透過層（透明基体）の厚さをｄとすると、次式によって表すことができる。
【０００５】
【数１】
Figure 2004273067
式（１）から明らかなように、チルトマージンは対物レンズのＮＡが大きいほど小さくなってしまう。また、波面収差（コマ収差）が発生する光透過層（透明基体）の屈折率をｎ、傾き角をθとすると、波面収差係数Ｗは、次式によって表すことができる。
【０００６】
【数２】
Figure 2004273067
式（１）及び式（２）から明らかなように、チルトマージンを大きくし、且つ、コマ収差の発生を抑えるためには、再生に用いるレーザビームが入射する光透過層（透明基体）の厚さｄを小さくすることが非常に有効である。
【０００７】
このような理由から、次世代型の光記録媒体においては、十分なチルトマージンを確保しつつコマ収差の発生を抑えるため、光透過層（透明基体）の厚さを１００μｍ程度まで薄くすることが要求される。このため、次世代型の光記録媒体においては、ＣＤやＤＶＤ等現行型の光記録媒体のように、光透過性基板上に反射層等の各種機能層を形成することは困難であり、支持基板上に各種機能層を成膜した後、この上にスピンコート法等により薄い樹脂層を形成しこれを光透過層として用いる方法が検討されている。したがって、次世代型の光記録媒体の作製においては、光入射面側から順次成膜が行われる現行の光記録媒体とは異なり、光入射面とは反対側から順次成膜が行われることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、次世代型の光記録媒体は、ＣＤやＤＶＤ等現行型の光記録媒体に比べて反射層が腐食しやすいという問題が明らかとなった。その理由は次の通りである。
【０００９】
つまり、現行型の光記録媒体は、レーザビームの光路となる光透過性基板上に各種機能層を順次成膜することに作製されるため、反射層の成膜は基本的に一番最後に行われることになる。したがって、少なくともデータの書き込みが可能な光記録媒体においては、反射層と光透過性基板とが直接接することはなく、光透過性基板の材料としてポリカーボネート樹脂のように透水性の高い材料を用いた場合であっても、光透過性基板側から侵入した水分によって反射層が腐食する可能性は非常に少ない。これに対し、次世代型の光記録媒体では光入射面とは反対側から順次成膜を行う必要があるため、反射層の成膜は基本的に一番最初に行われることになる。このため支持基板と反射層とが直接接してしまい、支持基板の材料としてポリカーボネート樹脂等を用いた場合、支持基板側から侵入した水分によって反射層が腐食するおそれがある。以上が、次世代型の光記録媒体において反射層が腐食しやすい理由である。
【００１０】
このような腐食を防止するためには、支持基板と反射層との間に誘電体材料からなる防水層を設けることが有効であるが、この場合には防水層と反射層とが化学的に反応を起こす可能性がある。特に、反射層の材料として銀（Ａｇ）を主成分とする材料を用いた場合には、防水層に硫黄（Ｓ）が含まれているとこれらが反応し、反射層を腐食させてしまう可能性がある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、反射層の腐食が効果的に防止された次世代型の光記録媒体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による光記録媒体は、支持基板と、データの記録及び／又は再生に用いるレーザビームの光路となる光透過層と、前記支持基板と前記光透過層との間に設けられた反射層と、前記支持基板と前記反射層との間に設けられＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とする材料からなる防水層と、前記防水層と前記反射層との間に設けられた防腐食層とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、支持基板側から侵入した水分が防水層によって遮断されることから、支持基板側からの水分が反射層に到達することがない。このため、支持基板の材料として、比較的透水性の高いポリカーボネート樹脂を用いた場合であっても、水分による反射層の腐食を効果的に防止することができる。さらに、防水層と反射層との間に防腐食層が設けられていることから、防水層に含まれる硫黄（Ｓ）によって反射層が腐食することもない。このため、反射層が銀（Ａｇ）又はこれを主成分とする合金からなる場合であっても、硫黄（Ｓ）による反射層の腐食を防止することができる。
【００１４】
また、防腐食層はＺｎＡｌ又はＣｅＯ２を主成分とする材料からなることが好ましく、ＺｎＡｌを主成分とする材料からなることが特に好ましい。また、防水層を構成するＺｎＳとＳｉＯ２の混合物のモル比率は、７０：３０〜９０：１０であることが好ましく、８０：２０程度であることが特に好ましい。また、防水層の膜厚は４０〜２００ｎｍであることが好ましく、４５〜１５０ｎｍに設定することがより好ましく、５０〜９０ｎｍに設定することが特に好ましい。また、防腐食層の膜厚は５〜３０ｎｍであることが好ましく、１０〜２０ｎｍに設定することが特に好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の好ましい実施形態にかかる光記録媒体１０の外観を示す切り欠き斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ部を拡大した部分断面図である。
【００１７】
図１（ａ），（ｂ）に示す光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍである円盤状の光記録媒体であり、図１（ｂ）に示すように、支持基板１１と、防水層１２と、防腐食層１３と、反射層１４と、情報層１５と、光透過層１６とをこの順に備えて構成されている。本実施形態による光記録媒体１０は、波長λが３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、好ましくは約４０５ｎｍであるレーザビームＬを光透過層１６の表面である光入射面１６ａより照射することによってデータの記録及び再生を行うことが可能な、追記型或いは書き換え型の光記録媒体である。光記録媒体１０が追記型であるか書き換え型であるかは情報層１５の層構成によって決まり、その詳細については後述する。光記録媒体１０に対するデータの記録及び再生においては、開口数が０．７以上、好ましくは０．８５程度の対物レンズが用いられ、これによって、レーザビームＬの波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとした場合、λ／ＮＡ≦６４０ｎｍに設定される。
【００１８】
支持基板１１は、光記録媒体１０に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するために用いられる厚さ約１．１ｍｍの円盤状の基板であり、その一方の面には、その中心部近傍から外縁部に向けて、或いは、外縁部から中心部近傍に向けて、レーザビームＬをガイドするためのグルーブ１１ａ及びランド１１ｂが螺旋状に形成されている。特に限定されるものではないが、グルーブ１１ａの深さとしては１０ｎｍ〜４０ｎｍに設定することが好ましく、グルーブ１１ａのピッチとしては０．２μｍ〜０．４μｍに設定することが好ましい。支持基板１１の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、あるいは樹脂を用いることができる。これらのうち、成形の容易性の観点から樹脂が好ましい。このような樹脂としてはポリカーボネート樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。中でも、加工性などの点からポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。但し、支持基板１１は、レーザビームＬの光路とはならないことから、高い光透過性を有している必要はない。
【００１９】
支持基板１１の材料として特に好適なポリカーボネート樹脂は、加工性等に非常に優れる反面、比較的透水性が高いという特徴を有している。このため、ポリカーボネート樹脂からなる支持基板１１と金属からなる反射層１４が直接接している場合、支持基板１１を通過した水分によって反射層１４が腐食してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、支持基板１１と反射層１４との間に防水層１２及び防腐食層１３が設けられていることから、これらが直接接することはない。したがって、本発明による効果は、支持基板１１の材料としてポリカーボネート樹脂のように比較的透水性の高い材料を用いた場合に特に顕著であると言える。
【００２０】
支持基板１１の作製は、スタンパを用いた射出成形法を用いることが好ましいが、２Ｐ法等、他の方法によってこれを作製することも可能である。
【００２１】
反射層１４は、光透過層１６側から入射されるレーザビームＬを反射し、再び光透過層１６から出射させる役割を果たすとともに、多重干渉効果により再生信号（Ｃ／Ｎ比）を高める役割を果たす。反射層１４の材料はレーザビームＬを反射可能である限り特に制限されず、例えば、マグネシウム（Ｍｇ），アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ゲルマニウム（Ｇｅ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ）等を用いることができるが、反射率及び熱伝導性を考慮すれば、銀（Ａｇ）又はこれを主成分とする合金を用いることが好ましい。本明細書において、「銀（Ａｇ）を主成分とする」とは銀（Ａｇ）の含有率が９５ａｔｍ％以上であることを意味する。
【００２２】
反射層１４の厚さとしては、２０〜２００ｎｍに設定することが好ましく、７０〜１５０ｎｍに設定することが特に好ましい。これは、反射層１４の厚さが２０ｎｍ未満であると反射層１４による上記効果を十分に得ることができない一方、反射層１４の厚さが２００ｎｍ超であると、反射層１４の表面性が悪くなるばかりでなく、成膜時間が長くなり生産性が低下してしまうからである。反射層１４の厚さを２０〜２００ｎｍ、特に７０〜１５０ｎｍに設定すれば、反射層１４による上記効果を十分に得ることができるとともに、その表面性を良好とすることができ、さらに、生産性の低下を防止することが可能となる。
【００２３】
次に、支持基板１１と反射層１４との間に設けられる防水層１２及び防腐食層１３について詳述する。
【００２４】
防水層１２は、支持基板１１側から侵入した水分が反射層１４に到達するのを防止するために設けられる。したがって、防水層１２には遮水性の高い材料が含まれている必要があり、このような材料としてはＳｉＯ２を挙げることができる。一方、支持基板１１の表面には、生産工程において微細な異物が不可避的に付着することから、防水層１２にはこのような異物による凹凸を埋めるのに十分な膜厚（３０ｎｍ以上）が要求される。ところがＳｉＯ２は膜応力が非常に強いため、膜厚を３０ｎｍ以上に設定すると容易にクラックが発生してしまい、防水層としての役割が果たせなくなってしまう。
【００２５】
この点を考慮し、本発明においては防水層１２の材料としてＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とする材料を用いている。本明細書において、「ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とする」とはＺｎＳとＳｉＯ２の和が９５モル％以上であることを意味する。ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は、ＳｉＯ２単体に比べると同じ膜厚での遮水性は劣るものの、ＳｉＯ２単体に比べると膜応力が非常に小さいため膜厚を大きく設定してもクラックが生じにくい。このため、防水層１２の材料としてＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用いた方が、結果として高い防水特性を得ることが可能となる。
【００２６】
ＺｎＳとＳｉＯ２の割合については特に限定されるものではないが、遮水性と膜応力とのバランスを考慮すれば、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比を７０：３０〜９０：１０に設定することが好ましく、８０：２０程度に設定することが特に好ましい。これは、ＳｉＯ２のモル比が３０％超であると膜応力が強くなりすぎるため、支持基板１１表面の凹凸を埋めるに十分な膜厚（３０ｎｍ以上）に設定した場合にクラックが生じる可能性が高まるからであり、ＳｉＯ２のモル比が１０％未満であると、膜厚を薄く設定した場合に十分な遮水性が得られないおそれがあるからである。これに対し、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比を７０：３０〜９０：１０に設定すれば、膜応力を抑制しつつ十分な遮水性を得ることが可能となり、特に、ＺｎＳとＳｉＯ２のモル比を８０：２０程度に設定すれば遮水性と膜応力を最も好ましくバランスさせることが可能となる。また、モル比が８０：２０程度であるＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は、スパッタリング法による成膜において高い成膜レートが得られるとともに安価であることから、製造コスト及び材料コストを抑制することもできる。
【００２７】
防水層１２の膜厚は、上述の通り、支持基板１１表面の凹凸を埋めるに十分な膜厚、つまり約３０ｎｍ以上である必要があるが、過度に厚いと膜応力によってクラックが発生するおそれがある。以上を考慮すれば、防水層１２の膜厚としては４０〜２００ｎｍに設定することが好ましく、４５〜１５０ｎｍに設定することがより好ましく、５０〜９０ｎｍに設定することが特に好ましい。
【００２８】
防腐食層１３は、硫黄（Ｓ）による反射層１４の腐食を防止するために設けられる。硫黄（Ｓ）による反射層１４の腐食は、反射層１４が銀（Ａｇ）又はこれを主成分とする合金からなる場合において生じる可能性が高く、高温・高湿環境下に光記録媒体を保存する試験（保存試験）において確認することができる。
【００２９】
したがって、防腐食層１３としては、防水層１２に含まれる硫黄（Ｓ）が反射層１４に到達するのを防止する機能を有している必要があり、このような機能を有する材料としては種々の誘電体材料を挙げることができる。一方で、防腐食層１３は防水層１２と反射層１４との間に設けられる層であることから、防水層１２及び反射層１４との密着性に優れた材料を選択することが好ましい。この点を考慮すれば、防腐食層１３の材料としてはＺｎＡｌ又はＣｅＯ２を主成分とする材料を用いることが好ましく、ＺｎＡｌを主成分とする材料を用いることが特に好ましい。本明細書において、「ＺｎＡｌ又はＣｅＯ２を主成分とする」とはＺｎＡｌ又はＣｅＯ２のモル比率が９５％以上であることを意味する。特にＺｎＡｌは、遊離した硫黄（Ｓ）を亜鉛（Ｚｎ）によって補足する働きがあり、防腐食層１３の材料として非常に優れている。また、ＺｎＡｌはスパッタリング法による成膜において高い成膜レートが得られるとともに安価であることから、製造コスト及び材料コストを抑制することもできる。
【００３０】
防腐食層１３の膜厚は特に限定されないが、防腐食効果を十分に果たすためには５ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。一方、防腐食層１３による防腐食効果はある程度の膜厚で飽和するとともに、過度に厚く設定すると表面性の悪化によりノイズレベルが高くなる。これらの点を考慮すれば、防腐食層１３の膜厚としては５〜３０ｎｍに設定することがより好ましく、１０〜２０ｎｍに設定することが特に好ましい。
【００３１】
次に、情報層１５について説明する。
【００３２】
情報層１５は、データを保持するための層であり、特に限定されるものではないが、光記録媒体１０が書き換え型の光記録媒体である場合には相変化材料からなる記録層とこれを挟む誘電体層によって構成することが好ましく、光記録媒体１０が追記型の光記録媒体である場合には複数の反応層からなる積層体とこれを挟む誘電体膜によって構成することが好ましい。
【００３３】
図２は、光記録媒体１０が書き換え型の光記録媒体である場合における情報層１５の好ましい一例を示す部分断面図である。図２に示す例においては、情報層１５は、誘電体層２１、記録層２２、誘電体層２３及び放熱層２４が積層された構造を有している。
【００３４】
記録層２２は可逆的な記録マークが形成される層であり、相変化材料によって構成される。相変化材料は、結晶状態である場合の反射率とアモルファス状態である場合の反射率とが異なるため、これを利用してデータの記録が行われる。記録層２２を結晶状態からアモルファス状態に変化させるためには、光入射面１６ａから照射されるレーザビームＬを記録パワーＰｗから基底パワーＰｂまでの振幅を有するパルス波形とすることによって記録層２２を融点以上の温度に加熱し、その後、レーザビームＬのパワーを基底パワーＰｂに設定することによって急冷する。これによって溶融した領域がアモルファス状態に変化し、これが記録マークとなる。一方、記録層２２をアモルファス状態から結晶状態に変化させるためには、光入射面１６ａから照射されるレーザビームＬのパワーを消去パワーＰｅに設定することによって記録層２２を結晶化温度以上の温度に加熱する。結晶化温度以上の温度に加熱された領域は、レーザビームＬが遠ざかることによって徐冷されることから、当該領域が結晶状態に変化する。したがって、レーザビームＬのパワーをこのように変調すれば、記録層２２の未記録領域に記録マークを形成するだけでなく、既に記録マークが形成されている領域にこれと異なる記録マークを直接上書き（ダイレクトオーバーライト）することが可能となる。
【００３５】
記録層２２を構成する相変化材料の種類としては特に限定されるものではないが、高速でダイレクトオーバーライトを可能とするためには、アモルファス状態から結晶状態への構造変化に要する時間（結晶化時間）が短い材料を選択することが好ましく、このような材料としてはＳｂＴｅ系材料を挙げることができる。ＳｂＴｅ系材料としてはＳｂＴｅのみでもよいし、結晶化時間をより短縮するとともに長期の保存に対する信頼性を高めるために添加物を加えてもよい。
【００３６】
記録層２２の膜厚は、厚くなればなるほどレーザビームＬのビームスポットが照射される記録層２２の表面の平坦性が悪化し、これに伴って再生信号のノイズレベルが高くなるとともに、記録感度も低下する。この点を考慮すれば、記録層２２の膜厚を薄く設定することが有効であるが、薄くしすぎると記録前後における光学定数の差が少なくなり、再生時に高いレベルの再生信号（Ｃ／Ｎ比）を得ることができなくなる。また、記録層２２の膜厚を極端に薄く設定すると、成膜時における膜厚制御が困難となる。以上を考慮すれば、記録層２２の膜厚としては２〜４０ｎｍに設定することが好ましく、４〜２０ｎｍに設定することがより好ましく、１２ｎｍ程度に設定することがさらに好ましい。
【００３７】
誘電体層２１，２３及び放熱層２４は、記録層２２を物理的及び／又は化学的に保護する役割を果たし、記録層２２は誘電体層２１，２３に挟持されることによって、光記録後、長期間にわたって記録情報の劣化が効果的に防止される。また、誘電体層２１，２３及び放熱層２４は、記録の前後における光学特性の差を拡大する役割をも果たし、さらに、放熱層２４は、記録層２２に生じている熱を速やかに放熱するための放熱層としての役割をも果たす。
【００３８】
誘電体層２１，２３を構成する材料としては、使用されるレーザビームＬの波長領域において透明な誘電体であれば特に限定されず、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｌａ２Ｏ３、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＡｌＯＮ（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４及びＡｌＮの混合物）及びＬａＳｉＯＮ（Ｌａ２Ｏ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４の混合物）等、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、セリウム（Ｃｅ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）等の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物あるいはそれらの混合物を用いることができる。但し、反射層１４と接する誘電体層２１については、硫黄（Ｓ）が含まれていないことが好ましい。
【００３９】
誘電体層２１の厚さは、５〜２０ｎｍに設定することが好ましく、１０〜１５ｎｍに設定することがより好ましく、１２ｎｍ程度に設定することが特に好ましい。これは、誘電体層２１の厚さが５ｎｍ未満であると記録層２２を十分に保護できないおそれが生じる一方、誘電体層２１の厚さが２０ｎｍ超であるとクラックが発生するおそれがあるとともに、放熱性が低下しすぎるからである。誘電体層２１の厚さを１０〜１５ｎｍ、特に１２ｎｍ程度に設定すれば、クラックの発生を防止しつつ高い信頼性を確保することができ、さらに、記録層２２に対して最適な放熱性を与えることが可能となる。
【００４０】
一方、誘電体層２３については、相対的に物理特性に優れた材料からなる界面層及び相対的に光学特性に優れた材料からなるエンハンス層の２層構造とすることが特に好ましい。このように誘電体層２３を２層構造とし、相対的に物理特性に優れる界面層を記録層２２側に配置し、相対的に光学特性に優れるエンハンス層を放熱層２４側に配置すれば、繰り返しのオーバーライトに対する高い信頼性を確保しつつ、良好な光学特性を得ることが可能となる。特に限定されるものではないが、界面層及びエンハンス層の材料としては、いずれもＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を用い、界面層よりもエンハンス層の方がＺｎＳの比率が大きく、エンハンス層よりも界面層の方がＳｉＯ２の比率が大きくなるよう、その組成比を設定することが好ましい。
【００４１】
誘電体層２３の膜厚は特に限定されないが、１０〜５０ｎｍに設定することが好ましく、３０ｎｍ程度とすることが特に好ましい。これは、誘電体層２３の膜厚が１０ｎｍ未満であると記録層２２の保護効果及び光学特性を拡大する効果が十分に得られなくなる一方、５０ｎｍを超えると成膜時間が長くなり生産性が低下するおそれがあるとともに、誘電体層２３のもつ応力によってクラックが発生するおそれがあるからであり、また、誘電体層２３の膜厚を５０ｎｍ超に設定すると、放熱層２４による放熱効果が低下するからである。誘電体層２３の膜厚を１０〜５０ｎｍ、特に３０ｎｍ程度に設定すれば、生産性の低下やクラックの発生を防止し、放熱効果を確保しつつ、上記効果を十分に得ることが可能となる。
【００４２】
また、誘電体層２３を界面層及びエンハンス層の２層構造とする場合には、界面層よりもエンハンス層の方が膜厚が大きくなるように設定することが好ましい。より具体的には、界面層の材料としてモル比が５０：５０であるＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用い、エンハンス層の材料としてモル比が８０：２０であるＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用いる場合には、界面層の膜厚を１〜１０ｎｍに設定し、エンハンス層の膜厚を１０〜４０ｎｍに設定することが好ましく、界面層の膜厚を５ｎｍ程度に設定し、エンハンス層の膜厚を２５ｎｍ程度に設定することが非常に好ましい。これは、モル比が５０：５０であるＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は比較的応力が強く、また熱伝導性が比較的低いことから、本材料からなる界面層の膜厚を大きくしすぎると、クラックが生じ易くなるばかりでなく、放熱層２４による放熱効果が低下するからである。
【００４３】
さらに、放熱層２４を構成する材料は、使用されるレーザビームＬの波長領域において透明であり、且つ、誘電体層２３を構成する材料よりも熱伝導性の高い誘電体であれば特に限定されず、誘電体層２３と同様、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、セリウム（Ｃｅ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）等の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物あるいはそれらの混合物を用いることが可能であるが、誘電体層２３の材料としてＺｎＳとＳｉＯ２との混合物を用いる場合には、Ａｌ２Ｏ３を用いることが特に好ましい。Ａｌ２Ｏ３はＺｎＳとＳｉＯ２との混合物に比べて熱伝導性が高く、これを放熱層２４の材料として用いることにより記録層２２からみて光入射面１６ａ側における放熱性が効果的に高められる。これにより、クロストークが低減するとともに、再生によって記録データが劣化するいわゆる再生劣化現象が効果的に防止される。
【００４４】
放熱層２４の膜厚は特に限定されないが、その材料としてＡｌ２Ｏ３を用いる場合には１５〜４０ｎｍに設定することが好ましく、３０ｎｍ程度に設定することが特に好ましい。これは、Ａｌ２Ｏ３からなる放熱層２４の膜厚が１５ｎｍ未満であると十分な放熱効果が得られなくなる一方、４０ｎｍを超えると成膜時間が長くなり生産性が低下するおそれがあるとともに、放熱層２４のもつ応力によってクラックが発生するおそれがあるからである。放熱層２４の膜厚を１５〜４０ｎｍ、特に３０ｎｍ程度に設定すれば、生産性の低下やクラックの発生を防止しつつ、記録層２２に良好な放熱特性を与えることが可能となる。
【００４５】
図３は、光記録媒体１０が追記型の光記録媒体である場合における情報層１５の好ましい一例を示す部分断面図である。図３に示す例においては、情報層１５は、誘電体層３１、記録層３２及び誘電体層３３が積層された構造を有しており、記録層３２は２つの反応層３２−１，３２−２によって構成される。
【００４６】
記録層３２は不可逆的な記録マークが形成される層であり、２つの反応層３２−１，３２−２が積層状態である場合の反射率と混合状態である場合の反射率とが異なるため、これを利用してデータの記録が行われる。反応層３２−１，３２−２を混合させるためには、光入射面１６ａから照射されるレーザビームＬを記録パワーＰｗから基底パワーＰｂまでの振幅を有するパルス波形とすればよい。これにより、反応層３２−１，３２−２を構成する元素が加熱された領域において部分的又は全体的に混合され、図４に示す記録マークＭとなる。
【００４７】
ここで、反応層３２−１の材料としては、アルミニウム（Ａｌ），シリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），炭素（Ｃ），錫（Ｓｎ），金（Ａｕ），亜鉛（Ｚｎ），銅（Ｃｕ），ホウ素（Ｂ），マグネシウム（Ｍｇ），チタン（Ｔｉ），マンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），ガリウム（Ｇａ），ジルコニウム（Ｚｒ），銀（Ａｇ），ビスマス（Ｂｉ）及び白金（Ｐｔ）からなる群より選ばれた一の材料を主成分とし、反応層３２−２の材料としては上記群より選ばれた他の材料を主成分とすることが好ましい。特に、再生信号のノイズレベルをより低く抑えるためには、反応層３２−１及び反応層３２−２の一方の主成分を銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），亜鉛（Ｚｎ）又は銀（Ａｇ）とし、他方の主成分をシリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ）又は錫（Ｓｎ）とすることが好ましく、反応層３２−１及び反応層３２−２の一方の主成分を銅（Ｃｕ）とし他方の主成分をシリコン（Ｓｉ）とすることが最も好ましい。この場合、支持基板１１側に位置する反応層３２−１の主成分が銅（Ｃｕ）であり、光透過層１６側に位置する反応層３２−２の主成分がシリコン（Ｓｉ）であることが好ましい。反応層３２−１及び反応層３２−２の材料としてこのような元素を主成分とする材料を用いることにより、再生信号のノイズレベルをより低く抑えることができるとともに、環境負荷を抑制することが可能となる。
【００４８】
記録層３２の膜厚は、厚くなればなるほどレーザビームＬのビームスポットが照射される反応層３２−２の表面の平坦性が悪化し、これに伴って再生信号のノイズレベルが高くなるとともに、記録感度も低下する。したがって、再生信号のノイズレベルを抑制するとともに記録感度を高めるためには、記録層３２の膜厚を薄く設定することが有効であるが、薄くしすぎると記録前後における光学定数の差が少なくなり、再生時に高いレベルの再生信号（Ｃ／Ｎ比）を得ることができなくなる。また、記録層３２の膜厚を極端に薄く設定すると、成膜時における膜厚制御が困難となる。以上を考慮すれば、記録層３２の膜厚は２〜４０ｎｍに設定することが好ましく、２〜２０ｎｍであることがより好ましく、２〜１５ｎｍであることがさらに好ましい。
【００４９】
誘電体層３１，３３は、これらの間に設けられる記録層３２を物理的及び化学的に保護する役割を果たし、記録層３２はこれら誘電体層３１，３３に挟持されることによって、光記録後、長期間にわたって記録情報の劣化が効果的に防止される。誘電体層３１，３３を構成する材料は、図２に示す誘電体層２１，２３と同様の材料を用いることが可能であるが、反射層１４と接する誘電体層３１については、硫黄（Ｓ）が含まれていないことが好ましい。
【００５０】
また、誘電体層３１，３３の膜厚は特に限定されないが、３〜２００ｎｍに設定することが好ましい。これは、膜厚が３ｎｍ未満であると、上述した効果が得られにくくなる一方、膜厚が２００ｎｍを超えると、成膜時間が長くなり生産性が低下するおそれがあるとともに、これら誘電体層３１，３３のもつ応力によってクラックが発生するおそれがあるからである。
【００５１】
尚、上記防水層１２、防腐食層１３、反射層１４並びに情報層１５を構成する各層の形成方法としては、これらの構成元素を含む化学種を用いた気相成長法、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法を用いることができ、中でも、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００５２】
一方、光透過層１６は、レーザビームＬの入射面を構成するとともにレーザビームＬの光路となる層であり、その厚さとしては１０〜３００μｍに設定することが好ましく、５０〜１５０μｍに設定することが特に好ましい。光透過層１６の材料としては、使用されるレーザビームＬの波長領域において光透過率が十分に高い材料である限り特に限定されないが、アクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。また、紫外線硬化性樹脂を硬化させてなる膜のかわりに、光透過性樹脂からなる光透過性シートと各種接着剤や粘着剤を用いて光透過層１６を形成してもよい。
【００５３】
以上が本発明の好ましい実施形態による光記録媒体１０の構造である。
【００５４】
上述したように、本実施態様による光記録媒体１０においては、支持基板１１と反射層１４との間に防水層１２が設けられていることから、支持基板１１側から侵入した水分が防水層１２によって遮断される。このため、支持基板１１側から侵入した水分が反射層１４に到達することがなく、水分による反射層１４の腐食を効果的に防止することができる。さらに、防水層１２と反射層１４との間に防腐食層１３が設けられていることから、防水層１２に含まれる成分、特に硫黄（Ｓ）によって反射層１４が腐食することもない。
【００５５】
したがって、支持基板１１の材料として比較的透水性の高いポリカーボネート樹脂を用いるとともに、反射層１４の主成分として硫黄（Ｓ）と反応するおそれのある銀（Ａｇ）を用いた場合であっても、優れた保存信頼性を得ることが可能となる。
【００５６】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、上記実施形態において説明した情報層１５の構造等はあくまで例であり、情報層１５がこれ以外の構造等を有していても構わない。さらに、情報層１５を備えないＲＯＭ型の光記録媒体に対して本発明を適用することも可能である。この場合、支持基板１１の表面にピット列が螺旋状に設けられ、これによってデータが保持されることになる。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
［サンプルの作製］
以下の方法により、図１及び図２に示す構造と同じ構造を有する光記録媒体サンプルを作製した。
【００６０】
まず、射出成型法により、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍであり、表面にグルーブ１１ａ及びランド１１ｂが形成されたポリカーボネートからなるディスク状の支持基板１１を作製した。トラックピッチ（グルーブ１１ａのピッチ）については、０．２６〜０．３６μｍの間で種々に設定した。また、グルーブ１１ａの深さについては、２５ｎｍに設定した。
【００６１】
次に、この支持基板１１をスパッタリング装置にセットし、グルーブ１１ａ及びランド１１ｂが形成されている側の表面にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比＝８０：２０）からなる厚さ５０ｎｍの防水層１２と、ＺｎＡｌからなる厚さ１０ｎｍの防腐食層１３と、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）及び銅（Ｃｕ）の合金からなる厚さ１００ｎｍの反射層１４と、ＣｅＯ２からなる厚さ１２ｎｍの誘電体層２１と、ＳｂＴｅＧｅＡｇ（原子比＝７４：２０：５：１）からなる厚さ１２ｎｍの記録層２２と、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比＝５０：５０）からなる厚さ５ｎｍの界面層及びＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比＝８０：２０）からなる厚さ２５ｎｍのエンハンス層からなる誘電体層２３と、Ａｌ２Ｏ３からなる厚さ３０ｎｍの放熱層２４を順次スパッタ法により形成した。
【００６２】
次に、放熱層２４上に、アクリル系紫外線硬化性樹脂をスピンコート法によりコーティングし、これに紫外線を照射して厚さ１００μｍの光透過層１６を形成した。これにより、実施例１による光記録媒体サンプルが完成した。
【００６３】
次に、防腐食層１３の膜厚を２０ｎｍに設定した他は、実施例１による光記録媒体サンプルと同様にして実施例２による光記録媒体サンプルを作製した。
【００６４】
次に、防水層１２の膜厚を９０ｎｍに設定した他は、実施例１による光記録媒体サンプルと同様にして実施例３による光記録媒体サンプルを作製した。
【００６５】
次に、防水層１２の膜厚を８０ｎｍに設定した他は、実施例２による光記録媒体サンプルと同様にして実施例４による光記録媒体サンプルを作製した。
【００６６】
次に、防腐食層１３を省略するともに、防水層１２の膜厚を１００ｎｍに設定した他は、実施例１による光記録媒体サンプルと同様にして比較例１による光記録媒体サンプルを作製した。
【００６７】
次に、防水層１２を省略した他は、実施例１による光記録媒体サンプルと同様にして比較例２による光記録媒体サンプルを作製した。
【００６８】
これら各実施例・比較例における防腐食層１３の膜厚を次表にまとめる。
【００６９】
【表１】
Figure 2004273067
［特性の比較］
各光記録媒体サンプルをそれそれ光ディスク評価装置（商品名：ＤＤＵ１０００、パルステック社製）にセットし、５．３ｍ／ｓｅｃの線速度で回転させながら、開口数が０．８５である対物レンズを介して波長が４０５ｎｍであるレーザビームを光入射面１６ａから記録層２２に照射した。これによって、各光記録媒体サンプルに１，７ＲＬＬ変調方式における２Ｔ信号〜８Ｔ信号からなる混合信号をそれぞれ記録した。そして、記録した混合信号を再生し、再生信号のエラーレートを測定した。その結果、いずれの光記録媒体サンプルともエラーレートは十分に低い値であった。
【００７０】
次に、各光記録媒体サンプルを温度＝８０℃、湿度＝８０％の環境下に５０時間保存した後（保存試験）、目視にて反射層１４の状態を確認した。その結果、実施例１〜４の光記録媒体サンプル及び比較例１の光記録媒体サンプルについては保存試験前と比べて変化が見られなかったが、防水層１２を持たない比較例２の光記録媒体サンプルにおいては部分的に変色が見られた。これは、支持基板１１側から侵入した水分によって反射層１４が腐食したためであると考えられる。
【００７１】
次に、保存試験後の各光記録媒体サンプルに対し、既に混合信号が記録されているトラックに上記と同じ条件で混合信号を上書き（ダイレクトオーバーライト）した。そして、上書きした混合信号を再生し、再生信号のエラーレートを再び測定した。その結果、実施例１〜４の光記録媒体サンプルのエラーレートは保存試験前とほとんど変わらなかったが、防腐食層１３を持たない比較例１の光記録媒体サンプル及び防水層１２を持たない比較例２の光記録媒体サンプルにおいては、保存試験前と比べてエラーレートが著しく増大した。これは、比較例１の光記録媒体サンプルでは、防水層１２に含まれる硫黄（Ｓ）と反射層１４に含まれる銀（Ａｇ）が反応して硫化銀が生成された結果、反射層１４に部分的な剥がれが生じたためであると考えられる。また、変色を起こしている比較例２の光記録媒体サンプルについても、腐食によって反射層１４に剥がれが生じていることがエラーレートを増大させているものと考えられる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による光記録媒体においては、支持基板と反射層との間に防水層及び防腐食層が設けられていることから、支持基板側から侵入した水分が防水層によって遮断される。このため、支持基板側から侵入した水分が反射層に到達することがなく、水分による反射層の腐食を効果的に防止することができる。さらに、防水層と反射層とが直接接していないことから、防水層に含まれる硫黄（Ｓ）によって反射層が腐食することもない。
【００７３】
このため、支持基板の材料として比較的透水性の高いポリカーボネート樹脂を用いるとともに、反射層の主成分として硫黄（Ｓ）と反応するおそれのある銀（Ａｇ）を用いた場合であっても、優れた保存信頼性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１０の外観を示す切り欠き斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ部を拡大した部分断面図である。
【図２】光記録媒体１０が書き換え型の光記録媒体である場合における情報層１５の好ましい一例を示す部分断面図である。
【図３】光記録媒体１０が追記型の光記録媒体である場合における情報層１５の好ましい一例を示す部分断面図である。
【図４】図３に示す情報層１５に記録マークＭが形成された状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 光記録媒体
１１ 支持基板
１１ａ グルーブ
１１ｂ ランド
１２ 防水層
１３ 防腐食層
１４ 反射層
１５ 情報層
１６ 光透過層
１６ａ 光入射面
２１，２３，３１，３３ 誘電体層
２２，３２ 記録層
２４ 放熱層
３２−１，３２−２ 反応層
Ｌ レーザビーム
Ｍ 記録マーク

Claims (6)

  1. 支持基板と、データの記録及び／又は再生に用いるレーザビームの光路となる光透過層と、前記支持基板と前記光透過層との間に設けられた反射層と、前記支持基板と前記反射層との間に設けられＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とする材料からなる防水層と、前記防水層と前記反射層との間に設けられた防腐食層とを備えることを特徴とする光記録媒体。
  2. 前記反射層が銀（Ａｇ）又はこれを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 前記防腐食層がＺｎＡｌ又はＣｅＯ２を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
  4. 前記防水層を構成するＺｎＳとＳｉＯ２の混合物のモル比率が７０：３０〜９０：１０であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
  5. 前記防水層の膜厚が４０〜２００ｎｍであり、前記防腐食層の膜厚が５〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
  6. 前記支持基板がポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光記録媒体。
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