JP4194064B2 - 相変化型光情報記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザなどの光により情報の記録、あるいは再生などを行なう情報記録媒体に関し、特に高記録密度化に好適な感度に優れた相変化型光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＲ―ＲやＣＤ―ＲＷ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の円形基板、またはその上に設けた記録層に、円周方向に沿って、音や文字、あるいは画像の信号を記録し、その面にアルミニウムや金、銀などの金属を蒸着、またはスパッタリングして反射層を形成した構成で使用されている。この場合、光ディスクの基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録、再生が行なわれる。
【０００３】
近年、コンピューターメモリ、画像および音声ファイル用メモリー、光カード等で扱う情報量が非常に増加しているため、ＤＶＤ―ＲＡＭ、ＤＶＤ―ＲＷのように光ディスクの信号記録容量の増大および信号情報の高密度化が進んでいる。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。
【０００４】
記録密度を高める方法として、光学系における光源の短波長化や対物レンズの開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の増大化が検討されているが、２次元方向の記録のみでは記録密度の向上が難しくなってきた。そこで、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。
【０００５】
このような多層化方法として、例えば、特開平８―２８７４７４号公報が提案されている。しかし、この例では、多層化する事の概念は記載されているものの、記録媒体に関する具体的な内容が記載されていないため、具現化の方法は未詳である。
一方、光の入射方向に相変化記録層を設ける多層記録方法について特開平９―１９８７０９号公報、特開平１１―１９５２４３号公報に紹介されている。これらいずれの例でも、実施例において、層構成が２層で、光が最初に透過する層がＳｂ2Ｓｅ3、他の層がＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5組成からなる記録層が示されている。しかし、この構成の場合には、高速記録をする際、記録感度が悪くなり高密度記録がしづらいという難点がある。
【０００６】
例えば２層構成のように記録層を多層化した場合、第２記録層への光の照射向上、あるいは反射光の透過を向上させるため、光入射側の第１層の膜厚を極薄にすると、光の透過性は増加するが、膜厚が不均一になったり、結晶化させる工程、すなわち初期化工程で大きなパワーのレーザー出力が必要となる。また、放熱層を設けるにしても厚くすると、光透過性が極端に落ちたり、光を透過しなくなる問題がある。放熱特性が悪いと放熱が十分行われなくなり、高速記録の際に記録層の結晶がアモルファス（非晶質）化し難くなる問題がある。このように多層構成（２層構成以上）の実現には技術的に難しい問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたもので、その目的は光透過性が良好で記録感度が優れた高速記録再生のできる相変化型光情報記録媒体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は基板上の構成層中に、光の入射側から順次、第１記録層と第２記録層とを備え、該第１記録層および該第２記録層はそれぞれ光入射側保護層と光出射側保護層とに挟まれてなる相変化型光情報記録媒体において、前記第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ前記第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることにより、光透過性と記録感度を向上させたものである。
【０００９】
以下、本発明について具体的に説明する。請求項１の発明は、基板上の構成層中に、光の入射側から順次、第１記録層と第２記録層とを備え、該第１記録層および該第２記録層はそれぞれ光入射側保護層と光出射側保護層とに挟まれてなる相変化型光情報記録媒体において、前記第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ前記第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることを特徴とする相変化型光情報記録媒体である。上記構成によって、第１記録層の感度と光透過率が向上し、これによって第１記録層と第２記録層それぞれの高速記録再生を可能とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに説明する。図１、図２は、本発明に係る相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【００１５】
図１と図２では、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分よりなる第１記録層３のほか、第２記録層７が設けられている。第１記録層３および第２記録層７は、それぞれ光入射側保護層（２，６）と光出射側保護層（４，８）とに挟まれており、第１記録層３の光出射側保護層４の融点は１１００Ｋ以上で、光透過率は３０％以上の金属酸化物である。図１では光の入射が基板１側、図２では光の入射が透過膜層１２側となっている。
【００１６】
図１、図２において、基板の材料としては通常、ガラス、セラミックスあるいは樹脂が用いられるが、成形性、コストの点では、樹脂製基板がで好適である。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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。成形性、光学特性、コストの点ではポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
【００１７】
基板面の一方に凹凸パターンが形成されており、例えば図１では、基板１の凹凸パターン形成面側に順次、光入射側保護層２、第１記録層３、光出射側保護層４（金属酸化物保護層）、樹脂層５、光入射側保護層６、第２記録層７、光出射側保護層８、放熱層９、有機保護層１０などが成膜される。基板１の厚さは特に制限されるものではない。例えば、基板１側からレーザー光を照射しない図２の構成の場合には、基板１の光学特性を考慮する必要がなく、剛性の優れたポリエチレンテレフタレートなどが好ましい。
【００１８】
図１，２において、光出射側保護層４（金属酸化物保護層）は、融点１１００Ｋ以上で光の透過率が３０％以上の金属酸化物、例えば、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化バナジウム（ＶＯ）からなり、第１記録層３の記録感度を高めるとともに、光の透過性を向上する役割を担うほか、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層の接着強度を高める効果がある。
また、光入射側保護層２，６および光出射側保護層４，８は、第１記録層３、および第２記録層７の劣化変質防止、各記録層３，７の接着強度向上のほか、記録特性を高めるなどの作用効果を有するもので、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で使用することもできるし、混合物としてもよい。耐熱性が必要な場合には、融点は記録層よりも高いことが必要である。このような層形成方法としては、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が用いられる。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。
【００１９】
放熱層９としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはそれらの合金などを用いることができる。また、これら金属材料への添加元素として、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが使用できる。このような放熱層は、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。
【００２０】
有機保護層１０としては、スピンコートなどの塗布作業に適した、硬化速度の速い紫外線硬化樹脂が好ましい。
【００２１】
透過膜層１２は、高開口数（ＮＡ）の対物レンズを用いる場合、０．３ｍｍ以下の厚さが要求されるため、薄い層（シート状）であることが好ましい。材料としては、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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。なかでも、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が好ましい。透過膜層を形成する方法としては、紫外線硬化性樹脂で接着するか、あるいは透明な両面粘着シートを介して貼りつける方法が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂を保護層上に塗布してこれを硬化させて光透過層を形成してもよい。
【００２２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
実施例１
トラックピッチが０．４０μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を１５ｎｍ成膜した。次に樹脂層５として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１０μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００２４】
比較例1
光出射側保護層４を省いたほかは実施例１とまったく同条件にして、図１と同じ層構成の比較例１のメディアを作成した。
【００２５】
実施例１のメディアと比較例１のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例１の記録再生信号振幅は、比較例１に比べて１８％高く、ジッタも２．５％低く記録できた。
【００２６】
実施例２
トラックピッチが０．３４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図２と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を１０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を３０ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を２０μｍ形成した。次に、光出射側保護層４として酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を１０ｎｍ、第１記録層３としてＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を１０ｎｍ、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍで順次、枚葉スパッタ装置にて成膜した。最後に両面接着型のシート状接着層１１（０．０２ｍｍ）を介してポリカーボネート製透過膜層１２（０．１ｍｍ）を設けメディア化した。
【００２７】
比較例２
光出射側保護層４を省いたほかは実施例２とまったく同条件にして、図２と同じ層構成の比較例２のメディアを作成した。
【００２８】
実施例２のメディアと比較例２のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５、ディスクの回転線速：６．０ｍ／ｓ、記録線密度：０．１３μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例２の記録再生信号振幅は、比較例２に比べて３０％高く、ジッタも５％低く記録できた。
【００２９】
実施例３
トラックピッチが０．４１μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を３０ｎｍ、第２記録層７としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３０】
比較例３
トラックピッチが０．４１μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、比較例の光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３１】
実施例３のメディアと比較例３のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例１の記録再生信号振幅は、比較例１に比べて２３％高く、ジッタも６％低く記録できた。
【００３２】
実施例４
トラックピッチが０．３６μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図２と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を１０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を２０ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を２２μｍ形成した。次に、光出射側保護層４として酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）を８ｎｍ、第１記録層３としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１０ｎｍ、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍで順次、枚葉スパッタ装置にて成膜した。最後に両面接着型のシート状接着層１１（０．０２ｍｍ）を介してポリカーボネート製透過膜層１２（０．０８ｍｍ）を設けメディア化した。
【００３３】
比較例４
光出射側保護層４を省き、光入射側保護層６（ＺｎＳ・ＳｉＯ2 ）を１０ｎｍ、樹脂層５を１０μｍとしたほかは実施例４とまったく同条件にして、図２と同じ層構成の比較例４のメディアを作成した。
【００３４】
実施例４のメディアと比較例４のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５、ディスクの回転線速：６．０ｍ／ｓ、記録線密度：０．１３μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例４の記録再生信号振幅は、比較例４に比べて３５％高く、ジッタも５％低く記録できた。
【００３５】
実施例５
トラックピッチが０．４４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化バナジウム（ＶＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を３０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ2Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３６】
比較例５
トラックピッチが０．４４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、比較例の光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３７】
実施例５のメディアと比較例５のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例５の記録再生信号振幅は、比較例５に比べて２２％高く、ジッタも２％低く記録できた。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の本発明の構成、即ち光の入射側の第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることにより、光透過性を高め、かつ記録感度を良好にすることができるため、高速記録再生のできる相変化型光情報記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】光の入射が基板側である相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【図２】光の入射が透過膜層側である相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入射側保護層
３ 第１記録層
４ 光出射側保護層
５ 樹脂層
６ 光入射側保護層
７ 第２記録層
８ 光出射側保護層
９ 放熱層
１０ 有機保護層
１１ 接着層
１２ 透過膜層
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザなどの光により情報の記録、あるいは再生などを行なう情報記録媒体に関し、特に高記録密度化に好適な感度に優れた相変化型光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＲ―ＲやＣＤ―ＲＷ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の円形基板、またはその上に設けた記録層に、円周方向に沿って、音や文字、あるいは画像の信号を記録し、その面にアルミニウムや金、銀などの金属を蒸着、またはスパッタリングして反射層を形成した構成で使用されている。この場合、光ディスクの基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録、再生が行なわれる。
【０００３】
近年、コンピューターメモリ、画像および音声ファイル用メモリー、光カード等で扱う情報量が非常に増加しているため、ＤＶＤ―ＲＡＭ、ＤＶＤ―ＲＷのように光ディスクの信号記録容量の増大および信号情報の高密度化が進んでいる。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。
【０００４】
記録密度を高める方法として、光学系における光源の短波長化や対物レンズの開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の増大化が検討されているが、２次元方向の記録のみでは記録密度の向上が難しくなってきた。そこで、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。
【０００５】
このような多層化方法として、例えば、特開平８―２８７４７４号公報が提案されている。しかし、この例では、多層化する事の概念は記載されているものの、記録媒体に関する具体的な内容が記載されていないため、具現化の方法は未詳である。
一方、光の入射方向に相変化記録層を設ける多層記録方法について特開平９―１９８７０９号公報、特開平１１―１９５２４３号公報に紹介されている。これらいずれの例でも、実施例において、層構成が２層で、光が最初に透過する層がＳｂ2Ｓｅ3、他の層がＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5組成からなる記録層が示されている。しかし、この構成の場合には、高速記録をする際、記録感度が悪くなり高密度記録がしづらいという難点がある。
【０００６】
例えば２層構成のように記録層を多層化した場合、第２記録層への光の照射向上、あるいは反射光の透過を向上させるため、光入射側の第１層の膜厚を極薄にすると、光の透過性は増加するが、膜厚が不均一になったり、結晶化させる工程、すなわち初期化工程で大きなパワーのレーザー出力が必要となる。また、放熱層を設けるにしても厚くすると、光透過性が極端に落ちたり、光を透過しなくなる問題がある。放熱特性が悪いと放熱が十分行われなくなり、高速記録の際に記録層の結晶がアモルファス（非晶質）化し難くなる問題がある。このように多層構成（２層構成以上）の実現には技術的に難しい問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたもので、その目的は光透過性が良好で記録感度が優れた高速記録再生のできる相変化型光情報記録媒体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は基板上の構成層中に、光の入射側から順次、第１記録層と第２記録層とを備え、該第１記録層および該第２記録層はそれぞれ光入射側保護層と光出射側保護層とに挟まれてなる相変化型光情報記録媒体において、前記第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ前記第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることにより、光透過性と記録感度を向上させたものである。
【０００９】
以下、本発明について具体的に説明する。請求項１の発明は、基板上の構成層中に、光の入射側から順次、第１記録層と第２記録層とを備え、該第１記録層および該第２記録層はそれぞれ光入射側保護層と光出射側保護層とに挟まれてなる相変化型光情報記録媒体において、前記第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ前記第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることを特徴とする相変化型光情報記録媒体である。上記構成によって、第１記録層の感度と光透過率が向上し、これによって第１記録層と第２記録層それぞれの高速記録再生を可能とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに説明する。図１、図２は、本発明に係る相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【００１５】
図１と図２では、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分よりなる第１記録層３のほか、第２記録層７が設けられている。第１記録層３および第２記録層７は、それぞれ光入射側保護層（２，６）と光出射側保護層（４，８）とに挟まれており、第１記録層３の光出射側保護層４の融点は１１００Ｋ以上で、光透過率は３０％以上の金属酸化物である。図１では光の入射が基板１側、図２では光の入射が透過膜層１２側となっている。
【００１６】
図１、図２において、基板の材料としては通常、ガラス、セラミックスあるいは樹脂が用いられるが、成形性、コストの点では、樹脂製基板がで好適である。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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。成形性、光学特性、コストの点ではポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
【００１７】
基板面の一方に凹凸パターンが形成されており、例えば図１では、基板１の凹凸パターン形成面側に順次、光入射側保護層２、第１記録層３、光出射側保護層４（金属酸化物保護層）、樹脂層５、光入射側保護層６、第２記録層７、光出射側保護層８、放熱層９、有機保護層１０などが成膜される。基板１の厚さは特に制限されるものではない。例えば、基板１側からレーザー光を照射しない図２の構成の場合には、基板１の光学特性を考慮する必要がなく、剛性の優れたポリエチレンテレフタレートなどが好ましい。
【００１８】
図１，２において、光出射側保護層４（金属酸化物保護層）は、融点１１００Ｋ以上で光の透過率が３０％以上の金属酸化物、例えば、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化バナジウム（ＶＯ）からなり、第１記録層３の記録感度を高めるとともに、光の透過性を向上する役割を担うほか、記録層の劣化変質を防ぎ、記録層の接着強度を高める効果がある。
また、光入射側保護層２，６および光出射側保護層４，８は、第１記録層３、および第２記録層７の劣化変質防止、各記録層３，７の接着強度向上のほか、記録特性を高めるなどの作用効果を有するもので、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物が挙げられる。これらの材料は、単体で使用することもできるし、混合物としてもよい。耐熱性が必要な場合には、融点は記録層よりも高いことが必要である。このような層形成方法としては、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が用いられる。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。
【００１９】
放熱層９としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはそれらの合金などを用いることができる。また、これら金属材料への添加元素として、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが使用できる。このような放熱層は、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。
【００２０】
有機保護層１０としては、スピンコートなどの塗布作業に適した、硬化速度の速い紫外線硬化樹脂が好ましい。
【００２１】
透過膜層１２は、高開口数（ＮＡ）の対物レンズを用いる場合、０．３ｍｍ以下の厚さが要求されるため、薄い層（シート状）であることが好ましい。材料としては、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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。なかでも、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が好ましい。透過膜層を形成する方法としては、紫外線硬化性樹脂で接着するか、あるいは透明な両面粘着シートを介して貼りつける方法が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂を保護層上に塗布してこれを硬化させて光透過層を形成してもよい。
【００２２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
実施例１
トラックピッチが０．４０μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を１５ｎｍ成膜した。次に樹脂層５として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１０μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００２４】
比較例1
光出射側保護層４を省いたほかは実施例１とまったく同条件にして、図１と同じ層構成の比較例１のメディアを作成した。
【００２５】
実施例１のメディアと比較例１のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例１の記録再生信号振幅は、比較例１に比べて１８％高く、ジッタも２．５％低く記録できた。
【００２６】
実施例２
トラックピッチが０．３４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図２と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を１０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を３０ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を２０μｍ形成した。次に、光出射側保護層４として酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を１０ｎｍ、第１記録層３としてＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を１０ｎｍ、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍで順次、枚葉スパッタ装置にて成膜した。最後に両面接着型のシート状接着層１１（０．０２ｍｍ）を介してポリカーボネート製透過膜層１２（０．１ｍｍ）を設けメディア化した。
【００２７】
比較例２
光出射側保護層４を省いたほかは実施例２とまったく同条件にして、図２と同じ層構成の比較例２のメディアを作成した。
【００２８】
実施例２のメディアと比較例２のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５、ディスクの回転線速：６．０ｍ／ｓ、記録線密度：０．１３μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例２の記録再生信号振幅は、比較例２に比べて３０％高く、ジッタも５％低く記録できた。
【００２９】
実施例３
トラックピッチが０．４１μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を３０ｎｍ、第２記録層７としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３０】
比較例３
トラックピッチが０．４１μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、比較例の光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３１】
実施例３のメディアと比較例３のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例１の記録再生信号振幅は、比較例１に比べて２３％高く、ジッタも６％低く記録できた。
【００３２】
実施例４
トラックピッチが０．３６μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図２と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を１０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１５ｎｍ、光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 を２０ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を２２μｍ形成した。次に、光出射側保護層４として酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物（ＡＴＯ）を８ｎｍ、第１記録層３としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１０ｎｍ、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍで順次、枚葉スパッタ装置にて成膜した。最後に両面接着型のシート状接着層１１（０．０２ｍｍ）を介してポリカーボネート製透過膜層１２（０．０８ｍｍ）を設けメディア化した。
【００３３】
比較例４
光出射側保護層４を省き、光入射側保護層６（ＺｎＳ・ＳｉＯ2 ）を１０ｎｍ、樹脂層５を１０μｍとしたほかは実施例４とまったく同条件にして、図２と同じ層構成の比較例４のメディアを作成した。
【００３４】
実施例４のメディアと比較例４のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５、ディスクの回転線速：６．０ｍ／ｓ、記録線密度：０．１３μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例４の記録再生信号振幅は、比較例４に比べて３５％高く、ジッタも５％低く記録できた。
【００３５】
実施例５
トラックピッチが０．４４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化バナジウム（ＶＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を３０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ2Ｓｂ72Ｔｅ24を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３６】
比較例５
トラックピッチが０．４４μｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、図１と同様の構成層を以下のようにして形成し、比較例の光ディスク（メディア）を作成した。
まず、枚葉スパッタ装置にて順次、光入射側保護層２としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第１記録層３としてＩｎ4Ｓｂ72Ｔｅ24を１５ｎｍ、光出射側保護層４として酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を５ｎｍ成膜した。次に樹脂層として紫外線硬化樹脂をスピンコートし、硬化する前にスタンパーによる凹凸の転写を施し、その後硬化して樹脂層５を１５μｍ形成した。次に光入射側保護層６としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を４０ｎｍ、第２記録層７としてＡｇ2Ｉｎ3Ｓｂ70Ｔｅ25を１２ｎｍ、光出射側保護層８としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２ｎｍ、放熱層９としてＡｇを１００ｎｍ順次、枚葉スパッタ装置にて成膜し、最後に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化し、有機保護層１０（５μｍ）を形成してメディア化した。
【００３７】
実施例５のメディアと比較例５のメディアについて記録再生特性（第１記録層のジッタ最小記録感度の光出力でのモジュレーション（記録再生信号振幅））を評価した。評価条件は、レーザ波長：４００ｎｍ、光学系の対物レンズの開口数ＮＡ：０．６５、ディスクの回転線速：６．５ｍ／ｓ、記録線密度：０．１７μｍ／ｂｉｔとした。評価の結果、実施例５の記録再生信号振幅は、比較例５に比べて２２％高く、ジッタも２％低く記録できた。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の本発明の構成、即ち光の入射側の第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることにより、光透過性を高め、かつ記録感度を良好にすることができるため、高速記録再生のできる相変化型光情報記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】光の入射が基板側である相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【図２】光の入射が透過膜層側である相変化型光情報記録媒体の概略層構成断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入射側保護層
３ 第１記録層
４ 光出射側保護層
５ 樹脂層
６ 光入射側保護層
７ 第２記録層
８ 光出射側保護層
９ 放熱層
１０ 有機保護層
１１ 接着層
１２ 透過膜層
Claims (1)
- 基板上の構成層中に、光の入射側から順次、第１記録層と第２記録層とを備え、該第１記録層および該第２記録層はそれぞれ光入射側保護層と光出射側保護層とに挟まれてなる相変化型光情報記録媒体において、前記第１記録層が、少なくともＳｂ元素とＴｅ元素とを含む組成分からなり、かつ前記第１記録層の光出射側保護層が、酸化インジウム、酸化インジウム／酸化スズ複合酸化物、酸化スズ／酸化アンチモン複合酸化物および酸化バナジウムのいずれかからなり、融点１１００Ｋ以上で、光透過率３０％以上の金属酸化物であることを特徴とする相変化型光情報記録媒体。
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