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WO2010044363A1 - 光情報記録媒体およびその記録再生方法 - Google Patents

光情報記録媒体およびその記録再生方法 Download PDF

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WO2010044363A1
WO2010044363A1 PCT/JP2009/067490 JP2009067490W WO2010044363A1 WO 2010044363 A1 WO2010044363 A1 WO 2010044363A1 JP 2009067490 W JP2009067490 W JP 2009067490W WO 2010044363 A1 WO2010044363 A1 WO 2010044363A1
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WO
WIPO (PCT)
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information recording
layer
optical information
recording medium
recording
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/067490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真奈美 宮脇
裕児 黒田
隆司 下馬
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to US12/808,320 priority Critical patent/US8389098B2/en
Priority to EP09820541A priority patent/EP2239735B1/en
Priority to CN200980101402.8A priority patent/CN101903950B/zh
Priority to BRPI0906070-7A priority patent/BRPI0906070A2/pt
Priority to RU2010124427/28A priority patent/RU2488178C2/ru
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Definitions

  • the present invention relates to an optical information recording medium and a recording / reproducing method thereof, and is particularly suitable for application to a write-once optical information recording medium.
  • organic dye materials have been mainly used as write-once type optical information recording medium materials.
  • the reason for this is that, when using organic dye materials, the compatibility with ROM (read only memory) that requires a relatively high reflectivity in the standard is desired in the wavelength range of the laser light used for recording and reproduction. Is relatively easy.
  • the write-once type optical information recording medium can be obtained through a simple process of forming a reflective layer by sputtering after spin coating with an organic dye, which is advantageous in terms of manufacturing costs such as capital investment. Is also cited as a reason.
  • the situation has become different when the wavelength of laser light used for recording / reproduction becomes shorter and laser light in the blue-violet wavelength region (wavelength of about 400 nm) is used. That is, it is not easy to synthesize organic dyes that can handle laser light of this wavelength in terms of recording sensitivity, signal characteristics, etc., and the layer structure of optical information recording media can be easily achieved with the conventional simple ones. Can not respond. Further, it is disadvantageous from the viewpoint of push-pull signals and crosstalk in high-density recording that the write-once type optical information recording medium is manufactured by the spin coat method and the uniformity between the land portion and the groove portion cannot be maintained. It has become clear.
  • inorganic recording materials instead of conventional organic dye materials has been actively performed.
  • Write-once optical information recording media using inorganic recording materials have been difficult to achieve compatibility with high-reflectance ROMs, and there is a need for expensive sputtering equipment that can form multiple layers of materials.
  • inorganic recording materials are generally less dependent on the wavelength of the laser light used than organic dye materials.
  • the multi-layered information recording layer that has been widely used in recent years (having more than twice the recording capacity of an optical disk of the same size by having a plurality of information recording layers) is easier than when organic dye materials are used. It is. For these reasons, the use of inorganic recording materials as the next-generation optical recording materials instead of organic dye materials is becoming the mainstream and has been put into practical use.
  • a write-once type optical information recording medium using a recording layer in a form in which two or more thin films of different metals or metalloid materials are in contact with each other has been proposed (see Patent Document 1).
  • a recording mark is formed by partially alloying a multilayer film with heat generated by laser light irradiation to form a single film.
  • various forms with different materials have been proposed (for example, see Patent Document 2).
  • a write-once optical information recording medium using an oxide-based compound as a recording layer has been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
  • Sb a In b Sn c Zn d Si e O f has a composition represented by S h, a> 0, b > 0, c> 0, d
  • S h a composition represented by S h
  • Sb a X b Sn c Zn d Si e O f has a composition represented by S h
  • X is, In, Ge, Al, Zn , Mn, Cd, Ga, Ti, Si, Te, Nb
  • It is an element selected from Fe, Co, W, Mo, S, Ni, O, Se, Tl, As, P, Au, Pd, Pt, Hf or V, and a> 0, b> 0, c> 0 , D> 0, e> 0, f> 0, h> 0
  • a recording layer in which a + b + c + d + e + f + h 100 have been proposed (see Patent Document 6).
  • the write-once optical information recording medium having a plurality of information recording layers is selected from the group consisting of Ni, Cu, Si, Ti, Ge, Zr, Nb, Mo, In, Sn, W, Pb, Bi, Zn, and La.
  • a recording layer containing at least one selected metal M and an element X that forms a compound crystal with the metal M by being irradiated with a recording laser beam Has been proposed (see Patent Documents 7 and 8).
  • JP-A-62-204442 Japanese Patent No. 3066088 Japanese Patent Publication No.54-7458 JP 2006-281751 A JP 2003-72244 A JP 2003-182237 A JP 2005-125726 A JP 2005-129192 A
  • the recorded information has been stably stored for a long time in the initial state, the signal is not damaged by the reproduction laser beam during signal reproduction, and the writing characteristics are not changed by normal long-term storage. Therefore, it has been difficult to obtain a write-once optical information recording medium that has good sensitivity and reaction speed, and that can realize good recording / reproduction characteristics over a wide linear velocity and recording power at low cost.
  • a write-once optical information recording medium having a plurality of information recording layers recording is performed when the recording materials shown in Patent Documents 5 and 6 are used as the recording material of the information recording layer that does not contact the substrate.
  • the degree of modulation is low, or the number of repetitive reproductions is small.
  • the information recording layer that does not contact the substrate in the write-once type optical information recording medium having a plurality of information recording layers needs to transmit laser light for recording and reproduction of the information recording layer that is in contact with the substrate.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical information recording medium that can solve the above-described drawbacks and satisfy all the above-described conditions, and a recording / reproducing method thereof.
  • the inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems.
  • an optical information recording medium having two or more types of information recording layers between the substrate and the protective layer
  • at least one of the information recording layers not in contact with the substrate has a composition satisfying the following formula (1):
  • the use of a recording layer made of a recording material was considered. By doing so, all of the above conditions could be satisfied, and this was demonstrated experimentally.
  • the optical information recording medium of the present invention (first invention) that solves the above problems has a plurality of information recording layers of two or more types between the substrate and the protective layer, At least one information recording layer not in contact with the substrate, [(ZnS) x (SiO 2 ) 1-x] y (Sb z X 1-z) 1-y (However, 0 ⁇ x ⁇ 1.0, 0.3 ⁇ y ⁇ 0.7, 0.8 ⁇ z ⁇ 1.0, X is made of Ga, Te, V, Si, Zn, Ta, Sn and Tb. And a recording layer having a composition represented by at least one element selected from the group.
  • This optical information recording medium when recording at least one information recording layer not in contact with the substrate, information is obtained by causing a qualitative change accompanying a change in the optical constant to the recording layer by irradiation with a laser beam. Record.
  • This optical information recording medium preferably has a dielectric layer on at least one side of the recording layer of at least one information recording layer, or a pair of dielectric layers on both sides of the recording layer. .
  • the recording layer can be protected by these dielectric layers.
  • the thickness of the recording layer is preferably 3 nm or more and 40 nm or less, but is not limited thereto.
  • the laser beam for recording / reproducing of at least one information recording layer is incident from the protective layer side, but is not limited thereto.
  • the recording / reproducing laser beam is incident from the protective layer side, the recording / reproducing laser beam of the information recording layer in contact with the substrate among the plurality of information recording layers needs to pass through the at least one information recording layer.
  • the wavelength of the laser beam for recording / reproducing on the at least one information recording layer of the optical information recording medium is typically 385 nm or more and 415 nm or less, but is not limited thereto.
  • the plurality of information recording layers are typically stacked on one another via an intermediate layer.
  • the information recording layer other than the information recording layer having the recording layer having the composition represented by the formula (1) among the plurality of information recording layers a conventionally known write-once information recording layer, rewritable information recording layer, reproduction-only A mold information recording layer or the like is used and is selected as necessary.
  • the optical information recording medium recording / reproducing method according to the present invention (second invention) is performed by making a laser beam having a wavelength of 385 nm or more and 415 nm or less incident on at least one information recording layer of the optical information recording medium of the present invention. Reproduction is performed.
  • the recorded information is stably stored for a long period of time as it is in the initial state, the signal is not impaired by the reproduction laser beam during signal reproduction, and the writing characteristics are maintained without being altered by normal long-term storage.
  • the number of layers constituting the optical information recording medium can be reduced and the manufacturing process is simple, the manufacturing cost of the optical information recording medium and a margin in the manufacturing process can be ensured.
  • sufficient sensitivity and reaction speed can be obtained with respect to the recording / reproducing laser beam. This makes it possible to obtain good recording / reproduction characteristics over a wide range of linear velocities and recording power, and it is less dependent on the wavelength of the recording / reproducing laser beam, and no initialization is required. It is sufficiently stable and has high environmental reliability.
  • at least one information recording layer that is not in contact with the substrate can be configured to transmit laser light for recording and reproduction of the information recording layer that is in contact with the substrate.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a change in the degree of modulation with respect to the recording power of the optical information recording medium according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a change in jitter with respect to the recording power of the optical information recording medium according to Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the composition of the recording layer and the recording / reproducing characteristics in the optical information recording medium according to Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a change in the degree of modulation with respect to the reflectance of the optical information recording medium according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating changes in the number of reproductions with respect to the reproduction power of the optical information recording medium according to Example 1. It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the optical information recording medium by the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating changes in jitter and modulation degree with respect to the recording power of the optical information recording medium according to Example 2.
  • FIG. 1 shows an optical information recording medium 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • This optical information recording medium 1 is a two-layer optical information recording medium having two information recording layers.
  • a first information recording layer 11, an intermediate layer 12, a second information recording layer 13 and a protective layer 14 are sequentially laminated on a substrate 10.
  • the second information recording layer 13 includes a first dielectric layer 13a, a recording layer 13b, and a second dielectric layer 13c that are sequentially stacked on the intermediate layer 12.
  • Recording / reproduction with respect to the optical information recording medium 1 is performed by entering / exiting laser light, for example, laser light having a wavelength of 385 nm or more and 415 nm or less from the protective layer 14 side.
  • the optical information recording medium 1 typically has a disk shape, but is not limited thereto.
  • the material, thickness, formation method and the like of the substrate 10 can be arbitrarily selected as long as they have desired characteristics.
  • plastic materials such as polycarbonate and acrylic resin are excellent in terms of cost, but are not limited thereto, and other materials such as glass can be used.
  • the substrate 10 does not have to be transparent, and therefore a non-transparent material such as a metal can be used as the material of the substrate 10. Good.
  • an injection molding method (injection method) or a photopolymer method (2P method) using an ultraviolet curable resin can be used to form the substrate 10.
  • the material and forming method of the substrate 10 are not limited to those described above, and optical smoothness is sufficiently ensured in a desired shape (for example, a disk shape having a thickness of 1.1 mm and a diameter of 120 mm) and the surface of the substrate 10. Anything is acceptable.
  • the thickness of the substrate 10 is not particularly limited, but is particularly preferably 0.3 mm or more and 1.3 mm or less. When the thickness of the substrate 10 is less than 0.3 mm, the strength of the optical information recording medium 1 is reduced or the warp tends to be warped. Conversely, if the thickness of the substrate 10 is greater than 1.3 mm, the thickness of the optical information recording medium 1 is greater than the thickness of 1.2 mm for CDs and DVDs. If you do, you may not be able to share the same disk tray.
  • An uneven groove track, pit, or the like may be formed on the surface of the substrate 10 on which the first information recording layer 11 is formed. By doing so, it is possible to move the recording / reproducing laser beam to an arbitrary position on the first information recording layer 11 and obtain address information guided by the groove.
  • Various groove shapes such as a spiral shape, a concentric circle shape, and a pit row can be applied.
  • the first information recording layer 11 may be a write-once or rewritable information recording layer, or may be an information recording layer that can only be reproduced, and is formed of a conventionally known material.
  • the intermediate layer 12 is for separating the first information recording layer 11 and the second information recording layer 13 from each other, and is made of a material that does not absorb in the wavelength range of the recording / reproducing laser beam.
  • the thickness of the intermediate layer 12 is selected as necessary, and is selected from 20 to 30 ⁇ m, for example, but is not limited thereto.
  • a photocurable material such as an ultraviolet curable resin that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproduction after curing can be used. .
  • the intermediate layer 12 is coated with, for example, an ultraviolet curable resin having no absorption in the wavelength range of the laser beam for recording / reproducing after curing so as to have a desired thickness using a spin coater or the like. It can be formed by applying UV irradiation and curing. Alternatively, the intermediate layer 12 is cured by applying UV curable PSA (pressure sensitive adhesive) that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproducing after curing, and then applying UV irradiation to the PSA. It is also possible to form it.
  • the concave / convex groove track may be transferred using a substrate having the concave / convex groove track during ultraviolet irradiation.
  • the recording layer 13b of the second information recording layer 13 has the composition of the above formula (1).
  • a sputtering method is preferably used, but is not limited thereto.
  • the first dielectric layer 13a and the second dielectric layer 13c of the second information recording layer 13 are for protecting the recording layer 13b and controlling optical characteristics and thermal characteristics during recording and reproduction.
  • materials for the first dielectric layer 13a and the second dielectric layer 13c dielectrics generally usable in conventionally known optical discs such as SiN, ZnS—SiO 2, Ta 2 O 5 ⁇ ⁇ , etc. are selected according to desired characteristics. Can be arbitrarily selected and used.
  • the first dielectric layer 13a and the second dielectric layer 13c may be formed of a plurality of types of dielectrics.
  • the second information recording layer 13 composed of the first dielectric layer 13a, the recording layer 13b, and the second dielectric layer 13c allows the first information recording layer 11 to be recorded / reproduced by laser light for recording / reproduction. It has a sufficiently high permeability as possible.
  • the protective layer 14 is configured so as not to absorb the laser beam as much as possible.
  • the thickness of the protective layer 14 is 0.3 mm or less, and as the material of the protective layer 14, a material having a transmittance of 90% or more for recording / reproducing laser light can be selected. preferable.
  • the thickness of the protective layer 14 is 3 to 177 ⁇ m and is combined with a high numerical aperture NA (for example, 0.85) of the lens of the recording / reproducing optical system of the recording / reproducing drive unit of the optical information recording medium 1. High density recording can be realized.
  • the protective layer 14 is made of, for example, an ultraviolet curable resin that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproduction after being cured with a desired thickness (for example, 0 mm) using a spin coater or the like. .1 mm) and then cured by irradiating it with ultraviolet rays.
  • the protective layer 14 is an optically sufficiently smooth light-transmitting sheet (film) made of a plastic material such as polycarbonate resin or acrylic resin having a thickness of 0.3 mm or less, and has a thickness of 5 to 15 ⁇ m, for example. Formed by placing on an ultraviolet curable adhesive applied by spin coating and irradiating it with ultraviolet light, or by adhering the above light-transmitting sheet with an adhesive such as PSA (pressure sensitive sensitive) It is also possible to do.
  • PSA pressure sensitive sensitive
  • a protective layer made of an organic or inorganic material is provided on the surface of the protective layer 14 for the purpose of preventing dust from adhering to the surface of the protective layer 14 or forming scratches if necessary. (Not shown) may be formed.
  • This protective layer is also preferably made of a material that has almost no ability to absorb recording / reproducing laser light.
  • An optical information recording medium 1 for recording / reproduction with an optical disk recording / reproducing apparatus using a two-group objective lens with a numerical aperture of 0.85 and a semiconductor laser light source emitting light at a wavelength of 405 nm was produced as follows.
  • a 1.1 mm thick polycarbonate substrate having grooves with a track pitch of 0.32 ⁇ m on one side was prepared by injection molding.
  • a first information recording layer 11 was formed on this polycarbonate substrate.
  • An ultraviolet curable adhesive is applied to the first information recording layer 11 to a thickness of 25 ⁇ m by a spin coating method, and then groove tracks are transferred to the first information recording layer 11 by a polycarbonate stamper, and irradiated with ultraviolet rays to form the intermediate layer 12. Formed.
  • a Ta2 O5 film having a thickness of 10 nm as the first dielectric layer 13a, a recording layer 13b having a thickness of 10 nm, and a Ta2 O5 ⁇ film having a thickness of 30 nm as the second dielectric layer 13c A second information recording layer 13 was formed by sequentially forming by a sputtering method. A protective layer 14 was formed on the second information recording layer 13. Thus, the optical information recording medium 1 of Example 1 was produced.
  • the optical information recording medium 1 thus produced was evaluated.
  • ODU-1000 Laser light wavelength: 405 nm
  • Spectrum Analyzer R3267 manufactured by Advantest Co., Ltd.
  • Jitter Analyzer LE1876 manufactured by Reader Electronics Co., Ltd., and the like were used.
  • the signal evaluation of the optical information recording medium 1 was performed at a linear velocity of 4.92 m / s and a channel bit length of 74.50 nm in accordance with the Blu-ray Disc DL50 GB density standard.
  • Signal recording was performed at a linear velocity of 4.92 m / s, a double linear velocity of 9.84 m / s, and a quadruple linear velocity of 19.68 m / s.
  • the jitter was 6.3% and the modulation factor was 42% at a recording power of 8.4 mW.
  • the jitter was 6.6% and the modulation factor was 44% at a recording power of 10.0 mW.
  • the optical information recording medium 1 has a high recording sensitivity at any linear velocity and exhibits very good recording / reproducing characteristics.
  • the margin for the recording power fluctuation can accept a power fluctuation of about ⁇ 15% at any linear velocity when the upper limit is jitter 10.5%, and has a sufficiently wide power margin. is doing.
  • FIG. 4 shows the change in jitter when y is changed when the composition of the recording layer 13b is expressed by equation (1). As shown in FIG. 4, it is possible to change the recording / reproducing characteristics by changing the composition of the recording layer 13b.
  • Predetermined recording was carried out on the optical information recording medium 1, and it was put into a constant temperature and humidity chamber at 80 ° C and 85% RH. Thereafter, the recording / reproduction characteristics were measured in the same manner as described above after 400 hours. As a result, all measured values such as reflectance, recording sensitivity, modulation degree, and jitter did not change from the measured values before the input. As a result, it has been clarified that the optical information recording medium 1 can maintain good characteristics over a long period of time even in a severe environment.
  • Predetermined recording was performed on the optical information recording medium 1, and playback was performed under playback power conditions stricter than usual. As a result, the error did not change even when playback was performed 1 million times at 1.2 mW at a linear velocity of 19.68 m / s. As a result, it has been clarified that the optical information recording medium 1 can maintain a good recording state for a long time even during repeated reproduction.
  • ODU-1000 Laser light wavelength 405 nm
  • Spectrum Analyzer R3267 manufactured by Advantest Co., Ltd.
  • Jitter manufactured by Reader Electronics Co., Ltd.
  • An analyzer LE1876 or the like was used.
  • the linear velocity is 9.84 m / s, which is twice the linear velocity of 4.92 m / s in accordance with the 50 GB density standard, and the channel bit length is 74.50 nm.
  • FIG. 5 shows the change in the degree of modulation with respect to the reflectivity of the optical information recording medium and the optical information recording medium 1 of the comparative example on which recording is performed in this manner.
  • the optical information recording medium of the comparative example using the recording materials shown in Patent Documents 5 and 6 has a modulation degree as low as less than 40%, while having a composition represented by the formula (1).
  • the modulation degree of the optical information recording medium 1 of Example 1 using a recording material is as high as 40 to 55%, and the superiority of the optical information recording medium 1 of Example 1 is clear.
  • FIG. 6 shows the change in the number of reproduction times when the bit error rate is 1 ⁇ 10 ⁇ 4 or more with respect to the reproduction power of the optical information recording medium and the optical information recording medium 1 of the comparative example which are reproduced in this way.
  • the optical information recording medium 1 of Example 1 using the recording material having the composition represented by the formula (1) is the light of the comparative example using the recording material disclosed in Patent Documents 5 and 6.
  • the number of reproducible repetitions is larger than that of the information recording medium, and the superiority of the optical information recording medium 1 of Example 1 is clear.
  • the recording layer 13b of the second information recording layer 13 has the composition of the formula (1), the recorded information remains stable for a long period of time.
  • the signal is not damaged by the playback laser beam during signal reproduction, and it is not altered by normal long-term storage, the writing characteristics are maintained, and it has good sensitivity and reaction speed, which enables wide linear velocity and recording
  • a two-layer write-once optical information recording medium capable of realizing good recording / reproducing signal characteristics over power can be obtained at low cost.
  • the recording / reproducing laser beam of the first information recording layer 11 in contact with the substrate 10 can be transmitted through the second information recording layer 13 and incident on the first information recording layer 11. Recording and reproduction of the information recording layer 11 can be performed without hindrance.
  • This write-once type optical information recording medium is suitable for use when, for example, laser light having a wavelength of 385 nm to 415 nm is used for recording and reproduction.
  • FIG. 7 shows an optical information recording medium 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • This optical information recording medium 2 is a four-layer optical information recording medium having four information recording layers.
  • the first information recording layer 21, the first intermediate layer 22, the second information recording layer 23, the second intermediate layer 24, and the third information recording layer 25 are formed on the substrate 20.
  • the third intermediate layer 26, the fourth information recording layer 27, and the protective layer 28 are sequentially stacked.
  • the second information recording layer 23 includes a first dielectric layer 23 a, a recording layer 23 b, and a second dielectric layer 23 c that are sequentially stacked on the first intermediate layer 22.
  • Recording / reproduction with respect to the optical information recording medium 2 is performed by entering / exiting laser light, for example, laser light having a wavelength of 385 nm to 415 nm from the protective layer 28 side.
  • the optical information recording medium 2 typically has a disk shape, but is not limited thereto.
  • the material, thickness, formation method, and the like of the substrate 20 can be arbitrarily selected as long as they have desired characteristics.
  • a plastic material such as polycarbonate or acrylic resin is excellent in terms of cost, but is not limited thereto, and other materials such as glass can be used.
  • the substrate 20 does not have to be transparent, and therefore, a non-transparent material such as a metal may be used as the material of the substrate 20. Good.
  • an injection molding method (injection method) or a photopolymer method (2P method) using an ultraviolet curable resin can be used to form the substrate 20.
  • the material and the formation method of the substrate 20 are not limited to the above, and the optical smoothness is sufficiently ensured in a desired shape (for example, a disk shape having a thickness of 1.1 mm and a diameter of 120 mm) and the surface of the substrate 20. Anything is acceptable.
  • the thickness of the substrate 20 is not particularly limited, but is particularly preferably 0.3 mm or more and 1.3 mm or less. When the thickness of the substrate 20 is less than 0.3 mm, the strength of the optical information recording medium 2 is lowered or warped easily. Conversely, if the thickness of the substrate 20 is larger than 1.3 mm, the thickness of the optical information recording medium 2 becomes thicker than the thickness of 1.2 mm for CDs and DVDs. If configured, the same disk tray may not be shared.
  • uneven grooves and pits may be formed on the surface of the substrate 20 on the side where the first information recording layer 21 is formed. By doing so, it becomes possible to move the recording / reproducing laser beam to an arbitrary position on the first information recording layer 21 and obtain address information guided by the groove.
  • Various groove shapes such as a spiral shape, a concentric circle shape, and a pit row can be applied.
  • the first information recording layer 21, the third information recording layer 25, and the fourth information recording layer 27 may be write-once or rewritable information recording layers, or information recording layers that can only be reproduced. It may be formed of a conventionally known material.
  • the first intermediate layer 22 is for separating the first information recording layer 21 and the second information recording layer 23 from each other.
  • the second intermediate layer 24 is for separating the second information recording layer 23 and the third information recording layer 25 from each other.
  • the third intermediate layer 26 is for separating the third information recording layer 25 and the fourth information recording layer 27 from each other.
  • the first intermediate layer 22, the second intermediate layer 24, and the third intermediate layer 26 are made of a material that does not absorb in the wavelength range of laser light for recording and reproduction.
  • the thicknesses of the first intermediate layer 22, the second intermediate layer 24, and the third intermediate layer 26 are selected as necessary, for example, 10 to 30 ⁇ m, but are not limited thereto.
  • a material that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording and reproduction for example, a photocurable material such as a photocurable resin that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording and reproduction after curing is used. it can.
  • an ultraviolet curable resin that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproduction after curing is desired with a spin coater or the like.
  • the film it is possible to form the film by applying it to a thickness and then curing it by irradiating it with ultraviolet rays.
  • the first intermediate layer 22, the second intermediate layer 24, and the third intermediate layer 26 are photocurable PSA (pressure sensitive adhesive) that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproduction after curing. It is also possible to form the film by applying it with ultraviolet irradiation and curing it.
  • the recording layer 23b of the second information recording layer 23 has the composition of the above formula (1).
  • a sputtering method is preferably used, but is not limited thereto.
  • the first dielectric layer 23a and the second dielectric layer 23c of the second information recording layer 23 are for protecting the recording layer 23b and controlling optical characteristics and thermal characteristics during recording and reproduction.
  • materials for the first dielectric layer 23a and the second dielectric layer 23c dielectrics that can be generally used in conventionally known optical disks, such as SiN, ZnS—SiO2, Ta2 O5, etc., are selected according to desired characteristics. Can be arbitrarily selected and used.
  • the first dielectric layer 23a and the second dielectric layer 23c may be formed of a plurality of types of dielectrics.
  • the protective layer 28 is configured so as not to absorb the laser light as much as possible.
  • the thickness of the protective layer 28 is 0.3 mm or less, and as the material of the protective layer 28, a material having a transmittance of 90% or more for recording / reproducing laser light can be selected. preferable.
  • the thickness of the protective layer 28 is 3 to 177 ⁇ m and is combined with a high numerical aperture NA (for example, 0.85) of the lens of the recording / reproducing optical system of the recording / reproducing drive unit of the optical information recording medium 2. High density recording can be realized.
  • the protective layer 28 is made of, for example, an ultraviolet curable resin that does not absorb in the wavelength range of the laser beam for recording / reproducing after curing with a desired thickness (for example, 0. It is possible to form the film by applying it so as to be 1 mm) and then curing it by irradiating it with ultraviolet rays.
  • the protective layer 28 is an optically sufficiently smooth light-transmitting sheet (film) made of a plastic material such as polycarbonate resin or acrylic resin having a thickness of 0.3 mm or less, and has a thickness of, for example, 5 to 15 ⁇ m. Formed by placing on an ultraviolet curable adhesive applied by spin coating and irradiating it with ultraviolet light, or by adhering the above light-transmitting sheet with an adhesive such as PSA (pressure sensitive sensitive) It is also possible to do.
  • PSA pressure sensitive sensitive
  • a protective layer made of an organic or inorganic material is formed on the surface of the protective layer 28 for the purpose of preventing dust from adhering to the surface of the protective layer 28 or forming scratches if necessary. (Not shown) may be formed.
  • This protective layer is also preferably made of a material that has almost no ability to absorb recording / reproducing laser light.
  • An optical information recording medium 2 on which recording / reproduction was performed by an optical disk recording / reproducing apparatus using a two-group objective lens having a numerical aperture of 0.85 and a semiconductor laser light source emitting light at a wavelength of 405 nm was produced as follows.
  • a 1.1 mm-thick polycarbonate substrate having a groove with a track pitch of 0.32 ⁇ m on one side was produced by injection molding.
  • a first information recording layer 11 was formed on this polycarbonate substrate.
  • a first intermediate layer 22 having a thickness of 15 ⁇ m was formed on the first information recording layer 11 by the method shown in Example 1.
  • a Ta2 O5 film having a thickness of 10 nm as the first dielectric layer 23a, a recording layer 23b having a thickness of 7 nm and a Ta2 O5 having a thickness of 26 nm as the second dielectric layer 23c are formed.
  • the second information recording layer 23 was formed by sequentially forming the film by sputtering.
  • a second intermediate layer 24 On the second information recording layer 23, a second intermediate layer 24, a third information recording layer 25, a third intermediate layer 26, a fourth information recording layer 27, and a protective layer 28 were sequentially formed. Thus, an optical information recording medium 2 of Example 1 was produced.
  • the second intermediate layer 24 and the third intermediate layer 26 were formed by the same method as that for the first intermediate layer 22.
  • the optical information recording medium 2 thus produced was evaluated.
  • ODU-1000 laser beam wavelength: 405 nm
  • Spectrum Analyzer R3267 manufactured by Advantest Co., Ltd.
  • Jitter Analyzer LE1876 manufactured by Reader Electronics Co., Ltd., and the like were used for evaluation.
  • the recording / reproduction evaluation of the second information recording layer 23 was performed at a linear velocity of 4.92 m / s and a channel bit length of 74.50 nm, the reflectance was 2.9% and the jitter was 6.85 at a recording power of 9.1 mW. %Met.
  • the modulation level is defined as (I8H-I8L) / I8H for the signal level I8H of the 8T space portion and the signal level I8L of the 8T mark portion, the value is 46%, which is very good recording / reproduction. The characteristics are shown.
  • the margin for the recording power fluctuation can accept a power fluctuation of about ⁇ 15% at any linear velocity and has a sufficiently wide power margin when the upper limit is a jitter of 10.5%. Yes.
  • Predetermined recording was performed on the optical information recording medium 2 of Example 2, and the mixture was placed in a constant temperature and humidity chamber at 80 ° C. and 85% RH. Thereafter, after 460 hours, the same recording / reproducing characteristics as described above were measured. As a result, all measured values such as reflectance, recording sensitivity, modulation degree, and jitter did not change from the measured values before the input. As a result, it has been clarified that the optical information recording medium 2 can maintain good characteristics for a long time even in a severe environment. According to the second embodiment, a four-layer write-once optical information recording medium having advantages similar to those of the first embodiment can be obtained at a low cost.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications based on the technical idea of the present invention. Is possible.
  • the numerical values, materials, structures, shapes, and the like given in the first and second embodiments and Examples 1 and 2 are merely examples, and different numerical values, materials, and structures are used as necessary.
  • a shape or the like may be used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

　記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持され、製造コストの低減を図ることができ、製造工程におけるマージンを確保することができ、広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を得ることができる光情報記録媒体を提供する。基板１０上に第１の情報記録層１１、中間層１２、第２の情報記録層１３および保護層１４を順次積層して光情報記録媒体１を構成する。第２の情報記録層１３の記録層１３ｂの材料として［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y （０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８≦ｚ≦１．０、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔａ、ＳｎおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）で表される組成のものを用いる。

Description

光情報記録媒体およびその記録再生方法
　本発明は、光情報記録媒体およびその記録再生方法に関し、特に、追記型光情報記録媒体に適用して好適なものである。
　これまで、ＣＤ（Compact Disc)やＤＶＤ（Digital Versatile Disc)などの光情報記録媒体において、追記型光情報記録媒体材料としては有機色素材料が主に使用されてきた。その理由としては、記録再生に用いられるレーザー光の波長域において、規格上比較的高い反射率が望まれるＲＯＭ（read only memory) との互換性を維持するのが、有機色素材料を使用する場合に比較的容易であることが挙げられる。また、有機色素をスピンコートした後に反射層をスパッタリング法により形成するだけの簡単な工程で追記型光情報記録媒体を得ることができるため、設備投資など製造コストの面からも有利であることなども理由として挙げられる。
　しかしながら、記録再生に用いられるレーザー光の波長が短くなり青紫色の波長域のレーザー光（波長４００ｎｍ程度）が使用されるようになると事情が異なってきた。すなわち、記録感度や信号特性などの点からこの波長のレーザー光に対応可能な有機色素を合成することは容易なことではなく、光情報記録媒体の層構成もこれまでの単純なものでは容易には対応することができない。さらに、スピンコート法により追記型光情報記録媒体を製造することでランド部とグルーブ部との均一性が保てないことが高密度記録におけるプッシュプル信号やクロストークなどの観点からも不利であることが明らかになってきた。
　そこで、これらの要請に応えるために、これまでの有機色素材料ではなく、無機記録材料を用いることが現在盛んに行われている。無機記録材料を用いた追記型光情報記録媒体はこれまで、高反射率のＲＯＭとの互換を取りにくいことや、材料を多層成膜可能とする高価なスパッタ装置が必要とされることなどにより、従来より研究はなされていたものの実用化は見送られてきた。しかしながら、無機記録材料は一般に、有機色素材料ほど使用するレーザー光の波長への依存性が高くない。加えて、近年多く行われている情報記録層の多層化（情報記録層を複数有することで事実上同サイズの光ディスクの記録容量を倍以上とする）が有機色素材料を用いた場合よりも容易である。これらのことから、ここに至り有機色素材料に替わって次世代光記録材料として無機記録材料の使用が主流となりつつあり、実用化もされている。
　無機記録材料としては従来より様々なタイプが提案されている。例えば、異なる金属または半金属材料の薄膜を２層以上接して成した形態の記録層を用いた追記型光情報記録媒体が提案されている（特許文献１参照。）。この追記型光情報記録媒体では、レーザー光の照射により発生する熱で多層膜を部分的に合金化して単一膜とすることで記録マークを形成する。この方法の応用として、材料を変えた様々な形態の提案もされている（例えば、特許文献２参照。）。また、酸化物系化合物を記録層に用いた追記型光情報記録媒体も提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。
　しかしながら、これらはいずれも追記型光情報記録媒体に必要とされる条件すべてを十分に満たしているとは言い難い。すなわち、追記型光情報記録媒体には、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存されること（アーカイバル特性）や信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれないこと（再生安定性）や通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持されること（シェルフ特性）などが望まれる。しかしながら、上記の従来の追記型光情報記録媒体のそれぞれにおいてそれらすべての特性が十分に得られているとは言い難い。また、追記型光情報記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージン確保などの観点から、追記型光情報記録媒体を構成する層の数はできるだけ少ないことや工程が単純であることなども望まれる。あるいはまた、記録再生特性の観点から十分な感度と反応速度とが望まれる。これによって広い線速にわたり良好な記録再生信号が保証されるためである。
　無機記録材料を用いた追記型光情報記録媒体として、Ｓｂa ＩｎbＳｎc Ｚｎd Ｓｉe Ｏf Ｓh によって表される組成を有し、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０、ｅ＞０、ｆ＞０、ｈ＞０およびａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｈ＝１００である記録層を用いたものが提案されている（特許文献５参照。）。また、Ｓｂa ＸbＳｎc Ｚｎd Ｓｉe Ｏf Ｓh によって表される組成を有し、Ｘは、Ｉｎ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓ、Ｎｉ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｌ、Ａｓ、Ｐ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＨｆまたはＶから選択される元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０、ｅ＞０、ｆ＞０、ｈ＞０およびａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｈ＝１００である記録層を用いたものも提案されている（特許文献６参照。）。
　さらに、複数の情報記録層を有する追記型光情報記録媒体として、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＺｎおよびＬａからなる群から選ばれた少なくとも１つの金属Ｍと、記録用のレーザービームが照射されることにより、金属Ｍと結合して、金属Ｍとの化合物の結晶を生成する元素Ｘとを含む記録層を用いたものが提案されている（特許文献７、８参照。）。
特開昭６２－２０４４４２号公報 特許第３０６６０８８号明細書 特公昭５４－７４５８号公報 特開２００６－２８１７５１号公報 特開２００３－７２２４４号公報 特開２００３－１８２２３７号公報 特開２００５－１２５７２６号公報 特開２００５－１２９１９２号公報
　上述のように、これまでは、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を実現することができる追記型光情報記録媒体を安価に得ることは困難であった。
　また、複数の情報記録層を有する追記型光情報記録媒体において、基板と接しない情報記録層の記録材料に特許文献５、６に示されている記録材料を用いた場合には、記録を行う場合の変調度が低かったり、繰り返し再生可能な回数が少ないなどの問題があった。
　また、複数の情報記録層を有する追記型光情報記録媒体における基板と接しない情報記録層は、基板と接する情報記録層の記録再生用のレーザー光を透過する必要がある。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記の欠点を解消し、上記の諸条件をすべて満たしうる光情報記録媒体およびその記録再生方法を提供することにある。
　本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、基板と保護層との間に２種類以上の複数の情報記録層を有する光情報記録媒体において、基板と接しない情報記録層の少なくとも１つに下記の（１）式を満たす組成の記録材料からなる記録層を用いることを考えた。こうすることで、上記の諸条件をすべて満たすことができ、実験的にもこれを実証した。
　［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y 　・・・・・（１）
　ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８≦ｚ≦１．０であり、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔａ、ＳｎおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素である。
　すなわち、上記課題を解決する本発明の光情報記録媒体（第１発明）は、基板と保護層との間に２種類以上の複数の情報記録層を有し、複数の情報記録層のうちの基板と接しない少なくとも１つの情報記録層が、
　　［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y
（ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８≦ｚ≦１．０、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔａ、ＳｎおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）で表される組成の記録層を有するものである。
　この光情報記録媒体においては、基板と接しない少なくとも１つの情報記録層の記録を行う場合には、レーザー光の照射により記録層に光学定数の変化を伴う質的変化を起こさせることで情報を記録する。
　この光情報記録媒体においては、好適には、少なくとも１つの情報記録層の記録層の少なくとも片側の面に誘電体層を有し、あるいは記録層の両側の面に１対の誘電体層を有する。これらの誘電体層により記録層を保護することができる。良好な記録再生特性を得るためには、この記録層の厚さは３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
　典型的には、上記の少なくと１つの情報記録層の記録再生用のレーザー光は保護層側から入射するが、これに限定されるものではない。記録再生用のレーザー光が保護層側から入射する場合、複数の情報記録層のうちの基板と接する情報記録層の記録再生用のレーザー光は、上記の少なくとも１つの情報記録層を透過する必要がある。
　光情報記録媒体の上記の少なくとも１つの情報記録層の記録再生用のレーザー光の波長は、典型的には、３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であるが、これに限定されるものではない。
　複数の情報記録層は、典型的には、中間層を介して互いに積層される。
　複数の情報記録層のうちの式（１）で表される組成の記録層を有する情報記録層以外の情報記録層としては、従来公知の追記型情報記録層、書き換え型情報記録層、再生専用型情報記録層などが用いられ、必要に応じて選択される。
　本発明に係る光情報記録媒体の記録再生方法（第２発明）は、上記本発明の光情報記録媒体の少なくとも１つの情報記録層に波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を入射させることにより記録再生を行うものである。
　上述のように構成された第１および第２の発明においては、［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y で表される組成を有する記録層は、安定性に富み、しかもレーザー光、中でも波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光に対して良好な感度と反応速度とを有する。
　本発明によれば、次のような種々の効果を得ることができる。すなわち、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性が保持される。また、光情報記録媒体を構成する層の数が少なくて済むだけでなく製造工程が単純であるため、光情報記録媒体の製造コストや製造工程におけるマージンを確保することができる。また、記録再生用レーザー光に対して十分な感度と反応速度とが得られる。これによって、広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生特性を得ることができ、記録再生用レーザー光の波長に依存することが少なく、初期化が不要であり、再生用のレーザー光のパワーに対しても十分に安定であり、環境信頼性も高い。さらに、基板と接しない少なくとも１つの情報記録層は、基板と接する情報記録層の記録再生用のレーザー光を透過するように構成することができる。
本発明の第１の実施の形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例１による光情報記録媒体の記録パワーに対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターの変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体における記録層の組成と記録再生特性との関係を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体の反射率に対する変調度の変化を示す略線図である。 実施例１による光情報記録媒体の再生パワーに対する再生回数の変化を示す略線図である。 本発明の第２の実施の形態による光情報記録媒体の要部を示す概略断面図である。 実施例２による光情報記録媒体の記録パワーに対するジッターおよび変調度の変化を示す略線図である。
　以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態（光情報記録媒体）
　２．第２の実施の形態（光情報記録媒体）
〈１．第１の実施の形態〉
［光情報記録媒体］
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録媒体１を表す。この光情報記録媒体１は、２層の情報記録層を有する２層光情報記録媒体である。
　この光情報記録媒体１においては、基板１０上に第１の情報記録層１１、中間層１２、第２の情報記録層１３および保護層１４が順次積層されている。第２の情報記録層１３は、中間層１２上に順次積層された第１の誘電体層１３ａ、記録層１３ｂおよび第２の誘電体層１３ｃからなる。
　この光情報記録媒体１に対する記録再生は、保護層１４側からレーザー光、例えば波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を入出射させることにより行われる。この光情報記録媒体１は、典型的にはディスク形状を有するが、これに限定されるものではない。
　基板１０の材料、厚さ、形成方法などは、所望の特性を有する限り任意に選択することができる。基板１０に用いる材料としては、ポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料がコストなどの点で優れているが、これに限定されず、他の材料、例えばガラスを用いることもできる。また、上述のように記録再生用のレーザー光が保護層１４側から入射する場合においては、基板１０は透明である必要がないため、基板１０の材料として金属などの非透明材料を用いてもよい。基板１０にプラスチック材料を用いる場合、この基板１０の形成には、例えば、射出成形法（インジェクション法）や紫外線硬化樹脂を使うフォトポリマー法（２Ｐ法）などを用いることができる。基板１０の材料や形成方法は、上記のものに限定されず、所望の形状（例えば、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク形状）と基板１０の表面において光学的平滑性が十分に保証されればいかなるものでも良い。基板１０の厚さは特に限定されないが、特に０．３ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であると好ましい。基板１０の厚さが０．３ｍｍより薄いと光情報記録媒体１の強度が下がったり反りやすくなったりする。逆に基板１０の厚さが１．３ｍｍより厚いと光情報記録媒体１の厚さがＣＤやＤＶＤの厚さ１．２ｍｍより厚くなるので、これらのすべてに対応する記録再生用駆動装置を構成する場合に同じディスクトレイを共用できなくなる可能性がある。
　基板１０の第１の情報記録層１１が形成される側の面には凹凸の溝トラックやピットなどが形成されていてもよい。こうすることで、この溝により案内されて記録再生用のレーザー光が第１の情報記録層１１上の任意の位置へと移動することやアドレス情報を得ることなどが可能となる。なお、溝形状はスパイラル状、同心円状、ピット列など、各種の形状が適用可能である。第１の情報記録層１１は、追記型や書き換え型の情報記録層であってもよいし、再生のみ可能な情報記録層であってもよく、従来公知の材料により形成される。
　中間層１２は、第１の情報記録層１１と第２の情報記録層１３とを互いに分離するためのものであり、記録／再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない材料からなる。中間層１２の厚さは必要に応じて選ばれ、例えば２０～３０μｍに選ばれるが、これに限定されるものではない。記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない材料としては、例えば、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない紫外線硬化樹脂などの光硬化性材料を用いることができる。具体的には、中間層１２は、例えば、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さになるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、中間層１２は、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない光硬化可能なＰＳＡ（pressure sensitive adhesive)を貼り付けたりなどした後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することも可能である。紫外線照射の際に凹凸の溝トラックを有する基板を用いて凹凸の溝トラックを転写してもよい。こうすることで、この溝により案内されて記録再生用のレーザー光が第２の情報記録層１３上の任意の位置へと移動することやアドレス情報を得ることなどが可能である。なお、溝形状は、スパイラル状、同心円状、ピット列など、各種の形状が適用可能である。
　第２の情報記録層１３の記録層１３ｂは、上記の式（１）の組成を有する。この記録層１３ｂの形成方法としては、好適にはスパッタリング法が用いられるが、これに限定されるものではない。第２の情報記録層１３の第１の誘電体層１３ａおよび第２の誘電体層１３ｃは、記録層１３ｂを保護し、記録再生時の光学特性および熱特性を制御するためのものである。第１の誘電体層１３ａおよび第２の誘電体層１３ｃの材料としては、ＳｉＮやＺｎＳ－ＳｉＯ2 やＴａ2 Ｏ5 など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な誘電体を、所望の特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。また、第１の誘電体層１３ａおよび第２の誘電体層１３ｃは、複数種類の誘電体により形成してもよい。
　第１の誘電体層１３ａ、記録層１３ｂおよび第２の誘電体層１３ｃからなる第２の情報記録層１３は、これを通して記録再生用のレーザー光により第１の情報記録層１１の記録再生が可能な十分に高い透過性を有する。
　上述のように保護層１４側から記録再生用のレーザー光を入射させる場合においては、この保護層１４は、このレーザー光に対して吸収能を極力有しないように構成することが望ましい。具体的には、例えば、この保護層１４の厚さは０．３ｍｍ以下とし、この保護層１４の材料としては、記録再生用のレーザー光に対する透過率が９０％以上の材料を選択することが好ましい。特に、この保護層１４の厚さを３～１７７μｍとし、この光情報記録媒体１の記録再生用駆動装置の記録再生光学系のレンズの高い開口数ＮＡ（例えば、０．８５）と組み合わせることで、高密度記録を実現することが可能となる。
　保護層１４の構成や形成方法も、上記の条件を満たす限り、特に限定されるものではない。具体的には、保護層１４は、例えば、硬化後、記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで０．３ｍｍ以下の所望の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）になるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、保護層１４は、厚さ０．３ｍｍ以下のポリカーボネート樹脂やアクリル系樹脂などのプラスチック材料からなる光学的に十分平滑な光透過性のシート（フィルム）を、例えば５～１５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した紫外線硬化タイプの接着剤の上に乗せ、これに紫外線照射を施すことにより形成したり、上記の光透過性シートをＰＳＡ（pressure sensitiveadhesive)などの粘着剤により接着して形成したりすることも可能である。
　さらにまた、必要に応じて、保護層１４の表面にゴミが付着したり傷が形成されたりするのを防止する目的で、この保護層１４の表面に有機系あるいは無機系の材料からなる保護層（図示せず）を形成してもよい。この保護層も、記録再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料を用いることが望ましい。
〈実施例１〉
　開口数０．８５の２群対物レンズと波長４０５ｎｍで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録再生装置により記録再生を行う光情報記録媒体１を以下のようにして作製した。
　基板１０として、片面にトラックピッチ０．３２μｍのグルーブを有する厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を射出成形により作製した。このポリカーボネート基板上に第１の情報記録層１１を形成した。この第１の情報記録層１１上に紫外線硬化タイプの接着剤を２５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した後、これにポリカーボネート製スタンパーにより溝トラックを転写し、紫外線照射を施して中間層１２を形成した。この中間層１２上に、第１の誘電体層１３ａとしての厚さ１０ｎｍのＴａ2 Ｏ5 膜、厚さ１０ｎｍの記録層１３ｂおよび第２の誘電体層１３ｃとしての厚さ３０ｎｍのＴａ2 Ｏ5 膜を、スパッタリング法により順次形成して第２の情報記録層１３を形成した。この第２の情報記録層１３上に保護層１４を形成した。こうして、実施例１の光情報記録媒体１を作製した。
　記録層１３ｂをスパッタリング法により形成する際には、ＺｎＳ、ＳｉＯ2 、ＳｂおよびＧａを混合して調製された単体ターゲットを用い、Ａｒガスを９５ｓｃｃｍ流した状態で同時スパッタリングを行い、式（１）においてｘ＝０．８、ｙ＝０．３５、ｚ＝０．８で表される組成の記録層１３ｂを形成した。
　こうして作製された光情報記録媒体１の評価を行った。評価にはパルステック工業株式会社製ＯＤＵ－１０００（レーザー光波長４０５ｎｍ）、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザＲ３２６７、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザＬＥ１８７６などを用いた。Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ　ＤＬ５０ＧＢ密度の規格に則した線速度４．９２ｍ／ｓ、チャンネルビット長７４．５０ｎｍで光情報記録媒体１の信号評価を行った。信号の記録は線速度４．９２ｍ／ｓのほか、２倍の線速度９．８４ｍ／ｓおよび４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓで行った。
　この光情報記録媒体１を記録再生評価したところ、反射率は４．８％、線速度４．９２ｍ／ｓにおいては記録パワー７．１ｍＷにてジッター６．５％であった。また、８Ｔスペース部分の信号レベルＩ８Ｈと８Ｔマーク部分の信号レベルＩ８Ｌに対して（Ｉ８Ｈ－Ｉ８Ｌ）／Ｉ８Ｈを変調度の定義としたとき、その値は４７％であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
　２倍の線速度９．８４ｍ／ｓにおいては記録パワー８．４ｍＷにてジッター６．３％、変調度４２％であった。４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓにおいては記録パワー１０．０ｍＷにてジッター６．６％、変調度４４％であった。
　記録再生評価の結果を図２および図３にまとめて示す。図２からわかるように、光情報記録媒体１は、いずれの線速度においても高い記録感度を持ち、非常に良好な記録再生特性を示している。また、図３からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター１０．５％を上限とした場合、いずれの線速度においても±１５％程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。図４は記録層１３ｂの組成を式（１）で表した場合にｙを変えた時のジッターの変化を示す。図４に示すように、記録層１３ｂの組成を変えることにより、記録再生特性を変えることが可能である。
　光情報記録媒体１に所定の記録を行い、８０℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入した。その後４００時間経て上記と同様な記録再生特性の測定を行った。その結果、反射率、記録感度、変調度、ジッターなどのいずれの測定値も、投入する前の測定値と変わることがなかった。これにより、この光情報記録媒体１は、厳しい環境下においても良好な特性を長期にわたり保持できることが明らかとなった。
　光情報記録媒体１に所定の記録を行い、通常よりも厳しい再生パワー条件により再生を行った。その結果、４倍の線速度１９．６８ｍ／ｓにおいて、１．２ｍＷで１００万回再生を行っても、エラーは変化しなかった。これにより、この光情報記録媒体１は、繰り返し再生時においても良好な記録状態を長期にわたり保持できることが明らかとなった。
〈比較例〉
　実施例１の光情報記録媒体１の第２の情報記録層１３の記録層１３ｂの材料として、式（１）で表される組成の記録材料の代わりに特許文献５、６に示される従来のＳｂＩｎＳｎ系記録材料を用いた比較例の光情報記録媒体と、ＺｎＳおよびＳｉＯ2 に加えてＳｂおよびＧａを混合した記録層１３ｂを有する実施例１の光情報記録媒体１とを比較した。
　この比較例の光情報記録媒体の評価には、実施例１と同様に、パルステック工業株式会社製ＯＤＵ－１０００（レーザー光波長４０５ｎｍ）、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザＲ３２６７、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザＬＥ１８７６などを用いた。
　比較例の光情報記録媒体および光情報記録媒体１に対して、５０ＧＢ密度の規格に則した線速度４．９２ｍ／ｓの２倍の線速度９．８４ｍ／ｓ、チャンネルビット長７４．５０ｎｍで記録を行った。図５はこうして記録を行った比較例の光情報記録媒体および光情報記録媒体１の反射率に対する変調度の変化を示す。図５から分かるように、特許文献５、６に示される記録材料を用いた比較例の光情報記録媒体では変調度が４０％未満と低いのに対し、式（１）で表される組成の記録材料を用いた実施例１の光情報記録媒体１の変調度は４０～５５％と高く、実施例１の光情報記録媒体１の優位性が明らかである。
　また、比較例の光情報記録媒体および光情報記録媒体１に対して所定の記録を行った後、線速度４．９２ｍ／ｓにおいて通常よりも厳しい再生パワー条件により再生を行った。図６はこうして再生を行った比較例の光情報記録媒体および光情報記録媒体１の再生パワーに対するビットエラーレートが１×１０-4以上となる再生回数の変化を示す。図６から分かるように、式（１）で表される組成の記録材料を用いた実施例１の光情報記録媒体１は、特許文献５、６に示される記録材料を用いた比較例の光情報記録媒体よりも再生可能な繰り返し回数が多く、実施例１の光情報記録媒体１の優位性が明らかである。
　以上のように、この第１の実施の形態によれば、第２の情報記録層１３の記録層１３ｂが式（１）の組成を有することにより、記録された情報が初期のまま長期にわたって安定して保存され、信号再生時に再生用レーザー光によって信号が損なわれず、通常の長期保存によって変質せず書き込み特性も保持され、良好な感度と反応速度とを有し、これによって広い線速や記録パワーにわたり良好な記録再生信号特性を実現することができる２層の追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。また、基板１０と接する第１の情報記録層１１の記録再生用のレーザー光は、第２の情報記録層１３を透過して第１の情報記録層１１に入射させることができ、第１の情報記録層１１の記録再生を支障なく行うことができる。この追記型光情報記録媒体は、記録再生に例えば波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を用いる場合に適用して好適なものである。
〈２．第２の実施の形態〉
［光情報記録媒体］
　図７は本発明の第２の実施の形態による光情報記録媒体２を表している。この光情報記録媒体２は、４層の情報記録層を有する４層光情報記録媒体である。この光情報記録媒体２においては、基板２０上に第１の情報記録層２１、第１の中間層２２、第２の情報記録層２３、第２の中間層２４、第３の情報記録層２５、第３の中間層２６、第４の情報記録層２７および保護層２８が順次積層されている。第２の情報記録層２３は、第１の中間層２２上に順次積層された第１の誘電体層２３ａ、記録層２３ｂおよび第２の誘電体層２３ｃからなる。
　この光情報記録媒体２に対する記録再生は、保護層２８側からレーザー光、例えば波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を入出射させることにより行われる。この光情報記録媒体２は、典型的にはディスク形状を有するが、これに限定されるものではない。
　基板２０の材料、厚さ、形成方法などは、所望の特性を有する限り任意に選択することができる。基板２０に用いる材料としては、ポリカーボネートやアクリル系樹脂などのプラスチック材料がコストなどの点で優れているが、これに限定されず、他の材料、例えばガラスを用いることもできる。また、上述のように記録再生用のレーザー光が保護層２８側から入射する場合においては、基板２０は透明である必要がないため、基板２０の材料として金属などの非透明材料を用いてもよい。基板２０にプラスチック材料を用いる場合、この基板２０の形成には、例えば、射出成形法（インジェクション法）や紫外線硬化樹脂を使うフォトポリマー法（２Ｐ法）などを用いることができる。基板２０の材料や形成方法は、上記のものに限定されず、所望の形状（例えば、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク形状）と基板２０の表面において光学的平滑性が十分に保証されればいかなるものでも良い。基板２０の厚さは特に限定されないが、特に０．３ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であると好ましい。基板２０の厚さが０．３ｍｍより薄いと光情報記録媒体２の強度が下がったり反りやすくなったりする。逆に基板２０の厚さが１．３ｍｍより厚いと光情報記録媒体２の厚さがＣＤやＤＶＤの厚さ１．２ｍｍより厚くなるので、これらのすべてに対応する記録／再生用駆動装置を構成する場合に同じディスクトレイを共用できなくなる可能性がある。
　また、基板２０の第１の情報記録層２１が形成される側の面には凹凸の溝トラックやピットなどが形成されていてもよい。こうすることで、この溝により案内されて記録／再生用のレーザー光が第１の情報記録層２１上の任意の位置へと移動することやアドレス情報を得ることなどが可能となる。なお、溝形状はスパイラル状、同心円状、ピット列など、各種の形状が適用可能である。
　第１の情報記録層２１、第３の情報記録層２５および第４の情報記録層２７は、追記型や書き換え型の情報記録層であってもよいし、再生のみ可能な情報記録層であってもよく、従来公知の材料により形成される。
　第１の中間層２２は、第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２３とを互いに分離するためのものである。第２の中間層２４は、第２の情報記録層２３と第３の情報記録層２５とを互いに分離するためのものである。第３の中間層２６は、第３の情報記録層２５と第４の情報記録層２７とを互いに分離するためのものである。第１の中間層２２、第２の中間層２４および第３の中間層２６は、記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない材料からなる。第１の中間層２２、第２の中間層２４および第３の中間層２６の厚さは必要に応じて選ばれ、例えば１０～３０μｍに選ばれるが、これに限定されるものではない。記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない材料としては、例えば、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない光硬化性樹脂などの光硬化性材料を用いることができる。第１の中間層２２、第２の中間層２４および第３の中間層２６は、例えば、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで所望の厚さになるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、第１の中間層２２、第２の中間層２４および第３の中間層２６は、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない光硬化可能なＰＳＡ（pressure sensitive adhesive)を貼り付けたりなどした後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することも可能である。
　第２の情報記録層２３の記録層２３ｂは、上記の式（１）の組成を有する。この記録層２３ｂの形成方法としては、好適にはスパッタリング法が用いられるが、これに限定されるものではない。第２の情報記録層２３の第１の誘電体層２３ａおよび第２の誘電体層２３ｃは、記録層２３ｂを保護し、記録再生時の光学特性および熱特性を制御するためのものである。第１の誘電体層２３ａおよび第２の誘電体層２３ｃの材料としては、ＳｉＮやＺｎＳ－ＳｉＯ2 やＴａ2 Ｏ5 など、従来公知の光ディスクにおいて一般的に使用可能な誘電体を、所望の特性に応じて任意に選択し使用することが可能である。また、第１の誘電体層２３ａおよび第２の誘電体層２３ｃは、複数種類の誘電体により形成してもよい。
　上述のように保護層２８側から記録再生用のレーザー光を入射させる場合においては、この保護層２８は、このレーザー光に対して吸収能を極力有しないように構成することが望ましい。具体的には、例えば、この保護層２８の厚さは０．３ｍｍ以下とし、この保護層２８の材料としては、記録再生用のレーザー光に対する透過率が９０％以上の材料を選択することが好ましい。特に、この保護層２８の厚さを３～１７７μｍとし、この光情報記録媒体２の記録再生用駆動装置の記録再生光学系のレンズの高い開口数ＮＡ（例えば、０．８５）と組み合わせることで、高密度記録を実現することが可能となる。
　保護層２８の構成や形成方法も、上記の条件を満たす限り、特に限定されるものではない。具体的には、保護層２８は、例えば、硬化後に記録再生用のレーザー光の波長域に吸収を持たない紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどで０．３ｍｍ以下の所望の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）になるように塗布した後、これに紫外線照射を施して硬化させることにより形成することが可能である。あるいは、保護層２８は、厚さ０．３ｍｍ以下のポリカーボネート樹脂やアクリル系樹脂などのプラスチック材料からなる光学的に十分平滑な光透過性のシート（フィルム）を、例えば５～１５μｍの厚さにスピンコート法で塗布した紫外線硬化タイプの接着剤の上に乗せ、これに紫外線照射を施すことにより形成したり、上記の光透過性シートをＰＳＡ（pressure sensitiveadhesive)などの粘着剤により接着して形成したりすることも可能である。
　さらにまた、必要に応じて、保護層２８の表面にゴミが付着したり傷が形成されたりするのを防止する目的で、この保護層２８の表面に有機系あるいは無機系の材料からなる保護層（図示せず）を形成してもよい。この保護層も、記録再生用のレーザー光に対して吸収能を殆ど有しない材料を用いることが望ましい。
〈実施例２〉
　開口数０．８５の２群対物レンズと波長４０５ｎｍで発光する半導体レーザー光源を用いた光ディスク記録再生装置により記録再生を行う光情報記録媒体２を以下のようにして作製した。
　基板２０として、片面にトラックピッチ０．３２μｍのグルーブを有する厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を射出成形により作製した。このポリカーボネート基板上に第１の情報記録層１１を形成した。この第１の情報記録層１１上に実施例１に示した方法で厚さ１５μｍの第１の中間層２２を形成した。この第１の中間層２２上に、第１の誘電体層２３ａとしての厚さ１０ｎｍのＴａ2 Ｏ5 膜、厚さ７ｎｍの記録層２３ｂおよび第２の誘電体層２３ｃとしての厚さ２６ｎｍのＴａ2 Ｏ5 膜を、スパッタリング法により順次形成して第２の情報記録層２３を形成した。この第２の情報記録層２３上に第２の中間層２４、第３の情報記録層２５、第３の中間層２６、第４の情報記録層２７および保護層２８を順次形成した。こうして、実施例１の光情報記録媒体２を作製した。第２の中間層２４および第３の中間層２６は第１の中間層２２と同様な方法により形成した。
　記録層２３ｂをスパッタリング法により形成する際には、ＺｎＳ、ＳｉＯ2 、ＳｂおよびＧａを混合して調製された単体ターゲットを用い、Ａｒガスを９５ｓｃｃｍ流した状態で同時スパッタリングを行い、式（１）においてｘ＝０．８、ｙ＝０．３５、ｚ＝０．８で表される組成の記録層２３ｂを形成した。
　こうして作製された光情報記録媒体２の評価を行った。評価には、実施例１と同様に、パルステック工業株式会社製ＯＤＵ－１０００（レーザー光波長４０５ｎｍ）、株式会社アドバンテスト製スペクトラムアナライザＲ３２６７、リーダー電子株式会社製ジッタアナライザＬＥ１８７６などを用いた。線速度４．９２ｍ／ｓ、チャンネルビット長７４．５０ｎｍで第２の情報記録層２３の記録再生評価を行ったところ、反射率は２．９％、記録パワー９．１ｍＷにてジッター６．８５％であった。また、８Ｔスペース部分の信号レベルＩ８Ｈと８Ｔマーク部分の信号レベルＩ８Ｌに対して（Ｉ８Ｈ－Ｉ８Ｌ）／Ｉ８Ｈを変調度の定義としたとき、その値は４６％であり、非常に良好な記録再生特性を示した。
　記録再生評価の結果を図８に示す。図８からわかるように、記録パワー変動に対するマージンは、ジッター１０．５％を上限とした場合、いずれの線速度においても±１５％程度のパワー変動を許容でき、十分広いパワーマージンを有している。
　実施例２の光情報記録媒体２に所定の記録を行い、８０℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入した。その後４６０時間経て上記と同様な記録再生特性の測定を行った。その結果、反射率、記録感度、変調度、ジッターなどのいずれの測定値も、投入する前の測定値と変わることがなかった。これにより、この光情報記録媒体２は厳しい環境下においても良好な特性を長期にわたり保持できることが明らかとなった。
　この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を有する４層追記型光情報記録媒体を安価に得ることができる。
　以上、本発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の第１および第２の実施の形態ならびに実施例１、２において挙げた数値、材料、構造、形状などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状などを用いてもよい。

 

Claims (10)

  1. 　基板と保護層との間に２種類以上の複数の情報記録層を有し、
    　前記複数の情報記録層のうちの前記基板と接しない少なくとも１つの情報記録層が、
    　［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y
    （ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８≦ｚ≦１．０、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔａ、ＳｎおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）
    　で表される組成の記録層を有する光情報記録媒体。
  2. 　前記少なくとも１つの情報記録層は前記記録層の少なくとも片側の面に接して設けられた誘電体層を有する請求項１に記載の光情報記録媒体。
  3. 　前記少なくとも１つの情報記録層は前記記録層の両側の面に接して設けられた１対の誘電体層を有する請求項２に記載の光情報記録媒体。
  4. 　前記記録層の厚さは３ｎｍ以上４０ｎｍ以下である請求項３に記載の光情報記録媒体。
  5. 　前記保護層側から前記少なくとも１つの情報記録層の記録再生用のレーザー光が入射する請求項４に記載の光情報記録媒体。
  6. 　前記複数の情報記録層のうちの前記基板と接する情報記録層の記録再生用のレーザー光は前記少なくとも１つの情報記録層を透過する請求項５に記載の光情報記録媒体。
  7. 　前記少なくとも１つの情報記録層の記録再生用のレーザー光の波長は３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下である請求項６に記載の光情報記録媒体。
  8. 　前記複数の情報記録層は中間層を介して互いに積層されている請求項７に記載の光情報記録媒体。
  9. 　基板と保護層との間に２種類以上の複数の情報記録層を有し、
    　前記複数の情報記録層のうちの前記基板と接しない少なくとも１つの情報記録層が、
    　［（ＺｎＳ）x （ＳｉＯ2 ）1-x ］y （Ｓｂz Ｘ1-z ）1-y
    （ただし、０＜ｘ≦１．０、０．３≦ｙ≦０．７、０．８≦ｚ≦１．０、ＸはＧａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔａ、ＳｎおよびＴｂからなる群から選ばれた少なくとも１つの元素）
    で表される組成の記録層を有する光情報記録媒体の前記少なくとも１つの情報記録層に波長が３８５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下のレーザー光を入射させることにより記録および／または再生を行うようにした光情報記録媒体の記録再生方法。
  10. 　前記保護層側から前記少なくとも１つの情報記録層に前記レーザー光を入射させる請求項９に記載の光情報記録媒体の記録再生方法。

     
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