光記録媒体
【課題】半透過記録層においての記録再生信号特性を確保しつつ、欠陥発生を抑えることにより、さらなる記録容量の増加を可能にする光記録媒体を提供する。
【解決手段】半透過記録層７，９を含む複数の記録層５，７，９を積層した相変化型の光記録媒体１に関する。この光記録媒体１は、支持基板３と、支持基板３側から第１誘電体層１０１／半透過半反射層１０２／第２誘電体層１０３／相変化型の記録材料層１０４／第３誘電体層１０５を順に積層してなる半透過記録層７，９とを有する。そして特に、半透過半反射層１０２が銀を用いて構成される。また、第２誘電体層１０３は、半透過半反射層１０２側の界面に配置される下層１０３ａと、下層１０３ａよりも記録材料層１０４側に配置される上層１０３ｂとを有する積層構造である。このうち下層１０３ａは、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成される。一方、上層１０３ｂは、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる。
【解決手段】半透過記録層７，９を含む複数の記録層５，７，９を積層した相変化型の光記録媒体１に関する。この光記録媒体１は、支持基板３と、支持基板３側から第１誘電体層１０１／半透過半反射層１０２／第２誘電体層１０３／相変化型の記録材料層１０４／第３誘電体層１０５を順に積層してなる半透過記録層７，９とを有する。そして特に、半透過半反射層１０２が銀を用いて構成される。また、第２誘電体層１０３は、半透過半反射層１０２側の界面に配置される下層１０３ａと、下層１０３ａよりも記録材料層１０４側に配置される上層１０３ｂとを有する積層構造である。このうち下層１０３ａは、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成される。一方、上層１０３ｂは、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光記録媒体に関し、特には複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光の照射による情報の記録、再生および消去が可能な光記録媒体の一つとして相変化型の光記録媒体が知られている。相変化型の光記録媒体は、結晶−非晶質間、あるいは異なる結晶相間の相転移を利用して情報の記録、再生および消去を行う。このような相変化型光記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＷ（Compact Disc - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc - Random Access Memory）、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃなどが商品化されている。また近年は、記録容量を高めるために、複数の記録層を積層した構成（２層ディスク）が実用化されている。
【０００３】
以上のような相変化型光記録媒体における２層ディスクの構成は、次のようである。すなわち、支持基板上に第１の記録層が形成され、その上に記録再生波長に対して透明な中間層を介して第２の記録層が形成され、その上に記録再生波長に対して透明な光透過保護層が形成された層構造を有する。記録再生に用いるレーザ光は光透過保護層側から対物レンズを通して光記録媒体に入射される。対物レンズを通過したレーザ光は第１の記録層または第２の記録層に集光され、情報の記録再生が行われる。
【０００４】
ここで２層ディスクの特徴的な構成は、第２の記録層が第１の記録層の記録再生のために光を透過する性能を有する半透過記録層として構成されるところにある。このような第２の記録層は、誘電体、金属、相変化記録材料などを記録再生性能が発揮できるように積層してなり、典型的な積層構造は基板側から第１誘電体層／金属反射層／第２誘電体層／相変化記録材料層／第３誘電体層の順に積層されている。また、おおよそ４５％から５５％の光透過率をもたせることで、光ディスク記録再生装置（ドライブ）からみて、第１の記録層と第２の記録層の記録再生パワーや反射率が一致するように設計されている。
【０００５】
以上のような構成の第２の記録層（半透過記録層）において、金属反射層と相変化記録層との間の第２誘電体層は、光学距離を調整して記録層の吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きを有する。
【０００６】
このような第２誘電体膜を構成する材料には、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、炭素などが単体でまたは混合物として用いられる。また第２誘電体層は、これらの材料を組み合わせた積層構造であっても良く、特に記録層側の界面層には、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）などの酸化物や、さらにシリコンを含有することが提案されている（以上、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／０１８２２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、以上の光記録媒体においては、さらなる記録容量の増加を図るために、記録層を３層とした３層ディスクや、４層とした４層ディスクの開発が進められている。これら３層ディスクおよび４層ディスクにおいては、レーザ光の入射側に配置される半透過記録層に、２層ディスクの半透過記録層よりもより高い光透過率が求められる。
【０００９】
このような高い光透過率を実現するために、半透過記録層を構成する相変化記録材料層や金属反射層を薄膜化する傾向にあるが、これらの層の薄膜化は限界に達しており、さらなる薄膜化は欠陥の発生や記録再生信号特性の劣化を招く要因になる。
【００１０】
そこで本発明は、半透過記録層においての記録再生信号特性を確保しつつ、欠陥発生を抑えることにより、さらなる記録容量の増加を可能にする光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するための本発明は、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体に関する。この光記録媒体は、支持基板と、当該支持基板側から第１誘電体層／半透過半反射層／第２誘電体層／相変化型の記録材料層／第３誘電体層を順に積層してなる半透過記録層とを有する。そして特に、半透過半反射層が銀を用いて構成される。また、第２誘電体層は、半透過半反射層側の界面に配置される下層と、当該下層よりも前記記録材料層側に配置される上層とを有する積層構造である。このうち下層は、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成される。一方、上層は、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる。
【００１２】
このような構成の光記録媒体では、第２誘電体層の積層構成を限定したことにより、以降の実施例で詳細に説明するように半透過記録層においての記録再生信号特性の確保と欠陥発生の防止の両立が可能であることが確認された。
【発明の効果】
【００１３】
以上より本発明によれば、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体において、半透過記録層の積層数の増加を実現し、さらなる記録容量の増加を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の光記録媒体の構造を示す模式図である。
【図２】実施例１における各光記録媒体のＤＯＷ特性を示すグラフである。
【図３】実施例２における各光記録媒体のＤＯＷ特性を示すグラフである。
【図４】実施例３における各光記録媒体についての各種評価の結果を示すグラフである。
【図５】実施例４における各光記録媒体についての各種評価の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施形態の光記録媒体１の構成を示す模式図である。この図に示す光記録媒体１は、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体である。特に本実施形態においては、半透過記録層を構成する誘電体層のうち、記録材料層−半透過半反射層間に設けられた第２誘電体層の構成が特徴的である。尚、ここでは一例として、３層の記録層を積層した構成を説明するが、記録層の積層数がこれに限定されることはなく、２層の積層構造であっても良く、４層以上の層構造であっても良い。
【００１７】
この光記録媒体１は、支持基板３と、支持基板３上に積層された複数の記録層５，７，９と、これらの記録層５，７，９間に挟持された透明な中間層１１と、最上部に配置された透明保護膜１３とを備えている。これらの記録層５，７，９は、支持基板３の直上に設けられた反射記録層５、およびこれよりも透明保護膜１３側に設けられた半透過記録層７，９である。つまり、支持基板３側からは、支持基板３／反射記録層５／中間層１１／半透過記録層７／中間層１１／半透過記録層９／透明保護膜１３がこの順に積層されている。尚、記録層が４層以上の場合、半透過記録層９と透明保護膜１３との間に、中間層を介してさらに半透過記録層が積層される構成となる。
【００１８】
ここで、この光記録媒体１の記録再生には、例えば波長が４００〜４１０ｎｍのレーザ光が用いられ、透明保護膜１３側から入射される。ディスク記録再生装置から出射されて、透明保護膜１３側から入射したレーザ光ｈは、ディスク記録再生装置側のフォーカス制御に応じて、反射記録層５または半透過記録層７，９に集光され、情報の記録再生が行われる。以下、各層の構成を説明する。
【００１９】
＜支持基板３＞
支持基板３は、ポリカーボネート等のプラスチック、またはガラス等からなる。
【００２０】
＜反射記録層５＞
反射記録層５は、相変化型の記録材料層と共に、記録再生に用いるレーザ光ｈを反射するための十分な厚みの反射層を備えている。このような反射記録層５は、支持基板３側から順に、少なくとも反射層／誘電体層／相変化型の記録材料層／誘電体層が順に積層されている。記録材料層は、相変化型の記録材料を用いたであれば良く、例えば次に説明する半透過記録層７，９を構成する記録材料と同様の材料の中から選択した材料を用いて構成される。
【００２１】
＜半透過記録層７，９＞
半透過記録層７，９は、本実施形態に特徴的な第２誘電体層１０３を有する層である。これらの半透過記録層７，９は、相変化型の記録材料層１０４と共に、記録再生に用いるレーザ光ｈを反射すると共に透過する半透過半反射層１０２を備えている。このような半透過記録層７，９は、図示した通り、支持基板３側から順に第１誘電体層１０１／半透過半反射層１０２／第２誘電体層１０３／記録材料層１０４／第３誘電体層１０５が積層されている。本実施形態においては、このような積層構造の半透過記録層７，９において、半透過半反射層１０２と記録材料層１０４との間に配置された第２誘電体層１０３の構成が特徴的である。以下、半透過記録層７，９の構成を下層側から順に説明する。
【００２２】
第１誘電体層１０１は、透過率を調整する層として所定の屈折率を有する材料を用いる構成が提案されている。このような材料としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＺｎＳが例示されている。またこれらの材料は、混合物として用いても良く、さらに積層構造としても良い。
【００２３】
半透過半反射層１０２は、金属薄膜で構成される。ここでは、例えば銀（Ａｇ）または銀合金を用いた薄膜からなり、膜厚の調整によってレーザ光の透過率、反射率、および放熱速度が調整される。銀合金を用いる場合、銀（Ａｇ）の他の材料には、例えばＮｄ，Ｐｄ，Ｃｕなどが用いられる。
【００２４】
そして本発明に特徴的な第２誘電体層１０３は、半透過半反射層１０２側の下層１０３ａと、その上部の記録材料層１０４側の上層１０３ｂとの積層構造となっている。
【００２５】
このうち半透過半反射層１０２側の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる層、または酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ２）との複合酸化物（いわゆるＩＴＯ：Indium Tin Oxide）からなる層として構成されている。下層１０３ａが、ＩＴＯからなる層である場合、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ２）との組成比は、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００２６】
このような材料からなる下層１０３ａに対して積層される上層１０３ｂは、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、または酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）からなる層として構成されている。
【００２７】
記録材料層１０４は、レーザ光の照射によって相変化する材料、さらに詳しくはレーザ光の照射による加熱後の冷却過程によって、結晶または非晶質、あるいは結晶１または結晶２の何れかの相に制御される。このような記録材料層１０４は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびテルル（Ｔｅ）のうちの少なくとも１つを用いて構成される。具体的な一例としては、組成式ＧｅaＳｂ２Ｔｅa+3、ＧｅａＢｉ2Ｔｅa+3（１≦ａ≦２０）の化合物が用いられる。これらの化合物は、ゲルマニウム（Ｇｅ）およびテルル（Ｔｅ）の量を微調整して用いられ、また２種類を混ぜあわせた複合化合物として用いられる。またこれらの化合物を用いて構成される記録材料層１０４には、記録情報保存性能等を向上するために用途に応じた元素を適宜添加しても良い。
【００２８】
第３誘電体層１０５は、第１誘電体層１０１と同様の材料を用いて構成される。また第３誘電体層１０５も、例示した材料の混合物として用いても良く、単層構造であることに限定されることはなく、複数層を積層させた層構造であっても良い。
【００２９】
以上のような半透過記録層７，９は、透明保護膜１３側から入射された記録再生用のレーザ光が、反射記録層５にまで達するように光を透過する性能を有する。特には、レーザ光の照射とピックアップを行う記録再生装置（ドライブ）からみて、反射記録層５および半透過記録層７，９の記録再生パワーや反射率が一致するように設計されている。このため、半透過記録層７，９は、透明保護膜１３に近く配置されるものほど、光透過率が大きくなるように構成されていることとする。
【００３０】
例えば、反射記録層５を含めて３層の記録層を積層した構成であれば、支持基板３側の半透過記録層７では光透過率４５％〜５５％程度、透明保護膜１３側の半透過記録層９では光透過率６０％程度に調整される。このような調整は、記録再生に用いられるレーザ光ｈの光透過率ｔｃ、記録材料層１０４が結晶状態にある場合の反射率Ｒｃ、および記録材料層１０４が非晶質状態にある場合の反射率Ｒａが所定の値となるように、各層の膜厚によって制御される。
【００３１】
以上のような半透過記録層７，９の形成は、例えば一連のスパッタ成膜によって行われる。一連のスパッタ成膜に用いるスパッタ成膜装置は、ロードチャンバとアンロードチャンバとの間に、半透過記録層７，９を構成する各層の成膜チャンバを順に配列したものであり、支持基板を真空雰囲気に保ったまま順次チャンバ間を移動可能に接続されている。
【００３２】
このようなスパッタ装置を用いた半透過記録層７，９の形成においては、支持基板３上に反射記録層５、中間層１１を成膜した後、各成膜チャンバ内で第１誘電体層１０１〜第３誘電体層１０５までの成膜を順に行う。これにより、支持基板３側から第１誘電体層１０１〜第３誘電体層１０５を順次積層させた半透過記録層７，９を形成する。
【００３３】
＜中間層１１および透明保護膜１３＞
中間層１１および透明保護膜１３は、記録再生に用いるレーザ光に対しての光吸収が小さい材料を用いて構成され、例えば光硬化性樹脂や、光硬化性樹脂を接着剤としてガラス基板や樹脂基板を張り合わせて用いても良い。尚、光記録媒体１中に設けられる複数の中間層１１および透明保護膜１３は、同一構成であっても良く、それぞれが異なる構成であっても良い。
【００３４】
以上説明した光記録媒体１によれば、第２誘電体層１０３を下層１０３ａと上層１０３ｂとの積層構造とし、これらの層１０３ａ，１０３ｂを構成する材料の組み合わせを限定した。これにより、次の実施例１〜５で順に説明するように、半透過記録層７，９においての欠陥発生を抑えつつ、記録再生信号特性の確保が図られることが確認された。これにより、相変化型の光記録媒体１において、複数層の半透過記録層７，９を積層させた場合の光透過率を確保でき、さらなる記録容量の増加を図ることが可能になる。
【００３５】
＜実施例１＞
記録再生波長として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いる場合を想定し、第２誘電体層１０３を各構成として第１実施形態で説明した構成の半透過記録層７，９を形成した。半透過記録層７，９は、光硬化性樹脂からなる中間層１１上に形成し、この上部を光硬化性樹脂からなる透明保護膜１３で覆い、光記録媒体を作製した。
【００３６】
半透過記録層は、支持基板側から順に下記の材料を用いて形成した。
第１誘電体層１０１…Ｎｂ２Ｏ５（２０ｎｍ）
半透過半反射層１０２…Ａｇ合金（１０ｎｍ）
第２誘電体層１０３…下記表1参照
記録材料層１０４…ＧｅＢｉＴｅ記録材料（６ｎｍ）
第３誘電体層１０５…ＳｉＮ（１０ｎｍ）／ＴｉＯ２（屈折率約２．６５：１６ｎｍ）
尚、記録材料層１０４を構成するＧｅＢｉＴｅ記録材料は、化合物系の記録材料であり、レーザ光の照射によって結晶と非晶質との間で相変化する。
【００３７】
【表１】
【００３８】
以上のようにして作製した光記録媒体について、信頼性試験を行った前後の欠陥密度を測定した。信頼性試験は８０℃、８５％の温室度環境下で１２０時間保管する方法をとった。測定した初期欠陥密度および欠陥増加率を、上記表１に合わせて示した。
【００３９】
尚、初期欠陥密度は、半透過記録層形成直後の欠陥数を単位面積あたりの数に換算した数である。欠陥増加率は、信頼性試験前後における単位面積当たりの欠陥数の増加数を単位時間（１日）当たりに換算した数である。初期欠陥密度および欠陥増加率の算出のための欠陥数は、ディフェクトカウンター［パルステック工業（株）製の欠陥検査機］を用いて測定した。
【００４０】
上記表1より、初期欠陥密度は、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成で最も低い０．０７［個／ｍｍ２］であるが、第２誘電体層１０３がその他の積層構造である（２）〜（５）であっても、０．１５［個／ｍｍ２］以下に抑えられていた。一方、欠陥増加率は、第２誘電体層１０３の上層１０３ｂを酸化シリコン（ＳｉＯ２）とした（５）のみで極端に悪い１．１３［個／ｍｍ２／ｄａｙ］であり、もはやトラッキングサーボの挙動すら不安定なレベルであった。
【００４１】
この結果、第２誘電体層１０３を積層構造とする場合、ＩＴＯからなる下層１０３ａであれば、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、または酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）からなる上層１０３ｂとする。つまり、積層構造の第２誘電体層１０３は、表１の（１）〜（４）の構成が好ましい。これにより、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした構成と同程度に欠陥発生を抑えることが可能であることが確認された。
【００４２】
＜実施例２＞
実施例１で、欠陥増加率が小数点以下に抑えられている（１）〜（４）および（６）の第２誘電体１０３を有する光記録媒体について、ＲＦ信号を複数回記録（Direct OverWrite :ＤＯＷ）した。図２には、ＲＦ信号品質を示すジッター値を記録回数（ＤＯＷ回数）ごとにプロットしたグラフをＤＯＷ特性（ＲＦ信号の書き換え特性）として示す。ここで扱うジッター値とはＲＦ信号が正確に記録された時の再生信号レベルに対する実際の信号レベルのずれ量の統計値であり数値が大きいほどＲＦ信号品質が悪いことを示す。信号記録条件は、変調方式：１−７ＰＰ、channel bit rate：１３２Ｍｂｐｓ、channel bit length：５７．２６ｎｍ、その他基本的な仕様はＢｌｕ−ｒａｙ規格にならった。
【００４３】
図２のＤＯＷ特性より、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成では、ＤＯＷ回数１００回程度から急激にジッター値が悪化していることがわかる。これに対して、第２誘電体層１０３を、下層１０３ａＩＴＯ／上層１０３ｂ各材料とした（１）〜（４）の構成では、何れもＩＴＯ単層構造の（６）よりも、大きいＤＯＷ回数までジッター値の顕著な悪化が見られなかった。
【００４４】
さらに、ＤＯＷ回数１回以降において、（１）〜（４）の構成のジッター値は、（６）のジッター値よりも低かった。
【００４５】
以上より、第２誘電体層１０３は、ＩＴＯからなる下層１０３ａ上に、他の酸化膜からなる上層１０３ａを積層させた積層構造とすることで、ＩＴＯ単層構造とするよりも、信号特性の向上が図られることが確認された。
【００４６】
＜実施例３＞
本発明の比較例として、図３の（１１）〜（１４）の各材料を用いた単層構造の第２誘電体層１０３を半透過記録層７，９に設けた光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。
【００４７】
このようにして作製した（１１）〜（１４）の構成の光記録媒体について、実施例２と同様にＲＦ信号を複数回記録した。図３にはジッター値を記録回数（ＤＯＷ回数）ごとにプロットしたグラフをＤＯＷ特性（ＲＦ信号の書き換え特性）として示す。また図３には、比較として実施例２で示した、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成、および第２誘電体層１０３を本発明に対応する積層構造とした（３）の構成のＤＯＷ特性を合わせて示す。
【００４８】
図３のＤＯＷ特性より、第２誘電体層１０３を単層構造とした（６）および（１１）〜（１４）の構成では、ＩＴＯと酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）との積層構造とした（３）よりも、ＤＯＷ回数１０００回程を超えるまでジッター値が高いことがわかる。
【００４９】
以上より、第２誘電体層１０３は、酸化膜の単層構造よりも、ＩＴＯからなる下層１０３ａ上に他の酸化膜（ＺｒＯ２）を積層させた積層構造とすることで、信号特性の向上が図られることが確認された。
【００５０】
＜実施例４＞
第２誘電体層１０３を、ＩＴＯからなる下層１０３ａ／酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５)からなる上層１０３ｂとの積層構造とし、ＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０〜１００ｍｏｌ％の範囲で調整した各半透過記録層７，９を有する光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。作製した光記録媒体について、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す各種評価を行った。尚、図４（ａ）〜図４（ｄ）において、横軸のＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０ｍｏｌ％は酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）であり、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成１００ｍｏｌ％は酸化スズ（ＳｎＯ２）である。
【００５１】
図４（ａ）には、パワーマージン評価結果を示す。パワーマージンとは、信号記録時のレーザーパワーの変動に対する記録のし易さを示す指標の１つであり、以下のようにして求められる。まず、ＲＦ信号を最適記録するときのレーザーパワーを基準として、そのレーザーパワーを例えば０．５倍〜１．５倍の範囲で変えて記録を行い、ジッター値の変化をデータとして得る。ジッター値とは、上述したようにＲＦ信号が正確に記録された時の再生信号レベルに対する実際の信号レベルのずれ量の統計値であり、数値が大きいほどＲＦ信号品質が悪い。このジッター値には、情報を読み取りできなくなる上限値があり、通常は、各システムに見合った上限の基準値を設それぞれ設けている。ここで、信号記録時のレーザーパワーは、最適パワーから上げても下げてもジッター値が増加（悪化）するため、低パワー側でも高パワー側でも、最適パワーからのずれ量がある程度以上になるとジッター上限値に達する。このため、ジッター値が上限値以下の値をとるレーザーパワー範囲のパワー幅を、最適レーザーパワー値で規格化した値、つまりレーザーパワーのマージン幅が、パワーマージンとして求められる。ここではマージン幅２０％以上あれば良しとする。
【００５２】
図４（ａ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比８０ｍｏｌ％をマージン幅のピークとし、全ての組成範囲でマージン幅が２０％以上であった。これにより、パワーマージンの観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００５３】
図４（ｂ）には、書き換え（ＤＯＷ）１０００回後のジッター値を示す。ここではＤＯＷ１０００後のジッター値１３．５％以上でＮＧとする。
【００５４】
図４（ｂ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比６０ｍｏｌ％をジッター値のピークとし、５０ｍｏｌ％以下の範囲でジッター値が１３．５％未満に抑えられている。これにより、ジッター値の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成範囲のＩＴＯであれば、問題がないことがわかった。尚、ＤＯＷ１０回でのジッター値は、組成比によらずおおよそ１２％程度であった。
【００５５】
図４（ｃ）には、光記録媒体を作製した直後の欠陥数を面密度として算出した初期欠陥密度を示す。ここでは初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下であれば良しとする。
【００５６】
図４（ｃ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比７０ｍｏｌ％以下および８５ｍｏｌ％以上の範囲で初期欠陥密度が０．１０［個／ｍｍ２］以下に抑えられている。これにより、初期欠陥密度の観点からは、酸化スズ（ＳｎＯ２）組成比７０ｍｏｌ％以下および８５ｍｏｌ％以上であれば、問題がないことがわかった。
【００５７】
図４（ｄ）には、光記録媒体に対して加速試験を行った後の欠陥数の増加分を、単位面積および単位加速時間（１日）当たりの欠陥増分として算出した欠陥増加率を示す。加速試験は、光記録媒体を、８０℃、８５％の環境に１２０時間投入して行った。ここでは、欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下であれば良しとする。
【００５８】
図４（ｄ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲で欠陥増加率が０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下に抑えられていることが。これにより、欠陥増加率の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００５９】
以上、各図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した各種評価から、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、ジッター値の観点から、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯが好ましいことが確認された。尚、この際の第２誘電体層１０３の上層１０３ｂは、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５)からなる。
【００６０】
＜実施例５＞
第２誘電体層１０３を、ＩＴＯからなる下層１０３ａ／酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３)からなる上層１０３ｂとの積層構造とし、ＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０〜１００ｍｏｌ％の範囲で調整した各半透過記録層７，９を有する光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。作製した光記録媒体について、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、実施例４と同様の各種評価を行った。尚、図５（ａ）〜図５（ｄ）において、横軸のＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０ｍｏｌ％は酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）であり、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成１００ｍｏｌ％は酸化スズ（ＳｎＯ２）である。
【００６１】
図５（ａ）には、パワーマージン評価結果を示す。ここではマージン幅２０％以上あれば良しとする。図５（ａ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲でマージン幅が２５％程度を保っていた。これにより、パワーマージンの観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６２】
図５（ｂ）には、書き換え（ＤＯＷ）１０００回後のジッター値を示す。ここではＤＯＷ１０００後のジッター値１３．５％以上でＮＧとする。図５（ｂ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲でジッター値１３．５％未満を保っていた。これにより、ジッター値の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６３】
図５（ｃ）には、初期欠陥密度を示す。ここでは初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下であれば良しとする。図５（ｃ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲で初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下を保っていた。これにより、初期欠陥密度の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６４】
図５（ｄ）には、８０℃、８５％の環境に１２０時間投入した加速試験前後での欠陥増加率を示す。ここでは、欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下であれば良しとする。図５（ｄ）に示されるように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比が５０ｍｏｌ％以下の範囲で欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下に抑えられている。これにより、欠陥増加率の観点からは、第２誘電体層１０３の下層は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯであれば、問題がないことがわかった。
【００６５】
以上、各図５（ａ）〜図５（ｄ）に示した各種評価から、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、欠陥増加率の観点から、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯが好ましいことが確認された。尚、この際の第２誘電体層１０３の上層１０３ｂは、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３)からなる。
【符号の説明】
【００６６】
１…光記録媒体、３…支持基板、７，９…半透過記録層、１０１…第１誘電体層、１０２…半透過半反射層、１０３…第２誘電体層、１０３ａ…下層、１０３ｂ…上層、１０４…記録材料層（相変化型）、１０５…第３誘電体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は光記録媒体に関し、特には複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光の照射による情報の記録、再生および消去が可能な光記録媒体の一つとして相変化型の光記録媒体が知られている。相変化型の光記録媒体は、結晶−非晶質間、あるいは異なる結晶相間の相転移を利用して情報の記録、再生および消去を行う。このような相変化型光記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＷ（Compact Disc - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc - Random Access Memory）、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃなどが商品化されている。また近年は、記録容量を高めるために、複数の記録層を積層した構成（２層ディスク）が実用化されている。
【０００３】
以上のような相変化型光記録媒体における２層ディスクの構成は、次のようである。すなわち、支持基板上に第１の記録層が形成され、その上に記録再生波長に対して透明な中間層を介して第２の記録層が形成され、その上に記録再生波長に対して透明な光透過保護層が形成された層構造を有する。記録再生に用いるレーザ光は光透過保護層側から対物レンズを通して光記録媒体に入射される。対物レンズを通過したレーザ光は第１の記録層または第２の記録層に集光され、情報の記録再生が行われる。
【０００４】
ここで２層ディスクの特徴的な構成は、第２の記録層が第１の記録層の記録再生のために光を透過する性能を有する半透過記録層として構成されるところにある。このような第２の記録層は、誘電体、金属、相変化記録材料などを記録再生性能が発揮できるように積層してなり、典型的な積層構造は基板側から第１誘電体層／金属反射層／第２誘電体層／相変化記録材料層／第３誘電体層の順に積層されている。また、おおよそ４５％から５５％の光透過率をもたせることで、光ディスク記録再生装置（ドライブ）からみて、第１の記録層と第２の記録層の記録再生パワーや反射率が一致するように設計されている。
【０００５】
以上のような構成の第２の記録層（半透過記録層）において、金属反射層と相変化記録層との間の第２誘電体層は、光学距離を調整して記録層の吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きを有する。
【０００６】
このような第２誘電体膜を構成する材料には、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、炭素などが単体でまたは混合物として用いられる。また第２誘電体層は、これらの材料を組み合わせた積層構造であっても良く、特に記録層側の界面層には、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）などの酸化物や、さらにシリコンを含有することが提案されている（以上、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／０１８２２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、以上の光記録媒体においては、さらなる記録容量の増加を図るために、記録層を３層とした３層ディスクや、４層とした４層ディスクの開発が進められている。これら３層ディスクおよび４層ディスクにおいては、レーザ光の入射側に配置される半透過記録層に、２層ディスクの半透過記録層よりもより高い光透過率が求められる。
【０００９】
このような高い光透過率を実現するために、半透過記録層を構成する相変化記録材料層や金属反射層を薄膜化する傾向にあるが、これらの層の薄膜化は限界に達しており、さらなる薄膜化は欠陥の発生や記録再生信号特性の劣化を招く要因になる。
【００１０】
そこで本発明は、半透過記録層においての記録再生信号特性を確保しつつ、欠陥発生を抑えることにより、さらなる記録容量の増加を可能にする光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するための本発明は、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体に関する。この光記録媒体は、支持基板と、当該支持基板側から第１誘電体層／半透過半反射層／第２誘電体層／相変化型の記録材料層／第３誘電体層を順に積層してなる半透過記録層とを有する。そして特に、半透過半反射層が銀を用いて構成される。また、第２誘電体層は、半透過半反射層側の界面に配置される下層と、当該下層よりも前記記録材料層側に配置される上層とを有する積層構造である。このうち下層は、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成される。一方、上層は、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる。
【００１２】
このような構成の光記録媒体では、第２誘電体層の積層構成を限定したことにより、以降の実施例で詳細に説明するように半透過記録層においての記録再生信号特性の確保と欠陥発生の防止の両立が可能であることが確認された。
【発明の効果】
【００１３】
以上より本発明によれば、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体において、半透過記録層の積層数の増加を実現し、さらなる記録容量の増加を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の光記録媒体の構造を示す模式図である。
【図２】実施例１における各光記録媒体のＤＯＷ特性を示すグラフである。
【図３】実施例２における各光記録媒体のＤＯＷ特性を示すグラフである。
【図４】実施例３における各光記録媒体についての各種評価の結果を示すグラフである。
【図５】実施例４における各光記録媒体についての各種評価の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施形態の光記録媒体１の構成を示す模式図である。この図に示す光記録媒体１は、半透過記録層を含む複数の記録層を積層した相変化型の光記録媒体である。特に本実施形態においては、半透過記録層を構成する誘電体層のうち、記録材料層−半透過半反射層間に設けられた第２誘電体層の構成が特徴的である。尚、ここでは一例として、３層の記録層を積層した構成を説明するが、記録層の積層数がこれに限定されることはなく、２層の積層構造であっても良く、４層以上の層構造であっても良い。
【００１７】
この光記録媒体１は、支持基板３と、支持基板３上に積層された複数の記録層５，７，９と、これらの記録層５，７，９間に挟持された透明な中間層１１と、最上部に配置された透明保護膜１３とを備えている。これらの記録層５，７，９は、支持基板３の直上に設けられた反射記録層５、およびこれよりも透明保護膜１３側に設けられた半透過記録層７，９である。つまり、支持基板３側からは、支持基板３／反射記録層５／中間層１１／半透過記録層７／中間層１１／半透過記録層９／透明保護膜１３がこの順に積層されている。尚、記録層が４層以上の場合、半透過記録層９と透明保護膜１３との間に、中間層を介してさらに半透過記録層が積層される構成となる。
【００１８】
ここで、この光記録媒体１の記録再生には、例えば波長が４００〜４１０ｎｍのレーザ光が用いられ、透明保護膜１３側から入射される。ディスク記録再生装置から出射されて、透明保護膜１３側から入射したレーザ光ｈは、ディスク記録再生装置側のフォーカス制御に応じて、反射記録層５または半透過記録層７，９に集光され、情報の記録再生が行われる。以下、各層の構成を説明する。
【００１９】
＜支持基板３＞
支持基板３は、ポリカーボネート等のプラスチック、またはガラス等からなる。
【００２０】
＜反射記録層５＞
反射記録層５は、相変化型の記録材料層と共に、記録再生に用いるレーザ光ｈを反射するための十分な厚みの反射層を備えている。このような反射記録層５は、支持基板３側から順に、少なくとも反射層／誘電体層／相変化型の記録材料層／誘電体層が順に積層されている。記録材料層は、相変化型の記録材料を用いたであれば良く、例えば次に説明する半透過記録層７，９を構成する記録材料と同様の材料の中から選択した材料を用いて構成される。
【００２１】
＜半透過記録層７，９＞
半透過記録層７，９は、本実施形態に特徴的な第２誘電体層１０３を有する層である。これらの半透過記録層７，９は、相変化型の記録材料層１０４と共に、記録再生に用いるレーザ光ｈを反射すると共に透過する半透過半反射層１０２を備えている。このような半透過記録層７，９は、図示した通り、支持基板３側から順に第１誘電体層１０１／半透過半反射層１０２／第２誘電体層１０３／記録材料層１０４／第３誘電体層１０５が積層されている。本実施形態においては、このような積層構造の半透過記録層７，９において、半透過半反射層１０２と記録材料層１０４との間に配置された第２誘電体層１０３の構成が特徴的である。以下、半透過記録層７，９の構成を下層側から順に説明する。
【００２２】
第１誘電体層１０１は、透過率を調整する層として所定の屈折率を有する材料を用いる構成が提案されている。このような材料としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−ＮおよびＺｎＳが例示されている。またこれらの材料は、混合物として用いても良く、さらに積層構造としても良い。
【００２３】
半透過半反射層１０２は、金属薄膜で構成される。ここでは、例えば銀（Ａｇ）または銀合金を用いた薄膜からなり、膜厚の調整によってレーザ光の透過率、反射率、および放熱速度が調整される。銀合金を用いる場合、銀（Ａｇ）の他の材料には、例えばＮｄ，Ｐｄ，Ｃｕなどが用いられる。
【００２４】
そして本発明に特徴的な第２誘電体層１０３は、半透過半反射層１０２側の下層１０３ａと、その上部の記録材料層１０４側の上層１０３ｂとの積層構造となっている。
【００２５】
このうち半透過半反射層１０２側の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる層、または酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ２）との複合酸化物（いわゆるＩＴＯ：Indium Tin Oxide）からなる層として構成されている。下層１０３ａが、ＩＴＯからなる層である場合、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ２）との組成比は、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００２６】
このような材料からなる下層１０３ａに対して積層される上層１０３ｂは、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、または酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）からなる層として構成されている。
【００２７】
記録材料層１０４は、レーザ光の照射によって相変化する材料、さらに詳しくはレーザ光の照射による加熱後の冷却過程によって、結晶または非晶質、あるいは結晶１または結晶２の何れかの相に制御される。このような記録材料層１０４は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびテルル（Ｔｅ）のうちの少なくとも１つを用いて構成される。具体的な一例としては、組成式ＧｅaＳｂ２Ｔｅa+3、ＧｅａＢｉ2Ｔｅa+3（１≦ａ≦２０）の化合物が用いられる。これらの化合物は、ゲルマニウム（Ｇｅ）およびテルル（Ｔｅ）の量を微調整して用いられ、また２種類を混ぜあわせた複合化合物として用いられる。またこれらの化合物を用いて構成される記録材料層１０４には、記録情報保存性能等を向上するために用途に応じた元素を適宜添加しても良い。
【００２８】
第３誘電体層１０５は、第１誘電体層１０１と同様の材料を用いて構成される。また第３誘電体層１０５も、例示した材料の混合物として用いても良く、単層構造であることに限定されることはなく、複数層を積層させた層構造であっても良い。
【００２９】
以上のような半透過記録層７，９は、透明保護膜１３側から入射された記録再生用のレーザ光が、反射記録層５にまで達するように光を透過する性能を有する。特には、レーザ光の照射とピックアップを行う記録再生装置（ドライブ）からみて、反射記録層５および半透過記録層７，９の記録再生パワーや反射率が一致するように設計されている。このため、半透過記録層７，９は、透明保護膜１３に近く配置されるものほど、光透過率が大きくなるように構成されていることとする。
【００３０】
例えば、反射記録層５を含めて３層の記録層を積層した構成であれば、支持基板３側の半透過記録層７では光透過率４５％〜５５％程度、透明保護膜１３側の半透過記録層９では光透過率６０％程度に調整される。このような調整は、記録再生に用いられるレーザ光ｈの光透過率ｔｃ、記録材料層１０４が結晶状態にある場合の反射率Ｒｃ、および記録材料層１０４が非晶質状態にある場合の反射率Ｒａが所定の値となるように、各層の膜厚によって制御される。
【００３１】
以上のような半透過記録層７，９の形成は、例えば一連のスパッタ成膜によって行われる。一連のスパッタ成膜に用いるスパッタ成膜装置は、ロードチャンバとアンロードチャンバとの間に、半透過記録層７，９を構成する各層の成膜チャンバを順に配列したものであり、支持基板を真空雰囲気に保ったまま順次チャンバ間を移動可能に接続されている。
【００３２】
このようなスパッタ装置を用いた半透過記録層７，９の形成においては、支持基板３上に反射記録層５、中間層１１を成膜した後、各成膜チャンバ内で第１誘電体層１０１〜第３誘電体層１０５までの成膜を順に行う。これにより、支持基板３側から第１誘電体層１０１〜第３誘電体層１０５を順次積層させた半透過記録層７，９を形成する。
【００３３】
＜中間層１１および透明保護膜１３＞
中間層１１および透明保護膜１３は、記録再生に用いるレーザ光に対しての光吸収が小さい材料を用いて構成され、例えば光硬化性樹脂や、光硬化性樹脂を接着剤としてガラス基板や樹脂基板を張り合わせて用いても良い。尚、光記録媒体１中に設けられる複数の中間層１１および透明保護膜１３は、同一構成であっても良く、それぞれが異なる構成であっても良い。
【００３４】
以上説明した光記録媒体１によれば、第２誘電体層１０３を下層１０３ａと上層１０３ｂとの積層構造とし、これらの層１０３ａ，１０３ｂを構成する材料の組み合わせを限定した。これにより、次の実施例１〜５で順に説明するように、半透過記録層７，９においての欠陥発生を抑えつつ、記録再生信号特性の確保が図られることが確認された。これにより、相変化型の光記録媒体１において、複数層の半透過記録層７，９を積層させた場合の光透過率を確保でき、さらなる記録容量の増加を図ることが可能になる。
【００３５】
＜実施例１＞
記録再生波長として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いる場合を想定し、第２誘電体層１０３を各構成として第１実施形態で説明した構成の半透過記録層７，９を形成した。半透過記録層７，９は、光硬化性樹脂からなる中間層１１上に形成し、この上部を光硬化性樹脂からなる透明保護膜１３で覆い、光記録媒体を作製した。
【００３６】
半透過記録層は、支持基板側から順に下記の材料を用いて形成した。
第１誘電体層１０１…Ｎｂ２Ｏ５（２０ｎｍ）
半透過半反射層１０２…Ａｇ合金（１０ｎｍ）
第２誘電体層１０３…下記表1参照
記録材料層１０４…ＧｅＢｉＴｅ記録材料（６ｎｍ）
第３誘電体層１０５…ＳｉＮ（１０ｎｍ）／ＴｉＯ２（屈折率約２．６５：１６ｎｍ）
尚、記録材料層１０４を構成するＧｅＢｉＴｅ記録材料は、化合物系の記録材料であり、レーザ光の照射によって結晶と非晶質との間で相変化する。
【００３７】
【表１】
【００３８】
以上のようにして作製した光記録媒体について、信頼性試験を行った前後の欠陥密度を測定した。信頼性試験は８０℃、８５％の温室度環境下で１２０時間保管する方法をとった。測定した初期欠陥密度および欠陥増加率を、上記表１に合わせて示した。
【００３９】
尚、初期欠陥密度は、半透過記録層形成直後の欠陥数を単位面積あたりの数に換算した数である。欠陥増加率は、信頼性試験前後における単位面積当たりの欠陥数の増加数を単位時間（１日）当たりに換算した数である。初期欠陥密度および欠陥増加率の算出のための欠陥数は、ディフェクトカウンター［パルステック工業（株）製の欠陥検査機］を用いて測定した。
【００４０】
上記表1より、初期欠陥密度は、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成で最も低い０．０７［個／ｍｍ２］であるが、第２誘電体層１０３がその他の積層構造である（２）〜（５）であっても、０．１５［個／ｍｍ２］以下に抑えられていた。一方、欠陥増加率は、第２誘電体層１０３の上層１０３ｂを酸化シリコン（ＳｉＯ２）とした（５）のみで極端に悪い１．１３［個／ｍｍ２／ｄａｙ］であり、もはやトラッキングサーボの挙動すら不安定なレベルであった。
【００４１】
この結果、第２誘電体層１０３を積層構造とする場合、ＩＴＯからなる下層１０３ａであれば、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、または酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）からなる上層１０３ｂとする。つまり、積層構造の第２誘電体層１０３は、表１の（１）〜（４）の構成が好ましい。これにより、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした構成と同程度に欠陥発生を抑えることが可能であることが確認された。
【００４２】
＜実施例２＞
実施例１で、欠陥増加率が小数点以下に抑えられている（１）〜（４）および（６）の第２誘電体１０３を有する光記録媒体について、ＲＦ信号を複数回記録（Direct OverWrite :ＤＯＷ）した。図２には、ＲＦ信号品質を示すジッター値を記録回数（ＤＯＷ回数）ごとにプロットしたグラフをＤＯＷ特性（ＲＦ信号の書き換え特性）として示す。ここで扱うジッター値とはＲＦ信号が正確に記録された時の再生信号レベルに対する実際の信号レベルのずれ量の統計値であり数値が大きいほどＲＦ信号品質が悪いことを示す。信号記録条件は、変調方式：１−７ＰＰ、channel bit rate：１３２Ｍｂｐｓ、channel bit length：５７．２６ｎｍ、その他基本的な仕様はＢｌｕ−ｒａｙ規格にならった。
【００４３】
図２のＤＯＷ特性より、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成では、ＤＯＷ回数１００回程度から急激にジッター値が悪化していることがわかる。これに対して、第２誘電体層１０３を、下層１０３ａＩＴＯ／上層１０３ｂ各材料とした（１）〜（４）の構成では、何れもＩＴＯ単層構造の（６）よりも、大きいＤＯＷ回数までジッター値の顕著な悪化が見られなかった。
【００４４】
さらに、ＤＯＷ回数１回以降において、（１）〜（４）の構成のジッター値は、（６）のジッター値よりも低かった。
【００４５】
以上より、第２誘電体層１０３は、ＩＴＯからなる下層１０３ａ上に、他の酸化膜からなる上層１０３ａを積層させた積層構造とすることで、ＩＴＯ単層構造とするよりも、信号特性の向上が図られることが確認された。
【００４６】
＜実施例３＞
本発明の比較例として、図３の（１１）〜（１４）の各材料を用いた単層構造の第２誘電体層１０３を半透過記録層７，９に設けた光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。
【００４７】
このようにして作製した（１１）〜（１４）の構成の光記録媒体について、実施例２と同様にＲＦ信号を複数回記録した。図３にはジッター値を記録回数（ＤＯＷ回数）ごとにプロットしたグラフをＤＯＷ特性（ＲＦ信号の書き換え特性）として示す。また図３には、比較として実施例２で示した、第２誘電体層１０３をＩＴＯ単層構造とした（６）の構成、および第２誘電体層１０３を本発明に対応する積層構造とした（３）の構成のＤＯＷ特性を合わせて示す。
【００４８】
図３のＤＯＷ特性より、第２誘電体層１０３を単層構造とした（６）および（１１）〜（１４）の構成では、ＩＴＯと酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）との積層構造とした（３）よりも、ＤＯＷ回数１０００回程を超えるまでジッター値が高いことがわかる。
【００４９】
以上より、第２誘電体層１０３は、酸化膜の単層構造よりも、ＩＴＯからなる下層１０３ａ上に他の酸化膜（ＺｒＯ２）を積層させた積層構造とすることで、信号特性の向上が図られることが確認された。
【００５０】
＜実施例４＞
第２誘電体層１０３を、ＩＴＯからなる下層１０３ａ／酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５)からなる上層１０３ｂとの積層構造とし、ＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０〜１００ｍｏｌ％の範囲で調整した各半透過記録層７，９を有する光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。作製した光記録媒体について、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す各種評価を行った。尚、図４（ａ）〜図４（ｄ）において、横軸のＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０ｍｏｌ％は酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）であり、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成１００ｍｏｌ％は酸化スズ（ＳｎＯ２）である。
【００５１】
図４（ａ）には、パワーマージン評価結果を示す。パワーマージンとは、信号記録時のレーザーパワーの変動に対する記録のし易さを示す指標の１つであり、以下のようにして求められる。まず、ＲＦ信号を最適記録するときのレーザーパワーを基準として、そのレーザーパワーを例えば０．５倍〜１．５倍の範囲で変えて記録を行い、ジッター値の変化をデータとして得る。ジッター値とは、上述したようにＲＦ信号が正確に記録された時の再生信号レベルに対する実際の信号レベルのずれ量の統計値であり、数値が大きいほどＲＦ信号品質が悪い。このジッター値には、情報を読み取りできなくなる上限値があり、通常は、各システムに見合った上限の基準値を設それぞれ設けている。ここで、信号記録時のレーザーパワーは、最適パワーから上げても下げてもジッター値が増加（悪化）するため、低パワー側でも高パワー側でも、最適パワーからのずれ量がある程度以上になるとジッター上限値に達する。このため、ジッター値が上限値以下の値をとるレーザーパワー範囲のパワー幅を、最適レーザーパワー値で規格化した値、つまりレーザーパワーのマージン幅が、パワーマージンとして求められる。ここではマージン幅２０％以上あれば良しとする。
【００５２】
図４（ａ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比８０ｍｏｌ％をマージン幅のピークとし、全ての組成範囲でマージン幅が２０％以上であった。これにより、パワーマージンの観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００５３】
図４（ｂ）には、書き換え（ＤＯＷ）１０００回後のジッター値を示す。ここではＤＯＷ１０００後のジッター値１３．５％以上でＮＧとする。
【００５４】
図４（ｂ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比６０ｍｏｌ％をジッター値のピークとし、５０ｍｏｌ％以下の範囲でジッター値が１３．５％未満に抑えられている。これにより、ジッター値の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成範囲のＩＴＯであれば、問題がないことがわかった。尚、ＤＯＷ１０回でのジッター値は、組成比によらずおおよそ１２％程度であった。
【００５５】
図４（ｃ）には、光記録媒体を作製した直後の欠陥数を面密度として算出した初期欠陥密度を示す。ここでは初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下であれば良しとする。
【００５６】
図４（ｃ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比７０ｍｏｌ％以下および８５ｍｏｌ％以上の範囲で初期欠陥密度が０．１０［個／ｍｍ２］以下に抑えられている。これにより、初期欠陥密度の観点からは、酸化スズ（ＳｎＯ２）組成比７０ｍｏｌ％以下および８５ｍｏｌ％以上であれば、問題がないことがわかった。
【００５７】
図４（ｄ）には、光記録媒体に対して加速試験を行った後の欠陥数の増加分を、単位面積および単位加速時間（１日）当たりの欠陥増分として算出した欠陥増加率を示す。加速試験は、光記録媒体を、８０℃、８５％の環境に１２０時間投入して行った。ここでは、欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下であれば良しとする。
【００５８】
図４（ｄ）に示されるように、第２誘電体層１０３の下層１０３ａを構成するＩＴＯの組成において、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲で欠陥増加率が０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下に抑えられていることが。これにより、欠陥増加率の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００５９】
以上、各図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した各種評価から、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、ジッター値の観点から、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯが好ましいことが確認された。尚、この際の第２誘電体層１０３の上層１０３ｂは、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５)からなる。
【００６０】
＜実施例５＞
第２誘電体層１０３を、ＩＴＯからなる下層１０３ａ／酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３)からなる上層１０３ｂとの積層構造とし、ＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０〜１００ｍｏｌ％の範囲で調整した各半透過記録層７，９を有する光記録媒体を作製した。第２誘電体層１０３以外の構成は実施例１と同様である。作製した光記録媒体について、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、実施例４と同様の各種評価を行った。尚、図５（ａ）〜図５（ｄ）において、横軸のＩＴＯ中の酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成０ｍｏｌ％は酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）であり、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成１００ｍｏｌ％は酸化スズ（ＳｎＯ２）である。
【００６１】
図５（ａ）には、パワーマージン評価結果を示す。ここではマージン幅２０％以上あれば良しとする。図５（ａ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲でマージン幅が２５％程度を保っていた。これにより、パワーマージンの観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６２】
図５（ｂ）には、書き換え（ＤＯＷ）１０００回後のジッター値を示す。ここではＤＯＷ１０００後のジッター値１３．５％以上でＮＧとする。図５（ｂ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲でジッター値１３．５％未満を保っていた。これにより、ジッター値の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６３】
図５（ｃ）には、初期欠陥密度を示す。ここでは初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下であれば良しとする。図５（ｃ）に示すように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比の全ての範囲で初期欠陥密度０．１０［個／ｍｍ２］以下を保っていた。これにより、初期欠陥密度の観点からは、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＴＯ、または酸化スズ（ＳｎＯ２）であれば問題がないことがわかった。
【００６４】
図５（ｄ）には、８０℃、８５％の環境に１２０時間投入した加速試験前後での欠陥増加率を示す。ここでは、欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下であれば良しとする。図５（ｄ）に示されるように、酸化スズ（ＳｎＯ２）の組成比が５０ｍｏｌ％以下の範囲で欠陥増加率０．０５［個／ｍｍ２／ｄａｙ］以下に抑えられている。これにより、欠陥増加率の観点からは、第２誘電体層１０３の下層は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯであれば、問題がないことがわかった。
【００６５】
以上、各図５（ａ）〜図５（ｄ）に示した各種評価から、第２誘電体層１０３の下層１０３ａは、欠陥増加率の観点から、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）または、酸化スズ（ＳｎＯ２）５０ｍｏｌ％以下の組成のＩＴＯが好ましいことが確認された。尚、この際の第２誘電体層１０３の上層１０３ｂは、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３)からなる。
【符号の説明】
【００６６】
１…光記録媒体、３…支持基板、７，９…半透過記録層、１０１…第１誘電体層、１０２…半透過半反射層、１０３…第２誘電体層、１０３ａ…下層、１０３ｂ…上層、１０４…記録材料層（相変化型）、１０５…第３誘電体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、当該支持基板側から第１誘電体層／半透過半反射層／第２誘電体層／相変化型の記録材料層／第３誘電体層を順に積層してなる半透過記録層とを有し、
前記半透過半反射層が銀を用いて構成され、
前記第２誘電体層は、前記半透過半反射層側の界面に配置される下層と、当該下層よりも前記記録材料層側に配置される上層とを有する積層構造であり、
前記下層は、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成され、
前記上層は、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる
光記録媒体。
【請求項２】
前期第２誘電体層における前記下層は、酸化インジウムと５０ｍｏｌ％以下の酸化スズとの複合酸化物からなる
請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記相変化型の記録材料層は、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン、およびテルルのうちの少なくとも１つを用いて構成される
請求項１または２に記載の光記録媒体。
【請求項１】
支持基板と、当該支持基板側から第１誘電体層／半透過半反射層／第２誘電体層／相変化型の記録材料層／第３誘電体層を順に積層してなる半透過記録層とを有し、
前記半透過半反射層が銀を用いて構成され、
前記第２誘電体層は、前記半透過半反射層側の界面に配置される下層と、当該下層よりも前記記録材料層側に配置される上層とを有する積層構造であり、
前記下層は、酸化インジウムからなる層、または酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる層として構成され、
前記上層は、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、または酸化ニオブからなる
光記録媒体。
【請求項２】
前期第２誘電体層における前記下層は、酸化インジウムと５０ｍｏｌ％以下の酸化スズとの複合酸化物からなる
請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記相変化型の記録材料層は、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン、およびテルルのうちの少なくとも１つを用いて構成される
請求項１または２に記載の光記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３３２１７（Ｐ２０１２−３３２１７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０８８５（Ｐ２０１０−１７０８８５）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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