JP4331657B2 - 多層相変化型情報記録媒体及びその記録再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザーなどの光により情報の記録、再生などを行うことができる多層相変化型情報記録媒体とその記録再生方法に関し、特に各層の構成と材料に関する。

ＣＤ−ＲＷなどの相変化型光ディスク（相変化型情報記録媒体）は、一般的にプラスチック基板の上に相変化型材料からなる記録層を設け、その上に記録層の光吸収率を向上させ、かつ熱拡散効果を有する反射層を形成したものを基本構成とし、基板面側からレーザー光を入射して、情報の記録再生を行なう。

相変化型材料は、レーザー光照射による加熱とその後の冷却によって、結晶状態と非晶質状態の間で相変化し、急速加熱後急冷すると非晶質となり、徐冷すると結晶化するものであり、相変化型情報記録媒体は、この性質を情報の記録再生に応用したものである。

更に光照射による加熱によって起こる記録層の酸化、蒸散或いは変形を阻止する目的で、通常、基板と記録層の間に下部保護層（下部誘電体層ともいう）、及び記録層と反射層の間に上部保護層（上部誘電体層ともいう）を設ける。更に、これらの保護層は、その厚さを調節することによって、記録媒体の光学特性の調節機能を有するものであり、また下部保護層は、記録層への記録時の熱によって基板が軟化するのを防止する機能を併せ持つものである。

近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことによって、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ＋ＲＷのような、光ディスクの信号記録容量が増大し、信号情報の高密度化が進んでいる。現在のＣＤの記録容量は６５０ＭＢ程度であり、ＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、更に高記録密度化の要求が高まっている。

相変化型情報記録媒体を高記録密度化する方法として、例えば使用するレーザー波長を青色光領域まで短波長化すること、或いは記録再生を行なうピックアップに用いられる対物レンズの開口数ＮＡを大きくして、光記録媒体に照射されるレーザー光のスポットサイズを小さくする方法があり、例えば、ＮＡ０．８５ピックアップ、λ=４０５ｎｍ波長の青紫色レーザーを用いた容量２３．３ＧＢのＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃが開発されている。

従来では、記録媒体自体を改良して記録容量を高める方法としては、基板の片面側に記録層を有する情報層を２つ重ね、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着した構造の２層相変化型情報記録媒体が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

この情報層間の接着部分である分離層（本発明においては中間層という）は、２つの情報層を光学的に分離する機能を有するもので、記録再生用レーザー光がなるべくロスされずに奥側の情報層に到達する必要があるため、レーザー光をなるべく吸収しないような材料から構成されている。

この２層相変化型情報記録媒体については、学会などでも発表されているが、未だ多くの課題が存在している（例えば、非特許文献１参照）。例えば、レーザー光照射側から見て手前側にある情報層（第１情報層）をレーザー光が十分に透過しなければ、奥側にある情報層（第２情報層）の記録層に情報を記録し再生することができないため、第１情報層を構成する反射層をなくすか又は極薄にするか、或いは第１情報層を構成する記録層を極薄にすることが考えられる。

しかし、記録層を薄くしすぎると、結晶化速度が急激に低下し、オーバーライトが困難になる。また、結晶-アモルファスの光学変化が小さくなり、反射率変調度がとれなくなるという不具合が生じてしまうので、あまり薄くすることができない。

また、相変化型情報記録媒体による記録は、記録層の相変化型材料にレーザー光を照射して急冷し、結晶を非晶質に変化させてマークを形成することにより行なわれるので、反射層を無くすか又は１０ｎｍ程度と非常に薄くすると、熱拡散効果が小さくなって、非晶質マークを形成することが困難になってしまう。

特にＣＤ−ＲＷなどの相変化型情報記録媒体に広く用いられている材料の１つであるＳｂ−Ｔｅ共晶系記録材料は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物系記録材料に比べて消去比が優れ、また高感度であるため、記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという点で優れている。

しかしながら、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系記録材料は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ化合物系記録材料に比べて材料の結晶化速度が速いので、非晶質化するには、より単時間で急冷しなければならず、急冷構造をとることが必要な材料であり、反射層が薄い構造では、マーク形成が困難になる。

そこで、比較的熱伝導率が大きく光吸収率の小さな窒化物や炭化物等を用いて、反射層が担っていた熱拡散機能を補助する層（熱拡散層という）を反射層の上に更に設ける方法が、単層相変化型情報記録媒体に関して提案され（例えば、特許文献５参照）、また、２層相変化型情報記録媒体に関しては前出特許文献３などで提案されている。この方法は第１情報層を構成する反射層を薄くした場合に発生する前記のような欠点を解消するのに有効な方法であると考えられる。

しかしながら、特許文献５は、単層相変化型情報記録媒体に関するものであり、透過率については言及されておらず、熱拡散層の膜厚は、光学干渉を無視できるλ/２ｎ前後としている。つまり、熱拡散層を設けても設けなくても、反射率、透過率、吸収率が変わらない膜厚に設定しており、熱拡散層によって積極的に透過率を向上させようという意図はない。

また、特許文献３では、熱拡散層の膜厚は０＜ｄ≦（５/１６）λ/ｎ又は（７/１６）λ/ｎ≦ｄ≦（１/２）λ/ｎの範囲としている。この膜厚は記録層の結晶状態での吸収率Ａｃおよびアモルファス状態での吸収率Ａａの比Ａｃ/Ａａおよび透過率を向上させることを目的としている。しかしながら、この範囲内では記録層の結晶状態での反射率Ｒｃとアモルファス状態での反射率Ｒａの差（コントラスト）が小さくなってしまう範囲が含まれる。この差が小さいと、再生時のエラーが増大してしまう。特許文献３では、結晶-アモルファス間の反射率差については一切触れられていない。レーザー光が短波長になってくると、記録層材料の光学定数差が小さくなり、従ってコントラストが小さくなることがわかっている。そのため、特許文献３では、青色レーザーを用いた場合に、多層相変化型情報記録媒体を良好に記録再生することが困難になる。

また、非特許文献２では、反射層の上に、ｎ=２．７程度の高屈折率材料（具体的には酸化チタン）をλ/８ｎの厚さで設けることを提案している。こうすることで透過率が向上し、かつ結晶-アモルファスの反射率差が大きくなるとしている。

しかしながら、本出願人の光学計算では、λ/８ｎ付近で透過率が向上し、結晶-アモルファスの反射率差は大きくなるが、それ以上に結晶状態での反射率も大きくなるため、反射率変調度（（Ｒｃ-Ｒａ）/Ｒｃ）は低下することがわかっている。

又、２層情報媒体では、第１情報層と第２情報層のドライブ側で認識する反射率を同程度にしなければならないこと、及び第１情報層の感度（吸収率）の点から、第１情報層のＲｃは１０％以下であることが望まれる。熱拡散層をλ/８ｎの厚さにすると、反射率が向上してしまうので、保護層などの膜厚を変えて反射率を１０％以下に調整すると、結晶-アモルファスの反射率差（Ｒｃ-Ｒａ）は熱拡散層を設けない場合よりも、低下してしまうことがわかった。

また、酸化チタンのような高屈折率な誘電体材料は、４００ｎｍ程度の短波長領域では吸収が大きくなり、レーザー光のエネルギー損失が増えてしまい、第２情報層の感度が低下してしまうので、あまり厚く設けることはできない。また、熱拡散の効果については触れられていない。
特許第２７０２９０５号公報 特開２０００−２１５５１６号公報 特開２０００−２２２７７７号公報 特開２００１−２４３６５５号公報 特許第３３１３２４６号公報 ＯＤＳ２００１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ２２ 第１４回相変化記録研究会シンポジウム（ＰＣＯＳ２００２）講演予稿集 Ｐ８０

本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、手前側情報層の反射率変調度を低下させることなく透過率を向上させることができ、片面多層記録を良好に行なえる多層相変化型情報記録媒体及びその記録再生方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記従来技術の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、次のような解決手段を見出した。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１基板と第２基板との間に、光の入射によって結晶状態と非晶質状態との間で相変化を起して情報を記録し得る記録層を有する情報層がＮ層（Ｎ：２以上の整数）設けられ、各情報層間に中間層を有する多層相変化型光情報記録媒体において、各情報層を、光が入射する第１基板側からみて、第１情報層、第２情報層、…第Ｎ情報層としたとき、第Ｎ情報層以外の１層以上の情報層が、光入射側からみて、少なくとも下部保護層、記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層、透過率向上層の順に積層された層構成を有し、熱拡散層の屈折率nH、透過率向上層の屈折率nT、該透過率向上層に隣接して設けられた中間層の屈折率nIが、nT＜nI＜nHの関係であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体である。
請求項２に記載の発明は、上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、透過率向上層が、酸化物又はハロゲン化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項３に記載の発明は、上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、透過率向上層の厚さdTが、０＜dT＜λ/２nT（λは入射する光の波長）であることを特徴とする請求項１又は２記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項４に記載の発明は、上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層の熱伝導率が、０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項５に記載の発明は、上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層がIZO(酸化インジウム-酸化亜鉛)又はITO（酸化インジウム-酸化スズ）を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項６に記載の発明は、上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層の厚さdHが、（α/２）λ/nH＜dH＜[（１+２α）/４]λ/nH（α：０以上の整数）であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項７に記載の発明は、上記中間層が樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項８に記載の発明は、上記上部保護層が酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項９に記載の発明は、上記記録層が、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料を主成分とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜６、８の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１０に記載の発明は、上記記録層が、ＧｅＴｅを主成分とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜６、８の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１１に記載の発明は、上記記録層の厚さが３〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６、８〜１０の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１２に記載の発明は、上記記録層に隣接して、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分とする厚さ１〜５ｎｍの界面層を設けることを特徴とする請求項１〜６、８〜１１の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１３に記載の発明は、上記反射層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１４に記載の発明は、上記反射層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１３に記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１５に記載の発明は、上記上部保護層と上記反射層との間に酸化物、窒化物、炭化物のいずれかを主成分とするバリア層を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１６に記載の発明は、第１基板の厚さが１０〜６００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の多層相変化型情報記録媒体である。
請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１６の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体の各情報層に対し、第１情報層側から波長３５０〜７００ｎｍの光ビームを入射させて情報の記録再生を行なうことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体の記録再生方法である。

本発明によれば、第１基板と第２基板との間に、光の入射によって結晶状態と非晶質状態との間で相変化を起して情報を記録し得る記録層を有する情報層がＮ層（Ｎ：２以上の整数）設けられ、各情報層間に中間層を有する多層相変化型光情報記録媒体において、各情報層を、光が入射する第１基板側からみて、第１情報層、第２情報層、…第Ｎ情報層としたとき、第Ｎ情報層以外の１層以上の情報層が、光入射側からみて、少なくとも下部保護層、記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層、透過率向上層の順に積層された層構成を有し、熱拡散層の屈折率nH、透過率向上層の屈折率nT、該透過率向上層に隣接して設けられた中間層の屈折率nIが、nT＜nI＜nHの関係であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体により、第Ｎ層以外の情報層の透過率が高く、かつ、反射率変調度の大きな多層相変化型情報記録媒体を提供することが可能となる。

また、更に第１情報層、第２情報層共に感度がよく、記録再生特性の優れた２層相変化型情報記録媒体を提供することができる。

また、反射層の腐食を抑えた保存信頼性の優れた多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。

また、対物レンズの開口数ＮＡが変化した場合でも良好に記録再生を行なうことが可能な多層相変化型情報記録媒体を提供することができる。

さらに、本発明の多層相変化型情報記録媒体を用いて大容量の記録再生を行なうことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態である２層相変化型情報記録媒体の一例を示す概略断面図であり、第１基板３の上に、第１情報層１、中間層４、第２情報層２、第２基板５を順次蓄積した構造からなるものである。

第１情報層１は、第１下部保護層１１、第１記録層１２、熱拡散層１３、透過率向上層１４からなり、第２情報層２は、第２下部護層２１、第２記録層２２、第２上部保護層２３、第２反射層２４からなる。

また、図２のように、第１記録層と熱拡散層との間に第１上部保護層１５を設けて、第１記録層を上部下部保護層で挟む形にしてもよいし、図３のように、更に第１上部保護層の上に第１反射層１６を設けても構わない。ただし、第１反射層の厚さは、レーザー光が第２情報層へ十分到達できる厚さとする。第１上部保護層１５と第１反射層１６との間及び／又は第２上部保護層２３と第２反射層２４との間にバリア層（図示せず）を設けても構わない。また、図４のように、記録層に隣接して上部界面層及び/又は下部界面層を設けても構わない。なお、本発明の第１情報層及び第２情報層は、上記層構成に限定されるものではない。

また図５は、本発明の２層相変化型情報記録媒体の他の例を示す概略断面図であり、第１基板３と第１下部保護層１１との間に透明層６を設けたものである。このような透明層は、第１基板に厚さの薄いシート状物を用い、製法が図１の記録媒体と相違する場合に設けられる。

第１基板は、記録再生光が十分透過できる材質とする必要があるが、当該技術分野において従来から知られているものを用いればよい。その材料としては、通常ガラス、セラミックス、樹脂等が用いられるが、特に樹脂が成形性、コストの点で好適である。

樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂が好ましい。

第１基板の情報層を形成する面には、必要に応じて、レーザー光のトラッキング用のスパイラル状又は同心円状の溝などであって通常グルーブ部及びランド部と称される凹凸パターンが形成されていてもよく、これは通常、射出成形法又はフォトポリマー法などによって成型される。また、第１基板の厚さは、１０〜６００μｍ程度が好ましい。

第２基板の材料としては、第１基板と同じ材料を用いることができるが、記録再生光に対して不透明な材料を用いても良く、第１基板とは、材質、溝形状が異なっても良い。

第２基板の厚さは特に限定されないが、第１基板との合計の厚さが１．２ｍｍになるように第２基板の厚さを選択することが好ましい。第２基板は、第１基板と同様に、射出成形又はフォトポリマー法などによって成形される、グルーブ、案内溝などの凹凸パターンが形成されていてもよい。

中間層、透明層は、記録再生用レーザー光の波長における光吸収が小さい方が好ましく、材料としては、樹脂が成形性、コストの点で好適であり、例えば紫外線硬化性樹脂、遅効性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、透明層はグルーブ、案内溝などの凹凸パターンを形成する必要がない場合には、常温で圧着して接着できる接着剤を用いることもでき、例えば天然ゴムやＳＢＲ、ポリイソブチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリビニルイソビチエーテル等を主成分とし、これにロジン、ロジンエステル、クロマン樹脂、テルペン樹脂、炭化水素樹脂、油用性フェノール樹脂などの接着付与剤や老化防止剤、安定化剤が加えられたものが挙げられる。これらの材料のもつ屈折率は、おおよそ１．６程度である。

中間層には、第１基板と同様に、射出成形又はフォトポリマー法などによって成形される、グルーブ、案内溝などの凹凸パターンが形成されていてもよい。中間層は、記録再生を行なう際に、ピックアップが第１情報層と第２情報層とを識別して光学的に分離可能とするものであり、その厚さは１０〜７０μｍが好ましい。１０μｍより薄いと層間クロストークが生じ、また７０μｍより厚いと、第２記録層を記録再生する際に球面収差が発生し、記録再生が困難になる傾向がある。

透明層の厚さは特に限定されないが、図１のような透明層を設けない製法により作製した光情報記録媒体の最適な第１基板の厚さと、図５のような製法の異なる光情報記録媒体の第１基板と透明層の厚さの合計が同程度となるように、第１基板と透明層の厚さを調整する必要がある。例えば、ＮＡ＝０．８５の場合であって、図１の光情報媒体の第１基板の厚さが１００μｍで良好な記録、消去性能が得られたとすると、図５の光情報媒体の第１基板の厚さが５０μｍならば、透明層の厚さを５０μｍとすることが好ましい。

第１記録層と第２記録層の材料としては、光照射による加熱と冷却によって、結晶と非晶質の間で相変化する材料であれば特に限定はなく、当該技術分野において従来から知られているものが適用される。例えば、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ系などのカルコゲン系合金、及びＳｂ−Ｔｅ共晶系材料を主成分とする薄膜を挙げることができる。ここで、主成分とは薄膜材料全体の９０原子％以上を占めることを意味する。

記録（アモルファス化）感度・速度、及び消去比の点では、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料を用いることが好ましい。更なる性能向上、信頼性向上などを目的としてＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐなど他の元素や不純物を添加することができる。

また、ＧｅＴｅ化合物材料は、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料に比べて透過率が高く、結晶-アモルファスのコントラストが大きいという点で優れており、特に第１記録層に用いるのが好ましい。ただ、結晶化速度が比較的遅いので、記録層に隣接して界面層を設けたりして、結晶促進を向上させた方が好ましい。ＧｅＴｅ化合物材料も、更なる性能向上、信頼性向上などを目的としてＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐなど他の元素や不純物を添加することができる。

これらの記録層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できるが、中でもスパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

第１記録層の厚さは特に限定されないが、３〜１５ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ未満では、均一な膜にするのが困難となったり、結晶化速度が低下する傾向があり、１５ｎｍを超えると透過率が低下し第２情報層の記録再生が困難になる。

第２記録層の厚さも特に限定されないが、３〜２５ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ未満では、均一な膜にするのが困難となったり、結晶化速度が低下する傾向があり、２５ｎｍを超えると記録感度が低下してしまう傾向があるので、好ましくない。

第１反射層、第２反射層は、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて非晶質化し易くするなどの機能を有するものであり、そのために通常、熱伝導率の高い金属が用いられ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ又はそれらの合金などを用いることができる。また、これらの元素の少なくとも１種を主成分とし、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｄ、Ｚｎなどから選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料を用いてもよい。ここで主成分とは、反射層材料全体の９０原子％以上、好ましくは９５原子％以上を占めることを意味する。

中でもＡｇ系材料は、青色波長領域でも屈折率が小さく、光吸収を小さく抑えることができるので、本発明のような多層の情報記録媒体の、特に第１情報層の反射層に用いる材料として好ましいものである。

このような反射層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

第１情報層は高い透過率が必要とされるため、第１反射層の材料として、屈折率が小さく熱伝導率の高いＡｇ又はその合金を用いることが好ましい。また、その厚さは、３〜２０ｎｍ程度であることが好ましい。３ｎｍ未満にすると、厚さが均一で緻密な膜を作ることが困難になる。２０ｎｍより厚いと、透過率が減少し第２情報層の記録再生が困難になる。

また、第２情報層を構成する第２反射層の厚さは、３０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。３０ｎｍ未満になると繰り返し記録特性が低下し、２００ｎｍより厚くなると感度の低下を生じる傾向があるので好ましくない。

第１下部保護層と第２下部保護層及び第１上部保護層と第２上部保護層の機能と材質は、単層相変化型情報記録媒体の場合と同様であり、第１記録層と第２記録層の劣化変質を防ぎ、接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの作用を有する。材料の具体例としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂などの酸化物；Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ、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；ダイヤモンドライクカーボン；或いはそれらの混合物が挙げられる。

これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。保護層の融点は記録層よりも高いことが必要である。最も好ましいのは、ＺｎＳとＳｉＯ₂の混合物である。
このような保護層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

第１下部保護層と第２下部保護層の厚さは、３０〜２００ｎｍであることが好ましい。３０ｎｍ未満では、記録時の熱によって、第１基板又は中間層が変形してしまう恐れがあるし、２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じる傾向がある。従って、上記の範囲で、最適な反射率になるように膜厚の設計を行なう。

また、第１上部保護層と第２上部保護層の厚さは、３〜４０ｎｍであることが好ましい。３ｎｍ未満になると記録感度が低下し、４０ｎｍより厚くなると放熱効果が得られなくなる傾向がある。

本発明の多層相変化型情報記録媒体は、上部保護層と反射層との間にバリア層を設けても構わない。前述のように、反射層としては、Ａｇ合金、保護層としては、ＺｎＳとＳｉＯ₂の混合物が最も好ましいが、この２層が隣接した場合、保護層中の硫黄が反射層のＡｇを腐食させる可能性があり、保存信頼性が低下する恐れがある。

この不具合をなくすために、反射層にＡｇ系材料を用いた場合にはバリア層を設けることが好ましい。バリア層は、硫黄を含まず、かつ融点が記録層よりも高い必要があり、具体的にはＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂などの酸化物；Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮなどの窒化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物；或いはそれらの混合物が挙げられる。中でもＳｉＣ、ＳｉＯ₂が好ましい。また、これらのバリア層は、レーザー波長での吸収率が小さいことが望ましい。

バリア層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。バリア層の厚さは、２〜１０ｎｍであることが好ましい。２ｎｍ未満になると、Ａｇの腐食を防止する効果が得られなくなり保存信頼性が低下する。１０ｎｍより厚くなると、放熱効果が得られなくなったり透過率が低下する傾向がある。

熱拡散層としては、レーザー照射された記録層を急冷させるために、熱伝導率が大きいことが望まれる。具体的には熱伝導率は、０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、より好ましくは１．０Ｗ/ｍ・Ｋ以上である。また、奥側の情報層を記録再生できるように、記録再生用レーザー光波長での吸収率が小さいことも望まれる。情報の記録再生用レーザー光波長において、消衰係数が０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．３以下である。０．５より大きいと第１情報層での吸収率が増大し、第２情報層の記録再生が困難になる。また、クラックや腐食、剥離などを生じない良好な膜であるべきことは言うまでもない。また、熱拡散層の屈折率nHは、隣接する中間層の屈折率nIと、nI＜nHの関係であることが好ましい。これは、熱拡散層と中間層の屈折率の差が大きいほど、透過率を大きくする効果が顕著になるからである。

また、透過率向上層は、第１情報層の透過率を上げる作用を有するもので、光吸収の小さい材料が望まれる。情報の記録再生用レーザー光波長において、消衰係数が０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．３以下である。０．５より大きいと第１情報層での吸収率が増大し、第２情報層の記録再生が困難になる。

透過率向上層を設けて、透過率を大きくする効果を得るには、熱拡散層の屈折率nH、透過率向上層の屈折率nT、中間層の屈折率nIが、nT＜nI＜nHの関係であることであることが好ましい。nI＜nHの関係であることが好ましいのは、前述のとおりだが、本出願人等は、さらにnT＜nIなる関係の層を設けることによって、反射率変調度を低下させることなく更なる透過率向上の効果をもつことを見出した。また、１．８＜nH＜２．７、nT＜１．６の範囲がより好ましい。中間層に用いる材料の屈折率nIは前述のように、おおむね１．６なので、nHが１．８以下、又はnTが１．６以上であると、透過率向上の効果が小さくなる。また、nHが２．７以上であると、反射率変調度が小さくなる傾向にあるので好ましくない。nT＜nI＜nHの関係による透過率向上効果の詳細は、実施例において、我々の行なった光学計算結果で説明する。

以上のことから、熱拡散層としては具体的にはＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｉｎ２Ｏ₃、ＺｒＯ₂などの酸化物；Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ、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；或いはそれらの混合物が挙げられるが、とりわけ電気伝導性を示す酸化物を主成分とする材料が好ましく、具体的には、ITO（酸化インジウム-酸化スズ）、IZO（酸化インジウム-酸化亜鉛）、ATO(酸化スズ-アンチモン)などが挙げられる。中でも、IZO、ITOが好ましい材料である。ここで、主成分とは薄膜材料全体の９０原子％以上を占めることを意味する。

熱拡散層の膜厚dHは、（α/２）λ/nH＜dH＜[（１+２α）/４]λ/nH範囲であることが好ましい。ここで、λは記録再生用レーザー光の波長であり、αは０以上の整数である。[（１+２α）/４]λ/nH＜dH＜[（１+α）/２]λ/nHの範囲であると、透過率が減少してしまう。αは０又は１が好ましい。αが２以上だと膜厚が厚すぎるためクラック、基板変形などの不具合が生じる可能性があるので好ましくない。

透過率向上層としては、比較的屈折率の小さく、吸収も小さい酸化物やハロゲン化物が好ましく、具体的には、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＧｅＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｃｅ₂Ｏ₃ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、ＢａＦ₂、ＬｉＦなどの単体あるいはそれらの混合物が挙げられる。

透過率向上層の膜厚dTは、０＜dT＜λ/２nTの範囲であることが好ましい。より好ましくは０＜dT＜３λ/８nTの範囲である。λ/２nT＜dTでも透過率を向上させる効果は有するが、熱拡散層同様、膜厚が厚すぎるためクラック、基板変形などの不具合が生じる可能性があるので好ましくない。

熱拡散層、透過率向上層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。なお、熱拡散層を第１下部保護層と第１基板との間にも設けて、熱拡散効果の更なる向上を図っても何ら問題はない。

また、第１情報層は、記録再生用レーザー光波長３５０〜７００ｎｍでの光透過率が４０〜７０％であることが好ましく、より好ましくは、４０〜６０％である。

初期化後に記録を行なった２層相変化型情報記録媒体では、記録層がアモルファス状態である面積が結晶状態である面積よりも小さいので、アモルファス状態での光透過率は結晶状態での光透過率より小さくても構わない。

次に、本発明の多層相変化型情報記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の２層相変化型情報記録媒体の製造方法の一つは、成膜工程、初期化工程、密着工程からなり、基本的にはこの順に各工程を行なう。図６に示すのが、この方法により製造した２層相変化型情報記録媒体の概略断面図であり、第１基板、第２基板にグルーブが形成されている。

成膜工程としては、第１基板のグルーブが設けられた面に第１情報層を形成したものと、第２基板のグルーブが設けられた面に第２情報層を形成したものを別途作成する。

第１情報層、第２情報層のそれぞれを構成する各層は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成される。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。スパッタリング法は、一般にアルゴンなどの不活性ガスを流しながら成膜を行なうが、その際、酸素、窒素などを混入させながら、反応スパッタリングさせてもよい。

初期化工程としては、第１情報層、第２情報層に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより記録層全面を初期化（結晶化）する。初期化工程の際にレーザー光エネルギーにより膜が浮いてきてしまう恐れがある場合には、初期化工程の前に、第１情報層及び第２情報層の上にＵＶ樹脂などをスピンコートし、紫外線を照射して硬化させオーバーコートを施しても良い。また、次の密着工程を先に行なった後に、第１基板側から、第１情報層、第２情報層を初期化しても構わない。

次に、以上のようにして初期化した、第１基板面上に第１情報層を形成したものと、第２基板面上に第２情報層を形成したものとを、第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、中間層を介して貼り合わせる。

例えば、何れか一方の膜面に中間層となる紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、膜面同士を向かい合わせて両基板を加圧、密着させた上で、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。

また、図５に示すような本発明に係る２層相変化型情報記録媒体を製造するための他の方法について説明する。この方法は、第一成膜工程、中間層形成工程、第二成膜工程、基板貼り合わせ工程及び初期化工程からなり、基本的にこの順に各工程を行なう。図７に示すのが、この方法により製造した２層相変化型情報記録媒体の概略断面図であり、中間層、第２基板にグルーブが形成されている。

第一成膜工程としては、第２基板上の案内溝の設けられた面に第２情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。

中間層形成工程としては、第２情報層上に案内溝を有する中間層を形成する。例えば、第２情報層上に紫外線硬化性樹脂を全面に塗布し、紫外線を透過することのできる材料で作られたスタンパを押し当てたまま紫外線を照射して硬化させ、溝を形成することができる。

第二成膜工程としては、中間層上に第１情報層を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。

基板貼り合わせ工程としては、第１情報層と第１基板を、透明層を介して貼り合わせる。例えば、第１情報層上又は第１基板上に、透明層の材料である紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、第１情報層と第１基板とを貼り合わせてから、紫外線を照射して硬化させる。また、透明層を形成せずに、第１基板の材料である樹脂を第１情報層上に塗布し、硬化させることによって、第１基板を形成してもよい。

初期化工程として、第１基板側から、第１情報層、第２情報層に対して、レーザー光などのエネルギー光を出射することにより記録層全面を初期化（結晶化）する。第２情報層に対しては、中間層形成工程直後に初期化を行なっても何ら問題はない。

更に、図８に示されるような、３つの情報層を有する相変化型情報記録媒体の製造は、次のような工程順で行なわれる。第一成膜工程（第１基板に第１情報層、第２基板に第３情報層を成膜）→中間層形成工程（第２基板の第３情報層の上に第２中間層を形成する）→第二成膜工程（第２基板の第２中間層の上に第２情報層を成膜）→密着工程（第１基板と第２基板を第１情報層と第２情報層を向かい合わせながら、第１中間層を介して貼り合わせる）→初期化工程、なお初期化工程は、各情報層を成膜した直後でもよい。

次に、図９に示されるような、３つの情報層を有する相変化型情報記録媒体の製造は、次のような工程順で行なわれる。
第一成膜工程（第３情報層を成膜）→第一中間層形成工程（第２中間層を形成）→第二成膜工程（第２情報層を成膜）→第二中間層形成工程（第１中間層を形成）→第三成膜工程（第１情報層を成膜）→第１基板貼り合わせ工程（透明層を介して貼り合わせる）→初期化工程
なお、初期化工程については、第３情報層は第一成膜工程後又は第一中間層形成直後、第２情報層は第二成膜工程後又は第二中間層形成直後、第１情報層は第三成膜工程後でもよい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。

〈実施例１〜４、比較例１〜３〉
ポリカーボネート樹脂からなる第１基板上に（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第１下部保護層、Ｇｅ₅Ａｇ₁Ｉｎ₂Ｓｂ₇₀Ｔｅ₂₂からなる第１記録層（厚さ６ｎｍ）、（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第１上部保護層（厚さ１５ｎｍ）、Ａｇ₉₈Ｚｎ₁Ａｌ₁からなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、IZO(In₂O₃-１０ｗｔ％ZnO)からなる熱拡散層（厚さ２３ｎｍ）、透過率向上層の順に設けた第１情報層の透過率と反射率変調度のシミュレーション結果を図１０、図１１に示す。ここで、透過率向上層は複素屈折率の虚部kTを０とし、実部nTを１．４〜２．６の間としたとき、厚さを０〜λ/２nTの間で変化させ、記録層が結晶のときの反射率Ｒｃとアモルファスのときの反射率Ｒａとの変調度（（Ｒｃ-Ｒａ）/Ｒｃ）と、記録層が結晶のときの透過率Ｔｃを光学計算した。各点における第１下部保護層の膜厚は、Ｒｃが８％になるように１００〜１５０ｎｍの範囲で変化させた（計算波長λ=４０５ｎｍ）。また、入射側とは反対側の媒体の屈折率を１．５８として計算した（本発明の多層情報記録媒体では中間層にあたる）。

図１０からわかるように、透過率向上層の屈折率nTが中間層の屈折率nIより小さい場合、透過率向上層を設けることによって透過率が上がり、膜厚λ/４nＴ付近で極大値をとることがわかる。一方、nT＞nIでは、逆に透過率が減少することがわかった。

一方、図１１の反射率変調度は、nTが小さいと大きな変化は見られないが、nTが大きくなると３λ/８nT〜λ/２nTの範囲で変調度が大きくなるものの、概ね急激に変調度が小さくなることがわかった。変調度が小さくなると、結晶部-アモルファス部の反射率コントラストがとれなくなり、再生エラーに繋がる。nTが小さいと、反射率変調度は透過率向上層を設けない場合とほとんど変わらないことがわかった。

以上のことから、nT＜nIとなる材料を透過率向上層として設けることによって、反射率変調度を低下させることなく、透過率を向上させることができるがわかった。上記した材料を使って実際に第１情報層を作製した。第１基板には、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にトラックピッチ０．４３μｍの連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つポリカーボネート樹脂基板を用いた。第１下部保護層の膜厚および透過率向上層の材料、膜厚dＴは表１に示すとおりである。各層の成膜は、Ｂａｌｚｅｒｓ社製枚葉スパッタ装置を用いて、Ａｒガス雰囲気中のスパッタ法で行なった。

また、これとは別に、熱拡散層、透過率向上層の材料の単層膜を作製し、光学定数（複素屈折率）を測定した。光学定数の測定は、シリコンウェハ上に熱拡散層、透過率向上層の材料の単層膜を１００ｎｍ程度の厚さで成膜し、Ｗｏｏｌｌａｍ社製分光エリプソメーターを用いて測定した。また、熱拡散層の熱伝導率も測定した。熱伝導率は、３０μｍ厚のガラス基板に第１熱拡散層材料の単層膜を１０００ｎｍ程度成膜し、レーザー加熱法により測定した。熱拡散層の屈折率nHは２．２、熱伝導率aHは５．６Ｗ/ｍ・Ｋであった。透過率向上層の屈折率nTは表１に示す。

次に、第１基板と同じ形状の第２基板上にＡｌ₉₉−Ｔｉ₁からなる第２反射層（厚さ１２０ｎｍ）、（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第２上部保護層（厚さ２０ｎｍ）、Ｇｅ４Ａｇ₁Ｉｎ３Ｓｂ₇₀Ｔｅ₂₂からなる第２記録層（厚さ１２ｎｍ）、（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第２下部保護層（厚さ１３０ｎｍ）の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第２情報層を作製した。

次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザー光を照射し、初期化処理を行った。ここで、第１情報層の、波長４０５ｎｍでの光透過率Tcを、ＳＨＩＭＡＤＺＵ製分光光度計を用いて第１基板側から測定した。

次に、第１情報層の膜面上に紫外線硬化樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３；屈折率nI=１．５８）を塗布し、第２基板の第２情報層面側と貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作成した。中間層の厚さは３５μｍとした。

実施例１〜４、比較例１〜３の初期化後の透過率測定結果を表１に示す。透過率向上層を設けていない比較例１の透過率は４７％であるが、屈折率が中間層よりも小さい材料を設けた実施例１〜４のサンプルは、透過率を向上させることができることがわかった。一方、屈折率の大きい材料を設けた比較例２、３のサンプルは、透過率が減少してしまった。

次に、実施例１〜４、比較例２、３の記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：４０５ｎｍ
・ＮＡ＝０．６５
・線速：６．０ｍ／ｓ
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでの第１情報層の変調度（（Ｒｃ-Ｒａ）/Ｒｃ）および、第１情報層、第２情報層のジッターを測定した。各記録媒体の測定結果を表２に示す。

実施例１〜４の記録媒体の変調度は０．６以上と大きく、ジッター値は第１情報層、第２情報層ともに９％以下となり、光記録媒体として優れていることが分った。これに対し、比較例１の記録媒体は、第１情報層の透過率が低いため、第２情報層のジッターが９％以上となり、実施例１〜４よりも劣っていることが分った。比較例２の記録媒体は、光透過率が４０％以下で、第２情報層のジッター値が大きく、実施例１〜４よりも劣っていることが分った。比較例３の記録媒体は、透過率が４０％以上であるが、変調度が０．４以下と小さいため、第１情報層のジッター値を測定することができず、実施例１〜４よりも劣っていることが分った。以上のことから、本発明の透過率向上層を設けた記録媒体は、従来技術である比較例１の記録媒体に比べて、変調度を低下させることなく、透過率を従来比で２０％近く向上させることができ、第２情報層のジッターを従来比で最大１５％低下させることができた。

〈実施例５〉
熱拡散層にＩＺＯを３５ｎｍ設けた以外は、実施例１と同様にして、実施例５の２層相変化型情報記録媒体を作製した。第１情報層の初期化後の透過率は５２％だった。作製された記録媒体に対して、実施例１と同条件で記録を行い、第１情報層、第２情報層の３Ｔ再生信号のジッターを測定したところ、第１情報層、第２情報層共に９％以下で、良好に記録再生を行なうことができた。

また、その他の試作実験からも、熱拡散層の膜厚が０＜dH＜（１/４）λ/nH、（１/２）λ/nH＜dH＜（３/４）λ/nHの範囲であると、第１情報層の透過率を効果的に向上させることができ、第１情報層、第２情報層共に良好に記録再生ができた。

〈実施例６〉
第１反射層にＡｇを用い、第１上部保護層と第１反射層との間にバリア層として膜厚３ｎｍのＳｉＣを設けた点以外は実施例１と同様にして、サンプルＮｏ．６−１の２層相変化型情報記録媒体を作製した。

また、バリア層を設けない点以外は、Ｎｏ．６−１と同様にして、サンプルＮｏ．６−２の２層相変化型情報記録媒体を作製した。
作成された各サンプルについて実施例１と同条件で記録を行い、第１情報層、第２情報層の３Ｔ再生信号のジッターを測定した。更に保存信頼性を調べるために、初期記録した各サンプルを８０℃・８５％ＲＨで３００時間保存した後の初期記録マークのジッターを測定した。結果は表３に示す通りであり、バリア層を設けたサンプルＮｏ．６−１の保存後のジッター上昇は１％弱であり、光記録媒体としてより好ましい構成であることが分った。以上のことから、上部保護層に硫黄を含む材料、反射層にＡｇを用いた場合には、保存信頼性を向上させるために、バリア層を設けることが好ましいことがわかった。

〈実施例７〉
直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍで表面にトラックピッチ０．３２μｍの連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第２基板上に、Ａｌ₉₉−Ｔｉ₁からなる第２反射層（厚さ１２０ｎｍ）、（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第２上部保護層（厚さ２０ｎｍ）、Ｇｅ₅Ａｇ₁Ｉｎ₂Ｓｂ７０Ｔｅ₂₂からなる第２記録層（厚さ１２ｎｍ）、（ＺｒＯ₂）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第２下部保護層（厚さ１３０ｎｍ）の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第２情報層を形成した。この第２情報層上に樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）を塗布し、２Ｐ（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ、光重合）法によって、連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つ中間層を形成した。中間層の厚さは３０μｍである。

更にその上に、ＳｉＯ₂からなる透過率向上層（厚さ６８ｎｍ（λ/4nT））、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃-１０ｗｔ％ＳｎＯ₂）からなる熱拡散層（厚さ２４ｎｍ）、Ａｇ９８Ｐｄ₁Ｃｕ₁からなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、（ＺｒＯ₂）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第１上部保護層（厚さ１０ｎｍ）、Ｇｅ₄Ａｇ₁Ｉｎ₃Ｓｂ₇₀Ｔｅ₂₂からなる第１記録層（厚さ６ｎｍ）、（ＺｎＳ）₇₀・（ＳｉＯ₂）₃₀からなる第１下部保護層（厚さ１２０ｎｍ）の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜し、第１情報層を形成した。

更に第１情報層膜面上に、直径１２ｃｍ、厚さ４０μｍのポリカーボネートフィルムからなる第１基板を、４５μｍの厚さの両面粘着シートからなる透明層を介して貼り合わせて、２層相変化型情報記録媒体を作成した。

また、これとは別に、透過率測定用として、厚さ１．１ｍｍの基板に第１情報層と透明層、第１基板を同様に設け、初期化後の第１基板側からの光透過率を測定したところ５５％であった。また、ＩＴＯの屈折率、熱伝導率を前述の方法で測定したところ、nH=２．１、aH=４．２Ｗ/ｍ・Ｋであった。

上記のようにして作成した記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：４０５ｎｍ
・ＮＡ＝０．８５
・線速：５．３ｍ／ｓ
線密度０．１２μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、及び、１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層のジッターを測定したところ、反射率変調度は０．６３と大きく、第１情報層、第２情報層共に９％以下で、良好に記録再生を行なうことができた。

〈実施例８〜１４〉
第１反射層、第１記録層の膜厚をそれぞれ表４に記載した厚さに変えた点以外は実施例７と同様にして２層相変化型情報記録媒体を作成した。
作成された各記録媒体について、実施例７と同様の条件で第１情報層、第２情報層のジッター、及び１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層のジッターを測定した結果を表４に示すが、何れの記録媒体も光透過率は４６％以上で、反射率変調度も０．６０以上と大きく、１回記録後、１００回オーバーライト後のジッター共に９％以下となり、光記録媒体として優れていることが分った。

また、その他の試作実験からも、ＮＡ＝０．８５のピックアップで記録再生を行なう場合でも、第２情報層を良好に記録再生するためには、第１情報層の透過率が４０％以上必要であることが確認された。

以上のことから、本発明の光記録媒体は、記録再生を行なう対物レンズの開口数ＮＡが変化した場合でも、第１基板の厚さを１０〜６００μｍの範囲で調整することによって、良好に記録再生を行なうことが出来る。

また、その他の試作実験からも、第１情報層の記録層膜厚が３〜１５ｎｍ、反射層が３〜２０ｎｍの範囲であると、第１情報層、第２情報層共に良好に記録再生ができた。特に、第１情報層の記録層膜厚、反射層膜厚がそれぞれ１５ｎｍ、２０ｎｍより厚いと初期化後の光透過率を４０％以上にすることが出来ないために、ライトパワー１０ｍＷ以下で第２情報層を良好には記録することができなかった。

〈実施例１５〉
第１記録層にＳｎ₃Ｇｅ₄₇Ｔｅ₅₀を用い、第１下部保護層-第１記録層間および第１上部保護層-第１記録層間に界面層としてＧｅＮをそれぞれ３ｎｍ設けた以外は、実施例７と同様にして、実施例１５の２層相変化型情報記録媒体を作製した。第１情報層の透過率は５５％であった。作製された記録媒体に対して、実施例７と同条件で記録を行い、第１情報層、第２情報層の３Ｔ再生信号のジッターを測定したところ、反射率変調度は０．６７で、第１情報層、第２情報層共に９％以下で、良好に記録再生を行なうことができた。

〈実施例１６〉
第１記録層にＢｉ₃Ｇｅ₄₇Ｔｅ₅₀を用い、第１下部保護層-第１記録層間および第１上部保護層-第１記録層間に界面層としてＴａ₂Ｏ₃をそれぞれ２ｎｍ設けた以外は、実施例７と同様にして、実施例１５の２層相変化型情報記録媒体を作製した。第１情報層の透過率は５５％であった。作製された記録媒体に対して、実施例７と同条件で記録を行い、第１情報層、第２情報層の３Ｔ再生信号のジッターを測定したところ、反射率変調度は０．６８で、第１情報層、第２情報層共に９％以下で、良好に記録再生を行なうことができた。

〈実施例１７〉
直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にトラックピッチ０．７４μｍの連続溝によるトラッキングガイド用の凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる第１基板上に（ＺｎＳ）₈₀・（ＳｉＯ₂）₂₀からなる第１下部保護層（厚さ５０ｎｍ）、Ｇｅ₅Ａｇ₁Ｉｎ₂Ｓｂ₇₀Ｔｅ₂₂からなる第１記録層（厚さ６ｎｍ）、（ＺｎＳ）₈₀・（ＳｉＯ₂）₂₀からなる第１上部保護層（厚さ１５ｎｍ）、Ａｇ₉₉−Ｚｎ₁−Ａｌ₁からなる第１反射層（厚さ１０ｎｍ）、ＩＺＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃-１０ｗｔ％ＺｎＯ）からなる第１熱拡散層（厚さ１７ｎｍ（３λ/３２nH））、ＳｉＯ₂からなる透過率向上層（厚さ１１０ｎｍ（λ/４nＴ））の順にＢａｌｚｅｒｓ社製枚葉スパッタ装置を用いてＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜した。

次に、第１基板と同じ構成の第２基板上にＡｌ₉₉−Ｔｉ₁からなる第２反射層（厚さ８０ｎｍ）、（ＺｎＳ）₈₀・（ＳｉＯ₂）₂₀からなる第２上部保護層（厚さ２０ｎｍ）、Ｇｅ₄Ａｇ₁Ｉｎ₃Ｓｂ₆₇Ｔｅ₂₅からなる第２記録層（厚さ１２ｎｍ）、（ＺｎＳ）₈₀・（ＳｉＯ₂）₂₀からなる第２下部保護層（厚さ８０ｎｍ）の順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜した。ここで、第１情報層の波長６６０ｎｍでの光透過率を、ＳＨＩＭＡＤＺＵ製分光光度計を用いて第１基板側から測定した。

次に、第１情報層、第２情報層に対して、それぞれ第１基板側、第２情報層膜面側からレーザー光を照射し、初期化処理を行なった。ここでまた、第１情報層の波長６６０ｎｍでの透過率を測定した。

次に、第１情報層の膜面上に紫外線硬化樹脂（日本化薬社製ＤＶＤ００３）を塗布し、第２基板の第２情報層面側を貼り合わせてスピンコートし、第１基板側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて中間層とし、２つの情報層を有する２層相変化型情報記録媒体を作成した。中間層の厚さは５０μｍとした。
本実施例の第１情報層は、初期化前の波長６６０ｎｍでの透過率が５９％、初期化後の透過率が５４％であった。

上記のようにして作成した記録媒体に対し、下記の条件で記録を行った。
・レーザー波長：６６０ｎｍ
・ＮＡ＝０．６５
・線速：３．４９ｍ／ｓ
線密度０．２６７μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、及び１００回オーバーライト後の第１情報層、第２情報層のジッターを測定したところ、反射率変調度は０．７１で、第１情報層、第２情報層共に良好に記録再生を行なうことができた。

〈実施例１８〉
第１記録層、第２記録層にＧｅ₄Ｇａ₃Ｓｂ₆₉Ｔｅ₂₄を用いた以外は実施例１７と同様にして、実施例１８の２層相変化型情報記録媒体を作製した。第１情報層の透過率は５５％であった。作製された記録媒体に対して、下記の条件で記録を行い、第１情報層、第２情報層の３Ｔ再生信号のジッターを測定したところ、反射率変調度は０．６８で、第１情報層、第２情報層共に９％以下で、良好に記録再生を行なうことができた。
・レーザー波長：６６０ｎｍ
・ＮＡ＝０．６５
・線速：６．９８ｍ／ｓ
・線密度=０．２６７μｍ／ｂｉｔ

本発明の２層情報記録媒体の一例を示す概略断面図である。 本発明の２層情報記録媒体の他の例を示す概略断面図である。 本発明の２層情報記録媒体の他の例を示す概略断面図である。 本発明の２層情報記録媒体の他の例を示す概略断面図である。 本発明の２層情報記録媒体の他の例を示す概略断面図である。 本発明の第１、第２基板にグルーブ溝を設けた２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。 本発明の第１基板及び中間層にグルーブ溝を設けた２層相変化型情報記録媒体の概略断面図である。 本発明の３情報層を有する相変化型情報記録媒体の断面図である。 本発明の他の３情報層を有する相変化型情報記録媒体を示す概略図である。 本発明の透過率向上層膜厚と結晶状態における透過率の関係を示す説明図である。 本発明の透過率向上層膜厚と反射率変調度の関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 第１情報層
２ 第２情報層
３ 第１基板
４ 中間層
５ 第２基板
６ 透明層
７ 第３情報層
８ 第２中間層
１１ 第１下部保護層
１２ 第１記録層
１３ 熱拡散層
１４ 透過率向上層
１５ 第１上部保護層
１６ 第１反射層
２１ 第２下部護層
２２ 第２記録層
２３ 第２上部保護層
２４ 第２反射層

Claims (17)

1. 第１基板と第２基板との間に、光の入射によって結晶状態と非晶質状態との間で相変化を起して情報を記録し得る記録層を有する情報層がＮ層（Ｎ：２以上の整数）設けられ、各情報層間に中間層を有する多層相変化型光情報記録媒体において、各情報層を、光が入射する第１基板側からみて、第１情報層、第２情報層、…第Ｎ情報層としたとき、第Ｎ情報層以外の１層以上の情報層が、光入射側からみて、少なくとも下部保護層、記録層、上部保護層、反射層、熱拡散層、透過率向上層の順に積層された層構成を有し、熱拡散層の屈折率nH、透過率向上層の屈折率nT、該透過率向上層に隣接して設けられた中間層の屈折率nIが、nT＜nI＜nHの関係であることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
2. 上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、透過率向上層が、酸化物又はハロゲン化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１記載の多層相変化型情報記録媒体。
3. 上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、透過率向上層の厚さdTが、０＜dT＜λ/２nT（λは入射する光の波長）であることを特徴とする請求項１又は２記載の多層相変化型情報記録媒体。
4. 上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層の熱伝導率が、０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
5. 上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層がIZO(酸化インジウム-酸化亜鉛)又はITO（酸化インジウム-酸化スズ）を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
6. 上記下部保護層、記録層、熱拡散層、透過率向上層のうち、熱拡散層の厚さdHが、（α/２）λ/nH＜dH＜[（１+２α）/４]λ/nH（α：０以上の整数）であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
7. 上記中間層が樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の多層相変化型情報記録媒体。
8. 上記上部保護層が酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
9. 上記記録層が、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料を主成分とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜６、８の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
10. 上記記録層が、ＧｅＴｅを主成分とし、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓ、Ｂ、Ｃ、Ｐのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜６、８の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
11. 上記記録層の厚さが３〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６、８〜１０の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
12. 上記記録層に隣接して、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかを主成分とする厚さ１〜５ｎｍの界面層を設けることを特徴とする請求項１〜６、８〜１１の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
13. 上記反射層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａの少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
14. 上記反射層の厚さが３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１３に記載の多層相変化型情報記録媒体。
15. 上記上部保護層と上記反射層との間に酸化物、窒化物、炭化物のいずれかを主成分とするバリア層を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体。
16. 第１基板の厚さが１０〜６００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の多層相変化型情報記録媒体。
17. 請求項１〜１６の何れかに記載の多層相変化型情報記録媒体の各情報層に対し、第１情報層側から波長３５０〜７００ｎｍの光ビームを入射させて情報の記録再生を行なうことを特徴とする多層相変化型情報記録媒体の記録再生方法。

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