JP2004039039A - Multilayer phase change type information recording medium and information recording / reproducing method using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】熱拡散層のクラック発生がなく、熱拡散層とそれと隣接する層との剥離がなく、さらに熱拡散層の腐食もない、高温環境下でも信頼性が高く、かつオーバーライト特性が優れた、多層相変化型光記録媒体を提供すること。
【解決手段】第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側の第１基板上に直接設けられる情報層（第１情報層という）が、第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層および第１剥離防止層で構成されることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体。
【選択図】 図１A thermal diffusion layer has no cracks, does not peel off a thermal diffusion layer from an adjacent layer, has no corrosion of the thermal diffusion layer, has high reliability even in a high temperature environment, and has excellent overwrite characteristics. Further, to provide a multilayer phase change type optical recording medium.
A plurality of information layers are provided between a first substrate and a second substrate, and the information layers include a recording layer made of a material that changes phase between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation. A multi-layer phase change type information recording medium capable of recording and reproducing information, wherein an intermediate layer is provided between the information layers, on the first substrate on which light is incident for recording and reproduction. An information layer (referred to as a first information layer) provided directly on the first substrate includes a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, a reflective layer, a heat diffusion layer, and a first peel prevention layer in this order from the first substrate side. A multilayer phase change type information recording medium characterized by the above-mentioned.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザなどの光ビームによって情報の記録あるいは再生などを行なうのに用いられる多層相変化型情報記録媒体およびそれを用いた情報の記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの一種である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の基板の上に、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するものであり、基板面側からレーザー光を入射して、情報の記録、再生を行なうものである。
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を相変化し、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と再生に応用したものである。
さらに光照射による加熱によっておこる、記録層の酸化、蒸散あるいは変形を阻止する目的で、通常、基板と記録層の間に第１保護層（第１誘電層ともいう）、および記録層と反射層の間に第２保護層（第２誘電層ともいう）が設けられている。さらに、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、また該第１保護層は、記録層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、またＤＶＤは４．７ＧＢ程度であるが、今後、さらに高記録密度化の要求が高まることが予想される。
このような相変化型情報記録媒体を用いて高記録密度化するやり方として、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、ある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ことが提案されているが、満足な結果が得られていない。
【０００３】
情報記録媒体自体を改良して記録密度を高めるやり方として、基板の片面側に少なくとも記録層と反射層からなる情報層を２つ重ねて、これら情報層間を紫外線硬化樹脂等で接着して作成される２層相変化型情報記録媒体が、例えば特許第２７０２９０５号公報、特開２０００−２１５５１６号公報、特開２０００−２２２７７７号公報および特開２００１−２４３６５５号公報等に、提案されている。
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、記録再生に用いるレーザー光がなるべく奥側の情報層に到達する必要があるため、その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。
これらの２層相変化型情報記録媒体は、いずれも第１情報層に特徴部を有するもので、単層相変化型情報記録媒体の場合と同様に、第１保護層と第２保護層が設けられたものである。
【０００４】
この２層相変化型情報記録媒体については、たとえばＯＤＳ２００１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ２２にもあるように、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、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それを再生できないために、第１情報層を構成する反射層をなくすか、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。
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させて急冷することによって、結晶を非晶質に変化させてマークを形成して行なわれるため、反射層をなくすかもしくは１０ｎｍ程度と非常に薄くすると、熱拡散が小さくなるために、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一般的に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化合物系記録材料とは比べて、消去比が優れ、また、高感度であるために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たものとして知られている。
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、すなわち急冷構造をとることが必要な材料であり、反射層の薄い構造では、マーク形成が困難になる。
比較的熱伝導率の大きく光吸収率の小さな窒化物あるいは炭化物等を用いて、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）を反射層の上にさらに設けるやり方が、単層相変化型情報記録媒体に関する特開平８−５０７３９号公報などおよび２層相変化型情報記録媒体に関する特開２０００−２２２７７７号公報などに提案されており、このやり方は第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。
【０００５】
しかしながら、これら窒化物あるいは炭化物等の材料は応力が大きいために、形成された熱拡散層はクラックが生じやすく、その結果熱拡散層を設けた光ディスク自体充分なオーバーライト特性が得らないという問題が発生している。
オーバーライト（繰り返し記録）したときの熱によって、中間層−熱拡散層間、または熱拡散層−反射層間とが剥離しやすくなる。剥離した部分は熱がスムーズに拡散しなくなりマーク形状が不安定になったり、反射率が変動してしまうために特性が得られなくなる。
また本発明者等は、前記材料の応力が大きいために、多層相変化型情報記録媒体において情報層間に形成する前記中間層と該熱拡散層とが剥離しやすくなり、したがって情報層間の結合が不充分なものとなって、情報記録媒体として繰り返し使用に耐えられない不適当なものになるという、新規な問題を確認した。
【０００６】
さらに、本発明者等は、多層相変化型情報記録媒体において、情報層間を紫外線硬化樹脂などの樹脂材料によって接着させると、作成された情報記録媒体の熱拡散層が腐食する場合があるとの新たな問題として認識した。このような問題が発生すると、光学定数が変化し、第２情報層へのレーザー光が充分得られなくなり、第２情報層の記録再生が困難になるおそれが出てくる。
さらにまた、本発明者等は、多層相変化型情報記録媒体において、反射層と第２保護層間とが剥離する場合があるとの新たな問題として認識した。このような問題が発生すると、オーバーライト（繰り返し記録）を行なうと剥離が生じて記録マーク形状の安定性が損なわれるおそれがあり、好ましいことではない。
また、本発明者等は、多層相変化型情報記録媒体において、反射層が硫化するという新たな問題として認識した。このような問題が発生すると、反射層の熱伝導率低下や光学定数変化に繋がって、アーカイバル特性（高温高湿化での信頼性）が低下することにもなる。
これらの問題は、いずれも繰り返し使用に対する多層相変化型情報記録媒体の信頼性を損なうものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱拡散層のクラック発生がなく、熱拡散層とそれと隣接する層との剥離がなく、さらに熱拡散層の腐食もない、高温環境下でも信頼性が高く、かつオーバーライト特性が優れた、多層相変化型光記録媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「第１基板と第２基板の間に複数の情報層が設けられ、該情報層が光照射によって結晶状態と非晶質状態との間を相変化する材料からなる記録層を有し、かつ各情報層の間に中間層を設けてなる、情報の記録再生が可能な多層相変化型情報記録媒体であって、記録再生のために光が入射される側の第１基板上に直接設けられる情報層（第１情報層という）が、第１基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層および第１剥離防止層で構成されることを特徴とする多層相変化型情報記録媒体」、（２）「第１剥離防止層が、酸化チタンおよび窒化チタンのうちの少なくとも１つで構成されたものであることを特徴とする前記第（１）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（３）「第１剥離防止層が密着性が高くかつ光吸収率の低いものであることを特徴とする前記第（１）項または前記第（２）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（４）「第２保護層と反射層との間に、第２剥離防止層が設けられたことを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（３）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（５）「第２剥離防止層が、酸化チタンおよび窒化チタンのうちの少なくとも１つで構成されたものであることを特徴とする前記第（４）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（６）「第２剥離防止層が密着性が高くかつ光吸収率の低いものであることを特徴とする前記第（４）項または前記第（５）項に記載の多層相変化型情報記録媒体」、（７）「第１剥離防止層および第２剥離防止層の厚さが共に２〜２０ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（６）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（８）「情報層を少なくとも３つ設けられ、第１情報層以外の情報層が反射層上に熱拡散層を有する場合に、第１情報層と同じ材料からなる第１剥離防止層が設けられることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（７）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（９）「熱拡散層は窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物の少なくとも１種を含むことを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（８）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１０）「熱拡散層はＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）が主成分であることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（９）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１１）「熱拡散層の厚さが２０〜２００ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（１０）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１２）「反射層はＡｇが主成分であることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（１１）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１３）「反射層の厚さが、３〜２０ｎｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（１２）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１４）「２つの情報層から構成され、第１基板側から光を入射させたときの第１情報層の透過率が４０〜７０％であることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（１３）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１５）「情報が記録された、前記第（１）項乃至前記第（１４）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体」、（１６）「前記第（１）項乃至前記第（１４）項のいずれかに記載の多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を記録する方法」および（１６）「前記第（１５）項に記載の情報が記録された多層相変化型情報記録媒体に第１基板側から光ビームを入射させて、情報を再生する方法」によって解決される。
【０００９】
すなわち、本発明の多層相変化型情報記録媒体は、透明な基板（第１基板）上に、少なくとも第１保護層、相変化型材料からなる記録層、第２保護層、反射層、熱拡散層および第１剥離防止層を順に設けてなる第１情報層と、この第１剥離防止層の上に中間層を介して、相変化型材料からなる記録層を少なくとも有する別の情報層を１つ以上設け、最上端に第２基板を有するものである。
第１保護層、相変化型材料からなる記録層、第２保護層、反射層および熱拡散層については、従来公知の技術が適用可能であるが、本発明の多層相変化型情報記録媒体の特徴とするところは、第１剥離防止層を設けたことによって発明の前記課題を解決できたことである。
熱拡散層と中間層の間に第１剥離防止層を設けることによって、熱拡散層と第１剥離防止層との間および第１剥離防止層と中間層との間に強い密着性をもたらし、結果として熱拡散層と中間層との剥離を防止することができた。
さらに、本発明者等は、新たな問題である熱拡散層の腐食についてその要因を検証した結果、中間層に紫外線吸収性接着剤のような樹脂材料を用いる場合、その材料に微量に含まれる酸成分が腐食を発生させていることを確認し、その防止策の検討を重ねた。その結果、前記の第１剥離防止層を設けると、この腐食防止に有効であることが判明し、本発明に至った。
【００１０】
本発明の多層相変化型情報記録媒体は、前記のような構成からなる第１情報層以外の他の情報層については、相変化型材料からなる記録層を設けることを除いて、特に限定的な条件はない。しかしながら、情報層を３つ以上設けたもので、反射層の上に熱拡散層を有する構成のものについては、第１情報層と同じような第１剥離防止層を設けると、第１情報層と同様に、熱拡散層と中間層との剥離防止と熱拡散層の腐食防止に有効であり、好ましい。
【００１１】
反射層の材料としてＡｇ系は、たとえばＩＳＯＭ２００１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ２０２に記載されているように、青色波長領域でも屈折率ｎが０．５以下と小さく光吸収を小さく抑えることができるため、多層相変化型情報記録媒体に従来から好ましい材料として知られている。しかしながら、第１情報層を構成する第２保護層に硫化物が含まれている場合、反射層のＡｇ系材料が硫化され場合があり、それを防止するために、本発明においては、ＳｉＣのような硫黄を含んでいない元素あるいは化合物からなる層（第２剥離防止層）を反射層と第２保護層の間に設けることができる。
また、本発明の多層相変化型情報記録媒体において第２剥離防止層を設ける場合に、その材料として、第１剥離防止層と同様に密着性が高くかつ光吸収率の低いチタン化合物を用いれば、前述のような反射層の硫化防止のみならず、第２保護層と反射層との剥離防止に、極めて有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる光記録媒体について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態である、情報層を２つ設けた相変化型情報記録媒体の概略断面図である。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保護層（１１）、記録層（１２）、第２保護層（１３）、第２剥離防止層（１４）、反射層（１５）、熱拡散層（１６）、第１剥離防止層（１７）から構成され、第２情報層（２）は、第１保護層（２１）、記録層（２２）、第２保護層（２３）、反射層（２４）からなる。
なお、本発明は、上記構成になんら限定されるものではない。
また、図２は、本発明の他の実施形態に係わる２層相変化型情報記録媒体の概略断面図を示す。この場合は、光透過層（６）が図１の第１基板（３）より厚さの薄いシート状物が用いられ、製法が相違するものである。
【００１３】
第１基板（３）は、記録再生のために照射する光を透過するものであることが必要であり、当該技術分野において従来知られているものが適用される。
その材料としては、通常ガラス、セラミックスあるいは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（３）の膜を形成する面には、レーザー光のトラッキング用のスパイラル状または同心円状の溝などであって、通常グルーブ部およびランド部と称される凹凸パターンが形成されたものであることが好ましく、これは通常射出成形法また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（３）の厚さは特に限定されないが、０．０５〜１．２ｍｍ程度が好ましい。
【００１４】
第２基板（５）、基板（７）の材料としては、第１基板（３）と同様の材料を用いても良いが、記録再生光に対して透過性でない材料を用いることもでき、また第１基板（３）とは、材質、厚さ、溝形状等が異なったものでも良い。
【００１５】
光透過層（６）、中間層（４）の材料は、通常、ガラス、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの点で好適である。樹脂の例としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、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く、紫外線硬化型樹脂を用いるのも好ましい。
また、光透過層（６）あるいは中間層（４）には、第１基板（３）と同様な、射出成形または、フォトポリマー法などによって成形される、案内溝などの凹凸パターンが形成されたものでもよい。
光透過層の厚さは特に限定されないが、０．０５〜０．４ｍｍ程度が好ましい。
また、中間層（４）は、記録再生を行なう際に、ピックアップが第１情報層（１）と第２情報層（２）とを識別し、光学的に分離可能とする機能を有するものであり、その厚さは１０〜５０μｍ程度が好ましく、１０μｍ未満になると、層間クロストークが生じてしまい、５０μｍより厚くなると、第２情報記録層（２２）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ってしまうので、好ましくない。
【００１６】
記録層（１２）と（２２）の材料としては、光照射による加熱と冷却によって、結晶と非晶質の間を層変化する材料から構成され、特に限定的ではなく、当該技術分野において従来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、およびＳｂ−Ｔｅ共晶系材料薄膜を挙げることができるが、記録（非晶質化）感度・速度、及び消去比の点で、Ｓｂ−Ｔｅ共晶系材料が特に好ましい。
また、これらの記録層材料には、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅなど他の元素や不純物を添加することによって、さらに性能と信頼性等の向上がはかられている。
この記録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって通常形成されるが、なかでも、スパッタリング法が量産性、膜質等の点で優れている。
記録層（１２）の厚さとしては、特に制限されないが、３〜１５ｎｍ程度であることが好ましい。３ｎｍ未満になると均一な膜にするのが困難となり、１５ｎｍ以上になると透過率が低下してしまう傾向があるため、好ましくない。
【００１７】
反射層（１５）、（２４）としては、入射光を効率良く使い、熱を拡散して冷却速度を向上させて非晶質化しやすくするなどの機能を有するもので、通常熱伝導率の高い金属が好ましく、例えばＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＴａおよびＷなど、またはそれらの合金などを用いることができる。また、添加元素としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｄなどが使用される。
中でもＡｇ系材料は、青色波長領域でも屈折率が小さくｎが０．５以下で、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。
この反射層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。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（１）は高い透過率が必要とされるため、反射層（１５）は、屈折率の低く、熱伝導率の高いＡｇまたはその合金を用いることが好ましく、また厚さは、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（２）の記録再生が困難になる。
また、第２情報層（２）を構成する反射層（２４）は、５０〜２００ｎｍ、好適には８０〜１５０ｎｍとするのがよい。５０ｎｍ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。
【００１８】
第１保護層（１１）と（２１）および第２保護層（１３）と（２３）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、記録層（１２）と（２２）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ものであり、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの金属酸化物、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などの炭化物やダイヤモンドライクカーボンあるいは、それらの混合物が挙げられる。
これらの材料は、単体で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。具体的には、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合物が最も好ましいと考えられている。
このような保護層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
第１保護層（１１）と（２１）の厚さは、６０〜２００ｎｍであることが好ましい。６０ｎｍ未満であると、記録時の熱によって、基板または光透過層が変形してしまう恐れがある。２００ｎｍより厚いと、量産性に問題が生じてくる傾向がある。これらの範囲で、最適な反射率になるように、膜厚の設計を行なう。
また、第２保護層（１３）と（２３）の膜厚は、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。
【００１９】
第１剥離防止層（１７）は、本発明の特徴部であって、多層相変化型情報記録媒体に初めて設けられるものであり、熱拡散層（１６）と中間層（４）との剥離を防止し、かつ中間層に含有する酸成分によって熱拡散層（１６）が腐食するのを防ぐ機能を有するものである。
第１剥離防止層は、光吸収率が低く、かつ密着性が高いことが必要である。
【００２０】
第１剥離防止層の密着性とは、以下のような方法で測定される付着力で表わされるものであって、少なくとも２ｋｇ／ｃｍ２程度の付着力を有することが必要である。
すなわち該付着力は、結合した２つの物体の面同士を剥離するに要する単位面積当たりの力であって、本発明においては、「薄膜の作製・評価とその応用技術ハンドブック」（監修・権田俊一、フジテクノシステム発行、発行日１９８４年１１月５日）に記載される、円柱棒の底面を膜面と接着剤により接着し、棒の上端に棒軸と直角に力を加えて棒を引き倒して、２つの面が剥離する際の力を測定して行なう“引き倒し”法が用いられる。
具体的には、ポリカーボネイト板上にスパッタリング法によって、熱拡散層を構成する材料の膜（厚さ約２００ｎｍ）、または紫外線硬化性樹脂（厚さ約１０μｍ）を形成し、さらにその上に第１剥離防止層を構成する候補材料の膜（厚さ約５０ｎｍ）を形成する。次に前記“引き倒し”法において、長さ３．５ｃｍ、直径１．０ｃｍのアルミ合金製の円柱棒の底面に、接着剤としてエポキシ接着剤（チバガイギー社製アラルダイト）を約５０ｍｇ塗布後、乾燥する。乾燥後上記のようにして棒を引き倒し、その際付加される力Ｆをロードセルなどを用いて測定し、次式によって付着力Ａを算出する。
Ａ＝（３２Ｌ／πＤ３）Ｆ
（Ｌは円柱棒の長さ、Ｄは円柱棒の直径、Ｆは剥離時の力を表わす）
この作業を１０回繰り返し、得られた１０個の数値の平均値を測定材料の付着力として、第１剥離防止層用の材料選定に用いられる。
【００２１】
第１剥離防止層が低い光吸収率を有することが必要な理由は、本発明のような情報層を複数有する記録媒体においては、少なくとも第１基板側から入射される光ビームが第１情報層を透過して、少なくとも第２情報層の記録層に到達して初期の機能を発揮させる必要があるからである。
この光吸収率は、一般的に用いられる消衰係数によって定義されるものであって、第１剥離防止層については、消衰係数が大きくて０．２程度の低い光吸収率であることが必要である。
すなわち光吸収率は、ある媒体を光が通過する際に吸収される割合であって、次式、
［１−ｅｘｐ（−αｄ）］×１００％
によって表わされ、ｄは媒体の膜厚、αは吸収係数である。
α＝（４π／λ）ｋである（λ＝波長、ｋ＝消衰係数）。
光吸収率を測定するには、分光器を用いて反射率、透過率を測定することによって求めることができるが、上式のように層の膜厚と消衰係数から求めることができる。
【００２２】
層を形成した場合に低い光吸収率と高い密着性を示すような、第１剥離防止層に適用できる具体的な材料としては、例えば、チタン、クロム、バナジウム、マンガン、ニオブ等の金属の酸化物、窒化物などが挙げられるが、特に酸化チタン、窒化チタンあるいはこれらの両者を少なくとも含んでいる材料が好ましい。
第１剥離防止層を構成する剥離防止に有効な材料は、中間層に含まれる酸成分による熱拡散層の腐食を防止する機能を発揮させるにも有効である。
第１剥離防止層（１７）の厚さは、２〜２０ｎｍであることが好ましい。２ｎｍより薄いと、本発明の効果が得られなくなる。第１剥離防止層（１７）が２０ｎｍより厚くても、本発明による改善がより向上されるわけではなく、単にコストの向上につながってしまう。また、透過率が低下してしまうおそれもある。
第１剥離防止層（１７）は、前述のように、中間層に含有する微量の酸成分によって熱拡散層（１６）が腐食するのを防ぐのに有効で、特に熱拡散層としてＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）のような、結晶構造に内部欠陥を持つと言われている透明導電膜を用いた場合に特に効果的である。
【００２３】
本発明において必須要件ではない第２剥離防止層（１４）について、説明する。
反射層にＡｇ系材料を用いる場合、第２保護層を構成する材料によっては硫化される場合があり、それを防止するためにＳｉＣのような硫黄を含んでいない元素あるいは化合物から形成される層を反射層と第２保護層との間に設けることが有効であり、本発明においても適用可能である。
なお、このような反射層と第２保護層との間に別の層を設けて、反射層の硫化を防止する技術は、単層相変化型情報記録媒体においては公知であり、例えば、特開２００２−１０００７５に提案されている。
しかしながら、このような硫化防止に効果がある層を設けても、本発明の課題の１つである、反射層と第２保護層との剥離を防止することは不可能である。
本発明においては、第１剥離防止層と同様に、密着性が高くかつ光吸収率の低い第２剥離防止層（１４）を反射層と第２保護層との間に設けることが、第２保護層と反射層との剥離の防止のみならず、反射層の硫化防止に、極めて有効であることが確認された。この場合、反射層がＡｇ系材料に限られないことは言うまでもない。
反射層にＡｇ系材料を用いる場合、Ａｇは元来特に付着力が弱い材料で、しかも多層相変化型情報記録媒体ではその厚さが、単層の場合に比較して１／１０程度にする場合があり、しかもその反射層の上に応力の大きな熱拡散層を設けることになるため、Ａｇの密着力が弱くなり、したがって第２剥離防止層（１４）を設けることは、第２保護層と反射層との剥離を防止するのに有効になる。
第２剥離防止層を形成するあたり、それに必要な条件は第１剥離防止層と同じであるため、説明を省略する。
なお、第２剥離防止層の効果は、第１剥離防止層を設けるか否かに無関係に得られるものである。したがって記録媒体によっては、第１剥離防止層を設けずに第２剥離防止層を設ける構成にすることも出来る。
【００２４】
熱拡散層（１６）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。また、奥側の情報層を記録再生できるよう、レーザー波長での吸収率が小さいことも望まれる。
このような機能を持たせるために、窒化物、酸化物、硫化物、窒酸化物、炭化物、弗化物の少なくとも１種を含むことが好ましい。例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＩＴＯ、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、ＢＮなどが挙げられるが、ＩＴＯのような透明導電膜を形成する材料が最も好ましいと考えられている。
このような熱拡散層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
熱拡散層（１６）の膜厚は、２０〜２００ｎｍが好ましい。２０ｎｍ未満になると放熱効果が得られなくなる傾向があり、また２００ｎｍより厚くなると量産性に問題が生じてきて、好ましくない。
【００２５】
また、本発明の多層相変化型情報記録媒体の第１情報層（１）として、記録・再生に用いるレーザー光波長での光透過率が４０〜７０％であるのが好ましい。さらには４５％〜６０％であるのが好ましい。
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、アモルファスでの光透過率は結晶状態での光透過率よりも小さくても構わない。
【００２６】
以下、本発明の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、図１に示されるような、２層相変化型情報記録媒体を製造するための、成膜工程、初期化工程および密着工程の順の各工程から基本的になる方法について、説明する。
先ず成膜工程は、そのアウトプットとして、第１基板（３）の案内溝が設けられた面上に第１情報層（１）を形成したものと、第２基板（５）の案内溝が設けられた面上に第２情報層（２）を形成したものを別途作成する。
第１情報層（１）および第２情報層（２）のそれぞれを構成する各層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって成膜される。
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。
【００２７】
初期化工程として、第１情報層（１）および第２情報層（２）に対して、レーザー光などのエネルギー光を照射することにより全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。
初期化工程の際にエネルギーによって膜が浮いてきてしまうおそれがある場合には、初期化工程の前に、第１情報層および第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情報層および第２情報層を初期化させても構わない。
【００２８】
次に、以上のようにして初期化された、第１基板（３）の面上に第１情報層（１）を形成したものと、第２基板（５）の面上に第２情報層（２）を形成したものとを、第１情報層（１）と第２情報層（２）とを向かい合わせながら、中間層（４）を介して貼り合わせる。
例えば、いずれか一方の膜面に紫外線硬化性樹脂を塗布し、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ことができる。
【００２９】
また、本発明の、図２に示されるような、２層相変化型情報記録媒体を製造するための、第１成膜工程、中間層形成工程、第２成膜工程、光透過層形成工程および初期化工程の順の各工程から基本的になる他の方法について、説明する。
第１成膜工程として、基板（７）上の案内溝の設けられた面に第２情報層（２）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、第２情報層（２）上に案内溝を有する中間層（４）を形成する。例えば、第２情報層（２）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つく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て、溝を形成することができる。
第２成膜工程として、中間層（４）上に第１情報層（１）を成膜する。成膜方法は、前述の通りである。
光透過層工程として、第１情報層（１）上に、光透過層（６）を形成する。例えば、紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させて光透過層とすることができるが、膜厚むらの問題があることから、光透過フィルムと基板とを、紫外線硬化性樹脂で貼り合わせて光透過層を形成してもよい。
初期化工程として、光透過層（６）側から、第１情報層（１）、第２情報層（２）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全面を初期化、すなわち記録層を結晶化させる。第２情報層（２）に対しては、中間層（４）形成工程直後に初期化を行なってもなんら問題はない。
【００３０】
さらに、図３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、つぎのような工程順で行なわれる。
第１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情報層の上に中間層を形成する）→第２成膜工程（第２基板の中間層の上に第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、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。
【００３１】
次に、図４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、つぎのような工程順で行なわれる。
第１成膜工程（第３情報層を成膜）→第１中間層形成工程（第２中間層を形成）→第２成膜工程（第２情報層を成膜）→第２中間層形成工程（第１中間層を形成）→第３成膜工程（第１情報層を成膜）→光透過層形成工程→初期化工程
なお、初期化工程は、第３情報層は第１成膜工程後または第２中間層形成直後、第２情報層は第２成膜工程後または第１中間層形成直後、第１情報層は第３成膜工程後でもよい。
【００３２】
【実施例】
以下、実施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になんら限定されるものではない。
実施例１
実施例１として、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイド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・ＳｉＯ２からなる第１保護層１３０ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第２保護層１５ｎｍ、ＴｉＯｘからなる第２剥離防止層３ｎｍ、Ａｇからなる反射層１０ｎｍ、ＩＴＯからなる熱拡散層１２０ｎｍ、ＴｉＯｘからなる第１剥離防止層４ｎｍの順にＡｒガス雰囲気中のスパッタ法で製膜した。第１剥離防止層、第２剥離防止層に関しては、Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＯ２の混合ガスをスパッタガスとして成膜してＴｉＯｘ膜を設けた。
また、同様の基板を第２基板として、第２基板上にＡｌ−Ｔｉからなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第２剥離防止層１５ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第１保護層１３０ｎｍ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４０５ｎｍにおける光透過率を第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させ、初期化処理を行なった。ここでまた、第１情報層の波長４０５ｎｍにおける光透過率を測定した。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基板側から紫外線光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。
【００３３】
実施例２
第２剥離防止層を成膜する際、Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＮ２の混合ガスをスパッタガスとして成膜してＴｉＮｘ膜とした以外は実施例１と同様にして、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。
【００３４】
実施例３
第１剥離防止層、第２剥離防止層を成膜する際、Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＮ２の混合ガスをスパッタガスとして成膜してＴｉＮｘ膜とした以外は実施例１と同様にして、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。
【００３５】
実施例４
第１剥離防止層、第２剥離防止層を成膜する際、Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＮ２とＯ２の混合ガスをスパッタガスとして成膜してＴｉＮｘＯｘ膜とした以外は実施例１と同様にして、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。
【００３６】
比較例１
第１剥離防止層、第２剥離防止層を設けない以外は実施例１と同様にして、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。
【００３７】
比較例２
第２保護層は（ＺｒＯ２）８０（ＴｉＯ２）２０ターゲットを用い、Ａｒガスをスパッタガスとして成膜して（ＺｒＯ２）８０（ＴｉＯ２）２０膜を形成し、第１剥離防止層はＳｉＣターゲットを用い、Ａｒガスをスパッタガスとして成膜してＳｉＣ膜を形成し、第２剥離防止層は設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、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。
【００３８】
作成された各ディスクについて下記条件で記録した。
レーザー波長：４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．６５
線速： ６．０ｍ／ｓ
トラックピッチ：０．４０μｍ
線密度０．１８μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、および１０００回記録後のジッターを測定した。また、保存信頼性として、初期記録した各メディアを８０℃８５％ＲＨで３００時間保存した後の初期記録マークの３Ｔ再生信号のジッターを測定した。
各メディアの結果を表１に示す。表より、実施例１〜４に示される本発明による光ディスクがオーバーライト特性、保存信頼性の優れていることがわかった。比較例２の光ディスクの特性が優れなかった原因を探るため、ＳｉＣ膜とＩＴＯ膜との付着力を引き倒し法により測定した。ポリカーボネート製基板上に厚さ２００ｎｍのＩＴＯ、さらにその上に厚さ５０ｎｍのＳｉＣを比較例２と同条件でスパッタ法により成膜したものをサンプルとした。付着力測定には、長さ３．５ｃｍ、直径１．０ｃｍのアルミ合金製の円柱棒を用い、底面に、接着剤としてエポキシ接着剤（チバガイギー社製アラルダイト）を約５０ｍｇ塗布後、乾燥した。乾燥後、基板が動かないように固定しながら棒を引き倒し、その際付加される力をロードセルを用いて測定した。こうして測定した結果、ＳｉＣの付着力は１．５ｋｇ／ｃｍ２と小さい値であることがわかった。
【００３９】
【表１】
実施例５
実施例５として、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍで表面に連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つポリカーボネート樹脂からなる基板上にＡｌ−Ｔｉからなる反射層を１２０ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層１２ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第１保護膜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。このようにして形成した第２情報層上に、２Ｐ（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法によって、連続溝によるトラッキングガイドの凹凸を持つ透明層を形成した。透明層の厚さは３０μｍである。さらにその上に、ＴｉＯｘからなる第１剥離防止層４ｎｍ、ＩＴＯからなる熱拡散層１２０ｎｍ、Ａｇからなる反射層１０ｎｍ、ＴｉＯｘからなる第２剥離防止層３ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第２保護層１５ｎｍ、Ｇｅ４Ａｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７０Ｔｅ２２からなる記録層６ｎｍ、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなる第１保護層１３０ｎｍ、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。第１剥離防止層、第２剥離防止層に関しては、Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＯ２の混合ガスをスパッタガスとして成膜してＴｉＯｘ膜を設けた。
さらに第１情報層膜面上に直径１２ｃｍ、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムを、４５μｍの厚さの両面粘着シートを介して貼り合わせて光透過層とし、２層相変化型情報記録媒体を作成した。ついで、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、ディスクの記録層の初期化処理を行なった。また、これとは別に、厚さ１．１ｍｍの基板に第１情報層と光透過層を同様に設け、初期化前後の光透過層を測定した。
【００４１】
比較例３
第１剥離防止層を設けないこと以外は、実施例５と同様にして、２層相変化型情報記録媒体を作成した。
【００４２】
作成されたそれぞれのメディアについて下記条件で記録した。
レーザー波長：４０５ｎｍ
ＮＡ＝０．８５
線速：６．５ｍ／ｓ
トラックピッチ：０．３２μｍ
線密度０．１６μｍ／ｂｉｔでの第１情報層、第２情報層のジッター、および１０００回記録後のジッターを測定した。また、保存信頼性として、初期記録した各メディアを８０℃８５％ＲＨで３００時間保存した後の初期記録マークの３Ｔ再生信号のジッターを測定した。
各メディアの結果を表２に示す。表より、実施例５に示される本発明による光ディスクが優れていることがわかった。
【００４３】
【表２】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明から明らかなように、本発明の請求項１乃至３によれば、オーバーライト特性が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、本発明の請求項４乃至６によれば、オーバーライト特性が優れ、高温環境下でも信頼性の高い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、本発明の請求項７、９乃至１３によれば、第１情報層の透過率が高く、記録再生特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、請求項８によれば、情報層を３層設けた場合でも、オーバーライト特性が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、本発明の請求項１４によれば、第１情報層、第２情報層ともに感度がよく、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、請求項１５乃至１７によれば、オーバーライト特性が優れた多層相変化型情報記録媒体を用いた高密度・大容量の記録再生を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる２層情報記録媒体の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わる他の例の２層情報記録媒体の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる３層情報記録媒体の概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる他の例の３層情報記録媒体の概略断面図である。
【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 光透過層
７ 基板
１１ 第１保護層
１２ 記録層
１３ 第２保護層
１４ 第２剥離防止層
１５ 反射層
１６ 熱拡散層
１７ 第１剥離防止層
２１ 第１保護層
２２ 記録層
２３ 第２保護層
２４ 反射層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer phase change type information recording medium used for recording or reproducing information with a light beam such as a laser, and a method for recording and reproducing information using the same.
[0002]
[Prior art]
A phase-change optical disk (phase-change information recording medium), which is a kind of CD-R or CD-RW, generally has a recording layer made of a phase-change material on a plastic substrate, and a recording layer made of a phase-change material. It basically has a structure in which a reflection layer having a heat diffusion effect is formed by improving the light absorptance of a recording layer, and records and reproduces information by irradiating a laser beam from the substrate surface side. Things.
A phase change material changes its phase between a crystalline state and an amorphous state by heating by laser light irradiation and subsequent cooling, becomes amorphous when rapidly cooled after rapid heating, and crystallizes when gradually cooled. The phase change type information recording medium applies this property to recording and reproduction of information.
Further, for the purpose of preventing the recording layer from being oxidized, evaporated or deformed by heating by light irradiation, a first protective layer (also referred to as a first dielectric layer) is usually provided between the substrate and the recording layer, and a recording layer and a reflective layer are generally provided between the substrate and the recording layer. A second protective layer (also referred to as a second dielectric layer) is provided therebetween. Further, these protective layers have a function of adjusting the optical characteristics of the recording medium by adjusting the thickness thereof, and the first protective layer prevents the substrate from being softened by the heat of the recording layer. It also has the function of preventing.
In recent years, as the amount of information handled by computers and the like has increased, the signal recording capacity of optical disks such as DVD-RAMs and DVD-RWs has increased, and the density of signal information has been increasing. At present, the recording capacity of a CD is about 650 MB, and the recording capacity of a DVD is about 4.7 GB. In the future, demands for higher recording density are expected to increase.
As a method of increasing the recording density by using such a phase change type information recording medium, for example, a laser wavelength to be used is shortened to a blue light region, or a numerical aperture of an objective lens used for a pickup for performing recording and reproduction. Has been proposed to reduce the spot size of the laser beam irradiated on the optical recording medium, but satisfactory results have not been obtained.
[0003]
As a method of improving the recording density by improving the information recording medium itself, at least two information layers including a recording layer and a reflective layer are laminated on one side of the substrate, and the information layers are formed by bonding with an ultraviolet curing resin or the like. A two-layer phase change type information recording medium has been proposed in, for example, Japanese Patent No. 2702905, JP-A-2000-215516, JP-A-2000-222777, and JP-A-2001-243655.
The separation layer (referred to as an intermediate layer in the present invention), which is a bonding portion between the information layers, has a function of optically separating the two information layers. , And is made of a material that does not absorb the light as much as possible.
Each of these two-layer phase-change information recording media has a characteristic portion in the first information layer, and the first protective layer and the second protective layer are similar to the case of the single-layer phase-change information recording medium. It is provided.
[0004]
This two-layer phase change type information recording medium has been presented at academic conferences as in ODS2001 Technical Digest P22, for example, but there are still many problems.
For example, if the laser beam does not pass through the information layer (first information layer) on the near side as viewed from the laser beam irradiation side, information is recorded on the recording layer of the information layer (second information layer) on the back side. Since it cannot be reproduced, it is conceivable to eliminate the reflective layer constituting the first information layer or to make the recording layer constituting the first information layer extremely thin.
Recording with a phase change type information recording medium is performed by irradiating a laser beam to the phase change type material of the recording layer and rapidly cooling the crystal to change the crystal to amorphous to form a mark. If it is eliminated, or if it is very thin, such as about 10 nm, it becomes difficult to form an amorphous mark because thermal diffusion is reduced. In particular, the Sb-Te eutectic recording material, which is one of the materials generally used for phase change type information recording media such as CD-RW, is compared with the Ge-Sb-Te compound-based recording material. It is known to be excellent in that the erasing ratio is excellent and the outline of the amorphous portion of the recording mark is clear because of the high sensitivity.
However, since the Sb-Te eutectic recording material has a higher crystallization rate than the Ge-Sb-Te compound recording material, it must be quenched in a single hour to become amorphous. That is, the material needs to have a quenching structure, and it is difficult to form a mark with a structure having a thin reflective layer.
A method of using a nitride or carbide having a relatively large thermal conductivity and a small light absorption to provide a layer (referred to as a thermal diffusion layer) that assists the thermal diffusion function provided by the reflective layer is provided on the reflective layer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50739 for a single-layer phase change type information recording medium and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-222777 for a two-layer phase change type information recording medium. It is considered that this is an effective method for solving the above-mentioned drawbacks that occur when the constituent reflection layer is made thin.
[0005]
However, these materials such as nitrides and carbides have a large stress, so that the formed thermal diffusion layer is liable to crack, and as a result, the optical disc provided with the thermal diffusion layer does not have sufficient overwrite characteristics. Has occurred.
Heat during overwriting (repeated recording) makes it easy for the intermediate layer and the heat diffusion layer or the heat diffusion layer and the reflection layer to peel off. Heat is not smoothly diffused in the peeled portion, the mark shape becomes unstable, or the reflectance fluctuates, so that characteristics cannot be obtained.
Further, the present inventors have found that, because the stress of the material is large, the intermediate layer and the heat diffusion layer formed between the information layers in the multilayer phase change type information recording medium are easily separated, and therefore, the bonding between the information layers is reduced. A new problem has been identified in that the recording medium becomes inadequate and becomes unsuitable as it cannot withstand repeated use as an information recording medium.
[0006]
Further, the present inventors have reported that, in a multilayer phase-change type information recording medium, if the information layers are bonded with a resin material such as an ultraviolet curable resin, the heat diffusion layer of the created information recording medium may be corroded. Recognized as a new problem. When such a problem occurs, the optical constant changes, so that laser light to the second information layer cannot be sufficiently obtained, and there is a possibility that recording and reproduction of the second information layer becomes difficult.
Furthermore, the present inventors have recognized as a new problem that the reflective layer and the second protective layer may peel off in the multilayer phase change type information recording medium. When such a problem occurs, overwriting (repeated recording) may cause peeling, thereby deteriorating the stability of the recording mark shape, which is not preferable.
Further, the present inventors have recognized as a new problem that the reflective layer is sulfurized in the multilayer phase change type information recording medium. When such a problem occurs, the thermal conductivity of the reflective layer is reduced and the optical constant is changed, so that archival characteristics (reliability at high temperature and high humidity) are also reduced.
All of these problems impair the reliability of the multilayer phase change type information recording medium for repeated use.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to eliminate the occurrence of cracks in a thermal diffusion layer, the separation of a thermal diffusion layer and a layer adjacent thereto, the corrosion of the thermal diffusion layer, the high reliability even in a high-temperature environment, and the overwriting. An object of the present invention is to provide a multilayer phase change type optical recording medium having excellent characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide (1) a plurality of information layers provided between a first substrate and a second substrate, and the information layers undergo a phase change between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation. A multi-layer phase change type information recording medium capable of recording and reproducing information, comprising a recording layer made of a material and an intermediate layer provided between the information layers, wherein light is incident for recording and reproduction. The information layer directly provided on the first substrate on the side of the first substrate (referred to as the first information layer) includes a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, a reflective layer, a heat diffusion layer, and a first protective layer. (2) A multi-layer phase-change type information recording medium characterized by being constituted by a peel preventing layer, (2) the first peel preventing layer is formed by at least one of titanium oxide and titanium nitride. The multilayer phase change type information recording medium according to the above (1), "(3)" first peeling (4) The multi-layer phase change type information recording medium according to the above (1) or (2), wherein the prevention layer has high adhesion and low light absorption. The multi-layer phase change type information according to any one of the above items (1) to (3), wherein a second separation preventing layer is provided between the second protective layer and the reflection layer. (5) The multi-layer phase change according to (4), wherein the second anti-peeling layer is composed of at least one of titanium oxide and titanium nitride. (6) The item (4) or (5), wherein the second anti-peeling layer has high adhesion and low light absorption. "Multilayer phase change type information recording medium", (7) "the thickness of both the first peeling prevention layer and the second peeling prevention layer is 2 to 20" m, wherein the multi-layer phase-change information recording medium according to any one of the above items (1) to (6) is provided, (1) to (1), wherein when the information layer other than the one information layer has a heat diffusion layer on the reflection layer, a first separation preventing layer made of the same material as the first information layer is provided. (9) The thermal diffusion layer is formed of at least one of nitride, oxide, sulfide, oxynitride, carbide, and fluoride. The multilayer phase change type information recording medium according to any one of the above items (1) to (8), "(10)" The thermal diffusion layer is made of ITO (indium oxide-tin oxide). " Is a main component, and the multi-function device according to any one of the above-described items (1) to (9) is characterized in that (11) The multilayer according to any one of the above (1) to (10), wherein the thickness of the thermal diffusion layer is 20 to 200 nm. Phase change type information recording medium ", (12)" Multilayer phase change type information according to any one of the above items (1) to (11), wherein the reflective layer is mainly composed of Ag. (13) The multi-layer phase-change type information recording according to any one of (1) to (12), wherein the thickness of the reflective layer is 3 to 20 nm. (1) The medium (1), characterized in that the first information layer is composed of two information layers and has a transmittance of 40 to 70% when light is incident from the first substrate side. ) Through (13), the multi-layer phase change type information recording medium ”, (15)“ information is recorded The multi-layer phase change information recording medium according to any one of the above items (1) to (14) ", (16)" any of the above items (1) to (14). And (16) "a multi-layer on which the information described in the above (15) is recorded, by irradiating a light beam from the first substrate side to the multi-layer phase change type information recording medium described in (1). A method for reproducing information by causing a light beam to enter the phase-change type information recording medium from the first substrate side ".
[0009]
That is, the multilayer phase change type information recording medium of the present invention comprises at least a first protective layer, a recording layer made of a phase change type material, a second protective layer, a reflective layer, a heat diffusion layer on a transparent substrate (first substrate). A first information layer in which a layer and a first peel-prevention layer are sequentially provided, and another information layer having at least a recording layer made of a phase-change material on the first peel-prevention layer via an intermediate layer. And a second substrate at the uppermost end.
For the first protective layer, the recording layer made of a phase-change type material, the second protective layer, the reflective layer and the heat diffusion layer, conventionally known techniques can be applied. The feature is that the above-mentioned problem of the invention can be solved by providing the first peeling prevention layer.
By providing the first anti-stripping layer between the thermal diffusion layer and the intermediate layer, by providing a strong adhesion between the thermal diffusion layer and the first anti-stripping layer and between the first anti-stripping layer and the intermediate layer, As a result, separation between the heat diffusion layer and the intermediate layer could be prevented.
Furthermore, the present inventors have verified the cause of the corrosion of the heat diffusion layer, which is a new problem, and as a result, when a resin material such as an ultraviolet absorbing adhesive is used for the intermediate layer, the material is contained in a trace amount. It was confirmed that the acid component caused corrosion, and measures to prevent it were repeated. As a result, it has been found that the provision of the first peel-prevention layer is effective in preventing this corrosion, and the present invention has been achieved.
[0010]
The multilayer phase change type information recording medium of the present invention is particularly limited, except that a recording layer made of a phase change type material is provided for information layers other than the first information layer having the above-described configuration. There are no special conditions. However, in the case where three or more information layers are provided and the heat diffusion layer is provided on the reflective layer, the first information layer is provided with a first anti-stripping layer similar to the first information layer. Similarly to the above, it is effective and preferable for preventing peeling of the heat diffusion layer and the intermediate layer and preventing corrosion of the heat diffusion layer.
[0011]
As a material for the reflective layer, an Ag-based material can be used as a multilayer phase change type since the refractive index n is as small as 0.5 or less even in a blue wavelength region and light absorption can be suppressed as described in, for example, ISOM2001 Technical Digest P202. It is conventionally known as a preferable material for an information recording medium. However, when sulfide is contained in the second protective layer constituting the first information layer, the Ag-based material of the reflective layer may be sulfided. A layer made of such an element or compound containing no sulfur (a second anti-stripping layer) can be provided between the reflective layer and the second protective layer.
In the case where the second anti-exfoliation layer is provided in the multilayer phase change type information recording medium of the present invention, a titanium compound having high adhesion and low light absorption similar to the first anti-exfoliation layer may be used as the material. This is extremely effective not only for preventing the reflection layer from being sulfurized as described above, but also for preventing the separation between the second protective layer and the reflection layer.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the optical recording medium according to the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a phase change type information recording medium provided with two information layers according to an embodiment of the present invention. It has a structure in which a first information layer (1), an intermediate layer (4), a second information layer (2), and a second substrate (5) are sequentially accumulated on a first substrate (3).
The first information layer (1) includes a first protective layer (11), a recording layer (12), a second protective layer (13), a second anti-peeling layer (14), a reflective layer (15), and a heat diffusion layer ( 16), a first anti-peeling layer (17), and the second information layer (2) comprises a first protective layer (21), a recording layer (22), a second protective layer (23), and a reflective layer (24). ).
Note that the present invention is not limited to the above configuration.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a two-layer phase change type information recording medium according to another embodiment of the present invention. In this case, a light-transmitting layer (6) is used as a sheet-like material having a thickness smaller than that of the first substrate (3) in FIG. 1, and the manufacturing method is different.
[0013]
The first substrate (3) needs to transmit light to be irradiated for recording and reproduction, and a conventionally known one in the technical field is applied.
As the material, glass, ceramics, resin, or the like is usually used, and resin is particularly preferable in terms of moldability and cost.
Examples of the resin include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluorine resin, ABS resin, urethane resin, and the like. Acrylic resins such as polycarbonate resin and polymethyl methacrylate (PMMA), which are excellent in moldability, optical properties, and cost, are preferable.
On the surface of the first substrate (3) on which the film is formed, a spiral or concentric groove or the like for tracking laser light, on which an uneven pattern usually called a groove portion and a land portion is formed. It is preferably molded by an injection molding method or a photopolymer method. The thickness of the first substrate (3) is not particularly limited, but is preferably about 0.05 to 1.2 mm.
[0014]
As the material of the second substrate (5) and the substrate (7), the same material as that of the first substrate (3) may be used, but a material that is not transparent to recording / reproducing light may be used. The first substrate (3) may be different in material, thickness, groove shape and the like.
[0015]
The material of the light transmitting layer (6) and the intermediate layer (4) is usually glass, ceramic or resin, and a resin substrate is suitable in terms of moldability and cost. Examples of resins include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluorine resin, ABS resin, urethane resin, and the like. Acrylic resins such as polycarbonate resin and polymethyl methacrylate (PMMA), which are excellent in moldability, optical properties, and cost, are preferable, and ultraviolet curable resins are also preferable.
Further, on the light transmitting layer (6) or the intermediate layer (4), a concavo-convex pattern such as a guide groove formed by injection molding or a photopolymer method was formed similarly to the first substrate (3). It may be something.
The thickness of the light transmitting layer is not particularly limited, but is preferably about 0.05 to 0.4 mm.
The intermediate layer (4) has a function of enabling the pickup to distinguish between the first information layer (1) and the second information layer (2) and perform optical separation when performing recording and reproduction. The thickness is preferably about 10 to 50 μm, and if the thickness is less than 10 μm, interlayer crosstalk occurs. If the thickness is more than 50 μm, spherical aberration occurs when recording and reproducing the second information recording layer (22). However, recording and reproduction become difficult, which is not preferable.
[0016]
The material of the recording layers (12) and (22) is made of a material that changes between a crystalline state and an amorphous state by heating and cooling by light irradiation, is not particularly limited, and is conventionally known in the art. What is being applied applies.
For example, chalcogen-based alloys such as Ge-Te-based, Ge-Te-Sb-based, and Ge-Sn-Te-based, and Sb-Te eutectic-based material thin films can be mentioned. -The Sb-Te eutectic material is particularly preferable in terms of speed and erasing ratio.
Further, by adding other elements and impurities such as Ag, In, and Ge to these recording layer materials, the performance and reliability are further improved.
This recording layer is usually formed by various vapor deposition methods, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, etc. Excellent in mass productivity, film quality, etc.
The thickness of the recording layer (12) is not particularly limited, but is preferably about 3 to 15 nm. When the thickness is less than 3 nm, it is difficult to form a uniform film, and when the thickness is 15 nm or more, the transmittance tends to decrease.
[0017]
The reflection layers (15) and (24) have a function of efficiently using incident light, diffusing heat, improving a cooling rate, and making it easy to be amorphous, and usually have high thermal conductivity. A metal is preferable, and for example, Al, Au, Ag, Cu, Ta and W, or an alloy thereof can be used. In addition, Cr, Ti, Si, Pd, Ta, Nd, or the like is used as the additional element.
Among them, the Ag-based material has a small refractive index even in the blue wavelength region and n is 0.5 or less, and can suppress light absorption. Therefore, the multilayer information recording medium of the present invention, particularly the first information layer, It is preferable as a material used for the reflection layer.
This reflective layer can be formed by various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, or the like. Among them, the sputtering method is excellent in mass productivity, film quality, and the like.
Since the first information layer (1) is required to have a high transmittance, the reflective layer (15) is preferably made of Ag or an alloy thereof having a low refractive index and a high thermal conductivity. It is preferably about 3 to 20 nm. When the thickness is less than 3 nm, it is difficult to form a dense film having a uniform thickness. If the thickness is more than 20 nm, the transmittance decreases, and it becomes difficult to record / reproduce the second information layer (2).
The thickness of the reflective layer (24) constituting the second information layer (2) is preferably 50 to 200 nm, and more preferably 80 to 150 nm. When the thickness is less than 50 nm, the repetitive recording characteristics are deteriorated, and when the thickness is more than 200 nm, the sensitivity tends to decrease.
[0018]
The functions and materials of the first protective layers (11) and (21) and the second protective layers (13) and (23) are the same as those of the single-layer phase change type information recording medium. (22) It has an effect of preventing deterioration and alteration, increasing adhesive strength, and improving recording characteristics. 2 , ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , In 2 O 3 , MgO, ZrO 2 Metal oxides such as Si 3 N 4 , AlN, TiN, nitride such as ZrN, ZnS, In 2 S 3 , TaS 4 Such as sulfide, SiC, TaC, B 4 Examples thereof include carbides such as C, WC, TiC, and ZrC, diamond-like carbon, and mixtures thereof.
These materials can be used alone as a protective layer, or as a mixture of each other. Further, impurities may be included as necessary. The melting point of the protective layer needs to be higher than that of the recording layer. Specifically, ZnS and SiO 2 Are considered most preferred.
Such a protective layer can be formed by various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, or the like. Among them, the sputtering method is excellent in mass productivity, film quality, and the like.
The thickness of the first protective layers (11) and (21) is preferably 60 to 200 nm. If the thickness is less than 60 nm, the substrate or the light transmitting layer may be deformed by heat during recording. If the thickness is more than 200 nm, there is a tendency that a problem occurs in mass productivity. In these ranges, the film thickness is designed so as to obtain the optimum reflectance.
The thickness of the second protective layers (13) and (23) is preferably 3 to 40 nm. When the thickness is less than 3 nm, the recording sensitivity is reduced, and when the thickness is more than 40 nm, the heat radiation effect tends to be not obtained.
[0019]
The first anti-peeling layer (17) is a feature of the present invention, and is provided for the first time in the multilayer phase-change type information recording medium, and is used to remove the heat diffusion layer (16) from the intermediate layer (4). It has a function of preventing the heat diffusion layer (16) from being corroded by an acid component contained in the intermediate layer.
The first anti-peeling layer needs to have a low light absorption and a high adhesion.
[0020]
The adhesion of the first anti-peeling layer is represented by an adhesive force measured by the following method, and is at least 2 kg / cm. 2 It is necessary to have a certain degree of adhesion.
That is, the adhesive force is a force per unit area required to separate the surfaces of the two joined objects, and in the present invention, "Handbook of Production and Evaluation of Thin Film and Its Application Technology" (supervised by Shunichi Gonda , Published by Fuji Techno System, published on November 5, 1984), the bottom surface of a cylindrical rod was adhered to the membrane surface with an adhesive, and a force was applied to the upper end of the rod at right angles to the rod axis to pull the rod. The "pulling down" method is used in which the force is applied when the two surfaces are peeled off and measured.
Specifically, a film (thickness of about 200 nm) of a material constituting the heat diffusion layer or an ultraviolet curable resin (thickness of about 10 μm) is formed on the polycarbonate plate by a sputtering method. A film (thickness: about 50 nm) of a candidate material for forming the peeling prevention layer is formed. Next, in the "pulling down" method, about 50 mg of an epoxy adhesive (Araldite manufactured by Ciba Geigy) is applied as an adhesive to the bottom surface of an aluminum alloy cylindrical rod having a length of 3.5 cm and a diameter of 1.0 cm, followed by drying. I do. After drying, the bar is pulled down as described above, and the applied force F is measured using a load cell or the like, and the adhesion A is calculated by the following equation.
A = (32L / πD 3 ) F
(L is the length of the cylindrical bar, D is the diameter of the cylindrical bar, F is the force at the time of peeling)
This operation is repeated ten times, and the average value of the obtained ten numerical values is used as the adhesive force of the measurement material for selecting the material for the first peeling prevention layer.
[0021]
The reason that the first anti-stripping layer needs to have a low light absorptivity is that in a recording medium having a plurality of information layers as in the present invention, at least a light beam incident from the first substrate side is the first information layer. This is because it is necessary to pass through the recording layer and reach at least the recording layer of the second information layer to exhibit an initial function.
This light absorptance is defined by a generally used extinction coefficient, and the first exfoliation preventing layer has a large extinction coefficient and a low absorptivity of about 0.2. is necessary.
That is, the light absorptivity is a ratio of light absorbed when light passes through a certain medium, and is expressed by the following equation:
[1-exp (-αd)] × 100%
Where d is the film thickness of the medium, and α is the absorption coefficient.
α = (4π / λ) k (λ = wavelength, k = extinction coefficient).
The light absorptance can be measured by measuring the reflectance and transmittance using a spectroscope, and can be obtained from the layer thickness and the extinction coefficient as in the above equation.
[0022]
Specific examples of materials that can be applied to the first anti-stripping layer and that exhibit low light absorption and high adhesion when the layer is formed include, for example, oxidation of metals such as titanium, chromium, vanadium, manganese, and niobium. , Nitride, etc., and titanium oxide, titanium nitride, or a material containing at least both of them is preferable.
The material that is effective for preventing peeling and that constitutes the first peeling prevention layer is also effective for exerting a function of preventing the thermal diffusion layer from being corroded by an acid component contained in the intermediate layer.
The thickness of the first peeling prevention layer (17) is preferably 2 to 20 nm. If the thickness is less than 2 nm, the effects of the present invention cannot be obtained. Even if the first anti-peeling layer (17) is thicker than 20 nm, the improvement according to the present invention is not further improved, but merely leads to an increase in cost. Further, the transmittance may be reduced.
As described above, the first peeling prevention layer (17) is effective in preventing the heat diffusion layer (16) from being corroded by a trace amount of an acid component contained in the intermediate layer. This is particularly effective when a transparent conductive film such as indium-tin oxide, which is said to have internal defects in the crystal structure, is used.
[0023]
The second peel prevention layer (14), which is not an essential requirement in the present invention, will be described.
When an Ag-based material is used for the reflective layer, the material may be sulfided depending on the material constituting the second protective layer. To prevent this, a layer formed from an element or compound containing no sulfur, such as SiC, is used. Is effectively provided between the reflective layer and the second protective layer, and is also applicable to the present invention.
A technique of providing another layer between the reflective layer and the second protective layer to prevent the reflective layer from being sulfurized is known for a single-layer phase-change type information recording medium. No. 2002-100075.
However, even if such a layer that is effective in preventing sulfuration is provided, it is impossible to prevent the reflection layer and the second protective layer from being separated, which is one of the problems of the present invention.
In the present invention, similarly to the first anti-stripping layer, the second anti-stripping layer (14) having high adhesion and low light absorption is provided between the reflective layer and the second protective layer. It was confirmed that it was extremely effective not only for preventing peeling of the protective layer and the reflective layer but also for preventing sulfuration of the reflective layer. In this case, it goes without saying that the reflection layer is not limited to the Ag-based material.
When an Ag-based material is used for the reflective layer, Ag is originally a material having a particularly low adhesive force, and the thickness of a multilayer phase change type information recording medium is reduced to about 1/10 of that of a single layer. In some cases, a thermal diffusion layer having a large stress is provided on the reflective layer, so that the adhesion of Ag is weakened. Therefore, the provision of the second anti-peeling layer (14) requires the second protective layer. This is effective for preventing separation between the film and the reflective layer.
The conditions required for forming the second anti-peeling layer are the same as those for the first anti-peeling layer, and thus description thereof is omitted.
The effect of the second anti-peeling layer can be obtained regardless of whether or not to provide the first anti-peeling layer. Therefore, depending on the recording medium, a configuration in which the second peeling prevention layer is provided without providing the first peeling prevention layer can be adopted.
[0024]
The thermal diffusion layer (16) is desired to have high thermal conductivity in order to rapidly cool the recording layer irradiated with the laser. It is also desired that the absorptance at the laser wavelength be small so that the information layer on the back side can be recorded and reproduced.
In order to provide such a function, it is preferable to include at least one of nitride, oxide, sulfide, nitride oxide, carbide, and fluoride. For example, AlN, Al 2 O 3 , SiC, SiN, ITO, DLC (diamond-like carbon), BN, etc., and a material for forming a transparent conductive film such as ITO is considered to be the most preferable.
Such a thermal diffusion layer can be formed by various vapor phase epitaxy methods, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, or the like. Among them, the sputtering method is excellent in mass productivity, film quality, and the like.
The thickness of the thermal diffusion layer (16) is preferably from 20 to 200 nm. When the thickness is less than 20 nm, the heat radiation effect tends to be not obtained.
[0025]
Further, the first information layer (1) of the multilayer phase change type information recording medium of the present invention preferably has a light transmittance of 40 to 70% at a laser beam wavelength used for recording / reproducing. More preferably, it is 45% to 60%.
In the two-layer phase change type information recording medium on which the recording is performed after the initialization, the area where the recording layer is in the amorphous state is smaller than the area where the recording layer is in the crystalline state. It may be smaller than the transmittance.
[0026]
Hereinafter, a method for manufacturing the phase change type information recording medium of the present invention will be described.
A method of manufacturing a two-layer phase change type information recording medium as shown in FIG. 1 which is basically composed of a film forming step, an initializing step, and an adhesive step will be described. I do.
First, in the film forming step, the output of the first information layer (1) on the surface of the first substrate (3) where the guide groove is provided and the output of the guide groove of the second substrate (5) are performed. A second information layer (2) formed on the provided surface is separately prepared.
Each layer constituting each of the first information layer (1) and the second information layer (2) is formed by various vapor phase growth methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, The film is formed by an electron beam evaporation method or the like.
Among them, the sputtering method is excellent in mass productivity, film quality, and the like. In the sputtering method, film formation is generally performed while flowing an inert gas such as argon. At this time, reactive sputtering may be performed while mixing oxygen, nitrogen and the like.
[0027]
In the initialization step, the entire surface is initialized by irradiating the first information layer (1) and the second information layer (2) with energy light such as laser light, that is, the recording layer is crystallized.
If there is a possibility that the film will float due to energy during the initialization step, a UV resin or the like is spin-coated on the first information layer and the second information layer before the initialization step to apply ultraviolet rays. Irradiation and curing may be performed to form an overcoat.
Further, after the next adhesion step is performed first, the first information layer and the second information layer may be initialized from the first substrate side.
[0028]
Next, a first information layer (1) formed on the surface of the first substrate (3) initialized as described above, and a second information layer formed on the surface of the second substrate (5). The substrate formed with (2) is bonded via the intermediate layer (4) while the first information layer (1) and the second information layer (2) face each other.
For example, it is possible to apply an ultraviolet curable resin to one of the film surfaces, press and contact both substrates with the film surfaces facing each other, and then irradiate ultraviolet light to cure the resin.
[0029]
A first film forming step, an intermediate layer forming step, a second film forming step, and a light transmitting layer forming step for manufacturing a two-layer phase change type information recording medium as shown in FIG. 2 of the present invention. Another method basically consisting of the steps in the order of the initialization step will be described.
As a first film forming step, a second information layer (2) is formed on the surface of the substrate (7) where the guide groove is provided. The film forming method is as described above.
As an intermediate layer forming step, an intermediate layer (4) having a guide groove is formed on the second information layer (2). For example, an ultraviolet-curing resin is applied on the entire surface of the second information layer (2), and is cured by irradiating ultraviolet rays while pressing a stamper made of a material capable of transmitting ultraviolet rays to form a groove. Can be formed.
As a second film forming step, a first information layer (1) is formed on the intermediate layer (4). The film forming method is as described above.
As a light transmitting layer step, a light transmitting layer (6) is formed on the first information layer (1). For example, an ultraviolet-curable resin can be applied and cured by irradiating ultraviolet light to form a light-transmitting layer. To form a light transmitting layer.
As an initialization step, the entire surface is initialized by emitting energy light such as laser light from the light transmission layer (6) side to the first information layer (1) and the second information layer (2), that is, The recording layer is crystallized. There is no problem if the second information layer (2) is initialized immediately after the step of forming the intermediate layer (4).
[0030]
Further, the production of a phase change type information recording medium having three information layers as shown in FIG. 3 is performed in the following process order.
First film forming step (forming a first information layer on a first substrate and forming a third information layer on a second substrate) → intermediate layer forming step (forming an intermediate layer on the third information layer of the second substrate) → Second film formation step (a second information layer is formed on the intermediate layer of the second substrate) → Adhesion step (while the first information layer and the second information layer face each other while the first information layer and the second information layer face each other) Lamination via the intermediate layer) → Initialization process
The initialization step may be performed immediately after the formation of each information layer.
[0031]
Next, a phase change type information recording medium having three information layers as shown in FIG. 4 is manufactured in the following process order.
First film forming step (forming a third information layer) → first intermediate layer forming step (forming a second intermediate layer) → second film forming step (forming a second information layer) → forming a second intermediate layer Step (formation of first intermediate layer) → third film formation step (formation of first information layer) → light transmission layer formation step → initialization step
In the initialization step, the third information layer is formed after the first film formation step or immediately after the formation of the second intermediate layer, the second information layer is formed after the second film formation step or immediately after the formation of the first intermediate layer, and the first information layer is formed It may be after the third film forming step.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
As a first embodiment, a ZnS / SiO 2 substrate is formed on a first substrate made of a polycarbonate resin having a diameter of 12 cm, a thickness of 0.6 mm, and a tracking guide formed by continuous grooves on the surface. 2 First protective layer made of 130 nm, Ge 4 Ag 1 In 3 Sb 70 Te 22 Recording layer of 6 nm, ZnS.SiO 2 15 nm second protective layer made of
Further, a similar substrate is used as a second substrate, and a reflection layer made of Al-Ti is formed on the second substrate to have a thickness of 120 nm. 2 15 nm second anti-stripping layer made of Ge 4 Ag 1 In 3 Sb 70 Te 22 Recording layer of 12 nm, ZnS.SiO 2 The first protective layer was formed in the order of 130 nm by sputtering in an Ar gas atmosphere. Here, the light transmittance of the first information layer at a wavelength of 405 nm was measured from the first substrate side. Next, the first information layer and the second information layer were irradiated with laser light from the first substrate side and the second information layer film side, respectively, to perform an initialization process. Here, the light transmittance of the first information layer at a wavelength of 405 nm was also measured. Next, an ultraviolet curable resin is applied on the film surface of the first information layer, the second information layer surface side of the second substrate is bonded and spin-coated, and ultraviolet light is irradiated from the first substrate side to emit the ultraviolet curable resin. Was cured to form an intermediate layer, thereby producing a two-layer phase change type information recording medium having two information layers.
[0033]
Example 2
When forming the second peeling prevention layer, a Ti target is used, and Ar and N are used. 2 Of a mixed gas of x A two-layer phase-change information recording medium having two information layers was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film was used.
[0034]
Example 3
When forming the first peeling prevention layer and the second peeling prevention layer, Ar and N 2 Of a mixed gas of x A two-layer phase-change information recording medium having two information layers was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film was used.
[0035]
Example 4
When forming the first peeling prevention layer and the second peeling prevention layer, Ar and N 2 And O 2 Of a mixed gas of x O x A two-layer phase-change information recording medium having two information layers was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film was used.
[0036]
Comparative Example 1
A two-layer phase change type information recording medium having two information layers was prepared in the same manner as in Example 1 except that the first and second anti-stripping layers were not provided.
[0037]
Comparative Example 2
The second protective layer is made of (ZrO 2 ) 80 (TiO 2 ) 20 Using a target, a film is formed using Ar gas as a sputtering gas (ZrO 2 ) 80 (TiO 2 ) 20 A film was formed, and the first anti-stripping layer was formed in the same manner as in Example 1 except that an SiC target was used and an Ar gas was used as a sputtering gas to form a SiC film, and the second anti-stripping layer was not provided. Thus, a two-layer phase change type information recording medium having two information layers was prepared.
[0038]
Recording was performed on the created discs under the following conditions.
Laser wavelength: 405nm
NA = 0.65
Linear velocity: 6.0 m / s
Track pitch: 0.40 μm
The jitter of the first information layer and the second information layer at a linear density of 0.18 μm / bit and the jitter after recording 1,000 times were measured. Further, as the storage reliability, the jitter of the 3T reproduction signal of the initial recording mark after each of the initially recorded media was stored at 80 ° C. and 85% RH for 300 hours was measured.
Table 1 shows the results of each medium. From the table, it was found that the optical disks according to the present invention shown in Examples 1 to 4 had excellent overwrite characteristics and storage reliability. In order to find out why the characteristics of the optical disk of Comparative Example 2 were not excellent, the adhesive force between the SiC film and the ITO film was measured by pulling down. A sample was prepared by forming a 200 nm thick ITO film on a polycarbonate substrate and further forming a 50 nm thick SiC film thereon by sputtering under the same conditions as in Comparative Example 2. For the adhesion measurement, a cylindrical rod made of an aluminum alloy having a length of 3.5 cm and a diameter of 1.0 cm was used. About 50 mg of an epoxy adhesive (Araldite manufactured by Ciba Geigy) was applied to the bottom surface as an adhesive, and then dried. After drying, the rod was pulled down while the substrate was fixed so as not to move, and the applied force was measured using a load cell. As a result of the measurement, the adhesion of SiC was 1.5 kg / cm. 2 Was found to be a small value.
[0039]
[Table 1]
Example 5
As Example 5, a reflective layer made of Al-Ti was formed on a substrate made of a polycarbonate resin having a diameter of 12 cm, a thickness of 1.1 mm, and having a surface with irregularities of a tracking guide formed by a continuous groove, and a ZnS.SiO. 2 15 nm second protective layer made of Ge 4 Ag 1 In 3 Sb 70 Te 22 Recording layer of 12 nm, ZnS.SiO 2 The first protective film was formed in the order of 130 nm by a sputtering method in an Ar gas atmosphere to form a second information layer. On the second information layer thus formed, a transparent layer having unevenness of a tracking guide by a continuous groove was formed by a 2P (photo polymerization) method. The thickness of the transparent layer is 30 μm. Furthermore, TiO x 4 nm, a heat diffusion layer made of ITO 120 nm, a reflective layer made of Ag 10 nm,
Further, a polycarbonate film having a diameter of 12 cm and a thickness of 50 μm was bonded on the first information layer film surface via a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet having a thickness of 45 μm to form a light transmitting layer, thereby producing a two-layer phase change type information recording medium. . Next, the recording layer of the disk was initialized by an initialization device having a large-diameter semiconductor laser. Separately, the first information layer and the light transmitting layer were similarly provided on a substrate having a thickness of 1.1 mm, and the light transmitting layer before and after initialization was measured.
[0041]
Comparative Example 3
A two-layer phase change type information recording medium was prepared in the same manner as in Example 5, except that the first peeling prevention layer was not provided.
[0042]
Recording was performed on each of the created media under the following conditions.
Laser wavelength: 405nm
NA = 0.85
Linear velocity: 6.5 m / s
Track pitch: 0.32 μm
The jitter of the first information layer and the second information layer at a linear density of 0.16 μm / bit, and the jitter after recording 1,000 times were measured. Further, as the storage reliability, the jitter of the 3T reproduction signal of the initial recording mark after each of the initially recorded media was stored at 80 ° C. and 85% RH for 300 hours was measured.
Table 2 shows the results of each medium. From the table, it was found that the optical disk according to the present invention shown in Example 5 was excellent.
[0043]
[Table 2]
【The invention's effect】
As apparent from the detailed and specific description, claims 1 to 3 of the present invention can provide a multilayer phase change type information recording medium having excellent overwrite characteristics. Further, according to claims 4 to 6 of the present invention, it is possible to provide a multilayer phase change type information recording medium having excellent overwrite characteristics and high reliability even in a high temperature environment. Further, according to the seventh, ninth to thirteenth aspects of the present invention, it is possible to provide a multilayer phase change type information recording medium having a high transmittance of the first information layer and excellent recording and reproduction characteristics. According to the eighth aspect, even when three information layers are provided, a multilayer phase change type information recording medium having excellent overwrite characteristics can be provided. Further, according to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a two-layer phase change type information recording medium having good sensitivity for both the first information layer and the second information layer and excellent recording and reproduction characteristics. According to the fifteenth to seventeenth aspects, high-density and large-capacity recording / reproduction using a multilayer phase change type information recording medium having excellent overwrite characteristics can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a two-layer information recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of a two-layer information recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a three-layer information recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another example of a three-layer information recording medium according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 First information layer
2 Second information layer
3 First substrate
4 Middle class
5 Second substrate
6 Light transmission layer
7 Substrate
11 First protective layer
12 Recording layer
13 Second protective layer
14 Second peel prevention layer
15 Reflective layer
16 Thermal diffusion layer
17 First peel prevention layer
21 First protective layer
22 Recording layer
23 Second protective layer
24 Reflective layer
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