JP2007080389A

JP2007080389A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2007080389A
Application number: JP2005267417A
Authority: JP
Inventors: Yuki Nakamura; 有希中村; Toru Yashiro; 徹八代
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】２組の記録構成体を有し、第２の情報記録層からも良好な記録信号特性が得られる片面記録再生タイプの光記録媒体の提供。
【解決手段】第1基板上に形成された第１の記録構成体と、第２基板上に形成された第２の記録構成体が中間層を介して積層され、第１の記録構成体側からのレーザー光照射により、第1、第２の記録構成体にそれぞれ記録・再生が行われる光記録媒体において、第２基板面にウォブルした凸部を有し、第２の記録構成体が、少なくとも反射層、上部保護層、第２色素記録層、下部保護層をこの順に有し、該上部保護層が、反射層を形成する金属又は半金属元素と同一でない元素の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の何れか又はそれらの混合物からなり、かつ、その膜厚が１〜７０ｎｍである光記録媒体。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ビームを照射することにより記録層に透過率、反射率等の光学的な変化を生じさせて情報の記録、再生を行ない且つ追記が可能な光記録媒体に関する。
特に追記型情報記録層を２つ有する２層ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＤｉｓｃ又はＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）に応用されるものである。

特許文献１には、記録時に有機色素からなる２つの情報記録層に光情報媒体の片面から書き込みできるようにし、再生時にも２つの情報記録層に光情報媒体の片面から読み込みをする構成の発明が提案されている。しかし、この発明は従来の基板面入射記録構成と記録膜面入射構成の２種の基板を貼り付ける構成に留まっており、後述する第２の情報記録層の光吸収反射に関する問題を解決できない。
また、特許文献２には金属反射層、色素含有記録層、保護層の積層構成が記載されており、無機保護層としてＳｉＯ、ＳｉＯ_２を用いることができるという記載はあるが、具体的に実施するための作製条件及び光学的に必要な特性に関する記述はない。
また、本出願人の先願である特願２００４−１３３９９３号には、第２記録層、金属反射層、反射層を構成する金属の酸化物層、色素記録層、保護層を有する光記録媒体が記載されているが、その目的は色素の濡れ性の向上及び塗りむらの改善である。
更に特許文献３には、中間層（接着層）と第２光吸収層の間に第２バリア層を設けた構成の光記録媒体が開示されているが、第２バリア層の材料としてＡｕを用いた実施例しか記載されていない。しかし、このように金属を用いた場合には、複素屈折率ｎ−ｉｋの吸収係数ｋが大きくなるため、後述する本発明の比較例からも分るように、本発明の目的を達成することはできない。更にこの文献には、〔００３９〕に「第２バリア層の材料としてはｋが０．１以上のものがより好ましい」旨の記載があるように、本発明のような吸収係数ｋを０．０５以下に低く抑えるという技術思想は開示されていない。

読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭなどの光記録媒体に加えて、記録可能なＤＶＤ（ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）が実用化されている。このＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷなどは、従来の記録可能なＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ（記録型コンパクトディスク）技術の延長上に位置するもので、再生専用ＤＶＤとの再生互換性を確保するために、記録密度（トラックピッチ、信号マーク長）と基板厚さがＣＤ条件からＤＶＤ条件に合うように設計されている。
例えばＤＶＤ＋Ｒでは、ＣＤ−Ｒと同様に、基板上にシアニン、アゾ金属キレート色素をスピンコーティングして光記録層を設け、その背後に金属反射層を設けた情報記録用基板を、貼り合せ材を介して同形状の基板と貼り合せるという構成が採用されている。この場合、光記録層としては色素系材料が用いられる。ＣＤ−ＲはＣＤの規格を満足する高反射率（６５％）を有することが特徴の一つであるが、上記構成により高反射率を得るためには、光吸収層が記録再生光波長で特定の複素屈折率を満足する必要があり、色素の光吸収特性が適していたからである。これはＤＶＤでも同様である。

ところで、読み出し専用ＤＶＤでは、記録容量を増大させるために２層の情報記録層を有するものが提案されている。図１は、このような２層の情報記録層を有するＤＶＤの構造を示す断面図である。第１基板１１と第２基板１２は、紫外線硬化樹脂から形成された透明中間層１５を挟むことにより貼り合わされている。第１基板１１の内側の面には、第１の情報記録層である半透明層１３が形成されており、第２基板１２の内側の面には、第２の情報記録層である反射層１４が形成されている。半透明層１３は誘電体膜又は薄い金属膜からなり、反射層１４は金属膜などからなる。半透明層１３には凸凹状の記録マークが形成され、再生レーザー光を反射・干渉する効果により記録信号を読み取る。２つの情報記録層から信号を読み取るため、最大８．５ＧＢ程度の記憶容量が得られる。また、第１基板１１及び第２基板１２の厚みはそれぞれ０．６ｍｍであり、透明中間層１５の厚みは約５０μｍである。第１の情報記録層は、その反射率が３０％程度となるように形成されており、第２の情報記録層を再生するために照射されるレーザー光は第１の情報記録層で全光量の約３０％が反射して減衰したのち、第２の情報記録層で反射し、更に第１の情報記録層で減衰を受けた後、ディスクから出ていく。再生光であるレーザー光を、それぞれ第１の情報記録層又は第２の情報記録層上に焦点が位置するように絞って反射光を検出することにより、それぞれの情報記録層の信号を再生することができる。なお、ＤＶＤの場合記録再生に用いるレーザー光波長は約６５０ｎｍである。

特開平１１−０６６６２２号公報特開平１０−３４０４８３号公報特開２０００−３１１３８４号公報

前述した記録可能なＤＶＤ、即ちＤＶＤ＋ＲやＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどでは、片面から読み取れる情報記録層が一層のものしかなく、これらの光情報媒体でより大きな記憶容量を得るためには、両面から再生する構成とする必要があった。その理由は、片面２層記録再生タイプの光情報媒体は、光学ピックアップから奥の情報記録層（第２の情報記録層）に焦点を当てて書き込み用レーザー光を照射して信号を記録するとき、第１の情報記録層がレーザー光を減衰させるため、第２の情報記録層の記録に必要な光吸収と光反射が両立できないという問題があったからである。
更に詳細な課題は、通常のスピンコート法により作製された色素を記録層とする光記録媒体では、基板の凹部の色素膜厚が凸部より厚くなっており、記録トラックである凹部に記録する際には凸部の断熱効果により隣接トラックへのピットの広がりが抑制されるが、本発明のように第２基板面にウォブルした凸部を有し（更に必要に応じてアドレス情報を有し）、第２基板上に形成した第２の記録構成体が、少なくとも反射層、上部保護層、第２色素記録層、下部保護層をこの順に有し、第２基板の凸部を記録トラックとして情報を記録する場合には、十分な信号振幅と反射率を得るために、通常の凹部に記録する場合に比べて平均膜厚を厚くする必要がある。更に凸部に形成される色素記録層膜厚が、トラック間である凹部に形成される色素記録層膜厚とほぼ同じか又はやや薄いため、連続するトラックに記録した場合に、記録レーザー照射による加熱及び色素分解時の発熱が隣接トラックに広がり、ジッタが増加すると共にウォブル信号品質を悪化させる現象が見られる。
本発明の目的は、これらの問題点を解消し、第２の情報記録層からも良好な記録信号特性が得られる、片面記録再生タイプの光記録媒体を提供することである。

上記課題は、次の１）〜９）の発明によって解決される。
１）第1基板上に形成された第１の記録構成体と、第２基板上に形成された第２の記録構成体が中間層を介して積層され、第１の記録構成体側からのレーザー光照射により、第1、第２の記録構成体にそれぞれ記録・再生が行われる光記録媒体において、第２基板面にウォブルした凸部を有し、第２の記録構成体が、少なくとも反射層、上部保護層、第２色素記録層、下部保護層をこの順に有し、該上部保護層が、反射層を形成する金属又は半金属元素と同一でない元素の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の何れか又はそれらの混合物からなり、かつ、その膜厚が１〜７０ｎｍであることを特徴とする光記録媒体。
２）上部保護層の膜厚が色素記録層の膜厚よりも薄いことを特徴とする１）載の光記録媒体。
３）上部保護層の屈折率が１．５〜３であることを特徴とする１）又は２）記載の光記録媒体。
４）上部保護層が透明導電性酸化物を含むことを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光記録媒体。
５）透明導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）のうちの少なくとも１種であることを特徴とする４）記載の光記録媒体。
６）下部保護層が硫化亜鉛を含むことを特徴とする１）〜５）の何れかに記載の光記録媒体。
７）下部保護層が透明導電性酸化物を含むことを特徴とする６）記載の光記録媒体。
８）透明導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）のうちの少なくとも１種であることを特徴とする７）記載の光記録媒体。
９）反射層がＡｇ又はＡｇ合金からなり、その膜厚が８０〜２００ｎｍであることを特徴とする１）〜８）の何れかに記載の光記録媒体。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、第１、第２の２組の記録構成体を有する光記録媒体において、光入射側からみて奥側の第２の記録構成体の反射層と色素記録層の間に上部保護層を設け、色素記録層を薄くすることにより隣接トラック間のクロストークを減少させ、記録特性を向上させたことを特徴とする。
通常のＤＶＤ±Ｒ及び２層記録媒体の手前側の第１記録層の場合、深さ１００〜２００ｎｍのグルーブを有する面に、厚さ６０〜１００ｎｍの色素記録層を塗布手段により設ける。その結果、光照射により情報を記録するグルーブ部の色素膜厚は相対的に厚くなり、情報を記録しないランド部の色素膜厚は相対的に薄くなるため、隣接グルーブ間の熱干渉が小さくなっている。熱干渉は記録に用いるレーザーパワーが大きいほど影響が大きく、信号品質、即ちジッタを悪化させる原因となる。したがって、記録速度が速いほど高いパワーが必要となり熱干渉の影響を受け易いことが分かっている。

本発明の構成において、光記録媒体の光入射側からみて奥側に位置する第２色素記録層を形成するには、通常のＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ±Ｒとは逆順で、基板上に反射層をスパッタリングし、色素記録層を塗布し、保護層をスパッタリングする必要がある。そこで基板面に交互に並んだランドとグルーブのうち、記録再生ピックアップからみて手前のランド部、即ち基板の凸部に記録することになるが、色素記録層の膜厚は、上記第１記録層の場合と同様にグルーブ部の方が相対的に厚くなるため、隣のランドに対する熱拡散の影響がより大きくなり、記録品質を示すジッタが上昇し易い。したがって、本発明のように反射層上に上部保護層を設けて、記録レーザーの光路長を制御し、色素記録層の膜厚を減少させ、また色素記録層から金属反射層への放熱を制御することが重要であり、これにより高速記録に適した光記録媒体を作製することができる。

上部保護層の材料としては、酸化シリコン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル等の酸化物；炭化シリコン、炭化チタン、炭化タンタル等の炭化物；硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化アンチモン等の硫化物；窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物等の融点又は分解点が高い耐熱性化合物及びそれらの混合物のうち、透明性が高い材料が好ましい。
なお、前述した本出願人の先願である特願２００４−１３３９９３号との同一を避けるため、本発明１において、反射層を形成する金属又は半金属元素と同一でない元素の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物を用いる場合のみに限定した。
記録レーザーの光路長を増して記録層を薄くするためには、屈折率が１．５以上のものが好ましく、また高屈折率材料は吸収が大きい傾向があるため３以下のものが好ましい。屈折率１．５未満の無機材料としては、ＬｉＦ、ＣａＦ、ＡｌＦ、ＭｇＦ_２、ＨｆＦ_２等のフッ化物が挙げられるが、化学的に不安定であり、また生産性の良いスパッタリングは困難である。なお、これら酸化物、硫化物、窒化物、炭化物は必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率等の制御のために組成を制御したり、混合して用いたりすることもできる。

特に、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）等の透明導電性酸化物を添加すると、ターゲットに導電性を付与することができ、ＤＣスパッタリングが可能となるので、スパッタリングレートの増加による生産タクト短縮と生産装置のコスト低減に寄与する。ＤＣスパッタリングを可能とするためには、ターゲットの比抵抗を１Ωｃｍ以下とする必要があるが、０．１Ωｃｍ以下とすると、高いスパッタリングパワーを投入してもアーク等の問題が生じず生産性を高めることができるので好ましい。更に好ましくは０．０１Ωｃｍ以下であれば、スパッタリング電源にアークカット装置又はパルス重畳装置を必要としないため生産装置のコストを更に低減することができる。
透明導電性酸化物の添加量は、ターゲットの比抵抗を１Ωｃｍ以下とするためには５モル％以上必要であり、０．１Ωｃｍ以下とするためには８モル％以上必要である。

上部保護層の膜厚は１〜７０ｎｍの範囲とする。好ましくは４〜４０ｎｍである。上部保護層がない場合には、色素記録層が高熱伝導度の金属反射層に直接接するため、記録に用いるレーザー光照射による加熱及び色素分解時の発熱による熱が金属反射層に極めて逃げ易く、ジッタが増大すると共にウォブル信号品質を悪化させる。
上部保護層膜厚が１ｎｍ未満では、光学的に無視できる程度の差でしかなく、記録特性には顕著な差が現れない。Ａｇ及びＡｇ合金は熱伝導率が高く、光ディスクに使用される一般的なＡｇ合金は、室温で１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率（４探針法により測定した比抵抗から計算により求めた）を示すが、本発明に用いる金属又は半金属の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の、レーザーフラッシュ法により求めたバルクの熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、Ａｇ合金の１０分の１以下である。薄膜では更に熱伝導率は小さいと予想される。

上部保護層を１ｎｍ以上設けることにより光学的に未記録及び記録後反射率を増大し、変調度（ＤＶＤに用いる場合にはＩ１４／Ｉ１４Ｈ）を大きくすることができる。また、上部保護層による断熱効果により、金属反射層への放熱を適度に抑制し、記録マークの平面方向への広がりを抑えることができる。上部保護層の膜厚ｄを増加させると、ｎｄ／λ（ｎは上部保護層の再生光波長λにおける屈折率）が大きくなり、一旦反射率及び変調度が増加し、それぞれ極大に達するが、更にｄを増加させると、反射率と変調度は低下し、それに伴なってジッタは増加する。したがって、上部保護層は、屈折率１．５〜１．６では膜厚が７０ｎｍより厚くなった場合に、屈折率が２．７〜３では膜厚が４０ｎｍより厚くなった場合に、何れも変調度が小さくなり、かつ、記録レーザー光により記録層で発生した熱が反射層に逃げなくなるため、記録マークが広がりすぎてジッタが悪化する。また奥側の記録構成体の反射率を１５％以上にすることが難しくなり、ＤＶＤ再生プレーヤーにかかり難くなる。

更に、記録時の蓄熱と放熱の制御のためには、上部保護層の膜厚を色素記録層の膜厚より薄くすることが好ましく、光学的反射率と変調度を十分に確保する（例えばＤＶＤ＋ＲＤＬ規格を満足するためには反射率１６〜３０％、変調度０．６以上が必要である）ためには、上部保護層の膜厚が色素記録層の膜厚の１〜７０％の範囲内にあることがより好ましい。
また、金属と比較して硬い上部保護層を用いて、記録時の反射層及び溝の変形を抑制し記録パワーマージンを確保するような場合には、上部保護層の膜厚が色素記録層の膜厚の４〜４０％の範囲内にあることが更に好ましい。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の光記録媒体の層構成の一例を示す模式的断面図であり、第１基板１／第１色素記録層２／半透明反射層３／中間層４／下部保護層５／第２色素記録層６／上部保護層７／反射層８／第２基板９を有している。
第１の記録構成体１００が、第１色素記録層２と半透明反射層３からなり、第２の記録構成体２００が、下部保護層５、第２色素記録層６、上部保護層７、反射層８からなる。第１の記録構成体については、第１色素記録層、半透明反射層を形成した第１基板を単板の第２基板と貼り合わせた従来の単一記録層媒体（ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−Ｒなど）から単板を除いた層構成と同様にすることにより、第１色素記録層の両界面の多重干渉効果とマーク形成時の第１基板の変形により反射率と記録信号変調度（コントラスト）を得る。また、第２の記録構成体については、基板溝形状と色素の光吸収特性により、必要な反射率と記録信号変調度（コントラスト）を得ると共に、変形し難い材料からなる光透過性の保護層を、第２色素記録層と有機樹脂などからなる透明な中間層４の間に配置することにより、有機樹脂などによって色素が溶出することを防止すると共にマーク形状を整えることができる。

第１及び第２基板の材料としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂、透明ガラスなどが挙げられるが、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。
第１及び第２基板には、通常、記録再生光を案内するピッチ０．８μｍ以下の溝を設けるが、この溝は必ずしも幾何学的に矩形又は台形状の溝である必要はなく、例えばイオン注入などによって、屈折率の異なる導波路のようなものを形成して光学的に溝が形成されていてもよい。
第1及び第２基板の厚さは、評価系のピックアップのＮＡに応じて色収差を取るために変化させる。通常ＮＡが０．６〜０．６５程度では０．６ｍｍが好ましい。

また、第１基板と第２基板に形成する溝形状は同一ではない。
４．７ＧＢ、０．７４μｍピッチのＤＶＤ＋ＲやＤＶＤ−Ｒの場合、第１基板の溝形状は、溝深さ：１０００〜２０００Å、溝幅（底幅）：０．２〜０．３μｍが好ましい。スピンコート製膜の場合には溝内に色素が充填される傾向があり、色素記録層と反射層の界面形状は色素の充填量と基板溝形状により決定されるので、界面反射を利用するには上記範囲が適している。一方、第２基板の溝形状は、溝深さ：２００〜６００Å、溝幅：０．２〜０．４μｍが好ましい。図２に示したように色素記録層と反射層の界面形状は基板溝形状で決定されるので、界面反射を利用するには上記範囲が適している。
第１基板、第２基板共に、上記溝形状範囲よりも溝深さが深いと反射率が低下し易い。また、上記溝形状範囲よりも溝深さが浅いか又は溝幅がずれると、記録中のトラッキングが不安定になり、形成される記録マークの形状が揃い難くジッターが増加し易い。

本発明の光記録媒体は、ＤＶＤ＋Ｒ、ＣＤ−Ｒと同様に色素を含有する記録層（色素記録層）の両界面の多重干渉効果により高反射率を得る構成となっており、色素記録層としては記録再生波長λにおいて複素屈折率ｎ−ｉｋの屈折率ｎが大きく、吸収係数ｋが比較的小さい光学特性が必要である。ｎ、ｋの範囲は、ｎ＞２、０．０２＜ｋ＜０．２であり、好ましくは、ｎが２．２〜２．８、ｋが０．０３〜０．０７である。ｋが０．０２未満の場合は記録用レーザー光の吸収が小さいため感度が悪くなり、０．２を超えると反射率が低下し、記録層を２層有する場合には光入射方向からみて奥側の記録層の反射率を十分高くすることが難しくなるからである。
このような光学特性は色素膜の光吸収帯の長波長端部の特性を利用することにより得られる。なお、本発明の光記録媒体は６００〜８００ｎｍの赤色レーザー光に対応するものであり、好ましい記録再生波長λは６５０〜６７０ｎｍである。媒体の設計に当っては、まず上記波長範囲から記録再生に用いるレーザー光の波長を決定し、次いで本発明の条件を満足するように各層の材料と膜厚を選択すれば良い。

第１、第２色素記録層に用いることができる色素材料としては、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、テトラアザポルフィラジン系色素、ピリリウム系・チオピリリウム系色素、アズレニウム系色素、スクアリリウム系色素、アゾ系色素、ホルマザンキレート系色素、Ｎｉ、Ｃｒなどの金属錯塩系色素、ナフトキノン系・アントラキノン系色素、インドフェノール系色素、インドアニリン系色素、トリフェニルメタン系色素、トリアリルメタン系色素、アミニウム系・ジインモニウム系色素及びニトロソ化合物等が挙げられる。中でも、膜の光吸収スペクトルの最大吸収波長が５８０〜６２０ｎｍにあり、ＤＶＤ用レーザー光波長（約６５０ｎｍ）において所望の光学特性を得やすい色素化合物としては、溶剤塗布による製膜性、光学特性の調整のし易さも考慮すると、テトラアザポルフィラジン系色素、シアニン系色素、アゾ系色素、スクアリリウム系色素が好ましい。これらの色素を含有させることにより小さいマークを形成し易くして、高密度記録への対応を図る。
また、本発明の色素記録層は色素のみで作製してもよいが、必要に応じて他の第３成分、例えばバインダー、安定剤等を含有させることもできる。

第１及び第２色素記録層の膜厚は、通常、３０〜１５０ｎｍとする。３０ｎｍ未満では十分なコントラストを得難く、モジュレーションが小さくなる傾向がある。一方、１５０ｎｍを越えると小さい記録マークが書き難くなる。
また、最短マーク長が０．５μｍ以下となるような高密度記録では、５０〜１００ｎｍの膜厚とすることが好ましい。５０ｎｍ未満では反射率が低くなり過ぎ、また膜厚が不均一になり易いので好ましくない。一方、１００ｎｍより厚いと熱容量が大きくなり記録感度が悪くなるし、熱伝導率の不均一によりエッジが乱れジッタが高くなる傾向にある。
また、第２色素記録層の膜厚を第１色素記録層の膜厚に対して約１．０〜２．０倍とすることが好ましい。記録層の膜厚差がこの範囲からずれると、記録マークの広がり易さが異なることにより、両層に対して同様の記録ストラテジ（記録レーザーの発光パルスパターン）で記録することが困難になることがある。
第１及び第２色素記録層は、通常、スピンコート法で形成する。スピンコート後の色素記録層はほぼ均一な状態であるが、記録により、色素記録層の変形や穴あき及び基板変形を生じ、その部分の反射率変化から記録マークを判断することができる。通常、記録前後の反射率差は５％より大きい。なお、案内溝を形成した基板上に製膜した場合は、溝部と溝間部で色素膜厚に差が生じる。

反射層及び半透明反射層材料としては、レーザー光波長に対する反射率が高いものが好ましく、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ、Ｚｎなどの金属及び半金属を挙げることができる。中でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌの何れかを主成分とし、これら４元素とは異なるＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種を０．１〜１０重量％添加した合金が好ましい。特に熱伝導度が高く高反射率が得られるＡｇを主成分とし、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種を０．１〜１０重量％添加した合金が好ましい。
０．１重量％以上添加することにより、結晶粒が微細化し耐蝕性に優れた薄膜となる。しかし、１０重量％より多く添加すると、反射率が低下するため好ましくない。

反射層の膜厚は８０〜２００ｎｍが好ましく、十分に高い反射率を得るためには１００ｎｍ以上が更に好ましい。第２の記録構成体の放熱性を良くするためには厚い方が好ましいが、２００ｎｍを超えると、成膜に時間がかかり材料費も増えるため製造コストの観点から好ましくなく、しかも膜表面の微視的な平坦性も悪くなってしまう。
半透明反射層は、第２の色素記録層に十分な光が到達するように、透過率３０〜６０％程度、反射率１５〜３０％程度となるようにする。また、その膜厚は５〜３０ｎｍの範囲が好ましい。
第１色素記録層とアクリル樹脂などからなる透明中間層が膜厚３０ｎｍ以下の極めて薄い半透明反射層を介して接する場合には、色素とアクリル樹脂などが互いに半透明反射層を通過して相溶しないようにする必要がある。純金属薄膜のように結晶粒が大きい材料からなる半透明反射層の場合には、薄膜が島状になり易く、また粒界から樹脂が浸透し易いので注意する必要がある。

第２色素記録層と中間層の間には、色素記録層を化学的及び物理的に保護する目的で下部保護層を設ける必要がある。
下部保護層の材料としては、酸化シリコン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル等の酸化物；シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、炭化チタン、グラファイト等の半金属又は半導体；フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化ランタン、フッ化セレン等のフッ化物；硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化アンチモン等の硫化物；窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物；ＺｎＳｅ、ＧａＳｅ、ＺｎＴｅ等のカルコゲナイド化合物、或いはこれらの物質の混合物が挙げられる。
特に内部応力の小さい硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化アンチモン、酸化シリコンを多く含む材料が好ましい。更に屈折率ｎ及び吸収係数ｋを最適にするために、これらの材料の混合物を用いてもよい。これらの材料は融点が高く、ターゲット焼結時に混合した材料同士で反応しない場合にはｎ及びｋは混合比の加重平均とほぼ等しくなる。

中でも毒性が比較的小さくスパッタリングレートが高く安価な硫化亜鉛を主として用いると、生産性を高くし生産コストを低減することができる。硫化亜鉛の配合割合は６０〜９５モル％が好ましく、９５モル％を超えると第２色素記録層上にうまく薄膜が堆積されない。屈折率ｎを調整するためには硫化亜鉛の配合割合を９５モル％以下とし、屈折率ｎが異なる材料と混合するとよい。
混合物の薄膜を作製する際に、複数のターゲットを同時にスパッタリングすることも可能であるが、装置コストが上昇し比率の制御も困難なため好ましくない。従って硫化亜鉛と添加材料の混合物ターゲットを作製してスパッタリングすることが生産上有利である。
硫化亜鉛の屈折率ｎは２．３５程度であり、２．３５よりも低屈折率にするため酸化シリコンとの混合物を用いると、現在市販されているＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷで使用されているターゲットを使用できるため安定した品質で作製できる。
またシリコン、炭化シリコン、酸化チタン、ゲルマニウムを５モル％以上添加することにより屈折率ｎを上げることができる。５モル％未満の場合には屈折率向上効果は無視できる程度に小さい。

特に、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）等の透明導電性酸化物を添加すると、ターゲットに導電性を付与することができ、ＤＣスパッタリングが可能となるので、スパッタリングレートの増加による生産タクト短縮と生産装置のコスト低減に寄与する。ＤＣスパッタリングを可能とするためには、ターゲットの比抵抗を１Ωｃｍ以下とする必要があるが、０．１Ωｃｍ以下とすると、高いスパッタリングパワーを投入してもアーク等の問題が生じず生産性を高めることができるので好ましい。更に好ましくは０．０１Ωｃｍ以下であれば、スパッタリング電源にアークカット装置又はパルス重畳装置を必要としないため生産装置のコストを更に低減することができる。しかし添加量が多くなると膜の応力が大きくなり、色素記録層と下部保護層との界面から剥離が生じるため添加量の上限は３０モル％とする。

下部保護層の膜厚は１０〜３００ｎｍの範囲が好ましい。１０ｎｍ未満では中間層材料が保護層の欠陥から第２記録層に浸透してしまい色素の変質が生じる。また３００ｎｍを超えるとスパッタリング中の基板温度上昇が大きくなることにより膜応力が大きくなるため、基板の変形と保護層の剥離が生じ易くなる。更に吸収係数ｋがゼロでない場合には、吸収により色素記録層からの反射率の低下が生じる。
また、下部保護層の膜厚は、記録レーザー光の波長が６００〜７００ｎｍで保護層材料の屈折率が１．９〜２．４の範囲である場合には４０〜１８０ｎｍが好ましく、より好ましくは１００〜１６０ｎｍである。
基本的には、屈折率ｎと膜厚ｄの積が同等であれば良い。つまり屈折率を小さくした場合には膜厚を厚くする必要がある。これは反射率を同等にする必要があること、光路長差（２×ｎ×ｄ）が位相差であるから、あまり薄い膜厚では位相差つまり、モジュレーションが取り難いことによる。

本発明によれば、２組の記録構成体を有する光記録媒体において、光入射側からみて奥側の第２の記録構成体の反射層と色素記録層の間に上部保護層を設け、色素記録層を薄くすることにより隣接トラック間のクロストークを減少させ、記録特性を向上させた光記録媒体を提供できる。

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。例えば、記録再生条件をＤＶＤの８Ｘ（線速３０．６ｍ／ｓｅｃ）として評価したが、更に高速設計を行えば高速化可能である。

実施例１〜２６、比較例１〜２
溝深さ１６０ｎｍ、溝幅０．３５μｍ、トラックピッチ０．７４μｍの凹状グルーブを形成した板厚０．５７ｍｍのポリカーボネート製基板上に、下記〔化１〕のスクアリリウム色素化合物を２，２，３，３−テトラフルオルプロパノールに溶解した塗布液をスピンコートすることにより、厚さ約４０ｎｍの第１色素記録層を設けた。
更にその上に、Ｉｎを０．５原子％含むＡｇ合金をスパッタして厚さ９ｎｍの半透明反射層を形成し、第１の記録構成体を形成した第１情報基板を得た。
次に、溝深さ３４ｎｍ、溝幅０．３μｍ、トラックピッチ０．７４μｍの凸状グルーブを形成した板厚０．６ｍｍのポリカーボネート製基板上に、表１記載の膜厚のＡｇ反射層と、表１記載の材料及び膜厚の上部保護層を形成し、その上に下記〔化１〕のスクアリリウム色素化合物を２，２，３，３−テトラフルオルプロパノールに溶解した塗布液をスピンコートすることにより、厚さ約７０ｎｍの第２色素記録層を設けた。
更にその上に、表１記載の材料及び膜厚の下部保護層を形成し、第２の記録構成体を形成した第２の情報基板を得た。
次いで、上記第１と第２の情報基板を、紫外線硬化型接着剤（日本化薬製ＫＡＲＡＹＡＤＤＶＤ５７６Ｍ）を用いて、中間層厚さが５０μｍになるように貼り合わせて、光記録媒体を得た。

この光記録媒体の第２の色素記録層に対して、パルステック工業社製のＯＤＵ１０００（波長６５７ｎｍ、ＮＡ：０．６５）を用いて、線速度３０．６４ｍ／ｓ（８倍速記録）の条件でＤＶＤ（８−１６）信号を記録した後、３．８３ｍ／ｓで再生評価を行ったところ、表２の結果が得られた。パワーマージンは、ジッタ値が９％以下となるパワー下限値Ｐ１と上限値Ｐ１について（Ｐ２−Ｐ１）×２／（Ｐ２＋Ｐ１）を計算した値である。
また、表２中の「記録後反射率（％）」は、記録後波形を示す図３中の「Ｉ_１４Ｈ」に相当し、「Ｉ１４／Ｉ１４Ｈ」は次式で示される変調度である。
Ｉ１４／Ｉ１４Ｈ＝（Ｉ_１４Ｈ−Ｉ_１４Ｌ）／Ｉ_１４Ｈ
表２から分るように、実施例１〜２６の光記録媒体は、何れも優れた記録特性を示し、反射率も１６％以上であったが、上部保護層を設けない比較例１、及び上部保護層の膜厚が７０ｎｍを超える比較例２では、ジッタが低くならず、パワーマージンも非常に小さかった。

２層の情報記録層を有するＤＶＤの構造を示す断面図。本発明の光記録媒体の層構成の一例を示す模式的断面図。記録後波形を示す図。

符号の説明

Ｉ_１４Ｈ１４Ｔマークの最大反射率
Ｉ_１４Ｌ１４Ｔマークの最小反射率
Ｉ_３Ｈ３Ｔマークの最大反射率
Ｉ_３Ｌ３Ｔマークの最小反射率

Claims

第1基板上に形成された第１の記録構成体と、第２基板上に形成された第２の記録構成体が中間層を介して積層され、第１の記録構成体側からのレーザー光照射により、第1、第２の記録構成体にそれぞれ記録・再生が行われる光記録媒体において、第２基板面にウォブルした凸部を有し、第２の記録構成体が、少なくとも反射層、上部保護層、第２色素記録層、下部保護層をこの順に有し、該上部保護層が、反射層を形成する金属又は半金属元素と同一でない元素の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の何れか又はそれらの混合物からなり、かつ、その膜厚が１〜７０ｎｍであることを特徴とする光記録媒体。
上部保護層の膜厚が色素記録層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
上部保護層の屈折率が１．５〜３であることを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
上部保護層が透明導電性酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光記録媒体。
透明導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の光記録媒体。
下部保護層が硫化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光記録媒体。
下部保護層が透明導電性酸化物を含むことを特徴とする請求項６記載の光記録媒体。
透明導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化錫、酸化ニオブ、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは自然数）のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。
反射層がＡｇ又はＡｇ合金からなり、その膜厚が８０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の光記録媒体。