JP2000339751A - 相変化形光記録媒体 - Google Patents
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- Y10S430/146—Laser beam
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性の高い4X記録以上の高速記録が
可能な相変化形光記録媒体の提供。 【解決手段】 基板上に第1誘電体層、記録層、第2誘
電体層、金属又は合金層、UV硬化樹脂の順に積層して
なる光記録媒体において、この記録層の再結晶化上限線
速度が5.0〜10.0m/sであることを特徴とする
相変化形光記録媒体。
可能な相変化形光記録媒体の提供。 【解決手段】 基板上に第1誘電体層、記録層、第2誘
電体層、金属又は合金層、UV硬化樹脂の順に積層して
なる光記録媒体において、この記録層の再結晶化上限線
速度が5.0〜10.0m/sであることを特徴とする
相変化形光記録媒体。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光記録媒体、特に光
ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生じ
させ、情報の記録・再生を行い、かつ、書き換えが可能
である相変化形情報記録媒体に関し、光メモリー関連機
器、特に書き換え可能なコンパクトディスク(CD−R
W)に応用されるものである。
ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生じ
させ、情報の記録・再生を行い、かつ、書き換えが可能
である相変化形情報記録媒体に関し、光メモリー関連機
器、特に書き換え可能なコンパクトディスク(CD−R
W)に応用されるものである。
【0002】
【従来の技術】電磁波、特にレーザービームの照射によ
る記録、再生および消去可能な光メモリー媒体のひとつ
として、結晶−非結晶相間あるいは結晶−結晶相間の転
移を利用する、いわゆる相変化形記録媒体がよく知られ
ている。特に光磁気メモリーでは困難な単一ビームによ
るオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系も
より単純であることなどから、最近その研究開発が活発
になっている。その代表的な例として、USP3530
441に開示されているように、Ge−Te、Ge−T
e−Sn、Ge−Te−S、Ge−Se−S、Ge−S
e−Sb、Ge−As−Se、In−Te、Se−T
e、Se−Asなどのいわゆるカルコゲン系合金材料が
挙げられる。また安定性、高速結晶化などの向上を目的
に、Ge−Te系にAu(特開昭61−219692
号)、SnおよびAu(特開昭61−270190
号)、Pd(特開昭62−19490号)などを添加し
た材料の提案や、記録/消去の繰り返し性能向上を目的
に、Ge−Te−Se−Sb、Ge−Te−Sbの組成
比を特定した材料(特開昭62−73438号、特開昭
63−228433号)の提案などもなされている。し
かし、そのいずれもが相変化形書換可能な光メモリー媒
体として要求される諸特性のすべてを満足しうるものと
はいえない。特に、記録感度、消去感度の向上、オーバ
ーライト時の消し残りによる消去比低下の防止、ならび
に記録部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題
となっている。
る記録、再生および消去可能な光メモリー媒体のひとつ
として、結晶−非結晶相間あるいは結晶−結晶相間の転
移を利用する、いわゆる相変化形記録媒体がよく知られ
ている。特に光磁気メモリーでは困難な単一ビームによ
るオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系も
より単純であることなどから、最近その研究開発が活発
になっている。その代表的な例として、USP3530
441に開示されているように、Ge−Te、Ge−T
e−Sn、Ge−Te−S、Ge−Se−S、Ge−S
e−Sb、Ge−As−Se、In−Te、Se−T
e、Se−Asなどのいわゆるカルコゲン系合金材料が
挙げられる。また安定性、高速結晶化などの向上を目的
に、Ge−Te系にAu(特開昭61−219692
号)、SnおよびAu(特開昭61−270190
号)、Pd(特開昭62−19490号)などを添加し
た材料の提案や、記録/消去の繰り返し性能向上を目的
に、Ge−Te−Se−Sb、Ge−Te−Sbの組成
比を特定した材料(特開昭62−73438号、特開昭
63−228433号)の提案などもなされている。し
かし、そのいずれもが相変化形書換可能な光メモリー媒
体として要求される諸特性のすべてを満足しうるものと
はいえない。特に、記録感度、消去感度の向上、オーバ
ーライト時の消し残りによる消去比低下の防止、ならび
に記録部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題
となっている。
【0003】特開昭63−251290号では結晶状態
が実質的に3元以上の多元化合物単層からなる記録層を
具備した記録媒体が提案されている。ここで実質的に三
元以上の多元化合物単層とは三元以上の化学量論組成を
持った化合物(例えばIn3SbTe2)を記録層中に9
0原子%以上含むものとされている。このような記録層
を用いることにより記録、消去特性の向上が図れるとし
ている。しかしながら、消去比が小さい、記録消去に要
するレーザーパワーが未だ十分に低減されてはいないな
どの欠点を有している。
が実質的に3元以上の多元化合物単層からなる記録層を
具備した記録媒体が提案されている。ここで実質的に三
元以上の多元化合物単層とは三元以上の化学量論組成を
持った化合物(例えばIn3SbTe2)を記録層中に9
0原子%以上含むものとされている。このような記録層
を用いることにより記録、消去特性の向上が図れるとし
ている。しかしながら、消去比が小さい、記録消去に要
するレーザーパワーが未だ十分に低減されてはいないな
どの欠点を有している。
【0004】さらに、特開平1−277338号には
(SbaTe1-a)1-yMy(ここで0.4≦a≦0.7、
y≦0.2であり、MはAg、Al、As、Au、B
i、Cu、Ga、Ge、In、Pb、Pt、Se、S
i、Sn及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1
種である。)で表される組成の合金からなる記録層を有
する光記録媒体が提案されている。この系の基本はSb
2Te3であり、Sb過剰にすることにより、高速消去、
繰り返し特性を向上させ、Mの添加により高速消去を促
進させている。加えて、DC光による消去比も大きいと
している。しかし、この文献にはオーバーライト時の消
去比は示されておらず(本発明者らの検討結果では消し
残りが認められた)、記録感度も不十分である。
(SbaTe1-a)1-yMy(ここで0.4≦a≦0.7、
y≦0.2であり、MはAg、Al、As、Au、B
i、Cu、Ga、Ge、In、Pb、Pt、Se、S
i、Sn及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1
種である。)で表される組成の合金からなる記録層を有
する光記録媒体が提案されている。この系の基本はSb
2Te3であり、Sb過剰にすることにより、高速消去、
繰り返し特性を向上させ、Mの添加により高速消去を促
進させている。加えて、DC光による消去比も大きいと
している。しかし、この文献にはオーバーライト時の消
去比は示されておらず(本発明者らの検討結果では消し
残りが認められた)、記録感度も不十分である。
【0005】同様に、特開昭60−177446号では
記録層に(In1-xSbx)1-yMy(0.55≦x≦0.
80、0≦y≦0.20であり、Mは、Au、Ag、C
u、Pd、Pt、Al、Si、Ge、Ga、Sn、T
e、Se、Biである。)なる合金を用い、また、特開
昭63−228433号では記録層にGeTe−Sb2
Te3−Sb(過剰)なる合金を用いているが、いずれ
も感度、消去比等の特性を満足するものではなかった。
記録層に(In1-xSbx)1-yMy(0.55≦x≦0.
80、0≦y≦0.20であり、Mは、Au、Ag、C
u、Pd、Pt、Al、Si、Ge、Ga、Sn、T
e、Se、Biである。)なる合金を用い、また、特開
昭63−228433号では記録層にGeTe−Sb2
Te3−Sb(過剰)なる合金を用いているが、いずれ
も感度、消去比等の特性を満足するものではなかった。
【0006】加えて、特開平4−163839号には記
録薄膜をTe−Ge−Sb合金にNを含有させることに
よって形成し、特開平4−52188号には記録薄膜を
Te−Ge−Se合金にこれら成分のうちの少なくとも
一つが窒化物となっているものを含有させて形成し、特
開平4−52189号には記録薄膜がTe−Ge−Se
合金にNを吸着させることによって形成し、これら記録
薄膜をそれぞれ設けた光記録媒体が記載されている。し
かし、これらの光記録媒体でも十分な特性を有するもの
を得ることはできていない。
録薄膜をTe−Ge−Sb合金にNを含有させることに
よって形成し、特開平4−52188号には記録薄膜を
Te−Ge−Se合金にこれら成分のうちの少なくとも
一つが窒化物となっているものを含有させて形成し、特
開平4−52189号には記録薄膜がTe−Ge−Se
合金にNを吸着させることによって形成し、これら記録
薄膜をそれぞれ設けた光記録媒体が記載されている。し
かし、これらの光記録媒体でも十分な特性を有するもの
を得ることはできていない。
【0007】これまでみてきたように、光記録媒体にお
いては、特に記録感度、消去感度の向上、オーバーライ
ト時の消し残りによる消去比低下の防止、並びに記録
部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題となっ
ている。
いては、特に記録感度、消去感度の向上、オーバーライ
ト時の消し残りによる消去比低下の防止、並びに記録
部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題となっ
ている。
【0008】一方、近年CD(コンパクトディスク)の
急速な普及にともない、一回だけの書き込みが可能な追
記型コンパクトディスク(CD−R)が開発され、市場
に普及されはじめた。しかし、CD−Rでは書き込み時
に一度でも失敗すると修正不可能なためそのディスクは
使用不能となってしまい廃棄せざるを得ない。したがっ
て、その欠点を補える書き換え可能なコンパクトディス
クの実用化が待望されていた。
急速な普及にともない、一回だけの書き込みが可能な追
記型コンパクトディスク(CD−R)が開発され、市場
に普及されはじめた。しかし、CD−Rでは書き込み時
に一度でも失敗すると修正不可能なためそのディスクは
使用不能となってしまい廃棄せざるを得ない。したがっ
て、その欠点を補える書き換え可能なコンパクトディス
クの実用化が待望されていた。
【0009】研究開発された一つの例として、光磁気デ
ィスクを利用した書き換え可能なコンパクトディスクが
あるが、オーバーライトの困難さや、CD−ROM、C
D−Rとの互換がとりにくい等といった欠点を有するた
め、原理的に互換確保に有利な相変化形光ディスクの実
用化開発が活発化してきた。
ィスクを利用した書き換え可能なコンパクトディスクが
あるが、オーバーライトの困難さや、CD−ROM、C
D−Rとの互換がとりにくい等といった欠点を有するた
め、原理的に互換確保に有利な相変化形光ディスクの実
用化開発が活発化してきた。
【0010】相変化形光ディスクを用いた書き換え可能
なコンパクトディスクの研究発表例としては、古谷
(他):第4回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿
集,70(1992)、神野(他):第4回相変化記録
研究会シンポジウム講演予稿集,76(1992)、川
西(他):第4回相変化記録研究会シンポジウム講演予
稿集,82(1992)、T.Handa(et a
l):Jpn.J.Appl.Phys.,32(19
93)、米田(他):第5回相変化記録研究会シンポジ
ウム講演予稿集,9(1993)、富永(他):第5回
相変化記録研究会シンポジウム講演予稿集,5(199
3)のようなものがあるが、いずれも、CD−ROMや
CD−Rとの互換性確保、記録消去性能、記録感度、書
き換えの繰り返し可能回数、再生回数、保存安定性等、
総合性能を十分満足させるものではなかった。それらの
欠点は、主に記録材料の組成、構造に起因する消去比の
低さによるところが大きかった。
なコンパクトディスクの研究発表例としては、古谷
(他):第4回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿
集,70(1992)、神野(他):第4回相変化記録
研究会シンポジウム講演予稿集,76(1992)、川
西(他):第4回相変化記録研究会シンポジウム講演予
稿集,82(1992)、T.Handa(et a
l):Jpn.J.Appl.Phys.,32(19
93)、米田(他):第5回相変化記録研究会シンポジ
ウム講演予稿集,9(1993)、富永(他):第5回
相変化記録研究会シンポジウム講演予稿集,5(199
3)のようなものがあるが、いずれも、CD−ROMや
CD−Rとの互換性確保、記録消去性能、記録感度、書
き換えの繰り返し可能回数、再生回数、保存安定性等、
総合性能を十分満足させるものではなかった。それらの
欠点は、主に記録材料の組成、構造に起因する消去比の
低さによるところが大きかった。
【0011】これらの事情から消去比が大きく、高感度
の記録、消去に適する相変化形記録材料の開発、さらに
は高性能で書き換え可能な相変化形コンパクトディスク
が望まれていた。
の記録、消去に適する相変化形記録材料の開発、さらに
は高性能で書き換え可能な相変化形コンパクトディスク
が望まれていた。
【0012】本発明者等は、それらの欠点を解決する新
材料として、AgInSbTe系記録材料を見出し提案
してきた。その代表例としては、特開平4−78031
号、特開平4−123551号、H.Iwasaki
(et al):Jpn.J.Appl.Phys.,
31(1992)461、井手(他):第3回相変化記
録研究会シンポジウム講演予稿集,102(199
1)、H.Iwasaki(et al):Jpn.
J.Appl.Phys.,32(1993)5241
等が挙げられる。また、1998年には、書き換え可能
なコンパクトディスク(CD−RW)の規格として、オ
レンジブックパートIII(Ver2.0)が発行され
た。
材料として、AgInSbTe系記録材料を見出し提案
してきた。その代表例としては、特開平4−78031
号、特開平4−123551号、H.Iwasaki
(et al):Jpn.J.Appl.Phys.,
31(1992)461、井手(他):第3回相変化記
録研究会シンポジウム講演予稿集,102(199
1)、H.Iwasaki(et al):Jpn.
J.Appl.Phys.,32(1993)5241
等が挙げられる。また、1998年には、書き換え可能
なコンパクトディスク(CD−RW)の規格として、オ
レンジブックパートIII(Ver2.0)が発行され
た。
【0013】オレンジブックパートIII(Ver2.
0)は、1X/2X/4X線速度記録(1.2〜4.8
m/s)のCD−RWに対する規格であるが、このよう
な低線速度の記録では、記録時間が長くかかってしま
い、より高速記録の書き換え可能なコンパクトディスク
が望まれた。また、CD−RWディスクは、CD−Rデ
ィスクに比べ、高価で利用しづらいといった問題があ
り、より低価格で生産できることが望まれている。さら
に、近年、環境に対する負荷を小さくするために、資源
の有効活用が望まれている。
0)は、1X/2X/4X線速度記録(1.2〜4.8
m/s)のCD−RWに対する規格であるが、このよう
な低線速度の記録では、記録時間が長くかかってしま
い、より高速記録の書き換え可能なコンパクトディスク
が望まれた。また、CD−RWディスクは、CD−Rデ
ィスクに比べ、高価で利用しづらいといった問題があ
り、より低価格で生産できることが望まれている。さら
に、近年、環境に対する負荷を小さくするために、資源
の有効活用が望まれている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】これらの開示技術によ
り、AgInSbTeを記録層とすることによって、極
めて優れた性能を有する1X/2X/4X記録CD−R
Wディスクを獲得できることは既に明らかであったが、
より高速記録可能なCD−RWディスクを完成させるた
めには、さらなる改良が望まれていた。したがって、本
発明の目的は、より低価格、かつ環境への負荷の小さ
い、信頼性の高い4X記録以上の高速記録可能なCD−
RWディスクを提供することにある。
り、AgInSbTeを記録層とすることによって、極
めて優れた性能を有する1X/2X/4X記録CD−R
Wディスクを獲得できることは既に明らかであったが、
より高速記録可能なCD−RWディスクを完成させるた
めには、さらなる改良が望まれていた。したがって、本
発明の目的は、より低価格、かつ環境への負荷の小さ
い、信頼性の高い4X記録以上の高速記録可能なCD−
RWディスクを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは相変化形光
記録媒体の改善に鋭意研究を重ねた結果、前記目的に合
致する相変化形光記録媒体を見出した。
記録媒体の改善に鋭意研究を重ねた結果、前記目的に合
致する相変化形光記録媒体を見出した。
【0016】すなわち、本発明によれば、(1)基板上
に第1誘電体層、記録層、第2誘電体層、金属又は合金
層、UV硬化樹脂の順に積層してなる光記録媒体におい
て、この記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜10.
0m/sであることを特徴とする相変化形光記録媒体、
(2)記録層の構成元素が主にAg、In、Sb、Te
であり、それぞれの組成比α、β、γ、δ(原子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α+β+γ+δ=100 であることを特徴とする(1)に記載の相変化形光記録
媒体、(3)記録層に周期表の3B族及び/又は4B族
及び/又は5B族から選ばれた元素が添加されているこ
とを特徴とする(2)に記載の相変化形光記録媒体、
(4)記録層に添加する元素の組成比θが 0<θ≦5 であることを特徴とする(3)に記載の相変化形光記録
媒体、(5)記録層に添加する元素がB、C、N、S
i、Ge、Snから選ばれていることを特徴とする
(3)および(4)に記載の相変化形光記録媒体、
(6)第1誘電体層が2層以上で構成されていることを
特徴とする(1)から(5)に記載の相変化形光記録媒
体、(7)金属又は合金層が2層以上で構成されている
ことを特徴とする(1)から(6)に記載の相変化形光
記録媒体、(8)第1誘電体(UL)と第2誘電体(T
L)の膜厚比TL/ULが0.4〜0.6であることを
特徴とする(1)から(7)に記載の相変化形光記録媒
体、(9)未初期化部分及び/又は未初期化時の波長7
80nmの反射率が3〜11%であることを特徴とする
(1)から(8)に記載の相変化形光記録媒体、(1
0)CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パ
ワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)よりもCD8X
速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(Pw
8)の比(Pe8/Pw8)の方が小さいことを特徴と
する(1)から(9)に記載の相変化形光記録媒体、が
提供される。
に第1誘電体層、記録層、第2誘電体層、金属又は合金
層、UV硬化樹脂の順に積層してなる光記録媒体におい
て、この記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜10.
0m/sであることを特徴とする相変化形光記録媒体、
(2)記録層の構成元素が主にAg、In、Sb、Te
であり、それぞれの組成比α、β、γ、δ(原子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α+β+γ+δ=100 であることを特徴とする(1)に記載の相変化形光記録
媒体、(3)記録層に周期表の3B族及び/又は4B族
及び/又は5B族から選ばれた元素が添加されているこ
とを特徴とする(2)に記載の相変化形光記録媒体、
(4)記録層に添加する元素の組成比θが 0<θ≦5 であることを特徴とする(3)に記載の相変化形光記録
媒体、(5)記録層に添加する元素がB、C、N、S
i、Ge、Snから選ばれていることを特徴とする
(3)および(4)に記載の相変化形光記録媒体、
(6)第1誘電体層が2層以上で構成されていることを
特徴とする(1)から(5)に記載の相変化形光記録媒
体、(7)金属又は合金層が2層以上で構成されている
ことを特徴とする(1)から(6)に記載の相変化形光
記録媒体、(8)第1誘電体(UL)と第2誘電体(T
L)の膜厚比TL/ULが0.4〜0.6であることを
特徴とする(1)から(7)に記載の相変化形光記録媒
体、(9)未初期化部分及び/又は未初期化時の波長7
80nmの反射率が3〜11%であることを特徴とする
(1)から(8)に記載の相変化形光記録媒体、(1
0)CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パ
ワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)よりもCD8X
速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(Pw
8)の比(Pe8/Pw8)の方が小さいことを特徴と
する(1)から(9)に記載の相変化形光記録媒体、が
提供される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の形態を図1に示す。基本的な構成は、案
内溝を有する基板1上に第1誘電体層2、記録層3、第
2誘電体層4、金属または合金層5、オーバーコート層
6を有する。さらに好ましくは、オーバーコート層上に
印刷層7、基板鏡面にハードコート層8を有する。
する。本発明の形態を図1に示す。基本的な構成は、案
内溝を有する基板1上に第1誘電体層2、記録層3、第
2誘電体層4、金属または合金層5、オーバーコート層
6を有する。さらに好ましくは、オーバーコート層上に
印刷層7、基板鏡面にハードコート層8を有する。
【0018】基板の材料は通常ガラス、セラミックス、
あるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、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、
成型性、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。また、基板の形状
としてはディスク状、カード状あるいはシート状であっ
てもよい。基板の厚さは特に制限されるものではない
が、1.2mm、0.6mmが好適である。ただし、本
発明の相変化形光記録媒体を書き換え可能なコンパクト
ディスク(CD−RW)に応用する場合には、以下のよ
うな特定の条件が付与されることが望ましい。その条件
は、使用する基板に形成される案内溝(グルーブ)の幅
が0.25〜0.65μm、好適には0.30〜0.6
0μm、その案内溝の深さが150〜550Å、好適に
は200〜450Åとなっていることである。
あるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、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、
成型性、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。また、基板の形状
としてはディスク状、カード状あるいはシート状であっ
てもよい。基板の厚さは特に制限されるものではない
が、1.2mm、0.6mmが好適である。ただし、本
発明の相変化形光記録媒体を書き換え可能なコンパクト
ディスク(CD−RW)に応用する場合には、以下のよ
うな特定の条件が付与されることが望ましい。その条件
は、使用する基板に形成される案内溝(グルーブ)の幅
が0.25〜0.65μm、好適には0.30〜0.6
0μm、その案内溝の深さが150〜550Å、好適に
は200〜450Åとなっていることである。
【0019】本発明の第一の目的である4X速度(4.
8m/s)以上の記録を可能とするためには、4X速度
以上で、記録層が溶融非晶質化、および非晶質の結晶化
がバランスよく実現しなければならない。従来の低線速
度記録に比べ、高速で結晶化しなければならない。その
ためには、この記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜
10.0m/sであることが要求される。この再結晶化
上限線速度とは、本発明者らが考案した相変化形光記録
媒体の特性であり、記録線速度によって、再結晶化上限
線速度を制御することが有効であることを見出したもの
である。再結晶化上限速度の評価方法は、種々の線速度
で、10〜14mWの波長780nm、NA0.5の半
導体レーザーDC光をトラッキングした相変化形光記録
媒体に照射し、その部分のグルーブ反射率およびランド
反射率を測定することによって得られる。その典型的な
グラフを下に示す。下図の場合、A点が再結晶化線速度
となる。本発明では、このAが、5.0〜10.0m/
sとなる。このように、相変化形光記録媒体の再結晶化
線速度を5.0〜10.0m/sに制御することで、4
X速度以上での記録、消去が可能となる。
8m/s)以上の記録を可能とするためには、4X速度
以上で、記録層が溶融非晶質化、および非晶質の結晶化
がバランスよく実現しなければならない。従来の低線速
度記録に比べ、高速で結晶化しなければならない。その
ためには、この記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜
10.0m/sであることが要求される。この再結晶化
上限線速度とは、本発明者らが考案した相変化形光記録
媒体の特性であり、記録線速度によって、再結晶化上限
線速度を制御することが有効であることを見出したもの
である。再結晶化上限速度の評価方法は、種々の線速度
で、10〜14mWの波長780nm、NA0.5の半
導体レーザーDC光をトラッキングした相変化形光記録
媒体に照射し、その部分のグルーブ反射率およびランド
反射率を測定することによって得られる。その典型的な
グラフを下に示す。下図の場合、A点が再結晶化線速度
となる。本発明では、このAが、5.0〜10.0m/
sとなる。このように、相変化形光記録媒体の再結晶化
線速度を5.0〜10.0m/sに制御することで、4
X速度以上での記録、消去が可能となる。
【0020】再結晶化線速度は、記録層の組成、記録層
の添加物濃度、記録層の膜厚、に主に影響される。ま
た、第1誘電体、第2誘電体、反射放熱層の熱伝導率に
も影響される。さらに、製膜時の基板温度やスパッタ条
件にも影響される。我々は、この再結晶化線速度をこれ
ら種々のパラメータを鋭意検討分析することでその要因
を明らかにした。その結果、種々パラメータが変動して
も再結晶化線速度さえ管理すれば、所望の記録線速度で
の記録消去が可能であることを見出し、本発明に至っ
た。このように、いくつかのパラメータを組み合わせ
て、再結晶化線速度を5.0〜10.0m/sとするこ
とで、4X以上の記録線速度、特に4.8〜11.2m
/sで記録、消去可能となる。しかし、相変化形光記録
媒体に要求される品質は、単に、記録消去できるだけで
なく、信号の再生安定性や信号の寿命も同時に要求され
る。これらを総合的に満足し、かつ再結晶化線速度を
5.0〜10.0m/sとするためには、少なくとも記
録層の構成元素が主にAg、In、Sb、Teであり、
それぞれの組成比α、β、γ、δ(原子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α+β+γ+δ=100 である必要があった。Agが10at%以上、Inが1
2at%以上、Sbが70at%以上では、信号の再生
安定性や信号の寿命が不十分であった。Teの含有量は
再結晶化線速度に大きく影響するため、記録層厚や他の
層の熱伝導率によって制御したとしても少なくとも22
at%以上32at%以下である必要があった。
の添加物濃度、記録層の膜厚、に主に影響される。ま
た、第1誘電体、第2誘電体、反射放熱層の熱伝導率に
も影響される。さらに、製膜時の基板温度やスパッタ条
件にも影響される。我々は、この再結晶化線速度をこれ
ら種々のパラメータを鋭意検討分析することでその要因
を明らかにした。その結果、種々パラメータが変動して
も再結晶化線速度さえ管理すれば、所望の記録線速度で
の記録消去が可能であることを見出し、本発明に至っ
た。このように、いくつかのパラメータを組み合わせ
て、再結晶化線速度を5.0〜10.0m/sとするこ
とで、4X以上の記録線速度、特に4.8〜11.2m
/sで記録、消去可能となる。しかし、相変化形光記録
媒体に要求される品質は、単に、記録消去できるだけで
なく、信号の再生安定性や信号の寿命も同時に要求され
る。これらを総合的に満足し、かつ再結晶化線速度を
5.0〜10.0m/sとするためには、少なくとも記
録層の構成元素が主にAg、In、Sb、Teであり、
それぞれの組成比α、β、γ、δ(原子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α+β+γ+δ=100 である必要があった。Agが10at%以上、Inが1
2at%以上、Sbが70at%以上では、信号の再生
安定性や信号の寿命が不十分であった。Teの含有量は
再結晶化線速度に大きく影響するため、記録層厚や他の
層の熱伝導率によって制御したとしても少なくとも22
at%以上32at%以下である必要があった。
【0021】信号の再生安定性や信号の寿命を向上させ
る方法として、記録層に周期表の3B族及び/又は4B
族及び/又は5B族から選ばれた元素を添加することが
効果的であった。信号の再生劣化や信号の寿命低下は、
非晶質マークが結晶化することが原因であった。非晶質
マークの結晶化を抑制するためには、周期表の3B族及
び/又は4B族及び/又は5B族から選ばれた元素を記
録層に添加することが効果的であった。このメカニズム
は明確ではないが、これら添加元素は、AgInSbT
eの空間的隙間に入ったり、化学結合を形成すること
で、非晶質マークの結晶化を抑制すると考えられてい
る。よって、原始半径が小さかったり、AgInSbT
eとの化学結合力が大きかったり、化学結合手が多い元
素が効果的である。特に、B、C、N、Si、Ge、S
nが効果的である。これら添加元素の量は、記録層の5
at%以下が効果的である。5at%以上では、AgI
nSbTe記録層の本来有する記録消去特性に影響を与
えてしまい、消し残りの原因となってしまう。
る方法として、記録層に周期表の3B族及び/又は4B
族及び/又は5B族から選ばれた元素を添加することが
効果的であった。信号の再生劣化や信号の寿命低下は、
非晶質マークが結晶化することが原因であった。非晶質
マークの結晶化を抑制するためには、周期表の3B族及
び/又は4B族及び/又は5B族から選ばれた元素を記
録層に添加することが効果的であった。このメカニズム
は明確ではないが、これら添加元素は、AgInSbT
eの空間的隙間に入ったり、化学結合を形成すること
で、非晶質マークの結晶化を抑制すると考えられてい
る。よって、原始半径が小さかったり、AgInSbT
eとの化学結合力が大きかったり、化学結合手が多い元
素が効果的である。特に、B、C、N、Si、Ge、S
nが効果的である。これら添加元素の量は、記録層の5
at%以下が効果的である。5at%以上では、AgI
nSbTe記録層の本来有する記録消去特性に影響を与
えてしまい、消し残りの原因となってしまう。
【0022】記録層への元素の添加は、スパッタリング
ターゲットに添加しておくか、Nなどはスパッタガスに
窒素ガス添加することにより記録層へのNの導入を可能
にする。混合ガスは所望のモル比であらかじめ混合した
ガスを用いても、チャンバー導入時に所望のモル比にな
るように流量をそれぞれ調整してもよい。
ターゲットに添加しておくか、Nなどはスパッタガスに
窒素ガス添加することにより記録層へのNの導入を可能
にする。混合ガスは所望のモル比であらかじめ混合した
ガスを用いても、チャンバー導入時に所望のモル比にな
るように流量をそれぞれ調整してもよい。
【0023】記録膜中のNの化学結合状態としては、A
g、In、Sd、Teのいずれか一種以上と結合してい
ることが望ましいが、特に、Teに結合した状態、具体
的には、Te−N、Sb−Te−Nといった化学結合が
存在した時に、O/Wの繰り返し回数の向上に、より効
果が大きい。そのような化学結合状態の分析手段として
は、FT−IRやXPS等の分光分析法が有効である。
例えば、FT−IRでは、Te−Nによる吸収帯は50
0〜600cm-1付近にそのピークをもち、Sb−Te
−Nは、600〜650cm-1付近にそのピークが出現
する。
g、In、Sd、Teのいずれか一種以上と結合してい
ることが望ましいが、特に、Teに結合した状態、具体
的には、Te−N、Sb−Te−Nといった化学結合が
存在した時に、O/Wの繰り返し回数の向上に、より効
果が大きい。そのような化学結合状態の分析手段として
は、FT−IRやXPS等の分光分析法が有効である。
例えば、FT−IRでは、Te−Nによる吸収帯は50
0〜600cm-1付近にそのピークをもち、Sb−Te
−Nは、600〜650cm-1付近にそのピークが出現
する。
【0024】本発明においては、記録層の組成は記録膜
を発光分析法により測定して得られる値を用いたが、そ
の他にもX線マイクロアナリシス、ラザフォード後方散
乱、オージェ電子分光、蛍光X線等の分光法が考えられ
る。その場合は、発光分光法で得られる値との比較検討
をする必要がある。また、一般に発光分析法の場合、測
定値のおよそ±5%は分析誤差と考えられる。2次イオ
ン質量分析法などの質量分析も有効である。
を発光分析法により測定して得られる値を用いたが、そ
の他にもX線マイクロアナリシス、ラザフォード後方散
乱、オージェ電子分光、蛍光X線等の分光法が考えられ
る。その場合は、発光分光法で得られる値との比較検討
をする必要がある。また、一般に発光分析法の場合、測
定値のおよそ±5%は分析誤差と考えられる。2次イオ
ン質量分析法などの質量分析も有効である。
【0025】記録層中に含まれる物質の観測はX線回折
または電子線回折が適している。すなわち、結晶状態の
判定として、電子線回折像でスポット状乃至及び/又は
デバイリング状のパターンが観測される場合には結晶状
態、リング状のパターン乃至ハローパターンが観測され
る場合には非結晶(アモルファス)状態とする。結晶子
径はX線回折ピークの半値幅からシェラーの式を用いて
求めることができる。さらに、記録層中の化学結合状
態、例えば酸化物、窒化物等の分析には、FT−IR、
XPS等の分析手法が有効である。
または電子線回折が適している。すなわち、結晶状態の
判定として、電子線回折像でスポット状乃至及び/又は
デバイリング状のパターンが観測される場合には結晶状
態、リング状のパターン乃至ハローパターンが観測され
る場合には非結晶(アモルファス)状態とする。結晶子
径はX線回折ピークの半値幅からシェラーの式を用いて
求めることができる。さらに、記録層中の化学結合状
態、例えば酸化物、窒化物等の分析には、FT−IR、
XPS等の分析手法が有効である。
【0026】記録層の膜厚としては10〜50nm、好
適には12〜30nmとするのがよい。さらに、ジッタ
ー等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率を考慮
すると、好適には14〜25nmとするのがよい。10
nmより薄いと光吸収能が著しく低下し、記録層として
の役割を果たさなくなる。また、50nmより厚いと高
速で均一な相変化がおこりにくくなる。このような記録
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。
適には12〜30nmとするのがよい。さらに、ジッタ
ー等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率を考慮
すると、好適には14〜25nmとするのがよい。10
nmより薄いと光吸収能が著しく低下し、記録層として
の役割を果たさなくなる。また、50nmより厚いと高
速で均一な相変化がおこりにくくなる。このような記録
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。
【0027】第1誘電体層および第2誘電体層の材料と
しては、SiO、SiO2、ZnO、SnO2、Al
2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2などの金属
酸化物、Si3N4、AlN、TiN、BN、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状カーボン、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、必要に応じて、誘
電体層を多層化することもできる。ただし、第1誘電体
層および第2誘電体層の融点は記録層よりも高いことが
必要である。このような第1誘電体層および第2誘電体
層の材料としては、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。
しては、SiO、SiO2、ZnO、SnO2、Al
2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2などの金属
酸化物、Si3N4、AlN、TiN、BN、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状カーボン、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、必要に応じて、誘
電体層を多層化することもできる。ただし、第1誘電体
層および第2誘電体層の融点は記録層よりも高いことが
必要である。このような第1誘電体層および第2誘電体
層の材料としては、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。
【0028】第1誘電体層の膜厚は、DVD(デジタル
ビデオディスク)の再生波長である650nmの反射率
に大きく影響する。780nmと650nmの再生波長
でCD−RWディスクの規格である反射率0.15〜
0.25を満足するためには、第1誘電体層を65〜1
30nmとすることが要求される。
ビデオディスク)の再生波長である650nmの反射率
に大きく影響する。780nmと650nmの再生波長
でCD−RWディスクの規格である反射率0.15〜
0.25を満足するためには、第1誘電体層を65〜1
30nmとすることが要求される。
【0029】第2誘電体層の膜厚としては、15〜45
nm、好適には20〜40nmとするのがよい。15n
mより薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさな
くなる。また、感度の低下を生じる。一方、45nmよ
り厚くなると、界面剥離を生じやすくなり、繰り返し記
録性能も低下する。
nm、好適には20〜40nmとするのがよい。15n
mより薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさな
くなる。また、感度の低下を生じる。一方、45nmよ
り厚くなると、界面剥離を生じやすくなり、繰り返し記
録性能も低下する。
【0030】一方、近年、CD−RWディスクの低価格
化が要求されている。CD−RWディスクの低価格化を
ディスクの設計という観点からは、各層の膜厚をより薄
くし、かつスパッタターゲットを有効に使い、各層のタ
ーゲット交換サイクルをあわせることが有効と考えられ
ている。現在、汎用的なCD−RWディスクの製膜装置
は、6チャンバーで構成されており、より生産効率を上
げると、第1誘電体層2チャンバー、記録層1チャンバ
ー、第2誘電体層1チャンバー、合金又は金属層2チャ
ンバーという枚葉型スパッタ装置が最適と考えられてい
る。つまり、第1誘電体層と合金または金属層は、2層
とすることが効果的となる。しかも、最も生産効率をあ
げるためには、各層のターゲット材料を同一時期に交換
することが望まれている。そのためには、少なくとも、
第1誘電体層と第2誘電体層のターゲットを同一時期に
交換しなければならない。その結果として、上記の6チ
ャンバー構成のスパッタ装置では、第1誘電体層(U
L)と第2誘電体層(TL)の比TL/ULが、0.5
近傍であることが望ましい。しかしながら、種々相変化
形光非記録媒体の特性を調整しなければならない。よっ
て、第1誘電体層と第2誘電体層のターゲット交換サイ
クルをあわせて、かつターゲットを有効利用するために
は、少なくとも第1誘電体(UL)と第2誘電体(T
L)の膜厚比TL/ULが0.4〜0.6であることが
望まれる。さらに、低価格化を図るためには、各層の薄
膜化が望まれる。現状の相変化形光記録媒体では、一般
に第1誘電体層と合金または金属層が他の層に比べ厚
い。よって、第1誘電体層と合金または金属層をより薄
くすることが低価格化を図る方法のひとつとなる。
化が要求されている。CD−RWディスクの低価格化を
ディスクの設計という観点からは、各層の膜厚をより薄
くし、かつスパッタターゲットを有効に使い、各層のタ
ーゲット交換サイクルをあわせることが有効と考えられ
ている。現在、汎用的なCD−RWディスクの製膜装置
は、6チャンバーで構成されており、より生産効率を上
げると、第1誘電体層2チャンバー、記録層1チャンバ
ー、第2誘電体層1チャンバー、合金又は金属層2チャ
ンバーという枚葉型スパッタ装置が最適と考えられてい
る。つまり、第1誘電体層と合金または金属層は、2層
とすることが効果的となる。しかも、最も生産効率をあ
げるためには、各層のターゲット材料を同一時期に交換
することが望まれている。そのためには、少なくとも、
第1誘電体層と第2誘電体層のターゲットを同一時期に
交換しなければならない。その結果として、上記の6チ
ャンバー構成のスパッタ装置では、第1誘電体層(U
L)と第2誘電体層(TL)の比TL/ULが、0.5
近傍であることが望ましい。しかしながら、種々相変化
形光非記録媒体の特性を調整しなければならない。よっ
て、第1誘電体層と第2誘電体層のターゲット交換サイ
クルをあわせて、かつターゲットを有効利用するために
は、少なくとも第1誘電体(UL)と第2誘電体(T
L)の膜厚比TL/ULが0.4〜0.6であることが
望まれる。さらに、低価格化を図るためには、各層の薄
膜化が望まれる。現状の相変化形光記録媒体では、一般
に第1誘電体層と合金または金属層が他の層に比べ厚
い。よって、第1誘電体層と合金または金属層をより薄
くすることが低価格化を図る方法のひとつとなる。
【0031】第1誘電体層は、ZnSSiO2(20m
ol%)が、その総合的な品質が良好であることから汎
用的に使われている。しかし、ZnSSiO2(20m
ol%)を用いた第1誘電体層をより薄くした場合、特
に、65nm以下にした場合、DVDの再生波長での信
号が十分でなくなる。光学的には、より屈折率の大きな
層、たとえばZnSにすることで、DVDの再生波長で
も信号が得られ、かつ第1誘電体層を薄くできる。しか
し、第1誘電体層と基板あるいはAgInSbTe層と
の界面で、オーバーライトによる剥離や原子の拡散が生
じる。本発明では、そのような不具合を低減し、より薄
い第1誘電体層でDVD再生波長の信号も十分取れるよ
うにするために、第1誘電体層を高屈折率層と低屈折率
層の2層構造としている。界面剥離を重視すれば、基板
と記録層の界面は、従来のZnSSiO2(20mol
%)とし、中央をZnSとすることも可能である。スパ
ッタ膜構成としては、基板/ZnSSiO2(20mo
l%)/ZnS(高屈折率層)/ZnSSiO2(20
mol%)/記録層/第2誘電体層/合金または金属層
となる。しかし、望ましくは、第1誘電体層が2チャン
バーで製膜されることを考えると、基板/ZnSSiO
2(20mol%)/ZnS(高屈折率層)/記録層/
第2誘電体層/合金または金属層、あるいは基板/Zn
S(高屈折率層)/ZnSSiO2(20mol%)/
記録層/第2誘電体層/合金または金属層が望ましい。
ol%)が、その総合的な品質が良好であることから汎
用的に使われている。しかし、ZnSSiO2(20m
ol%)を用いた第1誘電体層をより薄くした場合、特
に、65nm以下にした場合、DVDの再生波長での信
号が十分でなくなる。光学的には、より屈折率の大きな
層、たとえばZnSにすることで、DVDの再生波長で
も信号が得られ、かつ第1誘電体層を薄くできる。しか
し、第1誘電体層と基板あるいはAgInSbTe層と
の界面で、オーバーライトによる剥離や原子の拡散が生
じる。本発明では、そのような不具合を低減し、より薄
い第1誘電体層でDVD再生波長の信号も十分取れるよ
うにするために、第1誘電体層を高屈折率層と低屈折率
層の2層構造としている。界面剥離を重視すれば、基板
と記録層の界面は、従来のZnSSiO2(20mol
%)とし、中央をZnSとすることも可能である。スパ
ッタ膜構成としては、基板/ZnSSiO2(20mo
l%)/ZnS(高屈折率層)/ZnSSiO2(20
mol%)/記録層/第2誘電体層/合金または金属層
となる。しかし、望ましくは、第1誘電体層が2チャン
バーで製膜されることを考えると、基板/ZnSSiO
2(20mol%)/ZnS(高屈折率層)/記録層/
第2誘電体層/合金または金属層、あるいは基板/Zn
S(高屈折率層)/ZnSSiO2(20mol%)/
記録層/第2誘電体層/合金または金属層が望ましい。
【0032】合金または金属層としては、Al、Au、
Ag、Cu、Taなどの金属材料、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、C
r、Ti、Si、Cu、Ag、Pd、Taなどが使用さ
れる。このような反射放熱層は、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。合金または金属層の膜
厚としては、70〜200nm、好適には100160
nmとするのがよい。
Ag、Cu、Taなどの金属材料、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、C
r、Ti、Si、Cu、Ag、Pd、Taなどが使用さ
れる。このような反射放熱層は、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。合金または金属層の膜
厚としては、70〜200nm、好適には100160
nmとするのがよい。
【0033】次に、低価格化のために合金または金属層
を薄くするためには、より熱伝導率の大きな材料を採用
することが望ましい。例えば、金や銀およびその合金が
好適である。しかし、金は高価であり、低価格化には不
向きである。一方、銀または銀合金はスパッタ収率も大
きくハイタクト化に有効である。しかし、第2誘電体層
に硫黄がある場合には、銀と化学反応してしまうことか
ら、銀と記録層の界面にもう一層の合金あるいは金属層
を設けて2層とすることが有効である。
を薄くするためには、より熱伝導率の大きな材料を採用
することが望ましい。例えば、金や銀およびその合金が
好適である。しかし、金は高価であり、低価格化には不
向きである。一方、銀または銀合金はスパッタ収率も大
きくハイタクト化に有効である。しかし、第2誘電体層
に硫黄がある場合には、銀と化学反応してしまうことか
ら、銀と記録層の界面にもう一層の合金あるいは金属層
を設けて2層とすることが有効である。
【0034】合金または金属層の上には、その酸化防止
としてオーバーコート層を有することが望ましい。オー
バーコート層としては、スピンコートで作製した紫外線
硬化樹脂が一般的である。その厚さは5〜15μmが適
当である。5μm以下では、オーバーコート層上に印刷
層を設ける場合、エラーの増大が認められることがあ
る。一方、15μm以上の厚さでは、内部応力が大きく
なってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してし
まう。
としてオーバーコート層を有することが望ましい。オー
バーコート層としては、スピンコートで作製した紫外線
硬化樹脂が一般的である。その厚さは5〜15μmが適
当である。5μm以下では、オーバーコート層上に印刷
層を設ける場合、エラーの増大が認められることがあ
る。一方、15μm以上の厚さでは、内部応力が大きく
なってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してし
まう。
【0035】ハードコート層としては、スピンコートで
作製した紫外線硬化樹脂が一般的である。その厚さは、
2〜6μmが適当である。2μm以下では、十分な耐擦
傷性が得られない。6μm以上の厚さでは内部応力が大
きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響し
てしまう。その硬度は、布でこすっても大きな傷がつか
ない鉛筆硬度であるH以上とする必要がある。必要に応
じて、導電性の材料を混入させ、帯電防止を図り、埃等
の付着を防止することも効果的である。これらスパッタ
膜やオーバーコート層やハードコート層の膜厚は、ディ
スクの機械特性、特にそりに影響することから、最終製
品の状態で、±80μm以内となるように設計すること
が望ましい。
作製した紫外線硬化樹脂が一般的である。その厚さは、
2〜6μmが適当である。2μm以下では、十分な耐擦
傷性が得られない。6μm以上の厚さでは内部応力が大
きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響し
てしまう。その硬度は、布でこすっても大きな傷がつか
ない鉛筆硬度であるH以上とする必要がある。必要に応
じて、導電性の材料を混入させ、帯電防止を図り、埃等
の付着を防止することも効果的である。これらスパッタ
膜やオーバーコート層やハードコート層の膜厚は、ディ
スクの機械特性、特にそりに影響することから、最終製
品の状態で、±80μm以内となるように設計すること
が望ましい。
【0036】本発明の情報記録媒体の初期化、記録、再
生、消去に用いる電磁波としては、レーザー光、電子
線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波など
種々のものが採用可能である。中でも小型でコンパクト
な半導体レーザーが最適である。初期化では、大口径の
LD光を照射するが、初期化前のディスク反射率3%以
下では、フォーカスができず、初期化ができない。一
方、初期化前の反射率が11%以上では、相変化形光記
録媒体の信号振幅が十分にとれなかったり、初期化パワ
ーが高くなってしまい、初期化LDの寿命が低下してし
まう。
生、消去に用いる電磁波としては、レーザー光、電子
線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波など
種々のものが採用可能である。中でも小型でコンパクト
な半導体レーザーが最適である。初期化では、大口径の
LD光を照射するが、初期化前のディスク反射率3%以
下では、フォーカスができず、初期化ができない。一
方、初期化前の反射率が11%以上では、相変化形光記
録媒体の信号振幅が十分にとれなかったり、初期化パワ
ーが高くなってしまい、初期化LDの寿命が低下してし
まう。
【0037】本発明の相変化形光記録媒体は、再結晶化
上限線速度が5.0〜10.0m/sであることから、
CD8X速度の9.6〜11.2m/sでは、消去パワ
ーが大きいと部分的に記録層が溶融し、非晶質化を生じ
る。よって、CD8X速度以上で、消去パワーマージン
を確保するためには、CD4X速度記録の消去パワー
(Pe4)と記録パワー(Pw4)の比(Pe4/Pw
4)よりもCD8X速度記録の消去パワー(Pe8)と
記録パワー(Pw8)の比(Pe8/Pw8)の方が小
さいことが望ましい。
上限線速度が5.0〜10.0m/sであることから、
CD8X速度の9.6〜11.2m/sでは、消去パワ
ーが大きいと部分的に記録層が溶融し、非晶質化を生じ
る。よって、CD8X速度以上で、消去パワーマージン
を確保するためには、CD4X速度記録の消去パワー
(Pe4)と記録パワー(Pw4)の比(Pe4/Pw
4)よりもCD8X速度記録の消去パワー(Pe8)と
記録パワー(Pw8)の比(Pe8/Pw8)の方が小
さいことが望ましい。
【0038】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 実施例1〜8 幅0.5μm、深さ35nmのグルーブを有する1.2
mm厚のポリカーボネート基板に、以下の実施例1〜8
に示す第1誘電体層、記録層、第2誘電体層、合金また
は金属層を枚葉形スパッタ装置によって、7秒タクトで
連続製膜し、次いで、紫外線硬化樹脂のスピンコートに
よるハードコート、オーバーコートを形成し、相変化形
光記録媒体を作製した。第1誘電体および第2誘電体層
は、ZnSSiO2を用いた。反射層は、アルミニウム
合金を用いた。ついで、大口径のLDを有する初期化装
置によって、ディスクの記録層の結晶化処理を行った。
このようにして得た相変化形光記録媒体の再結晶化上限
線速度の評価は、波長780nm、NA0.5のピック
アップを搭載したテスターを用いて、13mWのDC光
照射で行った。実施例1〜8の相変化形光記録媒体の再
結晶化上限線速度、初期化前の反射率、4X速度(4.
8m/s)記録および8X速度(9.6m/s)記録の
最適記録パワーでのオーバーライト1000回後の1X
速度再生のジッターと保存推定寿命を下表に示した。記
録方法は、オレンジブックIII Ver1.0に準じ
た。CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パ
ワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)を0.5とし、
CD8X速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー
(Pw8)の比(Pe8/Pw8)も0.5とした。い
ずれの相変化形光記録媒体も、4Xおよび8Xのいずれ
の記録線速度でもオーバーライト後のジッターは35n
s以下とオレンジブック規格を満足した。又、推定寿命
も20年以上であった。一方、比較例1では、その再結
晶化上限線速度が4.1m/sと小さく、4X速度記録
のオーバーライト特性は十分でなかった。8X速度記録
にいたっては、測定が可能な信号が得られなかった。
する。 実施例1〜8 幅0.5μm、深さ35nmのグルーブを有する1.2
mm厚のポリカーボネート基板に、以下の実施例1〜8
に示す第1誘電体層、記録層、第2誘電体層、合金また
は金属層を枚葉形スパッタ装置によって、7秒タクトで
連続製膜し、次いで、紫外線硬化樹脂のスピンコートに
よるハードコート、オーバーコートを形成し、相変化形
光記録媒体を作製した。第1誘電体および第2誘電体層
は、ZnSSiO2を用いた。反射層は、アルミニウム
合金を用いた。ついで、大口径のLDを有する初期化装
置によって、ディスクの記録層の結晶化処理を行った。
このようにして得た相変化形光記録媒体の再結晶化上限
線速度の評価は、波長780nm、NA0.5のピック
アップを搭載したテスターを用いて、13mWのDC光
照射で行った。実施例1〜8の相変化形光記録媒体の再
結晶化上限線速度、初期化前の反射率、4X速度(4.
8m/s)記録および8X速度(9.6m/s)記録の
最適記録パワーでのオーバーライト1000回後の1X
速度再生のジッターと保存推定寿命を下表に示した。記
録方法は、オレンジブックIII Ver1.0に準じ
た。CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パ
ワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)を0.5とし、
CD8X速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー
(Pw8)の比(Pe8/Pw8)も0.5とした。い
ずれの相変化形光記録媒体も、4Xおよび8Xのいずれ
の記録線速度でもオーバーライト後のジッターは35n
s以下とオレンジブック規格を満足した。又、推定寿命
も20年以上であった。一方、比較例1では、その再結
晶化上限線速度が4.1m/sと小さく、4X速度記録
のオーバーライト特性は十分でなかった。8X速度記録
にいたっては、測定が可能な信号が得られなかった。
【0039】
【表1】
【0040】実施例9 基板上にZnSSiO2(20mol%)を20nm形
成し、その上にZnSSiO2(10mol%)を形成
した2層からなる第1誘電体層を設けた以外は、実施例
4と同様に相変化形光記録媒体を作製し、同様の評価を
実施した。その結果、再結晶化上限線速度は、7.7m
/sであり、オーバーライト特性も同等であった。一
方、DVD波長650nmでの再生信号は、反射率が増
大し、信号振幅も増大した。
成し、その上にZnSSiO2(10mol%)を形成
した2層からなる第1誘電体層を設けた以外は、実施例
4と同様に相変化形光記録媒体を作製し、同様の評価を
実施した。その結果、再結晶化上限線速度は、7.7m
/sであり、オーバーライト特性も同等であった。一
方、DVD波長650nmでの再生信号は、反射率が増
大し、信号振幅も増大した。
【0041】実施例10 第2誘電体層上に、Al合金を20nm形成し、その上
に銀を50nm形成した以外は、実施例8と同様に相変
化形光記録媒体を作製し、同様の評価を実施した。その
結果、再結晶化上限線速度は7.7m/sであり、オー
バーライト特性も同等であった。また、DVD波長65
0nmでの再生信号は、反射率および信号振幅も十分で
あった。さらに、合金または金属層がより薄くなり、ス
パッタレイトも大きくなり、6秒タクトで連続製膜が可
能となり、低価格化が実現できた。
に銀を50nm形成した以外は、実施例8と同様に相変
化形光記録媒体を作製し、同様の評価を実施した。その
結果、再結晶化上限線速度は7.7m/sであり、オー
バーライト特性も同等であった。また、DVD波長65
0nmでの再生信号は、反射率および信号振幅も十分で
あった。さらに、合金または金属層がより薄くなり、ス
パッタレイトも大きくなり、6秒タクトで連続製膜が可
能となり、低価格化が実現できた。
【0042】実施例11 実施例1から4の相変化形光記録媒体を用いて、CD4
X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パワー(Pw
4)の比(Pe4/Pw4)を0.5とし、CD8X速
度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(Pw8)
の比(Pe8/Pw8)を0.46として同様の記録消
去特性を評価した。その結果、いずれのサンプルもCD
8X速度記録のオーバーライト後のジッターが低減され
た。
X速度記録の消去パワー(Pe4)と記録パワー(Pw
4)の比(Pe4/Pw4)を0.5とし、CD8X速
度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(Pw8)
の比(Pe8/Pw8)を0.46として同様の記録消
去特性を評価した。その結果、いずれのサンプルもCD
8X速度記録のオーバーライト後のジッターが低減され
た。
【0043】
【発明の効果】以下に、本発明の効果を請求項ごとに示
す。 (1)記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜10.0
m/sとすることで、CD線速8X(9.6〜11.2
m/s)で記録消去可能となる相変化形光記録媒体を獲
得することができる。 (2)記録層組成を請求項2とすることで、再結晶化上
限線速度を容易に5.0〜10.0m/sに制御された
相変化形光記録媒体を獲得することができる。 (3)記録層組成を請求項3とすることで、CD線速8
X(9.6〜11.2m/s)で記録消去可能となるば
かりでなく、オーバーライト性能、保存寿命、再生光安
定性が向上した相変化形光記録媒体を獲得することがで
きる。 (4)記録層の添加元素を0〜5原子%とすることで、
CD線速8X(9.6〜11.2m/s)で記録消去特
性、オーバーライト性能、保存寿命、再生光安定性がバ
ランスよく機能する相変化形光記録媒体を獲得すること
ができる。 (5)記録層組成を請求項5とすることで、CD線速8
X(9.6〜11.2m/s)で記録消去特性、オーバ
ーライト性能、保存寿命、再生光安定性がよりバランス
よく効果的に機能する相変化形光記録媒体を獲得するこ
とができる。 (6)第1誘電体層が2層以上で形成されることで、第
1誘電体層と基板および記録層との界面の密着力を維持
したまま、より薄く、かつDVD波長での再生信号も十
分に得られる相変化形光記録媒体を獲得することができ
る。また、第1誘電体層がより薄くなることから、より
ハイタクトで生産が可能となり、より安価な相変化形光
記録媒体を獲得することができる。 (7)合金または金属層が2層以上で形成されること
で、合金または金属層がより薄くかつ記録層との界面反
応を抑制できる相変化形光記録媒体を獲得することがで
きる。また、合金または金属層がより薄くなることか
ら、よりハイタクトで生産が可能となり、より安価な相
変化形光記録媒体を獲得することができる。 (8)第1誘電体(UL)と第2誘電体(TL)の膜厚
比TL/ULが0.4〜0.6であることで、ディスク
生産時の第1誘電体層と第2誘電体層のスパッタターゲ
ット交換を同一時期に実施できるようになり、より資源
を有効利用できる相変化形光記録媒体を獲得できる。ま
た、スパッタターゲット交換を同一時期に実施できるこ
とから、スパッタ装置の稼動率も向上し、より安価な相
変化形光記録媒体を獲得することができる。 (9)未初期化部分及び/又は未初期化時の波長780
nmの反射率が3〜11%であることから、現在汎用的
に用いられている大口径LDによる初期化が可能である
相変化形光記録媒体を獲得することができる。 (10)CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記
録パワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)よりもCD
8X速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(P
w8)の比(Pe8/Pw8)の方が小さいことで、高
線速度での消し残りが低減され、高線速度記録でのオー
バーライト性能が向上した相変化形光記録媒体を獲得す
ることができる。
す。 (1)記録層の再結晶化上限線速度が5.0〜10.0
m/sとすることで、CD線速8X(9.6〜11.2
m/s)で記録消去可能となる相変化形光記録媒体を獲
得することができる。 (2)記録層組成を請求項2とすることで、再結晶化上
限線速度を容易に5.0〜10.0m/sに制御された
相変化形光記録媒体を獲得することができる。 (3)記録層組成を請求項3とすることで、CD線速8
X(9.6〜11.2m/s)で記録消去可能となるば
かりでなく、オーバーライト性能、保存寿命、再生光安
定性が向上した相変化形光記録媒体を獲得することがで
きる。 (4)記録層の添加元素を0〜5原子%とすることで、
CD線速8X(9.6〜11.2m/s)で記録消去特
性、オーバーライト性能、保存寿命、再生光安定性がバ
ランスよく機能する相変化形光記録媒体を獲得すること
ができる。 (5)記録層組成を請求項5とすることで、CD線速8
X(9.6〜11.2m/s)で記録消去特性、オーバ
ーライト性能、保存寿命、再生光安定性がよりバランス
よく効果的に機能する相変化形光記録媒体を獲得するこ
とができる。 (6)第1誘電体層が2層以上で形成されることで、第
1誘電体層と基板および記録層との界面の密着力を維持
したまま、より薄く、かつDVD波長での再生信号も十
分に得られる相変化形光記録媒体を獲得することができ
る。また、第1誘電体層がより薄くなることから、より
ハイタクトで生産が可能となり、より安価な相変化形光
記録媒体を獲得することができる。 (7)合金または金属層が2層以上で形成されること
で、合金または金属層がより薄くかつ記録層との界面反
応を抑制できる相変化形光記録媒体を獲得することがで
きる。また、合金または金属層がより薄くなることか
ら、よりハイタクトで生産が可能となり、より安価な相
変化形光記録媒体を獲得することができる。 (8)第1誘電体(UL)と第2誘電体(TL)の膜厚
比TL/ULが0.4〜0.6であることで、ディスク
生産時の第1誘電体層と第2誘電体層のスパッタターゲ
ット交換を同一時期に実施できるようになり、より資源
を有効利用できる相変化形光記録媒体を獲得できる。ま
た、スパッタターゲット交換を同一時期に実施できるこ
とから、スパッタ装置の稼動率も向上し、より安価な相
変化形光記録媒体を獲得することができる。 (9)未初期化部分及び/又は未初期化時の波長780
nmの反射率が3〜11%であることから、現在汎用的
に用いられている大口径LDによる初期化が可能である
相変化形光記録媒体を獲得することができる。 (10)CD4X速度記録の消去パワー(Pe4)と記
録パワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)よりもCD
8X速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パワー(P
w8)の比(Pe8/Pw8)の方が小さいことで、高
線速度での消し残りが低減され、高線速度記録でのオー
バーライト性能が向上した相変化形光記録媒体を獲得す
ることができる。
【図1】本発明の相変化形光記録媒体の構成説明図。
【図2】再結晶化線速度の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 538 G11B 7/24 538B B41M 5/26 B41M 5/26 X (72)発明者 見上 竜雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 野田 英治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 加藤 華代 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H111 EA04 EA12 EA21 EA23 EA36 EA37 EA43 EA44 FA01 FA12 FA14 FA21 FA30 FB04 FB05 FB06 FB08 FB09 FB12 FB17 FB20 FB21 FB30 5D029 JA01 JB45 JC20 LB01 LB02 LB07 LB11
Claims (10)
- 【請求項1】 基板上に第1誘電体層、記録層、第2誘
電体層、金属又は合金層、UV硬化樹脂の順に積層して
なる光記録媒体において、この記録層の再結晶化上限線
速度が5.0〜10.0m/sであることを特徴とする
相変化形光記録媒体。 - 【請求項2】 記録層の構成元素が主にAg、In、S
b、Teであり、それぞれの組成比α、β、γ、δ(原
子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α+β+γ+δ=100 であることを特徴とする請求項1に記載の相変化形光記
録媒体。 - 【請求項3】 記録層に周期表の3B族及び/又は4B
族及び/又は5B族から選ばれた元素が添加されている
ことを特徴とする請求項2に記載の相変化形光記録媒
体。 - 【請求項4】 記録層に添加する元素の組成比θが 0<θ≦5 であることを特徴とする請求項3に記載の相変化形光記
録媒体。 - 【請求項5】 記録層に添加する元素がB、C、N、S
i、Ge、Snから選ばれていることを特徴とする請求
項3および4に記載の相変化形光記録媒体。 - 【請求項6】 第1誘電体層が2層以上で構成されてい
ることを特徴とする請求項1から5に記載の相変化形光
記録媒体。 - 【請求項7】 金属又は合金層が2層以上で構成されて
いることを特徴とする請求項1から6に記載の相変化形
光記録媒体。 - 【請求項8】 第1誘電体(UL)と第2誘電体(T
L)の膜厚比TL/ULが0.4〜0.6であることを
特徴とする請求項1から7に記載の相変化形光記録媒
体。 - 【請求項9】 未初期化部分及び/又は未初期化時の波
長780nmの反射率が3〜11%であることを特徴と
する請求項1から8に記載の相変化形光記録媒体。 - 【請求項10】 CD4X速度記録の消去パワー(Pe
4)と記録パワー(Pw4)の比(Pe4/Pw4)よ
りもCD8X速度記録の消去パワー(Pe8)と記録パ
ワー(Pw8)の比(Pe8/Pw8)の方が小さいこ
とを特徴とする請求項1から9に記載の相変化形光記録
媒体。
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