JP2002225437A

JP2002225437A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2002225437A
Application number: JP2001038288A
Authority: JP
Inventors: Hikari Shimofuku; 光下福; Yuki Nakamura; 有希中村; Katsuyuki Yamada; 勝幸山田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高線速領域で記録・消去を行うのに最適であ
り、高速記録・消去に対し信頼性が高く、且つマルチス
ピード記録及びＣＡＶ記録が可能な光記録媒体を提供す
ること。【解決手段】円盤状の基板上に少なくとも相変化型記
録層を有する光記録媒体において、記録層の構成元素が
主にＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ及びＴｅであり、それぞれの組成
比α、β、γ及びδ（原子％）がα＋β＋γ＋δ＝１０
０としたとき、０．１≦α≦７、１≦β≦９、６１≦γ
≦７５、２２≦δ≦３０であることを特徴とする光記録
媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に関す
るものであり、さらに詳しくはレーザービームを照射す
ることにより記録層材料に層変化を生じさせ、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型光
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、いわゆる相変化型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。例えば米国特許第３５３０４４１号明細書に開示さ
れているように、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ、Ｇｅ
−Ｔｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｇｅ
−Ａｓ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓな
どのいわゆるカルコゲン系合金材料があげられる。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号公報）、Ｓｎおよ
びＡｕ（特開昭６１−２７０１９０号公報）、Ｐｄ（特
開昭６２−１９４９０号公報）などを添加した材料の提
案や、記録／消去のく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号公報、特開昭６３−
２２８４３３号公報）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型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号公報では結晶
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Ｉｎ_３ＳｂＴｅ_２）を記録層
中に９０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充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号公報に
は（Ｓｂ_ａＴｅ_１−ａ）_１−ｙＭ_ｙ（ここで０．４≦ａ
≦０．７、ｙ≦０．２であり、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ａｓ、
Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｓ
ｅ、Ｓｉ、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_２Ｔｅ_３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号公報で
は、記録層に（Ｉｎ_１−ｘＳｂ_ｘ）_１−ｙＭ_ｙ（０．５
５≦ｘ≦０．８０、０≦ｙ≦０．２０であり、ＭはＡ
ｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇ
ａ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｂｉである）なる合金を用い、
また、特開昭６３−２２８４３３号公報では記録層にＧ
ｅＴｅ−Ｓｂ_２Ｔｅ_３−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号公報には記録薄
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号公報には記録薄膜が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。

【０００７】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。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。

【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。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、ＣＤ−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
型光ディスクの実用化開発が活発化してきた。

【０００９】相変化型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（ｅｔａ
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Ｃ
Ｄ−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
合性能を充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。

【００１０】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型記録材料の開発、さらに
は高性能で書き換え可能な相変化型コンパクトディスク
が望まれていた。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４−７８０
３１号公報、特開平４−１２３５５１号公報、Ｈ．Ｉｗ
ａｓａｋｉ（ｅｔａｌ）：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ.，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
（１９９１）、Ｈ．Ｉｗａｓａｋｉ（ｅｔａｌ）：Ｊ
ｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２（１９９３）５
２４１等があげられる。また、１９９６年１０月には、
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（ｖｅｒ１．０）
が発行された。オレンジブックパートIII（ｖｅｒ１．
０）は、２ｘ線速度記録（２．４〜２．８ｍ／ｓ）のＣ
Ｄ−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。

【００１１】一方、相変化記録における記録信号の品質
を向上させる方式としては、様々な記録補償方式が開示
されている。例えば、特開昭６３−２６６６３２号公報
記載のものでは、結晶化速度の大きい記録膜を用いた場
合のＰＷＭ記録において、パルス列を用いて長いアモル
ファスマークを記録する方式が有効であるとしている。
また、特開昭６３−２６６６３３号公報及び米国特許第
５１５０３５１号明細書に記載のものでは、パルス列の
先頭及び後尾のレーザーエネルギーを高めたり、照射時
間を長くすることにより、マークエッジの位置揺らぎを
抑えることでジッタの改良を行っている。また、従来、
特公昭６３−２９３３６号公報に記載されているよう
に、光ディスク記録装置においてレーザー光などの光ス
ポットを光ディスク上に照射しながら走査し、レーザー
光などの光スポットを情報信号で強弱変調して光ディス
クに情報信号を記録する方法は知られており、また、光
ディスクに記録された情報信号を再生してその再生信号
の振幅や記録マークの長さをモニターすることにより記
録光パワーや記録光パルスの幅などの記録条件を最適に
調整し、設定する方法も知られている。また、特開平９
−１３８９４６公報、特開平９−１３８９４７号公報、
特開平９−２１９０２１号公報には、図１に示すよう
に、情報記録媒体にＰＷＭ記録することにより情報の記
録を行う際に、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時
間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記
録波をパワーレベルｅの連続電磁波とし、変調後信号幅
がｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の
記録波パルス列を、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパ
ルス部fｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂ
の低レベルパルス部とパワーレベルｃの高レベルパルス
とが交互にデューティ比ｙで計（ｎ−ｎ’）回連続する
マルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持
つパルス部ｏｐを有する電磁波パルス列とし、ｘ，ｙ，
ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．４≦ｙ≦０．６、
０．５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ’をｎ’≦ｎの正の整
数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とすることが開
示されている。従来の技術により、大幅に、記録信号品
質とオーバーライト繰り返し時の安定性の向上、信頼
性、汎用性の向上は図られた。しかし、近年、書換え型
情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体においては、一
つの情報記録媒体で、複数の線速度で記録（マルチスピ
ード記録）できる技術が求められている。また、記録速
度の高速化が求められており、高速記録に有利なＣＡＶ
記録も要求されるようになってきた。これらの技術的な
要求に対して、上記の特開平９−１３８９４６号公報、
特開平９−１３８９４７号公報、特開平９−２１９０２
１号公報に記載の技術では対応できなかった。例えば、
ＣＤ線速度４ｘで記録できるｆｐ、ｍｐ、ｏｐをもつ記
録ストラテジで、８ｘ速度記録、および１０ｘ速度記録
した場合に、８ｘ速度記録、および１０ｘ速度記録では
十分な信号品質が得られなかった。さらには、ＣＤ線速
度４ｘ記録した部分への１０ｘ速度記録のオーバーライ
ト、あるいはＣＤ線速度１０ｘ記録した部分への４ｘ速
度記録のオーバーライトといった異なる記録線速度によ
るオーバーライトでの信号品質の劣化が問題となってい
る。また、ＣＬＶ記録した部分へのＣＡＶ記録でのオー
バーライト、あるいはＣＡＶ記録した部分へのＣＬＶ記
録でのオーバーライトといった異なる記録方式によるオ
ーバーライトでの信号品質の劣化も問題となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記総合性能を完璧に
満足し、より高速での記録と高温での保存・使用信頼性
の確保を両立できるに足る相変化型光ディスクを獲得す
ることが従来の課題である。加えて、マルチスピードＣ
ＬＶ記録及びＣＡＶ記録によるオーバーライト信号品質
の安定性の向上や、汎用的記録ストラテジで記録可能な
ことが従来の課題である。

【００１３】本発明は、上記従来技術における問題をす
べて解消するため、以下の項目を目的とする。第一の目
的は、高線速領域で記録・消去を行うのに最適な光記録
媒体を提供することである。また第二の目的は、高速記
録・消去における信頼性の良好な光記録媒体を提供する
ことである。第三の目的は、この光記録媒体において、
マルチスピードＣＬＶ記録及びＣＡＶ記録が可能な光記
録媒体を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に鋭意検討した結果、これに合致する光記録媒体を見出
した。すなわち本発明によれば、円盤状の基板上に少な
くとも相変化型記録層を有する光記録媒体において、前
記記録層の構成元素が主にＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ及びＴｅで
あり、それぞれの組成比α、β、γ及びδ（原子％）が
α＋β＋γ＋δ＝１００としたとき、０．１≦α≦７１≦β≦９６１≦γ≦７５２２≦δ≦３０であることを特徴とする光記録媒体が提供される。また
本発明によれば、記録層に、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、
Ｐｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、
Ｓ、Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、
Ｍｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｃ、ＮおよびＯから選ばれた少なく
とも一種類以上の元素を添加したことを特徴とする前記
の光記録媒体が提供される。また本発明によれば、Ｇｅ
及びＧａの組成比が、−８≦α−β≦３であることを特
徴とする前記の光記録媒体が提供される。また本発明に
よれば、Ｓｂ及びＴｅの組成比が、γ＋δ≧８８である
ことを特徴とする前記の光記録媒体が提供される。また
本発明によれば、レーザー光を光記録媒体に照射するこ
とにより前記光記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、
前記光記録媒体に対する情報の記録、再生を行い、かつ
書き換えが可能である情報記録再生方法が適用される前
記の光記録媒体において、信号を変調して情報記録媒体
にＰＷＭ記録することにより情報の記録を行う際に、変
調後の信号幅がｎＴ（但し、Ｔはクロック時間）である
０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波をパワ
ーレベルｅの連続光とし、変調後信号幅がｎＴである１
信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パルス列
を、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパルス部ｆｐと、
合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの低レベルパル
スとパワーレベルｃの高レベルパルスとが交互にデュー
ティ比ｙで計（ｎ−ｎ’）回連続するマルチパルス部ｍ
ｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持つパルス部ｏｐを
有するパルス列とし、ｘ，ｙ，ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．
０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０．１２５Ｔ≦ｚ
≦１．０Ｔとし、ｎ’をｎ’≦ｎの正の整数とし（ａ及
びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とするマルチスピード記録及
び／またはＣＡＶ記録が可能な前記光記録媒体が提供さ
れる。また本発明によれば、パルス部ｍｐのデューティ
比ｙが記録線速度によって増減することを特徴とする前
記の光記録媒体が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光記録媒体の一
例を説明するための図である。基本的な構成は、案内溝
を有する基板１上に第１保護層２、記録層３、第２保護
層４、反射放熱層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。

【００１６】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あげられるが、
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。ただし、本発明の
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０．３０〜０．５５μｍ、その
案内溝の深さが２５０〜６５０Å、好適には３００〜５
５０Åとなっていることである。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。

【００１７】記録層としては、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｅ
を含む４元系の相変化型記録材料を主成分として含有す
る材料が、記録（アモルファス化）感度・速度、消去
（結晶化）感度・速度、及び消去比が極めて良好なため
適している。しかしながら、ＧｅＧａＳｂＴｅは、その
組成比によって最適な記録線速度が存在する。そのた
め、目的とする記録線速度および線速度領域によって、
ＧｅＧａＳｂＴｅの組成比を調整する必要がある。これ
までの検討の結果、ＧｅＧａＳｂＴｅ記録層のＴｅの組
成比が記録線速度に高い相関があることを見出した。

【００１８】本発明の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で
きる記録層として、ＧｅＧａＳｂＴｅ系が優れており、
それぞれの組成比α、β、γ、δ（原子％）がα＋β＋
γ＋δ＝１００としたとき、０．１≦α≦７．０１≦β≦９６１≦γ≦７５２２≦δ≦３０の場合に効果的であった。

【００１９】Ｇｅが７．０ａｔ％超、Ｇａが９ａｔ％
超、Ｓｂが７５ａｔ％超では、信号の再生安定性や信号
の寿命が不充分であった。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、２２ａｔ％以上
３０ａｔ％以下である必要があった。

【００２０】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Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓ、
Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍ
ｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｃ、Ｎ及びＯから選ばれた少なくとも
一種類以上の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、非晶質マークの結晶
化が原因であった。非晶質マークの結晶化を抑制するた
めには、前記から選ばれた少なくとも一種類以上の元素
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、これらの元素はＧｅＧａＳｂＴ
ｅの空間的隙間に入ったり、化学結合を形成すること
で、ＧｅＧａＳｂＴｅと化合物または合金を形成し、非
晶質マークの結晶化を抑制する添加剤と考えられてい
る。よって原子半径が小さかったり、Ｇｅ−ＧａＳｂＴ
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Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｇ
が効果的である。これら添加元素の量は、記録層の７ａ
ｔ％以下が効果的である。７ａｔ％超では、ＧｅＧａＳ
ｂＴｅ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。

【００２１】また、光記録媒体の高線速記録・消去にお
ける保存信頼性は極めて重要な項目である。本発明では
ＧｅとＧａの組成の関係において、−８≦α−β≦３の
時、高線速対応性と保存信頼性のバランスが両立するこ
とを見出した。α−βが３超では、記録・消去時の最適
線速が遅くなる傾向が見られた。またα−βが−８未満
では、光記録媒体の保存性が不十分であった。故に−８
≦α−β≦３の場合に、両者の特性のバランスを取るの
に効果的であった。

【００２２】さらに線速度が高速になることにより、光
記録媒体の反射率、特に初期化時の反射率確保が重要と
なる。本発明では、ＳｂとＴｅの組成の関係において、
γ＋δ≧８８とすることにより、初期化時に必要な反射
率に到達することを見出した。

【００２３】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。１０ｎ
ｍ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。

【００２４】第１保護層（誘電体層）および第２保護層
（誘電体層）の材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｍ
ｇＯ、ＺｒＯ_２などの金属酸化物、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ
Ｎ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ
_２Ｓ_３、ＴａＳ_４などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ_４
Ｃ、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、それらの混合物があげられる。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。第１誘電体層の膜厚は、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６５〜１３０ｎｍとするこ
とが要求される。この膜厚に設定することにより、６５
０ｎｍであるＤＶＤの再生波長の反射率を満足し、ＤＶ
Ｄの再生互換も得ることができる。第２誘電体層の膜厚
としては、１５〜４５ｎｍ、好適には２０〜４０ｎｍと
するのがよい。１５ｎｍ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。

【００２５】反射放熱層としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、
Ｃu、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ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、Ｃｒ、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１００
〜１６０ｎｍとするのがよい。また、合金または金属層
を多層化することも可能である。多層化した場合では、
各層の膜厚は少なくとも１０ｎｍ以上必要で、多層化膜
の合計膜厚は５０〜１６０ｎｍとするのがよい。

【００２６】反射放熱層の上には、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、３〜１５μｍが適当で
ある。３μｍ未満では、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超の厚さでは、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。

【００２７】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未満では、十分な耐擦
傷性が得られない。６μｍ超の厚さでは、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。

【００２８】一般に、マルチスピード記録およびＣＡＶ
記録の場合、低線速度では過剰な記録パワーとなり、高
線速度では記録パワー不足となってしまう。したがっ
て、記録線速度と記録パワーのバランスをとることが重
要となる。具体的な方法としては、高線速記録の場合ほ
ど、高パワーとすることが、ＣＤ−Ｒ等にみられるよう
に一般的である。図２は、記録パルス波形を説明するた
めの図であるが、本発明では、図２のｍｐ部のデューテ
ィ比を、記録線速度で増減させることが有効である事を
見出した。ここで述べているデューティー比とは、ｍｐ
部における低レベルパルスのパワーレベルｂの時間を、
ｍｐ部の時間幅で割ったものである。またこの情報記録
方法は、記録層がＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とす
る情報記録媒体に特に有効であった。これはＧｅ、Ｇ
ａ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする記録層の熱物性が、本記
録パルス波にマッチングされているためである。

【００２９】図３に、本発明の一例であるＣＤ−ＲＷの
４ｘ〜１０ｘ記録のマルチスピード記録の記録波形を示
す。この例は、内周４．８ｍ／ｓ、外周１２．０ｍ／ｓ
のＣＡＶ記録にも対応している。この例では、記録線速
度４．８、９．６、１２．０ｍ／ｓで、それぞれｍｐの
デューティ比０．６２５、０．５、０．３７５と、記録
線速度の増大にあわせて、ｍｐのデューティ比を減少さ
せている。４．８ｍ／ｓの低線速度記録では、ｍｐの記録
パルスを細くすることで、余分な熱ダメージを軽減し、
かつｍｐ部の冷却時間を長くすることで、エッジの位置
ずれの少ないマークを記録することができる。一方、１
２．０ｍ／ｓの高線速度記録では、ｍｐ部の記録パルス
を太くすることで、記録膜に相変化できるだけのエネル
ギーを与えることができるようになり、かつ、高速のた
めｍｐ部の冷却時間が短くても記録層の急冷条件が整
い、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することが
できる。記録層の溶融、急冷をともなう相変化型光記録
媒体において、記録パルスのｍｐのデューティが０．５
近傍であることが記録層の溶融、急冷のバランスがとれ
ており、種々の信号品質、オーバーライトに有利であ
る。したがって、ドライブ−メディアのマッチングを考
慮する上で、ｍｐのデューティ比０．５を、マルチスピ
ード記録におけるいかなる記録線速において設定するか
が課題となる。本発明では、ｍｐのデューティが０．５
となる記録線速度を、（最低記録線速度＋最高記録線速
度）／２より大きく、最高記録線速度以下とすること
が、有効であった。マルチスピード記録可能なドライブ
においてよく利用される記録線速度は、最高記録線速度
である。ＣＡＶ記録では、機械特性の影響を受けやすい
外周部で高速記録となる。よって、ＣＡＶ記録でも、高
速記録の信号品質がより重要になってくる。このような
ことから、実用上より信頼性の高い記録を行うために
は、信頼性の高いｍｐのデューティ比０．５の記録パル
ス波形を高速記録側に設定する事が有効であった。さら
に、ｍｐのデューティ比が０．５となる記録線速度が、
０．５５ｘ（最低記録線速度＋最高記録線速度）より大
きく、かつ最高記録線速度以下とすることがより効果的
であった。

【００３０】図４は、本発明の光記録媒体の記録再生装
置の実施形態を説明するための図である。相変化型光記
録媒体をスピンドルモータからなる駆動手段により回転
駆動し、記録再生用ピックアップにて光源駆動手段とし
てのレーザー駆動回路により半導体レーザーからなる光
源を駆動して、前記半導体レーザーから図示しない光学
系を介して光記録媒体にレーザー光として、図３に示し
たような記録線速度でｍｐのデューティ比を増減させた
レーザー光を照射することにより前記光記録媒体の記録
層に相変化を生じさせ、光記録媒体からの反射光を記録
再生用ピックアップで受光して光記録媒体に対する情報
の記録や再生を行う。記録再生用ピックアップの最適記
録パワーは記録パワー設定手段としての記録パワー設定
回路により設定される。相変化型光記録媒体の記録再生
装置は、記録再生用ピックアップにてレーザー光を相変
化型光記録媒体に照射することにより前記光記録媒体の
記録層に相変化を生じさせ、光記録媒体に対する情報の
記録、再生を行い、かつ書換えが可能である相変化型光
記録再生装置であり、記録すべき信号を変調部で変調し
て記録再生用ピックアップにて光記録媒体に記録するこ
とにより情報の記録を行う記録手段を備えている。この
ピックアップを含む記録手段は、光記録媒体の記録層に
対してマークの幅として信号を記録するようマークを記
録する、いわゆるＰＷＭ記録方式で情報の記録を行う。
記録手段は記録すべき信号を変調部にてクロックを用い
て、例えば書き換え型コンパクトディスクの情報記録に
適したＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ-ｔｏ-ＦｏｕｒｔｅｅｎＭ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式、あるいはその改良変調
方式で変調する。記録手段は、ＰＷＭ記録を行う際に、
変調後の信号幅がｎＴ（ｎは所定の値、Ｔはクロック時
間：信号の変調に用いるクロックの周期に相当する時
間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記
録光をパワーレベルｅの連続光とし、変調後の信号幅が
ｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の記
録光のパルス列、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパル
ス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの
低レベルパルスとパワーレベルｃの高レベルパルスとが
交互に出て、デューティ比ｙで計（ｎ−ｎ’）回連続す
るマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを
持つパルス部ｏｐからなるレーザー波パルス列とし、
ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１
２５Ｔ≦ｙ≦０．８７５Ｔ、０．１２５Ｔ≦ｙ≦１．０
Ｔとし、ｎを１以上の正の整数とし、ｎ’をｎ’≦ｎの
正の整数とし、（ａおよびｃ）＞ｅ＞（ｂおよびｄ）と
する。図３は、ｎ’＝１の場合である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に説明する。
幅０．５μｍ、深さ３５ｎｍの案内溝を有する１．２ｍ
ｍ厚のポリカーボネート基板を成型し、この基板上に第
１保護層、記録層、第２保護層および反射放熱層を順次
スパッタ法により積層した。第１保護層および第２保護
層にはＺｎＳＳｉＯ_２を用い、膜厚はそれぞれ９０ｎ
ｍ、３０ｎｍとした。記録層は表１の実施例に示す組成
を用い、膜厚は１８ｎｍとした。反射放熱層にはアルミ
ニウム合金を使用し、基板／ＺｎＳＳｉＯ_２（９０ｎ
ｍ）／ＧｅＧａＳｂＴｅ（１８ｎｍ）／ＺｎＳＳｉＯ_２
（３０ｎｍ）／Ａｌ合金（１４０ｎｍ）という層構成を
形成した。さらに、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、相変化型光
記録媒体を作成した。次に大口径ＬＤを有する初期化装
置によって、光記録媒体の記録層の全面結晶化処理を行
った。さらに、オーバーコート層上に印刷層を形成し
た。以上の方法で得た相変化型光記録媒体は、表１の実
施例１〜６に記載の記録線速度、ならびにｍｐ部のデュ
ーティ比を持つパルス波で記録した。本実施例で使用し
た光記録装置は図４に示したものと同様であり、波長７
８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有するものを用
いた。記録信号は、ＥＦＭ変調された入力信号とした。そ
れぞれの線速で記録した信号を１．２ｍ／ｓで再生した
結果、それぞれ２２ｎｓ、２０ｎｓ、２３ｎｓと良好な
初期ジッターが得られた。それぞれの記録線速での、オ
ーバーライト１０００回後のジッターは、それぞれ３２
ｎｓ、３０ｎｓ、３３ｎｓと良好であった。また温度８
０℃、湿度８５％環境内で５００時間保存した後におい
て、記録層の酸化及びディスク特性の変化は認められ
ず、良好な保存特性が得られた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以下に、本発明の効果を示す。（１）光記録媒体記録層の主な構成元素をＧｅ、Ｇａ、
Ｓｂ、Ｔｅとし、膜厚及び記録層の組成を特定化するこ
とにより、高線速領域（４．８〜４８ｍ／ｓ）での記録
・消去が可能で、かつ信号の再生安定性や信号の寿命等
の総合特性に優れた光記録媒体を獲得できる。（２）記録層の主成分がＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｅである
光記録媒体において、記録層にＩｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍ
ｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｎ、Ｏから選ばれた少なくとも一種類
以上の元素を添加することにより、高線速領域における
信号の再生安定性や信号の寿命が向上する光記録媒体を
獲得できる。（３）記録層の主成分中において、Ｇｅ―Ｇａ間の組成
関係を特定化することにより、高線速対応性と保存信頼
性のバランスが両立した光記録媒体を獲得できる。（４）記録層の主成分中において、Ｓｂ−Ｔｅ間の組成
関係を特定化することにより、高線速領域において初期
化時や記録・消去時に必要な反射率に到達する光記録媒
体を獲得できる。（５）光記録媒体各層の膜厚及び記録層の組成を特定化
し、かつ光記録媒体への情報記録をＰＷＭ記録で行う際
に、信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パル
ス列の、ｆｐとｅｐの時間幅とｍｐのデューティ比を特
定化することにより、汎用的記録ストラテジによる高線
速記録が可能である光記録媒体を獲得できる。（６）光記録媒体への情報記録をＰＷＭ記録で行う際
に、信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パル
ス列の、パルス部ｍｐのデューティ比ｙを記録線速度に
よって増減させることによって、マルチスピード記録あ
るいはＣＡＶ記録が可能な光記録媒体を獲得できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の一例を説明するための図
である。

【図２】記録パルス波形を説明するための図である。

【図３】本発明の一例であるＣＤ−ＲＷの４ｘ〜１０ｘ
記録のマルチスピード記録の記録波形を示す図である。

【図４】本発明の光記録媒体の記録再生装置の実施形態
を説明するための図である。

【符号の説明】

１基板２保護層３記録層４第２保護層５反射放熱層６オーバーコート層７印刷層８ハードコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H111 EA03 EA04 EA12 EA23 EA39 FB04 FB05 FB06 FB07 FB08 FB09 FB10 FB11 FB12 FB15 FB17 FB18 FB19 FB20 FB21 FB22 FB23 FB25 FB29 FB30 5D029 JA01 JB35 JC17 JC20 5D090 AA01 BB05 CC05 DD01 EE02 KK03 5D119 AA24 BA01 BB04 DA01 HA45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状の基板上に少なくとも相変化型記
録層を有する光記録媒体において、前記記録層の構成元
素が主にＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ及びＴｅであり、それぞれの
組成比α、β、γ及びδ（原子％）がα＋β＋γ＋δ＝
１００としたとき、０．１≦α≦７１≦β≦９６１≦γ≦７５２２≦δ≦３０であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】記録層に、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓ、
Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍ
ｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｃ、ＮおよびＯから選ばれた少なくと
も一種類以上の元素を添加したことを特徴とする請求項
１に記載の光記録媒体。
【請求項３】Ｇｅ及びＧａの組成比が、−８≦α−β
≦３であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光
記録媒体。
【請求項４】Ｓｂ及びＴｅの組成比が、γ＋δ≧８８
であることを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに
記載の光記録媒体。
【請求項５】レーザー光を光記録媒体に照射すること
により前記光記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、前
記光記録媒体に対する情報の記録、再生を行い、かつ書
き換えが可能である情報記録再生方法が適用される請求
項１，２，３，４のいずれかに記載の光記録媒体におい
て、信号を変調して情報記録媒体にＰＷＭ記録すること
により情報の記録を行う際に、変調後の信号幅がｎＴ
（但し、Ｔはクロック時間）である０信号の記録あるい
は書き換えを行う時の記録波をパワーレベルｅの連続光
とし、変調後信号幅がｎＴである１信号の記録あるいは
書き換えを行う時の記録波パルス列を、時間幅ｘとパワ
ーレベルａを持つパルス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を
持つパワーレベルｂの低レベルパルスとパワーレベルｃ
の高レベルパルスとが交互にデューティ比ｙで計（ｎ−
ｎ’）回連続するマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパ
ワーレベルｄを持つパルス部ｏｐを有するパルス列と
し、ｘ，ｙ，ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５
≦ｙ≦０．８７５、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、
ｎ’をｎ’≦ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ
及びｄ）とするマルチスピード記録及び／またはＣＡＶ
記録が可能な前記光記録媒体。
【請求項６】パルス部ｍｐのデューティ比ｙが記録線
速度によって増減することを特徴とする請求項５に記載
の光記録媒体。