JP2003257077A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高線速高密度化に対応でき、繰返し特性と保
存特性に優れた光記録媒体を提供する。 【解決手段】 結晶化した相変化材料のＸ線回折におい
て、格子間隔ｄ（単位Å）の２．１４±０．０３および
２．２１±０．０３の位置にその回折スペクトルが現
れ、格子間隔ｄ（単位Å）の３．０９±０．０３、１．
７５±０．０３、１．５４±０．０３、１．３７±０．
０３の少なくとも１つ以上のいずれかの位置にその回折
スペクトルが現れる相変化材料を記録層３に用いる。

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
し、さらに詳しくは、光ビームを照射して相変化材料か
らなる記録層に光学的な変化を生じさせることにより、
情報の記録と再生を行う書換え可能な光記録媒体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビーム照射による情報の記録、再
生及び消去可能な光記録媒体の一つとして、結晶−非結
晶相間、又は、結晶−結晶相間の転移を利用する、いわ
ゆる相変化光ディスクが知られている。このディスク
は、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すむため、コンピュータ
関連や映像、音響に関する記録媒体として応用されてい
る。

【０００３】この種の光記録媒体の材料としては、Ｇｅ
Ｔｅ、ＧｅＴｅＳｅ、ＧｅＴｅＳ、ＧｅＳｅＳ、ＧｅＳ
ｅＳｂ、ＧｅＡｓＳｅ、ＩｎＴｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡ
ｓ、ＧｅＴｅ（Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｄ）、ＧｅＴｅＳｅＳ
ｂ、ＧｅＴｅＳｂ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等がある。特に、
ＡｇＩｎＳｂＴｅは、高感度であり、アモルファスマー
ク部分の輪郭が明確であるという特徴を有し、マークエ
ッジ記録用の記録層として開発されている（特開平３−
２３１８８９号公報、特開平４−１９１０８９号公報、
特開平４−２３２７７９号公報、特開平４−２６７１９
２号公報、特開平５−３４５４７８号公報、特開平６−
１６６２６６号公報等参照）。

【０００４】また、ＳｂＴｅを主成分とし、これにＡ
ｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｉ等を添加した記録材料で単一なγ
相を有するものが知られている（特開平１−３０３６４
３号公報）。

【０００５】また、ＩをＩ族元素、IIIをIII族元素、Ｖ
をＶ族元素、VIをVI族元素として、Ｉ・（III
_1-γＶ_γ）・VI２型の一般組成式で表される記録層が知
られている（特開平３−２３１８８９号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな記録層では、繰り返し記録特性に問題があった。

【０００７】また、特開平４−１９１０８９号公報に開
示された光記録媒体に使用されている記録層による場
合、消去比の向上と高速記録とは達成されるものの、繰
り返し記録特性に課題があった。

【０００８】さらに、特開平４−２３２７７９号公報に
開示された光記録媒体に使用されている記録層のみの未
記録部分（結晶化部分）の構造は、安定相（ＡｇＳｂＴ
ｅ₂）とこの安定相の周囲に存在するアモルファス相と
が混在したものとなっている。このため、繰返し記録特
性は向上するものの、結晶化部に微細な結晶粒界が存在
することになり、ノイズ発生の原因となっている。これ
は、記録再生波長が７８０ｎｍ程度のレーザ光を使用す
るＣＤ−ＲＷ(Compact Disc Rewritable)等のように比
較的低い記録密度を有する光記録媒体の記録特性には重
大な悪影響を与えないが、波長６８０ｎｍ以下のレーザ
光を使用し、記録密度がＣＤ−ＲＷの約７倍であるＤＶ
Ｄ(Digital Versatile Disk)−ＲＡＭやＤＶＤ−ＲＷ、
ＤＶＤ＋ＲＷ等の高密度記録を実現するうえでは障害と
なるものであった。また、繰返し記録特性においても問
題が残っている。

【０００９】特開平４−２６７１９２号公報に使用され
ている記録層の結晶化部分の構造は、一様なアモルファ
ス相から相分離したＡｇＳｂＴｅ₂とその他の相（安定
相またはアモルファス相）との混相状態である。その他
の相がアモルファス相である場合には、上記した特開平
４−２３２７７９号公報に開示された光記録媒体の場合
と同様な問題点があり、その他の相が安定結晶相である
場合には、後述するように、良好な記録特性が得られな
いという課題がある。

【００１０】また、特開平１−３０３６４３号公報で開
示された光記録媒体では、単一なγ相が得られ、良好な
繰返し特性が得られたとしているが、このγ相がどのよ
うな結晶構造をしているかについては言及しておらず、
今後の高線速、高密度対応の記録媒体を実現する上で問
題を有するものであった。

【００１１】一方、特開２０００−３１３１７０号公報
で開示された光記録媒体ではＣＤ−ＲＷの８倍速記録ま
での高速記録についてＧｅＩｎＳｂＴｅを実施例として
特性が改善されることを示しているが、ここで開示され
ている組成、構造を持った光記録媒体でも更なる高線速
記録、あるいは高密度記録に対しては十分とはいえな
い。

【００１２】本発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、高線速高密度化に対応でき、繰返し特性と保存特性
に優れた光記録媒体を提供することを目的とするもので
ある。特に、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生線速の１〜５倍速の範
囲で記録特性が良好な相変化光記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、結晶と非晶質の相変化
により情報を記録することができる記録層を基板上に設
けた光記録媒体において、該記録層を構成する相変化材
料の結晶構造がＸ線回折において、格子間隔ｄ（単位
Å）の２．１４±０．０３および２．２１±０．０３の
位置にその回折スペクトルが現れ、格子間隔ｄ（単位
Å）の３．０９±０．０３、１．７５±０．０３、１．
５４±０．０３、１．３７±０．０３の少なくとも１つ
以上のいずれかの位置にその回折スペクトルが現れる光
記録媒体を最も主要な特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
光記録媒体において、該記録層を構成する記録材料がＳ
ｂとＴｅを主成分とし、Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比が０．
７２以上０．８１未満であり、添加元素として少なくと
も一種の元素を添加した構成元素からなる記録層である
光記録媒体を主要な特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
光記録媒体において、添加元素が少なくともＧｅを含む
光記録媒体を主要な特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
光記録媒体において、添加元素が少なくともＡｇを含む
光記録媒体を主要な特徴とする。

【００１７】請求項５記載の発明では、請求項２記載の
光記録媒体において、添加元素が少なくともＧａ、Ｉ
ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｍｇ、Ｃａの中から選択された
１種以上からなる光記録媒体を主要な特徴とする。

【００１８】請求項６記載の発明では、請求項２記載の
光記録媒体において、添加される元素の量は、全ての添
加元素を合わせて、１０ａｔ％以下の記録層である光記
録媒体を主要な特徴とする。

【００１９】請求項７記載の発明では、請求項１記載の
光記録媒体において、相変化材料を熱分析により結晶化
温度を測定したときに、結晶化を示す発熱反応のピーク
が１つのみ現れる光記録媒体を主要な特徴とする。

【００２０】請求項８記載の発明では、請求項１記載の
光記録媒体において、相変化材料の昇温速度１０℃／分
での結晶化温度が１７０℃以上２１０℃以下である光記
録媒体を主要な特徴とする。

【００２１】請求項９記載の発明では、請求項１記載の
光記録媒体において、相変化材料の結晶化の活性化エネ
ルギーが２．５ｅＶ以上である光記録媒体を主要な特徴
とする。

【００２２】請求項１０記載の発明では、請求項１記載
の光記録媒体において、相変化材料の融点が５３５℃以
上５６０℃以下である光記録媒体を主要な特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、ＤＶＤ−ＲＯＭと
同容量同速度以上の高密度高速記録が可能で、繰り返し
記録特性が良好な光記録媒体を得るために鋭意検討した
結果、結晶化した相変化材料のＸ線回折である決まった
位置に回折スペクトルがあらわれる記録層を用いると、
高密度高速記録可能で繰り返し記録特性に優れる光記録
媒体が得られることがわかった。

【００２４】具体的には、高密度高速記録を実現するた
めに、結晶化した相変化材料のＸ線回折において、格子
間隔ｄ（単位Å）の２．１４±０．０３および２．２１
±０．０３の位置にその回折スペクトルが現れ、格子間
隔ｄ（単位Å）の３．０９±０．０３、１．７５±０．
０３、１．５４±０．０３、１．３７±０．０３の少な
くとも１つ以上のいずれかの位置にその回折スペクトル
が現れる相変化材料を記録層に用いた。この回折スペク
トルは、歪んだＮａＣｌ型構造として指数付けができ
る。本発明の相変化材料はＳｂとＴｅが組成的に主成分
となっており、ＮａのサイトにＳｂが、Ｃｌのサイトに
Ｔｅが位置した構造を有しているが、Ｓｂ量がＴｅ量よ
り多いため、ＴｅのサイトにＳｂが入る乱れたすなわち
秩序性が失われた構造となっている。一方、Ｓｂ、Ｔｅ
以外の元素は、Ｔｅと結合しやすいため、Ｔｅと結合す
る形で、ＳｂサイトやＴｅサイトに入る。この結果、Ｓ
ｂ−Ｔｅ結合、Ｓｂ−Ｓｂ結合、Ｔｅ−Ｔｅ結合、Ｔｅ
−Ｍ結合（Ｍは他の原子）が生じ、Ｘ線等による局所構
造の解析からＳｂ周囲の隣接原子結合距離は、Ｔｅ周囲
の隣接原子結合距離より長くなるために、局所的に歪ん
だ構造となる。この歪んだＮａＣｌ型構造をもつ相変化
材料を記録層に用いた光記録媒体がなぜ高密度高線速記
録に適し、良好な繰り返し記録特性を示すかは解析中で
あるが、Ｔｅサイトに空孔がある規則的なＮａＣｌ型構
造の場合は、記録によるガラス化のときに、その構造の
短距離秩序性が、ＴｅサイトがＳｂで埋められた歪んだ
ＮａＣｌ型構造がガラス化して得られた構造の短距離秩
序性より、その程度が低下するためガラス状態、すなわ
ち記録状態が不安定になるものと思われる。

【００２５】以上のＸ線回折スペクトルを示す相変化材
料を実現するためには、相変化材料の主成分をＳｂとＴ
ｅとし、Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比が０．７２以上０．８
１未満とする必要があり、これに添加元素を加えてもよ
い。Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比が０．７２未満では、結晶
構造のＸ線回折において、格子間隔ｄ（Å）の２．１４
±０．０３および２．２１±０．０３の位置にその回折
スペクトルは現れず、その中間のｄ＝２．１７Åの位置
に回折スペクトルが１つ現れる。この回折スペクトルを
示す相変化材料を記録層に用いた光記録媒体は、ＤＶＤ
−ＲＯＭの１倍速では記録可能であるが、１倍速以上の
高速記録では記録特性が悪くなる。また、Ｓｂ／（Ｓｂ
＋Ｔｅ）比が０．８１以上では、結晶構造のＸ線回折に
おいて、格子間隔ｄ（Å）＝２．１４±０．０３のスペ
クトルが短い方にずれる。この回折スペクトルを示す相
変化材料を記録層に用いた光記録媒体は、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍの５倍速では記録可能であるが、ＤＶＤ−ＲＯＭの１
倍速での記録特性が悪い。これは、相変化材料の結晶化
速度が速すぎるため、記録線速が遅い１倍速では結晶化
が進みすぎ、アモルファスマークの形成が困難になるた
めと思われる。

【００２６】上記の相変化材料は、添加元素としてＧｅ
を加えても良い。Ｇｅを加えた相変化材料を用いた光記
録媒体は、保存信頼性に優れている。また、上記の相変
化材料は、添加元素としてＡｇを加えても良い。Ａｇを
加えた相変化材料を用いた光記録媒体は、再生光安定性
に優れている。また、上記の相変化材料は、添加元素と
して、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｍｇ、Ｃａを加
えても良い。これらの元素を添加することにより、さら
に高速記録に適した相変化材料となる。これらの添加元
素を組み合わせることで、さらに特性の良い相変化材料
を得ることもできる。しかし、全ての添加元素を合わせ
て１０ａｔ％以上になると、相分離が起こるため繰り返
し記録特性が悪くなるので、添加元素は１０ａｔ％以内
が好ましい。

【００２７】上記の相変化材料を一定の割合で昇温させ
熱量を測定する熱分析法により結晶化温度を測定する
と、結晶化を示す発熱反応のピークが１つのみ現れる。
一方、添加元素を１０ａｔ％以上にしたときは、発熱反
応のピークが２つ現れる。２つのピークが現れる相変化
材料は、結晶化温度が違う２つの相が混在している。本
発明の相変化材料は単相であるため、相分離が起こら
ず、繰り返し記録特性が良好である。

【００２８】また、昇温速度１０℃／分での結晶化温度
が１７０℃以上２１０℃以下である相変化材料を記録層
に用いた光記録媒体は、保存信頼性が良好であり、相変
化記録媒体では「初期化」と呼んでいる結晶化プロセス
が容易であり、生産用の初期化装置で光記録媒体を均一
に結晶化することができる。結晶化温度が１７０℃未満
では保存信頼性が悪くなり、２１０℃を超えると初期化
が困難になり、反射率むらがおこる。

【００２９】相変化材料の結晶化の活性化エネルギーは
２．５ｅＶ以上が好ましい。活性化エネルギーを２．５
ｅＶ以上にすることで、低温での結晶化が安定となるた
め、室温での保存寿命が長い。

【００３０】相変化材料の融点は５３５℃以上５６０℃
以下であることが望ましい。融点が高すぎるとアモルフ
ァス化するのにより高いパワーが必要となり、感度が低
下する。また、融点が５３５℃未満では本発明の相変化
材料と違う結晶構造のため、高密度高線速記録ができな
い。

【００３１】次に本発明に用いた分析方法について説明
する。Ｘ線回折は、Ｘ線の入射光源に銅のＫα線（波長
λ＝１．５４Å）を用い粉末Ｘ線回折法により行なっ
た。本発明はこの分析法に限定されるものではなく、薄
膜Ｘ線回折法によっても同様の結果が得られる。

【００３２】結晶の回折の基本的なブラッグ（Ｂｒａｇ
ｇ）の法則について説明する。図１に示す如く、物質に
Ｘ線を照射すると、照射された物質中のすべての原子は
入射Ｘ線と同じ波長のＸ線を散乱する。該Ｘ線を散乱す
る原子が規則正しい配列をした結晶構造をなしている場
合は、結晶格子点にあたる各原子からの散乱Ｘ線が互い
に干渉し、次式を満足する特定の方向θに回折を生じ
る。このとき、次の関係が成り立つ。 ブラッグの反射条件 ２ｄｓｉｎθ＝ｎλ ｄ：格子面の間隔、ｎ：反射の次数、λ：Ｘ線の波長

【００３３】次に、本発明で結晶化温度を測定するのに
用いた示差走査熱量測定（ＤＳＣ）について説明する。
ＤＳＣは、一定速度での昇温過程における試料と基準物
質との熱挙動の差によって生じる温度差を、補償ヒータ
ーを用いてただちに打ち消し、その際ヒーターに用いた
電力を温度または時間の関数として測定する方法であ
る。横軸に温度、縦軸に単位時間あたりに加えられる熱
量をとる。アモルファスから結晶化する場合、エネルギ
ーが低い安定な状態に変化するので、発熱反応によりエ
ネルギーを放出する。基準物質との温度差を打ち消すた
めに、補償ヒーターにより熱を加えることが必要になる
ので、結晶化するとＤＳＣ曲線では正の方向にピークが
あらわれる。

【００３４】次に本発明で融点を測定するのに用いた示
差熱分析（ＤＴＡ）について説明する。ＤＴＡは、一定
速度での昇温過程における試料と基準物質との熱挙動の
差によって生じる温度差を、温度または時間の関数とし
て測定する方法である。すなわち、基準試料の温度は一
定速度で昇温するが、試料が熱を吸収すると試料の温度
は基準物質に対して昇温速度が遅れ、また試料が熱を発
生すると昇温速度が増し、一時的に基準物質との間に温
度差が生じる。試料が融解するときには試料は融解の潜
熱を必要とし、熱を吸収する。そこで外から一定速度で
熱が入ってくるかぎりでは、試料の温度上昇は融点で遅
くなり基準物質に対して温度の差が大きくなってくる。
それに伴い、温度差は負の側にずれる。したがって、Ｄ
ＴＡ曲線で負の方向にピークがあらわれた温度が融点と
なる。

【００３５】次に、結晶化の活性化エネルギーを求める
方法について説明する。本発明では、昇温速度が５℃／
分、１０℃／分、２０℃／分のときのＤＳＣ曲線を測定
し、それぞれの結晶化温度を求めた。この結晶化温度を
もとに、キッシンジャープロットにより、結晶化の活性
化エネルギーを求めた。 キッシンジャーの式：ｌｎ（α／Ｔｏ²）＝−Ｅ／ＲＴ
ｏ＋Ｃ α＝ｄＴ／ｄｔ：加熱速度、Ｔｏ［Ｋ］：結晶化温度、
Ｅ：結晶化の活性化エネルギー、Ｃ：定数 ｌｎ（α／Ｔｏ²）を１／Ｔｏに対しプロットするとそ
の傾きとして活性化エネルギーＥが求まる。

【００３６】次に、本発明を用いた具体的な記録媒体の
構成を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の記録
媒体の構成例を示すもので、基板１上に下部耐熱保護層
２、記録層３、上部耐熱保護層４、反射放熱層５が設け
られている。耐熱保護層は、必ずしも記録層３の両側に
設ける必要はないが、基板１がポリカーボネート樹脂の
ように耐熱性が低い材料の場合には、下部耐熱保護層２
を設けることが望ましい。また上部耐熱保護層４と反射
放熱層５の間に中間層を設けることもできる。この中間
層により上部耐熱保護層４と反射放熱層５の間の化学的
な反応等を抑えることができ、保存特性の改善につなが
る。さらに中間層に光学的な役割を持たせることで信号
特性を改善することも可能である。これは特にＤＯＷ特
性の改善に有効である。

【００３７】基板１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。樹脂の代表例としては、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、加工性、光学特性などの点でポリカーボネ
ート樹脂が好ましい。また、基板１の形状はディスク
状、カード状あるいはシート状であってもよい。

【００３８】下部耐熱保護層２、及び、上部耐熱保護層
４の材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ ₂、ＺｎＯ・Ｓｎ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂
などの金属酸化物、Ｓｉ₂Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、
ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ₂Ｓ₃、ＴａＳ₄など
の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｚ
ｒＣ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、お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いてもよい。た
だし、耐熱保護層の融点は記録層３の融点よりも高いこ
とが必要であり、さらに、熱伝導率が高く、熱膨張係数
が小さく、密着性が良いことも要求される。また、必要
に応じて保護層を多層化することもできる。

【００３９】下部耐熱保護層２の膜厚としては２０〜３
００ｎｍ、好適には３５〜２００ｎｍとするのがよい。
２０ｎｍよりも薄くなると、耐熱保護層としての機能が
失われ、また、３００ｎｍよりも厚くなると界面剥離が
生じやすくなる。

【００４０】上部耐熱保護層４の膜厚としては５〜１０
０ｎｍとするのがよい。５ｎｍより薄いと基本的に層間
のバリアとしての効果が低下し、好ましくない。１００
ｎｍを超えると温度上昇による膜剥離、変形、放熱性の
低下によりオーバーライト特性が悪くなる。

【００４１】記録層３には、例えば、ＳｂとＴｅを主成
分とし、Ｇｅ、Ａｇ、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｄｙ、Ｍｇ、
Ｃａ及びＳｉの中から選ばれた少なくともひとつの元素
を添加したものが用いられる。膜厚は、５〜５０ｎｍ、
好ましくは１０〜３０ｎｍである。５ｎｍより薄いと吸
収能が低下し記録層３としての機能を果たさなくなる。
５０ｎｍより厚いと、記録感度が低下し、膜剥離やクラ
ックが生じやすくなる。

【００４２】反射放熱層５の材料としては、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｚ
ｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、
Ｔｉ、Ｐｂ等の金属を中心とした材料の単体、あるいは
合金を用いることができる。必要に応じて、異なる金
属、合金を複数積層しても良い。この層は、熱を効率的
に逃がすことが重要であり、膜厚は３０〜３００ｎｍ、
好ましくは５０〜２００ｎｍが良い。膜厚が厚すぎる
と、放熱効率が良すぎて感度が悪くなり、薄すぎると感
度は良いがオーバーライト特性が悪くなる。特性として
は、熱伝導率が高く、高融点で保護層材料との密着性が
良いこと等が要求される。

【００４３】このような下部耐熱保護層２及び上部耐熱
保護層４や反射放熱層５、また、記録層３は、各種気相
成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズ
マＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電
子ビーム蒸着法などによって形成できる。また、本発明
の光記録媒体は、これまで説明してきたような各種の層
を有するものに限定されるものではなく、例えば反射放
熱層５の上に有機保護膜を設けてもよく、また、それら
を接着剤によって貼り合わせてもよい。

【００４４】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。

【００４５】［実施例１］Ｘ線回折の試料には、ディス
ク状のガラス基板にマグネトロンスパッタリング法によ
りＡｇ１．０Ｉｎ５．０Ｓｂ６７．５Ｔｅ２６．５（ａ
ｔ％）を厚さ２０００Å堆積させた。この試料を、口径
１μｍ×１００μｍのレーザーを用い、出力７００ｍ
Ｗ、送り２０μｍ、線速２ｍ／ｓで回転させながら結晶
化させた。

【００４６】Ｘ線回折は、Ｘ線の入射光源に銅のＫα線
（波長λ＝１．５４Å）を用い粉末Ｘ線回折法により行
なった。図３に本発明の実施例１のＸ線回折スペクトル
を示す。回折スペクトルのピークは、２θ＝２８．９
°、４０．７°、４２°であった。 ブラッグの式 ２ｄｓｉｎθ＝ｎλ ｄ：格子面の間隔、ｎ：反射の次数、λ：Ｘ線の波長 より、それぞれのピークに対応する格子面の面間隔を計
算すると、ｄ＝３．０９、２．２１、２．１５Åとな
る。

【００４７】結晶化温度は、本実施例では示差走査熱量
測定（ＤＳＣ）により行なった。ディスク状のガラス基
板にマグネトロンスパッタリング法によりＡｇ１．０Ｉ
ｎ５．０Ｓｂ６７．５Ｔｅ２６．５（ａｔ％）を厚さ２
０００Å堆積させた試料を用い、ＤＳＣによりその結晶
化温度を測定した。昇温速度は１０℃／分とし、Ｎ₂雰
囲気中で測定を行なった。

【００４８】図４に本発明の実施例１のＤＳＣ曲線を示
す。温度１９５．７℃の位置に正の方向のピークが現れ
た。これは、１０℃／分で昇温した場合、１９５．７℃
で結晶化が起きたことを示す。また、結晶化を示すピー
クが一つだったことから、この試料は単相であると考え
られる。

【００４９】また、昇温速度を５℃／分、２０℃／分の
ときのＤＳＣ曲線を測定し、これより求められた結晶化
温度を用いて、キッシンジャープロットを書き、結晶化
の活性化エネルギーを求めたところ、２．５ｅＶであっ
た。

【００５０】次に、同様の試料を用いて、融点測定を示
差熱分析（ＤＴＡ）により行なった。図５に本発明の実
施例１のＤＴＡ曲線を示す。昇温速度は、１０℃／分と
し、Ｎ２雰囲気中で測定を行なった。５５０℃まで昇温
したところ、重量変化（ＴＧ）は見られず、１９５℃付
近で結晶化を示す発熱ピーク、５４６．７℃で融解を示
す吸熱ピークが現れた。

【００５１】次に、同じ組成Ａｇ１．０Ｉｎ５．０Ｓｂ
６７．５Ｔｅ２６．５（ａｔ％）を記録層３に用いた光
記録媒体を作製した。トラックピッチ０．７４μｍ、溝
深さ４００Å、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍφのポ
リカーボネート基板を高温で脱水処理した後、マグネト
ロンスパッタリングにより、下部耐熱保護層２、記録層
３、上部耐熱保護層４、反射放熱層５を順次製膜した。
下部耐熱保護層２としてはＺｎＳ−ＳｉＯ₂ターゲット
を用い、膜厚７０ｎｍとした。記録層３は、Ａｇ１．０
Ｉｎ５．０Ｓｂ６７．５Ｔｅ２６．５（ａｔ％）組成比
に合成した後に粉砕し燒結した合金ターゲットを用い、
膜厚１８ｎｍとした。上部耐熱保護層４としてはＺｎＳ
−ＳｉＯ₂ターゲットを用い、膜厚１８ｎｍとした。反
射放熱層５としてはＡｌ合金を用い、膜厚１４０ｎｍと
した。さらに、反射放熱層５上にアクリル系紫外線硬化
樹脂からなる有機保護膜をスピナーによって５〜１０μ
ｍに塗布し、紫外線硬化させた。この面にさらに直径１
２０ｍｍφ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネートディス
クを接着シートにより貼り合わせ、大口径レーザ照射に
より記録層３を初期結晶化して光記録媒体とした。初期
結晶化後の反射率は全体に均一であり、反射率ムラは見
られなかった。

【００５２】光記録媒体の信号特性評価には、波長６５
６ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップを用いた。記録は
パルス変調法を用い、記録データはＥＦＭ＋変調方式に
より、記録密度０．２６７μｍ／ｂｉｔ、記録線速１１
ｍ／ｓとし、記録パワー、記録ストラテジはジッタが最
小になるように最適化した。再生は全てパワー０．７ｍ
Ｗ、線速３．５ｍ／ｓで行ない、ｄａｔａ ｔｏ ｃｌ
ｏｃｋジッタ（ここでは、σを検出窓幅Ｔｗで規格化し
た値をジッタと呼ぶ）を測定した。初回記録のジッタが
７．８％、オーバーライト１０００回後のジッタが７．
９％、８０℃３００時間保存後のジッタが７．８％であ
った。

【００５３】［実施例２］記録層３の組成をＧｅ３．０
Ｇａ３．０Ｓｂ７０Ｔｅ２４（ａｔ％）とし、それ以外
は実施例１と同様に行なった。図６に本発明の実施例２
のＸ線回折スペクトルを示す。回折ピークは、２θ＝１
４．１°、２８．８°、４０．７°、４２°、５９．７
°に現れ、これらは面間隔ｄ＝６．２７、３．０９、
２．２１、２．１５、１．５５Åからの反射によるもの
である。

【００５４】図７に本発明の実施例２のＤＳＣ曲線を示
す。発熱ピークは１つであり、結晶化温度は１８９℃で
ある。キッシンジャープロットにより結晶化の活性化エ
ネルギーを求めたところ、２．９ｅＶであった。

【００５５】図８に本発明の実施例２のさらに高温側ま
で測定したＤＳＣ曲線を示す。吸熱ピークは５４４．２
℃に現れ、この材料の融点は５４４．２℃であった。

【００５６】また、この記録層組成を用いた光記録媒体
を作製し、信号特性を評価した。層構成および評価条件
は実施例１と同様に行なった。初期結晶化後の反射率は
均一であり、反射率ムラは見られなかった。また、初回
記録のジッタが７．４％、オーバーライト１０００回後
のジッタが７．６％、８０℃３００時間保存後のジッタ
が７．５％であった。

【００５７】［実施例３］記録層３の組成をＧｅ３．０
Ｃａ２．０Ｇａ２．５Ｓｂ７２Ｔｅ２０．５（ａｔ％）
とし、それ以外は実施例１と同様に行なった。図９に本
発明の実施例３のＸ線回折スペクトルを示す。回折ピー
クは、２θ＝２８．７°、４０．５°、４１．９°、５
９．７°に現れ、これらは面間隔ｄ＝３．１１、２．２
３、２．１５、１．５５Åからの反射によるものであ
る。

【００５８】図１０に本発明の実施例３のＤＳＣ曲線を
示す。発熱ピークは１つであり、結晶化温度は１８３．
３℃である。キッシンジャープロットにより結晶化の活
性化エネルギーを求めたところ、２．９ｅＶであった。
図１１に本発明の実施例３のＤＴＡ曲線を示す。吸熱ピ
ークは５４４．８℃に現れ、この材料の融点は５４４．
８℃であった。

【００５９】また、この記録層組成を用いた光記録媒体
を作製し、信号特性を評価した。層構成および評価条件
は実施例１と同様に行なった。初期結晶化後の反射率は
均一であり、反射率ムラは見られなかった。また、初回
記録のジッタが７．７％、オーバーライト１０００回後
のジッタが７．９％、８０℃３００時間保存後のジッタ
が８．０％であった。

【００６０】［実施例４］記録層３の組成をＧｅ３．０
Ｓｉ４．０Ｓｂ７４Ｔｅ１９（ａｔ％）とし、それ以外
は実施例１と同様に行なった。図１２に本発明の実施例
４のＸ線回折スペクトルを示す。回折ピークは、２θ＝
２８．９°、４０．４°、４２．３°に現れ、これらは
面間隔ｄ＝３．０９、２．２１、２．１３Åからの反射
によるものである。図１３に本発明の実施例４のＤＳＣ
曲線を示す。発熱ピークは１つであり、結晶化温度は１
９５．７℃である。キッシンジャープロットにより結晶
化の活性化エネルギーを求めたところ、２．８ｅＶであ
った。図１４に本発明の実施例４のＤＴＡ曲線を示す。
吸熱ピークは５４０．９℃に現れ、この材料の融点は５
４０．９℃であった。

【００６１】また、この記録層組成を用いた光記録媒体
を作製し、信号特性を評価した。層構成および評価条件
は実施例１と同様に行なった。初期結晶化後の反射率は
均一であり、反射率ムラは見られなかった。また、初回
記録のジッタが７．７％、オーバーライト１０００回後
のジッタが７．９％、８０℃３００時間保存後のジッタ
が８．０％であった。

【００６２】［実施例５〜１０］実施例１〜４および記
録層組成を変えた実施例５〜１０の記録層組成および熱
分析結果を以下の表１に示した。

【００６３】

【表１】

【００６４】光記録媒体の信号特性を以下の表２に示し
た。

【００６５】

【表２】

【００６６】Ｘ線回折のピーク値を以下の表３に示す。

【００６７】

【表３】

【００６８】これらの実施例に使用した記録材料は、Ｘ
線回折においてｄ＝２．１４±０．０３Åおよび２．２
１±０．０３Åのピークが必ず出ていることがわかっ
た。また、使用した記録材料のＳｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比
は０．７２〜０．８１の範囲内にあり、添加元素は全て
合わせて１０ａｔ％以下である。ＤＳＣ曲線により求め
た結晶化温度を示すピークは一つであり、単相になって
いると思われる。また、この表には示していないが、再
生光安定性を調べたところ、特にＡｇを添加した記録材
料を用いた光記録媒体の再生光安定性が良かった。ま
た、記録線速を３．５ｍ／ｓで記録パワー、記録ストラ
テジを最適化し信号特性を評価したところ、全て良好で
あった。記録線速を１７ｍ／ｓで記録パワー、記録スト
ラテジを最適化し信号特性を評価したところ、良好であ
った。Ｃａ、Ｇａ、Ｍｇを添加した実施例が特に良好な
信号特性を示した。

【００６９】これらの実施例の記録層３をもつ光記録媒
体は信号特性も良好で初期結晶化後の反射率も均一であ
り、ＤＶＤ−ＲＯＭの１倍速〜５倍速の線速で使用する
と思われるＤＶＤ＋ＲＷの次世代高速メディアに使用で
きる。

【００７０】［比較例１］記録層組成をＡｇ３．０Ｉｎ
５．０Ｓｂ６３Ｔｅ２９（ａｔ％）とし、それ以外は実
施例１と同様に行なった。Ｘ線回折スペクトルは、２θ
＝２８．８、４１．４、５９．６°に現れ、これらはｄ
＝３．１０、２．１８、１．５５Åからの反射によるも
のである。結晶化温度は２１５℃、活性化エネルギーは
２．７ｅＶ、融点は５４０．３℃であった。この材料を
記録層に用いた光記録媒体を記録線速１１ｍ／ｓで記録
パワー、記録ストラテジを調整したが記録することはで
きなかった。

【００７１】［比較例２］記録層組成をＡｇ５．０Ｇｅ
３．０Ｓｂ８０Ｔｅ１２（ａｔ％）とし、それ以外は実
施例１と同様に行なった。Ｘ線回折スペクトルは、２θ
＝２３．７、２８．７、４０、４２．６、６９．２°に
現れ、これらはｄ＝３．７４、３．１１、２．２６、
２．１２、１．３６Åからの反射によるものである。結
晶化温度は７９．５、１３７．９℃、活性化エネルギー
は１．０、１．４ｅＶ、融点は５５０、６２０℃であっ
た。結晶化温度、融点を示すピークが２点現れているこ
とから、結晶化温度および融点が違う２相になっている
と思われる。この材料を記録層に用いた光記録媒体を記
録線速１１ｍ／ｓで記録パワー、記録ストラテジを調整
したが記録することはできなかった。

【００７２】［比較例３］記録層組成をＩｎ４．０Ｇａ
８．０Ｓｂ６８Ｔｅ２０（ａｔ％）とし、それ以外は実
施例１と同様に行なった。Ｘ線回折スペクトルは、２θ
＝２３．６、２８．５、４０、４２、４７°に現れ、こ
れらはｄ＝３．７７、３．１２、２．２６、２．１５、
１．９３Åからの反射によるものである。結晶化温度は
９０、１９０℃、活性化エネルギーは１．２、２．３ｅ
Ｖ、融点は５４５、６１０℃であった。結晶化温度、融
点を示すピークが２点現れていることから、結晶化温度
および融点が違う２相からなっていると思われる。この
材料を記録層に用いた光記録媒体の初期ジッタは７．８
％であったが、繰り返し記録することができなかった。
また、８０℃３００時間後のジッタは上昇し１３．５％
であった。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１によれ
ば、ＤＶＤ−ＲＯＭの１倍速〜５倍速に相当する記録線
速３．５ｍ／ｓ〜１７．５ｍ／ｓ範囲内の記録に適した
光記録媒体を提供することができる。

【００７４】請求項２によれば、ＤＶＤ−ＲＯＭの１倍
速〜５倍速に相当する記録線速３．５ｍ／ｓ〜１７．５
ｍ／ｓ範囲内の記録に適した光記録媒体を提供すること
ができる。

【００７５】請求項３によれば、保存信頼性が良好な光
記録媒体を提供することができる。

【００７６】請求項４によれば、再生光安定性が良好な
光記録媒体を提供することができる。

【００７７】請求項５によれば、高速記録に適した光記
録媒体を提供することができる。

【００７８】請求項６によれば、繰り返し記録特性が良
好な光記録媒体を提供することができる。

【００７９】請求項７によれば、繰り返し記録特性が良
好な光記録媒体を提供することができる。

【００８０】請求項８によれば、保存信頼性が良好であ
り、かつ初期化が均一に行なえる光記録媒体を提供する
ことができる。

【００８１】請求項９によれば、保存信頼性が良好な光
記録媒体を提供することができる。

【００８２】請求項１０によれば、高密度記録が可能
で、繰り返し記録性に優れる光記録媒体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブラッグ（Ｂｒａｇｇ）の回折条件を表わす模
式図である。

【図２】本発明の記録媒体の構成例を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例１のＸ線回折スペクトルを示す
線図である。

【図４】本発明の実施例１のＤＳＣ曲線を示す線図であ
る。

【図５】本発明の実施例１のＤＴＡ曲線を示す線図であ
る。

【図６】本発明の実施例２のＸ線回折スペクトルを示す
線図である。

【図７】本発明の実施例２のＤＳＣ曲線を示す線図であ
る。

【図８】本発明の実施例２のさらに高温側まで測定した
ＤＳＣ曲線を示す線図である。

【図９】本発明の実施例３のＸ線回折スペクトルを示す
線図である。

【図１０】本発明の実施例３のＤＳＣ曲線を示す線図で
ある。

【図１１】本発明の実施例３のＤＴＡ曲線を示す線図で
ある。

【図１２】本発明の実施例４のＸ線回折スペクトルを示
す線図である。

【図１３】本発明の実施例４のＤＳＣ曲線を示す線図で
ある。

【図１４】本発明の実施例４のＤＴＡ曲線を示す線図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下部耐熱保護層 ３ 記録層 ４ 上部耐熱保護層 ５ 反射放熱層

フロントページの続き (72)発明者 針谷 眞人 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 鈴木 栄子 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 譲原 肇 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 三浦 裕司 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 水谷 未来 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 伊藤 和典 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 小名木 伸晃 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） 5D029 JA01 JB18 JC11 JC20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶と非晶質の相変化により情報を記録
   することができる記録層を基板上に設けた光記録媒体に
   おいて、該記録層を構成する相変化材料の結晶構造がＸ
   線回折において、格子間隔ｄ（単位Å）の２．１４±
   ０．０３および２．２１±０．０３の位置にその回折ス
   ペクトルが現れ、格子間隔ｄ（単位Å）の３．０９±
   ０．０３、１．７５±０．０３、１．５４±０．０３、
   １．３７±０．０３の少なくとも１つ以上のいずれかの
   位置にその回折スペクトルが現れることを特徴とする光
   記録媒体。
2. 【請求項２】 該記録層を構成する記録材料がＳｂとＴ
   ｅを主成分とし、Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比が０．７２以
   上０．８１未満であり、添加元素として少なくとも一種
   の元素を添加した構成元素からなる記録層であることを
   特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】 添加元素が少なくともＧｅを含むことを
   特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
4. 【請求項４】 添加元素が少なくともＡｇを含むことを
   特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】 添加元素が少なくともＧａ、Ｉｎ、Ａ
   ｌ、Ｓｉ、Ｄｙ、Ｍｇ、Ｃａの中から選択された１種以
   上からなることを特徴とする請求項２記載の光記録媒
   体。
6. 【請求項６】 添加される元素の量は、全ての添加元素
   を合わせて１０ａｔ％以下の記録層であることを特徴と
   する請求項２記載の光記録媒体。
7. 【請求項７】 相変化材料を熱分析により結晶化温度を
   測定したときに、結晶化を示す発熱反応のピークが１つ
   のみ現れることを特徴とする請求項１記載の光記録媒
   体。
8. 【請求項８】 相変化材料の昇温速度１０℃／分での結
   晶化温度が１７０℃以上２１０℃以下であることを特徴
   とする請求項１記載の光記録媒体。
9. 【請求項９】 相変化材料の結晶化の活性化エネルギー
   が２．５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１記載
   の光記録媒体。
10. 【請求項１０】 相変化材料の融点が５３５℃以上５６
    ０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の光記録
    媒体。