JP2003260874A

JP2003260874A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2003260874A
Application number: JP2002063526A
Authority: JP
Inventors: Masato Harigai; 眞人針谷; Toshishige Fujii; 俊茂藤井; Yoshiyuki Kageyama; 喜之影山; Masaaki Umehara; 正彬梅原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度対応の追記型光記録媒体において、記
録感度、記録前後のコントラスト、再生信号（Ｃ／Ｎ
比）、及び耐環境特性の全てに優れた光記録媒体を提供
する。【解決手段】記録層として第一記録層（２）と第二記
録層（３）との二層を設ける。第一記録層（２）は、Ｉ
ｎ又はＳｂと、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれる
一つの元素と、から成る合金層であり、第二記録層は、
Ｓｉ又はＧｅから成る層である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、追記型の光記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁波、特にレーザ照射によりデータの
記録又は再生を行う追記型の光記録媒体としては、レー
ザ照射により媒体にピット（孔）をあけるピット方式
や、相変化又は合金化等による構造変化を生じさせて反
射率を変化させて情報を記録する相変化方式又は合金化
方式が提案されている。例えばピット方式の場合、情報
を記録する記録層としてＴｅ膜を用いる研究が進み、そ
の中で耐環境特性を改善するため、特開昭５８−１８９
８５０号公報ではＴｅ膜表面に酸化膜を形成する技術が
開示されている。同じく、耐環境特性の改善のため、記
録層としてＴｅにＳｅやＣを添加した提案やＣＳ_２−Ｔ
ｅ膜の検討も進められた。また、Ｔｅ膜の記録感度の向
上のために、特開昭５８−９２３４号公報ではＢｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｎとの合金化により低融点化
を図る技術が開示されている。

【０００３】一方、相変化方式としては、代表的なもの
として、ＴｅＯ_ｘ及びこれにＧｅ、Ｓｎ、Ｐｂを添加し
た案や、Ｂｉ_２Ｔｅ_３を反射層、Ｓｂ_２Ｓｅ_３を相変化
記録層とした二層タイプのものが提案されている。ま
た、合金化方式としては、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎの元素の群
から選択された少なくとも一種の元素から成る層と、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕの元素群から選択された少なくと
も一種の元素から成る層に、レーザ光を照射して、この
二層を合金化させて記録する技術が特開平４−２２６７
８４号公報に提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピット
方式の場合、記録密度の向上に伴い、均一なピットを得
ることが困難となり、これにより耐環境特性と記録感度
が低下してしまう。また、相変化方式の場合、結晶と非
結晶の間の相転移を利用するもので、高温高湿条件下等
の保存環境により記録が消去されてしまう危険性があ
る。合金化方式の場合、レーザ照射による反射率の変動
即ち記録した再生信号のコントラストが小さく、再生時
に読み取りエラーが発生しやすいという問題を有する。
従って本発明の目的は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、高密度対応の追記型光記録媒体において、
再生信号のコントラストが良好で、記録感度が充分に高
く、かつ耐環境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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明は、少なくとも基板と記録
層とを備え、基板側から光を記録層に照射することによ
り情報を記録又は再生する追記型の光記録媒体におい
て、記録層は二層から成り、二層の記録層の内、基板側
に設けられる第一記録層が、Ｉｎ又はＳｂと、Ｔｉ、Ｐ
ｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれた一つの元素とから成る合
金層であり、第一記録層上に設けられる第二記録層が、
Ｓｉ又はＧｅから成る層である事を特徴とする光記録媒
体とする。請求項２に記載の本発明は、前記光記録媒体
において、第一記録層を構成する合金層の組成式をＡ
_{１００−ｘ}Ｂ_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、
Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれた一つの元素をＢとする
とき、ＢがＴｉの場合は、０＜ｘ≦１０（但しｘは原子
％）の範囲内である事を特徴とする、請求項１に記載
の光記録媒体とする。請求項３に記載の本発明は、前記
光記録媒体において、第一記録層を構成する合金層の組
成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡと
し、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれた一つの元素
をＢとするとき、ＢがＰｄの場合は、１≦ｘ≦２５（但
しｘは原子％）の範囲内である事を特徴とする、請求
項１に記載の光記録媒体とする。請求項４に記載の本発
明は、前記光記録媒体において、第一記録層を構成する
合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ_ｘと表し、Ｉｎ又はＳ
ｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれた一
つの元素をＢとするとき、ＢがＺｒの場合は、０＜ｘ≦
５（但しｘは原子％）の範囲内である事を特徴とす
る、請求項１に記載の光記録媒体とする。請求項５に記
載の本発明は、前記光記録媒体において、第一記録層を
構成する合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ_ｘと表し、Ｉ
ｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選
ばれた一つの元素をＢとするとき、ＢがＶの場合は、０
＜ｘ≦２（但しｘは原子％）の範囲内である事を特徴
とする、請求項１に記載の光記録媒体とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下より、本発明の実施の形態に
ついて図に基づき説明する。本発明の光記録媒体は、追
記型の光記録媒体であり、特に例えばＤＶＤ−Ｒ等のデ
ジタルビデオディスク、デジタルオーディオディスク、
コンピュータ用メモリディスク等に好適な高密度対応の
光記録媒体である。図１は本発明の光記録媒体の構成を
示したものである。本発明では、高密度対応の情報を記
録するための記録層は、第一記録層（２）と第二記録層
（３）との二層から成る。案内溝を有する基板（１）の
上に、二層の記録層である第一記録層（２）及び第二記
録層（３）、そしてその上に環境保護層（４）が順次設
けられている。情報を記録するための電磁波は基板
（１）側から照射され、二層の記録層の相互拡散による
光学的変化を利用して記録層の反射率を変化させ、情報
を記録する。

【０００７】第一記録層（２）は、Ｉｎ又はＳｂと、Ｔ
ｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれる一つの元素とから
成る合金層であり、第二記録層（３）はＳｉ又はＧｅか
ら成る層である。第一記録層（２）は、電磁波、例えば
レーザ光の入射側である基板（１）上に設けられ、第二
記録層（３）はその上に設けられる。このような構成に
より、記録層はレーザ光照射側の記録モードが高く、本
発明の光記録媒体は未記録時の反射率が４５％以上の高
い反射率と、記録前後でのコントラストが０．６以上、
再生信号（Ｃ／Ｎ比）が６０ｄＢ以上という良好な記録
特性を実現することができる。記録のために基板（１）
側からレーザ光、例えば波長６５０ｎｍの半導体レーザ
が入射すると、第一記録層（２）と第二記録層（３）と
で入射した光を吸収、発熱し、この二つの記録層を構成
する各元素の相互拡散と記録層の変形により、記録前後
で大きなコントラストが得られる。

【０００８】第一記録層（２）に用いるＩｎ及びＳｂ
は、単体の場合は多結晶の為に粒界によるノイズが発生
するが、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれる一つの
元素との合金層とすることにより、層が緻密な構造とな
り、ノイズを低減し、Ｃ／Ｎ比を向上させる。これは、
Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの元素が、母材であるＩｎ及びＳ
ｂの粒成長を抑止するものと思われる。また、これらの
元素はＩｎ及びＳｂの酸化促進を防止する機能を有する
ため、耐環境特性を向上させる。第二記録層（３）に用
いるＳｉ及びＧｅは、禁止帯の幅が小さく、第一記録層
（１）を透過した光を吸収することができ、光の吸収効
率を向上させて記録感度を上げる。

【０００９】第一記録層（２）を構成する材料の内、Ｉ
ｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選
ばれた一つの元素をＢとするし、合金層の組成式をＡ
_１００ _−ｘＢ_ｘと表すとき、（但しｘは原子％）本発明
では、ＢがＴｉの場合は、０＜ｘ≦１０の範囲内である
ことを特徴とする。ｘは例えば僅か０．１原子％であっ
ても耐環境特性を向上させることができる。再生信号
（Ｃ／Ｎ比）の向上のためにはｘは２原子％以上が好ま
しく、１０原子％を越えると記録感度が低下する。

【００１０】また本発明では、ＢがＰｄの場合は、１≦ｘ≦２５の範囲内であることを特徴とする。この範囲内とするこ
とで耐環境特性及びＣ／Ｎ比が向上し、ノイズのない光
記録媒体を得ることができる。ｘが１原子％未満である
と耐環境特性が低下する。２５原子％より大きいと反射
率が低下し、記録感度及びＣ／Ｎ比が低下する。

【００１１】また本発明では、ＢがＺｒの場合は、０＜ｘ≦５の範囲内であることを特徴とする。ＢがＺｒの場合は前
述のＴｉの場合と同様に、僅かな量、例えば０．１原子
％でも耐環境特性の向上に効果がある。５原子％より大
きくなると記録感度が低下する。

【００１２】また本発明では、ＢがＶの場合は、０＜ｘ
≦２の範囲であることを特徴とする。ＢがＶの場合は前
述のＴｉやＺｒの場合と同様に、僅かな量、例えば０．
１原子％でも耐環境特性の向上に効果がある。２原子％
以上になると記録感度が低下する。

【００１３】上述のように、本発明の光記録媒体の記録
原理は、第一記録層（２）と第二記録層（３）との間の
相互拡散による光学的変化を利用するものであるが、二
層の記録層の内、電磁波を照射される基板（１）側に記
録モードの高い第一記録層（２）を設けることで記録時
に溶融しやすく、第二記録層（３）を第一記録層（２）
上に設けることで高い保存特性を得ることができる。こ
の二層の記録層の構成を逆にすると、照射光が第二記録
層（３）で吸収されてしまい、反射率が悪くなる。ま
た、本発明の光記録媒体には、固体時の体積変化に伴う
基板（１）の変形等の効果が重合されており、高レベル
な再生信号を得ることができ、読み取りエラーのない、
極めて大きいコントラストを実現することができる。

【００１４】各記録層の成膜法としては、各種気相成長
法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム
法等があるが、とくにスパッタリング法が好ましい。第
一記録層（２）の膜厚は５ｎｍから３０ｎｍ、好ましく
は１０ｎｍから２０ｎｍの範囲が良い。５ｎｍより薄い
と反射率が４５％以下に低下し、３０ｎｍより厚いと記
録感度が悪くなる。また、第二記録層（３）の膜厚は１
０ｎｍから４０ｎｍ、好ましくは２０ｎｍから３０ｎｍ
の範囲が良い。１０ｎｍより薄いとコントラストが低下
し、４０ｎｍより厚いと記録感度が悪くなる。基板
（１）の材料は、通常、ガラス、セラミック、或いは樹
脂が用いられ、樹脂基板が成形性の点で好ましい。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、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、加工性、光
学特性等の点から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。環境保護層（４）の材料
は、紫外線硬化性の樹脂を用いることができる。化学的
安定性、機械的強度等を考慮するとエポキシ系樹脂が好
ましく、第二記録層（３）上にスピンコート法により設
けることが好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。図１の構成のディスク状光記録媒体を作製した。基
板（１）は、ピッチ０．７４μｍ、案内溝深さ４０μ
ｍ、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのポリカーボネー
ト基板であり、基板（１）上に第一記録層（１）と第二
記録層（３）から成る記録層を順次スパッタ法により設
けた。表１に本実施例及び比較例における記録層の構成
を示す。表１に示すように、実施例１から１２は本発明
による構成であり、比較例１から３は第一記録層をＩｎ
又はＳｂ単体で用いて合金化しなかったものである。

【表１】

【００１６】また、得られた光記録媒体の信号特性は、
再生信号（Ｃ／Ｎ比）と記録前の反射率、記録前後のコ
ントラストで評価した。記録信号はＥＦＭランダムパタ
ーンを用い、記録パワーは８ｍＷ、１０ｍＷ、１２ｍＷ
とした。記録線速は６ｍ／ｓで行い、Ｃ／Ｎ比は３Ｔ信
号で評価した。記録再生用光源の半導体レーザの波長は
６５０ｎｍのものを用いた。また、耐環境特性は８０
℃、８５％温湿下で、２００時間保存後の記録マーク
（１０ｍＷ記録）のＣ／Ｎ比と反射率で評価した。以上
の結果を表２に示す。

【表２】

【００１７】表１及び表２からわかる様に、実施例１か
ら１２ではいずれの記録パワーにおいてもＣ／Ｎ比が５
９ｄＢ以上であり、いずれも比較例１から５より高い記
録感度を有すると同時にコントラストも０．６以上であ
った。また、未記録の反射率も全て４５％以上あり、デ
ィスク状光記録媒体（ＤＶＤ−Ｒ）の初期反射率の規格
値４５％以上を満足した。また、本発明の光記録媒体は
特に耐環境特性において優れ、高温高湿条件で２００時
間保存後も良好な特性を示した。一方、比較例１から５
では、Ｃ／Ｎ比、コントラスト、反射率、耐環境特性の
全ての値を満足するものは得られず、本発明より明らか
に特性が劣ることがわかった。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、記録時の記録感度が高く、低い記録パワーであ
っても対応でき、再生信号にノイズが発生せず、かつ耐
環境特性に優れ、記録した情報を確実に保存することが
可能な追記型の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】本発明の光記録媒体の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１基板２第一記録層３第二記録層４環境保護層

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月２８日（２００２．６．２
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピット
方式の場合、記録密度の向上に伴い、均一なピットを得
ることが困難となり、これにより再生信号特性と記録感
度が低下してしまう。また、相変化方式の場合、結晶と
非結晶の間の相転移を利用するもので、高温高湿条件下
等の保存環境により記録が消去されてしまう危険性があ
る。合金化方式の場合、レーザ照射による反射率の変動
即ち記録した再生信号のコントラストが小さく、再生時
に読み取りエラーが発生しやすいという問題を有する。
従って本発明の目的は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、高密度対応の追記型光記録媒体において、
再生信号のコントラストが良好で、記録感度が充分に高
く、かつ耐環境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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】第一記録層（２）は、Ｉｎ又はＳｂと、Ｔ
ｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ばれる一つの元素とから
成る合金層であり、第二記録層（３）はＳｉ又はＧｅか
ら成る層である。第一記録層（２）は、電磁波、例えば
レーザ光の入射側である基板（１）上に設けられ、第二
記録層（３）はその上に設けられる。このような構成に
より、本発明の光記録媒体は未記録時の反射率が４５％
以上の高い反射率と、記録前後でのコントラストが０．
６以上、再生信号（Ｃ／Ｎ比）が６０ｄＢ以上という良
好な記録特性を実現することができる。記録のために基
板（１）側からレーザ光、例えば波長６５０ｎｍの半導
体レーザが入射すると、第一記録層（２）と第二記録層
（３）とで入射した光を吸収、発熱し、この二つの記録
層を構成する各元素の相互拡散と記録層の変形により、
記録前後で大きなコントラストが得られる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】上述のように、本発明の光記録媒体の記録
原理は、第一記録層（２）と第二記録層（３）との間の
相互拡散による光学的変化を利用するものであるが、二
層の記録層の内、電磁波を照射される基板（１）側に融
点の低い第一記録層（２）を設けることで記録時に溶融
しやすく、第二記録層（３）を第一記録層（２）上に設
けることで高い記録感度を得ることができる。この二層
の記録層の構成を逆にすると、照射光が第二記録層
（３）で吸収されてしまい、反射率が悪くなる。また、
本発明の光記録媒体には、固体時の体積変化に伴う基板
（１）の変形等の効果が重合されており、高レベルな再
生信号を得ることができ、読み取りエラーのない、極め
て大きいコントラストを実現することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。図１の構成のディスク状光記録媒体を作製した。基
板（１）は、ピッチ０．７４μｍ、案内溝深さ０．０４
μｍ、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのポリカーボネ
ート基板であり、基板（１）上に第一記録層（１）と第
二記録層（３）から成る記録層を順次スパッタ法により
設けた。表１に本実施例及び比較例における記録層の構
成を示す。表１に示すように、実施例１から１２は本発
明による構成であり、比較例１から３は第一記録層をＩ
ｎ又はＳｂ単体で用いて合金化しなかったものである。

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者影山喜之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)発明者梅原正彬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 EA03 EA21 FA02 FB04 FB05 FB09 FB16 FB21 FB30 5D029 JA01 JB03 JB21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基板と記録層とを備え、基板
側から光を記録層に照射することにより情報を記録又は
再生する追記型の光記録媒体において、記録層は二層から成り、二層の記録層の内、基板側に設けられる第一記録層が、
Ｉｎ又はＳｂと、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖの中から選ば
れた一つの元素とから成る合金層であり、第一記録層上に設けられる第二記録層が、Ｓｉ又はＧｅ
から成る層である事を特徴とする光記録媒体。
【請求項２】前記光記録媒体において、第一記録層を構成する合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ
_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、
Ｖの中から選ばれた一つの元素をＢとするとき、ＢがＴｉの場合は、０＜ｘ≦１０（但しｘは原子％）の範囲内である事を
特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】前記光記録媒体において、第一記録層を構成する合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ
_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、
Ｖの中から選ばれた一つの元素をＢとするとき、ＢがＰｄの場合は、１≦ｘ≦２５（但しｘは原子％）の範囲内である事を
特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項４】前記光記録媒体において、第一記録層を構成する合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ
_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、
Ｖの中から選ばれた一つの元素をＢとするとき、ＢがＺｒの場合は、０＜ｘ≦５（但しｘは原子％）の範囲内である事を特
徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項５】前記光記録媒体において、第一記録層を構成する合金層の組成式をＡ_{１００−ｘ}Ｂ
_ｘと表し、Ｉｎ又はＳｂをＡとし、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｒ、
Ｖの中から選ばれた一つの元素をＢとするとき、ＢがＶの場合は、０＜ｘ≦２（但しｘは原子％）の範囲内である事を特
徴とする請求項１に記載の光記録媒体。