【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせ、情報の記録・再生を行ない、かつ書換えが可能な光記録媒体、特に高記録線速度で高密度記録可能な相変化型光記録媒体に関し、更には、この光記録媒体に対し、ＣＡＶ方式により、或いは記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ方式により記録する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー光線を利用して光ディスクに高密度な情報の記録又は再生を行なう技術として、一つの記録マークを複数の短パルス列の照射によって形成するオーバーライト方法が知られている（特開平３−１８５６２８号公報）。しかし、この方法は光ディスクを一定回転数とした場合の内周と外周のようにレーザースポットの相対速度が異なる場合には、特に相対速度が速い領域においてレーザーパワー不足になったり、或いは回路設計が困難になったりするという新たな課題が発生する場合がある。
このような欠点を改良するため、ある波形の入力信号（ＥＦＭ信号を想定）において、線速度が予め設定された値Ｌ０より遅い場合にはレーザーの変調波形を短パルス列化し、Ｌ０より速い場合にはレーザーの変調波形入力パルス幅を少し短くしたパルスに変換して光ディスク上に照射することが提案されている（特開平６−１２６７４号公報）。
【０００３】
ところで近年は、ＤＶＤ−ＲＯＭと同容量以上の高密度記録が可能で、更にその２倍速以上（約７ｍ／ｓ以上）までの高記録線速度で記録可能な相変化型光記録媒体、及びそうした光記録媒体への記録方法の開発が期待されている。
そのような光記録媒体に対し、ＣＡＶ記録或いは光記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合、入力パルス幅を少し短くした記録方法では、良好な記録特性（ジッタ特性）が得られず、従来例の低線速側に用いられるようなレーザーの変調波形（短パルス列化したもの）のほうが良好な結果を与える。
前記特開平６−１２６７４号公報では、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５の化合物に近い組成を用いているため、このような記録方法が採用されるものと考えられる。
しかしその反面、高線速度側でレーザーの変調波形が崩れないように調整した波形のパルス幅を固定して記録を行なう場合には、低線速度側（内周側）においてパルス幅が小さくなり過ぎ、記録パワーが不足することによってジッタ特性が悪化する傾向がある。このような現象は、記録層の組成による影響も考えられる。
また一方、高記録線速度での記録を可能にするため第二保護層上に金属反射層を設けると、そのことによって記録層の欠陥発生や反射層と第二保護層との間での部分剥離問題が発生することがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、上記のような不都合を生じることなく、高記録線速度で、高密度記録が行なえ、且つ、それに伴う欠陥発生や部分剥離のない光記録媒体、更には、ＤＶＤ−ＲＯＭと同容量以上の高密度記録が可能で、３．０〜２０ｍ／ｓの範囲の高記録線速度で記録可能な新規な第三保護層を有する相変化型光記録媒体、並びに、その記録方法及び記録装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「基板上に、直接又は第一の誘電体層（下部保護層）を介して、ＳｂＴｅを必須元素とし、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎ、Ｐ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂの中から選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料からなる、レーザー光の照射により結晶相からアモルファス相へと変化する記録層を有し、且つ、該記録層上に、第二の誘電体層（上部保護層）、ＺｎＳからなる第三の誘電体層（第三保護層）、ＳｉＣからなる第四の誘電体層（第四保護層）、金属反射層（反射放熱層）をこの順に有することを特徴とする光記録媒体」、（２）「基板上に、直接又は第一の誘電体層（下部保護層）を介して、ＳｂＴｅを必須元素とし、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎ、Ｐ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂの中から選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料からなる、レーザー光の照射により結晶相からアモルファス相へと変化する記録層を有し、且つ、該記録層上にＺｎＳからなる第二の誘電体層（上部保護層）、ＳｉＣからなる第三の誘電体層（第三保護層）、金属反射層（反射放熱層）をこの順に有することを特徴とする光記録媒体」、（３）「基板上に、直接又は第一の誘電体層（下部保護層）を介して、ＳｂＴｅを必須元素とし、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎ、Ｐ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂの中から選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料からなる、レーザー光の照射により結晶相からアモルファス相へと変化する記録層を有し、且つ、該記録層上に、組成比が深さ（積層）方向に不均一であるＺｎＳ−ＳｉＯＸからなる第二の誘電体層（上部保護層）を有し、ＳｉＣからなる第三の誘電体層（第三保護層）、金属反射層（反射放熱層）をこの順に有することを特徴とする光記録媒体」、（４）「第二の誘電体層（上部保護層）において、金属反射層との界面におけるＺｎＳとＳｉＯＸの存在比が以下の式を満たしていることを特徴とする前記第（３）項に記載の光記録媒体；
【０００６】
【数２】
」、（５）「第二の誘電体層（上部保護層）において、第三の誘電体層側にＺｎＳ単独の層が存在することを特徴とする前記第（３）項に記載の光記録媒体」、（６）「記録線速度３〜２０ｍ／ｓの範囲でレーザー光の照射により形成されるアモルファス相と結晶相の反射率差が３０％以上であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項の何れかに記載の光記録媒体」により達成される。
【０００７】
また、上記課題は、本発明の（７）「記録マークを形成する際、レーザー光の発光波形を複数のオンパルスとこれに続くオフパルスからなる記録パルス列とし、内周から外周又は外周から内周へ記録半径位置に対応して連続的に記録周波数ν（ν＝１／Ｔｗ；Ｔｗはウィンドウ幅）を変化させて記録することを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項の何れかに記載の光記録媒体の記録方法」、（８）「次の（ｉ）、（ｉｉ）の記録方法を、最大周波数と最小周波数の中間の周波数において切り替えて用いることを特徴とする前記第（７）項に記載の光記録媒体の記録方法；
（ｉ）複数のオンパルスの幅を全て同じ時定数で固定する部分とウィンドウ幅Ｔｗに対して定数を乗算する部分とを連続的に組み合わせてなる記録方法。
（ｉｉ）複数のオンパルスの幅をウィンドウ幅Ｔｗに対してデューティが一定となるように調整してなる記録方法」により達成される。
【０００８】
更にまた、上記課題は、（９）「本発明の前記第（７）項又は第（８）項に記載の光記録媒体の記録方法を実現するためのレーザー光駆動回路を有し、更に、前記の時定数に対応した信号を発生する手段と、この信号を駆動回路に伝送する手段とを有することを特徴とする光記録媒体の記録装置」により達成される。
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
図１は、本発明における光記録媒体の層構成の一例を示す概念図である。
即ち、案内溝（図示せず）を有する基板（１）上に、第一の誘電体層（下部保護層）（２）、記録層（３）、第二の誘電体層（上部保護層）（４）、第三の誘電体層（第三保護層）（５）、存在する場合は第四の誘電体層（第四保護層）（５’）、金属反射層（反射放熱層）（６）を順に製膜し、好ましくは金属反射層（６）の上にＵＶ硬化樹脂からなる環境保護層（７）を積層した構成である。
【００１０】
本発明の光記録媒体は、記録層に、従来のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５に近い組成の合金に代えて、ＳｂＴｅを必須元素とし、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎ、Ｐ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂなどの中から選ばれた少なくとも１種の元素を添加した材料を用いることを特徴としている。特に好ましいのは、ＡｇＩｎＳｂＴｅやＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅの組成のものである。
【００１１】
第一および第二の誘電体層構成物質はＳｉＯＸ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の窒化物、ＺｎＳ、ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等の炭化物が挙げられる。これらの材料は単体で用いるか、あるいはこれらの混合物で用いる。たとえばＺｎＳとＳｉＯＸ、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯＸの混合物が挙げられる。これらの材料物性は、熱伝導率、比熱、熱膨張係数、屈折率および基板材料あるいは記録材料との密着性等があり、高融点、熱伝導率が高く、熱膨張係数が小さく、密着性がよいといったことが要求される。これらの保護層の屈折率は１．９〜２．５の範囲であり、通常２．０〜２．２である。
【００１２】
第二の誘電体層と金属反射層との間にある層としては、第三の誘電体層（第三保護層）として、（ａ）ＺｎＳ層、第四の誘電体層として（ｂ）ＳｉＣ層をこの順に積層したものが挙げられる。
また、記録層上の第二の誘電体層（上部保護層）をＺｎＳ層とし、該第三の誘電体層（第三保護層）をＳｉＣ層にしたものでもよい。
あるいは、第二の誘電体層を広く使われているＺｎＳ−ＳｉＯＸとしてもよいが、その場合、ＺｎＳ、ＳｉＯＸの組成比を深さ方向に不均一とするのがよい。つまり記録層側と第三の誘電体層側とで異なった値にする。第三の誘電体層側での重量比、ＺｎＳ／ＳｉＯＸの値は少なくとも１／２、望ましくは０．９以上またはＺｎＳ単独の層にするのがよい。
金属反射層にはＡｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ等の金属を中心とした材料の単体、あるいは合金、混合物を用いることができる。
【００１３】
基板（１）の材料としては、通常、ガラス、セラミックス又は樹脂が用いられるが、成形性の点で樹脂基板が好ましい。
その代表例としては、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、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性などの点からポリカーボネート樹脂が好ましい。また、基板の形状はディスク状、カード状又はシート状であってもよい。
【００１４】
ＡｇＩｎＳｂＴｅ記録層において、Ａｇの存在は、記録特性及び保存安定性の向上に効果がある。但し、Ａｇが多くなると結晶転移速度が遅くなるため、高記録線速度に対応できない。また、記録線速度の上昇はＳｂ量又はＩｎ量を増加させることによって達成できるが、Ｓｂ量の増加によって記録線速度を上昇させようとした場合には、オーバーライト特性や高温高湿環境下での保存信頼性が急激に悪化する傾向がある。Ｉｎ量を増加させる場合には、Ｉｎ組成比は、原子比で０．１以下が好ましい。
【００１５】
第一の誘電体層（下部保護層）、第二の誘電体層（上部保護層）、及び、第三の誘電体層（第三保護層）は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法等により形成できる。
膜厚は、その機能、即ち、耐熱層、多重干渉層としての機能によっても異なるが、第一の誘電体層は５０〜１１０ｎｍ、又は１７０〜２１５ｎｍがよい。５０ｎｍ未満では記録層を基板の影響から保護する機能に乏しく、２１５ｎｍを越えると界面剥離を生じ易くなる。
第二の誘電体層は１０〜３０ｎｍとするのがよい。１０ｎｍ未満では記録感度が悪くなり、３０ｎｍを越えると熱がこもり過ぎてしまう。
第三の誘電体層（第三保護層）および第四の誘電体層は２〜１０ｎｍとするのがよい。２ｎｍ未満だと反射層との、または第二誘電体層との部分剥離などの不具合が改善されず、１０ｎｍ以上だと熱がこもり過ぎたり、密着性がわるくなったりするなどの不具合が生じる。
【００１６】
各層の好ましい製膜条件は、次の通りである。
【００１７】
従来例の記録材料は、オーバーライト時の消去を確実に行なうために、記録層を消去レベル以上のパワーで照射して常に予熱した状態にしておく必要がある。これに対し、本発明の記録層は、消去特性に優れるため、記録マークの記録時において、レーザー光を照射した後、急冷することさえ考慮すればよい。
従って、ＣＡＶ記録又は記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合にも、安定した記録マークが形成できる。
【００１８】
図２は、本発明の第１の主要な記録方法、即ち本発明の記録方法を説明する図である。
相変化型記録媒体においては、記録マークを形成する際、レーザー光の発光波形を複数のオンパルスとこれに続くオフパルスからなる記録パルス列で行なう。本発明の記録パルス列は、従来の例に対し、ＣＡＶ（角速度一定）記録のように例えば、内周から外周へ記録半径位置に対応して連続的に記録周波数ν（ν＝１／Ｔｗ；Ｔｗはウィンドウ幅）を変化させて記録する場合など、複数の記録スピードで記録する場合に好適である。特に特徴的な部分は各パルスの幅の規定を線速度に関係なく規定される時定数（ＴｍＰ）とウィンドウ幅に比例する部分（ｄＴｍｐ）を組み合わせてなることである。
このようにパルス条件を設定すると、例えばｄＴｍｐの部分の有無における実際のパルスデューティ比は図３に図示したものになる。
ｄＴｍｐのない場合、時定数固定値を最高速において最良のデューティー比となるように決めた場合には低線速度側ではｄＴｍｐありの条件より小さくなることがわかる。この場合、記録マーク記録位置のばらつきの評価であるジッタ特性がパワー不足により悪化してしまうことが発明者らの実験によりわかった。
このように本発明のパルス光を設定することによって、単一速度ではなく、複数の記録速度に対応する記録方法が得られることになる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を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。
【００２０】
（実施例１）
ポリカーボネート基板（１）上に、スパッタリング法によりＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる下部保護層（２）、ＡｇＩｎＳｂＴｅ記録層（３）、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなり、かつ第三の誘電体層との界面においてＺｎＳ単独の層が存在する上部保護層（４）、ＳｉＣ層からなる第三の誘電体層（第三保護層）（５）、Ａｇ反射層（反射放熱層）（６）を順に製膜し、更にその上に、スピンコート法によりＵＶ硬化樹脂からなる環境保護層（７）を積層して、光記録媒体を作成した。
【００２１】
各層の製膜条件は、次の通りである。
【００２２】
ＡｇＩｎＳｂＴｅの組成は以下のものを使用した。組成比は原子％であり、すべての元素の原子％の和は１００原子％である。
Ａｇ ０．５％、Ｉｎ ７％、Ｓｂ ６８％、Ｔｅ ２５．５％
また、これに２％のＧｅを添加した記録材料でも同様な結果を得、さらにこの場合は保存安定性に優れることもわかった。この場合の組成比は、
Ａｇ ０．５％、Ｉｎ ５％、Ｇｅ ２％、Ｓｂ ６８％、Ｔｅ ２５．５％とした。
これらの場合、
Ａｇは、０．１％から７．０％、望ましくは０．３％から５．０％
Ｉｎは、１％から１０％、望ましくは２％から７％
Ｇｅは、１％から１０％、望ましくは１％から７％
Ｓｂは、６０％から８０％、望ましくは６５％から７８％
Ｔｅは、１８％から３０％、望ましくは２０％から２８％
である。
【００２３】
他に、記録材料としてＡｇＡｌＳｂＴｅ、ＡｕＧａＳｂＴｅ、ＺｎＧｅＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＧａＳｂＴｅ、ＧｄＳｂＴｅなどの試験をしたところ添加元素の組成を調整することによって、ＡｇＩｎＳｂＴｅ材料と同等の特性を示した。
同様に、請求項に記載の元素の添加は、高速記録を可能とすると同時に、結晶化温度を上昇し記録マークの保存安定性に寄与するものと考えられる。
基本となるＳｂの組成比は上記のように
Ｓｂは、６０％から８０％、望ましくは６５％から７８％
Ｔｅは、１８％から３０％、望ましくは２０％から２８％
であり、各々添加元素は０．０１％から１０％の範囲で添加するのが良い。
Ｓｂ元素の組成比はこれ以下で、Ｔｅの組成比がこの範囲以上の場合は、記録スピードが遅くなってしまい、Ｓｂがこの範囲以上Ｔｅがこの範囲以下の場合には、記録マーク（アモルファス相）の保存安定性が悪化してしまう。
【００２４】
以上説明してきたように、記録材料の組成比と、層構成を調整することによって、請求項３に記載の３−２０ｍ／ｓで記録可能でかつアモルファス相と結晶相の反射率差が３０％以上の光記録媒体が得られる。
【００２５】
特にＡｇＩｎＳｂＴｅおよびＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ光記録媒体に対し、内周３．４９ｍ／ｓｅｃ、外周８．５ｍ／ｓｅｃの記録線速度でＣＡＶ記録を行なった。オンパルスの幅を全て同じ時定数で固定する部分の時定数を８ｎｓｅｃ．、ウィンドウ幅Ｔｗに定数を乗算する部分の定数を１／６とし、図２に示すように連続に組み合わせる方法を用いた。
ここで、図中のｄＴｅｒａ部分は、Ｔｗに対し１／６の定数を乗算するような設定にした。図２では正側の定数を乗算したが、負側、例えば−１／６Ｔｗでも可能であった。また、定数に関しては、Ｔｗに対して、本実施例では分母に６を用いたが、「ｎ／整数」に設定すると回路上都合が良い。
上記の結果、単に時定数を固定して記録を行なうと、低線速度側でのジッタ上昇や全体的なジッタ上昇が見られるのに対し、本実施例ではジッタが低く抑えられ、安定した記録が行なわれることが分かった。また、記録層の欠陥発生や反射層と第二保護層との間での部分剥離問題の発生を抑えることができた。
【００２６】
（実施例２〜３）
第二の誘電体層（第三保護層）をＺｎＳ層に、第三の誘電体層をＳｉＣ層とし、この順に積層したもの（実施例２）、又は、第二の誘電体層をＺｎＳ−ＳｉＯ２とし、かつ第三の誘電体層界面でのＺｎＳの重量／（ＺｎＳ＋ＳｉＯ２）の重量の値が ０．９であり、第三の誘電体層がＳｉＣであるもの（実施例３）に代えた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。
【００２７】
（実施例４）
実施例１〜３で作製した光記録媒体に対し、オンパルスの幅を全て同じ時定数で固定する部分とウィンドウ幅Ｔｗに対して定数を乗算する部分とを連続的に組み合わせた部分について、オンパルスの幅を固定する部分の時定数を１１．５ｎｓｅｃ．、Ｔｗに定数を乗算する部分の定数を１／６とした記録方法で、最内周のＴｗに対し１／１．７倍に相当する半径位置（半径の約半分の位置）の部分まで記録を行なった。この部分での記録線速度は約６ｍ／ｓｅｃであった。
更に、上記半径位置よりも外周側では、複数のオンパルスの幅をＴｗに対してデューティが０．６となるように調整して記録を行なった。
その結果、実施例１〜３の何れの光記録媒体についても、ジッタ特性、記録層の欠陥発生、反射層と第二保護層との間での部分剥離問題の発生を抑えることができた。
光記録媒体の記録方法を実現するためのレーザー光駆動回路は、ＬＳＩなどにより、前記の時定数に対応した信号を発生する部分と、この信号をＬＤ駆動用の大電流パルスとする部分とこれらの伝送回路部分で構成され、ＬＤはこの駆動電流によってパルス状の記録光を出射する。前記の時定数は、あらかじめ光ディスクに蛇行溝やピットなどの手段を用いて記録されてなる。例えば、この情報はピックアップで読み取られ、ＬＳＩであらかじめメモリされてある情報との比較を行ない、該当する光ディスクの記録光のパルス条件を設定し、ＬＤ駆動の大電流パルスに変換する。
【００２８】
（実施例５）
実施例１で作製した光記録媒体に対し、複数のオンパルスの幅をウィンドウ幅Ｔｗに対してデューティが０．５となるように調整し、最内周のＴｗに対し１／１．７倍に相当する半径位置（半径の約半分の位置）の部分まで記録を行なった。この部分での記録線速度は約６ｍ／ｓｅｃであった。
更に、上記半径位置よりも外周側では、オンパルスの幅を全て同じ時定数で固定する部分とＴｗに対して定数を乗算する部分とを連続的に組み合わせた部分について、オンパルスの幅を固定する部分の時定数を８ｎｓｅｃ．、Ｔｗに定数を乗算する部分の定数を１／６とした記録方法で記録を行なった。
その結果、ジッタ特性は実施例４の場合とほぼ同じであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明の請求項１〜６によりＳｂＴｅを主成分とする記録層を用いているために、消去特性に優れ、記録マークの記録時にレーザー光を照射した後、急冷することさえ考慮すればよく、また、記録層の欠陥発生、及び反射層と第二保護層との間での部分剥離問題の発生を抑えることができ、ＣＡＶ記録或いは記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合にも、安定した記録マークを形成できる。
また、本発明の請求項７により、内周側でのパルス幅デューティ比を大きくできるので、ＣＡＶ記録又は記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合にも、安定した記録マークを形成できる。また、記録層の欠陥発生、及び反射層と第二保護層との間での部分剥離問題の発生を抑えることができる。
また、本発明の請求項８により、オンパルスの幅を全て同じ時定数で固定する部分とＴｗに対して定数を乗算する部分とを連続的に組み合わせたパルス幅は、図３中のｄＴｍｐありの直線に示す幅になるため、低線速度側（内周側）においてパルス幅が小さくなり過ぎ記録パワーが不足することによってジッタ特性が悪化するｄＴｍｐなしの場合に比較して、内周側でのパルス幅を大きくできるので、ＣＡＶ記録或いは記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合にも、安定した記録マークが形成できる。また、記録層の欠陥発生、及び反射層と第二保護層との間での部分剥離問題の発生を抑えることができる。
さらにまた、本発明の請求項９により、ＣＡＶ記録又は記録媒体の記録半径位置を複数に区切ってＣＬＶ記録する場合でも、安定した記録マークが形成できる記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の層構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の記録方法の説明図である。
【図３】本発明におけるパルスデューティ比を示した図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 第一の誘電体層（下部保護層）
３ 記録層
４ 第二の誘電体層（上部保護層）
５ 第三の誘電体層（第三保護層）
５’ 第四の誘電体層（第四保護層）
６ 金属反射層（反射放熱層）
７ 環境保護層
Ｔ 基準となるクロック時間
Ｔｗ ウィンドウ幅
Ｔｍｐ マルチパルスの時定数固定部分
ｄＴｍｐ マルチパルスのウィンドウ幅比例部分
ｄＴｅｒａ オフパルスの立ち上がり時定数の規定値[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, an optical recording medium capable of recording / reproducing information and rewritable by causing an optical change in a recording layer material by irradiating a light beam, particularly capable of high density recording at a high recording linear velocity. More particularly, the present invention relates to a method and an apparatus for performing recording on the optical recording medium by a CAV method or a CLV method by dividing a recording radius position of the recording medium into a plurality of sections.
[0002]
[Prior art]
As a technique for recording or reproducing high-density information on an optical disk by using a laser beam, there is known an overwrite method in which one recording mark is formed by irradiating a plurality of short pulse trains (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-185628). ). However, in this method, when the relative speed of the laser spot is different, such as the inner circumference and the outer circumference when the optical disk is set to a constant rotation speed, the laser power becomes insufficient, particularly in a region where the relative speed is high, or the circuit design becomes poor. In some cases, a new problem such as difficulty may occur.
In order to improve such a defect, in an input signal having a certain waveform (assuming an EFM signal), if the linear velocity is lower than a preset value L0, the laser modulation waveform is shortened to a pulse train, and if the linear velocity is higher than L0. It has been proposed to convert a laser modulation waveform input pulse width into a slightly shortened pulse and irradiate the pulse onto an optical disk (Japanese Patent Laid-Open No. 6-12674).
[0003]
By the way, in recent years, a phase-change optical recording medium capable of high-density recording of the same capacity or more as a DVD-ROM and capable of recording at a high recording linear velocity up to twice or more (about 7 m / s or more), and such a medium Development of a recording method for an optical recording medium is expected.
When such an optical recording medium is subjected to CAV recording or CLV recording by dividing the recording radius position of the optical recording medium into a plurality of sections, good recording characteristics (jitter characteristics) can be obtained by a recording method in which the input pulse width is slightly shortened. However, a conventional laser modulation waveform (short pulse train) used on the low linear velocity side gives better results.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-127474, a composition close to the Ge 2 Sb 2 Te 5 compound is used, and it is considered that such a recording method is adopted.
However, on the other hand, when recording is performed with the pulse width of the waveform adjusted so that the laser modulation waveform does not collapse on the high linear velocity side, the pulse width becomes small on the low linear velocity side (inner circumference side). The jitter characteristic tends to deteriorate due to insufficient recording power. Such a phenomenon may be affected by the composition of the recording layer.
On the other hand, when a metal reflective layer is provided on the second protective layer in order to enable recording at a high recording linear velocity, the occurrence of defects in the recording layer and the portion between the reflective layer and the second protective layer A peeling problem may occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical recording device capable of performing high-density recording at a high recording linear velocity without causing the above-mentioned inconveniences in view of the above-described conventional technology, and having no accompanying defect generation or partial peeling. Medium, and a phase-change type light having a novel third protective layer capable of recording at a high density equal to or higher than that of a DVD-ROM and capable of recording at a high recording linear velocity in the range of 3.0 to 20 m / s. It is an object of the present invention to provide a recording medium, a recording method thereof, and a recording apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide (1) SbTe as an essential element, directly or via a first dielectric layer (lower protective layer) on a substrate, and Ag, Au, Cu, Zn, B, Al, The crystal phase formed by irradiation with laser light is made of a material to which at least one element selected from Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Bi, La, Ce, Gd, and Tb is added. And a recording layer that changes from an amorphous phase to an amorphous phase, and a second dielectric layer (upper protective layer), a third dielectric layer made of ZnS (third protective layer), An optical recording medium characterized by having a fourth dielectric layer (fourth protective layer) made of and a metal reflective layer (reflective heat dissipation layer) in this order, (2) “directly or first on a substrate” Through a dielectric layer (lower protective layer), SbTe is used as an essential element, and Ag, Au, Cu, Zn, Irradiation of a laser beam made of a material to which at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Bi, La, Ce, Gd, and Tb is added. And a second dielectric layer made of ZnS (upper protective layer) and a third dielectric layer made of SiC (third dielectric layer) on the recording layer. An optical recording medium characterized by having a protective layer) and a metal reflective layer (reflective heat dissipation layer) in this order. (3) "directly or via a first dielectric layer (lower protective layer) on a substrate". , SbTe as essential elements and selected from Ag, Au, Cu, Zn, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Bi, La, Ce, Gd, and Tb. It is made of a material to which at least one element is added, and is irradiated with a laser beam. It has a recording layer that changes to an amorphous phase from phase, and, the on the recording layer, a second dielectric layer made of ZnS-SiO X is uneven in depth (stacking) direction composition ratios ( An optical recording medium having an upper protective layer) and a third dielectric layer (third protective layer) made of SiC and a metal reflective layer (reflective heat dissipation layer) in this order. The light according to item (3), wherein in the second dielectric layer (upper protective layer), the abundance ratio of ZnS and SiO X at the interface with the metal reflection layer satisfies the following expression: recoding media;
[0006]
(Equation 2)
(5) The optical recording according to (3), wherein in the second dielectric layer (upper protective layer), a layer of ZnS alone is present on the third dielectric layer side. (6) wherein the difference in reflectance between the amorphous phase and the crystalline phase formed by laser light irradiation at a recording linear velocity of 3 to 20 m / s is 30% or more. ) To (5). "
[0007]
Further, the above-mentioned problem is also solved by the present invention which provides (7) a method in which, when forming a recording mark, the emission waveform of the laser beam is a recording pulse train composed of a plurality of on-pulses followed by an off-pulse, and from the inner periphery to the outer periphery or from the outer periphery to the inner periphery Any one of the above items (1) to (6), wherein recording is performed while continuously changing the recording frequency ν (ν = 1 / Tw; Tw is a window width) in accordance with the recording radius position. And (8) wherein the recording method of the following (i) or (ii) is switched and used at an intermediate frequency between the maximum frequency and the minimum frequency. (7) The recording method of the optical recording medium according to the item (7);
(I) A recording method in which a portion in which the widths of a plurality of on-pulses are all fixed by the same time constant and a portion in which the window width Tw is multiplied by a constant are continuously combined.
(Ii) a recording method in which the widths of a plurality of on-pulses are adjusted so that the duty is constant with respect to the window width Tw.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide (9) a laser light drive circuit for realizing the optical recording medium recording method according to the above (7) or (8) of the present invention, A recording apparatus for an optical recording medium, comprising: means for generating a signal corresponding to the time constant, and means for transmitting the signal to a drive circuit.
[0009]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a layer configuration of an optical recording medium according to the present invention.
That is, on a substrate (1) having a guide groove (not shown), a first dielectric layer (lower protective layer) (2), a recording layer (3), a second dielectric layer (upper protective layer) (4), third dielectric layer (third protective layer) (5), if present, fourth dielectric layer (fourth protective layer) (5 '), metal reflective layer (reflective heat dissipation layer) ( 6) is formed in order, and an environmental protection layer (7) made of a UV curable resin is preferably laminated on the metal reflection layer (6).
[0010]
In the optical recording medium of the present invention, SbTe is used as an essential element instead of a conventional alloy having a composition close to Ge 2 Sb 2 Te 5 in the recording layer, and Ag, Au, Cu, Zn, B, Al, Ga, and In are used. , Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Bi, La, Ce, Gd, Tb, and the like. Particularly preferred are those having a composition of AgInSbTe or AgInSbTeGe.
[0011]
First and second dielectric layers constituents SiO X, ZnO, SnO 2, Al 2 O 3, TiO 2, In 2 O 3, In-SnO, MgO, etc. ZrO 2, Ta 2 O 5 Examples thereof include metal oxides, nitrides such as Si 3 N 4 , AlN, TiN, and BN; sulfides such as ZnS and TaS 4 ; and carbides such as SiC, TaC, B 4 C, WC, TiC, and ZrC. These materials are used alone or in a mixture thereof. For example, a mixture of ZnS and SiO X , or a mixture of Ta 2 O 5 and SiO X can be given. These material properties include thermal conductivity, specific heat, coefficient of thermal expansion, refractive index, and adhesion to the substrate material or recording material, etc., high melting point, high thermal conductivity, small thermal expansion coefficient, and low adhesion. Good things are required. The refractive index of these protective layers is in the range of 1.9 to 2.5, usually 2.0 to 2.2.
[0012]
As a layer between the second dielectric layer and the metal reflection layer, (a) a ZnS layer as a third dielectric layer (third protective layer), and (b) SiC as a fourth dielectric layer One in which the layers are laminated in this order is exemplified.
Further, the second dielectric layer (upper protective layer) on the recording layer may be a ZnS layer, and the third dielectric layer (third protective layer) may be an SiC layer.
Alternatively, it may be a ZnS-SiO X widely used the second dielectric layer, in which case, ZnS, it is preferable to nonuniform composition ratio of SiO X in the depth direction. That is, the recording layer side and the third dielectric layer side have different values. The weight ratio on the third dielectric layer side and the value of ZnS / SiO X are at least 1/2, preferably 0.9 or more, or ZnS alone.
For the metal reflective layer, a simple substance of a material such as Al, Au, Cu, Ag, Cr, Sn, Zn, In, Pd, Ni, Si, Ge, Sb, Ta, W, Ti, or an alloy, Mixtures can be used.
[0013]
As a material of the substrate (1), glass, ceramics or resin is usually used, but a resin substrate is preferable in terms of moldability.
Typical examples include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluororesin, ABS resin, urethane resin, etc., from the viewpoint of workability, optical properties, etc. Polycarbonate resins are preferred. Further, the shape of the substrate may be a disk shape, a card shape or a sheet shape.
[0014]
In the AgInSbTe recording layer, the presence of Ag is effective in improving recording characteristics and storage stability. However, when the amount of Ag increases, the crystal transition speed becomes slow, so that it is impossible to cope with a high recording linear velocity. Also, an increase in the recording linear velocity can be achieved by increasing the amount of Sb or In, but when an attempt is made to increase the recording linear velocity by increasing the amount of Sb, the overwriting characteristics and the high-temperature and high-humidity environment can be reduced. Storage reliability tends to deteriorate rapidly. When increasing the amount of In, the In composition ratio is preferably 0.1 or less in atomic ratio.
[0015]
The first dielectric layer (lower protective layer), the second dielectric layer (upper protective layer), and the third dielectric layer (third protective layer) are formed by various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method. , A sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like.
The thickness of the first dielectric layer is preferably 50 to 110 nm or 170 to 215 nm, although the thickness varies depending on its function, that is, the function as a heat resistant layer and a multiple interference layer. If it is less than 50 nm, the function of protecting the recording layer from the influence of the substrate is poor, and if it exceeds 215 nm, interface peeling tends to occur.
The thickness of the second dielectric layer is preferably 10 to 30 nm. If it is less than 10 nm, the recording sensitivity will be poor, and if it exceeds 30 nm, the heat will be excessive.
The thickness of the third dielectric layer (third protective layer) and the fourth dielectric layer is preferably 2 to 10 nm. If it is less than 2 nm, problems such as partial peeling with the reflective layer or the second dielectric layer will not be improved, and if it is 10 nm or more, problems such as excessive heat retention or poor adhesion will occur.
[0016]
Preferred film forming conditions for each layer are as follows.
[0017]
In the conventional recording material, it is necessary to keep the recording layer preheated by irradiating the recording layer with a power higher than the erasing level in order to surely perform erasing during overwriting. On the other hand, since the recording layer of the present invention has excellent erasing characteristics, it is only necessary to consider rapid cooling after irradiating a laser beam when recording a recording mark.
Therefore, even when performing the CAV recording or the CLV recording by dividing the recording radius position of the recording medium into a plurality of sections, a stable recording mark can be formed.
[0018]
FIG. 2 is a diagram illustrating a first main recording method of the present invention, that is, a recording method of the present invention.
In a phase-change recording medium, when forming a recording mark, the emission waveform of the laser light is performed by a recording pulse train composed of a plurality of ON pulses followed by OFF pulses. The recording pulse train of the present invention is different from the conventional example in that the recording frequency ν (ν = 1 / Tw; Tw) continuously corresponds to the recording radius position from the inner circumference to the outer circumference, for example, as in CAV (constant angular velocity) recording. This is suitable for recording at a plurality of recording speeds, such as when recording is performed by changing the window width. A particularly characteristic part is that the width of each pulse is defined by combining a time constant (TmP) defined regardless of the linear velocity and a part (dTmp) proportional to the window width.
When the pulse conditions are set in this manner, for example, the actual pulse duty ratio with or without the dTmp portion is as shown in FIG.
It can be seen that in the case where there is no dTmp, when the fixed time constant is determined so as to have the best duty ratio at the highest speed, the condition becomes smaller than the condition with dTmp on the low linear velocity side. In this case, it has been found from experiments by the inventors that the jitter characteristic, which is an evaluation of the variation in the recording mark recording position, deteriorates due to insufficient power.
Thus, by setting the pulse light of the present invention, a recording method corresponding to a plurality of recording speeds, not a single speed, can be obtained.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0020]
(Example 1)
ZnS on a polycarbonate substrate (1), a lower protective layer made of ZnS-SiO 2 by a sputtering method (2), AgInSbTe recording layer (3) consists of ZnS-SiO 2, and at the interface between the third dielectric layer An upper protective layer (4) having a single layer, a third dielectric layer (third protective layer) (5) made of a SiC layer, and an Ag reflective layer (reflective heat dissipation layer) (6) are sequentially formed. Further, an environmental protection layer (7) made of a UV-curable resin was further laminated thereon by a spin coating method to prepare an optical recording medium.
[0021]
The film forming conditions for each layer are as follows.
[0022]
The following AgInSbTe composition was used. The composition ratio is atomic%, and the sum of the atomic percentages of all the elements is 100 atomic%.
Ag 0.5%, In 7%, Sb 68%, Te 25.5%
Similar results were obtained with a recording material to which 2% Ge was added, and it was also found that storage stability was excellent in this case. The composition ratio in this case is
Ag was 0.5%, In was 5%, Ge was 2%, Sb was 68%, and Te was 25.5%.
In these cases,
Ag is 0.1% to 7.0%, preferably 0.3% to 5.0%.
In is 1% to 10%, preferably 2% to 7%
Ge is 1% to 10%, preferably 1% to 7%
Sb is 60% to 80%, preferably 65% to 78%
Te is 18% to 30%, preferably 20% to 28%
It is.
[0023]
In addition, when a recording material such as AgAlSbTe, AuGaSbTe, ZnGeInSbTe, GeGaSbTe, or GdSbTe was tested, the same properties as those of the AgInSbTe material were shown by adjusting the composition of the additional element.
Similarly, it is considered that the addition of the elements described in the claims enables high-speed recording, and at the same time, raises the crystallization temperature and contributes to the storage stability of the recorded mark.
The basic composition ratio of Sb is 60% to 80%, preferably 65% to 78% as described above.
Te is 18% to 30%, preferably 20% to 28%
It is preferable to add each element in the range of 0.01% to 10%.
If the composition ratio of Sb element is below this, and the composition ratio of Te is above this range, the recording speed will be slow. If Sb is above this range and Te is below this range, the recording mark (amorphous phase ), The storage stability is degraded.
[0024]
As described above, by adjusting the composition ratio of the recording material and the layer configuration, recording is possible at 3-20 m / s according to claim 3, and the difference in reflectance between the amorphous phase and the crystalline phase is 30%. The above optical recording medium is obtained.
[0025]
In particular, CAV recording was performed on AgInSbTe and AgInSbTeGe optical recording media at a recording linear velocity of 3.49 m / sec for the inner circumference and 8.5 m / sec for the outer circumference. The time constant of the part where the width of the ON pulse is fixed at the same time constant is 8 nsec. , The constant of the portion where the window width Tw is multiplied by the constant is set to 1/6, and a method of continuously combining the window width Tw as shown in FIG. 2 is used.
Here, the dTera portion in the figure is set so as to multiply Tw by a constant of 1/6. In FIG. 2, the constant on the positive side is multiplied. Further, with respect to Tw, 6 is used as the denominator for Tw in the present embodiment, but setting it to "n / integer" is convenient on the circuit.
As a result, when recording is performed simply with a fixed time constant, an increase in jitter on the low linear velocity side and an increase in overall jitter are observed. On the other hand, in this embodiment, the jitter is suppressed to a low level and stable recording is performed. Was found to take place. In addition, the occurrence of defects in the recording layer and the problem of partial peeling between the reflective layer and the second protective layer could be suppressed.
[0026]
(Examples 2-3)
The second dielectric layer (third protective layer) is a ZnS layer, the third dielectric layer is a SiC layer, and these layers are laminated in this order (Example 2) or the second dielectric layer is ZnS- SiO 2 , and the value of weight of ZnS / (ZnS + SiO 2 ) at the interface of the third dielectric layer is 0.9 and the third dielectric layer is SiC (Example 3). An optical recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the point of substitution.
[0027]
(Example 4)
For the optical recording media manufactured in Examples 1 to 3, the portion where the width of the on-pulse is fixed at the same time constant and the portion where the window width Tw is multiplied by the constant are continuously combined. The time constant of the portion where the width is fixed is 11.5 nsec. , Tw is multiplied by a constant, and the constant is set to 1/6, and recording is performed up to a radial position (a position approximately half the radius) corresponding to 1 / 1.7 times the innermost Tw. Was performed. The recording linear velocity in this part was about 6 m / sec.
Further, on the outer peripheral side of the radial position, recording was performed by adjusting the width of the plurality of on-pulses so that the duty became 0.6 with respect to Tw.
As a result, in any of the optical recording media of Examples 1 to 3, jitter characteristics, occurrence of defects in the recording layer, and occurrence of a partial peeling problem between the reflective layer and the second protective layer could be suppressed.
A laser light driving circuit for realizing a recording method of an optical recording medium includes a portion for generating a signal corresponding to the time constant by an LSI or the like, a portion for converting this signal into a large current pulse for driving an LD, and the like. The LD emits pulsed recording light by the drive current. The time constant is recorded in advance on the optical disc using means such as meandering grooves and pits. For example, this information is read by a pickup, compared with information stored in advance in an LSI, and the pulse conditions of the recording light of the corresponding optical disk are set, and the information is converted into a large current pulse for LD driving.
[0028]
(Example 5)
For the optical recording medium manufactured in Example 1, the width of the plurality of on-pulses is adjusted so that the duty is 0.5 with respect to the window width Tw, and is 1 / 1.7 times the innermost Tw. Recording was performed up to the corresponding radial position (position approximately half the radius). The recording linear velocity in this part was about 6 m / sec.
Further, on the outer peripheral side of the radial position, the portion where the width of the on-pulse is fixed with the same time constant and the portion where the Tw is multiplied by the constant are continuously combined, and the width of the on-pulse is fixed. Is 8 nsec. , Tw were multiplied by a constant, and the constant was set to 1/6.
As a result, the jitter characteristics were almost the same as in the case of the fourth embodiment.
[0029]
【The invention's effect】
As apparent from the detailed and specific description, since the recording layer containing SbTe as a main component according to claims 1 to 6 of the present invention is used, the recording layer has excellent erasing characteristics, It is only necessary to consider rapid cooling after irradiation, and it is possible to suppress the occurrence of defects in the recording layer and the occurrence of the problem of partial peeling between the reflective layer and the second protective layer. Even when CLV recording is performed by dividing the recording radius position of the medium into a plurality of sections, a stable recording mark can be formed.
According to the seventh aspect of the present invention, the pulse width duty ratio on the inner peripheral side can be increased. Therefore, even when performing CAV recording or CLV recording by dividing the recording radius position of the recording medium into a plurality of sections, a stable recording mark can be formed. Can be formed. Further, it is possible to suppress the occurrence of defects in the recording layer and the occurrence of the problem of partial peeling between the reflective layer and the second protective layer.
Further, according to claim 8 of the present invention, the pulse width obtained by continuously combining a portion in which the width of the on-pulse is fixed with the same time constant and a portion in which Tw is multiplied by a constant is dTmp in FIG. Since the pulse width becomes a straight line, the pulse width becomes too small on the low linear velocity side (inner circumference side), and the jitter characteristic is deteriorated due to insufficient recording power. Since the pulse width can be increased, a stable recording mark can be formed even when performing CAV recording or CLV recording by dividing the recording radius position of the recording medium into a plurality of sections. Further, it is possible to suppress the occurrence of defects in the recording layer and the occurrence of the problem of partial peeling between the reflective layer and the second protective layer.
Further, according to the ninth aspect of the present invention, it is possible to provide a recording apparatus capable of forming a stable recording mark even when performing a CAV recording or a CLV recording by dividing a recording radius position of a recording medium into a plurality of sections.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a layer configuration of an optical recording medium of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a recording method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a pulse duty ratio in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 substrate 2 first dielectric layer (lower protective layer)
3 Recording layer 4 Second dielectric layer (upper protective layer)
5 Third dielectric layer (third protective layer)
5 'Fourth dielectric layer (fourth protective layer)
6 Metal reflective layer (reflective heat dissipation layer)
7 Environmental protection layer T Reference clock time Tw Window width Tmp Multi-pulse time constant fixed part dTmp Multi-pulse window width proportional part dTera Off pulse rising time constant specified value
