JP2005190647A - 相変化型光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】 青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、O/W特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ROMとの互換を可能とした、高密度記録可能な2層相変化型光記録媒体の提供。
【解決手段】 (1)基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとする相変化型光記録媒体。
(2)カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さd1とカバー基板の溝深さd2の関係がd1>d2であり、溝深さが0より大きく7λ/8n以下の範囲にあり、且つ、λ/4n、λ/2n、3λ/4nではない(1)記載の相変化型記録媒体。
【選択図】 図1

Description

本発明は、書換え可能なDVR等の相変化型光記録層を2層有する高密度記録用の片面2層型光記録媒体(相変化型光記録媒体)に関する。
一般にコンパクトディスク(CD)やDVDは、凹ピットの底部及び鏡面部からの光の干渉により生じる反射率変化を利用して2値信号の記録及びトラッキング信号を検出することにより行われている。近年、CDと再生互換性(互換性)のある媒体として、相変化型の書換え可能なコンパクトディスク(CD−RW:CD−Rewritable)が広く使用されつつあるほか、DVDについても相変化型の書換え可能なDVDが各種提案されている。また、DVDの容量が4.7GBであるのに対して、記録再生波長を350〜420nmと短波長化し、開口数NA(Numerical Aperture)を上げて20GB以上の容量とするシステム高密度DVRが提案されている(例えば、非特許文献1)。
これら相変化型の書換え可能なCD、DVD及びDVRは、非晶質と結晶状態の屈折率差によって生じる反射率差及び位相差変化を利用して記録情報信号の検出を行う。通常の相変化型光記録媒体は、基板上に下部保護層、相変化型記録層、上部保護層、反射層を設けた構造を有し、これらの構成層の多重干渉を利用して反射率差及び位相差を制御し、CDやDVDとの互換性を持たせることができる。CD−RWにおいては、反射率を15〜25%程度に落とした範囲内ではCDと記録信号及び溝信号の互換性が確保でき、反射率の低いことをカバーする増幅系を付加したCDドライブを用いれば再生が可能である。なお、相変化型光記録媒体は消去と再記録過程を1つの集束光ビームの強度変調のみによって行うことができるため、CD−RWや書換え可能DVD等の相変化型光記録媒体において記録という場合には、記録と消去を同時に行うオーバーライト(O/W)記録を含む。
相変化を利用した情報の記録には、結晶、非晶質又はそれらの混合状態を用いることができ、複数の結晶相を用いることもできるが、現在実用化されている書き換可え可能な相変化型光記録媒体は、未記録・消去状態を結晶状態とし、非晶質のマークを形成して記録するのが一般的である。
相変化型記録層の材料としては、カルコゲン元素、即ちS、Se、Teを含むカルコゲナイド系合金を用いることが多い。例えば、GeTe−SbTe疑似二元合金を主成分とするGeSbTe系、InTe−SbTe疑似二元合金を主成分とするInSbTe系、Sb0.7Te0.3共晶合金を主成分とするAgInSbTe系、GeSbTe系などである。このうち、GeTe−SbTe疑似二元合金に過剰のSbを添加した系、特にGeSbTe、又はGeSbTeなどの金属間化合物近傍組成が主に実用化されている。これらの組成は、金属間化合物特有の相分離を伴わない結晶化を特徴とし、結晶成長速度が速いために初期化が容易で、消去時の再結晶化速度が速い。このため従来から、実用的なO/W特性を示す記録層としては、疑似二元合金系や金属間化合物近傍組成が注目されていた(非特許文献2等)。
また、従来からGeSbTe三元組成、又はこの三元組成を母体として添加元素を含有する記録層組成に関して報告がなされている(特許文献1〜4)。しかしながら、このような組成の材料は、まだ開発が始まったばかりであり、書換え可能なDVRなどの高密度記録用の光記録媒体へ適用するには解決しなければならない問題が多々ある。
特に、青色レーザーなど短波長の光学系の場合にはビーム出力が低く、そのため記録層にノイズが出易いという欠点があり、また、光入射からみて基板と記録層の間の保護層の膜厚を厚くした場合、保護層の膜厚が厚いと膜厚変動が出易いことや保存性に難があるため、O/W特性と保存特性を両方を満足させることが難しく、高速高密度記録化における課題となっている。
また、片面2層光記録可能な媒体の場合、反射率が通常の媒体の半分以下の5〜7%と低く、2層毎のフォーカスジャンプも考慮すると、第2記録層にジャンプする際、プッシュプル信号が小さいとフォーカスやトラッキングが外れ易い事も課題である。
片面2層型光記録媒体の場合、光入射側の記録層(第2記録層構成層)の透過率を上げて、光入射側とは反対側の記録層(第1記録層構成)に光を到達させ、記録可能とすることが必須である。しかし、十分な記録をするためには、記録層の膜厚が厚く、更には放熱層が厚くないと記録再生特性である、ジッタ、モジュレーションが十分ではないという課題が残っている。
特許文献5には、2つの記録層を有する片面2層型光ディスクが開示されており、特許文献6には、第1の書込み可能なデータ記録層と第2の書込み可能なデータ記録層を有する光学的データ記憶媒体が開示されているが、何れも本発明とは課題や構成が異なる。
特許文献7には、2つの誘電体層間にサンドイッチされた相変化タイプの記録層を2層有する光学情報媒体が開示されいるが、本発明の課題及び解決手段については記載も示唆もされていない。
特許文献8には、耐熱性保護層材料として、ZnO、ZrO等の金属酸化物、TiC等の炭化物、或いはそれらの混合物が示されている。しかしながら、耐硫化物で、しかも保存性を確保しながら、記録再生特性を満足させる効果はない。
また、非特許文献3には、記録層構成は1層であるが、記録層と基板の間に、ZnS・SiO/AlN/ZnS・SiOという3層構成の層を設けた発明が開示されている。しかしながら、結局、トータルの層厚みは薄くできない。
また、本出願人の先願である特願2002−334303号の発明は、「基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層がこの順に設けられ、該第一の記録構成層は、基板側から順に放熱層、第1界面層、第1保護層、第1記録層、第2保護層で構成され、該第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に第3保護層、放熱層、第2界面層、第4保護層、第2記録層、第5保護層で構成された相変化型光記録媒体。」に関するものであるが、本発明は先願発明が構成要件としていない溝条件を付加することにより、2層でのフォーカスやトラッキングをかかり易くし、DPDトラッキングができるようにして、ROMとの互換性を実現した点で先願発明とは異なるものである。
特開昭61−258787号公報 特開昭62−152786号公報 特開平1−63195号公報 特開平1−211249号公報 特開2003−141775号公報 特許第3216794号公報 特表2002−515623号公報 特開平6−60426号公報 ISOM Technical Digest,’00(2000),210 SPIE,vol.2514(1995),pp294−301 ODS2001、Technical Digest P28
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、O/W特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ROMとの互換を可能とした、高密度記録可能な2層相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
上記課題は、次の1)〜10)の発明(以下、本発明1〜10という)によって解決される。
1) 基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることを特徴とする相変化型光記録媒体。
2) カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ(d1)とカバー基板の溝深さ(d2)の関係がd1>d2であり、溝深さが0より大きく7λ/8n以下の範囲にあり、且つ、λ/4n、λ/2n、3λ/4nではない(但し、λ:記録再生波長、n:基板の屈折率)ことを特徴とする1)記載の相変化型光記録媒体。
3) 第一の記録構成層は、基板側から順に、反射層、第1界面層、第1保護層、第1記録層、第2保護層を有し、第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に、第3保護層、放熱層、第4保護層、第2記録層、第5保護層を有することを特徴とする1)又は2)記載の相変化型光記録媒体。
4) 放熱層と第4保護層の間に第2界面層を有することを特徴とする3)記載の相変化型光記録媒体。
5) 第1記録層が、SbTeを主成分とする合金からなり、第2記録層がGeTeを主成分とする合金からなることを特徴とする3)又は4)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
6) 第1保護層、第2保護層、第4保護層、第5保護層が、ZnS・SiOからなることを特徴とする3)〜5)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
7) 第3保護層が、ITO又はIZOからなることを特徴とする3)〜6)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
8) 第1界面層及び/又は第2界面層が、TiC・TiO、ZrC・ZrO、SiC・SiO、CrC・CrOの何れかからなることを特徴とする3)〜7)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
9) 反射層及び放熱層が、Au、Ag、Ag合金、Al合金の何れかからなることを特徴とする3)〜8)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、前述したように、本出願人の先願に係る発明に対し、更に溝条件を付加し、新たな課題である2層でのフォーカスやトラッキングを掛かり易くし且つROMとの互換を可能とした点に特徴がある。
即ち、カバー基板の溝深さを、第一の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第二の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることで、2層の記録層のフォーカス、トラッキングを良好にする。なお、ここでいう「同等」とは次のような意味である。即ち、プッシュプル信号の最大測定誤差は3%程度であり、第一の記録構成層及び第二の記録構成層のプッシュプル信号を、それぞれ3%小さく読めば97%、3%大きく読めば103%となるから、両者の差は最大6%となる。従って、両者の測定値の差が6%以内に収まる場合は「同等」と見なすことにする。
具体的には、カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ(d1)とカバー基板の溝深さ(d2)の関係をd1>d2とすると、光入射側からみて奥側になる基板の溝深さの方が深いことになり、第一の記録構成層のプッシュプル信号が第二の記録構成層のプッシュプル信号よりも大きくなるが、第一の記録構成層からの再生信号は、第二の記録構成層を通過するため約40〜60%低下するので、第一の記録構成層のプッシュプル信号を第二の記録構成層のプッシュプル信号に近づけることができ、フォーカス、トラッキングが安定する。更に記録したRF信号も再生可能なレベルとすることができる。但し、溝深さがλ/4n、λ/2n、3λ/4n(λ:記録及び再生波長、n:基板の屈折率)の場合はプッシュプル信号がゼロになるので、これらの溝深さにはしない。また、溝深さの範囲は、0より大きく7λ/8n以下とする。なお、d2>d1とすることも可能であるが、溝深さが深いほどプッシュプル信号が取り易いことから、プッシュプル信号の大きい方を奥側にする方が好ましい。
図3に、波長405nm、NA=0.65でのカバー基板の溝深さとプッシュプル(push pull)信号及びRF信号を、図4に、波長405nm、NA=0.65での基板の溝深さとプッシュプル信号及びRF信号を示す。
図3、図4に示した溝深さの範囲では、光入射側の第二の記録構成層のプッシュプル信号の最大値が23、光入射側から見て奥側の第一の記録構成層のプッシュプル信号の最大値が25で、第一の記録構成層の方がやや大きく、第一、第二の記録構成層共に、フォーカス、トラッキングが安定していた。またRF信号も第一、第二の記録構成層共に記録再生可能範囲であった。なお、再生にはRF信号が大きい方が好ましいので、図3、図4の場合、例えばカバー基板の溝深さを30nm、基板の溝深さを40nmとすれば、第一、第二の記録構成層共にRF信号が大きくなり、且つプッシュプル信号の大きさもほぼ同等となるので特性が良くなる。
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の相変化型光記録媒体の一例を示す層構成断面を模式的に図示したものであり、基板1/反射層2/第1界面層14/第1保護層3/第1記録層4/第2保護層5/樹脂中間層6/第3保護層7/放熱層8/第4保護層9/第2記録層10/第5保護層11/カバー基板13の構成を有している。更に、放熱層8と第4保護層9の間に第2界面層(図示せず)を設けてもよい。
基板1の材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィンなどの透明樹脂、又は透明ガラスを用いることができる。中でもポリカーボネート樹脂はCDにおいて最も広く用いられており、また安価でもあるため最も好ましい材料である。基板1には通常、記録再生光を案内するピッチ0.8μm以下の溝を設けるが、この溝は必ずしも幾何学的に矩形又は台形状の溝である必要はなく、例えばイオン注入などによって屈折率の異なる導波路のようなものを形成することにより光学的に溝が形成されていてもよい。
高NAの対物レンズを用いる場合には、カバー基板13には0.3mm以下の厚さ、好ましくは0.06〜0.20mmの厚さが要求されるため、シート状であることが好ましい。NAが0.6〜0.65程度であれば、厚さが0.6mmの基板を使用する。
第1記録層に用いられる好ましい相変化記録材料としては、Sb及びTeを主成分とする合金が挙げられる。中でもSb、Te、Geを構成元素とするものが好ましい。このような構成元素からなる第1記録層には、必要に応じて他の元素を合計10原子%程度まで添加してもよい。また、第1記録層に更にO、N、Sから選ばれる少なくとも一つの元素を0.1〜5原子%添加することにより、第1記録層の光学定数を微調整することができる。しかし、5原子%を超えて添加すると、結晶化速度を低下させ消去性能を悪化させるので好ましくない。
また、O/W時の結晶化速度を低下させずに経時安定性を向上させるため、V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt、Zrから選ばれる少なくとも一種を8原子%以下添加することが好ましく、より好ましい添加量は0.1〜5原子%である。SbTeに対する、これらの元素とGeの合計添加量は15原子%以下であることが望ましい。15原子%より多くなるとSb以外の成分の相分離を誘起してしまう。特に添加効果が大きいのはGe含有量が3〜5原子%の場合である。
第2記録層に用いられる好ましい相変化記録材料としては、Ge及びTeを主成分とする合金が挙げられる。中でもGe、Teのみからなるものが好ましい。このような構成元素からなる第2記録層には、必要に応じて他の元素を合計10原子%程度まで添加してもよい。また、記録層に更にN、O、Sから選ばれる少なくとも一つの元素を0.1〜5原子%添加することにより、第2記録層の光学定数を微調整することができる。しかし、5原子%を超えて添加すると記録、消去性能を悪化させるので好ましくない。
また、O/W時の結晶化速度を低下させずに経時安定性を向上させるため、V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt、Zrから選ばれる少なくとも一種を20原子%以下添加することが好ましく、より好ましい添加量は2〜15原子%である。15原子%より多くなるとGe原子やTe原子の相分離を誘起してしまう。
更に、第1及び第2記録層に添加する材料として、経時安定性の向上と屈折率の微調整のために、Si、Sn、Pbから選ばれる少なくとも一種を5原子%以下添加することが好ましい。これらの元素とGeの合計添加量は15原子%以下が好ましい。なお、Si、Sn、Pbは、Geと同じく4配位ネットワークを持った元素である。
また、Al、Ga、Inから選ばれる少なくとも一種を15原子%以下添加することにより、結晶化温度を上昇させると同時に、ジッタを低減させたり記録感度を改善することができるが、偏析も生じ易いため、10原子%以下とするのが好ましい。
また、Agを8原子%以下の量で添加すると記録感度を改善する上で効果があり、特にGeの添加量が5原子%を超える場合に用いれば効果が顕著である。しかし、Agの添加量が8原子%を超えると、ジッタを増加させたり非晶質マークの安定性を損ねるので好ましくない。また、AgとGeの合計添加量が15原子%を超えると偏析を生じ易いので好ましくない。Agの含有量として特に好ましいのは5原子%以下である。
第1及び第2記録層の厚さは5〜100nmの範囲が好ましい。5nmより薄いと十分なコントラストを得難く、また結晶化速度が遅くなる傾向があり、短時間での消去が困難となり易い。一方、100nmを越えるとやはり光学的なコントラストが得難くなり、またクラックが生じ易くなる。コントラストとしては、DVDなど再生専用ディスクと互換性がとれる必要がある。
また、最短マーク長が0.5μm以下となるような高密度記録では、第1及び第2記録層の厚さは5〜25nmが好ましい。5nm未満では反射率が低くなり過ぎ、また膜成長初期の不均一な組成、疎な膜の影響が現れ易いので好ましくない。一方、25nmより厚いと熱容量が大きくなり記録感度が悪くなる他、結晶成長が3次元的になるため、非晶質マークのエッジが乱れジッタが高くなる傾向にある。更に、第1及び第2記録層の相変化による体積変化が顕著になり、繰返しオーバーライト(O/W)耐久性が悪くなるので好ましくない。マーク端のジッタ及び繰返しオーバーライト(O/W)耐久性の観点からは20nm以下とすることがより望ましい。
第1及び第2記録層の密度はバルク密度の80%以上、好ましくは90%以上とする。スパッタ成膜法において密度を大きくするには、成膜時のスパッタガス(Ar等の希ガス)の圧力を低くしたり、ターゲット正面に近接して基板を配置するなどして記録層に照射される高エネルギーAr量を多くすることが必要である。
高エネルギーArは、スパッタのためにターゲットに照射されるArイオンが一部跳ね返されて基板側に到達するもの、又はプラズマ中のArイオンが基板全面のシース電圧で加速されて基板に達するものの何れかである。このような高エネルギーの希ガスの照射効果を「アトミック・ピーニング(atomic peening)効果」という。一般的に使用されるArガス中でのスパッタでは、アトミック・ピーニング効果によってArがスパッタ膜に混入される。この混入された膜中のAr量によりアトミック・ピーニング効果を見積ることができる。即ち、Ar量が少なければ高エネルギーAr照射効果が少ないことを意味し密度の疎な膜が形成され易い。一方、Ar量が多すぎると高エネルギーArの照射が激しく、密度は高くなるものの、膜中に取り込まれたArが繰返しO/W時に放出されてボイド(void)が発生し、繰返し耐久性を劣化させる。記録層膜中の適当なAr量は、0.1〜1.5原子%である。更に、直流スパッタリングよりも高周波スパッタリングを用いた方が、膜中Ar量を少なくして高密度膜が得られるので好ましい。
また、第1及び第2記録層の成膜後の状態は、通常、非晶質である。従って、成膜後に各記録層全面を結晶化して初期化された状態(未記録状態)とする必要がある。初期化方法としては、固相でのアニールによる初期化も可能であるが、一旦記録層を溶融させ再凝固時に徐冷して結晶化させる、いわゆる溶融再結晶化による初期化が望ましい。上記各記録層は成膜直後には結晶成長の核が殆どなく固相での結晶化は困難であるが、溶融再結晶化によれば、少数の結晶核が形成されたのち溶融することにより、結晶成長が主体となって高速で再結晶化が進む。
上記溶融再結晶化による結晶と固相でのアニールによる結晶とは反射率が異なるため、混在するとノイズの原因となる。そして、実際のO/W記録の際には、消去部は溶融再結晶化による結晶となるため、初期化も溶融再結晶化により行うことが好ましい。
溶融再結晶化による初期化の際、記録層の溶融は局所的かつ1ミリ秒程度以下の短時間で行うのがよい。その理由は、溶融領域が広かったり溶融時間又は冷却時間が長過ぎると、熱によって各層が破壊されたり、プラスチック基板表面が変形したりするためである。初期化に適した熱履歴を与えるには、波長600〜1000nm程度の高出力半導体レーザー光を長軸100〜300μm、短軸1〜3μmの楕円形に集束して照射し、短軸方向を走査軸として1〜10m/sの線速度で走査することが望ましい。同じ集束光でも円形に近いと溶融領域が広すぎ、再非晶質化が起き易く、また多層構成の各層や基板へのダメージが大きく好ましくない。
初期化が溶融再結晶化によって行われたことは以下のようにして確認できる。即ち、初期化後の媒体に、直径約1.5μmよりも小さいスポット径に集束された、記録層を溶融するに足る記録パワーPwの記録光を、直流的に一定線速度で照射する。案内溝がある場合は、その溝又は溝間からなるトラックに、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボをかけた状態で行う。
その後、同じトラック上に消去パワーPe(≦Pw)の消去光を直流的に照射して得られる消去状態の反射率が、全く未記録の初期状態の反射率と殆ど同じであれば、該初期化状態は溶融再結晶状態と確認できる。何故ならば、記録光照射により記録層は一旦溶融されており、それを消去光照射で完全に再結晶化した状態は、記録光による溶融と消去光による再結晶化の過程を経ており、溶融再結晶化された状態にあるからである。なお、初期化状態の反射率Riniと溶融再結晶化状態Rcryの反射率がほぼ同じであるとは、(Rini−Rcry)/{(Rini+Rcry)/2}で定義される両者の反射率差が0.2以下(即ち20%以下)であることを言う。通常、アニール等の固相結晶化だけでは、その反射率差は20%より大きい。
図1に示すように、第1記録層は第1保護層と第2保護層の間に、第2記録層は第4保護層と第5保護層の間に挟み込まれた状態で設けられる。
これら各記録層を挟む第1、第2、第4、第5保護層について以下に説明する。
第1保護層は、反射層へ効率的に熱を逃すという機能を併せ持つ。また、第2保護層は、主として記録時の高温による樹脂中間層の表面の変形を防止するのに有効である。第4保護層は、放熱層、第3保護層に熱を逃がす機能と、第2記録層と放熱層との相互拡散を防止する機能を併せ持つ。また、第5保護層は、反射率の調整と記録時の高温によるカバー基板の変形を防止するのに有効である。
第1、第2、第4、第5保護層の材料は、屈折率、熱伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等を考慮して決定される。材料としては熱伝導特性が低い方が望ましいが、その目安は1×10−3pJ/(μm・N・nsec)である。なお、このような低熱伝導率材料の薄膜状態の熱伝導率を直接測定するのは困難であり、直接測定に代るものとして熱シミュレーションと実際の記録感度の測定結果から目安を得ることができる。
好ましい結果をもたらす上記低熱伝導率材料としては、ZnS、ZnO、TaS、希土類硫化物のうちの少なくとも一種を50〜90モル%含み、透明性が高く融点又は分解点が1000℃以上の耐熱性化合物を含む複合誘電体が挙げられる。希土類硫化物の具体例としては、La、Ce、Nd、Y等の希土類の硫化物を60〜90モル%含む複合誘電体が挙げられる。中でも好ましいのは、ZnS、ZnO、TaS又は希土類硫化物の割合を70〜90モル%としたものである。
融点又は分解点が1000℃以上の耐熱化合物としては、Mg、Ca、Sr、Y、La、Ce、Ho、Er、Yb、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Zn、Al、Si、Ge、Pb等の酸化物、窒化物、炭化物や、Ca、Mg、Li等のフッ化物が挙げられる。
なお、上記酸化物、硫化物、窒化物、炭化物、フッ化物は、必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率等の制御のために組成を変えたり、混合して用いることも有効である。
第1、第2、第4、第5保護層の材料としては、上記留意点及び第1、第2記録層の材料との整合性を考慮すると、ZnSとSiOの混合物が最も好ましく、製造上のコスト低減の面からは、各保護層に同じ材料を用いると有利である。
続いて、上記各保護層の機能等について、更に詳述する。
本発明の層構成は、急冷構造と呼ばれる層構成の一種に属する。急冷構造は、放熱を促進して記録層再凝固時の冷却速度を高める層構成を採用することで、非晶質マーク形成の際の再結晶化の問題を回避しつつ、高速結晶化による高消去比を実現するものである。
第1及び第4保護層の膜厚は、繰返しオーバーライト(O/W)における耐久性に大きく影響し、特にジッタの悪化を抑制する上でも重要である。膜厚は一般的に5〜30nmである。5nm未満では、上記保護層部での熱伝導の遅延効果が不十分で記録感度低下が著しくなり好ましくない。膜厚が30nmより厚いとマーク幅方向の温度分布の十分な平坦化効果が得られないほか、記録時に第2及び第5保護層のそれぞれの記録層側と反射層又は放熱層側とで温度差が大きくなり、保護層の両側における熱膨張差から保護層自体が非対称に変形し易くなる。この繰返しは、保護層内部に微視的塑性変形を蓄積させ、ノイズの増加を招くので好ましくない。
第1及び第4保護層の膜厚は、更に詳細には、記録レーザー光の波長が600〜700nmでは15〜25nmが好ましく、波長が350〜600nmでは3〜20nmが好ましく、3〜15nmがより好ましい。
また、第2及び第5保護層の膜厚は、30〜150nmとする必要がある。30nmより薄いと、記録層溶融時の変形等によって破壊され易く、O/W特性が悪くなる。また、150nmを越えると反射率変動が大きくなり易く、均一に記録し難い。O/W特性の点からは40〜130nmがより好ましい。
前述のような相変化記録材料を用いると、最短マーク長0.3μm以下の高密度記録において低ジッタを実現できるが、本発明者等の検討によれば高密度記録を実現するために短波長のレーザーダイオード(例えば、波長410nm以下)を用いる場合には、上記急冷構造の層構成についても一層の留意が必要になる。特に、波長が500nm以下、開口数NAが0.55以上の小さな集束光ビームを用いた1ビームオーバーライト(O/W)特性の検討において、マーク幅方向の温度分布を平坦化することが高消去比及び消去パワーマージンを広く取るために重要であることが分った。上記傾向は、波長350〜420nm、NA=0.85前後の光学系を用いたDVR対応の光学系においても同様である。
そこで、上記要求に適合する層構成について検討した結果、光透過性があると共に放熱性もあり、かつ高記録感度になるように、放熱層にAuを用い、第2界面層を無くし、かつ放熱層の厚みを10nm未満2nm以上にすれば、2層の記録層の感度を合わせる設計が可能であることが分った。
前記のような光学系を用いた高密度マーク長変調記録においては、特に熱伝導特性の低い材料を第1及び第4保護層に用い、好ましくはその膜厚を3〜20nmとすることが重要である。このため、第1保護層上に設けられる第1界面層は、高熱伝導率であることが必要となり、この構成によって高速記録時に熱が急激に逃げず、かつ反射層に熱が伝わり、高速記録が可能となる。
また、第一の記録構成層に到達する光は第二の記録構成層を透過してくる透過光のため、入射光量が第二の記録構成層における入射光量の半分以下であるから、第二の記録構成層の入射光を増やすか、第1記録層の感度を良くすることが望ましい。
本発明では、入射光の少ない第一の記録構成層において、第1記録層を熱伝導率の低い層で挟んで記録感度を良くすると共に、第1保護層の膜厚を3〜20nmと薄くして熱を吸収し易くすることにより記録感度を良くすることができる。
上記の層構成において、熱伝導性のみを考えた場合には、第1保護層又は第4保護層の熱伝導係数を高くしても放熱効果は促進されるが、あまり放熱が促進されると記録に要する照射パワーが高くなり、記録感度が著しく低下してしまうという問題を生じるため、熱伝導率を低く抑える必要がある。
そして、低熱伝導率の薄膜保護層を用いることにより、記録パワー照射開始時点の数nsec〜数10nsec(ナノ秒)において、記録層から反射層や放熱層への熱伝導に時間的な遅延を与え、その後に反射層や放熱層への放熱を促進することができるため、保護層の熱伝導特性により必要以上に記録感度を低下させることがない。
このような理由から、従来知られているSiO、Ta、Al、AlN、SiN等を主成分とする保護層材料は、それ自身の熱伝導率が高すぎるために単体で使用することは好ましくない。
次に、第3保護層について説明する。
第3保護層の好ましい材料としては、波長380〜420nmで光透過率を70%以上と高くすることができるITO(InとSnOの混合系組成)、IZO(InとZnOの混合組成)などが挙げられる。これらの材料は熱伝導率が高いので、第2記録層で記録される際に発生する熱が、放熱層を経由して第3保護層で放熱される。これによって、急激な冷却が必要なSbTeを主成分とする相変化材料からなる記録層は最適な急冷状態となり、小さなアモルファスマークが形成可能となる。
第3保護層は、放熱効果を考慮すると、厚いほど望ましいが、200nmより厚くすると、応力が多くなりクラックが入ってしまう。また20nm未満では放熱効果が少ない。従って、20〜200nmがよいが、30〜160nmがより望ましい。
本発明の層構成を満足し、厚さ4nmの(TiC)80(TiO20からなる第1界面層、第2界面層を有する相変化型光記録媒体(実施例1と同様の構成)と、第1、第2界面層の何れかを有しない点以外は全く同じ層構成を有する相変化型光記録媒体について、第1記録層の記録感度特性(80℃、85%RHで保存したときのアーカイバル特性)を比較した結果を下記表1に示す。
記録再生条件は、記録再生光波長:405nm、対物レンズのNA=0.85、記録線速:6.0m/s、記録線密度:0.160μm/bit、記録パワー:9.0mW(ジッタが最小となるパワー)、再生パワー:0.5mW、記録パターンは1−7変調とし、ランダム信号を記録した。なお、ジッタはσ/Tw(ウインドウ幅)である。
Figure 2005190647
表1から分るように、第1界面層、第2界面層を有しない場合には、アーカイバル特性が悪化する。
また、第1、第2界面層の材料として、(TiC)80(TiO20、(ZrC)80(ZrO20、(SiC)80(SiO20、(CrC)80(CrO20の何れかを用いると、これらの材料は安定である上に、材料中の酸素量が10重量%以下と少量であるため、反射層や放熱層にAgやAl等を使用しても、酸化による変化は殆ど見受けられない。上記材料とAgからなる反射層及び放熱層を組み合わせた光記録媒体のアーカイバル保存性(80℃85%RHで200時間保存)を調べたところ、記録したマークのジッタが変化せず、良好な特性を示した。
第1、第2界面層の膜厚は、2〜15nm、好ましくは3〜10nm程度に薄く形成することで熱を反射層に放熱し易くできる。保護層がSを含有し反射層にAgが含まれている場合には、Agが硫化され易いので、その反応を抑えるために、少なくとも2nmは必要である。また、あまり厚いと熱が篭り易くなり、小さいマークが記録できなくなるので、青色波長では15nm以下とすることが望ましい。
しかし、第二の記録構成層の放熱性は、前述のように第3保護層の放熱性だけでは不十分であり、相変化材料からなる記録層では、最初の急冷によりアモルファスマークを形成するので、放熱性を改善するため第3保護層と放熱層を組み合わせた構成により、高密度記録特性、O/W特性、保存性を改善できる。
次に、放熱機能を担う反射層と放熱層について説明する。
反射層はとりわけ高熱伝導率の材料を用いることにより、消去比及び消去パワーマージンを改善できる。検討の結果、広い消去パワー範囲において本発明の記録層が持つ良好な消去特性を発揮させるには、膜厚方向の温度分布や時間変化のみならず膜面方向(記録ビーム走査方向に対して垂直方向)の温度分布もできるだけ平坦化されるような層構成を用いるのが好ましいことが分った。従って、本発明においては、非常に高熱伝導率で300nm以下の薄い反射層を用いて、横方向の放熱効果を促進することが好ましい。
また、一般に薄膜の熱伝導率はバルク状態の熱伝導率に比べて小さくなる。特に、膜厚が40nm未満の薄膜では、成長初期の島状構造の影響で熱伝導率が1桁以上小さくなる場合があり好ましくない。更に、成膜条件によって結晶性や不純物量が異なるため、同じ組成の膜を作成したつもりでも熱伝導率が異なることもあり、配慮が必要である。
第一の記録構成層の反射層による放熱は反射層の厚みを厚くしても促進できるが、厚みが300nmを超えると、第1記録層の膜面方向よりも膜厚方向の熱伝導が顕著になり、膜面方向の温度分布改善効果が得られない。また、反射層自体の熱容量が大きくなり、反射層ばかりでなく、ひいては第1記録層の冷却に時間がかかるようになって非晶質マークの形成が阻害される。最も好ましいのは、高熱伝導率の反射層を薄く設けて横方向への放熱を選択的に促進することである。従来用いられていた急冷構造は、膜厚方向の1次元的な熱の逃げのみに注目し、第1記録層から反射層に早く熱を逃すことのみを意図しており、この平面方向の温度分布の平坦化に十分な注意が払われていなかった。
反射層の材料としては、Au、Ag又はAg合金、Al合金等が挙げられる。Ag合金としては、Agを90原子%以上含有するものが好ましい。添加する元素としては、Cu、Pt、Pdなどが挙げられる。
Ag又はAg合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は30〜200nmである。30nm未満では純Agでも放熱効果は不十分である。200nmを超えると熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、不必要な厚膜は生産性を低下させる。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
Al合金としては、例えばTa、Ti、Co、Cr、Si、Sc、Hf、Pd、Pt、Mg、Zr、Mo、Mnから選ばれた少なくとも1種の元素を0.2〜2原子%添加した合金が挙げられ、これらは添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加し、また耐ヒロック性が改善されるので、耐久性、体積抵抗率、成膜速度等を考慮して用いることができる。添加元素量が0.2原子%未満では、成膜条件にもよるが、耐ヒロック性が不十分であることが多い。また、2原子%より多いと上記の低抵抗率を得難い。経時安定性をより重視する場合には添加元素としてTaが好ましい。
更に、Cuを0.3〜5.0原子%含有するAl−Cu系合金も好ましい。特に、ZnSとSiOとの混合系組成の膜とTaの膜を積層した2層構成の保護層とする場合には、Cuを0.5〜4.0原子%含有するAl−Cu系合金が耐食性、密着性、高熱伝導率の全てをバランス良く満足するので望ましい。また、Siを0.3〜0.8原子%、Mgを0.3〜1.2原子%含有するAl−Mg−Si系合金も好ましい。
上記Al合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は150〜300nmである。150nm未満では純Alでも放熱効果が不十分であり、300nmを超えるとAg合金の場合と同様に、熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、反射層そのものの熱容量が大きくなるために記録層の冷却速度が遅くなってしまう。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
本発明者等は、反射層に用いるAg合金又はAl合金は、その添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加することを確認している。一方、不純物の添加は一般的に結晶粒径を小さくし、粒界の電子散乱を増加させて熱伝導率を低下させると考えられる。添加不純物量の調節は、結晶粒径を大きくすることで材料本来の高熱伝導率を得るために必要である。
次に放熱層について説明する。
本発明の第2記録層は、結晶化温度(Tm)近傍での再凝固時の結晶成長が再結晶化の律速になっている。Tm近傍での冷却速度を極限まで大きくして、非晶質マーク及びそのエッジの形成を確実かつ明確なものとするには、超急冷構造が有効であり、かつ膜面方向の温度分布の平坦化で、元々Tm近傍で高速消去可能であったものが、より高消去パワーまで確実に再結晶化による消去を確保できる。このため、いわゆる「第3保護層での熱伝導遅延効果を考慮した超急冷構造」を本発明に係る第二の記録構成層に適用すると、半透明な相変化材料を用いた構成でもアモルファス化が良好にでき記録マークが形成できる。
本発明では、このような超急冷のために放熱層を設ける。放熱層の形成に際しては、製膜時のデポジションレートを反射層の場合よりも遅くして膜厚不均一性をなくす必要がある。その膜厚は、2nm以上10nm未満が望ましく、2nm未満ではデポジションレートを遅くしても不均一になる。10nm未満にしないと第二の記録構成層の透過率が高くならないので第1の記録層に光が到達しない。第二の記録構成層の透過率は40%以上が望ましい。
放熱層の材料としては、上記超急冷構造とするためには、Au、Ag又はAg合金、Al合金が好ましい。
Auは膜厚が200nmで反射率が37%程度であり、膜厚200nmで88%のAgと比べて低いが、吸収がAgと同等なため、厚みが薄い2nm以上10nm未満の膜厚の時、透過率が高くとれ、第二の記録構成層の半透明な層としては良い。
Ag又はAg合金については、前記反射層の場合と同様であり、好ましい膜厚も同様の理由により30〜200nmである。
上記Al合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は150〜300nmである。150nm未満では純Alでも放熱効果は不十分である。また300nmを超えると熱が水平方向よりも垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、反射放熱層自体の熱容量が大きくなり、そのため記録層の冷却速度が遅くなってしまう。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
反射層や放熱層は通常スパッタ法や真空蒸着法で形成されるが、ターゲットや蒸着材料自体の不純物量と、成膜時に混入する水分や酸素量を併せた全不純物量を2原子%以下とする必要がある。そのためプロセスチャンバの到達真空度は1×10−3Pa以下とすることが望ましい。また、10−4Paより悪い到達真空度で成膜する場合には、成膜レートを1nm/秒以上、好ましくは10nm/秒以上として不純物が取り込まれるのを防ぐことが望ましい。或いは、意図的な添加元素を1原子%より多く含む場合は、成膜レートを10nm/秒以上として付加的な不純物混入を極力防ぐことが望ましい。
成膜条件は不純物量とは無関係に結晶粒径に影響を及ぼす場合もある。例えば、AlにTaを2原子%程度混入した合金膜は、結晶粒の間に非晶質相が混在するが結晶相と非晶質相の割合は成膜条件に依存する。また、低圧でスパッタするほど結晶部分の割合が増え、体積抵抗率が下がり、熱伝導率が増加する。
膜中の不純物組成或いは結晶性は、スパッタに用いる合金ターゲットの製法やスパッタガス(Ar、Ne、Xe等)にも依存する。このように薄膜状態の体積抵抗率は、金属材料の組成のみによっては決まらない。高熱伝導率を得るためには、上記のように不純物量を少なくすることが望ましいが、一方でAgやAlの純金属は耐食性や耐ヒロック性に劣る傾向があるため、両者のバランスを考慮して最適組成を決める必要がある。
更なる高熱伝導性と高信頼性を得るために反射層を多層化することも有効である。この場合、少なくとも1層は、全層合計膜厚の50%以上の膜厚を有し、実質的に放熱効果に寄与する前記高熱伝導性材料(低体積抵抗率材料)からなり、他の層が耐食性や保護層との密着性、耐ヒロック性の改善に寄与するように構成される。
具体例としては、金属の中で最も高熱伝導率及び低体積抵抗率であるAgを用いた場合、Agに隣接する保護層中にSが含まれると、Agの硫化による腐食を起し易く、繰返しオーバーライト(O/W)した場合の劣化がやや速いという傾向がある。また、高温高湿の加速試験環境下で腐食を生じ易い傾向がある。
そこで、低体積抵抗率材料としてAg又はAg合金を用いる際には、隣接保護層との間に界面層としてAl合金層を厚さ1〜100nm設けることも有効である。Al合金としては反射層のところで述べたのと同じ材料を用いることができる。界面層の厚さは1nm未満では保護効果が不十分で、100nmを超えると放熱効果が犠牲になる。また、厚さを5nm以上とすれば、層が島状構造とならず均一に形成され易い。
更に、Ag合金放熱層とAl合金界面層を用いる場合、AgとAlは比較的相互拡散し易い組み合わせなので、Al合金表面を厚さ1nm以上酸化して界面酸化層を設けることが一層好ましい。なお、界面酸化層の厚さが5nm、特に10nmを越えると、それが熱抵抗となり、本来の趣旨である極めて放熱性の高い放熱層としての機能が損なわれるので好ましくない。
本発明において良好な特性を示す高熱伝導率の反射層及び放熱層を選択するために、それぞれの熱伝導率を直接測定することも可能であるが、熱伝導の良否を電気抵抗を利用して見積ることができる。金属膜のように電子が熱又は電気伝導を主として司る材料においては、熱伝導率と電気伝導率との間に良好な比例関係があるためである。薄膜の電気抵抗は、その膜厚や測定領域の面積で規格化された抵抗率値で表す。体積抵抗率と面積抵抗率は、通常の4探針法で測定でき、JIS N 7194によって規定されている。本法により、薄膜の熱伝導率そのものを実測するよりも遥かに簡便かつ再現性の良いデータが得られる。
好ましい反射層及び放熱層の特性としては、体積抵抗率が20〜150nΩ・mであり、より好ましくは20〜100nΩ・mである。薄膜状態で20nΩ・m未満とすることは実質的に難かしい。また150nΩ・mより体積抵抗率が大きい場合でも、例えば300nmを超える厚膜とすれば面積抵抗率を下げることはできるが、本発明者等の検討によれば、このような高体積抵抗率材料で面積抵抗率のみを下げても十分な放熱効果は得られなかった。厚膜では単位面積当りの熱容量が増大してしまうためと考えられる。また、このような厚膜では成膜に時間がかかり材料費も増えるため、製造コストの観点から好ましくないばかりでなく、膜表面の微視的な平坦性も悪くなってしまう。
前述した反射層や放熱層の多層化は、高体積抵抗率材料と低体積抵抗率材料を組み合わせることにより所望の膜厚で所望の面積抵抗率を得るためにも有効である。合金化による体積抵抗率調節は、合金ターゲットの使用によりスパッタ工程を簡素化できるが、ターゲット製造コスト、ひいては媒体の原材料比を上昇させる要因にもなる。従って、純Al、純Ag又は純Auの薄膜と上記添加元素そのものの薄膜を多層化して所望の体積抵抗率を得ることも有効である。層数が3層程度までであれば初期の装置コストは増加するものの、媒体コストは却って抑制できる場合がある。反射層を複数の金属膜からなる全膜厚が40〜300nmの多層構造とし、全膜厚の50%以上が体積抵抗率20〜150nΩ・mの金属薄膜層(複数の層であってもよい)とするのが好ましい。
次に、図1に示すようにカバー基板を薄く設ける構成で、高NAの対物レンズを用いる場合には、カバー基板の厚さは0.3mm以下、好ましくは0.06〜0.20mmの厚さが要求されるため、シート状であることが好ましい。NAが0.50〜0.70では、厚さ0.6mmのカバー基板を用いる。
カバー基板の材料としては、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、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。
これらの材料からなる透明シートを用いて薄型カバー基板を形成する方法としては、紫外線硬化樹脂又は透明な両面粘着シートを介して、透明シートを貼り付ける方法が挙げられる。また、紫外線硬化樹脂を保護層上に塗布してこれを硬化させ薄型カバー基板を形成してもよい。
樹脂中間層や接着層にも、上記の樹脂を用いることができるが、紫外線硬化樹脂がコストの面で優れているので好ましい。
樹脂中間層の厚さは、NAが0.6〜0.65程度で、青色(405nm)LDの場合には、各層からの信号の干渉を少なくすることができる20〜50μmが好ましく、より好ましくは30〜40μmである。
本発明によれば、青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、O/W特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ROMとの互換を可能とした、高密度記録可能な相変化型光記録媒体を提供できる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1
ポリカーボネート製基板21上に、反射層22(Ag97CuPtPd)、第1界面層34〔(TiC)80(TiO20〕、第1保護層23(ZnS・SiO)、第1記録層24(AgInSb65Te25)、第2保護層25(ZnS・SiO)、樹脂中間層26(UV硬化樹脂、三菱マテリアル社製SD318)、第3保護層27(IZO)、放熱層28(Ag97CuPtPd)、第2界面層35〔(TiC)80(TiO20〕、第4保護層29(ZnS・SiO)、第2記録層30(Ge43Te43Sn12)、第5保護層31(ZnS・SiO)、カバー基板33(ポリカーボネート)を順次形成して、図2に示す層構成の相変化型光記録媒体を作製した。なお、各層の厚さは下記の通りであり、樹脂中間層26はスピンコート法で形成し、カバー基板33は透明な粘着シート(帝人の75μm厚みポリカシート)を介して貼り付け、その他の層は、スパッタ法により厚さを制御しながら形成した。
基板21:0.6mm、反射層22:100nm、第1界面層34:2nm、第1保護層23:10nm、第1記録層24:14nm、第2保護層25:60nm、樹脂中間層26:35μm、第3保護層27:30nm、放熱層28:5nm、第4保護層29:8nm、第2記録層30:12nm、第5保護層31:130nm、カバー基板33:0.6mm。また、基板1の溝深さd1=35nm、カバー基板の溝深さd2=30nmである。
実施例2
第1界面層の材質を(ZrC)80(ZrO20に変え、第3保護層の材質をITOに変え、第2界面層を無くして放熱層を厚さ5nmのAuに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例3
第1界面層を(SiC)80(SiO20に変え、第2界面層の材質を(CrC)80(CrO20に変え、基板及びカバー基板の溝深さを、d1=75nm、d2=90nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例4
第1界面層、第2界面層の材質を(SiC)80(SiO20に変え、基板及びカバー基板の溝深さを、d1=160nm、d2=150nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例5
基板及びカバー基板の溝深さを、d1=230nm、d2=220nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例6
第1界面層をなくした点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例7
第2界面層をなくした点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
実施例8
基板及びカバー基板の溝深さを、d1=100nm、d2=35nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
比較例1
第1界面層を無くし、基板及びカバー基板の溝深さを、d1=60nm、d2=50nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
比較例2
第3保護層と第1、第2界面層を無くした点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
比較例3
基板及びカバー基板の溝深さを、d1=100nm、d2=40nmに変えた点以外は、実施例1と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
上記実施例1〜8、比較例1〜3光記録媒体について、第一の記録構成層及び第二の記録構成層の溝深さとプッシュプル信号の比(第一の記録構成層の信号の大きさを1とした場合の第二の記録構成層の信号の大きさ)を表2に示す。光学系の波長は402nmとした。また、ポリカーボネートの屈折率nは約1.53である。
表に示すように比較例1の第二の記録構成層の溝深さは60nmであるが、この値は、λ/(4n)=402nm/4×1.53≒66nmに近いため、第二の記録構成層のプッシュプル信号が小さくなりトラッキングが掛かり難くなる。
また、第二の記録構成層は第2記録層に記録してある場合と無い場合でも透過率が変わるので、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさは第二の記録構成層と同等以上でないと安定し難い。逆に、第一の記録構成層のプッシュプル信号の方が小さいと、トラッキングが不安定になり、2層記録が不安定になり易いことになる。
Figure 2005190647
上記実施例1〜8、比較例1〜3の光記録媒体の各層の構成材料を纏めて表3に示す。
Figure 2005190647
<評価>
上記実施例1〜7、比較例1〜2の各光記録媒体に対し、波長402nm、開口数NA0.65の光学系を用いて集束光ビームを照射し、線速:6.0m/s、0.160μm/bitの条件で、初期ジッタ(Jitter)、記録感度(記録パワー、即ち、ジッタ最小を示すパワー)、アーカイバル特性、O/W特性を評価した。
結果を表4に示す。評価判断基準は次の通りである。
・アーカイバル特性:80℃、85%(RH)の保存でジッタ上昇が20%以上となる時間(H)。
・O/W特性:オーバーライト(O/W)によるジッタ上昇が20%に到達したオーバーライト回数(回)。
・記録感度(記録パワー):ジッタ最小となるパワー
表4から分るように、実施例1〜5の光記録媒体は、比較例1〜2に比べて何れも優れた記録感度、アーカイバル特性、O/W特性を示した。
比較例1〜2は、保存特性(アーカイバル特性)が非常に悪く、記録パワーも高く、感度が良好ではなかった。
Figure 2005190647
本発明の相変化型光記録媒体の一例を示す層構成断面図である。 実施例の相変化型光記録媒体の層構成を示す断面図である。 波長405nm、NA=0.65での光入射側の基板の溝深さとプッシュプル(push pull)信号及びRF信号の関係を示す図である。 波長405nm、NA=0.65での光入射側からみて奥側の基板の溝深さとプッシュプル(push pull)信号及びRF信号の関係を示す図である。
符号の説明
1 基板
2 反射層
3 第1保護層
4 第1記録層
5 第2保護層
6 樹脂中間層
7 第3保護層
8 放熱層
9 第4保護層
10 第2記録層
11 第5保護層
13 カバー基板
14 第1界面層
21 基板(ポリカーボネート)
22 反射層(Ag97CuPtPd
23 第1保護層(ZnS・SiO
24 第1記録層(AgInSb65Te25
25 第2保護層(ZnS・SiO
26 樹脂中間層(UV硬化樹脂 SD318)
27 第3保護層(IZO)
28 放熱層(Ag97CuPtPd
29 第4保護層(ZnS・SiO
30 第2記録層(Ge43Te43Sn12
31 第5保護層(ZnS・SiO
33 カバー基板(ポリカーボネート)
34 第1界面層(TiC)80(TiO20
35 第2界面層(TiC)80(TiO20
100 第一の記録構成層
200 第二の記録構成層

Claims (9)

  1. 基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることを特徴とする相変化型光記録媒体。
  2. カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ(d1)とカバー基板の溝深さ(d2)の関係がd1>d2であり、溝深さが0より大きく7λ/8n以下の範囲にあり、且つ、λ/4n、λ/2n、3λ/4nではない(但し、λ:記録再生波長、n:基板の屈折率)ことを特徴とする請求項1記載の相変化型光記録媒体。
  3. 第一の記録構成層は、基板側から順に、反射層、第1界面層、第1保護層、第1記録層、第2保護層を有し、第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に、第3保護層、放熱層、第4保護層、第2記録層、第5保護層を有することを特徴とする請求項1又は2記載の相変化型光記録媒体。
  4. 放熱層と第4保護層の間に第2界面層を有することを特徴とする請求項3記載の相変化型光記録媒体。
  5. 第1記録層が、SbTeを主成分とする合金からなり、第2記録層がGeTeを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項3又は4の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
  6. 第1保護層、第2保護層、第4保護層、第5保護層が、ZnS・SiOからなることを特徴とする請求項3〜5の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
  7. 第3保護層が、ITO又はIZOからなることを特徴とする請求項3〜6の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
  8. 第1界面層及び/又は第2界面層が、TiC・TiO、ZrC・ZrO、SiC・SiO、CrC・CrOの何れかからなることを特徴とする請求項3〜7の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
  9. 反射層及び放熱層が、Au、Ag、Ag合金、Al合金の何れかからなることを特徴とする請求項3〜8の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
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