JP2006228274A - 相変化型光記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ＤＶＤ６倍速以上の高速記録が可能で、かつ広い線速度範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する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、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化記録層、並びに該記録層と接し、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を有する相変化型光記録媒体。
（２）窒化物がＡｌＮ及び／又はＧｅＮ、炭化物がＴｉＣ及び／又はＳｉＣである（１）記載の相変化型光記録媒体。
（３）基板上に少なくとも、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層を有し、下部保護層と相変化記録層の間、及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、前記界面層を有する（１）又は（２）記載の相変化型光記録媒体。
【選択図】 図２
【解決手段】 （１）基板上に少なくとも、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化記録層、並びに該記録層と接し、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を有する相変化型光記録媒体。
（２）窒化物がＡｌＮ及び／又はＧｅＮ、炭化物がＴｉＣ及び／又はＳｉＣである（１）記載の相変化型光記録媒体。
（３）基板上に少なくとも、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層を有し、下部保護層と相変化記録層の間、及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、前記界面層を有する（１）又は（２）記載の相変化型光記録媒体。
【選択図】 図２
Description
本発明は、書換え可能な相変化型光記録層を有する高密度記録用の光記録媒体、例えば、ＤＶＤ−ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等に関する。
近年、相変化材料を記録層とした光記録媒体、特に相変化光ディスクの開発が盛んに行われている。
一般に相変化光ディスクは透明なプラスチック基板上に特定の溝を形成し、その上に薄膜を形成する。基板に用いられるプラスチック材料は主にポリカーボネートで、溝の形成には射出成形法がよく用いられる。基板上に成膜する薄膜は多層膜で、基板から順番に下部保護層、記録層、上部保護層、反射層の構成が基本的なものである。下部及び上部保護層には酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ２を混合したＺｎＳ−ＳｉＯ２がよく用いられる。記録層にはＳｂＴｅを主成分とする相変化材料がよく用いられる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられるが、これらの他にもＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなどが用いられる。反射層には金属材料が用いられるが、光学特性及び熱伝導率などからＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料がよく用いられる。
一般に相変化光ディスクは透明なプラスチック基板上に特定の溝を形成し、その上に薄膜を形成する。基板に用いられるプラスチック材料は主にポリカーボネートで、溝の形成には射出成形法がよく用いられる。基板上に成膜する薄膜は多層膜で、基板から順番に下部保護層、記録層、上部保護層、反射層の構成が基本的なものである。下部及び上部保護層には酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ２を混合したＺｎＳ−ＳｉＯ２がよく用いられる。記録層にはＳｂＴｅを主成分とする相変化材料がよく用いられる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられるが、これらの他にもＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなどが用いられる。反射層には金属材料が用いられるが、光学特性及び熱伝導率などからＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料がよく用いられる。
これらの多層膜の成膜には抵抗線加熱法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など様々な方法を用いる事ができるが、中でも量産性に優れている点からスパッタ法がよく用いられる。これらの多層膜を形成後、薄膜を保護する為に樹脂層をスピンコートにより被覆する。
このようにして作製された相変化光ディスクは、記録層に用いられている相変化材料がアモルファス状態であるため、これを結晶化状態にする、所謂初期化工程を施す事が一般的である。相変化光ディスクの初期化は、ディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させる事で行う。レーザ光の照射にはフォーカシング機能を設けてより効率の良いレーザ照射を行う場合が多い。
このようにして作製された相変化光ディスクは、記録層に用いられている相変化材料がアモルファス状態であるため、これを結晶化状態にする、所謂初期化工程を施す事が一般的である。相変化光ディスクの初期化は、ディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させる事で行う。レーザ光の照射にはフォーカシング機能を設けてより効率の良いレーザ照射を行う場合が多い。
初期化された相変化光ディスクは任意に決められたレーザ発光パターン（以下、記録ストラテジ）を照射することで任意のアモルファスマークを形成する事ができる。更に、相変化光ディスクでは消去と記録を同時に行う、所謂ダイレクトオーバーライト（以下、ＤＯＷという）記録が可能である。ちなみに消去とはアモルファス状態のマークを結晶化させる事で、記録とは結晶状態からアモルファス状態のマークを形成する事である。
よく用いられる記録ストラテジとしては記録パワー（Ｐｗ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）の３値制御（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）がある。これらと種々のパルス幅を組み合わせて特定の長さのマークを記録する。データ記録・再生の変調方式としてＣＤで使われているＥＦＭ変調やＤＶＤで使われているＥＦＭ＋変調などはマークエッジ記録方式であるからマーク長の制御が非常に重要である。このマーク長の制御の評価としてはジッター特性が一般的に用いられる。
よく用いられる記録ストラテジとしては記録パワー（Ｐｗ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）の３値制御（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）がある。これらと種々のパルス幅を組み合わせて特定の長さのマークを記録する。データ記録・再生の変調方式としてＣＤで使われているＥＦＭ変調やＤＶＤで使われているＥＦＭ＋変調などはマークエッジ記録方式であるからマーク長の制御が非常に重要である。このマーク長の制御の評価としてはジッター特性が一般的に用いられる。
このような相変化光ディスクは、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどに応用され、オーディオビジュアル用途及びコンピュータの情報記録用途として広く普及しているが、最近では更なるデジタル容量の大容量化により、これらの光ディスクへの記録速度の向上が期待されている。相変化技術を用いた光ディスクへの高速記録には、より速い記録線速度での書換え性能とより広い記録線速度範囲での書換え性能の双方が要求される。前者は最高記録線速度であり、後者は記録可能な線速度範囲に相当する。この点について以下に説明する。
記録方式として、記録回転数一定で記録を行うＣＡＶ記録と線速度一定で行うＣＬＶ記録の２種類を考えた時、ＣＬＶ記録の場合は半径値により回転数が変わり、内周側になるほど高い回転数が要求される。この為、最高線速度は光ディスク用記録再生装置が有する光ディスクの回転能力の限界で決まってしまい、それ以上の線速度での記録が可能な場合は回転能力限界の回転数一定のＣＡＶ記録を用いる必要性が出てくる。
例えば、光ディスク用記録再生装置の回転数の限界を１００００ｒｐｍとすると、その場合半径２４ｍｍでは約２５ｍ／ｓの線速度であり、これをＤＶＤの基準線速度３．５ｍ／ｓで規格化すると約７倍速にあたり、これ以上の高速記録を行おうとするとディスクの特定の半径範囲或いは全面でＣＡＶ記録を行う必要がある。或いは、ディスク半径値に対応した、複数の記録線速度を利用するＺＣＬＶ記録を行う必要がある。
以上のように、記録線速度の向上とは最高線速度の向上だけでなく、ある一定の記録線速度範囲での書換え性能も同時に求められる。
記録方式として、記録回転数一定で記録を行うＣＡＶ記録と線速度一定で行うＣＬＶ記録の２種類を考えた時、ＣＬＶ記録の場合は半径値により回転数が変わり、内周側になるほど高い回転数が要求される。この為、最高線速度は光ディスク用記録再生装置が有する光ディスクの回転能力の限界で決まってしまい、それ以上の線速度での記録が可能な場合は回転能力限界の回転数一定のＣＡＶ記録を用いる必要性が出てくる。
例えば、光ディスク用記録再生装置の回転数の限界を１００００ｒｐｍとすると、その場合半径２４ｍｍでは約２５ｍ／ｓの線速度であり、これをＤＶＤの基準線速度３．５ｍ／ｓで規格化すると約７倍速にあたり、これ以上の高速記録を行おうとするとディスクの特定の半径範囲或いは全面でＣＡＶ記録を行う必要がある。或いは、ディスク半径値に対応した、複数の記録線速度を利用するＺＣＬＶ記録を行う必要がある。
以上のように、記録線速度の向上とは最高線速度の向上だけでなく、ある一定の記録線速度範囲での書換え性能も同時に求められる。
ＣＤやＤＶＤでＣＡＶ記録を行った場合、ディスクサイズが直径１２０ｍｍである事から、（最外周での記録線速度）／（最内周での記録線速度）の比率を求めると、記録線速度範囲は約２．４倍である。具体的には、ＤＶＤ＋ＲＷの４倍速ディスクでは、ＣＡＶ記録に必要な記録線速度範囲は、５．８〜１４．０ｍ／ｓとなる。なお、ここでいう「４倍速」とはＤＶＤの基準線速度である３．５ｍ／ｓの４倍の線速度のことである。
一方、最高記録線速度が速くなると、必然的に記録線速度範囲も広くなる。即ち、上述したように、４倍速ディスクでは５．８〜１４．０ｍ／ｓ（記録線速度範囲８．２ｍ／ｓ）であるが、これが８倍速ディスクになると１１．５〜２８．０ｍ／ｓ（記録線速度範囲１６．５ｍ／ｓ）と記録線速度範囲が広がることが分かる。以上の事から、ＣＡＶ或いはＺＣＬＶ記録において記録線速度を向上させるためには、最高記録線速度を速くすると同時に記録線速度範囲を更に広げる事が必要である事が分かる。
一方、最高記録線速度が速くなると、必然的に記録線速度範囲も広くなる。即ち、上述したように、４倍速ディスクでは５．８〜１４．０ｍ／ｓ（記録線速度範囲８．２ｍ／ｓ）であるが、これが８倍速ディスクになると１１．５〜２８．０ｍ／ｓ（記録線速度範囲１６．５ｍ／ｓ）と記録線速度範囲が広がることが分かる。以上の事から、ＣＡＶ或いはＺＣＬＶ記録において記録線速度を向上させるためには、最高記録線速度を速くすると同時に記録線速度範囲を更に広げる事が必要である事が分かる。
本発明に関連する公知文献としては、以下に述べる特許文献１〜６が挙げられるが、どの文献にも、後述する本発明者らが見出した再生エラーに関する新たな課題については記載も示唆もされておらず、当然ながら、その解決手段に関する記載もない。
特許文献１には、相変化記録膜を有する線速度可変記録用情報記録媒体において、記録膜に接している少なくとも１つの界面層が、記録膜構成元素と周期律表で左方向又は下方向、又は左斜め下方向に一区画離れた元素よりなる群と、記録膜構成元素自身、又は周期律表で記録膜構成元素の上方３区画までの元素からなる群より選ばれた少なくとも１元素との組み合わせより成る材料を主成分とする情報記録媒体が開示されている。そして低線速度では記録マークの周辺の再結晶領域幅が広くなることにより所望のマーク幅を得ることができないという課題を解決し、線速度可変で、用いる線速度領域全域において良好な消去性能と記録性能を併せ持つ情報記録媒体の提供を目的としているが、Ｔｅを５０％以上含むＧｅＳｂＴｅ化合物を記録層に用いており、Ｓｂを主成分とする記録層を用いる本発明とは構成も効果も異なる。
特許文献１には、相変化記録膜を有する線速度可変記録用情報記録媒体において、記録膜に接している少なくとも１つの界面層が、記録膜構成元素と周期律表で左方向又は下方向、又は左斜め下方向に一区画離れた元素よりなる群と、記録膜構成元素自身、又は周期律表で記録膜構成元素の上方３区画までの元素からなる群より選ばれた少なくとも１元素との組み合わせより成る材料を主成分とする情報記録媒体が開示されている。そして低線速度では記録マークの周辺の再結晶領域幅が広くなることにより所望のマーク幅を得ることができないという課題を解決し、線速度可変で、用いる線速度領域全域において良好な消去性能と記録性能を併せ持つ情報記録媒体の提供を目的としているが、Ｔｅを５０％以上含むＧｅＳｂＴｅ化合物を記録層に用いており、Ｓｂを主成分とする記録層を用いる本発明とは構成も効果も異なる。
特許文献２には、一般式［（Ｇｅ，Ｓｎ）ＡＳｂ２Ｔｅ３＋Ａ］１００−ＢＭＢ（但し、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＮから選ばれる少なくとも１つの元素）で表され、前記一般式のＡ及びＢは、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０の範囲内にある記録層を有し、界面層が窒化物、窒化酸化物及び炭化物から選ばれる少なくとも一つを主成分とする光記録媒体が開示されている。そして高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない光記録媒体の提供を目的としているが、記録層の主成分はＴｅであり、Ｓｂを主成分とする記録層を用いる本発明とは構成も効果も異なる。
特許文献３には、記録層にＳｂを主成分とするＡｇＩｎＳｂＴｅを用い、記録層と上部保護層の間に緩衝層を有し、該緩衝層が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂから選ばれる２種以上の元素を含む窒化物、及び／又は、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｙから選ばれる２種以上の元素を含む酸化物からなる光記録媒体が開示されている。そして高密度かつ高速記録において、初回記録時の媒体特性を保ち、繰り返し記録した後も十分な特性を確保することができる優れた相変化型記録媒体の提供を目的としているが、本発明とは記録層の構成や効果が異なる。
特許文献３には、記録層にＳｂを主成分とするＡｇＩｎＳｂＴｅを用い、記録層と上部保護層の間に緩衝層を有し、該緩衝層が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂから選ばれる２種以上の元素を含む窒化物、及び／又は、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｙから選ばれる２種以上の元素を含む酸化物からなる光記録媒体が開示されている。そして高密度かつ高速記録において、初回記録時の媒体特性を保ち、繰り返し記録した後も十分な特性を確保することができる優れた相変化型記録媒体の提供を目的としているが、本発明とは記録層の構成や効果が異なる。
特許文献４には、相変化記録層にＳｂＳｎＧｅＴｅＭ１（Ｍ１はＩｎ，Ｇａ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇほか）を用いた光記録媒体が開示されている。しかし、界面層に関する記載は見当たらない。
特許文献５には、Ｓｂの比率が３８〜５４原子％の範囲にあるＧａ−Ｉｎ−Ｓｂ合金を相変化記録層に用い、記録層に接するように炭化物層を設けた、高速記録に適した光記録媒体が開示されている。しかし、Ｓｂの含有比率が少なくＤＶＤ６倍速以上の高速記録には対応できない構成である上に、炭化物層は記録層の結晶化速度の向上を目的として設けられるものであって、本発明の界面層とは機能が異なる。
特許文献６には、相変化記録層にＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金を用い、上部保護層に結晶化を促進させるＳｉＣ系を設けることにより、１０ｍ／ｓレベルの高速記録においても繰り返し記録特性が良好で、かつ保存信頼性が十分確保できる光記録媒体が開示されている。しかし、本発明でいう界面層は設けておらず、本発明とは構成も効果も異なる。
特許文献５には、Ｓｂの比率が３８〜５４原子％の範囲にあるＧａ−Ｉｎ−Ｓｂ合金を相変化記録層に用い、記録層に接するように炭化物層を設けた、高速記録に適した光記録媒体が開示されている。しかし、Ｓｂの含有比率が少なくＤＶＤ６倍速以上の高速記録には対応できない構成である上に、炭化物層は記録層の結晶化速度の向上を目的として設けられるものであって、本発明の界面層とは機能が異なる。
特許文献６には、相変化記録層にＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金を用い、上部保護層に結晶化を促進させるＳｉＣ系を設けることにより、１０ｍ／ｓレベルの高速記録においても繰り返し記録特性が良好で、かつ保存信頼性が十分確保できる光記録媒体が開示されている。しかし、本発明でいう界面層は設けておらず、本発明とは構成も効果も異なる。
前記背景技術の項で、ＣＡＶ記録或いはＺＣＬＶ記録の必要性が光ディスク用記録再生装置の有する光ディスクの回転能力の限界から来ていると説明したが、特にＣＡＶ記録は回転数が一定である事から、記録する半径値によって回転数を調整する必要が無い為、ランダムアクセス記録の高速化に必須の技術でもある。ランダムアクセス記録の高速化はデータ転送の高速化でもあり、結果的に記録速度の向上にも繋がる。
このように高速記録に求められる、最高記録線速度と広い記録線速度範囲の実現を開発中に、本発明者らは従来知られていない新たな課題を見出した。
即ち、ディスク特性としてジッター特性が実用レベルにある記録線速度範囲でも再生エラーが多くなるという現象を見出した。ちなみに、ここでいう再生エラーとは、実際に記録された信号をデジタルデータに変換する際の確かさを表したもので、その値が低い程良好である。
従来はジッター特性が良好であれば再生エラーも低く、それぞれが相反するという現象は確認されていない。唯一、相反する場合としては、ディスクに欠陥が多い場合にジッター特性と再生エラー特性が相反する場合が稀にあるが、本発明者らが見出した現象は全く異なるものであった。
このように高速記録に求められる、最高記録線速度と広い記録線速度範囲の実現を開発中に、本発明者らは従来知られていない新たな課題を見出した。
即ち、ディスク特性としてジッター特性が実用レベルにある記録線速度範囲でも再生エラーが多くなるという現象を見出した。ちなみに、ここでいう再生エラーとは、実際に記録された信号をデジタルデータに変換する際の確かさを表したもので、その値が低い程良好である。
従来はジッター特性が良好であれば再生エラーも低く、それぞれが相反するという現象は確認されていない。唯一、相反する場合としては、ディスクに欠陥が多い場合にジッター特性と再生エラー特性が相反する場合が稀にあるが、本発明者らが見出した現象は全く異なるものであった。
この現象の詳細を調べる為に、ＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録用に開発した光ディスクに、図１に示す記録ストラテジを用いて３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する単一パターンを記録した場合の記録マーク形状の模式図を図２（ａ）に示す。なお、マーク形状は透過電子顕微鏡で観察した結果であり、マークＡとマークＣは正常な記録マークであるが、マークＢはマーク中に結晶が発生している事が分った。このような結晶がある場合の再生信号は、図２（ｂ）に示す通り、正常な場合（点線）に比べてひずんでしまう。その結果、２値化後の信号は図２（ｃ）のようになり、微結晶のあるマークＢのみが３Ｔよりも短く再生されてしまう。
アモルファスマークに対して結晶状態が影響する例としては、
（１）余熱による再結晶化（例えば、特開２００４−１６４８５０号公報）
（２）高速記録時に十分な結晶化が行えずに消し残りが発生する（例えば、特開２００４
−１６４８４９号公報）
（３）多数回のＤＯＷ記録を行う事でアモルファスマーク周辺に結晶が析出する
などが知られているが、本発明で見出した現象は、ＤＯＷ記録の回数に依らない点、アモルファスマークの全てでなく一部に結晶が発生している点、ジッター特性が良好であるにも関わらず再生エラーが非常に大きくなっている点などから、従来から知られている現象とは異なる事が分かる。
更に、記録密度がＤＶＤ程度に高くなると、このような結晶が最短マークに存在する事が再生エラーの増加に繋がると考えられる。
以上の事から、本発明は、ＤＶＤ６倍速以上の高速記録が可能で、かつ広い線速度範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
アモルファスマークに対して結晶状態が影響する例としては、
（１）余熱による再結晶化（例えば、特開２００４−１６４８５０号公報）
（２）高速記録時に十分な結晶化が行えずに消し残りが発生する（例えば、特開２００４
−１６４８４９号公報）
（３）多数回のＤＯＷ記録を行う事でアモルファスマーク周辺に結晶が析出する
などが知られているが、本発明で見出した現象は、ＤＯＷ記録の回数に依らない点、アモルファスマークの全てでなく一部に結晶が発生している点、ジッター特性が良好であるにも関わらず再生エラーが非常に大きくなっている点などから、従来から知られている現象とは異なる事が分かる。
更に、記録密度がＤＶＤ程度に高くなると、このような結晶が最短マークに存在する事が再生エラーの増加に繋がると考えられる。
以上の事から、本発明は、ＤＶＤ６倍速以上の高速記録が可能で、かつ広い線速度範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する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）〜６）の発明（以下、本発明１〜６という）によって解決される。
１） 基板上に少なくとも、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化記録層、並びに該記録層と接し、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を有することを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 相変化記録層がＧａを含有することを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
３） 窒化物がＡｌＮ及び／又はＧｅＮであ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） 炭化物がＴｉＣ及び／又はＳｉＣであ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。
５） 基板上に少なくとも、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層を有し、下部保護層と相変化記録層の間、及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、前記界面層を有することを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
６） 反射層がＡｇ又はＡｇ合金を主成分とする材料からなることを特徴とする１）〜５）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１） 基板上に少なくとも、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化記録層、並びに該記録層と接し、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を有することを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 相変化記録層がＧａを含有することを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
３） 窒化物がＡｌＮ及び／又はＧｅＮであ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） 炭化物がＴｉＣ及び／又はＳｉＣであ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。
５） 基板上に少なくとも、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層を有し、下部保護層と相変化記録層の間、及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、前記界面層を有することを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
６） 反射層がＡｇ又はＡｇ合金を主成分とする材料からなることを特徴とする１）〜５）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。
現在市販されている書き換え可能な相変化光ディスクは、主に、ＤＶＤ−ＲＡＭのようにＧｅＳｂＴｅ化合物を発展させた材料系を記録層に用いたものと、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷのようにＡｇＩｎＳｂＴｅ系を発展させた材料系を記録層に用いたものの２種類に分類される。
ある液体から結晶が析出するとき核生成と結晶成長の２つのプロセスが含まれる。ＧｅＳｂＴｅ化合物系は核生成頻度が高く、アモルファス又は液相の全ての場所でランダムに核生成が起こり、ランダムに発生した核から結晶成長が起こる。アモルファスマークに消去パルスが照射された場合、アモルファスマーク中の全ての場所で結晶核が生成され、ランダムに発生したそれぞれの結晶核から結晶成長が進み、ほぼ同じ大きさの結晶が多数成長する。このようなメカニズムで記録・消去が繰り返されると、アモルファスマーク周辺にのみ平均より大きい結晶が析出し、消去率が悪くなることがある。また、特許文献１に示されているように、高転送レート実現のためには結晶化速度が速い光ディスクが必要であるが、結晶化速度が速い光ディスクに広い線速度範囲で記録するときに問題が生じる。
即ち、記録マーク周辺には、一度融点まで温度上昇したのち冷却過程で周囲にある結晶核から結晶成長して結晶相となる再結晶領域が形成されるが、低線速度側で記録した場合、記録マーク周辺の再結晶領域の幅が広くなってしまい、所望のマーク幅を得ることができない。この再結晶領域は結晶成長速度に依存し、結晶成長速度が速いほどその幅が広くなるためである。この現象が起こるときは、記録した全てのマークに起こるため、マークの信号強度が低下して信号品質が劣化する不具合は生じるが、ジッタ特性が良いのに再生エラーが大きくなることはない。
現在市販されている書き換え可能な相変化光ディスクは、主に、ＤＶＤ−ＲＡＭのようにＧｅＳｂＴｅ化合物を発展させた材料系を記録層に用いたものと、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷのようにＡｇＩｎＳｂＴｅ系を発展させた材料系を記録層に用いたものの２種類に分類される。
ある液体から結晶が析出するとき核生成と結晶成長の２つのプロセスが含まれる。ＧｅＳｂＴｅ化合物系は核生成頻度が高く、アモルファス又は液相の全ての場所でランダムに核生成が起こり、ランダムに発生した核から結晶成長が起こる。アモルファスマークに消去パルスが照射された場合、アモルファスマーク中の全ての場所で結晶核が生成され、ランダムに発生したそれぞれの結晶核から結晶成長が進み、ほぼ同じ大きさの結晶が多数成長する。このようなメカニズムで記録・消去が繰り返されると、アモルファスマーク周辺にのみ平均より大きい結晶が析出し、消去率が悪くなることがある。また、特許文献１に示されているように、高転送レート実現のためには結晶化速度が速い光ディスクが必要であるが、結晶化速度が速い光ディスクに広い線速度範囲で記録するときに問題が生じる。
即ち、記録マーク周辺には、一度融点まで温度上昇したのち冷却過程で周囲にある結晶核から結晶成長して結晶相となる再結晶領域が形成されるが、低線速度側で記録した場合、記録マーク周辺の再結晶領域の幅が広くなってしまい、所望のマーク幅を得ることができない。この再結晶領域は結晶成長速度に依存し、結晶成長速度が速いほどその幅が広くなるためである。この現象が起こるときは、記録した全てのマークに起こるため、マークの信号強度が低下して信号品質が劣化する不具合は生じるが、ジッタ特性が良いのに再生エラーが大きくなることはない。
一方、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系は核生成頻度が小さいため、アモルファス又は液相の表面、他の層と接している界面、アモルファス又は液相中に存在する不純物や異種物質との界面などで起こる不均一核生成から結晶化が進む。アモルファスマークに消去パルスが照射された場合、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系は記録の過程でアモルファスマーク中に起こる核生成頻度が低いため、アモルファスマーク又は液相と結晶との界面から中心部に向かって結晶成長が起こる。繰り返し記録・消去を行っても、ＧｅＳｂＴｅ化合物系のようにアモルファスマーク周囲に大きい結晶が析出することがなく消去率が良い。また、結晶成長が不均一核生成による場合、マークが小さくなるほどアモルファスマークを結晶化させるのにかかる時間が短くてすむため、均一核生成による材料系よりも、高密度記録、高速記録に有利である。また、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系は、組成比を変えることにより、結晶化速度を調整することができる。具体的には、ＤＶＤ＋ＲＷの４倍速媒体は、最高記録線速度が１４ｍ／ｓであるが、Ｓｂ量を６５％以上と多くし、Ｔｅを２５％以下と少なくすることにより、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系で実現することができる。ＧｅＳｂＴｅ化合物系がＴｅを主成分とする材料であるのに対し、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系はＳｂを主成分とする材料であるとも言える。
しかし、更なる高速媒体にＡｇＩｎＳｂＴｅ系を用いようとすると、Ｓｂ量を更に多くする必要がある。Ｓｂ量を多くすることにより、速い結晶化速度の光ディスクを得ることはできるが、結晶化温度が低くなるため、長期保存後のアモルファスマークの安定性が悪くなってしまう。この問題を解決するため、本発明者らは先願発明（特願２００４−２９９２３）において、Ｓｂを主成分とし、結晶化速度を遅くするＴｅを１０％以下と少なくし、結晶化速度を速くするＳｎ、保存安定性に効果があるＧｅ、アモルファスマークを形成し易くする効果があるＧａからなる材料系を開発した。このＳｎＳｂＧａＧｅ系は、Ｓｂが主成分であり、不均一核生成により結晶化が起こるため、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系の発展系であるといえる。前述した特許文献２の記録層材料は、Ｔｅが多いＧｅＳｂＴｅ化合物系の発展系であり、結晶化モードも均一核生成であることから、ＳｎＳｂＧａＧｅ系とは大きく異なる。また、上記先願では界面層としてＳｉＯ２を用いているが、本発明とは界面層を設ける目的が異なり、かつ窒化物や炭化物を用いる記載もない。
前述したように、本発明者らは、最高記録線速度の向上と広い記録線速度範囲の実現に向けて開発中に、従来知られていない新たな課題、即ち、ディスク特性としてジッター特性が実用レベルにある記録線速度範囲内に再生エラーが多くなるという現象を見出した。この現象は、Ｓｂを主成分とするような不均一核生成により結晶化が起こる材料系、その中でも結晶化速度が速い場合に起こる。均一核生成により結晶化が起こる材料系では、レーザー照射により記録層が同じ温度まで上昇し同じ速度で冷却されると、核生成が起こり、同じように多数の結晶が成長するため、レーザー照射に問題が起きない限り、全てのマークの周辺に結晶が大きく成長することがあっても、あるマークにのみ結晶が成長することは起こり得ない。また、不均一核生成により結晶化が起こる材料系でも、結晶化速度が遅い場合は、記録の過程でアモルファスマーク中に結晶が形成してしまうことはなかった。しかし結晶化速度が速い場合は、記録の過程において、頻度は低いものの、アモルファス中に核生成が生じてしまうと、結晶成長速度が速いため、生成された核が大きな結晶へと成長すると考えられる。
これらのことから、再生エラーが多くなる現象は、核生成が大きく関わっていることが分かったため、本発明者らは、核生成が生じ易い記録層界面及び記録層組成に着目した。記録層に接する界面層として様々な酸化物、窒化物、炭化物について調べた結果、相変化光ディスクで一般的に保護層として用いられるＺｎＳとＳｉＯ２を混合したＺｎＳ−ＳｉＯ２と比較すると、ほとんどの酸化物は核生成頻度が高くなるのに対し、窒化物や炭化物を用いた場合は核生成頻度が抑制されることを見出した。最も核生成頻度が高くなるのはＺｒＯ２などの結晶性酸化物である。これらの酸化物は、記録層との界面で積極的に核生成を促進させ、特開２００４−１１１０１６号公報などのように結晶化速度を速くしたい場合に用いることができる。しかし、今回見出された新たな課題に対しては、このような結晶核生成を促進する酸化物は更に再生エラーを悪化させるので、核生成頻度が抑制される窒化物や炭化物を界面層に用いるのが良い。Ｓｂを主成分とする記録層の場合、酸化物界面層は、接触角が小さく、不均一核生成のための臨界エネルギーが小さくなるので、核生成を促進する。一方、窒化物や炭化物界面層は、接触角が大きく、不均一核生成のための臨界エネルギーが大きくなるので、核生成を抑制すると考えられる。
次に、本発明の実施形態について説明する。
本発明の好ましい実施形態では、図３に示すように、基板上に少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層が形成され、下部保護層と相変化記録層の間及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、記録層に接するように窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を設ける（以下、前者を下部界面層、後者を上部界面層という）。これにより繰り返し記録後もジッター特性や再生エラー特性が優れた相変化型光記録媒体を提供できる。更に反射層上にスピンコートにより紫外線（ＵＶ）硬化樹脂からなる有機保護層を形成してもよく、必要に応じて有機保護層上に、光記録媒体の更なる補強又は保護のため別の基板を貼り合わせてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、図３に示すように、基板上に少なくとも下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層が形成され、下部保護層と相変化記録層の間及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、記録層に接するように窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を設ける（以下、前者を下部界面層、後者を上部界面層という）。これにより繰り返し記録後もジッター特性や再生エラー特性が優れた相変化型光記録媒体を提供できる。更に反射層上にスピンコートにより紫外線（ＵＶ）硬化樹脂からなる有機保護層を形成してもよく、必要に応じて有機保護層上に、光記録媒体の更なる補強又は保護のため別の基板を貼り合わせてもよい。
記録層には、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化材料を用いる。ここで主成分とは、Ｓｂを５５原子％以上、好ましくは６０原子％以上含むことを意味する。Ｓｂが５５原子％未満ではＤＶＤ６倍速以上の高速記録に対応できない。
Ｓｂを主成分とする相変化材料は、どのような組み合わせの元素を添加しても核生成頻度が低く、アモルファスマークを消去する際は、アモルファス又は液相と結晶との界面から中心部に向かって結晶成長が起こる。Ｓｂを多くするほど結晶化速度は速くなるため、ＤＶＤ６倍速以上の高速記録を行う場合は、Ｓｂを６０原子％以上とするのが好ましいが、多くしすぎるとアモルファスマーク中に結晶が発生する頻度が高くなり再生エラーが悪くなるので、Ｓｂを７５原子％以下とするのが好ましい。
Ｓｎ及び／又はＩｎを添加すると、初期結晶化が容易になり均一な結晶が得られ、結晶化速度も速くなる。顕著な効果を得るためには、Ｓｎ及び／又はＩｎを５原子％以上添加するのが好ましい。しかし、多くなりすぎると再生エラーが悪くなるので、Ｓｂ，Ｓｎ，Ｉｎの合計を９０原子％以下とするのが好ましい。
Ｓｂを主成分とする相変化材料は、どのような組み合わせの元素を添加しても核生成頻度が低く、アモルファスマークを消去する際は、アモルファス又は液相と結晶との界面から中心部に向かって結晶成長が起こる。Ｓｂを多くするほど結晶化速度は速くなるため、ＤＶＤ６倍速以上の高速記録を行う場合は、Ｓｂを６０原子％以上とするのが好ましいが、多くしすぎるとアモルファスマーク中に結晶が発生する頻度が高くなり再生エラーが悪くなるので、Ｓｂを７５原子％以下とするのが好ましい。
Ｓｎ及び／又はＩｎを添加すると、初期結晶化が容易になり均一な結晶が得られ、結晶化速度も速くなる。顕著な効果を得るためには、Ｓｎ及び／又はＩｎを５原子％以上添加するのが好ましい。しかし、多くなりすぎると再生エラーが悪くなるので、Ｓｂ，Ｓｎ，Ｉｎの合計を９０原子％以下とするのが好ましい。
Ｇｅを添加すると、アモルファス及び結晶の安定性が向上するうえ、マーク中に結晶が発生する頻度が低くなり再生エラーが良くなる。特に、高速記録になるほど僅かな結晶の変化にも敏感になり記録条件が変わってしまうので、結晶を安定させる効果があるＧｅを添加するのが好ましい。Ｇａと同様に多すぎると結晶化速度が遅くなるので、ＤＶＤ６倍速以上で記録したい場合は１５原子％以下とするのが良い。
Ｇａを添加すると、アモルファス化を促進し、再現性よくアモルファスマークを記録できるので、ジッター特性が良くなる。また、Ｇａを添加するとマーク中に結晶が発生する頻度が低くなり再生エラーが良くなるが、多すぎると結晶化速度が遅くなるので、ＤＶＤ６倍速以上で記録したい場合は１５原子％以下とするのが良い。
この他、目的に応じて更に他の元素を添加してもよい。例えば、Ｚｎ，Ｃｕは結晶化温度を上げるのでアモルファスマークの安定性を更に向上させる効果がある。Ａｇは初期結晶化を更に容易にする、Ｂｉは結晶化速度を更に速くする、Ｓｅ及びＴｅはアモルファスが形成し易くなるなどの効果がある。何れの場合も、多く添加しすぎると再生エラーが悪くなるので、１０原子％以下とするのが良い。
Ｇａを添加すると、アモルファス化を促進し、再現性よくアモルファスマークを記録できるので、ジッター特性が良くなる。また、Ｇａを添加するとマーク中に結晶が発生する頻度が低くなり再生エラーが良くなるが、多すぎると結晶化速度が遅くなるので、ＤＶＤ６倍速以上で記録したい場合は１５原子％以下とするのが良い。
この他、目的に応じて更に他の元素を添加してもよい。例えば、Ｚｎ，Ｃｕは結晶化温度を上げるのでアモルファスマークの安定性を更に向上させる効果がある。Ａｇは初期結晶化を更に容易にする、Ｂｉは結晶化速度を更に速くする、Ｓｅ及びＴｅはアモルファスが形成し易くなるなどの効果がある。何れの場合も、多く添加しすぎると再生エラーが悪くなるので、１０原子％以下とするのが良い。
記録層の膜厚は１０〜１８ｎｍの範囲が適しており、１０ｎｍより薄いと光吸収能が低下し記録層としての機能を失うことがある。また、１８ｎｍより厚いと記録感度が悪くなる。
記録層の形成は、スパッタリング法により行なうのが好ましい。スパッタリングターゲット作製方法の一例を挙げると、あらかじめ仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融したのち取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲットを得ることができる。
このように、記録層はＳｂと添加元素の組み合わせや量によっても、結晶化速度、再生エラー特性、保存安定性を改善することは可能である。しかし、記録層の組成のみで調整を進めると、ＤＶＤ６倍速以上では、結晶化速度、再生エラー特性、保存安定性の何れかの課題が実用レベルに至らなくなってしまう。
記録層の形成は、スパッタリング法により行なうのが好ましい。スパッタリングターゲット作製方法の一例を挙げると、あらかじめ仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融したのち取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲットを得ることができる。
このように、記録層はＳｂと添加元素の組み合わせや量によっても、結晶化速度、再生エラー特性、保存安定性を改善することは可能である。しかし、記録層の組成のみで調整を進めると、ＤＶＤ６倍速以上では、結晶化速度、再生エラー特性、保存安定性の何れかの課題が実用レベルに至らなくなってしまう。
そこで本発明では、更に特性を改善するため、記録層に接するように窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を設ける。ここで主成分とは、少なくとも窒化物又は炭化物を６０モル％以上含むことを意味する。これまで、Ｔｅが多い記録層材料に接するように窒化物又は炭化物層を設けると、核生成頻度が高くなり結晶化速度が上がることが知られていたが、本発明に用いたＳｂを主成分とする記録層に接するように窒化物又は炭化物層を設けると、記録層と窒化物又は炭化物層の界面での核生成頻度が低くなり、再生エラーが低くなることを見出した。
Ｓｂを主成分とする記録層の場合、窒化物又は炭化物界面層は、接触角が小さく不均一核生成のための臨界エネルギーが大きくなるので、核生成を抑制すると考えられる。界面層は、下部保護層と記録層の間でも、上部保護層と記録層の間でも、同様の効果が見られる。最も効果があるのは両側に設けた場合であるが、上部保護層と記録層の間に界面層を設ける場合は、熱特性にも大きく影響が現れるため注意が必要である。
界面層の膜厚は、均一な膜を得るために２ｎｍ以上、熱特性に大きな影響を与えないために８ｎｍ以下とするのが好ましい。
Ｓｂを主成分とする記録層の場合、窒化物又は炭化物界面層は、接触角が小さく不均一核生成のための臨界エネルギーが大きくなるので、核生成を抑制すると考えられる。界面層は、下部保護層と記録層の間でも、上部保護層と記録層の間でも、同様の効果が見られる。最も効果があるのは両側に設けた場合であるが、上部保護層と記録層の間に界面層を設ける場合は、熱特性にも大きく影響が現れるため注意が必要である。
界面層の膜厚は、均一な膜を得るために２ｎｍ以上、熱特性に大きな影響を与えないために８ｎｍ以下とするのが好ましい。
窒化物の具体例としては、ＡｌＮ、ＧｅＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮなどが、炭化物の具体例としては、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＷＣ、ＴａＣなどが挙げられるが、中でもＡｌＮ、ＧｅＮ、ＴｉＣ、ＳｉＣが効果が大きかった。また再生エラーの観点からはこれらの窒化物又は炭化物が良いが、記録層との密着性などを考慮し、酸化物を混合させても良い。具体的には、ＡｌＮ・ＳｉＯ２、ＧｅＮ・ＳｉＯ２などが挙げられる。しかし酸化物が多すぎると再生エラーが悪くなるので、酸化物は４０モル％以下とするのが良い。
上記本発明者らが見出した現象は記録層及び界面での核生成、結晶成長速度によるので、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を設ける手段は、レーザーの波長が変わっても同様の効果がある。また、生成された結晶が小さい場合、マーク長が長いＣＤ−ＲＷでは問題にならなかったのが、ＤＶＤ＋ＲＷ、更にはＢｌｕｅ−ｒａｙ ｄｉｓｃとマーク長が短くなればなるほど影響が大きくなる。
上記本発明者らが見出した現象は記録層及び界面での核生成、結晶成長速度によるので、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を設ける手段は、レーザーの波長が変わっても同様の効果がある。また、生成された結晶が小さい場合、マーク長が長いＣＤ−ＲＷでは問題にならなかったのが、ＤＶＤ＋ＲＷ、更にはＢｌｕｅ−ｒａｙ ｄｉｓｃとマーク長が短くなればなるほど影響が大きくなる。
記録層の初期結晶化は、相変化型光記録媒体を１０〜２５ｍ／ｓ範囲内の一定線速度で回転させ、パワー密度が１５〜４０ｍＷ／μｍ２で行なうのが好ましい。初期結晶化の条件により繰返し記録初期特性が決まるが、高速結晶化の材料ほど、初期結晶化も高速で行なうのが良い。１０ｍ／ｓ未満の線速度で初期結晶化を行なうと、大きな結晶粒が成長してしまうため、アモルファスマークエッジが不均一になり易く、ジッタ特性が悪化する。また、初期結晶化の線速度が２５ｍ／ｓを超えると、ディスクの追従性が悪化するため、反射率に分布が生じ易い。
また、パワー密度１５ｍＷ／μｍ２未満では、パワー不足により均一な結晶が得られず、４０ｍＷ／μｍ２を超えるとパワーが強すぎて繰返し記録特性が悪化する。
基板は、表面にトラッキング用の案内溝を有し、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのディスク状で、低吸水性、光学特性、加工性、コストなどの点から、ポリカーボネート基板が好適である。例えば、本発明をＤＶＤに適用する場合、トラッキング用の案内溝は、ピッチ０．７４±０．０３μｍ、溝深さ２２〜４０ｎｍ、溝幅０．２〜０．４μｍの範囲内の蛇行溝であることが好ましい。特に溝を深くすることにより、光ディスクの反射率が下がり、変調度を大きくすることができる。
また、パワー密度１５ｍＷ／μｍ２未満では、パワー不足により均一な結晶が得られず、４０ｍＷ／μｍ２を超えるとパワーが強すぎて繰返し記録特性が悪化する。
基板は、表面にトラッキング用の案内溝を有し、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのディスク状で、低吸水性、光学特性、加工性、コストなどの点から、ポリカーボネート基板が好適である。例えば、本発明をＤＶＤに適用する場合、トラッキング用の案内溝は、ピッチ０．７４±０．０３μｍ、溝深さ２２〜４０ｎｍ、溝幅０．２〜０．４μｍの範囲内の蛇行溝であることが好ましい。特に溝を深くすることにより、光ディスクの反射率が下がり、変調度を大きくすることができる。
下部保護層には、耐熱性が高く、内部応力が小さく、且つ吸収率の小さいＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用いるのが良い。ＺｎＳは熱伝導率が小さく記録時の熱拡散を抑制できるので、記録感度を上げることができるが、初期化や記録時に結晶に変化してしまい記録層の安定性に悪影響を及ぼすので、ＺｎＳの結晶化を阻害するＳｉＯ２を混合したものを用いる。入射光を効率良く利用するため、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝６０〜９０：４０〜１０（モル％）とすることが好ましい。
下部保護層の膜厚は、５０〜２５０ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍとする。厚すぎると製膜時に基板への熱ダメージが大きくなり、膜剥離が生じ易くなる。また、薄すぎると記録時の基板への熱ダメージが大きく、繰り返し記録特性が悪くなる。特に高速記録になるほど、安定なアモルファスマークを形成するには急冷しなければならないため、高いパワーで記録することになるので、基板は大きな熱ダメージを受け易い。
下部保護層の膜厚は、５０〜２５０ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍとする。厚すぎると製膜時に基板への熱ダメージが大きくなり、膜剥離が生じ易くなる。また、薄すぎると記録時の基板への熱ダメージが大きく、繰り返し記録特性が悪くなる。特に高速記録になるほど、安定なアモルファスマークを形成するには急冷しなければならないため、高いパワーで記録することになるので、基板は大きな熱ダメージを受け易い。
上部保護層は、光吸収により発生した熱の拡散を一時的に抑え、記録層の温度をある程度まで上昇させた後、反射層に放熱させる役目を有する。高速記録になるほど僅かな温度の違いでも大きく影響を受け易いので、特に上部保護層による熱の制御は重要となる。
上部保護層には、下部保護層と同様にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用いても良い。この場合、上部保護層の膜厚は５〜２０ｎｍ、好ましくは５〜１５ｎｍとする。膜厚は薄い方が急冷構造となり高速記録でも変調度が大きくなるので好ましく、再生エラーを少なくするという観点からも薄い方が良い。しかし、５ｎｍより薄いと記録感度が悪くなってしまう。また、違う材料を２層以上に組み合わせても良く、例えば、記録層側にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物、反射層側にＺｒＯ２を用いると急冷構造となり、比較的結晶化速度が遅い記録層材料を用いた場合でも、記録特性が良好になる。
上部保護層には、下部保護層と同様にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を用いても良い。この場合、上部保護層の膜厚は５〜２０ｎｍ、好ましくは５〜１５ｎｍとする。膜厚は薄い方が急冷構造となり高速記録でも変調度が大きくなるので好ましく、再生エラーを少なくするという観点からも薄い方が良い。しかし、５ｎｍより薄いと記録感度が悪くなってしまう。また、違う材料を２層以上に組み合わせても良く、例えば、記録層側にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物、反射層側にＺｒＯ２を用いると急冷構造となり、比較的結晶化速度が遅い記録層材料を用いた場合でも、記録特性が良好になる。
反射層は、熱伝導率が高いＡｇ又はＡｇ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ等のＡｇ合金が適している。結晶化速度が速いと、アモルファスマーク周辺からの再結晶化が起こり易くなり、マークが細くなり、変調度が小さくなり易い。この再結晶化領域をなるべく小さくするには、再結晶化が起こる温度に保持される時間をなるべく短くした方が良いので、反射層に熱伝導率が高いＡｇ又はＡｇ合金を用いた急冷構造とするのが好ましい。
高速記録では、反射層の膜厚が厚いほど変調度が大きくなるので好ましいが、厚すぎると膜剥離が生じ易くなるので、１４０〜３００ｎｍが好ましい。また、再生エラーを少なくするという観点からも、膜厚を厚くしてなるべく熱を逃がし易くするのが良い。
反射層にＡｇ又はＡｇ合金を用い、上部保護層にＳが含まれた材料を用いる場合には、反射層と上部保護層の間に硫化防止層を設けるとよい。この層は上部保護層に含まれているＳと反射層に含まれているＡｇの反応によるＡｇ２Ｓの生成を防ぐ機能を備えている。好ましい材料としては、ＴｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＣとＴｉＯの混合物、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。
高速記録では、反射層の膜厚が厚いほど変調度が大きくなるので好ましいが、厚すぎると膜剥離が生じ易くなるので、１４０〜３００ｎｍが好ましい。また、再生エラーを少なくするという観点からも、膜厚を厚くしてなるべく熱を逃がし易くするのが良い。
反射層にＡｇ又はＡｇ合金を用い、上部保護層にＳが含まれた材料を用いる場合には、反射層と上部保護層の間に硫化防止層を設けるとよい。この層は上部保護層に含まれているＳと反射層に含まれているＡｇの反応によるＡｇ２Ｓの生成を防ぐ機能を備えている。好ましい材料としては、ＴｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＣとＴｉＯの混合物、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。
本発明１〜６によれば、ＤＶＤ６倍速以上の高速記録が可能で、かつ広い線速度範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する相変化型光記録媒体を提供できる。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
実施例１〜２
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、下部界面層、相変化記録層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を５６ｎｍとした。
下部界面層は、ＡｌＮ（実施例１）、ＳｉＣ（実施例２）をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１〜２の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、下部界面層、相変化記録層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を５６ｎｍとした。
下部界面層は、ＡｌＮ（実施例１）、ＳｉＣ（実施例２）をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１〜２の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次に、初期結晶化した実施例１〜２の相変化型光記録媒体についてＤＶＤ用評価装置であるパルステック工業製ＤＤＵ１０００を用いて記録再生を行った。
マーク中に結晶が成長し再生エラーが悪くなることが最も多いのは、最短マークの３Ｔマークであることが分かっているため、マーク中に結晶が成長しているマークが存在する頻度を簡易的に調べるため、次のような評価を行った。
即ち、Ｙｏｋｏｇａｗａ製のタイムインターバルアナライザ（ＴＩＡ）を用いて２値化後のマーク長を検出した。その結果の一例を図４に示すが、正常な３Ｔマークの分布以外の２．５Ｔよりも短いマークが、マーク中に結晶が成長している短マークである。
記録線速度１１．５ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ３．３倍速＝３．３Ｘ）、２１ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ６倍速＝６．０Ｘ）及び２７．９ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ８倍速＝８．０Ｘ）で、３Ｔマーク・３Ｔスペースの繰返しの単一パターンを図５に示すストラテジで記録し、記録はオンパルス（Ｔ３ｏｎ）のみ固定し、オフパルス（Ｔ３ｏｆｆ）を可変とした。
３．３Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．３１２５Ｔｗ（Ｔｗ：検出窓幅）、６．０Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．５Ｔｗ、８．０Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．６２５Ｔｗである。
３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ＝正常なマークの個数に対する短マークの個数の比率の測定結果を図６（実施例１）、図７（実施例２）に示すが、オフパルスを変えていくと短マークの比率が変化し最大になる条件が存在する。また、記録線速度が遅いほど短マークの比率が大きい。この結果から、短マークは、記録層が溶融し、ある温度以下に冷却され、更に再加熱された場合に発生し易く、低速記録のように再加熱の時間が長い条件ほど発生し易いことが分った。ある温度以下に冷却されたときに結晶核が発生し、それが再加熱されると、結晶核が大きな結晶に成長すると考えられる。
次に、実施例１〜２の各媒体について、最も３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒが悪かった記録線速度３．３Ｘで、Ｔ３ｏｆｆ＝１（Ｔｗ）のストラテジ条件でマークを記録し、この試料を日本電子製透過電子顕微鏡ＪＥＭ−２０１０（以下、ＴＥＭという）により、１万倍又は４万倍の倍率でマーク観察を行なった。約１５００個のマークを観察したが、全てのマークの長さはほぼ同じであり、マーク中に結晶が成長している短マークは観察されなかった。
更に、上記ＴＥＭ観察を行なったサンプルと同様の条件で記録したサンプルについて、Ｙｏｋｏｇａｗａ製の測定装置「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ」を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ、実施例１は１５０、実施例２は１２０と何れも規格値内であった（規格値は２８０以下）。
マーク中に結晶が成長し再生エラーが悪くなることが最も多いのは、最短マークの３Ｔマークであることが分かっているため、マーク中に結晶が成長しているマークが存在する頻度を簡易的に調べるため、次のような評価を行った。
即ち、Ｙｏｋｏｇａｗａ製のタイムインターバルアナライザ（ＴＩＡ）を用いて２値化後のマーク長を検出した。その結果の一例を図４に示すが、正常な３Ｔマークの分布以外の２．５Ｔよりも短いマークが、マーク中に結晶が成長している短マークである。
記録線速度１１．５ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ３．３倍速＝３．３Ｘ）、２１ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ６倍速＝６．０Ｘ）及び２７．９ｍ／ｓ（ＤＶＤ−ＲＯＭ８倍速＝８．０Ｘ）で、３Ｔマーク・３Ｔスペースの繰返しの単一パターンを図５に示すストラテジで記録し、記録はオンパルス（Ｔ３ｏｎ）のみ固定し、オフパルス（Ｔ３ｏｆｆ）を可変とした。
３．３Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．３１２５Ｔｗ（Ｔｗ：検出窓幅）、６．０Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．５Ｔｗ、８．０Ｘ記録はＴ３ｏｎ＝０．６２５Ｔｗである。
３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ＝正常なマークの個数に対する短マークの個数の比率の測定結果を図６（実施例１）、図７（実施例２）に示すが、オフパルスを変えていくと短マークの比率が変化し最大になる条件が存在する。また、記録線速度が遅いほど短マークの比率が大きい。この結果から、短マークは、記録層が溶融し、ある温度以下に冷却され、更に再加熱された場合に発生し易く、低速記録のように再加熱の時間が長い条件ほど発生し易いことが分った。ある温度以下に冷却されたときに結晶核が発生し、それが再加熱されると、結晶核が大きな結晶に成長すると考えられる。
次に、実施例１〜２の各媒体について、最も３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒが悪かった記録線速度３．３Ｘで、Ｔ３ｏｆｆ＝１（Ｔｗ）のストラテジ条件でマークを記録し、この試料を日本電子製透過電子顕微鏡ＪＥＭ−２０１０（以下、ＴＥＭという）により、１万倍又は４万倍の倍率でマーク観察を行なった。約１５００個のマークを観察したが、全てのマークの長さはほぼ同じであり、マーク中に結晶が成長している短マークは観察されなかった。
更に、上記ＴＥＭ観察を行なったサンプルと同様の条件で記録したサンプルについて、Ｙｏｋｏｇａｗａ製の測定装置「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ」を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ、実施例１は１５０、実施例２は１２０と何れも規格値内であった（規格値は２８０以下）。
比較例１
下部界面層を設けなかった点以外は実施例１と同様にして相変化型光記録媒体を作製し初期化したのち評価を行った結果を図８に示す。
下部界面層を設けない場合、記録線速度３．３Ｘでは、３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒは３．５Ｅ−０２と実施例１よりも悪かった。また、最も３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒが悪かったＴ３ｏｆｆ＝１（Ｔｗ）のストラテジ条件でマークを記録し、この試料についてＴＥＭにより、１万倍又は４万倍の倍率でマーク観察を行なった。約８００個のマークを観察したところ、そのうち１個のマーク終端部に大きな結晶が成長し、アモルファス部分が通常のマークよりも小さくなっているマークが観察された。図９に正常な３Ｔマーク形状、図１０にマーク終端部に大きな結晶が成長した３Ｔマークの模式図を示す。
次に、上記初期化した相変化型光記録媒体に、記録線速度３．３Ｘでランダムパタンを記録し、同様にしてＴＥＭ観察を行った。約１４００個のマークを観察したところ、その中の１個のマーク先端部に大きな結晶が成長した４Ｔマークが観察された。図１１、マーク先端部に大きな結晶が成長した４Ｔマークの模式図を示す。
図１０及び図１１のように一部分に結晶が成長したマークは、正常なマーク長よりも極端に短いため、再生時にエラーとなる可能性が高い。
更に、上記記録線速度３．３Ｘでランダムパタンを記録した媒体について、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ６２０と規格値を大きく超えていた（規格値は２８０以下）。
下部界面層を設けなかった点以外は実施例１と同様にして相変化型光記録媒体を作製し初期化したのち評価を行った結果を図８に示す。
下部界面層を設けない場合、記録線速度３．３Ｘでは、３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒは３．５Ｅ−０２と実施例１よりも悪かった。また、最も３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒが悪かったＴ３ｏｆｆ＝１（Ｔｗ）のストラテジ条件でマークを記録し、この試料についてＴＥＭにより、１万倍又は４万倍の倍率でマーク観察を行なった。約８００個のマークを観察したところ、そのうち１個のマーク終端部に大きな結晶が成長し、アモルファス部分が通常のマークよりも小さくなっているマークが観察された。図９に正常な３Ｔマーク形状、図１０にマーク終端部に大きな結晶が成長した３Ｔマークの模式図を示す。
次に、上記初期化した相変化型光記録媒体に、記録線速度３．３Ｘでランダムパタンを記録し、同様にしてＴＥＭ観察を行った。約１４００個のマークを観察したところ、その中の１個のマーク先端部に大きな結晶が成長した４Ｔマークが観察された。図１１、マーク先端部に大きな結晶が成長した４Ｔマークの模式図を示す。
図１０及び図１１のように一部分に結晶が成長したマークは、正常なマーク長よりも極端に短いため、再生時にエラーとなる可能性が高い。
更に、上記記録線速度３．３Ｘでランダムパタンを記録した媒体について、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ６２０と規格値を大きく超えていた（規格値は２８０以下）。
実施例３〜９
記録層組成を表１のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例３〜５の相変化型光記録媒体を作製し初期化した。また、記録層組成を表１のものに変えた点以外は、実施例２と同様にして実施例６〜９の相変化型光記録媒体を作製し初期化した。
これらの媒体について、実施例１と同様にして最も短いマークが発生し易い記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価し、その最大値を表１に示したが、実施例３〜９の何れも、比較例１よりも３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒは小さくなっていた。
また、３．３Ｘ記録でランダムパタンを記録し、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定した結果を表２に示すが、全て規格値の２８０以下であった。
また、Ｇｅ量が多くなるほど３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーが小さくなる傾向があった。
次に、実施例１、２も含めた実施例１〜９の記録媒体について、波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップヘッドを用い、記録線速度３．３Ｘ，８．０Ｘ、線密度０．２６７μｍ／ｂｉｔ、ＥＦＭ＋変調方式でランダムパタンを繰返し記録１０回行った場合のジッター及び変調度を評価した。その結果、全て規格値（ジッター９％以下、変調度６０％以上）内であったが、特にＧａが多い実施例１は、８．０Ｘ記録でのジッターが８．１％と低く、変調度も６５％と大きかった。
記録層組成を表１のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして実施例３〜５の相変化型光記録媒体を作製し初期化した。また、記録層組成を表１のものに変えた点以外は、実施例２と同様にして実施例６〜９の相変化型光記録媒体を作製し初期化した。
これらの媒体について、実施例１と同様にして最も短いマークが発生し易い記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価し、その最大値を表１に示したが、実施例３〜９の何れも、比較例１よりも３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒは小さくなっていた。
また、３．３Ｘ記録でランダムパタンを記録し、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定した結果を表２に示すが、全て規格値の２８０以下であった。
また、Ｇｅ量が多くなるほど３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーが小さくなる傾向があった。
次に、実施例１、２も含めた実施例１〜９の記録媒体について、波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップヘッドを用い、記録線速度３．３Ｘ，８．０Ｘ、線密度０．２６７μｍ／ｂｉｔ、ＥＦＭ＋変調方式でランダムパタンを繰返し記録１０回行った場合のジッター及び変調度を評価した。その結果、全て規格値（ジッター９％以下、変調度６０％以上）内であったが、特にＧａが多い実施例１は、８．０Ｘ記録でのジッターが８．１％と低く、変調度も６５％と大きかった。
実施例１０〜１１
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、相変化記録層、上部界面層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部界面層は、ＡｌＮ（実施例１０）、ＳｉＣ（実施例１１）をターゲットに用い、膜厚を２ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１０〜１１の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次に、初期結晶化した実施例１０〜１１の相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価したところ、その最大値は、実施例１０が２．３Ｅ−０３、実施例１１が５．８Ｅ−０４であった。
また、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ実施例１０が１２０、実施例１１が９０と何れも規格値内であった。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、相変化記録層、上部界面層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部界面層は、ＡｌＮ（実施例１０）、ＳｉＣ（実施例１１）をターゲットに用い、膜厚を２ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１０〜１１の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次に、初期結晶化した実施例１０〜１１の相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価したところ、その最大値は、実施例１０が２．３Ｅ−０３、実施例１１が５．８Ｅ−０４であった。
また、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ実施例１０が１２０、実施例１１が９０と何れも規格値内であった。
実施例１２〜１３
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、下部界面層、相変化記録層、上部界面層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を５６ｎｍとした。
下部界面層は、ＡｌＮ（実施例１２）、ＳｉＣ（実施例１３）をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部界面層は、ＡｌＮ（実施例１２）、ＳｉＣ（実施例１３）をターゲットに用い、膜厚を２ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１２〜１３の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次に、初期結晶化した実施例１２〜１３の相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価したところ、その最大値は、実施例１２が８．７Ｅ−０４、実施例１３が３．１Ｅ−０４であった。
また、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ実施例１２が８５、実施例１３が６５と何れも規格値内であった。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍ、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、下部保護層、下部界面層、相変化記録層、上部界面層、上部保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。製膜装置には、Ｕｎａｘｉｓ社製枚葉式スパッタリング装置Ｂｉｇ Ｓｐｒｉｎｔｅｒを使用した。
下部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を５６ｎｍとした。
下部界面層は、ＡｌＮ（実施例１２）、ＳｉＣ（実施例１３）をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
相変化記録層は、Ｇａ７Ｓｂ６９Ｓｎ１８Ｇｅ６（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１４ｎｍとした。
上部界面層は、ＡｌＮ（実施例１２）、ＳｉＣ（実施例１３）をターゲットに用い、膜厚を２ｎｍとした。
上部保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を４ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に反射層上にスピナーによってアクリル系紫外線硬化樹脂を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線を照射して硬化させ有機保護膜を形成した。
更にその上に、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を接着剤を用いて貼り合せて実施例１２〜１３の相変化型光記録媒体を得た。
次いで、波長８１０ｎｍの半導体レーザを用いて初期結晶化を行ない、オシロスコープで初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れの媒体も周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次に、初期結晶化した実施例１２〜１３の相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒを評価したところ、その最大値は、実施例１２が８．７Ｅ−０４、実施例１３が３．１Ｅ−０４であった。
また、実施例１と同じＹｏｋｏｇａｗａ製の装置を用いて、連続する８ＥＣＣブロック毎のＰＩエラーの平均値を測定したところ実施例１２が８５、実施例１３が６５と何れも規格値内であった。
実施例１４〜２０、比較例２
表３に示す材料をターゲットに用いて下部界面層を成膜した点以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜２０及び比較例２の相変化型光記録媒体を作製し初期結晶化した。
次に、初期結晶化した各相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーを評価した。その結果を表３に示す。なお、前述した比較例１の結果も一緒に示した。
表３から、どの実施例も、下部界面層を設けない比較例１やＺｒＯ２を用いた比較例２に比べて３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーが改善されていることが分る。
更に、実施例１〜１３の結果も併せると、特にＡｌＮ、ＧｅＮ、ＴｉＣ、ＳｉＣの効果が大きいことが分る。
表３に示す材料をターゲットに用いて下部界面層を成膜した点以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜２０及び比較例２の相変化型光記録媒体を作製し初期結晶化した。
次に、初期結晶化した各相変化型光記録媒体について、実施例１と同様にして記録線速度３．３Ｘでの３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーを評価した。その結果を表３に示す。なお、前述した比較例１の結果も一緒に示した。
表３から、どの実施例も、下部界面層を設けない比較例１やＺｒＯ２を用いた比較例２に比べて３Ｔ ｗｉｎｄｏｗ ｅｒｒｏｒ及びＰＩエラーが改善されていることが分る。
更に、実施例１〜１３の結果も併せると、特にＡｌＮ、ＧｅＮ、ＴｉＣ、ＳｉＣの効果が大きいことが分る。
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
Ｔ 基本クロック周期
ｔ 時間
Ｔ３ｏｎ オンパルス時間
Ｔ３ｏｆｆ オフパルス時間
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
Ｔ 基本クロック周期
ｔ 時間
Ｔ３ｏｎ オンパルス時間
Ｔ３ｏｆｆ オフパルス時間
Claims (6)
- 基板上に少なくとも、Ｓｂを主成分としＧｅとＳｎ及び／又はＩｎを含有する相変化記録層、並びに該記録層と接し、窒化物又は炭化物を主成分とする界面層を有することを特徴とする相変化型光記録媒体。
- 相変化記録層がＧａを含有することを特徴とする請求項１記載の相変化型光記録媒体。
- 窒化物がＡｌＮ及び／又はＧｅＮであ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。
- 炭化物がＴｉＣ及び／又はＳｉＣであ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。
- 基板上に少なくとも、下部保護層、相変化記録層、上部保護層、反射層を有し、下部保護層と相変化記録層の間、及び／又は相変化記録層と上部保護層の間に、前記界面層を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
- 反射層がＡｇ又はＡｇ合金を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004203011A (ja) * | 2002-03-05 | 2004-07-22 | Mitsubishi Chemicals Corp | 情報記録媒体に用いる相変化記録材料、及びそれを用いた情報記録媒体 |
| JP2004318917A (ja) * | 2002-03-22 | 2004-11-11 | Ricoh Co Ltd | 光記録媒体 |
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-
2005
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