JP2007098933A - 光記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＤＶＤ８倍速相当以上、又はブルーレイディスクの４倍速相当以上の高線速化に対応できると共に、繰り返し記録特性に優れ、非晶質及び結晶が安定で初期化が容易な相変化記録層を有する高密度記録用の光記録媒体の提供。
【解決手段】案内溝を有する基板上に少なくとも相変化記録層を有してなり、前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、前記相変化記録層が、下記式（１）で表される相変化材料を含有する光記録媒体である。
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
【選択図】なし
【解決手段】案内溝を有する基板上に少なくとも相変化記録層を有してなり、前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、前記相変化記録層が、下記式（１）で表される相変化材料を含有する光記録媒体である。
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
【選択図】なし
Description
本発明は、レーザー光を照射することにより相変化記録層に光学的な変化を生じさせて、情報の記録、再生、消去、及び書換えの少なくともいずれかを行うことができ、特にＤＶＤやブルーレイディスク等の高速かつ大容量の高密度記録に対応できる繰り返し記録特性に優れた光記録媒体（以下、「相変化型光記録媒体」、「光情報記録媒体」、「光ディスク」と称することもある）に関する。
近年、電子情報の大容量化が顕著であるが、大容量のデータを扱う記憶装置では、容量が多ければ多いほど記録に時間がかかるため、より高速で記録が可能な光記録媒体が求められている。特にディスク状の光記録媒体の場合、回転速度を高くすることで記録及び再生速度を上げることが可能なため、高速化が進んでいる。光ディスクの中でも記録時に照射する光の強度変調のみで記録が可能であるものは、その記録機構の単純さから、光記録媒体と記録装置の低価格化が可能であり、また、グルーブのみに記録する方式の光記録媒体は、再生専用装置との高い互換性が確保できるため普及が進んでいる。
このようなグルーブのみに記録する方式の光ディスクのうち、書換えが可能である相変化材料を用いたものは、これまで、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどが実用化されており、それぞれより高速で記録可能な光記録媒体が開発されている。また、最近は、より大容量な記録が可能であるブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｋ）を始めとする、青色のＬＤにより記録が可能な光ディスクシステムも実用化され、これも今後高速化が進むものと予想される。現在のところ、ＤＶＤ＋ＲＷは８倍速（約２８ｍ／ｓ）、ＤＶＤ−ＲＷは６倍速（約２１ｍ／ｓ）、ブルーレイディスクは２倍速（９．８４ｍ／ｓ）までが規格化されており、更に高速の記録媒体の開発が待たれている状況である。
相変化記録材料を用いた光ディスクへの情報の記録は、通常は未記録状態を高反射率の結晶相とし、これに低反射率の非晶質相からなるマークと高反射率の結晶相からなるスペースを照射するレーザー光ビームの強度変調により形成することにより行う。
図１に記録時のレーザーの照射パターンの一例を示した。非晶質からなるマークはピークパワー（Ｐｐ＝Ｐｗ）光とバイアスパワー（Ｐｂ）光との交互繰返しによるパルス照射によって形成され、結晶からなるスペースはこれらの中間レベルのイレースパワー（Ｐｅ）光を連続的に照射することにより形成される。ピークパワー光とバイアスパワー光とからなるパルス列が照射されると、記録層は溶融と急冷を繰返し、非晶質マークが形成される。消去パワー光が照射されると記録層は溶融後徐冷、あるいは固相状態のままアニールされて結晶化し、スペースが形成される。
図１の例は、非晶質マークを形成するパルスの周期を１Ｔ（ただし、Ｔは基本クロック周期を表す）とした１Ｔ周期ストラテジの例であるが、より高速で記録する場合には、パルスの周期を２Ｔとする２Ｔ周期ストラテジが使用されている。
非晶質マークを形成するためには、上述したように、記録層を一旦溶融させる必要がある。高速記録時には、ピークパワー光が照射される時間が短くなるため、より高いパワーが必要となる。しかし、ＬＤ（レーザダイオード）にも出力パワーの限界があるためパワー不足となり、良好なマークが形成できない場合がある。そこで、高速で記録するための記録層材料には、より融点が低いことが望まれる。
図１に記録時のレーザーの照射パターンの一例を示した。非晶質からなるマークはピークパワー（Ｐｐ＝Ｐｗ）光とバイアスパワー（Ｐｂ）光との交互繰返しによるパルス照射によって形成され、結晶からなるスペースはこれらの中間レベルのイレースパワー（Ｐｅ）光を連続的に照射することにより形成される。ピークパワー光とバイアスパワー光とからなるパルス列が照射されると、記録層は溶融と急冷を繰返し、非晶質マークが形成される。消去パワー光が照射されると記録層は溶融後徐冷、あるいは固相状態のままアニールされて結晶化し、スペースが形成される。
図１の例は、非晶質マークを形成するパルスの周期を１Ｔ（ただし、Ｔは基本クロック周期を表す）とした１Ｔ周期ストラテジの例であるが、より高速で記録する場合には、パルスの周期を２Ｔとする２Ｔ周期ストラテジが使用されている。
非晶質マークを形成するためには、上述したように、記録層を一旦溶融させる必要がある。高速記録時には、ピークパワー光が照射される時間が短くなるため、より高いパワーが必要となる。しかし、ＬＤ（レーザダイオード）にも出力パワーの限界があるためパワー不足となり、良好なマークが形成できない場合がある。そこで、高速で記録するための記録層材料には、より融点が低いことが望まれる。
このような相変化記録材料はこれまで種々提案されているが、ジッターが低く、記録特性に優れている材料として知られ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等に広く使用されているものに、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料がある。
Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料は、Ｓｂを６３〜８３原子％含有するＳｂ−Ｔｅ二元系の固溶体であるＳｂ−Ｔｅδ相にＡｇ、Ｉｎを添加したものである。Ｓｂ−Ｔｅδ相に種々の元素を添加した系では、一般的にＳｂの組成比を多くすることにより結晶化速度を速くすることが可能であり、高速記録に対応させることができる。
Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料は、Ｓｂを６３〜８３原子％含有するＳｂ−Ｔｅ二元系の固溶体であるＳｂ−Ｔｅδ相にＡｇ、Ｉｎを添加したものである。Ｓｂ−Ｔｅδ相に種々の元素を添加した系では、一般的にＳｂの組成比を多くすることにより結晶化速度を速くすることが可能であり、高速記録に対応させることができる。
このようなＳｂ−Ｔｅδ相の欠点としては、結晶化温度が１２０〜１３０℃程度と低いことが挙げられ、そのため、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ等を添加して結晶化温度を１６０〜１８０℃まで高くし、非晶質マークの安定性を向上させることが必須となる。これにより、ＤＶＤ４倍速相当程度までの高速記録に適した記録層を形成することができる。
更に高速化を目指し、例えば、ＤＶＤ８倍速相当以上の高速記録に適応させるためには、Ｓｂの割合を多くして結晶化速度を向上させる必要がある。しかし、Ｓｂの割合を多くすると初期化が困難になる傾向があり、初期化後に反射率むらを生じてしまい、ノイズ量が増大するため、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。また、Ｓｂを増やすと結晶化温度が更に低下するため、添加物の量を増やさざるを得ないが、単純に添加物の量を多くするとやはり初期化が困難になり、初期化後のノイズ量の増大等を招き、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。即ち、Ｓｂ−Ｔｅδ相を基本とした系ではＤＶＤ８倍速相当以上の高速記録に適した結晶化速度、初期化の容易性、非晶質マークの保存安定性を満たす記録層を得ることは困難である。
更に高速化を目指し、例えば、ＤＶＤ８倍速相当以上の高速記録に適応させるためには、Ｓｂの割合を多くして結晶化速度を向上させる必要がある。しかし、Ｓｂの割合を多くすると初期化が困難になる傾向があり、初期化後に反射率むらを生じてしまい、ノイズ量が増大するため、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。また、Ｓｂを増やすと結晶化温度が更に低下するため、添加物の量を増やさざるを得ないが、単純に添加物の量を多くするとやはり初期化が困難になり、初期化後のノイズ量の増大等を招き、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。即ち、Ｓｂ−Ｔｅδ相を基本とした系ではＤＶＤ８倍速相当以上の高速記録に適した結晶化速度、初期化の容易性、非晶質マークの保存安定性を満たす記録層を得ることは困難である。
そこで、結晶化速度が速く、非晶質マークの安定性にも優れるＳｂ−Ｔｅδ相系に代る材料系として、Ｓｂを主成分とし、非晶質化を促進するような元素を添加したＧａ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｂ系等も提案されている。Ｇａ−Ｓｂ及びＧｅ−Ｓｂは共に、Ｓｂが８０原子％を超えるようなＳｂリッチな組成で共晶点を持ち、各々の共晶点近傍の組成を中心に高速記録材料として用いることができ、Ｓｂ−Ｔｅδ相系同様、Ｓｂの割合を高くすると結晶化速度を速くすることができる。結晶化温度は１８０℃程度と高いため、他の元素を添加しなくとも非晶質マークの安定性には優れている。
しかし、これらの共晶点は５９０℃前後であり、Ｓｂ−Ｔｅδ相系の約５５０℃より高く、記録時のパワーが不足してしまう恐れがある。また、本発明者らの検討によれば、高い融点を示す材料は初期化後に反射率のむらが生じ易い傾向があり、やはり初期化後のノイズ量の増大等を招き、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。その理由は明確ではないが、単に初期化のパワーを高くするだけではむらは解消されない。このことからも融点は低い方が有利である。
しかし、これらの共晶点は５９０℃前後であり、Ｓｂ−Ｔｅδ相系の約５５０℃より高く、記録時のパワーが不足してしまう恐れがある。また、本発明者らの検討によれば、高い融点を示す材料は初期化後に反射率のむらが生じ易い傾向があり、やはり初期化後のノイズ量の増大等を招き、低ジッターでの良好な記録ができなくなってしまう。その理由は明確ではないが、単に初期化のパワーを高くするだけではむらは解消されない。このことからも融点は低い方が有利である。
そこで、本発明者らは、Ｓｂが６８原子％の組成で約４９０℃という低い共晶点を持つＩｎ−Ｓｂ系に注目して検討した結果、このＩｎ−Ｓｂ系は結晶化速度も速く、初期化による反射率むらも生じ難く、非晶質マークの安定性にも優れている材料であることが分った。しかし、更に詳細に検討を重ねたところ、このＩｎ−Ｓｂ系は非晶質の安定性には優れるものの、結晶の安定性が悪いという欠点を有することが分った。
例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すオシログラフは、共晶組成に近い組成のＩｎ−Ｓｂ系合金の保存試験前（図２Ａ）、及びを８０℃、１００時間で保存試験後（図２Ｂ）における未記録部（結晶部）の反射率低下の様子を示したものである。このように、保存試験を行った場合には反射率が１０％以上も低下しており、規格を満たさなくなる恐れがあると共に、反射率が低下してしまった状態で記録を行うと、ジッターが著しく悪く、良好な記録が行えないという問題がある。
例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すオシログラフは、共晶組成に近い組成のＩｎ−Ｓｂ系合金の保存試験前（図２Ａ）、及びを８０℃、１００時間で保存試験後（図２Ｂ）における未記録部（結晶部）の反射率低下の様子を示したものである。このように、保存試験を行った場合には反射率が１０％以上も低下しており、規格を満たさなくなる恐れがあると共に、反射率が低下してしまった状態で記録を行うと、ジッターが著しく悪く、良好な記録が行えないという問題がある。
一方、Ｉｎ−Ｓｂ系に関しては、例えば、記録層として、（Ｉｎ１００−ｘＳｂｘ）１００−ｙＭｙ（ただし、ｘ及びｙは原子％を表し、ｘは４０〜８０原子％、０原子％＜ｙ≦３０原子％である）で表される組成の合金を用いることが提案されている。この合金のＭで表される元素としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｌｉ、Ｈｇなどが挙げられている（特許文献１参照）。
また、記憶薄膜としてＩｎ２０〜６０原子％と、Ｓｂ４０〜８０原子％とからなる微結晶体を用いることが提案されている。更に該記憶薄膜に添加する元素として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｂｉなどが挙げられている（特許文献２参照）。
また、記録層として、Ｉｎ５０−ｘＳｂ５０−ｘＭ２ｘ（ただし、０原子％＜ｘ≦５原子％）で表される組成の合金を用いることが提案されている（特許文献３参照）。この合金のＭで示される元素として、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｅなどが挙げられており、ＩｎとＳｂの組成比は１：１に限定されている。
また、記録層として、（Ｍ１００−ｘＳｂｘ）１００−ｙＩｎｙ（ただし、ｘ及びｙは原子％を表し、ｘは２０〜８０原子％、ｙは２〜５０原子％である）で表される組成の合金を用いることが提案されている（特許文献４参照）。この合金のＭで表される元素としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｃ、Ｓなどが挙げられており、Ｍの量が多く、Ｍの量が最も少ない１０原子％となる条件（ｘ＝２０原子％、ｙ＝５０原子％）では、Ｓｂは４０原子％、Ｉｎは５０原子％である。
また、記録膜として、（Ｉｎ１００−ｘＳｂｘ）１００−ｙＭｙ（ただし、ｘ及びｙは原子％を表し、５０原子％≦ｘ≦７０原子％、０原子％≦ｙ≦２０原子％である）の合金の結晶膜を用いることが提案されている（特許文献５参照）。この合金のＭで示される元素としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｕ、Ｐ、Ｐｔなどが挙げられており、上記組成式において、Ｉｎの割合は２４〜７０原子％である。
また、記憶薄膜としてＩｎ２０〜６０原子％と、Ｓｂ４０〜８０原子％とからなる微結晶体を用いることが提案されている。更に該記憶薄膜に添加する元素として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｂｉなどが挙げられている（特許文献２参照）。
また、記録層として、Ｉｎ５０−ｘＳｂ５０−ｘＭ２ｘ（ただし、０原子％＜ｘ≦５原子％）で表される組成の合金を用いることが提案されている（特許文献３参照）。この合金のＭで示される元素として、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｅなどが挙げられており、ＩｎとＳｂの組成比は１：１に限定されている。
また、記録層として、（Ｍ１００−ｘＳｂｘ）１００−ｙＩｎｙ（ただし、ｘ及びｙは原子％を表し、ｘは２０〜８０原子％、ｙは２〜５０原子％である）で表される組成の合金を用いることが提案されている（特許文献４参照）。この合金のＭで表される元素としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｃ、Ｓなどが挙げられており、Ｍの量が多く、Ｍの量が最も少ない１０原子％となる条件（ｘ＝２０原子％、ｙ＝５０原子％）では、Ｓｂは４０原子％、Ｉｎは５０原子％である。
また、記録膜として、（Ｉｎ１００−ｘＳｂｘ）１００−ｙＭｙ（ただし、ｘ及びｙは原子％を表し、５０原子％≦ｘ≦７０原子％、０原子％≦ｙ≦２０原子％である）の合金の結晶膜を用いることが提案されている（特許文献５参照）。この合金のＭで示される元素としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｕ、Ｐ、Ｐｔなどが挙げられており、上記組成式において、Ｉｎの割合は２４〜７０原子％である。
しかしながら、上記特許文献１から特許文献５は、その出願時（１９８４年〜１９８７年）である１９８０年代の技術水準からみて、いずれも現在のＤＶＤのように最短マーク長が０.４μｍ以下の極めて微小なマークを超高速で形成できるような層構成を有する光記録媒体を対象とするものではなく、当然ながらＤＶＤやブルーレイディスクの高速記録への対応については考慮されておらず、その具体的な内容については開示も示唆もされていない。
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ＤＶＤ８倍速相当以上、又はブルーレイディスクの４倍速相当以上の高線速化に対応できると共に、繰り返し記録特性に優れ、非晶質及び結晶が安定で初期化が容易な相変化記録層を有する高密度記録用の光記録媒体を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（１）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体である。
＜組成式（１）＞
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜２＞ 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（２）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体である。
＜組成式（２）＞
〔（Ｓｂ１００−ｚＳｎｚ）１００−ｘＩｎｘ〕１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（２）中、ｘ、ｙ、及びｚは、各元素の原子％を表し、０原子％＜ｚ≦２５原子％、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜３＞ 光の入射方向から、案内溝を有する基板、第一保護層、相変化記録層、第二保護層、及び反射層をこの順に少なくとも有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
＜４＞ 相変化記録層の厚みが、６〜２２ｎｍである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
＜５＞ 相変化記録層と第一保護層との間、及び相変化記録層と第二保護層との間のいずれかに界面層を有し、かつ該界面層が少なくともＧｅ及びＳｉのいずれかを含む酸化物を含有する前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
＜１＞ 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（１）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体である。
＜組成式（１）＞
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜２＞ 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（２）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体である。
＜組成式（２）＞
〔（Ｓｂ１００−ｚＳｎｚ）１００−ｘＩｎｘ〕１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（２）中、ｘ、ｙ、及びｚは、各元素の原子％を表し、０原子％＜ｚ≦２５原子％、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜３＞ 光の入射方向から、案内溝を有する基板、第一保護層、相変化記録層、第二保護層、及び反射層をこの順に少なくとも有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
＜４＞ 相変化記録層の厚みが、６〜２２ｎｍである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
＜５＞ 相変化記録層と第一保護層との間、及び相変化記録層と第二保護層との間のいずれかに界面層を有し、かつ該界面層が少なくともＧｅ及びＳｉのいずれかを含む酸化物を含有する前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の光記録媒体である。
本発明によると、従来における問題を解決することができ、ＤＶＤやブルーレイディスク等において、ＤＶＤ８倍速相当以上、又はブルーレイディスクの４倍速相当以上の高線速化に対応できると共に、繰り返し記録特性に優れ、非晶質及び結晶が安定で初期化が容易な相変化記録層を有する高密度記録用の光記録媒体を提供することができる。
本発明の光記録媒体は、案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有してなり、第一保護層、第二保護層、反射層、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
＜相変化記録層＞
Ｉｎ−Ｓｂ系は、非晶質の安定性に優れ、低融点で結晶化速度も速いため、高速記録材料として適しているが、結晶の安定性が悪く、高温保存試験により大きな反射率低下を招いてしまうという問題がある。しかし、図３の（Ｓｂ／（Ｉｎ＋Ｓｂ）と反射率低下（Δ％）との関係を示すグラフのように、Ｉｎの割合を少なくすると（Ｓｂの割合を多くすると）結晶が安定化し、反射率低下量を低く抑えられる。このように、Ｉｎ−Ｓｂ系の結晶を安定化するためにＳｂの割合を多くすると、Ｓｂ−Ｔｅδ相系と同様に結晶化速度は速くなるが、単に結晶化速度が速ければよいというわけではなく、記録線速に対応した適切な結晶化速度に調整された記録層とすることが記録を容易とし、良好な記録特性が得られる点から重要である。
Ｉｎ−Ｓｂ系は、非晶質の安定性に優れ、低融点で結晶化速度も速いため、高速記録材料として適しているが、結晶の安定性が悪く、高温保存試験により大きな反射率低下を招いてしまうという問題がある。しかし、図３の（Ｓｂ／（Ｉｎ＋Ｓｂ）と反射率低下（Δ％）との関係を示すグラフのように、Ｉｎの割合を少なくすると（Ｓｂの割合を多くすると）結晶が安定化し、反射率低下量を低く抑えられる。このように、Ｉｎ−Ｓｂ系の結晶を安定化するためにＳｂの割合を多くすると、Ｓｂ−Ｔｅδ相系と同様に結晶化速度は速くなるが、単に結晶化速度が速ければよいというわけではなく、記録線速に対応した適切な結晶化速度に調整された記録層とすることが記録を容易とし、良好な記録特性が得られる点から重要である。
この場合、例えば、ＩｎとＳｂの割合を変えることにより結晶化速度は調整可能であるが、Ｉｎの割合が多くなると上述したように、大きな反射率低下を起こしてしまう。そこで、本発明においては、Ｓｂの割合が高いＩｎ−Ｓｂ系に第３元素としてＺｎを添加すると、その添加量に応じて結晶化速度が調整可能であり、かつジッターの低い繰り返し記録が可能となる。
なお、ＧｅやＴｅ等の他の元素を第３元素として添加した場合にも、同様に添加量に応じて結晶化速度が調整可能であるが、これらの中でも、Ｚｎは高速繰り返し記録時のジッターが低く、繰り返し記録耐久性にも優れている。また、本発明においては、単にＩｎ、Ｓｂ、及びＺｎを適切に組み合せた特定の組成の相変化材料からなる記録層を用いるだけではなく、後述する転移線速の値が適切な範囲内にあるような層構成を有することが必要である。
なお、ＧｅやＴｅ等の他の元素を第３元素として添加した場合にも、同様に添加量に応じて結晶化速度が調整可能であるが、これらの中でも、Ｚｎは高速繰り返し記録時のジッターが低く、繰り返し記録耐久性にも優れている。また、本発明においては、単にＩｎ、Ｓｂ、及びＺｎを適切に組み合せた特定の組成の相変化材料からなる記録層を用いるだけではなく、後述する転移線速の値が適切な範囲内にあるような層構成を有することが必要である。
したがって前記相変化記録層は、第１形態では、下記組成式（１）で表される相変化材料を含有する。
＜組成式（１）＞
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜組成式（１）＞
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
相変化記録層材料であるＩｎ−Ｓｂは、上述したように、Ｉｎの添加割合が多いと、高温保存により１０％以上もの大きな反射率低下を招く。そこで、ＳｂとＩｎの総量に対するＩｎの添加割合ｘは２７原子％以下であり、２２原子％以下が好ましい。
図３から、このような割合にすることにより、高温保存による反射率低下量は７％、又は５％以下とすることができることが分る。
高温保存による反射率低下量は少ない程良好であるが、種々の検討結果から本発明者らは、反射率低下量が概ね７％以下であれば、記録ストラテジやパワーを再調整すれば、良好な記録が可能と判断している。また、Ｉｎの割合は、少なすぎると初期化むらが大きくなること、非晶質の安定性が悪くなること、記録した場合の変調度が小さいこと等の不具合を生じるため、Ｉｎの添加割合ｘは、１０原子％以上であり、１５原子％以上が好ましい。
また、Ｚｎを添加することにより、アモルファス化を促進するため、その添加割合により記録線速に応じた適切な結晶化速度に調整することができる。また、理由は明らかではないが、Ｚｎを添加することにより、繰り返し記録時のジッターを低下させる作用がある。通常、繰り返し記録を行うことによりジッターは次第に上昇してしまうが、Ｚｎを添加した場合には、他の元素を添加した場合に比べてジッターの上昇が小さい。それ以外にも、結晶化温度を高くして非晶質の安定性を向上させる作用もある。そこで、Ｚｎの添加割合ｙは、前記組成式において１原子％以上であり、２原子％以上が好ましい。
しかし、Ｚｎの添加割合が多すぎると、結晶化速度が遅くなり高速の繰り返し記録が困難となったり、初期化した際に、一部に低反射な部分が生じてしまうなどの弊害を招くため、前記組成式（１）においてＺｎの添加割合ｙは１０原子％以下であり、８原子％以下が好ましい。
これら、Ｉｎ、Ｓｂ、及びＺｎを上記組成式（１）の範囲で適切に組み合せることにより、繰り返し記録特性、非晶質及び結晶の安定性、初期化の容易性に優れた相変化記録層を設計することができる。
図３から、このような割合にすることにより、高温保存による反射率低下量は７％、又は５％以下とすることができることが分る。
高温保存による反射率低下量は少ない程良好であるが、種々の検討結果から本発明者らは、反射率低下量が概ね７％以下であれば、記録ストラテジやパワーを再調整すれば、良好な記録が可能と判断している。また、Ｉｎの割合は、少なすぎると初期化むらが大きくなること、非晶質の安定性が悪くなること、記録した場合の変調度が小さいこと等の不具合を生じるため、Ｉｎの添加割合ｘは、１０原子％以上であり、１５原子％以上が好ましい。
また、Ｚｎを添加することにより、アモルファス化を促進するため、その添加割合により記録線速に応じた適切な結晶化速度に調整することができる。また、理由は明らかではないが、Ｚｎを添加することにより、繰り返し記録時のジッターを低下させる作用がある。通常、繰り返し記録を行うことによりジッターは次第に上昇してしまうが、Ｚｎを添加した場合には、他の元素を添加した場合に比べてジッターの上昇が小さい。それ以外にも、結晶化温度を高くして非晶質の安定性を向上させる作用もある。そこで、Ｚｎの添加割合ｙは、前記組成式において１原子％以上であり、２原子％以上が好ましい。
しかし、Ｚｎの添加割合が多すぎると、結晶化速度が遅くなり高速の繰り返し記録が困難となったり、初期化した際に、一部に低反射な部分が生じてしまうなどの弊害を招くため、前記組成式（１）においてＺｎの添加割合ｙは１０原子％以下であり、８原子％以下が好ましい。
これら、Ｉｎ、Ｓｂ、及びＺｎを上記組成式（１）の範囲で適切に組み合せることにより、繰り返し記録特性、非晶質及び結晶の安定性、初期化の容易性に優れた相変化記録層を設計することができる。
また、前記相変化記録層は、第２形態では、下記組成式（２）で表される相変化材料を含有する。
＜組成式（２）＞
〔（Ｓｂ１００−ｚＳｎｚ）１００−ｘＩｎｘ〕１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（２）中、ｘ、ｙ、及びｚは、各元素の原子％を表し、０原子％＜ｚ≦２５原子％、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
＜組成式（２）＞
〔（Ｓｂ１００−ｚＳｎｚ）１００−ｘＩｎｘ〕１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（２）中、ｘ、ｙ、及びｚは、各元素の原子％を表し、０原子％＜ｚ≦２５原子％、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。
前記組成式（２）で表される相変化材料は、上記記組成式（１）で表される相変化材料におけるＳｂの一部をＳｎで置換したものである。即ち、相変化記録層の主成分として、前記Ｓｂの一部（１〜２５原子％）をＳｎに置き換えた組成式の相変化材料である。Ｓｂの一部をＳｎで置き換えると、結晶化速度が速くなることや、初期化むらがより改善されるなどの作用があり、結果として良好な繰り返し記録特性を得ることができる。ただし、Ｓｂの添加割合ｚは、Ｓｂに対して０原子％を超え、２５原子％以下であり、２原子％以上、２０原子％以下が好ましい。Ｓｂの添加割合ｚが２５原子％よりも多いと、変調度が小さくなってしまい、ジッターも低くならないことがある。
このような記録層と転移線速を規定することにより本発明の光記録媒体は、高感度で、初期化を容易とし、非晶質及び結晶が安定で変調度も大きく、ジッターを低く維持しつつ優れた繰り返し記録耐久性を発揮することができる。
なお、前記組成式（２）におけるｘ及びｙは、前記組成式（１）と同じ意味を表す。
このような記録層と転移線速を規定することにより本発明の光記録媒体は、高感度で、初期化を容易とし、非晶質及び結晶が安定で変調度も大きく、ジッターを低く維持しつつ優れた繰り返し記録耐久性を発揮することができる。
なお、前記組成式（２）におけるｘ及びｙは、前記組成式（１）と同じ意味を表す。
−転移線速−
前記転移線速とは、記録線速に応じて適切な記録特性を示す光記録媒体を設計する目安として用いている値である。前記転移線速の値は、通常の光ディスクの記録及び再生特性の評価機、例えば、パルステック工業株式会社製のＤＤＵ−１０００，ＯＤＵ−１０００等を用い、光記録媒体を一定線速で回転させて、記録層が溶融し得る程度のレーザー光を１周に渡って照射した後の、反射率を測定することにより得られる。具体的には、照射する連続光のパワーを一定とし、回転線速を変えて同じ測定をすると、線速が遅い場合には反射率が高いが、ある線速以上になると反射率が低下し始める。この反射率が低下し始める時の線速を転移線速と称する。この様子を図４に示した。この図４では、線速に対して反射率がほぼ一定の部分と、線速に対して反射率が低下していく部分に直線を引き、これらの交点を転移線速と決めた。転移線速より遅い線速では、相変化記録層は溶融後全て再結晶化した状態であり、転移線速より速くなると溶融後全てが再結晶化できず、一部非晶質として残っていることを示している。前記転移線速は、相変化記録層の結晶化速度の他、照射する連続光のパワーと光記録媒体を形成する各層の厚み、即ち、光学的な条件と熱的な条件によって決まる。
前記転移線速とは、記録線速に応じて適切な記録特性を示す光記録媒体を設計する目安として用いている値である。前記転移線速の値は、通常の光ディスクの記録及び再生特性の評価機、例えば、パルステック工業株式会社製のＤＤＵ−１０００，ＯＤＵ−１０００等を用い、光記録媒体を一定線速で回転させて、記録層が溶融し得る程度のレーザー光を１周に渡って照射した後の、反射率を測定することにより得られる。具体的には、照射する連続光のパワーを一定とし、回転線速を変えて同じ測定をすると、線速が遅い場合には反射率が高いが、ある線速以上になると反射率が低下し始める。この反射率が低下し始める時の線速を転移線速と称する。この様子を図４に示した。この図４では、線速に対して反射率がほぼ一定の部分と、線速に対して反射率が低下していく部分に直線を引き、これらの交点を転移線速と決めた。転移線速より遅い線速では、相変化記録層は溶融後全て再結晶化した状態であり、転移線速より速くなると溶融後全てが再結晶化できず、一部非晶質として残っていることを示している。前記転移線速は、相変化記録層の結晶化速度の他、照射する連続光のパワーと光記録媒体を形成する各層の厚み、即ち、光学的な条件と熱的な条件によって決まる。
前記転移線速を測定するための連続光のパワーは、狙いの転移線速付近で光記録媒体を回転させ、連続光を照射したときに、相変化記録層が一旦溶融する必要がある。記録層が溶融したかどうかは、その線速で連続光を照射したときに光記録媒体の反射率が変化したかどうかで判断することができる。反射率が変化しない場合には、パワーが不十分なため溶融しなかったものとみなすことができるため、更にパワーを上げて照射する。目安としては記録パワーの１／２〜２／３程度となる。転移線速が速くなるにつれて、必要なパワーは高くなる。
このようにして測定した転移線速が５ｍ／ｓ以上であれば、ＤＶＤ（基準線速約３．５ｍ／ｓ）、ブルーレイディスク（基準線速４．９２ｍ／ｓ）、ＨＤ ＤＶＤ（基準線速６．６１ｍ／ｓ）といった、主な光ディスクシステムの少なくとも基準線速での繰り返し記録が可能である。これより転移線速が遅いと、上書きをした場合に非晶質マークの消し残りを生じてしまい、基準線速でも繰り返し記録ができない。記録線速を基準線速の２倍速、３倍速・・・というように速くしたい場合には、転移線速もより速くなるように光記録媒体の記録層組成や層構成を決めた方が繰り返し記録が容易にできる。ドライブのモータの回転速度の上限が毎分１万回転であると仮定すると、上記の主な光ディスクシステムの媒体は直径１２ｃｍであるので、最外周で最高速度は約６０ｍ／ｓとなる。したがって、各光ディスクシステムにおいて、それぞれ高速化が進められているが、ＤＶＤの場合１６倍速、ブルーレイディスクの場合１２倍速、ＨＤ ＤＶＤの場合９倍速が上限と想定できる。しかし、約６０ｍ／ｓで記録を行うことを想定しても、転移線速の上限は３５ｍ／ｓ程度が適当である。これは転移線速が速くなるにつれて、記録中に再結晶化が進行しやすくなるため、充分な大きさの非晶質マークを形成することができなくなるためである。従って、５〜３５ｍ／ｓの範囲内で、所定の記録線速に適した転移線速となるように、記録層組成や層構成を選べば、各光ディスクシステムの基準線速から、約６０ｍ／ｓまでの範囲内のいずれかの記録線速の範囲内で記録可能な光記録媒体が得られる。
このようにして測定した転移線速が５ｍ／ｓ以上であれば、ＤＶＤ（基準線速約３．５ｍ／ｓ）、ブルーレイディスク（基準線速４．９２ｍ／ｓ）、ＨＤ ＤＶＤ（基準線速６．６１ｍ／ｓ）といった、主な光ディスクシステムの少なくとも基準線速での繰り返し記録が可能である。これより転移線速が遅いと、上書きをした場合に非晶質マークの消し残りを生じてしまい、基準線速でも繰り返し記録ができない。記録線速を基準線速の２倍速、３倍速・・・というように速くしたい場合には、転移線速もより速くなるように光記録媒体の記録層組成や層構成を決めた方が繰り返し記録が容易にできる。ドライブのモータの回転速度の上限が毎分１万回転であると仮定すると、上記の主な光ディスクシステムの媒体は直径１２ｃｍであるので、最外周で最高速度は約６０ｍ／ｓとなる。したがって、各光ディスクシステムにおいて、それぞれ高速化が進められているが、ＤＶＤの場合１６倍速、ブルーレイディスクの場合１２倍速、ＨＤ ＤＶＤの場合９倍速が上限と想定できる。しかし、約６０ｍ／ｓで記録を行うことを想定しても、転移線速の上限は３５ｍ／ｓ程度が適当である。これは転移線速が速くなるにつれて、記録中に再結晶化が進行しやすくなるため、充分な大きさの非晶質マークを形成することができなくなるためである。従って、５〜３５ｍ／ｓの範囲内で、所定の記録線速に適した転移線速となるように、記録層組成や層構成を選べば、各光ディスクシステムの基準線速から、約６０ｍ／ｓまでの範囲内のいずれかの記録線速の範囲内で記録可能な光記録媒体が得られる。
また、ＣＡＶ記録のように、ディスクの内周と外周とでは記録線速が異なる場合、例えば、回転速度が一定で、内周がＤＶＤ５倍速、外周がＤＶＤ１２倍速で記録され、その間は順次記録線速が上がっていく場合、光記録媒体の全面に亘って同一組成の記録層、及び同一の層構成で１枚の光記録媒体を形成し、記録ストラテジや記録パワーを最適化することによって５〜１２倍速で記録してもよいが、ストラテジや記録パワーの設定上の制限から困難であることも多い。そこで、ディスクの内周と外周とでは、転移線速が異なるようなディスクとし、各半径位置に応じた線速で容易に記録できるようにしてもよい。
このときは、低速で記録される内周部側の転移線速は遅く、高速で記録される外周部側の転移線速は速い構成とする。内周から外周に亘ってＤＶＤ５倍速から１２倍速に記録線速が変化すると想定される光記録媒体の場合には、内周部の転移線速は１２〜２６ｍ／ｓが好ましく、外周部では転移線速は２０〜３５ｍ／ｓが好ましい。
このときは、低速で記録される内周部側の転移線速は遅く、高速で記録される外周部側の転移線速は速い構成とする。内周から外周に亘ってＤＶＤ５倍速から１２倍速に記録線速が変化すると想定される光記録媒体の場合には、内周部の転移線速は１２〜２６ｍ／ｓが好ましく、外周部では転移線速は２０〜３５ｍ／ｓが好ましい。
前記転移線速を変える方法としては、記録層組成を変えるか、又は層構成を変えるなどの方法がある。記録層組成は、Ｚｎの割合が増えると結晶化速度が遅くなり転移線速が遅くなるので、例えば、内周側ではＺｎの割合を多く、外周側ではＺｎの割合を少なくする。また、Ｓｂの一部をＳｎに置換した組成のものを用いる場合には、Ｓｎの割合が増えると結晶化速度は速くなり転移線速は速くなるので、内周側ではＳｎの割合を少なく、外周側ではＳｎの割合を多くする。内周と外周とで組成の異なる膜は、スパッタのターゲットを内周側と外周側で変えたものを使用することにより形成することができる。
また、層構成によっても転移線速は変ってくるので、層構成により調整してもよい。様々な方法があるが、記録層の厚みによる調整が比較的容易である。記録層の組成が同じ場合でも厚みが薄いと転移線速は遅くなる傾向があるため、ディスクの内周側では厚みを薄く、外周側で厚くする。内周側の厚みを薄くするためには、スパッタする際に、内周部にマスクやシャッター等を設ければ形成することができる。
また、層構成によっても転移線速は変ってくるので、層構成により調整してもよい。様々な方法があるが、記録層の厚みによる調整が比較的容易である。記録層の組成が同じ場合でも厚みが薄いと転移線速は遅くなる傾向があるため、ディスクの内周側では厚みを薄く、外周側で厚くする。内周側の厚みを薄くするためには、スパッタする際に、内周部にマスクやシャッター等を設ければ形成することができる。
前記相変化記録層の厚みは、６〜２２ｎｍが好ましく、８〜１６ｎｍがより好ましい。前記厚みが６ｎｍ未満であると、変調度が小さくなり、結晶化速度が急激に遅くなって繰り返し記録が困難となる。また、再生光安定性も低下してしまう等の種々の悪影響が出ることがあり、２２ｎｍを超えると、繰返し記録によるジッターの上昇が大きくなってしまうことがある。
ここで、本発明の光記録媒体の構成例の一例を図５及び図６に示す。図５はＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ ＲＷの例である。図６はブルーレイディスクの例である。
図５は、案内溝を有する透明基板１上に、光の入射側からみて、少なくとも第１保護層２、相変化記録層３、第２保護層４、及び反射層５がこの順に積層形成されている。ＤＶＤ、及びＨＤ ＤＶＤの場合は、反射層５上に有機保護膜６をスピンコートにより形成し、更に、図示していないが、基板と同じ大きさで通常は同じ材質の板を接着する。
図６は、光の入射側からみて、透明カバー層７、第１保護層２、相変化記録層３、第２保護層４、反射層５、及び案内溝を有する透明基板１がこの順に積層形成されている。
なお、図５及び図６に示した光記録媒体は、記録層が１層のタイプの例であるが、透明中間層を介して記録層を二層有する光記録媒体も用いることができる。この場合、光の入射側からみて手前の層は、奥側の層の記録再生を行うために、半透明である必要がある。
図５は、案内溝を有する透明基板１上に、光の入射側からみて、少なくとも第１保護層２、相変化記録層３、第２保護層４、及び反射層５がこの順に積層形成されている。ＤＶＤ、及びＨＤ ＤＶＤの場合は、反射層５上に有機保護膜６をスピンコートにより形成し、更に、図示していないが、基板と同じ大きさで通常は同じ材質の板を接着する。
図６は、光の入射側からみて、透明カバー層７、第１保護層２、相変化記録層３、第２保護層４、反射層５、及び案内溝を有する透明基板１がこの順に積層形成されている。
なお、図５及び図６に示した光記録媒体は、記録層が１層のタイプの例であるが、透明中間層を介して記録層を二層有する光記録媒体も用いることができる。この場合、光の入射側からみて手前の層は、奥側の層の記録再生を行うために、半透明である必要がある。
−基板−
基板の材料は、ガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられ、これらの中でも、樹脂が成形性、コストの点から好適である。
前記樹脂としては、例えば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。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が特に好ましい。
基板の材料は、ガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられ、これらの中でも、樹脂が成形性、コストの点から好適である。
前記樹脂としては、例えば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。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が特に好ましい。
前記基板は準拠する規格に適した大きさ、厚み、溝形状を有するように成形したものを用いる。
ピックアップのサーボ機構により、レーザー光が溝の中心部に照射されるように制御して記録再生を行うが、この制御のためには、案内溝によりビーム走査方向に対して垂直方向に生ずる回折光をモニターし、走査方向の左右の信号レベルをキャンセルするようにして溝の中心に位置決めを行う。この制御に用いられる回折光の信号強度は、ビーム径と溝幅、溝深さの関係により決まり、一般にはプッシュプル信号と呼ばれる信号強度に変換される。この信号強度は溝幅が大きくなるにつれて大きくなるが、記録マーク間のトラックピッチが決まっているため限界がある。
例えば０．７４μｍのトラックピッチであるＤＶＤの記録システムにおいては、未記録状態でおよそ０．２〜０．６の間がよいとされており、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒなど、それぞれの規格標準書において同様の値が定義されている。この値に対応する溝幅は、本発明に関連するＤＶＤ＋ＲＷやＤＶＤ−ＲＷの書き換え型記録媒体においては、溝の底辺の幅で０．１７〜０．３０μｍが好ましいことが特開２００２−２３７０９６号公報に記載されているが、高速の光記録媒体に用いる場合には０．２０〜０．３０μｍが好ましい。
青色ＬＤを用いる記録再生システムにおいても、ビーム径との関係で同様の比例関係で溝幅が決められており、何れの場合も、トラックピッチの約半分程度か、それよりも僅かに小さい溝幅が設定される。
この案内溝は、通常は、記録装置が記録の際に周波数をサンプリングするために蛇行溝（ウォブル）となっており、ウォブルの位相を反転したり、周波数をある決められた領域で変更したりして、アドレスや、記録に必要な情報などを入力できるようにしてある。
ピックアップのサーボ機構により、レーザー光が溝の中心部に照射されるように制御して記録再生を行うが、この制御のためには、案内溝によりビーム走査方向に対して垂直方向に生ずる回折光をモニターし、走査方向の左右の信号レベルをキャンセルするようにして溝の中心に位置決めを行う。この制御に用いられる回折光の信号強度は、ビーム径と溝幅、溝深さの関係により決まり、一般にはプッシュプル信号と呼ばれる信号強度に変換される。この信号強度は溝幅が大きくなるにつれて大きくなるが、記録マーク間のトラックピッチが決まっているため限界がある。
例えば０．７４μｍのトラックピッチであるＤＶＤの記録システムにおいては、未記録状態でおよそ０．２〜０．６の間がよいとされており、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒなど、それぞれの規格標準書において同様の値が定義されている。この値に対応する溝幅は、本発明に関連するＤＶＤ＋ＲＷやＤＶＤ−ＲＷの書き換え型記録媒体においては、溝の底辺の幅で０．１７〜０．３０μｍが好ましいことが特開２００２−２３７０９６号公報に記載されているが、高速の光記録媒体に用いる場合には０．２０〜０．３０μｍが好ましい。
青色ＬＤを用いる記録再生システムにおいても、ビーム径との関係で同様の比例関係で溝幅が決められており、何れの場合も、トラックピッチの約半分程度か、それよりも僅かに小さい溝幅が設定される。
この案内溝は、通常は、記録装置が記録の際に周波数をサンプリングするために蛇行溝（ウォブル）となっており、ウォブルの位相を反転したり、周波数をある決められた領域で変更したりして、アドレスや、記録に必要な情報などを入力できるようにしてある。
−第一保護層−
前記第一保護層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えばＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各酸化物；Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ等の各窒化物；Ｚｎ、Ｔａ等の各硫化物；Ｓｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各炭化物；ダイヤモンド状カーボン；或いはこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、モル比が７：３〜８：２近傍のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が好ましく、特に熱膨張変化、高温乃至室温変化の熱ダメージを伴う記録層と基板の間に位置する第一保護層としては、光学定数、熱膨張係数、弾性率が最適化されている（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）が好ましい。また、異なる材料を積層して用いてもよい。
前記第一保護層の厚みは、反射率、変調度や記録感度に大きく影響するので、下部保護層の厚みに対して、ディスク反射率が極小値となる厚みとすると記録感度が増大するので、好ましい。ＤＶＤの記録再生波長において良好な信号特性を得るためには、第一保護層に（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）を用いた場合には４０〜８０ｎｍが好ましく、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃでは、２０〜５０ｎｍ、ＨＤ ＤＶＤでは、３０〜６０ｎｍが好ましい。前記第一保護層の厚みがこれらの範囲より薄いと、基板への熱ダメージが大きくなり、溝形状の変化が起こることがあり、厚いと、ディスク反射率が高くなり、感度が低下することがある。
前記第一保護層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えばＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各酸化物；Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ等の各窒化物；Ｚｎ、Ｔａ等の各硫化物；Ｓｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各炭化物；ダイヤモンド状カーボン；或いはこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、モル比が７：３〜８：２近傍のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が好ましく、特に熱膨張変化、高温乃至室温変化の熱ダメージを伴う記録層と基板の間に位置する第一保護層としては、光学定数、熱膨張係数、弾性率が最適化されている（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）が好ましい。また、異なる材料を積層して用いてもよい。
前記第一保護層の厚みは、反射率、変調度や記録感度に大きく影響するので、下部保護層の厚みに対して、ディスク反射率が極小値となる厚みとすると記録感度が増大するので、好ましい。ＤＶＤの記録再生波長において良好な信号特性を得るためには、第一保護層に（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）を用いた場合には４０〜８０ｎｍが好ましく、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃでは、２０〜５０ｎｍ、ＨＤ ＤＶＤでは、３０〜６０ｎｍが好ましい。前記第一保護層の厚みがこれらの範囲より薄いと、基板への熱ダメージが大きくなり、溝形状の変化が起こることがあり、厚いと、ディスク反射率が高くなり、感度が低下することがある。
−第二保護層−
前記第二保護層の材料としては、前記第一保護層と同様のものを目的に応じて使用することができ、例えばＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各酸化物；Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ等の各窒化物；Ｚｎ、Ｔａ等の各硫化物；Ｓｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各炭化物；ダイヤモンド状カーボン；或いはこれらの混合物が挙げられる。前記第二保護層も反射率、変調度に影響するが、記録感度への影響が最も大きく、適切な熱伝導率を有するものを用いることが重要である。モル比が７：３〜８：２近傍のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は、熱伝導率が小さく、反射層への放熱速度を小さくするため、記録感度がよい。高速記録の場合には、熱伝導率の大きい材料を選ぶ場合もある。このような熱伝導率の大きい材料としては、透明導電膜として知られるＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯを主成分としたものやそれらの混合物、あるいは、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２を主成分としたものやそれらの混合物などを用いることができる。更に、異なる材料を積層して用いてもよい。
前記第二保護層の厚みは、４〜５０ｎｍが好ましく、６〜２０ｎｍがより好ましい。前記厚みが４ｎｍ未満であると、記録層の光吸収率が低下し、記録層で発生した熱が反射層へ拡散されやすくなるため、記録感度が大幅に低下してしまうことがあり、５０ｎｍより厚くなると、クラックが発生しやすくなることがある。
前記第二保護層の材料としては、前記第一保護層と同様のものを目的に応じて使用することができ、例えばＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各酸化物；Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ等の各窒化物；Ｚｎ、Ｔａ等の各硫化物；Ｓｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ等の各炭化物；ダイヤモンド状カーボン；或いはこれらの混合物が挙げられる。前記第二保護層も反射率、変調度に影響するが、記録感度への影響が最も大きく、適切な熱伝導率を有するものを用いることが重要である。モル比が７：３〜８：２近傍のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は、熱伝導率が小さく、反射層への放熱速度を小さくするため、記録感度がよい。高速記録の場合には、熱伝導率の大きい材料を選ぶ場合もある。このような熱伝導率の大きい材料としては、透明導電膜として知られるＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯを主成分としたものやそれらの混合物、あるいは、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２を主成分としたものやそれらの混合物などを用いることができる。更に、異なる材料を積層して用いてもよい。
前記第二保護層の厚みは、４〜５０ｎｍが好ましく、６〜２０ｎｍがより好ましい。前記厚みが４ｎｍ未満であると、記録層の光吸収率が低下し、記録層で発生した熱が反射層へ拡散されやすくなるため、記録感度が大幅に低下してしまうことがあり、５０ｎｍより厚くなると、クラックが発生しやすくなることがある。
−界面層−
前記相変化記録層と前記第一保護層、又は前記相変化記録層と前記第二保護層との間に、前記第一保護層、あるいは第二保護層として用いる材料とは別の種類の酸化物、窒化物、又は炭化物等を含む界面層を設けてもよい。これにより、光学特性及び熱特性は主として第一保護層、又は第二保護層で調整し、界面層で主として、結晶化速度の調整の機能を持たせることができる。
前記界面層としては、少なくともＧｅ又はＳｉを含む酸化物を含有することが好ましく、このＧｅ、又はＳｉを含む酸化物を含む層は相変化記録層３に接していると良好な繰り返し記録が可能な記録線速の範囲を広げることができる。
前記Ｇｅ、又はＳｉを含む酸化物はその酸化の度合いによっても機能は異なり、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２のように酸素が飽和している状態ではより高速での繰り返し記録が良好となり、ＧｅＯ、ＳｉＯ、更に酸化していないＧｅ、Ｓｉを含むような酸素が飽和していない状態では、より低速での繰り返し記録特性が良好となる。従って目的に応じて酸化の度合いの異なる酸化物を使用する。何故このような機能の違いが現れるかは明らかではないが、酸素が飽和している酸化物の場合は相変化記録層３の核形成を促進する作用があり、酸素が飽和していない酸化物の場合は逆に記録層の核形成を抑制する作用があるのではないかと推測している。
前記相変化記録層と前記第一保護層、又は前記相変化記録層と前記第二保護層との間に、前記第一保護層、あるいは第二保護層として用いる材料とは別の種類の酸化物、窒化物、又は炭化物等を含む界面層を設けてもよい。これにより、光学特性及び熱特性は主として第一保護層、又は第二保護層で調整し、界面層で主として、結晶化速度の調整の機能を持たせることができる。
前記界面層としては、少なくともＧｅ又はＳｉを含む酸化物を含有することが好ましく、このＧｅ、又はＳｉを含む酸化物を含む層は相変化記録層３に接していると良好な繰り返し記録が可能な記録線速の範囲を広げることができる。
前記Ｇｅ、又はＳｉを含む酸化物はその酸化の度合いによっても機能は異なり、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２のように酸素が飽和している状態ではより高速での繰り返し記録が良好となり、ＧｅＯ、ＳｉＯ、更に酸化していないＧｅ、Ｓｉを含むような酸素が飽和していない状態では、より低速での繰り返し記録特性が良好となる。従って目的に応じて酸化の度合いの異なる酸化物を使用する。何故このような機能の違いが現れるかは明らかではないが、酸素が飽和している酸化物の場合は相変化記録層３の核形成を促進する作用があり、酸素が飽和していない酸化物の場合は逆に記録層の核形成を抑制する作用があるのではないかと推測している。
このように酸化の度合いの異なる界面層は、スパッタのターゲットをＧｅＯ２又はＳｉＯ２と、Ｇｅ又はＳｉとの混合物で形成し、その混合比を調整して所望の組成が得られるように作製したターゲットを通常のＡｒガス雰囲気中でスパッタしたり、また、Ｇｅ又はＳｉのターゲットを用いてＡｒガスにＯ２ガスを混合した雰囲気中でスパッタし、ガスの流量比を変えることにより得られる。
前記Ｇｅ、又はＳｉを含む酸化物は核形成を制御していると考えられるので、相変化記録層３に接することによってその作用を発揮する。レーザー照射により昇温した相変化記録層３は反射層５を有する第二保護層４側から冷却するので、核の発生も主として第二保護層４側に生じるため、前記界面層は第二保護層４側に設ける方がより有効である。
前記界面層の厚みは、少なくとも１ｎｍないと均一な膜が形成されないため、機能が安定しないので、２ｎｍ以上が好ましく、厚みの上限は、光学特性や熱特性のバランスをみながら決めるが、通常、１０ｎｍ以下が好ましい。
前記Ｇｅ、又はＳｉを含む酸化物は核形成を制御していると考えられるので、相変化記録層３に接することによってその作用を発揮する。レーザー照射により昇温した相変化記録層３は反射層５を有する第二保護層４側から冷却するので、核の発生も主として第二保護層４側に生じるため、前記界面層は第二保護層４側に設ける方がより有効である。
前記界面層の厚みは、少なくとも１ｎｍないと均一な膜が形成されないため、機能が安定しないので、２ｎｍ以上が好ましく、厚みの上限は、光学特性や熱特性のバランスをみながら決めるが、通常、１０ｎｍ以下が好ましい。
−反射層−
前記反射層の材料としては、例えばＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属、又はそれらを主成分とする合金が好ましい。合金化する際の添加元素としては、例えばＢｉ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが挙げられる。
前記反射層は、記録再生時の光を反射して、光の利用効率を高めると共に、記録時に発生した熱を逃がす放熱層の役割も担う。前記反射層の厚みは、光の利用効率と冷却速度の確保の観点から、７０ｎｍ以上の厚みとすることが好ましい。しかし、光の利用効率、及び冷却速度はある程度の厚み以上は飽和してしまい、また、厚すぎると膜応力により基板の反りを生じたり、膜剥がれを起こす場合もあるので、３００ｎｍ以下とすることが好ましい。
前記反射層の材料としては、例えばＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属、又はそれらを主成分とする合金が好ましい。合金化する際の添加元素としては、例えばＢｉ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが挙げられる。
前記反射層は、記録再生時の光を反射して、光の利用効率を高めると共に、記録時に発生した熱を逃がす放熱層の役割も担う。前記反射層の厚みは、光の利用効率と冷却速度の確保の観点から、７０ｎｍ以上の厚みとすることが好ましい。しかし、光の利用効率、及び冷却速度はある程度の厚み以上は飽和してしまい、また、厚すぎると膜応力により基板の反りを生じたり、膜剥がれを起こす場合もあるので、３００ｎｍ以下とすることが好ましい。
−硫化防止層−
前記反射層としてＡｇ又はＡｇ合金を用い、第二保護層としてＺｎＳとＳｉＯ２の混合物のようにＳを含む膜を用いる場合には、保存中の反射層の硫化による欠陥の発生を防止するため、第二保護層と反射層の間に硫化防止層を設けることが好ましい。
前記硫化防止層の材料としては、例えばＳｉ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＣとＴｉＯ２の混合物等が挙げられる。前記硫化防止層の厚みは、１ｎｍ以上としないと均一な膜が形成されないため、硫化防止の機能が損なわれてしまう。前記硫化防止層の厚みは、２ｎｍ以上が好ましい。該硫化防止層の厚みの上限は光記録媒体の光学特性や熱特性のバランスをみながら決められるが、通常、１０ｎｍ以下とした方がそのバランスがよく、良好な繰り返し記録特性を得られることが多い。
前記反射層としてＡｇ又はＡｇ合金を用い、第二保護層としてＺｎＳとＳｉＯ２の混合物のようにＳを含む膜を用いる場合には、保存中の反射層の硫化による欠陥の発生を防止するため、第二保護層と反射層の間に硫化防止層を設けることが好ましい。
前記硫化防止層の材料としては、例えばＳｉ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＣとＴｉＯ２の混合物等が挙げられる。前記硫化防止層の厚みは、１ｎｍ以上としないと均一な膜が形成されないため、硫化防止の機能が損なわれてしまう。前記硫化防止層の厚みは、２ｎｍ以上が好ましい。該硫化防止層の厚みの上限は光記録媒体の光学特性や熱特性のバランスをみながら決められるが、通常、１０ｎｍ以下とした方がそのバランスがよく、良好な繰り返し記録特性を得られることが多い。
−カバー層−
前記カバー層は、ブルーレイディスクの場合には、光が入射し、透過する層であり、厚み１００μｍ程度の透明樹脂層から形成される。
前記カバー層は、ブルーレイディスクの場合には、光が入射し、透過する層であり、厚み１００μｍ程度の透明樹脂層から形成される。
以上説明したような各層を基板上に順次スパッタにより形成し、有機保護膜の形成や貼り合せ、或いは、カバー層の形成を行った後、初期化工程を経て光記録媒体として使用される。
前記初期化は１×(数１０〜数１００)μｍ程度に成形された１〜２Ｗ程度のレーザー光を走査しながら照射して、成膜直後は非晶質状態である記録層を結晶化する工程である。
前記初期化は１×(数１０〜数１００)μｍ程度に成形された１〜２Ｗ程度のレーザー光を走査しながら照射して、成膜直後は非晶質状態である記録層を結晶化する工程である。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１〜６及び比較例１〜４）
図５の概略断面図に示した本発明における相変化型光記録媒体に準じた層構成の光記録媒体を作製した。
即ち、直径１２ｃｍ、厚み０．６ｍｍ、トラックピッチ０．７４μｍの案内溝付きポリカーボネートディスク基板（透明基板１）上に、順次スパッタ法により第一保護層２、相変化記録層３、第二保護層４、硫化防止層（不図示）、反射層５を形成し、有機保護膜６でオーバーコートを施した後、ポリカーボネートディスク基板を貼り合せて、実施例１〜６及び比較例１〜５の各光記録媒体を作製した。
具体的には、ポリカーボネートディスク基板上に、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第一保護層２を厚み６０ｎｍで形成し、次に、それぞれ下記表１に示す組成のＩｎ−Ｓｂ−Ｚｎからなる相変化記録層３を厚み１４ｎｍで形成した。次いで、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層４を厚み６ｎｍで形成し、その上に質量比が７：３のＴｉＣとＴｉＯ２からなる硫化防止層を厚み４ｎｍで形成し、更にＡｇからなる反射層を厚み２００ｎｍで形成した後、有機保護膜でオーバーコートし、厚み０．６ｍｍのポリカーボネートディスクを接着により貼り合せた。これらを大口径ＬＤにより初期結晶化してそれぞれの光記録媒体とし、下記の評価に用いた。
なお、比較例１〜４は、相変化記録層のＩｎ−Ｓｂ−Ｚｎ組成が本発明の範囲外である相変化材料を用いた場合の光記録媒体である。下記表１に相変化記録層の組成を示す。
図５の概略断面図に示した本発明における相変化型光記録媒体に準じた層構成の光記録媒体を作製した。
即ち、直径１２ｃｍ、厚み０．６ｍｍ、トラックピッチ０．７４μｍの案内溝付きポリカーボネートディスク基板（透明基板１）上に、順次スパッタ法により第一保護層２、相変化記録層３、第二保護層４、硫化防止層（不図示）、反射層５を形成し、有機保護膜６でオーバーコートを施した後、ポリカーボネートディスク基板を貼り合せて、実施例１〜６及び比較例１〜５の各光記録媒体を作製した。
具体的には、ポリカーボネートディスク基板上に、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第一保護層２を厚み６０ｎｍで形成し、次に、それぞれ下記表１に示す組成のＩｎ−Ｓｂ−Ｚｎからなる相変化記録層３を厚み１４ｎｍで形成した。次いで、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層４を厚み６ｎｍで形成し、その上に質量比が７：３のＴｉＣとＴｉＯ２からなる硫化防止層を厚み４ｎｍで形成し、更にＡｇからなる反射層を厚み２００ｎｍで形成した後、有機保護膜でオーバーコートし、厚み０．６ｍｍのポリカーボネートディスクを接着により貼り合せた。これらを大口径ＬＤにより初期結晶化してそれぞれの光記録媒体とし、下記の評価に用いた。
なお、比較例１〜４は、相変化記録層のＩｎ−Ｓｂ−Ｚｎ組成が本発明の範囲外である相変化材料を用いた場合の光記録媒体である。下記表１に相変化記録層の組成を示す。
＜評価＞
作製したそれぞれの光記録媒体に対して、波長６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５のピックアップヘッドを有するＤＶＤ評価装置（パルステック工業株式会社製、ＤＤＵ−１０００）を用い、転移線速及びジッター（σ／Ｔｗ）を測定した。なお、転移線速を測定する際のパワーは１５ｍＷとした。また、ジッター（σ／Ｔｗ）は、ＤＶＤ６倍速及び１２倍速でＥＦＭ＋変調方式によるランダムパターンを繰り返し１０回記録したときの値である。
記録は１トラックにのみ行っており、いずれも、記録ストラテジは非晶質マークを形成するパルスの周期を２Ｔとする、２Ｔ周期ストラテジを用い、記録パワー、パルス幅は各々最適化して行った。結果を表１に示す。
作製したそれぞれの光記録媒体に対して、波長６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５のピックアップヘッドを有するＤＶＤ評価装置（パルステック工業株式会社製、ＤＤＵ−１０００）を用い、転移線速及びジッター（σ／Ｔｗ）を測定した。なお、転移線速を測定する際のパワーは１５ｍＷとした。また、ジッター（σ／Ｔｗ）は、ＤＶＤ６倍速及び１２倍速でＥＦＭ＋変調方式によるランダムパターンを繰り返し１０回記録したときの値である。
記録は１トラックにのみ行っており、いずれも、記録ストラテジは非晶質マークを形成するパルスの周期を２Ｔとする、２Ｔ周期ストラテジを用い、記録パワー、パルス幅は各々最適化して行った。結果を表１に示す。
これに対し、比較例１は、Ｓｂ／（Ｉｎ＋Ｓｂ）の比率が本発明の範囲より小さい場合であり、この場合のジッター（σ／Ｔｗ）は６倍速、１２倍速とも１０％前後とそれ程悪いわけではないが、保存後の反射率低下は約１０％と、結晶の安定性に問題があった。
比較例２は、Ｓｂ／（Ｉｎ＋Ｓｂ）の比率が本発明の範囲より多い場合であり、ストラテジやパワーを最適化しても変調度が４０％前後の記録しかできず、ジッター（σ／Ｔｗ）も大きかった。
比較例３は、記録層組成にＺｎを全く入れない場合であり、初回記録は良好であったが、繰り返し記録後のジッターは１１％以下とすることはできなかった。
比較例４は、記録層組成のＺｎ量が多すぎたため、初期化ムラが顕著になり、ジッター上昇が大きくなってしまった。
（実施例７〜８及び比較例５〜６）
実施例１において、各構成層の厚みを下記表２に示したように変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例７〜８及び比較例５〜６の各光記録媒体を作製し、実施例１と同じ条件で、転移線速及びＤＶＤ６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。結果を表２に示す。
なお、比較例５及び６は各層の厚みを変えた結果、転移線速が本発明の範囲外となる場合である。
実施例１において、各構成層の厚みを下記表２に示したように変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例７〜８及び比較例５〜６の各光記録媒体を作製し、実施例１と同じ条件で、転移線速及びＤＶＤ６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。結果を表２に示す。
なお、比較例５及び６は各層の厚みを変えた結果、転移線速が本発明の範囲外となる場合である。
また、実施例７及び８について、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、いずれも記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は６％以下となり、良好であった。
これに対し、比較例５及び６の場合には、６倍速と１２倍速のいずれでもジッター（σ／Ｔｗ）が大きな値を示した。比較例６の場合に１倍速でも記録を試みたが、１０回繰り返し記録後のジッターは１３％と大きかった。
（実施例９〜１１及び比較例７）
実施例１において、相変化記録層の組成であるＳｂの一部をＳｎに置換し、下記表３に示した組成とした以外は、実施例１と同様にして、実施例９〜１１及び比較例７の各光記録媒体を作製し、実施例１と同じ条件で、転移線速及びＤＶＤ６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。結果を表３に示す。
なお、比較例７は、Ｓｎの含有組成が本発明の範囲外となる場合である。
実施例１において、相変化記録層の組成であるＳｂの一部をＳｎに置換し、下記表３に示した組成とした以外は、実施例１と同様にして、実施例９〜１１及び比較例７の各光記録媒体を作製し、実施例１と同じ条件で、転移線速及びＤＶＤ６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。結果を表３に示す。
なお、比較例７は、Ｓｎの含有組成が本発明の範囲外となる場合である。
なお、実施例９〜１１について、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行った
が、いずれも記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は６％以下となり、良好であった。
これに対し、比較例７は、Ｓｎの含有組成が本発明の範囲外となるため、６倍速と１２倍速のいずれでもジッター（σ／Ｔｗ）が大きな値を示した。
（実施例１２）
実施例１において、第二保護層を以下に示すように界面層及び第二保護層に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の光記録媒体を作製した。
−第二保護層及び界面層の形成−
記録層３の上に、ＧｅＯ２とＧｅをモル比で１：１の割合で混合したターゲットを用いて厚み２ｎｍのＧｅ−Ｏからなる界面層をスパッタ法により形成し、該界面層上に更にモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層を厚みが４ｎｍとなるようにスパッタ法により形成した。
実施例１において、第二保護層を以下に示すように界面層及び第二保護層に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の光記録媒体を作製した。
−第二保護層及び界面層の形成−
記録層３の上に、ＧｅＯ２とＧｅをモル比で１：１の割合で混合したターゲットを用いて厚み２ｎｍのＧｅ−Ｏからなる界面層をスパッタ法により形成し、該界面層上に更にモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層を厚みが４ｎｍとなるようにスパッタ法により形成した。
次に、作製した光記録媒体を用いて実施例１と同じ条件で、転移線速及び６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。
その結果、転移線速は２８ｍ／ｓであり、６倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は８．９％、１２倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は９．２％とそれぞれ良好な値が得られた。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は３％と、良好であった。
その結果、転移線速は２８ｍ／ｓであり、６倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は８．９％、１２倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は９．２％とそれぞれ良好な値が得られた。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は３％と、良好であった。
（実施例１３）
実施例５において、第二保護層４を以下に示すように界面層及び第二保護層に変えた以外は、実施例５と同様にして、実施例１３の光記録媒体を作製した。
−第二保護層及び界面層の形成−
記録層３の上に、ＳｉＯ２のターゲットを用いて厚み２ｎｍのＳｉＯ２からなる界面層をスパッタ法により形成し、該界面層上に更にモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層を厚み４ｎｍとなるようにスパッタ法により形成した。
実施例５において、第二保護層４を以下に示すように界面層及び第二保護層に変えた以外は、実施例５と同様にして、実施例１３の光記録媒体を作製した。
−第二保護層及び界面層の形成−
記録層３の上に、ＳｉＯ２のターゲットを用いて厚み２ｎｍのＳｉＯ２からなる界面層をスパッタ法により形成し、該界面層上に更にモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２からなる第二保護層を厚み４ｎｍとなるようにスパッタ法により形成した。
次に、作製した光記録媒体を用いて実施例５と同じ条件で、転移線速及び６倍速と１２倍速の記録特性を評価した。
その結果、転移線速は２４ｍ／ｓ、６倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は８．５％、１２倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は９．６％であった。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下であり、未記録部の反射率低下は３％と、良好であった。
その結果、転移線速は２４ｍ／ｓ、６倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は８．５％、１２倍速で繰り返し記録１０回後のジッター（σ／Ｔｗ）は９．６％であった。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下であり、未記録部の反射率低下は３％と、良好であった。
（実施例１４）
第一保護層としてモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を厚みが６０ｎｍ、相変化記録層として実施例３と同じ材料を厚みが１４ｎｍ、第二保護層としてＺｎＯ−２質量％Ａｌ２Ｏ３を厚みが１１ｎｍ、反射層としてＡｇを厚みが２００ｎｍとなるように作製した光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、図７に示したような、マークの形成過程で冷却パルスを設けないような記録ストラテジを用いて１６倍速で繰り返し記録を実施した。繰り返し記録１０回後のジッターは１０．９％であった。また、転移線速は３５ｍ／ｓであった。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったところが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は４％と、良好であった。
第一保護層としてモル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を厚みが６０ｎｍ、相変化記録層として実施例３と同じ材料を厚みが１４ｎｍ、第二保護層としてＺｎＯ−２質量％Ａｌ２Ｏ３を厚みが１１ｎｍ、反射層としてＡｇを厚みが２００ｎｍとなるように作製した光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、図７に示したような、マークの形成過程で冷却パルスを設けないような記録ストラテジを用いて１６倍速で繰り返し記録を実施した。繰り返し記録１０回後のジッターは１０．９％であった。また、転移線速は３５ｍ／ｓであった。
また、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったところが、記録済みのマークのジッター上昇は１％以下、未記録部の反射率低下は４％と、良好であった。
（実施例１５〜１８）
図６の概略断面図に示した本発明の光記録媒体に準じた層構成の光記録媒体を作製した。直径１２ｃｍ、厚み１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍの案内溝付きポリカーボネート基板上１に、順次スパッタにより反射層５、第二保護層４、相変化記録層３、第一保護層２を形成し、厚み０．１ｍｍのカバー層７を形成した。
具体的には、ポリカーボネートディスク基板１上に、Ａｇ−０．５質量％Ｂｉからなる反射層５を厚み１４０μｍ、ＺｎＯ−２質量％Ａｌ２Ｏ３からなる第二保護層４を厚み８ｎｍ、表４の実施例１５〜１８に示した組成の相変化記録層２を厚み１１ｎｍ、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物からなる第一保護層２を厚み３３ｎｍに形成した後、紫外線硬化樹脂からなる接着剤をスピンコート法により厚みが２５μｍとなるように塗布し、その上に厚み７５μｍのポリカーボネートフィルムを貼り合せてカバー層７を形成した。これらを大口径ＬＤにより初期結晶化してそれぞれの光記録媒体とし、下記の評価に用いた。
図６の概略断面図に示した本発明の光記録媒体に準じた層構成の光記録媒体を作製した。直径１２ｃｍ、厚み１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍの案内溝付きポリカーボネート基板上１に、順次スパッタにより反射層５、第二保護層４、相変化記録層３、第一保護層２を形成し、厚み０．１ｍｍのカバー層７を形成した。
具体的には、ポリカーボネートディスク基板１上に、Ａｇ−０．５質量％Ｂｉからなる反射層５を厚み１４０μｍ、ＺｎＯ−２質量％Ａｌ２Ｏ３からなる第二保護層４を厚み８ｎｍ、表４の実施例１５〜１８に示した組成の相変化記録層２を厚み１１ｎｍ、モル比が８：２のＺｎＳとＳｉＯ２の混合物からなる第一保護層２を厚み３３ｎｍに形成した後、紫外線硬化樹脂からなる接着剤をスピンコート法により厚みが２５μｍとなるように塗布し、その上に厚み７５μｍのポリカーボネートフィルムを貼り合せてカバー層７を形成した。これらを大口径ＬＤにより初期結晶化してそれぞれの光記録媒体とし、下記の評価に用いた。
＜評価＞
作製したそれぞれの光記録媒体に対して、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有するブルーレイディスク評価装置（パルステック工業株式会社製、ＯＤＵ−１０００）を用い、転移線速、及びジッター（σ／Ｔｗ）を評価した。なお、転移線速を測定する際のパワーは５ｍＷとした。また、ジッター（σ／Ｔｗ）は、１倍速（４．９２ｍ／ｓ）で再生し、リミットエコライザを使用した値であり、ブルーレイディスクの２倍速及び４倍速で１７ＰＰ変調方式による最短マーク長０．１４９μｍのランダムパターンを繰り返し１０回記録したときの値である。
記録は１トラックにのみ行っており、いずれも、記録ストラテジは非晶質マークを形成するパルスの周期を２Ｔとする、２Ｔ周期ストラテジを用い、記録パワー、パルス幅は各々最適化して行った。結果を表４に示す。
また、実施例１５〜１８について、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、いずれも記録済みのマークのジッター上昇は０．５％以下、未記録部の反射率低下は５％以下と、良好であった。
作製したそれぞれの光記録媒体に対して、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを有するブルーレイディスク評価装置（パルステック工業株式会社製、ＯＤＵ−１０００）を用い、転移線速、及びジッター（σ／Ｔｗ）を評価した。なお、転移線速を測定する際のパワーは５ｍＷとした。また、ジッター（σ／Ｔｗ）は、１倍速（４．９２ｍ／ｓ）で再生し、リミットエコライザを使用した値であり、ブルーレイディスクの２倍速及び４倍速で１７ＰＰ変調方式による最短マーク長０．１４９μｍのランダムパターンを繰り返し１０回記録したときの値である。
記録は１トラックにのみ行っており、いずれも、記録ストラテジは非晶質マークを形成するパルスの周期を２Ｔとする、２Ｔ周期ストラテジを用い、記録パワー、パルス幅は各々最適化して行った。結果を表４に示す。
また、実施例１５〜１８について、８０℃、８５％ＲＨで１００時間の保存試験を行ったが、いずれも記録済みのマークのジッター上昇は０．５％以下、未記録部の反射率低下は５％以下と、良好であった。
（比較例７）
実施例１７と同じ記録層組成（Ｉｎ１７Ｓｂ６６Ｓｎ１０Ｚｎ７）で、相変化記録層の厚みを５ｎｍとした以外は、実施例１７と同様にして、比較例７の光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、実施例１５〜１８と同様にして評価したところ、転移線速は４ｍ／ｓであり、２倍速及び４倍速ともジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。また、１倍速で記録した場合でもジッター（σ／Ｔｗ）は１０％以上であった。
実施例１７と同じ記録層組成（Ｉｎ１７Ｓｂ６６Ｓｎ１０Ｚｎ７）で、相変化記録層の厚みを５ｎｍとした以外は、実施例１７と同様にして、比較例７の光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、実施例１５〜１８と同様にして評価したところ、転移線速は４ｍ／ｓであり、２倍速及び４倍速ともジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。また、１倍速で記録した場合でもジッター（σ／Ｔｗ）は１０％以上であった。
（比較例８）
記録層の組成がＩｎ１４Ｓｂ８３Ｚｎ３である以外は、実施例１５〜１８と同様にして、比較例８の光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、実施例１５〜１８と同様にして評価したところ、転移線速は３７ｍ／ｓであり、２倍速及び４倍速とも変調度が小さく、ジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。また、６倍速で記録した場合にも、変調度が小さく、ジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。
記録層の組成がＩｎ１４Ｓｂ８３Ｚｎ３である以外は、実施例１５〜１８と同様にして、比較例８の光記録媒体を作製した。
得られた光記録媒体について、実施例１５〜１８と同様にして評価したところ、転移線速は３７ｍ／ｓであり、２倍速及び４倍速とも変調度が小さく、ジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。また、６倍速で記録した場合にも、変調度が小さく、ジッター（σ／Ｔｗ）は１５％以上であった。
本発明の光記録媒体は、例えば、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＢＤ−ＲＥ、ＨＤ ＤＶＤ ＲＷ等の相変化記録層を有する高密度記録可能な光記録媒体などに好適に用いられる。
１ 基板
２ 第１保護層
３ 相変化記録層
４ 第２保護層
５ 反射層
６ 有機保護膜
７ カバー層
Ｔ 基本クロック周期
Ｐｐ ピークパワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
２ 第１保護層
３ 相変化記録層
４ 第２保護層
５ 反射層
６ 有機保護膜
７ カバー層
Ｔ 基本クロック周期
Ｐｐ ピークパワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
Claims (5)
- 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（１）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体。
＜組成式（１）＞
（Ｓｂ１００−ｘＩｎｘ）１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（１）中、ｘ及びｙは、各元素の原子％を表し、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。 - 案内溝を有する基板と、該基板上に、少なくとも相変化記録層を有する光記録媒体であって、
前記光記録媒体の回転線速を変数とし、該光記録媒体に、ピックアップヘッドを用い連続光を照射して計測される反射率の低下開始点に相応する転移線速が、５〜３５ｍ／ｓであり、
前記相変化記録層が、下記組成式（２）で表される相変化材料を含有することを特徴とする光記録媒体。
＜組成式（２）＞
〔（Ｓｂ１００−ｚＳｎｚ）１００−ｘＩｎｘ〕１００−ｙＺｎｙ
ただし、前記組成式（２）中、ｘ、ｙ、及びｚは、各元素の原子％を表し、０原子％＜ｚ≦２５原子％、１０原子％≦ｘ≦２７原子％、１原子％≦ｙ≦１０原子％である。 - 光の入射方向から、案内溝を有する基板、第一保護層、相変化記録層、第二保護層、及び反射層をこの順に少なくとも有する請求項１から２のいずれかに記載の光記録媒体。
- 相変化記録層の厚みが、６〜２２ｎｍである請求項１から３のいずれかに記載の光記録媒体。
- 相変化記録層と第一保護層との間、及び相変化記録層と第二保護層との間のいずれかに界面層を有し、かつ該界面層が少なくともＧｅ及びＳｉのいずれかを含む酸化物を含有する請求項３から４のいずれかに記載の光記録媒体。
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