JP3268157B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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- Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ビーム照射による記
録層の結晶状態の変化を利用して情報の記録を行なう光
記録媒体と、光記録媒体の相変化膜や光磁気記録膜など
の薄膜の活性化エネルギーを測定する方法とに関する。
録層の結晶状態の変化を利用して情報の記録を行なう光
記録媒体と、光記録媒体の相変化膜や光磁気記録膜など
の薄膜の活性化エネルギーを測定する方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度記録が可能で、しかも記録
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変
化型の光記録媒体は、レーザー光を照射することにより
記録層の結晶状態を変化させ、このような状態変化に伴
なう記録層の反射率変化を検出するものである。相変化
型の光記録媒体は単一の光ビームによるオーバーライト
が可能であり、また、駆動装置の光学系が光磁気記録媒
体のそれに比べて単純であるため、注目されている。
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変
化型の光記録媒体は、レーザー光を照射することにより
記録層の結晶状態を変化させ、このような状態変化に伴
なう記録層の反射率変化を検出するものである。相変化
型の光記録媒体は単一の光ビームによるオーバーライト
が可能であり、また、駆動装置の光学系が光磁気記録媒
体のそれに比べて単純であるため、注目されている。
【０００３】相変化型の光記録媒体には、結晶状態と非
晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安
定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｔｅ系材料が用
いられることが多いが、最近、カルコパイライトと呼ば
れる化合物を応用することが提案されている。
晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安
定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｔｅ系材料が用
いられることが多いが、最近、カルコパイライトと呼ば
れる化合物を応用することが提案されている。
【０００４】カルコパイライト型化合物は化合物半導体
材料として広く研究され、太陽電池などにも応用されて
いる。カルコパイライト型化合物は、化学周期律表を用
いるとIb-IIIb-VIb2やIIb-IVb-Vb2 で表わされる組成で
あり、ダイヤモンド構造を２つ積み重ねた構造を有す
る。カルコパイライト型化合物はＸ線構造解析によって
容易に構造を決定することができ、その基礎的な特性
は、例えば月刊フィジクスvol.8,No.8,1987,pp-441や、
電気化学vol.56,No.4,1988,pp-228 などに記載されてい
る。
材料として広く研究され、太陽電池などにも応用されて
いる。カルコパイライト型化合物は、化学周期律表を用
いるとIb-IIIb-VIb2やIIb-IVb-Vb2 で表わされる組成で
あり、ダイヤモンド構造を２つ積み重ねた構造を有す
る。カルコパイライト型化合物はＸ線構造解析によって
容易に構造を決定することができ、その基礎的な特性
は、例えば月刊フィジクスvol.8,No.8,1987,pp-441や、
電気化学vol.56,No.4,1988,pp-228 などに記載されてい
る。
【０００５】これらのカルコパイライト型化合物の中で
特にＡｇＩｎＴｅ2 は、ＳｂやＢｉを用いて希釈するこ
とにより、線速度７m/s 前後の光記録媒体の記録層材料
として使用できることが知られている（特開平３−２４
０５９０号公報、同３−９９８８４号公報、同３−８２
５９３号公報、同３−７３３８４号公報、同４−１５１
２８６号公報等）。
特にＡｇＩｎＴｅ2 は、ＳｂやＢｉを用いて希釈するこ
とにより、線速度７m/s 前後の光記録媒体の記録層材料
として使用できることが知られている（特開平３−２４
０５９０号公報、同３−９９８８４号公報、同３−８２
５９３号公報、同３−７３３８４号公報、同４−１５１
２８６号公報等）。
【０００６】このようなカルコパイライト型化合物を用
いた相変化型光記録媒体の他、特開平４−２６７１９２
号公報や特開平４−２３２７７９号公報、特開平６−１
６６２６８号公報には、記録層が結晶化する際にＡｇＳ
ｂＴｅ2 相が生成する相変化型光記録媒体が開示されて
いる。
いた相変化型光記録媒体の他、特開平４−２６７１９２
号公報や特開平４−２３２７７９号公報、特開平６−１
６６２６８号公報には、記録層が結晶化する際にＡｇＳ
ｂＴｅ2 相が生成する相変化型光記録媒体が開示されて
いる。
【０００７】本発明者らが先に出願した特願平４−１０
８９９６号、同４−１７９２６７号、同４−２５３８３
２号、同５−１７９６８号、同５−３４１８１８号、同
６−８７８５４号などでも、Ａｇ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎを
主体とし、さらにＶやＴｉ等を添加して信頼性等の特性
向上をはかった記録層を有する相変化型光記録媒体を提
案している。
８９９６号、同４−１７９２６７号、同４−２５３８３
２号、同５−１７９６８号、同５−３４１８１８号、同
６−８７８５４号などでも、Ａｇ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎを
主体とし、さらにＶやＴｉ等を添加して信頼性等の特性
向上をはかった記録層を有する相変化型光記録媒体を提
案している。
【０００８】しかし、記録時の線速度が速い場合、高温
環境下における信頼性が不十分となる。例えば、信頼性
向上のためにＶを添加してあっても、記録時の線速度が
４m/s 以上であった場合には、８０℃の環境下で保存す
ると２００時間程度で非晶質状の記録マークが結晶化し
てしまう。
環境下における信頼性が不十分となる。例えば、信頼性
向上のためにＶを添加してあっても、記録時の線速度が
４m/s 以上であった場合には、８０℃の環境下で保存す
ると２００時間程度で非晶質状の記録マークが結晶化し
てしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
環境下で保存した場合の相変化型光記録媒体の信頼性を
向上させることであり、他の目的は、相変化膜等の薄膜
の活性化エネルギーを正確に求める方法を提供すること
である。
環境下で保存した場合の相変化型光記録媒体の信頼性を
向上させることであり、他の目的は、相変化膜等の薄膜
の活性化エネルギーを正確に求める方法を提供すること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）、（２）の構成により達成される。 （１） 基板上に相変化型の記録層を有し、記録層上に
誘電体層を有し、記録層が下記式で表わされる組成を有
し、前記記録層を誘電体に挟んだ状態で、記録層の光透
過率または光反射率を測定することにより求めた結晶化
温度Ｔｘと、昇温速度Ｖｔとの関係から求められた記録
層の活性化エネルギーが３．０eV以上である光記録媒
体。 式 ｛（Ａa Ｂb Ｃc ）1-d Ｄd ｝1-e Ｍe （上記式において、Ａは、ＡｇまたはＡｇおよびＡｕで
あり、Ｂは、ＳｂまたはＳｂおよびＢｉであり、Ｃは、
Ｔｅであり、Ｄは、Ｉｎであり、Ｍは、ＶまたはＶとＴ
ｉとＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏから
選択される少なくとも１種との元素の組合せである。ま
た、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは原子比を表わし、 ０＜ａ≦０．２０、 ０．６≦ｂ＜１、 ０＜ｃ＜０．４０、 ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０＜ｄ＜０．０６、 ０≦ｅ≦０．２０ である） （２） 前記活性化エネルギーは、１／Ｔｘとｌｎ（Ｖ
ｔ／Ｔｘ2）とのプロット線から求められたものである
上記（１）の光記録媒体。
（１）、（２）の構成により達成される。 （１） 基板上に相変化型の記録層を有し、記録層上に
誘電体層を有し、記録層が下記式で表わされる組成を有
し、前記記録層を誘電体に挟んだ状態で、記録層の光透
過率または光反射率を測定することにより求めた結晶化
温度Ｔｘと、昇温速度Ｖｔとの関係から求められた記録
層の活性化エネルギーが３．０eV以上である光記録媒
体。 式 ｛（Ａa Ｂb Ｃc ）1-d Ｄd ｝1-e Ｍe （上記式において、Ａは、ＡｇまたはＡｇおよびＡｕで
あり、Ｂは、ＳｂまたはＳｂおよびＢｉであり、Ｃは、
Ｔｅであり、Ｄは、Ｉｎであり、Ｍは、ＶまたはＶとＴ
ｉとＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏから
選択される少なくとも１種との元素の組合せである。ま
た、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは原子比を表わし、 ０＜ａ≦０．２０、 ０．６≦ｂ＜１、 ０＜ｃ＜０．４０、 ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０＜ｄ＜０．０６、 ０≦ｅ≦０．２０ である） （２） 前記活性化エネルギーは、１／Ｔｘとｌｎ（Ｖ
ｔ／Ｔｘ2）とのプロット線から求められたものである
上記（１）の光記録媒体。
【００１１】
【作用および効果】本発明者らは、ＡｇＳｂＴｅ2 相を
主体とする相変化型の記録層では、非晶質−結晶転移に
伴なう活性化エネルギーが、高温環境下で保存した場合
の記録マークの結晶化と強く関係することを見いだし
た。そして、記録層単独ではなく、媒体中に組み込まれ
た状態での記録層の活性化エネルギーが３．０eV以上で
あるとき、信頼性が著しく改善されることを見いだし
た。
主体とする相変化型の記録層では、非晶質−結晶転移に
伴なう活性化エネルギーが、高温環境下で保存した場合
の記録マークの結晶化と強く関係することを見いだし
た。そして、記録層単独ではなく、媒体中に組み込まれ
た状態での記録層の活性化エネルギーが３．０eV以上で
あるとき、信頼性が著しく改善されることを見いだし
た。
【００１２】従来、薄膜の活性化エネルギーを求める方
法としては、キッシンジャー法が好ましく利用されてい
る。この方法では、昇温速度と結晶化温度との関係から
結晶化エネルギーを求める。キッシンジャー法により相
変化膜の活性化エネルギーを求めた例としては、例えば
第６回相変化記録研究会予稿集第２７ページ（応用物理
学会）が挙げられる。この文献では、ガラス表面に相変
化膜を形成した後、これを削り落とし、ＤＳＣ等で結晶
化温度を測定して活性化エネルギーを求めている。しか
し、この方法では、結晶化温度測定時に相変化膜が酸化
し、また、膜を削り落とす際に膜表面の特性が変化して
しまうため、正確な測定値が得られない。
法としては、キッシンジャー法が好ましく利用されてい
る。この方法では、昇温速度と結晶化温度との関係から
結晶化エネルギーを求める。キッシンジャー法により相
変化膜の活性化エネルギーを求めた例としては、例えば
第６回相変化記録研究会予稿集第２７ページ（応用物理
学会）が挙げられる。この文献では、ガラス表面に相変
化膜を形成した後、これを削り落とし、ＤＳＣ等で結晶
化温度を測定して活性化エネルギーを求めている。しか
し、この方法では、結晶化温度測定時に相変化膜が酸化
し、また、膜を削り落とす際に膜表面の特性が変化して
しまうため、正確な測定値が得られない。
【００１３】このような従来の方法に対し、本発明で
は、相変化膜等の薄膜の活性化エネルギーをキッシンジ
ャー法により測定する際に、薄膜を誘電体で挟んだ状態
とするので、薄膜の酸化を防ぐことができ、測定に際し
て膜質が変化することもない。
は、相変化膜等の薄膜の活性化エネルギーをキッシンジ
ャー法により測定する際に、薄膜を誘電体で挟んだ状態
とするので、薄膜の酸化を防ぐことができ、測定に際し
て膜質が変化することもない。
【００１４】また、相変化型光記録媒体や光磁気記録媒
体の記録層の厚さは一般に１００nm以下と薄く、媒体中
では誘電体に挟まれているため、量子サイズ効果の影響
が強くなる。すなわち、薄膜は、面内方向に比べて厚さ
方向の寸法が極端に小さいため、エネルギー準位が不連
続となり、厚さ方向の電子準位が制限される（Advances
in Physics,1993,vol.42,No.2,P173-266 ）。また、誘
電体との界面における結晶転移時の界面張力の効果が顕
著となる。このため、従来の方法で測定された活性化エ
ネルギーは、実際の媒体中における活性化エネルギーよ
りも高くなり、正当な評価ができない。しかし本発明で
は、薄膜を誘電体で挟むことにより、量子サイズ効果を
取り込むことができるため、実際の媒体中における状態
を再現できる。
体の記録層の厚さは一般に１００nm以下と薄く、媒体中
では誘電体に挟まれているため、量子サイズ効果の影響
が強くなる。すなわち、薄膜は、面内方向に比べて厚さ
方向の寸法が極端に小さいため、エネルギー準位が不連
続となり、厚さ方向の電子準位が制限される（Advances
in Physics,1993,vol.42,No.2,P173-266 ）。また、誘
電体との界面における結晶転移時の界面張力の効果が顕
著となる。このため、従来の方法で測定された活性化エ
ネルギーは、実際の媒体中における活性化エネルギーよ
りも高くなり、正当な評価ができない。しかし本発明で
は、薄膜を誘電体で挟むことにより、量子サイズ効果を
取り込むことができるため、実際の媒体中における状態
を再現できる。
【００１５】本発明の光記録媒体は、本発明の方法によ
り測定された活性化エネルギーが３．０eV以上で、かつ
所定組成の記録層を有するため、高温下で保存した場合
でも記録マークの結晶化が抑えられ、高い信頼性が得ら
れる。
り測定された活性化エネルギーが３．０eV以上で、かつ
所定組成の記録層を有するため、高温下で保存した場合
でも記録マークの結晶化が抑えられ、高い信頼性が得ら
れる。
【００１６】なお、相変化膜の活性化エネルギーの記述
がある上記文献では、活性化エネルギーの最大値が３．
０eVとなっている。同文献において、相変化膜が誘電体
で挟まれていないことを考慮すると、媒体中における実
際の活性化エネルギーは３．０eVを大きく下回ると考え
られる。また、同文献において３．０eVの活性化エネル
ギーを示した組成はＡｇＩｎＴｅ2 ：Ｓｂ＝１：１であ
る。この組成ではＩｎ含有率が１２．５原子％となり、
本発明範囲を上回る。Ｉｎが過多であると、一般にＡｇ
ＳｂＴｅ2 結晶の成長が阻害されるため、速い線速度で
記録、消去、再生を行なう媒体には不適である。しか
も、同文献ではＡｇＩｎＴｅ2 を主体に考えており、こ
の点でも本発明とは異なる。
がある上記文献では、活性化エネルギーの最大値が３．
０eVとなっている。同文献において、相変化膜が誘電体
で挟まれていないことを考慮すると、媒体中における実
際の活性化エネルギーは３．０eVを大きく下回ると考え
られる。また、同文献において３．０eVの活性化エネル
ギーを示した組成はＡｇＩｎＴｅ2 ：Ｓｂ＝１：１であ
る。この組成ではＩｎ含有率が１２．５原子％となり、
本発明範囲を上回る。Ｉｎが過多であると、一般にＡｇ
ＳｂＴｅ2 結晶の成長が阻害されるため、速い線速度で
記録、消去、再生を行なう媒体には不適である。しか
も、同文献ではＡｇＩｎＴｅ2 を主体に考えており、こ
の点でも本発明とは異なる。
【００１７】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１８】本発明の光記録媒体は、基板上に相変化型
の記録層を有する。この記録層は、Ａ（Ａｇおよび／ま
たはＡｕ）、Ｂ（Ｓｂおよび／またはＢｉ）、Ｃ（Ｔ
ｅ）およびＤ（Ｉｎであるか、ＩｎならびにＡｌおよび
／またはＰ）を含有し、好ましくはＭ（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏから選択され
る少なくとも１種の元素）を含有する。
の記録層を有する。この記録層は、Ａ（Ａｇおよび／ま
たはＡｕ）、Ｂ（Ｓｂおよび／またはＢｉ）、Ｃ（Ｔ
ｅ）およびＤ（Ｉｎであるか、ＩｎならびにＡｌおよび
／またはＰ）を含有し、好ましくはＭ（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏから選択され
る少なくとも１種の元素）を含有する。
【００１９】この記録層では、未記録部が結晶質、記録
マークが非晶質または微結晶質となるように記録が行な
われる。
マークが非晶質または微結晶質となるように記録が行な
われる。
【００２０】未記録部には、結晶相としてＡｇＳｂＴｅ
2 相等のＡＢＣ2 相が含まれることが好ましい。記録層
の反射率変化は、主としてＡＢＣ2 相が担う。また、未
記録部には、ＡＢＣ2 相の他に、Ｓｂ相等のＢ相が含ま
れることが好ましい。Ｂ相は結晶相である。
2 相等のＡＢＣ2 相が含まれることが好ましい。記録層
の反射率変化は、主としてＡＢＣ2 相が担う。また、未
記録部には、ＡＢＣ2 相の他に、Ｓｂ相等のＢ相が含ま
れることが好ましい。Ｂ相は結晶相である。
【００２１】記録層がＤを含む場合、ＤはＣと結合し、
未記録部においてＩｎ−Ｔｅ相等のＤ−Ｃ相として存在
する。Ｄ−Ｃ相は、ＤおよびＣを主体とする結晶相であ
り、実質的にＤ：Ｃは１：１であると考えられる。
未記録部においてＩｎ−Ｔｅ相等のＤ−Ｃ相として存在
する。Ｄ−Ｃ相は、ＤおよびＣを主体とする結晶相であ
り、実質的にＤ：Ｃは１：１であると考えられる。
【００２２】上記各相の存在は、透過型電子顕微鏡、Ｅ
ＰＭＡ等により確認することができる。
ＰＭＡ等により確認することができる。
【００２３】Ｍは、ＡＢＣ2 の結晶構造の変化を阻害す
ることにより結晶転移速度（非晶質ないし微結晶が粗大
結晶に成長する速度）を低下させると考えられる。Ｍの
添加理由は以下のとおりである。記録用光ビームに対す
る記録層の相対線速度が遅い場合には、光ビームによる
熱の影響が照射領域外にまで及ぶことになる。Ａｇ−Ｓ
ｂ−Ｔｅ系の記録層を用いた相変化型光記録媒体では、
光ビームにより加熱された領域が急速に冷却されて非晶
質や微結晶状態となることにより信号が記録されるが、
信号記録部が長い１１Ｔ信号などの記録部では、照射終
了領域が隣接する照射部の影響を受けて引き続き僅かに
加熱されるため、冷却速度が遅くなって記録マークの非
晶質化または微結晶質化が不十分となることがある。こ
のため、良好なＣ／Ｎが得られなくなり、また、良好な
繰り返し記録特性も得られなくなる。Ｍは、結晶成長を
阻害することにより結晶転移速度を低下させるため、記
録マークの非晶質化または微結晶質化が容易となるの
で、良好なＣ／Ｎが得られ、変調度も高くなる。また、
繰り返し記録特性も向上する。なお、結晶転移速度低下
効果は、ＭのうちＴｉおよびＶ、特にＴｉが高い。ま
た、高温・高湿などの悪条件下での信頼性を向上させる
効果は、ＶおよびＴｉが良好であり、特にＶは信頼性向
上効果が極めて高い。従って、ＴｉおよびＶの１種以
上、特にＶがＭ全体の８０原子％以上、特に１００原子
％を占めることが好ましい。
ることにより結晶転移速度（非晶質ないし微結晶が粗大
結晶に成長する速度）を低下させると考えられる。Ｍの
添加理由は以下のとおりである。記録用光ビームに対す
る記録層の相対線速度が遅い場合には、光ビームによる
熱の影響が照射領域外にまで及ぶことになる。Ａｇ−Ｓ
ｂ−Ｔｅ系の記録層を用いた相変化型光記録媒体では、
光ビームにより加熱された領域が急速に冷却されて非晶
質や微結晶状態となることにより信号が記録されるが、
信号記録部が長い１１Ｔ信号などの記録部では、照射終
了領域が隣接する照射部の影響を受けて引き続き僅かに
加熱されるため、冷却速度が遅くなって記録マークの非
晶質化または微結晶質化が不十分となることがある。こ
のため、良好なＣ／Ｎが得られなくなり、また、良好な
繰り返し記録特性も得られなくなる。Ｍは、結晶成長を
阻害することにより結晶転移速度を低下させるため、記
録マークの非晶質化または微結晶質化が容易となるの
で、良好なＣ／Ｎが得られ、変調度も高くなる。また、
繰り返し記録特性も向上する。なお、結晶転移速度低下
効果は、ＭのうちＴｉおよびＶ、特にＴｉが高い。ま
た、高温・高湿などの悪条件下での信頼性を向上させる
効果は、ＶおよびＴｉが良好であり、特にＶは信頼性向
上効果が極めて高い。従って、ＴｉおよびＶの１種以
上、特にＶがＭ全体の８０原子％以上、特に１００原子
％を占めることが好ましい。
【００２４】記録層の活性化エネルギーは、３．０eV以
上、好ましくは３．２eV以上である。記録層の活性化エ
ネルギーが小さいと、非晶質の記録マークが高温下での
保存により結晶化しやすくなる。記録層の結晶化エネル
ギーの上限は特にないが、通常、５eV程度以下である。
上、好ましくは３．２eV以上である。記録層の活性化エ
ネルギーが小さいと、非晶質の記録マークが高温下での
保存により結晶化しやすくなる。記録層の結晶化エネル
ギーの上限は特にないが、通常、５eV程度以下である。
【００２５】記録層の活性化エネルギーは、本発明の活
性化エネルギー測定方法を用いて測定する。具体的に
は、キッシンジャー法を用いて以下のようにして測定す
る。
性化エネルギー測定方法を用いて測定する。具体的に
は、キッシンジャー法を用いて以下のようにして測定す
る。
【００２６】まず、被測定層を誘電体で挟まれた状態と
なるように形成して、測定用サンプルとする。具体的に
は、ガラスや樹脂からなる基板上に被測定層を形成し、
さらに誘電体層で被覆してもよく、基板上に誘電体層を
形成し、次いで被測定層および誘電体層を順次形成して
もよい。被測定層は、媒体中の実際の記録層と同じ厚さ
に形成する。誘電体層は、実際の媒体と同様に、通常、
被測定層の上下に設けることが好ましい。ただし、この
誘電体層の材質は、後述する上部誘電体層および下部誘
電体層に用いられる材質から適宜選択してよく、その厚
さも好ましくは１０nm以上、より好ましくは３０nm以上
の範囲から適宜選択してよい。少なくとも一方の誘電体
が薄すぎると、酸化防止効果が不十分となる他、量子サ
イズ効果の取り込みが不十分となる。誘電体の厚さの上
限は特にないが、２００nmを超える厚さとする必要はな
い。
なるように形成して、測定用サンプルとする。具体的に
は、ガラスや樹脂からなる基板上に被測定層を形成し、
さらに誘電体層で被覆してもよく、基板上に誘電体層を
形成し、次いで被測定層および誘電体層を順次形成して
もよい。被測定層は、媒体中の実際の記録層と同じ厚さ
に形成する。誘電体層は、実際の媒体と同様に、通常、
被測定層の上下に設けることが好ましい。ただし、この
誘電体層の材質は、後述する上部誘電体層および下部誘
電体層に用いられる材質から適宜選択してよく、その厚
さも好ましくは１０nm以上、より好ましくは３０nm以上
の範囲から適宜選択してよい。少なくとも一方の誘電体
が薄すぎると、酸化防止効果が不十分となる他、量子サ
イズ効果の取り込みが不十分となる。誘電体の厚さの上
限は特にないが、２００nmを超える厚さとする必要はな
い。
【００２７】次に、被測定層の結晶転移温度を測定す
る。結晶転移温度の測定は、昇温速度を変更して少なく
とも３回行なう。例えば、昇温速度を０．３０〜５．０
K/min、好ましくは０．５０〜３．０K/min の範囲から
選択して室温付近から昇温し、結晶化温度を測定する。
結晶化温度は、光透過率または光反射率の変化によって
判定することが好ましい。そして、昇温速度をＶｔと
し、結晶化温度をＴｘとしたとき、１／Ｔｘを横軸に、
ｌｎ（Ｖｔ／Ｔｘ2 ）を縦軸にプロットし、プロットさ
れた少なくとも３点を結ぶ直線を引き、その傾きから活
性化エネルギーを求める。
る。結晶転移温度の測定は、昇温速度を変更して少なく
とも３回行なう。例えば、昇温速度を０．３０〜５．０
K/min、好ましくは０．５０〜３．０K/min の範囲から
選択して室温付近から昇温し、結晶化温度を測定する。
結晶化温度は、光透過率または光反射率の変化によって
判定することが好ましい。そして、昇温速度をＶｔと
し、結晶化温度をＴｘとしたとき、１／Ｔｘを横軸に、
ｌｎ（Ｖｔ／Ｔｘ2 ）を縦軸にプロットし、プロットさ
れた少なくとも３点を結ぶ直線を引き、その傾きから活
性化エネルギーを求める。
【００２８】なお、本発明の測定方法は、前述したよう
に相変化膜以外の薄膜の活性化エネルギーの測定にも適
用できる。例えば、光磁気記録膜や光学ガラスについて
の測定に適用でき、色素の分解や合金の拡散速度の測定
などにも適用できる。本発明の測定方法が適用される薄
膜の厚さは特に限定されないが、厚さ１０〜１００nm、
特に１５〜６０nmの薄膜に対して本発明は特に適当であ
る。相変化膜以外の測定の場合でも、被測定層を挟む誘
電体は、相変化膜の測定の際と同様な構成とすればよ
い。
に相変化膜以外の薄膜の活性化エネルギーの測定にも適
用できる。例えば、光磁気記録膜や光学ガラスについて
の測定に適用でき、色素の分解や合金の拡散速度の測定
などにも適用できる。本発明の測定方法が適用される薄
膜の厚さは特に限定されないが、厚さ１０〜１００nm、
特に１５〜６０nmの薄膜に対して本発明は特に適当であ
る。相変化膜以外の測定の場合でも、被測定層を挟む誘
電体は、相変化膜の測定の際と同様な構成とすればよ
い。
【００２９】本発明の光記録媒体の記録層の組成は、下
記式で表わされる。
記式で表わされる。
【００３０】 式 ｛（Ａa Ｂb Ｃc ）1-d Ｄd ｝1-e Ｍe
【００３１】上記式において、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅ
は原子比を表わし、 ０＜ａ≦０．２０、 ０．６≦ｂ＜１、 ０＜ｃ＜０．４０、 ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０＜ｄ＜０．０６、 ０≦ｅ≦０．２０ であり、好ましくは ０．０３≦ａ≦０．１８、 ０．７０≦ｂ≦０．８５、 ０．１０≦ｃ≦０．３５ ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０．０２≦ｄ≦０．０５、 ０．００１≦ｅ≦０．１０ である。
は原子比を表わし、 ０＜ａ≦０．２０、 ０．６≦ｂ＜１、 ０＜ｃ＜０．４０、 ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０＜ｄ＜０．０６、 ０≦ｅ≦０．２０ であり、好ましくは ０．０３≦ａ≦０．１８、 ０．７０≦ｂ≦０．８５、 ０．１０≦ｃ≦０．３５ ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０．０２≦ｄ≦０．０５、 ０．００１≦ｅ≦０．１０ である。
【００３２】上記式においてａが小さすぎると、記録マ
ークの再結晶化が困難となり、繰り返しオーバーライト
が困難となる。ａが大きすぎると、記録層の信頼性が低
くなってしまう。すなわち、高温で保存したときに記録
マークの結晶化が進んで、Ｃ／Ｎや変調度が劣化しやす
くなる。また、繰り返して記録を行なったときのＣ／Ｎ
および変調度の劣化も進みやすくなる。
ークの再結晶化が困難となり、繰り返しオーバーライト
が困難となる。ａが大きすぎると、記録層の信頼性が低
くなってしまう。すなわち、高温で保存したときに記録
マークの結晶化が進んで、Ｃ／Ｎや変調度が劣化しやす
くなる。また、繰り返して記録を行なったときのＣ／Ｎ
および変調度の劣化も進みやすくなる。
【００３３】上記式においてｂが小さすぎると、未記録
部におけるＢ相の割合が減少し、相変化に伴なう反射率
差は大きくなるが結晶転移速度が急激に遅くなって消去
が困難となる。ｂが大きすぎると、相変化に伴なう反射
率差が小さくなって変調度が小さくなり、また、結晶転
移速度が速くなりすぎる。
部におけるＢ相の割合が減少し、相変化に伴なう反射率
差は大きくなるが結晶転移速度が急激に遅くなって消去
が困難となる。ｂが大きすぎると、相変化に伴なう反射
率差が小さくなって変調度が小さくなり、また、結晶転
移速度が速くなりすぎる。
【００３４】上記式においてｃが小さすぎると、ＡＢＣ
2 相を形成するためのＣが不足し、ＡＢＣ2 相の割合が
減少してしまう。このためＡが過剰となって、Ａ相や他
のＡＢＣ2 相以外の相を構成することになる。このた
め、記録時にＡが記録マークから未記録部にほとんど拡
散しないか、あるいは逆にＡが記録マーク中に拡散して
しまい、信頼性向上が実現しないか、信頼性はかえって
低下する。ｃが大きすぎると、ＡＢＣ2 相とＤ−Ｃ相と
を形成した後でもＣが過剰となって、Ｃ相が形成され
る。Ｃ相は結晶転移速度を低下させるため、消去が困難
となる。
2 相を形成するためのＣが不足し、ＡＢＣ2 相の割合が
減少してしまう。このためＡが過剰となって、Ａ相や他
のＡＢＣ2 相以外の相を構成することになる。このた
め、記録時にＡが記録マークから未記録部にほとんど拡
散しないか、あるいは逆にＡが記録マーク中に拡散して
しまい、信頼性向上が実現しないか、信頼性はかえって
低下する。ｃが大きすぎると、ＡＢＣ2 相とＤ−Ｃ相と
を形成した後でもＣが過剰となって、Ｃ相が形成され
る。Ｃ相は結晶転移速度を低下させるため、消去が困難
となる。
【００３５】上記式においてｄが小さすぎると、Ｄ−Ｃ
相の割合が減少する。Ｄ−Ｃ相はＡＢＣ2 相の結晶粒の
成長を阻害する作用を示すため、Ｄ−Ｃ相の減少はＡＢ
Ｃ2相の結晶粒の成長を助長する。このため、記録マー
クの非晶質化が不十分となって変調度が低下し、また、
信頼性も低くなってしまう。ｄが大きすぎると、ＡＢＣ
2 相の結晶粒の成長が阻害されるため、消去が困難とな
る。
相の割合が減少する。Ｄ−Ｃ相はＡＢＣ2 相の結晶粒の
成長を阻害する作用を示すため、Ｄ−Ｃ相の減少はＡＢ
Ｃ2相の結晶粒の成長を助長する。このため、記録マー
クの非晶質化が不十分となって変調度が低下し、また、
信頼性も低くなってしまう。ｄが大きすぎると、ＡＢＣ
2 相の結晶粒の成長が阻害されるため、消去が困難とな
る。
【００３６】上記式において、ｅが小さすぎると、結晶
転移速度が速くなりすぎるので、良好なＣ／Ｎが得られ
なくなり、繰り返し記録特性も不良となる。ｅが大きす
ぎると、相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分
な変調度が得られなくなる。
転移速度が速くなりすぎるので、良好なＣ／Ｎが得られ
なくなり、繰り返し記録特性も不良となる。ｅが大きす
ぎると、相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分
な変調度が得られなくなる。
【００３７】ＡとしてはＡｇが好ましく、好ましくはＡ
中の５０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上を
Ａｇとし、さらに好ましくはＡｇだけを用いる。Ａ中の
Ａｕ比率が高すぎると結晶転移速度が速くなりすぎ、十
分な変調度およびＣ／Ｎを確保することが難しくなる。
中の５０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上を
Ａｇとし、さらに好ましくはＡｇだけを用いる。Ａ中の
Ａｕ比率が高すぎると結晶転移速度が速くなりすぎ、十
分な変調度およびＣ／Ｎを確保することが難しくなる。
【００３８】ＢとしてはＳｂが好ましく、好ましくはＢ
中の５０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上を
Ｓｂとし、さらに好ましくはＳｂだけを用いる。Ｂ中の
Ｂｉ比率が高すぎると記録層の吸収係数が増加して光の
干渉効果が減少し、このため結晶−非晶質間の反射率差
が小さくなって高Ｃ／Ｎが得られなくなる。
中の５０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上を
Ｓｂとし、さらに好ましくはＳｂだけを用いる。Ｂ中の
Ｂｉ比率が高すぎると記録層の吸収係数が増加して光の
干渉効果が減少し、このため結晶−非晶質間の反射率差
が小さくなって高Ｃ／Ｎが得られなくなる。
【００３９】ＣとしてはＴｅだけを用いる。これによ
り、結晶転移速度が遅くなりすぎ、十分な消去率が得ら
れなくなるのを防止する。
り、結晶転移速度が遅くなりすぎ、十分な消去率が得ら
れなくなるのを防止する。
【００４０】Ｄ中のＩｎの比率は、好ましくは６０原子
％以上、より好ましくは８０原子％以上である。Ｄ中の
Ｉｎ比率が低すぎると、信頼性が低くなる。記録時に
は、記録マークにおいてＡｇが周囲に拡散し、Ａｇの替
わりにＩｎがＴｅと結合してＩｎ−Ｔｅ結晶となる。Ｉ
ｎ−Ｔｅの微小結晶核は、ＡｇＳｂＴｅ2 相等のＡＢＣ
2 相の結晶成長を阻害するが、Ｉｎ量が少ないとＩｎ−
Ｔｅの微小結晶核が少なくなるため、ＡＢＣ2 の微小結
晶核が結合して成長しやすくなり、記録マークの安定性
が不十分となるのである。なお、ＡｌとＰとの比率は任
意である。
％以上、より好ましくは８０原子％以上である。Ｄ中の
Ｉｎ比率が低すぎると、信頼性が低くなる。記録時に
は、記録マークにおいてＡｇが周囲に拡散し、Ａｇの替
わりにＩｎがＴｅと結合してＩｎ−Ｔｅ結晶となる。Ｉ
ｎ−Ｔｅの微小結晶核は、ＡｇＳｂＴｅ2 相等のＡＢＣ
2 相の結晶成長を阻害するが、Ｉｎ量が少ないとＩｎ−
Ｔｅの微小結晶核が少なくなるため、ＡＢＣ2 の微小結
晶核が結合して成長しやすくなり、記録マークの安定性
が不十分となるのである。なお、ＡｌとＰとの比率は任
意である。
【００４１】記録層中には、上記した記録層に加え、例
えば、微量不純物として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、
Ｏ、Ｎ、Ｃ等の他の元素が含まれていてもよいが、これ
らの元素の合計含有量は０．０５原子％以下であること
が好ましい。
えば、微量不純物として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、
Ｏ、Ｎ、Ｃ等の他の元素が含まれていてもよいが、これ
らの元素の合計含有量は０．０５原子％以下であること
が好ましい。
【００４２】記録層の組成は、電子線プローブマイクロ
アナリシス（ＥＰＭＡ）やＸ線マイクロアナリシスなど
により測定することができる。
アナリシス（ＥＰＭＡ）やＸ線マイクロアナリシスなど
により測定することができる。
【００４３】なお、記録層の吸収係数ｋは、結晶状態の
ときが３．３程度、微結晶ないし非晶質のときが２．２
程度である。
ときが３．３程度、微結晶ないし非晶質のときが２．２
程度である。
【００４４】記録層の厚さは、好ましくは１０〜５０n
m、より好ましくは１３〜３０nmとする。記録層が薄す
ぎると結晶相の成長が困難となり、相変化に伴なう反射
率変化が不十分となる。一方、記録層が厚すぎると、記
録マーク形成時に記録層の厚さ方向へＡが多量に拡散
し、記録層面内方向へ拡散するＡの比率が小さくなって
しまうため、記録層の信頼性が低くなってしまう。
m、より好ましくは１３〜３０nmとする。記録層が薄す
ぎると結晶相の成長が困難となり、相変化に伴なう反射
率変化が不十分となる。一方、記録層が厚すぎると、記
録マーク形成時に記録層の厚さ方向へＡが多量に拡散
し、記録層面内方向へ拡散するＡの比率が小さくなって
しまうため、記録層の信頼性が低くなってしまう。
【００４５】記録層の形成方法は特に限定されず、スパ
ッタ法や蒸着法などから適宜選択すればよいが、通常、
スパッタ法を用いる。スパッタ法を用いる場合、合金タ
ーゲットだけを用いてもよく、金属単体や合金からなる
ターゲットを複数種用いて多元スパッタを行なってもよ
い。このようなターゲットを用いて形成された記録層
は、非晶質であるため、記録前に初期化操作が必要であ
る。初期化は、バルクイレーザなどによって結晶化させ
ることにより行なう。
ッタ法や蒸着法などから適宜選択すればよいが、通常、
スパッタ法を用いる。スパッタ法を用いる場合、合金タ
ーゲットだけを用いてもよく、金属単体や合金からなる
ターゲットを複数種用いて多元スパッタを行なってもよ
い。このようなターゲットを用いて形成された記録層
は、非晶質であるため、記録前に初期化操作が必要であ
る。初期化は、バルクイレーザなどによって結晶化させ
ることにより行なう。
【００４６】ただし、スパッタ工程を２工程または３工
程に分割することにより、結晶化した記録層を形成する
ことができる。この方法では、ＡおよびＣを主体とする
Ａ−Ｃ系金属をスパッタするＡ−Ｃ系金属スパッタ工程
と、Ｂを主体とするＢ系金属をスパッタするＢ系金属ス
パッタ工程とを隣接して設ける。そして、Ｂ系金属にＤ
を含有させるか、Ｂ系金属スパッタ工程に隣接して、Ｄ
を主体とするＤ系金属をスパッタするＤ系金属スパッタ
工程を設ける。Ｍは、Ａ−Ｃ系金属、Ｂ系金属およびＤ
系金属の少なくとも１種に含有させればよい。この方法
の詳細は、本願出願人による平成７年２月１３日付の出
願（整理番号０７Ｐ００７）において開示されている。
程に分割することにより、結晶化した記録層を形成する
ことができる。この方法では、ＡおよびＣを主体とする
Ａ−Ｃ系金属をスパッタするＡ−Ｃ系金属スパッタ工程
と、Ｂを主体とするＢ系金属をスパッタするＢ系金属ス
パッタ工程とを隣接して設ける。そして、Ｂ系金属にＤ
を含有させるか、Ｂ系金属スパッタ工程に隣接して、Ｄ
を主体とするＤ系金属をスパッタするＤ系金属スパッタ
工程を設ける。Ｍは、Ａ−Ｃ系金属、Ｂ系金属およびＤ
系金属の少なくとも１種に含有させればよい。この方法
の詳細は、本願出願人による平成７年２月１３日付の出
願（整理番号０７Ｐ００７）において開示されている。
【００４７】本発明の光記録媒体の構成例を図１に示
す。同図において光記録媒体１は、基板２上に下部誘電
体層３、記録層４、上部誘電体層５、反射層６および保
護層７を有する。
す。同図において光記録媒体１は、基板２上に下部誘電
体層３、記録層４、上部誘電体層５、反射層６および保
護層７を有する。
【００４８】この構成の光記録媒体では基板２を通して
記録層４に光ビームが照射されるので、基板２は、用い
る光ビームに対して実質的に透明である材質、例えば、
樹脂やガラスなどから構成されることが好ましい。これ
らのうち、取り扱いが容易で安価であることなどから、
基板の材質としては樹脂が好ましい。具体的には、アク
リル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレ
フィン等の各種樹脂を用いればよい。基板の形状および
寸法は特に限定されないが、通常、ディスク状であり、
厚さは０．５〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度で
ある。基板の表面には、トラッキング用やアドレス用等
のために、グルーブ等の所定のパターンが必要に応じて
設けられる。
記録層４に光ビームが照射されるので、基板２は、用い
る光ビームに対して実質的に透明である材質、例えば、
樹脂やガラスなどから構成されることが好ましい。これ
らのうち、取り扱いが容易で安価であることなどから、
基板の材質としては樹脂が好ましい。具体的には、アク
リル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレ
フィン等の各種樹脂を用いればよい。基板の形状および
寸法は特に限定されないが、通常、ディスク状であり、
厚さは０．５〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度で
ある。基板の表面には、トラッキング用やアドレス用等
のために、グルーブ等の所定のパターンが必要に応じて
設けられる。
【００４９】下部誘電体層３は、記録層の酸化を防ぎ、
また、記録時に記録層から基板に伝わる熱を遮断して基
板を保護する。上部誘電体層５は、記録層を保護すると
共に、記録後、記録層に残った熱を熱伝導により放出す
るために設けられる。各誘電体層に用いる誘電体は特に
限定されず、例えば、ＳｉＯ2 等の酸化ケイ素やＳｉ3
Ｎ4 等の窒化ケイ素、ＺｎＳ等の硫化亜鉛、あるいはこ
れらの混合物など、透明な各種セラミックスを用いれば
よく、また、各種ガラスなどを用いてもよい。また、例
えば、Ｌａ、Ｓｉ、ＯおよびＮを含有する所謂LaSiON
や、Ｓｉ、Ａｌ、ＯおよびＮを含有する所謂SiAlON、あ
るいはＹを含有するSiAlON等も好ましく用いることがで
きる。これらの中では、例えば波長４００〜８５０nmの
範囲での屈折率が１．４以上であるものが好ましく、特
に屈折率が１．８以上であるものが好ましい。なお、上
記波長範囲は、現在のＣＤプレーヤの使用波長である７
８０nmや、次世代の記録波長として実用化が進められて
いる６８０nmを含むものであり、本発明の光記録媒体に
対し好ましく使用される波長範囲である。使用する誘電
体材料は、具体的にはＳｉ3 Ｎ4 、ＺｎＳとＳｉＯ2 と
の混合物、ＺｎＳとＳｉ3 Ｎ4 との混合物、ＺｎＳとＴ
ａ2 Ｏ5 との混合物などが好ましい。下部誘電体層３の
厚さは、好ましくは５０〜３００nm、より好ましくは１
００〜２５０nmとする。下部誘電体層をこのような厚さ
とすることにより、記録に際しての基板損傷を効果的に
防ぐことができ、しかも変調度も高くなる。上部誘電体
層５の厚さは、好ましくは１０〜６０nmとする。上部誘
電体層をこのような厚さとすることにより冷却速度が速
くなるので、記録マークのエッジが明瞭となってジッタ
ーが低くなる。また、このような厚さとすることによ
り、変調度を高くすることができる。
また、記録時に記録層から基板に伝わる熱を遮断して基
板を保護する。上部誘電体層５は、記録層を保護すると
共に、記録後、記録層に残った熱を熱伝導により放出す
るために設けられる。各誘電体層に用いる誘電体は特に
限定されず、例えば、ＳｉＯ2 等の酸化ケイ素やＳｉ3
Ｎ4 等の窒化ケイ素、ＺｎＳ等の硫化亜鉛、あるいはこ
れらの混合物など、透明な各種セラミックスを用いれば
よく、また、各種ガラスなどを用いてもよい。また、例
えば、Ｌａ、Ｓｉ、ＯおよびＮを含有する所謂LaSiON
や、Ｓｉ、Ａｌ、ＯおよびＮを含有する所謂SiAlON、あ
るいはＹを含有するSiAlON等も好ましく用いることがで
きる。これらの中では、例えば波長４００〜８５０nmの
範囲での屈折率が１．４以上であるものが好ましく、特
に屈折率が１．８以上であるものが好ましい。なお、上
記波長範囲は、現在のＣＤプレーヤの使用波長である７
８０nmや、次世代の記録波長として実用化が進められて
いる６８０nmを含むものであり、本発明の光記録媒体に
対し好ましく使用される波長範囲である。使用する誘電
体材料は、具体的にはＳｉ3 Ｎ4 、ＺｎＳとＳｉＯ2 と
の混合物、ＺｎＳとＳｉ3 Ｎ4 との混合物、ＺｎＳとＴ
ａ2 Ｏ5 との混合物などが好ましい。下部誘電体層３の
厚さは、好ましくは５０〜３００nm、より好ましくは１
００〜２５０nmとする。下部誘電体層をこのような厚さ
とすることにより、記録に際しての基板損傷を効果的に
防ぐことができ、しかも変調度も高くなる。上部誘電体
層５の厚さは、好ましくは１０〜６０nmとする。上部誘
電体層をこのような厚さとすることにより冷却速度が速
くなるので、記録マークのエッジが明瞭となってジッタ
ーが低くなる。また、このような厚さとすることによ
り、変調度を高くすることができる。
【００５０】なお、例えば後述するように、下部誘電体
層３および／または上部誘電体層５を、組成の異なる２
層以上の誘電体層から構成してもよい。
層３および／または上部誘電体層５を、組成の異なる２
層以上の誘電体層から構成してもよい。
【００５１】各誘電体層は、スパッタ法や蒸着法等の気
相成長法により形成することが好ましい。
相成長法により形成することが好ましい。
【００５２】反射層６の材質は特に限定されないが、通
常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体あるいはこ
れらの１種以上を含む合金などの高反射率金属から構成
すればよい。反射層の厚さは、３０〜１５０nmとするこ
とが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十分な反射
率が得にくくなる。また、前記範囲を超えても反射率の
向上は小さく、コスト的に不利になる。反射層は、スパ
ッタ法や蒸着法等の気相成長法により形成することが好
ましい。
常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体あるいはこ
れらの１種以上を含む合金などの高反射率金属から構成
すればよい。反射層の厚さは、３０〜１５０nmとするこ
とが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十分な反射
率が得にくくなる。また、前記範囲を超えても反射率の
向上は小さく、コスト的に不利になる。反射層は、スパ
ッタ法や蒸着法等の気相成長法により形成することが好
ましい。
【００５３】保護層７は、耐擦傷性や耐食性の向上のた
めに設けられる。この保護層は種々の有機系の物質から
構成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合
物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬
化させた物質から構成されることが好ましい。保護層の
厚さは、通常、０．１〜１００μm 程度であり、スピン
コート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング
等、通常の方法により形成すればよい。
めに設けられる。この保護層は種々の有機系の物質から
構成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合
物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬
化させた物質から構成されることが好ましい。保護層の
厚さは、通常、０．１〜１００μm 程度であり、スピン
コート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング
等、通常の方法により形成すればよい。
【００５４】なお、媒体からの反射率を高くするため
に、下部誘電体層が屈折率の相異なる２層の誘電体層か
らなる積層体を少なくとも１つ含み、前記積層体におい
て屈折率のより高い誘電体層が基板側に存在する構成と
してもよい。この構成では、通常、基板上に高屈折率
層、低屈折率層、記録層、上部誘電体層、反射層および
保護層の順に積層する。
に、下部誘電体層が屈折率の相異なる２層の誘電体層か
らなる積層体を少なくとも１つ含み、前記積層体におい
て屈折率のより高い誘電体層が基板側に存在する構成と
してもよい。この構成では、通常、基板上に高屈折率
層、低屈折率層、記録層、上部誘電体層、反射層および
保護層の順に積層する。
【００５５】本発明の光記録媒体では、記録および再生
は以下のようにして行なわれる。
は以下のようにして行なわれる。
【００５６】本発明の光記録媒体は、製造後、必要に応
じて記録層が初期化（結晶化）される。結晶化状態の記
録層に記録用光ビーム（レーザー光ビーム）を照射する
ことにより、照射部位は溶融する。そして、記録用光ビ
ーム通過後に前記部位の温度は急速に下がるので、前記
部位は実質的に非晶質化ないし微結晶化して記録マーク
となる。
じて記録層が初期化（結晶化）される。結晶化状態の記
録層に記録用光ビーム（レーザー光ビーム）を照射する
ことにより、照射部位は溶融する。そして、記録用光ビ
ーム通過後に前記部位の温度は急速に下がるので、前記
部位は実質的に非晶質化ないし微結晶化して記録マーク
となる。
【００５７】一方、記録情報を書き換えるときには、新
たに記録マークとする部位で記録用光ビームを照射し、
その他の部位では消去用光ビームを連続的に照射する。
消去用光ビームの照射部位の温度は上昇するが、消去用
光ビームは記録用光ビームに比べ低パワーなので到達温
度は相対的に低く記録層の融点を超えない温度である。
しかし、消去用光ビームの照射領域は広いため、蓄熱効
果により温度勾配がなだらかになって冷却速度が上記結
晶転移速度より遅くなり、結晶質が形成される。記録マ
ークは記録用光ビームの照射によって一旦溶融するが、
このときの熱は反射層方面に急速に拡散してしまうた
め、非晶質ないし微結晶状態を維持できる。従って、書
き換えの際には、照射前の状態が結晶質であっても非晶
質ないし微結晶であっても、記録用光ビーム照射部位は
全て非晶質ないし微結晶の記録マークとなり、また、消
去用光ビーム照射部位は全て結晶質となり、オーバーラ
イト記録が可能となる。なお、このようなオーバーライ
ト記録において、単一の光ビームを変調することによ
り、記録用光ビームと消去用光ビームとを照射すること
が可能である。
たに記録マークとする部位で記録用光ビームを照射し、
その他の部位では消去用光ビームを連続的に照射する。
消去用光ビームの照射部位の温度は上昇するが、消去用
光ビームは記録用光ビームに比べ低パワーなので到達温
度は相対的に低く記録層の融点を超えない温度である。
しかし、消去用光ビームの照射領域は広いため、蓄熱効
果により温度勾配がなだらかになって冷却速度が上記結
晶転移速度より遅くなり、結晶質が形成される。記録マ
ークは記録用光ビームの照射によって一旦溶融するが、
このときの熱は反射層方面に急速に拡散してしまうた
め、非晶質ないし微結晶状態を維持できる。従って、書
き換えの際には、照射前の状態が結晶質であっても非晶
質ないし微結晶であっても、記録用光ビーム照射部位は
全て非晶質ないし微結晶の記録マークとなり、また、消
去用光ビーム照射部位は全て結晶質となり、オーバーラ
イト記録が可能となる。なお、このようなオーバーライ
ト記録において、単一の光ビームを変調することによ
り、記録用光ビームと消去用光ビームとを照射すること
が可能である。
【００５８】記録用光ビームは、パルス状に照射するこ
とが好ましい。一つの信号を少なくとも２回の照射で記
録することにより記録マークでの蓄熱が抑制され、記録
マーク後端部の膨れ（ティアドロップ現象）を抑えるこ
とができるので、Ｃ／Ｎが向上する。また、パルス状照
射により消去率も向上する。
とが好ましい。一つの信号を少なくとも２回の照射で記
録することにより記録マークでの蓄熱が抑制され、記録
マーク後端部の膨れ（ティアドロップ現象）を抑えるこ
とができるので、Ｃ／Ｎが向上する。また、パルス状照
射により消去率も向上する。
【００５９】記録用光ビームのパワーＰW 、消去用光ビ
ームのパワーＰE の具体的値は実験的に決定することが
できる。
ームのパワーＰE の具体的値は実験的に決定することが
できる。
【００６０】再生用光ビームは、記録層の結晶状態に影
響を与えない低パワーの光ビームである。
響を与えない低パワーの光ビームである。
【００６１】なお、非晶質ないし微結晶質からなる記録
マークは、結晶質の未記録部に比べ反射率が低くなる。
マークは、結晶質の未記録部に比べ反射率が低くなる。
【００６２】本発明の光記録媒体への記録に際し、記録
用光ビームに対する記録層の相対速度（相対線速度）
は、通常、１〜３０m/s 程度であるが、好ましくは４〜
２５m/s 、より好ましくは６〜２０m/s である。相対速
度が高すぎると、記録時の記録層の冷却速度が速くなり
すぎてＡの拡散が不十分となり、信頼性が低くなるが、
本発明では相対速度が高い場合の信頼性が著しく改善さ
れるので、上記した相対速度であっても十分な信頼性が
得られる。
用光ビームに対する記録層の相対速度（相対線速度）
は、通常、１〜３０m/s 程度であるが、好ましくは４〜
２５m/s 、より好ましくは６〜２０m/s である。相対速
度が高すぎると、記録時の記録層の冷却速度が速くなり
すぎてＡの拡散が不十分となり、信頼性が低くなるが、
本発明では相対速度が高い場合の信頼性が著しく改善さ
れるので、上記した相対速度であっても十分な信頼性が
得られる。
【００６３】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００６４】ガラス基板の表面に、下部誘電体層、記録
層、上部誘電体層を形成し、活性化エネルギー測定用サ
ンプルとした。
層、上部誘電体層を形成し、活性化エネルギー測定用サ
ンプルとした。
【００６５】下部誘電体層は、ＺｎＳおよびＳｉＯ2 を
ターゲットとしてスパッタ法により形成した。ＳｉＯ2
／（ＺｎＳ＋ＳｉＯ2 ）は１５モル％とした。下部誘電
体層の厚さは１７０nmとした。
ターゲットとしてスパッタ法により形成した。ＳｉＯ2
／（ＺｎＳ＋ＳｉＯ2 ）は１５モル％とした。下部誘電
体層の厚さは１７０nmとした。
【００６６】記録層は、ＲＦスパッタにより形成した。
スパッタターゲットには、Ｓｂターゲットの表面にＡ
ｇ、Ｉｎ、ＴｅおよびＶの各チップを貼ったものを用い
た。記録層の厚さは２０nmとした。
スパッタターゲットには、Ｓｂターゲットの表面にＡ
ｇ、Ｉｎ、ＴｅおよびＶの各チップを貼ったものを用い
た。記録層の厚さは２０nmとした。
【００６７】上部誘電体層は、下部誘電体層と同様にし
て形成した。上部誘電体層の厚さは１７０nmとした。
て形成した。上部誘電体層の厚さは１７０nmとした。
【００６８】このサンプルの記録層の活性化エネルギー
を、キッシンジャー法により測定した。まず、サンプル
をゴールドイメージ電気炉内にセットし、半導体レーザ
をサンプルに透過させながらサンプルを昇温し、光透過
率が低下した温度を結晶化温度とした。昇温速度は、２
K/min 、１K/min 、０．７K/min および０．５K/minと
し、測定結果を前述したグラフにプロットして、前述し
た方法により活性化エネルギーを求めた。
を、キッシンジャー法により測定した。まず、サンプル
をゴールドイメージ電気炉内にセットし、半導体レーザ
をサンプルに透過させながらサンプルを昇温し、光透過
率が低下した温度を結晶化温度とした。昇温速度は、２
K/min 、１K/min 、０．７K/min および０．５K/minと
し、測定結果を前述したグラフにプロットして、前述し
た方法により活性化エネルギーを求めた。
【００６９】このような測定を、記録層の組成が異なる
サンプルについても行ない、記録層の組成と活性化エネ
ルギーとの関係を調べた。なお、記録層の組成について
は、Ｉｎ含有率を２．０原子％に、Ｖ含有率を１．５原
子％にそれぞれ固定し、Ａｇ、Ｓｂ、Ｔｅの各含有率を
変更した。記録層の組成は、ＩＣＰにより測定した。記
録層の組成と活性化エネルギーとの関係を示す３成分組
成図を、図２として示す。図２には、活性化エネルギー
の等高線が記入してある。
サンプルについても行ない、記録層の組成と活性化エネ
ルギーとの関係を調べた。なお、記録層の組成について
は、Ｉｎ含有率を２．０原子％に、Ｖ含有率を１．５原
子％にそれぞれ固定し、Ａｇ、Ｓｂ、Ｔｅの各含有率を
変更した。記録層の組成は、ＩＣＰにより測定した。記
録層の組成と活性化エネルギーとの関係を示す３成分組
成図を、図２として示す。図２には、活性化エネルギー
の等高線が記入してある。
【００７０】次に、図２中の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇに相当する組成の記録層を有する光記録ディスク
を作製した。基板には、射出成形によりグルーブを同時
形成した直径１３３mm、厚さ１．２mmのディスク状ポリ
カーボネートを用いた。この基板の表面に、上記測定用
サンプルと同様な下部誘電体層、記録層および上部誘電
体層を形成し、さらに、反射層および保護層を形成し
て、図１の構成を有する光記録ディスクとした。ただ
し、上部誘電体層の厚さは５０nmとした。反射層はＡｌ
−Ｎｉをターゲットに用いてスパッタ法により形成し、
厚さは１００nmとした。保護層は、紫外線硬化型樹脂を
スピンコート法により塗布後、紫外線照射により硬化し
て形成した。硬化後の保護層厚さは５μm であった。
Ｆ、Ｇに相当する組成の記録層を有する光記録ディスク
を作製した。基板には、射出成形によりグルーブを同時
形成した直径１３３mm、厚さ１．２mmのディスク状ポリ
カーボネートを用いた。この基板の表面に、上記測定用
サンプルと同様な下部誘電体層、記録層および上部誘電
体層を形成し、さらに、反射層および保護層を形成し
て、図１の構成を有する光記録ディスクとした。ただ
し、上部誘電体層の厚さは５０nmとした。反射層はＡｌ
−Ｎｉをターゲットに用いてスパッタ法により形成し、
厚さは１００nmとした。保護層は、紫外線硬化型樹脂を
スピンコート法により塗布後、紫外線照射により硬化し
て形成した。硬化後の保護層厚さは５μm であった。
【００７１】これらの光記録ディスクの記録層をバルク
イレーザにより初期化した。初期化後の記録層を透過型
電子顕微鏡、ＥＰＭＡおよびＸ線マイクロアナリシスに
より解析したところ、結晶質はＡｇＳｂＴｅ2 相、Ｓｂ
相およびＩｎＴｅ相の混相であった。
イレーザにより初期化した。初期化後の記録層を透過型
電子顕微鏡、ＥＰＭＡおよびＸ線マイクロアナリシスに
より解析したところ、結晶質はＡｇＳｂＴｅ2 相、Ｓｂ
相およびＩｎＴｅ相の混相であった。
【００７２】次いで、各光ディスクを線速度１９m/s で
回転させながら、１３．５MHz の信号を記録し、その再
生信号のＣ／Ｎを測定した。なお、レーザビームの波長
は、７８０nmとした。記録後、８０℃・８０％ＲＨの条
件下で保存して、記録層の信頼性を調べた。信頼性は、
Ｃ／Ｎ変化および記録マーク反射率の増加率により評価
することができるが、表１ではＣ／Ｎが４５ dB 未満と
なるまでの時間で信頼性を評価した。
回転させながら、１３．５MHz の信号を記録し、その再
生信号のＣ／Ｎを測定した。なお、レーザビームの波長
は、７８０nmとした。記録後、８０℃・８０％ＲＨの条
件下で保存して、記録層の信頼性を調べた。信頼性は、
Ｃ／Ｎ変化および記録マーク反射率の増加率により評価
することができるが、表１ではＣ／Ｎが４５ dB 未満と
なるまでの時間で信頼性を評価した。
【００７３】
【表１】
【００７４】表１から、信頼性が十分であると考えられ
る４００時間以上の値は、活性化エネルギー３．０eV以
上の領域で得られることがわかる。そして、活性化エネ
ルギーが３．０eV以上になると、信頼性が急激に高くな
ることがわかる。なお、表１に示す各光ディスクの初期
Ｃ／Ｎは、５５〜５８ dB であった。
る４００時間以上の値は、活性化エネルギー３．０eV以
上の領域で得られることがわかる。そして、活性化エネ
ルギーが３．０eV以上になると、信頼性が急激に高くな
ることがわかる。なお、表１に示す各光ディスクの初期
Ｃ／Ｎは、５５〜５８ dB であった。
【００７５】次に、比較のために、記録層上に上部誘電
体層を設けない測定用サンプルを作製して活性化エネル
ギーを測定し、上部誘電体層を設けた場合と比較した。
両サンプルの記録層の組成は、図２中のＥと同じとし
た。この結果、上部誘電体層を設けた場合には３．５eV
であったが、設けない場合には４．１eVであり、上部誘
電体層を設けない場合には０．６eVも高い値として測定
されることがわかった。なお、記録層の組成を変えた場
合でも、ほぼ同じ結果が得られた。
体層を設けない測定用サンプルを作製して活性化エネル
ギーを測定し、上部誘電体層を設けた場合と比較した。
両サンプルの記録層の組成は、図２中のＥと同じとし
た。この結果、上部誘電体層を設けた場合には３．５eV
であったが、設けない場合には４．１eVであり、上部誘
電体層を設けない場合には０．６eVも高い値として測定
されることがわかった。なお、記録層の組成を変えた場
合でも、ほぼ同じ結果が得られた。
【００７６】上記サンプルにおいて、記録層のＳｂの少
なくとも一部をＢｉに替えた場合でも、同等の特性が得
られたが、Ｂｉ置換量がＳｂの８０原子％を超えると、
記録層の吸収係数が高くなって光学的に取り得る結晶−
非晶質間の反射率差が小さくなり、変調度が減少してし
まった。
なくとも一部をＢｉに替えた場合でも、同等の特性が得
られたが、Ｂｉ置換量がＳｂの８０原子％を超えると、
記録層の吸収係数が高くなって光学的に取り得る結晶−
非晶質間の反射率差が小さくなり、変調度が減少してし
まった。
【００７７】上記各サンプルにおいて、Ｖの少なくとも
一部をＴｉに替えた場合でも、同等の特性が得られた。
また、Ｖの少なくとも一部を、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏの１種以上に替えた場合にも、
本発明の効果が認められた。また、Ａｇの少なくとも一
部をＡｕに替えた場合は、Ａｇ単独に比べ結晶化速度が
若干速くなったが、Ｖの添加量を増加することによって
Ａｇ単独と同等の結果が得られた。
一部をＴｉに替えた場合でも、同等の特性が得られた。
また、Ｖの少なくとも一部を、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏの１種以上に替えた場合にも、
本発明の効果が認められた。また、Ａｇの少なくとも一
部をＡｕに替えた場合は、Ａｇ単独に比べ結晶化速度が
若干速くなったが、Ｖの添加量を増加することによって
Ａｇ単独と同等の結果が得られた。
【００７８】上記各サンプルにおいて、記録層にＶを添
加しなかった場合、Ｃ／Ｎおよび変調度が低くなり、ま
た、保存後の特性も低くなった。
加しなかった場合、Ｃ／Ｎおよび変調度が低くなり、ま
た、保存後の特性も低くなった。
【００７９】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。
明らかである。
【図１】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
である。
【図２】記録層中のＡｇ、Ｓｂ、Ｔｅの比率と活性化エ
ネルギーとの関係を示す３成分組成図である。
ネルギーとの関係を示す３成分組成図である。
１ 光記録媒体 ２ 基板 ３ 下部誘電体層 ４ 記録層 ５ 上部誘電体層 ６ 反射層 ７ 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−177945（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−106856（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−60419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304439（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196743（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235788（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41M 5/26
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に相変化型の記録層を有し、記録
層上に誘電体層を有し、記録層が下記式で表わされる組
成を有し、前記記録層を誘電体に挟んだ状態で、記録層
の光透過率または光反射率を測定することにより求めた
結晶化温度Ｔｘと、昇温速度Ｖｔとの関係から求められ
た記録層の活性化エネルギーが３．０eV以上である光記
録媒体。 式 ｛（Ａa Ｂb Ｃc ）1-d Ｄd ｝1-e Ｍe （上記式において、Ａは、ＡｇまたはＡｇおよびＡｕで
あり、Ｂは、ＳｂまたはＳｂおよびＢｉであり、Ｃは、
Ｔｅであり、Ｄは、Ｉｎであり、Ｍは、ＶまたはＶとＴ
ｉとＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｎ、ＷおよびＭｏから
選択される少なくとも１種との元素の組合せである。ま
た、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは原子比を表わし、 ０＜ａ≦０．２０、 ０．６≦ｂ＜１、 ０＜ｃ＜０．４０、 ａ＋ｂ＋ｃ＝１、 ０＜ｄ＜０．０６、 ０≦ｅ≦０．２０ である） - 【請求項２】 前記活性化エネルギーは、１／Ｔｘとｌ
ｎ（Ｖｔ／Ｔｘ2）とのプロット線から求められたもの
である請求項１の光記録媒体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05663095A JP3268157B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 光記録媒体 |
| US08/600,169 US5637371A (en) | 1995-02-21 | 1996-02-12 | Phase change optical recording medium and activation energy determining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05663095A JP3268157B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 光記録媒体 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130315A Division JP2001004568A (ja) | 2000-01-01 | 2000-04-28 | 活性化エネルギー測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08224961A JPH08224961A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3268157B2 true JP3268157B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=13032637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05663095A Expired - Fee Related JP3268157B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 光記録媒体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5637371A (ja) |
| JP (1) | JP3268157B2 (ja) |
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| US5948496A (en) * | 1996-09-06 | 1999-09-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical recording medium |
| US6191384B1 (en) | 1998-05-05 | 2001-02-20 | Tapematic S.P.A. | Apparatus for trimming dye coated on a recordable disc substrate and related method |
| US6319585B1 (en) | 1999-07-23 | 2001-11-20 | Bentec, Inc. | Curved veneer laminated stock and method of manufacture |
| US7316837B2 (en) | 2000-07-21 | 2008-01-08 | Target Technology Company, Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| EP1229530A3 (en) | 2001-02-01 | 2006-10-18 | Ricoh Company, Ltd. | Optical information recording medium |
| US20030112731A1 (en) * | 2001-09-13 | 2003-06-19 | Shuichi Ohkubo | Phase-change recording medium, recording method and recorder therefor |
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