JP3664403B2 - 相変化型光記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ光を照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録、再生を行い、かつ書換えが可能な相変化型光記録媒体に関するものである。
現在のDVD系の記録材料に関しては、2.5倍速(約8.5m/s)のスピード記録ができるシステムが開発され、更に高速記録の要求が高まっている。現在、DVD+RWに使用されている相変化記録材料は、CD−RWに採用されているAgInSbTe系高速記録材料を改良し、高線速まで記録消去を可能にしたものである。この材料系は、高線速記録領域の記録スピードに対応するためSbの含有量をCD−RW対応の記録材料より多くしたものであるが、高Sb組成比の材料は結晶化スピードを促進するものの、結晶化温度が低下するという問題がある。結晶化温度の低下は、保存信頼性の悪化につながることが実験により確認されている。ディスクの保存信頼性の問題は、記録材料中のAgの増加、或いはGeなどの第5元素の添加により、実用上問題にならない程度に抑えられているが、更なる高線速記録を達成するためにSb量を増加すると、分相が生じ記録層は相変化層として機能しなくなってしまう。このときの限界記録スピードは18m/s程度と推定されている。
本発明者らは、AgInSbTe系に変わる次世代の高速記録用材料としてGaSb材料系に着目し研究を続けてきた。GaSb共晶組成近傍はSb量が多いので結晶化速度が速く、また、GaとSbの結合力が大きく、アモルファス相を熱的に結晶化させるために共有結合を切ってネットワークを組み替えるのに大きなエネルギーを必要とするので、アモルファスマークの安定性にも優れている。本発明者らは、このGaSb共晶組成を記録材料に用いた光記録媒体がDVD8倍速の高線速において繰り返し記録可能であることを第14回相変化記録研究会シンポジウムにおいて報告した(非特許文献1参照)。
その後、GaSb共晶組成近傍よりも初期結晶化が容易で変調度が大きくなる材料として、Snを含む記録材料が特に良いことが分ったが、Snを添加すると長期保存後反射率が著しく低下するという問題が起こる。
その後、GaSb共晶組成近傍よりも初期結晶化が容易で変調度が大きくなる材料として、Snを含む記録材料が特に良いことが分ったが、Snを添加すると長期保存後反射率が著しく低下するという問題が起こる。
上記以外の公知技術としては、特許文献1に、GaSb又はInSbの組成比50:50近傍の合金に金属又はカルコゲナイド元素Mを添加した記録材料を用いることが開示されており、GaSb又はInSbだけでは結晶化速度が速すぎてアモルファス化することができないが、これに金属又はカルコゲナイド元素Mを添加することにより結晶化速度を遅くすることができ、結晶−アモルファス間の相転移を用いた情報記録が行なえると記載されている。しかしながら、Ga50Sb50組成近傍の合金は融点が710℃、結晶化温度が350℃と高く、現在市販されている初期化装置ではパワーが足りないため、初期結晶化させようとしても周内での均一な結晶状態が得られず反射率が不均一となる。反射率が不均一な状態でマークを記録すると信号のノイズが大きく、特にDVDのように高密度で信号を記録することは困難である。
また、特許文献2には、GaSbを主成分とする合金を記録材料として用いた相変化型光記録媒体が開示されているが、この光記録媒体は、結晶−結晶間の相変化を用いて情報を記録するものであって、変調度は最良でも29%であり実用上問題がある。また、「Gaが20%未満の場合には、レーザ光照射部に気泡が生じたのが原因と思われる盛り上がりができるため、反射率の変化するレベルが不安定になり実用上問題がある。」との記載がある。更に、結晶−結晶間の相変化では、結晶粒径の違いによる反射率差を利用するため、微小なマークを記録する必要がある高密度の情報記録には不向きであり、この光記録媒体にDVD−ROMと同容量の密度で情報を記録することは困難である。
また、特許文献3〜4には、組成式がInxSbySnz(5≦x≦25、45≦y≦80、10≦z≦38)で表される記録材料を用いた追記型光記録媒体が開示されているが、本発明の書換え型光記録媒体とは異なる。
また、特許文献5には、組成式がCuxSbyTe(100−x−y)、〔但し、5≦x≦20、40≦x≦55〕で表される記録材料を用いた光記録媒体が開示されているが、低パワーの半導体レーザで記録、消去の多数回繰り返し後も劣化が少なく、比較的低速の光ビーム走査速度でも安定に記録可能である光記録媒体の提供を目的としたものであって、高速記録を目的とする本発明とは異なる。
また、特許文献3〜4には、組成式がInxSbySnz(5≦x≦25、45≦y≦80、10≦z≦38)で表される記録材料を用いた追記型光記録媒体が開示されているが、本発明の書換え型光記録媒体とは異なる。
また、特許文献5には、組成式がCuxSbyTe(100−x−y)、〔但し、5≦x≦20、40≦x≦55〕で表される記録材料を用いた光記録媒体が開示されているが、低パワーの半導体レーザで記録、消去の多数回繰り返し後も劣化が少なく、比較的低速の光ビーム走査速度でも安定に記録可能である光記録媒体の提供を目的としたものであって、高速記録を目的とする本発明とは異なる。
本発明は、DVD−ROMと同容量で記録線速が10倍速(35m/s)でも変調度が大きくオーバーライト記録が可能であり、かつ長期保存後も反射率変動が少なくオーバーライト記録が可能な相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
前記シンポジウムで発表した光記録媒体の問題点を考慮しつつ、高速記録可能な光記録媒体の実用化に向けて更なる検討を重ねた結果、Ga、Sb、Sn、In、Cuで構成される特定組成の記録材料を用いれば、上記課題を解決できることが分った。
即ち、上記課題は、次の1)〜5)の発明(以下、本発明1〜5という)によって解決される。
1) 基板上に、少なくとも第一中間層、記録層、第二中間層、反射層をこの順に有し、該記録層が、GaαSnβInγCuδSbε(但し、5≦α≦20、2≦β≦20、2≦γ≦20、2≦δ≦20、40≦ε≦80、α+β+γ+δ+ε=100原子%)で示される組成の合金からなり、記録層の非晶質(アモルファス)相と結晶相との可逆的な相変化を利用して記録・消去可能であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
2) 8≦α≦16、5≦β≦15、5≦γ≦15、5≦δ≦15、55≦ε≦75(α+β+γ+δ+ε=100原子%)であることを特徴とする1)記載の相変化型光記録媒体。
3) 反射層が、Ag又はAgを主成分とする合金からな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) 反射層の膜厚が60〜300nmであることを特徴とする1)〜3)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
5) 反射層の膜厚が120〜250nmであることを特徴とする4)記載の相変化型光記録媒体。
即ち、上記課題は、次の1)〜5)の発明(以下、本発明1〜5という)によって解決される。
1) 基板上に、少なくとも第一中間層、記録層、第二中間層、反射層をこの順に有し、該記録層が、GaαSnβInγCuδSbε(但し、5≦α≦20、2≦β≦20、2≦γ≦20、2≦δ≦20、40≦ε≦80、α+β+γ+δ+ε=100原子%)で示される組成の合金からなり、記録層の非晶質(アモルファス)相と結晶相との可逆的な相変化を利用して記録・消去可能であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
2) 8≦α≦16、5≦β≦15、5≦γ≦15、5≦δ≦15、55≦ε≦75(α+β+γ+δ+ε=100原子%)であることを特徴とする1)記載の相変化型光記録媒体。
3) 反射層が、Ag又はAgを主成分とする合金からな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) 反射層の膜厚が60〜300nmであることを特徴とする1)〜3)の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
5) 反射層の膜厚が120〜250nmであることを特徴とする4)記載の相変化型光記録媒体。
以下、上記本発明について詳細に説明する。
書換え可能な相変化型光記録媒体は、レーザ光を照射することにより記録層を加熱し、記録層を結晶相とアモルファス相の間で相変化させることにより信号を記録・消去するものである。結晶相とアモルファス相では反射率が異なるが、通常は未記録状態を高反射率の結晶相とし、この結晶相に高パワーのレーザパルスを照射して加熱し次いで急冷することにより低反射率であるアモルファスマークを信号として記録する。
GaSb共晶組成近傍の材料は高速結晶化が可能であり、且つ、GaとSbの結合力が大きく、アモルファス相を熱的に結晶化させるため共有結合を切ってネットワークを組み替えるのに大きなエネルギーを必要とするので、アモルファスマークの安定性に優れている。しかしその反面、GaSbは結晶化温度が高いため、製膜時に記録層をアモルファス相から未記録状態の結晶にするための初期化工程における初期結晶化が難しいという欠点がある。
書換え可能な相変化型光記録媒体は、レーザ光を照射することにより記録層を加熱し、記録層を結晶相とアモルファス相の間で相変化させることにより信号を記録・消去するものである。結晶相とアモルファス相では反射率が異なるが、通常は未記録状態を高反射率の結晶相とし、この結晶相に高パワーのレーザパルスを照射して加熱し次いで急冷することにより低反射率であるアモルファスマークを信号として記録する。
GaSb共晶組成近傍の材料は高速結晶化が可能であり、且つ、GaとSbの結合力が大きく、アモルファス相を熱的に結晶化させるため共有結合を切ってネットワークを組み替えるのに大きなエネルギーを必要とするので、アモルファスマークの安定性に優れている。しかしその反面、GaSbは結晶化温度が高いため、製膜時に記録層をアモルファス相から未記録状態の結晶にするための初期化工程における初期結晶化が難しいという欠点がある。
本発明者らは、このGaSbの2元素を母相とし、更にSnを添加することにより、結晶化温度が高く初期結晶化が困難なGaSbの欠点を解消すると共に、更なる高速結晶化及び十分な変調度を得ることに成功した。しかし、前述したようにGaSbにSnを添加するとGaSbの欠点は解消されるが、新たな問題として、Sn量が多くなるほど未記録状態の結晶相が高反射率の結晶相より反射率の低い低反射率結晶相への相転移が起こり易くなり、長期保存後に著しく結晶の反射率が低下するという問題が生じることが分った。
未記録状態の結晶の反射率が変化すると光学特性が大きく変わり、同じ記録条件で信号を記録することが困難となってしまう。実際に市販されている書換え型ドライブでは、作製してすぐの光記録媒体に合わせて記録条件を決めており、長期保存後に反射率が大きく変化してしまう光記録媒体には信号を記録できなくなってしまうため、このような光記録媒体を製品として市販することはできない。
未記録状態の結晶の反射率が変化すると光学特性が大きく変わり、同じ記録条件で信号を記録することが困難となってしまう。実際に市販されている書換え型ドライブでは、作製してすぐの光記録媒体に合わせて記録条件を決めており、長期保存後に反射率が大きく変化してしまう光記録媒体には信号を記録できなくなってしまうため、このような光記録媒体を製品として市販することはできない。
GaSbSnに反射率低下が見られる理由としては、レーザ光照射後の結晶には空孔が多数存在し結晶に歪みがある状態であり、この歪みが時間と共に緩和されレーザ光照射後の結晶よりも低い反射率を示す低反射率結晶相へ変化することが考えられる。そこで、この問題を解決するため鋭意検討した結果、GaSbSnにCu及びInを添加すれば長期保存後の反射率低下を抑えられることが分った。これは、Cu及びInを添加すると、GaSbSnに見られた空孔をCu及びInが埋めるので歪みの少ない結晶になり、反射率低下が起り難くなるためと思われる。Cuのみの添加では、反射率低下は抑えられても結晶化速度が遅くなるため記録線速10倍速(35m/s)で繰り返し記録を行なうのは難しいが、CuとInを組み合わせて用いることにより、速い結晶化速度と小さい反射率変動を両立させることができる。
DVD−ROMと同容量で記録線速10倍速(35m/s)でオーバーライト記録するには、本発明1で規定する組成の記録材料を用いる必要がある。Gaが5原子%未満ではアモルファス相の安定性が悪くなり、20原子%を超えると結晶化速度が遅くなり過ぎてDVD10倍速での繰り返し記録ができなくなる。またSnが2原子%未満では均一な初期結晶化を行なうことができず、20原子%を超えると結晶化速度が速くなり過ぎてアモルファス化が困難になる。またCuが2原子%未満では長期保存後の反射率変動が大きくなり、20原子%を超えると結晶化速度が遅くなり過ぎて、DVD10倍速での繰り返し記録ができなくなる。Inが2原子%未満ではDVD10倍速での繰り返し記録特性が悪くなり、20原子%を超えると結晶化速度が速くなり過ぎてアモルファス化が困難になる。Sbが40%未満ではアモルファス化が困難であり、Sbが80%を越えると初期化後の周内均一性が悪くなる。
更に、本発明2で規定する組成の記録材料を用いれば、DVD10倍速でより良い繰り返し特性を得ることができる。
記録層の膜厚は通常10〜30nm程度とする。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。また、30nmを超えると記録感度が悪くなる。好ましくは10〜20nmである。
更に、本発明2で規定する組成の記録材料を用いれば、DVD10倍速でより良い繰り返し特性を得ることができる。
記録層の膜厚は通常10〜30nm程度とする。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。また、30nmを超えると記録感度が悪くなる。好ましくは10〜20nmである。
図1に本発明の光記録媒体の基本的な層構成を示す。
基板上にスパッタ法によって第一中間層、相変化記録層、第二中間層、反射層がこの順に設けられ、更にスピンコート法により塗布されたUV硬化樹脂からなる保護層が積層されている。更に、その上に光記録媒体の補強又は保護のために、別の基板を貼り合わせてもよい。
基板材料としては一般にガラス、セラミックス又は樹脂が用いられるが、成形性、コストの点から樹脂製基板が望ましい。樹脂の例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性等の点からポリカーボネート樹脂が好ましい。また、基板の形状は、ディスク状、カード状、シート状などの何れであってもよい。基板の厚さは、1.2mm、0.6mm、0.1mm等任意のものが使用できる。
基板上にスパッタ法によって第一中間層、相変化記録層、第二中間層、反射層がこの順に設けられ、更にスピンコート法により塗布されたUV硬化樹脂からなる保護層が積層されている。更に、その上に光記録媒体の補強又は保護のために、別の基板を貼り合わせてもよい。
基板材料としては一般にガラス、セラミックス又は樹脂が用いられるが、成形性、コストの点から樹脂製基板が望ましい。樹脂の例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性等の点からポリカーボネート樹脂が好ましい。また、基板の形状は、ディスク状、カード状、シート状などの何れであってもよい。基板の厚さは、1.2mm、0.6mm、0.1mm等任意のものが使用できる。
第一中間層及び第二中間層の材料としては、SiO2、TiO2、ZnO、ZrO2等の金属酸化物;AlN、Si3N4、TiN等の窒化物;ZnS、In2S3、TaS3等の硫化物;SiC、TiC、ZrC等の炭化物;或いはそれらの混合物が挙げられる。
第一中間層は、基板から水分等の不純物が記録層に混入しないように記録層を保護する役目、基板に熱的ダメージを与えないようにする役目、光学的特性を調整する役目等を担うので、水分を透過し難く、耐熱性がよく、吸収率kが小さく、屈折率nが大きい材料がよい。更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが望ましい。これらの物性を満足する好ましい材料としては(ZnS)80(SiO2)20が挙げられる。
第一中間層の膜厚は、通常40〜500nmとする。好ましくは60〜200nmである。40nm未満では、記録層が加熱されたときに、同時に基板も加熱されてしまうため基板が変形してしまう。500nmを超えると基板と第一中間層の界面で剥離が生じ易くなるので好ましくない。
第二中間層は、記録層の熱的な特性を調整する役目を担う。第二中間層の膜厚を薄くすると熱は逃げ易くなり、膜厚を厚くすると熱が逃げ難くなる。また記録層及び反射層との密着性が良いこと、耐熱性が高いことなどが要求される。更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが望ましい。これらの物性を満足する好ましい材料としては、(ZnS)80(SiO2)20が挙げられる。
第二中間層の膜厚は、通常5〜100nmとする。好ましくは、5〜20nmである。100nmを超えると熱が篭りすぎてアモルファス相を形成し難くなり、5nm未満では記録感度が悪くなる。
第一中間層は、基板から水分等の不純物が記録層に混入しないように記録層を保護する役目、基板に熱的ダメージを与えないようにする役目、光学的特性を調整する役目等を担うので、水分を透過し難く、耐熱性がよく、吸収率kが小さく、屈折率nが大きい材料がよい。更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが望ましい。これらの物性を満足する好ましい材料としては(ZnS)80(SiO2)20が挙げられる。
第一中間層の膜厚は、通常40〜500nmとする。好ましくは60〜200nmである。40nm未満では、記録層が加熱されたときに、同時に基板も加熱されてしまうため基板が変形してしまう。500nmを超えると基板と第一中間層の界面で剥離が生じ易くなるので好ましくない。
第二中間層は、記録層の熱的な特性を調整する役目を担う。第二中間層の膜厚を薄くすると熱は逃げ易くなり、膜厚を厚くすると熱が逃げ難くなる。また記録層及び反射層との密着性が良いこと、耐熱性が高いことなどが要求される。更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが望ましい。これらの物性を満足する好ましい材料としては、(ZnS)80(SiO2)20が挙げられる。
第二中間層の膜厚は、通常5〜100nmとする。好ましくは、5〜20nmである。100nmを超えると熱が篭りすぎてアモルファス相を形成し難くなり、5nm未満では記録感度が悪くなる。
反射層には、熱伝導率が高いAg又はAg−Cu、Ag−Pd、Ag−Ti等のAgを主成分とする合金を用いることが好ましい。純Agが最も放熱効果が高いが、第二中間層にSが含まれている場合、Sが拡散してAg2Sを生成しAg反射層を劣化させるため、第二中間層と反射層の間にSの拡散を防止する層(硫化防止層)を形成する必要がある。硫化防止層に用いられる好ましい材料としては、SiC、Si、SiO2等が挙げられる。生産性向上のため層数を減らしたい場合には、純AgでなくCu、Pd、Ti、Alなどを添加したAg合金を用いることにより、硫化防止層を用いることなくAg反射層の劣化を抑えることができる。なお、Agを主成分とするとは、Agを少なくとも95原子%、好ましくは99原子%以上含有することを意味する。
反射層の膜厚は、60〜300nmが好ましい。60nm未満では放熱効果が得られずアモルファスが形成し難くなり、300nmを超えると界面剥離が生じ易くなる。特に十分な変調度を得るには120〜250nmとすることが好ましい。
反射層の膜厚は、60〜300nmが好ましい。60nm未満では放熱効果が得られずアモルファスが形成し難くなり、300nmを超えると界面剥離が生じ易くなる。特に十分な変調度を得るには120〜250nmとすることが好ましい。
本発明1〜2によれば、DVD−ROMと同容量で記録線速がDVD10倍速(35m/s)でのオーバーライト記録が可能であり、かつ長期保存後も反射率変動が少ない相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明3〜5によれば、更に、変調度が大きく、オーバーライト記録特性が良好な相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明3〜5によれば、更に、変調度が大きく、オーバーライト記録特性が良好な相変化型光記録媒体を提供できる。
以下、実施例及び比較例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り何ら限定されるものでない。
実施例1〜6、比較例1〜10
実施例及び比較例の各光記録媒体(ディスク)を次のようにして作製した。
トラックピッチ0.74μm、溝深さ400Åの案内溝を有する直径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、第一中間層、相変化記録層、第二中間層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
第一中間層は、(ZnS)80(SiO2)20をターゲットに用い膜厚70nm、記録層は表1(実施例)、表2(比較例)に示す材料組成に対応する組成(原子%)の合金ターゲットを用い膜厚16nm、第二中間層は、(ZnS)80(SiO2)20をターゲットに用い膜厚10nm、硫化防止層は、SiCをターゲットに用い膜厚4nm、反射層は、Agをターゲットに用い膜厚140nmとした。
記録層の合金ターゲットは、予め仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融し、その後これを取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加温焼結することによって円盤状のターゲット形状とした。製膜後の記録層の組成比を誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により測定したところ、ターゲット仕込み量と同じ組成比であった。ICP発光分光分析法には、セイコーインスツルメンツ製:シーケンシャル型ICP発光分光分析装置SPS4000を使用した。なお、後述する実施例及び比較例においても、記録層の合金組成とスパッタリングターゲットの合金組成とは同一である。
次に、反射層上にスピンコート法によりアクリル系硬化樹脂(大日本インキ社製:SD318)を厚さ5〜10μm塗布した後、紫外線硬化させて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紫外線硬化樹脂(日本化学社製:DVD003)により接着して本実施例の光記録媒体を作製した。
次いで、日立コンピュータ機器製の初期化装置POP120−7AHを使用し、各光記録媒体を一定線速12m/sで回転させ、パワー密度が20mW/μm2のレーザ光を、半径方向に送り36μm/rで移動させながら照射して初期結晶化した。
実施例及び比較例の各光記録媒体(ディスク)を次のようにして作製した。
トラックピッチ0.74μm、溝深さ400Åの案内溝を有する直径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、第一中間層、相変化記録層、第二中間層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
第一中間層は、(ZnS)80(SiO2)20をターゲットに用い膜厚70nm、記録層は表1(実施例)、表2(比較例)に示す材料組成に対応する組成(原子%)の合金ターゲットを用い膜厚16nm、第二中間層は、(ZnS)80(SiO2)20をターゲットに用い膜厚10nm、硫化防止層は、SiCをターゲットに用い膜厚4nm、反射層は、Agをターゲットに用い膜厚140nmとした。
記録層の合金ターゲットは、予め仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融し、その後これを取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加温焼結することによって円盤状のターゲット形状とした。製膜後の記録層の組成比を誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により測定したところ、ターゲット仕込み量と同じ組成比であった。ICP発光分光分析法には、セイコーインスツルメンツ製:シーケンシャル型ICP発光分光分析装置SPS4000を使用した。なお、後述する実施例及び比較例においても、記録層の合金組成とスパッタリングターゲットの合金組成とは同一である。
次に、反射層上にスピンコート法によりアクリル系硬化樹脂(大日本インキ社製:SD318)を厚さ5〜10μm塗布した後、紫外線硬化させて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紫外線硬化樹脂(日本化学社製:DVD003)により接着して本実施例の光記録媒体を作製した。
次いで、日立コンピュータ機器製の初期化装置POP120−7AHを使用し、各光記録媒体を一定線速12m/sで回転させ、パワー密度が20mW/μm2のレーザ光を、半径方向に送り36μm/rで移動させながら照射して初期結晶化した。
上記各光記録媒体に対し、波長660nm、NA0.65のピックアップを用いて記録再生を行なった。記録線速35m/s、DVD−ROMと同容量の記録線密度0.267μm/bit、記録パワーPw=32mW、消去パワーPe=6.5mWという記録条件で、DVDの変調方式であるEFM+変調方式により、ランダムパターンを記録した。記録ストラテジはそれぞれ最適化した。再生は全て線速3.5m/s、パワー0.7mWで行った。
表1の記録層材料を用いた各光記録媒体について、初期結晶化後の周内分布均一性、記録線速35m/sでの変調度、初回記録とオーバーライト100回後のジッタ及び保存安定性について評価を行なった。ジッタは、データ・トゥー・クロック・ジッタ(data to clock jitter)σを検出窓幅Twで規格化した値である。
評価基準は次の通りである。
・初期結晶化後の周内分布均一性は、上記初期化条件で初期結晶化後、波長660nm、NA0.65のピックアップを有するパルステック社製光ディスク評価装置(DDU−1000)を用いて周内の反射率分布を確認し、周内反射率分布=(最大反射率−最小反射率)÷最大反射率×100としたとき、周内反射率分布が10%以内の場合を○、10%を超える場合を×とした。
・記録線速35m/sでの変調度は、DVDの規格値である60%以上の場合を○、更に安定したシステムを得ることができる65%以上の場合を◎、60%未満の場合を×とした。
・記録線速35m/sでの初回記録とオーバーライト100回後のジッタは、9%以下の場合を○、9%を超える場合を×とした。
更に、長期保存後の結晶相の反射率変動を調べるため、80℃85%RH環境下での加速試験を行なった。各光記録媒体を80℃85%RHの恒温槽に300時間保持した後、結晶相の反射率を測定し、反射率低下が3%以下の場合を○、3%を超える場合を×とした。
評価結果を表3(実施例)、表4(比較例)に示す。
表1の記録層材料を用いた各光記録媒体について、初期結晶化後の周内分布均一性、記録線速35m/sでの変調度、初回記録とオーバーライト100回後のジッタ及び保存安定性について評価を行なった。ジッタは、データ・トゥー・クロック・ジッタ(data to clock jitter)σを検出窓幅Twで規格化した値である。
評価基準は次の通りである。
・初期結晶化後の周内分布均一性は、上記初期化条件で初期結晶化後、波長660nm、NA0.65のピックアップを有するパルステック社製光ディスク評価装置(DDU−1000)を用いて周内の反射率分布を確認し、周内反射率分布=(最大反射率−最小反射率)÷最大反射率×100としたとき、周内反射率分布が10%以内の場合を○、10%を超える場合を×とした。
・記録線速35m/sでの変調度は、DVDの規格値である60%以上の場合を○、更に安定したシステムを得ることができる65%以上の場合を◎、60%未満の場合を×とした。
・記録線速35m/sでの初回記録とオーバーライト100回後のジッタは、9%以下の場合を○、9%を超える場合を×とした。
更に、長期保存後の結晶相の反射率変動を調べるため、80℃85%RH環境下での加速試験を行なった。各光記録媒体を80℃85%RHの恒温槽に300時間保持した後、結晶相の反射率を測定し、反射率低下が3%以下の場合を○、3%を超える場合を×とした。
評価結果を表3(実施例)、表4(比較例)に示す。
実施例1〜6の光記録媒体は、初期化後の周内分布均一性が良好で、DVD10倍速での初回記録及び100回記録後のジッタも良好であった。また、変調度に関しては、実施例2、3、4の組成範囲の場合に、安定したシステムが得られる変調度65%以上と特に良好であった。保存安定性に関しても反射率低下が少なく、実施例1〜6の光記録媒体を80℃85%RHの恒温槽に300時間保持した後、記録線速35m/sで記録したところジッタが9%以下であった。
これに対し、比較例1の光記録媒体は、初期結晶化後の周内分布均一性は良好であったが、結晶化速度が速すぎるためDVD10倍速でアモルファスを形成することが困難であり、小さいアモルファスマークしか記録することができず、モジュレーションが小さかった。比較例2及び3の光記録媒体は、結晶化速度が遅くなり過ぎるためDVD10倍速での繰返し記録ができなかった。比較例4の光記録媒体は、比較例1と同様に、アモルファスを形成することが困難でありモジュレーションが小さかった。比較例5の光記録媒体は初期結晶化後の周内分布均一性が悪く記録ジッタが悪かった。比較例6の光記録媒体は、DVD10倍速での繰返し記録特性が悪かった。比較例7の光記録媒体は、記録ジッタは良かったものの、長期保存後の反射率変動が大きかった。比較例8の光記録媒体は、記録ジッタも悪く、また80℃85%RH環境下での加速試験後にアモルファスマークが消滅してしまった。比較例9の光記録媒体は、初期結晶化後の周内分布均一性が悪く記録ジッタも悪かった。比較例10の光記録媒体は、アモルファス化が困難であった。
これに対し、比較例1の光記録媒体は、初期結晶化後の周内分布均一性は良好であったが、結晶化速度が速すぎるためDVD10倍速でアモルファスを形成することが困難であり、小さいアモルファスマークしか記録することができず、モジュレーションが小さかった。比較例2及び3の光記録媒体は、結晶化速度が遅くなり過ぎるためDVD10倍速での繰返し記録ができなかった。比較例4の光記録媒体は、比較例1と同様に、アモルファスを形成することが困難でありモジュレーションが小さかった。比較例5の光記録媒体は初期結晶化後の周内分布均一性が悪く記録ジッタが悪かった。比較例6の光記録媒体は、DVD10倍速での繰返し記録特性が悪かった。比較例7の光記録媒体は、記録ジッタは良かったものの、長期保存後の反射率変動が大きかった。比較例8の光記録媒体は、記録ジッタも悪く、また80℃85%RH環境下での加速試験後にアモルファスマークが消滅してしまった。比較例9の光記録媒体は、初期結晶化後の周内分布均一性が悪く記録ジッタも悪かった。比較例10の光記録媒体は、アモルファス化が困難であった。
実施例7
反射層の膜厚を40nm、60nm、200nm、250nm、300nmと変化させた点以外は、実施例2と同様にして光記録媒体を作製し、記録線速35m/sでの変調度を調べた。結果を図2に示す。
図2から分るように、膜厚が60〜300nmの間で変調度が60%以上となり、特に120〜250nmの間では変調度が65%以上となり、安定なシステムを得るのに十分な変調度が得られた。
反射層の膜厚を40nm、60nm、200nm、250nm、300nmと変化させた点以外は、実施例2と同様にして光記録媒体を作製し、記録線速35m/sでの変調度を調べた。結果を図2に示す。
図2から分るように、膜厚が60〜300nmの間で変調度が60%以上となり、特に120〜250nmの間では変調度が65%以上となり、安定なシステムを得るのに十分な変調度が得られた。
比較例11
反射層材料をAlTi(Ti:1重量%)に変えた点以外は、実施例2と同様にして光記録媒体を作製し、記録線速35m/sでの変調度を調べたところ、変調度が45%と小さかった。
また、実施例1〜6と同様にして評価した比較例11の記録線速35m/sでの繰り返し記録特性を、実施例2の結果と共に図3に示す。
反射層材料をAlTi(Ti:1重量%)に変えた点以外は、実施例2と同様にして光記録媒体を作製し、記録線速35m/sでの変調度を調べたところ、変調度が45%と小さかった。
また、実施例1〜6と同様にして評価した比較例11の記録線速35m/sでの繰り返し記録特性を、実施例2の結果と共に図3に示す。
Claims (5)
- 基板上に、少なくとも第一中間層、記録層、第二中間層、反射層をこの順に有し、該記録層が、GaαSnβInγCuδSbε(但し、5≦α≦20、2≦β≦20、2≦γ≦20、2≦δ≦20、40≦ε≦80、α+β+γ+δ+ε=100原子%)で示される組成の合金からなり、記録層の非晶質(アモルファス)相と結晶相との可逆的な相変化を利用して記録・消去可能であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
- 8≦α≦16、5≦β≦15、5≦γ≦15、5≦δ≦15、55≦ε≦75(α+β+γ+δ+ε=100原子%)であ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。
- 反射層が、Ag又はAgを主成分とする合金からな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。
- 反射層の膜厚が60〜300nmであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
- 反射層の膜厚が120〜250nmであることを特徴とする請求項4記載の相変化型光記録媒体。
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