JP3920731B2 - 相変化型光記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波、特に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、情報の記録、再生、消去及び書き換えを行うことができる高速、大容量、高密度記録が可能な相変化型光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波、特にレーザ光等の光ビームの照射による情報の記録、再生、消去を行うことができ、書き換え、即ちオーバーライトが可能な光記録媒体の一つとして、結晶−非結晶相間、又は、結晶−結晶相間の相転移を利用する、いわゆる相変化型光ディスクが知られている。この相変化型光ディスクは、単一ビームによるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系が単純な為に、コンピューターやＡＶ関連の記録媒体として使用されている。
このような相変化型光ディスクの記録材料としては、これまでＧｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｅ系、Ｉｎ−Ｓｂ系、Ｇａ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の相変化合金が用いられている。特に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金は、高感度で記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという特徴を有し、マークエッジ記録用材料として使用されている。
Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金としては、特開平３−２３１８８９号、特開平４−１９１０８９号、特開平４−２３２７７９号各公報に開示されている。類型のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金としては、特開平４-２６７１９２号、特開平５−３４５４７８号各公報に開示されている。
【０００３】
しかし、上記記録材料は、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の比較的低い記録密度を有する記録媒体として用いられるものであり、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−ＲＡＭやＤＶＤ−ＲＷ等に適用する場合には、記録線速が３．５ｍ／ｓ（１倍速）程度の低速ではオーバーライト可能であるが、２倍速以上になるとオーバーライト特性が劣下するという問題を有する。この劣化の原因は、上記相変化合金からなる記録材料の結晶化速度が遅いため、高線速下でのオーバーライトが困難になる為である。
この対策として相変化合金の成分であるＳｂの組成量を増加して結晶化速度を速くすることもできるが、この場合にはＳｂ量の増加により結晶化温度が低下してしまい、記録媒体の保存時における特性劣化（保存特性）が大きくなるという問題がある。
上記保存時における特性劣化の問題を解決する方法として、Ａｇ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化合金からなる記録材料を用いることが特開平２０００−３２２７４０号公報に開示されている。
この記録材料は、記録線速が３．０〜２０ｍ／ｓの範囲ではオーバーライト可能であるが、更に高記録線速の場合、即ち２０ｍ／ｓよりも高速の場合には対応することができない。
【０００４】
一方、高速結晶化材料としてＧａＳｂ系相変化合金が報告されている（“Ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ＧａＳｂ”Ａｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃｓ／ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．２２１１５ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８７）。
このＧａＳｂ系合金は、結晶化速度が極めて速いと報告されているが、結晶化温度が３５０℃と極めて高い為、記録材料を未記録状態とするための初期化工程における初期結晶化が困難であるという難点がある。
更に、ＧａＳｂ系相変化合金にＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等を添加し、特性の向上を試みたものが、米国特許第４，８１８，６６６号、同５，０７２，４２３号に開示されているが、高速記録におけるオーバーライト特性、変調度、そして保存信頼性を同時に満足するものではない。
上記の様に種々の相変化記録材料が報告されているが、何れも書き換え可能相変化型光記録媒体として要求される特性を全て満足し得るものとは云えなかった。更に現在では、ＤＶＤ−ＲＯＭと同様な高密度記録容量であり、しかも記録線速が更に高速化（〜３５ｍ／ｓ）された場合に対応でき、オーバーライト特性、変調度、そして保存信頼性を同時に満足するような書き換え可能相変化型光記録媒体を実現するための相変化記録材料の開発が課題となっている。
【０００５】
非晶質と結晶相との間の相転移を利用する記録媒体において、３５ｍ／ｓの高記録線速下でもオーバーライトができるためには、レーザビーム径を１μｍφとした場合に、レーザビームが３５ｍ／ｓの線速で回転するディスク（Ｄｉｓｋ）上の一点を横切る速度が約２９ｎｓｅｃ（ナノ秒）であることから、相変化記録媒体に要求される結晶化時間は２９ｎｓｅｃ程度であることが計算により求められる。
更に高密度記録のＤＶＤでは、使用する光学系のレーザ波長が６５０ｎｍと従来の７８０ｎｍより短くなるために、そのビーム径も１μｍφより小さくなり、レーザビームが３５ｍ／ｓの線速で回転するディスク上の一点を横切る速度は、更に２９ｎｓｅｃよりも短くなる。例えば、ビーム径を０．７μｍφとすると、一点を横切る時間は約２０ｎｓｅｃとなり、このような短時間でオーバーライト、即ち古いマークを消去（結晶化）して新しいマークを書き換えることが要求される。
前述の従来技術であるＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、ＧａＳｂ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系各合金においてもこの時間内で高速結晶化することは可能であるが、保存信頼性や初期結晶化に問題があり、３５ｍ／ｓの線速で全ての要件を満足できるような記録材料は無かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＤＶＤ−ＲＯＭ並に大容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度を確保でき、オーバーライトの繰り返し特性が良好で保存信頼性の高い相変化型光記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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相変化記録材料からなる記録層を設け、該記録層に電磁波を照射して可逆的相変化を生起し、該相変化に伴なう光学定数の変化を利用して情報の記録、再生、消去及び書き換えを行なう相変化型光記録媒体において、該相変化記録材料が、少なくともＧａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδ（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、α、β、γ、δは原子％、α＋β＋γ＋δ＝１００）とする時、α、β、γ、δがそれぞれ下記の範囲にあることを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
３） 前記相変化合金が、更にＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の相変化型光記録媒体。
４） 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδＸε（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、ＸはＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素、α、β、γ、δ、εは原子％、α＋β＋γ＋δ＋ε＝１００）とする時、α、β、γ、δ、εがそれぞれ下記の範囲にあることを特徴とする３）記載の相変化型光記録媒体。
５） 基板上に相変化記録材料からなる記録層と反射層とを設け、更に基板と記録層の間及び／又は記録層と反射層の間に耐熱保護層を設けたことを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
６） 前記反射層の表面に環境保護層を設けたことを特徴とする５）記載の相変化型光記録媒体。
【０００８】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明者らは、上記課題を解決する為、記録媒体の記録層を構成する材料に着目して鋭意研究を重ねた結果、記録材料として、Ｇａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金を用いれば上記課題を解決できること、更に、該相変化合金にＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれた一つの元素を添加することにより、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合は保存信頼性が、Ａｌ、Ｓｎの場合は高速結晶化が一層向上することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明では、記録層を構成する材料としてＧａＳｂ合金の持つ高速結晶化特性に注目し、このＧａ又は同属のＩｎと、Ｓｂとを高速結晶化のための構成元素として利用する一方、ＧａＳｂ合金の欠点である高い結晶化温度により生じる初期結晶化の困難さを、Ｍｇを加えることにより解決した。
Ｍｇを加えることによりＧａＳｂ合金の結晶化温度が下がり、更に高速結晶化が実現すると共に十分高い変調度を獲得することができた。Ｇａの代りにＩｎを用いた時もＭｇの効果は同じである。また、上記合金に更にＺｒを加えることによって記録層の保存信頼性とオーバーライト特性の向上を実現した。
【０００９】
上記のようなＧａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金の高速結晶化の詳細は明らかでないが、ＧａＳｂ合金の最隣接原子間距離が非結晶の場合に２．６５Å、結晶相の場合に２．６４Åと極めて近い為に、結晶化の際、僅かな原子の移動で結晶化が行われる為と思われる。ＩｎＳｂ合金の最隣接原子間距離は不明であるが、ＧａＳｂ合金の場合と同様な考えが適用されると考えられる。
またＭｇの添加による結晶化温度の低下は、Ｇａ又はＩｎやＳｂに対するＭｇの共有結合力が弱い為に、Ｇａ−Ｓｂ−Ｍｇ又はＩｎ−Ｓｂ−Ｍｇ合金の結合力を低下させる為と考えられる。この結果、原子の再配列を容易にするので結晶化速度を増すことができる。更にＭｇを加えることにより、ＧａＳｂ又はＩｎＳｂと較べて、その非晶相と結晶相の構造の変化が大きくなり、相変化に伴う二相間の光学定数の変化が大きくなる結果、十分な変調度を実現することができる。
またＺｒを加えることによって保存信頼性とオーバーライト特性が向上する理由の詳細は不明であるが、Ｚｒを添加すると、その融点の高さにより物質流動を抑制してオーバーライト特性を向上させるものと考えられる。更に、Ｚｒは不動体を形成し易いため酸化の進行を遅くし保存信頼性を向上させるものと考えられる。
【００１０】
本発明１〜２によれば、上記組成の相変化合金を記録層に用いることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭ並に大記録容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度特性、良好なオーバーライトとその繰り返し特性、高い保存信頼性を有する相変化型光記録媒体が得られる。
本発明３〜４によれば、上記組成の相変化合金を記録層に用いることにより、ＸがＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には保存信頼性を、ＸがＡｌ、Ｓｎの場合には高速結晶化が一層向上した相変化型光記録媒体が得られる。
本発明５〜６によれば、上記層構成とすることにより、大容量、高記録線速下における変調度確保、オーバーライトの繰り返し特性維持、保存信頼性保持が確実に達成された相変化型記録媒体が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の相変化型光記録媒体においては、基板上に構成層として記録層の他、耐熱保護層、反射層、環境保護層等を設けることができ、目的や要求特性に応じて構成層の形態が選ばれる。本発明の相変化型光記録媒体を図面に基づいて説明する。
本発明の相変化型光記録媒体は、例えば図１〜図４に示したような構成とすることができる。即ち、基板１上に第一耐熱保護層２、記録層３、第二耐熱保護層４、反射層５が順次設けられた構成（図１）とするか、或いは図１の構成の反射層５上に、更に環境保護層６が設けられた構成（図２）とすることができる。また、耐熱保護層は必ずしも記録層３の両側に設ける必要はないが、基板１がポリカーボネート樹脂のように耐熱性が低い材料の場合には、図３、図４に示すように基板１と記録層３との間に第一耐熱保護層２を設け、記録層３と反射層５との間の構成層（図１、図２における第二耐熱保護層４）を省いた構成とすることもできる。なお、これらの構成は実施の形態を説明するための例であって他の構成でもよいが、通常図２の構成形態が好ましい。
【００１２】
次に各構成層について説明する。
基板１に用いられる材料としては、一般にガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられるが、成形性、コストの点から樹脂製基板が望ましい。
樹脂の代表例としては、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、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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン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１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。
【００１３】
耐熱保護層（第一耐熱保護層２又は第二耐熱保護層４）に用いられる材料としては、ＳｉＯ２、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等の炭化物等が挙げられる。
また、耐熱保護層の形成には、各種気相製膜法（真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、光ＣＶＤ、イオンプレーティング等）が用いられる。
例えば、（ＺｎＳ）・（ＳｉＯ２）を用いてスパッタリング法により膜形成を行うことにより耐熱保護層、即ち誘電体層が形成される。
この誘電体層は、耐熱保護層としての機能と光干渉層としての機能を有することから、これらの機能が最大限に発揮されるように層形成する必要がある。
そのためには、膜厚を２００〜３０００Å、好ましくは３５０〜２０００Åとすることが好ましい。２００Å未満の場合は、耐熱保護層としての機能が失われ、一方、３０００Åを越えると界面剥離が生じ易くなるので好ましくない。
【００１４】
記録層３に用いられる本発明の相変化合金としては、前述の通り、組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδ（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、α、β、γ、δは原子％、α＋β＋γ＋δ＝１００）とする時、α、β、γ、δがそれぞれ次の範囲にあるものが好ましい。
ここで、実験によれば、αとβがそれぞれ６原子％及び４５原子％より少ないと結晶化速度が低下し、３５ｍ／ｓの記録線速下でのオーバーライトが困難となる。一方、αとβがそれぞれ５０原子％及び９０原子％よりも多いとオーバーライトの繰り返し可能回数が低下する。また、γが０．５原子％より少ないと保存信頼性とオーバーライト特性が低下し、γが５原子％より多いと結晶化速度と記録感度が低下する。また、δが１原子％より少ないとＡがＧａの場合には結晶化温度が低くならず初期結晶化が困難になるし、ＡがＧａ、Ｉｎの何れの場合も結晶化速度が遅くなり３５ｍ／ｓの高線速下でのオーバーライトが困難となり、変調度を確保できなくなる。また、δが６原子％より多いと保存信頼性が低下する。
【００１５】
記録層３に用いられる更に好ましい相変化合金としては、Ｇａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇからなる記録材料に、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素を加えたものが挙げられる。Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅを加えた場合には保存信頼性が一層向上し、Ａｌ、Ｓｎを加えた場合には結晶化速度が一層向上し３５ｍ／ｓのような高線速下でも余裕のあるオーバーライトが可能となる。
相変化合金中の上記添加元素の組成割合をε原子％とすると１≦ε≦３の範囲が好ましい。εが１原子％より少ないと、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には保存特性の一層の向上が望めず、Ａｌ、Ｓｎの場合には一層の高速結晶化は難しい。また、εが３原子％より多いと、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には記録感度が低下するし、Ｓｎの場合には結晶化温度が低下し保存信頼性が低下する。
ε以外のα、β、γ、δの数値限定及びその理由については、前述した本発明２の場合と同様である。
記録層３の膜形成は、前記と同様の各種気相成膜法、例えばスパッタリング法により行うことができ、その膜厚は１００〜１０００Å、好ましくは、２００〜３５０Åである。
１００Åより薄いと光吸収能が低下して記録層としての機能を失うし、１０００Åより厚いと透過光が少なくなるため、干渉効果が期待できなくなる。
【００１６】
反射層５は放熱機能も求められるので、その材料としては、高速記録に対応できる高熱伝導性のＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の金属や合金、中でもＡｇ合金が好ましく用いられる。その膜形成は、前記と同様の各種気相成膜法、例えばスパッタリング法により行うことができる。
膜厚は、５００〜２０００Å、好ましくは、７００〜１５００Åである。
環境保護層６に用いられる材料としては、作業性が良く、均一な薄膜形成が可能であり、記録媒体用としての機能を満足する耐環境性の優れた材料であれば制約はないが、スピンコート等の手法によって薄膜が形成できるエポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料が好ましい。
本発明の相変化型光記録媒体の記録、再生、消去、書き換えには、電磁波（可視光、紫外線、赤外線、電子線等）が用いられるが、光学系の搭載性、小型化などから特に半導体レーザ光等の光ビームが好適である。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
トラックピッチ０．７μｍ、溝深さ４００Å、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍφのポリカーボネート基板１上に、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる厚さ７５０Åの第一耐熱保護層２、Ｇａ１０Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１からなる厚さ１５０Åの記録層３、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる厚さ３００Åの第二耐熱保護層４、Ａｇ合金からなる厚さ９５０Åの反射層５をスパッタリング法により順次設け、更に反射層５の上に、スピンコート法によりアクリル樹脂からなる厚さ約５ｎｍの環境保護層６を設けて、図２に示す層構成の評価用相変化型光記録媒体を作製した。
表１に各構成層の材料組成と膜厚を示す。
【００１９】
実施例２〜１５
実施例１において、記録層３として用いたＧａ１０Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１に代えて、次の各材料を用いた点以外は、実施例と全く同様にして実施例２〜１５の評価用相変化型光記録媒体を作製した。
・Ｉｎ３０Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１ （実施例２）
・Ｇａ９Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１Ａｌ１ （実施例３）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１Ｓｎ１ （実施例４）
・Ｇａ９Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｎ２ （実施例５）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ１Ａｌ２ （実施例６）
・Ｇａ１０Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｅ１ （実施例７）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１Ｓｅ１ （実施例８）
・Ｇａ９Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ２Ｎ１ （実施例９）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ２Ｎ１ （実施例１０）
・Ｇａ１０Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｃ１ （実施例１１）
・Ｉｎ３０Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｃ１ （実施例１２）
・Ｇａ４８Ｓｂ４９Ｚｒ１Ｍｇ２ （実施例１３）
・Ｉｎ４８Ｓｂ４９Ｚｒ２Ｍｇ１ （実施例１４）
・Ｇａ４８Ｓｂ４８Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｎ２（実施例１５）
表１に実施例２〜１５の各構成層の材料組成と膜厚を纏めて示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
比較例１〜１０
各構成層の材料組成と膜厚を表２に示す通りとした点以外は実施例１と全く同様にして比較例１〜１０の評価用相変化型光記録媒体を作製した。なお、表２に示す様に、記録層、第二耐熱保護層及び反射層の膜厚は、比較例により異なっている。
【００２２】
【表２】
【００２３】
上記実施例１〜１５及び比較例１〜１０で得られた評価用相変化型光記録媒体の記録層は非晶質であり、評価に際して記録媒体を初期結晶化（初期化）し未記録状態とした。なお、実施例１〜１５及び比較例１、３、５の各評価用相変化型光記録媒体については、高出力半導体レーザを用い、出力７００ｍＷで初期化を行った。しかし、比較例１、３、５の場合には、同レーザによる出力７００ｍＷではうまく初期化できず、そのため１１００ｍＷの条件で初期化した。
初期化の後、各評価用相変化型光記録媒体（記録媒体）の再生信号特性、保存特性を評価した。
評価に際しては、記録線速、記録パワーをそれぞれ３．５ｍ／ｓ（１０ｍＷ）、１５ｍ／ｓ（１６ｍＷ）、２５ｍ／ｓ（２６ｍＷ）、３５ｍ／ｓ（３６ｍＷ）に設定して行った。また、記録用レーザの波長を６５０ｎｍとし、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、８−１４変調）ランダムパターンでオーバーライトの繰り返しを行い、再生信号特性の評価は３Ｔ信号のジッタ値と、１４Ｔ信号の変調度で行った。また、保存特性は１０００回オーバーライトした記録媒体を８０℃、８５％の温湿下で３００時間保持した後の、オーバーライト１０００回目における３Ｔ信号のジッタ値と１４Ｔ信号の変調度で評価した。
実施例１〜１５及び比較例１〜１０の評価結果を表３〜表５に纏めて示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
表３〜表５から明らかな様に、本発明の相変化合金からなる記録材料を用いて構成された記録媒体は、高記録線速、特に従来技術では困難であった２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓ〜３５ｍ／ｓの広い範囲でオーバーライトが可能であり、その再生信号のジッタ値と変調度も良好であり、保存信頼性とオーバーライト繰り返し特性に優れていることが分る。
これに対し、記録材料として、従来技術であるＧａ５０Ｓｂ５０、Ｉｎ５０Ｓｂ５０の組成の合金、或いはＧａ１２Ｓｂ８８、Ｉｎ３２Ｓｂ６８の共晶組成の合金を用いた比較例１〜４の記録媒体は、高記録線速下でのオーバーライトは可能であるが、本発明の記録材料を用いた記録媒体と比較してジッタ値、変調度、保存信頼性及びオーバーライト特性が劣っている。更に、ＧａＳｂ系合金は初期化が難しい。
【００２８】
また、ＧａＳｂ系、ＩｎＳｂ系各合金にＺｒを加えた比較例５、７の記録媒体の場合は、保存信頼性とオーバーライト繰り返し特性は改善されているものの、ジッタ値、変調度は改善されていない。更に、ＧａＳｂ系合金の場合は、初期化が非常に難しい。
また、ＧａＳｂ系、ＩｎＳｂ系各合金にＭｇを加えた比較例６、８の記録媒体の場合は、ジッタ値、変調度は大きく改善されているが、オーバーライト繰り返し特性と保存信頼性が低下する。初期化に関しては、Ｍｇを加えることによりＧａＳｂ系合金でも初期化パワーが１１００ｍＷから７００ｍＷまで低下し、初期化が容易になった。
また、比較例９はＧａＳｂ系合金にＳｎを加えたもので、広い記録線速の範囲で良好なジッタ値を示すが、保存信頼性が良くない。
また、比較例１０のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金は、線速が２５ｍ／ｓ及び３５ｍ／ｓではオーバーライトが不可能であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明１〜２によれば、ＤＶＤ−ＲＯＭ並の大記録容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度特性、良好なオーバーライトとその繰り返し特性、高い保存信頼性を有する相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明３〜４によれば、保存信頼性或いは高速結晶化が一層向上した相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明５〜６によれば、大容量、高記録線速下における変調度確保、オーバーライトの繰り返し特性維持、保存信頼性保持が確実に達成された相変化型記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための層構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための他の層構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための更に他の層構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための更に他の層構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 第一耐熱保護層
３ 記録層
４ 第二耐熱保護層
５ 反射層
６ 環境保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波、特に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、情報の記録、再生、消去及び書き換えを行うことができる高速、大容量、高密度記録が可能な相変化型光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波、特にレーザ光等の光ビームの照射による情報の記録、再生、消去を行うことができ、書き換え、即ちオーバーライトが可能な光記録媒体の一つとして、結晶−非結晶相間、又は、結晶−結晶相間の相転移を利用する、いわゆる相変化型光ディスクが知られている。この相変化型光ディスクは、単一ビームによるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系が単純な為に、コンピューターやＡＶ関連の記録媒体として使用されている。
このような相変化型光ディスクの記録材料としては、これまでＧｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｅ系、Ｉｎ−Ｓｂ系、Ｇａ−Ｓｂ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の相変化合金が用いられている。特に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金は、高感度で記録マークのアモルファス部の輪郭が明確であるという特徴を有し、マークエッジ記録用材料として使用されている。
Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金としては、特開平３−２３１８８９号、特開平４−１９１０８９号、特開平４−２３２７７９号各公報に開示されている。類型のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金としては、特開平４-２６７１９２号、特開平５−３４５４７８号各公報に開示されている。
【０００３】
しかし、上記記録材料は、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の比較的低い記録密度を有する記録媒体として用いられるものであり、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−ＲＡＭやＤＶＤ−ＲＷ等に適用する場合には、記録線速が３．５ｍ／ｓ（１倍速）程度の低速ではオーバーライト可能であるが、２倍速以上になるとオーバーライト特性が劣下するという問題を有する。この劣化の原因は、上記相変化合金からなる記録材料の結晶化速度が遅いため、高線速下でのオーバーライトが困難になる為である。
この対策として相変化合金の成分であるＳｂの組成量を増加して結晶化速度を速くすることもできるが、この場合にはＳｂ量の増加により結晶化温度が低下してしまい、記録媒体の保存時における特性劣化（保存特性）が大きくなるという問題がある。
上記保存時における特性劣化の問題を解決する方法として、Ａｇ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化合金からなる記録材料を用いることが特開平２０００−３２２７４０号公報に開示されている。
この記録材料は、記録線速が３．０〜２０ｍ／ｓの範囲ではオーバーライト可能であるが、更に高記録線速の場合、即ち２０ｍ／ｓよりも高速の場合には対応することができない。
【０００４】
一方、高速結晶化材料としてＧａＳｂ系相変化合金が報告されている（“Ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ＧａＳｂ”Ａｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃｓ／ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．２２１１５ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８７）。
このＧａＳｂ系合金は、結晶化速度が極めて速いと報告されているが、結晶化温度が３５０℃と極めて高い為、記録材料を未記録状態とするための初期化工程における初期結晶化が困難であるという難点がある。
更に、ＧａＳｂ系相変化合金にＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等を添加し、特性の向上を試みたものが、米国特許第４，８１８，６６６号、同５，０７２，４２３号に開示されているが、高速記録におけるオーバーライト特性、変調度、そして保存信頼性を同時に満足するものではない。
上記の様に種々の相変化記録材料が報告されているが、何れも書き換え可能相変化型光記録媒体として要求される特性を全て満足し得るものとは云えなかった。更に現在では、ＤＶＤ−ＲＯＭと同様な高密度記録容量であり、しかも記録線速が更に高速化（〜３５ｍ／ｓ）された場合に対応でき、オーバーライト特性、変調度、そして保存信頼性を同時に満足するような書き換え可能相変化型光記録媒体を実現するための相変化記録材料の開発が課題となっている。
【０００５】
非晶質と結晶相との間の相転移を利用する記録媒体において、３５ｍ／ｓの高記録線速下でもオーバーライトができるためには、レーザビーム径を１μｍφとした場合に、レーザビームが３５ｍ／ｓの線速で回転するディスク（Ｄｉｓｋ）上の一点を横切る速度が約２９ｎｓｅｃ（ナノ秒）であることから、相変化記録媒体に要求される結晶化時間は２９ｎｓｅｃ程度であることが計算により求められる。
更に高密度記録のＤＶＤでは、使用する光学系のレーザ波長が６５０ｎｍと従来の７８０ｎｍより短くなるために、そのビーム径も１μｍφより小さくなり、レーザビームが３５ｍ／ｓの線速で回転するディスク上の一点を横切る速度は、更に２９ｎｓｅｃよりも短くなる。例えば、ビーム径を０．７μｍφとすると、一点を横切る時間は約２０ｎｓｅｃとなり、このような短時間でオーバーライト、即ち古いマークを消去（結晶化）して新しいマークを書き換えることが要求される。
前述の従来技術であるＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、ＧａＳｂ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系各合金においてもこの時間内で高速結晶化することは可能であるが、保存信頼性や初期結晶化に問題があり、３５ｍ／ｓの線速で全ての要件を満足できるような記録材料は無かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＤＶＤ−ＲＯＭ並に大容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度を確保でき、オーバーライトの繰り返し特性が良好で保存信頼性の高い相変化型光記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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相変化記録材料からなる記録層を設け、該記録層に電磁波を照射して可逆的相変化を生起し、該相変化に伴なう光学定数の変化を利用して情報の記録、再生、消去及び書き換えを行なう相変化型光記録媒体において、該相変化記録材料が、少なくともＧａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδ（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、α、β、γ、δは原子％、α＋β＋γ＋δ＝１００）とする時、α、β、γ、δがそれぞれ下記の範囲にあることを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
４） 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδＸε（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、ＸはＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素、α、β、γ、δ、εは原子％、α＋β＋γ＋δ＋ε＝１００）とする時、α、β、γ、δ、εがそれぞれ下記の範囲にあることを特徴とする３）記載の相変化型光記録媒体。
６） 前記反射層の表面に環境保護層を設けたことを特徴とする５）記載の相変化型光記録媒体。
【０００８】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明者らは、上記課題を解決する為、記録媒体の記録層を構成する材料に着目して鋭意研究を重ねた結果、記録材料として、Ｇａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金を用いれば上記課題を解決できること、更に、該相変化合金にＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれた一つの元素を添加することにより、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合は保存信頼性が、Ａｌ、Ｓｎの場合は高速結晶化が一層向上することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明では、記録層を構成する材料としてＧａＳｂ合金の持つ高速結晶化特性に注目し、このＧａ又は同属のＩｎと、Ｓｂとを高速結晶化のための構成元素として利用する一方、ＧａＳｂ合金の欠点である高い結晶化温度により生じる初期結晶化の困難さを、Ｍｇを加えることにより解決した。
Ｍｇを加えることによりＧａＳｂ合金の結晶化温度が下がり、更に高速結晶化が実現すると共に十分高い変調度を獲得することができた。Ｇａの代りにＩｎを用いた時もＭｇの効果は同じである。また、上記合金に更にＺｒを加えることによって記録層の保存信頼性とオーバーライト特性の向上を実現した。
【０００９】
上記のようなＧａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金の高速結晶化の詳細は明らかでないが、ＧａＳｂ合金の最隣接原子間距離が非結晶の場合に２．６５Å、結晶相の場合に２．６４Åと極めて近い為に、結晶化の際、僅かな原子の移動で結晶化が行われる為と思われる。ＩｎＳｂ合金の最隣接原子間距離は不明であるが、ＧａＳｂ合金の場合と同様な考えが適用されると考えられる。
またＭｇの添加による結晶化温度の低下は、Ｇａ又はＩｎやＳｂに対するＭｇの共有結合力が弱い為に、Ｇａ−Ｓｂ−Ｍｇ又はＩｎ−Ｓｂ−Ｍｇ合金の結合力を低下させる為と考えられる。この結果、原子の再配列を容易にするので結晶化速度を増すことができる。更にＭｇを加えることにより、ＧａＳｂ又はＩｎＳｂと較べて、その非晶相と結晶相の構造の変化が大きくなり、相変化に伴う二相間の光学定数の変化が大きくなる結果、十分な変調度を実現することができる。
またＺｒを加えることによって保存信頼性とオーバーライト特性が向上する理由の詳細は不明であるが、Ｚｒを添加すると、その融点の高さにより物質流動を抑制してオーバーライト特性を向上させるものと考えられる。更に、Ｚｒは不動体を形成し易いため酸化の進行を遅くし保存信頼性を向上させるものと考えられる。
【００１０】
本発明１〜２によれば、上記組成の相変化合金を記録層に用いることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭ並に大記録容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度特性、良好なオーバーライトとその繰り返し特性、高い保存信頼性を有する相変化型光記録媒体が得られる。
本発明３〜４によれば、上記組成の相変化合金を記録層に用いることにより、ＸがＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には保存信頼性を、ＸがＡｌ、Ｓｎの場合には高速結晶化が一層向上した相変化型光記録媒体が得られる。
本発明５〜６によれば、上記層構成とすることにより、大容量、高記録線速下における変調度確保、オーバーライトの繰り返し特性維持、保存信頼性保持が確実に達成された相変化型記録媒体が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の相変化型光記録媒体においては、基板上に構成層として記録層の他、耐熱保護層、反射層、環境保護層等を設けることができ、目的や要求特性に応じて構成層の形態が選ばれる。本発明の相変化型光記録媒体を図面に基づいて説明する。
本発明の相変化型光記録媒体は、例えば図１〜図４に示したような構成とすることができる。即ち、基板１上に第一耐熱保護層２、記録層３、第二耐熱保護層４、反射層５が順次設けられた構成（図１）とするか、或いは図１の構成の反射層５上に、更に環境保護層６が設けられた構成（図２）とすることができる。また、耐熱保護層は必ずしも記録層３の両側に設ける必要はないが、基板１がポリカーボネート樹脂のように耐熱性が低い材料の場合には、図３、図４に示すように基板１と記録層３との間に第一耐熱保護層２を設け、記録層３と反射層５との間の構成層（図１、図２における第二耐熱保護層４）を省いた構成とすることもできる。なお、これらの構成は実施の形態を説明するための例であって他の構成でもよいが、通常図２の構成形態が好ましい。
【００１２】
次に各構成層について説明する。
基板１に用いられる材料としては、一般にガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられるが、成形性、コストの点から樹脂製基板が望ましい。
樹脂の代表例としては、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、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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン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１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。
【００１３】
耐熱保護層（第一耐熱保護層２又は第二耐熱保護層４）に用いられる材料としては、ＳｉＯ２、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等の炭化物等が挙げられる。
また、耐熱保護層の形成には、各種気相製膜法（真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、光ＣＶＤ、イオンプレーティング等）が用いられる。
例えば、（ＺｎＳ）・（ＳｉＯ２）を用いてスパッタリング法により膜形成を行うことにより耐熱保護層、即ち誘電体層が形成される。
この誘電体層は、耐熱保護層としての機能と光干渉層としての機能を有することから、これらの機能が最大限に発揮されるように層形成する必要がある。
そのためには、膜厚を２００〜３０００Å、好ましくは３５０〜２０００Åとすることが好ましい。２００Å未満の場合は、耐熱保護層としての機能が失われ、一方、３０００Åを越えると界面剥離が生じ易くなるので好ましくない。
【００１４】
記録層３に用いられる本発明の相変化合金としては、前述の通り、組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδ（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、α、β、γ、δは原子％、α＋β＋γ＋δ＝１００）とする時、α、β、γ、δがそれぞれ次の範囲にあるものが好ましい。
【００１５】
記録層３に用いられる更に好ましい相変化合金としては、Ｇａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇからなる記録材料に、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素を加えたものが挙げられる。Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅを加えた場合には保存信頼性が一層向上し、Ａｌ、Ｓｎを加えた場合には結晶化速度が一層向上し３５ｍ／ｓのような高線速下でも余裕のあるオーバーライトが可能となる。
相変化合金中の上記添加元素の組成割合をε原子％とすると１≦ε≦３の範囲が好ましい。εが１原子％より少ないと、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には保存特性の一層の向上が望めず、Ａｌ、Ｓｎの場合には一層の高速結晶化は難しい。また、εが３原子％より多いと、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅの場合には記録感度が低下するし、Ｓｎの場合には結晶化温度が低下し保存信頼性が低下する。
ε以外のα、β、γ、δの数値限定及びその理由については、前述した本発明２の場合と同様である。
記録層３の膜形成は、前記と同様の各種気相成膜法、例えばスパッタリング法により行うことができ、その膜厚は１００〜１０００Å、好ましくは、２００〜３５０Åである。
１００Åより薄いと光吸収能が低下して記録層としての機能を失うし、１０００Åより厚いと透過光が少なくなるため、干渉効果が期待できなくなる。
【００１６】
反射層５は放熱機能も求められるので、その材料としては、高速記録に対応できる高熱伝導性のＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の金属や合金、中でもＡｇ合金が好ましく用いられる。その膜形成は、前記と同様の各種気相成膜法、例えばスパッタリング法により行うことができる。
膜厚は、５００〜２０００Å、好ましくは、７００〜１５００Åである。
環境保護層６に用いられる材料としては、作業性が良く、均一な薄膜形成が可能であり、記録媒体用としての機能を満足する耐環境性の優れた材料であれば制約はないが、スピンコート等の手法によって薄膜が形成できるエポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料が好ましい。
本発明の相変化型光記録媒体の記録、再生、消去、書き換えには、電磁波（可視光、紫外線、赤外線、電子線等）が用いられるが、光学系の搭載性、小型化などから特に半導体レーザ光等の光ビームが好適である。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
トラックピッチ０．７μｍ、溝深さ４００Å、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍφのポリカーボネート基板１上に、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる厚さ７５０Åの第一耐熱保護層２、Ｇａ１０Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１からなる厚さ１５０Åの記録層３、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる厚さ３００Åの第二耐熱保護層４、Ａｇ合金からなる厚さ９５０Åの反射層５をスパッタリング法により順次設け、更に反射層５の上に、スピンコート法によりアクリル樹脂からなる厚さ約５ｎｍの環境保護層６を設けて、図２に示す層構成の評価用相変化型光記録媒体を作製した。
表１に各構成層の材料組成と膜厚を示す。
【００１９】
実施例２〜１５
実施例１において、記録層３として用いたＧａ１０Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１に代えて、次の各材料を用いた点以外は、実施例と全く同様にして実施例２〜１５の評価用相変化型光記録媒体を作製した。
・Ｉｎ３０Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１ （実施例２）
・Ｇａ９Ｓｂ８８Ｚｒ１Ｍｇ１Ａｌ１ （実施例３）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１Ｓｎ１ （実施例４）
・Ｇａ９Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｎ２ （実施例５）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ１Ａｌ２ （実施例６）
・Ｇａ１０Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｅ１ （実施例７）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ２Ｍｇ１Ｓｅ１ （実施例８）
・Ｇａ９Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ２Ｎ１ （実施例９）
・Ｉｎ２９Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ２Ｎ１ （実施例１０）
・Ｇａ１０Ｓｂ８７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｃ１ （実施例１１）
・Ｉｎ３０Ｓｂ６７Ｚｒ１Ｍｇ１Ｃ１ （実施例１２）
・Ｇａ４８Ｓｂ４９Ｚｒ１Ｍｇ２ （実施例１３）
・Ｉｎ４８Ｓｂ４９Ｚｒ２Ｍｇ１ （実施例１４）
・Ｇａ４８Ｓｂ４８Ｚｒ１Ｍｇ１Ｓｎ２（実施例１５）
表１に実施例２〜１５の各構成層の材料組成と膜厚を纏めて示す。
【００２０】
【表１】
比較例１〜１０
各構成層の材料組成と膜厚を表２に示す通りとした点以外は実施例１と全く同様にして比較例１〜１０の評価用相変化型光記録媒体を作製した。なお、表２に示す様に、記録層、第二耐熱保護層及び反射層の膜厚は、比較例により異なっている。
【００２２】
【表２】
上記実施例１〜１５及び比較例１〜１０で得られた評価用相変化型光記録媒体の記録層は非晶質であり、評価に際して記録媒体を初期結晶化（初期化）し未記録状態とした。なお、実施例１〜１５及び比較例１、３、５の各評価用相変化型光記録媒体については、高出力半導体レーザを用い、出力７００ｍＷで初期化を行った。しかし、比較例１、３、５の場合には、同レーザによる出力７００ｍＷではうまく初期化できず、そのため１１００ｍＷの条件で初期化した。
初期化の後、各評価用相変化型光記録媒体（記録媒体）の再生信号特性、保存特性を評価した。
評価に際しては、記録線速、記録パワーをそれぞれ３．５ｍ／ｓ（１０ｍＷ）、１５ｍ／ｓ（１６ｍＷ）、２５ｍ／ｓ（２６ｍＷ）、３５ｍ／ｓ（３６ｍＷ）に設定して行った。また、記録用レーザの波長を６５０ｎｍとし、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、８−１４変調）ランダムパターンでオーバーライトの繰り返しを行い、再生信号特性の評価は３Ｔ信号のジッタ値と、１４Ｔ信号の変調度で行った。また、保存特性は１０００回オーバーライトした記録媒体を８０℃、８５％の温湿下で３００時間保持した後の、オーバーライト１０００回目における３Ｔ信号のジッタ値と１４Ｔ信号の変調度で評価した。
実施例１〜１５及び比較例１〜１０の評価結果を表３〜表５に纏めて示す。
【００２４】
【表３】
【表４】
【表５】
表３〜表５から明らかな様に、本発明の相変化合金からなる記録材料を用いて構成された記録媒体は、高記録線速、特に従来技術では困難であった２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓ〜３５ｍ／ｓの広い範囲でオーバーライトが可能であり、その再生信号のジッタ値と変調度も良好であり、保存信頼性とオーバーライト繰り返し特性に優れていることが分る。
これに対し、記録材料として、従来技術であるＧａ５０Ｓｂ５０、Ｉｎ５０Ｓｂ５０の組成の合金、或いはＧａ１２Ｓｂ８８、Ｉｎ３２Ｓｂ６８の共晶組成の合金を用いた比較例１〜４の記録媒体は、高記録線速下でのオーバーライトは可能であるが、本発明の記録材料を用いた記録媒体と比較してジッタ値、変調度、保存信頼性及びオーバーライト特性が劣っている。更に、ＧａＳｂ系合金は初期化が難しい。
【００２８】
また、ＧａＳｂ系、ＩｎＳｂ系各合金にＺｒを加えた比較例５、７の記録媒体の場合は、保存信頼性とオーバーライト繰り返し特性は改善されているものの、ジッタ値、変調度は改善されていない。更に、ＧａＳｂ系合金の場合は、初期化が非常に難しい。
また、ＧａＳｂ系、ＩｎＳｂ系各合金にＭｇを加えた比較例６、８の記録媒体の場合は、ジッタ値、変調度は大きく改善されているが、オーバーライト繰り返し特性と保存信頼性が低下する。初期化に関しては、Ｍｇを加えることによりＧａＳｂ系合金でも初期化パワーが１１００ｍＷから７００ｍＷまで低下し、初期化が容易になった。
また、比較例９はＧａＳｂ系合金にＳｎを加えたもので、広い記録線速の範囲で良好なジッタ値を示すが、保存信頼性が良くない。
また、比較例１０のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金は、線速が２５ｍ／ｓ及び３５ｍ／ｓではオーバーライトが不可能であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明１〜２によれば、ＤＶＤ−ＲＯＭ並の大記録容量で、記録線速が２５ｍ／ｓ以上の高線速を含む３．５ｍ／ｓから３５ｍ／ｓまでの広範囲であっても、十分な変調度特性、良好なオーバーライトとその繰り返し特性、高い保存信頼性を有する相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明３〜４によれば、保存信頼性或いは高速結晶化が一層向上した相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明５〜６によれば、大容量、高記録線速下における変調度確保、オーバーライトの繰り返し特性維持、保存信頼性保持が確実に達成された相変化型記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための層構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための他の層構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための更に他の層構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の相変化型光記録媒体の実施の形態を説明するための更に他の層構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 第一耐熱保護層
３ 記録層
４ 第二耐熱保護層
５ 反射層
６ 環境保護層
Claims (6)
- 基板上に少なくとも相変化記録材料からなる記録層を設け、該記録層に電磁波を照射して可逆的相変化を生起し、該相変化に伴なう光学定数の変化を利用して情報の記録、再生、消去及び書き換えを行なう相変化型光記録媒体において、該相変化記録材料が、少なくともＧａ又はＩｎと、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｍｇを含む相変化合金であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
- 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδ（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、α、β、γ、δは原子％、α＋β＋γ＋δ＝１００）とする時、α、β、γ、δがそれぞれ下記の範囲に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。
- 前記相変化合金が、更にＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の相変化型光記録媒体。
- 前記相変化合金の組成式を、ＡαＳｂβＺｒγＭｇδＸε（式中、ＡはＧａ又はＩｎ、ＸはＡｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｎの中から選ばれる一つの元素、α、β、γ、δ、εは原子％、α＋β＋γ＋δ＋ε＝１００）とする時、α、β、γ、δ、εがそれぞれ下記の範囲にあることを特徴とする請求項３記載の相変化型光記録媒体。
- 基板上に相変化記録材料からなる記録層と反射層とを設け、更に基板と記録層の間及び／又は記録層と反射層の間に耐熱保護層を設けた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。
- 前記反射層の表面に環境保護層を設けたことを特徴とする請求項５記載の相変化型光記録媒体。
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