JP4686779B2 - 多層型相変化光記録媒体 - Google Patents
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Description
更に大きな情報量を記録するには、記録密度を増大させることが考えられ、特開2001−243655号公報(特許文献1)には、基板の片面側に記録膜と反射膜とからなる情報層を2層以上重ね合わせた、多層型光記録媒体が記載されている。
本発明者は、手前側の情報層を特開平5−217211号公報(特許文献2)に開示されているような構成とし、記録膜及び反射膜が10nm未満の場合について検討したが、良好な記録特性及びオーバライト特性が得られなかった。
そこで本発明は、前記した問題を解決するために、情報層を複数有する多層型相変化光記録媒体において光が入射する側に近い情報層が、高い光透過率を有し、最適な記録再生を実現することができる光記録媒体を提供することを目的とする。
(a)光により情報が記録または再生される光記録媒体において、第1の面に対して前記光が入射される基板1と、前記基板における前記第1の面と対向する第2の面上に少なくとも2層である複数の情報層とを備え、前記基板から見て最も奥に位置する情報層以外の少なくとも一つの情報層は、少なくとも第1保護膜2と界面膜3と半透過記録膜4と第2保護膜5と第3保護膜6と半透過反射膜7とが前記基板から見てこの順に積層されており、前記半透過反射膜の膜厚は10nm未満であり、前記第1保護膜、前記界面膜、前記第2保護膜、前記第3保護膜の熱伝導率をそれぞれ、σ1、σk、σ2、σ3としたとき、σ2>σk>(σ1,σ3)となる材料で前記第1保護膜、前記界面膜、前記第2保護膜、前記第3保護膜は形成されていることを特徴とする光記録媒体。
(b)前記第1保護膜の熱伝導率σ1は、10W/m/K未満であり、前記界面膜の熱伝導率σkは、10W/m/K以上50W/m/K未満であり、前記第2保護膜の熱伝導率σ2は、50W/m/K以上180W/m/K未満であり、前記第3保護膜の熱伝導率σ3は、10W/m/K未満であることを特徴とする(a)記載の光記録媒体。
(c)前記第1保護膜は、ZnSとSiO2との少なくとも一方を含む材料からなり、前記界面膜は、GeNを主成分とした材料からなり、前記第2保護膜は、SiCを主成分とした材料からなり、前記第3保護膜は、ZnSとSiO2との少なくとも一方を含む材料からなることを特徴とする(a)または(b)に記載の光記録媒体。
相変化材料を用いて形成された記録膜を有する情報層を複数層備える光記録媒体(以下、多層型光記録媒体)としては、情報を繰り返しオーバライト可能なCD−RW、DVD−RW、BD−RE(Blu-ray Disc Rewritable)などの相変化型光ディスク、光カード等の媒体が挙げられる。なお以下の説明においては本発明の多層型光記録媒体の一実施形態として、DVD−RWである多層型光記録媒体Dを用いるが、同様な多層型の構成を備え、DVDよりも短い波長のレーザ光で記録される光記録媒体(例えばBD−RE)についても本発明を適用可能である。
光記録媒体Dにおいて入射面1A側に位置する第1情報層D1は、第1保護膜2、界面膜3、半透過記録膜4、第2保護膜5、第3保護膜6、半透過反射膜7、光学調整膜8を順次積層したものである。レーザ光Lの入射面1Aから見て奥側に位置する第2情報層D2は、第2基板14のレーベル面14Bを底面とした第2基板14上に形成され、反射膜13、第5保護膜12、記録膜11、第4保護膜10を順次積層したものである。第1情報層D1の光学調整膜8と第2情報層D2の第4保護膜10とが中間層9を介して対向するように接着されている。
第1基板1の厚さが0.01mm未満となると、第1基板1の入射面1A側から収束したレーザ光で記録する際にごみの影響を受け易くなるので好ましくない。また光記録媒体Dの全厚に制限がないのであれば、実用的には0.01mm〜5mmの範囲内であればよい。5mm以上となると対物レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照射レーザ光のスポットサイズが大きくなるため、記録密度を上げることが困難になる。従って、記録密度を増大させるために複数層の記録膜を設けた本実施形態の光記録媒体Dには、好ましくない。
第1基板1及び第2基板14はフレキシブルなものでも良いし、リジッドなものであっても良い。フレキシブルな第1基板1及び第2基板14は、テープ状、シート状、カード状の光記録媒体で使用する。リジッドな第1基板1及び第2基板14は、カード状、あるいはディスク状の光記録媒体で使用する。
第1保護膜2、第3保護膜6、第4保護膜10及び第5保護膜12はそれぞれ、記録・再生または消去用のレーザ光に対して透過性を有し、屈折率nが1.9≦n≦2.3の範囲にあることが望ましい。さらに、第1保護膜2、第3保護膜6、第4保護膜10及び第5保護膜12の材料は熱特性の点から、SiO2、SiO、ZnO、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、MgOなどの酸化物、ZnS、In2S3、TaS4などの硫化物、SiC、TaC、WC、TiCなどの炭化物、いずれかの単体またはこれらの単体の混合物が好ましい。なかでも、ZnSとSiO2との少なくとも一方を含んでいる材料が好ましく、更にはZnSとSiO2の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、C/N、消去率などの劣化が起こりにくいことから特に好ましい。なおZnSとSiO2との混合膜において、SiO2が5%から50%の範囲で混合の割合を変化させるとよい。
ここで記録感度とは、記録に用いるレーザ光Lのパワーに対して記録膜が結晶状態から非結晶状態に、または非結晶状態から結晶状態に相変化する可逆変化を生じる度合いであり、低いパワーでも記録・消去が良好に行える記録膜は記録感度が高い(高感度)とする。
また第1保護膜2、第3保護膜6、第4保護膜10及び第5保護膜12は、同一の材料、組成でなくとも良く、異種の材料から構成されていてもかまわない。
なかでも、第1保護膜2は、光学コントラスト及び透過率の双方を満たすことのできる40nm〜80nmの範囲、第4保護膜10は高反射率を得られる100nm〜170nmの範囲が好ましい。更に、第4保護膜10は屈折率の異なる材料で形成した複数の膜を組み合わせて、高反射率を実現させてもよい。
なかでも、第3保護膜6は、半透過反射膜7によって放熱性が妨げられるので2nm〜10nmの範囲の厚みが好ましく、第5保護膜12は、半透過記録膜4が高感度となるように、20nm〜40nmの範囲の厚みが好ましい。
例えば窒化物、酸化物、炭化物のうち少なくとも1種類を含む材料が好ましく、具体的には窒化ゲルマニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、炭化シリコン、炭素のうち少なくとも1種類を含む材料が好ましい。また、これらの材料に酸素、窒素、水素などを含有させても良い。前述の窒化物、酸化物、炭化物は化学量論組成でなくても良く、窒素、酸素、炭素が過剰あるいは不足していても良い。
なかでも酸化物、窒化物は一般的に、第1保護膜2や第3保護膜6に用いた材料の熱伝導率より大きく、後述する第2保護膜5に用いた材料の熱伝導率より小さく、かつ融点の高いことから、GeN、SiN、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、TiO2、Al2O3を1種類以上含む材料、あるいは既述したもののうち1つを主成分とする材料から構成されていることが好ましい。ここで、主成分とするとは、界面膜3を構成する全材料のうち既述した材料の占める割合が全材料の50%を超える場合をさし、90%以上の場合が好ましい。
更に界面膜3は、記録の際に高温になる半透過記録膜4と溶融しないよう、融点の高い材料を用いることが好ましい。
半透過記録膜4の膜厚は、3nm以上10nm以下が好ましい。膜厚が3nmより薄いと結晶化速度が低下し記録特性が悪くなり、10nmより厚いと第1情報層D1の透過率が低下する。また記録膜11の膜厚は10nm〜25nmが好ましい。10nmより薄くすると、光吸収が小さくなり発熱し難くなるため記録感度が悪化し、25nmより厚くすると記録時に大きなレーザパワーが必要となる。
半透過記録膜4と記録膜11は、同一の材料、組成でなくとも良く、異種の材料から構成されていてもかまわない。
しかしながら、半透過記録膜4と半透過反射膜7との間の膜を熱伝導率の高い材料のみで形成すると、記録に必要な熱が十分に蓄積できず良好な記録マーク(非結晶マーク)が形成できない。従って光記録媒体Dを再生した際の再生信号強度(以下、信号強度)が減少し、記録特性も好ましくない。
本実施形態では、半透過記録膜4と半透過反射膜7との間に形成されている、第2保護膜5に高い熱伝導率の材料を用いて、第3保護膜6に第2保護膜5のものより低い熱伝導率の材料を用いて、上記した半透過記録膜4における放熱と蓄熱のバランスを記録特性が良好となるように保つ。
例えば、窒化アルミニウムまたは炭化シリコンの単体あるいは、これら単体を主成分とした混合物が好ましく、特に経時安定性の面から窒素を含んでいない炭化シリコンの単体または炭化シリコンを主成分とした酸化物等との混合物が好ましい。ここで、主成分とするとは、第2保護膜5を構成する全材料のうち既述した材料の占める割合が全材料の50%を超える場合をさし、90%以上の場合が好ましい。
第2保護膜5の厚さは、第2保護膜5に用いる材料の熱伝導率や屈折率に依存するが、1nm〜10nmの範囲が好ましい。1nmよりも薄いと記録特性やオーバライト特性改善効果が薄れてしまい、10nmよりも厚いと半透過記録膜4の放熱性が妨げられ、良好な信号強度が得られなくなるので好ましくない。特に第1保護膜2及び第3保護膜6にZnSとZiO2の混合物を使用した場合には、第2保護膜5の厚さが5nm未満、さらには2nm〜4nmがより好ましい。半透過記録膜4の放熱と蓄熱の熱バランスが良好となり、再生信号のアシンメトリがオーバライトの回数に依存して変動しないように抑制できる。
また、各保護膜の各材料は消衰係数が1以下であることが好ましい。このような材料を用いて第1情報層D1を構成すると、第2情報層D2へ情報を記録、あるいは第2情報層D2から情報を再生する時に、レーザ光Lの透過率を高めることができる。
なかでもAu、Agなどの金属、及びこれらの金属を主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導度を高くできることから好ましい。合金の例としては、AlにSi、Mg、Cu、Pd、Ti、Cr、Hf、Ta、Nb、Mn、Zrなどのうち少なくとも1種類の元素を混合したもの、あるいは、AuまたはAgにCr、Ag、Cu、Pd、Pt、Ni、Nd、Inなどのうち少なくとも1種類の元素を混合したものなどが一般的である。
しかし高線速度記録を考慮した場合には、とりわけ熱伝導率の高いAgを主成分とする金属または合金が、記録特性の点から好ましい。また半透過反射膜7は記録光の波長において透過しやすい材料が好ましく、とりわけ屈折率が1より小さいAu、Agが好ましい。
また反射膜13の厚さも、反射膜13を形成する材料の熱伝導率の大きさによって変化するが、50nm〜300nmとするのが好ましい。反射膜13の厚みが50nm以上であれば、反射膜13は光学的には変化せず反射率の値に影響を与えないが、反射膜13の厚みが増すと冷却速度への影響が大きくなる。また、300nmを超える厚さを形成するのは製造上多くの時間を要する。従って熱伝導率の高い材料を用いることにより、反射膜13の層厚を上記した最適範囲に制御する。
ここで、半透過反射膜7あるいは反射膜13にAgまたはAg合金を、第3保護膜6あるいは第5保護膜12にZnSの単体や混合物を用いる場合には、第3保護膜6と半透過反射膜7との間または第5保護膜12と反射膜13との間に拡散防止膜(図示せず)を挿入することが好ましい。これは第3保護膜6や第5保護膜12中のSと半透過反射膜7や反射膜13中のAgとの化学反応により生成されるAgS化合物による反射率の低下を抑制するためである。
拡散防止膜の材料は、上記した界面膜と同様に硫黄物を含まない材料であることが重要であり、具体的な材料は、界面膜の材料と同じものや金属、半導体、窒化シリコン、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウムクロムを用いることができる。
光学調整膜8の材料としては、SiO2、SiO、ZnO、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、MgOなどの酸化物、ZnS、In2S3、TaS4などの硫化物、SiC、TaC、WC、TiCなどの炭化物の単体もしくは混合物が、屈折率が比較的高く好ましい。なかでも、ZnSとSiO2の混合膜は、スパッタレートが速く、生産性が高いことから特に好ましい。
第1保護膜2、界面膜3、半透過記録膜4、第2保護膜5、第3保護膜6、半透過反射膜7、光学調整膜8、第4保護膜10、記録膜11、第5保護膜12、反射膜13などを第1基板1または第2基板14上に積膜する方法としては、公知の真空中での薄膜形成法が挙げられる。例えば、真空蒸着法(抵抗加熱型や電子ビーム型)、イオンプレーティング法、スパッタリング法(直流や交流スパッタリング、反応性スパッタリング)であり、特に、組成、膜厚のコントロールが容易であることから、スパッタリング法が好ましい。
また真空槽内で複数の基板を同時に成膜するバッチ法や、基板を1枚ずつ処理する枚葉式成膜装置を使用することが好ましい。形成するそれぞれの膜の膜厚の制御は、スパッタ電源の投入パワーと時間を制御したり、水晶振動型膜厚計で堆積状態をモニタリングしたりすることで容易に行える。
また上記した各膜の形成は、基板を固定した状態、あるいは移動、回転した状態のどちらで行っても良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板を自転させることが好ましく、更に公転を組み合わせることがより好ましい。成膜時における基板の発熱状況によっては、必要に応じて第1基板1や第2基板14の冷却を行うと第1基板1や第2基板14の反り量を減少させることができる。
またその他の形成方法には、第1基板1上に第1保護膜2、界面膜3、半透過記録膜4、第2保護膜5、第3保護膜6、半透過反射膜7、光学調整膜8を順次成膜した後、紫外線硬化樹脂を塗布し、溝転写用のクリアスタンパを押し付けながら、紫外線照射により硬化させて中間層9を形成し、クリアスタンパを剥離する。その後、中間層9上に第4保護膜10、記録膜11、第5保護膜12、反射膜13を順次成膜し、最後に第2基板14を粘着シートまたは紫外線硬化樹脂により接着させる方法(第2の形成方法)がある。
生産性を考慮すると、第2の形成方法よりも第1の形成方法のほうが好ましい。
本発明者は、光記録媒体Dにおいてレーザ光Lの入射側に近い、第1情報層D1を高透過率にするために、半透過反射膜7を10nm未満の膜厚で形成した。本実施形態の光記録媒体Dの第1情報層D1において、半透過記録膜4の記録特性及びオーバライト特性を良好にする第1保護膜2、界面膜3、第2保護膜5、第3保護膜6(各保護膜)の条件を、以下の各実施例及び各比較例に基づいて調べた。
以下の各実施例及び各比較例における各保護膜の熱伝導率の値は、次のように求めた。シリコン基板上に各保護膜と同じ材料を200nmの厚さになるようにスパッタ成膜したサンプルを作成し、アルバック理工株式会社製2ω法ナノ薄膜熱伝導率計(TCN-2ω)を用いて、熱伝導率を測定した。
また、波長が660nmのレーザダイオード、NA=0.60の光学レンズを搭載したパルステック工業株式会社製光ディスクドライブユニット(ODU−1000)を用いて記録を行った。記録線速度は7.7m/s(DVD−ROM2層規格、2倍速相当)で、最短記録マーク長は0.440μm、8−16(EFM+)変調ランダムパターンを用いて第1情報層D1の半透過記録膜4に対してDVD−ROMと同密度の記録を行った。このとき、本実施形態の光記録媒体Dの容量は、2層で8.5Gバイトに相当する。
記録ストラテジは、図2に示した記録パルス列を用いた。記録パルス列は、1Tマルチパルス列をベースとし、消去先頭パルスTetを有する。
記録パルス列は、消去パワーPeから立ち上がって最初に記録膜にレーザ光を記録パワーPwで印加する先頭パルスTtopと、先頭パルスTtopに続くパルスであり、記録パワーPwとボトムパワーPbとを交互に印加するマルチパルスTmpと、レーザ光をボトムパワーPbから消去パワーPeまで立ち上がらせる冷却パルスTclと、その後に消去先頭パワーPetを印加する消去先頭パルスTetとで構成され、消去先頭パルスTetは各マークに対応した記録パルス列の終端となる。先頭パルスTtopとマルチパルスTmpとは記録膜に対して記録マークを形成するための加熱パルス(記録パルス)となっている。なお、マルチパルスTmpがなく先頭パルスTtopのみで記録パルス列が形成される場合もある。
本実施形態では、記録パルス列に基づいて、4値(記録パワーPw、消去パワーPe、ボトムパワーPb、消去先頭パワーPet)のレーザ強度で変調し、所望のマーク長に対応してパルス数を増減させるマルチパルス列で半透過記録膜4に記録した。レーザ光Lの入射側に近い第1情報層D1の記録特性及びオーバライト特性を評価した。
直径が120mm、板厚が0.6mmのポリカーボネイト樹脂製の第1基板1上に、後述する各膜を形成した。第1基板1にはトラックピッチが0.74μmで空溝が形成されている。この溝深さは25nmであり、グルーブ幅とランド幅の比は、およそ50:50であった。なおグルーブはレーザ光Lの入射方向から見て凸状になっている。
まず、真空槽内を3×10-4Paまで排気した後、2×10-1PaのArガス雰囲気中でSiO2を20mol%添加したZnSターゲットを用い高周波マグネトロンスパッタ法により、第1基板1上に厚さ70nmの第1保護膜2を形成した。続いて界面膜3を、アルゴンガスと窒素ガスの混合気中(アルゴンガス流量:窒素ガス流量=3:7)で、高周波マグネトロンスパッタリング法によりGeNターゲットで厚さ2nmとして形成した。続いて半透過記録膜4をAg−In−Sb−Teの合金ターゲットで厚さ8nmとして形成した。続いて第2保護膜5をSiCターゲットで厚さ2nm、第3保護膜6を第1保護膜2と同じ材料で厚さ7nm、半透過反射膜7をAg−Pd−Cu合金ターゲットで厚さ7nm、光学調整膜8を第1保護膜2と同じ材料で厚さ60nmとして順次積層し、第1情報層D1を作成した。
続いて、第1情報層D1の光学調整膜8上にアクリル系紫外線硬化樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製SD661)をスピンコートし、膜厚が50μmの中間層9を紫外線照射により硬化させて形成し、第2情報層D2の第4保護膜10が光学調製膜8と向かい合うように貼り合せて図1に示す光記録媒体Dを得た。
オーバライト0回時のジッタは7.1%、オーバライト1回時のジッタは8.2%、オーバライト10回時のジッタは7.6%、オーバライト1000回時のジッタは8.8%であり、いずれも13.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第3保護膜6をSiO2ターゲットで厚さ4nmとして形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第3保護膜6の熱伝導率σ3は1.4W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ2>σk>σ1>σ3という関係を満たす。
オーバライト0回時のジッタは7.6%、オーバライト1回時のジッタは9.2%、オーバライト10回時のジッタは7.9%、オーバライト1000回時のジッタは10.2%であり、いずれも13.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第1保護膜2をInCeOターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。なお、本実施形態において最適な膜厚とは、ジッタが最小となるような厚みとする。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1は9.0W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ2>σk>σ1>σ3という関係を満たす。
オーバライト0回時のジッタは8.6%、オーバライト1回時のジッタは10.0%、オーバライト10回時のジッタは9.1%、オーバライト1000回時のジッタは10.9%であり、いずれも13.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第1保護膜2をTa2O5ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、界面膜3をAl2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1は15W/m/K、界面膜3の熱伝導率σkは29W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ2>σk>σ1>σ3という関係を満たす。
オーバライト0回時のジッタは8.9%、オーバライト1回時のジッタは10.4%、オーバライト10回時のジッタは9.6%、オーバライト1000回時のジッタは12.3%であり、いずれも13.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
界面膜3をSiC−Al2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をAlNターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは45W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は170W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ2>σk>σ1=σ3という関係を満たす。
オーバライト0回時のジッタは6.8%、オーバライト1回時のジッタは9.6%、オーバライト10回時のジッタは8.2%、オーバライト1000回時のジッタは10.5%であり、いずれも13.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第2保護膜5を形成せず、それ以外は実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
第2保護膜5を設けていないので、比較例1の光記録媒体D各膜の熱伝導率は、σk>σ1=σ3という関係となる。
オーバライト0回時のジッタは6.9%、オーバライト1回時のジッタは13.4%、オーバライト10回時のジッタは8.1%、オーバライト1000回時のジッタは10.4%であり、オーバライト1回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
界面膜3をSiO2ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは1.4W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ2>σ1=σ3>σkという関係となる。
オーバライト0回時のジッタは7.3%、オーバライト1回時のジッタは14.1%、オーバライト10回時のジッタは8.4%、オーバライト1000回時のジッタは10.9%であり、オーバライト1回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
界面膜3をSiCターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をGeNターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは60W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は11W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σk>σ2>σ1=σ3という関係となる。
オーバライト0回時のジッタは7.4%、オーバライト1回時のジッタは13.4%、オーバライト10回時のジッタは9.8%、オーバライト1000回時のジッタは13.8%であり、オーバライト1回、1000回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
界面膜3をSiCターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をSiO2ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは60W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は1.4W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σk>σ1=σ3>σ2という関係となる。
オーバライト0回時のジッタは8.7%、オーバライト1回時のジッタは14.4%、オーバライト10回時のジッタは11.8%、オーバライト1000回時のジッタは16.7%であり、オーバライト1回、1000回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
第1保護膜2をAlNターゲットで厚さ100nmとして形成し、第3保護膜6をAlNターゲットで厚さ12nmとして形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1と第3保護膜6の熱伝導率σ3は170W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ1=σ3>σ2>σkという関係となる。
オーバライト0回時のジッタは10.2%、オーバライト1回時のジッタは16.4%、オーバライト10回時のジッタは12.8%、オーバライト1000回時のジッタは17.4%であり、オーバライト1回、1000回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
第1保護膜2をAlNターゲットで厚さ100nmとして形成し、界面膜3をSiCターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をGeNターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第3保護膜6をAlNターゲットで厚さ12nmとして形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1と第3保護膜6の熱伝導率σ3は170W/m/K、界面膜3の熱伝導率σkは60W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は11W/m/Kであり、各膜の熱伝導率は、σ1=σ3>σk>σ2という関係となる。
オーバライト0回時のジッタは13.2%、オーバライト1回時のジッタは19.2%、オーバライト10回時のジッタは15.3%、オーバライト1000回時のジッタは21.1%であり、すべてのオーバライトにおいてジッタが13.0%を超えたため記録特性及びオーバライト特性が良好でなかった。
一方で、比較例1のように第2保護膜5を形成せず、半透過記録膜4と半透過反射膜7との間が第3保護膜6一層だけである光記録媒体Dは、オーバライト1回時のジッタが13.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。また、比較例2〜比較例6のように各膜の熱伝導率がσ2>σk>(σ1,σ3)の関係を満たさないと、オーバライト特性が同様に良好でなかった。
上記したようにオーバライトされる範囲の半透過記録膜4の相状態(非結晶又は結晶)により最高温度が異なるため、オーバライトされて形成された記録マークに歪(オーバライト歪)が生じる。比較例2〜比較例6のように各保護膜の熱伝導率がσ2>σk>(σ1,σ3)の関係を満たさないと、半透過記録膜4の放熱と蓄熱のバランスがとれず、オーバライト歪が補正できなかったため、1回目のオーバライト特性が悪化した。
次に、第1保護膜2、第2保護膜5、第3保護膜6及び界面膜3の各熱伝導率がσ2>σk>(σ1,σ3)である関係を満たす光記録媒体Dを用いて、各熱伝導率が良好な記録特性及びオーバライト特性を得られる範囲を検討した。
まず、第2保護膜5の熱伝導率σ2の好ましい範囲について検討を行った。実施例1で用いた光記録媒体D及び、後述する実施例6、実施例7、比較例7、比較例8で用いた各光記録媒体Dの測定値を表2に示す。
ここでジッタは、再生互換マージンが十分に取れる11.0%を上限値とした。再生互換とは、種々の光記録媒体再生装置において再生可能であることを意味する。
第2保護膜5をSiC−AlN混合物を用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第2保護膜5の熱伝導率σ2は110W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは6.8%、オーバライト1回時のジッタは9.2%、オーバライト10回時のジッタは7.8%、オーバライト1000回時のジッタは9.6%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
界面膜3をSiC−Al2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をAlNを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは45W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は170W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは6.8%、オーバライト1回時のジッタは9.6%、オーバライト10回時のジッタは8.2%、オーバライト1000回時のジッタは10.5%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第2保護膜5をAl2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第2保護膜5の熱伝導率σ2は29W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは8.8%、オーバライト1回時のジッタは12.6%、オーバライト10回時のジッタは10.6%、オーバライト1000回時のジッタは12.8%であり、オーバライト1000回時のジッタが11.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
第2保護膜5をSiC−Al2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第2保護膜5の熱伝導率σ2は45W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは8.3%、オーバライト1回時のジッタは11.1%、オーバライト10回時のジッタは9.5%、オーバライト1000回時のジッタは12.1%であり、オーバライト1回、1000回時のジッタが11.0%を超え、オーバライト特性が良好でなかった。
実施例1の光記録媒体Dは、全てのオーバライト時にジッタが11.0%を下回り、記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
界面膜3をAl2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは29W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.0%、オーバライト1回時のジッタは8.8%、オーバライト10回時のジッタは8.0%、オーバライト1000回時のジッタは9.8%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
界面膜3をSiC−Al2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をAlNターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは45W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は170W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは6.8%、オーバライト1回時のジッタは9.6%、オーバライト10回時のジッタは8.2%、オーバライト1000回時のジッタは10.5%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
界面膜3をInCeOターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは9.0W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.8%、オーバライト1回時のジッタは11.1%、オーバライト10回時のジッタは8.1%、オーバライト1000回時のジッタは10.6%であり、オーバライト1回時のジッタが11.0%を超えたため、オーバライト特性が良好でなかった。
界面膜3をSiCターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、第2保護膜5をAlNターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、界面膜3の熱伝導率σkは60W/m/K、第2保護膜5の熱伝導率σ2は170W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.9%、オーバライト1回時のジッタは11.3%、オーバライト10回時のジッタは8.4%、オーバライト1000回時のジッタは10.9%であり、オーバライト1回時のジッタが11.0%を超えたため、オーバライト特性が良好でなかった。
界面膜3の熱伝導率σkが10W/m/K未満であると、良好な記録マークを形成するために必要な半透過記録膜4の冷却が十分に得られず、信号強度が悪化する。50W/m/K以上であると、記録時に照射されたレーザ光Lによる熱が半透過記録膜4に溜まらないため、信号強度が低い。熱伝導率σkが10W/m/K未満または50W/m/K以上であると、半透過記録膜4における放熱と蓄熱のバランスが保てず、オーバライト歪を補正し難くなるため、オーバライト1回目のジッタが11.0%を若干下回り、悪化する。
実施例1の光記録媒体Dは、全てのオーバライト時にジッタが11.0%を下回り、記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第1保護膜2をSiO2ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1は1.4W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは8.3%、オーバライト1回時のジッタは9.9%、オーバライト10回時のジッタは9.3%、オーバライト1000回時のジッタは10.3%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第1保護膜2をInCeOターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1は9.0W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは8.6%、オーバライト1回時のジッタは10.0%、オーバライト10回時のジッタは9.1%、オーバライト1000回時のジッタは10.9%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第1保護膜2をTa2O5ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、界面膜3をAl2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第1保護膜2の熱伝導率σ1は15W/m/K、界面膜3の熱伝導率σkは29W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは8.9%、オーバライト1回時のジッタは10.4%、オーバライト10回時のジッタは9.6%、オーバライト1000回時のジッタは12.3%であり、オーバライト1000回時のジッタが11.0%を超えたため、オーバライト特性が良好でなかった。
実施例1の光記録媒体Dは、全てのオーバライト時にジッタが11.0%を下回り、記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第3保護膜6をSiO2ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第3保護膜6の熱伝導率σ3は1.4W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.6%、オーバライト1回時のジッタは9.2%、オーバライト10回時のジッタは7.9%、オーバライト1000回時のジッタは10.2%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第3保護膜6をInCeOターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第3保護膜6の熱伝導率σ3は9.0W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.4%、オーバライト1回時のジッタは8.9%、オーバライト10回時のジッタは8.6%、オーバライト1000回時のジッタは10.7%であり、いずれも11.0%を下回り記録特性及びオーバライト特性が良好であった。
第3保護膜6をTa2O5ターゲットを用いて最適な膜厚で形成し、界面膜3をAl2O3ターゲットを用いて最適な膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の条件で光記録媒体Dを作成した。
実施例1と同様に熱伝導率を測定したところ、第3保護膜6の熱伝導率σ3は15W/m/K、界面膜3の熱伝導率σkは29W/m/Kである。
オーバライト0回時のジッタは7.6%、オーバライト1回時のジッタは11.6%、オーバライト10回時のジッタは9.4%、オーバライト1000回時のジッタは12.4%であり、オーバライト1回、1000回時のジッタが11.0%を超えたため、オーバライト特性が良好でなかった。
2 第1保護膜
3 界面膜
4 半透過記録膜
5 第2保護膜
6 第3保護膜
7 半透過反射膜
Claims (3)
- 光により情報が記録または再生される光記録媒体において、
第1の面に対して前記光が入射される基板と、
前記基板における前記第1の面と対向する第2の面上に少なくとも2層である複数の情報層とを備え、
前記基板から見て最も奥に位置する情報層以外の少なくとも一つの情報層は、少なくとも第1保護膜と界面膜と半透過記録膜と第2保護膜と第3保護膜と半透過反射膜とが前記基板から見てこの順に積層されており、
前記半透過反射膜の膜厚は10nm未満であり、
前記第1保護膜、前記界面膜、前記第2保護膜、前記第3保護膜の熱伝導率をそれぞれ、σ1、σk、σ2、σ3としたとき、
σ2>σk>(σ1,σ3)となる材料で前記第1保護膜、前記界面膜、前記第2保護膜、前記第3保護膜は形成されていることを特徴とする光記録媒体。 - 前記第1保護膜の熱伝導率σ1は、10W/m/K未満であり、
前記界面膜の熱伝導率σkは、10W/m/K以上50W/m/K未満であり、
前記第2保護膜の熱伝導率σ2は、50W/m/K以上180W/m/K未満であり、
前記第3保護膜の熱伝導率σ3は、10W/m/K未満であることを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。 - 前記第1保護膜は、ZnSとSiO2との少なくとも一方を含む材料からなり、
前記界面膜は、GeNを主成分とした材料からなり、
前記第2保護膜は、SiCを主成分とした材料からなり、
前記第3保護膜は、ZnSとSiO2との少なくとも一方を含む材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の光記録媒体。
Priority Applications (5)
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