JPH09115180A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光記録媒体に要求される最適な溝反射率、優
れた感度や繰り返し特性、高い耐湿熱性の特性を、高い
レベルでバランス良く満たす。 【解決手段】 基板上に少なくとも第１保護層／記録層
／第２保護層／反射層を有する光記録媒体において、記
録層が窒素を含有しているとともに、各層の厚さが、第
１保護層が１３５〜１８０ｎｍ、記録層が１７〜２９ｎ
ｍ、第２保護層が２５〜４５ｎｍ、反射層が６０〜１０
０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に関
し、とくに相変化型光記録媒体に好適な層構成を有する
光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、基板上に光学的に記録再
生可能な情報記録部を設け、文書やデータ等のファイル
用ディスクとして用いられている。光記録媒体を高速で
回転させながら、１μｍ程度に絞り込んだレーザ光を照
射し、焦点調整および位置検出を行いながら、記録層か
らデータを読み出したり記録層にデータを記録したりし
ている。

【０００３】この記録層を、レーザ光により結晶とアモ
ルファスとの可逆変化が可能な特定の合金から構成し、
オーバライト記録まで可能とした相変化型光記録媒体は
既に知られている。また、この相変化型光記録媒体にお
いて、基板を透明な材料から構成して、基板側からレー
ザ光を透過させるとともに基板を透過してきた反射光を
検出するようにし、該基板上に、少なくとも第１保護層
／記録層／第２保護層／反射層の層構成を形成した急冷
構造の光記録媒体（例えば特開平６−３４２５２９号公
報）も既に知られている。

【０００４】上記記録層は、０．５〜１．５μｍ程度の
ピッチで円周状の溝を多数有する基板上に形成されてお
り、光記録媒体を高速で回転させながら、該溝部にレー
ザ光を照射することによって情報の記録が行われ、該溝
部からの反射光によって情報の読み出しが行われる。し
たがって、この溝部からの反射光、つまり溝反射率は、
情報の記録、再生を安定に行う上で非常に重要であり、
高速ドライブに最適な範囲にする必要がある。また、こ
の溝反射率は、記録層自身のみならず、その両側の保護
層、さらには反射層にも左右されるから、各層の構成を
最適化して溝反射率を上記の最適範囲内に納める必要が
ある。

【０００５】また、光記録媒体には、使用するドライブ
側の要求として、安価で特性が安定し、長寿命な低パワ
ーのレーザ光を用いて正確にかつ高速で情報の記録や再
生を行うことが求められており、極めて高い感度が要求
される。また、光記録媒体は、とくに相変化型光記録媒
体は、繰り返し情報の記録、消去、再生が行われるもの
であるから、多数回繰り返し使用しても所定の性能が維
持される特性、つまり優れた繰り返し特性が要求され
る。さらに、とくに記録層両側の保護層は、記録層が記
録による熱によって変形したり記録再生特性が劣化した
りするのを防止するとともに、記録層に耐湿熱特性をも
たせる役割、記録層を機械的に保護する役割を担ってい
る。したがって、これら保護層の機能を中心として、光
記録媒体全体としても高い耐湿熱特性が要求される。

【０００６】従来の光記録媒体では、上記のような各種
要求特性をバランス良く満たすことについて、未だ不十
分であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
のような光記録媒体に要求される最適な溝反射率、優れ
た感度や繰り返し特性、高い耐湿熱性の特性を、高いレ
ベルでバランス良く満たすことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光記録媒体は、基板上に少なくとも第１保
護層／記録層／第２保護層／反射層を有する光記録媒体
において、記録層が窒素を含有しているとともに、各層
の厚さが、第１保護層が１３５〜１８０ｎｍ、記録層が
１７〜２９ｎｍ、第２保護層が２５〜４５ｎｍ、反射層
が６０〜１００ｎｍの範囲にあることを特徴とするもの
からなる。つまり、窒素含有記録層と、各層の特定範囲
の膜厚構成を特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体における記録
層は、窒素を含有するものである。この窒素の含有は、
たとえば、特定の合金を用いてスパッタリング等により
記録層を形成（膜付け）する際、窒素含有雰囲気下、と
くに窒素含有不活性ガス雰囲気下（たとえば窒素含有ア
ルゴンガス雰囲気下）で膜付けすることにより、形成さ
れる記録層に窒素を含有させることができる。従来の記
録層は、記録層自身は反射率を制御する要素を実質的に
有していなかったが、本発明においては、上記の如く窒
素を含有させることにより、まず、記録層自身で反射率
（溝反射率）を制御することが可能になる。記録層中の
窒素含有量は記録層中の全原子数に対して０．１〜１０
ａｔｍ％が好ましく、さらに０．３〜５ａｔｍ％がより
好ましい。窒素重量が１０ａｔｍ％を越えると溝反射率
の低下が著しく、また、０．１ａｔｍ％未満では窒素導
入の効果がほとんど見られない。もっとも、前述の如
く、溝反射率は他の層によっても左右されるから、本発
明では、上記記録層への窒素含有に加え、記録層および
他層の膜厚範囲の特定によって、総合的に望ましい範囲
の溝反射率を達成するようにしている。

【００１０】記録層には、とくに相変化型光記録媒体の
記録層には、たとえば、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ合金、
Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ−Ｎｂ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｔｅ合金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｅ
合金、およびこれらを主成分とする合金が用いられる。
とくにＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ合金、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｐｄ−Ｎｂ合金が、記録消去再生を繰り返しても劣化
が起こり難く、さらに熱安定性が優れているので好まし
い。これら合金を、基板上に設けられた第１保護層上
に、たとえばスパッタリングで膜付けし、記録層が形成
される。

【００１１】また、上記記録層の組成は、次式で表され
る範囲にあることが熱安定性と繰り返し安定性に優れて
いる点から好ましい。 Ｍ_z （Ｓｂ_x Ｔｅ_1-x ）_1-y-z （Ｇｅ_0.5 Ｔｅ_0.5 ）_y ０．３５≦ｘ≦０．５ ０．２ ≦ｙ≦０．５ ０ ≦ｚ≦０．０５ ここで、Ｍはパラジウム、ニオブ、白金、銀、コバルト
から選ばれた少なくとも１種の元素を表し、ｘ、ｙ、ｚ
および数字は各元素の原子数の比を表す。

【００１２】第１保護層および第２保護層は、記録層を
機械的に保護するとともに、基板や記録層が記録による
熱によって変形したり記録消去再生特性が劣化したりす
るのを防止したり、記録層に耐湿熱性や耐酸化性を持た
せる役割を果たす。このような保護層としてはＺｎＳ、
ＳｉＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、ＩＴＯ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、Ｍｇ
Ｆ₂ などの無機膜やそれらの混合膜が使用できる。とく
にＺｎＳとＳｉＯ₂ およびＺｎＳとＭｇＦ₂ の混合膜は
耐湿熱性に優れており、さらに記録消去再生時の記録層
の劣化を抑制するので好ましい。

【００１３】そして本発明においては、これら第１保護
層または／および第２保護層に、炭素が含有されている
ことが好ましい。炭素含有により、耐湿熱性をより一層
向上せしめることが可能となる。ここで、炭素を保護層
中に含有させる方法としては炭素含有ターゲットを用い
てスパッタする方法、炭素のみからなるターゲットと保
護層ターゲットを２つ同時にスパッタする方法が挙げら
れる。また炭素の含有量は保護層膜中に１〜１０ａｔｍ
％であることが好ましく、２〜８ａｔｍ％であるとより
好ましい。

【００１４】反射層としては、金属または、金属酸化
物、金属窒化物、金属炭化物などと金属との混合物、例
えばＺｒ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｈｆなどの金属やこれらの合金、これらとＺｒ酸化
物、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、Ａｌ酸化物などを混合し
たものを使用できる。特にＡｌ、Ａｕ、Ｔａやそれらの
合金やＡｌ、Ｈｆ、Ｐｄの合金などは膜の形成が容易で
あり好ましい。

【００１５】基板上に、第１保護層、記録層、第２保護
層、反射層を形成する方法としては、真空雰囲気中での
薄膜形成方法、たとえばスパッタリング法、真空蒸着
法、イオンプレーティング法などを用いることができ
る。特に組成、膜厚のコントロールが容易なことからス
パッタリング法が好ましい。

【００１６】基板としては、基板側から記録再生を行う
ためにはレーザ光が良好に透過する材料を用いることが
好ましく、たとえばポリメチルメタアクリレート樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ
樹脂などの有機高分子樹脂、それらの混合物、共重合体
物などやガラスなどを用いることができる。中でも、昨
今はポリカーボネート樹脂が主流となっている。

【００１７】基板は、円盤体に成形されるものである。
成形方法は特に限定しないが、たとえば射出成形による
ことができ、金型内に、表面に所定のグルーブやピット
雄型が形成されたスタンパを装着し、スタンパからの転
写により、表面に所望のトラックが形成された基板を形
成できる。

【００１８】基板の大きさは、光記録媒体ドライブ装置
からの要求規格に合わせる必要がある。たとえば、直径
１２０ｍｍの基板に成形することなどが規定される。

【００１９】このような基板上に、順に、少なくとも第
１保護層／記録層／第２保護層／反射層が積層される。
この反射層の上に、さらに有機樹脂保護層を設けてもよ
い。有機樹脂保護層としては、重合性モノマーおよびオ
リゴマーを主成分とする光硬化性樹脂組成物や、熱硬化
性樹脂組成物を用いることができる。また、同様なもの
を光の入射面側の基板上に、耐摩耗性、耐刷性向上など
の基板保護の目的や、ホコリ付着防止のための制電性付
与の目的で設けてもよい。

【００２０】本発明においては、上記第１保護層／記録
層／第２保護層／反射層の各層が、それぞれ、特定範囲
内の膜厚に構成される。つまり、第１保護層が１３５〜
１８０ｎｍ、記録層が１７〜２９ｎｍ、より好ましくは
１９〜２７ｎｍ、第２保護層が２５〜４５ｎｍ、より好
ましくは３０〜４３ｎｍ、反射層が６０〜１００ｎｍ、
より好ましくは６５〜９０ｎｍの範囲内の厚さに設定さ
れる。

【００２１】このように各層の厚さを特定範囲内とする
とともに、前述の如く記録層に窒素を含有せしめること
により、後述の実施例から明らかなように、光記録媒体
として、とくに相変化型光記録媒体として最適な、溝反
射率、感度、繰り返し特性や耐湿熱性を、高いレベルで
バランス良く達成することができる。

【００２２】［特性の測定方法］以下に、本発明および
実施例の説明に用いた各特性の測定方法について説明す
る。なお、評価の基準は以下のようにした。 ○ ： 光記録媒体として適する。 △ ： 許容範囲であるが、生産のばらつきによって
は、不適となる可能性がある。 × ： 光記録媒体として、必要な特性を満たさない。 （１）溝反射率 機械特性測定装置（ＬＫ１００、小野測器（株）製）を
用いて外周部の溝反射率を測定した。この反射率を用い
て以下のような基準で判定した。 ○ ： １２．５〜１４．５％ △ ： １１．５％以上１２．５％未満または１４．５
％を越え１５．５％未満 × ： １１．５％未満または１５．５％以上

【００２３】（２）外周感度 対物レンズの開口数０．５、半導体レーザの波長７８０
ｎｍの光学ヘッドを使用して、周波数８．８７ＭＨｚ
（パルス幅３３ｎｓ）、ピークパワー８〜１７ｍＷ、バ
イアスパワー４〜９ｍＷの各条件に変調した半導体レー
ザ光で１００回オーバーライト記録した後、再生パワー
１．０ｍＷの半導体レーザ光を照射してバンド幅３０ｋ
Ｈｚの条件でディスク外周部分のキャリア対ノイズ比
（Ｃ／Ｎ）を測定した。ピークパワーに対するＣ／Ｎ曲
線からＣ／Ｎの値が４５ｄＢになる時のピークパワーの
値を感度として求め、以下のような基準で判定した。 ○ ： １１．０ｍＷ以下 △ ： １１．０ｍＷを越え１２．５ｍＷ未満 × ： １２．５ｍＷ以上

【００２４】（３）繰り返し特性 ピークパワーを１４ｍＷ、バイアスパワーを６．６ｍＷ
として規定回数オーバーライトした。オーバーライト後
ベリファイチェックを行って繰り返し可能回数を求め、
以下の基準で判定した。 ○ ： ５万回以上 △ ： ３万回以上５万回未満 × ： ３万回未満

【００２５】

【実施例】

実施例１〜１３、比較例１〜８ ポリカーボネート樹脂からなる直径１２０ｍｍの透明基
板上に、以下に示す構成の薄膜を表１〜表４に示す膜厚
になるようにスパッタリング装置を用いて作製した。な
お、記録層の成膜にはアルゴンガスに２％の窒素ガスを
添加してスパッタした結果、記録層中の窒素含量は１．
４ａｔｍ％であった。このディスクのスパッタ面上にス
ピンコート法によってアクリル酸エステル系紫外線硬化
樹脂を８μｍ厚で形成し、光記録媒体を得た。さらに、
この光記録媒体に波長８２０ｎｍの半導体レーザのビー
ムを照射して、ディスク全面の記録層を結晶化させ、初
期化した。 第１層 第１保護層： ＺｎＳ（７６．０）−ＳｉＯ₂ （１９．０）− Ｃ（５．０） （ｍｏｌ％） 第２層 記録層 ： Ｔｅ（５５．２８）−Ｇｅ（１７．３）−Ｓｂ （２６．５）−Ｐｄ（０．０８）−Ｎｂ（０．８ ４） （ａｔｍ％） 第３層 第２保護層： ＺｎＳ（７２．０）−ＳｉＯ₂ （１８．０）−Ｃ （１０） （ｍｏｌ％） 第４層 反射層 ： Ａｌ（９８．１）−Ｈｆ（１．７）−Ｐｄ（０． ２） （ａｔｍ％）

【００２６】なお、表１は第１層（第１保護層）の膜厚
を変化させ、該膜厚と溝反射率および電気特性（外周感
度）との関係を示したのである。表２は、第２層（記録
層）の膜厚を変化させ、該膜厚と繰り返し特性および電
気特性（外周感度）との関係を示したものである。表３
は、第３層（第２保護層）の膜厚を変化させ、該膜厚と
繰り返し特性および電気特性（外周感度）との関係を示
したものである。第４表は、第４層（反射層）の膜厚を
変化させ、該膜厚と電気特性（外周感度）および溝反射
率との関係を示したものである。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】表１〜表４に示す結果から、第１保護層／
記録層／第２保護層／反射層が１３５〜１８０ｎｍ／１
７〜２９ｎｍ／２５〜４５ｎｍ／６０〜１００ｎｍの膜
厚を有するとき、溝反射率や感度、繰り返し特性がバラ
ンス良く優れていることがわかる。また、これら光記録
媒体は、多数回繰り返し使用しても、優れた感度や溝反
射率を維持できることから、耐湿熱性にも優れている。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録媒
体によるときは、記録層に窒素を含有せしめるととも
に、第１保護層／記録層／第２保護層／反射層をそれぞ
れ特定の厚み範囲としたので、溝反射率、感度や繰り返
し特性、さらには耐湿熱性等の特定を高いレベルでバラ
ンス良く満たすことができ、高性能の光記録媒体、とく
に極めて高性能の相変化型光記録媒体を実現できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に少なくとも第１保護層／記録層
   ／第２保護層／反射層を有する光記録媒体において、記
   録層が窒素を含有しているとともに、各層の厚さが、第
   １保護層が１３５〜１８０ｎｍ、記録層が１７〜２９ｎ
   ｍ、第２保護層が２５〜４５ｎｍ、反射層が６０〜１０
   ０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記第１保護層に炭素が含有されてい
   る、請求項１の光記録媒体。
3. 【請求項３】 前記第２保護層に炭素が含有されてい
   る、請求項１または２の光記録媒体。
4. 【請求項４】 前記基板が直径１２０ｍｍのポリカーボ
   ネート基板である、請求項１ないし３のいずれかに記載
   の光記録媒体。
5. 【請求項５】 相変化型光記録媒体である、請求項１な
   いし４のいずれかに記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 記録層がＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ−Ｎｂ
   合金からなる、請求項５の光記録媒体。