JPH09265658A

JPH09265658A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH09265658A
Application number: JP8076467A
Authority: JP
Inventors: Takao Amioka; 孝夫網岡; Kunihisa Nagino; 邦久薙野; Gentaro Obayashi; 元太郎大林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド、グルーブの両トラックに記録を行
い、エッジ記録を行う光記録媒体において、クロストー
クが小さく、かつランドとグルーブの再生信号振幅がほ
ぼ同じで、オーバーライトした際のジッタ増加量が抑制
された光記録媒体を提供する。【解決手段】光記録媒体のグルーブ深さが再生光の波長
の１／７以上１／５以下の光路長をなし、少なくとも記
録層を有し、かつまた、記録層の非晶相時の光吸収率と
結晶相時の光吸収率とが下記の式（１）で表されるよう
に光記録媒体を構成する。式（１）Ａａ−Ａｃ≦１０ここで、Ａａは記録層が非晶時の光吸収率（％）、Ａｃ
は記録層が結晶時の光吸収率（％）を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により、
情報の記録、消去、再生が可能である光情報記録媒体に
関するものである。特に本発明は、ランド面およびグル
ーブ面の両方に記録情報の消去、書換機能を有し、情報
信号を高速かつ、高密度に記録可能な光ディスク、光カ
ード、光テープなどの書換可能相変化型光記録媒体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の書換可能相変化型光記録媒体の技
術は以下のごときものである。これらの光記録媒体は、
Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの合金などを主成分とする記録層を有
している。記録時は結晶状態の記録層に集束したレーザ
光パルスを短時間照射し、記録層を部分的に溶融する。
溶融した部分は熱拡散により急冷され、固化、非晶状態
の記録マークが形成される。この記録マークの光線反射
率は結晶状態より低く、光学的に記録信号として再生可
能である。

【０００３】さらに消去時には、記録マーク部分にレー
ザ光を照射し、記録層の融点以下、結晶化温度以上の温
度に加熱することによって非晶状態の記録マークを結晶
化し、元の未記録状態に戻す。

【０００４】これらＴｅ合金を記録層とした光記録媒体
では結晶化速度が速く、照射パワーを記録マークを書き
込むいわゆる記録パワーと、記録マークを消去するいわ
ゆる消去パワーに変調するだけで、円形のビームによる
高速のオーバーライトが可能である。(T.Ohta et al, P
roc.Int.Symp.on Optical Memory 1989 p49-50) 。これ
らの、記録層を有した光記録媒体では、通常、記録層の
両面に耐熱性と透光性を有する誘電体層を設け、記録時
に記録層の変形開口が発生することを防いでいる。さら
に、光ビームが入射する反対方向にＡｌなどの光反射性
を有する金属反射層を設け、光学的な干渉効果により、
再生時の信号コントラストを改善するとともに、記録層
を冷却する効果により非晶状態の記録マークの形成を容
易にし、かつ、消去特性、繰り返し特性を改善する技術
が知られている。

【０００５】特に、記録層および記録層と反射層の間の
誘電体層を各々２０ｎｍ程度に薄くした、いわゆる「急
冷構成」は、該誘電体層を２００ｎｍ程度に厚くした
「徐冷構成」に比べ、書換の繰り返しによる、記録特性
の劣化が少なく、また、消去パワーマージンが広い点で
優れている。

【０００６】これらの書換可能型光記録媒体として相変
化光ディスクが例にあげられる。光ディスクの基板上に
はあらかじめ溝が刻まれ、ランドとグルーブが形成され
ている。現在の一般的な光ディスクはランド内もしくは
グルーブ内のどちらか一方にのみレーザ光が集光され、
信号が記録、再生されている。

【０００７】このような光ディスクの記録容量を増加さ
せるために、ランドとグルーブの両トラックに信号を記
録する技術や、記録マークの両端に情報を持たせたエッ
ジ記録が知られているが、これらの記録方法を実用レベ
ルとして満足する技術の開発が課題とされてきた。

【０００８】ランドとグルーブの両トラックに信号を記
録すると、(1) 隣接トラックからの信号の漏れ（クロス
トーク）が増大して再生信号の劣化を生じ、誤り率が増
加する、(2) ランドとグルーブとの再生信号振幅の差が
おおきくなりデータ検出が困難になる、(3) 記録をする
際に、すでに記録してある隣接トラックの記録マークを
消去してしまう（クロスイレーズ）といった課題があっ
た。

【０００９】また、エッジ記録では、従来のピットポジ
ション記録に比べ、長い記録マークを形成しなければな
らないが、長い記録マークの後ろの部分では、余熱効果
により記録マークの幅が広くなり、記録マークの前後対
称性がくずれ、いわゆる涙状に歪む問題がある。このよ
うな記録マークの歪みは、再生信号の歪みとなり、結果
的にジッタ増大の原因となる。

【００１０】一般に、相変化型光記録媒体では、非晶状
態の記録マークの反射率が低く、記録されていない結晶
状態との反射率差があるため、記録膜の光吸収量差が大
きくなる。そのため、オーバーライト記録前の状態が、
結晶状態であるか、非晶状態であるかによって、記録時
の昇温状態に差が生じる。パルス分割を用いたエッジ記
録を行っても、長い記録マーク終端では記録時の到達温
度が高くなるために、この現象が起きやすい。特に、記
録線速度が速くなると顕著にあらわれ、オーバーライト
前の状態により、最高到達温度に差が生じ、記録膜の冷
却速度が変わる。このため、新しい記録マークが前の記
録マークの変調を受け、マーク終端のジッタ特性、さら
には、消去特性を制限する要因となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の光記録媒体の課題を解決し、高密度、大容量の光ディ
スクを実現しようとするものであり、ランド、グルーブ
の両トラックに記録を行い、エッジ記録を行う方法にお
いて、クロストークが小さく、かつランドとグルーブの
再生信号振幅がほぼ同じで、オーバーライトした際のジ
ッタ増加量が抑制された光記録媒体を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報の記録お
よび消去が、非晶相と結晶相の間の相変化によって行わ
れ、ランドとグルーブの両方に記録マークを形成して記
録を行う光記録媒体において、該記録媒体が少なくとも
記録層を有し、またそのグルーブ深さが再生光の波長の
１／７以上、１／５以下の光路長をなし、かつまた、記
録層の非晶状態の光吸収率と結晶状態の光吸収率とが下
記の式（１）で表されることを特徴とする光記録媒体で
ある。

【００１３】式（１）Ａａ−Ａｃ≦１０ここで、Ａａは記録層が非晶状態での光吸収率（％）、
Ａｃは記録層が結晶状態での光吸収率（％）を表す。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体では、クロス
トークを減少させることができる点から、グルーブ深さ
を再生光の波長の１／７以上１／５以下の光路長とする
ことが必要である。グルーブ深さが再生光の波長の１／
７未満もしくは１／５を越える光路長の場合は、クロス
トークが大きくなり、正確な再生が困難になる。また、
ジッタ量をエッジ記録を行なう際に要求される値以内に
するために、記録層の非晶状態の光吸収率と結晶状態の
光吸収率とが下記の式（１）で表されるように構成する
ことが必要である。

【００１５】式（１）Ａａ−Ａｃ≦１０ここで、Ａａは記録層が非晶状態での光吸収率（％）、
Ａｃは記録層が結晶状態での光吸収率（％）を表す。

【００１６】このように構成せず、ＡａがＡｃよりも１
０％を越えて大きい場合、非晶部分の吸収率が結晶部分
よりも大きくなりすぎ、両部分に同じ光量の光が照射さ
れても結晶部分の方がかなり昇温が遅い。しかも、融点
に達すると結晶部分では潜熱の吸収する間昇温が中断さ
れるが、非晶部分では昇温が継続するため、両部分での
温度差は、さらに大きくなってしまう。

【００１７】融解後は両部分間の状態差はないため、同
等の光吸収が得られ、温度差は維持される。従って、式
（１）の範囲の中に吸収量を設定することにより、両部
分の到達温度を等しくすることができる。両部分の到達
温度が等しければ、オーバーライトによって記録される
マークは以前の状態に影響を受けずに常に同じ大きさで
マークを形成することができ、歪の少ないマークを形成
できる。すなわち、ジッタ量を小さくすることができ
る。

【００１８】記録感度が高く、信号のコントラストが高
く、かつクロストークを減少させることができる点か
ら、ミラー部の結晶状態の反射率は、１５％より大き
く、３５％以下であるように構成することが好ましい。
ミラー部の結晶状態の反射率が１５％より小さい場合に
は、記録マークの非晶部との反射率差が小さく、再生時
の信号コントラストが小さくなる。また、結晶状態の反
射率が３５％より大きい場合には、記録感度が低くなる
難点があり、記録、消去を行う光の照射パワーが不足
し、高速回転では記録がしにくくなり、隣のトラックか
らのクロストークが増大する。これらの点を鑑みると、
結晶状態のミラー部での反射率は１５％以上、３０％以
下であることがより好ましい。

【００１９】ここで、ミラー部とはグルーブ、プリピッ
トが形成されていない鏡面部分のことをいう。ミラー部
の反射率を測定することによって、光記録媒体上の反射
率をグルーブ、プリピットに影響されることなく正しく
測定することができる。

【００２０】また、ミラー部の非晶状態の反射率は１０
％以下であるように構成ことが好ましい。ミラー部の非
晶部の反射率が１０％より大きい場合には、再生時に隣
接トラックの信号まで容易に読みだしてしまい、クロス
トークが増大して再生信号の劣化を生じ、結果的に誤り
率が増加する。また、ミラー部の非晶状態の反射率が、
５％以上であると、記録マークを形成したトラックのサ
ーボが安定することから、５％以上、１０％以下が特に
好ましい。

【００２１】また、ランドとグルーブの再生信号振幅を
同じにし、クロストークを低減するためには、非晶状態
の反射光と結晶状態の反射光との位相差を２ｎπ−π／
３以上、２ｎπ＋π／３以下、もしくは、２ｎπ＋２π
／３以上、２ｎπ＋４π／３以下であるように構成する
ことが好ましい。前記範囲外の位相差であると、ランド
とグルーブとの振幅差が大きくなり、さらにクロストー
クも大きくなる。より好ましくは、位相差の絶対値が２
ｎπ−０．２π以上、２ｎπ＋０．２π以下、もしく
は、２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
る。２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
ると、再生信号の振幅が特に大きくなるので、さらに好
ましい。ここで、上記のｎは、整数を表す。

【００２２】本発明において誘電体層は、記録時に基
板、記録層などが熱によって変形し記録特性が劣化する
ことを防止するなど、基板、記録層を熱から保護する効
果、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トを改善する効果がある。この誘電体層としては、Ｚｎ
Ｓ、ＳｉＯ₂、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの
無機薄膜があげられる。特にＺｎＳの薄膜、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａなどの金属の酸化物の薄
膜、Ｓｉ、Ａｌなどの窒化物の薄膜、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
などの炭化物の薄膜およびこれらの化合物の膜が、耐熱
性が高いことから好ましい。これら上記の薄膜の屈折率
は１．５以上、２．４以下である。また、これらに炭素
や、ＭｇＦ₂などのフッ化物を混合したものも、膜の残
留応力が小さいことから好ましく使用される。特にＺｎ
ＳとＳｉＯ₂の混合膜あるいは、ＺｎＳとＳｉＯ₂と炭
素の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録
感度、キャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）および消去率（記
録後と消去後の再生キャリア信号強度の差）などの劣化
が起きにくいことから好ましい。カルコゲン化合物と酸
化物と炭素の組成比は、特に限定されないが、誘電体層
の内部応力の低減効果の大きい点からは、ＳｉＯ₂１５
〜３５モル％、炭素１〜１５モル％であることが、さら
に好ましい。

【００２３】第１、第２誘電体層の屈折率の値として
は、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トをとる点から１．５〜２．４が好ましい。屈折率の値
が１．５未満であると再生時の信号コントラストが十分
にとれず、また、屈折率の値が２．４より大きくなると
誘電体の膜厚に対する反射率の依存性が大きくなる。

【００２４】第１誘電体層の厚さとしては、通常、基板
や記録層から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難
いことから、およそ５０〜３００ｎｍである。また、例
えば、第１誘電体層の屈折率と厚さで制御することがで
きる。ポリカーボネートやガラスのような透明基板を用
いると、ミラー部における結晶部の反射率を１５％より
大きく、３５％以下、ミラー部における非晶部の反射率
を１０％以下とするには、第１誘電体層の光路長ｎ1 ・
ｄ1 を下記の式で表される範囲内とすることが好まし
い。

【００２５】式（５）（Ｎ／４−０．１）λ≦ｎ1 ・ｄ1 ≦（Ｎ／４＋０．
１）λ １．５≦ｎ1 ≦２．４（ここで、ｎ1 は第１誘電体層の屈折率、ｄ1 は第１誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表す。
また、Ｎは１または３を表す。）

【００２６】第２誘電体層の厚さは、通常１〜２５０ｎ
ｍ程度がよく用いられている。およそ１〜５０ｎｍとす
ることが、良好な消去率の得られる消去パワーの範囲が
広いことから好ましい。第２誘電体層の厚さが５０ｎｍ
よりも厚いと急冷構成のメリットが得られない。また、
１ｎｍよりも薄いと繰り返し記録の際の記録特性の劣化
が著しい。さらに好ましくは第２誘電体層の光路長ｎ2
・ｄ2 が下記の式で表される範囲内であることが好まし
い。

【００２７】式（６） λ（１／５０）≦ｎ2 ・ｄ2 ≦λ（１／１０）１．５≦ｎ2 ≦２．４（ここで、ｎ2 は第２誘電体層の屈折率、ｄ2 は第２誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表
す。）式（６）においてｎ2 ・ｄ2 がλ（１／５０）より小さ
い、あるいはλ（１／１０）より大きい範囲にある場
合、結晶部と非晶部のコントラストが非常に取りにくく
なる。さらに、λ（１／５０）より小さい場合において
は繰り返し耐久性の低下が起こるため、上記の式で表さ
れる範囲内が好ましい。

【００２８】本発明の記録層の材料は、結晶状態と非晶
状態の少なくとも２つの状態をとり得るＴｅを主成分と
するカルコゲン化合物である。本発明の記録層として、
特に限定するものではないが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、
Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ
−Ｓｅ合金などがある。多数回の記録の書換が可能であ
ることから、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ
−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金が好ましい。特にＰｄ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金は、消去時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰
り返しが可能であり、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性に
優れることから好ましく、とりわけ、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金が、前述の特性に優れることからより
好ましい。以下の式のように記録層を設定することによ
って、多数回の記録の書換えが可能になることから好ま
しい。

【００２９】式（２）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表す。ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉの少なくとも１種を含
む。）さらに、ｙの値が０．３以上、０．４以下が書換時の繰
り返し耐久性が高く、非晶状態の熱安定性が高いことか
らより好ましい。αの値としては、０．００１以上０．
０１以下が、結晶化速度が速く、繰り返し耐久性が高
く、非晶状態の熱安定性が高いことからより好ましい。

【００３０】記録層の厚さとしては１０〜４０ｎｍであ
る。１０ｎｍ以下では、結晶状態と非晶状態の反射率の
コントラストが十分に取れない。また、記録層の厚さが
４０ｎｍ以上では、記録層の熱伝導率が大きくなるため
に、結果的にクロスイレーズが悪くなる。

【００３１】反射層の材質としては、光反射性を有する
金属Ａｌ、Ａｌを主成分とし、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆなどの
添加元素を含む合金および、ＡｌにＡｌ、Ｓｉなどの金
属窒化物、金属酸化物、金属カルコゲン化物などの金属
化合物を混合したものなどがあげられる。Ａｌ、および
Ａｌを主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝
導率を高くでき、記録時の熱を素早く拡散できるため、
結果的に、クロスイレーズを小さくできることから好ま
しい。前述の合金の例としては、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｎなどの
少なくとも１種の元素を合計で５原子％以下、１原子％
以上加えたものなどがあげられる。特に、耐腐食性が良
好なことから、ＡｌにＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、
Ｍｎ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属を合
計で０．５原子％以上５原子％以下添加した合金が好ま
しい。さらに、耐腐食性が良好でかつヒロックなどの発
生が起こりにくいことから、添加元素を合計で０．５原
子％以上３原子％未満含む、Ａｌ−Ｈｆ−Ｐｄ合金、Ａ
ｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｔｉ−Ｈｆ合
金、Ａｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｔａ合金、Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ
ｒ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれかのＡｌを主成
分とする合金で構成することが好ましい。これらＡｌ合
金のうちでも、次式（７）で表される組成を有するＡｌ
−Ｈｆ−Ｐｄ合金は、特に優れた熱安定性を有するた
め、多数回の記録、消去の繰り返しにおいて、記録特性
の劣化を少なくすることができる。

【００３２】式（７）Ｐｄ_jＨｆ_kＡｌ_1-j-k ０．００１＜ｊ＜０．０１０．００５＜ｋ＜０．１０ここで、ｊ、ｋは各元素の原子の数（各元素のモル数）
を表す。

【００３３】上述した反射層の厚さとしては、いずれの
合金からなる場合にもおおむね１０ｎｍ以上２００ｎｍ
以下、さらに好ましくは５０〜２００ｎｍとするのが好
ましい。

【００３４】また、少なくとも誘電体層と記録層と光吸
収層を有することにより、記録層の非晶時の光吸収率と
結晶相時の光吸収率を制御でき、オーバーライト時のジ
ッタをより低減できることから好ましい。この光吸収層
は、前述した機能を有するものであれば、光記録媒体に
おける構成層のうち、少なくとも１層にその機能を有す
るようにした層として形成されていても、独立した層と
して設けてもよい。好ましくは、光吸収による発熱の可
能性があることから、光吸収層を独立して新たに設けた
方がディスクの構成の設計を行う上で容易になる。例え
ば、急冷構成にしやすく結果的に繰り返し耐久性が向上
し、かつオーバーライト時のジッタが低減できるので、
基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／光吸収層
／反射層の５層構成にすることが好ましい。光吸収層を
設けた場合は、必ずしも反射層を設ける必要はないが、
感度の調整やコントラストの点から反射層を設けること
がより好ましい。また、光吸収層はそのものの熱伝導率
や比熱などにより記録層の冷却を制御する機能も有しう
る。この機能により、記録層が吸収した熱の隣接トラッ
ク方向への熱拡散を制御し、隣接トラックに存在するマ
ークへの影響（例えばクロスイレーズ）を小さくする効
果もある。

【００３５】この光吸収層の材料としては、特に限定す
るものではないが、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｍｎ、Ｗ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｙ、Ｖ，Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｐｄ、ランタニド元素、Ｔｅか
ら選ばれた少なくとも１種以上の金属、混合物もしくは
これらの合金が耐熱性、強度、耐腐食性に優れているこ
とから好ましい。光吸収層を設けた場合においても第２
誘電体層の厚さは熱伝導度などを考慮すると、より好ま
しくは１ｎｍ〜３０ｎｍである。

【００３６】光吸収層として、特にＳｉまたは／および
Ｇｅからなる合金を用いることも好ましい。特に、酸化
物の生成熱の絶対値がＳｉまたは／およびＧｅより大き
い値を持つ１種類以上の金属とＳｉまたは／およびＧｅ
からなる合金であることが、光学的劣化が抑えられ保存
安定性が高くなるため好ましい。この場合、Ｓｉまたは
／およびＧｅ合金中の金属はＢｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕが好ましい。中でも、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ
が保存安定性の面から優れているため、より好ましい。
また、この光吸収層材料の結晶学的構造は実質的に非晶
質であることが好ましい。結晶構造を有すると相の偏析
が生じて膜にむらがでたり、マーク記録時の温度上昇に
より、構造相転移を起こし、それによる膜はがれなどの
オーバーライト繰り返し性低下の原因になることがあ
る。

【００３７】本発明の基板の材料としては、一般的な透
明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほ
こり、基板の傷などの影響を避けるために、透明基板を
用い、集束した光ビームで基側板から記録を行うことが
好ましく、このような透明基板材料としては、ガラス、
ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリ
オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが
あげられる。特に光学的複屈折が小さく、吸収性が小さ
く、成形が容易であることからポリカーボネート樹脂、
アモルファス・ポリオレフィン樹脂が好ましい。

【００３８】基板はフレキシブルなものであってもよい
し、リジットなものであってもよい。フレキシブルな基
板はテープ状、シート状、カード状で使用する。リジッ
トな基板は、カード式、あるいはディスク状で使用す
る。また、これらの基板は、記録層などを成形した後、
２枚の基板を用いて、エアーサンドイッチ構造、エアー
インシデント構造、密着張り合わせ構造としてもよい。

【００３９】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザー光、ストロボ光のごとき高強度の光源
があげられ、特に半導体レーザー光は、光源が小型化で
きること、消費電力が小さいこと、変調が容易であるこ
とから好ましい。記録は結晶状態の記録層にレーザー光
パルスなどを照射して、アモルファスの記録マークを形
成して行う。あるいは、反対に非晶状態の記録層に結晶
状態の記録マークを形成してもよい。消去はレーザー光
照射によってアモルファスの記録マークを結晶化する
か、もしくは、結晶状態の記録マークをアモルファス化
して行うことができる。記録速度を高速化でき、かつ記
録層の変形が発生しにくいことから記録時はアモルファ
スの記録マークを形成し、消去時は結晶化を行う方法が
好ましい。また、記録マーク形成時は光強度を高く、消
去時はやや弱くし、１回の光ビームの照射により書換を
行う１ビーム・オーバーライトは、書換の所要時間が短
くなることから好ましい。

【００４０】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。反射層、記録層を基板上に形成する方法と
しては、一般的な真空中の薄膜形成法、例えば真空蒸着
法、イオンプレーティング法スパッタリング法などがあ
げられる。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。

【００４１】形成する記録層などの厚さの制御は、一般
的な技術である水晶振動子膜厚計などで堆積状態をモニ
タリングすることで、容易に行える。

【００４２】記録層などの形成は、基板を固定したまま
の状態、あるいは、移動、回転した状態のどちらで行っ
てもよい。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、さらに、公転を組み合わ
せることがより好ましい。

【００４３】本発明の光記録媒体の好ましい層構成とし
て、例えば、透明基板／第１誘電体層／記録層／第２誘
電体層／反射層をこの順に積層するものや、透明基板／
第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／光吸収層をこの
順に積層するもの、透明基板／第１誘電体層／記録層／
第２誘電体層／光吸収層／反射層をこの順に積層するも
のなどがあげられる。ただし、本発明の効果を著しく損
なわない範囲において、反射層などを形成した後、傷、
変形の防止などのため、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂などの誘電体
層あるいは紫外線硬化樹脂などの樹脂保護層などを必要
に応じて設けることができる。光は透明基板側から入射
するものとする。また、反射層などを形成した後、ある
いはさらに前述の樹脂保護層を形成した後、２枚の基板
を対向して、接着剤で張り合わせてもよい。

【００４４】記録層は、実際に記録を行う前に、予めレ
ーザー光、キセノンフラッシュランプなどの光を照射
し、結晶化させておくことが好ましい。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００４６】（分析、測定方法）反射層、記録層の組成
は、ＩＣＰ発光分析（セイコー電子工業（株）製）によ
り確認した。またキャリア対ノイズ比および消去率（記
録後と消去後の再生キャリア信号強度の差）、クロスト
ーク、クロスイレーズは、記録に用いるドライブ装置、
もしくはこれと同等の光ヘッド（レーザ波長、対物レン
ズのＮＡ）を有するドライブを用い、スペクトラムアナ
ライザにより測定した。

【００４７】記録層、誘電体層、反射層の形成中の膜厚
は、水晶振動子膜厚計によりモニターした。また各層の
厚さは、走査型あるいは透過型電子顕微鏡で断面を観察
することにより測定した。

【００４８】また、ミラー部の反射率は、ディスク上の
ミラー部を分光光度計により測定することにより、また
は、記録に用いるドライブ装置、もしくはこれと同等の
光ヘッド（レーザ波長、対物レンズのＮＡ）を有するド
ライブを用い、プリピット中のミラー部の再生光の反射
レベルをオシロスコープで観察することにより測定し
た。

【００４９】（実施例１）厚さ０．６ｍｍ、溝深さ７２
ｎｍ、直径１２ｃｍ、１．４μｍピッチ（ランド平坦部
０．５５μｍ、グルーブ平坦部０．５５μｍ、案内溝斜
面部０．１５μｍ）のスパイラルグルーブ付きポリカー
ボネート製基板を毎分３０回転で回転させながら、高周
波スパッタ法により、記録層、誘電体層、反射層を形成
した。

【００５０】まず、真空容器内を１×１０^-3Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス零囲気中でＳｉＯ
₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳをスパッタし、基板上
に膜厚８５ｎｍの第１誘電体層を形成した。続いて、Ｐ
ｄ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合金ターゲットをスパッ
タして、組成Ｐｄ_0.1Ｇｅ_16.4Ｓｂ_28.0Ｔｅ_55.5の膜厚
２０ｎｍの記録層を形成した。さらに前述の第１誘電体
層と同様にして第２誘電体層を１０ｎｍ形成し、この上
に、Ａｌ_98.1Ｈｆ_1.7Ｐｄ_0.2合金をスパッタして膜厚
１００ｎｍの反射層を形成した。

【００５１】このディスクを真空容器から取り出した
後、反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂をスピンコー
トし、紫外線を照射して硬化させ、厚さ１０μｍの樹脂
層を形成し本発明の光記録媒体を得た。さらに、同様に
作成したディスクとホットメルト接着剤で張り合わせて
両面ディスクを作成した。この光記録媒体に波長８３０
ｎｍの半導体レーザのビームでディスク全面の記録層を
結晶化し初期化した。

【００５２】このディスクの結晶部と非晶部の反射率を
ミラー部で測定したところ、結晶部では、２０％、非晶
部では７％の反射率であった。また、各層の屈折率およ
び膜厚から吸収率および結晶部と非晶部の再生光の反射
光の位相差を計算したところ、結晶部の吸収率は７７
％、非晶部の吸収率は８１％、位相差は０．９π（（非
晶部の反射光の位相）−（結晶部の反射光の位相））で
あった。

【００５３】次に、ランドとグルーブのそれぞれに線速
度６．５ｍ／秒の条件で、対物レンズの開口数０．６、
半導体レーザの波長６８０ｎｍの光学ヘッドを使用し、
エッジ記録で、８／１５変調の３Ｔ相当（Ｔはウィンド
ウ幅）の記録マーク（再生時の周波数４．４ＭＨｚ）が
形成できるように、一般的なパルス分割を用い、ピーク
パワー７〜１５ｍＷ、ボトムパワー２〜６ｍＷの各条件
に変調した半導体レーザを用い、１００回オーバーライ
ト記録した後、再生パワー１．２ｍＷの半導体レーザを
照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件でＣ／Ｎを測定し
た。

【００５４】さらにこの部分を１３Ｔ（１．０ＭＨｚ）
で、先と同様に変調した半導体レーザを照射し、ワンビ
ーム・オーバーライトし、この時の３Ｔの消去率を測定
した。

【００５５】ランド、グルーブともピークパワー９ｍＷ
以上で実用上十分な５０ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られ、各
ピークパワーでのランドとグルーブのＣ／Ｎの差は１ｄ
Ｂ未満でほとんど変わりがなかった。また、消去率に関
しても、ランド、グルーブともボトムパワー３〜５ｍＷ
で実用上十分な２０ｄＢ以上、最大３３ｄＢの消去率が
得られた。

【００５６】また、ランド、グルーブともボトムパワー
４〜６．５ｍＷでランダムパターンを１００回記録後、
１３Ｔまたは３Ｔの１回記録後のジッタを測定したが、
１３Ｔ、３Ｔいずれも先端ジッタ、後端ジッタともに、
良好な４．９ｎｓ（ウィンドウ幅３８ｎｓの１３％）以
下を満たしていた。

【００５７】次に、グルーブ（もしくはランド）に記録
した信号強度と、記録したトラックの隣の信号の書かれ
ていないランド（もしくはグルーブ）の再生信号の差を
クロストーク量と定義して測定した。

【００５８】ランドに周波数４．４ＭＨｚ、ボトムパワ
ーを４．５ｍＷにしてピークパワー９〜１５ｍＷの各条
件に変調した半導体レーザで１００回オーバーライト記
録した後、隣接したグルーブに再生パワー１．２ｍＷの
半導体レーザを照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件で測
定したところ、−３０〜−２７ｄＢの実用上充分なクロ
ストークが得られた。また、グルーブに同様の条件で１
００回オーバーライト記録した後、隣接したランドのク
ロストークを測定したところ、グルーブと同様の特性が
得られた。

【００５９】（実施例２）第１誘電体層の厚さを２４０
ｎｍとし、その上にＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなるターゲッ
トをスパッタして、組成Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅の膜厚２０
ｎｍの記録層を形成し、さらに第２誘電体層の厚さを１
５ｎｍ、反射層の厚さを１５０ｎｍとした以外は、実施
例１と同様に光記録媒体を作製した。

【００６０】このディスクの結晶部と非晶部の反射率を
ミラー部で測定したところ、結晶部では、１８％、非晶
部では９％の反射率であった。また、各層の屈折率およ
び膜厚から吸収率および結晶部と非晶部の再生光の反射
光の位相差を計算したところ、結晶部の吸収率は８０
％、非晶部の吸収率は８１％、位相差は０．９π（（非
晶部の反射光の位相）−（結晶部の反射光の位相））で
あった。

【００６１】このディスクのＣ／Ｎ、消去率、ジッタを
実施例１と同様に測定した結果、ランド、グルーブとも
ピークパワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ以上の
Ｃ／Ｎが得られ、各ピークパワーでのランドとグルーブ
のＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど変わりがなかっ
た。また、消去率に関しても、ランド、グルーブともボ
トムパワー４〜７ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最
大３２ｄＢの消去率が得られた。

【００６２】また、ランド、グルーブともボトムパワー
３〜５．５ｍＷでランダムパターンを１００回記録後、
１３Ｔまたは３Ｔの１回記録後のジッタを測定したが、
１３Ｔ、３Ｔいずれも先端ジッタ、後端ジッタともに、
良好な４．９ｎｓ（ウィンドウ幅３８ｎｓの１３％）以
下を満たしていた。

【００６３】（実施例３）第１誘電体層の厚さを２８０
ｎｍとし、その上にＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｎｂからなるタ
ーゲットをスパッタして、組成Ｎｂ_0.5Ｇｅ_17.5Ｓｂ
_26.0Ｔｅ_56.0の膜厚１９ｎｍの記録層を形成し、さらに
第２誘電体層の厚さ１０ｎｍで形成し、その上にＴｉタ
ーゲットをスパッタして膜厚４０ｎｍの光吸収層を形成
し、さらに反射層の厚さを７０ｎｍとした以外は、実施
例１と同様に光記録媒体を作製した。

【００６４】このディスクの結晶部と非晶部の反射率を
ミラー部で測定したところ、結晶部では、２８％、非晶
部では８％の反射率であった。また、各層の屈折率およ
び膜厚から吸収率および結晶部と非晶部の再生光の反射
光の位相差を計算したところ、結晶部の吸収率は５６．
９％、非晶部の吸収率は５０．３％、位相差は０．２π
（（非晶部の反射光の位相）−（結晶部の反射光の位
相））であった。

【００６５】このディスクのＣ／Ｎ、消去率、ジッタを
実施例１と同様に測定した結果、ランド、グルーブとも
ピークパワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ以上の
Ｃ／Ｎが得られ、各ピークパワーでのランドとグルーブ
のＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど変わりがなかっ
た。また、消去率に関しても、ランド、グルーブともボ
トムパワー３〜７ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最
大３３ｄＢの消去率が得られた。

【００６６】また、ランド、グルーブともボトムパワー
４〜７ｍＷでランダムパターンを１００回記録後、１３
Ｔまたは３Ｔの１回記録後のジッタを測定したが、１３
Ｔ、３Ｔいずれも先端ジッタ、後端ジッタともに、良好
な４．９ｎｓ（ウィンドウ幅３８ｎｓの１３％）以下を
満たしていた。

【００６７】（実施例４）光吸収層の組成をＴｉＳｉ₂
とした以外は、実施例３と同様に光記録媒体を作製し
た。

【００６８】このディスクの結晶部と非晶部の反射率を
ミラー部で測定したところ、結晶部では、２８％、非晶
部では８％の反射率であった。また、各層の屈折率およ
び膜厚から吸収率および結晶部と非晶部の再生光の反射
光の位相差を計算したところ、結晶部の吸収率は５７
％、非晶部の吸収率は５０％、位相差は０．２π（（非
晶部の反射光の位相）−（結晶部の反射光の位相））で
あった。

【００６９】このディスクのＣ／Ｎ、消去率、ジッタを
実施例１と同様に測定した結果、ランド、グルーブとも
ピークパワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ以上の
Ｃ／Ｎが得られ、各ピークパワーでのランドとグルーブ
のＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど変わりがなかっ
た。また、消去率に関しても、ランド、グルーブともボ
トムパワー３〜７ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最
大３３ｄＢの消去率が得られた。

【００７０】また、ランド、グルーブともボトムパワー
４〜７ｍＷでランダムパターンを１００回記録後、１３
Ｔまたは３Ｔの１回記録後のジッタを測定したが、１３
Ｔ、３Ｔいずれも先端ジッタ、後端ジッタともに、良好
な４．９ｎｓ（ウィンドウ幅３８ｎｓの１３％）以下を
満たしていた。

【００７１】

【発明の効果】本発明光記録媒体によれば以下の効果が
得られた。 (1) クロストークを小さくできる。 (2) ランドとグルーブの再生信号振幅をほぼ同じにする
ことができる。 (3) オーバーライトした際のジッタ増加量を小さくする
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録マークを形成して記録を行う光記録媒体におい
て、該記録媒体が少なくとも記録層を有し、またそのグ
ルーブ深さが再生光の波長の１／７以上、１／５以下の
光路長をなし、かつまた、記録層の非晶状態の光吸収率
と結晶状態の光吸収率とが下記の式（１）で表されるこ
とを特徴とする光記録媒体。式（１）Ａａ−Ａｃ≦１０ここで、Ａａは記録層の非晶状態の光吸収率（％）、Ａ
ｃは記録層の結晶状態の光吸収率（％）を表す。
【請求項２】ミラー部の非晶状態の反射率が１０％以下
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
光記録媒体。
【請求項３】ミラー部の結晶状態の反射率が１５％より
大きく、３５％以下であることを特徴とする請求項１記
載の光記録媒体。特徴とする光記録媒体。
【請求項４】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ−π／３以上、２ｎπ＋π／３以下である
ことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。ここで、
ｎは、整数である。
【請求項５】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ＋２π／３以上、２ｎπ＋４π／３以下で
あることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。ここ
で、ｎは、整数である。
【請求項６】記録層が少なくともＳｂまたはＴｅを含む
ことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項７】記録層の組成がＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素
合金もしくはＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素と、Ｐｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれた少なく
とも１種の金属との合金であり、記録層の膜厚が１０ｎ
ｍ以上４０ｎｍ以下あることを特徴とする請求項１記載
の光記録媒体。
【請求項８】記録層の組成が下記の式（２）で表され、
かつ反射層の組成がＡｌ合金からなることを特徴とする
請求項１記載の光記録媒体。式（２）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表し、ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれた少なく
とも１種を表す。）
【請求項９】少なくとも第１の誘電体層と記録層と光吸
収層を有することを特徴とする、請求項１記載の光記録
媒体。
【請求項１０】基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電
体層／光吸収層／反射層の順に積層されており、かつ反
射層の膜厚が１０ｎｍ以上あることを特徴とする請求項
９記載の光記録媒体。
【請求項１１】少なくとも基板／第１誘電体層／記録層
／第２誘電体層／反射層の順に積層されるか、あるい
は、基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／光吸
収層／反射層の順に積層されており、第１誘電体層、第
２誘電体層の屈折率および膜厚がそれぞれ下記の式
（３）および式（４）で表される範囲内にあることを特
徴とする、請求項１記載の光記録媒体。式（３）１．５≦ｎ１≦２．４５０≦ｄ１≦３００式（４）１．５≦ｎ２≦２．４１≦ｄ２≦５０ここで、ｎ１、ｎ２は第１誘電体層および第２誘電体層
の屈折率、ｄ１、ｄ２は第１誘電体層および第２誘電体
層の膜厚（ｎｍ）である。
【請求項１２】光吸収層の材質が実質的にＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｗ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｙ、Ｖ，Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｐｄ、ラ
ンタニド元素、Ｔｅから選ばれた少なくとも１種類以上
の金属、混合物もしくは合金であることを特徴とする請
求項９記載の光記録媒体。
【請求項１３】光吸収層が１種類以上の金属とＳｉまた
は／およびＧｅからなる合金から形成されていることを
特徴とする請求項９記載の光記録媒体。