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JP2002245663A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

Info

Publication number
JP2002245663A
JP2002245663A JP2001041010A JP2001041010A JP2002245663A JP 2002245663 A JP2002245663 A JP 2002245663A JP 2001041010 A JP2001041010 A JP 2001041010A JP 2001041010 A JP2001041010 A JP 2001041010A JP 2002245663 A JP2002245663 A JP 2002245663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording medium
linear velocity
optical recording
recording
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001041010A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Ito
和典 伊藤
Masato Harigai
眞人 針谷
Takashi Shibakuchi
孝 芝口
Hajime Yuzurihara
肇 譲原
Eiko Suzuki
栄子 鈴木
Nobuaki Onaki
伸晃 小名木
Hiroko Tashiro
浩子 田代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001041010A priority Critical patent/JP2002245663A/ja
Publication of JP2002245663A publication Critical patent/JP2002245663A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、DVD-ROM と同容量以上の高密度記
録が可能で、さらにこの2倍速以上(約7m/s以上) の記
録線速度をカバーできる、具体的には3.0m/sから20m/s
の範囲の高記録線速度でのオーバーライト特性が良好で
あり、かつ高温環境下で保存した場合でも十分な信頼性
を示す相変化型光記録媒体を提供する。 【解決手段】 Sb,Teを必須元素とし、SbTeに対して少
なくとも1種類以上の元素Xを組み合わせて添加してな
るXaSbxTey の組成式の相変化光記録層を有する情報の
記録を行う光記録媒体であって、さらにレーザー光のCW
照射により反射率がハイレベルからローレベルに転移す
る線速範囲が8m/s以上30m/s 以下の範囲であることを特
徴とし、その記録可能な線速範囲は1.2m/s以上30m/s 以
下である光記録媒体を主たる構成にしたこと。

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、さらに詳しくは、光ビーム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
を行ない、かつ書換えが可能な相変化光記録媒体に関す
るものであり、現在市販されているDVD-ROMの線速の2
倍以上の記録線速に対応しうる光記録媒体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として、高線速、高密度記録
に対応する書き換え可能な光ディスクには、一般にGe2S
b2Te5 の化合物組成近傍の記録材料を用いるものと、Ag
InSbTeで示されるSbTe共晶組成を主成分とする記録材料
が用いるものがあるが、高密度記録への対応性とオーバ
ーライト時の良好な消去特性により、すでに商品化さ
れ、普及が進んでいるCD-RW には後者の材料が用いられ
ている。
【0003】特開平1−303643号公報には、Sbと
Teを主成分とした記録材料が開示され、AgInSbTe系の記
録材料について、SbTe共晶組成を主成分とする記録材料
としてSb-Te 中のTeの含有量が10at%から30at%の時
に、良好なオーバーライト特性を示す事が開示されてい
る。Sb-Te の組成比により高記録線速可能な領域がある
ことを実験により確かめているが、Sb-Te のみでは一般
に結晶化温度が低く、高温高湿度の条件では記録マーク
が結晶化し、マークが消失するおそれがある。
【0004】本発明者等は、これを防止する為、少量の
AgやInを代表とし、種々の元素を添加することによっ
て、高線速記録領域においても記録感度が高く、3.0m/s
から20m/s の範囲の速度でのオーバーライト繰り返し特
性と高温環境下でも十分な信頼性を示す保存特性の良好
な記録媒体を実現できるAgInSbTe相変化型光記録媒体を
得ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、DVD-ROM と
同容量以上の高密度記録が可能で、さらにこの2倍速以
上( 約7m/s以上) の記録線速度をカバーできる、具体的
には3.0m/sから20m/s の範囲の高記録線速度でのオーバ
ーライト特性が良好であり、かつ高温環境下で保存した
場合でも十分な信頼性を示す相変化型光記録媒体を提供
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記の手段により達成される。本発明によれば、請求項1
では Sb とTeを必須元素とし、SbTeに対して少なくとも
1種類以上の元素Xを添加してなるXaSbxTey の組成式
の相変化光記録層を有し、記録層がレーザー光の照射に
より結晶相からアモルファス相へ変化することにより情
報の記録を行う光記録媒体であって、さらにレーザー光
のCW照射により反射率がハイレベルからローレベルに転
移する線速範囲が 8m/s 以上30m/s 以下の範囲であるこ
と、その記録可能な線速範囲は1.2m/s以上30m/s 以下で
あることを主要な特徴とする。
【0007】第2に、請求項1に記載の光記録媒体にお
いて、XaSbxTey のSb及びTeの組成比 x/(x+y)が原子比
で0.50-0.90 であることを特徴とする。
【0008】第3に、請求項1〜2に記載の光記録媒体
において、上記添加元素の含有量 aは(Sb+Te) に対して
原子比で0.15以下であることを特徴とする。
【0009】第4に、請求項1〜3に記載の光記録媒体
において、XがAg、Au、Cu、Zn、B、Al、Ga、In、Si、G
e、Sn、Pb、N 、P 、Bi、La、Ce、Gd、Tb、のうちから
選ばれる1元素あるいは複数の組み合わせによることを
特徴とする。
【0010】第5に、請求項1〜4に記載の光記録媒体
において、上記添加元素を2種以上添加する場合、添加
元素のうちNを添加の必須元素とすることを特徴とす
る。
【0011】第6に、請求項1〜5に記載の光記録媒体
における記録媒体のレーザー光のCW照射により反射率が
ハイレベルからローレベルに転移する線速範囲は請求項
1に記載の線速範囲であり、さらに請求項4に記載の元
素の組み合わせによる、使用される最高線速の1倍から
1.5倍の範囲にあることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例を上
げて説明する。光記録媒体に用いられる相変化記録材料
の特徴としてレーザー光のCW照射により媒体の反射率が
ハイレベルからローレベルに転移する線速(以下、転移
線速と呼ぶ) 範囲が存在し、その速度範囲は相変化光記
録層の元素X の種類及びその組成比により変化すること
が実験により確かめられた。これらの材料の記録特性を
評価した結果、この転移線速以下の記録線速領域におい
ては、記録方法を従来と大きく変更することなしに、良
好な特性が得られることもわかった。
【0013】SbTe光記録媒体へのレーザー光のCW照射に
よる反射率変化を図1に示す。反射率の低下が起こる線
速範囲については、レーザー光のパワー密度による依存
性があるため、絶対的な数値ではない。しかし、少なく
とも、その記録システムに用いられる光学系において、
測定することにより、その系においては基準量となるた
め、この数値をもとに、光ディスクの記録線速領域の設
計基準とすることができる。
【0014】図2には、XaSbxTey の組成式の相変化光
記録材料おいて、それぞれ5%のAg、 Ge 、Sn、In元素
を単独で、Te含有量25%のSbTeに添加した場合の反射率
変化を示す。
【0015】添加元素の特性により反射率が低下する転
移線速範囲は、遅い領域にシフトさせるものと速い領域
へシフトするものが存在する。Ag、Au、Cu、Zn、Ga、G
e、N、などは転移線速を遅くし、Pb、In、La、Ce、Gd、
Tbなどは、転移線速を速くする元素のグループである。
またあまり転移線速を変えないものとしてはBi、B 、S
n、Si、B 、Al、P 、などがあげられる。
【0016】この結果から、SbTeの組成比及び各添加元
素の含有量及び組み合わせにより転移線速範囲は自由に
設定可能であり、特に8m/s以上25m/s 以下の範囲の転移
線速範囲を持つ材料は高線速記録が可能となるのであ
る。
【0017】また、ある転移速度の材料を用いて光記録
媒体を製造する場合、その光記録媒体の記録特性は転移
速度より遅い( 線速範囲は使用される最高線速の1倍か
ら1.5倍の範囲にあること) 、望ましくは1.5m/s以下
の線速範囲において記録を行うことによって良好な記録
特性が得られることも実験により確かめられた。この結
果を図3 に示す。8m/s以上30m/s の転移線速を有する記
録材料を用いた光ディスクの場合、記録可能な線速範囲
は1.2m/s以上30m/s 以下である光記録媒体が得られる。
【0018】以上のように調整された組成のXSbTe にお
いては、転移線速のみが合っていれば良いだけではな
く、良好な記録特性特にオーバーライト特性を得るため
には、XaSbxTeyのSb及びTeの組成比 x/(x+y)が原子比で
0.50-0.90 であることが必要である。
【0019】ちなみに、主成分であるSbTeのオーバーラ
イト特性については、図4に示す。これは、X と化合し
化学量論比となるSbおよびTeを差し引いた残りのSb/(Te
+Sb)比r によるオーバーライト特性と同等と考えら
れ、Sb/(Te+Sb)比r が0.75近傍の条件において良好な
オーバーライト特性が得られることがわかった。XaSbxT
eyのSb及びTeの組成比 x/(x+y)が原子比で0.50-0.90 の
場合、残余Sb/(Te+Sb)比r が0.75近傍に設計可能とな
る。
【0020】さらに、光ディスクにおいては、ジッタの
低減および信頼性の確保の観点から転移線速を遅くする
Ag、およびGe、N などを必須元素として添加する必要が
ある。特にN 元素の添加は、効果が顕著である。
【0021】しかしながら、高線速対応の光ディスクに
関しては転移線速を速くする必要があるため、Ag、およ
びGe、N などに対し、Inなどの線速を速くする元素もあ
わせて添加する必要が生ずる。ただし、過剰なInの添加
については再生光安定性が問題となることも実験により
確認されている。結果は表1に示すとおりである。
【0022】結果より、添加元素の含有量 aは(Sb+Te)
に対して原子比で0.15以下であること、とくに望ましく
はInなどの転移線速を速くする元素は10%以下とするこ
とによって、信頼性のある光記録媒体が実現できる。
【0023】記録層以外の処方は以下のとおりである。
光記録媒体の層構成は図5に示す。上部保護層および下
部保護層は各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッ
タリング法、電子ビーム蒸着法等により形成できる。ま
た、その膜厚はその機能、即ち、耐熱層、多重干渉層と
しての機能によっても異なるが、下部保護層は50nmから
110nm あるいは170nm から230nm 、がよい。50nm以下で
は記録層を基板の影響から保護する機能が働かなくな
り、300nm 以上では界面剥離を生じ易くなる。また、上
部保護層は10〜35nmとするのがよい。10nm以下では記録
感度が悪くなり、35nm以上では熱がこもりすぎてしま
う。
【0024】本発明の記録層は一般的にはスパッタ法に
より膜形成が行われ、その膜厚は10〜30nmがよい。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。
【0025】反射放熱層は各種金属が使用可能である
が、特にAl-Ti 、 Al-Ni、 Al-Mn、 Al-Cr、 Al-Zr、 A
l-Si等のAl合金やAg-Pd 等のAg合金が望ましい。これら
の層は真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム法等
により形成され、その膜厚は20〜300nm がよい。20nm以
下では放熱効果が得られない。また、300nm 以上では界
面剥離を生じ易くなる。
【0026】案内溝を有するポリカーボネイト基板1上
に、スパッタリング法によりZnS-SiO2を含有する下部保
護層2、この第1保護層上のXSbTe 記録層3、この記録
層上のZnS-SiO2を含有する上部保護層4、この上部保護
層上のAl-Ti 反射放熱層5を製膜し、この反射放熱層上
にスピンコートにより塗布されたUV硬化樹脂を有する環
境保護層6 が積層されている。各層の製膜条件は、ZnS-
SiO2膜:投入電力3kW、Arガス圧力( 製膜室気圧)2E-3To
rr 、 AgInSbTe 膜:投入電力1kW 、Arガス圧力( 製膜
室気圧)2E-3Torr 、 ZnS-SiO2 膜:投入電力3kW 、 Ar
ガス圧力( 製膜室気圧)2E-3Torr 、 Al 膜:投入電力9k
W 、 Ar ガス圧力( 製膜室気圧)2mTorrとした。
【0027】表1は、本発明の光記録媒体の記録線速8m
/sでの繰り返し記録回数を比較例とともに調べたもので
ある。繰り返し記録回数は、ウインドウ幅Twで規格化し
たシ゛ッタ の値σ/Tw が規格値を満足する最大回数で判定
したものである。トラックピッチは0.74μmである。
【0028】(実施例)次に、実施例によって本発明を
さらに詳細に説明する。ただし本発明は以下の実施例に
よって限定されるものではない。
【0029】実施例1 表1に記載の組成の記録層を20nm、第1の誘電体層を70
nm、第2の誘電体層を20nm反射層を140nm としてポリカ
ーボネート基板上にスパッタ法により成膜した光記録媒
体について、その特性を4.7GBDVD-ROMの2倍速以上であ
る8m/sの記録線速において評価した結果、表1に示す様
な良好な特性が得られた。
【0030】実施例2 実施例1に対し記録層組成を表1のように変更した記録
媒体を評価した結果、ほぼ実施例1と同等の結果を得
た。記録層組成以外は実施例1と同じである。
【0031】実施例3 実施例1と同じ組成の記録層の成膜時に窒素を約3%と
したアルゴン窒素混合ガスを用いて形成した例である。
記録層組成以外は実施例1と同じである。実施例に比較
して保存信頼性が向上した。
【0032】比較例1 記録層の組成比を変え、転移線速を記録線速以下にした
記録層を用いた例である。他の構成は実施例1と同じで
ある。この場合には、オーバーライト特性が実施例より
悪い結果となり、本発明の記録層組成の効果が確認され
た。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】請求項1の、SbTeを必須元素とし、SbTe
に対して少なくとも1種類以上の元素および元素Xを組
み合わせて添加してなるXaSbxTey の組成式の相変化光
記録層において転移線速範囲8m/s以上30m/s 以下の範囲
としたことによって、1.2m/s以上30m/s 以下の記録線速
範囲において良好な記録特性が実現される。
【0035】請求項2の、XaSbxTey のSb及びTeの組成
比 x/(x+y)が原子比で0.50-0.90 としたことにより、オ
ーバーライト特性に優れた高線速に対応する記録媒体が
得られる。
【0036】請求項3の上記添加元素の含有量 aは(Sb+
Te) に対して原子比で0.15以下でとしたことによって再
生光安定性など信頼性に優れた光記録媒体が得られる。
【0037】請求項4の、XがAg、Au、Cu、Zn、B 、A
l、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、N 、P、Bi、La、Ce、Gd、
Tb、のうちから選ばれる1元素あるいは複数の組み合わ
せにより請求項1の転移線速範囲が実現できる。
【0038】請求項5の、上記添加元素を2種以上添加
する場合、添加元素のうちNを添加の必須元素とするこ
とにより保存信頼性の高い高線速対応の光記録媒体が得
られる。
【0039】請求項6の、上記記録媒体の転移線速範囲
は最高記録線速の1倍から1.5倍の範囲に設定するこ
とによって記録特性に優れた光記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、レーザーのCW照射によるSb Te の
反射率変化を示す説明図である。
【図2】本発明でSb Te へAg、Ge、Sn、In、5 %添加
による反射率変化を示す説明図である。
【図3】本発明の記録媒体への転移線速と記録線速の関
係を示す説明図である。
【図4】本発明のSb Te のTe25 %で繰返し記録特性
が良いことを示す説明図である。
【図5】本発明の光記録媒体の層構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 下部保護層 3 記録層 4 上部保護層 5 反射放熱層 6 環境保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 譲原 肇 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 鈴木 栄子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 小名木 伸晃 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 田代 浩子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H111 EA04 EA12 EA23 EA31 EA32 EA40 FA01 FB04 FB05 FB06 FB07 FB09 FB10 FB12 FB17 FB19 FB20 FB21 FB24 FB30 5D029 JA01 JB18 JB35 JC02 5D090 AA01 BB05 CC01 CC02 DD01 EE05 FF21

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Sb、Teを必須元素とし、SbTeに対して少
    なくとも1種類以上の元素Xを組み合わせて添加してな
    るXa Sbx Tey の組成式の相変化光記録層を有し、記録
    層がレーザー光の照射により結晶相からアモルファス相
    へ変化することにより情報の記録を行う光記録媒体であ
    って、当該媒体は、レーザー光のCW照射により反射率が
    ハイレベルからローレベルに転移する線速範囲が8m/s以
    上30m/s 以下の範囲であり、記録可能な線速範囲は1.2m
    /s以上30m/s 以下であることを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 SbとTeの組成比 x/(x+y)が原子比で0.50
    -0.90 であることを特徴とする請求項1に記載の光記録
    媒体。
  3. 【請求項3】 上記添加元素の含有量 aは(Sb+Te) に対
    して原子比で0.15以下であることを特徴とする請求項1
    または2項に記載の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 XがAg、Au、Cu、Zn、B 、Al、Ga、In、
    Si、Ge、Sn、Pb、N、P 、Bi、La、Ce、Gd、Tb、のうち
    から選ばれる1元素あるいは複数の組み合わせによるこ
    とを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の
    光記録媒体。
  5. 【請求項5】 Xとして複数の元素を採用する場合に、
    少なくとも1つをNとすることを特徴とする請求項1か
    ら4のいずれか1項に記載の光記録媒体。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項に記載の
    記録媒体において、レーザー光のCW照射により反射率が
    ハイレベルからローレベルに転移する線速範囲を光記録
    媒体の読み取り装置の最高線速の1倍から1.5倍の範
    囲に設定されることを特徴とする光記録媒体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7149154B2 (en) 2002-02-01 2006-12-12 Tdk Corporation Medium and method for providing a desirable direct overwriting characteristic for optical data recorded at different linear recording velocities
US7611762B2 (en) 2002-09-13 2009-11-03 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium

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