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JPH1166611A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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Publication number
JPH1166611A
JPH1166611A JP9240514A JP24051497A JPH1166611A JP H1166611 A JPH1166611 A JP H1166611A JP 9240514 A JP9240514 A JP 9240514A JP 24051497 A JP24051497 A JP 24051497A JP H1166611 A JPH1166611 A JP H1166611A
Authority
JP
Japan
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dielectric layer
layer
recording
recording medium
optical recording
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
JP9240514A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiro Yoshinari
次郎 吉成
Hiroyasu Inoue
弘康 井上
Tatsuya Kato
達也 加藤
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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 TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP9240514A priority Critical patent/JPH1166611A/ja
Priority to US09/129,386 priority patent/US5978349A/en
Publication of JPH1166611A publication Critical patent/JPH1166611A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録マーク以外の領域(結晶状態)での記録
層の吸収率(Ac)と記録マーク(非結晶状態)での記
録層の吸収率(Aa)との差が小さいか、Ac>Aaで
あり、ZnSとSiO2とを主成分とする誘電体層を記
録層の両側に有する相変化型光記録媒体において、オー
バーライト可能回数を増大させる。 【解決手段】 記録層の下側に第1誘電体層を、上側に
第2誘電体層を有し、Ac/Aa≧0.9であること、
および/または、光透過率が1%以上であること、を満
足し、第1誘電体層が、基体側に誘電体層1aを、記録
層側に誘電体層1bを含み、[SiO2/(ZnS+S
iO2)]が、誘電体層1aにおいて2〜40モル%
(40モル%を含まず)、誘電体層1bにおいて40〜
80モル%、第2誘電体層において40〜80モル%で
あり、第2誘電体層の厚さが10〜35nmである光記録
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、相変化型の光記録
媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度記録が可能で、しかも記録
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変
化型のものは、レーザー光を照射することにより記録層
の結晶状態を変化させて記録を行い、このような状態変
化に伴なう記録層の反射率変化を検出することにより再
生を行うものである。相変化型の光記録媒体は、駆動装
置の光学系が光磁気記録媒体のそれに比べて単純である
ため、注目されている。
【0003】相変化型の記録層には、結晶質状態と非晶
質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安定
度が比較的高いことなどから、Ge−Sb−Te系等の
カルコゲナイト系材料が用いられることが多い。
【0004】相変化型光記録媒体において情報を記録す
る際には、記録層が融点以上まで昇温されるような高パ
ワー(記録パワー)のレーザー光を照射する。記録パワ
ーが加えられた部分では記録層が溶融した後、急冷さ
れ、非晶質の記録マークが形成される。一方、記録マー
クを消去する際には、記録層がその結晶化温度以上であ
ってかつ融点未満の温度まで昇温されるような比較的低
パワー(消去パワー)のレーザー光を照射する。消去パ
ワーが加えられた記録マークは、結晶化温度以上まで加
熱された後、徐冷されることになるので、結晶質に戻
る。したがって、相変化型光記録媒体では、単一の光ビ
ームの強度を変調することにより、オーバーライトが可
能である。
【0005】相変化型光記録媒体では、通常、記録層の
両側に誘電体層が形成されている。これらの誘電体層に
は、 1)レーザー光照射による熱履歴に対し、記録層や基板
などを保護できること、 2)各層の界面で反射してくる光の干渉効果を利用して
再生信号を増幅できること、 3)各誘電体層の熱伝導率等を適当に調整することによ
り、記録・消去特性を調整できること などが求められる。
【0006】このような条件を満足する誘電体層とし
て、屈折率の高いZnSを主成分とするものが用いられ
ることが多い。例えば、特開昭63−103453号公
報には、ZnSとSiO2との混合物からなる誘電体層
を有する光学式情報記録部材が記載されている。同公報
では、記録時の照射パワーに対する感度の上昇と、誘電
体材料の記録消去の繰り返し回数の増大とを効果として
おり、感度の上昇は誘電体層の熱定数の最適化によるも
ので、記録消去の繰り返し回数の増大は、記録および消
去に要するレーザーパワーの低下によるものとしてい
る。同公報では、SiO2/(ZnS+SiO2)が10
〜30モル%のときに、記録および消去に要するレーザ
ーエネルギーが最も少なくてすむので好ましいとしてい
る。
【0007】しかし、Ge−Sb−Te系材料などから
構成される記録層の両側に、ZnSを主成分とする誘電
体層を設けた相変化型光記録媒体では、オーバーライト
の繰り返しによりC/N低下が生じ、数千回程度でオー
バーライトが不可能となってしまう。オーバーライトに
よるC/N低下の原因としては、隣接する誘電体層との
間での元素拡散などに起因する記録層の組成変化の影響
が大きいと考えられる。
【0008】特開平2−177141号公報には、記録
層と誘電体層との間の反応を抑える提案が記載されてい
る。同公報に記載された光学式情報記録媒体は、光を吸
収し、情報の書き込みおよび消去をする記録層と、この
記録層の少なくとも一方に、金属のカルコゲン化物と、
このカルコゲン化物と互いに固溶しない化合物を主成分
とした保護層とを有するものである。この保護層は、組
成比が膜厚方向に変化し、かつ記録層と接する界面付近
で上記化合物の割合を大きくしたものである。上記カル
コゲン化物としてはZnSが、上記化合物としてはSi
2が例示されている。同公報では、保護層におけるS
iO2の割合を、記録層との界面付近で大きくすること
により、記録層と保護層との反応が抑えられ、記録層の
変質を防止でき、この結果、反射率の変化もなく数百万
サイクルの記録および消去が安定に行える、としてい
る。同公報の実施例1では、基板上に、まず、ZnSに
SiO2を20%含有させた第1の誘電体層(厚さ10
0nm)を形成し、この上に、SiO2の割合が90%以
上である保護層(厚さ20nm)、Te−Ge−Sbから
なる記録層、上記保護層(厚さ20nm)、第1の誘電体
層と同様な第2の誘電体層(厚さ200nm)、NiCr
からなる反射層(厚さ40nm)を形成している。また、
同公報の実施例2では、実施例1の「誘電体層+保護
層」に替えて、記録層付近でSiO2の割合が高くなる
(90%以上となる)傾斜組成の保護層を設けている。
【0009】ところで、相変化型光記録媒体では、結晶
−非結晶間の反射率の違いを利用するため、記録マーク
以外の領域(結晶状態)における記録層の吸収率(A
c)と記録マーク(非結晶状態)における記録層の吸収
率(Aa)とが異なることが多く、一般にAc<Aaと
なっている。なお、AcおよびAaは、いずれも記録再
生用レーザー光の波長における値である。このため、オ
ーバーライト領域が結晶であったか非結晶であったかに
よって記録感度および消去率が異なることになる。この
結果、オーバーライトによって形成される記録マークに
長さおよび幅のばらつきが生じて、ジッターが大きくな
り、エラーとなることもある。高密度化のために記録マ
ークの両端に情報を担持させるマークエッジ記録を行っ
ている場合には、記録マークの長さの変動の影響を受け
やすいため、エラーがさらに多くなってしまう。この問
題を解決するためには、AaとAcとの差が小さいこと
が好ましく、潜熱の影響を考慮すると、Ac>Aaとす
ることがより好ましい。このためには、記録層やそれを
挟んで設けられる誘電体層の厚さを制御すればよいが、
通常の構造の媒体では、Ac>Aaとすると、記録マー
ク以外の領域における媒体からの反射率(Rc)と記録
マークにおける媒体からの反射率(Ra)との差が小さ
くなって、C/Nが低くなるという問題が生じてしま
う。
【0010】このような事情から、例えば特開平8−1
24218号公報では、基体上に第1誘電体層、記録
層、第2誘電体層、反射層、第3誘電体層、紫外線硬化
樹脂層を順に積層した構成の光学情報記録媒体におい
て、Ac>Aaとし、反射層として透過性の極薄金属
膜、SiまたはGeを用い、第3誘電体層として屈折率
が1.5より大きな誘電体を用いる旨の提案がなされて
いる。光透過性の反射層と高屈折率の第3誘電体層とを
設けることにより、Rc−Raを大きく保ったままAc
>Aaとすることが可能となる。本明細書では、Acと
Aaとの差が小さいか、Ac>Aaである構造を、吸収
率補正構造という。
【0011】このような吸収率補正構造の光記録媒体で
も、通常の光記録媒体と同様に誘電体層にはZnSとS
iO2とを主成分とするものを用いることが好ましい。
しかし、この構造の光記録媒体においても、ZnS−S
iO2誘電体層を設けると繰り返しオーバーライトによ
りジッターが増大し、また、モジュレーション(結晶質
部の反射率と非結晶質部の反射率との差)の減少も生じ
る。その結果、オーバーライト可能回数が少なくなって
しまう。
【0012】そこで、吸収率補正構造の光記録媒体のオ
ーバーライト可能回数の増大を目的として、本発明者ら
は上記特開平2−177141号公報の実施例に準じて
吸収率補正構造の光記録媒体を作製した。しかし、この
光記録媒体では、オーバーライトを繰り返したときにジ
ッターの増大が著しく、しかも、オーバーライト初期か
ら大きなジッターを示し、また、モジュレーション減少
も改善されないことがわかった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
マーク以外の領域(結晶状態)における記録層の吸収率
(Ac)と記録マーク(非結晶状態)における記録層の
吸収率(Aa)との差が小さいか、Ac>Aaであり、
硫化亜鉛と酸化ケイ素とを主成分とする誘電体層を記録
層の両側に有する相変化型光記録媒体において、オーバ
ーライト可能回数を増大させることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(6)のいずれかの構成により達成される。 (1) 基体上に相変化型の記録層を有し、記録層の下
側および上側にそれぞれ記録層と接する第1誘電体層お
よび第2誘電体層を有する光記録媒体であって、 条件I:記録再生用のレーザー光波長における記録層の
吸収率を、結晶質部でAcとし、非結晶質部でAaとし
たとき、 Ac/Aa≧0.9 であること、 条件II:基体の下側から記録再生用のレーザー光を照射
したとき、透過率が1%以上であること、としたとき、
条件Iおよび/または条件IIを満足し、少なくとも1
0,000回のオーバーライトを行った後、記録マーク
と消去領域との間の反射率差が、オーバーライト初期に
おける前記反射率差の85%以上である光記録媒体。 (2) 基体上に相変化型の記録層を有し、記録層の下
側および上側にそれぞれ記録層と接する第1誘電体層お
よび第2誘電体層を有する光記録媒体であって、 条件I:記録再生用のレーザー光波長における記録層の
吸収率を、結晶質部でAcとし、非結晶質部でAaとし
たとき、 Ac/Aa≧0.9 であること、 条件II:基体の下側から記録再生用のレーザー光を照射
したとき、透過率が1%以上であること、 としたとき、条件Iおよび/または条件IIを満足し、第
1誘電体層および第2誘電体層が硫化亜鉛および酸化ケ
イ素を主成分とするものであり、第1誘電体層が、基体
側に誘電体層1aを、記録層側に誘電体層1bをそれぞ
れ含み、 硫化亜鉛および酸化ケイ素をそれぞれZnSおよびSi
2に換算して酸化ケイ素含有率[SiO2/(ZnS+
SiO2)]を求めたとき、誘電体層1aの酸化ケイ素
含有率が2〜40モル%(40モル%を含まず)であ
り、誘電体層1bの酸化ケイ素含有率が40〜80モル
%であり、第2誘電体層の酸化ケイ素含有率が40〜8
0モル%であり、第2誘電体層の厚さが10〜35nmで
ある光記録媒体。 (3) 誘電体層1bの厚さが5〜40nmであって、か
つ、第1誘電体層の厚さ(t1)に対する誘電体層1b
の厚さ(t1b)の比(t1b/t1)が、0.02〜0.
5である上記(2)の光記録媒体。 (4) 上記(1)の光記録媒体である上記(2)また
は(3)の光記録媒体。 (5) 第2誘電体層上に反射層を有し、この反射層
が、金属から構成された厚さ40nm以下のものである
か、SiまたはGeから構成された厚さ80nm以下のも
のである上記(1)〜(4)のいずれかの光記録媒体。 (6) 反射層上に第3誘電体層を有する上記(5)の
光記録媒体。
【0015】
【作用および効果】本発明が対象とする光記録媒体は、
吸収率補正構造のもの、すなわち、上記した条件I(A
c/Aa≧0.9)および/または条件II(透過率1%
以上)を満足するものである。
【0016】本発明の光記録媒体は、図1に示すよう
に、基体2上に、第1誘電体層31、相変化型の記録層
4および第2誘電体層32を少なくとも有し、第1誘電
体層31と第2誘電体層32とが、ZnSおよびSiO
2を主成分として含有するものである。
【0017】第1誘電体層31は、基体2近傍に誘電体
層1aを、記録層4近傍に誘電体層1bをそれぞれ含
む。誘電体層1aは相対的にZnS含有率が高く、誘電
体層1bは相対的にSiO2含有率が高い領域である。
そして、第2誘電体層は、SiO2含有率が誘電体層1
bと同様であり、かつ、厚さが35nm以下である。吸収
率補正構造の媒体をこの構成とすることにより、オーバ
ーライト初期からジッターを小さくでき、また、オーバ
ーライトの繰り返しによるジッターの増大を抑えること
ができ、モジュレーションの減少も抑制することができ
るので、オーバーライト可能回数を多くすることができ
る。
【0018】本発明者らが上記特開平2−177141
号公報記載の実施例に準じて作製した光記録媒体では、
オーバーライト初期からジッターが著しく大きかった
が、これは、第2誘電体層の厚さを220nmとしたこと
によると考えられる。このように第2誘電体層が厚い
と、記録マーク形成の際に、記録層のレーザービーム照
射スポットから放散される熱が第2誘電体層の面内方向
に大きく広がってしまうため、記録マークのエッジ形状
がシャープにならなくなる。このため、ジッターが著し
く大きくなってしまう。これに対し本発明では、第2誘
電体層の厚さを35nm以下とするので、オーバーライト
初期からジッターを小さくすることができる。
【0019】また、本発明者らが、上記特開平2−17
7141号公報記載の実施例に準じて作製した光記録媒
体では、第2誘電体層の厚さを薄くしても、繰り返しオ
ーバーライトによるジッターの増大およびモジュレーシ
ョンの低下を抑えることはできなかった。これに対し本
発明では、それぞれ記録層に接する誘電体層1bおよび
第2誘電体層のSiO2含有率を40〜80モル%に規
制することにより、繰り返しオーバーライトによるジッ
ター増大およびモジュレーション低下を抑えることを可
能とした。この理由は明らかではないが、理由の一つと
して、吸収率補正構造における熱移動の問題が考えられ
る。吸収率補正構造の媒体では、通常の媒体と異なり厚
い金属反射層を設けないため、第2誘電体層が冷却され
にくい。このため、上記特開平2−177141号公報
記載の実施例に準じて作製した光記録媒体では、記録層
の上側にあるZnS含有率の高い誘電体層からZnやS
が拡散しやすいと考えられる。したがって、記録層に接
してSiO2含有率の高い誘電体層を設けても、Znや
Sの記録層中への拡散を十分に抑えることができなかっ
たと考えられる。これに対し本発明では、第2誘電体層
全体においてSiO2含有率を40モル%以上とするの
で、ZnやSの拡散が少ないと考えられる。本発明にお
いて誘電体層1bおよび第2誘電体層のSiO2含有率
を80モル%以下に規制するのは、吸収率補正構造にお
いて、上記特開平2−177141号公報記載の実施例
のように記録層に接する領域のSiO2含有率を90モ
ル%以上と高くすると、ジッター増大およびモジュレー
ション低下を抑えることができなかったからである。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0021】本発明の光記録媒体は、上記した吸収率補
正構造のものであり、具体的には、下記の条件Iおよび
/または条件IIを満足する。
【0022】条件I:記録再生用のレーザー光波長にお
ける記録層の吸収率を、結晶質部でAcとし、非結晶質
部でAaとしたとき、 Ac/Aa≧0.9 であること。
【0023】なお、条件Iにおいて、好ましくはAc=
Aaであり、潜熱の影響を考慮すると、さらに好ましく
はAc>Aaである。AcおよびAaは、媒体を構成す
る各層の光学定数と記録再生用レーザー光の波長とか
ら、算出することができる。
【0024】条件II:基体の下側から記録再生用のレー
ザー光を照射したとき、透過率が1%以上であること。
【0025】なお、条件IIにおける透過率は、好ましく
は3%以上である。条件IIにおける透過率、すなわち入
射光に対する透過光の比率は、基体上に無機層だけが存
在する状態で測定した値である。すなわち、例えば図1
の構成では保護層6を除いた状態であり、記録層、誘電
体層、反射層等の無機層間での多重反射の結果としての
透過率を意味する。透過率がこのような範囲にあれば、
Aaに対するAcの比率が向上する。そして、AcとA
aとを上記した望ましい関係とすることが容易となる。
【0026】条件IIにおける透過率は、分光光度計で測
定すればよい。測定する領域は特に限定されず、結晶質
部であっても非晶質部であってもよいが、通常は、グル
ーブの存在しない結晶質領域(ミラー部)で測定すれば
よい。
【0027】本発明の光記録媒体は、条件Iおよび/ま
たは条件IIを満足し、かつ、記録層の下側および上側に
誘電体層を有する構造であればよいが、好ましくは、図
1に示す構造とする。
【0028】図1に示す光記録媒体は、基体2上に、第
1誘電体層31、記録層4、第2誘電体層32、反射層
5、第3誘電体層33および保護層6をこの順に設けた
片面記録型(単板型)媒体である。なお、この片面記録
型媒体を2枚用い、保護層6が内側になるように接着層
により接着した両面記録型の媒体にも、本発明は適用で
きる。また、上記片面記録型媒体と保護基体とを接着層
により接着した媒体にも、本発明は適用できる。
【0029】基体 本発明の光記録媒体では基体2を通して記録層4に光ビ
ームが照射されるので、基体2は、用いる光ビームに対
して実質的に透明である材質、例えば、樹脂やガラスな
どから構成されることが好ましい。樹脂としては、アク
リル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレ
フィン等を用いればよい。基体の形状および寸法は特に
限定されないが、通常、ディスク状とし、厚さは0.5
〜3mm程度、直径は50〜360mm程度とする。基体の
表面には、トラッキング用やアドレス用等のために、グ
ルーブ等の所定のパターンが必要に応じて設けられる。
【0030】本発明の光記録媒体は、特に高密度記録に
適し、特に、グルーブとランドとの両方を記録トラック
とする構成(ランド・グルーブ記録)に適する。この場
合の記録トラックピッチは、通常、0.3〜1.0μm
程度とすることが好ましい。
【0031】第1誘電体層31、第2誘電体層32 第1誘電体層31は、記録層の酸化を防ぎ、また、記録
時に記録層から基体に伝わる熱を遮断して基体を保護す
る。第2誘電体層32は、記録層を保護すると共に、記
録後、記録層に残った熱の放出を調整するために設けら
れる。また、両誘電体層を設けることにより、変調度を
向上させることができる。
【0032】第1誘電体層31には、基体2側に誘電体
層1aが存在し、記録層4側に誘電体層1bが存在す
る。
【0033】誘電体層1aの酸化ケイ素含有率は、2〜
40モル%(40モル%を含まず)、好ましくは10〜
30モル%である。誘電体層1aの酸化ケイ素含有率が
高すぎると、屈折率が小さくなりすぎて高C/Nが得ら
れにくくなる。一方、酸化ケイ素含有率が低すぎると、
オーバーライト可能回数が少なくなってしまう。
【0034】誘電体層1bの酸化ケイ素含有率は、40
〜80モル%、好ましくは45〜70モル%である。誘
電体層1bは、誘電体層1aから記録層4へのZnやS
の拡散を抑えるために設けられる。誘電体層1bの酸化
ケイ素含有率が低すぎると、ZnやSの拡散を十分に抑
えることができなくなり、オーバーライト可能回数が少
なくなってしまう。一方、酸化ケイ素含有率が高すぎて
もオーバーライト可能回数が少なくなってしまう。
【0035】第2誘電体層の酸化ケイ素含有率は、40
〜80モル%、好ましくは45〜70モル%である。第
2誘電体層の酸化ケイ素含有率が低すぎると、ZnやS
の拡散によりオーバーライト可能回数が少なくなってし
まう。一方、酸化ケイ素含有率が高すぎてもオーバーラ
イト可能回数が少なくなってしまう。
【0036】第1誘電体層は、均質な誘電体層を積層し
たものであってもよく、基体2側から記録層4側にかけ
て酸化ケイ素含有率が段階的または連続的に増大する傾
斜組成構造であってもよい。傾斜組成構造である場合、
誘電体層1aに相当する領域と誘電体層1bに相当する
領域との境界は、上記した酸化ケイ素含有率によって決
定する。また、第2誘電体層は、酸化ケイ素含有率が上
記範囲内にあれば、複数の誘電体層の積層構造であって
もよく、傾斜組成構造であってもよい。
【0037】なお、本明細書において、各誘電体層がそ
れぞれ満足すべき上記酸化ケイ素含有率は、層の平均値
としてだけでなく、層全体を通して満足される必要があ
る。
【0038】本明細書における酸化ケイ素含有率は、硫
化亜鉛および酸化ケイ素をそれぞれZnSおよびSiO
2に換算して、SiO2/(ZnS+SiO2)により求
めた値である。すなわち、蛍光X線分析などにより求め
たS量、Zn量、Si量に基づいて決定する。なお、例
えばSに対しZnが過剰であった場合や、Znに対しS
が過剰であった場合には、過剰なZnやSは、他の化合
物(ZnO等)として含有されているか、遊離状態で存
在しているものと考え、ZnS含有率算出の際にはZn
およびSのうち少ないほうに合わせる。
【0039】第1誘電体層31の厚さは、好ましくは3
0〜300nm、より好ましくは50〜250nmである。
第1誘電体層をこのような厚さとすることにより、記録
に際しての基体損傷を効果的に防ぐことができ、変調度
も高くなる。
【0040】誘電体層1bの厚さは、好ましくは5〜4
0nm、より好ましくは5〜30nmである。また、第1誘
電体層の厚さ(t1)に対する誘電体層1bの厚さ(t
1b)の比(t1b/t1)は、好ましくは0.02〜0.
5、より好ましくは0.05〜0.4である。誘電体層
1bが薄すぎたり、t1b/t1が小さすぎたりすると、
オーバーライト可能回数の向上が不十分となる。一方、
誘電体層1bが厚すぎたり、t1b/t1が大きすぎたり
すると、誘電体層1aを十分に厚くできなくなるため、
高C/Nが得られにくくなる。
【0041】第2誘電体層32の厚さは、10〜35n
m、好ましくは13〜25nmである。第2誘電体層をこ
のような厚さとすることにより冷却速度が速くなるの
で、記録マークのエッジが明瞭となってジッターが小さ
くなる。また、このような厚さとすることにより、変調
度を高くすることができる。
【0042】第1誘電体層および第2誘電体層には、0
〜1000℃においてその硫化物生成標準自由エネルギ
ーがZnS生成標準自由エネルギーより低い元素(以
下、金属元素Aという)を含有させることが好ましい。
誘電体層中に金属元素Aを含有させることにより、繰り
返しオーバーライトの際に誘電体層からのSやZnの遊
離を抑制することができ、これによりジッター増大を防
ぐことができるので、オーバーライト可能回数を増やす
ことができる。
【0043】金属元素Aとしては、Ce、Ca、Mg、
Sr、BaおよびNaの少なくとも1種を用いることが
好ましく、硫化物生成標準自由エネルギーが小さいこと
から、Ceを用いることが特に好ましい。例えば300
Kでは、ZnS生成標準自由エネルギーは約−230kJ
/mol、CeS生成標準自由エネルギーは約−540kJ/m
ol、CaS生成標準自由エネルギーは約−510kJ/mo
l、MgS生成標準自由エネルギーは約−390kJ/mo
l、SrS生成標準自由エネルギーは約−500kJ/mo
l、BaS生成標準自由エネルギーは約−460kJ/mo
l、Na2S生成標準自由エネルギーは約−400kJ/mol
である。
【0044】誘電体層中において、全金属元素に対する
金属元素Aの比率は、2原子%未満、好ましくは1.5
原子%以下、より好ましくは1.3原子%以下である。
金属元素Aの比率が高すぎると、繰り返しオーバーライ
ト時のジッター増大抑制効果が実現しない。なお、金属
元素Aの添加による効果を十分に実現するためには、金
属元素Aの比率を好ましくは0.01原子%以上、より
好ましくは0.03原子%以上とする。全金属元素中の
金属元素Aの比率は、蛍光X線分析やEPMA(電子線
プローブX線マイクロアナリシス)などにより測定する
ことができる。なお、誘電体層中における全金属量を求
める際には、Si等の半金属も加えるものとする。
【0045】誘電体層中において、金属元素Aは、単
体、硫化物、酸化物、フッ化物等のいずれの形態で存在
していてもよい。
【0046】なお、以上では誘電体層中に金属元素Aを
含有させる構成について説明したが、誘電体層と記録層
との間に金属元素Aを含有する中間層を設ける構成とし
てもよい。このような中間層としては、例えば、酸化セ
リウム(CeO2)単体からなるもの、あるいはZnS
−CeO2混合物からなるものなどが挙げられる。
【0047】各誘電体層は、スパッタ法や蒸着法等の気
相成長法により形成することが好ましく、特にスパッタ
法により形成することが好ましい。スパッタ法を用いて
傾斜組成構造とする場合には、例えば、ターゲットとし
てSiO2とZnSとを用いる多元スパッタ法を利用
し、成膜初期から終期にかけて、各ターゲットへ投入す
るパワーの比を段階的または連続的に変化させればよ
い。
【0048】誘電体層中に上記金属元素Aを含有させる
ためには、様々な方法を利用することができる。例え
ば、金属元素AがCeである場合には、Ce単体やCe
2からなるチップを、誘電体層の主成分となる主ター
ゲット上に載せたものをターゲットとして用いてもよ
く、主ターゲット中にCeO2やその他のCe化合物と
して含有させてもよい。また、金属元素AとしてCaや
Mgを用いる場合、上記主ターゲット上にCaOやMg
Oからなるチップを載せてターゲットとしてもよいが、
これらには潮解性があるので、好ましくない。したがっ
て、この場合には、CaF2やMgF2からなるチップを
主ターゲット上に載せてターゲットとすることが好まし
い。金属元素AとしてSr、Ba、Naなどを用いる場
合も、潮解性の点で、酸化物チップよりもフッ化物チッ
プを用いるほうが好ましい。また、Ca、Mg、Sr、
Ba、Naは、酸化物やこれ以外の化合物として主ター
ゲット中に含有させて用いてもよい。なお、主ターゲッ
トには、ZnS−SiO2などのような複合ターゲット
を用いてもよく、主ターゲットとしてZnSとSiO2
とをそれぞれ単独で用いるような多元スパッタ法を利用
してもよい。
【0049】スパッタは、通常、Ar雰囲気中で行う
が、上記金属元素Aを含有させる場合には、好ましくは
ArとO2との混合雰囲気中でスパッタを行う。スパッ
タ時のO2導入は、金属元素A単体からなるチップを上
記主ターゲット上に載せてスパッタを行う場合に特に有
効であるが、金属元素Aの化合物からなるチップを主タ
ーゲットに載せたり、主ターゲットに金属元素Aの化合
物を含有させたりする場合にも有効である。スパッタ雰
囲気中へのO2導入量を流量比O2/(Ar+O2)で表
したとき、この流量比は好ましくは30%以下、より好
ましくは25%以下である。O2導入量が多すぎると、
記録パワーは低下するが消去パワーは変化しないため、
消去パワーマージンが極度に狭くなってしまい、好まし
くない。なお、O2導入による効果を十分に発揮させる
ためには、上記流量比を好ましくは5%以上、より好ま
しくは10%以上とする。
【0050】第3誘電体層33 第3誘電体層33は、好ましくは保護層6よりも屈折率
の高い材料から構成する。第3誘電体層は必須ではない
が、第3誘電体層を設けることにより、前記特開平8−
124218号公報記載の発明と同様に、記録マークと
それ以外の領域との間の反射率差を大きく保ったまま、
前記Ac/Aaを大きくすることができる。
【0051】第3誘電体層の構成材料は、第1誘電体層
および第2誘電体層と同様に、ZnSおよびSiO2
主成分とするものが好ましいが、他の各種酸化物、窒化
物、これらの混合物などから適宜選択してもよい。
【0052】第3誘電体層の厚さは、好ましくは30〜
120nm、より好ましくは40〜90nmである。第3誘
電体層が薄すぎると信号出力が低くなってしまい、厚す
ぎると、隣接トラックの信号が消去される現象(クロス
イレーズ)が生じてしまう。
【0053】記録層4 記録時に高温まで誘電体層が加熱される相変化型記録媒
体であれば、記録層の組成によらず本発明の効果は認め
られるので、記録層の組成は特に限定されない。ただ
し、以下に説明するGe−Sb−Te系組成やIn−A
g−Te−Sb系組成、特にGe−Sb−Te系組成の
記録層を有する相変化型光記録媒体に対し、本発明は特
に有効である。
【0054】Ge−Sb−Te系組成の記録層では、構
成元素の原子比を 式I Gea Sbb Te1-a-b で表わしたとき、好ましくは 0.08≦a≦0.25、 0.20≦b≦0.40 である。
【0055】式Iにおいてaが小さすぎると、記録マー
クが結晶化しにくくなり、消去率が低くなってしまう。
aが大きすぎると、多量のTeがGeと結合することに
なり、その結果、Sbが析出して記録マークが形成しに
くくなる。
【0056】式Iにおいてbが小さすぎると、Teが多
くなりすぎるために高温での保存時に記録マークが結晶
化しやすくなって、信頼性が低くなってしまう。bが大
きすぎると、Sbが析出して記録マークが形成しにくく
なる。
【0057】この組成系における記録層の厚さは、好ま
しくは12〜50nmである。記録層が薄すぎると結晶相
の成長が困難となり、相変化に伴なう反射率変化が不十
分となる。一方、記録層が厚すぎると、反射率および変
調度が低くなってしまう。
【0058】In−Ag−Te−Sb系組成の記録層で
は、構成元素の原子比を 式II [(InaAgbTe1-a-b1-cSbc1-dd で表したとき、好ましくは a=0.1〜0.3、 b=0.1〜0.3、 c=0.5〜0.8、 d=0〜0.10 であり、より好ましくは a=0.11〜0.28、 b=0.15〜0.28、 c=0.55〜0.78、 d=0.005〜0.05 である。
【0059】式IIにおいてaが小さすぎると、記録層中
のIn含有率が相対的に低くなりすぎる。このため、記
録マークの非晶質化が不十分となって変調度が低下し、
また、信頼性も低くなってしまう。一方、aが大きすぎ
ると、記録層中のIn含有率が相対的に高くなりすぎ
る。このため、記録マーク以外の反射率が低くなって変
調度が低下してしまう。
【0060】式IIにおいてbが小さすぎると、記録層中
のAg含有率が相対的に低くなりすぎる。このため、記
録マークの再結晶化が困難となって、繰り返しオーバー
ライトが困難となる。一方、bが大きすぎると、記録層
中のAg含有率が相対的に高くなり、過剰なAgが記録
および消去の際に単独でSb相中に拡散することにな
る。このため、書き換え耐久性が低下すると共に、記録
マークの安定性および結晶質部の安定性がいずれも低く
なってしまい、信頼性が低下する。すなわち、高温で保
存したときに記録マークの結晶化が進んで、C/Nや変
調度が劣化しやすくなる。また、繰り返して記録を行な
ったときのC/Nおよび変調度の劣化も進みやすくな
る。
【0061】また、a+bが小さすぎるとTeが過剰と
なってTe相が形成される。Te相は結晶転移速度を低
下させるため、消去が困難となる。一方、a+bが大き
すぎると、記録層の非晶質化が困難となり、信号が記録
できなくなる可能性が生じる。
【0062】式IIにおいてcが小さすぎると、相変化に
伴なう反射率差は大きくなるが結晶転移速度が急激に遅
くなって消去が困難となる。一方、cが大きすぎると、
相変化に伴なう反射率差が小さくなって変調度が小さく
なる。
【0063】式IIにおける元素Mは、H、Si、C、
V、W、Ta、Zn、Ti、Ce、Tb、Ge、Sn、
PbおよびYから選択される少なくとも1種の元素であ
る。元素Mは、書き換え耐久性を向上させる効果、具体
的には、書き換えの繰り返しによる消去率の低下を抑え
る効果を示す。また、高温・高湿などの悪条件下での信
頼性を向上させる。このような効果が強力であることか
ら、元素MのうちV、Ta、Ce、GeおよびYの少な
くとも1種が好ましく、VおよびTaの少なくとも1種
がより好ましく、Vが特に好ましい。
【0064】元素Mの含有率を表すdが大きすぎると、
相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分な変調度
が得られなくなる。dが小さすぎると、元素M添加によ
る効果が不十分となる。
【0065】この組成系では、記録層にはAg、Sb、
Te、Inおよび必要に応じて添加されるMだけを用い
ることが好ましいが、Agの一部をAuで置換してもよ
く、Sbの一部をBiで置換してもよく、Teの一部を
Seで置換してもよく、Inの一部をAlおよび/また
はPで置換してもよい。
【0066】AuによるAgの置換率は、好ましくは5
0原子%以下、より好ましくは20原子%以下である。
置換率が高すぎると、記録マークが結晶化しやすくなっ
て高温下での信頼性が悪化する。
【0067】BiによるSbの置換率は、好ましくは5
0原子%以下、より好ましくは20原子%以下である。
置換率が高すぎると記録層の吸収係数が増加して光の干
渉効果が減少し、このため結晶−非晶質間の反射率差が
小さくなって変調度が低下し、高C/Nが得られなくな
る。
【0068】SeによるTeの置換率は、好ましくは5
0原子%以下、より好ましくは20原子%以下である。
置換率が高すぎると結晶転移速度が遅くなりすぎ、十分
な消去率が得られなくなる。
【0069】Alおよび/またはPによるInの置換率
は、好ましくは40原子%以下、より好ましくは20原
子%以下である。置換率が高すぎると、記録マークの安
定性が低くなって信頼性が低くなる。なお、AlとPと
の比率は任意である。
【0070】なお、この組成系において繰り返し書き換
え後の記録層の吸収係数kは、結晶状態のときが3.3
程度、微結晶ないし非晶質のときが2.2程度である。
【0071】この組成系の記録層の厚さは、好ましくは
9.5〜50nm、より好ましくは13〜30nmである。
記録層が薄すぎると結晶相の成長が困難となり、相変化
に伴なう反射率変化が不十分となる。一方、記録層が厚
すぎると、記録マーク形成時に記録層の厚さ方向へAg
が多量に拡散し、記録層面内方向へ拡散するAgの比率
が小さくなってしまうため、記録層の信頼性が低くなっ
てしまう。また、記録層が厚すぎると、反射率および変
調度が低くなってしまう。
【0072】記録層の組成は、EPMAやX線マイクロ
アナリシス、ICPなどにより測定することができる。
【0073】記録層の形成は、スパッタ法により行うこ
とが好ましい。スパッタ条件は特に限定されず、例え
ば、複数の元素を含む材料をスパッタする際には、合金
ターゲットを用いてもよく、ターゲットを複数個用いる
多元スパッタ法を用いてもよい。
【0074】反射層5 反射層5は、光透過率が高い極薄の金属層から構成され
るか、記録・再生波長が含まれる近赤外から赤外域にか
けての透過性が高いSiやGe等から構成されることが
好ましい。反射層の厚さは、記録層の記録マーク以外の
領域と記録マークとの間での吸収率差を補正できるよう
に適宜決定すればよい。反射層の好ましい厚さ範囲は構
成材料によって大きく異なるので、構成材料に応じて厚
さを適宜決定すればよい。例えばAu等の金属を用いる
場合には、反射層の厚さを好ましくは40nm以下、より
好ましくは10〜30nmとし、SiまたはGeを用いる
場合には、反射層の厚さを好ましくは80nm以下、より
好ましくは40〜70nmとする。反射層が薄すぎるとC
/Nの低下を招き、反射層が厚すぎると前述した吸収率
補正効果が不十分となる。
【0075】反射層を金属から構成する場合、Auまた
はAu合金が好ましい。Au合金としては、Auを主成
分とし、Al、Cr、Cu、Ge、Co、Ni、Mo、
Ag、Pt、Pd、Ta、Ti、BiおよびSbの少な
くとも1種を含むものが好ましい。
【0076】反射層は、スパッタ法や蒸着法等の気相成
長法により形成することが好ましい。
【0077】保護層6 保護層は、耐擦傷性や耐食性の向上のために設けられ
る。この保護層は種々の有機系の物質から構成されるこ
とが好ましいが、特に、放射線硬化型化合物やその組成
物を、電子線、紫外線等の放射線により硬化させた物質
から構成されることが好ましい。保護層の厚さは、通
常、0.1〜100μm程度であり、スピンコート、グ
ラビア塗布、スプレーコート、ディッピング等、通常の
方法により形成すればよい。
【0078】接着層 接着層を構成する接着剤は特に限定されず、例えば、ホ
ットメルト型接着剤、紫外線硬化型接着剤、常温硬化型
接着剤等のいずれであってもよく、粘着剤であってもよ
い。
【0079】記録再生方法 本発明の光記録媒体へのオーバーライトは、従来の相変
化型光記録媒体へのオーバーライトと同様にして行うこ
とができる。
【0080】本発明では、少なくとも10,000回の
オーバーライトを行った後の記録マーク(非晶質)と消
去領域(結晶質)との間の反射率差を、オーバーライト
初期における前記反射率差の85%以上とでき、90%
以上とすることもできる。なお、本明細書においてオー
バーライト初期とは、オーバーライトを少なくとも10
回繰り返した後の状態を意味する。
【0081】本発明の光記録媒体にオーバーライトを行
う際に、レーザービームに対する記録層の線速度は特に
限定されないが、記録層を上記組成とした場合には、線
速度は、通常、0.8〜20m/s程度、好ましくは1.
2〜16m/sである。
【0082】上記組成の記録層を有する光記録媒体で
は、書き換えおよび再生に用いる光を、広い波長域、例
えば100〜5000nmの範囲から自在に選択できる。
【0083】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
【0084】射出成形によりグルーブ(幅0.60μ
m、深さ65nm、ピッチ1.20μm)を同時形成した直
径120mm、厚さ0.6mmのディスク状ポリカーボネー
ト基体2の表面に、第1誘電体層31、記録層4、第2
誘電体層32、反射層5、第3誘電体層33および保護
層6を以下に示す手順で形成し、図1の構成を有する光
記録ディスクサンプルとした。
【0085】第1誘電体層31を構成する各誘電体層お
よび第2誘電体層32は、Ar雰囲気中においてスパッ
タ法により形成した。ターゲットには、ZnS−SiO
2またはSiO2を用いた。各誘電体層の組成および厚さ
を表1に示す。なお、比較のために第1誘電体層を単層
構造としたサンプルでは、第1誘電体層の組成および厚
さを表1の誘電体層1aの欄に記載してある。
【0086】記録層4は、Ar雰囲気中においてスパッ
タ法により形成した。記録層の組成および厚さを表1に
示す。
【0087】反射層5は、Ar雰囲気中においてスパッ
タ法により形成した。ターゲットにはSiを用いた。反
射層の厚さは50nmとした。
【0088】第3誘電体層33は、Ar雰囲気中におい
てスパッタ法により形成した。ターゲットには、ZnS
−SiO2を用いた。第3誘電体層の組成および厚さを
表1に示す。
【0089】保護層6は、紫外線硬化型樹脂をスピンコ
ート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成し
た。硬化後の保護層厚さは5μm であった。
【0090】このようにして作製した各サンプルを、バ
ルクイレーザーにより初期化した。初期化後、保護層6
を除いた状態で基体2側から波長638nmのレーザー光
を照射し、ミラー部(結晶質)における透過率を分光光
度計で測定したところ、5〜10%であった。なお、各
サンプルの波長638nmにおけるAc/Aaは、0.9
〜1.2となる。
【0091】初期化後の各サンプルを、光記録媒体評価
装置(波長638nm、開口率NA=0.6、線速度12
m/s)に載せ、繰り返しオーバーライトにおける特性評
価を行った。記録パワーおよび消去パワーは、それぞれ
ジッターが最小となる値に設定した。
【0092】各サンプルについて、オーバーライト初期
(以下、初期という)とオーバーライト10,000回
後(以下、オーバーライト後という)のそれぞれにおい
て、記録マークと消去領域との間の反射率差と、ジッタ
ーとを測定した。初期の反射率差△Riに対するオーバ
ーライト後の反射率差△Rowの比(△Row/△Ri)
と、初期およびオーバーライト後のジッターとを表1に
示す。
【0093】なお、ジッターは、1−7RLL信号を記
録し、その再生信号をタイム・インターバル・アナライ
ザ(TIA)により測定し、ウインドウ幅をTwとして σ/Tw(%) により算出した。
【0094】
【表1】
【0095】表1から、本発明の効果が明らかである。
すなわち、本発明サンプルであるNo.1およびNo.2で
は、繰り返しオーバーライトによる反射率差減少および
ジッター悪化は認められなかった。これに対し、第1誘
電体層を単層構成とし、かつ第1誘電体層および第2誘
電体層のSiO2含有率を低くしたサンプルNo.3では、
繰り返しオーバーライトにより反射率差が消失してしま
い、ジッターの測定が不可能となった。また、記録層に
接する誘電体層をSiO2から構成したサンプルNo.4で
は、バルクイレーザーによる初期化が不可能であった。
また、誘電体層1bや第2誘電体層のSiO2含有率の
低すぎるサンプルNo.5〜7では、繰り返しオーバーラ
イトにより反射率差が大きく減少し、ジッターが著しく
悪化した。
【0096】以上の結果から、本発明の効果が明らかで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【符号の説明】
2 基体 31 第1誘電体層 32 第2誘電体層 33 第3誘電体層 4 記録層 5 反射層 6 保護層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上に相変化型の記録層を有し、記録
    層の下側および上側にそれぞれ記録層と接する第1誘電
    体層および第2誘電体層を有する光記録媒体であって、 条件I:記録再生用のレーザー光波長における記録層の
    吸収率を、結晶質部でAcとし、非結晶質部でAaとし
    たとき、 Ac/Aa≧0.9 であること、 条件II:基体の下側から記録再生用のレーザー光を照射
    したとき、透過率が1%以上であること、としたとき、
    条件Iおよび/または条件IIを満足し、少なくとも1
    0,000回のオーバーライトを行った後、記録マーク
    と消去領域との間の反射率差が、オーバーライト初期に
    おける前記反射率差の85%以上である光記録媒体。
  2. 【請求項2】 基体上に相変化型の記録層を有し、記録
    層の下側および上側にそれぞれ記録層と接する第1誘電
    体層および第2誘電体層を有する光記録媒体であって、 条件I:記録再生用のレーザー光波長における記録層の
    吸収率を、結晶質部でAcとし、非結晶質部でAaとし
    たとき、 Ac/Aa≧0.9 であること、 条件II:基体の下側から記録再生用のレーザー光を照射
    したとき、透過率が1%以上であること、としたとき、
    条件Iおよび/または条件IIを満足し、 第1誘電体層および第2誘電体層が硫化亜鉛および酸化
    ケイ素を主成分とするものであり、第1誘電体層が、基
    体側に誘電体層1aを、記録層側に誘電体層1bをそれ
    ぞれ含み、 硫化亜鉛および酸化ケイ素をそれぞれZnSおよびSi
    2に換算して酸化ケイ素含有率[SiO2/(ZnS+
    SiO2)]を求めたとき、誘電体層1aの酸化ケイ素
    含有率が2〜40モル%(40モル%を含まず)であ
    り、誘電体層1bの酸化ケイ素含有率が40〜80モル
    %であり、第2誘電体層の酸化ケイ素含有率が40〜8
    0モル%であり、第2誘電体層の厚さが10〜35nmで
    ある光記録媒体。
  3. 【請求項3】 誘電体層1bの厚さが5〜40nmであっ
    て、かつ、第1誘電体層の厚さ(t1)に対する誘電体
    層1bの厚さ(t1b)の比(t1b/t1)が、0.02
    〜0.5である請求項2の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 請求項1の光記録媒体である請求項2ま
    たは3の光記録媒体。
  5. 【請求項5】 第2誘電体層上に反射層を有し、この反
    射層が、金属から構成された厚さ40nm以下のものであ
    るか、SiまたはGeから構成された厚さ80nm以下の
    ものである請求項1〜4のいずれかの光記録媒体。
  6. 【請求項6】 反射層上に第3誘電体層を有する請求項
    5の光記録媒体。
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