JPH08129779A

JPH08129779A - 光情報記録媒体

Info

Publication number: JPH08129779A
Application number: JP6268614A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Suzuki; 淑男鈴木; Keigo Takeguchi; 圭吾竹口; Kazuhiro Nishimura; 和浩西村
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-21
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2877704B2

Abstract

(57)【要約】【構成】記録層と誘電体層と反射層を順次形成した構
成で、反射層の反射層の屈折率ｎと消衰係数ｋがｋ≦
１．０ｎ−０．８を満足し、誘電体層の膜厚ｄ（ｎｍ）
はｄ≦５０を満たす。また、Ａ群（Ｇｅ、Ｓｉ）から選
ばれる少なくとも一種類と、Ｂ群（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、
Ｔｉ、Ｖ）から選ばれる少なくとも一種類を含む層、も
しくはＡ群（Ｍｏ、Ｗ）から選ばれる少なくとも一種類
と、Ｂ群（Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ）から選ばれる少なくとも一
種類を含む層が、記録層に対して基板と反対側に形成さ
れている。【効果】単一ビームを用いたオーバライト記録におい
て、初期のジッター値を低減するとともにジッターの繰
り返し耐久性に優れる光情報記録媒体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な光情報記録媒
体、さらに詳しくは、繰り返しオーバライト記録におけ
るジッター値の劣化が少なく、良質な再生信号を得るこ
とのできる光情報記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光情報記録媒体は、膨大な情報量
を記録・再生・消去する手段として盛んに研究開発が行
われている。特に、光学記録層が結晶質と非晶質との二
状態間で可逆的に相変化することを利用して情報の記録
・消去を行ういわゆる相変化型光ディスクは、レーザー
光のパワーを変化させるだけで古い情報を消去しながら
同時に新たな情報を記録する（以下オーバーライトと称
する）ことができるという利点を有していることから、
有望視されている。

【０００３】このオーバーライト可能な相変化型光ディ
スクの記録材料としては、低融点でかつレーザー光の吸
収効率の高いＩｎ−Ｓｅ系合金（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．第５０巻、６６７ページ、１９８７年）やＩ
ｎ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．第５
０巻、１６ページ、１９８７年）、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ合
金（特開昭６２−５３８８６公報）等のカルコゲン合金
が主として用いられている。

【０００４】一方これらカルコゲン合金を用いて実際に
記録・消去を行う場合は、記録・消去時の熱による基板
の変形を防止したり、光学記録層の酸化、案内溝に沿っ
ての物質移動あるいは変形を防止するために、通常光学
記録層の直下と直上のいずれか一方または双方に金属あ
るいは半金属の酸化物、炭化物、フッ化物、硫化物、窒
化物から選ばれた少なくとも一種類からなる保護層を設
けているそして、カルコゲン合金からなる記録層と記録層の直下
及び／または直上に設けた保護層と、記録層の基板側と
は反対側に設けた冷却層を兼ねた反射層（たとえばＡｌ
合金）とからなる３層または４層構造を透明基板上に備
えたものが、記録・消去特性の点で好適であるために相
変化型光ディスクの主流となっている。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながらこのよう
な３層または４層構造の相変化光ディスクにおいて、単
一ビームでオーバーライトを行なう場合、結晶質部分に
記録する場合と、非晶質部分に記録する場合とでは、結
晶質部分と非晶質部分の熱伝導率の違い、更には潜熱の
影響によりそれぞれの部分の昇温過程に差が生じてしま
い、結果として照射されたレーザーによるそれぞれの部
分の最高到達温度が異なることになる。このことから記
録ピットの大きさ・形状、即ち記録状態が異なるという
問題を生じ、消去特性に悪影響を及ぼしたり、またピッ
トエッヂ記録などを用いた高密度化の際、情報を正しく
再生できない等の問題点があった。

【０００６】このようなオーバーライト時の消去率改善
及びジッター値（時間軸方向のずれ）の低減に関する提
案としては、特開平１−１４９２３８号公報に結晶状態
の光吸収率を非晶質の光吸収率と同等もしくは高くする
ことが開示され、また特開平３−１１３８４４号公報に
は光学記録層における光吸収率の差を１０％以下にする
ことが開示されている。これらの技術は、初期ジッター
特性の改善には効果が認められるものの記録層上部の層
である保護層が厚膜構造となっていることから、実用上
必要となる繰り返し耐久性を低下させ、繰り返しにより
ジッター値が劣化する欠点がある。

【０００７】さらに、特開平２−１９６６８８号公報に
は、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ等の光吸収性の補助
層を備えることが開示され、また特開平５−１５９３６
０号広報においては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ等の光吸収性層とその上に放熱層を形成
することが開示されている。さらに特願平５−１７１７
１３号公報には、反射層の屈折率ｎと消衰係数ｋの関係
をｋ≦０．７６ｎ＋１．８とすることが開示されてい
る。

【０００８】しかし、これらの公報で開示されているい
ずれの光吸収性層を用いた場合においても、実用上十分
なジッター特性を満たす層構造またはその層構成材料と
はなっておらず、また繰り返しによるジッター値劣化に
ついても十分な解決とはなっていない。本発明は、単一
ビームでオーバーライトを行なう場合に生ずる、ジッタ
ーを低減しかつ良好な繰り返し特性が得られる新規な光
情報記録媒体を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、記録層の結晶状
態での光吸収率をＡｃ、非晶質状態での光吸収率をＡａ
とし、記録層と反射層の間に形成する保護層の膜厚ｄ
（ｎｍ）とした時、次式（ａ）及び（ｂ）Ａｃ／Ａａ≧１．１（ａ）ｄ≦５０（ｂ）を満足することが上記の課題を解決するための条件であ
ることを見いだし、その知見に基づき、本発明を完成す
るに至った。

【００１０】すなわち本発明の請求項１は、光学的特性
の変化により情報を記録する光情報記録媒体において、
記録層と誘電体層と反射層とが順次形成され、前記反射
層の複素屈折率ｎ’＝ｎ＋ｉｋ（ｎは屈折率、ｋは消衰
係数、ｉは虚数単位）におけるｎ、ｋがｋ≦１．０ｎ−
０．８を満足し、前記誘電体層の膜厚ｄ（ｎｍ）がｄ≦
５０を満たすことを特徴とする光情報記録媒体である。

【００１１】また、請求項２は、光学記録層がＧｅ、Ｔ
ｅ、Ｓｂを含む相変化材料であることを特徴とする請求
項１記載の光情報記録媒体である。さらに、本発明の請
求項３は、光学的特性の変化により情報を記録する光情
報記録媒体において、Ａ群（Ｇｅ、Ｓｉ）から選ばれる
少なくとも一種類と、Ｂ群（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、
Ｖ）から選ばれる少なくとも一種類を含む層が、記録層
に対して基板と反対側に形成されていることを特徴とす
る光情報記録媒体であり、請求項４は、前記Ａ群と前記
Ｂ群が、ＡｘＢ（１００−ｘ）（ここでｘは、５０≦ｘ
≦９５を満たす）であることを特徴とする請求項３記載
の光情報記録媒体である。

【００１２】また、請求項５は、光学的特性の変化によ
り情報を記録する光情報記録媒体において、Ａ群（Ｍ
ｏ、Ｗ）から選ばれる少なくとも一種類と、Ｂ群（Ｖ、
Ｎｂ、Ｔｉ）から選ばれる少なくとも一種類を含む層
が、記録層に対して基板と反対側に形成されていること
を特徴とする光情報記録媒体であり、請求項６は、前記
Ａ群と前記Ｂ群が、ＡｘＢ（１００−ｘ）（ここでｘ
は、２０≦ｘ≦８０を満たす）であることを特徴とする
請求項５記載の光情報記録媒体である。

【００１３】本発明における光情報記録媒体は、記録
層、誘電体層、反射層を透明基板上に順次形成すること
ができ、好ましくは記録層と基板との間に誘電体層が形
成された４層構造とすることができる。また、反射層の
上部に熱的な物性を調整するための第５の層を形成する
ことも可能である。この場合、第５の層としてＡｕ、Ａ
ｌ、またそれらを基とする合金など高反射性の材料が好
ましい。

【００１４】このような層構造の光情報記録媒体の反射
層の複素屈折率ｎ’＝ｎ＋ｉｋにおける消衰係数ｋが
１．０ｎ−０．８（ｎは屈折率）より大きい場合は、反
射層の光反射率が高くなり、非晶質状態の記録層からの
透過光に対する吸収効率が低下し、前述のＡｃとＡａの
比が１．１未満になり繰り返し耐久性に関して良好な結
果を得ることができない。

【００１５】またｋが１以下の場合、作成された光情報
記録媒体からの透過光量が多くなるため、記録感度の低
下、ノイズの上昇などの問題が発生することがある。こ
の場合、本発明における反射層の上部に光反射性の高い
金属、例えばＡｕ、Ａｌ、またそれらを基とする合金な
どを形成することで透過光を遮断する層構成とすること
が望ましい。

【００１６】また、記録層と反射層の間に形成される誘
電体層の膜厚が５０ｎｍより厚くなるとレーザにより加
熱された記録層を冷却する速度が低下することから、繰
り返し耐久性を劣化する原因となりやすい。さらに反射
層は、特にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系相変化型光記録媒体に用
いることにより、より良好な繰り返し耐久性を実現する
ことができる。

【００１７】繰り返し耐久性のよい光学定数を満たすこ
とのできる新規な材料は、次式で表される。ＡｘＢ（１００−ｘ）（３）ＡはＧｅ、Ｓｉから選ばれる少なくとも一種類であり、
ＢはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｖから選ばれる少なくと
も一種類である。ここでｘが５０未満の場合、繰り返し
耐久性の改良に大きな効果が見られず、９５より大きい
場合は、光学的コントラストを低下させるため５０以上
９５以下が好ましい。また、この材料系の多くは、相図
によると共晶系に属することから、組成比による光学定
数、また熱物性の制御が可能であり、従って様々な光記
録条件に応じて材料の選定を容易に行なうことができ
る。

【００１８】さらに繰り返し耐久性のよい光学定数を満
たすことのできる新規な材料は次式で表される。ＡｘＢ（１００−ｘ）（４）ＡはＭｏ、Ｗから選ばれる少なくとも一種類であり、Ｂ
はＶ、Ｎｂ、Ｔｉから選ばれる少なくとも一種類であ
る。ここでｘが２０未満の場合、繰り返し耐久性の改良
に大きな効果が見られず、８０より大きい場合は、記録
感度を低下させるため、２０以上８０以下が好ましい。
また、この材料系の多くは、全率固溶体の相図に属し、
組成比による光学定数、また熱物性の制御が比較的容易
にでき、従って様々な光記録条件に応じて材料の選定が
可能となる。

【００１９】

【作用】本発明によれば、非晶質状態の記録層から透過
した光を反射層もしくは本発明による新規な層において
吸収させる作用がある。その結果、非晶質状態の記録層
における光吸収率を低下させ、記録層と反射層の間に形
成された誘電体層の膜厚が５０ｎｍ以下の構造におい
て、ＡｃとＡａの比を１．１以上に制御することが可能
となり良好な繰り返し耐久性を得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。なお、実施例では相変化型記録材料を例として説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。ま
た、以下の実施例における光情報記録媒体の特性評価方
法としては、ディスクを３６００ｒｐｍ回転させ、半径
３９ｍｍの位置において測定を行なった。光学系として
はレーザ波長６８０ｎｍを用い、１−７変調信号を用い
ピットエッジ記録を行なった。ジッターの測定は、２Ｔ
ｗ信号（記録周波数：１２．３ＭＨｚ）を記録し、７Ｔ
ｗ信号（記録周波数：３．５ＭＨｚ）をオーバーライト
した時のジッターをジッターアナライザーにより解析し
標準偏差σにより評価した。また、耐久性を評価するた
め、初回オーバライト時のσ及び１万回後のσをそれぞ
れ測定した。

【００２１】図１に本発明の光情報記録媒体の構成例を
示す。１は中心穴を有する直径３．５ｉｎｃｈ、厚さ
０．６ｍｍの円盤上の透明樹脂材料で、あらかじめ１．
０μｍのピッチの溝が設けられている基板である。この
透明基板１上に例えばスッパッタ法によって保護層（誘
電体）２、光学記録層３、保護層（誘電体）４、反射層
５が順次積層される。光学記録層としては、Ｇｅ−Ｔｅ
−Ｓｂ系合金を用いた。また誘電体としては、ＺｎＳ−
ＳｉＯ₂混合物を用いた。

【００２２】この構成における各層の膜厚ならびに反射
層の屈折率ｎ、消衰係数ｋを変化させた時の光学計算の
計算結果を図２に示す。なお、この計算は、光学的変調
度を高くするため、変調度（変調度＝（Ｒｃ−Ｒａ）／
（Ｒｃ＋Ｒａ）＊１００、ここでＲｃは結晶状態の反射
率、Ｒａは非晶質状態の反射率）を７０％以上とした条
件のもとで行なった。この計算に用いた各層の光学定
数、ならびに膜厚範囲を表１に示す。図２から反射層の
光学定数としてｋ≦１．０ｎ−０．８の場合、Ａｃ／Ａ
ａ≧１．１を満たすことがわかる。

【００２３】

【実施例１】次に、上述の実施例と同様、図１に示すよ
うに、透明基板１上にＺｎＳ−ＳｉＯ₂（ＳｉＯ₂：２
０ｍｏｌ％）からなるターゲットからＲＦスパッタリン
グ法により膜厚７０ｎｍの保護層２を形成した。次にＧ
ｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系合金からなる膜厚１５ｎｍの光学記録
層３、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂（ＳｉＯ₂：２０ｍｏｌ％）か
らなる膜厚１５ｎｍの保護層４、さらにＧｅＡｌ（Ｇ
ｅ：９０ｍｏｌ％）からなる反射層５を１５０ｎｍ順次
スパッタ法により形成した。その後、反射層５の上にＵ
Ｖ硬化樹脂層６をスピンコート法により形成し光情報記
録媒体を作成した。

【００２４】この時の反射層材料の光学定数、初期ジッ
ター値と１万回繰り返し後のジッター値、および反射層
単層の光学定数を表２の実施例１に示す。

【００２５】

【実施例２〜８】反射層にそれぞれＳｉＡｕ（Ｓｉ：８
０ｍｏｌ％）、ＧｅＡｇ（Ｇｅ：６５ｍｏｌ％）、Ｓｉ
Ｔｉ（Ｓｉ：７８ｍｏｌ％）、ＳｉＶ（Ｓｉ：７３ｍｏ
ｌ％）、ＷＶ（Ｗ：５０ｍｏｌ％）、ＭｏＮｂ（Ｍｏ：
５０ｍｏｌ％）、ＭｏＴｉ（Ｍｏ：５０ｍｏｌ％）を用
いた以外は、実施例１と同様の方法でかつ同じ膜厚構造
で光情報記録媒体を作成した。その結果を表２の実施例
３に示す。

【００２６】

【実施例９】図３に示すように、実施例１と同様にし
て、透明基板１１上に膜厚７０ｎｍの保護層１２、膜厚
１５ｎｍの光学記録層１３、膜厚１５ｎｍの保護層１
４、膜厚１５０ｎｍの反射層１５（ＧｅＡｌ：Ｇｅ９５
ｍｏｌ％）を作成し、さらにその反射層１５の上部に放
熱層１６としてＡｌ層を１００ｎｍ形成した。その後実
施例１の同様の方法によりＵＶ硬化樹脂層１７をスピン
コート法により形成し光情報記録媒体を作成した。結果
を表２の実施例２に示す。

【００２７】

【実施例１０】図３の構造の光記録媒体を、実施例９と
同様の方法により透明基板上１１に膜厚７０ｎｍの保護
層１２、膜厚１５ｎｍの光学記録層１３、膜厚１５ｎｍ
の保護層１４、膜厚１５０ｎｍの反射層１５（ＷＶ：Ｗ
５０ｍｏｌ％）を作成し、さらにその反射層１５の上部
に放熱層１６としてＡｌＴｉ合金層を１００ｎｍ形成し
た。その後、実施例１の同様の方法によりＵＶ硬化樹脂
層１７をスピンコート法により形成し光情報記録媒体を
作成した。結果を表２の実施例１０に示す。

【００２８】

【比較例１〜２】反射層にそれぞれＨｆ、ＧｅＡｌ（Ｇ
ｅ：９０ｍｏｌ％）を用い、各層の膜厚構造として膜厚
７０ｎｍの保護層２、膜厚１５ｎｍの光学記録層３、膜
厚１６０ｎｍの保護層４、膜厚１５０ｎｍの反射層５を
形成した以外は実施例１と同様の方法で光情報記録媒体
を作成した。結果を表２の比較例１〜２に示す。

【００２９】

【比較例３〜９】反射層にそれぞれＣｒ、ＧｅＡｌ（Ｇ
ｅ：４０ｍｏｌ％）、Ｇｅ、Ｗ、ＳｉＡｕ（Ｓｉ：４５
ｍｏｌ％）、Ｓｉ、ＷＶ（Ｗ：１０ｍｏｌ％）を用い、
各層の膜厚構造として第１の保護層厚を７０ｎｍ、記録
層厚を１５ｎｍ、第２の保護層厚を１５ｎｍ、反射層厚
を１５０ｎｍとした以外は実施例１と同様の方法で光情
報記録媒体を作成した。結果を表２の比較例３〜９に示
す。

【００３０】表２から実施例１〜１０については、ジッ
ターに関して良好な繰り返し耐久性を有することがわか
る。次に、実用的に必要となるジッターの範囲を表すσ
／Ｔｗ＜１１．３％（σ：標準偏差、Ｔｗ：ウインドウ
幅）と、本発明で得られる光情報記録媒体の性能を図４
に示す。図４から本発明による光情報記録媒体は、実用
的に十分な性能を達成できていることがわかる。すなわ
ち、本発明による材料を用いることにより、単一ビーム
を用いたオーバーライト記録における初期のジッターを
低減できると共にジッターの繰り返し耐久性に優れる光
情報記録媒体を得ることができる。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一ビームを用いたオーバーライト記録における初期の
ジッターを低減できると共にジッターの繰り返し耐久性
に優れる光情報記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報記録媒体の実施例の層構造を示
す断面図である。

【図２】反射層の光学定数と、記録層の結晶状態におけ
る光吸収率と非晶質状態における光吸収率との比（Ａｃ
／Ａａ）との関係を示す図である。

【図３】本発明の光情報記録媒体の実施例の層構造を示
す断面図である。

【図４】実用性能を満たすために必要となるσ／Ｔｗ<1
1.3%と、本発明における光情報記録媒体のジッター特性
領域を示す図である。

【符号の説明】

１、１１透明基板２、１２保護層（誘電体）３、１３光学記録層４、１４保護層（誘電体）５、１５反射層５６、１７ＵＶ硬化樹脂層１６放熱層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｍ 5/26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的特性の変化により情報を記録する
光情報記録媒体において、記録層と誘電体層と反射層と
が順次形成され、前記反射層の複素屈折率ｎ’＝ｎ＋ｉ
ｋ（ｎは屈折率、ｋは消衰係数、ｉは虚数単位）におけ
るｎ、ｋがｋ≦１．０ｎ−０．８を満たし、かつ前記誘
電体層の膜厚ｄ（ｎｍ）がｄ≦５０を満たすことを特徴
とする光情報記録媒体。
【請求項２】光学記録層がＧｅ、Ｔｅ、Ｓｂを含む相
変化材料であることを特徴とする請求項１記載の光情報
記録媒体。
【請求項３】光学的特性の変化により情報を記録する
光情報記録媒体において、Ａ群（Ｇｅ、Ｓｉ）から選ば
れる少なくとも一種類と、Ｂ群（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔ
ｉ、Ｖ）から選ばれる少なくとも一種類を含む層が、記
録層に対して基板と反対側に形成されていることを特徴
とする光情報記録媒体。
【請求項４】前記Ａ群と前記Ｂ群が、ＡｘＢ（１００
−ｘ）（ここでｘは、５０≦ｘ≦９５を満たす）である
ことを特徴とする請求項３記載の光情報記録媒体。
【請求項５】光学的特性の変化により情報を記録する
光情報記録媒体において、Ａ群（Ｍｏ、Ｗ）から選ばれ
る少なくとも一種類と、Ｂ群（Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ）から選
ばれる少なくとも一種類を含む層が、記録層に対して基
板と反対側に形成されていることを特徴とする光情報記
録媒体。
【請求項６】前記Ａ群と前記Ｂ群が、ＡｘＢ（１００
−ｘ）（ここでｘは、２０≦ｘ≦８０を満たす）である
ことを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体。