JPH08329521A - Optical recording medium - Google Patents
Optical recording mediumInfo
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- JPH08329521A JPH08329521A JP7153839A JP15383995A JPH08329521A JP H08329521 A JPH08329521 A JP H08329521A JP 7153839 A JP7153839 A JP 7153839A JP 15383995 A JP15383995 A JP 15383995A JP H08329521 A JPH08329521 A JP H08329521A
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- recording layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 CD規格に適合した反射率及び信号変調度を
有し且つCD規格の再生速度と同じ線速度において記録
可能な相変化型光記録媒体を提供する。
【構成】 基板上に、金属層、第1保護層、記録層、第
2保護層及び反射層を備え且つ記録層の結晶状態から非
晶質状態に相変化することによって記録が行われる相変
化型光記録媒体である。記録層が、Ge−Te−Sb−
Se系の記録材料から構成され、記録層の膜厚方向の平
均組成が、原子%で表して、
Ge≧40%、及び、Sb+Se≦25%
を満足する。記録層が結晶状態または非晶質状態のいず
れか一方の状態において反射率が再生光に対して70%
以上であり、他方の状態において40%未満である。金
属層としてAuCo合金が使用される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a phase change type optical recording medium having a reflectance and a signal modulation degree conforming to the CD standard and capable of recording at the same linear velocity as the reproducing speed of the CD standard. A phase change in which recording is performed by providing a metal layer, a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer on a substrate and changing the crystalline state of the recording layer from an amorphous state. Optical recording medium. The recording layer is Ge-Te-Sb-
The recording layer is composed of a Se-based recording material, and the average composition in the film thickness direction of the recording layer, expressed in atomic%, satisfies Ge ≧ 40% and Sb + Se ≦ 25%. The reflectance is 70% with respect to the reproducing light when the recording layer is in either the crystalline state or the amorphous state.
It is above, and it is less than 40% in the other state. AuCo alloy is used as the metal layer.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、概して、非晶質−結晶
間の相変化により記録が行われる相変化型光記録媒体に
関し、特に、反射率及び信号変調度がCD規格に適合し
た相変化型記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a phase-change type optical recording medium in which recording is performed by a phase change between amorphous and crystalline, and particularly, a phase change type optical recording medium having a reflectance and a signal modulation degree conforming to the CD standard. The present invention relates to a variable recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、再生専用の光ディスクは音楽用C
D、CD−ROMをはじめとして、CD−I、ビデオC
Dなど、音楽、映像、コンピュータの分野で広く普及し
ている。一般に、光ディスクは、ポリカーボネートなど
のプラスチック基板上に、あらかじめ凹状のピットを形
成した後、アルミニウムなどの金属反射層をコーティン
グして作製され、これにレーザ光を照射してピットの有
無(信号)が反射光量の差として読出される。この技術
は、はじめ音楽用としての規格が定められ、1982
年、最初の製品が発売された。これは、ランダムアクセ
ス性に優れること、媒体のサイズが80〜120mmと
取り扱いやすい大きさであること、媒体及びシステムが
安価であること等の理由から市場に受け入れられ、従来
のアナログレコードに代替するに至った。次いで、この
技術を応用した、データ用のCD−ROM、静止画像や
動画も取り扱うことができるCD−I、カラオケCD、
ビデオCDなどの規格が定められ、この規格に適合する
種々のアプリケーションが登場してきている。また、1
988年にはデータの追記が1度だけできる追記型CD
(CD−R)が発表され、CDの少量出版やCD−RO
M開発時におけるデバッグ用として市場を形成しつつあ
る。2. Description of the Related Art Currently, a reproduction-only optical disc is a C for music.
D, CD-ROM, CD-I, video C
It is widely used in the fields of music, video, and computers such as D. In general, an optical disc is produced by forming concave pits on a plastic substrate such as polycarbonate in advance and then coating a metal reflective layer such as aluminum, and irradiating it with a laser beam to determine the presence or absence of pits (signal). It is read as the difference in the amount of reflected light. This technology was first established as a standard for music, and was used in 1982.
The first product of the year was launched. This has been accepted in the market because of its excellent random accessibility, the size of the medium being 80 to 120 mm, which is easy to handle, and the low cost of the medium and the system. Came to. Next, a CD-ROM for data, a CD-I that can handle still images and moving images, a karaoke CD, which applies this technology,
A standard such as a video CD has been established, and various applications conforming to this standard have appeared. Also, 1
A write-once CD that allows data to be added only once in 1988.
(CD-R) was announced, small-volume CD publishing and CD-RO
A market is being formed for debugging during M development.
【0003】書き換え可能な媒体も急速に開発が進めら
れており、遷移金属−希土類金属系等の光磁気記録材料
の光磁気現象を利用したものや、相変化などの可逆的な
原子配列変化を利用したものが知られおり、今日多数が
製品化されている。相変化型記録媒体として、例えば、
特開昭61−258787号に開示されたGe−Sb−
Te−X系記録材料(XはAl、Si、Tiなど)や、
特開昭62−152786号に開示されたGe−Te−
A−B−C系記録材料(AはSb、Snなど、BはTl
など、CはCo、Seなど)が知られている。このよう
な書替え可能な記録媒体についても前記CDやCD−R
OMと互換性のあるプレーヤやドライブ装置を用いて情
報の再生を行えることが望ましい。A rewritable medium has also been rapidly developed, and a rewritable medium utilizing a magneto-optical phenomenon of a magneto-optical recording material such as a transition metal-rare earth metal system or a reversible atomic arrangement change such as a phase change. Those used are known, and many are commercialized today. As the phase change recording medium, for example,
Ge-Sb-disclosed in JP-A-61-258787
Te-X recording material (X is Al, Si, Ti, etc.),
Ge-Te-disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-152786
ABC recording material (A is Sb, Sn, etc., B is Tl)
C, Co, Se, etc.) are known. Such a rewritable recording medium also has the above-mentioned CD or CD-R.
It is desirable to be able to reproduce information using a player or drive device compatible with OM.
【0004】このためCDプレーヤやCD−ROMドラ
イブでの再生が可能で、書き換えが可能な媒体(以下、
書き換え可能CDという)について、相変化型記録媒体
を中心に研究開発が進められている。例えば、特開平4
−228126号には、Sb−Se系記録材料やGe−
Te系記録材料を用いた書換え可能CDに関する技術が
開示されている。Therefore, a rewritable medium (hereinafter referred to as a rewritable medium that can be reproduced by a CD player or a CD-ROM drive) is used.
Rewritable CDs) are being researched and developed centering on phase change recording media. For example, JP-A-4
No. 228126, Sb-Se based recording materials and Ge-
A technique relating to a rewritable CD using a Te-based recording material is disclosed.
【0005】第5回相変化記録研究会シンポジウム講演
予稿集5ページから8ページ、および9ページから14
ページには、In−Ag−Te−Sb−V系記録材料を
用いた書換え可能CD及びGe−Sb−Te系記録材料
を用いた書換え可能なCDに関する技術が開示されてい
る。Proceedings of the 5th Phase Change Recording Workshop Symposium Proceedings 5 to 8 and 9 to 14
The page discloses a technique relating to a rewritable CD using an In-Ag-Te-Sb-V recording material and a rewritable CD using a Ge-Sb-Te recording material.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、CDプレー
ヤやCD−ROMドライブで情報の再生を行うために
は、その光記録媒体の反射率、信号変調度などの特性が
CD規格(レッドブック)を満たす必要がある。すなわ
ち、波長770〜830nmの光に対して、反射率が7
0%以上、EFM(Eight-Fourteen Modulation ;8−
14変調)信号のうち最長マークである11T信号をマ
ーク間隔11Tで記録したときの信号変調度が60%以
上、最短のマークである3T信号をマーク間隔3Tで記
録したときの信号変調度が30〜70%などの条件を満
足しなければならない。By the way, in order to reproduce information with a CD player or a CD-ROM drive, the characteristics such as reflectance and signal modulation of the optical recording medium are in accordance with the CD standard (Red Book). Need to meet. That is, the reflectance is 7 for light having a wavelength of 770 to 830 nm.
0% or more, EFM (Eight-Fourteen Modulation; 8-
14 modulation signal, the signal modulation degree when the 11T signal which is the longest mark is recorded at a mark interval of 11T is 60% or more, and the signal modulation degree when the 3T signal which is the shortest mark is recorded at a mark interval of 3T is 30%. It must satisfy the conditions such as ~ 70%.
【0007】しかしながら、上述の製品化されている相
変化型や光磁気型の光記録媒体は、反射率が低いのでC
D規格を満足せず、CD関連のシステムと互換性がなか
った。それゆえ、相変化型や光磁気型の光記録媒体は、
CDプレーヤやCD−ROMドライブで情報の再生を行
うことができず、逆に、相変化媒体用ドライブや光磁気
媒体用ドライブで音楽用CD媒体やCD−ROM媒体を
再生することもできないという欠点があった。従って、
相変化型や光磁気型の記録媒体の再生システムとして、
CD関連のシステムとはまったく異なるシステムを構築
せざるを得なかった。However, the above-mentioned commercialized phase change type or magneto-optical type optical recording medium has a low reflectance, so that C
It did not meet the D standard and was not compatible with CD-related systems. Therefore, the phase change type or magneto-optical type optical recording medium is
Information cannot be reproduced by a CD player or a CD-ROM drive, and conversely, a music CD medium or a CD-ROM medium cannot be reproduced by a phase change medium drive or a magneto-optical medium drive. was there. Therefore,
As a playback system for recording media of phase change type or magneto-optical type,
I had no choice but to build a system completely different from the CD-related system.
【0008】一方、書き換え可能CDとして、オーバラ
イト可能な相変化型光記録媒体を用いてCDプレーヤや
CD−ROMドライブでの再生の可能性は示されている
ものの、CD規格を満足するための70%以上の高い反
射率と60%以上の大きな信号変調度を同時に満足する
ものは知られていない。これらの相変化型光記録媒体
は、初期状態及び消去状態を反射率の高い結晶状態に対
応させ、記録状態を反射率の低い非晶質状態に対応させ
ているため、初期状態に第1回目の記録を行う場合、膜
面で50mW以上の大きなレーザパワーが必要とされて
いた。また、古い情報の上に新しい情報をマークエッジ
方式で直接重ね書きする場合、古い記録マークが残って
いる非晶質部分と記録されていない結晶部分に記録用パ
ワーのレーザ光が照射されると、非晶質部分の熱伝導率
は低く且つ吸熱効果が高いために、前者の部分に後者の
部分よりも多くの熱が吸収されて蓄積し易くなる。この
結果、新しい記録マークに歪みが生じてジッターが増大
するという問題点も有していた。On the other hand, as a rewritable CD, a possibility of being reproduced by a CD player or a CD-ROM drive using an overwritable phase change type optical recording medium has been shown, but in order to satisfy the CD standard. No one is known that simultaneously satisfies a high reflectance of 70% or more and a large signal modulation degree of 60% or more. In these phase-change optical recording media, the initial state and erased state correspond to the crystalline state with high reflectance, and the recording state corresponds to the amorphous state with low reflectance. In the case of recording, the film surface required a large laser power of 50 mW or more. In addition, when new information is directly overwritten on the old information by the mark edge method, if the amorphous portion where the old recording mark remains and the unrecorded crystal portion are irradiated with the laser light of the recording power. Since the amorphous part has a low thermal conductivity and a high endothermic effect, the former part is more likely to absorb and accumulate more heat than the latter part. As a result, there is a problem that the new recording mark is distorted and the jitter is increased.
【0009】さらに、CD規格により再生時の線速度は
1.2〜1.4m/sec であるので、CDドライブで再
生可能な相変化型記録媒体が開発されたとしても、1.
2〜1.4m/sec の線速度で記録可能であることが望
ましい。しかしながら、このような比較的遅い線速度で
は、記録の際に記録層に光照射しても、記録層の冷却速
度が遅くなるために、初期状態の結晶状態から非晶質状
態への変化が起こりにくくなる。従って、記録材料の結
晶速度や熱伝導性等を考慮して、上記のような線速度で
記録しても、結晶状態から非晶質状態への相変化が確実
に起こることによって記録が実行されるような相変化型
の記録材料を選択しなければならない。Furthermore, since the linear velocity during reproduction is 1.2 to 1.4 m / sec according to the CD standard, even if a phase change recording medium that can be reproduced by a CD drive is developed,
It is desirable to be able to record at a linear velocity of 2 to 1.4 m / sec. However, at such a relatively low linear velocity, even if the recording layer is irradiated with light at the time of recording, the cooling rate of the recording layer becomes slow, so that the change from the crystalline state in the initial state to the amorphous state occurs. Less likely to happen. Therefore, even if the recording is performed at the linear velocity as described above in consideration of the crystal velocity and the thermal conductivity of the recording material, the recording is performed because the phase change from the crystalline state to the amorphous state surely occurs. It is necessary to select a phase change type recording material that
【0010】特開平5−047036号は、記録層にG
e−Sb−Te系を用い、記録層の上下に透明干渉層を
用い、各層の膜厚と屈折率を調整することより記録状態
である非晶質化膜の反射率を未記録状態である結晶化膜
の反射率より高くした追記型光記録媒体を開示してい
る。しかしながら、実際に記録層からどの程度の反射率
が得られたかは開示されていない。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-047036 discloses a recording layer having a G layer.
By using the e-Sb-Te system and using transparent interference layers above and below the recording layer and adjusting the film thickness and refractive index of each layer, the reflectance of the amorphized film in the recorded state is in the unrecorded state. A write-once type optical recording medium having a higher reflectance than that of a crystallized film is disclosed. However, it is not disclosed how much reflectance was actually obtained from the recording layer.
【0011】SPIE,Vol.2338,OPTICAL DATA STORA
GE,第94〜106頁にはGe−Sb−Te−Se系記
録材料を用いた書換え可能な相変化型CDに関する技術
が開示されている。この記録材料を用いることにより、
再生光に対する反射率として70%を得ることができる
ことが開示されている。しかしながら、この相変化型C
Dは信号変調度がCD規格の値より小さく、書き換え可
能回数も10回程度であり、実用性という点で十分でな
かった。このGe−Sb−Te−Se系記録材料は、本
願発明に用いるGe−Sb−Te−Se系記録材料と異
なる組成を有する。SPIE, Vol.2338, OPTICAL DATA STORA
GE, pp. 94-106 discloses a technique relating to a rewritable phase change type CD using a Ge-Sb-Te-Se based recording material. By using this recording material,
It is disclosed that a reflectance of 70% can be obtained for reproduction light. However, this phase change type C
The signal modulation degree of D was smaller than the value of the CD standard, and the number of rewritable times was about 10 times, which was not sufficient in terms of practicality. The Ge-Sb-Te-Se based recording material has a composition different from that of the Ge-Sb-Te-Se based recording material used in the present invention.
【0012】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、CD規格に適合した反射率及び信号変調度を有す
る相変化型光記録媒体を提供することにある。It is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a phase change type optical recording medium having a reflectance and a signal modulation degree which conform to the CD standard.
【0013】また、本発明の目的は、マークエッジ方式
で記録再生しても記録マークの変形を防止することがで
きる相変化型記録媒体を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a phase change recording medium which can prevent the recording mark from being deformed even when recording / reproducing by the mark edge method.
【0014】さらに本発明の目的は、低いレーザパワー
で記録が可能な相変化型記録媒体を提供することにあ
る。A further object of the present invention is to provide a phase change recording medium capable of recording with low laser power.
【0015】本発明のさらに別の目的は、CD規格に適
合した反射率及び信号変調度を有し且つCD規格の再生
速度と同じ線速度において記録可能な相変化型光記録媒
体を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a phase change type optical recording medium which has a reflectance and a signal modulation degree conforming to the CD standard and is recordable at the same linear velocity as the reproducing speed of the CD standard. It is in.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の一態様によれば、基板上に、金属層、第1
保護層、記録層、第2保護層及び反射層を備え且つ記録
層の原子配列が安定状態から準安定状態に変化すること
によって記録が行われ、準安定状態から安定状態に変化
することによって初期化及び消去が行われる光記録媒体
において、記録層が、Ge、Te、Sb及びSeを主成
分とする材料から構成され、記録層の膜厚方向の平均組
成が、原子%で表して、 Ge≧40%、及び、Sb+Se≦25% を満足し、且つ、記録層の原子配列が安定状態にあると
きに記録媒体の反射率が再生光に対して40%以下であ
り、記録層の原子配列が準安定状態にあるときに記録媒
体の反射率が再生光に対して70%以上であることを特
徴とする光記録媒体が提供される。上記光記録媒体にお
いて、第1保護層の屈折率n1 及び膜厚d1 、第2保護
層の屈折率n2 及び膜厚d2 、安定状態にある記録層の
屈折率nc 及び消衰係数kc 、準安定状態にある記録層
の屈折率na 及び消衰係数ka 、記録層の膜厚dr並び
に記録・再生光の波長λに対して、To solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, a metal layer, a first layer, and a metal layer are provided on a substrate.
Recording is performed by providing a protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer, and when the atomic arrangement of the recording layer changes from a stable state to a metastable state, recording is performed. In an optical recording medium subjected to erasing and erasing, the recording layer is composed of a material containing Ge, Te, Sb and Se as the main components, and the average composition in the film thickness direction of the recording layer is expressed in atomic%. ≧ 40% and Sb + Se ≦ 25% are satisfied, and when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, the reflectance of the recording medium is 40% or less with respect to the reproducing light, and the atomic arrangement of the recording layer is There is provided an optical recording medium characterized in that the reflectance of the recording medium is 70% or more with respect to the reproducing light when is in a metastable state. In the above optical recording medium, the refractive index n 1 and the film thickness d 1 of the first protective layer, the refractive index n 2 and the film thickness d 2 of the second protective layer, the refractive index n c and the extinction of the recording layer in the stable state. Coefficient k c , refractive index n a and extinction coefficient k a of the recording layer in the metastable state, film thickness d r of the recording layer, and wavelength λ of the recording / reproducing light,
【数3】 なる関係を満足することが好ましい。(Equation 3) It is preferable to satisfy the following relationship.
【0017】本発明の第2の態様に従えば、基板上に、
金属層、第1保護層、記録層、第2保護層及び反射層を
備え且つ記録層の原子配列が安定状態から準安定状態に
変化することによって記録が行われ、準安定状態から安
定状態に変化することによって初期化及び消去が行われ
る光記録媒体において、記録層が、Ge、Te、Sb及
びSeを主成分とする材料から構成され、記録層の膜厚
方向の平均組成が、原子%で表して、 Ge≧40%、及び、Sb+Se≦25% を満足し、且つ、記録層の原子配列が安定状態にあると
きに記録媒体の反射率が再生光に対して70%以上であ
り、記録層の原子配列が準安定状態にあるときに記録媒
体の反射率が再生光に対して40%以下であることを特
徴とする光記録媒体が提供される。According to a second aspect of the invention, on the substrate:
A metal layer, a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer are provided, and recording is performed by changing the atomic arrangement of the recording layer from a stable state to a metastable state. In an optical recording medium in which initialization and erasing are performed by changing the recording layer, the recording layer is composed of a material containing Ge, Te, Sb, and Se as main components, and the average composition in the film thickness direction of the recording layer is atomic%. , Ge ≧ 40% and Sb + Se ≦ 25% are satisfied, and when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, the reflectance of the recording medium is 70% or more with respect to the reproducing light, There is provided an optical recording medium characterized in that the reflectance of the recording medium is 40% or less with respect to the reproducing light when the atomic arrangement of the recording layer is in a metastable state.
【0018】上記本発明の第2の態様における光記録媒
体において、第1保護層の屈折率n1 及び膜厚d1 、第
2保護層の屈折率n2 及び膜厚d2 、安定状態にある記
録層の屈折率nc 及び消衰係数kc 、準安定状態にある
記録層の屈折率na 及び消衰係数ka 、記録層の膜厚d
r 並びに記録・再生光の波長λに対して、In the optical recording medium according to the second aspect of the present invention, the refractive index n 1 and the film thickness d 1 of the first protective layer, the refractive index n 2 and the film thickness d 2 of the second protective layer are stable. Refractive index n c and extinction coefficient k c of a certain recording layer, refractive index n a and extinction coefficient k a of a recording layer in a metastable state, film thickness d of the recording layer
r and the wavelength λ of the recording / reproducing light,
【数4】 なる関係を満足することが好ましい。[Equation 4] It is preferable to satisfy the following relationship.
【0019】本発明の光記録媒体において、記録層の膜
厚方向の平均組成において、Geの原子%をGe≧40
%として且つSb及びSeの原子%をSb+Se≦25
%とすることによって、CD規格で定められたような再
生時の線速度1.2〜1.4m/sで記録しても、記録
の際に光照射により記録層を結晶状態から非晶質状態に
変化させることができ、確実な記録が行われる。記録層
の膜厚方向の平均組成は、原子%で表して、 40%≦Ge≦64% 45%≦Te≦59% 1%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満足することが好ましい。上記比率で上記記
録層にGe、Te、Sb及びSeを共存させることによ
って非晶質状態を安定に保持し、且つ記録・消去時の結
晶化を高速で行うことを可能にする。一層好ましくは、 40%≦Ge≦55% 35%≦Te≦50% 5%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満たすことであり、特に好ましくは、 40%≦Ge≦50% 35%≦Te≦45% 10%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満足することである。In the optical recording medium of the present invention, in the average composition in the film thickness direction of the recording layer, the atomic% of Ge is Ge ≧ 40.
% And the atomic% of Sb and Se is Sb + Se ≦ 25
%, The recording layer is changed from a crystalline state to an amorphous state by light irradiation during recording even when recording is performed at a linear velocity of 1.2 to 1.4 m / s at the time of reproduction as defined by the CD standard. It can be changed to a state and reliable recording is performed. The average composition in the film thickness direction of the recording layer is preferably expressed in atomic%: 40% ≦ Ge ≦ 64% 45% ≦ Te ≦ 59% 1% ≦ Sb + Se ≦ 20% Sb <Se. By allowing Ge, Te, Sb and Se to coexist in the recording layer at the above ratio, the amorphous state can be stably maintained, and crystallization at the time of recording / erasing can be performed at high speed. More preferably, 40% ≤ Ge ≤ 55% 35% ≤ Te ≤ 50% 5% ≤ Sb + Se ≤ 20% Sb <Se, and particularly preferably 40% ≤ Ge ≤ 50% 35% ≤. Te ≦ 45% 10% ≦ Sb + Se ≦ 20% Sb <Se.
【0020】上記記録層には、Ge,Te,Sb,Se
以外の元素を含むことができ、10原子%以下の割合で
含むことが好ましい。記録層に含むことができるGe,
Te,Sb,Se以外の元素としては、Au、Ag、C
u、Pd、Ta、W、Ir、Sc、Y、Ti、Zr、
V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru、Co、Rh
及びNiなどの融点の高い金属元素が挙げられる。これ
らの元素は、半導体レーザ光などの長波長光の吸収を容
易にして記録感度を高める効果を持ち、また、記録・消
去時にも溶融しにくいので結晶化の際に結晶核になりや
すく、高速結晶化を促進する。また、Tl、ハロゲン元
素、アルカリ金属などの、結晶化速度を向上させ且つ非
晶質状態の安定性を向上させる効果を持つ元素を含ませ
ることもできる。Tlなどの元素とCoなどの高融点金
属とが共存すれば、高速結晶化が可能で、且つ非晶質状
態の安定性が高く、記録感度も高くなる。Tlなどの元
素とCoなどの高融点金属のいずれか一方を添加する場
合、Tlなどの元素を添加した方が、膜形成の容易さの
点で好ましいが、耐酸化性は低下する。また、N、O、
HおよびArなどの不活性元素を含ませることもでき、
これらは、熱伝導率を適当な値に設定して記録感度を高
める効果を持ち、また、非晶質状態の安定性を向上させ
る効果がある。これらは結晶粒系を小さくしてノイズレ
ベルを低く抑える効果も持つ。また、希土類元素などを
記録材料に1〜5%添加すると再生信号強度を大きくす
るとともに、結晶化温度を高めることができる。上記G
e,Te,Sb,Se以外の記録層に含めることができ
る元素のうち、少なくとも2種類以上が記録層中に含ま
れる場合、これらは化合物の形で含まれていてもよい。
たとえば、SiO2 、Al2 O3 などの酸化物、ZnS
などの硫化物、MgF2 などの弗化物、Si3 N4 、A
lNなどの窒化物、SiCなどの炭化物などが挙げられ
る。これらの化合物は、記録層の光学定数を適当な値に
調整して反射率を高くし且つ信号変調度を大きくする効
果を持つ。また、熱伝導率を適当な値に調整して記録感
度を高める効果もある。上記元素を記録層中に添加した
場合、これらがGe、Te、Sb及びSeのうちの少な
くとも1つの元素と化合物を作ってもよい。例えば、Z
nTe、Ag2 Te、SnTe、Cr4 Te5 などは、
融点が高く記録・消去時にも溶融しにくいので、結晶化
の際に結晶核になりやすく、高速結晶化を可能にする。
また、記録層の流動などによる物理的な変形を防ぐ効果
も持ち、多数回の書き換えを可能にする。Ge, Te, Sb, Se are formed on the recording layer.
It is possible to include elements other than, and it is preferable to include them in a ratio of 10 atomic% or less. Ge that can be included in the recording layer,
Elements other than Te, Sb, and Se include Au, Ag, and C.
u, Pd, Ta, W, Ir, Sc, Y, Ti, Zr,
V, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Co, Rh
And a metal element having a high melting point such as Ni. These elements have the effect of facilitating the absorption of long-wavelength light such as semiconductor laser light and increasing the recording sensitivity, and because they are difficult to melt during recording and erasing, they tend to form crystal nuclei during crystallization, and high speed. Promotes crystallization. Further, an element having an effect of improving the crystallization rate and improving the stability of the amorphous state, such as Tl, a halogen element, or an alkali metal, can be included. When an element such as Tl and a refractory metal such as Co coexist, high-speed crystallization is possible, stability in an amorphous state is high, and recording sensitivity is high. When either one of the element such as Tl and the refractory metal such as Co is added, the addition of the element such as Tl is preferable from the viewpoint of easy film formation, but the oxidation resistance is lowered. Also, N, O,
Inactive elements such as H and Ar can also be included,
These have the effect of increasing the recording sensitivity by setting the thermal conductivity to an appropriate value, and the effect of improving the stability of the amorphous state. These also have the effect of suppressing the noise level by reducing the crystal grain size. Further, by adding a rare earth element or the like to the recording material in an amount of 1 to 5%, the reproduction signal intensity can be increased and the crystallization temperature can be increased. Above G
When at least two kinds of elements other than e, Te, Sb, and Se that can be contained in the recording layer are contained in the recording layer, these may be contained in the form of a compound.
For example, oxides such as SiO 2 and Al 2 O 3 , ZnS
Such as sulfides, fluorides such as MgF 2 , Si 3 N 4 , A
Examples thereof include nitride such as 1N and carbide such as SiC. These compounds have the effects of adjusting the optical constant of the recording layer to an appropriate value to increase the reflectance and increase the signal modulation degree. It also has the effect of increasing the recording sensitivity by adjusting the thermal conductivity to an appropriate value. When the above elements are added to the recording layer, they may form a compound with at least one element of Ge, Te, Sb and Se. For example, Z
nTe, Ag 2 Te, SnTe, Cr 4 Te 5 etc. are
Since it has a high melting point and does not easily melt during recording and erasing, it easily forms crystal nuclei during crystallization, enabling high-speed crystallization.
It also has the effect of preventing physical deformation due to the flow of the recording layer and enables rewriting many times.
【0021】上記記録層は膜厚方向の平均組成が上記の
範囲内に有れば膜厚方向に組成が変化していてもよい。
各元素の含有量の膜厚方向の変化は通常は小さいが、任
意のパターンの変化が存在しても差し支えない。ただ
し、組成の変化は連続的であるのが好ましい。Sb、S
e及びSについては、記録層のいずれか一方の界面付近
あるいは他の層との界面において、記録層の内側よりも
高い含有量であることが耐酸化性の面から好ましい。If the average composition in the film thickness direction is within the above range, the composition of the recording layer may be changed in the film thickness direction.
The change in the content of each element in the film thickness direction is usually small, but there may be any pattern change. However, it is preferable that the composition change is continuous. Sb, S
From the viewpoint of oxidation resistance, it is preferable that e and S have a higher content in the vicinity of one of the interfaces of the recording layer or in the interface with another layer than in the inside of the recording layer.
【0022】上記記録層中に極めて小さい針状磁性体を
均一に分散または析出させると、これらを核として結晶
が促進される効果がある。また、外部磁場中で記録を行
うと、記録層が溶融したときに針状磁性体が外部磁場の
方向にそろうので、外部磁場ゼロで記録した、この磁性
体がランダムな方向を向いている場合に比べ、異なる構
造の結晶状態あるいは非晶質状態を造ることができる。
これにより、レーザ光変調と磁界変調を組み合わせて4
つの異なる状態を発生させることができる。When the extremely small acicular magnetic material is uniformly dispersed or precipitated in the recording layer, the crystal is promoted with these as nuclei. Also, when recording is performed in an external magnetic field, the acicular magnetic material aligns with the direction of the external magnetic field when the recording layer melts, so when recording with an external magnetic field of zero, this magnetic material is oriented in a random direction. Compared with, it is possible to create a crystalline state or an amorphous state having a different structure.
This makes it possible to combine laser light modulation and magnetic field modulation
Three different states can occur.
【0023】上記記録層を形成する際に、記録層を2層
に分割するように、記録層中に中間層を設けることもで
きる。この中間層により、記録層の冷却時間の制御、結
晶化過程の制御等を行うことができる。また、中間層に
よって分けられた2層の記録層のうち、片方のみに情報
を記録したり、両方に記録したりすることで、1つの記
録ビットに複数の情報を持たせることも可能である。中
間層として、前記の界面層と同様の材料を用いることが
できるが、その膜厚は10nm以下であることが好まし
い。また、中間層は、必ずしも均一に形成される必要は
なく、アイランド状に形成されていてもよい。When forming the recording layer, an intermediate layer may be provided in the recording layer so that the recording layer is divided into two layers. The intermediate layer can control the cooling time of the recording layer, the crystallization process, and the like. Further, by recording information in only one or both of the two recording layers divided by the intermediate layer, it is possible to give one recording bit a plurality of information. . The same material as that for the interface layer can be used for the intermediate layer, but the thickness thereof is preferably 10 nm or less. Further, the intermediate layer does not necessarily have to be formed uniformly and may be formed in an island shape.
【0024】本発明において、記録層の原子配列の安定
状態及び準安定状態とは、代表的には、記録層の原子配
列がそれぞれ結晶状態及び非晶質状態にあることを意味
する。しかしながら、これに限定されず、膜の形状変化
をほとんど伴わない種々の原子配列変化によって光学的
性質を変化する2つの異なる状態でもよい。例えば、結
晶粒径や結晶形が異なる状態(α、β、π、γ型等の異
なる結晶状態)でもよい。非晶質状態と結晶状態の変化
においては、非晶質は完全な非晶質でなく、結晶部分が
混在していてもよい。また、記録層と保護層、中間層の
うちの少なくとも一者との間で、これらの層を構成する
原子のうちの一部が移動(拡散、化学反応などによる)
することにより、あるいは移動と相変化の両方により状
態変化が生じて一方が安定状態に、他方が準安定状態に
なり得る場合も該当する。In the present invention, the stable state and metastable state of the atomic arrangement of the recording layer typically mean that the atomic arrangement of the recording layer is in a crystalline state and an amorphous state, respectively. However, the present invention is not limited to this, and there may be two different states in which the optical properties are changed by various atomic arrangement changes that hardly accompany the shape change of the film. For example, it may be in a state in which the crystal grain size or the crystal form is different (α, β, π, γ, etc. different crystal states). In the change between the amorphous state and the crystalline state, the amorphous is not completely amorphous, and crystalline portions may be mixed. Also, some of the atoms constituting these layers move (due to diffusion, chemical reaction, etc.) between the recording layer and at least one of the protective layer and the intermediate layer.
This also applies to the case where one of the states can be stable and the other can be the metastable state due to the change of state due to the movement or both the movement and the phase change.
【0025】本発明の光記録媒体に用いる保護層は、例
えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィ
ン、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リ4フッ化エチレン(テフロン)などのフッ素樹脂など
の有機物より形成されていてもよく、酸化物、弗化物、
窒化物、硫化物、セレン化物、炭化物、ホウ化物、ホウ
素、炭素、あるいは金属などを主成分とする無機物より
形成されていてもよい。また、これらの複合材料でもよ
い。耐熱性の面で有機物よりも無機物が好ましい。無機
物よりなる保護層の場合は、そのままの形で電子ビーム
蒸着、スパッタリング等で形成してもよいが、反応性ス
パッタリングや、金属、半金属、半導体の少なくとも一
元素よりなる膜を形成したのち、酸素、硫黄、窒素のう
ちの少なくとも一者と反応させるようにすると製造が容
易である。無機物保護層の例としては、Ce、La、S
i、In、Al、Ge、Pb、Sn、Bi、Te、T
a、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr及びWより
なる群より選ばれた少なくとも一元素の酸化物、Cd、
Zn、Ga、In、Sb、Ge、Sn、Pb、Biより
なる群より選ばれた少なくとも一元素の硫化物またはセ
レン化物、Mg、Ce、Caなどの弗化物、Si、A
l、Ta、Bなどの窒化物、B、Siなどの炭化物、T
iなどのホウ化物、ホウ素、炭素よりなるものであっ
て、たとえば主成分がCeO2 、La2 O3、SiO、
SiO2 、In2 O3 、Al2 O3 、GeO、Ge
O2 、PbO、SnO、SnO2 、Bi2 O3 、TeO
2 、Ta2 O5 、Sc2 O3 、Y2 O3 、TiO2 、Z
rO2 、V2 O5 、Nb2 O5 、Cr2 O3 、WO2 、
WO3 、CdS、ZnS、CdSe、ZnSe、In2
S3 、In2 Se3 、Sb2 S3 、Sb2 Se3 、Ga
2 S3 、Ga2 Se3 、GeS、GeSe、GeS
e2 、SnS、SnS2 、SnSe、SnSe2 、Pb
S、PbSe、Bi2 Se3 、Bi2 S3 、MgF2 、
CeF3 、CaF2 、TaN、Si3 N4 、AlN、B
N、Si、TiB2 、B4 C、SiC、B、C及びそれ
らに類似した組成を有するもの並びにこれらの混合物で
ある。これらのうち、硫化物ではZnSまたはそれに類
似した組成の化合物が、屈折率が適当な大きさであり且
つ膜が安定である点で好ましい。窒化物として、表面反
射率があまり高くなく、膜が安定で且つ強固である点
で、TaN、Si3 N4 、AlNまたはAlSiN2 及
びそれらに類似する組成の化合物が好ましい。酸化物と
して好ましいのはY2 O3 、Sc2 O3、CeO2 、T
iO2 、ZrO2 、SiO、Ta2 O5 、In2 O3 、
Al2 O3 、SnO2 またはSiO2 に類似した組成の
酸化珪素である。水素を含むSiの非晶質も好適であ
る。SiAlONまたはそれに類似する組成の化合物も
好ましい。第1保護層と第2保護層は、膜形成操作が容
易になるという理由から同じ材料で形成するのが好まし
いが、異なる材料を用いてもよい。それぞれに用いる材
料の熱伝導率や熱膨張率を適当に選べば、記録感度を向
上させ、また記録層の物理的変形を防ぐことが可能とな
る。The protective layer used in the optical recording medium of the present invention is, for example, a fluororesin such as acrylic resin, polycarbonate, polyolefin, epoxy resin, polyimide, polyamide, polystyrene, polyethylene, polyethylene terephthalate, and polytetrafluoroethylene (Teflon). It may be formed of organic substances such as oxides, fluorides,
It may be formed of an inorganic material containing a nitride, a sulfide, a selenide, a carbide, a boride, boron, carbon, or a metal as a main component. Also, a composite material of these may be used. Inorganic substances are preferable to organic substances in terms of heat resistance. In the case of a protective layer made of an inorganic material, electron beam evaporation may be formed as it is, by sputtering or the like, but reactive sputtering, metal, metalloid, after forming a film made of at least one element of a semiconductor, The production is facilitated by reacting with at least one of oxygen, sulfur and nitrogen. Examples of the inorganic protective layer include Ce, La, S
i, In, Al, Ge, Pb, Sn, Bi, Te, T
an oxide of at least one element selected from the group consisting of a, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr and W, Cd,
Sulfide or selenide of at least one element selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sb, Ge, Sn, Pb and Bi, fluorides such as Mg, Ce and Ca, Si and A
l, Ta, B, etc. nitrides, B, Si, etc. carbides, T
i or other boride, boron, or carbon, whose main components are CeO 2 , La 2 O 3 , SiO,
SiO 2 , In 2 O 3 , Al 2 O 3 , GeO, Ge
O 2 , PbO, SnO, SnO 2 , Bi 2 O 3 , TeO
2 , Ta 2 O 5 , Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Z
rO 2 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Cr 2 O 3 , WO 2 ,
WO 3 , CdS, ZnS, CdSe, ZnSe, In 2
S 3 , In 2 Se 3 , Sb 2 S 3 , Sb 2 Se 3 , Ga
2 S 3 , Ga 2 Se 3 , GeS, GeSe, GeS
e 2 , SnS, SnS 2 , SnSe, SnSe 2 , Pb
S, PbSe, Bi 2 Se 3 , Bi 2 S 3 , MgF 2 ,
CeF 3 , CaF 2 , TaN, Si 3 N 4 , AlN, B
N, Si, TiB 2 , B 4 C, SiC, B, C and those having compositions similar thereto and mixtures thereof. Of these, sulfides are preferably ZnS or a compound having a composition similar to ZnS in that the refractive index is appropriate and the film is stable. As the nitride, TaN, Si 3 N 4 , AlN or AlSiN 2 and compounds having a composition similar to TaN, Si 3 N 4 , AlN or AlN are preferable because the surface reflectance is not so high and the film is stable and strong. Preferred oxides are Y 2 O 3 , Sc 2 O 3 , CeO 2 , and T.
iO 2 , ZrO 2 , SiO, Ta 2 O 5 , In 2 O 3 ,
It is a silicon oxide having a composition similar to that of Al 2 O 3 , SnO 2 or SiO 2 . Amorphous Si containing hydrogen is also suitable. A compound having a composition similar to that of SiAlON is also preferable. The first protective layer and the second protective layer are preferably formed of the same material because the film forming operation is facilitated, but different materials may be used. By appropriately selecting the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the materials used for each, it becomes possible to improve the recording sensitivity and prevent physical deformation of the recording layer.
【0026】記録層と保護層との間に、記録層に接して
界面層を設けることもできる。これは記録層の片方のみ
に設けてもよいし、記録層の両面に設けてもよい。この
界面層は、記録層との濡れ性を改善することによって記
録層の流動を防ぎ、書替え回数を向上することが可能に
なる。また、この界面層により、記録層の結晶化過程を
制御することも可能である。界面層を構成する材料とし
ては、Au、Ag、Cu、Pd、Ta、W、Ir、S
c、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、F
e、Ru、Co、Rh、Ni、Pt、Si、Ge等の融
点の高い金属元素や半導体元素及びこれらの合金材料を
用いることができる。また、Ce、La、Si、In、
Al、Ge、Pb、Sn、Bi、Te、Ta、Sc、
Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr及びWなる群より選ば
れた少なくとも一元素の酸化物、Cd、Zn、Ga、I
n、Sb、Ge、Sn、Pb、Bi、よりなる群より選
ばれた少なくとも一元素の硫化物またはセレン化物、M
g、Ce、Ca等のフッ化物、Si、Al、Ta、B等
の窒化物、B、Si等の炭化物、Tiなどのホウ化物、
ホウ素、炭素のうち保護膜として用いる材料と異なるも
のを用いることができる。金属あるいは半導体材料な
ど、記録再生用光に対して吸収を持つ材料を用いる場合
には、その膜厚が10nm以下であるのが好ましい。こ
の界面層は、必ずしも均一に形成される必要はなく、ア
イランド状に形成されていてもよい。An interface layer may be provided between the recording layer and the protective layer in contact with the recording layer. This may be provided only on one side of the recording layer or on both sides of the recording layer. By improving the wettability with the recording layer, this interface layer can prevent the recording layer from flowing and improve the number of times of rewriting. The interface layer can also control the crystallization process of the recording layer. The material forming the interface layer is Au, Ag, Cu, Pd, Ta, W, Ir, S.
c, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr, Mo, Mn, F
A metal element or semiconductor element having a high melting point such as e, Ru, Co, Rh, Ni, Pt, Si, or Ge, or an alloy material thereof can be used. In addition, Ce, La, Si, In,
Al, Ge, Pb, Sn, Bi, Te, Ta, Sc,
Oxide of at least one element selected from the group consisting of Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr and W, Cd, Zn, Ga, I
n, Sb, Ge, Sn, Pb, Bi, a sulfide or selenide of at least one element selected from the group consisting of M,
g, Ce, Ca, etc. fluorides, Si, Al, Ta, B, etc. nitrides, B, Si, etc. carbides, Ti, etc. boride,
A material different from the material used for the protective film can be used among boron and carbon. When a material having absorption of recording / reproducing light such as a metal or a semiconductor material is used, the film thickness is preferably 10 nm or less. This interface layer does not necessarily have to be formed uniformly and may be formed in an island shape.
【0027】本発明の光情報記録媒体に用いる反射層
は、Au、Ag、Cu、Alあるいはこれらの元素のう
ち少なくとも1つを主成分とするものが、反射率が高い
という点で好ましい。これらの元素を単独で用いる場
合、反射率はきわめて高くなるが、熱伝導率が大きいた
め記録感度が低下する。これらの元素を主成分とし、他
の元素を少量添加したものは、反射率も高く且つ熱伝導
率もこれらの元素を単独で用いた場合に比べて小さくな
るので記録感度がよい。例えば、上記元素としてAuを
選んだ場合、添加元素として、Ti、Cr、Co、Ni
などが好ましく、Coが最も好ましい。添加元素の含有
量は10原子%以下が好ましい。上記元素の合金も用い
ることができる。たとえば、Au−Ag系合金、Au−
Cu系合金は、反射率と記録感度の点で上記Au合金と
同等以上の特性を示す。この場合、それぞれの含有量は
25〜75%が好ましい。また、上記した以外にもS
b、Bi、In、Te、Se、Si、Ge、Pb、G
a、As、Zn、Cd、Sc、Ti、V、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、R
u、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、
Pt、ランタノイド元素、アクチノイド元素のうちの少
なくとも1つを主成分とする反射層を用いてもよく、ま
たこれらは添加元素として用いてもよい。The reflective layer used in the optical information recording medium of the present invention is preferably composed of Au, Ag, Cu, Al or at least one of these elements as a main component in terms of high reflectance. When these elements are used alone, the reflectance is extremely high, but the recording sensitivity is lowered due to the large thermal conductivity. A recording medium containing these elements as a main component and a small amount of other elements added thereto has a high reflectance and a small thermal conductivity as compared with the case where these elements are used alone, and thus has good recording sensitivity. For example, when Au is selected as the above element, Ti, Cr, Co, Ni are added as the additional elements.
Are preferred, and Co is most preferred. The content of the additional element is preferably 10 atomic% or less. Alloys of the above elements can also be used. For example, Au-Ag type alloy, Au-
The Cu-based alloy exhibits the same or higher characteristics as the Au alloy in terms of reflectance and recording sensitivity. In this case, the content of each is preferably 25 to 75%. In addition to the above, S
b, Bi, In, Te, Se, Si, Ge, Pb, G
a, As, Zn, Cd, Sc, Ti, V, Cr, Mn,
Fe, Co, Ni, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, R
u, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir,
A reflective layer containing at least one of Pt, a lanthanoid element, and an actinide element as a main component may be used, and these may be used as additional elements.
【0028】本発明の光情報記録媒体において、基板と
第1保護層の間に用いる金属層は上記の反射層と同様の
材料を用いることができる。この金属層として、特に反
射率が高く且つ熱伝導性がそれぞれの元素を単独で用い
た場合に比べて小さくなり、本発明の光記録媒体の記録
感度を向上させるという理由からAuCo合金が好まし
い。In the optical information recording medium of the present invention, the metal layer used between the substrate and the first protective layer may be made of the same material as the above reflective layer. As this metal layer, an AuCo alloy is preferable because it has a particularly high reflectance and a thermal conductivity smaller than that when each element is used alone, and improves the recording sensitivity of the optical recording medium of the present invention.
【0029】本発明の光記録媒体においては、反射層の
記録層の側と反対側にさらに保護層を形成するのが好ま
しい。これは、例えば、ポリスチレン、ポリ4フッ化エ
チレン(テフロン)、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリ
オレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート、エポキシ樹脂、ホットメルト接着剤として知ら
れているエチレン−酢酸ビニル共重合体等、及び粘着剤
や紫外線硬化樹脂などの有機物が用いられる。この有機
物層は基板であってもよい。もちろん、酸化物、弗化
物、窒化物、硫化物、セレン化物、炭化物、ホウ化物、
ホウ素、炭素、あるいは金属などを主成分とする無機物
も用いることができる。また、有機物と無機物からなる
2層以上の構成であってもよい。上記のような保護膜の
形成によって記録書き換え時の記録層の変形によるノイ
ズ増加を防止することができる。In the optical recording medium of the present invention, it is preferable to further form a protective layer on the side opposite to the recording layer side of the reflective layer. This is, for example, polystyrene, polytetrafluoroethylene (Teflon), polyimide, acrylic resin, polyolefin, polyethylene terephthalate, polycarbonate, epoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer known as a hot melt adhesive, and the like, and Organic substances such as adhesives and UV curable resins are used. This organic layer may be the substrate. Of course, oxides, fluorides, nitrides, sulfides, selenides, carbides, borides,
Inorganic substances containing boron, carbon, or metal as a main component can also be used. Further, it may have a structure of two or more layers composed of an organic substance and an inorganic substance. By forming the protective film as described above, it is possible to prevent an increase in noise due to the deformation of the recording layer at the time of rewriting the recording.
【0030】本発明の記録媒体の上記の各層は、種々の
方法により形成し得、例えば、真空蒸着、ガス中蒸着、
スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンプレーティ
ング、電子ビーム蒸着、射出成形、キャスティング、回
転塗布、プラズマ重合などから適宜選択することができ
る。金属層、第1および第2保護層、記録層、反射層お
よび反射層に隣接した無機保護層は、再現性が良く、量
産性に優れるという理由からスパッタリングにより形成
するのが最も好ましい。The above-mentioned layers of the recording medium of the present invention can be formed by various methods, for example, vacuum vapor deposition, vapor deposition in gas,
It can be appropriately selected from sputtering, ion beam evaporation, ion plating, electron beam evaporation, injection molding, casting, spin coating, plasma polymerization and the like. The metal layer, the first and second protective layers, the recording layer, the reflective layer and the inorganic protective layer adjacent to the reflective layer are most preferably formed by sputtering because they have good reproducibility and excellent mass productivity.
【0031】本発明の光記録媒体においては、記録層の
全面をあらかじめ結晶化させることによって初期化する
必要がある。基板に有機物を用いている場合には記録媒
体全体を高温にすることができないので、他の方法で記
録層を結晶化させる。その場合、一定時間の通電、スポ
ット径2μm以下まで集光したレーザ光の照射、キセノ
ンランプ、水銀ランプなどの紫外線照射と加熱、フラッ
シュランプよりの光の照射、高出力ガスレーザや高出力
半導体レーザからの大きな光スポットによる光の照射、
あるいは加熱とレーザ光照射との組み合わせなどを行う
のが好ましい。高出力ガスレーザや高出力半導体レーザ
からの光の照射の場合、光スポット径(半値幅)5μm
以上5mm以下とすると効率がよい。また、この場合、
光スポットの長手方向をトラックと直角にすると初期結
晶化に要する時間を短縮できる。結晶化は記録トラック
上のみで起こらせ、トラック間は非晶質のままとしても
よい。一方、たとえばGe、Te、Sb及びSeを主成
分とする薄膜を、複数の蒸発源からの回転蒸着によって
形成した場合、蒸着直後にはGe、Te、Sb及びSe
がほとんど結合していない場合が多い。また、スパッタ
リングによって形成した場合も原子配列が極めて乱れた
状態になる。このような場合は、まず、高いパワー密度
のレーザ光を記録トラック上に照射して、場合によって
は膜を融解させるのがよい。さらに記録トラック上に低
いパワー密度のレーザ光を照射し、結晶化させるのとト
ラック一周にわたっての反射率が均一になりやすい。こ
うして初期化された記録媒体にデータを記録するには、
光照射により記録層を、例えば、結晶状態から非晶質状
態への原子配列変化を起こさせることによって実行す
る。この際、記録層に大きな物理的な変形を生じさせる
ことのない照射時間及び光パワーで行われる。In the optical recording medium of the present invention, it is necessary to initialize the entire surface of the recording layer by crystallizing it in advance. When an organic material is used for the substrate, the entire recording medium cannot be heated to a high temperature, so the recording layer is crystallized by another method. In that case, energization for a certain period of time, irradiation of laser light focused to a spot diameter of 2 μm or less, ultraviolet irradiation and heating of xenon lamp, mercury lamp, etc., irradiation of light from flash lamp, high power gas laser and high power semiconductor laser Irradiation with a large light spot of
Alternatively, it is preferable to perform a combination of heating and laser light irradiation. When irradiating light from a high-power gas laser or high-power semiconductor laser, the light spot diameter (half-value width) is 5 μm.
If it is 5 mm or less, the efficiency is good. Also in this case,
When the longitudinal direction of the light spot is perpendicular to the track, the time required for initial crystallization can be shortened. The crystallization may be performed only on the recording tracks, and the tracks may remain amorphous. On the other hand, for example, when a thin film containing Ge, Te, Sb and Se as a main component is formed by rotary evaporation from a plurality of evaporation sources, immediately after the evaporation, Ge, Te, Sb and Se are formed.
Are often not combined. Further, even when formed by sputtering, the atomic arrangement becomes extremely disordered. In such a case, it is preferable to first irradiate the recording track with laser light having a high power density to melt the film in some cases. Further, when the recording track is irradiated with laser light having a low power density to crystallize it, the reflectivity over the entire track tends to be uniform. To record data on the recording medium initialized in this way,
This is carried out by causing the atomic arrangement of the recording layer to change from a crystalline state to an amorphous state by light irradiation. At this time, the irradiation time and the optical power are set so as not to cause a large physical deformation of the recording layer.
【0032】本発明の記録媒体の形状は、ディスク状の
みならず、テープ状、カード状などの種々の形状にし得
る。The shape of the recording medium of the present invention is not limited to a disk shape, but may be various shapes such as a tape shape and a card shape.
【0033】本発明の光記録媒体は、マークエッジ方式
により記録・再生が行われる記録媒体であることが好ま
しい。マークエッジ方式での記録・再生には記録マーク
端部位置の精度が要求され、本発明の相変化型材料では
記録時に記録マークの変形が極めて少ないからである。The optical recording medium of the present invention is preferably a recording medium on which recording / reproduction is performed by the mark edge method. This is because recording / reproduction by the mark edge method requires precision of the position of the end portion of the recording mark, and the phase change material of the present invention has very little deformation of the recording mark during recording.
【0034】記録膜のデータを書き替える場合、新しい
データは、既記録データが一旦消去した後に記録される
かあるいは直接重ね書きによって記録されるが、一般
に、同じ記録トラックに書かれていた古いデータ信号は
完全に消去することはできず、消え残りが発生すること
がある。消え残りは、非晶質あるいはそれに近い状態の
領域近くには少なく、結晶あるいはそれに近い状態の領
域近くに多く存在する。従って、これらの消え残りを消
去するには結晶あるいはそれに近い状態の領域近くから
の再生信号レベルを一定レベルに揃えてしまうか、ある
いは少なくとも変動を小さくするような処理を行えば消
え残りの影響を低減することができる。また、このよう
な消え残りはトラック中心部ではなく左右の側に偏在し
易いので、トラックに直角方向に配置した複数のディテ
クターのそれぞれへ入射する反射光には差が生じること
になる。一方、新たに記録した信号はトラックの左右の
側での対称性が良い。従って、トラックの片側のディテ
クターとその反対側のディテクターの信号の差を取り、
適当な倍数をかけてこれらの信号の和から差し引けば、
消え残りに基づく信号を小さくすることができる。これ
らの消え残り抑制方法は、結晶と非晶質間の相変化型材
料に限らず、相変化などの原子配列変化によって記録す
る他の材料に適用しても有効である。When the data on the recording film is rewritten, new data is recorded after the already recorded data is once erased or is directly recorded by overwriting, but in general, old data written on the same recording track is rewritten. The signal cannot be completely erased, and residual information may occur. The remaining unerased amount is small near the amorphous or near-state region and large near the crystalline or near-state region. Therefore, in order to erase these unerased residuals, the reproduced signal levels from the crystal or near the region close to it should be adjusted to a constant level, or at least the fluctuation should be reduced to reduce the effects of the unerased residuals. It can be reduced. Further, since such an unerased portion is likely to be unevenly distributed on the left and right sides instead of the center portion of the track, a difference occurs in the reflected light incident on each of the plurality of detectors arranged in the direction perpendicular to the track. On the other hand, the newly recorded signal has good symmetry on the left and right sides of the track. Therefore, take the difference between the signal on one side of the track and the detector on the other side,
If you take the appropriate multiple and subtract from the sum of these signals,
It is possible to reduce the signal based on the remaining portion. These methods for suppressing the remaining unerased are effective not only for the phase change type material between the crystal and the amorphous but also for other materials which record by the atomic arrangement change such as the phase change.
【0035】本発明のように、非晶質状態等の準安定状
態の反射率を低くし且つ結晶状態等の安定状態の反射率
を高く設定すると、ダイレクトオーバーライトによって
新しく記録したマークに歪みが生じにくいという利点が
あるが、記録波形を工夫することによってさらに効果を
挙げることができる。例えば、矩形の記録波形を複数の
パルスに分割するマルチパルス記録方式では、記録マー
クの後端に熱が蓄積するのを防ぎ、記録マークの前端と
後端で対称性のよいマークを形成することができる。N
T(N=3〜11)のEFM信号を記録する際に、1T
ごとに1つのパルスをN個発生する方法や、(N−1)
個発生する方法は、簡単な回路でマルチパルス波形を作
ることができ且つ対称性が良くジッターの小さい記録マ
ークを形成することができる。この方法でパルス幅を全
てのパルスで一定とすると、極めて単純な回路でマルチ
パルスを発生することができるので、安価なドライブを
供給できるという利点を持つ。一方、パルス幅を変えた
い場合には、より対称性の高い記録マークを形成するこ
とが可能となる。パルス幅を変える方法としては、最初
のパルスのみを長くして温度上昇しにくいマーク前端部
の温度をすみやかに上昇させる方法や、後のパルスほど
パルス幅を長くする方法などがある。後のパルスを長く
する方法は、結晶化速度の速い記録膜を用いた媒体を低
線速(CD−ROMの標準線速〜倍速)で回転させて記
録を行う場合に特に効果がある。媒体を低線速で回転さ
せると記録層に熱が蓄積し易くなり、記録層の冷却時間
が長くなる。すると、非晶質記録マークを形成するため
に記録層を溶融しても、冷却中に結晶化がおこり記録マ
ークが形成できなくなる。このとき、マーク後端部に相
当する最後のパルス付近では、蓄熱しにくく冷却時間が
最も短いので、この部分のみが非晶質化され、対称性の
よい正常なマークが形成できなくなる。そこで、はじめ
の方のパルス幅を短くして熱の蓄積を防ぎ、記録層の冷
却時間を短くすれば非晶質化が正常に行われ、対称性の
よい記録マークの形成が可能になる。このようにパルス
幅を変化させる場合、その変化は連続的であってもよい
し不連続的であってもよい。さらに、それぞれのパルス
のパワーを変えてもよい。パワーを変える場合、先頭の
パルスほど高いパワーにして、それぞれのパルスのエネ
ルギーをほぼ一定にするのが好ましい。パルス幅のみあ
るいはパルス幅とパワーの両方を変える場合、記録を行
うマークのマーク長、直前及び直後の記録マークとの間
隔、直前及び直後の記録マーク長等の関数として、記録
マークが最適なるように予め決めておいてもよいし、媒
体の一部に試し書き領域を設けて、適宜その領域に試し
書きを行い、記録マークが最適となるようにその都度調
整してもよい。When the reflectance in the metastable state such as the amorphous state is set low and the reflectance in the stable state such as the crystalline state is set high as in the present invention, the distortion of the newly recorded mark is caused by the direct overwrite. Although it has an advantage that it is unlikely to occur, the effect can be further enhanced by devising the recording waveform. For example, in a multi-pulse recording method in which a rectangular recording waveform is divided into a plurality of pulses, it is necessary to prevent heat from accumulating at the trailing end of the recording mark and form a mark with good symmetry at the leading and trailing ends of the recording mark. You can N
When recording an EFM signal of T (N = 3 to 11), 1T
A method of generating N pulses of 1 for each, or (N-1)
The method of individually generating can form a multi-pulse waveform with a simple circuit and can form a recording mark having good symmetry and small jitter. If the pulse width is made constant for all the pulses by this method, it is possible to generate a multi-pulse with an extremely simple circuit, which has an advantage that an inexpensive drive can be supplied. On the other hand, when it is desired to change the pulse width, it is possible to form a recording mark with higher symmetry. As a method of changing the pulse width, there are a method of lengthening only the first pulse to quickly raise the temperature of the mark front end portion where it is difficult to raise the temperature, and a method of lengthening the pulse width for the subsequent pulses. The subsequent pulse lengthening method is particularly effective when recording is performed by rotating a medium using a recording film having a high crystallization rate at a low linear velocity (standard linear velocity to double speed of CD-ROM). When the medium is rotated at a low linear velocity, heat easily accumulates in the recording layer, and the cooling time of the recording layer becomes long. Then, even if the recording layer is melted to form an amorphous recording mark, crystallization occurs during cooling and the recording mark cannot be formed. At this time, in the vicinity of the last pulse corresponding to the trailing edge of the mark, it is difficult to store heat and the cooling time is shortest. Therefore, only this portion is amorphized, and a normal mark with good symmetry cannot be formed. Therefore, if the pulse width of the first part is shortened to prevent heat accumulation and the cooling time of the recording layer is shortened, the amorphization is normally performed, and it is possible to form a recording mark with good symmetry. When the pulse width is changed in this way, the change may be continuous or discontinuous. Furthermore, the power of each pulse may be changed. When changing the power, it is preferable that the head pulse has a higher power and the energy of each pulse is substantially constant. When changing only the pulse width or both the pulse width and the power, the recording mark is optimized as a function of the mark length of the mark to be recorded, the distance between the recording mark immediately before and immediately after, the recording mark length immediately before and immediately after, etc. Alternatively, a test writing area may be provided in a part of the medium, and test writing may be appropriately performed in the area, and the recording mark may be adjusted each time to be optimum.
【0036】また、新しい記録マークを形成する前に、
連続光による消去を行うと、より対称性の高い記録マー
クを形成することができる。連続光消去は、記録を行う
光ヘッドで行ってもよいし、それとは別の消去用ヘッド
で行ってもよい。また、連続光消去用の光の波長を記録
用のものと変えることもできる。この場合には、記録用
の半導体レーザとそれとは波長の異なる連続消去用の半
導体レーザを一つの対物レンズで集光してもよく、もち
ろん2つのヘッドを用いてもよい。Before forming a new recording mark,
When erasing with continuous light is performed, a recording mark with higher symmetry can be formed. The continuous light erasing may be performed by an optical head for recording, or may be performed by an erasing head other than that. Further, the wavelength of light for continuous light erasing can be changed to that for recording. In this case, the semiconductor laser for recording and the semiconductor laser for continuous erasing having different wavelengths may be condensed by one objective lens, and of course, two heads may be used.
【0037】本発明の光記録媒体は、線速1.2m/s
以上で固相消去を行えることが好ましい。固相消去を行
えば消去時に記録膜が溶融しないので、記録層が流動、
偏析を起こしにくく、書換え回数が向上する。また、線
速1.2m/s以上で記録消去する場合は、その使用線
速以上で固相消去できる記録層を用いるのが好ましい。
また、本発明の相変化型光記録媒体は、CDプレーヤ等
で再生可能な媒体であるので、CDの再生時の線速度で
ある1.2〜1.4m/sと同じ線速度で記録できるこ
とがデータの読出の点で有利となる。The optical recording medium of the present invention has a linear velocity of 1.2 m / s.
It is preferable that solid phase erasing can be performed as described above. If solid phase erasing is performed, the recording film will not melt during erasing, so the recording layer will flow,
Segregation is less likely to occur and the number of rewrites is improved. Further, when recording and erasing at a linear velocity of 1.2 m / s or more, it is preferable to use a recording layer capable of solid-phase erasing at a linear velocity or more used.
Further, since the phase-change optical recording medium of the present invention is a medium that can be reproduced by a CD player or the like, it can be recorded at the same linear velocity as 1.2 to 1.4 m / s which is the linear velocity when reproducing a CD. Is advantageous in reading data.
【0038】[0038]
【作用】請求項1の発明の光記録媒体によれば、記録層
の原子配列が安定状態にあるとき、すなわち記録媒体が
初期化状態にあるとき、記録媒体の反射率が40%と低
いため、記録層の光吸収率が大きくなり、記録を行う
際、少ないレーザパワーで高感度記録することが可能と
なる。また、古い情報の上に新しい情報を直接記録する
ダイレクトオーバライトを行う場合、記録マーク(非晶
質状態)の反射率を消去状態(結晶状態)の反射率より
高く設定しているので、古い記録マークの部分に照射さ
れた光は吸収されにくく、記録マークのなかった部分に
照射された光は吸収されやすい。図8に、従来の相変化
型の記録媒体において、古い記録マークの上に新しいマ
ークを記録する場合の反射率の分布35を示した。これ
まで、古いマーク31部分は反射率が低かったため、記
録時に高レーザパワーの光は、新しいマーク32が重な
る部分33に一層吸収されていた。さらに、熱伝導率は
記録マークが存在する非晶質部分が低いために、新しい
記録マークの先端部分33には熱が一層蓄積し易くな
る。この蓄積された熱は、部分33から徐々に拡散する
ため、記録マーク32の先端部分33が変形し易くな
る。これに対して、本発明では、記録マークと初期化部
分で反射率分布を反転しているために、古い記録マーク
と重なる新しい記録マーク部分33に熱が蓄積にくくな
る。一方、熱伝導率は記録マークの方が初期化されてい
る部分より小さいので、熱の蓄積が少ない部分33に熱
が留まり易く、逆に熱が蓄積された部分(マーク32の
部分33以外の領域)から熱が逃げ易くなる。この結
果、古い記録マークが残っていた部分とそうでない部分
にレーザ照射して新たな記録マークを形成しても、熱の
吸収率と伝導率による記録マークに与える影響が相殺さ
れて、マークの歪みが従来の相変化型記録媒体における
マークに比べて一層小さくなる。According to the optical recording medium of the present invention, the reflectance of the recording medium is as low as 40% when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, that is, when the recording medium is in the initialized state. In addition, the light absorption rate of the recording layer becomes large, and when recording, high sensitivity recording can be performed with a small laser power. Further, when performing direct overwrite in which new information is directly recorded on old information, the reflectance of the recording mark (amorphous state) is set higher than the reflectance of the erased state (crystalline state). The light applied to the portion of the recording mark is difficult to be absorbed, and the light applied to the portion without the recording mark is easily absorbed. FIG. 8 shows a reflectance distribution 35 when a new mark is recorded on an old recording mark in a conventional phase change recording medium. Until now, since the reflectance of the old mark 31 was low, the light of high laser power during recording was more absorbed by the portion 33 where the new mark 32 overlaps. Furthermore, since the thermal conductivity of the amorphous portion where the recording mark exists is low, heat is more likely to accumulate at the tip portion 33 of the new recording mark. Since the accumulated heat gradually diffuses from the portion 33, the tip portion 33 of the recording mark 32 is easily deformed. On the other hand, in the present invention, since the reflectance distribution is inverted between the recording mark and the initialization portion, heat is less likely to be accumulated in the new recording mark portion 33 overlapping the old recording mark. On the other hand, since the thermal conductivity of the recording mark is smaller than that of the initialized portion, the heat is likely to stay in the portion 33 where the heat is less accumulated, and conversely, the portion where the heat is accumulated (other than the portion 33 of the mark 32). Heat easily escapes from the area. As a result, even if a new recording mark is formed by irradiating the portion where the old recording mark remains and the portion where the old recording mark does not exist, the influence of the heat absorption rate and the conductivity on the recording mark is offset, and the mark The distortion becomes smaller than that of the mark in the conventional phase change recording medium.
【0039】本発明において上記のような反射率の条件
を満たすには、第1及び第2保護膜、並びに記録層の膜
厚及び屈折率を以下のように調整することで達成するこ
とができる。すなわち、第1保護層の屈折率n1 及び膜
厚d1 、第2保護層の屈折率n2 及び膜厚d2 、安定状
態にある記録層の屈折率nc 及び消衰係数kc 、準安定
状態にある記録層の屈折率na 及び消衰係数ka 、記録
層の膜厚dr 並びに記録・再生光の波長λに対して、In the present invention, the condition of the reflectance as described above can be achieved by adjusting the film thickness and the refractive index of the first and second protective films and the recording layer as follows. . That is, the refractive index n 1 and the film thickness d 1 of the first protective layer, the refractive index n 2 and the film thickness d 2 of the second protective layer, the refractive index n c and the extinction coefficient k c of the recording layer in the stable state, For the refractive index n a and the extinction coefficient k a of the recording layer in the metastable state, the film thickness d r of the recording layer, and the wavelength λ of the recording / reproducing light,
【0040】[0040]
【数5】 なる関係を同時に満たすように記録媒体を構成する。(Equation 5) The recording medium is configured to simultaneously satisfy the following relationship.
【0041】式(1) は、波長λの光に対して、記録層が
非晶質状態のような準安定状態にある場合の方が、結晶
状態のような安定状態よりも光を吸収しにくい材料の条
件を示す。式(2) 及び(3) の左辺は、膜厚dr の記録層
を光が透過するとき、記録層に入射した光の振幅に対す
る記録層を透過した光の振幅の比を示す。式(2) におい
ては、記録層が準安定状態に有るときに、光が記録層を
透過する望ましい範囲を示している。図4に、この場合
の光記録媒体からの光の反射の様子を示す。比較的多く
の光量が記録層17を透過するために、記録媒体からの
反射光全体のうち、第2保護層18と反射層19との界
面からの反射光の寄与が大きい。従って、基板14と金
属層15との界面での反射光21(以下、反射光1とい
う)と第2保護層18と反射層19との界面での反射光
22(以下、反射光4という)との間で干渉作用を起こ
させることで、記録媒体全体の反射率を向上することが
できる。この干渉作用の影響を第1保護膜16と第2保
護膜18の膜厚との関係で調査してみたところ、第1保
護層16の膜厚と第2保護層18との膜厚の和が一定で
あれば記録媒体全体からの反射率は略一定になることが
わかった。すなわち、第1及び第2保護層の膜厚に対し
て、図5に示したような等反射率線23が書けることに
なる。ここで、簡単のため、記録層の膜厚、屈折率等を
一定と考え、第1保護層16と第2保護層18とを同じ
材料とした。Equation (1) absorbs light of wavelength λ when the recording layer is in a metastable state such as an amorphous state, rather than in a stable state such as a crystalline state. The conditions for difficult materials are shown below. The left-hand side of equation (2) and (3), when the light passes through the recording layer having a thickness of d r, represents the amplitude ratio of the light transmitted through the recording layer to the amplitude of the incident on the recording layer light. In the formula (2), when the recording layer is in a metastable state, the desired range of light transmission through the recording layer is shown. FIG. 4 shows how light is reflected from the optical recording medium in this case. Since a relatively large amount of light passes through the recording layer 17, the contribution of the reflected light from the interface between the second protective layer 18 and the reflective layer 19 is large in the entire reflected light from the recording medium. Therefore, reflected light 21 at the interface between the substrate 14 and the metal layer 15 (hereinafter referred to as reflected light 1) and reflected light 22 at the interface between the second protective layer 18 and the reflective layer 19 (hereinafter referred to as reflected light 4). It is possible to improve the reflectance of the entire recording medium by causing an interference action between the recording medium and the recording medium. When the influence of this interference action is investigated by examining the relationship between the film thicknesses of the first protective film 16 and the second protective film 18, the sum of the film thicknesses of the first protective layer 16 and the second protective layer 18 is summed up. It has been found that the reflectance from the entire recording medium is substantially constant when is constant. That is, the isoreflectance line 23 as shown in FIG. 5 can be written for the film thicknesses of the first and second protective layers. Here, for the sake of simplicity, the first protective layer 16 and the second protective layer 18 are made of the same material, considering that the film thickness, the refractive index, etc. of the recording layer are constant.
【0042】一方、式(3) は、記録層が安定状態にある
とき、記録層を透過する光量が所定の値以下にすべきで
あることを示す。すなわち、記録媒体全体からの反射光
のうち、記録層を透過する光の量を制限して、第2保護
層18と反射層19との界面からの反射光の影響を少な
くする。この条件を満たす材料では、図6に示したよう
に、基板14と金属層15との界面での反射光21(反
射光1)と第1保護層16と記録層17との界面での反
射光26(反射光2)との干渉が全体の反射率に大きな
影響を及ぼすことになる。全体の反射率に対する第1保
護層16及び第2保護層18の膜厚の関係を調べてみる
と、図7に示したような等反射率線を書くことができ、
記録媒体全体からの反射率は殆ど第1保護層16の膜厚
のみに依存している。On the other hand, the expression (3) shows that when the recording layer is in a stable state, the amount of light transmitted through the recording layer should be below a predetermined value. That is, of the reflected light from the entire recording medium, the amount of light that passes through the recording layer is limited to reduce the influence of reflected light from the interface between the second protective layer 18 and the reflective layer 19. In the material satisfying this condition, as shown in FIG. 6, reflected light 21 (reflected light 1) at the interface between the substrate 14 and the metal layer 15 and reflection at the interface between the first protective layer 16 and the recording layer 17 are obtained. The interference with the light 26 (reflected light 2) has a great influence on the overall reflectance. When the relationship between the total reflectance and the film thickness of the first protective layer 16 and the second protective layer 18 is examined, it is possible to draw an equireflectance line as shown in FIG.
The reflectance from the entire recording medium almost depends only on the film thickness of the first protective layer 16.
【0043】図5と図7とを重ねてみると、記録層が非
晶質状態であるときの全体の反射率Raが最大になるよ
うな等反射率線24と、記録層が結晶状態であるときの
全体の反射率Rcが最小になるような等反射率線25と
が交差する点があり、この点の周囲の比較的広い領域で
結晶と非晶質との間の反射率差を大きくとれることがわ
かる。従って、(2) 及び(3) 式を満足することで、第1
及び第2の保護層の膜厚に対して広いマージンを保ちな
がら、結晶と非晶質との間において反射率差を大きく取
れるようになる。When FIG. 5 and FIG. 7 are overlapped, the isoreflectance line 24 that maximizes the overall reflectance Ra when the recording layer is in an amorphous state and the recording layer in the crystalline state are shown. There is a point where the iso-reflectance line 25 that minimizes the overall reflectance Rc at a certain point intersects, and the reflectance difference between the crystal and the amorphous is measured in a relatively wide region around this point. You can see that it can be taken big. Therefore, by satisfying the expressions (2) and (3), the first
Also, a large difference in reflectance can be obtained between crystalline and amorphous while maintaining a wide margin with respect to the film thickness of the second protective layer.
【0044】式(4) 〜(7) は、Ra が70%以上であり
且つRc が40%以下となるための条件を示している。
式(4) は、記録層が非晶質状態等の準安定状態にある場
合に、基板と金属層との界面での反射光(反射光1)と
第2保護層と反射層との界面での反射光(反射光4)と
が干渉して強め合う条件:[0044] Equation (4) to (7) indicate conditions for R a is not less than 70% and R c of 40% or less.
Formula (4) represents the reflected light (reflected light 1) at the interface between the substrate and the metal layer and the interface between the second protective layer and the reflective layer when the recording layer is in a metastable state such as an amorphous state. Conditions that interfere with the reflected light (reflected light 4) at and strengthen each other:
【0045】[0045]
【数6】 からのずれがλ/4以下であること示しており、この条
件が満たされるときに記録媒体からの反射率が70%以
上となることがわかった。なお、式中のΔ1は、光路差
を考慮しない場合の反射光1に対する反射光4の位相の
ずれを示している。Δ1は各層の材料や膜厚によって種
々の値をとることができ、絶対値として最大λ/2まで
の値を取り得るが、例えば、金属層と反射層にAuを主
成分とする材料、第1及び第2保護層に屈折率が2程度
の材料、記録層に非晶質状態の屈折率が4程度であり消
衰係数が1程度の材料を用いた場合、Δ1を計算すると
λ/20程度となる。それゆえ式(4) は、以下のように
なる。(Equation 6) It is shown that the deviation from is λ / 4 or less, and it is found that the reflectance from the recording medium becomes 70% or more when this condition is satisfied. It should be noted that Δ1 in the equation represents a phase shift of the reflected light 4 with respect to the reflected light 1 when the optical path difference is not taken into consideration. Δ1 can take various values depending on the material and film thickness of each layer, and can take a value up to λ / 2 as an absolute value. For example, a material containing Au as a main component in the metal layer and the reflective layer, In the case where a material having a refractive index of about 2 is used for the first and second protective layers and a material having a refractive index of about 4 and an extinction coefficient of about 1 is used for the recording layer, Δ1 is calculated to be λ / 20. It will be about. Therefore, equation (4) becomes
【0046】[0046]
【数7】 このとき、N=1が最も好ましい。(Equation 7) At this time, N = 1 is most preferable.
【0047】式(5) は、記録層が結晶状態等の安定状態
にある場合に、基板と金属層との界面での反射光(反射
光1)と第1保護層と記録層との界面での反射光(反射
光2)とが干渉して弱め合う条件:Equation (5) is the reflected light (reflected light 1) at the interface between the substrate and the metal layer and the interface between the first protective layer and the recording layer when the recording layer is in a stable state such as a crystalline state. Conditions that interfere with and interfere with the reflected light (reflected light 2) at:
【0048】[0048]
【数8】 からのずれがλ/4以下である条件を示しており、この
条件を満足することで反射率40%以上となることがわ
かった。なお、式中のΔ2は、光路差を考慮しない場合
の反射光1に対する反射光2の位相のずれを示してい
る。Δ2は各層の材料や膜厚によって種々の値をとるこ
とができ、絶対値として最大λ/2までの値を取り得る
が、例えば、金属層と反射層にAuを主成分とする材
料、第1及び第2保護層に屈折率が2程度の材料、記録
層に結晶状態の屈折率が5.5程度、消衰係数が4程度
の材料を用いた場合、Δ2を計算するとλ/3程度とな
る。それゆえ、式(5) は、以下のようになる。(Equation 8) It shows that the deviation from λ / 4 is λ / 4 or less, and that the reflectance is 40% or more when this condition is satisfied. It should be noted that Δ2 in the equation represents a phase shift of the reflected light 2 with respect to the reflected light 1 when the optical path difference is not taken into consideration. Δ2 can take various values depending on the material and film thickness of each layer, and can take a value up to λ / 2 as an absolute value. For example, a material mainly containing Au for the metal layer and the reflection layer, When using a material having a refractive index of about 2 for the first and second protective layers, and a material having a refractive index of about 5.5 and an extinction coefficient of about 4 for the recording layer, Δ2 is calculated to be about λ / 3. Becomes Therefore, equation (5) becomes
【0049】[0049]
【数9】 このとき、N=0が最も好ましい。[Equation 9] At this time, N = 0 is most preferable.
【0050】本発明の光記録媒体として、以下のような
材料、すなわち、 金属層及び反射層:Auを主成分とする材料 第1及び第2保護層:屈折率2の材料 記録層:非晶質状態の屈折率4、消衰係数1であり、結
晶状態の屈折率5.5、消衰係数4の記録材料のような
材料を用い、記録再生用として波長780nmのレーザ
光を用いたとき、上記条件式を満たすには各層の膜厚の
最も好ましい範囲は以下のようになる。 第1保護層:114〜211nm 記録層:4〜27nm 第1保護層と第2保護層の和:129〜250nmAs the optical recording medium of the present invention, the following materials, that is, a metal layer and a reflective layer: a material containing Au as a main component First and second protective layers: a material having a refractive index of 2 Recording layer: amorphous When a material such as a recording material having a refractive index of 4 in the quality state and an extinction coefficient of 1 and having a refractive index of 5.5 in the crystalline state and an extinction coefficient of 4 is used and a laser beam having a wavelength of 780 nm is used for recording and reproduction. The most preferable range of the film thickness of each layer to satisfy the above conditional expression is as follows. First protective layer: 114 to 211 nm Recording layer: 4 to 27 nm Sum of first protective layer and second protective layer: 129 to 250 nm
【0051】次に、本発明の第2の態様に従う光記録媒
体、すなわち、記録層の原子配列が安定状態にあるとき
に記録媒体の反射率が70%以上であり、記録層の原子
配列が準安定状態にあるときに記録媒体の反射率が40
%以下であるような光記録媒体は、第1及び第2保護
膜、並びに記録層の膜厚及び屈折率を以下のように調整
することで達成することができる。第1保護層の屈折率
n1 及び膜厚d1 、第2保護層の屈折率n2 及び膜厚d
2 、安定状態にある記録層の屈折率nc 及び消衰係数k
c 、準安定状態にある記録層の屈折率na 及び消衰係数
ka 、記録層の膜厚dr 並びに記録・再生光の波長λに
対して、Next, the optical recording medium according to the second aspect of the present invention, that is, the reflectance of the recording medium is 70% or more when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, and the atomic arrangement of the recording layer is When in the metastable state, the reflectance of the recording medium is 40
An optical recording medium having a content of not more than% can be achieved by adjusting the film thickness and the refractive index of the first and second protective films and the recording layer as follows. Refractive index n 1 and film thickness d 1 of the first protective layer, refractive index n 2 and film thickness d 2 of the second protective layer
2. Refractive index n c and extinction coefficient k of the recording layer in the stable state
c , the refractive index n a and the extinction coefficient k a of the recording layer in the metastable state, the film thickness d r of the recording layer, and the wavelength λ of the recording / reproducing light,
【0052】[0052]
【数10】 なる関係を同時に満たすように記録媒体を構成する。[Equation 10] The recording medium is configured to simultaneously satisfy the following relationship.
【0053】式(8) は、波長λの光に対して、記録層が
非晶質状態のような準安定状態にある場合の方が、結晶
状態のような安定状態よりも光を吸収しにくい材料の条
件を示す。式(9) 及び(10)の左辺は、前述の式(2) 及び
(3) と同様に、膜厚dr の記録層を光が透過するとき
に、記録層に入射した光の振幅に対する記録層を透過し
た光の振幅の比を示し、式(9) においては、記録層が準
安定状態にあるときに、光が記録層を透過する望ましい
範囲を示している。図4に、この場合の光記録媒体から
の光の反射の様子を示す。前述の場合と同様に、基板1
4と金属層15との界面での反射光1と第2保護層18
と反射層19との界面での反射光4との間で干渉作用を
起こさせることで、記録媒体全体の反射率を向上するこ
とができる。また、第1保護層16の膜厚と第2保護層
18との膜厚の和が一定であれば記録媒体全体からの反
射率は略一定になり、第1及び第2保護層の膜厚に対し
て、図5に示したような等反射率線23が書ける。ここ
でも、簡単のため、記録層の膜厚、屈折率等を一定と考
え、第1保護層16と第2保護層18とを同じ材料とし
た。Equation (8) absorbs light with a wavelength λ when the recording layer is in a metastable state such as an amorphous state, rather than in a stable state such as a crystalline state. The conditions for difficult materials are shown below. The left side of equations (9) and (10) is
Similar to (3), when the light passes through the recording layer having a thickness of d r, represents the amplitude ratio of the light transmitted through the recording layer to the amplitude of the incident on the recording layer the light, in the formula (9) , Shows a desirable range of light transmission through the recording layer when the recording layer is in a metastable state. FIG. 4 shows how light is reflected from the optical recording medium in this case. As in the previous case, the substrate 1
4 and the reflected light 1 at the interface between the metal layer 15 and the second protective layer 18
The reflectance of the entire recording medium can be improved by causing an interference action between the reflected light 4 and the reflected light 4 at the interface between the reflective layer 19 and the reflective layer 19. Further, if the sum of the film thicknesses of the first protective layer 16 and the second protective layer 18 is constant, the reflectance from the entire recording medium becomes substantially constant, and the film thicknesses of the first and second protective layers are On the other hand, the isoreflectance line 23 as shown in FIG. 5 can be written. Here again, for simplicity, the first protective layer 16 and the second protective layer 18 are made of the same material, considering that the film thickness, refractive index, etc. of the recording layer are constant.
【0054】一方、式(10)は、式(3) と同様に、記録層
が安定状態にあるとき、記録層を透過する光量が所定の
値以下にすべきであることを示す。すなわち、記録媒体
全体からの反射光のうち、記録層を透過する光の量を制
限して、第2保護層18と反射層19との界面からの反
射光の影響を少なくする。この条件を満たす材料では、
図6に示したように、基板14と金属層15との界面で
の反射光21(反射光1)と第1保護層16と記録層1
7との界面での反射光26(反射光2)との干渉が全体
の反射率に大きな影響を及ぼすことになる。全体の反射
率に対する第1保護層16及び第2保護層18の膜厚の
関係は、前述の場合と同様に、図7に示したような等反
射率線により表され、記録媒体全体からの反射率は殆ど
第1保護層16の膜厚のみに依存する。On the other hand, the expression (10), like the expression (3), indicates that when the recording layer is in a stable state, the amount of light transmitted through the recording layer should be below a predetermined value. That is, of the reflected light from the entire recording medium, the amount of light that passes through the recording layer is limited to reduce the influence of reflected light from the interface between the second protective layer 18 and the reflective layer 19. In materials that meet this condition,
As shown in FIG. 6, the reflected light 21 (reflected light 1) at the interface between the substrate 14 and the metal layer 15, the first protective layer 16, and the recording layer 1
The interference with the reflected light 26 (reflected light 2) at the interface with 7 significantly affects the overall reflectance. The relationship between the total reflectance and the film thickness of the first protective layer 16 and the second protective layer 18 is represented by the equi-reflectance line as shown in FIG. The reflectance almost depends only on the film thickness of the first protective layer 16.
【0055】図5と図7との重ね合わせより、記録層が
非晶質状態であるときの全体の反射率Raが最大になる
ような等反射率線24と、記録層が結晶状態であるとき
の全体の反射率Rcが最小になるような等反射率線25
とが交差する点があり、この点の周囲の比較的広い領域
で結晶と非晶質との間の反射率差を大きくとれることが
わかる。従って、(9) 及び(10)式を満足することで、第
1及び第2の保護層の膜厚に対して広いマージンを保ち
ながら、結晶と非晶質との間において反射率差を大きく
取れる。From the superposition of FIG. 5 and FIG. 7, the isoreflectance line 24 that maximizes the overall reflectance Ra when the recording layer is in the amorphous state, and the recording layer is in the crystalline state. And the isoreflectance line 25 such that the overall reflectance Rc is minimized.
It can be seen that there is a point where and intersect, and a large difference in reflectance between the crystal and the amorphous can be obtained in a relatively wide region around this point. Therefore, by satisfying the equations (9) and (10), the reflectance difference between the crystalline and the amorphous is increased while maintaining a wide margin with respect to the film thickness of the first and second protective layers. Can be taken.
【0056】式(11)〜(14)は、Ra が40%以下であり
且つRc が70%以上となるための条件を示している。
式(11)は、記録層が非晶質状態等の準安定状態にある場
合に、基板と金属層との界面での反射光(反射光1)と
第2保護層と反射層との界面での反射光(反射光4)と
が干渉して弱め合う条件:[0056] Equation (11) - (14) shows the condition for R a is at most 40% and R c is 70% or more.
Formula (11) represents the reflected light (reflected light 1) at the interface between the substrate and the metal layer and the interface between the second protective layer and the reflective layer when the recording layer is in a metastable state such as an amorphous state. Conditions that interfere with and interfere with the reflected light (reflected light 4) at:
【0057】[0057]
【数11】 からのずれがλ/4以下であること示しており、この条
件が満たされるときに記録媒体からの反射率が40%以
下となることがわかった。なお、式中のΔ1は、光路差
を考慮しない場合の反射光1に対する反射光4の位相の
ずれを示している。Δ1は各層の材料や膜厚によって種
々の値をとることができ、絶対値として最大λ/2まで
の値を取り得るが、例えば、金属層と反射層にAuを主
成分とする材料、第1及び第2保護層に屈折率が2程度
の材料、記録層に非晶質状態の屈折率が4程度であり消
衰係数が1程度の材料を用いた場合、Δ1を計算すると
λ/20程度となる。それゆえ式(11)は、以下のように
なる。[Equation 11] It is shown that the deviation from is λ / 4 or less, and it is found that the reflectance from the recording medium becomes 40% or less when this condition is satisfied. It should be noted that Δ1 in the equation represents a phase shift of the reflected light 4 with respect to the reflected light 1 when the optical path difference is not taken into consideration. Δ1 can take various values depending on the material and film thickness of each layer, and can take a value up to λ / 2 as an absolute value. For example, a material containing Au as a main component in the metal layer and the reflective layer, In the case where a material having a refractive index of about 2 is used for the first and second protective layers and a material having a refractive index of about 4 and an extinction coefficient of about 1 is used for the recording layer, Δ1 is calculated to be λ / 20. It will be about. Therefore, equation (11) becomes:
【0058】[0058]
【数12】 このとき、N=0が最も好ましい。(Equation 12) At this time, N = 0 is most preferable.
【0059】式(12)は、記録層が結晶状態等の安定状態
にある場合に、基板と金属層との界面での反射光(反射
光1)と第1保護層と記録層との界面での反射光(反射
光2)とが干渉して強め合う条件:Equation (12) is the reflected light (reflected light 1) at the interface between the substrate and the metal layer and the interface between the first protective layer and the recording layer when the recording layer is in a stable state such as a crystalline state. Conditions that interfere with the reflected light (reflected light 2) and strengthen each other:
【0060】[0060]
【数13】 からのずれがλ/4以下である条件を示しており、この
条件を満足することで反射率70%以上となることがわ
かった。なお、式中のΔ2は、光路差を考慮しない場合
の反射光1に対する反射光2の位相のずれを示してい
る。Δ2は各層の材料や膜厚によって種々の値をとるこ
とができ、絶対値として最大λ/2までの値を取り得る
が、例えば、金属層と反射層にAuを主成分とする材
料、第1及び第2保護層に屈折率が2程度の材料、記録
層に結晶状態の屈折率が5.5程度、消衰係数が4程度
の材料を用いた場合、Δ2を計算するとλ/3程度とな
る。それゆえ、式(12)は、以下のようになる。(Equation 13) The deviation is from λ / 4 or less, and it is found that the reflectance is 70% or more by satisfying this condition. It should be noted that Δ2 in the equation represents a phase shift of the reflected light 2 with respect to the reflected light 1 when the optical path difference is not taken into consideration. Δ2 can take various values depending on the material and film thickness of each layer, and can take a value up to λ / 2 as an absolute value. For example, a material mainly containing Au for the metal layer and the reflection layer, When using a material having a refractive index of about 2 for the first and second protective layers, and a material having a refractive index of about 5.5 and an extinction coefficient of about 4 for the recording layer, Δ2 is calculated to be about λ / 3. Becomes Therefore, equation (12) becomes:
【0061】[0061]
【数14】 このとき、N=0が最も好ましい。[Equation 14] At this time, N = 0 is most preferable.
【0062】本発明の光記録媒体として、以下のような
材料、すなわち、 金属層及び反射層:Auを主成分とする材料 第1及び第2保護層:屈折率2の材料 記録層:非晶質状態の屈折率4、消衰係数1であり、結
晶状態の屈折率5.5、消衰係数4の記録材料のような
材料を用い、記録再生用として波長780nmのレーザ
光を用いたとき、上記条件式を満たすには各層の膜厚の
最も好ましい範囲は以下のようになる。 第1保護層:16〜114nm 記録層:11〜43nm 第1保護層と第2保護層の和:134nm以下As the optical recording medium of the present invention, the following materials, that is, a metal layer and a reflective layer: a material containing Au as a main component First and second protective layers: a material having a refractive index of 2 Recording layer: amorphous When a material such as a recording material having a refractive index of 4 in the quality state and an extinction coefficient of 1 and having a refractive index of 5.5 in the crystalline state and an extinction coefficient of 4 is used and a laser beam having a wavelength of 780 nm is used for recording and reproduction. The most preferable range of the film thickness of each layer to satisfy the above conditional expression is as follows. First protective layer: 16 to 114 nm Recording layer: 11 to 43 nm Sum of first protective layer and second protective layer: 134 nm or less
【0063】[0063]
実施例1 本発明に従い、記録層の原子配列が安定状態にあるとき
に記録媒体の反射率が40%以下であり、記録層の原子
配列が準安定状態にあるときに記録媒体の反射率が70
%以上であるような光記録媒体を以下のようにして作製
した。直径120mm、厚さ1.2mmのポリカーボネ
ート樹脂板の表面に、幅0.8μm、深さ20nmのU
字型の案内溝が1.6μmピッチであらかじめ形成され
た基板を用意した。この基板を、複数のスパッタ室を持
ち、膜厚の均一性及び再現性に優れたマグネトロンスパ
ッタリング装置内の第1のスパッタ室内に配置した。タ
ーゲットとしてAuCo合金を用い、スパッタガスとし
てアルゴンガスを用いて基板上に厚さ18nmのAu97
Co3 金属層を形成した。次いでこの基板を、第2のス
パッタ室に移動した後、ターゲットをZnSとSiO2
の混合物として、アルゴンガス中で厚さ135nmの
(ZnS)80(SiO2 )20(モル%)第1保護層を形
成した。同様にして、第3のスパッタ室内で、ターゲッ
トをGeTeSbSe焼結体として、アルゴンガス中で
厚さ10nmのGe43Te41Sb7 Se9 記録層を形成
した。次いで、第4のスパッタ室内でターゲットをZn
SとSiO2 の混合物として、アルゴンガス中で、厚さ
30nmの(ZnS)80(SiO2 )20第2保護層を形
成した。最後に、第5のスパッタ室内で、ターゲットを
AuCo合金として、アルゴンガス中で、厚さ35nm
のAu97Co3 反射層を形成した。積層された基板をス
パッタリング装置から取り出し、最上層の上に紫外線硬
化樹脂保護層をスピンコートした。こうして得られた光
記録媒体の断面図を図1に示す。本実施例の光記録媒体
は、ポリカーボネート基板1上に、Au−Co系金属層
2、ZnS−SiO2 系第1保護層3、Ge−Te−S
b−Se系記録層4、ZnS−SiO2 系第2保護層
5、Au−Co系反射層6、及び紫外線硬化樹脂保護層
7が順次積層されてなる。Example 1 According to the present invention, the reflectance of the recording medium is 40% or less when the atomic arrangement of the recording layer is in the stable state, and the reflectance of the recording medium when the atomic arrangement of the recording layer is in the metastable state is 70
An optical recording medium having a content of at least 100% was manufactured as follows. On the surface of a polycarbonate resin plate having a diameter of 120 mm and a thickness of 1.2 mm, a U having a width of 0.8 μm and a depth of 20 nm is used.
A substrate in which V-shaped guide grooves were formed in advance at a pitch of 1.6 μm was prepared. This substrate was arranged in a first sputtering chamber in a magnetron sputtering apparatus having a plurality of sputtering chambers and excellent in film thickness uniformity and reproducibility. Used AuCo alloy as a target, Au 97 with a thickness of 18nm on the substrate using an argon gas as a sputtering gas
A Co 3 metal layer was formed. Next, after moving this substrate to the second sputtering chamber, the targets were ZnS and SiO 2
As a mixture thereof, a (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 (mol%) first protective layer having a thickness of 135 nm was formed in argon gas. Similarly, in a third sputtering chamber, a GeTeSbSe sintered body was used as a target, and a Ge 43 Te 41 Sb 7 Se 9 recording layer having a thickness of 10 nm was formed in argon gas. Then, the target is Zn in the fourth sputtering chamber.
A 30 nm-thick (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 second protective layer was formed as a mixture of S and SiO 2 in argon gas. Finally, in the fifth sputtering chamber, the target was AuCo alloy, and the thickness was 35 nm in argon gas.
Au 97 Co 3 reflective layer was formed. The laminated substrates were taken out from the sputtering device, and an ultraviolet curable resin protective layer was spin-coated on the uppermost layer. A sectional view of the optical recording medium thus obtained is shown in FIG. The optical recording medium of the present embodiment has a Au—Co based metal layer 2, a ZnS—SiO 2 based first protective layer 3, and a Ge—Te—S layer on a polycarbonate substrate 1.
The b-Se based recording layer 4, the ZnS-SiO 2 based second protective layer 5, the Au-Co based reflective layer 6, and the ultraviolet curable resin protective layer 7 are sequentially laminated.
【0064】各層を形成する材料の、波長780nmの
光に対する屈折率及び消衰係数を測定した。結果を以下
に示す: Au97Co3 金属層及びAu97Co3 反射層:0.34
5−5.069i (ZnS)80(SiO2 )20第1及び第2保護層:2.
0−0.0i Ge43Te41Sb7 Se9 記録層:4.14−0.89
i(非晶質) 5.52−3.80i(結晶) ここで、屈折率及び消衰係数を分光エリプソメータによ
り測定した。また、記録層については透過率と反射率の
値からMale法によっても算出した。The refractive index and extinction coefficient of the material forming each layer for light having a wavelength of 780 nm were measured. The results are shown below: Au 97 Co 3 metal layer and Au 97 Co 3 reflective layer: 0.34
5-5.069i (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 First and second protective layers: 2.
0-0.0i Ge 43 Te 41 Sb 7 Se 9 recording layer: 4.14-0.89
i (amorphous) 5.52-3.80i (crystal) Here, the refractive index and the extinction coefficient were measured by a spectroscopic ellipsometer. Further, the recording layer was also calculated by the Male method from the values of the transmittance and the reflectance.
【0065】上記のように作製したディスクを、ドライ
ブ装置にて線速1.2m/sで回転させながら、波長7
80nmの半導体レーザ光を用いて、自動焦点合わせを
行った。この際、レーザ光強度を記録が行われない程度
に保ち、記録ヘッド中のレンズで集光した後、基板を通
して記録層に照射してその反射光を検出することによっ
て記録層上に焦点が来るように調整した。このようにし
て自動焦点合わせを行いながら、さらに案内溝の中心に
光スポットの中心が常に一致するようにヘッドを駆動し
てトラッキングを行った。このとき、特別に作製した案
内溝のない部分での反射率は74%、案内溝の部分での
反射率は70%であった。The disk manufactured as described above was rotated at a linear velocity of 1.2 m / s by a drive device while
Automatic focusing was performed using a semiconductor laser beam of 80 nm. At this time, the laser light intensity is kept at a level at which recording is not performed, the light is focused by the lens in the recording head, and then the recording layer is irradiated through the substrate and the reflected light is detected to bring the focus on the recording layer. Was adjusted. In this way, while performing automatic focusing, the head was driven so that the center of the light spot was always aligned with the center of the guide groove for tracking. At this time, the reflectance of the specially prepared portion having no guide groove was 74%, and the reflectance of the guide groove portion was 70%.
【0066】次いで、トラッキングを行いながら、9m
Wのレーザ光を連続的に照射することによって記録トラ
ック上の記録層を加熱し、各元素を反応及び結晶化させ
て記録層の初期化を行った。初期化後の反射率は、案内
溝のない部分で25%、案内溝の部分で21%であっ
た。このとき、記録層には大きな物理的な変形は認めら
れなかった。Next, while tracking,
The recording layer on the recording track was heated by continuously irradiating the laser beam of W, and each element was reacted and crystallized to initialize the recording layer. The reflectance after initialization was 25% in the portion without the guide groove and 21% in the portion with the guide groove. At this time, no large physical deformation was observed in the recording layer.
【0067】次いで、ディスクの線速を1.2m/sに
保って、11Tの繰り返し信号を、15mWのレーザ光
パワーで記録したところ、記録部分の反射率は70%に
上昇した。信号変調度を記録部分の反射率(信号強度)
に対する記録部分と未記録部分の反射率の差(信号強度
差)と定義すると、このとき得られた信号変調度は70
%となった。こうして一度記録されたトラック上に、3
Tの繰り返し信号をオーバライト記録した。この際、記
録、消去及び再生を図2に示すようなオーバライト波形
で行った。記録パワーは、最初の記録時と同様に15m
Wとし、消去パワー及び再生パワーはそれぞれ、9mW
及び1mWとした。3T信号記録時の信号変調度45%
が得られた。この際、11T信号の消去比は30dBで
あった。Then, when the linear velocity of the disk was kept at 1.2 m / s and a repetitive signal of 11T was recorded with a laser light power of 15 mW, the reflectance of the recorded portion increased to 70%. Reflectance of the recorded area (signal strength)
Is defined as the difference in reflectance (difference in signal intensity) between the recorded portion and the unrecorded portion, the signal modulation degree obtained at this time is 70
It became%. 3 on the track once recorded in this way
Overwrite recording of the repeated signal of T was performed. At this time, recording, erasing and reproducing were performed with an overwrite waveform as shown in FIG. Recording power is 15m, same as the first recording
W, erase power and reproduction power are 9 mW each
And 1 mW. 45% signal modulation when recording 3T signals
was gotten. At this time, the erase ratio of the 11T signal was 30 dB.
【0068】上記のようにして作製したディスクを、9
mWの連続光で初期化後、まず3T信号を記録し、その
後11T信号をオーバライトした場合も、同様の信号変
調度及び3T信号の消去比が得られた。さらにこのオー
バライト操作を、1000回繰り返したが、その後のこ
れらの値はほとんど変化しなかった。消去パワーを12
mWに上げて溶融消去を行った場合、オーバーライト回
数が10回後、消去比が25dB以下に低下し、11T
の信号の変調度も50%となった。The disc manufactured as described above was
After the initialization with the continuous light of mW, the 3T signal was first recorded and then the 11T signal was overwritten, the same signal modulation degree and the same erasing ratio of the 3T signal were obtained. Further, this overwrite operation was repeated 1000 times, but thereafter these values hardly changed. Erase power is 12
When the melting erase is performed by raising the power to mW, the erase ratio decreases to 25 dB or less after 10 times of overwrite,
The degree of modulation of the signal was also 50%.
【0069】次いで、レーザパワーを15mWと9mW
との間で変調して、EFM信号を記録し、これを波長7
80nmの光ヘッドを有するCD−ROMテスタに装着
し、ブロックエラー率(BLER)を測定した。このと
きのC1エラー率は0.3%と良好な値を示した。Then, the laser power is changed to 15 mW and 9 mW.
Modulate between and record the EFM signal,
It was mounted on a CD-ROM tester having an optical head of 80 nm and the block error rate (BLER) was measured. At this time, the C1 error rate was 0.3%, which was a good value.
【0070】上記と同じ実験を、記録パルスを複数のパ
ルスに分割して行った。まず、11T信号を記録する場
合には、パルス幅77nsのパルスを231ns周期で
11個発生させることによって行い、3T信号を記録す
る場合には、同じパルスを同じ周期で3個発生させるこ
とによって行った。この方法で記録を行うと、記録マー
クの対称性が増し、ジッターが減少した。また、この方
法において、図9に示した記録パルス波形のように、パ
ルスの数を1個減少させ、1つのパルスから次のパルス
までの間のレーザパワーを0mWあるいは再生光のパワ
ー近くまで下げることにより、さらにジッターが減少
し、C1エラー率が減少する効果があった。また、各パ
ルスのパルス幅を変え、先頭パルスに近い程パルス幅を
短くすると、再結晶を防止する効果が確認された。この
とき、先頭パルスに近いほどパワーを大きくするとさら
に効果があった。9mWの連続光で消去を行った後、ダ
イレクトオーバーライトによって新しい情報を書き込ん
だところ、連続光消去を行わない場合に比べてジッター
が減少した。The same experiment as above was performed by dividing the recording pulse into a plurality of pulses. First, when an 11T signal is recorded, 11 pulses having a pulse width of 77 ns are generated in a 231 ns cycle, and when a 3T signal is recorded, three pulses having the same pulse are generated in the same cycle. It was Recording with this method increased the symmetry of the recording marks and reduced the jitter. Further, in this method, as in the recording pulse waveform shown in FIG. 9, the number of pulses is decreased by one and the laser power between one pulse and the next pulse is reduced to 0 mW or near the power of the reproduction light. This has the effect of further reducing the jitter and the C1 error rate. Moreover, it was confirmed that the effect of preventing recrystallization was confirmed by changing the pulse width of each pulse and shortening the pulse width as it approaches the leading pulse. At this time, it was more effective to increase the power as the distance from the pulse was closer. After erasing with continuous light of 9 mW and writing new information by direct overwrite, the jitter was reduced as compared to the case where continuous light erasing was not performed.
【0071】上記のディスクにおいて記録層の膜厚と第
1保護層の膜厚を保持したまま、第2保護層の膜厚を表
1のように変化させて種々のディスクを作製した。各デ
ィスク反射率及び記録に必要なレーザ光パワーは表1の
ように変化した。Various discs were produced by changing the film thickness of the second protective layer as shown in Table 1 while keeping the film thickness of the recording layer and the film thickness of the first protective layer in the above disc. The reflectance of each disk and the laser light power required for recording changed as shown in Table 1.
【0072】[0072]
【表1】 [Table 1]
【0073】また、上記のディスクにおいて、記録層の
膜厚と第2保護層の膜厚を、それぞれ、10nm及び3
0nmに維持し、第1保護層の膜厚を表2のように変化
させて種々のディスクを上記実施例の操作に従って作製
した。得られた各ディスクの反射率を表2に示す。In the above disc, the thickness of the recording layer and the thickness of the second protective layer are 10 nm and 3 respectively.
While maintaining 0 nm, the thickness of the first protective layer was changed as shown in Table 2, and various discs were manufactured according to the operation of the above-mentioned example. Table 2 shows the reflectance of each of the obtained disks.
【0074】[0074]
【表2】 [Table 2]
【0075】また、上記のディスクにおいて、第1及び
第2保護層の膜厚を、それぞれ、135nm及び30n
mに維持したまま、記録層の膜厚を表3のように変化し
て種々のディスクを上記実施例の操作に従って作製し
た。得られた各ディスクの反射率は表3に示す。In the above disc, the film thicknesses of the first and second protective layers are 135 nm and 30 n, respectively.
Various discs were produced according to the operation of the above-mentioned example while changing the film thickness of the recording layer as shown in Table 3 while maintaining m. The reflectance of each of the obtained disks is shown in Table 3.
【0076】[0076]
【表3】 [Table 3]
【0077】以上のことより、前述の式(2) 及び(5) を
満たす範囲の膜厚に設定すると、非晶質状態の反射率7
0%以上、結晶状態の40%以下を実現でき且つ感度良
く記録できることがわかる。なお、記録感度の点から、
第2保護層の膜厚は、好ましくは5nm以上、さらに好
ましくは10nm以上、最も好ましくは20nm以上で
ある。From the above, when the film thickness is set within the range satisfying the above equations (2) and (5), the reflectance in the amorphous state is 7
It can be seen that 0% or more and 40% or less of the crystalline state can be realized and recording can be performed with high sensitivity. In terms of recording sensitivity,
The thickness of the second protective layer is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and most preferably 20 nm or more.
【0078】上記の実験に用いた記録層のGeの含有量
を40%から60%、Teの含有量を45%から59
%、SbとSeの含有量の和を1から20%の間で種々
の範囲で変えた場合に上記とほぼ同様の結果が得られ
た。In the recording layer used in the above experiment, the Ge content is 40% to 60%, and the Te content is 45% to 59%.
%, The results similar to the above were obtained when the sum of the contents of Sb and Se was changed in various ranges from 1 to 20%.
【0079】また、GeとTeの含有量を一定に保っ
て、SbとSeの含有量の和を以下の範囲で変えて一回
のレーザ光照射で固相消去が可能な最大の線速を調べ
た。Further, by keeping the contents of Ge and Te constant and changing the sum of the contents of Sb and Se within the following range, the maximum linear velocity at which solid phase erasing can be performed with one laser irradiation is performed. Examined.
【0080】[0080]
【表4】 [Table 4]
【0081】次に、SbとSeの合計含有量を以下の範
囲で変え、線速1.2m/sで3T信号と11T信号を
記録パワー15mW,消去パワー9mWで交互に100
0回書換えて、消去比を調べた。Next, the total content of Sb and Se was changed within the following range, and 3T signal and 11T signal were alternately recorded at a linear velocity of 1.2 m / s with a recording power of 15 mW and an erasing power of 9 mW.
The erase ratio was examined by rewriting 0 times.
【0082】[0082]
【表5】 [Table 5]
【0083】なお、SbとSeの合計含有量が30原子
%のものは溶融消去をしなければならず、書換え回数1
0回で消去比が5dB以上低下した。また、上記の範囲
において消去パワーを上げて溶融消去を行った場合には
SbとSeの合計含有量にかかわらず、書換え回数10
回で消去比が5dB以上低下した。If the total content of Sb and Se is 30 atomic%, the melt erasure must be performed, and the number of rewrites is 1
The erase ratio decreased by 5 dB or more at 0 times. Further, when the erasing power is increased in the above range to perform the melt erasing, the number of rewritings is 10 regardless of the total content of Sb and Se.
The erasing ratio decreased by 5 dB or more after repeated times.
【0084】記録層と保護層の間に、記録層に接した少
なくとも一方に界面層としてAu,Ti,W,CO,C
r,Mo,Si,Ge等の高融点金属元素や半導体元素
及びこれらの合金材料,Si,Al,Y,Zr等の酸化
物,Zn,Pbなどのセレン化合物や硫化物,Si,A
l,Ta等の窒化物,Mg等のフッ化物,B,Si等の
炭化物等からなる層を設けたところ、書換え回数を向上
する効果があった。この界面層を、アイランド状に形成
しても同様の効果が確認された。Between the recording layer and the protective layer, Au, Ti, W, CO, C was formed as an interface layer on at least one of the recording layer and the protective layer.
Refractory metal elements such as r, Mo, Si and Ge, semiconductor elements and alloy materials thereof, oxides such as Si, Al, Y and Zr, selenium compounds and sulfides such as Zn and Pb, Si and A
When a layer made of a nitride such as l, Ta, etc., a fluoride such as Mg, a carbide such as B, Si, etc. was provided, there was an effect of improving the number of times of rewriting. The same effect was confirmed by forming this interface layer in an island shape.
【0085】また、上記実施例において、記録層を2層
に分割するように、記録層中に中間層として前記の界面
層と同様の材料からなる層を設けたところ、記録層の冷
却時間の制御、結晶化過程の制御等を行うを効果がみら
れた。また、記録パワーの大小によって、中間層によっ
て分けられた2層の記録層のうち、片方のみに情報を記
録したり、両方に記録したりすることで、1つの記録ビ
ットに複数の情報を持たせることができた。Further, in the above embodiment, when a layer made of the same material as the above-mentioned interface layer was provided as an intermediate layer in the recording layer so as to divide the recording layer into two layers, the cooling time of the recording layer was reduced. The effect of controlling and controlling the crystallization process was observed. In addition, one recording bit has a plurality of information by recording information in only one of the two recording layers divided by the intermediate layer or both in accordance with the magnitude of the recording power. I was able to make it.
【0086】上記実施例において、記録層中に極めて小
さい針状磁性体であるα−Fe,フェライト,バリウム
フェライト,マンガンジンクフェライト,α−FeOO
H,α−FeO(OH),α−Fe2 O3 ,γ−Fe2
O3 ,Fe3 O4 ,Co−Ni,Co−Cr,CoOま
たはCo−Pt等を均一に分散または析出させたとこ
ろ、これらを核として結晶化が促進され、また、外部磁
場中で記録を行ったときに、外部磁場ゼロで記録した場
合と異なる構造の結晶状態あるいは非晶質状態を造るこ
とができた。In the above embodiment, the recording layer is a very small needle-shaped magnetic substance α-Fe, ferrite, barium ferrite, manganese zinc ferrite, α-FeOO.
H, α-FeO (OH), α-Fe 2 O 3 , γ-Fe 2
O 3, Fe 3 O 4, Co-Ni, Co-Cr, was uniformly dispersed or precipitate CoO or Co-Pt or the like, crystallisation is promoted these as nuclei, also recorded in the external magnetic field When performed, it was possible to create a crystalline state or an amorphous state having a structure different from that in the case of recording with no external magnetic field.
【0087】本発明の記録媒体の記録層は、単一の円形
光スポットによるオーバーライトが可能であるが、これ
らの記録層に、一旦消去した後記録を行うか、あるいは
重ね書きによって記録書き換えを行う場合、同じ記録ト
ラックに前に書かれていた信号の消え残りが発生するこ
とがある。消え残りは、前記のように結晶領域近くから
の再生信号レベルを一定レベルに揃えることによって低
減することができた。また、トラックの片側からの反射
光を検出するのディテクターとその反対側のディテクタ
ーの信号の差を取り、適当な倍数をかけてこれらの信号
の和から差し引くことによって、消え残り成分を小さく
することができた。The recording layer of the recording medium of the present invention can be overwritten by a single circular light spot, but these recording layers are once erased and then recorded, or rewritten by overwriting. When doing so, the previously written signal may be left unerased on the same recording track. The remaining portion could be reduced by adjusting the reproduction signal level from near the crystal region to a constant level as described above. Also, reduce the remaining component by subtracting the difference between the signals of the detector that detects the reflected light from one side of the track and the detector on the opposite side, and multiplying by a suitable multiple and subtracting from the sum of these signals. I was able to.
【0088】本実施例で得られた記録媒体から記録層部
分のみを取り出して60℃相対湿度95%の条件下に1
000時間置いて耐酸化性試験を実施した。1000時
間後の記録層部分はほとんど酸化されていなかった。Only the recording layer portion was taken out from the recording medium obtained in this example, and it was subjected to 1 at 60 ° C. and 95% relative humidity.
After standing for 000 hours, an oxidation resistance test was performed. The recording layer portion after 1000 hours was hardly oxidized.
【0089】実施例2 本発明に従い、記録層の原子配列が安定状態にあるとき
に記録媒体の反射率が70%以上であり、記録層の原子
配列が準安定状態にあるときに記録媒体の反射率が40
%以下であるような光記録媒体を以下のようにして作製
した。直径120mm、厚さ1.2mmのポリカーボネ
ート樹脂板の表面に、幅0.8μm、深さ20nmのU
字型の案内溝が1.6μmピッチであらかじめ形成され
た基板を用意した。この基板を、実施例1で用いたマグ
ネトロンスパッタリング装置内の第1のスパッタ室内に
配置した。ターゲットとしてAuCo合金を用い、スパ
ッタガスとしてアルゴンガスを用いて基板上に厚さ14
nmのAu97Co3 金属層を形成した。次いでこの基板
を、第2のスパッタ室に移動した後、ターゲットをZn
SとSiO2 の混合物として、アルゴンガス中で厚さ2
5nmの(ZnS)80(SiO2 )20(モル%)第1保
護層を形成した。同様にして、第3のスパッタ室内で、
ターゲットをGeTeSbSe焼結体として、アルゴン
ガス中で厚さ20nmのGe43Te41Sb7 Se9 記録
層を形成した。次いで、第4のスパッタ室内でターゲッ
トをZnSとSiO2 の混合物として、アルゴンガス中
で、厚さ30nmの(ZnS)80(SiO2 )20第2保
護層を形成した。最後に、第5のスパッタ室内で、ター
ゲットをAuCo合金として、アルゴンガス中で、厚さ
35nmのAu97Co3 反射層を形成した。積層された
基板をスパッタリング装置から取り出し、最上層の上に
紫外線硬化樹脂保護層をスピンコートした。Example 2 According to the present invention, the reflectance of the recording medium is 70% or more when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, and the reflectance of the recording medium is not stable when the atomic arrangement of the recording layer is in a metastable state. 40 reflectance
An optical recording medium having a content of not more than 100% was manufactured as follows. On the surface of a polycarbonate resin plate having a diameter of 120 mm and a thickness of 1.2 mm, a U having a width of 0.8 μm and a depth of 20 nm is used.
A substrate in which V-shaped guide grooves were formed in advance at a pitch of 1.6 μm was prepared. This substrate was placed in the first sputtering chamber in the magnetron sputtering apparatus used in Example 1. Using AuCo alloy as a target and argon gas as a sputtering gas, a thickness of 14
nm Au 97 Co 3 metal layer was formed. Then, after moving this substrate to the second sputtering chamber, the target was changed to Zn.
As a mixture of S and SiO 2 , thickness 2 in argon gas
A 5 nm (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 (mol%) first protective layer was formed. Similarly, in the third sputtering chamber,
Using a GeTeSbSe sintered body as a target, a Ge 43 Te 41 Sb 7 Se 9 recording layer having a thickness of 20 nm was formed in an argon gas. Then, a 30 nm-thick (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 second protective layer was formed in argon gas using a mixture of ZnS and SiO 2 as a target in the fourth sputtering chamber. Finally, in the fifth sputtering chamber, an AuCo alloy was used as a target, and an Au 97 Co 3 reflective layer having a thickness of 35 nm was formed in argon gas. The laminated substrates were taken out from the sputtering device, and an ultraviolet curable resin protective layer was spin-coated on the uppermost layer.
【0090】こうして得られた光記録媒体は、図3に示
した断面構造を有し、ポリカーボネート基板1上に、A
u−Co系金属層2、ZnS−SiO2 系第1保護層
3、Ge−Te−Sb−Se系記録層4、ZnS−Si
O2 系第2保護層5、Au−Co系反射層6、及び紫外
線硬化樹脂保護層7が順次積層されてなる。各層を形成
する材料の、波長780nmの光に対する屈折率及び消
衰係数は、実施例1と同様の手法で測定したところ、実
施例1と同様の結果が得られた。The optical recording medium thus obtained has the sectional structure shown in FIG.
u-Co based metal layer 2, ZnS-SiO 2 based first protective layer 3, Ge-Te-Sb- Se -based recording layer 4, ZnS-Si
The O 2 -based second protective layer 5, the Au—Co-based reflective layer 6, and the ultraviolet curable resin protective layer 7 are sequentially laminated. The refractive index and the extinction coefficient of the material forming each layer with respect to light having a wavelength of 780 nm were measured by the same method as in Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained.
【0091】上記のように作製したディスクを、実施例
1と同様にして自動焦点合わせ及びトラッキングを行っ
た。このとき、特別に作製した案内溝のない部分での反
射率は20%、案内溝の部分での反射率は18%であっ
た。The disk produced as described above was subjected to automatic focusing and tracking in the same manner as in Example 1. At this time, the reflectance of the specially prepared portion without the guide groove was 20%, and the reflectance of the guide groove portion was 18%.
【0092】次いで、トラッキングを行いながら、17
mWのレーザ光を連続的に照射することによって記録ト
ラック上の記録層を加熱し、各元素を反応及び結晶化さ
せて記録層の初期化を行った。初期化後の反射率は、案
内溝のない部分で72%、案内溝の部分で70%であっ
た。このとき、記録層には大きな物理的な変形は認めら
れなかった。Then, while tracking,
The recording layer on the recording track was heated by continuously irradiating the laser beam of mW, and each element was reacted and crystallized to initialize the recording layer. The reflectance after the initialization was 72% in the portion without the guide groove and 70% in the portion with the guide groove. At this time, no large physical deformation was observed in the recording layer.
【0093】次いで、ディスクの線速を1.2m/sに
保って、11Tの繰り返し信号を、34mWのレーザ光
パワーで記録したところ、記録部分の反射率は27%に
低下した。信号変調度を、未記録部分の反射率(信号強
度)に対する記録部分と未記録部分の反射率の差(信号
強度差)と定義すると、このとき得られた信号変調度は
61%となった。こうして一度記録されたトラック上
に、3Tの繰り返し信号をオーバライト記録した。この
際、記録、消去及び再生を図2に示すようなオーバライ
ト波形で行った。但し、この実施例では、記録パワーは
最初の記録時と同様に34mWとし、消去パワー及び再
生パワーはそれぞれ15.5mW及び1mWとした。3
T信号記録時の信号変調度40%が得られた。この際、
11T信号の消去比は30dBであった。Then, when the linear velocity of the disk was kept at 1.2 m / s and a repetitive signal of 11T was recorded with a laser light power of 34 mW, the reflectance of the recorded portion decreased to 27%. When the signal modulation degree is defined as the difference between the reflectance (signal intensity) of the unrecorded portion and the reflectance of the recorded portion and the unrecorded portion (signal intensity difference), the signal modulation degree obtained at this time was 61%. . Thus, a 3T repetitive signal was overwritten on the track once recorded. At this time, recording, erasing and reproducing were performed with an overwrite waveform as shown in FIG. However, in this example, the recording power was 34 mW as in the first recording, and the erasing power and the reproducing power were 15.5 mW and 1 mW, respectively. Three
A signal modulation factor of 40% during T signal recording was obtained. On this occasion,
The erase ratio of the 11T signal was 30 dB.
【0094】上記のようにして作製したディスクを、1
7mWの連続光で初期化後、まず3T信号を記録し、そ
の後11T信号をオーバライトした場合も、同様の信号
変調度及び3T信号の消去比が得られた。さらにこのオ
ーバライト操作を、1000回繰り返したが、その後の
これらの値はほとんど変化しなかった。消去パワーを2
0mWに上げて溶融消去を行った場合、オーバーライト
回数が10回後、消去比が25dB以下に低下し、11
Tの信号の変調度も50%となった。The disk produced as described above was
After the initialization with the continuous light of 7 mW, the 3T signal was first recorded and then the 11T signal was overwritten, the same signal modulation degree and the erasing ratio of the 3T signal were obtained. Further, this overwrite operation was repeated 1000 times, but thereafter these values hardly changed. Erase power is 2
When the melting and erasing was performed by increasing the power to 0 mW, the erasing ratio decreased to 25 dB or less after 10 times of overwriting, and
The modulation degree of the T signal was also 50%.
【0095】次いで、レーザパワーを34mWと15.
5mWとの間で変調して、EFM信号を記録し、これを
波長780nmの光ヘッドを有するCD−ROMテスタ
に装着し、ブロックエラー率(BLER)を測定した。
このときのC1エラー率は0.3%と良好な値を示し
た。Then, the laser power was set to 34 mW and 15.
The EFM signal was recorded by modulating between 5 mW and mounted on a CD-ROM tester having an optical head with a wavelength of 780 nm, and the block error rate (BLER) was measured.
At this time, the C1 error rate was 0.3%, which was a good value.
【0096】上記と同じ実験を、実施例1と同様にして
記録パルスを複数のパルスに分割して行った。この結
果、記録マークの対称性が増し、ジッターが減少するこ
とがわかった。また、この方法においてパルスの数を1
個減少させたり、1つのパルスから次のパルスまでの間
のレーザパワーを0mWあるいは再生光のパワー近くま
で下げることにより、さらにジッターが減少し、C1エ
ラー率が減少する効果があった。また、各パルスのパル
ス幅を変え、先頭パルスに近い程パルス幅を短くする
と、再結晶を防止する効果が確認された。このとき、先
頭パルスに近いほどパワーを大きくするとさらに効果が
あった。17mWの連続光で消去を行った後、ダイレク
トオーバーライトによって新しい情報を書き込んだとこ
ろ、連続光消去を行わない場合に比べてジッターが減少
した。The same experiment as above was carried out by dividing the recording pulse into a plurality of pulses in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that the symmetry of the recording mark was increased and the jitter was decreased. Also, the number of pulses in this method is 1
By reducing the number of lasers or reducing the laser power from one pulse to the next pulse to 0 mW or near the power of the reproduction light, the jitter is further reduced and the C1 error rate is reduced. Moreover, it was confirmed that the effect of preventing recrystallization was confirmed by changing the pulse width of each pulse and shortening the pulse width as it approaches the leading pulse. At this time, it was more effective to increase the power as the distance from the pulse was closer. When new information was written by direct overwriting after erasing with continuous light of 17 mW, the jitter was reduced as compared with the case where continuous light erasing was not performed.
【0097】上記の実験に用いた記録層のGeの含有量
を40%から60%、Teの含有量を45%から59
%、SbとSeの含有量の和を1から20%の間で種々
の範囲で変えた場合に上記とほぼ同様の結果が得られ
た。In the recording layer used in the above experiment, the Ge content is 40% to 60%, and the Te content is 45% to 59.
%, The results similar to the above were obtained when the sum of the contents of Sb and Se was changed in various ranges from 1 to 20%.
【0098】また、GeとTeの含有量を一定に保っ
て、SbとSeの含有量の和を以下の範囲で変えてレー
ザ光一回の照射で固相消去が可能な最大の線速を調べ
た。Further, by keeping the Ge and Te contents constant and changing the sum of the Sb and Se contents within the following range, the maximum linear velocity at which solid phase erasing is possible by one irradiation of laser light was investigated. It was
【0099】[0099]
【表6】 [Table 6]
【0100】次に、SbとSeの合計含有量を以下の範
囲で変え、線速1.2m/sで3T信号と11T信号を
記録パワー34mW,消去パワー15.5mWで交互に
1000回書換えて、消去比を調べた。Next, the total content of Sb and Se was changed within the following range, and the 3T signal and 11T signal were alternately rewritten 1000 times with a recording power of 34 mW and an erasing power of 15.5 mW at a linear velocity of 1.2 m / s. , The erase ratio was investigated.
【0101】[0101]
【表7】 [Table 7]
【0102】なお、SbとSeの合計含有量が30原子
%のものは溶融消去をしなければならず、書換え回数1
0回で消去比が5dB以上低下した。また、上記の範囲
において消去パワーを上げて溶融消去を行った場合には
SbとSeの合計含有量にかかわらず、書換え回数10
回で消去比が5dB以上低下した。If the total content of Sb and Se is 30 atomic%, it must be melt-erased.
The erase ratio decreased by 5 dB or more at 0 times. Further, when the erasing power is increased in the above range to perform the melt erasing, the number of rewritings is 10 regardless of the total content of Sb and Se.
The erasing ratio decreased by 5 dB or more after repeated times.
【0103】実施例1と同様に、記録層と保護層の間
に、記録層に接した少なくとも一方に界面層としてA
u,Ti,W,CO,Cr,Mo,Si,Ge等の高融
点金属元素や半導体元素及びこれらの合金材料,Si,
Al,Y,Zr等の酸化物,Zn,Pbなどのセレン化
合物や硫化物,Si,Al,Ta等の窒化物,Mg等の
フッ化物,B,Si等の炭化物等からなる層を設けたと
ころ、書換え回数を向上する効果があった。この界面層
を、アイランド状に形成しても同様の効果が確認され
た。Similar to Example 1, between the recording layer and the protective layer, A was used as an interface layer on at least one side in contact with the recording layer.
refractory metal elements and semiconductor elements such as u, Ti, W, CO, Cr, Mo, Si, and Ge, and alloy materials thereof, Si,
A layer made of oxides such as Al, Y and Zr, selenium compounds and sulfides such as Zn and Pb, nitrides such as Si, Al and Ta, fluorides such as Mg and carbides such as B and Si is provided. However, there was an effect of improving the number of times of rewriting. The same effect was confirmed by forming this interface layer in an island shape.
【0104】また、本実施例において、記録層を2層に
分割するように、記録層中に中間層として前記の界面層
と同様の材料からなる層を設けたところ、記録層の冷却
時間の制御、結晶化過程の制御等を行うを効果がみられ
た。また、記録パワーの大小によって、中間層によって
分けられた2層の記録層のうち、片方のみに情報を記録
したり、両方に記録したりすることで、1つの記録ビッ
トに複数の情報を持たせることができた。Further, in this embodiment, when a layer made of the same material as the above-mentioned interface layer was provided as an intermediate layer in the recording layer so as to divide the recording layer into two layers, the cooling time of the recording layer was reduced. The effect of controlling and controlling the crystallization process was observed. In addition, one recording bit has a plurality of information by recording information in only one of the two recording layers divided by the intermediate layer or both in accordance with the magnitude of the recording power. I was able to make it.
【0105】本実施例において、記録層中に極めて小さ
い針状磁性体であるα−Fe,フェライト,バリウムフ
ェライト,マンガンジンクフェライト,α−FeOO
H,α−FeO(OH),α−Fe2 O3 ,γ−Fe2
O3 ,Fe3 O4 ,Co−Ni,Co−Cr,CoOま
たはCo−Pt等を均一に分散または析出させたとこ
ろ、これらを核として結晶化が促進され、また、外部磁
場中で記録を行ったときに、外部磁場ゼロで記録した場
合と異なる構造の結晶状態あるいは非晶質状態を造るこ
とができた。In this embodiment, the recording layer is a very small acicular magnetic substance, α-Fe, ferrite, barium ferrite, manganese zinc ferrite, α-FeOO.
H, α-FeO (OH), α-Fe 2 O 3 , γ-Fe 2
O 3, Fe 3 O 4, Co-Ni, Co-Cr, was uniformly dispersed or precipitate CoO or Co-Pt or the like, crystallisation is promoted these as nuclei, also recorded in the external magnetic field When performed, it was possible to create a crystalline state or an amorphous state having a structure different from that in the case of recording with no external magnetic field.
【0106】本実施例の光記録媒体においても、実施例
1で説明したような手法で、単一の円形光スポットによ
るオーバーライトの際に生じる信号の消え残り成分を小
さくすることができた。Also in the optical recording medium of the present embodiment, the unerased component of the signal generated at the time of overwriting by a single circular light spot could be reduced by the method described in the first embodiment.
【0107】実施例2で得られた記録媒体から記録層部
分のみを取り出して60℃相対湿度95%の条件下に1
000時間置いて耐酸化性試験を実施した。1000時
間後の記録層部分はほとんど酸化されていなかった。Only the recording layer portion was taken out from the recording medium obtained in Example 2 and subjected to 1 under the conditions of 60 ° C. and 95% relative humidity.
After standing for 000 hours, an oxidation resistance test was performed. The recording layer portion after 1000 hours was hardly oxidized.
【0108】[0108]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低レーザパワーでも高感度で記録でき且つ記録の書き換
えも極めて多数回可能な光記録媒体を得ることができ
た。本発明の記録媒体は、反射率及び信号変調度の点で
CD規格を満足するため、CDプレーヤやCD−ROM
ドライブでの再生が可能となる。本発明の相変化型記録
媒体は記録時に記録マークの変形が極めて少ないため、
マークエッジ方式の記録・再生に好適である。また、本
発明の相変化型記録媒体は、記録層に特定の組成のGe
−Te−Sb−Se系材料を選択したため、CD規格の
再生時の線速度と同じ線速度で記録することができ、C
DプレーヤやCD−ROMドライブでデータの読出が容
易となる。本発明の光記録媒体は耐久性にも優れてい
る。As described above, according to the present invention,
It has been possible to obtain an optical recording medium capable of recording with high sensitivity even at low laser power and capable of rewriting recording extremely many times. Since the recording medium of the present invention satisfies the CD standard in terms of reflectance and signal modulation, it is a CD player or a CD-ROM.
Playback on the drive is possible. Since the phase change recording medium of the present invention has very little deformation of the recording mark during recording,
It is suitable for mark edge recording / reproduction. In addition, the phase-change recording medium of the present invention has a recording layer having a specific composition of Ge.
Since a Te-Sb-Se-based material is selected, it is possible to record at the same linear velocity as the reproducing linear velocity of the CD standard.
Data can be easily read by a D player or a CD-ROM drive. The optical recording medium of the present invention is also excellent in durability.
【図1】本発明の実施例1で得られた光記録媒体の構造
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an optical recording medium obtained in Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例におけるオーバライト用記録レ
ーザ波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overwriting recording laser waveform in an example of the present invention.
【図3】本発明の実施例2で得られた光記録媒体の構造
を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the optical recording medium obtained in Example 2 of the present invention.
【図4】記録層が非晶質状態にある場合の反射の様子を
示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a reflection state when a recording layer is in an amorphous state.
【図5】図4の反射が支配的である場合に、第1保護膜
及び第2保護膜の膜厚に対する反射率を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing the reflectance with respect to the film thickness of the first protective film and the second protective film when the reflection of FIG. 4 is dominant.
【図6】記録層が結晶状態にある場合の反射の様子を示
す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state of reflection when the recording layer is in a crystalline state.
【図7】図6の反射が支配的である場合に、第1保護膜
及び第2保護膜の膜厚に対する反射率を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing the reflectance with respect to the film thickness of the first protective film and the second protective film when the reflection of FIG. 6 is dominant.
【図8】古い記録マーク上に新しい記録マークが重ね書
きされる場合の記録レーザ光の反射率とレーザパワーを
示す。FIG. 8 shows reflectance and laser power of recording laser light when a new recording mark is overwritten on an old recording mark.
【図9】本発明の実施例おいて光記録媒体に11T及び
3T信号をオーバライト記録する際に用いたパルス信号
波形を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing pulse signal waveforms used in overwrite recording of 11T and 3T signals on an optical recording medium in an example of the present invention.
1 ポリカーボネート基板 2 Au−Co系金属層 3 ZnS−SiO2 系第1保護層 4 Ge−Te−Sb−Se系記録層 5 ZnS−SiO2 系第2保護層 6 Au−Co系反射層 7 紫外線硬化樹脂保護層 8 ポリカーボネート基板 9 ZnS−SiO2 系透明層とSiO2 系透明層から
なる第1保護層 10 Ge−Te−Sb−Se系記録層 11 ZnS−SiO2 系第2保護層 12 Au−Co系反射層 13 紫外線硬化樹脂保護層 21 反射光1 22 反射光4 23 等反射率線 24 最大反射率を示す等反射率線 25 最小反射率を示す等反射率線 26 反射光2 31 古い記録マーク 32 新しい記録マーク1 polycarbonate substrate 2 Au-Co based metal layer 3 ZnS-SiO 2 based first protective layer 4 Ge-Te-Sb-Se-based recording layer 5 ZnS-SiO 2 based second protective layer 6 Au-Co-based reflective layer 7 UV Cured resin protective layer 8 Polycarbonate substrate 9 First protective layer consisting of ZnS-SiO 2 based transparent layer and SiO 2 based transparent layer 10 Ge-Te-Sb-Se based recording layer 11 ZnS-SiO 2 based second protective layer 12 Au -Co-based reflective layer 13 UV-curable resin protective layer 21 Reflected light 1 22 Reflected light 4 23 Iso-reflectance line 24 Iso-reflectance line showing maximum reflectance 25 Iso-reflectance line showing minimum reflectance 26 Reflected light 2 31 Old Record mark 32 New record mark
───────────────────────────────────────────────────── 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 // G11B 7/00 7416−2H B41M 5/26 X (72)発明者 太田 憲雄 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location // G11B 7/00 7416-2H B41M 5/26 X (72) Inventor Norio Ohta Ibaraki City, Osaka Prefecture 1-88, Tora-Tora Hitachi Maxell Co., Ltd.
Claims (14)
層、第2保護層及び反射層を備え且つ記録層の原子配列
が安定状態から準安定状態に変化することによって記録
が行われ、準安定状態から安定状態に変化することによ
って初期化及び消去が行われる光記録媒体において、 記録層がGe、Te、Sb及びSeを主成分とする材料
から構成され、記録層の膜厚方向の平均組成が、原子%
で表して、 Ge≧40%、及び、Sb+Se≦25% を満足し、且つ、 記録層の原子配列が安定状態にあるときに記録媒体の反
射率が再生光に対して40%以下であり、記録層の原子
配列が準安定状態にあるときに記録媒体の反射率が再生
光に対して70%以上であることを特徴とする光記録媒
体。1. Recording is performed by providing a metal layer, a first protective layer, a recording layer, a second protective layer and a reflective layer on a substrate and changing the atomic arrangement of the recording layer from a stable state to a metastable state. In an optical recording medium that is initialized and erased by changing from a metastable state to a stable state, the recording layer is made of a material containing Ge, Te, Sb, and Se as the main components, and the film thickness of the recording layer is Direction average composition is atomic%
Is expressed as follows: Ge ≧ 40% and Sb + Se ≦ 25% are satisfied, and when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, the reflectance of the recording medium is 40% or less with respect to the reproducing light, An optical recording medium, wherein the reflectance of the recording medium is 70% or more with respect to the reproducing light when the atomic arrangement of the recording layer is in a metastable state.
第2保護層の屈折率n2 及び膜厚d2 、安定状態にある
記録層の屈折率nc 及び消衰係数kc 、準安定状態にあ
る記録層の屈折率na 及び消衰係数ka 、記録層の膜厚
dr 並びに記録・再生光の波長λに対して、 【数1】 なる関係を満足する請求項1の光記録媒体。2. The refractive index n 1 and the film thickness d 1 of the first protective layer,
Refractive index n 2 and film thickness d 2 of the second protective layer, refractive index n c and extinction coefficient k c of the recording layer in the stable state, refractive index n a and extinction coefficient k of the recording layer in the metastable state a , the film thickness d r of the recording layer and the wavelength λ of the recording / reproducing light, The optical recording medium according to claim 1, which satisfies the following relationship.
層、第2保護層及び反射層を備え且つ記録層の原子配列
が安定状態から準安定状態に変化することによって記録
が行われ、準安定状態から安定状態に変化することによ
って初期化及び消去が行われる光記録媒体において、 記録層がGe、Te、Sb及びSeを主成分とする材料
から構成され、記録層の膜厚方向の平均組成が、原子%
で表して、 Ge≧40%、及び、Sb+Se≦25% を満足し、且つ、 記録層の原子配列が安定状態にあるときに記録媒体の反
射率が再生光に対して70%以上であり、記録層の原子
配列が準安定状態にあるときに記録媒体の反射率が再生
光に対して40%以下であることを特徴とする光記録媒
体。3. Recording is performed by providing a metal layer, a first protective layer, a recording layer, a second protective layer and a reflective layer on a substrate and changing the atomic arrangement of the recording layer from a stable state to a metastable state. In an optical recording medium that is initialized and erased by changing from a metastable state to a stable state, the recording layer is made of a material containing Ge, Te, Sb, and Se as the main components, and the film thickness of the recording layer is Direction average composition is atomic%
Is expressed as follows: Ge ≧ 40% and Sb + Se ≦ 25% are satisfied, and when the atomic arrangement of the recording layer is in a stable state, the reflectance of the recording medium is 70% or more with respect to the reproducing light, An optical recording medium, wherein the reflectance of the recording medium is 40% or less with respect to reproducing light when the atomic arrangement of the recording layer is in a metastable state.
第2保護層の屈折率n2 及び膜厚d2 、安定状態にある
記録層の屈折率nc 及び消衰係数kc 、準安定状態にあ
る記録層の屈折率na 及び消衰係数ka 、記録層の膜厚
dr 並びに記録・再生光の波長λに対して、 【数2】 なる関係を満足する請求項3の光記録媒体。4. The refractive index n 1 and the film thickness d 1 of the first protective layer,
Refractive index n 2 and film thickness d 2 of the second protective layer, refractive index n c and extinction coefficient k c of the recording layer in the stable state, refractive index n a and extinction coefficient k of the recording layer in the metastable state For a , the film thickness d r of the recording layer and the wavelength λ of the recording / reproducing light, The optical recording medium according to claim 3, which satisfies the following relationship.
子%で表して、 40%≦Ge≦64% 45%≦Te≦59% 1%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満足することを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか一項の光記録媒体。5. The relationship in which the average composition in the film thickness direction of the recording layer is expressed in atomic%: 40% ≦ Ge ≦ 64% 45% ≦ Te ≦ 59% 1% ≦ Sb + Se ≦ 20% Sb <Se The optical recording medium according to any one of claims 1 to 4, which is satisfied.
以外の元素を、10原子%以下の割合で含むことを特徴
とする請求項1〜5のいずれか一項の光記録媒体。6. The recording layer includes Ge, Te, Sb, Se
The optical recording medium according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it contains elements other than 10 atomic% or less.
子%で表して、 40%≦Ge≦55% 35%≦Te≦50% 5%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満足することを特徴とする請求項1〜6のい
ずれか一項の光記録媒体。7. The relationship that the average composition in the film thickness direction of the recording layer is represented by atomic%: 40% ≦ Ge ≦ 55% 35% ≦ Te ≦ 50% 5% ≦ Sb + Se ≦ 20% Sb <Se The optical recording medium according to any one of claims 1 to 6, which is satisfied.
子%で表して、 40%≦Ge≦50% 35%≦Te≦45% 10%≦Sb+Se≦20% Sb<Se なる関係を満足することを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか一項の光記録媒体。8. The average composition in the film thickness direction of the recording layer is expressed in atomic%: 40% ≦ Ge ≦ 50% 35% ≦ Te ≦ 45% 10% ≦ Sb + Se ≦ 20% Sb <Se The optical recording medium according to any one of claims 1 to 7, which is satisfied.
れていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項
の光記録媒体。9. The optical recording medium according to claim 1, wherein the metal layer is made of an AuCo alloy.
されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一
項の光記録媒体。10. The optical recording medium according to claim 1, wherein the reflective layer is made of an AuCo alloy.
度で記録される請求項1〜10のいずれか一項の光記録
媒体。11. The optical recording medium according to claim 1, which is recorded at a linear velocity of 2.8 m / sec or less during recording.
度で記録される請求項1〜11のいずれか一項の光記録
媒体。12. The optical recording medium according to claim 1, which is recorded at a linear velocity of 1.4 m / sec or less during recording.
行われる請求項1〜12のいずれか一項の光記録媒体。13. The optical recording medium according to claim 1, wherein recording / reproducing is performed by a mark edge method.
定状態が非結晶状態である相変化型の光記録媒体である
請求項1〜13のいずれか一項の光記録媒体。14. The optical recording medium according to claim 1, which is a phase change type optical recording medium in which the stable state is a crystalline state and the metastable state is an amorphous state.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7153839A JPH08329521A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Optical recording medium |
| US08/616,011 US5688574A (en) | 1995-03-14 | 1996-03-14 | Optical recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7153839A JPH08329521A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Optical recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329521A true JPH08329521A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15571232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7153839A Withdrawn JPH08329521A (en) | 1995-03-14 | 1995-05-29 | Optical recording medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08329521A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980059949A (en) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 구자홍 | Phase change optical disk and manufacturing method thereof |
| US6580678B2 (en) | 1999-09-08 | 2003-06-17 | Mitsubishi Chemical Corporation | Rewritable compact disk and manufacturing method thereof |
| US6740382B2 (en) | 1997-09-09 | 2004-05-25 | Hitachi, Ltd. | Information recording medium |
| JP2006245251A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Mitsubishi Materials Corp | Phase change recording film with stable amorphous state and sputtering target for forming this phase change recording film |
| JP2009098650A (en) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Kobe Steel Ltd | Reflective film laminate |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP7153839A patent/JPH08329521A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980059949A (en) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 구자홍 | Phase change optical disk and manufacturing method thereof |
| US6740382B2 (en) | 1997-09-09 | 2004-05-25 | Hitachi, Ltd. | Information recording medium |
| US6580678B2 (en) | 1999-09-08 | 2003-06-17 | Mitsubishi Chemical Corporation | Rewritable compact disk and manufacturing method thereof |
| JP2006245251A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Mitsubishi Materials Corp | Phase change recording film with stable amorphous state and sputtering target for forming this phase change recording film |
| JP2009098650A (en) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Kobe Steel Ltd | Reflective film laminate |
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