JPH09237435A

JPH09237435A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH09237435A
Application number: JP8074627A
Authority: JP
Inventors: Kunihisa Nagino; 邦久薙野; Kusato Hirota; 草人廣田; Gentaro Obayashi; 元太郎大林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド、グルーブの両トラックを用いた記録方
法において、クロストーク量の低減をはかれ、ランドと
グルーブの再生信号振幅がほぼ同じにでき、さらにクロ
スイレーズを低減できる光記録媒体を提供すること。【解決手段】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、ミラー部の結晶状態の反射率
が１５％より大きく、３５％以下であることを特徴とす
る光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

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

【０００４】これらＴｅ合金を記録層とした光記録媒体
では、結晶化速度が速く、照射パワーを変調するだけ
で、円形のビームによる高速のオーバーライトが可能で
ある（T.Ohta et al, Proc.Int.Symp.on Optical Memor
y 1989 p49-50 ）。これらの書換可能型相変化光記録媒
体として、光ディスクが例にあげられるが、光ディスク
の基板上にはあらかじめ溝が刻まれ、ランドとグルーブ
が形成されている。現在の一般的な光ディスクは、ラン
ド内もしくはグルーブ内のどちらか一方にのみレーザ光
が集光され、信号が記録、再生されている。

【０００５】このような光ディスクの記録容量を増加さ
せるために、従来はランドもしくはグルーブの幅を狭く
してトラック間隔を詰めていた。ところが、トラック間
隔を詰めるとグルーブによる反射光の回折角が大きくな
るため、トラックに集光スポットを精度良く追従させる
ためのトラッキングエラー信号が低下するという問題点
がある。さらにランドやグルーブの幅を狭くすると記録
ピット幅も狭くなるので、再生信号の振幅低下という問
題が生じる。一方、記録容量を増加させるためにランド
とグルーブの両トラックに信号を記録する技術は知られ
ている（特公昭６３−５７８５９号公報）。しかし、ラ
ンドとグルーブの両トラックに信号を記録すると、（i)
隣接トラックからの信号の漏れ（クロストーク）が増大
して再生信号の劣化を生じ、誤り率が増加する、（ii）
ランドとグルーブとの再生信号振幅の差が大きくなりデ
ータ検出が困難になる、（iii)記録をする際に、すでに
記録してある隣接トラックの記録マークを消去してしま
う（クロスイレーズ）といった課題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の従来の光記録媒体の課題を解決し、ランド、グルーブ
の両トラックを用いた記録方法において、従来よりもト
ラックピッチを広くすることなく、クロストーク量を低
減するための特殊な光学系や信号処理回路を設けること
なくクロストーク量の低減をはかれ、ランドとグルーブ
の再生信号振幅がほぼ同じにでき、さらにクロスイレー
ズを低減できる光記録媒体を提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、記録感度が高く、か
つキャリア対ノイズ比、消去率などの記録特性に優れた
光記録媒体を提供することである。本発明のさらに別の
目的は、耐酸化性、耐湿熱性に優れ、長期の保存におい
ても欠陥の生じない長期寿命の光記録媒体を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報の記録お
よび消去が、非晶相と結晶相の間の相変化によって行わ
れ、ランドとグルーブの両方に記録を行う光記録媒体に
おいて、少なくとも記録層、誘電体層、反射層を有し、
ミラー部の結晶状態の反射率が１５％より大きく、３５
％以下であることを特徴とする光記録媒体に関するもの
である。

【０００９】また、本発明は、情報の記録および消去
が、非晶相と結晶相の間の相変化によって行われ、ラン
ドとグルーブの両方に記録を行う光記録媒体において、
少なくとも記録層、誘電体層、反射層を有しミラー部の
非晶状態の反射率が１０％以下であることを特徴とする
光記録媒体に関するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、順を追って説明する。本
発明の光記録媒体では、記録感度が高く、信号のコント
ラストが高く、かつクロストークを減少させることがで
きる点から、ミラー部の結晶状態の反射率が１５％より
大きく、３５％以下であるように構成することが必要で
ある。ミラー部の結晶状態の反射率が、３５％より大き
い場合には、記録感度が低くなり、記録、消去を行う光
の照射パワーが不足し、高速回転では記録がしにくくな
り、となりのトラックの記録部からのクロストークが増
大する。また、結晶部の反射率が１５％以下の場合に
は、記録マークの非晶部との反射率差が小さく、再生時
の信号コントラストが小さくなる。これらの点を鑑みる
と、結晶状態のミラー部での反射率は１５％より大き
く、３０％以下であることが、より好ましい。

【００１１】ここで、ミラー部とはグルーブ、プリピッ
トが形成されていない鏡面部分のことをいう。ミラー部
の反射率を測定することによって、光記録媒体上の反射
率をグルーブ、プリピットに影響されることなく正しく
測定することができる。

【００１２】また、ミラー部の非晶状態の反射率は１０
％以下であることが好ましい。ミラー部の非晶状態の反
射率が１０％より大きい場合には、再生時に隣接トラッ
クの信号まで容易に読み出してしまい、クロストークが
増大して再生信号の劣化を生じ、結果的に誤り率が増加
する。また、ミラー部の非晶状態の反射率が、５％以上
であると、記録マークを形成したトラックのサーボが安
定することから、５％以上、１０％以下が特に好まし
い。

【００１３】本発明の光記録媒体では、クロストークを
減少させることができる点から、グルーブ深さを再生光
の波長の１／７以上、１／５以下の光路長とすることが
好ましい。グルーブ深さが再生光の波長の１／７未満も
しくは１／５を越える光路長の場合は、クロストークが
大きくなり、正確な再生が困難になる。

【００１４】また、ランドとグルーブの再生信号振幅を
同じにし、クロストークを低減するためには、非晶状態
の反射光と結晶状態の反射光との位相差を２ｎπ−π／
３以上、２ｎπ＋π／３以下、もしくは、２ｎπ＋２π
／３以上、２ｎπ＋４π／３以下であるように構成する
ことが好ましい。前記範囲外の位相差であると、ランド
とグルーブとの振幅差が大きくなり、さらにクロストー
クも大きくなる。より好ましくは、位相差の絶対値が２
ｎπ−０．２π以上、２ｎπ＋０．２π以下、もしく
は、２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
る。２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
ると、再生信号の振幅が特に大きくなるので、さらに好
ましい。ここで、上記のｎは、整数を表す。

【００１５】第１、第２誘電体層の屈折率の値として
は、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トをとる点から１．５〜２．４が好ましい。屈折率の値
が１．５未満であると再生時の信号コントラストが十分
にとれず、また、屈折率の値が２．４より大きくなると
誘電体の膜厚に対する反射率の依存性が大きくなる。

【００１６】第１誘電体層の厚さとしては、通常、基板
や記録層から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難
いことから、５０ｎｍ以上が好ましい。また、製造コス
ト、および製造時の膜厚誤差を考慮すると、通常およそ
３００ｎｍ以下が好ましい。

【００１７】反射率を制御する方法はどのような方法で
もよいが、例えば、第１誘電体層の屈折率と厚さで制御
することができる。ポリカーボネートやガラスのような
透明基板を用いると、基板の屈折率は約１．５、第１誘
電体層の屈折率は約１．５〜２．４であり、これらによ
る光学的な干渉効果により、ミラー部における結晶部の
反射率を１５％より大きく、３５％以下、ミラー部にお
ける非晶部の反射率を１０％以下とするには、第１誘電
体層の光路長ｎ1 ・ｄ1 を下記の式で表される範囲内と
することが好ましい。

【００１８】式（６）（Ｎ／４−０．１）λ≦ｎ1 ・ｄ1 ≦（Ｎ／４＋０．
１）λ １．５≦ｎ1 ≦２．４（ここで、ｎ1 は第１誘電体層の屈折率、ｄ1 は第１誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表す。
また、Ｎは１または３を表す。）

【００１９】第２誘電体層の厚さは、通常１〜２５０ｎ
ｍ程度がよく用いられている。およそ１〜５０ｎｍとす
ることが、良好な消去率の得られる消去パワーの範囲が
広いことから好ましい。さらに好ましくは第２誘電体層
の光路長ｎ2 ・ｄ2 が下記の式で表される範囲内である
ことが好ましい。

【００２０】式（７） λ（１／５０）≦ｎ2 ・ｄ2 ≦λ（１／１０）１．５≦ｎ2 ≦２．４（ここで、ｎ2 は第２誘電体層の屈折率、ｄ2 は第２誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表
す。）式（７）においてｎ2 ・ｄ2 がλ（１／５０）より小さ
い、あるいはλ（１／１０）より大きい範囲にある場
合、結晶部と非晶部のコントラストが非常に取りにくく
なる。さらに、λ（１／５０）より小さい場合において
は繰り返し耐久性の低下が起こるため、上記の式で表さ
れる範囲内が好ましい。

【００２１】また、急冷構成にしやすく結果的に繰り返
し耐久性が向上するので、基板／第１誘電体層／記録層
／第２誘電体層／反射層の４層構成にすることが好まし
い。

【００２２】本発明の記録層の材料は、結晶状態と非晶
状態の少なくとも２つの状態をとり得るＴｅを主成分と
するカルコゲン化合物などである。本発明の記録層とし
て、特に限定するものではないが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ合金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｕ−Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、
Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｅ合金な
どがある。多数回の記録の書換が可能であることから、
Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金が好ましい。特にＰｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金は、消去
時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰り返しが可能
であり、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性に優れることか
ら好ましく、とりわけ、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金が、前述の特性に優れることからより好ましい。以
下の式などのように記録層を設定することによって、多
数回の記録の書換えが可能になることから好ましい。

【００２３】式（８）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表す。ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも１種を
含む。）さらに、ｙの値が０．３以上、０．４以下が書換時の繰
り返し耐久性が高く、非晶状態の熱安定性が高いことか
らより好ましい。αの値としては、０．００１以上０．
０１以下が、結晶化速度が速く、繰り返し耐久性が高
く、非晶状態の熱安定性が高いことからより好ましい。

【００２４】記録層の厚さとしては１０〜４０ｎｍであ
る。１０ｎｍ以下では、結晶状態と非晶状態の反射率の
コントラストが十分に取れない。また、記録層の厚さが
４０ｎｍ以上では、記録層の熱伝導率が大きくなるため
に、結果的にクロスイレ−ズが悪くなる。

【００２５】本発明の光記録媒体では、グルーブ溝の傾
斜部の幅が０．２μｍ以下であると、グルーブ溝が矩形
状に近くなり、傾斜部分で記録した際の熱を遮断し、ク
ロスイレーズ耐久性が向上するので好ましい。ただし、
グルーブ溝の傾斜部の幅が０．０５μｍ未満であると、
基板成形の際、スタンパーから基板を剥離し難くなる。

【００２６】本発明の光記録媒体のトラックピッチは、
λ／ＮＡ（λは記録再生光波長、ＮＡはレンズ開口数）
未満にすると、クロスイレーズを避けることができな
い。また、１．５・λ／ＮＡを越えると、トラックピッ
チが広くなり高密度記録の意味をなさないので、トラッ
クピッチは、この間の範囲におさめることが好ましい。
また、トラックピッチに対するランドおよびグルーブの
平坦部の割合は、０．２以上、０．６以下が好ましい。
この範囲外の場合は、ランドとグルーブの平坦部の幅が
大きく異なり、結果的にランドとグルーブとの再生信号
の振幅が大きく異なることになるか、もしくは、グルー
ブ溝の傾斜部の幅が広く上記の効果を損なうことを意味
する。また、より好ましくは０．３以上、０．５以下で
ある。

【００２７】記録マークの幅としては再生信号振幅を大
きくとる点から、ランド、グルーブ部の記録マークの幅
は、それぞれ、ランド、グルーブ部の平坦部の幅の１／
２以上であることが好ましい。また、マークの幅が大き
くなりクロスイレーズが発生することを防ぐ点から、ラ
ンド、グルーブ部の記録マークは、それぞれ、ランド、
グルーブ部の平坦部の幅未満にすることが好ましい。

【００２８】本発明の基板の材料としては、一般的な透
明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほ
こり、基板の傷などの影響をさけるために、透明基板を
用い、集束した光ビームで基板側から記録を行なうこと
が好ましく、この様な透明基板材料としては、ガラス、
ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリ
オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが
あげられる。特に、光学的複屈折が小さく、吸湿性が小
さく、成形が容易であることからポリカーボネート樹
脂、アモルファス・ポリオレフィン樹脂が好ましい。

【００２９】基板の厚さとしては、下記の式で表せられ
る範囲内にあることが好ましい。◎ 式（９）０．０１≦（ＮＡ）³・ｄ≦０．２ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、ｄは基板厚み（ｍ
ｍ）である。

【００３０】コマ収差はＮＡの３乗と基板厚みｄの積に
比例するので、上記の式の値が０．２より大きいと、デ
ィスクのチルトの影響を受け易くなり、結果的に、記録
密度をあげにくくなり、上記の式の値が、０．０１未満
では、基板側から集束した光ビームで記録する場合で
も、ごみや傷などの影響を受け易くなる。

【００３１】基板はフレキシブルなものであっても良い
し、リジットなものであってもよい。フレキシブルな基
板は、テープ状、シート状、カード状で使用する。リジ
ットな基板は、カード状、あるいはディスク状で使用す
る。また、これらの基板は、記録層などを形成した後、
２枚の基板を用いて、エアーサンドイッチ構造、エアー
インシデント構造、密着張合せ構造としてもよい。

【００３２】本発明において誘電体層は、記録時に基
板、記録層などが熱によって変形し記録特性が劣化する
ことを防止するなど、基板、記録層を熱から保護する効
果、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トを改善する効果がある。この誘電体層としては、Ｚｎ
Ｓ、ＳｉＯ₂、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの
無機薄膜があげられる。特にＺｎＳの薄膜、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａなどの金属の酸化物の薄
膜、Ｓｉ、Ａｌなどの窒化物の薄膜、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
などの炭化物の薄膜及びこれらの化合物の膜が、耐熱性
が高いことから好ましい。これら上記の薄膜の屈折率は
１．５以上、２．４以下である。また、これらに炭素
や、ＭｇＦ₂などのフッ化物を混合したものも、膜の残
留応力が小さいことから好ましく使用される。特にＺｎ
ＳとＳｉＯ₂の混合膜あるいは、ＺｎＳとＳｉＯ₂と炭
素の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録
感度、キャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）および消去率（記
録後と消去後の再生キャリア信号強度の差）などの劣化
が起きにくいことから好ましい。カルコゲン化合物と酸
化物と炭素の組成比は、特に限定されないが、誘電体層
の内部応力の低減効果の大きい点からは、ＳｉＯ₂１５
〜３５モル％、炭素１〜１５モル％であることが、さら
に好ましい。

【００３３】反射層の材質としては、光反射性を有する
Ａｌ、Ａｕなどの金属、これらを主成分とし、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｈｆなどの添加元素を含む合金及びＡｌ、Ａｕなど
の金属にＡｌ、Ｓｉなどの金属窒化物、金属酸化物、金
属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したものなど
があげられる。Ａｌ、Ａｕなどの金属、及びこれらを主
成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導率を高
くでき、記録時の熱を素早く拡散できるため、結果的
に、クロスイレーズを小さくできることから好ましい。
前述の合金の例としては、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｐ
ｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｎなどの少なく
とも１種の元素を合計で５原子％以下、１原子％以上加
えたもの、あるいは、ＡｕにＣｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、
Ｐｔ、Ｎｉなどの少なくとも１種の元素を合計で１原子
％以上、２０原子％以下加えたものなどがあげられる。
特に、材料の価格が安いことから、ＡｌもしくはＡｌを
主成分とする合金が好ましく、とりわけ、耐腐食性が良
好なことから、ＡｌにＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、
Ｍｎ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属を合
計で０．５原子％以上、５原子％以下添加した合金が好
ましい。さらに、耐腐食性が良好でかつヒロックなどの
発生が起こりにくいことから、添加元素を合計で０．５
原子％以上、３原子％未満含む、Ａｌ−Ｈｆ−Ｐｄ合
金、Ａｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｔｉ−Ｈ
ｆ合金、Ａｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｔａ合金、Ａｌ−Ｔｉ
−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれかのＡｌを
主成分とする合金で構成することが好ましい。これらＡ
ｌ合金のうちでも、次式で表される組成を有するＡｌ−
Ｈｆ−Ｐｄ合金は、特に優れた熱安定性を有するため、
多数回の記録、消去を繰り返しにおいて、記録特性の劣
化を少なくすることができる。

【００３４】Ｐｄ_jＨｆ_kＡｌ_1-j-k ０．００１＜ｊ＜０．０１０．００５＜ｋ＜０．１ここで、ｊ、ｋは各元素の原子の数（各元素のモル数）
を表す。

【００３５】上述した反射層の厚さとしては、いずれの
合金からなる場合にもおおむね１０ｎｍ以上２００ｎｍ
以下、さらに好ましくは５０〜２００ｎｍとするのが好
ましい。

【００３６】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザー光、ストロボ光のごとき高強度の光源
があげられ、特に半導体レーザー光は、光源が小型化で
きること、消費電力が小さいこと、変調が容易であるこ
とから好ましい。

【００３７】記録は結晶状態の記録層にレーザー光パル
スなどを照射してアモルファスの記録マークを形成して
行う。あるいは、反対に非晶状態の記録層に結晶状態の
記録マークを形成してもよい。消去はレーザー光照射に
よって、アモルファスの記録マークを結晶化するか、も
しくは、結晶状態の記録マークをアモルファス化して行
うことができる。記録速度を高速化でき、かつ記録層の
変形が発生しにくいことから記録時はアモルファスの記
録マークを形成し、消去時は結晶化を行う方法が好まし
い。また、記録マーク形成時は光強度を高く、消去時は
やや弱くし、１回の光ビームの照射により書換を行う１
ビーム・オーバーライトは、書換の所用時間が短くなる
ことから好ましい。

【００３８】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。反射層、記録層を基板上に形成する方法と
しては、一般的な真空中での薄膜形成法、例えば真空蒸
着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法など
があげられる。特に組成、膜厚のコントロールが容易で
あることから、スパッタリング法が好ましい。形成する
記録層などの厚さの制御は、一般的な技術である水晶振
動子膜厚計などで、堆積状態をモニタリングすること
で、容易に行える。

【００３９】記録層などの形成は、基板を固定したまま
の状態、あるいは、移動、回転した状態のどちらで行っ
ても良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板
を自転させることが好ましく、さらに公転を組合わせる
ことが、より好ましい。

【００４０】本発明の光記録媒体の好ましい層構成とし
て、透明基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／
反射層をこの順に積層するものがあげられる。但しこれ
に限定されるものではなく、本発明の効果を著しく損な
わない範囲において、反射層などを形成した後、傷、変
形の防止などのため、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂などの誘電体層
あるいは紫外線硬化樹脂などの樹脂保護層などを必要に
応じて設けることができる。光は透明基板側から入射す
るものとする。また、反射層などを形成した後、あるい
はさらに前述の樹脂保護層を形成した後、２枚の基板を
対向して、接着剤で張り合わせてもよい。

【００４１】記録層は、実際に記録を行う前に、予めレ
ーザー光、キセノンフラッシュランプなどの光を照射し
結晶化させておくことが好ましい。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。（分析，測定方法）反射層、記録層の組成は、ＩＣＰ発
光分析（セイコー電子工業（株）製）により確認した。
またキャリア対ノイズ比および消去率（記録後と消去後
の再生キャリア信号強度の差）、クロストーク、クロス
イレーズは、記録に用いるドライブ装置、もしくはこれ
と同等の光ヘッド（レーザ波長、対物レンズのＮＡ）を
有するドライブを用い、スペクトラムアナライザにより
測定した。

【００４３】記録層、誘電体層、反射層の形成中の膜厚
は、水晶振動子膜厚計によりモニターした。また各層の
厚さは、走査型あるいは透過型電子顕微鏡で断面を観察
することにより測定した。

【００４４】また、ミラー部の反射率は、ディスク上の
ミラー部を分光光度計により測定することにより、また
は、記録に用いるドライブ装置、もしくはこれと同等の
光ヘッド（レーザ波長、対物レンズのＮＡ）を有するド
ライブを用い、プリピット中のミラー部の再生光の反射
レベルをオシロスコープで観察することにより測定し
た。

【００４５】（実施例１）厚さ０．６ｍｍ、溝深さ７２
ｎｍ、直径１２ｃｍ、１．４μｍピッチ（ランド平坦部
０．５５μｍ、グルーブ平坦部０．５５μｍ、案内溝斜
面部０．１５μｍ）のスパイラルグルーブ付きポリカー
ボネート製基板を毎分３０回転で回転させながら、高周
波スパッタ法により、記録層、誘電体層、反射層を形成
した。

【００４６】まず、真空容器内を１×１０^-3Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス零囲気中でＳｉＯ
₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳをスパッタし、基板上
に膜厚１００ｎｍの第１誘電体層を形成した。続いて、
Ｐｄ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合金ターゲット
をスパッタして、組成Ｎｂ_0.45Ｐｄ_0.05Ｇｅ_19.0Ｓｂ
_25.5Ｔｅ_55.0の膜厚２５ｎｍの記録層を形成した。さら
に第１誘電体層と同様にして第２誘電体層を１５ｎｍ形
成し、この上に、Ａｌ_98.1Ｈｆ_1.7Ｐｄ_0.2合金をスパ
ッタして膜厚１５０ｎｍの反射層を形成した。

【００４７】このディスクを真空容器から取り出した
後、反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂をスピンコー
トし、紫外線を照射して硬化させ、厚さ１０μｍの樹脂
層を形成し本発明の光記録媒体を得た。さらに、同様に
作成したディスクとホットメルト接着剤で張り合わせ両
面ディスクを作成した。この光記録媒体に波長８３０ｎ
ｍの半導体レーザのビームでディスク全面の記録層を結
晶化し初期化した。

【００４８】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、２７％、非晶部では８％の反
射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結晶
部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は０．１π（（非晶部の反射光の位相）−
（結晶部の反射光の位相））であった。

【００４９】次に、ランドとグルーブのそれぞれに線速
度４．４ｍ／秒の条件で、対物レンズの開口数０．６、
半導体レーザの波長６８０ｎｍの光学ヘッドを使用し、
エッジ記録で、１−７ＲＬＬＣの２Ｔｗ相当（Ｔｗはウ
ィンドウ幅）の記録マーク（再生時の周波数４．２ＭＨ
ｚ）が形成できるように、一般的なパルス分割を用い、
ピークパワー７〜１５ｍＷ、ボトムパワー２〜６ｍＷの
各条件に変調した半導体レーザを用い、１００回オーバ
ーライト記録した後、再生パワー１．２ｍＷの半導体レ
ーザを照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件でＣ／Ｎを測
定した。さらにこの部分を７Ｔｗ（１．２ＭＨｚ）で、
先と同様に変調した半導体レーザを照射し、ワンビーム
・オーバーライトし、この時の２Ｔｗの消去率を測定し
た。

【００５０】ランド、グルーブともピークパワー９ｍＷ
以上で実用上十分な５０ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られ、各
ピークパワーでのランドとグルーブのＣ／Ｎの差は１ｄ
Ｂ未満でほとんど変わりが無かった。また、消去率に関
しても、ランド、グルーブともボトムパワー３〜５ｍＷ
で実用上十分な２０ｄＢ以上、最大３０ｄＢの消去率が
得られた。

【００５１】次に、グルーブ（もしくはランド）に記録
した信号強度と、記録したトラックの隣の信号の書かれ
ていないランド（もしくはグルーブ）の再生信号の差を
クロストーク量と定義して測定した。

【００５２】ランドに周波数４．２ＭＨｚ、ボトムパワ
ーを４．５ｍＷにしてピークパワー９〜１５ｍＷの各条
件に変調した半導体レーザで１００回オーバーライト記
録した後、隣接したグルーブに再生パワー１．２ｍＷの
半導体レーザを照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件で測
定したところ、―３０〜−２７ｄＢの実用上充分なクロ
ストークが得られた。また、グルーブに同様の条件で１
００回オーバーライト記録した後、隣接したランドのク
ロストークを測定したところ、グルーブと同様の特性が
得られた。

【００５３】また、グルーブ（もしくはランド）に、ピ
ークパワー１０ｍＷ、ボトムパワーを４．５ｍＷの条件
に変調した半導体レーザーで、周波数４．２ＭＨｚの信
号を１００回オーバーライトした時のＣ／Ｎと、隣接ト
ラックである両ランド（もしくはグルーブ）に、同様に
変調した半導体レーザーで周波数１．２ＭＨｚの信号を
１００００回オーバーライトした後、先に記録したグル
ーブ（もしくはランド）とのＣ／Ｎを比較し、この減少
量をクロスイレーズ量と定義し測定したところ、１ｄＢ
未満でほとんど変化がなかった。

【００５４】また、上記の構成と全く同じ光記録媒体を
作成し、ピークパワー１０ｍＷ、ボトムパワーを４．５
ｍＷの条件で８Ｔｗ（１．１ＭＨｚ）相当の記録マーク
を記録し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、ランド
・グルーブともマークの幅は０．４６μｍであり、ラン
ド・グルーブの平坦部の８４％であった。

【００５５】さらに、この光記録媒体を８０℃、相対湿
度８０％の環境に１０００時間置いた後、記録部分を再
生したが、Ｃ／Ｎの変化は２ｄＢ未満でほとんど変化が
なかった。

【００５６】（実施例２）第１誘電体層の厚さを８５ｎ
ｍ、記録層の厚さを２２ｎｍ、第２誘電体層の厚さを１
０ｎｍ、反射層の厚さを１００ｎｍとした他は、実施例
１と同様に光記録媒体を作製した。

【００５７】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、２１％、非晶部では６％の反
射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結晶
部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差はπ（（非晶部の反射光の位相）−（結晶部
の反射光の位相））であった。

【００５８】このディスクのランドとグルーブの両方に
線速度５．８ｍ／秒の条件で、対物レンズの開口数０．
６、半導体レーザの波長６８０ｎｍの光学ヘッドを使用
し、エッジ記録で、８／１６（ＥＦＭプラス）変調方式
の最短マーク（３Ｔｗ）に相当する記録マーク（再生時
の周波数４．７ＭＨｚ）形成できるようにパルス分割を
用い、実施例１と同様にＣ／Ｎを測定した。さらに、こ
の部分を再生時の周波数１．３ＭＨｚ（１１Ｔｗ）で、
先と同様に変調した半導体レーザーを照射し、ワンビー
ムオーバーライトし、３Ｔｗの消去率を測定した。

【００５９】ランド、グルーブともにピークパワー９．
０ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ以上、最大５７ｄＢ
のＣ／Ｎが得られた。各ピークパワーでランドとグルー
ブのＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど差がなかった。
また、消去率に関しても、ピークパワー１０．５ｍＷに
おいて、実施例１と同様な値が得られた。

【００６０】クロストークの測定は、記録周波数を４．
７ＭＨｚ、ピークパワーを１０．５ｍＷとした他は、実
施例１と同様な測定を行った。そのところ、実施例１と
同様な−３０ｄＢ〜−２７ｄＢの十分に小さいクロスト
ークが得られた。

【００６１】クロスイレーズの測定は、測定トラック記
録周波数を４．７ＭＨｚ、隣接トラック記録周波数を
１．３ＭＨｚ、ピークパワーを１０．５ｍＷとした他
は、実施例１と同様な測定を行った。そのところ、１ｄ
Ｂ未満の十分に小さいクロスイレーズが得られた。

【００６２】（実施例３）第１、第２誘電体層に炭素を
８モル％加え、（（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀）₉₂Ｃ₈
とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。

【００６３】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、２７％、非晶部では８％の反
射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結晶
部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は０．１π（（非晶部の反射光の位相）−
（結晶部の反射光の位相））であった。

【００６４】実施例１と同様にＣ／Ｎ、消去率、クロス
イレーズ、クロストークを測定した。ランド、グルーブ
ともにピークパワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ
以上のＣ／Ｎが得られ、各ピークパワーでランドとグル
ーブのＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど差がなかっ
た。また、消去率に関しても、ランド、グルーブともボ
トムパワー３〜５ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最
大３０ｄＢの消去率が得られた。クロストークも−３０
ｄＢ〜−２７ｄＢの十分に小さいクロストークが得ら
れ、クロスイレーズも１ｄＢ未満の十分に小さいクロス
イレーズが得られた。

【００６５】（比較例１）実施例１の光記録媒体の第１
誘電体層の厚さを３２０ｎｍとしたほかは実施例１と同
様の構成を光記録媒体を作製し、Ｃ／Ｎ、クロストーク
を測定する際のピークパワー、ボトムパワーを変えたほ
かは、実施例１と同様の測定を行った。

【００６６】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、３８％、非晶部では１８％の
反射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結
晶部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は０．１π（（非晶部の反射光の位相）−
（結晶部の反射光の位相））であった。

【００６７】ピークパワー１０〜１５ｍＷ、ボトムパワ
ー４〜８ｍＷの各条件に変調し、実施例１と同様の測定
をしたところ、ランドではピークパワー１１ｍＷ以上で
実用上十分な５０ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られ、かつボト
ムパワー４〜８ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最大
３０ｄＢの消去率が得られ、グルーブも同様の特性が得
られた。

【００６８】ピークパワー１０〜１５ｍＷ、ボトムパワ
ー４〜８ｍＷの各条件に変調し、実施例１と同様の測定
をしたところ、ランドではピークパワー１１ｍＷ以上で
実用上十分な５０ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られ、かつボト
ムパワー４〜８ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最大
３０ｄＢの消去率が得られ、グルーブも同様の特性が得
られた。

【００６９】また、ピークパワー１２ｍＷ、ボトムパワ
ーを５．５ｍＷとしたほかは実施例１と同様にクロスイ
レーズを測定したところ、１ｄＢ未満でほとんど変化が
なかった。

【００７０】しかし、ランドにおいてボトムパワーを
５．５ｍＷにしてピークパワー１１〜１５ｍＷの各条件
に変調し、実施例１と同様にクロストークを測定したと
ころ、−１８〜−１５ｄＢと大きく、正常なデータの再
生が困難なレベルであった。グルーブでも同様の値が得
られた。このことから、上記のような層構成では、反射
率が高いためクロストークが大きくなり、ランド、グル
ーブ両トラックに信号を記録するには困難であることが
明らかになった。

【００７１】（比較例２）比較例１の第１誘電体層の厚
さを３０５ｎｍとした以外は、比較例１と同様の光記録
媒体を作製した。

【００７２】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、３７％、非晶部では１４％の
反射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結
晶部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は０．１πであった。

【００７３】Ｃ／Ｎ、消去率、クロスイレーズに関して
は、比較例１と同様な結果が得られた。

【００７４】比較例１と同様にクロストークを測定した
ところ−１８〜−２３ｄＢと大きく、正常なデータの再
生が困難なレベルであった。

【００７５】

【発明の効果】本発明の光記録媒体によれば、以下の効
果が得られた。 (1) ランド・グルーブ記録法におけるクロストークを低
減できる。 (2) ランド・グルーブ記録法において、ランドとグルー
ブの記録特性を合わせることができる。 (3) ランド・グルーブ記録法における、クロスイレーズ
を低減できる。 (4) スパッタ法により容易に製作できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、ミラー部の結晶状態の反射率
が１５％より大きく、３５％以下であることを特徴とす
る光記録媒体。
【請求項２】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有しミラー部の非晶状態の反射率が
１０％以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、ミラー部の非晶状態の反射率
が１０％以下、かつミラー部の結晶状態の反射率が１５
％より大きく、３５％以下であることを特徴とする光記
録媒体。
【請求項４】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ−π／３以上、２ｎπ＋π／３以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の光記録媒体。ここで、ｎは、整数である。
【請求項５】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ＋２π／３以上、２ｎπ＋４π／３以下で
あることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の光記録媒体。ここで、ｎは、整数である。
【請求項６】グルーブの溝深さが再生光の波長の１／７
以上、１／５以下の光路長をなすことを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項７】光記録媒体が、基板／第１誘電体層／記録
層／第２誘電体層／反射層の順に積層されて形成され、
第１誘電体層、第２誘電体層の屈折率および膜厚が、そ
れぞれ、下記の（１）、（２）式で表される範囲内にあ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
に記載の光記録媒体。式（１）１．５≦ｎ１≦２．４５０≦ｄ１≦３００式（２）１．５≦ｎ２≦２．４１≦ｄ２≦５０ここで、ｎ１、ｎ２は第１誘電体層および第２誘電体層
の屈折率、ｄ１、ｄ２は第１誘電体層および第２誘電体
層の膜厚（ｎｍ）である。
【請求項８】記録層が少なくともＳｂまたはＴｅを含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の光記録媒体。
【請求項９】記録層の組成がＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素
合金もしくはＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素と、Ｐｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれた少なく
とも１種の金属との合金であり、記録層の膜厚が１０ｎ
ｍ以上４０ｎｍ以下あることを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１０】記録層の組成が下記の式（３）で表さ
れ、かつ反射層の組成がＡｌ合金からなることを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録
媒体。式（３）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表し、ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれた少なく
とも１種を表す。）
【請求項１１】トラックピッチ、ランド平坦部の幅、お
よび、グルーブ平坦部の幅が下記の式で表せられること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の光記録媒体。式（４）Ｔｐ＝ａ・λ／ＮＡ１≦ａ≦１．５Ｔｇ＝Ｔｐ・ｂ０．２≦ｂ≦０．６Ｔｌ＝Ｔｐ・ｂ０．２≦ｂ≦０．６ここで、Ｔｐはトラックピッチ（μｍ）、ＮＡはレンズ
の開口数、λは再生波長（μｍ）、Ｔｇはグルーブ平坦
部の幅（μｍ）、Ｔｌはランド平坦部の幅（μｍ）を表
す。
【請求項１２】ランドおよびグルーブが実質的に平坦部
と傾斜部からなり傾斜部の幅が、０．０５μｍ以上０．
２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１３】ランドに記録されたマークの幅がランド
の平坦部の１／２以上、１未満、もしくは、グルーブに
記録されたマークの幅がグルーブの平坦部の１／２以
上、１未満であることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１４】基板の厚みが下記の式（５）で表せられ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
に記載の光記録媒体。式（５）０．０１≦（ＮＡ）³・ｄ≦０．２（ここで、ＮＡはレンズの開口数、ｄは基板厚み（ｍ
ｍ）を表す。）
【請求項１５】誘電体層がＺｎＳとＳｉＯ₂と炭素を少
なくとも含んでいることを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の光記録媒体。