| 【発明の名称】 |
光記録媒体 |
| 【発明者】 |
【氏名】小名木 伸晃
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
【氏名】三浦 裕司
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
【氏名】針谷 眞人
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
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| 【要約】 |
【課題】高密度記録が可能で、繰り返し記録特性及び保存信頼性にも優れ、所望の記録線速に適した光記録媒体を形成するのに適した光記録媒体を提供する。
【解決手段】ＳｂＴｅを主成分とする相変化型記録層を持つ光記録媒体であって、記録層のＴｅの一部をＳｅで置換することにより光学的な光吸収が小さい半透明相変化型記録層３を備えた光記録媒体とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ＳｂＴｅを主成分とする相変化型記録層を持つ光記録媒体であって、前記記録層のＴｅの一部をＳｅで置換され光学的な光吸収が小さい半透明相変化型記録層とされたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】 請求項１記載の光記録媒体であって、ＳｅのＴｅに対する原子数比Ｓｅ／Ｔｅが０. １から０. ６の範囲内にあることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】 ＮａＣｌ型の結晶構造をもつＳｂ3 Ｔｅ基の相変化型記録層をもつ光記録媒体であって、前記記録層のＴｅの一部がＳｅで置換され、Ｓｅ量の増加と共に原子数比Ｓｂ／（Ｓｅ+ Ｔｅ）が３以上であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】 請求項３記載の光記録媒体であって、ＳｂＳｅＴｅ基を含有する記録層を持ち、記録再生に波長４００ｎｍ付近の青色レーザー光を用いられ、記録時の線速度が７ｍ／ｓ以上とされることを特徴とする光記録媒体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型光ディスク等の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザービーム照射により情報の記録・再生及び消去可能な光記録媒体には、熱を利用して磁化の反転を行い記録消去する光磁気記録方式と、結晶と非晶質の可逆的相変化を利用し記録消去可能な相変化記録方式がある。後者は単一ビームオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系よりも単純であることを特徴とし、コンピューター関連や映像音響に関する記録媒体として応用されている。
【０００３】その記録材料として実用化されているものに、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、及び、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅがある。特にＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅは高感度でアモルファス部分の輪郭が明確であり、高密度記録に適した材料である。Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを主体とした記録層の代表例としては、本出願人の先願に係る特開平３−２４０５９０号公報，特開平３−９９８８４号公報，特開平３−８２５９３号公報，特開平３−７３３８４号公報，特開平４−１５１２８６号公報等が挙げられる。これらはいずれもカルコパイライト型化合物であるＡｇＩｎＴｅ2 をＳｂやＢｉで希釈したものを記録層として用いており、相変化は微結晶ＡｇＩｎＴｅ2 とアモルファス相の混相と一様なアモルファス相間の変化を利用している。この他、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを主体とし、カルコパイライト型化合物を利用した記録層としては、特許公報第２７０９８８７号（ＴＤＫ）にみられるようにＴｉ，Ｖ等を添加することにより比較的低線速領域において記録層の安定化をはかり、信頼性を向上させた例が開示されている。
【０００４】このようなカルコパイライト型化合物を用いた記録層の他、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを主体とした記録層については、本出願人の先願に係る特開平４−２６７１９２号公報，特開平４−２３２７７９号公報，特開平６−１６６２６８号公報に、結晶化する際にＡｇＳｂＴｅ2 相が生成する記録層について開示されている。また、これにＳｉ，Ｇｅ等を添加することにより高線速記録領域において記録層の安定化をはかった例が特開平８−２６７９２６号公報（ＴＤＫ）に開示されている。
【０００５】上記の例は、記録感度、及び、消去比に優れるという特性を有し、比較的記録密度の小さい記録媒体であるＣＤ−ＲＷとして実用化されている。相変化記録媒体は、今後、高密度画像記録への用途が拡大すると予想されるが、そのためには記録密度、及び記録線速を向上させる必要がある。記録密度の向上を考えた場合、記録層を多層化する方法が提案されている。この場合、光を透過させる半透明な記録層である必要がある。また記録線速度を向上させるために、ＩｎやＧａの添加、そしてＳｂ／Ｔｅの比率をよりＳｂ−ｒｉｃｈとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、高密度記録が可能で、繰り返し記録特性及び保存信頼性にも優れ、所望の記録線速に適した光記録媒体を形成するのに適した光記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＳｂＴｅを主成分とする相変化型記録層を持つ光記録媒体であって、前記記録層のＴｅの一部をＳｅで置換し、光学的な光吸収が小さい半透明相変化型記録層とした光記録媒体を最も主要な特徴とする。
【０００８】請求項２の発明では、請求項１記載の光記録媒体であって、Ｓｅ／Ｔｅが原子数比で０. １から０. ６である光記録媒体を主要な特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は、ＮａＣｌ型の結晶構造をもつＳｂ3 Ｔｅ基の相変化型記録層をもつ光記録媒体であって、前記記録層のＴｅの一部をＳｅで置換し、Ｓｅ量の増加と共にＳｂ／（Ｓｅ+ Ｔｅ）の原子数比を３以上に増加させた光記録媒体を最も主要な特徴とする。
【００１０】請求項４の発明では、請求項３記載の光記録媒体であって、記録再生に波長４００ｎｍ付近の青色レーザー光を用い、ＳｂＳｅＴｅ基記録層を持ち、記録時の線速度が７ｍ／ｓ以上である光記録媒体を主要な特徴とする。
【００１１】一般にＴｅを含むS 、Ｓｅ等のＶＩｂ属元素であるカルコゲンは２配位で結合するため、構造の柔軟性が大きく液相凍結によりアモルファス化しやすく、これに種々の元素を添加したカルコゲナイドが相変化記録材料として多く使用されている。本発明では、カルコゲンと、結晶状態においてカルコゲンとＮａＣｌ構造を形成し得る添加元素とで光記録媒体記録層を構成する。ＮａＣｌ構造を形成するときカルコゲンはＣｌサイト、添加元素はＮａサイトを各々占有する。このＮａＣｌ構造は安定相である必要はなく、準安定相として存在し得ればよい。ＮａＣｌ構造を形成することにより、カルコゲン及び添加元素は一様に分布し、アモルファス−結晶間の相転移は大きな原子移動を伴うことなく速やかに行われ、繰り返し性にも優れる光記録媒体となる。従来は実用的な相変化記録材料には、すべてカルコゲンとしてＴｅが用いられてきた。Ｔｅを用いると、バンドギャップが小さいため、光の吸収能力が大きく、記録感度が良くなるためであった。
【００１２】しかし、多層記録をする場合、記録層は半透明である必要がある。ＳｂＳｅはＳｂＴｅに比べてバンドギャップが広く、同じ厚さならば光を吸収する量が少ない。ＳｂＳｅは結晶化温度、融点がＳｂＴｅより高く、記録感度は本質的に悪い。したがってＴｅの一部をＳｅで置換したＳｂ（ＳｅＴｅ）の形とすることで適度な光吸収、感度とすることができる。
【００１３】また、ＳｂＴｅは準安定領域がｍｏｌ％でＳｂ75Ｔｅ25あたりにある。ＳｂＳｅの場合はＳｂ83３Ｓｅ17付近にあり、よりＳｂの多い領域で安定している。このため、Ｓｂを多くしても相分離が生じにくく結晶化速度を速くでき、高速記録により適する記録層とすることができる。
【００１４】Ｓｂを多くして結晶化速度を上げた記録材料は、高速結晶化ができ、高線速記録しやすい反面、アモルファス化のための冷却速度が大きくなる問題もある。しかし、ＳｂＳｅはアモルファス化させるための冷却速度がＳｂＴｅより小さい。したがってＳｂＴｅ共晶組成ベース記録層にＳｅを添加していくと、アモルファス化が容易になる。これはディスクとしては、記録に要するレーザーパワーが小さくなることになり、記録感度が向上する。今後光記録媒体は高密度化のため、青色のレーザーを用いて記録再生するようになると考えられる。
【００１５】光の吸収が小さいことは一方では記録感度の劣化につながるが、光がより絞られるためにパワー密度が大きくなり、かつＳｅのアモルファス化能力の大きいことから記録膜の感度は悪くならない。そのため、本発明の方針、すなわち光の吸収を小さくして多層記録を有利にする指針は有効である。
【００１６】表１は、Ｓｂとカルコゲンの比を３：１に固定したＳｂ75Ｔｅ25と、カルコゲンの一部をＳｅで置換した一例であるＳｂ68Ｔｅ27Ｓｅ5 の光の吸収を比較して示している。
【００１７】
【表１】
【００１８】この表によれば、Ｓｅを添加したことでｋが小さくなっていることがわかる。すなわち光の吸収が減少している。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明について具体的に説明する。
【００２０】［実施例１］直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ、トラックピッチ０．３５μｍのランド＆グルーブ付きポリカーボネートディスク基板を高温で脱水処理した後、スパッタにより保護層、記録層、反射層を形成して、図１に示す２層記録媒体を作成した。２層記録媒体は以下のようにして作成した。
【００２１】基板１上に第１保護層２、半透明相変化型記録層３、第２保護層４を順次成膜した。第１保護層２としてはＺｎＳ・ＳｉＯ2 ターゲットを用い、１２０ｎｍ厚さとした。半透明相変化型記録層３は、Ｇｅ2 Ｓｂ72Ｓｅ7 Ｔｅ18（ａｔ％）の合金ターゲットをアルゴンガス圧３×１０-3ｔｏｒｒ、ＲＦパワー３００Ｗでスパッタし、膜厚１０ｎｍとした。第２保護層４は、ＺｎＳ・ＳｉＯ2 ターゲットを用い、厚さ２０ｎｍとした。次に図示しないが半透明放熱層としてＩＴＯ膜を６０ｎｍ成膜した。
【００２２】つぎに別の基板５に反射放熱層６、第３保護層７、相変化型記録層８、第４保護層９を順次成膜した。反射放熱層６としては、Ａｇ−２ｍｏｌ％Ｃｕ合金ターゲットを用い、厚さ１２０ｎｍとした。第３保護層７としてはＧｅ−２０ｍｏｌ％Ｃｒターゲット用い、Ａｒ+ Ｎ2 混合ガスで反応性スパッタリングを行い窒化ゲルマニウムクロム層を厚さ１０ｎｍとした。相変化型記録層８は、Ｇｅ5 Ｉｎ2 Ｓｂ73Ｓｅ5 Ｔｅ15ｍｏｌ％組成のカルコゲン、及び添加元素が均一に分散している合金ターゲットをアルゴンガス圧３×１０-3ｔｏｒｒ、ＲＦパワー３００Ｗでスパッタし、膜厚１０ｎｍとした。第４保護層９としてＺｎＳ・ＳｉＯ2 ターゲットを用い、１３０ｎｍ厚さとした。
【００２３】この２枚のディスクをスパッタ膜側が内側になるように透明な紫外線硬化樹脂で接着して貼り合せてディスクとした。この接着層が２層の記録層を記録再生するときの光学的な遮断層として機能する。どちらか一方に集光したとき，他方の記録層はデフォーカス状態になるからである。記録再生面は半透明相変化型記録層３がある面になる。この記録再生面に大口径ＬＤビーム照射により記録層３を初期結晶化して光記録媒体とし、記録特性、及び保存信頼性の評価を行った。深さ方向に焦点を変えて別の記録層８の初期化を行った。記録再生には、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０. ６５のピックアップを用いた。記録はパルス変調法を用い、記録データは（８、１６）変調方式により、各記録層３，８に応じた最適記録線速，最適記録パワー，線密度０. ２μｍ/ Ｂｉt で記録した。記録ストラテジもジッターが最小となるように各々最適化して使用した。再生は全てパワー０. ４ｍＷ，線速７ｍ／ｓで行い、ｄａｔｅ ｔｏ Ｃｌｏｃｋジッター、及び反射率を測定した。半透明相変化型記録層３側のディスクは奥の別の相変化型記録層８を記録再生できるために光の吸収が小さくなくてはならない。光の透過率が４０％以上であることを基準に組成設計する。
【００２４】［比較例１］カルコゲンとしてＴｅのみを用いてＧｅ2 Ｓｂ72Ｔｅ26として半透明相変化型記録層を作成し、実施例１と同様の評価を行った。作成された光記録媒体は、半透明相変化型記録層３の吸収が大きく、奥側記録層８の記録再生が不能であった。
【００２５】［実施例２］奥側記録層８にＳｅ添加した場合について検討した。半透明相変化型記録層３は実施例１と同様である。奥側記録層８をＧｅ4 Ｉｎ2Ｓｂ78Ｓｅ8 Ｔｅ8 ｍｏｌ％とした。Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｓｅ＋Ｔｅ）は４．９である。ＳｂＴｅ基記録層は、Ｓｂ／Ｔｅの比を３としたときに繰り返し書き換えの劣化が最小となる。これはＳｂ3 Ｔｅが準安定なＮａＣｌ構造をとることに由来する。ここでＳｂＳｅを考えた場合、Ｓｂ83Ｔｅ17ｍｏｌ％付近に準安定相が存在することを本発明者らは見出した。この結果Ｓｂ／Ｔｅが３が最も安定だったのに対し、Ｓｂ／（Ｓｅ+ Ｔｅ）の場合は３より大きくてもＳｂＳｅ準安定相があるために繰り返し書き換えで相分離などの劣化が起きにくい。この場合、ＳｂＴｅに比べてＳｂ量が多いためにより高速結晶化が行える。ただしあまり多くすると、光吸収が小さくなりすぎて記録感度が劣化するのでカルコゲン中のＳｅ比率はＳｅ／Ｔｅとしたときに０. ０１〜０. ６である必要がある。
【００２６】［比較例２］奥側記録層８としてＳｅの無いＳｂ3 Ｔｅ基記録層を用いた。高線速化のためにＧｅ2 Ｉｎ2 Ｓｂ78Ｔｅ18ｍｏｌ％の記録層を用いた。Ｓｂ／Ｔｅの比は、４．３である。この記録層の場合、結晶化速度は速いが、アモルファスにするために必要な冷却速度が大きくなりすぎており、記録感度が極めて悪かった。１４ｍＷでも十分な変調度が得られなかった。また最高線速度は８ｍ／ｓ以上であったが、Ｓｂ/ Ｔｅの比が３に比べ大きいために相分離が発生しやすく、繰り返し書き換え特性が１０００回以下の記録でジッターが１５％以上となり、悪かった。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば、ＳｂＴｅ基記録材料のカルコゲン元素としてＴｅの一部をＳｅ置換することにより光の吸収が減り、半透明記録層として奥側記録層の記録感度低下や信号強度の低下を防ぐことができた。
【００２８】請求項２の発明によれば、カルコゲン中のＳｅとＴｅの比を規定することによって良好な記録感度と光吸収のバランスを保つことができる。
【００２９】請求項３の発明によれば、ＳｂＴｅ基記録材料のカルコゲン元素としてＴｅの一部をＳｅ置換することにより高速結晶化のためにＳｂを増やしても相分離が生じにくく、繰り返し書き換えの劣化が少ない。さらにアモルファス化のための臨界冷却速度が大きくならないため、記録感度が劣化しない。
【００３０】請求項４の発明によれば、青色光を用いて記録層へのＳｅ添加によって記録再生において高線速時特性が向上した。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号
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| 【出願日】 |
平成１３年１１月１４日（２００１．１１．１４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１４５９３５（Ｐ２００３−１４５９３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月２１日（２００３．５．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３４９３６７（Ｐ２００１−３４９３６７） |
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