JP2006031803A - 光記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 積層された複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温保存した場合にも、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることができる光記録媒体を提供する。
【解決手段】 基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、前記複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいることを特徴とする光記録媒体。
【選択図】 図2
【解決手段】 基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、前記複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいることを特徴とする光記録媒体。
【選択図】 図2
Description
本発明は、光記録媒体に関するものであり、さらに詳細には、支持基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることができる光記録媒体に関するものである。
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、CDやDVDに代表される光記録媒体が広く利用されている。
光記録媒体のデータ記録方式としては、一般に、記録すべきデータを、光記録媒体に設けられたトラックに沿って形成される記録マークとして所定の長さに変調するという記録方式が用いられている。たとえば、ユーザによるデータの書き換えが可能な光記録媒体の一種であるDVD−RWにおいては、3Tから11Tおよび14T(Tは1クロック周期)に対応する長さの記録マークが用いられ、光記録媒体に設けられたトラックに沿って、記録マークを、情報層に含まれた記録膜に形成することによって、データが記録されるように構成されている。
このようにして、データ書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜に記録マークを形成して、データを記録する場合には、光記録媒体に設けられたトラックに沿って、情報層に含まれた記録膜にレーザビームが照射され、記録膜に含まれている結晶状態にある相変化材料がアモルファス化されて、所定の長さを有するアモルファス領域が、情報層に含まれた記録膜に形成され、こうして形成されたアモルファス領域が記録マークとして利用される。
すなわち、データ書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜にデータを記録する場合には、そのパワーが十分に高いレベルの記録パワーPwに設定されたレーザビームが、情報層に含まれた記録膜に照射され、レーザビームが照射された記録膜の領域が相変化材料の融点以上の温度に加熱されて、溶融される。次いで、そのパワーが十分に低いレベルの基底パワーPbに設定されたレーザビームが、情報層に含まれた記録膜に照射され、溶融された記録膜の領域が急冷される。その結果、記録膜の領域に含まれている相変化材料が、結晶状態からアモルファス状態に変化し、情報層に含まれた記録膜に記録マークが形成され、データが記録される。
一方、データ書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜に形成されている記録マークを消去して、この記録膜に記録されたデータを消去する場合には、そのパワーが、基底パワーPbを越えた消去パワーPeに設定されたレーザビームが、情報層に含まれた記録膜に照射され、記録膜の記録マークが形成された領域が相変化材料の結晶化温度以上の温度に加熱され、次いで、記録膜の加熱された領域が徐冷される。その結果、記録マークが形成されていた記録膜の領域に含まれている相変化材料が、アモルファス状態から結晶状態に変化し、記録マークが消去されて、データが消去される。
したがって、書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜に照射されるレーザビームのパワーを、記録パワーPw、基底パワーPbおよび消去パワーPeに対応する複数のレベルに変調することによって、情報層に含まれた記録膜に記録マークを形成して、データを記録するだけでなく、記録膜に形成された記録マークを消去しつつ、新たな記録マークを形成して、記録膜に既に記録されたデータを、新たなデータによって、ダイレクトオーバーライトすることが可能になる。
このようにして、書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜に既に記録されたデータを、新たなデータによって、ダイレクトオーバーライトする場合には、記録マークを形成しているアモルファス状態の相変化材料を結晶化して、記録マークを消去するのに要する時間を短縮することが好ましく、一般的には、書き換え型光記録媒体の情報層に含まれた記録膜は、結晶化速度が大きい相変化材料によって形成されている(たとえば、特開平10−326436号公報(特許文献1)参照。)。
特開平10−326436号公報
ところが、相変化材料によって形成された記録膜を薄く形成した場合には、アモルファス化した相変化材料を速やかに結晶化させることが困難になることが知られており(たとえば、N.Yamada,R.Kojima et.al., Technical Digest of ODS’2001,p22,2001)、さらに、相変化材料によって形成された記録膜を含む情報層を備えた光記録媒体にデータを記録した後、この光記録媒体を、長期間にわたって、保存した場合には、アモルファス化した相変化材料が結晶化しにくくなることが知られている(たとえば、T.Kikukawa,et.al.,Jpn.J.Appl.Phys.Vol(41)2002.pp3020)。
したがって、相変化材料によって薄く形成された記録膜を含む情報層を備えた光記録媒体においては、この記録膜にデータを記録した光記録媒体を、長期間にわたって、高温下で保存した後に、このデータを、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトしたときに、記録膜に形成されている記録マークを所望のように消去することがきわめて困難になるから、新たなデータによって、ダイレクトオーバーライトした後の記録膜には、完全に消去されずに残っている記録マークと、新たに形成された記録マークとが混在し、その結果として、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときに、再生信号のジッタが大きく悪化し、光記録媒体の情報層に含まれ薄く形成された記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることがきわめて困難になるという問題があった。
しかしながら、光記録媒体の記録容量を増大させるために、相変化材料によって形成された記録膜を含む情報層を複数備えた光記録媒体が提案されおり、このような光記録媒体においては、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層は、光入射面から最も遠い情報層に含まれた記録膜にデータを記録し、光入射面から最も遠い情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを再生するときに、レーザビームが通過するため、レーザビームに対して、高い光透過率を有していることが要求されるため、その情報層に含まれた記録膜は薄く形成される必要があった。
したがって、本発明の目的は、支持基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることができる光記録媒体を提供することにある。
本発明者は、本発明の前記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層が相変化材料によって形成された記録膜を含んでいる光記録媒体において、この記録膜が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素(O、S、Se、TeおよびPo)を含まない相変化材料によって、形成されている場合には、この記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、データを、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトするときにも、この記録膜に形成された記録マークを、速やかに、かつ、確実に消去することができ、したがって、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、本発明によれば、本発明の前記目的は、支持基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、前記複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいることを特徴とする光記録媒体によって達成される。
本発明において、「SbとGeとを主成分として含む」とは、光記録媒体の情報層に含まれた記録膜を形成する元素のうち、Sbの含有率とGeの含有率を合計した含有率が最も大きいことを意味する。
本発明によれば、複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、このデータを、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトした場合に、記録膜に形成された記録マークを、速やかに、かつ、確実に消去することができるから、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止することができ、その結果、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になる。
レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された場合に、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止し得る理由は、必ずしも、明らかではないが、この相変化材料によって形成された記録膜を含む情報層を備えた光記録媒体を、長期間にわたって、高温下で保存したときでも、アモルファス化した相変化材料の結晶化を速やかに進行させることができ、記録膜に形成された記録マークを、速やかに、かつ、確実に消去することができるためと考えられる。
本発明において、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜が、81原子%ないし90原子%のSbと、10原子%ないし19原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成されていることがより好ましい。レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜がこの相変化材料によって、形成されている場合には、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトした場合に、既に記録されたデータをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを、より一層、効果的に防止することが可能になる。
本発明において、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料が、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有していることがさらに好ましい。79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料が、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有している場合には、この相変化材料によって、記録膜が形成されているときに、相変化材料が高い結晶化速度を維持しつつ、記録膜に形成された記録マークが高い熱的安定性を有し、光記録媒体の保存時に、記録マークが結晶化することを防止することができる。したがって、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、データを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になるとともに、光記録媒体の保存信頼性を向上させることができる。
本発明において、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料が、4.0eVないし5.5eVの活性化エネルギーEaを有していることがより好ましい。
本発明において、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料には、さらに、Sb、Geおよび周期表の第16族元素以外の元素が添加されていてもよい。
本発明において、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって形成されている場合には、記録膜の膜厚にかかわらず、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止することが可能になるが、記録膜の膜厚が2nmないし15nmであるときには、とくに記録膜の膜厚が4nmないし9nmであるときには、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを確実に防止することが可能になる。したがって、本発明において、記録膜は、2nm以上、15nm以下の膜厚を有するように形成されていることが好ましい。
本発明において、前記レーザビームの光入射面から最も遠い情報層が、相変化材料によって形成された記録膜を含んでいることが好ましい。この場合の相変化材料は、とくに限定されるものではない。
本発明によれば、支持基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層に含まれた記録膜に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体を示す一部切り欠き略斜視図であり、図2は、図1のAで示された部分の略拡大断面図である。
図1に示されるように、本実施態様にかかる光記録媒体10は、円盤状に形成され、約120mmの外径と、約1.2mmの厚さを有している。
本実施態様にかかる光記録媒体10は、書き換え型の光記録媒体として構成され、図2に示されるように、支持基板11と、透明中間層12と、光透過層13と、支持基板11と透明中間層12との間に設けられたL0情報層20と、透明中間層12と光透過層13との間に設けられたL1情報層30を備え、光透過層13の一方の表面によって、レーザビームLが入射する光入射面13aが構成されている。
本実施態様において、L0情報層20は、光入射面13aから遠い情報層を構成し、L1情報層30は、光入射面13aに近い情報層を構成している。
本実施態様にかかる光記録媒体10は、図2において、矢印Lで示される方向から、380nmないし450nmの波長λを有するレーザビームLが、λ/NA≦640を満たす開口数NAを有する対物レンズ(図示せず)を介して、光透過層13に照射されるように構成されている。
支持基板11は、光記録媒体10に求められる機械的強度を確保するための支持体として、機能する。支持基板11を形成するための材料は、光記録媒体10の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではいが、樹脂が好ましく使用される。このような樹脂としては、加工性、光学特性などの点から、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂がとくに好ましく、本実施態様においては、支持基板11は、ポリカーボネート樹脂によって形成されている。
本実施形態においては、支持基板11は、約1.1mmの厚さを有している。
本実施形態においては、レーザビームは、支持基板11とは反対側に位置する光透過層13を介して、照射されるから、支持基板11が、光透過性を有していることは必ずしも必要ではない。
支持基板11は、図2に示されるように、その表面には、グルーブ11aが形成されている。グルーブ11aは、L0情報層20にデータを記録し、L0情報層20からデータを再生する場合に、レーザビームLのガイドトラックとしての役割を果たす。
表面に、グルーブ11a有する支持基体11は、たとえば、スタンパを用いた射出成形法などによって作製される。
透明中間層12は、L0情報層20とL1情報層30とを、物理的に、かつ、光学的に十分な距離をもって離間させる機能を有している。
図2に示されるように、透明中間層12の表面には、グルーブ12aが形成されている。透明中間層12の表面に形成されたグルーブ12aは、L1情報層30にデータを記録し、L1情報層30からデータを再生する場合において、レーザビームLのガイドトラックとして、機能する。
透明中間層12は、L0情報層20にデータを記録し、L0情報層20からデータを再生する場合に、レーザビームLが通過するため、十分に高い光透過性を有している必要がある。したがって、透明中間層12を形成するための材料は、光学的に透明で、レーザビームLの波長領域である380nmないし450nmの波長での光学吸収や反射が少なく、複屈折率が小さいことが要求されるが、これらの条件を満足する材料であれば、とくに限定されるものではないが、紫外線硬化性アクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂によって、透明中間層12が形成されることが好ましい。
透明中間層12は、L0情報層20上に、紫外線硬化性樹脂の溶液をスピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、塗膜の表面に、支持基板11を作製するのに用いたスタンパ(図示せず)と同様の凹凸パターンが形成されたスタンパ(図示せず)を被せた状態で、スタンパを介して、紫外線を照射することによって、形成されることが好ましい。
光透過層13は、レーザビームLが透過する層であり、その一方の表面によって、光入射面13aが構成されている。光透過層13を形成するための材料は、光学的に透明で、レーザビームLの波長領域である380nmないし450nmの波長での光学吸収や反射が少なく、複屈折率が小さいことが要求されるが、これらの条件を満足する材料であれば、とくに限定されるものではなく、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などを含有する樹脂組成物が、光透過層13を形成するために、好ましく使用され、紫外線硬化型アクリル樹脂を含有する樹脂組成物が、より好ましく使用される。光透過層13は、30μmないし200μmの厚さを有するように形成されることが好ましい。
光透過層13は、樹脂組成物の溶液を、スピンコーティング法によって、L1情報層30の表面上に塗布して、形成されることが好ましいが、光透過性樹脂によって形成されたシートを、接着剤を用いて、L1情報層30の表面に接着して、光透過層13を形成することもできる。
図3は、L0情報層20の略拡大断面図である。
図3に示されるように、本実施態様においては、L0情報層20は、支持基板11側から、反射膜21、第六の誘電体膜22、L0記録膜23、第五の誘電体膜24および放熱膜25が積層されて、構成されている。
反射膜21は、光透過層13およびL1情報層30を介して、L0記録膜23に照射されるレーザビームLを反射し、再び、光透過層13から出射させる役割を果たすとともに、レーザビームLが照射されることによって、L0記録膜23に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。反射膜21を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Ag、Pt、Au、Ndなどが用いられ、これらのうちでも、高い反射率を有しているAl、Au、Ag、Cu、または、AgとCuとの合金など、これらの金属の少なくとも1つを含む合金などの金属材料が、反射膜21を形成するために、好ましく用いられる。とくに、反射膜21が、Agを含んでいる場合には、表面平滑性に優れた反射膜21を形成することができ、再生信号のノイズレベルを低減することが可能になり、好ましい。
本実施態様において、反射膜21は、Agを含む金属材料によって形成された第1の膜211と第2の膜212とが積層されて、構成されている。
反射膜21の厚さは、とくに限定されるものではないが、10nmないし300nmであることが好ましく、40nmないし200nmであることが、とくに好ましい。
反射膜21は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
第六の誘電体膜22および第五の誘電体膜24は、L0記録膜23を物理的および化学的に保護するとともに、L0記録膜23に生成された熱を放熱させ、さらに、レーザビームLを照射する前後の光学特性の変化を増大する機能を有している。第六の誘電体膜22および第五の誘電体膜24を形成するための材料は、レーザビームLの波長領域である380nmないし450nmの波長において、透明な誘電体材料であれば、とくに限定されるものではないが、第六の誘電体膜22および第五の誘電体膜24は、Si、Zn、Al、Ta、Ti、Co、Zr、Pb、Ag、Sn、Ca、Ce、V、Cu、Fe、Mgよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物から形成されることが好ましい。
本実施態様において、第六の誘電体膜22は、CeとAlの酸化物によって形成された第1の膜221と、ZnとSiの酸化物によって形成された第2の膜212とが積層されて、構成されて、第五の誘電体膜24は、単一の膜によって、構成されている。
第六の誘電体膜22および第五の誘電体膜24の厚さは、とくに限定されるものではないが、第6の誘電体膜22の厚さは5nmないし35nmであることが好ましく、第5の誘電体膜24の厚さは10nmないし80nmであることが好ましい。第6の誘電体膜22の厚さが5nm未満であると記録感度が鈍くなり、第6の誘電体膜22の厚さが35nmを越えると放熱効果が低下して十分な大きさのマーク形成が困難になる。第5の誘電体膜24の厚さが10nm未満であるとアモルファス状態と結晶状態でのコントラストが低下してしまい、第5の誘電体膜24の厚さが80nmを超えると成膜に要する時間が長くなり、光記録媒体10の生産性が低下するおそれがある。
第六の誘電体膜22および第五の誘電体膜24は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
L0記録膜23は、記録マークを形成するための膜であり、相変化材料によって形成され、単一の膜によって構成されている。相変化材料は、結晶状態である場合の反射率と、アモルファス状態である場合の反射率とが異なるため、これを利用して、データが記録され、記録されたデータが再生される。
L0記録膜23を形成するための相変化材料は、とくに限定されるものではないが、L0記録膜23は、Sb、Te、Ge、Ag、TbおよびMnからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む相変化材料を含んで形成されるのが好ましい。L0記録膜23の厚さは、とくに限定されるものではないが、8nmないし25nmであることが好ましい。
L0記録膜23は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
放熱膜25は、第五の誘電体膜24を介して、L0記録膜23から伝達された熱を放熱する役割を果たす。放熱膜25を形成するための材料は、レーザビームに対して高い光透過性を有し、かつ、記録膜23に生じた熱を放熱することができれば、とくに限定されるものではないが、第一の誘電体膜24の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料が好ましく、具体的には、AlN、Al2O3、SiN、ZnS、ZnO、SiO2などが好ましい。放熱膜25は、10nmないし120nmの厚さを有するように形成されるのが好ましい。放熱膜25の厚さが、10nm未満の場合には、十分な放熱効果を得られないおそれがあり、一方、120nmを越える場合には、放熱膜25の成膜に長い時間を要するため、生産性が低下するおそれがある。
放熱膜25は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
図4は、L1情報層30の略拡大断面図である。
図4に示されるように、本実施態様においては、L1情報層30は、支持基板11側から、第四の誘電体膜31、反射膜32、第三の誘電体膜33、L1記録膜34、第二の誘電体膜35、第一の誘電体膜36および放熱膜37が積層されて、構成されている。
第四の誘電体膜31は、後述する反射膜32とともに、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。第四の誘電体膜31を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、Ti、Zr、Hf、Ta、Si、Al、Mg、Y、Ce、Znよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物などが用いられる。本実施態様においては、第四の誘電体膜31は、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有している。第四の誘電体膜31が、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有している場合には、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生成された熱を速やかに放熱させることができる。第四の誘電体膜31は、3nmないし15nmの厚さを有するように形成されることが好ましい。第四の誘電体膜31の厚さが、3nm未満の場合には、放熱効果が低下し、15nmを越えている場合には、第四の誘電体膜31を成膜するときに生じる内部応力が大きくなり、第四の誘電体膜31にクラックが生じやすくなる。
第四の誘電体膜31は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
反射膜32は、光透過層13を介して、L1記録膜34に照射されるレーザビームLを反射し、再び、光透過層13から出射させる役割を果たすとともに、レーザビームLが照射されることによって、L1記録膜34に生じた熱を効果的に放熱させる役割を果たす。反射膜32を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Ag、Pt、Au、Ndなどが用いられ、これらのうちでも、高い反射率を有しているAl、Au、Ag、Cu、または、AgとCuとの合金など、これらの金属の少なくとも1つを含む合金などの金属材料が、反射膜32を形成するために、好ましく用いられる。とくに、反射膜32が、Agを含んでいる場合には、表面平滑性に優れた反射膜32を形成することができ、再生信号のノイズレベルを低減することが可能になり、好ましい。
反射膜32の厚さは、とくに限定されるものではないが、5nmないし25nmであることが好ましく、7nmないし18nmであることが、とくに好ましい。
第三の誘電体膜33は、第二の誘電体膜35とともに、L1記録膜34を物理的および化学的に保護する役割を果たすとともに、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生じた熱を、反射膜32側に放熱させる機能を有している。第三の誘電体膜33を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、第四の誘電体膜31を形成するための材料と同様の材料が用いられる。本実施態様において、第三の誘電体膜33は、第四の誘電体膜31と同様に、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有しており、この場合には、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生成された熱を速やかに放熱させることができる。第三の誘電体膜33は、3nmないし15nmの厚さを有するように形成されることが好ましい。第三の誘電体膜33の厚さが、3nm未満の場合には、第三の誘電体膜33を連続膜として形成することが困難となり、15nmを越えている場合には、第三の誘電体膜33を成膜するときに生じる内部応力が大きくなり、第三の誘電体膜33にクラックが生じやすくなる。
第三の誘電体膜33は、たとえば、スパッタリング法などによって、形成される。
L1記録膜34は、記録マークを形成するための膜であり、相変化材料によって形成され、単一の膜によって構成されている。相変化材料は、結晶状態である場合の反射率とアモルファス状態である場合の反射率とが異なるため、これを利用して、データが記録され、記録されたデータが再生される。
本実施態様において、L1記録膜34は、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって形成されている。この相変化材料によってL1記録膜34が形成されている場合には、光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトした場合に、L1記録膜34に形成された記録マークを、速やかに、かつ、確実に消去することができるから、既に記録されたデータをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止することができ、その結果、光記録媒体のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、データを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になる。
L1記録膜34は、81原子%ないし90原子%のSbと、10原子%ないし19原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成されていることが好ましい。この場合には、光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した後に、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトした場合に、既に記録されたデータをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを、より一層、効果的に防止することが可能になる。
本実施態様においては、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料が、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有していることが好ましく、4.0eVないし5.5eVの活性化エネルギーEaを有していることがより好ましい。これらの相変化材料によって、L1記録膜34が形成されている場合には、光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合にも、データを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になるとともに、光記録媒体10の保存信頼性を向上させることができる。
L1記録膜34を形成するための相変化材料には、さらに、Sb、Geおよび周期表の第16族元素以外の元素が添加されていてもよい。
本実施態様において、L1記録膜34が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まず、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有している相変化材料によって、形成されている場合には、L1記録膜34の膜厚にかかわらず、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止することが可能になるが、L1記録膜34の膜厚が2nmないし15nmであるときには、とくにL1記録膜34の膜厚が4nmないし9nmであるときには、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを確実に防止することが可能になる。したがって、本実施態様においては、L1記録膜34は、2nm以上、15nm以下、好ましくは、4nmないし9nmの膜厚を有するように形成されている。
したがって、本実施態様においては、再生信号のジッタが悪化することを確実に防止しつつ、L1記録膜34を薄く形成することが可能になるから、L1記録膜34を含んでいる情報層は、380nmないし450nmの波長のレーザビームLに対して、高い光透過率を有している。そのため、本実施態様にかかる光記録媒体10においては、光入射面13aに近い側に位置するL1情報層30を介して、L0情報層20に含まれたL0記録膜23に、レーザビームLを照射することができ、L0情報層20に含まれたL0記録膜23に、所望のように、データを記録し、L0情報層20に含まれたL0記録膜23に記録されたデータを、所望のように、再生することが可能になる。
L1記録膜34は、たとえば、L1記録膜34の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第三の誘電体膜33の表面上に形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられるが、スパッタリング法によって、L1記録膜34を形成することが好ましい。
第二の誘電体膜35は、第三の誘電体膜33とともに、L1記録膜34を物理的および化学的に保護する役割を果たすとともに、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生じた熱を、後述する放熱膜37側に放熱させる機能を有している。第二の誘電体膜35を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、第四の誘電体膜31および第三の誘電体膜33を形成するための材料と同様の材料が用いられる。本実施態様において、第二の誘電体膜35は、第四の誘電体膜31および第三の誘電体膜33と同様に、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有しており、この場合には、レーザビームLの照射によって、L1記録膜34に生成された熱を速やかに放熱させることができる。第二の誘電体膜35は、3nmないし15nmの厚さを有するように形成されることが好ましい。第二の誘電体膜35の厚さが、3nm未満である場合には、放熱効果が低下し、15nmを越えている場合には、第二の誘電体膜35を成膜するときに生じる内部応力が大きくなり、第二の誘電体膜35にクラックが生じやすくなる。
第二の誘電体膜35は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
第一の誘電体膜36は、第二の誘電体膜35と放熱膜37との密着性を高める機能を有している。第一の誘電体膜36を形成するための材料は、レーザビームLに対して高い光透過性を有し、かつ、第二の誘電体膜35および放熱膜37との密着性が高い材料であれば、とくに限定されるものではないが、ZnSとSiO2との混合物によって、第一の誘電体膜36を形成することが好ましい。第一の誘電体膜36が、ZnSとSiO2との混合物によって形成されている場合には、ZnSとSiO2のモル比は、60:40ないし95:5であることが好ましい。ZnSのモル比が、60%未満の場合には、第一の誘電体膜36の屈折率が低下して、記録マークが形成されたL1記録膜34の領域と、記録マークが形成されていないL1記録膜34の領域との反射率の差が低下するおそれがある。一方、ZnSのモル比が、95%を越えている場合には、第一の誘電体膜36を完全な透明膜として形成することが困難であり、信号出力が低下するなどの悪影響がでてくる。
第一の誘電体膜36は、5nmないし50nmの厚さを有するように形成されることが好ましい。第一の誘電体膜36の厚さが、5nm未満の場合には、放熱膜37にクラックが生じやすくなり、50nmを越える場合には、放熱効果が低下するおそれがある。
第一の誘電体膜36は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
放熱膜37は、第一の誘電体膜36を介して、L1記録膜34から伝達された熱を放熱する役割を果たす。放熱膜37を形成するための材料は、レーザビームLに対して高い光透過性を有し、かつ、L1記録膜34に生じた熱を放熱することができれば、とくに限定されるものではないが、第一の誘電体膜36の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料が、具体的には、AlN、Al2O3、SiN、ZnS、ZnO、SiO2などが好ましく用いられる。放熱膜37は、20nmないし70nmの厚さを有するように形成されることが好ましい。放熱膜37の厚さが、20nm未満の場合には、充分な放熱効果を得られないおそれがあり、一方、70nmを越える場合には、放熱膜37の成膜に長い時間を要するため、生産性が低下するおそれがある。
放熱膜37は、たとえば、スパッタリング法などによって形成される。
以上のように構成された本実施態様にかかる光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34に、データを記録し、L0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータをダイレクトオーバーライトする場合には、記録パワーPw、消去パワーPeおよび基底パワーPbとの間で、そのパワーが変調されたレーザビームLが、光透過層13を介して、L0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34にフォーカスされる。
高い記録密度で、光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34にデータを記録するためには、380nmないし450nmの波長を有するレーザビームLを、開口数NAが0.7以上の対物レンズを用いて、光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34にフォーカスさせることが好ましく、λ/NA≦640nmであることがより好ましい。
本実施態様においては、405nmの波長を有するレーザビームLが、開口数が0.85の対物レンズ(図示せず)を用いて、光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23またはL1情報層30に含まれたL1記録膜34にフォーカスされるように構成されている。
光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に、記録マークを形成して、データを記録するにあたっては、光記録媒体10を回転させながら、そのパワーが記録パワーPwに設定されたレーザビームLが、光透過層13を介して、L1情報層30のL1記録膜34に照射され、レーザビームLが照射されたL1記録膜34の領域が、相変化材料の融点以上の温度に加熱されて、溶融される。次いで、そのパワーが基底パワーPbに設定されたレーザビームLが、光透過層13を介して、L1情報層30のL1記録膜34に照射され、溶融したL1記録膜34の領域が急冷されて、相変化材料が、結晶状態から、アモルファス状態に変化する。
こうして、L1情報層30のL1記録膜34に記録マークが形成され、データが記録される。
一方、光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に形成された記録マークを消去する場合には、そのパワーが消去パワーPeに設定されたレーザビームLが、光透過層13を介して、L1情報層30のL1記録膜34の記録マークが形成された領域に照射され、レーザビームLが照射されたL1記録膜34の領域が、相変化材料の結晶化温度以上の温度に加熱される。次いで、レーザビームLが、加熱されたL1記録膜34の領域から遠ざけられ、相変化材料の結晶化温度以上の温度に加熱されたL1記録膜34の領域が除冷される。
その結果、相変化材料が結晶化し、レーザビームLが照射されたL1記録膜34の領域に形成されていた記録マークが消去される。
本実施態様においては、L1情報層30のL1記録膜34は、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まず、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有している相変化材料によって、形成されており、記録膜15がかかる相変化材料によって形成されている場合には、L1記録膜34が、2nm以上、15nm以下の厚さを有するように、薄く形成されていても、L1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録マークを形成して、データを記録した光記録媒体10を、長期間にわたって、高温下で保存した後に、このデータを、新たなデータによって、初めて、ダイレクトオーバーライトするときに、L1記録膜34に形成された記録マークを、速やかに、かつ、確実に消去することができ、したがって、データをダイレクトオーバーライトして、記録した新たなデータを再生したときの再生信号のジッタが悪化することを効果的に防止することが可能になるとともに、光記録媒体10の保存信頼性を向上させることが可能になる。
これに対して、光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23に、記録マークを形成して、データを記録するにあたっては、光記録媒体10を回転させながら、そのパワーが記録パワーPwに設定されたレーザビームLが、光透過層13およびL1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23に照射され、レーザビームLが照射されたL0記録膜23の領域が、相変化材料の融点以上の温度に加熱されて、溶融される。次いで、そのパワーが基底パワーPbに設定されたレーザビームLが、光透過層13およびL1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23に照射され、溶融したL0記録膜23の領域が急冷されて、相変化材料が、結晶状態から、アモルファス状態に変化する。
こうして、L0情報層20のL0記録膜23に記録マークが形成され、データが記録される。
本実施態様においては、L0情報層20のL0記録膜23にデータを記録する場合には、レーザビームLが、L1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23に照射されるが、L1情報層30のL1記録膜34は、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まず、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有している相変化材料によって、形成されており、記録膜15がかかる相変化材料によって形成されている場合には、L1記録膜34が、2nm以上、15nm以下の厚さを有するように薄く形成されていても、光記録媒体10のL1情報層30に含まれたL1記録膜34に記録されたデータを、長期間にわたって、高温下で保存した場合に、このデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることが可能になり、したがって、L1記録膜34を薄層化することができ、さらに、L1情報層30の第二の誘電体膜35、第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有しており、L1情報層30の第二の誘電体膜35、第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が高い熱伝導率を有しているから、L1情報層30の反射膜32を薄く形成することができ、したがって、L1情報層30を薄く形成して、L1情報層30のレーザビームLに対する光透過率を増大させることが可能になるから、レーザビームLが、L1情報層30を透過する際に、レーザビームLの光量が減少することを最小限に抑制することができ、L0情報層20のL0記録膜23に、所望のように、データを記録することが可能になる。
一方、光記録媒体10のL0情報層20に含まれたL0記録膜23に形成された記録マークを消去する場合には、そのパワーが消去パワーPeに設定されたレーザビームLが、光透過層13およびL1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23の記録マークが形成された領域に照射され、レーザビームLが照射されたL0記録膜23の領域が、相変化材料の結晶化温度以上の温度に加熱される。次いで、レーザビームLが、加熱されたL0記録膜23の領域から遠ざけられ、相変化材料の結晶化温度以上の温度に加熱されたL0記録膜23の領域が除冷される。
その結果、相変化材料が結晶化し、レーザビームLが照射されたL0記録膜23の領域に形成されていた記録マークが消去される。
本実施態様においては、このように、L0情報層20のL0記録膜23に記録された記録マークを消去する場合には、レーザビームLが、L1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23に照射されるが、上述のL0情報層20のL0記録膜23にデータを記録する場合と同様に、レーザビームLが、L1情報層30を透過する際に、レーザビームLの光量が減少することを最小限に抑制することができ、L0情報層20のL0記録膜23に形成された記録マークを、所望のように、消去することが可能になる。
これに対して、光記録媒体10のL1情報層30に含まれるL1記録膜34に記録されたデータを再生する場合には、光記録媒体10を回転させながら、そのパワーが再生パワーPrに設定されたレーザビームLが、光透過層13を介して、L1情報層30のL1記録膜34にフォーカスされ、L1記録膜34および反射膜32によって反射されたレーザビームLの光量が検出される。
一方、光記録媒体10のL0情報層20に含まれるL0記録膜23に記録されたデータを再生する場合には、光記録媒体10を回転させながら、そのパワーが再生パワーPrに設定されたレーザビームLが、光透過層13およびL1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23にフォーカスされ、L0記録膜23および反射膜21によって反射されたレーザビームLの光量が検出される。
本実施態様においては、L0情報層20のL0記録膜23に記録されたデータを再生する場合には、レーザビームLが、L1情報層30を介して、L0情報層20のL0記録膜23に照射されるが、上述のL0情報層20のL0記録膜23にデータを記録する場合およびL0情報層20のL0記録膜23に形成された記録マークを消去する場合と同様に、レーザビームLが、L1情報層30を透過する際に、レーザビームLの光量が減少することを最小限に抑制することができ、L0情報層20のL0記録膜23に記録されたデータを、所望のように、再生することが可能になる。
以下、本発明の効果をより明瞭なものとするため、実施例を掲げる。
実施例1
以下のようにして、光記録媒体サンプル#1を作製した。
以下のようにして、光記録媒体サンプル#1を作製した。
まず、射出成型法により、厚さが1.1mm、直径が120mmで、表面に、グルーブが、0.32μmのグルーブピッチで形成されたポリカーボネート基板を作製した。
次いで、ポリカーボネート基板をスパッタリング装置にセットし、グルーブが形成された表面上に、98.4原子%のAg、0.7原子%のNd、0.9原子%のCuおよび窒素からなる40nmの厚さを有する第1の膜と、98.4原子%のAg、0.7原子%のNdおよび0.9原子%のCuからなる60nm厚さを有する第2の膜とから構成される反射膜、モル比が80:20のCeO2とAl2O3の混合物からなる10nmの厚さを有する第1の膜と、モル比が50:50のZnSとSiO2の混合物を主成分として含み、10nmの厚さを有する第2の膜とから構成される第六の誘電体膜、77.1原子%のSbと18.7原子%のTeと4.2原子%のGeを含む相変化材料を主成分として含み、10nmの厚さを有するL0記録膜、モル比が80:20のZnSとSiO2の混合物を主成分として含み、40nmの厚さを有する第五の誘電体膜、ならびに、窒化アルミニウムを主成分として含み、30nmの厚さを有する放熱膜を、順次、スパッタリング法により形成し、L0情報層を形成した。
ここに、L0情報層の反射膜を構成する第2の膜、第六の誘電体膜を構成する第1の膜、第六の誘電体膜を構成する第2の膜、L0記録膜および第五の誘電体膜は、アルゴンガス雰囲気中で、それぞれの膜に対応する組成を有するターゲットを用いたスパッタリング法によって形成した。
L0情報層の反射膜を構成する第1の膜および放熱膜は、それぞれ、AgNdCuまたはAlターゲットを用いて、アルゴンおよび窒素ガス雰囲気中で、反応性スパッタリング法によって形成した。
次いで、L0情報層が形成されたポリカーボネート基板をスピンコート装置にセットし、L0情報層上に紫外線硬化性アクリル樹脂の溶液を、塗布して、その上に、グルーブが形成された透明スタンパを重ね、ポリカーボネート基板を回転させながら、紫外線硬化性アクリル樹脂の溶液を展開させつつ、紫外線を照射して、紫外線硬化性アクリル樹脂を硬化させ、25μmの厚さを有する透明中間層を形成した。透明中間層に形成されたグルーブは、0.32μmのグルーブピッチを有していた。
次いで、L0情報層および透明中間層が形成されたポリカーボネート基板を、スパッタリング装置にセットし、透明中間層の表面上に、酸化ジルコニウムを主成分として含み、5nmの厚さを有する第四の誘電体膜、98原子%のAg、1原子%のPdおよび1原子%のCuからなる合金を含み、10nmの厚さを有する反射膜、酸化ジルコニウムを主成分として含み、4nmの厚さを有する第三の誘電体膜、84原子%のSbと16原子%のGeからなる相変化材料を含み、7nmの厚さを有するL1記録膜、酸化ジルコニウムを主成分として含み、5nmの厚さを有する第二の誘電体膜、モル比が80:20のZnSとSiO2の混合物を主成分として含み、10nmの厚さを有する第一の誘電体膜、ならびに、窒化アルミニウムを主成分として含み、50nmの厚さを有する放熱膜を、順次、スパッタリング法により形成し、L1情報層を形成した。
ここに、第二の誘電体膜、第三の誘電体膜および第四の誘電体膜は、アルゴンガス雰囲気中で、ZrO2ターゲットを用いたスパッタリング法によって形成した。このようにして形成された第二の誘電体膜、第三の誘電体膜および第四の誘電体膜が、それぞれ有する結晶質構造およびその結晶粒径を、理学電気株式会社製のX線回析装置「ATX-G」(商品名)を用いて、解析し、測定したところ、第二の誘電体膜、第三の誘電体膜および第四の誘電体膜は、いずれも、結晶粒径が20nm以下の酸化ジルコニウムを主成分として含み、立方晶系の結晶質構造を有していた。
L1情報層の反射膜は、アルゴンガス雰囲気中で、98原子%のAg、1原子%のPdおよび1原子%のCuからなる合金ターゲットを用いたスパッタリング法によって形成した。
L1記録膜は、アルゴンガス雰囲気中で、SbGe合金ターゲットを用いたスパッタリング法によって形成した。
第一の誘電体膜は、アルゴンガス雰囲気中で、モル比が80:20のZnSとSiO2の混合物を主成分とするターゲットを用いたスパッタリング法によって形成した。
L1情報層の放熱膜は、アルゴンガスおよび窒素ガス雰囲気中で、Alターゲットを用いた反応性スパッタリング法によって形成した。
次いで、L1情報層の放熱膜の表面上に、紫外線硬化性アクリル樹脂の溶液を、スピンコーティング法によって、塗布して、塗膜を形成し、塗膜に、紫外線を照射して、紫外線硬化性アクリル樹脂を硬化させ、75μmの厚さを有する光透過層を形成した。
その後、810nmの波長を有する半導体レーザを用いて、出力500mWで、光記録媒体に初期化処理を施し、L0情報層に含まれたL0記録膜およびL1情報層に含まれたL1記録膜を結晶化させた。
こうして、光記録媒体サンプル#1を作製した。
次いで、89.5原子%のSbと10.5原子%のGeからなる相変化材料を含み、7nmの厚さを有するL1記録膜を形成した点を除き、光記録媒体サンプル#1と同様にして、光記録媒体サンプル#2を作製した。
さらに、0.8原子%のInと、71.1原子%のSbと、16.4原子%のTeと、5.5原子%のGeと、6.2原子%のMnとからなる相変化材料を含み、7nmの厚さを有するL1記録膜を形成した点を除き、光記録媒体サンプル#1と同様にして、光記録媒体比較サンプル#1を作製した。
次いで、77.8原子%のSbと22.2原子%のGeからなる相変化材料を含み、7nmの厚さを有するL1記録膜を形成した点を除き、光記録媒体サンプル#1と同様にして、光記録媒体比較サンプル#2を作製した。
さらに、100原子%のSbからなる相変化材料を含み、7nmの厚さを有するL1記録膜を形成した点を除き、光記録媒体サンプル#1と同様にして、光記録媒体比較サンプル#3を作製した。
次いで、各サンプルを、パルステック工業株式会社製の光記録媒体評価装置「DDU1000」(商品名)にセットし、10.5m/secの線速度で回転させながら、チャンネルクロック周波数132MHz、チャンネルビット長0.12μm/bitで、405nmの波長を有し、そのパワーが、記録パワーPwと基底パワーPbとの間で、所定のパターンにしたがって、変調されたレーザビームを、開口数NAが0.85の対物レンズを用いて、光透過層を介して、記録膜に照射し、1,7RLL変調方式における2Tないし8Tの長さを有する記録マークを、ランダムに組み合わせて、ランダム信号を記録した。
ここに、光記録媒体サンプル#1のL1記録膜に記録マークを形成する場合には、レーザビームの記録パワーPwを10.2mWに設定するとともに、消去パワーPeを3.8mWに設定し、光記録媒体サンプル#2のL1記録膜に記録マークを形成する場合には、レーザビームの記録パワーPwを10.2mWに設定するとともに、消去パワーPeを3.4mWに設定し、光記録媒体比較サンプル#1のL1記録膜に記録マークを形成する場合には、レーザビームの記録パワーPwを10.5mWに設定するとともに、消去パワーPeを3.8mWに設定し、光記録媒体比較サンプル#2のL1記録膜に記録マークを形成する場合には、レーザビームの記録パワーPwを9.5mWに設定するとともに、消去パワーPeを6.0mWに設定し、光記録媒体比較サンプル#3のL1記録膜に記録マークを形成する場合には、レーザビームの記録パワーPwを10.0mWに設定するとともに、消去パワーPeを3.4mWに設定した。また、いずれの場合においても、基底パワーPbは0.3mWに設定し、再生パワーPrは0.7mWに設定した。
しかしながら、光記録媒体比較サンプル#3においては、L1記録膜に含まれている相変化材料の結晶化速度が速すぎて、溶融後すぐに再結晶化してしまい、L1記録膜にアモルファス領域を形成して、記録マークを形成することができなかった。
次いで、そのパワーが、記録パワーPwと基底パワーPbとの間で、以下に示す消去パワーに設定され、所定のパターンにしたがって、変調されたレーザビームを用いた点を除いて、このランダム信号を記録した時と同様にして、このランダム信号に、新たなランダム信号を、ダイレクトオーバーライトした。
ここに、光記録媒体サンプル#1のL1記録膜に新たなランダム信号をダイレクトオーバーライトする場合には、レーザビームの消去パワーPeを2.6mWに設定し、光記録媒体サンプル#2のL1記録膜に新たなランダム信号をダイレクトオーバーライトする場合には、レーザビームの消去パワーPeを2.2mWに設定し、光記録媒体比較サンプル#1のL1記録膜に新たなランダム信号をダイレクトオーバーライトする場合には、レーザビームの消去パワーPeを3.0mWに設定した。光記録媒体比較サンプル#2においては、レーザビームの消去パワーPeをいかなる値に設定しても、記録されたランダム信号をダイレクトオーバーライトすることができなかった。
次いで、光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1を、それぞれ、上述の光記録媒体評価装置にセットし、ランダム信号を記録した場合と同様の条件で、データをダイレクトオーバーライトして、記録したランダム信号を再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定して、初期ダイレクトオーバーライト特性を評価した。
ここに、クロックジッタは、タイムインターバルアナライザによって、再生信号のゆらぎσを求め、σ/Tw(Tw:クロックの1周期)によって、算出した。
光記録媒体サンプル#1についての測定結果は、図5の曲線A0によって示され、光記録媒体サンプル#2についての測定結果は、図6の曲線B0によって、光記録媒体比較サンプル#1についての測定結果は、図7の曲線C0によって、それぞれ、示されている。
さらに、消去パワーPeを、0.4mWずつ、5.0mWまで、順次、変化させた点を除き、同様にして、光記録媒体サンプル#1に既に記録されていたランダム信号を、新たなランダム信号によって、ダイレクトオーバーライトして、新たに記録したランダム信号を再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定した。測定結果は、図5の曲線A0によって、示されている。
次いで、消去パワーPeを、0.4mWずつ、4.6mWまで、順次、変化させた点を除き、同様にして、光記録媒体サンプル#2に既に記録されていたランダム信号を、新たなランダム信号によって、ダイレクトオーバーライトして、新たに記録したランダム信号を再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定した。測定結果は、図6の曲線B0によって、示されている。
さらに、消去パワーPeを、0.4mWずつ、4.6mWまで、順次、変化させた点を除き、同様にして、光記録媒体比較サンプル#1に既に記録されていたランダム信号を、新たなランダム信号によって、ダイレクトオーバーライトして、新たに記録したランダム信号を再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定した。測定結果は、図7の曲線C0によって、示されている。
実施例2
実施例1と同様にして、1,7RLL変調方式における2Tないし8Tの長さを有する記録マークを、ランダムに組み合わせて、L1記録膜にランダム信号を記録した光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1を作製し、各サンプルを、それぞれ、80℃、10%RHの環境下で、24時間にわたって、保存し、高温保存試験を行った。
実施例1と同様にして、1,7RLL変調方式における2Tないし8Tの長さを有する記録マークを、ランダムに組み合わせて、L1記録膜にランダム信号を記録した光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1を作製し、各サンプルを、それぞれ、80℃、10%RHの環境下で、24時間にわたって、保存し、高温保存試験を行った。
次いで、高温保存試験後の各サンプルを、それぞれ、上述の光記録媒体評価装置にセットし、実施例1と同様にして、高温保存試験前に記録されたランダム信号を、新たなランダム信号によって、1回、および、10回にわたって繰り返して、ダイレクトオーバーライトし、新たに記録したランダム信号を、それぞれ、再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定して、それぞれ、高温保存試験後に、初めて、ダイレクトオーバーライトしたときの初期ダイレクトオーバーライト特性、および、高温保存試験後に、繰り返し、ダイレクトオーバーライトしたときの繰り返しダイレクトオーバーライト特性を評価した。
光記録媒体サンプル#1について、高温保存試験後に、初めて、ダイレクトオーバーライトしたときの初期ダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図5の曲線A1によって、高温保存試験後に、繰り返し、ダイレクトオーバーライトしたときの繰り返しダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図5の曲線A10によって示され、光記録媒体サンプル#2について、高温保存試験後に、初めて、ダイレクトオーバーライトしたときの初期ダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図6の曲線B1によって、高温保存試験後に、繰り返し、ダイレクトオーバーライトしたときの繰り返しダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図6の曲線B10によって示され、光記録媒体比較サンプル#1について、高温保存試験後に、初めて、ダイレクトオーバーライトしたときの初期ダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図7の曲線C1によって、高温保存試験後に、繰り返し、ダイレクトオーバーライトしたときの繰り返しダイレクトオーバーライト特性の測定結果は図7の曲線C10によって示されている。
図5、図6および図7に示されるように、光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1のいずれにあっても、高温保存試験後の繰り返しダイレクトオーバーライト特性を評価したときの再生信号のジッタは、初期ダイレクトオーバーライト特性を評価したときの再生信号のジッタと大きな差がないことがわかった。
しかしながら、光記録媒体サンプル#1および#2にあっては、高温保存試験後の初期ダイレクトオーバーライト特性を評価したときの再生信号のジッタに、顕著な悪化は認められなかったのに対し、光記録媒体比較サンプル#1にあっては、著しく悪化していることが認められた。
したがって、光記録媒体サンプル#1および#2にあっては、各サンプルを、長期間にわたって、高温下で保存した後においても、各サンプルのL1記録膜に記録されたデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることができるのに対し、光記録媒体比較サンプル#1にあっては、サンプルを、長期間にわたって、高温下で保存した場合には、サンプルのL1記録膜に記録されたデータを、新たなデータによって、所望のように、ダイレクトオーバーライトすることができないことが判明した。
実施例3
ポリカーボネート基板に代えて、スライドガラス基板を用いた点を除き、実施例1と同様にして、光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1ないし#3を作製し、各サンプルを、それぞれ、昇温速度30℃/minで、100℃から加熱しつつ、光学顕微鏡にて、その反射光を観測し、各サンプルのL1記録膜に含まれる相変化材料が、as−depoアモルファス状態から結晶状態へと変化したときの反射光の変化量を測定して、各サンプルのL1記録膜に含まれる相変化材料の結晶化温度を測定した。
ポリカーボネート基板に代えて、スライドガラス基板を用いた点を除き、実施例1と同様にして、光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1ないし#3を作製し、各サンプルを、それぞれ、昇温速度30℃/minで、100℃から加熱しつつ、光学顕微鏡にて、その反射光を観測し、各サンプルのL1記録膜に含まれる相変化材料が、as−depoアモルファス状態から結晶状態へと変化したときの反射光の変化量を測定して、各サンプルのL1記録膜に含まれる相変化材料の結晶化温度を測定した。
しかしながら、光記録媒体比較サンプル#3は、L1記録膜がSbによって形成されており、Sbからなる相変化材料は100℃ですでに結晶化しているため、結晶化温度は測定できなかった。
次いで、光記録媒体サンプル#1および#2ならびに光記録媒体比較サンプル#1および#2のL1記録膜を形成する相変化材料の活性化エネルギーEaを、昇温速度を変化させて、測定された結晶化温度T0から、キッシンジャープロット法により、求めた。
このようにして求めた光記録媒体サンプル#1のL1記録膜を形成する相変化材料の活性化エネルギーEaは5.1eV、光記録媒体サンプル#2のL1記録膜を形成する相変化材料の活性化エネルギーEaは4.4eV、光記録媒体比較サンプル#1のL1記録膜を形成する相変化材料の活性化エネルギーEaは3.9eV、光記録媒体比較サンプル#2のL1記録膜を形成する相変化材料の活性化エネルギーEaは7.2eVであった。
次いで、実施例2で行った高温保存試験後の各サンプルを、それぞれ、上述の光記録媒体評価装置にセットし、実施例1と同様にして、各サンプルに既に記録されていたランダム信号を再生し、再生信号のクロックジッタ(%)を測定したところ、いずれのサンプルにおいても、高温保存試験前に測定されたクロックジッタの測定値とほぼ同じ測定値が得られ、保存信頼性が高いことが判明した。
なお、実施例1と同様にして、レーザビームを、光透過層およびL1情報層を介して、光記録媒体サンプル#1および#2のそれぞれのL0記録膜に照射し、各L0記録膜に、記録マークを形成して信号を記録し、記録された信号を再生し、さらに、形成された記録マークを消去して記録された信号を消去したところ、所望のように、L0記録膜に信号を記録し、L0記録膜に記録された信号を再生し、およびL0記録膜に記録された信号を消去することができた。
本発明は、以上の実施態様および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
たとえば、前記実施態様においては、レーザビームの光入射面から最も遠いL0情報層20が、相変化材料によって形成されたL0記録膜23を含み、書き換え型の情報層として構成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、L0情報層20が、再生専用の情報層や追記型の情報層として、構成されてもよい。たとえば、L0情報層20が、再生専用の情報層として構成される場合には、L0情報層20としての情報層はとくに設けられず、支持基板、あるいは、透明中間層が、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層として機能し、支持基板、あるいは、透明中間層の表面上に、プリピットが形成され、かかるプリピットによって、データが記録される。
また、前記実施態様においては、光記録媒体10は、光透過層13を備え、レーザビームLが、光透過層13を介して、L0情報層20に含まれたL0記録膜23およびL1情報層30に含まれたL1記録膜34に照射されるように構成されているが、本発明は、かかる構成の光記録媒体に限定されるものではなく、光記録媒体が、光透過性材料によって形成された支持基板を備え、レーザビームLが、支持基板を介して、L0情報層20に含まれたL0記録膜23およびL1情報層30に含まれたL1記録膜34に照射されるように構成されていてもよい。
さらに、前記実施態様においては、光記録媒体10のL1情報層30に含まれる第二の誘電体膜35、第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が、いずれも、酸化ジルコニウムを主成分として含んでいるが、第二の誘電体膜35、第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が、いずれも、酸化ジルコニウムを主成分として含んでいることは必ずしも必要でなく、第二の誘電体膜35、第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31の少なくとも一つが、酸化ジルコニウムを主成分として含んでいればよい。
また、前記実施態様においては、光記録媒体10のL1情報層30に含まれる第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が、いずれも、反射膜32に隣接して形成されているが、光記録媒体10のL1情報層30に含まれる第三の誘電体膜33および第四の誘電体膜31が、いずれも、反射膜32に隣接して形成されていることは必ずしも必要でなく、情報層の放熱性に、大きな悪影響を与えない範囲で、第三の誘電体膜33と反射膜32の間、および、第四の誘電体膜31と反射膜32の間の両方、または、いずれか一方に、他の膜が介在していてもよい。
さらに、前記実施態様においては、光記録媒体10は、支持基板11と、透明中間層12と、光透過層13と、支持基板11と透明中間層12との間に設けられたL0情報層20と、透明中間層12と光透過層13との間に設けられたL1情報層30を備え、二層の情報層が設けられているが、本発明は、二層の情報層を備えた光記録媒体に限定されるものではなく、広く、二層以上の情報層を有する光記録媒体に適用することができる。この場合には、L0情報層20以外の情報層が、いずれも、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいる必要はなく、レーザビームの光入射面から最も遠いL0情報層20以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいればよい。また、この場合には、L0情報層20以外の情報層が、いずれも、酸化ジルコニウムを主成分として含む誘電体膜を有している必要はなく、L0情報層20以外の情報層のうちの少なくとも一つの情報層が、酸化ジルコニウムを主成分として含む誘電体膜を有していればよい。
また、前記実施態様においては、光記録媒体10の反射膜21が、第1の膜211と第2の膜212とが積層されて、構成されているが、光記録媒体10の反射膜21が、第1の膜211と第2の膜212とが積層されて、構成されていることは必ずしも必要でなく、光記録媒体10の反射膜21が、単一の膜から構成されていても、3以上の膜が積層されて、構成されていてもよい。
さらに、前記実施態様においては、光記録媒体10の第六の誘電体膜22が、第1の膜221と第2の膜222とが積層されて、構成されているが、光記録媒体10の第六の誘電体膜22が、第1の膜221と第2の膜222とが積層されて、構成されていることは必ずしも必要でなく、光記録媒体10の第六の誘電体膜22が、単一の膜から構成されていても、3以上の膜が積層されて、構成されていてもよい。
10 光記録媒体
11 支持基板
12 透明中間層
13 光透過層
20 L0情報層
21、32 反射膜
22 第六の誘電体膜
23 L0記録膜
24 第五の誘電体膜
25、37 放熱膜
30 L1情報層
31 第四の誘電体膜
33 第三の誘電体膜
34 L1記録膜
35 第二の誘電体膜
36 第一の誘電体膜
11 支持基板
12 透明中間層
13 光透過層
20 L0情報層
21、32 反射膜
22 第六の誘電体膜
23 L0記録膜
24 第五の誘電体膜
25、37 放熱膜
30 L1情報層
31 第四の誘電体膜
33 第三の誘電体膜
34 L1記録膜
35 第二の誘電体膜
36 第一の誘電体膜
Claims (4)
- 支持基板上に、少なくとも透明中間層を介して、積層された複数の情報層を備え、前記複数の情報層のうち、レーザビームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層の少なくとも一つの情報層が、79原子%ないし95原子%のSbと、5原子%ないし21原子%のGeとを主成分として含み、周期表の第16族元素を含まない相変化材料によって、形成された記録膜を含んでいることを特徴とする光記録媒体。
- 前記相変化材料が、4.0eVないし6.5eVの活性化エネルギーEaを有していることを特徴とする請求項1に記載の光記録媒体。
- 前記記録膜が、2nmないし15nmの厚さを有するように形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光記録媒体。
- 前記レーザビームの光入射面から最も遠い情報層が、相変化材料によって形成された記録膜を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光記録媒体。
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- 2004-07-15 JP JP2004208049A patent/JP2006031803A/ja active Pending
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