(57)【要約】【課題】異常マークの発生を抑制することができ、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上の高線速記録が可能で、かつＤＶＤの基準線速の３．３倍速程度の下位互換性にも優れ、広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性を両立させることができる相変化型光記録媒体の提供。【解決手段】第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式で示される相変化材料であり、第２保護層の主成分が、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物である光記録媒体。      Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）          ０．０４≦α１≦０．０９          ０．５６≦β１≦０．７９          ０．０５≦γ１≦０．３０          ０．０３≦δ１≦０．１９                ０≦ε１≦０．０９【選択図】図６
2008052883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層の主成分が、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物であることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
【請求項２】
記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層が下記組成式（２）を満足する材料を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
ＺｎＯ・Ａｌ・Ｙ〔（１００−α２−β２）：α２：β２〕  ・・・（２）
（式中、Ｙは、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｔｉの何れか又はそれらの混合物、α２、β２は重量％）
０．５≦α２≦１０．０
０≦β２≦２５．０
【請求項３】
記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層が下記組成式（３）を満足する材料を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
ＺｎＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｚ〔（１００−α３−β３）：α３：β３〕  ・・・（３）
（式中、Ｚは、Ｍｎ酸化物、Ｇｅ酸化物、Ｔｉ酸化物の何れか又はそれらの混合物、α３、β３は重量％）
０．５≦α３≦１０．０
０≦β３≦３０．０
【請求項４】
第２保護層の電気抵抗率が、１．０×１０−４〜１．０×１０１Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光記録媒体。
【請求項５】
記録可能な最高記録線速が３０〜５６ｍ／ｓであり、最低記録線速が１０〜１４ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光記録媒体。
【請求項６】
最短マーク長が、０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化材料を記録層に用いた光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、相変化材料を記録層に用いた光記録媒体、特に相変化光ディスクの開発が盛んに行われている。
一般に相変化光ディスクは、透明なプラスチック基板上に特定の溝を形成し、その上に薄膜を形成する。基板に用いられるプラスチック材料は主にポリカーボネートで、溝の形成には射出成形法がよく用いられる。
基板上に成膜する薄膜は多層膜であり、基板側から順に第１保護層、記録層、第２保護層、反射層の構成が基本的なものである。
第１及び第２保護層には酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ２の混合物がよく用いられる。
記録層にはＳｂＴｅを主成分とした相変化材料がよく用いられる。例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられるが、これら以外にＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなども用いられる。
反射層には金属材料が用いられるが、光学特性、熱伝導率などの観点からＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料、及びそれらの合金材料がよく用いられる。
また、種々の光ディスク特性の改良を目的として、上述した各層の間に、挿入層或いは界面層を設けてもよく、各層を複数層からなる構成としてもよい。
【０００３】
上記多層膜の成膜方法としては、抵抗線加熱法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など様々な成膜方法を用いることができるが、中でも量産性に優れている点からスパッタ法がよく用いられる。
更に、上記多層膜を形成した後、保護層として樹脂をスピンコートにより被覆する。
このようにして作製された相変化光ディスクは、記録層に用いられている相変化材料がアモルファス状態であるため、通常、これを結晶化状態にするための初期化が行われる。
初期化方法としては、一般に、光ディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させる手法が採用される。また、レーザ光の照射に際し、フォーカシング機能を設けて、より効率の良いレーザ照射を行う場合が多い。
【０００４】
相変化光ディスクには、所定の発光パターン（記録ストラテジ）でレーザ光を照射することにより、任意のアモルファスマークを形成することができる。
更に、相変化光ディスクにおいては、消去と記録を同時に行う、所謂ダイレクトオーバーライト（ＤＯＷ）記録が可能である。ここで「消去」とは、アモルファス状態のマークを結晶化させることを意味し、「記録」とは結晶状態からアモルファス状態にしてマークを形成することを意味している。
よく用いられる記録ストラテジとしては、記録パワー（Ｐｗ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）の３値制御（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）がある。これらと種々のパルス幅を組み合わせて特定のマーク長のマークを記録する。
データ記録・再生の変調方式としては、ＣＤで使われているＥＦＭ変調やＤＶＤで使われているＥＦＭ＋変調などがあり、これらはマークエッジ記録方式であることからマーク長の制御が非常に重要である。このマーク長の制御の評価には一般的にジッタ特性が用いられる。
【０００５】
このような相変化光ディスクは、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどに応用され、オーディオビジュアル用途及びコンピュータの情報記録用途として広く普及している。
最近では、デジタル容量の大容量化に伴い、更に大容量なＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃへの応用も始まっている。このような記録容量の増加に伴い、更なる高線速記録も同時に期待されている。ここで言う高線速記録とは、主に回転数を速くすることにより実現したものを意味し、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上、線速では２８ｍ／ｓ以上のことを意味する。更に、実用的検地から、既に発売されている光ディスクドライブ装置との互換性、所謂下位互換性を有することが望ましく、高線速記録だけでなく同時に低線速記録も可能とする必要がある。
前述したようにＧａＳｂをベースにした相変化材料は公知であり、高線速記録についても開示されている（特許文献１、２など）。しかし、何れの文献にも記録可能な線速範囲に関する具体的な記載はなく、これらの従来技術では、広い線速範囲での記録を可能にするという本発明の目的を達成することはできない。
このような状況の中、本発明者等は、高線速記録に適した相変化材料において、ある記録線速範囲内で再生エラーが多くなるという現象を見出したが、このような現象については非特許文献１でも報告されている。
【０００６】
以下、上記現象について、本発明者等が見出した内容を基に説明する。
図１に、ＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録用に開発した光ディスクにおける記録線速とＤＯＷ１０回記録時のジッター特性及びＰＩエラー特性の関係を示す。なお、ＰＩエラーは前述した再生エラーに相当する。また、記録条件はジッタ−特性が最適になるものを用いている。
図から分かるように、３倍速から８倍速までジッター特性はほぼ９％以下と良好であるのに対し、ＰＩエラーが中間線速である４倍速から７倍速の範囲で急激に大きくなっている。ＰＩエラーが２８０以上、特に３５０以上になると実用上問題があると考えられているが、この結果ではそれを遥かに上回る値を示しており、ジッター特性とエラー特性が大きく相反していることが分かる。なお、ここではＤＯＷ１０記録の結果を示しているが、多少の程度の違いはあるものの、ＤＯＷ回数には依存せず同様な現象が確認されている。このことから、この現象が熱ダメージなどに起因する現象ではないことが分かる。
【０００７】
次に、上記現象を詳細に調べるため、図１のデータを得るのに用いた光ディスクに対し、図２に示す記録ストラテジを用いて、３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する単一パターンを記録した。その場合の記録マーク形状の模式図を図３（ａ）に示す。なお模式図は透過電子顕微鏡で観察した結果を参照して作成した。
マークＡとマークＣは正常な記録マークであるが、マークＢはマーク中に結晶が発生している異常なマークである。このような結晶がある場合の再生信号は、図３（ｂ）に示すように、正常な場合（点線）に対して歪んでしまう。
その結果、２値化後の信号は図３（ｃ）のようになり、結晶のあるマークＢだけが、正常な３Ｔマークよりも短く再生されてしまう。なお、ここでは３Ｔ単一パターン記録のデータのみを示したが、他の単一パターンでも同様の結果となることが確認されている。
上述したような信号を、ＴＩＡ（タイムインターバルアナライザ）で測定した結果を模式的に示すと図４のようになる。図から分かるように、３Ｔを中心とした正規分布をとる成分と３Ｔより短い領域に分布する成分とに分けることができる。この３Ｔより短い領域に分布する成分が、記録マーク中に結晶が存在する異常マークの個数に当り、これがＰＩエラーの原因となる。
【０００８】
アモルファスマークに生じる結晶については、従来から、次の（イ）〜（ハ）のようなものが知られている。
（イ）余熱によるマークの一部再結晶化（クロスイレーズと言われることもある。例えば特許文献３ど参照）
（ロ）高線速ＤＯＷ記録時に十分な結晶化が行えず発生する消し残り（例えば、特許文献４など参照）
（ハ）多数回のＤＯＷ記録を行うことでアモルファスマーク周辺に析出する結晶（例えば特許文献５〜７など参照）
しかし、今回の現象は、ＤＯＷ記録の回数に依らない点、全てのアモルファスマークに結晶が発生しているわけではない点、ジッター特性が良好であるにも拘わらず再生エラーが非常に大きくなっている点、マーク周辺でなくマーク内に結晶が存在する点などから、従来から知られている現象とは異なるものである。
そして、記録密度がＤＶＤ程度まで高くなると、上述したような結晶が記録マーク中に発生するため再生エラーが増加すると考えられ、更なる高密度記録である青色レーザを使用した相変化光ディスクでは非常に大きな問題となることが予想される。
【０００９】
この中間線速でエラーが増大する現象について本発明者等が更に研究したところ、相変化材料の結晶化速度に大きく依存していることを見出した。図５に、種々の相変化材料の結晶化速度と３Ｔマークでの異常マーク数の関係を示す。異常マーク数は、ＴＩＡによる評価で得られた全個数で、３Ｔよりも短い領域に存在する個数を規格化したものである。
図５からも分かるように、特定の結晶化速度を境にして、速い方の領域で異常マークが増大している。このことから、異常マークを抑制するためには結晶化速度を限定する必要があることが分かる。
しかし、一方で、高線速記録を実現するためには結晶化速度を速くする必要がある。これは、結晶化速度が記録線速より遅いとオーバーライト時の結晶化が十分に行われず、良好な消去状態が得られないためである。
ＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録用の光ディスクにおいては、記録方法、記録材料、層構成の最適化により、３．３倍速までの低線速記録が可能となっているが、更なる高線速記録と下位互換性を両立させるため幅広い記録線速での記録が可能な光ディスクが待望されている。
【００１０】
なお、特許文献８〜１３には、透明導電膜用誘電体材料を光ディスクの保護層として用いた発明が開示されているが、特許文献９、１０、１３の発明は主に保存信頼性の改善に関するものであり、特許文献８、１１の発明は、保護層材料の熱設計に関するものであり、特許文献１２の発明は、高密度記録の実現に関するものであって、何れも高線速記録を可能としつつ広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性の両立を図るという本発明の課題に関する記載はない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１４５０６１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３０１１号公報
【特許文献３】特開２００４−１６４８５０号公報
【特許文献４】特開２００４−１６４８４９号公報
【特許文献５】特開平４−２８６６８３号公報
【特許文献６】特開平６−１０３６０９号公報
【特許文献７】特許第３４７４７１４号公報
【特許文献８】特開２００５−１９０６４２号公報
【特許文献９】特開平５−１０１４４２号公報
【特許文献１０】特許第２５５９８０３号公報
【特許文献１１】特開平５−１５９３６２号公報
【特許文献１２】特開平５−２０８５５９号公報
【特許文献１３】特開平１１−１８５２９４号公報
【非特許文献１】Ｈ．Ｓｐｒｕｉｔ  ｅｔ  ａｌ．：Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ＤＶＤ＋ＲＷ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，ＩＳＯＭ／ＯＤＳ’０５  Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇ．（２００５）  ＴｕＣ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、異常マークの発生を抑制することができ、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上の高線速記録が可能で、かつＤＶＤの基準線速の３．３倍速程度の下位互換性にも優れ、広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性を両立させることができる相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は次の１）〜６）の発明（以下、本発明１〜６という）により解決される。
１）  記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層の主成分が、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物であることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
２）  記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層が下記組成式（２）を満足する材料を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
ＺｎＯ・Ａｌ・Ｙ〔（１００−α２−β２）：α２：β２〕  ・・・（２）
（式中、Ｙは、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｔｉの何れか又はそれらの混合物、α２、β２は重量％）
０．５≦α２≦１０．０
０≦β２≦２５．０
３）  記録再生の為の光を入射する側からみて順に、少なくとも、第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を有し、相変化記録層の主成分が、下記組成式（１）で示される相変化材料であり、第２保護層が下記組成式（３）を満足する材料を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１・・・（１）
（ＸはＴｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）
０．０４≦α１≦０．０９
０．５６≦β１≦０．７９
０．０５≦γ１≦０．３０
０．０３≦δ１≦０．１９
０≦ε１≦０．０９
ＺｎＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｚ〔（１００−α３−β３）：α３：β３〕  ・・・（３）
（式中、Ｚは、Ｍｎ酸化物、Ｇｅ酸化物、Ｔｉ酸化物の何れか又はそれらの混合物、α３、β３は重量％）
０．５≦α３≦１０．０
０≦β３≦３０．０
４）  第２保護層の電気抵抗率が、１．０×１０−４〜１．０×１０１Ω・ｃｍであることを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光記録媒体。
５）  記録可能な最高記録線速が３０〜５６ｍ／ｓであり、最低記録線速が１０〜１４ｍ／ｓであることを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の光記録媒体。
６）  最短マーク長が、０．５μｍ以下であることを特徴とする１）〜５）の何れかに記載の光記録媒体。
【００１４】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明１では、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上の高線速記録が可能でかつＤＶＤの基準線速の３．３倍速程度の下位互換性に優れた広い記録線速範囲を確保するために、相変化記録層の主成分を前記組成式（１）で示す相変化材料に限定して結晶化速度を可能な限り遅くした。なお、ここで主成分とは、全体の９８原子％以上を占めることを意味する。
但し、このままでは高線速記録での消去を行うことができないが、第２保護層の主成分として酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物を用いることにより消去が可能となる。その理由は、これらの材料はＧａＳｂ系相変化材料に対して結晶化促進効果があり、この効果により高線速記録時での消去を可能にしていると考えられる。なお、上記主成分とは、第２保護層材料全体の６５重量％以上、好ましくは９０重量％以上を占めることを意味する。
一方、低線速記録では、結晶化促進効果があるため、アモルファス化、即ちマーク形成が困難になるが、上記の材料は透明導電膜用誘電体材料であり、熱伝導率が通常の誘電体に比べて非常に大きいことが知られている。そのため、急冷効果が大きく、低線速記録においても、記録ストラテジを調整することにより容易にアモルファスマークを形成することが可能となる。この急冷効果を十分に得るためには、上記の特定の材料を第２保護層に用いることが重要である。
【００１５】
本発明１で用いるＧａＳｂ系相変化材料（Ｇａα１Ｓｂβ１Ｓｎγ１Ｇｅδ１Ｘε１：α１、β１、γ１、δ１、ε１は原子比）では、Ｓｎを添加すると結晶化速度が向上するが、多過ぎると保存特性に悪影響が出てくるため、０．０５≦γ１≦０．３０とする。望ましくは０．０７〜０．２０の範囲である。Ｇａの添加量は、０．０４未満では初期化後の反射信号の周内分布が悪くなり記録特性に悪影響を及ぼすし、０．０９よりも多いと結晶化速度が遅くなり高線速記録ができなくなる上に、記録特性であるジッターが下がりにくい。そこで、０．０４≦α１≦０．０９とする。また、Ｇｅを添加することで保存信頼性を改善することができる。特に、記録したデータの保存、所謂アーカイバル特性を改善できる。しかし、多過ぎると結晶化速度が遅くなり高線速記録ができなくなる。そこで、Ｇｅの添加量は０．０３≦δ１≦０．１９とする。望ましくは０．０５〜０．１５の範囲である。
更に、Ｔｅを添加すると保存信頼性が向上し、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｉｎを添加すると記録感度や変調度などが改善されるが、これらの元素は何れも結晶化速度を遅くする作用があるため、その添加量は、０≦ε１≦０．０９とする。
Ｓｂについては、０．５６未満では高速記録に対応できず、０．７９よりも多いとアモルファスマークの形成が困難になり記録ができなくなるので、０．５６≦β１≦０．７９とする。
【００１６】
本発明２では、本発明１と同じ相変化材料を用いた光記録媒体において、ＺｎＯとＡｌとＹからなり、これらの配合割合が重量％で、（１００−α２−β２）：α２：β２である透明導電膜用誘電体材料を主成分とするものを第２保護層に用いる。なお、ここで言う主成分とは、第２保護層材料全体の６５重量％以上、好ましくは９０重量％以上を占めることを意味する。
Ａｌは電気抵抗率の低下に必須な元素であり、添加量は、０．５≦α２≦１０．０が望ましい。より望ましくは２．０〜５．０重量％の範囲である。
また、元素Ｙを添加することにより保存信頼性が更に改善される。中でもＺｎＯ−Ａｌ−Ｍｎは保存信頼性に関して顕著な効果が得られることが分った。保存信頼性の改善についての理由は不明であるが、以下のように考えられる。
結晶化促進効果は、高線速記録での消去を可能にする一方で、記録されたアモルファスマークに対しても結晶化を促進するため、記録したデータの保存、所謂アーカイバル特性を劣化させる。これを改善するためＭｎ、Ｇｅ、Ｔｉを添加すると、結晶化促進効果を微調整することができ、高線速記録での消去とアーカイバル特性との両立が可能になると考えられる。
元素Ｙの添加量は、０≦β２≦２５．０が望ましい。２５．０重量％よりも多いと結晶化促進効果を損ない、高線速記録での消去が出来なくなる。更に望ましいのは１０〜２０重量％の範囲である。
【００１７】
また、本発明３では、本発明１と同じ相変化材料を用いた光記録媒体において、ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３とＺからなり、これらの配合割合が重量％で（１００−α３−β３）：α３：β３である材料を主成分とするものを第２保護層に用いる。本発明２における添加元素を酸化物に変えたものであるが、本発明２と同様な効果が得られる。なお、ここで言う主成分とは、第２保護層材料全体の６５重量％以上、好ましくは９０重量％以上を占めることを意味する。
Ａｌ２Ｏ３の添加量は、０．５≦α３≦１０．０が望ましい。より望ましくは２．０〜５．０重量％の範囲である。Ｚについては添加元素Ｙに比べて結晶化促進効果が若干弱くなるため、添加量の上限をやや大きくし、０≦β３≦３０．０とする。更に望ましくは１５〜２５重量％の範囲である。
本発明の光記録媒体の最も効果的な記録線速範囲は、最高記録線速が３０〜５６ｍ／ｓ、最低記録線速が１０〜１４ｍ／ｓの範囲である。この範囲内であれば異常マークの発生もない良好な記録特性とＤＶＤの基準線速の８倍速以上の高線速記録の両立が可能となる。
【００１８】
次に、急冷効果をより確実にするためには、本発明４で規定するように、第２保護層の電気抵抗率を１．０×１０−４〜１．０×１０１Ω・ｃｍとすることが望ましい。膜厚は通常５〜５０ｎｍ程度とする。より望ましい膜厚は１０〜４０ｎｍ、更には１０〜２０ｎｍである。
誘電体材料の熱伝導率を正確に評価することは困難であるが、透明導電膜用誘電体材料の場合は電気抵抗率で代用することができ、電気抵抗率が小さいほど熱伝導率は高いと考えられる。透明導電膜用誘電体材料の電気抵抗率は凡そ１．０×１０−４Ω・ｃｍが下限である。また、１．０×１０１Ω・ｃｍを超えると十分な急冷効果を得ることができないため好ましくない。
【００１９】
異常マークの発生は、ＤＶＤの最短マークである３Ｔマークが殆どであり、マークの長さに強く依存すると考えられる。３Ｔマークの長さが０．４μｍで、次に長い４Ｔマークが０．５３μｍであることを考慮すると、このような異常マークが多発するマーク長は、凡そ０．５μｍ以下であると考えられる。実際、最短マーク長が０．８４μｍであるＣＤ−ＲＷメディアにおいては実用上の問題を生じていない。
従って、本発明の光記録媒体が大きな効果を発揮するのは、最短マーク長が０．５μｍ以下の記録を行う場合である。
【００２０】
第１保護層の材料については、従来技術と同様に、酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳ・ＳｉＯ２が望ましい。
また、第１保護層は、光記録媒体の反射率を調整する働きがあり、望ましい膜厚の範囲は５０〜８０ｎｍである。５０ｎｍより薄いと、膜厚に対する反射率変動が大きく、８０ｎｍより厚いと、成膜時間が長くなり光記録媒体の生産性が落ちる。
また、ＤＶＤのように薄い基板を用いる場合には基板変形が問題になる。このような点を考慮すると、特に望ましいのは、反射率が最低になる膜厚である。
第１保護層の膜厚は反射率に大きく影響することが知られており、膜厚の変化に対して反射率が正弦波的な変化を示す。ここで反射率が最低になるような膜厚を選ぶことは記録層への光の入射が最も効率が良いこととなり、記録感度の改善や良好なマーク形成に繋がる。但し、反射率が低過ぎるとデータ信号の読み取りが困難になるため、その最低になる反射率の絶対値には下限がある。
【００２１】
相変化記録層の膜厚は５〜２０ｎｍの範囲が望ましく、より望ましくは１０〜１５ｎｍの範囲である。この範囲を外れると、実用上十分な記録特性が得られない場合がある。
反射層は、光学特性及び熱伝導率などの点からＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料を用いる。特に本発明では、急冷構造が望ましいため、熱伝導率が最も高いＡｇ又はその合金が適している。
反射層の膜厚は１００〜３００ｎｍの範囲が望ましい。更に望ましくは１２０〜２００ｎｍの範囲である。１００ｎｍより薄いと放熱効果が得られなくなる可能性がある。また、３００ｎｍより厚くしても放熱効果は変わらず、単に必要のない厚さの膜を成膜することになる。
また本発明は、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃのような層構成、即ち、基板上に反射層、第２保護層、記録層、第１保護層、及びカバー層を設け、カバー層側から光を入射して記録再生を行う層構成の光記録媒体にも応用することができる。ここでいうカバー層とは、通常、厚さ０．１ｍｍ程度のものであり、シート状のものを貼り合わせたり、硬化性樹脂をスピンコートすることにより設ける。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、異常マークの発生を確実に抑制することができ、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上の高線速記録が可能で、かつＤＶＤの基準線速の３．３倍速程度の下位互換性にも優れ、広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性を両立させることができる相変化型光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００２４】
〔実施例１〜２６及び比較例１〜１２〕
図６に、本実施例及び比較例で作製した光記録媒体の概略断面図を示す。
基板１には、トラックピッチ０．７４μｍ、溝幅０．３μｍ、溝深さ約３０ｎｍの案内溝を有する１２０ｍｍφ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。
第１保護層２は、膜厚６０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２（８０：２０モル％）、相変化記録層３は、膜厚１４ｎｍの表１、表２に示す組成の相変化材料、第２保護層４は、膜厚１１ｎｍのＺｎＯ・Ａｌ・Ｍｎ（７８：２：２０重量％）、反射層５は、膜厚２００ｎｍのＡｇとした。第１保護層２の成膜にはＲＦマグネトロンスパッタ法を、相変化記録層３、第２保護層４及び反射層５の成膜にはＤＣマグネトロンスパッタ法を用いた。
次いで、反射層５の上に耐環境保護層６としてＵＶ硬化樹脂（大日本インキ化学工業社製、ＳＤ３１８）を塗布して硬化させた後、基板１と同様な基板（図示せず）を貼り合わせて、厚さが約１．２ｍｍの各光記録媒体（光ディスク）を得た。
続いて、出力波長８３０ｎｍ、幅約１μｍ、長さ約７５μｍ、最大出力約２Ｗのレーザー光にフォーカシング機能を付加したレーザーヘッドを有する初期化装置（日立ＣＰ社製ＰＯＰ１２０−７ＡＨ）を用いて初期化した。
【００２５】
上記各光記録媒体について、波長６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５のピックアップヘッドを有するパルステック工業社製ＤＶＤ評価装置を用いて記録特性を評価した。
記録ストラテジには２Ｔ周期ストラテジを用い、パルス幅、記録パワー、消去パワーなどは最適条件を選択した。記録は、ＥＦＭ＋変調方式によるランダムパターンを、ＤＶＤの３．３倍速（１１．５ｍ／ｓ）、６倍速（２１ｍ／ｓ）、８倍速（２８ｍ／ｓ）、１２倍速（４２ｍ／ｓ）、１６倍速（５６ｍ／ｓ）の各線速で同一トラックに繰り返し１０回記録し、それを５トラック行なって真中のトラックを評価した。
評価結果を表１、表２に示す。評価基準は、ジッター（σ／Ｔｗ）が１０％以下の場合を「○」、１０％を超える場合を「×」とした。
また、再生エラーであるＰＩエラーは、上記と同様な各線速において約４００トラックに１０回繰り返し記録（ＤＯＷ１０）を行い、その記録部を１倍速で再生して測定した。
再生装置には、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６のピックアップを有する光ディスク評価装置（パルステック社製ＤＤＵ−１０００）を用い、再生光パワー０．７ｍＷで評価した。
評価結果を表１、表２に示す。評価基準は、ＰＩエラーが１００以下の場合を「◎」、１００を超えて２００以下の場合を「○」、２００を超えて３００以下の場合を「△」、３００を超える場合を「×」とした。
表１、表２の結果から、実施例１〜２６では、高線速記録が可能で且つ広い線速範囲においてＰＩエラーとジッター特性を両立できることが分かる。
【００２６】
【表１】
2008052883.tif 000003
【表２】
2008052883.tif 000004
【００２７】
次に、実施例９と実施例１０の光記録媒体について、８０℃８５％ＲＨの環境下で１００時間保存したのち、前述したのと同様な方法で記録を行ったところ、実施例１０の方が、各線速においてジッター、ＰＩエラー共に優れた結果を示し、保存特性に優れていることが分った。
【００２８】
次に、実施例１２と実施例１３、実施例１５と実施例１６、実施例１８と実施例１９の各光記録媒体について、最適記録パワーを比較したところ、実施例１３、実施例１６及び実施例１９の方が、対応する実施例１２、実施例１５及び実施例１８よりも約２〜３ｍＷ低く、記録感度が良好であることが分った。
【００２９】
〔比較例１３〕
第２保護層４の膜厚を７ｎｍ、材料を従来技術でよく用いられるＺｎＳ・ＳｉＯ２（８０：２０モル％）に変え、反射層であるＡｇが、第２保護層４中の硫黄成分に侵されないように、両層の間に界面層として、重量比が７：３のＴｉＣとＴｉＯ２からなる膜厚４ｎｍの硫化防止層を設けた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。なお、第２保護層４及び硫化防止層の成膜にはＲＦマグネトロンスパッタ法を用いた。
この光記録媒体について、実施例１と同様にして評価した結果、３．３倍速から８倍速までのジッターは「○」であったが、１２倍速、１６倍速では「×」となり、ＰＩエラーについては、３．３倍速と８倍速では「◎」であったが、６倍速と１２倍速と１６倍速では「×」であった。
【００３０】
〔実施例２７〜３２〕
表３に示す材料を第２保護層４に用いた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。なお、各化合物の欄の数値は組成（重量％）を示す。
これらの光記録媒体について、実施例１と同様にして評価した。
結果を表３に示すが、本実施例の光記録媒体は、高線速記録が可能で且つ広い線速範囲においてＰＩエラーとジッター特性を両立できることが分った。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
〔実施例３３〜３７〕
第２保護層４に実施例３１と同じ材料を用い、スパッタ中に酸素を添加し、その量を調整して電気抵抗率を変化させた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。
電気抵抗率の測定は、第２保護層４の単膜をポリカーボネート製基板上に成膜し、一般的に用いられる４端子法により行った。
これらの光記録媒体について、実施例１と同様にして評価した結果を、実施例３１の結果と共に表４に示すが、第２保護層の電気抵抗率を、１．０×１０−４〜１．０×１０１Ω・ｃｍとした本実施例の光記録媒体は、高線速記録が可能で且つ広い線速範囲においてＰＩエラーとジッター特性を両立できることが分った。
【００３３】
【表４】
2008052883.tif 000006
【００３４】
〔実施例３８〜５１、比較例１４〜１６〕
表５に示す材料を第２保護層４に用いた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。なお、各化合物の欄の数値は組成（重量％）を示す。
これらの光記録媒体について、実施例１と同様にして評価した。
結果を表５に示すが、第２保護層４の材料を、下記組成のものとすることにより、高線速記録が可能で且つ広い線速範囲においてＰＩエラーとジッター特性が両立できることが分った。
ＺｎＯ・Ａｌ・Ｙ〔（１００−α２−β２）：α２：β２〕
（式中、Ｙは、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｔｉの何れか又はそれらの混合物、α２、β２は重量％、０．５≦α２≦１０．０、０≦β２≦２５．０）
【００３５】
【表５】
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【００３６】
〔実施例５２〜６６、比較例１７〜１９〕
表６に示す材料を第２保護層４に用いた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製した。なお、各化合物の欄の数値は組成（重量％）を示す。
これらの光記録媒体について、実施例１と同様にして評価した。
結果を表６に示すが、第２保護層４の材料を、下記組成のものとすることにより、高線速記録が可能で且つ広い線速範囲においてＰＩエラーとジッター特性が両立できることが分った。
ＺｎＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｚ〔（１００−α３−β３）：α３：β３〕
（式中、Ｚは、Ｍｎ酸化物、Ｇｅ酸化物、Ｔｉ酸化物の何れか又はそれらの混合物、α３、β３は重量％、０．５≦α３≦１０．０、０≦β３≦３０．０）
【００３７】
【表６】
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【００３８】
〔実施例６７〜７６〕
実施例４０、実施例４５、実施例４８、実施例５０、実施例５１、実施例５４、実施例５９、実施例６３、実施例６５、実施例６６の各光記録媒体について、実施例１と同様にして記録を行った後、８０℃８５％ＲＨの環境下で１００時間保存した。各光記録媒体を実施例６７〜７６とし、実施例１と同様にしてジッターの変化を評価した。
結果を表７に示すが、ＺｎＯ・ＡｌにＭｎ、Ｇｅ、Ｔｉの何れか又はそれらの混合物を添加した場合、及びＺｎＯ・Ａｌ２Ｏ３にＭｎＯ２、ＧｅＯ２、ＴｉＯ２の何れか又はそれらの混合物を添加した場合には、添加しない場合に比べてジッターの上昇が小さく、アーカイバル特性に優れていることが分かる。
【００３９】
【表７】
2008052883.tif 000009
【００４０】
〔実施例７７〕
ピッチ０．３２μｍで、グルーブ（凹部）幅０．２μｍ、深さ２２ｎｍの溝が形成された、１２０ｍｍφ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板上に、Ａｇ９９．５Ｂｉ０．５（原子％）からなる膜厚１４０ｎｍの反射層、ＺｎＯ−Ａｌ−Ｍｎ（７８：２：２０重量％）からなる膜厚１１ｎｍの第２保護層、実施例１と同じ材料からなる膜厚１１ｎｍの相変化材料からなる記録層、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚３３ｎｍの第１保護層を順次、実施例１と同様の製膜方法で形成した。
最後に、厚さ７５μｍの粘着シートを、厚さ２５μｍの紫外線硬化樹脂を介して貼り付けて、厚さ０．１ｍｍの光透過層を形成し、光記録媒体を作成した。
次いで、実施例１と同様にして初期化を行った。
上記光記録媒体について、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用評価装置（パルステック社製ＯＤＵ−１０００）を用いて記録特性の評価を行った。
波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５のピックアップヘッドを用い、最短マーク長０．１４９μｍで、変調方式（１−７）ＲＬＬを用いて記録した。
記録線速は、４．９ｍ／ｓ、９．８ｍ／ｓ、１９．６ｍ／ｓとし、それぞれ最適な記録パワーを選択して記録を行った。
また、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃの記録特性評価に用いられる信号処理技術である、Ｌｉｍｉｔ  ＥＱを用いたジッター測定のため、同一トラックに繰り返し１０回記録し、それを５トラック行い、真中のトラックを評価した。
更に、再生エラーであるＲａｎｄｏｍ  ＳＥＲは、同様の各線速において約４００トラックに１０回繰返し記録（ＤＯＷ１０）を行い、その記録部を、再生パワー０．３０ｍＷ、線速４．９ｍ／ｓで再生して測定した。測定結果は、次のとおりである。
線速            ジッター      Ｒａｎｄｏｍ  ＳＥＲ
４．９ｍ／ｓ      ５．５％        ３．５×１０−５
９．８ｍ／ｓ      ４．３％        ９．５×１０−６
１９．６ｍ／ｓ      ４．９％        １．８×１０−５
上記の数値は何れもＢｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃとして実用上充分に良好な値であり、本発明の効果は本実施例の構成においても得られることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】記録線速とＤＯＷ１０回記録時のジッター特性及びＰＩエラー特性の関係を示す図。
【図２】３Ｔマークと３Ｔスペースとが配列する単一パターンを記録するための記録ストラテジを示す図。
【図３】図２の記録ストラテジにより記録した結果を示す図。（ａ）記録マーク形状の模式図、（ｂ）再生信号の状態、（ｃ）２値化後の信号。
【図４】ＴＩＡ（タイムインターバルアナライザ）を用いて測定した信号の模式図。
【図５】相変化材料の結晶化速度と３Ｔマークでの異常マーク数との関係を示す図。
【図６】本発明の相変化型の光記録媒体の一例の概略断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１  基板
２  第１保護層
３  相変化記録層
４  第２保護層
５  反射層
６  耐環境保護層
Ｐｗ  記録パワー
Ｐｅ  消去パワー
Ｐｂ  バイアスパワー
ＴＬＰＳ  記録パルス
ＴＣＰＳ  冷却パルス
Ａ  正常な記録マーク
Ｂ  マーク中に結晶が発生している異常なマーク
Ｃ  正常な記録マーク
Ｔ  基本クロック周期
ｔ  時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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