(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且つ広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する光記録媒体の提供。【解決手段】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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、第２保護層が酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。          Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１  ・・・（１）（式中、Ｘは、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦＜γ１≦０．１５）【選択図】なし【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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、第２保護層が酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
【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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、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。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
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である。）
【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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、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。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
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】
最高記録線速が３０〜５６ｍ／ｓ、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】
最短記録マークが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、相変化材料を用いた書き換え型（相変化型）光ディスク等の光記録媒体に関し、特にＤＶＤでの下位互換を含んだ８倍速以上の記録が可能な光ディスクの、高速記録及び広範囲の記録線速への対応、記録感度の向上及び保存信頼性の向上の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、相変化材料を記録層とした光記録媒体（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、基板から順番に第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とを混合したＺｎＳ−ＳｉＯ２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。具体的には、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、これらの他にもＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなどが用いられる。
反射層には金属材料が用いられるが、光学特性及び熱伝導率などから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、種々のディスク特性の改良を目的に、上述した各層の間に挿入層或いは界面層と称して、異なる層を設けたり、各層を複数層から形成したりすることもある。
【０００３】
これらの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。
これらの多層膜を形成後、薄膜を保護する為に樹脂層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り、これを結晶化状態にする、所謂初期化工程を施すことが一般的である。一般的な相変化光ディスクの初期化方法としては、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ことにより行う。レーザ光の照射には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】
この初期化された相変化光ディスクは、任意に決められた発光パターン（記録ストラテジ）のレーザ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、相変化光ディスクでは、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。ちなみに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で、記録とは結晶状態からアモルファス状態のマークを形成することである。
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）、及びバイアスパワー（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としてはジッター特性が一般的に用いられる。
【０００５】
このような相変化ディスクは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、更なる高速記録も同時に期待されている。
ここで言う高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指し、ＤＶＤの基準線速の８倍速以上、線速では２８ｍ／ｓ以上の記録を指す。
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ディスクが望ましく、高速記録だけでなく同時に低速記録も必要となる。このような状況の中、本発明者等は高速記録に適した相変化材料で、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。また、この現象については同様な報告がたとえば非特許文献１に記載されている。
以下に、本発明者等が見出した内容を基にこの現象について説明する。
【０００６】
図１にＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録用に開発した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（Ｐａｒｉｔｙ  Ｉｎｎｅｒ  ｅｒｒｏｒ：内符号パリティエラー）特性の関係を示す。この図において、横軸は記録線速を示し、左縦軸はＰＩエラーを示し、右縦軸はＤＯＷ１０ジッターを示す。なお、ＰＩエラーは前述した再生エラーに当たる。また、記録条件はジッター特性が最適になるものを用いている。
図からも分かるように、３倍速から８倍速までジッター特性はほぼ９％以下と良好な特性であるのに対し、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。
図１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できている。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、この現象の詳細を調べる為に、図１で用いたディスクに対し、図２に示す記録ストラテジを用いて、３Ｔマークと３Ｔスペースと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、図２の横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。マーク形状は透過型電子顕微鏡で観察した結果である。
そして、図のマークＡとマークＣと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とが分かった。
図３（ｂ）に記録マークの再生信号を示す。破線は記録マークが正常な場合であるが、マークＢのような結晶がある場合、実線で示すように再生信号が歪んでしまう。その結果、２値化後の信号は図３（ｃ）のようになり、結晶のある異常なマークＢのみ、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発生することが確認されている。
このような信号をＴＩＡ（タイム−インターバル−アナライザ）を用いて測定した結果を模式的に示すと、図４のようになる。この図は、前記異常マークと正常マークの分布を示しており、横軸はマーク長を示し、縦軸はマーク数（対数軸）を示す。
図に示したように、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対して結晶が影響する例としては、以下の（１）〜（３）等が知られている。
（１）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報告されている（例えば特許文献１参照）。
（２）高速記録時に十分な結晶化が行なえずに消し残りが発生することが報告されている（例えば特許文献２参照）。
（３）多数回のＤＯＷ記録を行うことにより、アモルファスマーク周辺に結晶が析出することが報告されている（例えば特許文献３〜５参照）。
今回の現象は、ＤＯＷ記録の回数に依らない点、アモルファスマーク全てに結晶が発生していない点、ジッター特性が良好にも関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、従来知られている現象とは異なることが分かる。
【０００９】
更に、記録密度がＤＶＤ程度に高くなるにつれて、前述のような結晶が記録マーク中に存在することが再生エラーの増加につながると考えられ、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。
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。図の横軸は結晶化速度を示し、縦軸は異常マーク数を示す。
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から分かるように、特定の結晶化速度を境に速い領域で異常マークが増大している。このことから、異常マークの抑制には結晶化速度をある値以下に限定する必要があることが分かる。
【００１０】
特許文献６〜８には記録層材料としてＩｎＳｂＸを使用する発明が開示されているが、保護層材料に酸化亜鉛、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については記載されていない。
また、特許文献７の発明は、記録条件である基準クロック周波数について記載されているが、記録線速や記録密度（最短マーク長）との関係が明確でない。
また、特許文献８には、記録原理が結晶−結晶間の変化であることは開示されているが、結晶−アモルファス間の変化についての記載はない。
また、以下の文献には、第２保護層の主成分が酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の少なくとも１種から成る発明が開示されているが、それぞれ次のような問題がある。
特許文献９には、ＩｎＳｂＸとの組み合わせに関する構成の記載がないので、本発明の目的を達成することはできない。
特許文献１０には、２種類の保護層材料を組み合わせる構成が示されているのみであり、これも本発明の目的を達成することができない。
特許文献１１に記載の発明は、記録層材料が異なっており、本発明の構成とは全く異なる技術である。
特許文献１２〜１３には、ＩｎＳｂＸとの組み合わせに関する構成の記載がなく、本発明の目的を達成することができない。
特許文献１４には、ＩｎＳｂＸとの組み合わせに関する構成の記載がなく、また、保護層材料の位置が異なっており、本発明の目的を達成することができない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１６４８５０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４８４９号公報
【特許文献３】特開平４−２８６６８３号公報
【特許文献４】特開平６−１０３６０９号公報
【特許文献５】特許第３４７４７１４号公報
【特許文献６】特開２００５−１９３６６３号公報
【特許文献７】特開２００２−３４７３４１号公報
【特許文献８】特公平３−５２６５１号公報
【特許文献９】特開２００５−１９０６４２号公報
【特許文献１０】特開平５−１０１４４２号公報
【特許文献１１】特許第２５５９８０３号公報
【特許文献１２】特開平０５−１５９３６２号公報
【特許文献１３】特開平１１−１８５２９４号公報
【特許文献１４】特開平０５−２０８５５９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】
前述した問題の解決に加えて、高速記録を実現する為には結晶化速度を速くする必要がある。その理由は、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できず満足な消去が行えない為と一般的に考えられている。
また、ＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録用ディスクでは、記録方法及び更なる材料や層構成の最適化で３．３倍速までの低速記録が可能となったが、更なる高速記録と下位互換性とを考慮した幅広い記録線速の両立は非常に困難であるという問題もある。
本発明は、上記のような実情を考慮してなされたもので、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、広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性とが両立する相変化光ディスク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（本発明１〜６という）によって解決される。
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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、第２保護層が酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物を主成分とすることを特徴とする光記録媒体。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、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。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
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である。）
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、相変化材料からなる記録層、第２保護層、及び反射層を順に設けた光記録媒体であって、相変化材料の主成分が下記組成式（１）を満足し、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。
Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１・・・（１）
（式中、ＸはＧｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｎの何れか又はそれらの混合物、α１、β１、γ１は原子比、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５）
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）  最高記録線速が３０〜５６ｍ／ｓ、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）  最短記録マークが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、記録層の相変化材料の主成分を組成式（１）に示すものに限定して結晶化速度を可能な限り遅くすること、及び、第２保護層に酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫の何れか又はそれらの混合物を主成分とする材料を用いることにより、下位互換性に優れた広い記録線速範囲を確保した。なお、上記記録層における主成分とは、相変化材料全体の９８重量％以上を占めることを意味し、上記第２保護層における主成分とは、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。
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫はＩｎＳｂ系相変化材料に対して結晶化促進効果があり、この効果が高速記録時での消去を可能にしていると考えられる。一方、結晶化促進効果があるため、低速記録ではアモルファス化（マーク形成）にとって好ましくないが、これらは透明導電膜用の材料であり、熱伝導率が通常の誘電体に比べて非常に大きい為、急冷効果が大きく、低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十分にアモルファスマークが記録可能となる。このような急冷効果を十分得る為に、上記特定の材料を第２保護層に用いる必要がある。
【００１５】
前述したＩｎＳｂ系相変化材料の組成式、Ｉｎα１Ｓｂβ１Ｘγ１において、０．１０≦α１≦０．２５、０．６５≦β１≦０．８０、０．０４≦γ１≦０．１５とする必要がある。Ｉｎ量が０．１０未満の場合は、結晶化速度が速過ぎる為にアモルファスマークの形成が難しくなるし、０．２５よりも大きい場合は、ＩｎＳｂ化合物が析出する傾向が見られる為に保存信頼性や記録特性に悪影響を及ぼす。Ｓｂ量に関しては、０．６５未満では結晶化速度が遅く十分な記録特性が得られす、０．８０より多いと結晶化速度が速過ぎて記録特性や保存信頼性に問題がある。
ＩｎＳｂ系相変化材料に添加する元素Ｘは、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、及びＭｎの何れか又はそれらの混合物の元素が望ましい。ＧｅやＴｅを添加すると保存信頼性が向上し、ＺｎやＭｎを添加すると記録感度は変調度などが改善される。これらは何れも結晶化速度を遅くする為、その添加量γ１は、０．０４≦γ１≦０．１５の範囲とする必要がある。
記録層の膜厚は５〜２０ｎｍの範囲が望ましい。更に望ましくは１０〜１５ｎｍの範囲である。この範囲を外れると十分な記録特性を得にくくなる。
第２保護層の膜厚は５〜５０ｎｍの範囲が望ましく、より望ましくは１０〜４０ｎｍ、更に望ましくは１０〜２０ｎｍである。
【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α２は０．５〜１０．０重量％の範囲が望ましい。より望ましくは１．０〜９．０重量％、更に望ましくは２．０〜５．０重量％の範囲である。添加量α２が０．５重量％未満の場合は、十分に抵抗を小さくすることができず、また１０重量％より多いと逆に抵抗を高くしてしまう。
また、添加元素Ｙを添加することにより保存信頼性が一層改善される。中でもＹとしてＭｎを用いた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かった。保存信頼性が改善する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為、記録したデータの保存特性、所謂アーカイバル特性を劣化させると考えられる。これを改善する方法として、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｔｉを添加することにより結晶化促進効果を微調整することができ、高速記録の消去とアーカイバル特性との両立を可能にすると考えられる。
添加量β２は２５．０重量％以下の範囲が望ましい。更に望ましくは１０〜２０重量％である。２５重量％よりも多いと結晶化促進効果を損ない、高速記録での消去が出来なくなる。
【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。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。
ＺｎＯに対して、Ａｌ２Ｏ３、Ｍｎ酸化物、Ｇｅ酸化物、Ｔｉ酸化物のような形態で添加しても、元素として添加した本発明３と同様な効果が得られる。Ａｌ２Ｏ３の添加量α３はα２と同様に、０．５〜１０．０重量％の範囲が望ましい。より望ましくは１．０〜９．０重量％、更に望ましくは２．０〜５．０重量％の範囲である。但し、添加酸化物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為、添加量の上限は３０重量％が望ましい。更に望ましくは、β３は１５〜２５重量％である。
【００１８】
本発明４では、急冷効果をより確実にする為、第２保護層の電気抵抗率を１．０×１０−４〜１．０×１０１Ω・ｃｍの範囲とする。
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に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、大体１．０×１０−４Ω・ｃｍ程度が最低である。また、１．０×１０１Ω・ｃｍを越すと十分な急冷効果を得ることができない。
本発明の光記録媒体に対する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。この範囲内ならば安定的に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倍速以上の高速記録の両立が可能となる。また、本発明が最も有効に機能するのは、光記録媒体の記録最短マークが０．５μｍ以下であるような最短マーク長を記録する場合である。
【００１９】
第１保護層の材料としては、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より薄い場合は膜厚に対する反射率変動が大きく、８０ｎｍより厚い場合は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に用いるような薄い基板では基板変形が問題になる。
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と記録層への光の入射が最も効率が良いことになり、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為、最低になる反射率の絶対値には下限がある。
【００２０】
反射層については、光学特性及び熱伝導率などから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ことができる。特に本発明では急冷構造が望ましいことから、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が望ましく、更に望ましくは１２０〜２００ｎｍ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、単に必要のない膜厚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ディスクにも適用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、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且つ広い線速範囲でジッター特性と再生エラー特性が両立する光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例及び比較例を示し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何ら限定されるものではない。なお、図６に、実施例及び比較例で作製した相変化光ディスクの概略構造を示す。
【００２３】
［実施例１〜２１、比較例１〜１２］
トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブ（凹部）幅０．３μｍ、溝深さ約３０ｎｍの案内溝を有する直径１２０ｍｍφ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ２（８０：２０モル％）からなる膜厚６０ｎｍの第１保護層２、表１、表２に示す組成の相変化材料（表中の数値は原子比）からなる膜厚１４ｎｍの記録層３、ＺｎＯ・Ａｌ・Ｍｎ（７８：２：２０重量％）からなる膜厚１１ｎｍの第２保護層４、Ａｇからなる膜厚２００ｎｍの反射層５を順に成膜した。第１保護層の成膜にはＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、記録層、第２保護層、反射層の成膜にはＤＣマグネトロンスパッタ法を用いた。
次いで、反射層上に、紫外線硬化樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＳＤ−３１８）をスピンコート法で膜厚４〜５ｎｍ塗布して耐環境保護層６とし、最後に同様な基板（図示せず）を保護基板として貼り合わせて、厚さが約１．２ｍｍの相変化光ディスクを得た。
次いで、この相変化光ディスクを、出力波長８３０ｎｍ、幅約１μｍ、長さ約７５μｍ、最大出力約２Ｗのレーザ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。
【００２４】
上記相変化光ディスクに対して、波長６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５のピックアップヘッドを有するＤＶＤ評価装置（パルステック社製：ＤＤＵ−１０００）を用いて記録特性を評価した。評価結果を表１、表２に示す。
記録ストラテジには２Ｔ周期ストラテジを用い、パルス幅や記録パワー、消去パワーなどは最適な条件を用いた。ＥＦＭ＋変調方式によるランダムパターンを、ＤＶＤ３．３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トラック行い、真中のトラックを評価した。
評価基準は、ジッター（σ／Ｔｗ）が１０％以下の場合を「○」、１０％を超えた場合を「×」とした。
また、再生装置として、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、再生光パワーは０．７ｍＷで評価した。評価結果を表１、表２に示す。
再生エラーであるＰＩエラーは、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。
評価基準は、ＰＩエラーが１００以下の場合を「◎」、２００以下の場合を「○」、３００以下の場合を「△」、３００を上回る場合を「×」とした。
表１、表２から、本実施例の構成を採用すると、高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。
【００２５】
【表１】
2008087454.tif 000002
【表２】
2008087454.tif 000003
【００２６】
［比較例１３］
表２の＜実施例１５＞の相変化材料を用い、第２保護層の材料を従来技術でよく用いられるＺｎＳ・ＳｉＯ２（８０：２０モル％）とし、膜厚を７ｎｍに変え、第２保護層と反射層の間に、重量比７：３のＴｉＣとＴｉＯ２からなる膜厚４ｎｍの硫化防止層を形成した点以外は、＜実施例１５＞と同様にして相変化光ディスクを作製した。
ディスクの評価には表１の場合と同様の方法を用いた。
その結果、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倍速は「×」、ＰＩエラーについては３．３倍速及び８倍速は「◎」であったが、６倍速、及び１２倍速、１６倍速は「×」であった。
【００２７】
［実施例２２〜２７］
表２の＜実施例１５＞の相変化材料を用い、第２保護層に表３に示す組成（重量％）の材料を用いた点以外は、＜実施例１５＞と同様にして相変化光ディスクを作製した。
ディスクの評価は表１の場合と同様の方法を用いた。評価結果を表３に示す。
表３から、実施例２２〜２７の構成とすることにより、高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。
【表３】
2008087454.tif 000004
【００２８】
［実施例２８〜３３］
＜実施例２６＞における第２保護層のスパッタ中に酸素を添加し、その量を調整して、第２保護層の抵抗率を変化させた。抵抗率は、第２保護層の単膜をポリカ基板上に製膜して一般的に用いられる４端子法で測定した。
このようにして作製した相変化光ディスクについて、表１の場合と同様な方法で評価した。評価結果を表４に示す。比較の為に＜実施例２６＞も一緒に示す。
表４から、本実施例２８〜３３の構成とすることにより、高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。
【表４】
2008087454.tif 000005
【００２９】
［実施例３４〜４７、比較例１４〜１６］
表２の＜実施例１５＞の相変化材料を用い、第２保護層に表５に示す組成（重量％）の材料を用いた点以外は、＜実施例１５＞と同様にして相変化光ディスクを作製した。
ディスクの評価は表１の場合と同様の方法を用いた。評価結果を表５に示す。
表５から、第２保護層に、本発明３で規定する組成の材料を用いることにより、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を両立できることが分かる。
【００３０】
【表５】
2008087454.tif 000006
【００３１】
［実施例４８〜６２、比較例１７〜１９］
表２の＜実施例１５＞の相変化材料を用い、第２保護層に表６に示す組成（重量％）の材料を用いた点以外は、＜実施例１５＞と同様にして相変化光ディスクを作製した。
光ディスクの評価は表１の場合と同様の方法を用いた。結果を表６に示す。
表６から、第２保護層に、本発明４で規定する組成の材料を用いることにより、高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。
【００３２】
【表６】
2008087454.tif 000007
【００３３】
［実施例６３〜７２］
ここでは＜実施例３６＞、＜実施例４１＞、＜実施例４４＞、＜実施例４６＞、＜実施例４７＞、＜実施例５０＞、＜実施例５５＞、＜実施例５９＞、＜実施例６１＞、＜実施例６２＞の各光ディスクについて、表１の場合と同様の記録方法で記録し、８０℃８５％ＲＨの環境下で１００時間保存した場合のジッターの変化を評価した。
これらを＜実施例６３〜７２＞として、各々の評価結果を表７に示すが、本発明によりアーカイバル特性に優れた光ディスクを提供できることが分かる。
【００３４】
【表７】
2008087454.tif 000008
【００３５】
〔実施例７３〕
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１２ｎｍ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％        ４．５×１０−５
９．８ｍ／ｓ      ４．８％        １．３×１０−５
１９．６ｍ／ｓ      ４．２％        ２．０×１０−５
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】
【００３６】
【図１】本発明に係る８倍速記録用ディスクの記録線速とＤＯＷ１０記録時のジッター特性及びＰＩエラー特性の関係を示す説明図である。
【図２】本発明に係る３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する記録ストラテジの単一パターン図である。
【図３】本発明に係る記録マークに異常マークが発生した場合のマーク形状と再生信号との関係を示す説明図であり、（ａ）は記録マークの形状を示し、（ｂ）は再生信号を示し、（ｃ）は２値化信号を示す。
【図４】本発明に係る記録マークの異常マークと正常マークの分布を示す説明図である。
【図５】本発明の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説明図である。
【図６】本発明の相変化光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    基板
２    第１保護層
３    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
ＴＬＰ３  ３Ｔマークの記録パルス幅
ＴＣＰ３  ３Ｔマークの冷却パワー幅
Ｔ  基本クロック周期
ｔ  信号幅
【図１】
2008087454.tif 000009
【図２】
2008087454.tif 000010
【図３】
2008087454.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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