(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質相と結晶質相との可逆的な相変化を利用して非晶質部分で記録マークが形成されると共に当該非晶質部分が結晶質に復帰させられて当該記録マークが消去される相変化型の記録層を有する光記録媒体であって、
前記記録層は、Ｓｂを主成分として含有すると共に、ＭｎおよびＧｅから選択される少なくとも１種の元素を５原子％以上１０原子％以下の含有率で副成分として含有し、かつＧａを含有していない光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型の記録層を有する光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度記録が可能で、しかも記録情報の追記や書換え（オーバーライト）が可能な光記録媒体が注目されている。この追記可能型や書換え可能型の光記録媒体のうちの相変化型光記録媒体は、レーザー光を照射することによって記録層の結晶状態を変化させて記録情報の記録が行われ、このような状態変化に伴う記録層の反射率変化を検出することによって記録情報の再生が行われる。この相変化型光記録媒体は、単一のレーザー光の強度を変調することによって書き換えが可能であり、また、光磁気記録媒体用の光学系と比較して単純な構造の光学系で記録情報を記録再生することが可能な点で特に注目されている。
【０００３】
一般的に、追記可能型や書換え可能型の相変化型光記録媒体に記録情報を記録する際には、まず、記録層全体を結晶質状態に初期化しておき、記録層を融点以上まで昇温し得る高パワー（記録パワー）のレーザー光を照射する。この際に、記録パワーのレーザー光が照射された部位では、記録層が溶融された後に急冷されることによって非晶質の記録マークが形成される。一方、書換え可能型の相変化型光記録媒体から記録マークを消去する際には、記録層の結晶化温度以上の温度まで昇温し得るパワー（消去パワー）のレーザー光を照射する。この際に、消去パワーのレーザー光が照射された部位では、記録層が結晶化温度以上まで加熱された後に徐冷されることによって記録マーク（非晶質部分）が結晶質に復帰（記録マークの消去）させられる。このように、書換え可能型の相変化型光記録媒体では、単一の光ビームの強度を変調することにより、書き換えが可能となっている。
【０００４】
相変化型の記録層を構成する記録材料としては、ＧｅＴｅ、ＧｅＴｅＳｅ、ＧｅＴｅＳ、ＧｅＳｅＳ、ＧｅＳｅＳｂ、ＧｅＡｓＳｅ、ＩｎＴｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、Ｇｅ−Ｔｅ−（Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｄ）、ＧｅＴｅＳｅＳｂ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが知られている。特に最近では、結晶質状態と非晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料やＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料などの、主成分としてのＳｂにＴｅやＳｅ等のＶＩｂ族に属する元素（カルコゲン）を含有するカルコゲナイド化合物が主として用いられている。このように、現在では、カルコゲンを含有させて相変化型の記録層を構成することが、当業者間において一般常識化している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者は、Ｓｂを含有する記録層における他の組成元素の種類や各組成元素の組成比を変えて相変化型の光記録媒体を種々作製して評価した際に、カルコゲンを使用しないで形成したとしても、従来のカルコゲンを含有する相変化型の記録層と同様に記録情報の記録が行えることを見出した。
【０００６】
本発明は、カルコゲンを除く他の元素によって相変化型の記録層を形成するという全く新たな概念に基づいて構成した光記録媒体を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る光記録媒体は、非晶質相と結晶質相との可逆的な相変化を利用して非晶質部分で記録マークが形成されると共に当該非晶質部分が結晶質に復帰させられて当該記録マークが消去される相変化型の記録層を有する光記録媒体であって、前記記録層は、Ｓｂを主成分として含有すると共に、ＭｎおよびＧｅから選択される少なくとも１種の元素を５原子％以上１０原子％以下の含有率で副成分として含有し、かつＧａを含有していない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の光記録媒体の記録層は、主成分としてＳｂを含有すると共に、副成分としてＶＩｂ族を除く他の族および希土類金属から選択される少なくとも１種の元素（一例としてＭｎおよび／またはＧｅ）を含有して形成されている。
【０００９】
この場合、主成分としてのＳｂの含有率（原子％）が小さ過ぎる場合、結晶転移速度が急激に遅くなって記録情報の消去、つまり書き換えが困難となる。また、ＭｎやＧｅの含有率（原子％）が小さ過ぎる場合、非晶質状態での熱的安定性を向上させる効果が不十分となり、保存特性が低下する。この場合、ＭｎやＧｅの含有率が５原子％未満の場合には、熱的安定性を向上させる効果が不十分となる。したがって、ＭｎやＧｅの含有率が５原子％以上となるように設定することが好ましく、十分な熱的安定性をより確実に確保するためには、１０原子％以上となるように設定するのが好ましい。一方、ＭｎやＧｅの含有率が大き過ぎる場合、Ｓｂの含有率が低下することによって結晶転移速度が急激に遅くなる。したがって、ＭｎやＧｅの含有率を４０原子％以下となるように設定することが好ましく、結晶転移速度を高速な状態に維持するためには、３０原子％以下となるように設定するのが好ましい。
【００１０】
また、記録層中には、上記した主成分および副成分のほか、必要に応じて他の元素を含有させることもできる。このような添加元素としては、ＩｎおよびＡｇから選択される少なくとも１種の元素が挙げられる。これらの添加元素は、結晶化温度を高めて保存特性をさらに向上させる機能を有している。記録層中におけるこれらの添加元素の含有率は、０原子％を超えて１５原子％以下であるのが好ましい。これらの添加元素の含有率が高すぎる場合、相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分な変調度を得にくくなる。
【００１１】
さらに、記録層の厚さは、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲が好ましく、１３ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内であるのがより好ましい。この場合、記録層が薄すぎるときには、結晶相の成長が困難となり、相変化に伴う反射率変化が不十分となる。逆に、記録層が厚すぎるときには、記録層の熱容量が大きくなると共に反射率および変調度が低くなる結果、記録が困難となる。
【００１２】
なお、記録層の組成は、ＥＰＭＡやＸ線マイクロアナリシス、ＩＣＰなどにより測定することができる。また、記録層についてはスパッタ法によって形成するのが好ましい。この場合、スパッタ条件は特に限定されず、例えば、複数の元素を含む材料をスパッタする際には、合金ターゲットを用いてもよく、ターゲットを複数個用いる多元スパッタ法を用いてもよい。
【００１３】
また、本発明では、記録層の組成以外、すなわち、光記録媒体の構造は特に限定されない。例えば、一般的な相変化型光記録媒体１の構成例としては、図１に示すように、基体２上に、反射層３、第２誘電体層４ｂ、記録層５、第１誘電体層４ａおよび光透過層６を順次積層したものが挙げられる。この光記録媒体１では、光透過層６を介して記録再生用のレーザー光が照射される。また、基体２を介して記録再生用のレーザー光を照射する構成を採用することもできる。この場合、図示はしないが、基体２側から、第１誘電体層、記録層、第２誘電体層および反射層の順に積層し、最後に保護層を積層する。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
射出成形によってグルーブを同時形成した直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート製ディスクを基体２として用い、その表面に、図１に示すように、反射層３、第２誘電体層４ｂ、記録層５、第１誘電体層４ａおよび光透過層６を順次形成した複数の光記録ディスクのサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１３を作製した。この場合、各サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１３における各記録層５については、Ｓｂを主成分とし、ＭｎおよびＧｅから選択される少なくとも１種の元素を副成分として含有して構成した。図２に、その組成を示す。これらのサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１３のうち、サンプルＮｏ．１，Ｎｏ２，Ｎｏ５は実施例として作製し、サンプルＮｏ．３，Ｎｏ４，Ｎｏ６〜Ｎｏ１３は比較例として作製した。
【００１６】
反射層３は、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法によって形成した。ターゲットには、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ＝９８：１：１を用いた。また、反射層３の厚さは１００ｎｍとした。
【００１７】
第２誘電体層４ｂは、Ａｌ２Ｏ３ターゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタ法によって形成した。また、第２誘電体層４ｂの厚さは７ｎｍとした。記録層５は、ターゲットとしてＳｂ，Ｍｎ，Ｇｅ各元素のターゲットを用い、Ａｒ雰囲気中で３元スパッタ法によって形成した。また、記録層５の厚さは１４ｎｍとした。第１誘電体層４ａは、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）ターゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタ法によって形成した。また、第１誘電体層４ａの厚さは１１０ｎｍとした。光透過層６は、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いて、スピンコート法によって形成した。
【００１８】
これらのサンプルの各記録層５をバルクイレーザーにより初期化（結晶化）した後、光記録媒体評価装置に順次載せ、レーザー波長：４０５ｎｍ、開口数ＮＡ：０．８５、記録信号：（１，７）ＲＬＬ変調信号の条件で記録を行った。記録・消去の線速度は、各サンプルにおいて最適な状態に変化させた。次に、データを記録した各サンプルに対して線速度を変化させながらレーザー光を照射してデータ消去を行い、−３０ｄＢにまで消去されたときの線速度を測定することにより、最大の書換え速度（Ｍｂｐｓ）を算出した。各サンプルにおける最大の書換え速度を図２に示す。さらに、図２に基づいて、記録層５の組成と書換え速度との関係を示す３成分組成図（図３参照）を作成した。
【００１９】
図２，３によれば、Ｓｂの含有率ａが５６≦ａ≦９５であって、ＭｎやＧｅの副成分の含有率ｂ，ｃのいずれかが５原子％以上４０原子％以下の範囲内である限り、記録情報の書換えに十分な結晶転移速度を確保できるのが理解される。また、ＭｎやＧｅの副成分含有率（ｂ＋ｃ）を３０原子％以下に設定することにより、２５Ｍｂｐｓ以上の高速な書換え速度を実現できることが理解される。さらに、サンプルＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．５のように、ＭｎやＧｅの副成分含有率（ｂ＋ｃ）を上記範囲の下限付近（５原子％以上１０原子％以下）に設定することにより、２００Ｍｂｐｓを超える高速な書換え速度を実現できるのが理解される。一方、サンプルＮｏ．１３のように、ＭｎやＧｅの副成分含有率（ｂ＋ｃ）を上記範囲の下限（５原子％）未満に設定した場合には、書換えが行えなくなるのが理解される。また、全サンプルに対して高温保存試験を実施した結果、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２は、十分な保存特性を備えていることが確認された。一方、サンプルＮｏ．１３では、高温保存試験実施後に、記録したデータを読み出すことができなかった（記録したマークが結晶化して消失した）。このため、十分な保存特性をより確実に確保するためには、ＭｎやＧｅの副成分含有率（ｂ＋ｃ）を５原子％以上とすることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る光記録媒体によれば、Ｓｂを主成分として含有すると共に、ＭｎおよびＧｅから選択される少なくとも１種の元素を５原子％以上１０原子％以下の含有率で副成分として含有し、かつＧａを含有しないで記録層を構成したことにより、カルコゲンを使用することなく、保存特性を維持しつつ２００Ｍｂｐｓを超える高速な書換え速度で情報の書換えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  記録媒体１の構成を示す断面図である。
【図２】  サンプル毎の記録層の組成と書換え速度との関係を示す実験結果図である。
【図３】  記録層５の組成と書換え速度との関係を示す３成分組成図である。
【符号の説明】
１  光記録媒体
２  基体
３  反射層
４ａ  第１誘電体層
４ｂ  第２誘電体層
５  記録層
６  光透過層
【図１】
0003963781.tif 000002
【図２】
0003963781.tif 000003
【図３】
0003963781.tif 000004