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JP2002157737A - 光記録方法および光記録媒体 - Google Patents

光記録方法および光記録媒体

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Publication number
JP2002157737A
JP2002157737A JP2001109137A JP2001109137A JP2002157737A JP 2002157737 A JP2002157737 A JP 2002157737A JP 2001109137 A JP2001109137 A JP 2001109137A JP 2001109137 A JP2001109137 A JP 2001109137A JP 2002157737 A JP2002157737 A JP 2002157737A
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JP
Japan
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recording
layer
dielectric layer
thermal conductivity
optical recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001109137A
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English (en)
Inventor
Hiroyasu Inoue
弘康 井上
Hajime Utsunomiya
肇 宇都宮
Tatsuya Kato
達也 加藤
Hiroshi Shinkai
浩 新開
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Priority to US09/852,730 priority patent/US6798733B2/en
Priority to CNB2004100314946A priority patent/CN100334632C/zh
Priority to CNB011179074A priority patent/CN1151494C/zh
Priority to EP01304240A priority patent/EP1154413A3/en
Priority to TW090111370A priority patent/TW519639B/zh
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転送レートを高くすることができ、しかも、
再生信号のジッタを小さくできる光記録方法と、この方
法が適用される光記録媒体とを提供する。 【解決手段】 記録層を有する光記録媒体に記録を行う
方法であって、記録に用いるレーザー光の波長をλ、照
射光学系の対物レンズの開口数をNAとしたとき、 λ/NA≦680nm とし、検出窓幅をTw、最短記録マークに対応する信号
長をn・Twとしたとき、 n・Tw≦22ns として記録を行う光記録方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型光記録媒
体等の光記録媒体に高密度記録を行うことが可能な記録
方法と、この記録方法に適用できる相変化型記録媒体と
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度記録が可能で、しかも記録
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変
化型のものは、レーザー光を照射することにより記録層
の結晶状態を変化させて記録を行い、このような状態変
化に伴なう記録層の反射率変化を検出することにより再
生を行うものである。相変化型の光記録媒体は、駆動装
置の光学系が光磁気記録媒体のそれに比べて単純である
ため、注目されている。
【0003】相変化型の記録層には、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系等の
カルコゲナイド系材料が用いられることが多い。
【0004】相変化型光記録媒体において情報を記録す
る際には、記録層が融点以上まで昇温されるような高パ
ワー(記録パワー)のレーザー光を照射する。記録パワ
ーが加えられた部分では記録層が溶融した後、急冷さ
れ、非晶質の記録マークが形成される。一方、記録マー
クを消去する際には、記録層がその結晶化温度以上であ
ってかつ融点未満の温度まで昇温されるような比較的低
パワー(消去パワー)のレーザー光を照射する。消去パ
ワーが加えられた記録マークは、結晶化温度以上まで加
熱された後、徐冷されることになるので、結晶質に戻
る。したがって、相変化型光記録媒体では、単一のレー
ザー光の強度を変調することにより、オーバーライトが
可能である。
【0005】記録の高密度化および高転送レート化を実
現するために、記録再生波長の短縮、記録再生光学系の
対物レンズの高開口数化、媒体の高線速化が進んでい
る。記録用レーザービームの記録層表面にスポット径
は、レーザー波長をλ、開口数をNAとしたとき、λ/
NAで表され、これを媒体の線速度Vで除した値(λ/
NA)/Vが、記録層へのレーザー照射時間(ビームス
ポット通過に要する時間)となる。高密度化および高転
送レート化に伴い、記録層へのレーザー照射時間はます
ます短くなっていく。そのため、オーバーライト条件を
最適化することが難しくなってきている。
【0006】ここで、線速度を速くしてオーバーライト
を行うときの問題点について説明する。
【0007】線速度を速くした場合、記録光の照射時間
が短くなる。そのため、線速度上昇に伴って記録パワー
を高くすることにより、記録層の到達温度の低下を防ぐ
ことが一般的である。しかし、線速度が速くなると、記
録光照射後の冷却速度が速くなる。非晶質記録マークを
形成するためには、記録光照射により溶融した記録層
を、その結晶化速度に応じた一定以上の速さで冷却する
必要がある。記録層の構成および媒体の熱的設計が同じ
である場合、記録層の冷却速度は線速度に依存し、高線
速度では冷却速度が速くなり、低線速度では冷却速度が
遅くなる。
【0008】一方、非晶質記録マークを消去(再結晶
化)するためには、記録層を結晶化温度以上かつ融点以
下の温度に一定時間以上保持できるように、消去光を照
射する必要がある。高線速度化に伴って消去パワーを高
くして記録層の到達温度低下を防いでも、高線速度化に
伴って照射時間が短くなるため、記録マークは消去され
にくくなる。
【0009】したがって、線速度を速くして転送レート
を向上させるには、比較的短時間で再結晶化が行えるよ
うに、記録層の組成を結晶化速度の比較的速いものとし
たり(特開平1−78444号公報、同10−3264
36号公報)、記録層から熱が逃げにくい媒体構造(徐
冷構造)としたりする必要がある。また、特開平7−2
62613号公報、同8−63784号公報に記載され
ているように、高線速度化に伴う記録感度の低下を防ぐ
ためにも、媒体を徐冷構造とすることが好ましいと信じ
られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、高転送
レートでオーバーライトする実験を行った。この実験に
用いた相変化型光記録媒体は、高線速度で消去が可能と
なるように、記録層の組成を結晶化速度の速いものと
し、かつ、徐冷構造としたものである。しかし、転送レ
ートを上げるために検出窓幅Twを次第に縮めていく
と、検出窓幅Twの短縮に対応して短縮される最短記録
マークに対応する信号長が一定値以下となった場合に、
再生信号のジッタを小さくすることが困難となった。
【0011】本発明の目的は、転送レートを高くするこ
とができ、しかも、再生信号のジッタを小さくできる光
記録方法と、この方法が適用される光記録媒体とを提供
することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(13)の本発明により達成される。 (1) 記録層を有する光記録媒体に記録を行う方法で
あって、記録に用いるレーザー光の波長をλ、照射光学
系の対物レンズの開口数をNAとしたとき、 λ/NA≦680nm とし、検出窓幅をTw、最短記録マークに対応する信号
長をn・Twとしたとき、 n・Tw≦22ns として記録を行う光記録方法。 (2) 最短記録マークを形成する際に用いるレーザー
光の発光時間をTminとしたとき、 0.113≦Tmin/(n・Tw)≦1.0 として記録を行う上記(1)の光記録方法。 (3) 前記記録層が相変化型記録層である請求項1ま
たは2の光記録方法。 (4) 記録時の線速度をVとしたとき、 (λ/NA)/V≦60ns である上記(1)〜(3)のいずれかの光記録方法。 (5) 前記光記録媒体は、記録用レーザー光入射側か
らみて、前記記録層、誘電体層および反射層をこの順で
有し、前記反射層の熱伝導率をKRとし、前記記録層と
前記反射層との間に存在する前記誘電体層の熱伝導率を
2Dとしたとき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である上記(1)〜(4)のいずれかの光記録方法。 (6) 前記光記録媒体は、記録用レーザー光入射側か
らみて、透光性基体、誘電体層および前記記録層をこの
順で有し、前記透光性基体と前記記録層との間に存在す
る前記誘電体層には、少なくとも2層の単位誘電体層が
含まれ、かつ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体層
が隣接して存在し、熱伝導率が相異なる前記2種の単位
誘電体層のうち、記録層に相対的に近い単位誘電体層の
熱伝導率をKCとし、記録層から相対的に遠い単位誘電
体層の熱伝導率をKDとしたとき、 KC<KD である上記(1)〜(5)のいずれかの光記録方法。 (7) 希土類元素をRで表し、希土類元素、Teおよ
びSbのすべてを除く元素をMで表し、前記光記録媒体
の記録層構成元素の原子比を 式I (RaTebSbc1-xx で表し、 a+b+c=1 としたとき、 a>0、 0.4≦c≦0.95、 a/b≦1.2、 a/c≦0.7、 0≦x≦0.1 である上記(1)〜(6)のいずれかの光記録方法。 (8) 相変化型の記録層を有する光記録媒体であっ
て、希土類元素をRで表し、希土類元素、TeおよびS
bのすべてを除く元素をMで表し、前記記録層構成元素
の原子比を 式I (RaTebSbc1-xx で表し、 a+b+c=1 としたとき、 a>0、 0.4≦c≦0.95、 a/b≦1.2、 a/c≦0.7、 0≦x≦0.1 である光記録媒体。 (9) 記録用レーザー光の入射側からみて、前記記録
層、誘電体層および反射層をこの順で有し、前記反射層
の熱伝導率をKRとし、前記記録層と前記反射層との間
に存在する前記誘電体層の熱伝導率をK2Dとしたとき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である上記(8)の光記録媒体。 (10) 前記光記録媒体は、記録用レーザー光入射側
からみて、透光性基体、誘電体層および前記記録層をこ
の順で有し、前記透光性基体と前記記録層との間に存在
する前記誘電体層には、少なくとも2層の単位誘電体層
が含まれ、かつ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体
層が隣接して存在し、熱伝導率が相異なる前記2種の単
位誘電体層のうち、記録層に相対的に近い単位誘電体層
の熱伝導率をKCとし、記録層から相対的に遠い単位誘
電体層の熱伝導率をKDとしたとき、 KC<KD である上記(8)または(9)の光記録媒体。 (11) 相変化型の記録層を有する光記録媒体であっ
て、記録用レーザー光の入射側からみて、前記記録層、
誘電体層および反射層をこの順で有し、前記反射層の熱
伝導率をKRとし、前記記録層と前記反射層との間に存
在する前記誘電体層の熱伝導率をK2Dとしたとき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である光記録媒体。 (12) 記録用レーザー光入射側からみて、前記記録
層の手前側に誘電体層を有し、前記記録層の手前側に存
在する前記誘電体層には、少なくとも2層の単位誘電体
層が含まれ、かつ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電
体層が隣接して存在し、熱伝導率が相異なる前記2種の
単位誘電体層のうち、記録層に相対的に近い単位誘電体
層の熱伝導率をKCとし、記録層から相対的に遠い単位
誘電体層の熱伝導率をKDとしたとき、 KC<KD である上記(11)の光記録媒体。 (13) 記録用レーザー光入射側からみて、透光性基
体、誘電体層および相変化型の記録層をこの順で有し、
前記透光性基体と前記記録層との間に存在する前記誘電
体層には、少なくとも2層の単位誘電体層が含まれ、か
つ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体層が隣接して
存在し、熱伝導率が相異なる前記2種の単位誘電体層の
うち、記録層に相対的に近い単位誘電体層の熱伝導率を
Cとし、記録層から相対的に遠い単位誘電体層の熱伝
導率をKDとしたとき、 KC<KD である光記録媒体。
【0013】
【作用および効果】本発明者らは、高転送レートでオー
バーライトを行う実験において、最短記録マークに対応
する信号長(以下、単に最短信号長ということがある)
n・Twが一定値以下となったときに、セルフイレーズ
によって最短記録マークが著しく変形し、その結果、再
生信号のジッタが大きくなることを見いだした。ここ
で、セルフイレーズについて説明する。
【0014】従来、相変化型光記録媒体の特性の良否
は、使用される線速度において十分なC/Nが得られ、
かつ、消去の際に十分な消去率が得られるかどうかで判
断していた。しかし、消去率が高すぎると、かえって特
性が悪化してしまう。消去率が高いとは、使用線速度に
おいて記録層の結晶化速度が十分に速いことを意味す
る。結晶化速度の速い記録層では、例えば記録マーク後
端部を形成しているときに、記録層面内方向への熱の拡
散により記録マークの一部、特に先端部付近が徐冷状態
となり、再結晶化してしまう。すなわち、記録マークの
一部が消去されてしまう。このような現象を、本明細書
ではセルフイレーズという。消去率が高すぎる媒体で
は、このようなセルフイレーズによりC/Nの低下およ
びジッタの増大が生じるので、消去率の最適化が必要で
ある。例えば特開平9−7176号公報には、高線速度
用の媒体を低線速度で使用する場合に生じるセルフイレ
ーズを防ぐために、記録信号パルスを分割し、かつ、パ
ルス分割パターンを線速度に応じて最適化する方法が記
載されている。記録信号パルスの分割パターンを、一般
に記録パルスストラテジと呼ぶ。
【0015】本発明者らは、高転送レートでオーバーラ
イトを行う上記実験において、ジッタが最も小さくなる
ように記録パルスストラテジを設定した。しかし、最短
信号長n・Twが短くなってくると、レーザー発光素子
の応答性、すなわち立ち上がり特性および立ち下がり特
性による制限から、最短記録マーク形成時に記録信号パ
ルスの分割が不可能となった。そのため、n・Twが短
くなると、ジッタを許容範囲に収めることが不可能とな
った。
【0016】本発明者らがさらに実験を重ねたところ、
最短記録マーク形成に使用する記録信号パルスが分割不
可能である場合、すなわち単一パルスとせざるを得ない
場合において、セルフイレーズを低減するためには、最
短信号長n・Twに対する記録信号パルス幅の比を小さ
くすればよいことがわかった。しかし、記録信号パルス
を単一パルスとせざるを得ないのは最短信号長n・Tw
が短い場合であるため、その場合に最短信号長n・Tw
に対する記録信号パルス幅の比を小さくするためには記
録信号パルス幅を著しく狭くする必要がある。一方、記
録信号パルス幅、すなわちレーザー発光素子の発光時間
(以下、Tminと呼ぶ)は、レーザー発光素子の立ち上
がり特性および立ち下がり特性による制限から、極端に
短くすることはできない。したがって、発光時間Tmin
を比較的長くしても、すなわち最短信号長n・Twに対
する記録信号パルス幅の比を比較的大きくしても、ジッ
タを小さくできる媒体が望まれる。
【0017】このような実験および考察に基づきさらに
実験を重ねた結果、本発明者らは、最短信号長n・Tw
が一定値以下であって、かつ、最短信号形成のための記
録信号パルスが単一パルスである場合において、急冷構
造の媒体を用いれば、最短信号長n・Twに対する発光
時間Tminの比Tmin/(n・Tw)を比較的大きくして
もジッタを小さくできることを見いだした。
【0018】従来、高線速度での消去を可能とするた
め、および、高線速化による感度低下を補うためには、
前記特開平7−262613号公報および同8−637
84号公報に記載されているように徐冷構造とすること
が一般的であった。しかし、最短信号長n・Twが22
ns以下となるような高転送レート記録に徐冷構造の媒体
を用いると、本発明と異なりジッタを小さくすることが
できない。ただし、本発明のように急冷構造の媒体を用
い、かつ高線速度でオーバーライトを行うと、感度低下
が大きくなり、また、記録マークの消去が困難となる。
【0019】これに対し本発明では、高線速度オーバー
ライト時の消去の困難さに対しては記録層の組成制御に
より対応する。また、記録光の波長をλ、記録光学系の
対物レンズの開口数をNAとしたとき、 λ/NA≦680nm とすることにより、すなわちオーバーライトに用いるレ
ーザービームのスポット径を小さくすることにより、ビ
ームスポット内のエネルギー密度を高くし、これにより
感度低下を補う。その結果、本発明では、記録感度の低
下および消去率の低下を招くことなくジッタ低減が実現
する。
【0020】なお、前記特開平7−262613号公報
および同8−63784号公報の実施例では、対物レン
ズの開口数を0.5とし、レーザー波長を780nmとし
ている。このようにλ/NAが大きい場合に媒体を急冷
構造とすると、上記各公報に示されるように記録感度が
低くなって記録が困難となる。
【0021】本発明では媒体を急冷構造とするために、
反射層や誘電体層の熱伝導率を制御したり、誘電体層
を、熱伝導率の相異なる複数の単位誘電体層を含む積層
構造としたりする。
【0022】本発明は、最短信号長n・Twが所定値以
下であれば、線速度に依存せず有効である。ただし、線
速度が速いほど、記録マーク消去のために記録層の結晶
化速度を速くする必要があり、その結果、セルフイレー
ズの影響が大きくなるので、本発明は高線速度記録を行
う場合に特に有効である。
【0023】このように本発明は、記録層へのレーザー
照射時間が短く、そのために記録層の結晶化速度を速く
しなければならない場合に有効である。具体的には、レ
ーザー照射時間の指標となるビームスポット通過時間
(λ/NA)/Vが、 (λ/NA)/V≦60ns である場合に特に有効である。
【0024】本発明は相変化型記録媒体に特に有効であ
るが、ヒートモード記録を行う他の光記録媒体、例えば
光磁気記録媒体にも適用可能である。光磁気記録媒体に
おいても、記録層面内方向への熱伝導を制御するために
記録パルスストラテジが利用されるが、転送速度が高く
なると最短記録マークについてはパルス分割が不可能と
なり、ジッタが大きくなってしまう。これに対し本発明
を適用することにより、ジッタを低減できる。
【0025】
【発明の実施の形態】光記録方法 本発明の光記録方法では、記録に用いるレーザー光の波
長をλ、照射光学系の対物レンズの開口数をNAとした
とき、 λ/NA≦680nm とし、好ましくは λ/NA≦630nm とする。λ/NAが大きすぎると、記録トラックの配列
ピッチを大きくする必要が生じるため、記録密度を高く
することが難しくなる。また、λ/NAが大きすぎる
と、レーザー光のビームスポット内におけるエネルギー
密度が十分に高くならないため、比較的低いパワーでオ
ーバーライトを行うためには媒体を徐冷構造としなけれ
ばならなくなり、本発明の適用が不可能となる。ただ
し、利用可能なレーザー波長および開口数には制限があ
り、著しく短い波長および著しく大きい開口数とするこ
とは困難であるため、通常、 250nm≦λ/NAとし、好ましくは 350nm≦λ/NA とする。
【0026】本発明では、検出窓幅をTw、最短記録マ
ークに対応する信号長をn・Twとしたとき、 n・Tw≦22nsとし、好ましくは n・Tw≦18ns とする。最短信号長n・Twが上記範囲を超えて長い場
合には本発明を適用する必要はないため、n・Twは上
記範囲内とする。なお、レーザー発光素子の応答性、す
なわち立ち上がりおよび立ち下がりには制限があり、n
・Twが短すぎると最短記録マーク形成時にレーザー発
光素子が正常に発光できなくなることから、好ましくは 2ns≦n・Twとし、より好ましくは 4ns≦n・Tw とする。
【0027】最短信号長n・Twは、例えば1−7変調
では2T信号に対応し、その場合にはn=2である。ま
た、8−16変調では3T信号に対応し、その場合には
n=3である。
【0028】なお、いわゆるデータ転送レートはn・T
wと相関するが、フォーマット効率とも相関し、n・T
wが同じであってもフォーマット効率が低いほどデータ
転送レートは低くなってしまう。したがって、n・Tw
により、書き込み速度をより直接的に表現することがで
きる。従来の光記録ディスクのうち、4.7GB/面の記
録容量をもつDVD−RAM4.7は、 線速度:8.2m/s、 転送レート:22Mbps n・Tw:51.41ns である。また、同じく4.7GB/面の記録容量をもつD
VD−RWは、 線速度:3.5m/s、 転送レート:11Mbps、 n・Tw:78.48ns である。このように、本発明における n・Tw≦22ns は、従来の光記録ディスクにおけるn・Twに比べ著し
く短い。
【0029】最短記録マークを形成する際に用いるレー
ザー光の発光時間をTminとしたとき、本発明では好ま
しくは 0.113≦Tmin/(n・Tw)≦1.0とし、より
好ましくは 0.145≦Tmin/(n・Tw)≦0.5 として記録を行う。n・Twが短い場合においてTmin
/(n・Tw)が小さすぎると、レーザー発光素子の応
答性の制限により、記録用レーザー光の発光が正常に行
われにくくなる。一方、Tmin/(n・Tw)が大きす
ぎると、最短記録マークが所定値に比べ長くなりすぎる
ため、ジッタが増大する。
【0030】本発明は、記録層へのレーザー照射時間が
短く、そのために記録層の結晶化速度を速くしなければ
ならない場合に特に有効である。そのため本発明では、
好ましくは (λ/NA)/V≦60nsであり、より好ましくは (λ/NA)/V≦50ns である。Vは記録時の線速度であり、(λ/NA)/V
はビームスポット通過時間となる。これは、記録層への
レーザー照射時間の指標となる値である。なお、(λ/
NA)/Vが小さすぎると、本発明を適用してもジッタ
の低減が難しくなるため、好ましくは 13ns≦(λ/NA)/Vであり、より好ましくは 15ns≦(λ/NA)/Vであり、さらに好ましくは 19ns≦(λ/NA)/V である。
【0031】記録時の線速度V自体は特に限定されな
い。ただし、線速度が速ければ、λ/NAをそれほど小
さくしなくても高転送レートが実現できる。また、高線
速度で記録する場合にはセルフイレーズの影響が大きく
なるため、本発明が特に有効となる。したがって本発明
では、記録時の線速度が速いことが好ましく、具体的に
は好ましくは V≧8.0m/sとし、より好ましくは V≧9.6m/s とする。ただし、線速度があまりに速いと、媒体駆動装
置の高コスト化、駆動時の媒体の安定性などに問題が生
じるため、好ましくは 35m/s≧Vとし、より好ましくは 30m/s≧V とする。
【0032】光記録媒体 次に、本発明の光記録方法が適用可能な、本発明の光記
録媒体について説明する。
【0033】本発明の光記録媒体は、上述した本発明の
光記録方法を利用して記録されたときに、再生信号のジ
ッタが小さい相変化型媒体であり、好ましくはジッタが
13%以下、より好ましくは10%以下となる媒体であ
る。前述したように、本発明の光記録方法に適用される
媒体は、結晶化速度の比較的速い記録層を有し、かつ、
急冷構造のものである。また、急冷構造とすることは、
記録時だけでなく再生時においても有効である。本発明
ではビームスポット径が小さいレーザー光を用いるた
め、ビームスポット内におけるエネルギー密度が高くな
る。このエネルギー密度が高いと、再生時に記録マーク
が消去されやすいが、本発明では急冷構造とするので、
再生時の記録マーク消去を防ぐことができる。
【0034】本発明では、上述した光記録方法と組み合
わせたときにジッタが十分に小さくなればよい。したが
って、記録層組成および媒体構造は、ジッタが許容範囲
内に収まるように適宜決定すればよいが、好ましくは、
以下に説明する範囲から選択する。
【0035】図1に示す構造 本発明の光記録媒体の構成例を、図1に示す。この光記
録媒体は、支持基体20上に、金属または半金属から構
成される反射層5、第2誘電体層32、相変化型の記録
層4、第1誘電体層31および透光性基体2を、この順
で積層して形成したものである。記録光および再生光
は、透光性基体2を通して入射する。なお、支持基体2
0と反射層5との間に、誘電体材料からなる中間層を設
けてもよい。
【0036】支持基体20 支持基体20は、媒体の剛性を維持するために設けられ
る。支持基体20の厚さは、通常、0.2〜1.2mm、
好ましくは0.4〜1.2mmとすればよく、透明であっ
ても不透明であってもよい。支持基体20は、通常の光
記録媒体と同様に樹脂から構成すればよいが、ガラスか
ら構成してもよい。光記録媒体において通常設けられる
グルーブ(案内溝)21は、図示するように、支持基体
20に設けた溝を、その上に形成される各層に転写する
ことにより、形成できる。グルーブ21は、記録再生光
入射側から見て相対的に手前側に存在する領域であり、
隣り合うグルーブ間に存在する領域がランド22であ
る。
【0037】反射層5 本発明において反射層構成材料は特に限定されず、通
常、Al、Au、Ag、Pt、Cu、Ni、Cr、T
i、Si等の金属または半金属の単体あるいはこれらの
1種以上を含む合金などから構成すればよいが、本発明
では媒体を急冷構造とする必要があるため、熱伝導率の
高い材料から反射層を構成することが好ましい。熱伝導
率の高い材料としては、AgまたはAlが好ましい。し
かし、AgまたはAlの単体では十分な耐食性が得られ
ないため、耐食性向上のための元素を添加することが好
ましい。また、図1に示す構造の媒体では、反射層形成
時の結晶成長により、レーザー光入射側における反射層
の表面粗さが大きくなりやすい。この表面粗さが大きく
なると、再生ノイズが増大する。そのため、反射層の結
晶粒径を小さくすることが好ましいが、そのためにも、
AgまたはAlの単体ではなく、反射層の結晶粒径を小
さくするため、または、反射層を非晶質層として形成す
るために、添加元素を加えることが好ましい。
【0038】ただし、他の元素を添加すると熱伝導率が
低下するため、その場合には熱伝導率のより高いAgを
主成分元素として用いることが好ましい。Agに添加す
ることが好ましい副成分元素としては、例えば、Mg、
Pd、Ce、Cu、Ge、La、S、Sb、Si、Te
およびZrから選択される少なくとも1種が挙げられ
る。これら副成分元素は、少なくとも1種、好ましくは
2種以上用いることが好ましい。反射層中における副成
分元素の含有量は、各金属について好ましくは0.05
〜2.0原子%、より好ましくは0.2〜1.0原子%
であり、副成分全体として好ましくは0.2〜5原子
%、より好ましくは0.5〜3原子%である。副成分元
素の含有量が少なすぎると、これらを含有することによ
る効果が不十分となる。一方、副成分元素の含有量が多
すぎると、熱伝導率が小さくなってしまう。
【0039】なお、反射層の熱伝導率は、結晶粒径が小
さいほど低くなるため、反射層が非晶質であると、記録
時に十分な冷却速度が得られにくい。そのため、反射層
をまず非晶質層として形成した後、熱処理を施して結晶
化させることが好ましい。いったん非晶質層として形成
した後に結晶化すると、非晶質のときの表面粗さをほぼ
維持でき、しかも、結晶化による熱伝導率向上は実現す
る。
【0040】反射層の熱伝導率をKRで表したとき、好
ましくは KR≧100W/mK、より好ましくは KR≧150W/mK である。熱伝導率は、例えば、4探針法を用いて求めた
反射層の電気抵抗値から、Widemann-Franzの法則により
算出することができる。反射層の熱伝導率の上限は特に
ない。すなわち、反射層構成材料として使用可能なもの
のうち最も高い熱伝導率を有する純銀(熱伝導率250
W/mK)も使用可能である。
【0041】反射層の厚さは、通常、10〜300nmと
することが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十分
な反射率を得にくくなる。また、前記範囲を超えても反
射率の向上は小さく、コスト的に不利になる。反射層
は、スパッタ法や蒸着法等の気相成長法により形成する
ことが好ましい。
【0042】第1誘電体層31および第2誘電体層32 これらの誘電体層は、記録層の酸化、変質を防ぎ、ま
た、記録時に記録層から伝わる熱を遮断ないし面内方向
に逃がすことにより、支持基体20や透光性基体2を保
護する。また、これらの誘電体層を設けることにより、
変調度を向上させることができる。第1誘電体層31お
よび第2誘電体層32は、組成の相異なる2層以上の単
位誘電体層を積層したものであってもよい。
【0043】これらの誘電体層に用いる誘電体として
は、例えば、Si、Ge、Zn、Al、希土類元素等か
ら選択される少なくとも1種の金属成分を含む各種化合
物が好ましい。化合物としては、酸化物、窒化物または
硫化物が好ましく、これらの化合物の2種以上を含有す
る混合物を用いることもできる。
【0044】急冷構造とするためには、誘電体層、特に
第2誘電体層32を、熱伝導率の高い誘電体から構成す
ることが好ましい。熱伝導率の高い誘電体としては、例
えば硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物(ZnS−SiO
2)、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ
素、酸化タンタルなどが好ましく、特に、Alの酸化物
および/または窒化物、Siの酸化物および/または窒
化物が好ましい。ZnS−SiO2としては、SiO2
30〜60モル%含有するものが好ましい。SiO2
有量が少なすぎると、熱伝導率が低くなりすぎる。一
方、SiO2含有量が多すぎると、他の層との密着性が
不十分となるため、長期間保存する際に層間の剥離が生
じやすい。
【0045】第2誘電体層32の熱伝導率をK2Dで表し
たとき、好ましくは K2D≧1W/mK、より好ましくは K2D≧1.5W/mK である。第2誘電体層32の熱伝導率の上限は特にない
が、誘電体層に使用可能な材料は、通常、熱伝導率が1
00W/mK程度以下である。本発明における誘電体層の熱
伝導率は、薄膜状態での測定値ではなく、バルク材料で
の値である。第2誘電体層32は複数の単位誘電体層か
らなる積層構造としてもよいが、その場合、第2誘電体
層32全体として、熱伝導率が1W/mK以上であればよ
い。ただし、好ましくは、第2誘電体層32を構成する
複数の層のすべてが、熱伝導率1W/mK以上であることが
望ましい。
【0046】なお、反射層の熱伝導率KRと第2誘電体
層の熱伝導率K2Dとの関係は、 KR≧−1.6K2D+166 であることが好ましい。KRとK2Dとがこのような関係
にあれば、記録層を十分に急冷することができる。
【0047】本発明では媒体を急冷構造とするために、
第1誘電体層31を、図2に示すように積層構造とする
ことが好ましい。図2において第1誘電体層31は、記
録層4に近い単位誘電体層31Cと、記録層4から遠い
単位誘電体層31Dとから構成される。図2の媒体は、
第1誘電体層31以外の構成は図1の媒体と同じであ
る。図2において、単位誘電体層31Cの熱伝導率をK
Cとし、単位誘電体層31Dの熱伝導率をKDとしたと
き、媒体を急冷構造とするためには、好ましくは KC<KDとし、より好ましくは 1.5≦KD/KC とする。KD/KCが大きいほうが急冷効果が高くなる。
なお、KD/KCの上限は特にないが、上記したように誘
電体層に使用可能な材料の熱伝導率には上限があるた
め、これによってKD/KCも制限され、通常、KD/KC
が180を超えることはない。また、十分な急冷効果を
得るためには、KCを好ましくは1W/mK未満とし、KD
好ましくは1W/mK以上、より好ましくは1.5W/mK以上
とする。なお、KCの下限は特にないが、誘電体層に使
用可能な材料は、通常、熱伝導率が0.1W/mK程度以上
である。
【0048】各単位誘電体層の厚さは、それぞれを構成
する材料の光学定数に応じて、目的とする媒体反射率が
得られるように適宜設定すればよいが、十分な急冷効果
を得るためには、単位誘電体層31Cの厚さをtC
し、単位誘電体層31Dの厚さをtDとしたとき、 5nm≦tC≦60nm、 30nm≦tD とすることが好ましい。なお、tDの上限は特にない
が、第1誘電体層31の全厚は、後述するように制限さ
れる。
【0049】第1誘電体層を構成する2層の単位誘電体
層において熱伝導率を上記関係とした場合に急冷が可能
となるのは、以下に説明するような熱移動が行われるた
めと考えられる。熱伝導率の比較的低い第1誘電体層3
1を有する従来の構造では、熱伝導率の高い反射層5側
への放熱が支配的である。これに対し、本発明にしたが
って第1誘電体層31を上記した多層構造とすれば、第
1誘電体層31側にも多量の放熱が生じるため、記録層
をより急冷することが可能となる。具体的には、記録時
に記録層4に発生した熱は、まず、単位誘電体層31C
に伝導する。単位誘電体層31Cは熱伝導率が低いた
め、伝わった熱は単位誘電体層31Cの面内方向には広
がりにくく、垂直方向に隣接する単位誘電体層31Dに
伝導しやすい。単位誘電体層31Dは熱伝導率が高いた
め、伝わった熱はその面内方向に速やかに拡散する。こ
のように、記録層4で発生した熱が、記録層4に隣接す
る単位誘電体層31Cの面内に広がりにくく、かつ、記
録層4から離れた単位誘電体層31D内で速やかに拡散
されるため、記録時に急冷が可能になると考えられる。
【0050】なお、記録層4を急冷するためには、図2
に示すように単位誘電体層31Cと記録層4とが接して
いることが好ましい。しかし、必要に応じ、これらの間
に他の層を設けてもよい。例えば、記録時の加熱によっ
て単位誘電体層31Cから記録層4に元素が拡散し、こ
れによって記録層が劣化するおそれがある場合、単位誘
電体層31Cと記録層4との間に、バリア層としての単
位誘電体層を設けてもよい。バリア層の熱伝導率が単位
誘電体層31Cと同程度である場合には、バリア層は単
位誘電体層31Cの一部とみなし、単位誘電体層31C
とバリア層との合計厚さが、前記厚さtCの許容範囲を
満足すればよい。一方、バリア層の熱伝導率が単位誘電
体層31Cに比べ高い場合、例えば1W/mK以上である場
合には、バリア層の厚さは20nm以下とすることが好ま
しい。この場合にバリア層が厚すぎると、急冷効果が損
なわれるおそれがある。
【0051】また、例えば光学的エンハンス効果を得る
ために、単位誘電体層31Cおよび単位誘電体層31D
の一方または両方を、複数の層から構成してもよい。こ
の場合、単位誘電体層31C全体としての熱伝導率KC
と単位誘電体層31D全体としての熱伝導率KDとが、
前記した関係をもてばよい。ただし、好ましくは、単位
誘電体層31Cを構成する複数の層のそれぞれと、単位
誘電体層31Cを構成する複数の層のそれぞれとが、前
記した関係をもつことが望ましい。
【0052】第1誘電体層および第2誘電体層の厚さ
は、保護効果や変調度向上効果が十分に得られるように
適宜決定すればよいが、通常、第1誘電体層31の厚さ
は好ましくは30〜300nm、より好ましくは50〜2
50nmであり、第2誘電体層32の厚さは好ましくは1
0〜50nmである。ただし、急冷構造とするためには、
第2誘電体層の厚さを好ましくは30nm以下、より好ま
しくは25nm以下とする。
【0053】各誘電体層は、スパッタ法により形成する
ことが好ましい。
【0054】記録層4 記録層4の組成は特に限定されず、各種相変化材料から
適宜選択すればよいが、少なくともSbおよびTeを含
有するものが好ましい。SbおよびTeだけからなる記
録層は、結晶化温度が130℃程度と低く、保存信頼性
が不十分なので、結晶化温度を向上させるために他の元
素を添加することが好ましい。この場合の添加元素とし
ては、In、Ag、Au、Bi、Se、Al、P、G
e、H、Si、C、V、W、Ta、Zn、Ti、Sn、
Pb、Pdおよび希土類元素(Sc、Yおよびランタノ
イド)から選択される少なくとも1種が好ましい。これ
らのうちでは、保存信頼性向上効果が特に高いことか
ら、希土類元素、Ag、InおよびGeから選択される
少なくとも1種が好ましい。
【0055】本発明では、急冷構造の媒体を用いるため
に、高線速度での消去が困難となる。そのため、記録層
の結晶化速度を速くすることが好ましい。結晶化速度を
速くするためには、Sb含有量を多くすればよく、ま
た、上記添加元素として希土類元素を用いることも有効
である。希土類元素を添加すれば、保存信頼性が十分に
高くなり、かつ、結晶化速度も速くすることができる。
希土類元素としては、Tb、DyおよびGdの少なくと
も1種が好ましい。
【0056】希土類元素をRで表し、希土類元素、Te
およびSbのすべてを除く元素をMで表し、記録層構成
元素の原子比を 式I (RaTebSbc1-xx で表し、 a+b+c=1 としたとき、好ましくは a≧0、 0.4≦c≦0.95、 a/b≦1.2、 a/c≦0.7、 0≦x≦0.1 である。
【0057】上記式Iにおいて、Sbの含有量を表すc
が小さすぎると、結晶化速度が遅くなりすぎる。また、
再生出力が低くなる。なお、再生出力は、非晶質記録マ
ークと結晶質領域との間での反射率差に依存し、この差
が大きいほど再生出力が高くなる。また、cが著しく小
さいと、記録も困難となる。一方、cが大きすぎると、
結晶化速度が速くなりすぎて、非晶質記録マークの熱的
安定性が低くなってしまう。なお、より好ましくは c≧0.5であり、さらに好ましくは c≧0.6 であり、また、より好ましくは c≦0.9 である。
【0058】上記式Iにおいて、希土類元素の含有量を
表すaは、より好ましくは a>0 であり、さらに好ましくは a≧0.01 である。aが小さすぎると、希土類元素添加による効
果、すなわち消去可能線速度の大幅な向上と保存信頼性
の向上とが十分に実現しない。一方、SbおよびTeの
それぞれに対する希土類元素の比率が高すぎても、消去
可能線速度が著しく遅くなってしまう。また、上述した
ように、再生出力を十分に確保するためにはSbがある
程度含有されている必要がある。そのため本発明では、
十分な再生出力を確保し、かつ、消去可能線速度を十分
に速くするために、a/bおよびa/cがそれぞれ上記
範囲内となるように希土類元素含有量を制御することが
好ましい。なお、より好ましくは a/b≦0.8、 a/c≦0.6 である。
【0059】元素Mは特に限定されないが、保存信頼性
向上効果を示す上記元素のなかから少なくとも1種を選
択することが好ましい。元素Mの含有量を表すxが大き
すぎると結晶化速度が低下してしまうので、xは上記範
囲内であることが好ましく、 0≦x≦0.08 であることがより好ましい。
【0060】記録層の厚さは、好ましくは4nm超50nm
以下、より好ましくは5〜30nmである。記録層が薄す
ぎると結晶相の成長が困難となり、相変化に伴なう反射
率変化が不十分となって再生出力が低くなってしまう。
一方、記録層が厚すぎると、記録層の熱容量が大きくな
るため記録が困難となるほか、再生出力の低下も生じ
る。なお、記録層が希土類元素を含有する場合、オーバ
ーライトの際に隣接トラックを消去してしまうクロスイ
レーズが発生しやすい。このクロスイレーズを低減する
ためには、記録層の厚さを好ましくは13nm以下、より
好ましくは10nm以下、さらに好ましくは10nm未満と
することが望ましい。このように薄い記録層では、厚い
記録層に比べ再生出力が著しく低くなってしまうが、記
録層に希土類元素を添加すると、記録層を薄くしたとき
の再生出力低下を顕著に抑制することができる。また、
記録層を薄くすることによる再生出力の低下は、再生光
の波長を短くすることによっても改善可能である。薄い
記録層において再生出力を向上させるためには、再生光
の波長を450nm以下に設定することが好ましい。ただ
し、再生光の波長が短くなりすぎると逆に再生出力が低
下してしまうため、再生光の波長は380nm以上に設定
することが好ましい。
【0061】記録層の形成は、スパッタ法により行うこ
とが好ましい。
【0062】上述したように、記録層の組成および/ま
たは再生光の波長を適宜選択することにより、十分な再
生出力を維持したままで記録層を薄くできる。記録層を
薄くできることは、多層記録媒体において特に有効であ
る。多層記録媒体は、樹脂層や誘電体層を介して記録層
を2層以上積層した構造をもち、他の記録層を透過した
記録・再生光により記録または再生が行われる記録層が
存在する。したがって、すべての記録層に十分な量の記
録・再生光を到達させるために、少なくとも光入射側表
面に近い記録層は相対的に薄くする必要がある。
【0063】透光性基体2 透光性基体2は、記録再生光を透過するために透光性を
有する。透光性基体2には、支持基体20と同程度の厚
さの樹脂板やガラス板を用いてもよい。ただし、本発明
は、高密度記録を行う場合に特に有効である。したがっ
て、記録再生光学系の高NA化による高記録密度達成の
ために、透光性基体2を薄型化することが好ましい。こ
の場合の透光性基体の厚さは、30〜300μmの範囲
から選択することが好ましい。透光性基体が薄すぎる
と、透光性基体表面に付着した塵埃による光学的な影響
が大きくなる。一方、透光性基体が厚すぎると、高NA
化による高記録密度達成が難しくなる。
【0064】透光性基体2を薄型化するに際しては、例
えば、透光性樹脂からなる光透過性シートを各種接着剤
や粘着剤により第1誘電体層31に貼り付けて透光性基
体としたり、塗布法を利用して透光性樹脂層を第1誘電
体層31上に直接形成して透光性基体としたりすればよ
い。本発明の媒体では透光性基体2を通して記録再生光
が入射するため、透光性基体2は光学的均質性が高いこ
とが好ましい。
【0065】本発明では、ランドおよび/またはグルー
ブを記録トラックとして利用することができる。ランド
およびグルーブを記録トラックとするランド・グルーブ
記録方式では、オーバーライトの際に隣接トラックを消
去してしまうクロスイレーズが発生しやすい。本発明で
は、媒体を急冷構造とするため、ビームスポット内のエ
ネルギー密度を高くしたとしても、記録パワーをやや高
くする必要がある。また、本発明では、結晶化速度の速
い記録層を用いる。記録パワーが高いこと、および記録
層の結晶化速度が速いことは、クロスイレーズの原因と
なる。
【0066】そこで本発明では、ランドおよびグルーブ
の両者を記録トラックとする場合にクロスイレーズを抑
制するために、光路長で表したグルーブ深さをλ/7以
上とすることが好ましい。グルーブが浅すぎると、クロ
スイレーズが生じやすくなるほか、クロストークが増大
してジッタの悪化を招く。ただし、再生出力の低下およ
びクロストーク増大を抑制するためには、光路長で表し
たグルーブ深さをλ/5以下とすることが好ましい。
【0067】図3に示す構造 図3に示す光記録媒体は、透光性基体2上に、第1誘電
体層31、記録層4、第2誘電体層32、反射層5およ
び保護層6をこの順で有し、記録光および再生光は、透
光性基体2を通して入射する。
【0068】図3における透光性基体2は、図1におけ
る支持基体20と同様なものを利用すればよいが、透光
性を有する必要がある。
【0069】保護層6は、耐擦傷性や耐食性の向上のた
めに設けられる。この保護層は種々の有機系の物質から
構成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合
物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬
化させた物質から構成されることが好ましい。保護層の
厚さは、通常、0.1〜100μm程度であり、スピン
コート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング
等、通常の方法により形成すればよい。
【0070】このほかの各層は、図1に示す構成例と同
様である。
【0071】
【実施例】実施例1(急冷構造とする必要性の検証1) サンプルNo.101 以下の手順で、図1に示す構造の光記録ディスクサンプ
ルを作製した。
【0072】支持基体20には、射出成形によりグルー
ブを同時形成した直径120mm、厚さ1.2mmのディス
ク状ポリカーボネートを用いた。グルーブ深さは、光路
長でλ/6(波長λ=405nm)とした。また、ランド
・グルーブ記録方式における記録トラックピッチは、
0.3μmとした。
【0073】反射層5は、Ar雰囲気中においてスパッ
タ法により形成した。ターゲットにはAg98Pd1Cu1
を用いた。反射層の厚さは100nmとした。この反射層
の熱伝導率は、170W/mKであった。
【0074】第2誘電体層32は、ZnS:SiO2
80:20(モル比)のZnS−SiO2(熱伝導率
0.6W/mK)からなるターゲットを用いてAr雰囲気中
でスパッタ法により形成した。第2誘電体層の厚さは2
0nmとした。
【0075】記録層4は、合金ターゲットを用い、Ar
雰囲気中でスパッタ法により形成した。記録層の組成
(原子比)は、 式I (RaTebSbc1-xx において M=In、Ge、 a=0、 b=0.20、 c=0.80、 x=0.08、 In:Ge=1:7 とした。記録層の厚さは12nmとした。この記録層の組
成は、n・Tw=15.24nsの条件において記録マー
クの消去が可能となるように決定した。
【0076】第1誘電体層31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り形成した。第1誘電体層の
厚さは130nmとした。
【0077】透光性基体2は、第1誘電体層31の表面
に、溶剤型の紫外線硬化型アクリル系樹脂からなる厚さ
3μmの接着層を介して、ポリカーボネートシート(厚
さ100μm)を接着することにより形成した。上記ポ
リカーボネートシートは、ピュアエース(帝人社製)で
あり、流延法により製造されたものである。
【0078】サンプルNo.102 n・Tw=26.7nsの条件において記録マークの消去
が可能となるように記録層4の組成を変更したほかはサ
ンプルNo.101と同様にして作製した。
【0079】サンプルNo.103 第2誘電体層32を窒化ケイ素(熱伝導率8W/mK)から
構成したほかはサンプルNo.101と同様にして作製し
た。
【0080】評価 上記各サンプルの記録層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載せ、 レーザー波長λ:405nm、 開口数NA:0.85、 記録線速度V:11.4m/s(n・Tw=15.24ns
のとき)、 6.5m/s(n・Tw=26.67nsのとき)、 記録信号:1−7変調信号(最短信号長2Tw)、 の条件で記録を行った。最短記録マーク形成のための記
録信号パルスは単一パルスとし、最短信号長に対する前
記単一パルスの相対幅Tmin/(n・Tw)は、表1に
示す値とした。記録は、ランドおよびグルーブの両方に
行った。なお、λ/NAは476nmであり、(λ/N
A)/Vは、n・Tw=15.24nsのとき41.8ns
であり、n・Tw=26.67nsのとき73.3nsであ
る。
【0081】次いで、記録信号を再生し、ジッタを測定
した。このジッタはクロックジッタであり、再生信号を
タイムインターバルアナライザにより測定して「信号の
揺らぎ(σ)」を求め、検出窓幅Twを用いて σ/Tw (%) により算出した値である。結果を表1に示す。なお、こ
のジッタが13%以下であれば、エラーが許容範囲内に
収まる。また、各種マージンを十分に確保するために
は、このジッタが10%以下であればよい。
【0082】
【表1】
【0083】前述したように、高速オーバーライトを行
うためには、結晶化速度の速い記録層を有する媒体を用
いる必要がある。しかし、結晶化速度の速い記録層は再
結晶化しやすいため、前記したセルフイレーズが生じや
すい。したがって、最短記録マーク形成のための記録信
号パルスの相対幅Tmin/(n・Tw)を、小さく必要
がある。実際、表1に示すサンプルNo.101では、最
短信号長が短くなる(n・Tw=15.24ns)高速オ
ーバーライトを行うために、記録層の結晶化速度を速く
したため、Tmin/(n・Tw)が小さいほどジッタが
小さくなっている。ただし、Tmin/(n・Tw)を
0.135まで小さくしても、ジッタは許容範囲(10
%以下)を超えている。Tmin/(n・Tw)をさらに
小さくすればジッタは許容範囲に収まると考えられる
が、レーザー発光素子の応答性に制限され、Tmin/
(n・Tw)=0.11に設定すると記録が不可能であ
った。
【0084】これに対しサンプルNo.102は、サンプ
ルNo.101に比べ最短信号長が長くなる(n・Tw=
26.7ns)低速オーバーライトを行うために、記録層
の結晶化速度をサンプルNo.101より遅くしている。
そのため、ジッタはTmin/(n・Tw)と相関せず、
かつTmin/(n・Tw)にかかわらずジッタは許容範
囲(10%以下)に収まっている。また、n・Twが大
きいため、Tmin/(n・Tw)を0.11まで小さく
してもレーザー発光素子の応答性による制限を受けず記
録が可能であった。
【0085】一方、サンプルNo.103は、反射層5お
よび第2誘電体層32をいずれも熱伝導率の高い材料か
ら構成した急冷構造であるので、セルフイレーズが軽減
される。そのため、Tmin/(n・Tw)が比較的大き
いところでジッタが極小となっており、その極小値は1
0%を下回る。
【0086】以上の結果から、最短信号長n・Twが2
2ns以下と短い場合において媒体を急冷構造とすれば、
レーザー発光素子の応答性による制限を受けない範囲の
Tmin/(n・Tw)においてジッタを小さくできるこ
とがわかる。
【0087】実施例2(急冷構造とする必要性の検証
2) 記録層の組成を 式I (RaTebSbc1-xx において M=In、Ge、 In:Ge=1:6 とし、a、b、cおよびxを表2に示す値とし、第2誘
電体層の熱伝導率K2Dを表2に示す値としたほかは実施
例1のサンプルNo.101と同様にして、光記録ディス
クサンプルNo.201〜No.203を作製した。なお、表
2において、熱伝導率44W/mKの第2誘電体層はAl2
3から構成されており、熱伝導率0.6W/mKの第2誘
電体層はZnS:SiO2=80:20(モル比)のZ
nS−SiO2から構成されている。
【0088】これらのサンプルについて、Tmin/(n
・Tw)が表2に示す値となるように制御し、かつ、n
・Twを図4に示す値としたほかはサンプルNo.1と同
様にして、記録を行った。次いで、サンプルNo.1と同
様にしてジッタを求めた。結果を図4に示す。図4は、
フォーマット効率80%のときの転送レートおよびn・
Twを横軸とし、ジッタを縦軸としたグラフである。ま
た、表2に、各サンプルについてジッタが最小となるn
・Twおよび転送レートを示す。
【0089】
【表2】
【0090】表2に示すように、サンプルNo.201
は、第2誘電体層の熱伝導率が低い徐冷型であり、その
ため、転送レートを高くすると、図4に示すようにジッ
タが急激に悪化してしまっている。また、サンプルNo.
202は、サンプルNo.201に比べ、Sb含有量が多
く結晶化速度の速い記録層をもつが、第2誘電体層はサ
ンプルNo.201と同じで熱伝導率が低い。そのため、
ジッタが最小となる転送レートはサンプルNo.201よ
りも高くなっているが、その転送レートにおけるジッタ
はサンプルNo.201の最小ジッタより大きく、10%
を超えている。
【0091】これに対しサンプルNo.203は、サンプ
ルNo.202の第2誘電体層を熱伝導率の高いものに替
えた急冷構造の媒体であるため、ジッタが最小となる転
送レートはサンプルNo.202と同じであるが、その転
送レートでのジッタは、低転送レート時に最小ジッタを
示すサンプルNo.201の最小ジッタと同等である。
【0092】この表2および図4に示される結果から、
n・Twが22ns以下と短い高転送レート記録では、媒
体を急冷構造とすることによって初めて、低転送レート
記録時と同等までジッタを小さくできることがわかる。
【0093】実施例3(n・Twに関する比較) サンプルNo.1 第2誘電体層32をAl23(熱伝導率44W/mK)から
構成したほかは実施例1のサンプルNo.101と同様に
して作製した。
【0094】このサンプルについて、n・Tw=15.
24nsとなるように記録線速度Vを11.4m/sとし、
かつTmin/(n・Tw)=0.1〜0.4としたほか
は実施例1と同様にしてジッタを測定した。結果を図5
に示す。
【0095】なお、図5に示す曲線は、Tmin/(n・
Tw)=0.1〜0.4の範囲での測定値を、2次曲線
で近似したものである。
【0096】サンプルNo.2 記録層の組成を変更したほかはサンプルNo.1と同様に
して光記録ディスクサンプルを作製した。このサンプル
について、n・Twが17.78nsとなるように線速度
を9.8m/sとしたほかはサンプルNo.1と同様にしてジ
ッタを測定した。結果を図5に併記する。このサンプル
における記録層の組成は、上記線速度において記録マー
クの消去が可能となるように選択した。なお、線速度が
9.8m/sのとき、(λ/NA)/Vは48.6nsであ
る。
【0097】サンプルNo.3 記録層の組成を変更したほかはサンプルNo.1と同様に
して光記録ディスクサンプルを作製した。このサンプル
について、n・Twが21.32nsとなるように線速度
を8.1m/sとしたほかはサンプルNo.1と同様にしてジ
ッタを測定した。結果を図5に併記する。このサンプル
における記録層の組成は、上記線速度において記録マー
クの消去が可能となるように選択した。なお、線速度が
8.1m/sのとき、(λ/NA)/Vは58.8nsであ
る。
【0098】評価 図5において、Tmin/(n・Tw)<0.113の範
囲でジッタが13%を超えているのは、レーザー発光素
子の応答性による制限を受け、レーザー光の照射強度が
不十分となったためである。なお、図5では、Tmin/
(n・Tw)≧0.145のときジッタが10%以下と
なっている。
【0099】図5から、最短信号長n・Twが22ns以
下と短い場合において媒体を急冷構造とすれば、レーザ
ー発光素子の応答性による制限を受けない範囲のTmin
/(n・Tw)においてジッタを低くできることがわか
る。
【0100】実施例4(反射層5および第2誘電体層3
2の熱伝導率に関する比較) 記録層の組成を 式I (RaTebSbc1-xx において M=In、Ge、 a=0、 b=0.22、 c=0.78、 x=0.07、 In:Ge=1:6 とし、反射層の熱伝導率KRならびに第2誘電体層の組
成および熱伝導率K2Dを表3に示すものとしたほかは実
施例1のサンプルNo.101と同様にして、光記録ディ
スクサンプルを作製した。これらのサンプルについて、
記録線速度Vを11.4m/s(n・Tw=15.24n
s)としたほかは実施例1と同様にしてジッタを測定し
た。結果を表3に示す。
【0101】なお、表3に示すジッタは、記録信号パル
スの相対幅Tmin/(n・Tw)を変えながら測定した
ジッタの極小値である。表3に示すサンプルにおいてジ
ッタが極小となるTmin/(n・Tw)の範囲は、0.
13〜0.2であった。
【0102】なお、表3に示すサンプルNo.301〜No.
305では、反射層をAg98Pd1Cu1から構成した。
また、サンプルNo.306〜No.308では、反射層をA
g−Pdから構成し、Pd含有量を変更することにより
熱伝導率を変更した。また、サンプルNo.309では、
反射層をAl98.4Cr1.6から構成した。
【0103】
【表3】
【0104】表3から、反射層の熱伝導率KRおよび第
2誘電体層の熱伝導率K2Dを前記した好ましい範囲内と
して急冷構造とすることにより、レーザー発光素子の応
答性による制限を受けない範囲のTmin/(n・Tw)
においてジッタを小さくできることがわかる。
【0105】実施例5(第1誘電体層31の構造に関す
る比較) サンプルNo.401 図2に示す構造の光記録ディスクサンプルを作製した。
【0106】反射層5は、組成をAg98Pd1Cu1(熱
伝導率170W/mK)としたほかは実施例1と同じとし
た。第2誘電体層32は、Al23から構成したほかは
実施例1と同じとした。記録層4は、組成を 式I (RaTebSbc1-xx において M=In、Ge、 a=0、 b=0.19、 c=0.81、 x=0.06、 In:Ge=1:5 としたほかは実施例1と同じとした。単位誘電体層31
Cは、厚さ35nmとし、ZnS(80モル%)−SiO
2(20モル%)から構成した。単位誘電体層31D
は、厚さ100nmとし、Al23から構成した。透光性
基体2は実施例1と同じとした。
【0107】サンプルNo.402 単位誘電体層31Dを厚さ100nmの窒化アルミニウム
層としたほかはサンプルNo.401と同様にして作製し
た。
【0108】サンプルNo.403 単位誘電体層31Dを厚さ100nmの窒化シリコン層と
したほかはサンプルNo.401と同様にして作製した。
【0109】サンプルNo.404 第1誘電体層を厚さ130nmのZnS(80モル%)−
SiO2(20モル%)層からなる単層構成としたほか
はサンプルNo.401と同様にして作製した。
【0110】評価 上記各サンプルについて、記録線速度V=16.3m/s
(n・Tw=10.67ns)、Tmin/(n・Tw)=
0.2としたほかは実施例1と同様にして、ジッタを測
定した。結果を表4に示す。また、各サンプルにおける
第1誘電体層32の熱伝導率K2D、単位誘電体層31C
の熱伝導率KCおよび単位誘電体層31Dの熱伝導率KD
を、それぞれ表4に示す。
【0111】
【表4】
【0112】表4から、第1誘電体層31を構成する2
層の単位誘電体層において、熱伝導率を本発明で限定す
る関係としたことによる効果が明らかである。また、サ
ンプルNo.401〜403では、第2誘電体層32の熱
伝導率K2Dを高くし、かつ、第1誘電体層31を本発明
で限定する構造としているため、n・Twが10.67
nsと極めて短く、かつ、Tmin/(n・Tw)が0.2
と比較的大きいにもかかわらず、ジッタが著しく小さく
なっている。
【0113】実施例6(第2誘電体層32の厚さに関す
る比較) Al23(熱伝導率44W/mK)から構成される第2誘電
体層32の厚さを表5に示す値としたほかは実施例3の
サンプルNo.1と同様にしてサンプルを作製し、記録線
速度V=11.4m/s(n・Tw=15.24ns)、Tm
in/(n・Tw)=0.17としたほかは実施例1と同
様にして、ジッタを測定した。結果を表5に示す。表5
にはサンプルNo.1の結果も併記してある。
【0114】
【表5】
【0115】表5から、第2誘電体層の厚さが30nm以
下の場合、ジッタが許容範囲内に収まることがわかる。
【0116】実施例7(記録層4の厚さおよび組成に関
する比較) 記録層の組成を 式I (RaTebSbc1-xx において R=Tb、 M=In、Ge、 a=0.05、 b=0.17、 c=0.78、 x=0.06、 In:Ge=1:5 とし、かつ、記録層4を表6に示す厚さとし、かつ、第
2誘電体層32をAl23(熱伝導率44W/mK)から構
成したほかは実施例1のサンプルNo.101と同様にし
て、光記録ディスクサンプルNo.601〜No.605を作
製した。また、記録層の組成を 式I (RaTebSbc1-xx において M=In、Ge、 a=0、 b=0.19、 c=0.81、 x=0.07、 In:Ge=1:6 とし、記録層4を表6に示す厚さとしたほかは上記サン
プルNo.601〜No.605と同様にして、光記録ディス
クサンプルNo.606〜No.610を作製した。
【0117】これらのサンプルについて、記録線速度V
=11.4m/s(n・Tw=15.24ns)、Tmin/
(n・Tw)=0.2としたほかはサンプルNo.101
と同様にして記録を行った後、再生出力を測定し、次い
で、25dB以上の消去率が得られる最大線速度(消去可
能線速度)を測定した。消去パワーは直流とした。ま
た、サンプルNo.602〜No.605については、波長6
50nmで再生したときの出力も測定した。また、各サン
プルについてクロスイレーズを測定した。これらの結果
を表6に示す。なお、表6に示す再生出力は、記録層の
厚さが15nmのときの再生出力で規格化した値である。
【0118】
【表6】
【0119】表6から、記録層にTbを添加することに
より、消去可能線速度が速くなり、また、記録層を薄く
したときの再生出力低下が著しく抑制されることがわか
る。また、記録・再生波長を405nmとした場合、記録
・再生波長が650nmである場合に比べ、記録層を薄く
したときの再生出力落ち込みが著しく小さいことがわか
る。また、Tbを添加した記録層では、薄くすることに
よりクロスイレーズが抑制されることがわかる。なお、
Tbに替えてDyまたはGdを添加した記録層を有する
サンプルを作製し、これらについても同様な測定を行っ
たところ、Tb添加の場合と同等の結果が得られた。
【0120】実施例8(記録層4の組成に関する比較) 記録層の組成を、 式I (RaTebSbc1-xx において R=Tb、 x=0、 とし、かつ、a、b、cを表7に示す値とし、また、第
2誘電体層32をAl23(熱伝導率44W/mK)から構
成したほかは実施例1のサンプルNo.101と同様にし
て、光記録ディスクサンプルを作製した。これらのサン
プルについて、実施例7と同様にして再生出力および消
去可能線速度を測定した。また、各サンプルについて記
録層の結晶化温度を測定した。これらの結果を表7に示
す。
【0121】
【表7】
【0122】表7から、希土類元素を添加することによ
り記録層の結晶化温度が上がって保存信頼性が向上する
ことがわかる。そして、c、a/bおよびa/cがいず
れも所定範囲内となるように組成を制御することによ
り、十分な再生出力が得られ、かつ、高線速度での消去
が可能となることがわかる。
【0123】実施例9(グルーブ深さに関する比較) 光路長で表したグルーブ深さを表8に示す値としたほか
は実施例3のサンプルNo.1と同様にしてサンプルを作
製した。これらのサンプルについて、記録線速度V=1
1.4m/s(n・Tw=15.24ns)、Tmin/(n・
Tw)=0.17で記録を行い、クロスイレーズおよび
クロストークを測定した。結果を表8に示す。なお、表
8には、サンプルNo.1の結果も併記してある。
【0124】
【表8】
【0125】表8から、光路長で表したグルーブ深さを
λ/7〜λ/5とすることにより、クロスイレーズおよ
びクロストークの両者を少なくできることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【図2】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【図3】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【図4】n・Twおよび転送レートと、ジッタとの関係
を示すグラフである。
【図5】Tmin/(n・Tw)とジッタとの関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
2 透光性基体 20 支持基体 21 グルーブ 22 ランド 31 第1誘電体層 31C、31D 単位誘電体層 32 第2誘電体層 4 記録層 5 反射層 6 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 535 G11B 7/24 535H 538 538C (72)発明者 加藤 達也 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 新開 浩 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5D029 HA07 JA01 LB01 LB11 LC17 MA17 5D090 AA01 BB05 CC02 DD01 EE01 EE06 EE11 FF21 KK01 KK06 KK20

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録層を有する光記録媒体に記録を行う
    方法であって、 記録に用いるレーザー光の波長をλ、照射光学系の対物
    レンズの開口数をNAとしたとき、 λ/NA≦680nm とし、 検出窓幅をTw、最短記録マークに対応する信号長をn
    ・Twとしたとき、 n・Tw≦22ns として記録を行う光記録方法。
  2. 【請求項2】 最短記録マークを形成する際に用いるレ
    ーザー光の発光時間をTminとしたとき、 0.113≦Tmin/(n・Tw)≦1.0 として記録を行う請求項1の光記録方法。
  3. 【請求項3】 前記記録層が相変化型記録層である請求
    項1または2の光記録方法。
  4. 【請求項4】 記録時の線速度をVとしたとき、 (λ/NA)/V≦60ns である請求項1〜3のいずれかの光記録方法。
  5. 【請求項5】 前記光記録媒体は、記録用レーザー光入
    射側からみて、前記記録層、誘電体層および反射層をこ
    の順で有し、前記反射層の熱伝導率をKRとし、前記記
    録層と前記反射層との間に存在する前記誘電体層の熱伝
    導率をK2Dとしたとき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である請求項1〜4のいずれかの光記録方法。
  6. 【請求項6】 前記光記録媒体は、記録用レーザー光入
    射側からみて、透光性基体、誘電体層および前記記録層
    をこの順で有し、 前記透光性基体と前記記録層との間に存在する前記誘電
    体層には、少なくとも2層の単位誘電体層が含まれ、か
    つ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体層が隣接して
    存在し、 熱伝導率が相異なる前記2種の単位誘電体層のうち、記
    録層に相対的に近い単位誘電体層の熱伝導率をKC
    し、記録層から相対的に遠い単位誘電体層の熱伝導率を
    Dとしたとき、 KC<KD である請求項1〜5のいずれかの光記録方法。
  7. 【請求項7】 希土類元素をRで表し、希土類元素、T
    eおよびSbのすべてを除く元素をMで表し、前記光記
    録媒体の記録層構成元素の原子比を 式I (RaTebSbc1-xx で表し、 a+b+c=1 としたとき、 a>0、 0.4≦c≦0.95、 a/b≦1.2、 a/c≦0.7、 0≦x≦0.1 である請求項1〜6のいずれかの光記録方法。
  8. 【請求項8】 相変化型の記録層を有する光記録媒体で
    あって、 希土類元素をRで表し、希土類元素、TeおよびSbの
    すべてを除く元素をMで表し、前記記録層構成元素の原
    子比を 式I (RaTebSbc1-xx で表し、 a+b+c=1 としたとき、 a>0、 0.4≦c≦0.95、 a/b≦1.2、 a/c≦0.7、 0≦x≦0.1 である光記録媒体。
  9. 【請求項9】 記録用レーザー光の入射側からみて、前
    記記録層、誘電体層および反射層をこの順で有し、前記
    反射層の熱伝導率をKRとし、前記記録層と前記反射層
    との間に存在する前記誘電体層の熱伝導率をK2Dとした
    とき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である請求項8の光記録媒体。
  10. 【請求項10】 前記光記録媒体は、記録用レーザー光
    入射側からみて、透光性基体、誘電体層および前記記録
    層をこの順で有し、 前記透光性基体と前記記録層との間に存在する前記誘電
    体層には、少なくとも2層の単位誘電体層が含まれ、か
    つ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体層が隣接して
    存在し、 熱伝導率が相異なる前記2種の単位誘電体層のうち、記
    録層に相対的に近い単位誘電体層の熱伝導率をKC
    し、記録層から相対的に遠い単位誘電体層の熱伝導率を
    Dとしたとき、 KC<KD である請求項8または9の光記録媒体。
  11. 【請求項11】 相変化型の記録層を有する光記録媒体
    であって、 記録用レーザー光の入射側からみて、前記記録層、誘電
    体層および反射層をこの順で有し、前記反射層の熱伝導
    率をKRとし、前記記録層と前記反射層との間に存在す
    る前記誘電体層の熱伝導率をK2Dとしたとき、 KR≧100W/mK、 K2D≧1W/mK である光記録媒体。
  12. 【請求項12】 記録用レーザー光入射側からみて、前
    記記録層の手前側に誘電体層を有し、 前記記録層の手前側に存在する前記誘電体層には、少な
    くとも2層の単位誘電体層が含まれ、かつ、熱伝導率が
    相異なる2種の単位誘電体層が隣接して存在し、 熱伝導率が相異なる前記2種の単位誘電体層のうち、記
    録層に相対的に近い単位誘電体層の熱伝導率をKC
    し、記録層から相対的に遠い単位誘電体層の熱伝導率を
    Dとしたとき、 KC<KD である請求項11の光記録媒体。
  13. 【請求項13】 記録用レーザー光入射側からみて、透
    光性基体、誘電体層および相変化型の記録層をこの順で
    有し、 前記透光性基体と前記記録層との間に存在する前記誘電
    体層には、少なくとも2層の単位誘電体層が含まれ、か
    つ、熱伝導率が相異なる2種の単位誘電体層が隣接して
    存在し、 熱伝導率が相異なる前記2種の単位誘電体層のうち、記
    録層に相対的に近い単位誘電体層の熱伝導率をKC
    し、記録層から相対的に遠い単位誘電体層の熱伝導率を
    Dとしたとき、 KC<KD である光記録媒体。
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