JP4060574B2 - 追記型光記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、追記型の光記録媒体に関する。
【0002】
【従来技術】
追記型の記録媒体としては、レーザ光照射により媒体にピット(穴)をあけて情報を記録する方法、或いは相変化や合金化等による構造変化を生じさせ反射率を変化させて情報を記録する方法が提案されている。
例えばピット方式の場合、Te膜を用いた研究が進み、その中で耐環境特性を改善するためTe膜表面に酸化膜を形成する方法が特開昭58−189850号公報に開示されている。同じく、耐環境特性を改善するため、TeにSeやCを添加した提案やCS2−Te膜の検討も進められた(記録・記憶技術ハンドブック、p.543〜546、丸善)。
また、Te膜の記録感度向上のためにBi、Zn、Cd、In、Sb、Snとの合金化により低融点化を図る方法(特開昭58−9234号公報)も提案されている。
【0003】
一方、相変化方式としては、代表的なものとして、TeOx及びこれにGe、Sn、Pbを添加した提案(記録・記憶技術ハンドブック、p.546)や、反射層をBi2Te3、相変化記録層をSb2Se3とした2層タイプのもの(光記録技術と材料、p.94〜95、CMC出版)が提案されている。
また、合金化方式としては、Ge、Si、Snの元素群から選択された少なくとも一種の元素から成る層と、Au、Ag、Al、Cuの元素群から選択された少なくとも一種の元素から成る層との2層記録層にレーザ光を照射し、この2層を合金化させて記録する方法(特開平4−22678号公報)が提案されている。
しかしながら、上記ピット方式の場合、記録密度の向上に伴ない均一なピットを得る事が困難となるし、これにより信号特性と記録感度が劣化する。
また、上記相変化方式の場合、結晶と非晶の間の相転移を利用するものにおいて、場合により記録マークが消去される危険性がある。
また、上記合金化方式の場合、レーザ照射による反射率の変動、即ち、記録マークの再生信号のコントラストが小さいという問題を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みて、高密度対応(例えばDVD−R)記録媒体において、再生信号のC/N及びコントラストが良好で、記録感度も十分に高く、記録マークの消去の可能性が全くなく、耐候性に優れた追記型光記録媒体の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は次の1)〜2)の発明(以下、本発明1〜2という)によって解決される。
1) 記録層が第一記録層、第二記録層の2層から成り、第一記録層がCu又はZn元素を含み、第二記録層が、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素と、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素を含み、更にPt、Co、Niの中から選ばれた少なくとも一つの元素を1〜3at%含む合金層である事を特徴とする追記型光記録媒体。
2) 前記第二記録層の組成式をAxB100−x(但し、xはat%、Aは、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素、Bは、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素)として、30≦x≦90の範囲にある事を特徴とする1)記載の追記型光記録媒体。
【0006】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明1では、光の照射によって、第一記録層の構成元素を第二記録層に拡散させ、記録層の光学定数を変化させて情報を記録する。
光の照射により、第一記録層を構成するCu又はZn元素が、第二記録層に拡散する現象の機構は正確には解明されていないが、一つの考え方として、例えばSb−Te、Ge−Sb−Te等の第二記録層を形成する半導体が光を吸収することにより生じた電子が、不純物準位等にトラップされて負の電界を作り、これが正のイオンとなったCu+やZn2+を引き付けて拡散を生じさせるものと考えられる。また、光の吸収に伴なう発熱も拡散効果を高めているものと思われる。
また、第二記録層の組成を本発明2で規定したような、AxB100−x(xはat%、30≦x≦90)とすることにより、第一記録層の構成元素が第二記録層に拡散する効率を高めることが出来る。ここで、xが30at%未満の場合は、拡散効果が低下し、90at%を越えると環境特性が低下するので好ましくない
【0007】
また、第二記録層にPt、Co、Niの中から選ばれた少なくとも一つの元素を1〜3at%添加する事により、記録層の耐環境特性を向上させる事ができる。
また、光の照射により第一記録層の構成元素が第二記録層に拡散した結果として拡散層が生じる。この拡散層中での第一記録層の元素濃度は均一であり、光による情報の記録と再生は拡散層により実現されている。即ち、拡散層の存在が記録前後での光学定数の変化を引き起こしていると考えられる。この拡散層として均一相を形成することが本発明の特徴であり、これにより記録前後での光学定数の変化が大きくなり良好な信号特性が得られるものと考えられる。
更に、基板上での第一記録層と第二記録層の順序はどちらが先でも良いが、記録モードをハイ・トゥー・ロー(high to low)にする時は、基板、第一記録層、第二記録層の順に設けるのが好ましく、ロー・トゥー・ハイ(low to high)モードにする時は、基板、第二記録層、第一記録層の順に設けるのが好ましい。
本発明は、元素の拡散を記録に利用するので、記録感度が極めて良好であり、記録マークも穴等の変形と異なり綺麗であって良好な信号特性を有する。
【0008】
図1は、本発明の追記型光記録媒体の層構成の一例である。
即ち案内溝を有する基板(1)の上に、第一記録層(2)と第二記録層(3)からなる2層記録層、環境保護層(4)を順に設けた例を示している。
基板(1)の材料としては、通常、ガラス、セラミック、又は樹脂が用いられるが、成形性の点で樹脂基板が好ましい。具体例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性等の点からポリカーボネート樹脂が好ましい。また、基板の形状は、ディスク状、カード状、シート状等の何れでもよい。
【0009】
記録層としては、基板上に、Cu又はZn元素を含む第一記録層、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素と、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素を含む第二記録層を順に積層する。なお、第一記録層、第二記録層の順序は逆でもよい。
成膜法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム法等があるが、特にスパッタリング法が好ましい。
第一記録層の膜厚は、50〜200Å、好ましくは100〜150Åの範囲がよく、第二記録層の膜厚は、100〜400Å、好ましくは、150〜200Åが良い。
更に、環境保護層としてエポキシ系樹脂をスピンコート法により設ける。
【0010】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【0011】
実施例1〜11、比較例1〜2
ピッチ0.74μm、深さ400Åの案内溝を有する、厚さ0.6mm、直径120mmφのポリカーボネート基板上に、下記表1に示す組成の第一記録層と第二記録層から成る記録層を順次スパッタ法により設け光記録媒体を作成した。
【表1】
【0012】
得られた光記録媒体について、信号特性として、C/N比と記録前の反射率、記録前後のコントラストを評価した。
記録信号はEFMランダムパターン、記録パワーは8mW、10mW、12mW、記録線速度は6m/sで行い、再生信号のC/Nは3T信号で評価した。
記録再生用光源の半導体レーザの波長は650nmとした。
また、環境特性については、80℃、80%温湿下で200時間保存した後の記録マーク(10mW記録)の再生信号(C/N)と反射率で評価した。
以上の結果を表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】
また、Cu又はZn元素を含む第一記録層から、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素と、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素から成る合金層への光の照射による拡散の状態は、オージン電子分光法で測定した。
その結果、実施例1〜11の全てにおいて、第一記録層の元素が第二記録層に拡散しており、この拡散層は薄膜X線回折により非晶質である事を確認した。
また、光照射前後での屈折率の差が大きい事がエリプメータの測定で分った。
そして実施例の光記録媒体は、記録パワーが8mWでもC/Nが54dB以上の高い記録感度を有し、コントラスト及び反射率も高くDVD−R用の記録媒体として使用できる。
【0015】
また、表には示していないが、本発明2における第二記録層の組成式AxB100−xのxが30より小さい場合には、光を照射した時の第一記録層を構成するCu又はZn元素の第二記録層への拡散効率が低下し、記録前後での光学定数の変化が少なく、大きなコントラストをとる事ができないこと、また、xが90より大きい場合には特にTeの場合環境特性が低下することを確認した。
また、Pt、Ni、Coの添加による効果は、実施例5と比較例1との対比から明らかである。即ち、実施例5では、80℃、80%の環境雰囲気下で200時間においても信号特性が変化してないのに対し、比較例1では顕著な特性劣化が見られる。なお、ここではNiについて比較したが、Pt、Coを添加した他の実施例の環境特性も優れている事から、Pt、Ni、Coの何れも環境特性を改善する効果があると見ることが出来る。この理由は明確でないが、不動態の形成を促進させるためではないかと思われる。
以上述べたように、本発明の光記録媒体は、記録感度、C/N、コントラスト及び耐候性の何れも優れたものである。
【0016】
【発明の効果】
本発明1〜2によれば、記録感度、C/N、コントラスト及び耐候性(耐環境特性)に優れた追記型光記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の追記型光記録媒体の層構成の一例を示す図。
【符号の説明】
1 基板
2 第一記録層
3 第二記録層
4 環境保護層
Claims (2)
- 記録層が第一記録層、第二記録層の2層から成り、第一記録層がCu又はZn元素を含み、第二記録層が、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素と、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素を含み、更にPt、Co、Niの中から選ばれた少なくとも一つの元素を1〜3at%含む合金層である事を特徴とする追記型光記録媒体。
- 前記第二記録層の組成式をAxB100−x(但し、xはat%、Aは、S、Se、Teの中から選ばれた少なくとも一つの元素、Bは、Sb、Ge、Sn、Bi、In、Alの中から選ばれた少なくとも一つの元素)として、30≦x≦90の範囲にある事を特徴とする請求項1記載の追記型光記録媒体。
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