JP4233224B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に関する。
【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、レーザービーム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単一のレーザービーム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り、また、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】
一般に相変化型光記録媒体において情報を記録する際には、まず、記録層全体を結晶質状態としておき、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）のレーザービームを照射する。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）のレーザービームを照射する。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、単一の光ビーム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。
【０００４】
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系材料やＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が用いられることが多い。
【０００５】
相変化型光記録媒体では、トラッキングのために透光性基体にグルーブ（案内溝）が形成されており、このグルーブがアドレス情報を担持していることもある。従来は、グルーブ内または隣接するグルーブ間の領域（ランド）に記録マークを形成することが一般的であった。しかし、最近、高密度記録を行うため記録トラックピッチを狭める必要性から、グルーブとランドとの両方を記録トラックとするランド・グルーブ記録が提案されている。しかし、ランド・グルーブ記録では記録トラックピッチが狭くなるので、記録再生に用いるレーザー光のビームスポットが隣接トラックにはみ出してしまう。これにより、再生時には、クロストークが大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、例えば特許第２６９７５５５号公報では、ランド幅とグルーブ幅とをほぼ等しくした上で、グルーブ深さをλ／７〜λ／５の光学長とすることにより、ランド・グルーブ記録におけるクロストークを低減する提案がなされている。なお、λは再生光の波長である。同公報には、グルーブ深さが光学長で１／６のときにクロストークが最小となることが記載されている。また、特開平１１−７６５８号公報には、ランド・グルーブ記録方式においてはグルーブ深さが光学長でλ／６〜λ／３のときに、クロストークが最小になることが記載されている。実際、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、グルーブ深さ７０nm（光学長でほぼλ／６）で実用化されている。
【０００７】
一方、高密度記録化のための他の手段として、記録再生用のレーザー光のビームスポット径を小さくすることも有効である。ビームスポット径は、レーザー光の波長をλ、記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡとして、一般にλ／ＮＡで表される。したがって、ビームスポット径を小さくするためには、記録・再生波長を短くするか、ＮＡを大きくすればよい。例えばＤＶＤをＣＤと比較すると、記録・再生波長を７８０nmから６５０nmへと短くし、ＮＡを０．４５から０．６へと大きくすることにより、６〜８倍の記録容量（４．７GB／面）を達成している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１１）のいずれかの構成により達成される。
（１） グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドが形成された透光性基体であって、前記グルーブと前記ランドの幅が実質的に等しい透光性基体を有し、グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドを記録トラックとして用い、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体であって、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
であることを特徴とする光記録媒体。
（２）
ＮＡ≧０．６
である再生光学系と組み合わせて使用される上記（１）の光記録媒体。
（３） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体を設計するに際し、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
となるようにグルーブ深さを設定する光記録媒体の設計方法。
（４）
ＮＡ≧０．６
として設計を行う上記（３）の光記録媒体の設計方法。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ランド・グルーブ記録方式を採用した光記録媒体において、十分に広いチルトマージンと十分に小さいクロストークとを共に実現する提案はなされていない。また、本発明者らの研究によれば、クロストーク減少を主目的として媒体設計を行うと、十分な再生出力が得られず、その結果、ジッタが大きくなってしまう場合があることがわかった。
【００１０】
本発明の目的は、ランド・グルーブ記録方式を採用した光記録媒体において、十分なチルトマージンを得ると共にクロストークを小さくし、かつ、十分に大きな再生出力を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記（１）〜（４）の構成により達成される。
（１） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体であって、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
である光記録媒体。
（２）
ＮＡ≧０．６
である再生光学系と組み合わせて使用される上記（１）の光記録媒体。
（３） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体を設計するに際し、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
となるようにグルーブ深さを設定する光記録媒体の設計方法。
（４）
ＮＡ≧０．６
として設計を行う上記（３）の光記録媒体の設計方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、上記Ｔを用いて、すなわち再生光のビームスポット径λ／ＮＡに対する記録トラックピッチＰTの比率を用いて、グルーブ深さλ／（ｘ・ｎ）を規定するｘの範囲を規制し、同時に、Ｔの範囲も限定する。これにより、ランド・グルーブ記録方式の光記録媒体において、十分に広いチルトマージンを得た上で、クロストークを十分に小さくすることができ、かつ、十分に大きな再生出力を得ることができる。
【００１３】
本発明では、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
とし、好ましくは
０．５５≦Ｔ≦０．６６
とする。ｘを上記範囲とする理由は、以下のとおりである。Ｔが上記範囲内にある場合においてｘが上記範囲を下回ると出力が臨界的に低くなり、その結果、ジッタが悪化する。一方、ｘが上記範囲を上回ると、臨界的にクロストークが急激に増大してしまう。
【００１４】
また、Ｔの一次式によってｘの範囲を決定する理由は、以下のとおりである。なお、以下の説明においては、ビームスポット径に対する記録トラックピッチの比率Ｔを、相対的トラック幅と呼ぶ。
【００１５】
まず、ｘの上限は、クロストーク量を抑えるために定められた値である。クロストークは、相対的トラック幅が狭いほど大きくなる。一方、グルーブ深さがλ／６ｎ未満の場合、グルーブが深いほどクロストークは小さくなる。したがって、クロストークを一定量以下に抑えるためには、Ｔが小さい場合にはｘを小さく（グルーブを深く）し、Ｔが大きい場合にはｘを大きく（グルーブを浅く）すればよい。本発明者らは、クロストーク低減のために必要なＴとｘとの関係を求めるために多数の実験を行い、ｘ≦２５Ｔ−３．８とすればよいことを見いだした。
【００１６】
一方、ｘの下限は、十分な再生出力を確保するために定められた値である。相対的トラック幅Ｔが小さいと、再生出力が小さくなるため、ジッタが悪化する。一方、グルーブを浅くすれば、再生出力は大きくなる。したがって、十分な再生出力を確保するためには、Ｔが小さい場合にはｘを大きく（グルーブを浅く）する必要があり、Ｔが大きい場合にはｘが小さくても（グルーブが深くても）よい。本発明者らは、再生出力確保のために必要なＴとｘとの関係を求めるために多数の実験を行い、−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘとすればよいことを見いだした。
【００１７】
次に、Ｔの範囲を限定する理由を説明する。
【００１８】
Ｔが上記範囲を下回る場合、すなわちビームスポットの記録トラックからのはみ出し量が多い場合、クロストークが大きくなり、また、チルトマージンが小さくなってしまう。また、記録時に隣接トラックの記録マークを消去してしまう現象（クロスイレーズともいう）が生じやすくなる。
【００１９】
一方、Ｔが大きい場合、すなわちビームスポットの記録トラックからのはみ出し量が少ない場合、トラッキングサーボの安定性が不十分となることがあり、特に線速度が速い場合にトラッキングサーボが不安定になりやすい。また、Ｔが上記範囲を上回る場合、利用できるビームスポットの大きさに対し、媒体の高密度化が十分であるとはいえない。すなわち、利用できる資源を十分に活用しているとはいえない。本発明は、Ｔが小さい場合、すなわち、利用できるビームスポット径に対し限界まで高密度化した場合に、効果を発揮する。
【００２０】
前記特許第２６９７５５５号公報および前記特開平１１−７６５８号公報に記載されているように、従来、クロストークの低減を主目的として、グルーブ深さは再生光の波長λだけを用いて限定されることが一般的であった。しかし、本発明者らは、相対的トラック幅ＰT／（λ／ＮＡ）がクロストーク、チルトマージンおよび再生出力に密接に関係することを見いだした。そして本発明では、この知見に基づき、グルーブ深さを規定するｘの範囲を、ＰT／（λ／ＮＡ）を用いて限定し、これによりクロストーク低減、チルトマージン確保および再生出力確保を共に実現した。
【００２１】
本発明は、クロスイレーズ低減にも有効であり、特に、短波長のレーザー光で記録する場合のクロスイレーズ低減に有効である。その理由を以下に説明する。
【００２２】
ビームスポット径λ／ＮＡは波長λが短いほど小さくなるので、ビーム内でのエネルギー密度は波長λが短いほど高くなる。したがって、例えば波長４００nm付近の青紫色レーザーで記録を行う場合、ＤＶＤ−ＲＡＭなどに用いられている波長６５０nm付近の赤色レーザーを用いる場合に比べ、記録層の温度が上昇しやすくなる。そのため、記録波長λが短いと、ビームスポット径に対する記録トラックピッチの比率Ｔがそれほど小さくない場合でもクロスイレーズが発生しやすくなる。
【００２３】
クロスイレーズを小さくする手段の一つとして、記録感度を上げることが有効である。本発明者らの研究によれば、記録感度を高くするためには媒体の反射率を低くすることが有効であることがわかった。しかし、反射率を低くすると、通常、それに伴って再生出力が低下する。また、再生出力は、記録層の結晶質領域と非晶質記録マークとの反射率差に依存し、４００nm付近の短波長域では、媒体の光学設計を最適化しても、６５０nmの波長域と同等の反射率差を確保することが難しいため、これによっても再生出力が低くなる。そのため、ジッタが大きくなってしまう。
【００２４】
これに対し本発明では、上記したように、ｘを大きく（グルーブを浅く）することにより再生出力を高くできる。クロスイレーズを低減するために反射率の低い設計とすれば再生出力が低下してしまい、また、短波長域では再生出力が低下してしまうが、本発明ではｘの制御によりこの再生出力の低下を抑えることができる。そのため本発明では、短波長レーザーを利用する高密度記録媒体において、再生出力低下によるジッタ増大を抑えた上で、クロスイレーズを小さくする設計が可能となる。
【００２５】
なお、短波長域、特に２００〜４５０nmの波長域においては、再生出力が低くなりやすいためｘの下限を大きくすることが好ましく、具体的には、
−１２．６Ｔ＋１６．０≦ｘ
とすることが好ましい。また、このような短波長域におけるクロスイレーズを低減するためには、
ｘ≦２５Ｔ−４．５
とすることが好ましい。また、このような短波長域では、前述したようにクロスイレーズが大きくなりやすいため、ビームスポットの記録トラックからのはみ出し量を規定する前記Ｔは、
０．５６≦Ｔ
であることが好ましい。
【００２６】
本発明が適用される光記録媒体の構成例を、図１に示す。この光記録媒体は、透光性基体２上に第１誘電体層３１、相変化型の記録層４、第２誘電体層３２、反射層５および保護層６をこの順に設けた片面記録型（単板型）媒体である。なお、この片面記録型媒体を２枚用い、保護層６が内側になるように接着層により接着した両面記録型の媒体にも、本発明は適用できる。また、上記片面記録型媒体と保護基体とを接着層により接着した媒体にも、本発明は適用できる。
【００２７】
透光性基体２
本発明の光記録媒体では透光性基体２を通して記録層４に記録再生光が照射されるので、透光性基体２は、記録再生光に対して実質的に透明である材質、例えば、樹脂やガラスなどから構成されることが好ましい。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン等を用いればよい。
【００２８】
透光性基体２は、ランド２２を挟んでグルーブ２１を有する。光入射側（透光性基体２側）から見たとき、ランド２２の表面に対しグルーブ２１の表面は相対的に手前側に存在する。ランド２２およびグルーブ２１は、いずれも記録トラックとして用いられる。グルーブ幅とランド幅とは同一であってもよく異なってもよい。ただし、グルーブおよびランドの両方において本発明の効果を十分に発揮させるためには、グルーブ２１の幅をＷG、ランド２２の幅をＷLとしたとき、好ましくは
０．３≦ＷG／（ＷL＋ＷG）≦０．７
とする。
【００２９】
高密度記録を行うためには、記録トラックピッチを好ましくは０．７μm以下、より好ましくは０．６μm以下とする。なお、記録トラックピッチは、（グルーブ幅＋ランド幅）／２である。
【００３０】
透光性基体２の厚さは、０．８mm以下、好ましくは０．２〜０．６５mmである。透光性基体２が厚すぎると、チルトマージンが小さくなってしまい、透光性基体２が薄すぎると、透光性基体が変形しやすくなってエラーが多くなってしまう。透光性基体の形状は特に限定されないが、通常、ディスク状とし、その場合の直径は、５０〜３６０mm程度とする。
【００３１】
なお、図１に示す構成例は、他部材で支持することなく形状の維持が可能な程度の厚さを有する樹脂板やガラス板を透光性基体２として利用するが、本発明は、記録密度向上のために透光性基体をさらに薄くした光記録媒体にも適用することができる。その場合の構成例を図２に示す。
【００３２】
図２に示す光記録媒体は、支持基体２０上に、反射層５、第２誘電体層３２、記録層４、第１誘電体層３１および透光性基体２をこの順で設けた片面記録型のものである。図２における支持基体２０は、図１に示す透光性基体２と同様に、それ自体で形状維持が可能な程度の厚さをもつ樹脂板やガラス板から構成される。支持基体２０の厚さは、好ましくは０．２〜１．６mm、より好ましくは０．４〜１．２mmである。支持基体２０上の反射層５から第１誘電体層３１までの積層順は、記録再生光入射側（透光性基体２側）から見て、図１に示す構成例と同じである。
【００３３】
図２における透光性基体２は、記録再生光を透過するために透光性を有する。例えば、支持基体２０と同程度の厚さの樹脂板やガラス板を透光性基体２として用いてもよい。
【００３４】
ただし、本発明は、高記録密度達成のために記録再生光学系を高ＮＡ化する場合に特に有効である。したがって、前記特開平１１−７６５８号公報に記載された光透過層と同様に、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２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２が薄すぎると、透光性基体２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２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。
【００３５】
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。
【００３６】
図２に示す透光性基体２においても図１と同様に、記録再生光入射側から見て、グルーブ２１表面はランド２２表面に対し相対的に手前側に存在する。透光性基体２がもつランド２２およびグルーブ２１は、そのネガパターンである凹凸パターンを支持基体２０表面に設け、その上に誘電体層、記録層等および透光性基体２を設けて前記凹凸パターンを転写することにより形成できる。
【００３７】
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。各誘電体層は、組成の相異なる２層以上の誘電体層を積層した構成としてもよい。
【００３８】
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。具体的には、例えば硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物（ＺｎＳ−ＳｉＯ2）、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどが好ましい。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５０〜２５０nmであり、第２誘電体層３２の厚さは好ましくは１０〜５０nm、より好ましくは１３〜４５nmである。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。
【００３９】
記録層４
記録層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、Ｇｅ、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。
【００４０】
ＳｂおよびＴｅを含有する組成としては、以下のものが好ましい。ＳｂおよびＴｅをそれぞれ除く元素をＭで表し、記録層構成元素の原子比を
式Ｉ （ＳｂaＴｅ1-a）1-bＭb
で表したとき、好ましくは
０．２≦ａ≦０．９０、
０≦ｂ≦０．２５
であり、より好ましくは
０．５５≦ａ≦０．８５、
０．０１≦ｂ≦０．２０
である。
【００４１】
上記式Ｉにおいて、Ｓｂの含有量を表すａが小さすぎると、結晶化速度が遅くなりすぎる。また、記録層の結晶質領域での反射率が低くなるため、再生信号出力が低くなる。また、ａが著しく小さいと、記録も困難となる。一方、ａが大きすぎると、結晶状態と非晶質状態との間での反射率差が小さくなってしまう。
【００４２】
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ｂが大きすぎると結晶化速度が低下してしまうので、ｂは上記範囲内であることが好ましい。
【００４３】
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、結晶化が困難となる。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、再生信号出力の低下も生じる。
【００４４】
記録層の形成は、スパッタ法により行うことが好ましい。
【００４５】
反射層５
反射層５の材質は特に限定されないが、通常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体あるいはこれらの１種以上を含む合金などの高反射率金属から構成すればよい。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。
【００４６】
保護層６
保護層は、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。
【００４７】
接着層
図１に示す構成例を両面記録型の光記録媒体に適用する際には、接着層を設ける。この接着層を構成する接着剤は特に限定されず、例えば、ホットメルト型接着剤、紫外線硬化型接着剤、常温硬化型接着剤等のいずれであってもよく、粘着剤であってもよい。
【００４８】
その他
記録再生に用いるレーザー光の波長λuは特に限定されないが、本発明は高密度記録媒体を対象とするので、
λu≦６８０ ［nm］
であることが好ましい。また、前述したように本発明は、短波長域におけるクロスイレーズ低減に有効であるが、この効果は特に
λu≦４５０［nm］
において高くなる。なお、使用波長の下限は特にないが、極端に短波長のレーザーは実用化が困難であるため、通常、
λu≧２００［nm］
である。
【００４９】
再生光学系の開口数ＮＡは特に限定されないが、開口数が小さすぎると高密度記録媒体の再生が困難となる。また、本発明は、チルトマージンが狭くなる場合、すなわち、開口数ＮＡの大きな再生光学系を用いた場合に特に有効である。そのため、本発明の光記録媒体は、再生光学系のＮＡが
ＮＡ≧０．６
であるとき、特に
ＮＡ≧０．６５
であるときに、特に有効である。
【００５０】
なお、本発明はランド・グルーブ記録が行われる光記録媒体であれば特に制限なく適用できるが、前述した作用効果から明らかなように、本発明は相変化型光記録媒体に適用する場合に特に有効である。
【００５１】
【実施例】
実施例１
図１に示す構成を有する光記録ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。
【００５２】
透光性基体２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０．６mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。グルーブ幅とランド幅とは同じとし、記録トラックピッチおよびグルーブ深さは、前記Ｔおよび前記ｘが表１に示される値となるように設定した。
【００５３】
第１誘電体層３１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、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ2（２０モル％）を用いた。第１誘電体層の厚さは２３５nmとした。
【００５４】
記録層４は、スパッタ法により形成した。記録層の組成（原子比）は
Ａｇ6Ｉｎ4Ｓｂ63Ｔｅ27
とした。記録層の厚さは１５nmとした。
【００５５】
第２誘電体層３２は、第１誘電体層と同様にして形成した。第２誘電体層の厚さは２５nmとした。
【００５６】
反射層５は、ターゲットとしてＡｌ−１．７モル％Ｃｒ合金を用い、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法により形成した。反射層５の厚さは１００nmとした。
【００５７】
保護層６は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成した。硬化後の保護層厚さは５μm であった。
【００５８】
このようにして作製した各サンプルを、バルクイレーザーを用いて初期化した。初期化後の各サンプルについて、光記録媒体評価装置を用い、チルトさせない状態でのジッタ、チルトマージンおよび再生出力を以下の条件で測定した。なお、チルトマージンは、ジッタが１５％以下となるチルト角の範囲である。測定結果を表１に示す。なお、表１では、チルトマージンが０．８０度未満である場合およびジッタが１０％を超える場合を、それぞれ好ましい範囲外として表示してある。
【００５９】
測定条件
波長λ ：６３４nm、
開口数ＮＡ：０．６、
線速度 ：３．５m/s、
記録信号 ：８−１６変調、
再生パワー：０．９mW、
記録パワーおよび消去パワー：各サンプルにおいてジッタが最小になる値
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１から、本発明の効果が明らかである。すなわち、Ｔおよびｘが本発明で限定する範囲内に存在する場合、再生出力が大きく、かつ、クロストークが小さい。そのためジッタが小さくなっている。また、チルトマージンも十分に広くなっている。なお、サンプルNo.１においてチルトマージンが好ましい範囲を下回っているのは、チルトさせない状態において既にジッタが大きかったためである。
【００６２】
実施例２
図２に示す構成を有する光記録ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。
【００６３】
支持基体２０には、直径１２０mm、厚さ１．１mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。この支持基体の表面には、透光性基体２に転写後にグルーブおよびランドとなる凹凸パターンを設けた。グルーブ幅とランド幅とは同じとし、記録トラックピッチおよびグルーブ深さは、前記Ｔおよび前記ｘが表２に示される値となるように設定した。
【００６４】
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。
【００６５】
第２誘電体層３２は、Ａｌ2Ｏ3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２５nmとした。
【００６６】
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
Ａｇ0.5Ｉｎ0.5Ｓｂ74Ｔｅ19Ｇｅ6
とした。記録層の厚さは１２nmとした。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
このようにして作製した各サンプルを、バルクイレーザーを用いて初期化した後、以下の条件で実施例１と同じ項目について測定を行った。結果を表２に示す。
【００７０】
測定条件
波長λ ：４０５nm、
開口数ＮＡ：０．８５、
線速度 ：６．５m/s、
記録信号 ：（１，７）ＲＬＬ、
再生パワー：０．３mW、
記録パワーおよび消去パワー：各サンプルにおいてジッタが最小になる値
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２から、記録再生波長が短い場合でも、本発明の効果が得られることがわかる。
【００７３】
実施例３
前記Ｔおよび前記ｘを表３に示す値とし、また、第１誘電体層３１の厚さを変更することにより反射率を表３に示す値としたほかは実施例２の各サンプルと同様にして、光記録ディスクサンプルを作製した。
【００７４】
これらのサンプルについて、再生出力、ジッタおよびクロスイレーズを測定した。結果を表３に示す。なお、クロスイレーズおよびジッタは下記手順で測定した。
【００７５】
まず、測定対象トラックに８Ｔ信号を記録し、このキャリア出力をＣ１とした。次いで、上記測定対象トラックに隣接する両側のトラックに、それぞれ７Ｔ信号を１０回オーバーライトした。次に、最初に測定対象トラックに記録した８Ｔ信号について再びキャリア出力を測定し、これをＣ２とした。Ｃ２−Ｃ１が表３に示すクロスイレーズである。
【００７６】
表３に示すジッタは、測定対象トラックに記録し、次いで測定対象トラックに隣接する両側のトラックにそれぞれ１０回オーバーライトした後、最初に測定対象トラックに記録した信号について測定したジッタである。すなわち、クロスイレーズの影響が加味されたジッタである。なお、実施例１および実施例２におけるジッタも、このようにして測定した。
【００７７】
【表３】
【００７８】
表３から、ｘ＝６．４であってもｘ＝８．５であっても、反射率を低くすることによりクロスイレーズを低減できることがわかる。しかし、本発明で限定する範囲を下回るｘ＝６．４の場合には、再生出力が低い。そのため、反射率低下によるクロスイレーズ低減量がｘ＝８．５のサンプルとほぼ同等であっても、クロスイレーズの影響が加味されたジッタが１０％を超えている。これに対し本発明サンプルでは、ｘ＝８．５であってグルーブが浅いため、十分に大きな再生出力が得られている。そのため、クロスイレーズの影響が加味されたジッタが１０％以下に抑えられている。
【００７９】
【発明の効果】
本発明では、再生光のビームスポット径λ／ＮＡに対する記録トラックピッチＰTの比率Ｔを用いて、グルーブ深さλ／（ｘ・ｎ）を規定するｘの範囲を規制し、同時に、Ｔの範囲も限定する。これにより、ランド・グルーブ記録方式の光記録媒体において、十分に広いチルトマージンを得た上で、クロストークを十分に小さくすることができ、かつ、十分に大きな再生出力を得ることができる。また、クロスイレーズおよびジッタが小さい媒体が実現できる。
【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。
【符号の説明】
２ 透光性基体
２０ 支持基体
３１ 第１誘電体層
３２ 第２誘電体層
４ 記録層
５ 反射層
６ 保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に関する。
【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、レーザービーム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単一のレーザービーム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り、また、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】
一般に相変化型光記録媒体において情報を記録する際には、まず、記録層全体を結晶質状態としておき、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）のレーザービームを照射する。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）のレーザービームを照射する。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、単一の光ビーム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。
【０００４】
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系材料やＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が用いられることが多い。
【０００５】
相変化型光記録媒体では、トラッキングのために透光性基体にグルーブ（案内溝）が形成されており、このグルーブがアドレス情報を担持していることもある。従来は、グルーブ内または隣接するグルーブ間の領域（ランド）に記録マークを形成することが一般的であった。しかし、最近、高密度記録を行うため記録トラックピッチを狭める必要性から、グルーブとランドとの両方を記録トラックとするランド・グルーブ記録が提案されている。しかし、ランド・グルーブ記録では記録トラックピッチが狭くなるので、記録再生に用いるレーザー光のビームスポットが隣接トラックにはみ出してしまう。これにより、再生時には、クロストークが大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、例えば特許第２６９７５５５号公報では、ランド幅とグルーブ幅とをほぼ等しくした上で、グルーブ深さをλ／７〜λ／５の光学長とすることにより、ランド・グルーブ記録におけるクロストークを低減する提案がなされている。なお、λは再生光の波長である。同公報には、グルーブ深さが光学長で１／６のときにクロストークが最小となることが記載されている。また、特開平１１−７６５８号公報には、ランド・グルーブ記録方式においてはグルーブ深さが光学長でλ／６〜λ／３のときに、クロストークが最小になることが記載されている。実際、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、グルーブ深さ７０nm（光学長でほぼλ／６）で実用化されている。
【０００７】
一方、高密度記録化のための他の手段として、記録再生用のレーザー光のビームスポット径を小さくすることも有効である。ビームスポット径は、レーザー光の波長をλ、記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡとして、一般にλ／ＮＡで表される。したがって、ビームスポット径を小さくするためには、記録・再生波長を短くするか、ＮＡを大きくすればよい。例えばＤＶＤをＣＤと比較すると、記録・再生波長を７８０nmから６５０nmへと短くし、ＮＡを０．４５から０．６へと大きくすることにより、６〜８倍の記録容量（４．７GB／面）を達成している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１１）のいずれかの構成により達成される。
（１） グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドが形成された透光性基体であって、前記グルーブと前記ランドの幅が実質的に等しい透光性基体を有し、グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドを記録トラックとして用い、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体であって、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
であることを特徴とする光記録媒体。
（２）
ＮＡ≧０．６
である再生光学系と組み合わせて使用される上記（１）の光記録媒体。
（３） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体を設計するに際し、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
となるようにグルーブ深さを設定する光記録媒体の設計方法。
（４）
ＮＡ≧０．６
として設計を行う上記（３）の光記録媒体の設計方法。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ランド・グルーブ記録方式を採用した光記録媒体において、十分に広いチルトマージンと十分に小さいクロストークとを共に実現する提案はなされていない。また、本発明者らの研究によれば、クロストーク減少を主目的として媒体設計を行うと、十分な再生出力が得られず、その結果、ジッタが大きくなってしまう場合があることがわかった。
【００１０】
本発明の目的は、ランド・グルーブ記録方式を採用した光記録媒体において、十分なチルトマージンを得ると共にクロストークを小さくし、かつ、十分に大きな再生出力を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記（１）〜（４）の構成により達成される。
（１） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体であって、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
である光記録媒体。
（２）
ＮＡ≧０．６
である再生光学系と組み合わせて使用される上記（１）の光記録媒体。
（３） 透光性基体を有し、この透光性基体にグルーブが存在し、グルーブおよび隣り合うグルーブ間に存在する領域を記録トラックとし、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体を設計するに際し、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
となるようにグルーブ深さを設定する光記録媒体の設計方法。
（４）
ＮＡ≧０．６
として設計を行う上記（３）の光記録媒体の設計方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、上記Ｔを用いて、すなわち再生光のビームスポット径λ／ＮＡに対する記録トラックピッチＰTの比率を用いて、グルーブ深さλ／（ｘ・ｎ）を規定するｘの範囲を規制し、同時に、Ｔの範囲も限定する。これにより、ランド・グルーブ記録方式の光記録媒体において、十分に広いチルトマージンを得た上で、クロストークを十分に小さくすることができ、かつ、十分に大きな再生出力を得ることができる。
【００１３】
本発明では、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
とし、好ましくは
０．５５≦Ｔ≦０．６６
とする。ｘを上記範囲とする理由は、以下のとおりである。Ｔが上記範囲内にある場合においてｘが上記範囲を下回ると出力が臨界的に低くなり、その結果、ジッタが悪化する。一方、ｘが上記範囲を上回ると、臨界的にクロストークが急激に増大してしまう。
【００１４】
また、Ｔの一次式によってｘの範囲を決定する理由は、以下のとおりである。なお、以下の説明においては、ビームスポット径に対する記録トラックピッチの比率Ｔを、相対的トラック幅と呼ぶ。
【００１５】
まず、ｘの上限は、クロストーク量を抑えるために定められた値である。クロストークは、相対的トラック幅が狭いほど大きくなる。一方、グルーブ深さがλ／６ｎ未満の場合、グルーブが深いほどクロストークは小さくなる。したがって、クロストークを一定量以下に抑えるためには、Ｔが小さい場合にはｘを小さく（グルーブを深く）し、Ｔが大きい場合にはｘを大きく（グルーブを浅く）すればよい。本発明者らは、クロストーク低減のために必要なＴとｘとの関係を求めるために多数の実験を行い、ｘ≦２５Ｔ−３．８とすればよいことを見いだした。
【００１６】
一方、ｘの下限は、十分な再生出力を確保するために定められた値である。相対的トラック幅Ｔが小さいと、再生出力が小さくなるため、ジッタが悪化する。一方、グルーブを浅くすれば、再生出力は大きくなる。したがって、十分な再生出力を確保するためには、Ｔが小さい場合にはｘを大きく（グルーブを浅く）する必要があり、Ｔが大きい場合にはｘが小さくても（グルーブが深くても）よい。本発明者らは、再生出力確保のために必要なＴとｘとの関係を求めるために多数の実験を行い、−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘとすればよいことを見いだした。
【００１７】
次に、Ｔの範囲を限定する理由を説明する。
【００１８】
Ｔが上記範囲を下回る場合、すなわちビームスポットの記録トラックからのはみ出し量が多い場合、クロストークが大きくなり、また、チルトマージンが小さくなってしまう。また、記録時に隣接トラックの記録マークを消去してしまう現象（クロスイレーズともいう）が生じやすくなる。
【００１９】
一方、Ｔが大きい場合、すなわちビームスポットの記録トラックからのはみ出し量が少ない場合、トラッキングサーボの安定性が不十分となることがあり、特に線速度が速い場合にトラッキングサーボが不安定になりやすい。また、Ｔが上記範囲を上回る場合、利用できるビームスポットの大きさに対し、媒体の高密度化が十分であるとはいえない。すなわち、利用できる資源を十分に活用しているとはいえない。本発明は、Ｔが小さい場合、すなわち、利用できるビームスポット径に対し限界まで高密度化した場合に、効果を発揮する。
【００２０】
前記特許第２６９７５５５号公報および前記特開平１１−７６５８号公報に記載されているように、従来、クロストークの低減を主目的として、グルーブ深さは再生光の波長λだけを用いて限定されることが一般的であった。しかし、本発明者らは、相対的トラック幅ＰT／（λ／ＮＡ）がクロストーク、チルトマージンおよび再生出力に密接に関係することを見いだした。そして本発明では、この知見に基づき、グルーブ深さを規定するｘの範囲を、ＰT／（λ／ＮＡ）を用いて限定し、これによりクロストーク低減、チルトマージン確保および再生出力確保を共に実現した。
【００２１】
本発明は、クロスイレーズ低減にも有効であり、特に、短波長のレーザー光で記録する場合のクロスイレーズ低減に有効である。その理由を以下に説明する。
【００２２】
ビームスポット径λ／ＮＡは波長λが短いほど小さくなるので、ビーム内でのエネルギー密度は波長λが短いほど高くなる。したがって、例えば波長４００nm付近の青紫色レーザーで記録を行う場合、ＤＶＤ−ＲＡＭなどに用いられている波長６５０nm付近の赤色レーザーを用いる場合に比べ、記録層の温度が上昇しやすくなる。そのため、記録波長λが短いと、ビームスポット径に対する記録トラックピッチの比率Ｔがそれほど小さくない場合でもクロスイレーズが発生しやすくなる。
【００２３】
クロスイレーズを小さくする手段の一つとして、記録感度を上げることが有効である。本発明者らの研究によれば、記録感度を高くするためには媒体の反射率を低くすることが有効であることがわかった。しかし、反射率を低くすると、通常、それに伴って再生出力が低下する。また、再生出力は、記録層の結晶質領域と非晶質記録マークとの反射率差に依存し、４００nm付近の短波長域では、媒体の光学設計を最適化しても、６５０nmの波長域と同等の反射率差を確保することが難しいため、これによっても再生出力が低くなる。そのため、ジッタが大きくなってしまう。
【００２４】
これに対し本発明では、上記したように、ｘを大きく（グルーブを浅く）することにより再生出力を高くできる。クロスイレーズを低減するために反射率の低い設計とすれば再生出力が低下してしまい、また、短波長域では再生出力が低下してしまうが、本発明ではｘの制御によりこの再生出力の低下を抑えることができる。そのため本発明では、短波長レーザーを利用する高密度記録媒体において、再生出力低下によるジッタ増大を抑えた上で、クロスイレーズを小さくする設計が可能となる。
【００２５】
なお、短波長域、特に２００〜４５０nmの波長域においては、再生出力が低くなりやすいためｘの下限を大きくすることが好ましく、具体的には、
−１２．６Ｔ＋１６．０≦ｘ
とすることが好ましい。また、このような短波長域におけるクロスイレーズを低減するためには、
ｘ≦２５Ｔ−４．５
とすることが好ましい。また、このような短波長域では、前述したようにクロスイレーズが大きくなりやすいため、ビームスポットの記録トラックからのはみ出し量を規定する前記Ｔは、
０．５６≦Ｔ
であることが好ましい。
【００２６】
本発明が適用される光記録媒体の構成例を、図１に示す。この光記録媒体は、透光性基体２上に第１誘電体層３１、相変化型の記録層４、第２誘電体層３２、反射層５および保護層６をこの順に設けた片面記録型（単板型）媒体である。なお、この片面記録型媒体を２枚用い、保護層６が内側になるように接着層により接着した両面記録型の媒体にも、本発明は適用できる。また、上記片面記録型媒体と保護基体とを接着層により接着した媒体にも、本発明は適用できる。
【００２７】
透光性基体２
本発明の光記録媒体では透光性基体２を通して記録層４に記録再生光が照射されるので、透光性基体２は、記録再生光に対して実質的に透明である材質、例えば、樹脂やガラスなどから構成されることが好ましい。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン等を用いればよい。
【００２８】
透光性基体２は、ランド２２を挟んでグルーブ２１を有する。光入射側（透光性基体２側）から見たとき、ランド２２の表面に対しグルーブ２１の表面は相対的に手前側に存在する。ランド２２およびグルーブ２１は、いずれも記録トラックとして用いられる。グルーブ幅とランド幅とは同一であってもよく異なってもよい。ただし、グルーブおよびランドの両方において本発明の効果を十分に発揮させるためには、グルーブ２１の幅をＷG、ランド２２の幅をＷLとしたとき、好ましくは
０．３≦ＷG／（ＷL＋ＷG）≦０．７
とする。
【００２９】
高密度記録を行うためには、記録トラックピッチを好ましくは０．７μm以下、より好ましくは０．６μm以下とする。なお、記録トラックピッチは、（グルーブ幅＋ランド幅）／２である。
【００３０】
透光性基体２の厚さは、０．８mm以下、好ましくは０．２〜０．６５mmである。透光性基体２が厚すぎると、チルトマージンが小さくなってしまい、透光性基体２が薄すぎると、透光性基体が変形しやすくなってエラーが多くなってしまう。透光性基体の形状は特に限定されないが、通常、ディスク状とし、その場合の直径は、５０〜３６０mm程度とする。
【００３１】
なお、図１に示す構成例は、他部材で支持することなく形状の維持が可能な程度の厚さを有する樹脂板やガラス板を透光性基体２として利用するが、本発明は、記録密度向上のために透光性基体をさらに薄くした光記録媒体にも適用することができる。その場合の構成例を図２に示す。
【００３２】
図２に示す光記録媒体は、支持基体２０上に、反射層５、第２誘電体層３２、記録層４、第１誘電体層３１および透光性基体２をこの順で設けた片面記録型のものである。図２における支持基体２０は、図１に示す透光性基体２と同様に、それ自体で形状維持が可能な程度の厚さをもつ樹脂板やガラス板から構成される。支持基体２０の厚さは、好ましくは０．２〜１．６mm、より好ましくは０．４〜１．２mmである。支持基体２０上の反射層５から第１誘電体層３１までの積層順は、記録再生光入射側（透光性基体２側）から見て、図１に示す構成例と同じである。
【００３３】
図２における透光性基体２は、記録再生光を透過するために透光性を有する。例えば、支持基体２０と同程度の厚さの樹脂板やガラス板を透光性基体２として用いてもよい。
【００３４】
ただし、本発明は、高記録密度達成のために記録再生光学系を高ＮＡ化する場合に特に有効である。したがって、前記特開平１１−７６５８号公報に記載された光透過層と同様に、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２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２が薄すぎると、透光性基体２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２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。
【００３５】
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。
【００３６】
図２に示す透光性基体２においても図１と同様に、記録再生光入射側から見て、グルーブ２１表面はランド２２表面に対し相対的に手前側に存在する。透光性基体２がもつランド２２およびグルーブ２１は、そのネガパターンである凹凸パターンを支持基体２０表面に設け、その上に誘電体層、記録層等および透光性基体２を設けて前記凹凸パターンを転写することにより形成できる。
【００３７】
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。各誘電体層は、組成の相異なる２層以上の誘電体層を積層した構成としてもよい。
【００３８】
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。具体的には、例えば硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物（ＺｎＳ−ＳｉＯ2）、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどが好ましい。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５０〜２５０nmであり、第２誘電体層３２の厚さは好ましくは１０〜５０nm、より好ましくは１３〜４５nmである。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。
【００３９】
記録層４
記録層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、Ｇｅ、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。
【００４０】
ＳｂおよびＴｅを含有する組成としては、以下のものが好ましい。ＳｂおよびＴｅをそれぞれ除く元素をＭで表し、記録層構成元素の原子比を
式Ｉ （ＳｂaＴｅ1-a）1-bＭb
で表したとき、好ましくは
０．２≦ａ≦０．９０、
０≦ｂ≦０．２５
であり、より好ましくは
０．５５≦ａ≦０．８５、
０．０１≦ｂ≦０．２０
である。
【００４１】
上記式Ｉにおいて、Ｓｂの含有量を表すａが小さすぎると、結晶化速度が遅くなりすぎる。また、記録層の結晶質領域での反射率が低くなるため、再生信号出力が低くなる。また、ａが著しく小さいと、記録も困難となる。一方、ａが大きすぎると、結晶状態と非晶質状態との間での反射率差が小さくなってしまう。
【００４２】
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ｂが大きすぎると結晶化速度が低下してしまうので、ｂは上記範囲内であることが好ましい。
【００４３】
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、結晶化が困難となる。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、再生信号出力の低下も生じる。
【００４４】
記録層の形成は、スパッタ法により行うことが好ましい。
【００４５】
反射層５
反射層５の材質は特に限定されないが、通常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体あるいはこれらの１種以上を含む合金などの高反射率金属から構成すればよい。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。
【００４６】
保護層６
保護層は、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。
【００４７】
接着層
図１に示す構成例を両面記録型の光記録媒体に適用する際には、接着層を設ける。この接着層を構成する接着剤は特に限定されず、例えば、ホットメルト型接着剤、紫外線硬化型接着剤、常温硬化型接着剤等のいずれであってもよく、粘着剤であってもよい。
【００４８】
その他
記録再生に用いるレーザー光の波長λuは特に限定されないが、本発明は高密度記録媒体を対象とするので、
λu≦６８０ ［nm］
であることが好ましい。また、前述したように本発明は、短波長域におけるクロスイレーズ低減に有効であるが、この効果は特に
λu≦４５０［nm］
において高くなる。なお、使用波長の下限は特にないが、極端に短波長のレーザーは実用化が困難であるため、通常、
λu≧２００［nm］
である。
【００４９】
再生光学系の開口数ＮＡは特に限定されないが、開口数が小さすぎると高密度記録媒体の再生が困難となる。また、本発明は、チルトマージンが狭くなる場合、すなわち、開口数ＮＡの大きな再生光学系を用いた場合に特に有効である。そのため、本発明の光記録媒体は、再生光学系のＮＡが
ＮＡ≧０．６
であるとき、特に
ＮＡ≧０．６５
であるときに、特に有効である。
【００５０】
なお、本発明はランド・グルーブ記録が行われる光記録媒体であれば特に制限なく適用できるが、前述した作用効果から明らかなように、本発明は相変化型光記録媒体に適用する場合に特に有効である。
【００５１】
【実施例】
実施例１
図１に示す構成を有する光記録ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。
【００５２】
透光性基体２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０．６mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。グルーブ幅とランド幅とは同じとし、記録トラックピッチおよびグルーブ深さは、前記Ｔおよび前記ｘが表１に示される値となるように設定した。
【００５３】
第１誘電体層３１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、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ2（２０モル％）を用いた。第１誘電体層の厚さは２３５nmとした。
【００５４】
記録層４は、スパッタ法により形成した。記録層の組成（原子比）は
Ａｇ6Ｉｎ4Ｓｂ63Ｔｅ27
とした。記録層の厚さは１５nmとした。
【００５５】
第２誘電体層３２は、第１誘電体層と同様にして形成した。第２誘電体層の厚さは２５nmとした。
【００５６】
反射層５は、ターゲットとしてＡｌ−１．７モル％Ｃｒ合金を用い、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法により形成した。反射層５の厚さは１００nmとした。
【００５７】
保護層６は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成した。硬化後の保護層厚さは５μm であった。
【００５８】
このようにして作製した各サンプルを、バルクイレーザーを用いて初期化した。初期化後の各サンプルについて、光記録媒体評価装置を用い、チルトさせない状態でのジッタ、チルトマージンおよび再生出力を以下の条件で測定した。なお、チルトマージンは、ジッタが１５％以下となるチルト角の範囲である。測定結果を表１に示す。なお、表１では、チルトマージンが０．８０度未満である場合およびジッタが１０％を超える場合を、それぞれ好ましい範囲外として表示してある。
【００５９】
測定条件
波長λ ：６３４nm、
開口数ＮＡ：０．６、
線速度 ：３．５m/s、
記録信号 ：８−１６変調、
再生パワー：０．９mW、
記録パワーおよび消去パワー：各サンプルにおいてジッタが最小になる値
【００６０】
【表１】
表１から、本発明の効果が明らかである。すなわち、Ｔおよびｘが本発明で限定する範囲内に存在する場合、再生出力が大きく、かつ、クロストークが小さい。そのためジッタが小さくなっている。また、チルトマージンも十分に広くなっている。なお、サンプルNo.１においてチルトマージンが好ましい範囲を下回っているのは、チルトさせない状態において既にジッタが大きかったためである。
【００６２】
実施例２
図２に示す構成を有する光記録ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。
【００６３】
支持基体２０には、直径１２０mm、厚さ１．１mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。この支持基体の表面には、透光性基体２に転写後にグルーブおよびランドとなる凹凸パターンを設けた。グルーブ幅とランド幅とは同じとし、記録トラックピッチおよびグルーブ深さは、前記Ｔおよび前記ｘが表２に示される値となるように設定した。
【００６４】
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。
【００６５】
第２誘電体層３２は、Ａｌ2Ｏ3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２５nmとした。
【００６６】
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
Ａｇ0.5Ｉｎ0.5Ｓｂ74Ｔｅ19Ｇｅ6
とした。記録層の厚さは１２nmとした。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
このようにして作製した各サンプルを、バルクイレーザーを用いて初期化した後、以下の条件で実施例１と同じ項目について測定を行った。結果を表２に示す。
【００７０】
測定条件
波長λ ：４０５nm、
開口数ＮＡ：０．８５、
線速度 ：６．５m/s、
記録信号 ：（１，７）ＲＬＬ、
再生パワー：０．３mW、
記録パワーおよび消去パワー：各サンプルにおいてジッタが最小になる値
【００７１】
【表２】
表２から、記録再生波長が短い場合でも、本発明の効果が得られることがわかる。
【００７３】
実施例３
前記Ｔおよび前記ｘを表３に示す値とし、また、第１誘電体層３１の厚さを変更することにより反射率を表３に示す値としたほかは実施例２の各サンプルと同様にして、光記録ディスクサンプルを作製した。
【００７４】
これらのサンプルについて、再生出力、ジッタおよびクロスイレーズを測定した。結果を表３に示す。なお、クロスイレーズおよびジッタは下記手順で測定した。
【００７５】
まず、測定対象トラックに８Ｔ信号を記録し、このキャリア出力をＣ１とした。次いで、上記測定対象トラックに隣接する両側のトラックに、それぞれ７Ｔ信号を１０回オーバーライトした。次に、最初に測定対象トラックに記録した８Ｔ信号について再びキャリア出力を測定し、これをＣ２とした。Ｃ２−Ｃ１が表３に示すクロスイレーズである。
【００７６】
表３に示すジッタは、測定対象トラックに記録し、次いで測定対象トラックに隣接する両側のトラックにそれぞれ１０回オーバーライトした後、最初に測定対象トラックに記録した信号について測定したジッタである。すなわち、クロスイレーズの影響が加味されたジッタである。なお、実施例１および実施例２におけるジッタも、このようにして測定した。
【００７７】
【表３】
表３から、ｘ＝６．４であってもｘ＝８．５であっても、反射率を低くすることによりクロスイレーズを低減できることがわかる。しかし、本発明で限定する範囲を下回るｘ＝６．４の場合には、再生出力が低い。そのため、反射率低下によるクロスイレーズ低減量がｘ＝８．５のサンプルとほぼ同等であっても、クロスイレーズの影響が加味されたジッタが１０％を超えている。これに対し本発明サンプルでは、ｘ＝８．５であってグルーブが浅いため、十分に大きな再生出力が得られている。そのため、クロスイレーズの影響が加味されたジッタが１０％以下に抑えられている。
【００７９】
【発明の効果】
本発明では、再生光のビームスポット径λ／ＮＡに対する記録トラックピッチＰTの比率Ｔを用いて、グルーブ深さλ／（ｘ・ｎ）を規定するｘの範囲を規制し、同時に、Ｔの範囲も限定する。これにより、ランド・グルーブ記録方式の光記録媒体において、十分に広いチルトマージンを得た上で、クロストークを十分に小さくすることができ、かつ、十分に大きな再生出力を得ることができる。また、クロスイレーズおよびジッタが小さい媒体が実現できる。
【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。
【符号の説明】
２ 透光性基体
２０ 支持基体
３１ 第１誘電体層
３２ 第２誘電体層
４ 記録層
５ 反射層
６ 保護層
Claims (6)
- グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドが形成された透光性基体であって、前記グルーブと前記ランドの幅が実質的に等しい透光性基体を有し、グルーブおよび前記グルーブに隣接するランドを記録トラックとして用い、再生光が透光性基体を通して照射される光記録媒体であって、
再生光の波長をλとし、波長λにおける透光性基体の屈折率をｎとし、再生光学系の開口数をＮＡとし、記録トラックピッチをＰTとし、グルーブ深さをλ／（ｘ・ｎ）とし、Ｔ＝ＰT／（λ／ＮＡ）としたとき、
−１２．６Ｔ＋１５．６≦ｘ≦２５Ｔ−３．８、かつ
０．５５≦Ｔ≦０．６８
であることを特徴とする光記録媒体。 - ０．５５≦Ｔ≦０．６６
であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。 - ２００〜４５０nmの波長の再生光を照射することによって再生が行われ、
−１２．６Ｔ＋１６．０≦ｘ≦２５Ｔ−４．５、かつ、
０．５６≦Ｔ≦０．６６
であることを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体。 - 前記記録トラックピッチＰTが０．７μm以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記記録トラックピッチＰTが０．６μm以下であることを特徴とする請求項４に記載の光記録媒体。
- ＮＡ≧０．６
である再生光学系と組み合わせて使用されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光記録媒体。
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