光记录媒体的制作方法

专利名称：光记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及可在相变型光记录媒体等的光记录媒体中进行高密度记录的记录方法，以及可使用该记录方法的相变型光记录媒体。
背景技术：
近年来，可高密度记录且可擦除记录信息进行改写的光记录媒体引人注目。可改写型的光记录媒体中有相变型光记录媒体，其中通过照射激光改变记录层的晶体状态而进行记录，并通过检测伴随这种状态变化而产生的记录层的反射率变化进行重放。由于相变型光记录媒体的驱动装置的光学系统比磁光记录媒体的简单，所以相变型光记录媒体引人注目。
由于其晶体状态和非晶体状态的反射率的差大且非晶体状态的稳定性比较高，相变型的记录层，多采用Ge-Sb-Te系等的硫族材料。
在相变型光记录媒体中记录信息时，照射使记录层升温到熔点以上的高功率(记录功率)的激光。在施加记录功率的部分，记录层熔化后急冷，形成非晶态的记录标记。而在擦除记录标记时，对记录层照射较低功率(擦除功率)的激光，使记录层升温到结晶温度以上但低于熔点的温度。被施加擦除功率的记录标记，被加热到结晶温度以上，然后缓冷，又成为晶态。因此，通过只改变激光的强度，相变型光记录媒体就可以进行重写。
为了实现记录的高密度化和高传输速度化，需要进一步使记录重放波长缩短，提高记录重放光学系统的物镜数值孔径，并提高媒体的线速度。记录用激光束的记录层表面上的光斑直径在激光波长为λ，数值孔径为NA时可表示为λ/NA，其除以媒体线速度V得到的值(λ/NA)/V就是激光束对记录层的照射时间(光斑通过需要的时间)。伴随着高密度化和高传输速度化，对记录层的照射时间愈发地变短了。因此，更难以使重写条件最优化。
现在，说明提高线速度进行重写时的问题。
线速度增加时，记录光的照射时间变短。因此一般地，通过随着线速度增加提高记录功率，就可以防止记录层到达的温度过低。但是，如果增加线速度，记录光照射后的冷却速度也增加。为了形成非晶态记录标记，就必须以与其结晶化速度相应的一定值以上的速度将因照射记录光而熔融的记录层冷却。在记录层的构成和媒体的热设计相同的情况下，记录层的冷却速度取决于线速度，线速度高则冷却速度快，线速度低则冷却速度慢。
另外，为了擦除非晶态记录标记(再结晶化)，必须以使记录层在高于结晶化温度且低于熔点的温度下保持长于一定时间的方式，照射擦除光。即使相应于高线速化而提高擦除功率以防止记录层到达的温度降低，由于伴随着高线速化照射时间变短，使擦除记录标记变得困难。
因此，为了提高线速度并提高传输速度，必须是可以较短的时间再结晶化、记录层的成分使结晶化速度比较快(日本专利特开平1-78444号公报、和平10-326436号公报)、记录层难以散热的媒体结构(缓冷结构)。另外，如日本专利特开平7-262613号公报和平8-63784号公报中记载的，为了防止因线速度增加而导致记录态度下降，最好媒体也具有缓冷结构。
本发明人以高传输速度进行了重写实验。该实验采用的相变型光记录媒体，可以高线速度擦除，记录层的成分可使结晶化速度加快，且具有缓冷结构。但是，如果为了提高传输速度使检测窗口宽度Tw逐渐缩小，在与检测窗口宽度Tw的缩小对应地缩小的最短记录标记相对应的信号长度为一定值以下时，难以减小重放信号的跳动(jitter，即不稳定)。

发明内容
本发明的目的就在于提供可以提高传输速度，且可以减少小再生信号的跳动的光记录方法和使用该方法的光记录媒体。
通过下述(1)～(13)的发明可以实现上述目的。
(1).一种光记录方法，是在具有记录层的光记录媒体上进行记录的方法，其中在记录时，若记录用的激光的波长为λ，照射光学系统的物镜的数值孔径为NA，则λ/NA≤680nm；若检测窗口宽度为Tw，与最短记录标记对应的信号长度为n·Tw，则n·Tw≤22ns。
(2).如上述(1)所述的光记录方法，其中在记录时，若形成最短记录标记时用的激光的发光时间为Tmin，则0.113≤Tmin/(n·Tw)≤1.0。
(3).如上述(1)或(2)所述的光记录方法，其中上述记录层是相变型记录层。
(4).如上述(1)～(3)中任一项所述的光记录方法，其中若记录时的线速度为V，则(λ/NA)/V≤60ns。
(5).如上述(1)～(4)中任一项所述的光记录方法，其中上述光记录媒体从记录用激光入射侧依次具有上述记录层、介电层和反射层，若上述反射层的热传导率为KR，位于上述记录层和上述反射层之间的上述介电层的热传导率为K2D，则KR≥100W/mK，K2D≥1W/mK。
(6).如上述(1)～(5)中任一项所述的光记录方法，其中上述光记录媒体从记录用激光入射侧依次具有透光性基体、介电层和上述记录层，位于上述透光性基体和上述记录层之间的上述介电层含有至少两层单位介电层，且热传导率不同的两种单位介电层相邻接，若热传导率不同的上述两种单位介电层中离记录层较近的单位介电层的热传导率为KC、离记录层较远的单位介电层的热传导率为KD，则KC＜KD。
(7).如上述(1)～(6)中任一项所述的光记录方法，其中若稀土元素用R表示，除稀土元素、Te和Sb之外的元素用M表示，上述光记录媒体的记录层的构成元素的原子比用式I(RaTebSbc)1-xMx表示，a+b+c＝1，则a＞0，0.4≤c≤0.95，a/b≤1.2，a/c≤0.7，0≤x≤0.1。
(8).一种光记录媒体，是具有相变型记录层的光记录媒体，其中若稀土元素用R表示，Ag、In和Ge中的至少一种元素用M表示，上述光记录媒体的记录层的构成元素的原子比用式I(RaTebSbc)1-xMx表示，a+b+c＝1，则a＞0，0.4≤c≤0.95，a/b≤1.2，a/c≤0.7，0≤x≤0.1。
(9).如上述(8)所述的光记录媒体，其中从记录用激光入射侧依次具有上述记录层、介电层和反射层，若上述反射层的热传导率为KR，位于上述记录层和上述反射层之间的上述介电层的热传导率为K2D，则KR≥100W/mK，K2D≥1W/mK。
(10).如上述(8)或(9)所述的光记录媒体，其中上述光记录媒体从记录用激光入射侧依次具有透光性基体、介电层和上述记录层，位于上述透光性基体和上述记录层之间的上述介电层含有至少两层单位介电层，且热传导率不同的两种单位介电层相邻接，若热传导率不同的上述两种单位介电层中离记录层较近的单位介电层的热传导率为KC、离记录层较远的单位介电层的热传导率为KD，则KC＜KD。
(11).一种光记录媒体，是具有相变型记录层的光记录媒体，其中从记录用激光入射侧依次具有上述记录层、介电层和反射层，若上述反射层的热传导率为KR，位于上述记录层和上述反射层之间的上述介电层的热传导率为K2D，则KR≥100W/mK，K2D≥1W/mK。
(12).如上述(11)所述的光记录媒体，其中从记录用激光入射侧，在上述记录层手前侧具有介电层，位于上述记录层手前侧的上述介电层含有至少两层单位介电层，且热传导率不同的两种单位介电层相邻接，若热传导率不同的上述两种单位介电层中离记录层较近的单位介电层的热传导率为KC、离记录层较远的单位介电层的热传导率为KD，则KC＜KD。
(13).一种光记录媒体，其中从记录用激光入射侧依次具有透光性基体、介电层和相变型记录层，位于上述透光性基体和上述记录层之间的上述介电层含有至少两层单位介电层，且热传导率不同的两种单位介电层相邻接，若热传导率不同的上述两种单位介电层中离记录层较近的单位介电层的热传导率为KC、离记录层较远的单位介电层的热传导率为KD，则KC＜KD。
在以高传输速度进行重写实验时，使与最短记录标记相对应的信号长度(下仅称最短信号长度)n·Tw为一定值以下时，由于自擦除(self-erase)使最短记录标记显著变形，结果，本发明人看到重放信号的跳动增大。下面说明自擦除。
以前，相变型光记录媒体的特性好坏，根据在所用的线速度下能否得到充分的C/N，且在擦除时能否得到充分的擦除率来判断。但如果擦除率太高，反而特性变差。擦除率高就意味着在所用线速度下记录层的结晶化速度很快。在结晶化速度快的记录层中，在形成例如记录标记后端部时，由于向记录层面内方向的热扩散，记录标记的一部分尤其是前端部附近处于缓冷状态，发生再结晶。即，记录标记的一部分被擦除。这种现象在本说明书中叫作自擦除。在擦除率不高的媒体中，由于因这种自擦除导致C/N降低和跳动增大，必须对擦除率最优化。例如在日本专利特开平9-7176号公报中记载了这样的最优化方法，即，为了防止采用高线速的媒体在低线速度下使用时生成的自擦除，对记录信号脉冲进行分割，且使脉冲分割图形与线速度相对应。通常把记录信号脉冲的分割图形叫作记录脉冲处理策略(stratage)。
在以高传输速度进行重写的上述实验中，以跳动为最小的方式设置记录脉冲处理策略。但是，如果最短信号长度n·Tw变短，由于激光发光元件的响应性，即上升和下降特性受限制，形成最短记录标记时不可能形成记录信号脉冲的分割。因此，若n·Tw变短，不可能把跳动收拢到允许范围以内。
本发明人进一步重复了实验，发现在形成最短记录标记时使用的记录信号脉冲不能分割的情况，即只能得到单脉冲的情况值减下，为了减少自擦除，最好使记录信号脉冲宽度与最短信号长度n·Tw的比小。但是，由于在记录信号脉冲为单脉冲时最短信号长度n·Tw短的情况下，为了减此时的记录信号脉冲宽度和最短信号长度n·Tw的比，必须大大减小记录信号脉冲宽度。另外，记录信号脉冲宽度即激光发光元件的发光时间(下称Tmin)由于受激光发光元件的上升和下降特性的制约，不可能过分减短。因此，希望得到即使发光时间Tmin比较长，即记录信号脉冲宽度与最短信号长度n·Tw的比比较大，也能减小跳动的媒体。
基于这些实验和分析，并继续重复了实验，本发明人发现在最短信号长度n·Tw为一定值以下，且用于形成最短信号的记录信号脉冲为单脉冲的情况下，若采用急冷结构的媒体，即使发光时间Tmin对最短信号长度n·Tw的比值Tmin/(n·Tw)比较大，也可以减小跳动。
现在，为了可以用高线速擦除，且为了补偿高线速化引起的感度降低，通常采用上述日本专利特开平7-262613号公报和特开平8-63784号公报中记载的缓冷结构。但是，如果在最短信号长度n·Tw为22ns以下的高传输速度记录时采用缓冷结构的媒体，则与本发明不同，不能减小跳动。但是，若采用本发明的急冷结构的媒体且以高线速进行重写，感度的降低加大，且记录标记的擦除变得困难。
为此，在本发明中，针对以高线速重写时的擦除困难，进行记录层的成分的控制。且通过在记录光波长为λ，记录光学系统的物镜的数值孔径为NA时，使λ/NA≤680mm，即通过减小重写时采用的激光束的光斑大小，提高光斑内的能量密度，由此补偿感度的降低。结果，本发明不会导致记录感度的降低和擦除率的降低，实现跳动的减小。
另外，在上述日本专利特开平7-262613号公报和特开平8-63784号公报的实施例中，物镜的孔径为0.5，激光波长为780mm。在这样的λ/NA值大的情况下媒体若采用急冷结构，则会如上述各公报所示，记录感度降低，记录困难。
本发明中为了使媒体成为急冷结构，控制反射层或介电层的热传导率。介电层采用包含热传导率不同的多个单位介电层的叠层结构。
本发明中，如果最短信号长度n·Tw在预定值以下，可以与线速度无关地，总是有效。但是，如果线速度增加，为了擦除记录标记，就必须增加记录层的结晶化速度，结果，由于自擦除的影响增加，所以本发明对于用高线速度进行记录的情况特别有效。
这样地，本发明对于对记录层的激光照射时间短，由此记录层的结晶化速度必须加快的情况是有效的。具体而言，对于作为激光照射时间指标的光斑通过时间(λ/NA)/V≤60ns时的情况特别有效。
虽然本发明对于相变型光记录媒体特别有效，但也可以在进行热模式记录的其它光记录媒体如磁光记录媒体中适用。即使在磁光记录媒体中，虽然为了控制向记录层面内方向的热传导利用记录脉冲处理策略，如果传输速度增加最短记录标记中不能进行脉冲分割，跳动会增加。与此相反，通过采用本发明则可以减小跳动。


图1是本发明的光记录媒体的构成例的部分剖面图。
图2是本发明的光记录媒体的构成例的部分剖面图。
图3是本发明的光记录媒体的构成例的部分剖面图。
图4示出n·Tw和传输速度和跳动的关系；图5是Tmin/(n·Tw)和跳动的关系。
具体实施例方式
光记录方法在本发明的光记录方法中，若记录用的激光的波长为λ，照射光学系统的物镜的数值孔径为NA，则λ/NA≤680nm，优选地，λ/NA≤630nm。
若λ/NA太大，由于必须增大记录道的并列间距，难以提高记录密度。另外，若λ/NA太大，由于激光的光斑内的能量密度不是很高，为了用较低的功率进行重写就必须采用缓冷结构，从而本发明就不能适用。但是，由于可利用的激光波长和数值孔径受到制约，太短的波长和太大的数值也径都是难以得到的，所以通常地，250nm≤λ/NA，优选地，350nm≤λ/NA。
在本发明中，若检测窗口宽度为Tw，与最短记录标记对应的信号长度为n·Tw，则n·Tw≤22ns，优选地，n·Tw≤18ns。
由于最短信号长度n·Tw超出上述范围时，就没有必要适用本发明了，所以n·Tw在上述范围内。另外，激光发光元件的应答性，即上升和下降是有限制的，若n·Tw太短，在形成最短记录标记时激光发光元件不能正常发光，所以，优选地，
2ns≤n·Tw，更优选地，4ns≤n·Tw。
最短信号长度n·Tw，例如在1-7调制后与2T信号对应，此时n＝2。而8-16调制后与37信号对应，此时n＝3。
另外，所谓的数据传输速度与n·Tw有关，也与格式化效率有关，即使n·Tw相同若格式化效率低数据传输速度也会降低。因此，通过n·Tw可以比较直接地表现出写入速度来。对于现有的光记录盘中的记录容量为4.7GB/面的DVD-RAM4.7，线速度8.2m/s，传输速度22Mbps，n·Tw51.41ns。
而同样的记录容量为4.7GB/面的DVD-RW，线速度3.5m/s，传输速度11Mbps，n·Tw78.48ns。
可见，本发明中的n·Tw≤22ns比现有的光记录盘中的n·Tw短多了。
形成最短记录标记时用的激光的发光时间为Tmin时，在本发明中优选地以0.113≤Tmin/(n·Tw)≤1.0，更优选地以0.145≤Tmin/(n·Tw)≤0.5进行记录。n·Tw短的情况下若Tmin/(n·Tw)太小，由于激光发光元件的响应性的限制，记录用激光的发光不能正常进行。另一方面，若Tmin/(n·Tw)太大，由于最短记录标记比预定值长，跳动增大。
在对记录层的激光照射时间短，由此记录层的结晶化速度必须加快的情况下，本发明特别有效。因此本发明中，优选地，(λ/NA)/V≤60ns，更优选地，(λ/NA)V≤50ns。
V是记录时的线速度，(λ/NA)/V是光斑通过时间。它的值作为向记录层照射激光的时间的指标。另外，若(λ/NA)/V过小，即使采用本发明，也难以减小跳动，所以，优选地，13ns≤(λ/NA)/V，更优选地，15ns≤(λ/NA)/V，最优选地，19ns≤(λ/NA)/V。
对记录的线速度V自身设有特别限制。但是，若线速度太快，即使不减小λ/NA也能实现高传输速度。而且，由于在以高线速度记录时自擦除的影响大，本发明特别有效。因此，在本发明中，最好记录时的线速度快，具体地，优选地，V≥8.0m/s，更优选地，V≥9.6m/s，但是，若线速度太快，会产生媒体驱动装置成本升高，驱动时媒体的稳定性受影响等问题，因此，优选地，35m/s≥V，更优选地，30m/s≥V。
光记录媒体下面，说明可以适用本发明的光记录方法的本发明的光记录媒体。
本发明的光记录媒体，是利用上述的本发明的光记录方法记录时，重放信号的跳动小，优选地跳动为13％以下，更优选为10％以下的相变型媒体。如上所述，利用本发明的光记录方法的媒体，具有结晶化速度比较快的记录层，且具有急冷结构。且该急冷结构不仅在记录时在重放时也有效。本发明中由于采用光斑直径小的激光，提高了光斑内的能量密度。虽然若该能量密度高，则重放时记录标记容易被擦除，但在本发明中由于是急冷结构，可以防止重放时擦除记录标记。
本发明中，若将上述的光记录方法组合使用，可将跳动充分减小。因此，以根据跳动收拢到允许范围内来适当决定记录层成分和媒体结构为宜，优选地，从下面说明的范围中选择。
图1所示的结构图1所示是本发明的光记录媒体的结构成例。该光记录媒体是在支撑基体20上依次层叠由金属或半金属构成的反射层5、第二介电层32、相变型记录层4、第一介电层31和透光性基体2而形成的。记录光和重放光穿过透光性基体2入射。在支撑基体20和反射层5之间设置由介电材料构成的中间层也是可以的。
支撑基体20支撑基体20是为了维持媒体的刚性而设置的。支撑基体的厚度通常为0.2～1.2mm，优选为0.4～1.2mm，可以是透明的，也可以是不透明的。支撑基体20虽然最好是用与通常的光记录媒体相同的树脂构成，但用玻璃构成也是可以的。光记录媒体中通常设置的槽(凹槽)21，如图所示，通过在其上形成的各层上复制，可以形成在支撑基体20上设置的沟。槽21是从记录重放光入射侧看，相对而言在手前侧的区域，相邻接的槽之间的区域是突起22。
反射层5在本发明中对反射层的构成材料没有特别限制，虽然通常可由Al、Au、Ag、Pt、Cu、Ni、Cr、Ti、Si等金属或半金属的单体或含有一种以上上述元素的合金构成，但由于本发明中的媒体必须是急冷结构，最好用热传导率高的材料构成反射层。作为热传导率高的材料，优选为Ag或Al。但是，由于Ag或Al的单体不具有足够的耐蚀性，为了提高耐蚀性最好添加元素。另外，在图1所示结构的媒体中，由于反射层形成时的结晶生长，在激光入射侧反射层的表面粗糙度容易增加。若该表面粗糙度增加，重放噪声也会增加。因此，为了减小反射层的晶粒大小，而且并不仅仅是Ag或Al单体需要减小反射层的晶粒大小，或为了反射层成为非晶态层，最好添加添加元素。
但是，由于若添加其它元素会降低热传导率，此时最好以热传导率比较高的Ag作为主成分元素。作为在Ag中添加的副成分元素，优选为从例如Mg、Pd、Ce、Cu、Ge、La、S、Sb、Si、Te和Zr中选出的至少一种。这些副成分元素至少采用一种，优选为两种以上。反射层中副成分元素的含量，对各金属优选为0.05～2.0at％(原子％)，更优选为0.2～1.0at％，对于副成分总和优选为0.2～5at％，更优选为0.5～3at％。如果副成分元素的含量太少，则得不到充分的效果。另一方面，如果副成分元素太多，则热传导率会降低。
另外，由于晶粒大小小时反射层的热传导率降低，所以若反射层为非晶态，则在记录时得不到充分的冷却速度。因此，反射层首先作为非晶态层形成后，优选地通过热处理进行结晶化。若在作为非晶态层形成后进行结晶化，则可基本上维持非晶态时的表面粗糙度，且可以通过结晶化提高热传导率。
若反射层的热传导率用KR表示，则优选地，KR≥100W/mK更优选地，KR≥150W/mK。
热传导率可以通过例如基于用四探针法求得的反射层的电阻值用Widemann-Franz法则算出。对反射层的热传导率的上限没有限制。即，可作为反射层构成材料使用的材料中热传导率最高的纯银(热传导率250W/mK)也可以使用。
反射层的厚度通常优选为10～300nm。若厚度不到上述范围则难以得到足够的反射率。而即使超出上述范围，反射率的提高也很小，对于成本不利。反射层优选用溅射法和蒸镀法等气相成长法形成。
第一介电层31和第二介电层32这些介电层防止记录层的氧化、变质，而且通过使记录时从记录层传来的热向未被遮断的面内方向逸散，保护支撑基体20或透光性基体2。而且通过设置这些介电层可以提高调整度。第一介电层31和第二介电层32也可以是由两层以上的成分不同的单位介电层叠层而成的。
作为这些介电层中使用的介电体，优选为含有从例如Si、Ge、Zn、Al、稀土元素等中选出的至少一种元素的各种化合物。作为化合物，优选为氧化物、氮化物或硫化物。也可以采用含有这些化合物中的两种以上的混合物。
为了成为急冷结构，介电层尤其是第二介电层32最好由热传导率高的介电体构成。作为热传导率高的介电体，优选为例如硫化锌和氧化硅的混合物(ZnS-SiO2)、氮化铝、氧化铝、氮化硅、氧化钽等，尤其优选Al的氧化物和/或氮化物、Si的氧化物和/或氮化物。作为ZnS-SiO2，优选含有SiO230～60mol％的。若SiO2的含量太少，热传导率太低。另一方面，若SiO2含量太高，由于与其他层的密合性不够，在长期保持时易于发生层间剥离。
若第二介电层32的热传导率用K2D表示，优选地，K2D≥1W/mK更优选地K2D≥1.5W/mK。
第二介电层32的热传导率的上限没有特别限制，介电层中可使用的材料的热传导率通常在约100W/mK以下。本发明中介电层的热传导率不是薄膜状态下的测量值，而是大块材料的值。虽然第二介电层32也可以是多个单位介电层构成的叠层结构，此时作为第二介电层32整体，最好热传导率为1W/mK以上。其中，优选地，希望构成第二介电层32的多个层的各层，热传导率在1W/mK以上。
反射层的热传导率KR和第二介电层的热传导率K2D的关系优选为KR≥-1.6K2D+166。
如果KR和K2D具有这样的关系，记录层就可以充分地急冷。
本发明中为了使媒体成为急冷结构，第一介电层31优选地具有图2所示的叠层结构。图2中第一介电层31由靠近记录层4的单位介电层31C和远离记录层4的单位介电层31D构成。除了第一介电层31之外，图2的媒体与图1的媒体结构相同。图2中，若单位介电层31C的热传导率为KC，单位介电层31D的热传导率为KD，则为了使媒体成为急冷结构，优选地，KC＜KD，
更优选地，1.5≤KD/KC。
KD/KC越大，急冷效果越高。另外，对KD/KC的上限虽然没有限制，但上述的介电层可使用的材料的热传导率是有上限的，所以KD/KC也受限制，通常KD/KC不大于180。另外，为了得到充分的急冷效果，KC优选为小于1W/mK，KD优选为1W/mK以上，更优选为1.5W/mK以上。对KC的下限也没有特别限制，但介电层可使用的材料通热传导率为约0.1W/mK以上。
各单位介电层的厚度应相应于构成各介电层的材料的光学常数，以得到媒体反射率作为目的进行适当设定，但为了得到充分的急冷效果，若单位介电层31C的厚度为tC、单位介电层31D的厚度为tD，则优选地，5nm≤tC≤60nm，30nm≤tD。
另外，对tD的上限虽无特别限制，但第一介电层31的整体厚度受如下所述的制约。
构成第一介电层的两层单位介电层的热传导率具有上述关系时，可以急冷的原因，认为是发生了下述的热移动。具有热传导率比较低的第一介电层31的现有结构中，向热传导率高的反射层与一侧的放热是受支配的。与此相反，本发明中若第一介电层31具有上述多层结构，由于在第一介电层31侧也大量放热，记录层可以更加急冷。具体而言，记层时在记录层4产生的热首先向单位介电层31C传播。由于单位介电层31C的热传导率低，传来的热难以在单位介电层31C的面内方向传播，在垂直方向上向相邻接的单位介电层31D传导则容易，由于单位介电层31D的热传导率高，传来的热在其面内方向快速地扩散。这样地，认为是由于记录层4产生的热在与记录层4相邻接的单位介电层31C面内难以扩散，且在离记录层4远的单位介电层31D内快速地扩散，导致可以在记录时急冷。
为了使记录层4急冷，如图2所示优选地使单位介电层31C和记录层4相接。但根据需要，也可以在它们之间设置其它层。例如，在因为在记录时加热元素从单位介电层31C向记录层4扩散，由此而导致记录层劣化的情况下，在单位介电层31C和记录层4之间设置作为阻挡层的单位介电层也是可以的。在阻挡层的热传导率与单位介电层31C同等程度时，阻挡层可以作为单位介电层31C的一部分，单位介电层31C和阻挡层的合计厚度满足上述上述厚度tC的许可范围就可以了。另一方面，若阻挡层的热传导率比单位介电层31C高，例如为1W/mK以上的情况下，最好阻挡层的厚度为20nm以下。此时若阻挡层太厚，会损及急冷效果。
另外，为了得到例如光学的增强效果，可以用多个层构成单位介电层31C和单位介电层31D中的一个或两个。此时，只要单位介电层31C的整体的热传导率KC和单位介电层31D的整体的热传导率KD也具有上述关系就可以。但是，优选地，希望构成单位介电层31C的多层中的每一层和构成单位介电层31D的多层中的每一层都具有上述关系。
第一介电层和第二介电层的厚度可以基于得到充分的保护效果和提高调整度的效果而适当决定。通常第一介电层31的厚度优选为30～300nm，更优选为50～250nm，第二介电层32的厚度优选为10～50nm。便是，为了成为急冷结构，第二介电层的厚度优选为30nm以下，更优选为25nm以下。
优选地，用溅射法形成各介电层。
记录层对记录层4的成分没有特别限制，可从各种相变材料中适当选择，优选为至少包含Sb和Te。仅由Sb和Te构成的记录层，结晶化温度低到130℃左右，不具有充分的保存可靠性，所以为了提高结晶化温度，优选地添加其它元素。此时作为添加元素，最好是从In、Ag、Au、Bi、Se、Al、P、Ge、H、Si、C、V、W、Ta、Zn、Ti、Su、Pb、Pd和稀土元素(Sc、Y和镧系)中选出的至少一一种。在它们中，由于提高保存可靠性的效果特别高，优选为从稀土类元素、Ag、In和Ge中选出的至少一种元素。
本发明中，由于采用急冷结构的媒体，使得高线速下的擦除变得困难。为此，最好提高记录层的结晶化速度。为了提高结晶化速度，可以增加Sb含量，而且作为上述添加元素采用稀土元素也是有效的。若添加稀土元素，可充分地提高保存可靠性，且可提高结晶化速度。作为稀土元素，优选为Tb、Dy和Gd中的至少一种。
若稀土元素用R表示，除稀土元素、Te和Sb之外的元素用M表示，记录层构成元素的原子比用下式I表示(RaTebSbc)1-xMx，(a+b+c＝1)，则优选地，a≥0，0.4≤c≤0.95，a/b≤1.2，a/c≤0.7，0≤x≤0.1。
在上述式I中，若表示Sb含量的c太小，则结晶化速度太慢，且重放输出低。重放输出与非晶态记录标记和晶态区域之间的反射率差有关，该差越大重放输出就越高。而且若c太小，记录也困难。另一方面，若c太大，则结晶化速度太快，非晶态记录标记的热稳定性降低。更优选地，c≥0.5，最优选地，c≥0.6。而且更优选地，c≤0.9。
在上述式I中，表示稀土元素含量的a，更优选为a＞0，最优选地，a≥0.01。若a太小，则不能充分实现添加稀土元素的效果，即大幅度提高可能造成擦除的线速度和提高保存可靠性。另一方面，若Sb和Te分别对稀土元素的比率过高，可能造成擦除的线速度会显著减小。另外，如上所述，为了充分确保重放输出，必须会有一定程度的Sb。因此，在本发明中，为了确保充分的重放输出，且充分提高可能造成擦除的线速度，优选地控制稀土元素的含量，使a/b和a/c分别落在上述范围内。而且，更优选地，a/b≤0.8，a/c≤0.6。
对元素M没有特别限制，为了显示出提高保存可靠性的效果，优选地从上述元素中选择至少一种。表示元素M含量的x若太大，则结晶化速度降低，所以优选地x落在上述范围内，且更优选地，0≤x≤0.08。
记录层的厚度优选为4nm～50nm，更优选为5nm～30nm。若记录层太薄则晶体相的生长困难，相变引起的反射率变化不充分，重放输出低。另一方面，若记录层太厚，则由于记录层的热容量增大记录变得困难，重放输出也降低。另外，在记录层含有稀土元素的场合，易于在重写时擦除相邻接的记录道，发生串道擦除。为了减少这种串道擦除，记录层的厚度优选为13nm以下，更优选为10nm以下，最优选为小于10nm。虽然如此薄的记录层与厚的记录层相比，重放输出大大降低，但如果在记录层中添加稀土元素，就可以显著抑制记录层变薄时的重放输出降低。另外，减薄记录层引起的重放输出降低通过减小重放光的波长也可以得到改变。在薄的记录层中为了提高重放输出，最好将重放光的波长设置为450nm以下。但是，如果重放光的波长太短也会降低重放输出，最好将重放光的波长设置为380nm以上。
优选地，用溅射法形成记录层。
如上所述，通过适当选择记录层的成分和/或重放光的波长，可以在维持足够的重放输出的同时减薄记录层。记录层的减薄在多层记录媒体中特别有效。多层记录媒体具有两层以上记录层夹着树脂层或介电层层叠的结构，具有用透过其它记录层的记录和重放光进行记录或重放的记录层。因此，为了使足够量的记录和再放光到达记录层，至少靠近光入射侧表面的记录层必须比较薄。
透光性基体2透光性基体2具有可透过记录重放光的透光性。透光性基体2采用与支撑基体20厚度相当的树脂板或玻璃板也是可以的。但是，本发明对进行高密度记录的场合特别有效，因此为了通过记录重放光学系统的高NA化实现高记录密度，优选地对透光性基体2薄型化。此时透光性基体的厚度最好在30～300μm的范围内选择。若透光性基体太薄，在透光性基体表面上附着的尘埃的光学影响会增加。另一方面，若透光性基体太厚，难以通过高NA化实现高记录密度。
对透光性基体2薄型化时，例如可用各种接合剂和粘合剂把由透光性树脂形成的透光性薄板贴在第一介电层引上作为透光性基体，也可以用涂敷法在第一介电层31上直接形成透光性树脂层作为透光性基体。本发明的媒体由于记录重放光透过透光性基体2入射，优选地，透光性基体2的光学均匀性比较高。
本发明中，可利用突起和/或升凹槽作为记录道。在以突起和凹槽作为记录道的突起凹槽型记录方式中，容易发生在重写时擦除相邻道的串道擦除。本发明中由于媒体是急冷结构，即使提高光斑内的能量密度，也必须提高记录功率。而且在本发明中采用结晶化速度快的记录层。记录功率高和结晶化速度快都是串道擦除的原因。
于是在本发明中，为了在以突起和凹槽两者作为记录道的场合下抑制串道擦除，优选地，使用光路长度表示的槽深为λ/7以上。若槽太浅，易于发生串道擦除，串道擦除增大会导致跳动恶化。但是，为了抑制重放输的降低和串道擦除的增加，最好用光路长度表示的槽深在λ/5以下。
图3所示的结构图3所示的光记录媒体，在透光性基体2上依次具有第一介电层31、记录层4、第二介电层32、反射层5和保护层6，记录光和重放光通过透光性基体2入射。
图3中的透光性基体2可以用与图1的支撑基体20同样的基体，但必须具有透光性。
保护层6是为了提高耐擦伤性和耐蚀性而设置的。该保护层优选地用各种有机物质构成，尤其是由可被电子束、紫外线等放射线硬化的物质构成的放射线硬化型化合物及其组合物。保护层的厚度通常为0.1～100μm左右，可以用旋涂、刮涂、喷涂、滴涂等常规方法形成。
其它各层与图1所示的构成例相同。
实施例1(成为急冷结构的必要性的检验I)试样号101以下述工序制作图1所示结构的光记录媒体。
支撑基体20采用通过射出成形同时形成槽的直径120mm、厚为1.2mm的盘状聚碳酸酯。槽深以光路长度表示为λ/6(波长λ＝405nm)。突起凹槽记录方式中记录道间距为0.3μm。
在Ar气氛中用溅射法形成反射层5。靶材采用Ag98Pd1Cu1。反射层厚为100nm。该反射层的热传导率为170W/mK。
第二介电层32在Ar气氛中采用ZnS∶SiO2＝80∶20(摩尔比)的ZnS-SiO2(热传导系数0.6W/mK)构成的靶材用溅射法形成。第二介电层厚为20nm。
记录层4用合金靶材在Ar气氛中溅射形成。记录层的成分(原子比)为式I(RaTebSbc)1-xMx其中M＝In、Ge，a＝0，b＝0.20，c＝0.80，x＝0.08，In∶Ge＝1∶7。记录层厚为12nm。该记录层的成分基于在n·Tw＝15.24ns的条件下可以擦除记录标记来决定。
第一介电层31在Ar气氛中以Zns(80mol％)-SiO2(20mol％)为靶溅射形成。第一介电层厚为130nm。
透光性基体2通过在第一介电层31的表面上夹着溶剂型的紫外线硬化型丙烯酸系树脂构成的厚为3μm的接合层，接合聚碳酸酯薄板(厚为100μm)而形成。上述聚碳酸酯薄板是ピヱアエ一ス(帝人社制)，用流延法制成。
试样号102除了改变记录层4的成分以使得在n·Tw＝26.7ns的条件下可擦除记录标记外，与试样号101同样地制作。
试样号103除了第二介电层32用氮化硅(热传导率8W/mK)制成之外，与试样号101同样地制作。
评价将上述各试样的记录层用体激光初始化(结晶化)后，载置于光记录媒体评估装置上，以下列条件进行记录激光波长λ405nm，数值孔径NA0.85，
记录线速度V11.4m/s(n·Tw＝15.24ns时)6.5m/s(n·Tw＝26.67ns时)，记录信号1-7调制信号(最短信号长度2Tw)。
用于形成最短记录标记的记录信号脉冲是单脉冲，上述单脉冲对最短信号长度的相对宽度Tmin/(n·Tw)为表1所示的值。记录在突起和凹槽两者上进行。λ/NA为476nm，(λ/NA)V在n·Tw＝15.24ns时为41.8ns，在n·Tw＝26.67ns时为73.3ns。
接着，重放记录信号，测量跳动。该跳动为时钟跳动，是通过时钟型分析仪测量重放信号而求得“信号的晃动(σ)”，用检测窗口宽度Tw基于σ/Tw(％)算出的值。结果示于表1。若该跳动在13％以下，误差在允许范围内。为了充分地确保各种边缘情况，该跳动最好在10％以下。
表1

*优选范围以外如上所述，为了进行高速重写，必须采用具有结晶化速度快的记录层的媒体。但是由于结晶化速度快的记录层易于再结晶化，也容易产生上述的自擦除。因此，必须减小用于形成最短记录标记的记录信号脉冲的相对宽度Tmin/(n·Tw)。实际上，表1所示的试样号101中为了进行最短信号长度短(n·Tw＝15.24ns)的高速重写，由于记录层的结晶化速度已提高，若减小Tmin/(n·Tw)，跳动就会减小。但是，即使Tmin/(n·Tw)小到0.135，跳动仍超出允许范围(10％以下)。虽然认为若Tmin/(n·Tw)继续减小，跳动会落在允许范围内，但是激光发光元件的应答性受限制，若设定Tmin/(n·Tw)＝0.11，就不能记录。
与此不同，试样号102为了进行与试样号101相比最短信号长度长(n·Tw＝26.7ns)的低速重写，记录层的结晶化速度比试样号101的慢。因此，跳动与Tmin/(n·Tw)无关，不管Tmin/(n·Tw)如何跳动都会落在允许范围内。另外，由于n·Tw大，即使Tmin/(n·Tw)小到0.11，激光发生元件的应答性也不受限制，可以进行记录。
另一方面，由于试样号103是反射层5和第二介电层32都采用传导率高的材料构成的急冷结构，所以减轻了自擦除。因此若Tmin/(n·Tw)比较大，跳动就极小，该极小值在10％以下。
从上述结果看出，在最短信号长度n·Tw为22ns以下的短的场合，若媒体是急冷结构，在Tmin/(n·Tw)在不受激光发光元件的应答性限制的范围内时可以减小跳动。
实施例2(成为急冷结构的必要性的检验2)除了在记录层的成分(TaTebSbc)1-xMx中，M＝In、Ge，In∶Ge＝1∶6，a、b、c和x的值如表2所示，第二介电层的热传导率K2D如表2所示之外，与实施例1的试样号101同样地，制作光记录媒体试样号201～203。在表2中，热传导率44W/mK的第二介电层由Al2O3构成，热传导率0.6W/mK的第二介电层由ZnS∶SiO2＝80∶20(摩尔比)的ZnS-SiO2构成。
在这些试样中，除了将Tmin/(n·Tw)控制成表2所示的值，且n·Tw为图4所示的值之外，与试样号101同样地进行记录。然后与试样号101同样地求出跳动。结果示于图4。图4中格式化效率80％时的传输速度和n·Tw为横轴，跳动为纵轴。且在表2中示出了各试样中跳动为最小时的n·Tw和传输速度。
表2

*优选范围以外如表2所示，试样号201是第二介电层的热传导率低的缓冷型，因此，如果传输速度高，如图4所示跳动会急剧恶化。另外，与试样号201相比，试样号202具有Sb含量多结晶化速度快的记录层，但与试样号201同样其第二介电层热传导率低。因此，虽然其跳动最小时的传输速度比试样号201高，但该传输速度中的跳动比试样号201的最小跳动大，超过了10％。
与此不同，由于试样号203是用热传导率高的介电层替代试样号202的第二介电层的急冷结构的媒体，虽然跳动最小的传输速度与试样号202相同，该传输速度时的跳动与表示低传输速度时的最小跳动的试样号201的最小跳动相同。
从该表2和图4所示的结果可看出，在n·Tw为22ns以下的短的高传输速度记录中，通过最初使媒体为急冷结构，可以把跳动减小到与低传送速度记录时相同。
实施例3(与n·Tw有关的比较)试样号1除了第二介电层32由Al2O3(热传导率44W/mK)构成之外，与实施例1的试样号101同样地制作。
在该试样中，除了n·Tw＝15.24ns，记录线速度V为11.4m/s，且Tmin/(n·Tw)＝0.1～0.4之外，与实施例1同样地测量跳动。结果示于图5。
图5所示的曲线是对Tmin/(n·Tw)＝0.1～0.4范围内的测量值进行二次曲线近似处理得到的。
试样号2除了变更记录层的成分外，与试样号1同样地制作光记录媒体。该试样中除了n·Tw＝17.78ns，线速度为9.8m/s之外，与试样号1同样地测量跳动。结果也示于图5。该试样中记录层的成分基于在上述线速度下能擦除记录标记来选择。另外，线速度为9.8m/s时，(λ/NA)/V为48.6ns。
试样号3除了变更记录层的成分外，与试样号1同样地制作光记录媒体。该试样中除了n·Tw＝21.32ns，线速度为8.1m/s之外，与试样号1同样地测量跳动。结果也示于图5。该试样中记录层的成分基于在上述线速度下能擦除记录标记来选择。另外，线速度为8.1m/s时，(λ/NA)/V为58.8ns。
评价图5中在Tmin/(n·Tw)＜0.113的范围内跳动超过13％，是因为受激光发光元件的应答性的限制，激光的照射强度不充分造成的。图5中，Tmin/(n·Tw)≥0.145时，跳动为10％以下。
从图5可看出，在最短信号长度n·Tw为22ns以下的短的场合，若媒体是急冷结构，在不受激光发光元件的应答性限制的范围内的Tmin/(n·Tw)下可以减小跳动。
实施例4(与反射层5和第二介电层32的热传导率有关的比较)除了在记录层的成分(RaTebSbc)1-xMx中，M＝In、Ge，a＝0，b＝0.22，c＝0.78，x＝0.07，In∶Ge＝1∶6，反射层的热传导率KR和第二介电层的成分和热传导率K2D如表3所示之外，与实施例1的试样号101同样地制作光记录媒体。在这些试样中，除了记录线速度V为11.4m/s(n·Tw＝15.24ns)之外，与实施例1同样地测量跳动。结果示于表3。
表3中示出的跳动是边改变记录信号脉冲的相对宽度Tmin/(n·Tw)边测得的跳动的极小值。表3所示的试样中跳动为极小的Tmin/(n·Tw)的范围是0.13～0.2。
另外，表3所示的试样号301～305中反射层由Ag98Pd1Cu1构成。而在试样号306～308中反射层由Ag-Pd构成，通过改变Pd含量来改变热传导率。试样号309的反射层由Al98.4Cr1.6构成。
表3(V＝11.4m/s，n·Tw＝15.24ns，Tmin/(n·Tw)＝0.13-0.2)

*优选范围以外从表3可看出，通过使反射层的热传导率KR和第二介电层的热传导率K2D在上述优选范围内，成为急冷结构，在不受激光发光元件的应答性限制的范围内的Tmin/(n·Tw)下可以减小跳动。
实施例5(与第一介电层31的结构有关的比较)试样号401制作图2所示结构的光记录媒体。
反射层5除了成分为Ag98Pd2Cu1(热传导率为170W/mK)之外，与实施例1相同。第二介电层32除了由Al2O3构成之外与实施例1相同。记录层4除了其成分(RaTebSbC)1-xMx中，M＝In、Ge，a＝0，b＝0.19，c＝0.81，x＝0.06，In∶Ge＝1∶5之外与实施例1相同。单位介电层31C厚为35nm，由ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％)构成。单位介电层31D厚为100nm，由Al2O3构成。透光性基体2与实施例1相同。
试样号402除了单位介电层31D为厚100nm的氮化铝层之外，与试样号401同样地制作。
试样号403除了单位介电层31D为厚100nm的氮化硅层之外，与试样号401同样地制作。
试样号404除了第一介电层为厚130nm的ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％)层构成的单层结构之外，与试样号401同样地制作。
评价上述各试样中，除了记录线速度V＝16.3m/s(n·Tw＝10.67ns)，Tmin/(n·Tw)＝0.2之外与实施例1同样地测量跳动。结果示于表4。另外，各试样中的第一介电层32的热传导率K2D、单位介电层31C的热传导率KC和单位介电层31D的热传导率KD分别如表4所示。
表4(V＝16.3m/s，n·Tw＝10.67ns，Tmin/(n·Tw)＝0.2)

由表4可看出，通过使构成第一介电层31的两层单位介电层的热传导率具有本发明限定的关系，可以有明显的效果。在试样号401～403中，由于第二介电层32的热传导率K2D高，且第一介电层31具有本发明限定的结构，n·Tw为10.67ns很短，且Tmin/(n·Tw)为0.2比较大，跳动可大大减小。
实施例6(与第二介电层32的厚度有关的比较)除了由Al2O3(热传导率44W/mK)构成的第二介电层32的厚度为如表5所示的值之外，与实施例3的试样号1同样地制作试样。并除了记录线速度V＝11.4m/s(n·Tw＝15.24ns)，Tmin/(n·Tw)＝0.17之外，与实施例1同样地测量跳动。结果示于表5。表5中与试样号1的结果一并示出。
表5(V＝11.4m/s，n·Tw＝15.24ns，Tmin/(n·Tw)＝0.17)

从表5可看出，第二介电层的厚度为30nm以下时，跳动在允许范围内。
实施例7(与记录层4的厚度和成分有关的比较)除了在记录层的成分(RaTebSbc)1-xMx中，R＝Tb，M＝In、Ge，a＝0.05，b＝0.17，c＝0.78，x＝0.06，In∶Ge＝1∶5，且记录层的厚度如表6所示，第二介电层36由Al2O3(热传导率44W/mK)构成之外，与实施例1的试样号101同样地制作光记录媒体的试样号601～605。而且，除了在记录层的成分(RaTebSbc)1-xMx中，M＝In、Ge，a＝0，b＝0.19，c＝0.81，x＝0.07，In∶Ge＝1∶6，且记录层的厚度如表4所示之外，与上述试样号601～605同样地制作光记录媒体的试样号606～610。
在这些试样中，除了记录线速度V＝11.4m/s(n·Tw＝15.24ns)，Tmin/(n·Tw)＝0.2之外与试样号101同样地进行记录后，测量重放输出，然后测量得到25dB以上的擦除率的最大线速度(可擦除的线速度)。擦除功率是直流。对于试样号602～605还测量以波长650nm重放时的输出。还测量了各试样的串道擦除。这些结果示于表6。表6中示出的重放输出是用记录层厚为15nm时的重放输出归一化后的值。
表6(V＝11.4m/s，n·Tw＝15.24ns，Tmin/(n·Tw)＝0.2)

*优选范围以外从表6可以看出，通过向记录层中添加Tb，增加了可擦除线速度，且大大抑制了在记录层薄时的重放输出的降低。另外，可知记录和重放波长为405nm的场合，与记录和重放波长为650nm的场合相比，可显著地减小记录层薄时的重放输出的下降。另外，添加Tb的记录层可以抑制因减薄引起的串道擦除。制作具有添加了Dy或Gd而不是Tb的记录层的样品，对它们也进行同样的测量，得到与添加Tb的场相同的结果。
实施例8(与记录层4的成分有关的比较)除了在记录层的成分(RaTebSbc)1-xMx中，R＝Tb，x＝0，且a、b、c的值如表7所示，第二介电层32由Al2O3(热传导率44W/mK)构成之外，与实施例1的样品号101同样地制作光记录媒体。对这些样品与实施例7同样地进行了重放输出和可擦除线速度的测量。并测量了各样品的记录层的结晶化温度。这些结果示于表7。
表7(V＝11.4m/s，n·Tw＝15.24ns，Tmin/(n·Tw)＝0.2)

*优选范围以外从表7可知，通过添加稀土元素可以提高记录层的结晶化温度，提高保存可靠性。而且，通过控制成分以使c、a/b和a/c分别落在预定范围内，可以得到光分的重放输出，且可以以高线速擦除。
实施例9(与槽深有关的比较)除了用光路长度表示的槽深值如表8所示之外，与实施例3的试样号1同样地制作样品。对这些样品以记录线速度V＝11.4m/s(n·Tw＝15.24ns)、Tmin/(n·Tw)＝0.17进行记录，并测量了串道擦除和串扰。结果示于表8。表8中还一并示出试样号1的结果。
表8(V＝11.4m/s，n·Tw＝15.24ns，Tmin/(n·Tw)＝0.17)

从表8可知，通过使用光路长度表示的槽深为λ/7～λ/5，可以减小串道擦除和串扰。
权利要求
1.一种光记录媒体，其中从记录用激光入射侧依次具有透光性基体、介电层和相变型记录层，位于上述透光性基体和上述记录层之间的上述介电层含有至少两层单位介电层，且热传导率不同的两种单位介电层相邻接，若热传导率不同的上述两种单位介电层中离记录层较近的单位介电层的热传导率为KC、离记录层较远的单位介电层的热传导率为KD，则KC＜KD。
全文摘要
提供可提高传输速度且可减小重放信号的跳动的光记录媒体。该光记录媒体是具有相变型记录层的光记录媒体，其中若稀土元素用R表示，Ag、In和Ge中的至少一种元素用M表示，上述光记录媒体的记录层的构成元素的原子比用(R
文档编号G11B7/00GK1913017SQ20061010072
公开日2007年2月14日 申请日期2001年5月11日 优先权日2000年5月12日
发明者井上弘康, 宇都宫肇, 加藤达也, 新开浩 申请人:Tdk株式会社