(57)【要約】【課題】  記録可能最低線速度が３．５ｍ／ｓ、記録可能最高線速度が１４ｍ／ｓという広い線速度範囲において記録可能な相変化光記録媒体の最適初期化方法の提供。【解決手段】  案内溝が設けられた透明基板上に、少なくとも第一保護層、組成式ＡｇαＸβＳｂδＴｅεＧｅγで示される材料からなる記録層、第二保護層、反射層を有する相変化光記録媒体に対し、照射光パワー密度１５〜２２ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム線速度８〜１２ｍ／ｓの条件で初期化する初期化方法。  上記組成式中、ＸはＧａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｄｙ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも１種の元素、α、β、δ、ε、γは原子％、α＋β＋δ＋ε＋γ＝１００であり、α＝β＝０のとき、６０≦δ≦９０、０≦ε≦３０、１≦γ≦１０、α＋β＞０のとき、５≦α＋β＋γ≦１０、０≦α≦２、０≦β≦８、６０≦δ≦９０、０≦ε≦３０、１≦γ＜１０である。【選択図】        図２
2005158211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内溝が設けられた透明基板上に、少なくとも第一保護層、下記の組成式で示される材料からなる記録層、第二保護層、反射層を有する相変化光記録媒体に対し、照射光パワー密度１５〜２２ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム線速度８〜１２ｍ／ｓの条件で初期化することを特徴とする初期化方法。
ＡｇαＸβＳｂδＴｅεＧｅγ
式中、ＸはＧａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｄｙ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも１種の元素であり、α、β、δ、ε、γは原子％であって、次の（１）又は（２）の要件を満足する。
（１）    α＝β＝０
δ＋ε＋γ＝１００
６０≦δ≦９０
０≦ε≦３０
１≦γ≦１０
又は、
（２）    α＋β＞０
α＋β＋δ＋ε＋γ＝１００
５≦α＋β＋γ≦１０
０≦α≦２
０≦β≦８
６０≦δ≦９０
０≦ε≦３０
１≦γ＜１０
【請求項２】
記録層の膜厚が８〜２０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の初期化方法。
【請求項３】
相変化光記録媒体が、記録層と第一保護層との間及び／又は記録層と第二保護層との間に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含む酸化物層を有するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の初期化方法。
【請求項４】
酸化物層の主成分が酸化ジルコニウムであることを特徴とする請求項３記載の初期化方法。
【請求項５】
酸化物層に、酸化チタンが含まれることを特徴とする請求項３又は４記載の初期化方法。
【請求項６】
酸化チタンの含有量が、酸化物層材料全体の６０モル％以下であることを特徴とする請求項５記載の初期化方法。
【請求項７】
酸化物層に、更に希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物を含むことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の初期化方法。
【請求項８】
希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物の含有量が、酸化ジルコニウムに対して１〜１０モル％の範囲にあることを特徴とする請求項７記載の初期化方法。
【請求項９】
酸化物層の膜厚が、１〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項３〜８の何れかに記載の初期化方法。
【請求項１０】
初期化用照射光ビームのスポットサイズが２００μｍ２以下で、光源出力が０．７〜２．５Ｗであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の初期化方法。
【請求項１１】
初期化用照射光ビーム線速度を、記録層の結晶化限界速度に対して±２ｍ／ｓの速度範囲内とすることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の初期化方法。
【請求項１２】
楕円状のビーム形を有する初期化用照射光ビームの送り幅が、楕円長軸方向のレーザスポットサイズ（半値幅）の１／ｎ以上、（ｎ−１）／ｎ以下（但し２≦ｎ≦５）を基準に設定され、また、同一部分が複数回重複して照射されないようにすることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の初期化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３．５〜１４ｍ／ｓという広い線速度範囲で記録可能な相変化光記録媒体の最適初期化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報量の増大に伴い高密度でかつ高速に大量のデータの記録・再生ができる記録媒体が求められている。光ビームを照射し情報の記録・再生を行う相変化光記録媒体、特に相変化光ディスクは、信号品質に優れ高密度化が可能であり、また１ビームオーバーライトが容易なことから高速アクセス性に優れた記録媒体である。
このような相変化光ディスクは一般的に、レーザー光の走査を案内する凹状の案内溝が形成された光透過性基板上に、少なくとも第一保護層、非晶質相と結晶相の可逆的相変化をする相変化記録層、第二保護層、金属からなる反射層がこの順に設けられ、更に反射層上に樹脂保護層が設けられた構造となっている。貼り合わせ型光ディスクの場合は、前記構造を一方に用いるか、又は両方に用いて、接着層を介し貼り合わせた構造となっている。データが記録された光ディスクの再生には、通常、記録層の非晶質相−結晶相間の可逆的相変化現象に伴う反射率差又は反射光位相差が利用され、結晶状態が未記録・消去状態とされている。
【０００３】
上記構造は一般にスパッタリング法、真空蒸着法などによる真空プロセスを経て成膜され、このようにして成膜される記録層の成膜直後の状態、即ち、ａｓ−ｄｅｐｏ（アズ・デポ）状態は非晶質である場合が多い。そのため「初期化」と呼ばれる記録層を結晶化する工程が設けられる。この工程を設ける理由は、ａｓ−ｄｅｐｏ状態の非晶質の記録層は、オーバーライト記録により形成される非晶質状態（マーク）と異なり、結晶化に要する時間が非常に長いからである。これはａｓ−ｄｅｐｏ状態の記録層には結晶核が殆どないことが原因と考えられている。
一方、相変化光ディスクの記録原理は以下の通りである。
記録層の非晶質相／結晶相への切り替えは３つの出力レベルでパルス化された集束レーザビームが用いられる。この際、最も高い出力レベルは記録層の溶融に使用され、中間の出力レベルでは融点直下、結晶化温度よりも高い温度まで記録層を加熱するのに使用し、また最も低いレベルは記録層の加熱又は冷却の制御に使用される。最も高い出力レベルのレーザパルスにより溶融した記録層は、続く急冷により非晶質ないしは微結晶となって反射率低下が起こり、記録マークとなる。また、中間出力のレーザパルスでは全て結晶質となり消去が可能となる。このように出力レベル間で書込みレーザパルスを変化させることにより記録層に交互に結晶領域と非晶質領域を作成することができ、情報が記録される。
【０００４】
ところで、このような製造プロセス／記録方式によりデータが記録された光ディスクの実際の記録特性は、概ね記録層材料自体の特性に大きく依存することが多い。記録層材料の特性を表す物性値の代表的なものに、組成比、融点、結晶化温度、光学定数などがあるが、これ以外に本発明者らが経験に基づき考案／定義した値として「結晶化限界速度」というものがある。
この「結晶化限界速度」とは、回転する光ディスクに一定パワーのＤＣ光を照射し、光ディスク反射率の照射光ビーム線速度（光ディスク回転速度）依存性を評価したとき、図１に示すような反射率の急激な低下が始まる時の線速度のことを意味する。これは「一定パワーのＤＣ光」を前記記録原理における中間出力パルス（消去パルス）に見立て、記録／再生系の照射光ビームの線速度を上昇させた時にどの線速度まで結晶化（消去）が可能であるかについて着目した評価方法である。図１を例にとると、線速度が記録層の結晶化限界速度（図中太線）以上では反射率低下が起り、満足な結晶化（消去）が実現されていないことを意味している。そのため従来、初期化やオーバーライト（正確には消去パルス）の照射光ビームの線速度は、良好な消去比を得るためには、記録層の結晶化限界速度よりも十分遅い線速度領域で行うことが望ましいとされてきた。
【０００５】
ところが本発明の対象とする記録可能最低線速度が３．５ｍ／ｓで、記録可能最高線速度が１４ｍ／ｓという広線速度領域で記録可能な相変化光記録媒体の場合には、低線速記録における記録特性も十分満足する高線速記録媒体を設計する必要があったため、この記録層の結晶化限界速度を、高線速記録時の線速度（１４ｍ／ｓ）よりも４ｍ／ｓ程度遅い１０ｍ／ｓ近傍に設計しなければならなかった（本発明者らの経験上、線速度１４ｍ／ｓの良好な高速記録特性を得るためには結晶化限界速度が１４ｍ／ｓ付近の記録材料を用いることが望ましい事は分っていたが、そのような結晶化限界速度の速い記録材料は、現状の記録方式では良好な低線速記録特性を得ることが困難であった。）。そして従来通り、記録層の結晶化限界速度よりも十分に遅い線速度領域で初期化を行い、記録線速度１４ｍ/ｓでオーバーライト記録を行って特性を評価したところ、繰り返し記録初期（オーバーライト回数が１回から１０回程度まで）の消去率が低く、初期化後安定した消去率を得るまでに、書換えを何回か繰り返さなければならないという不具合が生じた。
このような繰り返し記録初期の消去率低下の原因は明らかでないが、上記の事実を基に推測すると、恐らく初期化後の記録層の結晶状態と非晶質マークをオーバーライト消去により再形成した結晶状態とが異なるため反射率の不均一が生じ、その結果ジッター増大が生じてしまったのではないかと考えられる。
【０００６】
本発明のような記録可能最低線速度が３．５ｍ／ｓで記録可能最高線速度が１４ｍ／ｓの広線速記録媒体では、上述のジッター上昇の問題は、特に１４ｍ／ｓの記録において顕著となる。今、図１を例とし、結晶化限界速度よりも比較的遅い線速度領域にある２．４倍速の消去後の結晶状態を「結晶状態Ａ」、結晶化限界速度よりも比較的速い線速度領域にある４倍速の消去後の結晶状態を「結晶状態Ｂ」とする。
２．４倍速領域では充分高いパワーの消去パルスを照射して「結晶状態Ａ」を再現することができるため、ジッター上昇を抑えることができるが、アモルファス化の起こり易い４倍速領域では充分に高いパワーの消去パルスを照射することができないため、消去後の結晶状態は「結晶状態Ａ」とは異なる「結晶状態Ｂ」となる。（一方でオーバーライト回数が１０回程度以降で消去率が安定する理由は、オーバーライト回数１０回までに初期化後の結晶状態が全て非晶質マークをオーバーライト消去した後の結晶状態（「結晶状態Ｂ」）へ移り、反射率が均一になるためと考えられる。）
そのため、初期化後の反射率と４倍速オーバーライト後の反射率（初回に記録されたマークをオーバーライト消去により再形成した結晶の反射率）を等価にし、繰り返し記録初期の記録特性改善を行うことが必須の課題となっていた。
【０００７】
なお、オーバーライト回数が数回程度までの間に見られるジッター値の増大を抑制する相変化光記録媒体、及び、該光記録媒体の初期化方法に関する従来技術としては以下の特許文献１〜１４があるが、特許文献１〜８には、具体的な初期化条件／方法（パワー密度、線速度など）の記述がなく、特許文献９〜１４には、初期化方法に関する記載はあるものの、初期化条件が本発明と異なるか又は広範囲すぎて、本発明が対象とする線速度３．５〜１４ｍ／ｓ範囲でレーザー光を照射して情報の記録／再生を行うような相変化光記録媒体の初期化条件には適していない。
【０００８】
特許文献１：初期化後の記録層の結晶化の割合Ｚが０．３７≦Ｚ≦０．４６の範囲にある相変化光記録媒体。
特許文献２：金属粒子を誘電体中に分散させた混合膜からなり、記録層の結晶粒子サイズを制御する作用を有するシード層を設けた相変化光記録媒体。
特許文献３：ディスクを回転させ、該回転方向に対して直角方向に幅広であり、かつ該回転方向に対し２個以上のピークパワーレベルをもつ光ビームを照射することで、オーバーライト１００回以上後の記録層の結晶粒径の平均値に対して、初期化後の結晶粒径の平均値を２倍以内とした相変化光記録媒体。
特許文献４：記録層が溶融するパワーレベルと結晶化するパワーレベルのレーザー光を交互に照射する工程と、最後に記録層が結晶化するパワーレベルのレーザー光照射する工程からなり、初期化直後の結晶状態と、数十回記録・消去を行った後の結晶状態が同様である初期化方法。
特許文献５：初期化後の記録層の結晶粒最大幅が、５０〜５００ｎｍである相変化光記録媒体。
特許文献６：初期化後の記録層の結晶化の割合Ｚが０．５０≦Ｚ≦０．８５の範囲にある相変化光記録媒体。
特許文献７：スパッタ直後の非晶質状態が近距離秩序を有し、結晶化後の結晶粒径に対する固数分布が複数の極大を有する相変化光記録媒体。
特許文献８：初期化後の結晶粒の最大幅が０．０１〜０．１μｍとなるような初期化方法。
【０００９】
特許文献９：初期化に用いるレーザー光のビームスポット形状が記録膜面上で長円形となるようにビームを成形し、更にこの長円スポットの長軸方向を記録トラック方向に対してほぼ直角になるように配置した状態でビームを照射し、記録層の少なくとも一部を少なくとも一度は融解する初期化方法。
特許文献１０：成膜直後の非晶質を改質処理後、初期化を行う方法。
特許文献１１：初期化後の記録は少なくとも２回のオーバーライトにより行う方法。
特許文献１２：初期化に用いるレーザー光の強度分布（トラックに対して垂直方向の分布）を、最大強度の半値幅のそれぞれの最端部から１０％までの部分の平均強度を半値幅の平均強度より小さくする初期化方法。
特許文献１３：光記録媒体にパワー密度Ｐ（ｍＷ／μｍ２）が１．０≦Ｐ≦５．０かつ照射時間Ｔ（μｓｅｃ）が１≦Ｔ≦１００であるレーザー光を照射する初期化方法。
特許文献１４：レーザー光の焦点が光記録媒体の記録層位置から外れた状態で、７ｍ／ｓ以上の線速度でレーザー光を照射する初期化方法。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−５５５３９号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６０２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１１２０６５号公報
【特許文献４】特開平１１−１４４３３６号公報
【特許文献５】特開２０００−１９５１１１号公報
【特許文献６】特開２０００−１９５１１３号公報
【特許文献７】特開２０００−３４３８２６号公報
【特許文献８】特開２００２−１３３７１１号公報
【特許文献９】特開平９−２１２９１８号公報
【特許文献１０】特開平１０−２４１２１１号公報
【特許文献１１】特開２００１−１２６２６５号公報
【特許文献１２】特開２０００−１９５１１２号公報
【特許文献１３】特開２０００−３１３１７０号公報
【特許文献１４】特開２００１−２８３４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、記録可能最低線速度が３．５ｍ／ｓ、記録可能最高線速度が１４ｍ／ｓという広い線速度範囲において記録可能な相変化光記録媒体の最適初期化方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、次の１）〜１２）の発明（以下、本発明１〜１２という）によって解決される。
１）  案内溝が設けられた透明基板上に、少なくとも第一保護層、下記の組成式で示される材料からなる記録層、第二保護層、反射層を有する相変化光記録媒体に対し、照射光パワー密度１５〜２２ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム線速度８〜１２ｍ／ｓ、照射光ビーム送り幅１０〜５０μｍ／ｒの条件で初期化することを特徴とする初期化方法。
ＡｇαＸβＳｂδＴｅεＧｅγ
式中、ＸはＧａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｄｙ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも１種の元素であり、α、β、δ、ε、γは原子％であって、次の（１）又は（２）の要件を満足する。
（１）    α＝β＝０
δ＋ε＋γ＝１００
６０≦δ≦９０
０≦ε≦３０
１≦γ≦１０
又は、
（２）    α＋β＞０
α＋β＋δ＋ε＋γ＝１００
５≦α＋β＋γ≦１０
０≦α≦２
０≦β≦８
６０≦δ≦９０
０≦ε≦３０
１≦γ＜１０
２）  記録層の膜厚が８〜２０ｎｍの範囲にあることを特徴とする１）記載の初期化方法。
３）  相変化光記録媒体が、記録層と第一保護層との間及び／又は記録層と第二保護層との間に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含む酸化物層を有するものであることを特徴とする１）又は２）記載の初期化方法。
４）  酸化物層の主成分が酸化ジルコニウムであることを特徴とする３）記載の初期化方法。
５）  酸化物層に、酸化チタンが含まれることを特徴とする３）又は４）記載の初期化方法。
６）  酸化チタンの含有量が、酸化物層材料全体の６０モル％以下であることを特徴とする５）記載の初期化方法。
７）  酸化物層に、更に希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物を含むことを特徴とする３）〜６）の何れかに記載の初期化方法。
８）  希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物の含有量が、酸化ジルコニウムに対して１〜１０モル％の範囲にあることを特徴とする７）記載の初期化方法。
９）  酸化物層の膜厚が、１〜２０ｎｍであることを特徴とする３）〜８）の何れかに記載の初期化方法。
１０）  初期化用照射光ビームのスポットサイズが２００μｍ２以下で、光源出力が０．７〜２．５Ｗであることを特徴とする１）〜９）の何れかに記載の初期化方法。
１１）  初期化用照射光ビーム線速度を、記録層の結晶化限界速度に対して±２ｍ／ｓの速度範囲内とすることを特徴とする１）〜１０）の何れかに記載の初期化方法。
１２）  楕円状のビーム形を有する初期化用照射光ビームの送り幅が、楕円長軸方向のレーザスポットサイズ（半値幅）の１／ｎ以上、（ｎ−１）／ｎ以下（但し２≦ｎ≦５）を基準に設定され、また、同一部分が複数回重複して照射されないようにすることを特徴とする１）〜１１）の何れかに記載の初期化方法。
【００１３】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
相変化光記録媒体の記録層の初期化後の結晶状態は初期化方法に大きく依存する。初期化とオーバーライト消去では用いる照射光のスポットサイズ（ビーム径）も違えば、出力パワーや送り幅も異なるため実際の光記録媒体への熱の伝わり方が大きく異なり、単純に線速度を調整するだけでは上記課題を解決することはできなかった。
そこで初期化後の反射率とオーバーライト後の反射率を等価にするために様々な初期化条件の検討を重ねた結果、特定の相変化光記録媒体に対し、特定の条件下で初期化を行えば繰り返し記録初期の消去率が向上することを突き止めた。
即ち、相変化光記録媒体としては、レーザー光の案内溝が設けられた透明基板上に、少なくとも第一保護層、非晶質相と結晶相の可逆的相変化をする上記本発明１に記載した組成式で示される材料からなる記録層、第二保護層、反射層から構成されたものを用いる。また、反射層にＡｇを含み、第二保護層に硫黄を含む場合には、Ａｇの硫化反応による反射層の劣化を防止するため、両層の間に硫化防止層を設けることが望ましい。
【００１４】
レーザー光を線速３．５〜１４ｍ／ｓという広い範囲で照射して情報の記録／再生を行うことができる相変化光記録媒体を実現するには、Ｓｂ、Ｔｅを主要構成元素とし、これにＧｅを含む記録層材料、或いは必須元素としてＧｅとＡｇを含み、更にＸ（Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｄｙ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも１種の元素）が添加された記録層材料を用いる必要がある。この記録層材料は広線速度記録を実現するだけでなく、本発明１及び本発明１０〜１２の初期化方法によって、初期化後反射率とオーバーライト後反射率の不均一性を解消し易い記録層材料であることが確認されている。
以下に、各元素の最適組成範囲について述べる。
ＳｂとＴｅのモル比が７：３であるＳｂ７０Ｔｅ３０近傍組成のＳｂ−Ｔｅ二元系合金は、オーバーライトによる組成偏析が起こり難く繰り返し記録特性に優れた相変化記録材料である。ＳｂとＴｅの配合比を変えることで結晶化限界速度を調整することが可能であり、Ｓｂ比率を高くすると結晶化限界速度が速くなり転送速度を高速にすることができる。本発明の対象となる相変化光記録媒体においては、Ｓｂの組成範囲は、６０≦Ｓｂ≦９０（原子％）である。
【００１５】
本発明で用いるＡｇαＸβＳｂδＴｅεＧｅγは、その殆どがＳｂ−Ｔｅであるから、Ｓｂ−Ｔｅが母体材料で、その他のＡｇ、Ｘ、Ｇｅは添加元素の役割を担うとみる事ができる。本発明者らは、これら添加元素の総量に着目してディスク特性との関係を調べたところ、α＝β＝０の場合には、１≦γ≦１０を満足する必要があり、α＋β＞０（αとβが共に０ではない）の場合には、５≦α＋β＋γ≦１０を満足する範囲が望ましい事を見出した。即ち、ＡｇとＸとＧｅの総量（以下、添加総量）が多過ぎると初期のディスク特性、特にジッターが悪くなり、添加総量が小さ過ぎると保存信頼性が悪くなる事が明らかになった。これは添加総量が多いと母体材料であるＳｂ−Ｔｅへの影響が大きくなって相変化現象に悪影響を及ぼし、少ないとＳｂ−Ｔｅ自体の性質が顕著になってＳｂ−Ｔｅの問題点である保存信頼性の劣化が顕著になる為と思われる。
【００１６】
ＧｅはＧａ程には結晶化温度を上げずに少量の添加で相変化光記録媒体の保存信頼性を飛躍的に向上させることができるため、必須の添加元素である。
またＧａは少ない添加量で結晶化限界速度を速くすることができ、記録層材料の結晶化温度を高める効果を持つことから、マークの安定性に優れた光記録媒体を提供することが可能である。しかし、Ｇａの添加量が多すぎると結晶化温度が高くなり過ぎ、初期化時に均一で高い反射率の結晶状態を得ることが難しくなるためＧａの組成範囲は、８原子％以下とすることが好ましい。
ＩｎもＧａと同様の効果を持つが、Ｇａ程には結晶化温度を高くしないので、初期化の問題を考慮した場合、Ｇａを補う元素として用いると有効である。
更にＧａ、Ｉｎ以外に、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｈｇにも結晶化限界速度を速くする効果がある。
【００１７】
これらの元素を添加することにより、結晶化限界速度が速くなる理由は不明であるが、仮にＳｂ−Ｔｅ合金の結晶化が促進されることに依るならば、これらの元素の中でもＳｂと同じ価数を取り易いＧａ、Ｉｎ、Ｂｉはより好ましく、またＳｂに最も原子番号が近くＳｂとの親和性が高いと思われるＳｎも好ましい。
しかし、添加量が多すぎると再生光劣化や初期ジッターの劣化を引き起すことが予想されるため、組成範囲は何れも８原子％以下とする必要がある。
また、本発明者らの種々の添加元素の調査により、ＭｎやＤｙについてもＩｎと同様の効果を奏することが分っており、特にＭｎは結晶化速度を速め、かつ、Ｇｅ添加量をそれほど増やす必要のない保存信頼性にも優れた添加元素であることも分っている。
また、上記添加元素と共に、Ｃｕ及び／又はＡｕを含有させることが望ましい。これらの元素は保存信頼性に効果のある添加元素であることから、上記添加元素と共に適当に組み合わせることにより所望の広線速度光記録媒体を実現し、かつ初期化後反射率とオーバーライト反射率の不均一性を解消し易い記録材料を設計することができる。
以上の諸々の条件を考慮すると、本発明の初期化方法は、上記本発明１で規定する組成の記録層材料を用いた光記録媒体が対象となる。
【００１８】
また、記録層の膜厚は８〜２０ｎｍの範囲が望ましい。８ｎｍより薄いと繰り返しオーバーライトによる記録特性の劣化が著しくなる。２０ｎｍより厚いと、記録層の均一な初期化が行い辛くなり、また、光透過率が不十分となるため高反射率が得られず変調度も低下してしまう。好ましい記録層の膜厚は、１０〜１７ｎｍ、より好ましくは１０〜１２ｎｍの範囲である。
更に、成膜条件によっても記録層の成膜直後の非晶質状態（ａｓ−ｄｅｐｏ状態）は変化する。ａｓ−ｄｅｐｏ状態では基板上で原子はより乱雑に配列しており、その乱雑さが大きいほど初期化に必要な時間が長くなり所望の結晶状態を得ることが困難となる。しかし低ガス圧、高電圧でのスパッタリングでは、基板上に飛来するスパッタ粒子は通常の条件の場合に比べて大きな運動エネルギーを持っていると考えられ、ある程度の秩序性を持った配向膜が形成され易く、初期化後に所望の結晶状態を得易い。従って、記録層の成膜に際し、低ガス圧、高電圧でのスパッタリング方法を採用することが好ましい。
【００１９】
更に、上記のような記録線速度が３．５ｍ／ｓ〜１４ｍ／ｓという広い線速度領域で記録可能な相変化光記録媒体においては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含む酸化物層を、記録層に接するように、即ち記録層と第一保護層との間及び／又は記録層と第二保護層との間に設けると、初期化不良が一層改善される傾向があることが分った。これはＺｒＯ２を含む酸化物層が、従来保護層として用いられているＺｎＳ−ＳｉＯ２に比べて熱伝導率が低いため、初期化のエネルギーが記録層に効率よく吸収され、エネルギー不足による初期化不良を解消するためと考えられる。従って、酸化物層中の酸化ジルコニウムの含有比が高くなるにつれ、その効果は高くなる。
特に本発明４のように、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含む酸化物層の主成分が酸化ジルコニウムである場合には、酸化ジルコニウムの特性が酸化物層の特性として大きく反映され、更に効果的である。なお、本発明４において「主成分がＺｒＯ２である」とは、酸化物層を構成する材料のうちＺｒＯ２の含有比が最も高いことを意味する。
このような効果は、該酸化物層を例えば１ｎｍ程度設けた場合でも期待することができる。初期化不良の改善は、酸化物層中に含まれる酸化ジルコニウムの含有比を上げる以外に、膜厚を厚くすることでも達成できる。しかし一方で、膜厚が厚くなると記録媒体の保存信頼性が劣化する不具合が生じてしまうため、酸化物層の膜厚は１〜２０ｎｍ程度、好ましくは２〜６ｎｍ程度に薄くして保存信頼性の劣化を防止することが望ましい。
【００２０】
また、ＺｒＯ２を主成分とする酸化物層にはＺｒＯ２以外に酸化チタンを含むことが望ましく、更には希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物を含むことが望ましい。これは、酸化チタンを添加することで酸化物層の熱伝導率を更に低下させることが可能であり、また光学特性の調整や信頼性劣化の低減にも効果的であること、一方、希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物に関してはＺｒＯ２の温度に対する体積変化を小さくする効果があり、初期化や記録時の温度変化に対する安定性を向上させることなどがその理由である。
このような効果を得る為には、酸化チタンの含有量は酸化物層材料全体の６０モル％以下とすること、希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物の含有量はＺｒＯ２に対して１〜１０モル％とすることが望ましい。酸化チタンの含有量は必ずしもこの範囲に限定はされないが、６０モル％を超えるとＺｒＯ２を含む酸化物層の効果が不明瞭となることから上記範囲が適している。また、好ましい希土類酸化物又はベリリウムを除くIIａ族の酸化物としては、Ｙ、Ｍｇ、Ｃａなどの酸化物が挙げられる。ＺｒＯ２にＹ、Ｍｇ、Ｃａ等の酸化物を固溶させただけの酸化物層の場合、記録媒体の保存信頼性劣化が顕著となるため、ＴｉＯ２などの酸化物と併用して添加することが望ましい。
【００２１】
次に、上記のような光記録媒体の初期化は、照射光パワー密度１５〜２２ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム線速度８〜１２ｍ／ｓという特定の初期化条件で行う必要があり、これにより前記課題を解決し繰り返し記録初期の特性が良好な相変化光記録媒体を得ることができる。
この初期化条件は、従来の初期化条件に比べて照射光パワー密度を高くし、照射光ビーム線速度を速くしたことが特徴である。このうち照射光パワー密度については、高線速記録用に結晶化限界速度の速い記録層材料を用いると、記録層材料の結晶化限界速度が速くなるにつれて初期化し難くなる傾向が見られたため、高出力の初期化パワーが必要であったこと、また、高出力の初期化パワーでも、線速度、送り幅が一定の場合、図２に示すようにパワー密度が１５〜２２ｍＷ／μｍ２の範囲で初期化を行うと繰り返し記録初期の特性（特にＤＯＷ１特性：オーバーライト回数１回目の記録特性）が一層改善されることなどから決定した。
【００２２】
一方、初期化用照射光ビーム線速度については、図３に示すように照射光ビームのスポットサイズと、照射光ビームの送り幅を一定にし、記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性の線速度依存性を調査したところ、各出力パワーにおいて照射光ビーム線速度が速いほどＤＯＷ１特性が改善される傾向が見られ、また、線速度が８〜１２ｍ／ｓ付近で最も高い改善効果が得られたことから決定した。
照射光パワー密度に関しては、これらの条件から外れる場合、十分な初期化を行える照射光パワーを印加した場合には複数のトラックに熱が蓄積されるため温度が必要以上に上がってアモルファス化が引き起こされ、また十分過ぎる場合はディスク全体にダメージを与えてしまう。
一方、照射光ビーム線速度に関しては、（図３には示されていないが）本発明の対象とする結晶化限界速度が１０ｍ／ｓ近傍の記録材料を１２ｍ/ｓを超えた照射光線速度で初期化すると、満足な結晶化が行われず初期化不良となってしまう。
【００２３】
本発明１０〜１２は、更に好ましい初期化条件に関するものである。
例えば相変化光記録媒体が円盤状のディスクである場合、初期化工程は、ディスク半径方向に長い楕円状のレーザビームを照射しながら一定の線速度でディスクを回転させ、更に該楕円状のレーザビームの長軸方向のスポットサイズ（半値幅）よりも短い送り幅でビームを半径方向に移動させて徐々に記録層をアニールし結晶化する方式を採用する。
初期化に用いる光源としては、半導体レーザー、ガスレーザ等各種のものを使用できるが、大型ＬＤ（半導体レーザー）を用いた初期化は、膜の均質性、ディスク信号特性、生産性の点で優れることから好ましい。この場合、現在開発されているＬＤの最大出力限界値が２．５Ｗ程度である現状を考慮すると、本発明１で規定する照射光パワー密度を安定に維持して初期化を行うためには、初期化に用いる光源のサイズ（面積）を２００μｍ２以下とすることが望ましく、例えばスポットサイズ７５μｍ２の光源を用いてビーム出力を１．３Ｗ程度に設定すれば、ビームプロファイルが均一で安定した照射光を得ることができる。なお、スポットサイズの下限は特に限定されないが、小さ過ぎると初期化に要する時間が長くなり生産性が低下するため、ＬＤの出力に応じた適当なサイズを選択することが望ましい。
【００２４】
また、本発明が対象とするような線速度３．５〜１４ｍ／ｓの広線速度領域で記録可能な相変化光記録媒体に伴う初期化後反射率とオーバーライト後反射率の不均一性の問題に関しては、一般に、初期化の照射光ビーム線速度を、対象とする記録層材料の結晶化限界速度に対して±２ｍ／ｓの範囲内で設定することにより解決可能であり、更には０〜１ｍ／ｓ近傍の速い線速度での改善効果が最も高いことを確認した。記録層材料の結晶化限界速度に対して２ｍ／ｓを超える速い照射光ビーム線速度で初期化を行うと満足な結晶化が実現されず、また、−２ｍ／ｓよりも遅い照射光ビーム線速度で初期化を行うと、初期化プロセスに時間がかかり実用的でないばかりか初期化後の反射率とオーバーライト後の反射率不均一性の問題を解消し難くなることも確認された。
【００２５】
照射光ビーム送り幅については、楕円ビームの短軸方向を円周方向と一致させ、光ディスクを回転させながら短軸方向に走査すると共に、１周（１回転）毎に長軸（半径）方向に移動させて全面初期化を行う。この場合、１回転当りの半径方向の移動距離（送り幅）は「初期化むら」が起らないようにビーム長軸よりも短かく設定する必要があるが、このときディスクの同一半径部分があまり多数回重複して照射されないように初期化を行うと、生産性が向上するだけでなく、ディスク半径方向のエネルギー分布に由来する初期化の不均一性が回避され、また記録線速度１４ｍ/ｓにおけるＤＯＷ１特性も改善できることが分った。
図４は照射光ビーム線速度を一定とし、各照射光パワー密度において記録線速度１４ｍ/ｓにおけるＤＯＷ１特性の照射光ビーム送り幅依存性（短軸方向のスポットサイズ（半値幅）は１μｍとした）を示したものであるが、各パワー密度（或いは長軸方向のスポットサイズ径）において送り幅が大きいほどＤＯＷ１特性が改善される傾向が明らかになった。
【００２６】
ディスクの同一半径部分を重複して照射せずに初期化を行うためには、照射光ビーム送り幅とビーム長軸を等しくする必要がある。しかし実際は照射光ビームがビームプロファイルを持つため、ビーム端で充分な照射光パワー密度が得られず、初期化後のディスク反射率が半径位置に依ってばらついてしまうこと（初期化むら）が懸念される。そのため、好ましくは楕円状のビーム形を有する初期化用照射光ビームの送り幅を、ｎを整数として楕円長軸方向のレーザスポットサイズ（半値幅）の１／ｎ以上、（ｎ−１）／ｎ以下に設定する。また重複する場合（ｎが１でない場合）は、図４より送り幅が大きいほどＤＯＷ１特性が改善される傾向があることから、２≦ｎ≦５程度に設定すると良い。なお、「ビーム長軸長の整数分の１」を基準とするに当り、文字通り整数分の１である必要はなく、整数分の１からビーム長軸長に対して±５％程度の誤差は差し支えなく、このような場合も本発明の実施の態様に包含される。
一方、円盤状ディスク以外の形状の場合も同様に同一部分があまり多数回重複して照射されないよう初期化を行うとよいが、円盤状ディスク以外の形状の場合は、その形状により適宜工夫する必要がある。
【００２７】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図５〜７は本発明における実施形態の構造の一例を示すものである。この相変化光記録媒体では、基板の上に、第一保護層、相変化記録層、第二保護層、硫化防止層、反射層の他、記録層界面に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含む酸化物層が設けられ、更に樹脂保護層を介して貼り合せ用基板が設けられている。
本発明の本質は、本発明１〜９の要件を満たす特定の相変化光記録媒体に対し、特定の条件下で初期化を行うことで繰り返し記録初期の消去率が向上することにある。それ故、本発明１〜９で規定する要件を満たす相変化光記録媒体であれば、例えば図８に示すような一般的なＢｌｕｅ−Ｒａｙ（青色波長）ディスク型の光記録媒体に相当する場合や、図９に示すような一般的な二層光記録媒体に相当する場合に対しても、構成によらず全く同様に適用できる。なお、図９の場合には、例えば第２情報層を本発明の初期化方法によって初期化した後、第１情報層を形成することになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、記録可能最低線速度が３．５ｍ／ｓ、記録可能最高線速度が１４ｍ／ｓという広い線速度範囲において記録可能な相変化光記録媒体の最適初期化方法を提供できる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例の相変化光記録媒体（光ディスク）は何れも、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで、トラックピッチ０．７４μｍの案内溝付きポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、第一保護層、記録層、第二保護層、硫化防止層、反射層をこの順に成膜し、その上にスピンコート法により樹脂保護層を成膜し、最後に同様な貼り合せ用基板（直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板）を貼り合せたものである。但し、本発明３〜９のような酸化物層を設ける場合には、記録層を成膜する工程の前及び／又は後に、該酸化物層の成膜工程を追加した。
【００３０】
実施例１
第一保護層には、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）を厚さ５５ｎｍ、ＺｒＯ２を主成分とする酸化物層には、８モル％のＹ２Ｏ３を含むＺｒＯ２（８０モル％）−ＴｉＯ２（２０モル％）を厚さ３ｎｍ、記録層には、Ａｇ１Ｉｎ４Ｓｂ７１Ｔｅ２１Ｇｅ３を厚さ１１ｎｍ、第二保護層には、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）を厚さ１１ｎｍ、硫化防止層には、Ｓｉを厚さ４ｎｍ、反射層には、Ａｇを厚さ１４０ｎｍ成膜して光ディスクを作製し、表１の実施例１の欄に示す条件で初期化した。
初期化後、波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップを有する光ディスク評価装置（パルステック社製ＤＤＵ−１０００）を用いて反射率を測定し、その周内分布、面内分布の評価を行った。また反射率測定後、記録線速度１４．０ｍ／ｓ、線密度０．２６７μｍ／ｂｉｔのもと、ＥＦＭ＋変調方式でランダム信号の繰り返し記録（２回）を行い、再生線速３．５ｍ／ｓ、再生パワー＝０．７ｍＷで記録特性（ＤＯＷ１特性）、即ちジッターを評価した。このジッターとは、ｄａｔａ  ｔｏ  ｃｌｏｃｋ  ｊｉｔｔｅｒ（データ・ツー・クロック・ジッター）σを検出窓幅Ｔｗで規格化した値のことである。
また、保存信頼性を調査するため、上記ディスクを８０℃８５％ＲＨ恒温槽に３００時間放置したのち再び記録特性を評価した。
評価結果を表２に示す。なお、評価基準は次の通りである。
反射率の周内分布については、同一周内で反射率変動幅が１％未満の場合を「均一」、１〜２％の場合を「わずかに変動」、２％を超える場合を「不均一」とした。
反射率の面内分布については、各周の平均反射率に対するばらつきが、１％未満の場合を「均一」、１〜２％の場合を「わずかに変動」、２％を超える場合を「不均一」とした。
ＤＯＷ１特性については、ジッターが９％以下の場合を「○」、９％より大きく１０％以下の場合を「△」、１０％より大きい場合を「×」とした。
保存信頼性については８０℃８５％ＲＨ恒温槽で３００時間放置した後のジッター変動が０．５％以内の場合を「○」、０．５％より大きく１．０％以下の場合を「△」、１．０％を超えてジッターが変動した場合を「×」とした。また比較例１〜４については保存信頼性の評価を行わなかった。
表から分るように、本実施例ではディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。また、恒温槽に放置後も特性の劣化は見られず良好な保存信頼性を得ることができた。
【００３１】
実施例２
実施例１と同じ光ディスクを用い、照射光パワー密度を１６．０ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム線速度を９ｍ／ｓに変更した点以外は実施例１と同様の条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１と同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３２】
実施例３
実施例１と同じ光ディスクを用い、照射光パワー密度を１５．３ｍＷ／μｍ２、照射光ビーム送り幅を１８μｍ／ｒに変更した点以外は実施例２と同様の条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１〜２と同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３３】
実施例４
実施例１と同じ光ディスクを用い、表１の実施例４の欄に示す条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１〜３と同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３４】
実施例５
記録材料をＡｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７２Ｔｅ２０Ｇｅ４に変えた点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１〜４と同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３５】
実施例６
記録材料をＡｇ１Ｇａ３Ｓｂ７０Ｔｅ２１Ｇｅ５に変えた点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１〜５と同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３６】
実施例７
記録材料をＳｂ７４Ｔｅ２１Ｇｅ５に変えた点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、実施例１〜６同様に、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の全ての項目において良好な結果を得ることができた。
【００３７】
実施例８
記録層の膜厚を１８ｎｍに変えた点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布において僅かに変動が見られ、また記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性（ジッター）も９％を超えてしまったが、ディスク全体の特性としては比較的良好な結果を得ることができた。
【００３８】
実施例９
ＺｒＯ２を主成分とする酸化物層を設けなかった点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性・保存信頼性の２項目については良好であったが、ディスク反射率の周内分布・面内分布においては僅かに変動が見られた。
【００３９】
実施例１０
ＺｒＯ２を主成分とする酸化物層の膜厚を２０ｎｍにした点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布ついては良好であったが、記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性、及び保存信頼性の２項目については劣化してしまった。
【００４０】
実施例１１
ＺｒＯ２を主成分とする酸化物層の膜厚を８ｎｍにした点以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製し、実施例１と同じ条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布・記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性の項目については良好であったが、保存信頼性は劣化してしまった。
【００４１】
比較例１
実施例１と同じ光ディスクを用い、照射光ビーム線速度を６ｍ／ｓに変えた点以外は実施例１と同様にして初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布は均一であったが、記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性は改善されなかった。
【００４２】
比較例２
実施例１と同じ光ディスクを用い、照射光ビーム線速度１４ｍ／ｓに変えた点以外は実施例１と同様にして初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布が不均一で反射率の変動が見られ、また記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性も改善されなかった。
【００４３】
比較例３
実施例１と同じ光ディスクを用い、表１の比較例３の欄に示す条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布が不均一で反射率の変動が見られ、また記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性も改善されなかった。
【００４４】
比較例４
実施例１と同じ光ディスクを用い、表１の比較例４の欄に示す条件で初期化を行い評価した。
評価結果は表２に示す通りであり、ディスク反射率の周内分布・面内分布が不均一で反射率の変動が見られ、また記録線速度１４ｍ／ｓにおけるＤＯＷ１特性も改善されなかった。
【００４５】
【表１】
2005158211.tif 000003
【００４６】
【表２】
2005158211.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】結晶化限界速度を説明するための図。
【図２】実施例１の光ディスクを線速度、送り幅一定で初期化後に記録線速度１４ｍ／ｓで記録を行った時の、ＤＯＷ１特性の初期化用照射光パワー密度依存性を示す図。
【図３】実施例１の光ディスクを照射光ビームのスポットサイズと、送り幅一定で初期化後に記録線速度１４ｍ／ｓで記録を行った時の、ＤＯＷ１特性の照射光ビーム線速度依存性を示す図。
【図４】実施例１及び５の光ディスクを照射光ビーム線速度一定で各照射光パワー密度において初期化後、記録線速度１４ｍ／ｓで記録を行った時の、ＤＯＷ１特性の照射光ビーム送り幅依存性を示した図。
【図５】本発明における実施形態の構造の一例を示す図。
【図６】本発明における実施形態の構造の他の例を示す図。
【図７】本発明における実施形態の構造の更に他の例を示す図。
【図８】本発明における実施形態の構造の更に他の例を示す図。
【図９】本発明における実施形態の構造の更に他の例を示す図。
【図１】
2005158211.tif 000005
【図２】
2005158211.tif 000006
【図３】
2005158211.tif 000007
【図４】
2005158211.tif 000008
【図５】
2005158211.tif 000009
【図６】
2005158211.tif 000010
【図７】
2005158211.tif 000011
【図８】
2005158211.tif 000012
【図９】
2005158211.tif 000013