JP2006130854A

JP2006130854A - 光記録媒体とその作製方法

Info

Publication number: JP2006130854A
Application number: JP2004324527A
Authority: JP
Inventors: Koji Deguchi; 浩司出口; Kazunori Ito; 和典伊藤; Hiroko Okura; 浩子大倉; Masanori Kato; 将紀加藤; Mikiko Abe; 美樹子安部; Hiroyoshi Sekiguchi; 洋義関口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】従来技術では実現できなかった良好な初期化を行うことができ、更には保存信頼性に優れた、ＤＶＤ相当の記録密度で４倍速以上の高速記録が行える光記録媒体とその作製方法の提供。
【解決手段】透光性を有する基板上に、少なくとも下部保護層、相変化材料から成る記録層、上部保護層及び反射層を設けた構成から成り、該記録層がレーザ光の照射により結晶相とアモルファス相との相変化を引き起こす事で書き換え記録を行う光記録媒体において、該記録層の相変化材料が、ＳｂにＧａとＳｎを加えたものに更にアルカリ土類金属及び／又はＴｉを添加したものである事を特徴とする光記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、相変化材料を用いた光記録媒体とその作製方法に関する。

近年、相変化材料を記録層とした光記録媒体、特に相変化光ディスクの開発が盛んに行われている。
一般に相変化光ディスクは、透明なプラスチック基板上に特定の溝を形成し、その上に薄膜を形成する。基板に用いられるプラスチック材料は主にポリカーボネートで、溝の形成には射出成形法がよく用いられる。基板上に成膜する薄膜は多層膜で、基板側から順番に下部保護層、記録層、上部保護層、反射層の構成が基本的なものである。下部及び上部保護層には酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ_２を混合したＺｎＳ−ＳｉＯ_２がよく用いられる。記録層にはＳｂＴｅを主成分とした相変化材料がよく用いられる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられ、これら以外にもＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなどが用いられる。反射層には金属材料が用いられるが、光学特性及び熱伝導率などからＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料がよく用いられる。

これらの多層膜の成膜方法としては、抵抗線加熱法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など様々な成膜方法を用いる事ができるが、中でも量産性に優れていることからスパッタ法がよく用いられる。これらの多層膜を形成後、薄膜を保護する為に樹脂層をスピンコートにより被覆する。
このようにして作製された相変化光ディスクは、記録層に用いられている相変化材料がアモルファス状態であり、これを結晶化状態にする所謂初期化工程を施す事が一般的である。相変化光ディスクの初期化にはディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させる事で行う。レーザ光の照射にはフォーカシング機能を設けてより効率の良いレーザ照射を行う場合が多い。

このようにして作製した相変化光ディスクは任意に決められたレーザ発光パターン（以下、ストラテジー）を照射することで任意のアモルファスマークを形成する事ができる。更に、相変化光ディスクでは消去と記録を同時に行うダイレクトオーバーライト（以下、ＤＯＷ）記録が可能である。ちなみに消去とはアモルファス状態のマークを結晶化させる事で、記録とは結晶状態からアモルファス状態のマークを形成する事である。
よく用いられるストラテジーとしては記録パワー（Ｐｗ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）の３値制御（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）に種々のパルス幅を組み合わせて特定のマーク長を記録するというものがある。データ記録・再生の変調方式としてはＣＤで使われているＥＦＭ変調やＤＶＤで使われているＥＦＭ＋変調などはマークエッジ記録方式である事からマーク長の制御が非常に重要である。このマーク長の制御の評価としてはジッター特性が一般的に用いられる。

上記のような相変化光ディスクは現在ＤＶＤの書き換え型媒体として広く使用されている。ＤＶＤの書き換え型媒体としてはＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷの３種類がある。これらの記録容量は何れも同じで４．７ＧＢであるが記録線速度が異なる。中でもＤＶＤ＋ＲＷは最高記録線速がＤＶＤの基準線速３．５ｍ／ｓの４倍速である１４ｍ／ｓを実現し、書き換え型ＤＶＤの中で最も高速記録が可能である。しかし、更なるデータ記録時間の短縮を目的に、より高線速記録が可能な媒体の開発が各方式で活発に行われている。
高線速記録を実現する方法としては、記録層に用いる相変化材料の結晶化速度が十分速く、高速記録の線速でも結晶状態が得られる事が必要となる。相変化材料の結晶化速度を向上させる最も効果的な方法は、相変化材料自体を調整する事である。
例えば、これまで商品化されている書き換え型相変化光ディスクで用いられている記録層材料としては、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−ＴｅやＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅに代表されるＳｂ−Ｔｅ系が主なものであるが、この系ではＳｂ量を増やす方法や結晶化速度を向上させるＩｎ、Ｇａ、Ｓｎなどを添加する方法等を用いる事ができる。しかし、これらの方法では初期化による結晶化が困難であったり、保存信頼性が劣化するなどの不具合が発現し、これらの不具合と高速記録とのトレードオフが問題になる。特に記録密度が高くなるとこの傾向が顕著となり、ＤＶＤ相当の記録密度では４倍速以上の記録線速を実現するのは非常に困難である。

このような状況の中、最近になってＧａＳｂやＧｅＳｂに代表されるＴｅなしの相変化材料を記録層材料に用いた相変化光ディスクが高速記録に適しているという報告がある。我々もＧａＳｂを記録層材料に用いて、ＤＶＤ相当の記録密度で４倍速以上の記録線速を実現する媒体についての報告を行った（非特許文献１）。
ＧａＳｂ自体はこれまでも高速記録の可能性を有する相変化材料として報告されていたが（例えば、非特許文献２）、結晶化温度が非常に高く、初期化による結晶化が困難である事やＤＶＤ相当の記録密度での高速記録におけるオーバーライト特性、変調度及び保存信頼性を同時に満足するものではなかった。

そこで我々はＧａとＳｂの組成比に着目し、状態図から共晶点であるＧａ１２Ｓｂ８８（原子％）の組成を用いる事で結晶化温度を２００℃未満まで下げられる事を見出した。更に、高速記録と保存信頼性が両立できる事を報告し、ＤＶＤ相当の記録密度での高速記録の実現可能性を提示した。しかし、更なる実験を重ねた結果、Ｇａ１２Ｓｂ８８（原子％）の組成では初期化後の反射信号の周内分布が大きく、それがノイズとなりジッター特性を劣化させることが判明した。この原因としては、Ｓｂ量が多い事からＳｂ単独の結晶相が多くなり、この相自身が反射信号に現れると考えられる。その為、この不具合は初期化条件や方法、装置などで解消できるものではなく、ＧａとＳｂの組成比を再度検討する必要が出てきた。その結果、Ｓｂ８６原子％以下の範囲で上記のような不具合が解消される事を見出した。しかし、Ｓｂ量が減る事で結晶化速度も遅くなり、高速記録自体が困難となる。そこで、この問題を解決する為に更なる添加元素を検討した結果、Ｓｎが最も有効な元素である事を見出した。

ＧａＳｂＳｎについては、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＯｎＯｐｔｉｃａｌＭｅｍｏｒｙ２００３でも発表があり（非特許文献３）、高速記録に適している事が知られている。しかし、ＧａＳｂＳｎには以下の（１）〜（３）のような問題点がある事を見出した。これらの問題は記録相材料である相変化材料に大きく起因する問題である為、新たに相変化材料の開発が必要となる。
（１）従来用いられている初期化装置を用いた初期化が困難である。
（２）室温レベルでの反射率の経時劣化が大きい。
（３）未記録状態での保存後に記録した信号特性、所謂シェルフ特性や記録状態での保存後に記録した信号特性、所謂オーバーライトシェルフ特性が良くない。

ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆＴｈｅ１４ｔｈＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｈａｓｅＣｈａｎｇｅＯｐｔｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｔｏｒａｇｅＰＣＯＳ２００２ｐ．１１："ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＧａＳｂＰｈａｓｅ−ＣｈａｎｇｅＭａｔｅｒｉａｌｆｏｒＨｉｇｈ−ＳｐｅｅｄＲｅ−ＷｒｉｔａｂｌｅＭｅｄｉａ" ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ／ｖｏｌ．２６，Ｎｏ２２１１５Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９８７："Ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅＯｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｉｎＧａＳｂ" ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＯｐｔｉｃａｌＭｅｍｏｒｙ２００３ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔｐ．１４６："ＳｔｕｄｙｔｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＧａＳｂＳｎＰｈａｓｅＣｈａｎｇｅＭａｔｅｒｉａｌｆｏｒＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲｅｗｒｉｔａｂｌｅＭｅｄｉａ"

本発明は、上記の問題を解決し、従来技術では実現できなかった良好な初期化を行うことができ、更には保存信頼性に優れた、ＤＶＤ相当の記録密度で４倍速以上の高速記録が行える光記録媒体とその作製方法の提供を目的とする。

上記課題は次の１）〜７）の発明（以下、本発明１〜７という）によって解決される。
１）透光性を有する基板上に、少なくとも下部保護層、相変化材料から成る記録層、上部保護層及び反射層を設けた構成から成り、該記録層がレーザ光の照射により結晶相とアモルファス相との相変化を引き起こす事で書き換え記録を行う光記録媒体において、該記録層の相変化材料が、ＳｂにＧａとＳｎを加えたものに更にアルカリ土類金属及び／又はＴｉを添加したものである事を特徴とする光記録媒体。
２）相変化材料が以下に示すような組成式（但し、α、β、γ、δは原子％）から成る事を特徴とする１）記載の光記録媒体。
ＧａαＳｂβＳｎγＸδ
Ｘ：アルカリ土類金属及び／又はＴｉ
８６≦β＋γ≦８９
１１≦γ≦２９
０．５≦δ≦６
α＋β＋γ＋δ＝１００
３）相変化材料が更にＧｅを含む事を特徴とする１）又は２）記載の光記録媒体。
４）相変化材料が以下に示すような組成式（但し、α、β、γ、δ、ζは原子％）から成る事を特徴とする３）記載の光記録媒体。
ＧａαＳｂβＳｎγＸδＧｅζ
Ｘ：アルカリ土類金属及び／又はＴｉ
８６≦β＋γ≦８９
１１≦γ≦２９
０．５≦δ≦５
３≦ζ≦１０
α＋β＋γ＋δ＋ζ＝１００
５）下部保護層の膜厚が５０〜１００ｎｍ、記録層の膜厚が１０〜２０ｎｍ、上部保護層の膜厚が３〜１５ｎｍ、反射層の膜厚が１００〜３００ｎｍの範囲にある事を特徴とする１）〜４）の何れかに記載の光記録媒体。
６）記録層と接する下部保護層及び上部保護層の材料がＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物から成り、ＳｉＯ_２の混合割合ψ（モル％）が、全体を１００モル％として、次の範囲にある事を特徴とする１）〜５）の何れかに記載の光記録媒体。
１５≦ψ≦３５
７）基板として、溝ピッチ０．７４±０．０３μｍ、溝深さ２２〜５０ｎｍ、溝幅０．２〜０．４μｍの蛇行溝を有する事を特徴とする１）〜６）の何れかに記載の光記録媒体。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
前述したようにＧａＳｂＳｎを記録層に用いた相変化光ディスクの初期化を従来用いられている初期化装置で行う事は困難である。その原因は以下のように考えられる。
ＧａＳｂＳｎのような結晶化速度が速い相変化材料では、初期化用のレーザービームが照射された瞬間に溶融状態となり、非常に短い時間内で結晶状態への相変化を起こすと考えられる。この際、ＧａＳｂＳｎに対して活性な反応を示す不純物、具体的には酸素などが存在すると良好な結晶状態に相変化する事ができないと考えられる。
この問題を解決するため、本発明１では、アルカリ土類金属及び／又はＴｉを相変化材料に添加する事でＧａＳｂＳｎが良好な結晶状態に相変化する事ができるようにし、従来の初期化方法でも良好に初期化できるようにした。アルカリ土類金属及び／又はＴｉを添加する事で良好な結晶状態に相変化する原因の詳細は不明であるが、アルカリ土類金属やＴｉは、酸素を吸着したり、酸素と化学反応して結合する事が知られており、その特性からＧａＳｂＳｎへの影響を抑える事ができると思われる。
添加するアルカリ土類金属については特に制限は無いが、反応性が高いＭｇ、Ｃａが好ましい。

相変化材料の組成比については本発明２で規定する範囲が望ましい。Ｓｎについては、添加量の増加と共に結晶化速度が向上し、高速記録に適した相変化光ディスクを提供する事ができるが、添加量が多過ぎると保存特性に悪影響が出てくる。その為、１１〜２９原子％の範囲が望ましい。更に望ましくは１５〜２０原子％の範囲である。またＳｂとＳｎの合計含有量は、８６〜８９原子％の範囲が望ましい。合計含有量が８６原子％未満では高速記録に適するだけの結晶化速度が得られない。一方、８９原子％を超えるとアモルファス化が難しくなり十分なジッタ特性が得られない。
アルカリ土類金属及び／又はＴｉの添加量については、あまり多いとそれ自体が不純物となり、結晶化を必要以上に抑制してしまい、本来必要である結晶化速度を低下させる。その為、添加量には制限があり、０．５〜６原子％の範囲が望ましい。更に望ましくは１〜４原子％の範囲である。
一方、従来技術において問題であった反射率の経時劣化及び保存信頼性の劣化を防止するためには、本発明３のように相変化材料にＧｅを添加する事が更に望ましい。Ｇｅを添加した場合の相変化材料の組成としては本発明４で規定する範囲が望ましい。なお、Ｇｅ自体は相変化材料の結晶化速度を遅くする為、Ｇｅを添加した場合には、Ｓｂの結晶化を抑制するアルカリ土類金属及び／又はＴｉの添加量を若干減らす必要があるが、その他の組成比は本発明２の場合と同様である。
また、Ｇｅの添加効果を得る為には、３原子％以上添加することが望ましい。Ｇｅの添加量の上限は、高速記録に適した結晶化速度を得るため１０原子％である。

次に、各層構成の膜厚については本発明５で規定する範囲が望ましい。
下部保護層の膜厚は光記録媒体の反射率を調整する働きがあり、望ましい膜厚の範囲は５０〜１００ｎｍである。５０ｎｍより薄いと膜厚に対する反射率変動が大きい事から安定に作製する事が難しく、１００ｎｍより厚いと成膜時間が長くなり、光記録媒体の生産性が落ちる。
記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍが望ましい。１０ｎｍより薄いと繰り返し記録特性の劣化などの不具合が生じ易く、２０ｎｍより厚いと初回記録のジッタ−特性が悪くなる。より望ましい膜厚は１２〜１８ｎｍである。
上部保護層の膜厚は３〜１５ｎｍが望ましい。３ｎｍより薄いと記録感度が悪くなったり変調度が低下したりする不具合が生じる。また、１５ｎｍより厚いと放熱効果が無くなりジッタ−特性や繰り返し記録特性が悪くなる。より望ましくは、５〜１０ｎｍである。
反射層の膜厚は１００〜３００ｎｍの範囲が望ましい。１００ｎｍより薄いと放熱効果が得られなくなる可能性がある。また、３００ｎｍより厚くしても放熱効果は変わらず、単に必要のない膜厚を付加する事になる。より望ましくは１２０〜１８０ｎｍである。

反射層材料については、光学特性及び熱伝導率などからＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料を用いる事ができる。特に本発明の目的の一つである高速記録を考えると急冷構造が望ましいので、熱伝導率が最も高いＡｇ又はその合金が適している。Ａｇ又はその合金を用い、上部保護層に硫化物を含んだ材料を用いた場合、硫黄成分によるＡｇの硫化が問題になる為、上部保護層と反射層の間に硫化防止層を設ける必要がある。硫化防止層には硫化に対して強い材料を用いる必要があり、例えばＳｉ、Ａｌなどの金属、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２などの酸化物、ＳｉＮ、ＡｌＮなどの窒化物、ＳｉＣ、ＴｉＣなどの炭化物、或いはこれらの混合物などが用いられる。
硫化防止層の膜厚は２〜５ｎｍ程度が望ましい。更に望ましくは３〜５ｎｍの範囲である。２ｎｍより薄いと硫化防止の効果が無くなり、５ｎｍより厚いと放熱効果や光学的な影響が大きくなる為である。

次に、下部保護層と上部保護層の材料については本発明６で規定する材料が望ましい。従来技術では両保護層共に酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などの誘電体材料或いはこれらの混合物などが用いられ、単層又は複数層から成る。本発明者等は、少なくとも記録層に接する保護層を、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物からなる誘電体材料で形成する事により、記録特性が改善される事を見出した。この理由については不明であるが、以下のように考えられる。
本発明１〜４で用いる相変化材料は結晶化速度が速い事から、結晶化を促進する効果を与える事で瞬時に結晶化状態になると考えられる。保護層材料の中には結晶化促進効果を有する材料があり、そのような保護層が該相変化材料に接した場合、アモルファス状態の形成を阻害し、記録特性を悪くすると考えられる。特に繰り返し記録時は熱も篭り易く、アモルファス化が困難になる傾向がある。そのため比較的結晶化促進効果が小さいＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物が適していると考えられる。
また、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物からなる保護層材料中のＳｉＯ_２の混合割合は、全体を１００モル％として、１５〜３５モル％の範囲が望ましい事を見出した。更に望ましくは２０〜３０モル％である。１５モル％未満では繰り返し記録や初期化によるＺｎＳの結晶化が発生し、記録層のアモルファス化を阻害する。また、３５モル％を超えると屈折率が小さくなってしまい、十分な光学的特性を得る事ができない。
以上の本発明１〜６の構成を採用し、本発明７で規定するような基板を用いれば、現状のＤＶＤ＋ＲＷ媒体の規格に準拠し、４倍速以上の高速記録が可能なＤＶＤ＋ＲＷ媒体を提供する事ができる。溝を蛇行させる目的としては、未記録の特定トラックにアクセスさせる事や基板を一定線速度で回転させる事などがある。

本発明１〜７によれば、従来の初期化装置での初期化が可能で、高線速記録に対して優れた記録特性を示す光記録媒体を提供する事ができる。
更に本発明３〜４によれば、保存信頼性に優れた光記録媒体を提供する事ができる。
更に本発明６によれば、高線速時の繰り返し記録特性に優れた光記録媒体を提供する事ができる。
更に本発明７によれば、４倍速以上の高速記録が可能なＤＶＤ＋ＲＷ媒体を提供する事ができる。

以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではない。例えば、本発明の効果は、実施例で用いた特定の保護層材料や反射層材料、層構成、作製装置や作製方法、評価装置などを採用した場合に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で作製した光記録媒体（光ディスク）の層構造の概略は図１に示す通りである。

＜実施例１〜５及び比較例１＞
基板には、直径１２０ｍｍφ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製で、トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブ（凹部）幅０．３μｍ、溝深さ約３０ｎｍの溝形状を有するものを用い、その上に次の各層を順に積層した。
下部保護層にはＺｎＳ（８０モル％）ＳｉＯ_２（２０モル％）を用い、スパッタパワー４．５ｋＷ、成膜レート９ｎｍ／ｓｅｃで厚さ６０ｎｍ成膜した。
記録層には表１に示す各相変化材料を用い、スパッタパワー０．９ｋＷ、成膜レート５ｎｍ／ｓｅｃで厚さ１６ｎｍ成膜した。
上部保護層にはＺｎＳ（８０モル％）ＳｉＯ_２（２０モル％）を用い、スパッタパワー１．５ｋＷ、成膜レート４ｎｍ／ｓｅｃで厚さ７ｎｍ成膜した。
硫化防止層にはＳｉＣを用い、スパッタパワー１．０ｋＷ、成膜レート１ｎｍ／ｓｅｃで厚さ４ｎｍ成膜した。
反射層にはＡｇを用い、スパッタパワー３．０ｋＷ、成膜レート３５ｎｍ／ｓｅｃで厚さ１４０ｎｍそれぞれ成膜した。
ここで硫化防止層としてＳｉＣを用いたのは、反射層であるＡｇと上部保護層に含まれる硫黄との反応を防ぐ為である。また、ＺｎＳ（８０モル％）ＳｉＯ_２（２０モル％）の成膜にはＲＦマグネトロンスパッタ法を採用し、記録層、硫化防止層、反射層の成膜にはＤＣマグネトロンスパッタ法を採用した。何れのターゲットもそのサイズは直径８インチである。
続いて環境保護層としてＵＶ硬化樹脂を塗布し硬化させた。
最後に、環境保護層の上に上記基板と同様な基板を貼り合わせて、厚さが約１．２ｍｍの光ディスクとしたが、この貼り合わせ基板については図示しなかった。
次に、これらの各光ディスクを、出力波長８３０ｎｍ、幅約１μｍ、長さ約７５μｍ、最大出力約２Ｗのレーザー光にフォーカシング機能を付加したレーザーヘッドを有する初期化装置（日立ＣＰ社製ＰＯＰ１２０−７ＡＨ）を用いて初期化した。初期化条件としては初期化パワー２０００ｍＷ、線速２０ｍ／ｓ、ヘッドの送り速度５０μｍ一定とした。なお、本初期化装置は線速一定方式であるＣＬＶ方式での最高線速は１８．５ｍ／ｓである為、角速度一定方式であるＣＡＶ方式で初期化を行った。

上記のようにして作製した各光ディスクについて、記録線速２８ｍ／ｓ（ＤＶＤでの８倍速相当）での繰り返し記録特性（ダイレクトオーバーライト特性）について評価した。
評価には、波長６５０ｎｍ、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）を用いた。評価するトラックは、隣接したトラックを５トラック記録し、その真中のトラックを再生した。記録方式はパルス変調法を用い、変調方式はＥＦＭ＋〔８／１６（２，１０）ＲＬＬ〕変調方式で行った。記録線密度は０．２６７μｍ／ｂｉｔとし、グルーブに記録した。記録パワーＰｗ及び消去パワーＰｅについては最適な条件を用いた。ボトムパワーＰｂはＰｂ＝０．１ｍＷで一定とした。
このようにして記録された信号のＤａｔａｔｏＣｌｋ（データ・ツー・クロック）ジッターを測定し、ジッターσ／Ｔｗ（Ｔｗ：ウィンドウ幅）を評価項目とした。同様な方法で１回記録、２回記録、１０回記録、１００回記録でのジッターの変化を各光ディスクについて評価した。
その結果を図２に示すが、図から、＜比較例＞では＜実施例＞に比較して初期特性及び繰り返し特性が悪い事が分かる。
次に、上記のようにして作製した各光ディスクを初期化した後、光ディスク評価装置を用いて、グルーブにレーザーパワー１５ｍＷ、線速２０ｍ／ｓの条件でＤＣ照射を行い、先の評価と同様な評価を行った。なお、＜実施例１〜５＞及び＜比較例１＞と区別する為に、＜実施例１＞のディスクでの結果を＜実施例１ａ＞のように全てにａを付記した。
その結果を図３に示すが、図から分かるように、初期化装置のみによる初期化では初期特性及び繰り返し特性が悪かった＜比較例１＞の結果が、評価装置のＤＣレーザー光照射で大きく改善されている。これは冷却速度が大きい評価装置による初期化方法を用いる事で、結晶状態の広がりが大きい＜比較例１＞の光ディスクの初期化が良好になったためと考えられる。＜実施例１〜５＞についても少々の改善は見られたが、＜比較例１＞程の改善効果は見られなかった。
以上の事から、本発明の構成とする事で、従来の初期化装置を用いた初期化により高線速記録が可能な光ディスクを提供する事ができる。

＜実施例６〜１８＞
相変化材料を表２に示す材料に変えた点以外は、＜実施例１＞と同様にして各光ディスクを作製した。比較の為に＜実施例１＞の相変化材料も一緒に示した。

上記のようにして作製した各光ディスクを＜実施例１＞と同様な評価方法で比較した。
その結果を図４に示すが、本発明２の規定を満たす＜実施例１＞の方が、規定を満たさない他の実施例よりも初期特性及び繰り返し特性が優れていることが分かる。なお、本実施例において、Ｃａを他のアルカリ土類金属又はＴｉに変えても、実施例１〜５の場合と同様に、ほぼ類似の結果が得られる。

＜実施例１９〜３２＞
相変化材料を表３に示す材料に変えた点以外は、＜実施例１＞と同様にして各光ディスクを作製した。比較の為に＜実施例１＞の相変化材料も一緒に示した。

上記のようにして作製した各光ディスクを＜実施例１＞と同様な評価方法で比較した。
その結果を図５に示すが、Ｇｅの添加量を除き本発明４の規定を満たす各実施例の方が、規定を満たさない実施例よりも初期特性及び繰り返し特性が優れていることが分かる。
次に、図５で有意差の無かった＜実施例１＞及び＜実施例１９〜２２＞の各光ディスクに実施例１と同様な方法で１回記録したものを８０℃８５％の環境に置き、３００時間後の反射率の変化を比較した。
その結果を図６に示すが、Ｇｅを添加する事で反射率の変動が少なくなる傾向にあり、Ｇｅ添加量については本発明４で規定する範囲が望ましいことが分かる。
以上の事から、本発明３〜４の構成とする事で、高線速での記録特性を改善する事ができ、かつ保存信頼性に優れた光ディスクを提供する事ができる。
なお、本実施例において、Ｃａを他のアルカリ土類金属又はＴｉに変えても、実施例１〜５の場合と同様に、ほぼ類似の結果が得られる。

＜実施例３３〜４１＞
上部保護層材料を表４に示す材料に変えた点以外は、＜実施例１９＞と同様にして各光ディスクを作製した。比較の為に＜実施例１９＞の上部保護層材料も一緒に示した。

上記のようにして作製した各光ディスクを＜実施例１＞と同様な評価方法で比較した。
その結果を図７に示すが、＜実施例１９＞と＜実施例３５〜３７＞が他の実施例に比べて繰り返し特性が優れていることが分かる。なお、本実施例において、基準となる実施例１９を実施例１などの他の実施例に置き換え、上部保護層材料を表４に示す材料に変えた場合にも、ほぼ類似の結果が得られる。

実施例及び比較例で作製した光記録媒体（光ディスク）の層構造の概略を示す図。実施例１〜５及び比較例１の光ディスクの評価結果を示す図。実施例１〜５及び比較例１の光ディスクを初期化した後、光ディスク評価装置を用いてＤＣ照射を行い評価を行った結果を示す図。実施例１及び６〜１８の光ディスクの評価結果を示す図。実施例１及び１９〜３２の光ディスクの評価結果を示す図。実施例１及び１９〜２２の光ディスクの保存特性の評価結果を示す図。実施例１９及び３３〜４１の光ディスクの評価結果を示す図。

符号の説明

１基板
２下部保護層
３記録層
４上部保護層
５硫化防止層
６反射層
７環境保護層

Claims

透光性を有する基板上に、少なくとも下部保護層、相変化材料から成る記録層、上部保護層及び反射層を設けた構成から成り、該記録層がレーザ光の照射により結晶相とアモルファス相との相変化を引き起こす事で書き換え記録を行う光記録媒体において、該記録層の相変化材料が、ＳｂにＧａとＳｎを加えたものに更にアルカリ土類金属及び／又はＴｉを添加したものである事を特徴とする光記録媒体。
相変化材料が以下に示すような組成式（但し、α、β、γ、δは原子％）から成る事を特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
ＧａαＳｂβＳｎγＸδ
Ｘ：アルカリ土類金属及び／又はＴｉ
８６≦β＋γ≦８９
１１≦γ≦２９
０．５≦δ≦６
α＋β＋γ＋δ＝１００
相変化材料が更にＧｅを含む事を特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
相変化材料が以下に示すような組成式（但し、α、β、γ、δ、ζは原子％）から成る事を特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
ＧａαＳｂβＳｎγＸδＧｅζ
Ｘ：アルカリ土類金属及び／又はＴｉ
８６≦β＋γ≦８９
１１≦γ≦２９
０．５≦δ≦５
３≦ζ≦１０
α＋β＋γ＋δ＋ζ＝１００
下部保護層の膜厚が５０〜１００ｎｍ、記録層の膜厚が１０〜２０ｎｍ、上部保護層の膜厚が３〜１５ｎｍ、反射層の膜厚が１００〜３００ｎｍの範囲にある事を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光記録媒体。
記録層と接する下部保護層及び上部保護層の材料がＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物から成り、ＳｉＯ_２の混合割合ψ（モル％）が、全体を１００モル％として、次の範囲にある事を特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光記録媒体。
１５≦ψ≦３５
基板として、溝ピッチ０．７４±０．０３μｍ、溝深さ２２〜５０ｎｍ、溝幅０．２〜０．４μｍの蛇行溝を有する事を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光記録媒体。