JPH04281219A - 記録媒体の初期化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光等の記録用ビー
ムによって、たとえば映像や音声などのアナログ信号を
ＦＭ変調したものや、たとえば電子計算機のデータや、
ファクシミリ信号やディジタルオーディオ信号などのデ
ィジタル情報を、リアルタイムで記録することが可能な
情報の記録用薄膜を初期化する方法に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】結晶−非晶質間の相変化を利用して情報
の記録を行う相変化型光ディスクにおいて、記録するレ
ーザ照射時間とほぼ同じ程度の時間で結晶化が行える高
速消去が可能な記録膜を用いた場合には、１つのエネル
ギービームのパワーを、いずれも読み出しパワーレベル
より高い２つのレベル、すなわち高いパワーレベルと中
間のパワーレベルとの間で変化させることにより、既存
の情報を消去しながら新しい情報を記録する、いわゆる
オーバーライト（重ね書きによる書き換え）が可能であ
る。このような記録膜を真空蒸着法およびスパッタリン
グ法などで形成した直後（ａｓ　ｄｅｐｏ．状態）は少
なくとも一部分が非晶質状態となっているか、または準
安定な結晶状態となっている。このようなａｓｄｅｐｏ
．状態は書き換えを繰り返した後の状態と異なり、記録
を行うと記録の繰り返し回数や記録場所による記録感度
などの記録・消去・再生特性の違いが生じてくる可能性
がある。そこで記録膜を予め一様な状態にしておく（初
期化）ことにより、安定な記録が行える。従来は、この
初期化の手段として、全体を加熱して結晶化させたり、
特開昭６２−２０１５３　のように基板加熱とＡｒレー
ザ照射との組み合わせなどにより全面結晶化を行う方法
により行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の初期化方法では
、ａｓ　ｄｅｐｏ．状態の膜をそのまま結晶状態にさせ
ていた。しかし、ａｓ　ｄｅｐｏ．状態から結晶化させ
た場合の結晶状態と、多数回書き換えを行なった後の結
晶状態とが異なるケースが多く、これにより反射率差や
ＣＮ比の大きさに差が生じていた。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解決し、良好な書き換え特性を得るための初期化
方法および装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術におけ
る問題点を解決するために、本発明の初期化方法におい
ては、短時間の内に光線（赤外，可視，紫外の少なくと
も一種。赤外には遠赤外も含む）を瞬間的に照射するフ
ラッシュ光照射あるいはフラッシュ光照射とレーザ光照
射の両者により初期化を行なう。両者を行う方が好まし
い。

【０００６】たとえばＧｅ，Ｔｅ及びＳｂを主成分とす
る薄膜を、複数の蒸発源からの回転蒸着によって形成し
た場合、蒸着直後にはＧｅ，Ｔｅ及びＳｂがうまく結合
していない場合が多い。また、スパッタリングによって
形成した場合も原子配列が極めて乱れた状態になる。こ
のような場合は、まず、パワー密度の高いレーザ光を照
射して、記録膜を融解させて非晶質化させるのがよい。 これにより結晶化しやすい原子配列となる。そしてさら
にフラッシュ光による光線照射を行なって結晶化させる
ことにより、ディスク全面にわたって短時間で反射率を
均一にすることができる。また、ａｓ　ｄｅｐｏ．状態
からレーザ光照射により結晶化しさらにフラッシュ光照
射を行ったり、最初にフラッシュ光照射を行い次にレー
ザ光照射を行ってより確実な結晶状態にしてもよい。特
に、結晶状態と非晶質状態の反射率差を大きくとるため
にディスクの構造によってはａｓ　ｄｅｐｏ．状態の反
射率を低くする場合があり、このためにトラッキングが
かかりにくい時には、最初に、フラッシュ光による光線
照射を行ない、反射率を高くした後、レーザ光照射によ
る非晶質化を行なったほうが良い。場合によっては、そ
の後さらにフラッシュ光あるいはレーザ光照射で結晶化
させても良い。この場合も結晶化するパワーレベルと非
晶質に近い状態にするパワーレベルとの間でパワー変調
したレーザ光で記録しても、多数回書き換えによる結晶
化部の反射率変化は生じない。

【０００７】記録方法によっては、フラッシュ光照射の
みの初期化でも良い。ただしこの場合は、初期の繰り返
し書き換えによる反射率変化が少しある。

【０００８】また、同じ反射率（同じ結晶状態）にする
場合は、ディスクのダメージを少なくするためフラッシ
ュ光の照射を２回以上に分けて行うのが好ましい。

【０００９】ここで述べた種々の初期化方法は、本発明
の記録用部材ばかりでなく、他の組成の記録用部材に対
しても有効である。

【００１０】

【作用】本発明における初期化方法では、書き換えを繰
り返しても結晶化部の反射率が大きく変化しないような
初期化を行なう。これを実現するには、結晶化を完全に
行っても良いが、ａｓ　ｄｅｐｏ．状態の記録膜を一度
は融解させ非晶質化させるのがより好ましい。これは、
書き換え時に高いパワーレベルの記録パルスが照射され
非晶質化されたのと同じ状態を作るためである。このよ
うに一度は非晶質化させておくことにより、書き換えを
繰り返しても結晶化された部分の原子状態はいつも同じ
になり、反射率変化も生じない。

【００１１】また、初期化後の状態は、必ずしも結晶状
態である必要は無い。すなわち、初期化後が非晶質に近
い状態であったとしても、中間のパワーレベルと高いパ
ワーレベルとの間でパワー変調したレーザ光で記録すれ
ば、中間のパワーレベルが照射された部分は結晶状態に
なるからである。

【００１２】本発明の記録膜の少なくとも一方の面は他
の物質で密着して保護されているのが好ましい。両側が
保護されていればさらに好ましい。これらの保護層は、
たとえばアクリル樹脂，ポリカーボネート，ポリオレフ
ィン，エポキシ樹脂，ポリイミドなどのフッ素樹脂など
の有機物より形成されていてもよく、これらは基板であ
ってもよい。また紫外線硬化樹脂で形成されても良い。 酸化物，弗化物，窒化物，硫化物，セレン化物，炭化物
，ホウ化物，ホウ素，炭素、あるいは金属などを主成分
とする無機物より形成されていてもよい。また、これら
の複合材料でもよい。有機物，無機物のうちでは無機物
と密着している方が耐熱性の面で好ましい。無機物保護
層の例を挙げると、Ｓｉ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｔ
ａ，Ｔｉ，Ｚｒよりなる群より選ばれた少なくとも一元
素の酸化物、Ｚｎ，Ｇａよりなる群より選ばれた少なく
とも一元素の硫化物、またはセレン化物，Ｃａなどの弗
化物，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａなどの窒化物，ホウ素，炭素よ
り成るものであって、たとえば主成分が，ＳｉＯ，Ｓｉ
Ｏ２　，Ａｌ２Ｏ３，ＧｅＯ，ＧｅＯ２　，Ｂｉ２Ｏ３
，ＴｅＯ２　，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２　，ＺｒＯ２　，
ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，Ｇａ２Ｓ３，Ｇａ２Ｓｅ３，ＣａＦ
２　，ＴａＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＡｌＳｉＮ２　，
Ｓｉ，Ｂ，Ｃのうちの一者に近い組成をもったもの及び
これらの混合物である。 これらのうち、硫化物ではＺｎＳに近いものが、屈折率
が適当な大きさで膜が安定である点で好ましい。窒化物
では表面反射率があまり高くなく、膜が安定であり、強
固である点で、ＴａＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＳｉＮ２　ま
たはＡｌＮ（窒化アルミニウム）に近い組成のものが好
ましい。酸化物で好ましいのは，ＴｉＯ２　，ＺｒＯ２
　，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ、またはＳｉＯ２
　に近い組成のものである。

【００１３】一般に薄膜に光を照射すると、その反射光
は薄膜表面からの反射光と薄膜裏面からの反射光との重
ね合わせになるため干渉をおこす。反射率の変化で信号
を読みとる場合には、記録膜に近接して光反射（吸収）
層を設けることにより、干渉の効果を大きくし、読みだ
し信号を大きくできる。干渉の効果をより大きくするた
めには記録膜と反射層の間に中間層（上記と同様の保護
層）を設けるのが好ましい。この中間層は保護膜として
の役目もある。反射層としては、金属，半金属及び半導
体が使用可能であるが、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ
，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｔａ，Ｍ
ｏの単体、またはこれらを主成分とする合金、あるいは
これら同志の合金の層、これらと酸化物などの他の物質
との複合層などが好ましい。特に、書き換え特性に有利
なＮｉ−Ｃｒ系膜やＡｌ合金系膜などが好ましい。

【００１４】基板上に保護層，光記録膜，中間層，反射
層の順に形成し、さらに紫外線硬化樹脂の保護層を塗布
した構造の光記録媒体と保護板とを紫外線硬化樹脂等の
接着剤あるいはホットメルト法などにより密着貼りあわ
せを行なった後に、フラッシュ光照射あるいはフラッシ
ュ光照射とレーザ光照射を行なうのが好ましい。また、
前記光記録媒体同志の密着貼りあわせを行なったあとで
照射を行ってもよい。場合によっては、中間層は無くて
もよい。

【００１５】記録媒体としてもディスク状のみならず、
カード状などの他の形態の記録媒体にも適用可能である
。

【００１６】

【実施例】実施例１ 以下、本発明の実施例を図１と図２により説明する。

【００１７】図１は、本実施例に用いたディスクの構造
断面図の一例を示したものである。まず、案内溝（トラ
ック）を有する直径１３ｃｍ，厚さ１．２ｍｍ　のポリ
カーボネート基板１上に、マグネトロンスパッタリング
法によって厚さ約１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２　保護
層２を形成した。次にＺｎＳ−ＳｉＯ２　保護層２上に
Ｇｅ１３Ｓｂ３０Ｔｅ５７の組成の記録膜３を約３０ｎ
ｍの膜厚に形成した。次にＺｎＳ−ＳｉＯ２　中間層４
を約２２０ｎｍの膜厚に形成した。さらに、この上にＡ
ｌ−Ｃｕ反射層５を約１００ｎｍ形成した。これらの膜
形成は同一スパッタリング装置内で順次行った。その後
、この上に紫外線硬化樹脂層６を塗布した後、ホットメ
ルト接着剤７で、同じ構造のもう一枚のディスクとの密
着貼りあわせを行った。

【００１８】上記のようにして作製したディスクの初期
化は次のようにして行った。まず、このディスクを１８
００ｒｐｍ　で回転させ、記録トラック上に１ｍＷの半
導体レーザ光（波長７８０ｎｍの連続光）を照射し、自
動焦点合わせおよびトラッキングを行った。そして、ら
せん状にディスク内周から外周に向かいながら記録膜が
溶融して非晶質化するパワー（１２ｍＷ）の照射を行っ
た。 この記録膜は１０ｍＷ以上のレーザ照射で非晶質化し、
ａｓ　ｄｅｐｏ．時よりも反射率が低下した（１４％か
ら１１％へ低下）。このようにして、ディスクの内周か
ら外周に向かって全記録トラックを非晶質化した。次に
、図２に示したフラッシュ光照射装置によって全面結晶
化を行った。まず、図１に示したディスク８を透明なガ
ラス板９の上に置き、キセノンランプ１０を発光させて
ディスク８にフラッシュ光を１回照射した。この時のフ
ラッシュ光は反射鏡１１で反射され、ディスク全体に比
較的一様に照射される。キセノンランプ１０の発光時間
は、半値幅で２ｍｓと短いため、基板が変形することは
無い。この時の、フラッシュ光のエネルギーとディスク
の基板側から光を入射させた場合のディスクの反射率と
の関係を次に示した。ここでフラッシュ光のエネルギー
とは、キセノンランプ１０への投入エネルギーの値を示
している。また（　　）内の値は、キセノンランプ１０
の発光効率を９０％、反射鏡１１での反射率を８０％、
ガラス板９の透過率を９６％とした場合の、ディスク面
における平方ｃｍあたりの平均照射エネルギー値（Ｐ）
を示している。ただし、これらの値は反射鏡の反射率な
どの値が正確にはわからないので誤差を含んだ値である
。式で表わすと、Ｐ＝［（投入エネルギー）×（キセノ
ンランプの発光効率）×（０．５＋０．５×反射鏡の反
射率）×（ガラス板の透過率）］／ディスクの表面積、
となる。

【００１９】 　　　　　　　　　フラッシュ光のエネルギー　　　　
　　　　　　　ディスクの反射率（％）　　　　　　　
　　　２７０（１．５８）ジュール　　　　　　　　　
　　　　１１．０％　　　　　　　　　　３３５（１．
９６）ジュール　　　　　　　　　　　　　１１．９％
　　　　　　　　　　４００（２．３４）ジュール　　
　　　　　　　　　　　１４．７％　　　　　　　　　
　４６５（２．７２）ジュール　　　　　　　　　　　
　　２０．２％　　　　　　　　　　５３０（３．１０
）ジュール　　　　　　　　　　　　　２５．３％　　
　　　　　　　　５９５（３．４８）ジュール　　　　
　　　　　　　　　２７．８％　　　　　　　　　　６
６０（３．８６）ジュール　　　　　　　　　　　　　
２８．０％この結果から、フラッシュ光のエネルギーが
６００ジュール程度以上においてディスクの反射率がほ
ぼ一定となり、確実な結晶化が行えることがわかった。 フラッシュ光のエネルギーが４００ジュール以上６００
ジュール以下でも、同じエネルギーで多数回繰り返し照
射することにより同様な効果があった。しかし、フラッ
シュ光のエネルギーが４００ジュール以下の場合には、
多数回照射を繰り返しても反射率が２８％にはならなか
った。

【００２０】またディスクの反射率がほぼ一定（反射率
が２８％）になるまでのフラッシュ光照射の回数とエラ
ーレートとの関係を調べた。

【００２１】 　　　　　　フラッシュ光のエネルギー　　　　　　照
射回数　　　　　　　　エラーレート　　　　　　　　
　　６００ジュール　　　　　　　　　　　　　　１回
　　　　　　　　　　　２／１０５　　　　　　　　　
　５８０ジュール　　　　　　　　　　　　　　２回　
　　　　　　　　　　６／１０６　　　　　　　　　　
５６０ジュール　　　　　　　　　　　　　　３回　　
　　　　　　　　　３／１０６　　　　　　　　　　５
４０ジュール　　　　　　　　　　　　　　５回　　　
　　　　　　　　３／１０６ 　　照射回数としては、エラーレートが１／１０５　以
下となる２回以上が好ましく、エラーレートが一定とな
る３回以上が特に好ましい。しかしあまり多く照射する
と初期化するまでの時間が長くなる問題もでてくる。

【００２２】次に、レーザ光照射とフラッシュ光照射に
より充分結晶化させたディスクの書き換え回数によるＣ
／Ｎ（搬送波対雑音比）変化を調べた。

【００２３】 書　き　換　え　回　数　　　　　　　　　　　　　　
Ｃ／Ｎ初回記録　　　　　　　　　　　　　　　　５３
．０ｄＢ１０回　　　　　　　　　　　　　　　　　　
５２．９ｄＢ１００回　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５３．０ｄＢ１０００回　　　　　　　　　　　
　　　　　　　５３．２ｄＢ１万回　　　　　　　　　
　　　　　　　　　５２．９ｄＢ１０万回　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５２．８ｄＢこの結果より、
初回記録および多数回書き換えにおいてもＣ／Ｎ変化は
ほとんどないことがわかった。また、ａｓ　ｄｅｐｏ．
状態からレーザ光照射は行わずフラッシュ光照射のみに
より初期化した場合には、レーザ光照射を行った場合よ
りも初回記録時のＣ／Ｎが５２．３ｄＢ　と多少小さか
ったが、数回書き換え以降のＣ／Ｎ変化はなかった。

【００２４】最初のレーザ光照射で非晶質化させず、や
やパワーの低いレーザ光で結晶化させた場合は、多数回
書き換えによる反射率変化が僅かにあったが、ほぼ同様
な効果が得られた。

【００２５】従来方法のようにフラッシュ光照射は行な
わず、レーザ光照射のみで結晶化を行なった場合には、
５回以上のレーザ光照射が必要であった。

【００２６】本実施例では、レーザ光源として半導体レ
ーザを用いたが、スポット径の大きいＡｒレーザを用い
てもよい。この場合はディスク全面を非晶質化する時間
が短くてすむ利点がある。

【００２７】実施例２ 実施例２に用いたディスクは実施例１と同様な構造とし
た。しかし、ここでは結晶状態と非晶質状態の反射率差
を大きくするため各膜厚を実施例１とは変えている。ま
ず、案内溝（トラック）を有する直径１３ｃｍ，厚さ１
．２ｍｍ　のポリカーボネート基板１上に、マグネトロ
ンスパッタリング法によって厚さ約１２５ｎｍのＺｎＳ
−ＳｉＯ２　保護層２を形成した。次にＺｎＳ−ＳｉＯ
２保護層２上にＧｅ１３Ｓｂ３０Ｔｅ５７の組成の記録
膜３を約３０ｎｍの膜厚に形成した。次にＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ２　中間層４を約２０ｎｍの膜厚に形成した。さらに
、この上にＡｌ−Ｃｕ反射層５を約１００ｎｍ形成した
。これらの膜形成は同一スパッタリング装置内で順次行
った。その後、ホットメルト法により、同じ構造のもう
一枚のディスクとの貼りあわせを行った。

【００２８】このディスクの基板側から光を入射させた
場合の、ａｓ　ｄｅｐｏ．状態における反射率の波長依
存性を図３の（ａ）線で示した。このように、記録・消
去・再生に用いている半導体レーザの波長である７８０
ｎｍ付近では、反射率が５％と低く、トラッキングが非
常にかかりにくい状態である。そこで、フラッシュ光照
射を行って記録膜を結晶状態にすることにより、図３の
（ｂ）線に示したように反射率を高くした。これにより
トラッキングも安定にかかった。このディスク構造では
、６３０ジュール程度のフラッシュ光エネルギーの照射
で確実に結晶化が行えるので、ここでは６５０ジュール
のフラッシュ光エネルギーの照射を行った。つぎに、レ
ーザ光照射により記録膜の非晶質化を行った。非晶質化
することにより、反射率が２４％から１２％へと低下し
たが、トラッキングがかかるには充分な反射率である。 そこで、このディスクに記録を行ったところ、多数回書
き換えによるＣ／Ｎ変化は認められなかった。また、レ
ーザ光照射により反射率が低くなりすぎた場合には、フ
ラッシュ光照射あるいはレーザ光照射により記録膜を結
晶化させ反射率を高くしても良い。この場合も、書き換
えによるＣ／Ｎ変化は認められなかった。またディスク
の使用目的によってはフラッシュ光照射のみの初期化で
も良い。 フラッシュ光照射の後、レーザ光照射で非晶質化させず
、結晶化をさらに進めるようにしても良い。

【００２９】記録膜と反射層との間の保護層がない構造
としても、少し再生信号が小さくなり、書き換え可能回
数が減少したが同様の効果があった。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ光照射と短時間
の内に光線を瞬間的に照射するフラッシュ光照射の両者
により初期化を行なうことにより、多数回書き換えを行
っても反射率変化はなく、良好な書き換え特性を得るこ
とができた。また、本発明は、ディスク状のみならず、
カード状などの他の形態の記録膜の初期化にも適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクの構造断面図。

【図２】フラッシュ光照射装置の構造図。

【図３】ａｓ　ｄｅｐｏ．状態と結晶状態における反射
率の波長依存性。

【符号の説明】

１，１′…ポリカーボネート基板、２，２′…ＺｎＳ−
ＳｉＯ２　保護層、３，３′…Ｇｅ１３Ｓｂ３０Ｔｅ５
７記録膜、４，４′…ＺｎＳ−ＳｉＯ２　中間層、５，
５′…Ａｌ−Ｃｕ反射層、６，６′…紫外線硬化樹脂保
護層、７…ホットメルト接着層、８…ディスク、９…透
明なガラス板、１０…キセノンランプ、１１…反射鏡。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に直接もしくは無機物および有機物
   のうち少なくとも一者からなる保護層を介して形成され
   たエネルギービームの照射によって情報の記録が可能な
   光記録媒体を最初に記録可能な状態にする（初期化）方
   法において、少なくとも短時間の内に光線を瞬間的に照
   射するフラッシュ光照射を行うことを特徴とする記録媒
   体の初期化方法。
2. 【請求項２】先にレーザ光照射を行い、次にフラッシュ
   光照射を行うことを特徴とする請求項１記載の記録媒体
   の初期化方法。
3. 【請求項３】先にフラッシュ光照射を行い、次にレーザ
   光照射を行うことを特徴とする請求項１記載の記録媒体
   の初期化方法。
4. 【請求項４】基板上に保護層を形成し、その上にエネル
   ギービームの照射によって情報の記録が可能な光記録膜
   ，反射層の順に形成した構造の光記録媒体を用いること
   を特徴とする請求項１記載の記録媒体の初期化方法。
5. 【請求項５】基板上に保護層を形成し、その上にエネル
   ギービームの照射によって情報の記録が可能な光記録膜
   ，中間層，反射層の順に形成した構造の光記録媒体を用
   いることを特徴とする請求項１記載の記録媒体の初期化
   方法。
6. 【請求項６】前記請求項４あるいは請求項５記載の光記
   録媒体と、保護板あるいは前記請求項４あるいは請求項
   ５記載の光記録媒体とを密着貼り合わせした後、フラッ
   シュ光照射を行うことを特徴とする記録媒体の初期化方
   法。
7. 【請求項７】フラッシュ光照射を２回以上に分けて行う
   ことを特徴とする記録媒体の初期化方法。