专利名称：光学记录介质及其初始化方法
技术领域：
本发明涉及一种光学记录介质，更具体地涉及使用蓝色激光执行记录和复制的可复写相变光学记录介质。此外，本发明还涉及初始化该光学记录介质的方法。
背景技术：
近来，随着信息容量的增大，需要一种记录介质，其中可以高速高密度地记录大量信息且可以准确地复制该信息。使用光束执行记录和复制的相变光学记录介质，特别是相变光盘，是具有高存取速率的介质，其该介质具有例如良好信号性能并能够执行高密度记录即单束重写的优点。
这种相变光盘通常具有如下结构，例如在透明基板上依次重叠了至少第一保护层、可以可逆地实现非晶相和晶相的相变记录层、第二保护层、金属制成的反射层、以及含树脂的保护层，在该透明基板内形成了凹入的引导沟槽，使得可以沿该引导沟槽扫描激光束。此外，存在叠层的光学记录介质，其具有如下结构，从而两个光学记录介质之间层叠有粘合层，其中该两个光盘中至少一个具有上述层结构。
用于记录和复制上述光学记录介质内的信息的方法如下。
聚焦的激光束照射光学记录介质的记录层，同时使用例如电机的旋转装置以恒定线速度或恒定角速度旋转该光学记录介质。这种情况下，根据该光照射条件，该记录层改变其相，即，实现晶态或者非晶态，导致形成具有不同相的图案(即，信号)。利用具有晶态的记录层部分和具有非晶态的部分之间的反射率差异执行这种信号的复制。
聚焦的激光束受到调制以具有三种强度输出水平中的一种。就此而言，具有最高输出水平(下文中称为记录功率)的激光束被用于熔化该记录层。具有中间输出水平(下文中称为擦除功率)的激光束被用于将记录层加热到低于记录层熔点且高于记录层结晶温度的温度。具有最低输出水平的激光束被用于控制该记录层的加热和冷却。
当具有记录功率的激光束照射记录层一部分时，该部分熔化。熔化部分随后快速冷却。这种情况下，该部分实现非晶态或微晶态并因此具有低的反射率，导致形成记录标记(非晶标记)。当具有擦除功率的激光束照射记录层一部分时，该部分实现晶态而与该部分的先前状态无关，导致信息的擦除。因此，通过使用激光束照射记录层同时改变激光束的强度，可以在其中形成结晶部分和非晶部分，使得信息存储于该记录层内。
通常通过真空膜形成方法例如溅射和真空蒸镀方法，形成光学记录介质的上述层。在膜形成工艺之后即刻，结果的记录层实现一种状态(原生状态)，使得该记录层的至少一部分具有非晶态或者半稳定的晶态。原生状态的记录层通常具有低的反射率，因此由CD或DVD驱动系统执行的自动聚焦操作或跟踪操作变得不稳定。因此，在记录之前，通常在记录介质上执行初始化操作以使其记录层结晶。
迄今为止，已经发展出可以四倍速(即，14.0m/s的线性速度)记录信息的DVD类型可复写相变光学记录介质。然而，需要可以执行更高速度记录的可复写光学记录介质。此外，随着计算机处理的信息容量的增大，需要更高密度的记录。
为了使记录层可以执行高速记录，用于该记录层的相变材料必须具有高的结晶速度，使得该记录层可以在如此高速度记录情况下实现晶态。例如公开的未审查日本专利申请No(下文中称为JP-A)2004-322630揭示了一种Ga-Sb基相变材料(例如Ga-Sb-Sn基材料和Ga-Sb-Sn-Ge基材料)作为能够执行高速记录的相变材料。
此外，为了执行高密度记录，已经提出了下述技术(1)使用相对短波长的激光束(例如蓝色激光束)；以及(2)增大用于记录和复制的拾取头的物镜透镜的数值孔径(NA)，以减小形成于光学记录介质上的激光束斑点的尺寸。
特别地，Blu-ray光盘已经商品化，HD DVD-RW正在发展。
然而，随着光学记录介质的记录密度增大，容易发生初始记录性能的恶化问题，其中在若干记录操作之后记录介质的初始记录性能恶化。此外，出现不均匀的初始化问题，其中当使用传统方法(在下文描述)初始化介质时，介质内的性能根据用于该初始化的光源的性能而变化，因此被记录部分的性能大幅变化。具体而言，该问题在于，在两个记录操作(下文中称为“一个直接重写”或“DOW1”)至十个记录操作之后该记录介质具有低的擦除率，该介质在约十个以上直接重写周期之后可具有良好的擦除率。其原因被认为是，刚经过初始化操作的介质的晶态不同于记录介质的晶态，记录介质的晶态是通过重写标记(具有非晶态)实现的，因此该记录介质具有不均匀的反射率。因此，认为优选地在与重写操作中擦除条件相同的条件下执行该初始化操作。
上述不均匀的初始化问题意味着，由于不均匀的初始化，记录介质的记录部分具有不同的反射率(即，该记录介质具有反射率分布)。图1A是示出了记录介质的反射率(反射信号)的图示，该记录介质被激光束照射以具有接近非晶态的晶态。显然该介质具有不均匀的反射率。图1B是示出了当激光的初始化功率密度与图1A的情形相比减小了20％时该记录介质的反射率的图示。因此，该介质具有初始化遗漏。图1C是示出了当激光的初始化功率密度增大或者扫描线速度减小时该介质的反射率的图示。该记录介质具有不均匀的初始化部分。这种不均匀的初始化导致记录介质的记录性能的变化。因此，该记录介质难以在该记录介质的所有数据区中具有良好的记录性能。
特别地，使用称为PRML(部分响应最大可能性)的复制信号探测方法的HD DVD-RW的反射率及信号振幅受这种不均匀初始化的影响严重，在该方法中，复制信号被等分为多值的信号。因此，不均匀的初始化使记录介质的记录性能大幅变化。
用于初始化光学记录介质的传统方法如下。
对于具有盘形的记录介质的情形，使用椭圆形激光束照射记录介质同时以特定线速度旋转该记录介质，该椭圆形激光束的长轴沿介质的径向延伸。就此而言，激光束沿记录介质的径向移动小于激光斑点长轴直径(即，激光束的强度分布曲线沿其长轴方向的半宽度)的距离。因此，该记录介质被逐渐结晶。该方法被广泛使用。激光源的具体示例包括激光二极管，气体激光等。在这些光源中，大规模的激光二极管由于具有良好的产率而被广泛使用。
为了使记录介质具有与重写操作之后记录介质的晶态相同的晶态，优选使用一种简单的方法，其中使用与用于记录的光源相同的光源，而不是大的激光二极管，以与记录速度(即，重写速度)相同的线速度初始化该记录介质的各个轨道。采用这种方法，可以防止发生不均匀初始化的问题，且这样初始化的记录介质的所有数据区具有良好的均匀的记录性能。然而，执行这种初始化操作需要长时间，导致产率的退化。此外，如前所述，原生状态的记录层具有低的反射率，因此由CD或DVD的驱动系统执行的自动聚焦操作或者跟踪操作变得不稳定，由此导致有缺陷的初始化。
为了解决初始记录性能恶化问题以及不均匀的初始化问题，JP-A10-112065、11-273071、2000-195112和2002-92887已经揭示了初始化方法。然而，尚未发展出可以初始化光学记录介质从而在所有数据区内具有良好性能的初始化方法。因此，还未能获得在所有数据区内具有均匀性能的光学记录介质。
由于这些原因，需要一种光学记录介质，其可以使用蓝色激光执行重写，且其不会导致初始记录性能恶化问题和不均匀的初始化问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种光学记录介质，其包括透明基板、且形成于该透明基板上的至少一个多层的信息记录层。该多层信息层至少包括相变记录层，配置成利用晶态和非晶态之间的相变记录信息、保护层、以及反射层。该光学记录介质的数据区在一个直接重写(即DOW1)周期之后具有不小于15.0的平均部分响应信号噪声比(PRSNR)，且PRSNR的轨道之间分布的标准偏差不大于0.3。
该透明基板优选具有摇摆沟槽(wobbling groove)，其深度为18至30nm，宽度为0.15至0.25μm，且其按0.40±0.01μm的节距形成。
优选地，该光学记录介质为圆盘，并通过一种方法初始化，该方法包括使用其长轴沿记录介质的径向延伸的矩形或者椭圆形激光束照射该盘同时以预定线速度旋转该盘，以及该记录介质每旋转一周，将激光束沿盘的径向移动小于激光斑点长轴直径(即，激光束的强度分布曲线沿其长轴方向的半宽度)的距离，其中该激光束具有一强度分布，使得最大峰值位于相对于束斑移动方向(即，该记录介质的径向)的该分布的后侧。
通过结合附图对本发明的优选实施方案进行的以下描述，本发明的这些和其他目标、特征和优点将变得显而易见。
图1A为示出了记录介质的反射率(反射信号)的图示，该记录介质具有接近非晶态的晶态；图1B为示出了当用于初始化的激光的功率密度与图1A的情形相比减小了20％时该记录介质的反射率的图示；图1C为示出了当用于初始化的激光的功率密度增大或者扫描线速度减小时该介质的反射率的图示；图2A为示出了发生结晶之后光学记录介质的反射率(反射信号)的图示；图2B为示出了在DOW1之后该记录介质的PRSNR的轨道之间分布的图示；图3为示出了初始化速度与介质的记录性能之间的关系的曲线图；图4为示出了初始化速度与最佳初始化功率密度之间的关系的曲线图；图5A至5F为示出了用于初始化操作的激光束的强度分布的示例的图示；图6为示出了本发明的光学记录介质的一个示例的剖面视图；图7为示出了本发明的光学记录介质的另一个示例(即，双层记录介质)的剖面视图；图8为示出了本发明的光学记录介质的另一个示例(即，Blu-ray光盘)的剖面视图；图9A至9B为示出了作为比较例的激光束强度分布的图示；图10为示出了当使用光学显微镜观察记录层时，示例1的初始化光盘的记录层的图示；图11为示出了当使用光学显微镜观察记录层时，比较例1或4的经初始化光盘的记录层的图示；图12为示出了DOW1之后光盘的PRSNR变化的曲线图；以及图13为用于解释如何在初始化操作中形成垂直条图案的图示。
具体实施例方式
本发明人发现，通过使用在记录介质径向具有特定束分布的激光束初始化光学记录介质，使得该记录介质实现接近非晶态的晶态(即，当使用强度略高于该激光束的强度的激光束初始化该记录介质时，该记录介质实现非晶态)，由此可以提供一种不会导致初始化性能恶化问题和不均匀初始化问题的光学记录介质。
具体而言，本发明人已经研究了这些问题，并注意到使用适用于蓝色激光的相变记录材料的高密度光学记录介质初始化后反射率的偏差与记录之后该记录介质的所有数据区内各个轨道的DOW1周期之后PRSNR的标准偏差(下文中称为DOW1PRSNR)之间的关系。结果发现，即使当记录介质的初始化之后反射率的偏差小，该记录介质的记录性能仍变化。图2A示出了在结晶操作之后该记录介质之一的反射率(上信号线表示)。图2B示出了该记录介质的最严重恶化的记录部分的DOW1PRSNR的轨道之间分布。参考图2A，该记录介质具有均匀的反射率。然而，该记录介质的记录性能(即DOW1PRSNR)如图2B所示变化(即，不能进行稳定的记录)。此外还发现，为了在记录介质的所有记录部分上稳定地进行记录(即，为了提供稳定的记录系统)，该记录介质的所有数据区内的DOW1PRSNR的轨道之间分布的标准偏差优选不大于0.3。使用激光束在记录介质上执行初始化，该激光束具有这样的束分布，即最大峰值位于相对于束斑移动方向(即，该记录介质的径向)的该束的分布的后侧，可以提供具有如此良好性能的记录介质。
记录性能PRSNR定义于DVD格式/标识许可公司(DVD Format/LogoLicensing Corporation)的高密度只读光盘的DVD规格(DVD Specificationsfor High Density Read-Only Disc)的第一部分(物理说明书版本0.9的附录H)，其引用于此作为参考。此处还描述了用于确定介质的PNSNR的方法。
图12示出了满足本发明的要求的记录介质的DOW1PRSNR(标记○)和不满足本发明的要求的记录介质的DOW1PRSNR(标记×)。从图12清楚地看出，满足本发明的要求的记录介质(下述示例1的介质)的DOW1PRSNR的变化小，而不满足本发明的要求的记录介质(下述比较例1的介质)的DOW1PRSNR的变化大。
此外，本发明人发现，各个轨道内DOW1PRSNR的变化(即，在若干重复记录之后初始记录性能的恶化)对于具有透明基板的光学记录介质而言尤其重要，在该基板上以0.40±0.01μm的节距形成了深度为18nm至30nm且宽度为0.15至0.25μm的摇摆沟槽，且多个信息层形成于该基板上。
使用激光束在记录介质上执行初始化，该激光束具有这样的束分布，即最大峰值位于相对于激光束移动方向(即，待初始化的记录介质的径向)的该束的强度分布曲线的后侧，由此该记录介质可以具有良好的高密度记录性能，使得所有数据区内的DOW1PRSNR的平均值不小于15.0且DOW1PRSNR的轨道之间的标准偏差不大于0.3。也就是说，可以提供在所有记录部分内具有一致记录性能的记录介质，并可以提供稳定的记录系统。更优选地，所有数据区内的DOW1PRSNR的平均值不小于16.0，以提供更稳定的记录系统。
优选地使用矩形或者椭圆形激光束执行该初始化操作，该激光束具有一强度分布，使得最大强度峰值位于相对于其移动方向(即，待初始化的记录介质的径向)的强度分布曲线的后侧。优选地，该束的强度沿束移动方向(即，矩形或椭圆形激光束的长轴方向)从该最大强度峰值减小。通过在记录介质上执行这种初始化操作，该记录介质具有良好的高密度记录性能，而不导致初始的记录性能恶化问题与不均匀的初始化问题。
作为本发明人研究的结果，可以获得有关重写擦除条件(即，结晶条件)的下述知识。
一般而言，用于使用蓝色激光的高密度记录的可复写相变材料具有高的结晶速度，因此难以形成非晶标记。因此，为了容易地形成非晶标记，在设定快速冷却环境之后在其上执行直接重写周期。具体而言，优选使用具有快速冷却结构的记录介质，使得形成包含In2O3作为主要成分的热扩散层或者包含Ag或Ag合金作为主要成分的反射层，或者重写方法，其中施加高的记录功率并同时施加低的擦除功率，使得热量不存储在记录介质内，从而防止记录之后该非晶标记的结晶。
在使用具有大直径的光源的传统初始化方法中，热存储于整个记录介质内，因此无法对于该记录介质设定这样的快速冷却环境。鉴于这种情形，本发明人已经研究了通过控制用于初始化的激光束的束强度分布而是否执行快速冷却初始化。作为初始化研究的结果为，发现了使用一种激光束，其束强度分布为最大强度峰值相对于激光束的移动方向(即，待初始化的记录介质的径向)位于束的强度分布曲线的后侧(或者在后端)，或者激光束的强度沿激光束移动方向减小，在该初始化操作之后该记录介质由此可以实现晶态，该晶态与重写操作之后介质的晶态相同。
另外，本发明人已经获得以下有关不均匀初始化问题的知识。
本发明人使用500(10×50)放大倍率的光学显微镜观察下述示例1和比较例1的初始化光学记录介质。作为观察的结果，发现比较例1的介质具有以特定节距形成的垂直条图案，该节距与沿图11所示的束移动方向的激光束馈送节距相同，但是示例1的介质并没有这种垂直条图案，如图10所示(即，示例1的介质被均匀地初始化)。此外，本发明人观察了比较例4的初始化光学记录介质，使用一种激光束初始化该介质，该激光束的分布为最大强度峰值位于强度分布曲线的前侧，发现该记录介质具有与图11所示相同的垂直条图案。
可以执行高速记录的相变记录材料，例如Ge-Sb-Sn基材料，通常具有高的结晶温度，因此需要施加高功率以初始化使用这种相变材料的记录介质。作为本发明人研究的结果，发现当初始化速度增大或者初始化功率增大时，出现严重的不均匀初始化的问题，其中形成节距与激光束的馈送节距相同的不均匀条图案。其原因尚未确定，但是认为其原因如下。
如前所述，传统初始化方法使用矩形或者椭圆形激光束，其长轴沿束的移动方向延伸(即，待初始化的记录介质的径向)且其短轴沿平行于记录介质的轨道的方向延伸。就此而言，该激光束沿记录介质的径向移动的距离短于激光束的长轴直径(即，激光束的强度分布曲线沿其长轴方向的半宽度)。因此，该记录介质被逐渐结晶。移动距离短于激光束长轴直径的原因是为了防止在记录介质内形成未初始化部分。例如，当使用直径为75μm的激光头时，该移动距离设定为50μm/r，为激光束斑直径的三分之二。因此，记录介质的某些部分(下文中称为交叠部分)被暴露于激光束两次。该交叠部分在图13中示成最暗部分。当激光束第二次照射该交叠部分时，该部分获得晶态，因此该部分具有小于相邻部分的光吸收率，该相邻部分尚未暴露于该激光束。因此，该交叠部分和其他部分在不同条件下被初始化。因此，由于这种不均匀初始化而形成如图11所示的垂直条图案。
类似地认为，在具有多层记录层的记录介质的第一记录层内，其交叠部分和其余部分在不同条件下被初始化。因此，由于不均匀初始化，在这种记录层内形成图11所示垂直条图案。
因此，为了均匀地初始化记录介质，优选使用一种激光束，其具有束强度分布使得照射具有小吸收率的交叠部分的激光束的后部分的强度增大。因此，在本发明中，优选使用矩形或椭圆形激光束执行该初始化操作，该激光束具有束强度分布使得最大强度峰值相对于其移动方向(即，记录介质的径向)位于该激光束的强度分布曲线的后侧(或者在端部)，以执行均匀的初始化。备选地，还优选地，束的强度沿着激光束的移动方向(即，矩形或椭圆形激光束的长轴方向)从最大强度峰值递减。通过使用这些初始化方法，可以提供在所有数据区中具有良好记录性能的光学记录介质。
当具有最大记录速度为6.61至13.22(即，单倍至双倍HD DVD速度)的相变材料被用于记录介质的记录层时，优选使用一种初始化方法，其中该记录介质以3至14m/s的速度旋转。这种情况下，所得的初始化记录介质具有良好的记录性能。
图3示出了初始化扫描速度(即，介质的旋转速度)与DOW1PRSNR的平均值(标记○)或者DOW1PRSNR的轨道之间标准偏差σ(标记×)之间的关系。该记录介质与示例1的介质相同，除了对于该记录层使用了相变材料Ge5.0Ag0.5In2Sb77Te15.5。从图3可以清楚地看出，存在这样的情形，即DOW1PRSNR的平均值不小于15.0，而DOW1PRSNR的轨道之间的标准偏差较大。也就是说，在这种情况下，初始化的记录介质的某些部分根据该部分的位置具有恶化的记录性能。
图4示出了记录介质的旋转速度与所使用的激光束的优化初始化功率密度之间的关系。也就是说，优选通过对记录介质施加5至25mW/μm2的功率密度的激光束并同时以3至14m/s的旋转速度旋转该记录介质，由此初始化该记录介质。这种情况下，记录介质具有良好的记录性能。
在本发明中，对于记录介质尤其是多层记录介质的记录层，优选使用Sb-Te基相变材料，其具有记录灵敏度(实现非晶态的良好灵敏度)和擦除率的良好结合。这种情况下，该记录介质具有良好的记录性能和良好的灵敏度。此外，该记录介质可以被容易地初始化，且初始化的记录介质具有陡的反射率分布。就此而言，Sb-Te基材料定义为材料中Sb和Te的总含量不小于90原子％的材料。
还优选使用Ge-Sb-Sn基相变材料以用于本发明的光学记录介质，因为该记录介质可以使用蓝色激光执行复写，且即使在6.61至13.22m/s的相对高的记录速度下也具有良好的记录性能，同时具有良好的保存可靠性。此外，该记录介质可以容易地被初始化，且初始化的记录介质具有陡的反射率分布。就此而言，Ge-Sb-Sn基材料定义为材料中Ge、Sb、Sn的总含量不小于90原子％的材料。
第一主元素Sb对于高速记录而言是必须的。通过改变Sb的比率可以调整记录介质的结晶速度。具体而言，通过增大Sb的比率，结晶速度可以增大。然而，仅包含Sb的记录介质具有重复使用之后不良的记录性能以及不良的保存可靠性。为了改善这些性能，添加了第二基本元素Ge。由于通过添加少量的Ge可以显著改善保存可靠性，Ge成分是必需的。Ge-Sb基相变材料适用于高速记录，但是存在的问题为当使用蓝色激光时具有低的调制度和低的反射率。为了改善这些性能且同时维持良好的结晶速度，往该材料添加了第三基板元素Sn。
更优选地该Ge-Sb-Sn基相变材料包括选自由In、Te、Al、Ga、Zn、Mg、Tl、Bi、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn和稀土元素组成的组的至少一种元素，其含量优选为0.1至10原子％，更优选为0.5至8原子％。
本发明的光学记录介质的记录层优选地具有4至18nm的厚度。难以形成薄于4nm的均匀记录层。当记录层太厚时，结果的光学记录介质具有低记录灵敏度。当记录介质为双层记录介质时，第一信息层需要具有高的透明度。因此，第一信息层的记录层优选地具有不大于10nm的厚度，使得该记录层具有高的透明度。
本发明的光学记录介质可以是多层记录介质，其中第一信息层至第N信息层(N为不小于2的整数)依此顺序堆叠在透明基板上。优选地，至少一个信息层具有上述多层结构(即，至少包括记录层、保护层、和反射层)。该光学记录介质具有良好的性能以及该性能的小的面内变化。
优选地对于该多层记录介质，第一信息层至少包括依次叠置的第一下保护层、第一记录层、第一上保护层、第一反射层、和第一热扩散层，该第二信息层至少包含第二下保护层、第二记录层、第二上保护层、和第二反射层，其中该激光束从第一下保护层侧照射该记录介质。在这种双信息层记录介质中，第一和第二信息记录层具有记录灵敏度和记录性能。例如PRSNR和调制信号振幅的良好结合。
优选地，在该第一保护层和第一记录层之间和/或该第一记录层与上保护层之间形成一个界面层，从而防止在重复记录期间这些层之间的材料的迁移或者加速该记录层的结晶，由此改善记录介质的重复记录性能。
在该多层记录介质中，该第一热扩散层优选地包括包含In2O3为主要成分的材料，例如氧化铟锡(TIO)和氧化铟锌(IZO)。由于这种材料具有低的吸收率和高的热导率，第一信息层因此具有透明度、记录灵敏度和擦除率的良好组合。该第一热扩散层优选地具有10至200nm的厚度。当热扩散层太薄时，无法产生良好的热扩散效应。当第一热扩散层太厚时，不仅记录介质的重复记录性能而且生产率都将恶化。
纯银或银合金优选用于该反射层。这是因为该材料具有良好的热导率，因此在记录操作中被加热到高温的记录层可以被反射层快速冷却，导致形成非晶标记。当反射层包括Ag且上保护层包括含硫材料例如ZnS和SiO2的混合物时，会出现这样的问题，即，由于S与Ag反应使得反射层被腐蚀。因此优选地在上保护层和反射层之间形成阻挡层(即，硫化防止层)。
使用其长轴沿待初始化介质的径向延伸的矩形或椭圆形激光束，同时以特定线速度旋转该记录介质并沿记录介质的径向移动该激光束，由此初始化根据本发明的光学记录介质，其中该激光束具有束强度分布，使得该激光束的强度相对于该激光束的径向移动方向在强度分布曲线的后侧具有最大峰值。该初始化方法将实现详细解释。
当光学记录介质为盘时，通过使用其长轴沿待初始化的记录介质的径向延伸的矩形或椭圆形激光束照射，同时以特定线速度旋转该光盘，由此逐渐初始化(即，晶化)该介质。就此而言，该激光束沿径向移动了小于该激光束长轴直径(即，该激光束沿其长轴方向的半宽度)的距离。
用于初始化的激光束的束强度分布的示例示于图5A至5F。在本申请中，位于强度分布曲线(即，分布)的后侧的最大强度峰值是指位于该分布的中心和后端之间的点的峰值。
分布中最小峰值强度(MIN)与最大峰值强度(MAX)的比例(MIN/MAX)优选地为0.50至0.90，更优选地为0.60至0.90。难以稳定地产生具有太小比例(MIN/MAX)的激光束。相反，当该比例太大时，几乎不会产生本发明的效应。
鉴于待初始化的记录介质的层及信号特性的均匀性以及初始化效率，优选使用大规模激光二极管用于初始化。由于最近的激光二极管具有约4.0W的峰值功率，用于初始化的光源的尺寸(面积)优选地不大于150μm2，更优选地不大于100μm2，以执行初始化并同时维持功率密度为5至25mW/μm2。针对光源的尺寸没有具体下限。然而，光源的尺寸(面积)越小，初始化效率越低。因此，优选地考虑用于光源的激光二极管的峰值功率而确定光源的尺寸。
为了制备具有这种分布的激光束，可以使用在束照射入口和待初始化记录介质之间的位置设定屏蔽或滤波器的方法或者激光光源设定为相对于待初始化记录介质表面倾斜的方法，但是也可以使用其他方法。
激光束的激光束扫描速度(即，沿轨道方向的速度)优选地控制为3至14m/s，从而最小化待初始化记录介质的所有数据区内的DOW1PRSNR的轨道之间的标准偏差，即，向整个记录介质赋予良好且一致的记录性能。
该激光束优选地具有5至25mW/μm2的功率密度，使得初始化的部分具有接近非晶态的晶态。当该功率密度太高时，记录介质被加热到高温，由此热损伤该介质。当该功率密度太低时，发生如图1B所示的初始化遗漏现象。
在初始化操作中，激光束扫描以特定线速度旋转的光学记录介质，其中该激光束呈矩形或椭圆形，使得该束的长轴沿该记录介质的径向延伸。这种情况下，当该记录介质旋转一周时，激光束沿记录介质的径向移动特定距离(下文中有时称为移动距离)。该移动距离优选短于激光束的长轴直径，从而防止发生初始化遗漏问题。然而，为了改善初始化效率并防止发生不均匀初始化的问题，该移动距离优选地设定为恰当的距离，使得激光束多次照射的交叠部分的面积尽可能小。这种情况下，初始化的记录介质在若干重复记录之后具有良好的记录性能。
为了使该交叠部分的面积为零，激光束的移动距离必须与其长轴直径相同。这种情况下，由于激光束具有束分布，发生这样的问题，其中激光束端部所照射的记录介质的部分未被充分地初始化(即，发生初始化遗漏问题)。因此，该移动距离优选地设定为从L/n至(n-1)L/n的数值，其中L代表激光束斑沿其长轴方向的尺寸(即，半宽度)，n为从2至10的整数。就此而言，该移动距离不一定等于例如L/n或(n-1)L/n，且可以具有约±5％的容差。
当待初始化的光学记录介质具有圆盘形式之外的形式时，优选地执行初始化同时最小化该交叠部分的面积。
本发明的光学记录介质包括透明基板和多层信息层，该多层信息层至少包括记录层，配置成通过对其施加光而导致晶态和非晶态之间的相变而记录信息；保护层；以及反射层。优选地，该光学记录介质具有一种结构，使得依次或按相反顺序形成下保护层、记录层、上保护层、以及反射层。就此而言，激光束从下保护层侧照射该记录介质。
图6是示出了本发明的光学记录介质的示例的剖面的示意性图示。该记录介质包括透明基板1，在其上形成引导沟槽以引导激光；下保护层2；记录层3，可以可逆地实现非晶态和晶态；上保护层4；阻挡层5；反射层6；和含树脂的层7。这些层按照该顺序叠置于基板1上。就此而言，“叠置”可包括直接接触并允许存在居间层。此外，与基板1相似的基板8被附着到含树脂的保护层7，基板1和基板8之间存在粘合层。该含树脂的保护层是一个不影响记录介质的记录/复制性能的层。上述粘合层可用做该含树脂的保护层。因此，层8不是必需的，被排除在多层膜(即，信息层)之外。
接着将解释本发明的光学记录介质的各个层。
记录层记录层3可以使用各种相变材料。在这些相变材料中，Sb-Te基相变材料和Ge-Sb-Sn基相变材料优选用于记录层3。
Sb-Te基相变材料可以不仅包括例如Ag、In、Ge、Se、Sn、Al、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Bi、Si、Dy、Pd、Pt、Au、S、B、C、和P的一种或多种其他元素，还可以包括杂质以进一步改善这些材料的性能和可靠性。例如，Ag-In-Sb-Te基合金和Ag-In-Ge-Sb-Te基合金是优选的。在这些材料中，更优选使用具有如下化学式的相变材料。
SbaTe100-(a+b+c)GebMlc其中65≤a≤80，1≤b≤10，0.1≤c≤10，Ml为选自由Ag、In、Se、Sn、Al、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Bi、Si、Dy、Pd、Pt、Au、S、B、C、和P组成的组的元素，a、b和c分别代表元素Sb、Ge和Ml的原子百分比。
Ge-Sb-Sn基相变材料具有良好的高速记录性能，可包括例如In、Te、Al、Ga、Zn、Mg、Tl、Bi、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn、和稀土元素中的一种或多种其他元素。具体而言，可以优选地使用具有如下化学式的相变材料。
GeαSbβSnγM2δ其中M2为选自由In、Te、Al、Ga、Zn、Mg、Tl、Bi、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn、和稀土元素组成的组的一种元素。
当满足下述关系时5≤α≤25，45≤β≤75，10≤γ≤30，以及0≤δ≤15，该相变材料具有低熔点和大折射率变化Δn(即，晶态和非晶态之间的折射率差异)。因此，在其记录层内包括该材料的光学记录介质具有高的记录灵敏度和高的对比度(即，大的反射率变化)。
当α不小于约5原子％时，该介质针对复制光的稳定性可以实现改善。当α不大于约25原子％时，可以防止形成多种相，因此该记录介质即使在重复记录之后仍可以维持良好的记录性能。当β不小于约45原子％时，该记录介质具有高的结晶速度和良好的擦除率。当γ不小于约10原子％时，该记录介质具有高的结晶速度和大的折射率变化Δn。当β不大于约75原子％且γ不大于约30原子％时，可以防止形成多种相，因此该记录介质即使在重复记录之后仍可以维持良好的记录性能。因此，优选地β为45至75原子％，γ为10至30原子％。此外，为了赋予记录介质良好的记录/复制性能(即，为了控制结晶速度)，优选地向其添加另一种元素M2。当添加数量为0至15原子％的元素M2时，可以防止形成多种相，因此该记录介质即使在重复记录之后仍可以维持良好的记录性能。
将In添加到高速相变材料，防止在材料中出现有缺陷的初始化。然而，添加大量的In导致的问题为记录介质被复制光恶化，使得记录介质的反射率减小。因此，In的添加数量优选地不大于10原子％。
添加例如Tl、Bi、Al、Mg、Mn、以及稀土元素提高记录介质的结晶速度。在这些元素中，Bi是更优选的，因为其具有与Sb相同的化合价。然而，这种元素的添加数量优选地控制为不大于10原子％以防止出现如下问题，即，记录介质被复制光恶化，且初始的抖动(jitter)性能恶化。
通过添加例如Te、Al、Zn、Se、C、N、Se、Au、Ag、和Cu而非Ge的元素，可以改善保存可靠性。在这些元素中，Al和Se可以改善记录介质的结晶速度，Se可以改善记录介质的记录灵敏度。
添加Au、Ag、和Cu可以改善记录介质的保存可靠性，同时防止出现有缺陷的初始化。Au、Ag、和Cu的添加数量优选地不大于10原子％，从而不减小结晶速度(即，不恶化高速结晶的性能)。当其添加数量太小时，无法产生该效应。因此，Au、Ag、和Cu的总添加数量优选不小于0.1原子％。
添加Mn和稀土元素可以产生与In相同的效应。具体而言，当添加Mn时，记录介质的保存可靠性可以改善，即使Ge的添加数量少。Mn的添加数量优选为1至10原子％，以提高结晶速度并防止具有晶态的未记录部分的反射率的减小。
通过将一种或多种上述元素恰当地与Ge-Sb-Sn基相变材料结合，可以提供一种光学记录介质，其具有高速记录性能，可以以6.61至13.22m/s的最大记录速度范围被记录而不导致初始化问题，且其具有良好的保存可靠性。
记录层优选地具有4至18nm的厚度，更优选地6至15nm，以形成均匀的记录层并防止记录介质的记录灵敏度的恶化。随着记录层变厚，可以容易地产生本发明的效应。相反，随着记录层变薄，记录介质的擦除性能可以实现被改善，因为晶态和非晶态之间的吸收率差值减小。
对于双信息层光学记录介质的情形，第一信息层需要具有高的透明度。因此，第一信息层的记录层的厚度优选不大于10nm。
下保护层和上保护层形成下保护层和上保护层以防止记录层恶化并改善记录层与相邻层的粘合以及记录层的记录性能。用于下保护层和上保护层的材料的具体示例包括例如SiO、SiO2、ZnO、SnO2、Al2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2、和Nb2O5氧化物，例如Si3N4、AlN、TiN、BN、和ZrN的氮化物，例如ZnS、In2S3、和TaS4的硫化物，例如SiC、TaC、B4C、WC、TiC、和ZrC的碳化物，类金刚石碳，及其混合物。
在这些材料中，ZnS和SiO2优选用于这些层，因为其具有高的热阻、低的热导率和良好的化学稳定性。此外，由该混合物形成的保护层具有低的残余应力以及与记录层的良好粘合。此外，由该混合物形成的保护层几乎不恶化该记录介质的记录灵敏度和擦除率，即使在重复记录和擦除之后。
用于形成保护层的方法的具体示例包括气相生长方法，例如真空蒸镀方法、溅射方法、等离子体化学气相沉积(CVD)方法、离子镀覆方法、以及电子束蒸镀方法。在这些方法中，溅射方法是优选地，因为其具有良好的生产率并产生具有良好膜性能的膜。
考虑记录介质的性能目标，例如反射率、记录性能(例如记录功率余量、抖动性能、以及重复记录后的信号稳定性)、以及保存性(例如高温和高湿度保存及加热周期保存性)。一般而言，下保护层厚度为30至70nm，上保护层厚度为3至30mm。具体而言，对记录之后记录层的冷却有显著影响的上保护层的厚度优选不小于3nm，使得记录介质即使在重复记录之后仍具有良好擦除性能和良好的持久性。当上保护层太薄时，该层趋于破裂，导致层的持久性的恶化，此外该记录具有不良的记录灵敏度。相反，当上保护层太厚时，出现记录层冷却速度降低的问题，因此难以形成记录标记，导致形成具有小面积的标记。
反射层反射层6通常由例如Al、Au、Ag、Cu、和Ta、以及其金属合金的一种或多种材料形成。此外，可以结合使用例如Cr、Ti、Si、和Pd的其他元素。在这些材料中，Ag或Ag合金优选用于反射层。这是因为本发明的记录介质的反射层优选具有高的热导率(以控制记录层的冷却速度)和高的反射率(以利用干涉效应改善复制信号的对比度)。由于Ag具有非常高的热导率，为427W/m·K，优选将Ag或Ag合金用于反射层。这种情况下，在记录过程中被加热之后，该记录层可以快速地被冷却，因此非晶标记可以容易地形成于记录层内。
鉴于热导率，纯Ag最优选用于反射层。然而，为了改善这种银反射层的抗腐蚀性，优选地向其添加Cu。Cu的添加量优选地为0.1至10原子％，更优选地为0.5至3原子％，从而不恶化Ag的性能。向银反射层添加大量Cu会恶化反射层的抗腐蚀性。
形成反射层的方法的具体示例包括气相生长方法，例如真空蒸镀方法、溅射方法、等离子体化学气相沉积(CVD)方法、离子镀覆方法、以及电子束蒸镀方法。在这些方法中，溅射方法是优选地，因为其具有良好的生产率并产生具有良好膜性能的膜。
反射层优选厚度不小于100nm，更优选不小于200nm，以快速冷却记录层。鉴于反射层的生产率以及面内厚度分布，反射层的厚度的上限约为300nm。
阻挡层当纯银或银合金用于反射层且上保护层包括含硫的材料例如ZnS和SiO2混合物时，由于S与Ag反应而出现反射层被腐蚀的问题。因此，该记录介质存在缺陷。因此，优选地在上保护层和反射层之间形成阻挡层5，以防止包含在反射层内的Ag的硫化。
用于阻挡层的材料需要具有如下性能(1)良好的阻挡能力以防止Ag的硫化；
(2)针对所使用激光的良好的光学透明度；(3)低的热导率以形成非晶标记；(4)与上保护层及反射层的良好粘合；以及(5)容易形成阻挡层的能力。
从这些角度，氧化物、碳化物、和氮化物优选用于阻挡层。其具体示例包括例如SiO、ZnO、SnO2、Al2O3、TiO2、和In2O3的氧化物，例如Si3N4、AlN、TiN、Bn、和ZrN的氮化物，以及例如SiC的碳化物。在这些材料中，SiC被优选使用。
该阻挡层优选厚度为3至10nm。
含树脂的保护层形成含树脂的保护层7，从而在记录介质的制造过程中以及制备了该记录介质之后，保护上述薄层。通常通过交联紫外交联树脂而制备含树脂的保护层7。含树脂的保护层7的厚度优选为2至5μm。
基板用于基板1的合适材料包括玻璃、陶瓷和树脂。在这些材料中，从成型能力和成本的角度优选使用树脂。该树脂的具体示例包括聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、含氟树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚氨酯树脂等。在这些树脂中，从成型能力、光学性能和成本的角度而言，聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂是优选的。
优选形成摇摆沟槽，其深度为18至30nm，宽度为0.15至0.25μm，且其按0.40±0.01μm的节距形成。通过形成这种摇摆沟槽，可以访问特定未记录轨道或者以恒定线速度旋转基板。
基板1的厚度没有具体限制，并根据该记录介质将被应用的记录和复制设备的性能(例如所使用的激光的波长以及拾取透镜的聚焦性能)而被确定。具体而言，对于HD DVD的情形，使用了波长为400至410nm的激光以及数值孔径(NA)为0.65的透镜，采用厚度为0.6mm的基板。
粘合层形成粘合层以将基板1与另一基板8粘合。通常使用其中粘合剂涂覆于膜的两侧的双面粘合片，或者通过涂敷和交联热固性树脂或紫外交联树脂，由此制备该粘合层。粘合层的厚度约为50μm。
基板8将被粘合到记录介质的另一基板8(以下有时称为伪基板)，在粘合板或热固性树脂用于粘合层时不必是透明的，但是当紫外交联树脂用于粘合层时必须对紫外光是透明的。伪基板8通常由与基板1相同的材料制成，并具有同样为0.6mm的厚度。
本发明的光学记录介质可以用做多层光学记录机制。图7为示出了该多层光学记录介质的示例(双层光学记录介质)的剖面图。参考图7，该双层光学记录介质具有如下结构，其中在第一基板10上依次交叠形成第一信息层16、居间层20、第二信息层25、和第二基板30。然而，该多层(双层)光学记录介质不限于此。
第一信息层16包括第一下保护层11、第一记录12、第一上保护层13、第一反射层14、以及第一热扩散层15。该第二信息层25包括第二下保护层21、第二记录层22、第二上保护层23、和第二反射层24。
阻挡层可以形成于第一上保护层13和第一反射层14之间或者第二上保护层23和第二反射层24之间。
当该双层光学记录介质被初始化时，例如，首先通过上述方法初始化第二信息层，接着初始化该第一信息层。
上、下保护层11、13、21、23，记录层12和22，阻挡层、以及基板10和30的性能和材料分别与上、下保护层1和4，记录层3，阻挡层5、以及基板1和8的性能和材料相同。
第一反射层14优选厚度为3至20nm，更优选地为5至10nm。对于第一反射层14，难以形成厚度小于3nm的均匀层。当第一反射层14太厚时，难以记录和复制第二信息层25内的信息，因为层14的透明度降低。
界面层本发明的记录介质可包括介于第一下保护层11和第一记录层12之间和/或第一记录层12和第一上保护层13之间的界面层，从而防止在重复记录操作期间层间的材料迁移并加速记录层的结晶，由此改善该记录介质的重复记录性能。
用于该界面层的材料的具体示例包括例如Si-N、Al-N、Ti-N、Zr-N、和Ge-N的氮化物；包括该氮化物的氮氧化物；例如SiC的碳化物等。在这些材料中，Ge-N被优选使用，因为使用反应溅射方法可以容易地形成Ge-N层且所得的层具有良好的机械性能和良好的抗潮性。当界面层太厚时，信息层的反射率和吸收率受到影响，导致该记录介质的记录和复制性能的恶化。因此，该界面层的厚度优选为1至10nm，更优选为2至5nm。
此外，与上述界面层相似的另一个界面层也可以形成于第二下保护层21和第二记录层22之间和/或第二记录层22和第二上保护层23之间。
第一热扩散层第一热扩散层15形成以快速冷却被激光束加热的记录层，并需要具有大的热导率。此外，第一热扩散层针对用于记录和复制的激光优选地具有小的吸收率，使得信息可以被良好地记录于该内信息层(即，第二信息层)内且其中的信息可以被良好地复制。具体而言，该热扩散层15优选具有不大于0.5的消光系数，更优选地不大于0.3。当消光系数太大时，第二信息层内信息的记录和复制无法实现良好的执行。
此外，第一热扩散层15对于用于记录和复制的激光优选具有不小于1.6的折射率。当折射率太低时，难以提高第一信息层的透明度。
因此，第一热扩散层优选包括氮化物、氧化物、硫化物、氮氧化物、碳化物、和氟化物中的至少一种。用于第一热扩散层的材料的具体示例包括AlN、Al2O3、SiC、SiN、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锑(ATO)、DLC(类金刚石碳)、BN等。在这些材料中包含In2O3为主要成分的材料是优选的，ITO和IZO更为优选。就此而言，该主要成分是指所包含的量不小于50摩尔％的成分。
制备第一热扩散层的方法可以是诸如气相生长方法的方法，例如真空蒸镀方法、溅射方法、等离子体化学气相沉积(CVD)方法、离子镀覆方法、以及电子束蒸镀方法。在这些方法中，溅射方法是优选地，因为其具有良好的生产率并产生具有良好膜性能的膜。
第一热扩散层15优选厚度为10至200nm，更优选为20至100nm。太薄的热扩散层无法产生热散逸效应。太厚的热扩散层具有大的应力，并在重复记录之后恶化该记录介质的记录性能以及该记录介质的生产率。
与第一热扩散层15相似的另一个热扩散层可以形成于下保护层和第一基板之间，以进一步改善热扩散效应。
居间层20形成，使得用于记录和复制的拾取头可以光学区分第一信息层和第二信息层。其厚度优选为10至70nm。当居间层太薄时，出现层间串扰问题。相反，当居间层太厚时，在记录和复制操作中出现球面像差问题，由此使得难以执行记录和复制。
该居间层对于用于记录和复制的激光优选地具有低的吸收率。用于该居间层的合适材料包括树脂，因为其具有良好的成型能力和低成本。具体而言，紫外交联树脂、缓慢作用的树脂、以及热塑性树脂可以优选地用于该居间层。此外，用于粘合光学记录介质的双面胶带(例如来自Nitto Denko Corporation的粘合片DA-8320)也可以用于该居间层。
在上文中，详细地解释了本发明的光学记录介质。然而，本发明的光学记录介质不限于上述示例，可以在不脱离本说明书所述的本发明精神和范围的情况下对其进行许多改变和修正。例如，具有图8所示结构的光学记录介质，其类似于Blu-Ray光盘的结构，可以用做本发明的光学记录介质。图8所示的光学记录介质具有第一基板1，且反射层6、上保护层4、记录层3、下保护层2、和光透射层9依次堆叠形成于第一基板1上。
已经一般性地描述了本发明，通过参照特定的具体示例可以进一步理解本发明，其中在此提供这些具体示例仅仅是出于说明的目的，而不是限制本发明。在下述示例的描述中，数目代表份数的重量比例，除非另外指定。
示例示例1至6通过使用溅射装置(Oerlikon Holdings AG的DVD SPRINTER)的溅射方法，在聚碳酸酯树脂基板1上形成由ZnS(70摩尔％)-SiO2(30摩尔％)组成的下保护层2，该基板1的直径为12cm，厚度为0.6mm，且在该基板1上以0.40μm的轨道节距形成深度为21nm宽度为0.20μm的摇摆沟槽。接着，使用该溅射装置在该下保护层上形成由化学式为Ge19.5Sb59Sn15Mn6.5的材料组成且厚度为12nm的记录层3。此外，使用该溅射装置在该记录层上形成由ZnS(80摩尔％)-SiO2(20摩尔％)组成且厚度为7nm的上保护层4。此外，使用该溅射装置在该上保护层上形成由SiC组成且厚度为2nm的阻挡层5。另外，使用该溅射设备在该阻挡层上形成由纯Ag组成且厚度为180nm的反射层6。随后从该溅射装置取出覆盖涂层的基板。
通过旋转涂敷紫外交联树脂(Dainippon Ink and Chemicals，Inc.的SD318)在该反射层上形成含树脂的保护层7。接着，直径为12cm厚度为0.6mm的聚碳酸酯基板8粘合到该含树脂的层，且紫外光照射该层叠的盘以交联该紫外树脂并将基板8粘合到反射层，其中该含树脂的保护层夹置于基板8与该反射层之间。因此制备了未初始化的光学记录介质。
在下面的表1所示的初始化条件下初始化由此制备的光学记录介质，从而制备示例1至6的初始化的光学记录介质。将在下文解释该初始化方法。
示例7重复用于制备示例1的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为Ga15Sb62Sn16Mn1Te6以外。在下表1所示的初始化条件下初始化该光学记录介质。
示例8重复用于制备示例1的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为Ge14Sb61Sn20Ga3In2以外。在下表1所示的初始化条件下初始化该光学记录介质。
示例9重复用于制备示例1的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为Ge15Sb61Sn20Zn2Ag2以外。在下表1所示的初始化条件下初始化该光学记录介质。
示例10和比较例1至4重复用于制备示例1的未初始化光学记录介质的工序。在下表1所示的初始化条件下初始化该光学记录介质。
初始化方法使用来自Hitachi Computer Peripherals Co.，Ltd.的初始化装置PCR DISKINITIALIZER初始化各个如上制备的介质。具体而言，椭圆激光束照射该记录介质，使得激光束的长轴沿记录介质的径向延伸，同时以6至12m/s的线速度沿记录介质的轨道方向旋转该记录介质，并沿记录介质的径向将该激光束移动短于激光束长轴直径的距离(移动距离)。该激光束的强度分布为使得最大强度峰值位于相对于激光束移动方向(即，沿记录介质的径向)的其后端。示例1至10中用于初始化的激光束具有如图5A至5F所示的分布(a)至(f)中的一种。最小峰值的强度(MIN)与最大峰值的强度(MAX)的比例(MIN/MAX)如表1所示从60％改变到75％。此外，激光束峰值的功率密度从13mW/μm2改变到17mW/μm2，如表1所示。
比较例1至3中用于初始化的激光束具有如图9A所示的分布(g)，比较例4中用于初始化的激光束具有如图9B所示的分布(h)。
用于评估记录性能的方法用于评估各个记录介质的记录性能的方法如下所述。使用八至十二调制(ETM)方法，将2T至11T的信号重复记录在该记录介质的所有数据区内，以确定DOW1PRSNR的平均值，该平均值可以良好地表达在初始重复记录中记录性能的恶化。记录条件如下。
1.光盘评估装置Pulstec Industrial Co.，Ltd.的ODU-10001)激光波长405nm2)拾取头数值孔径0.652.记录的线速度6.61m/s(HD DVD的单倍速)(示例10例外)；示例10为13.22m/s(HD DVD的双倍速)3.记录的线密度0.153μm/比特4.复制的线速度6.61m/s5.复制光的功率0.4mW由于高速记录介质的性能DOW1趋于容易随时间恶化，所以在初始化操作稍后(即，在初始化操作之后几小时内)执行该评估。
介质的记录性能被分级为下述三类◎DOW1PRSNR的平均值不小于16.0(优秀)。
○DOW1PRSNR的平均值不小于15.0且小于16.0(良好)。
×DOW1PRSNR的平均值小于15.0(不合格)。
DOW1PRSNR的平均值优选不小于15.0，更优选地不小于16.0以维持稳定的系统。
记录性能的变化的评估为了评估记录介质的记录性能的变化，获得所有数据区内DOW1PRSNR的轨道之间的标准偏差(σ)。复制速度为6.61m/s，复制功率为0.4mW。
介质的记录性能的变化被分级为下述两类○标准偏差(σ)不大于3.0(良好)。
×标准偏差(σ)大于3.0(不合格)。
当该标准偏差不大于3.0时，记录介质具有一致且良好的记录性能。
保存可靠性重复用于评估记录性能的工序，除了在将该记录介质已经停留于温度和湿度控制为80℃和85％RH的腔体内之后执行该评估之外。
与记录性能相似，介质的保存可靠性被分级为下述三类◎DOW1PRSNR的平均值不小于16.0(优秀)。
○DOW1PRSNR的平均值不小于15.0且小于16.0(良好)。
×DOW1PRSNR的平均值小于15.0(不合格)。
评估结果示于表2。
表1
表2
从表2可以清楚地看出，示例1至10的介质优于比较例1至4的介质。
示例11和比较例5通过使用溅射装置(Oerlikon Holdings AG的DVD SPRINTER)的溅射方法，在聚碳酸酯树脂基板1上形成由ZnS(70摩尔％)-SiO2(30摩尔％)组成的第一下保护层11，其中该基板1的直径为12cm，厚度为0.6mm，且在该基板上以0.40μm的轨道节距形成深度为20nm宽度为0.20μm的摇摆沟槽。接着，使用该溅射装置在该第一下保护层上形成由化学式为Ge5Sb74Te21的材料组成且厚度为7nm的第一记录层12。此外，使用该溅射装置在该第一记录层上形成由Zr2O3(70摩尔％)-TiO2(30摩尔％)组成且厚度为20nm的第一上保护层13。此外，使用该溅射装置在该第一上保护层上形成由Ag组成且厚度为10nm的第一反射层14。另外，使用该溅射设备在该第一反射层上形成由IZO(即，(In2O3)90·(ZnO)10)组成且厚度为23nm的第一热扩散层15。在氩气气氛中执行该溅射操作。由此形成第一信息层16。
接着在第二基板上形成由Ag组成且厚度为140nm的第二反射层24，该第二基板为与第一基板相同的聚碳酸酯树脂基板并用做图7中第二基板30。在该第二反射层上形成由Zr2O3(70摩尔％)-TiO2(30摩尔％)组成且厚度为25nm的第二上保护层23。此外，在该第二上保护层上形成由化学式为Ag1In2Ge5Sb72Te20的材料组成且厚度为11nm的第二记录层22。在该第二记录层上形成由ZnS(70摩尔％)-SiO2(30摩尔％)组成且厚度为65nm的第二下保护层21。使用前述溅射装置在氩气气氛中执行该溅射操作。由此形成第二信息层25。
通过旋转涂敷紫外交联树脂(Dainippon Ink and Chemicals，Inc.的SD318)在该反射层上形成居间层20。接着，形成于第二树脂基板30上的第二信息层粘合到该居间层，且紫外光从第一基板侧照射该层叠的盘以交联该紫外树脂。该居间层厚度为25μm。因此制备了示例11和比较例5的未初始化的双层光学记录介质，其具有图7所示的结构。
由此制备的光学记录介质的第二信息层被初始化，之后该第一信息层被初始化，以制备示例11和比较例5的初始化的光学记录介质。初始化方法与示例1中所述方法相同，初始化条件示于下表3。
按照上述方法评估由此制备的初始化的记录介质。结果示于表4。
表3
表4
从表4清楚地看出，示例11的介质优于比较例5的介质。
示例12重复用于制备示例11的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该第一热扩散层的材料改变为ITO(即，(In2O3)90·(SnO2)10)之外。
示例13重复用于制备示例11的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该第二反射层的材料改变为包含了0.5原子％Bi的Ag之外。
通过对示例11的介质执行的方法初始化由此制备的示例12和13的未初始化光学记录介质，并评估记录性能和保存可靠性。结果发现该介质具有良好的性能，DOW1PRSNR的平均值不小于15.0且其标准偏差不大于0.3。
示例14和比较例6重复用于制备示例1的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为Nb2O5(80摩尔％)-ZrO2(20摩尔％)，且不形成阻挡层之外。由此制备的未初始化记录介质用于示例14和比较例6。
示例15重复用于制备示例14的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为In19Sb70Sn7Ge4之外。
示例16重复用于制备示例14的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为In20Sb70Te5Ge5之外。
示例17重复用于制备示例14的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为In20Sb70Te2Zn8之外。
使用对示例1的介质所采用的方法初始化由此制备的示例14至17的未初始化光学记录介质，并评估记录性能和保存可靠性。记录速度为13.22m/s，与示例10相同。
初始化条件示于表5，评估结果示于表6。
表5
表6
从表6清楚地看出，示例14至17的记录介质优于比较例6的记录介质。
示例18重复用于制备示例11的未初始化光学记录介质的工序，除了将第一热扩散层改变为厚20nm的TiO2层，且构成该第二下保护层的材料改变为ZnS(80摩尔％)-SiO2(20摩尔％)之外。
示例19重复用于制备示例18的未初始化光学记录介质的工序，除了将组成该记录层的材料改变为Ag0.2In1.5Ge4.5Sb71.3Te22.5之外。
通过对示例11的介质所执行的方法初始化由此制备的示例18和19的未初始化光学记录介质，并评估记录性能和保存可靠性。结果发现该介质具有良好的性能，DOW1PRSNR的平均值不小于15.0且其标准偏差不大于0.3。
本申请主张2006年3月6日提交的日本专利申请No.2006-060126的优先权并包含涉及该专利申请的主题，该专利申请结合于此作为参考。
现在已经全面地描述了本发明，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不背离此处所述的本发明精神和范围的情况下可以对其进行许多改变和修正。
权利要求
1.一种光学记录介质，包括透明基板；以及至少一个多层信息层，重叠所述透明基板并包括相变记录层，配置成通过在晶态和非晶态之间改变其相而记录信息；保护层；以及反射层；其中在一个直接重写(DOW1)周期之后所述记录介质的所有数据区内的部分响应信号噪声比(PRSNR)的平均值不小于15.0，且PRSNR的轨道之间分布的标准偏差不大于0.3。
2.根据权利要求1的光学记录介质，其中在所述透明基板上以0.40±0.01μm的节距形成深度为18至30nm且宽度为0.15至0.25μm的摇摆沟槽。
3.根据权利要求1的光学记录介质，其中初始化所述光学记录介质的方法包括使用其长轴沿所述光学记录介质的径向延伸的矩形或者椭圆形激光束照射所述光学记录介质，同时以一线速度旋转所述光学记录介质，，以及所述记录介质每旋转一周，将所述激光束沿所述光学记录介质的径向移动小于所述激光斑的长轴直径的距离，其中所述激光束具有束强度分布，使得最大强度峰值相对于所述光学记录介质移动方向位于所述分布的后侧。
4.根据权利要求3的光学记录介质，其中所述激光束具有位于其后端的强度峰值。
5.根据权利要求3的光学记录介质，其中所述激光束具有束强度分布，使得所述激光束的强度朝所述强度分布的前端从所述最大强度峰值递减。
6.根据权利要求3的光学记录介质，其中所述光学记录介质的线速度为3至14m/s，且所述激光束的功率密度为5至25mW/μm2。
7.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述记录层包括Sb-Te基相变材料。
8.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述记录层包括Ge-Sb-Sn基相变材料。
9.根据权利要求8的光学记录介质，其中所述记录层还包括选自由In、Te、Al、Ga、Zn、Mg、Tl、Bi、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn和稀土元素组成的组中的至少一种元素，其总含量为0.1至10原子％。
10.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述记录层厚度为4至18nm。
11.根据权利要求1的光学记录介质，包括重叠的两个以上信息层，其中各个所述信息层包括相变记录层，配置成通过在晶态和非晶态之间改变其相而记录信息、保护层、以及反射层。
12.根据权利要求11的光学记录介质，包括重叠的两个信息层，其中所述第一信息层包括第一下保护层、第一记录层、第一上保护层、第一反射层、和第一热扩散层，所述各层按照该顺序重叠在所述透明基板上；所述第二信息层包含第二下保护层、第二记录层、第二上保护层、和第二反射层，所述各层按照该顺序重叠在所述第一信息层上。
13.根据权利要求12的光学记录介质，还包括位于所述第一上保护层和第一记录层之间或者所述第一记录层与第一上保护层之间的至少一个位置的界面层。
14.根据权利要求12的光学记录介质，其中所述第一热扩散层包括In2O3为主要成分。
15.根据权利要求14的光学记录介质，其中所述第一热扩散层包括氧化铟锡或氧化铟锌中至少一种作为主要成分。
16.根据权利要求12的光学记录介质，其中所述第一热扩散层厚度为10至200nm。
17.根据权利要求12的光学记录介质，其中各个所述第一反射层和第二反射层包括Ag或Ag合金。
18.一种用于初始化根据权利要求1的光学记录介质的方法，包括使用矩形或者椭圆形激光束照射所述光学记录介质，使得所述激光束的长轴沿所述光学记录介质的径向延伸，同时以一线速度旋转所述光学记录介质，以及所述记录介质每旋转一周，将所述激光束沿所述光学记录介质的径向移动小于所述激光斑的长轴直径的距离，其中所述激光束具有束强度分布，使得最大强度峰值相对于所述光学记录介质移动方向位于所述分布的后侧。
19.根据权利要求18的方法，其中所述激光束具有束强度分布，使得所述激光束的强度朝所述强度分布的前端从所述最大强度峰值递减。
20.根据权利要求18的方法，其中所述光学记录介质的线速度为3至14m/s，且所述激光束的功率密度为5至25mW/μm2。
全文摘要
本发明公开了一种光学记录介质及其初始化方法。该光学记录介质包括透明基板；以及至少一个多层信息层，重叠所述透明基板并包括相变记录层，配置成通过在晶态和非晶态之间改变其相而记录信息；保护层；以及反射层，其中在一个直接重写(DOW1)周期之后所述记录介质的所有数据区内的部分响应信号噪声比(PRSNR)的平均值不小于15.0，且PRSNR的轨道之间分布的标准偏差不大于0.3。
文档编号G11B7/243GK101034572SQ200710085438
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月6日
发明者岩佐博之, 让原肇, 出口浩司, 高田美树子 申请人:株式会社理光