CN100541617C - 光记录媒体和光记录媒体的记录再生方法及光记录再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种光记录媒体,其是即使相对于蓝色激光等的短波长的低输出光记录灵敏度也高、不产生跳动等噪声、O/W特性优良、存档特性也良好、容易进行对焦及跟踪、并能够与ROM互换的能够高密度记录的两层相变化型的光记录媒体。因此,提供的光记录媒体,其具有基板并在该基板上依次至少具有第一记录结构层、中间层、第二记录结构层及覆盖基板,该覆盖基板的槽深度以所述第二记录结构层的推挽信号为基准是所述第一记录结构层的推挽信号的大小成为同等以上的深度。
Description
技术领域
本发明涉及可重写的DVR等的具有两层记录层的高密度记录用的单面两层型的光记录媒体(以下有称为“相变化型光信息记录媒体”、“相变化型光记录媒体”、“光信息记录媒体”、“信息记录媒体”的情况)以及该光记录媒体的记录再生方法及光记录再生装置。
背景技术
通常,压缩盘(CD)或DVD利用来自凹坑的底部及镜面部的光的干涉产生的反射率变化来检测2值信号的记录及跟踪信号。近年来,作为与CD具有再生互换性(互换性)的光记录媒体,除了相变化型的可重写的压缩盘(CD-RW:CD-Rewritable)逐渐被广泛使用外,对DVD也提出各种相变化型的可重写的DVD。另外,提出了针对容量是4.7GB的DVD,使记录再生波长为350~420nm短波长化并增大数值孔径NA(Numerical Aperture)而作为20GB以上容量的系统高密度DVR的方案(参见非专利文献1)。
这些相变化型的可重写的CD、DVD及DVR利用由非晶质和结晶状态的折射率差产生的反射率差及相位差变化进行记录信息信号的检测。通常的相变化型光记录媒体具有在基板上至少设置下部保护层、相变化型记录层、上部保护层、及反射层的结构,利用这些结构层的多重干涉控制反射率差及相位差,从而能够使其具有与CD或DVD的互换性。在所述CD-RW中,在使折射率下降到15~25%程度的范围内,能够确保CD和记录信号及槽信号的互换性,如果使用附加了涵盖反射率低的情况的放大系统的CD驱动器就能够进行再生。另外,相变化型光记录媒体,由于能够仅利用一束聚焦光束的强度调制进行擦除和再记录过程,所以在CD-RW或可重写DVD等的相变化型光记录媒体中,记录也包含同时进行记录和擦除的盖写(オ一バ一ライト)(O/W)记录。
此外,利用相变化的信息的记录能够采用结晶、非晶质或它们的混合状态,也能够使用多个结晶相。但是,目前被实用化的可重写相变化型光记录媒体,通常是将未记录及擦除状态作为结晶状态,并形成非晶质的标记而进行记录。
作为所述相变化型记录层的材料,多是使用含有硫族元素即S、Se或Te的硫化物类合金。例如,以GeTe-Sb2Te3疑似二元合金为主要成分的GeSbTe类;以InTe-Sb2Te3疑似二元合金为主要成分的InSbTe类;以Sb0.7Te0.3共晶合金为主要成分的AgInSbTe类、GeSbTe类合金等。在这些材料中,主要是在GeTe-Sb2Te3疑似二元合金中添加了过量的Sb类、尤其是接近Ge1Sb2Te4或者Ge2Sb2Te5等的金属间化合物的组成被实用化。这些组成以不伴随金属间化合物特有的相分离的结晶化为特征,结晶成长速度快,所以初始化容易,擦除时的再结晶化速度快。因此,以往作为显示实用的O/W特性的记录层,疑似二元合金类或接近金属间化合物的组成受到关注(参见非专利文献2)。
此外,以往关于GeSbTe三元组成或以该三元组成为母体含有添加元素的记录层组成有过报道(参见专利文献1~4)。然而,这样组成的材料还刚刚开始开发,要适用于可重写的DVR等的高密度记录用的光记录媒体还存在很多必须解决的问题。
尤其是在蓝色激光等的短波长的光学系统的情况下,光束输出低,因此存在记录层容易出现噪声这样的缺陷。此外,从光入射方面来看,当使基板与记录层之间的保护层的膜厚变厚时,由于当保护层的膜厚变厚时,就容易出现膜厚变化或难以实现保存特性,所以难以满足O/W特性和保存特性这两方面,因此成为高速高密度记录化中的课题。
此外,在可进行单面两层光记录的光记录媒体的情况下,反射率是通常的光记录媒体的一半以下的5~7%很低,当还考虑每两层的对焦跳变时,存在当跳变到第二记录层时推挽信号小以及对焦或跟踪容易脱离的课题。
作为这样的单面两层光记录媒体,例如,在专利文献5中公开有两个记录层的单面两层型光盘。此外,在专利文献6中公开了具有第一可写数据记录层和第二可写数据记录层的光学数据记录媒体。此外,在专利文件7中公开了具有两层被夹在两个电介质层之间的相变化类型的记录层的光学信息媒体。
但是,在所述单面两层型光记录媒体的情况下,需要提高光入射侧的记录层(第二记录结构层)的透过率,而使光到达与光入射侧相反一侧的记录层(第一记录结构层),才可进行记录。但是,当为了进行充分的记录而使记录层的膜厚变厚进而使散热层不厚时,存在作为记录再生特性的跳动、调制不充分这样的课题,
因此现状是,还不能够得到即使对于红色激光的两层DVD+RW或蓝色激光等的短波长的低输出光,记录灵敏度也高、不产生跳动等噪声、O/W特性优良、存档特性也良好、并且对焦或跟踪容易、能够实现与ROM的互换的可高密度记录的两层结构的光记录媒体,因此期望能够尽快提供。
专利文献1:特开昭61-258787号公报
专利文献2:特开昭62-152786号公报
专利文献3:特开平1-63195号公报
专利文献4:特开平1-211249号公报
专利文献5:特开2003-141775号公报
专利文献6:特许第3216794号公报
专利文献7:特表2002-515623号公报
非专利文献1:ISOM Technical Digest,’00(2000),210
非专利文献2:SPIE,vol.2514(1995),pp294-301
发明内容
本发明的目的在于,解决现有的问题而应对所述需求,提供一种光记录媒体及该光记录媒体的记录再生方法,该光记录媒体是即使相对于蓝色激光等的短波长的低输出光记录灵敏度也高、不产生跳动等噪声、O/W特性优良、存档特性也良好、容易进行对焦及跟踪、并能够与ROM互换的能够高密度记录的单面两层型的光记录媒体。
为了解决所述课题,本发明的发明者们反复专心研究的结果得出如下见解,在具有基板且在该基板上依次设置至少第一记录结构层、中间层、第二记录结构层的光记录媒体中,通过附加槽条件,能够容易进行两层的对焦及跟踪以及与ROM的互换。
本发明是基于本发明的发明者们的所述见解的发明,用于解决所述课题的手段如下。即,
<1>一种光记录媒体,其特征在于,其具有基板并在该基板上依次至少具有第一记录结构层、中间层、第二记录结构层及覆盖基板,该覆盖基板的槽深度是以所述第二记录结构层的推挽信号为基准时,所述第一记录结构层的推挽信号与所述第二记录结构层的推挽信号的测定值的差在6%以内的深度,在从覆盖基板侧入射光的情况下,基板的槽深度d1与覆盖基板的槽深度d2满足下式d1>d2、0<d1≤7λ/8n及0<d2≤7λ/8n,其中,λ表示记录再生波长,n表示覆盖基板和基板的折射率,槽深度d1、d2为λ/4n、λ/2n及3λ/4n的情况除外。在该<1>所述的光记录媒体中,通过对两层结构的光记录媒体附加槽条件,使得即使相对于蓝色激光等的短波长的低输出光记录灵敏度也高、不产生跳动等噪音、O/W特性优良、存档特性也良好、容易进行对焦及跟踪、并且能够与ROM互换。
<2>上述<1>中所述的光记录媒体,其在从覆盖基板侧入射光的情况下,基板的槽深度(d1)与覆盖基板的槽深度(d2)满足下式d1>d2、0<d1≤7λ/8n及0<d2≤7λ/8n(其中,λ表示记录再生波长,n表示基板的折射率。槽深度为λ/4n、λ/2n及3λ/4n的情况除外)。
<3>上述<1>到<2>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第一记录结构层从基板侧依次具有反射层、第一界面层、第一保护层、第一记录层及第二保护层。
<4>上述<3>所述的光记录媒体,其中,第一记录层含有60mol%以上的Sb70Te30。
<5>上述<1>到<4>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第二记录结构层从中间层侧依次具有第三保护层、散热层、第四保护层、第二记录层及第五保护层。
<6>上述<5>所述的光记录媒体,其中,第二记录层含有40mol%以上的Ge50Te50。
<7>上述<3>到<6>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第一记录层及第二记录层含有0.1~5原子%的从O、N及S中选择的至少一种元素。
<8>上述<3>到<7>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第一记录层及第二记录层含有从V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt及Zr中选择的至少一种元素。
<9>上述<5>到<8>中任意一项所述的光记录媒体,其中,在散热层和第四保护层之间具有第二界面层。
<10>上述<3>到<9>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第一保护层、第二保护层、第四保护层及第五保护层含有ZnS和SiO2的混合物。
<11>上述<5>到<10>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第三保护层含有ITO及IZO中的任意一种。
<12>上述<3>到<11>中任意一项所述的光记录媒体,其中,第一界面层及第二界面层中至少一个含有从TiC和TiO2的混合物、ZrC和ZrO2的混合物、SiC和SiO2的混合物及CrC和CrO2的混合物中选择的至少一种。
<13>上述<3>到<12>中任意一项所述的光记录媒体,其中,反射层及散热层含有Au及Au合金、Ag及Ag合金、Cu及Cu合金中的任意一种。
<14>一种光记录媒体的记录再生方法,其特征在于,对于上述<1>到<13>中任意一项所述的光记录媒体中的各记录结构层,使光束从所述覆盖基板侧入射,进行信息的记录及再生中的至少其中之一。
在本发明的光记录媒体的记录再生方法中,对于所述本发明的光记录媒体,通过照射激光进行信息的记录及再生中至少其中之一。其结果,能够有效地进行稳定且可靠的信息的记录及再生中的任意一项。
<15>一种光记录再生装置,其对光记录媒体从光源照射激光而在该光记录媒体上进行信息的记录及再生中的至少其中之一,其特征在于,所述光记录媒体是上述<1>到<13>中任意一项所述的光记录媒体。
本发明的光记录装置,对光记录媒体从光源照射激光而在该光记录媒体上进行信息的记录及再生中至少其中之一,作为所述相变化型光记录媒体使用本发明的所述光记录媒体。在该本发明的光记录装置中能够稳定且可靠地进行信息的记录及再生中至少其中之一。
附图说明
图1是表示本发明的两层型光记录媒体的一例的层结构剖面图;
图2是表示实施例的两层型光记录媒体的层结构的剖面图;
图3是表示波长405nm、NA=0.65的光入射侧的基板的槽深度与推挽(push pull)信号及RF信号的关系的图;
图4是表示从波长405nm、NA=0.65的光入射侧看内侧的基板的槽深度与推挽(push pull)信号及RF信号的关系的图;
具体实施方式
(光记录媒体)
本发明的光记录媒体具有基板并在该基板上依次形成的至少第一记录结构层、中间层、第二记录结构层及覆盖基板,而且根据需要还具有其它层。
所述覆盖基板的槽深度以所述第二记录结构层的推挽信号为基准是所述第一记录结构层的推挽信号的大小成为同等以上的深度。由此,能够良好地进行第二记录层的对焦、跟踪。
其中,所谓所述“同等”,是指推挽信号的最大测定误差是3%程度,当分别将第一记录结构层及第二记录结构层的推挽信号读小3%时,则为97%,当将其读大3%时,则为103%,所以两者之差最大为6%。因此,当两者的测定值的差在6%以内时,则看作“同等”。
具体的,在采用从覆盖基板侧入射光的结构的情况下,当使基板的槽深度(d1)和覆盖基板的槽深度(d2)的关系为d1>d2时,从光入射侧看成为内侧的基板的槽深度深,由此虽然第一记录结构层的推挽信号比第二记录结构层的推挽信号大,但由于来自第一记录结构层的再生信号通过第二记录结构层而降低了40~60%,所以能够使第一记录结构层的推挽信号接近于第二记录结构层的推挽信号,从而使对焦、跟踪稳定。并且,也能够使记录的RF信号成为能够再生的电平。但是,由于当槽深度是λ/4n、λ/2n、3λ/4n(其中,λ表示记录再生波长,n表示基板的折射率)时,推挽信号变成零,所以不做成这样的槽深度。此外,槽深度的范围设为大于0而在7λ/8n以下。另外,虽然也可以设d2>d1,但由于槽深度越深则推挽信号越容易取得,所以优选地使推挽信号大的一方位于内侧。
图3表示波长405nm、NA=0.65的覆盖基板的槽深度与推挽(push pull)信号及RF信号。图4表示波长405nm、NA=0.65的基板的槽深度与推挽信号及RF信号。
在图3及图4所示的槽深度的范围内,光入射侧的第二记录结构层的推挽信号的最大值是23,从光入射侧看内侧的第一记录结构层的推挽信号的最大值是25,第一记录结构层一方稍大,第一及第二记录结构层的对焦、跟踪都稳定。此外,RF信号也与第一及第二记录结构层同样处于可记录再生范围。另外,由于对再生来说优选RF信号大,所以,在图3及图4的情况下,例如将覆盖基板的槽深度设为30nm,将基板的槽深度设为40nm,则第一、第二记录结构层RF信号都变大,且推挽信号的大小也大致相等,所以特性变好。
本发明的光记录媒体的所述第一记录结构层,从基板侧开始依次至少具有反射层、第一界面层、第一保护层、第一记录层及第二保护层,并根据需要还可具有其它层。
此外,所述第二记录结构层,从中间层侧开始依次至少具有第三保护层、散热层、第四保护层、第二记录层及第五保护层,并根据需要还可具有其它层。
在此,图1是将表示本发明的光记录媒体的一例的层结构剖面模式地图示的图。该光记录媒体具有基板1/反射层2/第一界面层14/第一保护层3/第一记录层4/第二保护层5/中间层6/第三保护层7/散热层8/第四保护层9/第二记录层10/第五保护层11/覆盖基板13的结构。并且在散热层8与第四保护层9之间也可以设置第二界面层(无图示)。
-基板-
作为所述基板1的材料,能够使用例如聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚烯树脂等的透明树脂或者透明玻璃。在它们中,聚碳酸酯树脂最广泛地用于CD,而且便宜,所以是最优选的材料。
在所述基板1上通常设置引导记录再生光的间距0.8μm以下的槽,但该槽不一定必须是几何学的矩形或梯形状的槽,也可以通过利用例如离子注入等形成折射率不同的波导管那样的结构而形成光学的槽。
在使用高NA的物镜的情况下,优选地覆盖基板13为0.3mm以下的片状的厚度,更优选为0.06~0.20mm。只要NA是0.6~0.65左右,则使用厚度是0.6mm的基板。
-第一记录层-
作为对第一记录层所使用的优选的相变化记录材料,可以举出以Sb及Te为主要成分的合金,优选地Sb70Te30的含量在60mol%以上,更优选为60~90mol%。通过使所述含量为60mol%以上,使O/W特性迅速变好,当超过90mol%时,则O/W特性再次变差。
在这些材料中,优选以Sb、Te、Ge为构成元素的材料。在由这样的构成元素构成的第一记录层,根据需要也可以将其它元素添加到总计10原子%左右。此外,通过在第一记录层上进而添加0.1~5原子%的从O、N、S中选择的至少一种元素,能够微调第一记录层的光学常数。但是,当添加超过5原子%时,由于会使结晶化速度降低而使擦除性能变差,因此是不优选的。
此外,为了不降低O/W时的结晶化速度而提高时效稳定性,优选地添加8原子%以下的从V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt及Zr中选择的至少一种元素,更优选地添加量是0.1~5原子%。优选地对于SbTe的这些元素和Ge的总计添加量是15原子%以下。当超过15原子%时,就会引起Sb以外成分的相分离。特别是添加效果大的是Ge含量为3~5原子%的情况。
-第二记录层-
作为在所述第二记录层所使用的优选的相变化记录材料,可以列举出以Ge及Te为主要成分的合金,优选地Ge50Te50的含量在40mol%以上,更优选为40~90mol%。通过使所述含量为40mol%以上,即使在透过率高的层O/W也变得良好。此外,当超过90mol%时,O/W特性变差。
在这些材料中,仅由Ge、Te构成的材料是优选的。对由这样的构成元素构成的第二记录层,根据需要也可以将其它元素添加到总计10原子%左右。此外,通过在记录层进而添加0.1~5原子%的从N、O、S中选择的至少一种元素,能够微调第二记录层的光学常数。但是,当添加超过5原子%时,会使记录、擦除性能够变差,因此是不优选的。
此外,为了不降低O/W时的结晶化速度而提高时效稳定性,优选地添加20原子%以下的从V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt及Zr中选择的至少一种元素,更优选地添加量是2~15原子%。当比15原子%多时,则引起Ge原子或Te原子的相分离。
进而,作为在第一及第二记录层添加的材料,为了时效稳定性的提高和折射率的微调,优选地添加5原子%以下的从Si、Sn及Pb中选择的至少一种元素。优选地这些元素和Ge的总计添加量为15原子%以下。另外,Si、Sn、Pb与Ge相同,是具有4配位网状结构的元素。
此外,通过添加15原子%以下的从Al、Ga及In中选择的至少一种元素,使结晶化温度上升,同时能够减少跳动,改善记录灵敏度,但由于偏析也容易产生,所以优选为10原子%以下。
此外,当以8原子%以下的量添加Ag时,在改善记录灵敏度上有效果,特别是当用于Ge的添加量超过5原子%的情况下效果显著。但是,当Ag的添加量超过8原子%时,由于会使跳动增加或破坏非晶质标记的稳定性,所以是不优选的。此外,Ag和Ge的总计添加量超过15原子%就容易产生偏析,所以是不优选的。作为Ag的含量特别优选的是5原子%以下。
优选地第一及第二记录层的厚度为5~100nm的范围。如果比5nm薄就难以得到充分的对比度,还有结晶化速度变慢的倾向,在短时间内的擦除易变得困难。另一方面,如果超过100nm同样难以得到光学的对比度,还容易产生裂纹。作为对比度需要具有与DVD等再生专用盘的互换性。
此外,在最短标记长度为0.5μm以下的高密度记录的情况下,优选地第一及第二记录层的厚度为5~25nm。不足5nm则反射率会变得过低,还易出现膜生长初期不均匀的组成、稀疏的膜的影响,因此是不优选的。另一方面,如果比25nm厚,除了热容量变大记录灵敏度变差外,由于结晶生长变成3维,所以存在非晶质标记的边缘混乱、跳动增高的倾向。并且,由第一及第二记录层的相变化引起的体积变化变得显著,重复盖写(O/W)耐久性变差,所以是不优选的。从标记端的跳动及重复盖写(O/W)的耐久性观点出发,更优选为20nm以下。
优选地第一及第二记录层的密度是体密度的80%以上,更优选为90%以上。在溅射成膜法中要想使密度大,就要降低成膜时的溅射气体(Ar等稀有气体)的压力或使基板接近于靶的正面配置等,需要使照射在记录层上的高能量的Ar量增多。
高能量的Ar是为了溅射而照射在靶上的Ar离子一部分被弹回而到达基板侧的Ar、或者等离子体中的Ar离子被基板全面的表皮电压加速而到达基板的Ar中的任意一种。将这样的高能量的稀有气体的照射效果称为“原子喷砂(atomic peening)效果”。通常所使用的Ar气体中的溅射,由“原子喷砂效果”使Ar被混入溅射膜中。根据该混入的膜中的Ar量能够估量“原子喷砂效果”。即,如果Ar的量少,则意味着高能量Ar的照射效果小,易形成密度稀疏的膜。另一方面,如果Ar的量过多,则高能量的Ar的照射强烈,虽然密度变高,但进入膜中的Ar在重复O/W时被释放,产生空隙(void),使重复耐久性劣化。记录层膜中的适当的Ar量是0.1~1.5原子%。并且,由于与直流溅射相比,使用高频溅射时能够减少膜中的Ar量而得到高密度膜,所以是优选的。
此外,第一及第二记录层成膜后的状态通常是非晶质。因此,成膜后,需要使各记录层全面结晶化而作为被初始化的状态(未记录状态)。作为初始化方法,也可以是由固相的退火进行的初始化,但是,优选的是在暂且使记录层熔化并再凝固时渐渐冷却使其结晶化的所谓由熔化再结晶化而进行的初始化。虽然上述各记录层在成膜之后结晶生长的核几乎没有,固相的结晶化困难,但按照熔化再结晶化,通过在形成少数的结晶核的情况下熔化,使结晶生长变为主体,再结晶化以高速进行。
因为由所述熔化再结晶化而形成的结晶与由固相的退火而形成的结晶反射率不同,所以如果混杂就成为噪声的原因。而且,在实际的O/W记录时,由于擦除部成为由熔化再结晶化而形成的结晶,所以优选地初始化也利用熔化再结晶化进行。
在利用熔化再结晶化进行初始化时,记录层的熔化最好是局部的且在1毫秒程度以下的短时间内进行。其理由是,当熔化区域扩展、熔化时间或者冷却时间过长时,由于热会使各层被破坏或者使可塑性基板表面变形。为了给与适于初始化的热过程,优选地将波长600~1000nm左右的高输出半导体激光聚焦成长轴为100~300μm、短轴为1~3μm的椭圆形而进行照射,并以短轴方向作为扫描轴以1~10m/s的线速度进行扫描。即使相同的聚焦光,如果接近圆形则熔化区域也会过大,容易再引起非晶质化,此外对多层结构的各层及基板的损害大,是不优选的。
对于初始化由熔化再结晶化进行可如下地进行确认。即,在初始化后的光记录媒体上,直流地以一定线速度照射被聚焦成直径约比1.5μm小的点径的足够熔化记录层的记录功率Pw的记录光。在有引导槽的情况下,对该槽或者由槽间形成的轨道在施加跟踪伺服及对焦伺服状态下进行。
然后,如果在相同轨道上直流照射擦除功率Pe(≤Pw)的擦除光而得到的擦除状态的反射率,与未记录的初始状态的反射率几乎完全相同,则能够确认该初始化状态是熔化再结晶状态。其原因是,由于记录光照射使记录层暂且被熔化,而用擦除光照射其而形成的完全再结晶化的状态,是已经过了由记录光进行的熔化和由擦除光进行的再结晶化的过程而被熔化再结晶化的状态。另外,所谓初始化状态的反射率Rini与熔化再结晶化状态Rcry的反射率大致相同,是指用(Rini-Rcry)/{(Rini+Rcry)/2}定义的两者的反射率差是0.2以下(即20%以下)。通常,只有退火等的固相结晶化其反射率差比20%大。
-第一、第二、第四、以及第五保护层-
如图1所示,第一记录层以夹在第一保护层和第二保护层之间的状态设置,第二记录层以夹在第四保护层和第五保护层之间的状态设置。
以下针对夹着这些记录层的第一、第二、第四及第五保护层进行说明。
第一保护层同时具有向反射层有效率地散热的功能。此外,第二保护层主要对防止由于记录时的高温而使中间层的表面变形是有效的。第四保护层同时具有向散热层、第三保护层散热的功能以及防止第二记录层与散热层的相互扩散的功能。此外,第五保护层对防止由于反射率的调整和记录时的高温而引起的覆盖基板的变形是有效的。
第一、第二、第四、以及第五保护层的材料,考虑折射率、导热率、化学稳定性、机械强度、密接性等来决定。作为材料期望导热特性低,但其指标是1×10-3PJ/(μm·N·nsec)。另外,直接测定这样的低导热率材料的薄膜状态的导热率是困难的,可以代替直接测定而从热模拟和实际的记录灵敏度的测定结果得到指标。
作为所述低导热率材料,可以列举出含有50~90mol%的例如ZnS、ZnO、TaS2、稀土类硫化物中至少一种的包含透明性高且熔点或分解点在1000℃以上的耐热性化合物的复合电介质。作为所述稀土类硫化物,可列举出含有La、Ce、Nd、Y等稀土类硫化物60~90mol%的复合电介质。在这些材料中,特别优选使ZnS、ZnO、TaS2或稀土类硫化物的比例为70~90mol%的材料。
作为所述熔点或分解点为1000℃以上的耐热化合物,可列举出例如Mg、Ca、Sr、Y、La、Ce、Ho、Er、Yb、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Zn、Al、Si、Ge、Pb等的氧化物、氮化物或者碳化物、以及Ca、Mg、Li等的氟化物等。
并且,所述氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、氟化物不一定必须采用化学量纲的组成,为了折射率等的控制改变组成或混合使用也有效。
作为第一、第二、第四、及第五保护层材料,考虑所述注意点及与第一、第二记录层的材料的匹配性,ZnS和SiO2的混合物是最优选的,从制造成本降低方面考虑各保护层采用相同的材料有利。
本发明的光记录媒体的层结构属于被叫做速冷结构的层结构的一种。速冷结构是通过采用促进散热提高记录层再凝固时的冷却速度的层结构,在避免非晶质标记形成时的再结晶化问题的同时,实现了由高速结晶化产生的高擦除比。
第一及第四保护层的膜厚对重复盖写(O/W)的耐久性有很大影响,尤其在抑制跳动变差上重要。膜厚一般是5~30nm。不足5nm,则在所述保护层部的导热的延迟效果不充分,记录灵敏度显著下降,是不优选的。膜厚比30nm厚,则除了不能够得到标记宽度方向的温度分布充分的平坦化效果外,还使记录时第二及第五保护层的各自的记录层侧与反射层或散热层侧的温度差变大,由于保护层两侧的热膨胀差容易引起保护层自身非对称地变形。这种重复使微观的塑性变形在保护层内部积累,导致噪声增加,因此是不优选的。
所述第一及第四保护层的膜厚在记录激光的波长是600~700nm时优选为1~25nm,在波长是350~600nm时优选为3~20nm,更优选为3~15nm。
此外,所述第二及第五保护层的膜厚,优选为30~150nm,从O/W特性方面考虑更优选为40~130nm。所述膜厚比30nm薄,则由于记录层熔化时的变形等容易被破坏,O/W特性变差。此外,超过150nm,则反射率的变化易变大,难以均匀地记录。
当使用所述相变化记录材料时,在最短标记长度为0.3μm以下的高密度记录中,能够实现低跳动,但在为了实现高密度记录而使用短波长的激光二极管(例如,波长410nm以下)的情况下,还需要进一步注意所述速冷结构的层结构。尤其在使用波长是500nm以下、数值孔径NA是0.55以上的小聚焦光束的1束盖写(O/W)特性的研究上,为了宽地取得高擦除比及擦除功率的余量,使标记宽度方向的温度分布平坦化是重要的。所述倾向,即使在使用波长350~420nm、NA=0.85前后的光学系统的DVR对应的光学系统上也同样。
因此,为了具有光透过性并且也具有散热性且成为高记录灵敏度,如果散热层使用Au,去除第二届面层,且使散热层的厚度小于10nm而在2nm以上,可以进行使两层记录层的灵敏度一致的设计。
在使用所述的光学系统的高密度标记长度调制记录中,特别在第一及第四保护层使用导热性低的材料,优选的使其膜厚为3~20nm是重要的。因此,设置在第一保护层上的第一界面层需要是高导热率,利用这种结构,在高速记录时热不会迅速释放,且热传递到反射层,从而能够进行高速记录。
此外,到达第一记录结构层的光由于是透过第二记录结构层而来的透过光,所以入射光量在第二记录结构层的入射光量的一半以下,因此,期望增加第二记录结构层的入射光或提高第一记录层的灵敏度。
在本发明中,在入射光少的第一记录结构层,用导热率低的层夹着第一记录层来提高记录灵敏度,并且通过使第一保护层的膜厚减薄为3~20nm而易于吸收热,从而能够提高记录灵敏度。
在所述层结构中,在只考虑导热性的情况下,虽然提高第一保护层或第四保护层的导热系数可促进散热效果,但过多地促进散热,就要产生记录需要的照射功率变高,记录灵敏度显著下降这样的问题,所以需要将导热率限制得低。
并且,由于通过使用低导热率的薄膜保护层,在记录功率照射开始时的数nsec~数十nsec(毫微秒)内,对从记录层向反射层或散热层的导热给与时间延迟,之后能够促进向反射层或散热层的散热,所以不会由于保护层的导热特性而使记录灵密度降低到所需要以上的水平。
由于这样的原因,现有所知道的以SiO2、Ta2O5、Al2O3、AlN、SiN等为主要成分的保护层材料,由于其自身的导热率过高而不优选以单体进行使用。
-第三保护层-
作为第三保护层优选的材料,可列举出将在波长380~420nm的光透过率提高到70%以上的ITO(In2O3和SnO的混合类组成)、IZO(In2O3和ZnO的混合组成)等。由于这些材料导热率高,所以在第二记录层记录时产生的热经由散热层由第三保护层散热。由此,由以需要急剧冷却的SbTe为主要成分的相变化材料构成的记录层变成最佳的速冷状态,从而能够形成小的非结晶标记。
第三保护层如果考虑散热效果期望越厚越好,但如果比200nm厚,则应力就会变大而出现裂纹。此外,小于20nm,则散热效果小。因此,优选地第三保护层的膜厚为20~200nm,更优选为30~160nm。
-第一及第二界面层-
针对满足本发明的层结构并具有由4nm厚的(TiC)80(TiO2)20构成的第一界面层、第二界面层的相变化型光记录媒体(与实施例1相同的结构)和除了不具有第一、第二界面层的任何一个这一点以外具有完全相同的层结构的相变化型光记录媒体,比较了第一记录层的记录灵敏度特性(80℃、85%RH下保存时的存档特性),结果如下表1中所示。
其中,记录再生条件是,记录再生光波长:405nm,物镜的NA=0.85,记录线速度:6.0m/s,记录线密度0.160μm/bit,记录功率:9.0mW(跳动最小的功率),再生功率:0.5mW,将记录模式设为1-7调制记录了随机信号。另外,跳动是σ/Tw(窗口宽度)。
表1.
存档特性(80℃、85%RH)
第一界面层有 | 第一界面层无 | 第二界面层有 | 第二界面层无 | |
跳动(%)初期 | 7.9 | 8.1 | 8.2 | 8.3 |
跳动(%)300H后 | 7.9 | 25.8 | 8.3 | 26.3 |
从表1的结果知道,在不具有第一界面层、第二界面层的情况下,存档特性变差。
此外,当作为第一及第二界面层的材料使用(TiC)80(TiO2)20、(ZrC)80(ZrO2)20、(SiC)80(SiO2)20、(CrC)80(CrO2)20中的任意一种时,由于这些这些材料稳定,且材料中的氧量是10重量%以下的少量,所以即使在反射层或散热层使用Ag或Al等也几乎看不到氧化引起的变化。对将上述材料和由Ag构成的反射层及散热层组合的光记录媒体的存档保存性(在80℃、85%RH下保存200小时)进行了核查,结果,记录的标记的跳动无变化,显示了良好的特性。
通过将第一及第二界面层的膜厚薄地形成为2~15nm,优选为3~10nm左右,能够易于向反射层散热。在保护层含有S而反射层包含Ag的情况下,由于Ag容易被硫化,所以为了抑制其反应,至少需要2nm。此外,如果过厚,由于热容易蓄积,无法记录小标记,所以在蓝色波长下优选为15nm以下。
但是,第二记录结构层的散热性,如所述那样只是第三保护层的散热性是不充分的,在由相变化材料构成的记录层中,由于利用最初的速冷而形成非结晶标记,所以为了改善散热性,利用将第三保护层和散热层组合的结构能够改善高密度记录特性、O/W特性、保存性。
-反射层-
通过反射层使用导热率格外高的材料,能够改善擦除比及擦除功率余量。研究的结果发现,要想在宽的擦除功率范围内发挥本发明的记录层持有的良好的擦除特性,优选地使用不只是膜厚方向的温度分布及时间变化,而且膜面方向(相对记录光束扫描方向垂直的方向)的温度分布也尽可能的平坦化的层结构。因此,在本发明中,优选地使用非常高的导热率、300nm以下的薄反射层来促进横向的散热效果。
此外,通常薄膜的导热率与体状态的导热率相比较小。尤其是膜厚不足40nm的薄膜,由于生长初期的岛状结构的影响有导热率减小1位数以上的情况,是不优选的。并且,由于根据成膜条件而结晶性或杂质量不同,所以即使打算制成相同组成的膜导热率也有不同,这是需要考虑的。
虽然使反射层的厚度加厚也能够促进第一记录结构层的反射层的散热,但当厚度超过300nm时,比起第一记录层的膜面方向,膜厚方向的导热变得显著,不能够达到改善膜面方向的温度分布的效果。此外,反射层自身的热容量增大,不仅反射层,而且第一记录层的冷却也需要时间,阻碍了非晶质标记的形成。最优选的是设置薄的高导热率的反射层而有选择地促进向横向的散热。现有被使用的速冷结构,只注重膜厚方向的1维的热释放,只期望从第一记录层向反射层快速散热,但并没有充分注意该平面方向的温度分布的平坦化。
作为所述反射层的材料,可列举出Au及Au合金、Ag及Ag合金、Cu及Cu合金、Al及Al合金等。作为Ag合金,优选含有Ag90原子%以上。作为添加元素可列举出Cu、Pt、Pd等。
在使用Ag或Ag合金作为反射层的情况下,优选的膜厚是30~200nm。如果不足30nm,即使纯Ag其散热效果也不充分。当超过200nm时,比起水平方向热向垂直方向释放,无益于水平方向的热分布改善,而且不需要的厚膜会使生产性下降。此外,膜表面的微观的平坦性也变差。
作为Al合金,可列举出添加了从例如Ta、Ti、Co、Cr、Si、Sc、Hf、Pd、Pt、Mg、Zr、Mo及Mn中选择的至少一种元素0.2~2原子%的合金,这些合金体积电阻率与添加元素的浓度成比例地增加,此外,由于改善了耐突起性,所以可考虑耐久性、体积电阻率、成膜速度等来使用。添加元素量不足0.2原子%时,虽然也按照成膜条件形成,但耐突起性(耐ヒロック性)不充分的情况多。此外,如果比2原子%多,则难以得到所述的低电阻率。在更重视时效稳定性的情况下,优选将Ta作为添加元素。
并且,含有Cu0.3~5.0原子%的Al-Cu类合金也是优选的。尤其在层叠ZnS和SiO2的混合类组成的膜和Ta2O5膜的两层结构的保护层的情况下,由于含有Cu0.5~4.0原子%的Al-Cu类合金均衡良好地满足耐蚀性、密接性、高导热率的全部特性,所以是优选的。此外,含有Si0.3~0.8原子%、含有Mg0.3~1.2原子%的Al-Mg-Si类合金也是优选的。
在使用上述Al合金作为反射层的情况下,优选的膜厚是150~300nm。不足150nm,则即使是纯Al散热效果也不充分,如果超过300nm,则与Ag合金的情况相同,比起水平方向热向垂直方向释放,无益于水平方向的热分布的改善,由于反射层自身的热容量变大,所以使记录层的冷却速度变慢。此外,膜表面的微观的平坦性变差。
确认了在反射层使用的Ag合金或Al合金其体积电阻率与其添加元素的浓度成比例地增加。另一方面,杂质的添加通常减小结晶粒径,使晶界的电子散乱增加,使导热率下降。添加杂质的量的调节,对于通过增大结晶粒径而得到材料本来的高导热率是需要的。
本发明的第二记录层在结晶化温度(Tm)附近的再凝固时的结晶生长成为再结晶化的速率。使Tm附近的冷却速度增大到极限,可靠且清楚地形成非晶质标记及其边缘,超速冷结构是有效的,并且,膜面方向的温度分布的平坦化原来在Tm附近可以高速擦除,从而直到更高的擦除功率能够可靠地确保由再结晶化进行的擦除。因此,当将所谓的“考虑了第三保护层的导热延迟效果的超速冷结构”应用于本发明的第二记录结构层上时,即使是使用半透明的相变化材料的结构,也能够非结晶化良好地形成记录标记。
-散热层-
在本发明中,为了这样的超速冷而设置散热层。在散热层形成时,需要使成膜时的沉积速率比反射层的情况慢而消除膜厚不均匀性。优选地其膜厚在2nm以上而小于10nm,如果小于2nm,则即使沉积速率减慢也会形成不均匀。如果不小于10nm,则由于第二记录结构层的透过率不会增高,所以光不能够到达第一记录层。优选地第二记录结构层的透过率在40%以上。
作为散热层的材料,为了形成上述超速冷结构,优选Au及Au合金、Ag及Ag合金、Cu及Cu合金。
Au在膜厚200nm的反射率为37%左右,比膜厚200nm的反射率为88%的Ag低,但由于吸收与Ag相同,所以在厚度薄的2nm以上而小于10nm的膜厚时,可使透过率变高,可以作为第二记录结构层的半透明层。
对Ag或Ag合金,与所述反射层的情况相同,优选的膜厚也由于相同的原因是30~200nm。
在使用上述Al合金作为反射层的情况下,优选的膜厚是150~300nm。如果小于150nm,则即使是纯Al散热效果也不充分。此外,如果超过300nm,则比起水平方向热向垂直方向释放,无益于水平方向的热分布的改善,使反射散热层自身的热容量增大,因此使记录层的冷却速度变慢。此外,膜表面的微观的平坦性也变差。
在使用Cu或Cu合金的情况下,通过在邻接层尽量消除硫(S)及氧(O)而作为散热层,在红色波长下厚度薄的2nm以上而小于10nm的膜厚时,能够使透过率变高,由于金属也是导热率高的材料,所以优选地作为第二记录结构层的半透明层。
所述反射层及散热层通常用溅射法或真空蒸镀法形成,但需要使合并了靶、蒸镀材料本身的杂质量以及成膜时混入的水分及氧量的所有杂质量为2原子%以下。因此,优选地使处理室的达到真空度为1×10-3Pa以下。此外,当以比10-4差的达到真空度进行成膜时,使成膜速率为1nm/秒以上,优选为10nm/秒以上以防止杂质进入。或者,在含有比1原子%多的有意添加的元素的情况下,优选地使成膜速率为10nm/秒以上而极力地防止附加杂质的混入。
也存在成膜条件与杂质量无关地对结晶粒径产生影响的情况。例如,在Al中混入了2原子%左右的Ta的合金膜,在结晶粒间混杂的非晶质相,但结晶相和非晶质相的比例依赖于成膜条件。此外,在低压下溅射的结晶部分的比例增加,体积电阻率下降,导热率增加。
膜中杂质的组成或结晶性也依赖于溅射所使用的合金靶的制法或溅射气体(Ar、Ne、Xe等)。这样,薄膜状态的体积电阻率仅由金属材料的组成无法决定。虽然优选地为了得到高导热率而如上述那样减少杂质量,但在另一方面,由于Ag或Al的纯金属具有耐蚀性或耐突起性差的倾向,所以需要考虑两者的平衡决定最佳组成。
为了得到更高的导热性和高可靠性而使反射层多层化也是有效的。在这种情况下,至少1层如下地构成,既,其具有所有层总膜厚的50%以上的膜厚,并由实际作用于散热效果的所述高导热性材料(低体积电阻率材料)构成,从而有助于其它层的耐蚀性、与保护层的密接性、耐突起性的改善。
作为具体例子,在使用金属中最高导热率及低体积电阻率的Ag的情况下,当在与Ag邻接的保护层中包含S时,易引起Ag的硫化而导致的腐蚀,具有重复盖写(O/W)情况的劣化略快的倾向。
因此,在使用Ag或者Ag合金作为低体积电阻率材料时,在与邻接保护层之间作为界面层设置厚度为1~100nm的Al合金层也有效。作为Al合金可以使用与对反射层所说明的相同的材料。如果界面层的厚度小于1nm,则保护效果不充分,如果超过100nm,则会牺牲散热效果。此外,如果使厚度为5nm以上,则层不会成为岛状结构而容易均匀地形成。
而且,在使用Ag合金散热层和Al合金界面层时,由于Ag和Al是比较容易相互扩散的组合,所以使Al合金表面氧化1nm以上的厚度而设置界面氧化层是更优选的。另外,当界面氧化层的厚度超过5nm,尤其超过10nm时,其变成热阻,破坏了本来的作为散热性极高的散热层的功能,所以是不优选的。
在本发明中,为了选择显示良好特性的高导热率的反射层及散热层,也可以直接测定各自的导热率,但可以利用电阻来估计导热的好坏。原因是在如金属膜那样主要由电子来导热或导电的材料中,导热率和导电率之间有良好的比例关系。
薄膜的电阻用在其膜厚及测定域的面积上规格化的电阻率值表示。体积电阻率和面电阻率能够用通常的四探针法进行测定,由JIS N7194规定。根据本方法,比实测薄膜的导热率本身简便得多,而且能够得到再现性好的数据。
作为优选的反射层及散热层的特性,优选体积电阻率为20~150nΩ·m,更优选为20~100nΩ·m。在薄膜状态,实际上难达到小于20nΩ·m。此外,即使在体积电阻率比150nΩ·m大的情况,例如超过300nm的厚膜也能够降低面电阻率,但在这样高体积电阻率材料中只降低面电阻率不能够得到充分的散热效果。可以考虑到厚膜每单位面积的热容量会增大。此外,这样的厚膜由于成膜需要时间材料费也增加,所以从制造成本的观点出发不仅是不优选的,而且膜表面的微观平坦性也变差。
所述反射层及散热层的多层化,对于通过将高体积电阻率材料和低体积电阻率材料组合而用所期望的膜厚得到所期望的面电阻率也是有效的。虽然利用合金化进行的体积电阻率的调节,由于使用合金靶而能够简化溅射工序,但也成为使靶的制造成本而且使媒体的原材料比上升的主要原因。因此,使纯Al、纯Ag或纯Au的薄膜和上述添加元素本身的薄膜多层化,得到所期望的体积电阻率也是有效的。如果层数到3层左右,虽然初期的装置成本增加,但反之能够抑制媒体成本。优选地使反射层为由多层金属膜形成的总膜厚是40~300nm的多层结构,总膜厚的50%以上为体积电阻率是20~150nΩ·m的金属薄膜层(可以是多层)。
下面,如图1所示,在设置薄的覆盖基板的结构中,在使用高NA的物镜的情况下,优选覆盖基板的厚度为0.3mm以下,更优选为0.06~0.20mm。NA是0.50~0.70,使用厚度是0.6mm的覆盖基板。
作为所述覆盖基板的材料,可列举出聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚硅氧烷类树脂、氟类树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂等,但优选在光学特性、成本方面优良的聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂。
作为使用由这些材料构成的透明片形成薄型覆盖基板的方法,可列举出通过紫外线固化树脂或透明的双面粘合片粘贴透明片的方法。此外,也可以在保护层上涂覆紫外线固化树脂并使其固化而形成薄型覆盖基板。
虽然在中间层或粘接层上也能够使用上述的树脂,但由于紫外线固化树脂在成本方面优良,所以是优选的。
中间层的厚度,在NA是0.6~0.65左右、蓝色(405nm)LD的情况下,优选为能够减少来自各层的信号的干扰的20~50μm,更优选为30~40μm。
按照本发明能够提供如下的光记录媒体,其是即使相对于蓝色激光等短波长的低输出光,记录灵敏度也高、不产生跳动等噪声、O/W特性优良、存档特性也良好、容易进行对焦和跟踪、能够与ROM互换并且能够高密度记录的相变化型的光记录媒体。
(光记录媒体的记录再生方法)
本发明的光记录媒体的记录再生方法,其对于所述本发明的两层结构的光记录媒体的各信息层,从覆盖基板侧入射光束而进行信息的记录及再生。
具体地说,一边使光记录媒体以规定的线速度或者规定的定角速度旋转,一边从覆盖基板侧通过物镜照射半导体激光(例如波长350~700nm的振荡波长)等的记录用的光。利用该照射光,使第一及第二记录层吸收该光而局部温度上升,形成例如非晶质标记而记录信息。如上述那样被记录的信息的再生,可通过一边使光记录媒体以规定的定线速度旋转一边从基板侧照射激光并检测出其反射光来进行。
(光记录再生装置)
本发明的光记录再生装置,其对光记录媒体从光源照射激光,在该光记录媒体上进行记录及再生信息中的至少一种,并且作为所述光记录媒体使用本发明的所述光记录媒体。
所述光记录再生装置并没有特别限定,能够根据目的适当选择,例如,具有射出激光的半导体激光器等的作为光源的激光光源、将从激光光源射出的激光聚焦在被安装于转轴上的光记录媒体上的聚焦透镜、将从激光光源射出的激光导向聚焦透镜和激光检测器的光学元件、检测激光的反射光的激光检测器,进而根据需要还可具有其它机构。
所述光记录再生装置将从激光光源射出的激光利用光学元件导向聚焦透镜,并由该聚焦透镜将激光聚焦照射在光记录媒体上而在光记录媒体上进行记录。此时,光记录再生装置将激光的反射光导向激光检测器,并根据激光检测器的激光的检测量来控制激光光源的光量。
所述激光检测器将检测出的激光的检测量变换成电压或电流并作为检测量信号输出。
作为所述其它机构,可列举出控制机构等。作为所述控制机构并不局限于能够控制所述各机构的动作,没有特别的限定,能够根据目的适当选择,例如可以列举出用于照射及扫描进行强度调制的激光的定序器(シ一ケンサ一)、计算机等的设备。
以下利用实施例详细地说明本发明,但本发明不受下述实施例的任何限定。
(实施例1)
-光记录媒体的制作-
在聚碳酸酯树脂基板21上依次形成反射层22(Ag97Cu1Pt1Pd1)、第一界面层34[(TiC)80(TiO2)20]、第一保护层23(ZnS·SiO2)、第一记录层24(Ag5In5Sb65Te25)、第二保护层25(ZnS·SiO2)、中间层26(UV固化树脂、三菱マテリアル株式会社製、SD318)、第三保护层27(IZO)、散热层28(Ag97Cu1Pt1Pd1)、第二界面层35[(TiC)80(TiO2)20]、第四保护层29(ZnS·SiO2)、第二记录层30(Ge43Te43Sn12N2)、第五保护层31(ZnS·SiO2)及覆盖基板33(聚碳酸酯树脂),制作图2所示的层结构的光记录媒体。
另外,各层的厚度如下述,中间层26用旋涂法形成,覆盖基板33通过透明的粘合片(帝人株式会社製75μm厚的聚碳酸酯片(ポリカシ一ト))粘贴,其它层利用溅射法边控制厚度边形成。
基板21的厚度:0.6mm,反射层22的厚度:100nm,第一界面层34的厚度:2nm,第一保护层23的厚度10nm,第一记录层24的厚度:14nm,第二保护层25的厚度:60nm,中间层26的厚度:35μm,第三保护层27的厚度:30nm,散热层28的厚度:5nm,第四保护层29的厚度:8nm,第二记录层30的厚度:12nm,第五保护层31的厚度:130nm,覆盖基板33的厚度:0.6mm。此外,基板1的槽深度d1=35nm,覆盖基板的槽深度d2=30nm。
(实施例2)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将第一界面层的材质改变为(ZrC)80(ZrO2)20,将第三保护层的材质改变为ITO,去除了第二界面层并将散热层改变为厚度5nm的Au之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例3)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将第一界面层改变为(SiC)80(SiO2)20,将第二界面层的材质改变为(CrC)80(CrO2)20,将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=75nm、d2=90nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例4)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将第一界面层、第二界面层的材质改变为(SiC)80(SiO2)20,将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=160nm、d2=150nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例5)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=230nm、d2=220nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例6)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了没设置第一界面层之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例7)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了没设置第二界面层之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(实施例8)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=100nm、d2=35nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(比较例1)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了去除第一界面层,将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=60nm、d2=50nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(比较例2)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了将基板及覆盖基板的槽深度改变为d1=100nm、d2=40nm之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
(参考例1)
-光记录媒体的制作-
在实施例1中,除了没有设置第三保护层和第一及第二界面层之外,与实施例1相同,制作了光记录媒体。
对于所得到的实施例1~8及比较例1~2、参考例1的各光记录媒体,表2表示了第一记录结构层及第二记录结构层的槽深度与推挽信号的比(将第二记录结构层的信号大小设为1时的第一记录结构层的信号大小)。
另外,光学系统的波长设为402nm。此外,聚碳酸酯树脂的折射率n约为1.53。
表2.
根据表2的结果,比较例1的第一记录结构层的槽深度是60nm,但由于该值接近λ/(4n)=402nm/4×1.53≈66nm,所以第二记录结构层的推挽信号变小,变得难以进行跟踪。
此外,第二记录结构层由于在第二记录层有记录的情况下和没有记录的情况下透过率都变化,所以如果第一记录结构层的推挽信号的大小不是等于或大于第二记录结构层,就难以稳定。相反,当第一记录结构层的推挽信号小时,使跟踪变得不稳定,两层记录容易变得不稳定。
表3-1、3-2集中表示实施例1~8及比较例1~2、参考例1的各光记录媒体的各层的构成材料。
表3-1.
基板21 | 反射层22 | 第一界面层34 | 第一、第二、第四、第五保护层(*) | 第一记录层24 | 中间层26 | |
实施例1 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂(SD318) |
实施例2 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (ZrC)<sub>80</sub>(ZrO<sub>2</sub>)20 | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例3 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (SiC)<sub>80</sub>(SiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例4 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (SiC)<sub>80</sub>(SiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例5 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例6 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | 无 | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例7 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
实施例8 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
比较例1 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | 无 | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
参考例1 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | 无 | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
比较例2 | 聚碳酸酯 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> | ZnSSiO<sub>2</sub> | Ag<sub>5</sub>In<sub>5</sub>Sb<sub>65</sub>Te<sub>25</sub> | UV树脂 |
表3-2.
散热层28 | 第三保护层27 | 第二记录层30 | 槽深度(d<sub>1</sub>/d<sub>2</sub>):nm | 覆盖基板33 | 第二界面层35 | |
实施例1 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO(In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和ZnO) | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 35/30 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
实施例2 | Au | IZO(In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和ZnO) | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 35/30 | 聚碳酸酯 | 无 |
实施例3 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 75/90 | 聚碳酸酯 | (CrC)<sub>80</sub>(CrO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
实施例4 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 160/150 | 聚碳酸酯 | (SiC)<sub>80</sub>(SiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
实施例5 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 230/220 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
实施例6 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 35/30 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
实施例7 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 35/30 | 聚碳酸酯 | 无 |
实施例8 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO(In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和ZnO) | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 100/35 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
比较例1 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 50/60 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
参考例1 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | 无 | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 35/30 | 聚碳酸酯 | 无 |
比较例2 | Ag<sub>97</sub>Cu<sub>1</sub>Pt<sub>1</sub>Pd<sub>1</sub> | IZO(In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和ZnO) | Ge<sub>43</sub>Te<sub>43</sub>Sn<sub>12</sub>N<sub>2</sub> | 100/40 | 聚碳酸酯 | (TiC)<sub>80</sub>(TiO<sub>2</sub>)<sub>20</sub> |
(*)第一:第一保护层23,第二:第二保护层25,第四:第四保护层29,第五:第五保护层31
(评价)
对于上述实施例1~8及比较例1~2、参考例1的各光记录媒体,使用波长402nm、数值孔径NA0.65的光学系统照射聚焦光束,在线速度:6.0m/s、0.160μm/bit的条件下,以下述基准评价初始跳动(Jitter)、记录灵敏度(记录功率,即表示跳动最小的功率)、存档特性及O/W特性。结果表示在表4-1、4-2中。
(存档特性的评价基准)
在80℃、85%(RH)的保存状态下,跳动上升为20%以上的时间(H)。
(O/W特性的评价基准)
由于盖写(O/W)引起的跳动上升达到20%的盖写次数(次)。
(记录灵敏度(记录功率)的评价基准)
跳动最小的功率
表4-1.
第一记录结构层
例 | 记录灵敏度(mW) | 初始Jitter(%) | 存档特性(H) | O/W特性(次) | 透过率(%) |
实施例1 | 7.5 | 6.8 | 2000 | 10000 | 48 |
实施例2 | 8 | 7.1 | 1500 | 10000 | 49 |
实施例3 | 8.5 | 6.9 | 2000 | 10000 | 48 |
实施例4 | 8 | 7.3 | 2000 | 20000 | 50 |
实施例5 | 8.5 | 7.2 | 2000 | 10000 | 48 |
实施例6 | 8 | 7.1 | 2000 | 10000 | 49 |
实施例7 | 8.5 | 7.2 | 2000 | 10000 | 48 |
实施例8 | 8.0 | 6.9 | 2000 | 10000 | 51 |
比较例1 | 9.5 | 7.2 | 150 | 1000 | 34 |
参考例1 | 10 | 7.2 | 300 | 1000 | 38 |
比较例2 | 8.5 | 7.1 | 2000 | 10000 | 42 |
表4-2.
第二记录结构层
记录灵敏度(mW) | 初始Jitter(%) | 存档特性(H) | O/W特性(次) | |
实施例1 | 9.5 | 6.8 | 2000 | 10000 |
实施例2 | 9.5 | 7.1 | 1500 | 10000 |
实施例3 | 10 | 6.9 | 2000 | 10000 |
实施例4 | 9.5 | 7.3 | 2000 | 20000 |
实施例5 | 10 | 7.2 | 2000 | 10000 |
实施例6 | 9.5 | 7.3 | 2000 | 10000 |
实施例7 | 10 | 7.2 | 2000 | 10000 |
实施例8 | 8.5 | 6.9 | 2000 | 10000 |
比较例1 | * | * | * | * |
参考例1 | * | * | * | * |
比较例2 | 10.5 | 9.1 | 2000 | 10000 |
(*)由于对焦失败无法记录
从表4-1、4-2的结果可以看出,实施例1~8的光记录媒体与比较例1相比,显示出优良的记录灵敏度、存档特性、O/W特性。
与此相对,比较例1的保存特性(存档特性)非常差,记录功率也高,灵敏度不好。此外,比较例2的记录灵敏度及初始跳动差。
产业上利用的可能性.
本发明的光记录媒体能够广泛用于例如CD-RW、DVD+RW、DVD-RW、DVD-RAM、使用蓝紫色激光器的Blu-ray Disk(蓝光盘)系统等。
Claims (13)
1、一种光记录媒体,其特征在于,其具有基板并在该基板上依次至少具有第一记录结构层、中间层、第二记录结构层及覆盖基板,所述覆盖基板的槽深度是以所述第二记录结构层的推挽信号为基准时,所述第一记录结构层的推挽信号与所述第二记录结构层的推挽信号的测定值的差在6%以内的深度,在从覆盖基板侧入射光的情况下,基板的槽深度d1与覆盖基板的槽深度d2满足下式d1>d2、0<d1≤7λ/8n及0<d2≤7λ/8n,其中,λ表示记录再生波长,n表示覆盖基板和基板的折射率,槽深度d1、d2为λ/4n、λ/2n及3λ/4n的情况除外。
2、如权利要求1所述的光记录媒体,其特征在于,第一记录结构层从基板侧依次具有反射层、第一界面层、第一保护层、第一记录层及第二保护层,并且,第二记录结构层从中间层侧依次具有第三保护层、散热层、第四保护层、第二记录层及第五保护层。
3、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第一记录层含有60mol%以上的Sb70Te30。
4、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第二记录层含有40mol%以上的Ge50Te50。
5、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第一记录层及第二记录层含有0.1~5原子%的从O、N及S中选择的至少一种元素。
6、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第一记录层及第二记录层含有从V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt及Zr中选择的至少一种元素。
7、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,在散热层和第四保护层之间具有第二界面层。
8、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第一保护层、第二保护层、第四保护层及第五保护层含有ZnS和SiO2的混合物。
9、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第三保护层含有ITO及IZO中的任意一种。
10、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,第一界面层含有从TiC和TiO2的混合物、ZrC和ZrO2的混合物、SiC和SiO2的混合物及CrC和CrO2的混合物中选择的至少一种。
11、如权利要求7所述的光记录媒体,其特征在于,第二界面层含有从TiC和TiO2的混合物、ZrC和ZrO2的混合物、SiC和SiO2的混合物及CrC和CrO2的混合物中选择的至少一种。
12、如权利要求2所述的光记录媒体,其特征在于,反射层及散热层含有Au、Au合金、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金中的任意一种。
13、一种光记录媒体的记录再生方法,是具有基板并在该基板上依次至少具有第一记录结构层、中间层、第二记录结构层及覆盖基板,并且所述覆盖基板的槽深度是以所述第二记录结构层的推挽信号为基准时,所述第一记录结构层的推挽信号与所述第二记录结构层的推挽信号的测定值的差在6%以内的深度的光记录媒体的记录再生方法,其特征在于,
对于所述第一及第二记录结构层,使光束从所述覆盖基板侧入射,进行信息的记录及再生中的至少其中之一,在从覆盖基板侧入射光的情况下,基板的槽深度d1与覆盖基板的槽深度d2满足下式d1>d2、0<d1≤7λ/8n及0<d2≤7λ/8n,其中,λ表示记录再生波长,n表示覆盖基板和基板的折射率,槽深度d1、d2为λ/4n、λ/2n及3λ/4n的情况除外。
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