CN101400522B - 光学记录介质 - Google Patents

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Abstract

具有第一保护层、记录层、第二保护层和反射层的光学记录介质,其中记录层含有式(1-1)、式(1-2)或式(1-3)表示的相变材料;第二保护层含有一种选自氧化锌、氧化铟、氧化锡、它们的混合物、式(2)的材料和式(3)的材料的材料。式(1-1):Inα1Sbβ1X1γ1(X1:Ge、Te、Zn、Mn或它们的混合物,0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15)式(1-2):Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2(X2:Te、Zn、Mn、In或它们的混合物,0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09)式(1-3):Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3(X3:Te、In、Zn、Bi或它们的混合物,0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09)式(2):ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4](Y:Mn、Ge、Ti或它们的混合物,0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0)式(3):ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5](Z:氧化锰、氧化锗、二氧化钛或它们的混合物,0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0)。

Description

光学记录介质
技术领域
本发明涉及使用相变材料的可重写、可相变的光学记录介质,具体而言涉及能高速记录和宽范围记录线速度的技术;并且是关于光学记录介质的记录灵敏性和存储可靠性的改进,该光学记录介质能够以8x-速度或更高速度进行包括与DVDs的向下兼容性(downward compatibility)的记录。
背景技术
近些年来,具有由相变材料构成的记录层的光学记录介质(下文可被称为“相变光盘”、“光盘”或“可相变的光学记录介质”)已被逐渐增加地开发出来。
一般而言,在相变光盘中,特定的凹槽形成在透明塑料基底上,并且薄膜形成在凹槽上。作为基底的塑料材料,主要使用聚碳酸酯树脂,并且注射成型方法可被用于形成基底的凹槽。形成在基底上的薄膜具有多层结构,其中第一保护层、记录层、第二保护层和反射层基本上以该顺序形成于基底上。
第一保护层和第二保护层分别由氧化物、氮化物、硫化物等形成。在这些中,优选ZnS和SiO2的混合物ZnS-SiO2
对于记录层,可以使用含有SbTe作为主要成分的相变材料。具体而言,相变材料的实例包括Ge-Sb-Te、In-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te、Ge-In-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Te、In-Sb、Ga-Sb和Ge-Sb。
对于反射层,可以使用金属材料,然而,从光学性能和热传导性的方面来看,金属材料如Al、Ag、Au、Cu和其合金可被使用。此外,为了提高各种光盘的性能,被称为插入层或中间层的不同的层可在上面提到的各层之间形成,或者每个层本身能够以多层形成。为了形成这些层的每个层,各种形成层的方法如电阻线加热方法、电子束蒸发方法、溅射方法、CVD方法可被使用。在这些方法中,从大量生产率方面来看,特别优选溅射方法。
在这些层的多层膜形成后,通过旋涂用树脂层涂布多层膜以保护薄膜。
在用这种方式制造的相变光盘中,在记录层中使用的相变材料处于非晶形状态,并且相变光盘通常经历所谓的初始化步骤,在该步骤中记录层被结晶。在典型的用于初始化相变光盘的初始化方法中,用来自半导体激光器的具有数微米宽、数十微米到数百微米长的激光束照射该光盘,同时旋转该光盘并在半径方向移动激光束。在许多情况中,利用备有聚焦功能的激光束更有效地照射光盘。在初始化的相变光盘中,任意的非晶态标记可通过用根据任意预定的光发射模式(记录策略(recording strategy))的激光照射盘而形成。此外,相变光盘可同时实行擦除和记录,被称为直接重写(DOW)记录。这里,擦除意味着结晶标记处于非晶形状态,而记录意味着从结晶的标记形成处于非晶形状态的标记。
记录方法包括记录功率(Pw)、擦除功率(Pe)和偏压功率(Pb)的三元控制(Pw>Pe>Pb)。通过结合这些和多种脉冲宽度,记录具有特定标记长度的标记。对于记录和复制数据的调制方法,在CD中具有EFM调制,在DVD中使用EFM+调制。因为这些调制方法使用标记边沿记录模式,所以控制标记长度是非常重要的。时基误差特性(jitter property)通常被用于控制标记长度的评估。
这些相变光盘被用于CD-RW、DVD+RW、DVD-RW、DVD-RAM,并且被广泛用于视听应用和用于在计算机中记录信息。近来,由于大容量的数字容量,这些相变光盘被应用于更大容量的HD-DVD,蓝光光盘也开始发展。随着这类记录容量的增加,也期望进一步高速记录。
高速记录指主要通过增加光盘的旋转数量能够完成的记录,并且也指在快达DVD标准线速度的8x-速度或更高速度和28m/s或更高的线速度下的记录。
而且,考虑到实用性,优选与商业上可获得的光盘驱动设备具有兼容性——所谓的向下兼容性——的光学记录介质,并且不但需要高速记录,而且需要低速记录。
如上所述,GaSb基相变材料是已知的。专利文献1和2分别公开了高线速度记录。然而,因为在上述专利文献中没有关于可记录的线速度范围的具体描述,所以这些相关的技术不能实现本发明能够以宽线速度范围进行记录的目的。
在这些情况下,本发明人经历了如此现象:适合于高速记录的相变材料中的复制错误数量在记录线速度的某些范围内增加。例如,与该现象相似的报告在非专利文献1中描述。
下文,由本发明发明人发现的关于该现象的描述将在下面描述。
图1示出开发用于记录DVD+RW 8x-速度光盘的记录线速度与在DOW 10倍记录的时基误差特性以及PI误差(内部校验码错误(ParityInner Error):内码奇偶校验(intra-coding parity error))特性之间的关系。在图1中,水平刻度表示记录线速度,左边垂直刻度表示PI误差,右边垂直刻度表示DOW 10时基误差。PI误差指上述的复制错误。此外,对于记录条件,使用时基误差特性最优化的条件。
如在图1中所见,在3x到8x速度下光盘的时基误差特性显示优良的结果,即大约9%或更少,而在4x-速度到7x-速度的中等线速度范围内PI误差的数量急剧增加。考虑当PI误差的数量为280或更多特别是为350或更多时,其在实际应用中引起问题。
在图1中,示出PI误差的数量远大于上述值,并且明显地,时基误差特性与误差特性极大地负相关。在图1中,不依赖于DOW次数的数目,可证实相似的现象,尽管结果在一定程度上变化。
为了检测该现象的细节,对于在图1中使用的光盘,使用图2中示出的记录方法,记录3T标记和3T间隔交替排列的单一图案。记录标记形状的图形的图在图3A中给出。图2的水平刻度表示时间,垂直刻度表示信号强度。A标记形状的形状是使用透射电子显微镜的观察结果。
在图3A中标记A和标记C是正常记录标记,而标记B是异常标记,其中在该标记中出现晶体。
图3B示出记录标记的复制信号。虚线是当记录标记正常时的情况,而当记录标记具有像标记B的晶体时,复制信号可如实线所示被扭曲。结果,二进制化信号(binarized signal)如同在图3C中所示的信号,具有晶体的异常标记B仅仅复制为比正常3T标记短。这里,仅仅示出记录3T单一图案的数据,并且证实该问题也在其它单一图案中出现。
TIA(时间间隔分析器)测量的这样的信号的结果在图4中作为图形图表给出。图4示出异常标记和正常标记的分布,水平刻度表示标记长度,垂直刻度(对数轴)表示标记的数目。
如在图4中所示,其可被分成表示以3T为中心的正常分布的组成部分和在短于3T的区域中分布的组成部分。在小于3T的区域中分布的组成部分相应于在记录标记中存在的异常标记的数目,其将引起PI误差。
作为实例,晶体影响非晶态标记,下面的(1)到(3)是已知的。
(1)剩余热量引起的标记的部分重结晶,也称为交叉擦除(cross erase)被报道(参见专利文献3)。
(2)已报道未擦除的标记由于在高速记录下的不足结晶而被产生(参见专利文献4)。
(3)已报道在DOW记录多次时晶体沉积在非晶态标记周围(参见专利文献5到专利文献7)。
已发现,从该现象不依赖于DOW次数数目的方面来看,该现象与传统已知的现象不同,晶体不在所有非晶态标记中产生,复制错误的数目明显增加,而不管良好的时基误差特性,并且晶体存在于标记内,而不是标记周围。
而且,随着记录密度增加到DVD的程度,据认为如上述在记录标记中晶体的存在导致复制错误增加,并且预期这将在使用能够进行更高密度记录的蓝色激光的相变光盘中引起明显问题。
本发明人进一步检测该现象,其中在中等线速度中错误增加,并且发现该现象很大程度上取决于相变材料的结晶速率。
图5示出各种相变材料的结晶速率和3T标记的异常标记数目的关系在图5中的水平刻度表示结晶速率,垂直刻度表示异常标记的数目。
异常标记的数目是在TIA(时间间隔分析器)评估中获得的总数目,并且该数目是存在于比3T区域更短的区域中的异常标记的数目的标准化数目。如在图5中可见,异常标记的数目在通过特定结晶速率加宽的高-结晶速率区域中增加。因为该原因,必需限制结晶速率至低于特定值的值,以便控制异常标记。
尽管专利文献8到10提出了使用InSbx作为记录层材料的发明,但是关于使用氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物中任一种作为保护层材料既没有公开又没有暗示。
在专利文献9中,尽管对于标准时钟频率、记录条件有描述,但是记录线速度和记录密度(最短的标记长度)之间的关系是不清楚的。
专利文献10公开记录原理是已结晶的标记之间引发的变化,然而,关于已结晶标记和非晶态标记之间引发的变化既没有公开又没有暗示。
尽管专利文献11到16公开第二保护层的主要成分是选自氧化锌、氧化铟和氧化锡的至少一种,但是它们存在下列问题。
在专利文献11中,没有关于对于与InSbx结合的组合物的描述,所以不能完成本发明的目的。
在专利文献12中,仅有关于结合2种保护层材料的组合物的暗示,所以也不能完成本发明的目的。
在专利文献13中描述的发明使用不同的记录层材料,并且是与本发明的组合物完全不同的技术。
在专利文献14到15中,没有对于与InSbx结合的组合物的描述,所以不能完成本发明的目的。
在专利文献16中,没有对于与InSbx结合的组合物的描述并且保护层材料的位置是不同的,所以不能完成本发明的目的。
不但为了解决上述问题而且为了实现高速记录,必需使结晶速率更快。其原因通常被认为是因为如果结晶速率比记录线速度慢,那么在重写时结晶不能被实现,因此不能进行充分擦除。
对于8x-速度记录的DVD+RW光盘,尽管达到3.3x-速度的低速记录通过最优化记录方法并另外使用额外的材料和层结构是可能的,但是在考虑进一步高速记录和向下兼容性时,存在着难于实现更宽记录线速度的问题。
[专利文献1]日本专利申请特许公开(JP-A)号2005-145061
[专利文献2]日本专利申请特许公开(JP-A)号2004-203011
[专利文献3]日本专利申请特许公开(JP-A)号2004-164850
[专利文献4]日本专利申请特许公开(JP-A)号2004-164849
[专利文献5]日本专利申请特许公开(JP-A)号4-286683
[专利文献6]日本专利申请特许公开(JP-A)号6-103609
[专利文献7]日本专利(JP-B)号3474714
[专利文献8]日本专利申请特许公开(JP-A)号2005-193663
[专利文献9]日本专利申请特许公开(JP-A)号2002-347341
[专利文献10]日本专利申请公布(JP-B)号3-52651
[专利文献11]日本专利申请特许公开(JP-A)号2005-190642
[专利文献12]日本专利申请特许公开(JP-A)号5-101442
[专利文献13]日本专利申请公布(JP-B)号2559803
[专利文献14]日本专利申请特许公开(JP-A)号5-159362
[专利文献15]日本专利申请特许公开(JP-A)号11-185294
[专利文献16]日本专利申请特许公开(JP-A)号5-208559
[非专利文献1]H.Spruit等人:High Speed DVD+RW Recording,ISOM/ODS’05 Tech.Dig.(2005)TuCl
发明内容
本发明的目的是提供可相变的光学记录介质,其能够防止异常标记发生、允许DVD标准线速度的8x-速度或更高速度的高速记录和在宽范围的记录线速度中得到时基误差特性和复制错误特性两方面的良好结果。
解决上述问题的方法如下。
<1>光学记录介质,包括:当从用于记录和复制的激光束照射一侧观察时,第一保护层、记录层、第二保护层和反射层以该顺序形成,其中所述记录层含有由下列组成式(1-1)、组成式(1-2)和组成式(1-3)中任一种表示的相变材料;和所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡及其混合物、由下列组成式(2)表示的材料和由下列组成式(3)表示的材料中的至少一种,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
<2>根据<1>所述的光学记录介质,进一步包括透明基底和至少所述第一保护层、所述记录层、所述第二保护层和所述反射层,当从用于记录和复制的激光束照射一侧观察时,这些层以该顺序形成在所述透明基底上。
<3>根据<1>所述的光学记录介质,进一步包括透明覆盖层,其中当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,所述透明覆盖层、所述第一保护层、所述记录层、所述第二保护层和所述反射层以该顺序在基底上形成。
<4>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15。
<5>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
<6>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
<7>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物中的至少种,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09。
<8>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
<9>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
<10>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物中的至少一种,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09。
<11>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
<12>根据<1>到<3>任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
<13>根据<1>到<12>任一项所述的光学记录介质,其中所述第二保护层的电阻率为1.0×10-4Ω·cm到1.0×101Ω·cm。
<14>根据<1>到<13>任一项所述的光学记录介质,其中最大记录线速度为30m/s到56m/s,并且最小记录线速度为10m/s到14m/s。
<15>根据<1>到<14>任一项所述的光学记录介质,其中所述最短记录标记长度为0.5μm或更小。
附图简述
图1是示出以8x-速度记录的光盘的记录线速度与DOW 10记录下的时基误差特性以及PI误差特性之间的关系的解释图。
图2是3T标记和3T间隔交替排列的记录策略的单一图案视图。
图3A是平面图,其示出当在记录标记中产生异常标记时,标记形状和复制信号之间的关系,并且示出记录标记的形状。
图3B是图,其示出当在记录标记中产生异常标记时,标记形状和复制信号之间的关系,并且示出复制信号。
图3C是图形视图,其示出当在记录标记中产生异常标记时,标记形状和复制信号之间的关系,并且示出二元信号。
图4是示出记录标记的异常标记和正常标记分布的图。
图5是解释图,其示出多种相变材料的结晶速率和3T标记中异常标记的数目之间的关系。
图6是示意图,其示出本发明的光学记录介质的实例,并且示出DVD+RW、DVD-RW、HD-DVD-RW的实例。
图7是示意图,其示出本发明的光学记录介质的实例,并且示出蓝光光盘的实例。
实施本发明的最佳方式
本发明的光学记录介质从用于记录的入射光的方向来看是由至少第一保护层、记录层、第二保护层、反射层和根据需要的其它层顺序构成的。
作为光学记录介质,优选:(1)模式,其具有透明基底和至少第一保护层、记录层、第二保护层和反射层,当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,这些层以该顺序在透明基底上形成,和(2)模式,其具有透明覆盖层、第一保护层、记录层、第二保护层和反射层,当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,这些层以该顺序在基底上形成。
记录层包含由下列组成式(1-1)、组成式(1-2)和组成式(1-3)的任一个表示的相变材料,和
第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡、其混合物、由下列组成式(2)表示的材料和由下列组成式(3)表示的材料中的至少一种,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
本发明的光学记录介质优选为下列第一种到第九种模式的任一种。
在第一种模式中,记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料,并且第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种。
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15。
在第二种模式中,记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
在第三种模式中,记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
在第四种模式中,记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料,并且第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种。
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09。
在第五种模式中,记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
在第六种模式中,记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
在第七种模式中,记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料,并且第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09。
在第八种模式中,记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
在第九种模式中,记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料,并且第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的至少一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
<从第一种到第三种模式的光学记录介质>
在从第一种到第三种模式的光学记录介质中,为了确保宽记录线速度范围,该范围能够进行DVD标准线速度的8x-速度或更高速度的高线速度记录,并且对DVD标准线速度的3.3x-速度水平具有非凡的向下兼容性,通过限制记录层的主要成分为下列组成式(1-1)表示的相变材料,可使结晶速率尽可能慢。记录层中的主要成分指含量按质量计为每份完整相变材料的98%或更多。
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15。
在高线速度记录下,这变得不能擦除;然而通过使用氧化锌、氧化铟、氧化锡或它们的混合物作为第二保护层的主要成分,擦除成为可能。其原因被认为是这些材料对GaSb相变材料具有结晶加速作用,通过该作用使得在高线速度记录下进行擦除成为可能。该主要成分优选按质量计为每份第二保护层全部材料的65%或更多,更优选为按质量计90%或更多。
另一方面,因为氧化锌、氧化铟和氧化锡具有结晶加速作用,所以对于非晶体化(标记形成)低速记录不是优选的;然而,通过调节用于低速记录的记录策略,非晶态标记可被充分记录,这是因为这些材料是用于与常规电介质的热传导性相比具有相当大的热传导性、并具有大的猝灭效应的透明传导层的材料。为了充分获得这种猝灭效应,使用氧化锌、氧化铟和氧化锡作为第二保护层的材料成为必需。
在组成式(1-1)中:Inα1Sbβ1X1γ1,0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15是必需,优选0.12≤α1≤0.20、0.67≤β1≤0.78和0.05≤γ1≤0.14。如果加入量(α1)小于0.10,形成非晶态标记变得困难,这是因为结晶速率太快,然而如果加入量超过0.25,那么存储可靠性和记录特性可被不利地影响,这是因为InSb 化合物易于被分离出来。如果Sb的加入量(β1)小于0.65,则不可能得到足够的记录特性,这是因为结晶速率慢,然而如果加入量超过0.80,则记录特性和存储可靠性可能成为问题,这是因为结晶速率变得太快。
加入到InSb相变材料中的X包括选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种。当加入Ge和Te时,存储可靠性被提高,并且当加入Zn和Mn时,记录灵敏性和调制速率都可提高。此外,因为这些材料的任一种使结晶速率变慢,所以加入量(γ1)必需在0.04≤γ1≤0.15的范围内。
第二保护层含有由下列组成式(2)表示的材料作为主要成分。这里,主要成分优选含有按质量计为每份第二保护层全部材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
Al是用于减小电阻率的必需元素,并且加入量(α4)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选按质量计为1.0%到按质量计9.0%,最优选按质量计2.0%到按质量计5.0%。如果加入量(α4)按质量计小于0.5%,那么阻抗不能足够小,然而反过来,如果加入量(α4)按质量计超过10%,那么阻抗可变大。
Y是Mn、Ge和Ti中的至少一种元素,通过加入元素Y,存储可靠性被进一步提高。在这些元素中,使用Mn作为Y,ZnO-Al-Mn对存储可靠性可达到明显的影响。其提高存储可靠性的原因是未知的,但是可被认为如下。
因为结晶加速作用不但使得能够在高速记录下擦除,而且促进已记录的非晶态标记的结晶,因此据认为记录数据的保存特性,即所谓的档案特性(archival property)被降低。作为用于提高这些特性的方法,据认为通过加入Mn、Ge和Ti可适当地调节结晶加速作用,并且可实现在高速记录下进行擦除和档案特性的提高。
Y的加入量(β4)优选为按质量计25.0%或更少,更优选为按质量计10%到按质量计20%。如果加入量(β4)按质量计超过25%,那么结晶加速作用被损害,因此不能在高速记录下进行擦除。
第二保护层含有由下列组成式(3)表示的材料作为主要成分。该主要成分优选按质量计占每份第二保护层完整材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
对于ZnO,加入Al2O3、氧化锰、氧化锗、二氧化钛作为模式可获得与作为元素加入它们相似的效果。
与加入量(α4)一样,Al2O3的加入量(α5)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选为按质量计1.0%到按质量计9.0%,最优选为按质量计2.0%到按质量计5.0%。
Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种。至于Z,与添加元素Y相比,结晶加速作用稍微弱一些,加入量(β5)优选为按质量计30%或更少,更优选为按质量计15%到按质量计25%。
<从第四种到第六种模式的光学记录介质>
在从第四种到第六种模式的光学记录介质中,为了确保宽记录线速度范围,该范围能够进行DVD标准线速度的8x-速度或更高速度的高线速度记录,并且对DVD标准线速度的3.3x-速度水平具有非凡的向下兼容性,通过限制记录层的主要成分为下列组成式(1-2)表示的相变材料,可使结晶速率尽可能慢。这里,主要成分指每完整原子含有98原子%或更多。
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09。
在高线速度记录下,这变得不能擦除;然而通过使用氧化锌、氧化铟、氧化锡或它们的混合物作为第二保护层的主要成分,擦除成为可能。其原因被认为是这些材料对GaSb相变材料具有结晶加速作用,通过该作用使得在高线速度记录下进行擦除成为可能。该主要成分优选按质量计为每份第二保护层全部材料的65%或更多,更优选为按质量计90%或更多。
另一方面,因为氧化锌、氧化铟和氧化锡具有结晶加速作用,所以对于非晶体化(标记形成)低速记录不是优选的;然而,通过调节用于低速记录的记录策略,非晶态标记可被充分记录,这是因为这些材料是用于与常规电介质的热传导性相比具有相当大的热传导性、并具有大的猝灭效应的透明传导层的材料。为了充分获得这种猝灭效应,使用氧化锌、氧化铟和氧化锡作为第二保护层的材料成为必需。
对于由组成式(1-2)表示的GaSb相变材料Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2,如果加入Sn,则结晶速率增加,然而如果加入Sn太多,则保存特性可被不利地影响。因此,Sn的加入量γ2优选为0.05≤γ2≤0.30,更优选为0.07≤γ2≤0.20。
如果Ga的加入量(α2)小于0.04,那么初始化后反射信号的电路内分布(intra circuit distribution)变差,这对记录特性产生不利影响,然而如果加入量超过0.09,那么结晶速率变慢,不能进行高线速度记录,并且记录特性的时基误差很难减少。因此,范围应该为0.04≤α2≤0.09。
通过加入Ge,可提高存储可靠性。具体而言,记录数据的保存即所谓的档案特性可被改善。然而,如果加入太多Ge,结晶速率变慢并且不能进行高线速度记录。因此,Ge的加入量(δ2)优选为0.03≤δ2≤0.19,更优选为0.05≤δ2≤0.15。
而且,通过加入Te,存储可靠性提高,并且通过加入Zn、Mn和In,记录灵敏性和调制速率被提高,然而,这些元素的任一种具有使结晶速率变慢的作用。因此,加入量(ε2)为0≤ε2≤0.09。
至于Sb,如果小于0.56,不能实现高速记录,然而如果加入量超过0.79,形成非晶态标记变得困难,所以不能进行记录。因此,其应该为0.56≤β2≤0.79。
第二保护层含有由下列组成式(2)表示的材料作为主要成分。这里,主要成分优选按质量计占每份第二保护层完整材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
Al是用于减小电阻率的必需元素,并且加入量(α4)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选按质量计为1.0%到按质量计9.0%,最优选按质量计2.0%到按质量计5.0%。如果加入量(α4)按质量计小于0.5%,那么阻抗不能足够小,然而反过来,如果加入量(α4)按质量计超过10%,那么阻抗可变大。
Y是Mn、Ge和Ti中的至少一种元素,通过加入元素Y,存储可靠性被进一步提高。在这些元素中,使用Mn作为Y,ZnO-Al-Mn对存储可靠性可达到明显的影响。其提高存储可靠性的原因是未知的,但是可被认为如下。
因为结晶加速作用不但使得能够在高速记录下擦除,而且促进已记录的非晶态标记的结晶,因此据认为记录数据的保存特性,即所谓的档案特性(archival property)被降低。作为用于提高这些特性的方法,据认为通过加入Mn、Ge和Ti结晶加速作用可被精细调整,并且高速记录的擦除与档案特性之间的相容成为可能。
Y添加量(β4)优选为按质量计25.0%或更少,更优选为按质量计10%到按质量计20%。如果加入量(β4)按质量计超过25%,那么结晶加速作用被损害,因此不能在高速记录下进行擦除。
第二保护层含有由下列组成式(3)表示的材料作为主要成分。这里,该主要成分优选按质量计占每份第二保护层完整材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
对于ZnO,加入Al2O3、氧化锰、氧化锗、二氧化钛作为模式可获得与作为元素加入它们相似的效果。
与加入量(α4)一样,Al2O3的加入量(α5)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选为按质量计1.0%到按质量计9.0%,最优选为按质量计2.0%到按质量计5.0%。
Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种。至于Z,与添加元素Y相比,结晶加速作用稍微弱一些,加入量(β5)优选为按质量计30%或更少,更优选为按质量计15%到按质量计25%。
<从第七种到第九种模式的光学记录介质>
在从第七种到第九种模式的光学记录介质中,为了确保宽记录线速度范围,该范围能够进行DVD标准线速度的8x-速度或更高速度的高线速度记录,并且对DVD标准线速度的3.3x-速度水平具有非凡的向下兼容性,通过限制记录层的主要成分为下列组成式(1-3)表示的相变材料,可使结晶速率尽可能慢。这里,主要成分指每完整原子含有98原子%或更多。
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09。
在高线速度记录下,这变得不能擦除;然而通过使用氧化锌、氧化铟、氧化锡或它们的混合物作为第二保护层的主要成分,擦除成为可能。其原因被认为是这些材料对GaSb相变材料具有结晶加速作用,通过该作用使得在高线速度记录下进行擦除成为可能。该主要成分优选按质量计为每份第二保护层全部材料的65%或更多,更优选为按质量计90%或更多。
另一方面,因为氧化锌、氧化铟和氧化锡具有结晶加速作用,所以对于非晶体化(标记形成)低速记录不是优选的;然而,通过调节用于低速记录的记录策略,非晶态标记可被充分记录,这是因为这些材料是用于与常规电介质的热传导性相比具有相当大的热传导性、并具有大的猝灭效应的透明传导层的材料。为了充分获得这种猝灭效应,使用氧化锌、氧化铟和氧化锡作为第二保护层的材料成为必需。
对于由组成式(1-3)表示的GeSb材料,如果加入Sn,则结晶速率增加,然而如果加入太多Sn,则保存特性可被不利地影响。因此,优选0.05≤γ3≤0.29和0.07≤γ3≤0.20。Mn的加入量是0.04≤α3≤0.09。如果Mn的加入量小于0.04,那么初始化后反射信号的电路内分布变差,这对记录特性产生不利影响,然而如果加入量超过0.09,则结晶速率变慢,不能进行高线速度记录,并且记录特性的时基误差很难下降。
通过加入Ge,可提高存储可靠性。具体而言,被称为档案特性的记录数据的保存特性可被明显改善。Ge的添加量δ3为0.03≤δ3≤0.23,更优选为0.05≤δ3≤0.15。然而,如果Ge的量太大,结晶速率变慢并且高速记录变为不可能。
至于Sb的加入量,如果该加入量小于0.56,则结晶速率变慢,因此不能得到足够的记录特性,然而如果加入的量超过0.79,那么结晶速率变得太快,从而引起记录特性和存储可靠性的问题。
通过加入Te,提高存储可靠性。通过加入In和Zn,可提高记录灵敏性和调制速率,但是这些元素具有使结晶速率变慢的影响。通过加入Bi,结晶速率得到改善,但是如果加入的量太多,那么初始化后反射信号的电路内分布变差,这不利地影响记录特性。因此,这些加入的量在0≤ε3≤0.09的范围内。
第二保护层含有由下列组成式(2)表示的材料作为主要成分。这里,主要成分优选按质量计占每第份二保护层全部材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
Al是用于减小电阻的必需元素,并且加入量(α4)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选按质量计为1.0%到按质量计9.0%,最优选按质量计2.0%到按质量计5.0%。如果加入量(α4)小于按质量计0.5%,那么阻抗不能足够小,然而反过来,如果加入量(α4)按质量计超过10%,那么阻抗可变大。
Y是Mn、Ge和Ti中的至少一种元素,通过加入元素Y,存储可靠性被进一步提高。在这些元素中,使用Mn作为Y,ZnO-Al-Mn对存储可靠性可达到明显的影响。其提高存储可靠性的原因是未知的,但是可被认为如下。
因为结晶加速作用不但使得能够在高速记录下擦除,而且促进已记录的非晶态标记的结晶,因此据认为记录数据的保存特性,即所谓的档案特性被降低。作为用于提高这些特性的方法,据认为通过加入Mn、Ge和Ti结晶加速作用可被精细调整,并且高速记录的擦除与档案特性之间的相容成为可能。
Y的添加量(β4)优选为按质量计25.0%或更少,更优选为按质量计10%到按质量计20%。如果加入量(β4)按质量计超过25%,那么结晶加速作用被损害,因此不能在高速记录下进行擦除。
第二保护层含有由下列组成式(3)表示的材料作为主要成分。该主要成分优选按质量计占每份第二保护层完整材料的65%或更多,更优选按质量计90%或更多。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
对于ZnO,加入Al2O3、氧化锰、氧化锗、二氧化钛作为模式可获得与作为元素加入它们相似的效果。
与加入量(α4)一样,Al2O3的加入量(α5)优选为按质量计0.5%到按质量计10.0%,更优选为按质量计1.0%到按质量计9.0%,最优选为按质量计2.0%到按质量计5.0%。
Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种。至于Z,与添加元素Y相比,结晶加速作用稍微弱一些,加入量(β5)优选为按质量计30%或更少,更优选为按质量计15%到按质量计25%。
可通过多种气相生长方法形成记录层,所述气相生长方法例如真空蒸发方法、溅射方法、等离子体CVD方法、光学CVD方法、离子电镀法和电子束蒸发方法。在这些中,根据大量生产率和膜质量,优选溅射方法。
记录层的厚度优选为5nm到20nm,更优选为10nm到15nm。如果厚度背离该范围,很难得到足够的记录特性。
可通过多种气相生长方法形成第二保护层,所述气相生长方法例如真空蒸发方法、溅射方法、等离子体CVD方法、光学CVD方法、离子电镀法和电子束蒸发方法。在这些中,根据大量生产率和膜质量,优选溅射方法。
第二保护层的厚度优选为5nm到50nm,更优选为10nm到40nm,最优选为1nm 到20nm。如果该厚度小于5nm,那么猝灭效应变得太大,并且记录灵敏性和时基误差特性变差,然而如果加入的量超过50nm,蓄热作用(heat accumulation effect)变得太大,形成非晶态标记变困难,因而时基误差特性重写性能变差。
在本发明中,为了确保猝灭效应,第二保护层的电阻率优选1.0×10-4Ω·cm到1.0×101Ω·cm,更优选1.0×10-4Ω·cm到9.8×100Ω·cm。
尽管正确评估第二保护层的电介质材料的热传导性是困难的,在电介质材料用于透明传导层的情况下,可使用电阻率作为替代,并且认为电阻率越小,热传导性变得越高。用于透明传导层的电介质材料的电阻率的下限为大约1.0×10-4Ω·cm。如果电阻率大于1.0×101Ω·cm,那么其不是优选的,这是因为不能获得足够的猝灭效应。
用于本发明的光学记录介质的最有效的记录线速度范围为:最大记录线速度是30m/s到56m/s,而最小记录线速度是10m/s到14m/s。如果记录线速度在该范围内,那么稳定的不产生异常标记的良好记录特性和为DVD的标准线速度8x-速度或更高速度的高速记录可以兼容。
此外,大多数异常标记是3T标记,其为DVD的最短标记,因而认为其很大程度上取决于标记的长度。考虑到3T标记的长度为0.4μm并且接下来最长的4T标记是0.53μm这一事实,推测这类异常标记频繁发生的标记长度为大约0.5μm或更少。事实上,在CD-RW介质中,最短的记录标记长度是0.84μm,因此不存在此类实际问题。
因此,为了使用本发明的光学记录介质达到深远的影响,需要实施最短记录标记长度为0.5μm或更少的记录。
这里,本发明的光学记录介质的组成的实例在图6和图7中示出。图6是DVD+RW、DVD-RW和HD-DVD-RW的实例。图7是蓝光光盘的实例。
图6是具有至少第一保护层2、记录层3、第二保护层4和反射层5的层压形式,当从激光束照射一侧观看时,所述层以该顺序形成于具有导槽的透明基底1上。在DVD和HD-DVD的情况下,通过旋涂有机保护层6在反射层5上形成,并且尽管没有在图6中示出,但是与基底相同大小的位置并通常与基底相同的材料被粘附。
图7是具有透明覆盖层7、第一保护层2、记录层3、第二保护层4和反射层5的层压形式,当从激光束照射一侧观看时,所述层以该顺序形成于具有导槽的透明基底1上。
在图6和图7中示出的光学记录介质是记录层为单层类型的实例,然而,具有穿过透明中间层的两层记录层的光学记录介质也可被使用。在这种情况下,从光的入射方向的前面的层需要是透明的以记录背面层的复制。
-基底-
示例性基底材料是玻璃、陶瓷和树脂。在这些中考虑到可成形性和成本,优选树脂。
树脂的实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、硅氧烷系列树脂、氟系列树脂、ABS树脂和氨基甲酸乙酯树脂。在这些中,考虑到可成形性、光学性能和成本,特别优选聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂。
形成基底,使得大小、厚度和凹槽形状满足标准。
依靠拾音器(pick-up)的伺服机构通过控制凹槽中心处待被照射的激光束,实施记录和复制。对于该控制,监控与光束扫描方向垂直的方向上通过导槽衍射的光,并且激光束被定位在凹槽的中心处,以便扫描方向的横向信号水平被消除。用于该控制的衍射光的信号强度通过激光束直径、凹槽宽度和凹槽深度之间的关系来确定,并且其通常被转化为通常称为推挽式信号的信号强度。随着凹槽宽度增加,信号强度增加,但是有限制,这是因为记录标记之间的磁道间距是固定的。
例如,具有0.74μm磁道间距的DVD记录系统在非记录状态下优选具有0.2到0.6的信号强度。对于DVD+RW、DVD+R、DVD-RW和DVD-R,在它们各自的写入标准中定义相似的值。JP-A号2002-237096公开与该值相应的凹槽宽度在该凹槽的底部优选为0.17μm到0.30μm。对于高速光学记录介质,其优选为0.20μm到0.30μm。
在使用蓝光LD的记录和复制系统中,凹槽宽度基于与光束直径的线性关系而被相似地定义。在任何情况中,设定凹槽宽度为磁道间距的大约一半或者稍微小于磁道间距的一半。
该导槽通常摇摆(wobble),以便记录设备在记录时可取样频率。通过反转该摇摆的相和改变确定范围内的频率,其允许输入例如记录所需的地址和信息。
-第一保护层-
用于第一保护层的材料没有特别限定,并且其可根据应用从迄今已知的材料中适当选择。其实例包括Si、Zn、In、Mg、Al、Ti和Zr的氧化物;Si、Ge、Al、Ti、B和Zr的氮化物;Zn和Ta的硫化物;Si、Ta、B、W、Ti和Zr的碳化物;类金钢石碳;和它们的混合物。在这些中,优选摩尔比接近7∶3到8∶2的ZnS和SiO2的混合物。特别地,对于位于记录层和基底之间并且易受由于热膨胀、高温和室温改变引起的热损伤的第一保护层而言,优选基于摩尔的(ZnS)80(SiO2)20,这是因为光学常数、热膨胀系数和弹性模型对于该组合物而言是最优化的。以层压形式使用不同的材料也是可能的。
第一保护层对调节光学记录介质的反射能力具有作用,并且第一保护层的厚度优选为50nm到80nm。如果厚度小于50nm,那么该厚度的发射能力波动变大,然而如果厚度大于80nm,沉积时间延长,并且光学记录介质的生产率可能下降。在用于DVD的薄基底中,基底变形成为问题。
特别优选的厚度是反射能力成为最小的厚度。已知第一保护层的厚度极大影响反射能力,并且由于厚度变化,反射能力表现如正弦波的变化。这里,如果选择反射能力成为最低的厚度,则其导致记录灵敏性和良好标记形成的提高,这是因为向记录层的入射光是最有效的。然而,如果反射能力太低,那么读出数据信号变困难。因此,存在最低反射能力的绝对值的下限。
-反射层-
作为反射层的材料,优选金属如Al、Au、Ag、Cu和它们的合金作为主要成分。合金中另外的元素的实例包括Bi、In、Cr、Ti、Si、Cu、Ag、Pd和Ta。
反射层的厚度优选为100nm到300nm,更优选为120nm到200nm。如果厚度小于100nm,可能不能得到热辐射作用。另一方面,即使厚度大于300nm,热辐射作用保持相同,因而仅仅形成不需要的厚度。
-覆盖层-
在蓝光光盘中的覆盖层是使光入射和透射的层,其由具有100μm厚度的透明树脂层形成。
通过溅射上述层被顺序形成于基底上。然后,形成并粘合有机保护膜,或者形成覆盖层。在初始化过程后,产生光学记录层。
初始化是这样的过程,其中1×(数十至数百)μm的、具有1W到2W强度的激光束被扫描并照射,以使在膜沉积后即刻处于非晶形态的记录层结晶。
本发明提供如此光学记录介质,其能控制异常标记的产生,进行标准线速度DVD的8x-速度或更高速度的高线速度记录、具有对与DVD的标准线速度相同的3.3x-速度的优良的向下兼容性、以及在宽范围线速度中获得时基误差特性和复制错误特性两方面都优良的结果。
实施例
参考下面给出的实施例和比较实施例,本发明将被更详细的阐述,然而,本发明不拟限定于公开的实施例。在实施例和比较实施例中制造的相变光盘的示意性结构在图6中示出。
(实施例A-1到A-21和比较实施例A-1到A-12)
由ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)组成的、具有60nm厚度的第一保护层2,由在表A1和表A2(表A1和表A2中的值是原子比)中示出的相变材料组成的、具有14nm厚度的记录层3,由ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量计2%∶按质量计20%)组成的、具有11nm厚度的第二保护层4,以及由Ag组成的、具有200nm厚度的反射层5以该顺序在聚碳酸酯基底上形成,所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径和0.6mm的厚度并且具有形成于其上的导槽,该导槽的磁道间距为0.74μm、凹槽宽度(凹入部分)为0.3μm以及凹槽深度为30nm。使用RF磁控溅射方法形成第一保护层,并且使用DC磁控溅射方法形成记录层、第二保护层和反射层。
然后,在反射层的表面上,通过旋涂方法施用UV可固化树脂(由DAINIPPON INK AND CHEMICALS,INCORPORATED制造,SD-318),以便膜具有4nm到5nm的厚度,以形成耐环境保护层6,最后,与聚碳酸酯基底相似的基底(没有示出)被层压作为保护基底,从而制备出具有1.2mm厚度的相变光盘。
然后,使用具有激光头的初始化设备(由Hitachi CapitalCorporation制造,POP 120-7 AH)对相变光盘初始化,该激光头装备有激光束聚焦功能,所述激光束具有830nm的输出波长、1μm的宽度、75μm的长度和2W的最大输出。
使用DVD评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,DDU-1000)评估相变光盘的记录特性,该设备具有光学拾音器(opticalpick-up),其波长为660nm和数值孔径NA为0.65。评估结果在表A1和表A2中示出。
<记录特性的评估>
2T写入策略(write strategy)被用于记录策略和用于脉冲宽度、写入功率和擦除功率,使用最优化条件。根据EFM+调制模式,在相同的五个磁道上分别以DVD 3.3x-速度(11.5m/s)、DVD 6x-速度(21m/s)、DVD 8x-速度(28m/s)、DVD 12x-速度(42m/s)和DVD 16x-速度(56m/s)的记录线速度,记录随机图案10次,并且评估中间的磁道。
[评估标准]
A:时基误差(σ/Tw)为10%或更少
B:时基误差(σ/Tw)为10%以上
作为复制设备,使用光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,DDU-1000),其具有拾音器,该拾音器的波长为650nm和透镜NA为0.6,使用0.7mW的复制光功率评估相变光盘。评估结果在表A1和表A2中给出。
通过以每一记录线速度在400磁道上重复记录10次(DOW10),测量PI误差即复制错误,并且在1x-速度下复制记录的部分。
[评估标准]
A:复制错误(PI误差)的数目为100或更少
B:复制错误(PI误差)的数目为200或更少
C:复制错误(PI误差)的数目为300或更少
D:复制错误(PI误差)的数目为超过300
Figure GSB00000560615300241
Figure GSB00000560615300251
从在表A1和表A2中所示的结果,发现当使用实施例的光盘构造时,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
(比较实施例A-13)
与实施例A-15相似地制造相变光盘,除了使用在表A2中示出的实施例A-15的相变材料,使用ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)形成第二保护层,其通常被用于相关领域,将第二保护层的厚度改为7nm,并且由TiC和TiO2以质量比7∶3构成的、具有4nm厚度的中间层形成于该两层之间,使得第二保护层中的硫成分不会影响反射层中的Ag。
类似于在表A1中示出的那些对该光盘进行评估。
结果,以3.3x-速度到8x-速度记录的光盘的时基误差被评估为B,然而,以12x-速度和16x-速度的时基误差被评估为D,以3.3x-速度和8x-速度的光盘的PI误差被评估为A,然而,以6x-速度、12x-速度和16x-速度的PI误差被评估为D。
(实施例A-22至A-27)
与实施例A-15相似地制造相变光盘,除了使用在表A2中示出的实施例A-15的相变材料,对于第二保护层,使用具有表A3中示出的组成(按质量计%)材料。
类似于表A1示出的那些评估所述光盘。评估结果在表A3中给出。
Figure GSB00000560615300271
从表A3的结果,发现当使用实施例A-22到A-27的结构时,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
(实施例A-28到A-33)
通过在溅射和控制氧数量的过程中将氧加入到实施例A-26中的第二保护层中,改变第二保护层的电阻率。通过四端方法测量电阻率,所述四端方法通常用于在聚碳酸酯树脂基底上形成第二保护层的单层膜。
通过与表A1示出的那些相似的方法,评估以该方式制造的相变光盘。评估结果在表A4中给出。实施例A-26也被示出用于对比。
Figure GSB00000560615300291
从表A4示出的结果,发现当使用实施例A-28到A-33的结构时,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
(实施例A-34到A-47和比较实施例A-14到A-18)
与实施例A-15相似地制造相变光盘,除了使用在表A2中实施例A-15示出的相变材料,对于第二保护层,使用具有表A5中示出的组成(按质量计%)的材料。
类似于表A1示出的那些来评估光盘。评估结果在表A5中给出。
从表A5所示的结果,发现,对于第二保护层,当使用由下列组成式(2)表示的材料时,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
(实施例A-48到A-62和比较实施例A-19到A-23)
与实施例A-15相似地制造相变光盘,除了使用在表A2中的实施例A-15的相变材料,对于第二保护层,使用具有表A6中示出的组成(按质量计%)材料。
类似于表A1示出的那些来评估光盘。评估结果在表A6中给出。
Figure GSB00000560615300331
从表A6所示的结果,发现,对于第二保护层,当使用由下列组成式(3)表示的材料时,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
(实施例A-63到A-72)
这里,当通过与表A1示出的那些相似的记录方法进行记录,并且在80℃的温度下和85%的相对湿度下储存每张盘100小时时,评估实施例A-36、A-41、A-44、A-46、A-47、A-50、A-55、A-59、A-61和A-62的每个光盘的时基误差变化。
对于实施例A-63到A-72的各个盘,评估结果在表A7中给出。发现本发明能够提供具有优良档案特性的光盘。
表A7
  在80℃、85%RH下储存100小时后,时基误差评估
  实施例A-63   4.1
  实施例A-64   0
  实施例A-65   0
  实施例A-66   0
  实施例A-67   0
  实施例A-68   3.5
  实施例A-69   0
  实施例A-70   0
  实施例A-71   0
  实施例A-72   0
(实施例A-73)
具有140nm厚度的Ag99.5Bi0.5(原子%)的反射层,由ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量计2%∶按质量计20%)构成的、具有12nm厚度的第二保护层,由实施例A-1示出的相同材料构成的记录层,以及由ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)构成的、具有33nm厚度的第一保护层以该顺序、以与实施例A-1中相同的成膜方法在聚碳酸酯基底上形成所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径和1.1mm的厚度并且具有形成于其上的凹槽,该凹槽的间距为0.32μm、凹槽宽度(在凹入部分)为0.2μm以及凹槽深度为22nm。
最后,将具有75nm厚度的粘合板通过具有25nm厚度的UV可固化树脂层压,以形成具有0.1mm厚度的光透明层;从而产生光学记录介质。
然后,以与实施例A-1相同的方式,初始化光学记录介质。
使用蓝光光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,ODU-1000),评估每种所制备的光学记录介质的记录特性。
使用波长为405nm、透镜NA为0.85的拾音头(pick-uphead)并使用具有0.149μm的最短标记长度的调制模式(1-7)RLL,记录随机图案。
设定记录线速度为4.9m/s、9.8m/s和19.6m/s,并在选择各自最佳的记录功率后,记录该随机图案。
使用Limit EQ,测量时基误差,Limit EQ是一种用于评估蓝光光盘的记录特性的信号处理技术,因此在相同的5个磁道上实施记录10次并评估中间的磁道。
对于随机SER即复制错误,通过在每一记录线速度下在400磁道上重复记录10次(DOW 10),进行测量,并且用0.30mW的复制功率和4.9m/s的线速度复制已记录的部分。结果如下。
Figure GSB00000560615300351
在作为蓝光光盘的实际应用中,该值为足够优良的值,并且已证实利用实施例的结构可得到本发明的效果。
(实施例B-1到B-26和比较实施例B-1到B-12)
图6示出实施例和比较实施例中制造的光学记录介质的示意性横截面图。
对于基底1,使用聚碳酸酯基底,所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径和0.6mm的厚度并且具有形成于其上的导槽,该导槽的磁道间距为0.74μm、凹槽宽度为0.3μm、凹槽深度为30nm。
第一保护层2是具有60nm厚度的ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%),记录层3是由厚度为14nm、具有表B1和表B2中示出的组成的相变材料构成的,第二保护层4由具有11nm厚度的ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量计2%∶按质量计20%)构成,并且反射层5由具有200nm厚度的Ag构成。使用RF磁控溅射方法形成第一保护层2,使用DC磁控溅射方法形成记录层3、第二保护层4和反射层5。
然后,在将UV可固化树脂(由DAINIPPON INK ANDCHEMICALS,INCORPORATED制造,SD318)作为耐环境保护层6施用到反射层5的表面上而硬化该UV可固化树脂后,与基底1相似的基底(在图中没有示出)被层压,从而得到具有1.2mm厚度的各光学记录介质(光盘)。
接下来,通过具有激光头的初始化设备(由Hitachi CapitalCorporation制造,POP 120-7 AH)对光盘初始化,所述激光头装备有激光束聚焦功能,所述激光束具有830nm的输出波长、1μm的宽度、75μm的长度和2W的最大输出。
使用DVD评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,DDU-1000)评估光学记录介质的记录特性,该DVD评估设备具有光学拾音器,该光学拾音器的波长为660nm和数值孔径NA为0.65。
2T写入策略被用于记录策略以及用于脉冲宽度、写入功率和擦除功率,使用最适宜条件。根据EFM+调制模式,在相同的五个磁道上分别以DVD 3.3x-速度(11.5m/s)、DVD x-速度(21m/s)、DVD 8x-速度(28m/s)、DVD 12x-速度(42m/s)和DVD 16x-速度(56m/s)的记录线速度,记录随机图案10次,并且评估中间的磁道。评估结果在表B1和表B2中给出。
[评估标准]
A:时基误差(σ/Tw)为10%或更少
B:时基误差(σ/Tw)为10%以上
通过在每一记录线速度下在400磁道上重复记录10次(DOW 10),测量PI误差即复制错误,并且在1x-速度下复制已记录的部分。
作为复制设备,使用光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,DDU-1000),其具有拾音器,该拾音器的波长为650nm和透镜NA为0.6,使用-0.7mW的复制光功率评估光学记录介质。
[评估标准]
A:复制错误(PI误差)的数目为100或更少
B:复制错误(PI误差)的数目为200或更少
C:复制错误(PI误差)的数目为300或更少
D:复制错误(PI误差)的数目为300以上
Figure GSB00000560615300381
从表B1和表B2示出的结果,发现在实施例B-1到B-26中,能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
在将实施例B-9和实施例B-10的光学记录介质在80℃的温度和85%的相对湿度下储存100小时后,以上述相似的方法记录随机图案。发现实施例B-10的光学记录介质对每一线速度都表现出时基误差和PI误差的优良结果,并且表示出优良的储存特性。
然后,将实施例B-12、B-13、B-15的每一光学记录介质的最佳写入功率与B-16、B-18和B-19的每一光学记录介质的最佳写入功率相比较,发现实施例B-13、B-16和B-19的光学记录介质的时基误差值比实施例B-12、B-15和B-18的光学记录介质的时基误差值小2mW到3mW,并且表现出更优良的记录灵敏性。
(比较实施例B-13)
与实施例B-1相似地制造光学记录介质,除了第二保护层的材料被改为ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%),其通常被用于相关领域,将厚度改为7nm,并且由TiC和TiO2以质量比7∶3构成的、具有4nm厚度的中间层形成于该两层之间,使得第二保护层中的硫成分不会影响反射层中的Ag。使用RF磁控溅射方法形成第二保护层4和中间层。
以与实施例B-1相似的方式评估光学记录介质。评估结果表明,在3.3x-速度到8x-速度下的光盘时基误差被评估为B,而在12x-速度和16x-速度下的时基误差被评估为D,在3.3x-速度和8x-速度下的光盘PI误差被评估为A,而在6x-速度、12x-速度和16x-速度下的PI误差被评估为D。
(实施例B-27到B-32)
与实施例B-1相似地制造光学记录介质,除了表B3中示出的材料被用于第二保护层4。对于每一化合物在栏中示出的值表示组成(按质量计%)。
以与实施例B-1相似的方式评估这些光学记录介质。结果在表B3中给出。
从表B3中示出的结果,发现在实施例中能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
(实施例B-33到B-37]
与实施例B-1相似地制造光学记录介质,除了使用与实施例B-31中第二保护层4相同的材料,通过在溅射和控制氧数量的过程中加入氧,改变电阻率。
通过四端方法测量电阻率,所述四端方法通常用于在聚碳酸酯基底上形成第二保护层4的单层膜。
以与实施例B-1相似的方式评估这些光学记录介质,评估结果与实施例B-31的结果一起在表B4中给出。
Figure GSB00000560615300421
从表B4示出的结果,发现光学记录介质——其第二保护层的电阻率为1.0×10-4Ω·cm到1.0×101Ω·cm,可实施高速记录并且可在宽线速度范围内降低PI误差和时基误差特性。
(实施例B-38到B-51和比较实施例B-14到B-18)
与实施例B-1相似地制造光学记录介质,除了在表B5中示出的材料被用于第二保护层4。对于每一化合物在栏中示出的值表示组成(按质量计%)。
类似于实施例B-1示出的那些来评估这些光学记录介质。结果在表B5中给出。
Figure GSB00000560615300441
从表B5中示出的结果,发现当使用由下列组成式(2)表示的材料作为第二保护层4的材料时,能够进行高线速度记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
(实施例B-52到B-66和比较实施例B-19到B-23)
与实施例B-1相似地制造光学记录介质,除了在表B6中示出的材料被用于第二保护层4。对于每一化合物在栏中示出的值表示组成(按质量计%)。
以与实施例B-1相似的方式评估这些光学记录介质。结果在表B6中给出。
Figure GSB00000560615300461
从表B6中示出的结果,发现当使用由下列组成式(3)表示的材料作为第二保护层的材料时,能够进行高线速度记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
(实施例B-67到B-76)
以与实施例B-1相似的方式在实施例B-40、B-45、B-48、实施例B-50、B-51、B-54、B-59、B-63、B-65和B-66的每一光学记录介质记录上记录随机图案后,将所述光学记录介质在80℃的温度下和85%的相对湿度下储存100小时。光学记录介质的每一个被作为实施例B-67到B-76,并且以与实施例B-1相似的方式评估时基误差的变化。评估结果在表B7中给出。
表B7
  在80℃、85%RH下储存100小时后,时基误差评估
  实施例B-67   4.1
  实施例B-68   0
  实施例B-69   0
  实施例B-70   0
  实施例B-71   0
  实施例B-72   3.5
  实施例B-73   0
  实施例B-74   0
  实施例B-75   0
  实施例B-76   0
从表B7示出的结果,发现当将Mn、Ge、Ti或它们的混合物中的任何一种加入到ZnO-Al时,和当将MnO2、GeO2、TiO2或它们的混合物中的任何一种加入到ZnO-Al2O3时,时基误差的增加比没有加入它们中任一种的情况下更小,并且档案特性比没有加入它们中任一种的情况下更优良。
(实施例B-77)
具有140nm厚度的Ag99.5Bi0.5(原子%)的反射层,由ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量计2%∶按质量计20%)构成的、具有11nm厚度的第二保护层,由实施例B-1示出的相同材料构成的记录层,具有33nm厚度的ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)的第一保护层被顺序在聚碳酸酯基底上形成,所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径、1.1mm的厚度并且具有形成于其上的导槽,该导槽的间距为0.32μm、凹槽宽度(在凹入部分)为0.2μm以及凹槽深度为22nm。
最后,将75nm厚度的粘合板通过25nm厚度的UV可固化树脂层压,以形成具有0.1mm厚度的光透明层;从而产生光学记录介质。
然后,以相似于实施例B-1的方式,初始化光学记录介质。
使用蓝光光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,ODU-1000),评估每一种已制备的光学记录介质的记录特性。
使用具有波长405nm、透镜NA0.85的拾音头并使用具有0.149μm的最短标记长度的调制模式(1-7)RLL,记录随机图案。
设定记录线速度为4.9m/s、9.8m/s和19.6m/s,并在选择各自最佳的记录功率后,记录随机图案。
使用Limit EQ,测量时基误差,Limit EQ是一种用于评估蓝光光盘的记录特性的信号处理技术,因此在相同的5个磁道上实施记录10次并评估中间的磁道。
而且,通过在每一记录线速度下在400磁道上重复记录10次(DOW 10),测量随机SER——复制错误,并且利用0.30mW的复制功率和4.9m/s的线速度复制已记录的部分。结果在下面给出。
Figure GSB00000560615300481
在作为蓝光光盘的实际应用中,上述值为足够优良的值,并且已证实利用实施例的光学记录介质的结构可得到本发明的效果。
(实施例C-1到C-26和比较实施例C-1到C-12)
具有如在图6中所示的层组成的可相变的光学记录介质被如下制造。
具有60nm厚度的ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)的第一保护层2,具有在下列表C1和表C2中示出的组成的相变材料的、具有14nm厚度的记录层3,具有11nm厚度的ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量及2%∶按质量计20%)的第二保护层4,以及由Ag组成的、具有200nm厚度的反射层5顺序在聚碳酸酯基底1上形成,所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径、0.6mm的厚度并且具有形成于其上的导槽,该导槽的间距为0.74μm、凹槽宽度(凹入部分)为0.3μm以及凹槽深度为30nm。
使用RF磁控溅射方法形成第一保护层2,并且使用DC磁控溅射方法形成记录层3、第二保护层4和反射层5。
然后,将UV可固化树脂施用到反射层5上以形成耐环境保护层6,最后,与基底1相似的基底(在图中没有示出)被层压,从而得到具有1.2mm厚度的光学记录介质。
接下来,通过具有激光头的初始化设备(由Hitachi CapitalCorporation制造,POP 120-7 AH)对光盘初始化,所述激光头装备有激光束聚焦功能,所述激光束具有830nm的输出波长、1μm的宽度、75μm的长度和2W的最大输出。
使用DVD评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造,DDU-1000)评估光学记录介质的记录特性,该DVD评估设备具有光学拾音器,该光学拾音器的波长为660nm和数值孔径NA为0.65。
2T写入策略被用于记录策略以及用于脉冲宽度、写入功率和擦除功率,使用最适宜条件。
根据EFM+调制模式,在相同的五个磁道上,分别以DVD3.3x-速度(11.5m/s)、DVD 6x-速度(21m/s)、DVD 8x-速度(28m/s)、DVD12x-速度(42m/s)和DVD 16x-速度(56m/s)的记录线速度,记录随机图案10次,并且评估中间的磁道。
[评估标准]
A:时基误差σ/Tw为10%或更少
B:时基误差σ/Tw为10%以上
通过在每一记录线速度下在400磁道上重复记录10次(DOW 10),测量PI误差即复制错误,并且在1x-速度下复制已记录的部分。
作为复制设备,使用光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造的DDU-1000),其具有拾音器,该拾音器的波长为650nm和透镜NA为0.6,使用0.7mW的复制光功率评估光学记录介质。
[评估标准]
A:复制错误(PI误差)的数目为100或更少
B:复制错误(PI误差)的数目为200或更少
C:复制错误(PI误差)的数目为300或更少
D:复制错误(PI误差)的数目为300以上
评估结果在表C1和表C2中给出。
Figure GSB00000560615300501
Figure GSB00000560615300511
从表C1和表C2示出的结果,发现实施例C-1到C-26的光学记录介质能够进行高速记录,可具有向下兼容性,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
然后,将实施例C-9和实施例C-10的光学记录介质在80℃的温度和85%的相对湿度下储存100小时。此后,以相似的记录方法将随机图案记录在实施例C-9和实施例C-10的光学记录介质上,结果在表C1和表C2中示出,并且发现实施例C-10的光学记录介质对每一线速度在时基误差和PI误差上表现出优良的结果。
然后,比较实施例C-12、实施例C-13、实施例C-15、实施例C-16、实施例C-18和实施例C-19的光学记录介质的最佳写入功率,发现实施例C-13、实施例C-16和实施例C-19比相应的实施例C-12、实施例C-15和实施例C-18小2mW到3mW,并且表现出更优良的记录灵敏性。
(比较实施例C-13)
与实施例C-1相似地制造光学记录介质,除了第二保护层4的材料被改为ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%),其通常被用于相关领域,将厚度改为7nm,并且在两层之间形成具有4nm厚度的中间层,该中间层由TiC和TiO2以质量比7∶3构成,使得第二保护层中的硫成分不会影响反射层中的Ag。
结果,在3.3x-速度到8x-速度下盘的时基误差被评估为B,而在12x-速度和16x-速度下的时基误差被评估为D,在3.3x-速度和8x-速度下盘的PI误差被评估为A,而在6x-速度、12x-速度和16x-速度下的PI误差被评估为D。
(实施例C-27到C-32)
以与实施例C-1相似的方式制造和评估光学记录介质,除了第二保护层4的材料被变为下面表C3中示出的材料。表C3中材料栏中示出的值的单位为按质量计%。结果在表C3中给出。
Figure GSB00000560615300531
从表C3中示出的结果,发现在实施例C-27到C-32的光学记录介质能够进行高速记录,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
(实施例C-33到C-38]
以与实施例C-31相似的方式制造和评估光学记录介质,除了通过在第二保护层4溅射形成和控制氧数量的过程中加入氧来改变电阻。
使用四端方法测量电阻,所述四端方法通常用于将第二保护层4的单层膜形成到聚碳酸酯基底上。该结果与实施例C-31一起在表C4中给出。
Figure GSB00000560615300551
从表C4中示出的结果,发现当第二保护层的电阻率在1.0×10-4Ω·cm到1.0×101Ω·cm的范围内时,能够进行高速记录,可覆盖向下兼容性,并且在宽线速度范围内PI误差和时基误差特性都可被降低。
(实施例C-39到C-52和比较实施例C-14到C-18)
以与实施例C-1相似的方式制造和评估光学记录介质,除了第二保护层4的材料被改为下面表C5中示出的材料。表材料栏中示出的值的单位为按质量计%。结果在表C5中给出。
Figure GSB00000560615300571
从表C5中示出的结果,发现当由下列组成式(2)表示的材料被用于第二保护层时,能够进行高速记录,可具有向下兼容性,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
[0228]ZnO-Al-Y[(100-α4-β4):α4:β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
(实施例C-53到C-67和比较实施例C-19到B-23)
[0229]以与实施例C-1相似的方式制造和评估光学记录介质,除了第二保护层4的材料被改为下面表C6中示出的材料。表C6中材料栏中示出的值的单位为按质量计%。结果在表C6中给出。
Figure GSB00000560615300591
从表C6中示出的结果,发现当由下列组成式(3)表示的材料被用于第二保护层时,能够进行高速记录,可具有向下兼容性,并且在宽线速度范围内,PI误差和时基误差特性都可被降低。
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5):α5:β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
(实施例C-68到C-77)
以与上述实施例相似的方式在实施例C-41、C-46、C-50、C-51、C-52、C-55、C-60、C-64、C-66和C-67的光学记录介质记录上记录随机图案,然后,将光学记录介质在80℃的温度下和85%的相对湿度下储存100小时。这些光学记录介质分别被称为实施例C-68到C-77,并评估时基误差值的变化。结果在表C7中给出。
表C7
  在80℃、85%RH下储存100小时后,时基误差评估
  实施例C-68   3.5
  实施例C-69   0
  实施例C-70   0
  实施例C-71   0
  实施例C-72   0
  实施例C-73   3
  实施例C-74   0
  实施例C-75   0
  实施例C-76   0
  实施例C-77   0
从表C7中示出的结果,发现实施例C-68到C-77在实际应用中关于档案特性表现出足够良好的结果。
(实施例C-78)
具有140nm厚度的Ag99.5Bi0.5(原子%)的反射层,由ZnO-Al-Mn(按质量计78%∶按质量计2%∶按质量计20%)构成的、具有11nm厚度的第二保护层,由实施例C-1示出的相同材料构成的、具有14nm厚度的记录层,具有40nm厚度的ZnS-SiO2(80mol%∶20mol%)的第一保护层被顺序在聚碳酸酯基底上形成,所述聚碳酸酯基底具有120mm的直径、1.1mm的厚度并且具有形成于其上的导槽,该导槽的间距为0.32μm、凹槽宽度(在凹入部分)为0.2μm、凹槽深度为22nm。
最后,将具有75nm厚度的粘合板通过具有25nm厚度的UV可固化树脂层压,以形成具有0.1mm厚度的光透明层;从而产生光学记录介质。
然后,以相似于实施例C-1的方式,初始化光学记录介质。
使用蓝光光盘评估设备(由Pulstec Industrial Co.,Ltd.制造的ODU-1000)评估每一种已制备光学记录介质的记录特性。
使用具有波长405nm、透镜NA 0.85的拾音头并使用具有0.149μm的最短标记长度的调制模式(1-7)RLL,记录随机图案。
设定记录线速度为4.9m/s、9.8m/s和19.6m/s,并在选择各自最佳的记录功率后,记录随机图案。
使用Limit EQ测量时基误差,Limit EQ是一种用于评估蓝光光盘的记录特性的信号处理技术,因此在相同的5个磁道上实施记录10次并评估中间的磁道。
而且,通过在每一记录线速度下在400磁道上重复记录10次(DOW 10),测量随机SER——复制错误,并且利用0.30mW的复制功率和4.9m/s的线速度复制已记录的部分。结果在下面给出。
Figure GSB00000560615300611
在作为蓝光光盘的实际应用中,上述值为足够优良的值,并且已证实利用实施例的光学记录介质的结构可得到本发明的效果。
[工业应用性]
本发明的光学记录介质被优选用于具有记录层的高密度可记录光学记录介质,例如如DVD+RW、DVD-RW、BD-RE、HD-DVD-RW。

Claims (14)

1.光学记录介质,包括:
第一保护层,
记录层,
第二保护层,和
反射层,
当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,这些层以该顺序形成,
其中所述记录层包含由下列组成式(1-1)、组成式(1-2)和组成式(1-3)中任一种表示的相变材料;和所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡及其混合物、由下列组成式(2)表示的材料和由下列组成式(3)表示的材料中的至少一种,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4)∶α4∶β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5)∶α5∶β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0,
其中所述第二保护层的电阻率为1.0×10-4Ω·cm到1.0×101Ω·cm。
2.根据权利要求1所述的光学记录介质,进一步包括透明基底,其中当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,至少所述第一保护层、所述记录层、所述第二保护层和所述反射层以该顺序在所述透明基底上形成。
3.根据权利要求1所述的光学记录介质,进一步包括透明覆盖层,其中当从用于记录和复制的激光束照射一侧观看时,所述透明覆盖层、所述第一保护层、所述记录层、所述第二保护层和所述反射层以该顺序在基底上形成。
4.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物中的至少一种,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15。
5.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4)∶α4∶β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
6.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-1)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Inα1Sbβ1X1γ1---组成式(1-1)
其中X1是选自Ge、Te、Zn和Mn的至少一种;α1、β1和γ1分别表示原子比,其中0.10≤α1≤0.25、0.65≤β1≤0.80和0.04≤γ1≤0.15,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5)∶α5∶β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
7.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09。
8.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4)∶α4∶β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
9.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-2)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Gaα2Sbβ2Snγ2Geδ2X2ε2---组成式(1-2)
其中X2是选自Te、Zn、Mn和In的至少一种;α2、β2、γ2、δ2和ε2分别表示原子比,其中0.04≤α2≤0.09、0.56≤β2≤0.79、0.05≤γ2≤0.30、0.03≤δ2≤0.19和0≤ε2≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5)∶α5∶β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
10.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含选自氧化锌、氧化铟、氧化锡和它们的混合物的至少一种,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09。
11.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(2)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al-Y[(100-α4-β4)∶α4∶β4]---组成式(2)
其中Y是选自Mn、Ge和Ti的至少一种;α4和β4分别表示质量百分比,其中0.5≤α4≤10.0和0≤β4≤25.0。
12.根据权利要求1到3任一项所述的光学记录介质,其中所述记录层包含由下列组成式(1-3)表示的相变材料;并且所述第二保护层包含由下列组成式(3)表示的材料,
Mnα3Sbβ3Snγ3Geδ3X3ε3---组成式(1-3)
其中X3是选自Te、In、Zn和Bi的至少一种;α3、β3、γ3、δ3和ε3分别表示原子比,其中0.04≤α3≤0.09、0.56≤β3≤0.79、0.05≤γ3≤0.29、0.03≤δ3≤0.23和0≤ε3≤0.09,
ZnO-Al2O3-Z[(100-α5-β5)∶α5∶β5]---组成式(3)
其中Z表示氧化锰、氧化锗、二氧化钛及其混合物中的任一种;α5和β5分别表示质量百分比,其中0.5≤α5≤10.0和0≤β5≤30.0。
13.根据权利要求1到12任一项所述的光学记录介质,其中最大记录线速度为30m/s到56m/s,并且最小记录线速度为10m/s到14m/s。
14.根据权利要求1到13任一项所述的光学记录介质,其中最短记录标记长度为0.5μm或更小。
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