CN102623027A - 一次写入光学记录介质及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一次写入光学记录介质及其制造方法。该一次写入光学记录介质包括：无机记录层；保护层，包含氧化铟和氧化锡作为主要成分，保护层被设置在无机记录层的至少一个表面上；以及热积累层，其设置在无机记录层的至少一个表面上，其中，无机记录层与热积累层邻接，其中，热积累层具有比保护层的热传导率低的热传导率。

Description

一次写入光学记录介质及其制造方法
本申请是申请日为2008年11月25日、申请号为200880116828.6、发明名称为“一次写入光学记录介质及其制造方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一次写入光学记录介质。具体地，本发明涉及具有无机记录层的一次写入光学记录介质及其制造方法。
背景技术
至今，CD(光盘)、DVD(数字通用光盘)等已经引领光学记录介质的市场。然而，近年来，随着高清电视的实现和通过PC(个人计算机)处理的数据量的快速增加，期望光学记录介质具有更大容量。为了满足这种需求，已经出现了诸如BD(Blu-ray光盘(注册商标))和HD-DVD(高清晰度数字通用光盘)的对应于蓝色激光的光学记录介质，并且已经建立了具有大容量的光学记录介质的新市场。
可记录光学记录介质包括：以CD-RW(可重写光盘)和DVD±RW(数字通用光盘±可重写，Digital Versatile Disc±Rewritable)为代表的可重写光学记录介质，以及以CD-R(可记录光盘)和DVD-R(可记录数字通用光盘)为代表的一次写入光学记录介质。特别地，后者光学记录介质已经对低价介质的市场扩大的做出了很大的贡献。因此，在对应于蓝色激光的大容量光学记录介质中，为了扩大市场，认为有必要降低一次写入光学记录介质的价格。
在一次写入光学记录介质中，根据标准，无机材料和有机材料都被允许作为记录材料。包括有机材料的一次写入光学记录介质的优势在于可以以低成本通过旋涂方法来进行生产。另一方面，包括无机材料的一次写入光学记录介质的优势在于其具有很好的再生稳定性和推挽(push-pull)信号特性，但其劣势在于需要大的溅射装置。因此，为了使得包括无机材料的一次写入光学记录介质在价格方面可以与包括有机材料的光学记录介质相竞争，有必要减少用于生产装置的初始投资并且提高每张光盘的节拍(takt)以有效地生产记录介质。
用于解决以上问题的最有效的方法的实例是减少组成记录膜的层数以减少膜沉积室的数量，因此，减少了用于溅射装置的初始投资并且减少了生产节拍(production takt)。然而，即使仅减少了层数，当膜厚度大并且使用了膜沉积率低的材料时，生产节拍也增大，这实际上可以导致成本增加。
至今，作为包括无机材料的一次写入光学记录介质的保护层的材料，主要使用了诸如SiN和ZnS-SiO2的透明介电材料(例如参见日本未审查专利申请公开第2003-59106号)。尽管SiN和ZnS-SiO2具有膜沉积率高因此生产率良好的优势，但是它们却存在记录数据的存储特性(存储可靠性)差的问题。在除上述材料以外的介电材料中，存在具有高存储可靠性的介电材料。然而，需要通过射频(RF)溅射来沉积这些材料，从而，存在膜沉积率非常低并且生产率低的问题。因此，很难同时确保存储可靠性和生产率。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有良好存储可靠性和生产率的一次写入光学记录介质及其制造方法。
作为为了解决以上问题的深入研究的结果，本发明的发明人已经发现，通过使用包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的材料来作为保护层的材料，可以实现高存储可靠性并且可以获得高的生产率，并且本发明的发明人已经对其进行了实验性地验证，从而得到了本发明。
为了解决以上问题，本申请的第一发明为一次写入光学记录介质，包括：
无机记录层；以及
保护层，包含氧化铟和氧化锡作为主要成分，该保护层被设置在无机记录层的至少一个表面上。
本申请的第二发明为一次写入光学记录介质，至少包括：
第一记录层和第二记录层，
其中，第二记录层包括无机记录层，以及
保护层，包含氧化铟和氧化锡作为主要成分，该保护层被设置在无机记录层的至少一个表面上，并且
将信息信号记录至第一记录层和/或从第一记录层再生信息信号通过利用激光束经由第二记录层照射第一记录层来执行。
本申请的第三发明为一次写入光学记录介质的制造方法，包括：
形成无机记录层的步骤；以及
形成包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的保护层的步骤，
其中，将保护层设置在无机记录层的至少一个表面上。
在本申请的发明中，由于将包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的保护层设置在无机记录层的至少一个表面上，所以可以获得良好的存储可靠性。此外，包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的材料具有高导电性，因此，可以通过直流(DC)溅射方法来执行膜沉积并且膜沉积率高。因此，可以改善生产率。
如上所述，根据本发明，可以同时满足存储可靠性和高生产率这两者。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。
图2是示出了根据本发明第二实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。
图3是示出了根据本发明第三实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。
图4是示出了实施例1和2和比较例1至3的一次写入光学记录介质的存储可靠性的示图。
图5是示出了实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的抖动特性(jitter characteristic)的示图。
图6是示出了实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的记录灵敏度的示图。
图7是示出了实施例4-1至4-10的一次写入光学记录介质的记录功率余量(recording power margin)的示图。
图8是示出了实施例5的一次写入光学记录介质的抖动特性的示图。
图9是示出了在测试例1和2的膜沉积方法中的膜沉积率的示图。
图10是示出了实施例6的一次写入光学记录介质的记录特性的示图。
图11是示出了实施例7的一次写入光学记录介质的记录特性的示图。
图12是示出了实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的记录功率余量的示图。
具体实施方式
现在，将参照附图描述本发明的实施方式。
(1)第一实施方式
(1-1)一次写入光学记录介质的构造
图1为示出了根据本发明第一实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。该一次写入光学记录介质10具有这样一种构造，在该构造中反射层2、第一保护层3、无机记录层4、第二保护层5、以及光透射层6顺序层压在基板1上。
在根据第一实施方式的该一次写入光学记录介质10中，通过利用激光束从光透射层6侧照射无机记录层4，执行信息信号的记录或者再生。例如，通过利用数值孔径在0.84以上且0.86以下的范围内的物镜会聚波长在400nm以上且410nm以下的范围内的激光束，并从光透射层6侧照射无机记录层4，执行信息信号的记录或者再生。这种一次写入光学记录介质10的实例为BD-R。
将以如下顺序描述组成一次写入光学记录介质10的基板1、反射层2、第一保护层3、无机记录层4、第二保护层5以及光透射层6。
(基板)
例如，基板1为中央设置有开口(下文中，称作“中心孔”)的环形。例如，该基板1的主表面构成凸出和凹进表面1a，无机记录层4沉积在该凸出和凹进表面1a上。下文中，在凸出和凹进表面1a上，凹部被称作“内槽(in-groove)Gin”并且将凸部被称作“上槽(on-groove)Gon”。
内槽Gin和上槽Gon的形状的实例包括诸如螺旋形或者同心圆形的各种形状。此外，例如，为了增加地址信息，使内槽Gin和/或上槽Gon波动(蜿蜒)。
例如，基板1的直径选择为120mm。考虑到刚性来选择基板1的厚度，并且优选地，将该厚度选择在0.3mm至1.3mm的范围内，更优选地，在0.6mm至1.3mm的范围内，例如，1.1mm。此外，例如，中心孔的直径可以选择为15mm。
作为基板1的材料，例如，可以使用塑料材料或者玻璃。从成本的立场考虑，优选地，使用塑料材料。作为塑料材料，例如，可以使用聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸树脂等。
(反射层)
作为反射层2的材料，可以根据对于反射层2所期望的特性来随意选择和使用通常可以用在传统的已知光盘中的金属或半金属等，例如Ag合金、Al合金等。此外，作为反射层2的材料，期望使用除具有光反射能力以外还具有热沉(热耗散)能力的材料。在这种情况下，作为热耗散层的功能还可以设置至反射层2。
(第一保护层和第二保护层)
第一保护层3和第二保护层5是用来在记录/再生期间保护无机记录层4并且控制光学特性和热特性的层。第一保护层3和第二保护层5的至少一层包括铟和锡的氧化物(氧化铟锡，下文中称作“ITO”)作为主要成分。该构造可以同时满足存储可靠性和高生产率。特别地，第一保护层3和第二保护层5两者优选包含ITO作为主要成分。这是因为可以进一步改善存储可靠性。作为除ITO以外的材料，可以使用通常用在传统的已知光盘中使用的介电材料，诸如SiN、ZnS-SiO2以及Ta2O5。为了获得适当的反射率，第一保护层3的厚度优选为10nm至40nm，并且更优选为20nm至30nm。从提高记录功率余量的立场考虑，第二保护层5的厚度优选为11nm至34nm，并且更优选为16nm至30nm。
(无机记录层)
无机记录层4为一次写入无机记录层。例如，该无机记录层4包含例如ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分，根据需要进一步包含选自由Zn、Ga、Te、V、Si、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb所组成的组中的至少一种元素，并且优选地，具有由下式(1)所表示的组成：
[(ZnS)x(SiO2)1-x]y(SbzX1-z)1-y…(1)
其中，0＜x≤1.0、0.3≤y≤0.7以及0.8＜z≤1.0，并且X为选自由Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb所组成的组中的至少一种元素。
此外，优选地，从获得适当的记录和再生特性的立场考虑，无机记录层4的厚度优选为3nm至40nm。
在包含ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分的无机记录层4中，在记录以前，ZnS、SiO2以及Sb为非晶态。当通过激光束照射在这种状态下的无机记录层4时，在无机记录层4的中心部中形成了Sb晶体而其他原子集中在界面附近。因此，改变了光学常数(n：折射率，k：消光系数)以记录信息信号。将在中心部中如此形成Sb晶体的状态下的无机记录层4回复至记录以前的非晶态是困难的。因此，上述无机记录层被用作一次写入无机记录层。
以这种方式，当无机记录层4包含ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分并且优选具有由上述式(1)表示的组成时，记录的信息被长时间以初始状态而稳定地存储，在信号再生期间信号不会被用于再生的激光束削弱，在一般的长期存储中无机记录层4的质量不会改变，从而保持了写入特性，并且可以获得对于用于记录和/或再生的激光束的充分的灵敏度和反应速率。因此，在宽的线性速率和记录功率范围内可以获得合适的记录和再生特性。
无机记录层4的材料并不限于上述材料。还可以使用通常用在在传统已知的一次写入光学记录介质中的无机记录材料。
例如，作为无机记录层4，可以使用包含Te、Pd以及O(氧)作为主要成分的相变型无机记录层，并且例如，这种无机记录层具有以下述式(2)表示的组成：
(TexPd1-x)yO1-y…(2)
其中，0.7≤x≤0.9和0.3≤y≤0.7。
可选地，作为无机记录层4，例如，还可以使用在其中层压了硅(Si)膜和铜(Cu)合金膜的合金型无机记录层，或者包含Ge、Bi以及N作为主要成分的无机记录层。
(光透射层)
例如，光透射层6包括环形的光透射片和用于将该光透射片结合至基板1的粘合层。优选地，光透射片由对用在记录和/或再生中的激光束具有低吸收率的材料构成，并且具体地，优选由透射率为90％以上的材料构成。光透射片的材料的实例包括聚碳酸酯树脂材料和聚烯烃基树脂(例如，ZEONEX(注册商标))。光透射片的厚度优选地选择为0.3mm以下，并且更优选地，从3μm至177μm的范围内选择。粘合层例如由紫外线固化树脂或者压敏粘合剂(PSA)构成。可选地，光透射层6可以由通过固化诸如UV树脂的光敏树脂所形成的树脂覆盖物构成。树脂覆盖物的材料的实例为紫外线固化丙烯酸树脂。
光透射层6的厚度优选从10μm至177μm的范围中选择，并且例如，被选择为100μm。通过将这种薄的光透射层6与具有例如约0.85的高NA(数值孔径)的物镜结合，可以实现高密度记录。
(1-2)一次写入光学记录介质的制造方法
接下来，将描述根据本发明第一实施方式的一次写入光学记录介质的制造方法的实例。
(形成基板的步骤)
首先，形成其主表面具有凸出和凹进表面1a的基板1。作为形成基板1的方法，例如，可以采用注射成型(注射)方法、光敏聚合物方法(2P方法：光聚合)等。
(沉积反射层的步骤)
接下来，将基板1转移至设置有包含例如Ag合金或者Al合金作为主要成分的靶材的真空室中，对真空室进行抽气直到真空室中的压力达到预定值。随后，溅射靶材并同时将诸如Ar气的处理气体引入真空室内以在基板1上沉积反射层2。
(沉积第一保护层的步骤)
接下来，将基板1转移至设置有包含例如ITO作为主要成分的靶材的真空室中，并且对真空室进行抽气直到真空室中的压力达到预定值。随后，溅射靶材并同时将诸如Ar气或者O2的处理气体引入真空室内以在反射层2上沉积第一保护层3。作为溅射方法，例如，可以采用射频(RF)溅射方法或者直流(DC)溅射方法，但是直流溅射方法是特别优选的。这是因为由于直流溅射方法的膜沉积率高于射频溅射方法的膜沉积率，从而可以改善生产率。
(沉积无机记录层的步骤)
接下来，将基板1转移至设置有包含例如ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分的靶材的真空室中，并且对真空室进行抽气直到真空室中的压力达到预定值。随后，溅射靶材并同时将诸如Ar气的处理气体引入真空室内以在第一保护层3上沉积无机记录层4。
(沉积第二保护层的步骤)
接下来，将基板1转移至设置有包含例如ITO作为主要成分的靶材的真空室中，并且对真空室进行抽气直到真空室中的压力达到预定值。随后，溅射靶材并同时将诸如Ar气或者O2的处理气体引入真空室内以在无机记录层4上沉积第二保护层5。作为溅射方法，例如，可以采用射频(RF)溅射方法或者直流(DC)溅射方法，但是直流溅射方法是特别优选的。这是因为由于直流溅射方法的膜沉积率高于射频溅射方法的膜沉积率，从而可以改善生产率。
(形成光透射层的步骤)
接下来，在第二保护层5上形成光透射层6。作为形成光透射层6的方法，例如，可以采用树脂涂覆方法或者片结合方法，其中，在树脂涂覆方法中，在第二保护层5上旋涂诸如UV树脂的光敏树脂，并且用诸如UV光的光照射光敏树脂以形成光透射层6，而在片粘结方法中，通过使用粘合剂将光透射片结合在基板1的凸出和凹进表面1a侧上来形成光透射层6。此外，作为这种片结合方法，例如，可以采用片树脂结合方法或者片-PSA结合方法，其中，在片树脂结合方法中，通过使用涂覆在第二保护层5上的光敏树脂(诸如UV树脂)将光透射片结合在基板1的凸出和凹进表面1a侧上来形成光透射层6，而在片-PSA粘结方法中，通过使用已经预先均匀地涂覆在光透射片的主表面上的压敏粘合剂(PSA)而将光透射片结合在基板1的凸出和凹进表面1a侧上来形成光透射层6。
通过上述步骤，获得了图1中所示的一次写入光学记录介质10。
如上所述，根据本发明的第一实施方式，由于第一保护层3和第二保护层5设置在无机记录层4的表面上，并且第一保护层3和第二保护层5中的至少一层包含ITO作为主要成分，所以可以获得高存储可靠性。此外，通过使用ITO作为保护层，可以以高的膜沉积率沉积保护层。因此，可以增加可在一个室中沉积的保护膜的厚度。结果，可以减少室的数量，同时维持热设计的自由度。因此，可以明显减少用于生产装置的初始投资，此外，通过在生产期间减小节拍的效果，即使对于无机介质也可以实现价格降低。此外，还可以确保足够的记录功率余量以用于诸如6倍速的高速记录。
此外，由于一次写入光学记录介质10通过在基板1上顺序层压反射层2、第一保护层3、无机记录层4以及第二保护层5而形成，所以可以使用具有四个室的膜沉积装置来制造具有高生产率和存储可靠性的一次写入光学记录介质10。
(2)第二实施方式
图2为示出了根据本发明第二实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。应注意，用相同的参考标号表示与根据第一实施方式的一次写入光学记录介质相同的部件，并且将省略这些部件的描述。如图2所示，根据第二实施方式的一次写入光学记录介质10与根据第一实施方式的一次写入光学记录介质10的不同之处在于，在第一保护层3和无机记录层4之间进一步设置了热积累层7。热积累层7包含例如ZnS-SiO2等作为主要成分的介电材料。从改善记录功率余量的立场考虑，第二保护膜5的厚度d优选为11nm至34nm，并且更优选为16nm至30nm。当第一保护膜3的厚度由d1来表示，而热积累层7的厚度由d2来表示时，这些厚度d1和d2优选满足关系0.07≤d2/(d1+d2)≤1.0。通过满足该关系，可以改善记录灵敏度。作为热积累层7的膜沉积方法，例如，可以采用溅射方法。
热积累层7具有低于第一保护层3的热传导率。因此，热积累层7用作将在记录期间所生成的热保持在无机记录层4中的热积累层。因此，通过在第一保护层3和无机记录层4之间设置热积累层7，可以有效地使用热并且可以实现一次写入光学记录介质10的高记录灵敏度。此外，通过将热暂时地积累在无机记录层4中，然后将热从无机记录层4的内部散热至具有高热传导率的第一保护层3和反射层2，可以形成清晰的标志边缘以获得低抖动和宽的功率余量。然而，如果热积累层7太厚，且d1/(d1+d2)＞0.95(其中，d1表示第一保护层的厚度，d2表示热积累层的厚度)，则热在无机记录层4中过多地积累，并且因此，标志边缘没有被对准并且功率余量趋于降低。因此，优选地，满足d2/(d1+d2)≤0.95。
应注意，热积累层的位置并不限于设置在第一保护层3和无机记录层4之间。例如，热积累层可以设置在无机记录层4和第二保护层5之间。可选地，热积累层可以设置在第一保护层3和无机记录层4之间以及在无机记录层4和第二保护层5之间这两处。
在该第二实施方式中，由于在第一保护层3和无机记录层4之间进一步设置了热积累层7，所以与第一实施方式相比较，可以改善记录灵敏度。
此外，由于一次写入光学记录介质10通过在基板1上顺序层压反射层2、第一保护层3、热积累层7、无机记录层4以及第二保护层5而形成，所以可以使用具有五个室的膜沉积装置来制造具有高生产率和存储可靠性的一次写入光学记录介质。
(3)第三实施方式
(3-1)一次写入光学记录介质的构造
图3是示出了根据本发明第三实施方式的一次写入光学记录介质的构造实例的示意性截面图。应注意，以相同的参考标号表示与根据第一实施方式的一次写入光学记录介质相同的部件，并且将省略这些部件的描述。如图3所示，该一次写入光学记录介质10具有这样一种构造，在该构造中，第一记录层(L0层)L0、中间层(interlayer)8、第二记录层(L1层)L1以及光透射层6顺序层压在基板1上。第一记录层L0为这样一种构造，在该构造中，反射层2、第一保护层3、无机记录层4以及第二保护层5顺序层压在基板1上。第二记录层L1为这样一种构造，在该构造中，第一保护层11、无机记录层12以及第二保护层13顺序层压在中间层8上。
第一保护层11、无机记录层12以及第二保护层13分别与在上述第一实施方式中的第一保护层3、无机记录层4以及第二保护层5相同，因此，将省略它们的描述。
中间层8设置在第一信息记录层5上，并且其厚度例如选择为25μm。中间层8由具有透明性的树脂材料组成。作为这种材料，可以使用例如聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸树脂等塑料材料。中间层8的在光透射层6侧的表面构成了包括与基板1中一样的内槽Gin和上槽Gon的凸出和凹进表面1a。第二记录层L1沉积在该凸出和凹进表面1a上。下文中，与在基板1中一样，在凸出和凹进表面1a中，将凹部称作“内槽Gin”而将凸部称作“上槽Gon”。
凹进的内槽Gin和凸出的上槽Gon的形状的实例包括诸如螺旋形和同心圆形的各种形状。此外，例如，为了增加地址信息，使内槽Gin和/或上槽Gon波动(蜿蜒)。
此外，在第二记录层L1中，优选地，将热积累层设置在第一保护层11和无机记录层12之间和在无机记录层12和第二保护层13之间的至少一处。这是因为可以改善第二记录层L1的记录灵敏度。该热积累层包含例如ZnS-SiO2等介电材料作为主要成分。
(3-2)一次写入光学记录介质的制造方法
接下来，将描述根据本发明第三实施方式的一次写入光学记录介质的制造方法的实例。
首先，与在第一实施方式中一样，通过在基板1上顺序层压反射层2、第一保护层3、无机记录层4以及第二保护层5来形成第一记录层L0。
接下来，例如，通过旋涂方法将紫外线固化树脂均匀地涂覆到第一记录层L0上。随后，将压模(stamper)的凸出和凹进图案压制在已经均匀地涂覆在基板1上的紫外线固化树脂上，通过利用紫外光照射来固化紫外线固化树脂，然后分离压模。因此，压模的凸出和凹进图案转移至紫外线固化树脂以形成设置有内槽Gin和上槽Gon的中间层8。
接下来，例如，通过溅射方法在中间层8上顺序层压第一保护层11、无机记录层12以及第二保护层13。
如上所述，根据本发明的第三实施方式，同样，在包括第一记录层L0和第二记录层L1的一次写入光学记录介质10中，可以同时满足存储可靠性和高生产率这两者。此外，尽管没有将用作热耗散区域的半透射反射膜设置在第二记录层L1中，也可以获得高的再生耐久性。
[实施例]
下文中，将基于实施例详细描述本发明，但是本发明并不仅限于这些实施例。
在这些实施例中，将Pulstec Industrial Co.，Ltd.制造的ODU-1000用于一次写入记录介质上的信息信号的记录和再生。在该评价设备中，激光束的波长为405nm，数值孔径NA为0.85，并且通过根据蓝光(Blu-ray)光盘25GB密度的标准、以作为4倍速的19.68m/s的线性速率，或者作为6倍速的29.52m/s的线性速率在一次写入光学记录介质上进行记录，并且以作为1倍速的4.92m/s进行再生，来执行信号评价。
然而，在存储可靠性的评价中，将Pioneer Corporation制造的驱动器(BDR-101A)用于在一次写入光学记录介质上的信息信号的记录和再生。
(实施例1)
首先，通过注射成型来形成具有1.1mm厚度的聚碳酸酯基板。应注意，在该聚碳酸酯基板上形成具有内槽Gin和上槽Gon的凸出和凹进表面。
接下来，通过溅射方法在聚碳酸酯基板上顺序层压反射层、第一保护层、热积累层、无机记录层以及第二保护层。这些层的每一层的具体构造如下。
反射层：Ag合金，80nm
第一保护层：ITO，13nm
热积累层：ZnS-SiO2，13nm
无机记录层：[(ZnS)80(SiO2)20]40Sb60，20nm
第二保护层：ITO，20nm
接下来，通过旋涂方法将紫外线固化树脂均匀地涂覆到第二保护层上，并且通过利用紫外光照射来固化该紫外线固化树脂，从而形成具有0.1mm厚度的光透射层。由此，获得作为实施例1的产物的一次写入光学记录介质。
(实施例2)
实施例2的一次写入光学记录介质如同实施例1中那样获得，只是第一保护层由SiN形成而第二保护层由ITO形成。
(比较例1)
比较例1的一次写入光学记录介质如同实施例1中那样获得，只是第一保护层由SiN形成而第二保护层由Al2O3形成。
(比较例2)
比较例2的一次写入光学记录介质如同实施例1中那样获得，只是第一保护层由SiN形成而第二保护层由AlN形成。
(比较例3)
比较例3的一次写入光学记录介质如同实施例1中那样获得，只是第一保护层由SiN形成而第二保护层由SiN形成。
(存储可靠性的评价)
对如上所述获得的实施例1和2以及比较例1至3的一次写入光学记录介质的存储可靠性进行评价如下。首先，用Pioneer Corporation制造的驱动器(BDR-101A)测量在2倍速记录之后的出错率(error rate)(符号出错率)。接下来，将一次写入光学记录介质置于80℃和85％RH的恒温室中以执行加速度测试。接下来，从加速度测试开始的200小时、400小时以及600小时以后，执行与以上所述相同的出错率测量。在图4中示出了结果。
图4示出了如下情况。
虽然不管保护层是什么材料，初始出错率都是良好的，但是存储测试之后的出错率根据保护层的材料而显著变化。即，在比较例1至3(其中，第一保护层和第二保护层这两者均由SiN、Al2O3以及AlN中的任何材料形成)中，加速度测试之后的出错率明显恶化，而在实施例1和实施例2(其中，第一保护层和第二保护层的至少一层由ITO形成)中，在加速度测试之后的出错率增加得以抑制。特别地，在实施例2(其中，第一保护层和第二保护层这两者均由ITO形成)中，加速度测试之后的出错率增大得以显著抑制，甚至在600小时的加速度测试之后，出错率也几乎不增大。
因此，从改善存储可靠性的立场考虑，第一保护层和第二保护层中的至少一层优选由ITO形成，并且更优选地，这两层保护层均由ITO形成。(实施例3-1至3-11)
在实施例3-1至3-11中的每个试样中改变第一保护层的厚度d1和第二保护层的厚度d2，从而使得在以d1来表示第一保护层的厚度而以d2来表示热积累层的厚度时，第一保护层和热积累层的总厚度(d1+d2)为26nm并且第一保护层和热积累层满足关系0.00≤d2/(d1+d2)≤1.00。除此之外，可以如同实施例1中那样来获得实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质。
(抖动的评价)
对在如上所述获得的实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的抖动值测量如下。使用Yokogawa Electric Corporation制造的时间间隔分析器(time interval analyzer)TA720、通过Pulstec IndustrialCo.，Ltd.制造的均衡器板(equalizer board)测量抖动。均衡器符合标准，并且测量在信号穿过限制均衡器以后所获得的信号的抖动。在图5中示出了结果。
(记录灵敏度的评价)
对在如上所述获得的实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的记录灵敏度确定如下。从低功率侧至高功率侧执行功率扫描(power sweep)。过功率侧(over-power side)和功率不足侧(under-powerside)的记录功率值的宽度的3/5的值(此处抖动为8.5％)定义为记录灵敏度(最佳功率)。在图6中示出了结果。
(记录功率余量的评价)
对在如上所述获得的实施例3-1至3-11的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的记录功率余量确定如下。测量信号穿过限制均衡器以后所获得的信号的抖动值同时改变记录功率。将抖动值为8.5％以下的记录功率的范围定义为记录灵敏度的余量，并且将通过由最佳功率划分功率范围所获得的值定义为功率余量。在图12中示出了结果。
图5示出了抖动特性几乎不取决于在第一保护层和热积累层之间的膜厚度比(film-thickness balance)，并且可以在任何比率获得满足单层BD-R(7％以下)的标准的适当的抖动特性。
图6示出了随着热积累层的比例增加，记录灵敏度增加。即使在热积累层为0nm时，记录灵敏度也为10.5mW(是通过BD-R的标准所定义的4倍速的记录灵敏度的上限)以下，并且因此满足标准。然而，为了确保作为用于记录驱动器的输出功率的系统的余量，期望尽可能多地提高灵敏度，并且因此，优选地，形成热积累层以与无机记录层的至少一个表面邻接。此外，在形成热积累层的情况下，优选地，第一保护层的厚度d1和热积累层的厚度d2满足关系0.07≤d2/(d1+d2)≤1.00。
图12示出了第一保护层的厚度d1和热积累层的厚度d2优选满足关系0.07≤d2/(d1+d2)≤0.95，并且更优选满足关系0.07≤d2/(d1+d2)≤0.60。
(实施例4-1至4-10)
实施例4-1至4-10的一次写入光学记录介质可以如同实施例1中那样获得，只是第二保护层的厚度d在7nm至38nm范围内变化。
(记录功率余量的评价)
对在如上所述获得的实施例4-1至4-10的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的记录功率余量确定如下。测量信号穿过限制均衡器以后所获得的信号的抖动值同时改变记录功率。将抖动值为8.5％以下的记录功率的范围定义为记录灵敏度的余量，并且将通过由最佳功率划分功率范围所获得的值定义为功率余量。在图7中示出了结果。
参考图7，可以确定的是，在第二保护层的厚度d为11nm至34nm的范围内，满足BD-R的标准中推荐的25％的记录功率余量。此外，考虑到在光盘的整个表面上的记录灵敏度的改变，可以确保30％的记录功率余量的16nm至30nm的范围是优选的。
(实施例5)
实施例5的一次写入光学记录介质可以如同实施例1中那样而获得。
(记录功率储备的评价)
对在如上所述获得的实施例5的一次写入光学记录介质的4倍速记录和6倍速记录期间的记录功率余量确定如下。测量信号穿过限制均衡器以后所获得的信号的抖动值同时改变记录功率。将抖动值为8.5％以下的记录功率的范围定义为记录灵敏度的余量，并且将通过由最佳功率划分功率范围所获得的值定义为功率余量。在图8中示出了抖动值相对于记录功率的改变。
图8示出了6倍速时抖动值相对于记录功率的改变基本上与4倍速时相同。如上所述，已经发现当以4倍速记录信息信号时，可以确保30％的记录功率余量(见图7)。由于4倍速时抖动值相对于记录功率的改变基本上与6倍速时相同，所以认为在以6倍速(线性速率29.52m/s)记录信息信号的情况下也可以确保约30％的记录功率余量。即，发现本发明的一次写入光学记录介质的构造可以令人满意地与将来的高速记录相兼容。
(测试例1)
通过DC溅射方法在基板上沉积ITO膜，并且确定其膜沉积率。在图9中示出了结果。将Advanced Energy Industries，Inc.制造的Pinnacle plus+5kW用作DC电源，并且使用直径Φ为200mm和厚度为6mm的靶材。
(测试例2)
通过RF溅射方法在基板上沉积ITO膜，并且确定其膜沉积率。在图9中示出了结果。将Advanced Energy Industries，Inc.制造的Apex 1～5kwGenerator用作RF电源，并且使用直径Φ为200mm和厚度为6mm的靶材。
图9示出了利用DC电源的膜沉积率高于利用RF电源的膜沉积率，并且例如，在2.0kW的功率处，通过DC溅射方法的膜沉积率比通过RF溅射方法的膜沉积率高4倍。即，在由ITO所组成的第二保护层的沉积中采用DC溅射方法的情况下，据估计，在一个室中持续约1.9秒可以沉积具有20nm厚度的第二保护膜。即使当包括光盘的转移时间在内时，也可以实现膜沉积节拍约为4秒的高速膜沉积。通常，在无机介质中，经常将诸如SiN或者ZnS-SiO2的介电膜设计为具有用于控制热流动的较大厚度。这可能变成节拍的瓶颈，因此，降低了生产率，并且存在由于在生产期间使用多个昂贵的RF电源而需要高的初始投资的多种情况。然而，根据本发明的实施例的膜构造，每个膜均可以在单个室中沉积，因此，可以通过具有5个室结构的膜沉积装置执行膜沉积。因此，可以同时满足高生产率和用于生产设备的初始投资的抑制。
(实施例6)
首先，通过注射成型来形成具有1.1mm厚度的聚碳酸酯基板。应注意，在该聚碳酸酯基板上形成具有内槽Gin和上槽Gon的凸出和凹进表面。
接下来，通过溅射方法在聚碳酸酯基板上顺序层压反射层、第一保护层、无机记录层、热积累层以及第二保护层。这些层的每个层的具体构造如下。
反射层：Ag-Nd-Cu合金(ANC)，40nm
第一保护层：ITO，10nm
无机记录层：(Te0.8Pd0.2)0.5O0.5，11nm
热积累层：ZnS-SiO2，20nm
第二保护层：ITO，14nm
接下来，通过旋涂方法将紫外线固化树脂均匀地涂覆到第二保护层上，并且通过利用紫外光照射来固化该紫外线固化树脂，从而，形成具有0.1mm厚度的光透射层。因此，获得了作为实施例6的产物的一次写入光学记录介质。
(记录特性的评价)
对在如上所述获得的实施例6的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的记录特性评价如下。测量信号穿过限制均衡器以后所获得的信号的抖动值同时改变记录功率。图10示出了结果。
此外，图10示出了在包含(Te0.8Pd0.2)0.5O0.5作为主要成分的无机记录层中，也可以获得与包含ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分的无机记录层中一样的合适的记录特性。
(实施例7)
首先，与在实施例1中一样，通过溅射方法在基板上顺序层压反射层、第一保护层、热积累层、无机记录层以及第二保护层。接下来，通过旋涂方法将紫外线固化树脂均匀地涂覆到第二保护层上。随后，将压模的凸出和凹进图案压制到已经均匀地涂覆在第二保护层上的紫外线固化树脂上，通过利用紫外光照射来固化紫外线固化树脂，然后分离压模。从而，形成具有25μm厚度的中间层。
接下来，通过溅射方法在中间层上顺序层压第一保护层、无机记录层、热积累层以及第二保护层。这些层的每个层的具体构造如下。
第一保护层：ITO，7nm
无机记录层：[(ZnS)80(SiO2)20]40Sb60，10nm
热积累层：ZnS-SiO2，11nm
第二保护层：ITO，14nm
接下来，通过旋涂方法将紫外线固化树脂均匀地涂覆到第二保护层上，并且通过利用紫外光照射来固化该紫外线固化树脂，从而，形成具有0.1mm厚度的光透射层。因此，获得了作为实施例7的产物的一次写入光学记录介质。图11示出了结果。
图11示出了在将包含ITO作为主要成分的材料用作L1层中的第一保护层和第二保护层的材料的情况下，也可以获得合适的记录特性。
(记录特性的评价)
对在如上所述获得的实施例7的一次写入光学记录介质的4倍速记录期间的记录特性进行评价。与在实施例6的上述评价中一样执行记录特性的该评价。
(比较例4-1)
比较例4-1的一次写入光学记录介质可以如同实施例7中那样获得，只是在中间层上顺序层压具有下述组成和膜厚的第一保护层、无机记录层以及第二保护层。
第一保护层：ZnS-SiO2，7nm
无机记录层：[(ZnS)80(SiO2)20]40Sb60，10nm
第二保护层：ZnS-SiO2，25nm
(比较例4-2至4-4和实施例8-1至8-3)
比较例4-2至4-4和实施例8-1至实施例8-3的一次写入光学记录介质可以如同比较例4-1中那样获得，只是第一保护层和第二保护层具有表1中所示的材料组成。
(实施例8-4)
实施例8-4的一次写入光学记录介质可以如同实施例1中那样获得。(1,000,000次再生功率的评价)
对在如上所述获得的实施例8-1至8-4和比较例4-1至4-4的一次写入光学记录介质的1,000,000次再生功率评价如下。跟踪抖动的改变同时通过三种不同的功率再生以4倍速所记录的部分，并且绘制当抖动到达10％时的再生数量。通过阿雷尼乌斯(Arrhenius)绘图，对能够以10％以下的抖动执行1,000,000次再生的再生功率进行评估。在表1中示出了结果。
例如，当L1层的第一保护层/第二保护层由ITO/ITO构成时，抖动在以1.25mW、13,200次，以1.30mW、3,700次，以及以1.35mW、1,100次执行再生时达到10％。Arrhenius绘制这三点以对可以执行1,000,000次再生的功率进行评估。其结果为在表1中所示的“1.11mW”。
注意，根据本发明的发明人的知识，考虑到在实际应用中的再生耐久性，优选地，在1倍速再生期间可以通过0.60mW的HF调制(高频叠加)再生功率执行1,000,000次再生。
(表1)
Figure BDA0000137896210000211
ZSS：ZnS-SiO2
表1示出了以下内容。
将具有两层结构的实施例8-3的评价结果与具有单层结构的实施例8-4的评价结果相比较，发现在实施例8-3中，可以获得与实施例8-4基本相同的再生耐久性。即，发现通过使用ITO作为L1层中的第一保护层和第二保护层的材料，即使当没有在L1层中设置用作热散耗区域的半透射反射膜时，也可以获得高的再生耐久性。
注意到比较例4-1的评价结果。发现当将ZnS-SiO2用作L1层的第一保护层和第二保护层的材料时，1,000,000次再生功率为0.72mW，其为0.60mW以上的值，但是对于系统不能获得足够的余量。
认为其原因如下。由于没有在L1层中设置半透射反射膜，所以不存在热耗散的区域。因此，当将具有低的热传导率的ZnS-SiO2用作保护层(介电层)的材料时，在重复再生期间数据恶化。
注意到比较例4-2至4-4的评价结果。发现当使用除ZnS-SiO2以外的材料时，可以观察到耐久性的改善。然而，由于第二保护层的大厚度较大，所以考虑到生产率，通过DC溅射沉积25nm的ITO是最有效的。
如上所述，当第一保护层和第二保护层的至少一层由包含ITO作为主要成分的材料形成时，可以同时满足高耐久性和生产率。此外，当第一保护层和第二保护层这两者均由包含ITO作为主要成分的材料形成时，可以获得进一步改善的耐久性和生产率。
(实施例9-1)
实施例9-1的一次写入光学记录介质可以如同实施例1中那样获得，只是在基板上顺序层压具有下述组成和膜厚的反射层、第一保护层、热积累层、无机记录层以及第二保护层。
反射层：Ag-Nd-Cu合金(ANC)，80nm
第一保护层：ITO，13nm
热积累层：ZnS-SiO2，13nm
无机记录层：[(ZnS)80(SiO2)20]40Sb60，20nm
第二保护层：ITO，20nm
(实施例9-2至9-12)
实施例9-2至9-12的一次写入光学记录介质可以如同实施例1中那样获得，只是在基板上顺序层压具有下述组成和膜厚的反射层、第一保护层、热积累层、无机记录层以及第二保护层。
反射层：Ag-Nd-Cu合金(ANC)，80nm
第一保护层：ITO，12nm
热积累层：ZnS-SiO2，11nm
无机记录层：[(ZnS)80(SiO2)20]40(Sb90X10)60，20nm
第二保护层：ITO，20nm
这里，在无机记录层的组成式中所包括的X表示在以下表2中所示的添加剂(Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn或者Tb)。
(反射率的评价)
对如上所述所获得的实施例9-1至9-12的一次写入光学记录介质的反射率进行评价。在表2中示出了结果。
(表2)
  添加剂   反射率(％)
  实施例9-1   未包含   15.8
  实施例9-2   Ga   18.7
  实施例9-3   Te   18.9
  实施例9-4   V   18.6
  实施例9-5   Si   17.8
  实施例9-6   Zn   18.4
  实施例9-7   Ta   17.3
  实施例9-8   Ge   17.9
  实施例9-9   In   17.6
  实施例9-10   Cr   19.0
  实施例9-11   Sn   17.7
  实施例9-12   Tb   18.1
表2示出了通过加入Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb中的任何一种作为添加剂可以改善一次写入光学记录介质的反射率。此外，从改善反射率的立场考虑，在上述这些元素中，Ga、Te、V、Zn、Cr以及Tb是优选的，而Cr为最优选的。此外，在添加两种以上的上述元素的情况下，可以类似地预期改善反射率的效果。
如上所述，从改善反射率的立场考虑，优选地，将选自由Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb组成的组中的至少一种元素加入到无机记录层中，并且更优选地，将选自由Ga、Te、V、Zn、Cr以及Tb组成的组中的至少一种元素加入到无机记录层中。
以上已经详细描述了本发明的实施方式和实施例，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，基于本发明的技术思想可以进行各种修改。
例如，在以上实施方式和实施例中所述的数值、材料、结构、形状等仅是示例，可以根据需要使用与这些不同的数值、材料、结构以及形状。
此外，在不背离本发明的主旨的情况下，上述实施方式和实施例的构造可以彼此结合。
此外，在上述实施方式和实施例中，描述由多个实例组成，在这些实例中，将本发明应用到包括单层无机记录膜或者两层无机记录膜的一次写入光学记录介质。然而，本发明还可以应用到具有三层以上的无机记录膜的一次写入光学记录介质。
此外，在上述实施方式和实施例中，已经作为实例描述了本发明应用于包括无机记录膜和设置在无机记录膜上的光透射层的一次写入光学记录介质的情况，其中，通过利用激光束从光透射层侧照射无机记录膜来执行信息信号的记录或者再生，但是本发明不仅限于该实例。例如，本发明还可以应用于包括基板和设置在基板上的无机记录膜的一次写入光学记录介质(其中，通过利用激光束从基板侧照射无机记录膜来执行信息信号的记录或者再生)或者包括结合的两层基板的一次写入光学记录介质(其中，通过利用激光束从一个基板的表面侧照射设置在基板之间的无机记录膜来执行信息信号的记录或者再生)。
此外，在上述实施方式和实施例中，已经作为实例描述了通过溅射方法形成一次写入光学记录介质的每一层的情况，但是方法不仅限于此。也可以采用其他膜沉积方法。作为其他膜沉积方法，例如，除了诸如热CVD、等离子体CVD以及光CVD的CVD方法(化学气相沉积(化学气相沉积方法)：用于利用化学反应从气相沉积薄膜的技术)之外，还可以采用诸如真空蒸发、等离子体辅助蒸发、溅射以及离子电镀法的PVD方法(物理气相沉积(物理气相沉积方法)：用于在基板上聚集在真空中物理气化的材料以形成薄膜的技术)等。
此外，在上述实施方式和实施例中，已经作为实例描述了将本发明应用于一次写入光学记录介质的多种情况，但是本发明也可以应用于可重写光学记录介质。然而，在将本发明应用于一次写入光学记录介质的情况下，改善可靠性和改善功率余量的效果更大。
此外，在上述实施方式和实施例中，描述由多个实例组成，在这些实例中，将本发明应用于包括设置在无机记录层的两侧上的保护层的一次写入光学记录介质，但是本发明还可以应用于包括设置在无机记录层的一侧上的保护层的一次写入光学记录介质。即，可以将包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的保护层设置在无机记录层的一侧上。

Claims (10)

1.一种一次写入光学记录介质，包括：
无机记录层；
保护层，包含氧化铟和氧化锡作为主要成分，所述保护层被设置在所述无机记录层的至少一个表面上；以及
热积累层，其设置在所述无机记录层的至少一个表面上，
其中，所述无机记录层与所述热积累层邻接，
其中，所述热积累层具有比所述保护层的热传导率低的热传导率。
2.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，所述热积累层包含ZnS和SiO2作为主要成分。
3.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，当以d1来表示所述保护层的厚度，而以d2来表示所述热积累层的厚度时，这些厚度d1和d2满足关系0.07≤d2/(d1+d2)≤0.95，其中，所述热积累层设置在所述保护层和所述无机记录层之间。
4.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，所述保护层设置在所述无机记录层的表面中的用于记录和/或再生的激光束入射到其上的表面上，并且
所述保护层的厚度为11nm以上且34nm以下。
5.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，所述无机记录层包含ZnS、SiO2以及Sb作为主要成分。
6.根据权利要求5所述的一次写入光学记录介质，其中，所述无机记录层包含选自由Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb所组成的组中的至少一种元素。
7.根据权利要求5所述的一次写入光学记录介质，其中，所述无机记录层具有满足以下式(1)的组成：
[(ZnS)x(SiO2)1-x]y(SbzX1-z)1-y…(1)
其中，0＜x≤1.0、0.3≤y≤0.7、以及0.8＜z≤1.0，并且X为选自由Ga、Te、V、Si、Zn、Ta、Ge、In、Cr、Sn以及Tb所组成的组中的至少一种元素。
8.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，所述无机记录层的厚度为3nm以上且40nm以下。
9.根据权利要求1所述的一次写入光学记录介质，其中，所述无机记录层包含Te和Pd作为主要成分。
10.一种一次写入光学记录介质的制造方法，包括：
形成无机记录层的步骤，
形成包含氧化铟和氧化锡作为主要成分的保护层的步骤；以及形成热积累层的步骤，
其中，所述保护层设置在所述无机记录层的至少一个表面上，并且
其中，在形成所述保护层的步骤中，所述保护层通过直流溅射方法形成，
所述热积累层设置在所述无机记录层的至少一个表面上，
其中，所述无机记录层与所述热积累层邻接，
其中，所述热积累层具有比所述保护层的热传导率低的热传导率。
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