CN102859596B - 光学记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供可以应用于具有约每一层25GB的高容量的一次写入光学记录介质、且在提供多层化的记录层构造时具有良好记录特性的光学记录介质。该光线记录介质包括基板21和两个到四个记录层221和222。这些记录层221和222中的至少一者或多者是特定记录层，特定记录层具有包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn(也就是说，In2O3、ZnO、Al2O3和SnO2)中的至少一者、PdO、以及PdO2的组分。与特定记录层相邻，设置至少包含In或Al作为主要成分的In/Al氧化物层的电介质层232a和232b。

Description

光学记录介质
技术领域
本发明涉及光学记录介质(例如光盘)，更具体地涉及可以高记录密度进行记录的光学记录介质。
背景技术
近年来，对于高容量光盘，已经可购买到蓝光盘TM(BD)(在下文中称作“高容量光盘”)。对于记录和再现用光的波长约405nm、和聚光透镜的数值孔径NA约0.85的记录和再现光学系统，高容量光盘可实现约25GB的记录容量。
在高容量光盘类型的光学记录介质中，已经考虑各种各样的一次写入记录层材料。作为常规的一次写入光盘记录层材料，已知有机染料。同时，为了改进使用有机染料的生产率和有关记录信号的长期存储稳定性的问题，已经考虑各种各样的用于一次写入记录层材料的无机材料。例如，下文的专利文献1提出具有随着温度升高而高速结晶并产生光学变化的包括Te-O等的记录层的光学记录介质。
专利文献1：日本未审查专利申请公开2008-112556
发明内容
本发明要解决的问题
与此同时，在上述高容量光盘型一次写入光学记录介质中，为了进一步提高容量，已经进行多层化。对于单层高容量光盘，规定有关记录特性(跳动、调制度、误差率等)的适当范围。也需要在多层介质中满足位于范围内的记录特性。
考虑到上述问题，本发明的目标是提供可以用作上述高容量光盘型一次写入光学记录介质的光学记录介质，抑制由多层化引起的记录特性降低，并具有可比得上单层记录层构造的记录特性。
解决问题的手段
本发明的光学记录介质包括基板和两个至四个记录层，其中记录层中的至少一者或多者是特定记录层，特定记录层具有包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn(也就是说，In2O3、ZnO、Al2O3和SnO2)中的至少一者、PdO、以及PdO2的组分。与特定记录层相邻，设置至少包含In或Al作为主要成分的In/Al氧化物层。
这里的“至少包含In或Al作为主要成分”包括包含In作为主要成分的氧化物层、包含Al作为主要成分的氧化物层、或包含In和Al作为主要成分的氧化物层。
如上所述，本发明的光学记录介质具有包括两个至四个记录层的多层构造，其中至少一个或多个记录层是特定记录层，特定记录层具有包含PdO和PdO2的组分。当利用激光照射特定记录层时，其他稳定的氧化物(例如In2O3和Al2O3)不反应，但是PdO和PdO2反应。也就是说，通过照射记录光，产生反应以使得PdO分解成Pd和O2，且PdO2分解成PdO和O2。当产生O2时，将提供使平坦薄膜记录层膨胀的构造。结果，在照射记录光的位置上，形成记录标记，记录标记的反射率不同于周围区域的反射率。
此外，除了PdO和PdO2之外，特定记录层包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn中的至少一者。采用这种构造，通过调节组分比可以精确地控制透射率。例如，当Zn的组分比增大时，透射率减小。当Al的组分比增大时，透射率增大。当Pd的组分比增大时，透射率显著减小。相反，当Pd的组分比减小时，透射率倾向于显著增大。通过利用由组分比引起的透射率变化，可以容易且精确地有利调节记录层的透射率。
在根据本发明的光学记录介质中，与特定记录层相邻，设置至少包含In或Al作为主要成分的In/Al氧化物层。当氧化物层设置在特定记录层的光入射侧的相反侧时，记录功率裕度变得更宽。另一方面，当氧化物层设置在光入射侧时，通过调整氧化物层的厚度可以单独地调节包括特定记录层的总反射率和透射率。因此，与特定记录层的顶部或底部相邻，设置In/Al氧化物层，从而提供具有良好记录特性的多层记录介质。这将使得高容量光盘型光学记录介质具有两个至四个多层化的记录层。
本发明的效果
本发明可以提供具有多层记录层构造的高容量光盘一次写入型光学记录介质，该多层记录层构造的记录特性与单层记录层构造类似。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的光学记录介质的示意性横截面构造图。
图2是根据本发明的另一实施例的光学记录介质的示意性横截面构造图。
图3是根据本发明的另一实施例的光学记录介质的示意性横截面构造图。
图4是示出具有单层构造中的特定记录层的根据本发明的光学记录介质的第一参考实施例中的记录特性的图表。
图5是与对比实施例的记录层特性相对比的、示出在单层构造中具有特定记录层的根据本发明的光学记录介质的第二参考实施例中的记录层特性的图表。
图6是示出具有单层构造中的特定记录层的根据本发明的光学记录介质的第三参考实施例中的记录层特性的图表。
图7是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的多个记录层中的特性的图表。
图8是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的记录层中的特性的图表。
图9是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的记录层中的特性的图表。
图10是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的多个记录层中的特性的图表。
图11是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的记录层(L3)中的特性的图表。
图12是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的记录层(L3)中的特性的图表。
图13是示出根据本发明的另一实施例的光学记录介质的多个记录层中的特性的图表。
具体实施方式
将描述用于实施本发明的优选实施例(在下文中称作实施例)。
将以下列顺序描述实施例。
1.光学记录介质的构造(具有两层、三层和四层记录层的构造的实施例)
2.参考实施例(仅包括一个特定记录层的单层构造中的光学记录介质的记录特性)
3.实施例(具有两层、三层和四层记录层的构造的实施例的记录特性)
<1.光学记录介质的构造>
[光学记录介质的组成]
图1是根据本发明的实施例的光学记录介质10的示意性横截面构造图。如图1所示，在光学记录介质10中，在基板11上形成两个记录层121(L0)和122(L1)。在多层记录介质中，为方便起见，最接近基板的记录层一般表示为L0，然后顺序为L1、L2、……。
当本实施例的光学记录介质10构造成上述高容量光盘(蓝光盘TM)类型时，使用厚度约1.1mm且外径约120mm的盘状基板11。在基板11的表面上(例如形成有凹凸部分作为摆动槽的表面上)形成记录层121和122，由透光材料制成的中间层14介于记录层121和122之间。在相应的记录层121和122的顶部或底部，或者与相应的记录层121和122在附图中所示的顶部和底部相邻，设置电介质层131a和131b、132a和132b。电介质层可以设置成与顶部或底部相邻。至少这些记录层121和122中的一者(优选记录层122)在光入射侧包含PdO和PdO2。特定记录层具有包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn(也就是说，In2O3、ZnO、Al2O3和SnO2)中的至少一者的组分。至少与特定记录层的顶部和底部相邻的电介质层131a、131b、132a和132b中的任一者构造成包含In或Al作为主要成分的In/Al氧化物层。
此外，在记录层122的顶部上，形成由透光材料制成的保护层15。保护层15的厚度选择为使得记录层121上的层的厚度总和为约100μm。包含基板11的总厚度为1.2mm。在高容量光盘型构造中，记录用光的入射侧是保护层15一侧。应当注意，本发明不限于高容量光盘型构造。可以使用具有卡片形状等而不是盘状的基板。在基板具有盘状的情况下基板11或保护层15的厚度以及外径根据应用来适当地选择。
图2和图3是根据本发明的另一实施例的光学记录介质20和30的示意性横截面构造图。
图2中所示的实施例示出具有三层构造中的记录层的光学记录介质20的构造。在本实施例中，如在图1所示的实施例中一样，凹凸部分形成于基板21上作为摆动槽。在形成有凹凸部分的表面上，记录层221(L0)、222(L1)和223(L2)从基板21侧顺序形成，中间层241和242介于记录层221、222和223之间。在所示的实施例中，电介质层231a和231b、232a和232b、以及233a和233b设置成分别与记录层221、222和223的顶部或底部相邻。至少记录层221至223中任一者(优选至少为记录层222或223)构造成具有上述组分的特定记录层。此外，至少与特定记录层的顶部和底部相邻的电介质层中的任一者构造成为In/Al氧化物层。在记录层223(L2)的顶部上，形成保护层25。如在图1所示的实施例中一样，在高容量光盘型构造中，基板21的外径和厚度、以及保护层25的厚度优选为与图1所示的实施例中类似。
图3所示的实施例示出具有四层构造中的记录层的光学记录介质30的构造。在本实施例中，如在图1所示的实施例中一样，凹凸部分形成于基板31上作为摆动槽。在形成有凹凸部分的表面上，记录层321(L0)、322(L1)、323(L2)和324(L3)从基板31侧顺序形成，中间层341、342和343介于记录层321、322、323和324之间。此外，电介质层331a和331b、332a和332b、333a和333b、以及334a和334b设置成与记录层321至324的顶部或底部相邻。此外在这种情况下，至少记录层321至324中任一者(优选至少为记录层322至324中的任一者)构造成具有上述组分的特定记录层。至少与特定记录层的顶部和底部相邻的电介质层中的任一者构造成为In/Al氧化物层。在记录层324(L3)的顶部上，形成保护层35。此外在这种情况下，如在图1所示的实施例中一样，在高容量光盘型构造中，基板31的厚度和外径、以及保护层35的厚度优选为与图1所示的实施例中类似。
然后，将描述可应用于根据图1至图3所示的每个实施例的光学记录介质中的基板、记录层、中间层和保护层中的每一者的构造、材料等。
[基板的构造]
基板11(21、31)由诸如聚碳酸酯树脂的材料制成，并且通过注射成形等形成以从原模(master)转写跟踪用摆动槽的凹凸形状。应注意，在本发明的光学记录介质中，沟槽形状不是主要的，可以使用能够实现跟踪并适当地抑制记录轨道之间的串扰的任意构造。此外，记录轨道可以在光入射侧位于沟槽上或平面(land)上，并且可以采用任意记录模式。
[记录层的材料]
在本实施例中，如上所述，记录层中的至少一者或多者(例如，记录层122、223、324等)包含PdO和PdO2，并且构造具有包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn中的至少一者的特定记录层。
当用例如中心波长在405nm附近的激光照射特定记录层时，PdO分解成Pd和O2，PdO2分解成PdO和O2。当产生O2时，发生结构膨胀。结果，形成记录标记，记录标记的反射率不同于周围区域的反射率。
特定记录层应当包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn中的至少一者，即，In2O3、ZnO、Al2O3和SnO2中的至少一者。如上所述，当Zn的组分比增大时，透射率减小。当Al的组分比增大时，透射率增大。当Pd的组分比增大时，透射率显著减小。相反，当Pd的组分比减小时，透射率倾向于显著增大。通过利用由组分比引起的透射率变化，可以容易且精确地调节记录层的透射率。因此，当记录层具有多层构造时，任意一个记录层是特定记录层，从而提供具有良好记录特性的高容量光盘型多层光学记录介质。
也就是说，特定记录层不需要应用于全部的两个至四个多层化的记录层。具体地，特定记录层优选设置在光入射侧的一个或多个记录层上。例如，在两层构造中，仅第二记录层122(L1)可以是特定记录层。在三层构造中，第二记录层222或第三记录层223中任一者、或者第二记录层222与第三记录层223可以是特定记录层。在四层构造中，第二记录层322、第三记录层323和第四记录层324中的任一者可以是特定记录层。此外，第二记录层322和第三记录层323、或者第三记录层323和第四记录层324可以是特定记录层。此外，第二记录层322至第四记录层324全体可以都是特定记录层。
另一方面，在高容量光盘中光入射侧的相反侧的记录层(即，最接近基板11(21、31)设置的记录层121(或221或321，L0))可以不构造成特定记录层，并且可以由其他材料制成。其他材料的非限制性示例包括可以提供具有良好记录特性的多层记录层构造中的记录层的任意材料。例如，还可以形成由其他一次写入记录材料或可重写记录材料制成的记录层，或者形成只读记录层。
此外，特定记录层可以包含不完全氧化物，该不完全氧化物包括除完全氧化的In、Zn、Al或Sn中包括的元素之外的其他元素。在任一种情况下，在生产率方面，优选的是记录层可以由利用形成装置的共同的膜的材料来形成。
对于可应用于排除特定记录层之外的记录层的材料，例如，可以考虑包括PdO和PdO2的记录层材料。在这种情况下，优选至少包括Zn、In和Sn中的任一者。此外，可以包括Zn-In-Pd-O、Zn-Sn-Pd-O、In-Sn-Pd-O、Zn-In-Sn-Pd-O中的任一者。在任意情况下，透射率较少受到影响，在记录特性中没有产生显著变化。O利用的量大于完全氧化的Zn、In或Sn(ZnO、In2O3、SnO2)的化学计量组分。如上所述，这使得记录层能够包括PdO或PdO2。可以提供具有良好记录特性的高容量光盘型构造。可以使用形成用于上述特定记录层的装置的共同的膜来形成记录层，这在生产率方面是有利的。应当注意，这里的“元素-O”表示包含元素和氧的材料，并且包括包含元素和氧的化合物以及元素的氧化物(不需要完全氧化)。
此外，设置成与特定记录层的顶部和/或底部相邻的In/Al氧化物层可以包括其他电介质材料。其他材料的示例包括氧化物(不限于完全氧化物)，例如，Zn-O、Sn-O、Ga-O、Si-O、Ti-O、V-O、Cr-O、Nb-O、Zr-O、Hf-O、Ta-O和Bi-O。此外，可以包含氮化物(例如SiN和AlN)和碳化物(SiC)。
In或Al的组分比对除O、N和C之外的其他元素(即，Zn、Sn、Ga、Si、Ti、V、Cr、Nb、Zr、Hf、Ta、Bi等)的组分比超过30atm％，优选50atm％或更大。当包含In和Al两者时，组分比的总和可超过30atm％，优选为50atm％或更大。当具有这种组分的氧化物层设置成与特定记录层相邻时，可以增强特定记录层的耐久性。此外，对于多层构造，可以提供良好的记录特性。
具有这种构造的In/Al氧化物层可以设置成与特定记录层的顶部和/或底部相邻。当In/Al氧化物层形成于顶部(即，在光入射侧)时，通过调整其厚度可以精确地控制反射率和透射率。当In/Al氧化物层形成于底部(即，在光入射侧的相反侧)时，可以使记录功率裕度变宽。相应地，通过将In/Al氧化物层设置成与顶部或底部相邻(优选为与顶部和底部都相邻)，多层记录层构造中的特定记录层可以保持良好的记录特性。此外，与相邻地设置由其他材料制成的电介质层的情况类似，也可以有利地增强耐久性。
作为In/Al氧化物层的电介质层131a和131b(231a、231b等)可以具有几nm至几十nm的厚度，优选为3nm至50nm。如果厚度小于3nm，很难保持膜厚度的精度，并且很难提供透射率和反射率的优选范围。另一方面，如果厚度超过50nm，不能再提供其他优点，并且膜形成时间变成，这影响生产率。因此，膜厚度优选为3nm至50nm。
特别是当包括设置为与特定记录层的顶部或底部相邻的氧化物层的电介质层由In-Sn-O层(ITO层)、In-Si-Zr-O层等制成时，可以增强存储可靠性。
当未设置包括In/Al氧化物层的电介质层时，用作保护层的包括其他材料的电介质层可以设置成与未设置电介质层的特定记录层相邻。在这种情况下，可以使用几nm至几十nm的透光电介质材料。可应用材料的示例包括氧化物，例如In-O、Zn-O、Al-O、Sn-O、Ga-O、Si-O、Ti-O、V-O、Cr-O、Nb-O、Zr-O、Hf-O、Ta-O和Bi-O。此外，可以使用氮化物(SiN和AlN)和碳化物(例如SiC)。当使用这些材料时，可以增强记录层的耐久性。
包括透光材料的中间层14(241、242、341至343)形成于相应的记录层之间(即，图1所示的记录层121和记录层122之间)。对于中间层14(例如241)的材料，可以使用不影响记录特性的充分光透过性并且具有将层之间的串扰抑制在预定值以内的厚度的任意材料。可应用的材料的示例包括紫外线可固化树脂等。
[制造方法]
可以通过气相沉积、溅射等形成包括特定记录层的相应记录层121(122、221等)。例如，当通过溅射形成特定记录层时，使用Pd靶材以及包括In2O3、ZnO、Al2O3和SnO的一个或多个靶材。可替换地，可以使用具有期望组分比的合金靶材。在使Ar气与N2气与O2气一起流动的同时通过溅射来形成膜。
这时，通过特别是使用N2气来形成特定记录层，可以控制Pd和氧之间的键合状态。因此可以将特定记录层的透射率和反射率控制在期望范围内。具体地，特定记录层可以具有高透射率和低反射率。
如上所述，特定记录层包括PdO和PdO2。当通过仅适用O2气和Ar气的溅射来形成包括PdO和PdO2的记录层，通过控制记录层中的Pd和氧的键合状态可以控制记录层的透射率。
相反，当通过使用氮气以及氧气的溅射来形成膜时，通过控制记录层中的Pd和氧的键合状态可以进一步增大记录层的透射率。当氮气与氧气一起流动时，存在键合到一个氧原子的Pd原子(PdO)增加的数量大于键合到两个氧原子的Pd原子(PdO2)。
相应地，当特别在光入射侧上形成特定记录层时，通过使用N2气以及O2气的溅射来优选地形成膜。应注意，氧气和氮气的流率可以是任意的。优选地，氧气的流率在10sccm到100sccm的范围内，氮气的流率在2sccm到50sccm的范围内。
当形成相应的电介质层131a、131b、……、334a、334b时，可以使用相应电介质层的材料的靶材通过溅射来类似地形成膜。
对于中间层14(例如241)的材料，可以使用光固化树脂(例如紫外线可固化树脂)、热固性树脂等。在这种情况下，通过旋转涂覆方法等来涂覆树脂然后利用光进行加热或照射来形成中间层14。
设置在记录用光的入射侧上的保护层13(23、33)可以由热固性或光固化树脂材料形成。通过旋转涂覆方法等来涂覆材料来形成膜，然后通过加热、光照射(例如利用紫外线)来固化该膜。可替换地，可以使用由紫外线可固化树脂等和聚碳酸酯制成的树脂板、或者由结合层和聚碳酸酯制成的树脂板来形成保护层13。
尽管未示出，但是应当注意，在保护层13(23、33)的表面(激光照射表面)上可以设置用于保护信息信号的记录和再现质量不受到例如机械冲击、缺陷、由用户操作引起的灰尘、粘附的指印等影响的硬涂层。硬涂层可以包括用于增强机械强度的硅胶细粉末、以及基于溶剂或无溶剂的紫外线可固化树脂。为了具有机械强度、拒水性和拒油性，厚度优选为1μm至约几μm。
根据具有这种构造的光学记录介质10(20、30)，如在之后描述的试验中所示，可以提供优异的记录和再现特性。例如，高容量光盘可以在再现信号的反射率、透射率、记录灵敏性、记录裕度等方面具有充分的特性。
<2.参考实施例(具有仅包括一个特定记录层的单层构造的光学记录介质的记录特性)>
在检验具有特定记录层的多层光学记录介质的记录特性之前，检验具有仅包括一个特定记录层的单层构造的光学记录介质的记录特性。
在第一参考实施例中，光学记录介质的基板由聚碳酸酯形成为外径120mm且厚度1.1mm的盘状。在基板上，形成厚度为15nm的In-Zn-O底部电介质层、厚度为40nm的In-Zn-Sn-Al-Pd-O特定记录层、以及厚度为15nm的In-Zn-O顶部电介质层。此外，包括紫外线可固化树脂的厚度为100μm的保护层在记录用光的入射侧上形成为作为的最外表面覆盖层。
使用相应的靶材来形成相应的层。In2O3和ZnO靶材用于形成底部和顶部电介质层，In2O3、ZnO、SnO、Al2O3和Pd靶材用于形成特定记录层。通过控制相应靶材的溅射电功率，调节相应层的组分。顶部和底部电介质层的组分比是In∶Zn＝8∶2。也就是说，它们由包含In作为主要成分的氧化物组成。特定记录层中的组分比是In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝48∶16∶4∶12∶20。
气体的流率是在电介质层的溅射膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层的溅射膜形成时Ar为70sccm、O2为30sccm且N2为10sccm。
使用用于评价蓝光盘TM的装置在如此产生的光学记录介质中以1x速度(66MHz的时钟，4.92m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的跳动。在评价装置中，存在对于记录用光的波长405nm且聚光透镜的数值孔径NA0.85实现每一层约25GB的记录容量的记录模式。结果，跳动底值有利地为4.4％。图4示出光学记录介质的跳动的记录特性。
应理解，在光学记录介质的记录层中，通过记录层的组分和膜厚度以及设置成与顶部和底部相邻的电介质层的膜厚度可以控制反射率。
此外，主要通过记录层的组分可以控制透射率。例如，当增加Al的添加量增大时，透射率可以逐渐增大。相反地，当Zn的添加量增大时，透射率可以逐渐减小。相反，当Pd的添加量增大时，透射率显著减小。当Pd的添加量减小时，透射率显著增大。
上述第一参考实施例中的光学记录介质的记录层具有6.0％的反射率和65％的透射率。例如，记录层被有利地用作在具有两层构造的光学记录介质中的记录用光的入射侧上的第二记录层122(L1)、用作在具有三层构造的光学记录介质中的第二记录层222或第三记录层223(L1或L2)、或用作具有四层构造的光学记录介质中的第二记录层322(L1)。
否则，通过改变组分或厚度，第一参考实施例中的记录层可以用作其他记录层。
在第二参考实施例中，与在第一参考实施例中一样，光学记录介质的基板由聚碳酸酯形成为外径120mm且厚度1.1mm的盘状。在基板上，形成厚度为8nm的In-Sn-O底部电介质层、厚度为30nm的Zn-W-Pd-O特定记录层、以及厚度为15nm的In-Sn-O顶部电介质层。此外，包括紫外线可固化树脂的厚度为100μm的保护层在记录用光的入射侧上形成为作为的最外表面覆盖层。
使用相应的靶材来形成相应的层。In2O3和SnO靶材用于形成底部和顶部电介质层，ZnO、W和Pd靶材用于形成特定记录层。通过控制相应靶材的溅射电功率，调节相应层的组分。顶部和底部电介质层的组分比是In∶Sn＝9∶1。也就是说，它们由包含In作为主要成分的氧化物组成。特定记录层中的组分比是Zn∶W∶Pd＝60∶25∶15。
气体的流率是在电介质层的溅射膜形成时Ar为50sccm且O2为5sccm，在记录层的溅射膜形成时Ar为30sccm且O2为30sccm。
因此，制成第二参考实施例中的光学记录介质。
与第二参考实施例类似地制成对比光学记录介质，只是仅形成一个特定记录层而不设置顶部和底部In-Sn-O电介质层。
使用与第一参考实施例中使用的评价装置类似的评价装置在如此产生的光学记录介质中以2x速度(132MHz的时钟，7.68m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的i-MLSE。
图5示出第二参考实施例和对比实施例中的光学记录介质的i-MLSE(最大可能序列估计，用于新一代光盘的评价指标)的记录特性。在图5中，白圈表示第二参考实施例的结果，黑圈表示对比实施例的结果。
如图5所示，在In-Sn-O设置在特定记录层的顶部和底部上的第二参考实施例中，与对比特定记录单层相比，获得显著增大的i-MLSE值和功率裕度。
相应地，ZnWPdO特定记录层通过设置包括In的电介质层可以提供优异的特性，即，优异的i-MLSE值和记录功率裕度。
在第三参考实施例中，与第二参考实施例类似地制成光学记录介质，只是Zn-W-Pd-O特定记录层具有40nm厚度、组分比为Zn∶W∶Pd＝70∶20∶10、且In-Sn-O底部电介质层具有10nm厚度。
气体的流率是在电介质层的溅射膜形成时Ar为50sccm且O2为5sccm，在记录层的溅射膜形成时Ar为30sccm且O2为30sccm。
使用与在第一参考实施例中使用的评价装置类似的评价装置，针对误差率对第三参考实施例中的光学记录介质的特定记录层进行检验。图6示出误差率的结果。
如图6所示，结果是误差率足够低且功率裕度优异。
尽管特定记录层包括ZnWPdO而不包括In，但是在第二参考实施例和第三参考实施例中的光学记录介质中可提供良好的结果。
相应地，这表明即使特定记录层不包括In，通过将In-Sn-O电介质层设置成与特定记录层相邻也可以提供优异的记录特性。
例如，第二参考实施例和第三参考实施例中的光学记录介质中的记录层被有利地用作在具有两层构造的光学记录介质中的记录用光的入射侧上的第二记录层122(L1)、用作在具有三层构造的光学记录介质中的第二记录层222或第三记录层223(L1或L2)、或用作具有四层构造的光学记录介质中的第二记录层322(L1)。此外，通过改变组分或厚度，记录层可以用作其他记录层。
<3.实施例(具有两层、三层和四层记录层的构造的实施例的记录特性)>
然后，具有包括上述特定记录层的两个至四个层的光学记录介质被制造并针对记录特性进行检查。在每个实施例中，光学记录介质的基板由聚碳酸酯形成为外径120mm且厚度1.1mm的盘状。中间层由丙烯酸紫外线固化树脂形成。对于所谓的覆盖层，在记录用光的入射侧上的最外表面保护层由丙烯酸紫外线固化树脂形成。从第一记录层至保护层的总厚度构造成100μm，以使得整体厚度为1.2mm。通过旋转涂覆方法来形成中间层和保护层，中间层和保护层然后被紫外线照射并固化。在此之后，将详细描述各个实施例。
(1)实施例1(两层构造，参见图1)
在具有上述构造的基板11上，形成如下所述的第一记录层121(L0)、中间层14、第二记录层122(L1)和保护层15。与相应的记录层121和122的顶部和底部相邻，形成在这种情况下包括以In作为主要成分的氧化物的底部电介质层131a和132a以及顶部电介质层131b和电介质层132b，作为In/Al氧化物。多个层的材料和的厚度如下：
(第一记录层L0)：底部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度5nm)/记录层In-Zn-Sn-Pd-O(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度5nm)
(第二记录层L1)：底部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Pd-O(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度15nm)。
使用相应的靶材来形成相应的层。气体的流率是在相应电介质层的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L0的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L1的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm且N2为10sccm。
以原子百分比为单位由比例表示的多个层的组分如下：
(L0顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Sn＝70∶20∶10
(L0记录层)In∶Zn∶Sn∶Pd＝25∶35∶5∶35
(L1顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Sn＝70∶20∶10
(L1记录层)In∶Zn∶Sn∶Pd＝35∶35∶10∶20
应当注意，第一记录层121(L0)具有7.7％的反射率，第二记录层122(L1)具有7.5％的反射率和56％的透射率。
使用与上述参考实施例中使用的评价装置类似的评价装置在实施例1的光学记录介质中以1x速度(66MHz的时钟，4.92m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的跳动。在这种情况下，记录模式实现每一层约25GB的记录容量。结果，跳动底值有利地在第一记录层121(L0)中为4.6％且在第二记录层122(L1)中为5.2％。图7示出光学记录介质的跳动的记录特性。在图7中，实线a1和a2分别表示第一记录层121和第二记录层122的结果。
在这种情况下，第一记录层121和第二记录层122是特定记录层，包括In/Al氧化物层的电介质层131a、131b、132a和132b形成在特定记录层的顶部和底部上。尽管电介质层131a和131b分别由与电介质层132a和132b相同的材料形成，但是在顶部和底部层中可以使用不同的材料和组分比，即便如此，也可以提供优异的记录特性。
(2)实施例2(三层构造，参见图2)
在具有上述构造的基板21上，形成如下所述的第一记录层221(L0)、中间层241、第二记录层222(L1)、中间层242、第三记录层223(L2)和保护层25。在本实施例中，相应的记录层221至223都是特定记录层，通过In/Al氧化物来构造在记录层的顶部和底部上的电介质层231a、231b、……、233a、233b，在这种情况下，该氧化物包括In作为主要成分。多个层的材料和的厚度如下：
(第一记录层L0)：底部电介质层In-Sn-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O(厚度40nm)/顶部记录层In-Sn-O(厚度15nm)
(第二记录层L1)：底部电介质层In-Zn-Ga-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Ga-O(厚度25nm)
(第三记录层L2)：底部电介质层In-Si-Zr-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O(厚度40nm)/顶部记录层In-Si-Zr-O(厚度30nm)。
使用相应的靶材来形成相应的层。气体的流率是在相应电介质层的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L0的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L1和L2的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm且N2为10sccm。
以原子百分比为单位由比例表示的多个层的组分如下：
(L0顶部和底部电介质层)In∶Sn＝90∶10
(L0记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝48∶16∶4∶12∶20
(L1顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Ga＝86∶7∶7
(L1记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝55∶15∶5∶13∶12
(L2顶部和底部电介质层)In∶Si∶Zr＝50∶20∶30
(L2记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝55∶15∶5∶15∶10。
应当注意，第一记录层221(L0)具有3.1％的反射率，第二记录层222(L1)具有2.7％的反射率和75％的透射率。第三记录层223(L2)具有3.0％的反射率和80％的透射率。
使用与上述参考实施例和实施例1中使用的评价装置类似的评价装置在实施例2的光学记录介质中以2x速度(132MHz的时钟，7.36m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的i-MLSE(最大可能序列估计，用于新一代光盘的评价指标)。这种情况下，记录模式实现每一层约33.4GB的记录容量。结果，i-MLSE值有利地在第一记录层221(L0)中为9.7％，在第二记录层222(L1)中为10.0％，在第三记录层223(L2)中为10.2％。图8示出光学记录介质的i-MLSE的记录特性。在图8中，实线b1至b3分别表示第一记录层221、第二记录层222和第三记录层223的结果。
在这种情况下，第一至第三记录层221至223是特定记录层，包括In/Al氧化物层的电介质层231a、231b、……、233a、233b形成在特定记录层的顶部和底部上。尽管将特定记录层夹在中间的电介质层231a和231b、……、233a和233b由相同的材料形成，但是在顶部和底部层中可以使用不同的材料和组分比，即便如此，也可以提供优异的记录特性。
(3)实施例3(四层构造，参见图3)
在具有上述构造的基板31上，形成如下所述的第一记录层321(L0)、中间层341、第二记录层322(L1)、中间层342、第三记录层322(L2)。此外，在其上形成中间层343、第四记录层324(L3)和保护层35。在本实施例中，相应的记录层321至324都是特定记录层，通过In/Al氧化物来构造在记录层的顶部和底部上的电介质层331a、331b、……、334a、334b，在这种情况下，该氧化物包括In作为主要成分。多个层的材料和的厚度如下：
(第一记录层L0)：底部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度5nm)/记录层In-Zn-Sn-Pd-O(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Sn-O(厚度5nm)
(第二记录层L1)：底部电介质层In-Zn-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O膜(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-O(厚度15nm)
(第三记录层L2)：底部电介质层In-Zn-Ga-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O膜(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Ga-O(厚度25nm)
(第四记录层L3)：底部电介质层In-Zn-Al-O(厚度10nm)/记录层In-Zn-Sn-Al-Pd-O膜(厚度40nm)/顶部电介质层In-Zn-Al-O(厚度30nm)。
使用相应的靶材来形成相应的层。气体的流率是在相应电介质层的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L0的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm，在记录层L1至L3的膜形成时Ar为70sccm且O2为30sccm且N2为10sccm。
以原子百分比为单位由比例表示的多个层的组分如下：
(L0顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Sn＝70∶20∶10
(L0记录层)In∶Zn∶Sn∶Pd＝25∶35∶5∶35
(L1顶部和底部电介质层)In∶Zn＝80∶20
(L1记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝48∶16∶4∶12∶20
(L2顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Ga＝86∶7∶7
(L2记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝55∶15∶5∶13∶12
(L3顶部和底部电介质层)In∶Zn∶Al＝50∶10∶40
(L3记录层)In∶Zn∶Sn∶Al∶Pd＝55∶15∶5∶15∶10。
应当注意，第一记录层321(L0)具有2.5％的反射率，第二记录层322(L1)具有3.3％的反射率和65％的透射率。第三记录层323(L2)具有3.2％的反射率和75％的透射率，第四记录层324(L3)具有3.6％的反射率和80％的透射率。
使用与上述参考实施例和实施例1和2中使用的评价装置类似的评价装置在实施例3的光学记录介质中以1x速度(66MHz的时钟，4.92m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的跳动。在这种情况下，记录模式实现每一层约25GB的记录容量。结果，跳动底值有利地在第一记录层321(L0)中为5.1％，在第二记录层322(L1)中为5.1％，在第三记录层323(L2)中为4.7％，在第四记录层324(L3)中为4.7％。图9示出光学记录介质的跳动的记录特性。在图9中，实线c1至c4分别表示第一记录层321至第四记录层324的结果。
使用类似的评价装置以2x速度(132MHz的时钟，7.36m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的i-MLSE。这种情况下，记录模式实现每一层约32GB的记录容量。结果，i-MLSE值有利地在第一记录层321(L0)中为9.3％，在第二记录层322(L1)中为8.4％，在第三记录层323(L2)中为8.8％，在第四记录层324(L3)中为8.8％。图10示出光学记录介质的i-MLSE的记录特性。在图10中，实线d1至d4分别表示第一记录层321至第四记录层324的结果。图11和图12示出第四记录层324(L3)的误差率和调制度。
此外在这种情况下，第一至第四记录层321至324是特定记录层，包括In/Al氧化物层的电介质层331a、331b、……、334a、334b形成在特定记录层的顶部和底部上。尽管将特定记录层夹在中间的电介质层331a和331b、……、334a和334b由相同的材料形成，但是在顶部和底部层中可以使用不同的材料和组分比。包括这些实施例，具有每一层约25GB或约32GB的记录容量的记录模式可以提供优异的记录特性。
(4)实施例4(四层构造，实施例3的替换实施例)
如在实施例3中一样制造光学记录介质，只是仅第一记录层321不是特定记录层并由其他材料制成，并对记录特性进行测量。这种情况下第一记录层321的材料和厚度如下：
此外，在基板31和第一记录层321之间，形成厚度100nm的Ag反射层。
(第一记录层L0)：底部电介质层InSnO(厚度10nm)/记录层ZnS-SiO2(厚度10nm)/记录层Sb-ZnS-SiO2(厚度20nm)/顶部电介质层InSnO(厚度20nm)。
在记录层的各个层中的组分比如下：
(In-Sn-O层)In∶Sn＝90∶10
(ZnS-SiO2层)ZnS∶SiO2＝80∶20
(Sb-ZnS-SiO2层)Sb∶ZnS-SiO2＝4∶6
(InrespecttoZnS-SiO2，ZnS∶SiO2＝80∶20)。
此外在具有第一记录层321的这种构造中，使用与上述实施例中使用的评价装置类似的评价装置以2x速度(132MHz的时钟，7.36m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的i-MLSE。在这种情况下，记录模式实现每一层约25GB的记录容量。结果，i-MLSE值是9.8％。
在上述实施例1至4中的每一者中，跳动和i-MLSE的值非常小，充分地提供记录功率裕度，因此可以提供优异的记录特性。
具体地，发现在记录容量为每一层33.4GB的具有三层构造的实施例2中和各自记录容量为每一层32GB的具有四层构造的实施例3和4中可以提供优异的记录特性。
(5)实施例5(四层构造)
在具有上述构造的基板31上，形成如下所述的第一记录层321(L0)、中间层341、第二记录层322(L1)、中间层342、第三记录层322(L2)。此外，在其上形成中间层343、第四记录层324(L3)和保护层35。在本实施例中，相应的记录层321至324都是特定记录层，通过In/Al氧化物来构造在记录层的顶部和底部上的电介质层331a、331b、……、334a、334b，在这种情况下，该氧化物包括In作为主要成分。多个层的材料和的厚度如下：
(第一记录层L0)：底部电介质层In-Sn-O(厚度10nm)/记录层Zn-Pd-O膜(厚度30nm)/顶部电介质层In-Sn-O(厚度5nm)
(第二记录层L1)：底部电介质层In-Sn-O(厚度10nm)/记录层Zn-W-Pd-O膜(厚度30nm)/顶部电介质层In-Sn-O(厚度15nm)
(第三记录层L2)：底部电介质层In-Sn-O(厚度10nm)/记录层Zn-W-Pd-O膜(厚度30nm)/顶部电介质层In-Sn-O(厚度22nm)
(第四记录层L3)：底部电介质层In-Si-Zr-O(厚度10nm)/记录层Zn-W-Pd-O膜(厚度30nm)/顶部电介质层In-Si-Zr-O(厚度30nm)。
使用相应的靶材来形成相应的层。当形成电介质层时，使用In2O3、SnO、SiO2和ZrO2靶材。当形成特定记录层时，使用ZnO、W和Pd靶材。气体的流率是在In-Sn-O电介质层的膜形成时Ar为50sccm且O2为5sccm，在In-Si-Zr-O电介质层的膜形成时Ar为50sccm且O2为1sccm，在各个记录层的膜形成时Ar为30sccm且O2为30sccm。
以原子百分比为单位由比例表示的多个层的组分如下：
(L0顶部和底部电介质层)In∶Sn＝9∶1
(L0记录层)Zn∶Pd＝60∶40
(L1顶部和底部电介质层)In∶Sn＝9∶1
(L1记录层)Zn∶W∶Pd＝60∶20∶20
(L2顶部和底部电介质层)In∶Sn＝9∶1
(L2记录层)Zn∶W∶Pd＝60∶30∶10
(L3顶部和底部电介质层)In∶Si∶Zr＝50∶25∶25
(L3记录层)Zn∶W∶Pd＝60∶30∶10。
使用与上述参考实施例和实施例1至4中使用的评价装置类似的评价装置在实施例5的光学记录介质中以2x速度(132MHz的时钟，7.68m/s的线速度)连续地记录五个轨道，以测量在中央轨道中的i-MLSE。这种情况下，记录模式实现每一层约32GB的记录容量。结果，i-MLSE值有利地在第一记录层321(L0)中为9.5％，在第二记录层322(L1)中为9.1％，在第三记录层323(L2)中为9.3％，在第四记录层324(L3)中为9.0％。图13示出光学记录介质的i-MLSE的记录特性。在图13中，实线e1至e4分别表示第一记录层321至第四记录层324的结果。
在实施例5中，InSnO层(ITO层)和InSnZrO层被用于与特定记录层相邻的电介质层中。对于实施例1至4中的特定记录层的材料和其他特定记录层的材料，这些InSnO层(ITO层)和InSnZrO层还可以用作与特定记录层相邻电介质层。
应当注意，本发明的光学记录介质不限于上述每个实施例中的构造。当仅设置一个特定记录层时，也可以提供优异的记录特性。此外，设置成与特定记录层相邻的In/Al氧化物层不限于上述每个实施例中的构造，可以仅被设置在顶层或底层，或者在顶部和底部具有不同材料。
此外，当设置多个特定记录层、且In/Al氧化物层设置成与顶部和底部或一侧相邻时，在上述每个实施例中设置成与相应的特定记录层相邻的In/Al氧化物层具有不同的组分。另一方面，设置成与相应的特定记录层相邻的In/Al氧化物可以都具有相同组分，并且仅膜厚度被改变。
应当注意，本发明不限于上述实施例。可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种修改和替换。
附图标记列表
10，20，30光学记录介质
11，21，31基板
121，122，221，222，223，321，322，323，324记录层
131a，131b，132a，132b，231a，231b，232a，232b，233a，233b，331a，331b，332a，332b，333a，333b，334a，334b电介质层
14，241，242，341，342，343中间层
15，25，35保护层

Claims (8)

1.一种光学记录介质，其包括：
基板，
两个至四个记录层，其中
所述记录层中的至少一者是特定记录层，所述特定记录层具有包含完全氧化的In、Zn、Al和Sn中的至少一者、PdO、以及PdO2的组分，并且其中
与所述特定记录层相邻，设置至少包含In或Al作为主要成分的In/Al氧化物层。
2.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，所述In/Al氧化物层设置成与所述特定记录层中的底层和顶层两者都相邻。
3.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，除了与记录用光的入射侧相反侧的一层之外，所述记录层中的一者或多者是所述特定记录层。
4.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，对于记录用光的波长405nm、聚光透镜的数值孔径NA0.85的光学系统，所述记录层具有每层25GB或更大的记录容量。
5.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，所述记录层是三个或更多个，并且其中，对于记录用光的波长405nm、聚光透镜的数值孔径NA0.85的光学系统，所述记录层具有每层30GB或更大的记录容量。
6.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，所述In/Al氧化物层是InSnO层或InSiZrO层。
7.根据权利要求1所述的光学记录介质，其中，所述特定记录层包含Zn和W，并且其中，包含In作为主要成分的氧化物层被设置成与所述特定记录层相邻。
8.根据权利要求7所述的光学记录介质，其中，与所述特定记录层相邻的所述包含In作为主要成分的氧化物层是InSnO层或InSiZrO层。
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