CN113823332B - 记录层、光信息记录介质及溅射靶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种记录层、光信息记录介质及溅射靶。本发明的一实施方式的记录层是通过激光的照射进行记录的光信息记录介质用的记录层，包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少任一种，且在全部金属原子中，包含10原子％以上且60原子％以下的Fe、合计为3原子％以上且50原子％以下的Ta及Nb。

Description

记录层、光信息记录介质及溅射靶

相关分案申请

本专利申请是申请号为201980015237.8的名称为“记录层、光信息记录介质及溅射靶”的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日是2019年05月22日。

技术领域

本发明涉及一种记录层、光信息记录介质及溅射靶(sputtering target)。

背景技术

以例如压缩盘(Compact Disc，CD)、数字多功能盘(Digital Versatile Disc，DVD)等光盘(optical disc)为代表的光信息记录介质分类为再生专用、追记型以及重写型的三种。其中，作为追记型光盘的记录方式，例如已知有记录层的材料发生相变的方式、记录层的材料发生反应的方式、记录层的材料发生分解的方式、在记录层开设孔的方式等。

这些中，作为记录层的材料发生分解的方式，在日本专利特开2012-139876号公报中提出了使用锰(Mn)氧化物的方法，在日本专利特开2011-62981号公报中提出了使用钯(Pd)氧化物的方法，在日本专利特开2014-26704号公报中提出了使用钨-铁(W-Fe)氧化物的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-139876号公报

专利文献2：日本专利特开2011-62981号公报

专利文献3：日本专利特开2014-26704号公报

发明内容

发明所要解决的问题

作为对光信息记录介质所要求的主要的要求特性，可列举：反射率足够大、调制度(modulation degree)足够大(由记录引起的反射率的变化大)、记录灵敏度足够大(能够利用实用的输出功率的激光器进行记录)、功率容限(power margin)足够大、以及抖动(jitter)足够小(信号精度高)。

在所述各公报所记载的结构中，由于难以通过单层的记录层来满足这些要求特性的全部，因此层叠功能层来形成光信息记录介质，所述功能层附加记录层所欠缺的特性。具体而言，由于记录层单体无法充分确保反射率，因此需要在记录层的背面(激光照射面的相反侧)层叠反射层，或者由于记录层单体的调制度不充分，因此需要层叠电介质层。因此，在所述各公报所记载的结构中，层数变多，因而难以提高光信息记录介质的生产性。

另外，有些光记录介质中具有多个记录层。在这样的多层光记录介质中，要求记录层的透射率大。因此，在层数多的所述各公报所记载的结构中，还产生难以增大透射率的不良情况。

鉴于如上所述的实际情况，本发明的问题在于提供一种以单体具有比较良好的特性的记录层、生产性优异的光信息记录介质、以及能够形成以单体具有比较良好的特性的记录层的溅射靶。

解决问题的技术手段

为解决所述问题而完成的本发明的一实施方式的记录层是一种通过激光的照射进行记录的光信息记录介质用的记录层，包含：W氧化物；Fe氧化物；钽(Ta)氧化物及铌(Nb)氧化物中的至少任一种；以及锰氧化物、铜(Cu)氧化物、锌(Zn)氧化物、银(Ag)氧化物、铝(Al)氧化物中的至少一种，且在全部金属原子中，包含10原子％(atomic％)以上且60原子％以下的Fe、合计为3原子％以上且50原子％以下的Ta及Nb。

所述记录层通过包含W氧化物、Fe氧化物以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少一种，能够在增大折射率的同时减小消光系数，并且能够使其他特性也比较良好。特别是，通过使全部金属原子中的Fe的含有率在所述范围内，能够在获得比较大的透射率的同时，减少为了将所述记录层的材料热分解而所需的能量。另外，通过使全部金属原子中的Ta及Nb的合计含有率在所述范围内，所述记录层能够获得比较良好的调制度、抖动值及功率容限。因此，所述记录层能够以单体获得比较良好的特性。

通过包含Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物中的至少一种，能够调整所述记录层的记录灵敏度、透射率及反射率。

在所述记录层中，优选为平均厚度为15nm以上且60nm以下。这样，通过使平均厚度在所述范围内，能够使所述记录层的反射率、调制度及透射率更优选。

本发明的另一实施方式的光信息记录介质包括以上所述的记录层。所述光信息记录介质通过所述记录层以单体具有比较良好的特性，从而层数少，因此生产性优异。

所述光信息记录介质优选为还包括保护层，所述保护层层叠于所述记录层的至少一个面，以金属氧化物为主成分，平均厚度为5nm以上且50nm以下。这样，通过还包括层叠于所述记录层的至少一个面、以金属氧化物为主成分、平均厚度在所述范围内的保护层，能够提高记录信号的环境耐性。

本发明的又一实施方式的溅射靶是用于通过溅射来形成记录层的溅射靶，所述记录层是通过激光的照射进行记录的光信息记录介质用的记录层，其中所述溅射靶包含：W；Fe；Ta及Nb中的至少任一种；以及Mn、Cu、Zn、Ag、Al中的至少一种，且在全部金属原子中，包含10原子％以上且60原子％以下的Fe、合计为3原子％以上且50原子％以下的Ta及Nb。

所述溅射靶通过包含W、Fe、以及Ta及Nb中的至少任一种；以及Mn、Cu、Zn、Ag、Al中的至少一种，且使全部金属原子中的Fe含有率以及Ta及Nb的合计含有率在所述范围内，能够形成以单体具有比较良好的特性的记录层。

此外，所谓“主成分”是指质量含有率最大的成分。

发明的效果

如上所述，本发明的记录层以及使用本发明的溅射靶而形成的记录层以单体具有比较良好的特性。另外，本发明的光信息记录介质的生产性优异。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的光信息记录介质的结构的示意性剖面图。

符号的说明

1：基板

2：背侧保护层

3：记录层

4：表侧保护层

5：透光层

具体实施方式

以下，适当地参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

[光信息记录介质]

图1中示出本发明的光信息记录介质的一实施方式即光盘的层结构。所述光信息记录介质包括：基板1；背侧保护层2，层叠于所述基板1的表面；记录层3，层叠于所述背侧保护层2的表面；表侧保护层4，层叠于所述记录层3的表面；以及透光层5，层叠于所述表侧保护层4的表面。在所述光信息记录介质中，记录层3其自身是本发明的记录层的一实施方式。

＜基板＞

基板1是承载记录层3的圆板状的构件。作为所述基板1的材质，例如能够使用聚碳酸酯、降冰片烯系树脂、环状烯烃系共聚体、非晶质聚烯烃等。作为基板1的平均厚度，例如能够设为0.5mm以上且1.2mm以下。

＜背侧保护层＞

为了提高所述光信息记录介质的记录信号的抗环境性而设置背侧保护层2。即，所述背侧保护层2是为了防止例如氧、水分等经由基板1而浸入至记录层3，记录层3的材料变质而无法读出已记录的信息而设置。

背侧保护层2以金属氧化物为主成分。作为成为所述背侧保护层2的主成分的金属氧化物，例如优选为Zn氧化物、铟(In)氧化物、锡(Sn)氧化物、硅(Si)氧化物、Al氧化物、锆(Zr)氧化物、镓(Ga)氧化物等，也可使用这些的混合物。

作为背侧保护层2的平均厚度的下限，优选为5nm，更优选为10nm。另一方面，作为背侧保护层2的平均厚度的上限，优选为50nm，更优选为20nm。在背侧保护层2的平均厚度不足所述下限的情况下，阻隔性不充分，有无法防止由记录层3的变质引起的记录信号的丧失的担忧。相反，在背侧保护层2的平均厚度超过所述上限的情况下，有因光学干涉而使记录层3的反射率降低的担忧、或者有生产性不必要地降低的担忧。

＜记录层＞

记录层3由包含W氧化物(氧化钨)、Fe氧化物(氧化铁)、以及Ta氧化物(氧化钽)及Nb氧化物(氧化铌)中的至少任一种的材料形成。特别是，记录层3中的Fe氧化物包含过氧化物，所述过氧化物因记录时的激光的热而分解，形成记录标记。

所述记录层3通过包含W氧化物、Fe氧化物以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少任一种，能够在维持大的折射率的同时减小消光系数(吸收系数)，因此能够兼具高反射率与高透射率。另外，由这样的材质形成的记录层3能够增大调制度，因而能够获得良好的记录信号。

(Fe)

作为记录层3中全部金属原子中的Fe的含量的下限，为10原子％，优选为15原子％。另一方面，作为记录层3中全部金属原子中的Fe的含量的上限，为60原子％，优选为50原子％。在记录层3中全部金属原子中的Fe的含量不足所述下限的情况下，有记录中所需的激光功率变得过大的担忧。相反，在记录层3中全部金属原子中的Fe的含量超过所述上限的情况下，有透射率变得不充分的担忧。

(Ta、Nb)

作为记录层3中全部金属原子中的Ta及Nb的合计含量的下限，为3原子％，优选为10原子％。另一方面，作为记录层3中全部金属原子中的Ta及Nb的合计含量的上限，为50原子％，优选为35原子％。在记录层3中全部金属原子中的Ta及Nb的合计含量不足所述下限的情况下，有记录层3的调制度变小，抖动值变得过大的担忧，或者有功率容限变得不充分的担忧。相反，在记录层3中全部金属原子中的Ta及Nb的合计含量超过所述上限的情况下，有记录中所需的激光功率变得过大的担忧、或者有记录层3的制造成本不必要地增大的担忧。

(其他金属)

除了包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少任一种以外，记录层3包含Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物及Al氧化物中的一种或多种。通过使记录层3含有Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物，能够调整记录层3的记录灵敏度、透射率、反射率等特性。例如，通过使记录层3含有Mn氧化物及Cu氧化物中的至少一种，能够增大记录层3的吸收率。另外，通过使记录层3含有Zn氧化物、Ag氧化物及Al氧化物中的至少任一种，能够降低记录层3的吸收率。

作为记录层3的平均厚度的下限，优选为15nm，更优选为25nm。另一方面，作为记录层3的平均厚度的上限，优选为60nm，更优选为50nm，进而优选为40nm。在记录层3的平均厚度不足所述下限的情况下，有反射率变得不充分的担忧、或者有调制度变得不充分的担忧。相反，在记录层3的平均厚度超过所述上限的情况下，有透射率变得不充分的担忧。

＜表侧保护层＞

表侧保护层4能够设为与背侧保护层2同样的薄层。

＜透光层＞

作为透光层5的材质，可使用对进行记录再生的激光器的透射率大、吸收率小的材质。具体而言，透光层5例如能够由聚碳酸酯、紫外线硬化树脂等形成。另外，作为透光层5的平均厚度，例如能够设为0.1mm以上且1.2mm以下。

[光信息记录介质的制造方法]

所述光信息记录介质能够通过以下方法进行制造，所述方法包括：在基板1的表面形成背侧保护层2的工序＜背侧保护层形成工序＞、在背侧保护层2的表面形成记录层3的工序＜记录层形成工序＞、在记录层3的表面形成表侧保护层4的工序＜表侧保护层形成工序＞、以及在表侧保护层4的表面层叠透光层5的工序＜透光层层叠工序＞。

＜背侧保护层形成工序＞

在背侧保护层形成工序中，通过在含有氧的氛围气体中的溅射来形成背侧保护层2。作为溅射靶，例如能够使用Zn、In、Sn、Si、Al、Zr、Ga等的一种或多种的烧结体。另外，也可同时使用不同种类的溅射靶。作为氛围气体，例如能够使用氩等惰性气体与氧的混合气体。作为氛围气体中惰性气体与氧的体积比，能够设为约1：1。

＜记录层形成工序＞

在记录层形成工序中，通过使用本发明的又一其他实施方式的溅射靶的溅射来形成记录层3。

(溅射靶)

所述溅射靶包含：W、Fe、以及Ta及Nb中的至少一种；以及Mn、Cu、Zn、Ag、Al中的至少一种。W、Fe、Ta及Nb例如可以纯金属、合金、金属氧化物等的形态包含。所述溅射靶也可是将粉末状的原料混合并烧结而成。

所述溅射靶中全部金属原子中的W、Fe、Ta及Nb的含量设定为与要形成的记录层3中全部金属原子中的W、Fe、Ta及Nb的含量相等。

另外，为了生成要形成的记录层3的Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物及Al氧化物，所述溅射靶包含Mn、Cu、Zn、Ag及Al中的一种或多种金属。所述溅射靶中所述金属原子中的Mn、Cu、Zn、Ag及Al的含量设定为与要形成的记录层3中全部金属原子中的Mn、Cu、Zn、Ag及Al的含量相等。

溅射是在含有惰性气体及氧的氛围气体中进行。作为氛围气体，例如能够使用氩等。作为氛围气体中惰性气体与氧的体积比，能够设为约1：1。

＜表侧保护层形成工序＞

在表侧保护层形成工序中，通过与所述背侧保护层形成工序同样的溅射来形成表侧保护层4。

＜透光层层叠工序＞

在透光层层叠工序中，例如通过树脂组合物在表侧保护层4的表面的涂布及硬化、热塑性树脂组合物的热压接等来层叠透光层5。

＜优点＞

所述光信息记录介质的记录层3通过包含W氧化物、Fe氧化物以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少任一种，能够在增大折射率的同时减小消光系数，并且能够使其他特性也比较良好。因此，所述记录层3能够以单体获得比较良好的特性。由此，所述光信息记录介质的层数较少，因此生产性优异。

[其他实施方式]

所述实施方式不限定本发明的构成。因此，所述实施方式可基于本说明书的记载及技术常识而省略、置换或追加所述实施方式各部的构成要素，且应将这些解释为全部属于本发明的范围。

在本发明的光信息记录介质中，记录层以外的层的结构为任意。

本发明的记录层及光信息记录介质不限定于通过以上所述的制造方法来制造，也可通过其他的方法来制造。

本发明的记录层可同时使用包含W、Fe、Ta及Nb中的一种或两种金属的溅射靶、与包含其他金属的溅射靶来形成。

实施例

以下，基于实施例来详细叙述本发明，但并不基于所述实施例的记载来限定性地解释本发明。

＜试制例＞

作为基板，使用直径12cm的聚碳酸酯基板(厚度1.1mm、轨距(track pitch)0.45μm、槽深度25nm)，通过溅射而依次层叠平均厚度14nm的背侧保护层、平均厚度32nm的记录层及平均厚度14nm的表侧保护层，进而通过旋涂法来涂敷紫外线硬化树脂，并利用紫外线进行硬化，从而形成平均厚度0.1mm的透光层，由此试制出光盘(光信息记录介质)的试制例1～试制例16。

作为用于形成记录层的溅射靶，在试制例1～试制例3、试制例5～试制例16中，同时使用选自钨、氧化铁(III)(Fe₂O₃)、锌、钽、铌、锰及钼中的多种。另外，仅试制例4中，作为溅射靶，使用将钨粉末、氧化铁(III)粉末、钽粉末及锰粉末混合并烧结而成的材料。另外，作为溅射时的氛围气体，以1：1混合氩及氧，并以0.26Pa的压力供给。

另一方面，作为用于形成背侧保护层及表侧保护层的溅射靶，使用将锡粉末、锌粉末及锆粉末混合并烧结而成的材料。作为溅射时的氛围气体，以1：1混合氩及氧，并以0.26Pa的压力供给。

另外，为了准确地测定记录层的性能，还分别制作了在玻璃基板上通过相同条件的溅射而层叠有与所述试制例1～试制例16相同的背侧保护层、记录层及表侧保护层的试验片。

通过荧光X射线分析法来测定以如上所述的方式试制出的光盘的试制例1～试制例16的记录层的组成。

＜评价＞

使用脉科(Pulse Tech)工业公司的光盘评价装置“ODU-1000”来评价光盘的试制例1～试制例16的特性。记录激光器的中心波长设为405nm，使用数值孔径(numericalaperture，NA)(开口系数)为0.85的透镜，线速设为4.92m/s，且记录蓝光盘(blue-raydisc)标准的随机信号。反射率是由激光的返回光的强度求出。对于抖动值、调制度的测定，通过在所述光盘评价装置中组合使用泰克(Tektronix)公司的时间间隔分析器(TimeInterval Analyzer)“TA-810”及横河电机的数字示波器(digital oscilloscope)“DL1640”而进行测定。功率容限以抖动值最小的记录功率进行标准化，算出在+方向、-方向上同时能够确保抖动值为8.5％以下的记录功率范围的比率。另外，关于反射率，对在玻璃基板上成膜的试验片，使用日本分光公司的分光光度计“V-570”来测定波长405nm下的值。

在下述表1中汇总表示光盘的试制例1～试制例16的记录层的组成、反射率、吸收率、抖动值、调制度及功率容限。此外，表中的组成一栏中的“-”是指不含。另外，表中的测定值中的“-”表示因记录灵敏度不足而无法记录信息。

[表1]

在光盘中，若反射率为29％以上、吸收率为3.0％以上且15％以下、抖动值为6.5％以下、调制度为45％以上、功率容限为25％以上，则能够判断为分别具有良好的特性。

如表1所示，记录层包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物及Nb氧化物中的至少任一种，在全部金属原子中含有一定量的Fe，且含有以合计量计为一定量的Ta及Nb的光盘的试制例1～试制例11中，反射率、吸收率、抖动值、调制度及功率容限均良好，认为无需追加记录层及保护层以外的层来补全功能。

产业上的可利用性

本发明能够优选地利用于光盘。

Claims (5)

1.一种记录层，其是通过激光的照射进行记录的光信息记录介质用的记录层，其特征在于，包含：

钨氧化物；

铁氧化物；

钽氧化物及铌氧化物中的至少任一种；以及

锰氧化物、铜氧化物、锌氧化物、银氧化物、铝氧化物中的至少一种，且

在全部金属原子中，包含10原子％以上且60原子％以下的铁、且包含合计为3原子％以上且50原子％以下的钽及铌。

2.根据权利要求1所述的记录层，其平均厚度为15nm以上且60nm以下。

3.一种光信息记录介质，包括如权利要求1或2所述的记录层。

4.根据权利要求3所述的光信息记录介质，还包括保护层，所述保护层层叠于所述记录层的至少一个面，以金属氧化物为主成分，平均厚度为5nm以上且50nm以下。

5.一种溅射靶，其是用于通过溅射来形成记录层的溅射靶，所述记录层是通过激光的照射进行记录的光信息记录介质用的记录层，所述溅射靶的特征在于包含：

钨；

铁；

钽及铌中的至少任一种；以及

锰、铜、锌、银、铝中的至少一种，且

在全部金属原子中，包含10原子％以上且60原子％以下的铁、且包含合计为3原子％以上且50原子％以下的钽及铌。

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