JP2005004948A - 光学的情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも2つの情報層を備え、レーザー光の入射側から見て手前側にある第1の情報層100が、反射層3と、反射層3に対してレーザー光入射側に位置しておりアモルファス相と結晶相との間でレーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層6と、反射層3と記録層6との間に位置する誘電体層50とを少なくとも備えた光学的情報記録媒体において、誘電体層50が少なくともZr、Si、Crを含有しており、誘電体層50の反射層側におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100)で表され、誘電体層50の記録層側界近傍におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100)で表され、かつ、r<u、あるいは、t<qとする。
【選択図】 図2
Description
光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型に大別することができる。再生専用型はコンパクトディスクやレーザーディスクとして、また追記型や書き換え型は文書ファイル、データファイル等の記録媒体として実用化されている。書き換え型光ディスクの中には主に、光磁気と相変化型がある。相変化光ディスクは記録層がレーザー光線の照射によってアモルファスと結晶間(あるいは結晶とさらに異なる構造の結晶間)で可逆的に状態変化を起こすことを利用する。これは、レーザー光照射により薄膜の屈折率あるいは消衰係数のうち少なくともいずれか一つが変化して記録を行い、この部分で透過光あるいは反射光の振幅が変化し、その結果、検出系に至る透過光量あるいは反射光量が変化することを検出して信号を再生する。
また、青紫色レーザを使って記録再生を行う2層光学的情報記録媒体の実用化に向けた研究開発が行われている。これによると、従来よりも短波長のレーザー光や従来よりも開口数(NA)が大きい対物レンズを用いることによって、レーザー光のスポット径を小さくし、より高密度に情報を記録することが可能となる。
本発明は、図1において示すように、第1の情報層100と第2の情報層200との2つの情報層を有する片面2層ディスクに関するものである。第2の情報層200は、保護基板201上に形成されている。第1の情報層100は基板1上に形成されており、基板1と第2の情報層200との間には光学的分離層150が配置されている。第1の情報層100のレーザー光入射側には、カバー層9が形成されている。なお、本発明は、情報層が2層だけ設けられている記録媒体だけでなく、情報層が多層設けられている多層情報記録媒体に対しても適用することができる。さらに、本発明は、複数の情報層が片面に設けられている記録媒体に限られず、複数の情報層が両面においてそれぞれ設けられているような記録媒体に対しても適用することができる。
第1の情報層100は、前述の様に、基板1上に形成されている。基板1は、ポリカーボネート、PMMA等の樹脂板、ガラス板等からなる。光学分離層150上に情報層100用に溝を形成する場合には、スタンパ基板の溝をUV樹脂を用いて転写する2P法を用いることができる。
反射層3は、Ag、Au、Al等の金属元素を主成分とする材料を用いることができる。また、金属反射層の代わりに、屈折率の異なる2種類以上の保護層を積層することによっても、反透過層と同様の光学特性を得ることができる。本実施の形態では、Agを主成分とする金属反射層を用いている。
まず、ポリカーボネートを用いた基板1として、その表面がピッチ0.3um、溝深さ20nmの凹凸の案内溝で覆われている直径120mm、厚さ1.1mmの基板を用いた。その上に透過率調整層2として膜厚20nmの酸化チタン、反射層3として膜厚10nmのAg、反射層側誘電体層4と記録層側誘電体層5とからなる誘電体層50として膜厚が16nmのZrO2−SiO2−Cr2O3、記録層6として膜厚7nmのGe22Sb25Te53(at%)、誘電体層7として膜厚10nmのZrO2−SiO2−Cr2O3、誘電体層8として膜厚40nmのZnS−20mol%SiO2を、この順にマグネトロンスパッタ法で形成し、第1の情報層100を形成した。続いて、スピンコート法により膜厚0.1mmの光透過層(カバー層9)を形成した。
記録層側誘電体層5の組成をZrO2、SiO2、Cr2O3組成比で25:0:75とし、反射層側誘電体層4の組成を種々変えてみた。その他のディスク構成については先の実施例と同じとした。反射層側誘電体層4の組成を図4に示す黒点のサンプル30枚の組成毎に耐食性、透過率について測定した。
耐食性の結果について、図3を用いて説明する。耐湿試験後に剥離がなかったのは、反射層側誘電体層4の組成が点J、点F、点G、点H、点Jの順に囲まれた範囲の場合であり、それ以外の組成では剥離が生じていた。
また、透過率を52%よりさらに向上させる方がよいことは言うまでも無く、そのような反射層側誘電体層4の組成としては、耐食性を考慮すると、点C、点F、点G、点H、点E、点D、点Cの順に囲まれた範囲の場合である。
このように、反射層側誘電体層4と記録層側誘電体層5とについて、組成毎の性質をそれぞれ比較してみると、耐食性については、誘電体層5よりも反射層側誘電体層4の方が強くマージンがあることが確認できるため、耐食性を確保するために必要となるCr2O3量については、反射層側誘電体層4よりも記録層側誘電体層5の方を相対的に多くする構成を採用するのが望ましいと考えられる。あるいは、SiO2量について、反射層側誘電体層4よりも記録層側誘電体層5の方を少なくする構成を採用するのが望ましいと考えられる。
したがって、以上の耐食性および透過性についての検討結果を総合的に考慮すると、少しでも耐食性を向上させて、少しでも透過率の低下を抑えるためには、Cr2O3量については、記録層側誘電体層5よりも反射層側誘電体層4のほうがより多くなるような組成範囲を選ぶべきであると考える。また、SiO2量については、透過率には関係ないものの耐食性には大きく影響するため、反射層側誘電体層4よりも組成マージンの狭い記録層側誘電体層5のほうがSiO2量がより少なくなるような構成範囲を選ぶべきであると考えられる。
2 透過率調整層
3 反射層
4 反射層側誘電体層
5 記録層側誘電体層
6 記録層
7 誘電体層
8 誘電体層
9 カバー層
10 ディスク基板
11 ロードロック室
12 成膜室
13 成膜室
14 成膜室
15 成膜室
16 成膜室
17 成膜室
18 成膜室
19 メインチャンバー
20 成膜後ディスク
50 誘電体層
100 第1の情報層
Claims (19)
- 基板の上に少なくとも2つの情報層を備え、
レーザー光の入射側にある情報層が、反射層と、前記反射層に対して前記レーザー光入射側に位置しておりアモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層と、前記反射層と前記記録層との間に位置する誘電体層とを少なくとも備えた光学的情報記録媒体において、
前記誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、
前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記誘電体層の記録層側の界面近傍におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
かつ、r<uであることを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 基板の上に少なくとも2つの情報層を備え、
レーザー光の入射側にある情報層が、反射層と、前記反射層に対して前記レーザー光入射側に位置しておりアモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層と、前記反射層と前記記録層との間に位置する誘電体層とを少なくとも備えた光学的情報記録媒体において、
前記誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、
前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記誘電体層の記録層側の界面近傍におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
かつ、q>tであることを特徴とする光学的情報記録媒体。 - さらにr<uであることを特徴とする請求項2に記載の光学的情報記録媒体。
- Zr、Si、Crの比率(p+q+r=100、p、q、rはat%)、(s+t+u=100、s、t、uはat%)を、点A(14:0:86)、点B(0:14:86)、点C(0:25:75)、点D(21:21:58)、点E(43:0:57)、点F(0:33:67)、点G:(33:33:34)、点H(67:0:33)、点I(25:0:75)とした場合、
前記誘電体層の記録層側の界面近傍におけるZr、Si、Crの比率が、点A、点B、点C、点D、点E、点Aの順に囲まれた範囲であり、かつ前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点I、点Cの順に囲まれた範囲の材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学的情報記録媒体。 - 前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点E、点D、点Cの順に囲まれた範囲の材料であることを特徴とする請求項4に記載の光学的情報記録媒体。
- 基板の上に少なくとも2つの情報層を備え、
レーザー光の入射側にある情報層が、反射層と、前記反射層に対して前記レーザー光入射側に位置しておりアモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層と、前記反射層と前記記録層との間に位置する誘電体層とを少なくとも備えた光学的情報記録媒体において、
前記誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、
前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記誘電体層の記録層側の界面近傍におけるZr、Si、Crの比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
Zr、Si、Crの比率(p+q+r=100、p、q、rはat%)、(s+t+u=100、s、t、uはat%)を、点A(14:0:86)、点B(0:14:86)、点C(0:25:75)、点D(21:21:58)、点E(43:0:57)、点F(0:33:67)、点G:(33:33:34)、点H(67:0:33)、点I(25:0:75)とした場合、
前記誘電体層の記録層側の界面近傍におけるZr、Si、Crの比率が、点A、点B、点C、点D、点E、点Aの順に囲まれた範囲であり、かつ前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点I、点Cの順に囲まれた範囲の材料であることを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 前記誘電体層の反射層側におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点E、点D、点Cの順に囲まれた範囲の材料であることを特徴とする請求項6に記載の光学的情報記録媒体。
- 前記誘電体層は、前記記録層の近傍に位置する記録層側誘電体層と、前記記録層側誘電体層よりも前記反射層に近い反射層側誘電体層との少なくとも2層を有しており、
前記反射層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記記録層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学的情報記録媒体。 - 前記記録層側誘電体層の膜厚は、前記反射層側誘電体層の膜厚の1/15以上1/3以下であることを特徴とする請求項8に記載の光学的情報記録媒体。
- 前記記録層側誘電体層の膜厚は、1nm以上8nm以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の光学的情報記録媒体。
- 前記誘電体層は、少なくともZrO2、SiO2、Cr2O3を含有したものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学的情報記録媒体。
- 基板の上に少なくとも2つの情報層を備えた光学的情報記録媒体の製造方法であって、
レーザー光の入射側にある情報層の成膜において、少なくとも反射層を成膜する工程と、アモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層を前記反射層に対して前記レーザー光入射側に成膜する工程と、前記反射層と前記記録層との間に誘電体層を成膜する工程と備え、
前記誘電体層を成膜する工程では、前記記録層との接触部分を有する記録層側誘電体層と、前記記録層側誘電体層よりも前記反射層に近い反射層側誘電体層との少なくとも2層を成膜し、
前記反射層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記記録層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
かつ、r<uを満たすスパッタリングターゲットを用いていることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。 - 基板の上に少なくとも2つの情報層を備えた光学的情報記録媒体の製造方法であって、
レーザー光の入射側にある情報層の成膜において、少なくとも反射層を成膜する工程と、アモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層を前記反射層に対して前記レーザー光入射側に成膜する工程と、前記反射層と前記記録層との間に誘電体層を成膜する工程と備え、
前記誘電体層を成膜する工程では、前記記録層との接触部分を有する記録層側誘電体層と、前記記録層側誘電体層よりも前記反射層に近い反射層側誘電体層との少なくともの2層を成膜し、
前記反射層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記記録層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
かつ、q>tを満たすスパッタリングターゲットを用いていることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。 - さらにr<uを満たすスパッタリングターゲットを用いていることを特徴とする請求項13に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
- Zr、Si、Crの比率(p+q+r=100、p、q、rはat%)、(s+t+u=100、s、t、uはat%)を、点A(14:0:86)、点B(0:14:86)、点C(0:25:75)、点D(21:21:58)、点E(43:0:57)、点F(0:33:67)、点G:(33:33:34)、点H(67:0:33)、点I(25:0:75)とした場合、
前記誘電体層を成膜する工程では、前記記録層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点A、点B、点C、点D、点E、点Aの順に囲まれた範囲であり、かつ前記反射層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点I、点Cの順に囲まれた範囲となるようにスパッタリングターゲット材料を用いることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。 - 前記反射層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点E、点D、点Cの順に囲まれた範囲となるようにスパッタリングターゲット材料を用いることを特徴とする請求項15に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
- 基板の上に少なくとも2つの情報層を備えた光学的情報記録媒体の製造方法であって、
レーザー光の入射側にある情報層の成膜において、少なくとも反射層を成膜する工程と、アモルファス相と結晶相との間で前記レーザー光の照射による光学的な検出が可能な可逆的変化を生じる記録層を前記反射層に対して前記レーザー光入射側に成膜する工程と、前記反射層と前記記録層との間に誘電体層を成膜する工程と備え、
前記誘電体層を成膜する工程では、前記記録層との接触部分を有する記録層側誘電体層と、前記記録層側誘電体層よりも前記反射層に近い反射層側誘電体層との少なくとも2層を成膜し、
前記反射層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=p:q:r(p+q+r=100、p、q、rはat%)と書き表され、
前記記録層側誘電体層は、少なくともZr、Si、Crを含有し、その比率がZr:Si:Cr=s:t:u(s+t+u=100、s、t、uはat%)と書き表され、
Zr、Si、Crの比率(p+q+r=100、p、q、rはat%)、(s+t+u=100、s、t、uはat%)を、点A(14:0:86)、点B(0:14:86)、点C(0:25:75)、点D(21:21:58)、点E(43:0:57)、点F(0:33:67)、点G:(33:33:34)、点H(67:0:33)、点I(25:0:75)とした場合、
前記誘電体層を成膜する工程では、前記記録層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点A、点B、点C、点D、点E、点Aの順に囲まれた範囲であり、かつ前記反射層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点I、点Cの順に囲まれた範囲となるようにスパッタリングターゲット材料を用いることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。 - 前記反射層側誘電体層におけるZr、Si、Crの比率が、点C、点F、点G、点H、点E、点D、点Cの順に囲まれた範囲となるようにスパッタリングターゲット材料を用いることを特徴とする請求項17に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
- 前記スパッタリングターゲットは、少なくともZrO2、SiO2、Cr2O3を含有したものであることを特徴とする請求項12〜18のいずれか1項に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009099216A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Nec Corp | ディスク回転安定化板および光学的情報記録再生装置 |
JP2009199685A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Ricoh Co Ltd | スパッタリング装置及びそれを用いた光記録媒体の製造方法並びに光記録媒体 |
-
2004
- 2004-04-30 JP JP2004135012A patent/JP2005004948A/ja active Pending
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JP2009199685A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Ricoh Co Ltd | スパッタリング装置及びそれを用いた光記録媒体の製造方法並びに光記録媒体 |
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