JP2019212353A - 光情報記録媒体用記録層、光情報記録媒体、及びスパッタリングターゲット - Google Patents

光情報記録媒体用記録層、光情報記録媒体、及びスパッタリングターゲット Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる光情報記録媒体用記録層及びこの光情報記録媒体用記録層を用いた光情報記録媒体の提供を目的とする。【解決手段】本発明の光情報記録媒体用記録層は、レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層であって、Ｍｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む金属酸化物を有し、上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下である。本発明の光情報記録媒体は、上記光情報記録媒体用記録層と、上記光情報記録媒体用記録層の表面及び裏面に積層される保護層とを備え、上記保護層が誘電体である。【選択図】図１

Description

本発明は、光情報記録媒体用記録層、光情報記録媒体、及びスパッタリングターゲットに関する。
近年、大容量光ディスクが製品化されている。この大容量光ディスクには、記録再生方式により、再生専用型、追記型および書換え型の３種類がある。このうち追記型の光ディスクの記録方式は、主に、記録層を相変化させる相変化方式、複数の記録層を反応させる層間反応方式、記録層を構成する化合物を分解させる分解方式、記録層に孔やピットなどの記録マークを局所的に形成させる孔開け方式に大別される。
この大容量光ディスクを構成する光情報記録媒体の記録層としては、Ｍｎ酸化物を含み記録層に含む記録層が提案されている（特開２０１２−１３９８７６号公報参照）。この記録層では、レーザ光を照射すると、Ｍｎ酸化物がレーザ光により加熱、分解され酸素（Ｏ２ガス）を放出し、レーザ照射された部分に気泡が生成するようになる。その結果、膜形状が変化し、記録マークが形成される。つまり、この記録層は、追記型の孔開け方式に分類される。
上記従来の記録層では、Ｍｎ酸化物へのレーザ照射に伴う気泡生成による不可逆的な記録方式を用いることで、記録信号の再生に必要な信号振幅を確保できるだけの変調度に優れ、読み取り信号のバックグラウンドノイズレベルに対する出力比であるＣ／Ｎ比（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が高い記録層を実現している。
ところで、光情報記録媒体は、量産時の個体差により記録層等の厚みや面内不均一性により記録層に到達するレーザ光のパワーが変動する。このため、記録層には、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に加え、記録するレーザ光のパワーが最適値から変動した場合においても、記録される信号の信号特性が低下し難いことが求められる。
上記従来の記録層では、このレーザ光のパワーが最適値から変動した場合の信号特性の低下が少なからず存在する。このため、レーザ光のパワーが最適値から変動しても信号特性が低下せず良好に信号を記録できる、つまりパワーマージンが大きい記録層が求められている。
特開２０１２−１３９８７６号公報
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる光情報記録媒体用記録層及びこの光情報記録媒体用記録層を用いた光情報記録媒体の提供及び上記光情報記録媒体用記録層を形成するためのスパッタリングターゲットの提供を目的とする。
本発明者が、パワーマージンを向上できる記録層について鋭意検討した結果、Ｍｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物を含め、Ｍｎの原子数割合を適切に制御することでパワーマージンを向上できることを見出し本発明を完成させた。Ｍｎ酸化物を用いた記録層では、レーザ照射により気泡が生成することで記録マークが形成されるが、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物をさらに加え、Ｍｎの原子数割合を適切に制御することで、記録層の機械特性が変化し、気泡の形態が安定し易くなった結果、パワーマージンが向上したと本発明者は考えている。
すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層であって、Ｍｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む金属酸化物を有し、上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下である。
当該光情報記録媒体用記録層は、Ｍｎ酸化物へのレーザ照射に伴う気泡生成による不可逆的な記録方式を用いるので、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れる。また、当該光情報記録媒体用記録層は、金属酸化物としてＭｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物を含み、Ｍｎの原子数割合が上記範囲内に制御されている。このため、当該光情報記録媒体用記録層のＭｎ酸化物へのレーザ照射により生成される気泡がＷ酸化物及びＳｎ酸化物により安定化し易く、パワーマージンが向上する。従って、当該光情報記録媒体用記録層は、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。
上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合としては、１０ａｔｍ％以上６５ａｔｍ％以下が好ましい。このようにＷの原子数割合を上記範囲内とすることで、ジッター特性の低下を抑止しつつ、さらにパワーマージンを向上することができる。
上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合としては、５ａｔｍ％以上が好ましい。このようにＳｎの原子数割合を上記下限以上とすることで、ジッター特性を向上できる。
上記金属酸化物がＺｎ酸化物をさらに含むとよい。金属酸化物にＺｎ酸化物を含めることで、さらにパワーマージンを向上することができる。
上記課題を解決するためになされた別の発明は、本発明の光情報記録媒体用記録層と、上記光情報記録媒体用記録層の表面及び裏面に積層される保護層とを備え、上記保護層が誘電体である光情報記録媒体である。
当該光情報記録媒体は、本発明の光情報記録媒体用記録層を備えるので、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。また、当該光情報記録媒体は、保護層が誘電体であるので、信号強度を高めることができ、その基本特性をさらに向上できる。
上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層を形成するためのスパッタリングターゲットであって、金属元素として少なくともＭｎ、Ｗ及びＳｎを含み、上記金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下である。
当該スパッタリングターゲットは、金属元素として少なくともＭｎ、Ｗ及びＳｎを含み、金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が上記範囲内である。当該スパッタリングターゲットは、光情報記録媒体用記録層を形成するためのスパッタリングターゲットとして、含まれる金属元素を酸化させながら用いることで、金属酸化物としてＭｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物を含み、Ｍｎの原子数割合が上記範囲内に容易に制御できる。従って、当該スパッタリングターゲットを用いることで、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる光情報記録媒体用記録層を容易に製造することができる。
上記金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合としては、１０ａｔｍ％以上６５ａｔｍ％以下が好ましい。このようにＷの原子数割合を上記範囲内とすることで、ジッター特性の低下を抑止しつつ、さらにパワーマージンを向上させた光情報記録媒体用記録層を製造することができる。
上記金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合としては、５ａｔｍ％以上が好ましい。このようにＳｎの原子数割合を上記下限以上とすることで、ジッター特性を向上させた光情報記録媒体用記録層を製造することができる。
以上説明したように、本発明の光情報記録媒体用記録層及び光情報記録媒体は、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。
図１は、本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体の層構成を示す模式的側面図である。 図２は、実施例における変調度の測定例を示すグラフである。 図３は、実施例におけるジッターの測定例を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。
［光情報記録媒体］
図１に示す光情報記録媒体は、基板１と、それ自体が本発明の一実施形態である光情報記録媒体用記録層２と、光情報記録媒体用記録層２の表面及び裏面に積層される保護層３と、光透過層４とを備える。また、光情報記録媒体用記録層２の裏面側の保護層３は基板１に積層され、光透過層４は、光情報記録媒体用記録層２の表面側の保護層３に積層されている。つまり、当該光情報記録媒体は、基板１、保護層３、光情報記録媒体用記録層２、保護層３及び光透過層４が下方からこの順に積層されている。
当該光情報記録媒体は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等として用いることができる。一例として当該光情報記録媒体をＢＤ−Ｒとして用いる場合であれば、例えば波長が３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、好ましくは約４０５ｎｍの青色レーザ光を当該光情報記録媒体用記録層２に照射し、データの記録および再生を行うことができる。このとき用いられるレーザ光のパワーは、実用的には、５ｍＷ以上１５ｍＷ以下である。
＜基板＞
基板１は、当該光情報記録媒体の強度を担保するための部材である。基板１の形状は、光情報記録媒体の規格等に応じて適宜決定される。例えば市販の大容量光ディスクの規格に則る場合であれば、基板１は外径１２０ｍｍの円盤状とされ、保護層３が積層される側の表面にウォブリンググルーブとしての凹凸（溝）が形成される。
基板１の材質としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系共重合体、非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。
基板１の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。一方、基板１の平均厚さの上限としては、１．２ｍｍが好ましく、１．１ｍｍがより好ましい。基板１の平均厚さが上記下限未満であると、当該光情報記録媒体の強度が不足するおそれがある。逆に、基板１の平均厚さが上記上限を超えると、例えば大容量光ディスクの規格に適合できなくなるおそれがある。
＜光情報記録媒体用記録層＞
光情報記録媒体用記録層２は、レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層である。当該光情報記録媒体用記録層２は、Ｍｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む金属酸化物を有する。当該光情報記録媒体用記録層２は、追記型の孔開け方式の記録層である。
（Ｍｎ酸化物）
Ｍｎ酸化物は、当該光情報記録媒体用記録層２にレーザ光を照射した際、レーザ光により加熱、分解され酸素（Ｏ２ガス）を放出し、レーザ照射された部分に気泡が生成するようになる。その結果、当該光情報記録媒体用記録層２の形状が変化し、記録マークが形成される。この気泡が発生し、記録マーク形成が行われた部分では、気泡の発生していない部分（すなわち、記録マークを形成していない部分）と比べて透過率が増加（反射率が低下）するので、当該光情報記録媒体用記録層２は変調度を大きくすることができると考えられる。
また、当該光情報記録媒体用記録層２がＭｎ酸化物を含むことで、光吸収率を大きくすることができるため、書き込み時にレーザ光のエネルギーを効率よく熱エネルギーへと変換することができる。従って、当該光情報記録媒体用記録層２は記録感度を向上させることができる。
Ｍｎ酸化物の形態としては、常態として存在するものであれば特に限定されず、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２等のＭｎと酸素（Ｏ）のみから構成される酸化物であってもよく、Ｗ、Ｚｎ、Ｓｎ等の他の金属を含む複合酸化物であってもよい。
上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合の下限としては、３ａｔｍ％であり、１０ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｍｎ原子数割合の上限としては、４０ａｔｍ％であり、３５ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｍｎの原子数割合が上記下限未満であると、当該光情報記録媒体用記録層２の変調度や記録感度の向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記Ｍｎの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＷやＳｎの原子数が減るため、パワーマージンの向上効果が不十分となるおそれがある。
なお、当該光情報記録媒体用記録層２は、金属Ｍｎを含まないことが好ましい。金属Ｍｎは酸化や分解が進行し易く、当該光情報記録媒体用記録層２が金属Ｍｎを含むと、当該光情報記録媒体用記録層２の耐久性、ひいては当該光情報記録媒体の耐久性を低下させてしまうおそれがある。なお、特定の「金属元素を含まない」とは、意図的に特定の金属元素を含有させないことを意味し、不可避的に含まれる金属元素は存在し得る。ここで、当該光情報記録媒体用記録層２に不可避的に含まれる金属元素の含有量は、当該光情報記録媒体用記録層２において１００質量ｐｐｍ以下程度であると考えられる。つまり、「金属Ｍｎを含まない」とは、意図的に金属Ｍｎを含有させず、従って当該光情報記録媒体用記録層２において金属Ｍｎの含有量が１００質量ｐｐｍ以下であることを意味する。
（Ｍｎ酸化物以外の金属酸化物）
当該光情報記録媒体用記録層２は、金属酸化物として、Ｍｎ酸化物以外にＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む。Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物は、当該光情報記録媒体用記録層２のＭｎ酸化物へのレーザ照射により生成される気泡を安定化させ、パワーマージンを向上させる。また、上記金属酸化物がＺｎ酸化物をさらに含むとよい。金属酸化物にＺｎ酸化物を含めることで、さらにパワーマージンを向上することができる。
上記Ｗ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＺｎ酸化物の形態としては、Ｍｎ酸化物と同様、酸素（Ｏ）のみと結合した酸化物であってもよく、他の金属元素を含む複合酸化物であってもよい。
上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合の下限としては、１０ａｔｍ％が好ましく、１５ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｗの原子数割合の上限としては、６５ａｔｍ％が好ましく、５０ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｗの原子数割合が上記下限未満であると、パワーマージンが低下するおそれがある。逆に、上記Ｗの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＳｎの原子数割合が低下するため、ジッター特性が低下し、読み取りエラーが生じ易くなるおそれがある。
上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合の下限としては、５ａｔｍ％が好ましく、１０ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｓｎの原子数割合の上限としては、６０ａｔｍ％が好ましく、５０ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｓｎの原子数割合が上記下限未満であると、ジッター特性が低下し、読み取りエラーが生じ易くなるおそれがある。逆に、上記Ｓｎの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＷの原子数割合が低下するため、パワーマージンが低下するおそれがある。
上記金属酸化物を構成するＳｎの原子数に対するＷの原子数比の下限としては、０．３が好ましく、０．４がより好ましい。一方、上記Ｓｎの原子数に対するＷの原子数比の上限としては、１２が好ましく、１０がより好ましい。上記Ｓｎの原子数に対するＷの原子数比が上記下限未満であると、パワーマージンが低下するおそれがある。逆に、上記Ｓｎの原子数に対するＷの原子数比が上記上限を超えると、相対的にＳｎの原子数割合が低下するため、ジッター特性が低下し、読み取りエラーが生じ易くなるおそれがある。
上記金属酸化物がＺｎ酸化物を含む場合、上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＺｎの原子数割合の下限としては、５ａｔｍ％が好ましく、１０ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｚｎの原子数割合の上限としては、５０ａｔｍ％が好ましく、４０ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｚｎの原子数割合が上記下限未満であると、Ｚｎ酸化物によりパワーマージンの向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記Ｚｎの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＷやＳｎの原子数が減るため、パワーマージンが低下するおそれがある。
上記金属酸化物には、Ｍｎ酸化物、Ｗ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＺｎ酸化物以外の酸化物が含まれてもよい。このような金属酸化物としては、Ｉｎ酸化物やＣｕ酸化物等を挙げることができる。ただし、パワーマージン向上効果の観点からは、上記金属酸化物としては、Ｍｎ酸化物、Ｗ酸化物、Ｓｎ酸化物及びＺｎ酸化物以外の酸化物を含まないことが好ましい。
また、Ｍｎ酸化物以外の金属酸化物についても、これらの酸化物を構成する金属が、金属元素単体として含まれないことが好ましい。中でも、当該光情報記録媒体用記録層２に含まれる金属元素が全て酸化していることがより好ましい。例えば金属Ｉｎ、金属Ｚｎ、金属Ｓｎ、金属Ｃｕ等は、他の酸化物から酸素を奪って酸化する場合があり、当該光情報記録媒体用記録層２の特性を低下させるおそれがある。
当該光情報記録媒体のように当該光情報記録媒体用記録層２の表面及び裏面に保護層３が積層されている場合、当該光情報記録媒体用記録層２の平均厚さの下限としては、２ｎｍが好ましく、５ｎｍがより好ましく、１０ｎｍがさらに好ましい。一方、当該光情報記録媒体用記録層２の平均厚さの上限としては、５０ｎｍが好ましく、４０ｎｍがより好ましく、１５ｎｍがさらに好ましい。当該光情報記録媒体用記録層２の平均厚さが上記下限未満であると、当該光情報記録媒体用記録層２の厚さ方向のＭｎ原子数が少なくなるため、記録マーク形成を十分に行うことができず、変調度が不十分となるおそれがある。逆に、当該光情報記録媒体用記録層２の平均厚さが上記上限を超えると、当該光情報記録媒体用記録層２が不要に厚くなるため、当該光情報記録媒体用記録層２の形成に時間がかかり、生産性が低下するおそれや、記録に必要なレーザパワーが大きくなり過ぎるおそれがある。
（利点）
当該光情報記録媒体用記録層２は、Ｍｎ酸化物へのレーザ照射に伴う気泡生成による不可逆的な記録方式を用いるので、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れる。また、当該光情報記録媒体用記録層２は、金属酸化物としてＭｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物を含み、Ｍｎの原子数割合が金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対して３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下に制御されている。このため、当該光情報記録媒体用記録層２のＭｎ酸化物へのレーザ照射により生成される気泡がＷ酸化物及びＳｎ酸化物により安定化し易く、パワーマージンが向上する。従って、当該光情報記録媒体用記録層２は、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。
＜保護層＞
保護層３は、誘電体である。当該光情報記録媒体用記録層２は、レーザ照射により酸素の気泡が発生するが、誘電体は、その気泡が逃散することを防止し、当該光情報記録媒体用記録層２の反射率の低下を抑止する。このため、当該光情報記録媒体が保護層３として誘電体を備えることで、当該光情報記録媒体用記録層２の変調度を確保し易くなる。
保護層３を構成する誘電体の材質としては、例えばＳｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｎ等の酸化物、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｉ等の窒化物、Ｚｎ硫化物、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ等の炭化物、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌａ等のフッ化物などの公知の誘電体を挙げることができる。なかでも、当該光情報記録媒体の生産性や、記録感度の観点から、Ｉｎの酸化物であるＩｎ２Ｏ３が好ましい。なお、これらの誘電体は混合して用いられてもよい。
保護層３の平均厚さの下限としては、２ｎｍが好ましく、３ｎｍがより好ましい。一方、保護層３の平均厚さの上限としては、３０ｎｍが好ましく、２５ｎｍがより好ましい。保護層３の平均厚さが上記下限未満であると、当該光情報記録媒体用記録層２にレーザ照射を行った際に発生する気泡の逃散防止効果が不十分となるおそれがある。逆に、保護層３の平均厚さが上記上限を超えると、光の干渉が発生し易くなり、当該光情報記録媒体用記録層２に気泡が発生し難くなるため、当該光情報記録媒体の記録感度が低下するおそれがある。
＜光透過層＞
光透過層４は、当該光情報記録媒体の表面を平滑化しレーザ光を入射し易くすると共に、保護層３や当該光情報記録媒体用記録層２の腐食を防止する。
光透過層４の材質には、記録再生を行うレーザ光に対して高い透過率を持ち、光吸収率が小さいものが選択される。具体的には、光透過層４の材質としては、例えばポリカーボネートや紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
光透過層４の平均厚さの下限としては、０．０１ｍｍが好ましく、０．０１５ｍｍがより好ましい。一方、光透過層４の平均厚さの上限としては、０．２ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。光透過層４の平均厚さが上記下限未満であると、保護層３や当該光情報記録媒体用記録層２に対する腐食防止効果が不十分となるおそれがある。逆に、光透過層４の平均厚さが上記上限を超えると、ＮＡ（開口数）が小さくなり過ぎ、微細な記録マークが記録できなくなるおそれがある。
＜光情報記録媒体の製造方法＞
当該光情報記録媒体は、例えば、基板準備工程と、裏面側保護層積層工程と、光情報記録媒体用記録層積層工程と、表面側保護層積層工程と、光透過層積層工程とを備える製造方法により製造することができる。
（基板準備工程）
基板準備工程では、保護層３が積層される側の表面にウォブリンググルーブとしての凹凸が形成された基板１を準備する。
このような基板１は、射出成形等により、マスタリング原盤からトラッキング用のウォ
ブリンググルーブの凹凸形状を転写することによって、形成することができる。
（裏面側保護層積層工程）
裏面側保護層積層工程では、上記基板準備工程で準備した基板１の表面に保護層３を積層する。
基板１の表面への保護層３の積層方法としては、保護層３を構成する誘電体と同じ組成を有するスパッタリングターゲットを用いて、スパッタ法等の公知の成膜手法を利用できる。
（光情報記録媒体用記録層積層工程）
光情報記録媒体用記録層積層工程では、上記裏面側保護層積層工程後の基板１と保護層３とが積層された積層体の表面側に当該光情報記録媒体用記録層２を積層する。
当該光情報記録媒体用記録層２は、金属酸化物としてＭｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む。このように複数種の酸化物を含む記録層を得るには、スパッタリング法を用いることが好ましい。スパッタリング法を用いることで、当該光情報記録媒体用記録層２の厚さの均一性も確保し易い。
当該光情報記録媒体用記録層２を形成するためのスパッタリングターゲットとしては、金属元素として少なくともＭｎ、Ｗ及びＳｎを含むスパッタリングターゲットを用いる。上記金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合の下限としては、３ａｔｍ％であり、１０ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｍｎ原子数割合の上限としては、４０ａｔｍ％であり、３５ａｔｍ％がより好ましい。
当該スパッタリングターゲットは、光情報記録媒体用記録層２を形成するためのスパッタリングターゲットとして、含まれる金属元素を酸化させながら用いることで、金属酸化物としてＭｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物及びＳｎ酸化物を含み、Ｍｎの原子数割合が上記範囲内に容易に制御できる。従って、当該スパッタリングターゲットを用いることで、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる光情報記録媒体用記録層２を容易に製造することができる。
また、上記金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合の下限としては、１０ａｔｍ％が好ましく、１５ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｗの原子数割合の上限としては、６５ａｔｍ％が好ましく、５０ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｗの原子数割合が上記下限未満であると、当該スパッタリングターゲットを用いて製造される光情報記録媒体用記録層２のパワーマージンが低下するおそれがある。逆に、上記Ｗの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＳｎの原子数割合が低下するため、当該スパッタリングターゲットを用いて製造される光情報記録媒体用記録層２のジッター特性が低下し、読み取りエラーが生じ易くなるおそれがある。
上記金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合の下限としては、５ａｔｍ％が好ましく、１０ａｔｍ％がより好ましい。一方、上記Ｓｎの原子数割合の上限としては、６０ａｔｍ％が好ましく、５０ａｔｍ％がより好ましい。上記Ｓｎの原子数割合が上記下限未満であると、当該スパッタリングターゲットを用いて製造される光情報記録媒体用記録層２のジッター特性が低下し、読み取りエラーが生じ易くなるおそれがある。逆に、上記Ｓｎの原子数割合が上記上限を超えると、相対的にＷの原子数割合が低下するため、当該スパッタリングターゲットを用いて製造される光情報記録媒体用記録層２のパワーマージンが低下するおそれがある。
当該光情報記録媒体用記録層２をスパッタリング法で形成する場合、反応性スパッタリングを用いることが好ましい。反応性スパッタリングでは、当該スパッタリングターゲットに対してスパッタリングを行いつつ、酸素を供給して酸化を促進させる。
酸素の供給は、酸素ガスを不活性ガス（例えばＡｒガス）で希釈した雰囲気ガスを用いて行われる。雰囲気ガスにおけるＡｒ流量に対する酸素流量比の下限としては、０．５倍が好ましく、１倍がより好ましい。一方、上記酸素流量比の上限としては、５倍が好ましい。上記酸素流量比が上記下限未満であると、金属の酸化が不十分となり、当該光情報記録媒体用記録層２に金属元素が残留し易くなるため、当該光情報記録媒体の耐久性が低下するおそれがある。逆に、上記酸素流量比が上記上限を超えると、酸化反応が激しくなり過ぎ、形成される当該光情報記録媒体用記録層２の緻密性が低下し、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性が低下するおそれがある。
また、他のスパッタリング条件は常法により決定でき、例えばガス圧としては、０．１Ｐａ以上１Ｐａ以下、スパッタ電力としては、０．２Ｗ／ｃｍ２以上２０Ｗ／ｃｍ２以下、基板温度としては、室温（２０℃以上３０°以下）とすることができる。
（表面側保護層積層工程）
表面側保護層積層工程では、上記光情報記録媒体用記録層積層工程で光情報記録媒体用記録層２をさらに積層した積層体の表面側に保護層３を積層する。この表面側保護層積層工程は、上記裏面側保護層積層工程と同様にして行うことができる。
（光透過層積層工程）
光透過層積層工程では、上記表面側保護層積層工程で表面側の保護層３をさらに積層した積層体の表面側に光透過層４を積層する。
この光透過層４の積層方法は、使用する材料の特性等に応じて公知の方法を用いることができる。例えば光透過層４として紫外線硬化樹脂を用いる場合であれば、紫外線硬化樹脂組成物をスピンコート等により塗布した後、光照射を行うことにより形成することができる。
＜利点＞
当該光情報記録媒体は、本発明の光情報記録媒体用記録層２を備えるので、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。また、当該光情報記録媒体は、保護層３が誘電体であるので、信号強度を高めることができ、その基本特性をさらに向上できる。
［その他の実施形態］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、光情報記録媒体用記録層の表面及び裏面に保護層を積層した光情報記録媒体について説明したが、光情報記録媒体用記録層は、片方の面のみに保護層が積層されていてもよく、あるいはこのような保護層を有さなくともよい。なお、光情報記録媒体が保護層を有さない場合は、光情報記録媒体用記録層の裏面に金属製の反射層を設けることが好ましい。このように反射層を設けることで信号強度を高めることができる。この反射層を構成する金属としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属や、これらの合金を挙げることができる。
光情報記録媒体用記録層の表面及び裏面に保護層を設けず、単層で用いる場合、光情報記録媒体用記録層の平均厚さの下限としては、１０ｎｍが好ましく、２０ｎｍがより好ましく、３０ｎｍがさらに好ましい。一方、光情報記録媒体用記録層の平均厚さの上限としては、６０ｎｍが好ましく、５０ｎｍがより好ましく、４５ｎｍがさらに好ましい。光情報記録媒体用記録層の平均厚さが上記下限未満であると、照射したレーザ光の読み取りに必要な反射率が得られないおそれがある。逆に、光情報記録媒体用記録層の平均厚さが上記上限を超えると、光情報記録媒体用記録層が不要に厚くなるため、光情報記録媒体用記録層の形成に時間がかかり、生産性が低下するおそれや、記録に必要なレーザパワーが大きくなり過ぎるおそれがある。
また、当該光情報記録媒体は、保護層に加え、光情報記録媒体用記録層の表面側又は裏面側に、酸化物、窒化物、硫化物等の光学調整層を設けてもよい。このように光学調整層を設けることで、光情報記録媒体用記録層の耐久性を改善できると共に、記録特性をさらに高めることができる。
上記実施形態では、光情報記録媒体用記録層及び光透過層が各１層ずつ形成された単層の光情報記録媒体を説明したが、２層以上の光情報記録媒体用記録層及び光透過層を有する多層の光情報記録媒体とすることもできる。
多層の光情報記録媒体では、光情報記録媒体用記録層と必要に応じて積層される光学調整層や保護層とから構成される記録層群が、透明中間層を介して光情報記録媒体の厚さ方向に積層される。この透明中間層としては、例えば紫外線硬化樹脂やポリカーボネート等の透明樹脂を用いることができる。このような多層構成の光情報記録媒体では、レーザ照射時に厚さ方向にレーザの焦点位置を調整することで、情報を記録される層が選択され、多層記録が実現される。なお、この透明中間層の厚さは、上下層に配設される記録層群間でクロストークが生じないように適宜決定される。
上記実施形態では、光情報記録媒体用記録層を形成するためのスパッタリングターゲットとして、少なくともＭｎ、Ｗ及びＳｎを金属元素として含み、金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下であるスパッタリングターゲットを用いる場合を説明したが、他のスパッタリングターゲットを用いて光情報記録媒体用記録層を形成することもできる。他のスパッタリングターゲットとしては、例えば、金属Ｍｎ、金属Ｗ及び金属Ｓｎを用いることができる。あるいは、スパッタリングターゲットとして、Ｍｎ酸化物、Ｗ酸化物、Ｓｎ酸化物を用いてもよく、上述の金属ターゲットと酸化物ターゲットとの混合物を用いることもできる。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
光情報記録媒体の基板として、ポリカーボネート製の基板（直径１２０ｍｍ、平均厚さ１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍ、溝深さ約３３ｎｍ）を準備した。
この基板に裏面側保護層、光情報記録媒体用記録層（以下、単に「記録層」ともいう）及び表面側保護層をこの順に積層した。
表面側保護層及び裏面側保護層は、常法のＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成した。保護層の材質は、表面側、裏面側共に、Ｓｎ、Ｚｎ及びＺｒを原子数割合でそれぞれ４０ａｔｍ％、４０ａｔｍ％、２０ａｔｍ％含む金属酸化物とし、その平均厚さは１４ｎｍとした。なお、スパッタリング時の雰囲気ガスとしては、Ａｒ流量を２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量を１ｓｃｃｍとした。
記録層の形成にはスパッタリングターゲットとして、金属Ｍｎ、金属Ｓｎ、金属Ｗを準備し、多元スパッタ法により表１に示す組成となるよう制御を行った。このときのスパッタリング条件としては、Ａｒ流量を１０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量を１０ｓｃｃｍとし、ガス圧０．２６Ｐａ、基板温度２５℃（室温）とし、スパッタ電力は、目標とする組成に応じて０．２Ｗ／ｃｍ２以上３Ｗ／ｃｍ２以下の範囲で調整した。なお、記録層の平均厚さは３２ｎｍとした。
このようにしてスパッタリング法により積層した積層体の表面（表面側保護層の表面）に、光透過層を積層した。光透過層は、紫外線硬化性樹脂組成物（日本化薬株式会社の「ＢＲＤ−８６４」）をスピンコートした後、紫外線を照射して形成した。なお、光透過層の平均厚さは、０．１ｍｍとした。
このようにして実施例１の光情報記録媒体を得た。
［実施例２〜４］
記録層の形成において、表１に示す組成となるよう制御を行った以外は、実施例１と同様にして実施例２〜４の光情報記録媒体を得た。
［実施例５、６］
記録層の形成において、さらに金属Ｚｎを準備し、表１に示す組成となるよう制御を行った以外は、実施例１と同様にして実施例５、６の光情報記録媒体を得た。
［比較例１〜４］
記録層の形成において、表１に示す組成となるよう制御を行った以外は、実施例１と同様にして比較例１〜４の光情報記録媒体を得た。
なお、表１において「記録層の金属酸化物中の金属原子数」欄の「−」は、その原子を含めていないことを意味する。具体的には、該当するスパッタリングターゲットを装填せずにスパッタリングを行った。また、比較例３では、ＩｎのスパッタリングターゲットとしてＩｎ２Ｏ３を新たに追加してスパッタリングを行った。
＜組成の確認＞
実施例１〜６及び比較例１〜４の記録層の金属原子数を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて確認した。具体的には、リガク社製の卓上波長分散型蛍光Ｘ線分析装置「ＺＳＸ−ＭＩＮ」を用い、対象とする元素について蛍光Ｘ線強度から原子数比を算出した。結果を表１に示す。
［光情報記録媒体の評価］
実施例１〜６及び比較例１〜４の光情報記録媒体について、変調度、ジッター、及びパワーマージンの評価を行った（ただし、比較例４の変調度を除く）。
＜評価装置＞
光情報記録媒体の記録信号特性の評価にはパルステック工業株式会社製の「ＯＤＵ−１０００」（記録レーザ中心波長：４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）：０．８５）を用い、基準クロック６６ＭＨｚの再生・記録レーザを照射し、光情報記録媒体に対して記録及び読み出しを行った。記録動作は、ＲＬＬ（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ）（１，７）ＰＰ変調（Ｐａｒｉｔｙ ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ ｒｍｔｒ（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｕｎｌｅｎｇｔｈ））で行い、隣接する５トラックに信号を記録し、中心トラックの信号特性を評価した。なお、光情報記録媒体の線速度は、４．９２ｍ／ｓ、再生時のレーザパワーは０．７ｍＷとした。
＜変調度＞
変調度は、横河電機株式会社製デジタルオシロスコープ「ＤＬ１６４０」を用い、信号が記録されている部分の最大反射率及び最小反射率を測定し、下記計算式（１）により算出した。
変調度＝（最大反射率−最小反射率）／最大反射率 ・・・（１）
この変調度は、図２に示すように記録時のレーザパワーを変化させることで変化する。そこで、後述するジッターが最小となるレーザパワーで記録を行ったときの変調度を各光情報記録媒体の変調度とした。なお、図２のグラフでは、ジッターが最小となるレーザパワーでレーザパワーを規格化しているため、各光情報記録媒体の変調度は、レーザパワー＝１における変調度に相当する。結果を表１に示す。
この変調度は数値が大きいほど反射光の変動が大きく読み取り易いことを意味する。ここでは、変調度が０．５以上のものを変調度に優れると判断した。
＜ジッター＞
ジッターは、横河電機株式会社製タイムインターバルアナライザ「ＴＡ５２０」を用いて測定した。ジッターは、図３に示すように記録時のレーザパワーにより変化し、あるパワーにおいて最小値となる。この最小値を各光情報記録媒体のジッターとした。結果を表１に示す。
ジッターは、数値が小さいほど読み取り精度が高まる。ここでは、ジッターが６．５％以下のものをジッターに優れると判断した。
＜パワーマージン＞
パワーマージンは、以下の手順により算出した。まず、レーザパワーをジッターが最小となるレーザパワーにより規格化した（図３参照）。このレーザパワーを規格化した結果から、ジッターが８．５％となる規格化レーザパワーを求めた。各光情報記録媒体のジッターの最小値は８．５％未満であるので、このレーザパワーは２箇所存在する。それぞれを低パワー側及び高パワー側として表１に示す。
パワーマージンは、規格化後の値で、低パワー側（常に１未満）は１より小さいほど優れ、高パワー側（常に１超）は１より大きいほど優れることとなる。ここでは、低パワー側が０．８５以下であり、高パワー側が１．２以上であるものをパワーマージンに優れると判断した。
Figure 2019212353
なお、表１で比較例４の変調度の「−」は、変調度が未測定であることを意味する。
表１から、記録層としてＭｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む金属酸化物を有する実施例１〜６の光情報記録媒体は、比較例１〜４の光情報記録媒体と比較して、ジッター及びパワーマージン、特に低パワー側のパワーマージンに優れ、変調度は同等である。
これに対し、記録層がＭｎ酸化物に加え、Ｗ酸化物とＳｎ酸化物とのいずれか一方しか有さない比較例２及び比較例４の光情報記録媒体では、低パワー側のパワーマージンに劣り、比較例４の光情報記録媒体ではさらにジッターも劣る。また、記録層がＷ酸化物とＳｎ酸化物とを共に有さない比較例１及び比較例３の光情報記録媒体では、低パワー側及び高パワー側共にパワーマージンに劣る。このことから、記録層としてＭｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含むことで、光情報記録媒体のパワーマージンを向上できることが分かる。
さらに詳細にみると、実施例５及び実施例６の光情報記録媒体は、実施例１〜４の光情報記録媒体に比べてジッターが小さく、低パワー側のパワーマージンに優れる。このことから、記録層の金属酸化物にＺｎ酸化物を含めることで、さらにパワーマージンを向上できることが分かる。
以上説明したように、本発明の光情報記録媒体用記録層及び光情報記録媒体は、変調度やＣ／Ｎ比といった基本特性に優れると共に、パワーマージンに優れる。
１ 基板
２ 光情報記録媒体用記録層
３ 保護層
４ 光透過層

Claims (8)

  1. レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層であって、
    Ｍｎ酸化物とＷ酸化物とＳｎ酸化物とを含む金属酸化物を有し、
    上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下である光情報記録媒体用記録層。
  2. 上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合が１０ａｔｍ％以上６５ａｔｍ％以下である請求項１に記載の光情報記録媒体用記録層。
  3. 上記金属酸化物を構成する金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合が５ａｔｍ％以上である請求項１又は請求項２に記載の光情報記録媒体用記録層。
  4. 上記金属酸化物がＺｎ酸化物をさらに含む請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光情報記録媒体用記録層。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体用記録層と、
    上記光情報記録媒体用記録層の表面及び裏面に積層される保護層とを備え、
    上記保護層が誘電体である光情報記録媒体。
  6. レーザ光の照射により情報信号を記録可能な光情報記録媒体用記録層を形成するためのスパッタリングターゲットであって、
    金属元素として少なくともＭｎ、Ｗ及びＳｎを含み、
    上記金属元素の合計原子数に対するＭｎの原子数割合が３ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下であるスパッタリングターゲット。
  7. 上記金属元素の合計原子数に対するＷの原子数割合が１０ａｔｍ％以上６５ａｔｍ％以下である請求項６に記載のスパッタリングターゲット。
  8. 上記金属元素の合計原子数に対するＳｎの原子数割合が５ａｔｍ％以上である請求項６又は請求項７に記載のスパッタリングターゲット。
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