JP6201377B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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Description
3層の再生層を含み、
再生光が照射される面側における3層の再生層それぞれの反射率R1、R2、R3は、5%以上であり、
反射率R1、R2、R3のうちから選び出された2つの反射率の差ΔRの絶対値はいずれも、7%以下であり、
3層の再生層は、
金属を含む第1の再生層と、
金属を含む第2の再生層と、
金属酸化物を含む第3の再生層と
を含み、
第3の再生層が面に最も近く、
第3の再生層の膜厚は、第1の再生層および第2の再生層の膜厚に比して厚い光記録媒体である。
1.光記録媒体の構成
2.光記録媒体の光学特性
3.光記録媒体の製造方法
図1Aに示すように、本技術の一実施形態に係る光記録媒体10は、中央に開口(以下「センターホール」という。)が設けられた円盤形状を有する。なお、光記録媒体10の形状はこの例に限定されるものではなく、カード状などとすることも可能である。
基板11は、例えば、中央にセンターホールが設けられた円盤形状を有する。この基板11の一主面は、例えば、凹凸面となっており、この凹凸面上に反射層L0が成膜される。この凹凸面は、ランド11aと多数のピット11bとにより構成されている。多数のピット11bは、基板11の表面にて同心円状または螺旋状の列(いわゆるトラック)を構成している。ピット11bは、ランド11aに対して凹状を有するピット(In-Pit)、およびランド11aに対して凸状を有するピット(On-Pit)のいずれであってもよい。図1Bでは、ピット11bがランド11aに対して凹状を有する基板11の例が示されている。
反射層L0〜L2は、レーザー光の照射により情報信号を再生可能な反射層(再生専用の記録層)である。反射層L0〜L2は、例えば、波長405nm、集光レンズの開口数NA0.85に対して25GB以上の記録容量を有する。反射層L0の情報信号は反射層L1、L2を通して読み出され、反射層L1の情報信号は反射層L2を通して読み出されるため、反射層L1、L2としては、レーザー光の一部を反射し、残りを透過する半透過層が用いられる。
まず、光記録媒体10の再生層L2の組成を分析する。次に、この再生層L2と同様の組成を有する薄膜をSiウェハ上に成膜した後、この薄膜の屈折率nおよび消衰係数kを分光エリプソメータを用いて求める。ここで、屈折率nおよび消衰係数kは、波長405nmのレーザー光を薄膜表面に対して垂直入射させたときの値である。
中間層S1、S2は、反射層L0〜L2を物理的および光学的に十分な距離をもって離間させる役割を果たし、その表面には凹凸面が設けられている。その凹凸面の構成は、上述の基板11と同様である。
光透過層12は、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を硬化してなる樹脂層である。この樹脂層の材料としては、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が挙げられる。また、円環形状を有する光透過性シートと、この光透過性シートを基板11に対して貼り合わせるための接着層とから光透過層12を構成するようにしてもよい。光透過性シートは、再生に用いられるレーザー光に対して、吸収能が低い材料からなることが好ましく、具体的には透過率90パーセント以上の材料からなることが好ましい。光透過性シートの材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂材料、ポリオレフィン系樹脂(例えばゼオネックス(登録商標))などを用いることができる。接着層の材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、感圧性粘着剤(PSA:Pressure Sensitive Adhesive)などを用いることができる。
なお、図示しないが、光透過層12の光照射面Cに、例えば機械的な衝撃や傷に対する保護、また利用者の取り扱い時の塵埃や指紋の付着などから、情報信号の再生品質を保護するためのハードコート層をさらに設けてもよい。ハードコート層としては、機械的強度を向上させるためにシリカゲルの微粉末を混入したものや、溶剤タイプ、無溶剤タイプなどの紫外線硬化樹脂を用いることができる。機械的強度を有し、撥水性や撥油性を持たせるには、厚さを1μmから数μm程度とすることが好ましい。
光照射面C側における反射層L0、L1、L2の反射率をそれぞれR0、R1、R2とすると、反射率R1、R2、R3はいずれも、5%以上、好ましくは7%以上である。反射率R1、R2、R3のうちのいずれかが5%未満であると、その反射率5%未満の反射層Lでは、反射率の低下により信号特性が悪化し、民生用ドライブにて情報信号の再生が困難になる。ここで、反射率R1、R2、R3はいずれも、ランド部(8Tスペース)の反射率である。
次に、本技術の一実施形態に係る光記録媒体の製造方法の一例について説明する。
まず、一主面に凹凸面が形成された基板11を成形する。基板11の成形の方法としては、例えば、射出成形(インジェクション)法、フォトポリマー法(2P法:Photo Polymerization)などを用いることができる。
次に、基板11を、反射層L0の形成用ターゲットが備えられた真空チャンバー内に搬送し、真空チャンバー内を所定の圧力になるまで真空引きする。その後、真空チャンバー内にArガスなどのプロセスガスを導入しながら、ターゲットをスパッタして、基板11の凹凸面上に反射層L0を成膜する。
次に、基板11をスピンコータに搬送し、スピンコートにより紫外線硬化樹脂を反射層L0上に均一に塗布する。その後、反射層L0上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離する。これにより、スタンパの凹凸パターンが紫外線硬化樹脂に転写され、凹凸面を有する中間層S1が反射層L0上に形成される。
次に、基板11を、反射層L1の形成用ターゲットが備えられた真空チャンバー内に搬送し、真空チャンバー内を所定の圧力になるまで真空引きする。その後、真空チャンバー内にArガスなどのプロセスガスを導入しながら、ターゲットをスパッタして、基板11上に反射層L1を成膜する。
次に、中間層S1の形成工程と同様にして、中間層S2を反射層L1上に形成する。なお、中間層S2に凹状のピット11bを形成するためのスタンパの凸部は、中間層S1および基板11に凹状のピット11bを形成するためのスタンパの凸部よりも高いことが好ましい。もしくは、中間層S2に凸状のピット11bを形成するためのスタンパの溝は、中間層S1および基板11に凸状のピット11bを形成するためのスタンパの溝よりも深いことが好ましい。このようなスタンパの溝の深さおよび凸部の高さの設定は、マスタリング工程における露光パワーやエッチングの条件を調整することにより可能である。
次に、基板11を、反射層L2の形成用ターゲットが備えられた真空チャンバー内に搬送し、真空チャンバー内を所定の圧力になるまで真空引きする。その後、真空チャンバー内にArガスやO2ガスなどのプロセスガスを導入しながら、ターゲットをスパッタして、中間層S2上に反射層L2を成膜する。
次に、基板11をスピンコータに搬送し、スピンコートにより紫外線硬化樹脂(UVレジン)などの感光性樹脂を反射層L2上に均一に塗布し、紫外線などの光を感光性樹脂に照射し、硬化する。これにより、反射層L2上に光透過層12が形成される。
以上の工程により、目的とする光記録媒体10が得られる。
本実施形態では、反射率R1、R2、R3のうちから選び出される2つの反射率の差ΔRをいずれも7%以下としているので、反射率が高い反射層Lからの迷光により、反射率が低い反射層Lの反射光が影響を受けて信号特性が低下することを抑制できる。
I.信号特性の反射率依存性
II.多層の反射層間の反射率のばらつきの許容範囲
III.金属酸化物層の信頼性
IV.反射層の屈折率および消衰係数の好適範囲
V.金属酸化物層の好適な膜厚範囲(下限)
VI.金属酸化物層の好適な膜厚範囲(上限)
VII.信号特性およびasymmetryの膜厚依存性
(参考例1−1〜1−7)
まず、射出成形により、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を成形した。なお、このポリカーボネート基板の表面には、ランドとそのランドに対して凹状を有する多数のピット(In-Pit)とから構成された凹凸を形成した。この際、1層の反射層当たり33.4GB相当の記録容量が得られるように、ピットのサイズ(長さ)およびトラックピッチを設定した。
以上により、33.4GBの記録容量を有する再生専用型の光記録媒体を得た。
上述のようにして得られた参考例1−1〜1−7の光記録媒体の反射層の反射率および信号特性を、以下のようにして評価した。その結果を表1および図2に示す。
BD用のディスク評価装置(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、反射層の反射率を測定した。具体的には、BD用のディスク評価装置を用いて光記録媒体の再生(フォーカスやトラッキングなど)を行い、I8H(「8Tスペース」または「8Tランド」ともいう)の反射levelから反射率を割り出した。なお、評価装置における再生用レーザー光の波長は405nm、集光レンズの開口数NAは0.85である。
BD用のディスク評価装置(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、反射層の再生信号の特性を評価した。信号品質の評価には、BD−XLで使用されている、i−MLSEという評価指標を用いた。なお、i−MLSEとは、2T−8Tピット列を再生したときの、理想的なピットエッジ位置からのズレ量を示す評価指標である。評価装置における再生用レーザー光の波長は405nm、集光レンズの開口数NAは0.85である。
反射率を高くするに従って、i−MLSEが向上する傾向にある。具体的には、反射率が4.5%以上11%以下の範囲では、反射率の増加に対してi−MLSEが大きく向上する。そして、反射率が11%以上45%以下の範囲では、反射率の増加に対してi−MLSEが緩やかに向上する。
反射率が5%以上であると、i−MLSEが基準値12%以下に向上する。なお、i−MLSEが基準値12%以下であると、民生用ドライブの再生系にばらつきがあっても良好な再生特性を得ることができる。
(参考例2−1〜2−4、比較例2−1〜2−3)
まず、射出成形により、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を成形した。なお、このポリカーボネート基板の表面には、ランドとそのランドに対して凹状を有する多数のピット(In-Pit)とから構成された凹凸を形成した。この際、1層の反射層当たり約33.4GB相当の記録容量が得られるように、ピットのサイズ(長さ)およびトラックピッチを設定した。
以上により、3層で100GBの記録容量を有する再生専用型の光記録媒体を得た。
上述のようにして得られた参考例2−1〜2−4、比較例2−1〜2−3の光記録媒体の第1〜第3の反射層(L0〜L2層)の反射率および信号特性を以下のようにして評価した。
まず、参考例1−1〜1−7と同様にして、第1〜第3の反射層それぞれの反射率を求めた。次に、求めた各反射層のうち最大の反射率Rmaxおよび最小の反射率Rminを選び出し、これらの反射率の差ΔR=(Rmax−Rmin)を求めた。その結果を表2に示す。
まず、参考例1−1〜1−7と同様にして、第1〜第3の反射層それぞれのi−MLSEを求めた。次に、第1〜第3の反射層のうちにi−MLSEが基準値12%を超える反射層があるか否かを判別した。その結果を表2に示す。次に、第1〜第3の反射層のi−MLSEから最大値をとるi−MLSE(以下「最大i−MLSE」という。)を選び出した。その結果を表2に示す。次に、上述のように求めた反射率の差ΔRおよび最大i−MLSEに基づきグラフを作成し、反射率の差ΔRと最大i−MLSEとの関係を表す近似直線を求めた。その結果を図3に示す。なお、近似直線は、線形近似法により求めた。
反射率差ΔRが7%を超えると、i−MLSEが基準値12%を超える傾向にある。なお、i−MLSEの基準値を12%とする技術的意義は、上述の「I.信号特性の反射率依存性」にて述べた通りである。
このような傾向は以下の点に理由があると考えられる。多層の光記録媒体では、情報信号の読み取りを意図した反射層以外の反射層からの迷光(クロストーク)の影響は避けられない。特に反射率が低い反射層は高い反射層からの迷光の影響を大きく受けやすく、多層の反射層のうちに反射率差ΔRの絶対値が7%を超える2層の反射層の組み合わせが存在すると、i−MLSE(信号特性品質)が12%を超えて劣化する。
したがって、i−MLSEを基準値12%以下にするためには、反射率差ΔRを7%以下にすることが好ましい。
(実施例3−1)
第1の反射層(L0層)、第2の反射層(L1層)、第3の反射層(L2層)の膜厚をそれぞれ19nm、15nm、30nmとする以外は、参考例2−1と同様にして光記録媒体を得た。
第3の反射層として、W−Fe−Ti−O(W:Fe:Ti=74:22.7:2.4(質量%))からなる、膜厚20nmの金属酸化物層を形成する以外は、実施例3−1と同様にして光記録媒体を得た。
第3の反射層として、Ag合金からなる、膜厚10nmの合金層を形成する以外は、実施例3−1と同様にして光記録媒体を得た。
上述のようにして得られた実施例3−1、3−2、参考例3−3の光記録媒体の第3の反射層の信頼性を以下のようにして評価した。
まず、参考例1−1〜1−7と同様にして、第3の反射層のi−MLSEを求めた。次に、光記録媒体を80℃85%の温室環境下に120時間投入することにより、加速試験を行った後、参考例1−1〜1−7と同様にして、第3の反射層のi−MLSEを求めた。次に、加速試験前後のi−MLSEの変化量(=[加速試験後のi−MLSE]−[加速試験前のi−MLSE])を求めた。その結果を表3および図4に示す。
参考例3−3(Ag系合金)では、加速試験前後のi−MLSEが大きく異なっており、加速試験後のi−MLSEは、加速試験前のi−MLSEに比べて1%以上劣化している。
実施例3−1(ITO)では、加速試験前後のi−MLSEがほぼ等しい。したがって、第3の反射層の材料としてInおよびSnを含む二元系金属酸化物(ITO)を用いることで、金属材料を用いた場合に比して信頼性を大きく向上できる。なお、第3の反射層の材料としてInおよびSnをそれぞれ単独で含む一元系金属酸化物を用いた場合にも、上述の二元系金属酸化物を用いた場合とほぼ同様の効果の発現が期待される。
実施例3−2(W系金属酸化物)では、加速試験前後のi−MLSEが等しい。したがって、第3の反射層の材料としてW、FeおよびTiを含む三元系金属酸化物を用いることで、金属材料を用いた場合に比して信頼性を大きく向上することができる。なお、第3の反射層の材料としてW、FeおよびTiをそれぞれ単独で含む一元系金属酸化物、もしくはそれらの2以上の組合せを含む二元系金属酸化物を用いた場合にも、上述の三元系金属酸化物とほぼ同様の効果の発現が期待される。また、W、FeおよびTiからなる群から選ばれる1種以上と、InおよびSnからなる群から選ばれる1種以上との組み合わせを含む金属酸化物を用いた場合にも、上述の二元系および三元系金属酸化物とほぼ同様の効果の発現が期待される。
したがって、信頼性を向上する観点からすると、光照射面から最も近い第3の反射層の材料としては、W、Fe、Ti、In、SnおよびSiからなる群から選ばれる1種以上を含む金属酸化物を用いることが好ましい。
したがって、信頼性を向上する観点からすると、光照射面から最も近い第3の反射層の材料としては、W、Fe、Ti、In、Sn、SiおよびZrからなる群から選ばれる1種以上を含む金属酸化物を用いることが好ましい。
(参考例4−1)
まず、スパッタリング法によりSiウェハ上に、ITOからなる、膜厚20nmの反射層を形成した。この際、スパッタリングの成膜条件(真空チャンバー内に導入するO2ガスの導入量)をサンプル毎に調整することにより、反射層の酸素含有量(すなわち反射層の組成)を変更した。これにより、目的とするサンプルを得た。
スパッタリング法によりSiウェハ上に、W−Fe−Ti−Oからなる、膜厚20nmの反射層を形成した。この際、スパッタリングの成膜条件(真空チャンバー内に導入するO2ガスの導入量)をサンプル毎に調整し、反射層の酸素含有量(すなわち反射層の組成)を変更した。これ以外のことは参考例4−1と同様にして、目的とするサンプルを得た。
まず、スパッタリング法によりSiウェハ上に、Agからなる、膜厚20nmの反射層を形成した。これにより、目的とするサンプルを得た。
スパッタリング法によりSiウェハ上に、Alからなる、膜厚20nmの反射層を形成すること以外は、参考例4−3と同様にしてサンプルを得た。
スパッタリング法によりSiウェハ上に、Auからなる、膜厚20nmの反射層を形成すること以外は、参考例4−3と同様にしてサンプルを得た。
スパッタリング法によりSiウェハ上に、Siからなる、膜厚20nmの反射層を形成すること以外は、参考例4−3と同様にしてサンプルを得た。
上述のようにして得られた参考例4−1〜4−6のサンプルの屈折率nおよび消衰係数kを測定した。具体的には、分光エリプソメータ(J.A.woollam co.製、商品名:VASE series Ellipsometers (HS-190 monochromator))を用いて、波長405nmのレーザー光を反射層の膜面に対して垂直入射させたときの屈折率nおよび消衰係数kを測定した。その結果を表4および図5に示す。なお、図5において、斜線を付した領域Rは、参考例4−1、4−2における反射層のn、kの測定結果の範囲を示している。このように領域Rで測定結果を示しているのは、参考例4−1、4−2では、反射層の組成を変更した複数のサンプルについてn、kを測定しているからである。
ITOからなる反射層(金属酸化物層)では、反射層の酸素含有量を調整することにより、屈折率nを2.0〜2.3、消衰係数kを0.01〜0.1の範囲で変更することができる。
W−Fe−Ti−Oからなる反射層(金属酸化物層)では、反射層の酸素含有量を調整することにより、屈折率nを2.0〜2.7、消衰係数kを0.1〜0.4の範囲で変更することができる。
Ag、Al、AuまたはSiからなる反射層(金属層)の屈折率nおよび消衰係数kは、ITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる反射層と比べて大きく異なっている。
Ag、AlまたはAuからなる反射層の消衰係数は、ITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる反射層に比べて非常に大きい。このため、Ag、AlまたはAuからなる反射層では、高透過率を実現するためには、反射層の膜厚を薄くする必要性が生じるが、このように膜厚を薄くすると、耐久性が大きく低下してしまう。
Siからなる反射層の消衰係数kは、ITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる反射層と同程度であるが、Siからなる反射層の屈折率nは、ITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる反射層に比べて非常に大きい。このため、Siからなる反射層では、ITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる反射層に比べて、入射側および出射側の界面における反射率が非常に高くなり、第1および第2の反射層に到達するレーザー光の光量の低下を招くことになる。
反射層としてITOまたはW−Fe−Ti−Oからなる金属酸化物層を用いた場合には、反射層中の酸素含有量を調整することで、屈折率nを2.0以上2.7以下、消衰係数kの0.01以上0.5以下の範囲内で設定することができる。これに対して、反射層として、Ag、Al、AuまたはSiからなる金属層を用いた場合には、屈折率nおよび消衰係数を上述の範囲内に設定することはできない。
ここでは、反射層の材料として、InおよびSnを含む二元系金属酸化物、またはW、FeおよびTiを含む三元系金属酸化物を用いた場合についてのみ説明したが、W、Fe、Ti、In、Sn、SiおよびZrからなる群から選ばれる1種以上を含む金属酸化物であれば、屈折率nを2.0以上2.7以下、消衰係数kを0.01以上0.5以下の範囲内で設定することが可能である。なお、上述したように、屈折率nよび消衰係数kをこのような範囲に設定することで、高透過率を有する第3の反射層を実現することができる。
(参考例5−1、実施例5−2〜5−4)
第1の反射層の膜厚を19nm、第2の反射層の膜厚を15nmに変更した。また、第3の反射層の膜厚を、表5に示すように、15nm〜35nmの範囲内で変更した。これ以外のことは実施例3−1と同様にして光記録媒体を得た。
上述のようにして得られた参考例5−1、実施例5−2〜5−4の光記録媒体の第3の反射層の信号特性および反射率を、参考例1−1〜1−7と同様にして評価した。その結果を表5、図6Aおよび図6Bに示す。
第3の反射層としてW−Fe−Ti−Oからなる金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚が厚くなるに従って、i−MLSEが向上する傾向にある。膜厚が15nm以上であると、i−MLSEを基準値12%以下にすることができる。
第3の反射層としてW−Fe−Ti−Oからなる金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚が厚くなるに従って、反射率が高くなる傾向にある。膜厚が15nm以上であると、反射率を5%以上にすることができる。
なお、反射率が5%以上であると、i−MLSEを基準値12%以下にできることは、上述の「I.信号特性の反射率依存性」にて説明した通りである。また、第3の反射層の膜厚が薄いほどi−MLSEが劣化する傾向を示すのは、反射率が低くなることにより、SNR(Signal-Noise Ratio)が低下するためであると考えられる。
したがって、第3の反射層として金属酸化物層を用いる場合、信号特性向上の観点からすると、第3の反射層の膜厚を15nm以上にすることが好ましい。
(参考例6−1)
屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5である反射層の反射スペクトルおよび透過スペクトル(入射角度θ:0deg)について、以下のようにしてシミュレーションにより検討した。なお、シミュレーションは、「分光エリプソメトリー 藤原裕之著、2.4光学干渉」に記載の手法に基づき行った。
光透過層:屈折率n=1.6、消衰係数k=0
反射層:屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5、膜厚t=0〜200nm
(ここで、屈折率nおよび消衰係数kの数値範囲は、金属酸化物からなる反射層の屈折率nおよび消衰係数kを想定した数値範囲である。)
中間層:屈折率n=1.6、消衰係数k=0
(但し、反射層が設けられる中間層表面は、凹凸のない平面とした。)
屈折率n=0.17、消衰係数k=1.95に変更する以外は参考例6−1と同様にして、反射スペクトルおよび透過スペクトルを求めた。なお、屈折率n=0.17、消衰係数k=1.95は、Ag合金からなる反射層の屈折率nおよび消衰係数kを想定した数値である。その結果を図8A、図8Bに示す。
反射層として金属酸化物層を想定した屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5の範囲では、反射スペクトルおよび透過スペクトルは反射層の膜厚の増加に対して周期的に増減を繰り返す。そして、周期性を有する反射スペクトルの最初のピーク値は、反射層の膜厚が50nm以下の位置に現れる。
反射層のコスト低減および成膜時間の短縮の観点からすると、反射層の膜厚は薄い方が望ましく、反射層の膜厚を50nmを超えて設定する技術的な利点は何ら見いだせない。したがって、反射層として金属酸化物層を用いる場合には、反射層の膜厚を50nm以下の範囲で変更して、反射率を調整することが好ましい。
屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5の範囲では、取り得る最大反射率(n=2.5、k=0.01)は18%程度である。上述のシミュレーションでは、中間層表面を凹凸のない平面に設定した。ピットが存在する実際の中間層表面では、凹凸により光散乱が生じるため、さらに反射率は低下する。この点を考慮すると、実際の最大反射率は15%程度であると推測される。
反射層として屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5の範囲である金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚を調整することで、5%以上の反射率と高透過率とを実現することができる。
反射層として金属層を想定した屈折率n=0.17、消衰係数k=1.95では、膜厚が増加するに従って、反射率は上昇するのに対して、透過率は低下する傾向にある。
5%以上の反射率と高透過率を実現するためには、反射層の膜厚を非常に薄くする必要があるが、このように反射層を薄くすると、上述の「III.金属酸化物層の信頼性」にて説明したように、信頼性が低下する。
(実施例7−1−1、7−1−2、参考例7−1−3)
第1の反射層の膜厚を19nm、第2の反射層の膜厚を15nmに変更した。また、第3の反射層の膜厚を、表6に示すように、15nm〜30nmの範囲内で変更した。これ以外のことは実施例3−1と同様にして光記録媒体を得た。
第1の反射層の膜厚を19nm、第2の反射層の膜厚を15nmに変更した。また、第3の反射層の膜厚を、表6に示すように、14nm〜25nmの範囲内で変更した。これ以外のことは参考例3−3と同様にして光記録媒体を得た。
上述のようにして得られた実施例7−1−1、7−1−2、参考例7−1−3、参考例7−2−1〜7−2−3の光記録媒体の第3の反射層の信号特性およびasymmetryを以下のようにして評価した。
参考例1−1〜1−7と同様にして、第3の反射層のi−MLSEを求めた。その結果を図9Aに示す。
asymmetryとは8T信号と2T信号の割合を示す指標となっており、asymmetry値が0%に近いほど2T−8Tバランスが良いことを意味している。asymmetry値を±5%以内の収めることが特性上望まれている。
再生信号の8T振幅の最大値をI8H、最小値をI8L。2T振幅の最大値をI2H、最小値をI2Lとしたとき、asymmetry={(I8H+I8L)−(I2H+I2L)}/{2(I8H−I8L)}という計算式で表すことができる。2Tピットが大きくなるとasymmetryは「+」、2Tピットが小さくなると「−」になるという関係を持っている。その結果を図9Bに示す。
第3の反射層として金属酸化物層(誘電体層)および金属層のいずれを用いるかによって、i−MLSEおよびasymmetry(すなわち最小ピット2Tの光学的な深さの)の膜厚依存性が、以下に示すように全く異なっている。
第3の反射層として金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、i−MLSEが向上する傾向にある。これに対して、第3の反射層として金属層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、i−MLSEが劣化する傾向にある。
したがって、第3の反射層として金属酸化物層および金属層のいずれを用いるかによって、信号特性の観点から好適な膜厚の範囲が異なっている。例えば、金属酸化物層の膜厚が30nm程度に設定した場合と、金属層の膜厚が15nm程度に設定した場合とでほぼ同様の信号特性が得られる。
第3の反射層として金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、asymmetryが緩やかに低下する傾向にある。これに対して、第3の反射層として金属層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、asymmetryが増加する傾向にある。
この傾向は、asymmetryが最小ピット2Tの光学的な深さを示す指標であることを考慮すると、次のように言い換えることができる。すなわち、第3の反射層として金属酸化物層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、最小ピット(凹状のピット)2Tの光学的な深さが浅く見える傾向にある。これに対して、第3の反射層として金属層を用いた場合には、反射層の膜厚の増加に伴って、最小ピット2Tの光学的な深さが深く見える傾向にある。
上述したように反射層の材料として金属酸化物(誘電体)および金属のいずれを用いるかによって、信号特性およびasymmetryの膜厚依存性が異なるのは、第3の反射層の材料の屈折率nおよび消衰係数kの違いによるものと考えられる。以下、この点について具体的に説明する。
金属n、kはn<1、k>1の関係を有することが一般的であり、例えばAgのn、kはn=0.17、k=1.95である。これに対して、本技術において好適な金属酸化物(誘電体)のn、kは、上述したように屈折率n=2.0〜2.7、消衰係数k=0.01〜0.5であり、例えば、例えばITOのn、kはn=2.3〜2.4、k=0.2である。
このn、kの違いにより、第3の反射層および光透過層の界面(以下「入射側界面」という。)と、第3の反射層と中間層との界面(以下「出射側界面」という。)とにおける界面反射光量に差異が生じる。
第3の反射層の材料としてAgなどの金属を用いた場合には、金属はkが大きいために、第3の反射層にて吸収されるレーザー光の吸収量が多い。一方、第3の反射層の材料としてITOなどの金属酸化物を用いた場合には、金属酸化物はkが0に近いために、第3の反射層にて吸収されるレーザー光の吸収量が極めて少ない。
また、ITO(n=2.5)などの金属酸化物は、Ag(n=0.17)などの金属に比して、光透過層や中間層などの透明樹脂層(一般的にはn=1.6程度)との屈折率差Δnが小さい。
上述のように、第3の反射層として金属酸化物を用いた場合には、第3の反射層として金属を用いた場合に比して光吸収が少なく、かつ、屈折率差Δnも小さいため、入射側界面と出射側界面との光学的な干渉作用が効率良く作用する。また、第3の反射層を厚膜化してもその干渉作用の効率に大きな変化は生じない。
第3の反射層の材料として金属を用いた場合と、第3の反射層の材料として金属酸化物を用いた場合とでは、入射側界面の反射光量に対する出射側界面の反射光量の比率が大きく相違している。
上述した相違が、信号特性およびasymmetry(ピットの見え方)の膜厚依存性に差異をもたらしていると考えられる。
上述の結果を考慮すると、第1および第2の反射層として金属層を用い、第3の反射層として金属酸化物層を用いる場合には、第1、第2および第3の反射層のasymmetry(ピットの見え方)の違いを抑制するためには、第1および第2の反射層のピットに比して第3の反射層のピットを深くすることが好ましい。
(1)
3層の再生層を含み、
再生光が照射される面側における上記3層の再生層それぞれの反射率R1、R2、R3は、5%以上であり、
上記反射率R1、R2、R3のうちから選び出された2つの反射率の差ΔRの絶対値はいずれも、7%以下である光記録媒体。
(2)
上記3層の再生層のうち上記面に最も近い再生層は、金属酸化物を含んでいる(1)に記載の光記録媒体。
(3)
上記金属酸化物は、W、Fe、Ti、In、Sn、SiおよびZrからなる群から選ばれる1種以上を含んでいる(2)に記載の光記録媒体。
(4)
上記3層の再生層のうち上記面に最も近い再生層の膜厚は、15nm以上50nm以下の範囲内である(2)から(3)のいずれかに記載の光記録媒体。
(5)
再生光が照射される面側における上記3層の再生層それぞれの反射率R1、R2、R3は、7%以上14%以下である(1)から(4)のいずれかに記載の光記録媒体。
(6)
上記3層の再生層のうち上記面に最も近い再生層の屈折率は、2.0以上2.7以下の範囲内であり、
上記3層の再生層のうち上記面に最も近い再生層の消衰係数は、0.01以上0.5以下の範囲内である(1)から(5)のいずれかに記載の光記録媒体。
(7)
上記3層の再生層のうち上記面に最も近い再生層は、金属窒化物を含んでいる(1)に記載の光記録媒体。
(8)
上記3層の再生層は、
金属を含む第1の再生層と、
金属を含む第2の再生層と、
金属酸化物を含む第3の再生層と
を含み、
上記第3の再生層が上記面に最も近い(1)に記載の光記録媒体。
(9)
上記第3の再生層の膜厚は、上記第1の再生層および上記第2の再生層の膜厚に比して厚い(8)に記載の光記録媒体。
(10)
上記第3の再生層のピットは、上記第1の再生層および上記第2の再生層のピットに比して深いまたは高い(8)から(9)のいずれかに記載の光記録媒体。
11 基板
11a ランド
11b ピット
12 光透過層
L、L0〜L2 再生層
S1〜S2 中間層
C 光照射面
Claims (6)
- 3層の再生層を含み、
再生光が照射される面側における上記3層の再生層それぞれの反射率R1、R2、R3は、5%以上であり、
上記反射率R1、R2、R3のうちから選び出された2つの反射率の差ΔRの絶対値はいずれも、7%以下であり、
上記3層の再生層は、
金属を含む第1の再生層と、
金属を含む第2の再生層と、
金属酸化物を含む第3の再生層と
を含み、
上記第3の再生層が上記面に最も近く、
上記第3の再生層の膜厚は、上記第1の再生層および上記第2の再生層の膜厚に比して厚い光記録媒体。 - 上記金属酸化物は、W、Fe、Ti、In、Sn、SiおよびZrからなる群から選ばれる1種以上を含んでいる請求項1に記載の光記録媒体。
- 上記第3の再生層の膜厚は、15nm以上50nm以下の範囲内である請求項1または2に記載の光記録媒体。
- 再生光が照射される面側における上記3層の再生層それぞれの反射率R1、R2、R3は、7%以上14%以下である請求項1から3のいずれかに記載の光記録媒体。
- 上記第3の再生層の屈折率は、2.0以上2.7以下の範囲内であり、
上記第3の再生層の消衰係数は、0.01以上0.5以下の範囲内である請求項1から4のいずれかに記載の光記録媒体。 - 上記第3の再生層のピットは、上記第1の再生層および上記第2の再生層のピットに比して深いまたは高い請求項1から5のいずれかに記載の光記録媒体。
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