JPWO2009096165A1 - 光学的情報記録媒体とその製造方法、及びターゲット - Google Patents

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Abstract

本発明の光学的情報記録媒体(9)は、N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体である。N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層(10)〜第N情報層(7)とした場合、N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)に相当する第1情報層(10)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層(104)と、反射層(108)と、透過率調整層(109)とを、光入射側からこの順で含んでいる。透過率調整層(109)は、タングステン(W)と酸素(O)とを含んでいる。

Description

本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、及び/又は再生する情報記録媒体とその製造方法、及びターゲットに関するものである。
従来の情報記録媒体として、その記録層(相変化材料層)が相変化を生じる現象を利用する相変化形情報記録媒体がある。この相変化形情報記録媒体の中で、レーザビームを用いて光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生する情報記録媒体は、レーザビームの照射により発生する熱によって記録層の相変化材料を、例えば結晶相と非晶質相との間で状態変化させ、結晶相と非晶質相との間の反射率の違いを検出して情報として読みとるものである。
相変化形情報記録媒体のうち、情報の消去や書き換えが可能な書き換え型情報記録媒体においては、一般に記録層の初期状態は結晶相であり、情報を記録する場合には、高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を溶融して急激に冷却することによって、レーザ照射部を非晶質相にする。一方、情報を消去する場合には、記録時より低いパワー(消去パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することにより、レーザ照射部を結晶相にする。したがって、書き換え型情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワー変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録する又は書き換えることが可能である。記録層が結晶相に変化するためには、記録層を、結晶相に変化する温度(結晶化温度)に一定時間(結晶化時間)だけ保持する必要がある。結晶化時間が短いほど、結晶相への変化に要する時間が短くなるため、短時間すなわち高速な消去・書き換えが可能となる。
また、相変化形情報記録媒体のうち、一回だけ情報の記録が可能で、情報の消去や書き換えが不可能な追記型情報記録媒体においては、一般に記録層の初期状態は非晶質相であり、情報を記録する場合には高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することによって、レーザ照射部を結晶相にする。
現在、光学的情報記録媒体を大容量化するための技術として、さまざまな技術が導入されている。例えば、短波長の青紫色レーザを用いたり、レーザビームが入射する側の基板の厚さを薄くして開口数(NA)が大きい対物レンズを使用したりすることによって、レーザビームのスポット径をより小さくして高密度の記録を行う技術が導入されている。
また、2つの情報層を備える光学的情報記録媒体を用いて記録容量を2倍に高め、且つその片側から入射するレーザビームによって2つの情報層の記録再生を行う技術も導入されている(例えば、特開2000−36130号公報(第2−11頁、図2)参照)。この2層光学的情報記録媒体では、レーザビームの入射側に近い情報層(以下、第1情報層という)を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側から遠い情報層(以下、第2情報層という)の記録再生を行う。このため、第1情報層では記録層、及び光を効率的に記録層に吸収させ、且つ第1情報層の反射率を高めるために配置される反射層の膜厚を極めて薄くする必要があった。また、光学干渉によってさらに透過率を高めるため、高屈折率の透過率調整層を配置する必要があった。この透過率調整層として、従来はチタン(Ti)の酸化物であるTiO2を用いることにより第1情報層の透過率を高めていた(例えば、国際公開第2003/025922号(第10−20頁、図1)参照)。
しかしながら、従来より用いている透過率調整層のTiO2層は、成膜法として一般的に用いられるスパッタリング法で成膜した場合、単位時間あたりに成膜される膜厚(以下、成膜速度という)が薄く、所望の膜厚を成膜するまでに時間がかかる(すなわち、成膜速度が遅い)という課題があった。さらに、TiO2層の成膜速度は、成膜室の真空度に依存するため、成膜速度が一定の範囲で変化する。このため、特に量産時にTiO2層を所望の膜厚範囲に保つことが難しいという課題もあった。将来的に実現が見込まれる、3つ以上の情報層を有する多層光学的情報記録媒体では、レーザビーム入射側にある情報層の数が増えるため、透過率調整層として使用するTiO2層の数が増えて、この課題がさらに顕著となる可能性がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、従来の透過率調整層が備えていた屈折率や耐湿性等の特性を大きく低下させることなく、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供して、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することを目的とする。また、本発明は、上記のような透過率調整層を形成する際に用いることができるターゲットを提供することも目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の光学的情報記録媒体は、N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、前記N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体であって、前記N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層〜第N情報層とした場合、前記N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層と、反射層と、透過率調整層とを、光入射側からこの順で含んでおり、前記透過率調整層が、タングステン(W)と酸素(O)とを含む。
また、本発明は、上記の本発明の光学的情報記録媒体を製造する方法であって、前記透過率調整層を成膜する工程を少なくとも含み、前記透過率調整層を成膜する工程において、少なくともタングステン(W)と酸素(O)とを含むターゲットを使用して前記透過率調整層を成膜する、又は、少なくともタングステン(W)を含むターゲットと少なくとも酸素(O)を含むガスとを使用して前記透過率調整層を成膜する、光学的情報記録媒体の製造方法も提供する。
また、本発明は、少なくともタングステン(W)とM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含むターゲット(第1のターゲット)、又は、少なくともタングステン(W)とM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含むターゲット(第2のターゲット)を提供する。
本発明の光学的情報記録媒体によれば、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を、その特性を低下させることなく実現できるので、情報層の透過率が高く、量産性に優れた光学的情報記録媒体を提供することができる。また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法及び本発明のターゲットによれば、本発明の光学的情報記録媒体を容易に製造することができる。
図1は、本発明のN層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図2は、本発明の2層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図3は、本発明の3層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図4は、本発明の4層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図5は、本発明のN層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図6は、本発明の2層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図7は、本発明の3層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図8は、本発明の4層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 図9は、本発明の光学的情報記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置の構成の一部を、模式的に示す図である。 図10は、本発明の光学的情報記録媒体を製造する際に用いられるスパッタリング装置の一部を、模式的に示す図である。
本発明の光学的情報記録媒体は、N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、前記N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体であって、前記N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層〜第N情報層とした場合、前記N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層と、反射層と、透過率調整層とを、光入射側からこの順で含んでおり、前記透過率調整層が、タングステン(以下、「W」と表記する。)と酸素(以下、「O」と表記する。)とを含むことを特徴とする。この特徴により、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供し、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層が、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。このとき、透過率調整層が、下記の式(1):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (1)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(1)で表される材料のうち、a1が10<a1<22、b1が5<b1<23を満たす材料が好適に用いられる。また、別の側面から表して、透過率調整層が、下記の式(2):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (2)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(2)で表される材料のうち、c1が50≦c1≦80を満たす材料が好適に用いられる。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めることができる。
なお、本明細書において、「Wa1M1b1100-a1-b1(原子%)」とは、「W」原子、「M1」原子及び「O」原子を合わせた数を基準(100%)として表された組成式であることを示している。さらに、「(WO3100-c1(D1)c1(mol%)」は、(100−c1)mol%のWO3とc1mol%の化合物D1との混合物であることを示している。以下、同様の表記方法を同様の意味で用いる。また、本明細書において、以下に示す「M1」も、上記と同様に、Ce、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素を表す。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層が、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。このとき、透過率調整層が、Ag2WO4、Bi2WO6、MgWO4、MnWO4、Y2312、ZnWO4及びZrW28から選ばれる少なくとも一つの化合物を含んでもよい。また、透過率調整層が、下記の式(3):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (3)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層の安定性を高め、情報層の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。なお、本明細書において、以下に示す「M2」も、上記と同様に、Ag、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素を表す。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、W及びOを含む透過率調整層が、さらにM1及びM2を共に含んでいてもよい。このとき、透過率調整層が、下記の式(4):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (4)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。
このことにより、透過率調整層の屈折率、情報層の透過率、透過率調整層の安定性及び量産性が高い、光学的情報記録媒体を提供することができる。
なお、本発明の光学的情報記録媒体における透過率調整層は、本発明が目的としている特性を備えた透過率調整層が得られる限り、上記各材料を構成する成分以外の他の成分を少量含んでもよいが、実質的に上記各材料からなるものが好適に用いられる。なお、透過率調整層が実質的に上記各材料のみによって形成されるとは、透過率調整層が上記各材料のみからなる場合はもちろん、上記各材料に他の成分が不可避に混入した材料からなる場合も含む意味である。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層の膜厚d1(nm)が、9≦d1≦30の範囲であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層が、光の照射によって相変化を起こし得る層であってもよい。例えば、記録層が、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素とGeとTeとを含み、且つ、記録層におけるTeの含有率が50原子%以上であってもよい。また、記録層が、Sbを70原子%以上含んでもよい。このことにより、書き換え時の消去特性が良好な光学的情報記録媒体を提供できる。
なお、記録層の膜厚が9nm以下であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、反射層が、主としてAgを含んでもよい。反射層が主としてAgを含むとは、反射層におけるAgの含有量が50原子%以上ということである。このことにより、情報層の透過率、記録感度、及び信号強度が良好な光学的情報記録媒体を提供できる。
なお、反射層の膜厚が15nm以下であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、中間層が、主としてアクリル系の樹脂を含んでもよい。中間層が主としてアクリル系の樹脂を含むとは、中間層における当該樹脂の含有量が90重量%以上ということである。このことにより、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。
本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、上記の本発明の光学的情報記録媒体を製造する方法であって、WとOとを含む透過率調整層を成膜する工程を少なくとも含み、前記透過率調整層を成膜する工程において、少なくともWとOとを含むターゲットを使用して前記透過率調整層を成膜する、又は、少なくともWを含むターゲットと少なくともOを含むガスとを使用して前記透過率調整層を成膜する。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、ターゲットと透過率調整層が、さらにM1を含んでもよい。このことにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めた光学的情報記録媒体を製造することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、ターゲットと透過率調整層が、さらにM2を含んでもよい。このことにより、透過率調整層の安定性を高め、情報層の透過率が高い光学的情報記録媒体を量産性良く製造することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、透過率調整層を成膜する工程よりも前に、中間層を形成する工程をさらに含んでいてもよい。このことにより、複数の情報層を備える光学的情報記録媒体を量産性良く製造することができる。
本発明の光学的情報記録媒体として、W、O及びM1を含む透過率調整層を備えた光学的情報記録媒体を製造する場合、その製造時に用いるターゲット(第1のターゲット)は、少なくとも、WとM1とを含む。このようなターゲットを用いることにより、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を成膜でき、量産性良く光学的情報記録媒体を作製することができる。この第1のターゲットは、さらにM2を含んでいてもよい。第1のターゲットがさらにM2を含むことによって、より安定性が高く、さらに情報層の透過率を高めることができる、W、O、M1及びM2を含む透過率調整層を成膜できる。また、第1のターゲットがOを含んでいてもよく、その場合は酸素を含むガスを用いて反応性スパッタリングを行わなくても、本発明の光学的情報記録媒体の透過率調整層が作製可能である。
本発明の第1のターゲットが、W、M1及びOを含んでいる場合、第1のターゲットは、下記の式(5):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (5)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。また、別の側面から表して、第1のターゲットが、下記の式(6):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (6)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このような第1のターゲットを用いることにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めた光学的情報記録媒体を作製することができる。
本発明の第1のターゲットが、W、M1、M2及びOを含む場合、第1のターゲットが、下記の式(7):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (7)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このようなターゲットを用いることにより、透過率調整層の屈折率及び安定性を高め、情報層の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体を作製することができる。
なお、本発明における第1のターゲットは、上記各材料を含むターゲットであり、作製する透過率調整層の成分に応じて他の成分を含んでいてもよいが、実質的に上記各材料のみによって形成されていてもよい。なお、実質的に上記各材料のみによって形成されるとは、第1のターゲットが上記各材料のみからなる場合はもちろん、上記各材料に他の成分が不可避に混入する材料からなる場合も含む意味である。
本発明の光学的情報記録媒体として、W、O及びM2を含む透過率調整層を備えた光学的情報記録媒体を製造する場合、その製造時に用いる別のターゲット(第2のターゲット)として、少なくともW及びM2を含むターゲットを用いることもできる。この第2のターゲットはさらにOを含んでもよい。この第2のターゲットがW、M2及びOを含んでいる場合、この第2のターゲットは下記の式(8):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (8)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。なお、本発明における第2のターゲットは、上記各材料を含むターゲットであり、作製する透過率調整層の成分に応じて他の成分を含んでいてもよいが、実質的に上記各材料のみによって形成されていてもよい。なお、「実質的に」の意味は、第1のターゲットの場合と同様である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
(実施の形態1)
実施の形態1として、本発明の光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態1の光学的情報記録媒体9の一部断面図を図1に示す。光学的情報記録媒体9は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体9は、基板8上に、中間層6、5、3等を介して順次積層された、第N情報層7、…、第2情報層4及び第1情報層10を含むN個(NはN≧2を満たす自然数)の情報層、及び透明層2により構成されている。なお、本実施の形態では、レーザビーム1の入射側から数えてK番目(1≦K≦N)に配置されている情報層を「第K情報層」と記す。ここで、レーザビーム1の入射側から数えて(N−1)番目までの情報層である、第1情報層10、第2情報層4、第3情報層(図示せず)、…、第N−1情報層(図示せず)は、光透過形の情報層である。
透明層2の材料は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は誘電体等からなり、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。透明層2の材料としては、特にアクリル系の樹脂が好ましい。また、透明層2は、透明な円盤状のポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA(polymethylmethacrylate)等の樹脂、又はガラスから成るシート又は板であってもよい。この場合、透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は粘着性のシート等を用いて、第1誘電体層102に貼り合わせることが可能である。透明層2の厚さは、例えばNA=0.6の対物レンズを用いて記録再生を行う場合、0.55mm〜0.65mmの範囲内であることが好ましい。また、NA=0.85の対物レンズを用いて記録再生を行う場合、50μm〜120μmの範囲内であることが好ましい。
レーザビーム1の波長λは、高密度記録の場合、特に450nm以下であることが好ましい。レーザビーム1を集光した際のスポット径が、波長λによって決まってしまう(波長λが短いほど、より小さなスポット径に集光可能である)ためである。また、λが350nm未満であると、透明層2等による光吸収が大きくなってしまう。よって、λは、350nm〜450nmの範囲内であることがより好ましい。
基板8は、透明な円盤状の基板である。基板8を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスを用いることができる。基板8の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。
基板8の第N情報層7側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。他方、基板8の第N情報層7側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板8の厚さは、十分な強度が確保され、且つ光学的情報記録媒体9の厚さが1.2mm程度となるよう、0.5mm〜1.2mmの範囲内であることが好ましい。なお、透明層2の厚さが0.6mm程度(NA=0.6で良好な記録再生が可能な厚さ)の場合、0.55mm〜0.65mmの範囲内であることが好ましい。また、透明層2の厚さが0.1mm程度(NA=0.85で良好な記録再生が可能)の場合、1.05mm〜1.15mmの範囲内であることが好ましい。
中間層6、5、3等は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は誘電体等からなる。中間層6、5、3等は、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。中間層6、5、3等の材料としては、特にアクリル系の樹脂が好ましい。
中間層6、5、3等は、光学的情報記録媒体9の第1情報層10、第2情報層4、…及び第N情報層7等のそれぞれのフォーカス位置を区別するために設ける層である。中間層6、5、3等の厚さは、対物レンズの開口数NAとレーザビーム1の波長λによって決定される焦点深度ΔZ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の80%と仮定した場合、ΔZはΔZ=λ/{2(NA)2}で近似できる。λ=405nm、NA=0.85のとき、ΔZ=0.280μmとなり、±0.3μm以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、中間層6、5、3等の厚さは0.6μm以上であることが必要である。
隣接する2つの情報層間の距離、及び第1情報層10とこれから最も離れた第N情報層7との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム1を集光することが可能である範囲となるようにすることが望ましい。したがって、中間層6、5、3等の厚さの合計は、対物レンズが許容できる公差内(例えば60μm以下)にすることが好ましい。
中間層6、5、3等において、レーザビーム1の入射側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。
この場合、片側からのレーザビーム1の照射のみにより、第K情報層(この場合、Kは1<K≦Nの自然数)を、第1〜第(K−1)情報層を透過したレーザビーム1によって記録再生することが可能である。
なお、第1情報層から第N情報層のいずれかを、再生専用タイプの情報層(ROM(Read Only Memory))、あるいは1回のみ書き込み可能な追記型の情報層(R(Recordable))としてもよい。
以下、第1情報層10の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第1情報層10は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層102、第1記録層104、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109を備える。なお、第1情報層10は、第1誘電体層102と第1記録層104の間に、第1界面層103を備えてもよい。
第1誘電体層102は、誘電体からなる。この第1誘電体層102は、第1記録層104の酸化、腐食、及び変形等を防止する働きと、光学距離を調整して第1記録層104の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きと、を有する。
第1誘電体層102を形成する材料として、例えばTiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、及びTeO2等から選ばれる1又は複数の酸化物を用いることができる。また、C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、及びGe−Cr−N等から選ばれる1又は複数の窒化物を用いることもできる。また、ZnS等の硫化物、SiC等の炭化物、LaF3、CeF3等の弗化物、及びCを、第1誘電体層102の材料として用いることもできる。また、上記材料から選ばれる1又は複数の材料の混合物を用いて、第1誘電体層102を形成することもできる。例えば、ZnSとSiO2との混合物であるZnS−SiO2は、第1誘電体層102の材料として特に優れている。ZnS−SiO2は、非晶質材料であり、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性及び耐湿性が良好であることによる。
第1誘電体層102の膜厚は、マトリクス法に基づく計算により、第1記録層104が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合との反射光量の変化が大きく、且つ第1記録層104での光吸収が大きく、且つ第1情報層10の透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
必要に応じて配置される第1界面層103は、繰り返し記録によって第1誘電体層102と第1記録層104との間で生じる物質移動を防止する働きをする。また、第1界面層103は、第1記録層104の結晶化を促進又は抑制する、結晶化能を調整する働きもする。第1界面層103は、光の吸収が少なく、記録の際に溶けない高融点な材料で、且つ、第1記録層104との密着性が良い材料から形成されることが好ましい。記録の際に溶けない高融点な材料であることは、高パワーのレーザビーム1を照射した際に、溶けて第1記録層104に混入しないために必要な特性である。第1界面層103の材料が混入すると、第1記録層104の組成が変わり、書き換え性能が著しく低下する。また、第1記録層104と密着性が良い材料であることは、信頼性確保に必要な特性である。
第1界面層103は、第1誘電体層102に用いることができる材料と同様の材料、すなわち上記酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つを含む材料を用いて形成することができる。その中でも、特にCrとOを含む材料は、第1記録層104の結晶化をより促進するため、好ましい。その中でも、CrとOがCr23を形成した酸化物が、より好ましい材料である。Cr23は、第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にInとOを含む材料を用いることもできる。その中でも、InとOがIn23を形成した酸化物が、好ましい材料である。In23は第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にGaとOを含む材料を用いることもできる。その中でも、GaとOがGa23を形成した酸化物が、好ましい材料である。Ga23は第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103には、CrとO、GaとO、又はInとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよく、当該元素は酸化物として含まれることがより好ましい。ZrO2及びHfO2は、透明で、融点が約2700〜2800℃と高く、且つ酸化物の中では熱伝導率が低い材料で、光学的情報記録媒体の繰り返し書き換え性能を良くする。また、Y23は透明な材料で、且つZrO2及びHfO2を安定化させる働きをする。また、この3種類の酸化物のいずれか1つ又は複数を混合することによって、第1界面層103を第1記録層104と部分的に又は全体的に接して形成しても、繰り返し書き換え性能に優れ、信頼性の高い第1情報層10を実現できる。
第1記録層104との密着性を確保するため、第1界面層103中のCr23、Ga23、又はIn23の含有量は10mol%以上であることが好ましい。さらに、第1界面層103中のCr23の含有量は、第1界面層103での光吸収を小さく保つため、70mol%以下であることが好ましい。Cr23が多くなると光吸収が増加する傾向にある。
第1界面層103には、Cr、Ga、In、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含む材料を用いてもよい。Siを、例えばSiO2として第1界面層103内に含ませることにより、第1界面層103の透明性が高くなり、記録性能に優れた第1情報層10を実現できる。第1界面層103中のSiO2の含有量は5mol%以上であることが好ましく、第1記録層104との密着性を確保するため50mol%以下であることが好ましく、10mol%以上40mol%以下であることがより好ましい。
第1界面層103の膜厚は、第1界面層103での光吸収によって第1情報層10の記録前後の反射光量の変化が小さくならないよう、0.5nm〜15nmの範囲内であることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
第1記録層104の材料は、レーザビーム1の照射によって結晶相と非晶質相との間で相変化を起こす材料からなる。この場合、第1記録層104の材料として、Ge−Te、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、及び(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることができる。さらに、第1記録層104の材料として、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、Sb−Mn−Ge、Sb−Sn−Ge、Sb−Mn−Sn−Ge、及び(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかを含む材料を用いることもできる。
上記材料の内、第1記録層104として、例えば、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素と、Geと、Teとを含む材料が好適に用いられる。この場合、第1記録層104は、Teを50原子%以上含んでいてもよい。また、第1記録層104がSbを含む材料によって形成される場合は、Sbを70原子%以上含んでいてもよい。
第1情報層10は、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層に、記録再生の際に必要なレーザ光量を到達させるため、その透過率を高くする必要がある。このため、第1記録層104の膜厚は、9nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましい。
また、第1記録層104は、Teを含む層、Biを含む層、Geを含む層、Sbを含む層、Ge−Teを含む層、Bi−Teを含む層、Sb−Geを含む層等から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる記録部として形成してもよい。なお、本明細書において、「(元素A)−(元素B)」で表される材料とは、元素Aと元素Bとを成分として含む材料のことであり、元素A及び元素Bの混合物又は合金であることを意味する。例えば、結晶化速度が比較的速いBiを含む層と、アモルファス相が比較的安定なGe−Teを含む層とを積層する構造を含むことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を容易に調整することができる。
積層構造の例としては、Bi2Te3(3nm)/GeTe(4nm)、(Bi−In)2Te3(3nm)/(GeSn)Te(4nm)、GeTe−Bi2Te3(5nm)/(GeSn)Te(2nm)、Sb−Ge(4nm)/Sb−Te(3nm)等があげられる。もちろん、ここに挙げた材料以外の材料から成る層を使用する、あるいは層の膜厚をここに例示した膜厚以外の膜厚にした構造や、積層順を入れ替えた構造を採用することも可能である。例えば、上記において例示した膜厚を好ましい膜厚比としてとらえ、記録部の所望の膜厚に応じて、各々、例えば2〜4倍にしてよい。
また、第1記録層104は、不可逆な相変化を起こす材料を用いて構成してもよく、例えばTe−O、Te−Pd−O、Bi−O、又はSb−Oで表される材料で形成することもできる。この場合、第1記録層104の膜厚は30nm以下であることが好ましい。
また、第1記録層104は、不可逆な合金化を起こす材料の積層膜(例えば、Cu/Si積層構成)としてもよい。
第2誘電体層106は、光学距離を調整して第1記録層104の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きをする。第2誘電体層106は、第1誘電体層102の材料と同様の系の材料を用いて形成することができる。また、第2誘電体層106の膜厚は、0.5nm〜75nmの範囲内であることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内であることがより好ましい。第2誘電体層106の膜厚をこの範囲内で選ぶことによって、第1記録層104で発生した熱を効果的に第1反射層108側に拡散させることができる。
なお、第1記録層104と第2誘電体層106との間に、第2界面層(図示せず)を配置してもよい。図1に示す光学的情報記録媒体9において、第2界面層が設けられる場合、第2界面層は、符号104で示される層と符号106で示される層との間に、例えば、符号105で示される層として表すことができる(図1には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層105」として説明する)。第2界面層105は、第1界面層103と同様に、繰り返し記録によって第2誘電体層106と第1記録層104との間で生じる物質移動を防止するために設けることができる。第2界面層105は、第1誘電体層102と同様の系の材料を用いて形成することができる。その中でも、特にInとOを含む材料を用いることが好ましい。その中でも、InとOがIn23を形成した酸化物が好ましい材料である。また、第2界面層105は、特にCrとOを含む材料を用いて構成することもできる。その中でも、CrとOがCr23を形成した酸化物が好ましい材料である。また、第2界面層105は、特にGaとOを含む材料を用いて構成することもできる。その中でも、GaとOがGa23を形成した酸化物が好ましい材料である。
また、第2界面層105は、第1界面層103と同様に、InとO、CrとO、又はGaとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよい。また、第2界面層105は、In、Cr、Ga、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含んでもよい。第2界面層105は第1界面層103より密着性が悪い傾向にあるため、第2界面層105中のIn23、Cr23又はGa23の好ましい含有量の下限値は、第1界面層103のそれより多い20mol%である。
第2界面層105の膜厚は、第1界面層103と同様に、0.5nm〜15nmの範囲内であることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
第1反射層108は、第1記録層104に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第1反射層108は、第1記録層104で生じた熱を速やかに拡散させ、第1記録層104を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、第1反射層108は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第1反射層108の材料としては、例えばAg、Au、Cu及びAlといった熱伝導率が高い単体金属を用いることができる。また、Al−Cr、Al−Ti、Al−Ni、Al−Cu、Au−Pd、Au−Cr、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Pd−Cu、Ag−Pd−Ti、Ag−Ru−Au、Ag−Cu−Ni、Ag−Zn−Al、Ag−Nd−Au、Ag−Nd−Cu、Ag−Bi、Ag−Ga、Ag−Ga−In、Ag−Ga−Cu、Ag−In、Ag−In−Sn又はCu−Siといった合金を用いることもできる。特に、Agを50原子%以上含むAg合金は熱伝導率が大きいため、第1反射層108の材料として好ましい。第1反射層108の膜厚は、第1情報層10の透過率をできるだけ高くするため、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。第1反射層108の膜厚がこの範囲内にあることにより、その熱拡散機能が十分で、且つ第1情報層10の反射率を確保でき、さらに第1情報層10の透過率も十分となる。
本実施の形態の光学的情報記録媒体9において、透過率調整層109は誘電体からなり、第1情報層10の透過率を調整する機能を有する。この透過率調整層109によって、第1記録層104が結晶相である場合の第1情報層10の透過率Tc1(%)と、第1記録層104が非晶質相である場合の第1情報層10の透過率Ta1(%)とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層109を備える第1情報層10の透過率は、透過率調整層109が無い場合に比べて、2%〜10%程度上昇する。また、透過率調整層109は、第1記録層104で発生した熱を効果的に拡散させる機能も有する。
透過率調整層109の材料は、WとOとを少なくとも含むことが好ましい。この場合、WとOとが化合物を形成し、酸化物WO3となっていることが好ましい。酸化物WO3は、融点が1470℃と高く、空気中で安定であるためである。これらの材料を含むことにより、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供できる。また、透過率調整層109は、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む材料を用いて形成することもできる。このとき、透過率調整層109が、下記の式(1):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (1)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(1)で表される材料のうち、a1が10<a1<22、b1が5<b1<23を満たす材料が好適に用いられる。また、別の側面から表して、透過率調整層109が、下記の式(2):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (2)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(2)で表される材料のうち、c1が50≦c1≦80を満たす材料が好適に用いられる。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層109の屈折率を高め、第1情報層10の透過率をさらに高めることができる。
また、透過率調整層109は、WとOとに加えて、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む材料を用いて形成することもできる。このとき、透過率調整層109が、Ag2WO4、Bi2WO6、MgWO4、MnWO4、Y2312、ZnWO4及びZrW28から選ばれる少なくとも一つの化合物(複合酸化物)を含んでもよい。また、透過率調整層109が、下記の式(3):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (3)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。また、透過率調整層109が、下記の式(4):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (4)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このことにより、透過率調整層109の安定性が高まり、第1情報層10の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体9を提供することができる。
上記の材料は屈折率が大きく(n=2.4〜2.8)、消衰係数も小さい(k=0.0〜0.05)ため、これらを用いて形成した透過率調整層109は、第1情報層10の透過率をより高めることができる。
透過率調整層109の屈折率nt及び消衰係数ktは、第1情報層10の透過率Tc1及びTa1を高める作用をより大きくするため、2.0≦nt且つkt≦0.1を満たすことが好ましく、2.4≦nt≦3.0且つkt≦0.05を満たすことがより好ましい。
透過率調整層109の膜厚d1は、(3/32)λ/nt≦d1≦(5/32)λ/ntの範囲内であることが好ましい。レーザビーム1の波長λと透過率調整層109の屈折率ntとを、例えば350nm≦λ≦450nm、2.0≦nt≦3.0を満たすように選ぶと、d1の好ましい範囲は、9nm≦d1≦30nmとなる。d1をこの範囲内で選ぶことによって、第1情報層10の透過率Tc1及びTa1を共に高くすることができる。
第1情報層10の透過率Tc1及びTa1は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層に到達させるため、40<Tc1且つ40<Ta1を満たすことが好ましく、46<Tc1且つ46<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層10の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層10の第1記録層104の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層10において、第1記録層104が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層104が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦5且つ4≦Rc1≦15を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦3且つ4≦Rc1≦10を満たすことがより好ましい。
光学的情報記録媒体9は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)上に(N−1)個の情報層(第N情報層7〜第2情報層4)を、中間層(中間層6、5等)を介して順次積層する。各情報層は、単層膜、又は多層膜からなる。情報層を構成する各層は、成膜装置内で、材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。また、中間層は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を情報層上に塗布して、その後、基板8を回転させて樹脂を均一に延ばした後(スピンコート)、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、基板8と当該基板8に密着させた基板(型)とを回転させてスピンコートし、樹脂を硬化させた後、基板(型)をはがすことによって、中間層に案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
このようにして、基板8上に(N−1)個の情報層を、中間層を介して積層したのち、さらに、中間層3(厚さが例えば10μm)を形成する。
続いて、中間層3上に第1情報層10を形成する。具体的には、中間層を介して積層された(N−1)個の情報層上にさらに中間層3を形成した基板8を、成膜装置内に配置して、中間層3上に透過率調整層109を成膜する。少なくともWとOを含むターゲットを使用して、希ガス(特にArガス)雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で高周波(RF)電源を用いてスパッタリングすることによって、WとOとを含む透過率調整層109を形成できる。また、少なくともWを含むターゲットと、少なくともOを含むガス(例えば、希ガスとO2ガスとの混合ガス等)の雰囲気中でRF電源を用いてスパッタリングすることによって、WとOを含む透過率調整層109を形成することもできる。
また、透過率調整層109は、上記式(1)〜(4)のいずれかで表される材料を含む組成となるように、又はそれらの材料のみから成る組成となるように、組成を調整したターゲットを、一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。例えば、(WO350(TiO250(mol%)組成の透過率調整層109を成膜したい場合、例えば(WO350(TiO250(mol%)組成のスパッタリングターゲットを用意して、Arガス雰囲気中、或いはArとO2ガスの混合ガス雰囲気中で成膜することにより形成することができる。実際に成膜した膜の組成が所望の組成になっているかは、例えばX線マイクロアナライザーによる組成分析により調べることが可能である。スパッタリング装置によって、膜中の酸化物の酸素が欠損しやすかったり、膜中の酸素が多くなったりして、所望の組成からずれることがある。このため、ターゲットの組成をあらかじめ調整したり、Arガスに混合するO2ガスの量を調整することで、所望の膜組成を得ることが可能である。
なお、成膜速度を高めるため、透過率調整層109を構成する材料に導電性の材料を微量添加してターゲットに導電性を付加し、直流(DC)電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。
なお、透過率調整層109は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、透過率調整層109は、2以上の化合物を組み合わせた2元系ターゲットや3元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
続いて、透過率調整層109上に、第1反射層108を成膜する。第1反射層108は、第1反射層108を構成する金属又は合金からなるターゲットを、希ガス(例えば、Arガス)雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(例えば、O2ガス及びN2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス)との混合ガス雰囲気中でDC電源、パルスDC電源、又はRF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。第1反射層108は金属又は合金であるため、成膜速度を高められるDC電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。
続いて、第1反射層108上に、第2誘電体層106を成膜する。第2誘電体層106は、第2誘電体層106を構成する化合物からなるターゲットを、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中でRF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。なお、成膜速度を高めるため、第2誘電体層106を構成する材料に導電性の材料を微量添加してターゲットに導電性を付加し、DC電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることもできる。また、第2誘電体層106は、第2誘電体層106を構成する金属からなるターゲットを、希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でDC電源、パルスDC電源、又はRF電源を用いて反応性スパッタリングすることによっても形成できる。
あるいは、第2誘電体層106は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、第2誘電体層106は、2以上の化合物を組み合わせた2元系ターゲットや3元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
続いて、第2誘電体層106上に、必要に応じて第2界面層105を成膜する。第2界面層105は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2誘電体層106又は第2界面層105上に、第1記録層104を成膜する。第1記録層104は、例えば、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素と、Geと、Teを含み、且つ、Teを50原子%以上含むターゲット、又は、Sbを70原子%以上含むターゲットを一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。また、第1記録層104は、例えばTeを含むターゲット、Biを含むターゲット、Geを含むターゲット、Sbを含むターゲット、Ge−Teを含むターゲット、Bi−Teを含むターゲット、Sb−Geを含むターゲット等から選ばれる少なくとも2個以上のターゲットを、2個以上の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。その場合には、使用するターゲットの種類及び数、ならびに電源の出力等に応じて、得られる記録層の組成が決定されることとなるので、それらを適宜選択して、所望の組成の第1記録層104が得られるようにすることが好ましい。このように2種以上のターゲットを使用することは、例えば、混合物のターゲットを形成することが困難である場合に有用である。
また、第1記録層104は、2種以上の層を積層してなる記録部として形成される場合、例えばTeを含むターゲット、Biを含むターゲット、Geを含むターゲット、Sbを含むターゲット、Ge−Teを含むターゲット、Bi−Teを含むターゲット、Sb−Geを含むターゲット等から選ばれる少なくとも2個以上のターゲットを、2個以上の電源を用いて順次及び/又は同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。即ち、記録部を成膜するために、2つ以上のターゲットを使用して、スパッタリングを2回以上実施してよく、又は2つ以上のターゲットを同時にスパッタリングしてよい。
スパッタリングの雰囲気ガスとしては、単層構造の第1記録層104記録層を形成する場合、及び2種以上の層を積層してなる記録部として第1記録層104を形成する場合のいずれにおいても、希ガス、又は希ガスと反応ガス(例えば、N2ガス及びO2ガスから選ばれる少なくとも一種のガス)との混合ガスを用いることができる。また、スパッタリングに用いる電源も、DC電源、パルスDC電源、又はRF電源のいずれかを用いることが可能である。
続いて、第1記録層104上に、第1界面層103を成膜する。第1界面層103は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第1界面層103上に、第1誘電体層102を成膜する。第1誘電体層102は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
最後に、第1誘電体層102上に透明層2を形成する。透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を、第1誘電体層102上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、透明層2として、透明な円盤状の基板を用いてよく、基板は、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスから成る。この場合、透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を第1誘電体層102上に塗布して、基板を第1誘電体層102上に密着させて、スピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、基板に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを第1誘電体層102に密着させることもできる。
なお、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体9を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。また、第1情報層10以外の情報層を第1情報層10と同様に形成してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2として、実施の形態1の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態2の光学的情報記録媒体12の一部断面図を図2に示す。光学的情報記録媒体12は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体12は、基板8上に順次積層した、第2情報層11、中間層3、第1情報層10、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、第1情報層10、及び透明層2は、実施の形態1で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
以下、第2情報層11の構成について詳細に説明する。
第2情報層11は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4誘電体層206、及び第2反射層208を備える。第2情報層11について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層10、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3誘電体層202は、実施の形態1で説明した第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能についても、実施の形態1の第1誘電体層102と同様である。
第3誘電体層202の膜厚は、マトリクス法に基づく計算により、第2記録層204が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合との反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
第3界面層203は、実施の形態1の第1界面層103と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。
第2記録層204は、実施の形態1の第1記録層104と同様の材料で形成することができる。第2記録204の膜厚は、その材料が可逆的な相変化を起こす材料の場合、第2情報層11の記録感度を高くするため、6nm〜15nmの範囲内であることが好ましい。この範囲内においても、第2記録層204が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる場合がある。また、第2記録層204が薄い場合には、第2情報層11の反射率が小さくなる場合がある。したがって、第2記録層204の膜厚は、8nm〜13nmの範囲内であることがより好ましい。また、第2記録層204を、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)を用いて構成する場合は、第2記録層204の膜厚は10nm〜40nmの範囲内であることが好ましい。
第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2誘電体層106と同様である。
なお、第2記録層204と第4誘電体層206の間に、必要に応じて第4界面層を配置してもよい。第4界面層は、実施の形態1の第2界面層105と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2界面層105と同様である。図2に示す光学的情報記録媒体12において、第4界面層が設けられる場合、第4界面層は、符号204で示される層と符号206で示される層との間に、例えば、符号205で示される層として表すことができる(図2には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層205」として説明する)。
第2反射層208は、実施の形態1の第1反射層108と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能についても、実施の形態1の第1反射層108と同様である。第2反射層208の膜厚は、熱拡散機能が十分となる30nm以上であることが好ましい。この範囲内においても、第2反射層208が200nmより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第2情報層11の記録感度が低下する。したがって、第2反射層208の膜厚は30nm〜200nmの範囲内であることがより好ましい。
第2反射層208と第4誘電体層206の間に、界面層をさらに配置してもよい。図2に示す光学的情報記録媒体12においてこのような界面層が設けられる場合、界面層は、符号208で示される層と符号206で示される層との間に、符号207で示される層として形成してよい。この場合、界面層207(図2には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層207」として説明する)。を形成する材料としては、第2反射層208について説明した材料よりも熱伝導率の低い材料を用いることができる。第2反射層208にAg合金を用いた場合、界面層207の材料として、例えばAl、又はAl合金を用いることができる。
また、界面層207の材料としては、Cr、Ni、Si及びC等の元素や、TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、及びTeO2等の酸化物を用いることができる。また、C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、及びGe−Cr−N等の窒化物を用いることもできる。また、ZnS等の硫化物やSiC等の炭化物、LaF3、CeF3等の弗化物、及びCを用いることもできる。また、上記材料から選ばれる1又は複数の材料の混合物を用いて、界面層207を構成することもできる。界面層207の膜厚は3nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、10nm〜50nmの範囲内であることがより好ましい。
第2情報層11において、第2記録層204が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層204が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、反射率Rc2、Ra2は、0.2≦Ra2≦10且つ12≦Rc2≦40を満たすことが好ましく、0.2≦Ra2≦5且つ12≦Rc2≦30を満たすことがより好ましい。
光学的情報記録媒体12は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、第2情報層11を形成する。具体的には、まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第2反射層208を成膜する。このとき、基板8にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第2反射層208を成膜する。第2反射層208は、実施の形態1の第1反射層108と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層208上に、必要に応じて界面層207を成膜する。界面層207は、実施の形態1の第1反射層108、又は第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層208又は界面層207上に、第4誘電体層206を成膜する。第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層206上に、必要に応じて第4界面層205を成膜する。第4界面層205は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層206、又は第4界面層205上に、第2記録層204を成膜する。第2記録層204は、その組成に応じたターゲットを用いて、実施の形態1の第1記録層104と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層204上に、必要に応じて第3界面層203を成膜する。第3界面層203は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層204、又は第3界面層203上に、第3誘電体層202を成膜する。第3誘電体層202は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層11を形成する。
続いて、第2情報層11の第3誘電体層202上に中間層3(厚さが例えば25μm)を形成する。中間層3は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第3誘電体層202上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層3がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層3の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第3誘電体層202を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層204の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層204の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層10を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第1記録層104、第1界面層103及び第1誘電体層102をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層106と第1記録層104との間に第2界面層105を成膜してもよい。また、第1界面層103は必要に応じて設ければよいため、必ずしも設ける必要はない。これらの各層は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
最後に、第1誘電体層102上に透明層2(厚さが例えば75μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
また、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第2記録層204、及び第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。この場合、第1記録層104の結晶化を先に行うと、第2記録層204を結晶化するために必要なレーザパワーが大きくなる傾向にあるため、第2記録層204を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体12を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態3)
実施の形態3として、実施の形態1の多層光学的情報記録媒体において、N=3、すなわち3個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態3の光学的情報記録媒体16の一部断面図を図3に示す。光学的情報記録媒体16は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な3層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体16は、基板8上に順次積層した、第3情報層15、中間層5、第2情報層14、中間層3、第1情報層13、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、5及び透明層2は、実施の形態1及び2で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1及び2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
以下、第3情報層15、第2情報層14、及び第1情報層13の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層13及び第2情報層14が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第3情報層15は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第5誘電体層502、第5界面層503、第3記録層504、第6誘電体層506、及び第3反射層508を備える。なお、第5界面層503は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第3記録層504と第6誘電体層506の間に、第6界面層505(図3には第6界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第6界面層505」として説明する)。をさらに備えてもよい。さらに、第6誘電体層506と第3反射層508の間に界面層507(図3には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層507」として説明する)。を備えてもよい。第3情報層15について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層13、中間層3、第2情報層14、及び中間層5を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3情報層15を形成する、第5誘電体層502、第5界面層503、第3記録層504、第6界面層505、第6誘電体層506、界面層507、及び第3反射層508は、それぞれ実施の形態2の第2情報層11の第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4界面層205、第4誘電体層206、界面層207、及び第2反射層208と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第3情報層15において、第3記録層504が結晶相である場合の反射率Rc3(%)、及び第3記録層504が非晶質相である場合の反射率Ra3(%)は、Ra3<Rc3を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc3−Ra3)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc3、Ra3は、1≦Ra3≦12且つ16≦Rc3≦48を満たすことが好ましく、1≦Ra3≦6且つ16≦Rc3≦32を満たすことがより好ましい。
第2情報層14は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4誘電体層406、第2反射層408、及び第2透過率調整層409を備える。なお、第3界面層403は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第2記録層404と第4誘電体層406の間に第4界面層405を備えてもよい(図3には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層405」として説明する)。第2情報層14について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層13、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第2情報層14を形成する、第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4界面層405、第4誘電体層406、第2反射層408、及び第2透過率調整層409は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第2情報層14において、第2記録層404が結晶相である場合の透過率Tc2(%)、及び第2記録層404が非晶質相である場合の透過率Ta2(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第2情報層14より遠い側にある情報層に到達させるため、50<Tc2且つ50<Ta2を満たすことが好ましく、55<Tc2且つ55<Ta2を満たすことがより好ましい。
第2情報層14の透過率Tc2及びTa2は、−5≦(Tc2−Ta2)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc2−Ta2)≦3を満たすことがより好ましい。Tc2及びTa2がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第2情報層14より遠い側にある情報層の記録再生の際、第2情報層14の第2記録層404の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第2情報層14において、第2記録層404が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層404が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc2、Ra2は、0.3≦Ra2≦4且つ5≦Rc2≦15を満たすことが好ましく、0.3≦Ra2≦3且つ5≦Rc2≦9を満たすことがより好ましい。
第1情報層13は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2誘電体層306、第1反射層308、及び第1透過率調整層309を備える。なお、第1界面層303は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第1記録層304と第2誘電体層306の間に、第2界面層305を備えてもよい(図3には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層305」として説明する)。
第1情報層13を形成する、第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2界面層305、第2誘電体層306、第1反射層308、及び第1透過率調整層309は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第1情報層13において、第1記録層304が結晶相である場合の透過率Tc1(%)、及び第1記録層304が非晶質相である場合の透過率Ta1(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層13より遠い側にある情報層に到達させるため、50<Tc1且つ50<Ta1を満たすことが好ましく、55<Tc1且つ55<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層13の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層13より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層13の第1記録層304の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層13において、第1記録層304が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層304が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦1且つ1.5≦Rc1≦5を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦0.7且つ1.5≦Rc1≦3を満たすことがより好ましい。
このようにRc1、Ra1、Rc2、Ra2、Rc3、Ra3、Tc1、Ta1、Tc2、Ta2を設計することにより、第1情報層13、第2情報層14、第3情報層15からの実効反射光量を合わせる(例えば、実効反射率が2%)ことができる。
光学的情報記録媒体16は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第3情報層を形成する。具体的には、まず、基板8上に、第3反射層508、第6誘電体層506、第3記録層504、第5界面層503、及び第5誘電体層502をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第3反射層508と第6誘電体層506の間に界面層507を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第6誘電体層506と第3記録層504の間に第6界面層505を成膜してもよい。また、不要であれば、第5界面層503を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態2で説明した、第2情報層11の第2反射層208、界面層207、第4誘電体層206、第4界面層205、第2記録層204、第3界面層203、及び第3誘電体層202と同様の方法で形成できる。
このようにして、第3情報層15を形成する。
続いて、第3情報層15の第5誘電体層502上に中間層5(厚さが例えば15μm)を形成する。中間層5は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第5誘電体層502上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層5がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第5誘電体層502を成膜したのち、又は中間層5を形成したのち、必要に応じて、第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層5上に第2情報層14を形成する。具体的には、まず、中間層5上に、第2透過率調整層409、第2反射層408、第4誘電体層406、第2記録層404、第3界面層403、及び第3誘電体層402をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4誘電体層406と第2記録層404の間に第4界面層405を成膜してもよい。また、不要であれば第3界面層403を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層14を形成する。
続いて、第2情報層14の第3誘電体層402上に、上述の中間層5と同様の方法により、中間層3(厚さが例えば25μm)を形成する。
なお、第3誘電体層402を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層404及び/又は第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層404及び/又は第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層13を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、第1透過率調整層309、第1反射層308、第2誘電体層306、第1記録層304、第1界面層303、及び第1誘電体層302をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層306と第1記録層304の間に第2界面層305を成膜してもよい。また、不要であれば第1界面層303を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第1情報層13を形成する。
最後に、第1誘電体層302上に透明層2(厚さが例えば60μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層302を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層304、第2記録層404、及び/又は第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304、第2記録層404、及び/又は第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体16を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態4)
実施の形態4として、実施の形態1の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態4の光学的情報記録媒体21の一部断面図を図4に示す。光学的情報記録媒体21は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な4層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体21は、基板8上に順次積層した、第4情報層20、中間層6、第3情報層19、中間層5、第2情報層18、中間層3、第1情報層17、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、5、6及び透明層2は、実施の形態1及び2で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1及び2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
以下、第4情報層20、第3情報層19、第2情報層18及び第1情報層17の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層17、第2情報層18及び第3情報層19が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第4情報層20は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第7誘電体層902、第7界面層903、第4記録層904、第8誘電体層906、及び第4反射層908を備える。なお、第7界面層903は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第4記録層904と第8誘電体層906の間に、第8界面層905を備えてもよい(図4には第8界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第8界面層905」として説明する)。さらに、第8誘電体層906と第4反射層908の間に界面層907を備えてもよい(図4には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層907」として説明する)。第4情報層20について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、中間層3、第2情報層18、中間層5、第3情報層19、及び中間層6を透過したレーザビーム1によって行われる。
第4情報層20を形成する、第7誘電体層902、第7界面層903、第4記録層904、第8界面層905、第8誘電体層906、界面層907、及び第4反射層908は、それぞれ実施の形態2の第2情報層11の第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4界面層205、第4誘電体層206、界面層207、及び第2反射層208と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第4情報層20において、第4記録層904が結晶相である場合の反射率Rc4(%)、及び第4記録層904が非晶質相である場合の反射率Ra4(%)は、Ra4<Rc4を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc4−Ra4)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc4、Ra4は、1≦Ra4≦12且つ16≦Rc4≦48を満たすことが好ましく、1≦Ra4≦6且つ16≦Rc4≦32を満たすことがより好ましい。
第3情報層19は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第5誘電体層802、第5界面層803、第3記録層804、第6誘電体層806、第3反射層808、及び第3透過率調整層809を備える。なお、第5界面層803は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第3記録層804と第6誘電体層806の間に第6界面層805を備えてもよい(図4には第6界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第6界面層805」として説明する)。第3情報層19について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、中間層3、第2情報層18、及び中間層5を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3情報層19を形成する、第5誘電体層802、第5界面層803、第3記録層804、第6界面層805、第6誘電体層806、第3反射層808、及び第3透過率調整層809は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第3情報層19において、第3記録層804が結晶相である場合の透過率Tc3(%)、及び第3記録層804が非晶質相である場合の透過率Ta3(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第3情報層19より遠い側にある情報層に到達させるため、55<Tc3且つ55<Ta3を満たすことが好ましく、60<Tc3且つ60<Ta3を満たすことがより好ましい。
第3情報層19の透過率Tc3及びTa3は、−5≦(Tc3−Ta3)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc3−Ta3)≦3を満たすことがより好ましい。Tc3及びTa3がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第3情報層19より遠い側にある情報層の記録再生の際、第3情報層19の第3記録層804の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第3情報層19において、第3記録層804が結晶相である場合の反射率Rc3(%)、及び第3記録層804が非晶質相である場合の反射率Ra3(%)は、Ra3<Rc3を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc3−Ra3)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc3、Ra3は、0.3≦Ra3≦4且つ5≦Rc3≦15を満たすことが好ましく、0.3≦Ra3≦3且つ5≦Rc3≦9を満たすことがより好ましい。
第2情報層18は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層702、第3界面相703、第2記録層704、第4誘電体層706、第2反射層708、及び第2透過率調整層709を備える。なお、第3界面層703は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第2記録層704と第4誘電体層706の間に第4界面層705を備えてもよい(図4には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層705」として説明する)。第2情報層18について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第2情報層18を形成する、第3誘電体層702、第3界面層703、第2記録層704、第4界面層705、第4誘電体層706、第2反射層708、及び第2透過率調整層709は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第2情報層18において、第2記録層704が結晶相である場合の透過率Tc2(%)、及び第2記録層704が非晶質相である場合の透過率Ta2(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第2情報層18より遠い側にある情報層に到達させるため、60<Tc2且つ60<Ta2を満たすことが好ましく、65<Tc2且つ65<Ta2を満たすことがより好ましい。
第2情報層18の透過率Tc2及びTa2は、−5≦(Tc2−Ta2)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc2−Ta2)≦3を満たすことがより好ましい。Tc2及びTa2がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第2情報層18より遠い側にある情報層の記録再生の際、第2情報層18の第2記録層704の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第2情報層18において、第2記録層704が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層704が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc2、Ra2は、0.1≦Ra2≦1且つ1.5≦Rc2≦6を満たすことが好ましく、0.1≦Ra2≦0.7且つ1.5≦Rc2≦3.5を満たすことがより好ましい。
第1情報層17は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2誘電体層606、第1反射層608、及び第1透過率調整層609を備える。なお、第1界面層603は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第1記録層604と第2誘電体層606の間に、第2界面層605を備えてもよい(図4には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層605」として説明する)。
第1情報層17を形成する、第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2界面層605、第2誘電体層606、第1反射層608、及び第1透過率調整層609は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第1情報層17において、第1記録層604が結晶相である場合の透過率Tc1(%)、及び第1記録層604が非晶質相である場合の透過率Ta1(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層17より遠い側にある情報層に到達させるため、60<Tc1且つ60<Ta1を満たすことが好ましく、65<Tc1且つ65<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層17の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層17より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層17の第1記録層604の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層17において、第1記録層604が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層604が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦0.8且つ1.2≦Rc1≦3を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦0.5且つ1.2≦Rc1≦2を満たすことがより好ましい。
このようにRc1、Ra1、Rc2、Ra2、Rc3、Ra3、Rc4、Ra4、Tc1、Ta1、Tc2、Ta2、Tc3、Ta3を設計することにより、第1情報層17、第2情報層18、第3情報層19、第4情報層20からの実効反射光量を合わせる(例えば、実効反射率が1.5%)ことができる。
光学的情報記録媒体21は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第4情報層を形成する。具体的には、まず、基板8上に、第4反射層908、第8誘電体層906、第4記録層904、第7界面層903及び第7誘電体層902をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4反射層908と第8誘電体層906の間に界面層907を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第8誘電体層906と第4記録層904の間に第8界面層905を成膜してもよい。また、不要であれば第7界面層903を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態2で説明した、第2情報層11の第2反射層208、界面層207、第4誘電体層206、第4界面層205、第2記録層204、第3界面層203、及び第3誘電体層202と同様の方法で形成できる。
このようにして、第4情報層20を形成する。
続いて、第4情報層20の第7誘電体層902上に中間層6(厚さが例えば10μm)を形成する。中間層6は、光硬化性樹脂(特にアクリル系のに紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第7誘電体層902上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層6がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第7誘電体層902を成膜したのち、又は中間層6を形成したのち、必要に応じて、第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層6上に第3情報層19を形成する。具体的には、まず、中間層6上に、第3透過率調整層809、第3反射層808、第6誘電体層806、第3記録層804、第5界面層803及び第5誘電体層802をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第6誘電体層806と第3記録層804の間に第6界面層805を成膜してもよい。また、不要であれば第5界面層803を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第3情報層19を形成する。
続いて、第3情報層19の第5誘電体層802上に、上述の中間層6と同様の方法により、中間層5(厚さが例えば20μm)を形成する。
なお、第5誘電体層802を成膜したのち、又は中間層5を形成したのち、必要に応じて、第3記録層804及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層804及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層5上に第2情報層18を形成する。具体的には、まず、中間層5上に、第2透過率調整層709、第2反射層708、第4誘電体層706、第2記録層704、第3界面層703及び第3誘電体層702をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4誘電体層706と第2記録層704の間に第4界面層705を成膜してもよい。また、不要であれば第3界面層703を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層18を形成する。
続いて、第2情報層18の第3誘電体層702上に、上述の中間層6と同様の方法により、中間層3(厚さが例えば15μm)を形成する。
なお、第3誘電体層702を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層17を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、第1透過率調整層609、第1反射層608、第2誘電体層606、第1記録層604、第1界面層603及び第1誘電体層602をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層606と第1記録層604の間に第2界面層605を成膜してもよい。また、不要であれば第1界面層603を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第1情報層17を形成する。
最後に、第1誘電体層602上に透明層2(厚さが例えば55μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層602を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層604、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体21を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態5)
実施の形態5として、本発明の光学的情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態5の光学的情報記録媒体25の一部断面図を図5に示す。光学的情報記録媒体25は、実施の形態1の光学的情報記録媒体9と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体25は、基板22上に中間層3、5等を介して順次積層した、第1情報層10、第2情報層4、…を含む(N−1)個の情報層と、基板24上に積層した第N情報層7とが、中間層23を介して密着された構成である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
基板22及び24は透明で円盤状の基板である。基板22及び24を構成する材料としては、基板8と同様に、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスを用いることができる。
基板22の第1情報層10側の表面、及び基板24の第N情報層7側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板22の第1情報層10側と反対側の表面、及び基板24の第N情報層7側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板22及び基板24の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。なお、基板22及び基板24の厚さは、十分な強度が確保され、且つ光学的情報記録媒体25の厚さが1.2mm程度となるよう、0.3mm〜0.9mmの範囲内であることが好ましい。
中間層23は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂からなり、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。中間層23の厚さは、中間層3及び5等と同様の理由により、0.6μm〜50μmの範囲内にあることが好ましい。
その他、実施の形態1と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体25は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層10を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層10を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2誘電体層106、第1反射層108、透過率調整層109を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層103を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層104と第2誘電体層106との間に第2界面層105を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態1の各層の成膜方法と同様である。その後、(N−2)層の情報層(第2情報層〜第(N−1)情報層)を、中間層を介して順次積層する。
別に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第N情報層7を形成する。第N情報層7は、単層膜、又は多層膜からなり、それらの各層は、実施の形態1と同様、成膜装置内で材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。
最後に、情報層が積層された基板22及び基板24を、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を情報層7上に塗布して、第1情報層10を成膜した基板22を第N情報層7上に密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第N情報層7上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを基板22に密着させることもできる。
なお、基板22及び基板24を密着させた後、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体25を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態6)
実施の形態6として、実施の形態5の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態6の光学的情報記録媒体26の一部断面図を図6に示す。光学的情報記録媒体26は、実施の形態2の光学的情報記録媒体12と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体26は、基板22上に第1情報層10、基板24上に第2情報層11を積層し、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
基板22の第2反射層208側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板22の第2反射層208側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。
その他、実施の形態2、及び実施の形態5と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体26は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、実施の形態5と同様の方法により第1情報層10を形成する。
なお、透過率調整層109を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
別に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第2情報層11を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第2情報層11を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第2反射層208、第4誘電体層206、第2記録層204、第3界面層203第3誘電体層202を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層203を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層204と第4誘電体層206の間に第4界面層205を成膜してもよい。また、必要に応じて第2反射層208と第4誘電体層206の間に界面層207を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態2の各層の成膜方法と同様である。
なお、第3誘電体層202を成膜したのち、必要に応じて、第2記録層204の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層204の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層10を積層した基板22と、第2情報層11を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第1情報層10又は第2情報層11上に塗布して、基板24上の第3誘電体層202と基板22上の透過率調整層109とを密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第1情報層10又は第2情報層11上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第2記録層204、及び第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。この場合、実施の形態2と同様の理由により、第2記録層204を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体26を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態7)
実施の形態7として、実施の形態5の多層光学的情報記録媒体において、N=3、すなわち3個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態7の光学的情報記録媒体27の一部断面図を図7に示す。光学的情報記録媒体27は、実施の形態3の光学的情報記録媒体16と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な3層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体27は、基板22上に第1情報層13、及び第2情報層14を積層し、基板24上に第3情報層15を積層して、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層13及び第2情報層14が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
その他、実施の形態3、実施の形態5、及び実施の形態6と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒27は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層13を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層22を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2誘電体層306、第1反射層308、第1透過率調整層309を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層303を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層304と第2誘電体層306の間に第2界面層305を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。
続いて、第1透過率調整層309上に、実施の形態3と同様の方法により、中間層3を形成する。なお、中間層3を形成したのち、又は第1透過率調整層309を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層304の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に、第2情報層14を形成する。具体的には、基板22上に第1情報層13及び中間層3を形成したものを成膜装置内に配置し、第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4誘電体層406、第2反射層408、第2透過率調整層409を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層403を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層404と第4誘電体層406の間に第4界面層405を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。なお、第2透過率調整層409を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層304、及び/又は第2記録層404の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304、及び/又は第2記録層404の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
次に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第3情報層15を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第3情報層15を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第3反射層508、第6誘電体層506、第3記録層504、第5界面層503及び第5誘電体層502を順次積層する。なお、不要であれば第5界面層503を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第3記録層504と第6誘電体層506の間に第6界面層505を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第6誘電体層506と第3反射層508の間に界面層507を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。
なお、第5誘電体層502を成膜したのち、必要に応じて、第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層13、中間層3及び第2情報層14を積層した基板22と、第3情報層15を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第2情報層14又は第3情報層15上に塗布して、基板22と基板24を密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第2情報層14又は第3情報層15上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第3記録層504、第2記録層404、及び/又は第1記録層304の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体27を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態8)
実施の形態8として、実施の形態5の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態8の光学的情報記録媒体28の一部断面図を図8に示す。光学的情報記録媒体28は、実施の形態4の光学的情報記録媒体21と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な4層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体28は、基板22上に第1情報層17、及び第2情報層18を積層し、基板24上に第4情報層20、及び第3情報層19を積層して、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層17、第2情報層18及び第3情報層19が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
その他、実施の形態4、実施の形態5、実施の形態6、及び実施の形態7と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体28は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層17を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層17を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2誘電体層606、第1反射層608、第1透過率調整層609を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層603を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層604と第2誘電体層606の間に第2界面層605を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第1透過率調整層609上に、実施の形態4と同様の方法により、中間層3を形成する。なお、中間層3を形成したのち、又は第1透過率調整層609を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層604の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に、第2情報層18を形成する。具体的には、基板22上に第1情報層17及び中間層3を形成したものを成膜装置内に配置し、第3誘電体層702、第3界面層703、第2記録層704、第4誘電体層706、第2反射層708、第2透過率調整層709を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層703を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層704と第4誘電体層706の間に第4界面層705を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。なお、第2透過率調整層709を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層604、及び/又は第2記録層704の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604、及び/又は第2記録層704の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
次に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第4情報層20を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第4情報層20を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第4反射層908、第8誘電体層906、第4記録層904、第7界面層903、第7誘電体層902を順次積層する。なお、不要であれば第7界面層903を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第4記録層904と第8誘電体層906の間に第8界面層905を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第8誘電体層906と第4反射層908の間に界面層907を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第7誘電体層902上に、実施の形態4と同様の方法により、中間層6を形成する。なお、中間層6を形成したのち、又は第7誘電体層902を成膜したのち、必要に応じて、第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層6上に、第3情報層19を形成する。具体的には、基板24上に第4情報層20及び中間層6を形成したものを成膜装置内に配置し、第3透過率調整層809、第3反射層808、第6誘電体層806、第3記録層804、第5界面層803、第5誘電体層802を順次積層する。なお、不要であれば第5界面層803を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第3記録層804と第6誘電体層806の間に第6界面層805を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層の成膜方法と同様である。なお、第5誘電体層802を成膜したのち、必要に応じて、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層17、中間層3及び第2情報層18を積層した基板22と、第4情報層20、中間層6及び第3情報層19を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第2情報層18又は第3情報層19上に塗布して、基板22と基板24を密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第2情報層18又は第3情報層19上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第4記録層904、第3記録層804、第2記録層704、及び/又は第1記録層604の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体28を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態9)
実施の形態9では、実施の形態1、2、3、4、5、6、7及び8として説明した本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法に用いられる記録再生装置34の一部の構成を図9に模式的に示す。図9に示す記録再生装置34は、光学的情報記録媒体33を回転させるためのスピンドルモータ29と、半導体レーザ31、及び半導体レーザ31から出射されるレーザビーム1を集光する対物レンズ30を備える光学ヘッド32とを備える。光学的情報記録媒体33は、実施の形態1〜8の光学的情報記録媒体であり、複数の情報層(例えば第1情報層10、第2情報層11)を備える。対物レンズ30は、レーザビーム1を情報層上に集光する。
光学的情報記録媒体への情報の記録、消去、及び上書き記録は、レーザビーム1のパワーを、高パワーのピークパワー(Pp(mW))と低パワーのバイアスパワー(Pb(mW))との間で変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム1を照射することによって、記録層の局所的な一部分が非晶質相にされ、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム1が照射され、結晶相(消去部分)が形成される。なお、ピークパワーのレーザビーム1を照射する場合には、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとするのが一般的である。なお、マルチパルスはピークパワー、バイアスパワーのパワーレベルだけで2値変調されてもよいし、バイアスパワーよりさらに低パワーのクーリングパワー(Pc(mW))及びボトムパワー(PB(mW))を加えて、0mW〜ピークパワーの範囲のパワーレベルによって3値変調、又は4値変調されてもよい。
また、情報信号の再生は、再生パワーのレーザビーム1を照射することによって得られる光学的情報記録媒体からの信号を検出器で読みとることにより実施する。再生パワー(Pr(mW))は、ピークパワー及びバイアスパワーのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザビーム1の照射によって、記録マークの光学的な状態が影響を受けず、且つ光学的情報記録媒体から記録マーク再生のための十分な反射光量が得られるパワーに設定される。
対物レンズ30の開口数NAは、レーザビームのスポット径を0.4μm〜0.7μmの範囲内に調整するため、0.5〜1.1の範囲内であることが好ましく、0.6〜0.9の範囲内であることがより好ましい。レーザビーム1の波長は、450nm以下(より好ましくは、350nm〜450nmの範囲内)であることが好ましい。情報を記録する際の光学的情報記録媒体の線速度は、再生光による結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去性能が得られる4m/秒〜50m/秒の範囲内であることが好ましく、9m/秒〜40m/秒の範囲内であることがより好ましい。光学的情報記録媒体の種類等に応じて、ここで例示していない波長、対物レンズの開口数、及び線速度を使用してよいことはいうまでもない。例えば、レーザビームの波長は、650〜670nmであってもよい。
二つの情報層を備えた光学的情報記録媒体12、及び光学的情報記録媒体26において、第1情報層10で記録を行う際には、レーザビーム1の焦点を第1記録層104に合わせ、透明層2(又は基板22)を透過したレーザビーム1によって第1記録層104に情報を記録する。再生は、第1記録層104によって反射され、透明層2(又は基板22)を透過してきたレーザビーム1を検出して行う。第2情報層11で記録を行う際には、レーザビーム1の焦点を第2記録層204に合わせ、透明層2(又は基板22)、第1情報層10、及び中間層3(又は中間層23)を透過したレーザビーム1によって情報を記録する。再生は、第2記録層204によって反射され、中間層3(又は中間層23)、第1情報層10、及び透明層2(又は基板22)を透過してきたレーザビーム1を検出して行う。
なお、基板8、中間層3、5、及び6に、レーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合、情報は、レーザビーム1の入射側から近い方の溝面(グルーブ)に行われてもよいし、遠い方の溝面(ランド)に行われてもよい。また、グルーブとランドの両方に情報を記録してもよい。
この記録再生装置を用いて、光学的情報記録媒体の性能を次のようにして評価できる。記録性能は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、(1−7)変調方式でマーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を記録し、記録マークの前端間、及び後端間のジッター(マーク位置の誤差)をタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。なお、ジッター値が小さいほど、記録性能がよい。なお、PpとPbは、前端間、及び後端間のジッターの平均値(平均ジッター)が最小となるよう決定される。このときの最適Ppを記録感度とする。
また、消去性能は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互記録し、11回目に2T信号を上書きした場合の2T信号の信号振幅と、さらにその後9T信号を上書きした場合の2T信号の信号振幅の差を、2T信号の消去率としてスペクトラムアナライザーで測定することにより評価できる。なお、消去率が大きいほど、消去性能がよい。
また、信号強度は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互記録し、最後に2T信号を上書きした場合の2T信号の周波数での信号振幅(carrier level)と雑音振幅(noise level)の比(CNR(Carrier to Noise Ratio))をスペクトラムアナライザーで測定することによって評価できる。なお、CNRが大きいほど信号強度が強い。
さらに、繰り返し書き換え回数は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を同じグルーブに連続記録し、各記録書き換え回数における前端間、及び後端間ジッターをタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。1回目の前端間と後端間の平均ジッター値に対し、3%増加するときの書き換え回数を上限値とする。なお、Pp、Pb、Pc、及びPBは、平均ジッター値が最も小さくなるように決定する。
(実施の形態10)
実施の形態10として、本発明のターゲットの実施の形態について、以下に説明する。
本発明のターゲットは、少なくともWを含む。これを用いると、Wを含む誘電体層(透過率調整層)を形成することができる。また、本発明のターゲットは、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよく、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。これを用いると、W−M1、W−M2、又はW−M1−M2を含む透過率調整層を形成することができる。このようなターゲットを用い、且つ、希ガスと微量の反応ガス(特に酸素ガス)を導入することによって、実施の形態1〜8で説明したような本発明の光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層を形成することができる。
上記のターゲットにさらにOを含むターゲットを用いることもできる。このようなターゲットを用い、且つ、希ガスのみ、又は希ガスと微量の反応ガス(特に酸素ガス)を導入することによっても、実施の形態1〜8で説明したような本発明の光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層を形成することができる。
また、高速成膜において、光学的情報記録媒体の、例えば反射率の個体ばらつきや、ジッタの媒体面内ばらつきを小さく抑えることができる。より高速な成膜を行い、ばらつきをより小さくするように、本ターゲットは、密度(粉末の充填率を示し、全く隙間無く粉末が充填されている状態を100%と定義する)が高いことが好ましい。好ましくは、密度80%以上で、より好ましくは密度90%以上である。
次に、本発明のターゲットの製造方法の一例を説明する。
例えば、WとM1を含むターゲットの製造方法について説明する。所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末及び材料M1の粉末を準備し、これらを所定の混合比になるように秤量して混合し、ホットプレス装置に入れる。ホットプレス装置を必要に応じて真空にし、所定の高い圧力と高い温度の条件下で、所定時間保持して、混合粉末を焼結させる。混合を十分に行うことにより、ターゲットの面内・厚み方向の組成が均一になる。また、圧力、温度及び時間の条件を最適化することにより、充填性が向上し、高密度なターゲットを製造することが可能になる。このようにして、WとM1を所定の組成比で含むターゲットが完成する。焼結後、必要に応じてIn等の半田を用いて、例えば表面が平滑な銅板に接着してもよい。こうすることにより、スパッタリング装置に取り付けてスパッタリングすることができる。
同様に、WとM2を含むターゲットは、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、及び材料M2の粉末を準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。また、WとM1及びM2を含むターゲットは、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、材料M1の粉末及び材料M2の粉末を準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。あるいは、上記のターゲットを製造する際には、所定の粒径を有する高純度な材料W−M1の粉末及び材料W−M2の粉末を準備してもよいし、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、材料M1−M2の粉末を準備してもよいし、所定の粒径を有する高純度な材料W−M1−M2の粉末を準備してもよく、いずれの粉末の組み合わせでも、上記の方法でターゲットを製造することもできる。
同様に、製造するターゲットがOを含む場合には、所定の粒径を有する高純度な材料W−Oの粉末、材料M1−Oの粉末、材料M2−Oの粉末、材料W−M1−Oの粉末、材料W−M2−Oの粉末、及びW−M1−M2−Oを準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。
本発明の光学的情報記録媒体に設けられる透過率調整層を作製する方法としては、上記ターゲットを用いて、スパッタリング法を用いて成膜を行うことが望ましい。スパッタリング法を用いた場合、多層膜を積層するための量産用の成膜装置が既に市場に提供されており、比較的容易に良好な膜質の薄膜が得られるという利点がある。
ここで、本実施の形態において用いられるスパッタリング装置の一例について説明する。図10にはスパッタリング装置を用いて成膜する様子が示されている。図10に示すように、このスパッタリング装置では、真空容器35に排気口36を通して真空ポンプ(図示せず)が接続され、真空容器35内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口37からは、一定流量のガスを供給できるようになっている。基板39(ここでの基板とは、膜を堆積させるための基材のことである。)は陽極38に載置されている。真空容器35を接地することにより、真空容器35及び基板39が陽極に保たれている。スパッタリングターゲット40は陰極41に接続されており、スイッチ(図示せず)を介して電源42に接続されている。陽極38と陰極41との間に所定の電圧を加えることにより、スパッタリングターゲット40から放出された粒子により基板39上に薄膜が形成できる。
本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
(実施例1)
実施例1では、本発明における透過率調整層の材料と、当該透過率調整層の成膜速度、及び成膜室の真空度と成膜速度との関係を調べた。具体的には、基板上に異なる材料の透過率調整層を成膜し、成膜前の成膜室の真空度が異なる状態での成膜速度を測定した。
成膜速度は以下のようにして測定した。まず、基板として、ポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意し、基板上に膜厚測定用のガラス基板(長さ12mm×幅18mm、厚さ1.1mm)を貼り付けた。そして、そのガラス基板を貼り付けた基板上に、透過率調整層をスパッタリング法によって成膜した。成膜前、及び成膜中の成膜室の真空度は電離真空計を用いて測定した。
上記の透過率調整層をスパッタリングする成膜装置は、この透過率調整層を成膜するスパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、直径100mm、厚さ6mmである。透過率調整層の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー200Wで行った。
最後に、基板上に貼り付けたガラス基板に成膜された透過率調整層の膜厚を触針式段差計を用いて測定した。測定した膜厚と透過率調整層を成膜した時間から、単位時間あたりに成膜される膜厚、すなわち成膜速度を計算した。
成膜された透過率調整層の材料と成膜室の真空度と透過率調整層の成膜速度の関係を(表1)に示す。なお、成膜速度については、成膜前の成膜室の真空度が1.3×10-4Paの場合のTiO2の成膜速度を1として規格化した。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層としてWO3を成膜した場合には、TiO2を成膜した場合に比べ、成膜速度が速く、成膜前の成膜室の真空度の悪化に伴い成膜速度が低下することもないことがわかった。このことから、WとOとを含む材料のWO3は透過率調整層の材料として好ましいことがわかった。
(実施例2)
実施例2では、図2の光学的情報記録媒体12を作製し、透過率調整層109の材料と、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率(Tc1)、及び第1情報層10の耐湿性との関係を調べた。具体的には、透過率調整層109の材料が異なる第1情報層10を含む光学的情報記録媒体12のサンプル2−1から2−27を作製し、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率、及び第1情報層10の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第3界面層203として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層208を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層204を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層203を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmであった。
第2反射層208の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、DC電源を用いて投入パワー200Wで行った。第4誘電体層206の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第2記録層204の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、DC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層203の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3誘電体層202の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。
次に、第3誘電体層202上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層10側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、透過率調整層109(厚さ:20nm)、第1反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:9nm)、第2誘電体層106としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層105として(SiO220(In2350(ZrO230層(厚さ:5nm)、第1記録層104としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:7nm)、第1界面層103として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ、透過率調整層109を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層108を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層106を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層105を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層104を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層103を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層102を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmであった。
透過率調整層109の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1反射層108の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー100Wで行った。第2誘電体層106の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。第2界面層105の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1記録層104の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、DC電源を用いて投入パワー50Wで行った。第1界面層103の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1誘電体層102の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層102上に塗布し回転させて、均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層2を形成した。その後、第2記録層204、及び第1記録層104を、レーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、透過率調整層109の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、成膜速度については、実施例1で行った方法と同様の方法により測定した。成膜速度の安定性は、成膜速度の測定結果を用いて評価した。ここで、成膜速度の安定性とは、成膜前の成膜室の真空度に対する成膜速度の変化率が小さいことを意味する。また、透過率調整層109の屈折率を測定するサンプルは、ポリカーボネート基板上に屈折率測定用の石英基板(長さ12mm×幅18mm、厚さ1.1mm)を貼り付け、その石英基板を貼り付けたポリカーボネート基板上に、透過率調整層109となる材料をスパッタリング法によって成膜することにより準備した。屈折率の測定にはエリプソメータを用いた。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体12の第2情報層11及び第1情報層10の反射率(Rc1、Rc2)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層10の透過率(Tc1)については、第2情報層11のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル2−1から2−27の第2情報層11の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層10の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RH(relative humidity)の条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された透過率調整層109の材料(膜組成)、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率、及び耐湿性を(表2)に示す。なお、成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。また、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率44%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が44%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層109がTiO2のみからなるサンプル2−6では、成膜速度が真空度により10%以上低下し、成膜速度の安定性が悪いことがわかった。また、透過率調整層109がBi23のみからなるサンプル2−13では、耐湿性が悪いことがわかった。透過率調整層109がNb25のみからなるサンプル2−26では、耐湿性が悪いことがわかった。さらに、透過率調整層109がCeO2のみからなるサンプル2−27では、成膜速度の安定性が悪いことがわかった。
透過率調整層109がWとOを含むサンプル2−1、透過率調整層109が上記式(1)(Wa1M1b1100-a1-b1(原子%)(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。))で表されるサンプル2−2から2−5、2−7から2−10、及び透過率調整層109が上記式(3)(Wa2M2b2100-a2-b2(原子%)(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。))で表されるサンプル2−11から2−14、2−16から2−21、さらに透過率調整層109が上記式(4)(Wa3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%)(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。))で表されるサンプル2−22から2−24は、透過率調整層109の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.1以上と高いことがわかった。また、第1情報層10の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。この中でも特に、透過率調整層109がWと、Ce、Nb、Ti、及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を含む酸化物であるサンプル2−3から2−5、2−7から2−10、2−11から2−14、2−22から2−24では、屈折率が2.5以上と高く第1情報層10の透過率を45%以上に高めることができるため、透過率調整層として特に優れていることがわかった。また、透過率調整層109がM1(ここではM1がTi及びNb)とOとのみからなる、比較例として作製されたサンプル2−25を、WとM1(ここではM1がTi及びNb)とOとからなるサンプル2−8及び2−9と比較すると、成膜速度がやや遅く、耐湿性もやや悪化していた。また、透過率調整層109がWを含まず、M1(ここではM1がNb又はCe)とOとのみからなる、比較例として作製されたサンプル2−26及び2−27は、Nb25の場合は耐湿性が悪く、CeO2の場合は成膜速度の安定性が悪かった。
また、上記式(1)において10<a1<22及び5<b1<23を満たすサンプル2−3及び2−4は、透過率調整層109の成膜速度が十分速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も十分高く、さらに耐湿性にも優れていた。
以上の結果から、透過率調整層109の組成は少なくともWとOを含むことが望ましく、式(1)、式(3)及び式(4)で表される材料を含むことがさらに好ましいことがわかった。
(実施例3)
実施例3では、図3の光学的情報記録媒体16を作製し、第1透過率調整層309の材料と、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率、及び第1情報層13の耐湿性との関係を調べた。具体的には、第1透過率調整層309の材料が異なる第1情報層13を含む光学的情報記録媒体16のサンプル3−1から3−11を作製し、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率、及び第1情報層13の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第3反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:100nm)、第6誘電体層506として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:10nm)、第6界面層505(図示せず)として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3記録層504としてSb80Te14Ge6層(厚さ:10nm)、第5界面層503として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3反射層508を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層506を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第6界面層505を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層504を成膜するSb−Te−Ge合金スパッタリングターゲット、第5界面層503を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第5誘電体層502を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。なお、スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第3反射層508の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第6誘電体層506の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第6界面層505の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3記録層504の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第5界面層503の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第5誘電体層502の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第5誘電体層502上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第2情報層14側に形成された、厚さ15μmの中間層5を得た。
その後、中間層5の上に、第2透過率調整層409として(WO350(Bi2350層(厚さ:20nm)、第2反射層408としてAg−Pd−Cu層(厚さ:8nm)、第4誘電体層406として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層404としてGe40Sn5Sb1Bi3Te51層(厚さ:6nm)、第3界面層403として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第4誘電体層402として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層409を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第2反射層408を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層406を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層404を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層403を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層402を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第2透過率調整層409の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2反射層408の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第4誘電体層406の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2記録層404の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層403の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層402の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層402上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層13側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、第1透過率調整層309(厚さ:15nm)、第1反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:7nm)、第2誘電体層306としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層305(図示せず)として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1記録層304としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:5.5nm)、第1界面層303として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第1透過率調整層309を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層308を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層306を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層305を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層304を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層303を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層302を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第1透過率調整層309の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第1反射層308の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層306の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2界面層305の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1記録層304の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層303の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層302の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層302上に塗布し回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ60μmの透明層2を形成した。その後、第3記録層504、第2記録層404、及び第1記録層304をレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、第1透過率調整層309の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、及び屈折率については実施例2で行った方法と同様の方法により測定した。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体16の第3情報層15、第2情報層14、及び第1情報層13の反射率(Rc1、Rc2、Rc3)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層13の透過率(Tc1)については、第2情報層14のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル3−1から3−11の第2情報層14の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層13の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RHの条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された第1透過率調整層309の材料(膜組成)、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率(Tc1)、及び耐湿性を(表3)に示す。成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。なお、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率50%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が50%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、第1透過率調整層309がWとOを含み、上記式(1)、上記式(3)、及び上記式(4)で表されるサンプル3−1から3−11は、第1透過率調整層309の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.5以上と高いことがわかった。また、第1情報層13の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。
以上の結果から、第1透過率調整層309の組成は、少なくともWとOを含むことが望ましく、例えば式(1)、式(3)及び式(4)で表されることが好ましいことがわかった。
(実施例4)
実施例4では、図4の光学的情報記録媒体21を作製し、第1透過率調整層609の材料と、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び第1情報層17の耐湿性との関係を調べた。具体的には、第1透過率調整層609の材料が異なる第1情報層17を含む光学的情報記録媒体21のサンプル4−1から4−8を作製し、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び第1情報層17の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層908としてAg−Pd−Cu層(厚さ:100nm)、第8誘電体層906として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:10nm)、第8界面層905(図示せず)として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第4記録層904としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:12nm)、第7界面層903として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第7誘電体層902として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:65nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第4反射層908を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第8誘電体層906を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第8界面層905を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層904を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第7界面層903を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第7誘電体層902を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第4反射層908の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第8誘電体層906の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第8界面層905の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第4記録層904の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第7界面層903の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第7誘電体層902の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
次に、第7誘電体層902上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第3情報層19側に形成された、厚さ10μmの中間層6を得た。
その後、中間層6の上に、第3透過率調整層809として(WO350(Bi2350層(厚さ:20nm)、第3反射層808としてAg−Pd−Cu層(厚さ:8nm)、第6誘電体層806として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層804としてSb85Ge15層(厚さ:6nm)、第5界面層803として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第5誘電体層802として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3透過率調整層809を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第3反射層808を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層806を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層804を成膜するSb−Ge合金スパッタリングターゲット、第5界面層803を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第5誘電体層802を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第3透過率調整層809の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第3反射層808の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第6誘電体層806の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第3記録層804の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第5界面層803の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第5誘電体層802の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第5誘電体層802上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第2情報層18側に形成された、厚さ20μmの中間層5を得た。
その後、中間層5の上に、第2透過率調整層709として(WO350(TiO230(Bi2320層(厚さ:20nm)、第2反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:7nm)、第4誘電体層706として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層704としてSb81Te13Ge6層(厚さ:5nm)、第3界面層703として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層709を成膜する(WO350(TiO230(Bi2320スパッタリングターゲット、第2反射層708を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層706を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層704を成膜するSb−Te−Ge合金スパッタリングターゲット、第3界面層703を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層702を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第2透過率調整層709の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2反射層708の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第4誘電体層706の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2記録層704の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層703の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層702の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層702上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層17側に形成された、厚さ15μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、第1透過率調整層609(厚さ:15nm)、第1反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:6nm)、第2誘電体層606としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層605(図示せず)として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:3nm)、第1記録層604としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:4.5nm)、第1界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第1透過率調整層609を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層608を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層606を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層605を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層604を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層603を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層602を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第1透過率調整層609の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第1反射層608の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層606の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2界面層605の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1記録層604の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層603の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層602の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層602上に塗布し回転させることによって均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、厚さ55μmの透明層2を形成した。その後、第4記録層904、第3記録層804、第2記録層704、及び第1記録層604をレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、第1透過率調整層609の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、及び屈折率については実施例2で行った方法と同様の方法により測定した。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体21の第4情報層20、第3情報層19、第2情報層18、及び第1情報層17の反射率を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層17の透過率(Tc1)については、第2情報層18のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル4−1から4−8の第2情報層18の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層17の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RHの条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された第1透過率調整層609の材料(膜組成)、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び耐湿性を(表4)に示す。成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。なお、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率50%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が50%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、第1透過率調整層609がWとOを含み、上記式(1)、上記式(3)、及び上記式(4)で表されるサンプル4−1から4−8は、第1透過率調整層609の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.6以上と高いことがわかった。また、第1情報層17の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。
以上の結果から、第1透過率調整層609の組成は少なくともWとOを含むことが望ましく、例えば式(1)、式(3)及び式(4)で表されることが好ましいことがわかった。
(実施例5)
実施例5では、図2の光学的情報記録媒体12を作製し、透過率調整層109の膜厚と、第1情報層10の透過率との関係を調べた。具体的には、透過率調整層109の膜厚が異なる第1情報層10を含む光学的情報記録媒体12のサンプル5−1から5−8を作製し、第1情報層10の透過率を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第3界面層203として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層208を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層204を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層203を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第2反射層208の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、DC電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第4誘電体層206の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第2記録層204の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3界面層203の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層202の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層202上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層10側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、透過率調整層109として(WO350(Bi2350層、第1反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:9nm)、第2誘電体層106としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層105として(SiO220(In2350(ZrO230層(厚さ:5nm)、第1記録層104としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:7nm)、第1界面層103として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ透過率調整層109を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第1反射層108を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層106を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層105を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層104を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層103を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層102を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
透過率調整層109の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第1反射層108の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層106の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第2界面層105の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第1記録層104の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて投入パワー100Wで行った。第1界面層103の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層102の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層102上に塗布し回転させて均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層2を形成した。その後、第2記録層204、及び第1記録層104を、レーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、透過率調整層109の膜厚が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体12の第2情報層11、及び第1情報層10の反射率(Rc1、Rc2)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層10の透過率(Tc1)は、第2情報層11のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル2−1から2−24の第2情報層11の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
各サンプルについて、透過率調整層109の膜厚と第1情報層10の透過率を(表5)に示す。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層109の膜厚が9nm以上30nm以下のサンプル5−2から5−7では、第1情報層10において45%以上の透過率が得られることがわかった。
以上の結果から、透過率調整層109の膜厚は9nm以上30nm以下の範囲にあることが好ましいことがわかった。
(実施例6)
実施例3において、図9の記録再生装置34を用いて、サンプル3−1から3−11の光学的情報記録媒体16の第1情報層13の信号強度、及び消去性能を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は9.8m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとし、情報はグルーブに記録した。その結果、いずれのサンプルにおいても信号強度については42dB以上のCNR、消去性能については25dB以上の消去率が得られ、書き換え型の光学的情報記録媒体として使用可能であることを確認できた。
(実施例7)
実施例1から実施例6において、透過率調整層109、第1透過率調整層309、第2透過率調整層409、第1透過率調整層609、第2透過率調整層709、及び/又は第3透過率調整層809を、酸素を含まないW、W−M1、W−M2、及び/又はW−M1−M2合金スパッタリングターゲットを用い、酸素を多く含むArとの混合ガス雰囲気(例えば全体に対して50%の割合の酸素ガス)で成膜したところ、同様の結果が得られた。
本発明にかかる光学的情報記録媒体によれば、複数の情報層を備える多層光学的情報記録媒体を効率よく製造することができ、高密度の書き換え型(例えば、Blu−ray Disc Rewritable(BD−RE)、DVD−RAM、DVD−RW、+RW等)、追記型(例えば、Blu−ray Disc Recordable(BD−R)、DVD−R等)、及び再生専用型(例えば、Blu−ray Disc Read−Only(BD−ROM)、DVD−ROM等)の光ディスク等として有用である。
本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、及び/又は再生する情報記録媒体とその製造方法、及びターゲットに関するものである。
従来の情報記録媒体として、その記録層(相変化材料層)が相変化を生じる現象を利用する相変化形情報記録媒体がある。この相変化形情報記録媒体の中で、レーザビームを用いて光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生する情報記録媒体は、レーザビームの照射により発生する熱によって記録層の相変化材料を、例えば結晶相と非晶質相との間で状態変化させ、結晶相と非晶質相との間の反射率の違いを検出して情報として読みとるものである。
相変化形情報記録媒体のうち、情報の消去や書き換えが可能な書き換え型情報記録媒体においては、一般に記録層の初期状態は結晶相であり、情報を記録する場合には、高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を溶融して急激に冷却することによって、レーザ照射部を非晶質相にする。一方、情報を消去する場合には、記録時より低いパワー(消去パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することにより、レーザ照射部を結晶相にする。したがって、書き換え型情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワー変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録する又は書き換えることが可能である。記録層が結晶相に変化するためには、記録層を、結晶相に変化する温度(結晶化温度)に一定時間(結晶化時間)だけ保持する必要がある。結晶化時間が短いほど、結晶相への変化に要する時間が短くなるため、短時間すなわち高速な消去・書き換えが可能となる。
また、相変化形情報記録媒体のうち、一回だけ情報の記録が可能で、情報の消去や書き換えが不可能な追記型情報記録媒体においては、一般に記録層の初期状態は非晶質相であり、情報を記録する場合には高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することによって、レーザ照射部を結晶相にする。
現在、光学的情報記録媒体を大容量化するための技術として、さまざまな技術が導入されている。例えば、短波長の青紫色レーザを用いたり、レーザビームが入射する側の基板の厚さを薄くして開口数(NA)が大きい対物レンズを使用したりすることによって、レーザビームのスポット径をより小さくして高密度の記録を行う技術が導入されている。
また、2つの情報層を備える光学的情報記録媒体を用いて記録容量を2倍に高め、且つその片側から入射するレーザビームによって2つの情報層の記録再生を行う技術も導入されている(例えば、特開2000−36130号公報(第2−11頁、図2)参照)。この2層光学的情報記録媒体では、レーザビームの入射側に近い情報層(以下、第1情報層という)を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側から遠い情報層(以下、第2情報層という)の記録再生を行う。このため、第1情報層では記録層、及び光を効率的に記録層に吸収させ、且つ第1情報層の反射率を高めるために配置される反射層の膜厚を極めて薄くする必要があった。また、光学干渉によってさらに透過率を高めるため、高屈折率の透過率調整層を配置する必要があった。この透過率調整層として、従来はチタン(Ti)の酸化物であるTiO2を用いることにより第1情報層の透過率を高めていた(例えば、国際公開第2003/025922号(第10−20頁、図1)参照)。
特開2000−36130号公報(第2−11頁、図2) 国際公開第2003/025922号パンフレット(第10−20頁、図1)
しかしながら、従来より用いている透過率調整層のTiO2層は、成膜法として一般的に用いられるスパッタリング法で成膜した場合、単位時間あたりに成膜される膜厚(以下、成膜速度という)が薄く、所望の膜厚を成膜するまでに時間がかかる(すなわち、成膜速度が遅い)という課題があった。さらに、TiO2層の成膜速度は、成膜室の真空度に依存するため、成膜速度が一定の範囲で変化する。このため、特に量産時にTiO2層を所望の膜厚範囲に保つことが難しいという課題もあった。将来的に実現が見込まれる、3つ以上の情報層を有する多層光学的情報記録媒体では、レーザビーム入射側にある情報層の数が増えるため、透過率調整層として使用するTiO2層の数が増えて、この課題がさらに顕著となる可能性がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、従来の透過率調整層が備えていた屈折率や耐湿性等の特性を大きく低下させることなく、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供して、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することを目的とする。また、本発明は、上記のような透過率調整層を形成する際に用いることができるターゲットを提供することも目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の光学的情報記録媒体は、N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、前記N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体であって、前記N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層〜第N情報層とした場合、前記N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層と、反射層と、透過率調整層とを、光入射側からこの順で含んでおり、前記透過率調整層が、タングステン(W)と酸素(O)とを含む。
また、本発明は、上記の本発明の光学的情報記録媒体を製造する方法であって、前記透過率調整層を成膜する工程を少なくとも含み、前記透過率調整層を成膜する工程において、少なくともタングステン(W)と酸素(O)とを含むターゲットを使用して前記透過率調整層を成膜する、又は、少なくともタングステン(W)を含むターゲットと少なくとも酸素(O)を含むガスとを使用して前記透過率調整層を成膜する、光学的情報記録媒体の製造方法も提供する。
また、本発明は、少なくともタングステン(W)とM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含むターゲット(第1のターゲット)、又は、少なくともタングステン(W)とM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含むターゲット(第2のターゲット)を提供する。
本発明の光学的情報記録媒体によれば、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を、その特性を低下させることなく実現できるので、情報層の透過率が高く、量産性に優れた光学的情報記録媒体を提供することができる。また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法及び本発明のターゲットによれば、本発明の光学的情報記録媒体を容易に製造することができる。
本発明のN層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の2層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の3層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の4層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明のN層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の2層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の3層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の4層の情報層を備えた光学的情報記録媒体の層構成の一例を示す一部断面図である。 本発明の光学的情報記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置の構成の一部を、模式的に示す図である。 本発明の光学的情報記録媒体を製造する際に用いられるスパッタリング装置の一部を、模式的に示す図である。
本発明の光学的情報記録媒体は、N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、前記N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体であって、前記N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層〜第N情報層とした場合、前記N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層と、反射層と、透過率調整層とを、光入射側からこの順で含んでおり、前記透過率調整層が、タングステン(以下、「W」と表記する。)と酸素(以下、「O」と表記する。)とを含むことを特徴とする。この特徴により、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供し、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層が、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。このとき、透過率調整層が、下記の式(1):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (1)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(1)で表される材料のうち、a1が10<a1<22、b1が5<b1<23を満たす材料が好適に用いられる。また、別の側面から表して、透過率調整層が、下記の式(2):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (2)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(2)で表される材料のうち、c1が50≦c1≦80を満たす材料が好適に用いられる。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めることができる。
なお、本明細書において、「Wa1M1b1100-a1-b1(原子%)」とは、「W」原子、「M1」原子及び「O」原子を合わせた数を基準(100%)として表された組成式であることを示している。さらに、「(WO3100-c1(D1)c1(mol%)」は、(100−c1)mol%のWO3とc1mol%の化合物D1との混合物であることを示している。以下、同様の表記方法を同様の意味で用いる。また、本明細書において、以下に示す「M1」も、上記と同様に、Ce、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素を表す。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層が、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。このとき、透過率調整層が、Ag2WO4、Bi2WO6、MgWO4、MnWO4、Y2312、ZnWO4及びZrW28から選ばれる少なくとも一つの化合物を含んでもよい。また、透過率調整層が、下記の式(3):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (3)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層の安定性を高め、情報層の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。なお、本明細書において、以下に示す「M2」も、上記と同様に、Ag、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素を表す。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、W及びOを含む透過率調整層が、さらにM1及びM2を共に含んでいてもよい。このとき、透過率調整層が、下記の式(4):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (4)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。
このことにより、透過率調整層の屈折率、情報層の透過率、透過率調整層の安定性及び量産性が高い、光学的情報記録媒体を提供することができる。
なお、本発明の光学的情報記録媒体における透過率調整層は、本発明が目的としている特性を備えた透過率調整層が得られる限り、上記各材料を構成する成分以外の他の成分を少量含んでもよいが、実質的に上記各材料からなるものが好適に用いられる。なお、透過率調整層が実質的に上記各材料のみによって形成されるとは、透過率調整層が上記各材料のみからなる場合はもちろん、上記各材料に他の成分が不可避に混入した材料からなる場合も含む意味である。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、透過率調整層の膜厚d1(nm)が、9≦d1≦30の範囲であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層が、光の照射によって相変化を起こし得る層であってもよい。例えば、記録層が、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素とGeとTeとを含み、且つ、記録層におけるTeの含有率が50原子%以上であってもよい。また、記録層が、Sbを70原子%以上含んでもよい。このことにより、書き換え時の消去特性が良好な光学的情報記録媒体を提供できる。
なお、記録層の膜厚が9nm以下であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、反射層が、主としてAgを含んでもよい。反射層が主としてAgを含むとは、反射層におけるAgの含有量が50原子%以上ということである。このことにより、情報層の透過率、記録感度、及び信号強度が良好な光学的情報記録媒体を提供できる。
なお、反射層の膜厚が15nm以下であってもよい。このことにより、情報層の透過率を高めることができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、中間層が、主としてアクリル系の樹脂を含んでもよい。中間層が主としてアクリル系の樹脂を含むとは、中間層における当該樹脂の含有量が90重量%以上ということである。このことにより、量産性の高い光学的情報記録媒体を提供することができる。
本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、上記の本発明の光学的情報記録媒体を製造する方法であって、WとOとを含む透過率調整層を成膜する工程を少なくとも含み、前記透過率調整層を成膜する工程において、少なくともWとOとを含むターゲットを使用して前記透過率調整層を成膜する、又は、少なくともWを含むターゲットと少なくともOを含むガスとを使用して前記透過率調整層を成膜する。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、ターゲットと透過率調整層が、さらにM1を含んでもよい。このことにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めた光学的情報記録媒体を製造することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、ターゲットと透過率調整層が、さらにM2を含んでもよい。このことにより、透過率調整層の安定性を高め、情報層の透過率が高い光学的情報記録媒体を量産性良く製造することができる。
また、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法において、透過率調整層を成膜する工程よりも前に、中間層を形成する工程をさらに含んでいてもよい。このことにより、複数の情報層を備える光学的情報記録媒体を量産性良く製造することができる。
本発明の光学的情報記録媒体として、W、O及びM1を含む透過率調整層を備えた光学的情報記録媒体を製造する場合、その製造時に用いるターゲット(第1のターゲット)は、少なくとも、WとM1とを含む。このようなターゲットを用いることにより、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を成膜でき、量産性良く光学的情報記録媒体を作製することができる。この第1のターゲットは、さらにM2を含んでいてもよい。第1のターゲットがさらにM2を含むことによって、より安定性が高く、さらに情報層の透過率を高めることができる、W、O、M1及びM2を含む透過率調整層を成膜できる。また、第1のターゲットがOを含んでいてもよく、その場合は酸素を含むガスを用いて反応性スパッタリングを行わなくても、本発明の光学的情報記録媒体の透過率調整層が作製可能である。
本発明の第1のターゲットが、W、M1及びOを含んでいる場合、第1のターゲットは、下記の式(5):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (5)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。また、別の側面から表して、第1のターゲットが、下記の式(6):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (6)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このような第1のターゲットを用いることにより、透過率調整層の屈折率を高め、情報層の透過率をさらに高めた光学的情報記録媒体を作製することができる。
本発明の第1のターゲットが、W、M1、M2及びOを含む場合、第1のターゲットが、下記の式(7):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (7)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このようなターゲットを用いることにより、透過率調整層の屈折率及び安定性を高め、情報層の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体を作製することができる。
なお、本発明における第1のターゲットは、上記各材料を含むターゲットであり、作製する透過率調整層の成分に応じて他の成分を含んでいてもよいが、実質的に上記各材料のみによって形成されていてもよい。なお、実質的に上記各材料のみによって形成されるとは、第1のターゲットが上記各材料のみからなる場合はもちろん、上記各材料に他の成分が不可避に混入する材料からなる場合も含む意味である。
本発明の光学的情報記録媒体として、W、O及びM2を含む透過率調整層を備えた光学的情報記録媒体を製造する場合、その製造時に用いる別のターゲット(第2のターゲット)として、少なくともW及びM2を含むターゲットを用いることもできる。この第2のターゲットはさらにOを含んでもよい。この第2のターゲットがW、M2及びOを含んでいる場合、この第2のターゲットは下記の式(8):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (8)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。なお、本発明における第2のターゲットは、上記各材料を含むターゲットであり、作製する透過率調整層の成分に応じて他の成分を含んでいてもよいが、実質的に上記各材料のみによって形成されていてもよい。なお、「実質的に」の意味は、第1のターゲットの場合と同様である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
(実施の形態1)
実施の形態1として、本発明の光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態1の光学的情報記録媒体9の一部断面図を図1に示す。光学的情報記録媒体9は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体9は、基板8上に、中間層6、5、3等を介して順次積層された、第N情報層7、…、第2情報層4及び第1情報層10を含むN個(NはN≧2を満たす自然数)の情報層、及び透明層2により構成されている。なお、本実施の形態では、レーザビーム1の入射側から数えてK番目(1≦K≦N)に配置されている情報層を「第K情報層」と記す。ここで、レーザビーム1の入射側から数えて(N−1)番目までの情報層である、第1情報層10、第2情報層4、第3情報層(図示せず)、…、第N−1情報層(図示せず)は、光透過形の情報層である。
透明層2の材料は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は誘電体等からなり、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。透明層2の材料としては、特にアクリル系の樹脂が好ましい。また、透明層2は、透明な円盤状のポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA(polymethylmethacrylate)等の樹脂、又はガラスから成るシート又は板であってもよい。この場合、透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は粘着性のシート等を用いて、第1誘電体層102に貼り合わせることが可能である。透明層2の厚さは、例えばNA=0.6の対物レンズを用いて記録再生を行う場合、0.55mm〜0.65mmの範囲内であることが好ましい。また、NA=0.85の対物レンズを用いて記録再生を行う場合、50μm〜120μmの範囲内であることが好ましい。
レーザビーム1の波長λは、高密度記録の場合、特に450nm以下であることが好ましい。レーザビーム1を集光した際のスポット径が、波長λによって決まってしまう(波長λが短いほど、より小さなスポット径に集光可能である)ためである。また、λが350nm未満であると、透明層2等による光吸収が大きくなってしまう。よって、λは、350nm〜450nmの範囲内であることがより好ましい。
基板8は、透明な円盤状の基板である。基板8を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスを用いることができる。基板8の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。
基板8の第N情報層7側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。他方、基板8の第N情報層7側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板8の厚さは、十分な強度が確保され、且つ光学的情報記録媒体9の厚さが1.2mm程度となるよう、0.5mm〜1.2mmの範囲内であることが好ましい。なお、透明層2の厚さが0.6mm程度(NA=0.6で良好な記録再生が可能な厚さ)の場合、0.55mm〜0.65mmの範囲内であることが好ましい。また、透明層2の厚さが0.1mm程度(NA=0.85で良好な記録再生が可能)の場合、1.05mm〜1.15mmの範囲内であることが好ましい。
中間層6、5、3等は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂、又は誘電体等からなる。中間層6、5、3等は、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。中間層6、5、3等の材料としては、特にアクリル系の樹脂が好ましい。
中間層6、5、3等は、光学的情報記録媒体9の第1情報層10、第2情報層4、…及び第N情報層7等のそれぞれのフォーカス位置を区別するために設ける層である。中間層6、5、3等の厚さは、対物レンズの開口数NAとレーザビーム1の波長λによって決定される焦点深度ΔZ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の80%と仮定した場合、ΔZはΔZ=λ/{2(NA)2}で近似できる。λ=405nm、NA=0.85のとき、ΔZ=0.280μmとなり、±0.3μm以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、中間層6、5、3等の厚さは0.6μm以上であることが必要である。
隣接する2つの情報層間の距離、及び第1情報層10とこれから最も離れた第N情報層7との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム1を集光することが可能である範囲となるようにすることが望ましい。したがって、中間層6、5、3等の厚さの合計は、対物レンズが許容できる公差内(例えば60μm以下)にすることが好ましい。
中間層6、5、3等において、レーザビーム1の入射側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。
この場合、片側からのレーザビーム1の照射のみにより、第K情報層(この場合、Kは1<K≦Nの自然数)を、第1〜第(K−1)情報層を透過したレーザビーム1によって記録再生することが可能である。
なお、第1情報層から第N情報層のいずれかを、再生専用タイプの情報層(ROM(Read Only Memory))、あるいは1回のみ書き込み可能な追記型の情報層(R(Recordable))としてもよい。
以下、第1情報層10の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第1情報層10は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層102、第1記録層104、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109を備える。なお、第1情報層10は、第1誘電体層102と第1記録層104の間に、第1界面層103を備えてもよい。
第1誘電体層102は、誘電体からなる。この第1誘電体層102は、第1記録層104の酸化、腐食、及び変形等を防止する働きと、光学距離を調整して第1記録層104の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きと、を有する。
第1誘電体層102を形成する材料として、例えばTiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、及びTeO2等から選ばれる1又は複数の酸化物を用いることができる。また、C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、及びGe−Cr−N等から選ばれる1又は複数の窒化物を用いることもできる。また、ZnS等の硫化物、SiC等の炭化物、LaF3、CeF3等の弗化物、及びCを、第1誘電体層102の材料として用いることもできる。また、上記材料から選ばれる1又は複数の材料の混合物を用いて、第1誘電体層102を形成することもできる。例えば、ZnSとSiO2との混合物であるZnS−SiO2は、第1誘電体層102の材料として特に優れている。ZnS−SiO2は、非晶質材料であり、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性及び耐湿性が良好であることによる。
第1誘電体層102の膜厚は、マトリクス法に基づく計算により、第1記録層104が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合との反射光量の変化が大きく、且つ第1記録層104での光吸収が大きく、且つ第1情報層10の透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
必要に応じて配置される第1界面層103は、繰り返し記録によって第1誘電体層102と第1記録層104との間で生じる物質移動を防止する働きをする。また、第1界面層103は、第1記録層104の結晶化を促進又は抑制する、結晶化能を調整する働きもする。第1界面層103は、光の吸収が少なく、記録の際に溶けない高融点な材料で、且つ、第1記録層104との密着性が良い材料から形成されることが好ましい。記録の際に溶けない高融点な材料であることは、高パワーのレーザビーム1を照射した際に、溶けて第1記録層104に混入しないために必要な特性である。第1界面層103の材料が混入すると、第1記録層104の組成が変わり、書き換え性能が著しく低下する。また、第1記録層104と密着性が良い材料であることは、信頼性確保に必要な特性である。
第1界面層103は、第1誘電体層102に用いることができる材料と同様の材料、すなわち上記酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つを含む材料を用いて形成することができる。その中でも、特にCrとOを含む材料は、第1記録層104の結晶化をより促進するため、好ましい。その中でも、CrとOがCr23を形成した酸化物が、より好ましい材料である。Cr23は、第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にInとOを含む材料を用いることもできる。その中でも、InとOがIn23を形成した酸化物が、好ましい材料である。In23は第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にGaとOを含む材料を用いることもできる。その中でも、GaとOがGa23を形成した酸化物が、好ましい材料である。Ga23は第1記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103には、CrとO、GaとO、又はInとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよく、当該元素は酸化物として含まれることがより好ましい。ZrO2及びHfO2は、透明で、融点が約2700〜2800℃と高く、且つ酸化物の中では熱伝導率が低い材料で、光学的情報記録媒体の繰り返し書き換え性能を良くする。また、Y23は透明な材料で、且つZrO2及びHfO2を安定化させる働きをする。また、この3種類の酸化物のいずれか1つ又は複数を混合することによって、第1界面層103を第1記録層104と部分的に又は全体的に接して形成しても、繰り返し書き換え性能に優れ、信頼性の高い第1情報層10を実現できる。
第1記録層104との密着性を確保するため、第1界面層103中のCr23、Ga23、又はIn23の含有量は10mol%以上であることが好ましい。さらに、第1界面層103中のCr23の含有量は、第1界面層103での光吸収を小さく保つため、70mol%以下であることが好ましい。Cr23が多くなると光吸収が増加する傾向にある。
第1界面層103には、Cr、Ga、In、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含む材料を用いてもよい。Siを、例えばSiO2として第1界面層103内に含ませることにより、第1界面層103の透明性が高くなり、記録性能に優れた第1情報層10を実現できる。第1界面層103中のSiO2の含有量は5mol%以上であることが好ましく、第1記録層104との密着性を確保するため50mol%以下であることが好ましく、10mol%以上40mol%以下であることがより好ましい。
第1界面層103の膜厚は、第1界面層103での光吸収によって第1情報層10の記録前後の反射光量の変化が小さくならないよう、0.5nm〜15nmの範囲内であることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
第1記録層104の材料は、レーザビーム1の照射によって結晶相と非晶質相との間で相変化を起こす材料からなる。この場合、第1記録層104の材料として、Ge−Te、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、及び(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることができる。さらに、第1記録層104の材料として、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、Sb−Mn−Ge、Sb−Sn−Ge、Sb−Mn−Sn−Ge、及び(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかを含む材料を用いることもできる。
上記材料の内、第1記録層104として、例えば、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素と、Geと、Teとを含む材料が好適に用いられる。この場合、第1記録層104は、Teを50原子%以上含んでいてもよい。また、第1記録層104がSbを含む材料によって形成される場合は、Sbを70原子%以上含んでいてもよい。
第1情報層10は、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層に、記録再生の際に必要なレーザ光量を到達させるため、その透過率を高くする必要がある。このため、第1記録層104の膜厚は、9nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましい。
また、第1記録層104は、Teを含む層、Biを含む層、Geを含む層、Sbを含む層、Ge−Teを含む層、Bi−Teを含む層、Sb−Geを含む層等から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる記録部として形成してもよい。なお、本明細書において、「(元素A)−(元素B)」で表される材料とは、元素Aと元素Bとを成分として含む材料のことであり、元素A及び元素Bの混合物又は合金であることを意味する。例えば、結晶化速度が比較的速いBiを含む層と、アモルファス相が比較的安定なGe−Teを含む層とを積層する構造を含むことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を容易に調整することができる。
積層構造の例としては、Bi2Te3(3nm)/GeTe(4nm)、(Bi−In)2Te3(3nm)/(GeSn)Te(4nm)、GeTe−Bi2Te3(5nm)/(GeSn)Te(2nm)、Sb−Ge(4nm)/Sb−Te(3nm)等があげられる。もちろん、ここに挙げた材料以外の材料から成る層を使用する、あるいは層の膜厚をここに例示した膜厚以外の膜厚にした構造や、積層順を入れ替えた構造を採用することも可能である。例えば、上記において例示した膜厚を好ましい膜厚比としてとらえ、記録部の所望の膜厚に応じて、各々、例えば2〜4倍にしてよい。
また、第1記録層104は、不可逆な相変化を起こす材料を用いて構成してもよく、例えばTe−O、Te−Pd−O、Bi−O、又はSb−Oで表される材料で形成することもできる。この場合、第1記録層104の膜厚は30nm以下であることが好ましい。
また、第1記録層104は、不可逆な合金化を起こす材料の積層膜(例えば、Cu/Si積層構成)としてもよい。
第2誘電体層106は、光学距離を調整して第1記録層104の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きをする。第2誘電体層106は、第1誘電体層102の材料と同様の系の材料を用いて形成することができる。また、第2誘電体層106の膜厚は、0.5nm〜75nmの範囲内であることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内であることがより好ましい。第2誘電体層106の膜厚をこの範囲内で選ぶことによって、第1記録層104で発生した熱を効果的に第1反射層108側に拡散させることができる。
なお、第1記録層104と第2誘電体層106との間に、第2界面層(図示せず)を配置してもよい。図1に示す光学的情報記録媒体9において、第2界面層が設けられる場合、第2界面層は、符号104で示される層と符号106で示される層との間に、例えば、符号105で示される層として表すことができる(図1には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層105」として説明する)。第2界面層105は、第1界面層103と同様に、繰り返し記録によって第2誘電体層106と第1記録層104との間で生じる物質移動を防止するために設けることができる。第2界面層105は、第1誘電体層102と同様の系の材料を用いて形成することができる。その中でも、特にInとOを含む材料を用いることが好ましい。その中でも、InとOがIn23を形成した酸化物が好ましい材料である。また、第2界面層105は、特にCrとOを含む材料を用いて構成することもできる。その中でも、CrとOがCr23を形成した酸化物が好ましい材料である。また、第2界面層105は、特にGaとOを含む材料を用いて構成することもできる。その中でも、GaとOがGa23を形成した酸化物が好ましい材料である。
また、第2界面層105は、第1界面層103と同様に、InとO、CrとO、又はGaとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよい。また、第2界面層105は、In、Cr、Ga、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含んでもよい。第2界面層105は第1界面層103より密着性が悪い傾向にあるため、第2界面層105中のIn23、Cr23又はGa23の好ましい含有量の下限値は、第1界面層103のそれより多い20mol%である。
第2界面層105の膜厚は、第1界面層103と同様に、0.5nm〜15nmの範囲内であることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
第1反射層108は、第1記録層104に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第1反射層108は、第1記録層104で生じた熱を速やかに拡散させ、第1記録層104を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、第1反射層108は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第1反射層108の材料としては、例えばAg、Au、Cu及びAlといった熱伝導率が高い単体金属を用いることができる。また、Al−Cr、Al−Ti、Al−Ni、Al−Cu、Au−Pd、Au−Cr、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Pd−Cu、Ag−Pd−Ti、Ag−Ru−Au、Ag−Cu−Ni、Ag−Zn−Al、Ag−Nd−Au、Ag−Nd−Cu、Ag−Bi、Ag−Ga、Ag−Ga−In、Ag−Ga−Cu、Ag−In、Ag−In−Sn又はCu−Siといった合金を用いることもできる。特に、Agを50原子%以上含むAg合金は熱伝導率が大きいため、第1反射層108の材料として好ましい。第1反射層108の膜厚は、第1情報層10の透過率をできるだけ高くするため、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。第1反射層108の膜厚がこの範囲内にあることにより、その熱拡散機能が十分で、且つ第1情報層10の反射率を確保でき、さらに第1情報層10の透過率も十分となる。
本実施の形態の光学的情報記録媒体9において、透過率調整層109は誘電体からなり、第1情報層10の透過率を調整する機能を有する。この透過率調整層109によって、第1記録層104が結晶相である場合の第1情報層10の透過率Tc1(%)と、第1記録層104が非晶質相である場合の第1情報層10の透過率Ta1(%)とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層109を備える第1情報層10の透過率は、透過率調整層109が無い場合に比べて、2%〜10%程度上昇する。また、透過率調整層109は、第1記録層104で発生した熱を効果的に拡散させる機能も有する。
透過率調整層109の材料は、WとOとを少なくとも含むことが好ましい。この場合、WとOとが化合物を形成し、酸化物WO3となっていることが好ましい。酸化物WO3は、融点が1470℃と高く、空気中で安定であるためである。これらの材料を含むことにより、成膜速度が速く、且つ成膜速度が成膜室の真空度に依存しない透過率調整層を提供できる。また、透過率調整層109は、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む材料を用いて形成することもできる。このとき、透過率調整層109が、下記の式(1):
a1M1b1100-a1-b1(原子%) (1)
(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(1)で表される材料のうち、a1が10<a1<22、b1が5<b1<23を満たす材料が好適に用いられる。また、別の側面から表して、透過率調整層109が、下記の式(2):
(WO3100-c1(D1)c1(mol%) (2)
(但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含んでもよい。式(2)で表される材料のうち、c1が50≦c1≦80を満たす材料が好適に用いられる。
以上のような材料を用いることにより、透過率調整層109の屈折率を高め、第1情報層10の透過率をさらに高めることができる。
また、透過率調整層109は、WとOとに加えて、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む材料を用いて形成することもできる。このとき、透過率調整層109が、Ag2WO4、Bi2WO6、MgWO4、MnWO4、Y2312、ZnWO4及びZrW28から選ばれる少なくとも一つの化合物(複合酸化物)を含んでもよい。また、透過率調整層109が、下記の式(3):
a2M2b2100-a2-b2(原子%) (3)
(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含んでもよい。また、透過率調整層109が、下記の式(4):
a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (4)
(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含んでもよい。このことにより、透過率調整層109の安定性が高まり、第1情報層10の透過率が高く量産性の高い光学的情報記録媒体9を提供することができる。
上記の材料は屈折率が大きく(n=2.4〜2.8)、消衰係数も小さい(k=0.0〜0.05)ため、これらを用いて形成した透過率調整層109は、第1情報層10の透過率をより高めることができる。
透過率調整層109の屈折率nt及び消衰係数ktは、第1情報層10の透過率Tc1及びTa1を高める作用をより大きくするため、2.0≦nt且つkt≦0.1を満たすことが好ましく、2.4≦nt≦3.0且つkt≦0.05を満たすことがより好ましい。
透過率調整層109の膜厚d1は、(3/32)λ/nt≦d1≦(5/32)λ/ntの範囲内であることが好ましい。レーザビーム1の波長λと透過率調整層109の屈折率ntとを、例えば350nm≦λ≦450nm、2.0≦nt≦3.0を満たすように選ぶと、d1の好ましい範囲は、9nm≦d1≦30nmとなる。d1をこの範囲内で選ぶことによって、第1情報層10の透過率Tc1及びTa1を共に高くすることができる。
第1情報層10の透過率Tc1及びTa1は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層に到達させるため、40<Tc1且つ40<Ta1を満たすことが好ましく、46<Tc1且つ46<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層10の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層10より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層10の第1記録層104の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層10において、第1記録層104が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層104が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦5且つ4≦Rc1≦15を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦3且つ4≦Rc1≦10を満たすことがより好ましい。
光学的情報記録媒体9は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)上に(N−1)個の情報層(第N情報層7〜第2情報層4)を、中間層(中間層6、5等)を介して順次積層する。各情報層は、単層膜、又は多層膜からなる。情報層を構成する各層は、成膜装置内で、材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。また、中間層は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を情報層上に塗布して、その後、基板8を回転させて樹脂を均一に延ばした後(スピンコート)、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、基板8と当該基板8に密着させた基板(型)とを回転させてスピンコートし、樹脂を硬化させた後、基板(型)をはがすことによって、中間層に案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
このようにして、基板8上に(N−1)個の情報層を、中間層を介して積層したのち、さらに、中間層3(厚さが例えば10μm)を形成する。
続いて、中間層3上に第1情報層10を形成する。具体的には、中間層を介して積層された(N−1)個の情報層上にさらに中間層3を形成した基板8を、成膜装置内に配置して、中間層3上に透過率調整層109を成膜する。少なくともWとOを含むターゲットを使用して、希ガス(特にArガス)雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で高周波(RF)電源を用いてスパッタリングすることによって、WとOとを含む透過率調整層109を形成できる。また、少なくともWを含むターゲットと、少なくともOを含むガス(例えば、希ガスとO2ガスとの混合ガス等)の雰囲気中でRF電源を用いてスパッタリングすることによって、WとOを含む透過率調整層109を形成することもできる。
また、透過率調整層109は、上記式(1)〜(4)のいずれかで表される材料を含む組成となるように、又はそれらの材料のみから成る組成となるように、組成を調整したターゲットを、一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。例えば、(WO350(TiO250(mol%)組成の透過率調整層109を成膜したい場合、例えば(WO350(TiO250(mol%)組成のスパッタリングターゲットを用意して、Arガス雰囲気中、或いはArとO2ガスの混合ガス雰囲気中で成膜することにより形成することができる。実際に成膜した膜の組成が所望の組成になっているかは、例えばX線マイクロアナライザーによる組成分析により調べることが可能である。スパッタリング装置によって、膜中の酸化物の酸素が欠損しやすかったり、膜中の酸素が多くなったりして、所望の組成からずれることがある。このため、ターゲットの組成をあらかじめ調整したり、Arガスに混合するO2ガスの量を調整することで、所望の膜組成を得ることが可能である。
なお、成膜速度を高めるため、透過率調整層109を構成する材料に導電性の材料を微量添加してターゲットに導電性を付加し、直流(DC)電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。
なお、透過率調整層109は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、透過率調整層109は、2以上の化合物を組み合わせた2元系ターゲットや3元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
続いて、透過率調整層109上に、第1反射層108を成膜する。第1反射層108は、第1反射層108を構成する金属又は合金からなるターゲットを、希ガス(例えば、Arガス)雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(例えば、O2ガス及びN2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス)との混合ガス雰囲気中でDC電源、パルスDC電源、又はRF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。第1反射層108は金属又は合金であるため、成膜速度を高められるDC電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。
続いて、第1反射層108上に、第2誘電体層106を成膜する。第2誘電体層106は、第2誘電体層106を構成する化合物からなるターゲットを、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中でRF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。なお、成膜速度を高めるため、第2誘電体層106を構成する材料に導電性の材料を微量添加してターゲットに導電性を付加し、DC電源、又はパルスDC電源を用いてスパッタリングすることもできる。また、第2誘電体層106は、第2誘電体層106を構成する金属からなるターゲットを、希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でDC電源、パルスDC電源、又はRF電源を用いて反応性スパッタリングすることによっても形成できる。
あるいは、第2誘電体層106は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、第2誘電体層106は、2以上の化合物を組み合わせた2元系ターゲットや3元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、又は希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
続いて、第2誘電体層106上に、必要に応じて第2界面層105を成膜する。第2界面層105は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2誘電体層106又は第2界面層105上に、第1記録層104を成膜する。第1記録層104は、例えば、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素と、Geと、Teを含み、且つ、Teを50原子%以上含むターゲット、又は、Sbを70原子%以上含むターゲットを一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。また、第1記録層104は、例えばTeを含むターゲット、Biを含むターゲット、Geを含むターゲット、Sbを含むターゲット、Ge−Teを含むターゲット、Bi−Teを含むターゲット、Sb−Geを含むターゲット等から選ばれる少なくとも2個以上のターゲットを、2個以上の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。その場合には、使用するターゲットの種類及び数、ならびに電源の出力等に応じて、得られる記録層の組成が決定されることとなるので、それらを適宜選択して、所望の組成の第1記録層104が得られるようにすることが好ましい。このように2種以上のターゲットを使用することは、例えば、混合物のターゲットを形成することが困難である場合に有用である。
また、第1記録層104は、2種以上の層を積層してなる記録部として形成される場合、例えばTeを含むターゲット、Biを含むターゲット、Geを含むターゲット、Sbを含むターゲット、Ge−Teを含むターゲット、Bi−Teを含むターゲット、Sb−Geを含むターゲット等から選ばれる少なくとも2個以上のターゲットを、2個以上の電源を用いて順次及び/又は同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。即ち、記録部を成膜するために、2つ以上のターゲットを使用して、スパッタリングを2回以上実施してよく、又は2つ以上のターゲットを同時にスパッタリングしてよい。
スパッタリングの雰囲気ガスとしては、単層構造の第1記録層104記録層を形成する場合、及び2種以上の層を積層してなる記録部として第1記録層104を形成する場合のいずれにおいても、希ガス、又は希ガスと反応ガス(例えば、N2ガス及びO2ガスから選ばれる少なくとも一種のガス)との混合ガスを用いることができる。また、スパッタリングに用いる電源も、DC電源、パルスDC電源、又はRF電源のいずれかを用いることが可能である。
続いて、第1記録層104上に、第1界面層103を成膜する。第1界面層103は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第1界面層103上に、第1誘電体層102を成膜する。第1誘電体層102は、第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
最後に、第1誘電体層102上に透明層2を形成する。透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を、第1誘電体層102上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、透明層2として、透明な円盤状の基板を用いてよく、基板は、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスから成る。この場合、透明層2は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を第1誘電体層102上に塗布して、基板を第1誘電体層102上に密着させて、スピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、基板に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを第1誘電体層102に密着させることもできる。
なお、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体9を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。また、第1情報層10以外の情報層を第1情報層10と同様に形成してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2として、実施の形態1の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態2の光学的情報記録媒体12の一部断面図を図2に示す。光学的情報記録媒体12は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体12は、基板8上に順次積層した、第2情報層11、中間層3、第1情報層10、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、第1情報層10、及び透明層2は、実施の形態1で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
以下、第2情報層11の構成について詳細に説明する。
第2情報層11は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4誘電体層206、及び第2反射層208を備える。第2情報層11について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層10、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3誘電体層202は、実施の形態1で説明した第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能についても、実施の形態1の第1誘電体層102と同様である。
第3誘電体層202の膜厚は、マトリクス法に基づく計算により、第2記録層204が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合との反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
第3界面層203は、実施の形態1の第1界面層103と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。
第2記録層204は、実施の形態1の第1記録層104と同様の材料で形成することができる。第2記録層204の膜厚は、その材料が可逆的な相変化を起こす材料の場合、第2情報層11の記録感度を高くするため、6nm〜15nmの範囲内であることが好ましい。この範囲内においても、第2記録層204が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる場合がある。また、第2記録層204が薄い場合には、第2情報層11の反射率が小さくなる場合がある。したがって、第2記録層204の膜厚は、8nm〜13nmの範囲内であることがより好ましい。また、第2記録層204を、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)を用いて構成する場合は、第2記録層204の膜厚は10nm〜40nmの範囲内であることが好ましい。
第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2誘電体層106と同様である。
なお、第2記録層204と第4誘電体層206の間に、必要に応じて第4界面層を配置してもよい。第4界面層は、実施の形態1の第2界面層105と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2界面層105と同様である。図2に示す光学的情報記録媒体12において、第4界面層が設けられる場合、第4界面層は、符号204で示される層と符号206で示される層との間に、例えば、符号205で示される層として表すことができる(図2には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層205」として説明する)。
第2反射層208は、実施の形態1の第1反射層108と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能についても、実施の形態1の第1反射層108と同様である。第2反射層208の膜厚は、熱拡散機能が十分となる30nm以上であることが好ましい。この範囲内においても、第2反射層208が200nmより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第2情報層11の記録感度が低下する。したがって、第2反射層208の膜厚は30nm〜200nmの範囲内であることがより好ましい。
第2反射層208と第4誘電体層206の間に、界面層をさらに配置してもよい。図2に示す光学的情報記録媒体12においてこのような界面層が設けられる場合、界面層は、符号208で示される層と符号206で示される層との間に、符号207で示される層として形成してよい。この場合、界面層207(図2には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層207」として説明する。)を形成する材料としては、第2反射層208について説明した材料よりも熱伝導率の低い材料を用いることができる。第2反射層208にAg合金を用いた場合、界面層207の材料として、例えばAl、又はAl合金を用いることができる。
また、界面層207の材料としては、Cr、Ni、Si及びC等の元素や、TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、及びTeO2等の酸化物を用いることができる。また、C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、及びGe−Cr−N等の窒化物を用いることもできる。また、ZnS等の硫化物やSiC等の炭化物、LaF3、CeF3等の弗化物、及びCを用いることもできる。また、上記材料から選ばれる1又は複数の材料の混合物を用いて、界面層207を構成することもできる。界面層207の膜厚は3nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、10nm〜50nmの範囲内であることがより好ましい。
第2情報層11において、第2記録層204が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層204が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、反射率Rc2、Ra2は、0.2≦Ra2≦10且つ12≦Rc2≦40を満たすことが好ましく、0.2≦Ra2≦5且つ12≦Rc2≦30を満たすことがより好ましい。
光学的情報記録媒体12は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、第2情報層11を形成する。具体的には、まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第2反射層208を成膜する。このとき、基板8にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第2反射層208を成膜する。第2反射層208は、実施の形態1の第1反射層108と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層208上に、必要に応じて界面層207を成膜する。界面層207は、実施の形態1の第1反射層108、又は第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層208又は界面層207上に、第4誘電体層206を成膜する。第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層206上に、必要に応じて第4界面層205を成膜する。第4界面層205は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層206、又は第4界面層205上に、第2記録層204を成膜する。第2記録層204は、その組成に応じたターゲットを用いて、実施の形態1の第1記録層104と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層204上に、必要に応じて第3界面層203を成膜する。第3界面層203は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層204、又は第3界面層203上に、第3誘電体層202を成膜する。第3誘電体層202は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層11を形成する。
続いて、第2情報層11の第3誘電体層202上に中間層3(厚さが例えば25μm)を形成する。中間層3は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第3誘電体層202上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層3がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層3の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第3誘電体層202を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層204の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層204の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層10を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第1記録層104、第1界面層103及び第1誘電体層102をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層106と第1記録層104との間に第2界面層105を成膜してもよい。また、第1界面層103は必要に応じて設ければよいため、必ずしも設ける必要はない。これらの各層は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
最後に、第1誘電体層102上に透明層2(厚さが例えば75μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
また、第1誘電体層102を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第2記録層204、及び第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。この場合、第1記録層104の結晶化を先に行うと、第2記録層204を結晶化するために必要なレーザパワーが大きくなる傾向にあるため、第2記録層204を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体12を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態3)
実施の形態3として、実施の形態1の多層光学的情報記録媒体において、N=3、すなわち3個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態3の光学的情報記録媒体16の一部断面図を図3に示す。光学的情報記録媒体16は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な3層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体16は、基板8上に順次積層した、第3情報層15、中間層5、第2情報層14、中間層3、第1情報層13、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、5及び透明層2は、実施の形態1及び2で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1及び2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
以下、第3情報層15、第2情報層14、及び第1情報層13の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層13及び第2情報層14が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第3情報層15は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第5誘電体層502、第5界面層503、第3記録層504、第6誘電体層506、及び第3反射層508を備える。なお、第5界面層503は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第3記録層504と第6誘電体層506の間に、第6界面層505(図3には第6界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第6界面層505」として説明する。)をさらに備えてもよい。さらに、第6誘電体層506と第3反射層508の間に界面層507(図3には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層507」として説明する。)を備えてもよい。第3情報層15について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層13、中間層3、第2情報層14、及び中間層5を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3情報層15を形成する、第5誘電体層502、第5界面層503、第3記録層504、第6界面層505、第6誘電体層506、界面層507、及び第3反射層508は、それぞれ実施の形態2の第2情報層11の第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4界面層205、第4誘電体層206、界面層207、及び第2反射層208と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第3情報層15において、第3記録層504が結晶相である場合の反射率Rc3(%)、及び第3記録層504が非晶質相である場合の反射率Ra3(%)は、Ra3<Rc3を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc3−Ra3)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc3、Ra3は、1≦Ra3≦12且つ16≦Rc3≦48を満たすことが好ましく、1≦Ra3≦6且つ16≦Rc3≦32を満たすことがより好ましい。
第2情報層14は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4誘電体層406、第2反射層408、及び第2透過率調整層409を備える。なお、第3界面層403は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第2記録層404と第4誘電体層406の間に第4界面層405を備えてもよい(図3には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層405」として説明する)。第2情報層14について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層13、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第2情報層14を形成する、第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4界面層405、第4誘電体層406、第2反射層408、及び第2透過率調整層409は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第2情報層14において、第2記録層404が結晶相である場合の透過率Tc2(%)、及び第2記録層404が非晶質相である場合の透過率Ta2(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第2情報層14より遠い側にある情報層に到達させるため、50<Tc2且つ50<Ta2を満たすことが好ましく、55<Tc2且つ55<Ta2を満たすことがより好ましい。
第2情報層14の透過率Tc2及びTa2は、−5≦(Tc2−Ta2)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc2−Ta2)≦3を満たすことがより好ましい。Tc2及びTa2がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第2情報層14より遠い側にある情報層の記録再生の際、第2情報層14の第2記録層404の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第2情報層14において、第2記録層404が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層404が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc2、Ra2は、0.3≦Ra2≦4且つ5≦Rc2≦15を満たすことが好ましく、0.3≦Ra2≦3且つ5≦Rc2≦9を満たすことがより好ましい。
第1情報層13は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2誘電体層306、第1反射層308、及び第1透過率調整層309を備える。なお、第1界面層303は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第1記録層304と第2誘電体層306の間に、第2界面層305を備えてもよい(図3には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層305」として説明する)。
第1情報層13を形成する、第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2界面層305、第2誘電体層306、第1反射層308、及び第1透過率調整層309は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第1情報層13において、第1記録層304が結晶相である場合の透過率Tc1(%)、及び第1記録層304が非晶質相である場合の透過率Ta1(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層13より遠い側にある情報層に到達させるため、50<Tc1且つ50<Ta1を満たすことが好ましく、55<Tc1且つ55<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層13の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層13より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層13の第1記録層304の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層13において、第1記録層304が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層304が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦1且つ1.5≦Rc1≦5を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦0.7且つ1.5≦Rc1≦3を満たすことがより好ましい。
このようにRc1、Ra1、Rc2、Ra2、Rc3、Ra3、Tc1、Ta1、Tc2、Ta2を設計することにより、第1情報層13、第2情報層14、第3情報層15からの実効反射光量を合わせる(例えば、実効反射率が2%)ことができる。
光学的情報記録媒体16は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第3情報層を形成する。具体的には、まず、基板8上に、第3反射層508、第6誘電体層506、第3記録層504、第5界面層503、及び第5誘電体層502をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第3反射層508と第6誘電体層506の間に界面層507を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第6誘電体層506と第3記録層504の間に第6界面層505を成膜してもよい。また、不要であれば、第5界面層503を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態2で説明した、第2情報層11の第2反射層208、界面層207、第4誘電体層206、第4界面層205、第2記録層204、第3界面層203、及び第3誘電体層202と同様の方法で形成できる。
このようにして、第3情報層15を形成する。
続いて、第3情報層15の第5誘電体層502上に中間層5(厚さが例えば15μm)を形成する。中間層5は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第5誘電体層502上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層5がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第5誘電体層502を成膜したのち、又は中間層5を形成したのち、必要に応じて、第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層5上に第2情報層14を形成する。具体的には、まず、中間層5上に、第2透過率調整層409、第2反射層408、第4誘電体層406、第2記録層404、第3界面層403、及び第3誘電体層402をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4誘電体層406と第2記録層404の間に第4界面層405を成膜してもよい。また、不要であれば第3界面層403を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層14を形成する。
続いて、第2情報層14の第3誘電体層402上に、上述の中間層5と同様の方法により、中間層3(厚さが例えば25μm)を形成する。
なお、第3誘電体層402を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層404及び/又は第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層404及び/又は第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層13を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、第1透過率調整層309、第1反射層308、第2誘電体層306、第1記録層304、第1界面層303、及び第1誘電体層302をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層306と第1記録層304の間に第2界面層305を成膜してもよい。また、不要であれば第1界面層303を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第1情報層13を形成する。
最後に、第1誘電体層302上に透明層2(厚さが例えば60μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層302を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層304、第2記録層404、及び/又は第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304、第2記録層404、及び/又は第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体16を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態4)
実施の形態4として、実施の形態1の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態4の光学的情報記録媒体21の一部断面図を図4に示す。光学的情報記録媒体21は、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な4層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体21は、基板8上に順次積層した、第4情報層20、中間層6、第3情報層19、中間層5、第2情報層18、中間層3、第1情報層17、及び透明層2により構成されている。基板8、中間層3、5、6及び透明層2は、実施の形態1及び2で説明したものと同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1及び2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
以下、第4情報層20、第3情報層19、第2情報層18及び第1情報層17の構成について詳細に説明する。本実施の形態では、第1情報層17、第2情報層18及び第3情報層19が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
第4情報層20は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第7誘電体層902、第7界面層903、第4記録層904、第8誘電体層906、及び第4反射層908を備える。なお、第7界面層903は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第4記録層904と第8誘電体層906の間に、第8界面層905を備えてもよい(図4には第8界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第8界面層905」として説明する)。さらに、第8誘電体層906と第4反射層908の間に界面層907を備えてもよい(図4には界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「界面層907」として説明する)。第4情報層20について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、中間層3、第2情報層18、中間層5、第3情報層19、及び中間層6を透過したレーザビーム1によって行われる。
第4情報層20を形成する、第7誘電体層902、第7界面層903、第4記録層904、第8界面層905、第8誘電体層906、界面層907、及び第4反射層908は、それぞれ実施の形態2の第2情報層11の第3誘電体層202、第3界面層203、第2記録層204、第4界面層205、第4誘電体層206、界面層207、及び第2反射層208と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態2で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第4情報層20において、第4記録層904が結晶相である場合の反射率Rc4(%)、及び第4記録層904が非晶質相である場合の反射率Ra4(%)は、Ra4<Rc4を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc4−Ra4)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc4、Ra4は、1≦Ra4≦12且つ16≦Rc4≦48を満たすことが好ましく、1≦Ra4≦6且つ16≦Rc4≦32を満たすことがより好ましい。
第3情報層19は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第5誘電体層802、第5界面層803、第3記録層804、第6誘電体層806、第3反射層808、及び第3透過率調整層809を備える。なお、第5界面層803は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第3記録層804と第6誘電体層806の間に第6界面層805を備えてもよい(図4には第6界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第6界面層805」として説明する)。第3情報層19について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、中間層3、第2情報層18、及び中間層5を透過したレーザビーム1によって行われる。
第3情報層19を形成する、第5誘電体層802、第5界面層803、第3記録層804、第6界面層805、第6誘電体層806、第3反射層808、及び第3透過率調整層809は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第3情報層19において、第3記録層804が結晶相である場合の透過率Tc3(%)、及び第3記録層804が非晶質相である場合の透過率Ta3(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第3情報層19より遠い側にある情報層に到達させるため、55<Tc3且つ55<Ta3を満たすことが好ましく、60<Tc3且つ60<Ta3を満たすことがより好ましい。
第3情報層19の透過率Tc3及びTa3は、−5≦(Tc3−Ta3)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc3−Ta3)≦3を満たすことがより好ましい。Tc3及びTa3がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第3情報層19より遠い側にある情報層の記録再生の際、第3情報層19の第3記録層804の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第3情報層19において、第3記録層804が結晶相である場合の反射率Rc3(%)、及び第3記録層804が非晶質相である場合の反射率Ra3(%)は、Ra3<Rc3を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc3−Ra3)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc3、Ra3は、0.3≦Ra3≦4且つ5≦Rc3≦15を満たすことが好ましく、0.3≦Ra3≦3且つ5≦Rc3≦9を満たすことがより好ましい。
第2情報層18は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第3誘電体層702、第3界面層703、第2記録層704、第4誘電体層706、第2反射層708、及び第2透過率調整層709を備える。なお、第3界面層703は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第2記録層704と第4誘電体層706の間に第4界面層705を備えてもよい(図4には第4界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第4界面層705」として説明する)。第2情報層18について、情報の記録再生は、透明層2、第1情報層17、及び中間層3を透過したレーザビーム1によって行われる。
第2情報層18を形成する、第3誘電体層702、第3界面層703、第2記録層704、第4界面層705、第4誘電体層706、第2反射層708、及び第2透過率調整層709は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第2情報層18において、第2記録層704が結晶相である場合の透過率Tc2(%)、及び第2記録層704が非晶質相である場合の透過率Ta2(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第2情報層18より遠い側にある情報層に到達させるため、60<Tc2且つ60<Ta2を満たすことが好ましく、65<Tc2且つ65<Ta2を満たすことがより好ましい。
第2情報層18の透過率Tc2及びTa2は、−5≦(Tc2−Ta2)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc2−Ta2)≦3を満たすことがより好ましい。Tc2及びTa2がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第2情報層18より遠い側にある情報層の記録再生の際、第2情報層18の第2記録層704の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第2情報層18において、第2記録層704が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層704が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc2−Ra2)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc2、Ra2は、0.1≦Ra2≦1且つ1.5≦Rc2≦6を満たすことが好ましく、0.1≦Ra2≦0.7且つ1.5≦Rc2≦3.5を満たすことがより好ましい。
第1情報層17は、レーザビーム1の入射側から順に配置された第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2誘電体層606、第1反射層608、及び第1透過率調整層609を備える。なお、第1界面層603は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。また、第1記録層604と第2誘電体層606の間に、第2界面層605を備えてもよい(図4には第2界面層は示されていないが、本明細書では便宜上「第2界面層605」として説明する)。
第1情報層17を形成する、第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2界面層605、第2誘電体層606、第1反射層608、及び第1透過率調整層609は、それぞれ実施の形態1の第1情報層10の第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2界面層105、第2誘電体層106、第1反射層108、及び透過率調整層109と同様の材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能についても、実施の形態1で説明した、それらの形状及び機能と同様である。
第1情報層17において、第1記録層604が結晶相である場合の透過率Tc1(%)、及び第1記録層604が非晶質相である場合の透過率Ta1(%)は、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム1の入射側から第1情報層17より遠い側にある情報層に到達させるため、60<Tc1且つ60<Ta1を満たすことが好ましく、65<Tc1且つ65<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層17の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすことにより、レーザビーム1の入射側から第1情報層17より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層17の第1記録層604の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層17において、第1記録層604が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層604が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦0.8且つ1.2≦Rc1≦3を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦0.5且つ1.2≦Rc1≦2を満たすことがより好ましい。
このようにRc1、Ra1、Rc2、Ra2、Rc3、Ra3、Rc4、Ra4、Tc1、Ta1、Tc2、Ta2、Tc3、Ta3を設計することにより、第1情報層17、第2情報層18、第3情報層19、第4情報層20からの実効反射光量を合わせる(例えば、実効反射率が1.5%)ことができる。
光学的情報記録媒体21は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板8(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板8上に第4情報層を形成する。具体的には、まず、基板8上に、第4反射層908、第8誘電体層906、第4記録層904、第7界面層903及び第7誘電体層902をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4反射層908と第8誘電体層906の間に界面層907を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第8誘電体層906と第4記録層904の間に第8界面層905を成膜してもよい。また、不要であれば第7界面層903を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態2で説明した、第2情報層11の第2反射層208、界面層207、第4誘電体層206、第4界面層205、第2記録層204、第3界面層203、及び第3誘電体層202と同様の方法で形成できる。
このようにして、第4情報層20を形成する。
続いて、第4情報層20の第7誘電体層902上に中間層6(厚さが例えば10μm)を形成する。中間層6は、光硬化性樹脂(特にアクリル系のに紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂を第7誘電体層902上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、中間層6がレーザビーム1の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。中間層の形成方法は、上記のスピンコート法だけでなく、例えばスクリーン法、インクジェット法といった印刷技術を微細加工技術に応用して用いることもできる。
なお、第7誘電体層902を成膜したのち、又は中間層6を形成したのち、必要に応じて、第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層6上に第3情報層19を形成する。具体的には、まず、中間層6上に、第3透過率調整層809、第3反射層808、第6誘電体層806、第3記録層804、第5界面層803及び第5誘電体層802をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第6誘電体層806と第3記録層804の間に第6界面層805を成膜してもよい。また、不要であれば第5界面層803を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第3情報層19を形成する。
続いて、第3情報層19の第5誘電体層802上に、上述の中間層6と同様の方法により、中間層5(厚さが例えば20μm)を形成する。
なお、第5誘電体層802を成膜したのち、又は中間層5を形成したのち、必要に応じて、第3記録層804及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層804及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層5上に第2情報層18を形成する。具体的には、まず、中間層5上に、第2透過率調整層709、第2反射層708、第4誘電体層706、第2記録層704、第3界面層703及び第3誘電体層702をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第4誘電体層706と第2記録層704の間に第4界面層705を成膜してもよい。また、不要であれば第3界面層703を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第2情報層18を形成する。
続いて、第2情報層18の第3誘電体層702上に、上述の中間層6と同様の方法により、中間層3(厚さが例えば15μm)を形成する。
なお、第3誘電体層702を成膜したのち、又は中間層3を形成したのち、必要に応じて、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に第1情報層17を形成する。具体的には、まず、中間層3上に、第1透過率調整層609、第1反射層608、第2誘電体層606、第1記録層604、第1界面層603及び第1誘電体層602をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて第2誘電体層606と第1記録層604の間に第2界面層605を成膜してもよい。また、不要であれば第1界面層603を成膜しなくてもよい。これらの各層は、それぞれ実施の形態1で説明した、第1情報層10の透過率調整層109、第1反射層108、第2誘電体層106、第2界面層105、第1記録層104、第1界面層103、及び第1誘電体層102と同様の方法で形成できる。
このようにして、第1情報層17を形成する。
最後に、第1誘電体層602上に透明層2(厚さが例えば55μm)を形成する。透明層2は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第1誘電体層602を成膜したのち、又は透明層2を形成したのち、必要に応じて、第1記録層604、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604、第2記録層704、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体21を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態5)
実施の形態5として、本発明の光学的情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態5の光学的情報記録媒体25の一部断面図を図5に示す。光学的情報記録媒体25は、実施の形態1の光学的情報記録媒体9と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体25は、基板22上に中間層3、5等を介して順次積層した、第1情報層10、第2情報層4、…を含む(N−1)個の情報層と、基板24上に積層した第N情報層7とが、中間層23を介して密着された構成である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
基板22及び24は透明で円盤状の基板である。基板22及び24を構成する材料としては、基板8と同様に、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、又はガラスを用いることができる。
基板22の第1情報層10側の表面、及び基板24の第N情報層7側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板22の第1情報層10側と反対側の表面、及び基板24の第N情報層7側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板22及び基板24の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。なお、基板22及び基板24の厚さは、十分な強度が確保され、且つ光学的情報記録媒体25の厚さが1.2mm程度となるよう、0.3mm〜0.9mmの範囲内であることが好ましい。
中間層23は、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂からなり、使用するレーザビーム1に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。中間層23の厚さは、中間層3及び5等と同様の理由により、0.6μm〜50μmの範囲内にあることが好ましい。
その他、実施の形態1と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体25は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層10を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層10を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層102、第1界面層103、第1記録層104、第2誘電体層106、第1反射層108、透過率調整層109を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層103を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層104と第2誘電体層106との間に第2界面層105を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態1の各層の成膜方法と同様である。その後、(N−2)層の情報層(第2情報層〜第(N−1)情報層)を、中間層を介して順次積層する。
別に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第N情報層7を形成する。第N情報層7は、単層膜、又は多層膜からなり、それらの各層は、実施の形態1と同様、成膜装置内で材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。
最後に、情報層が積層された基板22及び基板24を、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を情報層7上に塗布して、第1情報層10を成膜した基板22を第N情報層7上に密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第N情報層7上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを基板22に密着させることもできる。
なお、基板22及び基板24を密着させた後、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
以上のようにして、光学的情報記録媒体25を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態6)
実施の形態6として、実施の形態5の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態6の光学的情報記録媒体26の一部断面図を図6に示す。光学的情報記録媒体26は、実施の形態2の光学的情報記録媒体12と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体26は、基板22上に第1情報層10、基板24上に第2情報層11を積層し、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層10が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
基板22の第2反射層208側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板22の第2反射層208側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。
その他、実施の形態2、及び実施の形態5と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体26は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、実施の形態5と同様の方法により第1情報層10を形成する。
なお、透過率調整層109を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層104の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
別に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第2情報層11を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第2情報層11を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第2反射層208、第4誘電体層206、第2記録層204、第3界面層203第3誘電体層202を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層203を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層204と第4誘電体層206の間に第4界面層205を成膜してもよい。また、必要に応じて第2反射層208と第4誘電体層206の間に界面層207を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態2の各層の成膜方法と同様である。
なお、第3誘電体層202を成膜したのち、必要に応じて、第2記録層204の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第2記録層204の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層10を積層した基板22と、第2情報層11を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第1情報層10又は第2情報層11上に塗布して、基板24上の第3誘電体層202と基板22上の透過率調整層109とを密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第1情報層10又は第2情報層11上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第2記録層204、及び第1記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。この場合、実施の形態2と同様の理由により、第2記録層204を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体26を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態7)
実施の形態7として、実施の形態5の多層光学的情報記録媒体において、N=3、すなわち3個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態7の光学的情報記録媒体27の一部断面図を図7に示す。光学的情報記録媒体27は、実施の形態3の光学的情報記録媒体16と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な3層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体27は、基板22上に第1情報層13、及び第2情報層14を積層し、基板24上に第3情報層15を積層して、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層13及び第2情報層14が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
その他、実施の形態3、実施の形態5、及び実施の形態6と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒27は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層13を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層13を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層302、第1界面層303、第1記録層304、第2誘電体層306、第1反射層308、第1透過率調整層309を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層303を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層304と第2誘電体層306の間に第2界面層305を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。
続いて、第1透過率調整層309上に、実施の形態3と同様の方法により、中間層3を形成する。なお、中間層3を形成したのち、又は第1透過率調整層309を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層304の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に、第2情報層14を形成する。具体的には、基板22上に第1情報層13及び中間層3を形成したものを成膜装置内に配置し、第3誘電体層402、第3界面層403、第2記録層404、第4誘電体層406、第2反射層408、第2透過率調整層409を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層403を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層404と第4誘電体層406の間に第4界面層405を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。なお、第2透過率調整層409を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層304、及び/又は第2記録層404の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層304、及び/又は第2記録層404の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
次に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第3情報層15を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第3情報層15を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第3反射層508、第6誘電体層506、第3記録層504、第5界面層503及び第5誘電体層502を順次積層する。なお、不要であれば第5界面層503を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第3記録層504と第6誘電体層506の間に第6界面層505を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第6誘電体層506と第3反射層508の間に界面層507を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層のそれと同様である。
なお、第5誘電体層502を成膜したのち、必要に応じて、第3記録層504の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層504の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層13、中間層3及び第2情報層14を積層した基板22と、第3情報層15を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第2情報層14又は第3情報層15上に塗布して、基板22と基板24を密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第2情報層14又は第3情報層15上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第3記録層504、第2記録層404、及び/又は第1記録層304の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体27を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態8)
実施の形態8として、実施の形態5の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4個の情報層によって構成された光学的情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態8の光学的情報記録媒体28の一部断面図を図8に示す。光学的情報記録媒体28は、実施の形態4の光学的情報記録媒体21と同様、片面からのレーザビーム1の照射によって情報の記録再生が可能な4層光学的情報記録媒体である。
光学的情報記録媒体28は、基板22上に第1情報層17、及び第2情報層18を積層し、基板24上に第4情報層20、及び第3情報層19を積層して、これらの積層体を中間層23を介して密着させた構成である。本実施の形態では、第1情報層17、第2情報層18及び第3情報層19が、本発明の光学的情報記録媒体の第L情報層に相当する。なお、本実施の形態の光学的情報記録媒体において、同様の機能を有する層が複数設けられている場合は、説明の便宜上、レーザビーム1の入射側から順に第1、第2、…として区別する。
その他、実施の形態4、実施の形態5、実施の形態6、及び実施の形態7と同一の符号を付した部分については、その説明を省略する。
光学的情報記録媒体28は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板22(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層17を形成する。このとき、基板22にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層17を形成する。具体的には、基板22を成膜装置内に配置し、第1誘電体層602、第1界面層603、第1記録層604、第2誘電体層606、第1反射層608、第1透過率調整層609を順次積層する。なお、不要であれば第1界面層603を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第1記録層604と第2誘電体層606の間に第2界面層605を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第1透過率調整層609上に、実施の形態4と同様の方法により、中間層3を形成する。なお、中間層3を形成したのち、又は第1透過率調整層609を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層604の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層3上に、第2情報層18を形成する。具体的には、基板22上に第1情報層17及び中間層3を形成したものを成膜装置内に配置し、第3誘電体層702、第3界面層703、第2記録層704、第4誘電体層706、第2反射層708、第2透過率調整層709を順次積層する。なお、不要であれば第3界面層703を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第2記録層704と第4誘電体層706の間に第4界面層705を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。なお、第2透過率調整層709を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層604、及び/又は第2記録層704の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第1記録層604、及び/又は第2記録層704の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
次に、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第4情報層20を形成する。このとき、基板24にレーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第4情報層20を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第4反射層908、第8誘電体層906、第4記録層904、第7界面層903、第7誘電体層902を順次積層する。なお、不要であれば第7界面層903を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第4記録層904と第8誘電体層906の間に第8界面層905を成膜してもよい。さらに、必要に応じて第8誘電体層906と第4反射層908の間に界面層907を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第7誘電体層902上に、実施の形態4と同様の方法により、中間層6を形成する。なお、中間層6を形成したのち、又は第7誘電体層902を成膜したのち、必要に応じて、第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
続いて、中間層6上に、第3情報層19を形成する。具体的には、基板24上に第4情報層20及び中間層6を形成したものを成膜装置内に配置し、第3透過率調整層809、第3反射層808、第6誘電体層806、第3記録層804、第5界面層803、第5誘電体層802を順次積層する。なお、不要であれば第5界面層803を成膜しなくてもよい。また、必要に応じて第3記録層804と第6誘電体層806の間に第6界面層805を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層の成膜方法と同様である。なお、第5誘電体層802を成膜したのち、必要に応じて、第3記録層804、及び/又は第4記録層904の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第3記録層804、及び/又は第4記録層904の結晶化は、レーザビームを照射することによって行うことができる。
最後に、第1情報層17、中間層3及び第2情報層18を積層した基板22と、第4情報層20、中間層6及び第3情報層19を積層した基板24とを、中間層23を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特にアクリル系の紫外線硬化性樹脂)又は遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、第2情報層18又は第3情報層19上に塗布して、基板22と基板24を密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第2情報層18又は第3情報層19上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、基板22と基板24を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第4記録層904、第3記録層804、第2記録層704、及び/又は第1記録層604の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
以上のようにして、光学的情報記録媒体28を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、又はMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態9)
実施の形態9では、実施の形態1、2、3、4、5、6、7及び8として説明した本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法に用いられる記録再生装置34の一部の構成を図9に模式的に示す。図9に示す記録再生装置34は、光学的情報記録媒体33を回転させるためのスピンドルモータ29と、半導体レーザ31、及び半導体レーザ31から出射されるレーザビーム1を集光する対物レンズ30を備える光学ヘッド32とを備える。光学的情報記録媒体33は、実施の形態1〜8の光学的情報記録媒体であり、複数の情報層(例えば第1情報層10、第2情報層11)を備える。対物レンズ30は、レーザビーム1を情報層上に集光する。
光学的情報記録媒体への情報の記録、消去、及び上書き記録は、レーザビーム1のパワーを、高パワーのピークパワー(Pp(mW))と低パワーのバイアスパワー(Pb(mW))との間で変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム1を照射することによって、記録層の局所的な一部分が非晶質相にされ、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム1が照射され、結晶相(消去部分)が形成される。なお、ピークパワーのレーザビーム1を照射する場合には、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとするのが一般的である。なお、マルチパルスはピークパワー、バイアスパワーのパワーレベルだけで2値変調されてもよいし、バイアスパワーよりさらに低パワーのクーリングパワー(Pc(mW))及びボトムパワー(PB(mW))を加えて、0mW〜ピークパワーの範囲のパワーレベルによって3値変調、又は4値変調されてもよい。
また、情報信号の再生は、再生パワーのレーザビーム1を照射することによって得られる光学的情報記録媒体からの信号を検出器で読みとることにより実施する。再生パワー(Pr(mW))は、ピークパワー及びバイアスパワーのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザビーム1の照射によって、記録マークの光学的な状態が影響を受けず、且つ光学的情報記録媒体から記録マーク再生のための十分な反射光量が得られるパワーに設定される。
対物レンズ30の開口数NAは、レーザビームのスポット径を0.4μm〜0.7μmの範囲内に調整するため、0.5〜1.1の範囲内であることが好ましく、0.6〜0.9の範囲内であることがより好ましい。レーザビーム1の波長は、450nm以下(より好ましくは、350nm〜450nmの範囲内)であることが好ましい。情報を記録する際の光学的情報記録媒体の線速度は、再生光による結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去性能が得られる4m/秒〜50m/秒の範囲内であることが好ましく、9m/秒〜40m/秒の範囲内であることがより好ましい。光学的情報記録媒体の種類等に応じて、ここで例示していない波長、対物レンズの開口数、及び線速度を使用してよいことはいうまでもない。例えば、レーザビームの波長は、650〜670nmであってもよい。
二つの情報層を備えた光学的情報記録媒体12、及び光学的情報記録媒体26において、第1情報層10で記録を行う際には、レーザビーム1の焦点を第1記録層104に合わせ、透明層2(又は基板22)を透過したレーザビーム1によって第1記録層104に情報を記録する。再生は、第1記録層104によって反射され、透明層2(又は基板22)を透過してきたレーザビーム1を検出して行う。第2情報層11で記録を行う際には、レーザビーム1の焦点を第2記録層204に合わせ、透明層2(又は基板22)、第1情報層10、及び中間層3(又は中間層23)を透過したレーザビーム1によって情報を記録する。再生は、第2記録層204によって反射され、中間層3(又は中間層23)、第1情報層10、及び透明層2(又は基板22)を透過してきたレーザビーム1を検出して行う。
なお、基板8、中間層3、5、及び6に、レーザビーム1を導くための案内溝が形成されている場合、情報は、レーザビーム1の入射側から近い方の溝面(グルーブ)に行われてもよいし、遠い方の溝面(ランド)に行われてもよい。また、グルーブとランドの両方に情報を記録してもよい。
この記録再生装置を用いて、光学的情報記録媒体の性能を次のようにして評価できる。記録性能は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、(1−7)変調方式でマーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を記録し、記録マークの前端間、及び後端間のジッター(マーク位置の誤差)をタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。なお、ジッター値が小さいほど、記録性能がよい。なお、PpとPbは、前端間、及び後端間のジッターの平均値(平均ジッター)が最小となるよう決定される。このときの最適Ppを記録感度とする。
また、消去性能は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互記録し、11回目に2T信号を上書きした場合の2T信号の信号振幅と、さらにその後9T信号を上書きした場合の2T信号の信号振幅の差を、2T信号の消去率としてスペクトラムアナライザーで測定することにより評価できる。なお、消去率が大きいほど、消去性能がよい。
また、信号強度は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互記録し、最後に2T信号を上書きした場合の2T信号の周波数での信号振幅(carrier level)と雑音振幅(noise level)の比(CNR(Carrier to Noise Ratio))をスペクトラムアナライザーで測定することによって評価できる。なお、CNRが大きいほど信号強度が強い。
さらに、繰り返し書き換え回数は、レーザビーム1を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を同じグルーブに連続記録し、各記録書き換え回数における前端間、及び後端間ジッターをタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。1回目の前端間と後端間の平均ジッター値に対し、3%増加するときの書き換え回数を上限値とする。なお、Pp、Pb、Pc、及びPBは、平均ジッター値が最も小さくなるように決定する。
(実施の形態10)
実施の形態10として、本発明のターゲットの実施の形態について、以下に説明する。
本発明のターゲットは、少なくともWを含む。これを用いると、Wを含む誘電体層(透過率調整層)を形成することができる。また、本発明のターゲットは、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよく、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含んでもよい。これを用いると、W−M1、W−M2、又はW−M1−M2を含む透過率調整層を形成することができる。このようなターゲットを用い、且つ、希ガスと微量の反応ガス(特に酸素ガス)を導入することによって、実施の形態1〜8で説明したような本発明の光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層を形成することができる。
上記のターゲットにさらにOを含むターゲットを用いることもできる。このようなターゲットを用い、且つ、希ガスのみ、又は希ガスと微量の反応ガス(特に酸素ガス)を導入することによっても、実施の形態1〜8で説明したような本発明の光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層を形成することができる。
また、高速成膜において、光学的情報記録媒体の、例えば反射率の個体ばらつきや、ジッタの媒体面内ばらつきを小さく抑えることができる。より高速な成膜を行い、ばらつきをより小さくするように、本ターゲットは、密度(粉末の充填率を示し、全く隙間無く粉末が充填されている状態を100%と定義する)が高いことが好ましい。好ましくは、密度80%以上で、より好ましくは密度90%以上である。
次に、本発明のターゲットの製造方法の一例を説明する。
例えば、WとM1を含むターゲットの製造方法について説明する。所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末及び材料M1の粉末を準備し、これらを所定の混合比になるように秤量して混合し、ホットプレス装置に入れる。ホットプレス装置を必要に応じて真空にし、所定の高い圧力と高い温度の条件下で、所定時間保持して、混合粉末を焼結させる。混合を十分に行うことにより、ターゲットの面内・厚み方向の組成が均一になる。また、圧力、温度及び時間の条件を最適化することにより、充填性が向上し、高密度なターゲットを製造することが可能になる。このようにして、WとM1を所定の組成比で含むターゲットが完成する。焼結後、必要に応じてIn等の半田を用いて、例えば表面が平滑な銅板に接着してもよい。こうすることにより、スパッタリング装置に取り付けてスパッタリングすることができる。
同様に、WとM2を含むターゲットは、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、及び材料M2の粉末を準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。また、WとM1及びM2を含むターゲットは、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、材料M1の粉末及び材料M2の粉末を準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。あるいは、上記のターゲットを製造する際には、所定の粒径を有する高純度な材料W−M1の粉末及び材料W−M2の粉末を準備してもよいし、所定の粒径を有する高純度な材料Wの粉末、材料M1−M2の粉末を準備してもよいし、所定の粒径を有する高純度な材料W−M1−M2の粉末を準備してもよく、いずれの粉末の組み合わせでも、上記の方法でターゲットを製造することもできる。
同様に、製造するターゲットがOを含む場合には、所定の粒径を有する高純度な材料W−Oの粉末、材料M1−Oの粉末、材料M2−Oの粉末、材料W−M1−Oの粉末、材料W−M2−Oの粉末、及びW−M1−M2−Oを準備して、上記の方法でターゲットを製造することができる。
本発明の光学的情報記録媒体に設けられる透過率調整層を作製する方法としては、上記ターゲットを用いて、スパッタリング法を用いて成膜を行うことが望ましい。スパッタリング法を用いた場合、多層膜を積層するための量産用の成膜装置が既に市場に提供されており、比較的容易に良好な膜質の薄膜が得られるという利点がある。
ここで、本実施の形態において用いられるスパッタリング装置の一例について説明する。図10にはスパッタリング装置を用いて成膜する様子が示されている。図10に示すように、このスパッタリング装置では、真空容器35に排気口36を通して真空ポンプ(図示せず)が接続され、真空容器35内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口37からは、一定流量のガスを供給できるようになっている。基板39(ここでの基板とは、膜を堆積させるための基材のことである。)は陽極38に載置されている。真空容器35を接地することにより、真空容器35及び基板39が陽極に保たれている。スパッタリングターゲット40は陰極41に接続されており、スイッチ(図示せず)を介して電源42に接続されている。陽極38と陰極41との間に所定の電圧を加えることにより、スパッタリングターゲット40から放出された粒子により基板39上に薄膜が形成できる。
本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
(実施例1)
実施例1では、本発明における透過率調整層の材料と、当該透過率調整層の成膜速度、及び成膜室の真空度と成膜速度との関係を調べた。具体的には、基板上に異なる材料の透過率調整層を成膜し、成膜前の成膜室の真空度が異なる状態での成膜速度を測定した。
成膜速度は以下のようにして測定した。まず、基板として、ポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意し、基板上に膜厚測定用のガラス基板(長さ12mm×幅18mm、厚さ1.1mm)を貼り付けた。そして、そのガラス基板を貼り付けた基板上に、透過率調整層をスパッタリング法によって成膜した。成膜前、及び成膜中の成膜室の真空度は電離真空計を用いて測定した。
上記の透過率調整層をスパッタリングする成膜装置は、この透過率調整層を成膜するスパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、直径100mm、厚さ6mmである。透過率調整層の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー200Wで行った。
最後に、基板上に貼り付けたガラス基板に成膜された透過率調整層の膜厚を触針式段差計を用いて測定した。測定した膜厚と透過率調整層を成膜した時間から、単位時間あたりに成膜される膜厚、すなわち成膜速度を計算した。
成膜された透過率調整層の材料と成膜室の真空度と透過率調整層の成膜速度の関係を(表1)に示す。なお、成膜速度については、成膜前の成膜室の真空度が1.3×10-4Paの場合のTiO2の成膜速度を1として規格化した。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層としてWO3を成膜した場合には、TiO2を成膜した場合に比べ、成膜速度が速く、成膜前の成膜室の真空度の悪化に伴い成膜速度が低下することもないことがわかった。このことから、WとOとを含む材料のWO3は透過率調整層の材料として好ましいことがわかった。
(実施例2)
実施例2では、図2の光学的情報記録媒体12を作製し、透過率調整層109の材料と、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率(Tc1)、及び第1情報層10の耐湿性との関係を調べた。具体的には、透過率調整層109の材料が異なる第1情報層10を含む光学的情報記録媒体12のサンプル2−1から2−27を作製し、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率、及び第1情報層10の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第3界面層203として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層208を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層204を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層203を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmであった。
第2反射層208の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、DC電源を用いて投入パワー200Wで行った。第4誘電体層206の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第2記録層204の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、DC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層203の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3誘電体層202の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。
次に、第3誘電体層202上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層10側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、透過率調整層109(厚さ:20nm)、第1反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:9nm)、第2誘電体層106としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層105として(SiO220(In2350(ZrO230層(厚さ:5nm)、第1記録層104としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:7nm)、第1界面層103として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ、透過率調整層109を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層108を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層106を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層105を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層104を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層103を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層102を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmであった。
透過率調整層109の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1反射層108の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー100Wで行った。第2誘電体層106の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。第2界面層105の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1記録層104の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、DC電源を用いて投入パワー50Wで行った。第1界面層103の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1誘電体層102の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー400Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層102上に塗布し回転させて、均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層2を形成した。その後、第2記録層204、及び第1記録層104を、レーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、透過率調整層109の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、成膜速度については、実施例1で行った方法と同様の方法により測定した。成膜速度の安定性は、成膜速度の測定結果を用いて評価した。ここで、成膜速度の安定性とは、成膜前の成膜室の真空度に対する成膜速度の変化率が小さいことを意味する。また、透過率調整層109の屈折率を測定するサンプルは、ポリカーボネート基板上に屈折率測定用の石英基板(長さ12mm×幅18mm、厚さ1.1mm)を貼り付け、その石英基板を貼り付けたポリカーボネート基板上に、透過率調整層109となる材料をスパッタリング法によって成膜することにより準備した。屈折率の測定にはエリプソメータを用いた。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体12の第2情報層11及び第1情報層10の反射率(Rc1、Rc2)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層10の透過率(Tc1)については、第2情報層11のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル2−1から2−27の第2情報層11の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層10の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RH(relative humidity)の条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された透過率調整層109の材料(膜組成)、透過率調整層109の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層10の透過率、及び耐湿性を(表2)に示す。なお、成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。また、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率44%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が44%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層109がTiO2のみからなるサンプル2−6では、成膜速度が真空度により10%以上低下し、成膜速度の安定性が悪いことがわかった。また、透過率調整層109がBi23のみからなるサンプル2−13では、耐湿性が悪いことがわかった。透過率調整層109がNb25のみからなるサンプル2−26では、耐湿性が悪いことがわかった。さらに、透過率調整層109がCeO2のみからなるサンプル2−27では、成膜速度の安定性が悪いことがわかった。
透過率調整層109がWとOを含むサンプル2−1、透過率調整層109が上記式(1)(Wa1M1b1100-a1-b1(原子%)(但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。))で表されるサンプル2−2から2−5、2−7から2−10、及び透過率調整層109が上記式(3)(Wa2M2b2100-a2-b2(原子%)(但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。))で表されるサンプル2−11から2−14、2−16から2−21、さらに透過率調整層109が上記式(4)(Wa3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%)(但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。))で表されるサンプル2−22から2−24は、透過率調整層109の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.1以上と高いことがわかった。また、第1情報層10の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。この中でも特に、透過率調整層109がWと、Ce、Nb、Ti、及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を含む酸化物であるサンプル2−3から2−5、2−7から2−10、2−11から2−14、2−22から2−24では、屈折率が2.5以上と高く第1情報層10の透過率を45%以上に高めることができるため、透過率調整層として特に優れていることがわかった。また、透過率調整層109がM1(ここではM1がTi及びNb)とOとのみからなる、比較例として作製されたサンプル2−25を、WとM1(ここではM1がTi及びNb)とOとからなるサンプル2−8及び2−9と比較すると、成膜速度がやや遅く、耐湿性もやや悪化していた。また、透過率調整層109がWを含まず、M1(ここではM1がNb又はCe)とOとのみからなる、比較例として作製されたサンプル2−26及び2−27は、Nb25の場合は耐湿性が悪く、CeO2の場合は成膜速度の安定性が悪かった。
また、上記式(1)において10<a1<22及び5<b1<23を満たすサンプル2−3及び2−4は、透過率調整層109の成膜速度が十分速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も十分高く、さらに耐湿性にも優れていた。
以上の結果から、透過率調整層109の組成は少なくともWとOを含むことが望ましく、式(1)、式(3)及び式(4)で表される材料を含むことがさらに好ましいことがわかった。
(実施例3)
実施例3では、図3の光学的情報記録媒体16を作製し、第1透過率調整層309の材料と、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率、及び第1情報層13の耐湿性との関係を調べた。具体的には、第1透過率調整層309の材料が異なる第1情報層13を含む光学的情報記録媒体16のサンプル3−1から3−11を作製し、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率、及び第1情報層13の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第3反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:100nm)、第6誘電体層506として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:10nm)、第6界面層505(図示せず)として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3記録層504としてSb80Te14Ge6層(厚さ:10nm)、第5界面層503として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3反射層508を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層506を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第6界面層505を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層504を成膜するSb−Te−Ge合金スパッタリングターゲット、第5界面層503を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第5誘電体層502を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。なお、スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第3反射層508の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第6誘電体層506の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第6界面層505の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3記録層504の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第5界面層503の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第5誘電体層502の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第5誘電体層502上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第2情報層14側に形成された、厚さ15μmの中間層5を得た。
その後、中間層5の上に、第2透過率調整層409として(WO350(Bi2350層(厚さ:20nm)、第2反射層408としてAg−Pd−Cu層(厚さ:8nm)、第4誘電体層406として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層404としてGe40Sn5Sb1Bi3Te51層(厚さ:6nm)、第3界面層403として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第4誘電体層402として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層409を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第2反射層408を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層406を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層404を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層403を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層402を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第2透過率調整層409の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2反射層408の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第4誘電体層406の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2記録層404の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層403の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層402の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層402上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層13側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、第1透過率調整層309(厚さ:15nm)、第1反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:7nm)、第2誘電体層306としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層305(図示せず)として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1記録層304としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:5.5nm)、第1界面層303として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第1透過率調整層309を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層308を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層306を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層305を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層304を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層303を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層302を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第1透過率調整層309の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第1反射層308の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層306の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2界面層305の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1記録層304の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層303の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層302の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層302上に塗布し回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ60μmの透明層2を形成した。その後、第3記録層504、第2記録層404、及び第1記録層304をレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、第1透過率調整層309の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、及び屈折率については実施例2で行った方法と同様の方法により測定した。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体16の第3情報層15、第2情報層14、及び第1情報層13の反射率(Rc1、Rc2、Rc3)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層13の透過率(Tc1)については、第2情報層14のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル3−1から3−11の第2情報層14の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層13の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RHの条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された第1透過率調整層309の材料(膜組成)、第1透過率調整層309の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層13の透過率(Tc1)、及び耐湿性を(表3)に示す。成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。なお、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率50%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が50%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、第1透過率調整層309がWとOを含み、上記式(1)、上記式(3)、及び上記式(4)で表されるサンプル3−1から3−11は、第1透過率調整層309の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.5以上と高いことがわかった。また、第1情報層13の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。
以上の結果から、第1透過率調整層309の組成は、少なくともWとOを含むことが望ましく、例えば式(1)、式(3)及び式(4)で表されることが好ましいことがわかった。
(実施例4)
実施例4では、図4の光学的情報記録媒体21を作製し、第1透過率調整層609の材料と、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び第1情報層17の耐湿性との関係を調べた。具体的には、第1透過率調整層609の材料が異なる第1情報層17を含む光学的情報記録媒体21のサンプル4−1から4−8を作製し、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び第1情報層17の耐湿性を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層908としてAg−Pd−Cu層(厚さ:100nm)、第8誘電体層906として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:10nm)、第8界面層905(図示せず)として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第4記録層904としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:12nm)、第7界面層903として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第7誘電体層902として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:65nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第4反射層908を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第8誘電体層906を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第8界面層905を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層904を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第7界面層903を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第7誘電体層902を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第4反射層908の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第8誘電体層906の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第8界面層905の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第4記録層904の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第7界面層903の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第7誘電体層902の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
次に、第7誘電体層902上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第3情報層19側に形成された、厚さ10μmの中間層6を得た。
その後、中間層6の上に、第3透過率調整層809として(WO350(Bi2350層(厚さ:20nm)、第3反射層808としてAg−Pd−Cu層(厚さ:8nm)、第6誘電体層806として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層804としてSb85Ge15層(厚さ:6nm)、第5界面層803として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第5誘電体層802として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3透過率調整層809を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第3反射層808を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層806を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層804を成膜するSb−Ge合金スパッタリングターゲット、第5界面層803を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第5誘電体層802を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
第3透過率調整層809の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第3反射層808の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第6誘電体層806の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第3記録層804の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第5界面層803の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第5誘電体層802の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第5誘電体層802上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第2情報層18側に形成された、厚さ20μmの中間層5を得た。
その後、中間層5の上に、第2透過率調整層709として(WO350(TiO230(Bi2320層(厚さ:20nm)、第2反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:7nm)、第4誘電体層706として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層704としてSb81Te13Ge6層(厚さ:5nm)、第3界面層703として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層709を成膜する(WO350(TiO230(Bi2320スパッタリングターゲット、第2反射層708を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層706を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層704を成膜するSb−Te−Ge合金スパッタリングターゲット、第3界面層703を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層702を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第2透過率調整層709の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2反射層708の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第4誘電体層706の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2記録層704の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第3界面層703の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層702の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層702上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層17側に形成された、厚さ15μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、第1透過率調整層609(厚さ:15nm)、第1反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:6nm)、第2誘電体層606としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層605(図示せず)として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:3nm)、第1記録層604としてGe40Sn5In1Bi3Te51層(厚さ:4.5nm)、第1界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第1透過率調整層609を成膜するスパッタリングターゲット、第1反射層608を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層606を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層605を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層604を成膜するGe−Sn−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層603を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層602を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第1透過率調整層609の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第1反射層608の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて、投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層606の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2000Wで行った。第2界面層605の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1記録層604の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層603の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層602の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて、投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層602上に塗布し回転させることによって均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、厚さ55μmの透明層2を形成した。その後、第4記録層904、第3記録層804、第2記録層704、及び第1記録層604をレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、第1透過率調整層609の材料が異なる複数のサンプルを製造した。これらのサンプルは、透過率と耐湿性とを評価するためのサンプルとして用いた。
なお、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、及び屈折率については実施例2で行った方法と同様の方法により測定した。
透過率及び耐湿性の評価用として作製したサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体21の第4情報層20、第3情報層19、第2情報層18、及び第1情報層17の反射率を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層17の透過率(Tc1)については、第2情報層18のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル4−1から4−8の第2情報層18の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
また、第1情報層17の耐湿性については、作製したサンプルを温度85℃、相対湿度85%RHの条件で加速試験し、試験後の状態を光学顕微鏡で観察することにより判定した。
各サンプルについて、成膜された第1透過率調整層609の材料(膜組成)、第1透過率調整層609の成膜速度、成膜速度の安定性、屈折率、第1情報層17の透過率、及び耐湿性を(表4)に示す。成膜速度については、実施例1で測定した成膜室真空度が1.3×10-4Paの時のTiO2の成膜速度を1として規格化した。なお、成膜速度の安定性については、成膜前の成膜室の真空度1.3×10-4Paから8.0×10-4Paまでの成膜速度の変化率が5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。また、耐湿性については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で、200hr加速後まで腐食・剥離が発生しなかった場合を○、200hr加速後に腐食・剥離が発生したが、100hr加速後までは発生しなかった場合を△、100hr加速後に腐食・剥離が発生した場合を×とした。さらに総合評価として、透過率50%以上で、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに○判定の場合をA、透過率が50%未満、又は、成膜速度の安定性もしくは耐湿性で△判定がある場合をB、成膜速度の安定性及び耐湿性がともに△判定の場合をC、成膜速度の安定性又は耐湿性で×判定がある場合をD、とした。
Figure 2009096165
この結果、第1透過率調整層609がWとOを含み、上記式(1)、上記式(3)、及び上記式(4)で表されるサンプル4−1から4−8は、第1透過率調整層609の成膜速度が速く、成膜速度の安定性も良好で、屈折率も2.6以上と高いことがわかった。また、第1情報層17の透過率、及び耐湿性も良好であることがわかった。
以上の結果から、第1透過率調整層609の組成は少なくともWとOを含むことが望ましく、例えば式(1)、式(3)及び式(4)で表されることが好ましいことがわかった。
(実施例5)
実施例5では、図2の光学的情報記録媒体12を作製し、透過率調整層109の膜厚と、第1情報層10の透過率との関係を調べた。具体的には、透過率調整層109の膜厚が異なる第1情報層10を含む光学的情報記録媒体12のサンプル5−1から5−8を作製し、第1情報層10の透過率を確認した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板8として、レーザビーム1を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第3界面層203として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層208を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を成膜する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層204を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層203を成膜する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmであった。
第2反射層208の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、DC電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第4誘電体層206の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第2記録層204の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、パルスDC電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3界面層203の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて、投入パワー3000Wで行った。第3誘電体層202の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとし、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
次に、第3誘電体層202上にアクリル系の紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を配置して密着させ、回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム1を導く案内溝が第1情報層10側に形成された、厚さ25μmの中間層3を得た。
その後、中間層3の上に、透過率調整層109として(WO350(Bi2350層、第1反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:9nm)、第2誘電体層106としてAl23層(厚さ:10nm)、第2界面層105として(SiO220(In2350(ZrO230層(厚さ:5nm)、第1記録層104としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:7nm)、第1界面層103として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ透過率調整層109を成膜する(WO350(Bi2350スパッタリングターゲット、第1反射層108を成膜するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層106を成膜するAl23スパッタリングターゲット、第2界面層105を成膜する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層104を成膜するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層103を成膜する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1誘電体層102を成膜する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径200mm、厚さ6mmである。
透過率調整層109の成膜は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に対して3%の割合の酸素ガス)で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第1反射層108の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、DC電源を用いて投入パワー1000Wで行った。第2誘電体層106の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第2界面層105の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2000Wで行った。第1記録層104の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、パルスDC電源を用いて投入パワー100Wで行った。第1界面層103の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー3000Wで行った。第1誘電体層102の成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.13Paとして、RF電源を用いて投入パワー2500Wで行った。
最後に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層102上に塗布し回転させて均一な樹脂層を形成した後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層2を形成した。その後、第2記録層204、及び第1記録層104を、レーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、透過率調整層109の膜厚が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置34を用いて、光学的情報記録媒体12の第2情報層11、及び第1情報層10の反射率(Rc1、Rc2)を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は4.9m/sとした。また、反射率はグルーブで測定した。
第1情報層10の透過率(Tc1)は、第2情報層11のみを成膜したサンプルの反射率(Rc0)をあらかじめ測定し、その反射率とサンプル5−1から5−8の第2情報層11の反射率(Rc2)から計算(Rc2=Rc0×Tc1×Tc1)して求めた。
各サンプルについて、透過率調整層109の膜厚と第1情報層10の透過率を(表5)に示す。
Figure 2009096165
この結果、透過率調整層109の膜厚が9nm以上30nm以下のサンプル5−2から5−7では、第1情報層10において45%以上の透過率が得られることがわかった。
以上の結果から、透過率調整層109の膜厚は9nm以上30nm以下の範囲にあることが好ましいことがわかった。
(実施例6)
実施例3において、図9の記録再生装置34を用いて、サンプル3−1から3−11の光学的情報記録媒体16の第1情報層13の信号強度、及び消去性能を測定した。このとき、レーザビーム1の波長は405nm、対物レンズ30の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は9.8m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとし、情報はグルーブに記録した。その結果、いずれのサンプルにおいても信号強度については42dB以上のCNR、消去性能については25dB以上の消去率が得られ、書き換え型の光学的情報記録媒体として使用可能であることを確認できた。
(実施例7)
実施例1から実施例6において、透過率調整層109、第1透過率調整層309、第2透過率調整層409、第1透過率調整層609、第2透過率調整層709、及び/又は第3透過率調整層809を、酸素を含まないW、W−M1、W−M2、及び/又はW−M1−M2合金スパッタリングターゲットを用い、酸素を多く含むArとの混合ガス雰囲気(例えば全体に対して50%の割合の酸素ガス)で成膜したところ、同様の結果が得られた。
本発明にかかる光学的情報記録媒体によれば、複数の情報層を備える多層光学的情報記録媒体を効率よく製造することができ、高密度の書き換え型(例えば、Blu−ray Disc Rewritable(BD−RE)、DVD−RAM、DVD−RW、+RW等)、追記型(例えば、Blu−ray Disc Recordable(BD−R)、DVD−R等)、及び再生専用型(例えば、Blu−ray Disc Read−Only(BD−ROM)、DVD−ROM等)の光ディスク等として有用である。

Claims (31)

  1. N個の情報層(Nは2以上の自然数)と、前記N個の情報層を光学的に互いに分離する中間層と、を備えた光学的情報記録媒体であって、
    前記N個の情報層を、光入射側から順に第1情報層〜第N情報層とした場合、前記N個の情報層に含まれる第L情報層(Lは、1≦L≦Nー1を満たす少なくとも1つの自然数)は、光の照射によって情報を記録し得る記録層と、反射層と、透過率調整層とを、光入射側からこの順で含んでおり、
    前記透過率調整層が、タングステン(W)と酸素(O)とを含む、光学的情報記録媒体。
  2. 前記透過率調整層が、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  3. 前記透過率調整層が、下記の式(1):
    a1M1b1100-a1-b1(原子%) (1)
    (但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含む、請求項2に記載の光学的情報記録媒体。
  4. 前記透過率調整層が、下記の式(2):
    (WO3100-c1(D1)c1(mol%) (2)
    (但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含む、請求項2に記載の光学的情報記録媒体。
  5. 前記透過率調整層が、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  6. 前記透過率調整層が、Ag2WO4、Bi2WO6、MgWO4、MnWO4、Y2312、ZnWO4及びZrW28から選ばれる少なくとも一つの化合物を含む、請求項5に記載の光学的情報記録媒体。
  7. 前記透過率調整層が、下記の式(3):
    a2M2b2100-a2-b2(原子%) (3)
    (但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含む、請求項5に記載の光学的情報記録媒体。
  8. 前記透過率調整層が、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)とM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  9. 前記透過率調整層が、下記の式(4):
    a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (4)
    (但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含む、請求項8に記載の光学的情報記録媒体。
  10. 前記透過率調整層の膜厚d1(nm)が、9≦d1≦30の範囲である、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  11. 前記記録層が、光の照射によって相変化を起こし得る、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  12. 前記記録層が、Sb、Bi、In及びSnから選ばれる少なくとも一つの元素と、Geと、Teとを含み、
    前記記録層におけるTeの含有量が50原子%以上である、請求項11に記載の光学的情報記録媒体。
  13. 前記記録層がSbを70原子%以上含む、請求項11に記載の光学的情報記録媒体。
  14. 前記記録層の膜厚が9nm以下である、請求項11に記載の光学的情報記録媒体。
  15. 前記反射層が、主としてAgを含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  16. 前記反射層の膜厚が15nm以下である、請求項15に記載の光学的情報記録媒体。
  17. 前記中間層が、主としてアクリル系の樹脂を含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
  18. 請求項1に記載の光学的情報記録媒体を製造する方法であって、
    前記透過率調整層を成膜する工程を少なくとも含み、
    前記透過率調整層を成膜する工程において、少なくともタングステン(W)と酸素(O)とを含むターゲットを使用して前記透過率調整層を成膜する、又は、少なくともタングステン(W)を含むターゲットと少なくとも酸素(O)を含むガスとを使用して前記透過率調整層を成膜する、光学的情報記録媒体の製造方法。
  19. 前記ターゲットと前記透過率調整層が、さらにM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項18に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
  20. 前記ターゲットと前記透過率調整層が、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項18に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
  21. 前記透過率調整層を成膜する工程よりも前に、前記中間層を形成する工程をさらに含む、請求項18に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
  22. 少なくとも、タングステン(W)とM1(但し、M1はCe、Nb及びTiから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含む、ターゲット。
  23. 前記ターゲットが、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項22に記載のターゲット。
  24. さらに酸素(O)を含む、請求項22に記載のターゲット。
  25. 前記ターゲットが、下記の式(5):
    a1M1b1100-a1-b1(原子%) (5)
    (但し、a1及びb1は、0<a1<30、0<b1<29を満たす。)で表される材料を含む、請求項24に記載のターゲット。
  26. 前記ターゲットが、下記の式(6):
    (WO3100-c1(D1)c1(mol%) (6)
    (但し、D1はCeO2、Nb25及びTiO2から選ばれる少なくとも一つの化合物であり、c1は、0<c1≦95を満たす。)で表される材料を含む、請求項24に記載のターゲット。
  27. 前記ターゲットが、さらにM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む、請求項24に記載のターゲット。
  28. 前記ターゲットが、下記の式(7):
    a3M1b3M2c3100-a3-b3-c3(原子%) (7)
    (但し、a3、b3及びc3は、0<a3<30、4<b3<16、3<c3<22を満たす。)で表される材料を含む、請求項27に記載のターゲット。
  29. 少なくとも、タングステン(W)とM2(但し、M2はAg、Bi、Mg、Mn、Y、Zn及びZrから選ばれる少なくとも一つの元素)とを含む、ターゲット。
  30. さらに酸素(O)を含む、請求項29に記載のターゲット。
  31. 前記ターゲットが、下記の式(8):
    a2M2b2100-a2-b2(原子%) (8)
    (但し、a2及びb2は、0<a2<30、0<b2<35を満たす。)で表される材料を含む、請求項30に記載のターゲット。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112410623A (zh) * 2019-08-21 2021-02-26 天津大学 一种高阻尼铝硅基复合材料及其制备方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5386374B2 (ja) * 2008-01-31 2014-01-15 パナソニック株式会社 光学的情報記録媒体及びその製造方法
WO2010103853A1 (ja) * 2009-03-13 2010-09-16 パナソニック株式会社 多層情報記録媒体製造方法、多層情報記録媒体製造装置及び多層情報記録媒体
JP5778863B2 (ja) * 2011-06-28 2015-09-16 ▲海▼洋王照明科技股▲ふん▼有限公司 セリウムをドープしたタングステン酸バリウム・マグネシウム発光薄膜及びその製造方法、並びに電界発光デバイス
JP6168283B2 (ja) * 2013-03-26 2017-07-26 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、超音波デバイス、フィルター及びセンサー
JP6560497B2 (ja) * 2015-01-27 2019-08-14 デクセリアルズ株式会社 Mn−Zn−W−O系スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP6860990B2 (ja) * 2016-07-27 2021-04-21 デクセリアルズ株式会社 Mn−Zn−O系スパッタリングターゲット及びその製造方法
CN106345534B (zh) * 2016-09-23 2019-05-14 安徽师范大学 一种Bi2WO6/Ag异质纳米结构材料、制备方法及其应用
CN109337275B (zh) * 2018-09-08 2020-10-20 南京理工大学 掺杂钨酸锰改性asa的红棕色复合材料及制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146299A (en) 1990-03-02 1992-09-08 Westinghouse Electric Corp. Ferroelectric thin film material, method of deposition, and devices using same
JP3250989B2 (ja) 1998-05-15 2002-01-28 松下電器産業株式会社 光学情報記録媒体、その記録再生方法、その製造法及び光学情報記録再生装置
JP4789355B2 (ja) 2001-06-26 2011-10-12 京セラ株式会社 光記録媒体
DE10140514A1 (de) 2001-08-17 2003-02-27 Heraeus Gmbh W C Sputtertarget auf Basis von Titandioxid
CN1244098C (zh) 2001-09-12 2006-03-01 松下电器产业株式会社 光学信息记录媒体
DE60317958T8 (de) 2002-03-20 2009-04-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma-shi Optisches Informationsaufzeichnungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung
US7449225B2 (en) 2002-09-13 2008-11-11 Panasonic Corporation Information recording medium and method for manufacturing the same
TW200506921A (en) * 2003-03-24 2005-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd |Information recording medium and method manufacturing the same
JP4181490B2 (ja) 2003-03-25 2008-11-12 松下電器産業株式会社 情報記録媒体とその製造方法
KR101049985B1 (ko) 2003-08-07 2011-07-19 파나소닉 주식회사 광학적 정보 기록 매체와 그 제조 방법, 제조 장치, 기록재생 방법 및 기록 재생 장치
JP4141993B2 (ja) 2003-08-07 2008-08-27 松下電器産業株式会社 光学的情報記録媒体
US7858290B2 (en) 2003-10-02 2010-12-28 Panasonic Corporation Information recording medium and method for manufacturing the same
TW200534235A (en) 2004-03-10 2005-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Information recording medium and method for manufacturing the same
EP1959445B1 (en) 2005-12-02 2010-01-27 Panasonic Corporation Information recording medium and method for manufacturing same
JP4750844B2 (ja) 2006-03-31 2011-08-17 パナソニック株式会社 情報記録媒体およびその製造方法
WO2008032548A1 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium
JP2008097794A (ja) 2006-09-14 2008-04-24 Ricoh Co Ltd 片面2層光記録媒体
US20090022932A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Toshishige Fujii Optical recording medium
JP5386374B2 (ja) 2008-01-31 2014-01-15 パナソニック株式会社 光学的情報記録媒体及びその製造方法
JP5560261B2 (ja) 2009-02-23 2014-07-23 パナソニック株式会社 情報記録媒体
JPWO2011024381A1 (ja) 2009-08-31 2013-01-24 パナソニック株式会社 情報記録媒体とその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112410623A (zh) * 2019-08-21 2021-02-26 天津大学 一种高阻尼铝硅基复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
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US20100151179A1 (en) 2010-06-17
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