JPWO2016129020A1 - 光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

光記録媒体は、反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備える。相変化記録層が、SbxInyMz(式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)に示した平均組成を有し、第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む。【選択図】図1

Description

本技術は、相変化記録層を備える光記録媒体に関する。
近年では、光記録媒体においては、記録容量をさらに増大させるために、記録層を多層化する技術が広く採用されている。このような多層化技術について、再生専用型、追記型、および書き換え型の各種光記録媒体でそれぞれ検討が進められている。書き換え型の多層光記録媒体としては、基板上に、第1記録層(L0層)、中間層、第2記録層(L1層)、光透過層がこの順序で積層された2層構造の記録層を有するものが提案されている。この2層構造の光記録媒体では、第2記録層としては、第1記録層の記録再生に用いられるレーザー光を透過可能な記録層(以下「半透過記録層」と適宜称する。)が用いられる。第2記録層は、記録再生性能が発揮できるように誘電体、金属、相変化記録材料などを積層して構成される。典型的には、中間層上に、第1誘電体層、金属反射層、第2誘電体層、相変化記録層、第3誘電体層をこの順序で積層した構造を有している(例えば特許文献1参照)。
さらに記録容量を増大させるために、基板上に、第1記録層(L0層)、中間層、第2記録層(L1層)、中間層、第3記録層(L2層)、光透過層がこの順序で積層された3層構造の記録層を有するものも商品化されている。さらに記録密度を向上させる方法として、最短マーク長を短くして線方向の密度を向上させること、ランドとグルーブの両方に記録にすることが提案されている。
これら2層構造や3層構造を有する記録媒体では、レーザー光から見て最奥層の記録再生を行うために、手前層の透過率を向上させなくてはいけない。その場合には、吸収率の高い記録層、反射層を薄くする必要があり、特に記録層を薄くした場合には、結晶化速度の低下により書換えの記録速度が低下し、その相変化型記録媒体の記録速度は、追記型に比べて著しく遅くなる。
一方で相変化型記録媒体の記録速度を向上させる技術としては、相変化記録層の材料の最適化による結晶化速度の向上があり、そのような相変化記録材料としては、GeSbSn、InSb(例えば特許文献2、3参照)やGaSbGe(例えば特許文献4参照)などが提案されている。
国際公開第2008/018225号 特開2005−35058号公報 特開2006−44215号公報 特開2004−25801号公報
しかしながら、特許文献2、3に記載の技術では、高密度の記録においては記録特性や保存信頼性が不十分になる虞がある。また、特許文献4では、保存信頼性については記載されていない。
本技術の目的は、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる光記録媒体を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第1の技術は、反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、
第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体である。
SbxInyMz ・・・(1)
(式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
第2の技術は、2層以上の記録層を備え、記録層は、反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、光照射側から見て最も奥側の記録層よりも手前側にある記録層におけるxとyの総量は、最も奥側の記録層におけるxとyの総量よりも大きく、第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体。
SbxInyMz ・・・(1)
(式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
以上説明したように、本技術によれば、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる。
図1Aは、本技術の一実施形態に係る光記録媒体の外観の一例を示す斜視図である。図1Bは、本技術の一実施形態に係る光記録媒体の構成の一例を示す断面図である。 図2Aは、光照射面から見て最も奥側の記録層の構成の一例を示す断面図である。図2Bは、光照射面から見て最も奥側以外の記録層の構成の一例を示す断面図である。 図3は、本技術の一実施形態の変形例に係る光記録媒体の構成の一例を示す断面図である。 図4は、実施例1、27〜30の光ディスクの透過率と相変化記録層の層厚との関係を示すグラフである。
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
1 光記録媒体の構成
2 光記録媒体の製造方法
3 効果
4 変形例
[1 光記録媒体の構成]
本技術の一実施形態に係る光記録媒体10は、図1Aに示すように、中央に開口(以下センターホールと称する)が設けられた円盤形状を有する。なお、光記録媒体10の形状はこの例に限定されるものではなく、カード状などとすることも可能である。
本技術の一実施形態に係る光記録媒体10は、図1Bに示すように、記録層L0、中間層S1、記録層L1、中間層S2、記録層L2、・・・、中間層Sn、記録層Ln、カバー層である光透過層12がこの順序で基板11の一主面に積層された構成を有する。但し、nは1または2以上の整数である。なお、以下の説明において、記録層L0〜Lnを特に区別しない場合には記録層Lということがある。
光記録媒体10は、レーザー光照射により、記録層L0〜Lnをアモルファス状態とすることにより情報の記録を行い、記録層L0〜Lnを結晶状態とすることにより情報の消去を行うことが可能な相変化型光記録媒体である。具体的には、光記録媒体10では、光透過層12側の表面Cからレーザー光を各記録層L0〜Lnに照射することにより、情報信号の記録または再生が行われる。例えば、400nm以上410nm以下の範囲の波長を有するレーザー光を、0.84以上0.86以下の範囲の開口数を有する対物レンズにより集光し、光透過層12の側から各記録層L0〜Lnに照射することにより、情報信号の記録または再生が行われる。このような光記録媒体10としては、例えば多層のBD−RE(Blu-ray Disk ReWritable)が挙げられる。以下では、記録層L0〜Lnに情報信号を記録または再生するためのレーザー光が照射される表面Cを光照射面Cと称する。
光記録媒体10の記録方式は、例えば、グルーブGvに情報信号を記録する方式(グルーブ記録方式)、またはランドLdおよびグルーブGvの両方に情報信号を記録する方式(ランドグルーブ記録方式)であり、記録密度の向上の観点からすると、後者の記録方式が好ましい。光記録媒体10は、高密度および高線速度の記録が可能な光記録媒体であり、その最高記録線速は14m/s以上23m/s以下であり、かつ記録マークの最短マーク長は112nm以下であることが好ましい。
以下、光記録媒体10を構成する基板11、記録層L0〜Ln、中間層S1〜Snおよび光透過層12について順次説明する。
(基板)
基板11は、例えば、中央にセンターホールが設けられた円盤形状を有する。この基板11の一主面には、ランドLdおよびグルーブGvにより構成された凹凸面が設けられ、この凹凸面上に記録層L0が成膜される。本明細書では、凹凸面のうち凹部をランドLd、凸部をグルーブGvと称する。
このランドLdおよびグルーブGvの形状としては、例えば、スパイラル状、同心円状などの各種形状が挙げられる。また、ランドLdおよびグルーブGvが、線速度の安定化やアドレス情報付加などのためにウォブル(蛇行)されていてもよい。
基板11の径(直径)は、例えば120mmに選ばれる。基板11の厚さは、剛性を考慮して選ばれ、好ましくは0.3mm以上1.3mm以下、より好ましくは0.6mm以上1.3mm以下、例えば1.1mmに選ばれる。また、センターホールの径(直径)は、例えば15mmに選ばれる。
基板11の材料としては、例えば、プラスチック材料またはガラスを用いることができ、コストの観点から、プラスチック材料を用いることが好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることができる。
(記録層)
光照射面Cから見て最も奥側の記録層L0は、図2Aに示すように、例えば、反射層21、第1誘電体層22、相変化記録層23、第2誘電体層24、保護層25がこの順序で基板11上に積層された積層膜である。ここでは、記録層L0が保護層25を備える構成を例として説明するが、保護層25を省略することも可能である。
反射層21を構成する材料としては、例えば、Al、Ag、Au、Ni、Cr、Ti、Pd、Co、Si、Ta、W、Mo、Geなどの単体、またはこれらの合金を主成分とするものを挙げることができる。これらのうち、特にAl系、Ag系、Au系、Si系、Ge系の材料が実用性の面から好ましい。合金としては、例えばAl−Ti、Al−Cr、Al−Cu、Al−Mg−Si、Ag−Nd−Cu、Ag−Pd−Cu、Ag−Pd−Ti、Si−Bなどが好適に用いられる。これらの材料のうちから、光学特性および熱特性を考慮して設定することが好ましい。例えば、短波長領域においても高反射率を有する点を考慮すると、Al系またはAg系の材料を用いることが好ましい。
第1、第2誘電体層22、24は、相変化記録層23を保護するとともに、光学的特性および熱的安定性などを制御する層である。第1誘電体層22が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含んでいる。酸化ジルコニウムを含む複合材料は、酸化ジルコニウムと、酸化インジウムおよび酸化シリコンの少なくとも一方とからなる複合酸化物であることが好ましい。第2誘電体層24が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含んでいる。酸化クロムを含む複合材料は、酸化クロム、酸化ジルコニウムおよび酸化シリコンのうち2つ以上からなる複合酸化物であることが好ましい。
第1誘電体層22が酸化ジルコニウムおよび酸化インジウムを含む場合、第1誘電体層22における酸化ジルコニウムの含有量が20mol%以上50mol%以下であり、第1誘電体層22における酸化インジウムの含有量が10mol%以上50mol%以下であることが好ましい。高密度および高線速度の記録において、オーバライト特性を特に良好に維持でき、かつ特に高い長期保存安定性を得ることができるからである。
第2誘電体層24が酸化クロムおよび酸化ジルコニウムを含む場合、第2誘電体層24における酸化クロムの含有量が20mol%以上50mol%以下であり、第2誘電体層24における酸化ジルコニウムの含有量が30mol%以上70mol%以下であることが好ましい。高密度および高線速度の記録において、オーバライト特性を特に良好に維持でき、かつ特に高い長期保存安定性を得ることができるからである。
相変化記録層23は、レーザー光の照射により情報信号を繰り返し記録可能な記録層である。具体的には、相変化記録層23は、レーザー光の照射により非晶質相と結晶相との間を可逆的に変化させることにより、情報信号の記録および書き換えが行われる記録層である。この相変化記録層23は、SbInM(M:Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。)を含んでいる。SbInMを含む相変化記録層23は、以下の式(1)に示した平均組成を有していることが好ましい。
SbxInyMz ・・・(1)
(式中、x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x、yおよびzは原子比であり、x+y+z=1)
相変化記録層23は、必要に応じて、N、S、Mg、Ca、Ti、V、Ni、Cu、Zn、Ga、Se、Zr、Nb、Rh、Pd、Ag、Sn、Hf、Ta、W、Re、Au、Bi、ランタノイド、およびアクチノイドなどのうちの1種以上の材料を更に含んでいてもよい。
相変化記録層23の厚さが、8nm以下であることが好ましい。相変化記録層23の厚さが8nm以下であると、記録層Lの層数が3層である場合において、以下の利点を得ることができる。すなわち、透過率の向上により、現在の民生用ドライブで良好な再生特性を得ることができる程度の、光入射側から見て奥層の戻り光量を確保できる。
保護層25を構成する材料としては、例えば、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物およびフッ化物からなる群より選ばれる少なくとも1種以上を含む透明誘電体材料が挙げられる。酸化物としては、例えば、In、Zn、Sn、Al、Si、Ge、Ti、Ga、Ta、Nb、Hf、Zr、Cr、BiおよびMgからなる群から選ばれる1種以上の元素の酸化物が挙げられる。窒化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Nb、Mo、Ti、Nb、Mo、Ti、W、TaおよびZnからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物、好ましくはSi、GeおよびTiからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物が挙げられる。硫化物としては、例えば、Zn硫化物が挙げられる。炭化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Ti、Zr、TaおよびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物、好ましくはSi、Ti、およびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物が挙げられる。フッ化物としては、例えば、Si、Al、Mg、CaおよびLaからなる群より選ばれる1種以上の元素のフッ化物が挙げられる。
光照射面Cから見て記録層L0よりも手前側にある記録層L1〜Lnは、いわゆる透過型記録層であり、図2Bに示すように、透過率向上層31、半透過反射層32、第1誘電体層33、相変化記録層34、第2誘電体層35、保護層36がこの順序で中間層S1〜Sn上に積層された積層膜である。ここでは、記録層L1〜Lnが透過率向上層31および保護層36を備える構成を例として説明するが、これらの層のうちの少なくとも一方を省略することも可能である。また、記録層L1〜Lnがすべて同一の積層膜を有する構成を例として説明するが、記録層L1〜Lnごとに求められる特性(例えば光学特性や耐久性など)に応じて層構成を変えるようにしてもよい。
透過率向上層31は、記録層L1〜Lnの透過率を向上するための層である。透過率向上層31を構成する材料としては、半透過反射層32との界面の屈折率差を小さくするために、TiO2などの屈折率の高い透明誘電体材料を用いることが好ましい。
半透過反射層32は、情報信号の記録または再生を行うためのレーザー光を透過可能に構成されている。具体的には、半透過反射層32は、レーザー光を用いて、この半透過反射層32を含む記録層Lよりも光照射面Cから見て奥側の記録層Lに対して情報信号の記録、もしくはその記録層Lからの情報信号の再生が可能な程度の透過率を有している。半透過反射層32を構成する材料としては、反射層21と同様の材料を例示できる。
光照射面C側から見て最も奥側の記録層L0よりも手前側の記録層L1〜Lnにおけるxとyの総量は、最も奥側の記録層L0におけるxとyの総量よりも大きいことが好ましい。最も奥側の記録層L0と同等の記録特性を手前側の記録層L1〜Lnで得ることができるからである。なお、式(1)中のxとyの総量が光照射面Cに近い記録層Lほど大きくなるようにしてもよい。上記のように記録層L0と同等の記録特性が得られる理由を以下に説明する。
光照射面Cから最も奥側の記録層L0の反射率を向上させるためには、記録層L0よりも手前側の記録層L1〜Lnは、情報信号を記録または再生するためのレーザー光に対して十分な透過率を有することが好ましい。記録層L1〜Lnの透過率を向上させるためには、記録層L1〜Lnを構成している、吸収係数が大きい相変化記録層34を薄くすればよい。しかし相変化記録層34を薄くすると、相変化できる記録材料体積が小さくなるために構造変化しにくくなり、結晶化速度の低下につながる。このような相変化記録層34の薄膜化による結晶化速度の低下分を補うためには、相変化記材料の組成で結晶化速度を向上すればよい。具体的には、相変化記録層34に含まれる元素SbとInの総量(すなわち式(1)中のxとyの総量)を記録層L0の手前側の記録層L1〜Lnにおいて増やせばよい。
第1誘電体層33、相変化記録層34、第2誘電体層35、保護層36はそれぞれ、第1誘電体層22、相変化記録層23、第2誘電体層24、保護層25と同様である。但し、第1誘電体層33、相変化記録層34、第2誘電体層35、保護層36の膜厚や組成比などは、所望とする特性に応じて、第1誘電体層22、相変化記録層23、第2誘電体層24、保護層25とは異なるものを選ぶようにしてもよい。
(中間層)
中間層S1〜Snは、記録層L0〜Lnを物理的および光学的に十分な距離をもって離間させる役割を果たし、その表面には凹凸面が設けられている。その凹凸面は、ランドLdおよびグルーブGvにより構成されている。このランドLdおよびグルーブGvの形状としては、例えば、スパイラル状、同心円状などの各種形状が挙げられる。また、ランドLdおよびグルーブGvが、線速度の安定化やアドレス情報付加などのためにウォブル(蛇行)されていてもよい。
中間層S1〜Snの厚みは、9μm〜50μmに設定することが好ましい。中間層S1〜Snの材料は特に限定されるものではないが、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることが好ましい。また、中間層S1〜Snは、奥側の層への情報信号の記録または再生のためのレーザー光の光路となることから、十分に高い光透過性を有していることが好ましい。
(光透過層)
光透過層12は、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を硬化してなる樹脂層である。この樹脂層の材料としては、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が挙げられる。また、円環形状を有する光透過性シートと、この光透過性シートを基板11に対して貼り合わせるための接着層とから光透過層12を構成するようにしてもよい。光透過性シートは、記録および再生に用いられるレーザー光に対して、吸収能が低い材料からなることが好ましく、具体的には透過率90パーセント以上の材料からなることが好ましい。光透過性シートの材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂材料、ポリオレフィン系樹脂(例えばゼオネックス(登録商標))などを用いることができる。接着層の材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、感圧性粘着剤(PSA:Pressure Sensitive Adhesive)などを用いることができる。
光透過層12の厚さは、好ましくは10μm以上177μm以下の範囲内から選ばれ、例えば中間層S1〜Snとの合計厚で100μmに選ばれる。このような薄い光透過層12と、例えば0.85程度の高NA(numerical aperture)化された対物レンズとを組み合わせることによって、高密度記録を実現することができる。
[2 光記録媒体の製造方法]
次に、本技術の一実施形態に係る光記録媒体の製造方法の一例について説明する。
(基板の成形工程)
まず、一主面に凹凸面が形成された基板11を成形する。基板11の成形の方法としては、例えば、射出成形(インジェクション)法、フォトポリマー法(2P法:Photo Polymerization)などを用いることができる。
(記録層の形成工程)
次に、例えばスパッタ法により、反射層21、第1誘電体層22、相変化記録層23、第2誘電体層24、保護層25をこの順序で基板11の凹凸面上に積層する。これにより、記録層L0が基板11上に形成される。
(中間層の形成工程)
次に、例えばスピンコート法により、紫外線硬化樹脂を記録層L0上に均一に塗布する。その後、均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を照射して硬化させた後、スタンパを剥離する。これにより、スタンパの凹凸パターンが紫外線硬化樹脂に転写され、凹凸面を有する中間層S1が記録層L0上に形成される。
(記録層の形成工程)
次に、例えばスパッタ法により、透過率向上層31、半透過反射層32、第1誘電体層33、相変化記録層34、第2誘電体層35、保護層36をこの順序で中間層S1の凹凸面上に積層する。これにより、記録層L1が中間層S1上に形成される。
(中間層および記録層の形成工程)
次に、中間層S1および記録層L1の形成工程と同様にして、中間層S2、記録層L2、・・・、中間層Sn、記録層Lnをこの順序で記録層L1上に積層する。
(光透過層の形成工程)
次に、例えばスピンコート法により紫外線硬化樹脂を記録層Ln上にスピンコートした後、紫外線を照射し、硬化する。これにより、記録層Ln上に光透過層12が形成される。
以上の工程により、目的とする光記録媒体10が得られる。
[3 効果]
上述した一実施形態に係る光記録媒体10では、相変化記録層23、34が上記式(1)に示した平均組成を有している。また、第1誘電体層22、33が酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、第2誘電体層24、35が酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含んでいる。これにより、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる。
[4 変形例]
本技術の一実施形態の変形例に係る光記録媒体40は、いわゆる貼り合わせ型の光記録媒体であり、図3に示すように、第1のディスク40aと、第2のディスク40bと、第1、第2のディスク40a、40bの間に設けられた貼合層41とを備える。本変形例において第1の実施形態と対応する箇所には同一の符号を付す。
第1、第2のディスク40a、40bは、同一の構成を有し、記録層L0、中間層S1、記録層L1、・・・、中間層Sn、記録層Ln、カバー層である光透過層12がこの順序で基板11の一主面に積層された構成を有する。但し、nは1または2以上の整数である。
光記録媒体40は、情報信号を記録または再生するための光が照射される光照射面を両面に有する。より具体的には、第1のディスク40aの情報信号の記録または再生を行うためのレーザー光が照射される第1の光照射面C1と、第2のディスク40bの情報信号の記録または再生を行うためのレーザー光が照射される第2の光照射面C2とを有する。
基板11の厚さは、例えば0.5mmである。第1、第2のディスク40a、40bの厚さは、例えば0.6mmである。光記録媒体40の厚さは、例えば1.2mmである。光記録媒体10の記録方式は、記録密度の向上の観点からすると、ランドグルーブ記録方式であることが好ましい。
貼合層41は、硬化した紫外線硬化樹脂を含んでいる。この貼合層41により、第1のディスク10と第2のディスク20とが貼り合わされる。より具体的には、第1、第2のディスク40a、40bは、光透過層12側とは逆側の面が対向するようにして貼り合わされている。貼合層41の厚さは、例えば0.01mm以上0.22mm以下である。紫外線硬化樹脂は、例えばラジカル重合紫外線硬化樹脂である。
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、本実施例において、光ディスクが3層の記録層を備える場合には、それらの記録層を基板側からレーザー光照射面側に向かって順にL0層、L1層、L2層と称する。
本実施例について以下の順序で説明する。
i 第1、第2誘電体層および相変化記録層の材料の組合せと記録特性との関係、記録速度と記録特性との関係
ii 相変化記録層の材料および組成比と記録特性との関係
iii 第1誘電体層の組成比と記録特性との関係
iv 第2誘電体層の組成比と記録特性との関係
v 相変化記録層の層厚と記録特性との関係
vi 各層の記録特性の関係(3層ディスク)
<i 第1、第2誘電体層および相変化記録層の材料の組合せと記録特性との関係、記録速度と記録特性との関係>
(実施例1)
まず、射出成形により、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を成形した。なお、このポリカーボネート基板上には、グルーブおよびランドを有する凹凸面を形成した。次に、スパッタリング法により、以下の構成(材料、層厚)を有する透過率向上層、半透過反射層、第1誘電体層、相変化記録層、第2誘電体層および保護層をポリカーボネート基板の凹凸面上に積層した。これにより、記録層がポリカーボネート基板の凹凸面上に形成された。
透過率向上層:TiO2、11nm
半透過反射層:Ag合金(AgPdCu)、9.5nm
第1誘電体層:(SiO235−(In2330−(ZrO235、6nm
相変化記録層:Sb85−In10−Mo5、7nm
第2誘電体層:(SiO220−(Cr2330−(ZrO250、22nm
保護層:SiN、30nm
次に、スピンコート法により、紫外線硬化樹脂を記録層上に均一塗布し、これに紫外線を照射して硬化させることにより、厚さ100μmを有する光透過層を形成した。以上により、目的とする光ディスクが得られる。
(実施例2〜6、比較例1〜6)
表1に示すように、第1誘電体層、相変化記録層および第2誘電体層の材料を変更する以外は実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて以下の評価を行った。
(DOW(Direct Over Write)10(6x)特性)
ディスクテスタ(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、開口数NA=0.85、記録波長λ=405nm、記録線速v=22.13m/s(6倍速相当)で1層あたり33.3GB密度の1−7変調データを11回繰り返し記録し、再生線速v=7.38m/s(2倍速相当)でi−MLSEを測定した。なお、最短マーク長である2Tマーク長は、112nmであった。
(DOW1000(6x)特性)
ディスクテスタ(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、開口数NA=0.85、記録波長λ=405nm、記録線速v=22.13m/s(6倍速相当)で1層あたり33.3GB密度の1−7変調データを1000回繰り返し記録し、再生線速v=7.38m/s(2倍速相当)でi−MLSEを測定した。
(Archival(6x)特性)
ディスクテスタ(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、開口数NA=0.85、記録波長λ=405nm、記録線速v=22.13m/s(6倍速相当)で1層あたり33.3GB密度の1−7変調データを11回繰り返し記録したあと、80℃85%環境で400時間保管し、その後再生線速v=7.38m/s(2倍速相当)で記録部のi−MLSEを測定した。
次に、DOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性の測定結果に基づき、以下の基準で光ディスクを評価した。
◎:上記3つの測定結果すべてのi−MLSEが12.0%以下である。
○:上記3つの測定結果すべてのi−MLSEが13.0%以下であり、かつ上記3つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが12.0%を超えて13.0%以下である。
×:上記3つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが13.0%を超える。
なお、上記基準値の選定は、以下の理由に基づくものである。すなわち、i−MLSEが15.0%を超えると、一般的に民生用ドライブで良好な再生特性を得ることができなくなるが、民生用ドライブの再生系のばらつきを考慮すると、i−MLSEが13.0%以下であることが望ましい。更に、光ディスクの製造マージンを考慮すると、i−MLSEが12.0%以下であることが望ましい。
表1は、第1、第2誘電体層および相変化記録層の材料の組合せと記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
SbInM(M:Mo、Ge、Mn、Alの中から選ばれた少なくとも1つの元素)を含む相変化記録層と、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含む第1誘電体層と、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む第2誘電体層を用いることで、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、更に以下の評価を行った。
(DOW10(4x)特性)
記録線速v=14.75m/s(4倍速相当)に変更する以外は、上記DOW10(6x)特性と同様にしてi−MLSEを測定した。
(DOW1000(4x)特性)
記録線速v=14.75m/s(4倍速相当)に変更する以外は、上記DOW1000(6x)特性と同様にしてi−MLSEを測定した。
(Archival(4x)特性)
記録線速v=14.75m/s(4倍速相当)に変更する以外は、上記Archival(6x)特性と同様にしてi−MLSEを測定した。
次に、DOW10(4x、6x)特性、DOW1000(4x、6x)特性およびArchival(4x、6x)特性の測定結果に基づき、以下の基準で光ディスクを評価した。
◎:上記6つの測定結果すべてのi−MLSEが12.0%以下である。
○:上記6つの測定結果すべてのi−MLSEが13.0%以下であり、かつ上記6つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが12.0%を超えて13.0%以下である。
×:上記6つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが13.0%を超える。
表2A、表2Bは、記録速度と記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
記録速度を4倍速から6倍速に変更すると、オーバライト特性およびアーカイバル特性のいずれにおいてもi−MLSEが上昇する傾向が見られるが、良好な範囲に維持される。
<ii 相変化記録層の材料および組成比と記録特性との関係>
(実施例7〜10、比較例7〜9)
表3に示すように、相変化記録層の組成比を変更する以外は実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(実施例11、12、比較例10〜12)
表3に示すように、相変化記録層の組成比を変更する以外は実施例4と同様にして光ディスクを得た。
(実施例13、14、比較例13、14)
表3に示すように、相変化記録層の組成比を変更する以外は実施例5と同様にして光ディスクを得た。
(実施例15、16、比較例15、16)
表3に示すように、相変化記録層の組成比を変更する以外は実施例6と同様にして光ディスクを得た。
(比較例17〜21)
表3に示すように、相変化記録層の材料を変更する以外は実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、実施例1〜6と同様にDOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性を評価した。
表3は、相変化記録層の材料および組成比と記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
相変化記録材料としてSbxInyMz(M:Mo、Ge、Mn、Alの中から選ばれた少なくとも1つの元素)を用い、各元素の組成比を0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲とすることで、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる。
<iii 第1誘電体層の組成比と記録特性との関係>
(実施例17〜21)
表4に示すように、第1誘電体層の組成比を変更する以外は実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、実施例1〜6と同様にDOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性を評価した。
表4は、第1誘電体層材料比率と記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
第1誘電体層において酸化ジルコニウムの含有量を20mol%以上50mol%以下、酸化インジウムの含有量を10mol%以上50mol%以下にすることで、特に良好なオーバライト特性およびアーカイバル特性が得られる。
<iv 第2誘電体層の組成比と記録特性との関係>
(実施例22〜26)
表5に示すように、第2誘電体層の組成比を変更する以外は実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、実施例1〜6と同様にDOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性を評価した。
表5は、第2誘電体層の組成比と記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
第2誘電体層において酸化ジルコニウムの含有量を30mol%以上70mol%以下、酸化クロムの含有量を20mol%以上50mol%以下にすることで、特に良好なオーバライト特性およびアーカイバル特性が得られる。
<v 相変化記録層の層厚と記録特性との関係>
(実施例27〜30)
表6に示すように、相変化記録層の層厚を変更する以外のことは実施例1と同様にして光ディスクを得た。
(透過率測定)
上述のようにして得られた光ディスクについて、分光高度計(日本分光(株)製、商品名:V530)を用いて記録波長405nmに対する透過率を測定した。図4に、その測定結果を示す。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、実施例1〜6と同様にDOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性を測定し、これらの3つの測定結果に上記透過率の測定結果を加えて、以下の基準で評価した。
◎:上記3つの測定結果すべてのi−MLSEが12.0%以下であり、かつ透過率が50%以上である。
○:上記3つの測定結果すべてのi−MLSEが12.0%以下であるが、透過率が50%未満である。もしくは上記3つの測定結果すべてのi−MLSEが13.0%以下であり、かつ上記3つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが12.0%を超えて13.0%以下である。
×:上記3つの測定結果のうちの少なくとも1つのi−MLSEが13.0%を超える。
表6は、相変化記録層の層厚と記録特性との関係を示す。
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
相変化記録層の層厚を8nm以下にすることで、透過率を50%以上にすることができる。3層の光ディスクにおいて、単層の状態でのL0層の反射率を25%と仮定した場合、単層の状態でのL1層、L2層の透過率が50%であると、3層の光ディスクの光照射面側におけるL0層の反射率を1.5%以上にすることができる(25%×0.52×0.52)。このように反射率が1.5%以上であると、現在の民生用ドライブで良好な再生特性を得ることができる程度の戻り光量を確保できる。ここでL0層の反射率は膜構成等で25%より大きくすることができるが、再生特性が確保できる変調度とのトレードオフから25%より大きい反射率を得ることは難しい。
<vi 各層の記録特性の関係(3層ディスク)>
(実施例31)
まず、射出成形により、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を成形した。なお、このポリカーボネート基板上には、グルーブおよびランドを有する凹凸面を形成した。次に、スパッタリング法により、以下の構成(材料、層厚)を有するL0層をポリカーボネート基板の凹凸面上に形成した。
反射層:Ag合金(AgPdCu)、80nm
第1誘電体層:(SiO235−(In2330−(ZrO235、14nm
相変化記録層:Sb80−In10−Mo10、10nm
第2誘電体層:(SiO220−(Cr2330−(ZrO250、18nm
保護層:SiN、60nm
次に、スピンコート法により、紫外線硬化樹脂をL0層上に均一に塗布した。その後、均一に塗布した紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を照射して硬化させた後、スタンパを剥離した。これらにより、ランドおよびグルーブからなる凹凸面を有する厚さ25μmの中間層が形成された。
次に、スパッタリング法により、以下の構成(材料、層厚)を有する構成を有するL1層を中間層の凹凸面上に形成した。
透過率向上層:TiO2、11nm
半透過反射層:Ag合金(AgPdCu)、9.5nm
第1誘電体層:(SiO235−(In2330−(ZrO235、6nm
相変化記録層:Sb80−In10−Mo10、7nm
第2誘電体層:(SiO220−(Cr2330−(ZrO250、22nm
保護層:SiN、30nm
次に、スピンコート法により、紫外線硬化樹脂を記録層L1上に均一に塗布した。その後、均一に塗布した紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を照射して硬化させた後、スタンパを剥離した。これらにより、ランドおよびグルーブをからなる凹凸面を有する厚さ18μmの中間層が形成された。
次に、スパッタリング法により、以下の構成(材料、層厚)を有する構成を有するL2層を中間層の凹凸面上に形成した。
透過率向上層:TiO2、12nm
半透過反射層:Ag合金(AgPdCu)、9.5nm
第1誘電体層:(SiO235−(In2330−(ZrO235、6nm
相変化記録層:Sb80−In10−Mo10、7nm
第2誘電体層:(SiO220−(Cr2330−(ZrO250、24nm
保護層:SiN、18nm
次に、スピンコート法により、紫外線硬化樹脂をL2層上に均一塗布し、これに紫外線を照射して硬化させることにより、厚さ57μmを有する光透過層を形成した。
以上により、目的とする3層の光ディスクが得られた。
(実施例32)
L0層、L1層およびL2層の相変化記録層の構成材料をSb80−In10−Ge10に変更する以外は実施例31と同様にして3層の光ディスクを得た。
(評価)
上述のようにして得られた光ディスクについて、実施例1〜6と同様にDOW10(6x)特性、DOW1000(6x)特性およびArchival(6x)特性を評価した。
表7A、表7Bは、各層の記録特性の関係(3層ディスク)を示す。
Figure 2016129020
Figure 2016129020
上記評価結果から以下のことがわかる。
3層の記録層のいずれにおいても、高密度および高線速度の記録において、良好な記録特性を得ることができ、オーバライト特性を良好に維持でき、さらに高い長期保存安定性を得ることができる。
以上、本技術の一実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の一実施形態およびその変形例、ならびに実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
また、上述の一実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、上述の一実施形態およびその変形例では、多層の記録層を備える光記録媒体を例として説明したが、本技術はこの例に限定されるものではなく、単層の記録層を有する光記録媒体に対しても適用可能である。
また、上述の一実施形態およびその変形例では、基板上に複数層の記録層、光透過層がこの順序で積層された構成を有し、この光透過層側からレーザー光を複数層の記録層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光記録媒体に対して本技術を適用した場合を例として説明したが、本技術はこの例に限定されるものではない。例えば、基板上に複数層の記録層、カバー層がこの順序で積層された構成を有し、基板側からレーザー光を複数層の記録層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光記録媒体、または2枚の基板の間に複数層の記録層が設けられた構成を有し、少なくとも一方の基板の側からレーザー光を複数層の記録層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光記録媒体に対しても本技術は適用可能である。
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
(1)
反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、
前記相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、
前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、
前記第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体。
SbxInyMz ・・・(1)
(式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
(2)
前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムと、酸化インジウムおよび酸化シリコンの少なくとも一方とからなる複合酸化物を含む(1)に記載の光記録媒体。
(3)
前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムおよび酸化インジウムからなる複合酸化物を含み、
前記第1誘電体層における酸化ジルコニウムの含有量が、20mol%以上50mol%以下であり、
前記第1誘電体層における酸化インジウムの含有量が、10mol%以上50mol%以下である(1)に記載の光記録媒体。
(4)
前記第2誘電体層が、酸化クロム、酸化ジルコニウムおよび酸化シリコンのうち2つ以上からなる複合酸化物を含む(1)に記載の光記録媒体。
(5)
前記第2誘電体層が、酸化クロムおよび酸化ジルコニウムからなる複合酸化物を含み、
前記第2誘電体層における酸化クロムの含有量が、20mol%以上50mol%以下であり、
前記第2誘電体層における酸化ジルコニウムの含有量が、30mol%以上70mol%以下である(1)に記載の光記録媒体。
(6)
前記相変化記録層の厚さが、8nm以下である(1)から(5)のいずれかに記載の光記録媒体。
(7)
最高記録線速が14m/s以上23m/s以下であり、かつ記録マークの最短マーク長が112nm以下である(1)から(6)のいずれかに記載の光記録媒体。
(8)
2層以上の記録層を備え、
前記記録層は、反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、
前記相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、
光照射側から見て最も奥側の前記記録層よりも手前側にある前記記録層におけるxとyの総量は、最も奥側の前記記録層におけるxとyの総量よりも大きく、
前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、
前記第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体。
SbxInyMz ・・・(1)
(式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
10、40 光記録媒体
11 基板
21 反射層
22、33 第1誘電体層
23、34 相変化記録層
24、35 第2誘電体層
25、36 保護層
31 透過率向上層
32 半透過反射層
40a 第1のディスク
40b 第2のディスク
L1〜Ln 記録層
S1〜Sn 中間層
C、C1、C2 光照射面
Ld ランド
Gv グルーブ

Claims (8)

  1. 反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、
    前記相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、
    前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、
    前記第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体。
    SbxInyMz ・・・(1)
    (式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
  2. 前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムと、酸化インジウムおよび酸化シリコンの少なくとも一方とからなる複合酸化物を含む請求項1に記載の光記録媒体。
  3. 前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムおよび酸化インジウムからなる複合酸化物を含み、
    前記第1誘電体層における酸化ジルコニウムの含有量が、20mol%以上50mol%以下であり、
    前記第1誘電体層における酸化インジウムの含有量が、10mol%以上50mol%以下である請求項1に記載の光記録媒体。
  4. 前記第2誘電体層が、酸化クロム、酸化ジルコニウムおよび酸化シリコンのうち2つ以上からなる複合酸化物を含む請求項1に記載の光記録媒体。
  5. 前記第2誘電体層が、酸化クロムおよび酸化ジルコニウムからなる複合酸化物を含み、
    前記第2誘電体層における酸化クロムの含有量が、20mol%以上50mol%以下であり、
    前記第2誘電体層における酸化ジルコニウムの含有量が、30mol%以上70mol%以下である請求項1に記載の光記録媒体。
  6. 前記相変化記録層の厚さが、8nm以下である請求項1に記載の光記録媒体。
  7. 最高記録線速が14m/s以上23m/s以下であり、かつ記録マークの最短マーク長が112nm以下である請求項1に記載の光記録媒体。
  8. 2層以上の記録層を備え、
    前記記録層は、反射層と、第1誘電体層と、相変化記録層と、第2誘電体層とを備え、
    前記相変化記録層が、以下の式(1)に示した平均組成を有し、
    光照射側から見て最も奥側の前記記録層よりも手前側にある前記記録層におけるxとyの総量は、最も奥側の前記記録層におけるxとyの総量よりも大きく、
    前記第1誘電体層が、酸化ジルコニウムを含む複合材料または酸化タンタルを含み、
    前記第2誘電体層が、酸化クロムを含む複合材料または窒化シリコンを含む光記録媒体。
    SbxInyMz ・・・(1)
    (式中、Mは、Mo、Ge、MnおよびAlのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzはそれぞれ、0.70≦x≦0.92、0.05≦y≦0.20、0.03≦z≦0.10の範囲内の値である。但し、x+y+z=1)
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