TWI390527B - 光資訊記錄媒體 - Google Patents

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Description

光資訊記錄媒體
本發明係有關於，藉由光的照射導致記錄層狀態變化而將該變化讀取成為光學性回應之變化，以進行資訊記錄、抹除及讀取的光資訊記錄媒體。
[專利文獻1]國際公開第03/025922號小冊子
作為藉由雷射光束之照射而可進行資訊記錄、再生及抹除的光記憶媒體之一，利用結晶-非晶質間、或結晶1-結晶2的2種結晶相之間的轉移，也就是相變化型光記錄媒體，已為公知。作為該相變化型光記錄媒體，係有例如CD-RW(Compact Disc-Rewritable)、DVD-RW(Digital Versatile Disc-Rewritable)、DVD-RAM(Digital Versatile Disc-Random Access Memory)等，已被商品化。
作為相變化記錄方式所使用的記錄層材料係有以GeSbTe、AgInSbTe為主成分的記錄材料廣為人知，是被當成可抹寫型光碟而被實用化。
近年來，以藍光光碟(Blu-ray disc：註冊商標)為代表的支援藍色雷射波長之高密度光碟、或支援其的碟片驅動裝置，已經商品化。而且，在藍光光碟等高密度光碟的規格之中，抹寫型(相變化型)光碟當中，在CD-RW、DVD-RW、DVD-RAM上沒有見過的雙層碟片之規格，已被包含且實用化。
在抹寫型技術領域中實現雙層碟片的技術背景而言，對於藍色雷射光而言，相變化記錄材料或在資訊記錄層內所使用的金屬薄膜，是比紅色雷射光更容易讓光通過。又，對光資訊記錄媒體總是有大容量記錄、長時間錄影等要求存在，這點也促進了雙層碟片的開發。
將雙層碟片的構造(碟片厚度方向的層構造)模式性地圖示於圖15(a)。
相變化型的雙層碟片，係在由聚碳酸酯等塑膠所成的支持基板100上，形成有第一資訊記錄層101。然後，在其上隔著對記錄再生雷射光之波長呈透明之中間層102而形成有第二資訊記錄層103，在其上形成了對記錄再生波長呈透明之透光保護層(覆蓋層)104，具有如此之層構造。
記錄再生時所使用的雷射光，係從透光保護層104側通過未圖示的接物透鏡而入射。通過了接物透鏡的雷射光，係被聚光在第一資訊記錄層101或第二資訊記錄層103，進行資訊的記錄再生。
相變化型的雙層碟片中具有特徵性的是第二資訊記錄層103，使用濺鍍裝置而將介電體、金屬、相變化記錄材料等加以層積而形成，使其能夠發揮記錄再生性能。
例如典型的層積構造，係如圖示，從雷射光入射側來看，係為第1介電體部11、記錄材料部112、第2介電體部113、金屬部114、第3介電體部115。亦即在碟片製造時，在中間層102上，依序層積第3介電體部115、金屬部114、第2介電體部113、記錄材料部112、第1介電體部111，就可形成該當層構造。此外，記錄材料部112，係由相變化記錄材料所形成。金屬部114係對雷射光具有反射膜的機能。
此種第二資訊記錄層103，係為了第一資訊記錄層101的記錄再生而被設計成具有讓光穿透之性質的半穿透資訊記錄層，帶有大約45%至55%的透光率，從光碟記錄再生裝置(驅動機)來看，第一資訊記錄層與第二資訊記錄層的記錄再生功率或反射率是被設計成一致。
上記專利文獻1中，作為獲得此種高透光率的方法，係於半穿透資訊記錄層中，在配置得比半穿透資訊記錄層靠近支持基板側之中間層材料與配置在半穿透資訊記錄層中之金屬反射膜間的介電體內，配置高折射率透明介電體的方法，係被記載。
如上記，相變化型雙層碟片，係必須要在光入射側的半穿透資訊記錄層(第二資訊記錄層103)上獲得50%前後的高透光率，因此是將記錄材料部112或金屬部114(金屬反射膜)做得極薄的手法。
可是，因此會導致，光碟媒體的保存之信賴性或資訊的記錄再生訊號特性難以確保之狀況。
若能不減少記錄材料部112或金屬部114之厚度就能提高透光率，則記錄材料部112或金屬部114就可朝較厚的方向設計，可提升信賴性或記錄再生訊號特性。因此，於半穿透資訊記錄層中，不使記錄材料部112或金屬部114變得極薄，就能提高透光率之技術的開發，是有需求。
又，數位播送的正式營運等狀況來看，對於更大容量之資訊記錄媒體的需求是逐漸提高，光碟也被要求更加大容量化。
作為邁向大容量化的1個方法，係使光碟變得更多層化。例如，藍光光碟的單層碟片係標準為25GB(Giga Byte)，雙層碟片係為50GB。若能做出3層則為75GB，若為4層則可實現100GB。若再組合進最新的訊號處理技術，則預料3層也可能實現100GB、4層也可能實現130GB。
在實現3層碟片時，在比第二資訊記錄層更靠近透光保護層側，隔著對記錄再生雷射光呈透明之中間層而形成第三資訊記錄層。亦即，如圖15(b)模式性所示，是在支持基板200上，形成有第一資訊記錄層201、第一中間層202、第二資訊記錄層203、第二中間層204、第三資訊記錄層205、透光保護層206的層構造。第二資訊記錄層203、第三資訊記錄層205，係被設計成半穿透資訊記錄層，是和圖15(a)的第二資訊記錄層103同樣地，從雷射光入射側來看，可想成具有第1介電體部11、記錄材料部112、第2介電體部113、金屬部114、第3介電體部115之構造。
將已經實用化的雙層碟片更進一步發展，在如此形成第三資訊記錄層205、實現三層碟片的情況下，第三資訊記錄層205的穿透率係要求65%~75%。這是考慮雙層碟片的各記錄層的反射率及第二資訊記錄層的穿透率(約50%)，考慮來自各資訊記錄層的反射率或記錄功率之平衡而得到的穿透率範圍。
若要提高來自第一、第二資訊記錄層201、203的反射率，則第3資訊記錄層205的穿透率係被要求更高的值。
作為半穿透資訊記錄層的資訊記錄層，亦即第一資訊記錄層101以外的資訊記錄層中，造成穿透率降低的主要原因是，在金屬部114或相變化材料所成之記錄材料部112上的光吸收。
金屬部114或記錄材料部112，由於係和記錄再生時的熱特性或抹寫性能等均有很深的關係，因此其材料無法大幅變更。
因此，雖然考慮藉由減少這些金屬部114或記錄材料部112之厚度以謀求穿透率提升，但如上述所言，無可避免大幅度的厚度降低。
如上記，資訊記錄層係為層積膜，就光學而言係為多重光干涉膜，因此藉由將所層積之各膜的厚度作最佳化，就可能設計成高穿透率之狀態。在上記專利文獻1中，雖然是對於雙層碟片的技術，但為了提高第二資訊記錄層103的穿透率，提出了在第二資訊記錄層103中接觸於中間層102的第3介電體部115，配置折射率儘可能高的材料。其折射率係為2.4以上。
然而，以此構成所能實現的透光率，最多也只能為未滿65%。為了實現三層碟片所要求的穿透率65%~75%，係還需要更多的要素。
於是，本發明的目的在於，提出一種於半穿透資訊記錄層中，不會極端減少金屬部或記錄材料部之厚度，就實現較高穿透率之技術，藉此以使3層碟片、4層碟片實用化。
本發明之光資訊記錄媒體，係在支持基板、與作為記錄再生雷射光入射側之層的透光保護層之間，具有複數資訊記錄層，其係被對於波長400~410nm之記錄再生雷射光呈透明之中間層所隔開。然後，在上記複數資訊記錄層之內，最靠近上記支持基板側的資訊記錄層以外的1或複數資訊記錄層，係為具有讓上記雷射光穿透之性質的半穿透資訊記錄層。該1或複數半穿透資訊記錄層之全部或部分，係從雷射光的入射側來看，依序具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的記錄材料部、第2介電體部、至少7nm以上之厚度的金屬部、第3介電體部所成之構造。
又，上記第3介電體部也是，係對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上。
又，上記半穿透資訊記錄層的上記第3介電體部，係當令上記第1介電體部為2.4以上的某一折射率時，該當半穿透資訊記錄層之穿透率係被設計成，從其最大穿透率起降低穿透率1%以內之範圍所成之折射率範圍的折射率，以使該當半穿透資訊記錄層的透光率設成65%以上。
又，上記第1介電體部及上記第3介電體部的消光係數係為0.04以下。
又，當作為上記資訊記錄層，是由最靠近上記支持基板側的第一資訊記錄層、和被設計成上記半穿透資訊記錄層的第二資訊記錄層及第三資訊記錄層所形成的3層記錄媒體情況下，上記第三資訊記錄層係為，具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的上記第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的上記記錄材料部、上記第2介電體部、至少7nm以上之厚度的上記金屬部、上記第3介電體部所成之構造。
又，當作為上記資訊記錄層，是由最靠近上記支持基板側的第一資訊記錄層、和被設計成上記半穿透資訊記錄層的第二資訊記錄層、第三資訊記錄層及第四資訊記錄層所形成的4層記錄媒體情況下，上記第三資訊記錄層及第四資訊記錄層係為，具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的上記第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的上記記錄材料部、上記第2介電體部、至少7nm以上之厚度的上記金屬部、上記第3介電體部所成之構造。
又，上記第1介電體部，係由折射率為2.4以上之介電體材料所製作的一層構造所成。
或者，上記第1介電體部，係由含有折射率為2.4以上之介電體材料的複數介電體材料所層積而成之構造所成。
又，上記第1介電體部、及/或上記第3介電體部，係將Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 之至少1者，以單一介電體材料之形式或是複合介電體材料之一部分的形式而具有之。
又，當上記第1介電體部係由複數透明介電體材料所層積而成的情況下，令接觸於上記記錄材料部的介電體為Y，被配置在該當介電體Y之雷射光入射側的介電體為X時，則上記介電體Y係為，其折射率是具有，(介電體Y之折射率)≧-3.6×(介電體X之折射率)+11之範圍之值的透明介電體材料。
此種本發明之光資訊記錄媒體，係半穿透資訊記錄層是具有第1介電體部、記錄材料部、第2介電體部、金屬部、第3介電體部所成之構造的情況下，特別將第1介電體部的折射率設成2.4以上，藉此以提升穿透率。又，作為記錄材料部係確保至少5.2nm以上之厚度，或作為金屬部係確保至少7nm以上之厚度，以使記錄再生波長或保存性為良好。
若依據如此之本發明，則當半穿透資訊記錄層是具有第1介電體部、記錄材料部、第2介電體部、金屬部、第3介電體部之構造的情況下，可使第1介電體部的折射率達到2.4以上而提升穿透率，可供作多層碟片等之實現。又，此時，作為記錄材料部係確保至少5.2nm以上之厚度，或作為金屬部係確保至少7nm以上之厚度的狀態，係可謀求穿透率提升，可確保光資訊記錄媒體的良好記錄再生性能或保存性。
又，第3介電體部也是，係對記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上，又第3介電體部係當第1介電體部是被設計成2.4以上的某種折射率之情況下，該當半穿透資訊記錄層之穿透率係被設計成，從其最大穿透率起降低穿透率1%以內之範圍所成之折射率範圍的折射率，就可使半穿透資訊記錄層的透光率成為65%以上，是對3層記錄媒體或4層記錄媒體而為理想者。
以下，將本發明的實施形態，以下列順序加以說明。
〔1.碟片構造〕
〔2.必要的光學特性及實現手法〕
〔3.半穿透資訊記錄層之例子〕
〔1.碟片構造〕
作為實施形態的相變化型之光碟1，而在圖1中模式性圖示3層碟片之構造，並在圖2中模式性圖示實施形態的4層碟片之構造。
如圖1(a)所示，3層碟片，係在由聚碳酸酯等塑膠或玻璃所成的支持基板2上，形成有第一資訊記錄層3。然後，在其上，隔著對記錄再生雷射光之波長呈透明之第一中間層4而形成有第二資訊記錄層5。又在其上，隔著對記錄再生雷射光之波長呈透明之第二中間層6而形成有第三資訊記錄層7。然後，在其上，形成有對記錄再生雷射光之波長呈透明之透光保護層(覆蓋層)8，具有如此層構造。
記錄再生時所使用的雷射光，係從透光保護層8側入射。從碟片記錄再生裝置出射，而從透光保護層8側入射的雷射光，係隨應於碟片記錄再生裝置側的聚焦控制，而被聚光在第一資訊記錄層3或是第二資訊記錄層5或是第三資訊記錄層7，進行資訊的記錄再生。
又，若為4層碟片的情況時，則除了3層碟片的構造外還加上形成有第三中間層10、第四資訊記錄層9。亦即，如圖2(a)所示，是在支持基板2上，形成有第一資訊記錄層3、第一中間層4、第二資訊記錄層5、第二中間層6、第三資訊記錄層7、第三中間層10、第四資訊記錄層9、透光保護層(覆蓋層)8的層構造。
從透光保護層8側所入射之雷射光係被聚光在第一、第二、第三、第四資訊記錄層(3、5,7,9)之任一者，進行資訊的記錄再生。
此處，當圖1的3層碟片的情況下，最靠支持基板2側的第一資訊記錄層3以外的資訊記錄層，亦即第二資訊記錄層5、第三資訊記錄層7，係被設計成半穿透資訊記錄層，具有圖1(b)所示之層構造。
又，當圖2的4層碟片的情況下也是，最靠支持基板2側的第一資訊記錄層3以外的資訊記錄層，亦即第二資訊記錄層5、第三資訊記錄層7、第四資訊記錄層9，係被設計成半穿透資訊記錄層，具有圖2(b)所示之層構造。
該半穿透資訊記錄層，係如圖圖1(b)及圖2(b)所示，從透光保護層8(雷射入射側)來看，係為第1介電體部11、記錄材料部12、第2介電體部13、金屬部14、第3介電體部15。
亦即在碟片製造時，在該半穿透資訊記錄層正下方的中間層上，依序將作為第3介電體部15、金屬部14、第2介電體部13、記錄材料部12、第1介電體部11的各薄膜，使用濺鍍裝置加以層積而形成。
此種半穿透資訊記錄層的第1介電體部11、第2介電體部13、第3介電體部15，係分別亦可不只是由1種類的介電體材料所成之所構成，亦可為由複數介電體材料所層積而成之構造。
例如第1介電體部11、第3介電體部15，係與相變化記錄材料或支持基板側所接觸之中間層等之材料具有相容性，會對記錄再生訊號特性帶來影響或對腐蝕等保存上之信賴性帶來影響，因此有時是被設計成分別以適合的材料層積複數介電體而成之構造。
圖3中圖示了層積構造例。
圖3雖然作為半穿透資訊記錄層而舉出了例如圖1的第三資訊記錄層7來圖示，但例如第1介電體部11係被設計成介電體a、b、c所層積而成的層構造。
第2介電體部13係由介電體d所成的一層構造。
第3介電體部15係由介電體e,f所成的層構造。
此係為一例，作為第1介電體部11、第2介電體部13、第3介電體部15係亦可想作其他構造。例如，也有第1介電體部11係為一層構造、或由2種介電體材料而成的層積構造之情形。關於第2介電體部13、第3介電體部15也同樣可考慮其他構造。
此外，說明有關半穿透資訊記錄層的反射率、穿透率之定義。
圖3中以箭頭表示雷射光成分，但反射率係以圖中的r為反射率。亦即，從碟片記錄再生裝置照射至光碟的雷射入射光為「1」時，係有在透光保護層8之表面所反射的光成分ri、入射至半穿透資訊記錄層的光成分ti、在半穿透資訊記錄層上所反射的光成分ri、光成分ri當中在透光保護層8之表面所反射的光成分ris，但亦即反射率r係對於入射光=1的半穿透資訊記錄層上進行反射而網碟片記錄再生裝置的接物透鏡側回去的光成分。亦即從碟片外面來看，是對入射光的來自半穿透資訊記錄層之反射光成分之比率。
後述的圖5(b)(d)、圖6(b)、圖7(b)中所使用的反射率，係為此反射率r。
只不過，圖5(b)(d)、圖6(b)、圖7(b)及後述之作為具體例的圖9中，會使用反射率(ri/ti)，此係僅在半穿透資訊記錄層來看的反射光對入射光之比率。
穿透率t係使用圖中的光成分ti、和穿透過半穿透資訊記錄層之光成分to，以t=to/ti為穿透率。
此處，先來說明半穿透資訊記錄層的記錄材料部12、金屬部14之厚度。
記錄材料部12，係被形成為由相變化材料所成之薄膜。
金屬部14，係被形成為由Ag合金等所成之反射膜。
半穿透資訊記錄層的穿透率，係強烈依存於該記錄材料部12及金屬部14之厚度，但為了提升穿透率，分別做得較薄，是可當作1個手法來考慮。可是，如之前所述，這些層越薄則將使耐腐蝕性越為惡化、保存性越惡化等，因此會導致訊號抹寫性能(抹除比)降低。
因此在本例中，對於這些記錄材料部12及金屬部14之厚度，設有下限。
圖4(a)中係圖示了，對Ag合金厚，進行耐腐蝕性：信賴性試驗時的缺陷增加率之測定結果。可知厚度若低過7nm則缺陷會增加。
又，圖4(b)中係圖示了，對記錄材料之厚度的訊號抹寫特性：抹除比的測定結果。以虛線表示抹除比的下限值26dB，可知記錄材料厚5.2nm以上時可超過之。
由此可知，Ag合金所成之金屬部14係為7nm、記錄材料部12係為5.2nm，是可利用之下限值。
此外，若考量實際大量生產工程中的各種餘裕而訂出理想的下限值，則金屬部14係以8nm、記錄材料部12係以5.5nm為下限，可說是較為適切。
〔2.必要的光學特性及實現手法〕
說明以本實施形態所實現之光學特性及實現手法。
上記圖1、圖2中雖然例示了3層碟片、4層碟片，但作為本發明的光資訊記錄媒體(光碟)，係以具有2層以上之資訊記錄層者為對象。
然後，第二以上的資訊記錄層，係為了讓記錄再生雷射光到達最靠近支持基板側的第一資訊記錄層，必須要具有透光性能，因此是如上記般地被設計成半穿透資訊記錄層。
於已經商品化的2層碟片中，第二資訊記錄層的透光率係具有45~55%之透光率。
此處，將2層碟片中的各記錄層之光學特性示於圖5(a)，入射光的使用方式示於圖5(b)。
圖5(a)係圖示了反射率(ri/ti)、穿透率、吸收率來作為關於第一資訊記錄層與第二資訊記錄層的光學特性。又，圖5(b)係將網2層碟片之入射能量設為100%時的第一資訊記錄層與第二資訊記錄層的能量分布，以反射率(r)、吸收率來表示。
如圖5(b)所示，各資訊記錄層中所被吸收的光能係有約一成之差異，記錄功率也有同程度的差異，但記錄功率的不平衡仍在容許範圍。
於多層碟片中，在各資訊記錄層上的吸收能量，是被設計成無論哪一層都大致同等，以使各層的記錄感度都能匹配。
當除了第一、第二資訊記錄層而加上形成第三資訊記錄層以構成3層碟片的情況下，係被設計成，從碟片外面來看的各記錄層的反射率(r)與記錄感度是匹配的。
此時的各資訊記錄層的光學特性係如圖5(c)所示，入射光的能量分布係如圖5(d)所示。
同樣地，在4層碟片時，各資訊記錄層的光學特性係如圖6(a)所示，入射光的能量分布係如圖6(b)所示。
由於各資訊記錄層係亦可單獨地微調記錄感度或反射率之值，因此圖示的半穿透資訊記錄層之透光率係並非嚴謹。在圖5(c)中雖然將第三資訊記錄層的穿透率設成70%，但在形成第三資訊記錄層時，若有65~75%之透光率，則可確實地確保作為媒體的光學平衡或記錄功率之平衡。例如在3層碟片時，第三資訊記錄層的穿透率為65%的情況下，在匹配至圖5(d)的反射率時，將第一、第二資訊記錄層的反射率提高若干而變成圖7(a)的光學特性，就可使作為3層碟片的能量平衡，控制成如圖7(b)所示。
此時，雖然各層的光吸收率會出現差異，但對第二資訊記錄層之吸收率而言，他層的吸收率係偏差約一成的程度。若為該一成的差異，則藉由將記錄層的熱設計予以最佳化，就可使記錄感度能夠匹配。
同樣地，作為4層碟片而形成第四資訊記錄層時，則若為73~83%之透光率，就可確保光學平衡。
像這樣，資訊記錄層的層數越增加，則最靠光入射側的資訊記錄層係被要求越高的透光率。
於抹寫型的碟片中，關於第二以上之資訊記錄層的這類半穿透資訊記錄層，係如上述將相變化型記錄材料、介電體、金屬等材料，以濺鍍裝置進行層積而形成。亦即，基本的構成係從光入射側來看是第1介電體部11、記錄材料部12、第2介電體部13、金屬部14、第3介電體部15。
此種半穿透資訊記錄層在本例中則是，為了實現作為第三資訊記錄層、第四資訊記錄層所被要求之穿透率，而將第1介電體部11的折射率設成2.4以上。
此外，當第1介電體部11是被設計成複數介電體材料的層積構造(例如上記圖3的介電體a、b、c之層積構造)的情況下，則該層積構成當中的至少1種介電體材料的折射率係為2.4以上即可。
又，為了不減少半穿透資訊記錄層中具有吸收性之記錄材料或金屬膜的厚度而儘可能地提高穿透率，第1介電體部11、第3介電體部15係皆為折射率2.4以上，較為理想。
甚至，當第1介電體部11、第3介電體部15中配置有2.4以上之高折射率材料之情況下，為了將穿透率提升至最高，第1介電體部11與第3介電體部15之折射率之間存在有適切的關係，係被判明。
亦即，當第1介電體部11或第3介電體部15之一方的折射率已被決定時，為了獲得最大的穿透率，將另一方之介電體的折射率，選擇成符合圖8之虛線內之組合，較為理想。
例如當第1介電體部11的折射率為2.4時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.4至2.5之範圍。
又，當第1介電體部11的折射率為2.5時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.4至2.7之範圍。
當第1介電體部11的折射率為2.6時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.4至2.9之範圍。
當第1介電體部11的折射率為2.7時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.4至3.0之範圍。
當第1介電體部11的折射率為2.8時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.5至3.0之範圍。
當第1介電體部11的折射率為2.9時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.6至3.0之範圍。
當第1介電體部11的折射率為3.0時，則第3介電體部15的折射率被選擇為2.7至3.0之範圍。
雖於後述，但該圖8之虛線內之組合，係當上記第1介電體部是被設成2.4以上的某一折射率的各情況下，半穿透資訊記錄層之穿透率係被設計成，從其最大穿透率起降低穿透率1%以內之範圍所成之折射率範圍的折射率之情形。
作為第1介電體部11或第3介電體部15中所配置的具有2.4以上之折射率的材料，係存在有Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 等之材料。
亦即第1介電體部11或第3介電體部15，係將Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 之至少1者，以單一介電體材料之形式或是複合介電體材料之一部分的形式而具有之。此外，所謂單一介電體材料係為具有SiO2 或ZnS等之基本構造的介電體所成之材料，所謂複合介電體材料係例如具有SiO2 或ZnS等之基本構造的複數介電體以原子層級均勻混合而成者。
又，高折射率材料係較難使得複合折射率當中的消光係數變成0。若消光係數增加則資訊記錄層的透光率會減少，因此使用於第三資訊記錄層、第四資訊記錄層時，要滿足所望之穿透率，是較為困難。因此，對第三資訊記錄層來說為了獲得必要之穿透率65%~75%，消光係數係必須要在0.04以下，而0.01以下則較為理想。
在相變化記錄材料中，係將組成式Gea Sb2 Tea+3 、Gea Bi2 Tea+3 (1≦a≦20)、或以這些來微調Ge,Te的量所成者、將Gea Sb2 Tea+3 與Gea Bi2 Tea+3 加以混合而組成者、甚至為了提升這些材料的記錄資訊保存性能等，而因應用途來添加元素所成者等等，是被當成半穿透資訊記錄層的記錄材料而使用。
金屬部14的薄膜係主要為了讓記錄材料部上所產生的熱能效率良好地散逸而設置，在相變化型光資訊記錄媒體中是廣泛採用了Ag合金。由於Ag是於藍色波長帶下較其他金屬材料的透光性或反射率較高之材料，因此即使在半穿透資訊記錄層中也會被當成金屬部14而利用。
〔3.半穿透資訊記錄層之例子〕
以下，說明作為半穿透資訊記錄層的具體例。
此外，如上述，雖然Ag合金所成之金屬部14係為7nm、記錄材料部12係為5.2nm是可利用之下限值，但以下是將金屬部14設成8nm、記錄材料部12設成5.5nm而將厚度固定後，展示各種具體例子。
又，反射率r係當記錄材料為結晶時的值(Rc)是1.8%~2.2%，使得與非晶質時的值(Ra)之比率：Rc/Ra>4附近的方式，將各材料層的厚度加以匹配。
即使將反射率r的設定範圍設定成其他範圍例如2.3%~2.7%等也可等同視之。
各具體例中，半穿透資訊記錄層係具有圖3所示的構造。亦即從支持基板側起在中間層上，按照介電體f、介電體e、Ag合金、介電體d、相變化記錄材料、介電體c、介電體b、介電體a之順序，將材料予以層積。
Ag合金係使用厚度8nm折射率0.14-i2.2。
相變化記錄材料係使用厚度5.5nm，結晶時的折射率為1.8-i3.6，非晶質時的折射率為2.8-i2.6之材料。
透光保護層與比記錄層靠近支持基板側的中間層材料中則使用折射率1.55的材料。
此外，Ag合金厚或記錄材料厚若設定成比本次設定還厚，則穿透率會減少。
圖9中作為樣本S1~S10，將各種介電體材料之組合、和對該組合之反射率、穿透率的結果，圖示了具體例。該圖9中所示的反射率係為上述的(ri/ti)。
此外，樣本S1、S2係當作比較例。
相當於本實施形態的實施例係為樣本S3~S10。
此外，作為圖9的第1介電體部11係圖示了介電體a,b,c，但只有介電體b的樣本，其第1介電體部11是以一層構造而形成。又，介電體a,b、介電體b,c、或介電體a,b,c所示的樣本，其第1介電體部11是以層積構造而形成。
又，作為第3介電體部15係圖示了介電體e,f，但只有介電體e的樣本，其第3介電體部15是以一層構造所形成，因此介電體e,f所示的樣本，其第3介電體部15是以層積構造所形成。
各樣本係如以下所示。此外，全樣本中，關於第2介電體部13，係使用折射率2.1的SiN，除了樣本S1以外，其厚度係設為3nm。
<S1>
作為比較例的樣本S1，其第1介電體部11、第2介電體部13、第3介電體部15之各層的介電體材料係使用SiN。SiN的折射率係為2.1。厚度則是，第1介電體部11係35nm，第2介電體部13係10nm，第3介電體部15係15nm。
<S2>
作為比較例的樣本S2，其第1介電體部11、第2介電體部13的介電體材料係使用SiN，作為第3介電體部15的介電體材料係使用Nb2 O5 。SiN的折射率係為2.1，Nb2 O5 的折射率係為2.55。厚度則是，第1介電體部11係35nm，第2介電體部13係3nm，第3介電體部15係10nm。
<S3>
樣本S3的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率2.55的Nb2 O5 ，第2介電體部13、第3介電體部15的介電體材料係使用SiN。厚度則是，第1介電體部11係29nm，第3介電體部15係為37nm。
<S4>
樣本S4的第1介電體部11及第3介電體部15的介電體材料係使用折射率2.55的Nb2 O5 。厚度則是，第1介電體部11係32nm，第3介電體部15係為25nm。
<S5>
樣本S5的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率2.55的Nb2 O5 ，厚度設為30nm。作為第3介電體部15的介電體材料，係使用折射率2.77厚度5nm的TiO2 ，和折射率2.55厚度21nm的Nb2 O5 。
<S6>
樣本S6的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 、和折射率2.1厚度5nm的SiN。第3介電體部15的介電體材料係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 。
<S7>
樣本S7的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 、和折射率2.1厚度5nm的SiN。作為第3介電體部15的介電體材料，係使用折射率2.77厚度5nm的TiO2 ，和折射率2.55厚度20nm的Nb2 O5 。
<S8>
樣本S8的第1介電體部11的介電體b係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 ，介電體a,c係使用折射率2.1厚度5nm的SiN。
第3介電體部15的介電體材料係使用折射率2.55厚度22nm的Nb2 O5 。
<S9>
樣本S9的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率1.48厚度10nm的SiO2 、和折射率2.55厚度32nm的Nb2 O5 。第3介電體部15的介電體材料係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 。
<S10>
樣本S10的第1介電體部11的介電體材料係使用折射率1.48厚度10nm的SiO2 、和折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 。第3介電體部15的介電體材料係使用折射率2.55厚度25nm的Nb2 O5 。
於此圖9中可知相對於第1介電體部11(介電體a,b,c)、第3介電體部15(介電體d,f)中不含2.4以上之高折射率介電體的樣本S1而言，在第1介電體部11中含有屬於高折射率介電體之Nb2 O5 的樣本S3~S10，穿透率係被提高。
又，對於第3介電體部15中含有高折射率介電體、第1介電體部11中不含有高折射率介電體的樣本S2而言，第1介電體部11及第3介電體部15中含有高折射率介電體(Nb2 O5 )的樣本S4~S10，其穿透率也有被提高。
亦即，藉由在第1介電體部11中配置高折射率介電體，就可提升半穿透資訊記錄層的穿透率。
再者，針對第1介電體部11與第3介電體部15，都含有屬於高折射率材料的Nb2 O5 (折射率2.55)的樣本S4~S10的記錄層，係可充分確保穿透率65%，可滿足作為3層碟片之第三資訊記錄層7的光學特性。
又，如後述，可更加提升穿透率，可滿足作為4層碟片之第四資訊記錄層9的光學特性。
至於僅在第1介電體部11中具有高折射率介電體的樣本S3，則是穿透率係為60%程度，作為3層碟片的第三資訊記錄層7是稍嫌穿透率不足，但作為2層碟片的第二資訊記錄層來說是理想的。作為2層碟片的第二資訊記錄層時，利用可獲得足夠以上之穿透率這件事，就可反而使金屬部14或記錄材料部12的厚度做得較厚。此外，關於這點，在樣本S4~S10也可說是同樣如此。
此外，以上的樣本S3~S10係僅為一例，本發明所該當之半穿透資訊記錄層的材料、構造，當然可考量有各種多樣性。
此處，例如樣本S6所示，想定在第1介電體部11(介電體b)及第3介電體部15(介電體e)中配置同一材料之情形，將其折射率當作參數而計算穿透率之結果，示於圖10。
由該圖10可知，折射率值越高則穿透率越提升，若折射率值為2.4以上則穿透率可達成65%以上。
又如之前所述，當第1介電體部11、第3介電體部15中配置有2.4以上之高折射率材料之情況下，欲將穿透率提升至最高時，則第1介電體部11與第3介電體部15之折射率之間存在有適切的關係。
第1介電體部11、第3介電體部15採取各種折射率時，對各折射率的最大穿透率之計算結果，示於圖11。
在圖11中，針對第3介電體部15的折射率為2.3~3.0之各情形，以各線P1~P8表示第1介電體部11的折射率為2.3~3.0之範圍時的穿透率。
由該圖11可知，當已決定第1介電體部11時，對其折射率而言使穿透率成為最大的第3介電體部15的折射率範圍，係為存在。於各線P1~P8中，●係表示穿透率呈最大值的點。
此處雖然圖示了，半穿透資訊記錄層的穿透率，是相對於已決定第1介電體部11之折射率時所得的最大穿透率而降低1%的第3介電體部15之折射率範圍，但於上述的圖8中，係為被虛線所圍繞之領域。
亦即，藉由採用相當於該虛線內之領域的第1介電體部11之折射率與第3介電體部15之折射率之組合，可獲得良好的穿透率特性，可將作為該當半穿透資訊記錄層的透光率提高至65%以上，例如提升至70%程度。
接著說明消光係數。
第1介電體部11及第3介電體部15的介電體材料對光具有吸收的情況下，穿透率會減少。因此，藉由計算來調查，透光率對於介電體材料消光係數的減少傾向。
第1介電體部11、第3介電體部15是採取折射率2.4至3.0之範圍時，該介電體材料的消光係數發生時的穿透率之減少傾向，示於圖12。各線Q1~Q7係表示了，折射率從2.4至3.0之各情況下，消光係數與穿透率之關係。
由圖12可知，即使使用相當於3.0的高折射率介電體，其消光係數若超過0.04則仍然無法獲得穿透率65%。因此，第1介電體部11及第3介電體部15的消光係數，必須要為0.04以下。尤其是0.01以下，較為理想。
至於折射率2.4以上的高折射率透明介電體，則如以下所述。
調查第1介電體部11、第3介電體部15中所必要之高折射率透明介電體，例如藍光光碟中所採用的雷射光波長405nm下的折射率測定的結果，得到圖14所示的材料。亦即，有Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 等材料存在。
但是隨著濺鍍條件，折射率、消光係數會變化，因此得到圖14之值時的各材料的薄膜之狀態，並不一定最適合於該薄膜之狀態。
雖然Bi2 O3 的消光係數很高，但會因為與透明介電體材料的複合化而導致消光係數降低。例如，Bi12 SiO20 (Bi2 O3 ：SiO2 =6：1)係為眾所周知的光學結晶而消光係數卻是遠低於0.01。
又，第1介電體部11具有3層介電體所成之層積構造，從雷射入射側起依序為介電體a、介電體b、介電體c時，調查可獲得穿透率65%以上的介電體b,c之折射率之組合範圍。
此外，介電體c係接觸於記錄材料部的介電體。又，介電體b係為被配置在介電體c的雷射光入射側的介電體。
介電體b與第3介電體部15(介電體e)，係考慮上述各種事情，而為同一材料，較為理想。因此，這裡介電體b與第3介電體部15中係配置相同折射率。其結果獲得圖13之結果。
於圖13中雖然圖示了介電體b與介電體c的折射率之關係，但斜線部分係為穿透率65%以上。
因此，為了獲得穿透率65%所必要之介電體b與c的折射率關係係為圖13的直線上，穿透率65%以上的範圍係為該直線上側的斜線部分，亦即，是滿足(介電體c之折射率)≧-3.6×(介電體b之折射率)+11的範圍。
因此，選定出滿足此種條件的介電體材料，係為適切。
此外，介電體a的折射率係在1.4~3.0之範圍中則無論配置哪種材料，藉由膜厚予以最佳化，都可獲得與未配置介電體a時之最大穿透率同等的穿透率。只不過，適當介電體a中不發生吸收時的情形。
又，於此例中，本發明申請項11中相當於所謂介電體Y的係為介電體c，相當於介電體X的則是介電體b，在此附帶說明。
以上雖然針對實施形態加以說明，但實施形態中所述的半穿透資訊記錄層，係於第1介電體部11、或第1介電體部11與第3介電體部15雙方，折射率為2.4以上。
尤其是，第1介電體部11與第3介電體部15中所含之高折射率介電體的折射率值組合，是落在圖8之虛線內之組合，藉此可對於記錄再生雷射波長，達成透光率65%以上。
1．．．碟片
2．．．支持基板
3．．．第一資訊記錄層
4．．．第一中間層
5．．．第二資訊記錄層
6．．．第二中間層
7．．．第三資訊記錄層
8．．．透光保護層
9．．．第四資訊記錄層
10．．．第三中間層
11．．．第1介電體部
12．．．記錄材料部
13．．．第2介電體部
14．．．金屬部
15．．．第3介電體部
100．．．支持基板
101．．．第一資訊記錄層
102．．．中間層
103．．．第二資訊記錄層
104．．．透光保護層
111．．．第1介電體部
112．．．記錄材料部
113．．．第2介電體部
114．．．金屬部
115．．．第3介電體部
200．．．支持基板
201．．．第一資訊記錄層
202．．．第一中間層
203．．．第二資訊記錄層
204．．．第二中間層
205．．．第三資訊記錄層
206．．．透光保護層
[圖1]本發明的實施形態的3層碟片之層構造的說明圖。
[圖2]實施形態的4層碟片之層構造的說明圖。
[圖3]實施形態的半穿透資訊記錄層之構造的說明圖。
[圖4]實施形態的金屬部及記錄材料部的厚度之設定的說明圖。
[圖5]雙層碟片及三層碟片之光學特性及能量分布的說明圖。
[圖6]四層碟片之光學特性及能量分布的說明圖。
[圖7]三層碟片之光學特性及能量分布的說明圖。
[圖8]實施形態的折射率之組合的說明圖。
[圖9]實施形態的半穿透資訊記錄層之材料的各種實施例的說明圖。
[圖10]實施形態的折射率與最大穿透率之關係的說明圖。
[圖11]實施形態的折射率之每種組合的最大穿透率之關係的說明圖。
[圖12]實施形態的消光係數與穿透率之關係的說明圖。
[圖13]實施形態的獲得穿透率65%之介電體之關係的說明圖。
[圖14]實施形態中所能採用之介電體材料的說明圖。
[圖15]雙層碟片與三層碟片的說明圖。

Claims (9)

  1. 一種光資訊記錄媒體，其特徵為，在支持基板、與作為記錄再生雷射光入射側之層的透光保護層之間，具有複數資訊記錄層，其係被對於波長400~410nm之記錄再生雷射光呈透明之中間層所隔開；在上記複數資訊記錄層之內，最靠近上記支持基板側的資訊記錄層以外的1或複數資訊記錄層，係為具有讓上記雷射光穿透之性質的半穿透資訊記錄層；1或複數上記半穿透資訊記錄層之全部或部分，係從雷射光的入射側來看，依序具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的記錄材料部、第2介電體部、至少7nm以上之厚度的金屬部、第3介電體部所成之構造；且上記第1介電體部，係由含有折射率為2.4以上之介電體材料的複數介電體材料所層積而成之構造所成。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，上記第3介電體部，係對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之光資訊記錄媒體，其中，上記半穿透資訊記錄層的上記第3介電體部，係當令上記第1介電體部為2.4以上的某一折射率時，該當半穿透資訊記錄層之穿透率係被設計成，從其最大穿透率起 降低穿透率1%以內之範圍所成之折射率範圍的折射率，以使該當半穿透資訊記錄層的透光率設成65%以上。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之光資訊記錄媒體，其中，上記第1介電體部及上記第3介電體部的消光係數係為0.04以下。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，作為上記資訊記錄層，是由最靠近上記支持基板側的第一資訊記錄層、和被設計成上記半穿透資訊記錄層的第二資訊記錄層及第三資訊記錄層所形成；上記第三資訊記錄層係為，具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的上記第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的上記記錄材料部、上記第2介電體部、至少7nm以上之厚度的上記金屬部、上記第3介電體部所成之構造。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，作為上記資訊記錄層，是由最靠近上記支持基板側的第一資訊記錄層、和被設計成上記半穿透資訊記錄層的第二資訊記錄層、第三資訊記錄層及第四資訊記錄層所形成；上記第三資訊記錄層及第四資訊記錄層係為，具有：對上記記錄再生雷射光之波長之折射率為2.4以上的上記第1介電體部、至少5.2nm以上之厚度的上記記錄材料部 、上記第2介電體部、至少7nm以上之厚度的上記金屬部、上記第3介電體部所成之構造。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，上記第1介電體部，係將Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 之至少1者，以單一介電體材料之形式或是複合介電體材料之一部分的形式而具有之。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，上記第3介電體部，係將Nb2 O5 、TiO2 、ZnS、CeO2 、Bi2 O3 之至少1者，以單一介電體材料之形式或是複合介電體材料之一部分的形式而具有之。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載之光資訊記錄媒體，其中，當上記第1介電體部係由複數透明介電體材料所層積而成的情況下，令接觸於上記記錄材料部的介電體為Y，被配置在該當介電體Y之雷射光入射側的介電體為X時，則上記介電體Y係為，其折射率是具有，(介電體Y之折射率)≧-3.6×(介電體X之折射率)+11之範圍之值的透明介電體材料。
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