TWI668318B - 記錄層、光訊息記錄介質、濺射靶 - Google Patents

記錄層、光訊息記錄介質、濺射靶 Download PDF

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田内裕基
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Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.)
日商神戶製鋼所股份有限公司
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Abstract

本發明的課題在於提供一種可抑制層數的增加且滿足各種要求特性的記錄層及光訊息記錄介質與形成它們的濺射靶。本發明的記錄層為通過雷射光的照射來進行記錄的光訊息記錄介質用記錄層，且含有鎢氧化物及鈷氧化物，相對於全部金屬原子而言的鈷原子的含量為超過10原子%且70原子%以下。本發明的光訊息記錄介質包括所述記錄層。

Description

記錄層、光訊息記錄介質、濺射靶
本發明是有關於一種記錄層及光訊息記錄介質、濺射靶。
例如壓縮光碟（Compact Disc，CD）、數位多功能光碟（Digital Versatile Disc，DVD）等光碟（optical disc）被廣泛用作光訊息記錄介質。所述光訊息記錄介質根據記錄再生方式而分類為再生專用型、追記型及重寫型三種。另外，作為所述追記型的記錄方式，例如使用（i）使記錄層發生相變化的相變化方式、（ii）使多個記錄層進行反應的層間反應方式、（iii）使構成記錄層的化合物分解的分解方式、（iv）在記錄層中局部形成孔或凹坑（pit）等記錄標記的開孔方式。
作為所述相變化方式，提出有利用由記錄層的結晶化引起的光學特性的變化的方式。例如，國際公開第1998/9823號及日本專利特開2005-135568號公報中提出有含有Te-O-Pd的記錄層，日本專利特開2003-331461號公報中提出有含有Sb-Te的記錄層。
作為所述層間反應方式，提出有通過利用加熱的反應或合金化來進行記錄的2層結構的記錄層。例如日本專利特開2003-326848號公報中提出有將包含含有In及O的合金的第一記錄層、與包含含有Se及/或Te和O的合金的第二記錄層積層而成的構成，日本專利特開平11-34501號公報中提出有將以In為主成分的第1記錄層與包含含有屬於5B族或6B族的至少一種元素的金屬或者非金屬的第2記錄層積層而成的構成。
作為所述分解方式，例如國際公開第2003/101750號中提出有以金屬氮化物為主成分且通過加熱而溶解來進行記錄的記錄層。另外，作為所述分解方式，還研究了使用有機色素材料作為記錄層的形成材料。
作為所述開孔方式，提出有使用低熔點材料的記錄層，例如日本專利特開2007-196683號公報中，提出有包含含有Ni及/或Co的Sn基合金的記錄層。另外，日本專利第4110194號中，提出有包含In-Co合金的記錄層。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第1998/9823號 [專利文獻2]日本專利特開2005-135568號公報 [專利文獻3]日本專利特開2003-331461號公報 [專利文獻4]日本專利特開2003-326848號公報 [專利文獻5]日本專利特開平11-34501號公報 [專利文獻6]國際公開第2003/101750號 [專利文獻7]日本專利特開2007-196683號公報 [專利文獻8]日本專利第4110194號
[發明所要解決的問題] 作為光訊息記錄介質所要求的主要的要求特性，可列舉：具有足以進行再生的反射率、能以實用的記錄雷射功率進行記錄（具有高記錄感度）、記錄信號具有足以進行再生的信號振幅（高調變度）、信號強度高（高載噪比（carrier-to-noise ratio，C/N比））等。
但是，根據所述公報中記載的材料，難以以單體（單層）滿足所述全部要求特性。因此，現有的光訊息記錄介質需要為了彌補反射率而在記錄層的雷射照射面的相反側的面上積層反射層，或者為了確保充分的調變度而積層介電層。結果，現有的光訊息記錄介質具有層數增多且生產性降低的課題。再者，所述包含In-Co合金的記錄層雖然能以單層確保充分的反射率及調變度，但在記錄感度方面期望進一步的提高。
本發明是基於此種狀況而完成，課題在於提供一種可抑制層數的增加且滿足所述要求特性的記錄層及光訊息記錄介質。 [解決問題的技術手段]
為解決所述課題而完成的本發明的記錄層為通過雷射光的照射來進行記錄的光訊息記錄介質用記錄層，且所述記錄層含有鎢氧化物及鈷氧化物，相對於全部金屬原子而言的鈷原子的含量為超過10原子%且70原子%以下。
所述記錄層由於含有鎢氧化物及鈷氧化物而複折射率高，由此可獲得高反射率。另外，所述記錄層通過含有鎢氧化物及鈷氧化物可提高吸收率，因此，可有效率地將用於信號記錄的雷射的能量轉換為熱。因此，所述記錄層的記錄感度高。另外，關於所述記錄層，由於相對於全部金屬原子而言的鈷原子的含量為所述範圍內，因此可提高調變度及信號強度（C/N比）。所述記錄層不需要為了獲得高反射率、高調變度等而積層其他層，因此可抑制層數的增加。
所述記錄層可進而含有銦氧化物、鋅氧化物及銅氧化物中的至少一種。如此，通過進而含有銦氧化物、鋅氧化物及銅氧化物中的至少一種，可進一步提高記錄感度等。
所述記錄層較佳為進而含有銀氧化物，且相對於全部金屬原子而言的銀原子的含量較佳為20原子%以下。如此，通過以所述比例含有銀氧化物，可進一步提高記錄感度。
所述記錄層可通過雷射光的照射而生成氣泡。根據所述構成，通過由雷射光的照射引起的氣泡的生成而層形狀發生變化，可進行不可逆的記錄。根據所述記錄方式，可進一步提高記錄感度。
所述記錄層的平均厚度較佳為5 nm以上且60 nm以下。如此，通過所述記錄層的平均厚度為所述範圍內，可適當控制反射率及記錄感度。
另外，為了解決所述課題而完成的本發明的光訊息記錄介質包括所述記錄層。
所述光訊息記錄介質由於包括所述記錄層，因此可抑制層數的增加且滿足高反射率、高記錄感度、高調變度及高C/N比。
所述光訊息記錄介質可在所述記錄層的雷射照射面的相反側的面上未積層有反射層。如此，通過在所述記錄層的雷射照射面的相反側的面上未積層有反射層，而減少整體的層數，由此可提高生產性。
所述光訊息記錄介質可未積層有介電層。如此，通過未積層有介電層，而減少整體的層數，由此可提高生產性。
再者，本發明中所謂「平均厚度」，是指任意10點的厚度的平均值。 [發明的效果]
如以上所說明，本發明的記錄層及光訊息記錄介質可抑制層數的增加且滿足高反射率、高記錄感度、高調變度及高C/N比。
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
所述記錄層是通過雷射光的照射來進行記錄的光訊息記錄介質用記錄層。所述光訊息記錄介質例如如圖1所示，包括：所述記錄層1、積層於所述記錄層1的表面側（雷射光的照射面側）的透光層2、積層於所述記錄層1的背面側的基板3。以下，首先對所述記錄層1進行說明。
＜記錄層＞ 所述記錄層1含有W（鎢）氧化物及Co（鈷）氧化物。另外，所述記錄層1中，相對於全部金屬原子而言的Co原子的含量為超過10原子%且70原子%以下。再者，W氧化物及Co氧化物除了為僅與O（氧）構成的氧化物以外，也可為與所述記錄層1中所含的其他元素的複合氧化物。
所述記錄層1由於含有W氧化物及Co氧化物，因此複折射率高，由此可獲得高反射率。另外，所述記錄層1通過含有W氧化物及Co氧化物可提高吸收率，且可有效率地將用於信號記錄的雷射光的能量轉換為熱。
再者，所述記錄層1較佳為實質上（即，作為不可避免的雜質而包含的情況除外）不以單體形式含有金屬W及金屬Co。在所述記錄層1以單體形式含有金屬W及/或金屬Co的情況下，擔心由於這些金屬元素的氧化而對所述記錄層1的所需特性造成影響。
關於所述記錄層1，通過利用雷射照射的加熱而Co氧化物分解並放出氧，所述記錄層1的組成發生變化，由此可進行不可逆的記錄。換句話說，所述記錄層1通過基於雷射照射的Co氧化物的分解而生成氣泡，且由於所述氣泡而層形狀發生變化，由此可進行不可逆的記錄。所述記錄層1如此可通過由雷射光的照射引起的氣泡的生成來進行記錄，因此可提高記錄感度。作為所述記錄層1可提高記錄感度的理由，認為原因在於：通過由雷射照射引起的氣泡的產生而進行了記錄的部分與未產生氣泡的部分相比，透過率增加（即，反射率降低），因此可提高調變度。
相對於所述記錄層1中所含的全部金屬原子而言的Co原子的含量如上所述，為超過10原子%，更佳為15原子%以上。另一方面，作為相對於全部金屬原子而言的Co原子的含量的上限，如上所述為70原子%，更佳為60原子%。若Co原子的含量不滿足所述下限，則擔心通過Co氧化物的分解而放出的氧量變得不充分，信號強度（C/N值）變低。反之，若Co原子的含量超過所述上限，則擔心調變度變低，難以放出氧。
所述記錄層1較佳為進而含有In（銦）氧化物、Zn（鋅）氧化物及Cu（銅）氧化物中的至少一種。作為In氧化物、Zn氧化物及Cu氧化物，只要為通常可存在者，則並無特別限定，例如若為In氧化物，則可列舉In2 O3 等，若為Zn氧化物，則可列舉ZnO等，若為Cu氧化物，則可列舉CuO、Cu2 O等。所述記錄層1通過含有In氧化物、Zn氧化物及Cu氧化物中的至少一種，可進一步提高記錄感度等。
具體來說，In氧化物及Zn氧化物通常為無色透明，因此所述記錄層1通過含有In氧化物及/或Zn氧化物可控制透過率。因此，根據所述記錄層1的組成來調節In氧化物及/或Zn氧化物的含量，由此容易形成記錄感度及反射率兩者優異的記錄層1。在所述記錄層1含有In氧化物或Zn氧化物的情況下，相對於所述記錄層1中所含的全部金屬原子而言的In原子或Zn原子的含量的下限較佳為5原子%，更佳為10原子%。另一方面，相對於全部金屬原子而言的In原子或Zn原子的含量的上限較佳為80原子%，更佳為70原子%。若In原子及Zn原子的含量不滿足所述下限，則擔心無法充分提高所述記錄層1的透過率。反之，若In氧化物及Zn氧化物的含量超過所述上限，則擔心記錄感度不足或者所述記錄層1的反射率變得不充分。
另外，所述記錄層1通過含有Cu氧化物可提高吸收性。由此，可有效率地吸收雷射光，且可降低記錄所需要的記錄雷射功率。在所述記錄層1含有Cu氧化物的情況下，相對於所述記錄層1中所含的全部金屬原子而言的Cu原子的含量的下限較佳為5原子%，更佳為10原子%。另一方面，相對於全部金屬原子而言的Cu原子的含量的上限較佳為60原子%，更佳為50原子%。若Cu原子的含量不滿足所述下限，則擔心無法充分提高吸收性。反之，若Cu原子的含量超過所述上限，則擔心分解所需要的氧化物的比例降低且記錄感度降低。
所述記錄層1較佳為進而含有Ag（銀）氧化物。Ag氧化物的分解溫度比較低，因此，所述記錄層1通過包含Ag氧化物而容易通過雷射光的照射加以分解。因此，所述記錄層1可進一步提高記錄感度。Ag氧化物若為通常可存在者，則並無特別限定，例如可列舉AgO、Ag2 O、Ag2 O3 等。在所述記錄層1含有Ag氧化物的情況下，相對於所述記錄層1中所含的全部金屬原子而言的Ag原子的含量的上限較佳為20原子%，更佳為10原子%。若Ag原子的含量超過所述上限，則擔心耐候性降低。另一方面，相對於全部金屬原子而言的Ag原子的含量的下限較佳為2原子%，更佳為4原子%。若Ag原子的含量不滿足所述下限，則擔心無法充分提高所述記錄層1的易分解性。
再者，所述記錄層1視需要也可含有所述In氧化物、Zn氧化物、Cu氧化物及Ag氧化物以外的選擇性氧化物（W氧化物及Co氧化物以外的氧化物）。另外，在所述記錄層1含有選擇性氧化物（例如所述In氧化物、Zn氧化物、Cu氧化物及Ag氧化物）的情況下，較佳為實質上（即，作為不可避免的雜質而包含的情況除外）不含它們的金屬單體（金屬In、金屬Zn、金屬Cu及金屬Ag）。這些金屬單體存在自其他氧化物奪取氧並進行氧化的情況，所述情況下，擔心對記錄層1的所需特性造成影響。
所述記錄層1的平均厚度的下限較佳為5 nm，更佳為10 nm。另一方面，所述記錄層1的平均厚度的上限較佳為60 nm，更佳為50 nm，進而佳為40 nm。若所述平均厚度小於所述下限，則擔心所述記錄層1的反射率變得不充分。反之，若所述平均厚度超過所述上限，則擔心記錄感度變得不充分，記錄所需要的記錄雷射功率不必要地變大。
（製造方法） 所述記錄層1例如可通過濺射法而形成。根據濺射法，容易實現盤面內的層厚分佈的均勻化。尤其是就所述記錄層1的生產性或面內均勻性、可容易且確實地進行厚度控制的方面而言，較佳為使用利用燒結體靶並導入氬及氧的混合氣體來進行濺射的反應性濺射法。
在利用所述反應性濺射法來形成所述記錄層1的情況下，氧流量相對於氬流量的比的下限較佳為0.5，更佳為1.0。另一方面，所述比的上限較佳為5.0。另外，所述濺射法中的氣體壓力例如可設為0.1 Pa以上且2.0 Pa以下。另外，濺射電力例如可設為例如0.5 W/cm2 以上且20 W/cm2 以下。
〈濺射靶〉 作為所述濺射法中使用的濺射靶，可使用將W氧化物或金屬W粉末與Co氧化物或金屬Co粉末混合並燒結而成者。另外，所述濺射靶可進而含有In氧化物或金屬In粉末、Zn氧化物或金屬Zn粉末、或者Cu氧化物或金屬Cu粉末，也可進而含有Ag氧化物或金屬Ag粉末。另外，相對於所述濺射靶中所含的全部金屬原子而言的Co原子的含量較佳為超過10原子%且70原子%以下。再者，所述濺射靶視需要可含有所述In氧化物、Zn氧化物、Cu氧化物及Ag氧化物以外的金屬氧化物，也可含有所述金屬In粉末、金屬Zn粉末、金屬Cu粉末及金屬Ag粉末以外的金屬粉末。其中，所述濺射靶較佳為除不可避免的雜質外並不含視需要所含有的金屬氧化物及金屬粉末以外者。
＜光訊息記錄介質＞ 所述光訊息記錄介質如上所述，包括：所述記錄層1、積層於所述記錄層1的表面側的透光層2、積層於所述記錄層1的背面側的基板3。所述光訊息記錄介質較佳為不具有介電層及反射層。具體來說，所述光訊息記錄介質較佳為在所述記錄層1上未積層有介電層，另外較佳為在所述記錄層1的雷射照射面的相反側的面上未積層有反射層。所述光訊息記錄介質由於所述記錄層1的調變度充分高，因此未必需要配設介電層及反射層。所述光訊息記錄介質通過未積層有介電層及/或反射層而減少整體的層數，由此可提高生產性。
所述光訊息記錄介質可通過將所述記錄層1積層於形成有雷射引導用的多個槽3a的基板3上後，在所述記錄層1上積層透光層2而形成。另外，所述光訊息記錄介質為了提升耐久性，也可在所述記錄層1的單面或兩面積層氧化物層、硫化物層、金屬層等保護層。通過在所述記錄層1上積層氧化物層、硫化物層、金屬層等，可抑制成為經時劣化的原因的所述記錄層1的分解。
透光層2的主成分例如可列舉聚碳酸酯、紫外線硬化型樹脂等。作為透光層2的材質，較佳為相對於進行記錄再生的雷射而言的透過率高且吸收率低。透光層2的平均厚度例如可設為0.1 mm以上且1.2 mm以下。再者，所謂「主成分」是指含量最多的成分，例如是指含量為50質量%以上的成分。
基板3的主成分可列舉聚碳酸酯、降冰片烯樹脂、環狀聚烯烴、非晶質聚烯烴等。基板3的平均厚度例如可設為0.5 mm以上且1.2 mm以下。
再者，所述光訊息記錄介質只要包括所述記錄層1，則其他層的具體構成及層數並不限定於所述構成。
所述光訊息記錄介質由於包括所述記錄層1，因此可抑制層數的增加且滿足高反射率、高記錄感度、高調變度及高C/N比。另外，所述光訊息記錄介質由於可抑制層數的增加，因此生產性優異。 [實施例]
以下，列舉實施例來對本發明進行更具體的說明，但本發明並不限定於這些實施例。
（1）光碟的製作 使用直徑12 cm、厚度1.1 mm、軌道間距（track pitch）0.32 μm、槽深度25 nm的聚碳酸酯基板，並在所述基板上通過磁控濺射法形成表1所示的組成的記錄層。記錄層的平均厚度設為40 nm。再者，在所述記錄層的兩面形成平均厚度10 nm的In氧化物層作為保護層。作為形成所述記錄層的濺射靶，使用W氧化物靶及Co氧化物靶（以及其他選擇性的金屬氧化物靶），通過利用同時放電的多元濺射而形成所述記錄層。
作為形成所述記錄層時的濺射條件，將氧流量相對於氬流量的比設為1：1（氬流量10 sccm、氧流量10 sccm），將氣體壓力設為0.26 Pa，將濺射功率設為250 W，且將基板溫度設為室溫（25℃）。另外，所獲得的記錄層的成分組成是通過電感耦合等離子體（Inductively Coupled Plasma，ICP）發光分析法、螢光X射線分析法及X射線光電子分光法而測定。
接著，利用旋塗法將紫外線硬化型樹脂塗布於記錄層的上表面側（詳細來說，積層於記錄層的上表面的保護層的上表面）並照射紫外線，由此使其硬化，並積層平均厚度約0.1 mm的透光層，從而製作光碟。
（2）光碟的品質 利用以下方法對以所述順序製作的光碟的反射率、記錄功率（記錄雷射功率）、抖動（jitter）值及調變度進行測定及評價。
（反射率） 反射率[%]是使用光碟評價裝置（帕路斯泰克工業（Pulstec Industrial）公司製造的「ODU-1000」），將記錄雷射中心波長設為405 nm，並使用數值孔徑（Numerical Aperture，NA）（開口數）0.85的透鏡，將雷射照射在軌道上，根據光碟中的未記錄部分的雷射光的返回光強度而求出。將所述測定結果示於表1。
（加速環境試驗） 作為加速環境試驗，在溫度80℃、相對濕度85%的環境下保持96小時，與所述同樣地測定試驗後的反射率。按照以下基準來評價所述加速環境試驗前後的反射率的變化率。將所述評價結果示於表1。 A：加速環境試驗前後的反射率的變化率為-10%以上且10%以下 B：加速環境試驗前後的反射率的變化率為小於-10%或超過10%
（抖動值及調變度） 使用所述光碟評價裝置，在線速4.92 m/s、基準時鐘66 MHz的條件下，以各種記錄功率記錄2T至8T的隨機信號。接著，使用泰克（Tektronix）公司製造的時間間隔分析儀（time interval analyzer）「TA-810」來測定抖動值[%]（表示再生雷射功率0.3 mW下的記錄再生時的再生信號在時間軸上的擺動的值）。進而，基於下述式來算出抖動值變得最小的記錄功率下的調變度[%]（反射率的變化率）。 調變度=（未記錄部分的反射率-記錄部分的反射率）/未記錄部分的反射率 將所述測定結果示於表1。
另外，按照以下基準對利用所述方法測定的抖動值及調變度的品質進行評價。將所述評價結果示於表1。 A：抖動值為7%以下且調變度為45%以上 B：抖動值為超過7%且10%以下、或者抖動值為7%以下且調變度小於45% C：抖動值為超過10%
（記錄功率） 將所述抖動值變得最小的記錄功率設為本實施例中的記錄功率[mW]。將所述測定結果示於表1。再者，表1中的「-」是指無論評價裝置的追蹤（tracking）如何而未能測定。
[表1]
[評價結果] 如表1所示，記錄層含有W氧化物及Co氧化物且相對於全部金屬原子而言的Co原子的含量為超過10原子%且70原子%以下的No.3～No.5、No.7～No.10的抖動值優異，實用的記錄雷射功率下的記錄感度優異，並且反射特性也良好。尤其是Ag的含量經充分調整的No.3～No.5、No.7、No.9、No.10的調變度也優異，從而進一步提高了品質。
相對於此，不含Co氧化物的No.1及雖含有Co氧化物但Co原子的含量並不充分的No.2無論裝置的追蹤如何而未能測定到記錄功率、抖動值及調變度。
進而，含有Co氧化物但Co原子的含量多的No.6的抖動值及調變度變得不充分。 [產業上的可利用性]
如以上所說明，本發明的記錄層及光訊息記錄介質可抑制層數的增加且滿足各種要求特性，因此適宜用於追記型的光碟。
1‧‧‧記錄層
2‧‧‧透光層
3‧‧‧基板
3a‧‧‧槽
圖1是表示本發明的一實施方式的光訊息記錄介質的示意性局部剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種記錄層，其為通過雷射光的照射來進行記錄的光訊息記錄介質用記錄層，且所述記錄層包括鎢氧化物及鈷氧化物， 相對於全部金屬原子而言的鈷原子的含量為超過10原子%且70原子%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的記錄層，其進而含有銦氧化物、鋅氧化物及銅氧化物中的至少一種。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的記錄層，其進而含有銀氧化物，且 相對於全部金屬原子而言的銀原子的含量為20原子%以下。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的記錄層，其通過雷射光的照射而生成氣泡。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的記錄層，其平均厚度為5 nm以上且60 nm以下。
  6. 一種光訊息記錄介質，包括如申請專利範圍第1項或第2項所述的記錄層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光訊息記錄介質，其在所述記錄層的雷射照射面的相反側的面上未積層有反射層。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的光訊息記錄介質，其未積層有介電層。
  9. 一種濺射靶，其用以利用濺射來形成通過雷射光的照射來進行記錄的光訊息記錄介質用的記錄層，且所述濺射靶包括鎢氧化物及鈷氧化物， 相對於全部金屬原子而言的鈷原子的含量為超過10原子%且70原子%以下。
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