TWI698541B - 記錄層、光資訊記錄媒體及濺鍍靶 - Google Patents

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Abstract

有關本發明的其中一樣態之記錄層，乃是藉由雷射光的照射來進行記錄之光資訊記錄媒體用的記錄層；其特徵為：包含：W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個者；全金屬原子中，含有Fe為10 atomic%以上60 atomic%以下，含有Ta與Nb為總計3 atomic%以上50 atomic%以下。

Description

記錄層、光資訊記錄媒體及濺鍍靶
本發明有關記錄層、光資訊記錄媒體及濺鍍靶。
例如以CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等的光碟為代表的光資訊記錄媒體，係被分類成唯讀、單次寫入型及重複寫入型之3種類。其中，作為單次寫入型光碟的記錄方式，例如記錄層的材料進行相變化的方式、記錄層的材料進行反應的方式、記錄層的材料進行分解的方式、在記錄層開孔的方式等是廣為人知。
在這些之中作為記錄層的材料進行分解的方式，在日本特開2012-139876號專利公報提案有使用Mn氧化物的方法，在日本特開2011-62981號專利公報提案有使用Pd氧化物的方法，在日本特開2014-26704號專利公報提案有使用W-Fe氧化物的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2012-139876號專利公報 [專利文獻2] 日本特開2011-62981號專利公報 [專利文獻3] 日本特開2014-26704號專利公報
[發明欲解決之課題]
作為對光資訊記錄媒體所要求之主要的要求特性，係舉例有反射率要充分大、調變度要充分大(記錄所致之反射率的變化要大)、記錄靈敏度要充分大(可以用實用的輸出的雷射來記錄)、功率餘裕要充分大、及時基誤差(jitter)要充分小(訊號精度要高)。
在上述各專利公報記載的構成中，藉由單層的記錄層來滿足這些全部的要求特性為困難的緣故，所以層疊附加有記錄層所不足的特性之功能層來形成光資訊記錄媒體。具體方面，因為用記錄層單體無法充分確保反射率所以有必要在記錄層的背面(雷射照射面的相反側)層疊反射層，因為用記錄層單體而調變度不充分所以有必要層疊介電質層。為此，在上述各專利公報記載的構成中，層的數目變多的緣故，難以提升光資訊記錄媒體的生產力。
而且，在光記錄媒體之中，是有著具有複數個記錄層者。在這樣多層的光記錄媒體中，被要求記錄層的透過率要大。為此，在層的數目多的上述各專利公報記載的構成中，也產生難以增大透過率之不妥當情事。
有鑑於以上般的實際狀況，本發明其課題為提供一種濺鍍靶，其係可以形成：單體具有比較良好的特性之記錄層、生產力優異之光資訊記錄媒體、及單體具有比較良好的特性之記錄層。 [解決課題之手段]
有關為了解決上述課題之本發明的其中一樣態之記錄層，乃是藉由雷射光的照射來進行記錄之光資訊記錄媒體用的記錄層；其特徵為：包含：W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個者；全金屬原子中，含有Fe為10 atomic%以上60 atomic%以下，含有Ta與Nb為總計3 atomic%以上50 atomic%以下。
該記錄層藉由包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個的方式，可以一方面增大折射率一方面縮小消光係數，並且其他的特性也比較良好。特別是，藉由靶全金屬原子中的Fe的含有率決定在上述範圍內的方式，可以得到比較大的透過率，並且可以縮小為了熱分解該記錄層的材料所必要的能量。而且，藉由把全金屬原子中的Ta與Nb的總計含有率決定在上述範圍內的方式，該記錄層可以得到比較良好的調變度、時基誤差值及功率餘裕。為此，該記錄層係單體可以得到比較良好的特性。
較佳的是，該記錄層更進一步包含：Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物中至少1種者。如此，藉由更進一步包含：Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物中至少1種者的方式，可以調整該記錄層的記錄靈敏度、透過率及反射率。
較佳的是，該記錄層中，平均厚度為15nm以上60nm以下者。如此，藉由平均厚度在上述範圍內的方式，可以更理想地調整該記錄層的反射率、調變度及透過率。
有關本發明的另一樣態的光資訊記錄媒體，係具備上述的記錄層。該光資訊記錄媒體，係藉由該記錄層為單體具有比較良好的特性的方式所以層數較少的緣故，生產力方面優異。
較佳的是，該光資訊記錄媒體更進一步具備：保護層，其係被層疊在上述記錄層中至少其中一方的面，以金屬氧化物為主成分，平均厚度為5nm以上50nm以下。如此，藉由更進一步具備保護層，其係被層疊在上述記錄層中至少其中一方的面，以金屬氧化物為主成分，平均厚度在上述範圍內的方式，可以提升記錄訊號的環境耐受性。
有關本發明的其他一樣態之濺鍍靶，係用於利用濺鍍來形成藉由雷射光的照射來進行記錄之光資訊記錄媒體用的記錄層；其特徵為：包含：W、Fe、以及Ta與Nb中至少任意一個者；全金屬原子中，含有Fe為10 atomic%以上60 atomic%以下，含有Ta與Nb為總計3 atomic%以上50 atomic%以下。
藉由該濺鍍靶包含W、Fe、以及Ta與Nb中至少任意一個者，全金屬原子中的Fe含有率，以及Ta與Nb的總計含有率在上述範圍內的方式，可以形成單體具有比較良好的特性之記錄層。
尚且，所謂「主成分」，意思是質量含有率為最大的成分。 [發明效果]
如以上般，使用有關本發明的記錄層及有關本發明的濺鍍靶所形成的記錄層，係單體具有比較良好的特性。而且，有關本發明的光資訊記錄媒體，係生產力方面優異。
以下，適宜參閱圖面，並詳說本發明的實施方式。
[光資訊記錄媒體] 於圖1，表示有關本發明的光資訊記錄媒體的一實施方式的光碟的層構造。該光資訊記錄媒體，具備：基板1、層疊在該基板1的表面之背側保護層2、層疊在該背側保護層2的表面之記錄層3、層疊在該記錄層3的表面之表側保護層4、以及層疊在該表側保護層4的表面之光透過層5。該光資訊記錄媒體中，記錄層3係其本身乃是有關本發明的記錄層之一實施方式。
＜基板＞ 基板1乃是載持記錄層3之圓板狀的構件。作為該基板1的材質，可以使用例如聚碳酸酯、降冰片烯系樹脂(norbornene resin)、環狀烯烴系共聚物(cyclic olefin copolymer)、非晶質聚烯烴(amorphous polyolefin)等。作為基板1的平均厚度，可以是例如0.5mm以上1.2mm以下者。
＜背側保護層＞ 背側保護層2，係為了提升該光資訊記錄媒體的記錄訊號的抗環境性而設置的。亦即，該背側保護層2係為了防止例如氧、水分等通過基板1浸入到記錄層3，記錄層3的材料變質而無法讀出已記錄的資訊而設置的。
背側保護層2係以金屬氧化物為主成分。作為該背側保護層2的主成分之金屬氧化物，例如Zn氧化物、In氧化物、Sn氧化物、Si氧化物、Al氧化物、Zr氧化物、Ga氧化物等為佳，也可以使用這些的混合物。
作為背側保護層2的平均厚度的下限，5nm者為佳，10nm者更佳。另一方面，作為背側保護層2的平均厚度的上限，50nm者為佳，20nm者更佳。在背側保護層2的平均厚度沒有滿足上述下限的情況下，壁障性不充分，是有無法防止記錄層3的變質所致之記錄訊號的喪失之虞。相反地，在背側保護層2的平均厚度超過上述上限的情況下，會有因為光學的干涉使記錄層3的反射率下降之虞，或不必要地生產力下降之虞。
＜記錄層＞ 記錄層3，係利用含有W氧化物(氧化鎢)、Fe氧化物(氧化鐵)、Ta氧化物(氧化鉭)及Nb氧化物(氧化鈮)中至少任意一個的材料所形成。特別是，記錄層3中的Fe氧化物含有過氧化物，該過氧化物因為記錄時的雷射光的熱而分解，形成記錄標記。
該記錄層3藉由包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個的方式，可以一方面維持大的折射率一方面縮小消光係數(吸收係數)的緣故，所以可以兼顧高反射率與高透過率。而且，利用這樣的材質所形成的記錄層3，係可以增大調變度的緣故，可以得到良好的記錄訊號。
作為記錄層3中的全金屬原子中的W、Fe、Ta與Nb的總計含量的下限，係70atmic%者為佳，80 atomic%者為更佳。另一方面，作為記錄層3中的全金屬原子中的W、Fe、Ta與Nb的總計含量的上限，並沒有特別限定，即便是100 atomic%也是可以的。在記錄層3中的全金屬原子中的W、Fe、Ta與Nb的總計含量沒有滿足上述下限的情況下，是有無法得到上述般的期望的特性之虞。
(W) 作為記錄層3中的全金屬原子中的W的含量的下限，係20 atomic%者為佳，30 atomic%者為更佳。另一方面，作為記錄層3中的全金屬原子中的W的含量的上限，係80 atomic%者為佳，70 atomic%者為更佳。藉由把記錄層3中的全金屬原子中的W的含量決定在上述範圍內的方式，可以賦予必要的特性在記錄層3。
(Fe) 作為記錄層3中的全金屬原子中的Fe的含量的下限，為10 atomic%，15 atomic%者為佳。另一方面，作為記錄層3中的全金屬原子中的Fe的含量的上限，為60 atomic%，50 atomic%者為佳。在記錄層3中的全金屬原子中的Fe的含量沒有滿足上述下限的情況下，會有對記錄所必要的雷射功率變得過大之虞。相反地，在記錄層3中的全金屬原子中的Fe的含量超過上述上限的情況下，會有透過率不充分之虞。
(Ta、Nb) 作為記錄層3中的全金屬原子中的Ta與Nb的總計含量的下限，為3 atomic%，10 atomic%者為佳。另一方面，作為記錄層3中的全金屬原子中的Ta與Nb的總計含量的上限，為50 atomic%，35 atomic%者為佳。在記錄層3中的全金屬原子中的Ta與Nb的總計含量沒有滿足上述下限的情況下，記錄層3的調變度變小，會有時基誤差值過大之虞，或功率餘裕不充分之虞。相反地，於在記錄層3中的全金屬原子中的Ta與Nb的總計含量超過上述上限的情況下，會有對記錄所必要的雷射功率變得過大之虞，或是記錄層3的製造成本不必要地增大之虞。
(其他的金屬) 記錄層3係除了W氧化物、Fe氧化物、Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個之外，還可以更進一步含有Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物與Al氧化物中1種或是多種者。藉由在記錄層3更進一步含有Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物的方式，可以調整記錄層3的記錄靈敏度、透過率、反射率等的特性。例如，藉由在記錄層3含有Mn氧化物與Cu氧化物中至少任一個的方式，可以使記錄層3的吸收率增大。而且，藉由在記錄層3含有Zn氧化物、Ag氧化物及Al氧化物中至少任意一個的方式，可以使記錄層3的吸收率減低。
作為記錄層3的平均厚度的下限，15nm者為佳，25nm為較更佳。另一方面，作為記錄層3的平均厚度的上限，60nm者為佳，50nm者較佳，40nm者更佳。在記錄層3的平均厚度沒有滿足上述下限的情況下，會有反射率不充分之虞，或是調變度不充分之虞。相反地，在記錄層3的平均厚度超過上述上限的情況下，會有透過率不充分之虞。
＜表側保護層＞ 表側保護層4，係可以是與背側保護層2同樣的薄層。
＜光透過層＞ 作為光透過層5的材質，係使用對進行記錄再生的雷射之透過率大，吸收率小者。具體方面，光透過層5係可以利用例如聚碳酸酯、紫外線硬化樹脂等來形成。而且，作為光透過層5的平均厚度，可以是例如0.1mm以上1.2m以下者。
[光資訊記錄媒體的製造方法] 上述的光資訊記錄媒體，係可以利用具備在基板1的表面形成背側保護層2之工序＜背側保護層形成工序＞、在背側保護層2的表面形成記錄層3之工序＜記錄層形成工序＞、在記錄層3的表面形成表側保護層4之工序＜表側保護層形成工序＞、以及在表側保護層4的表面層疊光透過層5之工序＜光透過層層疊工序＞的方法來製造。
＜背側保護層形成工序＞ 在背側保護層形成工序中，利用在含有氧的環境氣體中的濺鍍來形成背側保護層2。作為濺鍍靶，可以使用例如Zn、In、Sn、Si、Al、Zr、Ga等之1種或是多種的燒結體。而且，也可以同時使用不同的種類的濺鍍靶。作為環境氣體，可以使用例如氬等的非活性氣體與氧的混合氣體。作為環境氣體中的非活性氣體與氧之體積比，可以是約1：1。
＜記錄層形成工序＞ 在記錄層形成工序中，經由使用有關本發明的另一實施方式的濺鍍靶之濺鍍來形成記錄層3。
(濺鍍靶) 該濺鍍靶包含W、Fe、Ta與Nb中至少任意一個者。W、Fe、Ta與Nb係可以以例如純金屬、合金、金屬氧化物等的型態來包含。該濺鍍靶也可以是混合粉末狀的原料而燒結者。
該濺鍍靶中的全金屬原子中的W、Fe、Ta與Nb的含量係可以設定成，與欲形成的記錄層3中的全金屬原子中的W、Fe、Ta與Nb的含量一樣。
而且，該濺鍍靶係為了產生欲形成的記錄層3的Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物及Al氧化物，可以含有Mn、Cu、Zn、Ag及Al之1種或是多種的金屬。該濺鍍靶中的前述金屬原子中的Mn、Cu、Zn、Ag及Al的含量係可以設定成，與欲形成的記錄層3中的全金屬原子中的Cu、Zn、Ag及Al的含量一樣。
濺鍍係在含有非活性氣體與氧之環境氣體中進行。作為環境氣體，可以使用例如氬等。作為環境氣體中的非活性氣體與氧之體積比，可以是約1：1。
＜表側保護層形成工序＞ 在表側保護層形成工序中，經由與上述的背側保護層形成工序同樣的濺鍍，來形成表側保護層4。
＜光透過層層疊工序＞ 在光透過層層疊工序中，經由例如朝表側保護層4的表面之樹脂組成物的塗布及硬化、熱塑性樹脂組成物的熱壓著等，來層疊光透過層5。
＜優點＞ 該光資訊記錄媒體的記錄層3藉由包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個的方式，可以一方面增大折射率一方面縮小消光係數，並且其他的特性也比較良好。為此，該記錄層3係單體可以得到比較良好的特性。經此，該光資訊記錄媒體係層數比較少的緣故，生產力方面優異。
[其他的實施方式] 上述實施方式並非限定本發明的構成。從而，上述實施方式應解釋成，根據本說明書的記載及技術常識而可以進行上述實施方式各部的構成要件的省略、置換或是追加，這些全部屬於本發明的範圍。
有關本發明的光資訊記錄媒體中，記錄層以外的層的構成為任意。
有關本發明的記錄層及光資訊記錄媒體，並不限定藉由上述的製造方法所製造出者，也可以是藉由其他的方法所製造出者。
有關本發明的記錄層，係也可以同時使用包含W、Fe、Ta與Nb中1種或是2種的金屬之濺鍍靶、以及包含其他的金屬之濺鍍靶來形成。 [實施例]
以下，根據實施例詳述本發明，但是，並非解釋成根據該實施例的記載來限定本發明。
＜試作例＞ 使用直徑12cm的聚碳酸酯基板(厚度1.1mm，軌間距0.45μm，溝深度25nm)作為基板，利用濺鍍依平均厚度14nm的背側保護層、平均厚度32nm的記錄層及平均厚度14nm的表側保護層之該順序進行層疊，更進一步利用旋轉塗布法塗上紫外線硬化樹脂然後用紫外線硬化，藉此來形成平均厚度0.1mm的光透過層，經由這樣的方式，試作出了光碟(光資訊記錄媒體)的試作例1～16。
作為用於形成記錄層的濺鍍靶，在試作例1～3、5～16中，同時使用從鎢、氧化鐵(III)(Fe2 O3 )、鋅、鉭、鈮、錳及鉬中選擇了多種者。而且，僅在試作例4，作為濺鍍靶，係使用了混合了鎢粉末、氧化鐵(III)粉末、鉭粉末及錳粉末而燒結者。而且，作為濺鍍時的環境氣體，係以壓力0.26Pa供給了以1：1混合了氬與氧者。
另一方面，作為用於形成背側保護層及表側保護層的濺鍍靶，係使用混合了錫粉末、鋅粉末及鋯粉末而燒結者。作為濺鍍時的環境氣體，係以壓力0.26Pa供給了以1：1混合了氬與氧者。
而且，為了能正確測定有關記錄層的性能，也分別作成了在玻璃基板上利用同樣條件的濺鍍層疊了與上述試作例1～16相同的背側保護層、記錄層及表側保護層之試驗片。
利用螢光X射線分析法測定出如以上般試作出的光碟的試作例1～16的記錄層的組成。
＜評量＞ 使用Pulstec工業公司的光碟評量裝置「ODU-1000」，來評量光碟的試作例1～16的特性。使用記錄雷射的中心波長為405nm、NA(開口係數)為0.85的透鏡，線速度4.92m/s，記錄了藍光光碟規範的隨機訊號。反射率係從雷射光的返回光的強度來求出。有關時基誤差值、調變度的測定方面，使用組合到上述光碟評量裝置之太克公司的時距分析儀「TA-810」及橫河電機的數位示波器「DL1640」來做出測定。功率餘裕，係以時基誤差值為最小的記錄功率來規範化，算出了合計在+方向、-方向之時基誤差值可以確保在8.5%以下之記錄功率範圍的比例。而且，反射率，係就有關成膜在玻璃基板上的試驗片，使用佳司科公司(JASCO Corporation)的光譜分析光亮度計「V-570」，測定了波長405nm的值。
把光碟的試作例1～16的記錄層的組成、反射率、吸收率、時基誤差值、調變度及功率餘裕總結表示在下面的表1。尚且，表中的組成的欄中的「-」為不含有的意思。而且，表中的測定值中的「-」係表示因為記錄靈敏度不足而無法記錄到資訊。
Figure 02_image001
在光碟中，反射率為29%以上、吸收率為3.0%以上15%以下、時基誤差值為6.5%以下、調變度為45%以上、功率餘裕為25%以上的話，是可以分別判斷為具有良好的特性。
如表1表示，記錄層包含W氧化物、Fe氧化物、以及Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個者，於全金屬原子中，Fe含有一定量，且把Ta與Nb作為總計量含有一定量之光碟的試作例1～11，係反射率、吸收率、時基誤差值、調變度及功率餘裕全都良好，是沒有必要追加記錄層及保護層以外的層來補完功能。 [產業上的可利用性]
本發明可以合適地利用於光碟。
1‧‧‧基板 2‧‧‧背側保護層 3‧‧‧記錄層 4‧‧‧表側保護層 5‧‧‧光透過層
[圖1]為表示本發明的一實施方式的光資訊記錄媒體的構成之示意的剖視圖。
1‧‧‧基板
2‧‧‧背側保護層
3‧‧‧記錄層
4‧‧‧表側保護層
5‧‧‧光透過層

Claims (7)

  1. 一種記錄層，乃是藉由雷射光的照射來進行記錄之光資訊記錄媒體用的記錄層；其特徵為： 包含： W氧化物、 Fe氧化物、以及 Ta氧化物與Nb氧化物中至少任意一個者； 全金屬原子中，含有Fe為10 atomic%以上60 atomic%以下，含有Ta與Nb為總計3 atomic%以上50 atomic%以下。
  2. 如請求項1的記錄層，其中， 更進一步包含：Mn氧化物、Cu氧化物、Zn氧化物、Ag氧化物、Al氧化物中至少1種者。
  3. 如請求項1的記錄層，其中， 平均厚度為15nm以上60nm以下。
  4. 如請求項2的記錄層，其中， 平均厚度為15nm以上60nm以下。
  5. 一種光資訊記錄媒體，具備： 如請求項1至請求項4中任1項的記錄層。
  6. 如請求項5的光資訊記錄媒體，其中， 更進一步具備：保護層，其係被層疊在上述記錄層中至少其中一方的面，以金屬氧化物為主成分，平均厚度為5nm以上50nm以下。
  7. 一種濺鍍靶，係用於利用濺鍍來形成藉由雷射光的照射來進行記錄之光資訊記錄媒體用的記錄層；其特徵為： 包含： W、 Fe、以及 Ta與Nb中至少任意一個者； 全金屬原子中，含有Fe為10 atomic%以上60 atomic%以下，含有Ta與Nb為總計3 atomic%以上50 atomic%以下。
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