專利名稱：光學(xué)信息記錄介質(zhì)及對(duì)光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用激光照射等光學(xué)方法，可高密度地記錄再現(xiàn)或重寫信息的光學(xué)記錄信息介質(zhì)、及光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄方法。
背景技術(shù)：
作為能夠大容量記錄信息、可在高速狀態(tài)下將其再現(xiàn)及重寫的介質(zhì)，公知有光磁性記錄介質(zhì)和相變化型記錄介質(zhì)等。這些光學(xué)信息記錄介質(zhì)，將通過(guò)局部照射激光而產(chǎn)生的記錄材料的光學(xué)特性的差異，利用在記錄再現(xiàn)及重寫時(shí)。例如在光磁性記錄介質(zhì)中，利用了由磁化狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的反射光偏振面的旋轉(zhuǎn)角的不同。另一方面，在相變化型記錄介質(zhì)中，利用了相對(duì)于特定波長(zhǎng)的光的反射光量在結(jié)晶狀態(tài)與非晶質(zhì)狀態(tài)下的不同，通過(guò)對(duì)激光器的輸出功率進(jìn)行調(diào)制，能夠在擦除所記錄的信息的同時(shí)重寫新的信息。因此，具有可高速重寫信息信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)有的光學(xué)信息記錄介質(zhì)(以下稱作記錄介質(zhì))200的層結(jié)構(gòu)如圖4所示，舉例說(shuō)明了作為單面具有4.7GB容量的DVD-RAM而廣泛普及的相變化型記錄介質(zhì)。
記錄介質(zhì)200在透明基板101上順次具有光入射側(cè)保護(hù)層102、光入射側(cè)擴(kuò)散防止層103、記錄層104、反射側(cè)擴(kuò)散防止層105、反射側(cè)保護(hù)層106、光吸收層107和反射層108。這些層主要通過(guò)濺射法形成。并且，反射層108上具有樹(shù)脂層109、粘接層110和粘合用基材111。
這里，在光入射側(cè)保護(hù)層102的材料使用了以ZnS為主成分的材料，且折射率相對(duì)于激光的波長(zhǎng)為2.0以上的材料的情況下，為了滿足記錄介質(zhì)200的光學(xué)特性，需要將光入射側(cè)保護(hù)層102的膜厚增厚為大致130nm。因此，存在著進(jìn)行成膜的時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)成本增高的問(wèn)題。另一方面，例如，在使用了以SiO2為主成分的材料，且折射率相對(duì)于激光的波長(zhǎng)為2.0以下的材料的情況下，通過(guò)使光入射側(cè)保護(hù)層102的膜厚薄為50nm以下，可滿足記錄介質(zhì)200的光學(xué)特性。但是，由于記錄層104和透明基板101的距離變近，所以，如果反復(fù)進(jìn)行記錄，則基于來(lái)自發(fā)熱的記錄層104的熱會(huì)使透明基板101受到損壞，從而存在著記錄信號(hào)的品質(zhì)劣化的問(wèn)題。
于是，為了解決這些問(wèn)題，提出了使用ZnS、Zr氧化物或Cr氧化物作為反射側(cè)保護(hù)層106的主成分，且使用Al氧化物、Si氧化物、Mg氧化物或氟化物等其他的材料作為光入射側(cè)保護(hù)層102的主成分的光學(xué)信息記錄介質(zhì)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
但是，在上述現(xiàn)有的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，由于光入射側(cè)保護(hù)層的膜厚變薄，所以，記錄介質(zhì)的耐腐蝕性易于劣化，而且，由于保護(hù)層材料的熱傳導(dǎo)率較高，所以，在記錄時(shí)需要高的激光功率。
另外，在一般的旋轉(zhuǎn)速度的光頭和記錄介質(zhì)的相對(duì)線速度為8～12m/s的狀態(tài)下對(duì)該記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄再現(xiàn)時(shí)，由于激光的照射時(shí)間較長(zhǎng)，所以，樹(shù)脂層易于受到熱損壞，從而會(huì)導(dǎo)致記錄信號(hào)的品質(zhì)劣化。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)至少順次具備具有導(dǎo)向槽的基板、反射層、光吸收層、反射側(cè)保護(hù)層、通過(guò)激光的照射光學(xué)特性會(huì)可逆地變化的記錄層、膜厚為50nm以下的光入射側(cè)保護(hù)層、樹(shù)脂層、和被激光照射的透明基板，光入射側(cè)保護(hù)層具有多個(gè)材料層，多個(gè)材料層中的最接近透明基板的光入射側(cè)材料層具有最小的內(nèi)部應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得具有優(yōu)異耐腐蝕性、在實(shí)用上能夠以充分的記錄靈敏度進(jìn)行記錄的具有良好的記錄再現(xiàn)特性的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明所涉及的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中的材料層的折射率的激光波長(zhǎng)依賴性的圖。
圖3是表示本發(fā)明所涉及的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中的材料層的內(nèi)部應(yīng)力測(cè)量結(jié)果的圖。
圖4是現(xiàn)有的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)的圖。
圖中001-基板；002、108-反射層；003、107-光吸收層；004、106-反射側(cè)保護(hù)層；005、105-反射側(cè)擴(kuò)散防止層；006、104-記錄層；007、103-光入射側(cè)擴(kuò)散防止層；008-第1材料層；009-第2材料層；010、109-樹(shù)脂層；011、101-透明基板；012、102-光入射側(cè)保護(hù)層；110-粘接層；111-膠合用基板；100、200-光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的光學(xué)信息記錄介質(zhì)(以下稱作記錄介質(zhì))等詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施方式1)記錄介質(zhì)至少在基板上按以下順序具有反射層、光吸收層、反射側(cè)保護(hù)層、記錄層、光入射側(cè)保護(hù)層、樹(shù)脂層、透明基板。
基板具有用于引導(dǎo)激光的導(dǎo)向槽。作為材料，可以使用PMMA等樹(shù)脂或玻璃等。而且，基板上交替地形成有溝槽部和槽間平坦(land)部。另外，也可以使用溝槽部和槽間平坦部的寬度之比不同的基板?；宓哪ず駴](méi)有特別的限定，但優(yōu)選為0.1mm以上1.2mm以下。若為0.1mm以上，則易于抑制薄膜形成時(shí)的熱損傷，若為1.2mm以下，則能夠確保記錄介質(zhì)的便攜性。
反射層由主要包含Ag或Al的材料構(gòu)成。這里，所謂“主要包含”是指材料的構(gòu)成元素中占有最多的比率。以下用作同樣的意思。該情況下，優(yōu)選膜厚為80nm以上且小于300nm。進(jìn)而，優(yōu)選為120nm以上且小于200nm。通過(guò)以熱傳導(dǎo)率高的材料，即Ag或Al為主成分并將其膜厚形成得較厚，能夠?qū)⒓す庹丈鋾r(shí)的光吸收層急速冷卻，從而可抑制記錄層所記錄的非晶質(zhì)標(biāo)記(amorphous mark)的再結(jié)晶化。并且，通過(guò)形成本實(shí)施方式的膜厚，能夠抑制由膜的形成時(shí)間增長(zhǎng)而引起的生產(chǎn)性降低，并在良好地保持記錄靈敏度的同時(shí)能夠抑制記錄標(biāo)記的品質(zhì)降低。
光吸收層由主要包含Si的材料構(gòu)成。此時(shí)，膜厚優(yōu)選為20nm以上且小于50nm。進(jìn)而，光吸收層在光學(xué)上優(yōu)選由Si和Cr的混合材料構(gòu)成。這是為了能夠使記錄層的結(jié)晶的光吸收率和非晶質(zhì)的光吸收率之比(吸收率)更大、記錄介質(zhì)的擦除特性更高。該情況下，膜厚優(yōu)選為25nm以上且小于40nm。由此，能夠抑制因記錄靈敏度的降低和記錄層所記錄的非晶質(zhì)標(biāo)記的再結(jié)晶化易于產(chǎn)生而引起的記錄標(biāo)記的品質(zhì)降低。
反射側(cè)保護(hù)層主要包含Zn的硫化物，還包含從Sn、Ta或Bi的氧化物、或Si的氮化物中所選擇的至少一種化合物。此時(shí)，膜厚優(yōu)選為25nm以上且小于45nm。并且，反射側(cè)保護(hù)層優(yōu)選為ZnO和SiO2的混合材料。由此，能夠降低熱傳導(dǎo)率。此時(shí)，膜厚更優(yōu)選為30nm以上且小于40nm。由此，由于記錄層和光吸收層的距離變短，所以使記錄靈敏度惡化得到抑制，從而能夠增大記錄介質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)之間的反射光量差。另外，反射側(cè)保護(hù)層也可以由多種材料構(gòu)成，此時(shí)，由ZnS和SiO2的混合材料構(gòu)成的層優(yōu)選為最厚的膜。
記錄層優(yōu)選主要包含Ge或Te，進(jìn)而還包含從Sb、Bi或In中選擇的至少一種元素，其膜厚為3nm以上且小于12nm。由此，能夠使結(jié)晶化速度加快，即使在記錄介質(zhì)相對(duì)激光的線速度快時(shí)，也能夠獲得優(yōu)異的再現(xiàn)特性。另外，其膜厚更優(yōu)選為5nm以上且小于10nm。由此，能夠使記錄介質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)下的反射光量差增大，并且會(huì)抑制結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)下的體積變化，從而能夠抑制反復(fù)記錄的特性劣化。
光入射側(cè)保護(hù)層不僅是膜厚為50nm以下的薄層，并且起到抑制樹(shù)脂層的熱損壞的作用。具體而言，本發(fā)明的光入射側(cè)保護(hù)層具有多個(gè)材料層，多個(gè)材料層中構(gòu)成最接近透明基板的光入射側(cè)材料層(以下稱為材料層A)的層具有最小的內(nèi)部應(yīng)力。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)記錄層和樹(shù)脂層的距離為50nm以下時(shí)，因進(jìn)行記錄之際記錄層所吸收的熱，使得樹(shù)脂層易于受到熱損壞，從而導(dǎo)致信號(hào)標(biāo)志的品質(zhì)劣化。其原因被認(rèn)為是樹(shù)脂層被加熱后易于引起熱收縮、如果樹(shù)脂層吸收水分并對(duì)該處進(jìn)行加熱則樹(shù)脂層易于引起水解、加熱后樹(shù)脂層和光入射側(cè)保護(hù)層的界面易于剝離等。鑒于此，本實(shí)施方式中，通過(guò)設(shè)置膜厚為50nm以下，且在記錄層和樹(shù)脂層之間內(nèi)部應(yīng)力小并具有隔水性的材料層，來(lái)防止水從外部向樹(shù)脂層浸入。結(jié)果，能夠抑制樹(shù)脂層的熱損壞。這里，雖然在本實(shí)施方式中沒(méi)有特別設(shè)置，但是也可以在透明基板和樹(shù)脂層之間設(shè)置內(nèi)部應(yīng)力小且具有隔水性的材料層。由此，能夠防止水從外部通過(guò)透明基板而浸入樹(shù)脂層。結(jié)果，能夠抑制樹(shù)脂層的熱損壞。
另外，構(gòu)成材料層A的層的內(nèi)部應(yīng)力大小優(yōu)選為-300N/mm2以上300N/mm2以下。本來(lái)，對(duì)于內(nèi)部應(yīng)力而言，優(yōu)選通過(guò)對(duì)作為記錄介質(zhì)的一部分而形成的各材料層進(jìn)行測(cè)量，并比較其結(jié)果，將各材料層中最小值的材料層設(shè)為具有最小內(nèi)部應(yīng)力的材料層。但是，由于材料層的內(nèi)部應(yīng)力受到記錄介質(zhì)中其他層的影響，這樣的測(cè)定是困難的。因此，所謂材料層A具有最小的內(nèi)部應(yīng)力，是指在具有一定的材料及膜厚的基板上制成各材料層單層并將對(duì)所獲得的測(cè)量值進(jìn)行比較后的結(jié)果，作為材料層A的內(nèi)部應(yīng)力最小的值。以下，表示薄膜的內(nèi)部應(yīng)力的計(jì)算方法。
在厚度約為0.2mm的基板(材質(zhì)BK7)上以單層形成各種組成的ZnS-SiO2膜。進(jìn)而，在使用坡度測(cè)量器測(cè)量成膜前后的基板的撓曲變化量后，可通過(guò)以下的式子求得內(nèi)部應(yīng)力σ。
σ＝(E×b2×4×δ)/(3×(1-v)×d×l2)其中，E為基板的楊氏模量，v為基板的泊松比，b為基板厚度，l為測(cè)量長(zhǎng)度，d為薄膜厚度，δ為撓曲變化量。在本實(shí)施方式中，E為79200N/mm2，v為0.214，l為10mm，b為0.2mm。薄膜的厚度以100nm為目標(biāo)通過(guò)濺射成膜。此時(shí)，為了對(duì)各材料層的內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行比較，將δ以外的參數(shù)設(shè)為恒定值。因此，這里所謂的內(nèi)部應(yīng)力小是指撓曲變化量小。如上所述的(ZnS)x(SiO2)1-x中的內(nèi)部應(yīng)力的測(cè)量結(jié)果表示于圖3。此時(shí)，可知在x為0.3以上0.9以下時(shí)，薄膜的內(nèi)部應(yīng)力變得較小。
另外，優(yōu)選多個(gè)材料層的至少一個(gè)相對(duì)于入射光的波長(zhǎng)λ＝660nm的折射率為1.90以下，更優(yōu)選為1.6以下。更優(yōu)選只要材料層A的折射率在該范圍內(nèi)即可，進(jìn)一步優(yōu)選只要光入射側(cè)保護(hù)層全體的折射率在該范圍內(nèi)即可。由于折射率設(shè)得越低，即使光入射側(cè)保護(hù)層全體的膜厚為50nm以下，記錄層和樹(shù)脂層也可以取得足夠的距離，所以，樹(shù)脂層難以受到熱損壞，從而能夠抑制信號(hào)標(biāo)志的品質(zhì)劣化。而且，在光入射側(cè)保護(hù)層的膜厚為一定厚度時(shí)，折射率設(shè)得越小，越能將記錄介質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)下的反射光量差增大。作為多個(gè)材料層的至少一個(gè)層，例如可舉出以SiO2為主成分的材料。圖2表示(ZnS)x(SiO2)1-x相對(duì)于波長(zhǎng)λ＝660nm的激光的折射率。
此外，構(gòu)成光入射側(cè)保護(hù)層的至少一個(gè)材料層的消光系數(shù)優(yōu)選為0.05以下。由此，能夠抑制材料層吸收光，從而能夠有效地對(duì)記錄層進(jìn)行光照射。
作為材料層A，由于能得到致密、內(nèi)部應(yīng)力小且隔水性高的薄膜，所以，優(yōu)選為無(wú)機(jī)材料。而且，只要相對(duì)于入射光是透明材料即可。具體而言，材料層A主要包含Zn的硫化物，進(jìn)而還包含從Si、Ta或Bi的氧化物、或Si的氮化物中選擇的至少一種化合物。更優(yōu)選包含Zn的硫化物和Si的氧化物，表示為(ZnS)x(SiO2)1-x(0.3≤x≤0.9)。通過(guò)這些材料，能夠使光入射側(cè)保護(hù)層的折射率增高。而且，由于能夠使薄膜的粒子形狀均勻，所以，可最終去除成為記錄介質(zhì)的噪聲的原因。當(dāng)使用ZnS和SiO2的混合材料時(shí)，由于熱傳導(dǎo)率比一般的氧化物材料低，所以，易于降低記錄時(shí)的激光功率。
材料層A的膜厚優(yōu)選為2nm且小于20nm，更優(yōu)選為5nm以上15nm以下。由此，不僅可抑制耐腐蝕性能的劣化，而且能夠使記錄介質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)下的反射光量差增大。
材料層A以外的材料層的至少一個(gè)，包含從Si、Zn、Zr、Al或Mg的氧化物，Zr、Al或B的氮化物，或Ce、La或Mg的氟化物中選擇的至少一種化合物。進(jìn)而，最優(yōu)選消光系數(shù)及折射率為最小的Si的氧化物材料。
優(yōu)選樹(shù)脂層膜厚為1μm以上且小于30μm。進(jìn)而優(yōu)選為5μm以上且小于25μm。若在該范圍內(nèi)，則能夠在樹(shù)脂層形成時(shí)均勻地涂布樹(shù)脂。作為樹(shù)脂層的材料，優(yōu)選以丙烯酸酯化合物為主成分，并添加具有疏水性的化合物。例如，優(yōu)選在三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙烯酸新戊二醇酯、p-二甲基氨基苯甲酸乙酯、三環(huán)癸烷-3，8-二羥甲基二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙氧基三丙烯酸酯、二噁烷二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸新戊二醇酯、四氫糠醇丙烯酸酯等溶劑中，使用具有包含烷基三烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷、氟代烷基三甲氧基硅烷的具有疏水性的化合物，或/且使用氟系表面活性劑。作為氟系表面活性劑，優(yōu)選例如大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司制的Megafac F-142D、F-144D、F-150、F-171、F-177、F-183、デイフエンサTR-220K。
透明基板的厚度優(yōu)選為570μm以上600μm以下。更具體而言，由于將從光入射側(cè)的基板表面到記錄層為止的距離與現(xiàn)有的DVD-RAM構(gòu)成同樣地設(shè)為600μm±30μm，所以，優(yōu)選為575μm以上595μm以下。
在本發(fā)明中，作為層疊各層的基板，需要使基板形成時(shí)的導(dǎo)向槽的轉(zhuǎn)印性優(yōu)異，作為透明基板需要在基板全面上使折射率均勻。已知入射光的反射光量隨著光入射側(cè)的基板的雙折射而變化較大，因此，為了在記錄介質(zhì)全面上獲得均勻的反射光量，需要對(duì)透明基板的雙折射分布盡可能地進(jìn)行抑制。在本發(fā)明的構(gòu)成中，能夠不考慮透明基板中基板的槽轉(zhuǎn)印性，而僅為了使雙折射均勻化，使基板成形條件恰當(dāng)化。透明基板的雙折射優(yōu)選在基板全面上為0nm±30nm。
另外，也可以在透明基板上預(yù)先形成具有隔水性的層。由此，對(duì)透明基板和層疊了各層的基板進(jìn)行粘合變得容易。該層由與材料層A同樣的材料構(gòu)成，能夠使用濺射或PVD、CVD等蒸鍍法來(lái)形成。
此外，除了設(shè)置內(nèi)部應(yīng)力小的具有隔水性的材料層A以外，作為抑制樹(shù)脂層的熱損壞的方法，通過(guò)使用增高了耐熱性的樹(shù)脂層是有效的。作為這樣的樹(shù)脂材料，能夠應(yīng)用具有耐水性或具有疏水性的樹(shù)脂材料。而且，也可以在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中使用增高了與光入射側(cè)保護(hù)層的密接性的樹(shù)脂層，此時(shí)，能夠抑制樹(shù)脂層和光入射側(cè)保護(hù)層的界面剝離。
(實(shí)施方式2)接著，舉例說(shuō)明對(duì)上述實(shí)施方式1所示的記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄再現(xiàn)及擦除信號(hào)的方法的一例。
為了信號(hào)的記錄再現(xiàn)及擦除，所使用的記錄再現(xiàn)裝置至少具備光頭，其具有半導(dǎo)體激光器光源及物鏡；驅(qū)動(dòng)裝置，用于將激光導(dǎo)向進(jìn)行照射的位置；跟蹤及聚焦控制裝置，對(duì)磁道方向及垂直于膜面的方向的位置進(jìn)行控制；激光器驅(qū)動(dòng)裝置，用于調(diào)制激光功率；和旋轉(zhuǎn)控制裝置，用于使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)。
信號(hào)的記錄及擦除，是通過(guò)利用旋轉(zhuǎn)控制裝置使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)，來(lái)使激光以聚焦為微小光斑的方式照射來(lái)進(jìn)行的。作為信號(hào)方式可采用EFM調(diào)制方式。這里，通過(guò)將激光的功率電平在非晶狀態(tài)生成功率電平和結(jié)晶狀態(tài)生成功率電平之間進(jìn)行調(diào)制，可形成記錄標(biāo)記或擦除部分，由此來(lái)進(jìn)行信息的記錄、擦除或重寫記錄，其中，所述非晶狀態(tài)生成功率電平可使記錄層的一部分向非晶狀態(tài)可逆地變化，所述結(jié)晶狀態(tài)生成功率電平可使記錄層的一部分向結(jié)晶狀態(tài)可逆地變化。這里，照射非晶狀態(tài)生成功率電平的功率的部分，以脈沖列、即所謂的多脈沖的方式形成。另外，也可以按照不是多脈沖的脈沖方式形成。
在對(duì)實(shí)施方式1的記錄介質(zhì)進(jìn)行信號(hào)記錄之際，適當(dāng)調(diào)整激光波長(zhǎng)、光拾取數(shù)值孔徑、激光器輸出、記錄介質(zhì)相對(duì)于激光的線速度，按照以下條件進(jìn)行記錄，即抑制由記錄時(shí)的激光照射產(chǎn)生的記錄介質(zhì)的構(gòu)成層的發(fā)熱，不會(huì)產(chǎn)生樹(shù)脂層變色/變形或樹(shù)脂層和光入射側(cè)保護(hù)層的剝離。由此，可獲得良好的記錄再現(xiàn)特性。具體而言，設(shè)定記錄條件，以使由記錄層的發(fā)熱產(chǎn)生的熱量難以傳遞到樹(shù)脂層、樹(shù)脂層不會(huì)引起熱損壞。當(dāng)樹(shù)脂層受到熱損壞時(shí)，再現(xiàn)信號(hào)的品質(zhì)劣化，作為其原因，可認(rèn)為是由于熱損壞而使樹(shù)脂層變形/變色、與光入射側(cè)保護(hù)層剝離，由此使得照射激光的反射光變動(dòng)。當(dāng)樹(shù)脂層劣化時(shí)，該劣化在進(jìn)行過(guò)數(shù)百次重復(fù)記錄時(shí)表現(xiàn)得顯著。即，由于對(duì)同一磁道僅進(jìn)行過(guò)數(shù)次記錄，樹(shù)脂層的劣化少，所以不會(huì)發(fā)生再現(xiàn)信號(hào)的品質(zhì)損失，但是在對(duì)同一磁道進(jìn)行過(guò)數(shù)百次記錄的情況下，樹(shù)脂層的劣化進(jìn)化，使得再現(xiàn)信號(hào)的品質(zhì)慢慢地變壞。
激光照射時(shí)賦予給記錄層的熱量，隨著光斑的面積、光照射能量、激光的照射時(shí)間的增大而增大，由此易于使樹(shù)脂層產(chǎn)生熱損壞。為了防止這種情況，進(jìn)行以下調(diào)整即調(diào)整激光波長(zhǎng)、光拾取數(shù)值孔徑來(lái)調(diào)整光斑的大小，調(diào)整激光器輸出來(lái)調(diào)整對(duì)記錄層的光照射能量，調(diào)整記錄介質(zhì)相對(duì)于激光的線速度來(lái)調(diào)整激光的照射時(shí)間等。
不使樹(shù)脂層因激光照射賦予給記錄層的熱量而引起熱損壞是重要的，因此，激光的波長(zhǎng)優(yōu)選為600nm以上700nm以下。由此，抑制激光的光斑大小一般按照與波長(zhǎng)成比例的方式增大，能夠進(jìn)行高密度的記錄。另外，抑制構(gòu)成記錄介質(zhì)的材料層相對(duì)于波長(zhǎng)的折射率變動(dòng)，會(huì)使得用于充分滿足記錄介質(zhì)的對(duì)比度的介質(zhì)設(shè)計(jì)變得容易。并且，激光的波長(zhǎng)更優(yōu)選為640nm以上680nm以下。
光拾取數(shù)值孔徑優(yōu)選為0.55以上0.70以下。由此，能夠進(jìn)行高密度的記錄，而且，能夠防止因激光光斑過(guò)于聚焦而對(duì)樹(shù)脂層引起熱損壞。
記錄介質(zhì)相對(duì)于激光的線速度優(yōu)選為18m/s以上80m/s以下。并且，更優(yōu)選為22m/s以上。由此，可防止熱蓄積于樹(shù)脂層而對(duì)樹(shù)脂層引起熱損壞，而且，還能夠防止當(dāng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)增大時(shí)記錄介質(zhì)的偏心增大而使激光的跟蹤變得困難。
綜上所述，可使樹(shù)脂層難以受到熱損壞，由此能夠獲得良好的記錄再現(xiàn)特性。
另外，若加快記錄介質(zhì)相對(duì)于激光的線速度，則需要將記錄時(shí)的激光功率增大。但是，在使光入射側(cè)保護(hù)層多層化的本發(fā)明的構(gòu)成中，通過(guò)在最接近透明基板的光入射側(cè)材料層(材料層A)中使用內(nèi)部應(yīng)力小、隔水性高且熱傳導(dǎo)率低的材料，能夠提高耐腐蝕性和記錄靈敏度。而且，通過(guò)在其他層中使用低折射率材料，能夠使記錄介質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)和非晶質(zhì)狀態(tài)下的反射光量差增高。因此，由于能夠使反射側(cè)保護(hù)層的膜厚增厚，所以，可以使記錄靈敏度更好。因而，即使以22m/s以上的高速使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能夠在充分實(shí)用的激光功率下進(jìn)行記錄。另外，即使在線速度比65m/s還高速化的情況下，也能夠在實(shí)際應(yīng)用上以充分的記錄靈敏度進(jìn)行記錄。
此外，在導(dǎo)向槽的溝槽部分和槽間平坦部分的兩方進(jìn)行信息信號(hào)的記錄、再現(xiàn)、擦除，即進(jìn)行所謂的岸/溝式(land/groove)記錄當(dāng)然與大容量化有關(guān)聯(lián)。此時(shí)，為了不產(chǎn)生串?dāng)_、串行擦除(cross erase)，需要對(duì)導(dǎo)向槽的深度與形狀、記錄介質(zhì)的反射率構(gòu)成等進(jìn)行研究。并且，溝槽部和槽間平坦部在垂直于溝方向的方向上的寬度之和優(yōu)選為1.40μm以下。雖然使用1.40μm間距以上的溝也可記錄，但是使用1.40μm以下的溝槽進(jìn)行高密度記錄，是因?yàn)榛诒景l(fā)明而實(shí)現(xiàn)的樹(shù)脂層的熱損壞抑制效果表現(xiàn)得更顯著。
接著，對(duì)按照上述實(shí)施方式制作各種記錄介質(zhì)100并進(jìn)行了評(píng)價(jià)后的結(jié)果，利用實(shí)施例進(jìn)行敘述。
(實(shí)施例1)使用圖1對(duì)本實(shí)施例的記錄介質(zhì)100的主要構(gòu)成及制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
記錄介質(zhì)100在基板001上順次具有反射層102、光吸收層003、反射側(cè)保護(hù)層004、反射側(cè)擴(kuò)散防止層005、記錄層006、光入射側(cè)擴(kuò)散防止層007、光入射側(cè)保護(hù)層012(第1材料層008及第2材料層009)、樹(shù)脂層010和透明基板011。
作為基板001，使用了厚度0.6mm、直徑120mm的圓盤狀聚碳酸酯樹(shù)脂基板。
使用Ag98Pd1Cu1(at％)合金靶，形成了膜厚為160nm的反射層002。
使用Si66Cr34(at％)合金靶，制成膜厚為30nm的光吸收層003。
反射側(cè)保護(hù)層004使用在ZnS中混合了20mol％的SiO2的靶，形成為在記錄層處于非晶狀態(tài)時(shí)的反射率Rc為15％以上，且具有溝槽部和槽間平坦部的信號(hào)振幅相等的膜厚。本實(shí)施例中，膜厚為32nm。
上述反射層002、光吸收層003及反射側(cè)保護(hù)層004，通過(guò)在真空成膜室中流入氬氣，使用各靶由濺射法而形成。
在真空成膜室中按照氮?dú)夥謮簽?0％的方式流入Ar和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，使用Ge80Cr20(at％)合金靶制成膜厚為2nm的反射側(cè)擴(kuò)散防止層005。
在真空成膜室中流入氬氣，使用Ge38Sb3Bi5Te54(at％)靶制成膜厚為8nm的記錄層006。
在真空成膜室中按照氮?dú)夥謮簽?0％的方式流入氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，使用Ge80Cr20(at％)合金靶制成膜厚為2nm的光入射側(cè)擴(kuò)散防止層007。
光入射側(cè)保護(hù)層012由記錄層006側(cè)的第1材料層008、透明基板011(后述)側(cè)的第2材料層009構(gòu)成。
在真空成膜室中流入氬氣，使用SiO2靶由RF濺射法制成膜厚5nm的第1材料層008。此時(shí)，為了調(diào)查折射率，通過(guò)其他方法在玻璃片上形成第1材料層008單層時(shí)的、相對(duì)于波長(zhǎng)660nm的折射率為1.48。另外，第1材料層008也可以將BN、CeF3、LaF3、MgF2、MgO、MgSiO3作為材料。
在真空成膜室中流入氬氣，使用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)混合靶由RF濺射法制成膜厚5nm的第2材料層009。此時(shí)，為了再次調(diào)查折射率，通過(guò)其他方法在玻璃片上形成了第2材料層009單層時(shí)的相對(duì)于波長(zhǎng)660nm的折射率為2.1，是在通常的折射率1.8～2.4的范圍內(nèi)。另外，第2材料層009也可以將ZnO、Ga2O3、SnO2、Bi2O3作為材料。
樹(shù)脂層010通過(guò)旋涂法形成，對(duì)丙烯酸類紫外線固化性樹(shù)脂(大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制SD-715)為56份、氟素類表面改良劑(大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制デイフエンサTR-220K)為10份的混合溶劑通過(guò)旋涂制成膜度為20μm的方式而形成。
之后，在真空中裝上厚度0.58mm的透明基板011而進(jìn)行粘合后，照射紫外線使樹(shù)脂固化，從而制作成記錄介質(zhì)。
這里，透明基板011是為了使雙折射均勻而優(yōu)化形成條件所形成的基板，調(diào)查波長(zhǎng)660nm的雙折射的結(jié)果，在記錄介質(zhì)全面上為0nm±15nm。另外，為了使記錄介質(zhì)形成時(shí)溝槽的轉(zhuǎn)印性增高，優(yōu)化形成條件而形成的透明基板1的雙折射在記錄介質(zhì)全面上為0nm±15nm。
而且，在透明基板011的粘合表面，預(yù)先形成具有隔水性的層。該層通過(guò)使用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)混合靶，由RF濺射法形成為10nm的膜厚。
另外，作為濺射方法，并非限于RF濺射，例如，也可以在缺乏氧的狀態(tài)下使用具有傳導(dǎo)性的靶作為靶，在氬氣和氧氣混合的氣氛中通過(guò)脈沖DC法進(jìn)行濺射。
(實(shí)施例2)將第1材料層008的膜厚形成為2nm，其他與實(shí)施例1同樣地作成記錄介質(zhì)100。
(實(shí)施例3)將第1材料層008的膜厚形成為10nm，其他與實(shí)施例1同樣地作成記錄介質(zhì)。
(實(shí)施例4)將第2材料層009的膜厚形成為3nm，其他與實(shí)施例1同樣地作成記錄介質(zhì)。
(實(shí)施例5)將第2材料層009的膜厚形成為10nm，且將反射側(cè)保護(hù)層004的膜厚形成為30nm，其他與實(shí)施例1同樣地作成記錄介質(zhì)。
(實(shí)施例6)使用(ZnS)70(SiO2)30靶來(lái)作成第2材料層009，其他與實(shí)施例1同樣地作成記錄介質(zhì)。
(比較例1)使用與第2材料層009相同的(ZnS)80(SiO2)20靶來(lái)作成第1材料層008，膜厚皆形成為2nm。而且，將反射側(cè)保護(hù)層004的膜厚形成為24nm，其他與實(shí)施例同樣地作成記錄介質(zhì)。
(比較例2)使用與第1材料層008相同的SiO2靶來(lái)作成第2材料層009，膜厚皆形成為10nm。而且，將反射側(cè)保護(hù)層004的膜厚形成為36nm，其他與實(shí)施例同樣地作成記錄介質(zhì)。
這些記錄介質(zhì)100的評(píng)價(jià)方法，如下所述。
將通過(guò)激光的照射可使記錄層006的一部分向非晶狀態(tài)可逆地變化的非晶狀態(tài)生成功率電平設(shè)為P1，同樣地將通過(guò)激光的照射可向結(jié)晶狀態(tài)可逆地變化的結(jié)晶狀態(tài)生成功率電平設(shè)為P2。通過(guò)在P1和P2之間調(diào)制激光功率，形成記錄標(biāo)記或擦除部分，來(lái)進(jìn)行信息的記錄、擦除及重寫記錄。信號(hào)方式采用EFM調(diào)制方式，位長(zhǎng)度為0.28μm，將磁盤旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。使用磁道間距為1.20μm，即溝槽部和槽間平坦部按每0.60μm交替形成的基板。也可以使用溝槽部和槽間平坦部的寬度之比不同的基板。在槽間平坦部磁道處，求得再現(xiàn)輸出和噪聲之比(C/N比)成為峰值的P1的值。這里，當(dāng)光拾取器和記錄介質(zhì)100的線速度為24m/s時(shí)，將P1的值小于22mW的情況記為○，將22mW以上的情況記為△。另外，在線速度為64m/s時(shí)，將P1的值小于33mW的情況記為○，將33mW以上的情況記為△。
而且，在線速度為24m/s時(shí)，也評(píng)價(jià)循環(huán)特性，評(píng)價(jià)樹(shù)脂層的熱損壞。將強(qiáng)光照射10次后的C/N比劣化-3dB的次數(shù)設(shè)為循環(huán)次數(shù)，將循環(huán)次數(shù)達(dá)到1萬(wàn)次以上的記為○，將小于1萬(wàn)次的記為△。
對(duì)于磁盤的抗腐蝕性而言，調(diào)查了在90℃80％的環(huán)境下投入100h后的有無(wú)腐蝕。將確認(rèn)沒(méi)有被腐蝕的情況記為○，將確認(rèn)了在記錄介質(zhì)100的使用上大致沒(méi)有問(wèn)題的腐蝕的情況記為△，將確認(rèn)了在記錄介質(zhì)100的使用上會(huì)導(dǎo)致障礙的腐蝕情況記為×。
此外，對(duì)各種記錄介質(zhì)100，測(cè)量了對(duì)記錄介質(zhì)照射波長(zhǎng)660nm的激光時(shí)的、記錄層006為非晶狀態(tài)時(shí)的來(lái)自磁盤反射鏡一部分的反射率Rc和結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的來(lái)自磁盤反射鏡一部分的反射率Ra。另外，進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整以使Rc為15.0％以上。
表1表示評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
(表1)

根據(jù)上述結(jié)果，在本發(fā)明的實(shí)施例1～6的記錄介質(zhì)100中，記錄靈敏度、循環(huán)次數(shù)皆完全良好，也沒(méi)有觀察到腐蝕。由此可知，獲得了記錄再現(xiàn)特性及耐腐蝕性優(yōu)異的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
另一方面，在比較例1中，有關(guān)記錄靈敏度沒(méi)有得到實(shí)施例那樣的良好結(jié)果。在比較例2中，腐蝕性存在問(wèn)題。
(其他的實(shí)施方式)上述實(shí)施方式只是明示了本發(fā)明的具體例，本發(fā)明并非限定于此。只要不違背本發(fā)明的要旨，各種各樣的變更皆可能。
例如，本發(fā)明也能夠適用于光入射側(cè)保護(hù)層由3層以上的材料層構(gòu)成的情況。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及的光學(xué)信息記錄介質(zhì)及其記錄方法，可適用在各種記錄介質(zhì)中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)信息記錄介質(zhì)，至少順次具備具有導(dǎo)向槽的基板、反射層、光吸收層、反射側(cè)保護(hù)層、通過(guò)激光的照射光學(xué)特性會(huì)可逆地變化的記錄層、膜厚為50nm以下的光入射側(cè)保護(hù)層、樹(shù)脂層和被激光照射的透明基板，所述光入射側(cè)保護(hù)層具有多個(gè)材料層，所述多個(gè)材料層中的構(gòu)成最接近所述透明基板的光入射側(cè)材料層的層具有最小的內(nèi)部應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述多個(gè)材料層的至少一個(gè)，其折射率為1.90以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述多個(gè)材料層的至少一個(gè)，其消光系數(shù)為0.05以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光入射側(cè)材料層主要含有Zn的硫化物，并且還含有從Sn、Ta或Bi的氧化物、或者Si的氮化物中選擇的至少一種化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光入射側(cè)材料層含有Zn的硫化物和Si的氧化物，表示為(ZnS)x(SiO2)1-x(0.3≤x≤0.9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光入射側(cè)材料層的膜厚為2nm以上且小于20nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光入射側(cè)材料層以外的所述多個(gè)材料層的至少一個(gè)，含有從Si、Zn、Zr、Al或Mg的氧化物，Zr、Al或B的氮化物，或Ce、La或Mg的氟化物中選擇的至少一種化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述反射側(cè)保護(hù)層主要含有Zn的硫化物，還含有從Sn、Ta或Bi的氧化物、或Si的氮化物中選擇的至少一種的化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述反射側(cè)保護(hù)層的膜厚為25nm以上且小于45nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述反射層主要含有Ag或Al。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述反射層的膜厚為80nm以上且小于300nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光吸收層主要含有Si。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述光吸收層的膜厚為20nm以上且小于50nm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層主要含有Ge或Te，進(jìn)而還含有從Sb、Bi或In中選擇的至少一種元素。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層的膜厚為3nm以上且小于12nm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述透明基板相對(duì)于所述激光波長(zhǎng)的雙折射，在所述透明基板的全面上為0nm±30nm。
17.根據(jù)權(quán)利要求1～16中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述透明基板的厚度為570μm以上且小于600μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求1～17中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述樹(shù)脂層的膜厚為1μm以上且小于30μm。
19.一種光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄方法，是根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄方法，從所述透明基板側(cè)入射所述激光，所述光學(xué)信息記錄介質(zhì)相對(duì)于所述激光的記錄時(shí)的線速度為18m/s以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄方法，其特征在于，所述記錄時(shí)的所述激光的波長(zhǎng)為600nm以上700nm以下，照射所述激光的透鏡的數(shù)值孔徑為0.55以上0.70以下。
全文摘要
提供一種記錄再現(xiàn)特性和耐腐蝕性優(yōu)異的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。為此，本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)至少順次具備具有導(dǎo)向槽的基板(001)、反射層(002)、光吸收層(003)、反射側(cè)保護(hù)層(004)、通過(guò)激光的照射光學(xué)特性會(huì)可逆地變化的記錄層(006)、膜厚為50nm以下的光入射側(cè)保護(hù)層(012)、樹(shù)脂層(010)和被激光照射的透明基板(011)。光入射側(cè)保護(hù)層(012)具有多個(gè)材料層，多個(gè)材料層中的最接近透明基板的光入射側(cè)材料層(009)具有最小的內(nèi)部應(yīng)力。
文檔編號(hào)G11B7/243GK1977327SQ20068000042
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者草田英夫, 山田升, 保阪富治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社