專利名稱：光記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重寫型光記錄媒體。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨信息量的增加，要求可高密度且高速地進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的記錄及再現(xiàn)的記錄媒體。照射光束并進(jìn)行信息的記錄及再現(xiàn)的相變化光記錄媒體、特別是相變化光盤，其是信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良，可高密度化，另外，由于一束覆蓋改寫(1ビ一ムオ一バ一ライト)容易而高速存取性優(yōu)良的記錄媒體。
這種相變化光盤通常為如下結(jié)構(gòu)，即，在形成有引導(dǎo)激光掃描的凹狀的導(dǎo)向槽的光透過性基板上至少依次設(shè)置第一保護(hù)層、進(jìn)行非晶質(zhì)相和結(jié)晶相的可逆相變化的相變化記錄層、第二保護(hù)層、由金屬構(gòu)成的反射層，另外，在反射層上還設(shè)有樹脂保護(hù)層。另外，在貼合型光盤的情況下，形成為一側(cè)使用上述結(jié)構(gòu)或兩側(cè)使用上述結(jié)構(gòu)并經(jīng)由粘接層進(jìn)行貼合的結(jié)構(gòu)。
信號(hào)記錄及再現(xiàn)方法如下所述。
由電動(dòng)機(jī)等機(jī)構(gòu)使上述光記錄媒體以恒定的線速度或恒定的轉(zhuǎn)速(角速度)旋轉(zhuǎn)，向該媒體的記錄層上照射強(qiáng)度調(diào)制了的聚束激光。此時(shí)，記錄層根據(jù)激光的照射條件在結(jié)晶/非晶質(zhì)之間改變相狀態(tài)，使作為該相狀態(tài)之差而形成的圖案成為信號(hào)圖案。另外，再現(xiàn)通過檢測由相狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的反射率差來進(jìn)行。
聚束激光的強(qiáng)度調(diào)制在三個(gè)輸出電平之間進(jìn)行。此時(shí)，最高的輸出電平(下面稱作記錄功率)用于記錄層的熔融。中間輸出電平(下面稱作刪除功率)用于將記錄層加熱到融點(diǎn)之下且高于結(jié)晶化溫度的高溫。而且，最低的電平用于記錄層的加熱或冷卻的控制。
由記錄功率的激光熔融的記錄層繼續(xù)急冷而成為非晶質(zhì)乃至微結(jié)晶，引起反射率的降低，成為記錄標(biāo)識(shí)(非晶質(zhì)標(biāo)識(shí))。另外，在刪除功率的激光中全部成為結(jié)晶質(zhì)，可進(jìn)行刪除。這樣，通過在三個(gè)輸出電平間對激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，在記錄層上交替地形成結(jié)晶區(qū)域和非晶質(zhì)區(qū)域，存儲(chǔ)信息。
在實(shí)現(xiàn)高速記錄時(shí)，需要在記錄層上使用結(jié)晶化速度快的相變化材料。作為這樣的相變化材料，由于結(jié)晶化速度快且高速記錄時(shí)的刪除比高，因此，Ge-Te、Ge-Te-Se、In-Sb、Ga-Sb、Ge-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te等正受到關(guān)注。
但是，要實(shí)現(xiàn)高速記錄，僅將記錄層材料的結(jié)晶化速度加快是不夠的，作為其它大的課題，有“記錄靈敏度”的問題。例如報(bào)告有作為高速記錄用的記錄材料公知的Ga-Sb類的相變化材料，其結(jié)晶化速度極快(非專利文獻(xiàn)1)，但由于共晶組成的融點(diǎn)為較高的630℃，因此難以形成標(biāo)識(shí)，產(chǎn)生靈敏度不足的問題。即使為了彌補(bǔ)靈敏度不足而提高記錄時(shí)的激光功率，也難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)形成所需要的急冷結(jié)構(gòu)，因此，不能得到足夠的記錄特性，除此之外，由于高功率激光使保護(hù)層也產(chǎn)生惡化，故反復(fù)記錄特性也惡化。
與本發(fā)明相關(guān)的公知技術(shù)列舉如下技術(shù)。
在專利文獻(xiàn)1中公開有如下的光記錄媒體在保護(hù)層與反射層之間及/或保護(hù)層與記錄層之間設(shè)置含氧化物的粘接層，該氧化物是從Al2O3、GeO2、SiO2、Ta2O5、TiO2及Y2O3中選擇的至少一種。
在專利文獻(xiàn)2中公開有如下的光記錄媒體在透明基板上依次形成第一保護(hù)層、記錄層、第二保護(hù)層、第三保護(hù)層及反射層，在第三保護(hù)層上作為揚(yáng)氏模量高的材料，將MgO、Al2O3、BeO、ZrO2、ThO2、UO2、SiC、TiC、ZrC、AlN、Si3N4、MoSi2等單獨(dú)或混合使用的光信息記錄媒體；以及將SiO2、Ta2O5、TiO2等氧化物、Si3N4、AlN等氮化物、SmS、SrS等硫化物及MgF2等氟化物等單獨(dú)或與揚(yáng)氏模量高的材料混合使用的光信息記錄媒體。
在專利文獻(xiàn)3中公開有如下的光記錄媒體具備兼具導(dǎo)熱率控制功能和光吸收量校正功能的層，該層的構(gòu)成元素是從Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、W、Ir、Pt、Te中選擇的至少一種。
在專利文獻(xiàn)4中公開有如下的光記錄媒體在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)有含Ti、Cr、Fe、Ni、Zn、Zr、Nb、Mo、W、Si中任一個(gè)的吸收量校正層。
在專利文獻(xiàn)5中公開有如下的光盤在基板上具有下部保護(hù)層、相變化記錄層、多層的上部保護(hù)層、以銀為主成分的反射散熱層，且與反射散熱層接觸的上部保護(hù)層是從由AlN、SiNx、SiAlN、TiN、BN及TaN構(gòu)成的組中選擇的至少一種氮化物、或從由Al2O3、MgO、SiO、SiO2、TiO2、B2O3、CeO2、CaO、Ta2O5、ZnO、In2O3及SnO2構(gòu)成的組中選擇的至少一種氧化物。
專利文獻(xiàn)6中公開有如下的相變化型光盤在基板上依次形成有襯底保護(hù)層、記錄層、上部透明保護(hù)層、控制記錄層的標(biāo)識(shí)部分與刪除部分的吸收率差的干涉層、反射層，其中，干涉層由從Si、SiO2、Ge、MgF2、Al2O3、In2O3、ZrO2中選擇的大于或等于一種的材料構(gòu)成，反射膜由從Al、Au、Cu、Ag中選擇的金屬構(gòu)成。
在專利文獻(xiàn)7中公開有如下的光記錄媒體在透明基板上依次層積有下部電介質(zhì)保護(hù)層、記錄層、上部電介質(zhì)保護(hù)層、反射散熱層，其中，上部電介質(zhì)保護(hù)層的材料使用組成為(ZrO2)100-x(SiO2)x(0＜x＜60摩爾％的物質(zhì)。
在專利文獻(xiàn)8中公開有如下的光記錄媒體在透明基板上至少具有第一薄膜層(保護(hù)層)、相變化光記錄材料層、第二薄膜層(保護(hù)層)、反射層，該第二保護(hù)層使用以Zr氧化物為主成分的材料。
在專利文獻(xiàn)9中公開有如下的相變化型信息記錄媒體從入射激光的一側(cè)依次層積光透過層、下部保護(hù)層、記錄層、第一上部保護(hù)層、第二上部保護(hù)層、反射散熱層，第一上部保護(hù)層的導(dǎo)熱度小于或等于10mW/cmK。
在專利文獻(xiàn)10中公開有如下的光信息記錄媒體在透明基板上具有記錄膜、絕熱膜、反射膜，該絕熱膜的導(dǎo)熱率小于或等于10W/mK。
在專利文獻(xiàn)11中公開有如下的光記錄媒體在基板上依次層積有第一保護(hù)層、記錄層、第二保護(hù)層、至少含有35原子％的Si的第三保護(hù)層、至少含有95％的Ag的反射層、保護(hù)層(オ一バ一コ一ド )。
但是，在上述任何文獻(xiàn)中都沒有關(guān)于本發(fā)明這樣的在第二保護(hù)層和導(dǎo)熱率大于或等于300W/M·K的反射層之間具有導(dǎo)熱率小于或等于10W/m·K的低導(dǎo)熱率層的媒體結(jié)構(gòu)及其效果。而且，例如后述的比較例所示，由不滿足上述條件的組合，不能得到本發(fā)明的效果。
專利文獻(xiàn)1特開平06-139615號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平07-307036號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平09-223332號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2000-339759號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2000-331378號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特許第2850754號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7特開2002-260281號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8特開2003-91871號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9特開2002-288879號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)10特開2000-182278號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)11歐洲專利申請公開1343155號(hào)說明書非專利文獻(xiàn)1“Phase-Change optical data storage in GaSb”，ApliedOpticas，Vol.26，No 22115，November，1987發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種記錄靈敏度良好，沒有反復(fù)記錄特性及保存可靠性的惡化、記錄特性也優(yōu)良的相當(dāng)于DVD3～10倍速度(10m/s～36m/s)的高速記錄用的光記錄媒體。
本發(fā)明的光記錄媒體，其最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少任一線速度進(jìn)行重寫，其中，發(fā)現(xiàn)通過將導(dǎo)熱率(r.t.)小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率材料和導(dǎo)熱率(r.t.)大于或等于300W/m·K的高導(dǎo)熱率材料(反射層)的兩特性適當(dāng)組合，可實(shí)現(xiàn)上述課題。另外還發(fā)現(xiàn)與不設(shè)置低導(dǎo)熱率層而使用與第二保護(hù)層相同的低導(dǎo)熱率材料的情況相比，覆蓋改寫特性及保存可靠性進(jìn)一步改善，完成本發(fā)明。另外，本發(fā)明的導(dǎo)熱率為室溫(通常為20℃左右)下的測定值。
在本發(fā)明中，利用低導(dǎo)熱率層的高絕熱作用(儲(chǔ)熱作用)及高韌性與高導(dǎo)熱率反射層的急冷作用的“協(xié)動(dòng)作用”，改善最高記錄線速度為10.0～36.0m/s之間的光記錄媒體的記錄靈敏度。若設(shè)置導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率層，則由于記錄時(shí)的相變化記錄層的到達(dá)溫度進(jìn)一步提高，故記錄靈敏度得到了改善。另外，通過與高導(dǎo)熱率反射層并用，相對于溫度變化的冷卻梯度也增大，因此可實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)形成所需要的急冷結(jié)構(gòu)，可得到良好的記錄特性。
低導(dǎo)熱率層需要設(shè)于第二保護(hù)層和高導(dǎo)熱率反射層之間。
即，上述課題由如下的<1>～<15>方面的發(fā)明(下面稱作本發(fā)明第一～第十五方面)解決。
<1>、一種光記錄媒體，其特征在于，在透明基板上至少具有第一保護(hù)層；相變化記錄層，其最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，可以以10.0m/s～36.0m/s之間的至少任一線速度進(jìn)行重寫；第二保護(hù)層；反射層，其導(dǎo)熱率大于或等于300W/m·K，在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)有由膜厚大于或等于0.5nm、小于或等于8nm且導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層。
<2>、如上述<1>所述的光記錄媒體，由低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層的熱膨脹系數(shù)小于或等于10×10-6/℃。
<3>、如上述<1>及<2>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料為氧化物材料。
<4>、如上述<1>～<3>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料不含硫黃。
<5>、如上述<1>～<4>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料是從IIa族～I(xiàn)Va族及IIb族～I(xiàn)Vb族中選擇的至少一種元素的氧化物或復(fù)合氧化物。
<6>、如上述<1>～<5>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料的融點(diǎn)大于或等于記錄層材料的融點(diǎn)。
<7>、如上述<1>～<6>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料由下述組成式表示(ZrO2)a(TiO2)b(SiO2)c(X1)d式中，a～d表示各氧化物的比例(摩爾％)，50≤a≤100、0≤b＜50、0≤c＜30、0≤d＜10(a+b+c+d＝100)，X1是從稀土類氧化物中選擇的至少一種。
<8>、如上述<1>～<7>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，低導(dǎo)熱率材料含有金屬的碳化物、半金屬的碳化物、金屬的氮化物以及半金屬對氮化物中的至少一種，其含有量不到全部材料的50摩爾％。
<9>、如上述<1>～<8>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，反射層由純Ag或以Ag為主成分的合金構(gòu)成。
<10>、如上述<1>～<9>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，反射層的膜厚為100～300nm。
<11>、如上述<1>～<10>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，記錄層至少含有Ga、Sb、Sn及Ge。
<12>、如上述<11>所述的光記錄媒體，合金還含有從In、Te、Al、Zn、Mg、Tl、Pb、Bi、Cd、Hg、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn、稀土類元素中選擇的至少一種元素，該元素的總含量為0.1～10原子％。
<13>、如上述<1>～<12>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，記錄層的膜厚為6～20nm。
<14>、如上述<1>～<13>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，第二保護(hù)層由ZnS和SiO2的混合物構(gòu)成。
<15>、如上述<1>～<14>中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，透明基板具有槽間距為0.74±0.03μm、槽深為22～40nm、槽寬為0.2～0.4μm的蛇行槽，可以以DVD的3～10倍速度(10m/s～36m/s)的記錄線速度進(jìn)行記錄。


圖1是作為本發(fā)明的重寫型信息光記錄媒體之一例的相變化光盤的概略剖面圖；圖2是表示使用市場銷售的熱計(jì)算軟件對本發(fā)明實(shí)施例及比較例的光盤計(jì)算記錄層內(nèi)部的熱擴(kuò)散的樣態(tài)的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，詳細(xì)說明上述本發(fā)明。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，在透明基板上至少設(shè)置第一保護(hù)層、最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少一個(gè)線速度進(jìn)行重寫的相變化記錄層、第二保護(hù)層、導(dǎo)熱率大于或等于300W/m·K的反射層的結(jié)構(gòu)中，通過在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)置由膜厚大于或等于0.5nm、小于或等于8nm且導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層，使記錄靈敏度及反復(fù)記錄特性顯著改善，另外，與設(shè)置上述低導(dǎo)熱率層作為第二保護(hù)層的情況相比，記錄特性及保存可靠性進(jìn)一步改善，完成本發(fā)明。
在本發(fā)明中，首先，利用上述低導(dǎo)熱率層的高絕熱性(儲(chǔ)熱性)和作為高導(dǎo)熱率的反射層的急冷效果的“相互作用”，改善記錄線速度為10.0m/s～36.0m/s的光記錄媒體的記錄靈敏度。
若設(shè)置導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率層，則由于記錄時(shí)的記錄層的到達(dá)溫度進(jìn)一步提高，故使靈敏度得到改善，另外，還通過與后述的高導(dǎo)熱率反射層并用，使相對溫度變化的冷卻梯度也增大，因此，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)形成所需要的急冷結(jié)構(gòu)，可得到良好的記錄特性。
另外，在本發(fā)明第二方面的熱膨脹系數(shù)小于或等于10×10-6/℃的規(guī)定中，熱膨脹越低，低導(dǎo)熱率層相對于熱變化的伸縮越小，抗熱變化性越強(qiáng)，因此，即使在記錄時(shí)照射高功率激光，低導(dǎo)熱率層達(dá)到高溫，也可以抑制層自身的惡化，也可以改善反復(fù)記錄特性。
另外，本發(fā)明的特征在于，將低導(dǎo)熱率層設(shè)于記錄層和作為高導(dǎo)熱率層的反射層之間。根據(jù)本發(fā)明者的研究，發(fā)現(xiàn)與將低導(dǎo)熱率層設(shè)于第一保護(hù)層和記錄層之間相比，將低導(dǎo)熱率層設(shè)于記錄層和反射層之間可進(jìn)一步改善記錄靈敏度。這是由于，在記錄時(shí)由于低導(dǎo)熱率層的儲(chǔ)熱效果而使記錄層一旦達(dá)到高溫后，為了形成非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)而必須立即實(shí)現(xiàn)溫度的急冷，因此，要在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行這樣的“自高溫狀態(tài)的急冷”的工藝，必須將低導(dǎo)熱率層與反射層鄰接設(shè)置。
在記錄層和反射層之間設(shè)置第二保護(hù)層，在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)置低導(dǎo)熱率層，與不設(shè)置第二保護(hù)層而直接在記錄層和反射層之間設(shè)置的情況相比，使記錄特性及保存可靠性進(jìn)一步改善，因而理想。下面說明其理由。
如上所述，在利用低導(dǎo)熱率層作為導(dǎo)熱率調(diào)整層的情況下，其膜厚最好薄。這是由于，若膜厚較厚，則難以控制盤的導(dǎo)熱率的調(diào)整，除此之外，隨著膜厚增厚，絕熱性升高，熱反而過于集中在光盤上，使反復(fù)記錄的特性惡化。因此，根據(jù)這樣的理由，低導(dǎo)熱率層的膜厚薄為好，具體地說大于或等于0.5nm、小于或等于8nm為好。
但另一方面，即使減薄膜厚，控制導(dǎo)熱率，這次產(chǎn)生難以調(diào)整光盤的光學(xué)特性，不能得到足夠的記錄特性的不良情況。而且，若作為低導(dǎo)熱率材料使氧化物及結(jié)晶性材料與記錄層相接設(shè)置，則使記錄層氧化或促進(jìn)結(jié)晶化，并也使保存可靠性惡化。因此，將與低導(dǎo)熱率層不同的第二保護(hù)層設(shè)于記錄層和低導(dǎo)熱率層之間，調(diào)整光學(xué)特性，還防止記錄層的氧化、促使結(jié)晶化，由此可以改善記錄特性以及保存可靠性。
另外，在本發(fā)明中，反射層的導(dǎo)熱率必須大于或等于300W/M·K。這是由于，如上所述通過與低導(dǎo)熱率層并用，增大相對于記錄時(shí)的溫度變化的冷卻梯度，充分實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)形成所需要的急冷結(jié)構(gòu)。導(dǎo)熱率的上限沒有特別限制，但在常使用的材料中，Ag的導(dǎo)熱率約為430W/m·K，是最高的。
目前，在構(gòu)成光記錄媒體的反射層材料中，從與記錄時(shí)產(chǎn)生的熱的冷卻速度調(diào)整相關(guān)的“導(dǎo)熱性”的觀點(diǎn)、和與利用干涉效果的再現(xiàn)信號(hào)的對比度的改善相關(guān)的“光學(xué)性”的觀點(diǎn)出發(fā)，希望是“高導(dǎo)熱率/高反射率的金屬”而使用以Au、Ag、Cu、Al的單體或它們的金屬為主成分的合金等，但其中例如導(dǎo)熱率小于300W/m·K的約240W/m·K的Al，不能實(shí)現(xiàn)所希望的急冷條件。在本發(fā)明的光記錄媒體中，作為反射層理想的是純Ag或以Ag為主成分(含有大于或等于50原子％)的合金，這是由于，Ag的導(dǎo)熱率為極高的427W/m·K，即使與低導(dǎo)熱率層并用，也可以在記錄層達(dá)到高溫之后，容易立即實(shí)現(xiàn)適于非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)形成的急冷結(jié)構(gòu)。
另外，在將上述純Ag或以Ag為主成分的合金作為高導(dǎo)熱率層(反射層)使用的情況下，當(dāng)將含硫黃的低導(dǎo)熱率層相接構(gòu)成時(shí)，硫黃與Ag反應(yīng)(Ag的硫化反應(yīng))，引起惡化，故產(chǎn)生缺陷。因此，在這種情況下需要使用不含硫黃的低導(dǎo)熱率材料。
由上述那樣的低導(dǎo)熱率層和高導(dǎo)熱率反射層的組合得到的協(xié)和效果對記錄線速度為10.0m/s～36.0m/s的光記錄媒體特別有效。
記錄線速為10.0m/s～36.0m/s的光記錄媒體為了進(jìn)行高速記錄而要求在短脈沖照射期間形成大的非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)。因此，需要高的記錄激光功率，但與此相對，低于10.0m/s的低速記錄用的光記錄媒體不需要那么高的記錄激光功率，另外，設(shè)置低導(dǎo)熱率時(shí)，反而熱滯留的時(shí)間過長，非晶質(zhì)化條件不良，因此記錄特性反而惡化。另一方面，在大于或等于36.0m/s的高速記錄用光記錄媒體中，需要更高的記錄激光功率，但由于是難以形成適當(dāng)?shù)姆蔷з|(zhì)化條件的記錄線速度區(qū)域，故不能得到具有目前這樣良好的記錄靈敏度及反復(fù)記錄特性的光記錄媒體。
因此，作為本發(fā)明，提供相當(dāng)于DVD的3～10倍速度(10m/s～36m/s)的高速記錄用的光記錄媒體，其中，最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少一個(gè)線速度進(jìn)行重寫的相變化記錄層、第二保護(hù)層、導(dǎo)熱率大于或等于300W/m·K的反射層以及設(shè)于第二保護(hù)層和反射層之間的膜厚大于或等于0.5nm、小于或等于8nm且導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率為必要構(gòu)成要素，滿足這些條件的光記錄媒體的記錄靈敏度良好，且沒有反復(fù)記錄特性及保存可靠性的劣化，記錄特性也優(yōu)良。
另外，若選擇低導(dǎo)熱率層的熱膨脹系數(shù)小于或等于10×10-6/℃的材料，則熱膨脹越低，低傳導(dǎo)率層相對于熱變化的伸縮越小，耐熱變化性越強(qiáng)，因此，即使在記錄時(shí)照射高功率激光，使低導(dǎo)熱率層達(dá)到高溫，也可以抑制層自身的惡化，因此，可進(jìn)一步改善覆蓋改寫特性。熱膨脹系數(shù)的下限沒有特別限制，但本發(fā)明中可使用的材料中不存在熱膨脹系數(shù)為零的材料，即不熱膨脹的材料。
作為構(gòu)成低導(dǎo)熱率層的材料，從以下(1)～(4)等觀點(diǎn)考慮，最好選定適當(dāng)?shù)牟牧?，?yōu)選無機(jī)氧化物。
(1)相對激光光學(xué)上透明，具有充分的穩(wěn)定性(從相對融點(diǎn)·軟化點(diǎn)·分解溫度等溫度的耐性的觀點(diǎn)考慮)(2)具有充分的機(jī)械強(qiáng)度(從韌性·硬度(熱膨脹系數(shù))的觀點(diǎn)考慮)(3)與金屬反射層的緊密貼合性良好(4)容易形成其中，從IIa族～I(xiàn)Va族及IIb族～I(xiàn)Vb族中選擇的至少一種元素的氧化物或復(fù)合氧化物全部滿足上述條件，故是理想的。
但是，在復(fù)合氧化物的情況中，當(dāng)熱膨脹系數(shù)之差大時(shí)，則由于可能會(huì)失去韌性·硬度，因此需要注意。
另外，在重視上述“足夠的安全性”的情況下，優(yōu)選使用融點(diǎn)大于或等于記錄層材料的融點(diǎn)的低導(dǎo)熱率材料。
在實(shí)現(xiàn)高速記錄時(shí)，需要在更短的時(shí)間內(nèi)控制記錄層的加熱及急冷，因此，由于照射到記錄層上的發(fā)光脈沖的脈沖寬度窄(成為基準(zhǔn)的時(shí)鐘(T)減小)，故在記錄時(shí)需要更高的激光功率。這是由于，當(dāng)脈沖寬度加大時(shí)，不使冷卻所需要的脈沖發(fā)光的時(shí)間縮短，非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)的面積及長度減小，難以形成希望長度的標(biāo)識(shí)。
另外，在作為例如高速記錄用記錄層材料之一而公知的Ca-Sb的共晶組成附近，其融點(diǎn)為非常高的630℃左右，必須利用高輸出激光功率將記錄層升溫到比其高的溫度。因此，用于蓄積由高輸出激光照射產(chǎn)生的熱的低導(dǎo)熱率層，需要選擇至少具有大于或等于記錄層材料的融點(diǎn)的耐熱性優(yōu)良的材料。優(yōu)選融點(diǎn)大于或等于800℃，最好是融點(diǎn)大于或等于1000℃的氧化物，作為具體例，列舉ZrO2(2720℃)、TiO2(1840℃)、SiO2(1710℃)，但不限于此。
作為低導(dǎo)熱率材料，優(yōu)選示例由下述組成式表示的化合物。
(ZrO2)a(TiO2)b(SiO2)c(X1)d“式中，a～d表示各氧化物的比例(摩爾％)，50≤a≤100、0≤b＜50、0≤c＜30、0≤d＜10(a+b+c+d＝100)，X1是從稀土類氧化物中選擇的至少一種”。
具有特別優(yōu)良的韌性的ZrO2由于其導(dǎo)熱率極低(κ2.0W/m·K)，熱膨脹系數(shù)(α9×10-6/℃)也與金屬接近，故與金屬的組合也容易，另外，由于具有使機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)耐久性提高的特征，故成為以“記錄靈敏度”及“反復(fù)記錄特性”的改善為課題的本發(fā)明的主要構(gòu)成材料。
作為與ZrO2相同的硬質(zhì)氧化物所公知的TiO2(κ6.5W/m·K，α7.6×10-6/℃)由于使低導(dǎo)熱率層的高溫粘性降低，改善熔融性，故有助于層的穩(wěn)定性及耐久性的提高。
導(dǎo)熱率大于或等于7W/m·K的材料若選擇作為復(fù)合物整體的導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的適當(dāng)材料的組合，則可設(shè)計(jì)產(chǎn)生各材料的特性的低導(dǎo)熱率材料。
例如，通過使具有與ZrO2相同的低導(dǎo)熱性的SiO2(κ1.6W/m·K，α0.5×10-6/℃)與Al2O3(κ30W/m·K，α6.5×10-6/℃)的中間氧化物組合，使剛性率等機(jī)械物理特性及耐熱性提高。
在形成復(fù)合物時(shí)，希望使用表示二者的熱膨脹系數(shù)的值盡量接近的材料而形成。熱膨脹在錯(cuò)誤的控制時(shí)成為應(yīng)力，可能會(huì)破壞結(jié)構(gòu)。在復(fù)合物的情況下，若熱膨脹系數(shù)不同，則容易產(chǎn)生上述那樣的應(yīng)力，因而需要進(jìn)行控制。
TiO2和SiO2也可以根據(jù)調(diào)整添加量來調(diào)整光學(xué)特性。由于以Y2O3(κ27W/m·K)為代表的稀土類氧化物相對于材料溫度的體積變化減小，因此，具有使相對于初始化時(shí)及記錄時(shí)的溫度變化的穩(wěn)定性提高并防止目標(biāo)裂紋等的作用，另外，可改善耐久性及高溫熔融性。
在將TiO2和SiO2以及稀土類氧化物作為以ZrO2為主要構(gòu)成要素時(shí)的修飾成分添加時(shí)，在為TiO2的情況下，其含量相對于構(gòu)成材料整體大于或等于0且小于50摩爾％為好，在為SiO2的情況下，其含量相對于構(gòu)成材料整體大于或等于0且小于30摩爾％為好，在為稀土類氧化物的情況下，其含量相對于構(gòu)成材料整體大于或等于0且小于10摩爾％為好。
混合的比例未必限于該范圍，但當(dāng)超過該范圍時(shí)，由于導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的材料的形成困難，故上述范圍合適。在將TiO2與SiO2相比時(shí)，若SiO2的折射率小且混合的比例增加時(shí)，則全部材料的折射率可能會(huì)降低，SiO2使用量的上限低于30摩爾％。因此，為了抑制折射率的降低，而優(yōu)選將作為高折射率電介體的TiO2單獨(dú)混合或?qū)iO2與SiO2合并混合。
另外，將Y2O3、MgO、CaO、Nb2O5、Al2O3、稀土類氧化物等添加數(shù)％而使ZrO2的一部分穩(wěn)定化的局部穩(wěn)定化氧化鋯的機(jī)械性質(zhì)特別優(yōu)良，除可防止制造本發(fā)明時(shí)使用的目標(biāo)材料的破裂之外，與ZrO2單體相比，導(dǎo)熱率進(jìn)一步降低，故是適合的。
另一方面，作為稀土類氧化物可特別地示例Y2O3，但由于少量的添加有助于比彈性率的提高及氧化物層的均質(zhì)化，故大于或等于0且小于10摩爾％是適合的。
當(dāng)?shù)蛯?dǎo)熱率材料中含有金屬及/或半金屬的碳化物及/或氮化物時(shí)，則可提高低導(dǎo)熱率層和反射層或保護(hù)層的緊密貼合性，故是理想的。作為這種物質(zhì)的具體例，列舉Si、Ge、Ti、Zr、Ta、Nb、Hf、Al、Y、Cr、W、Zn、In、Sn、B等的碳化物及氮化物。但是，當(dāng)這些物質(zhì)的配合量超過50摩爾％時(shí)，材料的低導(dǎo)熱率性不發(fā)揮作用，因而不理想。配合量的下限沒有特別限制，但要發(fā)揮效果，則優(yōu)選大于或等于1摩爾％的配合。
另外，高導(dǎo)熱率層(反射層)的厚度優(yōu)選100～300nm。為了充分實(shí)現(xiàn)所希望的“急冷效果”，實(shí)現(xiàn)與低導(dǎo)熱率層的適當(dāng)相互作用，需要高導(dǎo)熱率層的厚度至少大于或等于100nm，從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)來看，上限為300nm。
記錄層優(yōu)選使用至少含有Ga、Sb、Sn及Ge的合金。
根據(jù)使用含有Ga、Sb、Sn及Ge的合金的記錄層，作為記錄材料，關(guān)注Ga-Sb類材料具有的高速結(jié)晶化特性，另外，通過選擇添加了Sn和Ge的相變化材料，即使在記錄線速度為10.0m/s～36.0m/s的高速記錄中，也可以提供具有良好的記錄特性及保存可靠性的光記錄媒體。
下面，具體說明各構(gòu)成元素。
作為第一主要構(gòu)成元素的Sb通過使構(gòu)成材料中的Sb比變化，可調(diào)整結(jié)晶化速度，通過提高其比率，可使結(jié)晶化速度高速化，因此，是實(shí)現(xiàn)高速記錄所不可缺少的非常優(yōu)良的相變化材料。
但是，當(dāng)要以Sb單獨(dú)實(shí)現(xiàn)記錄線速度為36.0m/s的相當(dāng)快的光記錄媒體時(shí)，則在反復(fù)記錄特性及保存可靠性上產(chǎn)生問題。因此，作為不損害反復(fù)記錄特性及保存可靠性而提高結(jié)晶化速度的第二主要構(gòu)成元素，Ga是必須的。Ga由于具有以少的添加量提高相變化材料的結(jié)晶化溫度的效果，故是在標(biāo)識(shí)穩(wěn)定性方面有效的元素。
作為第三主要構(gòu)成元素的Sn具有如下的作用，即通過添加Ga而使減緩的結(jié)晶化速度加速，同時(shí)使融點(diǎn)降低，可通過添加Ga來調(diào)整升高的結(jié)晶化溫度。其結(jié)果是，可改善Ga-Sb類材料的高結(jié)晶化溫度帶來的初始化不良的問題，除此之外，對光記錄媒體的靈敏度提高、反射率提高、初始化噪聲的降低是有效的，因此，是綜合提高記錄特性的非常優(yōu)良的構(gòu)成元素。
作為第四主要構(gòu)成元素的Ge，由于通過少量的添加即可質(zhì)地提高保存可靠性，因此，作為構(gòu)成元素是不可缺少的。
在這樣至少含有Ga、Sb、Sn及Ge的相變化材料中，其組成式為GaαSbβSnγGeδ，優(yōu)選為2≤α≤20、40≤β≤80、5≤γ≤25、2≤δ≤20(其中，α、β、γ、δ為各元素的組成比(原子％)，α+β+γ+δ＝100)的范圍。在Sn不到5％時(shí)，融點(diǎn)升高，靈敏度變差，當(dāng)Sn超過25％時(shí)，結(jié)晶化速度過快，難以非晶質(zhì)化，因而不理想。另外，在Sb低于40％時(shí)，融點(diǎn)升高，記錄靈敏度惡化，在Sb超過80％時(shí)，保存可靠性惡化，因而不理想。另外，有關(guān)Ga及Ge，在低于2％時(shí)，保存可靠性惡化，當(dāng)超過20％時(shí)，結(jié)晶化溫度過高，初始化困難。
另外，理想的是記錄層中還含有從In、Te、Al、Zn、Mg、Tl、Pb、Bi、Cd、Hg、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn及稀土類元素中選擇的至少一種元素。這些元素的總含有量是0.1～10原子％為好，最好是0.5～8原子％。
In具有改善高速記錄材料的初始化不良的效果。但是，In的過剩添加會(huì)引起再現(xiàn)光惡化，另外，由于成為反射率低下的原因，故低于10％為好。另外，Tl、Pb、Bi、Al、Mg、Cb、Hg、Mn及稀土類元素具有加速結(jié)晶化速度的效果，這些元素中優(yōu)選容易得到與Sb相同的價(jià)數(shù)的Bi。但是，由于添加量過多則會(huì)引起再現(xiàn)光惡化及初期跳動(dòng)的惡化，因此，組成范圍需要都小于或等于10原子％。
另外，有關(guān)保存可靠性，除Ge之外，也可以通過添加Te、Al、Zn、Se、C、N、Se及Au、Ag、Cu來改善。其中，在Al、Se的情況，進(jìn)一步提高高速結(jié)晶化，另外Se對提高記錄靈敏度也有效。Au、Ag、Cu是保存可靠性優(yōu)良，且改善高速記錄材料的初始化不良的有效元素，但相反，也具有使結(jié)晶化速度降低，防礙高速記錄特性的特性。因此，Au、Ag、Cu的總添加量的上限優(yōu)選10原子％。另一方面，當(dāng)過少時(shí)，由于添加效果不明顯，故Au、Ag及Cu添加量的下限優(yōu)選0.1原子％。
另外，發(fā)現(xiàn)Mn及稀土類元素也能夠?qū)崿F(xiàn)與In相同的效果，特別是Mn是不必比Ge的添加量多的保存可靠性也優(yōu)良的添加元素。Mn的最佳添加量為1～5原子％。當(dāng)?shù)陀?原子％時(shí)，則不顯現(xiàn)加快結(jié)晶化速度的效果，當(dāng)過多時(shí)，未記錄狀態(tài)(結(jié)晶狀態(tài))的反射率過低。
這樣，通過將Ga-Sb-Sn-Ge類材料和上述添加元素適當(dāng)組合，即使在記錄線速度為10.0m/s～36.0m/s的高速記錄中，也可以設(shè)計(jì)具有良好的記錄特性及保存可靠性的光記錄媒體。
記錄層的膜厚優(yōu)選6～20nm。當(dāng)薄于6nm時(shí)，反復(fù)記錄造成的記錄特性惡化顯著，另外，當(dāng)厚過20nm時(shí)，容易產(chǎn)生反復(fù)記錄容易造成的記錄層的移動(dòng)，跳動(dòng)增加加劇。另外，為盡可能減小結(jié)晶和非晶質(zhì)的吸收率差，提高刪除特性，優(yōu)選記錄層的厚度薄，厚度最好為8～17nm。
優(yōu)選使用ZnS和SiO2的混合物作為第一保護(hù)層及校正光學(xué)調(diào)整的第二保護(hù)層。該材料不僅適合于校正需要通過設(shè)置低導(dǎo)熱率層來進(jìn)行調(diào)整的光盤的光學(xué)特性，而且耐熱性、低導(dǎo)熱率性、化學(xué)穩(wěn)定性也優(yōu)良，因此也適合作為保護(hù)層，另外，膜的殘留應(yīng)力小，即使反復(fù)進(jìn)行記錄/刪除也不易引起記錄靈敏度、刪除比等特性惡化，故是理想的。
第一保護(hù)層的膜厚根據(jù)熱條件及光學(xué)條件而選定最適合的范圍，理想的是40～200nm，最好為40～90nm。
有關(guān)第二保護(hù)層的膜厚，由于對記錄層的冷卻直接影響大，故要得到良好的刪除特性及反復(fù)記錄耐久性，需要其膜厚大于或等于0.5nm。當(dāng)?shù)陀?.5nm時(shí)，產(chǎn)生裂紋等缺陷，使反復(fù)記錄耐久性降低，而且還使記錄靈敏度變差，故不理想。另外，當(dāng)超過8nm時(shí)，由于記錄層的冷卻速度減緩，故難以形成標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)的面積減小，因而不理想。
作為本發(fā)明的基板，可使用具有槽間距0.74±0.03μm，槽深22～44nm，槽寬0.2～0.4μm的蛇行槽的基板等。由此，以目前的DVD+RW媒體的規(guī)格為基準(zhǔn)，可提供能夠進(jìn)行大于或等于三倍速度(具體地說相當(dāng)于3～10倍速度)的高速記錄的DVD+RW媒體。使槽為蛇行狀的目的在于，在未記錄的特定軌道進(jìn)行存取或使基板以恒定線速度旋轉(zhuǎn)。
利用低導(dǎo)熱率層的高儲(chǔ)熱性及高韌性和高導(dǎo)熱率反射層的急冷效果的“協(xié)和效果”，可提供如下的光記錄媒體，即，記錄靈敏度得到質(zhì)的改善，且不產(chǎn)生反復(fù)記錄特性及保存可靠性的惡化，記錄特性也優(yōu)良，其最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少一個(gè)線速度進(jìn)行重寫。
實(shí)施例下面，利用實(shí)施例及比較例進(jìn)一步具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例及所使用的初始化裝置等的任何限定。另外，實(shí)施例1～13的低導(dǎo)熱率層使用的材料都是能滿足κ≤10W/m·K，α≤10×10-6/℃的材料。另外，實(shí)施例及比較例的評(píng)價(jià)結(jié)果匯總在表1中表示。
實(shí)施例1在基板1上利用濺射法依次形成第一保護(hù)層2、相變化記錄層3、第二保護(hù)層8、低導(dǎo)熱率層4、反射層5，在其上利用旋涂法形成樹脂保護(hù)層6，最后，將貼合用基板7貼合，制作圖1所示的層結(jié)構(gòu)的光記錄媒體并將其初始化。
基板1使用直徑12cm、厚度0.6mm的聚碳酸酯制的軌道間距0.74μm的帶導(dǎo)向槽的基板。
第一保護(hù)層2使用厚度60nm的ZnS-SiO2(80∶20摩爾％)(κ8.6W/m·K)。
相變化記錄層3使用厚度16nm的Ga12Sb88。
第二保護(hù)層8使用厚度7nm的ZnSSiO2(80∶20摩爾％)。
低導(dǎo)熱率層4使用厚度4nm的ZrO2(含有3摩爾％Y2O3)(κ5.1W/m·K，α9.5×10-6/℃)。
反射層5使用厚度140nm的Ag(κ430W/m·K)。
樹脂保護(hù)層6使用紫外線固化樹脂(大日本インキ化學(xué)工業(yè)社制SD318)。
貼合用基板7使用直徑12cm、厚度0.6nm的聚碳酸酯制基板。
初始化使用日立計(jì)算機(jī)設(shè)備制造的初始化裝置(PCR DISKINITIALIZER)，使上述光記錄媒體以一定線速度旋轉(zhuǎn)，將功率密度10～20mW/μm2的激光一邊沿半徑方向以一定進(jìn)給量移動(dòng)一邊進(jìn)行照射。
其次，評(píng)價(jià)該光記錄媒體的C/N比、記錄靈敏度、保存可靠性。
評(píng)價(jià)如下進(jìn)行，使用具有波長660nm、NA0.65的拾取器的光盤評(píng)價(jià)裝置(バルステツク社制DDU-1000)，以記錄線速度28m/s(相當(dāng)于DVD的8倍速度)、線密度0.267μm/bit的條件，利用EFM+調(diào)制方式評(píng)價(jià)對3T單一圖案進(jìn)行10次及1000次覆蓋改寫時(shí)的C/N比。另外，將上述光記錄媒體放置在80℃85％RH恒溫槽內(nèi)300小時(shí)之后，對于再次評(píng)價(jià)記錄特性的“保存可靠性”也進(jìn)行評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)基準(zhǔn)如下。
對于記錄特性，在實(shí)現(xiàn)重寫型光盤系統(tǒng)的情況下，其C/N比被設(shè)定為需至少大于或等于45dB，若大于或等于50dB，最好大于或等于55dB，則可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的系統(tǒng)。
對于保存可靠性，在將初始化后的光記錄媒體放置于80℃85％RH恒溫槽內(nèi)300小時(shí)之后，以進(jìn)行同樣記錄時(shí)的記錄特性(擱置特性)為評(píng)價(jià)對象，另外，對未評(píng)價(jià)的樣品標(biāo)注“-”。
關(guān)于記錄靈敏度，光盤的最佳記錄功率小于或等于34mW的設(shè)為“○”，超過34mW但小于或等于36mW的設(shè)為“△”，超過36mW的設(shè)為“×”。
實(shí)施例2除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-20摩爾％TiO2(κ2.0W/m·K)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例3除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-10摩爾％SiO2(κ3.5W/m·K)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例4除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-20摩爾％Al2O3(κ3.5W/m·K)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例5除了將相變化記錄層3的材料改變?yōu)镚a12Sb80Sn8這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
與實(shí)施例1相比，在本實(shí)施例中使用記錄層材料中的Sb比率降低，取而代之的是添加了結(jié)晶化速度加快且對記錄靈敏度的改善也有效的Sn的記錄層。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，在記錄線速度為28m/s時(shí)得到高的C/N比，另外，在進(jìn)行80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)后也幾乎沒有惡化。另外，與實(shí)施例1相比，可以更低的初始化功率得到均勻且高反射率的光記錄媒體，另外，通過添加Sn，可使結(jié)晶化速度進(jìn)一步提高，因此，記錄線速度35m/s(DVD的10倍速度)中的記錄也是良好的。
實(shí)施例6除了將相變化記錄層3的材料改變?yōu)镚e12Sb80Sn8這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
與實(shí)施例1相比，在本實(shí)施例中，將記錄層材料中的Ga置換為對保存可靠性有效的Ge，另外還使用Sb比率降低，取而代之的是添加了結(jié)晶化速度加快且對記錄靈敏度的改善也有效的Sn的記錄層。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，可由比實(shí)施例1中更低的初始化功率實(shí)現(xiàn)均勻且高反射率的初始化，另外，得到記錄線速度為28m/s的高C/N比。另外，即使在80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)下放置500小時(shí)，其特性也幾乎不會(huì)惡化，具有非常高的保存可靠性。
實(shí)施例7除了將相變化記錄層3的材料改變?yōu)镚a9Sb83Sn5Ge3這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
與實(shí)施例1相比，在本實(shí)施例中，將記錄層材料中的Ga的一部分置換為對保存可靠性有效的Ge，另外還使用Sb比率降低，取而代之的是添加了結(jié)晶化速度加快且對記錄靈敏度的改善也有效的Sn的記錄層。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，在記錄線速度為28m/s時(shí)得到非常高的C/N比，另外，即使在80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)下放置500小時(shí)，其特性也幾乎不會(huì)惡化，具有非常高的保存可靠性。
實(shí)施例8除了將相變化記錄層3的材料改變?yōu)镚a12Sb80Mn8這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
與實(shí)施例1相比，在本實(shí)施例中，使用記錄層材料中的Sb比率降低，取而代之的是添加了結(jié)晶化速度加快且對記錄靈敏度的改善也有效的Mn的記錄層。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，在記錄線速度為28m/s中得到高C/N比，另外，即使在80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)下放置500小時(shí)，其特性也幾乎不會(huì)惡化，具有非常高的保存可靠性。
另外，通過添加Mn，可不損害保存可靠性而加快結(jié)晶化速度，記錄線速度為35m/s(DVD的10倍速)的記錄也是良好的。
實(shí)施例9除了將相變化記錄層3改變?yōu)楹穸?4nm的Ga4Sb71Sn18Ge7，將反射層5的厚度改變?yōu)?00nm這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例10除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-20摩爾％TiO2這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例11除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-10摩爾％SiO2這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例12除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-20摩爾％Al2O3這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例13除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-20摩爾％TiO2-10摩爾％SiO2這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例9～12與實(shí)施例1～4相比，相變化記錄層的膜厚減薄2nm，反射層的膜厚加厚60nm。根據(jù)這些實(shí)施例可以確認(rèn)，通過減薄相變化記錄層的膜厚，使光記錄媒體的保存可靠性(特別是擱置特性)改善，另外，通過加厚反射層的膜厚而使覆蓋改寫1000次后的CN比進(jìn)一步得到改善。另外，在實(shí)施例13中也確認(rèn)了，與實(shí)施例10相比，不損害記錄靈敏度及記錄特性，使覆蓋改寫1000次后的C/N比進(jìn)一步得到改善。
實(shí)施例14除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)閆rO2(含有3摩爾％Y2O3)-50摩爾％TiO2(κ1.7W/m·K)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例14與實(shí)施例10相比，覆蓋改寫1000次后的C/N比稍稍降低，但可得到超過60dB的良好的記錄特性。
實(shí)施例15除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)門iO2(κ6.5W/m·K)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例9同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例15與實(shí)施例10相比，雖然覆蓋改寫1000次后的C/N比降低，但可得到超過50dB的良好的記錄特性。
比較例1除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)镾i3N4這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
Si3N4的導(dǎo)熱率大致為25W/m·K，熱膨脹系數(shù)為3.2×10-6/℃，導(dǎo)熱率為本發(fā)明的范圍以外的材料。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果作為本發(fā)明目的的“低導(dǎo)熱率層的高儲(chǔ)熱作用及高韌性和高導(dǎo)熱率反射層的急冷作用的協(xié)動(dòng)作用”沒有有效地發(fā)揮，另外，確認(rèn)了記錄靈敏度降低。在實(shí)現(xiàn)高速記錄時(shí)，作為目前的記錄功率，在將本發(fā)明示例的結(jié)晶化速度快的相變化材料用作記錄層的情況下，從提高調(diào)制度的目的出發(fā)而需要使用大于或等于約30mW的記錄功率。因此，當(dāng)記錄靈敏度降低時(shí)，則需要更高輸出的記錄功率，因此，不僅實(shí)用性不佳而且也對光記錄媒體自身造成損害。
比較例2除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)锳l2O3這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
Al2O3的導(dǎo)熱率大致為30W/m·K，熱膨脹系數(shù)為6.5×10-6/℃，導(dǎo)熱率為本發(fā)明的范圍以外的材料。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果是與比較例1同樣，作為本發(fā)明目的的“低導(dǎo)熱率層的高儲(chǔ)熱作用及高韌性和高導(dǎo)熱率反射層的急冷作用的協(xié)動(dòng)作用”沒有有效地發(fā)揮，另外，確認(rèn)了記錄靈敏度降低。
比較例3除了將低導(dǎo)熱率層4的材料改變?yōu)镃aO這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
CaO的導(dǎo)熱率大致為14.4W/m·K，熱膨脹系數(shù)為13.6×10-6/℃，導(dǎo)熱率(及本發(fā)明2中的熱膨脹系數(shù))為本發(fā)明的范圍以外的材料。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果與比較例1同樣地作為本發(fā)明目的的“低導(dǎo)熱率層的高儲(chǔ)熱作用及高韌性和高導(dǎo)熱率反射層的急冷作用的協(xié)動(dòng)作用”沒有有效地發(fā)揮，另外，確認(rèn)了記錄靈敏度降低以及覆蓋改寫特性惡化。
比較例4除了將反射層的材料改變?yōu)锳l這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體。
Al的導(dǎo)熱率約為240W/m·K，比Ag的約430W/m·K低，因此，預(yù)想到反射層中所要求的急冷效果減弱。
在將該光記錄媒體初始化后，同樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，由于進(jìn)行效果減弱，因而不能記錄良好的非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)，不能等得到充分的C/N。
比較例5除了將第二保護(hù)層8改變?yōu)楹穸?nm的ZrO2(含有3摩爾％Y2O3)，將低導(dǎo)熱率層4改變?yōu)楹穸?nm的ZnS(80摩爾％)-SiO2(20摩爾％)這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)后的C/N比為45dB，與實(shí)施例1相比保存可靠性顯著惡化。
比較例6除了將低導(dǎo)熱率層4的厚度改變?yōu)?.4nm這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果確認(rèn)了不僅不能得到足夠的記錄特性，而且覆蓋改寫特性也顯著惡化。
比較例7除了將低導(dǎo)熱率層4的厚度改變?yōu)?nm這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)構(gòu)可知，不僅不能得到足夠的記錄特性，而且作為本發(fā)明目的的“低導(dǎo)熱率層的高儲(chǔ)熱作用及高韌性和高導(dǎo)熱率反射層的急冷作用的協(xié)動(dòng)作用”不能有效地發(fā)揮，覆蓋改寫特性也沒有改善。
比較例8除了不設(shè)置第二保護(hù)層8這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，80℃85％RH的環(huán)境試驗(yàn)后的C/N比為45dB，與實(shí)施例1相比保存可靠性顯著惡化。
比較例9除了不設(shè)置低導(dǎo)熱率層而將第二保護(hù)層的厚度改變?yōu)?1nm這一點(diǎn)之外，與實(shí)施例1同樣地制作光記錄媒體，并將其初始化，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果不能看到記錄靈敏度被改善的傾向，另外，覆蓋改寫1000次后的C/N比惡化。
表1

在實(shí)施例1～15中，在覆蓋改寫10次后都可得到大于或等于55dB的高CN比，即使在覆蓋改寫1000次后的C/N比的評(píng)價(jià)中，也可得到大于或等于50dB的良好結(jié)果。
另外還確認(rèn)了，在80℃85％RH的恒溫槽中放置300小時(shí)后，惡化也小，具有良好的保存可靠性。
另外還確認(rèn)了，在實(shí)施例2～4、10～13中，利用低導(dǎo)熱率層中含有的SiO2、TiO2、Al2O3的優(yōu)良耐熱性及高硬度性而有效地抑制相變化記錄層的惡化，即使在覆蓋改寫1000次后也不會(huì)完全惡化。
另外，圖2中表示使用市場銷售的熱計(jì)算軟件TEMPROFILE5.0(*注)對實(shí)施例1、9及比較例1、2、4、9的光記錄媒體計(jì)算相變化記錄層內(nèi)部的熱擴(kuò)散的樣態(tài)的結(jié)果。
在TEMPROFILE中，以平的基板上的多層膜為模型，以平行于基板的面為X-Y平面，另外，以垂直于基板的方向?yàn)閆軸方向進(jìn)行定義。各層由膜厚、復(fù)折射率、比熱、導(dǎo)熱率定義，照射光充基板側(cè)向Z軸正方向垂直射入。
作為輸入數(shù)據(jù)，各層的復(fù)折射率使用λ＝660nm時(shí)的值，比熱及導(dǎo)熱率使用0℃～200℃的一般的體積溫度值(文獻(xiàn)值)，另外，照射光的脈沖波形假設(shè)將具有旋轉(zhuǎn)對稱的高斯曲線(Gaussian Profile)的激光束以DVD8倍速度記錄最小標(biāo)識(shí)(3T單一圖形；3T標(biāo)識(shí))的情況，輸入波形。
(*注)由美國亞利桑那大學(xué)(アリヅナ大學(xué))教授、M.Mansuripur開發(fā)，由MM Research，Inc.銷售的光盤用熱解析軟件。
從圖2所示的熱計(jì)算結(jié)果可知，在實(shí)施例1、9中，相變化記錄層內(nèi)部的溫度上升高于比較例，靈敏度得到改善，另外，盡管熱的到達(dá)溫度高，但冷卻到低溫的時(shí)間與比較例大致相同，因此是急冷效果優(yōu)良且適合非晶質(zhì)標(biāo)識(shí)的形成的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種光記錄媒體，其特征在于，在透明基板上至少具有第一保護(hù)層；相變化記錄層，其最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少任一線速度進(jìn)行重寫；第二保護(hù)層；反射層，其導(dǎo)熱率大于或等于300W/m·K，在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)有由膜厚大于或等于0.5nm、小于或等于8nm且導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層。
2.如權(quán)利要求1所述的光記錄媒體，其特征在于，由低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層的熱膨脹系數(shù)小于或等于10×10-6/℃。
3.如權(quán)利要求1及2中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料為氧化物材料。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料不含硫黃。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料是從IIa族～I(xiàn)Va族及IIb族～I(xiàn)Vb族中選擇的至少一種元素的氧化物或復(fù)合氧化物。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料的融點(diǎn)大于或等于記錄層材料的融點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料由如下組成式表示(ZrO2)a(TiO2)b(SiO2)c(X1)d其中，a～d表示各氧化物的比例(摩爾％)，50≤a≤100、0≤b＜50、0≤c＜30、0≤d＜10(a+b+c+d＝100)，X1是從稀土類氧化物中選擇的至少一種。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，低導(dǎo)熱率材料含有金屬的碳化物、半金屬的碳化物、金屬的氮化物及半金屬的氮化物中的至少一種，其含有量不到全部材料的50摩爾％。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，反射層由純Ag或以Ag為主成分的合金構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，反射層的膜厚為100～300nm。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，記錄層至少含有Ga、Sb、Sn及Ge。
12.如權(quán)利要求11所述的光記錄媒體，其特征在于，合金還含有從In、Te、Al、Zn、Mg、Tl、Pb、Bi、Cd、Hg、Se、C、N、Au、Ag、Cu、Mn、稀土類元素中選擇的至少一種元素，該元素的總含有量為0.1～10原子％。
13.如權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，記錄層的膜厚為6～20nm。
14.如權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，第二保護(hù)層由ZnS和SiO2的混合物構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體，其特征在于，透明基板具有槽間距為0.74±0.03μm、槽深度為22～40nm、槽寬度為0.2～0.4μm的蛇行槽，能夠以DVD的3～10倍速度(10m/s～36m/s)的記錄線速度進(jìn)行記錄。
全文摘要
本發(fā)明提供一種記錄靈敏度良好且反復(fù)記錄特性良好的相當(dāng)于DVD的3～10倍速度(10m/s～36m/s)的高速記錄用的光記錄媒體。本發(fā)明的光記錄媒體在透明基板上至少設(shè)有第一保護(hù)層；相變化記錄層，其最高記錄線速度大于或等于10.0m/s，能夠以10.0m/s～36.0m/s之間的至少任一線速度進(jìn)行重寫；第二保護(hù)層；反射層，其導(dǎo)熱率大于或等于300W/m·K，在第二保護(hù)層和反射層之間設(shè)有由膜厚大于或等于0.5nm、小于或等于8nm且導(dǎo)熱率小于或等于7W/m·K的低導(dǎo)熱率材料構(gòu)成的層。
文檔編號(hào)B41M5/26GK1856830SQ2004800278
公開日2006年11月1日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者安部美樹子, 伊藤和典, 出口浩司, 大倉浩子, 加藤將紀(jì) 申請人:株式會(huì)社理光