TW201337011A - 氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜 - Google Patents

Abstract

提供一種氧化物濺鍍靶，其係可成膜為作為光記錄媒體保護膜形成用為保存性高、柔軟而不易破裂之膜，而可藉直流濺鍍且顆粒亦為少者，及使用該濺鍍靶製作之光記錄媒體用保護膜。氧化物濺鍍靶係由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成。

Description

氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜

本發明係關於用以使藍光光碟(Blu-ray Disc)(註冊商標)等中使用之光記錄媒體用保護膜成膜之氧化物濺鍍靶及使用該濺鍍靶製作之光記錄媒體用保護膜。

近年來，隨著照片或動畫之高畫質化，對光記錄媒體等記錄時之數位資料亦增加，而要求記錄媒體之高容量化，目前，作為高記錄容量之光記錄媒體，由二層記錄方式而具有50GB容量之藍光光碟(Blu-ray Disc)(註冊商標：以下稱為BD)已被銷售。該BD於日後仍期望進一步高容量化，而積極進行利用記錄層之多層化之高容量化研究。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開2009-26378號公報

[專利文獻2]特開2005-228402號公報

上述過去之技術仍有以下課題。

就記錄層中使用有機色素之類型的記錄媒體而言，與 以無機物作為記錄層時比較，由於記錄層之變形較大，故如專利文獻1之段落編號0058所記載般，於與色素鄰接之保護層必須為低硬度。因此，過去係採用適度柔軟之ZnS-SiO₂或ITO。

然而，就ZnS-SiO₂而言，亦如專利文獻2之段落編號0004所記載，於含硫(S)時，會有硫與反射膜中之金屬反應而使反射率下降，且儲存性變低之缺點。另外，關於ITO，於濺鍍時之顆粒較多，對於記錄媒體之光碟造成不良影響以外，亦使生產設備之清掃困難，而有生產性變差之問題。

本發明係鑑於前述課題而完成者，其目的係提供一種氧化物濺鍍靶，其可成膜成作為光記錄媒體保護膜形成用，且儲存性高，柔軟不易破裂之膜，並可直流濺鍍之顆粒亦為少，及使用該濺鍍靶製作之光記錄媒體用保護膜。

本發明人等針對ZnO系濺鍍靶進行研究後，發現藉由於原料中添加SiO₂與In₂O₃，可以直流濺鍍而成膜反射率變化少且柔軟不易破裂之膜。

因此，本發明係基於上述見解而獲得者，為解決前述課題而採用以下構成。亦即，第1發明之氧化物濺鍍靶之特徵為由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成。

該氧化物濺鍍靶由於為由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成之成分組成之氧化物，故比電阻低而可安定地進行直流濺鍍，可成膜反射率之變化少、具有高保存性同時柔軟不易破裂之膜。

又，認為可減低因ZnO中固熔之In造成之載體產生所致之靶的比電阻，同時可進而提高成膜之膜的熱擴散率並減輕熱損傷。

又，將In之含量設為0.15at%以上之理由為未達0.15at%時，直流濺鍍變得不安定，容易發生膜破裂。且，上述Si之含量設為7at%以上之理由為未達7at%時，膜之硬度(後述之壓痕硬度(indentation hardness))成為800mgf/μm²以上，而變得堅硬。另外，In及Si之合計含量設為39at%以下之理由為超過39at%時，原料中添加之In₂O₃或SiO₂過多，大量產生與ZnO之複合氧化物，使靶之比電阻變高，而無法進行DC濺鍍。

第2發明之氧化物濺鍍靶之特徵為第1發明中記載之氧化物濺鍍靶中，Si：25at%以上。

亦即，該氧化物濺鍍靶由於Si：25at%以上，故可成膜成膜之硬度(壓痕硬度)為700mgf/μm²以下的柔軟不易破裂之膜。

第3發明之光記錄媒體用保護膜之特徵為相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si 之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成之成分組成之氧化物。

第4發明之光記錄媒體用保護膜之特徵為第3發明所記載之光記錄媒體用保護膜中，Si：25at%以上。

另外，第5發明之光記錄媒體用保護膜之特徵為藉由使用第1或第2發明之氧化物濺鍍靶經濺鍍而成膜者。

亦即，該等光記錄媒體用保護膜具有反射率變化小且儲存性高，同時柔軟不易破裂之特性，適合作為使用有機色素之記錄層之BD的保護膜。

依據本發明可達到以下效果。

亦即，依據本發明之氧化物濺鍍靶，由於為由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成之成分組成之氧化物，故可安定地進行直流濺鍍，可成膜成具有高的保存性同時柔軟不易破裂之膜。

因此，以本發明之氧化物濺鍍靶成膜之光記錄媒體用保護膜適合作為使用有機色素之記錄層之BD用的介電體保護膜。

以下說明本發明之氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜之一實施形態。

本實施形態之氧化物濺鍍靶為用以製作層合於例如BD之以有機色素形成之記錄層上之介電體保護膜用的濺鍍靶，且設定成相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上，Si：7at%以上，In及Si之合計：39at%以下，其餘部分係由Zn及不可避免之雜質所成之成分組成。

又，為進行直流(DC)濺鍍，濺鍍靶之比電阻宜為1Ω．cm以下。尤其，為安定地進行濺鍍，宜為0.1Ω．cm以下，更宜為0.01Ω．cm以下。

又，藉由使用本實施形態之氧化物濺鍍靶濺鍍成膜之光記錄媒體用保護膜係與上述靶同樣，為相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上，Si：7at%以上，In及Si之合計：39at%以下，其餘部分係由Zn及不可避免之雜質所成之成分組成之氧化物。

若針對製造本實施形態之氧化物濺鍍靶之方法之一例加以詳述，則首先秤量氧化鋅、二氧化矽、氧化銦與各原料粉末以成為特定比率。

將該秤量之原料粉末與其3倍量(重量比)之氧化鋯球(直徑5mm)饋入容器中，以球磨裝置濕式混合24小時。又，此時之溶劑係使用例如醇類。接著，使所得混合粉末乾燥後，以例如網目：250μm之篩網，在900~1250℃、較好1000~1150℃下歷時2~9小時，以150~350kgf/cm²之壓力在真空或惰性氣體環境中熱壓製，成為濺鍍靶。

[實施例]

針對基於上述本實施形態實際製作之氧化物濺鍍靶之實施例進行評價並說明結果。

[實施例]

以表1所示之特定比率秤量氧化鋅(化學式：ZnO，D₅₀=μm)、二氧化矽(化學式：SiO₂，D₅₀=2μm)、氧化銦(化學式：In₂O₃，D₅₀=11μm)之各原料粉末。

將該秤量之原料粉末與其3倍量(重量比)之氧化鋯球(直徑5mm)饋入容器中，以球磨裝置濕式混合24小時。又，此時之溶劑係使用醇類。接著，使所得混合粉末乾燥後，以網目：250μm之篩網，在1100℃下歷時2小時，以350kgf/cm²之壓力在真空中熱壓製，製作實施例1~7之濺鍍靶。又，靶尺寸為直徑125mm×厚度5mm。

又，作為比較例，係針對不含In₂O₃者(比較例1)，與在本發明之成分組成比例之設定範圍外者(比較例2、3)，亦以表1所示之組成同樣製作濺鍍靶。接著，準備以往之ZnS-SiO₂(比較例4)及ITO(比較例5)之濺鍍靶。ZnS-SiO₂為三菱材料公司製造之ZSSO靶(20mol% SiO₂)，ITO為三菱材料公司製造之ITO靶(10wt%之SnO₂)。

使用該等實施例及比較例之濺鍍靶，藉以下之成膜條件使實施例1~7及比較例1~5之光記錄媒體用保護膜成膜。

濺鍍靶之金屬組成示於表2，光記錄媒體用保護膜之 金屬組成示於表3。

〈成膜條件〉

．電源：脈衝DC500W(一部，高頻(RF)濺鍍)

．全壓：0.4Pa

．濺鍍氣體：Ar=47.5 sccm，O₂：2.5 sccm(僅比較例4為Ar=50 sccm，O₂=0 sccm)

．靶基板(TS)距離：70mm

[評價]

針對各實施例．比較例之濺鍍靶，求得密度比、比電阻、異常放電次數、顆粒量、膜之壓痕硬度、膜之破裂、膜之比電阻、膜之XRD及反射率之變化。

〈密度比測定〉

密度比係將燒結體機械加工成特定尺寸後，測定重量求得鬆密度後，除以理論密度而算出。又，理論密度係基於原料重量如下述般求得。

〈比電阻測定〉

濺鍍靶及膜之比電阻測定係使用三菱化學公司製造之電阻測定器LORESTA GP測定。

〈反射率之變化〉

使用將Ag_98.1Nd_1.0Cu_0.9合金濺鍍於聚碳酸酯上，使 專利文獻1所記載之下述色素成膜而成之基板，於其上以上述條件成膜出厚度14nm之各實施例及比較例之保護膜。隨後，在80℃、85%之恆溫恆濕器中放置100小時，測定其前後之反射率變化。又，反射率之測定係使用紫外可見光分光光度計(日本分光股份有限公司製造之V-550)。且，求得對於波長405nm之光之反射率。

．色素：成膜於上述基板上之色素係使由以下述構造式表示之配位子A與二價Ni所成之合金偶氮色素A，與由配位子B及二價Co所成之合金偶氮色素B以成為70：30重量%比之方式混合，且以八氟戊醇(OFP)稀釋成1.0重量%之混合溶液以旋轉塗佈法進行成膜。又，旋轉塗佈係將上述混合溶液1.5g以環狀塗佈於基板中央附近，且以1200rpm使基板旋轉7秒使色素延伸出，隨後，以9200rpm旋轉3秒使色素甩開而進行塗佈。又，塗佈後使基板在80℃之環境下保持1小時，蒸發去除溶劑OFP。

〈膜之壓痕硬度〉

上述條件中基板為Corning公司製造之1737玻璃，使膜厚成為500nm進行成膜，利用壓痕荷重為35mgf之超微小壓痕硬度試驗機(ELIONIX公司製造之ENT-1100a)進行測定。又，基板係固定在27℃之裝置內，經過1小時以上後進行測定。又，以10點測定之平均值作為測定值。

〈膜破裂〉

上述條件中，以100nm之膜厚成膜於厚度0.1mm之PET膜上，將薄膜彎折10次後，以顯微鏡以倍率1000倍觀察膜表面調查有無破裂。

〈異常放電與顆粒〉

量測在上述條件中進行12小時濺鍍之異常放電次數。隨後，開啟濺鍍腔室，確認腔室內之顆粒數。

〈膜之XRD〉

試料之準備：試料係以SiC-Paper(粗粒180)進行 濕試研磨，乾燥後作為測定試料。

裝置：理學電器公司製造(RINT-Ultima/PC)

管球：Cu

管電壓：40kV

管電流：40mA

掃描範圍(2θ)：5°~80°

狹縫尺寸：發散(DS)2/3度，散射(SS)2/3度，受光(RS)0.8mm

測定步進寬度：以2θ計為0.02度

掃描速度：每分鐘2度

試料台旋轉速度：30rpm

該等各評價結果示於表4。

如由該等結果所了解，本發明之實施例之比電阻均為0.1Ω．cm以下，異常放電次數極少同時顆粒量亦少。相對於此，比較例1、4之比電阻高而在可測定範圍外，無法進行直流濺鍍。且，比較例2之比電阻亦高，亦無法進行直流濺鍍。因此比較例1、2及4係利用RF成膜。比較例5之顆粒量多。又，本發明之實施例及比較例之密度均為90%以上。

又，關於表示保護膜柔軟度之膜之壓痕硬度，比較例1、3中超過800mgf/μm²，該等比較例1、3發生膜破裂。相對於此，本發明之實施例均為800mgf/μm2以下，獲得比比較例1、3柔軟之膜，並未發生膜破裂。又，ITO膜的比較例5發生膜破裂。

另外，關於反射率之變化，於ZnS-SiO₂之比較例4有較大變化，相對地，本發明之實施例均為1.0%以下之較少變化率，獲得高的保存性。

又，本實施例之保護膜在常溫下為非晶型。

接著，關於代表性之本發明實施例1、3之濺鍍靶，X射線繞射(XRD)之結果示於圖1。又，圖1之上段為實施例1，下段為實施例3。如由其結果所了解，檢測出屬於ZnO之繞射峰，及屬於SiO₂與ZnO之複合氧化物的Zn₂SiO₄之繞射峰，確認存在ZnO及Zn₂SiO₄之相。

又，關於實施例1、3之濺鍍靶，以EPMA(場發射型電子束探針)觀察反射電子像(CP)及顯示各元素組成分佈之元素分佈像。上述反射電子像及元素分佈像分別 示於圖2及圖3。

又，以EPMA測定之元素分佈像原本為彩色像，但由於轉換成黑白像予以記錄，故濃淡之淡色部分(較白之部分)為特定元素之濃度較高之部分。

由該等圖像可知實施例1、3之濺鍍靶係由ZnO與Zn₂SiO₄及氧化矽之相所成，且In選擇性分散於ZnO相中。

又，本發明為了作為濺鍍靶利用，故較好為面粗糙度：5.0μm以下，更好為1.0μm以下，粒徑：20μm以下，更好為10μm以下，金屬系雜質濃度：0.1原子%以下，更好為0.05原子%以下，抗折強度：50MPa以上，更好為100MPa以上。上述各實施例均為滿足該等條件者。

又，本發明之技術範圍並不限於上述實施形態及上述實施例，可在不脫離本發明精神之範圍內進行各種改變。

例如，上述實施形態及上述實施例係藉由熱壓進行加壓燒結，但亦可採用HIP法(熱等靜壓式燒結法)作為其他方法。

圖1為顯示本發明之氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜之實施例中，氧化物濺鍍靶之X射線繞射(XRD)結果之圖。

圖2為本發明之氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜之實施例1中，以EPMA測定氧化物濺鍍靶之剖面組織之 各元素之元素分佈像。

圖3為本發明之氧化物濺鍍靶及光記錄媒體用保護膜之實施例3中，以EPMA測定氧化物濺鍍靶之剖面組織之各元素之元素分佈像。

Claims (5)

1. 一種氧化物濺鍍靶，其特徵為由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成。
2. 如請求項1之氧化物濺鍍靶，其中Si：25at%以上。
3. 一種光記錄媒體用保護膜，其特徵為其係由相對於總金屬成分量為In：0.15at%以上、Si：7at%以上、In及Si之合計：39at%以下，其餘部分為Zn及不可避免之雜質所成之成分組成之氧化物。
4. 如請求項3之光記錄媒體用保護膜，其中Si：25at%以上。
5. 一種光記錄媒體用保護膜，其特徵為藉由使用如請求項1之氧化物濺鍍靶經濺鍍而成膜者。