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WO2019235226A1 - 記録層、光情報記録媒体及びスパッタリングターゲット - Google Patents

記録層、光情報記録媒体及びスパッタリングターゲット Download PDF

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WO2019235226A1
WO2019235226A1 PCT/JP2019/020323 JP2019020323W WO2019235226A1 WO 2019235226 A1 WO2019235226 A1 WO 2019235226A1 JP 2019020323 W JP2019020323 W JP 2019020323W WO 2019235226 A1 WO2019235226 A1 WO 2019235226A1
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oxide
recording layer
recording
atomic
layer
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PCT/JP2019/020323
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French (fr)
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田内　裕基
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Priority to US17/055,343 priority patent/US20210210118A1/en
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    • G11B7/2578—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers

Definitions

  • the present invention relates to a recording layer, an optical information recording medium, and a sputtering target.
  • optical information recording media represented by optical disks such as CD (Compact Disc) and DVD (Digital Versatile Disc) are classified into three types: read-only, write once and rewritable.
  • recording methods for write-once optical disks include, for example, a method in which the recording layer material changes phase, a method in which the recording layer material reacts, a method in which the recording layer material decomposes, and a method in which holes are formed in the recording layer. It has been known.
  • JP-A-2014-26704 proposes a method using a W—Fe oxide.
  • the main required characteristics required for optical information recording media are that the reflectivity is sufficiently large, the modulation degree is sufficiently large (the change in reflectivity due to recording is large), and the recording sensitivity is sufficiently large (practical use) Recording with a laser having a typical output), sufficiently large power margin, and sufficiently small jitter (high signal accuracy).
  • an optical information recording medium is formed by laminating functional layers that add characteristics that are insufficient to the recording layer. Forming. Specifically, since the reflectivity cannot be sufficiently secured with the recording layer alone, a reflective layer is laminated on the back side of the recording layer (opposite the laser irradiation surface), or the modulation is insufficient with the recording layer alone. It is necessary to stack layers. For this reason, in the configuration described in each of the above publications, it is difficult to improve the productivity of the optical information recording medium because the number of layers increases.
  • Some optical recording media have a plurality of recording layers. Such a multilayer optical recording medium is required to have a high transmittance of the recording layer. For this reason, in the structure described in each of the above publications having a large number of layers, there is a disadvantage that it is difficult to increase the transmittance.
  • the present invention forms a recording layer having relatively good characteristics by itself, an optical information recording medium having excellent productivity, and a recording layer having relatively good characteristics by itself. It is an object to provide a sputtering target that can be used.
  • a recording layer according to an aspect of the present invention made to solve the above-described problem is a recording layer for an optical information recording medium on which recording is performed by laser light irradiation, and includes a W oxide, an Fe oxide, In addition, at least one of Ta oxide and Nb oxide is included, and Fe is contained in an amount of 10 atomic% to 60 atomic% in total metal atoms, and Ta and Nb are contained in a total of 3 atomic% to 50 atomic% in total.
  • the recording layer can reduce the extinction coefficient while increasing the refractive index.
  • the characteristics can also be relatively good.
  • the Fe content in all metal atoms within the above range, the energy required for thermally decomposing the recording layer material can be reduced while obtaining a relatively large transmittance. it can.
  • the recording layer can obtain a relatively good degree of modulation, jitter value, and power margin. For this reason, the recording layer can obtain relatively good characteristics by itself.
  • the recording layer preferably further includes at least one of Mn oxide, Cu oxide, Zn oxide, Ag oxide, and Al oxide.
  • Mn oxide, Cu oxide, Zn oxide, Ag oxide, and Al oxide the recording sensitivity, transmittance, and reflectance of the recording layer can be adjusted. Can do.
  • the average thickness is preferably 15 nm or more and 60 nm or less.
  • the reflectance, modulation degree, and transmittance of the recording layer can be made more preferable.
  • An optical information recording medium includes the recording layer described above.
  • the optical information recording medium is excellent in productivity because the number of layers is small because the recording layer has a relatively good characteristic by itself.
  • the optical information recording medium preferably further includes a protective layer that is laminated on at least one surface of the recording layer, has a metal oxide as a main component, and has an average thickness of 5 nm to 50 nm.
  • the environmental resistance of the recording signal can be improved by further providing the protective layer which is laminated on at least one surface of the recording layer and has a metal oxide as a main component and an average thickness within the above range. it can.
  • a sputtering target is a sputtering target for forming a recording layer for an optical information recording medium on which recording is performed by laser light irradiation, and includes W, Fe, and Ta. And at least one of Nb, Fe in an amount of not less than 10 atomic% and not more than 60 atomic% in all metal atoms, and a total of not less than 3 atomic% and not more than 50 atomic% of Ta and Nb.
  • the sputtering target contains W, Fe, and at least one of Ta and Nb, and the Fe content in all metal atoms, and the total content of Ta and Nb are within the above range, and are compared by itself.
  • a recording layer having good characteristics can be formed.
  • the “main component” means a component having the largest mass content.
  • the recording layer according to the present invention and the recording layer formed using the sputtering target according to the present invention have relatively good characteristics by themselves.
  • the optical information recording medium according to the present invention is excellent in productivity.
  • FIG. 1 shows a layer structure of an optical disc as an embodiment of an optical information recording medium according to the present invention.
  • the optical information recording medium includes a substrate 1, a back side protective layer 2 laminated on the surface of the substrate 1, a recording layer 3 laminated on the surface of the back side protective layer 2, and a laminate on the surface of the recording layer 3.
  • the front side protective layer 4 and the light transmission layer 5 laminated on the surface of the front side protective layer 4 are provided.
  • the recording layer 3 itself is an embodiment of the recording layer according to the present invention.
  • the substrate 1 is a disk-shaped member that carries the recording layer 3.
  • the material of the substrate for example, polycarbonate, norbornene resin, cyclic olefin copolymer, amorphous polyolefin, or the like can be used.
  • the average thickness of the substrate 1 can be, for example, 0.5 mm or more and 1.2 mm or less.
  • the back side protective layer 2 is provided in order to improve the environmental resistance of the recording signal of the optical information recording medium. That is, the back side protective layer 2 is provided to prevent, for example, oxygen and moisture from entering the recording layer 3 through the substrate 1 and changing the material of the recording layer 3 so that the recorded information cannot be read. .
  • the back side protective layer 2 contains a metal oxide as a main component.
  • a metal oxide as a main component of the back side protective layer 2
  • Zn oxide, In oxide, Sn oxide, Si oxide, Al oxide, Zr oxide, Ga oxide and the like are preferable. A mixture of these may also be used.
  • the lower limit of the average thickness of the back side protective layer 2 is preferably 5 nm, and more preferably 10 nm.
  • an upper limit of the average thickness of the back side protective layer 2 50 nm is preferable and 20 nm is more preferable.
  • the average thickness of the back side protective layer 2 is less than the above lower limit, the barrier property becomes insufficient, and there is a possibility that loss of a recording signal due to alteration of the recording layer 3 cannot be prevented.
  • the average thickness of the back side protective layer 2 exceeds the above upper limit, there is a possibility that the reflectance of the recording layer 3 may be reduced due to optical interference, and the productivity may be unnecessarily lowered.
  • the recording layer 3 is formed of a material containing W oxide (tungsten oxide), Fe oxide (iron oxide), and at least one of Ta oxide (tantalum oxide) and Nb oxide (niobium oxide).
  • W oxide tungsten oxide
  • Fe oxide iron oxide
  • Ta oxide tantalum oxide
  • Nb oxide niobium oxide
  • the Fe oxide in the recording layer 3 contains a peroxide, and this peroxide is decomposed by the heat of laser light during recording to form a recording mark.
  • the recording layer 3 can reduce the extinction coefficient (absorption coefficient) while maintaining a large refractive index by including at least one of W oxide, Fe oxide, Ta oxide, and Nb oxide. Therefore, both high reflectivity and high transmittance can be achieved. Further, since the recording layer 3 formed of such a material can increase the degree of modulation, a good recording signal can be obtained.
  • the lower limit of the total content of W, Fe, Ta, and Nb in all metal atoms in the recording layer 3 is preferably 70 atomic%, and more preferably 80 atomic%.
  • the upper limit of the total content of W, Fe, Ta and Nb in all metal atoms in the recording layer 3 is not particularly limited, and may be 100 atomic%. When the total content of W, Fe, Ta, and Nb in all the metal atoms in the recording layer 3 is less than the lower limit, the above-mentioned desired characteristics may not be obtained.
  • the lower limit of the W content in all the metal atoms in the recording layer 3 is preferably 20 atomic%, more preferably 30 atomic%.
  • the upper limit of the W content in all the metal atoms in the recording layer 3 is preferably 80 atomic%, and more preferably 70 atomic%.
  • the lower limit of the Fe content in all the metal atoms in the recording layer 3 is 10 atomic%, and preferably 15 atomic%.
  • the upper limit of the Fe content in all the metal atoms in the recording layer 3 is 60 atomic%, and preferably 50 atomic%. If the content of Fe in all metal atoms in the recording layer 3 is less than the lower limit, the laser power required for recording may be too high. Conversely, if the Fe content in all the metal atoms in the recording layer 3 exceeds the above upper limit, the transmittance may be insufficient.
  • the lower limit of the total content of Ta and Nb in all the metal atoms in the recording layer 3 is 3 atomic%, and preferably 10 atomic%.
  • the upper limit of the total content of Ta and Nb in all metal atoms in the recording layer 3 is 50 atomic%, and preferably 35 atomic%.
  • the laser power required for recording may become too large, and the manufacturing cost of the recording layer 3 will increase unnecessarily. There is a risk.
  • the recording layer 3 is made of Mn oxide, Cu oxide, Zn oxide, Ag oxide, and Al oxide in addition to W oxide, Fe oxide, Ta oxide, and Nb oxide. One or more of them may be further included.
  • Mn oxide, Cu oxide, Zn oxide, Ag oxide, and Al oxide in the recording layer 3 the recording layer 3 can be adjusted in characteristics such as recording sensitivity, transmittance, and reflectance. it can.
  • the absorption rate of the recording layer 3 can be increased by containing at least one of Mn oxide and Cu oxide in the recording layer 3.
  • the absorption rate of the recording layer 3 can be reduced by containing at least one of Zn oxide, Ag oxide, and Al oxide in the recording layer 3.
  • the lower limit of the average thickness of the recording layer 3 is preferably 15 nm, and more preferably 25 nm.
  • the upper limit of the average thickness of the recording layer 3 is preferably 60 nm, more preferably 50 nm, and still more preferably 40 nm.
  • the reflectance may be insufficient or the modulation degree may be insufficient.
  • the transmittance may be insufficient if the average thickness of the recording layer 3 exceeds the above upper limit.
  • the front protective layer 4 can be a thin layer similar to the back protective layer 2.
  • the material of the light transmission layer 5 a material having a high transmittance and a low absorption rate for a laser for recording and reproduction is used.
  • the light transmission layer 5 can be formed from, for example, polycarbonate, ultraviolet curable resin, or the like.
  • average thickness of the light transmissive layer 5 it is 0.1 mm or more and 1.2 m or less, for example.
  • the back side protective layer 2 is formed by sputtering in an atmosphere gas containing oxygen.
  • the sputtering target for example, one or more kinds of sintered bodies such as Zn, In, Sn, Si, Al, Zr, and Ga can be used. Different types of sputtering targets may be used simultaneously.
  • the atmospheric gas for example, a mixed gas of an inert gas such as argon and oxygen can be used. The volume ratio of the inert gas to oxygen in the atmospheric gas can be about 1: 1.
  • the recording layer 3 is formed by sputtering using a sputtering target according to another embodiment of the present invention.
  • the sputtering target includes W, Fe, and at least one of Ta and Nb.
  • W, Fe, Ta, and Nb may be included in the form of, for example, a pure metal, an alloy, or a metal oxide.
  • the sputtering target may be obtained by mixing and sintering powdery raw materials.
  • the contents of W, Fe, Ta and Nb in all metal atoms in the sputtering target are set equal to the contents of W, Fe, Ta and Nb in all metal atoms in the recording layer 3 to be formed.
  • the sputtering target is formed of Mn, Cu, Zn, Ag and Al in order to generate Mn oxide, Cu oxide, Zn oxide, Ag oxide and Al oxide of the recording layer 3 to be formed.
  • One or more metals can be included.
  • the contents of Mn, Cu, Zn, Ag and Al in the metal atoms in the sputtering target are set equal to the contents of Cu, Zn, Ag and Al in all metal atoms in the recording layer 3 to be formed.
  • Sputtering is performed in an atmospheric gas containing an inert gas and oxygen.
  • an inert gas and oxygen for example, argon or the like can be used as the atmospheric gas.
  • the volume ratio of the inert gas to oxygen in the atmospheric gas can be about 1: 1.
  • the front side protective layer 4 is formed by sputtering similar to the above-described back side protective layer forming step.
  • the light transmissive layer 5 is laminated by, for example, applying and curing the resin composition on the surface of the front protective layer 4, thermocompression bonding of the thermoplastic resin composition, or the like.
  • the recording layer 3 of the optical information recording medium includes W oxide, Fe oxide, and Ta oxide and / or Nb oxide, thereby reducing the extinction coefficient while increasing the refractive index. And other characteristics can be made relatively good. Therefore, the recording layer 3 can obtain relatively good characteristics by itself. Thereby, the optical information recording medium is excellent in productivity because the number of layers is relatively small.
  • the configuration of layers other than the recording layer is arbitrary.
  • the recording layer and the optical information recording medium according to the present invention are not limited to those manufactured by the above-described manufacturing method, and may be manufactured by other methods.
  • the recording layer according to the present invention may be formed by simultaneously using a sputtering target containing one or two metals of W, Fe, Ta and Nb and a sputtering target containing another metal.
  • a polycarbonate substrate having a diameter of 12 cm (thickness: 1.1 mm, track pitch: 0.45 ⁇ m, groove depth: 25 nm) is used as the substrate, and a back side protective layer having an average thickness of 14 nm, a recording layer having an average thickness of 32 nm, and an average thickness by sputtering
  • a 14 nm front side protective layer is laminated in this order, and a light transmissive layer having an average thickness of 0.1 mm is formed by applying an ultraviolet curable resin by spin coating and curing with ultraviolet rays.
  • Prototype examples 1 to 16 of (information recording medium) were made.
  • the sputtering target for forming the recording layer is selected from tungsten, iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ), zinc, tantalum, niobium, manganese and molybdenum in prototype examples 1 to 3 and 5 to 16. Multiple species were used simultaneously. Moreover, only the prototype example 4 used what mixed and sintered tungsten powder, iron (III) oxide powder, tantalum powder, and manganese powder as a sputtering target. Moreover, as atmosphere gas at the time of sputtering, what mixed argon and oxygen by 1: 1 was supplied with the pressure of 0.26 Pa.
  • a sputtering target for forming the back side protective layer and the front side protective layer a sintered mixture of tin powder, zinc powder and zirconium powder was used.
  • a mixture of argon and oxygen at a ratio of 1: 1 was supplied at a pressure of 0.26 Pa.
  • test pieces in which the same back side protective layer, recording layer, and front side protective layer as those in Prototype Examples 1 to 16 were laminated on the glass substrate by sputtering under the same conditions were also prepared. .
  • composition of the recording layers of the optical disk prototypes 1 to 16 manufactured as described above was measured by fluorescent X-ray analysis.
  • optical disc prototypes 1 to 16 were evaluated using an optical disc evaluation apparatus “ODU-1000” manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
  • a random signal of the Blu-ray Disc standard was recorded at a linear velocity of 4.92 m / s using a lens having a central wavelength of 405 nm and a NA (aperture coefficient) of 0.85.
  • the reflectance was determined from the intensity of the return light of the laser beam.
  • the jitter value and the degree of modulation were measured by using the optical disk evaluation apparatus in combination with a time interval analyzer “TA-810” manufactured by Tektronix and a digital oscilloscope “DL1640” manufactured by Yokogawa Electric.
  • the power margin was normalized by the recording power that minimizes the jitter value, and the ratio of the recording power range in which the jitter value can be secured to 8.5% or less in the + direction and the ⁇ direction was calculated.
  • the reflectance was measured at a wavelength of 405 nm using a spectrophotometer “V-570” manufactured by JASCO Corporation for a test piece formed on a glass substrate.
  • Table 1 summarizes the composition, reflectivity, absorptance, jitter value, modulation factor, and power margin of the recording layers of optical disc prototypes 1 to 16. Note that “-” in the composition column in the table means not contained. Also, “ ⁇ ” in the measured values in the table indicates that information could not be recorded due to insufficient recording sensitivity.
  • the reflectivity is 29% or more
  • the absorptance is 3.0% or more and 15% or less
  • the jitter value is 6.5% or less
  • the modulation degree is 45% or more
  • the power margin is 25% or more. It can be judged that it has a characteristic.
  • the recording layer contains W oxide, Fe oxide, and at least one of Ta oxide and Nb oxide, contains a certain amount of Fe in all metal atoms, and Ta and Nb.
  • the optical disc prototypes 1 to 11 containing a certain amount as a total amount, the reflectance, the absorptance, the jitter value, the modulation factor, and the power margin are all good, and layers other than the recording layer and the protective layer are added. It seems that there is no need to supplement the function.
  • the present invention can be suitably used for an optical disc.

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Abstract

本発明の一態様に係る記録層は、レーザー光の照射によって記録が行われる光情報記録媒体用の記録層であって、Ｗ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとを含み、全金属原子中、Ｆｅを１０ａｔｏｍｉｃ％以上６０ａｔｏｍｉｃ％以下、Ｔａ及びＮｂを合計で３ａｔｏｍｉｃ％以上５０ａｔｏｍｉｃ％以下含んでいる。

Description

記録層、光情報記録媒体及びスパッタリングターゲット
　本発明は、記録層、光情報記録媒体及びスパッタリングターゲットに関する。
　例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の光ディスクに代表される光情報記録媒体は、再生専用、追記型及び書き換え型の３種類に分類される。このうち、追記型光ディスクの記録方式としては、例えば記録層の材料が相変化する方式、記録層の材料が反応する方式、記録層の材料が分解する方式、記録層に孔が開けられる方式等が知られている。
　これらの中で記録層の材料が分解する方式として、特開２０１２－１３９８７６号公報にはＭｎ酸化物を用いた方法が提案され、特開２０１１－６２９８１号公報にはＰｄ酸化物を用いた方法が提案され、特開２０１４－２６７０４号公報にはＷ－Ｆｅ酸化物を用いた方法が提案されている。
特開２０１２－１３９８７６号公報 特開２０１１－６２９８１号公報 特開２０１４－２６７０４号公報
　光情報記録媒体に求められる主な要求特性としては、反射率が十分に大きいこと、変調度が十分に大きいこと（記録による反射率の変化が大きいこと）、記録感度が十分に大きいこと（実用的な出力のレーザーで記録可能であること）、パワーマージンが十分に大きいこと、及びジッターが十分に小さいこと（信号精度が高いこと）が挙げられる。
　上記各公報に記載の構成では、単層の記録層によってこれら全ての要求特性を満足することが難しいため、記録層に不足している特性を付加する機能層を積層して光情報記録媒体を形成している。具体的には、記録層単体では反射率が十分確保できないため記録層の裏面（レーザー照射面の反対側）に反射層を積層したり、記録層単体では変調度が不十分であるため誘電体層を積層したりすることが必要となる。このため、上記各公報に記載の構成では、層の数が多くなるので、光情報記録媒体の生産性を向上することが難しい。
　また、光記録媒体の中には、複数の記録層を有するものがある。このような多層光記録媒体では、記録層の透過率が大きいことが要求される。このため、層の数が多い上記各公報に記載の構成では、透過率を大きくすることが難しいという不都合も生じる。
　以上のような実状に鑑みて、本発明は、単体で比較的良好な特性を有する記録層、生産性に優れる光情報記録媒体、及び単体で比較的良好な特性を有する記録層を形成することができるスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る記録層は、レーザー光の照射によって記録が行われる光情報記録媒体用の記録層であって、Ｗ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとを含み、全金属原子中、Ｆｅを１０ａｔｏｍｉｃ％以上６０ａｔｏｍｉｃ％以下、Ｔａ及びＮｂを合計で３ａｔｏｍｉｃ％以上５０ａｔｏｍｉｃ％以下含む。
　当該記録層は、Ｗ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとを含むことによって、屈折率を大きくしながら消衰係数を小さくすることができると共に、その他の特性も比較的良好なものとすることができる。特に、全金属原子中のＦｅの含有率を上記範囲内とすることによって、比較的大きい透過率を得ながら、当該記録層の材料を熱分解するために必要とされるエネルギーを小さくすることができる。また、全金属原子中のＴａ及びＮｂの合計含有率を上記範囲内とすることによって、当該記録層は、比較的良好な変調度、ジッター値及びパワーマージンを得ることができる。このため、当該記録層は、単体で比較的良好な特性を得ることができる。
　当該記録層は、Ｍｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうち少なくとも１つをさらに含むことが好ましい。このように、Ｍｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうち少なくとも１つをさらに含むことによって、当該記録層の記録感度、透過率及び反射率を調整することができる。
　当該記録層において、平均厚さが１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このように、平均厚さが上記範囲内であることによって、当該記録層の反射率、変調度及び透過率をより好ましいものとすることができる。
　本発明の別の態様に係る光情報記録媒体は、上述の記録層を備える。当該光情報記録媒体は、当該記録層が単体で比較的良好な特性を有することによって層数が少ないため、生産性に優れる。
　当該光情報記録媒体は、上記記録層の少なくとも一方の面に積層され、金属酸化物を主成分とし、平均厚さが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である保護層をさらに備えることが好ましい。このように、上記記録層の少なくとも一方の面に積層され、金属酸化物を主成分とし、平均厚さが上記範囲内の保護層をさらに備えることによって、記録信号の環境耐性を向上することができる。
　本発明のまた別の態様に係るスパッタリングターゲットは、レーザー光の照射によって記録が行われる光情報記録媒体用の記録層をスパッタリングにより形成するためのスパッタリングターゲットであって、Ｗと、Ｆｅと、Ｔａ及びＮｂの少なくともいずれかとを含み、全金属原子中、Ｆｅを１０ａｔｏｍｉｃ％以上６０ａｔｏｍｉｃ％以下、Ｔａ及びＮｂを合計で３ａｔｏｍｉｃ％以上５０ａｔｏｍｉｃ％以下含む。
　当該スパッタリングターゲットは、Ｗと、Ｆｅと、Ｔａ及びＮｂの少なくともいずれかとを含み、全金属原子中のＦｅ含有率、並びにＴａ及びＮｂの合計含有率を上記範囲内とすることによって、単体で比較的良好な特性を有する記録層を形成することができる。
　なお、「主成分」とは、質量含有率が最も大きい成分を意味する。
　以上のように、本発明に係る記録層及び本発明に係るスパッタリングターゲットを用いて形成される記録層は、単体で比較的良好な特性を有する。また、本発明に係る光情報記録媒体は、生産性に優れる。
本発明の一実施形態の光情報記録媒体の構成を示す模式的断面図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
［光情報記録媒体］
　図１に、本発明に係る光情報記録媒体の一実施形態の光ディスクの層構造を示す。当該光情報記録媒体は、基板１と、この基板１の表面に積層される裏側保護層２と、この裏側保護層２の表面に積層される記録層３と、この記録層３の表面に積層される表側保護層４と、この表側保護層４の表面に積層される光透過層５とを備える。当該光情報記録媒体において、記録層３は、それ自体が本発明に係る記録層の一実施形態である。
＜基板＞
　基板１は、記録層３を担持する円板状の部材である。この基板１の材質としては、例えばポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系共重合体、非晶質ポリオレフィン等を用いることができる。基板１の平均厚さとしては、例えば０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることができる。
＜裏側保護層＞
　裏側保護層２は、当該光情報記録媒体の記録信号の対環境性を向上するために設けられる。つまり、この裏側保護層２は、基板１を通して例えば酸素、水分等が記録層３に浸入し、記録層３の材料が変質して記録した情報の読み出しができなくなることを防止するために設けられる。
　裏側保護層２は、金属酸化物を主成分とする。この裏側保護層２の主成分とされる金属酸化物としては、例えばＺｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｇａ酸化物等が好ましく、これらの混合物を用いてもよい。
　裏側保護層２の平均厚さの下限としては、５ｎｍが好ましく、１０ｎｍがより好ましい。一方、裏側保護層２の平均厚さの上限としては、５０ｎｍが好ましく、２０ｎｍがより好ましい。裏側保護層２の平均厚さが上記下限に満たない場合、バリア性が不十分となり、記録層３の変質による記録信号の喪失を防止できないおそれがある。逆に、裏側保護層２の平均厚さが上記上限を超える場合、光学的な干渉により記録層３の反射率を低下させるおそれや、不必要に生産性が低下するおそれがある。
＜記録層＞
　記録層３は、Ｗ酸化物（酸化タングステン）と、Ｆｅ酸化物（酸化鉄）と、Ｔａ酸化物（酸化タンタル）及びＮｂ酸化物（酸化ニオブ）の少なくともいずれかとを含む材料から形成される。特に、記録層３中のＦｅ酸化物は、過酸化物を含み、この過酸化物が記録時のレーザー光の熱により分解して記録マークを形成する。
　この記録層３は、Ｗ酸化物、Ｆｅ酸化物、並びにＴａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかを含むことによって、大きい屈折率を維持しながら消衰係数（吸収係数）を小さくすることができるので、高反射率と高透過率とを両立できる。また、このような材質から形成される記録層３は、変調度を大きくすることができるので良好な記録信号を得ることができる。
　記録層３における全金属原子中のＷ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂの合計含有量の下限としては、７０ａｔｍｉｃ％が好ましく、８０ａｔｏｍｉｃ％がより好ましい。一方、記録層３における全金属原子中のＷ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂの合計含有量の上限としては、特に限定されず、１００ａｔｏｍｉｃ％であってもよい。記録層３における全金属原子中のＷ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂの合計含有量が上記下限に満たない場合、上述のような所望の特性を得ることができないおそれがある。
（Ｗ）
　記録層３における全金属原子中のＷの含有量の下限としては、２０ａｔｏｍｉｃ％が好ましく、３０ａｔｏｍｉｃ％がより好ましい。一方、記録層３における全金属原子中のＷの含有量の上限としては、８０ａｔｏｍｉｃ％が好ましく、７０ａｔｏｍｉｃ％がより好ましい。記録層３における全金属原子中のＷの含有量を上記範囲内とすることによって、記録層３に必要な特性を付与することができる。
（Ｆｅ）
　記録層３における全金属原子中のＦｅの含有量の下限としては、１０ａｔｏｍｉｃ％であり、１５ａｔｏｍｉｃ％が好ましい。一方、記録層３における全金属原子中のＦｅの含有量の上限としては、６０ａｔｏｍｉｃ％であり、５０ａｔｏｍｉｃ％が好ましい。記録層３における全金属原子中のＦｅの含有量が上記下限に満たない場合、記録に必要なレーザーパワーが大きくなりすぎるおそれがある。逆に、記録層３における全金属原子中のＦｅの含有量が上記上限を超える場合、透過率が不十分となるおそれがある。
（Ｔａ，Ｎｂ）
　記録層３における全金属原子中のＴａ及びＮｂの合計含有量の下限としては、３ａｔｏｍｉｃ％であり、１０ａｔｏｍｉｃ％が好ましい。一方、記録層３における全金属原子中のＴａ及びＮｂの合計含有量の上限としては、５０ａｔｏｍｉｃ％であり、３５ａｔｏｍｉｃ％が好ましい。記録層３における全金属原子中のＴａ及びＮｂの合計含有量が上記下限に満たない場合、記録層３の変調度が小さくなり、ジッター値が過大となるおそれや、パワーマージンが不十分となるおそれがある。逆に、記録層３における全金属原子中のＴａ及びＮｂの合計含有量が上記上限を超える場合、記録に必要なレーザーパワーが大きくなりすぎるおそれや、記録層３の製造コストが不必要に増大するおそれがある。
（その他の金属）
　記録層３は、Ｗ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとに加えて、Ｍｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物及びＡｌ酸化物のうちの１種又は複数種をさらに含んでもよい。記録層３にＭｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物、Ａｌ酸化物をさらに含有させることによって、記録層３の記録感度、透過率、反射率等の特性を調整することができる。例えば、記録層３にＭｎ酸化物及びＣｕ酸化物の少なくともいずれかを含有させることによって、記録層３の吸収率を増大させることができる。また、記録層３にＺｎ酸化物、Ａｇ酸化物及びＡｌ酸化物の少なくともいずれかを含有させることによって、記録層３の吸収率を低減させることができる。
　記録層３の平均厚さの下限としては、１５ｎｍが好ましく、２５ｎｍがより好ましい。一方、記録層３の平均厚さの上限としては、６０ｎｍが好ましく、５０ｎｍがより好ましく、４０ｎｍがさらに好ましい。記録層３の平均厚さが上記下限に満たない場合、反射率が不十分となるおそれや、変調度が不十分となるおそれがある。逆に、記録層３の平均厚さが上記上限を超える場合、透過率が不十分となるおそれがある。
＜表側保護層＞
　表側保護層４は、裏側保護層２と同様の薄層とすることができる。
＜光透過層＞
　光透過層５の材質としては、記録再生を行うレーザーに対する透過率が大きく、吸収率が小さいものが使用される。具体的には、光透過層５は、例えばポリカーボネート、紫外線硬化樹脂等から形成することができる。また、光透過層５の平均厚さとしては、例えば０．１ｍｍ以上１．２ｍ以下とすることができる。
［光情報記録媒体の製造方法］
　上述の光情報記録媒体は、基板１の表面に裏側保護層２を形成する工程＜裏側保護層形成工程＞と、裏側保護層２の表面に記録層３を形成する工程＜記録層形成工程＞と、記録層３の表面に表側保護層４を形成する工程＜表側保護層形成工程＞と、表側保護層４の表面に光透過層５を積層する工程＜光透過層積層工程＞とを備える方法により製造することができる。
＜裏側保護層形成工程＞
　裏側保護層形成工程では、酸素を含有する雰囲気ガス中でのスパッタリングにより裏側保護層２を形成する。スパッタリングターゲットとしては、例えばＺｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ等の１種又は複数種の焼結体を用いることができる。また、異なる種類のスパッタリングターゲットを同時に使用してもよい。雰囲気ガスとしては、例えばアルゴン等の不活性ガスと酸素との混合ガスを用いることができる。雰囲気ガスにおける不活性ガスと酸素との体積比としては、約１：１とすることができる。
＜記録層形成工程＞
　記録層形成工程では、本発明の別の実施形態に係るスパッタリングターゲットを用いるスパッタリングにより記録層３を形成する。
（スパッタリングターゲット）
　当該スパッタリングターゲットは、Ｗと、Ｆｅと、Ｔａ及びＮｂの少なくともいずれかとを含む。Ｗ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂは、例えば純金属、合金、金属酸化物等の形態で含まれ得る。当該スパッタリングターゲットは、粉末状の原料を混合して焼結したものであってもよい。
　当該スパッタリングターゲットにおける全金属原子中のＷ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂの含有量は、形成しようとする記録層３における全金属原子中のＷ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂの含有量と等しく設定される。
　また、当該スパッタリングターゲットは、形成しようとする記録層３のＭｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物及びＡｌ酸化物を生成するために、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ及びＡｌの１種又は複数種の金属を含むことができる。当該スパッタリングターゲットにおける前記金属原子中のＭｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ及びＡｌの含有量は、形成しようとする記録層３における全金属原子中のＣｕ、Ｚｎ、Ａｇ及びＡｌの含有量と等しく設定される。
　スパッタリングは、不活性ガスと酸素とを含有する雰囲気ガス中で行われる。雰囲気ガスとしては、例えばアルゴン等を用いることができる。雰囲気ガスにおける不活性ガスと酸素との体積比としては、約１：１とすることができる。
＜表側保護層形成工程＞
　表側保護層形成工程では、上述の裏側保護層形成工程と同様のスパッタリングにより表側保護層４を形成する。
＜光透過層積層工程＞
　光透過層積層工程では、例えば表側保護層４の表面への樹脂組成物の塗布及び硬化、熱可塑性樹脂組成物の熱圧着等により光透過層５を積層する。
＜利点＞
　当該光情報記録媒体の記録層３は、Ｗ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとを含むことによって、屈折率を大きくしながら消衰係数を小さくすることができると共に、その他の特性も比較的良好なものとすることができる。このため、当該記録層３は、単体で比較的良好な特性を得ることができる。これにより、当該光情報記録媒体は、比較的層の数が少ないため、生産性に優れる。
［その他の実施形態］
　上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
　本発明に係る光情報記録媒体において、記録層以外の層の構成は任意である。
　本発明に係る記録層及び光情報記録媒体は、上述の製造方法によって製造されたものに限定されず、他の方法によって製造されたものであってもよい。
　本発明に係る記録層は、Ｗ、Ｆｅ、Ｔａ及びＮｂのうちの１種又は２種の金属を含むスパッタリングターゲットと他の金属を含むスパッタリングターゲットとを同時に使用して形成してもよい。
　以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
＜試作例＞
　基板として直径１２ｃｍのポリカーボネート基板（厚さ１．１ｍｍ，トラックピッチ０．４５μｍ，溝深さ２５ｎｍ）を用い、スパッタリングにより平均厚さ１４ｎｍの裏側保護層、平均厚さ３２ｎｍの記録層及び平均厚さ１４ｎｍの表側保護層をこの順番に積層し、さらにスピンコート法により紫外線硬化樹脂を塗付して紫外線で硬化することによって平均厚さ０．１ｍｍの光透過層を形成することで、光ディスク（光情報記録媒体）の試作例１～１６を試作した。
　記録層を形成するためのスパッタリングターゲットとしては、試作例１～３，５～１６では、タングステン、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、亜鉛、タンタル、ニオブ、マンガン及びモリブデンの中から選択した複数種を同時に使用した。また、試作例４だけは、スパッタリングターゲットとして、タングステン粉末、酸化鉄（ＩＩＩ）粉末、タンタル粉末及びマンガン粉末を混合して焼結したものを使用した。また、スパッタリング時の雰囲気ガスとしては、アルゴンと酸素とを１：１で混合したものを圧力０．２６Ｐａで供給した。
　一方、裏側保護層及び表側保護層を形成するためのスパッタリングターゲットとしては、錫粉末、亜鉛粉末及びジルコニウム粉末を混合して焼結したものを使用した。スパッタリング時の雰囲気ガスとしては、アルゴンと酸素とを１：１で混合したものを圧力０．２６Ｐａで供給した。
　また、記録層の性能について正確に測定するために、ガラス基板上に同じ条件のスパッタリングにより上記試作例１～１６と同じ裏側保護層、記録層及び表側保護層を積層した試験片もそれぞれ作成した。
　以上のようにして試作した光ディスクの試作例１～１６の記録層の組成を、蛍光Ｘ線分析法により測定した。
＜評価＞
　光ディスクの試作例１～１６の特性を、パルステック工業社の光ディスク評価装置「ＯＤＵ－１０００」を使用して評価した。記録レーザーの中心波長は４０５ｎｍとし、ＮＡ（開口係数）が０．８５のレンズを用い、線速４．９２ｍ／ｓとして、ブルーレイディスク規格のランダム信号を記録した。反射率はレーザー光の戻り光の強度から求めた。ジッター値、変調度の測定には、上記光ディスク評価装置にテクトロニクス社のタイムインターバルアナライザ「ＴＡ－８１０」及び横河電機のデジタルオシロスコープ「ＤＬ１６４０」を組み合わせて使用することにより測定した。パワーマージンは、ジッター値が最小となる記録パワーで規格化し、＋方向、－方向合わせてジッター値が８．５％以下を確保できる記録パワー範囲の比率を算出した。また、反射率は、ガラス基板上に成膜した試験片について、日本分光社の分光光度計「Ｖ－５７０」を用い、波長４０５ｎｍにおける値を測定した。
　光ディスクの試作例１～１６の記録層の組成、反射率、吸収率、ジッター値、変調度及びパワーマージンを次の表１にまとめて示す。なお、表中の組成の欄における「－」は含有していないことを意味する。また、表中の測定値における「－」は記録感度不足により情報を記録することができなかったことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　光ディスクでは、反射率は２９％以上、吸収率は３．０％以上１５％以下、ジッター値は６．５％以下、変調度は４５％以上、パワーマージンは２５％以上であれば、それぞれ良好な特性を有すると判断することができる。
　表１に示すように、記録層がＷ酸化物と、Ｆｅ酸化物と、Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかとを含み、全金属原子中にＦｅを一定量含有し、かつＴａ及びＮｂを合計量として一定量含有する光ディスクの試作例１～１１は、反射率、吸収率、ジッター値、変調度及びパワーマージンがいずれも良好であり、記録層及び保護層以外の層を追加して機能を補完する必要がないと考えられる。
　本発明は、光ディスクに好適に利用することができる。
１　基板
２　裏側保護層
３　記録層
４　表側保護層
５　光透過層

Claims (7)

  1. 　レーザー光の照射によって記録が行われる光情報記録媒体用の記録層であって、
    　Ｗ酸化物と、
    　Ｆｅ酸化物と、
    　Ｔａ酸化物及びＮｂ酸化物の少なくともいずれかと
    　を含み、
    　全金属原子中、Ｆｅを１０ａｔｏｍｉｃ％以上６０ａｔｏｍｉｃ％以下、Ｔａ及びＮｂを合計で３ａｔｏｍｉｃ％以上５０ａｔｏｍｉｃ％以下含む記録層。
  2. 　Ｍｎ酸化物、Ｃｕ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ａｇ酸化物、Ａｌ酸化物のうち少なくとも１つをさらに含む請求項１に記載の記録層。
  3. 　平均厚さが１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である請求項１に記載の記録層。
  4. 　平均厚さが１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である請求項２に記載の記録層。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の記録層を備える光情報記録媒体。
  6. 　上記記録層の少なくとも一方の面に積層され、金属酸化物を主成分とし、平均厚さが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である保護層をさらに備える請求項５に記載の光情報記録媒体。
  7. 　レーザー光の照射によって記録が行われる光情報記録媒体用の記録層をスパッタリングにより形成するためのスパッタリングターゲットであって、
    　Ｗと、
    　Ｆｅと、
    　Ｔａ及びＮｂの少なくともいずれかと
    　を含み、
    　全金属原子中、Ｆｅを１０ａｔｏｍｉｃ％以上６０ａｔｏｍｉｃ％以下、Ｔａ及びＮｂを合計で３ａｔｏｍｉｃ％以上５０ａｔｏｍｉｃ％以下含むスパッタリングターゲット。
     
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