(57)【要約】【課題】書込み可能光記録媒体を作成するために用いるスパッタリングターゲット材及び該スパッタリングターゲット材を使用する書込み可能光記録媒体を提供する。【解決手段】無機薄膜材料を用いてマグネトロンスパッタで記録層を作成しており、その材料は銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を主成分とする混合被膜から選出されている。該書込み可能光記録媒体は、レーザ光の照射を受けることで、該記録層に形成するミクロ組織を変化させ、データを記録する目的を達する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を含み、
且つターゲット材は結晶質形態である、ことを特徴とする書込み可能光記録媒体の記録層を作成するために用いるスパッタリングターゲット材。
【請求項２】
該スパッタリングターゲット材は、銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）の各元素をそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができることを特徴とする請求項１に記載の書込み可能光記録媒体の記録層を作成するために用いるスパッタリングターゲット材。
【請求項３】
該スパッタリングターゲット材は、銅（Ｃｕ）及びケイ素（Ｓｉ）の合金とクロム（Ｃｒ）元素とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができることを特徴とする請求項１に記載の書込み可能光記録媒体の記録層を作成するために用いるスパッタリングターゲット材。
【請求項４】
該スパッタリングターゲット材は、銅（Ｃｕ）元素とケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）の合金とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができることを特徴とする請求項１に記載の書込み可能光記録媒体の記録層を作成するために用いるスパッタリングターゲット材。
【請求項５】
該スパッタリングターゲット材は、ケイ素（Ｓｉ）元素と銅（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ）の合金とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができることを特徴とする請求項１に記載の書込み可能光記録媒体の記録層を作成するために用いるスパッタリングターゲット材。
【請求項６】
一基板を含む書込み可能光記録媒体であって、
該基板の上に構成される被膜は、反射層、第一緩衝層、記録層、第二緩衝層、補強層及び光透過層を含み、   該反射層は、該基板の上に構成され、優れた光学的反射効果及び熱伝導効果を提供しており、
該第一緩衝層及び該第二緩衝層は、該反射層と該記録層との上に構成され、該記録層とその他の層との間において加熱工程で発生する熱拡散を防止したり、適度な断熱効果を提供したり、光学的補強をしたりするために用いられており、
該記録層は、該第一緩衝層及び該第二緩衝層の間に構成され、レーザ光の加熱を受けた領域は、レーザ光の加熱を受けていない領域との間に顕著な反射率の違いが生じることによって、データを記録する目的を達しており、
該補強層は、該第二緩衝層の上に構成され、光学的補強に用いられており、
該光透過層は、該光記録媒体の工程上、最後に構成される薄膜で、該光記録媒体の被膜を保護するために用いられ、塵埃や水蒸気などの環境による浸蝕を防ぎ、適度な耐摩耗性を提供している、ことを特徴とする書込み可能光記録媒体。
【請求項７】
該記録層は、少なくとも銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を主成分として含むことを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項８】
該銅（Ｃｕ）の重量パーセンテージが５５％から８０％、該ケイ素（Ｓｉ）の重量パーセンテージが１５％から４０％、及びクロム（Ｃｒ）の重量パーセンテージが１％から１０％であることが望ましいことを特徴とする請求項７に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項９】
該記録層の厚さは、３ナノメートル（ｎｍ）から５０ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましいことを特徴とする請求項７に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項１０】
該基板は、ポリカーボネート樹脂（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリスチレン樹脂（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリエチレン樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリプロピレン樹脂（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）などを含む光学的に透明な材料を用い、記録媒体に適度な機械的強度を提供しており、また該基板１０には、予め凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）及びランド（ｌａｎｄ）が設けられ、データを読取ったり書込んだりする場合、該凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）及び該ランド（ｌａｎｄ）は該レーザ光８０のガイドレール及びデータ記録ポジションとして用いられることを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項１１】
該反射層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ネオジム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）の元素及びこれら元素を主成分とする合金を含むことを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項１２】
該第一緩衝層及び該第二緩衝層の材料は、硫化亜鉛−酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の内の一種類或いは二種類以上の材料から重層されており、これら厚さは１ナノメートル（ｎｍ）から３００ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましいことを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項１３】
該補強層は、オキシ窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、硫化亜鉛−二酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の内の一種類或いは二種類以上の材料から重層されていることを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【請求項１４】
該光透過層は、光硬化樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の書込み可能光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体を作成するためのスパッタリングターゲット材及び該スパッタリングターゲット材を使用する光記録媒体、特に書込み可能光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録技術はレーザ光技術を利用してデータを光記録媒体に記録する。現在市販の書込み可能光記録媒体において、有機染料を記録層材料とするものが大多数で、一定の焼付けパワーを有するレーザによって焼付けが行われ、記録層の有機染料を劣化或いは変形させることで、焼付け領域と非焼付け領域との間に反射率の違いを生じさせており、該反射率の違いを利用することで、適切なパワーを有するレーザを用いてディスク片に記憶されたデータを読取ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、有機染料が吸収する光波長の範囲が狭いため、特定の染料は特定の波長範囲のみに適用するようになっており、現在のブルーレイ光記録媒体が使用する短波長（４０５ナノメートル）のレーザ光源にとって、応用できる有機染料の種類は少なく、尚且つ製造工程上ブルーレイ・ディスク片の基板トラックピッチが小さいため、有機染料を使って均等に塗布することは難しい。そのため、近年では、有機染料に取って代わり、金属或いは半金属などの無機材料を書込み可能ディスクの記録層材料とすることを掲示している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
有機染料を使用すると、狭いレーザ光波長範囲にしか応用できず、特定の染料は特定の波長範囲のみに適用するようになるという周知の問題を克服するため、本発明は、高い安定性を有し、可視光波長範囲において高い光吸収率を有し、且つ各種波長のレーザによってパルス加熱をし、薄膜界面形態或いはミクロ組織に変化をもたらし、それによって反射率に変化をもたらす無機書込み可能光記録媒体の記録層材料であるスパッタリングターゲット材及びそれを利用する書込み可能光記録媒体である。
【０００５】
本発明の目的は、少なくとも銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を含む無機材料を利用し、書込み可能光記録媒体の記録層材料とするスパッタリングターゲット材であって、且つターゲット材は結晶質形態であることを提供している。該記録層は、主にスパッタ堆積からなる金属或いは半金属の薄膜がレーザ光により照射されると、記録スポット領域に相間反応が生じてミクロ組織の変化をもたらし、反射率に変化が生じ、デジタル信号を記録するという目的を達成する。本発明のもう一つの目的は、基板の反対側から入射するレーザ光を利用してデータの読取りと書込みとを行うことができる書込み可能光記録媒体を提供することであって、薄膜構造の調整に合わせれば、基板側から入射するレーザ光を利用してデータの読取りと書込みとを行うこともできる。該基板上に堆積する薄膜構造は、反射層と、第一緩衝層と、記録層と、第二緩衝層と、補強層と、光透過層を含む書込み可能光記録媒体の構造である。該構造は該基板の上に該反射層、該反射層の上に該第一緩衝層、該第一緩衝層の上に該記録層、該記録層の上に該第二緩衝層、該第二緩衝層の上に該補強層、該補強層の上に光透過層、というように該基板に構成されており、該構造の光記録媒体は、レーザ光を照射させることができる該光透過層側によって、データの読取りと書込みとを行っている。該単一被膜である記録層はレーザ光の照射を受けると、レーザ光を吸収しミクロ組織の一部を変化させ、界面元素の相互拡散によって混合領域を形成している。
【発明の効果】
【０００６】
そのため、異なる薄膜の構造により、レーザ光の加熱を受けて形成する混合領域は、レーザ光の加熱を受けていない非混合領域との間に顕著な反射率の違いが生じることによってデータを記録する目的を達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る書込み可能光記録媒体の構造模式図である。
【図２】本発明に係る一実施例による書込み可能光記録媒体の書込みパワーとモジュレーション値（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）との動的試験の結果を表した図である。
【図３】本発明に係る一実施例による書込み可能光記録媒体の書込みパワーとジッタ値（ｊｉｔｔｅｒ）との動的試験の結果を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の目的、特徴及び効果を十分に理解してもらうため、後述する具体的な実施例を添付する図面と参照しつつ、以下のとおりに本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明は、少なくとも銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を含む無機材料を利用し、書込み可能光記録媒体の記録層材料とするスパッタリングターゲット材であって、且つターゲット材は結晶質形態であることを提供している。そのうち、該スパッタリングターゲット材は、銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）の各元素をそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができ、また銅（Ｃｕ）及びケイ素（Ｓｉ）の合金とクロム（Ｃｒ）元素とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができ、また銅（Ｃｕ）元素とケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）の合金とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができ、さらにケイ素（Ｓｉ）元素と銅（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ）の合金とをそれぞれ単一ターゲット材に圧縮することができる。
【００１０】
本発明は、単一被膜の記録層構造を用いることで、データを記録する目的を達する書込み可能光記録媒体をさらに提供している。本発明に係る書込み可能光記録媒体の構造模式図である図１を参照すると、本発明は、基板１０と、反射層２０と、第一緩衝層３０と、記録層４０と、第二緩衝層５０と、補強層６０と、光透過層７０を含む。該構造は、該基板１０の上に該反射層２０、該反射層２０の上に該第一緩衝層３０、該第一緩衝層３０の上に該記録層４０、該記録層４０の上に該第二緩衝層５０、該第二緩衝層５０の上に該補強層６０、該補強層６０の上に光透過層７０、というように該基板１０に構成されており、該構造の光記録媒体は、レーザ光８０を照射させることができる該光透過層７０側によって、データの読取りと書込みとを行っている。
【００１１】
そのうち、該基板１０は、ポリカーボネート樹脂（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリスチレン樹脂（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリエチレン樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）、ポリプロピレン樹脂（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）などを含む光学的に透明な材料を用い、記録媒体に適度な機械的強度を提供しており、また該基板１０には、予め凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）及びランド（ｌａｎｄ）が設けられ、データを読取ったり書込んだりする場合、該凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）及び該ランド（ｌａｎｄ）は該レーザ光８０のガイドレール及びデータ記録ポジションとして用いられる。
【００１２】
該反射層２０の材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ネオジム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）の元素及びこれら元素を主成分とする合金より選出されており、その厚さは５ナノメートル（ｎｍ）から３００ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましい。
【００１３】
該第一緩衝層３０及び該第二緩衝層５０の材料は、硫化亜鉛−酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などから選出される誘電材料の単一層或いは一層以上から構成されており、これら厚さは１ナノメートル（ｎｍ）から３００ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましい。
【００１４】
該記録層４０は、少なくとも銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）を主成分として含まれており、その厚さは３ナノメートル（ｎｍ）から５０ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましい。
【００１５】
以下に掲示する異なる元素及び組成比率の記録層材料の電気的性質を比較した表１とともに参照すると、
【表１】
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もっとも望ましい電気的性質の試験結果から、該銅（Ｃｕ）の重量パーセンテージが５５％から８０％、該ケイ素（Ｓｉ）の重量パーセンテージが１５％から４０％、及びクロム（Ｃｒ）の重量パーセンテージが１％から１０％である場合に正常な書込みと読取りとの効果を得ることができる。
【００１６】
該補強層６０の材料は、オキシ窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、硫化亜鉛−二酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の内の一種類或いは二種類以上の材料から重層されており、その厚さは３ナノメートル（ｎｍ）から５０ナノメートル（ｎｍ）の間が望ましい。
【００１７】
該光透過層７０は、該光記録媒体の被膜の安定性を保護するために用いられ、被膜材料が、損傷、湿気による劣化、或いは空気中に暴露することで酸化することを防ぐ光硬化樹脂である。
【００１８】
本発明の一実施例は、トラックピッチが７４マイクロメートル（μｍ）、厚さが１．１ミリメートル（ｍｍ）の凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）及びランド（ｌａｎｄ）が設けられるブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）基板１０を準備しており、マグネトロンスパッタを利用して該基板１０の上に厚さ１２０ナノメートル（ｎｍ）の銀（Ａｇ）を鍍金する反射層２０、該反射層２０の上に厚さ２０ナノメートル（ｎｍ）の硫化亜鉛−酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）を鍍金する第一緩衝層３０、該第一緩衝層３０の上に厚さ１４ナノメートル（ｎｍ）の銅（Ｃｕ）、ケイ素（Ｓｉ）及びクロム（Ｃｒ）の混合層を形成する記録層４０、該記録層４０の上に厚さ２０ナノメートル（ｎｍ）の硫化亜鉛−酸化ケイ素（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）を鍍金する第二緩衝層５０、該第二緩衝層５０の上に厚さ１５ナノメートル（ｎｍ）のオキシ窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）を形成する補強層６０、該補強層６０の上に厚さ０．１ミリメートル（ｍｍ）の光透過膜を貼着する光透過層７０、とすることで実験例のディスクを完成し、そのすべての被膜構造は図１に示されているとおりである。なお、スパッタした薄膜の厚さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）とＥ−ｔａＯｐｔｉｋとを用いて観察し、ディスクの動的解析は、Ｐｕｌｓｔｅｃ社製の動的解析ツールＯＤＵ−１０００で動的性能を測定しており、測定は、書込みパワーが３ｍＷから１４ｍＷの間、レーザ波長λが４０５ナノメートル（ｎｍ）、開口数ＮＡが０．８５、書き込みラインの速度がそれぞれ４．９２ｍ／ｓ、９．８４ｍ／ｓ、１９．６８ｍ／ｓ、２９．５２ｍ／ｓと設定され、ブルーレイ・ディスクの１倍速、２倍速、４倍速及び６倍速の記録速度の規格に適合している。
【００１９】
次に、図２及び図３を合わせて参照すると、本発明に係る一実施例による書込み可能光記録媒体の書込みパワーとモジュレーション値（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）との動的試験の結果と、本発明に係る一実施例による書込み可能光記録媒体の書込みパワーとジッタ値（ｊｉｔｔｅｒ）との動的試験の結果とを表している。図２の結果から、ブルーレイ・ディスクの１倍速、２倍速、４倍速及び６倍速の記録速度では、モジュレーション値は書込みパワーの増加に伴い増加し、異なる書込み速度と書込みパワーとにおいて、モジュレーション値はほとんどが０．６以上であることから、ブルーレイ・ディスクの規格に適合していることが分かる（規格では、０．４以上が要求されている）。図３の結果から、ブルーレイ・ディスクの記録速度が１倍速の場合、書込みパワーが３．１ｍＷ以上なければジッタ値を測定することができず、ジッタ値は書込みパワーの増加に伴い低減し、書込みパワーが５．０ｍＷの際、約５．１％の低いジッタ値を得ることができ、書込みパワーが増加し続けることで、ジッタ値も書込みパワーの増加に伴い増加していく。２倍速の書込み速度で試験を行う場合も、同じような傾向があり、書込みパワーが３．４５ｍＷ以上なければジッタ値を測定することができず、ジッタ値は書込みパワーの増加に伴い低減し、書込みパワーが５．５５ｍＷの際、約５．４％の低いジッタ値を得ることができ、書込みパワーが増加し続けることで、ジッタ値も書込みパワーの増加に伴い増加していく。４倍速の書込み速度で試験を行う場合も、同じような傾向があり、書込みパワーが５．７ｍＷ以上なければジッタ値を測定することができず、ジッタ値は書込みパワーの増加に伴い低減し、書込みパワーが８．９ｍＷの際、約６．１％の低いジッタ値を得ることができ、書込みパワーが増加し続けることで、ジッタ値も書込みパワーの増加に伴い増加していく。６倍速の書込み速度で試験を行う場合も、同じような傾向があり、書込みパワーが７．８ｍＷ以上なければジッタ値を測定することができず、ジッタ値は書込みパワーの増加に伴い低減し、書込みパワーが１１．２ｍＷの際、約６．５％の低いジッタ値を得ることができ、書込みパワーが増加し続けることで、ジッタ値も書込みパワーの増加に伴い増加していく。該レーザ光８０で信号を書込む場合、該記録層４０は該レーザ光８０のパルス加熱を受けて温度が上昇する。書込みパワーが小さいと、該記録層４０の温度が低く、薄膜に反射率の変化を生じさせることができないため、ジッタ値とモジュレーション値とを測定することができない。その一方、書込みパワーが大きいと、ジッタ値は逆に書込みパワーの増加に伴い増加してしまう。恐らくレーザ光パワーが大きすぎると、記録層の温度が高くなり、被膜構造に変化が生じ、ジッタ値が増加するため、一般のディスクの書込みパワーには適合範囲がある。本実施例において、ブルーレイ・ディスクの記録速度は１倍速から４倍速の間でデータが書込まれており、その書込みパワーは３ｍＷから１１．５ｍＷで、適合な書込みパワーで書込まれたデータはジッタ値６．５％以下に維持されており、記録速度が６倍速の場合でさえも、ジッタ値を６．５％以下にすることができ、ブルーレイ・ディスクの記録要求に適合しており、該光記録媒体は実用性を備えていることを証明している。
【００２０】
本発明の実施例はすでに本明細書において具体的に掲示、記述してあるものの、本発明に属する技術の分野を熟知する者であれば、該実施例は本発明を描写したに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことは明白であり、また、本発明から逸脱しない場合での様々な変化、変更及び置換は、本発明に属する技術の分野を熟知する者であれば、容易に成し得ることである。従って、本明細書で述べている本発明の実施例に代わるものであれば、本発明を実施することができるため、下記で述べられる特許請求の範囲において、本発明の範囲を限定する。
【符号の説明】
【００２１】
１０  基板
２０  反射層
３０  第一緩衝層
４０  記録層
５０  第二緩衝層
６０  補強層
７０  光透過層
８０  レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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