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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023117503
(43)【公開日】2023-08-24
(54)【発明の名称】情報記録媒体
(51)【国際特許分類】
   G11B 7/2433 20130101AFI20230817BHJP
   G11B 7/24018 20130101ALI20230817BHJP
   G11B 7/24038 20130101ALI20230817BHJP
   G11B 7/2578 20130101ALI20230817BHJP
   G11B 7/005 20060101ALI20230817BHJP
   G11B 7/0045 20060101ALI20230817BHJP
   G11B 7/26 20060101ALI20230817BHJP
【FI】
G11B7/2433
G11B7/24018
G11B7/24038
G11B7/2578
G11B7/005 Z
G11B7/0045 Z
G11B7/26 531
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022020095
(22)【出願日】2022-02-14
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】冨田 昇吾
(72)【発明者】
【氏名】槌野 晶夫
(72)【発明者】
【氏名】児島 理恵
【テーマコード(参考)】
5D029
5D090
【Fターム(参考)】
5D029JA01
5D029JB03
5D029JB05
5D029JB47
5D029JC06
5D029LA14
5D029LB01
5D029LC06
5D090AA01
5D090BB12
5D090CC01
5D090CC04
5D090JJ14
(57)【要約】
【課題】良好な再生耐久性を得ることのできる情報記録媒体を提供する。
【解決手段】基板上に中間分離層を介して少なくとも4つの情報層とカバー層が順次積層され、カバー層側からの波長λであるレーザ光の照射により情報を記録層に記録し、または記録層から情報を再生する情報記録媒体であって、基板から見て最も近い情報層である第1の情報層に接してレーザ光の照射側とは反対側に位相調整膜が形成され、さらに位相調整膜に接してレーザ光の照射側とは反対側に基板が形成されていることを特徴とする情報記録媒体。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に中間分離層を介して少なくとも4つの情報層とカバー層が順次積層され、前記カバー層側からの波長λであるレーザ光の照射により情報を前記記録層に記録し、または前記記録層から情報を再生する情報記録媒体であって、前記基板から見て最も近い情報層である第1の情報層に接して前記レーザ光の照射側とは反対側に位相調整膜が形成され、さらに前記位相調整膜に接して前記レーザ光の照射側とは反対側に前記基板が形成されており、
前記第1の情報層は、前記基板からから見て近い方から遠い方に向かって、第1誘電体膜、記録膜、および第2誘電体膜をこの順に含み、
前記第1誘電体膜、前記記録膜、および前記第2誘電体膜の3つの薄膜の全体膜厚および平均屈折率はそれぞれdおよびn、前記位相調整膜の膜厚および屈折率はそれぞれd、n、前記基板の屈折率がnの場合に、(2×d×n)/λ<=1.0以下であり、(2×d×n)/λが0<(2×d×n)/λ<0.75であり、さらに、n<nかつn<nであることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項2】
基板上に中間分離層を介して少なくとも4つの情報層とカバー層が順次積層され、前記カバー層側からの波長λであるレーザ光の照射により情報を前記記録層に記録し、または前記記録層から情報を再生する情報記録媒体であって、
前記情報層のうち前記基板から見て最も近い情報層以外の1つの情報層である第1の情報層に接して前記レーザ光の照射側とは反対側に位相調整膜が形成され、さらに前記位相調整膜に接して前記レーザ光の照射側とは反対側に第1の中間分離層が形成されており、
前記第1の情報層は、前記基板からから見て近い方から遠い方に向かって、第1誘電体膜、記録膜、および第2誘電体膜をこの順に含み、前記第1誘電体膜、前記記録膜、および前記第2誘電体膜の3つの薄膜の全体膜厚および平均屈折率はそれぞれdおよびn、前記位相調整膜の膜厚および屈折率はそれぞれd、n、前記第1の中間分離層の屈折率がnの場合に、(2×d×n)/λ<=1.0以下であり、(2×d×n)/λが0<(2×d×n)/λ<0.75であり、さらに、n<nかつn<nであることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項3】
(2×d×n)/λが0.20<(2×d×n)/λ<0.60であることを特徴とする請求項1または2に記載の情報記録媒体。
【請求項4】
前記位相調整膜の材料がSiOまたはMgFであることを特徴とする請求項1または2に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光学的手段によって情報を記録または再生する、高密度な情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光ディスクはこれまで、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)と進化してきた。近年では、BDよりも高い記録密度を有するアーカイバル・ディスク(Archival Disc)の開発が進められており、ディスク1枚あたり500ギガバイト(GB)の記録容量が実現されている。
【0003】
500GBのアーカイバル・ディスクは、250GBの情報を保存できる片面3層のディスク(片面に3つの情報層を備える光ディスク)が2枚貼り合わされた構造をしており、1枚あたり500GBの情報の記録再生を可能にするものである。すなわち、このアーカイバル・ディスクにおいて、1情報層あたりの記録容量は83.3GBである。
【0004】
500GB容量を超える、例えば1TB容量のアーカイバル・ディスクを実現するためには、情報層の層数を増やすことや、1情報層あたりの記録容量を大きくすることが必要となってくる。1情報層あたりの記録容量を大きくする手段として、トラック密度(ディスク半径方向の単位長さ当たりのトラック数)を大きくしたり、最小ピット長を短くするなど、記録マークのサイズを小さくして、記録密度を大きくする方法が考えられる。
【0005】
しかし、記録マークのサイズを小さくすると、信号が高周波となりシステムノイズの影響を受けてディスクのS/N(S:信号、N:ノイズ)が低下し、再生耐久性(記録マークに再生光を照射し続けた時の信号品質の劣化度合いを表す指標)が悪化する。1TB容量のアーカイバル・ディスクを実現するためには、微小な記録マークにおいても良好な再生耐久性が得られなければならない。
【0006】
各情報層は、3種類の薄膜で構成されており、レーザ光照射面から見て遠い方から近い方に向かって、第1誘電体膜、記録膜、および第2誘電体膜と呼ばれる。記録膜にレーザ光を照射すると、記録膜が形状変化を生じて、信号が記録される。情報層に含まれる記録膜の光吸収量は初期特性及び再生耐久性に大きな影響を及ぼすため、これらの特性を向上させるために、従来、種々の記録膜の組成が検討されてきた(例えば、特許文献1および2参照)。しかし、1TB容量のアーカイバル・ディスクにおいては、記録膜の組成を最適化するのみでは、良好な初期特性を担保したまま、十分な再生耐久性を得ることが難しく、本発明者らは記録膜の組成を最適化する以外の手段で、再生耐久性を向上させることを検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2018-106794号公報
【特許文献2】国際公開第2021/117470号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明者らは、再生耐久性を向上させる手段として、再生パワーを下げることに着目した。信号のSNRは、照射されたレーザ光が情報層で反射されて光検出器に入射する光量、すなわち、レーザ光強度と情報層の反射率の積で決まる。そのため、低い再生パワーにおいても良好なSNRを得るためには、情報層の反射率を上げる必要があり、本発明者らは情報層の反射率を高めることを検討した。具体的には、光学薄膜を組み合わせ、薄膜干渉を利用して反射率を最大化させる情報記録媒体の最適設計を行った。検討の結果、基板上に中間分離層を介して少なくとも4つの情報層が順次積層された情報記録媒体において、情報層と基板との間、あるいは情報層と中間分離層との間に低屈折率の位相調整膜を設けて、情報層を構成する薄膜の干渉効果を利用して反射率を高くできることを見出した。本発明の情報記録媒体は、情報層に照射されたレーザ光を効率よく反射させることによって、再生パワーを下げることを可能とし、良好な再生耐久性を実現した。
【課題を解決するための手段】
【0009】
基板上に中間分離層を介して少なくとも4つの情報層とカバー層が順次積層され、カバー層側からの波長λであるレーザ光の照射により情報を記録層に記録し、または記録層から情報を再生する情報記録媒体であって、基板から見て最も近い情報層である第1の情報層に接してレーザ光の照射側とは反対側に位相調整膜が形成され、さらに位相調整膜に接してレーザ光の照射側とは反対側に前記基板が形成されており、第1の情報層は、基板からから見て近い方から遠い方に向かって、第1誘電体膜、記録膜、および第2誘電体膜をこの順に含み、第1誘電体膜、記録膜、および第2誘電体膜の3つの薄膜の全体膜厚および平均屈折率はそれぞれdおよびn、位相調整膜の膜厚および屈折率はそれぞれd、n、基板の屈折率がnの場合に、(2×d×n)/λ<=1.0以下であり、(2×d×n)/λが0<(2×d×n)/λ<0.75であり、さらに、n<nかつn<nであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態にかかる情報記録媒体は、良好な再生耐久性を示す情報層を有し、高信頼性かつ高記録密度の情報記録媒体の実現を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】実施の形態1に係る情報記録媒体の断面図
図2】L0層10に照射されたレーザ光7が中間分離層2を通ってL0層10に入射し、L0層10および位相調整膜14で反射または透過されることを模式的に示す図
図3】位相調整膜14の膜厚を変化させた場合の、L0層10の反射率のシミュレーション結果を示す図
図4】種々のL0層10の全体膜厚dにおいて、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合のL0層10の反射率と、位相調整膜14を形成しない場合の反射率との比を光学シミュレーションした結果を示す図
図5】実施の形態2に係る情報記録媒体の断面図
図6】L1層20に照射されたレーザ光7が中間分離層3を通ってL1層20に入射し、L1層20および位相調整膜14で反射または透過されることを模式的に示す図
図7】位相調整膜14の膜厚を変化させた場合の、L1層20の反射率のシミュレーション結果を示す図
図8】種々のL1層20の全体膜厚dにおいて、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合のL1層20の反射率と、位相調整膜14を形成しない場合の反射率との比を光学シミュレーションした結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における情報記録媒体の断面図である。
【0013】
情報記録媒体100は、A面情報記録媒体101とB面情報記録媒体102を貼り合わせた、両面情報記録媒体である。A面情報記録媒体101およびB面情報記録媒体102は各々、基板1上に中間分離層2、3および4などを介して、情報層として順次積層されたL0層10、L1層20、L2層30およびL3層40を有し、さらに、L3層40上にカバー層5が設けられている。L0層10は、基板1からから見て近い方から遠い方に向かって、第1誘電体膜11、記録膜12、および第2誘電体膜13をこの順に形成している。L1層20、L2層30およびL3層40も同様の構成をとる。さらに、基板1の上には、L0層10の反射率を高めるために位相調整膜14が設けられている。すなわち、L0層10の下に位相調整膜14が設けられている。L1層20、L2層30およびL3層40は透過型の情報層である。A面情報記録媒体101およびB面情報記録媒体102は、それらの基板1の裏面(情報層を有する面と逆側)を貼り合わせ層6により貼り合わせている。情報記録媒体100は、カバー層5側よりレーザ光7を照射し、各情報層に対して情報の記録および再生を行う。レーザ光7は波長405nm付近の青紫色域のレーザ光である。
【0014】
情報記録媒体100において、案内溝を基板1に形成する場合、本明細書においては、レーザ光7に近い側にある面を便宜的に「グルーブ」と呼び、レーザ光7から遠い側にある面を便宜的に「ランド」と呼ぶ。このグルーブとランドの両方に、記録マーク長を短くしてビットを形成することで(ランド-グルーブ記録)、1情報層あたりの容量を大きくすることが可能となる。
【0015】
案内溝は、後述するとおり、中間分離層2、3および4にも形成してもよい。特に、L1層20、L2層30およびL3層40において、ランド-グルーブ記録を実施する場合には、中間分離層2、3および4に案内溝を形成することが好ましい。
【0016】
4つの情報層の実効反射率は、L0層10、L1層20、L2層30およびL3層40の反射率と、L1層20、L2層30およびL3層40の透過率を各々調整することにより制御できる。本明細書中では、4つの情報層を積層した状態で測った各情報層の反射率を、実効反射率と定義する。特に断りがない限り、「実効」と記載していなければ、積層しないで測った反射率を指す。
【0017】
以下、基板1、中間分離層2、中間分離層3、中間分離層4、カバー層5および貼り合わせ層6の機能、材料および厚みについて詳細に説明する。
【0018】
基板1は、円盤状の透明な基板であることが好ましい。基板1の材料には、例えばポリカーボネート、アモルファスポリオフィン、またはポリメチルメタクリレート等の樹脂、あるいはガラスを用いることができる。基板1のL0層側の表面に、必要に応じてレーザ光7を導くための凹凸の案内溝が形成されてもよい。基板1の厚さは、約0.5mm、直径が約120mmであることが好ましい。また、基板1に案内溝を形成した場合、グルーブ面とランド面の段差は、10nm~50nmであることが好ましい。また、実施の形態1では、グルーブ・ランド間の距離を約0.180μmとした。
【0019】
中間分離層2、3および4は、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)や遅効性熱硬化型樹脂等のアクリル系樹脂からなり、レーザ光7が効率よくL0層10、L1層20およびL2層30に到達するように、記録再生に用いる波長λの光に対して光吸収が小さいことが好ましい。中間分離層2、3および4は、L0層10、L1層20、L2層30およびL3層40のフォーカス位置を区別するために用いられ、厚さは対物レンズの開口数(NA)とレーザ光7の波長λによって決定される焦点深度ΔZ以上である必要がある。焦点の光強度の基準を無収差の場合の80%と仮定した場合、ΔZは式(1)で近似できる。
【0020】
【数1】
また、L1層20、L2層30およびL3層40における裏焦点の影響を防ぐために、中間分離層2、3および4の厚みは、それぞれ異なる値が好ましい。また、中間分離層2、3および4において、レーザ光7の入射側に凹凸の案内溝が形成されてもよい。
【0021】
カバー層5は、例えば、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂からなり、記録再生に用いる波長λの光に対して光吸収が小さいことが好ましい。また、カバー層5には、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはポリメチルメタクリレート等の樹脂、あるいはガラスを用いてもよい。これらの材料を使用する場合は、カバー層5を、例えば、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を、L3層40の第2誘電体膜43に塗布し、スピンコートした後に、硬化させることにより形成する。カバー層5の厚みは、NA=0.91で良好な記録・再生が可能となる35μm~75μm程度が好ましく、45μm~60μm程度がより好ましい。
【0022】
貼り合わせ層6は、例えば、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂からなり、A面情報記録媒体101とB面情報記録媒体102を接着させている。また、貼り合わせ層6には、レーザ光7を遮光する膜を設けてもよい。貼り合わせ層6の厚みは5μm~80μm程度が好ましく、20μm~50μm程度がより好ましい。
【0023】
情報記録媒体100の厚さをBD規格と同等の情報記録媒体の厚みとする場合、中間分離層2~4とカバー層5との厚みの総和が100μmとなるように設定してよい。例えば、中間分離層2の厚みを15.5μm、中間分離層3の厚みを19.5μm、中間分離層4の厚みを11.5μm、カバー層5の厚みを53.5μmと設定してよい。
【0024】
情報記録媒体100における情報層の再生耐久性は、予め最適な記録パワーのレーザ光7で記録された記録マークに、再生パワーのレーザ光7を連続照射することにより評価することができる。具体的には、100万回(100万パス)再生後のd-MLSE値で判断することができる。100万回再生後のd-MLSE値が16.0%以下であれば、その再生パワーで100万パス再生できたと判断してよい。ここで、d-MLSEは、記録信号品質の評価指標であり、Distribution Derived-Maximum Likelihood Sequence Error Estimationの略号である。
<情報記録媒体100の形成方法>
A面情報記録媒体101は、以下の手順(1)~(8)で製造することができる。
(1)基板1(例えば、厚み0.5mm、直径120mm)を成膜装置内に配置する。
(2)位相調整膜14を成膜する。この際、基板1に螺旋状の案内溝が形成されている場合は、この案内溝側に位相調整膜14を成膜する。
【0025】
位相調整膜14は、位相調整膜14の組成に応じたターゲットを用いて、プロセスガス雰囲気、またはプロセスガスと反応ガス(例えば、酸素ガスや窒素ガス)との混合ガス雰囲気でスパッタリングを実施することにより形成できる。プロセスガスは、例えば、Arガス、Krガス、またはXeガスであるが、コスト面ではArガスが有利である。これはスパッタの雰囲気ガスをプロセスガスまたはその混合ガスとする、いずれのスパッタについても当てはまる。
【0026】
また、位相調整膜14はマルチスパッタリングを実施して形成してよい。位相調整膜14は、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
例えば、位相調整膜14を形成するためのターゲット組成は、SiO、MgF、LaF、CeF等が好ましく用いられる。
(3)位相調整膜14上にL0層10を形成する。L0層10を構成する第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13は、気相成膜法の一つであるスパッタリング法により形成できる。はじめに、第1誘電体膜11を成膜する。第1誘電体膜11は、所望の組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、プロセスガス雰囲気、またはプロセスガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタすることにより形成できる。
【0027】
ターゲットは、酸化物の形態で含んでよく、あるいは単体金属または合金の形態で含んでよい。金属(合金含む)からなるターゲットを使用する場合には、酸素ガスを含む雰囲気中で実施する反応性スパッタにより酸化物を形成してよい。
【0028】
ターゲットの比抵抗値は好ましくは1Ω・cm以下である。これによりDCスパッタリングを実施しやすくなる。
【0029】
所望の第1誘電体膜11の組成が得られるように、ターゲットの組成を調整してよい。
【0030】
例えば、第1誘電体膜11を形成するためのターゲットの組成は、Zr-In-O、Zr-Si-In-O、Zn-Zr-Sn-O、Ti-O、Nb-O、In-Sn-Oが好ましく用いられる。
【0031】
あるいは、これらがターゲット中で、酸化物を形成していることが好ましく、例えば、ZrO-In、ZrO-SiO-In、ZnO-ZrO-SnO、TiO、Nb、In-SnO等が好ましく用いられる。
【0032】
また、第1誘電体膜11は少なくとも2種類以上の誘電体膜材料の積層膜からなってよく、例えば基板1側から記録膜に接する側の順に記載して、ZnO-ZrO-SnO/ZrO-SiO-In、ZrO-SiO-In/ZnO-ZrO-SnO、ZnO-ZrO-SnO/TiO、ZrO-SiO-In/TiO、ZnO-ZrO-SnO/Nb等でもよい。
【0033】
続いて、第1誘電体膜11上に記録膜12を成膜する。記録膜12は、その組成に応じて、金属合金または金属-酸化物の混合物からなるターゲットを用いて、プロセスガス雰囲気中またはプロセスガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中におけるスパッタリングを実施することにより形成できる。記録膜12の厚さが第1誘電体膜11などの誘電体膜より厚いので、生産性を考慮し、記録膜12は、RFスパッタリングより高い成膜レートが期待できるDCスパッタリング、またはパルスDCスパッタリングを用いて成膜することが好ましい。記録膜12中に多くの酸素を含有させるため、雰囲気ガス中に多量の酸素ガスを混合することが好ましい。記録膜12はマルチスパッタリングを実施して形成してよい。
【0034】
具体的には、記録膜12の成膜に際して合金ターゲットまたは混合物ターゲットを用いる場合、ターゲットの組成は、W-Cu-Ta-Mn-Ti-O、W-Cu-Ta-Zn-Mn-Ti-O、W-Cu-Ta-Mn-Ti-Mg-O、W-Cu-Ta-Zn-Mn-Ti-Mg-O、W-Cu-Ta-Mn-Nb-O、W-Cu-Ta-Zn-Mn-Nb-O、W-Cu-Ta-Mn-Nb-Mg-O、W-Cu-Ta-Zn-Mn-Nb-Mg-O等であってよい。
【0035】
また、記録膜12は少なくとも2種類以上の異なる組成の記録膜材料の積層膜からなってよい。
【0036】
積層膜を構成する記録膜材料の組成、あるいは積層膜の膜厚比を変えることにより、L0層10の反射率および記録感度を調整することができる。
【0037】
続いて、記録膜12上に第2誘電体膜13を成膜する。第2誘電体膜13は、第2誘電体膜13の組成に応じたターゲットを用いて、プロセスガス雰囲気、またはプロセスガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気でスパッタリングを実施することにより形成できる。また、第2誘電体膜13はマルチスパッタリングを実施して形成してよい。第2誘電体膜13は、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0038】
例えば、第2誘電体膜13を形成するためのターゲット組成は、Zr-In-O、Zr-Si-In-O、Zn-Zr-Sn-O等が好ましく用いられる。
【0039】
あるいは、これらがターゲット中で、酸化物を形成していることが好ましく、例えば、ZrO-In、ZrO-SiO-In、ZnO-ZrO-SnO等が好ましく用いられる。
(4)第2誘電体膜13上に中間分離層2を形成する。中間分離層2は、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂(例えばアクリル系樹脂)を、L0層10上に塗布しスピンコートした後に、樹脂を硬化させることにより形成できる。中間分離層2に案内溝を設ける場合、表面に所定の形状の溝が形成された転写用基板(型)を硬化前の樹脂に密着させた状態でスピンコートした後に樹脂を硬化させ、さらにその後、転写用基板を硬化した樹脂から剥がす方法で中間分離層2を形成してよい。また、中間分離層2は二段階で形成してよく、具体的には、厚みの大部分を占める部分を先にスピンコート法で形成し、次に案内溝を有する部分を、スピンコート法と転写用基板による転写との組み合わせにより形成してよい。
(5)L1層20を形成する。具体的には、まず、第1誘電体膜21を中間分離層2の上に形成する。第1誘電体膜21は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0040】
続いて、第1誘電体膜21上に記録膜22を形成する。記録膜22は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜22上に第2誘電体膜23を形成する。第2誘電体膜23は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、第2誘電体膜23上に中間分離層3を形成する。中間分離層3は、前述した中間分離層2と同様の方法で形成できる。
(6)L2層30を形成する。具体的には、まず、第1誘電体膜31を中間分離層3の上に形成する。第1誘電体膜31は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0041】
続いて、第1誘電体膜31上に記録膜32を形成する。記録膜32は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜32上に第2誘電体膜33を形成する。第2誘電体膜33は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、第2誘電体膜33上に中間分離層4を形成する。中間分離層4は、前述した中間分離層2および3と同様の方法で形成できる。
(7)L3層40を形成する。L3層40は、基本的には前述したL1層20およびL2層30と同様の方法で形成できる。まず、中間分離層4上に第1誘電体膜41を形成する。第1誘電体膜41は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0042】
続いて、第1誘電体膜41上に記録膜42を形成する。記録膜42は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜42上に第2誘電体膜43を形成する。第2誘電体膜43は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0043】
いずれの誘電体膜、記録膜および位相調整膜も、スパッタリング時の供給電力を10W~10kWとし、成膜室の圧力を0.01Pa~10Paとして形成してよい。
【0044】
ターゲットは、粉末や焼結体が結晶相であれば、例えば、X線回折でターゲットに含まれる酸化物、窒化物、酸窒化物、およびフッ化物を調べることができる。また、ターゲットの組織には、複合酸化物、複合酸窒化物、混合酸化物、混合酸窒化物、亜酸化物、高酸化数酸化物および酸フッ化物が含まれていてよい。これは、第1誘電体膜11、21、31、41、記録膜12、22、32、42、第2誘電体膜13、23、33、43および位相調整膜14を形成するためのターゲットについても同様に適用される。
(8)第2誘電体膜43上にカバー層5を形成する。カバー層5は、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)または遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、樹脂を硬化させることにより形成できる。あるいは、カバー層5は、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、もしくはポリメチルメタクリレート等の樹脂、またはガラスから成る円盤状の基板1を貼り合わせる方法で形成してよい。具体的には、第2誘電体膜43に光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)または遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を塗布し、塗布した樹脂に基板1を密着させた状態でスピンコートを実施して樹脂を均一に延ばし、その後、樹脂を硬化させる方法でカバー層5を形成できる。
【0045】
なお、各層の成膜方法として、スパッタリング法以外に、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相堆積法(CVD法:Chemical Vapor Deposition)および分子線エピタキシー法(MBE法:Molecular Beam Epitaxy)を用いることも可能である。
【0046】
このようにしてA面情報記録媒体101を製造することができる。また必要に応じ、基板1およびL0層10に、ディスクの識別コード(例えば、BCA(Burst Cutting Area))が含まれるようにしてもよい。例えば、ポリカーボネート製の基板1に識別コードを付ける場合、基板1を成形した後に、COレーザなどを用いて、ポリカーボネートを溶解・気化することにより、識別コードを付けることができる。また、L0層10に識別コードを付ける場合、半導体レーザなどを用いて、記録膜12に記録を行う、または記録膜12を分解することによって、識別コードを付けることができる。L0層10に識別コードを付ける工程は、第2誘電体膜13の形成後、中間分離層2の形成後、カバー層5の形成後、または貼り合わせ層6の形成後に実施してよい。
【0047】
同様にしてB面情報記録媒体102の製造も可能である。B面情報記録媒体102の基板1に案内溝を設ける場合、螺旋の回転方向は前述したA面情報記録媒体101の基板1の案内溝のそれと逆向きでもよいし、または同じ向きでもよい。
【0048】
最後に、A面情報記録媒体101において、基板1の案内溝が設けられた面とは反対の面に、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)を均一に塗布し、B面情報記録媒体102の基板1の案内溝が設けられた面とは反対の面を、塗布した樹脂に貼り付ける。その後、樹脂に光を照射して硬化させることにより、貼り合わせ層6を形成する。あるいは、遅行性硬化型の光硬化型樹脂を、A面情報記録媒体101に均一に塗布した後に光を当て、その後、B面情報記録媒体102を貼り付けて、貼り合わせ層6を形成してもよい。このようにして、実施の形態1に係る、両面に情報層を有する情報記録媒体100を製造することができる。
【0049】
次に、L0層および位相調整膜について詳細に説明する。
<L0層および位相調整膜の基本構成>
第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13を含むL0層10およびL0層10の下に形成する位相調整膜14の基本構成を説明する。以下の説明では、定式化を容易にするため、第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13を、一様な媒質として近似する。
第1誘電体膜11、記録膜12、第2誘電体膜13の膜厚および屈折率を、それぞれd、n(i=1、2、3)とするとき、L0層10の全体膜厚dおよび平均屈折率nは、式(2)および式(3)によって表される。
【0050】
【数2】
【0051】
【数3】
L0層10の反射特性は、第1誘電体膜11、記録膜12、第2誘電体膜13および位相調整膜14で生じる薄膜干渉の繰り返しを考慮することで計算できる。
図2は、L0層10に照射されたレーザ光7が中間層分離層2を通ってL0層10に入射し、L0層10および位相調整膜14で反射または透過されることを模式的に示す図である。中間分離層2(媒質1)の屈折率をnとし、第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13の3種類で構成されるL0層10(媒質2)の平均屈折率をnとし、位相調整膜14(媒質3)の屈折率をnとし、基板1(媒質4)の屈折率をnとする。位相調整膜14の膜厚をdとし、L0層10の全体膜厚をdとする。中間分離層2を通ってL0層10に入射するレーザ光の入射角をθとし、屈折角をθとする。L0層10を通って位相調整膜14に入射するレーザ光の屈折角をθとする。媒質iから媒質jに光が入射する場合の振幅反射率および振幅透過率をrij、tij(i、j=1、2、3(i≠j))とする。反射率RL0は、フレネルの公式を用いて、式(4)によって表される。
【0052】
【数4】
Δは、L0層10の中を1往復したときの位相差で、レーザ光7の波長をλとしたとき、式(5)で表される。
【0053】
【数5】
δは中間分離層2とL0層10との境界面およびL0層10と位相調整膜14との境界面において生じる位相のずれを示している。屈折率が小さい媒質中を通った光が、屈折率が高い媒質に当たって反射される場合に、位相がπずれる。
【0054】
はL0層10と位相調整膜14との境界面での振幅反射率で、式(6)によって表される。
【0055】
【数6】
Δは、位相調整膜14を1往復したときの位相差で、レーザ光7の波長をλとしたとき、式(7)で表される。
【0056】
【数7】
δはL0層10と位相調整膜14との境界面、および位相調整膜14と基板1との境界面において生じる位相のずれを示している。
<反射率を高くするための条件>
レーザ光7は屈折率の低い媒質を通って、屈折率の高い媒質に当たって反射する場合、レーザ光7の位相がπずれる。この屈折率の異なる媒質の境界面で生じる位相のずれにより、反射率が最大となる条件が変化する。
【0057】
例えば、位相調整膜14の屈折率nが、L0層10の平均屈折率nおよび基板1の屈折率nSより小さく、且つ、L0層10の平均屈折率nが中間分離層2の屈折率nより大きい場合、中間分離層2を通ってL0層10との境界面で反射されるとき、および位相調整膜14を通って基板1との境界面で反射されるときに、レーザ光7の位相がπずれるため、L0層10の中を1往復したときの位相差Δおよび位相調整膜14の中を1往復したときの位相差Δはそれぞれ式(8)および式(9)で表される。
【0058】
【数8】
【0059】
【数9】
位相差Δがπの整数倍となるとき、式(4)中のcоsΔは、cоsΔ=±1と一定の値を取るため、L0層10の反射率は、位相差Δに依存しない。このとき、位相差Δが2πの整数倍となる条件で反射率が最大となり、反射率が最大値をとる位相調整膜14の膜厚をdL(MAX)とすると、式(9)より、式(10)が導出される。
【0060】
【数10】
また、位相差Δが(2p+1)π(p=0、1、2、3、・・・)となる場合に反射率が最小となり、反射率が最小値をとる位相調整膜14の膜厚をdL(MIN)とすると、式(9)より、式(11)が導出される。
【0061】
【数11】
式(11)より、位相調整膜14の屈折率nが、L0層10の平均屈折率nおよび基板1の屈折率nSより小さい場合は、位相調整膜14を形成しないときに反射率が最小値をとる。
【0062】
位相差Δがπの整数倍でない場合、式(4)中のcоsΔの値によって、L0層10の反射率が変化する。つまり、L0層10の反射率は位相差Δに依存し、反射率が最大値をとる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)が式(10)からずれる。このずれ量をΔdとすると、反射率が最大となる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)は式(12)で表される。
【0063】
【数12】
±Δdの符号は、Δの位相差によって決まり、(2q-1)π<Δ<2qπ(q=0、±1、±2、±3、・・・)のときに-(マイナス)、2qπ<Δ<(2q+1)π(q=0、±1、±2、±3、・・・)のときに+(プラス)となる。
【0064】
一方、位相調整膜14の屈折率nが、L0層10の平均屈折率nより小さく、基板1の屈折率nSより大きい場合、レーザ光7がL0層10を通って位相調整膜14との境界面で反射されるとき、および位相調整膜14を通って基板1との境界面で反射されるときにレーザ光7の位相がπずれるため、位相差Δが(2p+1)π(p=0、1、2、3、・・・)となる場合に反射率が最大となり、式(9)より、反射率が最大となる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)は式(13)で表される。
【0065】
【数13】
式(13)より、位相調整膜14の屈折率nが、L0層10の平均屈折率nより小さく、基板1の屈折率nSより大きい場合は、位相調整膜14を形成しないときに反射率が最大値をとり、位相調整膜14を形成すると反射率は低下する。
<シミュレーション結果との比較>
本発明者らは、基板1とL0層10の間に低屈折率の位相調整膜14を形成することにより、L0層10の反射率が向上することをシミュレーションによって確認した。
【0066】
以下、その結果を説明する。計算する上で、以下のパラメータを設定した。基板1の屈折率nを1.62とした。位相調整膜14の屈折率nを1.47とした。L0層10の平均屈折率nを2.31とした。中間分離層2の屈折率nを1.52とした。位相調整膜14の膜厚dを変化させた場合のL0層10の反射率の変化を光学シミュレーションによって計算した。本シミュレーションでは基板1を平坦基板としたが、凹凸構造を有する基板1でも同様の結果を得られることを確認している。
【0067】
なお、情報記録媒体100に照射されるレーザ光7の入射角はおよそ±0.5°であるため、本シミュレーションではθ=0°とした。
【0068】
図3は、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合の、L0層10の反射率のシミュレーション結果を示す図である。L0層10の全体膜厚dを64nmとして計算した。図3より、低屈折率の位相調整膜14を形成することで反射率は高くなる。
【0069】
図4は、種々のL0層10の全体膜厚dにおいて、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合のL0層10の反射率と位相調整膜14を形成しない場合の反射率の比を光学シミュレーションした結果を示す図である。L0層10の全体膜厚dを20nm、40nm、60nm、80nm、100nmの5条件で計算した。
【0070】
全体膜厚dが20nm、40nm(π<Δ<2π、つまり0<(2×d×n)/λ<0.5)および100nm(3π<Δ<4π、つまり1.0<(2×d×n)/λ<1.5)で、反射率が最小値をとる位相調整膜14の膜厚dL(MIN)が1-44nmずれており、(2×d×n)/λの条件によって、位相調整膜14を設けても、反射率が高くならないことを示している。
(実施の形態2)
図5は、本実施の形態2における情報記録媒体200の断面図である。
【0071】
情報記録媒体200は、A面情報記録媒体201とB面情報記録媒体202を貼り合わせた、両面情報記録媒体である。A面情報記録媒体201およびB面情報記録媒体202は各々、基板1上に中間分離層2、3および4などを介して、情報層として順次積層されたL0層10、L1層20、L2層30およびL3層40を有し、さらに、L3層40上にカバー層5が設けられている。L0層10は、基板1からから見て近い方から遠い方に向かって、第1誘電体膜11、記録膜12、および第2誘電体膜13をこの順に形成している。L1層20、L2層30およびL3層40も同様の構成をとる。さらに、中間分離層2の上には、L1層20の反射率を高めるために位相調整膜14が設けられている。すなわち、L1層20の下に位相調整膜14が設けられている。L1層20、L2層30およびL3層40は透過型の情報層である。A面情報記録媒体201およびB面情報記録媒体202は、それらの基板1の裏面(情報層を有する面と逆側)を貼り合わせ層6により貼り合わせている。情報記録媒体200は、カバー層5側よりレーザ光7を照射し、各情報層に対して情報の記録および再生を行う。
【0072】
以下、基板1、中間分離層2、中間分離層3、中間分離層4、カバー層5および貼り合わせ層6の機能、材料および厚みについて詳細に説明する。
【0073】
基板1は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また厚みも実施の形態1と同様である。
【0074】
中間分離層2、3および4は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また厚みも実施の形態1と同様である。
【0075】
カバー層5は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また厚みも実施の形態1と同様である。
【0076】
貼り合わせ層6は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また厚みも実施の形態1と同様である。
【0077】
情報記録媒体200における情報層の再生耐久性は、予め最適な記録パワーのレーザ光7で記録された記録マークに、再生パワーのレーザ光7を連続照射することにより評価することができる。具体的には、100万回(100万パス)再生後のd-MLSE値で判断することができる。100万回再生後のd-MLSE値が16.0%以下であれば、その再生パワーで100万パス再生できたと判断してよい。
<情報記録媒体200の形成方法>
A面情報記録媒体201は、以下の手順(1)~(8)で製造することができる。
(1)基板1(例えば、厚み0.5mm、直径120mm)を成膜装置内に配置する。
(2)L0層10を形成する。L0層10を構成する第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13は、気相成膜法の一つであるスパッタリング法により形成できる。
はじめに、第1誘電体膜11を成膜する。この際、基板1に螺旋状の案内溝が形成されている場合は、この案内溝側に第1誘電体膜11を成膜する。
【0078】
第1誘電体膜11は、実施の形態1と同様に材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
続いて、第1誘電体膜11上に記録膜12を成膜する。記録膜12は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
【0079】
続いて、記録膜12上に第2誘電体膜13を成膜する。第2誘電体膜13は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
(3)第2誘電体膜13上に中間分離層2を形成する。中間分離層2は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
(4)位相調整膜14を中間分離層2の上に形成する。位相調整膜14は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
(5)L1層20を形成する。具体的には、まず、第1誘電体膜21を位相調整膜14の上に形成する。第1誘電体膜21は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0080】
続いて、第1誘電体膜21上に記録膜22を形成する。記録膜22は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜22上に第2誘電体膜23を形成する。第2誘電体膜23は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、第2誘電体膜23上に中間分離層3を形成する。中間分離層3は、前述した中間分離層2と同様の方法で形成できる。
(6)L2層30を形成する。具体的には、まず、第1誘電体膜31を中間分離層3の上に形成する。第1誘電体膜31は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
続いて、第1誘電体膜31上に記録膜32を形成する。記録膜32は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜32上に第2誘電体膜33を形成する。第2誘電体膜33は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、第2誘電体膜33上に中間分離層4を形成する。中間分離層4は、前述した中間分離層2、中間分離層3と同様の方法で形成できる。
(7)L3層40を形成する。L3層40は、基本的には前述したL2層30と同様の方法で形成できる。まず、中間分離層4上に第1誘電体膜41を形成する。第1誘電体膜41は、前述した第1誘電体膜11と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0081】
続いて、第1誘電体膜41上に記録膜42を形成する。記録膜42は、前述した記録膜12と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。続いて、記録膜42上に第2誘電体膜43を形成する。第2誘電体膜43は、前述した第2誘電体膜13と同様の方法で、所望の組成に応じたターゲットを用いて形成できる。
【0082】
いずれの誘電体膜、記録膜および位相調整膜も、スパッタリング時の供給電力を10W~10kWとし、成膜室の圧力を0.01Pa~10Paとして形成してよい。
【0083】
ターゲットは、粉末や焼結体が結晶相であれば、例えば、X線回折でターゲットに含まれる酸化物、窒化物、酸窒化物、およびフッ化物を調べることができる。また、ターゲットの組織には、複合酸化物、複合酸窒化物、混合酸化物、混合酸窒化物、亜酸化物、高酸化数酸化物および酸フッ化物が含まれていてよい。これは、第1誘電体膜11、21、31、41、記録膜12、22、32、42、第2誘電体膜13、23、33、43および位相調整膜14を形成するためのターゲットについても同様に適用される。
(8)第2誘電体膜43上にカバー層5を形成する。カバー層5は、実施の形態1と同様の材料を用いることができ、また役割や作製方法も実施の形態1と同様である。
このようにしてA面情報記録媒体201を製造することができる。また必要に応じ、基板1およびL0層10に、ディスクの識別コード(例えば、BCA(Burst Cutting Area))が含まれるようにしてもよい。例えば、ポリカーボネート製の基板1に識別コードを付ける場合、基板1を成形した後に、COレーザなどを用いて、ポリカーボネートを溶解・気化することにより、識別コードを付けることができる。また、L0層10に識別コードを付ける場合、半導体レーザなどを用いて、記録膜12に記録を行う、または記録膜12を分解することによって、識別コードを付けることができる。L0層10に識別コードを付ける工程は、第2誘電体膜13の形成後、中間分離層2の形成後、カバー層5の形成後、または貼り合わせ層6の形成後に実施してよい。
【0084】
同様にしてB面情報記録媒体202の製造も可能である。B面情報記録媒体202の基板1に案内溝を設ける場合、螺旋の回転方向は前述したA面情報記録媒体201の基板1の案内溝のそれと逆向きでもよいし、または同じ向きでもよい。
【0085】
最後に、A面情報記録媒体201において、基板1の案内溝が設けられた面とは反対の面に、光硬化型樹脂(特に紫外線硬化型樹脂)を均一に塗布し、B面情報記録媒体202の基板1の案内溝が設けられた面とは反対の面を、塗布した樹脂に貼り付ける。その後、樹脂に光を照射して硬化させることにより、貼り合わせ層6を形成する。あるいは、遅行性硬化型の光硬化型樹脂を、A面情報記録媒体201に均一に塗布した後に光を当て、その後、B面情報記録媒体202を貼り付けて、貼り合わせ層6を形成してもよい。このようにして、実施の形態1に係る、両面に情報層を有する情報記録媒体200を製造することができる。次に、L1層および位相調整膜について詳細に説明する。
<L1層および位相調整膜の基本構成>
第1誘電体膜21、記録膜22および第2誘電体膜23を含むL1層20と、L1層20の下に形成する位相調整膜14の基本構成を説明する。以下の説明では、定式化を容易にするため、第1誘電体膜21、記録膜22および第2誘電体膜23を、一様な媒質として近似する。
第1誘電体膜21、記録膜22、第2誘電体膜23の膜厚および屈折率を、それぞれd、n(k=4、5、6)とするとき、L1層20の全体膜厚dおよび平均屈折率nは、式(14)および式(15)によって表される。
【0086】
【数14】
【0087】
【数15】
L1層20の反射特性は、第1誘電体膜21、記録膜22、第2誘電体膜23および位相調整膜14で生じる薄膜干渉の繰り返しを考慮することで計算できる。
【0088】
図6は、L1層20に照射されたレーザ光7が中間層分離層3を通ってL1層20に入射し、L1層20および位相調整膜14で反射または透過されることを模式的に示す図である。中間分離層3(媒質5)の屈折率をnとし、第1誘電体膜21、記録膜22および第2誘電体膜23の3種類で構成されるL1層20(媒質6)の平均屈折率をnとし、位相調整膜14(媒質7)の屈折率をnとし、中間分離層2(媒質8)の屈折率をnとする。位相調整膜14の膜厚をdとし、L1層20の全体膜厚をdとする。中間分離層3を通ってL1層20に入射するレーザ光の入射角をθとし、屈折角をθとする。L1層20を通って位相調整膜14に入射するレーザ光の屈折角をθとする。媒質kから媒質lに光が入射する場合の振幅反射率および振幅透過率をrkl、tkl(k、l=5、6、7、8(k≠l))とする。L1層20の反射率RL1は、フレネルの公式を用いて、式(16)によって表される。
【0089】
【数16】
Δは、L1層20の中を1往復したときの位相差で、レーザ光7の波長をλとしたとき、式(17)で表される。
【0090】
【数17】
δは中間分離層3とL1層20との境界面およびL1層20と位相調整膜14との境界面において生じる位相のずれを示している。
【0091】
はL1層20と位相調整膜14との境界面での振幅反射率で、式(18)によって表される。
【0092】
【数18】
Δは、位相調整膜14を1往復したときの位相差で、レーザ光7の波長をλとしたとき、式(19)で表される。
【0093】
【数19】
δはL1層20と位相調整膜14との境界面、および位相調整膜14と中間分離層2との境界面において生じる位相のずれを示している。
<反射率を高くするための条件>
レーザ光7は屈折率の低い媒質を通って、屈折率の高い媒質に当たって反射する場合、レーザ光7の位相がπずれる。この屈折率の異なる媒質の境界面で生じる位相のずれにより、反射率が最大となる条件が変化する。
【0094】
例えば、位相調整膜14の屈折率nが、L1層20の平均屈折率nおよび中間分離層2の屈折率nより小さく、且つ、L1層20の平均屈折率nが中間分離層3の屈折率nより大きい場合、中間分離層3を通ってL1層20との境界面で反射されるとき、および位相調整膜14を通って中間分離層2との境界面で反射されるときにレーザ光7の位相がπずれるため、L1層20の中を1往復したときの位相差Δおよび位相調整膜14の中を1往復したときの位相差Δはそれぞれ式(20)および式(21)で表される。
【0095】
【数20】
【0096】
【数21】
位相差Δがπの整数倍となるとき、式(16)中のcоsΔは、cоsΔ=±1と一定の値を取るため、L0層10の反射率は、位相差Δに依存しない。このとき、位相差Δが2πの整数倍となる条件で反射率が最大となり、反射率が最大値をとる位相調整膜14の膜厚をdL(MAX)とすると、式(21)より、式(22)が導出される。
【0097】
【数22】
また、位相差Δが(2p+1)π(p=0、1、2、3、・・・)となる場合に反射率が最小となり、反射率が最小値をとる位相調整膜14の膜厚をdL(MIN)とすると、式(21)より、式(23)が導出される。
【0098】
【数23】
式(23)より、位相調整膜14の屈折率nが、L1層20の平均屈折率nおよび中間分離層2の屈折率nより小さい場合は、位相調整膜14を形成しないときに反射率が最小値をとる。
【0099】
位相差Δがπの整数倍でない場合、式(16)中のcоsΔの値によって、L1層20の反射率が変化する。つまり、L1層20の反射率は位相差Δに依存し、反射率が最大値をとる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)が式(22)からずれる。このずれ量をΔdとすると、反射率が最大となる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)は式(24)で表される。
【0100】
【数24】
±Δdの符号は、Δの位相差によって決まり、(2q-1)π<Δ<2qπ(q=0、±1、±2、±3、・・・)のときに-(マイナス)、2qπ<Δ<(2q+1)π(q=0、±1、±2、±3、・・・)のときに+(プラス)となる。
【0101】
一方、位相調整膜14の屈折率nが、L1層20の平均屈折率nより小さく、中間分離層2の屈折率nより大きい場合、レーザ光7がL1層20を通って位相調整膜14との境界面で反射されるとき、および位相調整膜14を通って中間分離層2との境界面で反射されるときにレーザ光7の位相がπずれるため、位相差Δが(2p+1)π(p=0、1、2、3、・・・)となる場合に反射率が最大となり、式(21)より、反射率が最大となる位相調整膜14の膜厚dL(MAX)は式(25)で表される。
【0102】
【数25】
式(25)より、位相調整膜14の屈折率nが、L1層20の平均屈折率nより小さく、中間分離層2の屈折率nより大きい場合は、位相調整膜14を形成しないときに反射率が最大値をとり、位相調整膜14を形成すると反射率は低下する。
<シミュレーション結果との比較>
本発明者らは、L1層20と中間分離層2との間に低屈折率の位相調整膜14を形成することにより、L1層20の反射率が向上することをシミュレーションによって確認した。
【0103】
以下、その結果を説明する。計算する上で、以下のパラメータを設定した。中間分離層3の屈折率nを1.52とした。L1層20の平均屈折率nを2.22とした。位相調整膜14の屈折率nを1.47とした。中間分離層2の屈折率nを1.52とした。位相調整膜14の膜厚dを変化させた場合のL1層20の反射率の変化を光学シミュレーションによって計算した。本シミュレーションでは中間分離層2の表面状態を平坦として計算したが、中間分離層2が凹凸構造を有する場合でも同様の結果を得られることを確認している。
【0104】
なお、情報記録媒体200に照射されるレーザ光7の入射角はおよそ±0.5°であるため、本シミュレーションではθ=0°とした。
【0105】
図6は、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合の、L1層20の反射率のシミュレーション結果を示す図である。L1層20の全体膜厚dを72nmとして計算した。図6より、低屈折率の位相調整膜14を形成することで反射率は高くなる。
【0106】
図7は、種々のL1層20の全体膜厚dにおいて、位相調整膜14の膜厚を変化させた場合のL1層20の反射率と、位相調整膜14を形成しない場合の反射率との比を光学シミュレーションした結果を示す図である。L1層20の全体膜厚dを20nm、40nm、60nm、80nm、100nmの5条件で計算した。
【0107】
全体膜厚dが20nm、40nm(π<Δ<2π、つまり0<(2×d×n)/λ<0.5)および100nm(3π<Δ<4π、つまり1.0<(2×d×n)/λ<1.5)で、反射率が最小値をとる位相調整膜14の膜厚dL(MIN)が1-48nmずれており、(2×d×n)/λの条件によって、位相調整膜14を設けても、反射率が高くならないことを示している。
【0108】
なお、本実施の形態2では、位相調整膜14がL1層20の下に形成される構成を説明したが、位相調整膜14がL2層30あるいはL3層40の下に形成される場合であっても同様の効果を得ることができる。
【0109】
次に、実施例を用いて本開示の技術を詳細に説明する。
【実施例0110】
本発明のより具体的な実施の形態について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
(実施例1)
本実施例では、実施の形態1の情報記録媒体100の一例を説明する。以下、本実施例の情報記録媒体100の製造方法である。
【0111】
まず、A面情報記録媒体101の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.18μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.5mm)を用意した。その基板1上に、位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、SiOからなるターゲットを用いてSiOを0~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、SiOターゲットを用いてAr+Oの雰囲気(流量:12+1.2sccm)で、RF電源(1kW)を用いて行った。
【0112】
続けて、位相調整膜14上にL0層10を形成した。第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを10~74nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0113】
ここで記録膜12の表記に関して、元素比としては金属元素比(原子%)のみを記載した形で表記し、以降についても同様に表記する。例えば、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20(原子%)の酸化物であればW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oと表記する。
【0114】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0115】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層2を形成した。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0116】
次に、中間分離層2上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを42nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0117】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0118】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層3を形成した。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0119】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0120】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0121】
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層4を形成した。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0122】
中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0123】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0124】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、A面情報記録媒体101を作製した。
【0125】
次に、B面情報記録媒体102の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)が形成されたポリカーボネート基板(厚さ0.5mm)を用意した。案内溝の螺旋の回転方向は前述したA面情報記録媒体101の基板1とは逆の方向とした。その基板1上に、位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、SiOからなるターゲットを用いてSiOを0~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、SiOターゲットを用いてAr+Oの雰囲気(流量:12+1.2sccm)で、RF電源(1kW)を用いて行った。
【0126】
続けて、位相調整膜14上にL0層10を形成した。第1誘電体膜11として第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを10~74nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0127】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0128】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層2を形成した。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0129】
次に、中間分離層2上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを42nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0130】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0131】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層3を形成した。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0132】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0133】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層4を形成した。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0134】
中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0135】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0136】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、B面情報記録媒体102を作製した。
【0137】
最後に、A面情報記録媒体101の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面に、紫外線硬化樹脂を均一に塗布し、B面情報記録媒体102の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面と貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させ、貼り合わせ層6(厚み約35μm)を形成した。
【0138】
このようにして本実施例の情報記録媒体100を作製した。
【0139】
表1は、L0層10を構成する第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13と、位相調整膜14、中間分離層2、および基板1の屈折率を示している。
【0140】
【表1】
本実施例の情報記録媒体100の一例として、A面情報記録媒体101およびB面情報記録媒体102の記録膜12および位相調整膜14の膜厚をそれぞれ、(記録膜12の膜厚、位相調整膜14の膜厚)=(25nm、10nm)、(25nm、20nm)、(25nm、40nm)、(25nm、60nm)、(42nm、5nm)、(42nm、10nm)、(42nm、15nm)、(42nm、20nm)、(42nm、30nm)、(42nm、40nm)、(42nm、60nm)、(42nm、80nm)、(42nm、100nm)、(60nm、10nm)、(60nm、20nm)、(60nm、40nm)、(60nm、60nm)とした情報記録媒体100を作製した。これらのディスクNo.を1-1~1-17とする。比較例として、A面情報記録媒体101およびB面情報記録媒体102の記録膜12および位相調整膜14の膜厚をそれぞれ、(記録膜12の膜厚、位相調整膜14の膜厚)=(10nm、10nm)、(74nm、10nm)、(42nm、0nm)としたディスクNo.比較例1-1~1-3を作製した。
【0141】
ディスクNo.1-1~1-17および比較例1-1において、反射率および再生耐久性の評価を行った。反射率の評価はパルステック製評価機(ODU-1000)を用いて行った。再生耐久性の評価は自社作製の評価装置を用いて行った。
【0142】
パルステック製評価機のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、線速度を8.23m/sとし、すべての情報層が未記録の状態で反射率を評価した。
【0143】
自社作製の評価装置のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、グルーブおよびランドに情報の記録を行った。記録の線速度は15.63m/sおよび再生の線速度は15.63m/sで行った。情報の記録は、多値符号を記録する多値記録を行った。多値記録では、記録深さを制御し、多値符号の値(レベル)に応じたサイズのマークを形成した。5値符号を記録し、1情報層あたり125GBの密度とした。再生時には、記録マークのサイズの違いが、反射光の強度の違い(階調)として現れる。5値符号が記録された場合、5値に対応する反射光の階調が得られる。信号品質はd-MLSE(Distribution Derived-Maximum Likelihood Sequence Error Estimation)として評価した。
【0144】
L0層10の再生耐久性の評価は、隣接するグルーブおよびランドにランダム信号を多値記録し、記録を行ったトラックの中央に位置するグルーブおよび両隣のランドのランダム信号を線速度15.63m/sで再生し、両隣のランドトラックからのクロストークを最小にする波形透過処理(クロストークキャンセル処理)を行い、繰り返しの再生回数が100万回目のd-MLSEの絶対値により良否を判定した。
【0145】
再生パワーは、再生光量が0.117を満たすように設定し、例えば、実効反射率が2.2%の場合、再生パワーを5.3mWとした。ここで、再生光量とは、各情報層に照射されたレーザ7が各情報層で反射されて返ってきた戻り光量であり、各情報層の実効反射率と再生パワーの積を求め、これを100で除すことにより(実効反射率R(%)×再生パワーPr(mW)/100)、求めることができる。
100万回再生後のd-MLSE値が、15.0%以下を◎(良好)、15.0より大きく16.0%以下を○(実用レベル)、16.0%より大きいものを×(実用不可)とした。
【0146】
なお、ランドではなくグルーブ再生による評価を行ったのは、本実施例ではグルーブの方がランドより反射率が低く、再生パワーを大きくする必要があり、再生耐久性が悪くなるためである。
【0147】
A面情報記録媒体101におけるL0層10の再生耐久性結果を表2に示す。
【0148】
【表2】
ディスクNo.1―1~1―17において、比較例1-1~1-3と比較して、再生耐久性が良好な結果が得られた。具体的には、(2×d×n)/λが0.5以上1.0以下であり、L0層10の下に位相調整膜14を設け、位相調整膜14の屈折率が平均屈折率nおよび中間分離層2の屈折率nより小さく、且つ0<(2×d×n)/λ<0.75の場合に、反射率が上昇して再生パワーが下がり、再生耐久性が向上することを確認できた。B面情報記録媒体102においても、同様の結果が得られた。
(実施例2)
本実施例では、実施の形態2の情報記録媒体200の一例を説明する。以下、本実施例の情報記録媒体200の製造方法である。
【0149】
まず、A面情報記録媒体201の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.18μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.5mm)を用意した。その基板1上に、L0層10を形成した。第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを42nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0150】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0151】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層2を形成した。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0152】
次に、中間分離層2上に位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、SiOからなるターゲットを用いてSiOを0~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、SiOターゲットを用いてAr+Oの雰囲気(流量:12+1.2sccm)で、RF電源(1kW)を用いて行った。
次に、位相調整膜14上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を8~16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを32~59nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を7~14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0153】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0154】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層3を形成した。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0155】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0156】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0157】
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層4を形成した。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0158】

中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0159】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0160】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、A面情報記録媒体201を作製した。
【0161】
次に、B面情報記録媒体202の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)が形成されたポリカーボネート基板(厚さ0.5mm)を用意した。案内溝の螺旋の回転方向は前述したA面情報記録媒体201の基板1とは逆の方向とした。その基板1上に、位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、SiOからなるターゲットを用いてSiOを0~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、SiOターゲットを用いてAr+Oの雰囲気(流量:12+1.2sccm)で、RF電源(1kW)を用いて行った。
【0162】
続けて、位相調整膜14上にL0層10を形成した。第1誘電体膜11として第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを10~74nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0163】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0164】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層2を形成した。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0165】
次に、中間分離層2上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を8~16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを32~59nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を7~14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0166】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0167】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層3を形成した。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0168】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0169】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層4を形成した。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0170】
中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13.5nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21.5nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0171】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0172】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、B面情報記録媒体202を作製した。
【0173】
最後に、A面情報記録媒体201の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面に、紫外線硬化樹脂を均一に塗布し、B面情報記録媒体202の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面と貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させ、貼り合わせ層6(厚み約35μm)を形成した。
【0174】
このようにして本実施例の情報記録媒体200を作製した。
【0175】
表3は、L1層20を構成する第1誘電体膜21、記録膜22および第2誘電体膜23と、位相調整膜14、中間分離層3、および中間分離層2の屈折率を示している。
【0176】
【表3】
本実施例の情報記録媒体200の一例として、A面情報記録媒体201およびB面情報記録媒体202の第1誘電体膜21,記録膜22、第2誘電体膜23および位相調整膜14の膜厚をそれぞれ、
(第1誘電体膜21の膜厚、記録膜22の膜厚、第2誘電体膜23の膜厚、位相調整膜14の膜厚)=(8nm、32nm、7nm、10nm)、(8nm、32nm、7nm、20nm)、(8nm、32nm、7nm、40nm)、(8nm、32nm、7nm、60nm)、(16nm、42nm、14nm、5nm)、(16nm、42nm、14nm、10nm)、(16nm、42nm、14nm、15nm)、(16nm、42nm、14nm、20nm)、(16nm、42nm、14nm、30nm)、(16nm、42nm、14nm、40nm)、(16nm、42nm、14nm、60nm)、(16nm、42nm、14nm、80nm)、(16nm、42nm、14nm、100nm)、(16nm、59nm、14nm、10nm)、(16nm、59nm、14nm、20nm)、(16nm、59nm、14nm、40nm)、(16nm、59nm、14nm、60nm)とした情報記録媒体200を作製した。これらのディスクNo.を2-1~2-17とする。比較例として、A面情報記録媒体201およびB面情報記録媒体202の第1誘電体膜21,記録膜22、第2誘電体膜23および位相調整膜14の膜厚をそれぞれ、
(第1誘電体膜21の膜厚、記録膜22の膜厚、第2誘電体膜23の膜厚、位相調整膜14の膜厚)=(8nm、28nm、7nm、10nm)、(16nm、63nm、14nm、10nm)、(16nm、42nm、14nm、0nm)としたディスクNo.比較例2-1~2-3を作製した。
【0177】
ディスクNo.2-1~2-17および比較例2-1~2-3において、反射率および再生耐久性の評価を行った。反射率の評価はパルステック製評価機(ODU-1000)を用いて行った。再生耐久性の評価は自社作製の評価装置を用いて行った。
【0178】
パルステック製評価機のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、線速度を8.23m/sとし、すべての情報層が未記録の状態で反射率を評価した。
【0179】
自社作製の評価装置のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、グルーブおよびランドに情報の記録を行った。記録の線速度は15.63m/sおよび再生の線速度は15.63m/sで行った。情報の記録は、多値符号を記録する多値記録を行った。多値記録では、記録深さを制御し、多値符号の値(レベル)に応じたサイズのマークを形成した。具体的には、5値符号を記録し、1情報層あたり125GBの密度とした。再生時には、記録マークのサイズの違いが、反射光の強度の違い(階調)として現れる。5値符号が記録された場合、5値に対応する反射光の階調が得られる。信号品質はd-MLSE(Distribution Derived-Maximum Likelihood Sequence Error Estimation)として評価した。
【0180】
L1層20の再生耐久性の評価は、隣接するグルーブおよびランドにランダム信号を多値記録し、記録を行ったトラックの中央に位置するグルーブおよび両隣のランドのランダム信号を線速度15.63m/sで再生し、両隣のランドトラックからのクロストークを最小にする波形透過処理(クロストークキャンセル処理)を行い、繰り返しの再生回数が100万回目のd-MLSEの絶対値により良否を判定した。
【0181】
再生パワーは、再生光量が0.117を満たすように設定し、例えば、実効反射率が2.5%の場合、再生パワーを4.7mWとした。ここで、再生光量とは、各情報層に照射されたレーザ7が各情報層で反射されて返ってきた戻り光量であり、各情報層の実効反射率と再生パワーの積を求め、これを100で除すことにより(実効反射率R(%)×再生パワーPr(mW)/100)、求めることができる。
100万回再生後のd-MLSE値が、15.0%以下を◎(良好)、15.0より大きく16.0%以下を○(実用レベル)、16.0%より大きいものを×(実用不可)とした。
【0182】
なお、ランドではなくグルーブ再生による評価を行ったのは、本実施例ではグルーブの方がランドより反射率が低く、再生パワーを大きくする必要があり、再生耐久性が悪くなるためである。
【0183】
A面情報記録媒体201におけるL1層20の再生耐久性結果を表4に示す。
【0184】
【表4】
ディスクNo.2―1~2―17において、比較例2-1~2-3と比較して、再生耐久性が良好な結果が得られた。具体的には、(2×d×n)/λが0.5以上1.0以下であり、L1層20の下に位相調整膜14を設け、位相調整膜14の屈折率が平均屈折率nおよび中間分離層2の屈折率nより小さく、且つ0<(2×dL×nL)/λ<0.75の場合に、反射率が上昇して再生パワーが下がり、再生耐久性が向上することを確認できた。B面情報記録媒体202においても、同様の結果が得られた。
(実施例3)
本実施例では、図1に示す情報記録媒体100の別の一例を説明する。以下、本実施例の情報記録媒体100の製造方法である。
【0185】
まず、A面情報記録媒体101の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.18μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.5mm)を用意した。その基板1上に、位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、MgFからなるターゲットを用いてMgFを5~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、MgFターゲットを用いてArの雰囲気(流量:12sccm)で、RF電源(0.5kW)を用いて行った。
【0186】
続けて、位相調整膜14上にL0層10を形成した。第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを42nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0187】
L0層10の全体膜厚dは64nmであり、平均屈折率nは2.31である。レーザ光7の波長をλ=405nmとするとき、(2×d×n)/λは0.73である。
【0188】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0189】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層2を形成した。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0190】
次に、中間分離層2上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを42nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0191】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0192】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層3を形成した。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0193】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0194】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0195】
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離して、中間分離層4を形成した。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0196】
中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0197】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0198】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、A面情報記録媒体101を作製した。
次に、B面情報記録媒体102の構成を説明する。基板1として、螺旋状の案内溝(深さ30nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)が形成されたポリカーボネート基板(厚さ0.5mm)を用意した。案内溝の螺旋の回転方向は前述したA面情報記録媒体101の基板1とは逆の方向とした。その基板1上に、位相調整膜14を形成した。位相調整膜14として、MgFからなるターゲットを用いてMgFを5~100nm、スパッタリング法により成膜した。位相調整膜14の成膜は、MgFターゲットを用いてArの雰囲気(流量:12sccm)で、RF電源(0.5kW)を用いて行った
続けて、位相調整膜14上にL0層10を形成した。第1誘電体膜11として第1誘電体膜11として実質的に(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZnO)48.4(SnO24.7(ZrO23.7(MgO)2.1(Ga1.1(mol%)を12nm、記録膜12として実質的にW21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oからなるターゲットを用いて、W21Cu17Ta18ZnMn20Ti20-Oを42nm、第2誘電体膜13として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を10nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0199】
L0層10の全体膜厚dは64nmであり、平均屈折率nは2.31である。レーザ光7の波長をλ=405nmとするとき、(2×d×n)/λは0.73である。
【0200】
第1誘電体膜11の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、パルスDC電源(3.5kW)を用いて行った。記録膜12の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+36sccm)で、パルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜13の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)で、DC電源(2.5kW)を用いて行った。
【0201】
続けて、L0層10上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層2を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させた。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離することで、中間分離層2が形成される。中間分離層2の厚みは約15.5μmである。
【0202】
次に、中間分離層2上にL1層20を形成した。L1層20の第1誘電体膜21として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を16nm、記録膜22として、本発明の実施形態における実質的にW32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oからなるターゲットを用いて、W32Cu17Ta16Zn17Mn18-Oを42nm、第2誘電体膜23として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を14nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0203】
また、第1誘電体膜21の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜22の成膜は、Ar+Oの混合ガス(流量:12+38sccm)雰囲気でパルスDC電源(5.5kW)を用いて行った。第2誘電体膜23の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0204】
続けて、L1層20上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層3を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離することで、中間分離層3が形成された。中間分離層3の厚みは約19.5μmである。
【0205】
中間分離層3上にL2層30を形成した。第1誘電体膜31として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を14nm、記録膜32として実質的にW35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oからなるターゲットを用いて、W35Cu14Ta25Zn11Mn15-Oを44nm、第2誘電体膜33として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を16nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0206】
第1誘電体膜31の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(5kW)を用いて行った。記録膜32の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜33の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3kW)を用いて行った。
【0207】
L2層30上に螺旋状の案内溝(深さ33nm、トラックピッチ(ランド-グルーブ間距離)0.180μm)を設けた中間分離層4を形成した。まず、母体の厚みを形成する紫外線硬化樹脂をスピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させる。次に、案内溝を転写する紫外線硬化樹脂をスピンコートし、その上に案内溝が形成されたポリカーボネートからなるスタンパ基板を貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させた後、スタンパ基板を剥離することで、中間分離層4が形成された。中間分離層4の厚みは約11.5μmである。
【0208】
中間分離層4上にL3層40を形成した。第1誘電体膜41として(ZrO25(ZnO)50(SnO25(mol%)を13nm、記録膜42として実質的にW37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oからなるターゲットを用いて、W37Cu12Ta27Zn11Mn13-Oを44nm、第2誘電体膜43として実質的に(ZrO25(SiO25(In50(mol%)からなるターゲットを用いて、(ZrO25(SiO25(In50(mol%)を21nm、順次スパッタリング法により成膜した。
【0209】
第1誘電体膜41の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でパルスDC電源(4.8kW)を用いて行った。記録膜42の成膜は、Ar+Oの混合ガス雰囲気(流量:12+48sccm)でパルスDC電源(6kW)を用いて行った。第2誘電体膜43の成膜は、Ar雰囲気(流量:12sccm)でDC電源(3.5kW)を用いて行った。
【0210】
その後に、紫外線硬化樹脂を第2誘電体膜43上に塗布し、スピンコートした後に、紫外線により樹脂を硬化させ、カバー層5を約53.5μm形成し、B面情報記録媒体102を作製した。
【0211】
最後に、A面情報記録媒体101の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面に、紫外線硬化樹脂を均一に塗布し、B面情報記録媒体102の基板1の案内溝が設けられた面とは反対側の面と貼り合わせ、紫外線により樹脂を硬化させ、貼り合わせ層6(厚み約35μm)を形成した。
【0212】
このようにして本実施例の情報記録媒体100を作製した。
【0213】
表5は、L0層10を構成する第1誘電体膜11、記録膜12および第2誘電体膜13と、位相調整膜14、中間分離層2および基板1の屈折率を示している。
【0214】
【表5】
本実施例の情報記録媒体100の一例として、A面情報記録媒体101およびB面情報記録媒体102の位相調整膜14の膜厚を5nm、10nm、15nm、20nm、30nm、40nm、60nm、80nm、100nmとした情報記録媒体100を作製した。これらのディスクNo.を2-1~2-9とする。
【0215】
ディスクNo.2-1~2-9において、反射率および再生耐久性の評価を行った。反射率の評価はパルステック製評価機(ODU-1000)を用いて行った。再生耐久性の評価は自社作製の評価装置を用いて行った。
【0216】
パルステック製評価機のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、線速度を8.23m/sとし、すべての情報層が未記録の状態で反射率を評価した。
【0217】
自社作製の評価装置のレーザ光7の波長は405nm、対物レンズの開口数NAは0.91であり、グルーブおよびランドに情報の記録を行った。記録の線速度は15.63m/sおよび再生の線速度は15.63m/sで行った。情報の記録は、多値符号を記録する多値記録を行った。多値記録では、記録深さを制御し、多値符号の値(レベル)に応じたサイズのマークを形成した。5値符号を記録し、1情報層あたり125GBの密度とした。再生時には、記録マークのサイズの違いが、反射光の強度の違い(階調)として現れる。5値符号が記録された場合、5値に対応する反射光の階調が得られる。信号品質はd-MLSE(Distribution Derived-Maximum Likelihood Sequence Error Estimation)として評価した。
【0218】
L0層10の再生耐久性の評価は、隣接するグルーブおよびランドにランダム信号を多値記録し、記録を行ったトラックの中央に位置するグルーブおよび両隣のランドのランダム信号を線速度15.63m/sで再生し、両隣のランドトラックからのクロストークを最小にする波形透過処理(クロストークキャンセル処理)を行い、繰り返しの再生回数が100万回目のd-MLSEの絶対値により良否を判定した。
【0219】
再生パワーは、再生光量(実効反射率R×再生パワーPr)が0.117を満たすように設定し、例えば、実効反射率が2.2%の場合、再生パワーを5.3mWとした。
100万回再生後のd-MLSE値が、15.0%以下を◎(良好)、15.0より大きく16.0%以下を○(実用レベル)、16.0%より大きいものを×(実用不可)とした。
【0220】
なお、ランドではなくグルーブ再生による評価を行ったのは、本実施例ではグルーブの方がランドより反射率が低く、再生パワーを大きくする必要があり、再生耐久性が悪くなるためである。
【0221】
A面情報記録媒体101におけるL0層10の再生耐久性結果を表6に示す。
【0222】
【表6】
ディスクNo.2-1~2-9において、いずれも再生耐久性が良好な結果が得られた。具体的には、位相調整膜14がMgFである場合でも、位相調整膜14を設けるとともに、(2×d×n)/λが0.5以上1.0以下であり、位相調整膜14の屈折率が平均屈折率nおよび中間分離層2の屈折率nより小さく、且つ0<(2×d×n)/λ<0.75の場合に、反射率が上昇して再生パワーが下がり、再生耐久性が向上することを確認できた。B面情報記録媒体102においても、同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【0223】
本開示の情報記録媒体とその製造方法は、より再生耐久特性の良い情報層を有するため、高記録密度で情報を記録することに適しており、大容量のコンテンツを記録する光ディスクに有用である。具体的にはアーカイバル・ディスク規格に準じて両面に3層ないし4層の情報層を備える、多値記録方式を用いた大容量の次世代の光ディスク(例えば、記録容量1TB)に有用である。
【符号の説明】
【0224】
1 基板
2、3、4 中間分離層
5 カバー層
6 貼り合わせ層
7 レーザ光
10、20、30、40 情報層
11、21、31、41 第1誘電体膜
12、22、32、42 記録膜
13、23、33、43 第2誘電体膜
14 位相調整膜
100、200 情報記録媒体
101、201 A面情報記録媒体
102、202 B面情報記録媒体
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8