两层光学记录介质的制作方法

专利名称：：两层光学记录介质的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种能够在453nm或更高的波长范围，尤其在655nm士5nm的红外激光波长范围内展现出色的记录性能的两层光学记录介质。
背景技术：
：比如CD-R(可记录光盘)和CD-RW(可重写光盘)的光盘通常具有层状结构，其中比如声音、文字和/或图像的信号被沿圆周地记录在由比如聚碳酸酯等塑料制成的圆盘形基板上或形成于圓盘形基板上的记录层上，且通过使用如铝、金或银的金属气冲目沉积或溅射，在基板或记录层的表面上形成反射层。在该情形，通过来自基板表面侧的激光束照射光盘记录或重放信号。最近，因为通过使用计算机存储器、用于图像和声音剪辑的存储器、光卡等处理的信息量显著增加，如在DVD+RW、DVD-RW、DVD-RAM中所见到的，光盘的信号记录容量被显著地提高，且信号信息被更多地高度地致密化。目前，CD具有大约650MB的记录容量，且DVD具有约4.7GB的记录容量，然而，仍要求记录的进一步高致密化。作为一种在光学系统中提高记录密度的方法，研究了缩短使用的半导体激光束源的波长和增加物镜的数值孔径(NA)。另外，不仅研究了在二维的方向上提高记录密度，而且还研究了一种技术，其中记录层的数量在记录介质的厚度方向上成倍增加以存储记录信息。作为一种获得高容量光学记录介质的手段，当多层记录层形成在激光照射的方向上iU吏用蓝波长的激光束时，其产生了以下的问题。例如，在具有两层记录层的光学记录介质的情形中，为了提高进入由光束照射侧看设置在最中间的第二记录层上的入射光量，且为了提高返回光束的透射率，需要保证入射在设置于光束照射侧的第一记录层上的光束的透射率。为了保证该光透射率性能，重要的是选择各个受光吸收影响层的材料和厚度。具体而言，选择记录层的材料成为重要的问题。专利文献l披露了，当为减少光吸收而使记录层的厚度更薄时，结晶速率会被相对降低。专利文献2披露一种提高结晶速率的手段并采用了一种提高记录层材料自身的结晶速率的手段。提高记录层材料自身的结晶速率的方法被披露在专利文献3中。然而，当记录层的厚度被制得超薄，光束的透射率被增加时，由透射的光束的量使得在第一记录层被吸收光束的功率被减小，且难以获得足以读取信号的记录信号的差异。如上所述，完成多层光学记录介质仍存在许多技术困难。另外，就记录层的材料而言，在材料中存在两个主流的发展。即，主流发展之一为用于在记录层上引发相变的可记录记录层材料的GeTe、及来自固溶体的GeSbTe的三元合金制成的记录层材料、或上述两种记录层材料的共晶成分。另一主流的发展为与上述相似的Sb和Te的合金，但是这是由Sb和Sb2Te3的共晶成分制成的记录层材料，且微量元素被加入到具有约70%的Sbj农度的SbTe。对于三元合金材料，专利文献4到8披露了向能够可逆相变的Te的主成分中加入Ge可以稳定Te的非晶相，另外，将Sb2Te3与以上的材料混合可以减小记录所需的光学能量，且通过在最佳范围内确定混合比例，可以以高的线速度地记录、擦除、和可重写地记录信息。在上述的文献中，专利文献5、6和8分别披露了一种具有多层记录层的光学记录介质。对于后者的SbTe合金的记录层材料，专利文献9披露然一个相变记录材料的示例，其中Sb和Te被用作主要成分，且原子比率满足2.3〈Sb/TeW.0的条件。本发明描述这些是因为相变记录材料具有高结晶速率，其能够以高稳定性的高透射率记录、重放和重写。然而，如上述的专利文献5、6和8中所示，采用由存在于GeTe和/或Sb2Te3延伸线上的化合物制成的记录材料，每个元素具有高熔点和高结晶温度，且由此重写速度不够快。为了提高记录的线速度，通常使用了正如在专利文献10中由金属合金制成的结晶支撑层形成于记录层上和下的一种层状结构，以及使用了由GeN等制成的界面层的一种层状结构，其中。在专利文献2和非专利文献1中披露了由GeN等制成的界面层。在这些文献中的用于提高记录线速度的层可以被认为是对于要求光透射性能的第一记录层的负面因素，因为所述层并非只吸收少量的光。由此，对于第一记录层的材料，期望一种能够不需要高功率进行记录而且以简单的层叠结构来形成的材料。另夕卜，因为分别在GeTe和/或Sb2Te3的延伸线上存在的化合物具有30dB的低C/N比(信噪比)，当构造需要至少45dB的可重写光盘系统时，其缺点在于很难构造一个稳定的系统。接下来，对于光学记录介质的反射层，使用了金属或合金。例如，如专利文献ll中披露的，Ag和Ag合金通常被用于反射层。为此，Ag和Ag合金在热导性和光反射性能上出色。然而，Ag单体具有储存稳定性的问题，且需要附加形成阻挡层和中间层以防止Ag与其它物质进行反应。因为碳化物和金属被用作阻挡层和中间层的材料，就光能的有效利用而言，由反射层、阻挡层和中间层的光能的吸收不利地影响了具有多层记录层的层状结构。对于与Ag反射层的材料相关的发明示例，提出了通过在使用Ag合金以外，使用添加剂来保证耐久性和反射率，从而改善Ag反射层的耐久性和反射率之间的平衡关系的建议(见专利文献12)。对于Ag或Ag合金之外的反射层的材料的示例，存在利用Cu(见专利文献13到16)、和使用Au(见专利文献17)的反射层。然而，上述的专利文献14涉及只重放ROM(只读存储器)介质且不涉及可记录光学记录介质。上述的专利文献15采用了Cu作为反射层，然而，在示例中仅显示了AgPdCu合金，且没有对于使用Cu作为主组分的反射层的具体描述。另外，专利文献16描述了Cu被用作反射层的主组分，然而，实际上，该发明披露了由Ag作为主组分制成的反射层，且没有对于Cu的具体描述。另外，专利文献18披露了一种具有多层记录层的光学记录介质且描述了Cu主要用于金属反射层，且金属反射层具有2nm到10nm的厚度，然而实际上，在该发明的示例中仅存在仅使用Cu的反射层的示例，而没有采用其它附加成分来用于金属反射层的描述。在所述示例中，披露了仅使用Cu可以保证存储可靠性，而不需使用其它的附加组分。然而根据我们的发现，仅采用Cu的存储性能被证实是降低了。另外，证实了即使当加入其它的附加组分时，也不能保持高存储性能，这取决于所要加入的组分的类型。专利文献1:日本特开公报(JP-A)No.2002-144736专利文献2:日本特开7>净艮(JP-A)No.2002-293025专利文献3:日本特开公才艮(JP-A)No.2003-16687专利文献4:日本专利(JP-B)No.2692654专利文献5:日本专利(JP-B)No.3216794日本特开/>才艮(JP-A)No.10-116441日本专利申请公开(JP-B)No.08-032482日本特开公报(JP-A)No.2001-143322日本特开/>报(JP-A)No.2002-288876日本特开公才艮(JP隱A)No.2002-123977日本特开公报(JP-A)No.2002-140838日本特开公报(JP-A)No.2004-39146国际公开No.WO/02/021524日本特开公报(JP-A)No.2003-331381日本特开公报(JP-A)No.2000-215516日本特开公报(JP-A)No.2002-25115日本专利(JP-B)No.3087433日本特开公报(JP-A)No.2005-524922非专利文献l:85-90页，1998年"相变光学信息存储"第十次学术讨论会i仑文集(collectedlecturepapersofThe10thSymposiumonPhaseChangeOpticalinformationStorage(1998))专利文献6专利文献7专利文献8专利文献9专利文献10专利文献11专利文献12专利文献13专利文献14专利文献15专利文献16专利文献17专利文献18
发明内容因此本发明的目的是提供一种具有两层信息层的两层光学记录介质，即使将具有高光透射性的信息层设在光束照射側的前侧，以在453nm以上的波长范围尤其在用于DVD的655nm士5nm的红外激光波长光束照射也能够获得足够的记录性能，且设在最内侧的信息层还可以确保数据信号的记录和重放。解决上述的问题的本发明的方面如下。<1>一种两层光学记录介质，包括从光束照射侧按该顺序形成的第一基板、第一信息层、第二信息层和第二基板，其中第一信息层设有从光束照射侧按该顺序形成的第一下介电层、第一记录层、第一上介电层、第一反射层、和无机介电层；第二信息层设有从光束照射侧按该顺序形成的第二下介电层、第二记录层、第二上介电层、和第二反射层；且第一反射层包含99.8质量％到95.0质量％的含量的Cu和在由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的一种或更多的金属，且具有4nm到12nm的厚度。<2>根据<1>项的两层光学记录介质，其中第一信息层和第二信息层以一间隔设置为层状结构，其中各信息层被彼此光学分离，且可以通过同方向的激光照射在两层信息层上进行记录。<3>根据<1>到<2>项的任一的两层光学记录介质，其中第一基板是透明的。<4>根据<1>到<3>项的任一的两层光学记录介质，其中第一反射层包括99.8质量％到95.0质量％的含量的Cu和在由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的一种或更多的金属。<5>根据<1>到<4>项的任一的两层光学记录介质，其中第一反射层具有6腦到12nm的厚度。<6>才艮据<1>到<5>项的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层和第二记录层的至少之一包含相变记录材料,'该相变记录材料包含In、Sb和Ge。<7>根据<1>到<5>项的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层和第二记录层的至少之一包含相变记录材料，该相变记录材料按含量降低顺序包含Sb、Te和Ge。<8>根据<6>和<7>项的任一的两层光学记录介质，其中Ge的含量为3.5原子％到10原子％。<9>根据<1>到<8>项的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层具有4nm到16nm的厚度。<10>根据<1>到<9>项的任一的两层光学记录介质，其中第一上介电层包含Ta氧化物和Sn氧化物。<11>根据<1>到<10>项的任一的两层光学记录介质，其中第一下介电层和第二下介电层均包含ZnS和Si02的混合物。<12>根据<1>到<11>项的任一的两层光学记录介质，其中光束是具有650nm到660腦的波长的激光束。图1是示范性显示本发明的两层光学记录介质的层状结构的视图。图2是显示本发明的两层光学记录介质的第一记录层的模拟结果的视图。图3是显示在660nm的波长下各种反射层材料的RTA数据。8图4是显示在本发明中使用的Cu金属层的RTA(R:反射率；T:透射率；和A:吸收率)。图5是显示在本发明中使用的Ag合金金属层的RTA(R:反射率；T:透射率；和a:吸收率)。图6是显示Ag金属层和Cu金属层的光谱透射率的视图。图7是显示Ag、Au和Cu之间C/N比的比较结果。图8是显示了在单层光学记录介质中对于三种类型的记录层测量的记录线速度的比较结果。图9是显示了对于示例22到26和比较例7到9的擦除比和8T的时基误差(jitter)性能的测量结果的视图。图IO是显示了改变图8中所示的单层光学记录介质的层状结构而测量的转变线速度的比较结果的视图。具体实施例方式本发明的两层光学记录介质包括在第一基板和第二基板之间从光束照射侧按该顺序形成的第一信息层和第二信息层，且根据需要还具有其它层。在该情形下，优选的是第一信息层和第二信息层以一间隔形成为层状结构，其中信息层被彼此光学分离，且可以通过从相同的方向的激光照射在两层信息层上进行记录。第一基板优选是透明的。这里，透明意味着在使用的激光束波长中获得的透射率优选为85o/。以上且更优选为90%以上。第一信息层设置至少有从光束照射侧按该顺序形成的第一下介电层、第一记录层、第一上介电层、第一反射层、和无机介电层，且根据需要还设置由其它层。第二信息层设置至少有从光束照射側按该顺序形成的第二下介电层、第二记录层、第二上介电层、和第二反射层，且根据需要还设置由其它层。首先，通过模拟的手段决定在第一信息层的光吸收的量(这里使用的模拟手段由MMResearch,Inc.制作且在MULTIPLAYER2001年3月版发表)。在ZnS和Si〇2的混合物(ZnS:Si02=80:20摩尔％)被用于第一下介电层，Ge5Sbs6Te9(原子。/。)被用作第一记录层，与第一下介电层相同的ZnS和Si02混合物被用于第一上介电层，纯Ag被用于第一反射层、且111203被用于无机介电层的情况下决定所述光的吸收量。图2显示了该结果，且其证实了在记录层和反射层发生的光吸收的现象。因为在记录层的光吸收是绝对必要的，其不能被消除，然而，在反射层的光吸收与记录和重放性能不相关，且在反射层的大量的光吸收只带来了对于第二信息层所需的记录和重放能量的损失。接下来，对于各种金属层，测量了660nm的波长的RTA数据(R:反射率；T:透射率；和A:吸收率)。作为测量样品，使用了在具有0.6mm厚度的聚碳酸酯基板上形成的具有10nm厚度的各种金属层。图3显示了测量结果。基于测量结果，可预见的是，对于第一信息层的反射层的材料，Pt、Pd和Ti是不利的，因为每种这些金属元素具有低透射率和高吸收率。接下来，在66nm的波长下对均具有较高透射率和低吸收率的Ag和Cu通过改变其厚度来检测RTA数据(R:反射率；T:透射率；和A:吸收率)。图4和图5显示了该结果。结果显示，与Cu层相比，Ag层具有依据其厚度的较大的RTA变化。这显示了Cu比Ag在工艺稳定性上更出色。另外，图6显示了Ag和Cu的光谦透射率的测量结果。Ag的透射率和Cu的透射率在波长X为453nm处彼此相交，且认识到Ag更适合于小于453nm的波长，然而Cu更适合于大于453nm的波长。在用于DVD介质的660nm的波长测量了基于3T记录策略的Ag、Cu和Au的各自的C/N比。获得了如图7所示的测量结果。结果显示就660nm的波长的记录和重放性能而言，Cu反射层更适合。对于第一反射层的材料，为了补偿纯Cu的弱点，使用了包含99.8质量%到95.0质量％(优选地99.8质量％到97.0质量％)的Cu和金属添加剂的材料。当Cu的混合比例大于99.8质量y。时，不能获得添加金属的效果，且仅能获得等效于纯Cu的结果。相反，当Cu的混合比例小于95.0质量％时，观察到了添加金属的不利效果，且从而这样抑制了纯Cu的性能即660nm的波长的透射性能和在记录信号时可以获得的C/N比的性能。对于金属添加剂，使用了在由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的至少一种金属。Ta和Nb均具有对于氧和氮的高亲合力，且有时可以被用作氧和氮的消气材料。最初，通常由氧化在化学上引起反射层的劣化，且尤其被公知为铜绿的Cu的反应物是氧化物。相对于Ta和Nb，就这一点而言它们对于Cu的恶化是有效的。相对于Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo,通过将一种或更多的这些金属元素加入Cu，Cu和一种或更多这些金属元素的合金在重结晶时沉淀在层的表面上和铜的晶粒边界上，且该沉淀抑制了Cu晶粒边界的扩散，且从而其用于抑制Cu迁移和防止Cu的恶化。通常，用于反射层的材料，使用了金属单体或半金属单体，比如Al、Au、Ag、Pt、Cu、Ni、Cr、Ti和Si或其合金。为了形成记录标记，优选地使得反射层具有淬硬结构(quenchingstructure),且由此使用了具有高热导率的材料，且具有特别高热导率的Ag或Ag合金通常用于反射层。为此，除了高热导率之外，采用Ag或Ag合金还可以获得高反射率。然而，Ag或Ag合金在与硫化物的接触中容易硫化且需要附加地形成抗硫化阻挡层或中间层。在第二反射层设置在光束照射侧的最内侧的情形，可以使用层状结构，即具有抗硫化阻挡层或中间层的层状结构，然而，在第一反射层设置在光束照射侧的前侧的情形，这样的层状结构就不是适合的。那末，如上所述，本发明的发明人则关注于Cu。表1显示了在体积条件(bulkcondition)下一些金属材料的热导率值，且Cu是具有仅次于Ag的最高热导率的材料。Cu除了高热导率之外，因为其与比如Ag的其它元素相比，相对于各层具有较高的透射率和较少的透射率的减小，Cu适用于设置于两层光学记录介质的光束照射侧的前侧的信息层的反射层。另外，相对于存储稳定性性能，虽然Cu具有比Ag更容易离子化的离子化倾向的等级次序，Cu因为小的自扩散系数而几乎不迁移到其它物质中，且由此通过使用微量的添加剂元素，其使得能够保证存储可靠性。添加剂元素的加入量优选为5质量％以下，且更优选为3质量％以下。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>第一反射层需要具有到一定程度的厚度，在该情形可以获得比如反射率、C/N比(信噪比)、时基误差性能的第一信息层的记录性能值而不会有任何问题，且可以在第二信息层上进行记录。换言之，依据第一信息层的记录性能，限制了第一反射层的厚度的下限，并且依据第一记录层的透射率决定了该厚度的上限。第一反射层的厚度竭常为4nm到12nm,优选地为6nm到12nm，且更优选地为6nm到9nm。当第一反射层的厚度小于4nm时，在当记录标记在记录层上形成时，记录材料不能被足够地淬硬，且不能适当地形成非晶标记，因此，可能难于获得良好的时基误差性能。当厚度大于12nm时，尽管当记录标记形成于第一信息层中的第一记录层上时可以获得良好的时基误差性能，施加到第二信息层的激光束的透射率被减小，且由此在第二信息层中的第二记录层的记录性能P争低，例如，第二信息层的记录功率会增加，且反射率会降低。第二反射层被允许具有仅到一定程度的厚度，在该情形下可以获得记录性能，因为第二反射层与第一反射层不同，不需具有光透射性能，且由此第二反射层可以厚到使形成的第二基板不变形的程度。第二反射层的厚度优选地为100nm到140nm。就记录层的材料而言，如上所述，存在材料上的两个主流发展。在两层光学记录介质中，为了记录和重放在设置于最内侧的记录层(第二记录层)上的信息，设置于光束照射侧的前侧的信息层即第一信息层需要具有高透射率，且因此与减小第一反射层的吸收率的努力一起，设置于光束照射侧的前侧的信息层需要被制得更薄。已知记录层越薄，结晶速率越慢。由此，有利地使用在第一信息层中展示出高结晶速率的记录层。则在上述的两个用于记录层的主流材料中，更优选使用后一种材料，即具有Sb含量在大约70。/。的SbTe共晶成分的材料。然而，发现了当为加速结晶速率，即为了加速记录线速度而增加Sb含量的量时，随着结晶温度的下降而存储性能降低。则本发明的发明人研究并检验了能够展现高结晶速率的具有小量的Sb含量的材料，即，能够与高记录线速度相容的材料。结果，发现了InSb材料能够使得在小量的Sb含量情况下改善记录线速度。由此，对于需要制得薄的第一记录层所使用的材料，优选地使用InSb材料。图8显示了InSb、SbTe和GaSb分别与其相容的记录线速度的比较结果。在InSb材料中，InSbGe尤其为优选。在图8中所示的结果是当信息层形成于单层中时的评估结果。另外，本发明的发明人重新检验了包含Ge且具有大约70%含量的Sb的SbTe共晶成分，采用该成分，可以获得与InSb基材料的相同水平的转变线速度。图10显示了结果。如图10所示，发现包含Ge且具有大约70%含量的Sb的SbTe共晶成分还可以被用于需要高结晶速率的第一信息层的材料。用于记录层的材料按递减含量顺序包含了Sb、Te和Ge成分。当Sb含量接近70%时，该范围被认为是在其中存储可靠性不降低的范围。.对于加入到GeSbTe的材料，可以选择Ag和In。常M^已知通过将In加入Ag而可以控制反射率和初始化能力。对于InSbGe和GeSbTe的组成比例，可以考虑为各种组成。如图8和10所示，可以依据Sb含量的量来变化所使用的记录线速度。在两层光学记录介质的情形下，为获得透射性，第一记录层需要制得薄，且当第一记录层被制得薄时，记录线速度变得慢下来。那么，考虑到该趋势可以增加或减小Sb含量。对于Ge的量，尤其当Sb被加入以具有大于共晶合金的含量时，Ge会起到防止存储稳定性的降低的作用，因为Sb的多余的量会降低存储性能。Ge含量优选地为3.5原子％到10原子％，且更优选地为3.5原子％到6原子％。另外，第一记录层的厚度优选地为4nm到16nm，且更优选地为6nm到10nm,在第一记录层上当用激光束照射光学记录介质时进行记录。当第一记录层的厚度小于4nm时，在形成该层时，该厚度的再现性不稳定，且当厚度大于16nm时，因为透射率被减小到小于20%,第二记录层的记录和重放性能有时会被显著下降。当所使用的激光束的波长范围为453nm或更大时，可以保持Cu反射层的优点，然而，就商销性而言，因为该厚度范围可以被应用于DVD的波长，即660nm,因此优选地使用了该厚度范围。因为第二记录层不需要具有光透射性能，与第一记录层不同，第二记录层优选地具有等同于具有单记录层的常规光学记录介质的厚度，即12nm到20nm。通常，对于第一上介电层和第二上介电层的材料，使用了ZnS和Si02的混合物(ZnS:Si02=80:20摩尔％)。因为ZnS和Si02的混合物包含硫，由于反射层的硫化其？1起退化，且由此设置了被成为阻挡层或中间层的介电层或金属层。然而，当阻挡层或中间层具有光吸收时，存在相关到在设置在光束照射侧的最内侧的信息层上记录和重放信息的问题。另外，因为除了将第一反射层制得薄外没有其它选择，在记录时难于在第一信息层中取得淬硬结构，且由此在记录期间难于获得时基误差性能。由此，对于第一上介电层的材料，需要至少一定程度的热导率即热传导性能，且优选地使用能够防止反射层退化的另外的材料。这样的材料包括至少包含Sn氧化物和Ta氧化物的材料。每种这些氧化物为不加速反射层材料的退化的材料，且可以依据生产工艺、成本和生产所允许的耗时来选择这些氧化物的组成比例。当包含大量的Sn氧化物时，记录所需的功率会增加。尽管Ta氧化物为一种不减小沉积速率的材料，因为在第一信息层上几乎不会展现该性能，Ta氧化物的含量优选地小于20摩尔％。通过使得信息层具有包含Sn氧化物和Ta氧化物的层，由于改善的散热而可以改善记录灵敏度，且可以即使在比较低的记录功率下也可以取高的调整度。对于可以被加入的其它介电材料，还可以保证透明而不损伤热导率即热传导的材料是适当的。例如，优选地使用被用作透明导电层的材料的In氧化物或Zn氧化物。当使用这样的材料时，可以改善第一信息层的光透射率，且由此还可以改善第二信息层的记录灵敏度。优选的是，在介电层的材料中包含了50摩尔％以上的Sn氧化物。当该含量小于50摩尔％,在第一记录层几乎不能获得足够的高结晶速率，在第一信息层几乎不能进行快到10m/s的高速记录，且还使重复记录的时基误差(重写时基误差)变劣。这里，在图1中显示了本发明的两层光学记录介质的层状结构示例。在该层状结构示例中，第一信息层10和第二信息层20形成为层状结构且通过粘接层8被接合在一起。第一信息层10设置有第一下介电层2、第一记录层3、第一上介电层4、第一反射层5、无机介电层6、和第一环境保护层7，均形成于第一基板l上。第二信息层20设置有第二环境保护层71、第二下介电层21、第二记录层31、第二上介电层41、第二反射层51、和第二基板9(用于接合的基板)。然而，当在几乎同时制备第一信息层10和第二信息层20且两层信息层立即被接合在一起时，则无需形成环境保护层7和71。因此，可以通过使得粘接层8具有的厚度为第一环境保护层7和第二环境保护层17的厚度加上粘接层8的厚度，省略第一环境保护层7和第二环境保护层17。其后，将描述所述层的每个的材料和厚度，然而，将省略在上面已经描述过的7见点。第一基板的材料的示例包括玻璃、陶瓷、和树脂，然而，就成形能力和成本性能而言，优选由树脂制成的基板。用于基板的树脂的示例包括聚碳酸酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、聚乙烯树脂、聚丙稀树脂、硅树脂、氟化物树聘、ABS树脂、和尿烷树脂。在这些树脂中，成形能力.、光学性能和成本性能出色的聚碳酸酯、丙烯酸树脂是优选的。通常，经常使用通过注射成型方法形成的具有特定凹槽的聚碳酸酯树脂制成的透明基板作为CD或DVD的基板。对于第二基板，可以使用与第一基板相似的材料，然而，该材料不必是透明的，因为第二基板不设置在激光束入射侧。第一下介电层2和第二下介电层21的材料的示例包括氧化物，比如SiO、Si02、ZnO、Sn02、A1203、Ti02、ln203、MgO、和Zr02;氮化物，比如Si3N4、A1N、TiN、BN和ZrN;硫化物，比如ZnS和TaS4;碳化物，比如SiC、TaC、B4C、WC、TiC和ZrC;类金刚石碳；或它们的混合物。在这些当中，ZnS和Si02(85摩尔％:15摩尔％)的混合物、ZnS和Si02(80摩尔％:20摩尔%)的混合物、ZnS和Si02(75摩尔％:25摩尔％)的混合物等是优选的。尤其对于第一介电层，由于其位置形成于记录层和基板之间，要经历比如热膨胀变化、和高温或室温变化的热损伤，由于重要性被放在热性能、光学性能和生产率(快速的沉积速率)上，经常使用被认为被优化了光学常数、热膨胀系数和弹性模量的ZnS和Si02(80.摩尔％:20摩尔％)的混合物。第一下介电层2和上介电层4的厚度显著影响了反射率、调制度、和记录灵敏度，且因此期望选择光学介质的反射率可以接近最小值的厚度。在该厚度范围内，记录灵敏度是出色的，能够采用热损害被进一步减小的功率进行记录，且可以改善重写性能。具体而言，在两层光学记录介质的情形下，在许多的情况下，设定了大于单层光学记录介质的记录功率，且由此即使当施加了大记录功率时，第一下介电层2和上介电层4分别需要具有不使基板遭受变形的厚度。具体而言，第一下介电层的厚度优选地为40nm到80nm或180nm到240nm。第一上介电层的厚度优选地为10nm到25nm。另外，第二下介电层的厚度优选地为60nm到180nm。第二上介电层的厚度优选地为10nm到25nm。对于无机介电层6的材料，通常可以使用ln203、Sn〇2、和ITO(ln203和Sn02的混合组成)、ZnO或其中的每种混合物用于透明介电层，或使用对其加入了比如20摩尔％或以下量的金属或氧化物的添加剂的微量的材料。无机介电层6的厚度优选地为40nm到80nm或120nm到160nm。对于环境保护层7和71或粘接层8的材料，可以使用可紫外固化树脂和热固性树脂。当使用热固性树脂时，可能会影响基板的倾斜。因此，通常，适当地使用了通过旋涂制备的可紫外固化树脂。例如，可以使用包含环氧双(曱基)丙烯酸酯和CH2=COOR(R是具有6到12个碳原子的脂环族的碳氢基)、除了上述组分以外的乙烯未饱和基团含量、和光聚合引发剂的材料；包含由具有1500ppm或更少的整体氯含量的双酚型环氧树脂与带有叔胺作为催化剂的曱基丙烯酸或其它丙烯酸酯反应获得的环氧双(曱基)丙烯酸酯的材料；具有1质量％紫外固化组成(树脂)的曱醇溶液的pH值为4.5到6.8且包含作为光聚合引发剂的0.1质量％到3%质量％的含量的2-曱基-1-(4-曱基苯硫基)-2-吗啉代-丙烷-1-酮的紫外固化组成(树脂)的材料；等等。第一环境保护层7和第二环境保护层71的可商业获得的材料的示例包括覆盖层剂，比如由DainipponInkandChemicals,INCORPORATED制造的SD-318;来自由SunnopcoCo丄td制造的NOPCOcure系列的nopco134。第一环境保护层7和第二环境保护层71的每个厚度优选地为3|im到15pm。当第一和第二环境保护层形成以分别具有薄于3pm的厚度时，在仅形成一层的信息层且以原样留下时，可以观察到误差数量的增加。当第一和第二环境保护层形成以分别具有厚于15iLim的厚度时，内应力增加，其相当地影响了两层光学记录介质的机械性能。在两层光学记录介质的情形，其需要第一记录层和第二记录层之间的如此一种距离，从而第一记录层和第二记录层可从彼此光学分离，且优选地当使用660nm的红外波长时，使得第一环境保护层7、第二环境保护层71、和粘接层8的总厚度为大约55pm士15^im。需要考虑在第一信息层形成于第一基板上之后或在第二信息层形成于第二信息层上之后可能保留这些环境保护层来形成第一环境保护层7和第二环境保护层71。当第一基板a上的第一信息层10和第二基板9上的第二信息层20基本同时形成且彼此接合时，利用可紫外固化树脂等的粘接层8可单独地被形成，提供保证用于粘接层的55^im士15^im的厚度。根据本发明，可以提供一种两层光学记录介质，其能够在453nm以上的波长范围尤其在655nm土5nm的红外激光波长中获得足够的记录性能，甚至在两个信息层中的设置在光束照射侧前侧的具有高光透射性能的信息层上也可以获得足够的记录性能，且在设置于光束照射侧的最内侧的信息层上也能够确保记录和重放lt据信号。示例此后，将参考示例和比较例进一步详细描述本发明，然而，本发明不限于所披露的示例。这里，采用了相变可重写两层DVD介质的标准评估方法和标准规范，然而，本发明的两层光学记录介质不必限于具有特定格式的介质。示例1首先，按以下的方式制备设置于光束照射侧的前側的记录层(称为第一记录层)。聚碳酸酯基板具有120mm的直径、0.6mm的厚度和在其单侧上形成的凹凸，作为具有0.74pm的轨道间距连续紋槽的寻轨引导，在该聚碳酸酯基板的连续紋槽表面上，按顺序形成了具有220nm的厚度的第一介电层、具有8nm厚度的第一记录层、具有12.5nm厚度的第一上介电层、具有8nm厚度的第一反射层、和具有140nm厚度的无机介电层。对于所述各层的材料，第一下介电层使用了ZnS-Si02(80:20摩尔％);第一记录层使用了In15Sb80Ge5;第一上介电层使用了Ta2O5:Al2O3:SiO2=4:16:80(摩尔％)的混合物；第一反射层使用了Cu:Mo=98.9:l.l(质量％);无机介电层使用了IZO(In2O3:ZnO=90:10(摩尔％))，以通过使用具有八个腔室的溅射设备利用Ar气作为溅射气体进行溅射来形成各层，溅射设备由Balzers(目前，UnaxisJapanCo.,Ltd.)制造。然而，上述的每个元素和化合物的组成比例分别显示出被注到目标的每种元素和化合物的比例。一旦完成形成无机介电层，层状结构具有39.6%的测量的透射率。接下来，在以上的层状结构上，利用旋涂机形成了第一环境保护层，以用于制造第一信息层。第一环境保护层由包含环氧双(曱基)丙烯酸酯的DIABEAMNH-7617N的可紫外固化树脂(由MITSUBISHIRAYONCO.,Ltd.制造)、CH2=COOR(R是具有6到12个碳原子的脂环族的碳氢基)、不包含上述组分的乙烯未饱和基团、和光聚合引发剂来制造，并且具有固化之后的4pm的厚度。通过利用一个调节器来调节对第一记录层的聚焦位置，利用初始化装置(用于相变光盘的初始化装置，POP120-3Ra，由HitachSystems&Services,Ltd.制造)来初始化第一信息层。在该初始化装置中，使用了尺寸为约lumx75(xm士5pm的半导体激光器(810nm士10nm的发射波长)的拾取器(pickup)(0.55的数值孔径(NA)、约l|imx96pm士5^im的光点尺寸)。初始化条件如下以3m/s的记录线速度的CLV(固定线速度)旋转光学记录介质，馈送速度36pm/转、23mm到58mm的径向位置和700mW的初始化功率。按以下的方式生产设置于光束照射側的最内侧的第二信息层。聚碳酸酯基板具有120mm的直径、0.6mm的厚度和在其单侧上形成的凹凸，作为具有0.74(im的轨道间距的连续紋槽的寻轨引导，在该聚碳酸酯基板的连续紋槽表面上，按顺序形成了具有140nm的厚度的第二反射层、具有20nm厚度的第二上介电层、具有15nm厚度的第二记录层、和具有120nm厚度的第二下介电层。对于所述各层的材料，第二下介电层使用了ZnS-Si02(80:20摩尔％);第二记录层使用了Ag。.45In4.98Sb68.61Te23.95Ge2.01;第二上介电层使用了丁&205^1203&02=4:16:80(摩尔％)的混合物；第二反射层使用了Ag兆Pd,Cu,(质量％)，以通过使用具有八个腔室的溅射设备利用Ar气作为溅射气体进行賊射来形成各层，溅射设备由Balzers(目前，UnaxisJapanCo.，Ltd.)制造。等离子体发射光谱来分析每种元素被注到目标中的结果。对第二记录层，通过旋涂涂布了与第一环境保护层相同的材料而形成第二环境保护层，以由此制造第二信息层。对于第二信息层的初始化，使用了用于第一信息层的相同的初始化装置，然而，因为第一信息层和第二信息层之中记录层在基板上的位置不同，通过使用间隔物校正了聚焦位置，该间隔物具有为偏移间隔的0.6mm的间隔。初始化条件如下以2.0m/s的记录线速度的CLV(固定线速度)旋转光学记录介质，馈送速度36(im/转、与第一信息层相似的23mm到58mm的径向位置和600mW的初始化功率。接下来，采用可紫外固化树脂(DVD003,由NipponKayakuCo.,Ltd.制造)将第一信息层和第二信息层接合在一起，由此生产两层光学记录介质。涂布的量和涂布条件如此设定从而使得接合的第一环境保护层、第二环境保护层和粘接层的总厚度在55^im士15pm的范围内。在以下的条件下在生产的两层光学记录介质上进行记录，且然后利用光盘评估系统来评估两层光学记录介质，该系统具有在其上载有的基于以下的规格的半导体激光器的拾取器(DDU1000,由PULSTECINDUSTRIALCO.LTD.制造，激光波长660nm，数值孔径(NA):0.65)。记录线速度3.5m/s到8.4m/s(CAV)记录功率(Pw):40mW擦除功率(Pe):16mW读取功率(pr):1.4mW基于优化脉冲策略，利用3T模式进行了记录，且然后测量初始C/N比(载波噪声比)和在80。C的温度和相对湿度(RH)85%的条件下存储300小时之后的C/N比。结果，初始C/N比为53dB到56dB,在存储300小时之后的C/N比为50dB到53dB，且C/N比的变化量为3dB。没有观察到层浮置、层脱落、和层的斑状污点等的异常表现。反射率为7.2%,然而，该反射率值是基于当利用相同的测量系统读取在玻璃板上形成具有140nm的厚度的纯Ag的反射率时的光电二极管的信号水平被决定具有87.7%的反射率的比例由实际测量值转化而来的值。接下来，以40mm的径向位置和3.49m/s的记录线速度的CAV(固定角速度)测量光学记录介质。在Pw-36mW且Pe-14mW的记录条件下使用8T模式进行多轨道记录。在Pr=1.4mW和3.49m/s的记录线速度的条件下重放记录的信号，且然后测量时基误差性能。在中心轨道，获得了7.5%的时基误差值ct/T。在80。C的温度和相对湿度(RH)85%的条件下存储300小时之后在该轨道的时基误差为8.2%并且显示了出色的时基误差性能。示例2到10以与示例l相同的方式生产两层光学记录介质，除了改变了第一反射层中加入的金属和加入的量以外，且然而，就初始C/N比和存储300小时之后的C/N比而言评估了第一信息层。表2显示了除了示例1的结果之外的结果。在表2中显示的结果例证了本发明的两层光学记录介质的每一个在存储之前和之后均显示了45dB以上的出色的C/N比。比專交例1以与示例1相同的方式生产两层光学记录介质，除了将第一反射层的材料改变为纯Ag以外。在完成形成无机介电层时，测量了透射率，且该透射率为34%。接下来，以与示例1相同的方式评估了第一信息层。以与示例l相同的方式进行了3T模式的记录，除了读取功率(Pr)被改变为l.OmW以外。因此，初始C/N比为47dB,且存储300小时之后的C/N比为40dB,且C/N比的变化量为7dB。表2显示了该结果。另外，反射率为1%，高于示例1。比李文例2以与示例l相同的方式生产两层光学记录介质，除了将第一反射层的材料改变为纯Au以外。在完成形成无机介电层时，测量了透射率，且该透射率为40%。接下来，按与比较例1相同的方式评估了第一信息层。结果，3T模式的初始C/N比为45到48dB，且存储300小时之后的C/N比为30dB到33dB。结果，C/N比被降低了15dB。表2显示了该结果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>示例11到21以与示例l相同的方式生产两层光学记录介质，除了将第一反射层的材料改变为Cu-Ta,且加入的Ta的量从0.2质量。/。到5质量％以外，且然而，根据初始时基误差和存储300小时之后的时基误差来评估了第一信息层。初始时基误差和存储300小时之后的时基误差之间的时基误差值的变化量为9%或更高，且对于时基误差特性没有任何问题。使用小量的Ta在存储300小时之后的时基误差的变化被认为是由第一反射层的材料的变化导致的。具有3质量％或以高的Ta的量的初始时基误差的增加似乎由第一记录层的热导率的减小所致。另外，为了评估层的透射率，在玻璃板上形成具有8nm厚度的单层，且然后测量了透射率。在表3中总结了结果。具有高达3质量。/。的Ta的加入量的单层的透射率没有变化，然而，当Ta的加入量大于3。/。时，存在透射率逐渐增加的趋势。比4交例3以与示例1相同的方式生产两层光学记录介质，除了对于第一反射层的Cu材料没有加入金属以外，且然后以与示例11到21相同的方式评估了光学记录介质。表3显示了该结果。在比较例3中，单层的透射率没有变化，初始时基误差显示了出色的结果，然而，在存储300小时之后的时基误差急剧增力口。存储光学记录介质100小时之后的时基误差为9.5%(增加了3%)，且存储光学记录介质300小时之后的时基误差为10.8%(增加了4.3%)比较例4到6以与示例l相同的方式生产两层光学记录介质，除了将第一反射层的材料改变为Cu-Ta,且在比较例4中Ta的加入量被改变为5.5质量％，在比较例5中为6质量％，在比较例6中为7质量％，且以与示例11到21相同的方式评估了每种光学记录介质。表3显示了该结果。从表3可以看出，当Ta的加入量大于5质量。/。时，根据Ta的加入量的增加，单层的透射率增加，且随着Ta的加入量的增加，初始时基误差显著增加。相反，存储300小时之后的时基误差的变化量在整体上小。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>示例22到26和比4交例7到9以与示例1相同层状结构和采用相同的材料生产示例22到26和比较例7到9的第一信息层，除了仅改变了各个第一反射层的厚度以外。然而，每个第一信息层被接合到每个第二信息层，具有与示例l相同层状结构的，以由此生产示例22到26和比较例7到9的各个测试样品。在比较例7中每个测试样品中的第一反射层的厚度为3nm;在示例22中为4nm;在示例23中为6nm;在示例24中为8nm;在示例25中为10nm;在示例26中为12nm;在比较例8中为13nm;在比较例9中为15nm。以7m/s的记录线速度和16mW的〗察除功率在每个这些测试样品上记录了8T的信号，且当擦除信号时测量了擦除比。擦除比是在擦除信号之前的记录信号的振幅和擦除信号之后的记录信号的振幅之间所确定的比例，且该比例由分贝表示。图9显示了结果。在第一反射层的厚度为6nm以上的情形下，擦除比没有急剧变化而在-40dB附近。在第一反射层的厚度为4nm的情形下，擦除比开始稍微减小，然而，擦除比仍为-35dB或低一些，且这在擦除比的可允许的范围内。然而，在第一反射层的厚度为3nm的情形下，仅获得了-20dB的擦除比，且一些数据仍然未被擦除。接下来，对于上述的测试样品，采用透射过第一信息层的激光束在第二信息层的单轨道上记录了8T的信号，且然后产生了记录的信号以测量测试样品的时基误差。图9显示了结果。在第一反射层的厚度为12nm以下的情形下，获得了9%以下的出色的时基误差性能。然而，在第一反射层的厚度为13nm和15nm的情形下，造成了超过9%的时基误差值。从以上结果发现，第一反射层的厚度优选地为4nm到12nm。比较例10到13以与示例l相同的方式生产比较例10到13的每种的两层光学记录介质，除了在比较例10中将第一反射层的材料改变为Cu-Al，且Al的加入量为2.1质量％;在比较例11中将第一反射层的材料改变为Cu-Si,且Si的加入量为2.1质量％;在比较例12中将第一反射层的材料改变为Cu-Zn，且Zn的加入量为2.1质量％;在比较例13中将第一反射层的材料改变为Cu-Pd,且Pd的加入量为2.1质量％以外。以与示例l相同的方式利用3T模式在每种光学记录介质上进行了记录，且测量了存储每种记录介质300小时之后的C/N比的改变。表4显示了结果。从该结果发现，根据添加剂的类型的变化C/N比的变化量很大，且即使在用于光学记录介质的反射层的材料或添加剂的金属中也存在不适合被加入到Cu的组分。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>示例27除了改变了以下的条件以外，以与示例l相同的方式生产两层光学记录介质。第一下介电层的厚度被改变为60nm。第一记录层的材料被改变为Ag:In:Sb:Te:Ge=0.2:3.5:69.2:21.1:6(原子％)，且厚度4皮改变为7.5腦。上介电层的材料被改变为Ta2O5:SnO2=20:80(摩尔％)，且厚度被改变为5nm。无机介电层的材料被改变为IZO，且厚度被改变为60nm。每层以该顺序形成于第一基板上，由此形成第一信息层。生产了与示例l相同的第二信息层。每层信息层被初始化且然后接合在一起。以与示例1相同的方式评估了示例27的光学记录介质的第一信息层的记录性能。3T模式的初始C/N比为53dB,且初始C/N比和在85。C的温度和85%的相对湿度的条件下存储300小时之后的C/N比之间的C/N比的变化量为3dB。两个C/N比都是良好的。没有观察到表观异常的层浮置、层剥离和斑状污点。第一信息层的反射率为6.5%。接下来，在光学记录介质的40mm的径向位置，使用8T模式进行了多轨道记录，且采用1.4mW的读取功率和3.4m/s的线速度重放记录的信息以测量时基误差性能。在中心轨道，获得了7%的时基误差a/T。在85匸的温度和85%的相对湿度的条件下存储300小时之后的轨道的时基误差为8.0%,且可以获得良好的时基误差性能。测量了第一信息层的转变线速度。这里，转变线速度被定义为当具有15mW的功率的连续激光束被施加到通过初始化形成为结晶态的轨道上时，随着记录介质的线速度的改变，反射率开始变化的线速度。示例27的第一信息层中的第一记录层的转变线速度为18m/s。转变线速度为记录层的结晶速率的替换值，且给出了实现目标记录速度所需的配置的重要指标。示例28到30以与示例27相同的方式生产了每种的光学记录介质，除了在表5中所述的组成被用于示例28到30的每种光学记录介质的第一记录层以外。在表5中显示了每种光学记录介质的转变线速度、在利用8T模式的记录多轨道期间的初始时基误差、和在85。C的温度和85%的相对湿度的条件下存储300小时之后的时基误差。即使采用记录层的这些组成，对于初始时基误差值和存储300小时之后的时基误差值也没有任何问题。在示例27和示例28到30中测量的转变线速度在图10中绘制。这些光学记录介质的每个转变线速度显示了与使用InSbGe材料的光学记录介质相似的结果。比4交例14以与示例27相同的方式产生了光学记录介质，除了第一记录层的材料被改变为GeSbTe以外。以与示例27相同的方式评估了光学记录介质。采用在示例27中的方法不可能测量第一信息层的转变线速度。初始时基误差值为16%,且时基误差值被极大地增加。初始时基误差性能决不是满意的，尽管对于存储性能没有任何问题。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>权利要求1、一种两层光学记录介质，包括由光束照射侧观察按顺序形成的第一基板；第一信息层；第二信息层；和第二基板，其中第一信息层设置有从光束照射侧按该顺序形成的第一下介电层、第一记录层、第一上介电层、第一反射层、和无机介电层；第二信息层设置有从光束照射侧按该顺序形成的第二下介电层、第二记录层、第二上介电层、和第二反射层；且第一反射层包含99.8质量％到95.0质量％的含量的Cu和由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的一种或更多的金属且具有4nm到12nm的厚度。2、根据权利要求1的两层光学记录介质，其中第一信息层和第二信息层以一信息层^皮彼此光学分离的间隔设置为层状结构，且可以通过从相同的方向的激光照射在两层信息层上进行记录。3、根据权利要求1到2的任一的两层光学记录介质，其中第一基板是透明的。4、根据权利要求1到3的任一的两层光学记录介质，其中第一反射层包括99.8质量％到97.0质量％的含量的Cu和由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的一种或更多的金属。5、根据权利要求1到4的任一的两层光学记录介质，其中第一反射层具有6nm到12nm的厚度。6、根据权利要求1到5的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层和第二记录层的至少之一包括相变记录材料，该相变记录材料包含In、Sb和Ge。7、根据权利要求1到5的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层和第二记录层的至少之一包括相变记录材料，该相变记录材料包含按含量降低顺序的Sb、Te和Ge。8、根据权利要求6和7的任一的两层光学记录介质，其中Ge的含量为3.5原子％到10原子％。9、根据权利要求1到8的任一的两层光学记录介质，其中第一记录层具有4nm到16nm的厚度。10、根据权利要求1到9的任一的两层光学记录介质，其中第一上介电层包含Ta氧化物和Sn氧化物。11、根据权利要求1到10的任一的两层光学记录介质，其中第一下介电层和第二下介电层均包含ZnS和Si02的混合物。12、根据权利要求1到11的任一的两层光学记录介质，其中光束是具有650nm到660nm的波长的激光束。全文摘要一种两层光学记录介质，包括从光束照射侧按该顺序形成的第一基板、第一信息层、第二信息层和第二基板，其中第一信息层设置有从光束照射侧按该顺序形成的第一下介电层、第一记录层、第一上介电层、第一反射层、和无机介电层；第二信息层设置有从光束照射侧按该顺序形成的第二下介电层、第二记录层、第二上介电层、和第二反射层；且第一反射层由99.8质量％到95.0质量％的含量的Cu和由Ta、Nb、Zr、Ni、Cr、Ge、Au和Mo组成的组中选择的一种或更多的金属制成。文档编号G11B7/24038GK101107655SQ20068000300公开日2008年1月16日申请日期2006年3月16日优先权日2005年3月17日发明者关口洋义,加藤将纪,真贝胜,篠塚道明申请人:株式会社理光