专利名称：只读光信息记录媒体和该光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用蓝色激光进行再生的只读型的BD (蓝光光盘)等的光信息记录媒 体，和该光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶。
背景技术：
光信息记录媒体(光盘)基于记录再生原理，被大致区分为只读型、追记型、重写
型三类。图1中模式化地显示只读光信息记录媒体(单层光盘)的代表性的结构。如图 1所示，只读光信息记录媒体具有如下构造在透明塑料等的基板1上，依次层叠有以Ag、 Al.Au等为主要成分的反射膜2和透光层3。在基板1上，记录有被称为平面(Land)、凹洞 (Pit)的凹凸经组合而成的信息，例如，使用厚1.1mm，直径12cm的聚碳酸酯制基板。透光 层3例如通过透光性树脂的涂布、硬化而形成。记录数据的再生通过检测被照射到光盘上 的激光的相位差和反射差进行。在图1中显示的是单层光盘，其是在记录有平面、凹洞(记录数据)组合而成的信 息的基板1上，分别各形成一层反射膜2和透光层3，但例如图2所示，也可以使用具有第 一信息记录面11和第二信息记录面12的双层光盘。详细地说，图2的双层光盘具有如下 结构在记录有凹凸的平面、凹洞(记录数据)组合而成的信息的基板1上，依次层叠有第 一反射膜2A、第一透光层3A、第二反射膜2B和第二透光层3B，与基板1不同的信息通过平 面、凹洞的组合被记录在第一透光层3A上。作为光盘所使用的所述反射膜，至今为止被广泛使用的是Au、Cu、Ag、Al及以这些 为主要成分的合金。其中，以Au为主要成分的反射膜具有化学稳定性优异，记录特性经时变化少这样 的优点，但极为昂贵，另外还存在的问题是，对于例如BD的记录再生所使用的蓝色激光(波 长405nm)，得不到充分高的反射率。另外，以Cu为主要成分的反射膜虽然便宜，但却是现有 的反射膜材料中化学稳定性最差的，除此以外，与Au —样，也存在对于蓝色激光的反射率 低这样的缺点，用途受到限制。相对于此，在以Ag为主要成分的反射膜中，由于在作为实用 波长区域的400 SOOnm的范围显示出充分高的反射率，具有高的化学稳定性，因此目前在 使用蓝色激光的光盘中被广泛利用。Al在波长405nm下显示出充分高的反射率，虽然比Ag、Au廉价，但是与Ag系和Au 系反射膜相比，化学稳定性差。因此，为了确保耐久性，需要充分增加反射膜的厚度，例如在 DVD-ROM中，通过将Al系反射膜的膜厚充分增加到40nm左右，以确保耐久性。但是，例如在双层BD-ROM的制造工序中存在的情况是，距前述图2的基板1最近 的反射膜、即反射膜2A(以下将如此距基板最近的反射膜特别称为“第一反射膜”)被形成 后，在其上形成透光层3A时，均勻地涂布光硬化树脂后，经由反射膜2A从基板1侧向前述 涂布的光硬化树脂照射光，从而使该树脂硬化，形成上述透光层3A。这种情况下，前述第一反射膜需要显示出一定程度的透光性，为此，需要使第一反射膜的膜厚减薄至例如30nm以 下。然而，若如此减薄Al系反射膜的膜厚，则虽然能够在刚制作完之后获得良好的特性，但 是反射膜由于经时变化，有抖动(jitter)(再生信号在时间轴上的波动(fluctuation))变 大，存在反射率降低的问题。作为光盘的反射膜使用Al系合金的技术，例如在专利文献1中公开有一种反射 膜，其由含有稀土类元素0. 05 3原子％的Al合金构成，作为稀土类元素，可列举Y、Nd、 Gd。在专利文献2中，作为光记录媒体用反射膜，公开有一种由如下Al合金构成的反 射膜，其含有Mg为0. 1 15质量％，根据需要还含有稀土类元素之中的一种或两种以上 的元素，合计为0. 1 10质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，该不可避免的杂质为 IOOppm以下。另外在专利文献3中，作为在温度和湿度剧烈变化的条件也仍具有良好的 耐久性的再生专用型光盘，在实施例一栏中公开有一种具有含有4% Ta的Al反射膜(厚 IOOnm)的光盘。 但是，专利文献1的实施例所公开的反射膜其膜厚为40nm，另外专利文献2所公开 的反射膜其膜厚也为lOOnm，均厚。此外，在专利文献3中，由于实施例中成膜的反射膜的膜 厚为lOOnm，所以任何一种都无法设定为上述这样的制造工序中对透光性有要求的第一反射膜。另外在专利文献4中，作为半透明反射层，为了得到具有规定的透射率和反射率， 并且耐腐蚀性和耐凝集性这样的化学稳定性也良好的反射层，对于Al基合金的组成进行 了研究。但是，该专利文献4如上述，是以半透明反射层为对象，不涉及需要充分的反射率 的第一反射膜。专利文献专利文献1 美国专利第5，643，650号公报专利文献2 日本特开2007-66417号公报专利文献3 日本特公平7-62919号公报专利文献4 日本特开2003-173576号公报
发明内容
本发明鉴于这样的情况而做，其目的在于，提供一种使用蓝色激光的只读光信息 记录媒体(例如BD-R0M)，及其反射膜形成用溅射靶，该只读光信息记录媒体具有的反射膜 (第一反射膜)，既可确保制造时所需要的透光性，又具有充分高的反射率，并且在用于光 信息记录媒体时再生稳定性优异，且耐久性也优异。本发明的要旨如下所示。(1) 一种只读光信息记录媒体，是包括在基板上形成有多层反射膜和透光层的叠 层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录媒体，其中，所述反射膜之中距所述基板最近的反射膜，实质上由含有Ti为0. 5 3. 0原子％ 的Al基合金构成，并且该反射膜的膜厚为IOnm以上、30nm以下。(2)根据(1)所述的只读光信息记录媒体，其中，所述Al基合金还含有从Ge、La和 Ag之中选择出的至少一种元素，合计为0. 1 1. 5原子％。
(3) 一种只读光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶，是包含在基板上形成有多 层反射膜和透光层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录媒体 中，距所述基板最近的反射膜形成用的溅射靶，其中，实质上由含有Ti为0. 5 3. 0原子％ 的Al基合金构成。(4)根据C3)所述的只读光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶，其中，所述Al基 合金还含有从Ge、La和Ag之中选择出的至少一种元素，合计为0. 1 1. 5原子％。上述(1)的只读光信息记录媒体，优选为包含在基板上多层形成有反射膜和透光 层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录媒体，所述反射膜之中 距所述基板最近的反射膜，由含有Ti为0. 5 3. 0原子％的Al基合金构成，且该反射膜的 膜厚为IOnm以上、30nm以下。上述(3)的只读光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶，优选为包含在基板上多 层形成有反射膜和透光层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录 媒体中，距所述基板最近的反射膜形成用的溅射靶，由含有Ti为0. 5 3. 0原子％的Al基 合金构成。发明效果根据本发明，在只读光信息记录媒体的制造工序中，可良好地进行透光层形成时 的树脂硬化，并且作为该光信息记录媒体，显示出高反射率和低抖动，能够获得非常优异的 信号的写入、读取性能(再生稳定性)。另外，根据本发明的优选的形态，即使在加带环境 试验后仍显示出高反射率和低抖动，因此能够提高耐久性优异的只读光信息记录媒体。此 外，还能够提供与使用现有的Ag合金的光信息记录媒体相比，制造成本得到了抑制的只读 光信息记录媒体。本发明的光信息记录媒体，特别适用于使用蓝色激光进行再生的BD-R0M(特别是 双层BD-R0M)等的光信息记录媒体(光盘)。还有，在本说明书中，所谓“再生稳定性优异”，如后述的实施例所示，意思是初期 抖动在9%以下。另外，所谓“耐久性优异”，如后述的实施例所示，意思是进行在温度80°C、 相对湿度约85%的环境下保持192小时的加速环境试验时，加速环境试验前后的反射率的 降低量(试验后的反射率-试验前的反射率)为5.0%以下(绝对值)，且加速环境试验前 后的抖动均在9%以下。
图1是模式化地表示只读光信息记录媒体(单层光盘)的圆周方向的要部的剖面 图。图2是模式化地表示其他只读光信息记录媒体(双层光盘)的圆周方向的要部的 图。
具体实施例方式本发明者为了得到如下反射膜，首先对于其膜厚进行研究，在具有多层所述信息 记录面的光盘中，作为距基板最近位置的反射膜(第一反射膜)， 作为全反射膜显示出一定程度的反射率；并且
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显示出如下程度的透光性，即在该第一反射膜上的透光层形成时，从基板侧经 由第一反射膜照射光时，透光层的形成所使用的树脂的光硬化得到充分进行。其结果是，若第一反射膜的膜厚过薄，则透射光变大，反射光相对变小，因此得不 到光盘的再生所需要的信号强度。在本发明中，如后述的实施例所示，应该确保初期反射率 在70. 0%以上，使第一反射膜的膜厚为IOnm以上。另一方面，若膜厚超过30nm，则第一反 射膜的透光率变小，上述透光层形成时，来自基板侧的光(例如紫外线)无法充分透过该反 射膜，结果是不能使构成上述透光层的树脂充分硬化。另外，还会产生光信息记录媒体的制 作初期的抖动变大这样的问题。因此在本发明中，使第一反射膜的膜厚的上限为30nm。优 选为25nm以下，更优选为20nm以下。本发明者从上述观点出发，在决定第一反射膜的膜定为10 30nm的基础上，还鉴 于反射膜的膜厚如此薄时，如上述耐久性容易劣化的观点，特别为了提高耐久性，对于构成 该反射膜的Al基合金的成分组成进行锐意研究。首先，在开发新的Al基合金时，就反射膜 的膜厚与再生稳定性和耐久性的关系，调查了纯Al的特性。具体来说，使用纯Al溅射靶，形成厚度不同的纯Al膜，测量各纯Al膜的初期反射 率，并且测量加速环境试验后的反射率，调查纯Al因经时变化带来的反射率、透射率的变 化(耐久性)。另外，使用纯Al溅射靶，通过溅射法在形成有平面、凹洞的聚碳酸酯基板上 形成厚度不同的纯Al膜后，制作成膜有紫外线硬化树脂的透光层的单层BD-ROM盘。接着， 测量光盘制作后的抖动，并且测量加速环境试验后的抖动，从抖动的观点评价耐久性。其结果判明，作为BD-ROM的反射膜形成纯Al膜时，若该反射膜的膜厚在15nm以 上，则抖动增大。另一方面，反射膜的膜厚约在15nm以下时，得到低抖动的相反面是，反射 率降低。另外判明，在耐久性试验(在温度80°C、相对湿度约85%的高温高湿环境下保持 的加速环境试验)后，抖动增大，并且反射率大大降低。本发明者依据上述结果，为了实现上述这样即使减薄反射膜的厚度，其再生稳定 性和耐久性仍优异的反射膜，对于该反射膜的成分组成进行锐意研究，其结果发现，如果在 Al中添加Ti，则能够维持纯Al膜显示出的高初期反射率，并且能够抑制经时变化造成的抖 动的增大和反射率的降低(特别是能够抑制抖动的增大)。关于如此通过添加Ti而能够充分抑制抖动的增大的理由尚不明确，但考虑是由 于通过在纯Al中添加Ti，有助于Al系薄膜的结晶组织的微细化，使光信息记录媒体在制作 初期的抖动值保持得良好，并且抑制Al原子的相互扩散，抑制伴随Al的晶粒成长而来的表 面粗糙度的增大，抖动值的经时变化得到抑制。为了充分发挥这样的效果，需要含有Ti为0.5% (除非特别指出，否则在成分 中，％意思为原子％。下同)以上。若比该含量少，则抖动值的增大抑制的效果不充分，因 经时变化导致抖动增大，因此不为优选。Ti量优选为1.0%以上。另一方面，若Ti量超过3. 0%，则膜的吸收率增加，得不到透光层用于光硬化的充 分的透射率。因此，Ti量的上限为3.0%。优选的上限为2.5%。作为本发明的第一反射膜，如果由还含有从Ge、La和Ag之中选择出的至少一种元 素，合计为0. 1 1. 5原子％的Al基合金构成，则能够进一步抑制因经时变化造成的反射 率的降低，其结果是能够进一步提高光盘的耐久性。关于上述元素(Ge、La、Ag)发挥上述作用效果的机理还不清楚，但考虑是由于这些元素氧化或在表面稠化，从而抑制氧向Al中的侵入，抑制Al的氧化。为了充分发挥这样 的效果，优选上述元素合计含有0. 以上。更优选合计为0. 2%以上。另一方面，若上述元 素量合计超过1. 5%，则反射率反射容易降低，因此不为优选。这被认为是由于添加元素的 氧化导致透射率的上升和其与Al的化合物的形成造成的反射膜的吸收率的增加发生。更 优选合计为1.0%以下。本发明的第一反射膜的Al基合金的化学成分组成如上所述，余量实质上是Al。但 是，上述Al基合金在第一反射膜的制造等时，有不可避免的杂质(例如氧(0)、碳(C)、氢 (H)、氮(N)、铁0 )、硅(Si)等)混入。但是，本发明的第一反射膜的成分组成没有规定这 些不可避免混入的微量成分，只要不妨碍本发明的特性，可允许这些可避免的杂质的微量 混入。即，本发明的第一反射膜，实质上由上述列举的Al合金构成，作为其他混入的成分， 可列举这些微量的不可避免的杂质。本发明的只读光信息记录媒体的制造方法没有特别限定，例如在双层BD-ROM的 制造工序中，根据包括如下工序的方法，则本发明的效果得到充分发挥，因此优选作为本 发明的第一反射膜，形成例如前述图2的反射膜2A后，形成层叠于其上的透光层3A时，均 一地涂布光硬化树脂后，从基板1侧经由所述第一反射膜对于所述光硬化树脂照射光(例 如紫外线)，由此形成上述透光层。本发明的只读光信息记录媒体，其特征在于，如前述图2这样具有多个信息记录 面的光盘的多层反射膜中，距基板最近的反射膜使用上述Al基合金。因此，具有多个信息 记录面的光盘的多层反射膜之中，对于第一反射膜以外的反射膜其成分等没有限定，只要 满足所需要的特性即可。另外，对于光盘的其他构成部分(透光层、基板等的种类)也没有 限定，能够采用通过所使用的。例如作为基板，能够使用光盘用基板通用的树脂，具体来说，例如有聚碳酸酯树脂 和丙烯酸树脂等。若考虑价格或机械的特性，则优选使用聚碳酸酯。基板的厚度优选大致在0. 5 1. 2mm的范围内。另外，基板上所形成的凹洞的深 度优选大致在50 IOOnm的范围内。透光层的种类也没有限定，例如能够使用紫外线硬化树脂、聚碳酸酯树脂等。透光 层的厚度在单层光盘中，优选为大约100 μ m左右，在双层光盘中，优选第一透光层的厚度 约25 μ m左右，第二透光层的厚度约75 μ m。本发明的第一反射膜例如能够由溅射法、蒸镀法等成膜，但优选溅射法。这是由于 根据溅射法，上述合金元素会均勻分散在Al基体中，因此能够得到均质的膜，能够获得稳 定的光学特性和耐久性。溅射时的成膜条件没有特别限定，优选采用例如以下这样的条件。 基板温度室温 50°C 到达真空度1 X KT5Torr以下(IXKT3Pa以下) 成膜时的气压1 4mTorr· DC溅射功率密度(靶的单位面积的DC溅射功率)1. 0 20W/cm2用于溅射法的溅射靶通过熔解铸造法、粉末烧结法、喷射成形法等任何一种方法 都能够制造，但特别优选使用真空熔解铸造法或喷射成形法制造。由真空熔解铸造法制造 的Al基合金溅射靶，氮和氧等杂质成分的含量少，若将该溅射靶用于成膜，则能够确保溅射速度的稳定性，另外使用该溅射靶形成的薄膜，组成的均一性优异。另外，由喷射成形法 制造的溅射靶，组成的均一性也高，若将该溅射靶用于成膜，则能够形成厚度和组成的均一 性优异的薄膜。作为用于前述第一反射膜的形成的溅射靶，在形成由含有Ti为0. 5 3. 0%的Al 合金构成的反射膜时，该反射膜由含有Ti为0. 5 3. 0%的Al合金构成，此外，所述Al基 合金还含有从Ge、La和Ag之中选择出的至少一种元素，合计为0. 1 1.5%时，所述溅射 靶由含有所述Ti为0. 5 3. 0%，并且含有从Ge、La和Ag之中选择出的至少一种元素，合 计为0. 1 1.5%的Al基合金构成，与反射膜的合金组成基本上相同即可。使用这样的溅 射靶，能够容易地形成预期的成分组成的第一反射膜。本发明的溅射靶的Al基合金的化学成分组成如上所述，余量实质上是Al。但是， 上述Al基合金在溅射靶的制造等时，有不可避免的杂质(例如氧(0)、碳(C)、氢(H)、氮 (N)、铁0 )、硅(Si)等)混入。但是，本发明的溅射靶的成分组成没有规定这些不可避免 混入的微量成分，只要不妨碍本发明的特性，可允许这些可避免的杂质的微量混入。即，本 发明的溅射靶，实质上由上述列举的Al合金构成，作为其他混入的成分，可列举这些微量 的不可避免的杂质。实施例以下，列举实施例更具体地说明本发明，但下述实施例不限制本发明，在不脱离前 后述的宗旨的范围内也可以适宜加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。即，在 下述的实施例中，制作形成有反射膜和透光层仅各一层的试样，其形成是用于评价双层光 盘的第一反射膜的特性。(1)关于初期反射率和加速环境试验前后的反射率的变化在具有镜面的聚碳酸酯基板上，通过DC磁控管溅射法形成膜厚约18nm的纯Al反 射膜或Al基合金反射膜，制作反射率测量用的试样。在溅射装置中，使用多个靶可同时放 电的多元溅射装置((株)了 ；< y夕制CS-200)。作为靶，使用纯A1、A1-Ti合金、Al-Ti-Ge 合金或在纯Al靶上配置有各种合金添加用的纯金属的复合靶。溅射条件为，Ar气流量20sCCm，Ar气压约0. lPa，成膜功率2 5W/cm2，到达真 空度2. OX KT6Torr以下。形成的Al基合金膜的成分组成(表1)通过ICP光谱法和ICP 质谱法求得。使用上述制作的试样，利用分光光度计(日本分光(株)制V-570)，测量波长 405nm的初期的反射率。其后，进行在温度80°C、相对湿度85%的大气气氛下保持192小时 的恒温恒湿试验(加速环境试验)，测量试验后的反射率。然后，求得反射率的降低量[(试 验后的反射率)-(试验前的反射率)]。上述反射率的降低量为5. 0 %以下(绝对值)，并且 初期反射率(试验前的反射率)为70. 0%以上，并且试验后的反射率为68. 0%以上的为合 格。(2)关于加速环境试验前后的抖动值首先，在具有平面、凹洞的厚1. Imm的聚碳酸酯BD-ROM基板上，使用纯Al靶、在纯 Al靶上配置有各种合金添加用的纯金属的复合靶，或Al合金靶，通过DC磁控管溅射法，形 成厚18nm的表1所示的各成分组成的纯Al反射膜和Al基合金反射膜。还有，成膜用的装 置和成膜条件与上述(1)相同。
其次，在如上述这样得到的反射膜上，通过旋涂法涂布紫外线硬化树脂，使其厚度 为100 μ m，从基板侧照射紫外线进行树脂硬化，形成透光层。如此制作具有各种组成的反射 膜的单层BD-R0M。然后，使用“社制0DU-1000及横河电机社制TA-810，按以下的条件测
量抖动。再生激光功率0. ；35碰光盘转速4.92m/s接着，进行与上述(1)同样的加速环境试验，求得试验后的抖动。然后，试验前的 抖动与试验后的抖动均在9%以下时，评价为“耐久性优异”(长期再生稳定性优异)。还有，在表1的No. 19 21中，初期反射率、前述试验后的反射率、和前述反射率 的降低量全部不满足上述评价标准，因此无法进行该抖动值的测量。将其结果一并记载在表1中。[表 1]
权利要求
1.一种只读光信息记录媒体，其特征在于，是包括在基板上形成有多层反射膜和透光 层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录媒体，其中，所述反射膜之中距所述基板最近的反射膜实质上由含有0. 5 3. 0原子％的Ti的Al 基合金构成，并且该反射膜的膜厚为IOnm以上、30nm以下。
2.根据权利要求1所述的只读光信息记录媒体，其特征在于，所述Al基合金还含有合 计为0. 1 1. 5原子％的从Ge、La和Ag之中选出的至少一种元素。
3.一种只读光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶，其特征在于，是包括在基板上形 成有多层反射膜和透光层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录 媒体中的距所述基板最近的反射膜形成用的溅射靶，其中，该溅射靶实质上由含有0.5 3. 0原子％的Ti的Al基合金构成。
4.根据权利要求3所述的只读光信息记录媒体的反射膜形成用溅射靶，其特征在于， 所述Al基合金还含有合计为0. 1 1.5原子％的从Ge、La和Ag之中选出的至少一种元ο
全文摘要
本发明提供一种使用蓝色激光的只读光信息记录媒体(例如双层BD-ROM)，其具有的反射膜既可确保制造时所需要的透光性，又具有充分高的反射率，并且在用于光信息记录媒体时再生稳定性优异，且耐久性也优异。本发明涉及一种只读光信息记录媒体，是包含在基板上多层形成有反射膜和透光层的叠层的构造，通过蓝色激光进行信息的再生的只读光信息记录媒体，其中，所述反射膜之中距所述基板最近的反射膜，实质上由含有Ti为0.5～3.0原子％的Al基合金构成，并且该反射膜的膜厚为10nm以上、30nm以下。
文档编号G11B7/258GK102150211SQ20098013553
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者志田阳子, 田内裕基 申请人:株式会社神户制钢所