(57)【要約】【課題】優れた信号の変調度を有し、光ディスクなどとしての基本特性にも優れた光情報記録媒体を提供する。【解決手段】レーザ光の照射により記録マークが形成される記録層４を基板１上に有する光情報記録媒体１０であって、この記録層４はＳｎ基合金からなり、この記録層４に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物からなる誘電体層３、５を有するようにし、光ディスクなどとしての信号の変調度を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービームの照射により記録マークが形成される記録層を基板上に有する光情報記録媒体であって、この記録層はＳｎ基合金からなり、この記録層に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物を主成分として含んだ誘電体層を有することを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記誘電体層が、前記記録層と前記基板との間に位置する請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記Ｓｎ基合金が、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％、希土類元素を０．５〜１０原子％各々含み、残部Ｓｎおよび不可避的な不純物からなる、請求項１に記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録用の記録媒体に関するものである。本発明の光情報記録媒体は、現行のＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、次世代の光情報記録媒体（ＨＤＤＶＤやBlu-ray Disc）として用いられ、特に、青紫色のレーザを用いる追記型の高密度光情報記録媒体として好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体（光ディスク）は、記録再生方式により、再生専用型、書換え型および追記型の３種類に大別される。
【０００３】
このうち追記型の光ディスクでは、主にレーザ光などのエネルギービームが照射された記録層（以下、光記録層とも言う）材料の物性の変化を利用してデータを記録する。追記型の光ディスクは、情報の記録はできるが消去や書換えを行なうことはできない。この様な特性を利用し、ＣＤ- Ｒ、ＤＶＤ- Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ等の追記型の光ディスクは、例えば文書ファイルや画像ファイルなど、データの改ざん防止が求められる用途に用いられている。
【０００４】
追記型の光ディスクに用いられる記録層材料としては、例えば、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ系色素などの有機色素材料が知られている。この有機色素材料にレーザ光を照射すると、色素の熱吸収によって色素や基板が分解、溶融、蒸発されるなどして記録マークが形成される。ところが有機色素材料を用いる場合、色素を有機溶媒に溶解してから基板上に塗布しなければならず、生産性が低いという問題がある。また、記録信号の長期安定保存性などの点でも問題がある。
【０００５】
こうした有機色素材料の弱点を改善するため、記録層として無機材料薄膜を使用し、この薄膜にレーザ光を照射して、局所的に記録マーク（穴、ピットなど）を形成することにより記録を行なう方法が提案されている（非特許文献１、特許文献１〜７など）。なお、このような記録マーク形成の他に、無機材料薄膜の相変化や合金化により記録する方式もあるが、これらは３層以上の多層の無機材料薄膜をスパッタなどで積層する必要があり、生産ラインが特殊となり、生産コストの面で不利である。この点、上記局所的な記録マーク形成方式は、２層以下の無機材料薄膜で記録層を形成できるために、生産性や生産コスト面で有利である。
【０００６】
ただ、この局所的な記録マーク形成方式では、記録感度が無機材料薄膜の相変化や合金化により記録する方式に比して低いという問題があった。この局所的な記録マーク形成方式は、記録層である無機材料薄膜をレーザ光により溶融して、穴、ピットなどを開ける方式である。このため、無機材料薄膜の融点以上にまで温度を上げる必要があり、必然的に高いレーザーパワーを必要とする。
【０００７】
また、このように高いレーザーパワーによると、無機材料薄膜を溶融させて、穴、ピットなどを開けたポット部分に、溶融した膜が水滴のようになって残りやすくなる。この残った水滴状の溶融膜が存在すると、記録マーク部分の反射率の変化を阻害して、信号の変調度が上がらないという問題もあった。
【０００８】
局所的な記録マーク形成方式の、これらの問題を改善するために、従来から種々の技術が提案されている。例えば、非特許文献１には、融点および熱伝導率の低いＴｅ薄膜を使用して、低いレーザパワーで記録マークの穴をあける技術が開示されている。
【０００９】
特許文献１、２には、基板上にＡｌを含むＣｕ基合金からなる反応層と、Ｓｉなどを含む反応層とが積層された光情報記録層が開示されている。これらの文献に示された光記録層では、レーザ光の照射によって、基板上に、各反応層に含まれる元素が混合された領域が部分的に形成され、それにより反射率が大きく変化することから、青色レーザなどの短波長レーザを用いて高感度で記録できると記載されている。
【００１０】
特許文献３、４および７は、記録マークによるＣ／Ｎ（carrier-to-noise ratio：キャリアとノイズの出力レベルの比）の低下を防止し、高いＣ／Ｎと反射率を備えた光情報記録媒体を開示するもので、記録層としてＩｎを含むＣｕ基合金（特許文献３）、Ｂｉなどを含むＡｇ基合金（特許文献４）、Ｂｉなどを含むＳｎ基合金（特許文献７）が記載されている。
【００１１】
特許文献５、６はＳｎ基合金を用いた光情報記録媒体に関するもので、特許文献５には、合金層中に、熱処理工程で少なくとも一部が凝集し得る元素を２種以上含有させた光情報記録媒体が開示されている。具体的には、ＢｉやＩｎを含む厚さ１〜８ｎｍ程度のＳｎ- Ｃｕ基合金層からなり、高融点で熱伝導率の高い光情報記録媒体である。
【００１２】
特許文献６には、記録特性に優れたＳｎ- Ｂｉ合金に、ＳｎやＢｉよりも酸化され易い被酸化性物質を添加した光情報記録層が開示されており、高温多湿環境下においても優れた耐久性を示すことが強調されている。
【特許文献１】特開２００４−５９２２号公報（全文）
【特許文献２】特開２００４−２３４７１７号公報（全文）
【特許文献３】特開２００２−１７２８６１号公報（全文）
【特許文献４】特開２００２−１４４７３０号公報（全文）
【特許文献５】特開平２−１１７８８７号公報（全文）
【特許文献６】特開２００１−１８０１１４号公報（全文）
【特許文献７】特開２００２−２２５４３３号公報（全文）
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌ．３４（１９７９）ｐ．８３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年、記録情報の高密度化に対応するため、青紫色レーザなどの短波長レーザを用いた光情報の記録と再生技術が開発されている。これに伴い、この技術に適合する記録層の特性として、（１）高Ｃ／Ｎ（読取り時の信号が強くバックグラウンドのノイズが小さい）、低ジッター（信号位置のばらつきが少ない）などの高品質の信号書込み・読取り、（２）高記録感度（低パワーのレーザ光で書き込みができる）、（３）記録層からの高反射率、（４）高耐食性、などの諸特性が要求されている。
【００１４】
しかし、前記した従来の記録マーク形成方式の金属系各記録層では、要求される上記諸特性の全てを兼備、あるいは十分に満たすことができず、実用化には難がある。
【００１５】
例えば、前記特許文献５には、５５質量％Ｉｎ−４０質量％Ｓｎ−５質量％Ｃｕ合金（原子％に換算すると、５３．５原子％Ｉｎ−３７．７原子％Ｓｎ−８．８原子％Ｃｕ合金）からなる膜厚２〜４ｎｍの光記録層が開示されているが、実用可能なレベルのＣ／Ｎ値は得られ難い。また、この特許文献に開示されている合金層の厚さは２〜４ｎｍであるが、上記合金組成にとっては、膜厚が薄過ぎるため、実用化できるレベルの反射率は得られなかった。
【００１６】
また、特許文献６には、Ｓｎ−Ｂｉ合金に、ＳｎやＢｉよりも酸化され易い被酸化性物質を加えた光記録層が開示されている。ところが、これらの合金では、後述する本発明のＳｎ基合金記録層を超えるレベルのＣ／Ｎ値や記録感度は得られなかった。
【００１７】
更に、特許文献７には、合金組成が８４原子％Ｓｎ−１０原子％Ｚｎ−６原子％ＳｂであるＳｎ基合金製の光記録層が開示されている。しかしこのＳｎ基合金でも、後述する本発明のＳｎ基合金を超えるレベルのＣ／Ｎ値や記録感度、反射率は得られなかった。
【００１８】
しかし、金属系の記録層は、前記した通り、有機系記録層に較べて材料が著しく安定であるという大きな利点がある。このため、金属系材料で上記要求諸特性を満足する実用的な記録層を開発することは、信頼性の高い光情報記録媒体であるＢＤ−ＲやＨＤＤＶＤ- Ｒをユーザに提供する上で極めて重要となる。
【００１９】
このため、本発明者らは、上記（１）〜（４）として示した要求諸特性を満たすとともに、記録精度の信頼性が高く、コスト的にも廉価な、Ｓｎ基合金からなる光情報記録層を先に提案した（特願２００５−３７６０５９号、特願２００６−４０９９号）。この提案されたＳｎ基合金は、Ｓｎに対し、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％、希土類元素を１〜１５原子％、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０％以下（０％を含まない）、の範囲で選択的に含むものである。
【００２０】
ただ、この提案されたＳｎ基合金からなる光情報記録層は、上記（１）〜（４）として示した要求諸特性を満たすものの、信号の変調度の点では、なお改善の余地がある。
【００２１】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、優れた信号の変調度を有し、光ディスクなどとしての基本特性にも優れた、Ｓｎ基合金からなる記録層を備えた光情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成するための本発明に係る光情報記録媒体の要旨は、エネルギービームの照射により記録マークが形成される記録層を基板上に有する光情報記録媒体であって、この記録層はＳｎ基合金からなり、この記録層に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物を主成分として含んだ誘電体層を有することである。
【００２３】
前記誘電体層は、前記Ｓｎ基合金からなる記録層と前記基板との間に位置することが好ましい。また、前記Ｓｎ基合金が、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％、希土類元素を０．５〜１０原子％各々含み、残部Ｓｎおよび不可避的な不純物からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明光情報記録媒体の記録層を上記Ｓｎ基合金にて構成すると、母相となるＳｎは低融点であるので、低いレーザパワーでＳｎが溶融でき、局所的な記録マーク（穴、ピットなど）の形成が可能となる。これによって、良好な記録感度が得られる。
【００２５】
ただ、この記録層は、反面では、Ｓｎが低融点であることによって、Ｓｎのぬれ性により、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成状態（穴、ピットなどの形状）が大きく左右されやすいという特有の問題も有する。この問題は前記した通り、信号の変調度の変化につながり、信号の変調度が低下しやすいという点でなお改善の余地がある。
【００２６】
より具体的には、Ｓｎのぬれ性が良過ぎると、溶融したＳｎが、一定のトラックピッチを有する溝（案内溝、ピット）内に広がらずに、Ｓｎを溶融させて、穴、ピットなどを開けたポット部分に局部的に止まり、水滴のようになって残りやすくなる。このような水滴状の溶融Ｓｎが存在すると、記録マーク部分の反射率の変化を阻害して、信号の変調度が上がらない可能性が高い。逆に、Ｓｎのぬれ性が悪くても、溶融したＳｎが溝周囲の縦壁などに偏在して固まり、同じく、記録マーク部分の反射率の変化を阻害して、信号の変調度が上がらない可能性が高い。
【００２７】
これに対して、本発明では、このＳｎ基合金記録層に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物からなる誘電体層を設けて、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成の際に、Ｓｎのぬれ性を制御する。これによって、上記水滴状の溶融Ｓｎの溶け残りや、固まりとしてのＳｎの偏在を抑制して、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成を良好とする。これによって、信号の変調度の低下を防止できる。
【００２８】
この結果、本発明によれば、優れた信号の変調度を有し、光ディスクなどとしての基本特性にも優れた、Ｓｎ基合金からなる記録層を備えた光情報記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（光情報記録媒体の全体構成）
以下に図面を用いて、前提としての、本発明光情報記録媒体（光ディスク）全体構成の実施形態を例示する。図１〜４は、波長が約３５０〜７００ｎｍのレーザ光などのエネルギービームを記録層に照射し、データの記録と再生を行うことのできる追記型の本発明光情報記録媒体を例示する断面模式図である。尚、各図の（Ａ）［および（Ｃ）］は記録場所が凸状に形成されたもの、（Ｂ）［および（Ｄ）］は記録場所が凹溝状に形成されたものを例示している。
【００３０】
図１の光ディスク１０は、支持基板１と、光学調整層２と、誘電体層３、５と、誘電体層３と５の間に挟まれた記録層４と、光透過層６とを備えている。
【００３１】
図２の光ディスク１０は、支持基板１と、第０記録層群（光学調整層、誘電体層、記録層を備えた一群の層）７Ａと、中間層８と、第１記録層群（光学調整層、誘電体層、記録層を備えた一群の層）７Ｂと、光透過層６とを備えている。
【００３２】
図３は、１層ＤＶＤ- Ｒ、１層ＤＶＤ＋Ｒ、１層ＨＤＤＶＤ- Ｒタイプの光ディスクを例示し、図４は、２層ＤＶＤ- Ｒ、２層ＤＶＤ＋Ｒ、２層ＨＤＤＶＤ- Ｒタイプの光ディスクを例示する。符号８は中間層、符号９は接着剤層を示している。
【００３３】
図２、４における第０および第１の記録層群７Ａ、７Ｂを構成する一群の層は、３層構造や、２層構造の他、記録層１層のみからなるものであっても構わない。例えば、３層構造は、図の上側から、誘電体層／記録層／誘電体層、誘電体層／記録層／光学調整層、記録層／誘電体層／光学調整層などで構成される。また、２層構造は、図の上側から、記録層／誘電体層、誘電体層／記録層、記録層／光学調整層、光学調整層／記録層などで構成される。
【００３４】
以上のような光情報記録媒体の構成を前提として、本発明光情報記録媒体では、記録層４をＳｎ基合金からなるものとし、後述する通り、記録情報の高密度化を可能にすることを特徴とする。
【００３５】
更に、本発明光情報記録媒体では、このＳｎ基合金からなる記録層４に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物を主成分として含んだ誘電体層３、５を有することも特徴とする。なお、本発明で言う、誘電体層がこれら元素の酸化物を主成分として含むとは、誘電体層がこれら元素の酸化物のみからならずとも、誘電体層の成膜上、誘電体層の本発明効果を阻害しない範囲で、これら元素の酸化物以外の酸化物などを誘電体層に不純物として含むことを許容するという意味である。勿論、可能であれば、これら元素の酸化物のみから実質的になる誘電体層を成膜して良い。
【００３６】
これらの酸化物からなる誘電体層は、誘電体機能と共に、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成の際のＳｎ基合金記録層４のぬれ性を制御する。これによって、Ｓｎ基合金記録層特有の問題である、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成の際の、前記した水滴状の溶融Ｓｎの溶け残りや固まりとしてのＳｎの偏在を抑制して、局所的な記録マークの形成を良好とする。これによって、信号の変調度の低下を防止する。また、これらの酸化物からなる誘電体層は、誘電体層として、記録層４を保護し、反射率やＣ／Ｎも高める誘電体機能（効果）も有している。
【００３７】
誘電体層３、５は、上記したように、その記録層のぬれ性制御や誘電体機能を発揮させるためには、Ｓｎ基合金からなる記録層４に隣接させ、記録層４と基板１との間に位置することが好ましい。
【００３８】
（Ｓｎ基合金記録層）
本発明光情報記録媒体では、前提として、記録層を、前記した、特願２００５−３７６０５９号、特願２００６−４０９９号などで提案されたＳｎ基合金からなるものとすることが好ましい。即ち、Ｓｎ基合金を、Ｓｎに対し、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％、希土類元素を１〜１５原子％、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０％以下（０％を含まない）、の範囲で選択的に含むものとすることが好ましい。ここで、これらＳｎ基合金の組成は、以下に記載するＳｎ基合金も含めて、これら含有合金元素以外の残部は、Ｓｎおよび不可避的な不純物である。
【００３９】
上記したＳｎ基合金からなるものとすることによって、青紫色レーザなどの短波長レーザを用いた光情報の記録と再生技術適合し、記録情報の高密度化を可能にし、また保証できる。具体的には、前記した（１）高Ｃ／Ｎ、低ジッターなどの高品質の信号書込み・読取り、（２）高記録感度、（３）記録層からの高反射率、（４）高耐食性、などを可能にできる。更に、記録精度の信頼性が高く、コスト的にも廉価とし、実用的な記録層とできる。
【００４０】
これらの特性を満足する記録層のＳｎ基合金としては、前記したＳｎ基合金の中でも、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％と、希土類元素を０．５〜１０原子％含む組み合わせタイプが好ましい。更に、このタイプのＳｎ基合金の中でも、最も好ましい組み合わせとしては、Ｓｎ−（Ｎｉ、Ｃｏ）−Ｙの組み合わせである。
【００４１】
この他の、Ｓｎ基合金の好ましい組み合わせのタイプとしては、Ｓｎ−（Ｎｉ、Ｃｏ）、Ｓｎ−（Ｎｉ、Ｃｏ）−（Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ）、Ｓｎ−（Ｎｉ、Ｃｏ）−（希土類元素）−（Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ）などがある。
【００４２】
（Ｓｎの効果）
基金属（残部組成）としてのＳｎは、光記録層の反射率では、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕなどよりも劣っている。しかし、レーザ光照射による記録マークの形成性は、これらの金属よりもＳｎの方が格段に優れている。これは、Ｓｎの融点が約２３２℃であり、Ａｌ（融点は約６６０℃）、Ａｇ（融点は約９６２℃）、Ｃｕ（融点は約１０８５℃）に比べて格段に低いからである。これによって、Ｓｎ基合金の薄膜はレーザ光の照射により、低温でも容易に溶融もしくは変形し、低いレーザーパワーでも優れた記録マークの形成性を発揮し、記録特性を発揮することができる。
【００４３】
したがって、Ｓｎ基合金記録層は、特に、本発明が対象とする、比較的低いレーザーパワーの青紫色レーザを用いる次世代型光ディスクに好適である。これに対して、従来のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕなどの記録層では、記録マークの形成自体が困難になる恐れがある。
【００４４】
（合金元素：Ｎｉ、Ｃｏ）
Ｓｎ基合金の合金元素としては、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％の範囲で選択的に含むことが好ましい。ＮｉとＣｏは、Ｃ／Ｎ値、反射率および耐食性を高めると共に、ジッターを抑える作用があり、更には、光記録層の表面粗さを低減し、記録マークの形状を最適化する作用を有する同効元素である。
【００４５】
Ｎｉおよび／またはＣｏの含有量が少な過ぎては、これらの効果が有効に発揮されない。このため、これらの効果を有効に発揮させるには、Ｎｉおよび／またはＣｏの各々単独あるいはこれらの合計（総量）で１原子％以上含有する必要がある。一方、Ｎｉおよび／またはＣｏの含有量が多過ぎると、Ｓｎの量が相対的に不足気味となって、Ｓｎに求められる上記した本来の特性が有効に発揮されなくなる。このため、Ｎｉおよび／またはＣｏの含有量の上限は、各々単独あるいはこれらの合計で５０原子％以下とする。この点、Ｎｉおよび／またはＣｏの各々単独あるいはこれらの合計での、より好ましい含有量は５〜３５原子％、更に好ましくは１５〜２５原子％の範囲である。
【００４６】
（合金元素：希土類元素）
この他の合金元素として、希土類元素は、記録層の耐食性や記録膜の平坦性向上に寄与する他、ジッターを低減する効果を有している。このため、希土類元素を０．５〜１０原子％の範囲で、選択的に含有させることが好ましい。これらの効果を有効に発揮させるためには、希土類元素を、各々単独あるいは合計（総量）の含有量で０．５原子％以上、より好ましくは１．０原子％以上含有させる。但し、その含有量が多過ぎると光記録膜の融点が上昇し、レーザ光による記録マークの形成が困難になるので、多くとも各々単独あるいは合計（総和、総量）で１０原子％以下、好ましくは８％原子以下に抑えるのがよい。これらは単独で使用し得るほか、２種以上を任意の組合せで併用しても勿論構わない。
【００４７】
この希土類元素の中でもＹ（イットリウム）やＮｄ（ネオジウム）、Ｌａ（ランタン）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）などが好ましい。また、この希土類元素の中でも、特にＹは、前記Ｎｉおよび／またはＣｏと組み合わせて用いられると、その効果が大きく、選択的に含む場合には好ましい。
【００４８】
（合金元素：Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ）
Ｓｎ基合金の合金元素としては、記録層の主体となるＳｎの酸化劣化をより抑制し、記録層の耐久性をより高めるために、更にＩｎ、Ｂｉ、Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０原子％以下（０原子％を含まない）の範囲で選択的に含んでも良い。
【００４９】
これらＩｎ、Ｂｉ、Ｚｎは、何れもＳｎよりも被酸化性の高い元素であり、それらが犠牲となって、Ｓｎの酸化劣化を防止する作用を発揮する。この効果は、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎの含有量が極く少量でも発揮されるので、これらの元素の含有量の下限は特には規定しない。ただ、この効果が明確に現れてくる意味での実用的には、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎの各々単独あるいはこれらの合計（総量）で３％原子以上、より確実には５原子％以上であり、選択的に含む場合には、これらの値以上含むことが好ましい。一方、その含有量が多過ぎると、Ｓｎ含有量が相対的に少なくなって、Ｓｎ本来の上記した特性が損なわれる。このため、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎの各々単独あるいはこれらの合計（総量）での上限は３０原子％以下、好ましくは２５原子％以下とする。
【００５０】
（光記録層厚み）
上記Ｓｎ基合金によって形成される光記録層は、安定した精度で確実な記録層を形成する上で、光情報記録媒体の構造にもよるが、厚さを１〜５０ｎｍの範囲にするのがよい。１ｎｍ未満では光記録膜が薄過ぎるため、仮に光記録層の上部や下部に光学調整層や誘電体層を設けたとしても、光記録膜の膜面にポアなどの欠陥が生じ易くなって、満足のいく記録感度が得られ難くなる。逆に５０ｎｍを超えて厚くなり過ぎると、レーザ光照射によって与えられる熱が記録層内で急速に拡散し易くなり、記録マークの形成が困難になる。光ディスクとしての反射率の観点からすると、記録層のより好ましい厚さは、誘電体層や光学調整層を設けない場合、８ｎｍ以上、３０ｎｍ以下、更に好ましくは１２ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であり、誘電体層や光学調整層を設ける場合は、３ｎｍ以上、３０ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下である。
【００５１】
また、前記Ｓｎ基合金によって形成される記録層は、安定した精度で確実な記録層を形成する上で、厚さを１〜５０ｎｍの範囲にすることが望ましい。この厚み範囲のＳｎ基合金記録層は、特に波長が３５０〜７００ｎｍの範囲のレーザ光に対して高い記録感度を示し、優れた光情報の書込み・読取り精度を発揮する光情報記録媒体となる。
【００５２】
記録層の厚みが１ｎｍ未満では、記録膜が薄過ぎて膜面にポアなどの欠陥が生じ易くなり、記録精度が低下する恐れが生じる。逆に、記録層の厚みが５０ｎｍを超えて厚くなり過ぎると、レーザ光照射によって与えられる熱が記録層内で急速に拡散し易くなり、記録マークの形成が困難になる。このような観点から、記録層のより好ましい厚さは３ｎｍ以上、４５ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下である。
【００５３】
（特定元素の酸化物誘電体層）
本発明光情報記録媒体では、前記した通り、Ｓｎ基合金記録層４に隣接して、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される、特定元素の酸化物からなる誘電体層３、５を設ける。これらの酸化物としては、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、ＭｎＯ2 、ＩｎＯなどが例示される。
【００５４】
これら元素の酸化物からなる誘電体層３、５は、前記した通り、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成の際のＳｎ基合金記録層４のぬれ性を制御し、信号の変調度の低下を抑制する。また、誘電体層３、５は、誘電体層として、記録層４を保護し、これにより記録情報の保存期間を大幅に延長する（耐久性が向上する）他、反射率やＣ／Ｎも高める効果も有している。
【００５５】
Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物からなる誘電体層を設けない場合、あるいは、これら特定元素の酸化物以外の組成の誘電体層を設けた場合には、誘電体機能は有するものの、レーザパワーでの局所的な記録マークの形成の際のＳｎ基合金記録層のぬれ性の制御効果は無いか、ごく小さい。
【００５６】
このため、局所的な記録マークの形成の際に、Ｓｎのぬれ性が良過ぎて、溶融したＳｎが、一定のトラックピッチを有する溝内に広がらずに、Ｓｎを溶融させて、穴、ピットなどを開けたポット部分に局部的に止まり、水滴のようになって残りやすくなる。また、逆に、Ｓｎのぬれ性が悪くても、溶融したＳｎが溝周囲の縦壁などに偏在して固まりやすくなる。この結果、いずれにしても、記録マーク部分の反射率の変化を阻害して、信号の変調度が上がらない可能性が高くなる。このようなＳｎ基合金記録層のぬれ性の制御効果は無いかごく小さい誘電体層の構成素材としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 、ＺｎＳ、（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ）などの酸化物や窒化物、（Ｓｉ、Ｔｉ）などの炭化物、ＢＮやＣ、あるいはそれらの混合物等が例示される。
【００５７】
（誘電体層位置）
これらの効果を発揮するために、本発明光情報記録媒体では、この特定酸化物からなる誘電体層をＳｎ基合金記録層に隣接して設ける。この態様として、この特定酸化物からなる誘電体層は、前記Ｓｎ基合金からなる記録層と前記基板との間に位置することが好ましい。この誘電体層は、このように記録層と基板との間、あるいは記録層の基板とは反対側の表面の何れか１方に形成することで、上記Ｓｎのぬれ性制御による信号変調度の低下抑制効果を発揮するが、両方に形成すればその効果は一段と高まる。
【００５８】
（酸化物誘電体層厚み）
Ｓｉ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎから選択される元素の酸化物からなる誘電体層の厚みは、上記信号変調度の低下抑制効果を発揮するために、光情報記録媒体の構造にもよるが、厚さを好ましくは５〜２００ｎｍの範囲、より好ましくは１０〜１５０ｎｍの範囲にする。５ｎｍ未満では誘電体層の厚みが薄過ぎるため、誘電体層を設けたとしても、上記効果が発揮されない。一方、厚くし過ぎても効果は向上せず、厚過ぎると、光情報記録媒体の生産性が低下する等の不利益が生じてくるため、２００ｎｍを越えて厚くする必要は無い。
【００５９】
この特定元素の酸化物誘電体層の形成手段も特に制限されないが、スパッタリング法が好ましい方法として例示される。
【００６０】
以下に、本発明光情報記録媒体の、光情報記録媒体としての他の好ましい条件や構造について説明する。
【００６１】
（素材）
本発明の代表的な実施形態となる光ディスクは、記録層４、誘電体層（誘電体層）３、５以外の支持基板１や光学調整層２などの素材は特に限定されず、通常使用されているものを適宜選択して使用できる。支持基板の素材としては、汎用されている、ポリカーボネート樹脂、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などが好適に用いられる。光学調整層の素材としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等やそれらの合金などが好適に用いられる。
【００６２】
（レーザ光波長）
記録のために照射するレーザ光の好ましい波長は３５０〜７００ｎｍの範囲であり、３５０ｎｍ未満では、カバー層（光透過層）などによる光吸収が顕著となり、光記録層への書込み・読み出しが困難になる。逆に波長が７００ｎｍを超えて過大になると、レーザ光のエネルギーが低下するため、光記録層への記録マークの形成が困難になる。こうした観点から、情報の記録に用いるレーザ光線のより好ましい波長は３５０ｎｍ以上、６６０ｎｍ以下、更に好ましくは３８０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下である。
【００６３】
（スパッタリング）
上記記録層や誘電体層を形成するために用いる、スパッタリングの際のターゲットの組成は、上記した記録層や誘電体層の、所望の合金組成や酸化物組成と基本的に同一のものが使用できる。言い換えると、スパッタリングターゲットの組成を上記した記録層や誘電体層の合金組成や酸化物組成と同一とすることにより、スパッタリングによって成膜される記録層や誘電体層を、所望の合金組成や酸化物組成に成膜することができる。
【００６４】
この点、本発明のＳｎ基合金からなる記録層は、スパッタリング法によって形成することが特に望ましい。即ち本発明で用いるＳｎ以外の上記各合金元素は、熱平衡状態ではＳｎに対し固有の固溶限を有している。したがって、スパッタリング法によって薄膜を形成すると、上記各合金元素がＳｎマトリックス中に均一に分散するので、膜質が均質化し、安定した光学特性や耐環境性などが得られ易い。
【００６５】
また、本発明のＳｎ基合金からなる記録層は、スパッタリングを行う際には、スパッタリングターゲットとして、溶解・鋳造法によって作製したＳｎ基合金（以下、「溶製Ｓｎ基合金ターゲット」という）を用いることが望ましい。溶製Ｓｎ基合金ターゲットの組織は均一であり、スパッタ率が安定していると共に、ターゲットからの原子の出射角度も均一であるため、合金組成の均一な記録層が得られ易く、均質で高性能の光ディスクを製造できるからである。
【００６６】
このターゲットの製造に当っては、雰囲気中のガス成分（窒素、酸素など）や溶解炉成分が微量ながら不純物としてターゲットに混入することがある。しかし、本発明の記録層やターゲットの成分組成は、これら不可避的に混入してくる微量成分までも規定するものではなく、本発明の上記特性が阻害されない限り、それら不可避不純物の微量の混入は許容される。
【００６７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、下記実施例はもとより本発明を制限する性質のものではなく、前・後記本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００６８】
図１に示すタイプの光ディスク１０を模擬して、支持基板１上に誘電体層３、その上に記録層４、その上に光透過層６と、順に３層を設け、このディスクの信号読み取り時の信号変調度を測定、評価した。これらの結果を表１に示す。結果として、特定元素の酸化物からなる本発明誘電体層を有する発明例は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる誘電体層を設けた比較例や、誘電体層を設けない比較例に比して、著しく信号変調度が優れていた。
【００６９】
（記録層Ｓｎ基合金）
記録層（記録膜）４のＳｎ基合金としては、最も好ましい組み合わせとして、Ｓｎ−（Ｎｉ、Ｃｏ）−（希土類元素）の組み合わせである、Ｓｎ−２０ａｔ％Ｎｉ−３ａｔ％Ｙからなる記録層を共通して用いた。なお、これら成膜した記録層の組成はＩＣＰ発光分光法およびＩＣＰ質量分析法によって求めた。
【００７０】
（誘電体層）
誘電体層３としては、表１に発明例１〜６として示す、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、ＭｎＯ2 、ＩｎＯの酸化物を各々用いた。比較例としては、表１に比較例７として示す、汎用されているＺｎＳ−ＳｉＯ2 を用い、他の条件は発明例と同じとした。また、表１に比較例８として示す、誘電体層３の無い他は発明例と同じ条件としたディスクも比較した。
【００７１】
なお、記録層４を、上記Ｓｎ−Ｎｉ−Ｙ以外の組み合わせのＳｎ基合金からなる記録層についても、他の条件を上記Ｓｎ−Ｎｉ−Ｙの場合と同じとして、このディスクの信号読み取り時の信号変調度を測定、評価した。このＳｎ基合金は、各々、Ｓｎ−２０ａｔ％Ｃｏ、Ｓｎ−２０ａｔ％Ｎｉ−１０ａｔ％Ｉｎ、Ｓｎ−２０ａｔ％Ｎｉ−３ａｔ％Ｙ−１０ａｔ％Ｉｎからなるものである。この結果は、上記Ｓｎ−Ｎｉ−Ｙの場合と同様に、特定元素の酸化物からなる誘電体層を有する発明例は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる誘電体層や、誘電体層を設けない比較例に比して、著しく信号変調度が優れていた。
【００７２】
（ディスクの作製法）
ディスク基板１として、ポリカーボネート基板（直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．１ｍｍ、トラックピッチ：０．３２μｍ、溝幅：０．１６μm、溝深さ：２５ｎｍ）を用いた。
【００７３】
この基板１表面に、ＲＦマグネトロンスパッタリング法によって、各例とも共通して、膜厚１０ｎｍの誘電体層３を成膜した。スパッタリング・ターゲットとしては、直径６インチの前記各酸化物やＺｎＳ−ＳｉＯ2 と同一組成のターゲットを用いた。スパッタリング条件は、各例とも共通して、到達真空度：１０-5Ｔｏｒｒ以下（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３Ｐａ）、Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ、ＲＦスパッタ成膜パワー：２００Ｗとした。
【００７４】
この誘電体層３表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって、各例とも共通して、膜厚１０ｎｍの前記Ｓｎ基合金記録層４を成膜した。スパッタリング・ターゲットとしては、直径６インチのＳｎ基合金記録層４と同一組成のＳｎ−２０ａｔ％Ｎｉ−３ａｔ％Ｙを用いた（他の組み合わせの組成の記録層も同じとした）。スパッタリング条件は、各例とも共通して、到達真空度：１０-5Ｔｏｒｒ以下（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３Ｐａ）、Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ、ＤＣスパッタ成膜パワー：５０Ｗとした。
【００７５】
この記録層４の上部に、紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製の商品名「ＢＲＤ-１３０」）をスピンコートした後、紫外線硬化させて膜厚１００±１５μmの光透過層６を形成した。
【００７６】
（光ディスクの信号変調度評価法）
光ディスク評価装置（パルステック社製の商品名「ＯＤＵ- １０００」、記録レーザ波長：４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）：０．８５）と、デジタルオシロスコ−プ（横河電機社製の商品名「ＤＬ１６４０Ｌ」）を使用し、レーザパワー８ｍＷにおいて、線速度４．９ｍ／ｓで、長さ０．４６μｍの記録マークを繰り返して形成し、レーザーパワー０．３ｍＷにおける信号読み取り時の信号変調度を測定した。
【００７７】
信号変調度の評価は、レーザパワー８ｍＷにおける信号変調度が６０％以上の場合を信号変調度が非常に優れるとして◎、４０〜６０％の場合を信号変調度が優れるとして○、２０〜４０％の場合を信号変調度が小さいとして△、２０％以下の場合を信号変調度が劣るとして×、と各々評価した。これらの結果を表１に示す。
【００７８】
表１から分かる通り、発明例１〜６の、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、ＭｎＯ2 、ＩｎＯの酸化物からなる誘電体層は、比較例７のＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる誘電体層や、比較例８の誘電体層を設けない場合に比して、著しく信号変調度が優れる。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
（光ディスクの基本特性評価）
また、これら発明例１〜６と、比較例７、８の光ディスクとしてのノイズ、Ｃ／Ｎ、記録感度、反射率変化（耐環境性）などの基本特性も、念のために各々測定した。この結果、発明例１〜６と比較例７、８のいずれも、ノイズが−５５ｄＢ以下、Ｃ／Ｎが４５ｄＢ超、記録感度が１０ｍＷ未満、反射率変化が１０％以下で、光ディスクとしての基本特性は合格であった。
【００８１】
これによって、発明例のＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、ＭｎＯ2 、ＩｎＯの酸化物からなる誘電体層は、Ｓｎ基合金からなる記録層とともに、光ディスクとしての基本特性を満足するために必要な本来の機能をも、各々発揮していることが裏付けられる。
【００８２】
（光ディスク基本特性評価法）
発明例１〜６と比較例７、８の、光ディスクとしてのノイズ、Ｃ／Ｎ、記録感度などの基本特性は、光ディスク評価装置とスペクトラムアナライザーを使用し、線速度５．２８ｍ／ｓにおいて測定した。光ディスク評価装置は、パルステック社製の商品名「ＯＤＵ- １０００」、記録レーザ波長：４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）：０．８５、を使用した。スペクトラムアナライザーは、アドバンテスト社製の商品名「Ｒ３１３１Ｒ」を使用した。
【００８３】
この場合の測定項目は、（１）未記録状態の周波数１６．５ＭＨｚにおけるノイズレベル、（２）２Ｔ矩形波を各ディスクに記録したときの周波数１６．５ＭＨｚにおけるＣ／Ｎ、（３）記録感度（Ｃ／Ｎが最大となる記録レーザーパワー）、（４）ディスク状態での反射率（市販のＢＤ−ＲＥディスクのＳＵＭ２レベル測定結果に基づき、ＳＵＭ２レベル３２０ｍＶを反射率１６％と仮定して算出）とした。
【００８４】
また、光ディスクとしての反射率変化（耐環境性）は、耐環境性試験を行なった。即ち、発明例１〜６と比較例７、８の光ディスクを、温度８０℃−相対湿度８５％ＲＨの恒温恒湿試験槽内で９６時間保持し、波長４０５ｎｍのレーザ光に対する試験前後の反射率の変化を分光光度計（日本分光社製の商品名「Ｖ−５７０」）によって測定した。因みに、この耐環境性試験条件は、前記特許文献１、６などにおける光ディスクの耐久性試験よりも、高温・高湿で長時間の耐久性試験となっている。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明によれば、優れた信号の変調度を有し、光ディスクなどとしての基本特性にも優れた、Ｓｎ基合金からなる記録層を備えた光情報記録媒体を提供することができる。この結果、本発明は光情報記録用の記録媒体に関するものである。本発明の光情報記録媒体は、現行のＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、次世代の光情報記録媒体（ＨＤＤＶＤやBlu-ray Disc）として用いられ、特に、青紫色のレーザを用いる追記型の高密度光情報記録媒体として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明光情報記録媒体の一実施態様を示す断面模式図である。
【図２】本発明光情報記録媒体の他の実施態様を示す断面模式図である。
【図３】本発明光情報記録媒体の他の実施態様を示す断面模式図である。
【図４】本発明光情報記録媒体の他の実施態様を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００８７】
１：支持基板、２：光学調整層、３、５：誘電体層、４：記録層、
６：光透過層、７Ａ、７Ｂ：記録層群、８：中間層、９：接着剤層、
１０：光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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