(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体表面上に記録層を有し、この記録層上に金属からなる反射層を有し、
記録層がＴｅ、Ｇｅ、ＣおよびＨを主成分とし、主成分全体に対するＣとＨとの合計が原子比で１０％以上３８％以下であり、
記録層の厚さをｔＲ、記録再生光の波長をλ、記録層の屈折率をｎＲ、０以上２以下の整数をＮとしたとき、ｔＲが、
式Ｉ  ｔＲ＝（λ／４ｎＲ）（２Ｎ＋ｘ）
（上記式Ｉにおいて、ｘ＝０．２〜１．０である）
を満足し、
基体裏面側から入射した波長λの光の反射率が１０〜６０％である光記録媒体。
【請求項２】
反射層が、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｒおよびＴｉの少なくとも１種を含有する請求項１の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、追記型の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報媒体としてはコンパクトディスク（ＣＤ）が最も一般的に使用されている。ＣＤフォーマットでは、７０％以上の反射率が要求される。このため、ＣＤ再生装置で再生可能な追記型光記録媒体にも、反射率が７０％以上であることが要求される。
【０００３】
現在のところ、ＣＤ再生装置で再生可能な追記型媒体としては、７０％以上の反射率を容易に達成できること、生産性が高く製造コストが安いことなどから、有機色素を用いた記録層と金属反射層とを積層したＣＤ−Ｒが実用化されている。
【０００４】
一方、ＣＤフォーマットでの再生が可能な追記型媒体に、無機記録材料を利用する提案もなされている。例えば、特開平８−２５８４１６号公報には、基板上に記録層と光反射層とを有し、記録層が化学式
ＴｅａＧｅｂＣｃＨｄＯｅ
［ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは原子百分率であり、（ｃ＋ｄ）＞４０、ｄ＞１０、ａ＞５、ｂ＞５、ｅ≧０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００］
からなる物質を含み、素子反射率Ｒmaxが波長約７８０nmで約７０％以上である光学素子が記載されている。この光学素子は、７０％を超える高い反射率を示すにもかかわらず、低いパワーで記録できることを特徴としている。
【０００５】
ところで、次世代の再生専用媒体として注目されているＤＶＤ−ＲＯＭは、要求される反射率の下限がＣＤよりも低い。したがって、ＤＶＤ−ＲＯＭ互換の追記型媒体は、ＣＤ互換の追記型媒体よりも設計が容易である。ただし、ＤＶＤ−ＲＯＭでは、位相差トラッキング方式が採用されているので、位相差トラッキング信号の出力が十分に大きくなるように記録層の厚さを最適化する必要がある。
【０００６】
上記特開平８−２５８４１６号公報に記載された光学素子は、７０％以上の反射率が得られるため、反射率の点ではＤＶＤ−ＲＯＭ互換の追記型媒体として問題ないが、本発明者らの検討の結果、以下の問題があることがわかった。
【０００７】
［１］  記録層の耐光性が低いため、信頼性が不十分である。
［２］  同公報の実施例では線速度２．８m/sで記録を行っており、この場合には最小記録出力が７mWと比較的小さくなっている。しかし、同公報記載の光学素子は反射率が高すぎるため、線速度が高くなると記録に必要なレーザーパワーが大きくなりすぎてしまう。したがって、記録線速度の高速化に対応することが困難である。
［３］  記録層の厚さによっては、位相差トラッキング信号の強度が十分に大きくならないことがあり、また、変調度が十分に大きくならないことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐光性が良好であり、記録線速度が高い場合でも低パワーで記録することが可能であり、位相差トラッキング信号の出力および変調度を十分に大きくできる追記型光記録媒体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）および（２）のいずれかの構成により達成される。
（１）  基体表面上に記録層を有し、この記録層上に金属からなる反射層を有し、
記録層がＴｅ、Ｇｅ、ＣおよびＨを主成分とし、主成分全体に対するＣとＨとの合計が原子比で１０％以上３８％以下であり、
記録層の厚さをｔＲ、記録再生光の波長をλ、記録層の屈折率をｎＲ、０以上２以下の整数をＮとしたとき、ｔＲが、
式Ｉ  ｔＲ＝（λ／４ｎＲ）（２Ｎ＋ｘ）
（上記式Ｉにおいて、ｘ＝０．２〜１．０である）
を満足し、
基体裏面側から入射した波長λの光の反射率が１０〜６０％である光記録媒体。
（２）  反射層が、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｒおよびＴｉの少なくとも１種を含有する上記（１）の光記録媒体。
【００１０】
【作用および効果】
本発明では、Ｔｅ、Ｇｅ、ＣおよびＨを主成分とする記録層を有する追記型光記録媒体において、反射率をＣＤよりも低く抑えることにより生じる設計の自由度を利用して、位相差トラッキングへの最適化、変調度の向上、耐光性の向上および記録感度の向上を実現する。
【００１１】
具体的には、主成分全体に対するＣとＨとの合計を原子比で上記範囲とすることにより、耐光性を改善する。また、反射率を低く抑えることにより、記録感度を向上させる。また、記録層の厚さｔＲおよび反射率を上記範囲に設定することにより、位相差トラッキング信号の出力および変調度を十分に大きくする。
【００１２】
ところで、前記特開平８−２５８４１６号公報には、記録層中のＣ＋Ｈの原子百分率が２０％であって、干渉曲線の第１の最大に対応する反射率が４０．６％である例が記載されている。この例は、反射率が７０％に達しないため、同公報記載の発明が目的とするものではない。ただし、この例における反射率は、本発明で限定する範囲に含まれる。しかし、干渉曲線の第１の最大に相当する記録層の厚さは、本発明で定義する上記式Ｉにおいてｘ＝０に対応する厚さなので、本発明範囲を外れるものである。上記式Ｉにおいてｘ＝０であると、位相差トラッキング信号の強度および変調度が不十分となり、本発明の効果が実現しない。
【００１３】
なお、特開平２−１７１２８９号公報には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、ＣおよびＨを含有する記録層を有する光記録媒体が記載されている。同公報記載の記録層の組成は、本発明における記録層の組成に類似するが、同公報記載の記録層は、本発明とは異なり相変化型のものである。また、同公報では、本発明とは異なり光記録媒体に反射層を設けていない。また、同公報において得られているＣ／Ｎは３０dBにすぎないため、実用化は困難である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明が適用される光記録媒体の構成例を示す。この光記録媒体は、基体２上に記録層３、反射層４および保護層５をこの順に設けた片面記録型（単板型）媒体である。なお、この片面記録型媒体を２枚用い、保護層５が内側になるように接着層により接着した両面記録型の媒体にも、本発明は適用できる。また、上記片面記録型媒体と保護基体とを接着層により接着した媒体にも、本発明は適用できる。
【００１５】
基体２
本発明の光記録媒体では基体２を通して記録層３に光ビームが照射されるので、基体２は、用いる光ビームに対して実質的に透明である材質、例えば、樹脂やガラスなどから構成されることが好ましい。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン等を用いればよい。基体の形状および寸法は特に限定されないが、通常、ディスク状とし、厚さは０．５〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度とする。基体の表面には、トラッキング用やアドレス用等のために、グルーブ等の所定のパターンが必要に応じて設けられる。
【００１６】
記録層３
記録層は、Ｔｅ、Ｇｅ、ＣおよびＨを主成分とする。この主成分全体に対するＣとＨとの合計の原子比は、４０％以下、好ましくは３８％以下である。主成分中におけるＣ＋Ｈの原子比が高すぎると、耐光性が不十分となる。一方、Ｃ＋Ｈの原子比が低すぎると、相変化型記録材料であるＴｅ−Ｇｅと実質的に同一となって追記型記録が不可能となるので、Ｃ＋Ｈの原子比は１０％以上であることが好ましい。なお、ＣとＨとの比は特に限定されないが、記録マーク形成時には記録層構成材料がガス化する必要があると考えられるので、Ｈは必須である。後述するように記録層の形成の際にＣＨ４等の水素含有ガスを用いれば、必要なＨを導入することができる。
【００１７】
記録層の組成については、Ｃ＋Ｈの比率以外は特に限定されない。ただし、記録層の主成分組成を
ＴｅａＧｅｂＣｃＨｄ
と表したとき、原子比ａ、ｂ、ｃ、ｄは、好ましくは
ａ＝１０〜８０、
ｂ＝１０〜８０、
ｃ＝５〜３０、
ｄ＝５〜３０、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
であり、より好ましくは
ａ＝２０〜５０、
ｂ＝２０〜４０、
ｃ＝１０〜２８、
ｄ＝１０〜２８、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
である。記録層中には、主成分構成元素のほかに、酸素、窒素、アルゴン等の他の元素が微量含まれていてもよい。ただし、記録層の特性を損なわないためには、記録層中における主成分以外の元素の含有率を１０原子％以下に抑えることが好ましい。
【００１８】
なお、記録層の組成は、オージェ電子分光法やラザフォード後方散乱法などにより測定することができる。
【００１９】
記録層の厚さをｔＲとすると、
式Ｉ  ｔＲ＝（λ／４ｎＲ）（２Ｎ＋ｘ）
において、
ｘ＝０．２〜１．０
である。ただし、λは記録再生光の波長であり、ｎＲは波長λにおける記録層の屈折率である。また、Ｎは０以上の整数であるが、Ｎが大きすぎると記録層が厚くなりすぎて反射率が低くなりすぎるので、通常、Ｎは２以下とすることが好ましい。上記式Ｉにおいてｘが小さすぎても大きすぎても、位相差トラッキング信号の強度と変調度とが不十分となる。
【００２０】
なお、記録再生光の波長における記録層の屈折率ｎＲは、通常、２〜３程度となる。
【００２１】
記録層の形成は、スパッタ法により行うことが好ましい。この場合、Ｔｅ−Ｇｅ合金ターゲットを用いてもよく、ＴｅターゲットとＧｅターゲットとを用いて多元スパッタを行ってもよい。スパッタガスには、ＡｒやＫｒ等の不活性ガスに加え、少なくともＣおよびＨを含むガスを用いる。ＣおよびＨを含むガスとしては、例えばＣＨ４等の炭化水素ガス、フッ素置換の炭化水素ガス、Ｈ２、ＮＨ３等の少なくとも１種を用いればよく、さらに、ＣおよびＨのいずれも含まないガス、例えばＮ２等を併用してもよい。
【００２２】
反射層４
反射層の材質は特に限定されないが、通常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の単体あるいはこれらの１種以上を含む合金などの高反射率金属から構成すればよい。反射層の厚さは、３０〜３００nmとすることが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十分な反射率が得られにくくなる。また、前記範囲を超えても反射率の向上は小さく、コスト的に不利になる。反射層は、スパッタ法や蒸着法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００２３】
保護層５
保護層は、耐擦傷性や耐食性の向上のために設けられる。この保護層は種々の有機系の物質から構成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬化させた物質から構成されることが好ましい。保護層の厚さは、通常、０．１〜１００μm程度であり、スピンコート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング等、通常の方法により形成すればよい。
【００２４】
接着層
接着層を構成する接着剤は特に限定されず、例えば、ホットメルト型接着剤、紫外線硬化型接着剤、常温硬化型接着剤等のいずれであってもよく、粘着剤であってもよい。
【００２５】
記録および再生
本発明の光記録媒体への記録は、基体を通して記録用レーザー光を記録層に照射することにより行う。照射部位では、記録層構成材料が熱により変質したり、ガス化することにより空隙を形成したり、基体に変形が生じたりし、これらの作用の少なくとも１種以上、特にガス化によって、照射部位では反射率が低下し、記録マークが形成される。
【００２６】
記録パワーは記録時の線速度によって異なり、線速度が高いほど記録パワーを高くする必要がある。記録時の線速度は、通常、１．４〜６m/s程度、記録パワーは、通常、８mW以上であるが、本発明では反射率を抑えることにより１２mW以下という低パワーで記録が可能である。本発明の光記録媒体では、記録時の線速度が高くても比較的低いパワーでの記録が可能である。
【００２７】
本発明の光記録媒体では、記録再生光の波長λにおける未記録部の反射率は１０〜６０％、好ましくは２０〜４０％である。未記録部の反射率が低すぎると、トラッキングサーボ、フォーカスサーボ、再生が困難となる。一方、未記録部の反射率が高すぎると、位相差トラッキング信号を十分に大きくすることができなくなる。なお、本明細書における反射率は、基体に入射した光に対する基体を通して出射される光の割合である。
【００２８】
記録再生光の波長λは特に限定されず、本発明では波長λを広い波長範囲から選択できるが、通常、λは好ましくは４００〜５００nmおよび５６０〜９００nmの範囲から選択し、より好ましくは５８０〜６８０nmの範囲から選択する。
【００２９】
位相差トラッキング
本発明の光記録媒体のトラッキングには、位相差法トラッキング方式が用いられる。
【００３０】
トラッキングエラー検出方式には、３ビーム方式または１ビーム方式が一般に利用されている。３ビーム方式では、メインビームと２本のサブビームとを用いて、ディスクのピット面からの反射光強度の変化を光検出器で測定する。３ビーム方式は、動作は確実であるが、サブビームを用いるので回折格子などが必要となり、光学系が複雑になってしまう。また、レーザーエネルギーの利用率が低くなるという問題もある。さらに、メインビームとサブビームとを分離するために、ＲＦ信号用のフォトディテクタの面積が制限され、散乱光を十分に受光することができず、ディスクの指紋やくもりなどのディフェクトに対して弱いという欠点がある。
【００３１】
一方、１ビーム方式には、プッシュプル法や位相差法が含まれる。１ビーム方式では、フォトディテクタの面積が制限されないため、３ビーム方式と比較して多くの散乱光を受光できる。このため、ＲＦ信号の落込みを少なくすることができる。
【００３２】
１ビーム方式のうちプッシュプル法は、ピットにより回折、反射されて再び対物レンズに入射した光の強度分布が、ピットとビームスポットとの相対的な位置変化により変わることを利用するものであり、左右に２分割した光検出器を用いる。ピット列とビームスポットの位置とが一致しているとき、反射光の強度分布は左右で等しくなるが、両者がずれると左右の強度分布は非対称となる。このときの非対称性は、ピットに対するビームスポットの位置関係に依存し、ピットのどちら側にずれているかは信号の極性で判断できるので、この信号をトラッキングエラー信号として利用する。しかし、プッシュプル法では、ピット深さがλ／４（λ：記録再生光の波長）のときには強度分布が対称パターンとなってしまい、トラッキングエラー信号が得られないという不都合がある。また、スライド方式のピックアップを用いる場合には、トラッキングエラー信号に直流オフセットが出てしまうという問題がある。
【００３３】
このようなプッシュプル法の欠点を解消するものとして、位相差法が提案されている（National Technical Report,Vol.32,No.4,Aug.,1986)。
【００３４】
次に、図２および図３を用いて、位相差法によるトラッキングエラーの検出方法を説明する。
【００３５】
図２に示されるように、媒体からの反射光は、ハーフミラー９および凹レンズ９５を通ってフォトディテクタ面８０に到達する。フォトディテクタ８は、図示するように４分割され、それぞれが信号Ａ１、信号Ａ２、信号Ａ３、信号Ａ４を出力する。フォトディテクタ８の対角和信号（Ａ１＋Ａ２）および（Ａ３＋Ａ４）［図３（ｉ）参照］を、それぞれコンパレータによりデジタル波形［図３（ii）参照］に変換し、さらに、（Ａ１＋Ａ２）と（Ａ３＋Ａ４）との位相差に応じたパルス［図３（iii)参照］を得る。このパルスを積分回路によりアナログ波形に変換することによって、図３（iv）に示すトラッキングエラー信号を得る。
【００３６】
図３に示すトラッキングエラー信号は、反射光のスポットがトラック中央にあるときは０、スポットがトラック右側にあるときは負、スポットがトラック左側にあるときには正となる。トラッキングゲインは、トラッキングエラー信号曲線［トラッキングエラー（μm）−位相差（deg）］の０点での傾きとして定義される。
【００３７】
本発明では、記録層の厚さｔＲを前記した範囲内から選択すると共に反射率を前記範囲内とすることにより、位相差トラッキングにおいて十分な強度のトラッキングエラー信号が得られ、また、十分な変調度が得られる。
【００３８】
【実施例】
実施例１
図１に示す構成を有する単板型の光記録ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。
【００３９】
基体２には、射出成形によりグルーブを同時形成した直径１２０mm、厚さ０．６mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。グルーブは、深さ０．０４μm 、幅０．３７μm 、ピッチ０．７４μm とした。
【００４０】
記録層３は、ターゲットにＴｅ−Ｇｅ合金を用い、Ａｒ＋ＣＨ４雰囲気中でＲＦスパッタ法により形成した。スパッタガスの流量比はＡｒ：ＣＨ４＝８：２、スパッタガス圧力は０．５Pa、投入パワーは１００Wとした。記録層中のＣ＋Ｈの比率（原子比）、記録層の屈折率ｎＲおよび消衰係数ｋＲを、表１に示す。Ｃ＋Ｈの比率は、
ＴｅａＧｅｂＣｃＨｄ
における（ｃ＋ｄ）／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）として求めた。なお、ａ：ｂは１：１であった。記録層の組成は、オージェ電子分光法により測定した。
【００４１】
記録層の厚さｔＲを表１に示す。表１には、
式Ｉ  ｔＲ＝（λ／４ｎＲ）（２Ｎ＋ｘ）
においてＮを０、１または２としたときのｘ＝０．２〜１．０に対応するｔＲの範囲を併記してある。
【００４２】
反射層４は、Ａｕターゲットを用い、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法により形成した。反射層の厚さは１００nmとした。
【００４３】
保護層５は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成した。硬化後の保護層厚さは５μm であった。
【００４４】
これらのサンプルについて、記録再生用レーザー光の波長λを６３５nmとし、以下の測定を行った。
【００４５】
反射率
再生用レーザー光の戻り光量から算出した。結果を表１に示す。
【００４６】
変調度
未記録部の反射率Ｒｔｏｐと記録マークの反射率Ｒｂｏｔｔｏｍとから、
（Ｒｔｏｐ−Ｒｂｏｔｔｏｍ）／Ｒｔｏｐ
により変調度を求め、変調度が０．５以上であるものを○、０．５未満であるものを×として、表１に示した。
【００４７】
記録感度
表１に示す線速度で記録を行い、変調度が飽和する記録パワーが１２mW以下であるものを○、１２mW超であるものを△として、表１に示した。
【００４８】
位相差トラッキング
トラッキング制御を位相差トラッキング法により行い、トラッキングサーボが可能であったものを○、トラッキングサーボが不可能であったものを×として、表１に示した。
【００４９】
耐光性
８万ルクスのキセノンランプ（島津社製キセノンフェードメーター）を４０時間照射した後、反射率および変調度を測定し、照射前と比べこれらがほとんど変化していないものを○、これらの変化が著しいものを×として、表１に示した。
【００５０】
【表１】
0003865487.tif 000002
【００５１】
表１に示す結果から、本発明の効果が明らかである。すなわち、記録層の厚さｔＲが本発明範囲内にあり、かつ反射率が本発明範囲内にあるサンプルNo.１０１〜１０６では、位相差トラッキングが可能で、変調度も十分であり、耐光性も良好である。これらのサンプルでは、耐光性試験において反射率の低下が全く認められなかった。そして、これらのサンプルのうち反射率が１０〜４０％のサンプルでは、記録線速度が１０m/sと高くても、通常の記録パワー（１２mW以下）で記録できることがわかる。
【００５２】
これに対し、反射率が本発明範囲を超えているサンプルNo.１０７では、線速度を高くすると１２mWを超える記録パワーが必要となるほか、位相差トラッキングができず、変調度も不十分であることがわかる。また、反射率は本発明範囲内であるが記録層の厚さｔＲが本発明範囲を外れているサンプルNo.１０８〜１１０では、位相差トラッキングができず、変調度も不十分である。
【００５３】
なお、反射率が１０％未満のサンプルも作製したが、このサンプルでは信号を記録することができなかった。
【００５４】
実施例２
記録層中のＣ＋Ｈの比率を表２に示すように変更したほかは実施例１と同様にして、表２に示すサンプルを作製した。なお、Ｃ＋Ｈの比率の変更は、スパッタガス圧力および投入パワーを変更することにより行った。これらのサンプルについて、実施例１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
0003865487.tif 000003
【００５６】
表２に示すサンプルでは、耐光性試験後に反射率が半減してしまった。これは、Ｃ＋Ｈの比率が本発明範囲を超えているためと考えられる。
【００５７】
図４に、Ｃ＋Ｈの比率が５０％の場合と３８％の場合とについて、記録層厚さと反射率との関係を示す。図４から、Ｃ＋Ｈの比率が本発明範囲を上回る５０％である場合、前記式Ｉにおいてｘが本発明範囲内であっても反射率が４０％以下にはならないことがわかる。具体的には、ｘを本発明範囲内とし、記録層厚さｔＲをＮ＝０に相当する値としたときの反射率は７８〜９３％であり、Ｎ＝１に相当する値としたときの反射率は５８〜７８％であり、Ｎ＝２に相当する値としたときの反射率は４１〜６７％である。したがって、Ｃ＋Ｈの比率が本発明範囲を上回ると、高線速度記録への対応が難しくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光記録媒体の構成例を示す断面図である。
【図２】  位相差トラッキング法に用いる光学系の主要部を示す図である。
【図３】  位相差トラッキング法における信号処理の過程を説明するためのグラフである。
【図４】  記録層厚さと反射率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２  基体
３  記録層
４  反射層
５  保護層
８  フォトディテクタ
８０  フォトディテクタ面
９  ハーフミラー
９５  凹レンズ
【図１】
0003865487.tif 000004
【図２】
0003865487.tif 000005
【図３】
0003865487.tif 000006
【図４】
0003865487.tif 000007