JPH11134715A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】銀光反射層に比べて化学的安定性を改善し、光
反射層の信頼性及び耐久性を向上する。 【解決手段】基板１上に、有機色素記録層２、光反射層
３、及び保護層４を順次積層して構成した光記録媒体の
光反射層３を、銀にルテニウムを０．５〜１５原子％含
有し、且つ、アルミニウムを０．１〜１０原子％含有す
る銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に関
し、特に、銀を主成分とする銀−ルテニウム−アルミニ
ウム三元合金の光反射層を有する光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光記録媒体である光ディスクの光
反射層には、金或いはアルミニウム合金が広く用いられ
ている。金は反射率が高く、しかも化学的に安定である
ため、主に有機色素を記録層に有する追記型光ディスク
（ＣＤ−Ｒ等）に利用されている。ただし、金は高価で
あり、製造コストを削減するためにはより安価な材料が
望まれる。

【０００３】一方、アルミニウム合金は、安価で、比較
的高い反射率を有し、化学的にも比較的安定なため、再
生専用の光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ
等）や、書換え型光ディスク（ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭ、ＭＯ等）に用いられている。しかし、追記型光デ
ィスクであるＣＤ−Ｒの光反射層では、有機色素記録層
における光ビームの減衰を補えるに十分な高い反射率が
要求されるため、反射率が金ほど高くはないアルミニウ
ム合金を用いるまでには至っていない。

【０００４】金やアルミニウム合金以外の光反射層材料
としては、金と同程度或いはそれ以上の反射率を有する
銀が考えられる（特開昭５７−２１２６３８号公報等参
照）。しかも、銀は金よりもはるかに安価であるため、
高い反射率と経済性との両面を満足し、追記型光ディス
クであるＣＤ−Ｒの光反射層にも適用し得るものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀は化
学的にはそれほど安定ではなく、これを光記録媒体の光
反射層として利用した場合、光記録媒体の信頼性に問題
が生じる虞れがある。特に、その光記録媒体を長期間保
存した際にエラー発生率が増加するといった問題が生じ
易い。

【０００６】銀の化学的安定性を向上させる方法として
は、銀に他の金属元素を添加し、銀合金を形成する方法
が提案されている（例えば、特開昭６１−１３４９４５
号公報、特開平３−１２２８４５号公報等参照）。本発
明者も、それらの合金を用いて光ディスクを作製し、そ
の耐環境試験を行なったが、十分な性能は得られなかっ
た。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
アルミニウム合金よりも反射率が高く、且つ、金より安
価な銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金の光反射層
を用いることにより、銀を用いた光反射層に比べ化学的
安定性を向上させ、信頼性及び耐久性の優れた光記録媒
体を提供することを目的とする。尚、特開平５−２１７
０４号公報には、光反射層の多数の候補材料のうちの１
つとして銀が例示されており、これら候補材料を用いた
光反射層の化学的安定性を高めるための１０種以上の添
加元素の１つとしてルテニウムが例示されている。しか
しながら、銀とルテニウム合金についての記載はなく、
組成比率等の詳細な記載も全くなく、実施例にも記載さ
れていない。即ち、特定の組成比率の銀−ルテニウム合
金反射膜が記載或いは示唆されているとは言えない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、基板と、該基板上に積層される光反射層と
を有する光記録媒体において、光反射層を、銀にルテニ
ウムを０．５〜１５原子％含有し、且つ、アルミニウム
を０．１〜１０原子％含有する銀−ルテニウム−アルミ
ニウム三元合金で構成する。

【０００９】このような構成とすることにより、光反射
層の化学的安定性を向上させることができる。銀−ルテ
ニウム−アルミニウム三元合金において、ルテニウム含
有率が０．５原子％よりも少ない場合には、銀に顕著な
化学的安定性を付加することができない。ルテニウムが
１５原子％よりも多いと化学的安定性は増加するが、反
射率が低下すると共に、高価となるため経済的にも好ま
しくない。また、アルミニウムの含有量が１０原子％よ
りも多くなると化学的安定性が低下すると共に、反射率
も低下して好ましくない。

【００１０】本発明の光記録媒体は、再生専用型、書換
え型、追記型のいずれのタイプの光記録媒体にも適用で
きるが、請求項２に係る発明のように、前記基板と光反
射層との間に、有機色素記録層を設け、高反射率と経済
性とを強く要求される追記型の光記録媒体として用いた
場合に最も効果的である。この場合、光反射層の上に、
保護層、接着層、第２基板等の層を順次積層した構成と
してもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の光記録媒体の一
実施形態である追記型光ディスクの構造を示す断面図で
ある。基板１の上に、有機色素記録層２、光反射層３、
及び保護層４が順次積層してある。

【００１２】基板１は、記録用光ビーム及び再生用光ビ
ームに対して透明な材質、例えば樹脂やガラス等から構
成するのが好ましく、特に、取り扱いが容易で安価であ
ることから、樹脂が好ましい。樹脂としては具体的には
例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、ＡＢＳ樹脂等を用いることができる。基板の形
状及び寸法は特に限定されないが、通常、ディスク状で
あり、その厚さは、通常０．５〜３ｍｍ程度、直径は４
０〜３６０ｍｍ程度である。基板の表面には、情報を記
録したプリピット或いはトラッキング用やアドレス用の
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。

【００１３】有機色素記録層２を形成する色素薄膜の色
素としては、光、例えばレーザのエネルギを吸収して光
学的性質が変化するものであれば、特に制限されない。
具体的には、有機色素であるシアニン系色素、スクアリ
リウム系色素、クロコニウム系色素、アズレニウム系色
素、トリアリールアミン系色素、アントラキノン系色
素、含金属アゾ系色素、ジチオール金属錯塩系色素、イ
ンドアニリン金属錯体系色素、フタロシアニン系色素、
ナフタロシアニン系色素、分子間ＣＴコンプレックス系
色素等が好ましく用いられる。また、これらの色素は単
独で或いは併用して用いることができる。また、色素薄
膜には、酸化防止剤、バインダー等を添加することがで
きる。

【００１４】有機色素記録層２の形成方法としては、有
機色素を有機溶媒に溶解して、透明な基板１上にスピン
コートする方法が好ましく用いられるが、フタロシアニ
ン系色素のように昇華性を有する色素については蒸着法
を用いることもできる。有機色素記録層２の色素薄膜の
膜厚は、レーザ等の記録するために用いられる光のエネ
ルギに対する記録感度、性能係数等を考慮して、使用す
る波長、光反射層３の光学物性及び色素薄膜の材質等に
応じて適宜選択され、通常、１２０〜１５０ｎｍの範囲
である。

【００１５】光反射層３は、銀にルテニウムを０．５〜
１５原子％含有し、更に、アルミニウムを０．１〜１０
原子％含有する銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金
が用いられる。銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金
における銀以外の元素を併せた組成比率は、高い反射率
を得るためには１２原子％以下が好ましく、特に、６原
子％以下が更に好ましい。光反射層３の厚さは、通常１
０〜２００ｎｍに設定される。これより薄いと高い反射
率は得られず、また、これより厚くても顕著な効果が現
れない。

【００１６】光反射層３の形成方法は特に限定されない
が、均質な膜を容易に形成でき、大量生産も容易であ
る、スパッタリング法や真空蒸着法等の気相成長法を用
いるのが好ましい。保護層４は、光反射層３を形成した
後、耐摩擦性や耐食性を向上させるために、単層または
複数層設けられる。

【００１７】この保護層４は、種々の有機系或いは無機
フィラーを混合した有機系物質から構成されることが好
ましく、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、合計で
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、ロールコート等、通常の方法
により形成することができる。

【００１８】上述した構成の追記型光ディスクでは、基
板１側から記録用光ビームを照射することにより、有機
色素記録層２の光学的性質を変化させて情報信号を記録
する。一方、再生時には、記録用光ビームよりも弱く、
有機色素記録層２の光学的性質が変化しない程度の再生
用光ビームを基板１側から照射し、その反射光に基づい
て、記録された情報信号を読み出す。この反射光は、有
機色素記録層２で減衰するが、銀−ルテニウム−アルミ
ニウム三元合金を用いた光反射層３は、アルミニウム合
金以上の反射率を有し、実用上問題のない強度の反射光
を得ることができる。

【００１９】更に、銀−ルテニウム−アルミニウム三元
合金を用いた光反射層３は、従来、銀反射層の欠点とさ
れていた信頼性、耐久性が改善され、金反射膜を用いた
光ディスクと同等の信頼性、耐久性を示す。これによ
り、例えば、光ディスクを高温高湿度下で長期間保存し
た場合でも、エラー発生率が著しく大きくなるようなこ
とはない。

【００２０】尚、本発明は上述した追記型光記録媒体の
他、再生専用型、書換え型等の各種光記録媒体に適用可
能である。再生専用型の光記録媒体の場合には、上述し
た基板と光反射層との他に、保護層、接着層、第２基板
等を有するものが考えられ、書換え型の光記録媒体の場
合には、上述した基板と光反射層との他に誘電体層、相
変化型記録層、保護層、接着層、第２基板等の層を有す
るものが考えられる。また、磁気を利用した書換え型光
記録媒体（光磁気ディスク等）の場合には、上述した基
板と光反射層との他に、干渉層、再生層、非磁性中間
層、磁性記録層、磁性書込み層、保護層等の層を有する
ものが考えられる。

【００２１】［実施例］以下に本発明の効果を具体的に
示すために、実施例をあげて説明する。 （実施例１）直径１２０ｍｍ、板厚１．２ｍｍの螺旋状
の案内溝を有するポリカーボネート基板を用い、シアニ
ン系有機色素を有機色素記録層に、銀−ルテニウム合金
−アルミニウム三元合金（ルテニウム３原子％，アルミ
ニウム１原子％）を光反射層に用いた追記型光ディスク
（ＣＤ−Ｒ）を作製した。

【００２２】まず、シアニン色素を有機溶媒に溶解し、
フィルターで濾過して不純物を取り除いた後、スピンコ
ーター（エイブル社製）により基板上に塗布した。続い
て、オーブンで加熱処理を行い、溶媒を完全に除去し、
有機色素記録層を得た。次に、ＤＣマグネトロンスパッ
タ装置により、膜厚１００ｎｍの銀−ルテニウム−アル
ミニウム三元合金（ルテニウム３原子％，アルミニウム
１原子％）光反射層を成膜した。ターゲットには、純銀
を用い、ターゲット上にルテニウム及びアルミニウムの
チップを配置することにより、銀−ルテニウム−アルミ
ニウム三元合金膜を得た。組成比率は、ガラス基板上に
直接銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金の単層膜を
形成し、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ）
にて、組成分析を行った。

【００２３】光反射膜を形成した後、紫外線硬化型樹脂
をスピンコート法で塗布し、紫外線照射によって硬化さ
せ保護層を形成した。保護層の硬化後の膜厚は５μｍで
あった。 （実施例２）光反射層を、銀−ルテニウム−アルミニウ
ム三元合金（ルテニウム７原子％，アルミニウム２原子
％）で形成した以外は、実施例１と同様にして追記型光
ディスクを作製した。

【００２４】（実施例３）基板として、予め７４分間分
のデータに対応するピット（凹凸）が形成されているポ
リカーボネート基板を用い、有機色素記録層を設けず、
光反射層を、銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金
（ルテニウム１５原子％，アルミニウム４原子％）で形
成した以外は、実施例１と同様にして再生専用光ディス
ク（ＣＤ−ＲＯＭ）を作製した。

【００２５】（比較例１）光反射層を、銀で形成した以
外は、実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し
た。 （比較例２）光反射層を、銀で形成した以外は、実施例
３と同様にして再生専用光ディスクを作製した。

【００２６】（比較例３）光反射層を、銀−ルテニウム
−アルミニウム三元合金（ルテニウム２５原子％，アル
ミニウム５原子％）で形成した以外は、実施例１と同様
にして追加型光ディスクを作製した。 （比較例４）光反射層を、銀−ルテニウム−アルミニウ
ム三元合金（ルテニウム０．１原子％、アルミニウム６
原子％）で形成した以外は、実施例１と同様にして追記
型光ディスクを作製した。

【００２７】（比較例５）光反射層を、銀−ルテニウム
−アルミニウム三元合金（ルテニウム５原子％，アルミ
ニウム１２原子％）で形成した以外は、実施例１と同様
にして追加型光ディスクを作製した。 （参考例１）光反射層を、金で形成した以外は、実施例
１と同様にして追記型光ディスクを作製した。

【００２８】以上のようにして得られた光ディスクの中
で、追記型光ディスクに対して、以下のようにしてデー
タの記録を行なった。ＣＤライティングソフトウェアに
より、ホストコンピュータからデータを送信・変換し、
ＣＤレコーダー（ＳＯＮＹ製ＣＤＷ−９００Ｅ）により
７４分間のＥＦＭ信号の記録を行なった。尚、ＣＤレコ
ーダーの記録用ピックアップに用いられている半導体レ
ーザの波長は７８０ｎｍ、光学レンズの開口度ＮＡは
０．５０である。

【００２９】次に、全ての光ディスクについて未記録部
の反射率及びブロックエラーレートの最大値をＣＤ用信
号評価機にて測定した。ＣＤ用信号評価機の読取り用ピ
ックアップに用いられている半導体レーザの波長は７８
０ｎｍ、光学レンズの開口度ＮＡは０．４５である。ま
ず、初期の反射率及びブロックエラーレートの最大値を
測定し、その後、各光ディスクを高温高湿度（８０℃、
８５％ＲＨ）の条件下に１０００時間放置し、更に、通
常環境下に一昼夜放置した後、再度、未記録部の反射率
及びブロックエラーレートの最大値の測定を行なった。
結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例１〜実施例３の本発明の光ディスク
では、高温高湿試験の前後において、ブロックエラーレ
ートの最大値はほとんど変化していない。これは、参考
例１の、金で形成された光反射層を有する光ディスクと
同等の結果である。これに対し、銀の光反射層を有する
比較例１及び比較例２では、高温高湿試験後のブロック
エラーレートの最大値は、試験前の１０倍程度になって
いる。

【００３２】また、比較例３と比較例５では、反射率が
小さく、追記型光ディスク（ＣＤ−Ｒ）の反射率の規格
値（６５％）以下となってしまっている。比較例４では
ルテニウムの含有率が低く、銀合金の化学的安定性が十
分ではないため、ブロックエラーレートの増加が抑えら
れていない。以上の結果より、本発明の光記録媒体は、
高い反射率と耐久性とを兼ね備えたものであることが明
らかになった。

【００３３】

【発明の効果】上述した請求項１に係る発明によれば、
光反射層を、銀−ルテニウム−アルミニウム三元合金で
形成したことにより、光反射層の化学的安定性が向上
し、高い反射率と優れた信頼性及び耐久性を有する光記
録媒体を安価に提供することができるという効果があ
る。

【００３４】また、請求項２に係る発明によれば、有機
色素記録層による光ビームの減衰を補うのに十分な高い
反射率と、優れた信頼性及び耐久性とを有する銀−ルテ
ニウム−アルミニウム三元合金の光反射層により、高性
能の追記型の光記録媒体を安価に提供することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である追記型光ディスク
の層構成を示す断面図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 有機色素記録層 ３ 光反射層 ４ 保護層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、該基板上に積層される光反射層と
   を有する光記録媒体において、前記光反射層が、銀にル
   テニウムを０．５〜１５原子％含有し、且つ、アルミニ
   ウムを０．１〜１０原子％含有する銀−ルテニウム−ア
   ルミニウム三元合金からなることを特徴とする光記録媒
   体。
2. 【請求項２】前記基板と光反射層との間に、有機色素記
   録層を設けた請求項１に記載の光記録媒体。