JP2008097749A - 追記型光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な再生信号品位を確保しながら、記録感度を向上した追記型光記録媒体を提供する。
【解決手段】基板上に複数の記録層が中間層を介して配置された積層構造を有し、該記録層の一方の面からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う追記型光記録媒体において、少なくとも一つの中間層のレーザ光入射側に配置された記録層と当該中間層との間に、レーザ光照射による昇温により透過率が増大する透過率調整層を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光により情報の記録再生を行う光記録媒体に関し、特に複数の情報記録層を備えた追記型光記録媒体に関する。

近年、情報記録分野においてさまざまな記録方式、媒体が利用されている。中でも高密度化に優れ、取り外し可能（リムーバブル）でビット単価が安い光ディスクは、データ配布、情報のバックアップなど幅広い用途で活用されている。また、コンピュータや映像機器などの情報処理装置で取り扱うデータが、音声、画像、動画といったさまざまな情報に多様化し、それらの要求するデータサイズが増え続けていることから、情報記録媒体に対するさらなる高密度化の要求が高まっている。

光ディスクは、情報記録層の構造によって再生専用型、追記型、書き換え可能型に大別され、いずれも情報記録層の微小な領域にレーザ光を集光させて情報を記録再生するものである。基本的にこれら光ディスクの記録密度は集光するレーザスポットが小さいほど高くなり、記録容量は記録密度と情報記録層の面積に比例して大きくなる。レーザスポット径はλ／ＮＡ（λはレーザの波長、ＮＡはレンズの開口数）によって決まるので、大容量化へのアプローチとしてはレーザの短波長化、レンズの開口数の増大、情報面積の増加が考えられる。しかし、レーザの短波長化は素子の制約があり、ディスクサイズの大径化は取扱いが難しくなることから、システム構成としては開口数増加と情報記録層の多層化が主要な課題となっている。

レンズの開口数の増加に伴って、レンズと情報記録層との距離を近づける必要があることから、光ディスクの構造も変化してきている。

ＣＤ（コンパクト・ディスク）の場合は、厚さ１．２ｍｍの基板上に情報記録層を設けて、基板側からレーザを照射し、基板を通して記録・再生を行っていた。

ＤＶＤ（デジタル・ヴァーサタイル・ディスク）では、厚さ０．６ｍｍの基板上に情報記録層を設けて基板越しに情報記録再生を行う方式が採用された。このようにしてレンズと情報記録層を近づけるとともに、レ−ザの入射面と反対側にはディスクの補強のために０．６ｍｍのダミー基板を貼り付けるという構成を採っていた。

高密度化を図ったＢＤ（ブルレイ・ディスク）の場合は、例えば特許文献１に記載されているように、光ディスクの基材となる厚さ１．１ｍｍの樹脂基板に情報記録層を複数積層したのちに０．１ｍｍ程度のカバー層を設ける。そして、カバー層側からレーザ光を照射することで光学系と情報記録層の距離を近づけ、レンズの開口数増大を図っている。またこの時、各情報記録層は中間層によって隔てられており、特定の層にレーザ光を集光しているときに他の情報記録層に影響を及ぼさない、あるいは影響を受けない構造を採っている。

一方、ＤＶＤでも情報記録層を２層化したタイプが実用化された。このようなＤＶＤの製造方法として２種類の方式が知られている。一つは貼り合わせ方式といわれるタイプで、厚さ０．６ｍｍで記録層付きの基板を２枚、中間層を介して貼り合わせるものである。もう一つの方式は、厚さ０．６ｍｍの基板上に、第１の情報記録層、中間層及び第２の情報記録層を形成し、最後にダミー基板を第二の情報記録層に貼り付ける方式で、基板厚以外はＢＤの多層媒体と同様の考え方に従っている。
特開２００２−２６０３０７号公報

多層光ディスクの構成と記録再生方法について、ＢＤの２層ディスクを例にとって詳細に説明する。厚さ約１．１ｍｍの基板上に第１の情報記録層を成膜した後、中間層を形成し、その上面に第２の情報記録層を成膜する。さらに厚さ０．１ｍｍのカバー層を形成すると２層光ディスクが完成する。この光ディスクに対して、カバー層側からレーザ光を入射し、第１及び第２の情報記録層の中で所望の層にレーザを集光させることで記録再生を行う。その際、第１の情報記録層に記録再生する場合は、第２の情報記録層を透過した光だけを利用して行うことになるので非常に大きな記録レーザパワーが必要であった。また、第２の情報記録層に記録する際においても、集光したレーザの多くが透過してしまうため、やはり記録レーザパワーを大きくしなければならないという問題があった。

本発明の目的は、十分な再生信号品位を確保しながら、記録感度を向上した追記型光記録媒体を提供することにある。

本発明によれば以下の追記型光記録媒体が提供される。

（１）基板上に複数の記録層が中間層を介して配置された積層構造を有し、該記録層の一方の面からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う追記型光記録媒体において、
少なくとも一つの中間層のレーザ光入射側に配置された記録層と当該中間層との間に、レーザ光照射による昇温により透過率が増大する透過率調整層を有する追記型光記録媒体。

（２）前記透過率調整層が、水素を含有する誘電体からなる第１反応層と、第１反応層に接触し、レーザ光照射による昇温により第１反応層が含有する水素により水素化され得る希土類金属からなる第２反応層とを有する上記１項に記載の追記型光記録媒体。

（３）前記透過率調整層の第１反応層が、水素を含有するＳｉＮ、ＳｉＣ、又はＳｉＯ₂誘電体からなる上記２項に記載の追記型光記録媒体。

（４）前記透過率調整層の第２反応層が、Ｔｂ及びＬａの少なくとも一方からなる上記２項又は３項に記載の追記型光記録媒体。

（５）前記透過率調整層において、第１反応層が第２反応層よりもレーザ光入射側に配置されている上記２項から４項のいずれかに記載の追記型光記録媒体。

（６）前記透過率調整層がサーモクロミック膜からなる上記１項に記載の追記型光記録媒体。

（７）前記サーモクロミック膜が前記中間層に接している上記６項に記載の追記型光記録媒体。

（８）前記記録層は、一回だけ書き込み可能である上記１項から７項のいずれかに記載の追記型光記録媒体。

本発明によれば、複数の記録層を有する追記型光記録媒体において、未記録部分に比べて記録部分の透過率が高くなるような透過率調整層を設けることにより、十分な再生信号品位を確保しながら、記録感度が向上した追記型光記録媒体を提供できる。

本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明による光ディスクの一実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態においては、基板１０１の一主面上に、第１の情報記録層１０２、第１の中間層１０３ａ、第１の透過率調整層１０４ａ、及び第２の情報記録層１０５ａが順次形成されている。そして、さらに第２の中間層１０３ｂ、第２の透過率調整層１０４ｂ、第３の情報記録層１０５ｂ、第３の中間層１０３ｃ、第３の透過率調整層１０４ｃ、第４の情報記録層１０５ｃ、及びカバー層１０６が順次積層されている。

基板１０１の、第１の情報記録層１０２が形成される側の一主面には、情報の記録再生を行う際に光学スポットを導くための案内溝となる凹凸部（図示せず）が形成されている。この基板１０１の厚さは、０．３ｍｍ〜１．２ｍｍから適宜選択することができ、例えば１．１ｍｍに設定できる。

基板１０１の材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、またはアクリル系樹脂などのプラスチック材料や、ガラスなどが用いられる。

第１、第２及び第３の中間層１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、アクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を作製し、これをスピンコート法等により塗布して形成することができる。

各中間層の透過率調整層と接する側には、情報の記録再生を行う際に光学スポットを導くための案内溝となる凹凸部（図示せず）が形成されている。この凹凸部は、例えば紫外線硬化性樹脂による樹脂層をスピンコートにより形成し、この上から凹凸形状に応じたスタンパ（図示せず）を密着させた状態で紫外線を照射することによって形成することができる。その際、基板１０１側には透過率が低い第１の情報記録層が形成されているため、ポリカーボネート樹脂などの透光性材料を射出成形して得られたスタンパを用いてスタンパ越しに紫外線照射を行うことが望ましい。

この各中間層の厚みは、レーザ光の焦点深度よりも厚ければ特に限定はされず、適宜光学設計により最適値に設定されればよい。本実施形態の情報層が４層構成の場合、例えば第１の中間層は１５μｍ、第２の中間層は２０μｍ、及び第３の中間層は１０μｍに設定される。

カバー層１０６は、平面円環形状を有する光透過性シート（フィルム）と、この光透過性シートを第４の情報記録層１０５ｃに貼り合わせるための接着層（共に図示せず）とから構成される。接着層は、例えば紫外線硬化性樹脂あるいは感圧性粘着剤からなる。光透過性シートは、記録／再生に用いられるレーザ光に対して、吸収能が低い材料からなることが好ましく、具体的には透過率が９０％以上の材料からなることが好ましい。具体的には、例えばポリカーボネート樹脂材料やポリオレフィン系樹脂からなるシートを用いることができる。

光透過性シートの材料として、例えばポリカーボネート（ＰＣ）を用いる場合、熱膨張係数が７．０×１０^-5（１／℃）程度、曲げ弾性率が２．４×１０⁴（ＭＰａ）程度の材料を用いることができる。また、光透過性シートの材料として、例えばポリオレフィン系樹脂（例えばゼオネックス（登録商標））を用いる場合、熱膨張係数が６．０×１０^-5（１／℃）程度、曲げ弾性率が２．３×１０⁴（ＭＰａ）程度の材料を用いることができる。

また、この光透過性シートの厚さは、３〜１００μｍの範囲内から適宜選択することができ、例えば、上述の各中間層と接着層との合計の厚さが約１００μｍになるように設定できる。

本発明による光ディスクは、カバー層１０６の表面上にゴミが付着したり、キズがついたりすることを防止する目的で、有機系あるいは無機系の材料からなる保護層をさらに有していてもよい。この保護層は、記録再生を行うレーザの波長に対して吸収能を殆ど有しない材料からなるものが望ましい。

図２は、本実施形態における第１の情報記録層１０２を示す模式的断面図である。本実施形態においては、基板１０１の側から順に第１反射層２０１、第１下層誘電体層２０２、第１記録層２０３、及び第１上層誘電体層２０４が積層されている。

第１反射層２０１の材料は、例えば、反射機能および熱伝導を考慮して選ばれる。すなわち、記録再生用に用いられるレーザ光の波長に対して反射能を有するとともに、熱伝導率が例えば４．０×１０^-2〜４．５×１０²Ｊ／ｍ・Ｋ・ｓ（４．０×１０^-4〜４．５×１０^-4Ｊ／ｃｍ・Ｋ・ｓ）の範囲内の値を有する材料から選ばれる。このような材料として、金属元素、半金属元素、およびこれらの化合物または混合物からなるものを用いることができる。具体的には、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｇｅなどの単体、またはこれらの単体を主成分とする合金を挙げることができる。そして、実用性の面を考慮すると、これらのうちのＡｌ系、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｓｉ系またはＧｅ系の材料が好ましい。第１反射層２０１の材料として合金を用いる場合には、例えば、ＡｌＣｕ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＣｏ、ＡｌＳｉ、ＡｌＭｇＳｉ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＰｄＴｉ、ＡｇＣｕＴｉ、ＡｇＰｄＣａ、ＡｇＰｄＭｇ、ＡｇＰｄＦｅ又はＳｉＢなどが好ましい。

第１反射層２０１の厚さは、６０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、例えば１００ｎｍに設定できる。第１反射層２０１の厚さが薄すぎると、第１記録層２０３において生じる熱の拡散が十分にできず、熱冷却が不十分になってしまい、再生時のレーザパワーによりジッター特性が低下してしまう。他方、第１反射層２０１の厚さを必要以上に大きくしても、熱特性や光学的な特性に差が生じず、実用上の有意な効果が得られない。

第１下層誘電体層２０２及び第１上層誘電体層２０４は、例えばＳｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｔａ−Ｎといった窒化物、またはこれらを含む窒化酸化物を用いることができる。あるいは、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体を用いることもできる。

第１下層誘電体層２０２の厚さは、４ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、例えば１０ｎｍに設定できる。第１下層誘電体層２０２の厚さが薄すぎると、均一な厚さで層を形成することが困難になる。逆に厚すぎると、反射率が減少して所望の信号特性が得られなくなる。

第１上層誘電体層２０４の厚さは、４ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、例えば４５ｎｍに設定できる。第１上層誘電体層２０４の厚さが薄すぎると、均一な厚さで層を形成することが困難になる。逆に厚すぎると、熱が第１記録層２０３内に蓄熱されやすくなり、再生安定性の劣化を招いてしまう。

第１記録層２０３は、例えば２層の金属層を積層して構成することができる。具体的には、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの高反射金属に、Ｓｂ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｅ、Ｃｅ、Ｓｉ、Ｇｅなどを積層する。この記録層に高パワーレーザを照射すると、照射領域の金属が拡散、混合することで単一層化して屈折率の変化が起きることで情報が記録される。

第１記録層２０３の厚さは、６ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、例えば１０ｎｍに設定できる。第１記録層２０３の厚さが薄すぎると、十分な再生耐久性を得ることが困難になる。逆に厚すぎると、記録感度が悪くなるため、情報信号を記録することが困難となってしまう。

図３は、本実施形態における第２、第３及び第４の情報記録層１０５を示す模式的断面図である。本実施形態においては、基板１０１に近い側から順に、高屈折率層２０５、第２反射層２０６、第２下層誘電体層２０７、第２記録層２０８、及び第２上層誘電体層２０９が積層されている。

第２反射層２０６、第２下層誘電体層２０７、及び第２上層誘電体層２０９を構成する材料は、それぞれ、先の第１反射層２０１、第１下層誘電体層２０２、及び第１上層誘電体層２０４に用いられる材料から選択することができる。但し、これら各層の膜厚は適宜光学設計により所望の値とすれば良く、特に限定されない。

第２記録層２０８は、記録特性を確保しながら高い透過率とする必要があるので、第１記録層２０３のような金属の積層構造に代えて別の材料、例えば金属酸化物系の材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることで第２記録層の透過率と記録特性を両立させることができる。金属酸化物系の材料としては、酸化テルルにパラジウムなどの金属を添加したものを用いることができる。成膜直後はアモルファス状態である記録層に高パワーレーザを照射すると、その部分が結晶化して屈折率が変わることで情報が記録される。

高屈折率層２０５は、各記録層における透過率を高めるための層であり、屈折率が大きい材料、たとえば屈折率が２．３以上の材料で形成することが好ましい。例えばＴｅＯ₂、ＺｎＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、またはＴｉＯ₂といった材料を用いることができ、中でもＴｉＯ₂が好適である。この高屈折率層２０５を設けることより、記録層における透過率を絶対値で５〜１０％程度上昇させることができる。

図４は、本実施形態における第１、第２及び第３の透過率調整層１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを示す模式的断面図である。本実施形態においては、第１反応層２２１と、これに接する第２反応層２２２とを有している。第１反応層２２１は入射レーザ光から見て手前に配置され、第２反応層２２２は入射レーザ光から見て奥側に配置される。

第１反応層２２１は、水素を含有する誘電体材料からなることが好ましく、この誘電体材料としては、ＳｉＮ、ＳｉＣ、又はＳｉＯ₂が好ましい。第２反応層２２２は、水素と反応する希土類金属を主成分とする材料からなることが好ましく、この希土類金属としてはＴｂ又はＬａが好ましい。特に、第１反応層２２１が水素を含有するＳｉＮからなり、且つ第２反応層２２２がＴｂを主成分とする材料からなる場合が好ましい。第１反応層の水素含有量は、第１の反応層の透過率や、記録時のレーザパワー等に応じて適宜設定することができる。

第１反応層２２１には、記録時以外における酸化或いは硫化に対する安定性を向上させる目的で、上述の主成分となる元素の他に、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ等が添加されていてもよい。

各透過率調整層の厚みは、透過率調整層と接する記録層への情報記録時に、レーザ光の照射を受けた部分が速やかに希土類金属の水素化物が形成される範囲内で適宜設定することができる。その際、記録用の高パワーレーザを照射した部分のみならずパルス間のスペース領域においても熱の広がりによって透過率調整層中の水素化反応が起こらなければならない。このような水素化反応が生じる範囲であれば各透過率調整層の厚みは特に限定されない。また、第１反応層２２１と第２反応層２２２との膜厚比率も特に限定されないが、第２反応層２２２は記録前に各情報記録層における透過率を低くしておく必要があるため、１０ｎｍ以上であることが好ましい。また、本実施形態のように、水素化反応を円滑に進める観点からは、各透過率調整層を入射レーザ光から見て奥側に各情報記録層に隣接して配置することが好ましい。情報記録層と透過率調整層との間に、反応制御のために界面層を挿入してもよい。

次に、上記の追記型多層光ディスクの製造方法の一例について説明する。

基板１０１上に配置される各情報記録層、及び各透過率調整層は、それぞれの層の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法により形成することができる。このような気相成長法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。

中間層およびカバー層は、上述の方法に従って形成することができる。カバー層１０６は、上述した光透過性シートを設ける以外に、例えば、アクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を作製し、これをスピンコート法等により塗布して形成することも可能である。

本発明の光記録媒体の製造方法は、上記の製造方法に限定されるものではなく、公知の光ディスクの製造に採用される製造技術を適用することができる。

次に、上記の追記型光ディスクに対する記録方法について説明する。

本実施形態の追記型光ディスクに情報を記録する際は、もっともレーザ入射側に近い情報記録層、すなわち図１に示す光ディスクにおいて第４の情報記録層１０５ｃから先に記録し、次いで第３、第２、第１の情報記録層の順に記録していく。

まず、図示しない対物レンズに公知のフォーカスサーボをかけることにより、カバー層１０６側から入射したレーザ光１１０を第４の情報記録層１０５ｃ上に合焦させ、さらにトラックガイド溝にレーザスポットが追従する用にトラッキングサーボをかける。この時、第４の情報記録層１０５ｃに近接した第３の透過率調整層１０４ｃでは、まだ第１反応層中の水素原子が第２反応層と反応していないので透過率が低く、透過率調整層１０４ｃを設けていない場合に比べて小さなレーザパワーで記録動作を行うことができる。

記録動作においては、記録データに応じてレーザパワーを高速変調させ、高パワーで昇温させられた部分の記録層がアモルファスから結晶に変化し、屈折率変化が生じ、記録データに応じた情報が記録される。この時、同時に透過率調整層も昇温させられるため、第１反応層中の水素原子が第２反応層と反応して透過率が上がる。また、その際、記録マーク間のレーザパワーとして、記録層が結晶化しない程度のパワーを与えてやることで、記録マークを形成せずに透過率調整層の反応だけを進めることができる。その結果、記録済みトラックの透過率を全体的に上げることができる。

追記型光ディスクの場合、データ記録をディスク面上でランダムに行う必要はなく、決められた位置から順番に記録していけばよいので、まず第４の情報記録層の最内周から最外周、あるいは最外周から最内周に向かって全面に記録を進めていく。第４の情報記録層への記録が完了すると、面全体の透過率が上がり、第３の情報記録層へ到達する光量を十分に確保することができる。こうして、レーザ光入射側の面から順番に記録を進める記録動作をとることで、記録時は低透過率で高感度、記録後は高透過率で下層の情報記録層が高感度になるという記録媒体を提供できる。

また、透過率調整層内に形成された、化学量論組成近傍の誘電体膜と希土類金属の水素化物は、熱的安定性に優れ、透過率調整層の透過率変化は不可逆な現象となる。その結果、記録後の再生信号の品位が損なわれることがない。

（第２の実施形態）
本発明による第２の実施形態では、前記の各透過率調整層が、サーモクロミック膜から成る以外は第１の実施形態と同様の構成を有している。第２の実施形態における透過率調整層の配置位置は、第１の実施形態と同様に、情報記録層に対して入射レーザ光から見て奥側、すなわち情報記録層とその下側（奥側）の中間層との間に配置される。熱を十分に伝導させて透過率を十分に変化させる点から、透過率調整層は、情報記録層に接していることが好ましい。この情報記録層と透過率調整層との間に、透過率制御のために界面層を挿入してもよい。また、サーモクロミック層の構成成分を中間層へ拡散させて透過率を十分に変化させる点から、透過率調整層は中間層に接していることが好ましい。

サーモクロミック層の材料は、例えば、電子供与性呈色化合物と電子受容性顕色材の混合物があげられ、電子受容性顕色材の一例としてフェノール系顕色材があげられる。電子供与性呈色化合物としては、フルオラン系化合物、スピロピラン系化合物、フタリド系化合物、ラクタム系化合物などをあげることができる。電子受容性顕色材としては、フェノール化合物の他、芳香族カルボン酸類、脂肪族カルボン酸類、酸性燐酸エステル類などがあげられる。

また、本実施形態の追記型多層光ディスクの製造方法、及び記録方法は、上述の第１の実施形態とほぼ同様であるが、透過率調整層における反応のメカニズムが第１の実施形態とは異なる。つまり、記録時の熱によりサーモクロミック層を構成する電子供与性呈色化合物から電子が失われて電子受容性顕色材にトラップされると透過率が高くなり、さらにこれらの材料が樹脂層内に拡散することで、互いの分子が相互作用を及ぼさない程度の距離に引き離されてしまい、温度が低くなっても再着色しなくなり、結果、不可逆な反応となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記第１及び第２の実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１の実施形態の透過率調整層は、第１反応層と第２反応層とがそれぞれ１層からなる２層構造を有するが、少なくとも１つの第１反応層とこれに接触する少なくとも１つの第２反応層を有するものであれば、２層構造に限られない。第１反応層および第２反応層の少なくとも一方が２層以上を有していてもよい。例えば、２つの第２反応層と、これら第２反応層間に配置された１つの第１反応層とからなる３層構造の透過率調整層であってもよい。

以下に、具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
トラッキング用の案内溝の形成されたポリカーボネート基板を用意した。この基板を、直流、ＲＦ及びマイクロ波電源を有するプラズマＣＶＤとマグネトロンスパッタの併用装置の基板ホルダーに固定した。次いで、２×１０^-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、真空排気したままプロセスガス或いは材料ガスをチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、スパッタ或いはプラズマＣＶＤを用いて各層を成膜した。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体成膜時にはＡｒガスに加えてＯ₂ガスを導入しスパッタ成膜した。また、第１反応層２２１の形成は、ＳｉＨ₄ガス、Ａｒガス、及びＮ₂ガスを導入し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて行った。また、第２反応層２２２の成膜時にＯ₂ガス及びＮ₂ガスが混入していると酸化や窒化などを起こし易く水素化特性に影響を与えるため、第１反応層２２１とその他の層は別のチャンバーにて成膜を行った。

先ず初めに、次にようにして基板１０１上に第１の情報記録層１０２（情報記録層１）の形成を行った。

Ａｒガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所定の値とし、第１反射層２０１としてＡｇＮｄＣｕ層を膜厚８０ｎｍに形成した。その後、別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスとＯ₂ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所定の値とし、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体からなる第１下層誘電体層２０２を膜厚２０ｎｍに成膜した。

続いて、さらに別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスをチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を所定の値とし、第１記録層２０３としてＣｕ層を膜厚６ｎｍ、続けてＳｉを膜厚５ｎｍに成膜した。その後、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体からなる第１上層誘電体層２０４を膜厚５０ｎｍに成膜した。

基板１０１は、直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのものを用いた。第１の情報記録層１０２を形成する側の一主面には、グルーブ、ランドと称する凹凸が形成されており、この凹凸の繰り返し幅（トラックピッチ）は、０．３２μｍである。また、第１反射層２０１におけるＮｄの含有率は０．４ａｔ％、Ｃｕの含有率は０．６ａｔ％である。

第１中間層１０３ａの形成は、基板を一旦成膜装置から取り出し、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を作製し、この樹脂溶液をスピンコートすることで行った。この時、中間層の膜厚が１５μｍになるように塗布量と回転数を調整した。この上に、樹脂製のスタンパを貼り合わせた状態でスタンパ側から紫外線を照射した。この樹脂製スタンパには、予めトラッキング用案内溝の反転パターンが形成されており、紫外線硬化時に第１中間層１０３ａ上に第２の情報記録層のための案内溝が形成される。

第１中間層１０３ａの形成後、ディスク基板を再度成膜装置内に戻し、２×１０^-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、第１中間層１０３ａ上に、次のようにして第１の透過率調整層１０４ａ（透過率調整層１）の形成を行った。

先ず、Ａｒガスを導入しコンダクタンス調整により所定の圧力とし、第２反応層２２２としてＴｂ層を膜厚２０ｎｍに成膜した。その後、別のチャンバーにて、ＳｉＨ₄ガスを２００ｓｃｃｍ（standard ml/min）及びＮ₂ガスを５００ｓｃｃｍ（standard ml/min）の流量でチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所定の値（４〜１３Ｐａ）とした。続いて、プラズマＣＶＤを用いて１．５ｋｗの投入パワーで第１反応層２２１として水素含有ＳｉＮ層を膜厚２０ｎｍに成膜した。この層の水素含有量は２．１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、膜応力は−１．０ｋｇ／ｍｍ²（圧縮応力状態）であった。

その後、別チャンバーに基板を移し、次のようにして第２の情報記録層１０５ａ（情報記録層２）の形成を行った。

先ず、ＡｒガスとＯ₂ガスをチャンバー内に導入しコンダクタンス調整により所定の圧力とし、高屈折率層２０５としてＴｉＯ₂を膜厚２０ｎｍに形成した。次いで、別チャンバーにてＡｒガスを導入し第２反射層２０６としてＡｇ合金を膜厚１０ｎｍに成膜した。その後、第２下層誘電体層２０７としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体を膜厚３５ｎｍ、続けて第２記録層２０８としてＴｅＯ_xＰｄ層を膜厚１０ｎｍに成膜した。さらに、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体からなる膜厚５０ｎｍの第２上層誘電体層２０９を成膜した。

この後、上述した第１の中間層１０３ａを形成する工程から第２の情報記録層１０５ａを形成する工程までと同様の工程を２回繰り返した。これにより、第２の透過率調整層１０４ｂ（透過率調整層２）、第３の情報記録層１０５ｂ（情報記録層３）、第３の透過率調整層１０４ｃ（透過率調整層３）、第４の情報記録層１０５ｃ（情報記録層４）が形成され、最終的に４層の情報記録層を形成した。

ここで、第２の中間層１０３ｂ及び第３の中間層１０３ｃの厚みはそれぞれ２０μｍ及び１０μｍとした。その他の各層の膜厚は、光学設計により適宜最適値に設定した。

最後に、第４の記録層１０５ｃの上に、光透過性のカバー層１０６を積層し本実施例における光ディスクを完成した。

各層の光学特性（反射率および透過率）を表１に示す。ここで、表中の各値は、情報記録層における測定値、すなわち、記録層単層、或いは記録層と透過率調整層の積層（表中では「情報記録層＋透過率調整層」と示す）における測定値である。

正味吸収率は、着目する記録層の記録前の吸収率（＝１００−反射率−透過率）と、手前の記録層における記録後の透過率との積を表している。ここで、本発明の多層光ディスクにおいては、手前の情報記録層から順番に記録していくので、例えば第３の情報記録層に記録する際は、既に第４の情報記録層は記録済みであり、透過率が高い状態となっている。このとき、第３の情報記録層自身は記録前であるので透過率が低い。したがって、着目する情報記録層（ここでは第３の情報記録層）に対して手前の層（ここでは第４の情報記録層）でのパワーロス、奥の層（ここでは第２の情報記録層）へ抜けることによるパワーロスは共に低く抑えられており、高い吸収率が確保できている。すなわち、記録時の記録パワー感度を上げることができる。

正味反射率は、着目する記録層の反射率に、手前の層の透過率の２乗をかけた値である。これは既に記録された情報を再生するときのＳＮＲに関わるパラメータであり、反射率が高いほうがＳＮＲを稼ぐことができる。

本実施例では、各層の透過率変化を制御することで記録後の各層の反射率を４％に揃えることができ、どの層であっても安定した情報再生が行えると同時に記録感度を高めることができた。

（実施例２）
各情報記録層における光学特性を表２に示すように調整された以外は、実施例１と同様にして多層光ディスクを作製した。表中の正味吸収率は、第４の情報記録層において下がっているものの、第１及び第２の情報記録層で上がり、各情報記録層間で近い値となっている。これにより、ディスク全体としては最大記録パワーを低く抑えることができ、各層で安定した情報記録を行うことができた。

（実施例３）
第１反応層２２１として、水素を含有するＳｉＣを用いた以外は実施例１と同じ構成の光ディスクを作製した。この層の水素含有量は３．０×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、膜応力は−１．５ｋｇ／ｍｍ²（圧縮応力状態）であった。また、プラズマＣＶＤ装置の製膜条件は次の通りである。ＳｉＨ₄ガスの流量２００ｓｃｃｍ（standard ml/min）、Ｃ₂Ｈ₂ガスの流量２００ｓｃｃｍ（standard ml/min）、ガス圧力４〜１３Ｐａ、投入パワー１．５ｋｗ。

このようにして作製された、本実施例における光ディスクに対して、実施例１と同様にカバー層１０６側からレーザ光を照射し、第４の情報記録層１０５ｃから順に記録を行った。

その結果、本実施例で得られた４層光ディスクは、実施例１と同様に、情報記録層の全てにおいて安定した信号再生が行え、かつ記録感度の高いものであった。

（実施例４）
第１反応層２２１として、水素を含有するＳｉＯ₂を用いた以外は実施例１と同じ構成の光ディスクを作製した。この層の水素含有量は２．６×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、膜応力は−０．５ｋｇ／ｍｍ²（圧縮応力状態）であった。また、プラズマＣＶＤ装置の製膜条件は次の通りである。ＳｉＨ₄ガスの流量２００ｓｃｃｍ（standard ml/min）、Ｏ₂ガスの流量５００ｓｃｃｍ（standard ml/min）、ガス圧力４〜１３Ｐａ、投入パワー１．５ｋｗ。

このようにして作製された、本実施例における光ディスクに対して、実施例１と同様にカバー層１０６側からレーザ光を照射し、第４の情報記録層１０５ｃから順に記録を行った。

その結果、本実施例で得られた４層光ディスクは、実施例１と同様に、情報記録層の全てにおいて安定した信号再生が行え、かつ記録感度の高いものであった。

（実施例５）
第２反応層２２２としてＴｂ層に代えて膜厚２０ｎｍのＬａ層を形成した以外は実施例１と同じ構成の光ディスクを作製した。

このようにして作製された、本実施例における光ディスクに対して、実施例１と同様にカバー層１０６側からレーザ光を照射し、第４の情報記録層１０５ｃから順に記録を行った。

その結果、本実施例で得られた４層光ディスクは、実施例１と同様に、情報記録層の全てにおいて安定した信号再生が行え、かつ記録感度の高いものであった。

（実施例６）
透過率調整層１０４として、以下の膜を形成した以外は実施例１と同じ構成の光ディスクを作製した。真空加熱蒸着法により、電子供与性呈色化合物であるロイコ色素ＧＮ２（山本化成（株）製）と電子受容性顕色材であるビスフェノール系化合物ＢＨＰＥ（１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン）の混合物を膜厚４０ｎｍに形成した。

このようにして作製された、本実施例における光ディスクに対して、実施例１と同様にカバー層１０６側からレーザ光を照射し、第４の情報記録層１０５ｃから順に記録を行った。

その結果、本実施例で得られた４層光ディスクは、実施例１と同様に情報記録層の全てにおいて安定した信号再生が行え、かつ記録感度の高いものであった。

（比較例１）
第１、第２及び第３の透過率調整層１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを設けない以外は、実施例１と同様にして光ディスクの作製を行った。各層における光学特性を表３に示す。

このようにして作製された、本実施例における光ディスクに対して、実施例１と同様にカバー層１０６側からレーザ光を照射し、第４の情報記録層１０５ｃから順に記録を行った。

その結果、本比較例で得られた４層光ディスクは、第１の情報記録層１０２に関しては、実施例１とほぼ同様の吸収率、反射率であり、記録再生特性も同様の結果を得ることができた。ところが、第２、第３及び第４の情報記録層においては、吸収率が実施例１と比べて１／２〜１／３であり、記録のためのレーザパワーが２〜３倍必要であった。

以上、実施例および比較例を用いて説明したように、本発明の光ディスクによれば、単位面積あたりの光ディスクの記録容量を増加させる観点から情報記録層の多層化を行った場合でも、各情報記録層に対する記録再生が良好に行える追記型の光ディスクの提供が可能となる。

本発明による光ディスクの一実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態における第１の情報記録層を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態における第２、第３及び第４の情報記録層を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態における透過率調整層を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０１ 基板
１０２ 第１の情報記録層
１０３ａ 第１の中間層
１０３ｂ 第２の中間層
１０３ｃ 第３の中間層
１０４ａ 第１の透過率調整層
１０４ｂ 第２の透過率調整層
１０４ｃ 第３の透過率調整層
１０５ａ 第２の情報記録層
１０５ｂ 第３の情報記録層
１０５ｃ 第４の情報記録層
１０６ カバー層
１１０ レーザ光
２０１ 第１反射層
２０２ 第１下層誘電体層
２０３ 第１記録層
２０４ 第１上層誘電体層
２０５ 高屈折率層
２０６ 第２反射層
２０７ 第２下層誘電体層
２０８ 第２記録層
２０９ 第２上層誘電体層
２２１ 第１反応層
２２２ 第２反応層

Claims (8)

1. 基板上に複数の記録層が中間層を介して配置された積層構造を有し、該記録層の一方の面からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う追記型光記録媒体において、
   少なくとも一つの中間層のレーザ光入射側に配置された記録層と当該中間層との間に、レーザ光照射による昇温により透過率が増大する透過率調整層を有する追記型光記録媒体。
2. 前記透過率調整層が、水素を含有する誘電体からなる第１反応層と、第１反応層に接触し、レーザ光照射による昇温により第１反応層が含有する水素により水素化され得る希土類金属からなる第２反応層とを有する請求項１に記載の追記型光記録媒体。
3. 前記透過率調整層の第１反応層が、水素を含有するＳｉＮ、ＳｉＣ、又はＳｉＯ₂誘電体からなる請求項２に記載の追記型光記録媒体。
4. 前記透過率調整層の第２反応層が、Ｔｂ及びＬａの少なくとも一方からなる請求項２又は３に記載の追記型光記録媒体。
5. 前記透過率調整層において、第１反応層が第２反応層よりもレーザ光入射側に配置されている請求項２から４のいずれかに記載の追記型光記録媒体。
6. 前記透過率調整層がサーモクロミック膜からなる請求項１に記載の追記型光記録媒体。
7. 前記サーモクロミック膜が前記中間層に接している請求項６に記載の追記型光記録媒体。
8. 前記記録層は、一回だけ書き込み可能である請求項１から７のいずれかに記載の追記型光記録媒体。

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