(57)【要約】【課題】  有機色素の反応防止のみならず、記録層の変形防止や光学特性の低下を図ることができる光記録媒体を提供する。【解決手段】  機能層２０を記録層１４とカバー層１６の間に形成することで、記録層１４が直接カバー層１６と接触せず、両者の反応は良好に防止される。また、機能層２０として、誘電体，金属窒化物などのある程度硬度のある材料を使用することで、レーザ光入射に伴って記録層１４が変形しようとしても、その変形が良好に抑制される。また、記録層１４の変形防止に伴って取り出す信号が小さくなってしまうが、機能層２０に光学干渉による信号増強作用を導入することで、信号の低下を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録する記録層と、この記録層に入射したレーザ光を反射する反射層とが積層されている光記録媒体であって、
前記記録層もしくは反射層に近接して、硬質材料による機能層を形成するとともに、この機能層の膜厚を、光学干渉を利用して信号が大きくなるように設定したことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記記録層が有機色素を利用した情報記録を行う膜であり、前記光記録媒体が追記型の光ディスクであることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記光記録媒体がカバー層を備えており、このカバー層と前記記録層の間に前記機能層を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの光記録媒体に関し、更に具体的には、有機色素を利用した記録層を有する追記型の光記録媒体の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
CD-RやDVD-Rなどの追記型の光記録媒体は、一般的に、有機色素などによる記録層と、純金属あるいは合金などによる反射層を含む構成となっている。そして、記録層にレーザ光を照射することで、記録層の屈折率ｎや消衰係数ｋが変化し、情報の記録が行われている。加えて、情報記録時には、有機色素の分解発熱による記録層自体の体積的な変化も伴う。従って、情報の記録を考える上では、屈折率変化Δｎ，消衰係数変化Δｋ，体積変化Δｄ（主として膜厚の変化量）が重要な要素である。
【０００３】
このような膜構成で記録密度の高い青紫色レーザ用の設計を行う場合、前記体積変化Δｄの影響が大きくなる。青紫色レーザは、エネルギ密度が高く、情報記録時における熱量の影響が大きいためである。実際に、HD DVDやBlu-ray Disc相当の記録を行った場合、隣接トラックだけでなく、更に先のトラックまで記録層が変形してしまう場合もある。このような現象はクロスライトと呼ばれ、高密度記録において特に問題となる現象である。
【０００４】
このような現象を避ける方法としては、体積変化Δｄが小さい記録材料を使用する方法や、記録層の変形を防止する硬質膜を設ける方法が考えられる。しかしながら、いずれの方法でも、屈折率変化Δｎや消衰係数変化Δｋのみによる小さな信号変化となってしまう。また、硬質膜を設ける方法では、該硬質膜による光学干渉という不都合が生ずる恐れがある。一方、Blu-ray Discでは、記録層の有機色素材料とカバー層の材料との反応，多層ディスクでは有機色素材料と中間層の材料との反応という問題もある。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、記録層とカバー層との間にスパッタ層を設けることで、記録層中の有機化合物の溶解を低減して記録層におけるムラの発生を防止するようにした光記録媒体が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３７３４５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、有機化合物の反応を防止する点にのみ着目しており、記録層の変形防止やスパッタ層による光学特性の低下には配慮されていない。本発明は、このような点に着目したもので、有機色素の反応防止のみならず、記録層の変形防止や光学特性の低下を図ることができる光記録媒体を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、情報を記録する記録層と、この記録層に入射したレーザ光を反射する反射層とが積層されている光記録媒体であって、前記記録層もしくは反射層に近接して、硬質材料による機能層を形成するとともに、この機能層の膜厚を、光学干渉を利用して信号が大きくなるように設定したことを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記記録層が有機色素を利用した情報記録を行う膜であり、前記光記録媒体が追記型の光ディスクであることを特徴とする。他の形態は、前記光記録媒体がカバー層を備えており、このカバー層と前記記録層の間に前記機能層を形成したことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザ光に対する光学干渉機能，記録層に対する変形防止機能を有する機能層を形成することで、クロスライトが良好に低減されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、いくつかの実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
最初に、図１及び図２を参照しながら、実施例１について説明する。この実施例は、本発明を主としてBlu-ray Discに適用したものである。図１には、本実施例を光ディスクに適用した場合の積層構造が示されている。同図(B)は、同図(A)の点線部分を拡大して示す図である。これらの図において、トラッキング用のグルーブ（溝）１１が形成された基板１０の主面上には、反射層１２，記録層１４が順に積層して形成されている。そして、この記録層１４上には、機能層２０を介してカバー層１６が形成されている。
【００１２】
以上の各部のうち、基板１０としては、ポリカーボネートなどの樹脂材料が用いられる。グルーブ１１は、基板１０の成形時に形成される。反射層１２は、入射レーザ光を反射するためのもので、各種の金属，半金属，合金などが用いられ、スパッタリングや真空蒸着などの各種の方法で形成される。記録層１４は、入射レーザ光による屈折率などの変化によって情報を記録するためのもので、例えばシアニン系やフタロシアニン系などの有機色素によって、スピンコートなどの方法で形成される。褪色防止剤などを含有するようにしてもよい。カバー層１６としては、入射レーザ光に対して透過率が高いことが要求され、ポリカーボネートなどの樹脂が使用される。以上の各部は、いずれも公知である。
【００１３】
次に、機能層２０は、(1)記録層１４の変形を防止する変形防止機能，(2)記録層１４の有機色素とカバー層１６との反応防止機能，(3)入射レーザ光に関する光学干渉機能，を備えている。機能層２０としては、入射レーザ光に対する光学的吸収性が低く、変形及び反応の防止という観点からは、ある程度硬度があり材料として安定しているものが好ましい。具体的には、誘電体，金属窒化物，金属酸化物などが効果的である。例えば、ＡｌＮやＳｉＯ２などを、スパッタリングなどの方法で形成して、機能層２０を得る。
【００１４】
次に、本実施例の作用を説明する。
(1)反応防止機能・・・上述したように、機能層２０が記録層１４とカバー層１６の間に形成されている。このため、記録層１４が直接カバー層１６と接触せず、両者の反応は良好に防止されるようになる。また、機能層２０として、誘電体などの安定した膜が使用されることからも、不要な反応が良好に防止される。
(2)変形防止機能・・・上述したように、機能層２０として、誘電体，金属窒化物などのある程度硬度のある材料が使用される。このため、レーザ光入射に伴って記録層１４が変形しようとしても、その変形が良好に抑制される。すなわち、体積変化Δｄが低減され、クロスライトも抑制されるようになる。
(3)光学干渉機能・・・前記変形防止によって体積変化Δｄが抑えられると、記録層１４は、屈折率変化Δｎや消衰係数変化Δｋを中心に光学特性が変化することになり、取り出すことができる信号が小さくなってしまう。そこで、本実施例では、機能層２０に光学干渉による信号増強作用を導入する。図１(B)に示すように、カバー層１６からレーザ光Ｆ10が入射したとすると、カバー層１６／機能層２０の界面では透過光Ｆ12と反射光Ｆ14が生じ、機能層２０／記録層１４の界面では透過光Ｆ16と反射光Ｆ18が生じ、記録層１４／反射層１２の界面では反射光Ｆ20が生ずる。なお、反射層１２中に進む透過波も存在する場合がある。また、反射光が界面を通過するときにも反射光が発生することがある。
【００１５】
記録層１４に記録された情報は、反射層１２による反射光Ｆ20として、カバー層１６側に取り出される。このときに、上述した反射光Ｆ14やＦ18との干渉が生じて、反射光Ｆ20の強度を強めるように機能層２０の屈折率ｎ，消衰係数ｋ，体積ｄを設定することで、前記記録層１４の体積変化Δｄが抑制されても、結果的に大きな信号を得ることが可能となる。具合的には、有効フレネル係数法，マトリクス法，図解法などにより、屈折率ｎ，消衰係数ｋ，体積（厚み）ｄを制御して、レーザ光の反射率が所定の値となるよう制御する。
【００１６】
図２には、機能層２０の膜厚を変化させたときのレーザ光に対する光学特性の変化を示すグラフである。同図中、横軸は機能層２０の厚さであり、縦軸は割合である。グラフＧＡは記録層１４にマークが記録されているときの透過率もしくは反射率，グラフＧＢは記録層１４がブランクのときの透過率もしくは反射率，グラフＧＣは記録層１４がブランクのときの吸収率，グラフＧＤは記録層１４にマークが記録されているときの吸収率である。これらのグラフに示すように、透過率，反射率，吸収率のいずれも機能層２０の膜厚に対して周期的に変化する。
【００１７】
機能層２０をいずれの膜厚とすべきかは、記録層１４におけるマークの有無による差が大きいほうがよい。このような点からは、膜厚を７８０Å付近とするとよいことになる。しかし、製造工程を考慮すると、機能層２０の膜厚がある程度変化しても、検出される信号レベルの変動が小さいほうが好ましい。このような点も考慮すると、６５０Å付近もしくは９１０Å付近が好ましい膜厚となる。実際には、規格に反射率が規定されているので、その範囲内で記録材料との兼ね合いで、このような調整を行なう。なお、図２のグラフは、グルーブ形状による回折効果を含んでいない。従って、実際には、各グラフの光学効果にグルーブ形状による光量増減が加わる。
【００１８】
このように、本実施例によれば、機能層２０による反応防止，変形防止，光学干渉の各効果により、有機色素の反応防止のみならず、記録層の変形防止や光学特性の低下を図ることができ、クロスライトも大幅に低減されるようになる。
【実施例２】
【００１９】
次に、図３を参照しながら、本発明の実施例２を説明する。上述した実施例１では機能層２０を記録層１４とカバー層１６の間に形成したが、図３(A)の例では反射層１２と記録層１４の間に機能層２０が形成されており、同図(B)の例では基板１０と反射層１２の間に機能層２０が形成されている。同図(A)の例は、記録層１４とカバー層１６が接しているため、反応防止という点からは有効とはいえないが、変形防止，光学干渉という点では、前記実施例１と同等の機能を有する。なお、この例では、記録層１４の有機色素に対する熱的バランスが取りにくい。同図(B)の例は、反応防止，変形防止，光学干渉のいずれの点においても効果は低い。
<実験例>
【００２０】
次に、本発明に関連して試作した実施例１の積層構造の光記録媒体について説明する。
(1)試作例１・・・機能層２０としてＡｌＮを使用するとともに、レーザ光に対する反射率が２０％となるように膜厚を調整した。なお、レーザ光の波長λは４０５nm，屈折率ｎは１．７２，消衰係数ｋはゼロである。この試作例１によれば、レーザ光による記録層１４の変形抑制効果を確認することができた。
(2)試作例２・・・機能層２０としてＳｉＯ２を使用するとともに、レーザ光に対する反射率が２０％となるように膜厚を調整した。なお、レーザ光の波長λは４０５nm，屈折率ｎは１．５２，消衰係数ｋはゼロである。この試作例２によっても、レーザ光による記録層１４の変形抑制効果を確認することができた。
(3)試作例３・・・機能層２０としてＡｌ２Ｏ３を使用するとともに、レーザ光に対する反射率が２０％となるように膜厚を調整した。なお、レーザ光の波長λは４０５nm，屈折率ｎは１．７２，消衰係数ｋはゼロである。この試作例３によっても、レーザ光による記録層１４の変形抑制効果を確認することができた。
【実施例３】
【００２１】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施例３について説明する。本実施例は、本発明をDVD-RもしくはHD DVDに適用した例である。まず、同図(A)の例から説明すると、トラッキング用のグルーブ（図示せず）が必要に応じて形成された基板１１０の主面上には、機能層１２０を介して、記録層１１４，反射層１１２が順に積層して形成されている。そして、この反射層１１２上には、接着層１２２を介してダミー層１２４が形成されている。
【００２２】
以上の各部のうち、基板１１０としては、ポリカーボネートなどの樹脂材料が用いられる。機能層１２０は、(1)記録層１１４の変形を防止する変形防止機能，(2)入射レーザ光に関する光学干渉機能，を備えている。機能層１２０としては、前記実施例と同様に、入射レーザ光に対する光学的吸収性が低く、変形及び反応の防止という観点からは、ある程度硬度があり材料として安定しているものが好ましい。具体的には、誘電体，金属窒化物，金属酸化物などが効果的である。例えば、ＡｌＮやＳｉＯ２などの膜を、スパッタリングなどの方法で形成する。反射層１１２，記録層１１４は、上述した実施例と同様である。接着層１２２は、反射層１１２とダミー層１２４を接着するためのものである。これら反射層１１２，記録層１１４，接着層１２２，ダミー層１２４は、いずれも公知である。
【００２３】
本実施例では、図４(A)に矢印で示すように、基板１１０側からレーザ光が記録層１１４に入射し、記録層１１４が変形して情報が記録される。この場合に、本実施例では、機能層１２０が設けられているため、レーザ光入射に伴って記録層１１４が変形しようとしても、その変形が良好に抑制される。一方、情報読み出し時において、反射層１１２で反射されたレーザ光は、記録層１１４，機能層１２０，基板１１０をそれぞれ通過する。この場合に、反射レーザ光の強度を強めるように、機能層１２０の屈折率ｎ，消衰係数ｋ，体積ｄを設定することで、前記記録層１１４の体積変化Δｄが抑制されても、結果的に大きな信号を得ることが可能となる。このように、本実施例によれば、機能層１２０が変形防止機能，光学干渉機能を奏することで、良好な光学特性を得ることができる。
【００２４】
図４(B)の例は、機能層１２０を、記録層１１４と反射層１１２の間に設けた例である。この例によっても、前記図４(A)の例と同様の変形防止，光学干渉の機能を得ることができる。図４(C)の例は、反射層１１２と接着層１２２の間に機能層１２０を設けた例である。この例は、変形防止，光学干渉のいずれの点においても効果は低い。なお、図４の例は、いずれも記録層が単層であるが、記録層を２層以上積層化する場合には、図４のダミー層１２４上に更に第２の機能層を形成し、この第２の機能層の上に第２の記録層を積層形成することになるが、この場合は、第２の機能層によってダミー層１２４と第２の記録層との反応が防止されるようになる。
<他の実施例>
【００２５】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例を組み合わせるようにしてもよい。例えば、実施例１と実施例２のいずれかを組み合わせるか、実施例３のいずれかを組み合わせ、複数の機能層を形成するという具合である。また、前記実施例に示したもの以外の他の膜を形成することを妨げるものではない。
(2)前記実施例は、本発明を主としてBlu-ray DiscやHD DVDなどの超高密度記録光ディスクに適用する場合を説明したが、CD-RやDVD-Rなどの各種の追記型の光記録媒体にも同様に適用可能である。
(3)前記実施例に示した材料や製造方法も一例であり、公知の各種の材料や製造方法を適用してよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、機能層による光学干渉，記録層の変形防止，記録層とカバー層の反応防止という機能により、クロスライトが大幅に低減されるので、Blu-ray Disc，HD DVDなどの超高密度記録光ディスクなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の光ディスクの積層構造を示す図である。(B)は、(A)の点線部分の拡大図である。
【図２】機能層の膜厚による光学特性の変化の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２の積層構造を示す図である。
【図４】本発明の実施例３の積層構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０，１１０：基板
１１：グルーブ
１２，１１２：反射層
１４，１１４：記録層
１６：カバー層
２０，１２０：機能層
１２２：接着層
１２４：ダミー層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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