(57)【要約】【課題】  各情報記録層の初期化を安定的に行うことが可能な多層光ディスクを提供する。【解決手段】  グルーブ部１ａを有する基板１の表面に設けた反射層２上に、相変化材料を記録材料とする情報記録層３と、中間層とをこの順序で情報記録層が少なくとも２層以上となるように形成してなると共に最上層の情報記録層に対しては中間層を設けないようにし、基板の表面とは反対側の面よりレーザ光Ｌを入射するように構成した多層光ディスクにおいて、中間層と、中間層に対してレーザ光が入射する面側に隣り合って位置する情報記録層との間に、記録用レーザ光よりも波長が長い初期化用レーザ光を少なくとも１０％以上反射するために屈折率が異なる誘電体の薄膜を複数積層してなる波長選択反射層５を介在させる。【選択図】  図１
2005092927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルーブ部を有する基板の表面に設けた反射層上に、相変化材料を記録材料とする情報記録層と、中間層とをこの順序で前記情報記録層が少なくとも２層以上となるように形成してなると共に最上層の情報記録層に対しては中間層を設けないようにし、前記基板の表面とは反対側の面よりレーザ光を入射するように構成した多層光ディスクにおいて、
前記中間層と、該中間層に対して前記レーザ光が入射する面側に隣り合って位置する情報記録層との間に、記録用レーザ光よりも波長が長い初期化用レーザ光を少なくとも１０％以上反射するために、屈折率が異なる誘電体の薄膜を複数積層してなる波長選択反射層を介在させるように構成したことを特徴とする多層光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化材料を記録材料とする複数の情報記録層を有する多層光ディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多量に情報を記録することが出来てアクセス時間も短い記録媒体として光ディスクが知られている。今日の情報社会の発達に伴って、更なる高密度記録が望まれており、例えば２００２年に提案された相変化記録を用いた青色レーザ光用のＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ( 以下「ＢＤ」とも称する) においては、従来ＤＶＤ−ＲＷ／ＲＡＭ等で使用されていた記録再生用のレーザ光の波長が６５０ｎｍから４０５ｎｍに短波長化され、また対物レンズの開口率（ＮＡ）も０．６から０．８５へと高ＮＡ化されると共に、新たに情報記録層を２層化する手法が追加されている。
【０００３】
相変化記録を行うＢＤを代表とした光ディスクでは、製造工程においてスパッタ装置を用いて相変化記録膜等を積層して成膜していくが、通常、相変化記録膜は非晶質状態であり、情報を記録する際にこれを結晶化するための初期化工程を必要とする（例えば特許文献１）。
ここで情報記録層が２層以上積層されている場合には、通常は先に成膜された相変化記録膜を初期化して、引き続き後から成膜された相変化記録膜を初期化する方法がとられていた。
初期化装置には光ディスクの記録再生装置と同様にフォーカスをかけるシステムが用いられるが、初期化に用いるレーザ光は効率をあげるため、１Ｗ以上のパワーが容易に得られる８００ｎｍ付近の波長のレーザ光を出力するレーザ素子が用いられる。
【特許文献１】特開２００１−２５０２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来の光ディスクにあっては、初期化用レーザ光の波長が８００ｎｍ近傍であるにも関わらず、４００ｎｍ近傍の波長のレーザ光で記録再生するようになっていることから、波長が４００ｎｍ近傍のレーザ光の透過率及び反射率が最適になるように設計がなされている。このため、半透明である第２情報記録層（レーザ光の入射側に位置する情報記録層）の初期化波長帯域の反射率が不足する場合が生じて初期化時にフォーカスが外れてしまい、初期化が安定的に出来ない、といった問題があった。
【０００５】
また情報記録層を多数積層する場合には、各情報記録層の反射率が低くなり、従来の初期化装置ではよりフォーカスが不安定になってしまう、という問題もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、中間層と情報記録層との間に波長選択反射層を介在させることにより、各情報記録層の初期化を安定的に行うことが可能な多層光ディスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、グルーブ部を有する基板の表面に設けた反射層上に、相変化材料を記録材料とする情報記録層と、中間層とをこの順序で前記情報記録層が少なくとも２層以上となるように形成してなると共に最上層の情報記録層に対しては中間層を設けないようにし、前記基板の表面とは反対側の面よりレーザ光を入射するように構成した多層光ディスクにおいて、前記中間層と、該中間層に対して前記レーザ光が入射する面側に隣り合って位置する情報記録層との間に、記録用レーザ光よりも波長が長い初期化用レーザ光を少なくとも１０％以上反射するために、屈折率が異なる誘電体の薄膜を複数積層してなる波長選択反射層を介在させるように構成したことを特徴とする多層光ディスクである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多層光ディスクによれば、中間層と、この中間層に対してレーザ光の入射側に位置する情報記録層との間に波長選択反射層を設けるようにして初期化用のレーザ光に対する反射率を高くしたので、各情報記録層の初期化を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明に係る多層光ディスクの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の多層光ディスクの第１実施例を示す部分拡大断面図、図２は本発明の多層光ディスクの第２実施例を示す部分拡大断面図である。
図示するように、本発明に係る多層光ディスクＤ１は、その表面にトラッキングを行うための溝状のグルーブ部１ａが形成された基板１を有している。そして、この基板１のグルーブ部１ａが形成されている面の全表面に例えば金属膜よりなる反射層２が形成されている。
【０００９】
そして、この基板１の反射層２上に、第１情報記録層３、第１中間層４、第１波長選択反射層５、第２情報記録層６及び記録再生用のレーザ光Ｌを透過する透明カバー層７からなり、この順に順次積層して形成されている。レーザ光Ｌは、上記透明カバー層７側から照射して入射される。上記第１情報記録層３は上記基板１側から第１下部保護膜３ａ、第１相変化記録膜３ｂ、第１上部保護膜３ｃからなる。また第２情報記録層６は第２下部保護膜６ａ、第２相変化記録膜６ｂ、第２上部保護膜６ｃからなっている。また図２に示す第２実施例のように第１中間層４と上記第２情報記録層６との間に熱伝導度が高いヒートシンク層８を設けても良い。
【００１０】
上記基板１は、コスト的に有利なポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリオレフイン樹脂等で射出成形もしくは射出圧縮成形で形成される方が望ましい。中でも光ディスクで実績が高いポリカーボネイト樹脂を用いることが望ましい。またこの基板１は、ガラス板上に紫外線硬化樹脂で形成したグルーブ部１ａを設けるようにしてもよい。
上記反射層２は、例えばＡｇ、Ａｌ系合金からなる金属反射膜により形成できる。また上記第１情報記録層３は、例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ等のＳｂを含んだ第１相変化記録膜３ｂの上下にＺｎＳ−ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯ等の誘電体からなる第１下部保護膜３ａ及び第１上部保護膜３ｃから構成される。
【００１１】
上記第１情報記録層３の初期化は、第１中間層４が形成される以前のこの段階か、第１中間層４が形成された後のどちらで初期化しても構わない。
上記第１中間層４は、第１情報記録層３の記録再生用のレーザ光の波長λ１を望ましくは８０％以上透過する紫外線硬化樹脂により形成する。具体的には、この樹脂をスピンコートで塗布し、透明もしくは半透明の石英等のスタンパにて、第２情報記録層６の案内溝となるグルーブ部１ｂを２Ｐ法で形成し、スタンパ越しに紫外線を照射し、第１中間層４を硬化させて形成した後に、スタンパを剥離する。
【００１２】
ここで２層以上の情報記録層を持つ従来の多層光ディスクの場合には、次に第２情報記録層６を形成するが、本発明では第２情報記録層６を形成する前に第１波長選択反射層５を形成する。この波長選択反射層５は、屈折率が異なる誘電体の薄膜を複数層積層して形成される。具体的には、波長選択反射層５は、消衰係数が０．１より小さく且つ屈折率ｎが相対的に大きい第１の誘電体よりなる薄膜５ａと、消衰係数が０．１より小さく且つ屈折率ｎが上記第１の誘電体より小さい第２の誘電体よりなる薄膜５ｂとを所定の厚みで積層することで得ることが出来る。具体的な代表例として、ＴｉＯ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＡｌＮ、ＭｇＦ等を用い、反射率を大きくしたい波長λxの屈折率をｎxとして、  膜厚はλx／（４×ｎx）の関係で求めて、全体で２層以上繰り返し形成するこ  とで実現可能である。すなわち、上記誘電体の薄膜が３層以上積層して形成される場合もある。図示例では代表として２層の場合を記載している。
尚、ここで上記膜厚（λx／（４×ｎx））に関しては、図３のように示され  るフォーカス時のＳ字カーブ特性において第１及び第２情報記録層３、６の区別ができるようにするために各膜厚の誤差範囲は±２０％、好ましくは±１０％以内がよい。
【００１３】
第２情報記録層６は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯ等の誘電体からなる第２下部保護膜６ａ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ等のＳｂを含んだ第２相変化記録膜６ｂ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯ等の誘電体からなる第２上部保護層６ｃからなり、第１情報記録層３の記録再生のために記録再生用のレーザ光の波長λ1を４０％以上透過する必要があるた め、消衰係数が１以上の第２相変化記録膜６ｂの厚さは１０ｎｍ以下が望ましい。
また記録時の熱を拡散する目的でＡｇ、Ａｌ系合金からなる金属製のヒートシンク層８(図２参照) を、透過率４０％以上を確保する範囲の厚さ、すなわち１ ０ｎｍ以下で形成するようにしてもよい。
【００１４】
第２情報記録層６の初期化は透明カバー層７が形成される以前のこの段階か、透明カバー層７が形成された後のどちらで初期化しても構わない。透明カバー層７は、紫外線硬化樹脂をスピンコートで塗布し、この上に所定の厚さの透明ポリカーボネイトシートを貼り付け、その後、紫外線光を照射して硬化させることにより形成しても良いし、紫外線硬化樹脂を所定の厚さで塗布して紫外線光を照射して硬化させることにより形成しても良い。
【００１５】
半透明で第１情報記録層３の記録再生用のレーザ光（波長λ１）を例えば４０％以上透過する第２情報記録層６と、第１中間層４との間に屈折率が異なる誘電体膜を積層してなる第１波長選択反射層５を形成することで、情報の記録再生に用いる波長が例えば４００ｎｍ近傍のレーザ光に対しては低反射で透過率が高く、初期化に用いる波長が例えば８００ｎｍ近傍のレーザ光に対しては反射率を高くすることができ、従って、トラッキング等を安定して行うことができるので、各情報記録層３、６を安定的に初期化することができる。この場合、上記した情報記録層が３層以上になっても、中間層と情報記録層との間に上記したような波長選択反射層をそれぞれ設けることにより、各情報記録層の初期化を安定的に行うことができる。
【００１６】
次に上記したような多層光ディスクの実施例を実際に作製して評価を行ったので、その評価結果について説明する。尚、併せて比較例についても説明する。
【００１７】
＜実施例１：２層情報記録層構造＞
ピッチが０．３２μｍで深さが２３ｎｍのグルーブを有する厚さ１．１ｍｍのポリカーボネイト製の基板１上に反射層２及び第１情報記録層３の各薄膜３ａ、３ｂ、３ｃをスパッタにて成膜した。ここで第１下部保護膜３ａ、第１上部保護膜３ｃはそれぞれＺｎＳ−ＳｉＯ２ を用い、反射層２にはＡｇ系合金を用い、第１相変化記録膜３ｂにはＧｅＳｂＴｅを用い、波長４００ｎｍでの反射率が初期化後において約２０％になるように各層の膜厚を決定した。具体的には、反射層２が１５０ｎｍ、第１下部保護膜３ａが１０ｎｍ、第１相変化記録膜３ｂが１５ｎｍ、第１上部保護膜３ｃが４０ｎｍである。
【００１８】
第１情報記録層３は第１中間層４を形成する前に８１０ｎｍの波長のレーザ光を用いてシバソク製ＬＫ２０１（商品名）で初期化を行った。この時のレーザパワーは４００ｍＷ、線速は４ｍ／ｓｅｃである。
その後、第１中間層４を形成するために、紫外線硬化樹脂（大日本インキ（株）製ＥＸ８２１０（商品名））をスピンコートにて塗布し、第２情報記録層６のトラック案内溝であるグルーブ部が形成された石英スタンパを厚みが２０μｍで均一になるように所定の圧力で押し当て、石英スタンパ側より紫外線光を照射して硬化させた。これにより、第１中間層４を形成した。
【００１９】
引き続きスパッタ装置にて第１波長選択反射層５と第２情報記録層６を順次成膜した。この第１波長選択反射層５は、初期化に用いるレーザ光の波長λi＝８ １０ｎｍで屈折率ｎ１が２．１、消衰係数ｋ１が０．０００５のＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜と、初期化に用いるレーザ光の波長８１０ｎｍで屈折率ｎ２が１．６、消衰係数ｋ２が０．０００５のＳｉＮ膜とを用い、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜の膜厚をλi ／（４×ｎ１）＝９６ｎｍ、ＳｉＮ膜の膜厚を同様に１２６ｎｍ（λi／（４× ｎ２））として、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜、ＳｉＮ膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜の順に３層構造で第１波長選択反射層５を形成した。
【００２０】
次に、金属製のヒートシンク層８をＡｇ系合金で厚さ７ｎｍで形成し、次に、第２情報記録層６として、第２下部保護膜６ａをＺｎＳ−ＳｉＯ２ にて厚さ１２ｎｍ、第２相変化記録膜６ｂをＧｅＳｂＴｅにて厚さ５ｎｍ、第２上部保護膜６ｃをＺｎＳ−ＳｉＯ２ にて厚さ５０ｎｍそれぞれ成膜した。
最後に紫外線硬化樹脂（大日本インキ（株）製ＥＸ８２１０（商品名））をスピンコートにて厚さが８０μｍになるように塗布し、紫外線光で硬化させて透明カバー層７を形成した。
この状態で日立コンピュータ製のＰＯＰ−１２０ＳＥ（商品名）を用い、第２情報記録膜６の初期化を行った（レーザ光の波長：８１０ｎｍ）。第２情報記録膜６の初期化はフォーカスもかかり、問題なく行えることが確認できた。
【００２１】
この実施例１の多層光ディスクを記録再生用のレーザ光（波長：４０５ｎｍ）を用いたシバソク製ディスク評価機ＬＭ３３０Ａ（商品名）にて第１情報記録層３、第２情報記録層６に、線速度５．２８ｍ／ｓにて、それぞれ１−７変調の信号を記録した結果、それぞれ１０％以下のジッタを得ることができ、良好な結果が得られた。
【００２２】
＜比較例１＞
実施例１と同様な工程で、第１波長選択反射層５をＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜（膜厚：９０ｎｍ）のみで製作したところ、第２情報記録層６の初期化においてフォーカスが不安定になり初期化が満足に行えなかった。この点について図４を参照して説明する。図４は実施例１と比較例１のレーザ光の波長に対する透過率の関係を示すグラフである。図４（Ａ）は比較例１のグラフを示し、図４（Ｂ）は実施例１のグラフを示す。図示するように初期化用のレーザ光の波長８１０ｎｍ近傍において、図４（Ａ）に示す比較例１の場合は反射率は６％程度で非常に低いのに対して、図４（Ｂ）に示す実施例１の場合には反射率は１４〜１５％程度に上昇しており、良好な結果が得られることが確認できた。
【００２３】
＜実施例２：３層情報記録層構造＞
第２情報記録層６の形成までは、実施例１と全く同様に作製した。そして、作製した第２情報記録層６に対して日立コンピュータ製ＰＯＰ−１２０ＳＥ（商品名）を用い、レーザパワー６００ｍＷ、線速４ｍ／ｓで第２情報記録層６の初期化を行った（レーザ光の波長：８１０ｎｍ）。
その後、第２中間層(図示せず)を形成するために紫外線硬化樹脂（大日本イ  ンキ（株）製ＥＸ８２１０（商品名））をスピンコートにて塗布し、第３情報記録層(図示せず)のトラック案内溝であるグルーブ部が形成された石英スタンパ  を厚みが２０μｍで均一になるように所定の圧力で押し当て、石英スタンパ側より紫外線光を照射して硬化させた。これにより第２中間層（図示せず）を形成した。
【００２４】
次に、第２波長選択反射層(図示せず)を形成した。この第２波長選択反射層  は、初期化に用いるレーザ光の波長λi＝８１０ｎｍで屈折率ｎ１が２．１、消 衰係数ｋ１が０．０００５のＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜と、初期化に用いるレーザ光の波長８１０ｎｍで屈折率ｎ２が１．６、消衰係数ｋ２が０．０００５のＳｉＮ膜を用い、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜の膜厚をλi／（４×ｎ１）＝９６ｎｍ、ＳｉＮ膜 の膜厚を同様に１２６ｎｍとして、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜、ＳｉＮ膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜の順に３層構造で形成した。
【００２５】
次に、金属製のヒートシンク層をAg系合金で厚さ７ｎｍで形成し、その後、第３情報記録層（図示せず）を形成した。この第３情報記録層は、第３下部保護膜をＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜にて厚さ１２ｎｍ、第３相変化記録膜をＧｅＳｂＴｅ膜にて厚さ５ｎｍ、第３上部保護膜をＺｎＳ−ＳｉＯ２ 膜にて厚さ５０ｎｍでそれぞれ成膜することにより形成した。最後に紫外線硬化樹脂（大日本インキ（株）製ＥＸ８２１０（商品名））をスピンコートにて厚さが６０μｍになるように塗布し、紫外線光で硬化させて透明カバー層７を形成した。このようにして、３層の情報記録層を有する多層光ディスクを作製した。
【００２６】
次に、上記第２実施例の多層光ディスクに対して日立コンピュータ製ＰＯＰ−１２０ＳＥ（商品名）を用い、レーザパワー６００ｍＷ、線速４ｍ／ｓで第３情報記録層の初期化を行った（レーザ光の波長：８１０ｎｍ）。
本実施例２の多層光ディスクを記録再生用のレーザ光の波長が４０５ｎｍを用いたシバソク製ディスク評価機ＬＭ３３０Ａ（商品名）にて第３情報記録層(図 示せず)を、線速度５．２８ｍ／ｓにて、それぞれに１−７変調の信号を記録し た結果、それぞれ１２％以下のジッタを得ることができた。また第１情報記録層３及び第２情報記録層６についても４ＭＨｚでのＣ／Ｎにおいて３５ｄＢ以上となる良好な結果が得られることが確認できた。
【００２７】
このように、本発明の多層光ディスクの構造が層数にとらわれず何層でも実現可能であることを示している。
尚、上記各層、或いは各薄膜の材質は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の多層光ディスクの第１実施例を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明の多層光ディスクの第２実施例を示す部分拡大断面図である。
【図３】フォーカス時のＳ字カーブ特性の一例を示すグラフである。
【図４】実施例１と比較例１のレーザ光の波長に対する透過率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１…基板、１ａ…グルーブ部、２…反射層、３…第１情報記録層、４…第１中間層、５…第１波長選択反射層、６…第２情報記録層、７…透明カバー層、８…ヒートシンク層、Ｄ１…多層光ディスク、Ｌ…レーザ光。
【図１】
2005092927.tif 000003
【図２】
2005092927.tif 000004
【図３】
2005092927.tif 000005
【図４】
2005092927.tif 000006