JP2000339755A

JP2000339755A - 多層型光ディスク

Info

Publication number: JP2000339755A
Application number: JP11145468A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yasuda; 宏一保田; Kotaro Kurokawa; 光太郎黒川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の信号記録膜を有するとともに、記録信
号の記録再生が可能であり、十分な再生特性を備える。【解決手段】グルーブ２ｂが形成された基板２上に、
第１の信号記録膜３と第２の信号記録膜５とを、中間層
４を介して積層する。第１の信号記録膜３及び第２の信
号記録膜５は、Ｓｅを含有する相変化材料によって形成
されている信号記録層（１３，２２）と、この信号記録
膜（１３，２２）の反射率を調整するエンハンス層（１
１，１５，１６，２０，２４）と、信号記録層（１３，
２２）の結晶化を促進する結晶化促進層（１２，１４，
２１，２３）とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２層以上の信号記
録膜が積層されてなり、各信号記録膜がそれぞれ相変化
材料によって形成された信号記録層を備える構成とされ
た多層型光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】情報信号が記録される記録媒体として、
光学的に記録及び／又は再生（以下、記録再生とい
う。）がなされる光ディスクがある。光ディスクには、
例えば、情報信号に対応したピット列が形成されてなる
再生専用光ディスクや、情報信号の書き換え又は追記が
可能な光磁気ディスク及び相変化型光ディスク等があ
る。

【０００３】光ディスクは、基板上に信号記録膜が薄膜
状に形成されており、記録再生装置によってレーザ光を
照射されることによって、この信号記録膜に対して記録
再生が行われる。また、基板上には、トラックに沿って
連続的に形成された溝であるグルーブや、トラックに沿
って多数のピットが並べられたピット列が、所定のトラ
ックピッチにてスパイラル状又は同心円状に形成されて
いる。そして、光ディスクは、グルーブやピット列に沿
ってレーザ光を照射されることによって、記録再生が行
われる構成とされている。

【０００４】このような光ディスクの規格のひとつに、
ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）がある。ＤＶＤで
は、信号記録膜を１層だけ備える１層型ＤＶＤで４．７
ＧＢ、信号記録膜を２層備える２層型ＤＶＤで８．５Ｇ
Ｂの記憶容量を有する光ディスクが実現されている。Ｄ
ＶＤは、従来から広く利用されている光ディスクの規格
であるＣＤ（Compact Disc）と同等の外形状を有しなが
ら、このＣＤの数倍〜十数倍の記憶容量を有しているこ
とから、大容量化に対応した光ディスクとしての利用が
期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＤ
ＶＤは、信号記録膜にピット列が形成された再生専用光
ディスクである。このＤＶＤを作製する際には、記録信
号に対応したピット列と反転した凹凸形状を有するスタ
ンパを用いて、射出成形法によって作製した基板上に、
信号記録膜等を構成する各層を成膜する。スタンパの作
製は高コストであるため、ＤＶＤを作製する前には、こ
のＤＶＤと同等の再生特性を有する記録再生が可能な光
ディスクを用いて試作ディスクを作製し、記録内容や再
生動作に不具合が生じないことを検証することが必要と
なる。

【０００６】このとき、１層型ＤＶＤの検証には、ＤＶ
Ｄ−Ｒと称される規格の光ディスクが用いられている。
ＤＶＤ−Ｒは、信号記録膜に対する書き込みが１回だけ
可能な追記型の光ディスクであり、信号記録膜にシアニ
ンやフタロシアニン等の有機色素材料により構成された
色剤層が備えられて構成されている。

【０００７】ところが、２層型ＤＶＤの検証を行うため
には、２層の信号記録膜を有し、記録信号の追記が可能
であるとともに、ＤＶＤ規格の再生特性を満たす光ディ
スクが必要となる。従来は、このような光ディスクが存
在しておらず、スタンパを用いて２層型ＤＶＤの製造後
に初めて検証を行うことが可能であった。したがって、
検証の結果、記録内容や再生動作に不具合が認められる
と、スタンパを新たに作り直す必要が生じ、２層型ＤＶ
Ｄの製造が高コスト化してしまうといった問題があっ
た。

【０００８】そこで、本発明では、複数の信号記録膜を
有するとともに、記録信号の記録再生が可能であり、例
えば再生専用のＤＶＤプレイヤーに対して用いた場合で
あっても、十分な再生特性を有する多層型光ディスクを
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る多層型光デ
ィスクは、所定の凹凸パターンが形成された基板上に、
２層以上の信号記録膜が透明層を介して積層されてなる
多層型光ディスクである。上記各信号記録膜は、それぞ
れ、Ｓｅを含有する相変化材料によって形成されている
信号記録層と、当該信号記録膜の反射率を調整するエン
ハンス層と、上記信号記録層の結晶化を促進する結晶化
促進層とを備える。

【００１０】以上のように構成された多層型光ディスク
は、２層以上設けられた信号記録膜のそれぞれにＳｅを
含有する相変化材料によって形成された信号記録層を有
していることによって、これら信号記録膜の反射率及び
透過率を調整することができ、各信号記録層に対して記
録信号の記録再生が可能であるとともに、結晶化促進層
を備えていることによって十分な再生特性を有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、先
ず、本発明に係る多層型光ディスクの第１の実施の形態
として、図１に示すような多層型光ディスク１について
説明することとする。なお、以下の説明で用いる図面で
は、特徴的な部位を明確に表すために拡大して示してい
る場合があり、多層型光ディスク１を構成する各層の厚
さの比率が実際と異なる場合がある。

【００１２】多層型光ディスク１は、図１に示すよう
に、所定の凹凸パターンが形成された基板２上に、第１
の信号記録膜３と、中間層４と、第２の信号記録膜５
と、光透過層６とが順次積層された構造とされている。

【００１３】多層型光ディスク１は、例えばディスクカ
ートリッジ（図示せず。）に収納されて、記録再生装置
（図示せず。）に対して着脱自在に用いられる。なお、
多層型光ディスク１は、ディスクカートリッジに収納さ
れずに用いるとしてもよいし、記録再生装置と一体に構
成されていてもよい。

【００１４】多層型光ディスク１は、記録再生を行う際
に、記録再生装置によって光透過層６の外方に臨む主面
６ａ側からレーザ光が入射され、このレーザ光が第１の
信号記録膜３又は第２の信号記録膜５に向けて照射され
る。そして、多層型光ディスク１では、このレーザ光に
より、第１の信号記録膜３又は第２の信号記録膜５に対
して、いわゆる相変化記録方式によって記録信号の記録
再生が行われる構成とされている。

【００１５】具体的には、多層型光ディスク１は、記録
信号を記録される際に、記録再生装置によって所定の出
力のレーザ光が光透過層６の外方に臨む主面６ａから入
射され、第１の信号記録膜３又は第２の信号記録膜５に
対して照射される。これにより、いずれか一方の信号記
録膜は、レーザ光の照射位置で融点温度以上に昇温され
る。その後、この信号記録膜は、冷却されて、この位置
で非晶質状態となる。多層型光ディスク１では、記録信
号に応じて、非晶質状態とされた部位、すなわち、記録
マークを形成されることによって、記録信号を記録す
る。

【００１６】また、多層型光ディスク１は、信号記録膜
に記録された記録信号を消去される際に、記録時よりも
弱い出力のレーザ光を照射され、この照射位置で信号記
録膜が結晶化温度以上且つ融点温度以下に昇温される。
これにより、この信号記録膜は、この照射位置で、照射
前の状態に依らずに結晶状態となる。なお、多層型光デ
ィスク１では、このような記録信号の消去を信号記録膜
の全面にわたって行われることで、信号記録膜の全面が
結晶状態に初期化される。

【００１７】さらに、多層型光ディスク１は、信号記録
膜に記録された記録信号を再生される際に、記録信号の
消去時よりもさらに弱い出力のレーザ光を照射される。
このとき、記録再生装置は、このレーザ光が信号記録膜
に反射して戻ってくる戻り光を検出し、レーザ光の照射
位置で信号記録膜が結晶状態であるか非晶質状態である
かにより反射率が異なることを利用して記録マークを読
み取り、記録信号を再生する。

【００１８】なお、上述の記録再生の説明では、信号記
録膜に対して記録信号に対応した記録マークが形成され
るとしたが、実際の多層型光ディスク１では、信号記録
膜に配設された後述する信号記録層に対して記録マーク
が形成される。また、多層型光ディスク１は、上述した
ように、記録信号の書き換えが繰り返し可能な光ディス
クとされてもよいし、記録信号を１回だけ書き込むこと
が可能な追記型の光ディスクとされてもよい。

【００１９】基板２は、硬質材料によって、全体略円板
形状に形成されている。基板２を形成する材料として
は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポ
リオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂材料や、
合成石英ガラス等のガラス材料を用いることができる。
また、アルミニウムやステンレス合金等の各種金属材料
を用いてもよい。

【００２０】また、基板２には、各層が積層形成される
側の主面２ａに、溝状のグルーブ２ｂが形成されてい
る。グルーブ２ｂは、所定のトラックピッチで、基板２
の主面２ａに対してスパイラル状又は同心円状に形成さ
れている。多層型光ディスク１では、基板２の主面２ａ
に形成されたグルーブ２ｂの凹凸形状が、この主面２ａ
上に積層された第１の信号記録膜３及び第２の信号記録
膜５に転写されており、グルーブ２ｂに沿って円周方向
にトラックが構成され、このトラックに沿って第１の信
号記録膜３又は第２の信号記録膜５に対して記録再生が
行われる構成とされている。

【００２１】なお、多層型光ディスク１では、基板２に
形成されたグルーブ２ｂの凹凸形状が第１の信号記録膜
３だけに転写された構成とし、中間層４の第２の信号記
録膜５側の主面に別の溝形状でグルーブを形成すること
によって、この中間層４に形成されたグルーブの凹凸形
状が第２の信号記録膜５に転写されるとしてもよい。こ
れにより、第１の信号記録膜３と第２の信号記録膜５と
は、互いに異なる凹凸形状でグルーブを構成することが
できる。

【００２２】中間層４及び光透過層６は、記録再生を行
うために入射されるレーザ光に対して透光性を有する硬
質材料によって、それぞれ、第１の信号記録膜３及び第
２の信号記録膜５上に薄膜状に形成されている。中間層
４及び光透過層６を形成する材料としては、例えば、ア
クリル酸系紫外線硬化樹脂等の各種紫外線硬化樹脂や、
ポリカーボネートシート、ポリオレフィンシート等の樹
脂シート等を用いることができる。

【００２３】多層型光ディスク１では、光透過層６の主
面６ａからレーザ光を入射される構成とされている。こ
れにより、例えば、記録信号の高密度化に対応するため
に、記録再生装置の対物レンズの開口数ＮＡを大きくし
たり、短波長であるレーザ光によって記録再生を行う場
合であっても、光透過層６の厚さを調整することによっ
て、安定して確実に記録再生を行うことができる。この
とき、光透過層６の厚さは、１０μｍ以上、１７７μｍ
以下であることが望ましい。１０μｍを下回る場合に
は、光透過層６の下層に形成されている第２の信号記録
膜５に、外的要因によって傷が生じたり、酸化されるな
どして劣化が生じたりする虞がある。また、１７７μｍ
を超える場合には、高記録密度化に対応して十分な記録
再生特性を得ることが困難となる。

【００２４】第１の信号記録膜３は、基板２側から、光
反射層１０と、第１のエンハンス層１１と、第１の結晶
化促進層１２と、第１の信号記録層１３と、第２の結晶
化促進層１４と、第２のエンハンス層１５と、第３のエ
ンハンス層１６とが順次積層された構成とされている。

【００２５】また、第２の信号記録膜５は、中間層４側
から、第４のエンハンス層２０と、第３の結晶化促進層
２１と、第２の信号記録層２２と、第４の結晶化促進層
２３と、第５のエンハンス層２４とが順次積層された構
成とされている。

【００２６】光反射層１０は、光透過層６側から入射さ
れたレーザ光を反射する反射層としての機能を有してい
る。これにより、多層型光ディスク１では、入射された
レーザ光を反射して、記録マークを記録再生装置によっ
て読み取ることができるとともに、記録時におけるレー
ザ光の利用効率を向上することができる。光反射層１０
を形成する材料としては、例えば、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，
Ｃｕ等の非鉄金属元素又はその化合物を単独で、或いは
複合させて用いることが望ましい。

【００２７】第１のエンハンス層１１、第２のエンハン
ス層１２、第３のエンハンス層１３、第４のエンハンス
層１４及び第５のエンハンス層１５は、第１の信号記録
膜３及び第２の信号記録膜５の反射率をそれぞれ調整す
る機能を有している。多層型光ディスク１は、これらエ
ンハンス層が第１の信号記録膜３及び第２の信号記録膜
５に配設されていることによって、各信号記録膜が所望
の反射率を有するように調整することができる。したが
って、多層型光ディスク１は、例えば、光ディスクの規
格のひとつであるＤＶＤに要求される反射率を満足する
ように、第１の信号記録膜３及び第２の信号記録膜５の
反射率を調整することにより、ＤＶＤ規格に対応した書
き換え型若しくは追記型の光ディスクとして利用するこ
とができる。

【００２８】これらのエンハンス層を形成する材料とし
ては、例えば、ＺｎＳ，ＺｎＳ−ＳｉＯ₂，ＳｉＯ₂，Ｍ
ｇＦ等を単独で又は複合して用いることができる。

【００２９】第１の結晶化促進層１２、第２の結晶化促
進層１４、第３の結晶化促進層２１、及び第４の結晶化
促進層２３は、第１の信号記録膜３及び第２の信号記録
膜５における第１の信号記録層１３及び第２の信号記録
層２２の結晶化を促進する機能を有している。以下で
は、これら結晶化促進層の機能を具体的に説明する。

【００３０】多層型光ディスク１では、各信号記録層が
他の各層に挟まれているため、非晶質状態から結晶状態
へ進行する際の核生成が、各信号記録層とそれを挟む層
との界面で生じやすい。この核生成の生じ易さは、界面
での物理的あるいは化学的性質によって大きく影響を受
けることが知られている。したがって、信号記録層の結
晶化速度を制御するためには、各信号記録層を挟む界面
の状態を制御することにより、結晶核の生成頻度を制御
することが有効である。

【００３１】そこで、本発明では、各信号記録層に接す
るように結晶化促進層を設けることによって、結晶核の
生成頻度を制御している。すなわち、結晶化促進層が信
号記録層に接していることによって、この信号記録層に
おける結晶核の生成が促進され、結晶化速度を高めるこ
とができる。これにより、多層型光ディスク１は、高転
送レートにおいても十分なオーバーライト消去比が得ら
れ、良好なジッター値を得ることにつながる。したがっ
て、多層型光ディスク１では、第１の信号記録層１３及
び第２の信号記録層２２に対して、安定して高速に記録
マークを形成することができ、高速で確実な記録動作を
行うことができる。

【００３２】これら結晶化促進層を形成する材料として
は、エンハンス層としての働きを兼ねたものであっても
よい。例えば、エンハンス層にＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物
を用い、信号記録層と接する面に結晶化を促進する層を
別に設けてもよいし、エンハンス層として、結晶化を促
進する材料を用いてもよい。すなわち、信号記録層に接
して、以下に示すような結晶化を促進する材料からなる
結晶化促進層が接してさえいれば、エンハンス層の有
無、あるいはエンハンス層に用いる材料の種類は問わな
い。

【００３３】また、信号記録層は、結晶化促進層が信号
記録層の少なくとも一方の面に接していれば、結晶化促
進層を有さない場合と比較して結晶化速度が向上するこ
とがわかっている。ただし、信号記録層の両面に接する
ように結晶化促進層を設けた場合に、より大きな結晶化
促進効果を得ることができる。

【００３４】結晶化を促進する材料としては、従来から
光記録媒体に誘電体層（エンハンス層）として用いられ
ている材料で、レーザ光の波長に対して消衰係数ｋの値
が０．３以下程度の材料のうち、硫化物を除くものがい
ずれも機能することがわかっている。例えば、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｇ，Ｂ，Ｚｎ，Ｐｂ，
Ｃａ，Ｌａ，Ｇｅ等の金属および半金属等の元素の窒化
物、酸化物、炭化物、フッ化物、窒酸化物、窒炭化物、
酸炭化物等からなる層、及びこれらを主成分とする層で
ある。

【００３５】具体的には、ＡｌＮ_x（０．５≦ｘ≦
１）、特にＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ_3-x（０≦ｘ≦１）、特にＡ
ｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ₃Ｎ_4-x（０≦ｘ≦１）、特にＳｉ₃Ｎ₄、Ｓ
ｉＯ_x（１≦ｘ≦２）、特にＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＭｇＯ、
Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＴｉＯ_x（１≦ｘ≦２）、特に
ＴｉＯ₂、ＢａＴｉＯ₃、ＳｔＴｉＯ₃、Ｔａ₂Ｏ_5-x（０
≦ｘ≦１）、特にＴａ₂Ｏ₅、ＧｅＯ_x（１≦ｘ≦２）、
ＳｉＣ、Ｇｅ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ、Ｃａ
Ｆ₂、ＬａＦ、ＭｇＦ₂、ＮａＦ、ＴｈＦ₄等からなる
層、及びこれらを主成分とする層が結晶化促進の機能を
有する。あるいはこれらの混合物、例えばＡｌＮ−Ｓｉ
Ｏ₂からなる層も同様に結晶化を促進する機能を有す
る。

【００３６】しかしながら、これらの材料は、結晶化促
進機能が十分ではなく、厳しい条件のもとでは十分に良
好な信号特性を得ることができない。

【００３７】したがって、これらの結晶化を促進する機
能を有する材料の中で、特にＳｉ−Ｃ、Ｓｉ−Ｃ−Ｏ、
Ｓｉ−Ｃ−Ｈ、Ｓｉ−Ｃ−Ｈ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ
−Ｎ−Ｈ、Ｓｉ−Ｎ−Ｈ−Ｏ、Ｓｉ−Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ
−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｃ−Ｎ−Ｈ、Ｓｉ−Ｃ−Ｎ−Ｈ−Ｏ、
Ｓｉ−Ｏ−Ｈのいずれかの材料を結晶化促進層として用
いることが望ましい。例えば、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｓ
ｉＯ₂、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等、あるいはこれらを主成分
とし、酸素や水素、窒素等の元素を導入した材料等が挙
げられる。

【００３８】第１の信号記録層１３及び第２の信号記録
層２２は、Ｓｅを含有する相変化材料によって形成され
ている。これにより、多層型光ディスク１では、これら
信号記録層の反射率を向上させることができ、記録信号
に応じた記録マークを第１の信号記録層１３及び第２の
信号記録層２２に形成された記録マークを、記録再生装
置によって安定して確実に読み取ることができる光ディ
スクとすることができる。これにより、多層型光ディス
ク１は、安定して確実に記録再生を行うことが可能な、
大容量の書き換え型光ディスクとして用いることができ
る。

【００３９】これら信号記録層を形成する材料として
は、例えば、ＩｎＳｅ，ＳｂＳｅ，ＳｂＴｅ等の二元合
金、ＩｎＳｂＳｅ，ＩｎＳｂＳｅ等の三元合金、ＧｅＳ
ｂＳｅＴｅ等の四元合金、ＡｇＩｎＳｂＳｅＴｅ等の五
元合金を用いることができる。また、これら合金の窒化
物や酸化物を用いることができる。

【００４０】また、これら信号記録層を形成する材料の
うち、Ｓｅの含有量は、１ｍｏｌ％以上、５０ｍｏｌ％
以下であることが望ましい。Ｓｅの含有量が１ｍｏｌ％
未満である場合には、透過率の向上効果を十分に得るこ
とができず、５０ｍｏｌ％を超える場合には、この信号
記録層に対して安定して良好な形状の記録マークを形成
することが困難となってしまう。

【００４１】また、信号記録層は、一度だけ記録信号の
書き込みが可能である組成の相変化材料によって形成し
てもよい。これにより、多層型光ディスク１は、安定し
て確実な記録再生を行うことが可能な、大容量の追記型
光ディスクとして用いることができる。また、多層型光
ディスク１は、信号記録層を２層備えていることから、
２層型ＤＶＤを作製する際の検証用の光ディスクとして
用いることができる。

【００４２】また、信号記録層は、相変化材料の初期状
態が非晶質状態とされるとともに、記録マークが形成さ
れた部位が結晶状態とされるように構成されることが望
ましい。これにより、多層型光ディスク１では、記録動
作を開始する以前に信号記録層を結晶状態に初期化する
作業が不要となり、高速な記録動作を行うことができ
る。

【００４３】このとき、記録マークが形成されて相変化
材料が結晶状態とされた部位は、記録マークが形成され
ずに相変化材料が非晶質状態のままである部位よりも、
記録再生に用いられるレーザ光に対する反射率が大きい
ことが望ましい。これにより、記録再生装置は、照射し
たレーザ光が多層型光ディスク１の信号記録層に反射し
て戻ってきた戻り光の強度の変化を検出し、記録マーク
を読み取ることができる。また、上述とは逆に、結晶状
態とされた部位は、非晶質状態のままである部位より
も、レーザ光に対する反射率が小さくてもよい。これに
よっても、記録再生装置は、同様にして戻り光の強度の
変化から記録マークを読み取ることができる。

【００４４】以上のように構成された多層型光ディスク
１は、２層の信号記録膜を備え、各信号記録膜がＳｅを
含有する相変化材料によって形成されている信号記録層
と、この信号記録層の反射率を調整するエンハンス層
と、信号記録層の結晶化を促進する結晶化促進層とを備
えて構成されている。そのため、多層型光ディスク１
は、記録再生特性が所望とする光ディスクの規格を満足
するように設計することが容易となる。したがって、例
えば、再生専用の２層型ＤＶＤと同等の再生特性を有す
るように作製して、この２層型ＤＶＤの検証用の光ディ
スクとして用いることが可能となる。これにより、再生
専用の２層型ＤＶＤを製造する際に、多層型光ディスク
１を用いて記録内容や再生動作を検証することによっ
て、スタンパを何度も作り直すことが不要となり、２層
型ＤＶＤの製造コストを低減することができる。

【００４５】なお、多層型光ディスク１では、記録再生
に用いるレーザ光が光透過層６側からレーザ光を入射さ
れるとしたが、本発明は、このような構成に限定される
ものではなく、基板側からレーザ光が入射されるとして
もよい。以下では、このような多層型光ディスクの一例
として、図２に示すような多層型光ディスク３０につい
て説明する。なお、以下の説明では、上述した多層型光
ディスク１と同一又は同等の部位についての説明を省略
し、図２において図１と同一の符号を付すこととする。

【００４６】多層型光ディスク３０は、図２に示すよう
に、第１の基板３１と第２の基板３２とを有している。
第１の基板３１は、その主面３１ａに所定の凹凸パター
ンで溝状のグルーブ３１ｂが形成されているとともに、
主面３１ａ上に第１の信号記録膜３が形成されている。
また、第２の基板３２は、その主面３２ａに所定の凹凸
パターンで溝状のグルーブ３２ｂが形成されているとと
もに、主面３２ａ上に第２の信号記録膜５が形成されて
いる。そして、多層型光ディスク３０は、第１の基板３
１と第２の基板３２とが、第１の信号記録膜３及び第２
の信号記録膜５側で、中間層４を介して貼り合わされて
構成されている。

【００４７】また、第１の基板３１及び第２の基板３２
は、記録再生を行うために照射されるレーザ光に対して
透光性を有する硬質材料によって形成されている。多層
型光ディスク３０では、例えば、第２の基板３２の外方
に臨む主面３２ｃ側からレーザ光が入射されることによ
って、第１の信号記録膜３又は第２の信号記録膜５に対
して記録信号に応じた記録マークが形成される。

【００４８】多層型光ディスク３０では、上述したよう
に、硬質材料によって形成された第１の基板３１及び第
２の基板３２によって信号記録膜が挟持された構成とさ
れていることによって、傷や劣化に対する信号記録膜の
耐久性を向上させることができる。

【００４９】なお、多層型光ディスク３０は、第１の信
号記録膜３及び第２の信号記録膜５に対して記録再生を
行う際に、第１の基板３１及び第２の基板３２の外方に
臨む主面からそれぞれレーザ光を照射する構成とし、い
わゆる両面記録再生式の光ディスクとする構成としても
よい。

【００５０】また、本発明に係る多層型光ディスクは、
上述したような信号記録膜の層構成に限定されるもので
はなく、エンハンス層や結晶化促進層を適宜配設するこ
とによって所望とする記録再生特性を有するように構成
されればよい。以下では、上述とは異なる層構成を有す
る多層型光ディスクの一例として、図３に示すように、
結晶化促進層を備えずに構成された多層型光ディスク４
０について説明する。なお、以下の説明では、上述した
多層型光ディスク３０と同一又は同等の部位についての
説明を省略し、図３において図２と同一の符号を付すこ
ととする。

【００５１】多層型光ディスク４０は、図３に示すよう
に、上述した多層型光ディスク３０と略同等な構成とさ
れている。すなわち、多層型光ディスク４０は、第１の
基板３１と第２の基板３２とが、第１の信号記録膜３及
び第２の信号記録膜５側で、中間層４を介して貼り合わ
されて構成されている。

【００５２】多層型光ディスク４０において、第１の信
号記録膜３は、第１の基板３１側から、光反射層１０
と、第１のエンハンス層４１と、第１の信号記録層１３
と、第２のエンハンス層４２と、第３のエンハンス層４
３と、第４のエンハンス層４４とが順次積層された構成
とされている。また、第２の信号記録膜５は、中間層４
側から、第５のエンハンス層４５と、第２の信号記録層
２２と、第６のエンハンス層４６とが順次積層された構
成とされている。

【００５３】また、多層型光ディスク４０では、上述し
た多層型光ディスク３０と同様に、例えば、第２の基板
３２の外方に臨む主面３２ｃ側からレーザ光が入射され
ることによって、第１の信号記録膜３又は第２の信号記
録膜５に対して記録信号に応じた記録マークが形成され
る。

【００５４】多層型光ディスク４０では、第１の信号記
録膜３及び第２の信号記録膜５の層構成が、上述した多
層型光ディスク１と異なる構成とされている。このよう
に、本発明に係る多層型光ディスクは、信号記録膜に対
して、エンハンス層、結晶化促進層及び信号記録層を適
宜配設することによって、所望とする記録再生特性を有
するように、信号記録膜の層構成や各層の膜厚等を決定
すればよい。

【００５５】また、本発明に係る多層型光ディスクは、
信号記録膜を２層だけ備える構成に限定されるものでは
なく、例えば、上述した多層型光ディスク１を２枚用意
して光透過層６同士で貼り合わせ、基板２側からそれぞ
れの第１の信号記録膜３及び第２の信号記録膜５に対し
て記録再生を行う、いわゆる両面記録再生式の構成とし
た光ディスクであってもよい。これにより、多層型光デ
ィスクは、４層の信号記録膜を備える光ディスクとな
る。

【００５６】

【実施例】次に、本発明に係る多層型光ディスクを実際
に作製し、記録再生時のジッターを測定した場合につい
て説明する。

【００５７】実施例１実施例１では、上述した多層型光ディスク１と同様の構
成によって多層型光ディスクを作製した。このとき、先
ず、厚さ１．２ｍｍ、直径１２ｃｍで略円板形状を呈す
るポリカーボネイト製の基板２を用意し、この基板２上
に０．４５μｍのトラックピッチでグルーブを形成し
た。次に、基板２上に、第１の信号記録膜３を構成する
各層を順次スパッタリング法によって成膜した。このと
き、光反射層１０、第１のエンハンス層１１、第１の結
晶化促進層１２、第１の信号記録層１３、第２の結晶化
促進層１４、第２のエンハンス層１５及び第３のエンハ
ンス層１６は、それぞれ、Ａｌ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合
物、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｓｅの含有量が８ｍｏｌ％程度であるＧ
ｅＳｂＳｅＴｅ合金、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＺｎＳ−Ｓ
ｉＯ₂混合物によって成膜した。

【００５８】次に、第１の信号記録膜３上に、アクリル
酸系紫外線硬化樹脂からなる中間層４をスピンコートに
より塗布し、紫外線ランプの光を照射することによっ
て、この中間層４を硬化させた。次に、硬化した中間層
４上に、０．４５μｍのトラックピッチでグルーブを形
成し、第２の信号記録膜５を構成する各層をスパッタリ
ング法によって成膜した。このとき、第４のエンハンス
層２０、第３の結晶化促進層２１、第２の信号記録層２
２２，第４の結晶化促進層２３及び第５のエンハンス層
２４は、それぞれ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物、Ｓｉ
₃Ｎ₄、Ｓｅの含有量が８％程度であるＧｅＳｂＳｅＴｅ
合金、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物をスパッタリ
ング法によって成膜した。

【００５９】次に、第２の信号記録膜５上に、アクリル
酸系樹脂からなる光透過層６をスピンコートにより塗布
し、紫外線ランプの光を照射することによって、この光
透過層６を硬化させた。

【００６０】以上のように作製した多層型光ディスクに
対して、記録再生装置によって記録再生を行った。この
とき、記録再生装置には、対物レンズの開口数ＮＡが
０．８５であり、レーザ光の波長が６５０ｎｍである光
学系を有し、多層型光ディスクの２層の信号記録膜に対
して別々に記録信号の記録再生を行うことができる装置
を用いた。また、記録再生にあたっては、記録マークの
長さを１ビットあたり０．２３μｍとし、線速度を１０
ｍ／ｓとした。

【００６１】実施例１の多層型光ディスクについて、記
録再生時のジッターを測定した結果、ジッターは１０％
未満であった。また、この実施例１の多層型光ディスク
は、２層の信号記録膜の合計記憶容量が１７ＧＢであっ
た。

【００６２】ところで、実施例１の多層型光ディスクを
２層型ＤＶＤの検証用として用いる場合を考えると、こ
の多層型光ディスクは、２層型ＤＶＤの規格を満たす再
生特性を備えている必要がある。そこで、この実施例１
の多層型光ディスクからの戻り光を測定した結果、再生
の対象とする信号記録膜が結晶状態にあるときの反射率
Ｒｃが２０．４％であり、非晶質状態にあるときの反射
率Ｒａが６．９％であった。これは、２層型ＤＶＤの変
調度の規格であるＲｃ／Ｒａ＞２．５を十分に満足する
結果であった。

【００６３】また、この実施例１の多層型光ディスクと
比較するために、各信号記録膜の信号記録層をＳｅを含
有しないＧｅＳｂＴｅ合金によって成膜した他は、実施
例１と同様にして作製した多層型光ディスクを作製し、
その戻り光を測定した。その結果、この比較用の多層型
光ディスクは、Ｒａが１０．７％であり、Ｒｃが２０．
１％であった。これは、２層型ＤＶＤの変調度の規格を
満足しない。

【００６４】したがって、実施例１の多層型光ディスク
は、信号記録層がＳｅを含有する相変化材料によって形
成されていることによって、十分な記録再生特性を得る
ことができていることがわかる。

【００６５】また、実施例１の多層型光ディスクが、そ
の信号記録膜中に結晶化促進層を有していることの効果
を確認するために、基板２と同様な基板上に、第１のエ
ンハンス層、信号記録層、第２のエンハンス層を、それ
ぞれＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物、Ｓｅの含有量が８ｍｏｌ
％程度であるＧｅＳｂＳｅＴｅ合金、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂
混合物によって順次成膜し、記録再生装置を用いて信号
記録層を結晶状態にする初期化動作を行った。その結
果、この場合における信号記録層は、十分な結晶化速度
を得ることができず、初期化が不十分であった。

【００６６】一方、実施例１の多層型光ディスクは、第
１の信号記録膜３及び第２の信号記録膜５に対して、そ
れぞれ結晶化促進層が配設されていることから、各信号
記録層の結晶化速度が向上されており、記録再生装置に
よる初期化動作を良好に行うことができた。

【００６７】以上の結果から、実施例１の多層型光ディ
スクは、２層の信号記録膜を有していることにより、記
録及び再生が可能な大容量の光ディスクとして用いるこ
とができるとともに、安定して確実な記録再生を行うこ
とができるといえる。

【００６８】実施例２実施例２では、上述した多層型光ディスク３０と同様の
構成によって多層型光ディスクを作製した。このとき、
先ず、厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃｍで略円板形状を呈
するポリカーボネイト製の第１の基板３１を用意し、こ
の第１の基板３１上に０．７４μｍのトラックピッチで
グルーブを形成した。次に、上述した実施例１の場合と
同様にして、第１の基板３１上に、第１の信号記録膜３
を構成する各層を順次スパッタリング法によって成膜し
た。

【００６９】また、第１の基板３１と同様な第２の基板
３２を用意し、この第２の基板３２上に０．７４μｍの
トラックピッチでグルーブを形成した。次に、上述した
実施例１の場合と同様にして、第２の基板３２上に、第
２の信号記録膜５を構成する各層を順次スパッタリング
法によって成膜した。

【００７０】次に、第１の基板３１上に、アクリル酸系
紫外線硬化樹脂からなる中間層４をスピンコートにより
５５μｍの厚さで塗布し、この中間層４を介して第１の
基板３１と第２の基板３２とを信号記録膜側で貼り合わ
せた。そして、紫外線ランプの光を照射することによっ
て、この中間層４を硬化させた。

【００７１】以上のように作製した多層型光ディスクに
対して、実施例１の場合と同様にして記録再生装置によ
り記録再生を行った。ただし、この実施例２では、対物
レンズの開口数ＮＡが０．６０である記録再生装置を用
い、記録マークの長さを１ビットあたり０．３０８μｍ
とし、線速度を１１．７ｍ／ｓとした。

【００７２】実施例２の多層型光ディスクについて、記
録再生時のジッターを測定した結果、ジッターは１０％
未満であった。また、この実施例２の多層型光ディスク
は、２層の信号記録膜の合計記憶容量が８．５ＧＢであ
った。

【００７３】以上の結果から、実施例２の多層型光ディ
スクは、実施例１の場合と同様に、信号の記録及び再生
が可能な大容量の光ディスクとして用いることができる
とともに、安定して確実な記録再生を行うことができる
といえる。

【００７４】実施例３実施例３では、上述した多層型光ディスク４０と同様の
構成によって多層型光ディスクを作製した。このとき、
先ず、厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃｍで略円板形状を呈
するポリカーボネイト製の第１の基板３１を用意し、こ
の第１の基板上に、０．７４μｍのトラックピッチでグ
ルーブを形成した。次に、第１の基板３１上に、第１の
信号記録膜３を構成する各層を順次スパッタリング法に
よって成膜した。このとき、光反射層１０、第１のエン
ハンス層４１、第１の信号記録層１３、第２のエンハン
ス層４２、第３のエンハンス層４３及び第４のエンハン
ス層４４は、それぞれ、それぞれ、Ａｌ、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂混合物、Ｓｅの含有量が８ｍｏｌ％程度であるＧｅ
ＳｂＳｅＴｅ合金、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物、ＳｉＯ₂、
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物によって成膜した。

【００７５】また、第１の基板３１と同様な第２の基板
３２を用意し、この第２の基板３２上に０．７４μｍの
トラックピッチでグルーブを形成した。次に、この第２
の基板３２上に、第２の信号記録膜５を構成する各層を
順次スパッタリング法によって成膜した。このとき、第
５のエンハンス層４５、第２の信号記録層２２及び第６
のエンハンス層４６は、それぞれ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混
合物、Ｓｅの含有量が８ｍｏｌ％程度であるＧｅＳｂＳ
ｅＴｅ合金、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合物によって成膜し
た。次に、上述した実施例２の場合と同様にして、第１
の基板３１と第２の基板３２とを、中間層４を介して貼
り合わせた。

【００７６】以上のように作製した多層型光ディスクに
対して、実施例２の場合と同様にして記録再生装置によ
り記録再生を行った。ただし、この実施例３では、記録
再生時の線速度を７．８ｍ／ｓとした。

【００７７】実施例３の多層型光ディスクについて、記
録再生時のジッターを測定した結果、ジッターは１０％
未満であった。また、この実施例３の多層型光ディスク
は、２層の信号記録膜の合計記憶容量が８．５ＧＢであ
った。

【００７８】以上の結果から、実施例３の多層型光ディ
スクは、実施例１及び実施例２の場合と同様に、信号の
記録及び再生が可能な大容量の光ディスクとして用いる
ことができるとともに、安定して確実な記録再生を行う
ことができるといえる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多層
型光ディスクは、２層以上設けられた信号記録膜に対し
て、それぞれ記録信号の書き換え又は追記が可能である
とともに、十分な再生特性を有する。したがって、本発
明に係る多層型光ディスクによって、安定して記録再生
を行うことが可能な大容量の光ディスクを実現すること
ができる。また、２層型ＤＶＤの検証を行う際に、本発
明に係る多層型光ディスクを用いることにより、スタン
パを用いて実際に２層型ＤＶＤを作製する必要がなくな
る。そのため、検証により記録内容や再生動作に不具合
が認められた場合でもスタンパを作り直す必要がなくな
り、２層型ＤＶＤを低コストで製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層型光ディスクの一構成例を示
す要部拡大断面図である。

【図２】同多層型光ディスクの別の構成例を示す要部拡
大断面図である。

【図３】同多層型光ディスクのさらに別の構成例を示す
要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１多層型光ディスク、２基板、２ｂグルーブ、３
第１の信号記録膜、４中間層、５第２の信号記録
膜、６光透過層、１０光反射層、１１第１のエン
ハンス層、１２第１の結晶化促進層、１３第１の信
号記録層、１４第２の結晶化促進層、１５第２のエン
ハンス層、１６第３のエンハンス層、２０第４のエ
ンハンス層、２１第３の結晶化促進層、２２第２の
信号記録層、２３第４の結晶化促進層、２４第５の
エンハンス層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の凹凸パターンが形成された基板上
に、２層以上の信号記録膜が透明層を介して積層されて
なる多層型光ディスクであって、上記各信号記録膜は、それぞれ、Ｓｅを含有する相変化
材料によって形成されている信号記録層と、当該信号記
録膜の反射率を調整するエンハンス層と、上記信号記録
層の結晶化を促進する結晶化促進層とを備えることを特
徴とする多層型光ディスク。
【請求項２】上記信号記録層は、一度だけ記録信号の
書き込みが可能であることを特徴とする請求項１記載の
多層型光ディスク。
【請求項３】上記信号記録層は、相変化材料の初期状
態が非晶質状態とされるとともに、この相変化材料が記
録信号に応じたパターンで結晶状態とされることによっ
て記録信号の書き込みが行われることを特徴とする請求
項１記載の多層型光ディスク。
【請求項４】上記信号記録層は、記録再生を行うため
に照射されるレーザ光に対する反射率が、相変化材料が
非晶質状態とされている非晶質部と、結晶状態とされた
結晶部とで異なる値を示すことを特徴とする請求項３記
載の多層型光ディスク。
【請求項５】上記信号記録層におけるＳｅの含有量
は、１ｍｏｌ％以上、５０ｍｏｌ％以下であることを特
徴とする請求項１記載の多層型光ディスク。
【請求項６】上記信号記録層を構成する相変化材料
は、ＩｎＳｅ，ＳｂＳｅ，ＳｂＴｅの二元合金、ＩｎＳ
ｂＳｅ，ＩｎＳｂＳｅの三元合金、ＧｅＳｂＳｅＴｅの
四元合金、ＡｇＩｎＳｂＳｅＴｅの五元合金、又は、こ
れら合金の窒化物若しくは酸化物から選ばれる材料であ
ることを特徴とする請求項１記載の多層型光ディスク。
【請求項７】上記エンハンス層を構成する材料は、Ｚ
ｎＳ，ＺｎＳ−ＳｉＯ₂，ＳｉＯ₂，ＭｇＦ₂から選ばれ
る少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載
の多層型光ディスク。
【請求項８】上記結晶化促進層を構成する材料は、Ｓ
ｉＣ，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＣＮ，ＳｉＯ₂，ＳｉＮ，Ａｌ
Ｎ，Ａｌ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも１種であることを
特徴とする請求項１記載の多層型光ディスク。
【請求項９】上記基板は、記録再生を行うために照射
されるレーザ光に対して透光性を有するとともに、上記レーザ光が上記基板側から上記信号記録層に向けて
入射されることにより、この信号記録層に対して記録及
び／又は再生が行われることを特徴とする請求項１記載
の多層型光ディスク。
【請求項１０】上記信号記録層上には、記録再生を行
うために照射されるレーザ光に対して透光性を有する光
透過層が形成されているとともに、上記レーザ光が上記光透過層側から上記信号記録層に向
けて入射されることにより、この信号記録層に対して記
録再生が行われることを特徴とする請求項１記載の多層
型光ディスク。
【請求項１１】上記光透過層の厚さは、１０μｍ以
上、１７７μｍ以下であることを特徴とする請求項１０
記載の多層型光ディスク。