JP2003051137A - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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JP2003051137A JP2001238686A JP2001238686A JP2003051137A JP 2003051137 A JP2003051137 A JP 2003051137A JP 2001238686 A JP2001238686 A JP 2001238686A JP 2001238686 A JP2001238686 A JP 2001238686A JP 2003051137 A JP2003051137 A JP 2003051137A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複数ある層で信号を等分する必要がある為、最
適な記録特性を保ちながら光学的特性を最適化すること
が困難であった。 【解決手段】記録層をｎ層有する多層光ディスクにおい
て、各層における再生及び／又は記録特性を向上させる
ために、光入射側から見て第i層目の透過率Ti(iは1以上
n-1以下の整数)が、j層目（jは2以上n以下の整数）の記
録膜に集光されている場合に、 を満たすように設計する。 【効果】光ディスクにおける多層媒体、特に追記型或い
は書き換え型の多層媒体における記録再生特性を向上さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光によって情報を記
録及び／又は再生する光情報記録媒体、特に光ディスク
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量光ディスクの実現の一方法とし
て、情報記録面を積層した多層媒体技術が提案されてい
る。再生専用ディスクにおいては2層DVD-ROMが実現され
ており、また書き換え可能２層媒体については、例えば
Japanese. Journal of Applied Physics 第38巻1679頁
〜1686頁(1999)で報告されている。これらの技術は記録
層を数10μmの間隔で積み上げ、夫々の層に光スポット
の焦点を合わせて情報の記録／再生を行う。光入射側よ
りも奥側の層の記録／再生は、光入射側の層を光が通過
することによって行われる。再生の場合は、光入射側の
層を光が2回通ることになる。
【０００３】これらの技術は、同じサイズの媒体で記録
容量を約2倍に高めることを可能とする。
【０００４】また、高透過率な有機記録膜を用いた3層
の追記型媒体の例が、特開平5-217206に記されている。
この方法では、3層の透過率をそれぞれ70％、80％、90
％、記録マークの透過率は100％とし、透過光量を検出
することによって、3層に記されたデータを一度に再生
する。この方法は、記録密度及びデータ転送レートを約
3倍に高めることを可能とする。
【０００５】また、非線形光学層を用いた光ディスクと
しては、フォトン超解像の方法が提案されている。これ
にはいくつかの方法があるが、例えば、Japanese Journ
al of Applied Physics 第32巻5210頁に報告されてい
る。この方法は、光スポットの一部のマスクし、他の部
分のみ光を通すことによって、有効スポット径を小さく
することにより、光ディスクの高密度化・大容量化を図
る方法である。即ちフォトン超解像においては、光の焦
点が膜面上に合った時、光強度の強い部分において光の
透過率が高くなり、焦点外では反射率の方が高くなる。
また、既知のフォトン超解像技術においては、媒体は必
ず反射膜を有し、媒体自体の透過率は常に殆ど0であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特に追記型及
び書き換え可能な光ディスクにおいて、大量生産及び製
品を考慮したプロセスマージンや記録再生条件のマージ
ンを確保した2層媒体を作製することは困難である。そ
の理由は、両層において大きな変調度を実現するような
最適な光学的設計が困難であるからである。2層のう
ち、光入射側の層において得られる信号品質を向上させ
ようとすると、この層の透過率は低く、その分反射率及
びマークとスペース部分の反射率差を大きくした方がよ
い。しかし奥側にとっては、光入射側の層の透過率が高
いほうが大きな信号が得られる。このように、光入射側
の透過率の値の設定については、両層でその最適値が相
反するため、信号を両層で分け合うことになる。下に例
を用いて説明する。
【０００７】今、2層の相変化媒体について述べる。以
下、光入射側の層をL0、奥側をL1と記し、ディスク反射
率を、結晶についてはRc、アモルファスについてはRaと
記す。これらRc、Raについて、L0及びL1のそれを、夫々
Rc0、Ra0、Rc1、Ra1と記す。また、ドライブ上で得られ
る反射光量／入射光量、即ちドライブ反射率をRcd、Rad
と記す。また、L0の透過率をT0とする。
【０００８】今、T0=60％、（Rcd,Rad）=（15％,2％）
とする。この反射率は、現在製品化されている相変化デ
ィスクの反射率に近い値である。L0及びL1から同じ信号
量を得ることが望ましいので、それを仮定して反射率を
計算すると、L1の反射率の設計値としては、（Rc1,Ra
1）=(41.7％,5.6％)となる。しかし、オーバーライト可
能な相変化媒体で40％以上の反射率を得るディスク設計
は難しい。T0を60％よりも高くすると、L0の反射率及び
光吸収率が著しく低くなり、L0において良い特性を得る
ことができない。更に、透過率は、結晶状態とアモルフ
ァス状態で殆ど同程度であることが必要である。その理
由は、L0内にマークの存在する部分と存在しない部分が
あり、L1再生時に、そのL0の２つの部分の境界を光ポッ
トが進むとすると、L1再生信号の直流成分及び振幅が変
動し、ジッタの向上やエラーの原因となる。その両者の
透過率の誤差は、5〜10％以内に抑えることが望まし
い。しかし、半透明な透過率を、このような誤差で保つ
のは、プロセスマージンを考慮すると、非常に困難であ
る。
【０００９】また、２層で上記のような状態であるとす
ると、３層以上の追記型或いは書き換え可能な光ディス
クの実現は殆ど不可能である。
【００１０】また、従来技術の項において記した3層追
記型の例では、透過光を検出している。しかしこの方法
では、光学系をディスクの上下に設置する必要があり、
それらの光学系調整が困難であり、ドライブの作製マー
ジンが低下する。また、この方法は書き換え型ディスク
には応用できない。
【００１１】また、超解像技術は有効スポット径を小さ
くすることができるので、高密度化を図ることができる
が、超解像には、例えば以下のような欠点がある。Ａ．
光を通す部分の大きさを、ディスク全面で一定にするこ
とは、大量生産におけるプロセスマージンを考慮する
と、困難であること、Ｂ．光ディスクにおいては、信号
−ノイズ比S/Nが問題となるが、信号はスポット径の一
部である、有効スポットの面積で決まり、ノイズはディ
スクに当たるスポット径で決まるため、短マークでは信
号が大きくなるが、長マークも含めたS/Nは低下するこ
と。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めには、まずL1のことを考えて、少なくともL1再生時に
はL0の透過率は高くなければならない。L1を再生する場
合にはL0の透過率の2乗T0 2によってL1を再生する信号が
決まる。その再生信号の値は、L1単層で得られる信号か
ら半分以下に落ちることは望ましくないため、
【００１３】
【式１】
【００１４】であることが望ましい。
【００１５】3層の場合は、L1を再生する場合にはL0の
透過率の2乗T0 2、L2を再生する場合にはL0とL1の透過率
の2乗の積T0 2 T1 2によってその信号が決まる。この場
合、L0再生時、L1再生時には、夫々
【００１６】
【式２】
【００１７】
【式３】
【００１８】となるのが望ましい。これらを一般化する
と、n層の記録媒体の場合、j層目を再生している場合の
透過率は
【００１９】
【式４】
【００２０】と記述することができる。ここで、ｉ層ま
たはｊ層といった場合は、基板とスペーサ層との間に挟
まれている積層膜、またはスペーサ層とスペーサ層とに
挟まれる積層膜を意味し、主に下部保護層、記録層、上
部保護層、非線形光学層または反射層から構成される。
【００２１】しかし前述のように、このままだと高透過
率のため、L0の設計が困難となる場合がある。この問題
は、光が集光した場合には透過率が低下し、反射率が向
上するような媒体を作製するよって解決する。このメカ
ニズムについては後述する。
【００２２】上記式４は、第1層目から第j-1層目までの
透過率をひとまとめに扱っているが、各層で信号がなる
べく等分されるような設計が望ましい。例えば３層の場
合、式２、式３を満たすようなT0、T1は、
【００２３】
【式５】
【００２４】となる。これを一般化すれば、第i層目の
透過率Tiは
【００２５】
【式６】
【００２６】を満たせば良い。また、光が集光した場合
の透過率は、50％以下であれば、プロセスマージンを確
保した媒体設計が可能となる。この場合には、今集光し
ている層よりも光入射側から見て奥側にある層の信号は
再生しないため、前記の発明が解決しようとする課題で
述べた、結晶とアモルファスの透過率の差を考慮する必
要はなく、また、透過率が十分に低いため、プロセスマ
ージンも確保でき、媒体設計も楽になる。なお、本願明
細書で、光が集光した場合とは、膜面上の光のスポット
径が、その光学系で最小のビームくびれの大きさの105
％以下のスポット径になった場合と定義する。ここで、
スポット径とは、光のスポット形状をガウス分布と近似
した場合、中心強度の1/e2の強度の直径を示す。スポッ
ト径が5％広がると、中心強度は約90％となり、下記に
示すメカニズムのマージン内と考えられる。
【００２７】上述の、透過率・反射率が変化する媒体
は、L0に照射される光のエネルギー密度によって光学的
特性が変化する物質、即ち非線形光学層を適用すること
によって実現される。この非線形光学層をＬ０記録膜と
Ｌ１記録膜との間に設けた場合、光がL0の記録膜に集光
されていない状態での非線形光学層の透過率は透明又は
半透明、L0の記録膜に光スポットが集光された場合は非
線形光学層の反射率が、集光されていない場合に比べて
大きくなるような材料を用いる。この変化は、光の吸収
によって起こる。それはフォトンモードでも構わない
し、また、光吸収によって発生する熱によって起こるも
のでも構わない。物質に照射される光のパワー密度に依
存して変化が起こればよい。また、L0を再生した直後に
L1を再生するためには、この変化は一定時間内に元に戻
り、L0の透過率が再び大きくならなければならない。そ
のためには、例えばディスク一周の間に自然に元に戻る
ことが望ましい。それは、例えば熱モードによる変化で
あれば、ディスク一周の間に温度が下がり、そのことに
よって元に戻る変化であればよい。
【００２８】この機構は2層媒体だけでなく、2層以上の
多層媒体にも応用できる。
【００２９】この機構の説明を図1に示す。非線形光学
層104への高パワー密度の光照射がない場合、即ち入射
光がない場合とL1記録再生時には、非線形光学層104の
反射率は低く、透過率が高い。一方で、L0記録再生時に
は、光照射されている部分110が金属的になり、反射率
が高くなる。
【００３０】また、基板と前記第2の記録膜（Ｌ０層）
との間に、光が集光されているときは反射率が透過率よ
りも大きく、かつ光が集光されていないときは透過率が
反射率よりも大きい非線形光学層を設けることによって
も、上記目的は達成される。なお、記録層は２層には限
られず、２層以上の記録層を備えた多層記録媒体にも、
この構成は、適用される。
【００３１】これを実現する物質としては、ａ．サーモ
クロミック材料、ｂ．半導体−金属転移を示す遷移金属
酸化物、ｃ．ガーネット、ｄ．磁性半導体、が挙げられ
る。
【００３２】サーモクロミック材料は、温度によって、
その反射率・透過率の波長依存性が可逆的に変わる材料
である。その一例としては、トリフェニルメタン染料系
の材料が挙げられる。この材料を用いた超解像光ディス
クが、Japanese Journal ofApplied Physics 第39巻 75
2頁〜755頁(2000)において報告されている。
【００３３】半導体−金属転移は、温度、圧力、化合物
組成比等を変数として起こることが知られているが、こ
こでは温度によって起こるものを選ぶ。それには、Ti,
V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cuの酸化物が挙げられる。こ
れらの物質の電子物性の温度依存性に関しては、例え
ば、Solid State Physics 第21巻 1頁〜113頁 (1968)
にまとめられている。しかしこれらの物質単体だと、現
在光ディスクに使われている可視光の波長領域では、転
移前後で屈折率等の光学的特性は殆ど変化しない。この
ことは、VO2について、Physical Review 第172巻 788頁
〜798頁 (1968)において報告されている。この問題を解
決するには、転移によって遷移金属酸化物中に発生した
自由電子を、他の物質Aに注入することにより、その物
質Aの光学応答を変化させればよい。その場合、電荷を
注入されて光学応答が変化する物質は、金属或いは半導
体が考えられる。特に半導体の場合には伝導帯に電荷が
注入され、キャリア数が転移前に比較して多くなり、そ
の効果が大きくなる。ここで電荷を効率良く注入するに
は、物質Aのフェルミエネルギーレベルが転移を示す遷
移金属酸化物のフェルミエネルギーレベルよりも小さけ
ればよい。また、電荷注入は界面を通して行われるた
め、界面の面積は大きい方がより電荷注入がされやす
い。そのため、物質Aと遷移金属酸化物を多層膜構造に
作製しておけば、より多くの電荷が注入される。
【００３４】次に磁性体を用いた場合について述べる。
磁性体の中には、熱によって磁気転移をすると同時に光
学的特性の変化を示すものがある。とくにガーネットは
その変化が大きい。図2にGaをドープしたガーネットの
バルク単結晶の透過率の温度依存性を示す。ここで用い
た光の波長は400nmである。図2では、120℃付近で急激
に透過率が低下している。この物質のキュリー温度は約
120℃であり、よって磁気相転移によって透過率変化が
起こっていると考えられる。
【００３５】また、磁性半導体を使うと、磁気的性質に
よるバンド構造変化が光学的性質の変化に大きく寄与す
る。磁性半導体の光学的性質の温度依存性については、
例えば、Semiconductors and Semimetals 第25巻 35
頁〜72頁 (1988)にまとめられている。この磁性半導体
としては、RMnMと書かれる物質を含み、このRとして
は、Cd、Zn、Hg、Pbのうちの単体或いはこれらの混合、
MとしてはO、S、Se、Teであるものが考えられる。RMnM
は、それ単体でもいいし、場合によっては他の物質との
混合物でもよい。
【００３６】上記の非線形光学物質を多層ディスクに応
用する場合には、集光照射をしていない場合には透過率
が高く、集光照射をした場合に透過率が低くなるように
設計する。特に相変化ディスクに応用する場合には、相
変化記録膜が光を吸収するので、透過率を高くすると、
この非線形光学物質の吸収率を殆ど０になるように設計
することが望ましい。しかしその場合、この非線形光学
物質が、光吸収による透過率変化を示すことができなく
なる。この問題は、この非線形光学物質が温度によって
透過率変化を示すのであれば、非線形光学層の近くにあ
る光を吸収する膜から熱を伝達させることによって解決
される。その光を吸収する膜は、上記の相変化膜のよう
な記録膜でも良いし、また、ディスク内に金属や半導体
の膜を積層してもよい。また、熱を効率良く伝達させる
ためには、この光吸収膜と非線形光学物質との距離は小
さくなければならず、その間の半導体または金属膜の膜
厚が0nm以上50nm以下であることが必要である。
【００３７】
【発明の実施の形態】（実施例１）図1の非線形光学層1
04として、VO2とGaNの多層構造を用いる。L0の積層構造
は、120mm直径ポリカーボネート基板(100μm)／保護層
／記録膜InSe(5nm)／保護層／GaN(2nm)／VO2(2nm)／GaN
(2nm)／VO2 (2nm)である。L1の積層構造は、保護層／記
録膜InSe(22nm)／保護層／反射膜(80nm)／120mm直径ポ
リカーボネート基板(1.1mm)である。膜は全てスパッタ
によって作製した。L0とL1の間には、約30μｍの樹脂層
（スペーサ層）を設ける。また、1.1mm直径のポリカー
ボネート基板には、深さ約40nm、幅0.3μmのグルーブ溝
が、ピッチ0.6μmで作製されている。即ち、ランド・グ
ルーブ構造である。
【００３８】このディスクの作製過程を図３に示す。ま
ず、(a)のように、ランド・グルーブの厚さ1.1mmのポリ
カーボネート基板301がある。これに、(b)のように、反
射膜302・保護膜・記録膜303をスパッタする。次に、
(c)のように、スペーサ層用樹脂304をつけ、その樹脂に
スタンパを押し付け、樹脂を硬化させることにより、
(d)のようなL0用のランド・グルーブパターンを作製す
る。次に(e)のように、非線形光学層305（ここではGaN
(2nm)／VO2(2nm)／GaN(2nm)／VO2 (2nm)）、及び保護膜
・記録膜303をスパッタする。ここで、GaNはAr雰囲気中
にN2ガスを1％混入させてスパッタする。またVO2は、V
ターゲットを用い、Ar雰囲気中にO2を1％混入させてス
パッタする。最後に(f)のようにシート貼り合せ用樹脂3
06をつけ、(g)のように0.1mm厚のポリカーボネートシー
ト307を貼り、樹脂305を硬化させて、ディスクは完成す
る。ここで、樹脂304及び306と0.1mmシート307は、ほぼ
同じ屈折率を有する。その屈折率差は、0.1以内であ
る。
【００３９】このディスクを、波長400nmの光で開口数
0.85の対物レンズを通して記録・再生した。使用した記
録再生のドライブは、図３に示すような、従来のドライ
ブである。光源である半導体レーザ401はレーザ駆動回
路によって駆動され、直線偏光であるレーザ光を出射す
る。その光は、レンズ402で平行光となり、偏光ビーム
スプリッタ403を通り、1/4波長板404で円偏光となり、
アクチュエータ406に搭載されているレンズ405によっ
て、ディスク407上に焦点を結ぶ。ディスク407からの反
射光はレンズ405に戻り、1/4波長板で入射時とは逆の方
向を持つ直線偏光となることにより、偏光ビームスプリ
ッタ403で光路を曲げられる。その光はレンズ408を通
り、ナイフエッジプリズム409によって分割され、一方
はオートフォーカス用の2分割光検出器410、もう一方は
再生系・トラッキング系の2分割光検出器411へ入る。こ
こで使用したナイフエッジプリズムの光量分割比は、検
出器410：検出器411＝1：9とした。
【００４０】光検出器410で得られた信号は、その差信
号を取り、再生信号で割り、2層用オートフォーカス駆
動回路へ入力され、アクチュエータ406でレンズ405を動
かすことによって、オートフォーカシングを行う。オー
トフォーカス駆動回路に入力される信号は、ディスク40
7内のレーザ光の焦点が動くと変化し、焦点を結んだ時
に0となる。今、ディスクが2層であり、L1の透過率が殆
ど0であれば、焦点を結ぶ場所は、図３内の樹脂304、30
6とシート307との屈折率差が微小であるため、シート30
7の表面、L0、L1の3箇所である。オートフォーカシング
を行う際、レンズ405をディスクに近づけていき、信号
の0クロス点の数を数えれば、今レーザ光がディスク407
内のどこに焦点を結んでいるかが、判断できる。また、
例えば今L0に焦点を結んでおり、L1へ移動する場合に
は、レンズ405をディスクの奥側へ移動し、次の0クロス
点を検出した時にその移動と止めればよい。
【００４１】光検出器411で得られた信号は、その和信
号を再生信号系へ、その差信号はプッシュプル信号とし
て、トラッキング駆動回路へ入力され、アクチュエータ
406によってレンズ405を動かすことにより、トラッキン
グサーボを行う。
【００４２】ここで述べたドライブでは、オートフォー
カスにはナイフエッジ法、トラッキングにはプッシュプ
ル法を用いたが、これ以外の、例えばフォーカスには非
点収差法、トラッキングには３ビームディファレンシャ
ル・プッシュプル法を用いることも可能である。
【００４３】上記の2層媒体を評価する前に、上記の構
造のL0、L1それぞれの単層のディスクを作製し、その評
価をした。まずL0について、分光光度計でその反射率、
透過率を測定したところ、その結晶、アモルファスの反
射率、透過率Rc, Ra, Tc, Taはそれぞれ、(Rc0, Ra0, T
c0,Ta0)=(5%, 5.5%, 71%, 62%)であった。また、L1につ
いては、（Rc1，Ra1）=（20.3％、6.2％）であった。
【００４４】2層媒体の評価では、まずL0に焦点を合わ
せた。その時ドライブで得られる反射光量から換算した
反射率、即ちドライブ反射率は、(Rc, Ra)=(10.7%, 3%)
であった。上記の分光光度計の値と大きく異なるのは、
半導体−金属転移によりVO2とGaNにおいて屈折率が変化
したことによる結果である。L0にレーザ光パルスを照射
し、線速6m/sでマーク長0.194μmのマークを記録したと
ころ、CNR 50dBが得られた。また8-16変調コードを用
いてランダムパターンを記録したところ、初回記録でジ
ッタが8.5％、1000回オーバーライトで9.3％のジッタが
得られた。
【００４５】次にL1に焦点を合わせた。L1の反射率は、
(R1c, R1a)=(10.1%, 3%)であった。L0の透過率は結晶の
場合71％であるから、L1単層の分光反射率に比べて約半
分になっているのは、0.712≒50%であることから、計算
と合う。このL1に上記L0と同じ記録条件で記録したとこ
ろ、初回記録ジッタが8.7％、1000回オーバーライトで
9.6％のジッタが得られた。
【００４６】（実施例２）図1の層104として、トリフェ
ニルメタン染料系の材料と発色現像材の混合材料を用い
る。L0の積層構造は、120mm直径ポリカーボネート基板
(0.6mm)／保護層／記録膜InSe(10nm)／保護層(10nm）／
染料(60nm)である。L1の積層構造は、保護層／記録膜In
Se(16nm)／保護層／反射膜(80nm)／120mm直径ポリカー
ボネート基板(0.6mm)である。媒体の基板には、深さ約7
0nm、幅0.615μmのグルーブが、1.23μm間隔で作製され
ている。媒体の作製方法は、第1形態で述べた、図3に示
す方法と同じである。ただし、非線形光学材料である染
料は、蒸着によって作製した。
【００４７】以下、実験は光源波長650nmで行った。
【００４８】作製したディスクの反射率、透過率を分光
器で測定した結果、L0単層は、(Rc0, Ra0, Tc0,Ta0)=
(0.3%, 0.3%, 91%, 77%)であった。また、L1単層につい
ては、（Rc1，Ra1）=（22.2％、3.5％）であった。これ
らを樹脂によって一体化する。その樹脂層、即ちスペー
サ層の厚さは約50μmとした。
【００４９】この2層媒体のドライブ反射率は、(Rc0, R
a0, Rc1, Ra1)=(15.6%, 4.0%, 18.4%, 2.9%)であった。
L0の反射率が分光反射率と異なっているのは、光スポッ
トがL0に集光することによって染料の光学特性が変化し
たことによると考えられる。計算によると、上記のL0の
構造での染料の、波長650nmの光に対する吸収率は殆ど0
％に近い。にもかかわらず光学特性が変化するのは、記
録膜が光を吸収し、その熱が染料に伝わったからである
と考えられる。実験では、上部保護層の厚さが50nm以上
になると、光学特性の変化が顕著に小さくなった。
【００５０】この媒体に記録することを試みた。8-16変
調コードを用い、最短マーク長0.42μm、線速度8.2m/s
でランダムマークを記録したところ、L0で初回ジッタ8.
2％、1000回オーバーライト後8.6％、L1で初回ジッタ7.
5％、1000回オーバーライト後8.0％が得られた。
【００５１】（実施例３）図1の層104として、ガーネッ
トを用いる。ここで用いた材料は、イットリウム鉄ガー
ネット（YIG）にGaがドープされているものであり、膜
はスパッタにより作製した。L0の積層構造は、120mm直
径ポリカーボネート基板(90μm)／保護層／記録膜InSe
(14nm)／保護層／ガーネット (15nm)である。L1の積層
構造は、保護層／記録膜InSe(16nm)／保護層／反射膜(8
0nm)／120mm直径ポリカーボネート基板(1.1mm)である。
媒体の基板は、深さ約25nm、幅0.16μmのグルーブが、
0.32μm間隔で作製されている。
【００５２】媒体作製方法は、図3に示す方法と同じで
ある。ここで、ガーネットのスパッタは、Ar雰囲気100
％中（残留ガスは除く）で行った。
【００５３】以下、実験は光源波長400nmを用い、グル
ーブ上において記録した。
【００５４】作製したディスクの反射率、透過率を分光
器で測定した結果、L0単層は、(Rc0, Ra0, Tc0,Ta0)=
(4.1%, 10.7%, 76.3%, 59.4%)であった。また、L1単層
については、（Rc1，Ra1）=（34.3％、8.9％）であっ
た。スペーサ層の厚さは約25μmとした。
【００５５】この2層媒体のドライブ反射率は、(Rc0, R
a0, Rc1, Ra1)=(16.6%, 1.3%, 16.8%, 4.4%)であった。
この媒体に8-16変調コードを用い、最短マーク長0.19μ
m、線速度6m/sでランダムマークを記録したところ、L0
で初回ジッタ7.8％、1000回オーバーライト後8.4％、L1
で初回ジッタ9.0％、1000回オーバーライト後9.5％が得
られた。
【００５６】（実施例４）図1の層104として、磁性半導
体の一種であるZnMnTeを用い、3層の書き換え可能媒体
を作製した。L0の構造は、120mm直径ポリカーボネート
基板(90μm)／保護層／記録膜InSe(10nm)／保護層／ZnM
nTe (10nm)、L1は、保護層／記録膜InSe(10nm)／保護層
／ZnMnTe (10nm)、L2は、保護層／記録膜InSe(22nm)／
保護層／反射膜 (80nm) ／120mm直径ポリカーボネート
基板(1.1mm) である。媒体の基板は、深さ約25nm、幅
0.16μmのグルーブが、0.32μm間隔で作製されているIn
Groove基板である。
【００５７】この媒体は３層であるので、図５に示した
ような構造となる。媒体作製方法は、図３の方法と同様
であり、図３(e)の後に、(c)(d) (e)の工程がもう一度
加わる。また、ZnMnTeのスパッタは、Ar雰囲気100％中
（残留ガスは除く）で行った。
【００５８】以下、実験は光源波長400nmで行った。
【００５９】作製したディスクの反射率、透過率を分光
器で測定した結果、L0単層は、(Rc0, Ra0, Tc0, Ta0)=
(2.4%, 6.6%, 82.8%, 67.1%)、L1単層は、（Rc1，Ra1,
Tc0,Ta0）=（1.4％、3.6％, 82.8%, 67.5%）、L2単層
は、（Rc2，Ra2）=（23％, 1.5％）であった。スペーサ
層の厚さは約20μmとした。
【００６０】この2層媒体のドライブ反射率は、(Rc0, R
a0, Rc1, Ra1, Rc2, Ra2)=(10.7%,1.8%, 10.8%, 3.2%,
10.8%, 0.7%)であった。この媒体に8-16変調コードを用
い、最短マーク長0.19μm、線速度6m/sでランダムマー
クを記録したところ、初回記録のジッタは、L0で9.0
％，L1で9.5％、L2で8.8％であった。1000回オーバーラ
イト後のジッタは、L0で10.1％、L1で10.8％、L2で9.9
％であった。このジッタ値は実用には少し高いので、信
号処理の一つであるPRML（Partial Response Most Like
lihood）を適用して再生したところ、データ誤り率は約
2×10-15程度となった。
【００６１】
【発明の効果】光ディスクにおける多層媒体、特に追記
型或いは書き換え型の多層媒体における記録再生特性を
向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における２層ディスクの構造の説明図。
【図２】Gaをドープしたガーネットのバルク単結晶の透
過率の温度依存性。
【図３】2層媒体の作製工程の説明図。
【図４】本発明の多層ディスクを記録再生する光ディス
クドライブのブロック図。
【図５】本発明における３層ディスクの構造の説明図。
【符号の説明】
101：下部基板、102：保護層、103：記録膜、104：非線
形光学層、105：スペーサ層、106：反射膜、107：上部
基板、108：対物レンズ、109：入射光、110：高反射率
化領域、301：基板、302：反射膜、303：保護膜・記録
膜、304：スペーサ層用樹脂、305：非線形光学層、30
6：シート貼り合せ用樹脂、307：0.1mmシート、401：半
導体レーザ、402：レンズ、403：偏光ビームスプリッ
タ、404：1/4波長板、405：レンズ、406：アクチュエー
タ、407：ディスク、408：レンズ、409：ナイフエッジ
プリズム、410：2分割光検出器、411：2分割光検出器、
501：下部基板、502：保護層、503：記録膜、504：非線
形光学層、505：スペーサ層、506：反射膜、507：上部
基板、508：対物レンズ、509：入射光、510：L0内高反
射率化領域、511：L1内高反射率化領域。
フロントページの続き (72)発明者 安藤 圭吉 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D029 JB13 JC04 NA30

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板と、 前記基板の、光入射側とは反対側に設けられたn層（nは
    ２以上の整数）の、情報を記録する記録膜とを有する情
    報記録媒体であって、 光がj層目（jは2以上n以下のｉ以外の整数）の記録膜に
    集光されている場合に、前記記録媒体の、光入射側から
    見て第i層目の透過率Ti（iは1以上n-1以下の整数）は、 【式４】 を満たし、かつ前記第i層目の透過率は、前記第i層目の
    記録膜に光が集光した場合には変化することを特徴とす
    る情報記録媒体。
  2. 【請求項２】 基板と、前記基板の、光入射側とは反対側に、n層の記
    録膜が設けられ、 第ｉ層の透過率Tiは、第ｉ層目の記録膜に光が集光しな
    い場合に、 【式６】 を満たし、かつ、前記第ｉ層目の記録膜以外の記録膜に
    光が集光する場合に、透過率が50%以下になることを特
    徴とする情報記録媒体。
  3. 【請求項３】前記媒体に、光の集光によって透過率が変
    化する非線形光学層が形成されていることを特徴とする
    請求項１または２記載の情報記録媒体。
  4. 【請求項４】前記非線形光学層の、前記集光によって変
    化した透過率が、前記媒体が1周回転する間に元に戻る
    ことを特徴とする請求項３記載の情報記録媒体。
  5. 【請求項５】前記非線形光学層は、サーモクロミック材
    料からなることを特徴とする請求項３記載の情報記録媒
    体。
  6. 【請求項６】前記サーモクロミック材料は、トリフェニ
    ルメタン染料であることを特徴とする請求項５記載の情
    報記録媒体。
  7. 【請求項７】前記非線形光学層は、Ti, V, Cr, Mn, Fe,
    Co, Ni, Cuの酸化物のうち少なくとも１つ以上を含む
    層であることを特徴とする請求項３記載の情報記録媒
    体。
  8. 【請求項８】前記酸化物が金属または半導体と接してい
    ることを特徴とする請求項７記載の情報記録媒体。
  9. 【請求項９】前記非線形光学層は、Ti, V, Cr, Mn, Fe,
    Co, Ni, Cuの酸化物のうち少なくとも１つ以上を含む
    第1の層と、金属または半導体からなる第2の層とが、積
    層されていることを特徴とする請求項３記載の情報記録
    媒体。
  10. 【請求項１０】前記Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cuの
    何れかの酸化物が光照射によって光学的特性を変化させ
    た場合のフェルミエネルギーが、前記金属または半導体
    のフェルミエネルギーよりも高いことを特徴とする請求
    項８記載の情報記録媒体。
  11. 【請求項１１】前記非線形光学層は、磁性体であること
    を特徴とする請求項３記載の情報記録媒体。
  12. 【請求項１２】前記磁性体がガーネットを含むことを特
    徴とする請求項１１記載の情報記録媒体。
  13. 【請求項１３】前記磁性体が磁性半導体であることを特
    徴とする請求項１１記載の情報記録媒体。
  14. 【請求項１４】前記磁性半導体がMnを含むことを特徴と
    する請求項１３記載の情報記録媒体。
  15. 【請求項１５】前記Mnを含む磁性半導体はO、S、Se、Te
    の少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１４
    記載の光情報記録媒体。
  16. 【請求項１６】前記磁性半導体は、Cd、Zn、Hg、Pbの少
    なくとも一つを含むことを特徴とする請求項13記載の光
    情報記録媒体。
  17. 【請求項１７】前記記録膜と前記非線形膜と間に、金属
    膜または半導体膜が設けられ、前記金属膜または半導体
    膜の膜厚は0nm以上50nm以下であることを特徴とする請
    求項３記載の光情報記録媒体。
  18. 【請求項１８】光入射側から、基板と、第1の記録膜
    と、第2の記録膜とを有し、前記基板と前記第2の記録膜
    との間に、光が集光されているときは反射率が透過率よ
    りも大きく、かつ光が集光されていないときは透過率が
    反射率よりも大きい非線形膜を備えたことを特徴とする
    光情報記録媒体。
  19. 【請求項１９】前記非線形膜は、前記第1の記録膜と前
    記第2の記録膜との間にあることを特徴とする請求項１
    ８記載の光情報記録媒体。
  20. 【請求項２０】光入射側から、基板と、第1の記録層と
    第2の記録層の２層の記録層を有する光情報記録媒体で
    あって、前記基板と前記第2の記録層との間に、光が前
    記第２の記録層に集光されているときには透過率が７１
    ％以上であり、光が前記第1の記録層に集光されている
    ときには、光が前記第２の記録層に集光されているとき
    とは異なる透過率となる非線形膜を有することを特徴と
    する光情報記録媒体。
  21. 【請求項２１】光入射側から、基板と、第1の記録層、
    第2の記録層、第3の記録層の３層の記録層を有する光情
    報記録媒体であって、前記基板と前記第2の記録層との
    間に、光が前記第２の記録層に集光されているときには
    透過率が82％以上であり、光が前記第3の記録層に集光
    されているときには透過率が71％以上であり、光が前記
    第1の記録層に集光されているときには、光が前記第２
    の記録層に集光されているとき及び第3の記録層に集光
    されているときとは異なる透過率となる非線形膜を有す
    ることを特徴とする光情報記録媒体。
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