JP2007207298A - 多層光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】多層光記録媒体において複数の情報記録層の信号特性を均質化し、全体の記録容量を増大させる。
【解決手段】多層光記録媒体１は、一方の表面に最も近い第１表面側情報記録層２６と、他方の表面に最も近い第２表面側情報記録層２０と、第１及び第２表面側情報記録層２０、２６の間に配置される中間情報記録層２２、２４を備えるようにする。更に、中間情報記録層２２、２４の記録容量が、第１表面側情報記録層２６と比較して小さく設定されているようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は光記録媒体等に関し、特に、複数の情報記録層が積層されている多層光記録媒体に関する。

従来、光記録媒体としてＣＤやＤＶＤが広く利用されている。この種の光記録媒体に要求される記録容量は年々増大してきており、その要求に対応する為に様々な提案がなされている。例えば、ＤＶＤ−ＶｉｄｅｏやＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生専用光記録媒体においては、情報記録層を２層構造にすることによって、記録容量を増大したものが実用化されている。

図９示されるＤＶＤのように、２枚の基板のそれぞれにピットを形成して情報記録層とし、この２枚の基板を、情報記録層が対向する状態で、スペーサー層を介在させて貼り合わせた構造の光記録媒体が実用化されてきている。

また、図１０に示されるように、一方の情報記録層はＤＶＤ形式でフォーマットされ、他方の情報記録層はＣＤ形式でフォーマットされたハイブリット構造のＤＶＤも実用化されている。この場合、それぞれの規格に適応させる理由から、ＤＶＤ形式のフォーマットとなる情報記録層は光入射面から０．６ｍｍに設定されて４．７ＧＢの容量を備えており、ＣＤ形式のフォーマットとなる情報記録層は同光入射面から１．２ｍｍに設定されて０．７ＧＢの容量を備える。各情報記録層に記録された信号を再生するには、波長や開口数（ＮＡ）の異なる２種類の光学系が必要となる。

ところで、近年、更なる記録容量の増大を図るために、ブルーレイ・ディスク等の新たな規格が提案されている。ブルーレイ・ディスクでは、光入射面から０．１ｍｍの近傍に情報記録層が積層されており、この情報記録層には２５ＧＢの情報を記録することが可能となっている。例えば２層構造のブルーレイ・ディスクの場合、一方の情報記録層は光入射面から０．０７５ｍｍの位置に形成され、他方の情報記録層が光入射面から０．１ｍｍの位置に形成される。

大容量の光記録媒体では、データの記録・再生に用いるレーザー光のビームスポット径を小さく絞ることが要求される。そのためにはレーザー光を集束する対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくするとともに、レーザー光の波長λを短くする必要が生じる。

しかし、対物レンズの開口数を大きくすると、光記録媒体に対するレーザー光のチルトマージン、即ち、光記録媒体に対する光軸の傾斜角度誤差の許容量が非常に小さくなる問題が生じる。一方、光記録媒体の光入射面から情報記録層までの距離を小さくするとチルトマージンは大きくなる。従って、対物レンズの開口数を大きくしつつも、チルトマージンが小さくなることを防止するためには、光入射面から情報記録層までの距離（即ち、光透過層の厚さ）を小さくすることが効果的である。そこで、ブルーレイ・ディスクにおいては、光透過層の厚みを１００μｍ程度としている。
特許第３２０６７４８号公報 特許第３２１０５４９号公報

しかしながら、ブルーレイ・ディスクのように、光透過層が薄く設定される場合、多層化する際の情報記録層間の距離が小さくなるので、特性が悪化するという問題があった。例えば、ブルーレイ・ディスクの規格に対して多層化する場合、光入射面から０．１ｍｍ近傍に複数の情報記録層を極めて接近させて積層することになるため、再生特性が悪化し易いという問題があった。

特に本発明者らの研究によれば、３層以上、特に４層以上の情報記録層を形成しようとすると、２つの情報記録層の間に配置される中間情報記録層の特性が際立って悪化するという問題が明らかとなった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、光記録媒体を多層化しても記録再生特性の悪化を抑制し、合理的に記録容量の増大を図ることを目的としている。

上記目的を達成するために、本研究者らの鋭意研究によりなされた本発明は、一方の表面に最も近い第１表面側情報記録層と、他方の表面に最も近い第２表面側情報記録層と、前記第１及び第２表面側情報記録層の間に配置される中間情報記録層と、を備え、前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体である。

表面に近い第１表面側情報記録層は、片側に他の情報記録層が配置されるので再生信号にクロストークが生じる要因があるものの、表面側には他の情報記録層が介在しないため、信号品質を良好にすることが出来る。一方、中間情報記録層は自身の両側に情報記録層が配置されるのでクロストークが大幅に増大する。従って、本発明のように、中間情報記録層の記録容量を積極的に小さく設定すれば、中間情報記録層におけるクロストークの影響を抑制することができるので、多層光記録媒体全体における再生特性の均質化が図られるようになる。

また本発明は、前記中間情報記録層の記録容量が、前記第２表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることが好ましい。

さらに本発明は、前記一方の表面が光入射面であり、前記光入射面側に最も近い前記第１表面側情報記録層の記録容量が、前記第２表面側情報記録層と比較して大きく設定されていることが好ましい。第１表面側情報記録層に隣接する媒体表面から光が入射する場合、この表面と第１表面側情報記録層の間でのクロストークが生じないので信号特性が比較的良好となるのに対し、同表面から最も遠くなる第２表面側情報記録層は、この表面との間に他のすべての情報記録層が介在するので、第１表面側情報記録層と比較して信号特性が悪化し易い。従って、本発明のように第２情報記録層の記録容量を低減させることで第２情報記録層の信号品質を向上させることで、第１表面側情報記録層と第２表面側情報記録層の信号特性を均質化すことができる。

また本発明では、前記第２表面側情報記録層近傍に光反射膜が形成されていることが好ましく、第２表面側情報記録層における信号特性を向上させることが可能となる。

さらに本発明では、前記中間情報記録層を複数備えることも可能となる。例えば、第１及び第２表面側情報記録層を含めて情報記録層を４層以上に配置しても、中間情報記録層の信号特性を向上させることが可能となる。

また更に、本発明では、前記第１表面側情報記録層と前記第２表面側情報記録層の距離が０．１００ｍｍ以内であることが好ましい。０．１００ｍｍ以内の狭い範囲内に更に中間層を積層して多層化する場合であっても、本発明によれば中間情報記録層の信号特性を良好にすることが可能となる。また、本発明は、前記一方の表面から前記第１表面側情報記録層までの距離が０．１００ｍｍ以内であることが好ましく、一方の媒体表面側に偏った位置に複数の情報記録層を積層する際にも、信号特性を向上させることが可能になる。

なお、本発明では、情報記録層の間隔を０．０２０ｍｍ以内に設定することが好ましい。例えば、隣接する情報記録層の間隔を０．０２０ｍｍ以内として３層以上の複数層構造にしても、情報記録層の記録特性を悪化させることが避けられるため、大容量化と良好な信号特性を両立することができる。

また、上記目的を達成する本発明は、光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能な第１情報記録層と、前記光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能、且つ前記第１情報記録層よりも前記光入射面から離れて配置される第２情報記録層と、前記光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能、且つ前記第１及び第２情報記録層の間に隣接して配置される中間情報記録層と、を備え、前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体である。

更に上記発明では、前記中間情報記録層の記録容量が、前記第２情報記録層と比較して小さく設定されていることが好ましい。また、本発明では前記第１情報記録層の記録容量が、前記第２情報記録層と比較して大きく設定されていることが望ましい。

また更に、上記発明では前記第１情報記録層と前記中間記録層の距離が０．０２０ｍｍ以内であることが好ましい。

また上記目的を達成する本発明は、一方の表面を構成する基板と、他方の表面を構成する保護層と、前記他方の表面に最も近い第１表面側情報記録層と、前記一方の表面に最も近い第２表面側情報記録層と、前記第１及び第２表面側情報記録層の間に配置される中間情報記録層と、情報記録層間に所定の隙間を確保するために設けられるスペーサー層と、を備え、前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体である。

以上の発明によれば、中間情報記録層においても一定の記録容量を確保しつつ、第１表面側情報記録層や第２表面側情報記録層では記録容量を大きく設定することが可能となり、多層光記録媒体全体として記録容量を増大させることができる。即ち、情報記録層を多層化しながらも、全ての情報記録層の記録容量を敢えて統一させないで、中間情報記録層の記録容量を個別に減じることで、全体的な信号特性の向上と、記録容量の増大を合理的に両立させるようにしている。

なお、記録容量の増減については、記録領域の増減や、記録密度の増減によって行う事が可能である。記録密度に関しては、情報記録層の線方向記録密度やトラック密度を適宜設定すれば良い。また、これらの多層光記録媒体に対して、記録再生機を用いて情報を記録する際には、前記記録光や多層光記録媒体の回転速度を制御して、情報記録層に対する記録容量／記録密度を適宜設定する。

本発明によれば、多層光記録媒体において、情報記録層全体における信号再生特性の品質を安定化し、合理的に記録容量を増大させるという優れた効果を奏し得る。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１（Ａ）には、本発明の実施形態に係る多層光記録媒体１が示されている。この多層光記録媒体１は外形が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図１（Ｂ）に拡大して示されるように、多層光記録媒体１は、基板１０と、Ｌ０情報記録層２０と、第１スペーサー層３０と、Ｌ１情報記録層２２と、第２スペーサー層３２と、Ｌ２情報記録層２４と、第３スペーサー層３４と、Ｌ３情報記録層２６と、カバー層３６と、ハードコート層３８がこの順に積層されて構成される。

第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４、カバー層３６及びハードコート層３８は、全て光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光を透過するようになっている。この結果、ハードコート層３８の光入射面３８Ａから入射されるレーザー光Ｚを用いれば、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６、２８の全てに対する情報の記録・再生が可能となっている。

Ｌ３情報記録層２６は、多層光記録媒体１の一方の表面（光入射面３８Ａ）に最も第１情報記録層となり、Ｌ０情報記録層２０は、多層光記録媒体１の他方の表面（基板１０の表面）に最も近い第２情報記録層となり、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４はこれらの第１及び第２情報記録層の間に位置する中間情報記録層となる。Ｌ０情報記録層２０に対して情報の記録・再生を行う場合には、Ｌ１〜Ｌ３情報記録層２２、２４、２６を介してＬ０情報記録層２０にレーザー光Ｚを照射する。同様に、Ｌ１情報記録層２２に対して情報の記録・再生を行う場合には、Ｌ２、Ｌ３情報記録層２４、２６を介してＬ１情報記録層２２にレーザー光Ｚ２を照射する。Ｌ２情報記録層２４に対して情報の記録・再生を行う場合には、Ｌ３情報記録層２６を介してＬ２情報記録層２４にレーザー光を照射する。Ｌ３情報記録層２６に対して情報の記録・再生を行う場合には、他の情報記録層を介することなく、Ｌ３情報記録層２６にレーザー光Ｚを直接照射する。

更にこの多層光記録媒体１では、光入射面３８Ａに最も近いＬ３情報記録層２６の記録容量が、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４と比較して大きく設定されている。具体的には、Ｌ３情報記録層２６の記録容量は２５ＧＢであり、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の記録容量は２３ＧＢに設定される。また、基板１０の表面側に最も近いＬ０情報記録層２０の記録容量についても、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４と比較して大きく設定されており、具体的には２４ＧＢに設定される。従って、Ｌ０情報記録層２０とＬ３情報記録層２６を比較すると、Ｌ３情報記録層２６の記録容量が大きく設定されている。

このように、Ｌ３情報記録層２６（光入射側情報記録層）>Ｌ０情報記録層２０>Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の順に記録容量を設定しておくことで、後述するように情報記録層の信号品質のばらつきを抑制することが可能となる。

基板１０は、厚さ約１．１ｍｍのとなる円盤状の部材であり、その素材として例えば、ガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができる。ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における情報記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。

第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４は、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６の間に積層されており、各情報記録層２０、２２、２４、２６との間を離間させる機能を有する。各スペーサー層３０、３２、３４の光入射面３８Ａ側表面には、グルーブ（ランド）、ピット列等が形成されている。第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の材料は様々なものを用いることが出来るが、既に述べたように、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。

又この多層光記録媒体１では、第１スペーサー層３０の厚みが１７μｍ、第２スペーサー層３２の厚みが２０μｍ、第３スペーサー層３４の厚みが１３μｍに設定されている。このように、スペーサー層３０、３２、３４の厚みを２０μｍ以下に設定し、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４が、両外側の情報記録層に極めて接近する場合であっても、媒体表面に最も近いＬ０、Ｌ３情報記録層２０、２６の記録容量に対して、中間に位置するＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の記録容量を積極的に低減させているので、信号特性の悪化を抑制することができる。なお、ここではスペーサー層３０、３２、３４の厚みを互いに異ならせることで、再生信号の干渉を一層低減させている。なお、ハードコート層３８の厚みは２μｍ、カバー層３６の厚みは４８μｍに設定されている。

この結果、この多層光記録媒体１では、光入射面３８ＡからＬ３情報記録層２６までの距離を１００μｍ以内、具体的には約５０μｍに設定することができる。又光入射面３８ＡからＬ２情報記録層２４までの距離は約６３μｍ、光入射面３８ＡからＬ１情報記録層２２までの距離は約８３μｍ、光入射面３８ＡからＬ０情報記録層２０までの距離は約１００μｍに設定されている。また、Ｌ３情報記録層２６とＬ０情報記録層２０の間の距離も１００μｍ以内、好ましくは５０μｍ以内（ここでは約４０μｍ）に設定されている。なお、光入射面３８Ａから約１００μｍの場所に配置されるＬ０情報記録層２０については、ブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の規格に整合させることが可能となっている。

Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６は、データを保持する層である。データの保持形態としては、予めデータが書き込まれており書換が不能な再生専用型や、利用者による書き込みが可能な記録型があり、いずれを採用しても良い。また、データの保持形態が記録型の場合、詳細には、一度データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型があり、いずれであっても構わない。又、情報記録層２０、２２、２４、２６において、データの保持形態を互いに異ならせることも可能である。

図２（Ａ）に示されるように、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６のデータ保持形態が再生専用型である場合、基板１０、第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の表面側に螺旋状のピット列４０が形成され、これによって情報が保持される。この場合、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６には反射膜が形成される。再生時のレーザー光Ｚは、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６の反射膜によって反射されるが、各情報記録層２０、２２、２４、２６と当接するピット列４０によってこの反射率が変化し、この変化に基づいてデータを読み取ることができる。なお、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３情報記録層２２、２４、２６については高い光透過性も要求されるので、この反射膜の膜厚を薄くする必要がある。つまり、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３情報記録層２２、２４、２６は、光透過性と光反射特性の双方を併せ持つことが必要となる。

また図２（Ｂ）に示されるように、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６のデータ保持形態が記録型である場合、基板１０、及び第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の表面に螺旋状のグルーブ４２（ランド４４）が形成される。この場合、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６には、レーザー光Ｚのエネルギーによって記録マーク４６を形成可能な記録膜が形成される。グルーブ４２は、データ記録時におけるレーザー光Ｚのガイドトラックとしての役割を果たし、このグルーブ４２に沿って進行するレーザー光Ｚのエネルギー強度が変調される事によって、グルーブ４２上の情報記録層２０、２２、２４、２６に記録マーク４６が形成される。なお、データ保持態様が追記型の場合は、この記録マーク４６が不可逆的に形成され、消去することが出来ない。一方、データ保持態様が書き換え型の場合は、記録マーク４６が可逆的に形成され、消去及び再形成可能となっている。なお、この記録膜についても、光透過性と光反射特性の双方を併せ持つ必要がある。又ここではグルーブ４２上に記録マーク４６を形成する場合を示したが、ランド４４上に形成しても良く、グルーブ４２とランド４４の双方に形成することも可能である。

このように、情報記録層２０、２２、２４、２６を多層にする場合、光入射面３８Ａから最も遠いＬ０情報記録層２０に対して十分な強度のレーザー光Ｚを到達させるために、他の情報記録層２２、２４、２６の光透過特性を高める必要がある。本発明者らの研究によると、光入射面３８Ａに最も近いＬ３情報記録層２６の光透過度を８０％程度に設定することが望ましい。

既に述べたように、この多層光記録媒体１では、光入射面３８Ａに最も近いＬ３情報記録層２６及び基板１０側表面に最も近いＬ０情報記録層２０の記録容量に対して、これらの中間に位置するＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の記録容量を積極的に小さくしている。更に、本実施形態では、光入射面３８Ａに近いＬ３情報記録層２６の記録容量に対して、光入射面３８Ａから最も遠いＬ０情報記録層２０の記録容量を小さく設定している。

各情報記録層２０、２２、２４、２６の記録容量は、記録領域（面積）の大きさと、記録密度の大きさの組み合わせによって決定されるが、本実施形態では、各情報記録層２０、２２、２４、２６の記録領域（面積）は全て一致させているため、記録密度を異ならせることで容量を変化させる。具体的に、図２（Ｂ）に示されるように、各記録マーク４６の線密度、即ち単位記録マーク４６の螺旋方向長さＴを大きくすることによって、記録密度を小さく設定する。換言すると、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の単位記録マーク４６（１ビットに割り当て可能な媒体上の距離）の螺旋方向長さＴを最大にすることで、これらの情報記録層２２、２４の記録容量が最少となる。なお、記録マーク４６の螺旋方向長さＴを変化させる為に、本実施形態ではレーザー光Ｚがグルーブを進行する際の線速度（即ちディスクの回転速度）を制御している。例えば、Ｌ３情報記録層２６に２５ＧＢ相当の情報を記録する場合には、記録線速度を４．９ｍ／ｓに設定し、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４に２３ＧＢ相当の情報を記録する際には記録線速度を５．３ｍ／ｓに設定し、Ｌ０情報記録層２０に２４ＧＢ相当の情報を記録する際には記録線速度を５．１ｍ／ｓに設定する。このように、ディスクの回転速度を変化させれば、レーザー光Ｚ側の記録タイミングを変化させることなく、容易に線密度を変化させることが可能になる。

なお、ここでは線密度を変化させる場合を示すが、それ以外にも、螺旋状のピット列４０（又はグルーブ４３）の螺旋ピッチ（間隔）Ｐを大きくすることで、記録密度を小さくすることも可能である。なおここでは特に図示しないが、記録手法を異ならせる事により、記録密度を変化させる事も可能である。

本構造の多層光記録媒体１のデータを再生する場合、光入射面３８Ａから入射させるレーザー光Ｚの焦点を、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６のいずれかに合わせる。例えば図３（Ａ）に示されるように、Ｌ３情報記録層２６に記録されたデータを再生する場合、このＬ３情報記録層２６において、レーザー光Ｚ３のビームスポットＳが実質的に最小となるようにフォーカス制御される。レーザー光Ｚ３の光反射量は、Ｌ３情報記録層２６の光反射率の変化に依存する為、記録マークの有無を検出することが可能となり、データが再生される。

また、図３（Ｂ）に示されるように、Ｌ２情報記録層２４に記録されたデータを再生する場合、このＬ２情報記録層２４において、レーザー光Ｚ２のビームスポットが実質的に最小となるようにフォーカス制御される。レーザー光Ｚ２の光反射量は、Ｌ２情報記録層２４の光反射率の変化に依存する為、記録マークの有無を検出することが可能となり、データが再生される。

図３（Ｃ）に示されるように、Ｌ１情報記録層２２に記録されたデータを再生する場合、このＬ１情報記録層２２において、レーザー光Ｚ１のビームスポットが実質的に最小となるようにフォーカス制御される。レーザー光Ｚ１の光反射量は、Ｌ１情報記録層２２の光反射率の変化に依存する為、記録マークの有無を検出することが可能となり、データが再生される。

図３（Ｄ）に示されるように、Ｌ０情報記録層２０に記録されたデータを再生する場合、このＬ０情報記録層２０において、レーザー光Ｚ０のビームスポットが実質的に最小となるようにフォーカス制御される。レーザー光Ｚ０の光反射量は、Ｌ０情報記録層２０の光反射率の変化に依存する為、記録マークの有無を検出することが可能となり、データが再生される。

図４には、これらのＬ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６に記録されたデータを再生する場合のクロストークの状況が示されている。図４（Ａ）に示されるように、Ｌ３情報記録層２６のデータを再生する場合、レーザー光Ｚ３の一部はこのＬ３情報記録層２６を透過して下層側のＬ２情報記録層２４で反射するので、Ｌ３情報記録層２６の再生信号がＬ２情報記録層２４の再生信号と干渉する。一方、Ｌ３情報記録層２６と光入射面３８Ａとの間にはハードコート層３８とカバー層３６しか存在しないため、この間の干渉はほとんど存在しない。この結果、Ｌ３情報記録層２６は比較的良好な信号特性を得ることが可能となる。

図４（Ｂ）に示されるように、Ｌ２情報記録層２４のデータを再生する場合、レーザー光Ｚ２の一部は上層側のＬ３情報記録層２６で反射し、他の一部はＬ２情報記録層２４と透過して下層側のＬ１情報記録層２２で反射する。この結果、Ｌ２情報記録層２４の再生信号は、隣接するＬ１及びＬ３情報記録層２２、２６の再生信号と干渉するので、信号が悪化し易い。図４（Ｃ）に示されるように、Ｌ１情報記録層２２のデータを再生する場合も、Ｌ０情報記録層２０とＬ２情報記録層２４に挟み込まれることから、同様に再生信号が干渉しやすいことになる。

図４（Ｄ）に示されるように、Ｌ０情報記録層２０のデータを再生する場合、レーザー光Ｚ０の一部は上層側のＬ１情報記録層２２で反射するので、Ｌ０情報記録層２０の再生信号がＬ１情報記録層２２の再生信号と干渉する。一方、Ｌ０情報記録層２０における基板１０側にはデータの干渉要因が存在しないので、基板１０側の信号干渉は存在しない。この結果、Ｌ０情報記録層２０は比較的良好な信号特性を得ることが可能となる。特に、Ｌ０情報記録層２０は光入射面側に複数の情報記録層が存在することから、高い反射率が求められる。この場合、基板側１０に光反射膜を積層することで、レーザー光Ｚ０の光反射率をより高めることができる。Ｌ１情報記録層２２の反射光による影響を弱め、再生信号特性を向上させることも可能である。

以上の結果、多層光記録媒体においては、２つの情報記録層に挟まれる中間情報記録層（Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４）では、クロストークの影響が大きくなる傾向があり、媒体の表面に近い情報記録層（Ｌ０、Ｌ３情報記録層２０、２６）では信号品質の悪化が抑制されることがわかる。

そこで本実施形態の多層光記録媒体１では、媒体表面に最も近いＬ０、Ｌ３情報記録層２０、２６の記録容量に対して、中間に位置するＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の記録容量を積極的に低減させている。記録容量を小さくすることは、結果として、記録マーク（又はピット）の長さを大きくしたり、グルーブ（又はピット列）の螺旋ピッチを大きくしたりすることになり、再生信号のクロストークの影響を実質的に小さくすることができる。従って、再生信号のビットエラーレートが低減し、各情報記録層２２、２４における再生エラーの補正も容易になるため、Ｌ０、Ｌ３情報記録層２０、２６の再生特性の向上が図られる。また、光入射面３８Ａからの距離が１００μｍの範囲内であっても複数の中間情報記録層を形成することが可能となり、１００μｍ近傍の情報記録層をブルーレイ・ディスク規格に適応させながらも、光入射面３８Ａ側で更なる多層化を実現できる。

更に、この多層光記録媒体１では、光入射面３８Ａに最も近いＬ３情報記録層２６と、同光入射面３８Ａから最も遠いＬ０情報記録層２０との間隔を１００μｍ以内に設定しているので、非常に狭い範囲内で３層以上の多層化が実現されている。本実施形態では、スペーサー層３０、３２、３４の厚みを２０μｍ以下に設定することで、１００μｍの範囲内による４層以上の多層化を実現している。なお、光入射面３８Ａ側に配置される複数の情報記録層２２、２４、２６の影響で多少信号品質が悪化し易いＬ０情報記録層２０についても、Ｌ３情報記録層２６に対して記録容量を低減させることで、このＬ３情報記録層２６と略同様な信号品質を得ることが可能となっている。

［参考分析］

まず、情報記録層そのものの基本的な信号特性を明らかにするために、後述する実施例のＬ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６と同じ組成及び厚みとなる情報記録層を一層だけ形成し、その上に１００μｍのカバー層を塗布した分析用ディスクを４枚作成した。図５は、この４枚のディスクに記録されたランダム信号を再生した際のジッター（ｊｉｔｔｅｒ）を評価した結果である。Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６において、単層状態では６．１％〜６．５％の評価値となり、情報記録層２０、２２、２４、２６そのものには信号特性に差がないことが分かる。

［比較例］

次に、比較例として、後述する実施例と同様にＬ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６を１枚の媒体に多層形成して多層光記録媒体を作成し、これらの情報記録層２０、２２、２４、２６に対して全て同じ記録容量（２５ＧＢ）／記録密度でランダム信号を記録し、再生を行った。この再生信号のジッターを評価した結果を図６に示す。Ｌ０情報記録層２０及びＬ３情報記録層２６については、単層時と比較して信号特性がさほど悪化していないが、中間に位置するＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４については７．０％を超えてしまい、大幅に信号特性が悪化する事が分かる。Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４については、両側に２０μｍ以内の距離で隣接する情報記録層との間でクロストークが発生していることが原因と考えられる。

［実施例１］

以上の結果に基づき、具体的に多層光記録媒体１を実際に製造した際の実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

［サンプル媒体の作成］

まず、射出成型法によって基板１０を製造した。基板１０の表面にはトラックピッチが０．３２μｍとなる螺旋状のグルーブを形成した。基板１０の素材としてポリカーボネート樹脂を用い、厚みを１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍに設定した。

次に、この基板１０をスパッタリング装置にセットし、グルーブが形成される側の表面に対して厚さ４８ｎｍとなるＬ０情報記録層２０を形成した。具体的には、Ｌ０情報記録層２０の組成は、ビスマス（Ｂｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）であり、その組成比率（ａｔｍ％）をＢｉ：Ｏ：Ｇｅ＝２９：７０：１に設定した。

次に、Ｌ０情報記録層２０が形成された基板１０をスピンコート装置にセットし、回転させながらアクリル系紫外線硬化性樹脂を滴下し、これをスピンコートした。その後、スピンコートされた樹脂の表面に対して、螺旋状のグルーブパターンを有する光透過性スタンパを押し当て、この光透過性スタンパを介して、紫外線を樹脂に照射して硬化させた。硬化後に、光透過性スタンパを剥離することで、螺旋状のグルーブ（トラックピッチが０．３２μｍ）を備えた厚み１７μｍの第１スペーサー層３０が完成した。

次に、Ｌ０情報記録層２０と同様の手法により、第１スペーサー層３０の上にＬ１情報記録層２２を形成した。なお、ビスマス（Ｂｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）の組成比率（ａｔｍ％）をＢｉ：Ｏ：Ｇｅ＝２５：７１：４に設定し、厚さを６２ｎｍとした。

更に第１スペーサー層３０と同様の手法により、Ｌ１情報記録層２２の上に第２スペーサー層３２を形成した。なお、第２スペーサー層３２の厚みは２０μｍに設定した。次いで、第２スペーサー層３２の上に、厚さ６８ｎｍ、ビスマス（Ｂｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）の組成比率（ａｔｍ％）がＢｉ：Ｏ：Ｇｅ＝２５：６８：７に設定されたＬ２情報記録層２４を形成し、その上に、厚さ１３μｍの第３スペーサー層３４を形成し、更に第３スペーサー層３４の上に、厚さ７３ｎｍ、ビスマス（Ｂｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）の組成比率（ａｔｍ％）がＢｉ：Ｏ：Ｇｅ＝２３：６８：９に設定されたＬ３情報記録層２６を形成した。

そして、Ｌ３情報記録層２６が形成された基板１０をスピンコート装置にセットし、回転させながらアクリル系紫外線硬化性樹脂を滴下し、これに紫外線を照射して厚み４８μｍのカバー層３６を完成させた。

更に、カバー層３６の上に、紫外線／電子線硬化型ハードコート剤をスピンコート法により塗布した後、大気中で３分間加熱して被膜内部の希釈溶剤を除去し、未硬化ハードコート材料層を形成した。この未硬化のハードコート材料層に対して、表面材料溶液をスピンコート法によって塗布した。なお、この表面材料溶液は、フッ素系溶剤（９９．５重量部）に、パーフルオロポリエーテルジアクリレート（０．３３重量部、分子量：約２０００）と、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート（０．１７重量部）とを加えて調整したものである。その後、ハードコート材料層を６０℃で３分間乾燥し、更に、窒素気流下で電子線を照射してハードコート材料層と表面材料溶液を同時に硬化させ、ハードコート層３８を完成させた。なお、電子線の照射については、電子線照射装置Ｃｕｒｅｔｒｏｎ（日新ハイボルテージ株式会社製）を用い、電子線加速電圧を２００ｋＶ、照射線量を５Ｍｒａｄとした。照射雰囲気の酸素濃度は８０ｐｐｍであった。このようにして、多層光記録媒体１を得た。

［サンプル媒体の評価］

この多層光記録媒体１のＬ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６に対して、ランダムのサンプルデータを記録した。この際、Ｌ０情報記録層２０及びＬ３情報記録層２６は記録容量を２５ＧＢに設定して記録を行い、Ｌ１及びＬ２情報記録層２２、２４に対しては記録容量を２３ＧＢ、２３ＧＢに設定して記録を行った。なお、単位記録マークで考えると、Ｌ０、Ｌ３情報記録層２０、２６の記録マークの長さに対して、Ｌ１及びＬ２情報記録層２２、２４の記録マークの方が長くなった。

図７に、データ記録済みの多層光記録媒体１の再生信号のジッターを評価した結果を示す。この多層光記録媒体１では、Ｌ０情報記録層２０のジッターが６．４％、Ｌ１情報記録層２２のジッターが６．３％、Ｌ２情報記録層２４のジッターが６．３％、Ｌ３情報記録層２６のジッターが６．７％となり、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６の全てにおいて、再生信号が高品質な状態で均質化されていることが分かる。また、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２０、２２、２４の関係で分析すると、［比較例］では中間に位置するＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４のジッターが７．７、７．４％と悪化していたが、このＬ１、Ｌ２情報記録層２２、２４の記録容量（２３ＧＢ、２３ＧＢ）を、Ｌ０情報記録層２０の記録容量（２５ＧＢ）と比較して小さくすることにより、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２２、２４のジッターを改善できることが分かる。

なお、これらの記録容量の設定は、記録再生機による多層光記録媒体１の回転速度制御等によって行えば済むことから、記録再生機に特別な開発負担を強いる事がないため、開発コストを軽減することもできる。また、この多層光記録媒体１では、光入射面３８Ａから約１００μｍという極めて狭い範囲内に３層以上、好ましくは４層以上の情報記録層を積層することができるので、記録再生機側の光源（ピックアップ）を、これらの情報記録層間で共有することが可能となり、記録再生機の製造コストを低減させることができる。

［実施例２］

次に、実施例１で示した多層光記録媒体１と同じサンプル媒体を用い、Ｌ０情報記録層２０に２４ＧＢ（記録線速度５．１ｍ／ｓ）、Ｌ３情報記録層２６に２５ＧＢ（記録線速度４．９ｍ／ｓ）、Ｌ１及びＬ２情報記録層２２、２４に２３ＧＢ（記録線速度５．３ｍ／ｓ）の記録容量でサンプルデータを記録した。

図８に、この多層光記録媒体１の再生信号のジッターを評価した結果を示す。本多層光記録媒体１では、光入射面３８Ａに最も近いＬ３情報記録層２６と比較して、同光入射面３８Ａから最も遠いＬ０情報記録層２０の記録容量を小さく設定しているので、このＬ０情報記録層２０のジッターが６．２％まで低減される。つまり、Ｌ０情報記録層２０は、光入射面３８Ａ側からのレーザー光が、他のすべての情報記録層２２、２４、２６の反射によって弱まってしまうので、Ｌ３情報記録層２６と比較して信号特性が悪化し易いが、このようにすることで、Ｌ０情報記録層２６の信号品質を個別に向上させ、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６の信号特性を更に均質化していることになる。なお、ここでは特に図示しないがＬ０情報記録層２０近傍に光反射膜を別途形成して、Ｌ０情報記録層２０の再生光の反射率を一層向上させることも好ましい。

以上、本実施形態では、多層光記録媒体１の表面に最も近い情報記録層に対して、中間の情報記録層に記録容量を低減させる場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。表面側を除いた３層以上の情報記録層において中間情報記録層を適宜選択し、この中間情報記録層の記録容量を、その中間記録層の両外側に隣接する第１及び第２情報記録層の記録容量と比較して、小さく設定するようにすればよい。このようにすることで、中間情報記録層の信号再生特性を個別に向上させることが可能となる。

例えば、多層光記録媒体１を利用者が持ち歩いたり、記録再生機に挿入したりする作業により、光入射面３８Ａに指紋や埃等の異物５０が付着する。この異物５０は多層光記録媒体１の再生信号特性を悪化させることがある。従って、外乱による信号特性の悪化を予め対応しておくために、Ｌ３情報記録層２６側の記録容量を小さく設定しておくことも考えられる。このような場合、このＬ３情報記録層２６の特殊事情を考慮して、Ｌ１情報記録層２２の記録容量をＬ２情報記録層２４の記録容量と比較して小さく設定するようにして、Ｌ１情報記録層２２の信号特性を個別に向上させることも可能となる。

また、本実施形態では、多層光記録媒体の両外側表面に最も近い情報記録層の記録容量に対して、その間に配置される複数の情報記録層の記録容量が小さく設定される場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。中間に位置する情報記録層が複数ある場合において、その中の１の情報記録層の記録容量が、外側表面に最も近い情報記録層の記録容量よりも小さく設定される場合も本発明は含んでいる。

なお、本実施形態では、多層光記録媒体の情報記録層が４層の場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、３層でもよく、また５層以上であっても良い。また、本実施形態では４つの情報記録層の全てが光入射面から１００μｍ以内に積層される場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、１００μｍ以上の場所に積層されるようにしても良い。多層における一部の情報記録層が１００μｍ以上の場所に積層されるようにすることも好ましい。

又本実施形態では、隣接する情報記録層の間隔、即ちスペーサー層の厚みが全てにおいて０．０２０ｎｍ以下に設定される場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、一部のスペーサー層の厚みを０．０２０ｎｍ以下とし、他のスペーサー層の厚みを０．０２０ｎｍよりも大きくなるようにしてもよい。また本発明では全ての情報記録層の間隔を必ずしも０．０２０ｎｍ以下に設定する必要は無い。

更に本実施形態では、情報の線方向（グルーブの長手方向）の密度を小さくすることにより、情報の記録容量を小さくする場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、他の方法により記録容量を調整しても良い。また、光入射面に最も近い情報記録層の記録面積を小さくすること可能である。なお、本発明の多層光記録媒体は、上記した実施の形態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は勿論である。

本発明によれば、データが保持される様々な多層光記録媒体において、特に中間に配置される情報記録層の信号特性を合理的に向上させ、全体の記録容量を増大させることが可能となる。

本発明の実施の形態の例に係る多層光記録媒体を示す斜視図、及び拡大断面図 同多層光記録媒体の情報記録層におけるデータ保持形態を示す拡大斜視図 同多層光記録媒体の各情報記録層を再生する状態を示す断面図 同多層光記録媒体のレーザー光の透過・反射によるクロストークが発生する状態を示す断面図 多層光記録媒体に用いる情報記録層そのものの信号特性を分析した結果を示す図表 比較例となる多層光記録媒体の信号特性を分析した結果を示す図表 実施例１の多層光記録媒体の信号特性を分析した結果を示す図表 実施例２の多層光記録媒体の信号特性を分析した結果を示す図表 従来のＤＶＤの構造を模式的に示した断面図 従来のハイブリットＤＶＤの構造を模式的に示した断面図

符号の説明

１ ・・・ 多層光記録媒体
１０ ・・・ 基板
２０ ・・・ Ｌ０情報記録層
２２ ・・・ Ｌ１情報記録層
２４ ・・・ Ｌ２情報記録層
２６ ・・・ Ｌ３情報記録層
３０ ・・・ 第１スペーサー層
３２ ・・・ 第２スペーサー層
３４ ・・・ 第３スペーサー層
３６ ・・・ カバー層
３８ ・・・ ハードコート層
３８Ａ ・・・ 光入射面

Claims (13)

1. 一方の表面に最も近い第１表面側情報記録層と、
   他方の表面に最も近い第２表面側情報記録層と、
   前記第１及び第２表面側情報記録層の間に配置される中間情報記録層と、を備え、
   前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体。
2. 前記中間情報記録層の記録容量が、前記第２表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の多層光記録媒体。
3. 前記一方の表面が光入射面であり、前記光入射面側に最も近い前記第１表面側情報記録層の記録容量が、前記第２表面側情報記録層と比較して大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多層光記録媒体。
4. 前記第２表面側情報記録層近傍に光反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の多層光記録媒体。
5. 前記中間情報記録層を複数備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の多層光記録媒体。
6. 前記第１表面側情報記録層と前記第２表面側情報記録層の距離が０．１００ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の多層光記録媒体。
7. 前記一方の表面から前記第１表面側情報記録層までの距離が０．１００ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の多層光記録媒体。
8. 隣接する前記情報記録層間の距離が０．０２０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の多層光記録媒体。
9. 光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能な第１情報記録層と、
   前記光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能、且つ前記第１情報記録層よりも前記光入射面から離れて配置される第２情報記録層と、
   前記光入射面から入射される読み取り光によって情報の読み取りが可能、且つ前記第１及び第２情報記録層の間に隣接して配置される中間情報記録層と、を備え、
   前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体。
10. 前記中間情報記録層の記録容量が、前記第２情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする請求項９記載の多層光記録媒体。
11. 前記第１情報記録層の記録容量が、前記第２情報記録層と比較して大きく設定されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の多層光記録媒体。
12. 前記第１情報記録層と前記中間記録層の距離が０．０２０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の多層光記録媒体。
13. 一方の表面を構成する基板と、他方の表面を構成する保護層と、前記他方の表面に最も近い第１表面側情報記録層と、前記一方の表面に最も近い第２表面側情報記録層と、前記第１及び第２表面側情報記録層の間に配置される中間情報記録層と、情報記録層間に所定の隙間を確保するために設けられるスペーサー層と、を備え、
    前記中間情報記録層の記録容量が、前記第１表面側情報記録層と比較して小さく設定されていることを特徴とする多層光記録媒体。

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