JP4458027B2

JP4458027B2 - 多層光記録媒体、多層光記録媒体の情報記録方法

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Publication number: JP4458027B2
Application number: JP2005341773A
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Inventors: 康児三島; 隆菊川; 秀毅伊藤; 大介由徳
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Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2010-04-28
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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、及び該多層光記録媒体に対する情報記録方法に関する。

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８に示される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９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ことにより、光入射面から近い場所に情報記録層を形成する場合、指紋やゴミ等が、情報の記録・再生に対して悪影響を与えやすい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更に情報記録層を追加する場合、光入射面から０．１ｍｍ以内の距離、特に０．７５ｍｍ以内の距離に情報記録層を配置する必要があるため、媒体表面に付着する指紋の影響が一層大きくなり、信号の再生特性が悪化するという問題があった。

一方、光入射面からの情報記録層の距離を出来る限り離反させようとすると、今度は、光入射面から０．１ｍｍ近傍に複数の情報記録層が集中するため、隣接する情報記録層間の距離が小さくなり、情報記録層間で信号が干渉してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、多層光記録媒体の記録再生特性を向上させ、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複数の情報記録層を備えた多層光記録媒体において、前記複数の情報記録層における前記光入射面に最も近い光入射側情報記録層の記録容量が、他の前記情報記録層の記録容量のいずれかと比較して小さく設定されており、前記光入射面から厚さ方向に０．０６５ｍｍの範囲内に、前記光入射側情報記録層が設けられており、前記光入射側情報記録層の記録領域が、他の前記情報記録層の記録領域と比較して狭く設定されていることを特徴とするものである。

本発明のように、光入射側情報記録層の記録容量を小さくすることにより、光入射面に付着する指紋や埃による悪影響を軽減することが可能となる。一方、光入射側情報記録層以外の情報記録層では、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、同一の光学系によって、一方の面から情報の読み取りが可能な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、光入射側情報記録層の記録容量を積極的に減じることで、複数種類の光学系を用意することなく、耐指紋性の向上と記録容量の増大を合理的に両立させている。更に、この発明においては、前記光入射面から厚さ方向に０．０６５ｍｍ範囲内に、複数の前記情報記録層が設けられている。本発明者らの研究により、光入射面から０．０６５ｍｍの範囲内に位置する情報記録層は、光入射面の指紋等の影響を大きく受けやすいことが明らかとされている。従って、本発明は０．０６５ｍｍの範囲内を含めて多層化する際に効果的に機能し、光入射面からの距離が近い分、各情報記録層の高記録密度が達成される。

更に、本発明によれば、光入射側情報記録層を積極的に光入射面に近接させることも可能になるので、情報記録層間の距離を大きくして記録層間の信号の干渉を低減させることもできるようになる。

上記発明では、更に、光入射側情報記録層の記録領域が、他の前記情報記録層の記録領域と比較して狭く設定されているので、減少された領域分だけ指紋の影響を回避できることになる。

なお、本発明では、前記情報記録層が３層以上形成されていることが好ましく、また、多層記録媒体の構成としては、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、前記基板と前記保護層との間に設けられる複数の情報記録層と、前記情報記録層間に設けられるスペーサー層と、を備えるようにすることが望ましい。

本発明によれば、多層光記録媒体において、指紋等の異物に対する信号再生特性の悪化を低減し、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。

Ｌ０情報記録層２０は、光入射面３８Ａから最も遠い反光入射側情報記録層となり、Ｌ３情報記録層２６が、最も光入射面３８Ａに近接する光入射側情報記録層となる。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、Ｌ０〜Ｌ２情報記録層２０、２２、２４のいずれかと比較して小さく設定されている。又Ｌ３情報記録層２６の記録容量は、Ｌ０〜Ｌ２情報記録層２０、２２、２４の最大値の９０％程度以下（ここでは８５％程度）に設定されている。具体的には、Ｌ３情報記録層２６が２１．５ＧＢ、Ｌ２情報記録層２４が２３．３ＧＢ、Ｌ０及びＬ１情報記録層２０、２２が２５ＧＢに設定することで、光入射面３８Ａとの距離が近いほど、記録容量が順番に小さくなるように設定する。このように、Ｌ３情報記録層２６（光入射側情報記録層）の記録容量を他の情報記録層と比較して予め小さく設定しておくことで、耐指紋特性が向上する。

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の厚みを互いに異ならせることで、再生信号の干渉が低減して、読み取り信号のノイズを低減させることができる。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までの距離は約５０μｍ、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となっている。Ｌ０情報記録層２０については、記録容量（２５ＧＢ）を含めてブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）の規格に整合させている。

これらの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の記録容量が、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２情報記録層２０、２２、２４の記録容量よりも小さく設定されている。更に、光入射面３８Ａから２番目に近いＬ２情報記録層２４の記録容量は、それよりも遠いＬ０、Ｌ１情報記録層２０、２２の記録容量より同等以下に設定されている。同様に、Ｌ１情報記録層２２の記録容量は、Ｌ０情報記録層２０の記録要領より同等以下に設定されている。このように、光入射綿３８Ａから距離が離れるに従って、記録容量を段階的に増大させることで、信号再生特性を向上させることが可能になる。

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。本実施形態では、各情報記録層２０、２２、２４、２６の記録領域（面積）を全て一致させているため、記録密度を異ならせることによって記録容量を変化させている。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、Ｌ３情報記録層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、記録容量が最小となるように設定している。この螺旋方向長さ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、Ｌ０、Ｌ１情報記録層２０、２２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、Ｌ２情報記録層２４に２３．３ＧＢ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、Ｌ３情報記録層２６に２１．５ＧＢ相当の情報を記録する際には記録線速度を５．７ｍ／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。

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。この際、光入射面３８Ａには、ビームスポットＳよりも大きな中間ビームスポットＳ３がレーザー光Ｚ３により形成されている。

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。この際、光入射面３８Ａには、ビームスポットＳよりも大きな中間ビームスポットＳ２がレーザー光Ｚ２により形成されている。

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。この際、光入射面３８Ａには、ビームスポットＳよりも大きな中間ビームスポットＳ１がレーザー光Ｚ１により形成されている。

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。この際、光入射面３８Ａには、ビームスポットＳよりも大きな中間ビームスポットＳ０がレーザー光Ｚ０により形成されている。

図４には、光入射面３８Ａに形成される中間ビームスポットＳ０〜Ｓ３のサイズが比較されている。中間ビームスポットＳ３が最も小さく、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０の順に大きくなっていることがわかる。これは、光入射面３８Ａから情報記録層２０、２２、２４、２６までの距離が大きくなるほど、焦点（レーザースポットＳ）が光入射面３８Ａから離反する為である。

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。光入射面３８Ａに形成される中間ビームスポットＳ０〜Ｓ３に対する異物５０の比率が大きくなる程、再生時の信号特性が悪化することになる。特に本実施形態のように、情報記録層２０、２２、２４、２６が光入射面３８Ａから１００μｍ以内に位置する場合、（光入射面から情報記録層までの距離が６００μｍ以上となる）従来のＣＤやＤＶＤ等と比較して、中間ビームスポットＳ０〜Ｓ３の大きさが極端に小さくなり、異物５０の影響が無視できない程度に大きくなる。本発明者らの研究によると、光入射面３８Ａから情報記録層までの距離が１００μｍ以内、特に７５μｍ以内、更には６５μｍ以内になると、異物５０による影響が大幅に増大することが明らかとなっている。

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の記録容量を、他の情報記録層２０、２２、２４のいずれかに対して小さく設定するようにしている。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、再生信号のノイズ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、Ｌ３情報記録層２６における再生エラーの補正も容易になるため、他の情報記録層２２、２４、２６の再生特性との均質化が図られる。また、光入射面３８Ａからの距離が１００μｍ以内、特に６５μｍ以内であっても新たな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、媒体の表面側で更なる多層化が実現され、記録容量を増大させることが可能になる。

［参考分析結果］

図５には、光記録媒体の光入射面から光入射側情報記録層の距離を変化させた場合において、指紋等の異物の存在の有無によるビットエラーレート（ｂＥＲ）の変化を調べた結果である。なお、光入射面から光入射側情報記録層の距離の調整は、カバー層の厚みを変化させることで行い、全てにおいて記録容量を共通にした。なお、情報記録層の厚みは４８ｎｍとし、その組成は、ビスマス（Ｂｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）を採用し、その組成比率（ａｔｍ％）をＢｉ：Ｏ：Ｇｅ＝２３：６８：９に設定した。ｂＥＲとは、所定ビット数に対するエラービット数の割合を示したものであり、再生されるデジタル信号情報の中にどれだけのエラーが含まれていたか示す値となる。一般に、ｂＥＲが１０^−３以上になると、信号に冗長性を持たせてもエラー補正が難しくなる。

本発明者らによる分析の結果、光入射面から光入射側情報記録層２６の距離が７５μｍ以内、特に６５μｍ以内になると、指紋付着の影響によって大幅にｂＥＲが増大し、１０^−３を超えやすいことが明らかとなった。本分析は、仮に、光入射側情報記録層の距離が光入射面に近接する際に、何ら対策を施さないと、信号再生特性が急激に悪化してしまい、多層化が困難になることを意味している。

［実施例］

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、「０」「１」の繰り返しとなるサンプルデータを記録した。この際、Ｌ０及びＬ１情報記録層２０、２２に対しては、全体の記録容量を２５ＧＢに設定し、この記録容量に対応した記録密度（記録マークの長さ）に調整して、記録を行った。Ｌ２情報記録層２４に対しては、全体の記録容量を２３．３ＧＢに設定し、この記録容量に対応した記録密度に調整して、記録を行った。また、Ｌ３情報記録層２６に対しては、全体の記録容量を２１．５ＧＢに設定し、この記録容量に対応した記録密度に調整して記録を行った。なお、Ｌ３情報記録層２６の記録マーク長さが最長となり、次いでＬ２情報記録層２４の記録マーク長さが長く、Ｌ０及びＬ１情報記録層２０、２２の記録マークが最短となった。

図６に、光入射面３８Ａに異物５０が存在しない状態でデータ記録済みの多層光記録媒体１の信号再生特性を評価した結果を示す。なお、この再生特性評価におけるビットエラーレート（ｂＥＲ）の測定には、パルステック工業株式会社のＯＰＵ−１０００を用いた。この結果、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６の全てにおいて、ビットエラーレート（ｂＥＲ）が１０^−３以下となっており、良好な信号再生特性を有していることが明らかとなった。

次に、データ記録済みの多層光記録媒体１の光入射面３８Ａに人工指紋を付着させた。人口指紋の付着手順として、まず人工指紋の素材として、微粒子粉体として機能するＪＩＳＺ８９０１に定められた試験用粉体１第１１種（中位径：１．６〜２．３μｍ）の関東ローム（０．４重量部）と、分散媒として機能するトリオレイン（１重量部）と、希釈剤として機能するメトキシプロパノール（１０重量部）を混合・攪拌して、これを人工指紋液とした。

次に、擬似指紋パターン転写用の原版を作製した。具体的には、人工指紋液をマグネティックスターラーでよく攪拌しながら約１ｍＬを採取し、これをポリカーボネート製基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）上にスピンコート法により塗布した。この基板を６０℃で３分間加熱して、不要な希釈剤であるメトキシプロパノールを完全に除去した。このようにして、擬似指紋パターン転写用の原版を得た。

更に、Ｎｏ．１シリコーンゴム栓の小さい方の端面（直径１２ｍｍ）を、＃２４０の研磨紙（ＪＩＳ規定のＡＡ２４０研磨紙と同等性能を有する）で一様に研磨し、擬似指紋転写材（いわゆる擬似的な指先）を形成した。この擬似指紋転写材の研磨端面を、上記原版に荷重４．９Ｎで１０秒間押し当てて人工指紋液成分を転写材の前記端面に移行させ、更に、この人工指紋液成分の付着量を予め低減させるために、この転写材の前記端面を、ポリカーボネート基板に荷重４．９Ｎで１０秒間押し当てる操作をこのポリカーボネート基板の異なる箇所に連続して３回行った。

このようにして準備された擬似指紋転写材の端面を、多層光記録媒体１のハードコート層３８の光入射面３８Ａにおいて、中心から半径方向に４０ｍｍ付近のところに荷重２９Ｎで１０秒間押し当てて、人工指紋液成分を光入射面３８Ａに転写することで、これを人口指紋とした。

既に示した図６には、この人工指紋（異物５０）が付着した状態の多層光記録媒体１の信号再生特性を評価した結果も示されている。この結果、Ｌ３情報記録層２６は光入射面３８Ａから約５０μｍに接近しているにも拘らず、ビットエラーレート（ｂＥＲ）が２×１０^−４であり、優れた信号再生特性を有する結果となった。また、光入射面３８Ａから約６３μｍに位置するＬ２情報記録層２４についても、ｂＥＲが７×１０^−５となっており、同様に優れた信号再生特性を有した。この結果、４層構造であって、複数の情報記録層が表面から１００μｍ内に存在する多層光記録媒体１であっても、十分な耐指紋性を確保できることが明らかとなった。

［比較評価実験］

比較例として、サンプル媒体と同様な手法を用いて多層光記録媒体を製造し、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層の全てに対して２５ＧＢの情報を記録した。なお、人工指紋の付着はサンプル媒体と全く同じ手法を採用した。

図７に、この多層光記録媒体について、人工指紋付着前と付着後の信号再生特性を評価した結果を示す。人工指紋付着前は、全ての情報記録層においてｂＥＲが２×１０^−５以下となっており、良好な特性となっているが、人工指紋付着後は、Ｌ３情報記録層が４×１０^−３、Ｌ２情報記録層が１×１０^−３となり、信号再生特性が悪化する結果となった。

以上の実施例からも明らかなように、本発明の実施形態に係る多層光記録媒体１によれば、光入射面３８Ａに最も近接するＬ３情報記録層２６の記録容量を小さく設定することにより、耐指紋性を向上させることが可能となる。例えば、Ｌ０、Ｌ１情報記録層２０、２２の記録容量（２５ＧＢ）に対して、Ｌ３情報記録層２６の記録容量をその９０％以下、望ましくは８５％程度に設定すると、耐指紋性の向上が可能となり、全ての情報記録層で高い記録容量を確保することができる。例えば、上記サンプル媒体では、９４．８ＧＢの記録容量が得られることになる。つまり、光入射面３８Ａに接近する情報記録層の記録容量を他より多少減少させることのみで、耐指紋特性の向上と記録容量の増大を合理的に両立させることが可能となる。

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・再生装置側の光源（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・再生装置の製造コストを低減させることができる。

更に、この多層光記録媒体１では、第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の厚みを互いに異ならせているため、各情報記録層２０、２２、２４、２６間の干渉が低減されているので、信号のノイズ成分を低減させることが可能となっている。従って、隣接する情報記録層２０、２２、２４、２６（特に光入射面３８Ａと接近する情報記録層）において記録密度と層間距離の双方を異ならせることで、信号再生特性を相乗的に向上させることになる。

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、２層、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。

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。例えば、円盤状の多層光記録媒体の外周縁から中心側に向かった所定の範囲については、最光入射面側情報記録層において非記録領域とすることが好ましい。このようにすると、多層光記録媒体を手で取り扱うことにより、外周縁近傍に指紋が付着した場合でも、光入射面に最も近い情報記録層には情報が記録されていないので、信号再生特性の悪化を回避できるようになる。

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、媒体表面に付着する異物に対する信号特性の悪化を低減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光入射面に形成されるビームスポット及び付着する指紋を模式的に示す拡大平面図光記録媒体の情報記録層の位置と耐指紋特性の関係を分析した結果を示す図表実施例となる多層光記録媒体の耐指紋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耐指紋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

一方の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複数の情報記録層を備えた多層光記録媒体において、
前記複数の情報記録層における前記光入射面に最も近い光入射側情報記録層の記録容量が、他の前記情報記録層の記録容量のいずれかと比較して小さく設定されており、
前記光入射面から厚さ方向に０．０６５ｍｍの範囲内に、前記光入射側情報記録層が設けられており、
前記光入射側情報記録層の記録領域が、他の前記情報記録層の記録領域と比較して狭く設定されていることを特徴とする多層光記録媒体。
請求項１において、
前記情報記録層が３層以上形成されていることを特徴とする多層光記録媒体。
請求項１又は２において、
前記他の情報記録層が、前記光入射面から厚さ方向に０．１０ｍｍに設けられていることを特徴とする多層光記録媒体。
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、前記基板と前記保護層との間に設けられる複数の情報記録層と、前記情報記録層間に設けられるスペーサー層と、を備える多層光記録媒体であって、
前記表面における光入射面側に最も近い前記情報記録層の記録容量が、他の前記情報記録層の記録容量のいずれかと比較して小さく設定されており、
前記光入射面から厚さ方向に０．０６５ｍｍの範囲内に、前記光入射面側に最も近い前記情報記録層が設けられており、
前記光入射面側に最も近い前記情報記録層の記録領域が、他の前記情報記録層の記録領域と比較して狭く設定されていることを特徴とする多層光記録媒体。