JP4890507B2 - 光情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体に関するものである。

近年、光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。この大容量化を実現するために、光情報記録媒体に複数の情報記録層を設ける技術が提案されており、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc）では既に実施も行われている。

例えば、特許文献１には、凹凸記録ピットを有する記録面および反射層が形成された樹脂層を３層以上有する多層光情報記録媒体が開示されている。また、非特許文献１および非特許文献２には、ＳｉＮ合金またはＡｇ合金の反射膜が形成された中間層を８層有する多層光情報記録媒体が開示されている。

特許文献１ならびに非特許文献１および２に記載された多層光情報記録媒体では、再生光の反射手段として、反射膜（反射層）が、記録面の形成された複数の中間層（樹脂層）の間に設けられている。また、反射膜としては、Ａｇ合金などの金属材料が用いられており、その反射率を制御するために、反射膜を非常に薄い膜厚（数ｎｍ〜１０数ｎｍ）で高精度に形成している。

一方、特許文献２には、反射膜を用いることなく、樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体が開示されている。特許文献２に記載の構成では、記録面が形成された樹脂層（基板）上に、この樹脂層（基板）とは異なる屈折率を有する他の樹脂層（中間層）が積層されている。基板と中間層との屈折率が互いに異なっていることにより、これらの樹脂層間の界面が、再生光を反射する反射面として機能する。
特開２００７−１２２２４号公報（２００７年１月１８日公開） 「アプライドオプティクス（APPLIED OPTICS）」、（米国）、２００６年０３月１０日、第４５巻、第８号、p.1794-1803 ＩＳＯＭ２００４参加報告、３頁、６−１２行目、［online］、２００５年７月２６日、国際会議速報Ｈ１６−Ｎｏ．１１、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.oitda.or.jp/main/cofrep/H16/H16No11.pdf〉 特開平２−３１３４８号公報（１９９０年２月１日公開）

特許文献１ならびに非特許文献１および２における多層光情報記録媒体の製造方法は、複数の中間層に対してそれぞれ反射膜を成膜する工程を有する。しかしながら、反射膜を成膜する工程は、真空装置を用いた煩雑な手順を必要としており、多層光情報記録媒体は、その多層化によって多数の反射膜工程を繰り返さねばならない。このため、多層光情報記録媒体の製造コストは、多層化するに伴って著しく増大してしまう。

また、多層光情報記録媒体を再生するとき、各層の情報記録面に、材料、膜厚、および反射率がすべて共通の反射膜を適用すると仮定する。その場合、再生光を、再生光に対して奥側にある情報記録面（反射膜）に焦点を当てて照射すると、その入射光は、手前側に
ある反射膜を透過してから目的の情報記録面に到達し、その反射光は、手前側にある反射膜を透過してから外部で受光される。このため、再生光と、外部で検出される反射光との比率から反射率を計算するとき、奥側に焦点を当てた再生光の反射率は、手前側に焦点を当てた再生光の反射率よりも小さくなる。したがって、手前側および奥側にある情報記録面から同じ程度の信号強度を得るためには、手前側にある情報記録面に再生光を照射するときよりも、奥側にある情報記録面に再生光を照射するときに、より高い再生パワーを必要とすることになる。

なお、本明細書においては、以下、ある情報記録面に入射した入射光の強度と、その情報記録面にて反射された反射光の強度とのエネルギー比で定義される理論反射率を、その情報記録面の単独理論反射率と表現する。すなわち、ある情報記録面の単独理論反射率は、その情報記録面を除く他の情報記録面による影響を考慮することなく定義された反射率である。一方、ある情報記録面にフォーカスした状態で多層光情報記録媒体に入射した入射光の強度と、そのとき多層光情報記録媒体から出射する反射光の強度とから算出されるエネルギー反射率を、その情報記録面の媒体反射率と表現する。すなわち、ある情報記録面の媒体反射率は、その情報記録面だけでなく、その手前側に位置する他のすべての情報記録面の影響を含んだ反射率である。たとえば、各層の情報記録面を共通の反射膜により構成した場合、各情報記録面の単独理論反射率は共通になるのに対し、各情報記録面の媒体反射率は、手前側で高く奥側で低くなる。

この媒体反射率および単独理論反射率は、多層媒体の各層の反射率について比較説明を行うための便宜上の定義であって、数値の厳密性を問うものではない。情報記録面が１層のみの媒体においては、実際には、透明樹脂の界面反射や各光学素子での反射および散乱などが起こるため、媒体反射率は単独理論反射率と完全には一致しないが、本明細書中では、媒体反射率が単独理論反射率にほぼ等しいと考えるものとする。また、以下、特に断らない限り、単に反射率と表現する場合は、実際に媒体を測定した媒体反射率を示すものとする。

各層の情報記録面に共通の反射膜を適用した構成では、単独理論反射率も共通である。しかしながら、フォーカスエラー信号の電圧値は媒体反射率に依存するため、各層によって再生光の媒体反射率が異なると、各情報記録面におけるフォーカスエラー信号の電圧値も異なってしまう。このため、情報記録面から検出されるフォーカスエラー信号の電圧値を適切な値とするためのゲインが、各情報記録面において異なる。したがって、フォーカスサーチ処理では、各情報記録面においてゲイン変更をしなければならず、フォーカスサーチ処理に時間がかかってしまう。さらに、各情報記録面においてゲインを調整する回路を設けなければならない等の問題が生じる。

上記問題を解消するためには、同じ再生パワーによって同じ信号強度を得られるようにするために、各情報記録面における媒体反射率を揃える必要がある。すなわち各情報記録面において反射膜を最適な膜厚に制御することによって、各情報記録面における再生光の単独理論反射率および媒体反射率を設計する必要がある。特許文献１ならびに非特許文献１および２に記載の多層光情報記録媒体では、膜厚および材料によって、そのような設計が企図されている。しかしながら、反射膜の膜厚を制御および薄型化することは困難な作業であり、多層化を行う場合には限界が生じてしまう。

また、特許文献２に開示されている構成を多層光情報記録媒体に適応することは、以下の理由により困難である。

特許文献２では、基板上に、基板よりも屈折率の大きい中間層を形成している。例えば、この中間層を第１中間層とし、第１中間層上に、情報記録面、および第１中間層よりも
屈折率の大きい第２中間層を形成し、さらに、第３、第４・・・と同様に形成してｎ層の多層光情報記録媒体に適用していくとする。このとき、隣接する中間層間の界面を反射面として用いるためには、隣接する中間層同士の屈折率の差が、十分な大きさを有さなくてはならない。しかしながら、中間層を構成する材料の屈折率の数値範囲には限界が存在する。そのため、上記中間層の数を増やしていくと、終には第ｎ中間層よりも屈折率の大きい第ｎ＋１中間層を形成することができなくなってしまう。また、各中間層に適切な屈折率をそれぞれ設定する必要があり、ｎ層であればｎ種類の屈折率の中間層材料をそれぞれ準備しなければならず、コスト増は避けられない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、媒体反射率が均一であることによって再生が容易であり、かつ低コストにて多層化に柔軟に対応することができる光情報記録媒体を実現することにある。

本発明に係る光情報記録媒体は、樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体であって、第１の屈折率を有する樹脂層と第２の屈折率を有する樹脂層とを交互に積層することによって形成された３層以上の樹脂層を備えている、ことを特徴としている。

本発明に係る光情報記録媒体では、隣接する樹脂層間の界面は反射面として機能している。反射面は、光情報記録媒体を再生するとき、再生光を反射させる機能を有している。

樹脂層は、それぞれ第１の屈折率または第２の屈折率を有しており、第１の屈折率を有する樹脂層と、第２の屈折率を有する樹脂層とは、それぞれ交互に積層されている。上記構成によれば、隣接する樹脂層同士の界面における屈折率の差は、第１の屈折率と第２の屈折率との差となる。このため、第１の屈折率と第２の屈折率とを一定の差を有する数値に設定すれば、全ての隣接する樹脂層同士の屈折率の差は、隣接する樹脂層間の界面を反射面とするのに十分な大きさを確保することができる。

また、本発明に係る光情報記録媒体では、樹脂層に用いられる屈折率が、第１の屈折率と第２の屈折率という２つの屈折率であるため、樹脂層の数は、一般的樹脂材料の取り得る屈折率の範囲に制限されない。したがって、本発明に係る光情報記録媒体は、樹脂層の数を任意に増加することができ、低コストにて多層化に対して柔軟に対応することができる。

また、上記構成によれば、隣接する樹脂層同士の屈折率の差は全て同一となる。各反射面における単独理論反射率は、該反射面を間に挟む２つの樹脂層の屈折率の差に依存するため、各反射面における単独理論反射率はそれぞれ等しくなる。さらに、上記構成では、従来の多層光情報記録媒体には必ず設けられていた反射層を用いないため、各反射面における透過率が充分に高くなり、吸収および散乱を事実上無視することができる。これによって、各反射面における再生光の媒体反射率が、事実上ほぼ等しくなる。

このため、本発明に係る光情報記録媒体を再生するとき、各樹脂層に形成された情報記録面において、例えばフォーカスエラー信号などの再生条件を同様にして再生することができる。したがって、本発明に係る光情報記録媒体の再生は容易となる。

また、現在普及しつつある、より大容量に適した青色可視光領域である青色レーザ（波長略４０５ｎｍ）を再生光とする従来の多層光情報記録媒体の場合、ＲＯＭ面に薄く形成されたＡｇ、Ａｌ、またはＡｕ等の金属反射膜は、青色可視光領域において吸収係数を有する。このため、従来の赤色可視光領域である赤色レーザ（波長略６６０ｎｍ）と比較して再生光照射による膜の劣化が激しく、十分な再生耐久性が得られない。これに対して、
本発明に係る光情報記録媒体では、反射層が存在しないことによって光吸収率が小さく、光情報記録媒体の再生耐久性を向上することができる。

さらに、青色レーザ波長については、上記従来のＲＯＭ層材料の中で最も透過率が得られるＡｇの金属反射膜において、その膜厚を均一に成膜できる限界程度まで薄く形成したとしても、当該Ａｇの金属反射膜における透過率は８０％程度であり、その反射率は約１０％となる。

これに対して、本発明に係る光情報記録媒体では、反射層が存在しないことによって、各情報記録面において、高い透過率を保持し、かつ単独理論反射率を低く抑えることができるため、光利用効率が高くなる。したがって、本発明に係る光情報記録媒体は、多層光情報記録媒体に適している。さらに、本発明に係る光情報記録媒体では、各樹脂層の屈折率を第１の屈折率と第２の屈折率に調整することによって、各情報記録面の反射率制御が可能であり、反射層が存在しないことによって、従来では各情報記録面毎に必要とする反射層膜厚の調整および設計が不要となる。このため、本発明に係る光情報記録媒体の製造が容易となる。

また、本発明に係る光情報記録媒体において、第１の屈折率と第２の屈折率との差は０．２以上であることが好ましい。

上記構成によれば、再生光を多層光情報記録媒に照射したとき、一般的な透明樹脂の屈折率範囲内（例えば１．３〜１．７）であれば、反射面における再生光の反射率は０．３％以上となる。反射率が０．３％以上であれば、光情報記録媒体を再生するときに、消費電力を過剰に大きくせずとも十分な信号強度を得ることができる。

また、本発明に係る光情報記録媒体において、上記樹脂層の母材は、共通の官能基材料であることが好ましい。

上記構成によれば、互いに隣接する樹脂層は、その屈折率を異ならせたまま、その他の特性を同様にすることができる。その他の特性としては、線膨張係数および透湿度（湿度透過性）などが挙げられる。例えば、隣接する樹脂層同士の線膨張係数の差を小さくすれば、温度変化によって生じる樹脂層の応力や反りを防止することができる。また、隣接する樹脂層の透湿度を共通にすれば、樹脂において湿度分布が均一となり、湿度変化による応力や反りを防止することができる。さらに、特性の同様な樹脂層同士が接するため、樹脂同士の密着性が高まる。したがって、本発明に係る光情報記録媒体は、強度および耐久性、また、その結果として信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る光情報記録媒体において、上記樹脂層は、金属酸化物または金属窒化物からなる透明微粒子を含むことが好ましい。

上記構成によれば、樹脂層に対する透明微粒子の含有率によって、樹脂層の屈折率を、本来の屈折率から、含有させる金属酸化物または金属窒化物の屈折率の範囲までに調整することができる。すなわち屈折率の制御範囲を広げることができる。これによって、本発明に係る光情報記録媒体を製造する際、樹脂層の屈折率を精密に、かつ広い範囲で容易に調整することができるため、反射面による反射率の制御が容易になる。

本発明に係る光情報記録媒体の製造方法は、樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体の製造方法であって、第１の屈折率を有する樹脂層と第２の屈折率を有する樹脂層とを交互に積層することによって、３層以上の樹脂層を形成する工程を含んでいる、ことを特徴としている。

上記方法によれば、本発明に係る光情報記録媒体を効率よく製造することができる。

本発明に係る光情報記録媒体によれば、樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体において、第１の屈折率を有する樹脂層と第２の屈折率を有する樹脂層とを交互に積層することによって形成された３層以上の樹脂層を備えていることによって、再生を容易に行うことができ、かつ低コストにて多層化に柔軟に対応させることができる光情報記録媒体を実現することができる。

〔実施形態１〕
本発明に係る光情報記録媒体の一実施形態について、図１から４を参照して以下に説明する。なお、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の実施形態および図面に限定されるものではない。

（光情報記録媒体１）
まず、光情報記録媒体１の構成について図１を参照して以下に説明する。図１は、光情報記録媒体１を部分的に示す断面図である。図１に示すように、光情報記録媒体１は、基板２と、基板２上に積層された３層の樹脂層１１〜１３とを備えている。樹脂層１１は、例えば、厚さ７５μｍの透明紫外線硬化樹脂からなり、樹脂層１２，１３は、例えば、厚さ２５μｍの透明紫外線硬化樹脂からなる。

基板２は、樹脂層１１〜１３を補強するために十分な強度を有するものであればよく、例えば、厚さ１．１ｍｍの透明樹脂からなる。透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネートやポリオレフィン樹脂などを用いることができる。また、再生光４は、樹脂層１１側から入射するので、金属からなる基板２を用いてもよい。また多層構造であってもよい。

基板２上には、基板２側から順に、樹脂層１３、樹脂層１２、および樹脂層１１が積層されている。樹脂層１３において樹脂層１２と接する面には、記録される情報に応じた凹凸形状のプリピット（情報ピット）が形成された後に樹脂層１２が形成されている。同様に、樹脂層１２において樹脂層１１と接する面には、情報ピットが形成された後に樹脂層１１が形成されている。その結果として、樹脂層１３と樹脂層１２との界面が情報記録面２２を成しており、樹脂層１２と樹脂層１１との界面が情報記録面２１を成している。各情報記録面２１，２２はＲＯＭ面となっており、各情報記録面２１，２２に記録された情報は、樹脂層１１側から入射する再生光４によって読み出すことができる。

光情報記録媒体１では、樹脂層１１〜１３の各々は、２種類の異なる屈折率のいずれかを、隣接する樹脂層同士の屈折率が異なるようにして有していればよい。すなわち、樹脂層１１，１３が第１の屈折率を有し、樹脂層１１と樹脂層１３との間に配置される樹脂層１２が第２の屈折率を有していればよい。具体的には、２種類の異なる屈折率を１．４５と１．７０とにする場合、樹脂層１１の屈折率は１．４５となり、樹脂層１２の屈折率は１．７０となり、樹脂層１３の屈折率は１．４５となる。このとき、隣接する樹脂層同士の屈折率の差はそれぞれ０．２５となる。光情報記録媒体における透明な樹脂層の屈折率は、一般的に１．４５〜１．７０の範囲内で用いられることが多く、本構成は充分に実現可能な構成である。

隣接する樹脂層１１〜１３間の界面は、反射界面（反射面）として機能する。図１に示すように、樹脂層１１と樹脂層１２との界面が情報記録面２１であり、樹脂層１２と樹脂層１３との界面が情報記録面２２である。再生光を各情報記録面２１，２２（すなわち各
反射界面）にフォーカスすることによって、各情報記録面２１，２２にて再生光の反射および回折が生じる。情報記録面２１，２２（の平坦部）における再生光の単独理論反射率は、理論上（計算上）０．６％となる。

また、例えば２種類の屈折率を１．３と１．５とにする場合には、各情報記録面２１，２２おける単独理論反射率は０．５％となり、２種類の屈折率を１．５と１．７とにする場合には、情報記録面２１，２２における単独理論反射率は０．４％となる。

なお、本発明における樹脂層１１〜１３の屈折率は、上記数値に限られず、反射界面を形成するために必要な差を有する２種類の屈折率から選ばれればよい。また、隣接する樹脂層同士の屈折率の差は、０．２以上であることが好ましい。一般的な透明樹脂の屈折率範囲内（例えば１．３〜１．７）であれば、屈折率の差を０．２以上とすることによって、情報記録面２１，２２における再生光の単独理論反射率を０．３％以上にすることができる。光情報記録媒体１においては、各反射面における透過率が充分に高く、吸収および散乱を事実上無視することができるので、各反射面における再生光の単独理論反射率と媒体反射率とは事実上ほぼ等しくなる。したがって、単独理論反射率を０．３％以上にすれば、媒体反射率は０．３％以上となる。媒体反射率が０．３％以上であれば、光情報記録媒体を再生する際に、フォーカスおよび再生に必要な信号強度を得ることができる。

また、樹脂層１２の層厚については、情報記録面２１における情報ピットと、情報記録面２２における情報ピットとの間の距離を十分に有し、層間クロストークを防止できる程度の厚さがあればよい。層間クロストークとは、光情報記録媒体１の再生時に生じる、目的以外の情報記録面からの迷光による再生ノイズを意味する。

また、基板２から最も離れた側に配置される樹脂層１１の層厚については、光情報記録媒体１に用いられる再生装置に応じて適宜変更可能である。さらに、樹脂層１１には、基板２と反対側の表面に、表面保護のためのハードコートが設けられていてもよい。

（樹脂層１１〜１３の材料）
次に、樹脂層１１〜１３に用いられる材料について説明する。

樹脂層１１〜１３の材料には、透明な紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化樹脂の屈折率は、一般に１．３０〜１．７０の範囲で調整される。樹脂層１１〜１３の材料について、本発明は紫外線硬化樹脂に限られず、再生光の波長に対して透過率が高く、かつ屈折率を調整できる樹脂であればよい。例えば、紫外線硬化樹脂以外の光硬化性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。さらに、樹脂層１１〜１３の材料は、形成前に液状樹脂であるものに限られず、シート状のもの、固形状のもの、および基板状のものであってもよい。

なお、本明細書中において、「屈折率」とは、光情報記録媒体１に用いられる再生光の波長に対する屈折率のことを意味し、「透明」および「透過率が高い」とは、光情報記録媒体１に対する再生光の透過率が８０％以上となることを意味する。

また、基板２から最も離れて配置される樹脂層１１は、紫外線硬化樹脂の他に、ポリカーボネートフィルムと透明粘着材とから形成されるものであってもよく、０．６ｍｍのポリカーボネート基板であってもよい。

紫外線硬化樹脂としては、エポキシ系、ビニル系、アクリル系、およびメタクリル系などがあり、それぞれ官能基として、エポキシ基、ビニル基、アクリル基、またはメタクリル基を有している。例えばアクリル系樹脂は、アクリレートモノマーやアクリレートオリ
ゴモノマーに光硬化開始剤などの配合物を加えた混合物から成る。

紫外線硬化樹脂の屈折率の調整は、一般的に、樹脂材料に対して屈折率の異なる他の材料を配合することによって行われる。配合される材料には、原子屈折の低いフッ素原子や、原子屈折の高い硫黄原子（他にも芳香族環、フッ素を除くハロゲンなど）を含む材料が用いられる。

通常、様々な紫外線硬化樹脂の中から使用する紫外線硬化樹脂を選定する際、光損失や硬化性のみを考慮して、種々の官能基を有する紫外線硬化樹脂を組み合わせて選定する場合がある。

これに対して、本発明では、樹脂層１１〜１３の材料に、それぞれ共通の官能基を有する紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。

上記構成によれば、樹脂層１１〜１３における線膨張係数、透湿度（湿度透過性）を近い値にすることができる。隣接する樹脂層同士の線膨張係数の差を小さくすれば、温度変化によって生じる樹脂層の応力や反りを防止することができる。また、隣接する樹脂層の透湿度を共通にすれば、樹脂において湿度分布が均一となり、湿度変化による応力や反りを防止することができる。さらに、特性の同様な樹脂層同士が接するため、樹脂同士の密着性が高まり、光情報記録媒体１の強度が向上する。

また、樹脂層１１〜１３の材料には、透明紫外線硬化樹脂に対して透明微粒子を混合させた物を用いてもよい。透明微粒子には、金属酸化物または金属窒化物などを用いることができる。具体的には、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Ｉｎ_２ＳＯ_３−Ｓｎ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、アンチモン含有酸化錫（ＡＴＯ：ＳｎＯ_２−Ｓｂ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、石英（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、および窒化シリコン（ＳｉＮ）などが挙げられる。

ここで、透明微粒子は、透明紫外線硬化樹脂の屈折率とは異なる屈折率を有すものであることが好ましい。例えば、屈折率が２．０の透明微粒子（酸化錫）を用いた場合、樹脂層１１〜１３の屈折率を、紫外線硬化樹脂の屈折率の範囲（１．３０〜１．７０）を超えた屈折率に調整することができる。また、透明紫外線硬化樹脂に混合する透明微粒子の量を調節することによって、樹脂層１１〜１３の屈折率を精度よく調整することができる。

透明微粒子の粒径は、情報記録面２１または２２の凹凸形状に入り込むことができる程度に小さいことが好ましい。さらに、光情報記録媒体１を再生するとき、再生光の波長に対して再生ノイズを発生しない程度に小さいことが好ましい。

（光情報記録媒体１の製造方法）
光情報記録媒体１の製造方法について、図１を参照して以下に説明する。なお、以下の製造方法では、樹脂層１１〜１３の材料に紫外線硬化樹脂を用いているが、光情報記録媒体１の製造方法はこれに限られない。

光情報記録媒体１の製造方法は、以下の工程を含んでいる。

（Ｓ１）基板２上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１３の材料）を塗布する。

（Ｓ２）情報ピットが形成されたスタンパを押圧することによって、工程Ｓ１において塗布した紫外線硬化樹脂にピット形状を転写する。

（Ｓ３）ピット形状を転写しつつ、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１３を形成する。

（Ｓ４）スタンパを除去した後、樹脂層１３上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１２の材料）を塗布する。

（Ｓ５）情報ピットが形成されたスタンパを押圧することによって、工程Ｓ４において塗布した紫外線硬化樹脂にピット形状を転写する。

（Ｓ６）ピット形状を転写しつつ、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１２を形成する。

（Ｓ７）スタンパを除去した後、樹脂層１２上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１１の材料）を塗布する。

（Ｓ８）紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１１を形成する。

以上の工程によって、光情報記録媒体１を製造することができる。

なお、本発明は、上記製造方法に限定されず、適宜変更可能である。例えば、上記製造方法における、液状の紫外線硬化樹脂を塗布する工程は、シート状の紫外線硬化樹脂を接着する工程に置換してもよく、最終的に形成された各樹脂層が所定の要件を満たしていればよい。
（光情報記録媒体１の多層化）
本発明によれば、さらに他の樹脂層を積層することによって、光情報記録媒体１をさらに多層化することが容易である。以下、多層化された光情報記録媒体４０について図２を参照して説明する。図２は、光情報記録媒体４０を部分的に示す断面図であり、光情報記録媒体１の構成要素と同様の構成要素には、同一符号を用いている。

図２に示すように、光情報記録媒体４０は、光情報記録媒体１の構成と比較して、さらに樹脂層１４，１５がさらに積層されている構成である。すなわち、光情報記録媒体４０では、基板２上に５層の樹脂層１１〜１５が積層されている。樹脂層１１は、例えば、厚さ７０μｍの透明紫外線硬化樹脂からなり、樹脂層１２〜１５は、例えば、厚さ１０μｍの透明紫外線硬化樹脂からなる。

また、光情報記録媒体４０においては、情報記録面２１，２２の他に、情報記録面２３，２４が形成されている。具体的には、樹脂層１５と樹脂層１４との界面が情報記録面２４となり、樹脂層１４と樹脂層１３との界面が情報記録面２３となる。

光情報記録媒体４０においても、樹脂層１１〜１５の各々は、２種類の異なる屈折率のいずれかを、隣接する樹脂層同士の屈折率が異なるようにして有していればよい。樹脂層１１〜１５の各々が有する屈折率を、例えば１．４５および１．７０のいずれかとする場合、樹脂層１１〜１５の屈折率は、再生光４側から順に、１．４５、１．７０、１．４５、１．７０、１．４５となる。このとき、隣接する樹脂層同士の屈折率の差は、全て０．２５となる。

上記構成によれば、光情報記録媒体４０は、隣接する樹脂層の屈折率の差を十分に確保したまま、光情報記録媒体１を多層化した構成を実現している。

なお、光情報記録媒体１の多層化は、光情報記録媒体４０に限られない。本発明によれば、積層される樹脂層の数は、樹脂層の材料の取り得る屈折率の数値範囲に制限されないため、さらに樹脂層の数を増加された光情報記録媒体を実現することができる。

また、多層化された光情報記録媒体４０においても、隣接する樹脂層の屈折率の差は常に一定である。このため、各情報記録面２１〜２４における再生光に対する単独理論反射率も全て均一な値であり、媒体反射率も全てほぼ均一な値となる。したがって、多層化された光情報記録媒体４０を再生するとき、例えばフォーカスエラー信号などの、各情報記録面２１〜２４に対する再生条件を同様にして再生することができる。これによって、光情報記録媒体４０を再生することが容易になる。

（他の情報記録層との組み合わせ）
光情報記録媒体１は、樹脂層１１〜１３からなる樹脂層群と基板２との間に、他の情報記録層を設けてもよい。他の情報記録層として、ＲＥ（繰り返し書き込み可能）層を設けた光情報記録媒体４１を図３に示す。図３は、光情報記録媒体４１を部分的に示す断面図である。樹脂層１１〜１３は、図１に示した光情報記録媒体１と同様に構成されているので、ここではその説明を省略する。

図３に示すように、ＲＥ層５は７層の薄膜から構成されている。ＲＥ層５の各層については、第１保護膜５１として厚さ３５ｎｍの硫化亜鉛−酸化シリコン（ＺｎＳ−ＳｉＯ_２）、第２保護膜５２として厚さ５ｎｍのＺｒＯ_２、記録層５３として厚さ１０ｎｍのＧｅＴｅ−Ｓｂ_２Ｔｅ_３、第３保護膜５４として厚さ５ｎｍのＺｒＯ_２、第４保護膜５５として厚さ３５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２、第５保護膜５６として厚さ５ｎｍのＺｒＯ_２、及び反射膜５７として厚さ２０ｎｍの銀パラジウム銅（ＡＰＣ：ＡｇＰｄＣｕ）を用いることができる。

ただし、ＲＥ層５における各層の材料はこれらに限られるものではなく、ＲＥ層として機能するものであればよい。また、ＲＥ層５を形成する基板として、基板２の表面にはグルーブまたは凹凸が形成されていてもよい。

光情報記録媒体４１によれば、樹脂層１１〜１３までの透過率が高く、光利用効率が高いため、ＲＥ層５を記録再生する際に、従来よりも低い記録再生パワーによって、良好な記録再生ができる。

また、光情報記録媒体４１の製造方法は、上述の光情報記録媒体１の製造方法において、工程Ｓ１の代わりに以下の工程を含む。

（Ｓ１）ＲＥ層のグルーブなどの凹凸が形成された基板２に、反射膜５７、第５保護膜５６、第４保護膜５５、第３保護膜５４、記録層５３、第２保護膜５２、および第１保護膜５１、を順次スパッタリングなどにより形成することによって、ＲＥ層５を形成する。

（Ｓ２）ＲＥ層５上に、紫外線硬化樹脂（樹脂層１３の材料）を塗布する。

（Ｓ３）情報ピットが形成されたスタンパを押圧することによって、工程Ｓ２において塗布した紫外線硬化樹脂にピット形状を転写する。

（Ｓ４）ピット形状を転写しつつ、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１３を形成する。

（Ｓ５）スタンパを除去した後、樹脂層１３上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１２の材料）を塗布する。

（Ｓ６）情報ピットが形成されたスタンパを押圧することによって、工程Ｓ４において塗布した紫外線硬化樹脂にピット形状を転写する。

（Ｓ７）ピット形状を転写しつつ、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１２を形成する。

（Ｓ８）スタンパを除去した後、樹脂層１２上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１１の材料）を塗布する。

（Ｓ９）紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１１を形成する。

以上の工程によって、光情報記録媒体４１を製造することができる。

（従来技術との比較）
本発明に係る光情報記録媒体１と、従来の光情報記録媒体との比較について以下に述べる。

まず、本発明に係る光情報記録媒体１は、従来、各情報記録面に必ず設けられていた反射膜が不要となり、真空装置が必須の成膜工程が各情報記録面で不要になるので、製造が容易であり、かつ製造コストを低減することができる。

次に、本発明に係る光情報記録媒体１では、樹脂層同士が接着しているいため、従来の光情報記録媒体における反射膜と樹脂層とのように異なる材料間が接着する場合よりも、密着性を確保することが容易となる。さらに、本発明に係る光情報記録媒体１では、樹脂層の母材を同じ官能基を有する材料とすることで、異なる官能基材料を主成分とする樹脂層間の密着性よりも、密着性が向上している。これらによって、光情報記録媒体１は、媒体の強度、耐久性、および信頼性を実現することができる。

次に、従来の光情報記録媒体では、反射膜の成膜によってステップカバレッジが悪くなるという問題がある。すなわち、反射膜の膜厚が増えるに従って、本来の凹凸形状がなまっていき、信号品質が低下してしまう。これに対して本発明に係る光情報記録媒体１では、各情報記録面２１，２２での情報再生を、反射界面による反射光にて行うため、本来形成された凹凸面にて情報再生が可能となり、従来よりも信号品質が向上する。

また、現在普及し始めている、より大容量に適した青色可視光領域を有する青色レーザ（波長略４０５ｎｍ）を再生光とした光情報記録媒体の場合、ＲＯＭ面に薄く形成されるＡｇ、Ａｌ、またはＡｕ等の金属反射膜は、青色可視光領域において吸収係数を有するため、従来の赤色可視光領域である赤色レーザ（波長略６６０ｎｍ）と比較して、再生光照射による反射膜の劣化が激しく、十分な再生耐久性が得られない。これに対して、本発明に係る光情報記録媒体１によれば、反射膜が存在しないため、光吸収率が小さくなり、再生耐久性を向上させることができる。

さらに、３層構造以上の光情報記録媒体の場合、従来ＲＯＭ層材料の中で最も透過率が得られるＡｇにおいて膜厚を均一に成膜できる限界程度まで薄く形成しても、青色レーザ波長における透過率は８０％程度であり、その時の反射率は約１０％となる。

これに対して本発明に係る光情報記録媒体１によれば、反射層が存在しないため、各情報記録面の透過率を高く保持し、単独理論反射率および媒体反射率を低く抑えることができる。したがって、本発明に係る光情報記録媒体１は、光利用効率が高く、多層光情報記録媒体として適している。さらに、光情報記録媒体１では、各樹脂層の屈折率を第１の屈折率と第２の屈折率に調整することによって、各情報記録面２１，２２の反射率制御が可能であり、反射層が存在しないことによって、従来では各情報記録面毎に必要とする反射層膜厚の調整および設計が不要となる。このため、光情報記録媒体１の製造が容易となる。

〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図４を参照して以下に説明する。図４は、本実施形態に係る光情報記録媒体４２を部分的に示す断面図である。なお、実施形態１における要素と同様の要素には、同一符号を用いている。また、同様の要素についての説明は、実施形態１における説明を参照する。

樹脂層１１は、例えば、厚さ７５μｍの透明紫外線硬化樹脂からなり、樹脂層１２は、例えば、厚さ２５μｍの透明紫外線硬化樹脂からなる。基板２ａは、例えば厚さ１．１ｍｍの透明樹脂からなる。

図４に示すように、光情報記録媒体４２では、基板２ａ上に、樹脂層１１，１２が積層されている。基板２ａにおいて、樹脂層１２と接する面には、情報ピットが形成されており、この面を情報記録面２５とする。また、樹脂層１２において、樹脂層１１と接する面（情報記録面２１）には、情報ピットが形成されている。各情報記録面２１，２５はＲＯＭ面となっており、各情報記録面２１，２５に記録された情報は、樹脂層１１側から入射する再生光４によって読み出すことができる。

本実施形態においては、基板２ａと樹脂層１２との間の界面も、反射界面として機能する。このため、基板２ａの屈折率も調整することが必要となる。すなわち、２種類の異なる屈折率のいずれかを、隣接する樹脂層同士の屈折率が異なるように有していればよい。基板２ａと樹脂層１１が第１の屈折率を有し、樹脂層１２が第２の屈折率を有す。例えば、異なる２種の屈折率を１．４５と１．７０とにする場合、基板２ａの屈折率は１．４５であり、樹脂層１１の屈折率は１．４５であり、樹脂層１２の屈折率は１．７０である。

上記構成によれば、隣接する樹脂層１１，１２の屈折率の差と、基板２ａと樹脂層１２との屈折率の差とを、同様に０．２５とする。これによって、光情報記録媒体４２は、基板２ａまで含めて、実施形態１における光情報記録媒体１と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態における基板２ａの材料には、樹脂層１１，１２と同様に、紫外線硬化樹脂などを用いてもよいし、屈折率条件を満たせば他の樹脂材料を用いてもよい。

（光情報記録媒体４２の製造方法）
光情報記録媒体４２の製造方法について、図４を参照して以下に説明する。なお、以下の製造方法では、基板２ａおよび樹脂層１１，１２の材料に紫外線硬化樹脂を用いているが、光情報記録媒体１の製造方法はこれに限られない。

光情報記録媒体４２の製造方法は、以下の工程を含んでいる。

（Ｓ１）情報ピットが形成された基板２ａ上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１２の材料）を塗布する。

（Ｓ２）情報ピットが形成されたスタンパを押圧することによって、工程Ｓ１において塗布した紫外線硬化樹脂にピット形状を転写する。

（Ｓ３）ピット形状を転写しつつ、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１２を形成する。

（Ｓ４）スタンパを除去した後、樹脂層１２上に紫外線硬化樹脂（樹脂層１１の材料）を塗布する。

（Ｓ５）紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって、樹脂層１１を形成する。

以上の工程によって、光情報記録媒体４２を製造することができる。

なお、本発明は、上記製造方法に限定されず、適宜変更可能である。例えば、上記製造方法における、液状の紫外線硬化樹脂を塗布する工程は、シート状の紫外線硬化樹脂を接着する工程に置換してもよく、最終的に形成された各樹脂層が所定の要件を満たしていればよい。

本発明について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。

まず、実施例１および比較例２について説明する。

〔実施例１〕
実施例１には、上述の実施形態１における図１に示すような構成を有する光情報記録媒体を用いた。その具体的な構成については、以下に示す通りである。

基板２には、直径１２０ｍｍ、および厚さ１．１ｍｍの円盤状基板を用いた。なお、上記円盤状基板の材料には、屈折率１．５８の透明なポリカーボネートを用いた。

樹脂層１１〜１３の材料には透明紫外線効果樹脂を用い、樹脂層１１の厚さは７５μｍ、その他の樹脂層１２，１３の厚さは２５μｍとした。また、樹脂層１１〜１３の各屈折率は、再生光照射側から順に、１．４５、１．７０、１．４５とした。なお、この屈折率および層厚は後述のＢＤ規格の規定を満たす範囲内である。

また、情報記録面２１および２２には、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）規格の再生専用光情報記録媒体（ＢＤ−ＲＯＭ）規格において、最短マーク長（０．１４９μｍ）のピットおよびスペースの繰り返しからなる連続パターンを、２Ｐ法（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍａｒｉｚａｔｉｏｎ法）を用いて形成した。

〔比較例１〕
比較例１には、従来の反射膜を有する光情報記録媒体１０１を用いた。

光情報記録媒体１０１は、以下の方法によって製造した。この製造方法について、図５を参照して以下に説明する。図５は、光情報記録媒体１０１を部分的に示す断面図である。

まず、基板１０２上に形成した樹脂層１１３上に、情報記録面を形成した後、従来の金属半透明膜ＡＰＣを用いて反射膜１２１を厚さ５ｎｍで成膜した。その後、反射膜１２１上に樹脂層１１２を形成し、樹脂層１１２上に情報記録面を形成した後、金属半透明膜ＡＰＣを用いて反射膜１２２を厚さ５ｎｍで成膜した。その後、反射膜１２２上に樹脂層１１１を形成した。

なお、基板１０２、および樹脂層１１１〜１１３の層厚および材料は、実施例１と同様にした。また、樹脂層１１１〜１１３の屈折率は、３層とも１．６とし、従来どおり全て共通の屈折率とした。

次に、実施例１および比較例２に対して、信号強度、反射率、および光利用効率の評価を以下のようにして行った。

〔信号強度および反射率の評価〕
信号強度については、実施例１の光情報記録媒体を、ＢＤ光学系（ＮＡ０．８５、再生波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍ）で再生し、その信号強度（ＣＮＲ：搬送波対雑音比、キャリア対ノイズ比）を測定した。なお、信号強度の測定は、ＢＤ光学系を媒体反射率に応じて調整した上で行った。

反射率については、実施例１の光情報記録媒体を、ＢＤ光学系（ＮＡ０．８５、再生波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍ）で再生し、受光部で検出した反射光量に基づき、各情報記録面による反射率を計算した。なお、反射率の測定は、光情報記録媒体における凹凸の存在しない領域（平面部、ミラー部）を、フォーカスサーボ適用状態で測定した。

ここで、本実施例における反射率（媒体反射率）は、次のように算出した。まず、ある情報記録面のミラー部（平面部）に焦点を当てて媒体へ照射した再生光の光量と、情報記録面で反射されて多層光情報記録媒体の外側で検出される反射光量との比率を算出した。それをさらに、絶対反射率が既知であるリファレンスディスクにて上記と同様の比率を算出した結果によって補正した。このため、本実施例における反射率（媒体反射率）は、絶対反射率となる。

また、比較例１については、実施例１と同様に評価を行った。

その結果、信号強度の測定では、実施例１および比較例１のいずれにおいても、フォーカスおよびトラッキングを良好に行うことができ、各信号強度は、実用化が可能とされる信号強度である４０ｄＢ以上をそれぞれ示した。

しかしながら、実施例１では、２つの情報記録面おいて同程度の信号を得るために、再生パワーを同程度必要としたのに対し、比較例１では、反射膜１２１よりも反射膜１２２において、より高い再生パワーを必要とした。

反射率の測定では、実施例１の反射率は、情報記録面２１および２２において、ともに約０．６％であった。一方、比較例１の反射率は、反射膜１２１において約１０％であり、反射膜１２２において約６％であった。

比較例１では、反射膜１２１の金属半透明膜ＡＰＣによって透過光量が減少し、反射膜１２２を再生する際により高い再生パワーが必要となったと考えられる。さらに、反射膜１２２において再生光が反射した後も、再度、反射膜１２１を透過する必要があるため、各反射膜１２１，１２２における反射率が異なったと考えられる。

〔光利用効率の評価〕
光利用効率の評価を以下の方法で行った。

実施例１および比較例１において、再生光入射側から見てさらに奥側に仮想層Ｘ（記録層もしくは再生層）が存在すると仮定する。仮想層Ｘに到達する光量が大きければ大きいほど光利用効率が大きく、仮想層Ｘにおける信号品質の劣化が少なく、仮想層Ｘを始めとしたさらなる多層化に有利であるということになる。

実施例１の場合は、樹脂層１１、情報記録面２１、樹脂層１２、情報記録面２２、および樹脂層１３を透過した再生光の光量が仮想層Ｘへの到達光量に相当する。比較例１の場合は、樹脂層１１１、反射膜１２１、樹脂層１１２、反射膜１２２、および樹脂層１１３を透過した再生光が同様に仮想層Ｘへの到達光量に相当する。実際に多層化した場合、仮想層Ｘへの到達光量を評価する際は、仮想層Ｘでのみ再生光がフォーカスするため、それまでの層においては集光途中の傾斜光が透過するのであるが、相対比較には平行光による評価で十分である。従って、上記光情報記録媒体の凹凸（情報ピット）の存在しないミラー部を透過した平行光の透過光量を比較すれば仮想層Ｘへの到達光量を評価することができる。

そこで、実施例１および比較例１の光情報記録媒体のミラー部に、実施例１では樹脂層１１から基板２へ、また比較例１では樹脂層１１１から基板１０２へ光を透過させ、分光光度計にて透過率を測定して比較を行った。この測定では、実際には、基板２または基板１０２をも透過した光を測定しているが、実施例１の基板２、および比較例１の基板１０２には、共に屈折率１．５８の透明なポリカーボネートを用いたため、相対的な透過光量比較を行うことは可能である。

その結果、実施例１の透過率は、約８５％であり、比較例１の透過率は約５５％であった。したがって、実施例１は仮想層Ｘへの到達光量、すなわち光利用効率において比較例１を大きく上回ることが分かった。すなわち、実施例１の方がさらなる多層化に有利であると言える。

多層化された光情報記録媒体では、再生光入射側から見て最も奥に配置された情報記録面（この評価の場合仮想層Ｘ）に到達する再生光の光量が大きいほど、光利用効率が大きいと言える。光利用効率が大きければ、奥に配置された情報記録面における信号品質の劣化が少ないため、実施例１は、光情報記録媒体の多層化に有利な構成となる。

本発明は、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＢＤ、およびＢＤ−ＲＯＭなどの光学読取式のディスク、光磁気ディスク、ならびに相変化型ディスクなどの種々の光情報記録媒体に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体の一部を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光情報記録媒体の一部を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光情報記録媒体の一部を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光情報記録媒体の一部を示す断面図である。 比較例１に係る光情報記録媒体の一部を示す断面図である。

符号の説明

１，４０〜４２、１０１ 光情報記録媒体
２、２ａ、１０２ 基板
４ 再生光
１１〜１５、１１１〜１１３ 樹脂層
２１〜２５ 情報記録面

Claims (6)

1. 樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体であって、
   第１の屈折率を有する樹脂層と第２の屈折率を有する樹脂層とを交互に積層することによって形成された３層以上の樹脂層を備え、
   上記樹脂層の母材は、共通の官能基材料である、ことを特徴とする光情報記録媒体。
2. 上記第１の屈折率と上記第２の屈折率との差は０．２以上であることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 上記官能基材料は、官能基として、エポキシ基、ビニル基、アクリル基、またはメタクリル基を有している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体。
4. 上記樹脂層は、金属酸化物または金属窒化物からなる透明微粒子を含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
5. 樹脂層同士の界面を反射面とする光情報記録媒体の製造方法であって、
   第１の屈折率を有する樹脂層と第２の屈折率を有する樹脂層とを交互に積層することによって、３層以上の樹脂層を形成する工程を含み、
   上記樹脂層の材料に、それぞれ共通の官能基を有する樹脂を用いる、ことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
6. 記録層と、前記樹脂層同士の界面を反射面とする情報記録面とを有し、
   上記複数の情報記録面は、上記記録層の再生光入射面側に位置している、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。

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