TWI470627B - 光記錄媒體、光記錄媒體之製造方法 - Google Patents

光記錄媒體、光記錄媒體之製造方法 Download PDF

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TWI470627B
TWI470627B TW99127950A TW99127950A TWI470627B TW I470627 B TWI470627 B TW I470627B TW 99127950 A TW99127950 A TW 99127950A TW 99127950 A TW99127950 A TW 99127950A TW I470627 B TWI470627 B TW I470627B
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Hiroyasu Inoue
Takashi Kikukawa
Koji Mishima
Yoshiaki Komma
Joji Anzai
Jun Nakano
Manami Miyawaki
Shigeki Takagawa
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Tdk Corp
Panasonic Corp
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Description

光記錄媒體、光記錄媒體之製造方法
本發明係有關於具有3層以上資訊記錄層的光記錄媒體、及該光記錄媒體之製造方法。
先前，為了數位動畫內容的視聽、或數位資料的記錄，CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+/-RW、DVD-RAM、Blu-ray Disc：BD等光記錄媒體係被廣泛利用。其中又以作為次世代型DVD規格之一的BD，係記錄再生時所用的雷射光波長是被設定成很短的405nm，接物透鏡的開口數是被設定成0.85。對應於BD規格的光記錄媒體側，係以0.1～0.5μm之間距而形成軌道。藉此，對光記錄媒體的1個資訊記錄層就可進行25GB以上的記錄再生。
可是，動畫或資料的容量今後會日益增大，這是可被預想的。因此，藉由將光記錄媒體中的資訊記錄層予以多層化以使光記錄媒體的容量增大的方法，已被探討。在BD規格的光記錄媒體中，也有報告藉由設置6層～8層的資訊記錄層，甚至可以實現高達200GB的超大容量之技術。
[先前技術文獻]
[非專利文獻]
[非專利文獻1]I. Ichimura et. al.,Appl. Opt,45,1974-1803(2006)
[非專利文獻2]K. Mishima et. al.,Proc. of SPIE,6282,62820I(2006)
在多層型光記錄媒體中，一般而言，在對象之資訊記錄層進行記錄再生之際，會造成其他資訊記錄層的訊號或雜訊的滲漏(串音)，導致伺服訊號或記錄訊號的品質劣化之問題。
另一方面，在目前的BD型光記錄媒體中，資訊記錄層為2層的多層型光記錄媒體已被實用化。該2層構造的情況下，由於可以充分確保資訊記錄層間的距離，因此可把串音降低成實用上不會造成問題的程度。
可是，若是具有3層以上資訊記錄層的多層光記錄媒體時，則必須要在狹窄範圍內配置多數資訊記錄層，因此相較於2層構造，就無法充分確保相鄰的資訊記錄層之間隔(層間距離)。因此，隨著光記錄媒體的設計，會造成串音，導致伺服訊號或記錄訊號的品質劣化之問題。另一方面，由於避免這些問題的具體設計手法等並不存在，因此為了獲得訊號品質良好的3層以上之光記錄媒體，必須要嘗試錯誤而導致耗費漫長開發期間之問題。
本發明係有鑑於上記問題而研發，目的在於，於3層以上之光記錄媒體中，提供一種減輕層間串音的手法。
經由本發明人們深入研究，上記目的係可藉由以下的手段來達成。
達成上記目的的本發明，係一種光記錄媒體，係屬於具有3層以上資訊記錄層的光記錄媒體，其特徵為，被配置在相鄰前記資訊記錄層之間的複數中間層的折射率，是大於被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有4層以上；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、令前記覆蓋層的折射率為nC 之際，滿足n1 ＞n2 ＞nC 。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有4層以上；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 、令前記覆蓋層的折射率為nC 之際，滿足n3 ＞n1 >n2 ＞nC 。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有4層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的實體厚度為T1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的實體厚度為T2 、令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的實體厚度為T3 、令前記覆蓋層的實體厚度為TC 之際，滿足：T2 -T1 ≧1μm，且，T1 -T3 ≧1μm，且，T3 ≧10μm，且，TC -(T1 +T2 +T3 )≧1μm，較為理想。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，以前記第1中間層的實體厚度T1 為15.5μm、前記第2中間層的實體厚度T2 為19.5μm、前記第3中間層的實體厚度T3 為11.5μm、前記覆蓋層的實體厚度TC 為53.5μm為標準，而且公差是被控制在1.5μm以內。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、令前記覆蓋層的折射率為nC 之際，滿足n2 ＞n1 ＞nC 。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的實體厚度為T1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的實體厚度為T2 、令前記覆蓋層的實體厚度為TC 之際，滿足T1 -T2 ≧1μm，且，TC -(T1 +T2 )≧1μm，較為理想。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，以前記第1中間層的實體厚度T1 為26.5μm、前記第2中間層的實體厚度T2 為15.2μm、前記覆蓋層的實體厚度TC 為58.3μm為標準，而且公差是被控制在3.0μm以內。
達成上記目的的本發明，係一種光記錄媒體，係屬於具有3層以上資訊記錄層，且在相鄰的前記資訊記錄層之間係配置有中間層的光記錄媒體，其特徵為，令距離光入射面的遠近順序上第k個中間層的折射率為nk 、令實體厚度為Tk 之際，將可以實現與前記第k中間層相同光路長的基準折射率n時的驗證用厚度Hk ，定義成下式：Hk =Tk ×[tan{arcsin(NA/nk )}/tan{arcsin(NA/n)}](NA：光記錄媒體的光學系之開口數)，前記驗證用厚度Hk ，係在複數前記中間層之間彼此互異。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有4層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 、實體厚度為T3 、驗證用厚度為H3 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足H2 -H1 ≧1μm，且，H1 -H3 ≧1μm，且，H3 ≧10μm，且，HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm。此外，此時同時滿足T2 -T1 ≧1μm，且，T1 -T3 ≧1μm，且，T3 ≧10μm，且，TC -(T1 +T2 +T3 )≧1μm，較為理想。
達成上記目的的光記錄媒體，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足H1 -H2 ≧1μm，且，HC -(H1 +H2 )≧1μm。此外，此時同時滿足T1 -T2 ≧1μm，且，TC -(T1 +T2 )≧1μm，較為理想。
達成上記目的的本發明，係一種光記錄媒體之製造方法，係屬於具有3層以上資訊記錄層的光記錄媒體之製造方法，其特徵為，令被配置在相鄰之前記資訊記錄層之間，距離光入射面的遠近順序上第k個中間層的折射率為nk 、實體厚度為Tk ，將可以實現與前記第k中間層相同光路長的基準折射率n時的驗證用厚度Hk ，用下式加以算出：Hk =Tk ×[tan{arcsin(NA/nk )}/tan{arcsin(NA/n)}](NA：光記錄媒體的光學系之開口數)，以使得前記驗證用厚度Hk 係在複數前記中間層之間彼此互異的方式，來設定前記折射率nk 、前記實體厚度Tk 然後加以製造。
達成上記目的的光記錄媒體之製造方法，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有4層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 、實體厚度為T3 、驗證用厚度為H3 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足H2 -H1 ≧1μm，且，H1 -H3 ≧1μm，且，H3 ≧10μm，且，HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm。此外，此時同時滿足T2 -T1 ≧1μm，且，T1 -T3 ≧1μm，且，T3 ≧10μm，且，TC -(T1 +T2 +T3 )≧1μm，較為理想。
達成上記目的的光記錄媒體之製造方法，係於上記發明中，其特徵為，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足H1 -H2 ≧1μm，且，HC -(H1 +H2 )≧1μm。此外，此時同時滿足T1 -T2 ≧1μm，且，TC -(T1 +T2 )≧1μm，較為理想。
若依據本發明，則於具有3層以上資訊記錄層的光記錄媒體中，可獲得能夠減輕層間串音之優良效果。
＜串音產生原理之說明＞
首先說明，於具有4層資訊記錄層的光記錄媒體中，串音產生的原理。此外，串音產生的主要原因，係有多面反射光所致之串音、和相鄰之資訊記錄層的眩光所致之串音。
圖8中係圖示了4層構造的光記錄媒體40。此光記錄媒體40，係從靠近光入射面40z側起依序具備有L3資訊記錄層40a、L2資訊記錄層40b、L1資訊記錄層40c、L0資訊記錄層40d。光記錄媒體40係還具有：覆蓋層42、第3中間層43、第2中間層44、第1中間層45。此外，令覆蓋層42(從光入射面40z至L3資訊記錄層40a為止之基材)的厚度為TC 、令第3中間層43(從L3資訊記錄層40a至L2資訊記錄層40b為止之基材)的厚度為T3 、令第2中間層44(從L2資訊記錄層40b至L1資訊記錄層40c為止之基材)的厚度為T2 、令第1中間層45(從L1資訊記錄層40c至L0資訊記錄層40d為止之基材)的厚度為T1 。又，令從光入射面40z至L3資訊記錄層40a之距離為d1(≒TC )、令從光入射面40z至L2資訊記錄層40b之距離為d2(≒TC +T3 )、令從光入射面40z至L1資訊記錄層40c之距離為d3(≒TC +T3 +T2 )、令從光入射面40z至L0資訊記錄層40d之距離為d4(≒TC +T3 +T2 +T1 )。
這裡首先針對多面反射光所致之串音的發生原理，使用圖8～圖11來說明。如圖8所示，為了再生或記錄而被聚光在L0資訊記錄層40d的光束70，係因資訊記錄層的半穿透性而被分歧成複數道光束。在圖9中係圖示了，從L0資訊記錄層40d之記錄再生目的之光束所分歧的光束71，係在L1資訊記錄層40c上反射而在L2資訊記錄層40b上結成焦點，該反射光再次被L1資訊記錄層40c反射而被偵測之現象。此現象稱為資訊記錄層的裡焦點光。
在圖10中係圖示了，從L0資訊記錄層40d之記錄再生目的之光束所分歧的光束72，係在L2資訊記錄層40b上反射而在光入射面40z上結成焦點，該反射光再次被L2資訊記錄層40b反射而被偵測之現象。此稱為光入射面的裡焦點光。
在圖11中係圖示了，從L0資訊記錄層40d之記錄再生目的之光束所分歧的光束73，係沒有在其他資訊記錄層上結成焦點，但以L1資訊記錄層40c、L3資訊記錄層40a、L2資訊記錄層40b之順序被反射而被偵測之現象。
於這些圖8～圖11的現象中，例如，若設定T1 =T2 ，則光束70與光束71的光路長與光束徑就會一致，導致同時入射至光偵測器(photo detector)。同樣地，若設定T1 +T2 =T3 +TC 則光束70與光束72的光路長與光束徑會一致，又若設定T3 =T1 則光束70與光束73的光路長與光束徑會一致。
相較於光束70，屬於多面反射光的光束71～73的光量較小，但因為是以等光路長與等光束徑而入射至光偵測器，所以干涉造成的影響很大，光偵測器所受光之光量，在微小的層間厚度之變化時會有很大的變動，難以偵測出穩定的訊號。這就是多面反射光所致之串音的主要原因。
在圖12中係圖示了，假定相較於光束70，光束71、光束72或光束73的光量比為100：1之情形，然後覆蓋層42與第3中間層43之折射率均為1.57之際，對於層間厚度之差異的FS訊號之振幅變動。此外，橫軸係覆蓋層42與第3中間層43之厚度差，縱軸係為FS訊號振幅，是將只有光束70之反射光被光偵測器所受光之際的值，以DC光量加以規格化後的值。由圖12明顯可知，若層間厚度的差在1μm以下，則光量比很小的多面反射光的干涉，會造成FS訊號劇烈變動。
此外，如圖13所示，即使覆蓋層42之厚度TC 、與第1～第3中間層43～45之厚度的總和(T3 +T2 +T1 )的差係為1μm以下，仍會因為和圖10完全相同之原理，導致分歧的光束74在L3資訊記錄層40a與光入射面40z上發生多面反射，因此造成FS訊號變動等問題。
接著說明，相鄰之資訊記錄層的眩光所致之串音。若資訊記錄層間的層間距離太小，則會受到來自相鄰之資訊記錄層的串音之影響。因此，必須要有所定值以上的層間距離。本發明人們係藉由實驗，來研究層間厚度與串音之影響。在圖14中係圖示了，在各資訊記錄層之反射率大致相等的光記錄媒體中，層間厚度與顫動之關係。圖14的橫軸係表示層間厚度，縱軸係表示顫動值。可知若層間厚度變薄則顫動會劣化，曲率變化點係為約8μm，其以下的層間厚度會引起劇烈的顫動劣化。
此外，一般而言，在光記錄媒體的設計或製造上，各資訊記錄層的反射率係可能發生1.5倍左右的差異。例如，相對於記錄再生對象之資訊記錄層的反射率，相鄰之其他資訊記錄層的反射率若為1.5倍時，則干涉的影響係在光的振幅比上會是√1.5倍。包含此種反射率變動之影響的、對層間厚度之顫動，係如圖14的虛線所示。因此，在實際的設計上，層間厚度的最小值，係從8μm增加2μm而設定成10μm以上，較為理想。如此一來，其他資訊記錄層的迷光被光偵測器所測出之際的光量密度，係為反射率1.5×(8/10)2 =0.96，其他資訊記錄層的反射效率之增加部分，就可藉由層間厚度的增加而予以抵消。就結論而言，層間厚度的最小值係10μm為最佳。
＜第1實施形態＞
接著說明，本發明的實施形態所述之光記錄媒體、及其設計‧製造方法。此外，此處將各層的實際厚度表現成「實體厚度」，以和如後述以計算所導出之「驗證用厚度」的概念作一區別。
圖1中係圖示了，本實施形態所述之光記錄媒體30、和其記錄再生時所用的光拾取器201之構成。從光源1所射出之波長400～410nm(此處係為405nm)的發散性光束70，係穿透過焦距f1為15mm且具備球面像差補正手段93的準直透鏡53，入射至偏光分束器52。入射至偏光分束器52的光束70，係穿透過偏光分束器52，穿透過4分之1波長板54而被轉換成圓偏光後，被焦距f2為2mm的接物透鏡56，轉換成收束光束。該光束係穿透過光記錄媒體30的透明基板，被聚光在形成於光記錄媒體30內部的L0～L3資訊記錄層30d～30a(參照圖2)之任一者上。接物透鏡56係被設計成使得L3資訊記錄層30a與L0資訊記錄層30d之中間的深度位置處的球面像差成為0，對各資訊記錄層30a～30d進行聚光時所發生的球面像差，係藉由球面像差補正手段93將準直透鏡53之位置在光軸方向上移動而予以去除。
接物透鏡56的開口係受光圈55所限制，開口數NA設成0.80～0.90(此處係為0.85)。例如被L0資訊記錄層30d所反射的光束70，係穿透過接物透鏡56、4分之1波長板54而被轉換成與往路差異90度的直線偏光後，被偏光分束器52所反射。已被偏光分束器52所反射的光束70，係穿透過焦距f3為30mm的聚光透鏡59而被轉換成收束光，經由柱面透鏡57，而入射至光偵測器32。在光束70，係在穿透過柱面透鏡57之際，被賦予了非點像差。
光偵測器32，係具有未圖示的4個受光部，會分別輸出相應於受光之光量的電流訊號。根據這些電流訊號，會生成非點像差法所致之聚焦誤差(以下稱作FE)訊號、推挽法所致之循軌誤差(以下稱作TE)訊號、光記錄媒體30中所被記錄之資訊(以下稱作RF)訊號。FE訊號及TE訊號，係進行所望位準的增幅及相位補償後，回饋供給至致動器91及92，進行聚焦及循軌控制。
圖2係圖示光記錄媒體30的構成。此光記錄媒體30，係依照從光入射面30z起由遠而近之順序(亦即從基板側起算之順序)，具備L0～L3資訊記錄層30d～30a。在L0資訊記錄層30d與L1資訊記錄層30c之間係配置有第1中間層35，在L1資訊記錄層30c與L2資訊記錄層30b之間係配置有第2中間層34，在L2資訊記錄層30b與L3資訊記錄層30a之間係配置有第3中間層33，在L3資訊記錄層30a與光入射面30z之間係配置有覆蓋層32。
在此光記錄媒體30，中為了解決來自其他資訊記錄層或表面之反射光的不良影響，也考慮到製作上的實體厚度參差，而至少要確保以下第1～第7膜厚條件、及折射率條件。
＜第1膜厚條件＞為了使覆蓋層32的實體厚度TC 較厚，設成TC >50μm，較為理想。這是因為，當光入射面上有刮傷或髒污時，可以抑制資訊再生訊號劣化的緣故。本發明人們，係為了不特別使用卡匣等保護裝置，直接以裸片狀態使用光記錄媒體，發現若不將此覆蓋層的實體厚度TC 設定成TC ＞50μm，則當指紋等異物附著於媒體的光入射面30z時，就無法獲得充分的耐受性。
＜第2膜厚條件＞覆蓋層32的實體厚度TC 、與中間層33～35的實體厚度之總和(T3 +T2 +T1 )的差，確保為1μm以上，較為理想。此外，L0資訊記錄層30d的從光入射面30z起算之位置d4的標準值，設成和市售的BD碟片相同的100μm，較為理想。因此，於此第2條件中，若和第1條件的TC ＞50μm此一條件組合，則成為TC -(T3 +T2 +T1 )≧1μm。
＜第3膜厚條件＞對於覆蓋層32的實體厚度TC 與第3中間層33的實體厚度T3 之和(TC +T3 )，第2中間層34的實體厚度T2 與第1中間層35的實體厚度T1 之和(T2 +T1 )的差，確保為1μm以上，較為理想。此外，此條件係只要第1及第2條件滿足，就會自然滿足。
＜第4膜厚條件＞TC ,T3 ,T2 ,T1 之任意2值彼此的差，均為1μm以上，較為理想。
＜第5膜厚條件＞層間厚度(中間層之厚度)的最小值，係如前述，確保有10μm以上，較為理想。亦即T3 ,T2 ,T1 均為10μm以上。
＜第6膜厚條件＞第1～第3中間層35～33的實體厚度T1 ,T2 ,T3 的實體厚度的順序，係設成T2 ＞T1 ＞T3 ，較為理想。L2資訊記錄層30b係被L3資訊記錄層30a與L1資訊記錄層30c雙方所包夾。L1資訊記錄層30c係被L2資訊記錄層30b與L0資訊記錄層30d雙方所包夾。亦即，L2資訊記錄層30b與L1資訊記錄層30c，均會受到來自兩側相鄰之2面的串音訊號之影響，必須要減少其影響。
因此，首先，藉由將第2中間層34(T2)的實體厚度加大，以減少L2資訊記錄層30b或L1資訊記錄層30c再生之際來自他層之串音。其結果為，將T2 設成最厚，較為理想。又，各資訊記錄層與光入射面30z的距離越小，傾斜範圍就越廣，藉由將第3中間層33的實體厚度T3 設得較薄，且第1中間層35的實體厚度T1 設得較厚，以使L2資訊記錄層30b及L1資訊記錄層30c雙方都較靠近光入射面30z，較為理想。根據以上考察，實體厚度的順序係為T2 ＞T1 ＞T3 ，較為理想。
＜第7膜厚條件＞將距離光入射面30z最遠的L0資訊記錄層30d，設成距離光入射面30z約100μm，藉此，就可和目前市售光碟中最大容量的BD保有相容性，較為理想。藉此也可獲得，傾斜範圍等系統範圍能夠充分確保之優點。其結果為，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33之中，覆蓋層32的實體厚度TC 為最大。
此外，基於上記第1～第7膜厚條件，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33的實體厚度的大小關係，就得到TC ＞T2 ＞T1 ＞T3 之結論。
＜具體的膜厚計算＞根據上記第1～第7膜厚條件，在覆蓋層或中間層的設計時，必須要考量製造上所能容許之誤差或參差儘可能較大的構造。若令覆蓋層32及中間層33～35的製作參差一律為±eμm，則滿足上記條件的各中間層的實體厚度T3 ～T1 的中心值，係若考慮上限值、下限值，則能設定最小的第3中間層33的實體厚度T3 ，係為T3 =10+e(μm)。這是因為，即使發生了-eμm的製造誤差，仍可確保10μm的緣故。第1中間層35的實體厚度T1 ，係必須要相對於T3 而確保1μm的膜厚差，因此考慮誤差，而為T1 =(T3 +e)+1+e=10+3e+1(μm)。然後，第2中間層34的實體厚度T2 ，係必須要相對於T1 而確保1μm的膜厚差，因此考慮誤差，而為T2 =(T1 +e)+1+e=10+5e+2(μm)。
為了滿足第2膜厚條件，覆蓋層32的實體厚度TC 的下限值，係必須要比T1 ～T3 的上限值之和還要厚1μm，因此為TC -e=(T3 +T2 +T1 +3e)+1(μm)=34+12e。其結果為，TC =34+13e。
根據第7膜厚條件，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33的實體厚度之合計值係為100μm，因此成為，TC +T3 +T2 +T1 =67+22e=100(μm)其結果為，容許誤差e=33/22=1.5(μm)。
根據以上結果，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33的實體厚度的標準值係為，TC =53.5(μm)、T3 =11.5(μm)、T2 =19.5(μm)、T1 =15.5(μm)。此外，若換算成從光入射面30z起算之距離，則為d1=TC =53.5(μm)、d2=TC +T3 =65.0(μm)、d3=d2+T2 =84.5(μm)、d4=100(μm)。對於這些實體厚度的標準值，可容許±1.5μm的製造誤差。
此外，只要覆蓋層或各中間層33～35的製作時參差是控制在±e(μm)內，則一定可以滿足第1至第7膜厚條件。換言之，容許值e，係為滿足第1至第7條件所需之必要條件。此外，假設即使覆蓋層32的實體厚度TC 之誤差超過e，仍只要其他中間層的實體厚度接近基準值，有時候仍可滿足第1條件至第7條件。此外，在焦點拉近之際，為了獲得良好的聚焦錯誤訊號品質，從光入射面至各資訊記錄層的距離，必須要在上記誤差內。
＜折射率條件＞接著說明折射率條件。在此光記錄媒體30中，將覆蓋層32、第3中間層33、第2中間層34、第1中間層35的光路長，分別定義為LC 、L3 、L2 、L1 。已說明的多面反射光所致之串音，係當Li =Lj (i、j=1,2,3,C且i≠j)時，或LC 、L3 、L2 、L1 之任意組合的光路長之和，是和其以外之組合的光路長之和相等時(例如L1 +L2 =L3 +LC )，就會產生。如第7膜厚條件所說明，在BD中，係被規格化成光記錄媒體30的從光入射面30z至最遠的L0資訊記錄層30d為止的光路長是100μm，但此光路長係在覆蓋層32及中間層33～35全部的折射率均為1.6的情況下，被定義成與實體厚度一致。亦即，這意味著當折射率並非1.6時，實體厚度與光路長就會不同。
此處，若將從基板側起依序第k個(k=1,2,3,C)的第1中間層35、第2中間層34、第3中間層33、覆蓋層32的折射率定義為nk 、實體厚度為Tk 、光路長為Lk 之際，考察這些光路長Lk 與折射率1.6且實體厚度T1.6 的假想膜之光路長L1.6 ，在何種情況時會是等價。
首先考察，因為光路長相等，而導致發生了多面反射光所致之串音的案例。對於折射率n1 、n2 的媒質，光線以入射角分別為θ1 、θ2 的方式入射時，會成立以下關係式1(Snell定律)。
n1 ×sinθ1 =n2 ×sinθ2 (=NA=0.85,BD的情況)‧‧‧式1
另一方面，折射率n1 、實體膜厚T1 、光以θ1 之角度入射的媒質，和折射率n2 、實體膜厚T2 、光以θ2 之角度入射的媒質做比較，此光路長一致的案例，根據幾何學探討，可由下式2所給定。
T1 ×tanθ1 =T2 ×tanθ2 ‧‧‧式2
其結果為，折射率nk 、實體膜厚Tk 的覆蓋層32或中間層33～35的光路長Lk ，和折射率1.6、實體膜厚T1.6 的覆蓋層或中間層的光路長L1.6 為一致之條件，係可由下式3所給定。
T1.6 ×tanθ1.6 =Tk ×tanθnk ‧‧‧式3
此處根據Snell定律，θnk =arcsin(NA/nk )、θ1.6 =arcsin(NA/1.6)，因此上式係可置換成下式4。
T1.6 (Hk )=Tk ×[tan{arcsin(NA/nk )}/tan{arcsin(NA/1.6)}]‧‧‧式4
折射率nk 、實體膜厚Tk 的覆蓋層或中間層，係在光路長相同的條件之下，藉由使用上式4就可換算成折射率1.6時的膜厚T1.6 (稱之為「將基準折射率設定成1.6之際的驗證用厚度Hk 」)。
原本，多面反射光所致之串音，就在考慮折射率條件上，是在光路長一致時發生。因此，為了確實驗證之，係利用各覆蓋層或中間層的實際折射率nk 與實體厚度Tk ，換算成基準的折射率1.6時的驗證用厚度Hk ，針對該驗證用厚度Hk ，也是連同實體厚度要滿足上記第1～第7膜厚條件，這是很重要的。亦即，利用該驗證用厚度Hk ，將覆蓋層及中間層的膜厚設計成不一致。
此外，基於上記式4可知，若折射率nk 大於基準折射率(1.6)，則相對於實體厚度Tk ，驗證用厚度Hk 較小。另一方面，若折射率nk 小於1.6，則相對於實體厚度Tk ，驗證用厚度Hk 較大。在第2膜厚條件中，因為是以TC ＞T3 +T2 +T1 為前提，所以相較於中間層側的全部折射率n1 ～n3 ，若覆蓋層側的折射率nC 設定得較小，則可獲得能更容易滿足此第2膜厚條件的狀況。
又，上記第1～第7膜厚條件中，如之前所說明，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33的實體厚度的大小關係，會得到TC ＞T2 ＞T1 ＞T3 之結論。因此為了使該順序一定不會違反，覆蓋層32及第1～第3中間層35～33的折射率之大小關係，係設定成與其相反的n3 ＞n1 ＞n2 ＞nC ，較為理想。
此外，假設將第3中間層33的折射率n3 ，設定成大於1.6的情況下，則相較於實體厚度T3 ，驗證用厚度H3 會較小。因此，以使得此驗證用厚度H3 會變成10+e(μm)之方式，重新定義實際的實體厚度T3 ，較為理想。
＜第1驗證例＞令覆蓋層32與第3～第1中間層33～35之折射率為1.45，針對TC =53.5(μm)、T3 =11.5(μm)、T2 =19.5(μm)、T1 =15.5(μm)之光記錄媒體30，進行驗證。製造上的公差e，係假設所有膜厚均帶有±1.5μm的參差。此外，於製造時，由於第3～第1中間層33～35係連續成膜，因此假定膜厚是朝同方向(全部都是正側或負側)參差，而想定了(1)標準厚度的情形，(2)覆蓋層32及第3～第1中間層33～35全部偏薄(-1.5μm)的情形，(3)覆蓋層32及第3～第1中間層33～35全部偏厚(+1.5μm)的情形，(4)覆蓋層32偏薄(-1.5μm)、第3～第1中間層33～35偏厚(+1.5μm)的情形，(5)覆蓋層32偏厚(+1.5μm)、第3～第1中間層33～35偏薄(-1.5μm)的情形這5種類之狀況。又，在第1驗證例中，覆蓋層32與第3～第1中間層33～35是基準折射率1.6時，將各厚度換算成驗證用厚度Hk 。膜厚條件的驗證係針對是否滿足，多面反射光所致之串音避免條件亦即H2 -H1 ≧1μm、H1 -H3 ≧1μm、HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm，和相鄰層間串音避免條件亦即H3 ≧10μm的合計4條件，而進行之。其結果示於圖3。
由圖3可知，在此第1驗證例中，即使考慮膜厚的公差內參差，仍可滿足4個條件。又可知，由於折射率1.45是小於基準折射率1.6，因此相較於實體厚度Tk ，驗證用厚度Hk 是較大，所以針對能夠避免相鄰層間串音的最低膜厚亦即10μm，也是滿足驗證用厚度Hk 。
＜第2驗證例＞實體膜厚係設成和第1驗證例完全相同，將覆蓋層32的折射率設成1.45、第3～第1中間層33～35的折射率設成1.7時，進行驗證。驗證方法也和第1驗證例完全相同。其結果示於圖4。此情況下，可知無法滿足H3 ≧10μm，發生無法滿足避免相鄰層間串音所必須之條件的情形。此外可知，針對多面反射光所致之串音避免條件，係完全滿足。因此可知，相對於覆蓋層32的折射率，把中間層側的折射率設得較大，是在避免多面反射光所致之串音這點上，較為理想。此外，為了避免層間串音，至少將第3中間層33的折射率n3 ，在大於覆蓋層32的折射率nC 之範圍內，設得較小較為理想。
＜第3驗證例＞實體膜厚係設成和第1驗證例完全相同，將覆蓋層32及第3～第1中間層33～35的折射率設成1.7時，進行驗證。驗證方法也和第1驗證例完全相同。其結果示於圖5。此情況下，可知無法滿足H3 ≧10μm，發生無法滿足避免相鄰層間串音所必須之條件的情形。又可知，關於多面反射光所致之串音避免條件，也是發生無法滿足HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm的情形。因此可知，即使覆蓋層32與中間層側的折射率等同，在例如兩者都超過了基準折射率的1.6的情況下，仍會有無法避免多面反射光所致之串音或相鄰層間串音之可能性。因此，覆蓋層32的折射率係小於1.6較為理想，至少將第3中間層33的折射率n3 ，在大於覆蓋層32的折射率nC 之範圍內，設得較小較為理想。
＜第4驗證例＞實體膜厚係設成和第1驗證例完全相同，將覆蓋層32的折射率設成1.7、第3～第1中間層33～35的折射率設成1.45時，進行驗證。驗證方法也和第1驗證例完全相同。其結果示於圖6。此情況下，可滿足H3 ≧10μm，滿足了避免相鄰層間串音所必須之條件。可是，關於多面反射光所致之串音避免條件，在許多情況下，無法滿足HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm。因此可知，相對於覆蓋層32的折射率，若把中間層側的折射率設得較小，則無法避免多面反射光所致之串音。
＜第2實施形態＞
接著，作為本發明的第2實施形態，簡單說明資訊記錄層是3層的光記錄媒體。此光記錄媒體，係依序具有：基板、L0資訊記錄層、第1中間層、L1資訊記錄層、第2中間層、L2資訊記錄層、覆蓋層、光入射面。關於此光記錄媒體係必須要滿足以下的膜厚條件。
＜第1膜厚條件＞為了使覆蓋層的實體厚度TC 較厚，設成TC ＞50μm，較為理想。
＜第2膜厚條件＞覆蓋層的實體厚度TC 、與第1、第2中間層的實體厚度之總和(T2 +T1 )的差，確保為1μm以上，較為理想。此外，L0資訊記錄層的從光入射面起算之位置的標準值，設成和市售的BD碟片相同的100μm，較為理想。因此，於此第2條件中，若和第1條件的TC ＞50μm此一條件組合，則成為TC -(T2 +T1 )≧1μm。
＜第3膜厚條件＞TC ,T2 ,T1 之任意2值彼此的差，均為1μm以上，較為理想。
＜第4膜厚條件＞層間厚度(中間層之厚度)的最小值確保有10μm以上，較為理想。亦即T2 ,T1 均為10μm以上。
＜第5膜厚條件＞資訊記錄層與光入射面的距離越小，則傾斜範圍越廣。因此，將第2中間層的厚度T2 設定較小，將第1中間層的厚度T1 設定較大，較為理想。亦即T1 ＞T2 。其結果為，成為TC ＞T1 ＞T2 之順序。
＜第6膜厚條件＞將距離光入射面最遠的L0資訊記錄層，設成距離光入射面約100μm，藉此，就可和目前市售光碟中最大容量的BD保有相容性，較為理想。
＜具體的膜厚計算＞
若假設覆蓋層或中間層的實體厚度之參差一律為±eμm，則滿足上記條件的覆蓋層、中間層的實體厚度TC 、T2 、T1 的中心值，係算出如下。第2中間層的實體厚度T2 係為T2 =10+e(μm)。第1中間層的實體厚度T1 係為T1 =(T2 +e)+1+e=10+3e+1(μm)。根據第2膜厚條件，覆蓋層的厚度TC 的下限值，係必須要比T1 ～T2 的上限值之和還要厚1μm，因此為TC -e=(T1 +T2 +2e)+1(μm)=22+6e。其結果為，TC =22+7e。TC ～T2 之合計，係根據第6膜厚條件，為100μm，因此係為TC +T2 +T1 =43+11e=100(μm)，其結果為，容許誤差e=57/11≒5.2(μm)。
根據以上結果，覆蓋層、第2中間層、第1中間層的實體厚度的標準值係為，TC =58.3(μm)、T2 =15.2(μm)、T1 =26.5(μm)。
順便一提，已經在市場上普及的2層構造的BD碟片，係由於資訊記錄層之間的中間層之厚度是25μm左右，因此在此3層構造的光記錄媒體中，將L1資訊記錄層的位置設計成符合2層構造的BD碟片的情況，是使再生機器或記錄機器的支援變得較容易。又，第1中間層的實體厚度T1 的參差(公差)若為±3μm，則可使碟片的製造較為容易。於是，取代T1 =26.5±5.2μm，改成此範圍內的T1 =25±3μm，較為理想。以此為前提，為了抑制層間串音而獲得良好的再生訊號，若將第2中間層的實體厚度T2 儘可能加大，則成為T2 =18±3μm。然後，覆蓋層的實體厚度TC ，係設成TC =100-(T3 +T2 )=57(μm)，較為理想。其結果為，滿足TC 為52～62μm、T2 為15～21μm、T1 為22～28μm，較為理想。此處，因為覆蓋層的實體厚度TC 係比中間層還厚，所以公差也理想上較大，因此設為±5μm之公差。
此外，上記計算，係想定覆蓋層與第1、第2中間層的折射率是基準折射率1.6的情形。因此，當折射率不是1.6時，如之前所說明，要將實體膜厚Tk ，換算成驗證用膜厚Hk ，然後以滿足上記膜厚條件的方式重新驗證。此情況下也是和第1實施形態同樣地，與中間層側的全部折射率n1 ～n3 做比較，覆蓋層側的折射率nC 必須要設定得較小。這是因為要獲得容易滿足HC ＞H1 +H2 之條件的狀況。又，為了保證HC ＞H1 ＞H2 之順序一定不會違反，覆蓋層的折射率nC 、第2中間層的折射率n2 、第1中間層的折射率n1 之大小關係，係設定成與其相反的n2 ＞n1 ＞nC ，較為理想。
此外，上記實施形態中，雖然僅例示了換算成驗證用膜厚之際的基準折射率是設定為1.6的情形，但本發明並不限定於此，亦可使用其他數值。又，在上記實施形態中雖然僅例示了光記錄媒體30的資訊記錄層是3層或4層的情形，但亦可為5層以上。
又，在上記實施形態中，雖然針對覆蓋層或中間層之厚度設定，考慮到折射率所致之光路長變化的情形，但除了光路長變化外，還加上將球面像差補正量設成一定之條件，也很理想。具體而言，圖1所示的光拾取器201的接物透鏡56係被設計成使得L3資訊記錄層30a與L0資訊記錄層30d之中間的深度位置處的球面像差成為0，對各資訊記錄層30a～30d進行聚光時所發生的球面像差，係藉由球面像差補正手段93將準直透鏡53之位置在光軸方向上移動而予以補正。該補正量，係以光記錄媒體之折射率是1.6為前提，藉由光拾取器201側所被安裝的軟體而統一決定。因此，假設覆蓋層或中間層的折射率不是1.6時，由於光路長改變，因此焦點會集結在異於想定焦點位置之位置上，甚至可能發生在該處並沒有資訊記錄層存在之狀況。於是，例如圖7所示，使用折射率與焦點位置的換算圖形，在根據其換算結果所得到的場所，配置資訊記錄層。具體而言，在上記實施形態中，當折射率為1.6時，L0資訊記錄層是配置在距離光入射面100μm之位置為前提，但當覆蓋層或中間層的折射率大於1.6而為1.7時，則利用圖7的圖形，在對應於該折射率的位置的100+α(μm)處，配置L0資訊記錄層。此外，覆蓋層或中間層的折射率是小於1.6時，係在該折射率所對應之位置，例如比100(μm)還近的位置，配置L0資訊記錄層。如此一來，即使堅信折射率為1.6，藉由被安裝在光拾取器201側的軟體而統一地補正球面像差，在實際的焦點位置仍會存在有資訊記錄層。因此，若考慮第1實施形態，則折射率為1.7時，於具體的膜厚計算中，利用TC +T3 +T2 +T1 =100±α此一條件，逐一計算出具體的值，較為理想。
此外，本發明並非限定於上記的實施形態，在不脫離本發明之宗旨的範圍內，自然可增加各種變更。
[產業上利用之可能性]
本發明係可適用於，在3層以上之光記錄媒體中減輕串音。
1．．．光源
30．．．光記錄媒體
32．．．覆蓋層
33．．．中間層
34．．．中間層
35．．．中間層
40．．．光記錄媒體
42．．．覆蓋層
43．．．第3中間層
44．．．第2中間層
45．．．第1中間層
52．．．偏光分束器
53．．．準直透鏡
54．．．4分之1波長板
55．．．光圈
56．．．接物透鏡
57．．．柱面透鏡
59．．．聚光透鏡
70．．．光束
71．．．光束
72．．．光束
73．．．光束
74．．．光束
91．．．致動器
92．．．致動器
93．．．球面像差補正手段
201．．．光拾取器
30a．．．L3資訊記錄層
30b．．．L2資訊記錄層
30c．．．L1資訊記錄層
30d．．．L0資訊記錄層
30z．．．光入射面
40a．．．L3資訊記錄層
40b．．．L2資訊記錄層
40c．．．L1資訊記錄層
40d．．．L0資訊記錄層
40z．．．光入射面
[圖1]
本發明之第1實施形態所述之光記錄媒體、其將此光記錄媒體進行記錄再生的光拾取器之構造的區塊圖。
[圖2]
同光記錄媒體之構造的部分放大圖。
[圖3]
用來判斷同光記錄媒體之設計是否適當用的第1驗證結果之圖表。
[圖4]
用來判斷同光記錄媒體之設計是否適當用的第2驗證結果之圖表。
[圖5]
用來判斷同光記錄媒體之設計是否適當用的第3驗證結果之圖表。
[圖6]
用來判斷同光記錄媒體之設計是否適當用的第4驗證結果之圖表。
[圖7]
用來將球面像差補正成一定所需的折射率與焦點位置之換算圖形。
[圖8]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之部分放大圖。
[圖9]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之部分放大圖。
[圖10]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之部分放大圖。
[圖11]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之部分放大圖。
[圖12]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之層間差(距離)與FS訊號振幅之相關圖。
[圖13]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之部分放大圖。
[圖14]
用來說明串音發生原理的光記錄媒體之層間厚度與顫動之相關圖。
30．．．光記錄媒體
32．．．覆蓋層
33．．．中間層
34．．．中間層
35．．．中間層
30a．．．L3資訊記錄層
30b．．．L2資訊記錄層
30c．．．L1資訊記錄層
30d．．．L0資訊記錄層
30z．．．光入射面

Claims (11)

  1. 一種光記錄媒體，係屬於具有4層以上資訊記錄層的光記錄媒體，其特徵為，被配置在相鄰前記資訊記錄層之間的複數中間層的折射率，是大於被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、令前記覆蓋層的折射率為nC 之際，滿足n1 >n2 >nC 。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之光記錄媒體，其中，令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 之際，滿足n3 >n1 >n2 >nC 。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之光記錄媒體，其中，以前記第1中間層的實體厚度T1 為15.5μm、前記第2中間層的實體厚度T2 為19.5μm、前記第3中間層的實體厚度T3 為11.5μm、前記覆蓋層的實體厚度TC 為53.5μm為標準，而且公差是被控制在1.5μm以內。
  4. 一種光記錄媒體，係屬於具有3層資訊記錄層的光 記錄媒體，其特徵為，被配置在相鄰前記資訊記錄層之間的複數中間層的折射率，是大於被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、令前記覆蓋層的折射率為nC 之際，滿足n2 >n1 >nC 。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之光記錄媒體，其中，以前記第1中間層的實體厚度T1 為26.5μm、前記第2中間層的實體厚度T2 為15.2μm、前記覆蓋層的實體厚度TC 為58.3μm為標準，而且公差是被控制在3.0μm以內。
  6. 一種光記錄媒體，係屬於具有3層以上資訊記錄層，且在相鄰的前記資訊記錄層之間係配置有中間層的光記錄媒體，其特徵為，令距離光入射面的遠近順序上第k個中間層的折射率為nk 、令實體厚度為Tk 之際，將可以實現與前記第k中間層相同光路長的基準折射率n時的驗證用厚度Hk ，定義成下式：Hk =Tk ×[tan{arcsin(NA/nk )}/tan{arcsin(NA/n)}](NA：光記錄媒體的光學系之開口數) 前記驗證用厚度Hk ，係在複數前記中間層之間彼此互異。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之光記錄媒體，其中，前記資訊記錄層是具有4層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 、實體厚度為T3 、驗證用厚度為H3 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足：H2 -H1 ≧1μm，且，H1 -H3 ≧1μm，且，H3 ≧10μm，且，HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm。
  8. 如申請專利範圍第6項所記載之光記錄媒體，其中，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ， 令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足：H1 -H2 ≧1μm，且，HC -(H1 +H2 )≧1μm。
  9. 一種光記錄媒體之製造方法，係屬於具有3層以上資訊記錄層的光記錄媒體之製造方法，其特徵為，令被配置在相鄰之前記資訊記錄層之間，距離光入射面的遠近順序上第k個中間層的折射率為nk 、實體厚度為Tk ，將可以實現與前記第k中間層相同光路長的基準折射率n時的驗證用厚度Hk ，用下式加以算出：Hk =Tk ×[tan{arcsin(NA/nk )}/tan{arcsin(NA/n)}](NA：光記錄媒體的光學系之開口數)以使得前記驗證用厚度Hk 係在複數前記中間層之間彼此互異的方式，來設定前記折射率nk 、前記實體厚度Tk 然後加以製造。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之光記錄媒體之製造方法，其中，前記資訊記錄層是具有4層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為 n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令距離前記光入射面第3遠的第3中間層的折射率為n3 、實體厚度為T3 、驗證用厚度為H3 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足：H2 -H1 ≧1μm，且，H1 -H3 ≧1μm，且，H3 ≧10μm，且，HC -(H1 +H2 +H3 )≧1μm。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之光記錄媒體之製造方法，其中，前記資訊記錄層是具有3層；令距離前記光入射面最遠的第1中間層的折射率為n1 、實體厚度為T1 、驗證用厚度為H1 ，令距離前記光入射面第2遠的第2中間層的折射率為n2 、實體厚度為T2 、驗證用厚度為H2 ，令被配置在光入射面與距離該光入射面最近之前記資訊記錄層之間的覆蓋層的折射率為nC 、實體厚度為TC 、驗證用厚度為HC 之際，滿足： H1 -H2 ≧1μm，且，HC -(H1 +H2 )≧1μm。
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