JP2012164405A - 多層光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】多層光記録媒体において、多層光記録媒体の設計を簡潔化しながらも、積層数を増大させる。
【解決手段】光照射によって情報が再生され得る記録再生層が、中間層を介して少なくとも4層以上積層される多層光記録媒体10であって、積層順に連続する複数の記録再生層から構成されて、光入射面に近い手前側から奥側に向かって積層状態の反射率が減少する記録再生層群を少なくとも1群有するようにし、最も手前側の記録再生層の単層反射率を0.2%以上かつ2.0%未満に設定し、光入射面には、光透過率向上加工を施すようにした。
【選択図】図7

Description

本発明は、光照射によって情報が再生され得る記録再生層が複数積層される多層光記録媒体に関に関する。
光記録媒体の分野では、レーザー光源の短波長化や光学系の高NA化によって、記録密度を高めてきている。例えばBlu−ray Disc(BD)規格の光記録媒体では、レーザーの波長を405nm、開口数を0.85とし、1層当たり25GBの容量の記録再生を可能にしている。しかし、これらの光源や光学系による努力は限界に達してきており、記録容量を更に増大させる為には、光軸方向へ多重に情報を記録していく体積記録が求められている。例えばBlu−ray Disc(BD)規格の光記録媒体では、記録再生層を8層(非特許文献1参照)、または6層(非特許文献2参照)を備える多層光記録媒体が提案されている。
I. Ichimura et. al., Appl. Opt., 45, 1794-1803 (2006) K. Mishima et. al., Proc. of SPIE, 6282, 62820I (2006)
これらの多層光記録媒体では、記録再生層を4層以上にしようとすると、例えば、記録再生層の単層状態の反射率が約2%未満になるようなレベルまで、その透過率を高く設定し、多層光記録媒体の奥側へより多くの光を到達させる必要がある。
本発明者らの未公知の知見によると、更なる多層化を目指すためには、各記録再生層の透過率をより高める必要がある。この結果、従来は考慮する必要が無かった光入射面におきえる光の反射が、様々な観点で多層化を阻害する新たな要因になる。例えば、透過率を高めるために、記録再生層の反射率を小さくする一方で、光入射面の反射率がそれよりも大きいと、光入射面における反射光が再生信号における信号ノイズとして混在しやすくなる。
また、記録再生層の透過率を極めて高く設定して、多層光記録媒体の奥側へ、より多くの光を到達させようとしても、光入射面の反射率が大きいと、前提となる多層光記録媒体内への入射光量が減少するので高容量化が阻害される。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、記録再生層を多層化する際に、多層光記録媒体の設計を簡潔化して製造工程の負荷を軽減できる多層光記録媒体を提供することを目的としている。
本発明者らの鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。
即ち、上記目的を達成する本発明は、光照射によって情報が再生され得る記録再生層が少なくとも4層以上、予め積層される又は事後的に形成される多層光記録媒体において、光入射面から最も近い前記記録再生層の単層状態の反射率が、0.2%以上かつ2.0%未満に設定され、前記光入射面は、光透過率向上加工が施されていることを特徴とする多層光記録媒体である。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、積層順に連続する複数の前記記録再生層から構成され、光入射面に近い手前側から該光入射面に遠い奥側に向かって積層状態の反射率が減少する記録再生層群を、少なくとも1群有していることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体の前記光透過率向上加工は、前記光入射面における光透過率を2.0%以上向上させるものであることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、前記光入射面の反射率及び前記光入射面から最も近い前記記録再生層の反射率が、共に2.0%未満に設定されることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、前記記録再生層の層間距離が2種類以下に設定されることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、第1膜厚となる第1中間層と、前記第1膜厚よりも大きい第2膜厚となる第2中間層が、前記記録再生層を挟んで交互に積層されることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体における前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の間には、実質透明な樹脂材料で構成されるカバー層が配置され、前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に、該カバー層と比較して記録光又は再生光における屈折率が小さい低屈折率膜が形成されることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体における前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の間には、実質透明な樹脂材料で構成されるカバー層が配置され、前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に微細凹凸が形成されることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に直接的に前記微細凹凸が形成されることを特徴とする。
上記発明に関連して、前記記録再生層群は、多層光記録媒体において予め積層されており、上記多層光記録媒体における同じ前記記録再生層群に属する前記記録再生層は、材料組成及び膜厚が実質的に同じであることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体における同じ前記記録再生層群の属する前記記録再生層は、光学定数が互いに実質的に同一であることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、前記記録再生層群を2群以上有してなり、前記記録再生層の単層状態の反射率は、所属する前記記録再生層群の中で互いに略一致されており、前記光入射面に最も近い前記記録再生層群の前記反射率は、残りの前記記録再生層群の前記反射率と比較して小さいことを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体は、前記記録再生層に対する記録又は再生で用いられる照射光の波長が405nmであることを特徴とする。
上記発明に関連して、上記多層光記録媒体における前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の距離は、60μm以内となることを特徴とする。
本発明によれば、多層光記録媒体において、設計を簡潔化しながらも更なる多層化を実現し、更に再生信号の品質を高めることが可能となる。
本発明の実施形態に係る多層光記録媒体とこれを記録再生する光ピックアップの概略構成を示す図である。 同多層光記録媒体の積層構造を示す断面図である。 同多層光記録媒体の反射率と吸収率を示す図表及びグラフである。 同多層光記録媒体の膜厚構成を示す図である。 同多層光記録媒体の光入射面における光透過率向上加工を示す図である。 同多層光記録媒体の光入射面における光透過率向上加工の他の例を示す図である。 同多層光記録媒体の光入射面における光透過率向上加工の他の例を示す図である。 同多層光記録媒体の光入射面における光透過率向上加工の他の例を示す図である。 本発明の実施例1に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の実施例2に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の実施形態の他の構成例に係る多層光記録媒体の単層反射率と積層反射率の状態を示すグラフである。 本発明の実施例3に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の実施例4に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の実施形態の他の構成例に係る多層光記録媒体の単層反射率と積層反射率の状態を示すグラフである。 本発明の実施例5に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の実施例6に係る多層光記録媒体に再生光を照射した際の到達光量の状態を示すグラフである。 本発明の多層光記録媒体の基本概念を説明するための再生光の状態を示す図である。 本発明の多層光記録媒体の基本概念を説明するための迷光の状態を示す図である。 本発明の多層光記録媒体の基本概念を説明するための積層反射率の変化を示す図である。 本発明の多層光記録媒体の基本概念を説明するための積層反射率の変化を示す図である。 本発明の多層光記録媒体の基本概念を説明するための積層反射率の変化を示す図である。 参考例となる多層光記録媒体の反射率と吸収率を示す図表及びグラフである。 多層光記録媒体における再生光と迷光の状態を示す図である。 多層光記録媒体における再生光と迷光の状態を示す図である。
まず、本発明の実施の形態に係る多層光記録媒体の基本思想について説明する。
この多層光記録媒体は、記録再生層が、中間層を介して少なくとも4層以上積層される。また、光入射面から最も近い記録再生層の反射率が、0.2%以上かつ2.0%未満に設定される。記録再生層の反射率を小さく設定すると、多層光記録媒体の内部に届く光量が多くなるので、記録再生層の積層数を増大させることが可能となる。
多層光記録媒体の光入射面には、光透過率向上加工が施される。上述の通り、記録再生層の反射率が0.2%以上かつ2.0%未満となるような低反射率の場合、光入射面での光損失(光反射)が大きな影響を及ぼす。そこで、光入射面に光透過率向上加工を施すことで、照射光が記録再生層に到達するまでの損失を極力低減して、記録再生層の層数の増大を図る。また、光入射面に光透過率向上加工を施すことで、光入射面における反射光がノイズとなって信号品質に悪影響を及ぼすことを抑制する。
なお、光透過率向上加工として、例えば、光入射面とこの光入射面から最も近い記録再生層の間に、実質透明な樹脂材料で構成されるカバー層を配置しておき、このカバー層の表面に、カバー層と比較して記録光又は再生光における屈折率が小さい低屈折率膜を形成する。この低屈折率膜によって、光反射率を低減し、照射光が多層光記録媒体の内部に入りやすい状態にする。この低屈折率膜としては、SiO2膜やフッ素樹脂膜を採用することが好ましい。カバー層の屈折率は1.50より大きく設定され、低屈折率膜の屈折率は1.50以下に設定されることが好ましい。
また、光透過率向上加工として、例えば、カバー層の表面に直接的又は間接的に微細凹凸を形成することができる。この微細凹凸によって、照射光の反射を抑制することが可能となる。
この多層光記録媒体では、複数の記録再生層の中に、少なくとも1群の記録再生層群を含んで構成される。この記録再生層群は、積層順に連続する複数の記録再生層から構成され、光入射面に近い手前側から該光入射面に遠い奥側に向かって積層状態の反射率が連続的に減少する。なおこの多層光記録媒体において、記録再生層の間に配置される中間層の厚さが2種類(T1、T2)となり、これらが交互に積層されることが好ましい。
図15には、第a番目の記録再生層を再生した場合に、この記録再生層で直接反射した再生光(本光)の経路が示されている。また図16には、この本光と光路長が一致する迷光の経路の一例が示されている。なお、ここでは、第k番目の記録再生層を構成している材料に関して、その単層状態の反射率と透過率を各々rk、tkと定義する。
第a番目の記録再生層に「1」の強度の再生光を入射させたときの本光の強度をIa、迷光の強度をIa'とすると、Ia及びIa'は以下の[式1]、[式2]で示される。
[式1] Ia=(ta+1×ta+2×ta+3×…×ta+n)2×ra
[式2] Ia'=(ta+2×ta+3×…×ta+n)×ra+1×ta+2×ra+3×ra+2×(ta+3×…×ta+n)
=(ta+2×ta+3×…×ta+n)2×ra+1×ra+2×ra+3
従って,本光に対する迷光の強度比Ia'/Iaは式3で表現できる。
[式3]Ia'/Ia= (ta+2×ta+3×…×ta+n)2×ra+1×ra+2×ra+3/(ta+1×ta+2×ta+3×…×ta+n)2×ra
=(ra+1×ra+2×ra+3)/(ta+1 2×ra)
以上の通り、中間層の厚さが交互に2種類となるような多層記録媒体では、第a番目の記録再生層における共焦点クロストークの影響を減らすため、即ち[式3]の迷光の強度比を小さくするために、以下の3つの考えが有効であることが分かる。
(1)第a層の反射率raを高くすること。
(2)第a+1層、第a+2層、第a+3層(第a層の光入射面(手前)側に隣接する3層)の反射率ra+1、ra+2、ra+3を低くすること。
(3)第a+1層(第a番目の記録再生層の手前に隣接する1層)の透過率ta+1を高くすること。
更に、この考え方が全ての記録再生層で成り立つためには、他の記録再生層に対して手前の層になり得ない記録再生層、即ち、光入射面から最も遠い(奥)側の記録再生層を除いた残りの全ての記録再生層の反射率を低くし、透過率を高くすればよい。これを実現するためには、最奥の記録再生層を除いた残りの全記録再生層の単層状態の反射率rと透過率tを互いに同一にすることが、媒体設計上では極めて簡便である。この際、各記録再生層の反射率rは低く、透過率tは高くなるようにし、具体的には反射率rを0.2%以上かつ2.0%未満に設定することが好ましい。勿論、最奥の記録再生層も含めた、全ての記録再生層の反射率rと透過率tを同一にすれば、最奥の記録再生層における迷光低減効果は減ずるものの、媒体設計上では最も簡略化できる。
上述の通り、異なる記録再生層の間で光学定数を一致させる、即ち反射率rと透過率tを同一にすると、多層光記録媒では、奥側の記録再生層であるほど、積層状態の反射率R(以下、積層反射率という)が低く観測される。これが上述の記録再生層群となる。従って、仮に全ての記録再生層の反射率rと透過率tを同一にする場合を考えると、積層反射率Rは、手前側の記録再生層から奥側の記録再生層にかけて、単調に減少することになり、全ての記録再生層が一つの記録再生層群に所属することになる。なお、積層状態の反射率とは、完成後の多層光記録媒体の特定の記録再生層に光を照射した際に、入射光と反射光の比率から求められる反射率のことを意味している。
複数の記録再生層の光学定数を一致させるためには、記録再生層を構成する記録材料の組成と、その膜厚を一致させることが便利である。このようにすると、媒体設計上においても、製造上においても負担が合理的に軽減される。結果、本発明に係る多層光記録媒体の概念思想を実現するためには、複数の記録再生層を構成している記録材料の組成と、その膜厚を同一にすることが望ましい。より好ましくは、光入射面から最も奥側の記録再生層を含めた全ての記録再生層において、材料組成と膜厚を実質的に同一にし、結果、光学定数も互いに一致させる。
なお、多層光記録媒体において、各記録再生層の組成と膜厚が実質的に同一であるという意味は、例えばミクロトームでディスクを断面方向に切断した試料を、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)、あるいは走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)にて膜厚を測長し、更に、これらの顕微鏡に付属するエネルギー分散型分光法(Energy Dispersive Spectroscopy)などによって組成を分析した結果が、各記録再生層間で実質的に殆ど同一であることと同義である。このような状態であれば、各記録再生層の間で材料組成と膜厚が同一と考えてよい。勿論その結果として、各記録再生層の間では、光学定数が互いに一致する。
ところで透過率tkは0より大きく1よりも小さな値を取るので、記録再生層の層数n+1が増えるほど、反射光強度Iaが減少する。反射光強度Iaがあまりに低いと、SNR(signal-noise ratio)が小さくなってしまい、光ピックアップのフォトディテクタの感度限界に達する。記録再生層の層数は、原則、この感度限界が上限となる。このことからも、光入射面の光透過率を向上させることによって、記録再生層の層数を増加させることが可能になることが理解できる。
具体的に設計段階では、光入射面側から奥側に向かって、同一の光学定数となる記録再生層を順番に積層させていき、その積層反射率Rが、光ピックアップで扱うことができる感度限界に達するまでを、最大の積層数とする。
上記概念思想に基づいて、s層の多層化を実現する多層光記録媒体を構成する例を図17に示す。図17における参考例となる線Aは、光入射面に光透過率向上加工を施さないままで、最も光入射面側に位置する記録再生層(Ls-1層)から、途中の記録再生層(Lk+1層、Lk層、Lk-1層)を経て、最も奥側に位置する記録再生層(L0)に向かって、積層反射率Rは単調に減少する状態を示している。図17における本発明となる線Bは、光入射面に光透過率向上加工を施したことを除いては、参考例と全く同じ条件で記録再生層を設計した状態を示している。このように、光入射面に光透過率向上加工を施すことで、媒体内部に到達する光量が増大するので、記録再生層の積層反射率を全体的に高めることが可能となる。結果、最も奥側の記録再生層の積層状態の反射率に余裕が生じるので、例えば図18に示されるように、更に奥側に記録再生層を追加することで、最も手前側のL記録再生層から最も奥側のL0記録再生層に向かって、積層数をs+1層に増加させることが可能となる。
なお、一般的には、最も光入射面側に位置する記録再生層(Ln-1層)と、最も奥側に位置する記録再生層(L0層)の各々の積層反射率(Rn-1、R0)の比率は、一般的な光ピックアップが扱うことのできる同反射率のダイナミックレンジの制限から決定され、5:1以内であることが好ましく、4:1以内であることが望ましい。即ち、R0/Rn-1≧(1/5)にすることが好ましく、R0/Rn-1≧(1/4)にすることが望ましい。
なお、図17又は図18では、全ての記録再生層の光学定数を一致させる概念を例示したが、図19に示されるように、最も奥側に位置する記録再生層(L0層)に関しては、残りの記録再生層と異なる材料組成や膜厚を採用することによって、光学定数を一致させなくても良い。なぜなら、このL0層は、更に奥側に記録再生層が存在しないため、光透過率を配慮する必要が無いからである。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1には、第1実施形態に係る多層光記録媒体10と、この多層光記録媒体10の記録再生に用いられる光ピックアップ700の構成が示されている。
光ピックアップ700は光学系710を備える。この光学系710は、多層光記録媒体10の記録再生層群14に対して記録・再生を行う光学系となる。光源701から出射された比較的短い青色波長380〜450nm(ここでは405nm)となる発散性のビーム770は、球面収差補正手段793を備えたコリメートレンズ753を透過し、偏光ビームスプリッタ752に入射する。偏光ビームスプリッタ752に入射したビーム770は、偏光ビームスプリッタ752を透過して、更に4分の1波長板754の透過によって円偏光に変換された後、対物レンズ756で収束ビームに変換される。このビーム770は、多層光記録媒体10の内部に形成された複数の記録再生層群14のいずれか記録再生層の上に集光される。
偏光ビームスプリッタ752で反射されたビーム770は、集光レンズ759を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ757を経て、光検出器732に入射する。ビーム770には、シリンドリカルレンズ757を透過する際、非点収差が付与される。光検出器732は、図示しない4つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差(以下FEとする)信号、再生時に限定されるプッシュプル法によるトラッキング誤差(以下TEとする)信号、多層光記録媒体10に記録された情報の再生信号等が生成される。FE信号およびTE信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、アクチュエータ791および792にフィードバック供給されて、フォーカス制御およびトラッキング制御がなされる。
図2には、この多層光記録媒体10の断面構造が拡大して示されている。
この多層光記録媒体10は、外径が約120mm、厚みが約1.2mmの円盤形状となっており、記録再生層を3層以上備える構成となっている。この多層光記録媒体10は、光透過率向上加工が施された光入射面10A、この光入射面10Aを提供するカバー層11、10層構成となるL0〜L9記録再生層14A〜14J、このL0〜L9記録再生層14A〜14Jの間に介在する中間層群16、支持基板12を備えて構成される。
支持基板12にはトラックピッチ0.32umのグルーブが設けられている。なお、支持基板12の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂を利用できる。これらのうち、成型の容易性の観点からは樹脂が好ましい。樹脂としてはポリカーボネイト樹脂、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、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、加工性などの点からポリカーボネイト樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。なお、支持基板12は、ビーム770の光路とならないことから、高い光透過性を有している必要はない。
L0〜L9記録再生層14A〜14Jの積層反射率は、光入射面から奥側に向かって減少している。即ち光入射面に最も近いL9記録再生層14Jの積層反射率が最も高く、L0記録再生層13Aの積層反射率が最も低くなる。
上述のような積層反射率を実現するための膜設計として、L0〜L9記録再生層14A〜14Jは、光学系100における青色波長領域のビーム770に対応させて、単層状態の光反射率・吸収率等が最適化されている。本実施形態では、全てのL0〜L9記録再生層14A〜14Jの間において光学定数が実質的に同一に設定され、そのためにも、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの間において材料組成及び膜厚が実質的に同一に設定されている。
具体的には図3に示されるように、L0〜L9記録再生層14A〜14Jは、単層状態での反射率(以下、単層反射率という)が1.5%に設定され、単層状態での吸収率(以下、単層吸収率という)が4.5%に設定される。
このように本実施形態では、L0〜L9記録再生層14A〜14Jにおいて、互いに略同じ単層反射率・単層吸収率に設定される。この結果、L0〜L9記録再生層14A〜14Jにおいて、光入射面側から順番に積層反射率が単調減少していくことになる。
この膜設計を採用する結果、L0〜L9記録再生層14A〜14Jは、互いに殆ど同じ記録材料及び膜厚で形成することが可能となり、製造コストの大幅な削減が実現される。
なお。L0〜L9記録再生層14A〜14Jは、それぞれ、追記型記録膜の両外側に誘電体膜等を積層した3〜5層構造となっている(図示省略)。各記録再生層の誘電体膜は、追記型記録膜を保護するという基本機能に加えて、記録マークの形成前後における光学特性の差を拡大させたり、記録感度を向上させたりする役割を果たす。
なお、ビーム770を照射した場合に、誘電体膜に吸収されるエネルギーが大きいと記録感度が低下しやすい。従って、これを防止するためには、これらの誘電体膜の材料として、380nm〜450nm(特に405nm)の波長領域において低い吸収係数(k)を有する材料を選択することが好ましい。なお、本実施の形態においては、誘電体膜の材料としてTiO2を用いている。
誘電体膜に挟まれる追記型記録膜は不可逆的な記録マークが形成される膜であり、記録マークが形成された部分とそれ以外の部分(ブランク領域)は、ビーム770に対する反射率が大きく異なる。この結果、データの記録・再生を行うことができる。
追記型記録膜は、Bi及びOを含む材料を主成分として形成される。この追記型記録膜は、無機反応膜として機能し、レーザー光の熱による化学的又は物理的な変化で反射率が大きく異なるようになっている。具体的な材料としては、Bi−Oを主成分とするか、又は、Bi−M−O(ただしMは、Mg、Ca、Y、Dy、Ce、Tb、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Mn、Fe、Zn、Al、In、Si、Ge、Sn、Sb、Li、Na、K、Sr、Ba、Sc、La、Nd、Sm、Gd、Ho、Cr、Co、Ni、Cu、Ga、Pbの中から選択される少なくとも1種の元素)を主成分とすることが好ましい。なお、本実施形態では、追記型記録膜の材料として、Bi−Ge−Oを用いている。
なお、ここではL0〜L9記録再生層14A〜14Jにおいて追記型記録膜を採用する場合を示したが、繰り返し記録が可能な相変化記録膜を採用することも可能である。この場合の相変化記録膜は、SbTeGeとすることが好ましい。
図4に示されるように、中間層群16は、光入射面10Aの遠い側から順番に第1〜第9中間層16A〜16Iを有している。これらの第1〜第9中間層16A〜16Iは、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの間に積層される。各中間層16A〜16Iは、アクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型樹脂によって構成される。この中間層16A〜16Iの膜厚は、10μm以上となる第1距離T1と、この第1距離よりも3μm以上大きい第2距離T2が交互に設定されている。具体的に第1距離T1と第2距離T2は、3μm〜5μmの差を有していることが好ましく、更に好ましくは、4μm以上の差を有するようにする。
この多層光記録媒体10では、第1距離T1として12μm、第2距離T2として16μmを採用しており、奥側から順に第1中間層16Aが12μm、第2中間層16Bが16μm、第3中間層16Cが12μm、第4中間層16Dが16μm、第5中間層16Eが12μm、第6中間層16Fが16μm、第7中間層16Gが12μm、第8中間層16Hが16μm、第9中間層16Iが12μmとなっている。つまり、2種類の膜厚(16μm、12μm)の中間層が交互に積層されている。詳細は後述するが、このようにすると層間クロストーク及び共焦点クロストークの双方を低減させることができる。
カバー層11は、中間層群16と同様に光透過性のアクリル系の紫外線硬化型樹脂により構成されており、48μmの膜厚に設定されている。即ち、光入射面10Aと、光入射面10Aから最も近い記録再生層14Jの距離は、60μm以内としている。
次にカバー層11における光入射面10Aに施される光透過率向上加工について説明する。
光透過率向上加工は、図5Aに拡大して示されるように、カバー層11の表面にハードコート層30Aを2μmの膜厚で形成し、この上にSiO2を主成分とする低屈折率膜30Bを、スパッタリングによって0.05μmの膜厚で成膜する。カバー層11の屈折率は1.55、ハードコート層30Aの屈折率は1.60、低屈折率膜30Bの屈折率は1.50となる。結果、光入射面10Aの最表面となる低屈折率膜30Bの屈折率が、カバー層11よりも小さくなる。結果、波長405nmとなるビーム770を照射した場合、光入射面10Aの透過率は99.8%となる。参考となるが、低屈折率膜30Bを省略した場合、光入射面10Aの透過率は94.7%となる。即ち、低屈折率膜30Bは、4%以上(詳細には1.054倍)の光透過率向上機能を有していることになる。
また、ここではハードコート層30Aの上に低屈折率膜30Bを形成する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図5Bに拡大して示されるように、ハードコート層30Aを省略し、カバー層11の表面に低屈折率膜30Bを直接形成することも好ましい。これによると透過率は99.9%と更に向上する。参考となるが、低屈折率膜30Bを省略してカバー層11の表面を露出させた場合の透過率は95.3%となる。即ち、低屈折率膜30Bは4%以上(詳細には1.048倍)の光透過率向上機能を有していることになる。
更に、ここではSiO2を主成分とする低屈折率膜を形成する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。図6Aに拡大して示されるように、カバー層11に表面にハードコート層30Aを2μmの膜厚で形成し、この上にフッ素樹脂を主成分とする低屈折率膜30Cを、スプレーコートによって5μmの膜厚で成膜して電子線で硬化させても良い。カバー層11の屈折率は1.55、ハードコート層30Aの屈折率は1.60、フッ素樹脂による低屈折率膜30Cの屈折率は1.45となる。結果、最表面となる低屈折率膜30Cの屈折率が、カバー層11よりも小さくなる。波長405nmとなるビーム770を照射した場合、光入射面10Aの透過率は99.7%となる。即ち、低屈折率膜30Cは4%以上(詳細には1.053倍)の光透過率向上機能を有していることになる。
また更に、ここでは屈折率の低い材料を適宜選定することで光入射面10Aに低屈折率膜を形成する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図6Bに拡大して示されるように、光透過率向上加工として、カバー層11を成膜する際にスタンパを利用してその表面に微細凹凸30Dを形成することが好ましい。微細凹凸パターンとしては、例えば周期を1000nm以下、高さを1000nm以下とすることが好ましく、例えば周期200nm、高さ200nm程度に設定する。結果、波長405nmとなるビーム770を照射した場合、光入射面10Aの透過率は98.2%となる。既に述べたように、カバー層11の表面を平坦にしてそのまま露出させた場合の透過率は95.3%となる。即ち、微細凹凸30Dは、約3%(詳細には1.030倍)の光透過率向上機能を有していることになる。なお、ここではカバー層11の表面に微細凹凸30Dを直接形成する場合を例示しているが、カバー層11の表面に、硬化性樹脂膜を別途積層し、この硬化性樹脂膜の表面にスタンパによって微細凹凸30Dを形成するようにしても良い。
以上の通り、この多層光記録媒体10では、光入射面10Aに最も近いL9記録再生層14Jの単層反射率が0.2%以上かつ2.0%未満に設定されている。一方、光入射面10Aに形成される光透過率向上加工による光透過率向上比率が1.020以上、即ち記録再生層群14の単層反射率の上限となる2.0%以上となるように設定されている。この結果、この光透過率向上加工によって、記録再生層の数を少なくとも1層以上増加させることが出来る。
とりわけ、光透過率向上加工によって、光入射面10Aの透過率そのものも98%以上となるまで、即ち光入射面10Aの反射率が2.0%未満となるまで切り詰めている。これは、光入射面10Aの反射率と、光入射面10Aから最も近い記録再生層14Jの反射率が共に2.0%未満に設定されることを意味する。このようにすることで、記録再生層群14の層数増大に関して、光入射面10Aにおける光反射の影響を殆ど無くすことが可能となる。
次に、この多層光記録媒体10の製造方法について説明する。まず、金属スタンパを用いることによる、ポリカーボネート樹脂の射出成型法により、グルーブおよびランドが形成された支持基板12を作製する。なお、支持基板12の作製は射出成型法に限られず、2P法や他の方法によって作製しても構わない。
その後、支持基板12におけるグルーブ及びランドが設けられた側の表面にL0記録再生層14Aを形成する。
具体的には、誘電体膜、追記型記録膜、誘電体膜の順に気相成長法を用いて形成する。中でもスパッタリング法を用いることが好ましい。その後、L0記録再生層14Aの上に第1中間層16Aを形成する。第1中間層16Aは、例えば、粘度調整された紫外線硬化型樹脂をスピンコート法等により皮膜し、その後、この紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化することにより形成する。この手順を繰り返すことで、L1記録再生層14B、第2中間層16B、L2記録再生層14C、第3中間層16C・・・と順番に積層していく。
L9記録再生層14Jまで完成したら、その上にカバー層11を形成する。このカバー層11は、例えば、粘度調整されたアクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法等により皮膜し、これに対して紫外線を照射して硬化することにより形成する。このカバー層11の表面に対して、ハードコート層30Aをスピンコート又はスプレーコート等によって成膜し、加熱することでハードコート層30Aを硬化させる。
この上に、更に、スパッタリング法によって、SiO2を主成分とする低屈折率膜30Bを成膜することで多層光記録媒体10が完成する。
なお、本実施形態では上記製造方法を説明したが、本発明は上記製造方法に特に限定されるものではなく、他の製造技術を採用することもできる。
次に、この多層光記録媒体10の設計手法について説明する。
まず、光入射面10Aに最も近い側となる記録再生層について特定の成膜条件を設計し、光入射面側から順番に積層していく。この記録再生層の積層数は、再生劣化が起きない程度の再生パワーを記録再生層に照射した際に、各記録再生層からの反射によって光検出器732に戻ってくる反射光量が、評価装置で取り扱うことができる限界値に近くなるまで、または、記録再生層における記録マークの形成(記録層の変性)に必要なレーザーパワーの限界値(即ち記録感度の限界値)に近くなるまで、増加させる。そして、奥側の記録再生層がこれらの反射光量と記録感度の限界値に達したら、これが積層数の上限となる。従って、本実施形態のように、光入射面10Aに対して光透過率向上加工を施すことにより、積層数が増大することになる。
なお、同じ構成の記録再生層を積層した場合、当然、積層された状態で各記録再生層から光検出器732へ戻る反射光量は、光入射面から奥側になる程、記録再生層の透過の2乗に比例して単調減少し、更に、各記録再生層に到達するレーザーパワーも透過に比例して減少する。
次に、この多層光記録媒体10の作用について説明する。
この多層光記録媒体10は、積層順に連続する複数の記録再生層から構成される記録再生層群14を少なくとも1群有している。この記録再生層群14では、光入射面10Aに近い手前側から遠い奥側に向かって積層状態の反射率が減少するように構成される。更に、光入射面10Aから最も近い記録再生層14Jの単層状態の反射率は、0.2%以上かつ2.0%未満に設定されており、結果、奥側の積層状態の反射率も2.0%未満と極めて小さくなる。このような条件の多層光記録媒体10において、光入射面10Aに対して、光透過率向上加工が施されているので、記録再生層群14の積層数の増大を図ることができ、また、信号品質を高めることができる。
具体的に、多層光記録媒体10において、記録再生層の多層化の限界を決める要因の一つが、最も奥に配置される記録再生層14Aに到達する光量となる。例えば、記録再生層の単層状態の反射率が0.2%以上かつ2.0%未満の場合、到達光量は、1つの記録再生層を透過する毎に数%ずつ減少していく。このような条件下では、光入射面10Aにおける光反射の影響が、積層数の上限に大きな影響を及ぼす。即ち、光入射面10Aにおける光反射率を2.0%以上低減させることで、媒体内に進入する光量を約2%増大させることになり、結果として、最も奥側に記録再生層に到達する光量が増大するので、記録再生層の積層数を増やすことができる。
特に本実施形態では、光入射面10Aの反射率と、この光入射面10Aから最も近い記録再生層14Jの反射率が、共に2.0%未満となるまで反射率を低減させているので、多層光記録媒体10の奥側に到達する光量が増大し、記録再生層の積層数を更に増やすことができる。
また本実施形態では、光入射面10Aの光透過率向上加工として、カバー層11の表面に低屈折率膜30Bを形成している。この成膜技術を採用すれば、極めて簡単に光入射面10Aの光透過率を高めることが可能となる。
なお、既に述べたように、光透過率向上加工として、カバー層11の表面に微細凹凸30Dを形成することも好ましい。特にこの微細凹凸30Dは、カバー層11の表面に対してスタンパ等を利用して直接的に形成することが望ましく、製造コストを低減させることができる。
また、この多層光記録媒体10は、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの積層反射率が手前から奥側に向かって減少するので、特定の記録再生層の再生中に、その奥側に隣接する記録再生層の反射光が再生光に漏れ込むことを抑制できる。この結果、中間層の厚さを小さくしても、クロストークを抑制することが可能となるので、結果として、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの積層数を10層又はそれ以上に増大させることができる。
ところで、図20の参考例に示されるように、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの全てについて、積層反射率を1.0%近傍に互いに近似させようとすると、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの単層反射率や吸収率をばらばらに設定する必要があり、製造工程が極めて複雑化する。結果、製造誤差の影響も受けやすく、誤差を含めた余裕をもった設計が必要となり、積層数を増大させることが困難となる。また、光入射面10Aから奥側に行くほど、記録再生層の反射率を高めるような光学設計を要するため、最も奥に到達する光透過量が減少することから、光入射面10Aにおける光透過率向上加工の意義が薄れてしまう。
一方、本実施形態では、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの間で、同じ膜材料及び膜厚を採用しているので、記録再生層毎にばらばらの成膜条件が不要となり、設計負担、製造負担を大幅に軽減できる。結果として、L0〜L9記録再生層14A〜14Jの間では光学定数が実質的に同一に設定される。このようにすると、記録再生装置側における記録再生条件のばらつきが小さくなり、記録再生制御(記録ストラテジ)を簡潔化することが可能になる。ちなみに、単層反射率・単層吸収率が異なるような様々な記録再生層が複雑に重なり合うと、最適な記録再生制御を経験的に見つけ出さなければならないので、相当の困難が伴う。
更にこの多層光記録媒体10では、第1膜厚(12μm)となる中間層と、第1膜厚よりも大きい第2膜厚(16μm)となる中間層が、記録再生層14A〜14Jを挟んで交互に積層されている。
例えば、4層構造となる多層光記録媒体に関して、図21及び図22を用いて共焦点クロストーク現象を説明する。図21のビーム70と比較して、図22で示されるような多面反射光であるビーム71の光量は小さいのが一般的であるが、等しい光路長と等しい光束径で光検出器に入射するため、干渉による影響は比較的大きい。従って、光検出器で受光される光量は、微少な層間厚みの変化で大きく変動するので、安定な信号を検出することが困難となる。従って、隣接する中間層の膜厚T1、T2を異ならせることで、ビーム70とビーム71の光路長を異ならせることで、干渉を低減させることができる。
<実施例1及び比較例1>
実施例1として、多層光記録媒体10と同じような構成のまま、記録再生層の積層数を13層に増やし、光入射面10Aに光透過率向上加工を施して光透過率を99%にして、各記録再生層に対する到達光量を検証した。また比較例1として、同条件において光透過率向上加工を施さないことで、光入射面の光透過率を95%にした場合の到達光量を検証した。図7に実施例1及び比較例1の到達光量のグラフを示す。
なお、各記録再生層の単層状態での反射率は1.10%、透過率は93.3%、吸収率は5.6%とした。なお、全ての記録再生層の材料組成は、TiO/Fe/BiO−GeO/SiO/TiOとし、全ての記録再生層で膜厚を一致させた。基板の厚さは1.1mmとし、中間層の厚さは12μm、16μmを交互に設定した。
検証結果から分かるように、実施例1における最も奥側の記録再生層に到達する光量は43.0%となり、比較例1における最も奥側の記録再生層に到達する光量は40.7%となり、その差は約2%となった。光入射面10Aに対して約4%の光透過率向上加工を施すことで、最も奥の記録再生層に到達する光量を2%も変化させることが可能になる。
<実施例2>
実施例2として、実施例1の多層光記録媒体10と同様な構成において記録再生層の積層数を14層に変更し、各記録再生層に対する到達光量を検証した。この結果を図8に示す。
検証結果から分かるように、光入射面10Aの透過率を99%にすることで、最も奥側の記録再生層に到達する光量が40.1%となる。即ち、記録再生層の積層数を1つ増やしても、最も奥側の記録再生層に到達する光量は、比較例1の多層光記録媒体における同光量(40.7%)と比較して1%も低下しないことが分かる。
以上、本実施形態では、記録再生層が10層、13層、14層で構成される場合について説明したが、本発明はこれに限られない。記録再生層が4層以上となる場合には、本発明を適用することで設計負担が大幅に軽減される。勿論本発明では、例えば球面収差補正範囲や、レーザーパワー等が許す限り、記録再生層の積層数を増やす事が可能であり、記録再生層の数を14層より増やす事も可能である。
更に、本実施形態では2種の膜厚となる中間層を交互に積層する場合を示したが、本発明はこれに限定されず、交互でなくても良い。中間層の膜厚を全て同じにしても良い。
また、本実施形態では、光入射面の手前側から奥側に向かって積層状態の反射率が連続的に減少する記録再生層群を1群有する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図9に示される20層の多層光記録媒体のように、積層状態の反射率が連続的に減少する記録再生層群を2群有するようにしても良い。この際、記録再生層の単層状態の反射率は、所属する記録再生層群が同じであれば互いに略一致(例えば1.5%,0.7%)している。更に、光入射面に最も近い記録再生層群で共通する単層状態の反射率(0.7%))は、奥側の記録再生層群の同反射率(1.5%)と比較して小さくすることが好ましい。
図9の例から分かるように、2つの記録再生層群の境界で隣り合うL6、L5記録再生層に関しては、奥側のL5記録再生層の積層反射率が高くなっている。結果、この積層反射率が高く設定されたL5記録再生層を基準に、奥側に向かって積層反射率を順番に低減させることができるので、光入射面に最も近いL19記録再生層と、光入射面から最も遠いL0記録再生層の積層反射率の差を小さくしたまま、積層数を増大させることが出来る。具体的にL0〜L19記録再生層の全てに関して、その中の最も大きい積層反射率が、最も小さい積層反射率の5倍以内に収まるようになっている。好ましくは4倍以内、望ましくは3倍以内に収まるようにする。
なお、積層反射率が逆転しているL6記録再生層とL5記録再生層の間は、層間クロストークが生じやすいので、中間層の中でも厚い方に設定することが好ましい。
このように複数の記録再生層群を採用する場合の設計手法について説明する。まず、光入射面側の記録再生層について特定の成膜条件(第2成膜条件)を設計し、光入射面側から順番に積層していく。この記録再生層の積層数は、再生劣化が起きない程度の再生パワーを記録再生層に照射した際に、各記録再生層からの反射によって光検出器に戻ってくる反射光量が、評価装置で取り扱うことができる限界値に近くなるまで、または、記録再生層における記録マークの形成(記録層の変性)に必要なレーザーパワーの限界値(即ち記録感度の限界値)に近くなるまで、増加させることができる。そして、奥側の記録再生層がこれらの反射光量と記録感度の限界値に達したら、まず、これらの記録再生層を記録再生層群としてグループ化する。本実施形態では、L19記録再生層〜L6記録再生層までを、第2記録再生層群としてグループ化する。この際、この多層光記録媒体では、光入射面に光透過率向上加工が施すようにすれば、積層数の増加につながる。
次に、第2記録再生層群よりも奥側に積層する記録再生層の設計を行う。第2記録再生層群と同じ成膜条件のままでは、上記反射光量と記録感度の限界値を超えてしまう。従って、これを超えないようにするために、単層の状態の反射率と吸収率が高くなる次の成膜条件(第1成膜条件)を設計する。この成膜条件を採用した記録再生層を、奥側に向かって順番に積層していく。記録再生層の積層数は、上記第2記録再生層群と同様に、評価装置上のハンドル出来る反射光量、若しくはレーザーパワーの限界値になるまで、又は目標とする積層数に達するまで増加させることができる。上記目的に達したら、これらの記録再生層を記録再生層群としてグループ化する。本実施形態では、L5記録再生層〜L0記録再生層までを、第1記録再生層群としてグループ化する。
<実施例3及び比較例2>
実施例3として、図9で示した第1及び第2記録再生層群を有する多層光記録媒体10について、光入射面10Aに光透過率向上加工を施して光透過率を99%にして、各記録再生層に対する到達光量を検証した。また比較例2として、同条件において光透過率向上加工を施さないことで、光入射面の光透過率を95%にした場合の到達光量を検証した。図10に実施例3及び比較例2の到達光量のグラフを示す。
なお、第1記録再生層群に属するL0〜L5記録再生層の単層状態の反射率は1.70%、透過率は91.4%とし、第2記録再生層群に属するL6〜L19記録再生層の単層状態の反射率は0.70%、透過率は95.5%とした。なお、全ての記録再生層の材料組成は、TiO/Fe/BiO−GeO/SiO/TiOとし、全ての記録再生層で膜厚を一致させた。基板の厚さは1.1mmとし、中間層の厚さは12μm、16μmを交互に設定した。
検証結果から分かるように、実施例3における最も奥側の記録再生層に到達する光量は33.4%となり、比較例2における最も奥側の記録再生層に到達する光量は31.5%となり、その差は約2%となった。積層数を増大させても、光入射面10Aに対して約4%の光透過率向上加工を施すことで、最も奥の記録再生層に到達する光量を2%も変化させることが可能になる。
<実施例4>
実施例4として、実施例3の多層光記録媒体10と同様な構成において、第2記録再生層群に属する記録再生層の層数を一つ増やし、全体として記録再生層の積層数を21層に変更し、各記録再生層に対する到達光量を検証した。この結果を図11に示す。
検証結果から分かるように、光入射面10Aの透過率を99%にすることで、最も奥側の記録再生層に到達する光量が31.9%となった。即ち、記録再生層の積層数を1つ増やしても、最も奥側の記録再生層に到達する光量は、比較例2の多層光記録媒体における同光量(31.5%)と比較して大きくなることが分かる。
なお、更に多い積層数を目指す場合には、単層の状態の反射率と吸収率が、更に高くなるような新たな成膜条件を決定して、更に奥側に積層していき、新たな記録再生層群をグループ化すれば良い。例えば図12に示されるように、記録再生層群を3群又はそれ以上有するようにしても良い。
<実施例5及び比較例3>
実施例5として、図12で示した第1、第2、第3記録再生層群を有する多層光記録媒体10について、光入射面10Aに光透過率向上加工を施して光透過率を99%にして、各記録再生層に対する到達光量を検証した。また比較例3として、同条件において光透過率向上加工を施さないことで、光入射面の光透過率を95%にした場合の到達光量を検証した。図13に実施例5及び比較例3の到達光量のグラフを示す。
なお、第1記録再生層群に属するL0〜L3記録再生層の単層状態の反射率は1.60%、透過率は90.9%とし、第2記録再生層群に属するL4〜L9記録再生層の単層状態の反射率は0.90%、透過率は94.7%とし、第3記録再生層群に属するL10〜L19記録再生層の単層状態の反射率は0.50%、透過率は96.4%とした。なお、全ての記録再生層の材料組成は、TiO/Fe/BiO−GeO/SiO/TiOとし、全ての記録再生層で膜厚を一致させた。基板の厚さは1.1mmとし、中間層の厚さは12μm、16μmを交互に設定した。
検証結果から分かるように、実施例5における最も奥側の記録再生層に到達する光量は37.0%となり、比較例3における最も奥側の記録再生層に到達する光量は35.1%となり、その差は約2%となった。積層数を増大させても、光入射面10Aに対して約4%の光透過率向上加工を施すことで、最も奥の記録再生層に到達する光量を2%も変化させることが可能になる。
<実施例6>
実施例6として、実施例5の多層光記録媒体10と同様な構成において、第3記録再生層群に属する記録再生層の層数を一つ増やし、全体として記録再生層の積層数を21層に変更し、各記録再生層に対する到達光量を検証した。この結果を図14に示す。
検証結果から分かるように、光入射面10Aの透過率を99%にすることで、最も奥側の記録再生層に到達する光量が35.7%となった。即ち、記録再生層の積層数を1つ増やしても、最も奥側の記録再生層に到達する光量は、比較例3の多層光記録媒体における同光量(35.1%)と比較して大きくなることが分かる。
なお、上記実施形態及び実施例で示した多層光記録媒体は、記録再生層が予め成膜されている場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光記録媒体内において、将来の複数の記録再生層となり得る場所の全体を、所定の厚みを有する一体的なバルク層とすることも可能である。このバルク層にビームが照射されると、ビームスポットの焦点部分のみが状態変化をおこして記録マークが形成される。即ち、本発明における多層光記録媒体は、ビームが照射される記録再生層が予め形成されたものに限られず、バルク内の平面領域に記録マークが随時形成され、この記録マークの集合体として、複数の記録再生層が事後的に多層形成される場合を含む。特に上記図9及び図12で示したように、単層反射率が一致する複数の記録再生層が属する記録再生層群を、複数段階で形成する場合は、各記録再生層群に対応させて光学特性の異なる別々のバルク層を用意することが好ましい。例えば、図12で示したような第1〜第3記録再生層群を事後的に形成するには、反射率が異なる材料で構成される第1〜第3バルク層を用意しておき、第1バルク層にL0〜L3記録再生層を事後的に形成して第1記録再生層群とし、第2バルク層にL4〜L9記録再生層を事後的に形成して第2記録再生層群とし、第3バルク層にL10〜L19記録再生層を事後的に形成して第3記録再生層群とすることができる。
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。
本発明の多層光記録媒体は、各種規格の光記録媒体に適用することが可能である。
10 多層光記録媒体
11 カバー層
12 支持基板
14A−14J L0−L9記録再生層
16A−16I 第1−第9中間層
30A ハードコート層
30B、30C 低屈折率膜
30D 微細凹凸

Claims (14)

  1. 光照射によって情報が再生され得る記録再生層が少なくとも4層以上、予め積層される又は事後的に形成される多層光記録媒体において、
    光入射面から最も近い前記記録再生層の単層状態の反射率が、0.2%以上かつ2.0%未満に設定され、
    前記光入射面は、光透過率向上加工が施されていることを特徴とする多層光記録媒体。
  2. 積層順に連続する複数の前記記録再生層から構成され、光入射面に近い手前側から該光入射面に遠い奥側に向かって積層状態の反射率が減少する記録再生層群を、少なくとも1群有していることを特徴とする、請求項1に記載の光記録媒体。
  3. 前記光透過率向上加工は、前記光入射面における光透過率を2.0%以上向上させるものであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の多層光記録媒体。
  4. 前記光入射面の反射率及び前記光入射面から最も近い前記記録再生層の反射率が、共に2.0%未満に設定されることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の多層光記録媒体。
  5. 前記記録再生層の層間距離が2種類以下に設定されることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の多層光記録媒体。
  6. 第1膜厚となる第1中間層と、前記第1膜厚よりも大きい第2膜厚となる第2中間層が、前記記録再生層を挟んで交互に積層されることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の多層光記録媒体。
  7. 前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の間には、実質透明な樹脂材料で構成されるカバー層が配置され、
    前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に、該カバー層と比較して記録光又は再生光における屈折率が小さい低屈折率膜が形成されることを特徴とする、請求項1乃6のいずれかに記載の多層光記媒体。
  8. 前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の間には、実質透明な樹脂材料で構成されるカバー層が配置され、
    前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に微細凹凸が形成されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれかに記載の多層光記媒体。
  9. 前記光透過率向上加工として、前記カバー層の表面に直接的に前記微細凹凸が形成されることを特徴とする、請求項8に記載の多層光記媒体。
  10. 前記記録再生層群は、多層光記録媒体において予め積層されており、
    同じ前記記録再生層群に属する前記記録再生層は、材料組成及び膜厚が実質的に同じであることを特徴とする、請求項2に記載の多層光記媒体。
  11. 同じ前記記録再生層群の属する前記記録再生層は、光学定数が互いに実質的に同一であることを特徴とする、請求項2に記載の多層光記媒体。
  12. 前記記録再生層群を2群以上有してなり、前記記録再生層の単層状態の反射率は、所属する前記記録再生層群の中で互いに略一致されており、
    前記光入射面に最も近い前記記録再生層群の前記反射率は、残りの前記記録再生層群の前記反射率と比較して小さいことを特徴とする、請求項2に記載の多層光記媒体。
  13. 前記記録再生層に対する記録又は再生で用いられる照射光の波長が405nmであることを特徴とする、請求項1乃至12のいずれかに記載の多層光記媒体。
  14. 前記光入射面と該光入射面から最も近い前記記録再生層の距離は、60μm以内となることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれかに記載の多層光記媒体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013196741A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Pioneer Electronic Corp 多層光ディスク

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038677A (ja) * 2012-08-17 2014-02-27 Sony Corp 光情報記録媒体および光情報記録媒体用積層体

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60138749A (ja) * 1983-12-27 1985-07-23 Toshiba Corp 光デイスク
JP2004022157A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 光ディスク及びその製造方法
JP2005174423A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Ricoh Co Ltd 相変化型多値情報記録媒体及びその記録方法
JP2009004063A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Tdk Corp 光記録媒体及びその再生方法
WO2009037773A1 (ja) * 2007-09-20 2009-03-26 Pioneer Corporation 記録再生方法、記録再生装置及び記録媒体
JP2010009702A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Sharp Corp 光情報記録媒体およびその製造方法
WO2010013321A1 (ja) * 2008-07-30 2010-02-04 パイオニア株式会社 光記録媒体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100347758C (zh) * 1991-06-04 2007-11-07 三菱电机株式会社 光学数据存贮介质
JP2006079795A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Tdk Corp 光記録媒体
JP4633840B2 (ja) * 2006-03-22 2011-02-16 パナソニック株式会社 多層情報記録媒体
US8156515B2 (en) * 2006-08-01 2012-04-10 Panasonic Corporation Optical recording medium and reproducing device
US7960092B2 (en) * 2006-10-23 2011-06-14 Sony Corporation Method of recording in an optical information recording medium
JP4998123B2 (ja) * 2007-07-13 2012-08-15 Tdk株式会社 記録パワー設定方法、多層光記録媒体、情報記録方法
US8526293B2 (en) * 2008-06-13 2013-09-03 Panasonic Corporation Information recording medium and recording/reproducing method for the same
CN101429640A (zh) * 2008-10-21 2009-05-13 北京东方新材科技有限公司 一种透明导电膜的制备方法
JP2011192378A (ja) * 2010-02-19 2011-09-29 Panasonic Corp 光ディスク装置および光ディスクの再生方法
JP2011170937A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Tdk Corp 光記録媒体、光記録媒体シリーズ
US8518513B2 (en) * 2010-10-21 2013-08-27 Tdk Corporation Multilayer optical recording medium

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60138749A (ja) * 1983-12-27 1985-07-23 Toshiba Corp 光デイスク
JP2004022157A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 光ディスク及びその製造方法
JP2005174423A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Ricoh Co Ltd 相変化型多値情報記録媒体及びその記録方法
JP2009004063A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Tdk Corp 光記録媒体及びその再生方法
WO2009037773A1 (ja) * 2007-09-20 2009-03-26 Pioneer Corporation 記録再生方法、記録再生装置及び記録媒体
JP2010009702A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Sharp Corp 光情報記録媒体およびその製造方法
WO2010013321A1 (ja) * 2008-07-30 2010-02-04 パイオニア株式会社 光記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013196741A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Pioneer Electronic Corp 多層光ディスク

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