光情報記録媒体およびその製造方法
【課題】記録層の膜厚に関して高い精度が要求されず、かつ、良好な再生出力を得ることができる光情報記録媒体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層１４と、当該複数の記録層１４の間に設けられる中間層１５とを備えた光情報記録媒体１０である。中間層１５は、記録層１４に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層１５Ａと、記録層１４に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層１５Ｂとを備え、第１中間層１５Ａは、記録層１４と異なる屈折率を有し、第２中間層１５Ｂは、記録層１４と略同一の屈折率を有している。第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂとの界面は、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが混じり合うことで徐々に屈折率が変化している。
【解決手段】記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層１４と、当該複数の記録層１４の間に設けられる中間層１５とを備えた光情報記録媒体１０である。中間層１５は、記録層１４に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層１５Ａと、記録層１４に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層１５Ｂとを備え、第１中間層１５Ａは、記録層１４と異なる屈折率を有し、第２中間層１５Ｂは、記録層１４と略同一の屈折率を有している。第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂとの界面は、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが混じり合うことで徐々に屈折率が変化している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光情報記録媒体に多層に情報を記録するため、２光子吸収などの多光子吸収反応を用いて光情報記録媒体中の記録材料に光学的変化を起こさせる方法が研究されている（例えば、特許文献１）。多光子吸収反応を用いた光情報記録媒体は、従来から広く用いられている単層の光情報記録媒体と同様に、情報の再生時に記録層の上下の両界面で反射した反射光同士が干渉すること（干渉効果という）を考慮し、記録部分と未記録部分の反射率（記録層の上下の両界面での反射光同士が干渉後、光ピックアップへ戻ってくる光の割合）の差が大きくなるように、記録部分の記録材料の屈折率変化と記録層の厚さが設定されている。特許文献１の情報記録媒体においても、同文献の図２に示すように膜厚と反射率の関係が考慮され、再生光波長をλ、記録層の屈折率をｎとして、記録層厚さをλ／４ｎ程度や、より薄い５〜５０ｎｍ程度にするとよいとされている（段落００６２）。
【０００３】
また、このように干渉効果を利用しない場合として、特許文献２に開示されたように、記録層の下に蛍光発光層を設け、この蛍光発光層で発した光を、記録層を通して検出することで、情報を読み取る構成とするものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２９０６５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２５７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、再生時に記録層の両界面での反射光の干渉効果を利用する場合、記録層が設計値通りの膜厚に製造されないと良好な変調度が得られないので、膜厚の精度が要求され、光情報記録媒体の製造コストが嵩むという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２のように、蛍光発光をベース光として、このベース光がどれだけ光検出器に戻ってくるかの強弱で変調を得ようとすると、蛍光発光自体が非常に微弱であるため、良好な再生出力が得にくいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、記録層の膜厚に関して高い精度が要求されず、かつ、良好な再生出力を得ることができる光情報記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明は、記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層と、当該複数の記録層の間に設けられる中間層とを備えた光情報記録媒体であって、前記中間層は、前記記録層に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層と、前記記録層に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層とを備え、前記第１中間層は、前記記録層と異なる屈折率を有し、前記第２中間層は、前記記録層と略同一の屈折率を有し、前記第１中間層と前記第２中間層との界面は、前記第１中間層と前記第２中間層が混じり合うことで徐々に屈折率が変化していることを特徴とする。
【０００９】
このような光情報記録媒体によれば、記録層に光を照射して、後述するように記録層にレンズ効果を持たせるように屈折率を変化させると、再生時において、読出光（再生時に照射する光）の照射側から見て、記録層と当該記録層の奥側に隣接する第１中間層との界面（本明細書において「奥側界面」という。）においては読出光が反射するが、記録層と当該記録層の手前側に隣接する第２中間層との界面（本明細書において「前側界面」という。）においては読出光が反射しない。また、第１中間層と第２中間層との界面（本明細書において「中間界面」という。）においても読出光は反射しない。このため、前側界面や中間界面における反射が、奥側界面による反射光の検出を阻害しないので、高いＳ／Ｎ比で情報を読み取ることが可能となる。
【００１０】
前記した光情報記録媒体において、前記記録層は、色素を含有する樹脂からなり、前記第１中間層および前記第２中間層は、前記記録光に対し透明な樹脂からなる構成とすることができる。
【００１１】
また、光情報記録媒体は、前記記録層の屈折率をｎ１、前記第１中間層の屈折率をｎ２として、０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４を満たすことが望ましい。
【００１２】
このように、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２、つまり、反射率が０．００１より大きいことで、奥側界面での反射光強度を確保して、情報の再生を可能にするとともに、反射率が０．０４より小さいことで、奥側界面での反射光強度を適度に小さくして、より奥側の記録層に記録光および読出光を到達させることを可能にし、記録層を多数設けて高容量化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の光情報記録媒体では、前側界面や中間界面での反射が実質的に無いことで、前側界面の反射、奥側界面の反射および中間界面の反射を合わせた反射率を一定とする条件の下では、前側界面や中間界面での反射が起こる場合に比較して、奥側界面の反射率を大きめに設定することができ、情報の再生時に高いＳ／Ｎ比を確保することができる。
【００１４】
前記した各光情報記録媒体の製造方法は、記録層形成面に対し、記録層の材料を塗布する第１工程と、前記記録層を硬化させる第２工程と、前記記録層の上に、第２中間層の材料を塗布する第３工程と、前の工程で塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層の材料を塗布する第４工程と、前記第１中間層および前記第２中間層を硬化させる第５工程とを有し、前記各工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１５】
このように記録層を硬化させた後に、記録層の上に第２中間層の材料を塗布するので、前側界面は記録層と第２中間層がはっきりとした界面となるが、記録層と第２中間層の屈折率は略同一なので、前側界面における反射を抑えることができる。また、塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に、第１中間層の材料を塗布することで、第２中間層の材料と第１中間層の材料とが、拡散して僅かに混ざり合う。そして、この混じり合った状態で第１中間層と第２中間層を同時に硬化させることで、中間界面において第２中間層と第１中間層が混じり合った状態を形成することができる。これにより、中間界面における反射を抑えることができる。さらに、前記各工程を繰り返し行うので、既に硬化した第１中間層の上に記録層が塗布され、奥側界面は第１中間層と記録層が混じり合わず、はっきりとした界面となる。これにより、奥側界面における反射を発生させることができる。
【００１６】
前記した製造方法は、前記第３工程と前記第４工程の間に、前記第２中間層を硬化させる第６工程と、前記第２中間層の上に第２中間層の材料を塗布する第７工程とを有してもよい。
【００１７】
前記した製造方法においては、前記記録層の塗布、前記第１中間層の塗布および前記第２中間層の塗布は、スピンコートにより行うことができる。
【００１８】
前記した製造方法においては、前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることができる。同様に、前記第６工程においても、光を照射することで前記第２中間層の材料を硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、前側界面や中間界面における反射を実質的に無くして、高いＳ／Ｎ比で情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】多層光情報記録媒体の断面図である。
【図２】記録層の厚さと変調度の関係を示すグラフである。
【図３】記録スポットの平面的な図である。
【図４】ｄ／ω０と変調度の関係を示すグラフである。
【図５】記録時の焦点位置と記録スポットの形成を説明する図である。
【図６】再生時の焦点位置と記録スポットにおけるレンズ効果を説明する図である。
【図７】再生時の焦点位置と非記録位置における読出光の反射を説明する図である。
【図８】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）〜（ｃ）である。
【図９】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）および（ｂ）である。
【図１０】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）および（ｂ）である。
【図１１】変形例における再生時のレンズ効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体１０は、図１に示すように、基板１１と、サーボ信号層１２と、複数の記録層１４と、複数の中間層１５と、カバー層１６とを備えてなる。
【００２２】
基板１１は、記録層１４などを支持するための支持体であり、一例としてポリカーボネートの円板などからなる。基板１１の材質や厚さは特に限定されない。
【００２３】
サーボ信号層１２は、記録層１４および中間層１５を基板１１に保持させるための粘着性または接着性の樹脂材料からなり、基板１１側の面に予め凹凸または屈折率の変化によりサーボ信号が記録された層である。ここでのサーボ信号は、記録時および再生時のフォーカスの基準面であることを記録再生装置が認識できるように予め設定された信号である。所定の記録層１４に焦点を合わせる場合には、この基準面からの距離や、界面の数を考慮して焦点を制御する。また、記録時および再生時に円周方向に並んだ記録スポットのトラックに正確にレーザ光を照射できるようにトラッキング用のサーボ信号または溝を設けておくとよい。なお、サーボ信号層１２の有無は任意である。
【００２４】
記録層１４は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、記録光（記録用の照射光）の照射により屈折率が変化するものを用いる。屈折率の変化は、記録光の照射により、屈折率が小さい状態から大きい状態になるのでもよいし、逆に大きい状態から小さい状態になるのでもよい。ここでは、記録層１４は、一例として、記録光の照射により屈折率が小さくなる記録材料を用いることとする。記録層１４の材料としては、記録層１４に適度な厚みを持たせ、また、色素が光を吸収した結果発生した熱により屈折率を変化させるため、記録光を１光子吸収または多光子吸収する色素を含有する樹脂からなることが望ましい。このような色素を含有する樹脂としては、例えば、色素を高分子バインダーに分散させたものを用いることができる。高分子バインダーとしては、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などを用いることができる。また、本実施形態では、記録層１４の材料として、高分子バインダーの一部に光（紫外線）の照射により硬化する光硬化性樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を含んでいる。
【００２５】
上記記録光を吸収する色素としては、例えば、ヒートモード型記録材料として従来用いられていた色素を用いることができる。例えば、フタロシアニン系化合物、アゾ化合物、アゾ金属錯体化合物、メチン色素（シアニン系化合物、オキソノール系化合物、スチリル色素、メロシアニン色素）を用いることができる。また、多層の記録層を有する記録媒体において記録再生時における隣接記録層への影響を最小限にするためには、前記記録光を吸収する色素として、多光子吸収色素を用いることが望ましく、多光子吸収色素は、例えば、読出光の波長に線形吸収帯を持たない２光子吸収化合物であることが好ましい。
【００２６】
２光子吸収化合物としては、読出光の波長に線形吸収帯を持たないものであれば、特に限定されないが、例えば、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【化１】
【００２７】
（一般式（１）中、ＸおよびＹはハメットのシグマパラ値（σｐ値）が共にゼロ以上の値を有する置換基を表し、同一でもそれぞれ異なってもよく、ｎは１〜４の整数を表し、Ｒは置換基を表し、同一でもそれぞれ異なってもよく、ｍは０〜４の整数を表す。）
【００２８】
一般式（１）中、ＸおよびＹはハメット式におけるσｐ値が正の値を取るもの、所謂電子吸引性の基を指し、好ましくは例えばトリフルオロメチル基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、などが挙げられ、より好ましくはトリフルオロメチル基、シアノ基、アシル基、アシルオキシ基、またはアルコキシカルボニル基であり、最も好ましくはシアノ基、ベンゾイル基である。これらの置換基のうち、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アシル基、アシルオキシ基、およびアルコキシカルボニル基は、溶媒への溶解性の付与等の他、様々な目的で、更に置換基を有してもよく、置換基としては、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アリールオキシ基、などが挙げられる。
【００２９】
ｎは１以上４以下の整数を表し、より好ましくは２または３であり、最も好ましくは２である。ｎが５以上になるほど、線形吸収が長波長側に出てくるようになり、７００ｎｍよりも短波長の領域の記録光を用いての非共鳴２光子吸収記録ができなくなる。
Ｒは置換基を表し、置換基としては、特に限定されず、具体的には、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アリールオキシ基、などが挙げられる。ｍは０以上４以下の整数を表す。
【００３０】
一般式（１）で表される構造を有する化合物の具体例としては、特に限定されないが、下記の化学構造式Ｄ−１〜Ｄ−２１の化合物を使用することができる。
【化２】
【００３１】
記録層１４は、記録後において形成される屈折率分布がレンズ効果を奏するように、十分な厚さを有している。具体的には、記録層１４は、記録光の波長をλ、記録層１４の屈折率をｎとして２λ／ｎ以上の厚さを有している。図２に示すように、ｎＤ／λ（Ｄは記録層の厚さ）と変調度（検出光強度の（最大値−最小値）／最大値 で求まる値）の関係を計算すると、ｎＤ／λが２以上で変調度が０．１以上となり、良好な変調度が得られることが分かる。このことから、厚さＤは２λ／ｎ以上であるのがよい。
【００３２】
一例として、記録光の波長を５２２ｎｍ、記録層１４の屈折率を１．４０とすれば、記録層１４の厚さは７４５ｎｍ以上である。この厚さは、従来の干渉効果を利用した光情報記録媒体に比較して数倍の厚さであり、これにより、記録層１４に記録スポットが形成されると、記録スポットにレンズ効果を持たせることができる。
【００３３】
記録層１４の厚さの上限は特に限定されないが、記録層１４の層数をなるべく多くするため、５μｍ以下であるのが望ましい。一例として、本実施形態では、記録層１４の厚さは１μｍである。記録層１４は、例えば、２〜１００層程度設けられる。光情報記録媒体１０の記憶容量を大きくするため、記録層１４は多い方が望ましく、例えば１０層以上であるのが望ましい。
【００３４】
中間層１５は、図１に示すように、複数の記録層１４の間、言い換えると、各記録層１４の上下に隣接して設けられている。中間層１５は、複数の記録層１４の間で層間クロストーク（隣接する記録層１４間の信号の混じり合い）が生じないように、記録層１４同士の間隔を所定量空けるために設けられている。このため、中間層１５の厚さは、３μｍ以上であり、一例として、本実施形態では１０μｍである。
【００３５】
１つ（１層）の中間層１５は、第１中間層１５Ａと、当該第１中間層１５Ａの下側に隣接する第２中間層１５Ｂとを備えている。第１中間層１５Ａは、中間層１５の上側の記録層１４に隣接し、第２中間層１５Ｂは、中間層１５の下側の記録層１４に隣接している。逆に、１つの記録層１４に着目すれば、第１中間層１５Ａは、記録層１４に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接し、第２中間層１５Ｂは、記録層１４に対し記録光が入射される側で隣接している。
【００３６】
第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。また、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録光や読出光、再生光（読出光の照射により発生する光）の損失を最小限にするため、記録光や読出光、再生光に対し、透明な樹脂からなることが望ましい。ここでの透明とは、第１中間層１５Ａの吸収率と第２中間層１５Ｂの吸収率を合わせた吸収率が１％以下であることをいう。さらに、本実施形態では、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録層１４と同様に、その材料としてＵＶ硬化樹脂を含んでいる。
【００３７】
第１中間層１５Ａは、記録光などの照射側（図１における上）から見て記録層１４の下側（奥側）に隣接して設けられ、記録層１４と異なる屈折率を有している。これにより、記録層１４と第１中間層１５Ａとの界面（奥側界面１８）においては、屈折率の急変による読出光の反射が可能となっている。第１中間層１５Ａは、記録層１４と屈折率の差が適度に設けられているのがよい。具体的には、記録層１４の屈折率をｎ１、第１中間層１５Ａの屈折率をｎ２として、
０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４
を満たすのが望ましい。
【００３８】
（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２が０．００１より大きいことで、奥側界面１８での反射光量を大きくして、情報の再生時に、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる。また、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２が０．０４より小さいことで、奥側界面１８での反射光量を適度な大きさに抑えて、記録時および再生時において記録再生光（本明細書において、記録光、読出光および再生光を指す。）が大きな減衰を受けることなく深い記録層１４に到達するのを可能にする。
【００３９】
第１中間層１５Ａの屈折率ｎ２は、一例としては、１．６１である。記録層１４の屈折率ｎ１が１．４０であるとすると、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２は、０．００４９であり、前記した不等式を満たす。
【００４０】
第２中間層１５Ｂは、記録光などの照射側から見て記録層１４の上側（手前側）に隣接して設けられ、記録層１４と略同一の屈折率を有している。ここで、本発明において、記録層１４と第２中間層１５Ｂとの界面（前側界面１９）での反射率は、奥側界面１８での反射率よりも十分に小さいことが望ましい。前側界面１９からの反射光と奥側界面１８からの反射光が干渉すると、記録層１４の厚みの変化により再生出力が大きくなったり小さくなったりするが、このような再生出力の変動は、再生光の波長の数分の一以下という非常に小さな記録層１４の厚みの誤差を許容しないことを意味する。そして、実際の媒体においては、例えば、厚さ１μｍの記録層１４を、上記したような再生出力の変動を生じない精度に均一に製造することは非常に困難である。このような点からも、前側界面１９での反射率を奥側界面１８での反射率よりも十分に小さくすることは重要である。
【００４１】
以上より、本発明において、前側界面１９での反射率は、奥側界面１８での反射率の１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。そして、これを満たすために、記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率とは略同一であることが必要となる。具体的には、本明細書において屈折率が略同一とは、記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率との差が０．０５以下の場合をいい、好ましくは０．０３以下、より好ましくは０．０１以下、最も好ましくは０の場合をいう。これにより、前側界面１９においては、屈折率の急変による反射が起こらず、記録再生光を反射することなく透過させることができる。
【００４２】
記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率との差を小さくし、望ましくは０にするためには、記録層１４および第２中間層１５Ｂに用いる材料の配合を調整するとよい。具体的には、記録層１４の材料には、２光子吸収化合物などの色素が高分子バインダー中に混入されているので、色素または高分子バインダーの屈折率を適切に選択し、それぞれの配合比率を変更することによって屈折率を任意に調整することができる。また、高分子バインダーは、類似の基本構造を有していても重合度が異なると屈折率も変化するため、重合度が異なる高分子バインダーを用いたり、高分子バインダーの重合度を調整したりすることでも屈折率の調整が可能である。さらに、複数の高分子バインダーを配合することで調整することも可能である。また、屈折率調整剤（無機微粒子等）を添加して屈折率を調整することも可能である。
【００４３】
第２中間層１５Ｂの屈折率を調整する場合、第２中間層１５Ｂの材料として用いることができる樹脂などのポリマー材料の重合度を調整することで、屈折率を調整することができる。また、中間層１５として使用可能な材料を任意に配合して屈折率を調整したり、屈折率調整剤（無機微粒子等）を添加して調整したりすることも可能である。
【００４４】
１つの中間層１５を構成する第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂとの界面（中間界面２０）は、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが混じり合うことで徐々に屈折率が変化している。すなわち、中間界面２０では、界面が明確には形成されていない。これにより、中間界面２０においては、屈折率の急変による反射が起こらず、記録再生光を反射することなく透過させることができる。
【００４５】
カバー層１６は、記録層１４および中間層１５（第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂ）を保護するために設けられる層であり、記録再生光が透過可能な材料からなる。カバー層１６は、数十μｍ〜数ｍｍの適宜な厚さで設けられる。
【００４６】
以上のような光情報記録媒体１０に、情報を記録・再生する方法について説明する。
所望の記録層１４に情報を記録するとき、その記録層１４に、記録すべき情報に応じて出力が変調されたレーザ光（記録光ＲＢ）を照射する。記録層１４が、多光子吸収化合物を主たる記録色素として有する場合、このレーザ光には、ピークパワーを大きくできるパルスレーザ光を用いるとよい。そして、記録光ＲＢの焦点の位置は、図５に示すように、レーザ光の奥側界面１８から記録光ＲＢの入射側にω０＜ｄ＜３ω０を満たすオフセット量ｄだけずらすのがよい。ここでのω０は、図３に示した記録スポットＭの半径である。この半径ω０は、図３の左の記録スポットＭのように記録光ＲＢと光情報記録媒体１０を相対的に移動させていないときの円形状のスポットの半径であり、図３の中央および右の２つの記録スポットＭのように、記録光ＲＢと光情報記録媒体１０を互いに相対的に移動させた結果細長い形状となった場合には、記録スポットＭの幅の半分として測定することができる。
【００４７】
ここで、オフセット量ｄの範囲について説明する。まず、レーザ光で形成しうる微細なスポット径はω０＝０．１〜０．３μｍの範囲を想定している。記録するスポットの半径ω０は、使用する記録光の波長と対物レンズの開口数ＮＡとで決まる回折限界によって決定される。半径ω０は、記録層１４の１層あたりの面記録密度および使用する記録用レーザの波長から、０．１〜０．３μｍ程度であることが望ましいといえる。ここで、図４に示すように、オフセット量ｄと半径ω０の比ｄ／ω０と変調度の関係を計算すると、ω０＝０．１５〜０．３μｍの範囲では、ｄ／ω０の値が１〜３の間で変調度が良好となるので、オフセット量ｄとしては、ω０＜ｄ＜３ω０の範囲が良好であるといえる。なお、この計算においては、記録層１４の厚さは１μｍとしている。
【００４８】
上記のようにして記録光ＲＢを照射すると、図５に模式的に示したように、光の強度に応じて（２光子吸収反応であれば光の強度の２乗に比例して）、光の強度が高い焦点付近ほど光の吸収反応が多く起こり、この反応に応じて屈折率が小さくなる。このため、１μｍの厚みがある記録層１４には、屈折率の分布ができる。この屈折率の分布を有する記録スポットＭが読出光にとってレンズとして作用する。
【００４９】
所望の記録層１４から情報を再生するとき、その記録層１４にＣＷレーザ光（読出光ＯＢ）を照射する。このとき、図６に示すように、読出光ＯＢは、記録層１４と中間層１５（第１中間層１５Ａ）の奥側界面１８を目標にして焦点位置を調整する。すると、読出光ＯＢは、記録スポットＭに入った後、記録スポットＭのレンズ効果により記録スポットＭから逸れるように進行する。このため、記録スポットＭの位置においては、奥側界面１８で反射する光がほとんど無い。一方、図７に示すように、記録層１４における未記録部分、つまり、記録スポットＭ以外の位置においては、読出光ＯＢは奥側界面１８で反射するため、記録部分と未記録部分における反射光の強度の違いが得られることで、情報を再生することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態の光情報記録媒体１０においては、記録部分と未記録部分の奥側界面１８における反射率の違いを利用して、情報の記録・再生が可能となっている。そして、従来の記録方式においては、奥側界面１８の反射と前側界面１９の反射の干渉効果を用いて情報の再生をしていたので、前側界面１９の反射が必須であったが、本実施形態の記録方式においては、前側界面１９の反射は必要ではなく、むしろノイズとなる。
【００５１】
そこで、本実施形態のように、前側界面１９において記録層１４と隣接する第２中間層１５Ｂの屈折率を記録層１４の屈折率と略同一にすることで、前側界面１９における記録再生光の反射を無くすことができる。また、第２中間層１５Ｂと、記録層１４と異なる屈折率を有する第１中間層１５Ａとの界面（中間界面２０）において第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂの屈折率を徐々に変化させることで、中間界面２０における記録再生光の反射も無くすことができる。これらにより、再生光のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となるので、良好な再生出力を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態の光情報記録媒体１０によれば、干渉効果を用いずに、記録層１４に形成された記録スポットＭのレンズ効果を利用して、記録部分と未記録部分における再生出力（反射光強度）の変調を得ることができるので、記録層１４の膜厚の精度はそれほど高く要求されず、製造コストを抑えることができる。また、再生時には奥側界面１８における読出光の反射を利用しているので、蛍光を利用する場合に比較して、高い再生出力を得ることができる。
【００５３】
次に、光情報記録媒体１０の製造方法について説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、基板１１の上にサーボ信号層１２を設けたワークに対し、中間層１５を形成する。これにより、中間層１５の表面が、後に記録層１４が形成される記録層形成面Ｆとなる。なお、中間層１５の具体的な形成方法については後述するので、ここでは詳細な説明を省略する。また、サーボ信号層１２が記録層１４と異なる屈折率を有する場合には、サーボ信号層１２の表面を記録層形成面Ｆとし、サーボ信号層１２の上に記録層１４を形成してもよい。
【００５４】
次に、図８（ｂ）に示すように、記録層形成面Ｆに対し、スピンコートにより記録層１４の材料を塗布する（第１工程）。その後、紫外線（光）を照射することで、記録層１４の材料を完全に硬化させる（第２工程）。
【００５５】
そして、図８（ｃ）に示すように、記録層１４の上に、スピンコートにより第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第３工程）。この第３工程において、第２中間層１５Ｂの材料は、第２中間層１５Ｂの最終的な層厚よりも薄くなるように塗布する。その後、紫外線を照射することで、第２中間層１５Ｂの材料を完全に硬化させる（第６工程）。
【００５６】
次いで、図９（ａ）に示すように、完全に硬化させた第２中間層１５Ｂの上に、スピンコートにより再び第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第７工程）。当該工程において、第２中間層１５Ｂの材料は、硬化時の収縮などを考慮した上で、先に形成した第２中間層１５Ｂの層厚と合わせ、最終的な第２中間層１５Ｂの層厚となるように塗布する。
【００５７】
そして、前の工程（第７工程）で塗布した第２中間層１５Ｂの材料を硬化させる前、または、僅かな紫外線の照射などにより一部硬化させた後に、図９（ｂ）に示すように、スピンコートにより第１中間層１５Ａの材料を塗布する（第４工程）。この第４工程を行うと、完全には硬化していない第２中間層１５Ｂに、液状の第１中間層１５Ａの材料が付着するので、両者の間で材料の拡散が僅かに起こり、第２中間層１５Ｂと第１中間層１５Ａの材料が混じり合う。
【００５８】
その後、図１０（ａ）に示すように、紫外線を照射することで、第２中間層１５Ｂおよび第１中間層１５Ａの材料を完全に硬化させる（第５工程）。第２中間層１５Ｂと第１中間層１５Ａとが硬化すると、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが適度に混じり合った状態で両者が固定され、１つの中間層１５となる。そして、以後は両者の拡散が起こらなくなる。このようにして、記録層１４および中間層１５（第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂ）の１組の層（複合層）が形成される。
【００５９】
その後は、上記の各工程を繰り返し行う。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、最も上の中間層１５（記録層形成面Ｆ）に対し、スピンコートにより記録層１４の材料を塗布する（第１工程）。このとき、最も上の中間層１５（第１中間層１５Ａ）は完全に硬化しているので、記録層１４の材料を塗布しても、記録層１４と中間層１５（第１中間層１５Ａ）とは混じり合わず、界面（奥側界面１８）が明確に形成される。
【００６０】
そして、図８（ｃ）〜図１０（ａ）に示す、第２工程、第３工程、第６工程、第７工程、第４工程および第５工程をこの順に行うことで、２つ目の複合層が形成される。以後、以上の各工程を複数回繰り返し、最後に中間層１５の上にカバー層１６を形成することで光情報記録媒体１０が製造できる。
【００６１】
以上のようにして、本実施形態の光情報記録媒体１０の製造方法によれば、スピンコータ上で、塗布と硬化を繰り返すことで光情報記録媒体１０を製造することができる。すなわち、従来用いられているスピンコータの設備を利用して、安価に製造が可能である。
【００６２】
また、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料がＵＶ硬化樹脂を含むので、図８（ｂ）に示す第２工程、図８（ｃ）に示す第６工程および図１０（ａ）に示す第５工程において、紫外線を照射することで、記録層１４、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂを簡単かつ迅速に硬化可能である。
【００６３】
なお、本発明では、選択する第１中間層１５Ａの材料の特性や第２中間層１５Ｂの材料の特性によっては、前記した第６工程および第７工程を省略することができる。この場合は、第１工程および第２工程を行うことで形成された記録層１４の上に、第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第３工程）。このとき、第２中間層１５Ｂの材料は、硬化時の収縮などを考慮した上で、第２中間層１５Ｂの最終的な層厚を形成するのに必要な量を全量塗布する。そして、前の工程（第３工程）で塗布した第２中間層１５Ｂを硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層１５Ａの材料を塗布し（第４工程）、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂを硬化させる（第５工程）。
【００６４】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、記録層１４は、記録光の照射により屈折率が小さくなるものを例示したが、記録光の照射により屈折率が大きくなるような記録材料を用いてもよい。この場合には、図１１に示すように、記録スポットＭが読出光ＯＢを集めるように作用するので、記録部分において未記録部分よりも高い反射率で読出光ＯＢを反射し、記録部分と未記録部分の反射光強度の変調が発生する。もっとも、変調度を高くして再生出力において高いＳ／Ｎ比を得るためには、記録層１４においては、前記した実施形態のように、記録光の照射により屈折率が小さくなる記録材料を用いるのが望ましい。
【００６５】
また、前記実施形態においては、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料は、スピンコートにより塗布したが、所望の厚さで良好な塗膜が得られる限り、塗布方法は、スピンコートに限られない。
【００６６】
また、前記実施形態においては、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料は、ＵＶ硬化樹脂（光硬化性樹脂）を含んでいたが、これに限定されず、光硬化性樹脂を含まないものであってもよい。
【００６７】
また、前記実施形態においては、中間層１５の上にカバー層１６を形成したが、これに限定されず、記録層１４の上にカバー層１６を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 光情報記録媒体
１１ 基板
１４ 記録層
１５ 中間層
１５Ａ 第１中間層
１５Ｂ 第２中間層
１６ カバー層
１８ 奥側界面
１９ 前側界面
２０ 中間界面
Ｆ 記録層形成面
Ｍ 記録スポット
ＯＢ 読出光
ＲＢ 記録光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光情報記録媒体に多層に情報を記録するため、２光子吸収などの多光子吸収反応を用いて光情報記録媒体中の記録材料に光学的変化を起こさせる方法が研究されている（例えば、特許文献１）。多光子吸収反応を用いた光情報記録媒体は、従来から広く用いられている単層の光情報記録媒体と同様に、情報の再生時に記録層の上下の両界面で反射した反射光同士が干渉すること（干渉効果という）を考慮し、記録部分と未記録部分の反射率（記録層の上下の両界面での反射光同士が干渉後、光ピックアップへ戻ってくる光の割合）の差が大きくなるように、記録部分の記録材料の屈折率変化と記録層の厚さが設定されている。特許文献１の情報記録媒体においても、同文献の図２に示すように膜厚と反射率の関係が考慮され、再生光波長をλ、記録層の屈折率をｎとして、記録層厚さをλ／４ｎ程度や、より薄い５〜５０ｎｍ程度にするとよいとされている（段落００６２）。
【０００３】
また、このように干渉効果を利用しない場合として、特許文献２に開示されたように、記録層の下に蛍光発光層を設け、この蛍光発光層で発した光を、記録層を通して検出することで、情報を読み取る構成とするものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２９０６５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２５７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、再生時に記録層の両界面での反射光の干渉効果を利用する場合、記録層が設計値通りの膜厚に製造されないと良好な変調度が得られないので、膜厚の精度が要求され、光情報記録媒体の製造コストが嵩むという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２のように、蛍光発光をベース光として、このベース光がどれだけ光検出器に戻ってくるかの強弱で変調を得ようとすると、蛍光発光自体が非常に微弱であるため、良好な再生出力が得にくいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、記録層の膜厚に関して高い精度が要求されず、かつ、良好な再生出力を得ることができる光情報記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明は、記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層と、当該複数の記録層の間に設けられる中間層とを備えた光情報記録媒体であって、前記中間層は、前記記録層に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層と、前記記録層に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層とを備え、前記第１中間層は、前記記録層と異なる屈折率を有し、前記第２中間層は、前記記録層と略同一の屈折率を有し、前記第１中間層と前記第２中間層との界面は、前記第１中間層と前記第２中間層が混じり合うことで徐々に屈折率が変化していることを特徴とする。
【０００９】
このような光情報記録媒体によれば、記録層に光を照射して、後述するように記録層にレンズ効果を持たせるように屈折率を変化させると、再生時において、読出光（再生時に照射する光）の照射側から見て、記録層と当該記録層の奥側に隣接する第１中間層との界面（本明細書において「奥側界面」という。）においては読出光が反射するが、記録層と当該記録層の手前側に隣接する第２中間層との界面（本明細書において「前側界面」という。）においては読出光が反射しない。また、第１中間層と第２中間層との界面（本明細書において「中間界面」という。）においても読出光は反射しない。このため、前側界面や中間界面における反射が、奥側界面による反射光の検出を阻害しないので、高いＳ／Ｎ比で情報を読み取ることが可能となる。
【００１０】
前記した光情報記録媒体において、前記記録層は、色素を含有する樹脂からなり、前記第１中間層および前記第２中間層は、前記記録光に対し透明な樹脂からなる構成とすることができる。
【００１１】
また、光情報記録媒体は、前記記録層の屈折率をｎ１、前記第１中間層の屈折率をｎ２として、０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４を満たすことが望ましい。
【００１２】
このように、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２、つまり、反射率が０．００１より大きいことで、奥側界面での反射光強度を確保して、情報の再生を可能にするとともに、反射率が０．０４より小さいことで、奥側界面での反射光強度を適度に小さくして、より奥側の記録層に記録光および読出光を到達させることを可能にし、記録層を多数設けて高容量化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の光情報記録媒体では、前側界面や中間界面での反射が実質的に無いことで、前側界面の反射、奥側界面の反射および中間界面の反射を合わせた反射率を一定とする条件の下では、前側界面や中間界面での反射が起こる場合に比較して、奥側界面の反射率を大きめに設定することができ、情報の再生時に高いＳ／Ｎ比を確保することができる。
【００１４】
前記した各光情報記録媒体の製造方法は、記録層形成面に対し、記録層の材料を塗布する第１工程と、前記記録層を硬化させる第２工程と、前記記録層の上に、第２中間層の材料を塗布する第３工程と、前の工程で塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層の材料を塗布する第４工程と、前記第１中間層および前記第２中間層を硬化させる第５工程とを有し、前記各工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１５】
このように記録層を硬化させた後に、記録層の上に第２中間層の材料を塗布するので、前側界面は記録層と第２中間層がはっきりとした界面となるが、記録層と第２中間層の屈折率は略同一なので、前側界面における反射を抑えることができる。また、塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に、第１中間層の材料を塗布することで、第２中間層の材料と第１中間層の材料とが、拡散して僅かに混ざり合う。そして、この混じり合った状態で第１中間層と第２中間層を同時に硬化させることで、中間界面において第２中間層と第１中間層が混じり合った状態を形成することができる。これにより、中間界面における反射を抑えることができる。さらに、前記各工程を繰り返し行うので、既に硬化した第１中間層の上に記録層が塗布され、奥側界面は第１中間層と記録層が混じり合わず、はっきりとした界面となる。これにより、奥側界面における反射を発生させることができる。
【００１６】
前記した製造方法は、前記第３工程と前記第４工程の間に、前記第２中間層を硬化させる第６工程と、前記第２中間層の上に第２中間層の材料を塗布する第７工程とを有してもよい。
【００１７】
前記した製造方法においては、前記記録層の塗布、前記第１中間層の塗布および前記第２中間層の塗布は、スピンコートにより行うことができる。
【００１８】
前記した製造方法においては、前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることができる。同様に、前記第６工程においても、光を照射することで前記第２中間層の材料を硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、前側界面や中間界面における反射を実質的に無くして、高いＳ／Ｎ比で情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】多層光情報記録媒体の断面図である。
【図２】記録層の厚さと変調度の関係を示すグラフである。
【図３】記録スポットの平面的な図である。
【図４】ｄ／ω０と変調度の関係を示すグラフである。
【図５】記録時の焦点位置と記録スポットの形成を説明する図である。
【図６】再生時の焦点位置と記録スポットにおけるレンズ効果を説明する図である。
【図７】再生時の焦点位置と非記録位置における読出光の反射を説明する図である。
【図８】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）〜（ｃ）である。
【図９】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）および（ｂ）である。
【図１０】光情報記録媒体の製造方法を説明する図（ａ）および（ｂ）である。
【図１１】変形例における再生時のレンズ効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体１０は、図１に示すように、基板１１と、サーボ信号層１２と、複数の記録層１４と、複数の中間層１５と、カバー層１６とを備えてなる。
【００２２】
基板１１は、記録層１４などを支持するための支持体であり、一例としてポリカーボネートの円板などからなる。基板１１の材質や厚さは特に限定されない。
【００２３】
サーボ信号層１２は、記録層１４および中間層１５を基板１１に保持させるための粘着性または接着性の樹脂材料からなり、基板１１側の面に予め凹凸または屈折率の変化によりサーボ信号が記録された層である。ここでのサーボ信号は、記録時および再生時のフォーカスの基準面であることを記録再生装置が認識できるように予め設定された信号である。所定の記録層１４に焦点を合わせる場合には、この基準面からの距離や、界面の数を考慮して焦点を制御する。また、記録時および再生時に円周方向に並んだ記録スポットのトラックに正確にレーザ光を照射できるようにトラッキング用のサーボ信号または溝を設けておくとよい。なお、サーボ信号層１２の有無は任意である。
【００２４】
記録層１４は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、記録光（記録用の照射光）の照射により屈折率が変化するものを用いる。屈折率の変化は、記録光の照射により、屈折率が小さい状態から大きい状態になるのでもよいし、逆に大きい状態から小さい状態になるのでもよい。ここでは、記録層１４は、一例として、記録光の照射により屈折率が小さくなる記録材料を用いることとする。記録層１４の材料としては、記録層１４に適度な厚みを持たせ、また、色素が光を吸収した結果発生した熱により屈折率を変化させるため、記録光を１光子吸収または多光子吸収する色素を含有する樹脂からなることが望ましい。このような色素を含有する樹脂としては、例えば、色素を高分子バインダーに分散させたものを用いることができる。高分子バインダーとしては、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などを用いることができる。また、本実施形態では、記録層１４の材料として、高分子バインダーの一部に光（紫外線）の照射により硬化する光硬化性樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を含んでいる。
【００２５】
上記記録光を吸収する色素としては、例えば、ヒートモード型記録材料として従来用いられていた色素を用いることができる。例えば、フタロシアニン系化合物、アゾ化合物、アゾ金属錯体化合物、メチン色素（シアニン系化合物、オキソノール系化合物、スチリル色素、メロシアニン色素）を用いることができる。また、多層の記録層を有する記録媒体において記録再生時における隣接記録層への影響を最小限にするためには、前記記録光を吸収する色素として、多光子吸収色素を用いることが望ましく、多光子吸収色素は、例えば、読出光の波長に線形吸収帯を持たない２光子吸収化合物であることが好ましい。
【００２６】
２光子吸収化合物としては、読出光の波長に線形吸収帯を持たないものであれば、特に限定されないが、例えば、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【化１】
【００２７】
（一般式（１）中、ＸおよびＹはハメットのシグマパラ値（σｐ値）が共にゼロ以上の値を有する置換基を表し、同一でもそれぞれ異なってもよく、ｎは１〜４の整数を表し、Ｒは置換基を表し、同一でもそれぞれ異なってもよく、ｍは０〜４の整数を表す。）
【００２８】
一般式（１）中、ＸおよびＹはハメット式におけるσｐ値が正の値を取るもの、所謂電子吸引性の基を指し、好ましくは例えばトリフルオロメチル基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、などが挙げられ、より好ましくはトリフルオロメチル基、シアノ基、アシル基、アシルオキシ基、またはアルコキシカルボニル基であり、最も好ましくはシアノ基、ベンゾイル基である。これらの置換基のうち、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アシル基、アシルオキシ基、およびアルコキシカルボニル基は、溶媒への溶解性の付与等の他、様々な目的で、更に置換基を有してもよく、置換基としては、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アリールオキシ基、などが挙げられる。
【００２９】
ｎは１以上４以下の整数を表し、より好ましくは２または３であり、最も好ましくは２である。ｎが５以上になるほど、線形吸収が長波長側に出てくるようになり、７００ｎｍよりも短波長の領域の記録光を用いての非共鳴２光子吸収記録ができなくなる。
Ｒは置換基を表し、置換基としては、特に限定されず、具体的には、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アリールオキシ基、などが挙げられる。ｍは０以上４以下の整数を表す。
【００３０】
一般式（１）で表される構造を有する化合物の具体例としては、特に限定されないが、下記の化学構造式Ｄ−１〜Ｄ−２１の化合物を使用することができる。
【化２】
【００３１】
記録層１４は、記録後において形成される屈折率分布がレンズ効果を奏するように、十分な厚さを有している。具体的には、記録層１４は、記録光の波長をλ、記録層１４の屈折率をｎとして２λ／ｎ以上の厚さを有している。図２に示すように、ｎＤ／λ（Ｄは記録層の厚さ）と変調度（検出光強度の（最大値−最小値）／最大値 で求まる値）の関係を計算すると、ｎＤ／λが２以上で変調度が０．１以上となり、良好な変調度が得られることが分かる。このことから、厚さＤは２λ／ｎ以上であるのがよい。
【００３２】
一例として、記録光の波長を５２２ｎｍ、記録層１４の屈折率を１．４０とすれば、記録層１４の厚さは７４５ｎｍ以上である。この厚さは、従来の干渉効果を利用した光情報記録媒体に比較して数倍の厚さであり、これにより、記録層１４に記録スポットが形成されると、記録スポットにレンズ効果を持たせることができる。
【００３３】
記録層１４の厚さの上限は特に限定されないが、記録層１４の層数をなるべく多くするため、５μｍ以下であるのが望ましい。一例として、本実施形態では、記録層１４の厚さは１μｍである。記録層１４は、例えば、２〜１００層程度設けられる。光情報記録媒体１０の記憶容量を大きくするため、記録層１４は多い方が望ましく、例えば１０層以上であるのが望ましい。
【００３４】
中間層１５は、図１に示すように、複数の記録層１４の間、言い換えると、各記録層１４の上下に隣接して設けられている。中間層１５は、複数の記録層１４の間で層間クロストーク（隣接する記録層１４間の信号の混じり合い）が生じないように、記録層１４同士の間隔を所定量空けるために設けられている。このため、中間層１５の厚さは、３μｍ以上であり、一例として、本実施形態では１０μｍである。
【００３５】
１つ（１層）の中間層１５は、第１中間層１５Ａと、当該第１中間層１５Ａの下側に隣接する第２中間層１５Ｂとを備えている。第１中間層１５Ａは、中間層１５の上側の記録層１４に隣接し、第２中間層１５Ｂは、中間層１５の下側の記録層１４に隣接している。逆に、１つの記録層１４に着目すれば、第１中間層１５Ａは、記録層１４に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接し、第２中間層１５Ｂは、記録層１４に対し記録光が入射される側で隣接している。
【００３６】
第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。また、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録光や読出光、再生光（読出光の照射により発生する光）の損失を最小限にするため、記録光や読出光、再生光に対し、透明な樹脂からなることが望ましい。ここでの透明とは、第１中間層１５Ａの吸収率と第２中間層１５Ｂの吸収率を合わせた吸収率が１％以下であることをいう。さらに、本実施形態では、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂは、記録層１４と同様に、その材料としてＵＶ硬化樹脂を含んでいる。
【００３７】
第１中間層１５Ａは、記録光などの照射側（図１における上）から見て記録層１４の下側（奥側）に隣接して設けられ、記録層１４と異なる屈折率を有している。これにより、記録層１４と第１中間層１５Ａとの界面（奥側界面１８）においては、屈折率の急変による読出光の反射が可能となっている。第１中間層１５Ａは、記録層１４と屈折率の差が適度に設けられているのがよい。具体的には、記録層１４の屈折率をｎ１、第１中間層１５Ａの屈折率をｎ２として、
０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４
を満たすのが望ましい。
【００３８】
（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２が０．００１より大きいことで、奥側界面１８での反射光量を大きくして、情報の再生時に、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる。また、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２が０．０４より小さいことで、奥側界面１８での反射光量を適度な大きさに抑えて、記録時および再生時において記録再生光（本明細書において、記録光、読出光および再生光を指す。）が大きな減衰を受けることなく深い記録層１４に到達するのを可能にする。
【００３９】
第１中間層１５Ａの屈折率ｎ２は、一例としては、１．６１である。記録層１４の屈折率ｎ１が１．４０であるとすると、（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２は、０．００４９であり、前記した不等式を満たす。
【００４０】
第２中間層１５Ｂは、記録光などの照射側から見て記録層１４の上側（手前側）に隣接して設けられ、記録層１４と略同一の屈折率を有している。ここで、本発明において、記録層１４と第２中間層１５Ｂとの界面（前側界面１９）での反射率は、奥側界面１８での反射率よりも十分に小さいことが望ましい。前側界面１９からの反射光と奥側界面１８からの反射光が干渉すると、記録層１４の厚みの変化により再生出力が大きくなったり小さくなったりするが、このような再生出力の変動は、再生光の波長の数分の一以下という非常に小さな記録層１４の厚みの誤差を許容しないことを意味する。そして、実際の媒体においては、例えば、厚さ１μｍの記録層１４を、上記したような再生出力の変動を生じない精度に均一に製造することは非常に困難である。このような点からも、前側界面１９での反射率を奥側界面１８での反射率よりも十分に小さくすることは重要である。
【００４１】
以上より、本発明において、前側界面１９での反射率は、奥側界面１８での反射率の１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。そして、これを満たすために、記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率とは略同一であることが必要となる。具体的には、本明細書において屈折率が略同一とは、記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率との差が０．０５以下の場合をいい、好ましくは０．０３以下、より好ましくは０．０１以下、最も好ましくは０の場合をいう。これにより、前側界面１９においては、屈折率の急変による反射が起こらず、記録再生光を反射することなく透過させることができる。
【００４２】
記録層１４の屈折率と第２中間層１５Ｂの屈折率との差を小さくし、望ましくは０にするためには、記録層１４および第２中間層１５Ｂに用いる材料の配合を調整するとよい。具体的には、記録層１４の材料には、２光子吸収化合物などの色素が高分子バインダー中に混入されているので、色素または高分子バインダーの屈折率を適切に選択し、それぞれの配合比率を変更することによって屈折率を任意に調整することができる。また、高分子バインダーは、類似の基本構造を有していても重合度が異なると屈折率も変化するため、重合度が異なる高分子バインダーを用いたり、高分子バインダーの重合度を調整したりすることでも屈折率の調整が可能である。さらに、複数の高分子バインダーを配合することで調整することも可能である。また、屈折率調整剤（無機微粒子等）を添加して屈折率を調整することも可能である。
【００４３】
第２中間層１５Ｂの屈折率を調整する場合、第２中間層１５Ｂの材料として用いることができる樹脂などのポリマー材料の重合度を調整することで、屈折率を調整することができる。また、中間層１５として使用可能な材料を任意に配合して屈折率を調整したり、屈折率調整剤（無機微粒子等）を添加して調整したりすることも可能である。
【００４４】
１つの中間層１５を構成する第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂとの界面（中間界面２０）は、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが混じり合うことで徐々に屈折率が変化している。すなわち、中間界面２０では、界面が明確には形成されていない。これにより、中間界面２０においては、屈折率の急変による反射が起こらず、記録再生光を反射することなく透過させることができる。
【００４５】
カバー層１６は、記録層１４および中間層１５（第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂ）を保護するために設けられる層であり、記録再生光が透過可能な材料からなる。カバー層１６は、数十μｍ〜数ｍｍの適宜な厚さで設けられる。
【００４６】
以上のような光情報記録媒体１０に、情報を記録・再生する方法について説明する。
所望の記録層１４に情報を記録するとき、その記録層１４に、記録すべき情報に応じて出力が変調されたレーザ光（記録光ＲＢ）を照射する。記録層１４が、多光子吸収化合物を主たる記録色素として有する場合、このレーザ光には、ピークパワーを大きくできるパルスレーザ光を用いるとよい。そして、記録光ＲＢの焦点の位置は、図５に示すように、レーザ光の奥側界面１８から記録光ＲＢの入射側にω０＜ｄ＜３ω０を満たすオフセット量ｄだけずらすのがよい。ここでのω０は、図３に示した記録スポットＭの半径である。この半径ω０は、図３の左の記録スポットＭのように記録光ＲＢと光情報記録媒体１０を相対的に移動させていないときの円形状のスポットの半径であり、図３の中央および右の２つの記録スポットＭのように、記録光ＲＢと光情報記録媒体１０を互いに相対的に移動させた結果細長い形状となった場合には、記録スポットＭの幅の半分として測定することができる。
【００４７】
ここで、オフセット量ｄの範囲について説明する。まず、レーザ光で形成しうる微細なスポット径はω０＝０．１〜０．３μｍの範囲を想定している。記録するスポットの半径ω０は、使用する記録光の波長と対物レンズの開口数ＮＡとで決まる回折限界によって決定される。半径ω０は、記録層１４の１層あたりの面記録密度および使用する記録用レーザの波長から、０．１〜０．３μｍ程度であることが望ましいといえる。ここで、図４に示すように、オフセット量ｄと半径ω０の比ｄ／ω０と変調度の関係を計算すると、ω０＝０．１５〜０．３μｍの範囲では、ｄ／ω０の値が１〜３の間で変調度が良好となるので、オフセット量ｄとしては、ω０＜ｄ＜３ω０の範囲が良好であるといえる。なお、この計算においては、記録層１４の厚さは１μｍとしている。
【００４８】
上記のようにして記録光ＲＢを照射すると、図５に模式的に示したように、光の強度に応じて（２光子吸収反応であれば光の強度の２乗に比例して）、光の強度が高い焦点付近ほど光の吸収反応が多く起こり、この反応に応じて屈折率が小さくなる。このため、１μｍの厚みがある記録層１４には、屈折率の分布ができる。この屈折率の分布を有する記録スポットＭが読出光にとってレンズとして作用する。
【００４９】
所望の記録層１４から情報を再生するとき、その記録層１４にＣＷレーザ光（読出光ＯＢ）を照射する。このとき、図６に示すように、読出光ＯＢは、記録層１４と中間層１５（第１中間層１５Ａ）の奥側界面１８を目標にして焦点位置を調整する。すると、読出光ＯＢは、記録スポットＭに入った後、記録スポットＭのレンズ効果により記録スポットＭから逸れるように進行する。このため、記録スポットＭの位置においては、奥側界面１８で反射する光がほとんど無い。一方、図７に示すように、記録層１４における未記録部分、つまり、記録スポットＭ以外の位置においては、読出光ＯＢは奥側界面１８で反射するため、記録部分と未記録部分における反射光の強度の違いが得られることで、情報を再生することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態の光情報記録媒体１０においては、記録部分と未記録部分の奥側界面１８における反射率の違いを利用して、情報の記録・再生が可能となっている。そして、従来の記録方式においては、奥側界面１８の反射と前側界面１９の反射の干渉効果を用いて情報の再生をしていたので、前側界面１９の反射が必須であったが、本実施形態の記録方式においては、前側界面１９の反射は必要ではなく、むしろノイズとなる。
【００５１】
そこで、本実施形態のように、前側界面１９において記録層１４と隣接する第２中間層１５Ｂの屈折率を記録層１４の屈折率と略同一にすることで、前側界面１９における記録再生光の反射を無くすことができる。また、第２中間層１５Ｂと、記録層１４と異なる屈折率を有する第１中間層１５Ａとの界面（中間界面２０）において第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂの屈折率を徐々に変化させることで、中間界面２０における記録再生光の反射も無くすことができる。これらにより、再生光のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となるので、良好な再生出力を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態の光情報記録媒体１０によれば、干渉効果を用いずに、記録層１４に形成された記録スポットＭのレンズ効果を利用して、記録部分と未記録部分における再生出力（反射光強度）の変調を得ることができるので、記録層１４の膜厚の精度はそれほど高く要求されず、製造コストを抑えることができる。また、再生時には奥側界面１８における読出光の反射を利用しているので、蛍光を利用する場合に比較して、高い再生出力を得ることができる。
【００５３】
次に、光情報記録媒体１０の製造方法について説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、基板１１の上にサーボ信号層１２を設けたワークに対し、中間層１５を形成する。これにより、中間層１５の表面が、後に記録層１４が形成される記録層形成面Ｆとなる。なお、中間層１５の具体的な形成方法については後述するので、ここでは詳細な説明を省略する。また、サーボ信号層１２が記録層１４と異なる屈折率を有する場合には、サーボ信号層１２の表面を記録層形成面Ｆとし、サーボ信号層１２の上に記録層１４を形成してもよい。
【００５４】
次に、図８（ｂ）に示すように、記録層形成面Ｆに対し、スピンコートにより記録層１４の材料を塗布する（第１工程）。その後、紫外線（光）を照射することで、記録層１４の材料を完全に硬化させる（第２工程）。
【００５５】
そして、図８（ｃ）に示すように、記録層１４の上に、スピンコートにより第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第３工程）。この第３工程において、第２中間層１５Ｂの材料は、第２中間層１５Ｂの最終的な層厚よりも薄くなるように塗布する。その後、紫外線を照射することで、第２中間層１５Ｂの材料を完全に硬化させる（第６工程）。
【００５６】
次いで、図９（ａ）に示すように、完全に硬化させた第２中間層１５Ｂの上に、スピンコートにより再び第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第７工程）。当該工程において、第２中間層１５Ｂの材料は、硬化時の収縮などを考慮した上で、先に形成した第２中間層１５Ｂの層厚と合わせ、最終的な第２中間層１５Ｂの層厚となるように塗布する。
【００５７】
そして、前の工程（第７工程）で塗布した第２中間層１５Ｂの材料を硬化させる前、または、僅かな紫外線の照射などにより一部硬化させた後に、図９（ｂ）に示すように、スピンコートにより第１中間層１５Ａの材料を塗布する（第４工程）。この第４工程を行うと、完全には硬化していない第２中間層１５Ｂに、液状の第１中間層１５Ａの材料が付着するので、両者の間で材料の拡散が僅かに起こり、第２中間層１５Ｂと第１中間層１５Ａの材料が混じり合う。
【００５８】
その後、図１０（ａ）に示すように、紫外線を照射することで、第２中間層１５Ｂおよび第１中間層１５Ａの材料を完全に硬化させる（第５工程）。第２中間層１５Ｂと第１中間層１５Ａとが硬化すると、第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂが適度に混じり合った状態で両者が固定され、１つの中間層１５となる。そして、以後は両者の拡散が起こらなくなる。このようにして、記録層１４および中間層１５（第１中間層１５Ａと第２中間層１５Ｂ）の１組の層（複合層）が形成される。
【００５９】
その後は、上記の各工程を繰り返し行う。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、最も上の中間層１５（記録層形成面Ｆ）に対し、スピンコートにより記録層１４の材料を塗布する（第１工程）。このとき、最も上の中間層１５（第１中間層１５Ａ）は完全に硬化しているので、記録層１４の材料を塗布しても、記録層１４と中間層１５（第１中間層１５Ａ）とは混じり合わず、界面（奥側界面１８）が明確に形成される。
【００６０】
そして、図８（ｃ）〜図１０（ａ）に示す、第２工程、第３工程、第６工程、第７工程、第４工程および第５工程をこの順に行うことで、２つ目の複合層が形成される。以後、以上の各工程を複数回繰り返し、最後に中間層１５の上にカバー層１６を形成することで光情報記録媒体１０が製造できる。
【００６１】
以上のようにして、本実施形態の光情報記録媒体１０の製造方法によれば、スピンコータ上で、塗布と硬化を繰り返すことで光情報記録媒体１０を製造することができる。すなわち、従来用いられているスピンコータの設備を利用して、安価に製造が可能である。
【００６２】
また、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料がＵＶ硬化樹脂を含むので、図８（ｂ）に示す第２工程、図８（ｃ）に示す第６工程および図１０（ａ）に示す第５工程において、紫外線を照射することで、記録層１４、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂを簡単かつ迅速に硬化可能である。
【００６３】
なお、本発明では、選択する第１中間層１５Ａの材料の特性や第２中間層１５Ｂの材料の特性によっては、前記した第６工程および第７工程を省略することができる。この場合は、第１工程および第２工程を行うことで形成された記録層１４の上に、第２中間層１５Ｂの材料を塗布する（第３工程）。このとき、第２中間層１５Ｂの材料は、硬化時の収縮などを考慮した上で、第２中間層１５Ｂの最終的な層厚を形成するのに必要な量を全量塗布する。そして、前の工程（第３工程）で塗布した第２中間層１５Ｂを硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層１５Ａの材料を塗布し（第４工程）、第１中間層１５Ａおよび第２中間層１５Ｂを硬化させる（第５工程）。
【００６４】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、記録層１４は、記録光の照射により屈折率が小さくなるものを例示したが、記録光の照射により屈折率が大きくなるような記録材料を用いてもよい。この場合には、図１１に示すように、記録スポットＭが読出光ＯＢを集めるように作用するので、記録部分において未記録部分よりも高い反射率で読出光ＯＢを反射し、記録部分と未記録部分の反射光強度の変調が発生する。もっとも、変調度を高くして再生出力において高いＳ／Ｎ比を得るためには、記録層１４においては、前記した実施形態のように、記録光の照射により屈折率が小さくなる記録材料を用いるのが望ましい。
【００６５】
また、前記実施形態においては、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料は、スピンコートにより塗布したが、所望の厚さで良好な塗膜が得られる限り、塗布方法は、スピンコートに限られない。
【００６６】
また、前記実施形態においては、記録層１４の材料、第１中間層１５Ａの材料および第２中間層１５Ｂの材料は、ＵＶ硬化樹脂（光硬化性樹脂）を含んでいたが、これに限定されず、光硬化性樹脂を含まないものであってもよい。
【００６７】
また、前記実施形態においては、中間層１５の上にカバー層１６を形成したが、これに限定されず、記録層１４の上にカバー層１６を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 光情報記録媒体
１１ 基板
１４ 記録層
１５ 中間層
１５Ａ 第１中間層
１５Ｂ 第２中間層
１６ カバー層
１８ 奥側界面
１９ 前側界面
２０ 中間界面
Ｆ 記録層形成面
Ｍ 記録スポット
ＯＢ 読出光
ＲＢ 記録光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層と、当該複数の記録層の間に設けられる中間層とを備えた光情報記録媒体であって、
前記中間層は、
前記記録層に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層と、
前記記録層に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層とを備え、
前記第１中間層は、前記記録層と異なる屈折率を有し、
前記第２中間層は、前記記録層と略同一の屈折率を有し、
前記第１中間層と前記第２中間層との界面は、前記第１中間層と前記第２中間層が混じり合うことで徐々に屈折率が変化していることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録層は、色素を含有する樹脂からなり、
前記第１中間層および前記第２中間層は、前記記録光に対し透明な樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層の屈折率をｎ１、前記第１中間層の屈折率をｎ２として、
０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４
を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体の製造方法であって、
記録層形成面に対し、記録層の材料を塗布する第１工程と、
前記記録層を硬化させる第２工程と、
前記記録層の上に、第２中間層の材料を塗布する第３工程と、
前の工程で塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層の材料を塗布する第４工程と、
前記第１中間層および前記第２中間層を硬化させる第５工程とを有し、
前記各工程を繰り返し行うことを特徴とする、光情報記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記第３工程と前記第４工程の間に、
前記第２中間層を硬化させる第６工程と、
前記第２中間層の上に第２中間層の材料を塗布する第７工程とを有することを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記記録層の塗布、前記第１中間層の塗布および前記第２中間層の塗布は、スピンコートにより行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程、前記第６工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項１】
記録光の照射により屈折率が変化する複数の記録層と、当該複数の記録層の間に設けられる中間層とを備えた光情報記録媒体であって、
前記中間層は、
前記記録層に対し記録光が入射される側とは反対側で隣接する第１中間層と、
前記記録層に対し記録光が入射される側で隣接する第２中間層とを備え、
前記第１中間層は、前記記録層と異なる屈折率を有し、
前記第２中間層は、前記記録層と略同一の屈折率を有し、
前記第１中間層と前記第２中間層との界面は、前記第１中間層と前記第２中間層が混じり合うことで徐々に屈折率が変化していることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録層は、色素を含有する樹脂からなり、
前記第１中間層および前記第２中間層は、前記記録光に対し透明な樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層の屈折率をｎ１、前記第１中間層の屈折率をｎ２として、
０．００１＜（（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１））２＜０．０４
を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体の製造方法であって、
記録層形成面に対し、記録層の材料を塗布する第１工程と、
前記記録層を硬化させる第２工程と、
前記記録層の上に、第２中間層の材料を塗布する第３工程と、
前の工程で塗布した第２中間層を硬化させる前または一部硬化させた後に第１中間層の材料を塗布する第４工程と、
前記第１中間層および前記第２中間層を硬化させる第５工程とを有し、
前記各工程を繰り返し行うことを特徴とする、光情報記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記第３工程と前記第４工程の間に、
前記第２中間層を硬化させる第６工程と、
前記第２中間層の上に第２中間層の材料を塗布する第７工程とを有することを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記記録層の塗布、前記第１中間層の塗布および前記第２中間層の塗布は、スピンコートにより行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料として光硬化性樹脂を含み、前記第２工程、前記第６工程および前記第５工程においては、光を照射することで前記記録層の材料、前記第１中間層の材料および前記第２中間層の材料を硬化させることを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２７３８（Ｐ２０１２−２２７３８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５８５８５（Ｐ２０１０−１５８５８５）
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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