光記録媒体及び光記録媒体の製造方法
【課題】記録用レーザ光の焦点位置でのみ反射型ホログラム層のホログラム回折条件が変化して、非焦点位置ではホログラムが維持されるようにされた光記録媒体を提供する。
【解決手段】光記録媒体１０は、複数の反射型ホログラム層１２が形成されてなる記録層１４を有し、各反射型ホログラム層１２の間にはそれぞれスペーサ層１６が設けられていて、反射型ホログラム層１２は、記録用レーザ光照射時における吸収熱によって、焦点位置でのホログラム回折条件が変化し、非焦点位置ではホログラムが維持される熱閾値を有する材料により構成され、スペーサ層１６は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、反射型ホログラム層１２よりも小さい消衰係数を有する材料から構成されている。
【解決手段】光記録媒体１０は、複数の反射型ホログラム層１２が形成されてなる記録層１４を有し、各反射型ホログラム層１２の間にはそれぞれスペーサ層１６が設けられていて、反射型ホログラム層１２は、記録用レーザ光照射時における吸収熱によって、焦点位置でのホログラム回折条件が変化し、非焦点位置ではホログラムが維持される熱閾値を有する材料により構成され、スペーサ層１６は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、反射型ホログラム層１２よりも小さい消衰係数を有する材料から構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型ホログラム層内における微小局所変性として、情報を記録するようにした光記録媒体及び光記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、記録層内の複数の深さ位置に形成されたフォーマットホログラム層を有するホログラフィ書込み媒体に対して、所望書込み位置に高パワーのレーザビームを焦点合わせすることによってフォーマットホログラム層の選択的な局所変性領域を形成して情報を記録できるようにしたデバイスが開示されている。
【０００３】
この情報の記録は、高パワーの記録用レーザ光を照射して、フォーマットホログラム層の局所における反射型ホログラムの回折条件を破壊することによって、周囲部分よりも反射特性が悪い局所変性領域を形成するものである。
【０００４】
ところが、フォーマットホログラム層における、記録用レーザ光の焦点位置以外の箇所においても、反射型ホログラムの回折条件が破壊されてしまうことがあり、正確に情報を記録することができない場合があるという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、内部に、複数の反射型ホログラム層が形成されている光記録媒体であって、記録用レーザ光照射時におけるその焦点位置での吸収が、他の部分よりも大きくなる吸収コントラストを有し、焦点位置での局所吸収熱分解により回析条件が変化するようにした光記録媒体及びその光記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、次のような実施例によって解決される。
【０００８】
（１）情報記録層が複数の反射型ホログラム層により形成されていて、記録用レーザ光の照射により、反射型ホログラム層内における局所変性として情報が記録される光記録媒体であって、前記複数の反射型ホログラム層が、スペーサ層を介して積層されてなり、前記スペーサ層は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層に比較して、小さい消衰係数を有することを特徴とする光記録媒体。
【０００９】
（２）前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光を集光照射した際に、焦点位置では、局所吸収熱によって回折条件が変化する局所変性が形成されて情報が記録され、非焦点位置では、回折条件が維持される熱閾値を有する材料により構成されていることを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。
【００１０】
（３）前記反射型ホログラム層の数、厚み、材料及び前記スペーサ層の数及び消衰係数は、各反射型ホログラム層に、再生用レーザ光を集光照射したときに得られる回折光の反射率が全て０．０１％より大きく、且つ、記録用レーザ光の集光照射位置での反射型ホログラム層の温度上昇が１００℃より大きくなるように選択されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光記録媒体。
【００１１】
（４）前記反射型ホログラム層及びスペーサ層は、片面にサーボ用ピット若しくはグルーブを有する支持基板の、前記片面側に、交互に積層され、最も外側の反射型ホログラム層の外側に保護層が形成されていることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の光記録媒体。
【００１２】
（５）前記支持基板における前記サーボ用ピット若しくはグルーブの表面に、反射層を形成したことを特徴とする（４）に記載の光記録媒体。
【００１３】
（６）前記反射型ホログラム層は、前記片面側が前記サーボ用ピット若しくはグルーブに沿う断面形状とされ、且つ、その反対側面は平面形状とされていることを特徴とする（４）又は（５）に記載の光記録媒体。
【００１４】
（７）前記支持基板はディスク形状であって、前記サーボ用ピット若しくはグルーブのトラックピッチは０．３２μｍ及び０．７４μｍの一方であることを特徴とする（４）乃至（６）のいずれかに記載の光記録媒体。
【００１５】
（８）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、この感光層を干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、前記反射型ホログラム層上に、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、反射型ホログラム層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１６】
（９）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、前記感光層を前記スペーサ層を介して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、前記スペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成し、且つ、干渉縞露光により反射型ホログラム層を形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１７】
（１０）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、感光層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、前記積層された複数の感光層を一括して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層とする工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１８】
（１１）前記支持基板は、サーボ用グルーブを有していて、この支持基板の、前記サーボ用グルーブ上に、予め誘電体材料により反射層を形成する工程を有し、前記感光層が形成される一方の面は、前記反射層の面であり、反射層に形成される前記感光層の上側にスペーサ層、反射層、感光層を、この順で繰返し積層する工程と、前記各スペーサ層上に反射層を形成する前に、該スペーサ層上に前記サーボ用グルーブと同様のサーボ用グルーブを形成する工程を有することを特徴とする（８）乃至（１０）のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法。
【００１９】
（１２）支持基板の一方の面に反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層してなる積層体における前記支持基板の他方の面に、接着層を介してランド・グルーブ面に反射層が形成されたランド・グルーブ基板の一方の面を接着する工程を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る光記録媒体は、スペーサ層が記録波長のレーザ光に対して不感であり、かつ反射型ホログラム層に比較して小さい消衰係数を有するので、反射型ホログラム層とスペーサ層での吸収コントラストが形成され、反射型ホログラム層における局所吸収熱変形による回折条件の変化を容易に得ることができ、情報を正確に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示されるように、この発明の実施例に係る光記録媒体１０は、ディスク状に形成され、その内部には、図２に示されるように、厚さ方向に複数の反射型ホログラム層１２が形成されてなる記録層１４を有している。
【００２２】
複数の反射型ホログラム層１２の間には、それぞれスペーサ層１６が設けられている。
【００２３】
また、これらの、交互に積層された反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６とは、図２に示されるように、支持基板１８上に形成され、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２の更に外側には、保護層２０が形成されている。
【００２４】
支持基板１８は、ブルーレイ（商標）ディスクにおける支持基板と同様に、トラックピッチ０．３２μｍのグルーブ１９を有し、又、そのグルーブ１９側の表面に、ＳｉＯ2などの誘電体材料をスパッタリングなどの手段によって成膜した反射層２２が設けられている。
【００２５】
反射型ホログラム層１２を構成する材料は、記録用レーザ光照射時における吸収熱によって、焦点位置でのホログラム回折条件が変化し、非焦点位置ではホログラムが維持される熱閾値を有する感光性材料であり、例えば、記録用レーザ光の波長に吸収を有するモノマーを導入したフォトポリマーから構成されている。ここで、前記モノマーは、記録用レーザ光照射時における吸収熱により熱分解する成分因子が修飾され、あるいは、熱分解し易い色素が導入されている。
【００２６】
スペーサ層１６を構成する材料は、記録波長のレーザ光に対して不感、かつ、反射型ホログラム層１２と比較して小さい消衰係数を有する材料、例えば、光硬化樹脂、熱硬化樹脂、あるいはポリカーボネート等の熱可塑性樹脂などがある。
【００２７】
支持基板１８としてはガラス基板等が、又、保護層２０としては透明な光硬化樹脂やポリカーボネートのシート等が、それぞれ用いられる。なお、保護層２０の材料として、スペーサ層１６の材料を用いることができるので、最も外側の反射型ホログラム層１２の更に外側にスペーサ層を設け、その外側をスペーサ層と同一材料で被う場合は、スペーサ層と保護層の材料層とを加えたものが保護層となる。
【００２８】
次に、図３及び図４を参照して、上記光記録媒体１０の製造工程について説明する。
【００２９】
まず、ステップ１０１（図４参照）において、グルーブ１９を有する支持基板１８に、誘電体材料をスパッタリング等によって成膜して反射層２２を形成する（図３（Ａ）参照）。
【００３０】
次のステップ１０２においては、反射層２２の上に、スピンコートやスロットコート、スクリーン印刷等の方法で、透明な光硬化樹脂２３等を成膜し、光硬化させて、平面状とする（図３（Ｂ）参照）。
【００３１】
ステップ１０３では、前記平面の上に、上記と同様にスピンコート等の方法によって、感光性材料を塗布してアニール等で可塑成分を調整し、これを固定することにより感光層を形成する（図３（Ｃ）参照）。
【００３２】
ステップ１０４においては、上記固定された感光層１１を、図２に符号１５Ａ、１５Ｂで示されるように２束干渉定在波により干渉縞露光して反射型ホログラム層１２を形成・さらにポストキュアを施すことで固定化する（図３（Ｄ）参照）。
【００３３】
ステップ１０５では、光もしくは熱硬化樹脂等の透明なスペーサ材料を、スピンコートやスロットコート、スクリーン印刷等の方法によって上記反射型ホログラム層１２上に成膜後、これを硬化したり、あるいはポリカーボネートシートを貼り合わせる等して、透明なスペーサ層１６（図３（Ｅ）参照）を形成する。
【００３４】
ステップ１０６では、上記ステップ１０３、１０４、１０５を繰り返して、所定の数の反射型ホログラム層１２及びスペーサ層１６を積層し、更に、ステップ１０７では、最上段の反射型ホログラム層１２上に保護層２０を形成して、光記録媒体１０を完成させる（図３（Ｆ）参照）。
【００３５】
この実施形態においては、支持基板１８が、ブルーレイディスクにおける支持基板と同様に、トラックピッチ０．３２μｍのグルーブ１９及び反射層２２を有しているので、既にあるブルーレイディスク用の製造設備、情報記録機器及び再生機器を転用して、製造、あるいは記録・再生することができる。支持基板１８のトラックピッチは０．７４μｍであっても良い。この場合、ＤＶＤ用の製造設備、記録・再生機器を利用することができる。
【００３６】
又、記録再生用レーザ光の波長と異なる波長のサーボ用レーザ光を用いる場合、トラックピッチはＤＶＤ用の０．７４μｍとしてもよい。具体的には、図５に示されるように、赤色レーザ光ＲＬで、開口数ＮＡ＝０．６５の光学系により、ランド１９Ａ及びグルーブ１９を交互に（トラックは０．３２μｍとなる）走査し、同時に青色レーザ光ＢＬで、ＮＡ＝０．８５の光学系により、ランド及びグルーブの手前（図５において上方）の反射型ホログラム層１２を走査することになる。なお、ランド１９Ａとグルーブ１９の段差は、反射型ホログラム層１２の厚さよりも小さくする必要がある。
【００３７】
この第１実施形態では、グルーブ１９上に感光層１１を形成していくので、グルーブ１９は、２光束干渉による反射型ホログラム層１２のフォーマットを行う際に、サーボ層として、更に反射型ホログラム層１２からの回折光の再生、熱変形による局所変性の記録（反射型ホログラム層１２消去）を行う際にも利用することができる。
【００３８】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第２実施形態について説明する。
【００３９】
この第２実施形態は、上記グルーブ１９を有する支持基板１８に代えて、凹凸のない平板状の支持基板１８Ａを用いたものである。
【００４０】
この第２実施形態の光記録媒体１０Ａの製造過程は、まず図７に示されるステップ２０１において、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布し、且つこれを固定して感光層１１を形成する（図６（Ａ）参照）。
【００４１】
次に、ステップ２０２において、感光層１１を干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、これを固定化することによって、反射型ホログラム層１２を形成する（図６（Ｂ）参照）。
【００４２】
ステップ２０３においては、図３（Ｃ）に示されるように、上記のステップ１０５と同様のスペーサ材料をスピンコートなどの方法によって、上記形成された反射型ホログラム層１２上に成膜し、あるいはポリカーボネートシートを貼り合わせることによって、透明なスペーサ層１６を形成する。
【００４３】
ステップ２０４では、上記スペーサ層１６上に、ステップ２０１と同様に、感光性材料を塗布して固化し、感光層１１を形成する（図６（Ｄ）参照）。
【００４４】
ステップ２０５では、上記ステップ２０２〜２０３の工程を繰返して、所定数の反射型ホログラム層１２とその間のスペーサ層１６とを形成する（図６（Ｅ）参照）。
【００４５】
ステップ２０６では、最上段の反射型ホログラム層１２上に、保護層２０を形成して、この第２実施形態の製造方法による光記録媒体１０Ａの製造を完了する（図６（Ｆ）参照）。
【００４６】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第３実施形態について説明する。
【００４７】
この第３実施形態は、支持基板１８Ａ上に感光層１１及びスペーサ層１６を交互に積層しておき、所定数積層後、全ての感光層１１を一括して干渉縞露光し、反射型ホログラム層１２とするものである。
【００４８】
詳細には、図８（Ａ）に示されるように、ステップ３０１では、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布し、且つ、これを固化して感光層１１とする。次のステップ３０２では、感光層１１の上にスペーサ層１６を形成（図８（Ｂ）参照）する。ステップ３０３では、スペーサ層１６上に、感光性材料を塗布・固化して、感光層１１を形成し、ステップ３０４では、ステップ３０２、３０３を繰返して感光層１１とスペーサ層１６を交互に所定数積層する（図８（Ｃ）参照）。
【００４９】
次に、ステップ３０５において、全ての感光層１１を一括して干渉縞露光し、反射型ホログラム層１２とする（図８（Ｄ）参照）。
【００５０】
最後に、ステップ３０６において、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２上に、図８（Ｅ）に示されるように、保護層２０を形成して、光記録媒体１０Ｂを完成させる。
【００５１】
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第４実施形態について説明する。
【００５２】
この第４実施形態は、感光層上にスペーサ層を形成した後、このスペーサ層を介して、感光層を干渉縞露光し、反射型ホログラム層を形成するものである。
【００５３】
詳細には、ステップ４０１において、図１０（Ａ）に示されるように、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布・固化して感光層１１を形成し、次のステップ４０２において、その上にスペーサ層１６を形成し（図１０（Ａ）参照）、ステップ４０３において、図１０（Ｂ）に示されるように、感光層１１をスペーサ層１６を介して干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、これを固定化して反射型ホログラム層１２とする。
【００５４】
ステップ４０４では、図１０（Ｃ）に示されるように、スペーサ層１６上に感光層１１及びスペーサ層１６を積層し、ステップ４０５では、感光層１１をスペーサ層１６を介して干渉縞露光して反射型ホログラム層１２とする（図１０（Ｄ）参照）。
【００５５】
ステップ４０６では、上記を繰返すことによって、反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６を所定数交互に積層し、ステップ４０７では、図１０（Ｅ）に示されるように、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２に保護層２０を形成して、第４実施形態にかかる光記録媒体１０Ｃを完成させる。
【００５６】
次に、図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第５実施形態について説明する。
【００５７】
この第５実施形態は、第２〜第４実施形態のいずれかの製造方法により製造された反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６との積層体３０を用いて、図１２に示される、図５に示した光記録媒体と同様の光記録媒体１０Ｅを製造するものである。
【００５８】
この第５実施形態は、支持基板１８Ａ上に、反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６とを交互に形成して、且つ保護層２０を設けた状態での積層体３０に、金属膜などの反射層２２を設けたランド・グルーブ基板３２を、接着層３４を介して支持基板１８Ａ側に接着するものである。
【００５９】
なお、図１２（Ａ）に示されるように、ランド・グルーブ基板３２の、反射層２２側を下向きとして、グルーブと反対側の面を接着層３４により支持基板１８Ａに接着してもよく、又、図１２（Ｂ）に示されるように、ランド・グルーブ基板３２の、反射層２２側を接着層３４によって支持基板１８Ａに接着するようにしてもよい。接着層３４は、例えばＵＶ樹脂を用いる。
【００６０】
第２〜第４実施形態およびグルーブ層を後で接着する第５実施形態において、グルーブは、フォーマットされた反射型ホログラム層の再生、熱変形による局所変性の記録の際のみにサーボ層として使用できる。
【００６１】
次に、図１３、１４を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第６実施形態について説明する。
【００６２】
この第６実施形態は、第１実施形態に用いたと同様のグルーブ１９などが形成されている支持基板１８の上に、反射型ホログラム層１２Ａを、スペーサ層１６Ａを間にして積層するものである。
【００６３】
詳細には、図１３（Ａ）に示されるように、ステップ６０１（図１４参照）において、反射層２２が形成された支持基板１８上に、上面が平面となるように、感光性材料を塗布、固化して感光層１１Ａを形成する。
【００６４】
ステップ６０２では、図１３（Ｂ）に示されるように、感光層１１Ａを干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、固定化して、反射型ホログラム層１２Ａを形成する。
【００６５】
ステップ６０３においては、上記反射型ホログラム層１２Ａの上に、スペーサ材料をスピンコートなどの方法によって成膜、必要であればＵＶ硬化し、その時、２Ｐプロセスなどによるグルーブ転写・剥離を行って、図１３（Ｃ）に示されるように、支持基板１８Ａ上の凹凸と同様のグルーブを有するスペーサ層１６Ａを形成する。
【００６６】
更に、ステップ６０４では、スペーサ層１６Ａのグルーブの上に、支持基板１８と同様に反射層２２を形成し、次のステップ６０５において、上記凹凸を埋めるようにして、ステップ６０１と同様に、感光層１１Ａを形成し、又、ステップ６０２と同様に干渉縞露光による反射型ホログラム層１２Ａの形成をする（図１３（Ｃ）参照）。
【００６７】
以後、ステップ６０６では同様の工程の繰返しにより、反射型ホログラム層１２Ａ及びスペーサ層１６Ａを所定数積層し、ステップ６０７では、図１３（Ｄ）に示されるように、最も外側の反射型ホログラム層１２Ａの上側に保護層２０Ａを形成して、この第６実施形態にかかる光記録媒体１０Ｄを完成させる。
【実施例】
【００６８】
本発明者は、２０層の反射型ホログラム層が形成されている光記録媒体について、各層からの反射率、及び各層の温度上昇についてシミュレーションした。
【００６９】
詳細には、表１に示されるように、反射型ホログラム層の屈折率及びスペーサ層の屈折率を共にｎ＝１．６２、反射型ホログラム層の消衰係数ｋ＝３．０Ｅ−０４、スペーサ層は０、反射型ホログラム層における吸収の結果の屈折率の変化Δｎｉを、反射型ホログラム層ではΔｎ＝３．０Ｅ−０３、スペーサ層では０、反射型ホログラム層及びスペーサ層の厚みはそれぞれ３μｍ、９μｍとした。又、具体的な材料として、上記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の波長に吸収を有するモノマーを導入したフォトポリマーとされている。また、スペーサ層はポリカーボネートを用いた。
【００７０】
【表１】
【００７１】
図１５の左欄に示されるように、２０層の反射型ホログラム層とその間のスペーサ層を積層した光記録媒体に、開口数ＮＡ＝０．８５の光学系から、波長４０５ｎｍ、記録パワー２０ｍＷのレーザ光を各反射型ホログラム層毎に集光（合焦）照射した場合の各反射型ホログラム層毎の反射率と温度上昇は、図１５の中央欄及び右欄に示されるようになった。図１５の左端の数字は、反射型ホログラム層の、レーザ光入射側からの順番を示す。
【００７２】
シミュレーションの結果、スペーサ層がレーザ光に不感であり、且つ、消衰係数が小さいのでレーザ光入射側から最も遠い２０番目の反射型ホログラム層においても反射率は０．０１％を超えて、且つ、最も入射側の反射型ホログラム層における反射率は０．４５％程度となり、いずれも再生検知に必要な０．０１％以上を満たしており、更に、レーザ光照射時における各反射型ホログラム層の温度上昇は、最も遠い２０番目の反射型ホログラム層でも１５０℃を超え、全ての層において１００℃を超えていた。
【００７３】
レーザ光入射側から１番目、１０番目及び２０番目の反射型ホログラム層における温度上昇と時間との関係は、図１６に示す。図１６からは、光入射側から最も遠い反射型ホログラム層における温度上昇は、照射開始から約５００ｎＳで１００℃を超えることが分かる。
【００７４】
なお、レーザ光の焦点位置以外の反射型ホログラム層では、図１７、図１８に示されるように、殆ど温度上昇がなく、従って１００℃を超えることがなかった。図１７は、レーザ光の焦点位置のおける反射型ホログラム層の、パワー２０ｍＷのレーザ光照射時間と温度上昇との関係を曲線Ａで示し、又、前記焦点位置の反射型ホログラム層と隣接する反射型ホログラム層における、温度上昇とレーザ光照射時間との関係を、レーザパワーが２０ｍＷのとき▼印の曲線Ｂ、１００ｍＷのとき△印の曲線Ｃで示している。
【００７５】
なお、焦点位置でのレーザ光のビーム半径を、レーザ強度分布の１／ｅとなる０．１４μｍ、隣接する反射型ホログラム層の位置におけるレーザ光のビーム半径を、スペーサ層厚との関係から、１９．００μｍとしている。
【００７６】
図１７からは、１００ｍＷのパワーで照射した場合でも、焦点位置の反射型ホログラム層に隣接する反射型ホログラム層の温度上昇が殆どないことが分かる。
【００７７】
図１８は、レーザ光入射側から第１〜３の反射型ホログラム層及びそれらの間のスペーサ層における温度上昇をレーザ光入射面からの深さＺとの関係においてシミュレーションした結果を示す。曲線ａは、レーザ光のパワーを２０ｍＷとした場合の焦点位置における反射型ホログラム層での温度上昇とＺとの関係を示し、曲線ｂは、焦点位置の反射型ホログラム層と隣接する反射型ホログラム層におけるレーザ光のパワーを２０ｍＷとした場合の温度上昇とＺとの関係、又、曲線ｃはレーザ光のパワーを１００ｍＷに増大した場合の、隣接する反射型ホログラム層での温度上昇とＺとの関係をそれぞれ示す。
【００７８】
図１８からは、隣接する反射型ホログラム層及びスペーサ層での温度上昇が殆どゼロであることが分かる。
【００７９】
上記のように、２０層の各反射型ホログラム層のいずれにおいても、レーザ光の焦点位置での温度上昇が１００℃以上となっているので、レーザ光の照射によって、吸収熱による回析条件の変化を得ることが出来る。また、焦点位置の反射型ホログラム層に隣接する反射型ホログラム層、スペーサ層及び焦点位置の反射型ホログラム層のレーザ光のビームより外側ではほとんど温度上昇が見られないので、記録用レーザ光の非焦点位置では、ホログラム回折条件が変化するほどの温度上昇がないことが分かる。さらに、２０層全部の反射型ホログラム層における反射率が０．０１％よりも大きいので、再生用レーザ光の照射によって、各層ごとの再生をすることができる。
【００８０】
図１９は、レーザ光入射側から第１番目の反射型ホログラム層における、レーザ光のビームスポットを中心としたＸ−Ｙ方向（深さＺと直交する方向）の位置と温度上昇との関係のシミュレーション結果を示す。また、図２０は、レーザ光入射側から第２０番目の反射型ホログラム層における、レーザ光のビームスポットを中心としたＸ−Ｙ方向の位置と温度上昇との関係のシミュレーション結果を示す。
【００８１】
図１９、２０では、レーザ光のパワーを２０ｍＷ、照射時間を５μＳとしたときの、２００℃、１５０℃、１００℃および５０℃の点を結んで曲線としている。
【００８２】
図１９および図２０からは、第１層において１００℃以上の領域は直径が約９００ｎｍ、また、図２０からは、１００℃以上の領域の直径が約５００ｎｍであることが分かる。
【００８３】
青色レーザー光ＢＬ、ＮＡ＝０．８５の光学系によって形成される最短マーク長２Ｔは１４９ｎｍであるので、記録パワーと時間を選択することによって、任意に温度上昇の広がりを制御すれば、最短マーク長２Ｔが１４９ｎｍの場合でも、これよりも外側の領域において、記録波長のレーザ光照射による回折条件の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態の例にかかる光記録媒体を示す斜視図
【図２】図１のII−II線に沿う断面を拡大して模式的に示す断面図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図４】同第１実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図５】同第１実施形態の光記録媒体において、記録再生用とサーボ用とで異なる波長のレーザ光を用いる場合を模式的に示す断面図
【図６】本発明の第２実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図７】同第２実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図８】本発明の第３実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図９】同第３実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図１１】同第４実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１２】本発明の第５実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程の要部を模式的に示す断面図
【図１３】本発明の第６実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図１４】同第５実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１５】本発明の実施例に係る光記録媒体の反射率と温度上昇を各反射型ホログラム層毎に示す線図
【図１６】同温度上昇と時間との関係を示す線図
【図１７】同実施例での、焦点位置の反射型ホログラム層及びこれに隣接する反射型ホログラム層での温度上昇とレーザ光照射時間との関係を示す線図
【図１８】同実施例での、焦点位置の反射型ホログラム層及びこれに隣接するスペーサ層での温度上昇とレーザ光入射面からの深さとの関係を示す線図
【図１９】同実施例での、光入射側から１番目の反射型ホログラム層におけるビームスポットからの距離と温度上昇との関係を示す線図
【図２０】同実施例での、光入射側から２０番目の反射型ホログラム層におけるビームスポットからの距離と温度上昇との関係を示す線図
【符号の説明】
【００８５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…光記録媒体
１２、１２Ａ…反射型ホログラム層
１４…記録層
１６、１６Ａ…スペーサ層
１８、１８Ａ…支持基板
１９…グルーブ
２０…保護層
２２…反射層
３０…積層体
３２…ランド・グルーブ基板
３４…接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型ホログラム層内における微小局所変性として、情報を記録するようにした光記録媒体及び光記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、記録層内の複数の深さ位置に形成されたフォーマットホログラム層を有するホログラフィ書込み媒体に対して、所望書込み位置に高パワーのレーザビームを焦点合わせすることによってフォーマットホログラム層の選択的な局所変性領域を形成して情報を記録できるようにしたデバイスが開示されている。
【０００３】
この情報の記録は、高パワーの記録用レーザ光を照射して、フォーマットホログラム層の局所における反射型ホログラムの回折条件を破壊することによって、周囲部分よりも反射特性が悪い局所変性領域を形成するものである。
【０００４】
ところが、フォーマットホログラム層における、記録用レーザ光の焦点位置以外の箇所においても、反射型ホログラムの回折条件が破壊されてしまうことがあり、正確に情報を記録することができない場合があるという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、内部に、複数の反射型ホログラム層が形成されている光記録媒体であって、記録用レーザ光照射時におけるその焦点位置での吸収が、他の部分よりも大きくなる吸収コントラストを有し、焦点位置での局所吸収熱分解により回析条件が変化するようにした光記録媒体及びその光記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、次のような実施例によって解決される。
【０００８】
（１）情報記録層が複数の反射型ホログラム層により形成されていて、記録用レーザ光の照射により、反射型ホログラム層内における局所変性として情報が記録される光記録媒体であって、前記複数の反射型ホログラム層が、スペーサ層を介して積層されてなり、前記スペーサ層は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層に比較して、小さい消衰係数を有することを特徴とする光記録媒体。
【０００９】
（２）前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光を集光照射した際に、焦点位置では、局所吸収熱によって回折条件が変化する局所変性が形成されて情報が記録され、非焦点位置では、回折条件が維持される熱閾値を有する材料により構成されていることを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。
【００１０】
（３）前記反射型ホログラム層の数、厚み、材料及び前記スペーサ層の数及び消衰係数は、各反射型ホログラム層に、再生用レーザ光を集光照射したときに得られる回折光の反射率が全て０．０１％より大きく、且つ、記録用レーザ光の集光照射位置での反射型ホログラム層の温度上昇が１００℃より大きくなるように選択されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光記録媒体。
【００１１】
（４）前記反射型ホログラム層及びスペーサ層は、片面にサーボ用ピット若しくはグルーブを有する支持基板の、前記片面側に、交互に積層され、最も外側の反射型ホログラム層の外側に保護層が形成されていることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の光記録媒体。
【００１２】
（５）前記支持基板における前記サーボ用ピット若しくはグルーブの表面に、反射層を形成したことを特徴とする（４）に記載の光記録媒体。
【００１３】
（６）前記反射型ホログラム層は、前記片面側が前記サーボ用ピット若しくはグルーブに沿う断面形状とされ、且つ、その反対側面は平面形状とされていることを特徴とする（４）又は（５）に記載の光記録媒体。
【００１４】
（７）前記支持基板はディスク形状であって、前記サーボ用ピット若しくはグルーブのトラックピッチは０．３２μｍ及び０．７４μｍの一方であることを特徴とする（４）乃至（６）のいずれかに記載の光記録媒体。
【００１５】
（８）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、この感光層を干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、前記反射型ホログラム層上に、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、反射型ホログラム層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１６】
（９）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、前記感光層を前記スペーサ層を介して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、前記スペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成し、且つ、干渉縞露光により反射型ホログラム層を形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１７】
（１０）支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、感光層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、前記積層された複数の感光層を一括して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層とする工程と、を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【００１８】
（１１）前記支持基板は、サーボ用グルーブを有していて、この支持基板の、前記サーボ用グルーブ上に、予め誘電体材料により反射層を形成する工程を有し、前記感光層が形成される一方の面は、前記反射層の面であり、反射層に形成される前記感光層の上側にスペーサ層、反射層、感光層を、この順で繰返し積層する工程と、前記各スペーサ層上に反射層を形成する前に、該スペーサ層上に前記サーボ用グルーブと同様のサーボ用グルーブを形成する工程を有することを特徴とする（８）乃至（１０）のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法。
【００１９】
（１２）支持基板の一方の面に反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層してなる積層体における前記支持基板の他方の面に、接着層を介してランド・グルーブ面に反射層が形成されたランド・グルーブ基板の一方の面を接着する工程を有してなり、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る光記録媒体は、スペーサ層が記録波長のレーザ光に対して不感であり、かつ反射型ホログラム層に比較して小さい消衰係数を有するので、反射型ホログラム層とスペーサ層での吸収コントラストが形成され、反射型ホログラム層における局所吸収熱変形による回折条件の変化を容易に得ることができ、情報を正確に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示されるように、この発明の実施例に係る光記録媒体１０は、ディスク状に形成され、その内部には、図２に示されるように、厚さ方向に複数の反射型ホログラム層１２が形成されてなる記録層１４を有している。
【００２２】
複数の反射型ホログラム層１２の間には、それぞれスペーサ層１６が設けられている。
【００２３】
また、これらの、交互に積層された反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６とは、図２に示されるように、支持基板１８上に形成され、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２の更に外側には、保護層２０が形成されている。
【００２４】
支持基板１８は、ブルーレイ（商標）ディスクにおける支持基板と同様に、トラックピッチ０．３２μｍのグルーブ１９を有し、又、そのグルーブ１９側の表面に、ＳｉＯ2などの誘電体材料をスパッタリングなどの手段によって成膜した反射層２２が設けられている。
【００２５】
反射型ホログラム層１２を構成する材料は、記録用レーザ光照射時における吸収熱によって、焦点位置でのホログラム回折条件が変化し、非焦点位置ではホログラムが維持される熱閾値を有する感光性材料であり、例えば、記録用レーザ光の波長に吸収を有するモノマーを導入したフォトポリマーから構成されている。ここで、前記モノマーは、記録用レーザ光照射時における吸収熱により熱分解する成分因子が修飾され、あるいは、熱分解し易い色素が導入されている。
【００２６】
スペーサ層１６を構成する材料は、記録波長のレーザ光に対して不感、かつ、反射型ホログラム層１２と比較して小さい消衰係数を有する材料、例えば、光硬化樹脂、熱硬化樹脂、あるいはポリカーボネート等の熱可塑性樹脂などがある。
【００２７】
支持基板１８としてはガラス基板等が、又、保護層２０としては透明な光硬化樹脂やポリカーボネートのシート等が、それぞれ用いられる。なお、保護層２０の材料として、スペーサ層１６の材料を用いることができるので、最も外側の反射型ホログラム層１２の更に外側にスペーサ層を設け、その外側をスペーサ層と同一材料で被う場合は、スペーサ層と保護層の材料層とを加えたものが保護層となる。
【００２８】
次に、図３及び図４を参照して、上記光記録媒体１０の製造工程について説明する。
【００２９】
まず、ステップ１０１（図４参照）において、グルーブ１９を有する支持基板１８に、誘電体材料をスパッタリング等によって成膜して反射層２２を形成する（図３（Ａ）参照）。
【００３０】
次のステップ１０２においては、反射層２２の上に、スピンコートやスロットコート、スクリーン印刷等の方法で、透明な光硬化樹脂２３等を成膜し、光硬化させて、平面状とする（図３（Ｂ）参照）。
【００３１】
ステップ１０３では、前記平面の上に、上記と同様にスピンコート等の方法によって、感光性材料を塗布してアニール等で可塑成分を調整し、これを固定することにより感光層を形成する（図３（Ｃ）参照）。
【００３２】
ステップ１０４においては、上記固定された感光層１１を、図２に符号１５Ａ、１５Ｂで示されるように２束干渉定在波により干渉縞露光して反射型ホログラム層１２を形成・さらにポストキュアを施すことで固定化する（図３（Ｄ）参照）。
【００３３】
ステップ１０５では、光もしくは熱硬化樹脂等の透明なスペーサ材料を、スピンコートやスロットコート、スクリーン印刷等の方法によって上記反射型ホログラム層１２上に成膜後、これを硬化したり、あるいはポリカーボネートシートを貼り合わせる等して、透明なスペーサ層１６（図３（Ｅ）参照）を形成する。
【００３４】
ステップ１０６では、上記ステップ１０３、１０４、１０５を繰り返して、所定の数の反射型ホログラム層１２及びスペーサ層１６を積層し、更に、ステップ１０７では、最上段の反射型ホログラム層１２上に保護層２０を形成して、光記録媒体１０を完成させる（図３（Ｆ）参照）。
【００３５】
この実施形態においては、支持基板１８が、ブルーレイディスクにおける支持基板と同様に、トラックピッチ０．３２μｍのグルーブ１９及び反射層２２を有しているので、既にあるブルーレイディスク用の製造設備、情報記録機器及び再生機器を転用して、製造、あるいは記録・再生することができる。支持基板１８のトラックピッチは０．７４μｍであっても良い。この場合、ＤＶＤ用の製造設備、記録・再生機器を利用することができる。
【００３６】
又、記録再生用レーザ光の波長と異なる波長のサーボ用レーザ光を用いる場合、トラックピッチはＤＶＤ用の０．７４μｍとしてもよい。具体的には、図５に示されるように、赤色レーザ光ＲＬで、開口数ＮＡ＝０．６５の光学系により、ランド１９Ａ及びグルーブ１９を交互に（トラックは０．３２μｍとなる）走査し、同時に青色レーザ光ＢＬで、ＮＡ＝０．８５の光学系により、ランド及びグルーブの手前（図５において上方）の反射型ホログラム層１２を走査することになる。なお、ランド１９Ａとグルーブ１９の段差は、反射型ホログラム層１２の厚さよりも小さくする必要がある。
【００３７】
この第１実施形態では、グルーブ１９上に感光層１１を形成していくので、グルーブ１９は、２光束干渉による反射型ホログラム層１２のフォーマットを行う際に、サーボ層として、更に反射型ホログラム層１２からの回折光の再生、熱変形による局所変性の記録（反射型ホログラム層１２消去）を行う際にも利用することができる。
【００３８】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第２実施形態について説明する。
【００３９】
この第２実施形態は、上記グルーブ１９を有する支持基板１８に代えて、凹凸のない平板状の支持基板１８Ａを用いたものである。
【００４０】
この第２実施形態の光記録媒体１０Ａの製造過程は、まず図７に示されるステップ２０１において、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布し、且つこれを固定して感光層１１を形成する（図６（Ａ）参照）。
【００４１】
次に、ステップ２０２において、感光層１１を干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、これを固定化することによって、反射型ホログラム層１２を形成する（図６（Ｂ）参照）。
【００４２】
ステップ２０３においては、図３（Ｃ）に示されるように、上記のステップ１０５と同様のスペーサ材料をスピンコートなどの方法によって、上記形成された反射型ホログラム層１２上に成膜し、あるいはポリカーボネートシートを貼り合わせることによって、透明なスペーサ層１６を形成する。
【００４３】
ステップ２０４では、上記スペーサ層１６上に、ステップ２０１と同様に、感光性材料を塗布して固化し、感光層１１を形成する（図６（Ｄ）参照）。
【００４４】
ステップ２０５では、上記ステップ２０２〜２０３の工程を繰返して、所定数の反射型ホログラム層１２とその間のスペーサ層１６とを形成する（図６（Ｅ）参照）。
【００４５】
ステップ２０６では、最上段の反射型ホログラム層１２上に、保護層２０を形成して、この第２実施形態の製造方法による光記録媒体１０Ａの製造を完了する（図６（Ｆ）参照）。
【００４６】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第３実施形態について説明する。
【００４７】
この第３実施形態は、支持基板１８Ａ上に感光層１１及びスペーサ層１６を交互に積層しておき、所定数積層後、全ての感光層１１を一括して干渉縞露光し、反射型ホログラム層１２とするものである。
【００４８】
詳細には、図８（Ａ）に示されるように、ステップ３０１では、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布し、且つ、これを固化して感光層１１とする。次のステップ３０２では、感光層１１の上にスペーサ層１６を形成（図８（Ｂ）参照）する。ステップ３０３では、スペーサ層１６上に、感光性材料を塗布・固化して、感光層１１を形成し、ステップ３０４では、ステップ３０２、３０３を繰返して感光層１１とスペーサ層１６を交互に所定数積層する（図８（Ｃ）参照）。
【００４９】
次に、ステップ３０５において、全ての感光層１１を一括して干渉縞露光し、反射型ホログラム層１２とする（図８（Ｄ）参照）。
【００５０】
最後に、ステップ３０６において、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２上に、図８（Ｅ）に示されるように、保護層２０を形成して、光記録媒体１０Ｂを完成させる。
【００５１】
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第４実施形態について説明する。
【００５２】
この第４実施形態は、感光層上にスペーサ層を形成した後、このスペーサ層を介して、感光層を干渉縞露光し、反射型ホログラム層を形成するものである。
【００５３】
詳細には、ステップ４０１において、図１０（Ａ）に示されるように、支持基板１８Ａ上に、感光性材料を塗布・固化して感光層１１を形成し、次のステップ４０２において、その上にスペーサ層１６を形成し（図１０（Ａ）参照）、ステップ４０３において、図１０（Ｂ）に示されるように、感光層１１をスペーサ層１６を介して干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、これを固定化して反射型ホログラム層１２とする。
【００５４】
ステップ４０４では、図１０（Ｃ）に示されるように、スペーサ層１６上に感光層１１及びスペーサ層１６を積層し、ステップ４０５では、感光層１１をスペーサ層１６を介して干渉縞露光して反射型ホログラム層１２とする（図１０（Ｄ）参照）。
【００５５】
ステップ４０６では、上記を繰返すことによって、反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６を所定数交互に積層し、ステップ４０７では、図１０（Ｅ）に示されるように、最も外側（図において上側）の反射型ホログラム層１２に保護層２０を形成して、第４実施形態にかかる光記録媒体１０Ｃを完成させる。
【００５６】
次に、図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第５実施形態について説明する。
【００５７】
この第５実施形態は、第２〜第４実施形態のいずれかの製造方法により製造された反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６との積層体３０を用いて、図１２に示される、図５に示した光記録媒体と同様の光記録媒体１０Ｅを製造するものである。
【００５８】
この第５実施形態は、支持基板１８Ａ上に、反射型ホログラム層１２とスペーサ層１６とを交互に形成して、且つ保護層２０を設けた状態での積層体３０に、金属膜などの反射層２２を設けたランド・グルーブ基板３２を、接着層３４を介して支持基板１８Ａ側に接着するものである。
【００５９】
なお、図１２（Ａ）に示されるように、ランド・グルーブ基板３２の、反射層２２側を下向きとして、グルーブと反対側の面を接着層３４により支持基板１８Ａに接着してもよく、又、図１２（Ｂ）に示されるように、ランド・グルーブ基板３２の、反射層２２側を接着層３４によって支持基板１８Ａに接着するようにしてもよい。接着層３４は、例えばＵＶ樹脂を用いる。
【００６０】
第２〜第４実施形態およびグルーブ層を後で接着する第５実施形態において、グルーブは、フォーマットされた反射型ホログラム層の再生、熱変形による局所変性の記録の際のみにサーボ層として使用できる。
【００６１】
次に、図１３、１４を参照して、本発明の光記録媒体の製造方法の第６実施形態について説明する。
【００６２】
この第６実施形態は、第１実施形態に用いたと同様のグルーブ１９などが形成されている支持基板１８の上に、反射型ホログラム層１２Ａを、スペーサ層１６Ａを間にして積層するものである。
【００６３】
詳細には、図１３（Ａ）に示されるように、ステップ６０１（図１４参照）において、反射層２２が形成された支持基板１８上に、上面が平面となるように、感光性材料を塗布、固化して感光層１１Ａを形成する。
【００６４】
ステップ６０２では、図１３（Ｂ）に示されるように、感光層１１Ａを干渉縞露光して、反射型ホログラムを形成し、固定化して、反射型ホログラム層１２Ａを形成する。
【００６５】
ステップ６０３においては、上記反射型ホログラム層１２Ａの上に、スペーサ材料をスピンコートなどの方法によって成膜、必要であればＵＶ硬化し、その時、２Ｐプロセスなどによるグルーブ転写・剥離を行って、図１３（Ｃ）に示されるように、支持基板１８Ａ上の凹凸と同様のグルーブを有するスペーサ層１６Ａを形成する。
【００６６】
更に、ステップ６０４では、スペーサ層１６Ａのグルーブの上に、支持基板１８と同様に反射層２２を形成し、次のステップ６０５において、上記凹凸を埋めるようにして、ステップ６０１と同様に、感光層１１Ａを形成し、又、ステップ６０２と同様に干渉縞露光による反射型ホログラム層１２Ａの形成をする（図１３（Ｃ）参照）。
【００６７】
以後、ステップ６０６では同様の工程の繰返しにより、反射型ホログラム層１２Ａ及びスペーサ層１６Ａを所定数積層し、ステップ６０７では、図１３（Ｄ）に示されるように、最も外側の反射型ホログラム層１２Ａの上側に保護層２０Ａを形成して、この第６実施形態にかかる光記録媒体１０Ｄを完成させる。
【実施例】
【００６８】
本発明者は、２０層の反射型ホログラム層が形成されている光記録媒体について、各層からの反射率、及び各層の温度上昇についてシミュレーションした。
【００６９】
詳細には、表１に示されるように、反射型ホログラム層の屈折率及びスペーサ層の屈折率を共にｎ＝１．６２、反射型ホログラム層の消衰係数ｋ＝３．０Ｅ−０４、スペーサ層は０、反射型ホログラム層における吸収の結果の屈折率の変化Δｎｉを、反射型ホログラム層ではΔｎ＝３．０Ｅ−０３、スペーサ層では０、反射型ホログラム層及びスペーサ層の厚みはそれぞれ３μｍ、９μｍとした。又、具体的な材料として、上記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の波長に吸収を有するモノマーを導入したフォトポリマーとされている。また、スペーサ層はポリカーボネートを用いた。
【００７０】
【表１】
【００７１】
図１５の左欄に示されるように、２０層の反射型ホログラム層とその間のスペーサ層を積層した光記録媒体に、開口数ＮＡ＝０．８５の光学系から、波長４０５ｎｍ、記録パワー２０ｍＷのレーザ光を各反射型ホログラム層毎に集光（合焦）照射した場合の各反射型ホログラム層毎の反射率と温度上昇は、図１５の中央欄及び右欄に示されるようになった。図１５の左端の数字は、反射型ホログラム層の、レーザ光入射側からの順番を示す。
【００７２】
シミュレーションの結果、スペーサ層がレーザ光に不感であり、且つ、消衰係数が小さいのでレーザ光入射側から最も遠い２０番目の反射型ホログラム層においても反射率は０．０１％を超えて、且つ、最も入射側の反射型ホログラム層における反射率は０．４５％程度となり、いずれも再生検知に必要な０．０１％以上を満たしており、更に、レーザ光照射時における各反射型ホログラム層の温度上昇は、最も遠い２０番目の反射型ホログラム層でも１５０℃を超え、全ての層において１００℃を超えていた。
【００７３】
レーザ光入射側から１番目、１０番目及び２０番目の反射型ホログラム層における温度上昇と時間との関係は、図１６に示す。図１６からは、光入射側から最も遠い反射型ホログラム層における温度上昇は、照射開始から約５００ｎＳで１００℃を超えることが分かる。
【００７４】
なお、レーザ光の焦点位置以外の反射型ホログラム層では、図１７、図１８に示されるように、殆ど温度上昇がなく、従って１００℃を超えることがなかった。図１７は、レーザ光の焦点位置のおける反射型ホログラム層の、パワー２０ｍＷのレーザ光照射時間と温度上昇との関係を曲線Ａで示し、又、前記焦点位置の反射型ホログラム層と隣接する反射型ホログラム層における、温度上昇とレーザ光照射時間との関係を、レーザパワーが２０ｍＷのとき▼印の曲線Ｂ、１００ｍＷのとき△印の曲線Ｃで示している。
【００７５】
なお、焦点位置でのレーザ光のビーム半径を、レーザ強度分布の１／ｅとなる０．１４μｍ、隣接する反射型ホログラム層の位置におけるレーザ光のビーム半径を、スペーサ層厚との関係から、１９．００μｍとしている。
【００７６】
図１７からは、１００ｍＷのパワーで照射した場合でも、焦点位置の反射型ホログラム層に隣接する反射型ホログラム層の温度上昇が殆どないことが分かる。
【００７７】
図１８は、レーザ光入射側から第１〜３の反射型ホログラム層及びそれらの間のスペーサ層における温度上昇をレーザ光入射面からの深さＺとの関係においてシミュレーションした結果を示す。曲線ａは、レーザ光のパワーを２０ｍＷとした場合の焦点位置における反射型ホログラム層での温度上昇とＺとの関係を示し、曲線ｂは、焦点位置の反射型ホログラム層と隣接する反射型ホログラム層におけるレーザ光のパワーを２０ｍＷとした場合の温度上昇とＺとの関係、又、曲線ｃはレーザ光のパワーを１００ｍＷに増大した場合の、隣接する反射型ホログラム層での温度上昇とＺとの関係をそれぞれ示す。
【００７８】
図１８からは、隣接する反射型ホログラム層及びスペーサ層での温度上昇が殆どゼロであることが分かる。
【００７９】
上記のように、２０層の各反射型ホログラム層のいずれにおいても、レーザ光の焦点位置での温度上昇が１００℃以上となっているので、レーザ光の照射によって、吸収熱による回析条件の変化を得ることが出来る。また、焦点位置の反射型ホログラム層に隣接する反射型ホログラム層、スペーサ層及び焦点位置の反射型ホログラム層のレーザ光のビームより外側ではほとんど温度上昇が見られないので、記録用レーザ光の非焦点位置では、ホログラム回折条件が変化するほどの温度上昇がないことが分かる。さらに、２０層全部の反射型ホログラム層における反射率が０．０１％よりも大きいので、再生用レーザ光の照射によって、各層ごとの再生をすることができる。
【００８０】
図１９は、レーザ光入射側から第１番目の反射型ホログラム層における、レーザ光のビームスポットを中心としたＸ−Ｙ方向（深さＺと直交する方向）の位置と温度上昇との関係のシミュレーション結果を示す。また、図２０は、レーザ光入射側から第２０番目の反射型ホログラム層における、レーザ光のビームスポットを中心としたＸ−Ｙ方向の位置と温度上昇との関係のシミュレーション結果を示す。
【００８１】
図１９、２０では、レーザ光のパワーを２０ｍＷ、照射時間を５μＳとしたときの、２００℃、１５０℃、１００℃および５０℃の点を結んで曲線としている。
【００８２】
図１９および図２０からは、第１層において１００℃以上の領域は直径が約９００ｎｍ、また、図２０からは、１００℃以上の領域の直径が約５００ｎｍであることが分かる。
【００８３】
青色レーザー光ＢＬ、ＮＡ＝０．８５の光学系によって形成される最短マーク長２Ｔは１４９ｎｍであるので、記録パワーと時間を選択することによって、任意に温度上昇の広がりを制御すれば、最短マーク長２Ｔが１４９ｎｍの場合でも、これよりも外側の領域において、記録波長のレーザ光照射による回折条件の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態の例にかかる光記録媒体を示す斜視図
【図２】図１のII−II線に沿う断面を拡大して模式的に示す断面図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図４】同第１実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図５】同第１実施形態の光記録媒体において、記録再生用とサーボ用とで異なる波長のレーザ光を用いる場合を模式的に示す断面図
【図６】本発明の第２実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図７】同第２実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図８】本発明の第３実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図９】同第３実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図１１】同第４実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１２】本発明の第５実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程の要部を模式的に示す断面図
【図１３】本発明の第６実施形態にかかる製造方法による光記録媒体の製造過程を模式的に示す断面図
【図１４】同第５実施形態の製造方法を示すフローチャート
【図１５】本発明の実施例に係る光記録媒体の反射率と温度上昇を各反射型ホログラム層毎に示す線図
【図１６】同温度上昇と時間との関係を示す線図
【図１７】同実施例での、焦点位置の反射型ホログラム層及びこれに隣接する反射型ホログラム層での温度上昇とレーザ光照射時間との関係を示す線図
【図１８】同実施例での、焦点位置の反射型ホログラム層及びこれに隣接するスペーサ層での温度上昇とレーザ光入射面からの深さとの関係を示す線図
【図１９】同実施例での、光入射側から１番目の反射型ホログラム層におけるビームスポットからの距離と温度上昇との関係を示す線図
【図２０】同実施例での、光入射側から２０番目の反射型ホログラム層におけるビームスポットからの距離と温度上昇との関係を示す線図
【符号の説明】
【００８５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…光記録媒体
１２、１２Ａ…反射型ホログラム層
１４…記録層
１６、１６Ａ…スペーサ層
１８、１８Ａ…支持基板
１９…グルーブ
２０…保護層
２２…反射層
３０…積層体
３２…ランド・グルーブ基板
３４…接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録層が複数の反射型ホログラム層により形成されていて、記録用レーザ光の照射により、反射型ホログラム層内における局所変性として情報が記録される光記録媒体であって、前記複数の反射型ホログラム層が、スペーサ層を介して積層されてなり、前記スペーサ層は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層に比較して、小さい消衰係数を有することを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
請求項１において、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光を集光照射した際に、焦点位置では、局所吸収熱によって回折条件が変化する局所変性が形成されて情報が記録され、非焦点位置では、回折条件が維持される熱閾値を有する材料により構成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記反射型ホログラム層の数、厚み、材料及び前記スペーサ層の数及び消衰係数は、各反射型ホログラム層に、再生用レーザ光を集光照射したときに得られる回折光の反射率が全て０．０１％より大きく、且つ、記録用レーザ光の集光照射位置での反射型ホログラム層の温度上昇が１００℃より大きくなるように選択されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記反射型ホログラム層及びスペーサ層は、片面にサーボ用ピット若しくはグルーブを有する支持基板の、前記片面側に、交互に積層され、最も外側の反射型ホログラム層の外側に保護層が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】
請求項４において、
前記支持基板における前記サーボ用ピット若しくはグルーブの表面に、反射層を形成したことを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記反射型ホログラム層は、前記片面側が前記サーボ用ピット若しくはグルーブに沿う断面形状とされ、且つ、その反対側面は平面形状とされていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかにおいて、
前記支持基板はディスク形状であって、前記サーボ用ピット若しくはグルーブのトラックピッチは０．３２μｍ及び０．７４μｍの一方であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項８】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
この感光層を干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、
前記反射型ホログラム層上に、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するスペーサ層を形成する工程と、
このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、反射型ホログラム層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項９】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、
前記感光層を前記スペーサ層を介して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、
前記スペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成し、且つ、干渉縞露光により反射型ホログラム層を形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、
このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、感光層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
前記積層された複数の感光層を一括して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層とする工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
前記支持基板は、サーボ用ピット若しくはグルーブを有していて、この支持基板の、前記サーボ用ピット若しくはグルーブ上に、予め誘電体材料により反射層を形成する工程を有し、前記感光層が形成される一方の面は、前記反射層の面であり、この反射層上に形成される前記感光層の上側にスペーサ層、反射層、感光層を、この順で繰返し積層する工程と、前記各スペーサ層上に反射層を形成する前に、該スペーサ層上に前記サーボ用グルーブと同様のサーボ用グルーブを形成する工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
支持基板の一方の面に反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層してなる積層体における前記支持基板の他方の面に、接着層を介してランド・グルーブ面に反射層が形成されたランド・グルーブ基板の一方の面を接着する工程を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１】
情報記録層が複数の反射型ホログラム層により形成されていて、記録用レーザ光の照射により、反射型ホログラム層内における局所変性として情報が記録される光記録媒体であって、前記複数の反射型ホログラム層が、スペーサ層を介して積層されてなり、前記スペーサ層は、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層に比較して、小さい消衰係数を有することを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
請求項１において、前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光を集光照射した際に、焦点位置では、局所吸収熱によって回折条件が変化する局所変性が形成されて情報が記録され、非焦点位置では、回折条件が維持される熱閾値を有する材料により構成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記反射型ホログラム層の数、厚み、材料及び前記スペーサ層の数及び消衰係数は、各反射型ホログラム層に、再生用レーザ光を集光照射したときに得られる回折光の反射率が全て０．０１％より大きく、且つ、記録用レーザ光の集光照射位置での反射型ホログラム層の温度上昇が１００℃より大きくなるように選択されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記反射型ホログラム層及びスペーサ層は、片面にサーボ用ピット若しくはグルーブを有する支持基板の、前記片面側に、交互に積層され、最も外側の反射型ホログラム層の外側に保護層が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】
請求項４において、
前記支持基板における前記サーボ用ピット若しくはグルーブの表面に、反射層を形成したことを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記反射型ホログラム層は、前記片面側が前記サーボ用ピット若しくはグルーブに沿う断面形状とされ、且つ、その反対側面は平面形状とされていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかにおいて、
前記支持基板はディスク形状であって、前記サーボ用ピット若しくはグルーブのトラックピッチは０．３２μｍ及び０．７４μｍの一方であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項８】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
この感光層を干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、
前記反射型ホログラム層上に、記録波長のレーザ光に対して不感、且つ、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するスペーサ層を形成する工程と、
このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、反射型ホログラム層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項９】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、
前記感光層を前記スペーサ層を介して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層を形成する工程と、
前記スペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成し、且つ、干渉縞露光により反射型ホログラム層を形成する工程を繰返すことにより、反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
支持基板の一方の面に感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、記録波長のレーザ光に対して不感のスペーサ層を形成する工程と、
このスペーサ層上に、前記と同様に、感光層、スペーサ層を順次形成する工程を繰返すことにより、感光層とスペーサ層とを交互に複数層積層する工程と、
前記積層された複数の感光層を一括して干渉縞露光し、且つ、前記干渉縞露光により形成された反射型ホログラムを固定することにより反射型ホログラム層とする工程と、
を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
前記支持基板は、サーボ用ピット若しくはグルーブを有していて、この支持基板の、前記サーボ用ピット若しくはグルーブ上に、予め誘電体材料により反射層を形成する工程を有し、前記感光層が形成される一方の面は、前記反射層の面であり、この反射層上に形成される前記感光層の上側にスペーサ層、反射層、感光層を、この順で繰返し積層する工程と、前記各スペーサ層上に反射層を形成する前に、該スペーサ層上に前記サーボ用グルーブと同様のサーボ用グルーブを形成する工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
支持基板の一方の面に反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に複数層積層してなる積層体における前記支持基板の他方の面に、接着層を介してランド・グルーブ面に反射層が形成されたランド・グルーブ基板の一方の面を接着する工程を有してなり、
前記反射型ホログラム層は、記録用レーザ光の照射により、その焦点位置での、局所変性として回折条件が変化する材料から構成され、前記スペーサ層は、前記反射型ホログラム層と比較して小さい消衰係数を有するように形成されていることを特徴とする光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１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１９８８６（Ｐ２０１０−１９８８６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７６６６（Ｐ２００８−１７７６６６）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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