JP4043175B2

JP4043175B2 - 光情報媒体およびその製造方法

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Publication number: JP4043175B2
Application number: JP2000233783A
Authority: JP
Inventors: 次郎吉成; 拓哉塚越; 壮小巻
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: US20010053118A1; JP2002063736A; EP1162613A2; US6576319B2; EP1162613A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録層等の情報保持層を少なくとも２層有する多層情報媒体と、この媒体を製造する方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクに対する高密度化および大容量化の要求が著しい。現在、コンパクトディスクの約７倍に相当する片面約４．７GBの記録容量をもつＤＶＤ（Digital Versatile Disk）が発売されているが、より多くの情報を記録できる技術の開発が盛んに行われている。
【０００３】
光ディスクの記録容量を高める技術としては、記録再生光の短波長化、記録再生光照射光学系における対物レンズの高ＮＡ（開口数）化、記録層の多層化、多値記録などが挙げられる。これらのうち記録層の多層化による３次元記録は、短波長化や高ＮＡ化に比べ、低コストで飛躍的な高容量化が可能である。３次元記録媒体は、例えば特開平９−１９８７０９号公報に記載されている。また、特開平８−２５５３７４号公報には、書き換え可能な情報記憶層と再生専用の情報記憶層とを積層した媒体が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
多層記録媒体では、通常、隣り合う記録層間に、記録・再生光に対し透明性の高い透明樹脂層が設けられ、記録・再生光は、透明樹脂層を透過して記録層に到達し、記録層表面で反射して光ピックアップに戻る。そのため、透明樹脂層には、層厚、層質および光学特性について厳しい均一性が要求される。媒体がディスク状である場合、透明樹脂層はスピンコート法により形成することが一般的である。スピンコート法では、比較的均質な透明樹脂層を形成できる。透明樹脂層を形成するとき、ディスク中心孔を閉塞手段を用いて閉塞し、スピンコート後に閉塞手段を取外してから透明樹脂層を硬化する場合、記録層が多層の光ディスクは、上記過程を層数だけ繰返して製造されることになる。このとき、１層目の透明層の内周縁には、閉塞手段の取外しによって盛り上った環状凸部が残り、これが硬化されているため、次の透明樹脂層のスピンコートの際に、環状凸部によって樹脂の展延が妨げられ、透明樹脂層の形成に支障が生じやすい。また、次の透明樹脂層にも環状凸部が生じ、１層目の環状凸部と２層目の環状凸部とが重なってしまうため、ディスク内周付近における樹脂層の厚さが設計値から大きく外れ、記録層間の距離がディスク内周付近で広がってしまう。
【０００５】
また、２つの基体間に記録層を挟んだ貼り合わせ型光ディスクとする場合、両基体間に挟まれる透明樹脂層の外周部が厚くなると、光ディスクに反りや歪みが生じやすく、機械精度を高くすることが困難となる。
【０００６】
ところで、記録層を多層化した多層記録媒体を再生する場合、再生光を照射する光ピックアップには再生対象以外の記録層、すなわち再生光が合焦している記録層以外の記録層からの反射光も戻ることになる。そのため、複数の記録層間において信号干渉が生じ、これがクロストークとなる。その結果、再生信号にノイズが混入してしまう。再生対象以外の記録層から戻る反射光の影響は、記録層間の距離の２乗に反比例して小さくなる。したがって、ノイズの混入を抑えるためには、記録層間の距離が大きいほど好ましい。例えば、ＤＶＤ等の従来の光ディスクの再生に用いられる通常の構造の光ピックアップを用いる場合において、実用的な信号品質を得るためには、記録層間の距離を少なくとも３０μm、好ましくは７０μm以上とすることが望ましい。実際、上記特開平９−１９８７０９号公報の実施例では、記録層間に厚さ１００μmの透明樹脂層を設けている。また、上記特開平８−２５５３７４号公報では、隣り合う２層の情報記憶層間の距離を３０μm以上に設定している。
【０００７】
しかし、記録層間距離を３０μm以上と大きくした場合、ディスクが厚くなりすぎることを防ぐために記録層の積層数が制限され、そのため、ディスク全体の記録容量も制限されてしまう。また、３０μm以上の厚い透明樹脂層を均一な厚さに形成することは困難である。また、厚い樹脂層は内部応力が大きくなるため、媒体に反りが生じやすい。そのため光ディスクの機械精度確保が難しいという問題がある。
【０００８】
これに対し、多層記録媒体における記録層でのクロストークを小さくするため、例えば特開平１０−２２２８５６号公報や、SOM'94 technicaldigest(1994)19に記載されているように、各記録層の再生に、共焦点顕微鏡の原理を応用した共焦点検出光学系を備える光ピックアップを用いることが提案されている。共焦点検出光学系を備える光ピックアップでは、光学系内にピンホールを配置し、このピンホールを通った光により再生を行う。そのため、共焦点検出光学系を備える光ピックアップを用いる場合は、フォーカスサーボの追従範囲が狭くなるので、透明樹脂層の厚さの均一性がより高いことが要求される。
【０００９】
このほか、多層記録媒体には、次のような問題もある。単層の記録層を有する媒体では、記録層が形成される樹脂基体にグルーブ（案内溝）を形成しておくことにより、記録層にグルーブが転写される。しかし、比較的厚い透明樹脂層を介して２層以上の記録層を積層する場合、基体に設けたグルーブをすべての記録層に転写することは困難である。すなわち、グルーブ深さは光学的な要求から高々１００nm程度であり、一方、層間距離はこれに比べ著しく厚いからである。そのため、例えば前記特開平９−１９８７０９号公報に記載されているように、フォトポリマー（２Ｐ）法などを利用して透明樹脂層にグルーブを形成しなければならない。そのため、製造コストが著しく上昇してしまう。
【００１０】
本発明は、複数の情報保持層を有する多層情報媒体において、すべての情報保持層で良好な再生特性を実現することを目的とし、また、多層情報媒体において良好な機械精度を得ることを目的とし、また、このような多層情報媒体を低コストで提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記のような問題を解決するために、本発明では、複数の樹脂層を形成するに際し、各層の環状凸部を互いにずらして形成する。基体から遠い透明層ほど内径が大きくなっており、その結果、各透明層を積層した状態において、透明層積層体の内周縁部は階段状となる。そして、この階段状部のステップ面に、環状凸部が露出している。このように、他の透明層の環状凸部を被覆しないように各透明層を階段状に積層すれば、上記問題を解決することができる。すなわち、下記（１）〜（５）の本発明により上記課題を解決することができる。
（１）中心孔を有するディスク状基体の上、または一対のディスク状基体間に、記録情報および／またはサーボ情報を保持する円環状の情報保持層を少なくとも２層有し、他の情報保持層を透過した記録光または再生光により記録または再生が行われる情報保持層が存在し、前記中心孔を閉塞手段により閉塞手段により閉塞した状態でのスピンコート法により形成され、円環状であって、内周縁に、前記閉塞手段の離間により盛り上った環状凸部を有する少なくとも２層の樹脂層を有し、これら各樹脂層のうちの一の樹脂層の環状凸部側に積層された他の樹脂層は、その環状凸部が、前記一の樹脂層の環状凸部よりも外側にあるように階段状に積層されている光情報媒体。
（２）記録情報を保持する情報記録層間に存在する樹脂層の厚さが、５μm以上３０μm未満である上記（１）の光情報媒体。
（３）情報保持層の再生に共焦点検出光学系が利用される上記（１）または（２）の光情報媒体。
（４）情報保持層が、記録情報を保持するデータ層とサーボ情報を保持するサーボ層とに分離されている上記（１）〜（３）のいずれかの光情報媒体。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの光情報媒体を製造する方法であって、前記基体を回転テーブル上に載置して、円板部を有する閉塞手段で前記中心孔を塞いだ状態とし、樹脂を含有する塗布液を前記円板部上に供給した後、前記基体を前記閉塞手段と共に回転させることにより、前記塗布液を前記基体上に展延して樹脂層を形成する工程、前記円板部を前記基体から離間することにより、前記樹脂層を環状に形成する工程、前記樹脂層を硬化する工程をこの順で有し、樹脂層を形成する方法と、次に、前記円板部を前記基体から離間する際に、前記樹脂層の内周縁に形成される環状凸部よりも直径が大きく、且つ、これを跨ぐように下面がくり抜かれた次の円板部を有する閉塞手段で前記中心孔を塞いだ状態として、上記の樹脂層を形成する工程、円板部を基体から離間する工程、前記樹脂層を硬化する工程をこの順で有し、樹脂層を形成する方法を少なくとも１回繰返すことを特徴とする光情報媒体の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明が適用される光情報媒体は、情報保持層が少なくとも２層積層された構造をもつ。本明細書における情報保持層には、データ層およびサーボ層が包含される。データ層とは、記録情報を保持する記録マークやピットなどが存在する層であり、サーボ層とは、グルーブやピット等の凹凸からなるトラッキングサーボパターンが存在する層である。ただし、サーボ層をデータ層に対して独立して設けない場合には、データ層にトラッキングサーボパターンが形成される。
【００１３】
本明細書では、データ層を読み出すための光およびデータ層に記録を行うための光をデータ光と呼び、サーボ層を読み出すための光をサーボ光と呼ぶ。また、本明細書において記録・再生光とは、データ光およびサーボ光を包含する概念である。
【００１４】
本明細書における多層情報媒体とは、複数の情報保持層を有し、かつ、他の情報保持層を透過した記録・再生光により記録または再生が行われる情報保持層が存在する媒体である。
【００１５】
本発明の光情報媒体には、光記録媒体と再生専用型媒体とが包含される。光記録媒体では、データ層に記録層が含まれる。再生専用型媒体では、データ層に、データを保持するピットまたは記録マークがあらかじめ形成されている。
【００１６】
図１に、本発明の多層媒体の構成例を断面図として示す。図１に示す媒体は、トラッキング用のグルーブが設けられた基体２上に、２層のデータ層ＤＬ−１、ＤＬ−２が積層されており、両データ層間にはフィルタ層ＦＬが存在し、データ層ＤＬ−２上には透明層ＴＬが存在する。透明層ＴＬは、保護層として機能する。この媒体においてデータ層ＤＬ−１、ＤＬ−２の再生は、図中下側から、波長の相異なる２種の再生光を入射させ、その反射光を光ピックアップにより検出することにより行う。また、この媒体が光記録媒体である場合には、通常、記録光と再生光とは同一の光ピックアップから照射され、かつ、記録光と再生光とは同一波長とされる。
【００１７】
図１に示す本発明の媒体におけるフィルタ層ＦＬは、下側のデータ層ＤＬ−１を読み出すためのデータ光の吸収率が、上側のデータ層ＤＬ−２を読み出すためのデータ光の吸収率よりも高い。そのため、データ層ＤＬ−１を読み出す際に、データ層ＤＬ−２に到達する再生光の強度が低くなる結果、データ層ＤＬ−２からの反射光の影響を抑えることができる。一方、データ層ＤＬ−２を再生する際には、フィルタ層ＦＬによるデータ光の吸収が少ないため、再生に支障は生じない。したがって、データ層ＤＬ−１とデータ層ＤＬ−２との間の距離を小さくしても、データ層間で生じるクロストークは少ない。これに対し、記録・再生光に対し透明性の高い透明層をフィルタ層ＦＬに替えて設けた場合、透明層を十分に厚くしないと、図中下側のデータ層ＤＬ−１に合焦させて読み出しを行う際に、上側のデータ層ＤＬ−２からの反射光も光ピックアップが拾ってしまい、これが再生ノイズとなる。
【００１８】
なお、上側のデータ層ＤＬ−２を再生する際には、下側のデータ層ＤＬ−１からの反射光の影響を受けてしまうが、記録密度が低ければクロストークの影響は小さくなるので、図１に示す構成では、ＤＬ−２の記録密度をＤＬ−１よりも低く設定することが好ましい。その場合、通常、ＤＬ−２の記録・再生に用いるデータ光波長を、ＤＬ−１の記録・再生に用いるデータ光波長よりも長くする。
【００１９】
図２に、本発明の媒体の他の構成例を示す。図２に示す媒体は、基体２上に１層のデータ層ＤＬを設け、このデータ層ＤＬの上に、フィルタ層ＦＬを介してサーボ基体２０を積層したものである。サーボ基体２０には、グルーブおよび／またはピットからなるトラッキングサーボパターンが設けられている。このサーボ基体２０の記録・再生光入射側表面には反射層が形成されており、これがサーボ層ＳＬとして機能する。
【００２０】
図２に示す媒体を再生する際には、データ層ＤＬを読み出すデータ光とは異なる波長のサーボ光で、サーボ層ＳＬを読み出す。この媒体におけるフィルタ層ＦＬは、上記データ光の吸収率が、上記サーボ光の吸収率よりも高い。そのため、データ層ＤＬの読み出しに際して、サーボ層ＳＬからのデータ光の反射に起因する再生ノイズが混入しにくい。
【００２１】
トラッキングサーボ情報等のサーボ情報の読み出しは、データ層の読み出しに比べノイズの影響を受けにくいため、図２に示す構成では、高記録密度のデータ層を低ノイズで読み出せると共に、高精度のサーボが可能である。また、図２ではサーボ層ＳＬを独立して設けているため、データ層ＤＬを平滑な層とすることができる。そのため、データ層ＤＬの反射率が高くなる。また、トラッキングサーボパターンの段差による干渉が発生しない。また、トラッキングサーボパターンの崩れ等の不規則形状、例えばグルーブの蛇行、などの影響によるノイズが発生しない。なお、図２に示す構成では、通常、データ光の波長をサーボ光の波長よりも短くする。
【００２２】
ここで、本発明の多層情報媒体の記録および再生に適用可能な光ピックアップの構成例を、図２に示す構造の媒体と共に図４に示す。
【００２３】
この光ピックアップでは、データ光は、レーザーダイオードＬＤ１から出射される。データ光は、レンズＬ１を透過して平行光とされ、さらに偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を透過した後、１／４波長板ＱＷＰ１およびデータ光に対し透過性を有するダイクロイックミラーＤＣＭを透過して、対物レンズＬ４に入射し、多層情報媒体のデータ層ＤＬに集光される。データ層ＤＬで反射したデータ光は、媒体への入射時とは逆の経路をたどった後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射し、レンズＬ５により光検出器ＰＤ１に集光され、データ層ＤＬに対するフォーカスサーボ、またはこれと再生信号の検出とが行われる。
【００２４】
図４に示す媒体では、データ層ＤＬとサーボ層ＳＬとの間にフィルタ層ＦＬが存在するため、サーボ層ＳＬで反射して光ピックアップに戻るデータ光はフィルタ層ＦＬを往復し、著しく減衰することになる。したがって、データ層ＤＬを再生する際に、サーボ層からの反射に起因するノイズ発生を著しく抑制することができる。
【００２５】
一方、サーボ光は、レーザーダイオードＬＤ２から出射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射してレンズＬ６および１／４波長板ＱＷＰ２を透過した後、ダイクロイックミラーＤＣＭにより反射され、対物レンズＬ４に入射する。対物レンズＬ４から出射したサーボ光は、サーボ層ＳＬに集光される。サーボ層ＳＬで反射したサーボ光は、入射時とは逆の経路をたどった後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を透過して光検出器ＰＤ２に集光され、トラッキングサーボおよびサーボ層に対するフォーカスサーボが行われる。
【００２６】
このような構成の光ピックアップ、すなわち、サーボ光は反射しデータ光は透過する分光特性を有するダイクロイックミラーＤＣＭを備える光ピックアップを用いることは、データ層とサーボ層とを分離し、かつ、データ光とサーボ光とを同時に照射しながら再生を行う場合に有利である。すなわち、データ光検出用の光検出器ＰＤ１にサーボ光の反射光が入射することを防ぐことができ、また、サーボ光検出用の光検出器ＰＤ２にデータ光の反射光が入射することを防ぐことができる。
【００２７】
ただし、ダイクロイックミラーＤＣＭは、データ光を完全には透過できず、一部を反射してしまう。そのため、図示するフィルタ層ＦＬの替わりに透明層が存在すると、サーボ層ＳＬで反射したデータ光の一部がサーボ用の光検出器ＰＤ２に到達し、トラッキングサーボに悪影響を与えてしまう。特に、データ光の強度が高い場合、例えば記録用のデータ光を照射する場合には、上記悪影響が大きくなる。これに対し、図示するようにデータ層ＤＬとサーボ層ＳＬとの間にフィルタ層ＦＬを設けてあれば、データ光はフィルタ層ＦＬを往復することにより著しく減衰するため、データ光がトラッキングサーボに与える悪影響を著しく抑制することができる。
【００２８】
図３に、本発明の多層媒体の他の構成例を示す。図３に示す媒体は、基体２上に、５層の透明層ＴＬ−１〜ＴＬ−５が存在し、隣り合う透明層間に、４層のデータ層ＤＬ−１〜ＤＬ−４がそれぞれ存在する。透明層ＴＬ−５上には、フィルタ層ＦＬ、サーボ層ＳＬおよびサーボ基体２０がこの順で存在する。サーボ基体２０には、グルーブおよび／またはピットからなるトラッキングサーボパターンが設けられ、このパターンがサーボ層ＳＬに転写されている。
【００２９】
図３に示す媒体は、データ層の数が多いほかは図２に示す媒体と同様な構成である。データ層の数が２以上、特に３以上であると、データ層のそれぞれに、トラッキングサーボパターンを低コストで高精度に形成することが難しいため、データ層とサーボ層とを独立して設ける構造は有効である。
【００３０】
なお、図３では、データ層ＤＬ−４とサーボ層ＳＬとの間にフィルタ層ＦＬを設けているが、隣り合うデータ層間にはフィルタ層を設けていない。そのため、データ層間の距離を短くするとクロストークが大きくなってしまう。この構成においてクロストークを小さくするためには、各データ層の再生に、共焦点顕微鏡の原理を応用した共焦点検出光学系を備える光ピックアップを用いることが好ましい。共焦点検出光学系を備える光ピックアップは、媒体の厚さ方向の解像度が極めて高いため、データ層間のクロストークを著しく低減できる。多層情報媒体の再生に利用できる共焦点検出光学系については、例えば特開平１０−２２２８５６号公報や、SOM'94 technicaldigest(1994)19に記載されている。
【００３１】
図５に、共焦点検出光学系を備え、かつ、多層情報媒体の記録および再生に適用可能な光ピックアップの構成例を媒体と共に示す。図示する媒体は、基体２上に、データ層ＤＬ−１、透明層ＴＬ、データ層ＤＬ−２、フィルタ層ＦＬ、サーボ層ＳＬおよびサーボ基体２０がこの順で積層された構造である。
【００３２】
この光ピックアップは、データ光の光路において偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と１／４波長板ＱＷＰ１との間に、レンズＬ２、ピンホール板ＰＨＰおよびレンズＬ３を組み込んだほかは図４に示す光ピックアップと同様な構成である。
【００３３】
この光ピックアップでは、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を透過したデータ光は、レンズＬ２により集光される。集光位置にはピンホールを有するピンホール板ＰＨＰが配置されており、このピンホールを抜けたデータ光は、レンズＬ３により平行光とされた後、図４に示す光ピックアップと同様な経路を経て、多層情報媒体の下側のデータ層ＤＬ−１に集光される。データ層ＤＬ−１で反射したデータ光は、媒体への入射時とは逆の経路をたどる。データ光は、再生対象のデータ層ＤＬ−１を透過してデータ層ＤＬ−２にも到達し、その反射光も光ピックアップに戻る。しかし、このデータ光はデータ層ＤＬ−２に対してアウトフォーカスとなるので、データ層ＤＬ−２からの反射光は、ピンホール板ＰＨＰのピンホール位置に集光されず、ピンホール位置では広がってしまうため、ピンホール板ＰＨＰにより大部分が遮断されてしまう。したがって、共焦点検出光学系を備える光ピックアップを用いることにより、データ層間でのクロストークを抑制することができる。
【００３４】
次に、本発明の光記録媒体の各部の構成について詳細に説明する。
【００３５】
フィルタ層
図１〜図３に示すフィルタ層は、２種の記録・再生光（２種のデータ光、またはデータ光およびサーボ光）のうちの一方の吸収率が他方の吸収率よりも相対的に高い層である。具体的には、一方の記録・再生光の吸収率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である。この吸収率が低すぎると、本発明の効果が不十分となる。これに対し、他方の記録・再生光の吸収率は、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下である。この吸収率が高すぎると、フィルタ層を通して入射する記録・再生光による情報保持層の再生が困難となり、記録媒体の場合には記録も困難となる。
【００３６】
フィルタ層の構成材料は特に限定されず、所望の分光吸収特性を示す材料を適宜選択すればよく、例えば有機材料または無機材料からなる各種色素、特に有機色素が好ましく、さらに、色素に加えて樹脂を含有するものが好ましい。樹脂としては、紫外線等の活性エネルギー線により硬化したものが好ましい。色素単独ではなく樹脂を混合することにより、フィルタ層の形成が容易となる。例えば紫外線硬化型組成物と色素との混合物をスピンコートした後、紫外線を照射すれば、均質で比較的厚いフィルタ層を短時間で形成することが可能である。
【００３７】
フィルタ層に用いる色素は特に限定されず、フィルタ層に要求される分光吸収特性を満足するものであればよく、例えばシアニン系、フタロシアニン系、アゾ系等の各種有機色素を用いればよい。また、樹脂との相溶性を考慮して、色素に対し側鎖に置換基などを設けるための変性を必要に応じて行ってもよい。また、分光吸収特性の制御を容易にするために、分光吸収特性の相異なる２層以上の色素層を積層してフィルタ層としてもよい。
【００３８】
フィルタ層が色素と樹脂とを含有する場合、色素含有量は特に限定されず、要求される分光吸収特性を満足するように樹脂の種類に応じて適宜決定すればよいが、通常、１〜１０質量％であることが好ましい。色素含有量が少なすぎると、フィルタ層を厚くする必要が生じ、好ましくない。一方、色素含有量が多すぎると、ポットライフが短くなってしまう。
【００３９】
吸収対象波長が比較的短い場合、例えば４５０nm以下の波長域において急峻な吸収特性を得ようとする場合には、色素を含有しない紫外線硬化型樹脂層からフィルタ層を構成することもできる。紫外線硬化型樹脂層は、紫外線硬化型組成物と光重合開始剤とを含有する組成物の塗膜を紫外線硬化させることにより形成する。光重合開始剤は、硬化に用いる光の波長付近で大きな吸収を示す。そして、硬化後の塗膜も、その波長付近で大きな吸収を示す。これは、光重合開始剤が硬化の際に完全には分解せず、一部が残存ないし変性した状態で残存するためと考えられる。そのため、短波長域において選択的に大きな吸収を示すフィルタ層として使用することができる。
【００４０】
フィルタ層に用いる光重合開始剤は特に限定されず、例えば、安息香酸エステル類、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾイン誘導体、チオキサントン誘導体、アセトフェノン誘導体、プロピオフェノン誘導体およびベンジルなどの通常の光重合開始剤から、吸収対象波長に応じて適宜選択すればよい。
【００４１】
フィルタ層の厚さは、要求される分光吸収特性を満足するように適宜決定すればよいが、樹脂を含有し、色素または光重合開始剤を吸収材料として使用するフィルタ層では、１〜３０μmの範囲内に設定することが好ましい。フィルタ層が薄すぎると、十分な吸収特性を得ることが困難となる。一方、フィルタ層が厚すぎると、媒体が厚くなってしまうので、データ層の積層数が制限され、好ましくない。
【００４２】
また、吸収対象波長が例えば４５０nm以下と比較的短い場合には、金属（半金属を含む）元素の少なくとも１種を含有する金属層を、フィルタ層として利用することもできる。金属には、例えばＡｕのように短波長域において急激に吸収率が高くなるものが存在する。したがって、吸収対象波長域において十分な吸収率を確保でき、かつ、透過対象波長域において十分な透過率を確保できるように金属種およびフィルタ層の厚さを選択すればよい。フィルタ層に好ましく用いられる金属としては、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕなどが挙げられる。なお、分光吸収特性の制御を容易にするために、分光吸収特性の相異なる２種以上の金属層を積層してフィルタ層としてもよい。
【００４３】
フィルタ層として使用する金属層の厚さは、使用する金属種によっても異なるが、好ましくは１０〜２００nm、より好ましくは２０〜１００nmである。金属層が薄すぎると、吸収対象波長域において十分な吸収率が得られず、金属層が厚すぎると、透過対象波長域において十分な透過率が得られない。
【００４４】
また、このほか、干渉フィルタをフィルタ層として利用することもできる。干渉フィルタとしては、誘電体多層膜や、Ａｇ等からなる２層の金属薄膜の間に誘電体膜を挟んだものなどが挙げられる。
【００４５】
なお、図３では、データ層とサーボ層との間だけ、すなわち、隣り合う情報保持層間の１つだけにフィルタ層を設けているが、必要に応じ、他の情報保持層間に設けてもよい。すなわち、フィルタ層を２以上設け、かつ、記録または再生光として波長の異なる３種以上の光を用いてもよい。例えば、光入射側からデータ層ＤＬ−１、ＤＬ−２、ＤＬ−３をこの順に設け、ＤＬ−１とＤＬ−２との間にフィルタ層ＦＬ−１を、ＤＬ−２とＤＬ−３との間にフィルタ層ＦＬ−２をそれぞれ設け、かつ、ＤＬ−１を波長４００nmで、ＤＬ−２を波長６００nmで、ＤＬ−３を波長８００nmでそれぞれ再生する場合、フィルタ層ＦＬ−１は、波長４００nm付近では吸収率が高く、波長６００nm付近および波長８００nm付近では吸収率が低いものであればよい。一方、フィルタ層ＦＬ−２は、波長４００nm付近における吸収率は特に限定されないが、波長６００nm付近で吸収率が高く、波長８００nm付近で吸収率が低いものであればよい。
【００４６】
すなわち、例えばフィルタ層の数がｎであって、波長の相異なる記録・再生光をｎ＋１用いるシステムに適用する媒体では、各フィルタ層は、そのフィルタ層に光入射側において最も近い情報保持層に使用される記録・再生光の吸収率が相対的に高く、かつ、そのフィルタ層の光出射側に存在する情報保持層に使用される記録・再生光の吸収率が相対的に低ければよい。なお、この説明において、相対的に高い吸収率とは、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であり、相対的に低い吸収率とは、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下である。
【００４７】
フィルタ層を複数設ける場合、すべてのフィルタ層に同種の光吸収材料を用いる必要はない。例えば、金属層や干渉フィルタと色素含有フィルタ層とを組み合わせて用いてもよい。
【００４８】
なお、図３において、データ層とサーボ層との間にフィルタ層を設ける替わりに、サーボ基体２０表面に設けた反射層（サーボ層ＳＬ）を、フィルタ層として利用することもできる。また、本発明を再生専用型媒体に適用する場合には、透明層またはフィルタ層にピットを形成し、そのピット形成面にスパッタ法等により半透明の反射層を形成して、この反射層をデータ層として利用することがあるが、この場合、金属、半金属等から構成した反射層をフィルタ層としても利用することができる。これらの場合、情報保持層を兼ねる各フィルタ層は、そのフィルタ層に使用される記録・再生光の反射率が相対的に高く、かつ、そのフィルタ層に光入射側において最も近い情報保持層に使用される記録・再生光の反射率が相対的に低ければよい。また、そのフィルタ層の光出射側にさらに情報保持層が存在する場合には、それらの情報保持層に使用される記録・再生光の透過率が相対的に高ければよい。
【００４９】
波長の相異なる複数の記録・再生光それぞれの具体的波長は特に限定されないが、各記録・再生光の波長の差は好ましくは５０〜７００nm、より好ましくは１００〜４００nmである。この波長差が小さすぎると、フィルタ層に急峻な分光吸収特性が必要となるため、フィルタ層構成材料の選択が困難となる。一方、この波長差が大きすぎると、媒体全体としての記録密度を高くできなくなったり、十分なサーボ精度が得られなくなったりする。
【００５０】
複数の記録・再生光が存在する波長域は、好ましくは３００〜１０００nm、より好ましくは４００〜８００nmである。これより短い波長のレーザー光を発振する半導体レーザーは入手が困難であり、一方、長い波長のレーザー光を用いると、高密度の記録および高密度記録された情報の再生が困難となる。
【００５１】
透明層
図３における透明層は、記録・再生光に対し透過率の高い材料から構成することが好ましい。透明層の構成材料は特に限定されないが、透明層は比較的厚い必要があることから、樹脂を用いることが好ましい。透明層の形成方法は特に限定されないが、均質な透明層を短時間で形成できることから、樹脂、特に紫外線硬化型樹脂等の活性エネルギー線硬化型樹脂から構成することが好ましい。
【００５２】
紫外線硬化型樹脂から構成された透明層は、フィルタ層の説明において述べたように、光重合開始剤の影響により短波長域において比較的急峻な吸収を示すことになる。したがって、短波長域の記録・再生光に対し透明性を確保するためには、利用する記録・再生光の波長に応じ光重合開始剤の種類を適宜選択する必要がある。
【００５３】
なお、基体２に接して透明層が存在する場合、両者の界面での反射を抑えるために、記録・再生光の波長において、透明層の屈折率と基体の屈折率との差が０．１以下であることが好ましい。
【００５４】
透明層の厚さは特に限定されず、データ層間のクロストークが許容範囲に収まるように設定すればよい。具体的には、通常の光ピックアップを使用する場合、透明層の厚さは３０μm以上であることが好ましい。ただし、透明層が厚すぎると、厚さ分布が大きくなりやすく、また、内部応力が大きくなりやすく、また、媒体の全厚が大きくなってしまうため、透明層の厚さは１００μm以下であることが好ましい。
【００５５】
一方、共焦点検出光学系を用いる場合、その深さ方向の分解能に応じ、データ層間のクロストークが許容範囲に収まるように透明層の厚さを設定すればよい。具体的には、データ光の波長および共焦点検出光学系の構成によっても異なるが、例えば、データ光の波長を３００〜１０００nm程度とする場合には、透明層の厚さは５μm以上であることが好ましい。共焦点検出光学系を使う場合には、透明層の厚さは３０μm未満とすることができ、２０μm以下としても問題はない。
【００５６】
媒体がディスク状である場合、樹脂からなる透明層はスピンコート法により形成することが好ましい。スピンコート法では、比較的均質な透明層を形成できる。スピンコート法では、回転テーブルに固定した基体の表面に樹脂を供給し、基体を回転させて、遠心力により樹脂を展延する。基体には、駆動装置に装填する際に利用する中心孔が形成されているため、樹脂を回転中心（基体の中央）に供給することはできず、回転中心から等距離に環状に供給することになる。しかし、樹脂供給位置が回転中心から離れるほど、ディスク内周部に比べディスク外周部が厚くなってしまう。すなわち、透明層の径方向での厚さむらが大きくなる。多層情報媒体ではデータ層の積層数が多くなるにしたがって透明層の数も増えるため、透明層の厚さ分布が累積されてしまう。その結果、ディスク外周部においてデータ光が基体２に垂直に入射したとしても、データ層表面で反射したデータ光は基体２に垂直とはならず、その結果、光ピックアップへの戻り光量が少なくなってしまう。そのため、内周部と外周部とで再生出力が変動してしまうことになる。
【００５７】
共焦点検出光学系を備える光ピックアップでは、光学系内にピンホールを配置し、このピンホールを通った光により再生を行う。そのため、共焦点検出光学系を備える光ピックアップを用いる場合は、フォーカスサーボの追従範囲が狭くなるので、透明層の厚さの均一性がより高いことが要求される。
【００５８】
このような事情から、隣り合う２層のデータ層の記録情報保持領域（記録トラック存在領域）間、または、データ層の記録情報保持領域とサーボ層のサーボ情報保持領域との間において、透明層の最大厚さと最小厚さとの差は、好ましくは３μm以下であり、より好ましくは２μm以下である。透明層の厚さ分布をこのように小さくすることにより、再生出力変動を抑制することができる。透明層の最大厚さと最小厚さとの差は小さいほど好ましいが、スピンコート法を用いる場合には、上記差をゼロにすることは困難である。また、上記差が上記した限定範囲内にあれば、再生出力変動に与える影響は小さい。したがって、上記差は１μm未満にする必要はない。ディスク状媒体では、記録情報保持領域は環状であり、その幅は２０〜５０mm程度とするのが一般的である。
【００５９】
なお、透明層以外の樹脂層、例えば、樹脂またはこれと色素とを含有するフィルタ層、媒体表面に設けられることのある保護層、接着層などもスピンコートにより形成することがあるが、これらの樹脂層においても、厚さ分布が透明層と同様に小さいことが望まれる。
【００６０】
透明層、フィルタ層等の樹脂層の厚さ分布を上記範囲内に抑えるためには、下記装置を用いて下記の方法でスピンコートを行うことが好ましい。
【００６１】
以下、図３に示す媒体の透明層ＴＬ−１を形成する場合を例に挙げて説明する。この方法では、まず、図６および図７に示すように、回転テーブル２００上に、中心孔１０１を有する基体２を載置する。なお、ＴＬ−１以外の透明層を形成する際には、基体２表面には情報保持層、またはこれと樹脂層とが設けられている。基体２は、中心孔１０１が回転テーブル２００の環状の突起２０１に填め込まれて固定される。なお、これらの図は断面図であるが、断面に現れる端面だけを表示し、奥行き方向の図示は省略してある。これ以降の断面図においても同様である。
【００６２】
次いで、閉塞手段３００により中心孔１０１を塞ぐ。この閉塞手段３００は、中心孔１０１を塞ぐための円板部３０１と、その中央に一体化された支持軸３０２と、中心孔１０１に対向する側において円板部３０１に一体化された凸部３０３とを有する。凸部３０３を、突起２０１の内周部に嵌合することにより、閉塞手段３００は回転テーブル２００に固定されると共に、基体２と閉塞手段３００との位置決めを行うことができる。ただし、基体２および閉塞手段３００の回転テーブル２００への固定方法は特に限定されず、例えば、基体２と閉塞手段３００とが嵌合した状態で、閉塞手段３００を回転テーブル２００に嵌合させるものであってもよい。
【００６３】
次に、図８に示すように、樹脂または樹脂溶液からなる塗布液５００を、吐出手段であるノズル４００から吐出し、支持軸３０２の外周面に塗布液５００を供給する。このとき、回転テーブル２００を比較的低速、好ましくは２０〜１００rpmで回転させ、円板部３０１上に一様に塗布液が行き渡るようにする。
【００６４】
次いで、図９に示すように、回転テーブル２００を比較的高速で回転させることにより塗布液５００を展延する。これにより、基体２上に透明層ＴＬ−１が形成される。
【００６５】
塗布液の展延条件は特に限定されない。スピンコート法において塗布液の粘度以外の条件を同一とした場合、理論的には、塗膜の厚さは塗布液の粘度の平方根に比例することが知られている。一方、回転数が大きいほど、また、回転時間が長いほど塗膜は薄くなる。したがって、スピンコート時の回転数および回転時間は、形成する透明層ＴＬ−１の厚さおよび塗布液の粘度に応じて適宜決定すればよい。
【００６６】
次に、図１０に示すように閉塞手段３００を基体２から離間する。円板部３０１の外周縁の離間に伴って、透明層ＴＬ−１の内周縁が盛り上がり、図示するように環状凸部６００が形成される。環状凸部６００は、透明層ＴＬ−１を構成する樹脂が連続的に盛り上がっている領域である。
【００６７】
用いる塗布液が紫外線硬化型樹脂を含有する場合、図１１に示すように紫外線を照射して透明層ＴＬ−１を硬化する。図１１では、回転テーブル２００上で紫外線を照射しているが、回転テーブルとは別に硬化用ステージを設けて、その上で硬化してもよい。また、基体を回転させながら閉塞手段を離間してもよい。
【００６８】
この方法で形成される環状凸部６００は、その断面の輪郭が図示するように滑らかな曲線（弧状）となる。一方、透明層ＴＬ−１を硬化した後に閉塞手段３００を離間した場合、環状に連続した凸部は形成されず、凸部が形成されるとしてもそれはバリの発生によるものであり、周方向に連続する環状の凸部とはならない。また、この場合、硬化後の樹脂が破片となって基体２上に飛散しやすいという問題もある。
【００６９】
環状凸部６００の高さ、すなわち、環状凸部近傍で最も低い樹脂層表面から環状凸部頂部までの高さは、通常、１〜１００μmとなる。環状凸部６００の幅、すなわち、透明層表面の環状凸部近傍で最も低い位置から透明層の内周縁までの距離は、通常、０．５〜３mmとなる。なお、通常、樹脂層が厚いほど環状凸部の高さおよび幅が大きくなる。
【００７０】
１層目の透明層ＴＬ−１を形成した後、スパッタ法等を用いて１層目のデータ層ＤＬ−１を形成する。データ層は、その内周縁が透明層の内周縁よりも外周側に位置するように形成される。
【００７１】
次いで、再び閉塞手段３００を用いて２層目の透明層ＴＬ−２を形成する。このとき、１層目の透明層ＴＬ−１の内周縁には環状凸部６００が存在する。そのため、ＴＬ−１の形成に使用したものと同じ閉塞手段３００を用いると、環状凸部６００によって樹脂の展延が妨げられ、ＴＬ−２の形成に支障が生じやすい。また、ＴＬ−２にも環状凸部が生じるため、ＴＬ−１の環状凸部とＴＬ−２の環状凸部とが重なってしまうため、ディスク内周付近における樹脂層の厚さが設計値から大きく外れ、データ層間の距離がディスク内周付近で広がってしまう。
【００７２】
このような問題を解決するために、本発明では、複数の樹脂層を形成するに際し、各層の環状凸部を互いにずらして形成する。図１２に、透明層ＴＬ−１〜ＴＬ−４とデータ層ＤＬ−１〜ＤＬ−４とを交互に設けた基体２について、内周縁付近の断面図を示す。同図では、基体２から遠い透明層ほど内径が大きくなっており、その結果、各透明層を積層した状態において、透明層積層体の内周縁部は階段状となる。そして、この階段状部のステップ面に、環状凸部６００が露出している。このように、他の透明層の環状凸部を被覆しないように各透明層を階段状に積層すれば、上記問題を解決することができる。
【００７３】
透明層積層体の内周縁部をこのように階段状とするためには、２層目の透明層ＴＬ−２を形成するに際し、図１３に示すような閉塞手段３００を用いればよい。図１３に示す工程は、透明層ＴＬ−１を設けた基体２を用いるほかは図６に示す工程とほぼ同様であるが、用いる閉塞手段３００が異なる。この閉塞手段３００は、透明層ＴＬ−１よりも内径の大きな透明層を形成するために、図６に示すものより円板部３０１の直径が大きい。また、環状凸部６００を跨いで透明層ＴＬ−１の平坦部に接することができるように、円板部３０１の下面をくり抜いた形状としてある。３層目以降の透明層を形成する際には、同様な形状で、かつ、その直前に形成された透明層の環状凸部をカバーできる円板部をもつ閉塞手段を用いればよい。
【００７４】
上記方法において用いる閉塞手段は、ディスク基板の中心孔を塞ぐための円板部を少なくとも有するものであればよく、そのほかの構成は特に限定されない。ディスク基板の中心孔を塞ぐ閉塞手段を用いてスピンコートする方法は、例えば特開平１０−３２０８５０号公報、同１０−２４９２６４号公報、同１０−２８９４８９号公報、同１１−１９５２５０号公報、同１１−１９５２５１号公報に記載されている。これらの公報には、樹脂層の径方向での厚さむらを低減するため、ディスク基板の中心孔を、板状部材、円板部、閉塞板、キャップ等の閉塞手段により塞ぎ、この閉塞手段の中央付近、すなわち回転中心付近に樹脂を供給する方法が記載されている。なお、これら各公報には、多層情報媒体についての記載はなく、また、スピンコートの際に樹脂層の内周縁に環状凸部が形成される旨の記載もない。また、これら各公報に記載された閉塞手段には、以下に説明する問題点もある。
【００７５】
上記特開平１０−３２０８５０号公報、特開平１０−２４９２６４号公報、特開平１１−１９５２５０号公報には、閉塞手段である板状部材ないしキャップをスピンコート後に取り外す方法が記載されておらず、工業的に利用することが困難である。また、これらの公報には、閉塞手段をディスク基板から離間した後に樹脂層を硬化することは記載されていない。
【００７６】
上記特開平１０−２８９４８９号公報には、スピンコート後、閉塞手段である円板部を打ち抜きまたは電磁石による吸着により取り外した後、ディスク基板を回転させながら樹脂層を硬化することが記載されている。しかし、打ち抜きおよび電磁石により閉塞手段を取り外す際には、閉塞手段に大きな加速度が加わるため、樹脂塗膜に乱れが生じやすい。
【００７７】
上記特開平１１−１９５２５１号公報には、円形状のキャップの中央に支持体を一体化した構造の閉塞手段が記載されている。同公報には、この支持体を設けることにより、閉塞手段の着脱や位置合わせが容易になる旨が記載されている。この支持体は、少なくとも１つの孔を有する中空筒状のものであるか、複数の棒状体である。中空筒の内部または複数の棒状体で包囲された領域に樹脂を注入した後、ディスク基板と閉塞手段とを一体的に回転させることにより、ディスク基板上に樹脂層が形成される。この閉塞手段を用いれば、閉塞手段の取り外しは容易となる。同公報では、閉塞手段をディスク基板から離間した後、ディスク基板を静止させた状態で樹脂層を硬化することが記載されている。
【００７８】
同公報では、閉塞手段の中空筒に設けられた孔または隣り合う棒状体の間から樹脂を流出させてスピンコートを行う。したがって、支持体の壁（孔以外の領域）または棒状体に樹脂が堰き止められてしまう。また、堰き止められた樹脂が、予測できないタイミングで一挙にディスク基板上に流出することがある。そのため、塗膜にむらが生じやすい。また、この閉塞手段は、樹脂と接触する面の形状が複雑であり、かつ、樹脂と接触する面積が大きいため、閉塞手段の洗浄が困難である。閉塞手段表面に樹脂が残存すると、塗膜にむらが生じやすい。また、同公報の表１には、中空筒の外径が４〜１６mmの場合について塗膜の厚さ変動を調べているが、この結果から、塗膜の厚さむらは中空筒の外径に依存し、外径が大きいほど厚さむらが大きくなることがわかる。すなわち、中空筒の内部に樹脂を供給しても、塗布開始位置は回転中心とは一致せず、中空筒の外周位置が塗布開始位置となると考えられる。なお、樹脂は粘度が比較的高いことを考慮すると、中空筒の外径を４mm未満とすることは困難であるため、同公報記載の方法では、樹脂塗膜の厚さむらを著しく小さくすることは難しい。
【００７９】
このような従来の閉塞手段に対し、図６に示す閉塞手段３００は、円板部３０１に支持軸３０２を設けるため、媒体製造工程における閉塞手段３００の取り扱いが容易となり、特に、スピンコート後に閉塞手段３００を取り外すことが容易となる。
【００８０】
前記特開平１１−１９５２５１号公報には、中空筒状の支持体または複数の棒状体からなる支持体をキャップと一体化した閉塞手段が記載されているが、これに比べ、図６に示す閉塞手段には以下に説明する利点がある。
【００８１】
前記特開平１１−１９５２５１号公報では、支持体の壁または棒状体により樹脂が堰き止められてしまうため、前述したように塗膜にむらが生じやすい。これに対し図６に示す閉塞手段では、支持軸の外周面に塗布液を供給してスピンコートを行うため、塗膜にむらが生じにくい。また、図６に示す閉塞手段では、樹脂が付着するのは支持軸の外周面であるため、前記特開平１１−１９５２５１号公報に比べ閉塞手段の洗浄が容易である。また、前記特開平１１−１９５２５１号公報では、中空筒状の支持体の内部に塗布液を供給するので、粘度の比較的高い塗布液の流動性を確保するために支持体の外径を小さくすることができず、そのため、塗布開始位置が回転中心から比較的遠くなってしまう。これに対し図６に示す閉塞手段では、同公報に比べ支持軸の外径を著しく小さくできるので、塗膜の厚さむらを著しく低減できる。
【００８２】
なお、このような効果は、図６に示す構成に限らず、円板部と支持軸とを有する閉塞手段であれば実現する。図６に示す閉塞手段３００は、円錐台状の円板部３０１と、円柱状の支持軸３０２とを有するものであるが、このほか、例えば図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）にそれぞれ示す構成の閉塞手段も使用可能である。
【００８３】
図１４（Ａ）に示す閉塞手段は、図１３に示すものと同様に、下面をくり抜いた円錐台状の円板部３０１と、逆円錐台状の支持軸３０２とを有する。この閉塞手段を用いると、塗布液の塗布開始位置を円板部３０１の中央により近づけることができるので、塗膜の厚さむらをさらに低減できる。しかも、支持軸３０２の全体を細くする場合と異なり、支持軸３０２の機械的強度の低下を抑えることができる。また、支持軸３０２をチャック等により把持する場合に、落下しにくくなるので、閉塞手段の着脱および搬送の際に有利である。なお、支持軸３０２の全体が逆円錐台状である必要はない。すなわち、支持軸３０２の少なくとも一部が円板部３０１に向かって直径が漸減する円錐台状であって、かつ、それより円板部に近い領域において支持軸の直径が大きくならなければよい。
【００８４】
図１４（Ｂ）に示す閉塞手段は、円板部３０１の断面形状が図１４（Ａ）とは異なる。円板部３０１上に塗布液をむらなく展延するためには、外周部に向かって円板部３０１の厚さが漸減することが好ましい。その場合、円板部３０１の断面において、塗布液が展延される上縁の形状は、図１４（Ａ）に示すように直線状であってもよく、図１４（Ｂ）に示すように曲線状であってもよい。また、図１４（Ｃ）に示すように、円板部３０１の外周が垂直面であってもよい。ただし、図１４（Ｃ）において円板部３０１の外周における厚さｔは、好ましくは０．４mm以下である。厚さｔが大きすぎると、樹脂層をむらなく塗布することが難しくなる。また、図１４（Ｄ）に示すように円板部３０１の厚さを均一としてもよい。
【００８５】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）にそれぞれ示す閉塞手段は、２層目以降の樹脂層の形成に対応させるために、円板部３０１の下面をくり抜いた形状としてある。
【００８６】
閉塞手段において、円板部３０１近傍における支持軸３０２の最小直径は、好ましくは４mm未満、より好ましくは２mm以下である。円板部３０１近傍における支持軸３０２の直径が大きすぎると、塗布開始位置が円板部３０１の中央から離れることになり、樹脂層の径方向における厚さむらが大きくなってしまう。ただし、円板部３０１近傍における支持軸３０２の直径が小さすぎると、支持軸３０２の機械的強度が不十分となるので、上記最小直径は好ましくは０．５mm以上、より好ましくは０．７mm以上である。支持軸３０２の長さは特に限定されず、その外周面への塗布液の供給が容易となるように、また、把持する際の取り扱いの容易さなどを考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは５〜１００mm、より好ましくは１０〜３０mmとする。支持軸３０２が短すぎると、外周面への塗布液の供給がしにくくなり、また、把持もしにくくなる。一方、支持軸３０２が長すぎると、取り扱いが面倒になる。
【００８７】
円板部３０１の直径は、ディスク基板の中心孔１０１の直径よりも大きく、かつ、ディスク基板が有する環状の情報記録面の内径よりも小さければよい。ただし、塗布液５００が円板部３０１の下面に回り込んで中心孔１０１の周面（ディスク基板の内周面）を汚染することがあるので、円板部３０１の直径は中心孔１０１の直径よりも４mm以上、特に８mm以上大きいことが好ましい。また、円板部３０１を取り外す際に、その近傍の樹脂層の形状に乱れが生じやすいので、円板部３０１の直径は情報記録面の内径よりも３mm以上、特に５mm以上小さいことが好ましい。具体的な寸法は、中心孔の直径および情報記録領域の内径によっても異なるが、通常、直径６０〜１３０mm程度の光ディスクの製造に適用する場合には、円板部３０１の直径は２０〜４０mm、特に２５〜３８mmの範囲内とすることが好ましい。
【００８８】
閉塞手段の構成材料は特に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等のいずれであってもよく、これらの２種以上を用いた複合材料であってもよい。また、円板部３０１と支持軸３０２とを相異なる材料から構成してもよい。ただし、機械的強度、耐久性、寸法精度が良好であることから、閉塞手段は金属から構成することが好ましい。金属としては、例えばステンレス合金、アルミニウム、アルミニウム合金が好ましい。
【００８９】
閉塞手段３００の表面、特に円板部３０１の全表面は、塗布液よりも表面張力が低いことが好ましい。閉塞手段３００の表面が塗布液に対し濡れにくければ、閉塞手段の表面に付着した塗布液の洗浄が容易となる。表面張力の制御は、閉塞手段の構成材料を適宜選択することによっても可能であるが、表面張力を低くしたい領域にテフロン加工等の撥水・撥油処理を施すことが好ましい。
【００９０】
サーボ層
サーボ層は、トラッキングサーボ情報を保持する凹凸が設けられたサーボ基体２０表面に形成された反射層であり、前記凹凸に対応するトラッキングサーボ情報を保持する。前記凹凸としては、グルーブおよび／またはピットが一般的である。
【００９１】
サーボ層を構成する反射層の構成は特に限定されず、従来の光情報媒体に設けられる反射層と同様とすればよく、通常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ等の金属または半金属の単体あるいはこれらの１種以上を含む合金などから構成すればよい。反射層の厚さは、通常、１０〜３００nmとすることが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十分な反射率を得にくくなる。また、前記範囲を超えても反射率の向上は小さく、コスト的に不利になる。反射層は、スパッタ法や蒸着法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００９２】
データ層
本発明を光記録媒体に適用する場合、データ層には記録材料を含有する記録層が少なくとも含まれる。本発明が適用される光記録媒体は特に限定されず、例えば、相変化型記録材料を用いた書き換え可能型媒体または追記型媒体、光磁気記録材料を用いた書き換え可能型媒体、有機色素を記録材料として用いた追記型媒体等のいずれであってもよい。ただし、他の記録材料に比べ光透過率が高く、そのため記録層の積層数を多くできることから、相変化型記録材料を用いることが好ましい。
【００９３】
相変化型記録材料の組成は特に限定されないが、少なくともＳｂおよびＴｅを含有するものが好ましい。ＳｂおよびＴｅだけからなる記録層は、結晶化温度が１３０℃程度と低く、保存信頼性が不十分なので、他の元素を添加することが好ましい。この場合の添加元素としては、元素Ｍ（元素Ｍは、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＰｄおよびＹから選択される少なくとも１種の元素である）が好ましい。これらのうちでは、保存信頼性向上効果が高いことから、特にＧｅが好ましい。
【００９４】
記録層構成元素の原子比を
式ＩＳｂ_aＴｅ_bＭ_c
で表し、
ａ＋ｂ＋ｃ＝１
としたとき、好ましくは
ａ＝０．２〜０．８５、
ｂ＝０．１〜０．６、
ｃ＝０〜０．２５
であり、より好ましくは
ｃ＝０．０１〜０．２５
である。Ｓｂ含有量が少なすぎると、結晶化速度が十分に速くならないため、オーバーライトが困難となる。一方、Ｓｂ含有量が多すぎると、結晶化速度が速くなりすぎて、非晶質記録マークを形成することが難しくなる。Ｍ含有量が少なすぎると、Ｍ添加による効果が不十分となり、Ｍ含有量が多すぎると、相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分な変調度が得られにくい。Ｔｅ含有量が少なすぎると、非晶質化が困難となって記録マークを形成することが難しくなる。一方、Ｔｅ含有量が多すぎると、結晶化速度が遅くなってオーバーライトが困難となる。
【００９５】
相変化型記録媒体は、一般に書き換え可能型媒体として使用されるが、本発明では、追記型媒体として使用してもよい。この場合の追記型媒体とは、記録は可能であるが、いったん記録された記録マークの消去については保証されない媒体であり、記録済みの記録トラックの記録マークを消去して再度記録することはしない媒体である。追記型媒体として使用することによる利点を、以下に説明する。
【００９６】
多層記録媒体では記録層を複数重ねるため、記録・再生光の光量損失が大きくなる。そのため、記録層はできるだけ薄くする必要がある。しかし、記録層を薄くすると、記録光照射後の記録層の冷却速度が速くなってしまう。冷却速度が速くなると結晶化しにくくなるため、消去率を確保するために記録層を結晶化しやすい組成とする必要がある。すなわち、記録層の結晶化速度を比較的速くする必要がある。しかし、結晶化速度の速い記録層には、以下に説明するセルフイレーズが発生しやすいという問題がある。記録時には、記録光のビームスポットから記録層面内方向に熱が拡散し、この熱によって記録マークの冷却が阻害される。記録層の結晶化速度が速いと、この冷却阻害により記録マークの一部が再結晶化してしまい、記録マークが縮小してしまう。具体的には、記録マーク先端部（ビームスポットが先に照射された部位）が消去されたり、記録マーク後端部が消去されたりする。このような現象を、本明細書ではセルフイレーズという。セルフイレーズが生じると、Ｃ／Ｎ低下やジッタ増大が生じる。
【００９７】
このように、記録層を薄くした場合には、消去特性を十分に確保し、かつ、セルフイレーズを抑制することは困難である。これに対し、相変化型記録層を有する媒体を追記型媒体として使用する場合には、記録マークを消去する必要がないので記録層の結晶化速度を考慮する必要がなくなる。そのため、記録層の組成制御により、セルフイレーズの影響が実質的に生じない程度まで記録層の結晶化速度を低下させても問題はない。また、オーバーライトを行う場合には、記録時の媒体の線速度が速いほど記録層の結晶化速度を速くする必要があり、そのためセルフイレーズも生じやすくなる。しかし、オーバーライトではなく１回記録だけを行うのであれば、セルフイレーズの生じにくい比較的遅い結晶化速度をもつ記録層に、高線速度、例えば１０m/s程度以上の線速度で記録を行うことができるので、高いデータ転送レートを容易に実現できる。
【００９８】
本発明では、上述したように記録層を複数重ねるため、記録・再生光の光量損失が大きくなる。そのため、記録層としての機能が損なわれない範囲において、記録層はできるだけ薄いことが好ましい。ただし、薄すぎると記録層としての機能が損なわれる。そのため、記録層の厚さは、好ましくは２〜５０nm、より好ましくは４〜２０nmとする。
【００９９】
相変化型の記録層を用いる場合、データ層は図３にＤＬ−１として例示する構造とすることが好ましい。このデータ層は、記録層４を第１誘電体層３１および第２誘電体層３２で挟んだ構造である。この構造において、記録層および各誘電体層はスパッタ法により形成することが好ましい。誘電体層に用いる誘電体としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ａｌ、希土類元素等から選択される少なくとも１種の金属成分を含む各種化合物が好ましい。化合物としては、酸化物、窒化物、硫化物またはフッ化物が好ましく、これらの化合物の２種以上を含有する混合物を用いることもできる。各誘電体層の厚さは１０〜５００nmであることが好ましい。
【０１００】
本発明では、記録・再生光の光量損失を低減するために記録層を薄くすることが好ましいが、相変化型記録層を薄くすると変調度が低くなってしまう。すなわち、非晶質記録マークと結晶質領域とで反射率の差が小さくなってしまう。この変調度を高くするためには、誘電体層を、屈折率の異なる複数の層の積層体とすることが好ましい。また、このような多層構造とすることにより、光学的設計の自由度が向上し、データ層全体の光透過率を向上させることも可能である。多層構造の誘電体層としては、例えば、フッ化マグネシウム層、フッ化マンガン層、窒化酸化ゲルマニウム層および酸化ケイ素層から選択される少なくとも１層と、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層との積層体が挙げられる。
【０１０１】
記録層を複数積層すると、各記録層に到達する記録光の強度は、その記録層が媒体の記録光入射側表面から遠いほど低くなる。そのため、到達する記録光の強度に応じて、記録層の記録感度を調整することが好ましい。相変化型記録材料などヒートモード記録が行われる記録材料では、記録層を厚くすれば蓄熱性が向上するため、記録感度が向上する。そのため、必要に応じ、記録光入射側表面から遠い記録層ほど相対的に厚くすることが好ましい。ただし、隣り合う２層の記録層は同じ厚さとしてもよい。また、光入射側表面から遠い記録層は、他の記録層を透過した記録・再生光を利用することになるので、各記録層の再生特性を均一化するためには、光入射側表面に近い記録層ほど光透過率が高いことが好ましい。そのためにも、記録光入射側表面から遠い記録層ほど厚くすることが好ましい。
【０１０２】
なお、記録層の記録感度調整および透過率調整は、記録層の組成を制御することにより行うこともできる。その場合、すべての記録層の厚さを同一としてもよく、組成制御と厚さ制御とを組み合わせてもよい。
【０１０３】
本発明は、再生専用型媒体にも適用できる。その場合のデータ層は、記録情報を保持するピットを有する層であってもよく、追記型媒体にあらかじめデータを記録した層であってもよい。前者の場合、通常、透明層ないしフィルタ層にピットを形成し、そのピット形成面にスパッタ法等により半透明の反射層を形成する。その場合、反射層がデータ層となる。半透明の反射層としては、例えば極薄の金属層やＳｉ層が挙げられる。このような再生専用型媒体では、再生信号出力を平準化するために、データ層の反射率を制御してもよい。その場合、到達する光量が少ないデータ層ほど反射率を高くすればよい。また、反射率をこのように制御すれば、光入射側表面に近いデータ層ほど光透過率を高くできるので、光入射側表面から遠いデータ層に到達する光量の著しい減衰を防ぐことができる。
【０１０４】
本発明において情報保持層の積層数は特に限定されず、２層以上のいずれであってもよい。ただし、積層数が多すぎると媒体が厚くなりすぎ、また、スピンコート法により形成される透明層の厚さ分布の影響が大きくなるので、情報保持層の積層数は好ましくは１０以下、より好ましくは６以下である。
【０１０５】
情報保持層を複数重ねた場合には、情報保持層からの反射光量が少なくなる。しかし、本発明者らの研究によれば、情報保持層の最大反射率が５％以下であっても、データ層では十分なＣ／Ｎが得られ、また、サーボ層では十分なサーボ信号強度が得られることがわかった。ただし、反射率が低すぎるとＣ／Ｎやサーボ信号強度が十分に確保できないので、情報保持層の最大反射率は０．１％以上であることが好ましい。
【０１０６】
基体２およびサーボ基体２０
記録・再生光は基体２を通して照射されるので、基体２は、これらの光に対して実質的に透明である材質、例えば、樹脂やガラスなどから構成することが好ましい。これらのうち、取り扱いが容易で安価であることから、樹脂が好ましい。具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン等の各種樹脂を用いればよい。ただし、例えば４５０nm程度以下の短波長の記録・再生光を使用する場合、ポリカーボネートでは記録・再生光の吸収率が高くなるため、その場合には短波長域における光吸収率が低い材料、例えばアモルファスポリオレフィンを用いることが好ましい。
【０１０７】
基体２の形状および寸法は特に限定されないが、通常、ディスク状であり、その厚さは、通常、５μm以上、好ましくは３０μm〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度である。
【０１０８】
図３に示すサーボ基体２０は、基体２と同様に樹脂やガラスから構成すればよいが、サーボ情報を保持する凹凸を射出成形により容易に形成できることから、樹脂から構成することが好ましい。なお、サーボ基体２０は、透明である必要はない。サーボ基体２０の厚さは特に限定されず、例えば基体２の説明において挙げた範囲内で適宜設定すればよい。ただし、基体２の剛性が低い場合には、サーボ基体２０を比較的厚くして、媒体全体としての剛性を確保することが好ましい。
【０１０９】
なお、以上では、フィルタ層を備え、波長の相異なる複数の記録・再生光を用いるシステムに用いられる多層情報媒体を例に挙げて説明した。しかし、本発明による主要な効果は、多層情報媒体においてスピンコート法により樹脂層を形成する場合に実現するので、本発明はフィルタ層をもたない媒体についても有効である。
【０１１０】
【実施例】
実施例１
以下の手順で、図３に示す構造の光記録ディスクサンプルを作製した。
【０１１１】
両側表面を強化加工した厚さ１．２mm、直径１２０mmのガラスディスクからなる基体２の一方の面に、４層の透明層ＴＬ−１〜ＴＬ−４と４層のデータ層ＤＬ−１〜ＤＬ−４とを交互に形成した。
【０１１２】
各透明層は、閉塞手段を用いる本発明法を利用して以下の手順で形成した。用いた閉塞手段は、ステンレス合金から構成され、図１３に示す形状を有するものである。円板部３０１の直径は、ＴＬ−１形成に用いたものでは２３mm、ＴＬ−２形成に用いたものでは２８mm、ＴＬ−３形成に用いたものでは３３mm、ＴＬ−４形成に用いたものでは３８mmである。また、支持軸３０２は、どの閉塞手段においても直径１mm、長さ２０mmである。閉塞手段で基体の中心孔を塞いだ後、回転テーブルを６０rpmで回転させながら紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業社製のＳＤ３１８）を支持軸３０２の外周面に供給し、次いで、回転数３０００rpmで５秒間スピンコートした後、閉塞手段を取り外した。次いで、紫外線を照射することにより硬化して、透明層を形成した。
【０１１３】
このようにして形成した各透明層について、レーザーフォーカス変位計により厚さ分布を測定したところ、いずれの透明層においても平均厚さは１３．６μmであり、最大厚さと最小厚さとの差（厚さ分布）は２μm以内に収まっていた。なお、厚さの測定は、記録情報保持領域（ディスク中心から半径２０〜５８mmの領域）の径方向において５mm間隔で行った。透明層の内周縁付近は図１２に示すように階段状となっており、各透明層の環状凸部６００は重なっていなかった。各透明層の環状凸部は、高さ１５μm、幅１．５mmであった。
【０１１４】
データ層に含まれる記録層４の組成（原子比）は、
Ｓｂ_22.1Ｔｅ_56.0Ｇｅ_21.9
とした。記録層４の厚さは、データ光入射側表面に最も近いものから順に、５nm、５nm、７nmおよび１３nmとした。記録層４はマグネトロンスパッタによって形成し、その厚さは、スパッタ時の投入電力、圧力、スパッタ時間を制御することにより調整した。
【０１１５】
各データ層に含まれる第１誘電体層３１および第２誘電体層３２の厚さは、記録層の吸収率を確保した上でデータ層全体の光透過率が高くなるように、７５〜２７１nmの範囲内で設定した。これらの誘電体層はいずれもマグネトロンスパッタにより形成し、組成はいずれもＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ₂（２０モル％）とした。
【０１１６】
一方、射出成形により形成され、幅０．７６μm、深さ１８３nmのグルーブを設けた厚さ１．２mm、直径１２０mmのポリカーボネートディスクからなるサーボ基体２０を用意した。このサーボ基体２０のグルーブ形成面に、厚さ１００nmのＡｕ膜をスパッタにより形成し、サーボ層ＳＬとした。この反射層表面に、フィルタ層ＦＬを形成した。フィルタ層ＦＬは、フタロシアニン系色素（日本化薬社製のBlue-N）と紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業社製のＳＤ３１８）との混合物（色素含有量３質量％）を、回転数３５００rpmで５秒間スピンコートした後、紫外線を照射することにより形成した。スピンコートの際には、透明層ＴＬ−１の形成に使用した上記閉塞手段を用いた。このようにして形成したフィルタ層ＦＬについて、透明層と同様に厚さを測定したところ、フィルタ層の平均厚さは１１μm、厚さ分布は２μm以内に収まっていた。
【０１１７】
フィルタ層ＦＬの吸収率は、波長６６０nmにおいて９５％、波長７８０nmにおいて８％であった。なお、この吸収率は、透明板上に上記条件でフィルタ層を単独で形成し、これについて測定した値である。
【０１１８】
次に、基体２を含む積層体の最上面（最上層のデータ層ＤＬ−４表面）に、紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製のDVD-003）を滴下した後、サーボ基体２０を含む積層体を芯出ししながら載せ、全体を５０００rpmで２秒間回転させた。次いで、基体２を通して紫外線を照射することにより上記紫外線硬化型樹脂を硬化した。これにより、基体２を含む積層体とサーボ基体２０を含む積層体とが、厚さ３５μmの透明層ＴＬ−５を介して貼り合わされ、図３に示す構造の光記録ディスクサンプルが形成された。
【０１１９】
ビット・コントラスト
このサンプルの記録層をバルクイレーザーにより初期化（結晶化）した後、サンプルを静止させた状態で、波長６６０nm、パルス幅５０nsの記録用データ光を基体２を通して照射して記録を行い、同波長の再生用データ光を照射して、各データ層ごとにビット・コントラストを測定した。データ光の照射およびその反射光の検出には、共焦点検出光学系を有する光ピックアップを用いた。この光ピックアップの対物レンズの開口数は、０．５２である。この測定の結果、４層のデータ層のすべてにおいて十分なビット・コントラストが得られることがわかった。また、データ層間での記録感度のばらつきも十分に小さかった。
【０１２０】
Ｃ／Ｎ（ carrier to noise ratio ）
上記サンプルを回転させながら、一定の間隔で同じ長さのパルスが続く単一信号をサンプルの各データ層に記録し、これを再生したときのＣ／Ｎを測定した。なお、記録パルスはデューティー比５０％とした。記録および再生には、波長６６０nmのデータ光を用いた。また、記録および再生の際には、波長７８０nmのサーボ光によってサーボ層ＳＬを読み出し、トラッキングサーボを行った。この測定の結果、十分に高いＣ／Ｎが得られることがわかった。
【０１２１】
ビットエラーレート
上記サンプルに１−７変調（マーク長２Ｔ〜８Ｔ）のランダム信号を記録し、これを再生したときのビットエラーレート（ＢＥＲ）を測定した。この測定の結果、ビットエラーレートが十分に低いことがわかった。
【０１２３】
実施例２
スピンコート条件を回転数２５００rpm、回転時間３秒間としたほかは実施例１と同様にして、透明層ＴＬ−１〜ＴＬ−４を形成した。その結果、各透明層の平均厚さは２０μm、厚さ分布は２μm以内に収まっていた。
【０１２４】
実施例３
紫外線硬化型樹脂として昭和高分子社製のＳＳＰ５０Ｕ１０を用い、スピンコート条件を回転数６０００rpm、回転時間４秒間としたほかは実施例１と同様にして、透明層ＴＬ−１〜ＴＬ−４を形成した。その結果、各透明層の平均厚さは２８μm、厚さ分布は２μm以内に収まっていた。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明では、複数の情報保持層を積層した多層記録媒体を製造する際に、樹脂層の形成に上記閉塞手段を用い、かつ、それぞれの樹脂層の内周縁に形成される環状凸部が重ならないようにするため、機械精度が良好で、再生出力変動が小さく、再生安定性の良好な光ディスクが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図である。
【図３】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図である。
【図４】本発明の光情報媒体に対し記録または再生を行うための光ピックアップの構成例を示す図である。
【図５】本発明の光情報媒体に対し記録または再生を行うための光ピックアップの構成例を示す図である。
【図６】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図７】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図８】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図９】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図１０】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図１１】透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図１２】透明層およびデータ層を設けた基体の内周縁付近を示す断面図である。
【図１３】２層目の透明層の形成工程を説明する断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｄ）は閉塞手段の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
ＤＬ、ＤＬ−１、ＤＬ−２、ＤＬ−３、ＤＬ−４データ層
ＴＬ、ＴＬ−１、ＴＬ−２、ＴＬ−３、ＴＬ−４、ＴＬ−５透明層
ＦＬフィルタ層
ＳＬサーボ層
２基体
２０サーボ基体
３１第１誘電体層
３２第２誘電体層
４記録層
１０１中心孔
２００回転テーブル
２０１突起
３００閉塞手段
３０１円板部
３０２支持軸
３０３凸部
４００ノズル
５００塗布液
６００環状凸部

Claims

中心孔を有するディスク状基体の上、または一対のディスク状基体間に、記録情報および／またはサーボ情報を保持する円環状の情報保持層を少なくとも２層有し、他の情報保持層を透過した記録光または再生光により記録または再生が行われる情報保持層が存在し、
前記中心孔を閉塞手段により閉塞手段により閉塞した状態でのスピンコート法により形成され、円環状であって、内周縁に、前記閉塞手段の離間により盛り上った環状凸部を有する少なくとも２層の樹脂層を有し、これら各樹脂層のうちの一の樹脂層の環状凸部側に積層された他の樹脂層は、その環状凸部が、前記一の樹脂層の環状凸部よりも外側にあるように階段状に積層されている光情報媒体。
記録情報を保持する情報記録層間に存在する樹脂層の厚さが、５μm以上３０μm未満である請求項１の光情報媒体。
情報保持層の再生に共焦点検出光学系が利用される請求項１または２の光情報媒体。
情報保持層が、記録情報を保持するデータ層とサーボ情報を保持するサーボ層とに分離されている請求項１〜３のいずれかの光情報媒体。
請求項１〜４のいずれかの光情報媒体を製造する方法であって、
前記基体を回転テーブル上に載置して、円板部を有する閉塞手段で前記中心孔を塞いだ状態とし、樹脂を含有する塗布液を前記円板部上に供給した後、前記基体を前記閉塞手段と共に回転させることにより、前記塗布液を前記基体上に展延して樹脂層を形成する工程、
前記円板部を前記基体から離間することにより、前記樹脂層を環状に形成する工程、
前記樹脂層を硬化する工程をこの順で有し、樹脂層を形成する方法と、
次に、前記円板部を前記基体から離間する際に、前記樹脂層の内周縁に形成される環状凸部よりも直径が大きく、且つ、これを跨ぐように下面がくり抜かれた次の円板部を有する閉塞手段で前記中心孔を塞いだ状態として、上記の樹脂層を形成する工程、円板部を基体から離間する工程、前記樹脂層を硬化する工程をこの順で有し、樹脂層を形成する方法を少なくとも１回繰返すことを特徴とする光情報媒体の製造方法。