DE69634276T2

DE69634276T2 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE69634276T2
Application number: DE69634276T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Shinagawa-ku Kashiwagi; Motohiro Shinagawa-ku Furuki; Shoji Fukuchi; Yoshitake Yanagisawa
Original assignee: Sony Corp; Sony Disc Technology Inc
Current assignee: Sony Music Solutions Inc; Sony Corp
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2016-02-24
Also published as: CN1091922C; BR9600794A; TW416049B; SG52566A1; JP3241560B2; EP0992989A1; EP0729141A2; CA2170115A1; MX9600715A; JPH08235638A; EP0992989B1; KR100406478B1; AU4562196A; EP0729141A3; DE69634276D1; US5846626A; CN1141479A; KR960032325A; ATE288123T1; CA2170115C

Description

Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines optischen Aufzeichnungsmediums und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines optischen Aufzeichnungsmediums, das zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Informationssignals auf einem Signalaufzeichnungsmedium durch Strahlen eines Laserstrahls fähig ist und eine transparente Schicht aufweist, durch die der Laserstrahl auf die Signalaufzeichnungsschicht gestrahlt wird.
Stand der Technik
Wie in 1 gezeigt weist ein herkömmliches Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise eine optische Platte eine transparente Schicht 51 auf, die eine Dicke von beispielsweise etwa 1,2 mm aufweist. Die transparente Schicht 51 weist auf ihrer einen Seitenfläche Informationsgrübchen bzw. -pits oder Führungsnuten auf, die ein Signalaufzeichnungsgebiet oder einen Signalaufzeichnungsabschnitt bilden. Auf einer Außenseite des Signalaufzeichnungsgebiets oder -abschnitts ist wiederum eine reflektierende Filmschicht 52 und eine Schutzfilmschicht 53 zum Schützen der reflektierenden Schicht 52 vorhanden. Die Informationspits oder Führungsnuten werden mit einem durch eine Objektivlinse 54 einer optischen Aufnehmervorrichtung gebündelten Laserstrahl. bestrahlt. Bei einem Duplikationsschritt des Herstellungsprozesses für die optische Platte wie beispielsweise eine Compakt-Disc bzw. CD wird eine in einem vorhergehenden Masteringschritt präparierte Pressmatrize an einer Presse befestigt. Danach wird ein Harzmaterial für ein Substrat wie beispielsweise Polycarbonat unter Erwärmung in die Dresse gegossen und dann einem Formpressungsprozess unterworfen, um ein Pitmuster der Pressmatrize auf das Substrat zu übertragen. Dieses Substrat dient auch als die transparente Schicht 51. Da Licht durch das Substrat als die transparente Schicht 53 dringt, ist es notwendig, eine aus Aluminium hergestellte reflektierende Schicht durch Benutzung eines Vakuumsabscheideverfahrens zu erzeugen. Die reflektierende Schicht 52 wird außerdem mit dem Schutzfilm 53 überdeckt, um eine Beschädigung der reflektierenden Schicht 53 zu verhindern.
Demgemäss wird von der Seite der Objektivlinse 54 der optischen Aufnehmervorrichtung her betrachtet der Laserstrahl zur Wiedergabe zuerst durch die eine Dicke von beispielsweise 1,3 mm aufweisende transparente Schicht 51 auf das Informationspit gestrahlt. Das auf dem Informationspit reflektierende Licht bewegt sich dann durch die transparente Schicht 51 zurück, so dass die notwendige Information von der optischen Platte ausgelesen werden kann.
Eine Dicke der als ein Substrat dienenden transparenten Schicht 51 hat aufgrund von Beanspruchung, Wärme und Feuchtigkeit eine enge Beziehung zu einer Deformation, insbesondere einer Neigung, die als „Schräge (skew)" bezeichnet wird, und einer Charakteristik des auf das Informationspit gebündelten Laserstrahls, insbesondere einer Koma-Aberration. Unter der Annahme, dass die Schräge der optischen Platte konstant beibehalten ist, trägt die eine kleinere Dicke aufweisende transparente Schicht zu einer Bildung eines Flecks mit einer kleineren Aberration bei.
Indessen besteht neuerdings ein zunehmender Bedarf nach einer optischen HD-Platte (HD = high-density (hohe Dichte)). Die hohe Verdichtung der optischen Platte kann durch Erhöhung der numerischen Apertur NA der Objektivlinse der optischen Aufnehmervorrichtung und vermindern eines Spurabstandes der optischen Platte erreicht werden. In diesem Fall erscheint auffallend die vorstehend erwähnte Tendenz, d. h. die Zunahme im Aberrationsausmaß des Flecks, wenn die Schräge konstant beibehalten ist, und die Verschlechterung des wiedergegebenen Signals aufgrund der zugenommenen Aberration. Jedoch im Fall der eine Dicke von 1,2 mm aufweisenden transparenten Schicht kann das Problem nicht gelöst werden, wenn nicht die transparente Schicht aus einem extrem flachen und nicht deformierbaren Material wie beispielsweise einer Glasplatte hergestellt wird.
Wird außerdem eine magnetooptische Platte in Betracht gezogen, bei der wie in 2 gezeigt die vorstehend erwähnte reflektierende Schicht durch eine aus einem Aufzeichnungsmaterial hergestellte Aufzeichnungsschicht ersetzt ist, ist, da eine transparente Schicht 61 eine Dicke von 1,2 mm aufweist, ein externes Magnetfeld von einer Magnetfeld-Modulationsspule 55 zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Informationssignals auf der Aufzeichnungsschicht 62 nicht benutzbar. Folglich muss die Magnetfeld-Modulationsspule 55 auf der Seite einer Schutzschicht 63, die der Seite, bei der die transparente Schicht 61 und die Objektivlinse 56 der optischen Aufnehmervorrichtung vorhanden sind, gegenüberliegt, angeordnet sein. Als Resultat beschränkt eine solche Anordnung eine Reduktion in der Größe eines Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts, in welchem die magnetooptische Platte benutzt wird.
Aus den Dokumenten EP-A 0398714 und JP-A-62219346 gehen außerdem optische Platten hervor, die einen Schutzfilm einer sehr kleinen Dicke aufweisen, der auf einen reflektierenden Film aufgeschleudert werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das zur Wiedergabe von darauf mit hoher Dichte gespeicherter Information fähig ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines solchen optischen Aufzeichnungsmediums, bei dem seine Produktivität stark verbessert ist, bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein optisches Aufzeichnungsmedium eines magnetooptischen Typs bereitzustellen, das zur Erzielung einer Reduktion in der Größe eines Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts dafür fähig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines optischen Aufzeichnungsmediums bereitgestellt, das durch Benutzung eines durch eine Licht-transmittierende Schicht auf eine reflektierende Schicht einfallenden Laserstrahls zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information fähig ist, aufweisend die Schritte: Gießen eines Materials für ein Substrat in eine Presse unter Erwärmung und Unterwerfen des Materials einer Formpressung zur Bildung des übertragene Informationspits darauf aufweisenden Substrats, Bilden einer reflektierenden Schicht über dem Substrat und Bilden einer Licht-transparenten Schicht über der reflektierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht-transmittierende Schicht durch Aufschleudern mit einer Dicke von etwa 0,1 mm erzeugt wird.
Das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine transparente Schicht auf, die im Vergleich zur Dicke der Trägerschicht eine kleinere Dicke von beispielsweise etwa 0,1 mm aufweist. Als Resultat kann, selbst wenn die numerische Apertur einer in der optischen Aufzeichnungsvorrichtung benutzten Objektivlinse groß ist, eine Verschlechterung eines Wiedergabesignals aufgrund einer Koma-Aberration auf ein niedriges Niveau beschränkt werden, wodurch eine hochdichte Wiedergabe ausgeführt werden kann.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einleuchtender, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung, die schematisch eine Struktur eines herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmediums zeigt.
2 ist eine Darstellung, die schematisch eine Struktur einer herkömmlichen magnetooptischen Platte zeigt.
3 ist eine Darstellung, die schematisch eine Struktur einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung bzw. eines optischen Aufzeichnungsmediums zeigt, die bzw. das gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
4A bis 4G sind Darstellungen, die kontinuierlich Masterplatten-Bildungsschritte bei einem Herstellungsprozess der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
5A und 5B sind Darstellungen, die Spritzgussschritte bei einem Herstellungsprozess der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
6A bis 6C sind Darstellungen, die Reflektierendfilm- und Transparentschicht-Bildungsschritte bei einem Herstellungsprozess der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
7A bis 7C sind Darstellung, die Reflektierendschicht-Bildungsschritte bei einem Herstellungsprozess der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
8 ist eine Darstellung, die eine Art und Weise der Ausführung einer Zentrierung einer zentralen Bohrung der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die transparente Schicht an das Plattensubstrat anhaftend angebracht wird.
9 ist eine Darstellung, die eine Struktur einer optischen Platte zeigt.
10A bis 10C sind Darstellungen, die Reflektierendschicht- und Plattensubstrat-Bildungsschritte bei einem Herstellungsprozess für die in 9 gezeigte optische Platte zeigen.
11A und 11B sind Darstellungen, die eine Art und Weise der Ausführung einer Zentrierung einer zentralen Bohrung der optischen Platte gemäß der 9 zeigen, wenn die transparente Schicht an das Plattensubstrat anhaftend angebracht wird.
12 ist eine Darstellung, die eine Struktur einer gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen magnetooptischen Platte zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die eine optische Aufnehmervorrichtung zeigt, die zur Wiedergabe des gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen optischen Aufzeichnungsmediums anwendbar ist.
14 ist eine Schnittdarstellung, die ein Objektivlinsensystem der in 13 gezeigten optischen Aufnehmervorrichtung zeigt.
15 ist eine Draufsicht, die das in 14 gezeigte Objektivlinsensystem zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschriebenen, in denen gemäß Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte optische Aufzeichnungsmedien dargestellt sind.
Bei den nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist eine optische Platte eines solchen Typs dargestellt, der zur Wiedergabe von Informationssignalen in Abhängigkeit von der Menge eines aus der Strahlung eines Laserstrahls auf das optische Aufzeichnungsmedium resultierenden Reflektionsstrahls fähig ist. Bei der ersten Ausführungsform ist eine transparente Schicht, die eine Dicke von etwa 100 μm aufweist, benutzt.
Wenn generell die optische Platte spritzgegossen wird, weist ein zentraler Abschnitt von ihr, bei dem eine zentrale Bohrung auszubilden ist, eine kleinere Dicke als der verbleibende Basisabschnitt der optischen Platte auf.
Deswegen ist eine Kühlrate des zentralen Abschnitts im Vergleich mit der des verbleibenden Basisabschnitts vergrößert, wodurch das Auftreten eines Nachklebens oder einer Sinkmarke bzw. Einsackstelle des geschmolzenen Harzes verhindert wird. Das heißt, der dünne zentrale Abschnitt wirkt auf der Basis der schnellen Aushärtung als ein Stopper. Das Bereitstellen des dünnen zentralen Abschnitts resultiert vorteilhafter Weise in einer Eliminierung einer Doppelbrechung der optischen Platte und einer Verbesserung der Übertragungsfähigkeit. Der schmale bzw. eingeengte zentrale Abschnitt, bei dem die zentrale Bohrung der optischen Platte vorgesehen ist, wird als das „Gate" bezeichnet und wird schließlich durch Stanzen vom verbleibenden Basisabschnitt entfernt. Als Resultat hat der dünne zentrale Abschnitt keinen Einfluss auf eine Endform der optischen Platte. Wenn die Dicke der Eingussöffnung bzw. des Gates weiter eingeengt wird, kann die vorstehend erwähnte Wirkung als ein Stopper gewisser erwartet werden. In diesem Fall tritt jedoch ein anderes Problem wie beispielsweise ein verschlechtertes Fließvermögen eines zu gießenden Harzes auf. Außerdem wird das gleiche Problem vergrößert, wenn beabsichtigt ist, die Dicke des Basisabschnitts der optischen Platte dünner zu machen. Wenn andererseits das Gate geweitet wird, treten leicht eine unerwünschte Doppelbrechung und eine Verschlechterung der Übertragungsfähigkeit auf, obgleich eine optische Platte, die eine kleine Dicke aufweist, produzierbar ist.
Im Vorhergehenden ist in Bezug auf eine vom Gate gespielte Rolle bei einem Spritzgießen der optischen Platte ein generelles Konzept beschrieben.
Tatsächlich kann, wenn das Gate geweitet wird, die einen Durchmesser von bis zu 120 mm und einer Dicke von bis zu 0,35 mm aufweisende optische Platte mit einem guten äußeren Aussehen erhalten werden. Jedoch tritt in diesem Fall Doppelbrechung und eine Verschlechterung der Übertragungsfähigkeit auf. Unter diesen Umständen wird ein Abstand des Gates auf 0,25 mm bis 0,3 mm eingeengt, wodurch die eine reduzierte Doppelbrechung und verbesserte Übertragungsfähigkeit aufweisende optische Platte in dem Fall, dass sie eine Dicke von 0,6 mm aufweist, erhalten wird. Wenn demgemäss beabsichtigt ist, die eine Dicke von 0,5 mm oder weniger und eine gute Signalcharakteristik aufweisende optische Platte zu erhalten, ist es erforderlich, dass der Abstand des Gates 0,1–0,2 mm oder weniger ist. Diese Bedingung macht es unmöglich, die optische Platte praktisch zu erzeugen. Das heißt, unter einer solchen Bedingung ist eine Einspritzgeschwindigkeit des Harzes durch das Gate beträchtlich eingeschränkt, so dass das Harz einen äußeren peripheren Abschnitt der optischen Platte nicht erreichen kann. Als Resultat kann die einen gewünschten Durchmesser aufweisende optische Platte nicht erhalten werden. Dies ist der Grund warum die eine Dicke von 0,5 mm oder weniger aufweisende optische Platte in herkömmlicher Weise nicht erzeugt werden kann.
Mögliche Maßnahmen zur Gewinnung der eine Dicke von 0,5 mm oder weniger aufweisenden optischen Platte sind nachstehend vorgeschlagen.
Eine der Maßnahmen umfasst ein Verfahren, bei dem die Wiedergabe auf einer Rückseite eines geformten Substrats ausgeführt wird und ein mit Ultraviolett aushärtendes Harz durch Benutzung eines Aufschleuderungsverfahrens oder dgl. beschichtet und dann ausgehärtet wird. In diesem Fall ist im Gegenteil die eine große Dicke wie 1 mm aufweisende optische Platte schwierig herzustellen. Selbst wenn ein hochviskoses Harz benutzt wird, ist die Dicke der optischen Platte auf höchstens 100 μm (0,1 mm) beschränkt. Übrigens ist es möglich, die Dicke der optischen Platte durch Bereitstellung von Überziehungsschichten zu erhöhen. Jedoch wird unvermeidbar eine Ungleichförmigkeit beim Beschichten jeder Schicht erzeugt und dadurch gefördert. Es misslingt auch, eine optische Platte, die eine Dicke von 0,5 mm oder weniger aufweist, zu erzeugen. Eine andere Maßnahme umfasst die Benutzung einer anderen Folie oder Scheibe oder eines anderen Films.
Zuerst wird das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 erläutert.
Die optische Platte 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Trägerschicht 2, die durch ein Spritzgussverfahren aus beispielsweise Polycarbonat hergestellt ist und eine Dicke von 1,2 mm aufweist und auf die Pits übertragen sind, einen reflektierenden Film 3, der aus einer Aluminiumschicht, die eine Dicke von etwa 500 Å aufweist und über der Trägerschicht ausgebildet ist, und eine transparente Schicht 4, die eine Dicke von etwa 100 μm aufweist und durch ein Aufschleuderverfahren gebildet ist, auf.
Bei der Herstellung der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mehrere Schritte erforderlich, darunter ein wie in den 4A bis 4G gezeigter Masterplatten-Bildungsschritt, ein wie in den 5A und 5B gezeigter Spritzgussschritt und ein wie in den 6A bis 6C gezeigter weiterer Schichtbildungsschritt, bei dem die reflektierende Schicht 3 durch Sputtern von Aluminium A1 gebildet wird und die transparente Schicht 4 durch ein Aufschleuderverfahren gebildet wird.
Beim Masterplatten-Bildungsschritt wird ein wie in 4A gezeigtes Glassubstrat mit einem in 4B gezeigten Resist 7 beschichtet. Das mit Resist beschichtete Glassubstrat 6 wird, wie in 4C gezeigt, der Strahlung eines Laserstrahls ausgesetzt und dann, wie in 4D gezeigt, einer Entwicklungsbehandlung unterworfen, wodurch Pits oder Nuten 8 auf einer Oberfläche des mit Resist beschichteten Stubstrats 6 gebildet werden. Das Substrat wird sukzessive einer wie in E gezeigten elektrolosen Plattierungsbehandlung unterworfen, um einen leitenden Film 9 auf dem Substrat 6 zu bilden. Danach wird, wie in 4F gezeigt, das Substrat 6 einer Elektroplattierungsbehandlung unterworfen, um eine als Masterplatte 10 dienende Nickelschicht abzuscheiden. Die so erzeugte, aus Nickel hergestellte Masterplatte 10 wird vom Glassubstrat 6 entfernt und bei einem nachfolgenden Einspritzgussschritt verwendet.
Bei dem in 5A gezeigten Einspritzgussschritt wird die als eine Pressmatrize dienende Ni-Masterplatte 10 in einer Presse 11 platziert, in die bei einer erhöhten Temperatur geschmolzenes Polycarbonatharz gegossen und dann, wie in 5B gezeigt, einem Formpressverfahren zum Gießen der Plattenträgerschicht 2 unterworfen wird. Wie vorstehend beschrieben weist die Plattenträgerschicht 2 der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform eine Dicke von 1,2 mm auf.
Als nächstes wird Bezugnehmend auf die 6A bis 6C ein weiterer Schichtbildungsschritt erläutert, bei dem auf der Plattenträgerschicht 2 eine reflektierende Schicht 3 durch Sputtern von Aluminium abgeschieden und dann eine transparente Schicht 4 über der reflektierenden Schicht 3 gebildet wird. Zuerst wird das wie in 6A gezeigte Plattensubstrat 2 dem Sputtern zur Abscheidung einer Aluminiumschicht, die eine Dicke von etwa 500 Å aufweist, unterworfen, wodurch die reflektierende Schicht 3 auf dem Plattensubstrat 2 gebildet wird.
Bei der Bildung der reflektierenden Schicht 3 wird, wie in 7A gezeigt, wo ein geformtes Pit P0 ausgebildet ist, die Aluminiumabscheideschicht in der Richtung senkrecht zur Oberfläche des Plattensubstrats gewachsen, so dass ein auf der reflektierenden Schicht 3 gebildetes Auslesepit P1 eine zu der des geformten Pits P0 identische Form aufweist. Dieses senkrechte Wachsen der reflektierenden Schicht 3 verhindert die Bildung des Pits P1', dessen Form mit der des geformten Pits P0 nicht übereinstimmt. Alternativ dazu wird, wie in 7C gezeigt, auf der Ni-Masterplatte 10 vorläufig eine relativ große Nut bereitgestellt, um ein entsprechend groß geformtes Pit P0' auf der Plattenträgerschicht 2 zu bilden, wodurch eine mögliche Verformung der reflektierenden Schicht 3 richtig korrigiert werden kann. Jedoch muss in diesem Fall die reflektierende Schicht 3 gleichmäßig über einer ganzen Oberfläche der Plattenträgerschicht 2 ausgebildet sein.
Als nächstes wird, wie in 6C gezeigt, die transparente Schicht 4, die eine Dicke von etwa 100 μm aufweist, auf der reflektierenden Schicht 3 durch ein Aufschleuderverfahren gebildet. Insbesondere wird auf der reflektierenden Schicht ein mit Ultraviolett aushärtendes Harz (UV-Harz) aufgebracht, um die transparente Schicht 4 zu bilden. Bei der Bildung der transparenten Schicht 4 wird ihre Dicke durch Variieren der Drehzahl einer zu diesem Zweck benutzten Schleudervorrichtung gesteuert. Das Aufbringen des mit Ultraviolett aushärtenden Harzes kann mehrere Male ausgeführt werden, um eine gewünschte Dicke der transparenten Schicht 4 zu erhalten.
Alternativ dazu kann die transparente Schicht 4 auf die folgende Weise erzeugt werden. Beispielsweise kann eine optisch transparente harte Substanz wie beispielsweise amorpher Kohlenstoff einem physikalischen Abscheideverfahren wie beispielsweise Sputtern oder einem chemischen Abscheideverfahren unterworfen werden. Außerdem kann eine separat präparierte transparente Schicht 4' wie beispielsweise ein Polycarbonatfilm oder eine Glasplatte auf der reflektierenden Schicht 3 durch Benutzung eines mit Ultraviolett aushärtenden Harzes verbunden werden. In diesem Fall wird, wie in 8 gezeigt, bei der Unterwerfung dem Spritzgießen die Zentrierung eines Einspann-Zentrierlochs 27 der Plattenträgerschicht 2 gleichzeitig ausgeführt, um den nachfolgenden Anhaftungsschritt zu erleichtern und eine komplizierte Positionierung des Zentrierloches 27 zu eliminieren, wenn die transparente Schicht 4' auf der auf der Plattenträgerschicht 2 ausgebildeten reflektierenden Schicht 3 haftend angebracht wird.
Bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform wird die Plattenträgerschicht 2 in der Form eines spritzgegossenen Substrats erzeugt. Dies deshalb, weil ein solches Substrat durch Verwendung eines herkömmlichen Prozesses, einer herkömmlichen Einrichtung, herkömmlicher Materialien oder dgl. leicht erzeugt werden kann. Infolgedessen ist, da die Plattenträgerschicht 2 keine Anforderungen für optische Charakteristiken wie beispielsweise Permeabilität und Doppelbrechung erfüllen muss, jedes Substrat zu diesem Zweck verwendbar, soweit es aus einem Material hergestellt ist, das zur Bildung der Pits oder Führungsnuten darauf durch Übertragung beim Gießen fähig ist und eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist. Demgemäss kann die Plattenträgerschicht 2 aus einem solchen Material wie beispielsweise Metall oder Glas gebildet sein, wodurch eine Reduktion in der ganzen Dicke der optischen Platte einschließlich der transparenten Schicht erreicht werden kann und außerdem die Verformung der optischen Platte auf ein niedriges Niveau beschränkt wird.
Indessen ist eine Beziehung zwischen der numerischen Apertur Na der zur Wiedergabe benutzten Objektivlinse, einer Wellenlänge λ eines zur Bildung eines Wiedergabeflecks auf der optischen Platte gestrahlten Laserstrahls und einer Fleckgröße Φ durch die folgende Gleichung Φ = 1,22 × λ/NAdargestellt.
Wie aus der vorstehenden Gleichung klar zu verstehen ist, wird, wenn die numerische Apertur NA erhöht wird, die Fleckgröße Φ kleiner. Wenn demgemäss eine Objektivlinse, die eine große numerische Apertur aufweist, verwendet wird, kann ein hochdichte Wiedergabe erreicht werden, das heißt es kann eine optische Hochdichtplatte bzw. HD-Platte durch Benutzung einer solchen Objektivlinse, die eine große numerische Apertur aufweist, wiedergegeben werden. Jedoch hat die numerische Apertur NA zusätzlich zur Fleckgröße einen Einfluss auf eine Toleranz für eine Neigung der optischen Platte. Das heißt, die Toleranz für eine Neigung der optischen Platte ist proportional zu λ/|t·(NA)³|, wobei t eine Dicke der transparenten Schicht darstellt.
Generell wird, wenn die optische Platte relativ zum optischen System geneigt ist, eine Koma-Aberration erzeugt. In diesem Fall ist ein Wellenfront-Aberrationskoeffizient W durch die folgende Gleichung W = 1/2 t·{(N2 – 1)N2 sinθcosθ}/(N2 – sin2θ)–5/2·NA3 dargestellt, worin t eine Dicke der transparenten Schicht, N ein Brechungsindex und θ den Neigungswinkel darstellen.
Beispielsweise wird die numerische Apertur NA von 0,45 auf 0,60 geändert, ein Schrägerand bzw. -spielraum wird von 0,60 auf 0,25 reduziert. Um den reduzierten Schrägespielraum wiederherzustellen, muss die Dicke der transparenten Schicht reduziert werden. Jedoch hat, wie vorstehend beschrieben, die transparente Schicht konventionell eine Dicke von 1,2 mm. Folglich ist eine Erhöhung der numerischen Apertur NA eingeschränkt, so dass eine hochdichte Wiedergabe und eine hohe Qualität des Wiedergabeausgangssignals nicht erreicht werden kann.
Andererseits weist bei der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die transparente Schicht durch Anwendung eines mit Ultraviolett aushärtendes Harzes durch Benutzung eines Aufschleuderverfahrens eine so kleine Dicke wie beispielsweise etwa 100 μm auf. Als Resultat wird, selbst wenn die numerische Apertur der Objektivlinse der optischen Aufnehmervorrichtung groß ist, verhindert, dass eine Verschlechterung des Wiedergabesignals aufgrund einer Koma-Aberration auftritt, wodurch eine hochdichte Wiedergabe des Informationssignals erzielt werden kann.
Als nächstes wird eine optische Platte gemäß einem speziellen Beispiel unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben.
Die optische Platte gemäß diesem speziellen Beispiel weist eine transparente Schicht 14 auf, die aus einem spritzgegossenen Polycarbonatharz gebildet ist und eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm aufweist und auf der Informationspits durch Übertragung von einer Masterplatte ausgebildet sind. Auf der transparenten Schicht 16 ist eine reflektierende Schicht 17 ausgebildet, die eine durch ein Sputterverfahren abgeschiedenen Aluminiumschicht ist und eine Dicke von etwa 500 Å. Die transparente Schicht 16 ist auf eine Plattenträgerschicht 18, die durch die reflektierende Schicht 17 und weiter ein mit Ultraviolett aushärtendes Harz 19 eine adäquate mechanische Festigkeit aufweist, anhaftend aufgebracht. Das mit Ultraviolett aushärtende Harz 19 dient als eine Klebe- bzw. Haftschicht. Es ist wünschenswert, dass die Gesamtdicke der Haftschicht 19 und der Plattenträgerschicht 18 nicht kleiner als 0,7 mm ist. Die Herstellung der optischen Platte gemäß dem speziellen Beispiel benötigt ähnliche Schritte wie die, welche den in den 4A bis 4G gezeigten Masterplatten-Bildungsschritt, den in den 5A und 5B gezeigten Spritzgussschritt, und außerdem den in den 6A bis 6C und den 7A und 7C gezeigten Schichtbildungsschritt aufweisen. Infolgedessen wird, wie in den 10A bis 10C gezeigt, die reflektierende Schicht 17 auf der transparenten Schicht 16 durch Sputtern von Aluminium erzeugt und außerdem auf der Plattenträgerschicht 18 durch Benutzung des ultravioletthärtenden Harzes 19 anhaftend angebracht.
Der Masterplatten-Bildungsschritt der optischen Platte gemäß dem speziellen Beispiel kann in der gleichen Weise wie die bei der ersten Ausführungsform benutzten ausgeführt werden, und deshalb ist eine detaillierte Erläuterung hier fortgelassen.
Beim Spritzgussschritt gemäß dem speziellen Beispiel wird die Ni-Masterplatte 10 in der gleichen Weise wie in den 5A und 5B gezeigt zuerst in der Presse 11 platziert, in die ein bei einer erhöhten Temperatur geschmolzenes Polycarbonatharz gegossen wird. Jedoch wird in diesem Fall nicht die Plattenträgerschicht 18 sondern die transparente Schicht 16 dem Formpressprozess unterworfen. Die auf diese Weise formgepresste transparente Schicht 16 weist eine Dicke von 0,5 mm auf. Übrigens wird, wie in 11A gezeigt, bei der Bildung der transparenten Schicht 16 eine Zentrierung eines Einspann-Zentrierlochs 27 der Plattenträgerschicht 18 gleichzeitig ausgeführt, wenn die transparente Schicht 16 an der Plattenträgerschicht 18 anhaftend angebracht wird, um dadurch den nachfolgenden Anheftungsschritt zu erleichtern und eine komplizierte Positionierung des Zentrierlochs 27 zu eliminieren.
Als nächstes wird die reflektierende Schicht 17 über der transparenten Schicht 16 durch Sputtern von Aluminium abgeschieden. Die transparente Schicht 16 wird an der Plattenträgerschicht 18, die durch die reflektierende Schicht 17 eine adäquate mechanische Festigkeit aufweist, in der folgenden Weise anhaftend angebracht. Zuerst wird, wie in 10B gezeigt, ein Sputtern von Aluminium ausgeführt, um die reflektierende Schicht 17, die eine Dicke von etwa 500 Å aufweist, über der transparenten Schicht 16 abzuscheiden. Als nächstes wird, wie in 10C gezeigt, die transparente Schicht 16 auf der Plattenträgerschicht 18 durch die reflektierende Schicht 17 und eine aus einem mit Ultraviolett aushärtenden Harz hergestellte Schicht anhaftend angebracht. In diesem Fall wird, da eine Lichtdurchlässigkeit durch die eine Dicke von 500 Å aufweisende reflektierende Aluminiumschicht 1% oder weniger ist, eine Aushärtungszeit derselben zu lang. Folglich wird eine Dicke der reflektierenden Schicht 17 auf etwa 200 Å beschränkt, was ein zum Erhalten eines notwendigen Reflexionskoeffizienten erforderlicher minimaler Wert ist. Außerdem kann ein Heißschmelzhaftmittel anstelle des mit Ultraviolett aushärtenden Harzes benutzt werden.
Infolgedessen kann bei der optischen Platte gemäß dem speziellen Beispiel die eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweisende transparente Schicht erhalten werden. Als Resultat kann, selbst wenn eine numerische Apertur einer in der optischen Aufnehmervorrichtung benutzten Objektivlinse 20 groß ist, eine Verschlechterung eines Wiedergabesignals aufgrund einer Koma-Aberration zu einem gewissen Ausmaß verhindert werden, wodurch eine hochdichte Wiedergabe erzielt werden kann. Außerdem wird bei dem speziellen Beispiel die eine vorbestimmte Dicke aufweisende Plattenträgerschicht 18 in einem separaten Schritt präpariert und an die transparente Schicht 16 durch die reflektierende Schicht 17 und die mit Ultraviolett aushärtende Harzschicht 19 anhaftend angebracht, so dass die Herstellung der optischen Platte weiter vereinfacht und erleichtert ist.
Im folgenden wird eine optische Platte gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, die anstelle der reflektierenden Schicht der optischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform eine Aufzeichnungsschicht aufweist. Das heißt, die optische Platte gemäß dieser Ausführungsform ist von einem magnetooptischen Typ.
Die hier beschriebenen magnetooptische Platte kann in der gleichen Weise wie die der ersten Ausführungsform hergestellt werden. Deshalb ist eine Erläuterung dafür hier fortgelassen.
Wie in 12 gezeigt weist die magnetooptische Platte 21 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine transparente Schicht 22 auf, die eine kleine Dicke von beispielsweise 0,1 mm aufweist. Aus diesem Grund sind auf der gleichen Seite der magnetooptische Platte 21, das heißt auf der Transparenschichtseite, die zur Aufzeichnungsschicht 23 entgegengesetzt ist, eine Objektivlinse 24 der optischen Aufnehmervorrichtung und eine Magnetfeldmodulationsspule 25 angeordnet. Dies ermöglicht die Reduktion der Größe eines zur Aufzeichnung und Wiedergabe der magnetooptischen Platte 21 benutzten Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts.
Wie vorstehend beschrieben kann bei den Herstellungsverfahren für die optischen Platten oder die magnetooptische Platte gemäß der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Gesamtdicke von ihnen im Vergleich mit herkömmlichen Platten reduziert werden. Aus diesem Grund können die optischen oder magnetooptischen Platten gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer optischen Wiedergabe-Aufnehmervorrichtung, die mit einem bündelnden System ausgerüstet ist, das eine größere Bündelungsrate aufweist als herkömmliche, deren bündelndes System aus nur einer Objektivlinse besteht, benutzt werden.
Eine zur Wiedergabe der optischen oder magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung benutzbare optische Aufnehmervorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 13 erläutert. Die optische Aufnehmervorrichtung 30 weist eine Laserdiode 31 als eine Lichtquelle zum Emittieren eines Laserstrahls auf. Der von der Laserdiode 31 emittierte Laserstrahl geht wiederum durch ein Beugungsgitter 32, einen polarisierenden Strahlteiler 33, eine 1/4- bzw. Viertelwellenplatte 34 und eine Kollimatorlinse 35 und fällt auf ein Objektivlinsensystem 36 ein. Der einfallende Laserstrahl wird durch das Objektivlinsensystem auf eine Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte 26 konvergiert. Der Laserstrahl wird dann von der Signalaufzeichnungsfläche der optischen Platte 26 reflektiert und geht durch eine bündelnde Linse 40 zurück, um in einen Fotodetektor 41 als ein lichtdetektierendes Element eingebracht zu werden, von dem eine Ausgabe eines mit dem Informationssignal korrespondierenden Wiedergabesignals erzeugt wird.
Der von der Laserdiode 31 emittierte Laserstrahl ist ein linear polarisierter Laserstrahl, der dann durch das Beugungsgitter 32 gebeugt wird. Der Laserstrahl geht durch den polarisierenden Strahlteiler 33 und die 1/4- bzw. Viertelwellenplatte 34 weiter. Bei der 1/4- bzw. Viertelwellenplatte 34 wird der gebeugte Laserstrahl in einen zirkular polarisierten Strahl umgesetzt und geht dann durch die Kollimatorlinse 35. Beim Durchgehen durch die Kollimatorlinse wird der Laserstrahl in einen Parallelstrahl konvergiert und fällt auf das Objektivlinsensystem 36 ein.
Das Objektivlinsensystem 36 ist aus einer Objektivlinse 37, einer Korrekturplatte 38 und einer semisphärischen Linse 39 als einer konvexen Linse zusammengesetzt. Das Objektivlinsensystem 36 kann den einfallenden Laserstrahl ohne Auftreten einer optischen Pfaddifferenz auf einen Punkt F konvergieren, der auf der Signalaufzeichnungsfläche 26a der optischen Platte 26 lokalisiert ist. Die Korrekturplatte 38 korrigiert den einfallenden Laserstrahl derart, dass der durch die Korrekturplatte 38 zur optischen Platte gehende Laserstrahl eine sphärische Welle bildet, die ein annähernd beim Punkt F lokalisiertes Zentrum aufweist. Die semisphärische Linse 39 weist eine sphärische Fläche 39a, deren Krümmungszentrum annähernd beim Punkt F lokalisiert ist, und eine flache Fläche 39b auf.
Die detaillierte Struktur der Objektivlinse 36 ist in den 14 und 15 dargestellt. 14 ist eine Schnittansicht des Objektivlinsensystems 36, und 15 ist eine schematische Draufsicht des Objektivlinsensystems 36, wenn es von einer Seite der optischen Platte 26 betrachtet wird.
Die Objektivlinse 37 und die Korrekturplatte 38 sind an einem Linsen- bzw. Objektivtubus 44 befestigt und ohne einen Freiheitsgrad an einer Bewegung in jeder Richtung gehindert. Die semisphärische Linse 39 ist fest auf einem Gleiter 42 befestigt. Der Gleiter 42 und der Objektivtubus 44 sind durch eine Blattfeder 43 miteinander verbunden und weisen einen translatorischen Freiheitsgrad in der Richtung der Dicke der optischen Platte 26 und einen zum Folgen der Neigung der optischen Platte 26 fähigen Freiheitsgrad auf. Der Gleiter 42 ist durch eine Vorspannungskraft der Blattfeder derart gegen die optische Platte 26 gedrückt, dass eine Gleitfläche 42a des Gleiters 42 gleitend über eine Lichteinfallsfläche 26b der optischen Platte 26 bewegt wird. Zu dieser Zeit weist die Blattfeder 42 keinen translatorischen Freiheitsgrad in der Richtung parallel zur Nichteinfallsfläche 26b der optischen Platte 26 auf, um keine relative Verschiebung zwischen der Objektivlinse 37 und der semisphärischen Linse 39 zu verursachen. Die Gleitfläche 42a des Gleiters 42 ist annähernd parallel zur flachen Fläche der semisphärischen Linse 39 angeordnet. Die Gleitfläche 42a und die glatte Fläche 39b können in der gleichen Ebene lokalisiert sein, wenn nicht die semisphärische Linse 39 in Kontakt mit der optischen Platte 26 ist. Tatsächlich ist die flache Fläche 39b der semisphärischen Linse 39 um mehrere Mikron von der Gleitfläche 42a der Gleiters 42 versetzt.
Ein Betrieb der Objektivlinse 36 wird nachstehend beschrieben.
Der auf die Objektivlinse 37 einfallende Laserstrahl wird von der Objektivlinse 37 konvergiert und erreicht die Korrekturplatte 38. Die Korrekturplatte 38 weist eine vorbestimmte Dicke und einen vorbestimmten Brechungsindex derart auf, dass der daraus herauskommende und dadurch gebündelte Laserstrahl eine sphärische Welle bildet, die ein beim Punkt F lokalisiertes Zentrum aufweist. Wie vorstehend beschrieben weist die sphärische Fläche der semisphärischen Linse 39 ein annähernd zum Punkt F ausgerichtetes Krümmungszentrum auf. Die Brechungsindexes der optischen Platte 26 und der semisphärischen Linse 39 sind auf vorbestimmte Werte eingestellt, die annähernd identisch zueinander sind. Aus diesem Grund fällt der Laserstrahl auf der Korrekturplatte 38 vertikal auf die sphärische Fläche 39a der semisphärischen Linse 39 ein und wird konvergiert, um eine sphärische Welle zu bilden, die ein beim Punkt F lokalisiertes Zentrum aufweist.
Die Objektivlinse 37 weist eine durch die Gleichung NA = sinθ dargestellte numerische Apertur NA auf, wobei θ ein von der Objektivlinse 37 bei Betrachtung von einem minimalen Fleck S_min gebildeter Winkel ist. Wenn die semisphärische Linse 39 und die optische Platte einen Brechungsindex N aufweisen, ist die numerische Apertur NA des Objektivlinsensystems 36 durch N = Nsinθ dargestellt. Wenn demgemäss ein solches Objektivlinsensystem 36 benutzt wird, ist eine vom Objektivlinsensystem 36 als ganzes erhaltene Fleckgröße 1/N mal die nur von er Objektivlinse 37 erhaltene Fleckgröße, wodurch eine Wiedergabedichte der optischen Platte 26 erhöht wird.
Als nächstes wird eine Operation des Objektivlinsensystems 36 betreffend den Fall, dass die optische Platte relativ zu einer optischen Achse L₀ der Objektivlinse 37 geneigt ist, erläutert.
Selbst wenn die optische Platte 26 relativ zur optischen Achse L₀ der Objektivlinse 37 geneigt ist, ist, da die Gleitfläche 42a des Gleiters 42 im gleitenden Kontakt mit der Lichteinfallsfläche 26b der optischen Platte 26 durch die Vorspannungskraft der Blattfeder 43 ist, das Krümmungszentrum der semisphärischen Linse 39 noch annähernd auf der optischen Achse L₀ der Objektivlinse 37 lokalisiert. Aus diesem Grund fällt der aus der Korrekturplatte 38 herauskommende Laserstrahl vertikal auf die sphärische Fläche 39a der semisphärische Linse 39 ein, so dass keine optische Pfaddifferenz auftritt. Als Resultat tritt ungeachtet der numerischen Apertur Nsinθ des Objektivlinsensystems keine Koma-Aberration auf.
Demgemäss ermöglicht die Benutzung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung, dass eineoptische Aufnehmervorrichtung wie beispielsweise des in 13 gezeigten Typs anwendbar ist, wodurch ein hochdichte Wiedergabe erzielt werden kann. Wenn außerdem die optische Einrichtung 30 angewendet wird, kann eine große Toleranz in Bezug auf eine Verwerfung des optischen Aufzeichnungsmediums bei seiner Herstellung und aufgrund absorbierter Feuchtigkeit erhalten werden, und es kann eine Herstellungsausbeute der optischen Platte und eine Freiheit bei der Auswahl eines Materials für die optische Platte erhöht bzw. verbessert werden. Außerdem können in einem Antriebsmechanismus einer optischen Platte große Toleranzen, welche die relative senkrechte Anordnung zwischen einer optischen Achse des optischen Systems für die optische Aufnehmervorrichtung, eine Befestigungsfläche der optischen Platte und eine Vorschubgenauigkeit der optischen Aufnehmervorrichtung betreffen, erzielt werden, wodurch eine Reduktion der Kosten zur Herstellung des optischen Plattenantriebsmechanismus erreicht werden kann.
Indessen sind, wie zu erkennen ist, das optische Aufzeichnungsmedium und das Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur bei denen, die bei der vorstehend erwähnten ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben sind, sondern auch bei optischen Platten eines solchen Typs, bei dem transparente Schichten und Signalaufzeichnungsschichten auf entgegengesetzten Seiten desselben vorgesehen sind, und den Herstellungsverfahren dafür anwendbar.
Wie vorstehend detailliert beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die transparente Schicht eine kleine Dicke wie beispielsweise von etwa 0,1 mm aufweist, eine hochdichte Wiedergabe erzielt werden. Außerdem kann bei dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Magnetfeld-Modulationsspule und die optische Aufnehmervorrichtung auf der gleichen Seite, auf der die transparente Schicht vorhanden ist, angeordnet sein kann, eine Reduktion in der Größe des Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts erzielt werden.
Überdies ermöglicht der Gebrauch des optischen Aufzeichnungsmediums und des Wiedergabeverfahrens dafür die Benutzung des Objektivlinsensystems, das eine große numerische Apertur NA aufweist, wodurch eine hochdichte Wiedergabe weiter gefördert wird.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines optischen Aufzeichnungsmediums, das durch Benutzung eines durch eine Licht-transmittierende Schicht auf eine reflektierende Schicht einfallenden Laserstrahls zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information fähig ist, aufweisend die Schritte: Gießen eines Materials für ein Substrat in eine Presse (11) unter Erwärmung und Unterwerfen des Materials einer Formpressung zur Bildung des übertragene Informationsbits darauf aufweisenden Substrats (2), Bilden einer reflektierenden Schicht (3) über dem Substrat und Bilden der Licht-transparenten Schicht (4) über der reflektierenden Schicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Licht-transparente Schicht (4) durch Aufschleudern mit einer Dicke von etwa 0,1 mm erzeugt wird.
Optisches Aufzeichnungsmedium, das zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information durch Benutzung eines durch eine Licht-transmittierende Schicht auf eine reflektierende Schicht einfallenden Laserstrahls fähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass es entsprechend dem Verfahren nach Anspruch 1 erzeugt ist.