JP2002109784A

JP2002109784A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2002109784A
Application number: JP2000300054A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Ueno; 文章植野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度光ディスクを実現するためには、ピッ
ト幅０．１８μｍ程度以下の信号ピットが必要である
が、紫外線レーザーでは形成できないし、遠紫外線レー
ザーは危険で安定に使用することが困難であり、幅の狭
い信号ピットを形成することは困難である。【解決手段】基板に凹状に形成された信号ピットもし
くは信号ピット及び溝に記録膜を形成し、記録膜側から
再生する記録層に再生専用部分を形成する。基板に形成
された凹状の信号ピットは、記録膜を形成することによ
り記録膜の厚さに応じて記録膜側から見たときの信号ピ
ットが小さくなるので、安定して用いることができる紫
外線レーザーで記録した信号ピットを幅の狭い信号ピッ
トとして用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等の光記録媒体は、一般に原
盤からマスタスタンパ、マザー、スタンパを作製し、射
出成形によって基板を大量に複製して製造される。原盤
から直接スタンパを作製する場合もある。

【０００３】光ディスク原盤は、図２に示すように表面
を研摩したガラス基板６にフォトレジスト７を塗布し
（ａ）、これを記録すべき情報信号により強度変調した
レーザー光を用いて感光させ（ｂ）、現像してその感光
度に対応した信号ピットもしくは溝または信号ピット及
び溝を形成して作製される（ｃ）。

【０００４】以下この信号ピットもしくは溝または信号
ピット及び溝を一括して所望のパターンと呼ぶことにす
る。

【０００５】フォトレジスト原盤８表面にニッケル等の
導電膜９をスパッタ法等の方法で形成し（ｄ）、導電膜
上にニッケルを電鋳し（ｅ）、原盤からニッケルを剥離
することでマスタスタンパ１０が作製される（ｆ）。

【０００６】ＤＶＤではフォトレジストを感光させるた
めに、３５１ｎｍ等の波長の紫外線レーザーを用いた原
盤記録装置が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光精細度画像等を記録
するため、１面当りの記録容量が１５ＧＢ以上の光記録
媒体が要望されている。このような大容量光記録媒体を
実現するためには、記録密度をＤＶＤに比べて３倍以上
高める必要がある。記録密度は、トラックピッチと線密
度で決定される。１５ＧＢ以上の記録容量を実現するた
めには、０．４μｍ程度以下のトラックピッチが必要で
ある。信号ピットの幅は、クロストークを抑えるために
もトラックピッチの１／２以下が望ましい。現行のＤＶ
Ｄでは０．７４μｍのトラックピッチに対して、信号ピ
ット幅は０．３３μｍ程度で作製されている。０．４μ
ｍ程度以下のトラックピッチに対しては、ピット幅は
０．１８μｍ程度以下で作製する必要がある。

【０００８】ＤＶＤ作製に用いられている３５１ｎｍ等
の波長の紫外線レーザーでは、ピット幅０．２２μｍ程
度の信号ピットまでしか安定に記録することができな
い。より狭いピット幅を記録するためには、記録光を小
さく絞る必要がある。記録光の絞りは、波長を短くする
かＮＡを大きくすることで小さくできる。ＮＡは既に
０．９以上が用いられており、これ以上大きくすること
は困難であるので、絞りを良くするためには波長を短く
するしかない。波長３００ｎｍより短い遠紫外線レーザ
ーを用いると、小さく絞れ、ピット幅０．１８μｍ程度
のピット幅で信号ピットを記録することは可能である。
しかし、遠紫外線レーザーは光自体が人体に対して危険
であるし、レーザーや光学部品の劣化が激しく、安定し
て原盤記録に使用することが困難であるという問題があ
る。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決し、ピット
幅の狭い高密度な光ディスクを安定して供給することを
目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、基板に凹状に形成された信号ピットもしく
は信号ピット及び溝に記録膜を形成し、記録膜側から再
生する記録層に再生専用部分を形成する。

【００１１】基板に形成された凹状の信号ピットは、記
録膜を形成することにより記録膜の厚さに応じて記録膜
側から見たときのピットが小さくなる。この信号ピット
を記録膜側から再生すると、信号ピットが成形によって
記録された基板表面上の信号ピットより小さく見えるの
で、安定して用いることができない遠紫外線レーザーを
用いることなく、ＤＶＤ作製に用いられている紫外線レ
ーザーを高密度光ディスク作製に用いることができ、ピ
ット幅の狭い高密度な光ディスク等の光記録媒体を安定
して供給することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１における光記録媒体の断面の模式図であ
る。所望のパターンが凹状に形成された基板１上に記録
膜２が形成され、前記記録膜上に中間層３を介して、所
望のパターンが凹状に形成された基板５上に記録膜４が
形成されたものが、記録膜４を中間層３に接するように
接着されている。この光記録媒体を基板５側から記録再
生または再生する。再生専用部分は記録膜２に形成され
ている。ここで云う再生専用部分は、記録再生できる部
分に設けられた制御情報を記録したアドレスピットは含
まなくともよい。また、所望のパターンの形成された基
板上に形成された記録膜を記録層と呼ぶ。ここで、記録
膜は単層膜でも多層膜でも良く、再生専用部分のみの層
の場合は、Ａｌ、Ａｕその他の金属反射膜であってもよ
い。上記のように構成し、記録膜形成後の再生専用の信
号ピット幅や長さを、樹脂成形によって作られたピット
幅、長さを所望の値にする目的で、記録膜の厚さｄを積
極的に使うことができる。

【００１３】図３（ａ）に示すように、基板上に凹状に
形成された信号ピットに膜を形成すると、膜は多少回り
込んで付着していくので、膜の厚さに応じて膜側から見
た信号ピットの長さと幅が小さくなる。基板側から見た
信号ピットの大きさは、基板に形成された信号ピットの
大きさのままで膜を形成しても変化しない。また、図３
（ｂ）に示すように、基板上に凸状に形成された信号ピ
ットに膜を形成すると、膜は多少回り込んで付着してい
くので、膜の厚さに応じて膜側から見た信号ピットの長
さと幅は大きくなってしまう。基板側から見た信号ピッ
トの大きさは、基板に形成された信号ピットの大きさの
ままで膜を形成しても変化しない。

【００１４】図３（ａ）において信号ピットの傾斜角を
θ、膜厚をｄ、基板上に形成されたピット幅をＰ１、記
録膜形成後のピット幅をＰ２とし、膜がどの角度にも同
じ厚さ形成されるとすると、信号ピットの膜側の幅は計
算上は式１だけ狭くなる。

【００１５】Ｐ２＝Ｐ１−（２ｄ×ｔａｎ（θ／２））（式１） θは最大９０°なので、ピット幅は最大形成した膜厚の
２倍小さくなる可能性がある。一般には、信号ピットの
傾斜角は６０°から８０°程度であり、膜も傾斜面には
平らな面より薄く形成されるので、ピット幅は形成した
膜厚程度以下しか狭くならない。従って実際のピット幅
Ｐ２’は下記式２の値の範囲になり、ピット深さ、樹脂
成形、記録膜形成における諸条件を絞り込みながら決め
ていくことになる。

【００１６】Ｐ１−２ｄ＜Ｐ２’＜Ｐ１−ｄ（式２）式２において信号振幅に影響するＰ２’は、ピットの底
の幅ではなく、ピットの傾斜面からの反射光の積分値に
なり傾斜面の中央あたりの幅が、実際のピット幅に相当
する。なお図３（ａ）におけるＰ１、Ｐ２の矢印は、図
中正確ではないが、それぞれのエッジまでの長さを指し
ているものである。

【００１７】例えば、基板に形成された信号ピットの幅
が０．２２μｍ程度のとき、厚さ４０ｎｍ程度の記録膜
を形成すると、記録膜の形成方法に付き方によっては最
も狭くなるピットの底部において４０ｎｍ程信号ピット
幅が狭くなり、ピット幅約０．１８μｍの信号ピットを
得ることができる。１５ＧＢ以上の大容量の光記録媒体
を実現するためには、記録密度をＤＶＤに比べて３倍以
上高める必要があり、０．４μｍ程度以下のトラックピ
ッチを用いる必要が生じる。

【００１８】再生専用信号ピットは、再生光の絞りの大
きさやトラックピッチによって最適な幅が決定される。
再生信号の大きさは、信号ピット幅が再生光絞り半径よ
り若干小さいとき最大になる。また、隣接トラックから
の漏れ込み信号であるクロストークを抑えるためには、
信号ピット幅はトラックピッチの１／２以下が望まし
い。

【００１９】現行のＤＶＤでは０．７４μｍのトラック
ピッチに対して、信号ピット幅は０．３３μｍ程度で作
製されている。０．４μｍ程度以下のトラックピッチに
対しては、ピット幅は０．１８μｍ程度以下で作製する
必要がある。ＤＶＤ作製に用いられている３５１ｎｍ等
の波長の紫外線レーザーでは、絞りの大きさの制限から
ピット幅０．２２μｍ程度の信号ピットまでしか安定に
記録することができない。より狭いピット幅を記録する
ためには、記録光を小さく絞る必要がある。記録光の絞
りは、波長を短くするかＮＡを大きくすることで小さく
できる。ＮＡは既に０．９以上が用いられており、これ
以上大きくすることは困難であるので、絞りを良くする
ためには波長を短くするしかない。

【００２０】波長３００ｎｍより短い遠紫外線レーザー
を用いると、小さく絞れ、ピット幅０．１８μｍ程度の
ピット幅で信号ピットを記録することは可能である。し
かし、遠紫外線レーザーは光自体が人体に対して危険で
あるし、レーザーや光学部品の劣化が激しく、安定して
原盤記録に使用することが困難である。

【００２１】図１において、再生光から見た信号ピット
幅は、記録膜２においては狭くなっているが、記録膜４
においては狭くなっていない。再生専用部分は記録膜２
に設けられているので、安定な紫外線レーザーを用いて
形成した信号ピットで、高密度光記録媒体を実現でき
る。

【００２２】基板上に凹状に形成された信号ピットに膜
を形成すると、信号ピットは幅が狭まると同時に長さも
短くなる。信号ピットを再生した際に良好な信号を得る
ため、信号ピットとピット間の長さの比は１：１．２か
ら１：２．０が用いられている。基板に形成する信号ピ
ットの長さを予め膜を付けることにより短くなる長さ分
長くしておき、膜を付けて膜側から見たときに信号ピッ
トとピット間の長さの比は１：１．２から１：２．０に
なるようにすると、再生したときに良好な信号を得るこ
とができる。本発明において、上記のピットとピット間
の比も含め、樹脂成形の成形型として使われるスタンパ
ー上のピット幅、長さは、記録膜の厚さｄに関連した値
に依って、その幅、長さが短くなるものとして、スタン
パーを作る際に、予めピット部とピット間部のデューテ
ィを補正したスタンパーを準備する。デューティの補正
は、原盤カッティング時の記録フォーマッタを変更する
ことにより、比較的簡単に実現することができる。

【００２３】情報を記録再生する連続溝部は、記録膜２
では狭くできるが、記録膜４では狭くすることはできな
い。しかし、連続溝の場合は、溝と溝間に記録するラン
ドグルーブ方式を用いるとトラックピッチと等しい溝幅
を用いることができるので、再生専用信号ピットのよう
に狭く形成する必要がない。記録膜４に対しては、記録
ビームの絞りを大きくするか、記録ビームを溝幅方向に
高速で振ることにより溝幅を広げることでトラックピッ
チと等しい溝幅を実現できる。記録膜４によって構成さ
れる連続溝の溝幅と溝間幅を揃えるためには基板５に形
成される凹状の連続溝の幅は、記録膜によって溝幅が増
加する分溝間よりも細くなるように、スタンパー上では
形成すればよい。すなわち、記録膜の厚さｄを記録再生
を行う膜においては溝幅が広がるように利用し、再生専
用の領域を有する層においては、ピット幅、長さが小さ
くなるように記録膜の厚さｄを積極的に利用すること
で、それぞれの層にあった、記録膜の厚さによる影響を
使い分けることで、最適なピット幅、連続溝幅を実現す
ることができるものである。

【００２４】記録再生部分に設けられた制御情報を記録
するアドレスピットは、溝と溝間の中間に設けると、溝
を再生する時も溝間を再生する時も読めるようにするた
め、再生専用信号ピットのように狭く形成する必要がな
いので、記録膜４にもアドレスや同期信号などの制御情
報を記録できるものである。

【００２５】本願発明の光情報記録媒体のように、基板
に凹状に形成された信号ピットもしくは信号ピット及び
溝に記録膜を形成し記録膜側から再生する記録層に再生
専用部分を形成すると、量産で用いられている安定な紫
外線レーザーを用いて、１５ＧＢ以上の大容量光記録媒
体を実現することができる。

【００２６】記録層が２層の場合で説明したが、記録層
が３層以上ある場合も基板に凹状に形成された信号ピッ
トもしくは信号ピット及び溝に記録膜を形成し記録膜側
から再生する記録層に再生専用部分を形成すると、量産
で用いられている安定な紫外線レーザーを用いてピット
幅の狭い信号ピットを形成でき、大容量光記録媒体を実
現することができる。

【００２７】ここで、基板とは、通常の成形基板だけで
なく、記録層を形成した基板上の中間層表面にフォトポ
リマー法などの方法で凹凸が形成されたものを含む。

【００２８】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２における光記録媒体の断面の模式図である。所望の
パターンが凹状に形成された基板１上に記録膜２が形成
され、前記記録膜２上に表面に凹状に所望のパターンを
設けた中間層１１が形成され、中間層１１上に記録膜１
２が形成され、記録膜１２上に保護層１３が形成されて
いる。この光記録媒体を保護層１３側から記録再生また
は再生する。表面に凹状に所望のパターンを設けた中間
層１１は、スタンパと紫外線硬化樹脂を用いたフォトポ
リマー法等によって作製できる。

【００２９】３層以上の記録層を有する光記録媒体の場
合は、保護層１３の代わりに表面に凹状に所望のパター
ンを設けた中間層を積層し、入射面に保護層を設けるこ
とで作製できる。

【００３０】本願発明の光記録媒体では、再生光から見
て全ての層で所望のパターンが凹状に形成されているの
で、記録再生する際にトラッキング制御の極性を各層で
変更する必要が無く、記録再生時のトラッキング制御が
容易になる。また、図４において、再生光から見た信号
ピット幅は、記録膜２においても記録膜１２においても
ともに狭くなっている。このため、安定な紫外線レーザ
ーを用いて形成した信号ピットで、高密度光記録媒体を
実現できる。

【００３１】なお、本願発明は光ディスクを用いて説明
したが、円盤状の記録媒体に限らず、カード状やテープ
状、ドラム状などの記録媒体にも適用できることは自明
である。

【００３２】

【発明の効果】本願発明の光記録媒体は、基板に凹状に
形成された信号ピットもしくは信号ピット及び溝に記録
膜を形成し、記録膜側から再生する記録層に再生専用部
分を形成する。

【００３３】基板に形成された凹状の信号ピットは、記
録膜を形成することにより記録膜の厚さに応じて記録膜
側から見たときのピットが小さくなる。この信号ピット
を記録膜側から再生すると、信号ピットが記録された信
号ピットより小さく見えるので、安定して用いることが
できない遠紫外線レーザーを用いることなく、ＤＶＤ作
製に用いられている紫外線レーザーを高密度光ディスク
作製に用いることができ、ピット幅の狭い高密度な光デ
ィスク等の光記録媒体を安定して供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の光記録媒体の断面模式
図

【図２】従来の光ディスク原盤及びマスタスタンパの製
造工程の一例を説明する図

【図３】ピット断面の模式図

【図４】本発明の実施の形態２の光記録媒体の断面模式
図

【符号の説明】

１，５基板２，４，１２記録膜３，１１中間層６ガラス基板７フォトレジスト膜８フォトレジスト原盤９ニッケル導電膜１０マスタスタンパ１３保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生専用部分を有する複数の記録層を持
つ光記録媒体であって、基板に凹状に形成された信号ピ
ットもしくは信号ピット及び溝に記録膜を形成し、前記
記録膜側から再生する記録層に再生専用部分を形成する
ことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】信号ピット幅が０．１８μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】溝及び溝間に信号を記録する事を特徴と
する請求項１または２のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項４】記録再生部分の溝と溝間の中間に制御情
報を記録するアドレスピットを設けたことを特徴とする
請求項１、２または３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項５】再生専用部分を有する複数の記録層を有
する光記録媒体であって、全ての記録層が再生側から見
て凹状の信号ピットもしくは信号ピット及び溝に記録膜
を形成されてなっていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】信号ピット幅が０．１８μｍ以下である
ことを特徴とする請求項５記載の光記録媒体。
【請求項７】再生専用部分を有する複数の記録層を有
し、基板に凹状に形成された信号ピットもしくは信号ピ
ット及び溝に記録膜を形成し、記録膜側から再生する記
録層に再生専用部分を形成した光記録媒体であって、信
号ピットに記録膜を付けて記録膜側から見たときに信号
ピットの長さと信号ピット間の長さの比が１：１．２か
ら１：２．０になるようにしたことを特徴とする光記録
媒体。