JP2006040530A

JP2006040530A - 光記録媒体の製造方法

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Publication number: JP2006040530A
Application number: JP2005256793A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kashiwagi; 俊行柏木; Masanobu Yamamoto; 真伸山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: JP4192929B2

Abstract

【課題】大容量化とともに、高密度化を実現し、且つ多様な用途に対応可能な新規な光記録媒体を製造する。
【解決手段】凹凸パターンが形成された面上に、波長が４００〜４５０ｎｍの光の反射率を１０％以上とする反射膜を成膜して第１のディスク基板１を形成し、一の面に凹凸パターンが形成された第２の基板５を射出成形し、第２の基板の凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜し、第３の基板６の基板の凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜し、第３のディスク基板の反射膜が形成された面上に保護膜を形成し、次いで、第３の基板の凹凸パターンが形成された面とは反対側の面に、凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として第２のディスク基板を重ね合わせ接合し、さらに、第２のディスク基板の凹凸パターンが形成された面と反対側の面上に凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として第３のディスク基板を重ね合わせ接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の信号記録層を複合化した、いわゆるハイブリッド型の光記録媒体の製造方法に関する。

オーディオ信号、ビデオ信号、さらにはその他の各種情報を記録する記録媒体として、光学的に信号の読み取りを行う光記録媒体が知られている。

この種の光記録媒体として、いわゆるコンパクトディスクや書き換え型の光磁気ディスク、相変化ディスク等、種々の方式のものが知られているが、いずれも厚さを１．２ｍｍ程度とする透明基板上に記録層、反射層を形成し、記録光や再生光を透明基板側から照射して信号の書き込みや読み出しを行うというのが基本的な考えである。

ところで、光記録媒体の分野では、高密度化が急速に進められており、トラックピッチを狭くすること、光の記録波長を短くして最短ピット長を短くすること、情報を記録又は再生するための光学系の開口数を大きくすること、情報記録層を重ね合わせて多層構造とすること、ディスク同士を貼り合わせて両面構造とすること、等が検討されている。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであって、これまでにない高密度記録を達成することが可能で、且つ多様な用途に対応可能な新規な光記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために提案される本発明は、厚さを３〜１７７μｍとする第１の基板の一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成し、上記凹凸パターンが形成された面上に、波長が４００〜４５０ｎｍとする光の反射率を１０％以上とする反射膜を成膜して第１のディスク基板を形成し、一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成した第２の基板を射出成形し、上記第２の基板の上記凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜して第２のディスク基板を形成し、一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成した第３の基板を射出成形し、上記第３の基板の上記凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜して第３のディスク基板を形成し、上記第３のディスク基板の上記反射膜が形成された面上に保護膜を形成し、次いで、上記第３の基板の上記凹凸パターンが形成された面とは反対側の面に、上記凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として上記第２のディスク基板を重ね合わせ接合し、さらに、上記第２のディスク基板の凹凸パターンが形成された面と反対側の面上に上記凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として上記第３のディスク基板を重ね合わせ接合して光記録媒体を製造するようにしたものである。

本発明方法を採用することにより、信号記録層の多層化を実現して大容量化とともに高密度記録を実現した光記録媒体を製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

まず、本発明の説明に先立って、本発明方法により製造される光記録媒体を説明する。本発明の方法により製造される光記録媒体、例えば光ディスクは、光透過層の厚さが３〜１７７μｍとされた信号記録層を第１の信号記録層として有し、これに各種の信号記録層を組み合わせた，いわゆるハイブリッド型の光ディスクである。

組み合わせる信号記録層は任意であり、再生専用型、追記型、書き換え可能型のいずれでもよく、凹凸ピットと反射膜の組み合わせによるもの、光磁気記録層、相変化型記録層、有機色素系記録層等を挙げることができる。また、そのフォーマットも任意であり、いわゆるＤＶＤフォーマット（ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等）、ＣＤフォーマット（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤリライタブル等）等、公知のものがいずれも適用できる。

図１は、３種類の信号記録層を組み合わせたハイブリッド光ディスクの一例を示すもので、この例では光透過層の厚さが３〜１７７μｍとされた信号記録層（以下、ＨＤ信号層と称する。）１と、ＤＶＤフォーマット層２、ＣＤ層３が形成されている。

これらの信号記録層は、それぞれ透明基板４，５，６に成膜が施されて構成されており、これら３枚の透明基板４，５，６を貼り合わせることにより３層構造とされている。また、各信号記録層に対する記録再生は、いずれも同じ方向から各光学系Ａ，Ｂ，Ｃにより行われる。

したがって、ＨＤ信号層１の光透過層は透明基板４、ＤＶＤフォーマット層２の光透過層は透明基板４＋透明基板５、ＣＤ層３の光透過層は透明基板４＋透明基板５＋透明基板６ということになる。

本例では、透明基板４の厚さ（ＨＤ信号層１における光透過層の厚さ）が３〜１７７μｍ、透明基板４＋透明基板５の厚さ（ＤＶＤフォーマット層２における光透過層の厚さ）が０．５５〜０．６５ｍｍ、透明基板４＋透明基板５＋透明基板６の厚さ（光透過層の厚みの総和）が１．１〜１．３ｍｍである。

上記ＨＤ層１は、光透過層が３〜１７７μｍと極めて薄いことから、高ＮＡの光学系により再生することが可能であり、例えば直径１２０ｍｍのディスクとしたときに８ＧＢ以上の容量を得ることができる。

ＨＤ層１は、透明基板４に凹凸ピットを形成し、その上に半透明膜を成膜することにより形成するが、このとき、半透明膜の光学的特性は用いる再生光の波長に応じて適正なものとすることが好ましい。例えば、実用レーザ波長により便宜的に世代を分けると、再生光波長６３０〜６８０ｎｍの第１世代、再生光波長５００〜５５０ｎｍの第２世代、再生光波長４００〜４５０ｎｍの第３世代となるが、これら世代によってＨＤ信号層１やＤＶＤフォーマット層２を構成する半透明膜を下記の光学的特性を満足する膜とする。

上記半透明膜は、後述するように所定の波長の光を一定割合で反射する反射膜として機能する。

第１世代
１．波長６３０〜６８０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上（１０〜４０％）で且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）。

２．波長６３０〜６８０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上で且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）と、波長６３０〜６８０での反射率が１５％以上で且つ波長７８０ｎｍにおける透過率が７０％以上の半透明膜（ＤＶＤフォーマット層２）の組み合わせ。

第２世代
１．波長５００〜５５０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上で、且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）。

２．波長５００〜５５０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上で且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）と、波長６３０〜６８０での反射率が１５％以上で且つ波長７８０ｎｍにおける透過率が７０％以上の半透明膜（ＤＶＤフォーマット層２）の組み合わせ。

第３世代
１．波長４００〜４５０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上で、且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）。

２．波長４００〜４５０ｎｍの範囲での反射率が１０％以上で且つ少なくとも６３０〜７９０ｎｍでの透過率が７０％以上である半透明膜（ＨＤ信号層１）と、波長６３０〜６８０での反射率が１５％以上で且つ波長７８０ｎｍにおける透過率が７０％以上の半透明膜（ＤＶＤフォーマット層２）の組み合わせ。

一方、ＤＶＤフォーマット層２やＣＤ層３は、４．７ＧＢ以下の容量を持つ信号記録層であり、例えばＤＶＤフォーマット層２は容量が２．６〜４．７ＧＢである。また、ＤＶＤフォーマット層２は上記のような半透明膜、ＣＤ層３は金属からなる反射膜により構成される。

上記構成を有する光ディスクでは、３種類のフォーマットのプレーヤで記録や再生が可能である。

勿論、必ずしも３種類の信号記録層を形成する必要はなく、２種類、あるいは４種類以上であっても構わない。

図２は、ＨＤ信号層１とＤＶＤフォーマット層２からなる２層光ディスクの一例を示すものであり、図３は、ＨＤ信号層１とＣＤ層３からなる２層光ディスクの一例を示すものである。

また、上述の例では、各信号記録層に対する記録、再生を同一方向から光を照射することにより行うようにしたが、互いに反対方向から光を照射して各信号記録層の記録、再生を行うようにしてもよい。

図４は、ＨＤ信号層１とＤＶＤフォーマット層２からなる２層光ディスクの一例を示すものであり、図５は、ＨＤ信号層１とＣＤ層３からなる２層光ディスクの一例を示すものであるが、これらにおいては、ＨＤ信号層１の記録再生面とＤＶＤフォーマット層２、ＣＤ層３の記録再生面が互いに反対とされ、いわゆる両面ディスクの形態を採っている。したがって、ＨＤ信号層１の光学系Ａと、ＤＶＤフォーマット層２の光学系Ｂ、ＣＤ層３の光学系Ｃが光ディスクを挟んで反対側に配置される。

３層光ディスクの場合も同様であり、図６に示す例では、ＨＤ信号層１とＤＶＤフォーマット層２、ＣＤ層３とで信号読み取り面が互いに反対側の面とされている。

さらに、各信号記録層を複数層から構成することもできる。この場合、同じ密度の信号記録層を６０μｍ以下の間隔をもって形成し、半透明膜の透過率を制御することで、同一の光学ピックアップで記録再生可能な層が少なくとも２層以上存在するようにする。

図７は、ＨＤ信号層、ＤＶＤフォーマット層、ＣＤ層をそれぞれ２層構成とした光ディスクの一例を示すもので、ＨＤ信号層はＨＤ（１）信号層１ａ及びＨＤ（２）信号層１ｂ、ＤＶＤフォーマット層はＤＶＤ（１）層２ａ及びＤＶＤ（２）層２ｂ、ＣＤ層はＣＤ（１）層３ａ及びＣＤ（２）層３ｂからなる。したがって、合計６層の信号記録層を有することになる。

次に、上述のような構成を備える光ディスクの製造方法について説明する。

例えば、図１に示す３層光ディスクを作製するには、先ず、図８に示すように、例えば厚さ０．１ｍｍ（３〜１７７μｍ）のポリカーボネートシートに例えば圧着ロール１１を用いて高温、高圧でスタンパ１２を圧接し、信号に応じて形成された凹凸を転写し、ＨＤ基板１３を作製する。凹凸の転写は、いわゆる２Ｐ法等によってもよい。

同時に、ＤＶＤ基板１４、ＣＤ基板１５を射出成形法により作製する。ＤＶＤ基板１４の厚さは例えば０．５ｍｍ、ＣＤ基板１５の厚さは例えば０．６ｍｍであり、いずれも射出成形の際に信号に応じてピットや案内溝等の凹凸パターンを形成しておく。

次いで、各基板には、それぞれ信号記録層であるＨＤ信号層、ＤＶＤフォーマット層、ＣＤ層（図示は省略する。）を成膜する。

ＨＤ信号層は、先に述べたように、用いるレーザ光の波長により要求される特性が異なり、これを考慮して最適な特性となるような半透明膜を形成する。その材料としては、Ｓｉの化合物（酸化物、窒化物、水素化物、炭化物、さらにはこれらの混合物）を用いる。

ＤＶＤフォーマット層も、ＣＤ層の記録再生を可能とするために半透明膜である必要があり、やはり使用するレーザ光の波長に応じて光学特性を適正なものとすることが好ましい。

ＣＤ層は、波長７８０ｎｍのレーザ光に対して反射率７０％以上の反射膜を成膜する。具体的な材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びこれらの合金等が挙げられる。

各信号記録層を形成した基板は紫外線硬化樹脂等により貼り合わせ、光ディスクを完成するが、このとき紫外線硬化樹脂は一般に硬化後に紫外線透過率が低下する傾向にあるので、先ずＣＤ基板１５のＣＤ層形成面に保護膜となる紫外線硬化樹脂層１６を塗布形成した後、図９に示すようにＣＤ基板１５のＣＤ層形成面とは反対側の面に紫外線硬化樹脂１７を塗布し、この上にＤＶＤ基板１４を重ねてＤＶＤ基板１４側から紫外線を照射する。

その後、ＤＶＤ基板１４上に紫外線硬化樹脂１８を塗布し、図１０に示すように、その上にＨＤ基板１３を重ねる。そして、回転振り切りにより余分な紫外線硬化樹脂を除去し、ＨＤ基板１３側から紫外線を照射して硬化を行う。

以上により信号記録層を３層有するハイブリッド光ディスクを完成する。なお、上述の方法に従ってハイブリッド光ディスクを作製する場合、ＨＤ基板１３を作製する際に両面同時転写により両面に凹凸パターン、信号記録層を設ければ、図１１に示すような４層構造のハイブリッド光ディスクを構築することも可能である。この場合、一番上の信号記録層７に最大１０μｍの厚さで保護層８を形成するか、または保護膜なしとすれば、当該信号記録層７はさらなる高ＮＡ（例えば固体イマージョンレンズを用いてＮＡ≧１．０）での記録再生が可能となる。

他の製造方法としては、図１２に示すように、ＤＶＤフォーマット層とＣＤ層を両面にそれぞれ形成した基板２１と、ＨＤ信号層を形成した基板２２とを用意し、これらを貼り合わるという方法が挙げられる。

この場合には、基板２１と基板２２はいずれも射出成形法により成形すればよい。この際、ＨＤ信号層及びＤＶＤフォーマット層のピットやグルーブは、予め大きめにすることが好ましい。これは、ＨＤ信号層やＤＶＤフォーマット層では、射出成形により基板に形成されたピットやグルーブ内に半透明膜が成膜され、図中上方から光を照射したときにピットやグルーブが実際に成形されたものより実質的に小さくなってしまうからである。

また、基板の厚みとしては、基板２１が例えば０．６ｍｍ、基板２２が例えば０．５ｍｍである。

これらを紫外線硬化樹脂により貼り合わせた後、ＨＤ信号層上に厚さ３〜１７７μｍ（例えば１００μｍ）のカバー層（光透過層）を形成するが、これは高粘度の紫外線硬化樹脂により直接形成してもよいし、厚さ１００μｍの透明シート（ピットやグルーブの形成されていないもの。）を低粘度の紫外線硬化樹脂で貼り合わせることにより形成してもよい。

あるいは、いわゆる２Ｐ法を応用することにより例えば図１に示すようなハイブリッド光ディスクを作製することも可能である。

図１３はそのプロセスを示すものであり、先ず第１の信号記録層を形成した第１の基板３１に第１のスタンパ３２を用いて２Ｐ法によりレプリカを転写して第２の基板３３を作り（図１３Ａ参照）、これを引き剥がした後（図１３Ｂ参照）、さらに別のスタンパ３４を用いて２Ｐ法によりレプリカを転写して第３の基板３５を作る（図１３Ｃ参照）。これを繰り返すことにより任意の層数のハイブリッド光ディスクを作製することが可能である。

また、図７に示すような各々のフォーマットの信号記録層が２層ずつ形成された光ディスクを作製するには、両面成形基板を用意し、これらを紫外線硬化樹脂層を一定の間隔となるように貼り合わせればよい。このとき、同じフォーマットの近接する層は、これら層からの反射率がほぼ等しくなるように厚さ等を設定して成膜する。

以上、本発明方法及び本発明方法により製造される光ディスクの構成について説明してきたが、本発明がこれらに限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

３層ハイブリッド光ディスクの構成例を示す模式図である。２層ハイブリッド光ディスクの一構成例を示す模式図である。２層ハイブリッド光ディスクの他の構成例を示す模式図である。両面読み出し２層ハイブリッド光ディスクの一構成例を示す模式図である。両面読み出し２層ハイブリッド光ディスクの他の構成例を示す模式図である。両面読み出し３層ハイブリッド光ディスクの一構成例を示す模式図である。各信号記録層を２層構造としたハイブリッド光ディスクの一構成例を示す模式図である。ハイブリッド光ディスクの製造プロセスの一例を示すもので、各基板の成形工程を示す模式図である。第１の貼り合わせ工程を示す模式図である。第２の貼り合わせ工程を示す模式図である。４層ハイブリッド光ディスクの一構成例を示す模式図である。ハイブリッド光ディスクの製造プロセスの他の例を示す模式図である。ハイブリッド光ディスクの製造プロセスのさらに他の例を示す模式図である。

符号の説明

１ＨＤ信号層（第１の信号記録層）、２ＤＶＤフォーマット層（他の信号記録層）、３ＣＤ層（他の信号記録層）、４，５，６透明基板（光透過層）

Claims

厚さを３〜１７７μｍとする第１の基板の一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成し、上記凹凸パターンが形成された面上に、波長が４００〜４５０ｎｍとする光の反射率を１０％以上とする反射膜を成膜して第１のディスク基板を形成し、
一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成した第２の基板を射出成形し、上記第２の基板の上記凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜して第２のディスク基板を形成し、
一の面に信号に応じた凹凸パターンを形成した第３の基板を射出成形し、上記第３の基板の上記凹凸パターンが形成された面に反射膜を成膜して第３のディスク基板を形成し、
上記第３のディスク基板の上記反射膜が形成された面上に保護膜を形成し、
次いで、上記第３の基板の上記凹凸パターンが形成された面とは反対側の面に、上記凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として上記第２のディスク基板を重ね合わせ接合し、
さらに、上記第２のディスク基板の凹凸パターンが形成された面と反対側の面上に上記凹凸パターンが形成された面側を重ね合わせ面として上記第３のディスク基板を重ね合わせ接合して光記録媒体を製造することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板は、ポリカーボネートシートにより形成され、上記第１の基板の一の面に形成される凹凸パターンは、上記凹凸パターンに対応する凹凸パターンが形成されたスタンパを上記第１の基板の一の面に圧着ロールを用いて高温、高圧で圧接し、上記スタンパに形成した上記凹凸パターンを転写して行われることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板の一の面に形成される凹凸パターンは、２Ｐ法を用いて形成されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板上に成膜される反射膜は、Ｓｉの化合物であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板と上記第２の基板との接合は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂を用いて行われることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１のディスク基板は、上記第１の基板の両面に信号に応じた凹凸パターンが形成されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板は、射出成形法により形成されてなり、
上記第１の基板及び第２の基板に形成される凹凸パターンは、これら凹凸パターン上にそれぞれ反射膜を成膜した後の光記録媒体上で必要な大きさよりも予め大きめに形成されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
上記第１の基板は、高粘度の紫外線硬化樹脂により形成されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の製造方法。