JP2006351057A - 光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録媒体において、高トラック密度と優れた量産性とを両立する。
【解決手段】光記録媒体１は、支持基板７と、支持基板７よりも薄く、光ビームＢが入射する側に設けられた保護層２と、支持基板７と保護層２との間に挟まれた記録層４，６とを有している。記録層４，６は、情報が記録される記録トラックのトラック間ギャップとなる凹部４１，６１と、凹部４１，６１より厚く、保護層２に向かって凸となるように形成されている、記録トラックとなる凸部４２，６２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は光記録媒体に関し、特に、光ビームが保護層側から入射するようにされた多層光記録媒体に関する。

近年光記録媒体は、コンピュータをはじめ、オーディオビジュアルなどの分野で各種情報を記録する記録媒体として応用されつつある。更に、モバイルコンピュータの普及や、情報の多様化が進み、小型大容量の光記録媒体が要求されている。

これらの情報の記録もしくは再生を光によって行う光記録媒体としては、従来から、単板構成や貼り合せ構成の光記録媒体が知られている。前者は、基板上にトラッキングサーボ信号等を得るためのピットや案内溝等の微細凹凸パターンが形成され、その上に記録層および必要に応じて反射層が形成され、更に有機保護層が形成された光記録媒体である。後者は、２枚の基板を記録層または反射層を対向させて貼り合せた構成の光記録媒体である。

近年では、更なる高記録密度化の要求に伴い、一方の基板面に複数の記録層が形成された光記録媒体が提案されている（特許文献１参照）。この記録媒体は、単板構成や貼り合わせ構成の記録媒体が一方の基板面に記録層を１つしか持たないのに対し、一方の基板面に複数の記録層を有している。信号パターンが形成された支持基板上に記録層が形成され、更に、記録層上に、信号パターンが形成された微細凹凸パターン形成層を介して、別の記録層が形成されている。必要に応じて、信号パターン形成層と記録層とが更に繰り返し形成され、最後の記録層上に有機保護層が形成されている。情報の記録・再生および消去を行うための光の入射面は、支持基板側でもよく、記録層上の有機保護層側でもよい。しかし、有機保護層の方が光透過基板の厚さを薄くすることが容易なため、有機保護層側から光を入射させる方がピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めることができ、高記録密度化を図るうえで有利である。

図７を用いて、多層記録媒体の第１の従来技術について説明する。本技術は、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)の構造としてよく知られているものである。記録層を支持する支持基板１０７には、トラッキングサーボ信号等を得るための案内溝等の微細凹凸パターンが形成されている。支持基板１０７の微細凹凸パターン上には、第１の記録層１０４が塗布されている。第１の記録層１０４を有機材料で形成すれば、光記録媒体１０１は、追記型の光記録媒体となる。追記型の光記録媒体は、安価に製造できるため広く普及している。

有機材料を塗布する一般的な工程について、図８を用いて説明する。支持基板１０７をスピンコータ回転部２３にセットし、有機材料２４を有機材料供給ノズル２５から支持基板１０７上に滴下する。その後、スピンコータ回転部２３を所定の回転数で回転させ、有機材料２４が所望の膜厚となるように塗布する。

再び図７に戻る。このような製造法による光記録媒体では、有機材料が、支持基板１０７上の案内溝間のランド１７２よりもグルーブ（案内溝）１７１に厚く形成されるため、グルーブ１７１に形成された有機材料を記録トラックとするのが好都合である。実際に追記型ＤＶＤでは、グルーブ１７１に形成される第１の記録層１０４に、光ビームＢによって記録再生が行われている。必要に応じて、第１の記録層１０４上に半透明膜（図示せず）を形成してもよい。

多層構成光記録媒体を製造する方法としては、以下に述べる方法がある。まず、第１の記録層１０４上に紫外線硬化性樹脂を塗布する。次に、紫外線硬化性樹脂に透明スタンパ（図示せず）を重ね合わせる。次に、透明スタンパを介して紫外線を照射することにより紫外線硬化性樹脂を硬化させる。これによって、透明スタンパ上に形成された案内溝等の微細凹凸パターンが紫外線硬化性樹脂に転写され、信号パターン形成層１７３が形成される。その後、透明スタンパは、信号パターン形成層１７３から剥離される。

この信号パターン形成層１７３の形成方法は、従来のフォトポリマー(Photo Polymer)法（以下、２Ｐ法という。）を応用したものである。従来の２Ｐ法では、金属製スタンパ上に紫外線硬化性樹脂および透明支持基板を重ね合わせ、透明支持基板側から紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂を硬化させていた。一方、多層構成光記録媒体では、支持基板１０７上に反射層または記録層が形成されているため、支持基板１０７側から紫外線を照射しても紫外線エネルギーの減衰が生じ、紫外線硬化性樹脂を充分に硬化させることができない。このため、透明なスタンパを用いて、透明スタンパ側から紫外線を照射する方法が用いられている。

その後、図８で説明した工程を繰り返し、信号パターン形成層１７３上に有機材料を塗布し、第２の記録層１０６を形成する。この場合も、第１の記録層１０４と同様に、有機材料は、信号パターン形成層１７３上のグルーブに、グルーブ間のランドよりも厚く充填される。第２の記録層１０６の上には反射層１１２を設けることもある。これによって、光入射面から遠い方に位置する第２の記録層１０６からの反射光量を増加させることができる。さらに、その上に接着剤１１３を、図８と同様の方法によって塗布し、接着剤１１３を介して、第２の記録層１０６上に保護層１０２を形成する。接着剤１１３には、例えば紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

多層記録媒体には、さらに別の構成が知られている。図９は、多層記録媒体の第２の従来技術を示す断面図である。第２の従来技術では、第１の従来技術が支持基板１０７側から光ビームを入射したのに対し、保護層２０２側から光ビームを入射する構成となっている。保護層２０２側から光ビーム入射を行う方が、光透過基板の厚さを薄くすることが容易なため、ピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めることができ、高記録密度化を図る上で有利なためである。保護層２０２は、用いられる対物レンズのＮＡに応じて薄くする必要があり、ＮＡ＝０．８５の場合、光記録媒体のチルトで生ずるコマ収差の影響を軽減するため、少なくとも０．３ｍｍ以下である必要がある。第２の従来技術の一例では、０．０５ｍｍの有機保護層が、２層の記録層２０４，２０６を覆うように、１．１ｍｍの支持基板２０７上に設けられている。

そのため、記録層の形成は第１の従来技術の光記録媒体と逆順に行われるのが一般的である（図９の白抜き矢印の向き）。まず、支持基板２０７に、トラッキングサーボ信号等を得るための案内溝等の微細凹凸パターンが形成され、反射層２１２がスパッタ等によって成膜される。微細凹凸パターン上には第２の記録層２０６が塗布される。第２の記録層２０６は例えば有機材料で形成され、その場合記録媒体２０１は、追記型の光記録媒体となる。有機材料を塗布する工程は、図８で説明したのと同様、スピンコート法が用いられる。有機材料は、支持基板２０７上のグルーブ（案内溝）２７１に、グルーブ２７１間のランド２７２よりも厚く充填される。

続いて、第２の記録層２０６の上に第１の記録層２０４を形成する。この工程は、図７で説明したのと同様、透明スタンパを用いた方法による。すなわち、紫外線硬化性樹脂を塗布後に透明スタンパを押圧し、透明スタンパ側から紫外線を照射することにより、透明スタンパ上に形成された案内溝等の微細凹凸パターンを樹脂層に転写し、信号パターン形成層２７３を形成する。その後、透明スタンパは信号パターン形成層２７３から剥離される。引き続き、第１の記録層２０４を形成するため、図８で説明した工程を繰り返し、信号パターン形成層２７３上に有機材料が塗布される。この場合も、第２の記録層２０６と同様に、有機材料は、信号パターン形成層２７３上のグルーブに、グルーブ間のランドよりも厚く充填される。また、必要に応じて、第１の記録層２０４と信号パターン形成層２７３との間に半透明膜（図示せず）を形成してもよい。さらに、その上に接着剤２１３が塗布され、最後に保護層２０２が積み重ねられ接着される。接着剤２１３には、例えば紫外線硬化性樹脂を用いることができる。
特開２００３−７７１９１号公報

第１、第２の従来技術の光記録媒体について、記録パワーマージンを見積もったシミュレーション結果を図１０に示す。同図（Ａ）は、第１の従来技術の一例を示し、記録トラックが光ビームＢに対して凸である場合の記録トラック上の温度分布である。同図（Ｂ）は、第２の従来技術の一例を示し、記録トラックが光ビームＢに対して凹である場合の記録トラック上の温度分布である。横軸は、トラックと直交する方向の距離で縦軸は温度である。シミュレーションは、記録波長＝４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ＝０．８５、トラックピッチ＝０．３２μｍとして行った。これは第２の従来技術における代表的な仕様であるが、ＤＶＤの仕様（記録波長＝６６０ｎｍ、対物レンズのＮＡ＝０．６、トラックピッチ＝０．７４μｍ）とは波長、ＮＡ、およびトラックピッチ換算でほとんど同等である。したがって、記録トラック上の温度分布の状態、ひいては記録パワーマージンを見積もるためには、このシミュレーション結果だけで十分傾向を窺い知ることができる。

第１の従来技術の例では、光ビームＢは光ビームに対して凸となる部分に入射するので、図１０（Ａ）に示すように、温度が大きく上昇する範囲は記録トラックの凸部７１に限定される。凹部７２への熱の拡散が抑えられるため、隣接トラックの昇温はわずかである。一方、第２の従来技術の例では、グルーブ内の相対的に厚い有機材料層に記録再生を行おうとすると、光ビームＢは光ビームに対して凹となる部分７３に入射しなければならない。しかしこの場合、図１０（Ｂ）に示すように、温度分布のサイドピークが光ビームに対して凸となる部分７４に現れ、隣接した記録トラックに熱が拡散しやすくなる。このため、記録時に隣接トラックをクロスライトしてしまう可能性が高まり、記録パワーマージンは狭まる。

以上述べたことをまとめると、以下のようになる。光記録媒体において、ピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めて高記録密度化を図ろうとすると、光透過基板の厚さを薄くし易い保護層側から光ビーム入射を行う方式が望ましい。すなわち、第２の従来技術のほうが有利である。ところが、記録トラックを、有機材料層が相対的に厚く分布する部位に設定する場合、スピンコート法等によって有機材料を塗布して記録層を形成する記録媒体では、この部分は保護層の方向とは反対側の方向に突き出す形状、すなわち光ビームに対して凹となる部位となってしまう。これは、支持基板から積層していく積層順序のためである。この結果、記録パワーマージンが狭まり、トラック密度を高めることが難しくなってしまう。

これを回避するために、光ビームを、光ビームに対して凸となる部分に入射させて記録再生を行うことも考えられる。しかし、この場合、有機材料層が相対的に薄く分布する部分を記録トラックとして使用することになり、記録層の膜厚を著しく増加する必要が生じ、生産効率や生産コスト上不利である。

また、他の方策として、図９に示す記録媒体を保護層２０２側から、図７に示すＤＶＤと同じ順番で積層していく方法も考えられる。すなわち、この方法では、案内溝等の微細パターンを０．１ｍｍ厚程度の基板（保護層２０２）上にあらかじめ形成し、記録層を塗布する。さらにその上に案内溝等の微細パターンを形成した樹脂層を積層し、次の記録層を塗布し、最後に支持基板を、接着剤によって貼り合わせる。しかし、この方法には２つの大きな問題がある。第一に、０．１ｍｍ厚程度の基板上に、ＤＶＤと同様に射出成形等の安価な方法で、案内溝等の微細パターンを形成するのは極めて困難である。第二に、樹脂層などを用いて０．１ｍｍ厚程度の基板上に案内溝を設けたとしても、その後の記録層の塗布工程で、取り扱い上の多大な煩雑さを免れることはできない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものである。すなわち、本発明は、保護層側から光ビームを入射させる構成を有し、スピンコート法などで有機材料を塗布して記録層を形成する光記録媒体において、高トラック密度と優れた量産性とを両立することを目的とする。

本発明の光記録媒体は、支持基板と、支持基板よりも薄く、光ビームが入射する側に設けられた保護層と、支持基板と保護層との間に挟まれた記録層とを有している。記録層は、情報が記録される記録トラックのトラック間ギャップとなる凹部と、凹部より厚く、保護層に向かって凸となるように形成されている、記録トラックとなる凸部とを有している。

また、本発明の光記録媒体の製造方法は、シート状基材に凹凸パターンを形成する工程と、シート状基材の凹凸パターン上に、凹部を埋めるように記録層を形成する記録層形成工程と、凹凸パターンと記録層とが形成されたシート状基材と、支持基板とを位置合わせし、互いに重ね合わせて接合する接合工程とを有している。

このような光記録媒体においては、光ビームは光透過基板の厚さを薄くし易い保護層側から入射するため、ピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めて高記録密度化を図る上で有利である。また、記録トラックとして記録層の凸部が用いられるので、記録層の層厚の大きな部位を有効に利用でき、記録層の塗布量を抑制することができる。さらに、凸部は、保護層に向かって凸となるように形成されているので、光ビームの熱的影響が隣接する凹部やそれに隣接する凸部に及びにくくなり、クロスライトなどの問題が生じにくくなる。また、本発明の光記録媒体の製造方法は、このような光記録媒体の効率的な製造を可能とする。この結果、本発明によれば、高トラック密度と優れた量産性とを両立する光記録媒体を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である光記録媒体の層構成を示す断面図である。本発明の光記録媒体は記録層が１層または３層以上の記録媒体にも適用でき、同様な構成をとることができるが、ここでは、２層構成について説明する。

光記録媒体１は、支持基板７と、支持基板７よりも薄く、光ビームＢが入射する側に設けられた保護層２とを備えている。支持基板７と保護層２との間には、保護層２から支持基板７に向かって、第１のシート３と第２のシート５とが形成されている。第１のシート３は、第１のシート状基材３３とその面上に形成された第１の記録層４とを有している。第２のシート５は、第２のシート状基材５３とその面上に形成された第２の記録層６とを有している。光ビームＢが保護層２側から入射する構成としているのは、前述したように、光透過基板の厚さを薄くすることが容易であり、ピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めることができ、高記録密度化を図るうえで有利なためである。保護層２は、用いられる対物レンズの開口数ＮＡに応じて薄くする必要があり、ＮＡ＝０．８５の場合、光ディスクのチルトで生ずるコマ収差の影響を軽減するため、０ｍｍより大きく、少なくとも０．３ｍｍ以下である必要がある。本実施形態においては、保護層２の厚さは０．０５ｍｍ、支持基板７の厚さは１．１ｍｍである。

保護層２の上には、第１のシート３が設けられている。第１のシート状基材３３には、トラッキングサーボ信号等を得るためのグルーブ（案内溝）３１と、グルーブ３１間のランド３２とからなる微細凹凸パターンが形成されている。第１のシート状基材３３の面上には、有機材料からなる第１の記録層４が、第１のシート状基材３３のグルーブ３１を埋め、更に全体に広がるように形成されている。有機材料は、第１のシート状基材３３上のグルーブ３１上に、ランド３２よりも厚く充填される。この結果、第１の記録層４には、ランド３２に対応する凹部４１と、グルーブ３１に対応し、凹部４１より厚い凸部４２とが形成されている。凸部４２は情報が記録される記録トラックとなり、入射する光ビームＢに対して、すなわち保護層２に向かって凸となるように形成されている。凹部４１は、記録トラックのトラック間ギャップとなる。

第１の記録層４の上には、接着剤１１が塗布され、第２のシート状基材５３が設けられている。必要に応じて、第１の記録層４と第２のシート状基材５３との間に半透明膜（図示せず）を形成してもよい。第２のシート状基材５３には、第１のシート３と同様に、グルーブ５１と、グルーブ５１間のランド５２とからなる微細凹凸パターンが形成されている。第２のシート状基材５３の面上には、第１の記録層４と同様に有機材料からなる第２の記録層６が、第２のシート状基材５３のグルーブ５１を埋め、更に全体に広がるように形成されている。第２の記録層６には、第１の記録層４と同様に、凹部６１と、凹部６１より厚い凸部６２とが形成されている。凸部６２は記録トラックとなり、入射する光ビームＢに対して、すなわち保護層２に向かって凸となっている。凹部６１は、記録トラックのトラック間ギャップとなる。

第２の記録層６の上には、スパッタ等によって反射層１２が形成されている。その上に、第１のシート３と第２のシート５とを支持する支持基板７が、接着剤１３を介して積層されている。支持基板７は平坦であり、トラッキングサーボ信号等を得るための案内溝等の微細凹凸パターンは形成されていない。

このような構成の光記録媒体によれば、光ビームＢは光ビームＢに対して凸である記録トラックに入射するので、温度分布は図１０（Ａ）に示したような分布となる。温度が大きく上昇する範囲は凸部４２，６２に限定され、隣接トラックの昇温はわずかであり、記録パワーマージンを広げる効果が生じる。記録再生は、相対的に厚い凸部４２，６２に対して行われるため、有機材料を必要以上に厚く塗布する必要もなく、生産コストや生産効率上も有利である。

次に、以上説明した光記録媒体の製造方法について説明する。図２は、光記録媒体の製造方法を示す概略ステップ図である。

まず、ステップ１に示すように、ランドやグルーブ等の微細な凹凸パターンが形成されたスタンパ１４から、微細凹凸パターンを基材に転写して、第１のシート状基材３３を形成する。次に、ステップ２に示すように、微細凹凸パターンが転写された第１のシート状基材３３に、凹凸パターンの凹部を埋め、さらに全体に広がるように、有機材料４３をスピンコート法によって塗布して、第１の記録層４を形成する。有機材料４３の上には、必要に応じて半透明膜（図示せず）を設けてもよい。次に、ステップ３に示すように、第１の記録層４上に接着剤１１を塗布し、第１の記録層４が形成された第１のシート３が完成する。

次に、ステップ４に示すように、ランドやグルーブ等の微細な凹凸パターンが形成されたスタンパ１５から、微細凹凸パターンを基材に転写して、第２のシート状基材５３を形成する。次に、ステップ５に示すように、微細凹凸パターンが転写された第２のシート状基材５３に、有機材料６３をスピンコート法によって塗布して、第２の記録層６を作製する。次に、ステップ６に示すように、第２の記録層６上に反射層１２をスパッタ法等で成膜する。次に、ステップ７に示すように、反射層１２上に接着剤１３を塗布し、第２の記録層６が形成された第２のシート５が完成する。

ここで、第１のシート３を作成するステップ１〜３と、第２のシート５を作成するステップ４〜７とは独立した工程であるので、どちらを先におこなってもよく、同時におこなってもよい。

次に、ステップ８に示すように、微細凹凸パターンが転写され、第１、第２の記録層４，６が各々形成された２枚のシート３，５を、支持基板７と位置合わせして、互いに重ね合わせて接合する。シート状基材３３，５３上に形成された記録層４、６は、図９に示す第２の従来技術の場合と異なり、支持基板７に近い方の面となるように（支持基板７に面する向きで）位置合わせされ、重ね合わされる。さらに、支持基板７から最も離れたシート状基材（この場合はシート状基材３３）に接して保護層２を形成する。保護層２は、必要に応じて接着剤を塗布して接合してもよいし、接着剤付のシートを使用してもよい。保護層２はまた、樹脂等を支持基板よりも薄い厚さで塗布することによって形成してもよい。

次に、ステップ９に示すように、接着剤を硬化させるとともに、重ね合わされたシート３，５を所定の形状に加工し、光記録媒体１が完成する。なお、保護層２を塗布によって形成する場合には、当該工程を本ステップでおこなってもよい。

次に、以上説明した光記録媒体の製造方法について、図３から図６を参照してさらに詳しく説明する。

まず、図２のステップ１または４において、スタンパから案内溝等を転写して、シート状基材を形成する工程について説明する（ステップ１を例に説明するがステップ４についても同様である。）。図３は、シート状基材の製造工程を示す模式図である。

まず、シート状に加工された基材３４を準備する。基材３４に案内溝等を形成するには以下のように種々の方法を用いることができる。まず、基材３４が熱可塑性樹脂からなる場合、スタンパ１４上に基材３４を重ね合わせて、加圧、加熱またはその両者を行う方法をとることができる。その後、必要に応じて冷却を行い、スタンパ１４を剥離すれば、基材３４に案内溝等が直接形成される。また、基材３４またはスタンパ１４に、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、またはドライフォトポリマーの膜（図示せず）を形成し、スタンパ１４または基材３４を重ね合わせて、紫外線などのエネルギー線や加熱により樹脂層を硬化させてもよい。その後、スタンパ１４を剥離すれば、基材３４上に信号パターン形成層が形成される。さらに、スタンパ１４上に、未硬化もしくは半硬化状態の液状またはシート状の樹脂を塗布し、または重ね合わせ、紫外線や加熱などにより樹脂を硬化させて、案内溝等を有する第１のシート状基材３３を形成してもよい。樹脂としては、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、またはドライフォトポリマーを用いることができる。樹脂の少なくとも一方に後工程で剥離可能な保護シートを形成してもよい。保護シートを形成することで、スタンパ上で樹脂と保護シートを介して加圧することが可能になり、均一な膜厚の第１のシート状基材３３を得られやすく、また、基材３４の搬送や取り扱いも容易となる。本発明では、基材３４に所定の案内溝等を形成できればよく、案内溝等形成方法は以上説明した方法に限定されない。

また、各工程で必要に応じて、基材３４の両面または一方に剥離可能な保護シートを形成し、任意の工程で保護シートを剥離するようにしてもよい。これによって、基材３４が保護されると共に、基材３４の搬送や位置出し工程などでの取り扱い上の問題を解消しやすくなる。保護シートの厚さは任意に設定することができる。保護シートの剥離時には、静電気が発生しやすく、ゴミ付着による欠陥が発生しやすいため、保護シートに帯電防止加工を行ったり、除電環境で作業を行うことが望ましい。

各層間距離が短い場合は、基材３４を薄くする必要があるため、基材３４上に樹脂層を形成しない方が望ましい。

基材３４、および案内溝等を形成する樹脂層の材料は、記録・再生・消去を行う上で光学的に支障のない材料であれば、特に限定されない。しかし、用いられる光の波長はＣＤで７８５ｎｍ、ＤＶＤで６６０ｎｍと短波長化されており、本発明では４０５ｎｍの波長が用いられることもあるため、これらの波長域での吸収や反射が少なく、かつ複屈折が少ない材料が望ましい。具体的には、信号パターン形成層を形成するベースのシート状基材および熱可塑性シート基材としては、ポリカーボネイト樹脂、ポリオレフィン樹脂、またはアクリル樹脂が適しているが、これらに限定されない。紫外線硬化型樹脂、熱硬化樹脂、およびドライフォトポリマーの材料としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、フェノール系、または各種変性系材料を用いることができる。ただし、上記波長域での吸収の少ない材料が望ましく、特に光重合開始剤の吸収域が記録・再生・消去に用いる光の波長域と異なる材料を用いるのがよい。

基材３４は任意の膜厚でよく、１μｍ〜３００μｍ程度の膜厚が好ましいが、構成される記録層の層数や球面収差補正機構のダイナミックレンジなどにより最適な膜厚を選択することができる。また、積層されるシート状基材および接着剤の厚さは、各層で異なる厚さにすることができ、シートの厚さを最適化することで任意の層間距離を高精度で形成することができる。

基材３４は、生産性の観点からはロール状に巻き上げられたものを用いることが好ましい。しかし、必ずしもロール状に巻き上げられている必要はなく、１枚ごとに必要サイズに切り分けられたシート形状であってもよい。その際の形状は任意であり、四角形状でも丸形状でもよく、中心孔の開口はあってもなくてもよく、特に限定されない。ただし、位置調整や搬送を行う上でシートを適切に保持できる領域が確保された形状にすることが望ましい。

以下、基材３４として熱可塑性樹脂を用いた例で説明する。基材３４は搬送ローラ１６等の搬送手段によって、成形装置１７へと搬送される。図３においてはローラを搬送手段としているが、要求される搬送の精度を満足していれば、ベルトコンベア方式や産業用ロボットによる搬送等でもよく、特に限定されない。搬送された基材３４は、成形装置１７の金型１８に取り付けられたスタンパ１４によって案内溝等が転写される。続いて、案内溝を転写された基材３４は打ち抜き装置１９に搬送され、外形を加工する金型２０によって円形に打ち抜かれる。以上の工程により、案内溝を転写された第１のシート状基材３３が完成する。

成形装置１７は、加熱や加圧あるいはその両方によってスタンパ形状を転写するプレス型を用いることができる。必要に応じて、転写工程後に冷却を行い、スタンパからシート基材を剥離することができる。温度や圧力および移動距離、更に冷却時間などの成形条件は、案内溝等や転写材料やシート厚さなどに応じて最適な製造条件を選択すればよく、特に限定されない。

次に図４を参照して、第１、第２のシート状基材に記録層を塗布する工程について説明する。これは、ステップ２または５に相当する（ステップ２を例に説明するがステップ５についても同様である。）。図４は、スピンコート法による記録層の塗布方法を示す概略図である。案内溝等を転写された第１のシート状基材３３は、続いて記録層コート装置２７へ搬送される。記録層コート装置２７において、第１の記録層４となる有機材料４３が、案内溝形成面にスピンコートされる。有機材料４３には、シアニン系やフタロシアニン系やアゾ系などの有機色素系の材料を用いることができる。第１の記録層４の膜厚は任意に設定できるが、光入射面側から各記録層および反射層で光の減衰が生じるため、用いる光の波長における透過率を入射面側に近い層程高めることが望ましい。すなわち、第１の記録層４の透過率を第２の記録層６の透過率よりも高めることが望ましい。また、これと同時に、各記録層および反射層の組成や膜厚を調整して各層の記録・再生・消去に支障のない構成にすることが好ましい。各シート状基材および支持基板毎に、組成や膜厚および成膜条件などを最適化することで、任意の透過率と反射率の記録層を形成することができる。本発明では必要とされる光記録媒体に適した記録層材料が用いられる限り、これらの組成や膜厚および成膜条件は特に限定されない。

第１のシート状基材３３は、シート固定治具２１に取り付けられ、吸着固定などによって、スピンコーター回転部２３に取り付けられる。有機材料４３を第１のシート状基材３３の有効部２２に、有機材料供給ノズル２５から滴下する。第１のシート状基材３３の有効部２２外には、必要に応じて余剰な有機材料４３がトラップできる有機材料溜り２６が設けられている。有機材料溜り２６は、シート固定治具２１の形状を工夫することにより容易に形成できる。

光入射面から遠い記録層を備えた第２のシート５には、反射層１２を成膜してもよい。これは、図２のステップ６に相当する。反射膜材料としてはＡｌ、Ａｌ合金、Ｓｉ、ＳｉＮ、Ａｇ、またはＡｇ合金などが用いられる。

続いて、信号パターン上に記録層が形成された各シートを重ね合わせる工程について説明する。図５は、シートの重ね合わせ工程を示す概略図である。

作製する記録層数に応じた記録層が形成され、シート固定治具２１に取り付けられた各シート３，５は、接着剤１１を介して重ね合わされる。接着剤の塗布方法は、図４に示したようなスピンコータを用いてもよいし、シートの有効部２２上に滴下し重ね合わせてもよい。各層のシートを重ね合わせる際、積層するシート間に空気を残留させない必要がある。また、接着剤を塗布するのはシートの両面でもよいし、片面だけでもよい。保護シートに挟まれたシート状の接着層を用いてもよく、予め転写層の反対の面に粘着剤や接着剤が塗布されたシート状基材を用いて、接着剤の塗布工程を省略してもよい。接着剤としては、カチオン系接着剤、熱硬化性接着剤、２液性接着剤、ＵＶ接着剤、ホットメルト、感圧性接着剤等が挙げられるが、光透過率や反射率等の光記録媒体として必要な仕様を満たすのであれば、特に限定されない。第２のシート５と支持基板７との重ね合わせも以上の説明と同様である。各シートおよび支持基板を積層する場合、接着剤を介して各層を仮止めしてもよいし、接着剤を介さずに真空吸着や静電気力によって仮止めしてもよい。

図６は、光記録媒体形状への加工工程を示す概略図である。まず、多層シートの積層体を、形状加工装置２７によって一括して光記録媒体形状１の形状に形成する。その後、各層の仮止めに接着剤を用いた場合は、接着剤を硬化させる。接着剤の硬化工程は、形状加工工程の前に行うこともできる。各シートを重ね合わせる工程では、空気や異物の混入を防止するために、各シートを真空中で重ね合わせることが望ましい。また、真空中あるいは大気中で多層シートの積層体を上下から平坦な板で挟み、水平に加圧することで層間の距離を均一化させて接着層を硬化させることも望ましい。更に、真空中あるいは大気中で多層シートを上下から水平に加圧した状態で形状加工を行えば、より確実で好ましい。形状加工は、打ち抜きプレス機による形状加工の他、レーザ加工や機械的な切削での切り出しによる形状加工など他の方法を用いても可能であり、特に限定されない。

シート状基材の重ね合わせおよび形状加工では、記録層あるいは反射層を有する支持基板を挿入してもよいし、記録層あるいは反射層を有さない支持基板を挿入してもよい。支持基板としては、主にポリカーボネイト樹脂やポリオレフィン樹脂や、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられるが、特に限定されない。支持基板は、予めシート基材に重ね合わせて挿入してもよく、シートの積層体を光記録媒体形状に形成した後に重ね合わせてもよい。

光記録媒体の形状に加工された記録媒体は、図示しないアーム等のハンドリング手段によって形状加工装置２７から取り出される。形状加工装置２７による形状加工工程は、夫々の記録層の中心位置合わせ（以下、芯出し）工程を併せ持っている必要がある。シートの進行方向と直交する方向およびシートの進行方向の位置合わせは、ガイド部２８に内蔵された位置合わせ用駆動装置によって、シート固定治具２１を介して、精密に行われる。本実施形態においては、ある程度の密着性を持たせる積層化と大まかな位置調整機構をガイド部に設けることで行っているが、特に限定されない。

芯出しのための位置情報は、各シートの情報記録部外にアライメントマーク（図示せず）を設け、打ち抜き部の脇に設けたセンサー２９で検出することによって得ることができる。アライメントマークは、スタンパ１４上の有効領域外に設けられており、成形装置１７によってシート状基材上に信号パターン形状を転写する際に同時に転写することができる。ただし、成膜によってマークが検出できない状態となってはならないため、成膜を行うエリアは有効領域より大きく、かつ光記録媒体形状の外径よりも小さく形成されており、更にその外側にアライメントマークが形成されていることが好ましい。アライメントマークは、読み取り方式によって、成膜により反射率が向上されて精度が高くなる場合もあり、任意な領域に設けることができる。

（実施例）
以下、本発明の実施例を、第１〜６図を参照しながら説明する。まず、基材３４に微細な凹凸パターンを転写するため、ニッケル（Ｎｉ）製のスタンパ１４を用意した。スタンパ１４は、従来から広く用いられている方法で容易に作成できる。本発明の光記録媒体の製造方法では、多数回繰り返し使用することが可能なＮｉ製のスタンパ１４を使用することができ、成形毎に使い捨てする樹脂製の透明スタンパを使用する必要はない。

次に、片面に凹凸形状を転写できるポリカーボネイト樹脂のシート状の基材３４を準備した。基材３４の厚さは２５μｍとし、基材３４には、保持・固定しやすいよう厚み１００μｍの保護シートを片面に形成して厚みを持たせた。基材３４は、ロール上に巻いて供給した。

基材３４を、ガイド機構を兼ね備えた搬送用ローラ１６によって、プレス型の成形装置１７へ搬送し、搬送された基材３４をスタンパ１４が取り付けられた金型１８で加熱・加圧して、微細凹凸パターン形状を転写した。このとき、後の積層工程で使用するアライメントマーク（図示せず）を、最終的に形成される基板外径よりも外側へ３箇所転写した。

次いで、金型を冷却して基材３４の温度をガラス転移点および熱変形温度よりも下げた後、金型を開いて、基材３４とスタンパ１４を剥離した。ポリカーボネイト樹脂のガラス転移点は１４０℃、熱変形温度は約１２０℃であり、金型を開いた時の基材の温度は約３０〜４０℃であった。

次に、微細凹凸パターン形状が転写された基材３４を打ち抜き装置１９へ搬送した。基材３４を、打ち抜き装置１９に取り付けられた外形を加工する金型２０によって円形に打ち抜いた。この際、基材３４は、後でシート固定治具に取り付けられる分だけ有効径外の寸法に余裕を持たせて、φ１４０ｍｍに加工した。これより、案内溝が転写された第１のシート状基材３３が完成した。同様にして、第２のシート状基材５３も製作した。

次に、第１のシート状基材３３をシート固定治具２１に取り付け、スピンコート装置において、第１のシート状基材３３の微細凹凸パターン上に、膜厚２５ｎｍの有機材料を塗布して、第１の記録層４を形成した。また、第２のシート状基材５３を同様にシート固定治具２１に取り付け、スピンコート装置において、第２のシート状基材５３の微細凹凸パターン上に膜厚２５ｎｍの有機材料を塗布して、第２の記録層６を形成した。その後、成膜装置によりＡｇ合金の反射層１２を成膜した。なお、最終的に形成された多層構成光記録媒体において、第１のシート状基材３３上の第１の記録層４の反射率は、第２のシート状基材５３上の第２の記録層６の反射率より小さかった。反射率は、塗布条件を異ならせて膜厚を変えるのではなく、反射層１２の追加で最適化した。

次いで、第１のシート３、第２のシート５に貼り合わせ用の接着剤１１，１３を塗布した。接着剤１１，１３にはカチオン系接着剤を用い、シートの凹凸パターンのある側の面に塗布した。接着剤１１，１３をシート上に適量滴下後、図５に示すようにシートをシート固定治具２１ごと重ね合せて押圧し、その圧力によって膜厚を制御した。膜厚は３μｍであった。

次に、２枚のシート３，５を、シート固定治具２１ごと形状加工装置２７に装着し、ガイド部２８によってシート固定治具２１を保持しながら、シート同士がある程度密着した状態で積層した。その後、厚さ１．１ｍｍ、外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍのポリカーボネイト製の支持基板７を、形状加工装置２７に装着されたシートの最下部に挿入した。この際、ガイド部２８には積層するシート間に空気や異物を残留させないよう、形状加工装置２７の内部を真空状態にした。支持基板７は、ディスク形状に限らず、シート状であってもよい。

形状加工装置２７による打ち抜き工程においては、芯出しの際に、打ち抜き部の脇に設けたセンサ２９によってアライメントマーク（図示せず）を検出した。本実施例では３点のアライメントマークによって、パターンの中心位置を合わせた。シートの位置合わせについては、ガイド部２８に内蔵された位置合わせ用駆動装置によって、精密な位置合わせを行った。

積層後、第１、第２のシート３，５を、形状加工装置２７によって、内外径を支持基板７と同じ大きさに一括して打ち抜き、光記録媒体の形状に形成し、その後接着剤を硬化させた。その後、図示しないアーム等のハンドリング手段によって形状加工装置２７から取り出した。

得られた２層構成光記録媒体を取り出した後、紫外線硬化型樹脂（日本化薬製：ＩＮＣ−１１８）を、積層面上に通常のスピンコート法で塗布した。その後ＵＶ硬化装置によって全面硬化した。この結果、膜厚５０μｍの全面均一な保護層２が形成され、２層構成の光記録媒体１が完成した。

保護層２として樹脂を塗布する替わりに、各シートを重ね合わせる時に、信号パターンを有しないシート状基材を接着剤によって第１のシート上に重ね合わせ、各シートと共に一括してディスク状に加工することもできる。また、第１の記録層４が形成される第１のシート状基材の厚さを７５μｍにして、第１のシート状基材と保護コート層を一括して製作することも可能である。その場合、スピンコートなどによる保護層形成工程が不要になり、保護層２となる基材を積層するだけでよいので、生産性を向上することができる。

完成した２層構成の光記録媒体に、保護層２側から光ビームを入射させ、情報の記録再生を行った。各層において支障なく記録再生ができ、記録パワーマージンは±３０％以上を確保することができた。また、５℃の低温、４５℃の高温環境下でも支障なく記録再生ができた。一方、同様な有機材料を用いて、従来技術の２層構成で製作した光記録媒体では、記録パワーマージンは±１０％しか確保することができず、４５℃の高温環境下では記録再生に失敗した。

以上説明してきたように、本発明の光記録媒体およびその製造方法によれば、保護層側から光ビーム入射を行う方式が採用でき、光透過基板の厚さを薄くし易くなる。このため、ピックアップの対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めて高密度化を図ることができる。また、記録パワーマージンの拡大による高トラック密度と優れた量産性とを両立することができる。

本発明の一実施形態である光記録媒体の層構成を示す断面図である。 図１に示す光記録媒体の製造方法を示す概略ステップ図である。 シート状基材の製造工程を示す模式図である。 スピンコート法による記録層の塗布方法を示す概略図である。 シートの重ね合わせ工程を示す概略図である。 光記録媒体形状への加工工程を示す概略図である。 多層記録媒体の第１の従来技術を示す断面図である。 従来技術の、有機材料を塗布する一般的な工程の説明図である。 多層記録媒体の第２の従来技術を示す断面図である。 記録パワーマージンを見積もったシミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

１ 光記録媒体
２ 保護層
３ 第１のシート
３１ グルーブ
３２ ランド
３３ シート状基材
第１の記録層４
４１ 凹部
４２ 凸部
５ 第２のシート
５３ シート状基材
６ 第２の記録層
６１ 凹部
６２ 凸部
７ 支持基板
Ｂ 光ビーム

Claims (10)

1. 支持基板と、
   前記支持基板よりも薄く、光ビームが入射する側に設けられた保護層と、
   前記支持基板と前記保護層との間に挟まれた記録層と
   を有し、
   前記記録層は、
   情報が記録される記録トラックのトラック間ギャップとなる凹部と、
   前記凹部より厚く、前記保護層に向かって凸となるように形成されている、前記記録トラックとなる凸部と
   を有する光記録媒体。
2. 前記記録層は複数層形成されている、請求項１に記載の光記録媒体。
3. 前記記録層は有機材料を含んでいる、請求項１または２に記載の光記録媒体。
4. 前記保護層の厚みは０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
5. シート状基材に凹凸パターンを形成する工程と、
   前記シート状基材の前記凹凸パターン上に、凹部を埋めるように記録層を形成する記録層形成工程と、
   前記凹凸パターンと前記記録層とが形成された前記シート状基材と、支持基板とを位置合わせし、互いに重ね合わせて接合する接合工程と、
   を有する、光記録媒体の製造方法。
6. 前記接合工程は、前記記録層が前記支持基板に面する向きで、前記シート状基材と支持基板とを位置合わせし、重ね合わせて接合することを含んでいる、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記接合工程は、前記凹凸パターンと前記記録層とが形成された前記シート状基材層を、複数枚位置合わせし、互いに重ね合わせて接合する工程を含んでいる、請求項５または６に記載の製造方法。
8. 前記記録層形成工程は、前記記録層をスピンコート法によって形成することを含んでいる、請求項５から７のいずれか１項に記載の製造方法。
9. 少なくとも前記接合工程の後で、前記支持基板から最も離れた前記シート状基材に、該支持基板よりも薄い保護層を形成する工程を有する、請求項５から８のいずれか１項に記載の製造方法。
10. 重ね合わされた前記シート状基材および支持基板を所定の形状に加工する工程を有する、請求項５から９のいずれか１項に記載の製造方法。

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