JP2007115317A - 光ディスクおよびその製造方法 - Google Patents

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英俊 渡辺
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Abstract

【課題】光ディスクの保護層および中間層をスピンコート法で形成する場合に、クランプエリアの周辺において、所望する厚みを容易に確保できる光ディスクおよび光ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】クランプエリア12の外周位置近傍には、円環状の突起部5を有する。スピンコート法でカバー層を形成する場合に、この円環状の突起部5でUVレジンが塞き止められることにより、クランプエリアの周辺において、所望する厚みを容易に確保できる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、光ディスクおよびその製造方法に関し、例えば、情報記録層を保護する保護層が設けられた側からレーザ光を照射することにより、情報信号の記録および再生が行われる光ディスクおよびその製造方法に関する。
近年、光ディスクにおいては、情報記録層を保護するためのカバー層等の保護層の薄膜化が進行している。例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクは、図7Aに示すように、透明の基板101側から、レンズ103で集光されたレーザ光104を情報記録層105に照射することにより、情報信号の記録および再生が行われる。
図7Bは、DVDの構造を示す概略断面図である。図7Bに示すように、基板101上に情報記録層105と、保護層102とが順次積層されている。例えば、対物レンズ103によって、波長650nmのレーザ光104を集光し、基板101側から情報記録層105に照射することにより、情報信号の記録および再生が行われる。
また、図8Aに示すように、例えば、基板111上に形成された情報記録層115上に、0.1mmの厚さを有する保護層112を備えた次世代の高密度記録光ディスクでは、例えば、対物レンズ113によって、青紫色のレーザ光114を高NA(Numerical Aperture)の対物レンズ113により集光し、この集光したレーザ光114を保護層112側から情報記録層115に照射することにより、情報信号の記録および再生が行われる。
図8Bは、高密度記録光ディスクの構造を示す概略断面図である。図8Bに示すように、この光ディスクは、基板111上に情報記録層115と、保護層112とが順次積層されて構造を有する。保護層112は、例えばPSA(Pressure Sensitive adhesive)116とカバーフィルム117とからなる。また、保護層112は、例えば紫外線硬化樹脂(以下、UVレジンと適宜称する)、またはUVレジンとカバーフィルムとからなるものを用いることができる。
例えば、保護層がUVレジンからなる場合には、スピンコート法によって、UVレジンを基板上に塗布して保護層を形成する方法が提案されている。
スピンコート法は、液状の樹脂材料を基板の薄膜形成面に塗布し、スピンコート装置で基板を高速回転させることによって、基板の中心付近に塗布した樹脂材料を基板全面に均一に広げる方法である。以下、スピンコート法による保護層の形成方法の概要を図9を参照して説明する。
まず、図9Aに示すように、センター部に孔124を有する基板121上に液状のUVレジン122を円環上に塗布する。次に、図9Bに示すように、基板121を高速回転させて、基板121上の余分なUVレジン122を振り飛ばす。その後、高速回転を停止し、図9Cに示すように、紫外線ランプ123を用いて、紫外線をUVレジン122に照射することで、UVレジン122を硬化する。以上により、基板121上にUVレジン122からなる保護層が形成される。
上述したスピンコート法では、基板121のセンター部に孔124があるため、この孔124を避けるように、孔124の周辺付近にUVレジン122を滴下してスピンコートする。したがって、図10に示すように、基板131の内周から外周に向けて、情報記録層132を保護するための保護層133の厚さが増大し、均一な厚さの保護層133を得ることができない問題があった。
この問題を解決するために、図11に示すように、基板131のセンター部の孔135を例えばキャップ134で塞ぎ、スピンコート法でUVレジンを基板131上に塗布することによって、均一な厚さを有する保護層133を形成する。また、キャップ134は、クランプエリアを覆うことで、UVレジンによってクランプエリアが汚れるのを防止する機能を有する。
ところで、この発明の光ディスクでは、キャップを用いないでスピンコートを行う。この発明の光ディスクでは、基板回転時にUVレジンを滴下後、基板上をUVレジンが延伸する際に、クランプエリアの外周位置近傍に設けた突起部でUVレジンを塞き止めることによって、クランプエリアの周辺において、所望するUVレジンの厚さを容易に確保する。一方で、従来では、以下に述べるように、この光ディスクに類似した光ディスクが提案されている。
例えば特許文献1には、クランプエリアの外側にスタックリブが設けられた光ディスクが提案されている
特開2002−342977号公報
また、例えば特許文献2には、センターホールとクランプエリアとの間に、円環状の突起を有する光ディスクが提案されている。この光ディスクでは、基板上に、接着層と光透過性シートからなる保護層が形成される。
特開2004−178751号公報
さらに、例えば特許文献3には、基板のセンター穴周縁部に円筒状の突起が形成されており、液状の基板材料を円筒状の突起の外周部に沿ってリング状に滴下し、適下した基板材料の直近の外周部の圧力を低下させて、基板面上に基板材料を広げて硬化させることによって、保護層が形成された光ディスクが提案されている。
特開2001−273678号公報
従来のスピンコート法では、UVレジンの塗布開始位置からの距離が短いために、クランプエリアの周辺において、所望する厚みを安定的に得ることが困難であった。
また、上述したキャップを用いたスピンコート法では、キャップの着脱、キャップの洗浄が必要となり、製造工程が増加するため、作業性が低下する問題があった。
さらに、特許文献1に記載の光ディスクでは、スタックリブによって、光ディスクを保管する際に、ディスク表面に傷が入るのを防止することが可能とされるにすぎない。この光ディスクでは、スタックリブが記録面又は支持基板面よりも高いものとされる。さらに、スタックリブは、ディスク基板の反りや光ディスクを水平に置いた場合における自重変形分よりも高い必要がある。
さらに、特許文献2に記載の光ディスクでは、保護層を接着層と光透過性シートで形成するので、部品点数が増加して製造コストが高くなる問題点があった。
さらに、特許文献3に記載の光ディスクでは、減圧効果を利用して、基板上に滴下した液状の基板材料を広げるようにしており、液状の基板材料の厚みを得つつ広がりを良好にすることができるとともに、情報信号を読み取る側の面を光学的に平坦にすることができる。この光ディスクでは、円筒状の突起は、センター穴に基板材料が流れ込まないようにする壁としての機能を有するにすぎない。
したがって、この発明の目的は、光ディスクの保護層および中間層をスピンコート法で形成する場合において、クランプエリアの周辺において、所望する厚みを容易に確保できる光ディスクおよび光ディスクの製造方法を提供することにある。
また、光ディスクの保護層および中間層をスピンコート法で形成する場合において、キャップを用いないで、クランプエリアの汚れを防止できる光ディスクおよび光ディスクの製造方法を提供することにある。
さらに、単一の材料で保護層を形成することによって、部品点数の増加を抑制し、製造コストを抑えることができる光ディスクおよび光ディスクの製造方法を提供することにある。
上述した課題を解決するために、この発明は、
中心孔を有する基板上に情報記録層を備え、
情報記録層上に保護層が形成された光ディスクであって、
基板のクランプエリアの外周位置近傍に、中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
保護層は、スピンコートで光硬化樹脂を塗布して硬化させることによって、突起部の外周側の領域に形成されていること
を特徴とする光ディスクである。
この発明は、
中心孔を有する基板上に、第1の情報記録層と、中間層と、第2の情報記録層と、保護層とが順次積層された構造の光ディスクであって、
基板のクランプエリアの外周位置近傍に、中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
中間層は、スピンコートで光硬化樹脂を塗布して硬化させることによって、突起部の外周側の領域に形成されていること
を特徴とする光ディスクである。
この発明は、
中心孔を有する基板上に情報記録層を備え、
情報記録層上に保護層が形成された光ディスクの製造方法であって、
基板のクランプエリアの外周位置近傍に、中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
保護層を、
基板上に光硬化樹脂を突起部の外周側の領域に滴下し、基板を回転させて光硬化樹脂を延伸させ、
光硬化樹脂に対して紫外線を照射して、光硬化樹脂を硬化させて形成すること
を特徴とする光ディスクの製造方法である。
この発明は、
中心孔を有する基板上に、第1の情報記録層と、中間層と、第2の情報記録層と、保護層とが順次積層された構造の光ディスクの製造方法であって、
基板のクランプエリアの外周位置近傍に、中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
中間層を、
基板上に光硬化樹脂を突起部の外周側の領域に滴下し、基板を回転させて光硬化樹脂を延伸させ、
光硬化樹脂に対して紫外線を照射して、光硬化樹脂を硬化させて形成すること
を特徴とする光ディスクの製造方法である。
この発明によれば、光ディスクの保護層および中間層をスピンコート法で形成する場合において、クランプエリアの周辺において、所望する厚みを容易に確保できる。またキャップを用いないで、クランプエリアの汚れを防止できる。さらに、部品点数の増加を抑制し、製造コストを抑えることができる。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。最初に、この発明の一実施形態による光ディスクの一例について説明する。
図1は、この発明の一実施形態による高密度記録光ディスクの一例を示す。図1に示すように、この光ディスクは、基板1の一主面上に情報記録層2、保護層であるカバー層3が順次積層された構成とされる。光ディスクは、中心部にセンタホール(図示せず)が開口された略円盤形状とされる。光ディスクは、例えば、ディスク径120mm,センターホール径15mm,ディスク厚み1.2mm,基板厚み1.1mmとされる。
この光ディスクでは、カバー層3側から情報記録層2にレーザ光を照射することによって、情報の記録および再生が行われる。例えば、400nm〜410nmの波長を有するレーザ光が0.84〜0.86の開口数を有する対物レンズ4により集光されカバー層3側から情報記録層2に照射されることで、情報信号の記録および再生が行われる。
基板1としては、例えばポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー等の低吸収性の樹脂を用いることができる。基板1は、クランプエリアの外周位置近傍に円環上の突起部が設けられ、これにより、情報信号領域が開始する位置でのカバー層3の厚みを容易に確保できる。
情報記録層2は、基板1の凹凸上に成膜された反射膜、記録膜等から構成される層をいう。情報記録層2としては、光ディスクが再生専用型である場合には、例えば、金(Au),銀(Ag),銀合金,アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金等からなる反射膜である。光ディスクが追記型である場合には、例えば、反射膜、有機色素材料からなる記録層を順次積層して構成される。光ディスクが書き換え可能型である場合には、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録層、上層誘電体層を順次積層して構成される。
カバー層3は、例えば、厚さ100μmを有するUVレジンからなる。
次に、上述した光ディスクについてより詳しく説明する。図2は、図1に示す光ディスクの拡大断面図である。例えば、中心孔11の周辺領域までがクランプエリア12とされる。クランプエリア12の外周位置近傍には、円環状の突起部5を有する。この円環状の突起部5より外周側に情報記録層2が形成された情報信号領域13が形成される。カバー層3は、クランプエリア12の外周位置近傍に設けられた突起部5の外周側の領域に形成されており、カバー層3は、均一な膜厚を有する。
例えば、図3に示すように、従来の光ディスクでは、スピンコート法でカバー層3を形成する場合において、カバー層3は、例えばスタンパ(図示せず)の係合位置を決め、スタンパを押さえるためのスタンパ押さえ溝6より外周側の領域に形成される。この光ディスクでは、カバー層3の厚さが内周から外周に向けて増加する構造となる問題があった。
この構造となる原因は、スピンコート法によって、UVレジンを塗布する場合において、UVレジンの塗布開始位置から情報信号領域13までの距離が短い場合には、情報信号領域13までの十分な距離を確保することができないためである。すなわち、スタンパ押さえ部6付近のカバー層3の形成開始位置から情報信号領域13までの距離が短いために、情報信号領域13において必要とされるカバー層3の厚みまで達しない。
この問題に対して、一実施形態による光ディスクでは、図2に示すように、クランプエリア12の外周位置近傍に円環状の突起部5を形成する。これにより、スピンコート法でUVレジンを塗布する場合に、この突起部5でUVレジンが塞き止められ、情報信号領域13におけるカバー層3の所定の厚みを容易に確保できる。
突起部5の高さとしては、形成するカバー層3の厚さ以下とされるのが好ましい。例えば、所望するUVレジンの膜厚の1/2〜1/4が好ましい。具体的には、例えば、厚さ100μmのUVレジンからなるカバー層3を形成するためには、高さ10μm〜100μmが好ましく、より好ましくは、50μm〜80μmとされる。
また、突起部5の幅としては、成形可能な幅とされる。具体的には、例えば、0.1mm程度とされる。さらに、突起部5の形状としては、特に限定されず、例えば、片面取り型、台形型、山型、鋸型等の形状とされる。
次に、この発明の一実施形態による光ディスクの一例の製造方法の概要について、説明する。
まず、基板1は、例えば射出成形により、クランプエリア12の外周位置近傍に円環状の突起部5が設けられ、且つ面上に凹凸面が設けられたものが成形される。基板1の凹凸面には、記録膜や反射膜等を成膜する。なお、凹凸面上には、再生型光ディスクと、追記型光ディスクと、書き換え型光ディスクとに応じて、記録膜や反射膜等を成膜する。それぞれの光ディスクごとに膜構成は異なる。
次に、スピンコート法で、基板1上にUVレジンが塗布される。この際に、UVレジンの流れが突起部5によって塞き止められるので、UVレジンを円環上に安定して塗布できる。
次に、紫外線照射によりUVレジンを硬化することによって、0.1mmの均一な厚さを確保したカバー層3が形成される。以上により、光ディスクが製造される。
次に、図4を参照して、この発明の一実施形態による一例の光ディスクの効果について詳しく説明する。例えば、図4に示すように、クランプエリア12の外周位置近傍に円環状の突起部5が形成された基板1を用いると、まず、滴下された液状のUVレジン23aは、突起部5によって内周方向の流れが塞き止められるために、UVレジン23aを円環上に安定して、塗布することできる。また、突起部5によって、UVレジン23aの流れが塞き止められ、UVレジン23aのクランプエリア12への流入を遮ることで、クランプエリア12の汚れの発生を防止できる。
さらに、基板1の回転時に、突起部5によってUVレジン23aが塞き止められ、UVレジン23bからUVレジン23cに示すような態様で流動し、クランプエリア12の周辺において、所望の厚みを容易に確保できる。さらに、スポットUVを併用することで、キャップを用いずに、均一な膜厚でUVレジンを塗布することができる。
次に、この発明の一実施形態による光ディスクの他の例について説明する。図5に示すように、中心孔11の周辺領域までがクランプエリア12とされる。クランプエリア12の外周付近には、スタンパ押さえ溝6が形成される。
クランプエリア12の外周位置近傍には、円環状の突起部5が設けられており、この円環状の突起部5より外周側に情報記録層2が形成された情報信号領域13が形成される。カバー層3は、クランプエリア12の外周位置近傍に設けられた突起部5の外周側の領域に形成されており、均一な膜厚を有する。その他は、上述した光ディスクの一例と同様であるので、詳細な説明を省略する。
上述した一実施形態においては、1層の情報記録層を有する単層光ディスクについて説明したが、この発明は、2層の情報記録層を有する2層光ディスクにも適用可能である。
図6は、この発明の他の実施形態による光ディスクを示す。この光ディスクは、2層の情報記録層を備えた2層光ディスクであり、中心孔51を有する基板31上に、L0層、中間層32、L1層、保護層であるカバー層35が積層された構造とされる。
この光ディスクでは、カバー層35側から情報記録層であるL0層またはL1層にレーザ光を照射することによって、情報信号の記録および再生が行われる。例えば、400nm〜410nmの波長を有するレーザ光38が0.84〜0.86の開口を有する対物レンズ37により集光され、カバー層35側から情報記録層であるL0層およびL1層の一方に照射されることで、情報信号の記録および再生が行われる。
基板31としては、例えばポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー等の低吸収性の樹脂を用いることができる。基板31には、円環状の突起部36がクランプエリア41の外周位置近傍に設けられる。
突起部36の高さとしては、所望するUVレジンの膜厚より低く設定される。例えば、突起部36の高さとしては、所望するUVレジンの膜厚の1/2〜4/5が好ましい。また、突起部36の高さとしては、基板成形のばらつき、金型の寸法精度等の製造マージンを考慮すると、15μm以上〜所望するUVレジンの膜厚の4/5がより好ましい。さらに、具体的に、例えば所望する中間層の厚みが25μmである場合には、突起部36の高さとしては、12.5μm〜20μmが好ましい。
情報記録層であるL0層およびL1層は、基板31の凹凸上に成膜された反射膜、記録膜等から構成される層をいう。L0層およびL1層の材料としては、光ディスクが再生専用型である場合には、例えば、金(Au),銀(Ag),銀合金,アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金等からなる反射膜である。光ディスクが追記型である場合には、例えば、反射膜、有機材料からなる記録層を順次積層して構成される。光ディスクが書き換え可能型である場合には、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録層、上層誘電体層を順次積層して構成される。
基板31に形成されたL0層上には、例えば厚さ25μmの中間層32が形成される。中間層32上には、L1層が形成される。中間層32としては、UVレジンを用いることができる。UVレジンは、L0層が形成された基板31上に、スピンコート法を用いて塗布する。基板31には、円環状の突起部36が設けられているので、UVレジンの内周方向の流れを塞き止め、安定して均一な膜厚を確保できる。
中間層32に形成されたL1層上には、カバー層35が形成される。カバー層35は、光ディスクの保護を目的として形成される。情報信号の記録再生は、例えばレーザ光38がカバー層35を通じて情報記録層であるL0層またはL1層に集光されることによって行われる。
カバー層35は、接着層33とカバーフィルム34からなる。接着層33としては、例えばUVレジンまたはPSAを用いることができる。カバーフィルム34としては、例えばPCフィルムを用いることができる。
次に、上述したこの発明の他の実施形態による光ディスクの一例の製造方法の概要について説明する。ここでは、図6に示す情報記録層を2層有する光ディスクの製造方法について、説明する。
まず、基板31は、例えば射出成形により、クランプエリア41の外周位置近傍に円環状の突起部36が設けられ、且つ面上に凹凸面が設けられたものが成形される。基板1の凹凸面には、記録膜や反射膜等を成膜する。なお、凹凸面上には、再生型光ディスクと、追記型光ディスクと、書き換え型光ディスクとに応じて、記録膜や反射膜等を成膜する。それぞれの光ディスクごとに膜構成は異なる。
中間層32は、スピンコート法で、基板31の一主面上にUVレジンを塗布し、紫外線を照射し硬化することによって、形成される。スピンコート法でUVレジンを塗布する際には、基板31の回転時のUVレジンの流れが、突起部36によって塞き止められるので、UVレジンを円環状に安定して、塗布することできる。
また、突起部36によって、UVレジンの流れを塞き止め、UVレジンのクランプエリア41への流入を遮ることで、クランプエリア41の汚れを防止できる。さらに、基板31の回転時に、突起部36によってUVレジンの流れが塞き止められ、クランプエリア41の周辺からの厚みを容易に確保できる。さらに、スポットUVを併用することで、キャップを用いずに、均一な膜厚でUVレジンを塗布することができる。
UVレジンを硬化する際の紫外線の照射量は、まずUVレジンが半硬化状態となるように調整される。半硬化状態とされたUVレジンに対して、転写用の凹凸面を有する樹脂スタンパが押し付けられ、凹凸面が転写される。UVレジンに樹脂スタンパを押し付けた状態を保持したまま、樹脂スタンパ上から紫外線が照射され、UVレジンを完全硬化する。
中間層32に形成された凹凸面上には、例えば、スパッタリング法により、L1層として記録膜や反射膜等を成膜する。なお、凹凸面上には、再生型光ディスクと、追記型光ディスクと、書き換え型光ディスクとに応じて、記録膜や反射膜等を成膜する。それぞれの光ディスクごとに膜構成は異なる。
カバー層35は、例えば、中間層32とL1層が形成された基板31上にスピンコート法で、接着層33としてのUVレジンを塗布し、次に、UVレジンが塗布された基板31に対して、カバーフィルム34としてのPCフィルムを貼り付けることによって、形成する。以上により、光ディスクが製造される。
この発明は、上述したこの発明の実施の形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態による光ディスクでは、単層光ディスク、片面2層光ディスクを例として説明したが、これらに限定されず、情報記録層を3層以上有する光ディスクにおける中間層の形成にも適用可能である。
また、光ディスクのハードコート層等の樹脂層をスピンコート法で形成する場合にも適用可能である。
この発明の一実施形態による光ディスクの一例を示す概略断面図である。 図1に示す光ディスクの拡大断面図である。 従来の光ディスクの一例を示す拡大断面図である。 この発明の一実施形態による光ディスクの効果を説明するための概略図である。 この発明の一実施形態による光ディスクの他の例を示す拡大断面図である。 この発明の他の実施形態による光ディスクを示す概略断面図である。 従来の光ディスクの一例を示す概略断面図である。 従来の光ディスクの他の例を示す概略断面図である。 スピンコート法による保護層の形成方法を示す概略図である。 従来の保護層の一例を説明するための概略図である。 従来の保護層の他の例を説明するための概略図である。
符号の説明
1・・・基板
2・・・情報記録層
3・・・カバー層
4・・・対物レンズ
5・・・突起部
6・・・スタンパ押え溝
11・・・中心孔
12・・・クランプエリア
13・・・情報信号領域
23a,23b,23c・・・UVレジン
31・・・基板
32・・・中間層
33・・・接着層
34・・・カバーフィルム
35・・・カバー層
36・・・突起部
37・・・対物レンズ
38・・・レーザ光
41・・・クランプエリア
51・・・中心孔

Claims (7)

  1. 中心孔を有する基板上に情報記録層を備え、
    上記情報記録層上に保護層が形成された光ディスクであって、
    上記基板のクランプエリアの外周位置近傍に、上記中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
    上記保護層は、スピンコートで光硬化樹脂を塗布して硬化させることによって、上記突起部の外周側の領域に形成されていること
    を特徴とする光ディスク。
  2. 請求項1において、
    上記クランプエリアに、スタンパを係合位置決め用の円環状の溝部が設けられたことを特徴とする光ディスク。
  3. 請求項1において、
    上記突起部の高さは、上記保護層の厚さの1/2〜4/5であることを特徴とする光ディスク。
  4. 中心孔を有する基板上に、第1の情報記録層と、中間層と、第2の情報記録層と、保護層とが順次積層された構造の光ディスクであって、
    上記基板のクランプエリアの外周位置近傍に、上記中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
    上記中間層は、スピンコートで光硬化樹脂を塗布して硬化させることによって、上記突起部の外周側の領域に形成されていること
    を特徴とする光ディスク。
  5. 請求項4において、
    上記突起部の高さは、上記中間層の厚さの1/2〜4/5であることを特徴とする光ディスク。
  6. 中心孔を有する基板上に情報記録層を備え、
    上記情報記録層上に保護層が形成された光ディスクの製造方法であって、
    上記基板のクランプエリアの外周位置近傍に、上記中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
    上記保護層を、
    上記基板上に光硬化樹脂を上記突起部の外周側の領域に滴下し、上記基板を回転させて上記光硬化樹脂を延伸させ、
    上記光硬化樹脂に対して紫外線を照射して、上記光硬化樹脂を硬化させて形成すること
    を特徴とする光ディスクの製造方法。
  7. 中心孔を有する基板上に、第1の情報記録層と、中間層と、第2の情報記録層と、保護層とが順次積層された構造の光ディスクの製造方法であって、
    上記基板のクランプエリアの外周位置近傍に、上記中心孔を中心とする円環状の突起部が設けられ、
    上記中間層を、
    上記基板上に光硬化樹脂を上記突起部の外周側の領域に滴下し、上記基板を回転させて上記光硬化樹脂を延伸させ、
    上記光硬化樹脂に対して紫外線を照射して、上記光硬化樹脂を硬化させて形成すること
    を特徴とする光ディスクの製造方法。
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