JP2008176879A - 光情報記録媒体、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録層を３層以上有する光情報記録媒体を、材料を無駄にすることなく安価に作製し、また、各層の厚みムラを最小限に抑えることができ、さらに記録層が３層以上の場合には隣接する層からの洩れこみ信号を低減させることのできる構造を有する光情報記録媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による光情報記録媒体は、光案内溝または凹凸が形成された基板を少なくとも３層以上有する光情報記録媒体であって、少なくとも２つの基板の厚さが異なっている。また、少なくとも第２層目以降の複数の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は光情報記録媒体、及びその製造方法に関し、特に記録層を３層以上有する光情報記録媒体、及びその製造方法に関するものである。

光ディスクの密度を向上させる方法としてディスク内に複数の記録層を配置し、それぞれの記録層に情報を記録する多層化技術がある。例えば、通常のＤＶＤは４．７ＧＢであるのに対し、片面２層ＤＶＤは８．５ＧＢの記録容量を有している。

このような片面２層ＤＶＤを作製する際、従来の方法では、まず射出成形法によって表面に光案内溝または凹凸が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を作製し、この基板に記録膜、反射膜を形成し第１層目の記録層が完成する。第１層目と第２層目の記録層の距離は、光の波面収差が生じない程度の距離でなければならないため、ＤＶＤでは５０μｍ程度が一般的である。ところが、この射出成形法を用いると樹脂がキャビティー内に入り込めないので、表面に光案内溝または凹凸が形成された５０μｍのポリカーボネート基板を作製することができない。

そこで、現行の方法では、第２層目の記録層を、ソフトスタンパを用いて作製している（特許文献１や特許文献２を参照）。例えば、図１に示すように、まず射出成形法でゼオノアなどの樹脂でソフトスタンパを作製する。次に、ソフトスタンパにＵＶ硬化樹脂を厚さ４０μｍで塗布、硬化させＵＶ樹脂に光案内溝または凹凸が形成する。つまり、ＵＶ硬化樹脂で第２層目を形成する。そして、第１層目の記録層則にＵＶ硬化樹脂を滴下して、ソフトスタンパの厚さ４０μｍの樹脂側を密着させた後、さらにＵＶで硬化させて、このＵＶ樹脂と第１層目の記録層側に接着する。この場合の接着層は例えば１０μｍとなっている。続いて、ソフトスタンパとＵＶ硬化樹脂を剥離すると、１層目の記録層から５０μｍ離れたところに２層目の光案内溝を形成することができる。そして、この２層目の光案内溝の上に記録膜、反射膜を形成すれば、片側から２層の記録層に記録再生可能な光情報記録媒体を作製することができる。この方法はソフトスタンパが必須で、ＵＶ樹脂の塗布を２回行う必要がある。

特開２００３−１９６８９１号公報 特開２００３−１７０５号公報

ところで、上述の方法では、２層以上有する光情報記録媒体の光入射側から遠い層の光案内溝または凹凸を形成する際、１回１回使い捨てのソフトスタンパを使用する必要がある。また、上述の方法では、１つの記録層を形成するためにＵＶ樹脂の塗布を２回行う必要がある。

しかしながら、ソフトスタンパの材料は高価であり、１回で使い捨てるため材料が無駄になり製造コストが掛かるという問題がある。また、ＵＶ樹脂をスピンコートして記録層を形成する場合、均一の厚さに制御することが難しいため、形成された層の厚みムラ（接着層の厚みは薄いのでほとんど問題ない）が大きくなる可能性があり、それによって信号を適切に記録・再生できないという問題もある。

さらに、上述の方法で３層以上の光情報記録媒体を作製した場合、２層目以上の各層の間隔はほぼ同一となるため、隣接する層からの洩れこみ信号が発生し、適切に情報の記録・再生を行えないという問題もある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、記録層を３層以上有する光情報記録媒体を、材料を無駄にすることなく安価に作製し、また、各層の厚みムラを最小限に抑えることができ、さらに記録層が３層以上の場合には隣接する層からの洩れこみ信号を低減させることのできる構造を有する光情報記録媒体及びその製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明による光情報記録媒体は、光案内溝または凹凸が形成された基板を少なくとも３層以上有する光情報記録媒体であって、少なくとも２つの基板の厚さが異なっている。

より明確には、本発明による光情報記録媒体は、光案内溝又は凹凸が形成された第１層目の透明基板の上に、光案内溝又は凹凸が形成された第２層目以降の複数の透明基板が接着層を介して積層された、少なくとも３層以上の記録層を有する光情報記録媒体であって、第１層目の透明基板の上に積層された第２層目以降の複数の透明基板の厚さが異なり、少なくとも第２層目以降の複数の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成されていることを特徴とする。第１層目の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成しなくても良く、射出成形法によって形成するようにしてもよい。

そして、最後に積層された透明基板上には保護層が形成され、この保護層によって光情報記録媒体の全体の厚さが、例えば１．２ｍｍとなるように調整されている。また、第２層目の以降の複数の透明基板は、その厚さが全て１００μｍ以下であり、第１層目の透明基板及び第２層目以降の複数の透明基板の厚さは、接着層の厚さよりも大きくなっている。

なお、第１層目の透明基板及び第２層目以降の複数の透明基板は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、シクロオレフィン、環状ポリオレフィン、脂環式アクリル樹脂の何れかによって構成されていることが好ましい。

また、本発明は、少なくとも３層以上の記録層を有する光情報記録媒体の製造方法も提供する。この製造方法は、光案内溝又は凹凸が形成された第１層目の透明基板を準備する第1のステップと、第１層目の透明基板とは異なる透明基板にナノインプリント法によって光案内溝又は凹凸を形成する第２のステップと、第1層目の透明基板上に、第２のステップで光案内溝又は凹凸が形成された透明基板を積層して接着する第３のステップと、積層された透明基板とは厚さが異なる透明基板にナノインプリント法によって光案内溝又は凹凸を形成する第４のステップと、第４のステップで光案内溝又は凹凸が形成された透明基板をさらに積層して接着する第５のステップと、第４及び第５のステップを、所望の回数繰り返す第６のステップと、を備えることを特徴とする。さらに、積層された最上面の透明基板の上に保護層を形成して、この保護層によって光情報記録媒体の全体の厚さを決定する第７のステップを備える。

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

本発明によれば、記録層を３層以上有する光情報記録媒体を、材料を無駄にすることなく安価に作製し、また、各層の厚みムラを最小限に抑えることができ、さらに記録層が３層以上の場合には隣接する層からの洩れこみ信号を低減させることのできる構造を有する光銃砲記録媒体及びその製造方法が実現される。

添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。以下では、実施形態を説明した後、具体的な実施例及び比較例について説明する。

＜実施形態＞
図２は、本実施形態による、３層を例とした光情報記録媒体の構造を示す断面図である。図２において、本実施形態の光情報記録媒体１は、厚さＴ１の基板（又はシート）１１と、厚さＴ２のシート１２と、厚さＴ３のシート１３と、シート１３の記録層を保護するための保護層（基板又は保護膜）１４によって構成されている。また、各基板又はシートには、光案内溝又は凹凸が後述のナノインプリント法によって形成されており、この凹凸には例えば１００ｎｍ厚の反射膜が形成されている。さらに、各基板又はシートはＵＶ硬化樹脂によって接着されている。なお、このＵＶ硬化樹脂による接着層の厚さは、例えば約１μｍとなっている。また、後述の実施例において詳述するが、基板１１の厚さは１００μｍから０．６ｍｍのように射出成形できる厚さとなっているが、第２層目及び第３層目の厚さは射出成形で構成することができない５０μｍ未満となっている。

図３は本発明による光情報記録媒体の効果を説明するための図であり、図３（ａ）は２層目と３層目の厚さが同一のときのレーザー光の作用の様子を示し、図３（ｂ）は本発明による光情報記録媒体に対するレーザー光の作用の様子を示している。図３（ａ）に示されるように、２層目の厚さと３層目の厚さが同一の場合、レーザー光を例えば３層目に照射すると、２層目に形成された反射膜によって照射レーザー光が反射される。そして、その反射光が１層目の凹凸に焦点が合い、１層目からの信号が漏れ込んで雑音となってしまう。これに対して、図３（ｂ）に示されるように、本発明によれば、２層目と３層目の厚さが異なるので、３層目にレーザー光を照射した場合、２層目の反射膜によって反射された光は１層目の凹凸では焦点が合わない。よって、１層目からの信号が漏れ込んで３層目からの信号に対する雑音にはならずに済むという利点が本発明にはある。

以上のような構造を有する光情報記録媒体１は、以下の工程によって製造される。図４は、光情報記録媒体１の製造方法の手順を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１０１において、まず厚さＴ１のポリカーボネートシートにナノインプリント法または射出成形法を用いて第１層目の光案内溝または凹凸を形成する。ステップＳ１０２では、第１層目の光案内溝上に第１の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で積層する。

一方、ステップＳ１０３では、厚さＴ２（Ｔ２≪Ｔ１）ポリカーボネートシートにナノインプリント法を用いて第２層目の光案内溝または凹凸を形成する。
ステップＳ１０４で、第１層目の基板の光案内溝が形成された側にＵＶ硬化樹脂を滴下し、その上にステップＳ１０３で作製したシートの光案内溝が形成されていない側を載置して貼り合わせ（ステップＳ１０５）、両者を回転させることによりＵＶ硬化樹脂を全面に均一に拡散させ、紫外線で露光してＵＶ硬化樹脂を硬化させて両者を接着する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０７において、第２層目の光案内溝上に第２の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で積層する。
また、ステップＳ１０８では、厚さＴ３（Ｔ３<Ｔ２≪Ｔ１）ポリカーボネートシートにナノインプリント法を用いて第３層目の光案内溝または凹凸を形成する。

続いて、ステップＳ１０９において、第２層目の基板の光案内溝が形成された側にＵＶ硬化樹脂を滴下し、その上にステップＳ１０８で作製したシートの光案内溝が形成されていない側を載置して貼り合わせ（ステップＳ１１０）、両者を回転させることによりＵＶ硬化樹脂を全面に均一に拡散させ、紫外線で露光してＵＶ硬化樹脂を硬化させて両者を接着する（ステップＳ１１１）。そして、ステップＳ１１２において、第３層目の光案内溝上に第３の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で積層する。
３層で終了する場合には、ステップＳ１１３において、第３の記録層上に所定の厚さの保護膜を形成するか、若しくは所定の厚さの基板を貼り付ける。

このように作製された光情報記録媒体は、図２で示した構造を有することになる。
なお、第１層目の基板および第２層目以降の基板の材料としてはポリカーボネートを使用したが、他の透明材料のものであってもよい。ナノインプリント法に適した材料として、例えば、ポリカーボネートの他、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、シクロオレフィン、環状ポリオレフィン、脂環式アクリル樹脂が挙げられる。

以上の実施形態による光情報記録媒体の製造方法の具体例として、以下の実施例１乃至３を説明し、さらに比較例を挙げ、本発明の利点についても言及する。

＜実施例１＞
実施例１による光情報記録媒体は、３層の記録層を有する、厚さ３００μｍ以下の超薄型光情報記録媒体に係るものである。
まず、厚さ６７μｍのポリカーボネートシートにナノインプリント法を用いて第１層目の光案内溝または凹凸を形成する。スパイラル状に溝深さが２５ｎｍ、溝幅が０．１８μｍの案内溝が掘ってあるニッケルスタンパの上に、ガラス転移温度が１７０℃、厚さ４０μｍポリカーボネートシートを配置した状態で、１８０℃の温度においてスタンパと基板の間に圧縮する方向へ５ｔの力を加えると、ポリカーボネートのガラス転移温度は１５０℃であるので、１８０℃の温度ではポリカーボネートは流動性を有しているので、スタンパの形状に倣って変形する。次いで室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離する。このようにすると、厚さ６７μｍポリカーボネートシートの表面に第１層目の光案内溝または凹凸を形成することができる。この基板に記録膜（アゾ色素）、反射膜を形成し第１層目の記録層が完成する。

次に、厚さ２０μｍのポリカーボネートシートに第１層目と同様にナノインプリント法を用いて第２層目の光案内溝または凹凸を形成する。

そして、第１層目の基板の光案内溝の形成された側と、第２層目の基板の光案内溝の形成されていない側を接着する。なお、接着は第１層目の基板の上に光透過性を有するＵＶ硬化樹脂を滴下した後、第２層目の基板を乗せ、２つの基板を同時に回転させることによりＵＶ硬化樹脂を全面に均一に拡散させることができる。しかる後に、ＵＶを露光しＵＶ硬化樹脂を硬化させる。第２層目の光案内溝または凹凸の上には上述のように記録層を形成する。なお、接着層の厚さは約１μｍであり、記録層の厚さは１００ｎｍ以下であるので全体からは無視できる厚さである。

また、厚さ１７μｍのポリカーボネートシートに第１層目と同様にナノインプリント法を用いて第３層目の光案内溝または凹凸を形成する。

次いで第２層目の基板の光案内溝の形成された側と、第３層目の基板の光案内溝の形成されていない側を接着する。接着は第２層目の基板の上に光透過性を有するＵＶ硬化樹脂を滴下した後、第３層目の基板を乗せ、２つの基板を同時に回転させることによりＵＶ硬化樹脂を全面に均一に拡散させることができる。しかる後に、ＵＶを露光しＵＶ硬化樹脂を硬化させる。第３層目の光案内溝または凹凸の上には上述のように記録層を形成する。

そして、最後に、第３層目の光案内溝側に保護膜を形成すれば、厚さ１１１μｍ（１層目６７μｍ＋接着層１μｍ＋２層目２０μｍ＋接着層１μｍ＋３層目１７μｍ＋保護層５μｍ）の、記録層を３層有する光情報記録媒体を作製できる。なお、第３層目の光案内溝側と厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を接着すれば、厚さ１．２ｍｍの、記録層を３層有する光情報記録媒体が作製できる。

＜実施例２＞
実施例２による光情報記録媒体は、３層の記録層を有する、厚さ１．２ｍｍのBlu-ray対応の光情報記録媒体に係るものである。
まず、深さが２０ｎｍ、幅が０．１８μｍの案内溝が半径２２ｍｍから半径５８ｍｍまでスパイラル状に掘ってある内径１５ｍｍ、外径１３５ｍｍ、厚さ３００μｍのニッケルスタンパを以下のように作製した。まず、ガラスの上にシランカップリング剤、その上にレジスト剤をスピンコート法により塗布した。次いで、波長２５７ｎｍ、ＮＡが０．９でレジストを感光させた後、感光部を除去した。そして、ニッケルを蒸着した後、メッキで３００μｍ積層し、ガラスからニッケルを剥離した。

また、ナノインプリント法を用いて厚さ６７μｍのポリカーボネートシート上に案内溝を次のように形成した。スタンパと、厚さ６７μｍのポリカーボネートシートと、ステンレスの板を図５のように配置した状態で、１８０℃の温度においてスタンパと基板の間に圧縮する方向へ５ｔの力を加えた。プレス機にはヒータが内蔵されており温度をコントロールすることが可能である。ポリカーボネートのガラス転移温度は１５０℃であるので、１８０℃の温度ではポリカーボネートは流動性を有するため、スタンパの形状に倣って変形する。室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離して、厚さ６７μｍポリカーボネートシートの表面に第１の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

次いで、第１の光案内溝上に第１の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で、７ｎｍの厚さで積層した。

次いで、ナノインプリント法を用いて厚さ２０μｍのポリカーボネートシート上に第一の光案内溝と同様の方法で第２の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

続いて、第１の記録層を形成した基板の光案内溝の形成されている側と、第２の光案内溝を形成した基板の光案内溝が形成されていない側を接着する。第１の記録層を形成した基板の光案内溝の形成されている側の内周部に光透過性を有する紫外線硬化樹脂を滴下し、その上にナノインプリント法で作製した基板を配置した。両基板を４０００ｒｐｍで回転させて密着させた後、紫外線で露光して両基板を接着した。接着層の厚さは１μｍであった。そして、第２の光案内溝上に第２の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で、７ｎｍの厚さで積層した。

また、ナノインプリント法を用いて厚さ１５μｍのポリカーボネートシート上に第一の光案内溝と同様の方法で第３の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

次いで第２の記録層を形成した基板の光案内溝の形成されている側と、第３の光案内溝を形成した基板の光案内溝が形成されていない側を接着する。その後、第３の光案内溝上に第３の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で、１００ｎｍの厚さで積層した。

最後に、第３の記録層を形成した基板の光案内溝の形成されている側と、支持基板として１．１ｍｍのポリカーボネート基板を接着する。
このようにして３層の記録層を有するＢlu-ray対応の光情報記録媒体を作製した。この３層光情報記録媒体を波長１０５ｎｍ、開口数０．９の対物レンズの光ヘッドで、ランダムな記録パターンの記録再生を行なったところ、ランダムな記録パターンの記録再生を確認することができた。

＜実施例３＞
実施例３による光情報記録媒体は、３層の記録層を有する、厚さ１．２ｍｍのＤＶＤ対応の光情報記録媒体に係るものである。
まず、深さが１８０ｎｍ、幅が１μｍの案内溝が半径２２ｍｍから半径５８ｍｍまでスパイラル状に掘ってある、内径１５ｍｍ、外径１３５ｍｍ、厚さ３００μｍのニッケルスタンパを以下のように作製した。まず、ガラスの上にシランカップリング剤をスピンコート法により塗布し、その上にレジスト剤をスピンコート法により塗布した。次に、波長４０５ｎｍ、開口数０．６の露光条件でレジストを感光させた後、感光部を除去した。次に、ニッケルを蒸着した後、ニッケルをメッキで３００μｍ積層し、ガラスからニッケルを剥離した。このようにしてニッケルスタンパを作製した。

このスタンパを成形機に装着し、現行のＣＤやＤＶＤを作成する場合と同様の射出成形法でニッケルスタンパのパターンが転写された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を作製した。
スタンパのパターンが転写された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板オパターンの面に第１の記録層となるアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で、５ｎｍの厚さで積層した。

次いで、ナノインプリント法を用いて厚さ３５μｍのポリカーボネートシート上に案内溝を次のように形成した。厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板へのパターン転写に使用したニッケルスタンパと同様のスタンパと厚さ３５μｍのポリカーボネートシートとステンレスの板を図５のように配した状態で、１８０℃の温度においてスタンパと基板の間に圧縮する方向へ５ｔの力を加えた。プレス機にはヒータが内蔵されており、温度コントロールすることが可能である。ポリカーボネートのガラス転位温度は１５０℃であるので、１８０℃の温度ではポリカーボネートシートは流動性を有し、スタンパの形状に倣って変形する。室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離して、厚さ３５μｍのポリカーボネートシートの表面に第２の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

次いで、第１の記録層を形成した基板の光案内溝が形成されている側と、ナノインプリント法で作製した基板（シート）の光案内溝が形成されていない側を接着する。第１の記録層を形成した基板の光案内溝が形成されている側の内周部に光透過性を有する紫外線硬化樹脂を滴下し、その上にナノインプリント法で作製した基板（シート）を配置した。両基板を４０００ｒｐｍの回転速度で回転させて密着させた後、紫外線で露光して両基板を接着した。接着層の厚さは１μｍである。基板を接着した後の光情報記録媒体の厚みムラは０．１５μｍであった。

続いて、第２の光案内溝上に第２の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で７ｎｍの厚さで積層した。

次に、ナノインプリント法を用いて厚さ３０μｍのポリカーボネートシート上に第1の光案内溝と同様の方法で第３の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

さらに、第２の記録層と形成した基板の光案内溝が形成されている側と、第３の光案内溝を形成した基板の光案内溝が形成されていない側を接着する。接着層の厚さは１μｍであり、基板を接着した後の光情報記録媒体の厚みムラは０．２５μｍであった。

次に、第３の光案内溝上に第３の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法により、１００ｎｍの厚さで積層した。

最後に、保護コートとして紫外線硬化樹脂を反射膜の上にスピンコート法で塗布した後、紫外線を露光して硬化させた。
このようにして、３層の光情報記録媒体を作製した。この３層の光情報記録媒体を波長６５０ｎｍ、開口数０．６の対物レンズの光ヘッドで、ランダムな記録パターンの記録再生を実行したところ、各層でランダムな記録パターンの記録再生信号を確認することができた。

＜比較例＞
比較例による光情報記録媒体は、３層の記録層を有する、厚さ１．２ｍｍのＤＶＤ対応の光情報記録媒体に係るものである。第２層と第３層の厚さは、本発明とは異なり、同一となっている。
まず、深さが１８０ｎｍ、幅が１μｍの案内溝が半径２２ｍｍから半径５８ｍｍまでスパイラル状に掘ってある、内径１５ｍｍ、外径１３５ｍｍ、厚さ３００μｍのニッケルスタンパを以下のように作製した。まず、ガラスの上にシランカップリング剤をスピンコート法により塗布し、その上にレジスト剤をスピンコート法により塗布した。次に、波長４０５ｎｍ、開口数０．６の露光条件でレジストを感光させた後、感光部を除去した。次に、ニッケルを蒸着した後、ニッケルをメッキで３００μｍ積層し、ガラスからニッケルを剥離してニッケルスタンパを作製した。

このスタンパを成形機に装着し、現行のＣＤやＤＶＤを作成する場合と同様の射出成形法でニッケルスタンパのパターンが転写された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を作製した。
スタンパのパターンが転写された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板オパターンの面に第１の記録層となるアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で、５ｎｍの厚さで積層した。

次いで、ナノインプリント法を用いて厚さ３０μｍのポリカーボネートシート上に案内溝を次のように形成した。厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板へのパターン転写に使用したニッケルスタンパと同様のスタンパと厚さ３０μｍのポリカーボネートシートとステンレスの板を図５のように配した状態で、１８０℃の温度においてスタンパと基板の間に圧縮する方向へ５ｔの力を加えた。プレス機にはヒータが内蔵されており、温度コントロールすることが可能である。ポリカーボネートのガラス転位温度は１５０℃であるので、１８０℃の温度ではポリカーボネートシートは流動性を有し、スタンパの形状に倣って変形する。室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離して、厚さ３０μｍのポリカーボネートシートの表面に第２の光案内溝を形成した。

次いで、第１の記録層を形成した基板の光案内溝が形成されている側と、ナノインプリント法で作製した基板（シート）の光案内溝が形成されていない側を接着する。第1の記録層を形成した基板の光案内溝が形成されている側の内周部に光透過性を有する紫外線硬化樹脂を滴下し、その上にナノインプリント法で作製した基板（シート）を配置した。両基板を４０００ｒｐｍの回転速度で回転させて密着させた後、紫外線で露光して両基板を接着した。接着層の厚さは１μｍである。

続いて、第２の光案内溝上に第２の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法で７ｎｍの厚さで積層した。

次に、ナノインプリント法を用いて厚さ３０μｍのポリカーボネートシート上に第１の光案内溝と同様の方法で第３の光案内溝を形成した。このポリカーボネートシートの厚みムラを調べたところ、最大で０．１μｍ peak to peakであった。

さらに、第２の記録層と形成した基板の光案内溝が形成されている側と、第３の光案内溝を形成した基板の光案内溝が形成されていない側を接着する。接着層の厚さは１μｍであり、基板を接着した後の光情報記録媒体の厚みムラは０．２５μｍであった。

次に、第３の光案内溝上に第３の記録層としてアゾ色素をスピンコート法で塗布した後、反射膜としてＡｇをマグネトロンスパッタ法により、１００ｎｍの厚さで積層した。

最後に、保護コートとして紫外線硬化樹脂を反射膜の上にスピンコート法で塗布した後、紫外線を露光して硬化させた。
このようにして、各層の間隔が等しい３層の光情報記録媒体を作製した。
この３層の光情報記録媒体を波長６５０ｎｍ、開口数０．６の対物レンズの光ヘッドで、次のように情報を記録した。つまり、第３の記録層に周波数５ＭＨｚの記録波形で記録を行った後、第３の記録層の再生を行うと、周波数５ＭＨｚの正弦波信号が得られた。半径の違う位置に第１の記録層に３ＭＨｚの記録波形で記録を行った後、第１の記録層の再生を行うと、周波数３ＭＨｚの正弦波が得られた。

ところが、第３の記録層に周波数５ＭＨｚの記録波形で記録を行った場所と同じ半径位置で第１の記録層に３ＭＨｚの記録波形で記録を行った後、第３の記録層の再生を行うと周波数５ＭＨｚと周波数３ＭＨｚが重畳された信号が観測された。これは、図３（ａ）に示されるように、各層の間隔が同じであるために、第３の記録層に再生光のフォーカスをあわせると第２層目で反射した光が第１の層でも焦点を結んでしまうからである。このように、各層の間隔が同じであると層の間のクロストークが発生する。一方、本発明の実施例２ようにポリカーボネート基板（シート）の厚さを変えれば、各層の間隔のムラが少なく、精度良く層の間隔を決定することができる。

＜まとめ＞
本実施形態の光情報記録媒体では、光案内溝又は凹凸が形成された第１層目の透明基板の上に、光案内溝又は凹凸が形成された複数の透明基板が接着層を介して積層され、少なくとも３層以上の記録層が形成されている。ここで、第１層目の透明基板の上に積層された複数の透明基板の厚さが異なっている。例えば、３層目を記録再生する際に記録再生のためのレーザー光は、１層目の基板、接着層、２層目の基板、接着層を通過して３層目にフォーカスする。このとき、１層目の記録層と２層目の記録層の間隔と２層目の記録層と３層目の記録層の間隔が同じであると図３（ａ）に示すように１層目にもフォーカスがあってしまいクロストークが発生するが、２層目と３層目の間隔を変えることにより、クロストークの発生を防止することができる（図３（ｂ）参照）。

また、少なくとも２層目以降の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成されている。これにより、ソフトスタンパを用いることないので、材料を無駄にせず安価な媒体を提供できる。またこれにより、２層目以降の各基板の厚さを均一にすることができる。各基板の厚さにムラがあるとフォーカスやトラッキングなどのサーボが追従できず、光に収差が発生し、記録再生に悪影響を及ぼすためであり、従来のようにＵＶ硬化樹脂で２層目以降を形成すると厚さを均一に制御することが難しいからである（射出成形を用いれば均一にすることが可能であるが、２層目以降が射出成形できないほど薄い層、例えば５０μｍ以下の場合にはＵＶ硬化樹脂を用いるしかない）。本実施形態のようにナノインプリント法によって凹凸を形成すれば、基板（プラスチックシート）の厚みムラは０．１μｍ程度に抑えることができると共に、事前に厚みを調べた後にその基板を使用するか否かを決定することができる。一方、従来の方法ではスピンコート法で塗布するため塗布ムラが発生する上に、貼り合わせる前に厚みを調査することが出来ない。

第１層目の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成しなくても良く、射出成形法によって形成するようにしてもよい。第１層目の基板は射出成形によって凹凸が形成するに十分な厚みを備えているからである。

上記光情報記録媒体においては、最後に積層された透明基板上にはダミー基板が貼り付けられ、このダミー基板によって光情報記録媒体の全体の厚さが例えば１．２ｍｍとなるように調整される。これにより、様々な記録再生方式に対応できる光情報記録媒体を提供することができる。例えば、全体として１．２ｍｍの厚さになるようにすれば、ＤＶＤにも対応できるようになる。

また、第１の透明基板以外の複数の透明基板は、その厚さが全て１００μｍ以下である。各層の間の距離は、光の波面収差が生じない程度の距離でなければならないため、２層目に相当する最表面及び最深面以外の光案内溝または凹凸が形成された該プラスチック基板の厚さは１００μｍ以下であることが望ましい。

そして、第１の透明基板及び積層された複数の透明基板の厚さは、接着層の厚さよりも大きくなっている。つまり、従来技術のPhoto Polymer法では透明基板の作製及び接着層はスピンコート法で行うのに対し、本発明では、プラスチックシートの厚さを厚くして、接着層の厚さを薄くすることが可能である。例えば、接着材としてはＵＶ硬化樹脂を用いるが、その厚さは１μｍであり、各層を構成する基板の厚さからすれば十分薄い厚さである。従って、接着層に多少の厚みムラがあったとしても全体としての影響は少ない。例えば、スピンコートによる厚みムラが５％であったとすると、層と層の間のスペースが２０μｍである場合１．０μｍも厚さムラが発生してしまう。本発明の場合はプラスチックシートを１９μｍ、接着層の厚さを１μｍにすると、層と層の間隔のムラを０．１５μｍ程度に抑えることができる。

なお、第１層目の透明基板及び積層された第２層目以降の透明基板は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、シクロオレフィン、環状ポリオレフィン、脂環式アクリル樹脂の何れかによって構成されていることが好ましい。これらを用いれば、ナノインプリント法を適用して光案内溝又は凹凸を基板表面に形成することができる。

従来の多層光情報記録媒体の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態による光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 本発明の光情報記録媒体の利点を説明するための図である。 本実施形態の光情報記録媒体の製造方法を説明するためのフローチャートである。 ナノインプリント法の簡単な工程を示す図である。

符号の説明

１ 光情報記録媒体
１１ 第１層目の基板
１２ 第２層目の基板
１３ 第３層目の基板
１４ 保護層
１５ 第１層目の基板上で記録再生する際のレーザー光
１６ 第２層目の基板上で記録再生する際のレーザー光

Claims (8)

1. 光案内溝又は凹凸が形成された第１層目の透明基板の上に、光案内溝又は凹凸が形成された２層目以降の複数の透明基板が接着層を介して積層された、少なくとも３層以上の記録層を有する光情報記録媒体であって、
   前記第１層目の透明基板の上に積層された前記２層目以降の複数の透明基板の厚さが異なり、
   少なくとも前記積層された２層目以降の複数の透明基板の光案内溝又は凹凸は、ナノインプリント法によって形成されていることを特徴とする光情報記録媒体。
2. 前記第１層目の透明基板の光案内溝又は凹凸は、射出成形法又はナノインプリント法によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 最後に積層された透明基板上には保護層が形成され、
   前記保護層によって、前記光情報記録媒体の全体の厚さが調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録媒体。
4. 前記第２層目以降の複数の透明基板は、その厚さが全て１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光情報記録媒体。
5. 前記第１層目の透明基板及び前記第２層目以降の複数の透明基板の厚さは、前記接着層の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光情報記録媒体。
6. 前記第１層目の透明基板及び前記第２層目以降の複数の透明基板は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、シクロオレフィン、環状ポリオレフィン、脂環式アクリル樹脂の何れかによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光情報記録媒体。
7. 少なくとも３層以上の記録層を有する光情報記録媒体の製造方法であって、
   光案内溝又は凹凸が形成された第１層目の透明基板を準備する第1のステップと、
   第１層目の透明基板とは異なる透明基板にナノインプリント法によって光案内溝又は凹凸を形成する第２のステップと、
   前記第１層目の透明基板上に、前記第２のステップで光案内溝又は凹凸が形成された透明基板を積層して接着する第３のステップと、
   前記積層された透明基板とは厚さが異なる透明基板にナノインプリント法によって光案内溝又は凹凸を形成する第４のステップと、
   前記第４のステップで光案内溝又は凹凸が形成された透明基板をさらに積層して接着する第５のステップと、
   前記第４及び第５のステップを、所望の回数繰り返す第６のステップと、
   を備えることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
8. さらに、積層された最上面の透明基板の上に保護層を形成して、この保護層によって光情報記録媒体の全体の厚さを決定する第７のステップを備えることを特徴とする請求項７に記載の光情報記録媒体の製造方法。

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