JP2012164372A - 光情報記録媒体の製造方法および光情報記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録特性等の特性を向上できる、光情報記録媒体の製造方法および光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】基板1の一主面上に順次積層された第1情報信号層2、第1中間層3、第2情報信号層4(L1層)、第2中間層5、第3情報信号層6(L2層)、第3中間層7、第4情報信号層8(L3層)、カバー層9と、基板1の他の主面上に積層されたバリア層51とを備える。バリア層51は、基板1の裏面のBCAを除いた領域に形成される。
【選択図】図1

Description

本技術は、光情報記録媒体の製造方法および光情報記録媒体に関する。さらに詳しくは、複数の情報信号層を備える光情報記録媒体の製造方法に関する。
近年、再生専用型DVD(DVD−ROM:Digital Versatile Disc-Read Only Memory)や、記録型DVDなどにおける著作権保護技術は広く知られている。その一つとして、未記録ディスクの状態にて最内周側領域(Burst Cutting Area:BCA)に、メディアIDと称される媒体に固有の2進情報を記録しておき、このメディアIDを使用して記録されるコンテンツデータを暗号化するものがある。
また、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標):BD)などの高密度光情報記録媒体においても、2進情報であるバーコード状のマーク(以下、BCAマークと称する)をBCAに記録することが提案されている。
一般的に、BCAマークは、光情報記録媒体の作製後に記録される。例えば、基板成形、情報信号膜の成膜、中間層、カバー層の形成が順次行われた後、BCAマークの記録が行われる。初期状態の光情報記録媒体では、情報信号膜は、未記録状態にあり、BCAマークに対応させて、所要の部分についてのみレーザ光の照射を行って記録状態とする。この際、レーザ光は、基板の情報信号膜が形成されていない側の面側から照射することが一般的である。
光情報記録媒体の樹脂基板は、温度変化等により、基板の水分分布が不均一となり、水分含有量の高い方が膨張するため、光情報記録媒体に反りが生じる。これに対して、特許文献1では、基板の一主面に不透湿膜(防湿膜)を設けることによって、基板への水分の出入りを防止する技術が開示されている。
特開2003−3380842号公報
光情報記録媒体では、skew特性を確保するために、基板の主面(情報信号膜が形成されていない側の主面)上に防湿膜を形成することが行われている。この防湿膜は、BCA領域に形成される。したがって、BCAマークの記録が困難になってしまうことを避けるため、基板の一の主面上に、情報信号膜、中間層、カバー層等を順次形成した後に、BCAマークの記録が行われ、その後、基板の他の主面(情報信号膜が形成されていない側の主面)上に防湿膜を形成する。
ところで、情報信号膜の成膜工程において、樹脂基板中の水分が、情報信号膜を成膜するための真空スパッタリング装置内に解放されると、情報信号膜の記録特性等が低下してしまう。これを防止するためには、基板の主面に対する防湿膜の形成は、情報信号膜の成膜の前に行うことが好ましい。
しかしながら、防湿膜の形成を、情報信号膜の成膜前に行うことは難しい。なぜなら、防湿膜はBCAにも形成されるため、BCAマークの記録前に防湿膜を形成すると、BCAマークの記録の際に、基板の裏面側から入射するBCAマーク記録用のレーザ光は、防湿膜を透過して情報信号膜に対して記録を行わなければならず、このため、レーザ光の透過不足によりBCAマークの記録が困難になるからである。一方、防湿膜の形成を、情報信号膜の形成後に行うと、上述したように情報信号膜の記録特性等の諸特性が低下してしまう。
したがって、本技術の目的は、記録特性等の特性を向上できる、光情報記録媒体の製造方法および光情報記録媒体を提供することにある。
上述した課題を解決するために、第1の技術は、第1の主面および第2の主面を有する基板を成形する工程と、基板の第1の主面上に第1情報信号層を形成する工程と、第1情報信号層上に中間層を形成する工程と、中間層上に第2情報信号層を形成する工程と、基板の第2の主面側から光を入射し、第1の領域および第2の領域のうち、第1の領域に識別情報を記録する工程と、識別情報を記録する工程の前に、識別情報が記録される第1の領域を除いた第2の領域にバリア層を第2の主面に対して形成する工程とを有する光情報記録媒体の製造方法である。
第2の技術は、第1の主面および第2の主面を有する基板と、識別情報が記録される、基板の第1の主面上に形成された1または複数の情報信号層と、第2の主面上に形成されたバリア層とを備え、バリア層は、上記識別情報が記録される第1の領域を除いた第2の領域に形成された光情報記録媒体である。
第1の技術および第2の技術では、バリア層は、上記識別情報が記録される第1の領域を除いた第2の領域に形成される。これにより、識別情報を記録する工程前の工程で、バリ層を形成することが可能となり、記録特性等の特性を向上できる。
本技術によれば、記録特性等の特性を向上できる。
光情報記録媒体の構成例を示す断面図である。 光情報記録媒体の構成を示す平面図である。 基板の裏面に形成されるバリア層の成膜エリアを示す平面図である。 光情報記録媒体の製造工程の第1の例を説明するためのフローチャートである。 外周マスクおよび内周マスクの配置の一例を示す概略図である。 光情報記録媒体の製造工程の第2の例を説明するためのフローチャートである。 記録感度劣化率の測定結果をまとめたグラフである。 実施例1のSudden Change特性の測定結果を示すグラフである。 比較例1のSudden Change特性の測定結果を示すグラフである。 比較例7のSudden Change特性の測定結果を示すグラフである。
以下、本技術の実施形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で説明する。
1.第1の実施形態(光情報記録媒体)
2.他の実施形態(変形例)
1.第1の実施形態
[光情報記録媒体の構成]
図1は、本技術の第1の実施形態による光情報記録媒体の構成例を示す。この光情報記録媒体は、例えば、追記型の光情報記録媒体であり、図1Aに示すように、基板1の一主面上に順次積層された第1情報信号層2(L0層)、第1中間層3、第2情報信号層4(L1層)、第2中間層5、第3情報信号層6(L2)、第3中間層7、第4情報信号層8(L3層)、カバー層9と、基板1の他の主面上に積層されたバリア層51とを備える。なお、以下では、第1情報信号層2、第1中間層3、第2情報信号層4、第2中間層5、第3情報信号層6、第3中間層7、第4情報信号層8、カバー層9が順次積層される基板の一主面の反対側の他主面を裏面と適宜称する。
図2は、本技術の第1の実施形態による光情報記録媒体を示す平面図である。この光情報記録媒体の内周部には、リードイン領域12が設けられ、このリードイン領域12の外周側にデータ記録領域13が設けられている。また、リードイン領域12には、識別情報記録領域であるBCA(Burst Cutting Area)14が設けられている。
BCA14は、典型的には、半径r=21.0mm〜22.0mmの円環状の領域に設けられる。なお、半径rは、基板1の主面の中心からの径である。BCA14は、光情報記録媒体の製造時に識別情報を記録するために設定され、典型的には、光記録媒体の最内周側に設定される円環状の領域である。識別情報は、各媒体に固有な情報であり、例えば、不正コピーの防止などを目的とするものである。例えば、BCA14の第1情報信号層2にバーコード状のBCAマークが記録されている。詳細は後述するが、BCAマークは、基板1を成形後、基板1の一の主面上に、第1情報信号層2、第1中間層3、第2情報信号層4、第2中間層5、第3情報信号層6、第3中間層7、第4情報信号層8、カバー層9を順次形成した後に、基板1の裏面側からレーザ光を入射し、第1情報信号層2に対してBCAマークの記録が行われる。基板1の裏面に形成されるバリア層51の形成は、典型的には、基板1の成形後、第1情報信号層2の形成前、または第1情報信号層2の形成後、第1中間層3の形成前に行われる。
データ記録領域13は、ユーザが所望のデータを記録するための領域である。データ記録領域13は、典型的には、半径r=23.2mm〜58.5mmの間に設けられる。データ記録領域13には、例えば、正弦波ウォブルグルーブが形成されている。トラックピッチは、典型的には320nmであり、これはピッチを詰めることによりさらに長時間記録・再生が可能な大容量を得ることができるようにするためである。なお、実際にデータが記録されるのは、典型的には半径r=24.0mmより外周側となる。
リードイン領域12は、例えば識別情報(ID)、暗号鍵および複合鍵などの情報を記録するための領域であり、これらの情報は、光情報記録媒体の製造時に記録される。リードイン領域12は、例えば、さらにPIC(Permanent Information & Control Data)領域、OPC(Optimum Power Control)領域およびINFO領域に分けられる。
PIC領域は、再生専用領域であり、例えば、半径r=22.4mm〜23.197mmの間に設けられ、PIC領域には、例えば、矩形ウォブルグルーブの配列からなるグルーブトラックがトラックピッチ350nmで形成されている。矩形ウォブルグルーブの配列から情報が再生される。
この光情報記録媒体では、カバー層9側から第1情報信号層2、第2情報信号層4、第3情報信号層6または第4情報信号層8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が0.84〜0.86の開口数を有する対物レンズにより集光され、カバー層9側から、第1情報信号層2、第2情報信号層4、第3情報信号層6または第4情報信号層8に照射されることで、情報信号の記録または再生が行われる。このような光情報記録媒体としては、例えばBD−R等の追記型光情報記録媒体が挙げられる。
以下、光情報記録媒体を構成する基板1、第1情報信号層2、第1中間層3、第2情報信号層4、第2中間層5、第3情報信号層6、第3中間層7、第4情報信号層8、カバー層9、バリア層51について順次説明する。
(基板)
基板1は、中央に開口(以下センターホールと称する)が形成された円環形状を有する。この基板1の一主面は、例えば、凹凸面となっており、この凹凸面上に第1情報信号層2が成膜される。以下では、凹凸面のうち凹部をイングルーブGin、凸部をオングルーブGonと称する。
このイングルーブGinおよびオングルーブGonの形状としては、例えば、スパイラル状、同心円状などの各種形状が挙げられる。また、イングルーブGinおよび/またはオングルーブGonが、例えば、アドレス情報を付加するためにウォブル(蛇行)されている。
基板1の直径は、例えば120mmに選ばれる。基板1の厚さは、剛性を考慮して選ばれ、好ましくは0.3mm以上1.3mm以下から選ばれ、より好ましくは0.6mm以上1.3mm以下から選ばれ、例えば1.1mmに選ばれる。また、センターホールの径(直径)は、例えば15mmに選ばれる。
基板1は、例えば、吸水性を有するプラスチック樹脂材料を主成分として含んでいる。基板1の材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂もしくはアクリル系樹脂などの樹脂材料を用いることができる。
(情報信号層)
図1Bは、図1Aに示した各情報信号層の一構成例を示す模式図である。図1Bに示すように、第1情報信号層2〜第4情報信号層8は、例えば、無機記録層61と、無機記録層61の一主面に隣接して設けられた第1保護層62と、無機記録層61の他主面に隣接して設けられた第2保護層63とを備える。このような構成とすることで、無機記録層61の耐久性を向上することができる。
第1情報信号層2〜第4情報信号層8のうちの少なくとも1層の無機記録層61が、W酸化物、Pd酸化物、およびCu酸化物の3元系酸化物を主成分として含む。これにより、光情報記録媒体の情報信号層として求められる特性を満たしつつ、優れた透過特性を実現できるからである。ここで、光情報記録媒体の情報信号層として求められる特性としては、良好な信号特性や高記録パワーマージン、高再生耐久性、記録後透過率変化の抑制などが挙げられる。
第1情報信号層2〜第4情報信号層8のうちの少なくとも1層の無機記録層61は、上述の3元系酸化物にさらにZn酸化物を加えた4元系酸化物を主成分として含むことが好ましい。これにより、光情報記録媒体として求められる特性を満たしつつ、優れた透過特性を実現できるとともに、W酸化物、Pd酸化物、およびCu酸化物の含有量を減らすことができるからである。W酸化物、Pd酸化物、およびCu酸化物、特にPd酸化物の含有量を減らすことで、光情報記録媒体を低廉化することができる。
第1保護層62および第2保護層63としては、誘電体層または透明導電層を用いることが好ましく、第1保護層62および第2保護層63のうちの一方として誘電体層を用い、他方として透明導電層を用いることも可能である。誘電体層または透明導電層が酸素バリア層として機能することで、無機記録層61の耐久性を向上することができる。また、無機記録層61の酸素の逃避を抑制することで、記録膜の膜質の変化(主に反射率の低下として検出)を抑制することができ、無機記録層61として必要な膜質を確保することができる。さらに、誘電体層または透明導電層を設けることで、記録特性を向上させることができる。これは、誘電体層または透明導電層に入射したレーザ光の熱拡散が最適に制御されて、記録部分における泡が大きくなりすぎたり、Pd酸化物の分解が進みすぎて泡がつぶれるといったことが抑制され、記録時の泡の形状を最適化することができるためと考えられる。
第1保護層62および第2保護層63の材料としては、例えば、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物またはその混合物が挙げられる。第1保護層62および第2保護層63の材料としては、互いに同一または異なる材料を用いることができる。酸化物としては、例えば、In、Zn、Sn、Al、Si、Ge、Ti、Ga、Ta、Nb、Hf、Zr、Cr、BiおよびMgからなる群から選ばれる1種以上の元素の酸化物が挙げられる。窒化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Nb、Mo、Ti、Nb、Mo、Ti、W、TaおよびZnからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物、好ましくはSi、GeおよびTiからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物が挙げられる。硫化物としては、例えば、Zn硫化物が挙げられる。炭化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Ti、Zr、TaおよびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物、好ましくはSi、Ti,およびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物が挙げられる。フッ化物としては、例えば、Si、Al、Mg、CaおよびLaからなる群より選ばれる1種以上の元素のフッ化物が挙げられる。これらの混合物としては、例えば、ZnS−SiO2、SiO2−In23−ZrO2(SIZ)、SiO2−Cr23−ZrO2(SCZ)、In23−SnO2(ITO)、In23−CeO2(ICO)、In23−Ga23(IGO)、In23−Ga23−ZnO(IGZO)、Sn23−Ta25(TTO)、TiO2−SiO2などが挙げられる。
(中間層)
第1中間層3、第2中間層5および第3中間層7の材料としては、例えば、透明性を有する樹脂材料を用いることができる。このような樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などのプラスチック材料を用いることができる。第1中間層3〜第3中間層7のカバー層9側となる面は、基板1と同様に、イングルーブGinおよびオングルーブGonからなる凹凸面となっている。
(カバー層)
保護層であるカバー層9は、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を硬化してなる樹脂層である。この樹脂層の材料としては、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が挙げられる。また、円環形状を有する光透過性シートと、この光透過性シートを基板1に対して貼り合わせるための接着層とからカバー層を構成するようにしてもよい。光透過性シートは、記録および再生に用いられるレーザー光に対して、吸収能が低い材料からなることが好ましく、具体的には透過率90パーセント以上の材料からなることが好ましい。光透過性シートの材料としては、例えばポリカーボネート樹脂材料、ポリオレフィン系樹脂(例えばゼオネックス(登録商標))が挙げられる。光透過性シートの厚さは、好ましくは0.3mm以下に選ばれ、より好ましくは3μm〜177μmの範囲内から選ばれる。接着層は、例えば紫外線硬化樹脂または感圧性粘着剤(PSA:Pressure Sensitive Adhesive)からなる。
カバー層9の厚さは、好ましくは10μm〜177μmの範囲内から選ばれ、例えば100μmに選ばれる。このような薄いカバー層9と、例えば0.85程度の高NA(numerical aperture)化された対物レンズとを組み合わせることによって、高密度記録を実現することができる。
(ハードコート層)
カバー層9上にハードコート層を形成してもよい。ハードコート層は、光照射面に耐擦傷性などを付与するためのものである。ハードコート層の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、有機無機ハイブリッド系樹脂などを用いることができる。
(バリア層)
バリア層51は、成膜工程において基板1の裏面からの脱ガス(水分放出)を抑制するものである。また、バリア層51は、基板1の裏面における水分の吸収を抑制する防湿層としても機能する。
バリア層51を構成する材料としては、基板1の裏面からの脱ガス(水分放出)を抑制することができるものであればよく特に限定されるものではないが、例示するならば、ガス透過性が低い誘電体を用いることができる。このような誘電体としては、例えば、SiN、SiO2、TiN、AlN、およびZnS−SiO2の少なくとも1種を用いることができる。
バリア層51の水分透過率は、5×10-5g/cm2・day以下であることが好ましい。バリア層51の厚さは、5nm以上40nm以下に設定することが好ましい。5nm未満であると、基板裏面からの脱ガスを抑制するバリア機能が低下する傾向がある。一方、40nmを超えると、脱ガスを抑制するバリア機能がそれ以下の膜厚の場合と殆ど変わらず、また、生産性の低下を招く傾向があるからである。
図3は、基板1の裏面に形成されるバリア層51の成膜領域を示す平面図である。上述したように、基板1の中央部にはセンターホール1aが形成されている。基板1の裏面には、基板1の内周から外周に向かって、内周側の基板露出エリアR1、バリア層51の成膜エリアR2、外周側の基板露出エリアR3が設定されている。バリア層51の成膜エリアR2は、後述するバリア層51の成膜工程において、基板1の内周部および外周部をそれぞれ覆う内周マスクおよび外周マスクにより調整される。これらの内周マスクおよび外周マスクにより基板1の内周部および外周部を覆うことにより、バリア層51が形成されず、基板1が露出した内周側の基板露出エリアR1および外周側の基板露出エリアR3が形成される。
バリア層51は、基板1の裏面のBCA14を除いた領域に形成される。すなわち、情報信号層の記録特性等を向上させるため、基板1の裏面に対するバリア層51の形成は、例えば、第1情報信号層2の成膜後、第2情報信号層4の成膜前等のBCAマークの記録前に行う。したがって、基板1の裏面のBCA14に、バリア層51が形成されると、BCAマークの記録の際に、BCAマークの記録用のレーザ光は、バリア層51を透過して第1情報信号層2に対して記録を行わなければならず、このため、レーザ光の透過不足等によりBCAマークの記録が困難になる。これを避けるため、バリア層51は、基板1の裏面のBCA14を除いた領域に形成される。
具体的には、バリア層51の成膜エリアR2には、BCA14が除かれる。すなわち、
BCA14の外側にバリア層51の円環状の成膜エリアR2が設定され、さらにその外側に円環状の基板露出エリアR3が設定される。なお、基板露出エリアR3を設定しなくてもよい。
上述したように、BCA14は、典型的には、半径r=21mm以上22mm以下の円環領域に形成されているため、円環状の成膜エリアR2の内周側の開始位置は、典型的には、r>22mmである。さらに優れたSudden Change特性が得られるという点も考慮すると、成膜エリアR2の内周側の開始位置は、22mm<r<25mmであることが好ましい。
(光情報記録媒体の製造方法)
次に、上述の構成を有する光情報記録媒体の製造方法の第1の例および第2の例について説明する。まず、図4のフローチャートを参照しながら、光情報記録媒体の製造方法の第1の例について説明する。
(第1の例)
まず、ステップS1において、例えば射出成形装置などの成形装置により、基板1を成形する。次に、成形した基板1を成形装置からL0層成膜装置に搬送する。
次に、ステップS2において、L0層成膜装置にて第1情報信号層2(L0層)を形成する。このL0層成膜装置は枚葉式成膜装置であることが好ましい。この枚葉式成膜装置の各真空室を用いて、第1情報信号層2を構成する各層(例えば、第1保護層62、無機記録層61、第2保護層63)を、順次基板1上に真空を破らずに連続的に積層することができるからである。枚葉式成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。スパッタリング法としては、例えば高周波(RF)スパッタリング法、直流(DC)スパッタリング法を用いることができるが、特に直流スパッタリング法が好ましい。直流スパッタリング法は高周波スパッタリング法に比して成膜レートが高いため、生産性を向上することができるからである。次に、第1情報信号層2が形成された基板1を、L0層成膜装置からバリア層成膜装置に搬送する。
次に、ステップS3において、図5に示すように、バリア層成膜装置にて基板1の裏面の外周部および内周部をそれぞれ、外周マスク31および内周マスク32により覆い、バリア層51を基板1の裏面上に形成する。この際、バリア層51は、図3を参照して説明した所定の領域に形成する。バリア層成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。なお、L0層成膜装置とバリア層成膜装置とを一体のものとし、第1情報信号層2およびバリア層51を1つの成膜装置内にて連続的に成膜できるようにしてもよい。次に、バリア層51が形成された基板1を、バリア層成膜装置から中間層形成装置に搬送する。
次に、ステップS4において、中間層形成装置にて、例えばスピンコート法により紫外線硬化樹脂を第1情報信号層2上に均一に塗布する。その後、第1情報信号層2上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離する。これらにより、スタンパの凹凸パターンが紫外線硬化樹脂に転写され、例えばイングルーブGinおよびオングルーブGonが設けられた第1中間層3が形成される。次に、第1中間層3が形成された基板1を、中間層形成装置からL1層成膜装置に搬送する。
次に、L1層成膜装置にて、中間層3上に第2情報信号層4(L1層)を形成する。このL1層成膜装置は枚葉式成膜装置であることが好ましい。この成膜装置の各真空室を用いて、例えば、第2情報信号層4を構成する各層を順次中間層3上に真空を破らずに連続的に積層できるからである。枚葉式成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。
次に、ステップS5において、中間層形成装置にて、例えばスピンコート法により紫外線硬化樹脂を第2情報信号層4上に均一に塗布する。その後、第2情報信号層4上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離する。これらにより、スタンパの凹凸パターンが紫外線硬化樹脂に転写され、例えばイングルーブGinおよびオングルーブGonが設けられた第2中間層5が形成される。次に、第2中間層5が形成された基板1を、中間層形成装置からL2層成膜装置に搬送する。
次に、L2層成膜装置にて、第2中間層5上に第3情報信号層6(L2層)を形成する。このL2層成膜装置は枚葉式成膜装置であることが好ましい。この成膜装置の各真空室を用いて、第3情報信号層6を構成する各層を順次第2中間層5上に真空を破らずに連続的に積層できるからである。枚葉式成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。
次に、ステップS6において、中間層形成装置にて、例えばスピンコート法により紫外線硬化樹脂を第3情報信号層6上に均一に塗布する。その後、第3情報信号層6上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離する。これらにより、スタンパの凹凸パターンが紫外線硬化樹脂に転写され、例えばイングルーブGinおよびオングルーブGonが設けられた第3中間層7が形成される。次に、第3中間層7が形成された基板1を、中間層形成装置からL3層成膜装置に搬送する。
次に、L3層成膜装置にて、第3中間層7上に第4情報信号層8(L3層)を形成する。このL3層成膜装置は枝葉式成膜装置であることが好ましい。この成膜装置の各真空室を用いて、第4情報信号層8を構成する各層を順次第3中間層7上に真空を破らずに連続的に積層できるからである。枚葉式成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。次に、L3層が形成された基板1をL3層成膜装置からカバー層形成装置に搬送する。
次に、ステップS7において、カバー層形成装置にて、保護層であるカバー層9を第4情報信号層8上に形成する。カバー層形成装置としては、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を第4情報信号層8上にスピンコートし、紫外線などの光を感光性樹脂に照射することにより、カバー層9を形成する装置を用いることができる。また、光透過性シートを接着剤を用いて、基板1上の凹凸面側に貼り合わせることにより、カバー層9を形成する装置を用いることもできる。具体的には例えば、第4情報信号層8上に塗布された紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を用いて、光透過性シートを基板1上の凹凸面側に貼り合わせることにより、カバー層9を形成する装置を用いることができる。また、光透過性シートを、このシートの一主面に予め均一に塗布された感圧性粘着剤(PSA)を用いて、基板1上の凹凸面側に貼り合わせることにより、カバー層9を形成する装置を用いることもできる。
その後、ステップS8において、BCAマークの記録が行われる。以下では、BCAマークの記録工程について説明する。まず、カバー層9まで形成された光情報記録媒体を、その基板1の側(基板1の裏面側)が光ピックアップに対向するようにして、ターンテーブルに載置する。次に、モータを駆動して光情報記録媒体を所定速度で回転させる。
そして、光ピックアップを光情報記録媒体の内周部に設けられたBCA14まで移動させた後、光ピックアップを駆動させて、例えば識別情報に応じてパルス状に変調されたレーザ光を基板1側から照射する。これにより、第1情報信号層2のうちレーザ光が照射された部分では、基板1上に積層された第1情報信号層2を構成する各膜が溶融除去される。その結果、識別情報に応じたマーク(BCAマーク)が例えばバーコード状に形成され、識別情報がBCA14に記録される。
なお、レーザ光は、近赤外レーザ光または赤外レーザ光であることが好ましく、例えば波長800nmのレーザ光である。また、レーザ光照射時の光学ヘッドスキャンスピードを5m/s〜9m/s、レーザパワーを3400mW〜4000mWの範囲とすることが好ましい。この範囲とすることで、記録マークエッジ部分における急激な反射率の上昇を抑制することができる。したがって、識別情報の再生信号のノイズを低減することができる。以上の工程により、図1に示す光情報記録媒体が得られる。
(第2の例)
図6のフローチャートを参照しながら、光情報記録媒体の製造方法の第2の例について説明する。
まず、ステップS11において、例えば射出成形装置などの成形装置により、基板1を成形する。
次に、ステップS12において、図5に示すように、バリア層成膜装置にて基板1の裏面の外周部および内周部をそれぞれ、外周マスク31および内周マスク32により覆い、バリア層51を基板1の裏面上に形成する。この際、バリア層51は、図3を参照して説明した所定の領域に形成する。次に、バリア層51が形成された基板1を、バリア層成膜装置からL0層成膜装置に搬送する。なお、バリア層成膜装置とL0層成膜装置とを一体のものとし、バリア層51および第1情報信号層2を1つの成膜装置内にて連続的に成膜できるようにしてもよい。
次に、ステップS13において、L0層成膜装置にて第1情報信号層2(L0層)を形成する。このL0層成膜装置は枚葉式成膜装置であることが好ましい。この枚葉式成膜装置の各真空室を用いて、第1情報信号層2を構成する各層を基板1上に真空を破らずに連続的に積層することができるからである。枚葉式成膜装置としては、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などの真空薄膜形成技術が適用されたものを用いることができる。次に、第1情報信号層2が形成された基板1を、L0層成膜装置から中間層形成装置に搬送する。
次に、ステップS14において、第1の例のステップS4と同様にして、第1中間層3の形成および第2情報信号層4(L1層)の成膜を行い、ステップS15において、第1の例のステップS5と同様にして、第2中間層5の形成および第3情報信号層6(L2層)の成膜を行う。次に、ステップS16において、第1の例のステップS6と同様にして、第3中間層7の形成および第4情報信号層8(L3層)の成膜を行う。
次に、ステップS17において、第1の例のステップS7と同様にして、カバー層9の形成を行う。最後に、ステップS18において、第1の例のステップS8と同様にして、BCAマークの記録を行う。
以上の工程により、図1に示す光情報記録媒体が得られる。
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。以下では、タングステン酸化物、パラジウム酸化物、銅酸化物、および亜鉛酸化物の4系酸化物を「WZCPO」と称する。
(実施例1)
まず、直径φ120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を射出成形装置により成形した。次に、射出成形装置から第1の枚葉式スパッタリング装置に、成形した基板を搬送した。
次に、マグネトロンスパッタリング方式により、以下の組成および膜厚を有する第1情報信号層(L0層)を基板表面上に順次積層した。これにより、第1情報信号層(L0層)が基板表面上に形成された。
第1情報信号層(L0層)
第2保護層
材料:ITO、膜厚:8nm
無機記録膜層
材料:WZCPO、膜厚:32nm
第1保護層
材料:ITO、膜厚:8nm
次に、第1情報信号層が形成された基板を、第1の枚葉式スパッタリング装置からバリア層形成用スパッタリング装置に搬送した。次に、内径(直径)46mmの内周マスクおよび外径(直径)115mmの外径マスクによりそれぞれ、基板裏面の内周部および外周部を覆った後、マグネトロンスパッタリング方式により、TiNからなる、厚さ10nmのバリア層を基板裏面に形成した。これにより、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置は、半径r=23mmに設定された。
次に、バリア層形成用スパッタリング装置から中間層形成装置に基板を搬出し、スピンコート法により紫外線硬化樹脂(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製、製品名SK520)を第1情報信号層上に均一に塗布した。その後、第1情報信号層上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離した。これらにより、厚さ15.5μmの第1中間層が形成された。
次に、中間層形成装置から第2の枚葉式スパッタリング装置に基板を搬送した。次に、マグネトロンスパッタリング方式により、以下の組成および膜厚を有する第2情報信号層(L1層)を中間層上に順次積層した。これにより、第2情報信号層が第1中間層上に形成された。
第2情報信号層(L1層)
第2保護層
材料:ITO、膜厚:8nm
無機記録膜層
材料:WZCPO、膜厚:40nm
第1保護層
材料:ITO、膜厚7nm
次に、第2の枚葉式スパッタリング装置から中間層形成装置に基板を搬出し、スピンコート法により紫外線硬化樹脂(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製、製品名SK520)を第1情報信号層上に均一に塗布した。その後、第1情報信号層上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離した。これらにより、厚さ19.5μmの第2中間層を形成した。
次に、中間層形成装置から第3の枚葉式スパッタリング装置に基板を搬送した。次に、マグネトロンスパッタリング方式により、以下の組成および膜厚を有する第3情報信号層(L2層)を第2中間層上に順次積層した。これにより、第3情報信号層が第2中間層上に形成された。
第3情報信号層(L2層)
第2保護層
材料:SIZ、膜厚:24nm
無機記録膜層
材料:WZCPO、膜厚:35nm
第1保護層
材料:ITO、膜厚:10nm
次に、第3の枚葉式スパッタリング装置から中間層形成装置に基板を搬出し、スピンコート法により紫外線硬化樹脂((ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製、製品名SK520)を第3情報信号層上に均一に塗布した。その後、第3情報信号層上に均一に塗布された紫外線硬化樹脂に対してスタンパの凹凸パターンを押し当て、紫外線を紫外線硬化樹脂に対して照射して硬化させた後、スタンパを剥離した。これらにより、厚さ11.5μmの第3中間層を形成した。
次に、中間層形成装置から第4の枚葉式スパッタリング装置に基板を搬送した。次に、マグネトロンスパッタリング方式により、以下の組成および膜厚を有する第4情報信号層(L3層)を第3中間層上に順次積層した。これにより、第4情報信号層が第3中間層上に形成された。
第4情報信号層(L3層)
第2保護層
材料:SIZ、膜厚31nm
無機記録膜層
材料:WZCPO、膜厚:35nm
第1保護層
材料:SIZ、膜厚10nm
次に、第4の枚葉式スパッタリング装置からスピンコート装置に基板を搬送し、この第4情報信号層上にスピンコート法により紫外線硬化樹脂を塗布し、この紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射して、厚さ53.5μmのカバー層を形成した。その後、第1情報信号層に対して、基板の裏面側からレーザ光を入射し、BCA(rが21mm〜22mmの円環状の領域)にBCAマークの記録を行った。
以上により、目的とする光情報記録媒体が得られた。
(実施例2)
内周マスクの内径(直径)を48mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=24mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例3)
内周マスクの内径(直径)を50mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=25mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例4)
内周マスクの内径(直径)を52mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=26mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例5)
内周マスクの内径(直径)を54mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=27mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例6)
内周マスクの内径(直径)を56mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=28mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例7)
内周マスクの内径(直径)を58mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=29mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例8)
まず、直径φ120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を射出成形装置により成形した。
次に、射出成形装置からバリア層形成用スパッタリング装置に成型した基板を搬送した。次に、内径(直径)46mmの内周マスクおよび外径(直径)118mmの外径マスクによりそれぞれ、基板裏面の内周部および外周部を覆った後、マグネトロンスパッタリング方式により、TiNからなる、厚さ10nmのバリア層を基板裏面に形成した。これにより、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=23mmに設定した。
次に、バリア層形成用スパッタリング装置から第1の枚葉式スパッタリング装置にバリア層を形成した基板を搬送した。
次に、マグネトロンスパッタリング方式により、以下の組成および膜厚の第1情報信号層を基板表面上に順次積層した。これにより、第1情報信号層(L0層)が基板表面上に形成された。
第1情報信号層(L0層)
第2保護層
材料:ITO、膜厚:8nm
無機記録膜層
材料:WZCPO、膜厚:32nm
第1保護層
材料:ITO、膜厚:8nm
その後、実施例1と同様にして、第1中間層、第2情報信号層、第2中間層、第3情報信号層、第3中間層、第4情報信号層、カバー層を順次形成し、その後、BCAマークの記録を行った。以上により、光情報記録媒体を得た。
(比較例1)
内周マスクの内径(直径)を34mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=17mmに設定した以外は、以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例2)
内周マスクの内径(直径)を36mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=18mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例3)
内周マスクの内径(直径)を38mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=19mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例4)
内周マスクの内径(直径)を40mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=20mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例5)
内周マスクの内径(直径)を42mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=21mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例6)
内周マスクの内径(直径)を44mmとし、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置を半径r=22mmに設定した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例7)
バリア層を基板の裏面に形成しなかった以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(比較例8)
バリア層の形成工程をカバー層形成後に行った以外は、比較例1と同様にして、
(評価)
上述のようにして得られた実施例1〜実施例8および比較例1〜8の光情報記録媒体を以下のようにして評価した。
(記録感度劣化)
前記光情報記録媒体の記録再生には、ディスクテスタ(パルステック社製、商品名:ODU−1000)を用いて、NA=0.85、記録波長405nm、記録線速7.69m/sで1層あたり32GB密度の1−7変調データを記録再生して、第4情報信号層のi−MLSE値を測定した。ここでi−MLSEとは、高密度記録再生用の従来のジッタに相当する信号評価指標であり、値が小さいほど良好な信号特性である。このi−MLSE値が最小となる記録パワーをPwo1とし、さらに耐久性の加速条件とした80℃85%RH環境下に200時間保管後のi−MLSE値が最小となる記録パワーをPwo2したときに、Pwo2の記録パワーシフト量をPwo1で正規化したものを記録感度劣化とした。つまり、保存環境前後での記録感度劣化をΔとした場合、下記(1)式で規定した。
Δ=(Pwo2−Pwo1)/Pwo1・・・(1)
(Sudden Change特性)
光情報記録媒体からの水の放出や、各熱膨張が複雑に絡み合い、光情報記録媒体の反り(R-skew)が変化する。これを評価するために、以下のように、Temp Shock特性およびHum Shock特性を評価した。なお、変化量は、±0.15deg以内にすることが製造規格になっているので、これを基準値として○、×、△で評価した。
製造規格±0.15degを超える変化量で光情報記録媒体を設計すると、急激な環境の変化があるところで使用する際(つまりサドンチェンジ時)に光情報記録媒体の反りが大きくて、記録再生時のサーボが外れる、ひどい時にはピックアップに接触するような光情報記録媒体が生産の中で発生する可能性がある。
(Temp Shock特性)
温度25℃、湿度45%環境下の恒温槽に入れた光情報記録媒体を、温度55℃、湿度9%の恒温槽に移動した。このときの移動前の光情報記録媒体の光情報記録媒体の反り(R−skew)を基準とした、移動後の光情報記録媒体の反り(R−skew)の変化量を確認した。
(Hum Shock特性)
温度25℃、湿度90%環境下の恒温槽に入れた光情報記録媒体を、温度25℃、湿度45%の恒温槽に移動した。このときの光情報記録媒体の光情報記録媒体の反り(R−skew)を基準とした、移動後の光情報記録媒体の反り(R−skew)の変化量を確認した。
実施例1、実施例8、比較例8の記録感度劣化の評価をまとめた棒グラフを図7に示す。なお、図7の棒グラフは、実施例1、実施例8、比較例8それぞれについて、2サンプル測定をおこなった結果をまとめたものである。
図7に示すように、バリア層の形成工程をカバー層形成後に行った比較例8では、バリア層の形成を、第1情報信号層の形成後、第1中間層形成前に行った実施例1、並びに、バリア層の形成を、基板1の成形前、第1情報信号層の形成後に行った実施例8よりも、記録感度劣化率が大きかった。
実施例1のSudden Change特性の測定結果をまとめたグラフを図8Aおよび図8Bに示す。図8Aは、Temp Shock特性を示し、図8Bは、Hum Shock特性を示す。比較例1のSudden Change特性の測定結果をまとめたグラフを図9Aおよび図9Bに示す。図9Aは、Temp Shock特性を示し、図9Bは、Hum Shock特性を示す。比較例7のSudden Change特性の測定結果をまとめたグラフを図10Aおよび図10Bに示す。図10Aは、Temp Shock特性を示し、図10Bは、Hum Shock特性を示す。なお、図8Aにおいて、R28、R54、R58の数値は、測定位置(基板の一主面の中心からの距離)を示し、図8Bにおいて、R57、R53、R43は、同様に、測定位置を示す。また、初期で示すマークが示す値は、移動前の初期値を示す。(図9Aおよび図9B、図10AおよびBにおいても同様)
図8および図9のグラフの比較によれば、バリア層の形成領域の違いによるSudden Change特性に差がないことが確認できる。したがって、Sudden Change特性の点からは、バリア層の形成領域の開始位置をBCAの外側にしてもよいことがわかる。一方、図8のグラフと図9とのグラフの比較によれば、バリア層を形成しない場合には、Sudden Change特性が悪化することが確認できた。
次に、実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例7のSudden Change特性、BCA記録の可否、記録感度劣化の評価をまとめたものを表1に示す。
表1において、BCA可とは、バリア層を形成していない場合のBCAマークの記録と同様の記録条件(レーザパワー、回転数等)でBCAマークの記録が可能であったことを意味する。BCA否とは、上記の条件ではBCAマークの記録が不可であったことを意味する。
また、記録感度劣化は、5%以内を基準に○、△、×で評価した。5%以内を基準としたのは以下の理由からである。すなわち、良好なデータとして記録するには、最適記録パワーで記録することが必要だが、記録パワーが多少ずれても比較的良好にデータを記録できる範囲があり、これを一般的にパワーマージン幅と呼ぶ。このパワーマージン幅は、光情報記録媒体の設計では最低でも±5%以上確保することが多い。これより、最悪なケースである±5%を考慮して、良好な範囲の上限を5%とした。つまり、光情報記録媒体の情報エリアに予め保管している記録パワーを用いて記録した際に、保存環境前ではズレがないので良好だとしても、保存環境後の記録感度がパワーマージンを超えて大きくずれたときに記録パワー不足でデータの書き込みが困難になる。よって、記録感度劣化量の上限は5%とした。
表1に示すように、実施例1〜実施例7では、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置をBCAの外側にしているため、基板成形後、第1情報信号層形成前にバリア層に形成した場合でも、BCAマークの記録を適切に行うことができた。また、実施例1〜実施例5では、Sudden Change特性および記録感度劣化特性も良好または通常以上であり、実施例1〜実施例2では、Sudden Change特性および記録感度劣化特性も良好であった。すなわち、円環状のバリア層形成領域の内周側の開始位置は、半径r=22mm超28mm未満の位置にあることが好ましく、半径r=22mm超25mm未満の位置にあることがより好ましく、半径r=23mm以上24mm以下の位置にあることがより好ましいことがわかった。一方、比較例1〜比較例6では、BCAにもバリア層が形成されているため、基板成形後、第1情報信号層形成前にバリア層に形成した場合において、BCAマークの記録を適切に行うことができなかった。
2.他の実施形態
本技術は、上述した本技術の実施形態に限定されるものでは無く、本技術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、上述の実施形態および実施例においては、追記型の光情報記録媒体に対して本技術を適用する場合を例として説明したが、本技術はこの例に限定されるものではなく、再生専用型および書換可能型の光情報記録媒体にも適用可能である。また、上述の実施形態では、光情報記録媒体が4層の情報信号層を備える場合を例として説明したが、情報信号層の層数はこれに限定されるものではなく、情報信号層は2層以上の任意の層数とすることが可能である。
上述の実施形態では、基板上に2以上の情報信号層、光透過層がこの順序で積層された構成を有し、この光透過層側からレーザ光を情報信号層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光情報記録媒体に対して本技術を適用した場合を例として説明したが、本技術はこの例に限定されるものではない。例えば、基板上に2以上の情報信号層、保護層がこの順序で積層された構成を有し、基板側からレーザ光を2以上の情報信号層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光情報記録媒体、または2枚の基板の間に2以上の情報信号層が設けられた構成を有し、一方の基板の側からレーザ光を情報信号層に照射することにより情報信号の記録または再生が行われる光情報記録媒体に対しても本技術は適用可能である。
1・・・基板
1a・・・センターホール
2・・・第1情報信号層
3・・・第1中間層
4・・・第2情報信号層
5・・・第2中間層
6・・・第3情報信号層
7・・・第3中間層
8・・・第4情報信号層
9・・・カバー層
12・・・リードイン領域
13・・・データ記録領域
14・・・BCA
51・・・バリア層
61・・・無機記録層
62・・・第1保護層
63・・・第2保護層

Claims (13)

  1. 第1の主面および第2の主面を有する基板を成形する工程と、
    上記基板の第1の主面上に第1情報信号層を形成する工程と、
    上記第1情報信号層上に中間層を形成する工程と、
    上記中間層上に第2情報信号層を形成する工程と、
    上記基板の上記第2の主面側から光を入射し、第1の領域および第2の領域のうち、上記第1の領域に上記識別情報を記録する工程と、
    上記識別情報を記録する工程の前に、上記識別情報が記録される第1の領域を除いた第2の領域にバリア層を上記第2の主面に対して形成する工程と
    を有する光情報記録媒体の製造方法。
  2. 上記第1の領域は、円環状の領域であり、
    上記第2の領域は、上記第1の領域の外周側にある円環状の領域である請求項1に記載の光記録媒体の製造方法。
  3. 上記第1の領域は、上記第2の主面の中心から21mm以上22mm以下の領域である請求項2に記載の光情報記録媒体の製造方法。
  4. 上記第2の領域の内周側の開始位置は、上記第2の主面の中心から22mmより外周側にある請求項3に記載の光情報記録媒体の製造方法。
  5. 上記第2の領域の内周側の開始位置は、上記第2の主面の中心から25mmより内周側にある請求項4に記載の光情報記録媒体の製造方法。
  6. 上記第2情報信号層を形成する工程後、上記識別情報を記録する工程の前に、1以上の情報信号層を形成する工程をさらに有する請求項1〜5の何れかに記載の光情報記録媒体の製造方法。
  7. 上記バリア層を形成する工程は、基板を成形する工程後、上記第1情報信号層を形成する工程の前に行われる請求項1〜6の何れかに記載の光情報記録媒体の製造方法。
  8. 上記バリア層を形成する工程は、上記第1情報信号層を形成する工程の後、上記第2情報信号層を形成する工程の前に行われる請求項1〜6の何れかに記載の光情報記録媒体の製造方法。
  9. 第1の主面および第2の主面を有する基板と、
    識別情報が記録される、上記基板の第1の主面上に形成された1または複数の情報信号層と、
    上記第2の主面上に形成されたバリア層と
    を備え、
    上記バリア層は、上記識別情報が記録される第1の領域を除いた第2の領域に形成された光情報記録媒体。
  10. 上記第1の領域は、円環状の領域であり、
    上記第2の領域は、上記第1の領域の外周側にある円環状の領域である請求項9に記載の光情報記録媒体。
  11. 上記第1の領域は、上記第2の主面の中心から21mm以上22mm以下の領域である請求項10に記載の光情報記録媒体。
  12. 上記2の領域の内周側の開始位置は、上記第2の主面の中心から22mmより外周側にある請求項11に記載の光情報記録媒体。
  13. 上記第2の領域の内周側の開始位置は、上記第2の主面の中心から25mmより内周側にある請求項12に記載の光情報記録媒体。
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