JP2508788B2 - 光学的記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、追加書き込みや消去書き込み等の可能なト
ラッキングマーク付光学的記録媒体及びその製造方法に
関するものである。

〈従来の技術〉 近年、高度情報化時代に伴い、光学的記録媒体が注目
されている。光学的記録には、磁気記録と比較して記録
媒体と再生ヘッドが非接触であり、且つ高密度な記録が
可能であるなどの利点がある。この光学的記録媒体とし
ては、読み出し専用のもの、追加書き込み可能なもの、
消去再書き込み可能なものが知られており、追加書込み
可能なもの及び消去再書き込み可能な光学的記録媒体と
しては追記型光ディスク及び光磁気ディスクなどが現
在、開発、実用化されている。一般的な追記型光ディス
クは記録層にレーザー光を照射しレーザー光の熱によっ
て、穴を形成させるかバブルを形成させるか、相変化を
起こさせることにより情報を記録させる。そしてこの記
録の再生は記録時と同一のレーザー光源を用い約1/10程
度に照射光量を弱めて記録層に照射し、反射率の変化あ
るいは干渉光の変化あるいは屈折率の変化を再生出力と
して読み取る。なお、穴（ピット）を形成する方式の場
合、穴の有無が記録状態で再生はその反射光量の変化を
検出することで読み取ることになる。また、記録再生時
に用いたレーザー光は780nm付近の発振波長をもった高
出力半導体レーザーを用いる。そして対物レンズとして
開口数（NA）が0.6〜0.9程度のものを用いることで透明
基板を通して記録層上で約１μｍφに絞り込まれる。

このようにレーザースポット径が小さいので、大容量
の記録が可能となるわけであるが、ミクロン単位の記録
再生位置をサブミクロンからコントロールする方法が一
方で問題となる。この位置制御に機械的なサーボ方式を
採用するには、精度的にかなり難しい点が多いため、現
在この高密度記録再生は、プリグルーブ法と称される方
法が採用されている。この方法は透明基板上にあらかじ
めレーザーヘッドを案内する溝を作っておき、その溝端
部で生ずる光の干渉回折を利用してレーザービームが溝
中央部に照射されるようにサーボをかける方法である。

このようなプリグルーブ（案内溝）付透明基板を用いた
光ディスクを使えば安価な装置で記録再生を行っても機
械精度の高い高価な装置を使ったのと同じ程度かそれ以
上の密度の記録再生ができるという利点がある。従っ
て、光ディスクによる高密度記録が実用化となったの
は、この方式の採用を指摘する人が多い。

しかし、この方法にも問題はあり、その一つに案内溝
の加工精度が挙げられる。案内溝を形成する方法は、通
常、透明基板上に案内溝の金型（スタンパ）に光学特性
の良い透明樹脂、例えばポリカーボネート樹脂を用いて
射出成形法によりポリカーボネート基板上に案内溝を複
製する方法が採用されている。具体的には案内溝の幅精
度は±0.1μｍ、深さ精度は±0.01μｍが現在一般的に
求められている精度であり、更には溝断面形状の対称性
及び溝形状の最適化なども求められている。

従って、案内溝の金型及び成形の精度が光ディスク機
能に直接的に影響を及ぼすといえる。

その中で案内溝の金型製作工程について説明を加える
と、ガラス板製作工程、レジスト膜塗布工程、カッティ
ング工程、現像工程、電鋳工程とかなり煩雑な工程を経
て製作する。そして各工程とも詳細は省くが、前述のよ
うな精度を確保するには、あまりにも不安定な因子が多
く、適正な金型を製作するには、並大抵のことではな
い。たとえ、適正な金型が製作でき、成型も精度よく複
製されたとしても、案内溝付透明基板の経時安定性つま
り温湿度や自重等によるひずみ現象等が生ずるとプリグ
ルーブ方式によるサーボ特性の低下をきたすことから、
材料構成や加工技術についてかなりの制約をうけること
になる。このような問題は光学的記録媒体が光カードに
及ぶとけい帯性等の使用状況から更に顕著に現われてく
ることは容易に判断される。かかる問題の原因は、プリ
グルーブ方式の基本的原理である溝形成から生ずる光の
干渉性、回折性を利用したラジアルエラー信号を検出す
る、つまり位相検出方法によるところが大きい。

もしプリグルーブを検出する方法が位相検出ではなく
単に光の反射率の相異を検出する方法（以下濃淡検出と
いう）がとれれば上記問題の解決に十分な効果を発揮す
るものと思われる。そこでプリグルーブに相当する濃淡
検出が可能なトラッキングマークが得られかつ生産性が
高く安価に形成し得る方法が見出すことができるならば
極めて有用な手段になると思われる。このような濃淡検
出方法による光学的記録媒体としては、例えば特開昭60
-208289号公報に示されているものがある。

すなわち、基材とこの基材上に設けられた光透過部およ
び遮光部からなる第１記録層と、この第１記録層上に設
けられた反射性金属薄膜層からなる第２記録層とからな
り、第２記録層にエネルギービームを照射することによ
って第２記録層への情報の書込みができ、書込まれた情
報の読み出しは、基材の上記第１記録層および第２記録
層が設けられていない側から記録再生光を照射すること
により行なうことを特徴とする光記録材料である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記構成の光記録材料を製造する場
合、毎回露光、現像という工程を行わなければならず、
それによりパターンのバラツキが多く、特に細かいパタ
ーンを有する光記録材料においてはその影響が大きく、
また複製も容易とはいえない。

本発明は濃淡検出が可能なトラッキングマークを有し
た光学的記録媒体を形成し高密度記録及び再生の信頼性
を高める。また、その形成方法は、簡便なプロセスでよ
く大量複製も簡便かつ安価に生産できる方法を提供する
ことを目的とする。なお、この光学的記録媒体を用いて
のシステムにおいて、よりランダムアクセス等優れた機
能のものにする為、アドレス等のヘッダー情報を事前に
記録するいわゆるプリフォーマッティングについても上
記と同様濃淡検出が可能なビット構成を有するものと
し、上記トラッキングマークと同時形成できる方法を提
供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
トラッキングマークを有する透明基板上に記録層を形成
してなる光学的記録媒体において、該トラッキングマー
クの表面がマット状であることを特徴とする光学的記録
媒体である。

また、基材上にレジストを塗布し、次いでトラッキン
グマークのパターンを露光した後現像してパターン層を
形成し更にマット面を有するスタンパを圧着して、該パ
ターン層の表面をマット処理して原盤を作製し、該原盤
よりスタンパを起こし、該スタンパを用いてトラッキン
グマークを複製することを特徴とする光学的記録媒体の
製造方法である。

〈実施例〉 本発明を実施例を用いて詳細に説明する。本発明の光
学的記録媒体は、第８図に示すように、透明基板（９）
上にトラッキングマーク（10）を有し、該トラッキング
マーク（10）の表面はマット状に形成されている。さら
にこれらの上にはレーザー記録材料からなる記録層（1
1）が設けられている。

前記透明基板（９）に用いられる樹脂としては、透明性
が高く、複屈折が少ない等の光学特性が優れているもの
であればいずれでもよく、例えばポリメチルメタアクリ
レート（PMMA）、ポリカーボネート等である。

前記トラッキングマーク（10）は幅が0.8μｍ〜５μ
ｍでかつピッチが1.6μｍ〜20μｍであり、ディスクや
カード等の対象物によってそのピッチ及び幅が適宜選択
される。

また、前記トラッキングマーク（10）のマット面は表
面荒さ（溝の深さ）が0.05μｍ〜1.0μｍでかつ荒さ周
期（溝と溝の間隔）が0.1μｍ〜５μｍである。

前記記録層（11）に用いるレーザー記録材料は、追加
記録用の材料としてはテルル、ビスマス、アルミニウム
等の低融点金属やそれらを主たる成分とする合金やアン
トラキノン系やフタロシアニン系、アザアヌレン系等の
有機色素等が挙げられる。また、消去書き込み可能用の
材料としては、TbFe-GdTbFe、GdTbFe、TbCo系等光磁気
型と相変化型とがあるが、レーザー光で記録できる材料
であればいずれでも良く使用用途により使い分けていく
のが望ましい。

次に本発明の製造方法について説明する。

第１図から第８図までは本発明の光学的記録媒体の製造
の工程を示したものである。第１図に示されるように、
（１）はレジスト基材であり、該レジスト基材（１）は
基材（２）上にフォトレジスト層（３）が積層されてい
る。該基材（２）は用途に適した特性、例えば表面の平
滑性、耐制等を有し、後工程、即ちフォトレジストの現
像やスタンパ成形工程に於いて劣化や変形などの影響を
受けないものを選び使用する。基材（２）としては、ガ
ラス板、金属板等その他多数挙げられる。フォトレジス
ト層（３）はポジ型、ネガ型とも使用可能であるが、塗
布がむらなく容易に行え、しかも高解像力で露光の際の
微細な情報記録パターンを充分に解像しうるものを選び
使用する。フォトレジストの例としては、AZ-1350（shi
pley社製）、OFPR-2、OFPR-5000（東京応化製）等その
他多数挙げられる。その後前記フオトレジスト層（３）
上にカッティングマシンを用いて微細なトラッキングマ
ークパターンを形成させる。つまり微細なトラッキング
マーク信号に対応して変調を受けたアルゴンレーザー光
（４）によって露光を行ない（第２図）、その後フォト
レジスト層（３）を現像し微細なトラッキングマークパ
ターン層（５）を得る（第３図）。しかる後マット面
（拡散反射面）を有するスタンパ（６）を該トラッキン
グマークパターン層（５）に合わせて加圧し、該トラッ
キングマークパターン層（５）の表面のみ選択的にマッ
ト面を形成させる（第４図）。カッティングマシンのか
わりにEB描画装置やパターンジェネレーターのような装
置を使用しても良い。いずれにしても微細なパターンを
精度よくレジスト上に露光できる装置であれば良い。マ
ット面を有するスタンパ（６）としては、曇った金属
板、金属板の表面をやすり等で更に磨いたもの、金属面
をボール研磨、ブラッシュ研磨した面、電解研磨した
面、金属がアルミニウム等の場合には陽極酸化により作
成したマット面、上記の研磨方法が組合せ可能な場合に
おいて適当に組み合わせて作成したマット面、焼結金属
をスタンパ用に加工したもの、曇りガラス、マットフィ
ルム、更には、レーザーの干渉を利用して形成した電鋳
スタンパ等が挙げられる。スタンパ（６）のマット面と
しては、表面荒さ（溝の深さ）が0.05μｍ〜1.0μｍ
で、かつ荒さ周期（溝と溝の間隔）が0.1μｍ〜５μｍ
の範囲にその平均値があることが望ましく、塗布したレ
ジストの膜厚、トラッキングマークパターン層（５）の
幅等により使い分けてトラッキングマークパターン層
（５）にマット面を形成させ原盤を得る（第５図）。

しかる後該原盤の表面に金属層（７）を形成させる
（第６図）。金属層（７）は後工程の第７図のトラッキ
ングマーク（８）を起こす技術方法（例えば電鋳法）を
適用する際に不都合でない金属を選び、それを真空蒸着
又はスパッタリングを行なうことで形成される。金属層
（７）の例としては、Au、Ag、Cr、Cu、Ni等が挙げられ
る。電鋳法等の技術により得られたトラッキングマーク
転写スタンパ（８）により透明基板（９）に濃淡検出可
能なトラッキングマーク（10）を複製し、トラッキング
マーク面のみ拡散反射し、他面は全反射するトラッキン
グマーク付透明基板（９′）を得る（第７図）。複製方
法としては射出成形法、圧縮成形法、紫外線硬化樹脂を
使った方法などが挙げられるが、複製品が良質で効率よ
く製造できる方法を選んでから行なう。

このように複製されたトラッキングマーク付透明基板
（９′）にレーザー記録材料からなる記録層（11）を形
成して光学的記録媒体（12）を得る。

また、記録層（11）の形成方法としては真空蒸着、ス
パッタ、CVD、あるいはスピンコート、ロールコート等
いずれでも良く材料の性質等により使い分けていくのが
望ましい。さらに、光学的記録媒体には、トラッキング
マークの他、読み取り、書き込み装置の機能を高めるた
めにあらかじめ該媒体中に必要な情報を記録しておくい
わゆるプリフォーマッティングパターンについても前記
トラッキングマークを検出する方法と同じ濃淡検出可能
なパターン形状を有し、該トラッキングマークと同時に
形成しうるものである。つまり第２図に示す工程の中で
カッティングマシンを用いて微細なトラッキングマーク
パターン層（５）を形成する際に、プリフォーマットデ
ータ（13）を、第９図に示すように組み入れることがで
きる。以下の工程では、前述の工程と全く同じであるか
ら、必要であれば、このように、濃淡検出可能なトラッ
キングマーク及びプリフォーマットパターンが記録され
ている光学的記録媒体も得ることができる。

以下、さらに具体的に説明する。

〔イ〕

ガラス板（BK-7）上にフォトレジスト（AZ-1350）を
スピンコータにて塗布する。その後カッティングマシン
にてトラッキングマーク信号に対応して変調を受けたア
ルゴンレーザー光によって露光現像しトラッキングマー
ク幅0.8μｍ、トラックピッチ1.6μｍのトラッキングマ
ークのレジスト原版を作製した。次に該レジスト原版の
レジスト面と、表面粗さがあり（具体的には凹凸の高低
差が0.10μｍ〜0.20μｍでその間隔は平均で0.10μｍの
ランダムな網目構造となっている。）拡散反射をするす
りガラス面とを重ね合わせ50℃で熱プレスを行ない、レ
ジスト原版上のトラッキングマークの表面のみを選択的
に拡散反射面とした原版を作製した。この原版にニッケ
ルスタンパ法にて導電膜を形成したのちニッケル電鋳法
にて厚さ0.3mmのスタンパを作製した。

その後、該スタンパに感光性樹脂（アクリレート系）
を塗布しておいて、厚さ1.2mmで130mmφのポリカーボネ
ート基板を押し当て、紫外線を照射して硬化させる事に
より、該ポリカーボネート基板に拡散反射をするトラッ
キングマークの付いた透明基板を複製することができ
た。引き続き、該トラッキングマーク付透明基板上にTe
合金を蒸着させ、レーザー光により追加記録が可能とな
る円盤状の光学的記録媒体を作製した。この媒体より拡
散反射をするトラッキングマーク面と正反射をする面と
のコントラストを測定すると20〜30％得られ、濃淡検出
が可能であった。

〔ロ〕

ガラス板（BK-7）上にフォトレジスト（AZ-1350）を
スピンコータにて塗布する。その後カッティングマシン
にてトラッキングマーク及びプリフォーマットデータ信
号に対応して変調を受けたアルゴンレーザー光によって
露光現像しトラッキングマーク幅3.0μｍ、トラックピ
ッチ10.0μｍのデータビットサイズが3.0μｍφのレジ
スト原盤を作製した。次に該レジスト原版のレジスト面
と表面粗さがあり（具体的には凹凸の高低差が0.20μｍ
〜0.30μｍでその間隔が平均で0.30μｍのランダムな網
目構造となっている。）拡散反射をする粗面金属板とを
重ね合わせ50℃で熱プレスを行ない、レジスト原版上の
トラッキングマーク及びプリフォーマットデータの表面
のみを選択的に拡散反射面とした原版を作製した。この
原版からニッケルスタンパ法にて厚さ0.3mmのスタンパ
を作製し該スタンパと100mm×80mm×0.4mmのPMMA基板と
を重ね合わせ、140℃の条件で熱プレス（圧縮成形）法
により該PMMA基板に拡散反射をするトラッキングマーク
及びプリフォーマットデータの付いた透明基板を複製す
ることができた。

引き続き該トラッキングマーク付透明基板上にシアニ
ン系の有機色素をスピンコートし、レーザー光により追
加記録が可能となるシート状（カード状）の光学的記録
媒体を作製した。この媒体より拡散反射をするトラッキ
ングマーク及びプリフォーマットデータ面と正反射をす
る面とのコントラストを測定すると10〜15％得られ、濃
淡検出が可能であった。

〈発明の効果〉 本発明は、トラックの検出方法が位相検出方式ではな
く濃淡検出方法を用いることができるトラッキングマー
クを透明基板上にスタンプ方式で複製することが可能な
光学的記録媒体及びその製造方法であり、次のような効
果が得られる。

1.位相検出方式のプリグルーブ（案内溝）原盤を作製す
る工程と比較し、最も高度な技術が必要とされるレジス
ト厚みのコントロールが本発明の場合不要となる。

2.複製方法として簡便な工程のスタンプ方式がとれるた
め安価に大量複製が可能である。

3.プリフォーマットデータもトラッキングマークと同様
濃淡検出が可能なビットとしてトラッキングマークと同
時複製が可能である。

4.毎回、露光、現像を行わないので、パターンのバラツ
キが少なく、一定の品質が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示し、第１図ないし第８図は
製造工程を示す説明図、第９図はトラッキングマーク及
びプリフォーマットデータの配列を示す説明図である。 １……レジスト基材 ２……基材 ３……フォトレジスト層 ４……レーザー光 ５……トラッキングマークパターン層 ６……スタンパ ７……金属層 ８……トラッキングマーク転写スタンパ ９……透明基板 10……トラッキングマーク 11……記録層 12……光学的記録媒体 13……プリフォーマットデータ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラッキングマークを有する透明基板上に
   記録層を形成してなる光学的記録媒体において、該トラ
   ッキングマークの表面がマット状であることを特徴とす
   る光学的記録媒体。
2. 【請求項２】基材上にレジストを塗布し、次いでトラッ
   キングマークのパターンを露光した後現像してパターン
   層を形成し、更にマット面を有するスタンパを圧着して
   該パターン層の表面をマット処理して原盤を作製し、該
   原盤より起こしたスタンパを用いてトラッキングマーク
   を複製することを特徴とする光学的記録媒体の製造方
   法。