JP3301134B2

JP3301134B2 - 光ディスク

Info

Publication number: JP3301134B2
Application number: JP35276492A
Authority: JP
Inventors: 信之平山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH06150370A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、楽音信号、映像信号、
データ信号（例えばコンピュータの制御プログラムや参
照データ等のコンピュータデータ）等の情報信号が光学
的に読取り可能に記録された光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ビームを介して情報信号の記
録及び／又は再生が行われる円盤状の記録媒体（以下、
単に光ディスクと記す）としては、いわゆるコンパクト
ディスクと呼ばれる再生専用型の光ディスクと、再生の
みならず情報信号の記録及び消去が可能な記録可能型の
光ディスクがある。

【０００３】再生専用型の光ディスクは、図４に示すよ
うに、記録された情報信号に基づいて、表面に凹凸状の
記録パターン１０１が形成されたディスク基板１０２
と、このディスク基板１０２の上記記録パターン１０１
上に薄膜形成される反射膜１０３と、この反射膜１０３
を保護する保護膜１０４から構成されている。なお、図
において、反射膜１０３は、説明の便宜上、その厚みが
強調されているが、実際には、拡大図に示すように、記
録パターン１０１の凹凸に沿って薄膜に形成される。

【０００４】上記ディスク基板１０２は、例えばポリカ
ーボネート、ＰＭＭＡ等の光透過性を有する合成樹脂
を、記録すべき情報信号に基づいて凹凸パターン１０１
が形成されたスタンパが取り付けられた射出成形機に射
出することにより成形される。即ち、スタンパの上記凹
凸パターン１０１を、この射出成形機のキャビティ内に
上記合成樹脂を射出することにより、この合成樹脂の一
方の面側に上記スタンパの凹凸パターン１０１が転写さ
れて、上記ディスク基板１０２が作製されることにな
る。

【０００５】その他の方法としては、光透過性の合成樹
脂を用いる代わりに、平坦なガラス基板の一方の面に、
紫外線硬化型樹脂を塗布し、この樹脂に、記録すべき情
報信号に基づいて凹凸パターン１０１が形成されたスタ
ンパを圧着した状態で、ガラス基板側より紫外線を照射
することによって、ガラス基板上に塗布された紫外線硬
化型樹脂を硬化させた後、スタンパを剥離してスタンパ
の凹凸パターン１０１をガラス基板上に塗布された紫外
線硬化型樹脂に転写することによって、ディスク基板１
０２を作製する方法もある。

【０００６】一般的には、コストの問題から、上述の前
者による方法、即ち光透過性を有する合成樹脂を用いて
形成されたディスク基板１０２が用いられる。

【０００７】そして、上記ディスク基板１０２の記録パ
ターン１０１が形成されている面上に、反射膜１０３が
薄膜形成される。この反射膜１０３としては、Ａｌ、Ａ
ｕ等が用いられるが、一般的には、コストの問題からＡ
ｌが用いられる。このＡｌをソース（蒸発源）としてデ
ィスク基板１０２の一方の面に設けられた記録パターン
１０１を被覆するように、蒸着、もしくはスパッタリン
グによって、薄膜状の反射膜１０３が形成される。

【０００８】このようにして、表面に反射膜１０３が薄
膜形成されたディスク基板１０２上に、反射膜１０３を
保護する保護膜１０４が形成される。この保護膜１０４
は、紫外線硬化型樹脂を用いて形成される。即ち、上記
反射膜１０３の例えば内周側の所定位置に紫外線硬化型
樹脂を滴下し、この滴下している状態でディスク基板１
０２を既知の回転駆動手段によって、高速に回転させ
る。このとき、回転に伴う遠心力によって、紫外線硬化
型樹脂がディスク基板１０２の外周方向に薄膜状に延伸
し、反射膜１０３上に上記紫外線硬化型樹脂による保護
膜１０４が形成され、図４で示す光ディスクが作製され
る。

【０００９】これに対して、上記記録可能型の光ディス
クには、相変化型の光記録材料を用いた光ディスクや垂
直磁気記録材料を用いた光磁気ディスク等が知られてい
る。この光磁気ディスクは、図示しないが、光ビームを
ガイドするための案内溝が一方の面に形成され、光透過
性を有するポリカーボネートやＰＭＭＡ等のような合成
樹脂材料ディスク基板と、上記案内溝を覆うように形成
されたＴｅ、Ｆｅ、Ｃｏ等の垂直磁気記録材料からなる
記録層と、この記録層を保護することを目的として上記
記録層を被覆するように形成された保護層とにより形成
されている。

【００１０】これらの光ディスクや光磁気ディスクを再
生する方法は、前者の再生専用型の光ディスクの場合に
は、レーザ光源からの光ビームをディスク基板側より、
対物レンズで集束した状態で照射し、光ディスクの反射
膜によって反射された光ビームの、上記光ディスクの位
相ピットによる回折を利用して再生専用型の光ディスク
に記録された情報信号の再生信号を得ることができる。

【００１１】また、後者の記録可能型の光ディスク（特
に、光磁気ディスク）の場合には、上記再生専用型の光
ディスクと同様にして、レーザ光源からの光ビームをデ
ィスク基板側より、対物レンズで集束した状態で照射
し、光ディスクの記録層によって反射された光ビーム中
のカー回転角を検出することによって、光磁気ディスク
に記録された情報信号の再生信号を得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
ディスクと、光磁気ディスクとでは、再生時におけるレ
ーザ光の反射率の違いが問題となる。即ち、一般に、光
ディスクは、ＡｌやＡｕ等の反射膜が存在することから
光反射率が高く（７０％以上）、光磁気ディスクは、反
射率が低い（１５〜３０％）ため、それぞれの反射率に
応じてディスクに照射する光学ピックアップのレーザの
出力を最適のレベルに設定する必要があり、また、サー
ボ系のゲインを最適な値に設定する必要がある。

【００１３】このことから、光ディスク及び光磁気ディ
スクに応じた再生回路並びにレーザ出力回路及びサーボ
系のゲイン設定回路等を組み込み、更に、反射率の相違
によって、再生もしくは記録回路の切り換え、光学ピッ
クアップのレーザ出力回路及びサーボ系のゲインの切り
換え等を行う必要がある。従って、従来においては、信
号処理回路の回路構成が複雑になり、再生装置等の小型
化に限界が生じるという問題がある。

【００１４】また、光ディスクは、反射膜１０３として
のＡｌを保護するために合成樹脂による保護膜１０４が
形成されるが、経時変化によって、ディスク基板１０２
と保護膜１０４との間から空気中の湿気が光ディスク内
に侵入して反射膜１０３が酸化するという問題がある。
反射膜１０３としてのＡｌが酸化すると、透明性を有す
るＡｌ₂Ｏ₃に変化するため、反射膜１０３として機能し
なくなる。

【００１５】また、反射膜１０３は金属であるのに対し
て、保護膜１０４は、上述のように、合成樹脂から形成
されているため、保護膜１０４が、反射膜１０３より剥
離し易いという問題がある。

【００１６】また、光ディスクの製造工程は、上述のよ
うに、射出成形機によるディスク基板１０２の作製工
程、ディスク基板１０２への反射膜１０３の薄膜形成工
程及び反射膜１０３上への保護膜１０４の形成工程が必
要で、特に、反射膜１０３が金属膜で、保護膜１０４が
合成樹脂膜であることから、当然、金属膜を成膜するた
めの装置（例えばスパッタ装置等）と合成樹脂膜を成膜
する装置（例えばスピン式塗布装置等）が必要となり、
その分、製造工程も複雑になる。

【００１７】しかも、表面に反射膜１０３が形成された
ディスク基板１０２を装置間で移動（搬送）させる必要
があり、その搬送過程において、ディスク基板１０２に
ゴミ等が付着して製造不良を引き起こし、光ディスクの
歩留り低下をもたらすという問題がある。

【００１８】ところで、最近、図５に示すように、上記
反射膜１０３としてステンレス材料を用いるという技術
が提案されている。この場合、合成樹脂による保護膜１
０４の形成工程が不要となるため、製造工程の簡略化を
図ることができ、また、耐食性を有することから汚染等
の心配もなくなる。

【００１９】しかし、反射膜１０３としてステンレス材
料を用いた場合、以下のような問題が生じる。即ち、通
常の成膜時間でスパッタリングを行って、ステンレスに
よる反射膜１０３を成膜すると、その光反射率は、６０
％以下であり、光ディスクの反射膜１０３として必要な
光反射率（７０％以上）を得ることができない。

【００２０】また、成膜方法として、通常、スパッタリ
ング法が用いられるが、このスパッタリング法は、成膜
される膜の膜厚にばらつきが生じ易いことから、膜厚に
よって光反射率が変化するようなステンレス材料をスパ
ッタリング法によって成膜する場合、反射膜１０３の光
反射率をある範囲内に収まるように制御することが困難
であり、光ディスクの再現性が悪くなるという問題があ
る。

【００２１】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、光ディスク及び光磁気
ディスクの再生系（レーザ出力回路やサーボ系のゲイン
設定回路等）を共通化することができ、信号処理回路の
簡略化、ひいては再生装置の小型化を促進させることが
できる光ディスクを提供することにある。

【００２２】また、本発明は、合成樹脂による保護膜の
形成を省略して製造工程の簡略化及び製造コストの低廉
化を図ることができると共に、廉価で、かつ経時変化に
対して強い光ディスクを提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録される情
報信号に基づいて凹凸パターン２が形成された透明基板
１を有する光ディスクＤにおいて、透明基板１に光吸収
材料を混入し、また、この透明基板１の凹凸パターン２
上に直接耐食性を有する反射膜３を成膜して構成する。

【００２４】この場合、透明基板１を、ポリカーボネー
トにて形成し、上記光吸収材料の混入割合として、ポリ
カーボネート１００重量部に対し、アンスラキノン系赤
外吸収染料が０．００５〜０．００９重量部、ペリノン
系赤染料が０．００１〜０．００２重量部、アンスラキ
ノン系青染料が０．００３〜０．００５重量部とする。
また、耐食性を有する反射膜３としてステンレスを用い
ることができる。

【００２５】本発明に係る光ディスクＤは、透明基板
に、光吸収材料を混入させるようにしたので、光学ピッ
クアップから出射されたレーザ光の光反射率が低下す
る。このとき、光吸収材料として、ポリカーボネート１
００重量部に対し、アンスラキノン系赤外吸収染料が
０．００５〜０．００９重量部、ペリノン系赤染料が
０．００１〜０．００２重量部、アンスラキノン系青染
料が０．００３〜０．００５重量部の割合で混入するこ
とにより、透明基板は、波長領域が４００．０ｎｍを超
えて８４０．０ｎｍ以下のレーザ光に対して、光透過率
が６０（％Ｔ）以上で７０（％Ｔ）以下となる。また、
透明基板を透過して入射され反射膜から反射される波長
領域が４００．０ｎｍを超えて８４０．０ｎｍ以下のレ
ーザ光の反射率は、１５％〜２５％となる。

【００２６】

【作用】本発明に係る光ディスクは、光反射率の違いに
伴う各ディスクに応じた再生回路の組み込みやレーザ出
力回路及びサーボ系のゲイン設定回路等の組み込み、並
びに反射率の相違によって、再生回路の切り換え、光学
ピックアップのレーザ出力回路及びサーボ系のゲインの
切り換え等を行う必要性を回避し、再生回路やサーボ系
のゲイン設定回路等を共通化することが可能となる。そ
の結果、信号処理回路の回路構成の簡略化を達成させる
ことができ、再生装置自体の構造の小型化を実現させる
ことができる。

【００２７】また、反射膜３として、耐食性を有する金
属を用いたので、空気中の湿気等によって、反射膜３が
汚染するという心配がなくなる。特に、上記反射膜３と
して、ステンレスを用いれば、このステンレスは、透明
基板１との密着性が良好であるため、上記耐食性とも相
俟って、この反射膜３上に合成樹脂による保護膜を形成
する必要がなくなる。その結果、光ディスクＤを製造す
る上での製造工程の簡略化、及び製造コストの低廉化を
有効に図ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る光ディスクを再生専用の
光ディスクに適用した実施例（以下、単に実施例に係る
光ディスクと記す）を図１〜図３を参照しながら説明す
る。

【００２９】この実施例に係る光ディスクＤは、図１に
示すように、例えば外径が６４ｍｍの円板状に形成され
ており、楽音信号、映像信号もしくはデータ信号（例え
ばコンピュータの制御プログラムや参照データ等のコン
ピュータデータ）等の情報信号が光学的に読取り可能な
ように記録されている。

【００３０】即ち、この光ディスクＤは、図示するよう
に、例えばポリカーボネートの光透過性を有する合成樹
脂材料によって形成されたディスク基板１を有し、この
ディスク基板１の一方の面に、上記情報信号に応じた凹
凸（ピット）による記録パターン２（拡大図参照）が形
成されている。

【００３１】そして、本実施例においては、上記ディス
ク基板１の記録パターン２が形成されている面に、直接
上記記録パターン２を被覆するように、例えばステンレ
ス材料（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）による反射膜３が形成
されて構成されている。このステンレス材料としては、
ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等を用いることができる。

【００３２】更に、本実施例に係る光ディスクＤにおい
ては、ディスク基板１を作製する際、このディスク基板
１の主成分であるポリカーボネート中に、光吸収材料を
混入混合して、これを例えば射出成形によって作製す
る。本実施例では、この光吸収材料として、アンスラキ
ノン系赤外吸収染料、ペリノン系赤染料及びアンスラキ
ノン系青染料を用いた。

【００３３】各染料の混入割合は、上記ステンレス材料
による反射膜３の光反射率によって異なるが、一般に、
上記ステンレス材料による反射膜３の光反射率は、その
膜厚を十分厚くした場合、約６０％程度であるから、こ
の反射率をだいたい１５〜２５％まで低下させるように
上記混入割合を調整する。

【００３４】本実施例では、ポリカーボネート１００重
量％に対して、アンスラキノン系赤外吸収染料が０．０
０５〜０．００９重量部、ペリノン系赤染料が０．００
１〜０．００２重量部、アンスラキノン系青染料が０．
００３〜０．００５重量部とした。

【００３５】ここで、この光吸収材料を混入したポリカ
ーボネートによるディスク基板１の、波長の変化に対す
る光透過率の特性を図３に示し、この特性図に基づい
て、波長３００．０ｎｍから９００．０ｎｍまで、２
０．０ｎｍずつプロットしたときの光透過率の変化を表
１に示す。ここで、波長７８０．０ｎｍは光学ピックア
ップで用いられる半導体レーザから出射されるレーザ光
の波長であり、波長６８０．０ｎｍは、ガスレーザ光源
から出射されるガスレーザ光の波長である。また、波長
５２０．０ｎｍは、高周波レーザ光源から出射されるレ
ーザ光の波長である。

【００３６】

【表１】

【００３７】上記特性図及び表１から、本実施例に係る
ディスク基板１は、レーザ光の波長領域（４４０．０〜
８４０ｎｍ）に対して、ほぼ一定の光透過率を有してい
ることがわかる。

【００３８】この実施例に係る光ディスクＤによれば、
ディスク基板１に、光吸収材料を混入させるようにした
ので、光学ピックアップから出射されたレーザ光の光反
射率が低下する。特に、光吸収材料として、ディスク基
板１の主成分であるポリカーボネート１００重量部に対
し、アンスラキノン系赤外吸収染料が０．００５〜０．
００９重量部、ペリノン系赤染料が０．００１〜０．０
０２重量部、アンスラキノン系青染料が０．００３〜
０．００５重量部の割合で混入することにより、光ディ
スクＤの光反射率が、１５〜２５％となり、光磁気ディ
スクの光反射率（１５〜３０％）とほぼ同等となる。

【００３９】従って、光反射率の違いに伴う各ディスク
に応じた再生回路の組み込みやレーザ出力回路及びサー
ボ系のゲイン設定回路等の組み込み、並びに反射率の相
違によって、再生回路の切り換え、光学ピックアップの
レーザ出力回路及びサーボ系のゲインの切り換え等を行
う必要がなくなり、再生回路やサーボ系のゲイン設定回
路等を共通化することが可能となる。その結果、信号処
理回路の回路構成の簡略化を達成させることができ、再
生装置自体の構造の小型化を実現させることができる。

【００４０】また、反射膜３として、耐食性を有する金
属を用いたので、空気中の湿気等によって、反射膜３が
汚染するという心配がなくなる。特に、上記反射膜３と
して、ステンレス材料を用いれば、このステンレス材料
は、ディスク基板１との密着性が良好であるため、上記
耐食性とも相俟って、この反射膜３上に合成樹脂による
保護膜を形成する必要がなくなる。その結果、光ディス
クＤを製造する上での製造工程の簡略化、及び製造コス
トの低廉化を有効に図ることができる。また、ステンレ
ス材料は、Ａｌよりも安価であるため、材料費の点から
もコストの低廉化に有利となる。

【００４１】ここで、２つの実験例を示す。第１の実験
例は、上記実施例による光ディスクＤ（実施例）と、図
４で示す従来例に係る光ディスク（比較例）の各種汚染
源による汚染の程度をみたものである。その結果を表２
に示す。

【００４２】実施例は、ディスク基板１にステンレス材
料（ＳＵＳ３０４）による反射膜３を成膜したものであ
り、この実施例には、保護膜は設けていない。比較例
は、ポリカーボネートからなるディスク基板１０２に反
射膜１０３としてＡｌを成膜し、その状態で、紫外線硬
化型アクリル系保護コート剤をスピンコーティングした
のち、紫外線を照射して、上記コート剤を硬化させて保
護膜１０４を形成したものである。

【００４３】

【表２】

【００４４】なお、反射率については、実施例の場合、
水道水もしくは食塩水に浸した状態で１００℃で煮沸し
たのちでも変化はなかった。

【００４５】次に、第２の実験例は、上記実施例に係る
光ディスクＤと比較例に係る光ディスクとの密着力をみ
たものであり、まず、実施例においては、反射膜３上に
セロハンテープ（商標）やいわゆるガムテープを貼着
し、剥離する実験を行ったところ、剥離は生じなかっ
た。一方、比較例においては、保護膜１０４上にセロハ
ンテープ（商標）やいわゆるガムテープを貼着し、同様
に剥離する実験を行ったところ、剥離が生じた。

【００４６】このように、反射膜３としてステンレス材
料を用いることにより、ディスク基板１からの反射膜３
の剥離は生じず、しかも、各種汚染源に対し、反射膜３
が汚染するということがなく、反射膜３による光反射率
は一定に保たれる。

【００４７】次に、この本実施例に係る光ディスクＤの
製造方法を図２の工程ブロック図も参照しながら説明す
る。

【００４８】まず、一方の面に情報信号に応じた凹凸パ
ターン２が形成されたスタンパが取り付けられた射出成
形機１１のキャビティ内に、光透過性を有する合成樹脂
材料、例えばポリカーボネートと、上記光吸収材料とが
混入された原料を射出して、この原料（ポリカーボネー
ト＋光吸収材料）によるディスク基板１を成形する。こ
のディスク基板１の一方の面には、上記スタンパの凹凸
パターン２が、上記射出成形によって転写されている。

【００４９】その後、上記ディスク基板１を搬送機１２
によって、成膜装置であるスパッタ装置１３に搬送す
る。このスパッタ装置１３、特に、真空容器で構成され
た成膜室内には、ターゲットとしてステンレス材料が用
いられ、このターゲットは、搬送されたディスク基板１
の一方の面と対向するように配設されている。

【００５０】そして、ターゲットとディスク基板１との
間に直流のスパッタ電圧が供給されて、ターゲットとし
てのステンレス材料が、例えばアルゴンガス雰囲気中
で、スパッタされ、ディスク基板１の一方の面に析出
し、ステンレス材料による反射膜３が成膜される。この
時点で、本実施例に係る光ディスクＤが完成する。この
場合、スパッタ装置１３による成膜に係る条件及び制御
は、反射膜３の光反射率が、膜厚に関係のないレベルの
６０％程度でよいため、精度の高い膜厚制御を行う必要
はなく、十分に膜厚を厚くしてよい。

【００５１】このように、反射膜３の光反射率をほぼ６
０％程度を基準として作製するため、スパッタ装置１３
による成膜時、困難な成膜制御を行う必要がなく、簡単
に反射膜３を形成することができる。

【００５２】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光ディスク
によれば、透明基板に光吸収材料を混入したので、光デ
ィスク及び光磁気ディスクの再生系（レーザ出力回路や
サーボ系のゲイン設定回路等）を共通化することがで
き、信号処理回路の簡略化、延いては再生装置の小型化
を促進させることができる。

【００５３】また、合成樹脂による保護膜の形成を省略
して製造工程の簡略化及び製造コストの低廉化を図るこ
とができると共に、廉価で、かつ経時変化によって汚染
されるということがなく、信頼性の向上及び製品として
の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクを再生専用型の光ディ
スクに適用した例を示す断面図である。

【図２】上記光ディスクの製造方法の流れを示す工程ブ
ロック図である。

【図３】上記ディスク基板の波長に対する光透過率の変
化を示す特性図である。

【図４】従来の光ディスクの一例を示す断面図である。

【図５】本発明に先行する光ディスクの一例を示す断面
図である。

【符号の説明】Ｄ光ディスク、１ディスク基板、２記録パタ
ーン（凹凸パターン）、３反射膜。

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−60422（ＪＰ，Ａ) 特開平３−198224（ＪＰ，Ａ) 特開平３−41640（ＪＰ，Ａ) 特開平２−312023（ＪＰ，Ａ) 特開平２−33742（ＪＰ，Ａ) 特開平１−102505（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−9040（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24 G11B 11/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録される情報信号に基づいて凹凸パタ
ーンが形成されたポリカーボネート製の透明基板を有
し、上記凹凸パターン上に直接耐食性を有する反射膜が成膜
されてなり、上記透明基板は、ポリカーボネートに光吸収材料が混入
され、上記光吸収材料の混入割合は、ポリカーボネート
１００重量部に対し、アンスラキノン系赤外吸収染料が
０．００５〜０．００９重量部、ペリノン系赤染料が
０．００１〜０．００２重量部、アンスラキノン系青染
料が０．００３〜０．００５重量部の割合であり、波長領域が４００．０ｎｍを超えて８４０．０ｎｍ以下
のレーザ光に対して、光透過率が６０（％Ｔ）以上で７
０（％Ｔ）以下であり、上記反射膜からの反射率が１５
％〜２５％とされたことを特徴とする光ディスク。
【請求項２】上記耐食性を有する反射膜が、ステンレ
スにより形成されていることを特徴とする請求項１記載
の光ディスク。