JP3912058B2 - 光ディスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクおよびその製造方法に関し、特に、ディスク基板上の光透過層を、光透過性シートと接着層とから構成するようにした光ディスクに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野において、光学情報記録方式に関するさまざまな研究、開発が進められている。この光学情報記録方式においては、非接触で記録／再生を行うことができ、磁気記録方式に比して一桁以上高い記録密度を達成可能であるという利点を有している。また、この光学情報記録方式は、再生専用型、追記型、書換可能型などのそれぞれのメモリ形態に対応可能であるという、さらなる利点をも有する。そのため、安価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として、産業用から民生用まで幅広い用途への適用が考えられている。
【０００３】
その中でも、特に再生専用型のメモリ形態に対応した光ディスクである、ディジタルオーディオディスク（ＤＡＤ）や光学式ビデオディスクなどは広く普及している。
【０００４】
ディジタルオーディオディスクなどの光ディスクは、情報信号を示すピットやグルーブなどの凹凸パターンが形成された透明基板である光ディスク基板上に、アルミニウム（Ａｌ）膜などの金属薄膜よりなる反射膜が形成され、さらにこの反射膜を大気中の水分（Ｈ₂Ｏ）、酸素（Ｏ₂）から保護するための保護膜が反射膜上に形成された構成を有する。そして、この光ディスクにおける情報信号の再生時には、光ディスク基板側から凹凸パターンに向けてレーザ光などの再生光を照射し、この再生光による入射光と戻り光との反射率の差によって情報信号を検出する。
【０００５】
そして、このような光ディスクを製造する際には、まず、射出成形法により凹凸パターンを有する光ディスク基板を形成する。次に、真空蒸着法により、光ディスク基板上に金属薄膜からなる反射膜を形成する。次に、さらにその上層に紫外線硬化樹脂を塗布することにより保護膜を形成する。
【０００６】
さて、上述したような光学情報記録方式においては、近年、さらなる高記録密度化が要求されている。そして、この高記録密度化の要求に対応するために、光学ピックアップの再生光の照射時に用いられる対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによって、再生光のスポット径の小径化を図る技術が提案された。この技術は、具体的に、従来のディジタルオーディオディスクの再生時に用いられる対物レンズのＮＡが０．４５であるのに対して、このディジタルオーディオディスクの６〜８倍の記録容量を有するＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学式ビデオディスクの再生時に用いられる対物レンズのＮＡを０．６０程度とすることにより、スポット径の小径化が図られる。
【０００７】
このような対物レンズにおける高ＮＡ化を進めていくと、照射される再生光を透過させるために、光ディスクにおけるディスク基板の厚さを薄くする必要が生じる。これは、光学ピックアップの光軸に対してディスク面の垂直からずれる角度（チルト角）の許容量が小さくなるためであり、このチルト角が基板の厚さによる収差や複屈折の影響を受け易いためである。したがって基板の厚さを薄くしてチルト角がなるべく小さくなるようにする。例えば、上述したディジタルオーディオディスクにおいては、基板の厚さは１．２ｍｍ程度とされている。これに対し、ＤＶＤなどの、ディジタルオーディオディスクに比して６〜８倍の記録容量を有する光学式ビデオディスクにおいては、基板の厚さは０．６ｍｍ程度とされている。
【０００８】
ところが、今後のさらなる高記録密度化の要求を考慮すると、基板のさらなる薄型化が必要になる。そこで、基板の一主面に凹凸を形成して情報信号部とし、この情報信号部上に、反射膜と光を透過する薄膜である光透過層とを順次積層して、光透過層側から再生光を照射することにより情報信号の再生を行うように構成された光ディスクが提案されている。光透過層側から再生光を照射して情報信号の再生を行うようにした光ディスクにおいては、光透過層の薄膜化を図ることによって対物レンズの高ＮＡ化に対応することができる。
【０００９】
ところが、この光透過層の薄膜化を行うと、光ディスクの製造において一般的に用いられている、熱可塑性樹脂を用いた射出成形法による光透過層の形成が困難になる。すなわち、従来の技術において、複屈折を小さく保ちつつ、良好な透明性が維持された、０．１ｍｍ程度の光透過層を形成することは、非常に困難を極める。
【００１０】
そこで、光透過層を紫外線硬化樹脂により形成する方法が考案された。しかしながら、光透過層を紫外線硬化樹脂により形成する際に、光透過層を基板表面において均一な膜厚にすることは非常に困難である。そのため、情報信号の再生を安定して行うことが難しくなってしまう。
【００１１】
また、膜厚が０．１ｍｍで、熱可塑性樹脂からなるシートを、接着剤を用いたローラー圧着により基板表面に貼り付けることにより、光透過層を形成する方法も考えられた。ところが、圧着時のシートの変形や接着剤の読み出し面側へのはみ出しが発生してしまい、やはり、光透過層を均一な膜厚に形成することは困難であり、さらに情報信号の再生を安定して行うことは、より困難であった。
【００１２】
そこで、これらの問題に対処するために、本発明者は、基板に接着させるための接着層と光透過性シートとからなるシートを、基板の情報信号部が設けられた側に接着することにより、光透過層を形成する方法を想起するに至った。そして、弾性体からなるパッドと金属からなる平面ステージとを有して構成される貼り合わせ装置を用い、光透過性シートと基板とをプレスすることによって、光透過層を貼り合わせる方法が提案された。ここで、この貼り合わせ装置について、図面を参照しつつ、以下に具体的に説明する。
【００１３】
すなわち、図１２に示すように、従来の貼り合わせ装置においては、固定ステージ１０１と可動ステージ１０２とが、互いに対向した位置に設置されて構成されている。
【００１４】
固定ステージ１０１は、シート１０３を載置するためのものであり、シート１０３を載置可能に構成されている。すなわち、固定ステージ１０１における可動ステージ１０２に対向した部分には、固定ステージ１０１に対して突出および埋没する方向に移動可能な上下動ピン１０５が設けられている。この上下動ピン１０５の径は、上述したシート１０３の貫通孔１０３ａの径に等しくなるように構成されている。そして、シート１０３の貫通孔１０３ａを上下動ピン１０５に嵌め合わせることにより、シート１０３を固定ステージ１０１上に載置可能に構成されている。また、この上下動ピン１０５の上部には、円柱状に突出した基板位置出しピン１０６が設けられている。この基板位置出しピン１０６の径は、上述したディスク基板１０４のセンターホール１０４ａの径にほぼ等しくなるように構成されており、ディスク基板１０４の中心を合わせつつ、このディスク基板１０４を上下動ピン１０５で支持可能に構成されている。このように構成された固定ステージ１０１においては、シート１０３を、上下動ピン１０５に嵌合させて載置可能に構成され、ディスク基板１０４を、基板位置出しピン１０６に嵌合させつつ上下動ピン１０５の段差部分により支持可能に構成されている。
【００１５】
また、可動ステージ１０２の固定ステージ１０１に対向する部分の面上に、例えばゴムなどの弾性体から構成されるパッド１０７が設けられている。このパッド１０７は、円錐形状を有し、その円錐形状の平面側が可動ステージ１０２における固定ステージ１０１に対向する面に固着されている。
【００１６】
以上のようにして構成された貼り合わせ装置を用いてディスク基板１０４とシート１０３との貼り合わせを行う場合、まず、シート１０３を、その貫通孔１０３ａを上下動ピン１０５に嵌合させて、固定ステージ１０１上に載置する。このとき、シート１０３は、接着面１０３ｂ側の面が可動ステージ１０２に対向するように載置する。その後、ディスク基板１０４を、そのセンターホール１０４ａを基板位置出しピン１０６に嵌合させて上下動ピン１０５の段差部分に載置する。このとき、ディスク基板１０４は、その情報信号部が設けられた記録面１０４ｂが粘着層の設けられた接着面１０３ｂに対向するように、上下動ピン１０５に支持される。
【００１７】
次に、可動ステージ１０２を固定ステージ１０１に向けて移動させる（図１２中、下方）。そして、パッド１０７により、まず基板位置出しピン１０６を押圧し、続いてディスク基板１０４を介して上下動ピン１０５を固定ステージ１０１中に進入させる。これにより、ディスク基板１０４とシート１０３とのクリアランスは徐々に小さくなり、最終的に、ディスク基板１０４とシート１０３とが圧着され、記録面１０４ｂと接着面１０３ｂとが接着される。この圧着が安定した後、可動ステージ１０２を固定ステージ１０１から離れる方向に開放させる。その後、所定の搬送装置（図示せず）を用いて、圧着されたディスク基板１０４とシート１０３とを固定ステージ１０１から搬出する。
【００１８】
以上により、ディスク基板１０４とシート１０３とが貼り合わされ、ディスク基板１０４の記録面１０４ｂ上に光透過層が設けられた光ディスクが製造される。
【００１９】
以上のようにして形成された光透過層を有する光ディスクにおいては、再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化に対応可能であるという利点を有する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が、上述の光ディスクの製造を繰り返し行い、この光ディスクに関して種々実験を行い、この実験結果に基づいて種々検討を行った結果、次のような問題が存在することを知見するに至った。
【００２１】
すなわち、光透過層を形成する光ディスクにおいて、情報信号部に相変化型記録材料を用いる場合、この情報信号部の最表層の材料として、通常、透明な誘電体である硫化亜鉛と酸化シリコンとの混合物（ＺｎＳ−ＳｉＯ₂）が用いられる。そして、最表層としてこのＺｎＳ−ＳｉＯ₂層が設けられた情報信号部上に、感圧性粘着剤からなる接着層を介して光透過性シートが貼り合わせられる。
【００２２】
ところが、本発明者が、この光透過層を設けた複数の光ディスクに対して加速試験を行い、それらの光ディスクにおける反射率を測定したところ、反射率が低下してしまうという問題があることを知見した。このように反射率が低下してしまうと、光透過層が設けられた光ディスクに対して、高信頼性を有しつつ、情報信号を記録したり再生したりすることが困難になってしまう。
【００２３】
したがって、この発明の目的は、基板の一主面上に接着層を介して光透過性シートを貼り合わせて構成された光ディスクにおいて、これらの光ディスクごとの反射率のばらつきや、この光ディスクの記録／再生面における反射率の変動を抑制することができ、記録／再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化に対応可能で、小複屈折、透明性良好で均一な膜厚の光透過層を有する光ディスク、および製造歩留まりを向上させることができる光ディスクの製造方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術が有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以下にその概要を説明する。
【００２５】
すなわち、上述したように、本発明者が実験により得た知見によれば、光透過性シートとディスク基板とを、感圧性粘着剤からなる接着層を介して貼り合わせて光ディスクを製造すると、複数の光ディスクにおいて反射率がばらついてしまったり、光ディスクの記録／再生面内において場所による反射率のばらつきが生じてしまう。そこで、本発明者は、これらの光ディスクに関してさらなる観察や実験を行った。その結果、光透過層の部分が黄色に変色（黄変）していることが、反射率のばらつきの原因となっていることを知見するに至った。
【００２６】
本発明者は、このような黄変の発生要因をさらに追求し、検討を重ね、光ディスクの情報信号部を構成する積層膜に用いられているＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる誘電体層と、感圧性粘着剤との化学反応が原因であるのではないかということを想起した。本発明者の知見とを合わせて考慮すると、感圧性粘着剤に影響を及ぼすのは、主に亜鉛（Ｚｎ）である可能性が高く、硫黄（Ｓ）の影響も考えられる。
【００２７】
ところが、光ディスクの情報信号部においては、記録特性などを考慮すると、記録層を挟むようにして設けられる誘電体膜の材料としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂が好ましく、多く用いられる。実際、この記録層を挟むように設けられる誘電体膜の材料として、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂以外の材料から構成する場合であっても、感圧性粘着剤との反応により接着層の変色が生じる可能性がある。さらに、光ディスクにおける記録再生特性などの種々の特性において誘電体膜の材料は重要な構成要素である。そのため、誘電体膜の材料においては特性の向上に関係した制約が多く、他の材料に置き換えることが非常に難しい。
【００２８】
本発明者は、以上の点を考慮しつつ光透過層の接着層の変色、特に黄変を防止する方法に関して検討を重ねたところ、接着層を構成する感圧性粘着剤との反応が生じない材料を、情報信号部と感圧性粘着剤との間に挿入させて設けることを想起した。また、本発明者が、感圧性粘着剤との間で反応が発生しない材料について種々検討、実験を行ったところ、この材料としては、窒化シリコンや酸化シリコンなどの誘電体といった無機材料や、紫外線硬化樹脂などの有機材料が適当であることを知見した。
【００２９】
以上のような本発明者の鋭意検討によれば、良好な反射率を確保するためには、光ディスクにおける従来の情報信号部の上層で、光透過層の接着層の下面において、誘電体無機材料や有機材料からなる反応防止層を設けることが望ましい。そして、この材料としては、窒化シリコン、酸化シリコンおよび紫外線硬化樹脂がより適当である。
【００３０】
したがって、上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、
基板の一主面上に、
複数の層からなる、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、シートを基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
情報信号部の接着層側に反応防止層が設けられている
ことを特徴とするものである。
【００３１】
この第１の発明において、典型的には、反応防止層は、誘電体から構成される。さらに、好適には、誘電体は窒化シリコン（ＳｉＮ，Ｓｉ₃Ｎ₄）であり、この窒化シリコンからなる反応防止層の膜厚は、２ｎｍ以上であることが望ましい。また、反応防止層を構成する誘電体は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）であってもよく、この酸化シリコンからなる反応防止層の膜厚は、２ｎｍ以上であることが望ましい。
【００３２】
この第１の発明において、典型的には、光透過層の膜厚は９０μｍ以上１１０μｍ以下である。
【００３３】
この発明の第２の発明は、
基板の一主面上に、
複数の層からなる、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、シートを基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
情報信号部と接着層との間に、有機材料からなる反応防止層が設けられている
ことを特徴とするものである。
【００３４】
この第２の発明において、典型的には、有機材料は、紫外線硬化樹脂であり、好適には、紫外線硬化樹脂に溶剤が含有されている。この溶剤としては、メトキシプロパノールが望ましいが、その他の溶剤を用いることも可能である。
【００３５】
この第２の発明において、典型的には、少なくとも情報信号部が設けられた領域における、反応防止層の膜厚分布が、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク。
【００３６】
この第２の発明において、典型的には、光透過層の膜厚は、９０μｍ以上１１０μｍ以下である。
【００３７】
この第２の発明において、典型的には、有機材料は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂からなり、具体的には、アクリレート系、チオール系、エポキシ系、シリコン系などの紫外線硬化樹脂を用いることが可能である。そして、反応防止層として紫外線硬化樹脂を用いる場合、典型的には、少なくとも紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、これを硬化させることにより、反応防止層を形成する。また、この発明において、有機材料として選択された樹脂において、好適な硬化方法が選択することが可能である。
【００３８】
この発明の第３の発明は、
基板の一主面上に、
情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、シートを基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
情報信号部が、基板に近い側から、レーザ光を反射可能に構成された反射層、第１の誘電体層、情報信号を記録可能に構成された記録層、および第２の誘電体層を、少なくとも積層させた積層膜からなり、
第２の誘電体層の膜厚が、基板の平坦面におけるレーザ光の反射率が１５％以上になるように設定されている
ことを特徴とする光ディスク。
【００３９】
この第３の発明において、レーザ光の反射率が１５％以上になるように設定するために、典型的には、第２の誘電体層の膜厚は、４５ｎｍ以上９０ｎｍ以下であるか、または、１３０ｎｍ以上１７５ｎｍ以下である。
【００４０】
この第３の発明において、典型的には、第２の誘電体層は、硫化亜鉛と酸化シリコンとの混合物からなる。
【００４１】
この発明の第４の発明は、
基板の主面上に、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部を形成する工程と、
情報信号部を覆う領域に、接着層を介して、情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過性シートを貼り合わせる工程とを有する光ディスクの製造方法において、
情報信号部の最表層に反応防止層を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【００４２】
この第４の発明において、典型的には、反応防止層は誘電体からなり、具体的には、誘電体は、窒化シリコンまたは酸化シリコンである。また、窒化シリコンまたは酸化シリコンからなる反応防止層の膜厚を２ｎｍ以上に形成する。
【００４３】
この第４の発明において、典型的には、接着層は感圧性粘着剤からなる。
【００４４】
この第４の発明において、好適には、光透過層の膜厚を９０μｍ以上１１０μｍ以下に形成する。
【００４５】
この発明の第５の発明は、
基板の主面上に、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部を形成する工程と、
情報信号部を覆う領域に、接着層を介して、情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過性シートを貼り合わせる工程とを有する光ディスクの製造方法において、
情報信号部を形成する工程後、光透過性シートの貼り合わせる工程前に、
少なくとも情報信号部の上層に有機材料からなる反応防止層を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【００４６】
この第５の発明において、紫外線硬化樹脂などの有機材料を少なくとも情報信号部上の全面を覆うように行き渡らせるために、好適には、基板上に液体状の紫外線硬化樹脂を滴下した後、基板を、その平面円環形状の面に対して垂直で、平面円環形状における中心の軸の周りを回転させる。すなわち、スピンコート法などにより、紫外線硬化樹脂を、情報信号部を覆うように形成する。なお、紫外線硬化樹脂に溶剤が添加されている場合には、スピンコート法による塗布の後、この溶剤を気化させる。
【００４７】
この第５の発明において、典型的には、有機材料は紫外線硬化樹脂であり、基板上の内外周膜厚差を低減するために、この紫外線硬化樹脂には、溶剤が含有されている。そして、この第５の発明において、好適には、基板上の情報信号部が設けられた領域における、反応防止層の膜厚分布を、１μｍ以下に形成する。
【００４８】
この第５の発明において、典型的には、光透過層の膜厚を９０μｍ以上１１０μｍ以下に形成する。
【００４９】
この発明において、好適には、情報信号部の膜厚は、１８３ｎｍ以上３１３ｎｍ以下である。
【００５０】
この発明において、接着層と情報信号層の最表層との反応を抑制し、接着層における変色を防止するために、典型的には、反応防止層は誘電体からなり、変色の抑制をより確実に行うために、この誘電体は、好適には、窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ_4-x（０≦ｘ≦１、特にＳｉ₃Ｎ₄））、または酸化シリコン（ＳｉＯ_x（１≦ｘ≦２、特にＳｉＯ₂，ＳｉＯ））である。なお、この誘電体としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮx（０．５≦ｘ≦１、特にＡｌＮ））、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃-x（０≦ｘ≦１、特にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃））、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸アルミ化マグネシウム（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）、酸化チタン（ＴｉＯ_x（１≦ｘ≦２、特にＴｉＯ₂））、酸チタン化バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、酸チタン化ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ_5-x（０≦ｘ≦１、（特にＴａ₂Ｏ₅））、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_x（１≦ｘ≦２））、炭化シリコン（ＳｉＣ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化鉛（ＰｂＳ）、Ｇｅ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ、フッ化カルシウム（ＣａＦ）、フッ化ランタン（ＬａＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化チタン（ＴｉＦ₄）などを用いることも可能である。可能である。さらに、これらの材料を主成分とする材料や、これらの材料の混合物、例えばＡｌＮ−ＳｉＯ₂を用いることも可能である。
【００５１】
この発明において、典型的には、基板が平面円環形状を有するとともに、光透過性シートも平面円環形状を有する。そして、この発明において、光透過性シートを有する光透過層を形成するために、平面円環状に打ち抜かれたシートの一方の面に接着層を設け、基板とシートとを、この接着層を介して貼り合わせることにより、基板上に光透過層を形成する。また、この発明において、典型的には、平面円環形状を有するシートの内径は、平面円環形状を有する基板の内径以上に構成されるとともに、平面円環形状を有するシートの外径は、平面円環形状を有する基板の外径以下に構成される。
【００５２】
この発明において、典型的には、接着層は感圧性粘着剤（ＰＳＡ）からなる。
【００５３】
この発明において、製造される光ディスクにおける反りや歪みを最小限にするために、好適には、光透過性シートは、基板に用いられる材料と同種の材料から構成される。また、光透過性シートの厚さは、典型的には、基板の厚さより小さくなるように構成され、具体的には、３０μｍ以上１５０μｍ以下から選ばれる。また、この発明において、ディスク基板は、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）やシクロオレフィンポリマーなどの低吸水性の樹脂が用いられ、また、光透過性シートは、好適には、ディスク基板と同じ材料から構成される。なお、基板に用いられる材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属からなる基板や、ガラス基板、あるいは、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなる基板を用いることも可能である。また、光透過性シートは、典型的には、ポリカーボネート樹脂からなるが、その他の樹脂材料から構成することも可能である。
【００５４】
この発明において、ディスク基板とシートとを貼り合わせる際に用いられる張り合わせ装置におけるシートを載置する面上に異物が存在した場合であっても、その異物により光透過性シートに傷などが付いたり、凹部が発生したりすることを防止するために、好適には、シートを、光透過性シートと、接着層と、光透過性シートの接着層が設けられた側とは反対側の面に設けられた光透過性シートを保護する保護層とから構成する。また、この保護層は、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シートなどからなる。より具体的には、このＰＥＴシートやＰＥＮシートなどの保護フィルムの少なくとも一方の面に第２の粘着剤が被着され、この第２の粘着剤が被着された面を光透過性シートの一面に接着させて、ディスク基板に貼り合わせられるシートが構成される。
【００５５】
この発明において、典型的には、光透過性シートは、少なくとも情報信号の記録／再生に用いられる、ＧａＮ系半導体レーザ（発光波長４００ｎｍ帯、青色発光）、ＺｎＳｅ系半導体レーザ（発光波長５００ｎｍ帯、緑色）、またはＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ（発光波長６３５〜６８０ｎｍ程度、赤色）などから照射されるレーザ光を、透過可能な非磁性材料からなり、具体的には、ポリカーボネートなどの光透過性を有する熱可塑性樹脂からなる。
【００５６】
この発明は、好適には、ＤＶＲ（Digital Video Recording system）などの、薄い光透過層を有する光ディスクに適用することができ、発光波長が６５０ｎｍ程度の半導体レーザを用いて情報信号の記録や再生を行うように構成された、いわゆるＤＶＲ−ｒｅｄや、発光波長が４００ｎｍ程度の半導体レーザを用いて情報信号の記録や再生を行うように構成された、いわゆるＤＶＲ−ｂｌｕｅなどの光ディスクに適用することが可能である。このＤＶＲは、好ましくは、２個のレンズを直列に組み合わせることによりＮＡを０．８５程度にまで高めた対物レンズを用いて、情報信号を記録可能に構成されており、具体的には、片面で２２ＧＢ程度の記憶容量を有する。また、この発明の適用が好ましい光ディスクは、このＤＶＲなど、カートリッジに納められている光ディスクであるが、この発明の適用は、必ずしもカートリッジに納められているものに限定されるものではない。
【００５７】
上述のように構成されたこの発明による光ディスクおよびその製造方法によれば、光透過層を、少なくとも、光透過性シートとこの光透過性シートを基板の主面に接着させるための接着層とから構成し、情報信号部における接着層に接する面を構成する層を反応防止層から構成していることにより、接着層と情報信号部を構成する誘電体層との化学反応を防止することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００５９】
まず、この発明の第１の実施形態による光ディスクについて説明する。図１に、この第１の実施形態による光ディスクを示す。
【００６０】
図１に示すように、この第１の実施形態による光ディスクにおいては、ディスク基板１が、レプリカ基板１ａの中心部にセンターホール１ｂが形成され、凹凸が形成された一主面に情報信号部１ｃが設けられている。また、このディスク基板１上に光透過層２が設けられている。この光透過層２は、光透過性シート２ａが接着層２ｂを介して接着されて構成されており、その中央部に貫通孔２ｃが設けられている。
【００６１】
また、光透過層２の光透過性シート２ａ側の主面における貫通孔２ｃの周辺において、円環状にクランプ領域３が設定されている。ここで、この円環状のクランプ領域３の最内周径は、例えば２３ｍｍであり、最外周径は、例えば３３ｍｍである。このクランプ領域３における光透過層２の光透過性シート２ａ側の主面には、記録再生装置のスピンドル（いずれも図示せず）に光ディスクをクランプしたり載置したりする際の、クランプ基準面３ａが設定されている。このように、光透過性シート２ａが、接着層２ｂを介してディスク基板１の一主面上に接着されている点を考慮すると、貫通孔２ｃの径は、ディスク基板１のセンターホール１ｂの径以上に選ばれ、例えば１５ｍｍ以上に選ばれる。また、クランプ基準面３ａを光透過層２の光透過性シート２ａ側の主面から構成することを考慮すると、貫通孔２ｃの径は、クランプ領域３の最内周以下、具体的には例えば２３ｍｍ以下である。
【００６２】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による光ディスクの製造方法について説明する。図２に、この光ディスクの支持体となるディスク基板を示し、図３に、このディスク基板の詳細を示し、図４に、ディスク基板に貼り合わせられるシートを示す。
【００６３】
この第１の実施形態による光ディスクの製造方法においては、まず、図２に示すように、光透過層の形成が行われるディスク基板１を用意する。このディスク基板１は、レプリカ基板１ａの中心部にセンターホール１ｂが形成されており、凹凸が形成された一主面上に情報信号部１ｃが設けられている。
【００６４】
レプリカ基板１ａは、所定のスタンパを用いた射出成形法により作製されたものである。このレプリカ基板１ａの厚さは、例えば０．６〜１．２ｍｍである。また、レプリカ基板１ａの材料としては、例えばポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー（例えば、ゼオネックス（登録商標））などの低吸水性の樹脂が用いられる。なお、レプリカ基板１ａとして、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属からなる基板や、ガラス基板、あるいは、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなる基板を用いることも可能である。また、レプリカ基板１ａの一主面に形成された凹凸部上に、記録膜や反射膜などが成膜されており、これにより情報信号部１ｃが形成されている。この情報信号部１ｃは、反射膜、光磁気材料からなる膜、相変化材料からなる膜、または有機色素膜などからなる。これらのうち、反射膜の材料としては、例えばＡｌ合金などが用いられる。具体的には、最終製品としての光ディスクが再生専用（ＲＯＭ（Read Only Memory））の光ディスクである場合、情報信号部１ｃは、例えばＡｌ合金などからなる反射層を少なくとも有する、単層膜または積層膜から構成される。他方、最終製品としての光ディスクが書き換え可能型光ディスクである場合には、情報信号部１ｃは、光磁気材料からなる膜や相変化材料からなる膜を少なくとも有する単層膜もしくは積層膜から構成され、追記型光ディスクの場合には、例えば有機色素材料からなる膜を少なくとも有する単層膜もしくは積層膜から構成される。
【００６５】
ここで、この第１の実施形態によるディスク基板１は、図３に示すように、例えば厚さが１．１ｍｍで円盤状のポリカーボネート（ＰＣ）基板をレプリカ基板１ａとして用い、このレプリカ基板１ａの直径（外径）を例えば１２０ｍｍ、センターホール１ｂの開口径（内口径）を例えば１５ｍｍとしたものである。そして、反射層１１上に、第１の誘電体層１２、記録層１３、第２の誘電体層１４および反応防止層１５が順次積層されて、情報信号部１ｃが構成されている。
【００６６】
また、図４に示すように、光透過層２となるシート４は、光透過性シート２ａと、この光透過性シート２ａの一面に被着された感圧性粘着剤（ＰＳＡ）からなる接着層２ｂとから構成される。このシート４は、ディスク基板１におけると同様に、平面円環状に打ち抜かれた構造を有し、中央部に貫通孔２ｃが形成されている。ここで、このシート４の寸法においては、シート４の直径（外径）がディスク基板１の外径とほぼ同じ、またはそれ以下に選ばれ、具体的には、例えば１２０ｍｍとし、貫通孔２ｃの径（内孔径）は、センターホール１ｂの開口径以上、かつ、クランプ領域３の最内周径（例えば２３ｍｍ径）以下の範囲から選ばれ、例えば２３ｍｍとする。
【００６７】
このようなシート４における光透過性シート２ａは、例えば、少なくとも記録／再生に用いられるレーザ光を透過可能な光学特性を満足した、光透過性を有する熱可塑性樹脂からなる。この熱可塑性樹脂としては、耐熱寸法安定性、熱膨張率、または吸湿膨張率などがレプリカ基板１ａにおけると近い材料が選ばれ、具体的には、例えばポリカーボネート（ＰＣ）や、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル）などのメタクリル樹脂などが選ばれる。また、光透過性シート２ａの厚さは、好適には５０〜１００μｍの範囲から選ばれ、より好適には６０〜８０μｍの範囲から選ばれる。この第１の実施形態においては、光透過性シート２ａが、ディスク基板１の一主面に感圧性粘着剤（ＰＳＡ）からなる接着層２ｂを介して貼り合わせられることを考慮すると、光透過性シート２ａの厚さは、例えば７０μｍに選ばれる。なお、この光透過性シート２ａの厚さは、情報信号の記録／再生に用いられるレーザ光の波長や、光透過層２の所望とする膜厚を考慮して決定される。
【００６８】
また、接着層２ｂを構成するＰＳＡは、例えばアクリル樹脂などである。また、この接着層２ｂの厚さは、例えば３０μｍであるが、接着層２ｂの厚さや感圧性粘着剤として用いられる材料は、光透過層２の所望とする膜厚や、情報信号の記録／再生に用いられるレーザ光の波長を考慮して決定される。また、図示省略したが、シート４が保管されている際には、このシート４の接着層２ｂの面には、これを保護する保護フィルムがラミネートされている。
【００６９】
次に、以上のように構成されたディスク基板１とシート４との貼り合わせ方法について説明する。
【００７０】
まず、このディスク基板１とシート４との貼り合わせに用いられる、貼り合わせ装置について説明する。図５に、この第１の実施形態において用いられる貼り合わせ装置を示す。
【００７１】
図５に示すように、この第１の実施形態による貼り合わせ装置においては、固定ステージ２１と可動ステージ２２とが、互いに対向した位置に設置されて構成されている。
【００７２】
固定ステージ２１は、シート４を載置可能に構成されている。すなわち、固定ステージ２１における可動ステージ２２に対向した部分には、固定ステージ２１に対して突出および埋没する方向に移動可能な上下動ピン２３が設けられている。この上下動ピン２３の径は、上述したシート４の貫通孔２ｃの径に等しくなるように構成されている。そして、シート４の貫通孔２ｃを上下動ピン２３に嵌め合わせつつ、シート４を固定ステージ２１上に載置可能に構成されている。また、この上下動ピン２３の上部には、円柱状に突出した基板位置出しピン２４が設けられている。この基板位置出しピン２４の径は、上述したディスク基板１のセンターホール１ｂの径にほぼ等しくなるように構成されており、ディスク基板１の中心を合わせつつ、このディスク基板１を上下動ピン２３で支持可能に構成されている。このように構成された固定ステージ２１においては、シート４を、上下動ピン２３に嵌合させて載置可能に構成され、ディスク基板１を、基板位置出しピン２４に嵌合させつつ上下動ピン２３の段差部分により支持可能に構成されている。
【００７３】
また、可動ステージ２２の固定ステージ２１に対向する部分の面上に、例えばゴムなどの弾性体から構成されるパッド２５が設けられている。このパッド２５は、円錐形状を有し、その円錐形状の平面側が可動ステージ２２における固定ステージ２１に対向する面に固着されている。
【００７４】
以上のように構成されたこの第１の実施形態による貼り合わせ装置を用いて、ディスク基板１とシート４との貼り合わせを行う際には、まず、シート４を、その貫通孔２ｃを上下動ピン２３に嵌合させて、固定ステージ２１上に載置する。このとき、シート４は、接着層２ｂ側の面が可動ステージ２２に対向するように載置する。その後、ディスク基板１を、そのセンターホール１ｂを基板位置出しピン２４に嵌合させて上下動ピン２３の段差部分に載置する。このとき、ディスク基板１は、その情報信号部が設けられた情報信号部１ｃの面が接着層２ｂの接着面に対向するように、上下動ピン２３に支持される。
【００７５】
次に、可動ステージ２２を固定ステージ２１に向けて移動させる（図５中、下方）。そして、パッド２５により、まず基板位置出しピン２４を押圧し、続いてディスク基板１を介して上下動ピン２３を固定ステージ２１中に進入させる。これにより、ディスク基板１とシート４とのクリアランスは徐々に小さくなり、最終的に、ディスク基板１とシート４とが圧着され、情報信号部１ｃの面と接着層２ｂとが接着される。この圧着が安定した後、可動ステージ２２を固定ステージ２１から離れる方向に開放させる。その後、所定の搬送装置（図示せず）を用いて、圧着されたディスク基板１とシート４とを固定ステージ２１から搬出する。
【００７６】
以上により、ディスク基板１とシート４とが貼り合わされ、ディスク基板１の情報信号部１ｃの面上に光透過層２が設けられた光ディスクが製造される。
【００７７】
本発明者は、このように製造される光ディスクに関して、反応防止層１５の膜圧を種々変えたディスク基板１を製造し、相互のディスク基板において比較検討を行った。具体的には、レプリカ基板１ａとして、厚さが１．１ｍｍで平面円環状のポリカーボネート（ＰＣ）基板を用い、情報信号部１ｃとして、膜厚が１００ｎｍのＡｌ合金からなる反射層１１上に、膜厚が１８ｎｍのＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物（ＺｎＳ−ＳｉＯ₂）からなる第１の誘電体層１２、膜厚が２４ｎｍのＧｅＩｎＳｂＴｅ合金層からなる記録層１３、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第２の誘電体層１４、および誘電体からなる反応防止層１５を順次積層した積層膜を用いる。
【００７８】
ここで、上述の情報信号部１ｃにおけるＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第２の誘電体層１４の膜厚は、ミラー部分における反射率が１５％以上になるように設定される。すなわち、通常、光ディスクにおける情報信号の記録／再生において使用されるグルーブでは、１０％以上の反射率が要求される。このグルーブにおける反射率は平坦なミラー部における反射率の７０％程度である。そのため、グルーブにおいて良好な記録／再生特性を得るためには、ミラー部での反射率として、１５％以上の反射率を確保する必要がある。このような考察のもと、本発明者は、反射率の第２の誘電体層（ＺｎＳ−ＳｉＯ₂）の膜厚依存性を測定した。その結果を図６に示す。図６に示すように、本発明者は、反射率が、第２の誘電体層１４の膜厚の増加に伴って、正弦波的に変化することを知見した。そこで、この第２の誘電体層１４の膜厚は、この正弦波的に変化する反射率が１５％以上になる範囲、具体的には、４５〜９０ｎｍの範囲内、または１３０〜１７５ｎｍの範囲内に選ばれる。そして、この第１の実施形態においては、１４０ｎｍに選ばれる。
【００７９】
また、上述の情報信号部１ｃにおける反応防止層１５の材料は、次のようにして決定される。すなわち、上述したように、この情報信号部１ｃの上層には、感圧性接着剤（ＰＳＡ）からなる接着層２ｂを介して光透過性シート２ａが貼り合わせられる。そのため、この情報信号部１ｃの最表層を構成する反応防止層１５の材料としては、この接着層２ｂと化学反応をしない材料、具体的には、例えばシリコン窒素化合物が選ばれる。この第１の実施形態においては、反応防止層１５をＳｉ₃Ｎ₄から構成する。
【００８０】
このような情報信号部１ｃの最表層をＳｉ₃Ｎ₄からなる反応防止層１５とした、この第１の実施形態によるディスク基板１を、以下、実施例のディスク基板１とする。そして、この反応防止層１５の膜厚を、１ｎｍとしたものを第１の実施例のディスク基板１、２ｎｍとしたものを第２の実施例のディスク基板１、５ｎｍとしたものを第３の実施例のディスク基板１、１０ｎｍとしたものを第４の実施例のディスク基板１、３０ｎｍとしたものを第５の実施例のディスク基板１とする。
【００８１】
他方、比較として用いるディスク基板１は、具体的には、厚さが１．１ｍｍで円盤状のＰＣ基板をレプリカ基板１ａとし、このＰＣ基板の直径（外径）を例えば１２０ｍｍ、センターホール１ｂの開口径（内口径）を例えば１５ｍｍとしたものである。また、この従来のディスク基板１における情報信号部１ｃは、膜厚が１００ｎｍのＡｌ合金からなる反射層上に、膜厚が１８ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第１の誘電体層、膜厚が２４ｎｍのＧｅＩｎＳｂＴｅ合金層からなる相変化記録層、および膜厚が１４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第２の誘電体層を順次積層した積層膜から構成される。すなわち、反応防止層１５が設けられていないディスク基板を、比較例のディスク基板１とする。
【００８２】
そして、この第１〜第５の実施例のディスク基板１を用いて上述の貼り合わせ方法により製造された光ディスクと、比較例のディスク基板１を用いて上述の製造方法に基づいて製造された光ディスクとに対して、それぞれ反射率の変化率の測定を行った。すなわち、まず、第１〜第５の実施例および比較例のディスク基板を用いて製造されたそれぞれの光ディスクに対して、初期結晶化処理を施すことにより、情報信号部１ｃの記録層１３を非晶質（アモルファス）状態から結晶状態に変化させる。次に、初期反射率の測定を行った後、温度が８０℃、湿度が８５％の恒温恒湿槽内に１０００時間投入して、加速試験を行う。その後、恒温恒湿槽から取り出したそれぞれの光ディスクに対して反射率を測定する。そして、この加速試験前後の反射率の変化を測定する。なお、この反射率の測定は、波長が４００ｎｍで、開口数ＮＡが０．８５の光学系の評価装置を用いて、光ディスクの凹凸のない部分いわゆるミラー部で行う。また、この反射率の変化率は、初期反射率から加速試験後の反射率を減算することによって得られる反射率変化量を、初期反射率で除算した値である。この反射率の変化率の測定結果を以下の表１に示す。
【００８３】
【表１】

【００８４】
表１から、第１〜第５の実施例のディスク基板１を用いて製造された光ディスク（第１の実施例の光ディスク〜第５の実施例の光ディスク）においては、加速試験により、初期反射率に対する反射率変化量（反射率の変化率）が、０．０１１〜０．１４４であるのに対し、比較例のディスク基板１を用いて製造された光ディスク（比較例の光ディスク）においては、加速試験により、反射率の変化率が、第１の実施例における反射率の変化率の約２倍の０．２８５に達することがわかる。また、この比較例の光ディスクにおいては、接着層２ｂに黄色を呈した変色が観測された。この本発明者の実験から得た知見によれば、この接着層２ｂにおける黄色を呈した変色が反射率の低下の原因である。したがって、情報信号部１ｃの接着層２ｂとの界面に反応防止層１５を設けていることにより、反射率の劣化を防止することができる。
【００８５】
また、表１から、第１〜第５の実施例における相互の光ディスクに関しては、次のことがわかる。すなわち、Ｓｉ₃Ｎ₄からなる反応防止層１５の膜厚が１ｎｍの第１の実施例の光ディスクにおいて反射率の変化率が０．１４４であるのに対し、膜厚が２ｎｍの光ディスクにおいて反射率の変化率が０．０９２であり、反射率の変化率が低減していることがわかる。換言すると、第１の実施例の光ディスクに対して、第２の実施例の光ディスクにおいては、反射率の劣化が抑制されていることがわかる。また、同様に比較すると、第２の実施例の光ディスクに比して第３の実施例の光ディスク、第３の実施例の光ディスクに対して第４の実施例の光ディスク、第４の実施例の光ディスクに比して第５の実施例の光ディスクと、反応防止層１５の膜厚を増加させていくのに伴い、反射率の変化率が低減していくことがわかる。さらに、本発明者が第１〜第５の実施例の光ディスクを観察したところによると、反応防止層１５を設けた場合に、黄色の変色が少なくなっていくことがわかる。
【００８６】
また、一般に反射率の変化率が０．１より大きくなると、情報信号の記録／再生の低下を引き起こしてしまう。そのため、Ｓｉ₃Ｎ₄からなる反応防止層１５の膜厚は１ｎｍより大きくする必要があり、２ｎｍ以上であることが望ましい。これにより、反応防止層１５の膜厚が２ｎｍ以上であれば、反射率の変化率が確実に０．１以下になり、良好な記録／再生特性を確保することができる。
【００８７】
以上説明したように、この第１の実施形態による光ディスクおよびその製造方法によれば、ディスク基板１の主面における情報信号部１ｃの最表層として、接着層２ｂとの間で化学反応を生じないＳｉ₃Ｎ₄からなる反応防止層１５を設けていることにより、光ディスクを長期にわたって使用する場合であっても、情報信号部１ｃと接着層２ｂとの間において、接着層２ｂにおける変色（黄変）を防止することができるので、この変色に起因する反射率の低減、そしてこれにともなる光ディスクの劣化を抑制することができる。したがって、薄型化され、小複屈折、透明性良好で、かつ、厚さも均一な光透過層を有し、対物レンズの高ＮＡ化に対応可能で、良好な記録再生特性を有する光ディスクを得ることができる。
【００８８】
次に、この発明の第２の実施形態による光ディスクについて説明する。この第２の実施形態による光ディスクにおいては、第１の実施形態におけると異なり、反応防止層１５を酸化シリコン（ＳｉＯ₂）から構成する。
【００８９】
ここで、この反応防止層１５の材料は、次のようにして決定される。すなわち、上述したように、この情報信号部１ｃの上層には、感圧性接着剤（ＰＳＡ）からなる接着層２ｂを介して光透過性シート２ａが貼り合わせられる。そのため、この情報信号部１ｃの最表層を構成する反応防止層１５の材料としては、この接着層２ｂと化学反応をしない材料、具体的には、例えばシリコン酸素化合物が選ばれる。この第２の実施形態においては、反応防止層１５をＳｉＯ₂から構成する。
【００９０】
このような情報信号部１ｃの最表層をＳｉＯ₂からなる反応防止層１５とした、第２の実施形態によるディスク基板１を、以下、実施例のディスク基板１とする。そして、ＳｉＯ₂からなる反応防止層１５の膜厚を、１ｎｍとしたものを第６の実施例のディスク基板１、２ｎｍとしたものを第７の実施例のディスク基板１、５ｎｍとしたものを第８の実施例のディスク基板１、１０ｎｍとしたものを第９の実施例のディスク基板１、３０ｎｍとしたものを第１０の実施例のディスク基板１とする。他方、比較のためのディスク基板１は、第１の実施形態におけると同様であり、このディスク基板１を、比較例のディスク基板１とする。
【００９１】
また、この第２の実施形態による光ディスクのその他の構成については、第１の実施形態におけると同様であるので、説明を省略する。また、光ディスクの製造方法についても第１の実施形態におけると同様であるので、説明を省略する。
【００９２】
そして、この第６〜第１０の実施例のディスク基板１を用いて、第１の実施形態において述べた貼り合わせ方法により光透過層を形成した光ディスクと、比較例のディスク基板１を用いて同様の製造方法により光透過層を形成した光ディスクとに対して、それぞれ反射率の変化率の測定を行った。
【００９３】
すなわち、まず、第６〜第１０の実施例のディスク基板１および比較例のディスク基板を用いて製造されたそれぞれの光ディスクに対して、初期結晶化処理を施すことにより、情報信号部１ｃの記録層１３を非晶質（アモルファス）状態から結晶状態に変化させる。次に、初期反射率の測定を行った後、温度が８０℃、湿度が８５％の恒温恒湿槽内に１０００時間投入して、加速試験を行う。その後、恒温恒湿槽から取り出したそれぞれの光ディスクにおいて反射率を測定する。そして、この加速試験前後の反射率の変化を測定する。なお、この反射率の測定は、波長が４００ｎｍで、開口数ＮＡが０．８５の光学系の評価装置を用いて、光ディスクの凹凸のない部分、いわゆるミラー部で行う。この反射率の変化率の測定結果を以下の表２に示す。
【００９４】
【表２】

【００９５】
表２から、第６〜第１０の実施例のディスク基板１を用いて製造された、それぞれの光ディスク（第６の実施例の光ディスク〜第１０の実施例の光ディスク）においては、加速試験により、初期反射率に対する反射率変化量（反射率の変化率）が、０．０２７〜０．１４９であるのに対し、比較例のディスク基板１を用いて製造された光ディスク（比較例の光ディスク）においては、加速試験により、反射率の変化率が、第６の実施例における反射率の変化率の約２倍の０．２８５になることがわかる。また、第１の実施形態において述べたように、比較例の光ディスクにおいては、接着層２ｂに黄色を呈した変色が観測され、これが反射率の低下の原因である。したがって、情報信号部１ｃの接着層２ｂとの界面に、接着層２ｂと反応しないＳｉＯ₂からなる反応防止層１５を設けていることにより、反射率の劣化を防止することができる。
【００９６】
また、表２から、第６の実施例〜第１０の実施例における相互の光ディスクに関しては、次のことがわかる。すなわち、ＳｉＯ₂からなる反応防止層１５の膜厚が１ｎｍの第６の実施例の光ディスクにおいて反射率の変化率が０．１４９であるのに対し、膜厚が２ｎｍの第７の実施例の光ディスクにおいて反射率の変化率が０．０８７であり、反射率の変化率が低減していることがわかる。換言すると、第６の実施例の光ディスクに対して、第７の実施例の光ディスクにおいては、反射率の劣化が抑制されていることがわかる。また、同様に比較すると、第７の実施例の光ディスクに比して第８の実施例の光ディスク、第８の実施例の光ディスクに対して第９の実施例の光ディスク、第９の実施例の光ディスクに比して第１０の実施例の光ディスクと、反応防止層１５の膜厚を増加させていくのに伴い、反射率の変化率が低減していくことがわかる。さらに、本発明者が第６の実施例〜第１０の実施例の光ディスクを観察したところによると、反応防止層１５を設けた場合に、黄色の変色が少なくなることが確認された。
【００９７】
また、一般に、反射率の変化率が０．１より大きくなると、情報信号の記録／再生の低下を引き起こしてしまう。そのため、ＳｉＯ₂からなる反応防止層１５の膜厚は、少なくとも１ｎｍより大きくする必要があり、２ｎｍ以上であることが望ましい。これにより、反応防止層１５の膜厚が２ｎｍ以上であれば、反射率の変化率が確実に０．１以下になり、良好な記録／再生特性を確保することができることがわかる。
【００９８】
この第２の実施形態による光ディスクおよびその製造方法によれば、ディスク基板１の主面における情報信号部１ｃの最表層として、接着層２ｂとの間で化学反応を生じないＳｉＯ₂からなる反応防止層１５を設けていることにより、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。
【００９９】
次に、この発明の第３の実施形態による光ディスクについて説明する。図７に、この第３の実施形態による光ディスクを示す。
【０１００】
図７に示すように、この第３の実施形態による光ディスクにおいては、第１の実施形態におけると異なり、情報信号部１ｃを覆うようにして、紫外線硬化樹脂からなる反応防止樹脂層３１が設けられている。そして、この反応防止樹脂層３１の表面に接着層２ｂを介して光透過性シート２ａが貼り合わせられ、光ディスクが構成されている。
【０１０１】
この第３の実施形態による情報信号部１ｃは、図８に示すように、第１および第２の実施形態における情報信号部１ｃと異なり、反応防止層１５を設けることなく構成されている。この第３の実施形態によるディスク基板１は、反応防止樹脂層３１が全面に設けられている。また、反応防止樹脂層３１が設けられていないディスク基板１を、第１の実施形態におけると同様に、比較例のディスク基板１とする。
【０１０２】
次に、この第３の実施形態による光ディスクの製造方法について説明する。すなわち、まず、第１の実施形態におけると同様のレプリカ基板１ａ上の一主面に形成された凹凸部上に、記録膜や反射膜などが成膜されており、これにより情報信号部１ｃが形成されている。
【０１０３】
ここで、この第３の実施形態によるディスク基板１は、具体的には、図８に示すように、レプリカ基板１ａとして、例えば、厚さが１．１ｍｍで円盤状のポリカーボネート（ＰＣ）基板が用いられ、このＰＣ基板の直径（外径）を例えば１２０ｍｍ、センターホール１ｂの開口径（内口径）を例えば１５ｍｍとしたものである。そして、情報信号部１ｃとして、膜厚が１００ｎｍのＡｌ合金からなる反射層１１上に、膜厚が１８ｎｍのＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物からなる第１の誘電体層１２、膜厚が２４ｎｍのＧｅＳｂＴｅ合金層からなる相変化記録可能な記録層１３、硫化亜鉛（ＺｎＳ）と酸化シリコン（ＳｉＯ₂）との混合物（ＺｎＳ−ＳｉＯ₂）からなる第２の誘電体層１４を順次積層した積層膜を用いる。なお、このＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第２の誘電体層１４の膜厚は、第１の実施形態と同様に、ミラー部における反射率が１５％以上になるように設定され、具体的には、４５〜９０ｎｍの範囲内、または１３０〜１７５ｎｍの範囲内に選ばれ、この第３の実施形態においては、１４０ｎｍに選ばれる。
【０１０４】
また、シート４においては、第１および第２の実施形態におけると同様であるので、説明を省略する。
【０１０５】
次に、以上のように構成されたこの第３の実施形態による反応防止樹脂層３１の形成方法について説明する。図９〜図１１に、この第３の実施形態による反応防止樹脂層３１の形成方法を示す。
【０１０６】
すなわち、まず、図９に示すように、ディスク基板１の情報信号部１ｃが形成された一主面上に、紫外線硬化樹脂３２を供給し、塗布する。紫外線硬化樹脂３２の供給は、紫外線硬化樹脂供給部３３のノズル口から、ディスク基板１の内周側に、例えば平面円環状になるようにして行われる。
【０１０７】
次に、図１０に示すように、紫外線硬化樹脂３２が塗布されたディスク基板１を、装置の回転軸（図示せず）を中心として面内方向（図１０中矢印Ｍ方向）に回転させる。これにより、紫外線硬化樹脂３２がディスク基板１表面に行き渡る。この面内方向の回転により余分な紫外線硬化樹脂３２が振り切られて、レプリカ基板１ａの情報信号部１ｃを覆うように、均一に塗布され、均一な厚さの膜が形成される。このときの振り切り後の紫外線硬化樹脂３２からなる膜の膜厚は回転数により調整可能である。
【０１０８】
次に、図１１に示すように、紫外線を発光可能で照射可能に構成された紫外線光源３４の照射範囲内に、紫外線硬化樹脂３２が塗布された状態のレプリカ基板１ａを載置する。このとき、レプリカ基板１ａは、紫外線硬化樹脂３２の塗布された側が紫外線光源３４の設置側に対向するように配置される。その後、紫外線を、紫外線光源３４からレプリカ基板１ａの一主面上の紫外線硬化樹脂３２に照射する。このときの積算強度は例えば５００ｍＪ／ｃｍ²とする。この紫外線の照射により、レプリカ基板１ａ上で情報信号部１ｃを覆う状態で紫外線硬化樹脂３２が硬化し、反応防止樹脂層３１が形成され、この第３の実施形態によるディスク基板１が製造される。
【０１０９】
本発明者は、以上のような製造方法によって製造されるディスク基板１において、製造条件を種々変化させて反応防止樹脂層３１を形成した。この反応防止樹脂層３１が形成されたディスク基板を実施例のディスク基板とする。
【０１１０】
まず、塗布する紫外線硬化樹脂３２として、溶剤が含有されておらず、粘度が４．０×１０^-2Ｐａ・ｓ（４０ｃｐｓ）の樹脂を用いて、レプリカ基板１ａ上に反応防止樹脂層３１を形成し、ディスク基板１を製造する。製造においては、この無溶剤型の樹脂をレプリカ基板１ａの半径１７ｍｍの位置に供給し、回転軸を中心として、８３．３ｓ^-1（５０００ｒｐｍ）の回転数で回転させる。そして、この回転における回転時間を１ｓとして製造されたディスク基板を第１１の実施例によるディスク基板１、２ｓとした場合を第１２の実施例によるディスク基板１、４ｓとした場合を第１３の実施例によるディスク基板１、７ｓとした場合を第１４の実施例によるディスク基板１、１０ｓとした場合を第１５の実施例によるディスク基板１、２０ｓとした場合を第１６の実施例によるディスク基板１とする。
【０１１１】
また、塗布する紫外線硬化樹脂３２として、メトキシプロパノールを５０重量％含有し、粘度が１．０×１０^-1Ｐａ・ｓ（１０ｃｐｓ）の溶剤型の樹脂を用いて、レプリカ基板１ａ上に反応防止樹脂層３１を形成し、３０秒間放置することによって、溶剤を完全に放出させた後に紫外線照射により硬化させてディスク基板１を製造する。この溶剤型の樹脂をレプリカ基板１ａの半径１７ｍｍの位置に供給し、回転軸を中心として、８３．３ｓ^-1（５０００ｒｐｍ）の回転数で回転させる。この回転における回転時間を１ｓとして製造されたディスク基板を第１７の実施例によるディスク基板１、２ｓとした場合を第１８の実施例によるディスク基板１、４ｓとした場合を第１９の実施例によるディスク基板１、７ｓとした場合を第２０の実施例によるディスク基板１、１０ｓとした場合を第２１の実施例によるディスク基板１、２０ｓとした場合を第２２の実施例によるディスク基板１とする。
【０１１２】
以上の無溶剤型の紫外線硬化樹脂３２を用いて製造された第１１〜第１６の実施例によるディスク基板１における反応防止樹脂層３１の膜厚特性、すなわち、ディスク基板１のデータ領域における反応防止樹脂層３１の平均膜厚、データ領域内周（半径２４ｍｍ）における反応防止樹脂層３１の膜厚、データ領域外周（半径５８ｍｍ）における反応防止樹脂層３１の膜厚、および膜厚の内外周膜厚差の結果を、以下の表３に示す。また、溶剤が含有された紫外線硬化樹脂３２を用いて製造された第１７〜第２２の実施例によるディスク基板１における反応防止樹脂層３１の上述と同様の膜厚特性の結果を、以下の表４に示す。
【０１１３】
【表３】

【０１１４】
【表４】

【０１１５】
表３から、無溶剤型の紫外線硬化樹脂３２を用いたスピンコート法により反応防止樹脂層３１を形成した場合、回転時間が増加するのに伴い、平均膜厚および内外周膜厚差が減少していることがわかる。また、表４から、溶剤が含有された紫外線硬化樹脂３２を用いたスピンコート法により反応防止樹脂層３１を形成した場合、回転時間が増加するのに伴い、平均膜厚が減少するとともに内外周膜厚差が表３の第１１〜第１６の実施例によるディスク基板１に比して、非常に大きくなることがわかる。一般にスピンコート法により紫外線硬化樹脂を形成する場合、内周部の膜厚よりも外周部の膜厚が大きくなる。これらのことから、紫外線硬化樹脂３２としては、溶剤が含有された樹脂を用いることが望ましく、この溶剤が含有された紫外線硬化樹脂を用いることにより、データ領域の内外周における膜厚差を１μｍ以下にすることができることがわかる。
【０１１６】
以上のように、反応防止樹脂層３１を形成した後、この反応防止樹脂層３１が形成されたディスク基板１と、第１の実施形態におけると同様のシート４とを、第１の実施形態におけると同様の貼り合わせ装置を用いて貼り合わせることにより、第３の実施形態による光ディスクが製造される。
【０１１７】
本発明者は、上述の第１１〜第２２の実施例によるディスク基板１の反応防止樹脂層３１表面にシート４を貼り合わせて形成したそれぞれの光ディスク（第１１〜第２２の実施例による光ディスク）に関して、第１の実施形態におけると同様に、初期反射率および加速試験後の反射率の測定を行い、反射率の変化率を算出した。なお、比較例の光ディスクは、第１の実施形態におけると同様である。
【０１１８】
【表５】

【０１１９】
【表６】

【０１２０】
表５から、比較例の光ディスクにおいては、反射率の変化率が０．２８５に達するのに対し、第１１〜第１６の実施例による光ディスクにおいては、少なくとも反応防止樹脂層３１が形成されていれば、反射率の変化率が低減可能であることがわかる。また、比較例の光ディスクにおいては、黄色を呈した変色、いわゆる黄変が観測されたが、第１１〜第１６の実施例による光ディスクにおいては、接着層２ｂの変色が非常に少なく、透明であった。
【０１２１】
また、一般に、反射率の変化率が０．１より大きくなると、情報信号の記録／再生の低下を引き起こしてしまうが、第１１〜第１６の実施例による光ディスクにおいては、反応防止樹脂層３１の膜厚が１．９μｍと、もっとも小さい第１６の実施例による光ディスクにおいても、反射率の変化率が０．０３６と非常に小さいことがわかる。これによって、反応防止樹脂層３１を形成することにより、反射率の変化率は確実に０．１以下になり、良好な記録／再生特性を確保することができることがわかる。
【０１２２】
また、表６から、比較例の光ディスクにおいては、反射率の変化率が０．２８５に達するのに対し、第１７〜第２２の実施例による光ディスクにおいては、少なくとも反応防止樹脂層３１が形成されていれば、反射率の変化率が低減可能であることがわかる。また、比較例の光ディスクにおいては、黄色を呈した変色、いわゆる黄変が観測されたが、第１７〜第２２の実施例による光ディスクにおいては、接着層２ｂの変色が非常に少なく、透明であった。
【０１２３】
第１７〜第２２の実施例による光ディスクにおいては、反応防止樹脂層３１の膜厚が１．６μｍと、もっとも小さい第２２の実施例による光ディスクにおいても、反射率の変化率が０．０４１と非常に小さいことがわかる。これによって、反応防止樹脂層３１を形成することで、反射率の変化率は確実に０．１以下になり、良好な記録／再生特性を確保することができることがわかる。
【０１２４】
この発明の第３の実施形態による光ディスクによれば、情報信号部１ｃを覆うようにして、レプリカ基板１ａ上に紫外線硬化樹脂を塗布、硬化させて、反応防止樹脂層３１を形成し、この反応防止樹脂層３１を介して光透過層２を設けるようにしていることにより、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、この第３の実施形態による光ディスクの製造において、反応防止樹脂層３１を、スピンコート法により紫外線硬化樹脂３２を塗布して製造する際に、溶剤を含有した紫外線硬化樹脂を用いることによって、データ領域の内外周膜厚差の少ない光透過層を形成することができるので、良好な記録／再生特性が確保された光ディスクを製造することができる。
【０１２６】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１２７】
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、材料、光ディスクの構成はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、材料、光ディスクの構成を用いてもよい。
【０１２８】
また、上述の実施形態においては、この発明を、光透過層を有する光ディスクに適用するようにしているが、光磁気記録再生を採用した光ハードディスクや、リムーバブル光ハードディスクに適用することも可能である。また、上述の第１の実施形態においては、この発明を、相変化を利用して情報信号の記録を行うようにした相変化型光ディスクに適用するようにしているが、この発明の技術的思想の範囲内において、この発明を、その他の書換可能型光ディスク、追記型光ディスク、または再生専用型光ディスクに適用することも可能である。
【０１２９】
また、上述の実施形態による光ディスクを２枚製造し、これらの２枚の光ディスクを光透過層２が設けられた側とは反対側の面を対向させて貼り合わせて、両面記録型の光ディスクを製造することも可能である。
【０１３０】
また、この第１の実施形態においては、情報信号部が基板に形成されている例について述べたが、この情報信号部は、シートの基板との対向面に形成するようにしても良い。さらに、シートを複数枚の薄膜により構成し、最外層とされる薄膜に凹凸を形成して情報信号部を形成することも可能である。
【０１３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、情報信号部の接着層側に反応防止層を設けるようにしていることにより、基板の一主面上に設けられた情報信号部と接着層との界面における情報信号部の最表面を構成する層と、光透過層における接着層との反応を抑制することができるので、基板の一主面上に接着層を介して光透過性シートを貼り合わせて構成された光ディスクにおいて、これらの光ディスクごとの反射率のばらつきや、この光ディスクの記録／再生面における反射率の変動を抑制することができ、記録／再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化に対応可能で、小複屈折、透明性良好で均一な膜厚の光透過層を有する光ディスクを得ることができるとともに、製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による光ディスクを示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態によるディスク基板を示す断面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態によるディスク基板の情報信号部の詳細を示す断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による光透過層の形成に用いられるシートを示す断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態によるディスク基板とシートとの貼り合わせを行うための貼り合わせ装置の略線図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による光ディスクのミラー部における反射率の第２の誘電体層の膜厚依存性を示すグラフである。
【図７】この発明の第３の実施形態による光ディスクを示す断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態によるディスク基板を示す断面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態による反応防止樹脂層の形成方法を説明するための略線図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態による反応防止樹脂層の形成方法を説明するための略線図である。
【図１１】この発明の第３の実施形態による反応防止樹脂層の形成方法を説明するための略線図である。
【図１２】従来技術によるディスク基板とシートとの貼り合わせに用いられる貼り合わせ装置を示す略線図である。
【符号の説明】
１・・・ディスク基板、１ａ・・・レプリカ基板、１ｂ・・・センターホール、１ｃ・・・情報信号部、２・・・光透過層、２ａ・・・光透過性シート、２ｂ・・・接着層、２ｃ・・・貫通孔、３・・・クランプ領域、３ａ・・・クランプ基準面、４・・・シート、１１・・・反射層、１２・・・第１の誘電体層、１３・・・記録層、１４・・・第２の誘電体層、１５・・・反応防止層、２１・・・固定ステージ、２２・・・可動ステージ、２３・・・上下動ピン、２４・・・基板位置出しピン、２５・・・パッド、３１・・・反応防止樹脂層、３２・・・紫外線硬化樹脂、３３・・・紫外線硬化樹脂供給部、３４・・・紫外線光源

Claims (34)

1. 基板の一主面上に、
   複数の層からなる、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、上記情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
   上記光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、上記シートを上記基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
   上記情報信号部の上記接着層側に反応防止層が設けられている
   ことを特徴とする光ディスク。
2. 上記反応防止層が誘電体から構成されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
3. 上記誘電体が窒化シリコンであることを特徴とする請求項２記載の光ディスク。
4. 窒化シリコンからなる上記反応防止層の膜厚が２ｎｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の光ディスク。
5. 上記誘電体が酸化シリコンであることを特徴とする請求項２記載の光ディスク。
6. 酸化シリコンからなる上記反応防止層の膜厚が２ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の光ディスク。
7. 上記接着層が感圧性粘着剤からなることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
8. 上記光透過層の膜厚が９０μｍ以上１１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
9. 上記情報信号部の膜厚が、１８３ｎｍ以上３１３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
10. 基板の一主面上に、
    複数の層からなる、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、上記情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
    上記光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、上記シートを上記基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
    上記情報信号部と上記接着層との間に、有機材料からなる反応防止層が設けられている
    ことを特徴とする光ディスク。
11. 上記有機材料が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク。
12. 上記紫外線硬化樹脂に溶剤が含有されていることを特徴とする請求項１１記載の光ディスク。
13. 少なくとも上記情報信号部が設けられた領域における、上記反応防止層の膜厚分布が、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク。
14. 上記光透過層の膜厚が９０μｍ以上１１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク。
15. 上記情報信号部の膜厚が、１８３ｎｍ以上３１３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク。
16. 基板の一主面上に、
    情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部と、上記情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
    上記光透過層が、少なくとも、光透過性を有するシートと、上記シートを上記基板の一主面に接着させるための接着層とからなり、
    上記情報信号部が、上記基板に近い側から、上記レーザ光を反射可能に構成された反射層、第１の誘電体層、上記情報信号を記録可能に構成された記録層、および第２の誘電体層を、少なくとも積層させた積層膜からなり、
    上記第２の誘電体層の膜厚が、上記基板の平坦面における上記レーザ光の反射率が１５％以上になるように設定されている
    ことを特徴とする光ディスク。
17. 上記第２の誘電体層の膜厚が、４５ｎｍ以上９０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
18. 上記第２の誘電体層の膜厚が、１３０ｎｍ以上１７５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
19. 上記第２の誘電体層が硫化亜鉛と酸化シリコンとの混合物からなることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
20. 基板の主面上に、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部を形成する工程と、
    上記情報信号部を覆う領域に、接着層を介して、上記情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過性シートを貼り合わせる工程とを有する光ディスクの製造方法において、
    上記情報信号部の最表層に反応防止層を形成するようにした
    ことを特徴とする光ディスクの製造方法。
21. 上記反応防止層が誘電体からなることを特徴とする請求項２０記載の光ディスクの製造方法。
22. 上記誘電体が窒化シリコンであることを特徴とする請求項２１記載の光ディスクの製造方法。
23. 窒化シリコンからなる上記反応防止層の膜厚を２ｎｍ以上に形成することを特徴とする請求項２２記載の光ディスクの製造方法。
24. 上記誘電体が酸化シリコンであることを特徴とする請求項２１記載の光ディスクの製造方法。
25. 酸化シリコンからなる上記反応防止層の膜厚を２ｎｍ以上に形成することを特徴とする請求項２４記載の光ディスクの製造方法。
26. 上記接着層が感圧性粘着剤からなることを特徴とする請求項２０記載の光ディスクの製造方法。
27. 上記光透過層の膜厚を９０μｍ以上１１０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項２０記載の光ディスクの製造方法。
28. 上記情報信号部の膜厚を、１８３ｎｍ以上３１３ｎｍ以下に形成することを特徴とする請求項２０記載の光ディスクの製造方法。
29. 基板の主面上に、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部を形成する工程と、
    上記情報信号部を覆う領域に、接着層を介して、上記情報信号の記録および／または再生に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過性シートを貼り合わせる工程とを有する光ディスクの製造方法において、
    上記情報信号部を形成する工程後、上記光透過性シートの貼り合わせる工程前に、
    少なくとも上記情報信号部の上層に有機材料からなる反応防止層を形成するようにした
    ことを特徴とする光ディスクの製造方法。
30. 上記有機材料が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項２９記載の光ディスクの製造方法。
31. 上記紫外線硬化樹脂に溶剤が含有されていることを特徴とする請求項３０記載の光ディスクの製造方法。
32. 少なくとも上記情報信号部が設けられた領域における、上記反応防止層の膜厚分布が、１μｍ以下であることを特徴とする請求項２９記載の光ディスクの製造方法。
33. 上記光透過層の膜厚が９０μｍ以上１１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２９記載の光ディスクの製造方法。
34. 上記情報信号部の膜厚が、１８３ｎｍ以上３１３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２９記載の光ディスクの製造方法。

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