JP4064871B2 - 光ディスク及び光ディスク製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録層を複数有し、ディスクの一方の側からレーザ光により該情報記録層に対する情報の再生又は記録再生が可能な光ディスクに関する。
【0002】
【従来技術】
近年の情報の高密度化記録にともなって、光ディスクが担持するピット又はグルーブにも高密度化が要求されている。更に、ピット又はグルーブが形成された層を複数形成して片面から光学的に読み出す多層光ディスクが例えば下記特許文献1のように検討されている。
【0003】
多層光ディスクとして例えば2層光ディスクは、片面に第1の情報記録層を有する第1の基板と、片面に第2の情報記録層を有する第2の基板とを有し、前記第1及び第2の情報記録層は対向して設けられ、透明な紫外線硬化樹脂により接着されている。上記情報記録層は、レーザ光照射による相変化を利用して情報を記録可能な相変化記録層、又は情報を示すピットが形成された基板表面に設けられた読取専用の反射層等である。
【0004】
一般的に用いられているスピンコートによる貼り合わせ方法の一例を以下に示す。紫外線硬化型樹脂を基板の情報記録層側に、基板と同心のリング状に滴下し、所定時間回転しスピンコートを行って余分な紫外線硬化型樹脂を振り切ることで、所定厚の塗膜が形成される。このようにして紫外線硬化型樹脂が塗布された基板を2枚用意する。紫外線硬化型樹脂を塗布した面同士を向かい合わせ、中心ピンで両基板の中心を合わせて真空中下で貼り合わせを行い、引き続き紫外線を所定時間照射することで、紫外線硬化型樹脂は硬化して所定の厚さを有するスペーサ層が形成される。
【0005】
ところが、スピンコート法によりスペーサ層を形成した場合、紫外線硬化型樹脂の粘性や塗布位置の制限から、ディスク内周部でスペーサ層が薄くなる傾向があった。市販されている2層DVD−ROMディスクの場合では光ピックアップの最適設計を行うことで、ディスク内外周でスペーサ層の不均一性があった場合でも、動作不良が生じるといった問題は生じていない。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−138970
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、記録再生に用いるレーザービームのNAを増加させ、記録再生レーザービーム径を小さくすることによって、より高密度な記録を実現するための検討が活発に行われている。こうした2層光ディスクにおいて従来の2層光ディスクのように内外周でのスペーサ層の厚みムラが生じている光ディスクを用いた場合、フォーカスエラーや層間クロストークなどの重大な問題が生じやすい。従って、光ディスクの記録再生特性及び信頼性が著しく損なわれることが懸念されている。
【0008】
こうした問題を改善するために、厚さが均一な粘着シートでスペーサ層を形成し、ディスク全面でスペーサ層の厚さが均一な2層光ディスクを作製しようとする試みがなされている。しかしこの場合、基板貼り合わせ工程中に粘着シートを支持しているセパレータを剥離する新たな工程が必要になる。又、このセパレータを剥離する工程を短時間で行おうとした場合、セパレータと粘着シートを剥離する際の力学的ストレスによって、記録層を剥離ひいては破壊してしまう可能性が高くなる。逆に、セパレータを剥離する工程時間を十分に設けた場合では量産性の効率が落ちることが懸念される。
【0009】
一方、透光性基板の厚さばらつきを厳しく管理すればスペーサ層の公差を緩くすることも考えられるが、歩留まりが低下し、量産性が著しく低下する。
【0010】
本発明は上述の問題点を鑑みなされたものであり、情報記録層間のスペーサ層の厚みが均一な2層光ディスクを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、基板と、前記基板の上に形成された第1の記録層と、前記第1の記録層の上に形成されたスペーサ層と、前記スペーサ層の上に形成された第2の記録層と、前記第2の記録層の上に形成され、光入射面を持ち、前記基板の厚さより薄い表面カバー層とを有する光ディスクであって、前記光ディスクの所定の半径より内側の領域は非記録領域とされ、所定の半径の外周領域は記録領域とされ、前記基板の非記録領域内には凹みと、該凹みの外周側にリング状突起が設けられていることを特徴とする光ディスク。
本発明の他の態様によれば、第1の面に第1の記録層を有し、前記1の面の内周部にリング状突起が設けられた第1の基板を作製する工程と、前記リング状突起より内周側表面に紫外線硬化樹脂を滴下し、該紫外線硬化樹脂を前記第1の記録層上にスピンコートする工程と、前記第1の面とは異なる第2の面に第2の記録層を有する第2の基板を作製する工程と、紫外線硬化樹脂を第2の記録層上にスピンコートする工程と、前記第1及び第2の記録層を対向させ、前記紫外線硬化樹脂により前記第1及び第2の基板を接着する工程とを具備することを特徴とする光ディスク製造方法。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の第1の実施形態に係る光ディスクD1の縦断面を示す説明図である。
【0014】
記録層2Aが形成され、内周部にリング状形成物(突起)8が設けられた基板1Aと、記録層2Bが形成され、内周部にリング状形成物8が設けられた基板1Bが、スペーサ層Sにより接着された2層光ディスクD1を作製した。この情報の記録層は、レーザ光の照射により記録再生可能な相変化記録層である。リング状形成物8は図2のように、半径が14mm(r1)〜19mm(r2)であって、高さが3μmの樹脂形成物である。
【0015】
本発明による光ディスク製造方法の詳細を以下に示す。
【0016】
(記録層の形成)
先ず、半径11mm(r3)、幅1mm(w1)、深さ0.2mmの凹みUを有する透明な基板(ポリカーボネイト樹脂製、直径120mm、厚さ0.6mm)1Aを用意した。基板1Aは半径20mm(r4)〜58mm(r5)まで情報担持された螺旋状のグルーブGを有する。この情報としてはウォーブルアドレス等が含まれる。基板1Bは基板1Aと異なる情報を担持したこと以外は基板1Aと同様に作製された。
【0017】
次に、Arプラズマを使用したマグネトロンスパッタ装置を用いて前記基板1A上に記録層2Aを形成した。同様に前記基板1B上に記録層2Bを形成した。ここでは、記録層2AとしてZnSとSiO2から成る誘電体保護膜、GeSbTe合金から成る相変化材料膜、前記誘電体保護膜、AlMo合金から成る金属反射膜を順次形成した。同様に、記録層2Bとして基板1B側から順にAlMo合金から成る金属反射膜、ZnSとSiO2から成る誘電体保護膜、GeSbTe合金から成る相変化材料膜、前記誘電体保護膜を順次形成した。なお、相変化材料膜の組成は、波長405nmでの記録、消去、繰り返し記録再生特性が良好で且つ結晶相とアモルファス相の反射率差が大きくなる組成とした。又、金属反射膜については、相変化光ディスクの反射率を向上させる機能も持つような組成とした。
【0018】
又、記録層の形成時に該記録層をマスクするための内周マスクは直径が36mm、外周マスクは直径が119mmの物を用いた。なぜなら、出来るだけ記録容量が大きくなるように、記録領域を広げたためである。
【0019】
(リング状形成物の作製)
リング状形成物8は記録層2Aと記録層2Bをそれぞれ設けた基板1A及び基板1B上に、ポリメチルメタアクリレート樹脂(PMMA)により作製した。作製にはPMMAを5wt%溶解したトルエン溶液を半径14mm(r1)〜19mm(r2)の位置に基板1Aと同心のリング状になるように塗布して形成した。表面段差測定器を用いてリング状形成物8の高さを測定したところ平均して3μmの高さであった。半径r4からr5までのグルーブが形成された領域は記録領域であって、半径r4以内の領域は非記録領域である。リング状形成物8は図2のように非記録領域内に設けられる。
【0020】
(基板貼り合わせ)
紫外線硬化型樹脂の塗布は、記録層2Aを形成した基板1Aと記録層2Bを形成した基板1Bの各々に半径12mmの位置(基板内周部の凹みUとリング状形成物8の間の半径位置)に基板1Aもしくは基板1Bと同心のリング状になるように紫外線硬化型樹脂を滴下して、8000rpmで3sec回転してスピンコートし、余分な紫外線硬化型樹脂を振り切った。紫外線硬化型樹脂を塗布した面同士を向かい合わせ、中心ピンで両基板の中心を合わせ、真空中下で両基板の平行を保ちながら貼り合わせを行い、引き続き紫外線を所定時間照射することで、紫外線硬化型樹脂を硬化した。
【0021】
スペーサ層Sの厚み(記録層2Aと記録層2Bの間の厚み)を測定した結果、基板1Aと基板1Bの信号読み取り領域全面において20μm±1μmを有する2層光ディスクであった。
【0022】
図3は紫外線硬化型樹脂UVRをスピンコートする様子を示す説明図である。図3(a)は従来のスピンコートの様子を示す。図3(a)のように従来の場合、紫外線硬化型樹脂UVRの外周部の厚みが内周部より厚くなる。これは、ディスク内周部に滴下された紫外線硬化型樹脂UVRが、遠心力により外側に広がり、ディスク全面にコートされたとき、ディスク内周部のUVRの殆どが外側に移動するためである。
【0023】
図3(b)は本発明に係るスピンコートの様子を示す。リング状形成物8の内側に滴下された紫外線硬化型樹脂UVRは、遠心力によりディスク外周に向かって広がっていく。このとき、リング状形成物8に極近い紫外線硬化型樹脂UVRの移動速度は、粘性のために遠い位置にあるUVRより遅い。従ってスピンコート中、リング状形成物8の極周辺には紫外線硬化型樹脂UVRがディスク外周部に移動せずに留まっている。この結果、従来のようにディスク内周部の紫外線硬化型樹脂UVRの殆どが外周側へ広がり、紫外線硬化型樹脂UVRの内周部の厚みが薄くなり過ぎるのが防止される。
【0024】
尚、リング状形成物8の幅(記録層に平行な方向のサイズ)は、硬化前の紫外線硬化樹脂の粘性範囲、スピンコートの容易性、及び実験結果から、2〜8mmの範囲が好適である。
【0025】
次に本発明の第2の実施形態を説明する。
【0026】
図4は、本実施形態に係る光ディスクD2の縦断面を示す説明図である。光ディスクD2は読取専用の例えばROMディスクである。
【0027】
(反射層の形成)
先ず、外径22mm、幅1mm、深さ0.2mmの凹みを有する透明な基板(ポリカーボネイト樹脂製、直径120mm、厚さ0.6mm)1Cを用意した。基板1Cは半径20mmから58mmまで情報担持されたピットを有する。基板1Dは基板1Cと異なる情報を担持したピットを有すること以外は基板1Cと同様に作製した。ピットが形成された半径20mmから58mmまでの領域は記録領域であって、半径20mm以内の領域は非記録領域である。リング状形成物8は非記録領域内に設けられる。
【0028】
次に、マグネトロンスパッタ装置を用いて、情報の記録層として前記基板1C上に反射層3A及び前記基板1D上に反射層3Bを形成した。ここでは、反射層3AとしてはAg合金から成る金属反射膜を用い、反射層3BとしてAlMo合金から成る金属反射膜用いた以外は実施例1と同様の方法で2層光ディスクDを作製した。このとき、上記実施形態同様に内周マスクは直径が36mm、外周マスクは直径が119mmを用いた。なぜなら、出来るだけ記録容量が大きくなるように、記録領域を広げたためである。
【0029】
スペーサ層Sの厚み(反射層3Aと反射層3Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において20μm±1μmを有する2層光ディスクであった。
【0030】
本実施例の変形例として、直径23mmの内周マスクを用い、他は光ディスクD2と同様の方法で2層光ディスクD2’(図示されず)を作製した。スペーサ層の厚み(反射層3Aと反射層3Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において20μm±1μmを有する2層光ディスクであった。
【0031】
次に本発明の第3の実施形態を説明する。
【0032】
図5は、本実施形態に係る光ディスクD3の縦断面を示す説明図である。光ディスクD3は透明な薄い表面カバー層を有する情報書換え可能な2層ディスクである。
【0033】
先ず、外径22mm、幅1mm、深さ0.2mmの凹みを有する透明な基板(ポリカーボネイト樹脂製、直径120mm、厚さ1.1mm)1Eと、ポリカーボネイト樹脂製、直径120mm、厚さ0.1mmの基板1Fを用意した。基板1Eは上記実施形態の基板1Aに比べ厚さが異なる。基板1Eは半径20mmから58mmまで情報担持されたグルーブを有する。基板1Fは基板1Eとは異なる情報を担持したグルーブを有する。基板1Eに記録層2B、基板1Fに記録層2Aを設けた。それ以外は光ディスクD1と同様の方法で2層相変化光ディスクD3を作製した。
【0034】
スペーサ層Sの厚み(記録層2Bと記録層2Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において20μm±1μmを有する2層相変化光ディスクであった。
【0035】
次に本発明の第4の実施形態を説明する。
【0036】
図6は本実施例に係る光ディスクD4の縦断面を示す説明図である。光ディスクD4は第1の実施形態と同様に2層相変化光ディスクである。本実施形態に係るリング状形成物8は基板と一体に形成されている。
【0037】
先ず、外径22mm、幅1mm、深さ0.2mmの凹みと外径36mm、幅5mm、高さ5μmのリング状形成物8を有する透明な基板(ポリカーボネイト樹脂製、直径120mm、厚さ0.6mm)1Gを用意した。基板1Hは半径20mmから58mmまで情報担持されたグルーブを有する。基板1Hは基板1Gと異なる情報を担持したグルーブを有する。基板1Gに記録層2A、基板1Hに記録層2Bを設けた。それ以外は実施例1と同様の方法で2層相変化光ディスクDを作製した。
【0038】
スペーサ層Sの厚み(記録層2Aと記録層2Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において25μm±1μmを有する2層相変化光ディスクであった。本実施形態の光ディスクD4場合、リング状形成物8の高さ及びスペーサ層の厚さが光ディスクD1とは異なるが、スペーサ層の厚み精度は光ディスクD1と同様である。
【0039】
次に本発明の第5の実施形態を説明する。
【0040】
図7は本実施例に係る光ディスクD5の縦断面を示す説明図である。光ディスクD5は第1の実施形態のディスクD1と同様に2層相変化光ディスクである。ディスクD5は、ディスクD1と同じ基板1A及び1Bが用いられているが、基板1Bのみにリング状形成物8が形成されている。
【0041】
両基板の貼り合わせ時は、基板1Bの半径12mmの位置に基板1Bと同心のリング状になるように紫外線硬化型樹脂を滴下し、4000rpmで3sec回転して余分な紫外線硬化型樹脂を振り切った。記録層2Aを有する基板1Aは紫外線硬化型樹脂をコートせずに、そのまま貼り合わせに用いた。それ以外は第1の実施形態と同様の方法で2層相変化光ディスクD5を作製した。
【0042】
スペーサ層Sの厚み(記録層2Aと記録層2Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において25μm±2μmを有する2層相変化光ディスクであった。この厚み精度でも次世代DVDの要件は充分満足される。
【0043】
次に本発明の第6の実施形態を説明する。
【0044】
図8は本実施例に係る光ディスクD6の縦断面を示す説明図である。光ディスクD6は光ディスクD1のリング状形成物8の高さが6μmであること以外は第1の実施形態と同様の方法で作製された2層相変化光ディスクである。
【0045】
スペーサ層の厚み(記録層2Aと記録層2Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において20μm±1μmを有する2層相変化光ディスクであった。
【0046】
以上の説明では、記録層としてDVD−RAM又はDVD−RWのように、書き込みレーザ光の照射による相変化を利用した情報書換え可能な相変化記録層を示した。しかし本発明はこれに限らず、1回の記録のみが可能なDVD−Rのように、書き込みレーザ照射部分の反射率が永久変化する色素を含む記録層であっても同様に適用できる。
【0047】
次に、上記した本発明に係る光ディスクと他の方法で作製した2層光ディスクとを比較した例を説明する。
【0048】
(比較例1)
図9は比較例1に係る光ディスクDcp1の縦断面を示す説明図である。
【0049】
樹脂形成物8を形成せずに基板貼り合わせを行った以外は、第2の実施形態と同様の方法で2層光ディスクDcp1を作製した。スペーサ層Sの厚み(反射層3Aと反射層3Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域の半径25mmの位置で18μm、半径40mmの位置で24μm、半径55mmの位置で26μmを有する2層光ディスクであった。
【0050】
(比較例2)
図10は比較例2に係る光ディスクDcp2の縦断面を示す説明図である。
【0051】
第1の実施形態による光ディスクD1のリング状形成物8の高さを25μmにした以外は光ディスクD1と同様の方法で2層光ディスクDcp2を作製した。スペーサ層Sの厚み(反射層3Aと反射層3Bの間の厚み)を測定した結果、基板の信号読み取り領域全面において32μm±15μmを有する2層光ディスクDであった。
【0052】
以上のように本発明によれば、貼り合わせ光ディスクにおいて、2枚の基板の接着層(スペーサ層)の厚みを基板の情報記録領域において均一にすることができる。つまり光ディスクの内外周でのスペーサ層の厚みムラを小さくすることができる。又、本発明を実施することで従来のDVDなどの生産設備の大幅な変更をしなくとも、スペーサ層をディスクの情報記録領域において容易に均一に形成できる。従って、高品質高精度の光ディスクを容易に生産できるようになった。
【0053】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【0054】
【発明の効果】
貼り合わせ2層光ディスクにおいて、2枚の基板間の接着層の厚みを基板の情報記録領域全域に亘り均一にすることができ、次世代DVDに適した光ディスクを容易に生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る光ディスクの平面図である。
【図3】紫外線硬化型樹脂UVRをスピンコートする様子を示す説明図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図6】本発明の第4の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図7】本発明の第5の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図8】本発明の第6の実施形態に係る光ディスクの縦断面図である。
【図9】従来及び第1の比較例として示した光ディスクの縦断面図である。
【図10】本発明の第2の比較例として示した光ディスクの縦断面図である。
【符号の説明】
1A〜1H…基板、2A、2B…相変化記録層、3A、3B…反射層、8…リング状形成物、S…スペーサ層
Claims (10)
- 基板と、
前記基板の上に形成された第1の記録層と、
前記第1の記録層の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上に形成された第2の記録層と、
前記第2の記録層の上に形成され、光入射面を持ち、前記基板の厚さより薄い表面カバー層とを有する光ディスクであって、
前記光ディスクの所定の半径より内側の領域は非記録領域とされ、所定の半径の外周領域は記録領域とされ、前記基板の非記録領域内には凹みと、該凹みの外周側にリング状突起が設けられていることを特徴とする光ディスク。 - 前記基板に形成された前記リング状突起は前記基板と一体に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。
- 基板と、
前記基板の上に形成された第1の記録層と、
前記第1の記録層の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上に形成された第2の記録層と、
前記第2の記録層の上に形成され、光入射面を持ち、前記基板の厚さより薄い表面カバー層とを有する光ディスクであって、
前記光ディスクの所定の半径より内側の領域は非記録領域とされ、所定の半径の外周領域は記録領域とされ、前記表面カバー層の非記録領域内には凹みと、該凹みの外周側にリング状突起が設けられていることを特徴とする光ディスク。 - 前記表面カバー層に形成された前記リング状突起は前記表面カバー層と一体に形成されていることを特徴とする請求項3記載の光ディスク。
- 第1のピットが形成された第1の面を有する基板と、
前記基板の第1の面の上に形成された第1の反射層と、
第2のピットが形成された第2の面を有し、前記第2の面と反対側の面は光入射面を有し、前記基板の厚さより薄い表面カバー層と、
前記表面カバー層の第2の面の上に形成された第2の反射層と、
前記第1及び第2の反射層は対向して設けられ、前記第1及び第2の反射層の間に形成されたスペーサ層とを具備し、
前記光ディスクの所定の半径より内側の領域は非記録領域とされ、所定の半径の外周領域は記録領域とされ、前記基板の非記録領域内には凹みと、該凹みの外周側にリング状突起が設けられていることを特徴とする光ディスク。 - 前記基板に形成された前記リング状突起は前記基板と一体に形成されていることを特徴とする請求項5記載の光ディスク。
- 第1のピットが形成された第1の面を有する基板と、
前記基板の第1の面の上に形成された第1の反射層と、
第2のピットが形成された第2の面を有し、前記第2の面と反対側の面は光入射面を有し、前記基板の厚さより薄い表面カバー層と、
前記表面カバー層の第2の面の上に形成された第2の反射層と、
前記第1及び第2の反射層は対向して設けられ、前記第1及び第2の反射層の間に形成されたスペーサ層とを具備し、
前記光ディスクの所定の半径より内側の領域は非記録領域とされ、所定の半径の外周領 域は記録領域とされ、前記表面カバー層の非記録領域内には凹みと、該凹みの外周側にリング状突起が設けられていることを特徴とする光ディスク。 - 前記表面カバー層に形成された前記リング状突起は前記表面カバー層と一体に形成されていることを特徴とする請求項7記載の光ディスク。
- 第1の面に第1の記録層を有し、前記1の面の内周部にリング状突起が設けられた第1の基板を作製する工程と、
前記リング状突起より内周側表面に紫外線硬化樹脂を滴下し、該紫外線硬化樹脂を前記第1の記録層上にスピンコートする工程と、
前記第1の面とは異なる第2の面に第2の記録層を有する第2の基板を作製する工程と、
紫外線硬化樹脂を第2の記録層上にスピンコートする工程と、
前記第1及び第2の記録層を対向させ、前記紫外線硬化樹脂により前記第1及び第2の基板を接着する工程と、
を具備することを特徴とする光ディスク製造方法。 - 前記第1の基板を作製する工程は、前記リング状突起を前記第1の基板と一体に形成する工程を含むことを特徴とする請求項9記載の光ディスク製造方法。
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