JPH08235638A - 光学記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
光学記録媒体及びその製造方法Info
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Abstract
例えばポリカーボネートによるディスク支持層2を1.
2mmの厚みで形成し、このディスク支持層2上にスパ
ッタリングによりアルミニウムAlを約500オングス
トロームの厚みで被着させて反射膜3を形成し、さらに
その上に約100μm程の光透過層4をスピンコート法
で形成してなる。 【効果】 高密度再生を実現できる。
Description
特に光を透過する光透過層を介してレーザ光が信号記録
層に照射され、情報信号の記録及び/又は再生が行われ
る光学記録媒体及びその製造方法に関する。
ば、光ディスクは、図14に示すように、例えば厚さ
1.2mmの光透過層51の一方の面に、情報ピット又
は案内溝を刻んで信号記録部が形成され、この信号記録
部の外側に反射膜52、さらに外側に反射膜52を保護
するための保護膜53が塗布された構造となっている。
そして、光透過層51を透過して、上記情報ピット又は
案内溝に、再生ピックアップ用の対物レンズ54で集光
されたレーザ光が照射される。
ンパクトディスクを製造する工程中の、マスタリング工
程後の複製工程では、マスタリング工程で作製されたス
タンパが成形機に取り付けられ、次に例えばポリカーボ
ネートのような基板材料の樹脂が加熱されながら成形機
に注入され、この樹脂を圧縮成形してピットが基板上に
転写される。この基板が光透過層51であり、光を透過
するので上述したように、アルミニウムを真空蒸着法で
コーティングして反射膜52が形成され、さらにこの反
射膜52が劣化しないように、樹脂で覆い固めて保護膜
53が形成される。
ンズ54側から見ると、例えば1.2mmの光透過層5
1を通して情報ピットに再生用レーザ光が照射され、こ
の光透過層51を介して情報ピットからの反射光が得ら
れ、情報を読み出すことができる。
みは、応力や熱、湿度によって生じる変形、特にスキュ
ーと呼ばれる傾きと、情報ピット上に集光されるレーザ
ービームの性質、特にコマ収差との関係に敏感である。
ディスクのスキューが一定であるとした場合、厚みの薄
い光透過層の方が収差の少ないスポットになる。
再生ピックアップ用対物レンズの開口数NAを大きく
し、またトラックピッチを小さくして光ディスクの高密
度化を促進する状況にある。この場合、上記傾向、すな
わち一定のディスクスキューに対するスポットの収差量
及びこれによって生ずる再生信号の劣化の度合が顕著に
現れ、現状の1.2mmの光透過層では、ガラス基板等
の非常に平で変形しない物質を用いる以外に解決策がな
くなる。
層に置き換え、光磁気ディスクを考慮した場合、従来
は、図15に示すように、光透過層61が例えば1.2
mmと厚いので、磁界変調用コイル55からの外部磁界
が記録層62上の信号形成に役立たなくなるのを考慮
し、磁界変調コイル55を光透過層61とは反対側の保
護膜63側、すなわちピックアップ用の対物レンズ56
の反対側に設置していた。このため、上記光磁気ディス
ク60に情報信号を記録/再生する記録再生装置は、装
置の小型化が制限されていた。
であり、高密度再生を可能とする光学記録媒体及びその
製造方法の提供を目的とする。また、光磁気信号の記録
/再生に使用される光学記録媒体を考慮する場合には、
該光学記録媒体を記録/再生する装置の小型化を図るこ
とができる光学記録媒体の提供を目的とする。
体は、上記課題を解決するため、上記レーザ光を透過さ
せる光透過層の厚みを情報信号部が設けられた基板の厚
みに対して小さくする。
法は、上記課題を解決するために、基板材料を加熱しな
がら成形機に注入し、圧縮成形して情報信号が転写され
た基板を成形する基板成形工程と、上記基板成形工程で
成形した上記基板上に反射膜をコーティングする反射膜
形成工程と、上記反射膜形成工程で形成した上記反射膜
上にレーザ光を透過する光透過層を基板に対して小さい
厚みで形成する光透過層形成工程とを有する。
法は、上記課題を解決するため、透明樹脂を加熱しなが
ら成形機に注入し、圧縮成形して情報ピットが転写され
た光透過層を成形する光透過層成形工程と、上記光透過
層成形工程で成形した上記光透過層の上記情報ピット上
に反射膜を形成する反射膜形成工程と、上記反射膜形成
工程で形成した上記反射膜を介して上記光透過層を、該
光透過層に対して大きい厚みの支持層に接着する支持層
接着工程とを有する。
法は、上記課題を解決するため、基板のレーザ光が入射
する側の面に磁気記録膜を形成する工程と、上記磁気記
録膜形成工程で形成した上記磁気記録膜上に、上記基板
に対して小さい厚みで光透過層を形成する光透過層形成
工程とを有する。
えば0.5mm以下のように上記支持層に対して小さく
するので、ピックアップ用対物レンズの開口数が大きく
てもコマ収差による再生信号の劣化の発生を抑えること
ができ、高密度再生を可能とする。
により製造した光学記録媒体を実施例として説明する。
じる反射光の光量変化に応じて情報信号が再生される光
ディスクである。以下では、光透過層の厚さが約100
μmである光ディスクを第1実施例、光透過層の厚さが
0.5mm以下である光ディスクを第2実施例とする。
1を参照しながら説明する。
形法によって成形ピットが転写される例えばポリカーボ
ネートによるディスク支持層2が1.2mmの厚みで形
成され、このディスク支持層2上にスパッタリングによ
りアルミニウムAlを約500オングストロームの厚み
で被着させて反射膜3が形成され、さらにその上に約1
00μm程の光透過層4がスピンコート法で形成されて
なる。
には、図2に示すマスター盤作製プロセスと、図3に示
す射出成型プロセスと、アルミニウムAlをスパッタし
て上記反射層3を形成し、さらにその上にスピンコート
法で上記光透過層4を形成する図4に示すようなプロセ
スが必要となる。
に示すガラス原盤6に、図2の(B)に示すようにレジ
スト7を塗布し、図2の(C)に示すようにレーザ露光
してから、図2の(D)に示すように現像処理すること
によって得られた成形ピット又は案内溝8に、図2の
(E)に示すように無電解メッキ処理を施し、導電性薄
膜9を形成したのち、図2の(F)に示すように電解メ
ッキ処理を施してニッケルNiマスター盤を形成する工
程である。このNiマスター盤10は、図2の(G)に
示すように、ガラス原盤6から剥離された後、射出成形
プロセスに使われる。
ように、スタンパーとなる上記Niマスター盤10を成
形機11内にセットした後、該成形機11内に高温で溶
解させたポリカーボネート樹脂を注入し、図3の(B)
に示すように圧縮成形して上記ディスク支持層2を形成
する工程である。この第1実施例の光ディスク1では、
上述したように、ディスク支持層2の厚みを1.2mm
としている。
ウムAlをスパッタリングにより被着して反射膜3を形
成し、さらにこの反射膜3上に光透過層4を形成するプ
ロセスを図4を参照して説明する。先ず、図4の(A)
に示すディスク支持層2上に、アルミニウムAlをスパ
ッタ法により約500オングストローム被着させ図4の
(B)に示す反射膜3が形成される。
(A)に示すように、成形ピットP0を有する面に垂直
に反射膜3を成長させると読み出しピットP1の形状は
成形ピットP0と同一になる。これは、図5の(B)に
示すように、成形ピットP0と読み出しピットP’1の形
状が不一致になってしまうのを避けるためである。ま
た、図5の(C)に示すように、予めNiマスター盤1
0に形成される成形ピットP’0の形状を大きめにして
おき、反射膜3による変形を補正しておくようにしても
よい。しかし、この場合は、ディスク全面に均一な反射
膜を生成する必要がある。
3の上にスピンコート法により厚さ約100μmの光透
過層4が形成される。具体的には、紫外線硬化樹脂であ
るUVレジンをスピンコート法で塗布し、UV硬化させ
て上記光透過層4を形成する。この際、厚さの制御はス
ピンナーの回転数で行えるが、何回かUVレジンの塗布
を重ねることにより厚付けも可能となる。
すようにではなく、以下の様にして形成してもよい。先
ず、非晶質カーボン等のように光学的に透明で硬い物質
をスパッタリング等の物理蒸着法や、化学蒸着法により
形成してもよい。
板による光透過層4’をUVレジンを用いて反射膜3上
に接着して形成してもよい。この場合、ディスク支持層
2を射出成形する際に、図6に示すように、チャッキン
グのための中心孔27の芯出しを行っておくと、光透過
層4’を貼り合わせる際の中心孔27の位置合わせが必
要なくなる。
ディスク支持層2として、ポリカーボネートの射出成型
基板を示したが、これは従来のプロセス、装置、材料が
そのまま流用できるからである。このため、ディスク支
持層2は例えば透過率や複屈折などの光学的特性が要求
されず、情報ピット又は案内溝を正確に転写でき機械的
強度が十分であればよい。したがって、ディスク支持層
2の材質は金属やガラスでもよく、光透過層も含め全体
として薄くかつ変形の小さいディスクの製造も可能にな
る。
再生スポットを形成する照射レーザ光の波長λ、スポッ
トサイズΦには、 Φ=1.22×λ/NA の関係がある。この式より、開口数NAを大きくすれ
ば、スポットサイズを小さくできることが分かる。した
がって、開口数NAの大きいレンズを使用することによ
り高密度の再生が可能となり、高密度記録のディスクを
再生できる。しかし、開口数NAは、スポットサイズ以
外にディスクの傾きに対する許容度を決定する。すなわ
ち、ディスクの傾きに対する許容度は、λ/{t・(N
A)3}に比例する。ここで、tは光透過層の厚さであ
る。
生し、波面収差係数Wは、 W=1/2・t・{(N2−1)N2sinθcosθ}/(N
2−sin2θ)-5/2・NA3 となる。ここで、tは光透過層の厚さ、Nは光透過層の
屈折率、θは傾き角である。
化させたとき、スキューマージンは0.60゜から0.
25゜まで減少してしまう。このマージンを回復させる
ためには、光透過層を薄くすればよい。従来は、上述し
たように、光透過層が1.2mmの厚さで形成されてい
た。このため、対物レンズの開口数NAを大きくするに
は制限があり、高密度再生を高品質で実現できなかっ
た。
よれば、例えばUVレジンをスピンコート法で塗布する
ことにより、厚さ約100μmの光透過層を形成できる
ので、この光透過層が形成された光ディスクを用いれば
ピックアップ用対物レンズ5の開口数が大きくてもコマ
収差による再生信号の劣化の発生を抑えることができ、
高密度再生を可能とする。
7を参照しながら説明する。
カーボネートを射出成形し情報ピットが転写された0.
5mm以下の光透過層16を有している。この光透過層
16上にはスパッタ法でアルミニウムAlを約500オ
ングストロームの厚みで被着させて反射膜17が形成さ
れる。そして、この光透過層16は、上記反射膜17を
介して、機械的強度を備えたディスク支持層18に、例
えば紫外線硬化樹脂19を使って接着される。この紫外
線硬化樹脂19は、貼り合わせ層を形成する。この貼り
合わせ層19とディスク支持層18との合計の厚みは、
0.7mm以上が望ましい。
は、図2に示すマスター盤作製プロセスと、図3に示し
たのと同じ射出成型プロセスと、アルミニウムAlをス
パッタして上記反射層17を形成し、さらにその上に紫
外線硬化樹脂19によってディスク支持層18を貼り合
わせる図8に示すようなプロセスを必要とする。
2を用いて説明しているので、ここでは省略する。
様に、Niマスター盤10を成形機11内にセットした
後、該成形機11内に高温で溶解させたポリカーボネー
ト樹脂を注入する。しかし、圧縮成形するのは、上記デ
ィスク支持層18ではなく、光透過層16である。この
光透過層16は、その厚みを0.5mmとしている。な
お、この光透過層16を成形する際に、図9の(A)に
示すように、チャッキングのための中心孔27の芯出し
を行っておくと、図9の(B)に示すように、ディスク
支持層18を貼り合わせる際の中心孔27の位置合わせ
が必要無くなる。
をスパッタ法により被着して反射膜17を形成し、反射
膜17を介して光透過層16に機械的強度を備えたディ
スク支持層18を接着するプロセスについて説明する。
先ず、図8の(B)に示すように、光透過層16上に、
アルミニウムAlをスパッタ法により約500オングス
トローム被着させ反射膜17が形成される。次に、図8
の(C)に示すように、反射膜17を介して、光透過層
16に紫外線硬化樹脂を用いてディスク支持層18が貼
り合わされる。
でも、厚さ約0.5mmの光透過層が形成されるので、
ピックアップ用対物レンズ20の開口数がある程度大き
くてもコマ収差による再生信号の劣化の発生をある程度
抑えることができ、高密度再生を可能にできる。また、
この第2実施例では、予め厚さの決まったディスク支持
層18が紫外線硬化樹脂19で反射膜17を介して光透
過層16に接着されているので、製造上の手間を省け
る。
層に置き換え、光磁気ディスクを考慮した場合について
説明する。すなわち、本発明に係る光学記録媒体を光磁
気ディスクとした場合について以下に説明する。以下で
は、この光磁気ディスクを第3実施例とする。
第1実施例及び第2実施例の光ディスクを製造したいず
れの方法でも、反射膜の代わりに記録層を形成するよう
にすれば、製造できる。このため、ここでは製造工程を
省略する。
磁気ディスク21は、光透過層22が例えば0.1mm
で薄く形成されると、ピックアップ用対物レンズ24と
磁界変調用コイル25とが同じ方向、すなわち記録層2
3とは反対側の光透過層22側に設置できる。このた
め、この光磁気ディスクを記録/再生する記録/再生装
置の小型化を図ることができる。
法によれば、光ディスク及び光磁気ディスクのトータル
の厚みを薄くすることができる。このような光ディスク
を再生するための再生装置に用いられる再生用ピックア
ップ装置では、光ディスクが薄くなった分、従来の対物
レンズのみを用いた収束系よりも大きな収束系を使用す
ることができる。
の光ピックアップ装置について図11を参照しながら説
明する。この光ピックアップ装置30は、光源であるレ
ーザダイオード31からのレーザ光を、グレーティング
32と、偏光ビームスプリッタ33と、1/4波長板3
4と、コリメータレンズ35とを介して、対物レンズ系
36に入射させ、該対物レンズ系36によって光ディス
ク26上の信号記録面26aに照射し、該信号記録面2
6aからの戻り光を集光レンズ40を介して光検出器で
あるフォトディテクタ41に導いて、上記情報信号を再
生している。
偏波レーザ光は、グレーティング32により回折されて
から、偏光ビームスプリッタ33を透過し、1/4波長
板34に入射する。1/4波長板34により上記回折レ
ーザ光は円偏光とされ、コリメータレンズ35で平行光
束とされてから対物レンズ系36に入射する。
と、補正板38と、凸レンズである半球状レンズ39か
らなり、光ディスク26の信号記録面26a上の点Fに
レーザ光を光路差を生じさせずに照射する。ここで、補
正板38は、対物レンズ37に入射した上記入射レーザ
光が該補正板38から出射した時点でほぼ上記F点を中
心とする球面波となるように、上記入射レーザ光を補正
する。また、半球状レンズ39は、球面39aと平面3
9bとから構成されており、曲率中心をほぼ点Fに一致
させている。
13に示す。図12は対物レンズ系36の断面図であ
り、図13は光ディスク26側から見た対物レンズ系3
6の概略図である。
内で固定されており、あらゆる方向に互いに自由度を持
つことなく拘束されている。半球状レンズ39は、スラ
イダ42に固定されている。このスライダ42と鏡筒4
4は、板バネ43によって結合され、光ディスク26の
板厚方向に関しての並進自由度と、光ディスク26の傾
きに追従する傾きに関する自由度とを持っている。スラ
イダ42のスライド面42aが光ディスク26の光入射
面26bに摺動するように、該スライダ42は板バネ4
3によって光ディスク26に押しつけられている。この
とき、板バネ43は、対物レンズ37と半球状レンズ3
9に光入射面26bに平行な方向に関しての位置ずれを
生じさせないように、該光入射面26bに平行な方向に
関しての並進自由度を持ち合わせていない。また、スラ
イダ42のスライド面42aと、半球状レンズ39の平
面39bは、ほぼ平行であり、半球状レンズ39が光デ
ィスク26と接触しない範囲でほぼ同一面に配置されて
いる。実際には、半球状レンズ39の平面39bとスラ
イダ42のスライド面42aには、数μm程の差を持た
せている。
する。
は、該対物レンズ37によって収束され、補正板38に
達する。補正板38は、収束されたレーザ光が該補正板
38から出射した時点で点Fを中心とする球面波となる
様に板厚、屈折率が予め設定されている。半球状レンズ
39は、上述したように、曲率中心をほぼ点Fに一致さ
せている。また、光ディスク26と半球状レンズ39の
屈折率は、予めほぼ同一に設定されている。このため、
補正板38を出射したレーザ光は、半球状レンズ39の
球面39aに垂直入射し、点Fを中心とする球面波にな
るように点Fに集光する。
Sminから対物レンズ見込む角度をθとすると、開口数
NA=sinθとなる。そして、半球状レンズ39と光デ
ィスク26の屈折率をNとすると、対物レンズ系36の
開口数NAは、Nsinθとなる。したがって、この対物
レンズ系36を用いることにより、得られるスポット径
は、対物レンズ37で得られるスポット径の1/N倍と
なり、光ディスク26の再生密度を増大することができ
る。
光ディスク26が傾いたときの、この対物レンズ系36
の動作を説明する。
も、板バネ43がスライダ42のスライド面42aを光
ディスク26の光入射面26bに摺接させるので、半球
状レンズ39の曲率中心が対物レンズ37の光軸L0上
にほぼ一致する。このため、補正板38を出射したレー
ザ光は、半球状レンズ39の球面39aに垂直入射する
ことになり、各光路に差を生じさせない。このため、コ
マ収差は、対物レンズ系の開口数Nsiinθに係わらず発
生しない。
用いれば、図11に示すような光ピックアップ装置30
を用いることができ、さらに、高密度再生を可能にでき
る。また、光ディスク装置30を用いれば、上記光学記
録媒体の製造時の反り及び吸湿による反りの許容値を大
きくすることができ、製造上の部留り、ディスク材料の
選択自由度を増大することができる。また、光ディスク
ドライブにおいて光軸とディスク取り付け面の直角度の
許容値、ピックアップの送り精度の許容値を大きくする
こともでき、光ディスクドライブのコスト低減を図るこ
ともできる。
製造方法は、上記第1乃至第3実施例に示した光ディス
ク及び光磁気ディスク及びその製造方法にとどまらず、
上記光透過層及び信号層がディスク支持層の両面に設け
られるような両面タイプの光学記録媒体及びその製造方
法に適用されてもよい。
記録媒体及びその製造方法によれば、光を透過する光透
過層の厚みを、例えば0.5mm以下のように、ディス
ク支持層よりも薄くするので、高密度再生を可能とす
る。また、光磁気信号の記録/再生に使用される光学記
録媒体を考慮すると、磁界変調コイルとピックアップと
を光透過層側に配置できるので、該光学記録媒体を記録
/再生する装置の小型化を図れる。
装置を用いることができので、一層の高密度記録再生化
を実現できる。
ィスクの構造を示す構造図である。
程の内のマスター盤作成プロセスを示す図である。
射出成形プロセスを示す図である。
反射膜形成と、光透過層形成のプロセスを示す図であ
る。
反射膜形成プロセスを説明するための図である。
中心孔の芯だしを説明するための図である。
ィスクの構造を示す構造図である。
程の内の反射膜形成と、ディスク支持層形成のプロセス
を示す図である。
光透過層の形成工程での中心孔の芯出しを説明するため
の図である。
磁気ディスクを説明するための図である。
用できる光ピックアップ装置の概略構成図である。
ンズ系の断面図である。
る。
る。
ある。
Claims (18)
- 【請求項1】 レーザ光が入射する側の面に情報信号部
を有する支持層と、 該支持層上に形成され、該支持層に対して小さい厚みの
光透過層とを備えたことを特徴とする光学記録媒体。 - 【請求項2】 上記支持層と上記光透過層との間に反射
膜が形成されたことを特徴とする請求項1記載の光学記
録媒体。 - 【請求項3】 上記情報信号部は磁気記録膜であること
を特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。 - 【請求項4】 上記光透過層の厚みが0.5mm以下で
あることを特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。 - 【請求項5】 上記光透過層の厚みが約0.1mmであ
ることを特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。 - 【請求項6】 上記光透過層は紫外線硬化樹脂層である
ことを特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。 - 【請求項7】 上記光透過層は透明の平板であって、透
明接着層を介して上記反射層上に設けられることを特徴
とする請求項1記載の光学記録媒体。 - 【請求項8】 基板材料を加熱しながら成形機に注入
し、圧縮成形して情報ピットが転写された基板を成形す
る基板成形工程と、 上記基板成形工程で成形した上記基板上に反射膜を形成
する反射膜形成工程と、 上記反射膜形成工程で形成した上記反射膜上にレーザ光
を透過させる光透過層を上記基板に対して小さい厚みで
形成する光透過層形成工程とを有することを特徴とする
光学記録媒体の製造方法。 - 【請求項9】 上記光透過層形成工程は、紫外線硬化樹
脂をスピンコート法で塗布し、硬化させて上記光透過層
を形成することを特徴とする請求項8記載の光学記録媒
体の製造方法。 - 【請求項10】 上記光透過層形成工程は、光学的に透
明で硬い物質を蒸着又はスパッタリングして上記光透過
層を形成することを特徴とする請求項8記載の光学記録
媒体の製造方法。 - 【請求項11】 上記光透過層形成工程は、ポリカーボ
ネートフィルム又はガラス板を紫外線硬化樹脂を用いて
上記反射膜上に付着することにより上記光透過層を形成
することを特徴とする請求項8記載の光学記録媒体の製
造方法。 - 【請求項12】 上記光透過層の厚みは約0.1mmで
あることを特徴とする請求項8記載の光学記録媒体の製
造方法。 - 【請求項13】 上記反射膜形成工程は、上記基板上の
情報ピット上に垂直に上記反射膜を形成することを特徴
とする請求項8記載の光学記録媒体の製造方法。 - 【請求項14】 上記情報ピットは、上記反射膜形成時
の変形を補正するための大きさに形成されることを特徴
とする請求項8記載の光学記録媒体の製造方法。 - 【請求項15】 透明樹脂を加熱しながら成形機に注入
し、圧縮成形して情報ピットが転写された光透過層を成
形する光透過層成形工程と、 上記光透過層成形工程で成形した上記光透過層の上記情
報ピット上に反射膜を形成する反射膜形成工程と、 上記反射膜形成工程で形成した上記反射膜を介して上記
光透過層を、該光透過層に対して大きい厚みの支持層に
接着する支持層接着工程とを有することを特徴とする光
学記録媒体の製造方法。 - 【請求項16】 上記光透過層成形工程は、中心軸の芯
出しを上記光透過層成形時に行うことを特徴とする請求
項15記載の光学記録媒体の製造方法。 - 【請求項17】 基板のレーザ光が入射する側の面に磁
気記録膜を形成する工程と、 上記磁気記録膜形成工程で形成した上記磁気記録膜上
に、上記基板に対して小さい厚みで光透過層を形成する
光透過層形成工程とを有することを特徴とする光学記録
媒体の製造方法。 - 【請求項18】 上記光透過層の厚みは約0.1mmで
あることを特徴とする請求項17記載の光学記録媒体の
製造方法。
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