JPH09293271A - 両面光ディスク及びその初期化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 片面の基板上にトラッキングガイド（空溝）
を備え両面記録再生可能な相変化型光ディスクを提供す
る。 【解決手段】 光学的に記録再生が可能なＡ面とＢ面の
記録面を有する相変化型光ディスクにおいて、空溝１ａ
を設けたＡ面の透光性基板１と、この基板１上に第１の
誘電体層２１と、第１の相変化型記録層２２と、第２の
誘電体層２３と、金属反射層３と、第３の誘電体層４１
と、第２の相変化型記録層４２と、第４の誘電体層４３
とを順次積層し、第４の誘電体層４３上に記録再生レー
ザ光に対し透明でかつ硬化後のガラス転移温度が１００
℃以上である接着層５を介してＢ面の透光性基板６を接
着して構成される両面型相変化型光ディスクＡＡ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的に情報の記録
再生が可能な両面相変化型光ディスクである両面光ディ
スク及びその初期化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクは、コンパクトディス
クやミニディスクのような情報が記録された情報記録面
が１面（Ａ面だけのもの）である単板のものと、いわゆ
るレーザーディスクあるいはディスク直径が５．２５イ
ンチの国際標準（ＩＳＯ）に基づいた光磁気型ディスク
のような情報記録面が２面（Ａ面及びＢ面）である両面
のものとが実用化されている。

【０００３】この両面型の光ディスクは、あらかじめ情
報が凹凸ピットとして記録された透光性基板上に反射層
を設けたディスクか、あるいは透光性基板上に記録層を
設けたディスクを２枚用意し、情報が記録された情報記
録面同士を対向させて接着層を介して貼り合わせてい
る。

【０００４】こうした両面型の光ディスクとしては、２
枚の透明基板のそれぞれの片面に信号情報ないしはトラ
ッキングガイドを持ち、この上に第１の中間保護層と情
報形成層と第２の中間保護層とを順次積層し、第２の中
間保護層を内側にして接着層を介して接着した両面型の
光ディスクが知られている（例えば特公平４−２１９３
６号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した両面型の光デ
ィスクには次の問題がある。

【０００６】（１）一方の透明基板の片面に信号情報な
いしはトラッキングガイドを持ち、この上に第１の中間
保護層と情報形成層と第２の中間保護層とを真空蒸着あ
るいはスパッタ蒸着により順次積層した後に、大気に取
り出し、他方のディスクと貼り合わせている。このた
め、製造効率が低く、生産コストが高くなる問題があ
る。

【０００７】（２）この情報形成層は、ＡｌやＴｅ等の
金属薄膜等から構成される記録層ないしは光反射層であ
るため、紫外線の透過率が著しく低く、貼り合わせ時に
紫外線硬化型の接着剤が使用できない。従来の技術で
は、エポキシ系の接着剤を使用しているが、このような
溶剤タイプの接着剤は、透明基板や金属薄膜を侵すこと
が多いため、材料の選択が必要となる。また、接着剤塗
布時に、ディスクの読み出し面に接着剤が回り込み不良
率を増大させる。さらに、溶剤の乾燥が不十分である
と、情報層の反射率が異なったり、ディスクの膨張が生
じ、エラーが増大する。紫外線硬化型の接着剤を使用し
た方が、品質が高く、信頼性も高い。さらにまた、一般
的に熱硬化型接着剤が用いられるが、この接着剤は耐熱
温度が６０℃程度と低く、高温環境下に放置すると、記
録された情報にエラーが生じてしまう恐れがある。

【０００８】（３）２枚のディスクの中心を精度よく合
わせる必要がある。貼り合わせるためには、偏心を測定
する測定器が必要な上、測定時間がかかるため、製造効
率が低く、生産コストが高くなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は下記する（１）〜（６）の構成の相変
化型光ディスク及びその初期化方法を提供する。

【００１０】（１） 図２に示すように、光学的に記録
再生が可能であり、Ａ，Ｂ両面の記録面を有する両面相
変化型光ディスクにおいて、空溝（ランド、グルーブ）
を設けたＡ面の透光性基板１と、このＡ面の透光性基板
１上に形成され、第１の誘電体層２１と第１の相変化型
記録層２２と第２の誘電体層２３とを順次積層してなる
第１の記録層２と、この第１の記録層２上に形成される
反射層（金属反射層）３と、この反射層（金属反射層）
３上に形成され、第３の誘電体層４１と第２の相変化型
記録層４２と第４の誘電体層４３とを順次積層してなる
第２の記録層４と、この第２の記録層上４に形成され、
かつ硬化後のガラス転移温度が１００℃以上である接着
層５と、この接着層５上に形成されるＢ面の透光性基板
（透光性平板）６とにより構成したことを特徴とする両
面光ディスクＡＡ。

【００１１】（２） 図２に示すように、前記反射層
（金属反射層）３は、前記Ａ面の透光性基板１側（図２
中、矢印ａで示す方向）から入射する初期化レーザ光に
よって生じた熱のみを前記Ｂ面の透光性基板（透光性平
板）６に伝導することにより前記第１及び第２の相変化
型記録層２２，４２を共に初期化することが可能な熱伝
導率を有し、かつ前記Ａ面の透光性基板１側（図２中、
矢印ａで示す方向）から入射する記録又は再生レーザ光
を前記第２の相変化型記録層４２に到達せしめない遮光
性及び断熱性を有することを特徴とする上記（１）に記
載の両面光ディスクＡＡ。

【００１２】（３） 前記第１及び第４の誘電体層２
１，４３の厚さは、夫々５０ｎｍ〜２００ｎｍ、前記第
２及び第３の誘電体層２３，４１の厚さは、夫々１０ｎ
ｍ〜５０ｎｍ、前記第１及び第２の相変化型記録層２
２，４２の厚さは、夫々１０ｎｍ〜３０ｎｍ、前記反射
層（金属反射層）３の厚さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍで
あることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の両
面光ディスクＡＡ。

【００１３】（４） 前記Ａ面及びＢ面の透光性基板
１，６の厚さは等しいことを特徴とする上記（１）〜
（３）のいずれかに記載の両面光ディスク。

【００１４】（５） 前記第１及び第２の相変化型記録
層２２，４２は少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなり、
前記反射層（金属反射層）３はアルミニウム合金からな
ることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記
載の両面光ディスク。

【００１５】（６） 上記（１）〜（５）のいずれかに
記載の両面光ディスクの初期化方法において、アモルフ
ァス状態の前記第１の相変化型記録層２２にだけ（図２
中、矢印ａで示す方向から入射する）初期化レーザ光を
照射し加熱して、アモルファス状態から結晶状態へと前
記第１の相変化型記録層２２を相変化させ、同時に、前
記初期化レーザ光による熱をアモルファス状態の前記第
２の相変化記録層４２に伝導して、アモルファス状態か
ら結晶状態へと前記第２の相変化型記録層に相変化させ
ることにより、前記Ａ面及びＢ面両面の記録面を同時に
初期化するとを特徴とする両面光ディスクの初期化方
法。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の両面光ディスクの
構成を説明するための図、図２は本発明の両面光ディス
クの一実施例構成図である。

【００１７】両面光ディスクＡＡは、図１に示すよう
に、Ａ面の基板１上に第１の記録層２、反射層３、第２
の記録層４、接着層５を順次積層し、そして接着層５を
介して第２の記録層４上にＢ面の透光性平板６を接着し
てなる光学的に記録再生が可能であるＡ，Ｂ両面の記録
面を有する両面相変化型光ディスクである。図１中、矢
印ａは初期化レーザ光、記録又は再生レーザ光（いずれ
も図示せず）の入射方向を示す。

【００１８】図２に示すように、前記した第１の記録層
２は第１の誘電体層２１と第１の相変化型記録層２２と
第２の誘電体層２３とを順次積層してなり、また前記し
た第２の記録層４は第３の誘電体層４１と第２の相変化
型記録層４２と第４の誘電体層４３とを順次積層してな
る。

【００１９】前記した基板１は、初期化レーザ光、記録
又は再生レーザ光が矢印ａ側から透過できる透光性基板
である。また、基板１には図２に示すように、レーザ光
を案内するプリグルーブ１ａやプリピット１ｂ（いわゆ
る空溝）が設けられており、ポリカーボネート、ポリオ
レフィン、アクリル等のプラスチック基板やガラス基板
が用いられる。

【００２０】この基板１上に形成されレーザ光を案内す
るプリグルーブ１ａやプリピットｂは、直接、射出成形
されたり、平滑基板上に２Ｐ法（フォトポリマー法）で
形成される。

【００２１】上記した構成の基板１はＣＡＶ（constant
angular velocity 角速度一定）やＣＬＶ（constant l
inear velocity，線速度一定）あるいはＺＣＡＶ（zone
constant angular velocity）やＺＣＬＶ（zone const
ant linear velocity ）のフォーマットがされ、各セク
タの先頭にはアドレス信号がエンボスピットとしてあら
かじめ記録されている。

【００２２】ユーザが使用する情報エリアは基板１上に
空溝で構成され、Ａ面のグルーブ１ａ（すなわちＢ面の
ランド６ｂ）とＢ面のグルーブ６ａ（すなわちＡ面のラ
ンド１ｂ）に再生レーザ光をそれぞれＡ面、Ｂ面から照
射した場合に、これに応じて得られる反射光に基づいて
得られる再生信号がそれぞれ同等のレベルになるようラ
ンド１ｂ，６ｂの半径方向の幅とグルーブ１ａ，６ａの
半径方向の幅はほぼ等しくなるように形成するのが好ま
しい。

【００２３】次に、前記した構成の両面光ディスクＡＡ
を形成することについて説明する。基板１を真空成膜装
置（図示せず）内に設置し、Ａ面側の第１の誘電体層２
１と第１の相変化型記録層２２と第２の誘電体層２３
と、金属反射層３と、Ｂ面側の第３の誘電体層４１と第
２の相変化型記録層４２と第４の誘電体層４３とを順次
真空成膜する。真空成膜方法は、抵抗加熱型や電子ビー
ム型の真空蒸着、直流や交流スパッタリング、反応性ス
パッタリング、イオンビームスパッタリング、イオンプ
レーティング等が用いられる。

【００２４】Ａ面の記録層（第１の記録層）２は、ここ
では１層で図示しているが、１層とは限らず、保護層や
光学的干渉層や反射防止層等を付加してから構成されて
いてもよい。記録層２は、結晶とアモルファスとの状態
を可逆的に相変化する相変化型記録材料から構成され
る。たとえば、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等のカ
ルコゲン化合物があげられる。

【００２５】図２に示すように、第１の誘電体層２１、
第２の誘電体層２３、第３の誘電体層４１、第４の誘電
体層４３は、金属の酸化物、窒化物、硫化物が用いられ
る。例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ² 、ＺｎＳ，ＳｉＯ² 、Ｔ
ａ² Ｏ⁵ 、Ｓｉ³ Ｎ⁴ 、ＡｌＮ、Ａｌ² Ｏ³ 、ＡｌＳｉ
ＯＮ，ＺｒＯ² 、ＴｉＯ² などの単体あるいはこれらの
混合物が用いられる。

【００２６】第１の誘電体層２１ならびに第４の誘電体
層４３の膜厚はそれぞれ１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲に
ある。使用するレーザ光源の波長によって最適膜厚は変
動するが、好ましくは、再生信号を増大させるために、
５０ｎｍ〜２００ｎｍとするのがよい。さらには、基板
１ならびに平板６への熱伝導の影響を低減する上でも、
その膜厚を８０ｎｍ以上にするのがよい。

【００２７】記録層２は、アモルファス−結晶間の反射
率変化あるいは屈折率変化を利用する相変化材料が用い
られる。Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ
系などがあげられる。記録層２の膜厚は１０ｎｍ〜１０
０ｎｍ、好ましくは、再生信号を増大させるために、１
０ｎｍ〜３０ｎｍとするのがよい。第２の誘電体層２３
ならびに第３の誘電体層４１は、第１の誘電体層２１と
同じ材料が用いられる。第２の誘電体層２３ならびに第
３の誘電体層４１は、第１の誘電体層２１ならびに第４
の誘電体層４３よりも薄く、いわゆる急冷構造をとり、
熱的ダメージを軽減するために膜厚は１０ｎｍ〜５０ｎ
ｍとするのがよい。

【００２８】反射層３は、記録、再生ならびに初期化時
に第１の相変化記録層２２と第２の相変化記録層４２と
を光学的に分離するとともに、記録時には２層の記録層
２，４が同時に加熱されないよう熱を断つ効果を合わせ
持っている。すなわち、第１の記録層２側に記録する情
報が第２の記録層４に記録されないように、また、第１
の記録層２側に記録された情報が第２の記録層４側から
再生できないようにするために設けられている。さら
に、この反射層３は初期化レーザ光に対しても光学的に
分離する役目を持っているが、熱的には断熱効果は持っ
ておらず、Ａ面側に初期化レーザ光が照射した場合に
は、熱のみをＢ面に伝達し、Ｂ面の相変化記録層４２の
結晶化を誘起し、Ａ面とＢ面を一括して初期化すること
ができる。このため熱伝導が高い金属、半導体等の薄膜
が用いられる。その膜厚は５０ｎｍ〜３００ｎｍにする
ことが望ましい。

【００２９】第２の記録層４は、１層とは限らず、保護
層や光学的干渉層や反射防止層等を付加して構成されて
いてもよい。記録層４は、第１の記録層２と同様に相変
化型記録材料が用いられる。構成元素や組成は第１の記
録層２と異なっていてもかまわない。

【００３０】第１の記録層２から第２の記録層４まで真
空成膜した後、基板１を大気中に取り出し、次いで第２
の記録層４上に紫外線硬化樹脂を塗布して接着層５を形
成する。塗布方法としては、スピンコート法、スプレー
法、ディップ法、ブレードコート法、ロールコート法、
スクリーン印刷法等が用いられる。紫外線硬化樹脂は、
Ａ面の基板１上に形成された空溝やアドレスピットの凹
凸を確実に追従し、気泡や塗布むらを避けるような粘
度、濡れ性と接着性を有している。さらに、相変化型記
録の書き換え回数を増加するために、レーザ光により生
じる熱損傷を抑制するよう、熱変形が始まる温度すなわ
ちガラス転移温度を１００℃以上とする。

【００３１】とりわけ、Ｂ面の第２の相変化記録層４２
のオーバーライト回数は、下地となる接着層５の耐熱性
に左右され、具体的には、硬化後の接着層のガラス転移
温度に比例して書き換え回数が増加する。ガラス転移温
度が１００℃より低いと書き換え回数が数千回のオーダ
ーとなり信頼性に劣る。

【００３２】紫外線硬化樹脂層である接着層５を介して
Ｂ面の透光性平板６を上記トラッキング用のグルーブ１
ａあるいはピット（ランド）１ｂを有したＡ面の透光性
基板１に密着してＢ面側の透光性平板６側から紫外線を
照射して硬化させ、上記トラッキング用のグルーブある
いはピットを有した透光性基板１と接着して製造する。
紫外線硬化樹脂は、少なくともプレポリマ−、単官能ア
クリレ−トモノマ−、多官能アクリレ−トモノマ−等と
光重合開始剤からなる。

【００３３】＜実施例１＞次に記録層２，４として相変
化型記録膜を用いた例を図２に示す。

【００３４】トラックピッチ1.6 μｍ、溝深さ60ｎｍの
プリグルーブ１ａが設けられたポリカーボネート基板１
に第１の記録層２として、第１誘電体層２１、第１相変
化記録層２２、第２誘電体層２３をスパッタリングによ
って成膜した。

【００３５】まず、真空度１×１０^-6Torr以下に排気し
た後、ＺｎＳ−ＳｉＯ² （８０：２０ｍｏｌ％）をＡｒ
ガスで高周波スパッタリングして第１誘電体層２１とし
て９０ｎｍ設けた。

【００３６】ついで第１相変化記録層２２としてＧｅ²²
Ｓｂ²²Ｔｅ⁵⁶を直流スパッタリング法で２０ｎｍ形成し
た。

【００３７】この上に第２誘電体層２３としてＺｎＳ−
ＳｉＯ² （８０：２０ｍｏｌ％）を高周波スパッタリン
グ法で１８ｎｍ成膜した。

【００３８】次いで、反射層３としてＡｌ−Ｃｒ合金
（９７．５：２．５ａｔ％）を直流スパッタリング法で
１５０ｎｍ設けた。

【００３９】さらに反射層３の上に、第２の記録層４と
して、第３誘電体層４１、第２相変化記録層４２、第４
誘電体層４３を第１の記録層２と同様にしてスパッタリ
ングによって成膜した。

【００４０】ＺｎＳ−ＳｉＯ² （８０：２０ｍｏｌ％）
をＡｒガスで高周波スパッタリングして第３誘電体層４
１として１８ｎｍ設けた。ついで第２相変化記録層４２
としてＧｅ²²Ｓｂ²²Ｔｅ⁵⁶を直流スパッタリング法で２
０ｎｍ形成した。

【００４１】この上に第４誘電体層４３としてＺｎＳ−
ＳｉＯ² （８０：２０ｍｏｌ％）を高周波スパッタリン
グ法で９０ｎｍ成膜した。

【００４２】真空チャンバーからディスクを取り出した
後、接着層５として紫外線硬化樹脂（ガラス転移温度１
００℃）を第４誘電体層４３上にスピンコートした。紫
外線硬化樹脂である接着層５上に透光性平板６をのせ、
基板１に密着させて透光性平板６側から紫外線を照射し
て硬化させた。接着層の膜厚は５０μｍであった。

【００４３】次にこうして形成したディスクＡＡを評価
した。

【００４４】まず、ディスクＡＡを回転しながら基板１
側からレーザ光を照射して第１相変化記録層２２をアモ
ルファス状態から反射率の高い結晶状態へ相変化させて
初期化した。線速度２ｍ／ｓで回転して出力６０ｍＷの
レーザ光をＡ面に照射すると、反射層３を通して熱がＢ
面の第２相変化記録層４２に伝導するため、同時に第２
相変化記録層４２も初期化される。

【００４５】Ａ面の基板１側から第１相変化記録層２２
の案内溝間のランド部に記録を行った。ランドは、レー
ザ光の入射方向からみて凹状になっている。記録の条件
は、次の通りである。線速度６．２ｍ／ｓ、記録レーザ
波長は６８４ｎｍ、対物レンズのＮＡは０．６、ピーク
パワー１０．５ｍＷ，バイアスパワー４．０ｍＷ。８−
１７変調信号を記録し、標準偏差σをウィンド幅Ｔｗで
割った値であるジッタを書き換え回数に対して測定し
た。１万回後のジッタは、１０．１％であった。

【００４６】ディスクＡＡを反転し、基板１の記録箇所
の裏面にあたるＢ面のトラックに記録を行った。基板６
側から第２相変化記録層４２の案内溝、すなわちグルー
ブ６ａに記録した。グルーブ６ａは、レーザ光の入射方
向からみて凸状になっている。１万回後のジッタは、１
１．１％であった。また、Ａ面の第１の記録層２に記録
された信号はＢ面から全く検出されず、反射層３によっ
て第１相変化記録層２２と第２相変化記録層４２が完全
に分離され、良好な特性を示した。

【００４７】＜比較例１＞ガラス転移温度が８０℃の接
着層５を用いた以外は実施例１と同様の材料ならびに層
構成でディスクを製作した。１万回後のジッタは、Ａ面
が１０．５％、Ｂ面が２０．３％となり、Ｂ面のジッタ
が著しく増加した。

【００４８】

【発明の効果】上述した構成を有する本発明の両面光デ
ィスク及びその初期化方法は、次の効果を奏することが
できる。 （１）基板上に第１の記録層、反射層、第２の記録層と
を順次積層できるために、製造効率に優れる。 （２）例えば接着層として紫外線硬化型の接着剤が使用
できるため、品質が高く、信頼性も高い。Ａ．Ｂ面の品
質に差がない。 （３）同一トラックを使用するため全く偏心がない。２
枚のディスクの中心を精度よく合わせる必要がなく、製
造効率が高く、生産コストが低い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面光ディスクの構成を説明するため
の図である。

【図２】本発明の両面光ディスクの一実施例構成図であ
る。

【符号の説明】

１，６ 基板、透光性基板 １ａ 空溝、トラッキングガイド ２ 第１記録層 ３ 反射層 ４ 第２記録層 ５ 接着層 ２１ 第１の誘電体層 ２２ 第１の相変化型記録層 ２３ 第２の誘電体層 ４１ 第３の誘電体層 ４２ 第２の相変化型記録層 ４３ 第４の誘電体層 ＡＡ 両面相変化型光ディスク、光ディスク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的に記録再生が可能であり、Ａ，Ｂ両
   面の記録面を有する両面相変化型光ディスクにおいて、 空溝を設けたＡ面の透光性基板と、 このＡ面の透光性基板上に形成され、第１の誘電体層と
   第１の相変化型記録層と第２の誘電体層とを順次積層し
   てなる第１の記録層と、 この第１の記録層上に形成される反射層と、 この反射層上に形成され、第３の誘電体層と第２の相変
   化型記録層と第４の誘電体層とを順次積層してなる第２
   の記録層と、 この第２の記録層上に形成され、かつ硬化後のガラス転
   移温度が１００℃以上である接着層と、 この接着層上に形成されるＢ面の透光性基板とにより構
   成したことを特徴とする両面光ディスク。
2. 【請求項２】前記反射層は、前記Ａ面の透光性基板側か
   ら入射する初期化レーザ光によって生じた熱のみを前記
   Ｂ面の透光性基板に伝導することにより前記第１及び第
   ２の相変化型記録層を共に初期化することが可能な熱伝
   導率を有し、かつ前記Ａ面の透光性基板側から入射する
   記録又は再生レーザ光を前記第２の相変化型記録層に到
   達せしめない遮光性及び断熱性を有することを特徴とす
   る請求項１に記載の両面光ディスク。
3. 【請求項３】前記第１及び第４の誘電体層の厚さは、夫
   々５０ｎｍ〜２００ｎｍ、 前記第２及び第３の誘電体層の厚さは、夫々１０ｎｍ〜
   ５０ｎｍ、 前記第１及び第２の相変化型記録層の厚さは、夫々１０
   ｎｍ〜３０ｎｍ、 前記反射層の厚さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍであること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の両面光ディ
   スク。
4. 【請求項４】前記Ａ面及びＢ面の透光性基板の厚さは等
   しいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
   に記載の両面光ディスク。
5. 【請求項５】前記第１及び第２の相変化型記録層は少な
   くともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなり、 前記反射層はアルミニウム合金からなることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の両面光ディ
   スク。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
   両面光ディスクの初期化方法において、 アモルファス状態の前記第１の相変化型記録層にだけ初
   期化レーザ光を照射し加熱して、アモルファス状態から
   結晶状態へと前記第１の相変化型記録層を相変化させ、 同時に、前記初期化レーザ光による熱をアモルファス状
   態の前記第２の相変化記録層に伝導して、アモルファス
   状態から結晶状態へと前記第２の相変化型記録層に相変
   化させることにより、前記Ａ面及びＢ面両面の記録面を
   同時に初期化するとを特徴とする両面光ディスクの初期
   化方法。