JPH09320115A

JPH09320115A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH09320115A
Application number: JP8131840A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamazaki; 剛山崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスクの反りを抑え、ディスクの全領域で
微小スポットが形成でき、高密度記録化を図ることが可
能な光ディスクを獲得する。【解決手段】透明基板１の記録層２が形成された側と
は反対側の面に、誘電体層４を形成する。なお、この誘
電体層４の屈折率を制御すると当該誘電体層が入射レー
ザ光に対して反射防止膜として機能するようになり、レ
ーザ光が有効に記録層に照射されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに関し、
特にスキューの低減に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光の照射により情報の記録・再生
を行う光ディスクとしては、光磁気ディスク、各種追記
型光ディスク、デジタルオーディオディスク（いわゆる
コンパクトディスク）、光学式ビデオディスク（いわゆ
るレーザディスク）等が実用化されている。

【０００３】これらの光ディスクは、基本的には透明基
板上に記録層が形成されて構成され、このうち記録層は
光ディスクの用途に応じて選択される。

【０００４】例えば、再生専用型であるコンパクトディ
スクやレーザディスクでは、透明基板上に情報信号に対
応した凹凸パターンが形成され、この凹凸パターンが形
成された上にＡｌやＡｕ等よりなる金属反射層が記録層
として形成される。

【０００５】また、追記型光ディスクや光磁気ディスク
では、透明基板上に案内溝やアドレスピットが形成さ
れ、この上に記録層が形成される。この記録層には、追
記型では低融点金属薄膜，相変化膜，有機色素を含有す
る膜等が用いられる。また、光磁気ディスクでは、カー
効果やファラデー効果等の磁気光学効果を有する記録磁
性層、例えばＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金等の希土類−遷移金
属非晶質合金よりなる垂直磁化膜が用いられる。

【０００６】一方、透明基板としては、ポリカーボネー
ト樹脂等の熱可塑性樹脂を射出成形して作製されるプラ
スチック基板や、ガラス基板等も使用されるが、大量生
産に有利であることからプラスチック基板が汎用されて
いる。

【０００７】さらに、これらの光ディスクでは、記録層
を外部環境の水分や衝撃から保護する目的で、記録層を
覆うようにして保護層が設けられるのが通常である。

【０００８】また、光ディスクとしては、記録層を１層
のみ有する単層構成のものが普及しているが、最近、記
録容量の増大を目的として、記録層を２層以上もたせた
多層構成の光ディスクの開発が進められている。そのよ
うな光ディスクとしては、中間層を介して記録層を多数
積層させた、積層タイプの光ディスクと、記録層がそれ
ぞれ形成された２枚の基板を、記録層が形成された側同
士を対向させて貼り合わせた、貼り合わせタイプの光デ
ィスクとがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
光ディスクでは、製造に際する各工程、例えば基板の射
出成形工程、記録層の成膜工程、保護層の形成工程等で
圧縮応力が生じ、これによってディスクに反り（スキュ
ー）が発生する。特に、多層構成の光ディスクでは、記
録層や中間層が多数積層された分、圧縮応力が加算さ
れ、スキューはさらに大きなものになる。

【００１０】このスキューは、周方向（タンジェルシャ
ル方向）と径方向（ラジアル方向）で生じるが、タンジ
ェンシャル方向のスキューは非常に小さく、問題となる
のはラジアル方向のスキューである。このラジアル方向
のスキューは、ディスクの外周部にいく程大きくなり、
レンズによる集光において収差の原因になり、微小なレ
ーザスポットが形成できなくなる。このため、光ディス
クの記録密度の増大を図る上で障害になる。

【００１１】これまで、このようなスキューに対して
は、各工程でスキューが発生しない材料や成膜方法を選
択したり、各層の厚さ、特に多層構成ではその積層数を
制限することによって対処している。しかし、これらの
方法では、スキューを十分に低めることができず、また
材料や成膜方法が限定されるとともに記録層の多層化が
妨げられるといったデメリットも有している。

【００１２】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、ディスクの反りが小さく
抑えられるようにし、微小なスポットが形成でき、高密
度記録化に有利な光ディスクを提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光ディスクは、熱可塑性樹脂よりなる透
明基板の一主面に、少なくとも記録層が形成され、透明
基板の記録層が形成された側とは反対側の面に、誘電体
層が形成されてなることを特徴とするものである。

【００１４】光ディスクでは、記録層の形成工程等で圧
縮応力が生じ、透明基板の記録層が形成された側と反対
側の面に誘電体層が形成されていないとディスクの両側
で圧縮応力に差が生じ、これによって反りが発生する。
これに対して、透明基板の記録層が形成された側と反対
側の面に誘電体層が形成されていると、この誘電体層に
よる圧縮応力によってディスクの両側で応力が平均化さ
れ、反りが解消される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１６】図１に本発明を適用した光ディスクの１例
を示す。

【００１７】この光ディスクは、透明基板１の一主面
に、記録層２及び保護層３が形成され、透明基板１の記
録層２及び保護層３が形成された側とは反対側の面に、
誘電体層４が形成されて構成されている。このような光
ディスクでは、例えば誘電体層４側からレーザ光が照射
され、記録層２に集光されることで、この記録層２に対
して情報信号の記録及び／又は再生がなされる。

【００１８】上記透明基板１としては、熱可塑性樹脂を
射出成形することで作製される射出成形基板が用いられ
る。この熱可塑性樹脂としては、光ディスクの基板材料
として通常用いられているアクリル樹脂，ポリカーボネ
ート樹脂，ポリオレフィン樹脂，エポキシ樹脂等が用い
られる。

【００１９】記録層２としては、再生専用型の記録層で
あってもユーザによって任意情報が書き込める記録可能
型の記録層であっても良い。

【００２０】再生専用型では、基板上に情報信号に対応
して凹凸パターンを形成しておき、この上にＡｌやＡｕ
等を主体とする金属反射層が記録層として形成される。
なお、この金属反射層は、Ａｌ、Ａｕの単独で構成して
もよく、これらの金属に腐食防止のためのＴｉが添加さ
れたものであっても良い。

【００２１】記録可能型の記録層としては、ユーザによ
って一度だけ書き込みが可能な追記型あるいは書き込み
・消去が繰り返し行える書き換え可能型がある。

【００２２】追記型では低融点金属薄膜，Ｇｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ膜等の相変化膜，有機色素を含有する膜等が記録層
として成膜される。また、書き換え可能型では、Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金薄膜等の、磁気光学特性（カー効
果やファラデー効果）を有する垂直磁化膜等が記録層と
して成膜される。

【００２３】なお、追記型、書き換え可能型において
は、記録層の他に、反射率や信号変調度の増大、さらに
は記録層の保護を目的として誘電体層や反射層を設け、
例えば第１の誘電体層、記録層、第２誘電体層及び反射
層よりなる多層構成の記録部を形成するようにしても良
い。

【００２４】この誘電体層としては、酸化物や窒化物等
が使用可能であり、たとえば窒化珪素や窒化アルミニウ
ムよりなる薄膜、さらにはＺｎＳ−ＳｉＯ₂混成膜等が
用いられる。

【００２５】また、反射層は、前記第２の誘電体層との
境界でレーザ光を７０％以上反射する高反射率の膜によ
り構成することが好ましく、ＡｌやＡｕ等を主体とする
金属反射層が好適である。なお、この金属反射層は、Ａ
ｌ、Ａｕの単独で構成してもよく、これらの金属に腐食
防止のためのＴｉが添加されたものであっても良い。

【００２６】なお、これらの記録層や反射層、誘電体層
は、蒸着やスパッタ等の，いわゆる気相メッキ技術等に
よって成膜される。

【００２７】また、記録層あるいは記録部の上に形成さ
れる保護層３は、記録層あるいは記録部の各層を外部環
境の水分、衝撃から保護する目的で、必要に応じて設け
られるものである。この保護層３としては、例えばアク
リル系の紫外線硬化樹脂を塗布、硬化することで形成さ
れる紫外線硬化樹脂層が用いられる。

【００２８】そして、この光ディスクでは、特に、透明
基板１の記録層２及び保護層３が形成される側とは反対
側の面に誘電体層４が設けられ、これによってディスク
の反りが抑えられるようになっている。

【００２９】すなわち、図２（ａ）〜（ｃ）にディスク
に反りが生じる様子を模式的に示すが、まず図２（ａ）
に示す基板１に記録層２を形成すると、図２（ｂ）に示
すようにディスクの径方向に圧縮応力が生じ、これによ
って透明基板１側が凸面となるような反りが発生する。
そして、さらにこの記録層２の上に保護層３を形成する
と、その圧縮応力も加算され、図２（ｃ）に示すように
ディスクの反りがさらに大きなものになる。この反り
（スキュー）は、周方向（タンジェルシャル方向）と径
方向（ラジアル方向）で生じるが、問題となるのはラジ
アル方向のスキューである。ラジアル方向のスキュー角
は、図３（ａ）で示すディスク６上での点Ｃの場合に
は、図３（ｂ）に示すように、ディスク６の中心近傍を
含む水平面Ａ−Ａ′と、点Ｃでの半径方向における接線
Ｂのなす角θで表される。このラジアルスキューは、レ
ンズによる集光において収差の原因になり、このスキュ
ー角θが大きくなると、微小なレーザスポットが得られ
なくなる。特に、このスキュー角θは、ディスクの外周
部にいく程大きくなり、スポット径を増大させる。

【００３０】ここで、図２（ｄ）に示すように、透明基
板１の記録層２及び保護層３が形成された側とは反対側
の面に、これら各層によって生じる圧縮応力に見合うだ
けの圧縮応力を生じる誘電体層４を形成すると、この誘
電体層１４による圧縮応力によってディスクの両側で応
力が平均化される。その結果、スキューが解消されよう
になる。

【００３１】誘電体層４としては、ＺｒＯ₂（屈折率
ｎ：２．１）、ＴｉＯ₂（屈折率ｎ：２．４）、ＺｎＳ
（屈折率ｎ：２．３２）、ＭｇＦ（屈折率ｎ：１．３
８）、ＣｅＦ₃（屈折率ｎ：１．６３）、Ａｌ₂Ｏ₃（屈
折率ｎ：１．６２）、ＳｉＯ₂（屈折率ｎ：１．４６）
等よりなる薄膜が挙げられ、これらの単層膜であっても
多層膜であっても良い。なお、多層構成の場合には、同
種の誘電体層を多数積層してもよく、異なる種類の誘電
体層を多数積層しても構わない。

【００３２】なお、このとき誘電体層の屈折率ｎを制御
すると、誘電体層が入射レーザ光の反射を防止する反射
防止膜としても機能し、照射したレーザ光が有効に記録
層にまで照射されるようになる。

【００３３】例えば単層の誘電体層の場合には、誘電体
層の屈折率ｎ_pが基板の屈折率ｎ_aよりも小さくなるよう
な材料を用いるのが望ましい。特にｎ_p＝ｎ_a ^1/2なる条
件を満たす場合には、誘電体層の膜厚を調整することに
よってレーザ光入射時の反射を略０にすることができ
る。

【００３４】なお、誘電体層の反射率は、その厚さによ
って周期的に変動する。例えば、透明基板上にＭｇＦ誘
電体層を形成し、その厚さを変化させた場合の６３５ｎ
ｍ波長光に対する反射率について、シミュレーション計
算を行うと、反射率は図４に示すように変化する。反射
防止膜としての機能を得るには屈折率ｎとともに膜厚の
最適化も重要であり、この図４で示されるように、特定
の厚さ範囲で誘電体層を形成すると、誘電体層が形成さ
れていない場合の反射率５％に対して最小で１％の反射
率まで抑えられるようになる。

【００３５】一方、多層の誘電体層の場合には、高屈折
率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜を組み合わせること
によって反射防止膜としての機能を得ることができる。
例えば、図５に誘電体層４が第１の誘電体層５と第２の
誘電体層６の２層よりなる光ディスクを示す。このよう
な２層構成の誘電体層では、透明基板側となる第１の誘
電体層５として比較的屈折率の高いもの（例えばＺｒＯ
₂層）を用い、第２の誘電体層６として比較的屈折率の
低いもの（例えばＣｅＦ₃層）を用い、それぞれの層で
の位相変化量が１／４となるように厚みを調整すること
で反射率を３％以下とすることができる。

【００３６】誘電体層４の厚さは、このような反射防止
膜としての機能を考慮しながら、ディスク両側での応力
を平均化し得るように設定するのが望ましい。

【００３７】以上、本発明の光ディスクの基本的な構成
を説明したが、この光ディスクは、記録層あるいは記録
部が中間層を介して多数積層された多層構成であっても
良い。多層構成の光ディスクでは、層が多数積層された
分だけ圧縮応力が加算されており、そのままでは非常に
大きなスキューを生じる。これに対して、これら各層が
形成された側とは反対側に面に誘電体層を形成すると、
そのようなスキューが解消され、外周部においても微小
スポットが形成されるようになる。また、誘電体層によ
ってレーザ光入射時の反射が抑えられ、入射したレーザ
光が有効に記録層に照射されるようになる。

【００３８】また、本発明は、記録層がそれぞれ形成さ
れた２枚の基板を、記録層が形成された側同士を対向さ
せて貼り合わせた、貼り合わせタイプの光ディスクに適
用しても良い。貼り合わせタイプの光ディスクは、貼り
合わせ部を挟んで左右対称の構成であることから比較的
反りは生じ難いが、誘電体層を設けることによってそれ
ぞれの基板で反りを解消しておくと、貼り合わせが良好
に行えるようになる。また、誘電体層によってレーザ光
入射時の反射が抑えられ、入射したレーザ光が有効に記
録層に照射されるようになる。

【００３９】

【実施例】本発明の好適な実施例について実験結果に基
づいて説明する。

【００４０】実施例１厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍのポリカーボネートか
らなる透明基板（屈折率ｎ：１．５８）上に、スパッタ
リング法によってＡｌ反射層を８００〜１２００オング
ストロームの厚さで成膜し、この上に、紫外線硬化樹脂
（大日本インキ社製商品名ＳＤ−１７）を５μｍの厚
さで塗布、硬化させることによって保護層を形成した。

【００４１】続いて、透明基板の、これら反射層や保護
層が形成された側とは反対側の面にスパッタリング法に
よってＭｇＦ誘電体層（屈折率ｎ：１．３８）を０．１
５μｍの厚さで成膜し、光ディスクを作製した。

【００４２】比較例１透明基板の、反射層や保護層が形成された側とは反対側
の面にＭｇＦ誘電体層を成膜しないこと以外は実施例１
と同様にして光ディスクを作製した。

【００４３】このようにして作製された光ディスクにつ
いて、半径２３〜５８ｍｍの位置でのディスク中心に対
するスキュー角及びＭｇＦ誘電体層の反射率を測定し
た。

【００４４】その結果、ＭｇＦ誘電体層を形成した実施
例１の光ディスクでは、ディスク中心から２３〜５８ｍ
ｍの全領域でスキュー角が０．１゜に抑えられており、
また反射率は２％であった。

【００４５】これに対して、誘電体層を形成していない
比較例１の光ディスクでは、ディスク中心から２３〜５
８ｍｍの領域で最大０．２゜のスキュー角に達してお
り、また反射率は５％であった。

【００４６】このことから、透明基板の、記録層や保護
層が形成された側とは反対側の面に誘電体層を形成する
ことは、ディスクの反りを抑えるとともにレーザ光入射
時の反射を抑える上で有効であることがわかった。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光ディスクでは、透明基板の記録層が形成された側と
は反対側の面に誘電体層が設けられているので、ディス
クの両側で圧縮応力が平均化され、反りが抑えられる。
したがって、ディスクの外周部においても微小スポット
が形成でき、高密度記録化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ディスクの一例を示す概略
断面図である。

【図２】光ディスクで生じる反りを説明するものであ
り、（ａ）が基板を示す模式図であり、（ｂ）は記録層
の成膜工程で生じる反りを示す模式図であり、（ｃ）は
保護層の形成工程で生じる反りを示す模式図であり、
（ｄ）は誘電体層によって反りが解消された様子を示す
模式図である。

【図３】光ディスクのラジアルスキュー角を説明するも
のであり、（ａ）はディスク上に設定した点Ｃの位置を
示す模式図であり、（ｂ）は点Ｃでのラジアルスキュー
角を示す模式図である。

【図４】ＭｇＦ誘電体層の厚さと反射率の関係を示す特
性図である。

【図５】本発明を適用した光ディスクの他の例を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１透明基板、２記録層、３保護層、４誘電体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂よりなる透明基板の一主面
に、少なくとも記録層が形成され、透明基板の記録層が
形成された側とは反対側の面に、誘電体層が形成されて
なることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】誘電体層は、単層構成あるいは複数の誘
電体膜が積層されてなる多層構成であり、この誘電体層
が入射光に対する反射防止膜として機能することを特徴
とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】誘電体層は単層構成であり、この誘電体
層の屈折率ｎが透明基板の屈折率ｎよりも低いことを特
徴とする請求項２記載の光ディスク。