JPH10326435A - 光学記録媒体及び光学ディスク装置 - Google Patents

光学記録媒体及び光学ディスク装置

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JPH10326435A
JPH10326435A JP9185130A JP18513097A JPH10326435A JP H10326435 A JPH10326435 A JP H10326435A JP 9185130 A JP9185130 A JP 9185130A JP 18513097 A JP18513097 A JP 18513097A JP H10326435 A JPH10326435 A JP H10326435A
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optical
optical recording
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Toshiyuki Kashiwagi
俊行 柏木
Shin Kawakubo
伸 川久保
Arikatsu Nakaoki
有克 中沖
Masahiko Kaneko
正彦 金子
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高記録容量化可能な光記録媒体を提供する。 【解決手段】 レーザー光が入射する側の面に情報信号
部を有する支持層と、支持層上に形成される光透過層を
備えた光学記録媒体において、情報信号部の範囲内で、
光透過層の厚さtがt=3〜177μmであって、光透
過層厚さむらをΔtとしたときに、光記録媒体を再生、
もしくは記録再生する光学系のN.A.および波長λと
の間にΔt≦±5.26( λ/N.A.4 ) の関係をみ
たし、また、トラックピッチをP、スキューをΘとする
と、P≦0.64μmかつΘ≦±84.115(λ/
N.A.3 /t)を満たし、また、λ≦0.68μm か
つN.A./λ≧1.20をみたす記録再生光学系で記
録または再生され、記録容量8GBを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一主面上に
情報記録層を有する光透過層が少なくとも1層形成さ
れ、光透過層側から再生光を照射して情報の再生を行う
光記録媒体に関する。詳しくは、光透過層の厚さと厚さ
むら、スキュー等の関係を規定することにより、大容量
化が可能となされた光記録媒体及びこの光学記録媒体の
記録または記録再生する光ディスク装置に係わるもので
ある。
【0002】
【従来の技術】次世代の光ディスクメディアとして、片
面にNTSC4時間記録再生ができる光ディスクメディ
アが提案されている。これは、家庭用ビデオディスクレ
コーダーとして4時間の記録再生を可能にすることによ
り、現行のVTR(VideoTape Record
er)にかわる新しい記録媒体としての機能を備えるた
めである。
【0003】また、CD(Compact Disc)
と同じ形状、サイズを選ぶことによりCDの手軽さ、使
い勝手に慣れ親しんだユーザーにとって違和感のない商
品とすることができる。
【0004】さらに、ディスク形態の最大の特徴として
のアクセスの速さを利用し、小型、簡便な記録機という
だけでなく、瞬時に録画、再生やトリックプレイ、編集
など多彩な機能を盛り込んだ商品を実現できる。
【0005】上記のような商品を実現化するには、例え
ば記憶容量8GB以上が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
CDのサイズであって、片面のみに単層の情報記録層を
有するものにおいては、記憶容量8GB以上を実現可能
な光学記録媒体は存在していなかった。
【0007】既に提案されているDVD(Digita
l Versatile Disc)においては、情報
信号部の領域内、すなわち中心から半径24〜58(m
m)の範囲内においては、波長λ=0.65μm 、N.
A.=0.6の条件で容量は4.7GBである。ECC
や変調方式などの信号フォーマットを変えないとしてこ
れよりさらに容量を大きくしようとした場合、例えば8
GB以上を実現する為には、 4.7×(0.65/0.60×N.A./λ)2 ≧8 これより、N.A./λ≧1.20となる。したがっ
て、波長を短くするか、あるいはN.A.を大きくする
かどちらかが必要となる。
【0008】上記条件を満たすために、例えば高N.
A.にした場合、再生光が照射されてこれが透過する光
ディスクの光透過層の厚さを薄くする必要がある。これ
は、光学ピックアップの光軸に対してディスク面が垂直
からズレる角度(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の影響を
受け易いためである。
【0009】また、同様の理由から、光透過層の厚さむ
らも一定の値以下にする必要がある。
【0010】そこで本発明は、特に高N.A.に対応可
能で、高容量化として、例えば8GB以上の情報を記録
可能な光記録媒体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】本発明は、レーザー光が
入射する側の面に情報信号部を有する支持層と、支持層
上に形成される光透過層を備えた光学記録媒体におい
て、情報信号部の範囲内で、光透過層の厚さtがt=3
〜177μmであって、光透過層厚さむらをΔtとした
ときに、光記録媒体を再生、もしくは記録再生する光学
系のN.A.および波長λとの間にΔt≦±5.26μ
m( λ/N.A.4 )の関係をみたすことを特徴とし、
また、トラックピッチをP、スキューをΘとすると、P
≦0.64μm かつΘ≦±84.115°(λ/N.
A.3 /t)を満たすことを特徴とし、また、λ≦0.
68μm かつN.A./λ≧1.20をみたす記録再生
光学系で記録または再生されることを特徴とし、記録容
量8GBを実現可能な光学記録媒体を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、
本実施例においては、光ディスクであって、情報信号部
を有する支持層、例えば基板上の光透過層を通過させる
ことによりレーザー光を照射して信号を読み取る光ディ
スクに適用した例について説明する。
【0013】一般的にディスクスキューマージンΘと記
録再生光学系の波長λ、N.A.、光透過層の厚さtと
は相関関係にあり、実用上十分そのプレイヤビリティが
実証されているコンパクトディスク(CD)の例を基準
にこれらのパラメータとΘとの関係が、特開平3−22
5650号公報に示されている。これによると、Θ≦±
84.115°(λ/N.A.3 /t)であればよく、
これは本発明の光学記録媒体にも適用することができ
る。
【0014】ここで、ディスクを実際に量産する場合の
スキューマージンΘの具体的な限界値を考えると、0.
4°とするのが妥当である。これは、量産を考えた場
合、これより小さくすると歩留まりが低下し、コストが
上がるからである。既存の記録媒体についても、CDで
は0.6°、DVDでは0.4°である。
【0015】従って、Θ=0.4°としてレーザーの短
波長化、高N.A.化により光透過層の厚さをどの程度
に設定すべきかを計算すると、まずλ=0.65μmと
するとN.A.はN.A./λ≧1.20から0.78
以上が要求される。これからt≦288μmが導き出さ
れる。
【0016】また、将来短波長化が進みλ=0.4μm
となった場合を仮定すると、N.A.≧0.78を変え
ないとすると、t=177μmになる。この場合、基板
の厚さが1.2mmであるCD等の製造設備を流用する
ことを考慮すると、本発明のディスクの厚さは最大約
1.38mmとなる。
【0017】また、MOの磁界変調を考慮すると光透過
層厚さは薄い方がよく、例えば30μm以下に設定する
とMOでの記録再生が容易になる。
【0018】光透過層の厚さの下限は記録膜あるいは反
射膜を保護する光透過層の保護機能によって決まり、信
頼性や、後に記述する、2群レンズの衝突の影響を考慮
すると3μm以上が望ましい。
【0019】このように記録密度を上げるためにはN.
A./λを上げることが不可欠である。この場合、例え
ば記憶容量として8GBを達成させるために、少なくと
もN.A.を0.7以上とし、レーザーの波長λを0.
68μm以下とすることが必要となる。また上記のよう
に光透過層の厚さとスキューとの間には上記に記述され
た関係があるが、現状の赤色レーザーから将来普及が見
込まれる青色レーザーまで対応することを考慮すると、
光透過層の厚さは3〜177μmに設定するのが適切で
ある。
【0020】本提案の記録容量(8GB)を達成するた
めにはトラックピッチP、線密度dを変える必要があ
る。その条件としては、 (0.74/P)×(0.267/d)×4.7≧8 d≦0.1161/P(μm/bit) を満たせばよい。P=0.56μmのときd≦0.20
6μm/bitとなるが、これはDVDのROM(Re
ad Only Memory)を基準にしており、記
録再生の信号処理技術の進歩(具体的には、PRMLの
適用や、ECCの冗長度を減らす等)を考慮すると、さ
らに15%程度の線密度の増加が見込まれ、その分Pを
増やすことが可能である。このことからPは最大で0.
64μmが導き出される。
【0021】さらにピッチ変動ΔPについても公差が厳
しくなる。CDやDVDの記録再生パラメータをそのま
ま転用すると、DVDでのピッチ0.74μm、公差±
0.03から、 Δp≦±0.03P/0.74=±0.04P となる。したがって、P=0.56とすると、ΔP≦±
0.023μm となる。
【0022】さらに光透過層の厚さむらについてもさら
なる高精度さが要求される。
【0023】光透過層の厚さが再生対物レンズの設計中
心からずれた場合、その厚さ誤差がスポットに与える収
差量はN.A.の4乗に、また波長に比例する。従って
高N.A.化、または短波長化による高密度化を行う場
合、その量(光透過層厚さむら)はさらに厳しく制限さ
れる。具体的なシステム例としてCDはN.A.=0.
45が実用化されており光透過層の厚さ誤差規格は±1
00μmである。またDVDはN.A.=0.6で±3
0μmと規定されている。CDでの許容量±100μm
を基準にすると、次式のように表わされる。 Δt=±(0.45/N.A.)4 ×(λ/0.78)×100 =±5.26×(λ/N.A.4 )μm (N.A.は、開口数)
【0024】ここで、光透過層厚さ100μm中心に対
し,波長0.68μm 、N.A.=0.875で光透過
層厚さ誤差とジッター値との関係について実験を行った
結果を図1に示す。図1より、例えばDVDにおいてス
キューなど摂動がない場合のジッター基準である8%に
なるところを見ると約±7μmであることがわかる。上
式から導き出される数値は±6μmであり、この規格を
満足するディスク媒体からは良好な信号が得られること
になる。
【0025】したがって、高密度化に従い、光透過層厚
さに許容されるむらΔtは、±5.26×(λ/N.
A.4 )μm以下でなければならない。
【0026】また、上述した光透過層厚さむらは、記録
再生用レーザーが照射されるディスク表面内で、均一で
あることを前提としており、フォーカス点をずらすこと
によって収差補正可能である。ところが、この領域内
(スポット内)でもし光透過層厚さむらがあるとフォー
カス点の調整では補正できない。そしてこの量は厚さ中
心値に対して±3λ/100以下に押さえる必要があ
る。
【0027】さらに偏心Eに関してもDVDの50μm
に対し、E≦50×P/0.74=67.57P(μ
m)となる。
【0028】以上より、記憶容量8GBの高密度を達成
するための光学記録媒体に必要な条件をまとめると、以
下のようになる。記録再生光学系がλ≦0.68μmか
つN.A./λ≧1.20をみたし、かつ、少なくとも
情報信号部の領域で、光透過層厚さt=3〜177μ
m,光透過層厚さむらは、Δt≦±5.26( λ/N.
A.4 )(μm) トラックピッチP≦0.64μm 公差Δp≦±0.04Pμm 線密度d≦0.1161/P(μm/bit) ディスクスキュー Θ≦84.115×(λ/N.A.
3 /t) 偏心E≦67.57P(μm) 表面粗さRa≦±3λ/100(スポット照射領域内)
【0029】前述した本発明における光学記録媒体に必
要なスペックをみたすピッチおよびピッチむらを実現し
たスタンパを用い、射出成形法にて基板を作成する。こ
のようなピッチむらの少ない高精度スタンパは従来の送
りをネジで行う構造では達成が困難である為、リニアモ
ータによる送り構造をもった原盤露光装置で製造する。
さらに光学系は空気の揺らぎを排除する為のカバーで覆
われており、露光用レーザーの冷却水の振動を除去する
ため、レーザーと露光装置の間に防振材を設置して作成
される。
【0030】また、本実施例の場合、この基板の情報信
号面上に反射膜、または記録膜を成膜し、その上方から
記録再生するので、予め成膜による信号形状の変形を考
慮して、基板上にピットを形成する必要がある。
【0031】例えば10GB容量のROMの場合は、基
板側から見たときの信号ピットのアシンメトリーが25
%であるとすると、基板と反対側から見たときのアシン
メトリーは10%である。即ち、本実施例においては基
板側とは反対側から信号を読み取ろうとする為、例えば
光照射側から見てアシンメトリー10%であるピットを
形成する為には、基板に形成するピット形状をアシンメ
トリー25%にしておく必要がある。
【0032】同様に記録ディスクに形成される案内用溝
(グルーブ)に関しても記録膜でグルーブデューティが
変化すること、例えばグルーブ記録(記録再生面からみ
て凹部への記録再生)の場合、溝が狭まるので、スタン
パの形状を広めにしておく、等の対応が必要となる。例
えばランド/グルーブ記録の場合、光照射側からみて、
ランドとグルーブの巾デューティ50%を得るためには
基板側からみて55〜65%に設定するのが好適であ
る。
【0033】なお、この基板は、単板でディスクを構成
する場合ある程度の剛性が要求される為0.6mm以上
であることが望ましい。同様に、2枚貼り合わせた構造
の場合はその半分である0.3mm以上であることが好
適である。
【0034】次に、図2に示すように、この基板10の
情報信号部11に記録膜または反射膜を形成する。例え
ば該ディスクがROMの場合はAlなどの反射膜を20
〜60nmの厚さで成膜する。
【0035】情報記録膜としては、例えば相変化材料を
例に取るとAl膜、ZnS−SiO2 、GeSbTe、
ZnS−SiO2 をこの順で成膜する。
【0036】また、光磁気ディスクの場合は,Al膜、
SiN、TbFeCo、SiNの順で形成される。
【0037】また、追記型の場合は、AuまたはAlを
スパッタした後、シアニン系または、フタロシアニン系
の有機色素膜をスピンコートで塗布、乾燥させる。
【0038】図2の例では、基板10とは反対側から記
録再生用対物レンズLを通じて記録再生光の照射がなさ
れる。
【0039】次に図3に示すように、更にその上に紫外
線硬化性樹脂で、光透過層12を形成される。例えば、
上述のように形成されるいずれかの構造で成膜された基
板の成膜面に、紫外線硬化性樹脂を滴下回転延伸するこ
とにより光透過層12を作成する。この紫外線硬化性樹
脂の粘度としては、300cps以上6000cps以
下のものが上記に記述した厚さを形成するのに適切であ
る。例えば、25℃で5800cpsの粘度の紫外線硬
化性樹脂を適用した場合には、基板上に紫外線硬化性樹
脂を滴下した後、基板を2000rpmで11秒間回転
させることにより、最終的に100μm程度の光透過層
12を形成することができる。
【0040】ここで、光透過層形成の際、基板10の内
周部、例えば半径25mmの位置に紫外線硬化性樹脂を
滴下し、回転延伸させると、遠心力と粘性抵抗との関係
から厚さに内外周差が生じる。この量は30μm以上に
もなり、記述した厚さ範囲を満たすことができない。
【0041】これを回避するためには、基板10の中心
孔13を何らかの手段を用いて埋めた状態で、紫外線硬
化性樹脂滴下を行うことが有効である。例えば、0.1
mm厚さのポリカーボネートのシートを、直径Φが30
mmの円形に加工し、基板10の中心部に接着した後、
中心から紫外線硬化性樹脂を滴下し、回転延伸を行い、
紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂が硬化し、その後、
中心孔を打ち抜く方法が考えられる。このプロセスによ
れば、内外周差10μmp−p以内の厚さの光透過層を
得ることができた。
【0042】なお、光透過層12を形成する際に、ディ
スク外周へはみ出すことが考えられるので、ディスクの
径は、CD等の径(120mm)を基準として、120
mm+5mmを最大値としておくことが望ましい。
【0043】また、図4に示すように、例えば厚さ10
0μmのポリカーボネートのシート14を紫外線硬化性
樹脂15で接着することにより、光透過層12を形成し
てもよい。この場合のシート14の厚さむらと接着用の
紫外線硬化性樹脂15の厚さむらとの和が10μmp−
p以下であればよい。例えば、基板10と同径に加工し
たシート14を接着用の紫外線硬化性樹脂15を介して
基板10上に設置し、回転延伸させることにより、シー
ト14が紫外線硬化性樹脂15の重しとなって極薄の紫
外線硬化性樹脂の層が形成され、トータルの厚さむらを
10μmp−p以下にすることができる。
【0044】なお、本発明は、図5に示すように基板1
0に形成された第1の記録層17上に、中間層16を介
して第2の記録層18が形成された多層構造の光学記録
媒体を得る場合についても適用することができる。
【0045】また、上述した構成の光ディスクの場合、
スキューが発生しやすい。本発明においては特にこのス
キューを軽減する為に、図6に示すように、基板10上
であって光透過層12形成面側とは反対の面側にスキュ
ー補正部材19として紫外線硬化性樹脂を塗布すること
が有効である。この場合、スキュー補正部材19は光透
過層12と同じ材料でコートしてもよいし、または、光
透過層12の材料である紫外線硬化性樹脂よりも硬化収
縮率の高い材料を薄く塗布してもよい。
【0046】なお、上記のような高密度光ディスクを記
録再生するためには、後述する高N.A.の対物レンズ
を有したピックアップが必要となる。この場合、対物レ
ンズとディスク面との間の距離(以下、W.D.とい
う。)を従来の距離に対して狭くすることが望ましい。
この場合、対物レンズがディスク面に衝突してディスク
表面を傷つけてしまうことが予想される。
【0047】これを防止するために、図7に示すように
光透過層12上に表面ハードコート(鉛筆硬度H以上)
20を施すことが考えられる。また光透過層12の厚さ
が薄くなると、ごみの影響を受けやすくなるので、ハー
ドコート20として帯電防止の機能を備えてもよい。こ
の帯電防止により光ディスク表面へのごみの吸着を防ぐ
ことが可能となる。
【0048】また、本発明の光ディスクにおいては、測
定光の波長を780nmとした場合、光透過層の面内複
屈折量は、往復で平均15nm以下、周内変動が15n
mp−p(ピーク・トゥー・ピーク)以下であることが
好ましい。
【0049】本発明の光ディスクにおいて、例えば厚さ
100μmのポリカーボネートのシートを用いて光透過
層を形成した場合であって、情報記録層を相変化膜とし
た場合に記録再生実験を行った。この場合、線密度が
0.21μm/bitでジッター8%が得られた。ま
た、このような光ディスクの複屈折量を測定した。この
測定結果を図23に示す。図23において、横軸は半径
方向の位置(mm)を示し、縦軸は複屈折量(nm)を
示す。図23においては、その分布を縦方向の線分で表
示し、各線分を横切る横線分位置が平均値となる。この
複屈折量は、往復で平均15nm以下、周内変動は15
nmp−p以下とすることができた。
【0050】また、本発明の光ディスクにおいて、光透
過層を液状光硬化性樹脂を情報記録層上に塗布し、回転
延伸した後、光硬化することにより形成した場合であっ
て、情報記録層を相変化膜とした場合に同様の記録再生
実験を行った。この場合、この場合、線密度が0.21
μm/bitでジッター7%が得られた。また、このよ
うな光ディスクの複屈折量を測定した。この測定結果を
図24に示す。図24において、横軸は半径方向の位置
(mm)を示し、縦軸は複屈折量(nm)を示す。図2
4においては、その分布を縦方向の線分で表示し、各線
分を横切る横線分位置が平均値となる。この複屈折量
は、光透過層をポリカーボネートシートにより形成した
場合よりもさらに少なくすることができ、往復で平均5
nm以下、周内変動は5nmp−p以下とすることがで
きた。
【0051】このように本発明の光ディスクは、従来の
CDやDVDの面内複屈折量が100nmであることと
比較しても安定した優れた特性を有することがわかる。
【0052】また、本発明の光学記録媒体においては、
情報記録層の形成面に、シラン処理を施すこともでき
る。シラン処理を施すことにより、光透過層を形成する
紫外線硬化性樹脂と、情報記録層表面との密着性を向上
させることができる。
【0053】また、本発明の光学記録媒体においては、
光透過層の表面に、反射防止膜を例えばスパッタ等の方
法で形成してもよい。この反射防止膜の屈折率Nは、光
透過層の屈折率よりも低いものであることが望ましく、
また、この反射防止膜の厚さは、記録再生を行う光の波
長をλとした場合に、(λ/3)/N(nm)以下、好
ましくは(λ/4)/N(nm)程度とすることが望ま
しい。
【0054】本発明の光学記録媒体のように高N.A.
になると、記録再生光の入射角も大きくなり、これによ
り光透過層の表面における光の反射が無視できなくな
る。例えば、N.A.=0.45の場合には、記録再生
光の入射角は、26.7°、N.A.=0.6の場合に
は、36.9°となる。
【0055】N.A.=0.8の場合には、記録再生光
の入射角は、53.1°にもなる。光透過層の表面にお
ける光の反射率は、記録再生光の入射角に依存している
ことが確かめられており、光透過層の屈折率が例えば
1.52の場合には、s偏光成分の表面反射率は15%
を越える。(キノメレスグリオ株式会社出版「レーザー
アンドオプティクスガイド」の168頁参照)この場
合、光量の損失という問題を生じるとともに実効N.
A.の低下をもたらす。このような問題を回避するため
に光透過層の表面に、反射防止膜を形成することが有効
である。
【0056】反射防止膜の材料には、光透過層の屈折率
を1.52とした場合には、光学的に屈折率が1.23
程度のものを用いることが理想であることが知られてい
る(共立出版 光学技術シリーズ11 光学薄膜 第2
8頁参照)。しかし工業的には、例えばMgF2 が用い
られる。MgF2 の屈折率Nは1.38である。記録再
生光の波長を650nmとすると、MgF2 よりなる反
射防止膜の厚さは、(λ/4)/N(nm)の式に各数
値を代入することにより、約120nmの厚さに形成す
ることが好ましいことがわかる。
【0057】ところで、光透過層の表面における光の反
射量は、反射防止膜の厚さを0から(λ/4)/N(n
m)の範囲で減少させていくと、(λ/4)/N(n
m)とした場合に最少となることが確かめられている。
一方、反射防止膜の厚さが(λ/4)/N(nm)を越
えると光の反射量は増大し、(λ/2)/N(nm)と
なったときに最大となることも確かめられている。この
ことから、反射防止膜の厚さは、工業上に成膜技術も考
慮し、また、実用上(λ/3)/N(nm)以下であれ
ば良いことが確認された。
【0058】上述したように光透過層の表面に反射防止
膜を形成したとき、例えば屈折率1.52の光透過層上
に反射防止膜としてMgF2 を単層で(λ/4)/N
(nm)の厚さに形成したとき、記録再生光として55
0nmのものを使用した場合には、記録再生光の入射角
が60°程度までは、50%以上の光量の低減を防止す
ることができる(キノメレスグリオ株式会社出版「レー
ザーアンドオプティクスガイド」の174頁参照)。
【0059】本発明は、単板構造のディスクのみなら
ず、図8に示すような、最終的に得る基板10の半分の
厚さの2枚の基板51、52を、2枚貼り合わせる構造
であってもよい。この場合、厚さ0.6mmの基板5
1,52に、最大170μmの光透過層を形成して貼り
合わせるので、ディスクの厚さは(0.6+0.17)
×2+(接着層の厚さ)となり、接着層の厚さを0.0
6mmとすると、ディスクの厚さは1.60mmとな
る。また、図9に示すように、1枚の基板50の両面に
情報信号記録面と光透過層12を有するような構造であ
ってもよい。
【0060】本発明による光ディスクの製造例を説明す
る。図10に示すように、押し出し成形、またはキャス
ト法で作られた例えば100μm厚さのポリカーボネー
トのシート40を用意し、ガラス転移点よりも高い温度
に熱せられたスタンパー41にローラー42に圧力をか
けることで圧着させる。この場合の圧力は、たとえば2
80Kgfとすることができる。
【0061】この操作により、図11に示すように、シ
ート40にスタンパー41の情報ピットあるいは案内溝
が転写される。そしてこれを冷却した後、スタンパー4
1からシートを剥離して例えば100μm厚の薄板基板
43を形成する。
【0062】続いて、先に述べた製造方法と同様に、記
録膜または反射膜を成膜して、最終的に薄型の光学記録
媒体を得ることができる。
【0063】また、この図11に示した薄板基板43を
用いて、多層構造の光学記録媒体を作製することができ
る。
【0064】この場合、先ず、図12に示すように、ス
タンパー141上に液状紫外線硬化性樹脂60を滴下
し、図11において示した薄板基板43を記録層側を液
状紫外線硬化性樹脂60に接触させて設置する。
【0065】このように、図13に示すように、液状光
硬化性樹脂を介して回転基台61上に配置した状態で薄
板基板が重ね合わされたスタンパーを回転させて、液状
紫外線硬化性樹脂60を延伸し、所要の厚さ、例えば2
0μmとし、その後、図14に示すように薄板基板43
側からランプ62により紫外線を照射し、液状紫外線硬
化性樹脂60を光硬化させる。
【0066】図15に示すように、薄板基板43と、例
えば20μmの厚さの光硬化された紫外線硬化性樹脂6
0を一体として、スタンパー141から剥離する。
【0067】上述のようにして、スタンパー141によ
り紫外線硬化性樹脂60に転写された微細凹凸に例えば
Si化合物や、Al、Au等の金属薄膜を成膜すること
により記録層を形成することができる。
【0068】また、更に図12〜図15を用いて説明し
た工程を繰り返し行うことによって、3層以上の光ディ
スクを作製することもできる。
【0069】上述のようにして得られた最終的に得られ
た記録層上に、図16に示すように例えば射出成形によ
って得られた基板10を紫外線硬化性樹脂を介して例え
ば20μmの間隔て貼り合わせることにより、剛性の高
い光ディスクが得られる。
【0070】また、図17に示すように、最終的に得ら
れた記録層上に例えばAl,Au等の高反射膜70を成
膜し、さらに保護膜71を形成することにより、多層構
造の薄型の光ディスクを作製することができる。この場
合、記録層の層数をNとしたとき、最終的に得られる光
ディスクの厚さは、薄板基板43の厚さの例えば100
μmと、各層間の紫外線硬化性樹脂層のN倍の厚さと、
高反射膜70と保護膜71の厚さの例えば5μmとの和
となる。すなわち、例えば各層間の紫外線硬化性樹脂層
の厚さを20μmとし高反射膜70と保護膜71の厚さ
を5μmとした場合であって、4層構造の光ディスクを
作製したとき、光ディスク全体としては185μmの厚
さになる。しかし、このようにして得られる光ディスク
は剛性が非常に低いので、薄板基板43側に、剛性を有
する厚板を貼り合わせて支持するとか、記録再生時にお
いて高速回転によってフレキシブルな光ディスクがフラ
ットになることを利用して記録再生を行う等の工夫が必
要となる。
【0071】上記において説明した各記録層間の厚さの
例の20μmという数値は、最終的に得られる光ディス
クの層数と、この光ディスクを記録再生するピックアッ
プのレンズの可動距離とで決定される。例えば、レンズ
の可動距離すなわち2群レンズの間隔が50μmである
場合には、図18に示すように基板10と薄板基板43
とを50μmの間隔で紫外線硬化性樹脂を介して貼り合
わせればよく、また、図19に示すように3層構造の光
ディスクを作製する場合には、薄板基板43と基板10
との間に、25μmの間隔で記録層を挟んで形成すれば
よい。
【0072】また、本発明においては、上述した構造の
光ディスクの他、図20に示すように、薄板基板43
と、例えば射出成形で作成した例えば1.1mmの厚さ
のディスク状基板50とを、紫外線硬化性樹脂を介して
貼り合わせて圧着し、透明基板側から紫外線を照射する
事により接着しても光ディスクにも適用することができ
る。
【0073】また、本発明においては、図21に示すよ
うに、射出成形によって両面に記録層を形成する微細凹
凸が転写された基板50と、薄板基板43とを、紫外線
硬化性樹脂を介して貼り合わせて圧着し、薄板基板43
側から紫外線を照射して接着して、最終的に4層構造の
光ディスクを作製することもできる。
【0074】次に基板上に形成されるピット、またはグ
ルーブの深さについて説明する。以下において、光透過
層の屈折率をNとする。最も変調度が得られるピットま
たはグルーブの深さは(λ/4)/Nであり、ROM等
はこの深さに設定する。
【0075】また、グルーブ記録やランド記録におい
て、プッシュプルでトラッキングエラー信号を得ようと
する場合、プッシュプル信号はピットまたはランドの深
さが(λ/8)/Nのときに最大となる。
【0076】さらに、ランド/グルーブ記録において、
グルーブ深さはサーボ信号の特性とともに、クロストー
クやクロスイレースの特性を考慮すべきであり、実験的
にはクロストークは(λ/6)/N〜(λ/3)/Nが
最小になり、クロスイレースは深い方が影響が少ないこ
とが確認されている。また、グルーブ傾き等を考慮し、
両特性を満足させようとすると、(3λ/8)/Nが最
適となる。本発明の高密度光ディスクは、上記深さの範
囲内で適用可能である。
【0077】次に高N.A.を実現させる実施例につい
て説明する。図22は高N.A.を実現させるレンズの
構成を示す。
【0078】第1のレンズ31と光ディスク21との間
に第2のレンズ32を配置する。この2群レンズ構成に
することで、N.A.を0.7以上にすることが可能と
なり、第2のレンズ32の第1面32aと光ディスク2
1の表面との間隔(W.D.)を狭くすることができ
る。また、第1のレンズ31及び第2のレンズ32の第
1面31a、第2面31b、第3面32a、及び第4面
32bは夫々非球面形状にすることが望ましい。
【0079】この2群レンズを用いることにより、上述
した光ディスクの高密度記録再生を行うことが可能とな
る。
【0080】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に記載の光学記録媒体においては、レーザー光が入射す
る側の面に情報信号部を有する支持層と、支持層上に形
成される光透過層を備えた光学記録媒体において、少な
くとも情報信号部の領域で、光透過層の厚さtがt=3
〜177μmであって、光透過層厚さむらをΔtとした
ときに、光記録媒体を再生、もしくは記録再生する光学
系のN.A.および波長λとの間にΔt≦±5.26(
λ/N.A.4 ) の関係をみたすことを特徴とし、ま
た、トラックピッチをP、スキューをΘとすると、P≦
0.64μmかつΘ≦±84.115(λ/N.A.3
/t)を満たすことを特徴とし、また、λ≦0.68μ
m かつN.A./λ≧1.20をみたす記録再生光学系
で記録または再生され、記録容量8GBを実現すること
を特徴とするものであるから、簡便な記録再生装置のま
まで従来に比べ高容量化を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】光透過層の厚さ誤差によるジッター値の変化の
関係を示す。
【図2】本発明における一例の光ディスクの概略断面図
を示す。
【図3】本発明における一例の光ディスクの概略断面図
を示す。
【図4】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図5】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図6】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図7】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図8】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図9】本発明における他の例の光ディスクの概略断面
図を示す。
【図10】本発明における光ディスクを製造する作製工
程図に示す。
【図11】本発明における一例の多層光ディスクを構成
する薄板基板の概略断面図を示す。
【図12】本発明における多層光ディスクの一例の作製
工程図を示す。
【図13】本発明における多層光ディスクの一例の作製
工程図を示す。
【図14】本発明における多層光ディスクの一例の作製
工程図を示す。
【図15】本発明における光ディスクの一例の作製工程
図を示す。
【図16】本発明における光ディスクの一例の概略断面
図を示す。
【図17】本発明における光ディスクの一例の概略断面
図を示す。
【図18】本発明における2層構造の光ディスクの一例
の概略断面図を示す。
【図19】本発明における3層構造の光ディスクの一例
の概略断面図を示す。
【図20】本発明における他の例の光ディスクの概略断
面図を示す。
【図21】本発明における他の例の光ディスクの概略断
面図を示す。
【図22】本発明を適用した光ディスクを記録再生する
光学系に用いる2群レンズの拡大図を示す。
【図23】本発明における光ディスクの光透過層の複屈
折量の測定結果を示す。
【図24】本発明における光ディスクの光透過層の複屈
折量の測定結果を示す。
【符号の説明】
10,50,51,52 基板、11 情報信号部、1
2 光透過層、13中心孔、14 シート、15 紫外
線硬化性樹脂、16 中間層、17 第1の記録層、1
8 第2の記録層、19 スキュー補正部材、20 ハ
ードコート、21 光ディスク、31 第1のレンズ、
32 第2のレンズ、40 シート、41,141 ス
タンパー、42 ローラー、43 薄板基板、60 液
状紫外線硬化性樹脂、61 回転基台、62 ランプ、
70 高反射膜、71 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 正彦 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会 社内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光が入射する側の面に情報信号
    部を有する支持層と、上記支持層上に形成される光透過
    層を備えた光学記録媒体において、 少なくとも、上記情報信号部の領域において、上記光透
    過層の厚さtがt=3〜177μmであって、該光透過
    層厚さむらをΔtとしたときに、上記光記録媒体を再
    生、もしくは記録再生する光学系のN.A.および波長
    λとの間に以下の関係をみたすことを特徴とする光学記
    録媒体。 Δt ≦±5.26( λ/N.A.4 )(μm) (N.
    A.は開口数)
  2. 【請求項2】 トラックピッチをP、スキューをΘとす
    ると、P≦0.64μmかつΘ≦±84.115°(λ
    /N.A.3 /t)を満たすことを特徴とする請求項1
    に記載の光学記録媒体。
  3. 【請求項3】 λ≦0.68μm かつN.A./λ≧
    1.20をみたす記録再生光学系で記録または再生され
    る請求項1に記載の光学記録媒体。
  4. 【請求項4】 外径が125mm以下であって、厚さが
    1.60mm以下であることを特徴とする請求項1に記載
    の光学記録媒体。
  5. 【請求項5】 記録容量が8GB以上になるような線密
    度である請求項1に記載の光学記録媒体。
  6. 【請求項6】 上記光透過層の屈折率をNとしたとき
    に、グルーブまたは情報ピット深さが(λ/8)/Nか
    ら(3λ/8)Nの範囲にあることを特徴とする請求項
    1に記載の光学記録媒体。
  7. 【請求項7】 トラックピッチむらΔP≦±0.04P
    (μm)、偏心E≦67.57P(μm)、スキューが
    0.4°以下であることを特徴とする請求項1に記載の
    光学記録媒体。
  8. 【請求項8】 記録再生ビームが照射される面の表面粗
    さRaが、その表面上のスポットサイズ領域内で±3λ
    /100以下であることを特徴とする請求項1に記載の
    光学記録媒体。
  9. 【請求項9】 熱可塑性樹脂からなり0.3〜1.2m
    mの厚さを有する基板と、 上記基板上に転写形成される案内溝と、 上記案内溝上に順次多層膜が形成あるいは有機色素がス
    ピンコートされており、 その上に少なくとも1種類の紫外線硬化性樹脂が3〜1
    77μm の厚さでコートされていることを特徴とする請
    求項1に記載の光学記録媒体。
  10. 【請求項10】 熱可塑性樹脂からなり0.3〜1.2
    mmの厚さを有する基板と、 上記基板上に転写形成される案内溝と、 上記案内溝上に順次多層膜が形成あるいは有機色素がス
    ピンコートされており、 その上に光透過層として、紫外線硬化性樹脂を介して光
    透過性フィルムが貼られ、そのトータル厚さが3〜17
    7μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光
    学記録媒体。
  11. 【請求項11】 上記光透過層は、射出成形またはキャ
    スト法によって作られたシートにマスタスタンパーから
    高温加熱により信号または案内溝を転写したものである
    ことを特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。
  12. 【請求項12】 上記転写シートに厚さが0.6〜1.
    2mm支持基板を貼り合わせた請求項11に記載の光学記
    録媒体。
  13. 【請求項13】 上記支持基板は透明板であることを特
    徴とする請求項12に記載の光学記録媒体。
  14. 【請求項14】 上記支持基板は紫外線硬化性樹脂を介
    して接着されてなる請求項12に記載の光学記録媒体。
  15. 【請求項15】 上記紫外線硬化性樹脂はスピンコート
    により塗布されることを特徴とする請求項13に記載の
    光学記録媒体。
  16. 【請求項16】 両面同時成形あるいは貼り合わせによ
    り、両面構造になっていることを特徴とする請求項1に
    記載の光学記録媒体。
  17. 【請求項17】 情報記録膜あるいは反射膜と、光透過
    層が複数積層される、多層構造である請求項1に記載の
    光学記録媒体。
  18. 【請求項18】 上記複数の反射膜の反射率が、光の入
    射する側に向かうに従って小さくなるようにされている
    請求項17に記載の光学記録媒体。
  19. 【請求項19】 光透過層とは反対側の面にも紫外線硬
    化性樹脂を塗布したことを特徴とする請求項1に記載の
    光学記録媒体。
  20. 【請求項20】 上記光透過層と、これとは反対側に塗
    布される紫外線硬化性樹脂が、上記光透過層を形成する
    材料よりも硬化収縮率が高いものであることを特徴とす
    る請求項19に記載の光学記録媒体。
  21. 【請求項21】 光透過層の表面に、表面硬度および帯
    電防止のためのハードコートがされていることを特徴と
    する請求項1に記載の光学記録媒体。
  22. 【請求項22】 紫外線硬化性樹脂が塗布されるべき情
    報記録層の表面に、紫外線硬化性樹脂との密着性向上の
    ためにシラン処理がなされていることを特徴とする請求
    項9または請求項10に記載の光学記録媒体。
  23. 【請求項23】 光透過層の表面に、反射防止膜が形成
    されていることを特徴とする請求項1に記載の光学記録
    媒体。
  24. 【請求項24】 上記反射防止膜の屈折率Nは、上記光
    透過層の屈折率よりも低く、 上記反射防止膜の厚さは、記録再生を行う光の波長をλ
    とした場合に、 (λ/3)/N(nm)以下であることを特徴とする請
    求項23に記載の光学記録媒体。
  25. 【請求項25】 光透過層の厚さtがt=3〜177μ
    mである光学ディスクを記録または記録再生する光学デ
    ィスク装置であって、波長が680nm以下のレーザー
    光源と、上記光学ディスク信号記録面にレーザー光を収
    束させるためのN.A.が0.7以上のレンズとを備え
    たことを特徴とする光学ディスク装置。
  26. 【請求項26】 上記光学ディスクは、該ディスクの光
    透過層厚さむらをΔtとしたときに、上記光学ディスク
    を記録または記録再生する光学系のN.A.および波長
    λとの間に以下の関係をみたすことを特徴とする請求項
    25に記載の光学ディスク装置。 Δt ≦±5.26( λ/N.A.4 )(μm)
  27. 【請求項27】 上記レンズは2群構成であることを特
    徴とする請求項25に記載の光学ディスク装置。
  28. 【請求項28】 上記レンズはN.A.が0.78以上
    であることを特徴とする請求項25に記載の光学ディス
    ク装置。
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