JPH11219543A

JPH11219543A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH11219543A
Application number: JP10033857A
Authority: JP
Inventors: Wataru Ogawa; 渉小川; Tetsuya Suzuki; 哲也鈴木
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】半透明反射膜に安価な材料を用いて、しかも
耐湿性や再生特性を向上させることができる光ディスク
を提供する。【解決手段】第１の信号面４を有する第１のディスク
基体２と、この第１の信号面上に形成された半透明反射
膜６と、第２の信号面５を有する第２のディスク基体２
と、この第２の信号面上に形成された反射膜とを少なく
とも有する光ディスクにおいて、前記半透明反射膜は、
Ｓｉ系化合物よりなり、その光学的膜厚が１００．９〜
１４０ｎｍの範囲内にあると共に、その屈折率が３．６
７以下となるようにする。このように半透明反射膜に安
価な材料を用いて、しかも耐湿性や再生特性を向上させ
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、片側面から２層の
信号面の情報を再生するようにした片面２層構造の光デ
ィスクに係り、特に、その半透明反射膜の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクの高密度化及び大容量
化に対する要求が高まってきており、そこで、１層では
なく信号面を多層化した光ディスクが提案されている。
この多層光ディスクの内、２層構造の光ディスクに関し
ては、ディスクの両面側よりそれぞれ対応する側の記録
面の情報を読み出すようにした両面２層構造の光ディス
クやディスクの片面側より２層の記録面の情報を読み出
すようにした片面２層構造の光ディスクなどがある。こ
の片面２層構造の光ディスクは、例えば特公平８−２３
９４１号公報等に開示されているように２層の信号面の
内、レーザ光照射側の信号面には十数％程度の一定の反
射率を有する半透明反射膜を設け、それとは反対側の他
方の信号面には略１００％に近い反射率を有する単なる
反射膜を設けるように構成されている。

【０００３】この１枚の光ディスクに２層の信号面を設
けた光ディスクの製造は通常の光ディスクの半分の厚さ
の２枚のディスク基体にそれぞれ信号面を形成し、両信
号面が対向するようにして両ディスク基体を背中合わせ
にして厚さ５０μｍ程度の中間層、例えば紫外線硬化樹
脂で貼り合わせるようにした方法と、１枚のディスク基
体について射出成形により信号面を形成し、この上に２
Ｐ法（フォトポリマー法）により紫外線硬化樹脂を射出
して２層目の信号面を形成するようにした方法とが知ら
れている。そして、これらの両信号面の情報を、読み出
しレーザ光のフォーカス位置を調整することで、或いは
再生波長を変えることで情報を再生できるようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記片側２
層構造の光ディスクの半透明反射膜としては、化学的に
安定して耐湿性にも強いことから、一般的には金（Ａ
ｕ）が用いられている。しかしながら、金を用いる場合
には、コスト高で、しかも樹脂である中間層との接着性
が少し劣ってしまうという問題があった。これに対し
て、金に代えて半透明反射膜としてＳｉ、ＳｉＮｘ、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯｘ
等を用いることも種々検討されているが、この場合に
は、コスト的には削減できるが、高温高湿テスト等の信
頼性テストにおいて反射率の低下が生じるなどして未だ
耐湿性や再生特性が十分な光ディスクが得られないのが
現状である。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は半透明反射膜に安価な材料を用いて、しかも耐湿性
や再生特性を向上させることができる光ディスクを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、半透明反
射膜について鋭意研究した結果、光の吸収率をできるだ
け抑制するために従来にあっては半透明反射膜の屈折率
を高くしてこの膜厚をできるだけ薄くした方が信号特性
が良くなると思われていたが、発想を逆転させて、半透
明反射膜の屈折率を下げたところ、所定の反射率を得る
ためには膜厚を大きくせざるを得なかったが、この場合
には逆に耐湿性を向上させることができる、という知見
を得ることにより本発明に至ったものである。

【０００７】すなわち、本発明は、第１の信号面を有す
る第１のディスク基体と、この第１の信号面上に形成さ
れた半透明反射膜と、第２の信号面を有する第２のディ
スク基体と、この第２の信号面上に形成された反射膜と
を少なくとも有する光ディスクにおいて、前記半透明反
射膜は、Ｓｉ系化合物よりなり、その光学的膜厚が１０
０．９〜１４０ｎｍの範囲内にあると共に、その屈折率
が３．６７以下となるように構成したものである。

【０００８】これにより、半透明反射膜に金を用いない
でも光ディスクの耐湿性を向上して信号特性も高く維持
することが可能となる。このようなＳｉ系化合物は、Ｓ
ｉＮｘ（ｘ＜４／３）、ＳｉＣ及びＳｉＯｙ（ｙ＜２）
の内のいずれか１つを用いることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光ディスク
の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発
明に係る光ディスクの一実施例を示す拡大部分断面図で
ある。図示するようにこの光ディスク１は、例えばポリ
カーボネート製の透明基板よりなる第１及び第２のディ
スク基体２、３を有しており、それぞれのディスク基体
２、３の内側面には、凹凸状になされたピット等が形成
されて第１の信号面４及び第２の信号面５として構成さ
れている。第１の信号面４上には本発明とする半透明反
射膜６が形成されており、また、第２の信号面５上には
例えばアルミニウム等よりなる略１００％近い反射率を
有する反射膜７が形成されている。そして、両ディスク
基板２、３は、半透明反射膜６と反射膜７を内側にし
て、例えば紫外線硬化樹脂よりなる中間層８を介して接
合されている。尚、前述したように上記構造を２Ｐ法で
形成してもよいのは勿論である。

【００１０】読み出し用レーザ光Ｌは波長λが例えば６
５０ｎｍ程度であり、このレーザ光Ｌは第１のディスク
基体２側から入射され、フォーカス調整を行なうことに
より半透明反射膜６で反射されたレーザ光Ｌ１或いは反
射膜７で反射されたレーザ光Ｌ２を選択的に図示しない
光ピックアップで受けることになる。ここで、半透明反
射膜６としては、金ではなく、Ｓｉ系化合物よりなる材
料、例えばＳｉＮｘ（ｘ＜４／３）、ＳｉＣ、ＳｉＯｙ
（ｙ＜２）の内のいずれか１つを用いる。そして、この
半透明反射膜６の光学的膜厚、すなわち膜厚と屈折率の
積を１００．９〜１４０ｎｍの範囲内に設定し、また、
その屈折率を３．６７以下に設定する。尚、ここで第１
のディスク基板２の厚みは０．５５〜０．６ｍｍ程度、
中間層８の厚みは４０〜７０μｍ程度、反射層７の厚み
は４０〜１００ｎｍ程度及び第２のディスク基体３の厚
みは０．５５〜０．６ｍｍ程度である。これにより、光
ディスクの耐湿性を向上させることができ、信号特性の
劣化を防止することが可能となる。

【００１１】次に、上記半透明反射膜６の特性について
詳しく説明する。ここでは、半透明反射膜６の材料とし
てＳｉＮｘを用いてＤＶＤ用光ディスクを製造する場合
を例にとって説明する。ＳｉＮｘの成膜方法は、Ｓｉタ
ーゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ方式が一般
的であり、ＡｒガスにＮ₂ ガスを混合して供給し、Ｓｉ
とＮ₂ を反応させてＳｉＮｘ膜として成膜させる。ま
ず、表１に示すように半透明反射膜の成膜時の成膜圧力
を０．６〜１．４Ｐａの範囲内で、また膜厚を２３．１
〜３７ｎｍの範囲内で種々変更して実施例１、２と比較
例１の光ディスクを作成した。

【００１２】

【表１】

【００１３】ここで屈折率ｎの調整は、成膜圧力を０．
６〜１．４Ｐａの範囲内で変化させることによって行な
った。この時の半透明反射膜の成膜条件は、Ａｒガス流
量が２０ｓｃｃｍ、Ｎ₂ ガスの流量が２．５ｓｃｃｍ、
ＤＣパワーが１Ａ（アンペア）−５４０Ｖである。この
ようにして得られた実施例１、２及び比較例１の各光デ
ィスクについて、反射率、ＤＶＤ信号反射率、反射率変
化量（８０℃、８５％ＲＨ、９６ｈ）、ＤＶＤ信号反射
率変化量（８０℃、８５％ＲＨ、９６ｈ）の各特性を測
定した。その測定結果も、上記表１に併せて記載されて
いる。尚、ここで、反射率はスライドガラス上に成膜し
た物を波長が６５０ｎｍの分光光度計で測定した値を示
しており、ＤＶＤ信号反射率とは、ＤＶＤ規格に従って
測定した値（波長は６５０ｎｍ）を示しており、この値
の規格上の許容範囲は１８〜３０％である。また、屈折
率ｎはエリプリメータで測定し、膜厚ｄはタリステップ
で測定した。また、高温高湿試験は、温度が８０℃、湿
度が８５％の雰囲気中に試料（ディスク）を９６時間放
置することによって行なった。

【００１４】図２は表１に示す結果を参照して横軸に光
学的膜厚ｎ・ｄをとり、縦軸にＤＶＤ信号反射率変化量
と反射率変化量をそれぞれとった時の関係を示すグラフ
である。また、図３は表１に示す結果を参照して横軸に
屈折率ｎをとり、縦軸にＤＶＤ信号反射率変化量と、反
射率変化量をそれぞれとった時の関係を示すグラフであ
る。図２及び図３から明らかなように比較例１のように
膜厚が２３ｎｍ程度で屈折率が３．７３の場合で、光学
的膜厚が８６ｎｍ程度の場合には、反射率変化量は６．
８％程度になって大きく落ち込んで好ましくなく、ま
た、ＤＶＤ信号反射率変化量も２．６％程度も落ち込ん
で好ましくない。

【００１５】これに対して、実施例１のように膜厚が２
８ｎｍ程度で屈折率が３．６７の場合であって光学的膜
厚が１００ｎｍ程度の時には、反射率変化量は４．６％
程度になってかなり改善されており、特に、ＤＶＤ信号
反射率変化量は１．３％になって大きく改善されて、良
好な結果を示していることが判明する。特に、実施例２
に示すように膜厚が３７ｎｍ程度で屈折率が３．４０の
場合であって光学的膜厚が１２６ｎｍ程度の時には、反
射率変化量も２．８９％程度に大幅に改善されており、
特に良好な結果を示していることが判明する。従って、
以上の結果より、反射率変化量及びＤＶＤ反射率変化量
を向上させて良好に維持するためには、少なくとも屈折
率ｎを３．６７以下に維持し、且つ光学的膜厚ｎ・ｄを
１００．９以上に設定しなければならないことが判明す
る。

【００１６】ここで、ＳｉＮｘのｘを４／３よりも小さ
くしている理由は、Ｓｉを完全に窒化させたＳｉ₃ Ｎ₄
は屈折率が２．０前後となってそのＤＶＤ信号反射率は
１０％前後と低くなり過ぎ（ＤＶＤ規格は１８〜３０
％）、好ましくない。そのため、不完全な窒化、すなわ
ち窒化率の低い窒化シリコンＳｉＮｘにして屈折率を上
げることにより、上記ＤＶＤ信号反射率の規格を満たす
ようにしている。上述のように、半透明反射膜の光学的
膜厚が１００．９以上でも、この膜のＤＶＤ信号反射率
を規格である１８〜３０％内に収めなければならない。
そこで、光学的膜厚とＤＶＤ信号反射率及び変調度（モ
ジュレーション）との関係を調べた。

【００１７】図４はこの時の結果を示しており、光学的
膜厚を２５〜１５０ｎｍの範囲内で種々変更している。
縦軸には変調度をとっており、この変調度は光ディスク
の情報を再生したときにピックアップから得られるＲＦ
信号より求められ、この特性が大きいほどピット長さの
識別精度が上がる。尚、この時の半透明反射膜の成膜条
件は、圧力が１．０Ｐａ、Ａｒガス流量が２０ｓｃｃ
ｍ、Ｎ₂ ガス流量が２．５ｓｃｃｍ、パワーが１Ａ−５
７０Ｖである。グラフから明らかなように光学的膜厚ｎ
・ｄが大きくなる程、変調度も大きくなり、全て０．８
４以上の大きさなので良好であるが、ＤＶＤ信号反射率
規格範囲である１８〜３０％を満足する光学的膜厚は８
１ｎｍ（λ／８）〜１４０ｎｍの範囲内である。

【００１８】尚、このグラフより半透明反射膜の反射率
が最大になる膜厚、すなわち読み出しレーザ光の波長λ
の１／４の膜厚（１６２ｎｍ）よりも少し小さい１４０
ｎｍの所に光学的膜厚の上限値が存在している点を、理
解することができる。このように、前述した表１に示す
結果で得られた良好な光学的膜厚の範囲である１００．
９ｎｍ以上と、上記した図４に示す結果より得られた良
好な光学的膜厚の範囲である８１〜１４０ｎｍとを参照
すると最終的に採用することができる光学的膜厚の範囲
は１００．９〜１４０ｎｍの範囲となる。従って、反射
率変化量及びＤＶＤ反射率変化量を向上させて良好に維
持するためには、半透明反射膜の屈折率ｎを３．６７以
下とし、且つこの光学的膜厚ｎ・ｄを１００．９〜１４
０ｎｍの範囲に設定すればよいことが判明する。そし
て、これにより、光ディスクの耐湿性を大幅に向上させ
ることができ、しかも、再生信号特性も高く維持するこ
とができる。

【００１９】上記実施例では、半透明反射膜であるＳｉ
Ｎｘの窒化率（屈折率）を変化させる方法として、Ｎ₂
ガスの供給量を一定として成膜圧力を変えたが、これに
代えて、成膜圧力を一定としてＮ₂ ガスの供給量を変化
させることによって、窒化率を変化させるようにしても
よい。すなわち、成膜圧力を一定に維持しつつＮ₂ ガス
の供給量を増加すれば、逆に屈折率を減少させることが
できる。図５はＮ₂ ガス流量と屈折率との関係を示すグ
ラフであり、成膜圧力を例えば０．６Ｐａに一定に維持
しつつＮ₂ ガス流量を増加する程、すなわち窒化率を増
加させる程、屈折率が減少しており、これにより屈折率
の調整を行なうことができる。尚、ここでは半透明反射
膜の材料としてＳｉＮｘを例にとって説明したが、他の
Ｓｉ系化合物、例えばＳｉＣ、ＳｉＯｙにも適用できる
のは勿論である。ＳｉＣの場合には成膜時にＣＨ₄ ガス
やＣ₂ Ｈ₆ ガスを供給して、この流量調整を行なうこと
によって屈折率の制御を行なうことができ、また、Ｓｉ
Ｏｙの場合には成膜時にＯ₂ ガスを供給してこの流量を
調整することによって屈折率の制御を行なうことができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クによれば次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。半透明反射膜の材質を金ではなくＳｉ系化合物
とし、この光学的膜厚と屈折率を特定することにより、
光ディスクのコストを削減して、この耐湿性及び信号特
性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクの一実施例を示す拡大
部分断面図である。

【図２】表１に示す結果を参照して横軸に光学的膜厚を
とり、縦軸にＤＶＤ信号反射率変化量と反射率変化量を
それぞれとった時の関係を示すグラフである。

【図３】表１に示す結果を参照して横軸に屈折率をと
り、縦軸にＤＶＤ信号反射率変化量と、反射率変化量を
それぞれとった時の関係を示すグラフである。

【図４】光学的膜厚とＤＶＤ信号反射率及び変調度（モ
ジュレーション）との関係を示すグラフである。

【図５】Ｎ₂ ガス流量と屈折率との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１…光ディスク、２…第１のディスク基体、３…第２の
ディスク基体、４…第１の信号面、５…第２の信号面、
６…半透明反射膜、７…反射膜、８…中間層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の信号面を有する第１のディスク基
体と、この第１の信号面上に形成された半透明反射膜
と、第２の信号面を有する第２のディスク基体と、この
第２の信号面上に形成された反射膜とを少なくとも有す
る光ディスクにおいて、前記半透明反射膜は、Ｓｉ系化
合物よりなり、その光学的膜厚が１００．９〜１４０ｎ
ｍの範囲内にあると共に、その屈折率が３．６７以下で
あることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】前記Ｓｉ系化合物は、ＳｉＮｘ（ｘ＜４
／３）、ＳｉＣ及びＳｉＯｙ（ｙ＜２）の内のいずれか
１つよりなることを特徴とする請求項１記載の光ディス
ク。