(57)【要約】【課題】ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機でも良好な記録再生を行うことができる片面２層の記録層を有する光ディスクを提供する。【解決手段】第１のプリグルーブが形成された光透過性の第１の基板２上に第１の記録層３、第１の反射層４が順次積層された第１中間体Ａと、第２のプリグルーブが形成された第２の基板９上に第２の反射層８、第２の記録層７、光透過性保護層６が順次積層された第２の中間体Ｂとを第１の反射層３を光透過性保護層６側に対向配置させ、光透過性接着剤層５を介して貼り合わされてなり、第１の基板２側からレーザ光を照射して第１、第２の記録層３、７の記録再生を行う際、前記第２のプリグルーブの深さは、１５〜５０ｎｍであり、光透過性保護層６の厚さは、３０〜１３０ｎｍであり、光透過性保護層６の屈折率は、１．８〜２．１である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプリグルーブが形成された光透過性の第１の基板上に第１の記録層、第１の反射層が順次積層された第１の中間体と、第２のプリグルーブが形成された第２の基板上に第２の反射層、第２の記録層、無機誘電体材料からなる光透過性保護層が順次積層された第２の中間体とを前記第１の反射層を前記第２の光透過性保護層側に対向配置させ、光透過性接着剤層を介して前記第１の中間体と前記第２の中間体とが貼り合わされてなり、前記第１の基板側から記録再生用のレーザ光を照射して前記第１、第２の記録層の記録再生を行う光ディスクにおいて、
前記第２のプリグルーブの深さは、１５〜５０ｎｍであり、前記光透過性保護層の厚さは、３０〜１３０ｎｍであり、前記光透過性保護層の屈折率は、１．８〜２．１であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
前記第２の記録層と前記光透過性保護層との間にアモルファスポリオレフィン系樹脂からなる記録特性向上層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層の記録層を有する光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の情報の記録再生を行うために２層の記録層を有するＤＶＤが開発されてきた。
特許文献１には、表面にピットを有する第１の基板上にＡｕからなる光半反射層が形成された第１のディスクと、表面にピット及びグルーブを有する第２の基板上に光反射層、有機色素からなる記録層、ポリビニルアルコールからなる光透過性保護層が順次形成された第２のディスクとを前記光半反射層側を前記光透過性保護層に対向配置させ、紫外線硬化樹脂からなる接着剤を介して前記第１のディスクと前記第２のディスクとを貼り合わせることにより、片面２層の記録層を有する光ディスク（以下、片面２層光ディスクという。）が得られることが記載されている。ここで、第１のディスクは、予め情報がピットで記録されているＲＯＭ型ディスクであり、第２のディスクは、予め情報がピットで記録されている再生専用領域とユーザがデータを追加記録できる追記可能領域とを有するハイブリッドディスクである。
この際、前記光透過性保護層は、前記記録層が形成された前記第２の基板を回転させながらポリビニルアルコールの水溶液（１．０重量％）をスピンコートし水分を除去して行なう。
【０００３】
この光ディスクは、片面２層光ディスクの第１の基板側からレーザ光を前記第１の基板のピット或いは前記第２の基板のピット、前記記録層に照射して再生又は記録を行うことができる。
【特許文献１】特開２０００−３３９７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記光透過性保護層の形成の際、ポリビニルアルコール中に含まれる水分を蒸発させるのに時間を要するため、乾燥をさせる乾燥工程が必要なことや、ポリビニルアルコールは化学構造上吸湿性が高いので、乾燥後においても吸湿性により光透明性が劣化するといった問題を生じていた。
このため、前記記録層からの十分な記録信号が得られず、良好な記録再生を行うことができなかった。
【０００５】
また、片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭの規格である１８％以上の反射率を確保する必要があるが、前記記録層での反射率が低いため、市場に出回っている片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭ再生機との互換を有しておらず、この片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機での再生ができなかった。このことは、１層ＤＶＤ−ＲＯＭの場合も同様であった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機でも良好な再生が行うことができる片面２層の記録層を有する光ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の第１の発明は、第１のプリグルーブが形成された光透過性の第１の基板上に第１の記録層、第１の反射層が順次積層された第１の中間体と、第２のプリグルーブが形成された第２の基板上に第２の反射層、第２の記録層、無機誘電体材料からなる光透過性保護層が順次積層された第２の中間体とを前記第１の反射層を前記第２の光透過性保護層側に対向配置させ、光透過性接着剤層を介して前記第１の中間体と前記第２の中間体とが貼り合わされてなり、前記第１の基板側から記録再生用のレーザ光を照射して前記第１、第２の記録層の記録再生を行う光ディスクにおいて、前記第２のプリグルーブの深さは、１５〜５０ｎｍであり、前記光透過性保護層の厚さは、３０〜１３０ｎｍであり、前記光透過性保護層の屈折率は、１．８〜２．１であることを特徴とする光ディスクを提供する。
第２の発明は、前記第２の記録層と前記光透過性保護層との間にアモルファスポリオレフィン系樹脂からなる記録特性向上層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスクを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記第２のプリグルーブの深さは、１５〜５０ｎｍであり、前記光透過性保護層の厚さは、３０〜１３０ｎｍであり、前記光透過性保護層の屈折率は、１．８〜２．１であるので、前記光透過性保護層が十分な光透明性を有し、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機でも前記第１、第２の記録層の良好な再生を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る光ディスクにおける実施の形態について、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスクを示す断面図である。図２は、第２の記録層と光透過性保護層との間に記録特性向上層を形成した断面図である。図３は、第１の中間体を作製する工程を示す図である。図４は、第２の中間体を作製する工程を示す図である。図５は、記録特性向上層を形成する工程を示す図である。図６は、貼り合わせ工程を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る光ディスク１は、第１のプリグルーブを有する光透過性の円盤状の第１の基板２上に情報を第１記録マークとして記録する有機色素からなる第１の記録層３、金属薄膜からなる第１の反射層４、光透過性接着剤層５、光透過性保護層６、情報を第２記録マークとして記録する有機色素よりなる第２の記録層７、金属膜からなる第２の反射層８、第２の反射層８側に対向してプリグルーブの深さが１５〜５０ｎｍの第２のプリグルーブを有する円盤状の第２の基板９が順次形成されたものである。
第１の基板２乃至第１の反射層４で第１中間体Ａを構成し、光透過性保護層６乃至第２の基板９で第２中間体Ｂを構成している。
【００１１】
第１の基板２の材料としては、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂等である。第２の基板９の材料としては、第１の基板２のように光透過性である必要はないが、第１の基板２と同じ材料にすることが好ましい。
第１、第２の記録層３、７の材料として用いられる有機色素としては、極性溶剤（極性溶媒）に可溶なアルコール系、セルソルブ系溶剤に可溶なシアニン色素、フタロシアニン色素及びアゾ系色素を用いることができる。
第２のプリグルーブを１５〜５０ｎｍにしているのは、第２の記録層７でこの第２のプリグルーブを埋めることができるため、良好な反射率を得ることができるからである。
【００１２】
第１、第２の反射層４、８の材料としては、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ及びそれらの合金を用いることができる。
光透過性接着剤層５の材料としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びそれらの混合物が主成分である紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【００１３】
光透過性保護層６は、光透過性接着剤層５による第２の記録層７の破壊防止や第２の記録層７での記録再生用のレーザ光の反射率を高くする作用を有するものであり、光透過性保護層６の厚さを３０〜１３０ｎｍにすることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機での再生を可能とすることができる。
【００１４】
光透過性保護層６を設けることにより反射率を向上させることができるのは、この光透過性保護層６の中でのレーザ光の干渉効果による。しかし、光透過性保護層６の厚さが３０ｎｍ以下の場合には、上記干渉効果が反射率を高める方向に作用せず、ＤＶＤ−ＲＯＭの規格である１８％以上の反射率を確保することができない。また、光透過性保護層６の厚さが１３０ｎｍ以上である場合には、１８％以上の反射率を確保できるが、記録再生特性が得られない。
【００１５】
光透過性保護層６の厚さが１４０ｎｍ以上である場合に、記録再生特性が得られない理由について以下に詳細に説明する。
第２の記録層７の反射率は、光透過性保護層６を変形させることにより向上させることができる。
そして、第２の記録層７は、光透過性保護層６が無機誘電体よりなるので、第１の基板２側からレーザ光を照射した際に発生する熱による溶融等の変形はなく、熱膨張による物理的に変形が生じるのみである。
このため、第１、第２の記録層３、７上に記録される第１、第２記録マークからの反射率の変化が大きくすることができる。
【００１６】
更に、第１、第２記録層３、７での反射率を向上させるために必要となる光透過性保護層６の膜厚は、屈折率が小さい場合には厚くする必要があり、上記膜厚の場合には屈折率を１．８〜２．１にすることが必要である。この範囲以外では、光透過性保護層６の変形を生じさせることはできないため、良好な記録再生を行うことができない。
【００１７】
そして、この光透過性保護層６の材料としては、熱によって変形することが前記第２記録マークのコントラストが得られる点で好ましいことから熱可塑性樹脂やＺｎＳ−ＳｉＯ2が用いられる。
更に、光透過性保護層６の屈折率が１．８〜２．１、厚さが３０〜１３０ｎｍであっても、信号の変調度は、下限値に近い６０％であるので、マージンが小さい。この場合には、図２に示すように、光透過性保護層６と第２の記録層７との間にアモルファスポリオレフィン系樹脂からなる記録特性向上層１０を形成すると良い。
【００１８】
このアモルファスポリオレフィン系樹脂は、第１、第２の記録層３、７を侵さない非極性溶媒に溶解するので、直接第１、第２の記録層３、７上にスピンコートできる。また、熱可塑性の樹脂なので、第１、第２の記録層３、７の記録に伴う発熱で容易に変形して大幅な変調度の向上が図ることができる。
記録特性向上層１０の材料としては、上記以外に第１の記録層３の材料としてアルコール系、セロソルブ系溶剤に可溶なシアニン色素、フトロシアニン色素、アゾ系色素を用いた場合には、有機色素を溶解しない溶剤として非極性溶剤のシクロヘキサン、テトラリン、デカリン等を用いることができる。
【００１９】
この光ディスク１は、第１の基板側から記録再生用のレーザ光を入射させて第１、第２の記録層３、７に情報を記録又は第１、第２の記録層３、７の情報の再生を行う。
【００２０】
以上のように、光透過性保護層６の厚さを３０〜１３０ｎｍにし、前記光透過性保護層６の屈折率を１．８〜２．１にし、かつ第２の基板のプリグルーブ深さを１５〜５０ｎｍにしたので、ＤＶＤ−ＲＯＭの規格である１８％以上の反射率を確保できるため、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生専用機でも良好な記録再生を行うことができる。更に、光透過性保護層６と第２の記録層７との間にアモルファスオレフィン系樹脂からなる記録特性向上層１０を形成するので、更に大幅な変調度の向上を図ることができる。
【００２１】
次に、本発明の実施形態における光ディスクの製造方法について図３乃至図５を用いて説明する。
（第１の中間体Ａの作製工程）
図３に示すように、予め第１のプリグルーブが形成された第１の基板２上にアルコール系溶剤に溶解した有機色素を塗布した後、第１の基板２を回転させて第１の記録層３を形成する。更に、真空蒸着法又はスパッタ法により、金属を成膜して第１の反射層４を形成する。こうして、第１の中間体Ａを作製する。
【００２２】
（第２の中間体Ｂの作製工程）
次に、図４に示すように、予め第２のプリグルーブが形成された第２の基板９上に真空蒸着法又はスパッタ法により、第２の反射層８を形成する。
次に、アルコール系溶剤に溶解した有機色素を塗布した後、第２の基板８を回転させて第２の記録層７を形成する。この第２の記録層７上に真空蒸着法又はスパッタ法により、無機誘電体材料を形成して光透過保護層６を形成する。こうして、第２の中間体Ｂを作製する。
この際、図５に示すように、記録特性向上層１０を形成する場合には、第２の記録層７上に非極性溶剤に溶解したアモルファスポリオレフィン系樹脂を塗布した後、第２の基板９を回転させて記録特性向上層１０を形成する。そして、前記と同様に記録特性向上層１０上に光透過性保護層６を形成する。
【００２３】
（貼り合わせ工程）
図６に示すように、第１の中間体Ａの光透過性保護層６上に紫外線硬化樹脂からなる光透過性接着剤層５を塗布した後、第２の中間体Ｂの光透過性保護層６側を光透過性接着剤層５に対向配置させて、第２の中間体Ｂを光透過性接着剤層５上に重ねる。この状態で第１、第２の中間体Ａ、Ｂを回転させて全体に光透過性接着剤層５が行き渡るようにした後、紫外線を照射して硬化させて図１に示す片面に２層の記録層を有する光ディスク１を作製する。
【００２４】
以上のように、光透過性接着剤層５に、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びそれらの混合物が主成分である紫外線硬化樹脂を用いているので、第１、第２の記録層３、７が光透過性接着剤層５に溶けてしまうことを防止できる。
【００２５】
次に、光ディスク１における第１、第２の基板２、９のプリグルーブの深さを変化させた試料１〜３を作製し、その記録再生特性について調べた。
光ディスク１の試料１〜３は、以下のようにして作製した。
ここで用いられる第１、第２の基板２、９の材料は、ポリカーボネート樹脂である。
【００２６】
（試料１の作製）
まずは、第１の中間体Ａを作製する。
予め表面に深さが３０ｎｍのプリグルーブ（プリグルーブ幅が０．３μｍ、ランド幅が０．４４μｍ）が形成され、かつトラックピッチが０．７４μｍである厚さ０．６ｍｍの第１の基板２を用意する。次に、極大吸収波長が５８５ｎｍのシアニン色素（林原生物化学研究所製：商品名Ｓ０６―ＤＸ００１）をテトラフルオロプロパノールに溶解し、１．０ｗｔ％の溶液にしてスピンコート法により、第１の基板２上に塗布して厚さ５０ｎｍの第１の記録層３を形成する。この際、第１の基板２は、１５００ｒｐｍで回転させて行なう。
【００２７】
次に、スパッタ法により、Ａｇ主成分とする合金ターゲットを用いて第１の記録層３上に厚さ１０ｎｍのＡｇからなる第１の反射層４を形成する。こうして、第１の中間体Ａを作製する。
【００２８】
次に、第２の中間体Ｂを作製する。
予め表面に深さが３０ｎｍのプリグルーブ（プリグルーブ幅が０．３μｍ、ランド幅が０．４４μｍ）が形成され、かつトラックピッチが０．７４μｍである厚さ０．６ｍｍの第２の基板９を用意する。
スパッタ法により、第２の基板９上に厚さ７０ｎｍのＡｕからなる第２の反射層８を形成する。
【００２９】
極大吸収波長が５８５ｎｍ（ジクロロメタン溶液中）のシアニン色素（林原生物化学研究所製：商品名Ｓ０６―ＤＸ００１）をテトラフルオロプロパノールに溶解し、１．２ｗｔ％の溶液にしてスピンコート法により、第２の反射層８上に塗布して厚さ７０ｎｍの第２の記録層７を形成する。この際、第２の基板９を１０００ｒｐｍで回転させて行なう。
【００３０】
次に、第２の記録層７上に、ＲＦスパッタ法により、厚さＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＺｎＳ：ＳｉＯ2＝２０：８０ｍｏｌ％）を形成して光透過性保護層６を形成する。こうして、第２の中間体Ｂを作製する。
【００３１】
次に、第１、第２の中間体Ａ、Ｂの貼り合わせを行なう。
第１の中間体Ａの第１の光透過性保護層５上に紫外線硬化樹脂からなる光透過性接着剤層５を塗布した後、光透過性保護層６側を光透過性接着剤層５に対向配置させて、第２の中間体Ｂを光透過性接着剤層５上に重ねる。この状態で第１、第２の中間体Ａ、Ｂを回転数２０００ｒｐｍで回転させて全体に厚さ５０μｍの光透過性接着剤層５が行き渡るようにした後、紫外線を照射して硬化させる。このとき、光透過性接着剤層５として用いられる紫外線硬化樹脂は、協立化学産業製の変性ウレタンアクリレート（協立化学産業製：編成ウレタンアクリレート、商品名ワールドロックＮｏ．８１１）である。
こうして、片面に２層の記録層３、７を有する試料１の光ディスク１を作製した。そして、第２の基板９のプリグルーブの深さを変化させた試料Ａ〜Ｌも作製した。
【００３２】
（試料２の作製）
試料２は、試料１において光透過性保護層６にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用い、このＺｎＳ−ＳｉＯ2の厚さを変化させた以外は同様である。
このときの試料をＡ〜Ｈとした。
【００３３】
（試料３の作製）
試料３は、試料１において光透過性保護層６と第２の記録層７との間にアモルファスポリオレフィン系樹脂からなる記録向上層１０を形成した以外は同様である。
【００３４】
（比較試料１の作製）
比較試料１は、試料１において第２の基板９のプリグルーブ深さを１５０ｎｍにした以外は同様である。
【００３５】
（比較試料２の作製）
比較試料２は、試料１において光透過性保護層６の材料に屈折率２．１（波長６５０ｎｍの光に対して）のＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いたもの、屈折率１．８（波長６５０ｎｍの光に対して）のＳｉＮを用いたもの、ＳｉＯ2を用いたものでありそれ以外は同様である。
【００３６】
（記録再生評価）
こうして得られた試料１〜３の光ディスク１の光ディスク標準評価機（パルステック社製、ＤＤＵ―１０００、ＮＡ＝０．６５の対物レンズ搭載）にセットして記録再生特性について調べた。
試料１〜３、比較試料１〜２の光ディスク１を回転する際の線速度は、７ｍ／ｓ、記録再生用のレーザ光の波長は、６５８ｎｍである。レーザ光は、第１の基板２側から照射して第１、第２の記録層３、７にレーザ光の焦点を合わせ、第１、第２の記録層３、７でそれぞれ、記録レーザパワーを１４ｍＷ、２４ｍＷでＤＶＤフォーマット信号を記録した。反射率は、高い状態から記録後に低い状態に変化するＨｉｇｈ  ｔｏ  Ｌｏｗで行なった。
【００３７】
（試料１の評価結果）
第１の記録層３では、再生ジッタは、７．８％、反射率は、１８％、変調度は、６８％であり、第２の記録層７では、再生ジッタは８．５％、反射率は１９％、変調度は６０％であり、両層とも良好な記録を行なうことができた。
第１、第２の記録層３、７へのＤＶＤフォーマット信号での記録再生が可能であり、反射率は、再生専用の２層型ＤＶＤ（ＤＶＤデュアルレイヤー）の規格書の範囲内にあり、再生専用の２層型ＤＶＤ−ＲＯＭと互換性があることがわかった。
【００３８】
また、第２の基板９のプリグルーブの深さを変化させた試料１の結果は、表１に示す。表１は、第２の基板９のプリグルーブ深さと第２の記録層の反射率との関係を示す表である。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
試料Ｂ〜Ｆにおける第２の基板９のプリグルーブ深さが１５〜５０ｎｍで反射率は１８％以上になり、再生専用の２層型ＤＶＤ−ＲＯＭと互換性があることがわかった。これは、第２の基板９のプリグルーブの表面の面一まで第２の記録層７の有機色素が満たされる結果、良好な反射率が得られると考えられる。
【００４１】
（試料２の評価結果）
その結果を表２に示す。
表２は、光透過性保護層６にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いて、この膜厚を変化させたときの第２の記録層７の反射率との関係を示す表である。
【表２】
2006147072.tif 000004
【００４２】
試料Ｃ〜Ｉにおける光透過性保護層６の厚さが３０ｎｍ〜１３０ｎｍであるとき、第２の記録層７の反射率は、１８％以上となることがわかった。しかし、それ以外の試料Ｊにおける光透過性保護層６の厚さでは、良好な記録再生を行うことができなかった。これは、第２の記録層７に用いられる有機色素の変化に伴う物理的変形が生じ難くなっているためと考えられる。このため、光透過性保護層６の厚さは、３０〜１３０ｎｍが良いことがわかった。
【００４３】
（試料３の評価結果）
第２の記録層７への記録は、試料１、２よりも低いパワーの１４ｍＷで行なうことができた。変調度は、６８％であり、試料１、２よりも広いマージンの変調度が得られた。
【００４４】
（比較試料１の評価結果）
第２の記録層７の反射率は、１０％であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ規格範囲外となり、再生専用の２層型ＤＶＤ−ＲＯＭとの互換性が得られなかった。
【００４５】
（比較試料２の評価結果）
第２の記録層７の反射率を最も高くすることができるのは、光透過性保護層６にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた場合では、その厚さが８０ｎｍであり、ＳｉＮを用いた場合では、９０ｎｍであり、ＳｉＯ2を用いた場合では、１５０ｎｍであった。ＺｎＳ−ＳｉＯ2とＳｉＮを用いた場合では、良好な記録特性が得られたが、ＳｉＯ2を用いた場合には、光透過性保護層６の物理的変形が生じないために良好な記録特性が得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスクを示す断面図である。
【図２】第２の記録層と光透過性保護層との間に記録特性向上層を形成した断面図である。
【図３】第１の中間体を作製する工程を示す図である。
【図４】第２の中間体を作製する工程を示す図である。
【図５】記録特性向上層を形成する工程を示す図である。
【図６】貼り合わせ工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…光ディスク、２…第１の基板、３…第１の記録層、４…第１の反射層、５…光透過性接着剤層、６…光透過性保護層、７…第２の記録層、８…第２の反射層、９…第２の基板、１０…記録向上特性層、Ａ…第１の中間体、Ｂ…第２の中間体
【図１】
2006147072.tif 000005
【図２】
2006147072.tif 000006
【図３】
2006147072.tif 000007
【図４】
2006147072.tif 000008
【図５】
2006147072.tif 000009
【図６】
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