(57)【要約】【課題】  反射層として銀または銀合金を用いる代わりにシリコンまたはシリコン化合物を用いた光ディスク及びこの光ディスクを用いた光ディスク装置を提供する。【解決手段】  ピット状のパターンにより情報が記録される情報記録層を有する光ディスクにおいて、前記情報記録層が光入射側から第１層、第２層、第３層の３層で構成され、前記第１層の記録密度が前記第２及び第３層より低く、且つ、前記第１層の反射膜がＳｉもしくはその化合物からなることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピット状のパターンにより情報が記録される情報記録層を有する光ディスクにおいて、
前記情報記録層が光入射側から第１層、第２層、第３層の３層で構成され、
前記第１層の記録密度が前記第２及び第３層より低く、且つ、前記第１層の反射膜がＳｉもしくはその化合物からなることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
前記第１層の反射率が波長６５０ｎｍにおいて４５％以上であ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】
前記第２層の反射膜がＳｉもしくはその化合物、前記第３層の反射膜がＡｌ合金であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】
前記第１層の膜厚が４０ｎｍ以下、第２層の膜厚が４０ｎｍ以下、第３層の膜厚が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項５】
前記請求項１の光ディスクにレーザ光を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射された前記レーザ光からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段によって受光された前記反射光に基づいて、前記光ディスクを再生する再生手段とを有することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を記録可能なＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Blu-Ray DISC）、ＨＤ  ＤＶＤなどの多層の光ディスクに関する。また、本発明は、この多層の光ディスクを再生する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタル化された情報を記憶させる媒体としてＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスクが一般的に使用されている。このうちＤＶＤ（または次世代の光ディスクとして規格化の進められているＨＤ  ＤＶＤ）は２枚のプラスチック基板の貼り合わせというディスク構造をとるため比較的簡単に情報記録層の２層化による大容量化が可能である。
【０００３】
このような片面２層ディスクの中には、青色レーザに対して両層の反射率を等しくするために、情報を再生する光ピックアップヘッド側から見て、手前の層の半透過膜には銀または銀合金、奥側の層の全反射膜にはアルミニウムまたはアルミニウム合金の材料を用いているものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３５５７０１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、上記特許文献１によれば、多層光ディスクにおいては半透明膜として銀または銀合金を、全反射膜としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を材料として用いる。銀または銀合金の場合、銀そのものが化学的に活性であり、かつ反射層自身の膜厚が薄いため周囲の環境と反応しやすく、耐環境性等に課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記の問題を解決するために成されたものであり、反射層として銀または銀合金を用いる代わりにシリコンまたはシリコン化合物を用いた光ディスク及びこの光ディスクを用いた光ディスク装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明は、ピット状のパターンにより情報が記録される情報記録層を有する光ディスクにおいて、前記情報記録層が光入射側から第１層、第２層、第３層の３層で構成され、前記第１層の記録密度が前記第２及び第３層より低く、且つ、前記第１層の反射膜がＳｉもしくはその化合物からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、反射層として銀または銀合金を用いる代わりにシリコンまたはシリコン化合物を用いる。シリコンそのものは化学的に非常に安定であり、周囲の環境とも反応しにくいため、優れた耐環境性を有する光ディスク実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明のＤＶＤ１層／ＨＤ  ＤＶＤ２層の片面３層光ディスクの構造図である。
例として図１に示したものは、片面３層のＤＶＤ１層及びＨＤ  ＤＶＤ２層の再生専用ディスクである。第１層の信号パターンが第１信号基板６６上に、第３層の信号パターンが第２信号基板６２上に、第２層の信号パターンがフォトポリマー上に、それぞれ設けられていることが特徴である。
【０００９】
層の構成は、第１層がＤＶＤ層、第２層、第３層がＨＤ  ＤＶＤ層からなる。再生光はＤＶＤ層が赤色レーザ光５４である波長６５０ｎｍ、対物レンズ５６がＮＡ０．６、ＨＤ  ＤＶＤ層が青色レーザ光５２である波長４０５ｎｍで、対物レンズ５０がＮＡ０．６５の光学系を用いている。各情報記録層にはＤＶＤ層が最短長０．４μｍ、トラックピッチ０．７４μｍであり、ＨＤ  ＤＶＤ層が最短長０．２０４μｍのピットがトラックピッチ０．４０μｍでスパイラル状に形成されている。ディスクの寸法は外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、総厚１．２ｍｍ±０．０３ｍｍとＣＤ、ＤＶＤ（またはＨＤ  ＤＶＤ、ＢＤ）と同じ寸法である。ここで本発明で扱う光ディスクは、光入射側からＤＶＤ層（第１層）／ＨＤ  ＤＶＤ層（第２層）／ＨＤ  ＤＶＤ層（第３層）が配置されている。
【００１０】
ＤＶＤ層は、波長６５０ｎｍで再生する際の反射率が４５％以上であり、市販のＤＶＤプレーヤでの再生が可能である。本発明の光ディスクにおいて第１層、第２層、第３層はそれぞれ光を反射するための反射層を有する。本発明においては、各層の反射層材料として、第１層層にＳｉ（シリコン）もしくはその化合物を用い、第２層にＳｉもしくはその化合物、または、Ａｇ（銀）もしくはその合金、第３層にＡｌ（アルミニウム）を用いることを特徴とする。
【００１１】
以下に、図２に従って本発明の一例であるＤＶＤ１層／ＨＤ  ＤＶＤ２層の片面３層光ディスクの製造方法について説明する。
まず、金型１５とＮｉスタンパ１７から射出成形により第１層（ＤＶＤ）を転写した第１層成形基板１０（図１では第１信号基板６６を示す）を作製する（ＳＴ２１）。これは通常の単層及び２層のＤＶＤ、ＨＤ  ＤＶＤと同じであり、成形材料は一般的にはポリカーボネート、型となるＮｉスタンパ１７はリソグラフィにより作製した原盤をメッキすることで作製する。そして、ＳＴ２１で作製したＤＶＤ層である第１層成形基板１０のピットパターン２上にＳｉからなる半透過反射膜２１を成膜する（ＳＴ２２）。
【００１２】
並行してＨＤ  ＤＶＤ層である第２層のプラスチックスタンパ２３を同様に射出成形により作製する（ＳＴ２３）。プラスチックスタンパ２３の材料は一般にはシクロオレフィンポリマーであるが、代わりにＰＭＭＡ（Polymethylmetacrylat：ポリメチルメタクリレート）やポリカーボネートでも良い。射出成形にはＳＴ２１同様にＮｉスタンパ１７を用い、成形機や金型１５などの設備も基本的には通常のＤＶＤ用のものを用いる。このようにして用意した第１層成形基板１０とプラスチックスタンパ２３を、フォトポリマー２４を介して貼り合せて紫外線により硬化させる（ＳＴ２４）。
【００１３】
フォトポリマー２４は一般的にはスピンコートにより塗布され、この層は第２層のピットパターンの転写層と、第１層−第２層を分離する中間層（図１では第１中間層６４を示す）とを兼ねる。フォトポリマー硬化後、プラスチックスタンパ２３を剥離させる（ＳＴ２５）。そうして、剥き出しになったフォトポリマー２４で形成された（第２層の）ピットパターン３上にＳｉもしくはＡｇからなる半透明反射膜２５を成膜する（ＳＴ２６）。
【００１４】
並行して射出成形によりＨＤ  ＤＶＤ層である第３層を転写した第３層成形基板２７（図１では第２信号基板６２を示す）を作製する（ＳＴ２７）。これも通常の２層ＤＶＤ、ＨＤ  ＤＶＤと同じであり、一般的にはポリカーボネートとＮｉスタンパ１７により成形する。この第３層成形基板２７のピットパターン４上にはＡｌからなる全反射膜２９を成膜する（ＳＴ２８）。このようにして用意した第３層成形基板２７を第２層のピットパターン３上に紫外線硬化樹脂３１で貼り合せる（ＳＴ２９）。これは通常の２層ＤＶＤ、ＨＤ  ＤＶＤの貼り合わせ工程と同じであり接着層は第２層−第３層を分離する中間層（図１では第２中間層を示す）となる。これにより片面３層光ディスクの完成となる。
【００１５】
上記の方法で作製されたＤＶＤ１層／ＨＤ  ＤＶＤ２層からなる３層光ディスクにおいて、ＤＶＤ層の反射率は、市販のＤＶＤプレーヤで再生されることが必要となる。ＤＶＤ規格では、波長６５０ｎｍで４５％以上が要求される。本発明の光ディスクでは、光入射面から見て、ＤＶＤ層の次にＨＤ  ＤＶＤ層が２層が配置されるため、ＨＤ  ＤＶＤの再生に用いる波長４０５ｎｍの光は、ＤＶＤ層を通過しＨＤ  ＤＶＤ２層を再生することが必要になる。
【００１６】
一般に、このように波長６５０ｎｍでの高い反射率（４５％以上）と波長４０５ｎｍでの透過率を両立させるためには、ＡｇもしくはＡｇ合金が反射層材料として使用されている。しかしながら、Ａｇは化学的に活性であり、周囲の環境と反応しやすく酸化物、硫化物をつくりやすい。このため、高温高湿下で腐食等が発生し、再生特性が劣化するという問題点がある。
【００１７】
本発明の光ディスクにおいては、上記のような問題点を解決するため、化学的に安定なＳｉをＤＶＤ層（第１層）、ＨＤ  ＤＶＤ層（第２層）の反射層材料に用いることにより、波長６５０ｎｍでの高い反射率（４５％以上）と波長４０５ｎｍでの透過率を実現することができた。
【００１８】
実際に本実施例の片面３層光ディスクにおいて、第１層及び第２層の反射膜をＳｉ（本発明の反射膜）とＡｇの２種類作成し、他の層は同じ材料（第３層はＡｌ）とした場合の反射率を比較した。
【００１９】
図３は各層の反射率を示した図である。図３からわかるように、本発明のＳｉとＡｇでは、ほぼ同様の反射率が得られる。
この２種類のＤＶＤ１層／ＨＤ  ＤＶＤ２層の片面３層ディスクを、８０度、８５％相対湿度環境下に１００時間放置しその前後での信号特性を測定して比較したのが図４である。測定結果において、ＳｂＥＲ（Simulated bit Error Rate）とＰＲＳＮＲ（Partial Response Signal Noise Ratio）はＨＤ  ＤＶＤの信号品質を表す指標で、ＳｂＥＲはエラーレートに相当するため低い値の方が、ＰＲＳＮＲは信号対雑音比に相当するため高い値の方がそれぞれ望ましい。図４により、銀反射膜よりもＳｉ反射膜を用いた場合、高温高湿下の劣化テスト後でも信号品質は良いことがみてわかる。本実施例では、ＤＶＤ層（第１層）のＳｉ層厚、ＨＤ  ＤＶＤ層（第２層）のＳｉ層厚、ＨＤ  ＤＶＤ層（第３層）のＳｉ層厚、はそれぞれ３５ｎｍ、３３ｎｍ、４０ｎｍである。因みに、膜厚がそれぞれ４０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下であってもよいことが実験からわかった。もちろんこれは一例であり、使用するＳｉもしくはＳｉ化合物のスパッタ条件等により反射層厚が変化しても問題ない。
【００２０】
本発明による反射膜は現行の光ディスクでも用いられているＳｉとＡｌを用いるため、現行光ディスク製造ラインとの相性が良く、装置の小変更で実現することが出来る。
【００２１】
次に、上述した光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置について説明する。図５は、光ディスクを再生するための光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、光ディスクＤは例えば図１に示した片面３層光ディスクである。光源には短波長の半導体レーザ光源１２０が用いられる。その出射光の波長は、例えば４００ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲の紫色波長帯のものである。半導体レーザ光源１２０からの出射光１００は、コリメートレンズ１２１により平行光となり偏光ビームスプリッタ１２２、λ／４板１２３を透過して、対物レンズ１２４に入射される。その後、光ディスクＤの基板を透過し、各情報記録層に集光されるようになっている。光ディスクＤの情報記録層による反射光１０１は、再び光ディスクＤの基板を透過し、対物レンズ１２４、λ／４板１２３を透過し、偏光ビームスプリッタ１２２で反射された後、集光レンズ１２５を透過して光検出器１２６に入射される。
【００２２】
光検出器１２７の受光部は、通常複数に分割されておりそれぞれの受光部から光強度に応じた電流を出力する。出力された電流は、図示しないＩ／Ｖアンプ（電流電圧変換）により電圧に変換された後、演算回路１４０に入力される。入力された電圧信号は、演算回路１４０によりチルト誤差信号及びＨＦ信号及びフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号などに演算処理される。チルト誤差信号はチルト制御を行うためのものであり、ＨＦ信号は光ディスクＤに記録された情報を再生するためのものであり、フォーカス誤差信号はフォーカス制御を行うためのものであり、またトラック誤差信号はトラッキング制御を行うためのものである。
【００２３】
対物レンズ１２４はアクチュエータ１２８にて上下方向、ディスクラジアル方向、およびチルト方向(ラジアル方向または／およびタンジェンシャル方向)に駆動可能であり、サーボドライバ１５０によって光ディスクＤ上の情報トラックに追従するように制御される。なお、チルト方向には２種類ある。光ディスクの中心に向かってディスク面が傾くことで生じる「ラジアルチルト」と、トラックの接線方向に生じる「タンジェンシャルチルト」とがある。このうちディスクの反りで一般に生じるのはラジアルチルトである。単にディスク製造時に生じるチルトだけではなく、経年変化や使用環境の急変で生じるチルトも考慮する必要がある。このような光ディスク装置を用いて、本発明の光ディスクを再生することができる。
【００２４】
以上説明したように、本発明の光ディスクはＤＶＤ層の次にＨＤ  ＤＶＤ２層が配置された片面３層ディスクである。この光ディスクでは、ＨＤ  ＤＶＤの再生に用いる波長４０５ｎｍの光は、ＤＶＤ層を通過しＨＤ  ＤＶＤ２層を再生することが必要になる。このため、波長６５０ｎｍでの高い反射率（４５％以上）と波長４０５ｎｍでの透過率を両立させるためには、ＡｇもしくはＡｇ合金が反射層材料として使用される。Ａｇ（またはＡｇ合金）の場合、銀そのものが化学的に活性であり、かつ反射層自身の膜厚が薄いため周囲の環境と反応しやすく、耐環境性等に課題がある。そのため、本発明では、反射層としてをＡｇ（またはＡｇ合金）を用いる代わりにＳｉまたはＳｉ化合物を用いる。Ｓｉそのものは化学的に非常に安定であり、周囲の環境とも反応しにくいため、優れた耐環境性を有する光ディスク実現することができる。
【００２５】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る多層ディスクの片面３層光ディスクの構造を示す図。
【図２】片面３層光ディスクの製造方法の流れを示した図。
【図３】各層の反射率を示した図。
【図４】本発明の反射膜の信号特性を測定して比較した図。
【図５】光ディスクを再生するための光ディスク装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２７】
１０…第１層成形基板、１５…金型、１７、１８…Ｎｉスタンパ、２１…半透過反射膜、２３、３３…プラスチックスタンパ、２４…フォトポリマー、２５…半透明反射膜、２７…第３層成形基板、２９…全反射膜、３１…紫外線硬化樹脂、６０…第２中間層、６２…第２信号基板、６４…第１中間層、６６…第１信号基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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