(57)【要約】【課題】指紋の付着を回避し、カートリッジを不要とする。【解決手段】情報信号の記録や再生が行われる信号記録面側の表面において、少なくとも信号記録領域の一部に微小突起が形成されている。具体的な構成としては、基板上に記録層が形成されて信号記録面が形成されるとともに、記録層を覆って光透過層が形成され、この光透過層側から信号記録面に対して情報信号の記録や再生が行われる。この場合、光透過層の表面に突起が形成される。突起は、例えば高圧熱転写により形成される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号の記録及び／又は再生が行われる信号記録面側の表面において、少なくとも信号記録領域の一部に微小突起が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
基板上に記録層が形成されて信号記録面が形成されるとともに、記録層を覆って光透過層が形成されてなり、
当該光透過層側から信号記録面に対して情報信号の記録及び／又は再生が行われることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
上記微小突起は上記光透過層の表面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
【請求項４】
上記微小突起は、正方配置されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項５】
上記微小突起は、六方配置されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項６】
上記微小突起は、面積比で５％以下となるような密度で形成されていることを特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
【請求項７】
上記微小突起は、表面が着色されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項８】
上記微小突起は、表面が黒色に着色されていることを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。
【請求項９】
上記光透過層の膜厚が３μｍ〜１７７μｍであることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
【請求項１０】
波長４１０ｎｍ以下のレーザ光及び開口数０．８５以上の光学系により記録及び／又は再生が行われることを特徴とする請求項９記載の光記録媒体。
【請求項１１】
表面に突起を有するフィルムを突起が形成される面とは反対側の面を接着面として基板と貼り合わせ、光透過層とすることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
高圧熱転写により上記フィルムに突起を形成することを特徴とする請求項１１記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
上記突起に対応した凹部を有するスタンパを作製し、上記フィルムを前記スタンパに圧着させて高圧熱転写を行うことを特徴とする請求項１２記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
上記スタンパは、基板の射出成形する際に用いられるスタンパと同様の工程により作製されることを特徴とする請求項１３記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
上記スタンパは、光学カッティング工程、メッキ工程、及び反転パターン形成工程を経て作製されることを特徴とする請求項１４記載の光記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋の付着等を回避することができ、カートリッジの無い規格にも対応可能な光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクとして、片面に凹凸を形成した光透過性のプラスチックからなるレプリカ基板を作製し、凹凸を形成した面に反射膜あるいは記録膜を設けて信号記録面とし、さらにこの信号記録面上に保護膜を形成し、基板面側（上記信号記録面とは反対側の面）からレーザ光を照射して記録、再生を行うようにしたもの（例えば、いわゆるＣＤ等）が広く知られている。ＣＤに代表される光ディスクは、反射膜や記録膜を厚さ１ｍｍ程度のカバー層（基板）で覆う構造を採用していることから、ゴミや傷に強く、ハードディスク等に対する互換性を有し可搬性を有する記録媒体として普及、発展してきている。
【０００３】
一方、光ディスクにおいて、高密度化を図るためには、レーザビームをより集光させる必要があり、そのため記録再生に用いるレーザ光の波長λを短くし、且つ対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることが技術の柱となっている。例えば、上記ＣＤにおいては、レーザ波長λ＝７８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．４５としているのに対して、いわゆるＤＶＤではレーザ波長λ＝６５０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．６に設定し、物理密度を約２．７倍に向上させている。
【０００４】
しかしながら、このように光学パラメータを高密度対応にすることは、例えば光ディスクの反りの許容値を大幅に減少させることになる。そこで、これを補正するための手段として、光透過層であるカバー層の厚さを薄くすることが考えられ、例えば、ＣＤにおいては、カバー層である基板の厚さを１．２ｍｍとしているのに対して、上記ＤＶＤにおいては、基板の厚さを半分の０．６ｍｍにすることにより、光ディスクの反りの許容値を緩和している。ただし、カバー層の厚さを薄くすると、カバー層上の欠陥、傷、埃等の悪影響を受けやすくなり、したがってＤＶＤの一部方式では、光ディスクをカートリッジに入れることにより、前記に対する対策を講じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、例えば、いわゆるデジタルハイビジョンの録画等を目的に、上記ＤＶＤの５倍以上もの容量を目的とした高密度フォーマットの光ディスクの提案が相次いでいる。本願出願人も、基板の信号記録面上に１７７μｍ以下の光透過層を形成し、この光透過層側からレーザ光を照射することにより記録、再生を行う光ディスクを提案している。
【０００６】
この高密度フォーマットの光ディスクでは、レーザ波長λ＝４１０ｎｍ以下、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５以上に設定されており、カバー層も厚さ０．１ｍｍ程度まで薄くしている。このときのカバー層表面でのスポット径は１３０μｍ程度である。ここまでカバー層の厚さが薄くなると、防塵機能を備えたカートリッジに入れることが前提となり、かかる前提に基づいてシステム全体の構成が考えられている。
【０００７】
しかしながら、防塵機能を備えたカートリッジの採用はコストの増大を招き、ドライブ側の機構を複雑化する要因にもなる。したがって、カートリッジの無いディスクフォーマット及びディスクドライブの実現が望まれるが、前記の通り、カバー層表面の傷や埃等が問題となる。また、高密度フォーマットの光ディスクでは、指紋の付着も大きな問題である。
【０００８】
ここで、傷に関して言えば、カバー層の表面を硬くすることで回避することは可能である。また、埃については、ドライブ側に拭き取り機構を設け、光ディスクをドライブに入れる際に表面を拭き取る等の対策が考えられる。しかしながら、人間の手指が触れた際に付着する指紋は、これらの手段では除去することができない。
【０００９】
本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、指紋の付着を回避することができ、指紋対策として必要とされてきたカートリッジが不要で、大幅なコスト削減が可能な光記録媒体を提供することを目的とし、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、本発明に係る光記録媒体は、情報信号の記録及び／又は再生が行われる信号記録面側の表面において、少なくとも信号記録領域の一部に微小突起が形成されていることを特徴とするものである。また、本発明の光記録媒体の製造方法は、表面に突起を有するフィルムを突起が形成される面とは反対側の面を接着面として基板と貼り合わせ、光透過層とすることを特徴とするものである。
【００１１】
図１に示すように、光ディスクのカバー層１の表面に突起２を形成しておくと、指３が触れたとしても、指紋は突起２の表面を汚すだけで、他の大部分（フラットな面）は汚れずに済む。この突起２の表面の汚れは、光記録媒体の記録再生特性にほとんど影響を及ぼさず、したがってカートリッジが不要となる。また、突起２は、光学特性に影響を与えず、指３の物理的な接触を妨げる形状とすれば、それ自体が光記録媒体の記録再生特性に影響を及ぼすこともない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した光記録媒体及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明の光ディスク１０の基本的な構成としては、図２に示すように、厚さ例えば１．２ｍｍ又は０．６ｍｍ程度の基板１１の一方の面に記録膜１２を形成し、これを覆って光透過層１３を接着層１４によって貼り合わせたものを挙げることができる。
【００１４】
ここで、基板１１の一方の面（記録膜１２が形成される面）には、ピットやグルーブ等の凹凸パターンが形成されており、信号記録面とされている。基板１１は、プラスチック材料を例えば射出成形することにより作製されるが、記録再生は光透過層１３側から行われるため、用いるプラスチック材料は必ずしも光学的に透明でなくともよい。また、プラスチック材料以外の材料、例えばガラス、セラミックス、金属等から形成されていてもよい。
【００１５】
記録膜１２は、反射膜、光磁気記録膜、相変化記録膜、有機色素膜等、あるいはこれらの組み合わせ等であり、エンハンスのための誘電体膜等と積層されていてもよい。また、多層記録膜とすることも可能である。
【００１６】
一方、基板１１に貼り合わされる光透過層１３は、膜厚が３μｍ〜１７７μｍである。光透過層１３の機能を考えたとき、高密度記録化のためには厚さが薄ければ薄いほど高ＮＡ化に対応可能であり、有利である。ただし、光透過層１３は、保護層としての役割も果たすため、あまり薄すぎると保護機能を確保することができない。光ディスクの信頼性や対物レンズの光透過層表面への衝突の影響等を考慮すると、３μｍが下限である。一方、レーザ光等の短波長化が進んでいるなか、赤色レーザのみならず青色レーザにまで対応可能とするためには、上限は１７７μｍということになる。
【００１７】
上記光透過層１３は、光学的に透明であることが必要で、複屈折等も小さいことが好ましい。このような観点から、例えばポリカーボネート、ポリエステル、アモルファスポリオレフィン等の透明フィルムが好適である。この透明フィルムの表面には、無機物や有機樹脂からなる保護層が形成されていてもよい。無機物としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ等が挙げられ、これらを１０〜２０００Å程度の厚さで成膜し、保護層とすればよい。
【００１８】
上記構成の光ディスク１０では、光透過層１３側から記録再生が行われる。ここで、記録再生用のレーザ光としては波長４１０ｎｍ以下のレーザ光が、また、対物レンズ等の光学系には開口数０．８５以上の光学系が用いられる。
【００１９】
以上が光ディスク１０の基本構成であるが、本発明の光ディスク１０においては、図３に示す記録再生領域Ｓにおいて、情報信号の記録や再生が行われる信号記録面側の表面に微小突起１５が形成されている。本例では、光透過層１３側から記録再生が行われるため、信号記録面側の表面を構成する光透過層１３の表面に上記微小突起１５が形成されている。
【００２０】
上記光透過層１３上の微小突起１５は、光学特性に影響を与えず、物理的な接触を妨げる形状を有していることが必要である。かかる観点から、その形状やサイズが決定されるが、これについて、シミュレーションによる検討結果を基に説明する。
【００２１】
カートリッジ無しの光ディスクの可能性を探るために、カバー表面全面に小さな突起を形成した場合の光量ロス、変動、再生信号劣化のシミュレーションを行った。図１に示すように、例えば光ディスクに指を接触させた場合、指紋やゴミ等は、微小突起の表面のみを汚すだけで、他の大部分は汚れずに済むというのが本発明の発想である。指紋がフラットな面に付着しないようにするには、ピッチが細かく、背の高い突起を形成すればよいが、あまり細かい突起の場合、様々な不都合が生ずる虞れもある。この点に関しては実験に頼ることになるが、ここでは計算が可能な盤面パワーのロス、再生信号劣化について述べる。
【００２２】
先ず、微小突起の形状であるが、ドット状、ライン状、格子状等、種々の形状を採用することが可能である。例えば、ドット状の微小突起とする場合、配置は色々と考えられるが、計算では図４（ａ）に示す正方配置、あるいは図４（ｂ）に示す六方配置とした。正方配置の場合、各微小突起の幅をｗ、ピッチをｐとした場合に、密度はπｗ２／４ｐ２で表される。六方配置の場合は、密度はπｗ２／２√３ｐ２で表される。
【００２３】
ライン状の微小突起の場合には、放射状（トラックに垂直）とするのはディスクの径方向位置でピッチが変わるので難しいが、同心円状やスパイラル状とすることは可能である。格子状の微小突起も可能であるが、ゴミが溜まる可能性があるので、これを回避するための工夫を要する。
【００２４】
また、微小突起は、カバー層である光透過層の表面の突起であって、光学的には位相マスクになる。したがって、例えば全ての微小突起の高さを光学的に波長の整数倍にすれば見えなくすることもできる。しかしながら、指紋やゴミの付着により透過率や位相が変化した場合、透過率が変化する部分は微小突起表面に限られるが、光ビームが横切るときに透過光の変動を生ずる。そこで、微小突起の表面の透過率を０にしておけば、微小突起表面の指紋やゴミの有無に影響されないことになる。そこで、上記微小突起は、例えば、成型等で作られた場合には表面に着色等を施し、透過率を低下させておくことが好ましい。特に、微小突起表面を黒くし、透過率をゼロにすることは有効である。かかる微小突起の形成方法としては、印刷等で黒い微小突起をフラットな光透過層の表面に形成してもよい。かかる理由により、以下の計算では微小突起表面の透過率を０とした。したがって高さは考慮しない。
【００２５】
計算のモデルは次の通りである。先ず、波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡ０．８５とし、対物レンズ上の入射光量分布はフラットとした。光透過層表面の微小突起は、その形状がそのまま対物レンズ上の光量分布に投影されると仮定する。光透過層の厚みは１００μｍ、屈折率は１．５５とした。
【００２６】
この場合、表面でのビーム径は２×１００×ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／１．５５））＝１３１μｍとなる。１４０×１４０μｍの領域を４００×４００のメッシュに分割してマスクをかけた後、フーリエ変換してスポットのピーク強度を求める。ドット状の微小突起について、正方配置、六方配置の２通りをシミュレートした。
【００２７】
図５に示すように光透過層上を光スポットＢが横切ると、図６に示すように盤面上の光強度が変動する。それぞれの配置に関して、２つのパラメータ、すなわち微小突起の幅及び密度（面積）を変化させ、光スポットのピーク光量と変動分を微小突起が無い場合に対する比率としてプロットする。ここで、光ディスクが回転すると、図５の上下方向に微小突起が動くことになるが、実際にはトラック位置を変えると横方向位置も変わるので、横方向にシフトさせながら微小突起を上下に動かし、最悪の場合を採用した。
【００２８】
計算結果を図７及び図８に示す。図７は正方配置における計算結果、図８は六方配置における計算結果を示すものである。各図において、（ａ）は、スポット中心光量の最小値を、横軸に密度をとってプロットしたものである。ほぼ自明の結果と思われるが、微小突起の幅や種類にはあまり影響されず、密度分だけ光をロスしている。
【００２９】
各図において、（ｂ）は微小突起の幅に対する光量変動分の関係を示す。変動分に関しては、微小突起の密度よりも単体の大きさに依存することがわかる。この場合も解釈は容易で、光スポットＢが動いたときに光スポット内の微小突起の数の変動はいつも同じ程度と考えればよい。なお、ピッチ３０μｍの場合には、微小突起の幅が１０〜１５μｍを越えると変動分は逆に減少してくるが、このときの密度は０．２を越えているためピークパワーの減少が大きく、使うことはできない。
【００３０】
これらの計算は、主に記録パワー変動を想定したものである。例えば変動分５％以下が要求されるとすると、微小突起の幅はほぼ７μｍ以下ということになる。　また、ピークパワーの減少を１０％以下に抑えようとすると、密度はおよそ０．０３（３％）以下となり、この時、ピッチは約４０μｍ以上となる。
【００３１】
次に、再生信号劣化の計算について説明する。光学系、微小突起のモデルは前記と同様であるが、再生信号の計算では往路と復路で２回光透過層を通過することになる。また、記録面での反射により、復路での微小突起のパターンは、往路に対して光軸を中心とした点対称のパターンになる。対物レンズ瞳のメッシュは２５６×２５６とし、下記表１に示すようなパラメータの２５ＧＢ−ＲＯＭディスクを計算に用いた。
【００３２】
【表１】
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ここで、１Ｔが０．０７８μｍで、カバー表面のスポット径が１３１μｍである。これを２５６分割するので、光ディスクを約６Ｔ動かしたところで微小突起のパターンを１メッシュ動かす。これを１０００Ｔ行って再生信号を計算し、ジッタ−を計算した。なお、スライスレベルは、微小突起の動きによる再生信号のぶれには追従しないとした。
【００３３】
上記２種類の微小突起配置に関して、ＲＯＭ再生信号レベルとジッタ−の劣化をグラフにした。図９が正方配置の場合、図１０が六方配置の場合である。いずれの場合にも、光スポットのピーク光量と同様な傾向を示した。すなわち、各図の（ａ）に示すように、再生信号レベルは微小突起幅にあまり関係なく密度に依存する。各図の（ｂ）に示すように、ジッタ−は逆に微小突起単体の幅に依存する。
【００３４】
この結果より、例えばジッタ−劣化を１％以内に抑えるためには微小突起単体の幅をおよそ７μｍ以下にすればよいことになる。また、例えば再生信号レベルの劣化を１０％以内にするには、密度を５％以下にすればよいことになる。このとき、例えば微小突起幅が７μｍであれば、ピッチはおよそ３０μｍとなる。
【００３５】
以上のシミュレーション結果より、次のような結論が得られた。
１）微小突起上の指紋やゴミの影響をなくすためには、微小突起の表面を黒くする方が良い。
２）微小突起による盤面パワー、再生信号レベルの減少量は、微小突起の密度（面積比）で決まる。
３）微小突起を光ビームが横切ったときの盤面パワー変動と再生ジッタ−は、概ね微小突起単体の大きさ（幅）で決まる。
【００３６】
例として、微小突起による盤面パワーの減少１０％以下、変動量５％以下、再生信号レベル減少１０％以下、ジッタ−増加１％以下（ジッタ−６％に対して）という条件では、微小突起幅７μｍ以下、ピッチ４０μｍ以上となる。
【００３７】
なお、微小突起の高さについては、上記シミュレーションでは検討されていないが、通常の指を対象として物理的な接触を確実に妨げるには、ある程度の高さを有することが好ましい。高さが低すぎると、指を押し付けた時に、光透過層の平面部分に指が触れ、指紋が付着してしまう虞れがある。高さの上限は、特に規定されないが、あまり高いと光ディスク全体の厚さが厚くなることから、自ずと限界がある。
【００３８】
上述の光ディスクを製造する方法としては、種々の製造方法を挙げることができる。図１１は、エンボス法により透明フィルムに微小突起を形成する工程の一例を示すものであるが、エンボス法の場合、スタンパにより透明フィルムに直接凹凸パターンを転写する。
【００３９】
エンボス法では、微小突起に対応したスタンパを作製する必要がある。スタンパの作製は、光ディスク基板を射出成形する際に用いるスタンパ等と同様、通常のマスタリングプロセスに準じて行えばよく、先ず図１１（ａ）に示すように、ガラス等からなる基板２１上にフォトレジスト２２を例えば厚さ１μｍで塗布する。そして、パターン露光機の対物レンズ２３により、例えば４０μｍピッチ、７μｍスポット径の露光を行う。この露光により、フォトレジスト２２には、幅７μｍの突起ができる。
【００４０】
フォトレジスト２２を現像した後、通常のメッキプロセスを経てマスタースタンパを作製し、次いで、その表面に剥離処理を施し、マスタースタンパの反転パターンを有するマザースタンパを作製する。このマザースタンパ２４は、ニッケル等の金属により形成され、図１１（ｂ）に示すように、上記フォトレジスト２２の露光部が凹部２４ａとなっており、これが所望の突起を形成するための金型となる。
【００４１】
次に、図１１（ｃ）に示すように、プラスチックフィルム２５を上記マザースタンパ２４に圧着させて高温下で加圧し、高圧熱転写によりプラスチックフィルム２５に突起パターンを転写する。この高圧熱転写においては、温度約１５０℃とする。また、プラスチックフィルム２５としては、例えば厚さ８０μｍのフィルムを用いる。
【００４２】
上記高圧熱転写により突起パターンが転写されたプラスチックフィルム２５を図１１（ｄ）に示す。このプラスチックフィルム２５の突起が形成されていない面に粘着剤２６を塗布し、図１１（ｅ）に示すように、記録膜２７が形成された光ディスク基板２８上にこれを貼り合わせ、光ディスクを完成する。
【００４３】
以上、本発明を適用した光記録媒体（光ディスク）及びその製造方法について説明してきたが、本発明がこれらの例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、以上の説明では厚さ０．１ｍｍ程度の光透過層を介して記録再生を行う高密度光ディスクを例にして説明しているが、本発明は、例えば、ＣＤやＤＶＤ等、あらゆる種類の光ディスクに適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、指紋に強い高密度・大容量光記録媒体を実現することができる。したがって、指紋対策のため必要とされてきたカートリッジが不要となり、大幅なコスト削減が可能である。また、記録再生装置側においても、例えばカートリッジのシャッタの開閉機構等が不要になり、装置構成を簡略化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】突起による指紋付着防止の様子を示す模式図である。
【図２】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３】光ディスクの外観を示す概略斜視図である。
【図４】ドット状の微小突起の配置を示す模式図であり、（ａ）は正方配置、（ｂ）は六方配置を示す。
【図５】光ディスク表面を光スポットが走行する様子を示す模式図である。
【図６】突起がある場合の光ビーム移動に伴う透過光量変化を示す特性図である。
【図７】正方配置の場合の盤面パワー変動の計算結果を示す特性図であり、（ａ）は密度とピークパワーの関係を示し、（ｂ）は突起幅と光量変動分の関係を示す。
【図８】六方配置の場合の盤面パワー変動の計算結果を示す特性図であり、（ａ）は密度とピークパワーの関係を示し、（ｂ）は突起幅と光量変動分の関係を示す。
【図９】正方配置の場合の再生信号劣化の計算結果を示す特性図であり、（ａ）は密度と信号レベルの関係を示し、（ｂ）は突起幅とジッタの関係を示す。
【図１０】六方配置の場合の再生信号劣化の計算結果を示す特性図であり、（ａ）は密度と信号レベルの関係を示し、（ｂ）は突起幅とジッタの関係を示す。
【図１１】エンボス法による光ディスク作製プロセスの一例を示すものであり、（ａ）は光学カッティング工程を示す概略断面図、（ｂ）はマザースタンパの概略断面図、（ｃ）は高圧熱転写工程を示す概略断面図、（ｄ）は突起が形成されたプラスチックフィルムを示す概略断面図、（ｅ）は貼り合わせ工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　カバー層、２　突起、３　指、１１　基板、１２　記録膜、１３　光透過層、１５　微小突起
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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