(57)【要約】【課題】片面２層DVD-Rディスクにおける低歩留まりとトラッキングできない等の欠点を解決し、スパッタリングまたは蒸着によって形成された無機記録層を有する、光情報記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】光情報記録媒体は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた第１記録層と、前記第１記録層上に設けられた第１反射層と、前記第１反射層上に設けられたスペーサ層と、前記スペーサ層上に設けられ、無機材料からなる第２記録層と、前記第２記録層上に設けられた第２反射層と、前記第２反射層上に設けられた第２基板と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板上に設けられた第１記録層と、
前記第１記録層上に設けられた第１反射層と、
前記第１反射層上に設けられたスペーサ層と、
前記スペーサ層上に設けられ、無機材料からなる第２記録層と、
前記第２記録層上に設けられた第２反射層と、
前記第２反射層上に設けられた第２基板と、
を備えることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記第１記録層は、有機染料或いは無機材料より構成されることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記第２記録層は、その材料がGeS２、Ag８GeS６、Ag３AsS３、及び硫含有金属のうち少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１反射層と前記スペーサ層との間には、さらに第１誘電体層が設けられることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
前記スペーサ層と前記第２記録層との間には、さらに第２誘電体層が設けられ、
前記第２誘電体層の材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、酸化タンタル、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記第２記録層と前記第２反射層との間に、さらに第３誘電体層が設けられ、
前記第３誘電体層の材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、酸化タンタル、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
前記第２反射層と前記第２基板との間には、さらに保護層が設けられ、
前記保護層の材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、酸化タンタル、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
第１基板上に第１記録層を形成する工程と、
前記第１記録層上に第１反射層を形成する工程と、
第２基板上に第２反射層を形成する工程と、
蒸着またはスパッタリングによって前記第２反射層上に第２記録層を形成する工程と、
前記第１基板と前記第２基板を接着する工程と、
を含む、ことを特徴とする、光情報記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記第２記録層は、その材料がGeS２、Ag８GeS６、Ag３AsS３、及び硫含有金属のうち少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項８に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１記録層または前記第２記録層に接着層を形成する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
前記第１反射層と前記スペーサ層との間に第１誘電体層を形成する工程と、
前記スペーサ層と前記第２記録層との間に第２誘電体層を形成する工程と、
前記第２記録層と前記第２反射層との間に第３誘電体層を形成する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体及びその製造方法に関し、特に、片面２層のDVD-Rの光情報記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報とマルチメディア時代に向けて、電子製品が記録媒体の記録密度と容量に対する要請も絶えずに高まっている。従来の記録媒体は、磁気記録媒体と光記録媒体とに分けられ、。現在、主な市場を占めるのは、光記録媒体である。光記録媒体は、例えば、再生専用型ディスク（CD-ROM）、追記型ディスク（CD-R）、書換型ディスク（CD-RW）、再生専用型デジタルビデオディスク（DVD-ROM）、追記型デジタルビデオディスク（DVD-R）、書換型デジタルビデオディスク（DVD-RW, DVD+RW）、ランダムアクセスメモリデジタルビデオディスク（DVD-RAM）等を含んでいる。
【０００３】
ますます膨大になる情報量に対して、ディスクのデータ容量を高めることは、業界で重要な課題となっている。ここで、DVDは、CDより大きなデータ記録容量を有するため、光記録媒体の市場上に一定の割合を占めている。DVDは、外観として、片面単層（single side single layer）、両面単層（dual side single layer）、片面２層（single side dual layer）、両面２層（dual side dual layer）など、異なる形式を有し、その記録容量も、４.７GB〜１７GB広い範囲を有する。
【０００４】
単層片面の再生専用型デジタルビデオディスク（DVD-５とも称する）は、片面にデータを記録し、他面にダミー(dummy)であるため、その記録容量は、約４.７GBである。片面２層の再生専用型デジタルビデオディスク（DVD-９とも称する）は、片面のディスクに２層の容量を記録するが、接着の空間と２層のデータを接続する指令とを除くため、実際にデータを記録する容量は、片面の容量の二倍よりやや少なく、約８.５GBである。ここで、両面２層の技術を結合すると、記録容量がDVD-１４(片面単層プラス片面２層)の１３.２GB、またはDVD-１８(両面２層)の１７GBまで拡大することができる。そのうち、片面単層のDVD-５とDVD-９は、アクセスされる際に、表裏面を取り替える必要がないので、DVD光ディスクの市場で広く受け入れている。
【０００５】
また、８.５GB容量の片面２層DVD-Rは、大容量かつ追記できるため、市場でだんだん重視されるようになる。図１に示すように、従来の片面２層DVD-Rディスク１０は、第１基板１１と、第１記録積層体(first recording stack, L０)１２と、スペーサ層１３と、第２記録積層体 (second recording stack, L１) １４と、第２基板１５と、を備える。第１記録積層体１２と第２記録積層体１４は、第１基板１１と第２基板１５のデータ面に塗布され、スペーサ層１３は、第１記録積層体１２と第２記録積層体１４との間に設けられている。図１に示すように、データを読み取る際に、レーザー光が第１基板１を通過し第１記録積層体１２に焦点を結び、または、スペーサ層１３を通過し第２記録積層体１４に焦点を結ぶ。
【０００６】
第１記録積層体１２は、反射率がRL０であり、透過率がTL０である。第２記録積層体１４は、反射率がRL１である。DVD-ROM光ディスク装置の読み取り規格に符合するために、片面２層のDVD-Rディスクは、０.４５≦TL０≦０.７５、０.１８≦RL０≦０.３０、かつ０.４０≦RL１≦０.８０という条件を満たす必要がある。しかし、実際に生産する際に、相変化材料で記録層を形成する場合、相変化材料の反射率が低い(約７%)ため、DVD-ROM光ディスク装置の読み取り規格に符合せず、相変化材料によって作製されたDVD-Rの逆行互換性(backward compatibility)を大幅に低減する。
【０００７】
一般には、第１記録積層体L０と第２記録積層体L１は、記録層と反射層とを有する。
【０００８】
従来の技術において、データ記録容量が比較的に大きい片面２層DVD-Rディスク２０は、２P(Photo-Polymerization)法または接著工程(Bonding process)によって作製される。
【０００９】
（１）２P法：図２に示ように、まず、プリ・グルーブを有する第１基板２１に、スピンコーテイングによって順次に第１有機染料層２２と、第１反射層２３とを形成する（図２A参照）。次に、グルーブを有するスタンパ (master) ２４に、放射線硬化樹脂 (photo-setting resin) ２５をスピンコートした後（図２B参照）、第１反射層２３とスタンパ２４とをプレスして貼り合せるとともに、放射線の照射により、放射線硬化樹脂を硬化させ（図２C参照）、スペーサ層２６を形成する（図２D参照）。続いて、スタンパ２４を剥離した後、グルーブに再びスピンコーテイングによって順次に第２有機染料層２７と第２反射層２８と形成する（図２E参照）。最後に、第２基板２９を形成することで、ディスクの作製が完了する（図２F参照）。
【００１０】
（２）接着工程：図３に示ように、まず、グルーブを有する第１基板２１に、スパッタリングまたは蒸着によって順次に第１記録層２２'と第１反射層２３を形成する（図３A参照）。次に、グルーブを有する第２基板２９に、スパッタリングまたは蒸着によって順次に第２反射層２８と第２記録層２７'とを形成する（図３B参照）。ここで、第１記録層２２'と第２記録層２７'は、相変化材料より構成される。続いて、放射線硬化樹脂２５によって第１反射層２３と第２記録層２７'を接着する（図３C、３D参照）。最後に放射線硬化樹脂２５を硬化させ、スペーサ層２６を形成することで、ディスクの作製が完了する（図３E参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、２P法ではスタンパを剥離する過程が必要であるため、ディスクの歩留まりが低下し、生産コストが増大してしまう。
【００１２】
一方、接着工程で作製したディスクは、スタンパを剥離する問題がないため、ディスクの歩留まりが向上できるが、ディスクにおける相変化材料は、上述したように、DVD-ROM光ディスク装置が２層ディスクの反射率に対する要望に応えられないため、逆行互換性がなく、この種のディスクの市場が限られてる。
【００１３】
図４に示すように、相変化材料の代わりに、有機染料を記録層とし、かつスピンコーテイングによって反射層と記録層を形成すると、第１基板２１と第２基板２９に形成された反射層と記録層は、そのグルーブが平坦化(Flatten)されてしまう。さらに、スペーサ層２６と第２有機染料層２７との間のグルーブのトラックGが平坦すぎるため、光ディスク装置の光ヘッドが第２有機染料層２７に対するトラッキングが困難になり、ディスクに書き込みを行う信号が不良になる。
【００１４】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、従来技術の片面２層DVD-Rディスクにおける低歩留まりとトラッキングできない等の欠点を解決し、スパッタリングまたは蒸着によって形成された無機記録層を有する、光情報記録媒体及びその製造方法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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明による光情報記録媒体は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた第１記録層と、前記第１記録層上に設けられた第１反射層と、前記第１反射層上に設けられたスペーサ層と、前記スペーサ層上に設けられ、無機材料からなる第２記録層と、前記第２記録層上に設けられた第２反射層と、前記第２反射層上に設けられた第２基板と、を備える。
【００１６】
また、本発明による光情報記録媒体の製造方法は、第１基板上に第１記録層を形成する工程と、前記第１記録層上に第１反射層を形成する工程と、第２基板上に第２反射層を形成する工程と、蒸着またはスパッタリングによって前記第２反射層上に第２記録層を形成する工程と、前記第１基板と前記第２基板を接着する工程と、含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光情報記録媒体及びその製造方法によれば、第２記録層が第２基板のグルーブに沿って形成できるため、従来技術の、スピンコート装置を利用した場合のように第２記録層が平坦化されて、光ヘッドのトラッキングが困難になるといった欠点がなくなる。また、第２記録層として、従来技術の、相変化材料をスパッタリングまたは蒸着した場合のように、記録層の反射率が不十分になって、ディスクがDVD-ROM光ディスク装置の読み取り規格に符合しないといった欠点もなくなる。さらに、本発明は、接着工程によって片面２層のDVD-Rディスクを作製するため、歩留まりが従来の２P法より高くなり、生産コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態における光情報記録媒体及びその製造方法について説明する。
【００１９】
本実施形態では、接着工程によって形成された片面２層のDVD-Rを例として説明する。
【００２０】
図５に示すように、本実施形態に係る光情報記録媒体３０は、第１基板３１と、第１基板３１に設けられた第１記録層３２と、第１記録層３２に設けられた第１反射層３６と、第１反射層３６に設けられたスペーサ層３３と、スペーサ層３３に設けられた第２記録層３４と、第２記録層３４に設けられた第２反射層３７と、第２反射層３７に設けられた第２基板３５と、を備える。
【００２１】
第１基板３１と、第２基板３５は、通常、良好な光学性質と化学安定性を有するポリカーボネート（PC）より構成される。本実施形態において、第１基板３１と第２基板３５は、ポリカーボネートで射出成形によって、プリ・グルーブを有する基板を作製する。
【００２２】
第１記録層３２は、有機染料または無機材料より構成される。本実施形態において、第１記録層３２は、有機染料からなり、スピンコーテイングによって形成される。
【００２３】
第１反射層３６は、半反射層(semi-reflective layer)であり、金属またはその合金、例えばシルバーまたはシルバー合金、アルミニウムまたはアルミニウム合、金または金合金等より構成される。第１反射層３６は、通常スパッタリングまたは蒸着によって形成される。
【００２４】
スペーサ層３３は、放射線硬化樹脂より構成され、それは最初液体であるが、放射線に露出された後、固態の樹脂に硬化され、厚さが約５０μmであり、異なる記録層に反射された光線を区別するために設けられる。
【００２５】
第２記録層３４は、無機材料または放熱型酸化還元材料からなり、スパッタリングまたは蒸着によって形成される。本実施形態において、第２記録層３４は、その材料がGeS２、Ag８GeS６、Ag３AsS３、及び硫含有金属のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００２６】
第２反射層３７は、半導体または導体合金薄膜である。本実施形態において、第２反射層３７は、ゲルマニウムがドーピングされたスズ?ビスマス合金薄膜(Ge-doped Sn-Bi)である。
【００２７】
また、本実施形態において、第１反射層３６とスペーサ層３３との間には、さらに第１反射層３６の反射率を向上するための第１誘電体層３８１が設けられる。そして、スペーサ層３３と第２記録層３４との間には、さらに第２誘電体層３８２が設けられる。ここで、第１誘電体層３８１と第２誘電体層３８２は、その材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、酸化タンタル、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００２８】
本実施形態において、第２記録層３４と第２反射層３７との間には、さらに第３誘電体層３８３とが設けられる。第３誘電体層３８３は、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００２９】
本実施形態において、第１記録層３２、第１反射層３６、及び第１誘電体層３８１は、第１記録積層体L０と総称し、第２記録層３４、第２反射層３７、第２誘電体層３８２、及び第３誘電体層３８３は、第２記録積層体L１と総称する。レーザー光は、L０側からディスクに入り、DVD-ROM光ディスク装置読み取りの規格に符合するために、第１記録積層体L０は、反射率がRL０、透過率がTL０であり、第２記録積層体L１は、反射率がRL１、且つ０.４５≦TL０≦０.７５、０.１８≦RL０≦０.３０、０.４０≦RL１≦０.８０という条件を満たす。従って、本実施形態における光情報記録媒体３０は、DVD-ROM光ディスク装置の読み取りの規格に符合し、かつ逆行互換性を有する。
【００３０】
第２反射層３７と第２基板３５との間には、さらにディスクの耐候性を向上し、水蒸気がディスクに入るのを回避する保護層３９が設けられる。本実施形態において、保護層３９は、真空スパッタリングによって形成され、その材料が酸化シリコン、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、硫化亜鉛−酸化シリコン、窒酸化アルミニウム、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００３１】
続いて、図６〜図１０を参照しながら、接着工程によって形成された片面２層のDVD-Rを例とし、光情報記録媒体の製造方法について説明する。
【００３２】
図６に示すように、本実施形態の光情報記録媒体の製造方法は、第１記録層の形成工程P１と、第１反射層の形成工程P２と、第２反射層の形成工程P３と、第２記録層の形成工程P４と、接着工程P５と、を含む。
【００３３】
まず、第１記録層の形成工程P１では、スピンコーテイングによって第１基板３１に第１記録層３２を形成する(図７A参照)。第１基板３１は、ポリカーボネートで射出成形によって、プリ・グルーブを有する基板に作製される。第１記録層３２は、有機染料より構成される。次に、第１反射層形成工程P２では、スパッタリングまたは蒸着によって第１記録層３２に第１反射層３６を形成する(図７A参照)。
【００３４】
続いて、第２反射層形成工程P３では、グルーブを有する第２基板３５に、スパッタリングまたは蒸着によって第２反射層３７を形成する(図７B参照)。第２反射層３７は、スパッタリングまたは蒸着によって形成されるため、第２反射層３７が第２基板３５のグルーブに沿って形成されるため、平坦化が発生しない。
【００３５】
続いて、第２記録層形成工程P４では、スパッタリングまたは蒸着によって第２反射層３７に第２記録層３４を形成する(図７B参照)。第２記録層３４は、無機材料または放熱型酸化還元材料より構成される。本実施形態において、第２記録層３４は、GeS２、Ag８GeS６、     Ag３AsS３、及び硫含有金属のうち少なくとも一つが選ばれる。なお、第２記録層３４は、スパッタリングまたは蒸着によって形成されるため、第２記録層３４が第２反射層３７と第２基板３５のグルーブにそって形成されるため、平坦化が発生しない。  
【００３６】
もちろん、本実施形態中の光情報記録媒体の製造方法では、図７及図８に示すように、第１基板３１に第１記録層の形成工程P１と第１反射層の形成工程P２を、第２基板３５に第２反射層の形成工程P３と第２記録層の形成工程P４をそれぞれ同時に行い、最後に共同に接着工程P５を行うこともできる。
【００３７】
さらに他の製造方法を示す図９において、接着工程P５では、放射線硬化樹脂のスピンコート工程S１０と、基板の接着工程S２０と、スペーサ層の形成工程S３０が含まれている。
【００３８】
放射線硬化樹脂スピンコート工程S１０では、放射線硬化樹脂３３'（図７ｃ参照）を第１反射層３６（図７参照、以下同じ）または第２記録層３４にスピンコートする。基板接着工程S２０では、第１基板３１と第２基板３５を接着し、各基板の接着面が記録層を有するデータ面である。
【００３９】
スペーサ層形成工程S３０では、放射線で放射線硬化樹脂３３'を照射することにより、硬化のスペーサ層３３を形成することで、光情報記録媒体３０が完成される。
【００４０】
図９に示す本実施形態においては、第１誘電体層の形成工程S４０がさらに含まれている。この実施形態について図１０を参照して説明する。第１誘電体層の形成工程S４０では、第１反射層３６の反射率を向上するために、第１反射層３６に第１誘電体層３８１を形成する(図１０A参照)。
【００４１】
本実施形態において、第２誘電体層の形成工程S５０がさらに含まれている。第２誘電体層３８２は、第２記録層３４に形成され(図１０B参照)、その材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、酸化タンタル、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００４２】
本実施形態において、第３誘電体層の形成工程S６０がさらに含まれている。第３誘電体層３８３は、第２反射層３７に形成され(図１０B参照)、その材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、硫化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００４３】
本実施形態において、保護層の形成工程S７０がさらに含まれている。ディスクの耐候性を向上し、水蒸気がディスクに入るのを回避するために、第２反射層３７と第２基板３５との間に、保護層３９（図１０には図示なし）を形成する。本実施形態において、保護層３９は、真空スパッタリングによって形成され、その材料が窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒酸化アルミニウム、炭化亜鉛-酸化シリコン、及び炭化珪素のうち少なくとも一つが選ばれる。
【００４４】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、さらに他の実施形態に係る図１１に示すように、第１基板３１に第１記録層の形成工程P１、第１反射層の形成工程P２、第１誘電体層の形成工程S４０、及び第３誘電体層の形成工程S６０を、第２基板３５に保護層の形成工程S７０、第２反射層の形成工程P３、第２記録層の形成工程P４、及び第２誘電体層の形成工程S５０をそれぞれ同時に行い、最後に共同に接着工程P５を行うこともできる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の片面２層デジタルビデオディスクを示す断面図である。
【図２】従来の片面２層デジタルビデオディスクの２P法を示す図である。
【図３】従来の片面２層デジタルビデオディスクの接着工程を示す図である。
【図４】従来の片面２層デジタルビデオディスクの接着工程における平坦化現象を示す図である。
【図５】本発明の光情報記録媒体を示す断面図である。
【図６】本発明の光情報記録媒体の製造方法を説明するフロー図である。
【図７】本発明の光情報記録媒体の製造工程を説明する図である。
【図８】本発明の光情報記録媒体の製造方法を説明するもう一つフロー図である。
【図９】本発明の光情報記録媒体の製造方法を説明する他のフロー図である。
【図１０】本発明の光情報記録媒体の製造工程を説明する他の図である。
【図１１】本発明の光情報記録媒体の製造方法を説明する更に他のフロー図である。
【符号の説明】
【００４７】
３０  光情報記録媒體
３１  第１基板
３２  第１記録層
３３  スペーサ層
３３'  放射線硬化樹脂
３４  第２記録層
３５  第２基板
３６  第１反射層
３７  第２反射層
３８１  第１誘電體層
３８２  第２誘電體層
３８３  第３誘電体層
３９  保護層
P１  第１記録層の形成工程
P２  第１反射層の形成工程
P３  第２反射層の形成工程
P４  第２記録層の形成工程
P５  接着工程
S１０  放射線硬化樹脂のスピンコート工程
S２０  基板の接着工程
S３０  接着層の形成工程
S４０  第１誘電体層の形成工程
S５０  第２誘電体層の形成工程
S６０  第３誘電体層の形成工程
S７０  保護層の形成工程
【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】
2005276403.tif 000008
【図７】
2005276403.tif 000009
【図８】
2005276403.tif 000010
【図９】
2005276403.tif 000011
【図１０】
2005276403.tif 000012
【図１１】
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