(57)【要約】片面多層構造の光ディスクにおいて、ｎ個の情報層を、隣り合う情報層（１，４）の組み合わせにおいて、セクターアドレス部（９，１１）が積層方向において重ならないように形成し、且つ各情報層の間に光学分離層（３）を位置させる。それにより、セクターアドレス部の信号を、隣接する情報層のセクターアドレス部の影響を受けることなく、安定的に再生できる。
2004038706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個（ｎ≧２）の情報層が形成された片面多層構造の光学情報記録媒体であって、各情報層の間に光学分離層が形成されており、当該ｎ個の情報層は、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有し、かつ各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならない光学情報記録媒体。
【請求項２】
各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で他のいずれの情報層のセクターアドレス部とも重ならない請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
ｎ＝２である、請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個（ｎ≧２）の情報層を有する光学情報記録媒体を製造する方法であって、
円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する各情報層を形成すること、
各情報層の間に位置する光学分離層を形成すること、および
各情報層におけるセクターアドレス部が当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることを含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、レーザ光を用いて大容量の情報を記録及び再生する光学情報記録媒体と、その製造方法に関する。
【背景技術】  レーザ光を用いて信号を記録及び再生することのできる光学情報記録媒体として、相変化形光ディスクがある。このうち、信号を繰り返し記録すること及び消去することが可能な相変化型光ディスクにおいては、記録層材料として、一般的にカルコゲン化物を用いる。
また、記録可能な光ディスクまたは記録および消去可能（即ち、書き換え可能）な相変化光ディスクの記録容量を増加させることを目的として、片面２層構成のものが提案されている（例えば、特開２０００−３６１３０号公報参照）。
光ディスクに信号を記録するフォーマットとして、セクターアドレス部を有するセクター構造を用いる方式と、連続記録方式とがある。セクター構造の光ディスクは、記録する情報号を管理する領域と、ユーザが情報信号を記録するデータ領域とが分離された構造となっている。
セクター構造を２以上の記録層を有する片面多層媒体に適用する場合には、隣接する情報層の記録状態により情報層の再生信号が歪むという課題がある。即ち、隣接する記録層に信号が記録されているときと、そうでないときとでは、再生信号振幅および信号レベルが異なる。また、セクターアドレス部は、つねに未記録で、データ部にのみ信号が記録されるため、隣接する情報層のセクターアドレス部とデータ部の境で再生波形が歪むという課題もある。尤も、データ部に記録された情報は、誤り訂正を用いることによって、隣接する情報層のセクターアドレスの影響が実使用上は問題にならないように再生できる。しかし、セクターアドレス部の情報再生においては、誤り訂正を行うとしても「弱い」ものであるために、再生される情報は隣接するセクターアドレス部から影響を直接的に受ける。即ち、片面多層構造の媒体においては、アドレス部の情報再生のエラーに起因して、実使用上問題がより生じやすいといえる。
この問題を解決する手段として、各情報層のセクターアドレス部を積層方向において完全に重ねるというアイデア、および情報層の積層方向で重ね合わせたセクターアドレス部がたとえずれたとしても、セクターアドレス部のずれ量を検出および補正するというアイデアが提案されている（例えば、国際公開ＷＯ００／２３９９０号参照）。しかし、セクターアドレス部を完全に一致させることは、光学情報記録媒体を製造する際に多くの手間とコストを要すると同時に、セクターアドレス部の周辺境界部が隣接する情報層（特にセクターアドレス部）に影響を与えるという課題を根本的に解決するものではない。一方、セクターアドレス部のずれ量を検出して補正するためには、記録再生装置を複雑にすることを要し、その結果、コスト上昇という別の課題がもたらされる。
【発明の開示】
本発明の主たる目的は、上記の課題を解決した片面多層構造の光学情報記録媒体、即ち、隣接する情報層の影響を受けることなくセクターアドレス部の情報を再生できる光学情報記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
本発明の光学情報記録媒体は、基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個（ｎ≧２）の情報層が形成され、各情報層の間に光学分離層が形成されており、かつ、当該ｎ個の情報層は、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する片面多層構造の光学情報記録媒体であって、各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないことを特徴とする。
「情報層」とは、レーザ光の照射により記録マークを形成する記録層を少なくとも含んで成る層をいう。光学分離層とは、ｎ個の情報層のうち、いずれか１つの情報層に情報信号を記録する又は記録した信号を再生する場合に、レーザ光ビームの焦点が他の情報層に合わないように、各情報層同士を十分な距離で分離するために設けられる層をいう。即ち、光学分離層は、各情報層の記録および再生に際して、レーザ光ビームが２以上の情報層を同時に記録し又は２以上の情報層から信号を同時に再生しないように設けられる層である。
ここで、「セクターアドレス部が情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならない」とは、ある１つのセクターアドレス部に沿って情報層の積層方向（即ち、媒体の厚さ方向）で切断した断面において、当該セクターアドレス部の上下に隣接する情報層のセクターアドレス部（境界線を含む）が位置しない状態をいう。したがって、ｎ＝２であるときには、一方の情報層のセクターアドレス部はいずれも、他方の情報層のセクターアドレス部と完全に重ならない。ｎ＝３であるときには、真中に位置する情報層のセクターアドレス部はいずれも、上下に位置する情報層のセクターアドレス部と重ならないが、隣接していない上下の情報層のセクターアドレス部同士は重なっていてもよい。
かかる構成によれば、あるセクターアドレス部の情報を、当該セクターアドレス部が位置する情報層に隣接する情報層のセクターアドレス部の影響を受けることなく、再生することができる。したがって、セクターアドレス部の再生信号の歪を小さくでき、上記目的を達成することができる。
各情報層のセクターアドレス部は、当該情報層の積層方向で他のいずれの情報層のセクターアドレス部とも重ならないことが好ましい。即ち、ある１つのセクターアドレス部に沿って情報層の積層方向で切断した断面において、当該セクターアドレス部以外に他のいずれの情報層のセクターアドレス部も位置しないことが好ましい。この構成は、隣接する情報層だけでなく、離れた情報層のセクターアドレス部の影響をも排除して、セクターアドレス部の再生信号の歪をより小さくする。そのような光学情報記録媒体は、セクターアドレス部以外の要素を透明と仮定して媒体を上方から見たときに、すべてのセクターアドレス部が見えるような構成をとる。ｎ＝２の場合には、必然的にこの構成をとる。ｎ＝３の場合においては、真中の情報層のセクターアドレス部とその上下に位置する情報層のセクターアドレス部が重ならず、かつ上下の情報層のセクターアドレス部同士も重ならないことが好ましい。
本発明はまた、基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個（ｎ≧２）の情報層を有する光学情報記録媒体を製造する方法であって、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する各情報層を形成すること、各情報層の間に位置する光学分離層を形成すること、および各情報層におけるセクターアドレス部が当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることを含む製造方法を提供する。この製造方法により提供される光学情報記録媒体は、上記本発明の光学情報記録媒体である。
各情報層のセクターアドレス部が少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることは、セクターアドレス部同士を完全に重ねることと比較して、より容易である。したがって、本発明の製造方法によれば、セクターアドレス部の再生信号の歪を小さくすることが可能な光学情報記録媒体を、従来の製造方法と比較してより簡易な方法で製造することができる。
本発明の製造方法において、セクター構造を有する情報層は、セクター構造に対応した凹凸を有する基板または光学分離層の表面に、当該凹凸に沿って情報層を構成する記録層等を形成することにより形成される。
位置決めは、情報層の数およびセクター構造等に基づいて、予め行ってよい。あるいは、位置決めは、情報層を順次重ね合わせるときにセクターアドレス部の位置を見ながら、例えば積層される情報層を回転させることによって、その場で実施してよい。あるいはまた、予備的な位置決めを先に行い、さらにその場で情報層等の位置を微調整することにより、位置決めを完了させてよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の片面２層構造の光学情報記録媒体の一実施形態の構造を示す模式図である。
図２は、片面２層構造の光学情報記録媒体の製造方法の一形態における各工程を示す模式図である。
図３は、片面２層構造の光学情報記録媒体の製造方法の別の形態における各工程を示す模式図である。
図４は、図１に示す光学情報記録媒体の第１の情報層および第２の情報層の構造をより具体的に示す模式図である。
発明を実施するための形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る光学情報記録媒体（光ディスク）の構成を示す。図１（ａ）は半径に沿って切断した断面を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、この光学情報記録媒体は、基板１上に第１の情報層２、第２の情報層４、第１の情報層２と第２の情報層４との間に位置する光学分離層３、および保護基板５から構成される。情報信号の記録再生は、基板１側から照射され、対物レンズ６により集光したレーザ光ビーム７を用いて行う。第１の情報層２の記録再生は、基板１を通過したレーサ光ビーム７を用いて行う。第２の情報層４への記録再生は、第１の情報層２をさらに透過したレーザ光ビーム７を用いて行う。
図１（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、第１の情報層２および第２の情報層４のセクタ構造を示す。図１（ｂ）に示すように第１の情報層２は、表面に情報信号を記録再生するためのデータ部８と記録するデータ位置を管理するためのセクターアドレス部９とからなる。データ部８は、トラッキング用のガイド溝またはサンプルピットをスパイラル状に備え、セクターアドレス部９は、アドレス情報に対応したパターンからなるアドレスピット列を備える。一般に、情報層のガイド溝およびアドレスピットは、基板１または光学分離層３の表面に形成された凹凸に沿って情報層が形成された結果として、得られる。したがって、第１の情報層２のガイド溝およびアドレスピットの寸法、形状、数および位置等を所望のものとするには、それに対応する凹凸が形成された基板１または光学分離層３を作製する又は選択し、当該凹凸を有する表面に第１の情報層を形成する必要がある。
図１（ｃ）に示すように、第２の情報層４は、第１の情報層２と同様にデータ部１０およびセクターアドレス部１１を有し、そのパターン（即ち、そのセクター配置およびセクター数）は第１の情報層２と同じである。セクター構造のパターンが同じ２つの情報層は、レーザ光ビーム７側から見て同じ表面形状（即ち、ピットおよびガイド溝により形成される凹凸パターン）を有する。第２の情報層４のセクタ構造は、保護基板５または光学分離層３の表面の凹凸により付与される。
本発明の光学情報記録媒体において、第１の情報層２と第２の情報層４は、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、円周方向の相対的な位置が完全にずれて、セクターアドレス部９および１１の円周方向の相対的な位置が、どの部分においても一致しない（重ならない）ように配置される。前述のように、第１の情報層２と第２の情報層４とは、セクターアドレス構造が一致する構成のものであるから、かかる配置を実現するためには、両セクターアドレスが完全にずれるように位置決めしてから、光学分離層３を介して２つの情報層を積層する必要がある。
次に、本発明の光学情報記録媒体の製造方法を説明する。図２は片面２層構造の光学情報記録媒体の製造方法を示す。図２（ａ）に示す第１の成膜工程では、円周方向に分割されたセクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝に対応する凹凸を有する基板１上に第１の情報層２を形成する。同様に、図２（ｂ）に示す第２の成膜工程では、第２の基板５の上に第２の情報層４を形成する。第２の基板５は、第１の基板１と同様に、円周方向に分割されたセクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝に対応する凹凸を有する。第２の基板５は、最終的に得られる光学情報記録媒体において、保護基板５となる。また、この製造方法においては、第２の情報層４と第１の情報層２とが対向するように、第１の基板１と第２の基板５とを貼り合わせる。そのため、図４に示すように、第５の基板に形成される凹凸は、第１の基板１に形成された凹凸と相補的な関係にある。即ち、最終的に得られる光学情報記録媒体において、第１の基板１においてガイド溝を構成する凹部は、第２の基板５においてガイド溝を構成する凸部と重なる関係にあり、それにより、当該部分に形成される第１の情報層２および第２の情報層４はともにレーザ光ビームから見て近い側にあるグルーブ面Ｇを形成することとなる。
図２（ｃ）に示す塗布工程では、接着剤１０１を第２の情報層４上に塗布する。ここでは接着剤として紫外線硬化樹脂を用いた形態を示す。塗布は、例えば、スピンコート法により実施される。接着剤１０１は、最終的に得られる光学情報記録媒体において、光学分離層３となる。
図２（ｄ）に示す接着工程では、第１の基板１上の第１の情報層２と、第２の保護基板５上に形成された第２の情報層４を、接着剤１０１を介して対向させて、重ね合わせる。２つの情報層の重ね合わせは、予め第１の情報層２のセクターアドレス部９と第２の情報層４のセクターアドレス部１１とが重ならないように位置決めしておき、この位置決めに従って実施する。より具体的には、２つの情報層１および４は、セクターアドレス部９および１１が重ならない位置関係を満たすように対面させた後、２つの基板１および５のいずれか一方を水平移動させることにより重ね合わせてよい。あるいは、２つの情報層の重ね合わせは、セクターアドレス部９および１１の位置を確認しながら、両者が積層方向において重ならないように実施してよい。即ち、セクターアドレス部９および１１の位置決めは、２つの情報層２および４を重ね合わせるときに、その場で実施してよい。その場で行う位置決めは、例えば、第１の基板１および第２の基板５の一方または両方を回転させることにより実施する。セクターアドレス部９および１１は、例えば、両者を情報層の積層方向において略一致させた状態から、第１の基板１および第２の基板５の一方または両方を僅かに回転させることによって、互いに完全にずれた状態となる。
いずれの方法で位置決めを行う場合でも、セクターアドレス部９および１１が互いにずれていることは、例えば、２つの情報層２および４を重ね合わせた状態にて、光学情報記録媒体をレーザ光ビームを入射する側から目視することによって確認できる。データ部とセクターアドレス部とでは異なるように光が反射されるため、目視によりセクターアドレス部の存否を観察することは容易である。図示したような片面２層構造の光学情報記録媒体については、目視により観察されるセクターアドレス部の数の合計が、２つの情報層２および４に形成したセクターアドレス部の数の合計になれば、セクターアドレス部９および１１が積層方向において一致していないと確認できる。
接着工程では、基板間の接着剤１０１の厚さが均一になるように必要に応じて、さらに回転および／または加圧を行う。
次に、図２（ｅ）に示す硬化工程を実施する。硬化工程は、接着工程において基板１のセクターアドレス部９と基板２のセクターアドレス部１１の位置が円周方向において相対的に完全にずれる位置で、２つの情報層２および４を重ね合わせた後に実施する。図示した形態においては、第１の基板１側から紫外線ランプの光を照射することにより接着剤１０１を硬化させる。
以上の工程により、２つの情報層間で円周方向のセクター位置の完全なずれが生じている片面２層構造の光学情報記録媒体が得られる。
基板に形成した２つの情報層を重ね合わせる他の方法は、樹脂製の円形シートを用いる方法である。この方法は、第１の情報層と第２の情報層とを分離するために樹脂製の円形シートを用いて、片面２層構造の光学情報記録媒体を製造する方法である。この方法においては、第１の情報層と第２の情報層のセクターアドレス部が完全にずれるように２つの情報層を樹脂シートの両面に配置して、樹脂シートに基板と保護基板を貼り合わせる。情報層を形成した２つの基板と樹脂シートとは、粘着剤または紫外線硬化樹脂等を用いて貼り合わせる。より具体的には、いずれか一方の基板を樹脂シートに貼り合わせた後、予め行った位置決めの結果に従って、および／またはその場で位置決めして、他方の基板を樹脂シートに貼り合わせることにより、２つの情報層を重ね合わせる。
以上のようにして作成した、片面２層構造の光学情報記録媒体は、セクターアドレス部９を再生する際、隣接する情報層のセクターアドレス部の影響による再生信号の歪みが無くなる又は小さくなるという利点を有し、したがって、この媒体に記録された信号は良好な再生特性を有し、検出エラーが発生しない又は減少するものとなる。
次に、本発明の製造方法の別の形態として、光学分離層を２Ｐ（ｐｈｏｔｏ−ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）で形成する方法を説明する。この製造方法においては、第２の情報層のセクター構造は、光学分離層の表面のスタンパで凹凸を付与し、当該凹凸を付与した面に第２の情報層を成膜することにより形成される。
図３は、２Ｐ法で光学分離層を形成する工程を含む、片面２層構造の光学情報記録媒体の製造方法を示す。図３（ａ）に示す工程は、セクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝を有する基板１上に第１の情報層２を形成する。この工程は図２（ａ）に示す工程と同じである。
図３（ｂ）に示す工程は、表面に凹凸を有するスタンパ１１１の上に、光学分離層３となる透明な樹脂１１２を塗布する工程である。スタンパ１１１表面の凹凸は、第２の情報層に形成すべきセクター構造に応じて形成される。透明樹脂層１１２は、例えば、紫外線硬化樹脂である。
図３（ｃ）に示す工程は、第１の情報層２を形成した第１の基板１を、第１の情報層２をスタンパ１１１に対向させて、樹脂層１１２に接着させる工程である。この工程は、２つの情報層のセクターアドレス部が重ならないように予め位置決めし、この位置決めに従って実施してよい。この方法では、第２の情報層のセクターアドレス部の位置は、スタンパの凹凸の位置に基づいて決定される。接着工程は、より具体的には、スタンパ１１１および第１の情報層２を形成した第１の基板１を、セクターアドレス部が重ならない位置関係を満たすように対面させた後、いずれか一方を水平移動させることにより実施してよい。あるいは、位置決めは、スタンパ１１１および／または第１の基板１を回転させることにより、その場で実施してよい。さらに、この工程においては、第１の基板１とスタンパ１１１との間の距離が一定となるように、必要に応じて加圧および／または回転を実施する。次に、紫外線を第１の基板１の側から照射して、樹脂層１１２を硬化させる。
図３（ｄ）に示す工程は、スタンパ１１１と樹脂層１１２との境界で、第１の基板１をスタンパ１１１から剥離する工程である。このようにして、第１の情報層２の表面に表面に凹凸を有する光学分離層３が形成される。
図３（ｅ）に示す工程は、光学分離層３の表面に第２の情報層４を成膜する工程である。この工程が終了した後、第２の情報層４に保護基板５を積層する。
図３に示す製造方法の変形例として、保護基板５となる第２の基板５にまず第２の情報層４を成膜し、第２の情報層４の上に光学分離層３を形成する方法がある。この製造方法によれば、最後に、第１の情報層２の上に第１の基板１を、例えばスピンコート法により、薄い膜として形成することができる。第１の基板１の厚さを薄くした光学情報記録媒体は、例えば、短波長のレーザ光ビームで情報を記録および再生するのに適している。
片面２層構造の光学情報記録媒体において、各情報層は、集光されたレーザ光ビームを吸収することにより光学的な性質が変化し、かつ変化した状態がレーザ光ビーム７により識別可能である薄膜を記録層として含む。各情報層の記録層に記録された情報信号は、第１の情報層２および第２の情報層４にレーザビーム光７を照射し、反射光の強度変化を検出することにより再生する。再生に際しては、照射したレーザビーム光７が、再生する情報層に正しく集光されることが重要である。特に、第１の情報層２は、第２の情報層４に十分な強度の光が到達するように、記録に用いるレーザビーム光７の波長に対して、３０〜８０％の透過率を有することが望ましい。
第２の情報層４への情報の記録および記録した情報の再生は、第１の情報層２を透過したレーザビーム光７で実施される。そのため、第２の情報層４を構成する記録層は、記録に用いるレーザ光の波長に対して光吸収率が高く、かつ、再生に用いるレーザビーム光７の波長に対して、反射率が高いことが望ましい。
以下に、本発明の光学情報記録媒体を構成する各要素についてより具体的に説明する。
図４に、本発明の光学情報記録媒体の第１の情報層２および第２の情報層４の構造をより詳細に示す。図４に示す媒体において、第１の情報層２は、第１の記録層２３と、その両面を保護する２つの保護層２１および２５とで構成されている。第２の情報層は、第２の記録層４３と、その両面を保護する２つの保護層４１および４５と、反射層４７とで構成されている。２つの情報層２および４は、光学分離層３で分離されている。図示した形態において、２つの情報層はともにランドグルーブ構造のガイド溝を有する。図４においては、レーザ光ビーム７により近い側の面をグルーブ面として「Ｇ」で示している。
最初に、基板１および保護基板５について説明する。基板１は、照射するレーザ光の波長に対して透明である材料から成る。かかる材料は、ポリカーボネートおよびＰＭＭＡなどの樹脂、ならびにガラス材料である。基板１の第の１情報層を形成する側の表面には、セクターアドレス部９を構成するアドレスピットが形成され、さらに図示するようなガイド溝に対応する凹凸が必要に応じて形成される。ガイド溝はレーザ光ビーム７を導くための連続した溝であり、トラックとも称される。表面に凹凸を有する基板は、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）で採用されているマスタリング工程を適用して形成される。
基板１の厚さは、通常０．５〜０．７ｍｍ程度である。上述のように光学分離層３を２Ｐ法で第２の基板５に形成された第２の情報層４に形成する場合には、基板１はスピンコート法等により形成される薄い基板であってもよい。
保護基板５は、光情報記録媒体全体の反りを抑制するためには、基板１と同じ材料で形成されることが好ましく、基板１と同じ厚さを有することが好ましい。尤も、基板５は、照射するレーザ光の波長に対して透明である必要は必ずしもない。基板５もまた、基板１と同様に、マスタリング工程を適用して形成され、光学分離層を２Ｐ法で形成する場合にはスピンコート法で形成されてよい。
保護層２１、２５、４１および４５を構成する材料は、物理的および化学的に安定である、すなわち、第１の記録層２３および第２の記録層４３を構成する材料の融点よりも融点及び軟化温度が高く、かつ記録層材料と相固溶しないものであることが好ましい。さらに、保護層は、レーザ光の波長に対して透明であることが好ましい。保護層を構成する材料は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＺｎＳ、ＡｌＮｘ、ＢＮ、ＳｉＮｘ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＰｂＦ２、およびＭｇＦ２等の誘電体から選択される材料、またはこれらの適当な組み合わせである。保護層が誘電体で形成される場合には、保護層は誘電体層とも称される。尤も、保護層は、必ずしも誘電体もしくは透明材料である必要はなく、たとえば、可視光線及び赤外線に対して光吸収性をもつＺｎＴｅ等で形成してもよい。図示した４つの保護層２１、２５、４１および４５のうち、少なくとも１つの保護層を他の保護層とは異なる材料で形成してよく、例えば４つの保護層を全て異なる材料で形成してもよい。その場合には、熱的及び光学的なディスク設計の自由度が大きくなる利点がある。尤も、４つの保護層は全て同じ材料で形成してよい。保護層は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
各保護層の厚さは、記録再生に用いるレーザ光の波長に応じて適宜選択される。通常、各保護層の厚さは、２０〜２００ｎｍの範囲内にある。１つの記録層の上下に位置する保護層は、同じ厚さである必要はなく、一方を薄い層とし、他方を厚い層としてもよい。
第１の記録層２３および第２の記録層４３は、レーザ光の照射によって、相変化を起こし、記録マークが形成される層である。相変化が可逆的であれば、消去や書き換えを行うことができる。相変化は、一般には、結晶相と非晶質相との間で生じる。相変化は、結晶相−結晶相間で生じることもある。記録層を構成する相変化材料は、例えば、Ｔｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分とする材料である。より具体的には、相変化材料として、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、およびＩｎ−Ｓｅ−Ｔｅなどが挙げられる。なかでも記録消去の繰り返し特性が良好な材料及びその材料組成を実験によって調べたところ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素系を主成分とした構成が好ましいことがわかった。それぞれの元素の原子量比をＧｅｘＳｂｙＴｅｚと表すと、０．１０≦ｘ≦０．３５、０．１０≦ｙ、０．４５≦ｚ≦０．６５（ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される組成が特に優れている。各記録層の厚さは、例えば、１０〜１５ｎｍ程度とする。記録層は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
第１の記録層２３と第２の記録層４３とは、同じ材料で形成してもよく、異なる材料で形成してもよい。また、２つの記録層は、互いに異なる厚さであってもよい。いずれの場合でも、第１の情報層２全体が前述の透過率を有するように、第１の記録層２３の材料および／または厚さを適宜選択する。
結晶相−非晶質相間で相変化する材料から成る記録層は、通常非晶質状態で成膜され、必要に応じて初期化工程に付される。初期化工程は、非晶質状態である記録層を結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。
光学分離層３は、第１の情報層２と第２の情報層４との間に配置される中間層である。光学分離層の機能は前述のとおりである。光学分離層３の厚さは、通常１０μｍ以上１００μｍ以下であり、望ましくは３０μｍ以上６０μｍ以下である。光学分離層３は、第２の情報層４に信号を記録し、記録した信号を再生する際に照射するレーザ光の波長に対して透明な材料で形成される。第２の情報層４で十分な光量を確保するためである。光学分離層３は、例えば、エポキシ系の紫外線硬化樹脂で形成される。光学分離層３を樹脂シートの貼り合わせにより形成する場合には、樹脂シートとして、光ディスク貼り合わせ用の両面テープ（たとえば日東電工（株）の粘着シートＤＡ−８３２０）等を使用できる。
反射層４７は、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、およびＣｒ等から選択される金属元素またはこれらの合金から成る。反射層４７は、第２の記録層４３の光吸収効率を高める働きをするため、好ましく設けられる。反射層４７の厚さは、通常、５０〜１８０ｎｍである。反射層４７は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
反射層４７は、基板上に形成した２つの情報層を貼り合わせる方法によって光学情報記録媒体を製造する場合には、保護基板５となる基板の表面に形成される。その場合には、当該反射層の表面に、第２の情報層を構成する保護層４５、記録層４３、および保護層４１がこの順に形成される。図３に示すように、光学分離層３を２Ｐ法によって形成する場合には、反射層４７は保護層４５の上に形成される。
以上において、片面２層構造の光学情報記録媒体の実施形態の一例を説明した。光学情報記録媒体は、必要に応じて、さらに別の層を含んでよい。例えば、図４に示す形態において、各記録層と各保護層との間に界面層を形成してもよい。界面層は、保護層と記録層との間の元素の相互拡散を防止するために設けられる。界面層は、例えば、窒化物または炭化物であり、たとえば一般式Ｘ−ＮまたはＸ−Ｏ−Ｎで表される材料であり、ここで、Ｘは好ましくはＧｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、ＡｌおよびＴｅから選択される少なくとも１つの元素である。
また、第１の情報層において、反射層を設けてもよい。当該反射層は、第１の情報層全体が前述の透過率を有するように、材料および厚さを適宜選択して形成される。
本発明の光学情報記録媒体は、ｎ＝２の片面２層構造のものに限定されるものではなく、３以上の情報層を有してよい。３以上の情報層を有する場合においても、各セクターアドレス部を少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部が情報層の積層方向において重ならないように配置することにより、本発明の目的を達成することができる。３以上の情報層を有する本発明の光学情報記録媒体は、例えば、光学分離層を上述の２Ｐ法を用いて形成する工程、およびその表面に情報層を形成する工程を繰り返すことにより製造される。その場合でも、各情報層のセクターアドレス部が隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように、情報層を形成した基板および／またはスタンパを適切に配置して、各光学分離層を情報層の表面に形成する必要がある。
本発明の光学情報記録媒体は、各情報層の構成、光学分離層の厚さおよび基板の厚さ等を適宜選択することにより、例えば、波長６６０ｎｍ付近の赤色域のレーザ光ビームで記録再生する媒体として構成される。あるいは、本発明の光学情報記録媒体は、波長約４０５ｎｍの青紫色域のレーザ光ビームで記録再生する媒体として構成することもできる。本発明は、記録再生に用いるレーザ光ビームの波長によっては限定されず、セクター構造を有する片面多層構造の光学情報記録媒体のいずれにも適用され得ることに留意すべきである。
【産業上の利用の可能性】
本発明によれば、セクターアドレス部の信号を安定的に再生できる、片面多層構造の光学情報記録媒体が得られるので、本発明は、動画および音声を長時間記録するための大容量光ディスクに好ましく適用される。
【図１】
2004038706.tif 000003
【図２】
2004038706.tif 000004
【図３】
2004038706.tif 000005
【図４】
2004038706.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個(ｎ≧2)の情報層が形成された片面多層構造の光学情報記録媒体であって、各情報層の間に光学分離層が形成されており、当該ｎ個の情報層は、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有し、かつ各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならない光学情報記録媒体。
【請求項２】
各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で他のいずれの情報層のセクターアドレス部とも重ならない請求項1に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
ｎ＝2である、請求項1に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個(ｎ≧2)の情報層を有する光学情報記録媒体を製造する方法であって、
円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する各情報層を形成すること、
各情報層の間に位置する光学分離層を形成すること、および
各情報層におけるセクターアドレス部が当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることを含む製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて大容量の情報を記録及び再生する光学情報記録媒体と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて信号を記録及び再生することのできる光学情報記録媒体として、相変化形光ディスクがある。このうち、信号を繰り返し記録すること及び消去することが可能な相変化型光ディスクにおいては、記録層材料として、一般的にカルコゲン化物を用いる。
【０００３】
また、記録可能な光ディスクまたは記録および消去可能(即ち、書き換え可能)な相変化光ディスクの記録容量を増加させることを目的として、片面2層構成のものが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
光ディスクに信号を記録するフォーマットとして、セクターアドレス部を有するセクター構造を用いる方式と、連続記録方式とがある。セクター構造の光ディスクは、記録する情報号を管理する領域と、ユーザが情報信号を記録するデータ領域とが分離された構造となっている。
【０００５】
セクター構造を2以上の記録層を有する片面多層媒体に適用する場合には、隣接する情報層の記録状態により情報層の再生信号が歪むという課題がある。即ち、隣接する記録層に信号が記録されているときと、そうでないときとでは、再生信号振幅および信号レベルが異なる。また、セクターアドレス部は、つねに未記録で、データ部にのみ信号が記録されるため、隣接する情報層のセクターアドレス部とデータ部の境で再生波形が歪むという課題もある。尤も、データ部に記録された情報は、誤り訂正を用いることによって、隣接する情報層のセクターアドレスの影響が実使用上は問題にならないように再生できる。しかし、セクターアドレス部の情報再生においては、誤り訂正を行うとしても「弱い」ものであるために、再生される情報は隣接するセクターアドレス部から影響を直接的に受ける。即ち、片面多層構造の媒体においては、アドレス部の情報再生のエラーに起因して、実使用上問題がより生じやすいといえる。
【０００６】
この問題を解決する手段として、各情報層のセクターアドレス部を積層方向において完全に重ねるというアイデア、および情報層の積層方向で重ね合わせたセクターアドレス部がたとえずれたとしても、セクターアドレス部のずれ量を検出および補正するというアイデアが提案されている(例えば、特許文献２参照)。しかし、セクターアドレス部を完全に一致させることは、光学情報記録媒体を製造する際に多くの手間とコストを要すると同時に、セクターアドレス部の周辺境界部が隣接する情報層(特にセクターアドレス部)に影響を与えるという課題を根本的に解決するものではない。一方、セクターアドレス部のずれ量を検出して補正するためには、記録再生装置を複雑にすることを要し、その結果、コスト上昇という別の課題がもたらされる。
【特許文献１】特開2000-36130号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ00/23990号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主たる目的は、上記の課題を解決した片面多層構造の光学情報記録媒体、即ち、隣接する情報層の影響を受けることなくセクターアドレス部の情報を再生できる光学情報記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学情報記録媒体は、基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個(ｎ≧2)の情報層が形成され、各情報層の間に光学分離層が形成されており、かつ、当該ｎ個の情報層は、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する片面多層構造の光学情報記録媒体であって、各情報層のセクターアドレス部が、当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないことを特徴とする。
【０００９】
「情報層」とは、レーザ光の照射により記録マークを形成する記録層を少なくとも含んで成る層をいう。光学分離層とは、ｎ個の情報層のうち、いずれか1つの情報層に情報信号を記録する又は記録した信号を再生する場合に、レーザ光ビームの焦点が他の情報層に合わないように、各情報層同士を十分な距離で分離するために設けられる層をいう。即ち、光学分離層は、各情報層の記録および再生に際して、レーザ光ビームが2以上の情報層を同時に記録し又は2以上の情報層から信号を同時に再生しないように設けられる層である。
【００１０】
ここで、「セクターアドレス部が情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならない」とは、ある1つのセクターアドレス部に沿って情報層の積層方向(即ち、媒体の厚さ方向)で切断した断面において、当該セクターアドレス部の上下に隣接する情報層のセクターアドレス部(境界線を含む)が位置しない状態をいう。したがって、ｎ＝2であるときには、一方の情報層のセクターアドレス部はいずれも、他方の情報層のセクターアドレス部と完全に重ならない。ｎ＝3であるときには、真中に位置する情報層のセクターアドレス部はいずれも、上下に位置する情報層のセクターアドレス部と重ならないが、隣接していない上下の情報層のセクターアドレス部同士は重なっていてもよい。
【００１１】
かかる構成によれば、あるセクターアドレス部の情報を、当該セクターアドレス部が位置する情報層に隣接する情報層のセクターアドレス部の影響を受けることなく、再生することができる。したがって、セクターアドレス部の再生信号の歪を小さくでき、上記目的を達成することができる。
【００１２】
各情報層のセクターアドレス部は、当該情報層の積層方向で他のいずれの情報層のセクターアドレス部とも重ならないことが好ましい。即ち、ある1つのセクターアドレス部に沿って情報層の積層方向で切断した断面において、当該セクターアドレス部以外に他のいずれの情報層のセクターアドレス部も位置しないことが好ましい。この構成は、隣接する情報層だけでなく、離れた情報層のセクターアドレス部の影響をも排除して、セクターアドレス部の再生信号の歪をより小さくする。そのような光学情報記録媒体は、セクターアドレス部以外の要素を透明と仮定して媒体を上方から見たときに、すべてのセクターアドレス部が見えるような構成をとる。ｎ＝2の場合には、必然的にこの構成をとる。ｎ＝3の場合においては、真中の情報層のセクターアドレス部とその上下に位置する情報層のセクターアドレス部が重ならず、かつ上下の情報層のセクターアドレス部同士も重ならないことが好ましい。
【００１３】
本発明はまた、基板の上に、当該基板を経由して照射されるレーザ光によって信号を記録および再生できるｎ個(ｎ≧2)の情報層を有する光学情報記録媒体を製造する方法であって、円周方向に分割されたセクターアドレス部と情報信号を記録するためのデータ部とを有するセクター構造を有する各情報層を形成すること、各情報層の間に位置する光学分離層を形成すること、および各情報層におけるセクターアドレス部が当該情報層の積層方向で少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることを含む製造方法を提供する。この製造方法により提供される光学情報記録媒体は、上記本発明の光学情報記録媒体である。
【００１４】
各情報層のセクターアドレス部が少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように位置決めすることは、セクターアドレス部同士を完全に重ねることと比較して、より容易である。したがって、本発明の製造方法によれば、セクターアドレス部の再生信号の歪を小さくすることが可能な光学情報記録媒体を、従来の製造方法と比較してより簡易な方法で製造することができる。
【００１５】
本発明の製造方法において、セクター構造を有する情報層は、セクター構造に対応した凹凸を有する基板または光学分離層の表面に、当該凹凸に沿って情報層を構成する記録層等を形成することにより形成される。
【００１６】
位置決めは、情報層の数およびセクター構造等に基づいて、予め行ってよい。あるいは、位置決めは、情報層を順次重ね合わせるときにセクターアドレス部の位置を見ながら、例えば積層される情報層を回転させることによって、その場で実施してよい。あるいはまた、予備的な位置決めを先に行い、さらにその場で情報層等の位置を微調整することにより、位置決めを完了させてよい。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る光学情報記録媒体(光ディスク)の構成を示す。図1(ａ)は半径に沿って切断した断面を示す断面図である。図1(ａ)に示すように、この光学情報記録媒体は、基板1上に第1の情報層2、第2の情報層4、第1の情報層2と第2の情報層4との間に位置する光学分離層3、および保護基板5から構成される。情報信号の記録再生は、基板1側から照射され、対物レンズ6により集光したレーザ光ビーム7を用いて行う。第1の情報層2の記録再生は、基板1を通過したレーサ光ビーム7を用いて行う。第2の情報層4への記録再生は、第1の情報層2をさらに透過したレーザ光ビーム7を用いて行う。
【００１８】
図1(ｂ)および(ｃ)はそれぞれ、第1の情報層2および第2の情報層4のセクター構造を示す。図1(ｂ)に示すように第1の情報層2は、表面に情報信号を記録再生するためのデータ部8と記録するデータ位置を管理するためのセクターアドレス部9とからなる。データ部8は、トラッキング用のガイド溝またはサンプルピットをスパイラル状に備え、セククーアドレス部9は、アドレス情報に対応したパターンからなるアドレスピット列を備える。一般に、情報層のガイド溝およびアドレスピットは、基板1または光学分離層3の表面に形成された凹凸に沿って情報層が形成された結果として、得られる。したがって、第1の情報層2のガイド溝およびアドレスピットの寸法、形状、数および位置等を所望のものとするには、それに対応する凹凸が形成された基板1または光学分離層3を作製する又は選択し、当該凹凸を有する表面に第1の情報層を形成する必要がある。
【００１９】
図1(ｃ)に示すように、第2の情報層4は、第1の情報層2と同様にデータ部10およびセクターアドレス部11を有し、そのパターン(即ち、そのセクタ一配置およびセクター数)は第1の情報層2と同じである。セクター構造のパターンが同じ2つの情報層は、レーザ光ビーム7側から見て同じ表面形状(即ち、ピットおよびガイド溝により形成される凹凸パターン)を有する。第2の情報層4のセクター構造は、保護基板5または光学分離層3の表面の凹凸により付与される。
【００２０】
本発明の光学情報記録媒体において、第1の情報層2と第2の情報層4は、図１(ｂ)および(ｃ)に示すように、円周方向の相対的な位置が完全にずれて、セクターアドレス部9および11の円周方向の相対的な位置が、どの部分においても一致しない(重ならない)ように配置される。前述のように、第1の情報層2と第2の情報層4とは、セクターアドレス構造が一致する構成のものであるから、かかる配置を実現するためには、両セクターアドレスが完全にずれるように位置決めしてから、光学分離層3を介して2つの情報層を積層する必要がある。
【００２１】
次に、本発明の光学情報記録媒体の製造方法を説明する。図2は片面2層構造の光学情報記録媒体の製造方法を示す。図2(ａ)に示す第1の成膜工程では、円周方向に分割されたセクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝に対応する凹凸を有する基板1上に第1の情報層2を形成する。同様に、図2(ｂ)に示す第2の成膜工程では、第2の基板5の上に第2の情報層4を形成する。第2の基板5は、第1の基板1と同様に、円周方向に分割されたセクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝に対応する凹凸を有する。第2の基板5は、最終的に得られる光学情報記録媒体において、保護基板5となる。また、この製造方法においては、第2の情報層4と第1の情報層2とが対向するように、第1の基板1と第2の基板5とを貼り合わせる。そのため、図4に示すように、第5の基板に形成される凹凸は、第1の基板1に形成された凹凸と相補的な関係にある。即ち、最終的に得られる光学情報記録媒体において、第1の基板1においてガイド溝を構成する凹部は、第2の基板5においてガイド溝を構成する凸部と重なる関係にあり、それにより、当該部分に形成される第1の情報層2および第2の情報層4はともにレーザ光ビームから見て近い側にあるグルーブ面Ｇを形成することとなる。
【００２２】
図2(ｃ)に示す塗布工程では、接着剤101を第2の情報層4上に塗布する。ここでは接着剤として紫外線硬化樹脂を用いた形態を示す。塗布は、例えば、スピンコート法により実施される。接着剤101は、最終的に得られる光学情報記録媒体において、光学分離層3となる。
【００２３】
図2(ｄ)に示す接着工程では、第1の基板1上の第1の情報層2と、第2の保護基板5上に形成された第2の情報層4を、接着剤101を介して対向させて、重ね合わせる。2つの情報層の重ね合わせは、予め第1の情報層2のセクターアドレス部9と第2の情報層4のセクターアドレス部11とが重ならないように位置決めしておき、この位置決めに従って実施する。より具体的には、2つの情報層1および4は、セクターアドレス部9および11が重ならない位置関係を満たすように対面させた後、2つの基板1および5のいずれか一方を水平移動させることにより重ね合わせてよい。あるいは、2つの情報層の重ね合わせは、セクターアドレス部9および11の位置を確認しながら、両者が積層方向において重ならないように実施してよい。即ち、セクターアドレス部9および11の位置決めは、2つの情報層2および4を重ね合わせるときに、その場で実施してよい。その場で行う位置決めは、例えば、第1の基板1および第2の基板5の一方または両方を回転させることにより実施する。セクターアドレス部9および11は、例えば、両者を情報層の積層方向において略一致させた状態から、第1の基板1および第2の基板5の一方または両方を僅かに回転させることによって、互いに完全にずれた状態となる。
【００２４】
いずれの方法で位置決めを行う場合でも、セクターアドレス部9および11が互いにずれていることは、例えば、2つの情報層2および4を重ね合わせた状態にて、光学情報記録媒体をレーザ光ビームを入射する側から目視することによって確認できる。データ部とセクターアドレス部とでは異なるように光が反射されるため、目視によりセクターアドレス部の存否を観察することは容易である。図示したような片面2層構造の光学情報記録媒体については、目視により観察されるセクターアドレス部の数の合計が、2つの情報層2および4に形成したセクターアドレス部の数の合計になれば、セクターアドレス部9および11が積層方向において一致していないと確認できる。
【００２５】
接着工程では、基板間の接着剤101の厚さが均一になるように必要に応じて、さらに回転および/または加圧を行う。
【００２６】
次に、図2(ｅ)に示す硬化工程を実施する。硬化工程は、接着工程において基板1のセクターアドレス部9と基板2のセクターアドレス部11の位置が円周方向において相対的に完全にずれる位置で、2つの情報層2および4を重ね合わせた後に実施する。図示した形態においては、第1の基板1側から紫外線ランプの光を照射することにより接着剤101を硬化させる。
【００２７】
以上の工程により、2つの情報層間で円周方向のセクター位置の完全なずれが生じている片面2層構造の光学情報記録媒体が得られる。
【００２８】
基板に形成した2つの情報層を重ね合わせる他の方法は、樹脂製の円形シートを用いる方法である。この方法は、第1の情報層と第2の情報層とを分離するために樹脂製の円形シートを用いて、片面2層構造の光学情報記録媒体を製造する方法である。この方法においては、第1の情報層と第2の情報層のセクターアドレス部が完全にずれるように2つの情報層を樹脂シートの両面に配置して、樹脂シートに基板と保護基板を貼り合わせる。情報層を形成した2つの基板と樹脂シートとは、粘着剤または紫外線硬化樹脂等を用いて貼り合わせる。より具体的には、いずれか一方の基板を樹脂シートに貼り合わせた後、予め行った位置決めの結果に従って、および/またはその場で位置決めして、他方の基板を樹脂シートに貼り合わせることにより、2つの情報層を重ね合わせる。
【００２９】
以上のようにして作成した、片面2層構造の光学情報記録媒体は、セクターアドレス部9を再生する際、隣接する情報層のセクターアドレス部の影響による再生信号の歪みが無くなる又は小さくなるという利点を有し、したがって、この媒体に記録された信号は良好な再生特性を有し、検出エラーが発生しない又は減少するものとなる。
【００３０】
次に、本発明の製造方法の別の形態として、光学分離層を2P(photo-polymerization)法で形成する方法を説明する。この製造方法においては、第2の情報層のセクター構造は、光学分離層の表面のスタンパで凹凸を付与し、当該凹凸を付与した面に第2の情報層を成膜することにより形成される。
【００３１】
図3は、2Ｐ法で光学分離層を形成する工程を含む、片面2層構造の光学情報記録媒体の製造方法を示す。図3(ａ)に示す工程は、セクターアドレス部とデータ部とを備えたセクター構造のガイド溝を有する基板1上に第1の情報層2を形成する。この工程は図2(ａ)に示す工程と同じである。
【００３２】
図3(ｂ)に示す工程は、表面に凹凸を有するスタンパ111の上に、光学分離層3となる透明な樹脂112を塗布する工程である。スタンパ111表面の凹凸は、第2の情報層に形成すべきセクター構造に応じて形成される。透明樹脂層112は、例えば、紫外線硬化樹脂である。
【００３３】
図3(ｃ)に示す工程は、第1の情報層2を形成した第1の基板1を、第1の情報層2をスタンパ111に対向させて、樹脂層112に接着させる工程である。この工程は、2つの情報層のセクターアドレス部が重ならないように予め位置決めし、この位置決めに従って実施してよい。この方法では、第2の情報層のセクターアドレス部の位置は、スタンパの凹凸の位置に基づいて決定される。接着工程は、より具体的には、スタンパ111および第1の情報層2を形成した第1の基板1を、セクターアドレス部が重ならない位置関係を満たすように対面させた後、いずれか一方を水平移動させることにより実施してよい。あるいは、位置決めは、スタンパ111および/または第1の基板1を回転させることにより、その場で実施してよい。さらに、この工程においては、第1の基板1とスタンパ111との間の距離が一定となるように、必要に応じて加圧および/または回転を実施する。次に、紫外線を第1の基板1の側から照射して、樹脂層112を硬化させる。
【００３４】
図3(ｄ)に示す工程は、スタンパ111と樹脂層112との境界で、第1の基板1をスタンパ111から剥離する工程である。このようにして、第1の情報層2の表面に凹凸を有する光学分離層3が形成される。
【００３５】
図3(ｅ)に示す工程は、光学分離層3の表面に第2の情報層4を成膜する工程である。この工程が終了した後、第2の情報層4に保護基板5を積層する。
【００３６】
図3に示す製造方法の変形例として、保護基板5となる第2の基板5にまず第2の情報層4を成膜し、第2の情報層4の上に光学分離層3を形成する方法がある。この製造方法によれば、最後に、第1の情報層2の上に第1の基板1を、例えばスピンコート法により、薄い膜として形成することができる。第1の基板1の厚さを薄くした光学情報記録媒体は、例えば、短波長のレーザ光ビームで情報を記録および再生するのに適している。
【００３７】
片面2層構造の光学情報記録媒体において、各情報層は、集光されたレーザ光ビームを吸収することにより光学的な性質が変化し、かつ変化した状態がレーザ光ビーム7により識別可能である薄膜を記録層として含む。各情報層の記録層に記録された情報信号は、第1の情報層2および第2の情報層4にレーザビーム光7を照射し、反射光の強度変化を検出することにより再生する。再生に際しては、照射したレーザビーム光7が、再生する情報層に正しく集光されることが重要である。特に、第1の情報層2は、第2の情報層4に十分な強度の光が到達するように、記録に用いるレーザビーム光7の波長に対して、30〜80%の透過率を有することが望ましい。
【００３８】
第2の情報層4への情報の記録および記録した情報の再生は、第1の情報層2を透過したレーザビーム光7で実施される。そのため、第2の情報層4を構成する記録層は、記録に用いるレーザ光の波長に対して光吸収率が高く、かつ、再生に用いるレーザビーム光7の波長に対して、反射率が高いことが望ましい。
【００３９】
以下に、本発明の光学情報記録媒体を構成する各要素についてより具体的に説明する。
図4に、本発明の光学情報記録媒体の第1の情報層2および第2の情報層4の構造をより詳細に示す。図4に示す媒体において、第1の情報層2は、第1の記録層23と、その両面を保護する2つの保護層21および25とで構成されている。第2の情報層は、第2の記録層43と、その両面を保護する2つの保護層41および45と、反射層47とで構成されている。2つの情報層2および4は、光学分離層3で分離されている。図示した形態において、2つの情報層はともにランドグルーブ構造のガイド溝を有する。図4においては、レーザ光ビーム7により近い側の面をグルーブ面として「Ｇ」で示している。
【００４０】
最初に、基板1および保護基板5について説明する。基板1は、照射するレーザ光の波長に対して透明である材料から成る。かかる材料は、ポリカーボネートおよびＰＭＭＡなどの樹脂、ならびにガラス材料である。基板1の第1の情報層を形成する側の表面には、セクターアドレス部9を構成するアドレスピットが形成され、さらに図示するようなガイド溝に対応する凹凸が必要に応じて形成される。ガイド溝はレーザ光ビーム7を導くための連続した溝であり、トラックとも称される。表面に凹凸を有する基板は、例えば、コンパクトディスク(ＣＤ)およびデジタル多用途ディスク(ＤＶＤ)で採用されているマスタリング工程を適用して形成される。
【００４１】
基板1の厚さは、通常0.5〜0.7ｍｍ程度である。上述のように光学分離層3を2Ｐ法で第2の基板5に形成された第2の情報層4に形成する場合には、基板1はスピンコート法等により形成される薄い基板であってもよい。
【００４２】
保護基板5は、光情報記録媒体全体の反りを抑制するためには、基板1と同じ材料で形成されることが好ましく、基板1と同じ厚さを有することが好ましい。尤も、基板5は、照射するレーザ光の波長に対して透明である必要は必ずしもない。基板5もまた、基板1と同様に、マスタリング工程を適用して形成され、光学分離層を2Ｐ法で形成する場合にはスピンコート法で形成されてよい。
【００４３】
保護層21、25、41および45を構成する材料は、物理的および化学的に安定である、すなわち、第1の記録層23および第2の記録層43を構成する材料の融点よりも融点及び軟化温度が高く、かつ記録層材料と相固溶しないものであることが好ましい。さらに、保護層は、レーザ光の波長に対して透明であることが好ましい。保護層を構成する材料は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＺｎＳ、ＡｌＮｘ、ＢＮ、ＳｉＮｘ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＰｂＦ２、およびＭｇＦ２等の誘電体から選択される材料、またはこれらの適当な組み合わせである。保護層が誘電体で形成される場合には、保護層は誘電体層とも称される。尤も、保護層は、必ずしも誘電体もしくは透明材料である必要はなく、たとえば、可視光線及び赤外線に対して光吸収性をもつＺｎＴｅ等で形成してもよい。図示した4つの保護層21、25、41および45のうち、少なくとも1つの保護層を他の保護層とは異なる材料で形成してよく、例えば4つの保護層を全て異なる材料で形成してもよい。その場合には、熱的及び光学的なディスク設計の自由度が大きくなる利点がある。尤も、4つの保護層は全て同じ材料で形成してよい。保護層は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
【００４４】
各保護層の厚さは、記録再生に用いるレーザ光の波長に応じて適宜選択される。通常、各保護層の厚さは、20〜200ｎｍの範囲内にある。1つの記録層の上下に位置する保護層は、同じ厚さである必要はなく、一方を薄い層とし、他方を厚い層としてもよい。
【００４５】
第1の記録層23および第2の記録層43は、レーザ光の照射によって、相変化を起こし、記録マークが形成される層である。相変化が可逆的であれば、消去や書き換えを行うことができる。相変化は、一般には、結晶相と非晶質相との間で生じる。相変化は、結晶相−結晶相間で生じることもある。記録層を構成する相変化材料は、例えば、Ｔｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分とする材料である。より具体的には、相変化材料として、Ｔｅ-Ｓｂ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ-Ａｕ、Ｓｂ-Ｓｅ、Ｓｂ-Ｔｅ、Ｓｂ-Ｓｅ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｓｅ、Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｌ、Ｉｎ-Ｓｂ、Ｉｎ-Ｓｂ-Ｓｅ、およびＩｎ-Ｓｅ-Ｔｅなどが挙げられる。なかでも記録消去の繰り返し特性が良好な材料及びその材料組成を実験によって調べたところ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの3元素系を主成分とした構成が好ましいことがわかった。それぞれの元素の原子量比をＧｅｘＳｂｙＴｅｚと表すと、0.10≦ｘ≦0.35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65(ここで、ｘ+ｙ+ｚ＝１）で表される組成が特に優れている。各記録層の厚さは、例えば、10〜15nm程度とする。記録層は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
【００４６】
第1の記録層23と第2の記録層43とは、同じ材料で形成してもよく、異なる材料で形成してもよい。また、2つの記録層は、互いに異なる厚さであってもよい。いずれの場合でも、第1の情報層2全体が前述の透過率を有するように、第1の記録層23の材料および/または厚さを適宜選択する。
【００４７】
結晶相−非晶質相間で相変化する材料から成る記録層は、通常非晶質状態で成膜され、必要に応じて初期化工程に付される。初期化工程は、非晶質状態である記録層を結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。
【００４８】
光学分離層3は、第1の情報層2と第2の情報層4との間に配置される中間層である。光学分離層の機能は前述のとおりである。光学分離層3の厚さは、通常10μｍ以上100μｍ以下であり、望ましくは30μｍ以上60μｍ以下である。光学分離層3は、第2の情報層4に信号を記録し、記録した信号を再生する際に照射するレーザ光の波長に対して透明な材料で形成される。第2の情報層4で十分な光量を確保するためである。光学分離層3は、例えば、エポキシ系の紫外線硬化樹脂で形成される。光学分離層3を樹脂シートの貼り合わせにより形成する場合には、樹脂シートとして、光ディスク貼り合わせ用の両面テープ(たとえば日東電工(株)の粘着シートＤＡ-8320)等を使用できる。
【００４９】
反射層47は、Ａｕ、Ａ１、Ｎｉ、Ｆｅ、およびＣｒ等から選択される金属元素またはこれらの合金から成る。反射層47は、第2の記録層43の光吸収効率を高める働きをするため、好ましく設けられる。反射層47の厚さは、通常、50〜180ｎｍである。反射層47は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはレーザスパッタリング法等によって形成される。
【００５０】
反射層47は、基板上に形成した2つの情報層を貼り合わせる方法によって光学情報記録媒体を製造する場合には、保護基板5となる基板の表面に形成される。その場合には、当該反射層の表面に、第2の情報層を構成する保護層45、記録層43、および保護層41がこの順に形成される。図3に示すように、光学分離層3を2Ｐ法によって形成する場合には、反射層47は保護層45の上に形成される。
【００５１】
以上において、片面2層構造の光学情報記録媒体の実施形態の一例を説明した。光学情報記録媒体は、必要に応じて、さらに別の層を含んでよい。例えば、図4に示す形態において、各記録層と各保護層との間に界面層を形成してもよい。界面層は、保護層と記録層との間の元素の相互拡散を防止するために設けられる。界面層は、例えば、窒化物または炭化物であり、たとえば一般式Ｘ-ＮまたはＸ-Ｏ-Ｎで表される材料であり、ここで、Ｘは好ましくはＧｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、ＡｌおよびＴｅから選択される少なくとも1つの元素である。
【００５２】
また、第1の情報層において、反射層を設けてもよい。当該反射層は、第1の情報層全体が前述の透過率を有するように、材料および厚さを適宜選択して形成される。
【００５３】
本発明の光学情報記録媒体は、ｎ＝2の片面2層構造のものに限定されるものではなく、3以上の情報層を有してよい。3以上の情報層を有する場合においても、各セクターアドレス部を少なくとも隣接する情報層のセクターアドレス部が情報層の積層方向において重ならないように配置することにより、本発明の目的を達成することができる。3以上の情報層を有する本発明の光学情報記録媒体は、例えば、光学分離層を上述の2Ｐ法を用いて形成する工程、およびその表面に情報層を形成する工程を繰り返すことにより製造される。その場合でも、各情報層のセクターアドレス部が隣接する情報層のセクターアドレス部と重ならないように、情報層を形成した基板および/またはスタンパを適切に配置して、各光学分離層を情報層の表面に形成する必要がある。
【００５４】
本発明の光学情報記録媒体は、各情報層の構成、光学分離層の厚さおよび基板の厚さ等を適宜選択することにより、例えば、波長660ｎｍ付近の赤色域のレーザ光ビームで記録再生する媒体として構成される。あるいは、本発明の光学情報記録媒体は、波長約405ｎｍの青紫色域のレーザ光ビームで記録再生する媒体として構成することもできる。本発明は、記録再生に用いるレーザ光ビームの波長によっては限定されず、セクター構造を有する片面多層構造の光学情報記録媒体のいずれにも適用され得ることに留意すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、セクターアドレス部の信号を安定的に再生できる、片面多層構造の光学情報記録媒体が得られるので、本発明は、動画および音声を長時間記録するための大容量光ディスクに好ましく適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図1は、本発明の片面2層構造の光学情報記録媒体の一実施形態の構造を示す模式図である。
【図２】図2は、片面2層構造の光学情報記録媒体の製造方法の一形態における各工程を示す模式図である。
【図３】図3は、片面2層構造の光学情報記録媒体の製造方法の別の形態における各工程を示す模式図である。
【図４】図4は、図1に示す光学情報記録媒体の第1の情報層および第2の情報層の構造をより具体的に示す模式図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2004038706.tif 000012