(57)【要約】大容量化を実現しながら、コストの増大を最小限に抑える。光ディスク１０２は、図の下側から順に基板１０４、該基板１０４上に形成された第１情報記録層１０８、及び該第１情報記録層１０８上に形成された厚さ約２０μｍの第１光透過層１１０を備える。第１光透過層１１０上には第２情報記録層１１４が形成され、該第２情報記録層１１４上に厚さ約９０μｍの第２光透過層１１６が形成される。レーザ光Ｌａは、第２光透過層１１６側から照射され、第１、第２情報記録層１０８、１１４に対する情報信号の記録及び／又は再生が行われる。
2003017267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された第１情報記録層と、該第１情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層と、該第１光透過層上に形成された第２情報記録層と、該第２情報記録層上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層と、を備え、該第２光透過層側から光を照射して、前記第１、第２情報記録層に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
請求項１において、前記第１光透過層の上面の、前記第２情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、前記基板側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
請求項２において、前記第１光透過層の上面の前記偏倚が、該第１光透過層の厚さが半径方向外側に向かうに従って徐々に薄くなるように前記基板側に傾斜する態様とされていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
請求項２又は３において、更に、前記基板の上面の、前記第１情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、該基板の内部側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】
請求項４において、前記基板の上面の前記偏倚が、該基板の厚さが半径方向外側に向かうに従って徐々に薄くなるように前記基板の内部側に傾斜する態様とされていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記第１、第２光透過層が、いずれも紫外線硬化樹脂であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】
ｎを３以上の整数としたときに、基板と、該基板上に形成された第１情報記録層と、該第１情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層と、該第１光透過層上に形成された第２情報記録層と、
該第２情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層と、・・・第（ｎ−１）光透過層上に形成された第ｎ情報記録層と、該第ｎ情報記録層上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第ｎ光透過層と、を順次備え、該第ｎ光透過層側から光を照射して、前記第１、第２、・・・第ｎ情報記録層に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項８】
請求項７において、少なくとも前記第（ｎ−１）光透過層の上面の、前記第（ｎ−１）情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、前記基板側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の光記録媒体を２枚用意し、それぞれの基板側を内側にして貼り合わせることにより、ディスクの両面側から光を照射して、それぞれの側から情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光記録媒体、特に記録容量の増大を低コストで実現することのできる光記録媒体に関する。
背景技術
オーディオ、ビデオ用、その他各種情報を記録する光記録媒体の一形態として、例えばエンボスピットによって情報信号が書き込まれる光ディスクが広く利用されている。光ディスクの最も基本的な形態を図１２に示す。この光ディスク２は、光透過性の成形基板（支持板）４上に反射膜６を有する情報記録層８を備え、その上に紫外線硬化性樹脂等による保護層１２が形成されている。この光ディスク２では、光透過層としての成形基板４側からレーザ光Ｌａを照射することにより、情報記録層８に対して情報信号の再生を行う。
光ディスク２の記録密度は使用するレーザ光Ｌａのスポット径が小さいほど高くできる。スポット径は、λ／ＮＡ（λ：レーザ光の波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）に比例する。従って、スポット径を小さくするには、レーザ光Ｌａの波長λを短くするか、対物レンズの開口数ＮＡを上げる必要がある。
現在レーザ光Ｌａの波長λは、ＣＤ系では７８０ｎｍ、ＤＶＤ系では６５０ｎｍが使用されており、今後はブルーレーザである４００ｎｍ近辺の波長の使用が期待され、波長が短くなった分だけスポット径が小さくなり、記録密度は高くなる。
一方、開口数ＮＡを上げると、コマ収差が大きくなる。開口数ＮＡを上げてもコマ収差を小さく維持するには、レーザ光Ｌａが通過する光透過層（成形基板４）の厚さを薄くしなければならない。
従来、光ディスク２の光透過層（成形基板４）には、射出成形法等で成形された樹脂製の成形品が多用されてきた。しかし、この製法によって成形基板４を現行のＤＶＤより薄く且つ精度良く作製するのは現状の技術では困難である。即ち、図１２に示すような、成形基板４を光透過層として用いる構造の光ディスク２では、レーザ光Ｌａの高ＮＡ化によって記録密度を向上させ、大容量化を図るという手法が製造技術の面から限界に達しているというのが現状である。
これに対して、２つの方向の改良技術が提案されている。
第１の改良の方向は、情報記録層の多層化による大容量化である。
例えば、ＤＶＤ−９では、図１３に示されるような構造で情報記録層を２層化している。即ち、第１の成形基板（光透過層）３０の上面に第１の情報記録層３２を形成し、半透明膜（半透明の反射層）３４で覆っている。全く同様に第２の成形基板３６の上面（図では下側になっている）にも第２の情報記録層３８を形成し、反射膜（反射層）４０で覆っている。第１の基板３０と第２の基板３６は透明接着手段（光透過層）４２を介して貼り合わされ、レーザ光Ｌａの照射により第１の成形基板３０を介して第１、第２の情報記録層３２、３８に対して情報信号の再生が行われる。これにより、情報記録層を多層化する（情報記録層の実質的な面積を倍増する）ことによる大容量化が可能となる。
一方、第２の改良の方向は、あくまでレーザ光の更なる高ＮＡ化により情報記録層における情報信号の記録密度を高め、大容量化を図るというもので、例えば特開平８−２３５６３８号公報、あるいは特開平１１−２０３７２４号公報等に関連技術が開示されている。具体的には図１４に示されるように、光を透過させる必要がない成形基板５０をディスク本体のベースとして射出成形によって厚く形成すると共に、この成形基板５０上に反射層５２を有する情報記録層５４を形成し、その上に光透過性シートの接着、或いはスピンコート法による樹脂コーティング等の手段により（最大でも３００μｍ程度の）極めて薄い光透過層５６を積層形成する。
レーザ光Ｌａはこの薄い光透過層５６側から照射され、情報記録層５４に対する情報の記録及び／又は再生が行われる。このようにすると、成形基板５０側で全体の強度を確保した上で、光透過層５６をより薄く形成することが可能になるため、レーザ光の更なる高ＮＡ化という方向の高密度化（大容量化）が可能となる。
しかしながら、上記第１、第２のいずれの方向の改良技術も、それぞれになお種々の問題を有しているというのが実情である。
例えば、前記第１の改良の方向である「情報記録層の多層化」にあっては、確かに多層化した分、情報記録層の実質的な面積拡大はできるようになるものの、それぞれの情報記録層には、従来通り、厚さの厚い成形基板３６を介してアクセスすることになるため、１層１層についてはこれ以上の高密度化が難しいという問題は残されたままである。即ち、多層化によって面積を拡大した分しか大容量化は期待できない。
一方、前記第２の改良の方向である「薄い光透過層を介した高ＮＡ化により１層当たりの高密度化（大容量化）を図る」という方向での改良においても、当該薄い光透過層を具体的にどのように形成するかについて、なお種々の問題が残されている。
一般的には、この薄い光透過層を形成する方法として、透明シートを成形基板（あるいは支持板）上に接着する方法や、スピンコート法によって樹脂を塗布（コーティング）する方法等が提案されている。
しかし、透明シートを接着する方法は、シート自体の光学特性や厚み精度に厳しいものが要求されるために製造コストが高くなり易い。又、透明シートの厚み精度が良好であっても、接着剤の厚みむら、塗りむらによって光学特性が変化し、ディスク特性が悪化してしまうこともある。従って接着剤の塗布に関しても高い精度が要求され、現状では、なお課題が多い方法である。
又、スピンコート法を用いて樹脂を塗布することによって薄い光透過層を形成する方法は、具体的には成形基板（支持板）をスピンドルによって回転させながら、その表面に液状の紫外線硬化樹脂（塗布液）を流下し、成形基板の回転に従って樹脂が均一に広がるようにして樹脂層をコーティングするというものである。コーティングされた樹脂はその後紫外線を照射し、硬化させる。この方法では、前記スピンドルの回転速度や塗布時間、塗布液の粘度を制御することによってコーティングの厚さ等の態様を調整できる。
しかし、この方法は、コーティング膜表面の均一性の維持が難しく、特に外周部付近においてどうしても塗布液の偏り（盛り上がり）が発生しやすいという問題がある。この盛り上がりは、従来のＣＤやＤＶＤのように、レーザ光学系とディスクとの間に比較的大きな間隔があったときにはそれ程大きな問題とはならなかったが、高ＮＡ化によりレーザ光学系とディスクとの間の隙間が小さい状況においては、無視できない障害となって来ている。
とりわけ比較的厚めにコーティング層を形成した場合には（例えば１００μｍ）、当該盛り上り部の厚み、或いは半径方向の幅が非常に大きくなって情報記録領域にまで入り込んでくることがあるため、そのままでは記録可能領域が減少し、情報信号の記録・再生にも支障を来す虞れがある。又、ときにはレーザ光学系がディスクと衝突してしまう原因ともなってしまう。
この盛り上がり部の処理やコーティング表面の平滑性の維持については、例えば、特開平１１−２０３７２４、同１１−８６３５５、同１１−８６３５６等、多くの文献においてその対処法について種々の提案がなされている。しかし、このことは、換言すると、具体的な方法はともかく、必ず「何らかの手当て」をする必要があるということに外ならず、その分、製造工程の煩雑化とコストの増大化を招いていた。
発明の開示
本発明は、このような従来の問題を「発想の飛躍」によって一挙に解決しようとするもので、「大容量化」に関して著しい効果を得ながら、コストの増大を最小限に抑えることのできる光記録媒体を提供することをその課題としている。
本発明者らは、下記（１）に係る構成の光記録媒体を発案することにより、上記種々の問題を同時に解決した。
（１）基板と、該基板上に形成された第１情報記録層と、該第１情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層と、該第１光透過層上に形成された第２情報記録層と、該第２情報記録層上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層と、を備え、該第２光透過層側から光を照射して、前記第１、第２情報記録層に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
前述したように、反射膜を有する情報記録層上に例えばスピンコート法によって薄い厚さで樹脂コーティングし、この（薄い）樹脂コーティング層を光透過層としてこの側から高ＮＡのレーザ光を照射する手法は、１層当たりの記録密度を飛躍的に向上させることができる点で極めて有望な手法である。
しかし、薄い光透過層は、これを「単独で」形成しようとした場合には、透明シートを接着する方法も、また樹脂コーティングする方法も、上述したように未だ技術的、コスト的に多くの問題を抱えている。
本発明では、この問題を、この光透過層の上面に更に第２の情報記録層を形成するという逆転的、且つ発展的な発想で解決した。
即ち、当該光透過層の上面に更に第２の情報記録層を形成する（転写する）場合、この第２の情報記録層を転写する過程で該光透過層の上面を押さえつける工程が出てくる。本発明ではこれを「第１光透過層の上面の平坦性を確保する手段」として兼用させるようにしたものである。
第１光透過層となるべき樹脂を、例えば成形基板（或いは支持板）とスタンパとで挟まれた空間内に納める場合には、透明シートを使う必要がなく、また、従来避けられなかったコーティング層上面の平滑性の不良や盛り上がりの発生等の問題も一切生じない。即ち、この第２情報記録層を転写するためのスタンパの機能により（換言すると更なる大容量化の実現の過程で）、第１光透過層を形成する上で従来不可避的に存在していた様々な不具合を全て解消することができる。
更に、本発明においては、第２情報記録層についても１７０μｍ以下の第２光透過層を介してレーザ光の照射が行われる。この結果、第１、第２の情報記録層とも、光透過層が薄いことによるレーザ光の更なる高ＮＡ化に基づく高密度記録が可能となる。
勿論、本発明（具体的にはその内特に上記（１）の発明）においても、第２情報記録層に関しては、この上に更に第２光透過層を形成しなければならず、この第２光透過層の形成に関しては（基本的には）従来と同様の不具合が残存する。
しかしながら、それでも本発明の利点は充分に存在する。理由は以下の通りである。
即ち、上記（１）の構成に係る光記録媒体は、第１、第２情報記録層の双方とも、薄い光透過層の側からレーザ光を照射する構成とされている。そのため１層当たりの記録密度を高くすることができ、図１３、あるいは図１４に示したような従来試みられているいずれの改良光記録媒体と比較しても、トータルでの更なる大容量化が実現されており、その付加価値の上昇は極めて大きい。
しかも、それにも拘わらず、上述したように、第１情報記録層上の第１光透過層については、殆ど何らの技術的障害もなく容易に形成することが可能であるため、この部分での価格の上昇は実質的には殆どない。換言すると、本光記録媒体は、従来とそれほど違わないコストで未踏の大容量化を実現しているとも言える。
即ち、仮に第２光透過層形成のために従来の光透過層（図１４の光透過層５６）と同様の工程的、コスト的負担がかかったとしても、１層のみのディスクを製造するときに同一の負担を強いられていた従来品に比べると、その負担は「相対的に」格段に低減する。（１）に係る発明は、これ自体でも得られる効果は非常に大きい。
しかも、或いはその上、本発明者らは、更なる改良構成として、以下の（２）〜（６）に示すような構成を同時に開発したら後に詳述するように、この（２）〜（６）の構成を採用することにより、第２光透過層の形成に関しても不具合の殆ど生じない光記録媒体を得ることができる。
（２）上記基本発明（１）において、前記第１光透過層の上面の、前記第２情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、前記基板側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
（３）上記（２）において、前記第１光透過層の上面の前記偏倚が、該第１光透過層の厚さが半径方向外側に向かうに従って徐々に薄くなるように前記基板側に傾斜する態様とされていることを特徴とする光記録媒体。
（４）上記（２）又は（３）において、更に、前記基板の上面の、前記第１情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、該基板の内部側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
（５）上記（４）において、前記基板の上面の前記偏倚が、該基板の厚さが半径方向外側に向かうに従って徐々に薄くなるように前記基板の内部側に傾斜する態様とされていることを特徴とする光記録媒体。
（６）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記第１、第２光透過層が、いずれも紫外線硬化樹脂であることを特徴とする光記録媒体。
更に、本発明は、その構成の柔軟性を利用すると、（７）〜（９）の構成とすることにより、３層以上の光記録媒体も容易に得られる。
（７）ｎを３以上の整数としたときに、基板と、該基板上に形成された第１情報記録層と、該第１情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層と、該第１光透過層上に形成された第２情報記録層と、該第２情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層と、・・・第（ｎ−１）光透過層上に形成された第ｎ情報記録層と、該第ｎ情報記録層上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第ｎ光透過層と、を順次備え、該第ｎ光透過層側から光を照射して、前記第１、第２、・・・第ｎ情報記録層に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
（８）上記（７）において、少なくとも前記第（ｎ−１）光透過層の上面の、前記第（ｎ−１）情報記録層の情報記録領域の半径方向外側部に対応する部分が、該情報記録領域に対応する面より、前記基板側に偏倚されていることを特徴とする光記録媒体。
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載の光記録媒体を２枚用意し、それぞれの基板側を内側にして貼り合わせることにより、ディスクの両面側から光を照射して、それぞれの側から情報信号の記録及び／又は再生を可能としたことを特徴とする光記録媒体。
この（７）〜（９）の構成によって得られた多層光記録媒体は、（厚い成形基板を介してレーザ光を照射する従来の記録媒体と異なり）何れも極めて薄く形成された光透過層の側からアクセスするものであるため、高ＮＡ化により一層当たりの記録密度が高く、従って従来に比べ飛躍的な大容量化が実現できる。
なお、本発明における各光透過層の厚さの上記設定値、特に、最上部（最も光照射側）の光透過層の厚さが他の光透過層の厚さより厚く設定されている内容を含む各層の厚さの設定値は、光ディスクの記録及び／又は再生における光学系の設計等の観点から得られる。
本発明では第１、第２光透過層、或いは第１、第２情報記録層等を具体的にどのようにして形成するかについては、特に限定されない。後述するように、これらの形成に関しては種々の手法が考えられ、それぞれ（本発明特有の）メリットが得られる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態の例について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ディスク（光記録媒体）の断面を模式的に示したものである。この光ディスク１０２は、図の下側から順に基板（成形基板：支持板）１０４、該基板１０４上に形成された第１情報記録層１０８、及び該第１情報記録層１０８上に形成された第１光透過層１１０を備える。第１光透過層１１０の厚さＤ１は約２０μｍである。第１光透過層１１０上には更に第２情報記録層１１４が形成され、該第２情報記録層１１４上に第２光透過層１１６が形成される。第２光透過層１１６の厚さＤ２は約９０μｍである。レーザ光Ｌａは、第２光透過層１１６側から照射され、第１、第２情報記録層１０８、１１４に対する情報信号の記録及び／又は再生が行われる。なお、光ディスク１０２の各層の外周部Ａ１には所定の屈曲パターンが形成されている。
以下各部について詳細に説明する。
前記基板１０４、第１情報記録層１０８の構成について、まず説明する。
この構成は、図１４を用いて既に説明した従来例における成形基板５０、反射層５２、及び情報記録層５４と基本的に同様である。具体的な製造方法についても、現時点でいくつかの方法が提案されている。ここでは、図２に示されるような手順でこれを形成している。
図２においては、グルーブのみに記録を行う例が示されそいる。グルーブとは、微小凹凸をピックアップに近い側から見たときの溝部をいう。このグルーブは極僅かに蛇行（ウォブル）しており、記録時のアドレス（ブランクディスクの位置情報）として用いられる。図２では太く描いた符号１２０がウォブル信号の形成されている部分を示している。
なお、この明細書では、便宜上、最終的な光ディスク１０２においてピックアップ側から見たときに形成されている第１、第２情報記録層１０８、１１４のパターンを正パターン、これと逆のパターンを反パターンと称することにする。即ち、ウォブル信号１２０は正パターンでは溝部、反パターンではランド部に存在することになる。
図２において、先ず、ガラス原盤１２２にフォトレジスト層（感光剤）１２４を設けてレーザカッティングし、現像等でウォブル入りのグルーブ（正パターン）を形成する（図２（Ａ））。次に、導電膜を設け、いわゆる電鋳によってニッケルめっき層１２６を形成する（図２（Ｂ））。
この後、ニッケルめっき層１２６をガラス原盤１２２から剥離して後処理を施すと反パターンを有するいわゆるマスタスタンパ１２６Ｍが完成する（図２（Ｃ））。
基板側からアクセスするタイプの光ディスク（従来のＣＤやＤＶＤ）の場合は、通常このマスタスタンパ１２６Ｍを用いるか、マスタスタンパ１２６Ｍからマザー盤（正パターン）を作成し、それからチャイルドスタンパ（反パターン）を作成して正パターンを有する基板の生産に使用する。
しかしながら、本実施形態では基板１０４側からではなく第２光透過層１１６の側からレーザ光が照射されることになるため、このマスタスタンパ１２６Ｍから正パターンを有するマザースタンパ１２８が作成される。このマザースタンパ１２８は、マスタスタンパ１２６Ｍに表面処理を施し、電鋳によって電解めっきを施した後、剥離させると完成する（図２（Ｄ）、（Ｅ））。このマザースタンパ１２８（実際にはそのコピー）は、その外周部Ａ２が基板１０４側に屈曲されて、基板用マザースタンパ１２８Ｋとされ、図４に示されるように、金型１６０に固定さ、れる。図４において、符号１６２は固定側金型、１６４は可動側金型、１６６はスプリング、１６８は外周リング、１７０は溝部、１７２はリング状凸部である。この溝部１７０とリング状凸部１７２によって形成される段差により、基板用マザースタンパ１２８Ｋの外周部Ａ２の屈曲が維持されるようになっている。基板１０４を構成する樹脂は、可動側金型１６４と基板用マザースタンパ１２８Ｋとに挟まれた空間内に射出・成形される。
図２に戻って、このようにして基板用マザースタンパ１２８Ｋの屈曲を維持した状態で金型１６０内に基板１０４を構成する樹脂を充填して剥離させると、第１情報記録層１０８の反パターンに相当する微小凹凸部（情報記録領域）１３２を有する基板１０４が完成する（図２（Ｆ）〜（Ｈ））。基板１０４上の微小凹凸部１３２の外周部Ａ３には、前記屈曲に対応する傾斜面１３５が形成されており、半径方向外側に向かうに従って該外周部Ａ３の厚さが情報記録領域１３２の部分よりも徐々に薄くなっている。
ここで、図３に示されるように、このマスタースタンパ（あるいはチャイルドスタンパ）１２６Ｍをベースにして第２情報該記録層１１４を形成するための光透過性の樹脂スタンパ１４０が別途作成される。具体的には、先ず、マスタースタンパ（あるいはそのコピー）１２６Ｍの外周部Ａ４を、微小凹凸部１３２が存在する側と反対側に屈曲させて樹脂スタンパ用マスタースタンパ（又はそのコピー）１２６Ｇを作成し、これを、図５に示されるような金型１８０の固定側金型１８２側に固定する。この状態で樹脂スタンパ１４０を構成する樹脂を該金型１８０の可動側金型１８４と樹脂スタンパ用マスタースタンパ１２６Ｇとの間に射出・成形し、剥離させると、第２情報記録層１１４の正パターンに相当する微小凹凸部１４２を有する樹脂スタンパ１４０が完成する（図３（Ｂ）、（Ｃ））。
この樹脂スタンパ１４０はスタンパでありながら正パターンを有し（即ちウォブル信号１２０が溝部に存在し）、且つ、外周部Ａ５に転写面側（第１光透過層１１０側）に突出した凸状部１４０Ａを有しているのが大きな特徴である（図３（Ｄ））。
又、この樹脂スタンパ１４０に形成される第２情報記録層１１４を転写するための微小凹凸部１４２の形状自体は、第１情報記録層１０８を転写するための前記基板用マザースタンパ１２８Ｋに形成されていた微小凹凸部１３２と同様のものである。
なお、本実施形態に係る光ディスク１０２を再生専用光ディスクとして構成する場合には第１情報記録層１０８に反射膜が形成される。
次に、この第１情報記録層１０８上に形成される厚さ約２０μｍの第１光透過層１１０にこついて説明する。
第１光透過層１１０を形成する仕方については、いくつかの方法が考えられるが、その代表的な３つの方法を図６に示す。
図６の（Ａ）に示した方法は、スピンコート法に属するもので、基板１０４を回転させながらキャップ１５０の傾斜面１５２に沿って第１光透過層用の樹脂Ｐを滴下して第１情報記録層１０８上の全面に広げ、この上に前述の別途作成していた樹脂スタンパ１４０を被せるというものである。
図６の（Ｂ）に示す方法は、第１情報記録層１０８上の半径方向ほぼ中央において、所定量の第１光透過層用の樹脂Ｐをリング状に滴下し、この上から前述の樹脂スタンパ１４０を押圧し、この押圧力によって滴下された第１光透過層用の樹脂Ｐを第１情報記録層１０８の全面に行き亘らせるというものである。
又、図６の（Ｃ）に示す方法は、注入法に属するもので、樹脂スタンパ１４０を第１情報記録層１０８に対峙させた状態で予め配置しておき、両者１４０、１０８の空間内に第１光透過層用の樹脂Ｐを注入するというものである。
いずれの方法による場合でも、樹脂スタンパ１４０の機能により、第１光透過層１１０の上面の「整形」と、第２情報記録層１１４の微小凹凸部１４２の「転写」とを同時に実現することができる。
なお、封入する樹脂Ｐを紫外線硬化タイプの樹脂とし、樹脂スタンパ１４０を光透過性の素材で形成しておくことにより、樹脂スタンパ１４０の側から紫外線を照射することによって第１光透過層を固定化することができる。
即ち、一般に２Ｐ法と呼ばれる転写方法にあっては、硬化させる樹脂の側、即ちこの実施形態で言えば基板１０４の側から紫外線を照射するのが一般的である。
しかしながら、本実施形態の場合、第１光透過層１１０の基板１０４側には再生専用光ディスクとして構成する場合には反射膜が、記録可能光ディスクとして構成する場合には、反射膜や光記録膜などの光が透過しない第１情報記録層１０８が、既に形成されているため、基板１０４の側から紫外線を照射するのは、（不可能ではないが）効率が非常に悪い。そこで、この実施形態では、樹脂スタンパ１４０の素材として光透過性の樹脂を用い、該樹脂スタンパ１４０の側からの紫外線Ｂを照射することにより第１光透過層１１０を硬化させるようにしているものである。そのため、照射エネルギの無駄がなく、又、紫外線照射システムも特に大型化する必要がない。具体的には、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長で透過率が５０％以上の光透過性樹脂を採用するとその効果を十分に得ることができる。
なお、本発明は具体的な製造方法を限定するものではなく、同様の問題に関し、例えば被転写部材である基板１０４を何らかの方法により加熱可能としておき、第１光透過層１１０を熱硬化性の樹脂としておくという製造方法も、被転写部材側からの紫外線照射をする必要がない点では有効である。
ただ、この業界（光記録媒体の分野）においては、紫外線硬化タイプの樹脂を紫外線の照射によって硬化させるための設備やノウハウが充実しており、製造も低コストでできること、及びスタンパの転写面上の微小凹凸の形成や外周側の偏倚形状の形成の（特に熱変形に対する）信頼性や自由度を考慮すると、成形性に優れる「光透過性の樹脂」でスタンパを形成し、紫外線硬化タイプの樹脂で形成された第１光透過層をスタンパ側からの紫外線照射によって硬化させる製造方法が好ましい。
図７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、こうして樹脂スタンパ１４０の側から紫外線を照射することによって第１光透過層１１０が固定化されると、同時にその上面に第２情報記録層１１４の反パターンに相当する微小凹凸部１４２が形成される。従って、この状態から樹脂スタンパ１４０を除去すると、第２情報記録層１１４の反パターンに相当する微小凹凸部１４２が最上部に残存する。
この第２情報記録層１１４（の反パターン）の上面には、再生専用光ディスクとして構成する場合には半透明の反射膜が形成される。記録可能光ディスクとして構成する場合には記録膜や誘電体膜などが半透明の状態に形成され光が完全には透過しない第２情報記録層とされる。これらはいずれもピックアップ側からみると、正パターンの第２情報記録層１１４としての微小凹凸を有していることになる。
この上面には約９０μｍの第２光透過層１１６が形成される。この第２光透過層１１６の形成の仕方も、いくつかの方法が考えられるが、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示されるように、ここではスピンコート法による製造が採用されている。
ここで、各層の外周部の形状について詳細に説明する。
既にこれまでの図面においても記載されていたように、この実施形態では、基板１０４の上面が第１情報記録層１０８の情報記録領域Ｓ１（微小凹凸部１３２）の半径方向外側部に対応する部分Ａ３が、情報記録領域Ｓ１の部分より、基板１０４の厚さが薄くなるように、該基板１０４の内部側に偏倚されている。
具体的には、この基板１０４の偏倚は、前述したように基板用マザースタンパ１２８Ｋの外周部Ａ２の屈曲形状によって形成され、基板１０４の厚さが半径方向外側に向かうに従って徐々に薄くなるように該基板１０４の内部側に傾斜する傾斜面１３５が形成された態様とされている。
一方、第１光透過層１１０の上面の第２情報記録層１１４の情報記録領域Ｓ２の半径方向外側部に対応する部分Ａ６も、情報記録領域Ｓ２の部分より、該第１光透過層１１０が、半径方向外側に向かって徐々に基板１０４側に偏倚されている。具体的には、この偏倚は、図３、図７に示されるように、樹脂スタンパ１４０の第２情報記録層１１４の情報記録領域Ｓ２の外周部Ａ５に凸状部１４０Ａが突設形成されていることによって形成され、該第１光透過層１１０が半径方向外側に向かうに従って徐々に前記基板１０４側に偏倚した傾斜面１３７が形成された態様とされている。
従って、第２光透過層１１６を該第２情報記録層１１４が転写された第１光透過層１１０上にスピンコート法によって形成すると、従来スピンコート法による樹脂コーティングを行う際に不可避的に存在していた盛り上がり部１６０がそっくりこの第１光透過層１１０の外周部の傾斜面１３７によって吸収され、盛り上がり部１６０自体は存在していても、これが第２光透過層１１６の情報記録領域面より上側に突出してくることがない（図７（Ｄ）、図１参照）。
従って、何らの後処理を行わなくても、特に不具合の生じない光ディスク１０２を製造することができる。
（実施例１）
ここで、各層の外周部（外側部）の屈曲形状による第２光透過層１１６の上面の盛り上がりの発生防止に関する実験例について説明する。
この実験では、（既に説明したように）射出成形法により基板１０４および樹脂スタンパ１４０を製作した。成形用の金型１６０、１８０に装着した基板用のマザースタンパ１２８Ｋ及び樹脂スタンパ用マスター又はチャイルドスタンパ１２６Ｇは、グルーブ記録用でトラックピッチ０．３μｍである。
基板１０４については、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス製Ｈ４０００−Ｎ２８２）を用いて、金型温度１２５℃、樹脂溶融温度３６０℃、型締め力３５トンにて外径１２ｃｍ、厚み１．１ｍｍの基板１０４を成形した。
一方、樹脂スタンパ１４０はオレフィン樹脂（日本ゼオン製ＺＥＯＮＥＸ−Ｅ２８Ｒ）を用いて金型温度１２５℃、樹脂溶融温度３７０℃、型締め力３５トンにて外径１３ｃｍ、厚み１．０ｍｍの樹脂スタンパ１４０を成形した。なお、樹脂スタンパ１４０の素材としてオレフィン樹脂を用いたのは、第２情報記録層１１４を転写した後の剥離の容易性、即ち基板１０４と第１光透過層１１０との接着力より、第１光透過層１１０と樹脂スタンパ１４０との接着力の方が弱いという特性、及び前述した３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長における透過率が５０％以上の光透過性という特性の確保を考慮したためである。
基板１０４の外周形状は、外周端より１．０ｍｍの位置から薄肉部（傾斜）が始まり、外端部での薄肉部（傾斜面１３５）の厚みは１．０ｍｍである。又、樹脂スタンパ１４０の外周形状は、対応する光ディスク基板の外周端より１．０ｍｍの位置から厚肉部が始まり、外端部での凸状部１４０Ａの厚みは１．１ｍｍである。
これらの基板１０４、樹脂スタンパ１４０を用いて前述の光ディスク１０２を製作したところ、外周部の盛り上がり部１６０は情報記録領域Ｓ２に対応する第２光透過層１１６の表面より突出することはなく、２０μｍ凹の状態となった。
本実施形態においては、レーザ光が通過する第１、第２光透過層１１０、１１６がそれぞれ約２０μｍ、９０μｍの厚さで形成されているため、開口数ＮＡを上げてもコマ収差を小さく維持することができ、レーザ光の高ＮＡ化によって一層当たりの記録密度を向上させた分、成形基板３０の側から光を照射するタイプ（図１３のタイプ）の２層型と比べてより大容量化が実現できる。又、従来の同タイプ（図１４のタイプ）の１層型と比べても、層の数が増大した分、やはり大容量化できる。
しかも、外周部における屈曲形状により、第２光透過層１１６をスピンコート法によって形成した場合においても、コーティング表面の盛り上がり部１６０がディスク表面上の盛り上がりとして顕在化しないようにすることができ、該第２光透過層１１６の上面を平滑にするための手当は特に必要としない。そのため、大容量化と低コスト化とを簡単に両立させることができる。
なお、上記実施形態においては、第１、第２光透過層１１０、１１６の厚さはそれぞれ約２０μｍ、９０μｍとされていたが、本発明に係る第１、第２光透過層の厚さはこの厚さのみに限定されるものではない。但し、光ディスクの製造上の信頼性を考慮すると、この光透過層の厚さは最低でも数μｍ以上であることが必要である。又、高ＮＡ化の光学系を考慮した場合、最大でもそれぞれ４０μｍ、１７０μｍ程度に抑えるのが好ましい。より好ましくは、それぞれ３０μｍ、１３０μｍ以下である。
又、上記実施形態においては、各層の外周部を屈曲させ、最上部の第２光透過層をスピンコート法によって形成した場合であっても、特に不具合が発生しないように配慮していたが、本発明に係る光ディスクを製造する場合、この屈曲構造は必ずしも必須のものではない。
前述したように、スピンコート法による樹脂コーティングの上面を平滑化する手法、あるいは技術は従来既にいくつか提案されており、本発明では第２光透過層の形成に当たって、例えばこれらの提案のうちの１つを採用することを禁止するものではない。
また、本実施例では樹脂スタンパ１４０の外径を１３ｃｍとしたが、基板１０４と同じ１２ｃｍでも同様の結果が得られる。
（実施例２）
比較の意味で上記実施例１に係る実験と平行して行われた発明者らの実験によれば、外周部が（屈曲パターンの形成されていない）平面である基板（１０４）及び樹脂スタンパ（１４０）の組合せとした以外は、上記実施例１の条件と同一にした態様により光ディスク（１０２）を製作したところ、最外周の盛り上がり部（１６０）は情報記録領域（Ｓ２）に対応する第２光透過層１１６の表面より６０μｍ凸の状態となった。この状態は、このままでは光ディスク（１０２）と光学系のピックアップが衝突する可能性があるため、何らかの後処理が必要となる。
しかし、例えば図８に示されるように、光ディスク２０２自体を最終製品よりも若干大きめの大きさＲ１に形成しておき、後で所定の大きさＲ２にまで外周部Ａ８をカットするというような手法を用いれば、この不具合は解決できる。
又、第２光透過層２１６の上面に対し表面が平滑なガラスプレート２２１（図８の想像線参照）をダミーのスタンパとして載置することによって表面の平滑化を行ってもよく、更には樹脂シートを用いた接着を採用しても良い。
本発明に係る光ディスクは、大容量化に関して従来のいずれの方向の改良技術に対しても、明らかに優位に立つ高い付加価値を有しており、しかも第１光透過層の形成に関しては、技術的に何ら問題なく製造することができるため、コストの上昇は事実上ほとんどない。そのため、第２光透過層に関してのみ、従来と同様の手当を実施したとしても、これにかかるコスト的負担は「相対的に」著しく低減する。
従って、例えば更に高い信頼性を確保すべきいわゆる最高級バージョンの光ディスクを製造する場合には、第２光透過層の処理については、別途の方法を適宜採用してもよいものである。
なお、図８の個々の層の構成は、先の実施形態と屈曲パターンの有無を除いて同様であるため、図中で同一又は類似する部分に先の実施形態と下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明は省略する。
更に、上記実施形態においては、第１光透過層１１０の上面のみならず、基板１０４の上面外周部にも傾斜面１３５を形成するようにしていたが、図９に示されるように、条件によっては第１光透過層１１０の上面外周部に偏倚部（傾斜面）１３７が形成されているだけで、第２光透過層１１６の上面の盛り上がり１６０の発生を防止することができる。従って、最低限第１光透過層１１０の上面外周部に偏倚部が形成されていれば、これより下層の基板１０４Ａの外周部に関しては必ずしも偏倚部を形成する必要がないこともある。
また、偏倚部の形状も、必ずしも単純な傾斜面に限定されるものではなく、要は、スピンコート上面外周部の盛り上がりを防止するという趣旨を考慮すれば、例えばできるだけスピンコート表面が平滑化されるように実験した結果に基づいて、該偏倚部の深さや形状を決定してよいのは言うまでもない。
一方、本発明は、薄く形成する必要のある樹脂コーティング層の上面を平滑・整形する手段として、ここに更なる情報記録層を形成し、その際のスタンパの機能を利用するようにしている。従って、この手法を連続させることにより、３層以上の多層記録媒体を容易に製造することもできる。
例えば、３層の光記録媒体を製造するには、図１０に示されるように、基板３０４と、該基板３０４上に形成された第１情報記録層３０８と、該第１情報記録層３０８上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層３１０と、該第１光透過層３１０上に形成された第２情報記録層３１４と、該第２情報記録層３１４上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層３１６と、第２光透過層３１６上に形成された第３情報記録層３２２と、該第３情報記録層３２２上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第３光透過層３２４と、を順次備え、該第３光透過層３２４側からレーザー光Ｌａを照射して、前記第１、第２、第３情報記録層３０８、３１４、３２２に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能な構成とすればよい。
各情報記録層の転写には前記樹脂スタンパ１４０と同様の樹脂スタンパ３４０、３５０がそれぞれ使用され、第２光透過層３１６の上面にも傾斜面３３９が形成される。傾斜面３３９の存在により盛り上がり部３６０が吸収される。
更に、より一般的に表現するならば、３層以上のｎ層の光記録媒体を製造するには、ｎを３以上の整数としたときに、基板と、該基板上に形成された第１情報記録層と、該第１情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第１光透過層と、該第１光透過層上に形成された第２情報記録層と、該第２情報記録層上に４０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第２光透過層と、・・・第（ｎ−１）光透過層上に形成された第ｎ情報記録層と、該第ｎ情報記録層上に１７０μｍ以下の厚さで樹脂によって形成された第ｎ光透過層と、を順次備え、該第ｎ光透過層側から光を照射して、前記第１、第２、・・・第ｎ情報記録層に対する情報信号の記録及び／又は再生を可能な構成とすればよい。
なお、２層の場合と同様に、多層構成にした場合であっても、第（ｎ−１）光透過層の上面外周部が、より下層側に偏倚されている構成とすると、最上の第ｎ光透過層をスピンコート法によって形成する際に発生する盛り上がり部が顕在化しないようにすることができる。但し、第（ｎ−１）光透過層の厚さが（盛り上がりを吸収するには）薄すぎる場合には、前述した実施形態のように、更にその下方の層から偏倚させる。より下方の層から偏倚させていけば、第（ｎ−１）光透過層が薄くても第（ｎ−１）光透過層の上面に大きな偏倚（必要なら第（ｎ−１）光透過層の厚さより大きな偏倚）を形成することが可能となり、第ｎ光透過層形成の際の盛り上がりを十分に吸収できる。
片面３層以上の光ディスクを製造する場合であっても、ディスク形成のための各光透過層の厚さの許容値としては、第ｎ光透過層が１７０μｍ以下、好ましくは１３０μｍ以下、その他の光透過層は、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下であり、２層の場合と特には変わらない。
但し、３層以上の場合は、各光透過層の厚さをあまり厚くすると、最初の第１情報記録層の形成位置が光の照射側端面から遠くなってしまう。そのため、２層の光ディスクよりは薄くすることが定性的には好ましく、それぞれ上記値より３０〜７０％低めが現実的な許容値と考えて良い。
最後に、本発明は、図１１に示すように、このようにして形成した多層記録媒体を２枚（４０２Ａと４０２Ｂ）用意し、それぞれの基板４０４Ａ、４０４Ｂ側を内側にして貼り合わせることにより、ディスク４０２の両面側からレーザ光Ｌａを照射して、それぞれの側から情報信号の記録及び／又は再生を可能とした両面多層光ディスク４０２を形成することもできる。
基板４０４Ａ、４０４Ｂを若干薄目（０．６ｍｍ程度）に形成しておけば、光ディスク４０２のトータルでの厚さをこれまで説明してきた片面の光ディスクと同一に維持することができる。
この両面多層の光ディスク４０２は、従来の両面タイプの光ディスクと異なり、薄い光透過層の側から各情報記録層にアクセスするものであるため、１層当たりの記録密度を図１４の光ディスクレベルにまで高く維持することができる上に、片面当たりで多層化されており、しかもそれが両面に形成されているため、現時点で最大容量クラスの光ディスクを構成できる。
なお、個々の層の構成は、先の実施形態と同様であるため、図中で同一又は類似する部分に先の実施形態と下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明は省略する。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、レーザ光のなお一層の高ＮＡ化を支障なく実現するために、光透過層を薄く形成するに当たって、従来製造上のネックとされていた該光透過層上面の平滑化処理を更にもう１層情報記録層を形成するという逆転的、且つ発展的な発想によって実現するようにしたため、光記録媒体の大容量化を実現しながら同時にコストの上昇を抑えた光ディスクを得ることができるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が適用された光ディスクの外周部付近の構成を模式的に示した要部拡大断面図である。
第２図は、基板を製造するための手順を示した工程図である。
第３図は、樹脂スタンパを作成するための手順を示した工程図である。
第４図は、基板を製造するための金型装置の概略を示す断面図である。
第５図は、樹脂スタンパを作成するための金型装置の概略を示す断面図である。
第６図は、第１光透過層を構成する樹脂をコーティングする各種方法を模式的に示した縦断面図である。
第７図は、樹脂スタンパによって第１光透過層の上面に第２情報記録層を形成する共に、当該上面を整形し、更に第２光透過層を形成する様子を示した工程図である。
第８図は、第２光透過層の平滑化を確保するための他の方法例を示す断面図である。
第９図は、第１光透過層の上面のみに凹部を形成した例を示す断面図である。
第１０図は、３層の多層光ディスクを製造するための手順を示した工程図である。
第１１図は、本発明が適用された両面多層光ディスクの構成を示す部分拡大断面図である。
第１２図は、従来の１層タイプの光ディスクの構成を示す部分拡大断面図である。
第１３図は、図１２に示した構成を貼り合わせることによって両面タイプとした光ディスクを示す要部拡大断面図である。
第１４図は、薄い光透過層側からレーザ光を照射するタイプの従来例を示す部分拡大断面図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2003017267.tif 000018
2003017267.tif 000019
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