JP2003077181A

JP2003077181A - 光ディスク

Info

Publication number: JP2003077181A
Application number: JP2001264379A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kikuchi; 稔菊地; Yoshio Shirai; 良男白井; Mitsuhiro Abe; 光浩阿部; Akio Koshida; 晃生越田; Yuko Asano; 祐子浅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】一主面に情報信号部を有する光ディスクにお
ける、ディスク基板の厚さ方向に生じる含水率分布の変
化を抑制して、環境湿度変化による基板の反り変化量を
低減し、対物レンズの高ＮＡ化に十分対応可能で、小複
屈折で、透明性良好で厚さも均一な光透過層を有し、高
信頼性を有しつつ大容量化可能な光ディスクを提供す
る。【解決手段】ディスク基板の一方の主面に、情報信号
を記録および／または再生可能に構成された情報信号部
と、情報信号の記録時および／または再生時に用いられ
るレーザ光を透過可能に構成された光透過層とを設け
て、光ディスクを構成する。ディスク基板を、室温での
吸水率が０．２パーセント以下の、低吸水性ポリカーボ
ネート樹脂などの材料を用いて、射出成形法により形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクに関
し、特に、ディスク基板の主面に薄い光透過層が設けら
れた光ディスクに適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録の分野において、光学情
報記録方式に関するさまざまな研究、開発が、各所で進
められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録
および／または再生を行うことができるとともに、磁気
記録方式に比して一桁以上高い記録密度を達成可能であ
るという利点を有している。また、この光学情報記録方
式は、再生専用型、追記型、書換可能型などのそれぞれ
のメモリ形態に対応可能であるという、さらなる利点を
も有する。そのため、安価な大容量ファイルの実現を可
能とする方式として、産業用から民生用まで幅広い用途
への適用が考えられている。

【０００３】その中でも特に、再生専用型のメモリ形態
に対応した光ディスクであるディジタルオーディオディ
スク（ＤＡＤ）や光学式ビデオディスクなどは、現在広
く普及している。

【０００４】ディジタルオーディオディスクなどの光デ
ィスクは、情報信号を示すピットやグルーブなどの凹凸
パターンが形成された光透過性を有するディスク基板上
に、アルミニウム（Ａｌ）膜などの金属薄膜からなる反
射膜と、さらにこの反射膜を大気中の水分（Ｈ₂Ｏ）や
酸素（Ｏ₂）から保護するための保護膜とが設けられた
構成を有する。そして、この光ディスクにおける情報信
号の再生時には、ディスク基板側から凹凸パターンに向
けてレーザ光などの再生光を照射し、この再生光による
入射光と戻り光との反射率の差によって情報信号を検出
する。

【０００５】そして、このような光ディスクを製造する
際には、まず、射出成形法により凹凸パターンを有する
ディスク基板を形成する。次に、真空蒸着法により、光
ディスク基板上に金属薄膜からなる反射膜を形成する。
次に、この反射膜の上層に紫外線硬化樹脂を塗布するこ
とにより保護膜を形成する。

【０００６】近年、このような光学情報記録方式におい
ては、さらなる高記録密度化が要求されている。そし
て、この高記録密度化の要求に対応するために、光学ピ
ックアップの再生光の照射時に用いられる対物レンズの
開口数（ＮＡ）を大きくすることによって、再生光のス
ポット径の小径化を図る技術が提案された。

【０００７】すなわち、例えば従来のＤＡＤの再生時に
用いられる対物レンズのＮＡが０．４５であるのに対
し、この従来のＤＡＤの６〜８倍の記録容量を有するＤ
ＶＤ（Digital Versatile Disc）といった光学式ビデオ
ディスクでは再生時に用いられる対物レンズのＮＡを
０．６０程度として、スポット径の小径化が図られる。

【０００８】このような対物レンズにおける高ＮＡ化を
進めていくと、照射される再生光を透過させるために、
光ディスクにおけるディスク基板を薄くする必要が生じ
る。これは、光学ピックアップの光軸に対してディスク
面の垂直からずれる角度（チルト角）の許容量が小さく
なるためであり、さらに、このチルト角がディスク基板
の厚さによる収差や複屈折の影響を受け易いためであ
る。したがって、ディスク基板を薄くすることによっ
て、チルト角がなるべく小さくなるようにする。例え
ば、上述したＤＡＤにおいては、基板の厚さは１．２ｍ
ｍ程度とされている。これに対し、ＤＡＤの６〜８倍の
記録容量を有するＤＶＤなどの光学式ビデオディスクに
おいては、基板の厚さは０．６ｍｍ程度とされている。

【０００９】そして、今後のさらなる高記録密度化の要
求を考慮すると、基板のさらなる薄型化が必要になる。
そこで、基板の一主面に凹凸を形成して情報信号部と
し、この情報信号部上に、反射膜と、光を透過可能な薄
膜からなる光透過層とを順次積層し、光透過層側から再
生光を照射することにより情報信号の再生を行うように
構成された光ディスクが提案されている。このような、
光透過層側から再生光を照射して情報信号の再生を行う
ようにした光ディスクにおいては、光透過層の薄膜化を
図ることによって対物レンズの高ＮＡ化に対応すること
ができる。

【００１０】ところが、光透過層の薄膜化を行うと、光
ディスクの製造に一般に用いられる、熱可塑性樹脂を用
いた射出成形法により光透過層を形成することが困難に
なる。すなわち、従来の技術を採用して、複屈折を小さ
く保ちつつ、良好な透明性が維持された、０．１ｍｍ程
度の光透過層を形成することは、非常に困難である。

【００１１】そこで、０．１ｍｍ程度の光透過層におい
て、複屈折を小さく保ちつつ良好な透明性を維持するこ
とができる技術の開発が進められ、次の３種類の方法が
考案された。

【００１２】すなわち、第１の方法は、光透過層を、紫
外線硬化樹脂により形成する方法である。また、第２の
方法は、膜厚が０．１ｍｍで、熱可塑性樹脂からなるシ
ートを紫外線硬化樹脂からなる接着剤を介してディスク
基板表面に貼り合わせることにより、光透過層を形成す
る方法である。また、第３の方法は、光透過性シートと
透明な粘着剤からなるシートをディスク基板表面に貼り
合わせることにより、光透過層を形成する方法である。

【００１３】これらの方法により形成された光透過層に
おいては、再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化に
も対応可能であるという利点を有する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が、上述の光ディスクの製造を繰り返し行い、さら
に、これらの光ディスクに関する実験を種々行った結
果、次のような問題が存在することを知見した。

【００１５】すなわち、ディスク基板の表面に薄い光透
過層が形成された光ディスクにおいては、情報信号部に
おける凹凸形状の案内溝（ランド／グルーブ）は、ディ
スク基板の光透過層が設けられる面に形成される。ま
た、このディスク基板は、従来の光ディスクのディスク
基板におけると同様に、射出成形法により形成される。

【００１６】ところが、本発明者が実験により得た知見
によれば、これらの光ディスクにおいて用いられるプラ
スチックからなる透明基板は、外部環境の特に温度変化
に影響されて含有水分量が変化してしまう。そして、こ
の透明基板においては、含有水分量の変化に伴って、そ
の増加に比例して体積が膨張してしまうという性質を有
する。

【００１７】このようなプラスチックからなる基板の片
面にのみ情報信号部が形成された、いわゆる単板構成の
光ディスクにおいては、光ディスクの表裏面のうちの情
報信号部が形成された側は、複数の金属膜からなる積層
膜（記録部）が設けられている。この積層膜によりディ
スク基板から外部への水分（Ｈ₂Ｏ）の通過が遮断され
る。これに対し、ディスク基板の記録部が形成されてい
ない側は、外部環境に直接さらされることになるため、
ディスク基板から外部へ水分が比較的よく通過する。

【００１８】これにより、環境湿度が変化した場合に
は、水分の流出入は、ディスク基板の記録部が形成され
ていない側だけで発生する。このようにディスク基板の
一面においてのみ水分の流出入が生じると、ディスク基
板の厚さ方向に沿って、含水率分布が生じる。

【００１９】上述したように、プラスチックからなるデ
ィスク基板においては、含有水分量に比例して、体積が
膨張する性質がある。そのため、ディスク基板の厚さ方
向に含水率分布が生じると、ディスク基板の記録部が、
形成されている側と、形成されていない側との間で体積
膨張量に差が生じる。その結果、ディスク基板に反りが
発生してしまう。

【００２０】このような、環境温度変化に伴うディスク
基板に生じる反りは、信号再生の際に、サーボに大きな
負荷をかけることになってしまうとともに、特にＤＶＲ
(Digital Video Recording system)のように、レンズの
焦点距離が小さい光学ピックアップを採用する場合に
は、レンズとディスクとの衝突の可能性が問題になる。

【００２１】他方、基板の両面に情報信号部が設けられ
た、いわゆる両板構成の光ディスクにおいては、ディス
ク基板の両面に複数の金属膜からなる積層膜が設けられ
ているか、もしくは、単板構成の光ディスクを、それら
の記録部が設けられていない側どうしを貼り合わせて形
成される。ディスク基板の両面に記録部が設けられてい
る場合には、水分が両面で遮断されるため、含水率分布
が発生することは少ない。また、単板構成の光ディスク
を貼り合わせる場合には、同じ構成の２枚の基板が互い
に体積膨張量の差を相殺するため、光ディスク全体とし
て、含水率分布に起因した反りの発生は、問題にならな
い。

【００２２】以上のことから、一方の主面に情報信号部
が設けられた単板構成の光ディスクにおいて、環境湿度
変化による反りを低減することができる技術の開発が求
められていた。

【００２３】したがって、この発明の目的は、一方の主
面に情報信号部が設けられた光ディスクにおいて、基板
の厚さ方向に生じる含水率分布の変化を抑制し、環境湿
度変化による反り変化量を低減して、対物レンズの高Ｎ
Ａ化に十分対応可能で、小複屈折で、透明性良好で厚さ
も均一な光透過層を有し、高信頼性を有しつつ大容量化
可能な光ディスクを提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、基板の一方の主面上に、
情報信号を記録可能および／または再生可能に構成され
た情報信号部と、情報信号の記録時および／または再生
時に用いられるレーザ光を透過可能に構成された光透過
層とが設けられた光ディスクにおいて、基板の室温での
吸水率が０．２パーセント以下であることを特徴とする
ものである。

【００２５】この発明において、典型的には、光透過層
は、光透過性シートと、光透過性シートを基板の主面に
接着可能に構成された接着層との積層構造を有して構成
されている。そして、この発明において、典型的には、
接着層は感圧性粘着剤（ＰＳＡ）からなるが、紫外線硬
化樹脂などを用いることも可能である。

【００２６】この発明において、典型的には、基板は、
プラスチック材料、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、
または、ガラスからなる。また、この発明において、製
造される光ディスクにおける反りや歪みを最小限にする
ために、好適には、光透過性シートは、基板に用いられ
る材料と同種の材料から構成される。また、光透過性シ
ートの厚さは、典型的には、基板の厚さより小さくなる
ように構成され、具体的には、３０μｍ以上１５０μｍ
以下から選ばれる。また、この発明において、ディスク
基板は、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）やシク
ロオレフィンポリマーなどの低吸水性の樹脂が用いら
れ、また、光透過性シートは、好適には、ディスク基板
と同じ材料から構成される。なお、基板に用いられる材
料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属か
らなる基板や、ガラス基板、あるいは、ポリオレフィ
ン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹
脂からなる基板を用いることも可能である。また、光透
過性シートは、典型的には、ポリカーボネート樹脂から
なるが、その他の樹脂材料から構成することも可能であ
る。

【００２７】この発明において、光学記録媒体を通常の
記録再生装置で用いるために、典型的には、基板は、平
面円環形状を有する。また、光透過性シートも中心に貫
通孔が設けられた平面円環形状を有する。

【００２８】この発明において、基板と光透過性シート
とを貼り合わせる際に用いられるシート保持手段の載置
面上に異物が存在した場合でも、その異物により光透過
性シートに影響が及ぼされるのを防止するために、好適
には、基板上に光透過性シートを貼り合わせる段階にお
いて、接着層が設けられた光透過性シートの、接着層が
設けられた側とは反対側の面に光透過性シートを保護す
る保護層をラミネートしておく。また、この保護層は、
好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シー
トやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シートなどか
らなる。より具体的には、このＰＥＴシートやＰＥＮシ
ートなどの保護フィルムの少なくとも一方の面に第２の
粘着剤が被着され、この第２の粘着剤が被着された面を
光透過性シートの一面に接着させて、ディスク基板に貼
り合わせられるシートが構成される。

【００２９】この発明において、典型的には、光透過性
シートは、少なくとも情報信号の記録／再生に用いられ
る、ＧａＮ系半導体レーザ（発光波長４００ｎｍ帯、青
色発光）、ＺｎＳｅ系半導体レーザ（発光波長５００ｎ
ｍ帯、緑色）、またはＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
（発光波長６３５〜６８０ｎｍ程度、赤色）などから照
射されるレーザ光を、透過可能な非磁性材料からなり、
具体的には、ポリカーボネートなどの光透過性を有する
熱可塑性樹脂からなる。

【００３０】この発明は、好適には、ＤＶＲ(Digital V
ideo Recording system)などの、薄い光透過層を有する
光ディスクに適用することができ、発光波長が６５０ｎ
ｍ程度の半導体レーザを用いて情報信号の記録や再生を
行うように構成された、いわゆるＤＶＲ−ｒｅｄや、発
光波長が４００ｎｍ程度の半導体レーザを用いて情報信
号の記録や再生を行うように構成された、いわゆるＤＶ
Ｒ−ｂｌｕｅなどの光ディスクに適用することが可能で
ある。このＤＶＲは、好ましくは、２個のレンズを直列
に組み合わせることによりＮＡを０．８５程度にまで高
めた対物レンズを用いて、情報信号を記録可能に構成さ
れており、具体的には、片面で２２ＧＢ程度の記憶容量
を有する。また、このＤＶＲなど、この発明の適用が好
ましい光ディスクは、好適にはカートリッジに納められ
ているが、この発明の適用は、必ずしもカートリッジに
納められているものに限定されるものではない。

【００３１】上述のように構成されたこの発明による光
ディスクによれば、基板の吸水率を０．２％以下にして
いることにより、水分の放出性を向上させることができ
るので、基板の厚さ方向に沿った吸水率分布の発生を抑
制することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態
の全図においては、同一または対応する部分には同一の
符号を付す。

【００３３】まず、この発明の一実施形態による光ディ
スクについて説明する。図１に、この一実施形態による
光ディスクを示す。

【００３４】図１に示すように、この一実施形態による
光ディスクにおいては、ディスク基板１が、レプリカ基
板１ａの中心部にセンターホール１ｂが形成され、凹凸
が形成された一主面に情報信号部１ｃが設けられてい
る。また、このディスク基板１上に光透過層２が設けら
れている。この光透過層２は、光透過性シート２ａが接
着層２ｂを介して接着されて構成されており、その中央
部に貫通孔２ｃが設けられている。

【００３５】また、光透過層２の光透過性シート２ａ側
の主面における貫通孔２ｃの周辺において、円環状にク
ランプ領域３が設定されている。ここで、この円環状の
クランプ領域３の最内周径は、例えば２３ｍｍであり、
最外周径は、例えば３３ｍｍである。このクランプ領域
３における光透過層２の光透過性シート２ａ側の主面に
は、記録再生装置のスピンドル（いずれも図示せず）に
光ディスクをクランプしたり載置したりする際の、クラ
ンプ基準面３ａが設定されている。このように、光透過
性シート２ａが、接着層２ｂを介してディスク基板１の
一主面上に接着されている点を考慮すると、貫通孔２ｃ
の径は、ディスク基板１のセンターホール１ｂの径以上
に選ばれ、例えば１５ｍｍ以上に選ばれる。また、クラ
ンプ基準面３ａを光透過層２の光透過性シート２ａ側の
主面から構成することを考慮すると、貫通孔２ｃの径
は、クランプ領域３の最内周以下、具体的には例えば２
３ｍｍ以下である。

【００３６】次に、以上のように構成されたこの一実施
形態による光ディスクの製造方法について説明する。図
２にディスク基板、図３にシートを示す。

【００３７】すなわち、まず、図２に示すレプリカ基板
１ａを、所定の凹凸が設けられたスタンパを用いた射出
成形法、または凹凸が直接彫り込まれた金型を用いた射
出成形法により作製する。このレプリカ基板１ａの厚さ
は、例えば０．６〜１．２ｍｍである。また、レプリカ
基板１ａの材料としては、例えばポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）やシクロオレフィンポリマー（例えば、ゼオネック
ス（登録商標））などの低吸水性の樹脂が用いられる。
なお、この一実施形態による光ディスクは、ディスク基
板１に対して薄い光透過層２が設けられた側からレーザ
光を照射することにより、情報信号の記録／再生を行う
ように構成されている。そのため、レプリカ基板１ａと
しては、透過性を有するか否かを考慮する必要がないの
で、例えばＡｌやＡｌ合金などの金属からなる基板を用
いることも可能である。また、レプリカ基板１ａとし
て、ガラス基板、または、ポリオレフィン、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
チレンテレフタレートなどの樹脂からなる基板を用いる
ことも可能である。

【００３８】次に、レプリカ基板１ａの一主面に形成さ
れた凹凸部上に、記録膜や反射膜などを形成することに
よって、情報信号部１ｃを形成する。この情報信号部１
ｃは、反射膜、光磁気材料からなる膜、相変化材料から
なる膜、または有機色素膜などが設けられて構成され
る。これらのうち、反射膜の材料としては、例えばＡｌ
やＡｌ合金などが用いられる。具体的には、最終製品と
しての光ディスクが再生専用型（ＲＯＭ(Read Only Mem
ory)）光ディスクである場合、情報信号部１ｃとして
は、例えばＡｌなどからなる反射層を少なくとも有する
単層膜または積層膜が設けられて構成される。他方、最
終製品としての光ディスクが書換可能型光ディスクであ
る場合には、情報信号部１ｃは、ＴｂＦｅＣｏ系合金、
ＴｂＦｅＣｏＳｉ系合金、またはＴｂＦｅＣｏＣｒ系合
金などの光磁気材料からなる膜や、ＧｅＩｎＳｂＴｅ合
金などの相変化材料からなる膜を少なくとも有する、単
層膜または積層膜が設けられて構成される。また、最終
製品としての光ディスクが、追記型光ディスクの場合に
は、ＧｅＴｅ系材料などの相変化材料からなる膜、また
は有機色素材料からなる膜を少なくとも有する、単層膜
または積層膜から構成される。

【００３９】ここで、この一実施形態によるディスク基
板１においては、具体的には、レプリカ基板１ａとし
て、室温での吸水率が０．２％以下の材料から構成さ
れ、具体的には、例えばポリカーボネート樹脂からな
る、いわゆるＰＣ基板が用いられる。このレプリカ基板
１ａは、厚さが１．１ｍｍの平面円環形状を有し、直径
（外径）が例えば１２０ｍｍ、センターホール１ｂの開
口径（内口径）が例えば１５ｍｍである。また、情報信
号部１ｃとして、レプリカ基板１ａの凹凸が形成された
領域上に、膜厚が例えば１００ｎｍのＡｌ合金からなる
反射層、膜厚が例えば１８ｎｍの、硫化亜鉛（ＺｎＳ）
と酸化シリコン（ＳｉＯ₂）との混合物（ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂）からなる第１の誘電体層、膜厚が例えば２４ｎｍ
のＧｅＩｎＳｂＴｅ合金層からなる相変化記録層、膜厚
が例えば１４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる第２の
誘電体層、および第３の誘電体層が順次積層された積層
膜が用いられる。以上のようにして、レプリカ基板１ａ
の一主面に情報信号部１ｃを形成することにより、ディ
スク基板１が製造される。

【００４０】次に、図３に示すシート４を、接着層２ｂ
を介してディスク基板１の一主面に貼り合わせ可能な状
態にする。ここで、この一実施形態による光透過層２を
形成する際に用いられるシートについて説明する。

【００４１】この一実施形態による光透過層２の形成に
用いられるシート４は、光透過性シート２ａと、この光
透過性シート２ａの一面に被着された感圧性粘着剤（Ｐ
ＳＡ）からなる接着層２ｂとから構成される。このシー
ト４は、ディスク基板１におけると同様に、平面円環状
に打ち抜かれた構造を有し、中央部に貫通孔２ｃが形成
されている。ここで、このシート４の寸法の一例を挙げ
ると、シート４の直径（外径）は、ディスク基板１の外
径とほぼ同じか、それ以下に選ばれ、具体的には、例え
ば１１９ｍｍであり、貫通孔２ｃの径（内孔径）は、セ
ンターホール１ｂの開口径以上、かつ、クランプ領域３
の最内周径（例えば２３ｍｍ径）以下の範囲から選ば
れ、例えば２３ｍｍとする。

【００４２】このようなシート４における光透過性シー
ト２ａは、例えば、少なくとも記録／再生に用いられる
レーザ光を透過可能な光学特性を満足した、光透過性を
有する熱可塑性樹脂からなる。この熱可塑性樹脂として
は、耐熱寸法安定性、熱膨張率、または吸湿膨張率など
がレプリカ基板１ａにおけると近い材料が選ばれ、具体
的には、例えばポリカーボネート（ＰＣ）や、ポリメチ
ルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル）などのメ
タクリル樹脂などが選ばれる。また、光透過性シート２
ａの厚さは、好適には６０〜１００μｍの範囲から選ば
れ、より好適には７０〜１００μｍの範囲から選ばれ
る。この一実施形態においては、光透過性シート２ａ
が、ディスク基板１の一主面に感圧性粘着剤（ＰＳＡ）
からなる接着層２ｂを介して貼り合わせられることを考
慮すると、光透過性シート２ａの厚さは、例えば７０μ
ｍに選ばれる。なお、この光透過性シート２ａの厚さ
は、情報信号の記録／再生に用いられるレーザ光の波長
や、光透過層２の所望とする膜厚を考慮して決定され
る。

【００４３】また、接着層２ｂは、圧力を加えることに
よって接着力が発生するＰＳＡからなり、具体的には、
例えば、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン
系などのＰＳＡを用いることが可能であり、この一実施
形態においては、メタクリル樹脂などである。また、こ
の接着層２ｂの厚さは、例えば３０μｍであるが、接着
層２ｂの厚さや、感圧性粘着剤として用いられる材料
は、光透過層２の所望とする膜厚や、情報信号の記録／
再生に用いられるレーザ光の波長を考慮して決定され
る。また、図示省略したが、シート４が保管されている
際には、このシート４の接着層２ｂの面には、これを保
護する保護フィルムがラミネートされている。

【００４４】そして、以上のように構成されたシート４
を、ディスク基板１との貼り合わせに用いることができ
る状態にする。すなわち、まず、別のプロセスにおい
て、接着層２ｂにラミネートされた上述の保護フィルム
を剥離する。そして、この保護フィルムが剥離された状
態のシート４を、ディスク基板１とシート４との貼り合
わせ装置にまで搬送し、ディスク基板１との貼り合わせ
を行う。

【００４５】すなわち、まず、この一実施形態によるデ
ィスク基板１とシート４との貼り合わせに用いられる、
貼り合わせ装置について説明する。図４に、この貼り合
わせ装置を示す。

【００４６】図４に示すように、この一実施形態による
貼り合わせ装置においては、固定ステージ１１と可動ス
テージ１２とが、互いに対向した位置に設置されて構成
されている。

【００４７】固定ステージ１１は、シート４を載置する
ためのものであり、シート４を載置可能に構成されてい
る。すなわち、固定ステージ１１における可動ステージ
１２に対向した部分には、固定ステージ１１に対して突
出および埋没する方向に移動可能な上下動ピン１３が設
けられている。この上下動ピン１３の径は、上述したシ
ート４の貫通孔２ｃの径に等しくなるように構成されて
いる。そして、シート４の貫通孔２ｃを上下動ピン１３
に嵌め合わせることにより、シート４を固定ステージ１
１上に載置可能に構成されている。また、この上下動ピ
ン１３の上部には、円柱状に突出した基板位置出しピン
１４が設けられている。この基板位置出しピン１４の径
は、上述したディスク基板１のセンターホール１ｂの径
にほぼ等しくなるように構成されており、ディスク基板
１の中心を合わせつつ、このディスク基板１を上下動ピ
ン１３で支持可能に構成されている。このように構成さ
れた固定ステージ１１においては、固定ステージ１１上
に上下動ピン１３に嵌合させて、シート４を載置可能に
構成され、基板位置出しピン１４に嵌合させてディスク
基板１を上下動ピン１３により支持可能に構成されてい
る。

【００４８】また、可動ステージ１２の固定ステージ１
１に対向する部分の面上に、例えばゴムなどの弾性体か
ら構成されるパッド１５が設けられている。このパッド
１５は、例えば、球体を所定の平面により分割したとき
の一方の部分からなる部分球体形状や円錐形状を有し、
可動ステージ１２における固定ステージ１１に対向する
面に固着されている。

【００４９】以上のようにして、この一実施形態による
ディスク基板１とシート４との貼り合わせ装置１０が構
成されている。なお、この貼り合わせ装置１０は、減圧
可能な真空チャンバ内に設置するようにしてもよい。そ
して、この貼り合わせ装置１０を真空チャンバ内に設け
る場合には、真空チャンバを、その内部の圧力、すなわ
ち貼り合わせ時におけるディスク基板１とシート４の周
辺の圧力として、４．０×１０²〜２．０×１０⁴Ｐａの
範囲内、好ましくは１．０×１０³〜８．０×１０³Ｐａ
の範囲内で、制御可能に構成することが望ましい。

【００５０】次に、以上のように構成された貼り合わせ
装置１０を用いた、ディスク基板１とシート４との貼り
合わせ方法について説明する。

【００５１】すなわち、まず、シート４を、その貫通孔
２ｃを上下動ピン１３に嵌め合わせるようにして、固定
ステージ１１のシート載置面１１ａ上に載置する。この
とき、シート４は、一方の面の接着層２ｂ側が可動ステ
ージ１２に対向するように載置する。このシート４の載
置とともに、固定ステージ１１に設けられた真空吸着孔
（図示せず）内を真空引きする。これにより、シート４
を、シート載置面１１ａ上に平面状を保った状態で吸着
させることができる。すなわち、一般に、シート４は、
少なくともディスク基板１との貼り合わせ以前の段階の
平面円環状に打ち抜かれる前段階において、ロール状に
巻き取られていることが多い。そのため、シート４をシ
ート載置面１１ａ上に載置する場合、そのロール状に巻
かれている状態が現出し、巻きぐせなどのくせが出てし
まう。そのため、シート載置面１１ａ上でシート４を吸
着することによって、シート４を平面状に固定すること
ができる。

【００５２】その後、ディスク基板１を、基板位置出し
ピン１４に嵌め合わせつつ上下動ピン１３に支持される
ように載置する。このとき、ディスク基板１は、その情
報信号部１ｃが設けられた一主面が接着層２ｂに対向す
るように、上下動ピン１３に支持されて載置される。

【００５３】次に、可動ステージ１２を固定ステージ１
１に向けて移動させる（図４中、下方）。そして、パッ
ド１５により、まず基板位置出しピン１４を押圧し、続
いてディスク基板１を介して上下動ピン１３を固定ステ
ージ１１中に進入させる。これにより、ディスク基板１
の情報信号部１ｃが設けられた一主面と、シート４の接
着層２ｂとが圧着される。このとき、この圧着状態を、
１ｓ以上６０ｓ未満の間、好ましくは１ｓ以上４０ｓ以
下の間、この一実施形態においては、例えば２０ｓの間
保持する。これにより、ディスク基板１とシート４との
圧着が安定する。圧着が安定した後、シート４の吸着固
定を解除するとともに、可動ステージ１２を固定ステー
ジ１１から離れる方向に開放させる。その後、所定の搬
送装置（図示せず）を用いて、圧着されたディスク基板
１とシート４とを固定ステージ１１から搬出する。

【００５４】以上により、図１に示す、レプリカ基板１
ａの凹凸が形成された一主面に、情報信号部１ｃと、接
着層２ｂおよび光透過性シート２ａからなる光透過層２
とが設けられた光ディスクが製造される。

【００５５】ここで、本発明者は、従来の、光学用ポリ
カーボネート樹脂（ASTM D570,200時間）からなり、室
温での吸水率が０．２３％のレプリカ基板１ａを用いて
構成された光ディスク（比較例の光ディスク）と、この
一実施形態の、低吸水性ポリカーボネート樹脂（ASMD 5
70,200時間）を含有したポリカーボネート樹脂からな
り、室温での吸水率が０．２％以下のレプリカ基板１ａ
を用いて構成された光ディスク（実施例）とについて、
それらのスキュー変化量に関する実験を行った。ここ
で、実施例の光ディスクとしては、第１の実施例の光デ
ィスクとして、低吸水性ポリカーボネート樹脂からな
り、吸水率が０．１６％のレプリカ基板１ａを用いたも
のとする。また、第２の実施例の光ディスクとして、従
来のポリカーボネート樹脂と低吸水性ポリカーボネート
樹脂とをそれぞれ４０重量部と６０重量部との割合で混
合した樹脂からなり、吸水率が０．１８％のレプリカ基
板１ａを用いたものとする。また、第３の実施例の光デ
ィスクとして、従来のポリカーボネート樹脂と低吸水性
ポリカーボネート樹脂とをそれぞれ６０重量部および４
０重量部の割合で混合した樹脂からなり、吸水率が０．
２０％のレプリカ基板を用いたものとする。

【００５６】そして、これらの比較例および第１〜第３
の実施例による光ディスクに対して、初期結晶化処理を
施して、情報信号部１ｃにおける記録層を非晶質状態
（アモルファス状態）から結晶状態に変化させた。そし
て、温度が２５℃で、湿度が９０％の恒温恒湿槽に１０
０時間投入することによって、レプリカ基板１ａの全体
を十分吸水させる。その直後、温度が２５℃で、湿度が
５０％の恒温恒湿槽内に設置されたスキュー測定機に移
動させる。そして、このスキュー測定機内において、比
較例および第１〜第３の実施例による光ディスクのラジ
アルスキューの変化量の経時変化を測定した。ここで観
測位置は、光ディスクのデータ記録領域として用いられ
る円環状領域の外周部で、半径が５８．０ｍｍの位置で
ある。この測定結果を図５に示す。なお、図５におい
て、ラジアルスキュー変化量とは、光ディスクを、温度
が２５℃で湿度が５０％の恒温恒湿槽内に移動させた瞬
間のラジアルスキューを０とした場合の変化量であり、
ラジアルスキューの正方向は、光透過層２の側が膨張す
る方向、すなわちレプリカ基板１ａが収縮する方向であ
る。

【００５７】図５から、比較例の光ディスク、および第
１〜第３の実施例による光ディスクのいずれの光ディス
クにおいても、温度２５℃、湿度９０％の恒温恒湿槽か
ら温度２５℃、湿度５０％の恒温恒湿槽内に移動させた
瞬間から、反りが発生していることがわかる。本発明者
の知見によれば、これは、光ディスクを温度２５℃湿度
５０％の恒温恒湿槽内に移動させた瞬間から、レプリカ
基板１ａ内部に侵入していた水分が、レプリカ基板１ａ
の情報信号部１ｃが形成されていない側から外部に流出
し始め、これにより、レプリカ基板１ａのこの側への収
縮が生じたことが原因である。そして、この反りは、約
５時間後にピークを迎え、時間の経過とともに基板内部
への水分の流出は納まり、反りは小さくなっていく。

【００５８】また、図５から、比較例による光ディスク
においては、約５時間後におけるラジアルスキュー変化
量が０．２４°に達するのに対し、第３の実施例による
光ディスクにおいては０．１８°、第２の実施例による
光ディスクにおいては０．１５°、第１の実施例による
光ディスクにおいては、０．１１°であることがわか
る。また、レプリカ基板１ａ自体の吸水率の低下に伴っ
て、ラジアルスキュー変化量が低減する傾向にあること
がわかる。本発明者の知見によれば、このラジアルスキ
ュー変化量がレプリカ基板１ａの吸水率の低下に伴って
低減する傾向にあるのは、レプリカ基板１ａの吸水率が
低いためであり、これにより、温度が２５℃で湿度が５
０％の恒温恒湿槽内に移動させた瞬間から発生するレプ
リカ基板１ａの収縮が小さかったことが原因である。

【００５９】また、上述の比較例、第１〜第３の実施例
による光ディスクにおいては、湿度が９０％の恒温恒室
槽から湿度が５０％の恒温恒室槽への移動であり、相対
湿度の変化量は４０％であるが、この光ディスクが実際
に使用される環境を考慮すると、相対湿度の変化量とし
て６０％の変化も生じることがある。そこで、本発明者
は、２５℃の温度において、相対湿度が６０％変化した
場合の光ディスクの最外周における最大のラジアルスキ
ュー変化量を算出した。以下の表１にこれらの算出量を
示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】ところで、ＤＶＲなどの光ディスクでは、
片面の記憶容量は２２ＧＢ程度に達する。このように高
記録密度化されたＤＶＲなどの光ディスクにおいては、
ラジアルスキューは±０．３°、変化量としては０．６
°が限界である。光ディスクの製造時におけるばらつき
や、内外周差、周内変動のマージンが０．３°であるの
で、これを考慮すると、ラジアルスキューの変化量は
０．３°以下に抑える必要がある。

【００６２】すなわち、表１から、吸水率が０．２３％
のレプリカ基板１ａを用いた比較例の光ディスクにおい
ては、湿度が６０％ＲＨ変化したときに、ラジアルスキ
ュー変化量は、最大０．３６°に達することがわかる。
これに対し、吸水率が０．２０％のレプリカ基板１ａを
用いた第３の実施例の光ディスクにおいては、湿度が６
０％ＲＨ変化したときに、ラジアルスキュー変化量は、
最大０．２７°にとどまり、許容範囲の０．３０°以下
に収まることがわかる。したがって、レプリカ基板１ａ
の吸水率を０．２％以下にすることによって、実用に供
する高記録密度化された光ディスクを得ることができ
る。

【００６３】以上説明したように、この一実施形態によ
れば、光ディスクを構成する部分となるレプリカ基板１
ａの吸水率を０．２％以下にしていることにより、この
レプリカ基板１ａを支持基板とした光ディスクの使用時
に、環境湿度変化が生じた場合であっても、ラジアルス
キューの変化を抑制することができ、反りの発生を抑制
することができる。したがって、薄型化され、小複屈折
で、透明性良好で厚さも均一な光透過層を有し、対物レ
ンズの高ＮＡ化に対応可能で、高信頼性を有し、良好な
記録再生特性を有する光ディスクを得ることができる。

【００６４】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種
の変形が可能である。

【００６５】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値、材料、情報信号部１ｃの積層構造、光ディスクの
種類はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異な
る数値、材料、情報信号部１ｃの積層構造、光ディスク
の種類を用いてもよい。

【００６６】また、上述の一実施形態においては、情報
信号部１ｃの部分を構成する反射膜の材料としてＡｌを
用いたが、反射層の材料としては、Ａｌ以外にも、Ａｌ
合金、銀（Ａｇ）、Ａｇ合金、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ合金な
どを用いることも可能である。また、上述の一実施形態
においては、相変化記録層として、ＧｅＩｎＳｂＴｅ合
金からなるものを用いたが、相変化記録層としてはＧｅ
ＳｂＴｅ合金などのその他の材料を用いることも可能で
ある。

【００６７】また、上述の実施形態においては、シート
４を光透過性シート２ａと接着層２ｂとから構成した
が、シート４の光透過性シート２ａ側に、光透過性シー
ト２ａを保護する、ＰＥＴやＰＥＮからなる第２の保護
フィルムを設けてシート４を構成するようにしても良
い。このように、第２の保護フィルムを設けることによ
り、シート載置面１１ａ上にシート４を載置して吸着固
定した場合でも、光透過性シート２ａにシート載置面１
１ａ上の異物などが直接接触することを防止することが
できるので、光透過性シート２ａに傷などが発生するの
を防止することができる。また、このとき、この第２の
保護フィルムにおける光透過性シート２ａ側の面には、
微粘着性の接着剤（図示せず）が被着されており、この
微粘着性の接着剤からなる層を介して、光透過性シート
２ａと第２の保護フィルムとが互いに接着されている。
ここで、微粘着性の接着剤は、光透過性シート２ａとの
接着力に比して、第２の保護フィルムとの接着力が大き
い接着材料から構成して、光透過性シート２ａと第２の
保護フィルムとの剥離を、微粘着性の接着剤からなる層
と光透過性シート２ａとの界面における剥離になるよう
にする。また、上述の保護フィルムや、第２の保護フィ
ルムの厚さは、それぞれ４０μｍ程度であるが、この数
値に限定されるものでないことは言うまでもない。

【００６８】また、上述の一実施形態による光ディスク
を、そのクランプ領域３においてクランプし回転させる
際に、摩擦力を増加させる必要がある場合、クランプ基
準面３ａを滑りにくくするために、グロー放電やサンド
ブラスト処理により、選択的に、クランプ基準面３ａを
粗面化するようにしても良い。このとき、この粗面化は
クランプ基準面３ａに選択的に行われ、具体的には、表
面粗さＲａが例えば３０ｎｍ以上、好ましくは１２０ｎ
ｍ以上になるように粗面化される。

【００６９】また、上述の一実施形態においては、この
発明を、光透過層を有する光ディスクに適用するように
しているが、光磁気記録再生方式を採用した光ハードデ
ィスクや、リムーバブル光ハードディスクに適用するこ
とも可能である。また、上述の一実施形態においては、
この発明を、相変化を利用して情報信号の記録を行うよ
うにした相変化が光ディスクに適用する用にしている
が、この発明の技術的思想の範囲内において、この発明
を、その他の書換可能型光ディスクや、追記型光ディス
ク、または再生専用型光ディスクに適用することも可能
である。

【００７０】また、上述の一実施形態においては、情報
信号部１ｃがレプリカ基板１ａの主面に形成されている
例について説明したが、この情報信号部１ｃを、シート
４におけるレプリカ基板１ａに対向面に形成するように
してもよい。さらにシートを複数の薄膜により構成し、
最外層の薄膜に凹凸を形成して情報信号部を構成するこ
とも可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、基板の一方の主面上に情報信号部と、レーザ光を透
過可能な光透過層とが設けられた光ディスクにおいて、
室温での吸水率を０．２パーセント以下にした基板を用
いることにより、外部環境の湿度変化による基板の体積
の膨張量、または収縮量を低減することができるので、
光ディスクにおける反りの発生を防止することができ
る。したがって、記録時および／または再生時に用いら
れる光学系の対物レンズにおける高ＮＡ化に対応するこ
とができ、薄型化され、小複屈折で、透明性良好で厚さ
も均一な光透過層を有し、対物レンズの高ＮＡ化に十分
対応可能で、耐腐食性が向上された高信頼性を有する光
ディスクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による光ディスクを示す
断面図である。

【図２】この発明の一実施形態によるディスク基板を示
す断面図である。

【図３】この発明の一実施形態によるシートを示す断面
図である。

【図４】この発明の一実施形態による貼り合わせ装置を
示す略線図である。

【図５】この発明の一実施形態による光ディスクと比較
例の光ディスクにおけるラジアルスキュー変化量の経時
変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・ディスク基板、１ａ・・・レプリカ基板、１ｂ
・・・センターホール、１ｃ・・・情報信号部、２・・
・光透過層、２ａ・・・光透過性シート、２ｂ・・・接
着層、２ｃ・・・貫通孔、３・・・クランプ領域、３ａ
・・・クランプ基準面、４・・・シート、１０・・・貼
り合わせ装置、１１・・・固定ステージ、１１ａ・・・
シート載置面、１２・・・可動ステージ、１３・・・上
下動ピン、１４・・・基板位置出しピン、１５・・・パ
ッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部光浩東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者越田晃生東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者浅野祐子東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 KA01 KA23 KA24 KC20 LA02 LB12 LB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一方の主面上に、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成され
た情報信号部と、上記情報信号の記録時および／または再生時に用いられ
るレーザ光を透過可能に構成された光透過層とが設けら
れた光ディスクにおいて、上記基板の室温での吸水率が０．２パーセント以下であ
ることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】上記基板がプラスチック材料からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】上記基板がアルミニウム、またはアルミ
ニウム合金からな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】上記基板がガラス基板であることを特徴
とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項５】上記光透過層が、光透過性シートと、上記
光透過性シートを上記基板の上記主面に接着可能に構成
された接着層との積層構造を有して構成されていること
を特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項６】上記接着層が、感圧性粘着剤からなるこ
とを特徴とする請求項５記載の光ディスク。
【請求項７】上記接着層が、紫外線硬化樹脂からなる
ことを特徴とする請求項５記載の光ディスク。
【請求項８】上記基板と上記光透過性シートとが同種
の材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ディ
スク。
【請求項９】上記基板と上記光透過性シートとが同種
の材料からなり、上記材料が、ポリカーボネート系樹
脂、シクロオレフィン系樹脂およびポリオレフィン系樹
脂からなる群より選ばれた少なくとも１種類の樹脂であ
ることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項１０】上記基板が平面円環形状を有すること
を特徴とする請求項１記載の光ディスク。