JP2003303444A

JP2003303444A - 光ディスクおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003303444A
Application number: JP2002105277A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shirasagi; 俊彦白鷺
Original assignee: Sony Disc Technology Inc
Current assignee: Sony Music Solutions Inc
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】保護層側からレーザ光を照射し、情報の読み
取りおよび書き込みを行うようにした光ディスクにおい
て、水分の吸放湿に起因する反りの変化量を低減できる
ようにする。【解決手段】図２Ａに示す基板１を射出成形法により
形成する。図２Ｂに示すように、基板１の凹凸が形成さ
れた一主面に情報信号部２を形成する。図２Ｃに示すよ
うに、基板１の情報信号部２が形成されたのとは反対側
の他主面に、好適には１０ｎｍ〜６０ｎｍ、より好適に
は２０ｎｍ〜３０ｎｍの金属あるいは半導体からなる防
湿膜４を形成する。図２Ｄに示すように、スピンコート
法により情報信号部２上に保護膜３を形成するととも
に、防湿膜４上に保護膜４を形成する。保護膜５上に印
刷層６を形成する。

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、光ディスクおよ
びその製造方法に関し、特に、基板上に記録層および保
護層が設けられた光ディスクに対して、保護層が設けら
れた側からレーザ光を照射することにより、情報信号の
記録および／または再生が行われる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、コンパクトディスク（以下、Ｃ
Ｄ）は、大量のデータを記録可能であるとともに、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利点を有するため、広く普及
している。

【０００３】図５にＣＤの構成を示す。図５に示すよう
に、ＣＤ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
１０１上に、アルミニウム（Ａｌ）膜などの金属薄膜か
らなる反射膜１０２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層
（図示省略）とが設けられた構成を有する。そして、こ
のＣＤにおける情報信号の再生時には、図５に示すよう
に、ディスク基板１０１の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。

【０００４】このようなＣＤ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１
０１を形成する。次に、真空蒸着法やスパッタリング法
により、光ディスク基板上に金属薄膜からなる反射膜１
０２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層を形成する。

【０００５】近年、このようなＣＤより、さらに高記録
密度の光ディスクが要求されている。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
る技術が提案されている。

【０００６】すなわち、例えば従来のＣＤ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ＣＤの６〜８倍の記録容量を有するＤＶＤ
（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０．６
０程度として、スポット径の小径化が図られる。

【０００７】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。

【０００８】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
膜からなる保護層とを順次積層し、保護層側から再生光
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、保護
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、保護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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな光ディスクでは、周囲環境の湿度変化に伴って、光
ディスクに反りが生じることが知られている。ＣＤは、
ディスク基板の片側にのみ反射膜が被覆された非対称構
造を有するため、主に反射膜が形成されていない面から
水分の吸放湿が起こり、その結果としてディスク基板に
反りが生じてしまう。

【００１０】図６Ａは、吸湿時のＣＤの形状を示し、図
６Ｂは、放湿時のＣＤの形状を示す。吸湿時には、図６
Ａに示すように、反射膜が設けられた側と反対側の面が
伸びて、ＣＤが凹状の形状になるのに対し、放湿時に
は、図６Ｂに示すように、反射膜が設けられた側と反対
側の面が縮んで、ＣＤが凸状の形状になる。ＣＤでは、
このような水分の吸放湿に起因する反り（Ｓｋｅｗ）の
変化量は、許容範囲にあるため、問題とされなかった。

【００１１】また、ＤＶＤでは、Ｓｋｅｗの変化量の許
容範囲は、ＣＤのＳｋｅｗの変化量の約１／２である
が、０．６ｍｍのディスクをピット面を内側にして貼り
合わせた対称構造を有するため、Ｓｋｅｗがキャンセル
され、Ｓｋｅｗの変化量が許容範囲となり、大きな問題
とならなかった。

【００１２】ところが、上述した保護層側からレーザ光
を照射し、情報の読み取りおよび書き込みを行うように
した光ディスクでは、水分の吸放湿に起因する反り（Ｓ
ｋｅｗ）の変化量が許容範囲を超えてしまうことがある
ため、問題とされている。

【００１３】図７に示すＳＡＣＤ(Super Audio CD)ハイ
ブリッドディスクのような高密度かつ非対称構造のディ
スクでは、光ディスクの反りを防止するために、吸湿性
の低いアモルファスポリオレフィン材（日本ゼオン社
製）などが基板材料として使用されている。ところが、
このような基板材料は非常に高価であるため、光ディス
の価格の上昇を招いてしまう。

【００１４】したがって、この発明が解決しようとする
課題は、保護層側からレーザ光を照射し、情報の読み取
りおよび書き込みを行うようにした光ディスクにおい
て、水分の吸放湿に起因する反りの変化量を低減するこ
とができる光ディスクおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願第１の発明は、ディスク基板の一主面に、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、レーザ光を透過可能な保護層とが順次積層され
て構成され、保護層側からレーザ光を照射し、情報信号
を記録および／または再生する光ディスクにおいて、基
板の情報信号部が形成された側と反対側の面に、金属あ
るいは半導体からなる防湿膜が設けられていることを特
徴とする光ディスクである。

【００１６】本願第２の発明は、ディスク基板の一主面
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、レーザ光を透過可能な保護層とが順次
積層されて構成され、保護層側からレーザ光を照射し、
情報信号を記録および／または再生する光ディスクの製
造方法において、基板の情報信号部が形成された側と反
対側の面に、金属あるいは半導体からなる防湿膜を形成
する工程を備えることを特徴とする光ディスクの製造方
法である。

【００１７】上述のように構成されたこの発明の光ディ
スクでは、基板の保護層が形成された側と反対側の面
に、金属あるいは半導体からなる防湿膜が設けられてい
るため、基板の保護層が設けられた側と反対側の面から
の水分の吸放湿を防ぐことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図１に、この発明の
光ディスクの構成の一例を示す。

【００１９】基板１は、中心部にセンターホールが形成
された平面円環形状を有し、保護層３が形成される側の
面には、凹凸パターンがセンターホールを中心とした同
心円状に形成されている。基板の材料としては、例えば
ポリカーボネートネート（ＰＣ）やシクロオレフィンポ
リマーなどの低吸湿性の樹脂が用いられる。この基板１
の直径（外径）は、例えば１２０ｍｍ、センターホール
開口径（内口径）は、例えば１５ｍｍである。

【００２０】情報信号部２は、Ａｌ、Ａｇなどの材料か
らなる反射膜である。この反射膜の膜厚は、例えば１０
ｎｍ〜６０ｎｍの範囲から選ばれる。なお、情報信号部
２は、反射膜に限られるものではなく、光磁気材料から
なる膜、相変化材料からなる膜、または有機色素からな
る膜などであってもかまわない。

【００２１】保護層３は、例えば、光透過性シートと、
この光透過性シートの一面に被着された感圧性粘着材
（ＰＳＡ）からなる粘着層とから構成され、このシート
は、基板と同様に、平面円環形状に打ち抜かれた形状を
有し、中央部に貫通孔が形成されている。この保護層３
の厚さは、例えば０．１ｍｍである。

【００２２】防湿膜４は、基板１の保護層が設けられた
側と反対側の面からの水分の吸放湿を防ぐためのもので
ある。この防湿膜４の材料として、ＡｌあるいはＡｇな
どの金属、もしくはＳｉなどの半導体が用いられる。ま
た、防湿膜の厚さは、好適には１０ｎｍ〜６０ｎｍの範
囲から選ばれ、より好適には２０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲
から選ばれる。

【００２３】保護層５は、例えば、光透過性シートと、
この光透過性シートの一面に被着された感圧性粘着材
（ＰＳＡ）からなる粘着層とから構成され、このシート
は、基板と同様に、平面円環形状に打ち抜かれた形状を
有し、中央部に貫通孔が形成されている。

【００２４】上述のように構成された光ディスクは、基
板１に対して、情報信号部２が形成された側の面から、
情報信号部２にレーザ光を照射することにより、情報信
号の記録および／または再生が行われる型の光ディスク
である。

【００２５】次に、この発明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。

【００２６】まず、図２Ａに示す基板１を、例えば射出
成形法により形成する。なお、基板１を射出成形により
形成する際、所定の凹凸が設けられたスタンパにより、
基板１の一主面にピットやグルーブが例えばスパイラル
状に形成される。

【００２７】次に、図２Ｂに示すように、基板１の凹凸
が形成された一主面に、情報信号部２を形成する。次
に、図２Ｃに示すように、基板１の情報信号部２が形成
されたのとは反対側の他主面に、防湿膜４を形成する。

【００２８】次に、図２Ｄに示すように、保護層３を形
成するとともに、防湿膜４上に保護層５を形成する。こ
れらの保護層３および保護層５は、情報信号部２および
防湿膜４上に、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により
均一厚さになるように塗布することにより形成される。

【００２９】なお、保護層３および保護層５の形成方法
は、スピンコート法に限られるものではない。例えば、
感圧性粘着剤付きのシートを加圧し、情報信号部２およ
び防湿膜４に貼り合わせることにようにして、保護層３
および保護層５を形成するようにしてもかまわない。

【００３０】また、ドライフォトポリマーシートを加圧
し、紫外線硬化させることにより、情報信号部２および
防湿膜４上に保護層３および保護層５を形成するように
してもかまわない。

【００３１】また、ポリカーボネートなどからなるシー
トを情報信号部２および防湿膜４上に紫外線硬化樹脂に
よって貼り合わせた後、硬化させることにより、保護層
３および保護層５を形成するようにしてもかまわない。

【００３２】最後に、保護層５上に印刷層６を形成す
る。これにより、目的とする光ディスクが製造される。

【００３３】本発明者は、上述のようにして製造された
本発明の光ディスクと、従来の光ディスクとの吸湿量お
よびＳｋｅｗ変化量（Ｒ−Ｓｋｅｗ変化量）をそれぞれ
測定し、比較を行った。ここで、従来の光ディスクと
は、本発明の光ディスクにおける防湿膜４の形成が省略
された光ディスク、すなわち、上述した光ディスクの製
造方法における防湿膜４の形成工程を省略することによ
り製造された光ディスクである。なお、この測定に用い
た本発明の光ディスクの防湿膜の材料はＡｇ、膜厚は３
０ｎｍである。また、本発明および従来の光ディスクに
おける基板１の材料は、ポリカーボネートであり、厚さ
は１．１ｍｍである。情報信号部２の材料は、Ａｇであ
り、厚さは約３０ｎｍである。

【００３４】なお、Ｓｋｅｗ変化量の測定値は、光ディ
スクの中心から５８ｍｍの位置におけるものである。ま
た、Ｓｋｅｗ変化量の測定値では、信号面を下にした状
態において、基板が凹上に反った場合のＳｋｅｗ変化量
を「＋」、基板が凸上に反った場合の変化量を「―」と
した。

【００３５】以下に、温度３０℃、湿度９０％の環境下
に、光ディスクを７０時間保持した場合の光ディスクの
吸湿量（水分増加量）およびＳｋｅｗ変化量の測定結果
を示す。吸湿量従来の光ディスク：０．０３２ｇ本発明の光ディスク：０．０１０ｇ（約１／３）Ｓｋｅｗ変化量従来の光ディスク：−０．２８ｄｅｇ本発明の光ディスク：−０．０４ｄｅｇ（約１／７）

【００３６】次に、温度７０℃、湿度３０％の環境下
に、光ディスクを１００時間保持した場合の光ディスク
のＳｋｅｗ変化量の測定結果を示す。Ｓｋｅｗ変化量従来の光ディスク：＋１．１５ｄｅｇ本発明の光ディスク：−０．１８ｄｅｇ（約１／６）

【００３７】上述した測定結果より、本発明の光ディス
クは、従来の光ディスクに比べ、周囲環境変化時におけ
る光ディスクの吸湿量を１／３程度に低減でき、Ｓｋｅ
ｗの変化量を１／７程度に低減できることがわかる。ま
た、本発明の光ディスクは、従来の光ディスクに比べ、
周囲環境変化時における基板の放湿量を低減でき、Ｓｋ
ｅｗの変化量を１／６程度に低減できることがわかる。

【００３８】次に、本発明者は、基板の凹凸が形成され
た側の面に、Ａｇからなる反射膜を成膜し、この反射膜
上に感圧性粘着シート（ＰＳＡシート）を貼り合わせた
サンプルを５枚作製し、これらのサンプルに対して環境
テストを行った。そして、環境テストを終了してから２
日後と、２週間後とにＲ−Ｓｋｅｗを測定した。なお、
環境テストは、温度８０℃、湿度８５％の環境下に、サ
ンプルを１０日間保持することにより行った。ここで、
測定に用いた基板の厚さは、１．１ｍｍである。また、
５枚のサンプルの反射膜の膜厚は、互いに異なる膜厚を
有する。各サンプルの膜厚および測定結果を表１に示
す。

【００３９】

【表１】

【００４０】なお、表１において、Δ１は、初期値の測
定から４８時間経過後までのＲ−Ｓｋｅｗの変化量、Δ
２は、４８時間後から２週間後までのＲ−Ｓｋｅｗの変
化量である。

【００４１】図３に、表１に示したＲ−Ｓｋｅｗ測定値
に基づき、作成されたグラフを示す。表１および図３か
ら、サンプル１は、Ｒ−Ｓｋｅｗの変化量が小さく、リ
カバリーが早いのに対して、サンプル２、３、４および
５は、Ｒ−Ｓｋｅｗの変化量が大きく、リカバリーが遅
いことが分かる。これは、サンプル１では、反射膜を介
して水分の出入りがあり、この反射膜を介した水分の出
入りと、反射膜が形成された側と反対の面の水分の出入
りとのバランスが良いのに対して、サンプル２、３、４
および５では、反射膜を介した水分の出入りがほとんど
なく、反射膜を介した水の出入りと、反射膜が形成され
た側と反対の面の水の出入りとのバランスが悪いためで
ある。

【００４２】さらに本発明者は、同様の構成を有するサ
ンプルを４枚作製し、これらのサンプルに対して、環境
テストおよびＲ−Ｓｋｅｗの測定を行った。これらのサ
ンプルの膜厚および測定結果を表２に示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】なお、表２において、Δ１は、初期値の測
定から４８時間経過後までのＲ−Ｓｋｅｗの変化量、Δ
２は、４８時間後から２週間後までのＲ−Ｓｋｅｗの変
化量である。

【００４５】図４に、表１に示したＲ−Ｓｋｅｗ測定値
に基づき、作成されたグラフを示す。表２および図４か
ら、サンプル１は、Ｒ−Ｓｋｅｗの変化量が小さく、リ
カバリーが早いのに対して、サンプル２、３および４
は、Ｒ−Ｓｋｅｗの変化量が大きく、リカバリーが遅い
ことが分かる。

【００４６】上述した測定結果より、基板１の情報信号
部２とは反対側の面に成膜する防湿膜４の膜厚は、１０
ｎｍ以上であることが好ましいことが分かる。

【００４７】この発明の一実施形態によれば、以下のよ
うな利点を得ることができる。基板１の情報信号部２が
形成された側と反対側の他主面に、金属あるいは半導体
からなる防湿膜４が設けられているため、基板１の情報
信号部２が設けられた側と反対の面からの水分の吸放湿
を防ぐことができる。したがって、水分の吸放湿に起因
する光ディスクの反りの変化量を低減することができ
る。

【００４８】また、ＳｉＯ２などの光透過性のある膜を
スパッタリングで成膜する場合とは異なり、反応性ガス
などを用いたスパッタリングを用いる必要性がないた
め、簡易な装置を用いて防湿膜４を形成することができ
る。また、Ｏ２など危険なガスを用いて、スパッタリン
グを行う必要がないため、ＳｉＯ２などの光透過性のあ
る膜をスパッタリングで成膜するのとは異なり、防湿膜
４を容易に作成することができる。

【００４９】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、上述の一実施形態に限定
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。

【００５０】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異な
る数値を用いてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、基板の情報信号部が形成された側と反対側の面に、
金属あるいは半導体からなる防湿膜が設けられているた
め、基板の保護層が設けられた側と反対の面からの水分
の吸放湿を防ぐことができる。したがって、水分の吸放
湿に起因する光ディスクの反りの変化量を低減すること
ができる。

【００５２】また、周囲環境の湿度変化に伴う光ディス
クの反りの変化量が小さいため、ディスク形状が安定す
る。よって、再生信号や記録信号の安定性を向上させる
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の構成
の一例を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施形態による光ディスクの製造
方法の一例を説明するための断面図である。

【図３】時間経過に伴うＲ−Ｓｋｅｗの変化量を示すグ
ラフである。

【図４】時間経過に伴うＲ−Ｓｋｅｗの変化量を示す表
である。

【図５】従来のコンパクトディスクの構成を示す断面図
である。

【図６】吸放湿時の光ディスクの形状を示す断面図であ
る。

【図７】従来のＳＡＣＤの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・基板、２・・・情報信号部、３，５・・・保護
層、４・・・防湿膜、６・・・印刷層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク基板の一主面に、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、レーザ光を透過可能な保護層とが順次積層されて構成さ
れ、上記保護層側からレーザ光を照射し、上記情報信号を記
録および／または再生する光ディスクにおいて、上記基板の情報信号部が形成された側と反対側の面に、
金属あるいは半導体からなる防湿膜が設けられているこ
とを特徴とする光ディスク。
【請求項２】上記金属がＡｌあるいはＡｇであり、上
記半導体がＳｉ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３】上記防湿膜の膜厚が、１０ｎｍ以上６０
ｎｍ以下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４】ディスク基板の一主面に、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、レーザ光を透過可能な保護層とが順次積層されて構成さ
れ、上記保護層側からレーザ光を照射し、上記情報信号を記
録および／または再生する光ディスクの製造方法におい
て、上記基板の情報信号部が形成された側と反対側の面に、
金属あるいは半導体からなる防湿膜を形成する工程を備
えることを特徴とする光ディスクの製造方法。
【請求項５】上記金属がＡｌあるいはＡｇであり、上
記半導体がＳｉであることを特徴とする請求項４記載の
光ディスクの製造方法。
【請求項６】上記防湿膜の膜厚が、１０ｎｍ以上６０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の光ディ
スクの製造方法。