JP2012160227A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】表面反射を防止しつつかつ生産の容易な光記録媒体を提供する。
【解決手段】光記録媒体１１は、記録再生光によって再生される情報を記録した情報ピット２が形成された信号面６と、信号面６と対向する側に前記記録再生光が入射される読み出し面７とを有する基材１を備える。ここで読み出し面７には、前記記録再生光の反射を低減する複数の反射防止構造体３が前記記録再生光の波長よりも小さいピッチで形成される。反射防止構造体３それぞれは前記読み出し面上７において凹んだ凹形状を有し、読み出し面７上における縁部の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さが、底面の縁の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さよりも長くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録媒体に関し、特に反射防止構造を有する光記録媒体に関する。

ガラスやプラスチックからなる光学素子は、その表面におけるフレネル反射によって可視光領域において４％程度の表面反射を生ずることが知られている。多数のレンズやプリズム等の光学素子を組み合わせて光学系を構成すると、これらの光学素子の表面での反射が積み重なり、光線の透過率が減少する。このため、カメラの撮影レンズ、光ディスクのピックアップレンズ、眼鏡、あるいは液晶ディスプレイ等の空気と光学素子や光学部材との界面での反射損失を減らすための技術が種々提案されている。

そのような技術のひとつとして、光学素子の表面に微細な凹凸構造を作ることが検討されている。より具体的には、レリーフ構造格子や錐形状の突起物を光学素子表面に成形して表面反射を抑えるという技術である（例えば特許文献１参照）。光が空気層側、すなわち突起物の頂点から入射し、底面側に深さ方向に進行した場合、突起である光学素子媒質の面積が次第に増加することにより、屈折率は、空気の屈折率から光学素子の屈折率に少しずつ増大する。空気層から突起のない平坦な光学素子媒質に光が入射するのと異なり、急激な屈折率変化がないため、光の反射が抑制される。

特開２００４−２２１５７号公報

光学素子の表面に微細な凹凸構造を作る場合、その構造は信号面のパターンに比べ反射防止構造体のパターンはピッチが小さくかつ深く、構造体を忠実に成形することが困難となる。特に信号面と反射防止構造を同時に成形することが難しく、生産効率が悪くなる。また、射出成形を用いて生産する場合、溶融した樹脂が半径方向を中心から外周に向かって金型内部を流動することになるが、構造体を成形する溝が深いと、樹脂の流れを阻害し、ひいては外周部への樹脂の充填を阻害することとなる。加えて、反射防止構造の断面も三角形の溝としなければならないが、成形の精度も要求され実現が困難となる。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、表面反射を防止しつつかつ生産の容易な光記録媒体を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のある態様は光記録媒体である。この光記録媒体は、記録再生光によって再生される情報を記録した情報ピットが形成された信号面と、前記信号面と対向する側に前記記録再生光が入射される読み出し面とを有する基材を備える。ここで前記読み出し面には、前記記録再生光の反射を低減する複数の反射防止構造体が前記記録再生光の波長よりも小さいピッチで形成される。また前記反射防止構造体それぞれは前記読み出し面上において凹んだ凹形状を有し、前記読み出し面上における縁部の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さが、底面の縁の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さよりも長くなる。

本発明によれば、表面反射を防止しつつかつ生産の容易な光記録媒体を提供することができる。

図１（ａ）および（ｂ）は、実施の形態に係る光記録媒体の構成を模式的に示す図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、記録再生光の入射光方向から見た光記録媒体の読み出し面を模式的に示す図である。 実施の形態に係る反射防止構造を有する光記録媒体を成形する成形装置を模式的に示す図である。 実施の形態に係る射出成形装置で成形された基材の直径方向の断面を模式的に示す図である。 反射防止構造体の深さに対する記録再生光の反射率の値のグラフを示す図である。 反射防止構造体の縁部の径と底部の径との比に対する記録再生光の反射率の値のグラフを示す図である。

図１（ａ）および（ｂ）は、実施の形態に係る光記録媒体の構成を模式的に示す図である。具体的に、図１（ａ）は光記録媒体１１の上面図を表し、図１（ｂ）は線分ＡＢの断面図を示す。図１（ａ）における光記録媒体１１は、図１（ａ）に示すように円盤形状である。また、基材１の中心には記録再生装置（図示せず）に装着するための中心穴５が形成されている。

基材１は、記録再生光に対し透光性を有する樹脂あるいはガラスから作られている。より具体的には、基材１は、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、およびアモルファスポリオレフィン樹脂等のプラスチックを用いて作られている。これらのプラスチック材料の記録再生光波長における屈折率ｎは、１．４５から１．６５の範囲となる。

図１（ｂ）は、中心穴５を通る線分ＡＢの断面図を示す。説明の便宜上、以下では、信号面６を上側、読み出し面７を下側として説明する。光記録媒体１１の基材１において、後述する情報ピット２の情報を読み出すための記録再生光が入射する読み出し面７の表面には、読み出し面７に対して凹となる反射防止構造体３が複数設けられている。言い換えると読み出し面７から見て信号面６側に向かって凸となる凹部が、反射防止構造体３として複数設けられている。この反射防止構造体３の詳細については後述する。

基材１において読み出し面７と対向する表面には、螺旋状あるいは同心円状に情報ピット２が形成されている。情報ピット２は、記録再生光によって再生されるべき音楽、ビデオ映像、データ等の情報信号を記録する。情報ピット２の上には、金属からなる反射層４が積層されている。さらに、情報ピット２と反射層４とを保護するために保護層８が形成される。保護層８は、紫外線硬化型樹脂の塗布膜や樹脂基板を貼り合わせることで構成される。保護層８の上面が上述した信号面６となる。

読み出し面７から記録再生光が入射し、反射防止構造体３を通過して、情報ピット２に光が照射されると、情報ピット２の反射層４で記録再生光が反射して、情報ピット２の存在しない平坦部分と情報ピット部分の反射光の光量に強度差が生じる。この強度差をもとに、情報ピット２に記録されている情報が復元される。

図２（ａ）〜（ｃ）は、記録再生光の入射光方向から見た光記録媒体１１の読み出し面７を模式的に示す図である。具体的に、図２（ａ）は光記録媒体１１の上面図を示す。図２（ｂ）は読み出し面７の上面の拡大図を示す。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）における線分ＥＦ方向の断面の拡大図を示す。

図２（ａ）に示すように、実施の形態に係る光記録媒体１１の読み出し面７には、円環状のトラックが半径方向に等間隔で配置されている。反射防止構造体３は、この複数の円環状の各トラックにおいて、円周方向に等間隔で複数形成される。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す図であるため、円周方向の配列を直線状の配列として近似して図示している。そこで、以下図２（ｂ）において、円周方向をＸ方向、半径方向をＹ方向として説明する。なお、説明の便宜上、反射防止構造体３が形成されるトラックの形状は円環として説明するが、この形状は円環に限らず、例えば一様螺旋や対数螺旋のような渦巻き型の形状であってもよい。また、複数の円環状のトラックは、読み出し面７に形成されている必要はなく、反射防止構造体３が互いに同一円周上にあるよう形成されればよい。

反射防止構造体３は読み出し面７から見て凹型である凹部であり、凹部の読み出し面７側の端部を上端とし、凹部の信号面６側の端部は底部とする。読み出し面７の境界とで形成される凹部の縁部（以下、単に「縁部」ともいう。）の形状は、円形あるいは円周方向に長い楕円や半径方向に長い楕円である。図２（ｂ）に示すように、円環状トラックはＰｙ間隔で配置されている。各反射防止構造体３は、円環状の各トラックにおいて、円周方向にＰｘ間隔で形成される。図２（ｃ）は、基材１の図２（ｂ）におけるＥＦ方向の断面の拡大図を示す。

反射防止構造体３は金型となるスタンパを樹脂に押しつけることによって生成される。スタンパ上に設けられた反射防止構造体３を形成するための反射防止構造体形成部が凸型であるマスタースタンパを用いると、基材１には凹型の複数の反射防止構造体３が形成され、反射防止構造体形成部が凹型となっているマザースタンパを用いると、凸型の複数の反射防止構造体３が形成される。

発明者は、反射防止構造体形成部が凸型であるマスタースタンパと、凹型であるマザースタンパとを用いて基材１を射出成形してその転写性を比較した。この結果、反射防止構造体形成部が凸型であるマスタースタンパの方が、凹型であるマザースタンパよりも、基材１への反射防止構造体３の転写性がよいことを見出した。したがって、生産性の観点から、反射防止構造体形成部が凸型となっているスタンパから成形される凹型の複数の反射防止構造体３によって反射防止構造体３を構成するのが好ましい。

ここで、仮に複数の反射防止構造体３がトラック上で密に連なるように反射防止構造体３を構成すると、各トラックにおいて反射防止構造体３による溝（凹部）が形成されることになる。同様に、複数の反射防止構造体３がＹ方向に密に連なると、基材１上に放射状に凹部が形成される。一般に、反射防止構造体３の成形時には、基材１の内周から外周方向、すなわちＹ方向に溶融した樹脂が流れる。このため、上述のような溝が存在すると、その溝で樹脂の流れがせき止められて基材１の外縁部分まで樹脂が行き渡らなくなり、樹脂が均一に分布しないことが起こり得る。その結果、基材１内で反射防止構造体３が一様に転写されなくなってしまう。

そこで、基材１上に樹脂が均一に分布するように、反射防止構造体形成部を構成する複数の凸部が互いに接することのないよう、間欠的にスタンパ上に配置することが好ましい。このようなスタンパで成形される反射防止構造体３は、図２（ｂ）に示すように、複数の凹部が互いに接することなく間欠的に配置される。ここで「凹部が間欠的に配置される」とは、近接する各凹部の縁部が互いに接することなく配置されていることをいう。

説明の便宜上、各反射防止構造体３の凹部の縁部の直径（縁部の形状が楕円形の場合は長径）をＤ１とする。このとき、複数の反射防止構造体３が間欠的に配置されるための条件は、近接する反射防止構造体３同士の縁部の中心間の距離をＰとして、
Ｐ＞Ｄ１ （１）
となる。

前述したように、実施の形態に係る反射防止構造体３は、Ｙ方向に等間隔なトラック上に、Ｘ方向にも等間隔に配置されている。トラックの間隔をＰｙ、Ｘ方向の間隔をＰｘとすると、複数の反射防止構造体３が間欠的に配置されるための条件は、
Ｐｘ＞Ｄ１ かつ Ｐｙ＞Ｄ１ （２）
となる。

ここで、Ｙ方向のピッチＰｙはＸ方向のピッチＰｘと等しくなくてもよい。また、図２（ａ）における直線ＧＨに沿って、反射防止構造体３がＹ方向に配列が揃う場合と揃わない場合があるが、反射防止構造体３が間欠的に配置される限り、どちらの配置をとってもよい。

以上、複数の反射防止構造体３同士の位置関係について説明した。次に、各反射防止構造体３の形状について説明する。

発明者の実験により、可視光領域の波長λの光に対して反射防止を機能させるためには、反射防止構造体３の深さｈを５０ｎｍ＜ｈ＜５００ｎｍとし、各反射防止構造体３の配置の周期、すなわち上述のＰｘおよびＰｙが、１００ｎｍ＜Ｐｘ＜５００ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｐｙ＜５００ｎｍとなるよう反射防止構造体３を形成するとよいことが分かった。ここで、「反射防止構造体３の深さｈ」とは、反射防止構造体３の凹部が形成されている基材１の表面から凹部の底部に至るまでの最短距離である。具体的には、基材１の表面から底部に下ろした垂線の長さである。

表面に反射防止構造体３を形成していない平坦な基材１に対して可視光領域の波長の光を照射すると、その光は基材１の表面でおよそ４．５％反射する。これに対し、基材１の表面に上記のｈ、Ｐｘ、Ｐｙを満たすように反射防止構造体３を成形すると、反射防止構造体３によって基材１の表面の反射率を反射防止構造体３を形成していない場合の４．５％よりも低減することができる。このように、実施の形態に係る反射防止構造体３は、基材１の表面に反射防止構造体３を形成しない場合よりも基材１の表面の反射率を低減させることが可能であれば足り、反射を完全に防止できることに限られない。

発明者は、表面にそれぞれ異なる配置や形状の反射防止構造体３を形成したＣＤ（Compact Disc）を複数用意し、記録再生光の表面における反射率と、そのＣＤを再生したときの音質との関係について官能評価試験を実施した。官能評価試験の評価項目は（１）レンジ感、（２）歪感、（３）奥行き感、（４）解像度、（５）バランス感の５項目である。この官能評価試験は、反射防止構造体３を形成していない従来のコンパクトディスクを評価点３とする５段階評価で行った。本評価試験においては、評価点の点数が高いほど音質がよいことを意味する。その結果、基材１の表面反射率を２．０％以下に抑えると、５つの評価項目のうち複数の項目が従来評価点３を上回り、ＣＤの音質が向上することが判明した。さらに反射率を１．５％以下に抑えると、全ての項目で従来評価点３を上回り音質が著しく向上することも分かった。

基材表面の反射率を２％以下に抑えると、記録再生光が基材表面で反射して生じる迷光が低減して再生信号品質が向上することも明らかにされている。これは再生信号以外の不要反射光が光検出器に入射するのを防ぐことにより、再生信号のノイズ対信号比を増大させることができるからである。光記録媒体１１を記録再生するレーザ波長λが７８０ｎｍのときに基材１の表面の反射率を２％以下に抑えるためには、反射防止構造体３を構成する反射防止構造体３の深さｈを１００ｎｍ＜ｈ＜３００ｎｍとし、周期を１５０ｎｍ＜Ｐｘ＜４００ｎｍ、１５０ｎｍ＜Ｐｙ＜４００ｎｍとなるよう形成するとよいことを発明者は見出した。

ここで、実施の形態に係る反射防止構造体３は円錐や角錐のような鋭角の底部を持たない。図２（ｃ）に示すように、実施の形態に係る反射防止構造体３の底部は平面で形成され、その平面は前記読み出し面７と平行である。底部における平面（底面）は底部径Ｄ２を有する。底部は、曲面で形成されていてもよく、このときの曲面の曲率は小さい方が望ましい。さらに、実施の形態に係る反射防止構造体３において、縁部の径Ｄ１と底部径Ｄ２との関係は、１＞Ｄ２／Ｄ１となっている。

仮に１＜Ｄ２／Ｄ１となる反射防止構造体３を形成する場合、スタンパ上の反射防止構造体形成部の先端径Ｄ２を、反射防止構造体形成部の底部の径Ｄ１より大きくする必要がある。本実施の形態において反射防止構造体形成部は凸型であるため、反射防止構造体形成部の先端部は凸型の先端に、反射防止構造体形成部の底部は凸型の底部に相当する。反射防止構造体形成部の底部面はスタンパの表面、すなわち反射防止構造体形成部が形成される面と同一面となる。

反射防止構造体形成部の先端部が反射防止構造体３の底部に対応し、反射防止構造体形成部の底部が反射防止構造体３の縁部に対応する。このようなスタンパを用いて反射防止構造体３を形成した後にそのスタンパを剥がすと、形成された反射防止構造体３（凹部）の縁部径Ｄ１は反射防止構造体形成部の先端部により凹部の底部径Ｄ２と同程度まで拡大してしまう。このため、後加工をすることなくＤ１＜Ｄ２となる反射防止構造体３を形成することは難しい。また、凹部の縁部と底部とをつなぐ壁面で形成される凹部内径は、縁部から底部に向かうに連れ小さくなることが好ましい。凹部の縁部の内径Ｄ１を最大として底部に近づくほど径を小さくした方が、樹脂の充填率、すなわちスタンパからの転写率が向上する。さらに、スタンパの離型を容易とするため、離型による基材１の表面のめくれを低減することもできる。以上の観点からＤ１＝Ｄ２とするのも望ましくなく、結論として反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と底部径Ｄ２との関係は、上述の１＞Ｄ２／Ｄ１を満たすことが好ましい。

樹脂の充填率やスタンパの離型等、生産の容易性を考慮すると、反射防止構造体３の深さｈは浅いほど好ましい。一方で、基材１の表面反射を抑制するためには、反射防止構造体３の深さｈは反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１の数倍〜十数倍がよいと言われている。

発明者は、各反射防止構造体３の底面を平坦とすることで、反射防止構造体３の深さｈが反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１の１〜２倍程度であっても、記録再生光の基材１の表面における反射率を４．５％以下に抑えることができることを実験によって見出した。これは、例えば反射防止構造体３の底面で反射された記録再生光と、基材１の表面のうち反射防止構造体３が形成されていない部分で反射した記録再生光が打ち消し合うなど、種々の要因が複合的に重なって達成できたと推測される。

後述する実施の形態に係る反射防止構造体３の深さｈと反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１との関係は、
０．４２≦ｈ／Ｄ１≦１．６７ （３）
である。また、反射防止構造体３の縁部から底部に至る傾斜、すなわち凹部の内径の変化は緩やかである方が、生産の容易性の観点から好ましい。詳細は後述するが、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と底部径Ｄ２との関係は、
０．１７≦Ｄ２／Ｄ１≦０．８３ （４）
の範囲とするとよい。反射防止構造体３を上記式（３）、（４）を満たすようにすることにより、生産性の容易さを確保しつつ、表面反射を抑制できる反射防止構造体３を成形することが可能となる。

図３は、実施の形態に係る反射防止構造体３を有する光記録媒体１１を成形する射出成形装置３０を模式的に示す図である。射出成形装置３０は、固定金型３４ａ、可動金型３３ａ、情報ピット２を成形する凸部３４ｂが付された情報スタンパ３４ｃ、反射防止構造体３を成形する凸型の反射防止構造体形成部３３ｂが付された反射防止構造スタンパ３３ｃ、溶融した樹脂を送り込むためのノズル３６、および固定金型３４ａと可動金型３３ａとのそれぞれの温度を調整する温度調整装置３５ａ、３５ｂとを含む。

射出成形装置３０は、既知の油圧式あるいは電動式の射出成形機によって実現される。基材１に凹形状の反射防止構造体３を転写するため、反射防止構造スタンパ３３ｃにはこれと入れ子の凸形状の反射防止構造体形成部３３ｂが配置されている。この凸形状の反射防止構造体形成部３３ｂの頂部は平坦となっている。

反射防止構造スタンパ３３ｃは、例えば光記録媒体のマスタリングプロセスにより作製される。ガラス原盤に形成したレジストをレーザ光で露光して現像した後、レジストのパターンをマスクとしてエッチングによりガラス面に反射防止構造体３のパターンを彫る。この面に導電膜を成膜した後、ニッケル電鋳を施し、ニッケル製の反射防止構造スタンパ３３ｃを得る。

情報スタンパ３４ｃも反射防止構造スタンパ３３ｃの作成と同様のマスタリングプロセスを用いて作成される。情報ピット２の大きさは、ＣＤの場合には、最短マーク長が０．８３μｍ、トラックピッチが１．６μm、深さが１６０ｎｍ、幅が４０ｎｍであるが、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc；登録商標）用の情報ピットを作成することも可能である。この場合、それぞれの記録再生光の波長に応じて、最短マーク長、トラックピッチ、深さ、および幅を適宜実験によって決定すればよい。

以下、反射防止構造体３と情報ピット２とを備えた基材１の具体的な成形工程について説明する。

反射防止構造スタンパ３３ｃと情報スタンパ３４ｃとを射出成形装置３０に設置し、基材１の２つの面に反射防止構造体３と情報ピット２とを備えた基材１を作製する。射出成形装置３０の可動金型３３ａに反射防止構造スタンパ３３ｃを取り付け、対向する固定金型３４ａに情報スタンパ３４ｃを取り付ける。あるいはこれと反対に、射出成形装置３０の可動金型３３ａに情報スタンパ３４ｃを取り付け、対向する固定金型３４ａに反射防止構造スタンパ３３ｃを取り付けることも可能である。

反射防止構造スタンパ３３ｃと情報スタンパ３４ｃとはともに、転写パターンが突起（凸部）として設けられている。固定金型３４ａおよび可動金型３３ａは、それぞれ温度調整装置３５ａ、３５ｂから温水を導入し、それぞれの金型を所定温度に加温し一定に保つように構成されている。溶融した樹脂ペレットをノズル３６からスクリューを用いて押し出し、固定金型３４ａおよび可動金型３３ａの間に射出する。固定金型３４ａが可動金型３３ａを圧縮して、反射防止構造スタンパ３３ｃと情報スタンパ３４ｃとのそれぞれのスタンパのパターンを成形した基材１を得る。

スパッタリング法、あるいは真空蒸着法等の既知の手法により、信号面６側の情報ピット２の上に反射層４を設ける。反射層４は、高い反射率が得られるＡｕ、Ａｌ、Ａｇ、Pbまたはその合金を用いることで実現できる。反射層４の上には保護層８が成形される。保護層８は、紫外線硬化樹脂をスピンコートして基材１の全面に塗布して、紫外線を照射して硬化させることで形成される。この結果、光記録媒体１１に耐傷性と耐湿性とを持たせることができる。

図４は、実施の形態に係る射出成形装置３０で成形された基材１の直径方向の断面を示す図である。情報ピット２は、基材１の信号面６側に、情報ピット２の開始位置4５ａから情報ピット２の終了位置4５ｂにわたって設けられる。信号面６と対向する読み出し面７側には、反射防止構造体３が、反射防止構造体３の開始位置4６ａから反射防止構造体３の終了位置4６ｂにわたって設けられる。

例えばＣＤを再生する場合を考える。このとき対物レンズ４４の開口数（numerical aperture；ＮＡ）は０．４５であり、記録再生光４５である再生レーザ光の波長λは７８０ｎｍである。信号面６における記録再生光４５のスポット半径ｒは、ｒ＝０．６１×λ／ＮＡ＝０．６１×７８０／０．４５＝１０５７ｎｍとなる。信号面６から記録再生光４５の入射側にある読み出し面７では、スポット半径が０．３６ｍｍまで拡大する。

そこで、反射防止構造体３の開始位置4６ａは情報ピット２の開始位置4５ａよりも基材１の内周側に位置し、かつ、反射防止構造体３の終了位置4６ｂは情報ピット２の終了位置4５ｂよりも基材１の外周に位置するように成形する。この結果、反射防止構造体３が成形される領域の方が情報ピット２が成形される領域よりも広くなり、記録再生光４５が反射防止構造体３を通過することが保証される。

発明者は、反射防止構造体３の縁部が囲む形状の直径Ｄ１、底部の直径Ｄ２、深さｈ、反射防止構造体３が配列されるトラックのピッチＰｙ、およびトラック上における反射防止構造体３の円周方向のピッチＰｘについて、それらの値を変更することで成形される、異なる複数の反射防止構造体３を有するＣＤを作成し、記録再生光の表面反射率やＣＤの音質の官能評価実験を行った。以下、その結果を実施例およびその比較例として説明する。

まず、反射防止構造体３の縁部の直径Ｄ１が２００ｎｍ場合の例について説明する。

（実施例１）
反射防止構造スタンパ３３ｃを次のようにして作製した。まず、石英製のガラス円盤を用意し、光学研磨した石英ガラス製の円盤に真空プロセスであるスパッタリングにて分子量比が二酸化タングステン（ＷＯ_２）：二酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）＝９：１の混合物からなる無機レジスト層を膜厚５０ｎｍとして設けた。次に、この円盤を露光装置（図示せず）に設置し、線速度４．９２ｍ／ｓで一定にして回転させ、波長４０５ｎｍのレーザ光をレジスト表面に開口数が０．９である対物レンズで集光、明滅して照射し、所定形状の潜像を形成した。

トラックのピッチＰｙを０．２６μｍ、円周方向のピッチＰｘを０．１３μｍとし、内周から外周に向けて螺旋状に露光した。その後アルカリ性現像液（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現像液）で現像して露光部を除去し、レジストの凹凸パターンを得た。さらに、得られたレジストパターンをマスクとして、ＣＨＦ_３をエッチングガスとして用いて、電圧を印加して異方性の高いドライエッチングを行うことにより、石英ガラス表面に反射防止構造体３を凹形状で成形した。

その後、ニッケル薄膜を成膜し、電鋳方法によりニッケル製の反射防止構造スタンパ３３ｃを得た。反射防止構造スタンパ３３ｃに形成された反射防止構造体形成部３３ｂの形状は凸形状で、高さｈ＝２６０ｎｍ、Pｘ＝０．３０μｍ、Ｐｙ＝０．２６μｍであった。

これとは別に、コンパクトディスクの情報ピット２が成形された情報スタンパ３４ｃをニッケルスタンパとして用意した。情報ピット２に対応するスタンパの凸部分の形状は、高さ１４０ｎｍ〜１８０ｎｍ、幅３０ｎｍ〜５０ｎｍにある。反射防止構造体３とＣＤとを同時に射出成形する場合、通常のＣＤを射出成形する場合と比較して金型温度を高くするため、ＣＤの情報ピット２の離型性が低下する。そのため、傾斜角度の小さな情報ピット２を成形する必要がある。そのため、情報ピット２の傾斜角度は１２度〜３０度の範囲が好ましい。

実施例１で使用した情報スタンパ３４ｃは、高さ１６０ｎｍ、幅４０ｎｍ、傾斜角度２１度である。光記録媒体１１の量産用の射出成形装置３０の固定金型３４ａにＣＤ用の情報スタンパ３４ｃを取り付け、可動金型３３ａには反射防止構造スタンパ３３ｃを取り付けた。固定金型３４ａと可動金型３３ａとの２つの金型の温度と型締め力を変えて射出成形を行い、ポリカーボネート樹脂の基材１を得た。

反射防止構造スタンパ３３ｃの転写性を高めるため、可動金型３３ａの温度は、情報スタンパ３４ｃを取り付けた固定金型３４ａの温度よりも高温に設定する方が好ましい。そこで、可動金型３３ａの温度を１２０〜１４０℃、固定金型３４ａの温度を９５〜１４０℃とした。具体的には、可動金型３３ａの温度を１３５℃、固定金型３４ａの温度を１２０℃とした。また、型締め力は４０トンとした。

信号面６側に情報ピット２が配置される領域を、光記録媒体１１の半径２５ｍｍ〜５８ｍｍの範囲の領域とし、反射防止構造体３が成形される領域は半径１８ｍｍ〜５９ｍｍの範囲の領域となるように成形した。原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope；ＡＦＭ）で基材１の表面を測定したところ、反射防止構造体３の深さｈは２００ｎｍであり、反射防止構造スタンパ３３ｃからの転写率は２００ｎｍ／２６０ｎｍ＝７７％、ＰｘとＰｙは反射防止構造スタンパ３３ｃと同じ値を示した。

また、基材１の表面に対して垂直に切断した際の反射防止構造体３の断面は底部に平坦部分を有する台形状の凹形状を示し、底部径Ｄ２と縁部の径Ｄ１との関係は、Ｄ２／Ｄ１＝０．２であった。基材１の表面における記録再生光の反射率は０．９％であり、反射防止構造体３を設けていない基材１の表面の反射率である４．５％から減少することができた。その後、情報ピット２上にアルミニウム合金の反射層４をスパッタリング法で設け、ＵＶ保護膜をコートして光記録媒体１１を得た。このように、読み出し面７の表面に反射防止構造体３を設けたことによって読み出し面７の表面の反射が低減し、結果としてＣＤの再生信号自体が増大したと考えられる。

波長７８０ｎｍの再生レーザを搭載した光学ピックアップで反射防止構造体３を通して信号面６のピット間のランド部分の反射率を測定したところ、８５．９％であった。反射防止構造体３を設けていない従来の基材１の反射率７８．６％と比較して、７．３％の増加が認められた。これに伴い、最短ピットである３Ｔ信号の再生出力も１０．９%増大した。また、最内周半径２５ｍｍと最外周半径５８ｍｍと位置において再生波形を測定したところ、出力の変動は認められず、読み出し面７側の反射防止構造体３が成形された領域を拡大した効果が認められた。さらに、市販のコンパクトディスクプレーヤとスタジオ用スピーカと組み合わせ、官能評価で音質を評価したところ、解像度と歪感と奥行き感が著しく向上した。具体的には、官能評価試験で従来のコンパクトディスクを評価点３とした５段階評価で評価点５の結果を得た。

（実施例２〜７）
次に、実施例１に対し、反射防止構造体３の深さｈを変更した例を実施例２〜７として説明する。実施例２〜７に係る反射防止構造体３は、深さｈの値以外は実施例１と同様であり、反射防止構造体３とＣＤの情報ピット２とを有する基材１を成形した。具体的には、反射防止構造体３のピッチPｘを０．２０μｍ、トラックのピッチＰｙを０．２６μｍとし、各反射防止構造体３の縁部と底部との径比Ｄ２／Ｄ１＝０．２とした。情報スタンパ３４ｃの凸部分の形状は、高さ１６０ｎｍ、幅４０ｎｍとした。表１に、実施例２〜７の各パラメータとそのときのＣＤ音質の官能評価実験の結果とを、比較例１、２とともに記載する。

表１において、「○」は従来と比べてＣＤの音質が向上したこと、「×」は低下したことを示す。後述の表２〜４においても同様である。

反射防止構造体３の深さｈを、１００ｎｍから１７５ｎｍに至るまで２５ｎｍ刻みで変化させた例をそれぞれ実施例２〜５とし、反射防止構造体３の深さｈを２２５ｎｍ、３００ｎｍとした例をそれぞれ実施例６、７とした。表１に示すように、実施例２〜７において読み出し面７側の反射率が従来の４．５％と比べて低下し、更に２％以下に抑制することができた。この結果、読み出し面７から基材１の内部への記録再生光の透過率が増加し、波長７８０ｎｍのレーザを搭載した再生装置（図示せず）において読み出した再生信号の出力が増加した。反射防止構造体３が設けられていない従来のＣＤと音質を比較したところ、解像度、歪感、および奥行き感を向上させることができた。

（比較例１、２）
比較例１と２とは、実施例２〜７と同様に、実施例１に対して反射防止構造体３の深さｈを変更した例である。

比較例１における反射防止構造体３の深さｈは、ｈ＝８０ｎｍである。表１に示すように読み出し面７側の反射率の低下が不十分となり、反射率を２％以下に抑制することができなかった。このため、ＣＤの音質の改善が不十分となった。また、比較例２は、反射防止構造体３の深さｈをｈ＝４００ｎｍとした。表１に示すように読み出し面７側の反射率は２％以下まで低下したものの、ＣＤの音質の改善が認められなかった。

比較例２においてＣＤの音質の改善が認められなかったのは、記録再生光の反射率の問題ではなく、離型のしやすさに起因するＣＤの生産上の問題である。すなわち、反射防止構造スタンパ３３ｃの転写性を高めるために、可動金型３３ａの温度を通常の９５℃よりも４０℃高めて１３５℃としたところ、ＣＤ側を離型する時に情報ピット２の周縁部分にめくれ（いわゆる「バリ」）が生じ、この結果、情報ピット２の読み取り時のエラーが増大したことによる。原理上は反射防止構造体３の深さｈを大きくすることで、読み出し面７側の反射率をより抑制することが可能となるが、深さｈを大きくすると生産の容易性が低下し、設計どおりの生産をすることが困難となる。深さｈの大きさと生産の容易性とはトレードオフの関係にある。

次に、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１を２４０ｎｍとして、反射防止構造体３が配列されるトラックのピッチＰｙを変化させた例を実施例８〜１２および比較例３〜５として説明する。

（実施例８〜１２）
反射防止構造体３が配列されるトラックのピッチＰｙを２６０ｎｍとした例を実施例８、３００ｎｍとした例を実施例９、３６０ｎｍから４４０ｎｍに至るまで４０ｎｍ刻みで変化させた例をそれぞれ実施例１０〜１２とする。

実施例８〜１２において、トラック上における反射防止構造体３の配置のピッチＰｘは２６０μｍであり、反射防止構造体３の深さｈ＝２００ｎｍ、縁部の径Ｄ１＝２４０ｎｍ、縁部の径Ｄ１と底部の径Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１＝０．２である。また、情報スタンパ３４ｃの凸部分の形状は、高さ１６０ｎｍ、幅４０ｎｍとした。

実施例８〜１２と後述する比較例３〜５について、各パラメータとそのときのＣＤ音質の官能評価実験の結果を表２に示す。

表２に示すように、ピッチＰｙと読み出し面７側の反射率とは正の相関がある。表２は、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１に対し、２倍未満のピッチＰｙまでは読み出し面側の反射率を２％以下に抑制することができた。実施例８〜１２に係る光記録媒体１１であるディスクは、反射防止構造体３が設けられていない通常のディスクと比較して、読み出し面７での反射率が低減されており、ＣＤの音質の改善が認められた。

（比較例３〜５）
実施例８〜１２と比較をするために、Ｐｙを１３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５２０ｎｍとした例をそれぞれ比較例３〜５として評価を行った。比較例３においては、Ｐｙ＜Ｄ１となるため隣接する反射防止構造体３同士が重なり、その結果Ｙ方向の穴形状が不均一となる。さらに、深さｈも９０ｎｍと浅くなり、記録再生光の反射率を２％以下に抑制することができなかった。このため、ＣＤの音質の改善も不十分となった。

比較例３とは逆にＰｙを広げすぎても、読み出し面７側の反射率の低下が不十分となる。具体的には、Ｐｙ＞４８０ｎｍとなる比較例４および５は、読み出し面７側の反射率を２％以下に抑制することができなかった。このため、ＣＤの音質の改善も不十分となった。Ｐｙを広げると、基材１の表面に反射防止構造体３の成形されていない鏡面部分の領域が増すため、表面反射を抑制することができないことが原因と考えられる。

以上の実験結果と上述の式（２）とを考慮して、反射防止構造体３が配列されるトラックのピッチＰｙと、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１との関係は、
Ｄ１＜Ｐｙ＜２×Ｄ１ （５）
となることが好ましいことを発明者は見出した。Ｐｘについても同様のことがいえるから、
Ｄ１＜Ｐｘ＜２×Ｄ１ （６）
となることも好ましいと言える。さらに式（１）を考慮すると、
Ｄ１＜Ｐ＜２×Ｄ１ （７）
まで一般化できる。式（７）は隣接する反射防止構造体３同士の関係を示す式である。例えば反射防止構造体３をランダムに配置する場合等、反射防止構造体３を配置するために円環状のトラックを利用しない場合に反射防止構造体３の配置を決定することに利用できる。

（実施例１３〜１９）
実施例８〜１２と同様に反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１を２４０ｎｍとして、実施例１〜７の場合と同様に反射防止構造体３の深さｈを変えて評価を行った。具体的には、深さｈを１００ｎｍから４００ｎｍに至るまで５０ｎｍ刻みで変化させた。なお、Ｐｘ＝Ｐｙ＝２６０ｎｍ、Ｄ１＝２４０ｎｍ、Ｄ２／Ｄ１＝０．２である。実施例１３〜１９と後述する比較例６、７について、各パラメータとそのときのＣＤ音質の官能評価実験の結果を表３に示す。また、反射防止構造体３の深さｈに対する記録再生光の反射率の値のグラフを図５に示す。

表３および図５より、深さｈが大きくなるとともに読み出し面７側の反射率は小さくなることが分かる。反射防止構造体３が設けられていない通常のディスクと比較して、読み出し面７での反射率が低減され、基材１の内部への再生光の透過率が増加した結果、再生信号出力が増加したと考えられる。反射防止構造のない従来のＣＤの音質と比較した結果、解像度、歪感、および奥行き感を向上させることができた。

（比較例６〜７）
比較例６および７は、反射防止構造体３の深さｈを変えて実施例１３〜１８と同様にして反射防止構造体３と情報ピット２とを有する基材１を成形した例である。比較例６は深さｈ＝５０ｎｍであり、読み出し面７側の反射率を２％以下に抑制することができなかった。比較例６とは逆に、深さｈを深くして５００ｎｍとした例が比較例７である。表３および図５に示すように、読み出し面７側の反射率は大幅に低下したものの、ＣＤの音質は改善されなかった。これは前述したとおり、ＣＤ側を離型するときに生じた情報ピット２の周縁部分のめくれが原因であると考えられる。

表１および表３の結果より、反射防止構造体３の深さｈを
１００ｎｍ≦ｈ≦４００ｎｍ （８）
とすると、生産の容易性を確保しつつ、読み出し面７側の反射率が抑制できることを発明者は見出した。記録再生光の波長λ＝７８０ｎｍとの比を用いて式（８）を表すと、
０．１２８≦ｈ／λ≦０．５１２ （９）
となる。

また、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と深さｈとの比は、
０．４２≦ｈ／Ｄ１≦１．６７ （１０）
となることが好ましい。

（実施例１９〜２３）
実施例８〜１８と同様に反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１を２４０ｎｍとして、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と底部の径Ｄ２との比を変えて評価を行った。具体的には、縁部の径Ｄ１を固定して底部の径Ｄ２の値を変化させた。なお、Ｐｘ＝Ｐｙ＝２６０ｎｍ、Ｄ１＝２４０ｎｍ、ｈ＝２００ｎｍである。実施例１９〜２３と後述する比較例８、９について、各パラメータとそのときのＣＤ音質の官能評価実験の結果を表４に示す。また、反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と底部の径Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）に対する記録再生光の反射率の値のグラフを図６に示す。

表４および図６に示すようにＤ２とＤ１との比Ｄ２／Ｄ１が０．７付近となると読み出し面７側の反射率が最小となる傾向を示す。なお、図６における実線は、プロットデータを２次曲線でフィッティングした結果を示している。反射防止構造体３が設けられていない通常のディスクと比較して、読み出し面７での反射率が低減され、基材１の内部への再生光の透過率が増加した結果、再生信号出力が増加した。反射防止構造体３のない従来のＣＤの音質と比較したところ解像度、歪感、および奥行き感を向上させることができた。

（比較例８、９）
比較例８および９は、Ｄ２を変えて実施例１９〜２３と同様にして反射防止構造体３とＣＤの情報ピット２を有した基材１を成形した例である。比較例８はＤ２／Ｄ１＝０．０８であり、底部径Ｄ２が縁部径Ｄ１に対して非常に小さいため反射防止構造体３の形状は円錐に近い。一方、比較例９はＤ２／Ｄ１＝０．９２であり、反射防止構造体３の形状は円柱に近い。いずれの例も、読み出し面７側の反射率が増加し、ＣＤの音質の改善は不十分となった。

以下の式（３）は既述であるが、表４および図６に示す実験結果からＤ２／Ｄ１は、
０．１７≦Ｄ２／Ｄ１≦０．８３ （３）
を満たすことが好ましいことが分かった。

以上説明したように、実施の形態によれば、表面反射を防止しつつかつ生産の容易な光記録媒体を提供することができる。

具体的に、生産の容易性に関し、本発明の実施の形態に係る光記録媒体１１は反射防止構造体３の縁部の径Ｄ１と深さｈとの比（Ｄ１／ｈ）１〜２倍程度と比較的浅いため、成型時に溶融した樹脂を充填するのが容易である。また、本発明の実施の形態に係る反射防止構造体３は凹部として形成されることから、反射防止構造体３を形成するための反射防止構造スタンパ３３ｃは凸部となる。一般に、凸型の突起物を押しつけて樹脂に穴を成形する方が、凹型の構造物を押しつけて樹脂に突起物を成形するよりも容易である。さらに、本発明の実施の形態に係る反射防止構造体３は間欠的に配置されているため、成形時に溶融した樹脂の流れを阻害せず、樹脂を均一に分布させることができる。

本発明に係る光記録媒体１１によれば、信号面６（情報ピット２）と読み出し面７側の反射防止構造体３とを同時に成形することができ、従来の成形装置を使い安価かつ高品質に生産することができる。反射防止構造体３を読み出し面７側に成形することにより、読み出し面７の表面反射が低減して、迷光が減少し、透過率が増加し、再生信号出力が増大して良好に情報信号を読み書きすることが可能となる。特にＣＤに適用した場合には音質が改善される。反射防止構造体３は信号領域よりも広い領域に設けられているため、信号領域の末端でも安定して高品質の再生信号が得られる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記の説明は、反射防止構造体３を構成する反射防止構造体３の縁部が囲む形状および底部の低面の形状が円または楕円の場合について説明したが、縁部が囲む形状および底部の低面の形状は楕円や円に限らず、例えば多角形であってもよい。この場合、縁部の任意の２点を結ぶ線分のうち、最長の長さとなる線分の長さＤ１を縁部の径Ｄ１とする。また、底面の縁の任意の２点を結ぶ線分のうち、最長の長さとなる線分の長さＤ２を底部径Ｄ２とする。

１ 基材、 ２ 情報ピット、 ３ 反射防止構造体、 ４ 反射層、 ４ 比較例、 ５ 中心穴、 ６ 信号面、 ７ 読み出し面、 ８ 保護層、 １１ 光記録媒体、 ３０ 射出成形装置、 ３３ａ 可動金型、 ３３ｃ 反射防止構造スタンパ、 ３４ａ 固定金型、 ３４ｃ 情報スタンパ、 ３５ａ、３５ｂ 温度調整装置、 ３６ ノズル、 ４４ 対物レンズ、 ４５ 記録再生光。

Claims (4)

1. 記録再生光によって再生される情報を記録した情報ピットが形成された信号面と、前記信号面と対向する側に前記記録再生光が入射される読み出し面とを有する基材を備え、
   前記読み出し面には、前記記録再生光の反射を低減する複数の反射防止構造体が前記記録再生光の波長よりも小さいピッチで形成され、
   前記反射防止構造体それぞれは前記読み出し面上において凹んだ凹形状を有し、前記読み出し面上における縁部の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さが、底面の縁の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さよりも長くなることを特徴とする光記録媒体。
2. 前記反射防止構造体それぞれは、前記読み出し面上における縁部の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さをＤ１、底面の縁の任意の２点を結ぶ線分のうち最長の長さとなる線分の長さをＤ２、近接する前記反射防止構造体同士の縁部の中心間の距離をＰ、前記記録再生光の波長をλとしたときに、Ｄ２＜Ｄ１＜Ｐ＜λを満たすことを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
3. 前記反射防止構造体それぞれは、前記読み出し面上の第１の方向に近接する前記反射防止構造体同士の縁部によって形成される形状の中心間の距離をＰｙ、第１の方向と垂直な第２の方向に近接する前記反射防止構造体部同士の縁部によって形成される形状の中心間の距離をＰｘ、および前記反射防止構造体の前記読み出し面上の縁部から底部までの深さをｈとしたときに、０．１３＜ｈ／λ＜０．５かつ０．４２≦ｈ／Ｄ１≦１．６７かつ０．１７≦Ｄ２／Ｄ１≦０．８３かつＤ１＜Ｐｘ＜２×Ｄ１かつＤ１＜Ｐｙ＜２×Ｄ１を満たすことを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体。
4. 前記読み出し面の形状は円盤形状であり、
   前記読み出し面の半径方向に形成された複数の前記反射防止構造体のうち、本光記録媒体の最内周側に形成された前記反射防止構造体の内周端から最外周側に形成された前記反射防止構造体の外周端までの距離は、前記信号面に形成された前記情報ピットの最内周端から最外周端までの距離より長いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光記録媒体。