專利名稱：光學(xué)記錄介質(zhì)及其制造方法以及光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)記錄介質(zhì)和使用該光學(xué)記錄介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)記錄和再現(xiàn)的裝置，以及制造該光學(xué)記錄介質(zhì)的方法。在這種情況中，光學(xué)記錄介質(zhì)以及光學(xué)記錄和再現(xiàn)的裝置指明為至少分別執(zhí)行光學(xué)記錄和再現(xiàn)中任意一項的光學(xué)記錄介質(zhì)和光學(xué)記錄和再現(xiàn)的裝置。另外，通過用激光進(jìn)行光學(xué)記錄和再現(xiàn)，尤其是高密度的記錄。
當(dāng)利用激光對光學(xué)記錄介質(zhì)執(zhí)行光學(xué)記錄和再現(xiàn)(下文簡稱記錄和再現(xiàn))中的至少任意一項時，如果假定激光的波長取為λ，透鏡系統(tǒng)即記錄和再現(xiàn)裝置的物鏡的數(shù)值孔徑取為N.A.，則記錄和再現(xiàn)激光束的斑點直徑由下式(1)表示＝1.22λ/(N.A.)........(1)因此，如果打算在光學(xué)記錄介質(zhì)如光盤上形成高密度記錄，則有效的做法是把λ設(shè)置成較小，即波長設(shè)置的較短而N.A.設(shè)置成較大。
至于記錄和再現(xiàn)裝置中機械特性的散射的容限量，如果假定光記錄介質(zhì)的激光入射面上透光層的厚度為t，則已知可以建立下列關(guān)系焦深FD＝λ/(N.A.)2........(2)光學(xué)記錄介質(zhì)的傾斜(歪斜)容限(極限)SM∝λ/(N.A.)3/t........(3)透光層的極限厚度tTM∝λ/(N.A.)4........(4)因為在傳統(tǒng)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置如CD(密集盤)中λ＝0.78μm，N.A.＝0.45，故從上面的關(guān)系式中可以得出
＝2.11μmFD＝3.85μmSM＝8.56α/t(α是任意常數(shù))TM＝19.02β(β是任意常數(shù))因為在DVD(數(shù)字視盤)的記錄和再現(xiàn)裝置中，λ＝0.65μm，N.A.＝0.6，故，從上面的關(guān)系式中可以得出＝1.32μmFD＝1.81μmSM＝3.01α/tTM＝5.02β把CD和DVD的各個值進(jìn)行相互比較時，DVD的SM大約是CD的1/3，因此對于傳統(tǒng)的CD需要把DVD的歪斜壓制到1/3。
事實上，CD的歪斜標(biāo)準(zhǔn)是0.6°，因此幾乎不可能壓制到0.2°。
因此，為了校正歪斜，透光層的厚度t做成0.6mm或是CD厚度的一半，由此，歪斜極限SM翻倍，標(biāo)準(zhǔn)為0.4°。
關(guān)于厚度不勻度的極限，因為與對應(yīng)于CD激光入射面上的透光層的透明塑料基底的厚度誤差設(shè)為100μm這一事實相比，DVD約是CD的1/4或更少，所以把DVD的厚度誤差壓制到30μm。這一值完全可以通過傳統(tǒng)的制造基底的澆鑄技術(shù)達(dá)到。
至于FD，DVD的FD大約是CD的FD的1/2。在制造DVD時，還可以通過傳統(tǒng)的澆鑄技術(shù)和粘合技術(shù)在焦深內(nèi)設(shè)置目標(biāo)信息層。
然而，因為希望DVD的記錄容量從4.7GB(千兆字節(jié))進(jìn)一步增大以提高記錄密度，所以需要N.A從傳統(tǒng)DVD的值進(jìn)一步增大。關(guān)于這一需要，正如本申請同一申請人提出的專利申請Hei9-185130中所述，建議大的N.A.由兩組透鏡生成。在這種情況中，N.A.肯定可以制成0.9，高于0.7。這種情況的光學(xué)參數(shù)是N.A./λ≥1.2(μm-1)，λ≤0.68μm，透光層的厚度不勻度Δt在±5.26λ/(N.A.)4μm的范圍內(nèi)。例如，如果N.A.＝0.85，則它是N.A.＝0.6的
倍。因此，即使不采用短波長的激光光源，表面密度也可以提高2倍。所以，如果采用與DVD相同的調(diào)制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)4.7×2＝9.4GB的光學(xué)記錄介質(zhì)的光學(xué)記錄盤。
但是，在這種情況中，上面所述的每個極限降低。也就是如果λ＝0.64μm成立，則從上述表達(dá)式(1)～(4)可以得到下式＝0.93μmFD＝0.90μmSM＝1.06α/tTM＝5.02β以這種方式，當(dāng)為了呈現(xiàn)高密度時，例如如上所述，N.A.增大至0.85時，則與DVD相比，其SM降至1/3，TM變?yōu)榇蠹s1/5，F(xiàn)D變?yōu)榇蠹s1/2，或者極限變得嚴(yán)格。因此，用與傳統(tǒng)的DC或DVD相同的結(jié)構(gòu)得到光學(xué)記錄介質(zhì)是不可能的。
另外，如果使用波長為400nm或更小的激光光源，則上述的每個極限將進(jìn)一步減小。
本發(fā)明的目的在于提供一種相應(yīng)于高N.A.物鏡和短波長光源的光學(xué)記錄介質(zhì)，一種使用該種光學(xué)記錄介質(zhì)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，以及一種制造該光學(xué)記錄介質(zhì)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種光學(xué)記錄介質(zhì)，介質(zhì)包括一個至少一層的信息層，對其以N.A.(數(shù)值孔徑)/λ(波長)≥1.2(μm-1)的光學(xué)參數(shù)執(zhí)行至少記錄和再現(xiàn)中的任意一項，其中至少在其信息信號區(qū)域，在等于或大于光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置執(zhí)行記錄和再現(xiàn)中的至少任意一項的聚焦伺服截止頻率的波帶處，焦點誤差量在±λ/(N.A.)2/8之內(nèi)，當(dāng)只進(jìn)行再現(xiàn)時焦點誤差量在±λ/(N.A.)2/4之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過使用上述的光學(xué)記錄介質(zhì)執(zhí)行記錄或再現(xiàn)中的任意一項的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，它包括一個波長等于或小于680nm的激光光源，和一個滿足N.A./λ≥1.2(μm-1)的透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)有一個由塑料、金屬、玻璃等制成的厚度在0.3mm～1.2mm范圍內(nèi)的基底，基底上有一個以凹槽和凹點以及其表面形成的信號面和一個形成于信號面上的反射膜或記錄膜，還有一個作為其中心的厚度為44μm～114μm的片，片的厚度不均勻范圍為±/μm，被粘合層粘到反射膜或記錄膜上，粘合層的厚度等于或小于6μm，其特征在于激光從片的表面即對著基底的面上入射，借此執(zhí)行光學(xué)記錄或再現(xiàn)中的至少一項。
本發(fā)明的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置利用光學(xué)介質(zhì)至少執(zhí)行光學(xué)記錄或再現(xiàn)中的任一項，裝置包括一個波長等于或小于680nm的激光光源，和一個滿足N.A./λ≥1.2(μm-1)的透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，包括步驟在形成在基底的至少一個面上的信號面上形成一個記錄膜或反射膜，基底的厚度為0.3mm～1.2mm，把紫外線固化樹脂滴注到記錄膜或反射膜上，在記錄膜或反射膜上放置塑料片，并高速旋轉(zhuǎn)它以除去紫外線固化樹脂的剩余物，通過輻照紫外線粘合塑料片而制造出一個目標(biāo)光學(xué)記錄介質(zhì)。


圖1是本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)實例的截面圖；圖2是本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)另一實例的截面圖；圖3A-3C分別是本發(fā)明制作方法的過程圖；圖4是本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)的實例中片的厚度不均勻測量結(jié)果曲線圖；圖5是用于測量本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)特性的記錄介質(zhì)的伺服頻率特性曲線圖；圖6是移走之后聚焦伺服的剩余量測量結(jié)果的曲線圖；圖7是波長和片的透射率關(guān)系測量結(jié)果曲線。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的使用兩組透鏡系統(tǒng)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置示意圖。
下面將參考圖1對本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)的實施例做一描述，其中圖1是本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)實例的截面圖。如圖1所示，在基底10的一個表面上形成一個信息層11，在信息層上形成一個厚度為t的透光層12，基底例如可以是塑料基底，金屬基底或玻璃基底等。圖1所示的例子是一個在其中心有中心鉆孔13的盤。
圖2是本發(fā)明光學(xué)記錄介質(zhì)另一實例的截面圖。如圖2所示，在此實施例中，類似的基底10的信號表面上形成有一個反射膜和記錄膜，膜上通過粘合層15粘合一個具有透光特性的片14，由此形成一個透光層12。
然而，不用說，本發(fā)明并不局限于上述實施例。
本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)包括信息層的至少一層，在其中的至少一層上以N.A.(數(shù)值孔徑)/λ(波長)≥1.2(μm-1)的光學(xué)參數(shù)執(zhí)行記錄和再現(xiàn)中的至少任意一項。至少在其信息信號區(qū)域，在等于或大于光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置執(zhí)行記錄和再現(xiàn)中的至少任意一項的伺服截止頻率的波帶處，焦點誤差量在±λ/(N.A.)2/8之內(nèi)，當(dāng)只進(jìn)行再現(xiàn)時聚焦誤差量在±λ/(N.A.)2/4之內(nèi)。
本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)中，在厚度為0.3mm～1.2mm的基底的至少一個面上形成的信號面上，形成一個反射膜或記錄膜，膜上形成一個厚度為3μm～177μm最好為50μm～120μm的透光層。
形成的透光層的厚度不勻度性Δt選在±5.26λ/(N.A.)4。
另外，軌道間距P設(shè)為滿足P≤0.64μm，歪斜度設(shè)為±0.4°，即||≤0.4°。
另外，凹槽或凹點的深度D例如選為滿足λ/8/n≤D≤3λ/8/n(n是透光層的折射率)，直徑設(shè)為例如等于或小于130mm。
在本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)中，記錄容量可以選成在一個CD大小和一個信息層的單層中的線密度，等于或大于8GB。
另外，當(dāng)λ等于或小于780nm時，透光層的透射率等于或大于70％。
本發(fā)明的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置是這樣一種裝置利用波長為λ的激光進(jìn)行光學(xué)記錄和再現(xiàn)中的任意一項，并且使用一種具有至少一個信息信號區(qū)域中信息層的至少一層的光學(xué)記錄介質(zhì)，信息信號區(qū)域中的焦點誤差，在等于或大于只進(jìn)行再現(xiàn)的聚焦伺服截止頻率的波帶處為±λ/(N.A.)2/4之內(nèi)，在等于或大于執(zhí)行記錄和再現(xiàn)的伺服截止頻率的波帶處為±λ/(N.A.)2/8之內(nèi)。光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置還包括一個光源的波長λ等于或小于680nm的激光光源和一個滿足N.A./λ≥1.2(μm-1)的透鏡系統(tǒng)。
在這種情況中，可以設(shè)置λ≤450nm，透鏡系統(tǒng)滿足N.A.≥0.78。
當(dāng)這種透鏡由兩組透鏡系統(tǒng)組成時，可以得到N.A.≥0.80。
本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)可以布置成在厚度為0.3mm～1.2mm基底的至少一個面上形成的信號面上形成一個反射膜或記錄膜，膜上通過粘合層粘合一個厚度為(50-6)μm～(120-6)μm即44μm～114μm的片，粘合層的厚度等于或小于6μm。激光從片的反面入射到信號面形成面。
粘合層可以由紫外線固化樹脂或壓敏粘合劑制成。
片的厚度不均勻范圍設(shè)置為±0.5μm。
透光層的透射率設(shè)置為當(dāng)λ等于或小于780nm時，透射率等于或大于70％。
在這種情況中，至少在其信息信號區(qū)域中，在波帶為等于或大于執(zhí)行記錄和再現(xiàn)中至少一項的記錄和再現(xiàn)裝置的聚焦伺服截止頻率的波帶處，焦點誤差設(shè)為±λ/(N.A.)2/8內(nèi)。
本發(fā)明的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置是一種使用波長為λ的激光執(zhí)行記錄和再現(xiàn)中的至少一項并使用光學(xué)記錄介質(zhì)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，在光學(xué)介質(zhì)中，上述厚度為0.3mm～1.2mm基底的至少一個面的信號面上形成一個反射膜或記錄膜，膜上通過粘合層粘合一個厚度為44μm～114μm的片，粘合層的厚度等于或小于6μm。光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置還包括一個光源的波長λ等于或小于680nm的激光光源和一個滿足N.A./λ≥1.2的透鏡系統(tǒng)。
在上述布局中，可以呈現(xiàn)λ≤450nm，N.A.≥0.60。另外，透鏡系統(tǒng)可以由兩組透鏡系統(tǒng)構(gòu)成。
換句話說，透鏡系統(tǒng)可以制成滿足N.A.≥0.80。
按照本發(fā)明制造如圖2所示布局的光學(xué)記錄介質(zhì)的方法具有在信號面上形成一個反射膜或記錄膜的步驟，其中信號面形成在基底的至少一個面上，基底厚度為0.3mm～1.2mm，例如由注入模制聚碳酸酯而形成，還包括把塑料片粘合到反射膜或記錄膜上的步驟，該步驟是通過在膜上滴注紫外線固化樹脂，通過把塑料片放置在膜上通過高速旋轉(zhuǎn)而除去紫外線固化樹脂的殘留物，以及通過在該狀態(tài)下將紫外線輻照其上從而獲得目標(biāo)光學(xué)記錄介質(zhì)等來實現(xiàn)的。
基底厚度設(shè)置為0.3mm～1.2mm的原因在于當(dāng)把光學(xué)記錄介質(zhì)制成與現(xiàn)存的CD等一樣時，其厚度為1.2mm，如果厚度小于0.3mm時，在模制或制造處理等方面將出現(xiàn)問題。
下面將對上述的本發(fā)明進(jìn)行解釋。在此，對達(dá)到超過8GB的儲存容量的情況做一解釋。以前提到的DVD的儲存容量在λ＝0.65μm和N.A.＝0.60時為4.7GB，因此，欲達(dá)到超過8GB的儲存容量，下列關(guān)系應(yīng)該成立4.7×(0.65/0.60×N.A./λ)2≥8因而得出上述的光學(xué)參數(shù)N.A./λ≥1.20。
至于歪斜極限，日本專利申請Hei-3-225650顯示SM完全處于±84.115°(λ/(N.A)3/t)這可用于本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)。
然后，如前所述，把SM的實際臨界值合理地設(shè)為0.4°。
因此，考慮如何通過縮短激光波長λ來設(shè)置光學(xué)記錄介質(zhì)的厚度以及當(dāng)設(shè)置SM＝0.4°時使N.A.較高。首先，當(dāng)λ＝0.65μm時，需要從N.A./λ≥1.20(μm-1)推出N.A.等于或大于0.78。
在使用短波長λ＝0.4μm的激光時，如果條件N.A.≥0.78不改變，則透光層的厚度變?yōu)閠＝177μm。在這種情況中，如果認(rèn)為按上述的設(shè)置使用制造CD的設(shè)備，其中CD的基底厚度約為1.2mm，則整個光盤的厚度最大變?yōu)?.38mm。
另一方面，無論具有保護(hù)記錄膜和反射膜作用的透光層是否維持其保護(hù)功能，都能確定透光層的下限。換言之，如果考慮光學(xué)記錄介質(zhì)的可靠性以及受稍后所述兩組透鏡與透光層表面碰撞的影響，則需要下限等于或大于3μm。
這就是為什么把透光層的厚度選在3μm～177μm范圍內(nèi)的原因。
在實現(xiàn)大容量的過程中，為了得到類似于DVD中傾斜極限SM的傾斜極限SM，需要N.A.＝0.85的透光層的厚度等于或小于0.6×(0.6/0.85)3＝0.21mm另外，當(dāng)采用波長大約為4μm的激光光源時，得到0.21×0.4/0.65＝0.129mm并且透光層的厚度t變?yōu)?.12mm，即等于或小于120μm。
另一方面，當(dāng)厚度小于50μm時，有在塑料片中發(fā)生雙折射的危險。因此，厚度最好等于或大于50μm，從而透光層的厚度最好在50μm～120μm范圍。
為了獲得8GB的容量，必需改變軌道間距P和線密度d。這種情況完全能滿足下列條件(0.74/p)×(0.267/d)×4.7≥8d≤0.1161p(μm/比特)當(dāng)p＝0.56μm時，線密度變?yōu)閐≤0.206μm/比特，這是用DVD的ROM(只讀存儲器)作為參照。因為改進(jìn)了記錄和再現(xiàn)時的信號處理技術(shù)，使線密度可以比目前的情形增加15％，所以間距可以增加并且最大設(shè)置為0.64μm。
另外，對于軌道間距波動的容限ΔP是嚴(yán)格的。如果按照原樣使用CD和DVD的記錄和再現(xiàn)參數(shù)，則從DVD的0.74μm的間距和±0.03的容限，可以得到下列條件-0.03P/0.74≤ΔP≤0.03P/0.74-0.04P≤ΔP≤+0.04P因此，當(dāng)P＝0.56時，ΔP變?yōu)樵凇?.023μm內(nèi)。
接下來討論透光層的厚度不勻度。當(dāng)透光層的厚度從再現(xiàn)物鏡的設(shè)計中心移開時，由于其厚度的不勻度而使激光斑點的誤差量是N.A.的四次方或與波長λ成正比。
因此，當(dāng)通過制造高N.A.和縮短波長而期望達(dá)到高記錄密度時，透光層厚度的不勻度要進(jìn)一步地受到嚴(yán)格控制。
作為一個實際系統(tǒng)的例子，在CD的情況中，達(dá)到N.A.＝0.45，且透光層(基底)的厚度不勻度的標(biāo)準(zhǔn)為±100μm。
在DVD的情況中，分別有標(biāo)準(zhǔn)化的N.A.＝0.6和±30μm。
當(dāng)把CD中的容限量±100μm作為參考時，厚度的不勻度Δt由下列方程表示Δt＝±(0.45/N.A.)4×(λ/0.78)×100μm＝±5.26×(λ/(N.A.)4)μm當(dāng)用10GB的ROM盤執(zhí)行透光層厚度的不勻度和跳動值之間關(guān)系的實驗并以0.68μm的波長和N.A.＝0.875作為厚度為100μm的透光層的中心時，查實作為參考的8％的，例如在DVD中在沒有振動如歪斜等的情況下的透光層厚度的不勻度，大約是±7μm。從上述方程中導(dǎo)出的厚度不勻度值為±6μm。從滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的盤介質(zhì)中可以獲得令人滿意的信號。
順便說一下，因為歪斜極限SM可以通過透光層的厚度校正，故為了確保在厚度等于或小于0.2mm的情況下適應(yīng)波長λ＝400nm和較寬的SM，把透光層的厚度設(shè)置為0.1mm(100μm)，其中0.2mm的厚度是DVD中透光層厚度0.6mm的1/3。
厚度極限TM大約是上述厚度誤差30μm的1/5，對于短波長的是±4μm。
如果對于上述λ＝0.65μm的焦深FD＝0.90μm變?yōu)閷Ζ耍?00nm的焦深，則FD變?yōu)?.9×0.4/0.65＝0.553μm。
該值是記錄和再現(xiàn)激光的焦深，與光學(xué)記錄介質(zhì)所允許的焦點誤差不同。這也就是說，光學(xué)記錄介質(zhì)，如光盤有所謂無故障的“表面移動”，表面移動包括頻率成份。通常，在例如小于幾百千赫茲的低頻成份部分，正常設(shè)置在記錄和再現(xiàn)裝置中的聚焦伺服機構(gòu)可以遵循同樣的頻率，因此可以移去。
但是，因為聚焦伺服機構(gòu)不能遵循高于截止頻率(如DVD的介質(zhì)頻率為2.4kHz)區(qū)域的部分，所以光盤的表面運動變得按原樣散焦，因而減弱信號特性。
散焦可以分成盤本身的部分，如盤上表面移動、透光層的不勻性等，和記錄與再現(xiàn)裝置本身部分，如記錄和再現(xiàn)裝置的電噪聲、機械振動等。換言之，光盤(光學(xué)記錄介質(zhì))本身分擔(dān)一半極限。
因為記錄的散焦或兩類散焦以及再現(xiàn)時的散焦的影響作用在裝置的一側(cè)，所以散焦再變?yōu)橐话?。另外，因為散焦是相對一定的中心值上下對稱，所以散焦變?yōu)橐话?，或需要焦距值等于或小于FD/2/2/2＝±λ/(N.A.)2/8。
以這種觀點考慮光學(xué)記錄介質(zhì)本身的上述表面移動量即聚焦伺服機構(gòu)移走后的剩余量可以減小的程度。然后，從上述FD＝0.553μm可以得到±0.553μm/2/2/2＝0.07μm再者，因為關(guān)于記錄的極限在只再現(xiàn)介質(zhì)中不予考慮，所以它完全在±λ/(N.A.)2/4的范圍內(nèi)。
當(dāng)激光波長為λ＝400nm時，希望光學(xué)記錄介質(zhì)的光學(xué)特性即顯示透光層的高透過率的波長范圍延至380nm。然而，即使在透光特性降低至某一程度的范圍內(nèi)，也可以通過增加入射光量來補償。
實驗得出，需要透光層的透射率如此充足，即在假定無反射損失的條件下，經(jīng)光學(xué)記錄介質(zhì)返回的入射光量至少為入射光量的一半。因此，希望厚度為100μm的透光層對380nm≤λ≤780nm的透射率等于或大于70％。
從上述的描述中得知本發(fā)明的目標(biāo)值如下透光層厚度的中間值100μm厚度不勻度±4μm由聚焦伺服機構(gòu)移去后的剩余量±70μm對于380nm≤λ≤780nm的波長，透射率等于或大于70％。
下面將對獲得實現(xiàn)上述目標(biāo)值的光學(xué)記錄介質(zhì)的實施例進(jìn)行描述，但本發(fā)明不局限于此實施例。
為了實現(xiàn)上述±4μm的厚度不均勻度，如果把例如一個片用作透光層，則±0.5μm的厚度不均勻度是足夠的，如后面所述。然而，對于批量生產(chǎn)的散射極限，如果設(shè)置為±1μm，并且粘合層的厚度設(shè)置成等于或小于6μm，則可以滿足上述的條件。
實施例1在本實施例中，所制造的是一種相變型光盤，紅色激光(λ＝650nm)用作對其記錄和再現(xiàn)的激光。
在這種情況中，制備出軌道間距為0.45μm的槽間表面和凹槽布局的模子。對于此模子，與通常一樣，首先制造原始盤。原始盤制造出來后，即在具有平滑表面的玻璃基底上涂覆并形成一個阻光層并對其實行曝光過程。曝光對0.90μm的軌道間距進(jìn)行，顯影之后曝光部分和未曝光部分的寬度比例選成曝光部分為60％，而非曝光部分為40％。
對阻光層顯影并在其表面涂覆一層金屬如Ni等。然后剝?nèi)ソ饘伲瞥鲆粋€模子，或重復(fù)這種轉(zhuǎn)移以制出一個模子。
在模子中，凹槽的深度設(shè)為D，對上述紅色激光的波長設(shè)置λ/6/n＝70nm。
通過利用模子注模，模制出一個120mm直徑和1.2mm厚度的聚碳酸酯。
在由此制得的形成凹槽的基底的信號表面，由于激光照射導(dǎo)致相變，從而形成一個相變記錄膜，記錄膜的光學(xué)特性發(fā)生改變并作為一個信息層。
把有記錄層形成其上的基底10如圖3A所示地放置到可轉(zhuǎn)動臺21，使得形成記錄層的一側(cè)處于上側(cè)并確保被位于可轉(zhuǎn)動臺21上的抽真空裝置(未示出)抽吸。
另一方面，用Teijin Corp.制造的厚度為100μm、厚度不勻度為±0.5μm的聚碳酸酯片制備一個外徑為119mm且在中心有一個內(nèi)徑為40mm的中心孔的片22。圖4表示測得的聚碳酸酯片的不勻度，表示厚度不勻度落在±0.5μm。
在基底10位于可轉(zhuǎn)動臺21上的狀態(tài)下，首先緩慢旋轉(zhuǎn)基板，然后從噴嘴23將紫外線固化樹脂滴到一個直徑為60mm的圓上。
接下來，如圖3B所示，把按上述制備的聚碳酸酯片22放置其上。此時，紫外線固化樹脂的粘滯度為190cps。
在這種狀態(tài)下，可轉(zhuǎn)動臺21的旋轉(zhuǎn)速度在10秒內(nèi)上升至5000rpm并且這種旋轉(zhuǎn)速度保持60秒以移去剩余的樹脂。在這種狀態(tài)下，把用于紫外線輻照的燈單元(未示出)覆蓋到基底10上的片22上以向其上輻射紫外線并固化紫外線樹脂。然后，如圖3C和圖2所示，所制成的是一種光學(xué)記錄介質(zhì)，在此實施例中是相移型光盤，光盤中聚碳酸酯片22以紫外線固化樹脂作為粘合層15而粘合到基底10。
相移型光盤中的透光層厚度的中間值為103μm，在峰值對峰值時的厚度不勻度為5μmp-p。
在這種情況中，樹脂的移去時間是60秒，但當(dāng)移去時間為5分鐘時，透光層的厚度變成其中間值為102μm，厚度不勻度為2.5μmp-p。
之后，為了增大表面硬度，在片22的表面上濺射厚度為150nm的SiN。之后，硬度從B鉛筆的硬度增至H鉛筆的硬度。
可進(jìn)行提高硬度的表面處理，以便預(yù)先在片22上例如涂覆達(dá)2μm的紫外線固化樹脂。
即使在這種情況下也可以得到類似效果。
通過具有聚焦伺服特性的記錄和再現(xiàn)裝置，即具有1.7kHz的聚焦伺服截止頻率的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置估計上述制成的光盤即光學(xué)記錄介質(zhì)被8.42m/s線速度的聚焦伺服機構(gòu)移去的剩余量，如圖5所示。圖6表示測量結(jié)果，通過此結(jié)構(gòu)可以確認(rèn)移去的剩余量在±0.07μm的范圍內(nèi)。當(dāng)超過1.7kHz的截止頻率時，該移去的剩余量根本不可能被抑制，而當(dāng)?shù)陀?.7kHz的截止頻率時，根據(jù)其特性可以抑制移去剩余量，并因此包含一些低于截止頻率的頻率成份。
盡管在如此嚴(yán)格的條件下進(jìn)行估算，仍可得到下列非常好的值對λ＝0.65μm的聚焦誤差容限值為±0.65/0.852/8＝±0.11μm對λ＝0.40μm的聚焦誤差容限值為±0.40/0.852/8＝±0.07μm因此，可以理解上述實施例1中的光學(xué)記錄介質(zhì)足以適應(yīng)短波長的激光。
圖7是測得的波長和透射率依從關(guān)系曲線。在圖7中，實線表示100μm的聚碳酸酯片單體的情況，虛線表示在片上涂覆4μm紫外線固化樹脂的情況。在聚碳酸酯片單體的情況中，對波長高達(dá)300nm的光線的透射率等于或大于80％，而在涂覆4μm紫外線固化樹脂的情況中，對波長高達(dá)340nm的光線的透射率等于或大于80％。也就是可以確定此透光層完全可以使用短波長的激光。
另外，用N.A.＝0.85和650nm波長的具有兩組透鏡系統(tǒng)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置對光盤進(jìn)行記錄和再現(xiàn)。
具有兩組透鏡系統(tǒng)的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置具有如圖8所示的輪廓，用于光學(xué)記錄介質(zhì)41的物鏡是包括第一和第二透鏡31和32的兩組透鏡，可以實現(xiàn)高N.A.值。
然后，當(dāng)以0.20μm/比特的線密度和1-7調(diào)制執(zhí)行記錄和再現(xiàn)時，可以以8％的跳動值記錄和再現(xiàn)極好的信號。
實施例2.
在本實施例中，制造使用藍(lán)色(λ＝407nm)激光的光學(xué)記錄介質(zhì)。
在這種情況中，制備出以軌道間距為0.33μm的槽間表面和凹槽布局的模子。以0.66μm的軌道間距執(zhí)行曝光，制造一個用于制造模子的原始盤，顯影之后曝光部分和未曝光部分的寬度比例選成曝光部分為65％，而非曝光部分為35％。
另外，槽的深度D為λ/6/n＝45nm。
通過使用如此制成的模子和與實施例1中相同的方法制造光盤。
在這種情況中還進(jìn)行與實施例1中相同的估算。在這種情況中，把Kr激光器(λ＝407nm)用作記錄和再現(xiàn)的光源，通過圖8中所示的具有N.A.＝0.85的兩組透鏡的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。在此使用0.18μm/比特的線密度和1-7調(diào)制。因此可以記錄和再現(xiàn)8％跳動值的極好的信號。
實施例3在此實施例中，用ROM(只讀存儲器)器件作光學(xué)記錄介質(zhì)。
在這種情況中，EFM信號以0.50μm的軌道間距和0.18μm/比特的線密度被記錄。記錄和再現(xiàn)650nm激光的凹點深度制成λ/4/n＝100nm。351nm的Ar激光用于曝光，記錄通過N.A.＝0.9的物鏡執(zhí)行，模子通過與實施例1中所述的相同的方法制成，直徑為120mm、厚度為1.2mm的聚碳酸酯基底10通過注模法用模子制成。在由此制成的基底的信號面或凹槽形成面上通過離子束濺射法形成一個30～40nm厚的鋁膜。
形成有反射膜的盤如圖3所示地放置在可轉(zhuǎn)動臺21上，反射膜處于可轉(zhuǎn)動臺21一側(cè)，被真空吸附。然后通過與實施例1相同的方法把聚碳酸酯片粘合，因而制出一個光學(xué)記錄介質(zhì)，即本實施例中的ROM型光盤。
通過與實施例1中解釋的相同的方法對上述形成的光盤進(jìn)行估算。當(dāng)以650nm和N.A.＝0.85的兩組透鏡對光盤執(zhí)行記錄和再現(xiàn)時，可以以6.5％跳動值的極好信號再現(xiàn)光盤。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可以減小因散焦而致的信號衰減。
另外，按照本發(fā)明的制造方法，形成透光層的片14在高速旋轉(zhuǎn)期間被紫外線固化樹脂粘合，使得厚度不勻度可以很容易地設(shè)置為±3μm。
在上述每個實施例中，雖然描述的是得到一種在厚度為1.2mm注模型基底的一個表面上形成信息層的光學(xué)記錄介質(zhì)，但也可以制造一種雙面光學(xué)記錄介質(zhì)，例如其中通過相同的過程形成兩個厚度均為100μm的透光層12，并把透光層12粘合到厚度為0.6mm的基底的相對側(cè)，在那兒形成透光層12。
或者，也可以例如在模制基底的同時，通過在一個基底的兩表面形成信息層來制造雙面光學(xué)記錄介質(zhì)。
附帶地說，上述的實例是通過注模聚碳酸酯制得基底的情況，還可以通過使用與聚碳酸酯相比吸水性低的Zeonex(商標(biāo)名，由日本Zeonex公司制造，吸水率為0.01％)制得同樣的基底。
或者，可以通過在聚碳酸酯基底對著形成信息層的一面形成一個鋁金屬膜或SiO2有機膜來進(jìn)行防水處理。
另外，在圖8所示的兩組透鏡中，表示的是透鏡31a，31b，32a，32b的每一個由給定曲面的單透鏡制成，但可以用多個透鏡構(gòu)成第一和第二透鏡組31、32。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)可以減少散焦引起的信號衰退，還可以以批量生產(chǎn)的形式制得對短波長或高N.A.的高密度光盤。
另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，通過固化粘合高速旋轉(zhuǎn)的片14的樹脂而執(zhí)行形成透光層的片14的粘合，使得其厚度不勻度很容易地制成±3μm。因此，通過增大極限可以很容易地實現(xiàn)批量的再現(xiàn)性。
通過參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作了描述，可以理解本發(fā)明不局限于上述實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明實質(zhì)或范圍的情況下作出各種修改和改型。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)記錄介質(zhì)，包括一個至少一層的信息層，在其上以N.A.(數(shù)值孔徑)/λ(波長)≥1.2(μm-1)的光學(xué)參數(shù)執(zhí)行至少記錄和再現(xiàn)中的任意一項，其特征在于至少在其信息信號區(qū)域，在等于或大于光學(xué)再現(xiàn)裝置的聚焦伺服截止頻率的波帶處，焦點誤差量在±λ/(N.A.)2/4之內(nèi)。
2.一種光學(xué)記錄介質(zhì)，包括一個至少一層的信息層，在其上以N.A.(數(shù)值孔徑)/λ(波長)≥1.2(μm-1)的光學(xué)參數(shù)執(zhí)行至少記錄和再現(xiàn)中的任意一項，其特征在于至少在其信息信號區(qū)域，在等于或大于光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置的聚焦伺服截止頻率的波帶處，焦點誤差量在±λ/(N.A.)2/8之內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于在基底的至少一個表面上形成的信號面上形成一個反射膜或記錄膜，在膜上形成3～177μm的透光層。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于在基底的至少一個表面上形成的信號面上形成一個反射膜或記錄膜，在膜上形成3～177μm的透光層。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于上述透光層的厚度不勻度Δt被設(shè)置為|Δt|2≤5.26λ/(N.A.)4(μm)
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于上述透光層的厚度不勻度Δt被設(shè)置為|Δt|2≤5.26λ/(N.A.)4(μm)
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于軌道間距P和歪斜θ被選成滿足P≤0.64μmθ≤0.4°。
8.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于軌道間距P和歪斜θ被選成滿足P≤0.64μm|θ|≤0.4°。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于線密度選成在一個具有對應(yīng)于密集盤(CD)大小的單層信息層中的記錄容量等于或大于8GB。
10.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于線密度選成在一個具有對應(yīng)于密集盤(CD)大小的單層信息層中的記錄容量等于或大于8GB。
11.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于當(dāng)λ等于或小于780nm時，所述透光層的透射率被設(shè)置成等于或大于70％。
12.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于當(dāng)λ等于或小于780nm時，所述透光層的透射率被設(shè)置成等于或大于70％。
13.一種光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，利用光學(xué)記錄介質(zhì)通過波長為λ的激光進(jìn)行光學(xué)再現(xiàn)，其中，光學(xué)記錄介質(zhì)具有至少一層的信息層，并且至少在其信息信號區(qū)域中，焦點誤差在等于或大于伺服截止頻率的波帶處為±λ/(N.A.)2/4(N.A.是數(shù)值孔徑)之內(nèi)，裝置包括；一個波長λ等于或小于680nm的激光光源；和一個滿足N.A./λ≥1.2(μm-1)的透鏡系統(tǒng)。
14.一種光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，利用光學(xué)記錄介質(zhì)通過波長為λ的激光進(jìn)行光學(xué)記錄或再現(xiàn)中的任意一項，其中，光學(xué)記錄介質(zhì)具有至少一層的信息層，并且至少在其信息信號區(qū)域中，焦點誤差在等于或大于伺服截止頻率的波帶處為±λ/(N.A.)2/8(N.A.是數(shù)值孔徑)之內(nèi)，裝置包括；一個波長λ等于或小于680nm的激光光源；和一個滿足N.A./λ≥1.2(μm-1)的透鏡系統(tǒng)。
15.按照權(quán)利要求13所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于滿足λ≤450。
16.按照權(quán)利要求14所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于滿足λ≤450。
17.按照權(quán)利要求13所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)由兩組透鏡系統(tǒng)組成。
18.按照權(quán)利要求14所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)由兩組透鏡系統(tǒng)組成。
19.按照權(quán)利要求13所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)被制成滿足N.A.≥7.8。
20.按照權(quán)利要求14所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)被制成滿足N.A.≥7.8。
21.一種光學(xué)記錄介質(zhì)，包括一個厚度為0.3mm～1.2mm的基底，在基底的至少一個面上有信號面，在所述信號面上形成一個反射膜或記錄膜；一個以44μm～114μm的厚度作為中心且不勻度在±1μm的片，片通過厚度等于或小于6μm的粘合層粘合到所述反射膜或記錄膜上，其特征在于激光從所述片的反面入射到所述信號面的形成面上。
22.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于所述粘合層由紫外線固化樹脂制成。
23.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于所述粘合層由壓敏粘合劑制成。
24.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于在相同基底表面上的所述片的厚度不勻度處在±0.5μm的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于透光層的透射率設(shè)置成當(dāng)λ等于或小于780nm時透射率等于或大于70％。
26.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于至少在信息信號區(qū)域中，焦點誤差量在等于或大于光學(xué)再現(xiàn)裝置的聚焦伺服截止頻率的波帶處，被置于±λ/(N.A.)2/4之內(nèi)。
27.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于至少在信息信號區(qū)域中，焦點誤差在等于或大于執(zhí)行至少記錄和再現(xiàn)中任意一項的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置的聚焦伺服截止頻率的波帶處，被置于±λ/(N.A.)2/8之內(nèi)。
28.一種光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，它使用波長為λ的激光和光學(xué)記錄介質(zhì)執(zhí)行至少記錄或再現(xiàn)中的任一項，其中在光學(xué)介質(zhì)中，在厚度為0.3mm～1.2mm的基底的至少一個面上形成的信號面上形成一個反射膜或記錄膜，膜上通過粘合層粘合一個厚度不勻度為±1μm的片，粘合層的厚度等于或小于6μm，裝置包括一個光源的波長λ等于或小于680nm的激光光源；和一個滿足N.A./λ≥1.2的透鏡系統(tǒng)。
29.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于滿足λ≤450nm，N.A.≥0.60。
30.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)由兩組透鏡組構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)記錄和再現(xiàn)裝置，其特征在于上述透鏡系統(tǒng)制成滿足N.A.≥0.80。
32.一種制造光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，包括步驟在基底的至少一個面上形成的信號面上形成一個記錄膜或反射膜，基底的厚度為0.3mm～1.2mm；和把紫外線固化樹脂滴注到所述記錄膜或反射膜上，在記錄膜或反射膜上放置塑料片，高速旋轉(zhuǎn)它以除去所述紫外線固化樹脂的剩余物，通過在該狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)它的同時輻照紫外線來粘合所述塑料片。
全文摘要
在此公開了一種光學(xué)記錄介質(zhì),介質(zhì)包括一個至少一層的信息層(11),在其上以N.A.(數(shù)值孔徑)/λ(波長)≥1.2(μm
文檔編號G11B7/09GK1242568SQ99110010
公開日2000年1月26日 申請日期1999年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者山崎剛, 行本智美, 古木基裕, 柏木俊行 申請人:索尼株式會社