CN1860537A

CN1860537A - 相变化型光盘

Info

Publication number: CN1860537A
Application number: CNA2004800281758A
Authority: CN
Inventors: 中谷守雄; 小林伸二; 铃木誉久; 山口淳; 樋口政广; 前纳良昭
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Mavic Media Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Mavic Media Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-11-08
Also published as: JPWO2005031726A1

Abstract

本发明提供一种即便使用生物降解性树脂也能够得到可靠的记录重放和耐久性的相变化型光盘。本发明的相变化型光盘，在由生物降解性树脂形成的基板(1)上依次叠层形成有下侧电介质保护膜(2)、相变化型记录层(3)、上侧电介质保护膜(4)、金属反射膜(5)、保护膜(6)，其中，基板(1)侧的下侧电介质保护层(2)由导热率低的材料形成，上侧电介质保护层(4)由相比下侧电介质保护层(2)导热率更高的材料形成。

Description

相变化型光盘

技术领域

本发明涉及利用非晶质相和结晶相之间的可逆相变化的相变化型光盘，特别涉及环境负荷少的相变化型光盘。

背景技术

相变化型光盘作为可进行重写的光盘，例如，CD-RW(CompactDisc-rewitable，可重写型激光唱片)、相比CD-RW更大容量的DVD-RW(Digital Versatile Disc-rewitable，可重写型数字式多功能光盘)等已经实现实用化。

图8是表示现有的相变化型光盘100的结构的简要剖视图。如图所示，相变化型光盘，在基板101上叠层形成有下侧电介质保护膜102、记录层103、上侧电介质保护膜104、金属反射膜105、保护膜106。

在作为CD-RW的相变化型光盘中，基板101由厚度为1.2mm的聚碳酸酯制成的透明基板构成，下侧及上部电介质保护膜102，104一般使用由ZnS和SiO₂的混合物形成的电介质；记录层103一般使用AgInSbTe或GeSbTe相变化层；反射膜105一般使用Al合金；保护层一般使用UV固化树脂。并且，对于各层，下侧电介质保护膜102以40～80nm左右的厚度进行设置；上侧电介质保护膜104以10～40nm左右的厚度进行设置；记录层103以10～40nm左右的厚度进行设置，反射膜105以20～40nm左右的厚度进行设置。

在聚碳酸酯制成的基板101上，通过注入成型法形成有用于进行跟踪(tracking)的沟槽107，并且在沟槽107之间形成有岸台108。

如上所述，在相变化型光盘的现有结构中，形成记录层103被夹在电介质保护膜102、104之间的结构，并且所使用的SiO₂在室温状态下的导热率为6.8W/m·K(Watts/meter·kelvin)，非常低。

在相变化型光盘中，通常使用的SiO₂-ZnS电介质的导热率在7～13W/m·K左右。因此，在记录层103产生的热在记录层103进行蓄热后，慢慢地传递到电介质层102、104，并向基板101和反射层105双方的层进行放热。

另一方面，上述DVD-RW光盘形成使2张厚度为0.6m的基板贴合的结构，具有将增加记录容量作为目的，使2张单板类型的光盘贴合并在双面设置信息记录层的贴合结构类型、在聚碳酸酯树脂等的透明基板上贴合形成信息记录层膜的基板和伪基板(dummy basal plate)的类型等。但是，近年来，记录介质的高密度化要求越来越高，包括贴合透明基板的情况，光盘大多使用贴合结构类型。

在光盘的贴合中，使用热溶型粘合剂、紫外线固化型粘合剂等，所述粘合剂的涂敷方法中采用旋转涂敷法、辊涂法、丝网印刷法等。

但是，在上述光盘中，当不再需要时，由于作为基板使用聚碳酸酯树脂，因此必须通过焚烧或掩埋等方式进行废弃，所以存在有关废弃物处理的问题。从环境问题考虑要求采取一些措施。

鉴于上述问题，提出了在光盘的基板使用作为可在自然界中进行分解的基材的生物降解树脂的光盘。(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：特开2000-11448号公报

但是，在使用生物降解性树脂的光盘中，生物降解性树脂的玻璃化转变温度为60℃，非常低。因此，在热传递到基板的结构的上述光盘中，存在引起基板变形，从而记录重放时发生问题、耐久性明显下降等问题。

发明内容

因此，在本发明中，其课题在于提供一种即便使用生物降解性树脂也能够得到可靠的记录重放和耐久性的相变化型光盘。

本发明的相变化型光盘，其包括：由生物降解性树脂形成的基板、设在该基板上的第1保护层、设在该第1保护层上的相变化型记录层和设在该记录层上的第2保护层，其特征在于，基板侧的上述第1保护层由导热率低的材料形成；上述第2保护层由相比第1保护层导热率更高的材料形成。

上述第2保护层优选采用其导热率在100W/m·K以上的材料。

上述第2保护层可以由导热率高且高反射率的金属反射层构成。

并且，本发明的相变化型光盘，其使至少在一方具有记录层的2张由生物降解性树脂形成的基板贴合，其特征在于，至少在一方的基板上包括第1保护层、设在该第1保护层上的相变化型记录层和设在该记录层上的第2保护层；上述基板侧的上述第1保护层由导热率低的材料形成；上述第2保护层由相比第1保护层导热率更高的材料形成。

上述第2保护层优选采用其导热率在100W/m·K以上的材料。

上述基材可通过以生物降解性粘合剂作为主要成分的粘合层进行贴合，并且也可以使上述粘合层含有分解细菌。

发明的效果

在本发明中，在记录时刻等产生的基于激光的温度上升难以传递到基板上，即便使用由生物降解性树脂形成的基板，也能够防止由反复记录引起的基板变形等。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的相变化型光盘的结构的简要剖视图。

图2是表示本发明第2实施方式的相变化型光盘的结构的简要剖视图。

图3是表示进行模拟时，电介质的导热率为10W/m·K时的每隔30℃的温度分布状态的示意图。

图4是表示记录层后侧的电介质层的导热率与温度之间关系的特性图。

图5是表示本发明第3实施方式的光盘的示意性剖视图。

图6是表示本发明第4实施方式的光盘的示意性剖视图示意性剖视图。

图7是表示本发明第5实施方式的光盘的示意性剖视图示意性剖视图。

图8是表示现有的相变化型光盘结构的简要剖视图。

标号说明

1：基板

2：下侧电介质保护膜(第1保护层)

3：相变化型记录层

4：上侧电介质保护膜(第2保护层)

5：金属反射膜

6：保护膜

7：沟槽

8：岸台

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明第1实施方式的相变化光盘1A的结构的简要剖视图。

根据第1实施方式的相变化光盘1A是CD-RW类型的盘，能够对数据进行记录，还能够进行重写。其结构为：在由生物降解性树脂形成的基板上依次叠层膜厚在40～80nm的下侧电介质保护膜(第1保护层)2、膜厚在10～40nm的相变化型记录层3、相比下侧电介质保护膜2导热率更高的膜厚在10～40nm的上侧电介质保护膜(第2保护层)4、膜厚在20～40nm的金属反射膜5、保护膜6而形成。在基板1上通过注入成型法形成有用于进行跟踪的沟槽7，并在沟槽7之间形成有岸台8。

从环境等方面考虑，基板1是通过作为可在自然界中进行分解的基材的生物降解性树脂一体地形成的所谓的注入成型树脂基板。

在自然界中进行分解的树脂是利用微生物进行分解的生物降解性树脂、利用水分、紫外线等进行分解的树脂，作为兼具透明性的生物降解性树脂，例如代表性的有以从玉米提取的聚乳酸为主要原料的树脂，例如有丰田汽车公司生产的“ラクテイ(商品名称)”、三井化学公司生产的“レイシア(商品名称)”以及ユニチカ公司生产的“テラマツク(商品名称)”等。这种基板1的厚度在0.5～2.0mm左右。另外，在该实施例中的CD-RW类型的光盘中，基板的厚度为1.2mm。并且，记录重放中使用的激光的波长为780nm，磁道间距为1.6μm。

在记录层3上使用AgInSbTe或GeSbTe相变化层，在金属反射膜5不使用在自然界中可被氧、水等分解的材料和/或在自然界中存在的材料中对人体有毒且在进行废弃时需要注意的物质。这里所说的有毒的物质是指相对于人体明显引起致癌性、中毒症状的物质，此外特别是将在土壤污染、水质基准、废弃等中设定有一定基准值的物质作为需要注意的物质，而优选不将这些用作材料。例如，使用铝、铁的单层膜或多层膜或其合金。铝薄膜的膜厚为40nm。并且，由于在使用铁的情况下反射率低，因而优选使用在铁薄膜上进一步叠层氧化硅(SiO₂)的薄膜以及硅薄膜的多层膜。例如，铁薄膜的膜厚为150nm，氧化硅为100nm，硅为45nm。保护层6，例如在旋转涂敷生物降解性树脂而进行涂敷设置后，使涂膜固化而形成。

如上所述，本发明在基板1侧的下部电介质保护膜2上叠层导热率低的材料，并在保护层6侧的上部电介质保护膜4上形成导热率高的材料，由此减少了向基板1侧传递的热。

在此，设下部电介质保护膜2的膜厚为60nm，记录层3的膜厚为20nm，上部电介质保护膜4的膜厚为40nm，反射层5的膜厚为20nm，并且使电介质保护膜2及4的导热率达到10W/m·K，对记录层3达到记录温度时的下部电介质保护膜2侧下部的温度分布进行了模拟。

图3表示进行模拟时，电介质的导热率为10W/m·K时的每隔30℃的温度分布状态的示意图。

此时，高温部分达到120℃，由于一般的聚碳酸酯的热变形温度为124℃，因此在该状态下如果基板1的材质是聚碳酸酯就没有问题。但是，可知的是，在生物降解性树脂制成的基板1，生物降解性树脂的玻璃化转变温度超过60℃的情况。因此，使记录层3的后侧(从照射激光的一侧看)的上部电介质保护层4的导热率发生变化而绘制高温部分的温度。

图4表示记录层3后侧的上部电介质保护膜4的导热率与温度之间关系的特性图。可知的是，在导热率达到100W/m·K时温度为60℃，当导热率变高时温度在热变形温度以下。因此，优选的是，与记录层3的后侧接触的上部电介质保护膜4的导热率达到100W/m·K以上。

在此，作为本发明的第1实施方式，下部电介质保护膜2使用SiO₂(导热率＝6.8W/m·K)、SiO₂-ZnS(7～13W/m·K)、TiO₂(9W/m·K)、Al₂O₃(2.6W/m·K)等的导热率在10W/m·K以下的低导热率材料。由此，能够得到对基板1进行隔热的效果。在该下部电介质保护膜2上形成记录层3，并形成高导热率的上部电介质保护膜4。该上部电介质保护膜4的具体材料为AlN(150W/m·K)、纯SiN(100W/m·K)。由此，可抑制基板1的温度上升，从而能够防止基板1的变形。

如上所述，本发明的相变化型光盘，进行记录时刻等产生的基于激光的温度上升难以传递至基板上，即便使用由生物降解性树脂形成的基板，也能够防止由反复记录引起的基板的变形等。由于，使用大部分可在自然界中进行分解的材料构成光盘，由此能够提供进行废弃时有益于环境的光盘。其中，在上述的实施方式中，相变化型记录层3的材料包含毒性强，且在进行废弃时需要注意的物质。但是，相变化型记录层3的材料重量最多才0.0015g左右。而仅基板1的重量也在15g至16g左右。在这种情况下，相变化型记录层3相对于整个光盘的重量比为0.00974％左右。从该比率可知，由于能够使大部分的材料在自然界进行分解，因而相比基板为聚碳酸酯的现有光盘，能够提供有益于环境的光盘。

接着，利用图2说明作为本发明第2实施方式的光盘1B。其中，与第1实施方式相同的部分使用相同的标号，且为了避免重复说明，在此省略其说明。

该第2实施方式，代替第1实施方式中的上部电介质保护层4，形成直接反射层5a。该反射层5a具有放热功能，形成反射放热层。反射层5a(反射放热层)所使用的材料为Al(235W/m·K)、Cu(401W/m·K)、Au(318W/m·K)、Ag(428W/m·K)、SiC(500W/m·K)等导热率非常高的材料。此时，反射层5a(反射放热层)需要有较高的放热功能的同时，为了得到最佳的重放信号，需要有65％以上的反射率。因此，可以在形成高反射率的Al后，进一步形成高导热率的材料，通过Al的膜厚调整反射率。并且，也可以在记录层3上设置较薄的具体为10nm左右的电介质层，进一步在其上使用兼具反射层和放热层双方功能的材料形成反射放热层。

接着，对于本发明的第3实施方式进行说明。在该第3实施方式通过DVD-RW光盘构成相变化型光盘。图5是用于说明作为本发明第3实施方式的DVD-RW类型的相变化型光盘1C的结构的简要剖视图。

该第3实施方式中表示的相变化型光盘1C与第1、第2实施方式相同地，在盘形状的透光性基板1上依次叠层膜厚在40～80nm的下侧电介质保护膜2、膜厚在10～40nm的相变化型记录层3、相比下侧电介质保护膜2导热率更高的膜厚在10～40nm的上侧电介质保护膜4、膜厚在20～40nm的金属反射膜5、保护膜6而形成。在基板1上通过注入成型法形成有用于进行跟踪的沟槽7，并在沟槽7之间形成有岸台8。

如上所述，在本发明中，在基板1侧的下部电介质保护膜2上叠层有导热率低的材料，并在保护层6侧的上部电介质保护膜4上形成导热率高的材料，由此减少向基板1侧传递的热。

从环境等方面考虑，基板1是通过作为可在自然界中进行分解的基材的生物降解树脂一体地形成的所谓的注入成型树脂基板。

在该保护层6上通过粘合层44贴合有树脂基板10。在树脂基板10上设有未图示的印刷层。同样地，从环境等方面考虑，该基板10是通过作为可在自然界中进行分解的基材的生物降解树脂一体地形成的所谓的注入成型树脂基板。

该相变化型光盘，例如是使厚度大约为0.6mm的基板1和相同的厚度大约为0.6mm的基板10贴合的单面记录型的DVD-RW盘，其印刷层侧的基板10成为不影响记录、重放的伪基板。其中，虽然基板的厚度大约为0.6mm，但根据所使用的树脂的折射率，基板1、10的厚度有所不同。即，根据所使用的树脂的折射率，基板的厚度不同。这是因为，将作为树脂使用聚碳酸酯时的基板的厚度设为0.6mm，使该聚碳酸酯的折射率(1.58)与基板厚度的乘积相等而能够确保互换性等。由于生物降解性树脂相比聚碳酸酯折射率更小，因而优选的是，基板1、10的厚度相比0.6mm更厚2％左右。在本实施方式中的DVD-RW类型的光盘中，贴合后的厚度成为1.2mm。并且，记录重放中使用的激光的波长为650nm，磁道间距为0.74μm。

所述基板1、10、下侧电介质保护膜2、相变化型记录层3、上侧电介质保护膜4、反射膜5、保护膜6由与第1实施方式相同的材料等构成。对于相同结构为了避免重复说明，在此省略其说明。

如上所述，本发明的相变化型光盘，在记录时刻等产生的基于激光的温度上升难以传递到基板上，即便使用由生物降解性树脂形成的基板，也能够防止由反复记录引起的基板变形等。

另外，在上述的贴合类型的光盘中，虽然作为粘合层44能够使用热溶型粘合剂、紫外线固化型粘合剂等，但是基板使用可在土壤中还原的有益于环境的基材时，粘合材料也优选使用可在土壤中还原的材料。因此，作为粘合层44可以使用生物降解性粘合材料。作为该生物降解性性粘合材料，除了胶、明胶、淀粉等粘合剂以外还可以使用乳酸类树脂。例如，在使用胶的情况下，形成胶溶液，通过旋转涂敷方法等在保护膜6上进行涂敷后，使保护膜6和基板10相对地进行粘合即可。

通过如上所述地构成，大部分原材可在土壤中还原，可提供环境负荷少的简便的废弃方法。

并且，使由生物降解性粘合材料形成的上述粘合层44含有分解细菌时，在进行废弃时可在土壤中进一步促进还原。作为分解细菌例如采用乳酸菌、酵母菌等即可。

另外，根据上述第3实施方式，进行贴合的基板1、10和粘合层44可完全由生物降解性树脂构成。因此，将光盘稍微放入用于进行生物降解的加速装置中时，粘合层44就会立刻机进行分解，从而使2张基板容易剥离。并且，在粘合层中加入用于促进分解的菌时容易进行剥离。如上所述地构成时，简单地剥离一侧的伪基板，并削掉剩余部分的基板上的有害部分等，从而能够容易地进行适当处理。

接着，对于本发明的第4实施方式进行说明。第4实施方式是应用于双面记录型的DVD-RW类型的结构。图6是用于说明作为本发明第4实施方式的光盘1D的结构的简要剖视图。

第4实施方式中的光盘1D是双面记录型的DVD-RW类型的光盘，在这个光盘的主平面上依次叠层具有记录区域的一对透光性基板1、1、形成于一对透光性基板1、1上的膜厚为40～80nm的下侧电介质保护膜2、膜厚为10～40nm的相变化型记录层3、相比下侧电介质保护膜2导热率更高的膜厚为10～40nm的上侧电介质保护膜4、膜厚为20～40nm的金属反射膜5、保护膜6而形成，所述记录区域形成有通过微细的凹凸表示信息的凹坑或沟槽。并且，通过粘合层44，使保护膜6、6彼此相对地对一对基板1、1进行贴合而构成。

所述基板1、下侧电介质保护膜2、相变化型记录层3、上侧电介质保护膜4、反射膜5、保护膜6由与上述第1实施方式相同的材料构成。对于相同结构为了避免重复说明，在此省略其说明。

在所述第4实施方式中的贴合类型的光盘中，虽然作为粘合层44能够使用热溶型粘合剂、紫外线固化型粘合剂等，但是基板使用可在土壤中还原的有益于环境的基材时，粘合材料也优选使用可在土壤中还原的材料。因此，作为粘合层44可以使用生物分解性粘合材料。作为该生物分解性性粘合材料，除了胶、明胶、淀粉等粘合剂以外还可以使用乳酸类树脂。例如，在使用胶的情况下，形成胶溶液，通过旋转涂敷方法等在保护膜14上进行涂敷后，使保护膜14和基板20相对地进行粘合即可。根据这样的结构，通过双面基板1可在双面进行记录，一张盘的容量变大，从而可提高用户的便利性。

而且，使由生物分解性粘合材料形成的上述粘合层44含有分解细菌时，在进行废弃时可在土壤中进一步促进还原。作为分解细菌例如采用乳酸菌、酵母菌等即可。

使生物分解性粘合材料直接含有分解细菌时，通过长期变化，在不进行废弃的情况下也有可能分解粘合层44等。在图7中表示进一步提高了耐久性的光盘。图7是表示本发明第5实施方式的光盘1E的示意性剖视图示意性剖视图。其中，与图5相同结构的部分使用相同的标号，并为了避免重复说明，在这里省略其说明。

图7中表示的该光盘1E，在图5中表示的第3实施方式中，粘合剂层44以生物分解性粘合材料作为主体，并在其生物分解性粘合材料层中混合有微胶囊41，所述微胶囊41的内部封装有分解细菌。因此，不破坏微胶囊41，就不会通过分解细菌进行分解，从而提高耐久性。进行废弃时，通过弯曲光盘等而使其破损，微胶囊41的胶囊壁破损，从而在土壤中促进还原。

所混合的微胶囊41例如对乳酸菌进行明胶涂敷而形成。

在图7所示的上述实施方式中，虽然在单面上设有1个记录区域，但也适用于第4实施方式，并且并不限定与此，本发明能够适用于在单面上具有2个记录层等具有多个记录层的结构。并且，在图6的追记型光盘1D中，表示使DVD-RW彼此贴合的情况。但是，进行贴合的光盘不限定于DVD-RW，也可以是实施例1、2中表示的CD-RW，并且，也可以贴合作为一方为如实施例1、2一样的CD-RW且进行贴合物为实施例3、4表示的伪基板的部分的DVD-RW。并且，也可以是一方为CD-RW或DVD-RW，贴合物为专门用于重放的ROM介质(DVD-ROM、CD-ROM等)。由此，可提供作为一侧为重放介质，一侧为追记介质的环境负荷少的光盘。

另外，本发明并不限定于在上述实施方式中公开的材料、膜结构，只要是在记录层的上下侧具有导热率不同的电介质，在与基板相反的一侧上具有导热率高的电介质层或金属膜或由它们的叠层膜构成的层，使热有效地传递给与基板相反的一侧以防止通过激光在记录层产生的热通过电介质层而对由生物降解性树脂形成的基板产生影响的结构即可。

另外，本发明不限定于上述的DVD-RW规格的光盘，也能够适用于使作为下一代DVD规格的HD DVD规格的基板厚度为0.6mm的光盘贴合而使厚度形成1.2mm，且激光波长为405mm、磁道间距为0.34μm的结构的光盘。

并且，本发明也能够在使用生物降解性基板，在记录层上形成厚度为0.1mm的保护层，并从保护层开始进行记录重放的Blu-ray(Blu-ray为注册商标)方式的介质中，应用基板材料、夹住记录层而形成的电介质的条件、贴合材料。

Claims

1.一种相变化型光盘，其包括：由生物降解性树脂形成的基板、设在该基板上的第1保护层、设在该第1保护层上的相变化型记录层和设在该记录层上的第2保护层，其特征在于，基板侧的所述第1保护层由导热率低的材料形成；所述第2保护层由相比第1保护层导热率更高的材料形成。

2.根据权利要求1所述的相变化型光盘，其特征在于，所述第2保护层的导热率在100W/m·K以上。

3.根据权利要求1所述的相变化型光盘，其特征在于，所述第2保护层为导热率高且高反射率的金属反射层。

4.一种相变化型光盘，其使至少在一方具有记录层的2张由生物降解性树脂形成的基板贴合，其特征在于，至少在一方的基板上包括第1保护层、设在该第1保护层上的相变化型记录层和设在该记录层上的第2保护层；所述基板侧的所述第1保护层由导热率低的材料形成；所述第2保护层由相比第1保护层导热率更高的材料形成。

5.根据权利要求4所述的相变化型光盘，其特征在于，所述第2保护层的导热率在100W/m·K以上。

6.根据权利要求4所述的相变化型光盘，其特征在于，所述第2保护层为导热率高且高反射率的金属反射层。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的相变化型光盘，其特征在于，所述基材通过以生物降解性粘合剂作为主要成分的粘合层进行贴合。

8.根据权利要求7所述的相变化型光盘，其特征在于，使所述粘合层含有分解细菌。