JP2000339761A

JP2000339761A - 光情報媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000339761A
Application number: JP2000049211A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hirata; 秀樹平田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】支持基体表面に情報記録面を有し、この情報
記録面上に樹脂からなる光透過層を有する光情報媒体に
おいて、光透過層の厚さを均一にし、また、光透過層の
厚さ方向における光学的不均質さを低減し、また、光情
報媒体の反り発生を抑える。【解決手段】光透過層２が紫外線硬化性カチオン系樹
脂を含有する樹脂層を硬化したものである光情報媒体。
この光記録媒体を製造するに際し、樹脂の塗布とその硬
化または乾燥とを複数回繰り返すことにより光透過層を
形成すれば、光透過層の厚さの均一性をさらに向上させ
ることができ、また、反り量をさらに低減できる。樹脂
の塗布とその硬化または乾燥とを複数回繰り返す方法
は、紫外線硬化性カチオン系樹脂以外の樹脂を使用する
場合でも、有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再生専用光ディス
ク、光記録ディスク等の光情報媒体と、その製造方法と
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、再生専用光ディスクや光記録ディ
スク等の光情報媒体では、動画情報等の膨大な情報を記
録ないし保存するため、記録密度向上による媒体の高容
量化が求められ、これに応えるために、高記録密度化の
ための研究開発が盛んに行われてきた。

【０００３】その中のひとつとして、例えばＤＶＤ（デ
ジタルバーサタイルディスク）にみられるように、記録
・再生波長を短くし、かつ、記録・再生光学系の対物レ
ンズの開口数（ＮＡ）を大きくして、記録・再生時のレ
ーザービームスポット径を小さくすることが提案されて
いる。ＤＶＤをＣＤと比較すると、記録・再生波長を７
８０nmから６５０nmに、ＮＡを０．４５から０．６にす
ることにより、６〜８倍の記録容量（４．７GB／面）を
達成している。

【０００４】しかし、このように高ＮＡ化すると、チル
トマージンが小さくなってしまう。チルトマージンは、
光学系に対する光情報媒体の傾きの許容度であり、ＮＡ
によって決定される。記録・再生波長をλ、記録・再生
光が入射する透明基体の厚さをｔとすると、チルトマー
ジンは λ／（ｔ・ＮＡ³）に比例する。また、光情報媒体がレーザービームに対し
て傾くと、すなわちチルトが発生すると、波面収差（コ
マ収差）が発生する。基体の屈折率をｎ、傾き角をθと
すると、波面収差係数は（１／２）・ｔ・｛ｎ²・sinθ・cosθ｝・ＮＡ³／（ｎ
²−sin²θ）^-5/2 で表される。これら各式から、チルトマージンを大きく
し、かつコマ収差の発生を抑えるためには、基体の厚さ
ｔを小さくすればよいことがわかる。実際、ＤＶＤで
は、基体の厚さをＣＤ基体の厚さ（１．２mm程度）の約
半分（０．６mm程度）とすることにより、チルトマージ
ンを確保している。一方、基体の厚みムラマージンは、 λ／ＮＡ⁴ で表される。基体に厚みムラが存在すると、さらに波面
収差（球面収差）が発生する。基体の厚みムラを△ｔと
すると、球面収差係数は、｛（ｎ²−１）／８ｎ³｝・ＮＡ⁴・△ｔで表される。これら各式から、ＮＡを大きくした場合の
球面収差を抑えるためには、厚みムラを小さく抑える必
要があることがわかる。例えば、ＣＤでは△ｔが±１０
０μmに対して、ＤＶＤでは±３０μmに抑えられてい
る。

【０００５】ところで、より高品位の動画像を長時間記
録するために、基体をさらに薄くできる構造が提案され
ている。この構造は、通常の厚さの基体を剛性維持のた
めの支持基体として用い、その表面にピットや記録層を
形成し、その上に薄型の基体として厚さ０．１mm程度の
光透過層を設け、この光透過層を通して記録・再生光を
入射させるものである。この構造では、従来に比べ基体
を著しく薄くできるため、高ＮＡ化による高記録密度達
成が可能である。

【０００６】しかし、この構造に用いる光透過層を樹脂
の射出成形によって形成することは、非常に困難であ
る。そのため、このような光透過層の形成方法として、
例えば特開平９−１６１３３３号公報では、紫外線硬化
樹脂をスピンコートすることにより光透過層を形成する
提案がなされている。また、特開平１０−２６９６２４
号公報では、光硬化性樹脂中にスペーサー粒子を分散さ
せ、これを基体上に塗布した後、板材で押しつけること
により、厚さの均一な光透過層を形成する提案がなされ
ている。また、特開平１０−２８３６８３号公報では、
光透過性シートを紫外線硬化型樹脂で接着する提案がな
されている。

【０００７】しかし、上記各公報に記載された方法によ
り光透過層を形成すると、光透過層を構成する樹脂の硬
化に伴う収縮により、媒体に反りが生じてしまう。ま
た、光硬化性樹脂を０．１mm程度の厚さの膜とした場
合、膜厚方向において均一な硬化が難しい。そのため、
光透過層が光学的に均質とならず、また、未硬化のモノ
マーによる媒体の信頼性低下が生じやすくなる。なお、
上記特開平１０−２８３６８３号公報では、紫外線硬化
型樹脂を接着層として利用するため、他の方法よりは紫
外線硬化型樹脂層が薄くなり、反りは小さくなる。しか
し、紫外線硬化時の収縮歪みによって光透過性シートの
複屈折が大きくなってしまうという問題が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、支持
基体表面に情報記録面を有し、この情報記録面上に樹脂
からなる光透過層を有する光情報媒体において、光透過
層の厚さを均一にし、また、光透過層の厚さ方向におけ
る光学的不均質さを低減し、また、光情報媒体の反り発
生を抑えることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明により達成される。（１）支持基体上に情報記録面を有し、この情報記録
面上に光透過層を有し、この光透過層を通して記録光お
よび／または再生光が入射するように使用される光情報
媒体であって、前記光透過層が紫外線硬化性カチオン系
樹脂を含有する樹脂層を硬化したものである光情報媒
体。（２）前記光透過層の厚さが３０〜３００μmである
上記（１）の光情報媒体。（３）基体表面に情報記録面を有し、この情報記録面
上に光透過層を有し、この光透過層を通して記録光およ
び／または再生光が入射するように使用される光情報媒
体を製造する方法であって、樹脂の塗布とその硬化また
は乾燥とを複数回繰り返すことにより前記光透過層を形
成する光情報媒体の製造方法。（４）前記樹脂が紫外線硬化性カチオン系樹脂を含有
する上記（３）の光情報媒体の製造方法。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の光情報媒体の構成例を、
図１に示す。この光情報媒体は記録媒体であり、支持基
体２０上に、情報記録面として記録層４を有し、この記
録層４上に光透過層２を有する。記録光および／または
再生光は、光透過層２を通して入射する。本発明は、記
録層の種類によらず適用できる。すなわち、例えば、相
変化型記録媒体であっても、ピット形成タイプの記録媒
体であっても、光磁気記録媒体であっても適用できる。
なお、通常は、記録層の少なくとも一方の側に、記録層
の保護や光学的効果を目的として誘電体層や反射層が設
けられるが、図１では図示を省略してある。また、本発
明は、図示するような記録可能タイプに限らず、再生専
用タイプにも適用可能である。その場合、支持基体２０
と一体的に形成されるピット列が、情報記録面を構成す
ることになる。

【００１１】本発明では、紫外線硬化性カチオン系樹脂
（以下、ＵＶ硬化性カチオン系樹脂ともいう）を含有す
る樹脂層を硬化することにより、光透過層２を形成す
る。ＵＶ硬化性カチオン系樹脂は、（１）イオン重合で
あるため、ＵＶ照射終了後も硬化が進む（暗反応）、
（２）硬化収縮率が小さい、（３）硬化速度が比較的遅
いという特徴をもつ。上記（１）の特徴から、光透過層
の厚さ方向中心部まで均一に硬化できるので、厚さ方向
における光学的均質性の高い光透過層が得られ、モノマ
ーによる信頼性低下も心配する必要がない。また、上記
（２）の特徴から、基体に反りが発生せず、また、光透
過層を厚くした場合でも、光透過層と支持基体側との密
着性が低下しにくい。また、上記（３）の特徴から、樹
脂の重ね塗りにより厚い光透過層を形成した場合でも、
各層間における密着性が良好となり、厚さ方向における
均質性も確保できる。

【００１２】ＵＶ硬化性カチオン系樹脂には、エポキシ
樹脂、ビニルエーテル系化合物、環状エーテル系化合物
などがあり、これらのいずれを用いてもよいが、特に、
エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂には、ビスフェ
ノール型、ノボラック型、脂環型、脂肪族型などがあ
り、これらのいずれを用いてもよいが、特に、脂環型が
好ましい。なお、脂環型を用いる場合、その１種だけを
用いてもよいが、複数種を混合して用いることが好まし
い。

【００１３】硬化前の樹脂層は、ＵＶ硬化性カチオン系
樹脂に加え、光重合開始剤を含有する。用いる光重合開
始剤は特に限定されず、例えば芳香族ジアゾニウム塩、
芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロ
セン化合物などから適宜選択すればよいが、これらのう
ちでは特に芳香族スルホニウム塩が好ましい。ＵＶ硬化
性カチオン系樹脂に対する光重合開始剤の添加量は、
０．１〜１０重量％であることが好ましい。

【００１４】樹脂層は、塗布により形成することが好ま
しい。塗布の方法は特に限定されず、例えば、スピンコ
ート法、スプレーコート法、ロールコート法、スクリー
ンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディッ
プコート法などのいずれを用いてもよいが、好ましくは
スピンコート法を用いる。

【００１５】樹脂層を硬化するための紫外線照射は、一
般の高圧水銀ランプを用いて行えばよい。

【００１６】樹脂層は、塗布および硬化をそれぞれ１回
だけ行うことにより形成してもよいが、好ましくは、以
下に説明する本発明の製造方法を用いる。

【００１７】本発明の製造方法は、樹脂を塗布した後、
硬化する工程を複数回繰り返すことにより光透過層を形
成する方法である。本発明法と、樹脂を１回塗布して硬
化するだけで同じ厚さの光透過層を形成する方法とを比
較すると、本発明法では、光硬化層の厚さ方向中心部ま
で、均一に硬化することができ、また、光透過層の厚さ
を均一にすることができ、また、光透過層の硬化に伴う
媒体の反りを低減できる。

【００１８】本発明法において、塗布・硬化工程１回で
形成する樹脂層の厚さは、好ましくは１〜４０μm、よ
り好ましくは５〜２０μmである。１回あたりの厚さを
さらに薄くすると、塗布時に塗料がはじかれて膜質が悪
くなりやすい。一方、１回あたりの厚さをさらに厚くす
ると、塗布・硬化を複数回に分けることによる効果が不
十分となる。

【００１９】なお、塗布・硬化工程を複数回行う場合、
それぞれの塗布工程における塗布厚さをほぼ同じとする
ことが好ましい。これにより、複数回塗布による効果が
より高くなる。塗布・硬化工程の繰り返し回数は特に限
定されないが、好ましくは３回以上とする。繰り返し回
数の上限は特になく、１回あたりに形成する樹脂層の厚
さが上記範囲内となるようにすればよいが、通常、繰り
返し回数が１０回を超える必要はない。

【００２０】本発明法は、ＵＶ硬化性カチオン系樹脂を
用いる場合に最も効果が高いが、これ以外の光硬化性樹
脂、例えばＵＶラジカル硬化性樹脂を用いる場合にも適
用可能である。また、光硬化性樹脂に限らず、湿気硬化
型などの他の硬化性樹脂を用いた場合にも適用できる。

【００２１】また、本発明法は、硬化タイプ以外の樹脂
を用いる場合にも適用できる。この場合、硬化の替わり
に乾燥を行う。すなわち、塗布・乾燥工程を複数回繰り
返すことにより、光透過層を形成する。この場合に用い
る樹脂としては、例えば溶剤希釈型の熱可塑性樹脂が挙
げられる。

【００２２】光透過層の厚さは、３０〜３００μmの範
囲から選択することが好ましい。光透過層が薄すぎる
と、光透過層表面に付着した塵埃による光学的な影響が
大きくなる。一方、上記範囲を超える厚さの光透過層
は、射出成形などの他の方法によって形成できる。

【００２３】支持基体２０は、媒体の剛性を維持するた
めに設けられる。支持基体２０の厚さは、通常、０．２
〜１．２mmとすればよく、透明であっても不透明であっ
てもよい。光記録媒体において通常設けられる案内溝
は、図示するように、支持基体２０に設けた溝を光透過
層形成時に転写することにより、形成できる。図示する
案内溝２１は、光入射側に向かって凹んでいる溝であ
る。

【００２４】

【実施例】以下の手順で、表１に示す再生専用光ディス
クサンプルを作製した。サンプルNo.１光透過層側から見たときに情報を担持するピットとなる
凹凸を形成したディスク状支持基体（ポリカーボネート
製、直径１２０mm、厚さ１．２mm）の表面に、Ａｌ合金
からなる反射膜をスパッタ法により形成した。

【００２５】次いで、反射膜表面に、紫外線硬化性カチ
オン系樹脂と光重合開始剤とを含有する樹脂（２５℃に
おける粘度９２cps）をディスペンサにより塗布した
後、回転数２０００rpmで２秒間スピンコーティングを
行い、紫外線を照射して硬化した。なお、紫外線硬化性
カチオン系樹脂には、複数種の脂環型エポキシ樹脂から
なるものを用い、光重合開始剤には、芳香族スルホニウ
ム塩を用いた。このディスペンサ塗布→スピンコーティ
ング→硬化の工程を合計で５回繰り返し、光透過層を形
成した。

【００２６】この光透過層の厚さを測定したところ、支
持基体中央から径方向に４０mm離れた位置で１００μm
であった。

【００２７】サンプルNo.２ディスペンサ塗布→スピンコーティング→硬化の工程を
３回としたほかはサンプルNo.１と同様にして、支持基
体中央から径方向に４０mm離れた位置での厚さが１００
μmである光透過層を形成した。

【００２８】サンプルNo.３ディスペンサ塗布→スピンコーティング→硬化の工程を
１回だけとしたほかはサンプルNo.１と同様にして、支
持基体中央から径方向に４０mm離れた位置での厚さが１
００μmである光透過層を形成した。

【００２９】サンプルNo.４サンプルNo.１で用いた支持基体の表面に、ＵＶラジカ
ル硬化性アクリル樹脂（共立化学製８０１ＳＥ−Ｌ６、
２５℃での粘度９００cps）をディスペンサにより塗布
した後、回転数２０００rpmで２秒間スピンコーティン
グを行い、紫外線を照射して硬化した。このディスペン
サ塗布→スピンコーティング→硬化の工程を合計で３回
繰り返し、支持基体中央から径方向に４０mm離れた位置
での厚さが１００μmである光透過層を形成した。

【００３０】サンプルNo.５ディスペンサ塗布→スピンコーティング→硬化の工程を
１回だけとしたほかはサンプルNo.４と同様にして、支
持基体中央から径方向に４０mm離れた位置での厚さが１
００μmである光透過層を形成した。

【００３１】サンプルNo.６サンプルNo.１で用いた支持基体の表面に、アクリル系
の紫外線硬化型接着剤（日本化薬製ＤＶＤ−００３）を
スピンコーティングして、厚さ３０μmの接着層を形成
した。次いで、この接着層により、厚さ７０μmのポリ
カーボネートシートを接着して光透過層とした。

【００３２】評価上記各サンプルについて、光透過層の厚さ分布（最大値
と最小値との差）および反り量を測定した。結果を表１
に示す。厚さ分布は、キーエンス社製のレーザーフォー
カス変位計により測定した。反り量は、小野測器製の機
械精度測定機を用い、支持基体側から光を入射させて測
定した。測定時の線速は４m/sとした。

【００３３】また、光透過層の硬化完了の度合いを調べ
るために、８０℃、８０％ＲＨの環境下に５００時間保
存し、保存後に反り量の測定と外観変化の観察とを行っ
た。結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から本発明の効果が明らかである。す
なわち、ＵＶ硬化性カチオン系樹脂を用いて光透過層を
形成したサンプルでは、厚さの均一性が良好であり、ま
た、反り量が少ない。また、高温高湿条件下で保存して
も、反り量はほとんど増大せず、また、外観にも異常は
認められない。また、樹脂の塗布・硬化工程を複数回繰
り返して光透過層を形成したサンプルでは、光透過層の
厚さの均一性が著しく向上しており、反り量も小さくな
っている。特に、ＵＶ硬化性カチオン系樹脂を用い、か
つ、塗布・硬化工程を複数回繰り返した場合には、厚さ
の均一性および反り量について、著しく優れた結果が得
られている。

【００３６】なお、表１において反り量が測定不能と表
示されているものは、反りが大きすぎて測定が不能であ
ったものである。また、高温高湿条件下での保存により
反射膜にクラックや剥離が発生するのは、未反応モノマ
ーや開始剤が反射膜側に浸出することによると考えられ
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明では、光透過層の形成に紫外線硬
化性カチオン系樹脂を用いることにより、透過層の厚さ
を均一にでき、また、光透過層の厚さ方向における光学
的不均質さを低減でき、また、光情報媒体の反り発生を
抑えることができる。

【００３８】また、本発明法では、樹脂の塗布とその硬
化または乾燥とを複数回繰り返すことにより光透過層を
形成するので、光透過層の厚さの均一性を向上させるこ
とができ、また、反り量を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図
である。

【符号の説明】

２光透過層２０支持基体２１案内溝４記録層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基体上に情報記録面を有し、この情
報記録面上に光透過層を有し、この光透過層を通して記
録光および／または再生光が入射するように使用される
光情報媒体であって、前記光透過層が紫外線硬化性カチオン系樹脂を含有する
樹脂層を硬化したものである光情報媒体。
【請求項２】前記光透過層の厚さが３０〜３００μm
である請求項１の光情報媒体。
【請求項３】基体表面に情報記録面を有し、この情報
記録面上に光透過層を有し、この光透過層を通して記録
光および／または再生光が入射するように使用される光
情報媒体を製造する方法であって、樹脂の塗布とその硬化または乾燥とを複数回繰り返すこ
とにより前記光透過層を形成する光情報媒体の製造方
法。
【請求項４】前記樹脂が紫外線硬化性カチオン系樹脂
を含有する請求項３の光情報媒体の製造方法。