JP2003248971A - 光ディスク及び光磁気ディスク - Google Patents
光ディスク及び光磁気ディスクInfo
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Abstract
で使用した場合でも、ディスクに反りが発生することが
なく、レーザー光による正確な記録再生が可能な光ディ
スク及び光磁気ディスクを提供する。 【解決手段】 基板101上の記録層106の上に保護コート
層107を有する光ディスク又は光磁気ディスクにおい
て、基板反対面側(光学面側)に、反りを抑制するため
の複層からなるトップコート層110を設ける。この層
は、透明な無機誘電体膜108と透明な紫外線硬化樹脂膜1
09の複層より構成され、無機誘電体膜の厚みは5−100n
m、紫外線硬化樹脂膜は保護コート層の厚みの1/4−4倍
である。また、無機誘電体膜および紫外線硬化樹脂膜の
屈折率が互いに±10%以内の差にあり、なおかつ基板の
屈折率に対しても±10%以内の差にある。
Description
て高速で再生や記録再生が可能な光ディスクや光磁気デ
ィスクに関する。
再生用のCDやDVD、データ配布用のCD-ROMやDVD-ROM、更
にそれらを記録再生可能にしたCD-R、CD-RW、DVD-R、DV
D-RWなどがある。また、光磁気ディスクとしては、音楽
の記録再生に用いるMD、パソコンの外部記録に使用する
MOディスクなどがあり、将来に需要が予測されるものと
してはビデオ記録再生用ディスクなどがある。
ボネートやアモルファスポリオレフィンやアクリル樹脂
といった透明性の高い樹脂でインジェクション成形され
たピットやグルーブを有する円盤状の樹脂基板の上に、
記録層となるアルミニウムや有機色素や磁性体などを真
空成膜し、その後で、記録層を保護する目的で、硬度の
大きな樹脂で保護コートされている。この硬度の大きな
樹脂には、紫外線の照射で瞬時に硬化する紫外線硬化樹
脂が多用されている。
脂基板がフラットであっても、記録層となるアルミニウ
ムや有機色素や磁性体などを真空成膜した際の膜応力の
発生で基板は反る。またこの後で、紫外線硬化樹脂で保
護コートを行い紫外線硬化させる際も、硬化収縮現象で
別の反りが発生する。ただし、上記2種の反りは、あら
かじめ使用する樹脂基板に逆方向の反りを入れて成型加
工しておくことにより容易に解決できている。しかしな
がら、上記方法を用いて作製した常温下で反りがない光
ディスクであっても、使用環境が常温とは大きく異なる
低温/高温の環境下や湿度が0パーセントに近い乾燥状
態や100パーセントに近い多湿状態においては、かな
り大きな反りが発生してしまう。このように反りが大き
くなってしまった光ディスクは、光軸がずれて光学ヘッ
ドで読み書きできないという不具合が発生する。
263625号公報には、光ディスクの両面に光硬化性
樹脂を形成することで内部応力のバランスを取り、光デ
ィスクの反りを低減する方法が開示されている。しかし
ながら、両面に光硬化性樹脂を形成することは、温度変
化に対してはかなり有効な方法であるものの、湿度変化
に対してはほとんど効果がないことが多い。特に、コー
ト層の厚みを20μm以下と薄めに設定する必要のある
磁界変調型の光磁気ディスクにおいては、対湿度の効果
は得られない。
のであり、その目的は、光ディスクや光磁気ディスク
を、低温/高温、そして乾燥/多湿などの厳しい環境下
において使用した場合においても、ディスクに反りが発
生することがなく、レーザー光による正確な記録再生が
可能な光ディスク及び光磁気ディスクを提供することに
ある。
は以下の手段によって達成される。
保護コート層を有する光ディスク又は光磁気ディスクに
おいて、記録層の反対面側である基板反対面側(光学面
側)に、反りを抑制するための複層からなるトップコー
ト層を設けることを特徴とする光ディスク又は光磁気デ
ィスクを提案するものである。
ト層が、透明な無機誘電体膜と透明な紫外線硬化樹脂膜
の複層よりなることを特徴とする光ディスク又は光磁気
ディスクを含む。
膜の厚みは5−100nm、紫外線硬化樹脂膜は保護コート層
の厚みの1/4−4倍であることを特徴とする光ディスク又
は光磁気ディスクを含む。
膜および紫外線硬化樹脂膜の屈折率が互いに±10%以内
の差にあり、なおかつ無機誘電体膜および紫外線硬化樹
脂膜の屈折率が基板の屈折率に対しても±10%以内の差
にあることを特徴とする光ディスク又は光磁気ディスク
を含む。
りが発生する要因としては、製造工程においては、第一
番目として、樹脂基板上に記録層を真空成膜する際に、
一般的にはかなり大きな圧縮応力が発生することが挙げ
られる。このため、膜面側が凸になろうする。製造工程
における第二番目としては、記録層上に保護コートした
紫外線硬化樹脂を硬化させる際に、硬化収縮現象で中程
度の引っ張り応力が発生することが挙げられる。このた
め、膜面側が凹になろうする。結果的には、上記の応力
の大小により凸または凹となる。 ただ、これらの応力
の総量を予測して、あらかじめ樹脂基板の成型時に逆方
向の反りを入れることにより、製造後のディスク反りを
0にすることは比較的簡単にできるため、すでに実用化
されている。
りがないディスクであっても、使用時の温度環境が変わ
れば反りが発生してくる。例えば、高温になった時は、
膜面が凹になる方向に反ってくるし、低温時はこの逆方
向に反ってくる。この原因は、樹脂基板(熱可塑性樹
脂)の熱膨張係数が、記録層膜(主に無機材料)や保護
コート層膜(紫外線硬化された樹脂)に比べ数倍大きい
ためにバイメタル現象が発生することに由来している。
この反ったままの状態では、光ピックアップから照射さ
れディスクから反射するレーザー光が本来の位置に正確
に戻って来ないので、データの記録再生時にエラーが多
発する。
特開平3−263625号公報においては、記録層膜や
保護コート膜のある基板の反対面側(光学面側)にも、
保護コート膜と同じように紫外線硬化樹脂をトップコー
トするディスクが提案されている。これは、樹脂基板の
表裏に同じ材質の膜を付けて、バイメタル現象を相殺す
るアイデアであり、温度変化のある環境下で実際有効で
ある。 しかしながら、我々の実験では、大きな湿度変
化のある環境下では、この方法で作製したディスクは大
きな反りが発生し、問題であった。この原因を詳しく調
査したところ、記録層側には記録層としての無機物の膜
が存在するため水分の出入りが遮蔽されているものの、
光学面側には薄い紫外線硬化樹脂しかないためかなり自
由に水分が出入りできることがわかった。このため、多
湿環境下では樹脂基板が水分を吸収して大きくなり、結
果として記録膜側が凹となる形に反っていた。また、乾
燥した環境下では基板から水分が流出して凸に反ってい
た。
分の出入りを遮蔽する目的で、光ディスクの樹脂基板の
光学面側に5−100nmの透明な無機誘電体(酸化珪素、窒
化珪素など)を成膜し、さらにその後で、記録層上の保
護コート層と同様に、透明な紫外線硬化樹脂を塗布し硬
化させ複層からなるトップコート層を形成している。
無機誘電体と透明な紫外線硬化樹脂が積層されている訳
である。この場合、積層の順序が上記と逆になっても、
所望の効果は得られるので問題はない。また、透明な無
機誘電体膜の厚みは、5−100nmの範囲で任意に選択でき
るが、真空成膜法にて膜付けする場合は、成膜時間や膜
応力のことを考えると5−50nmの薄めな設定のほうが有
利である。また、透明な紫外線硬化樹脂に関しては、保
護コート層に用いた薬剤と同一のものを用いてもよい
し、または別種のものを用いてもかまわない。但し、膜
厚に関しては、保護コート層側とトップコート層側での
応力バランスを考えた上で決定する必要がある。保護コ
ート層の厚みの1/4−4倍の範囲が適切であるが、一般的
には、保護コート層側とトップコート層側でほぼ同じ厚
みで好結果が得られることが多い。なお注意点として、
上記で述べた透明な無機誘電体と透明な紫外線硬化樹脂
は、屈折率が互いに±10%以内の差にあり、なおかつ基
板の屈折率に対しても±10%以内の差にあることが必要
である。これは、トップコート層は光学面側にある膜で
あるため、樹脂基板の屈折率と大幅に異なると、レーザ
ー光が正確な位置に到達できない不具合が起きることが
あり、これを回避するためである。
ては、記録層そのものが無機物質の薄膜であるため、元
々水分の出入りは無視できていた。
は、トップコート層として無機誘電体と紫外線硬化樹脂
が積層されているため、使用環境の温度や湿度が激変し
ても、温度変化に対しては、樹脂基板に対して表裏の関
係にある保護コート層とトップコート層の紫外線硬化樹
脂が反り発生の応力を相殺させ、また湿度変化に対して
は、無機誘電体が水分の出入りを遮蔽するために、常に
ディスクの反りが小さい状態を保持できる。よって、本
発明の光ディスクは、どのような使用環境下において
も、常に安定した記録再生が可能である。
板(直径86mm、厚み1.2mm)を準備した。基板その
ものはポリカーボネート(PC)から成り、この上にス
パッタ法により誘電体層202、磁性層203、誘電体層20
4、反射層205が積層され、記録層106を形成している。
ポリカーボネート製基板(PC基板)201は出光石油化
学製のタフロンMD1500であり、屈折率は1.59、吸水率は
0.2%(ASTM D570)である。また、誘電体層202、204は
窒化珪素(屈折率:2.10)で厚みは両方で80nm、磁性層
203はTeFeCoで120nmである。この上に、図2に示すよう
に以下に述べる手順で保護コート層107を形成した。
ジカル反応型紫外線硬化樹脂として主成分にトリメチロ
ールプロパントリアクリレートを20重量部以上含み、ラ
ジカル光開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン2重量部を含むアクリル酸エステル組成物
(粘度約150mPas、)を用意し、スピナーのスピンドル
上に上記の記録膜付きの基板を記録膜が上面になるよう
にセットし、内周部に上記コーティング液1mlをドーナ
ツ状にフィードした後、回転数5000rpmで振り切りスピ
ンコートした。この後、基板を直ぐにスピンドルより外
し、コンベア式紫外線硬化装置に投入し、500mj/cm2の
紫外線を与え、コーティング液を硬化させた。以上によ
り、平均膜厚が約5μmの保護コート層107付きの光磁気
ディスクが作成された。
110を付ける手順を記す。
を酸化珪素のターゲットを有する真空成膜装置内に入
れ、ポリカーボネート製基板101の光学面側(記録層106
の無い面)にスパッタ法により40nmの酸化珪素(屈折
率:1.48)を付け、透明無機誘電体膜108を形成した。
次に、真空成膜装置から取り出し、透明無機誘電体膜10
8の上に、このディスクを保護コートのとき使用したア
クリル酸エステル組成物を用いて、回転数4000rpmで振
り切りスピンコートし、紫外線で硬化させ、平均膜厚約
7μmの透明紫外線硬化樹脂膜(屈折率:1.52)101を形
成した。
れ、図2に示す本発明の光磁気ディスクが完成した。
ルト測定器により室温(約25℃/60%RT)でラジアルチ
ルト角を測定したところ、+0.5mRadであり、規格値の
±6mRadに比べて十分に小さい値であった。更に、表1
に示す種々の環境下に放置し、ラジアルチルト角を測定
したが、何れの場合も、±2.mRad以内であり優秀であ
った。
使い、光磁気ディスクの製作を行ったが、透明無機誘電
体膜と透明紫外線硬化樹脂膜からなるトップコート層を
形成する工程だけは省いた。このようにして製作された
ディスク(図3)の反りを見るために、チルト測定器に
より室温(約25℃/60%RT)でラジアルチルト角を測定
したところ、-0.8mRadであり、規格値の±6mRadに比
べて十分に小さい値であった。
スクのラジアルチルト測定値を示す。表1に示す種々の
環境下に放置し、ラジアルチルト角を測定したが、表1
に示すように各温湿度条件によるチルト角の変化が非常
に大きく、規格値の±6mRadを大きく超えることもあり
問題であった。
光ディスクや光磁気ディスクにおいて樹脂基板の光学面
側に、反りを抑制するための透明無機誘電体膜と透明紫
外線硬化樹脂膜からなる複層のトップコート層を設ける
ことにより、使用環境の温湿度条件が大きく変化したと
きも、ディスクの反りがほとんど発生することなく、い
つも安定した記録再生が行える光ディスクや光磁気ディ
スクを提供することが可能となる。
の構成図の一例である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板上の記録層の上に保護コート層を有
する光ディスクにおいて、 前記記録層のない側である前記基板の光学面側に、反り
を抑制するための複層からなるトップコート層を設ける
ことを特徴とする光ディスク。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光ディスクおいて、 前記トップコート層が、透明な無機誘電体膜と透明な紫
外線硬化樹脂膜の複層よりなることを特徴とする光ディ
スク。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光ディ
スクにおいて、 前記無機誘電体膜の厚みは5−100nmであり、前記紫外線
硬化樹脂膜は前記保護コート層の厚みの1/4−4倍である
ことを特徴とする光ディスク。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれか1項に
記載の光ディスクにおいて、 前記無機誘電体膜および前記紫外線硬化樹脂膜の屈折率
が互いに±10%以内の差にあり、なおかつ、前記無機誘
電体膜および前記紫外線硬化樹脂膜の屈折率が前記基板
の屈折率に対しても±10%以内の差にあることを特徴と
する光ディスク。 - 【請求項5】 基板上の記録層の上に保護コート層を有
する光磁気ディスクにおいて、 前記記録層のない側である前記基板の光学面側に、反り
を抑制するための複層からなるトップコート層を設ける
ことを特徴とする光磁気ディスク。 - 【請求項6】 請求項5に記載の光磁気ディスクおい
て、 前記トップコート層が、透明な無機誘電体膜と透明な紫
外線硬化樹脂膜の複層よりなることを特徴とする光磁気
ディスク。 - 【請求項7】 請求項5または請求項6に記載の光磁気
ディスクにおいて、 前記無機誘電体膜の厚みは5−100nmであり、前記紫外線
硬化樹脂膜は前記保護コート層の厚みの1/4−4倍である
ことを特徴とする光磁気ディスク。 - 【請求項8】 請求項5から請求項7のいずれか1項に
記載の光磁気ディスクにおいて、 前記無機誘電体膜および前記紫外線硬化樹脂膜の屈折率
が互いに±10%以内の差にあり、なおかつ、前記無機誘
電体膜および前記紫外線硬化樹脂膜の屈折率が前記基板
の屈折率に対しても±10%以内の差にあることを特徴と
する光磁気ディスク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002049828A JP2003248971A (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 光ディスク及び光磁気ディスク |
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ID=28662243
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002049828A Pending JP2003248971A (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 光ディスク及び光磁気ディスク |
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JP (1) | JP2003248971A (ja) |
-
2002
- 2002-02-26 JP JP2002049828A patent/JP2003248971A/ja active Pending
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