JP2005501363A - 光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】保護層なしで耐衝撃性及び耐久性が優れ、製造工程が単純、かつ優れた記録特性を有する光記録媒体を提供する。
【解決手段】本発明の光記録媒体は、基板上に形成された色素層及び反射層からなるディスク、ダミー基板、及び前記ディスクと前記ダミー基板を接着する接着層で構成される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＶＤ−Ｒ、またはＤＶＤ＋Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ −／＋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）ディスクのような光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の光記録媒体を示す断面図である。以下、空記録媒体の例として、１回に限り記録ができるＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクを中心に説明することにする。従来の光記録媒体１００であるＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクは、記録及び再生の際、レーザー光を案内するための案内ホール（図示せず）を備えた０．６ｍｍ厚さのＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）基板１０上に色素層１１、反射膜１２及び保護膜１３が順に積層されているディスク１１０をダミーディスク１２０と接着層１４を通じて接着させて製作する。この時、ダミーディスク１２０は、ダミー基板１５上に反射膜１６、色素層１７及び保護膜１８が形成されて第１ディスクと同じ構造を有するか、色素層または色素層と反射膜がない構造を有する。
【０００３】
前記色素層１１、１７は、基板１０、１５上に有機色素をコーティングして形成するものとして、記録光を吸収し発熱するため、色素自体の分解、または変形及び基板の変形を誘導する記録層の役割をする。前記反射膜１２、１６は、記録及び再生光を反射させるためのものであり、記録信号の変調度が光検出器を通じて検出できるように充分な光量を提供する役割をする。
【０００４】
また、前記保護膜１３、１８は、前記反射膜１２、１６を保護するためのものであり、記録時の反射膜１２、１６の変形を防ぎ接着層１４から反射膜１２、１６を分離させて色素層、または反射膜の化学的損傷を防ぐ役割をする。前記接着層１４は基板、またはディスク二枚を接着させて、ＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクの光記録媒体１００を製作するためのものであり、強力な接着力が要求される。
【０００５】
二枚のディスク１１０、１２０を接着する方式としては、接着剤の種類及び接着方式によって高溶融（ｈｉｇｈ ｍｅｌｔ）接着法、カチオンＵＶ接着剤（ｃａｔｉｏｎｉｃ ＵＶ ａｄｈｅｓｉｖｅ）を使用するスクリーン印刷方法、そして自由ラジカルＵＶ接着剤（ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ ＵＶ ａｄｈｅｓｉｖｅ）をスピンコーティングする方法が用いられている。二枚のディスク１１０、１２０を、接着層１３を通じて接着する場合、考えなければならない要素は以下である。
【０００６】
一番目の要素は、耐湿性及び耐熱性である。硬化後、反応しない少量のモノマーが保護膜及び反射膜を損傷させ、ディスクの特性を損傷させることもあり、湿気及び熱により損傷が加速化する。湿気と熱による損傷を防止するために反射膜に対する保護機能が優れる保護膜を反射膜上に形成させなければならないが、そのために特殊材質の反射膜を使用するか、または有機色素層１１、１３に対して安定である色素を使用する等の多様な方法が使われている。
【０００７】
二番目の要素は、接着性である。二枚のディスクが機械的衝撃に安定するためには、十分な接着力を有しなければならない。
【０００８】
前述したような特性を考慮して、光情報媒体は、板状の透光性基板の少なくとも片面に光干渉層と反射層とを形成したディスクと、このディスクの光干渉層と反射層とが形成された面に貼り合わせられた他の円板状のディスクとを有し、透光性基板側からの記録用レーザー光の照射により、前記光干渉層への再生用レーザー光の入射光と反射光とに、他の部分と部分的に異なる光の干渉をもたらすピットを形成することにより、信号を記録するものである。前記ディスクの信号を記録する信号記録領域の外周側と内周側とに光干渉層を形成しないマージン部分を設け、このディスクの光干渉層を設けた側の前記マージン部分を含む面を他のディスクと貼り合わせる。（特許文献１参照）
また、光情報媒体は、二枚の基板の外側端部において高い接着性を実現することにより、剥れの生じにくい構造の光情報記録媒体を提供する。それぞれ、記録層、反射層及び保護層がこの順で設けられた中央に孔部を持つ二枚の円盤状基板、もしくは記録層、反射層及び保護層がこの順で設けられた中央に孔部を持つ円盤状基板と該基板と同一の形状を持つ円盤状保護板とをそれぞれ記録層側が内側となるように接着剤層を介して貼り合わされてなるサンドイッチ型光情報記録媒体において、基板の外側端部の表面から基板の側面に至る領域に表面加工を施すことにより、その領域の表面積を増大させ、該表面加工が施された領域に記録層を接合させた光情報記録媒体。記録層と反射層の外側端部を内側に後退させて露出面を作り、この面から基板の側面に至る領域に表面加工を施し、該領域に保護層を接合させた態様が好ましい。（特許文献２参照）
しかし従来の光記録媒体は、保護層を必ず使用している。保護層は、ＵＶ硬化樹脂をコーティングした後、ＵＶ光を照射して硬化させねばならないので、製造工程が複雑であり、ＵＶ硬化時の熱によるディスクの曲げが発生する等の問題点がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２７３８３号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０６０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のような従来技術の問題点を解決するためのものとして、本発明は、保護層なしで耐衝撃性及び耐久性が優れた光記録媒体を提供することにある。本発明の他の目的は、製造工程が単純な光記録媒体を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、優れた記録特性を有する光記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するための本発明は、基板上に形成された色素層と反射膜からなるディスク；ダミー基板；及び前記ディスクと前記ダミー基板を接着する接着層で構成されることを特徴とする光記録媒体を提供する。
【００１２】
前記接着層の接着剤は、紫外線により硬化され、粘度が２５℃で３００ｃｐｓ〜９００ｃｐｓ、硬化後、ガラス転移温度は３０℃以上、硬度はＨ以上、そしで残余のモノマーは１０％以内であることが望ましい。
【００１３】
前記反射層は、前記色素層の露出された部分をカバーし、前記接着層は、前記反射層の露出された部分をカバーすることができる。また、前記光記録媒体の内側と外側上に接着強化領域が形成されていることが望ましい。前記光記録媒体は、前記ダミー基板上に形成される反射層を更に含むこともできる。前記反射膜はＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕまたはこれらの合金から構成することができる。
【００１４】
前記色素層は、シアニン系色素、ヘミシアニン系色素、アゾ系色素、トリフィニルメタン系色素、またはこれらの混合物から構成される群から選択することができる。前記接着層は１０〜８０μｍの厚さを有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
前述したような本発明の光記録媒体によると、保護膜がないために、工程を単純化し、優れた記録特性、耐熱性、耐湿性を得られるとともに、ディスクの内外側に二枚の基板を、直接接着層により接着させる接着強化領域を形成して接着力を向上させ、優れた耐久性を有することができるメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をより詳しく説明するために本発明による一実施形態を、添付図を参照しながら更に詳しく説明する。図２は、本発明の一実施形態による光記録媒体の断面構造を示す図である。以下、光記録媒体の一例として、ＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクを中心として説明する。図２を参照すると、本発明の一実施例による光記録媒体２００は、基板２０上に色素層２１及び反射膜２２が形成されたディスク２１０をダミー基板２５と接着層２３を用い接着させて製作する。
【００１７】
基板２０は、記録または再生時に光を案内するための案内ホール（ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）（図示せず）が形成されてあり、スタンパーを利用して射出して製作する。基板２０は、その厚さが０．５ないし０．７ｍｍであり、ポリカーボネート、ポリメチルメチアクリルレイト、エポキシ樹脂、ポリエステル、非晶質ポリオルレピンから構成する群から選択される物質で構成される。
【００１８】
色素層２１は、有機色素を有機溶媒に溶解させ、基板２０上にスピンコーティング方法で塗布する。前記色素層２１は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系色素、ヘミシアニン（ｈｅｍｉｃｙａｎｉｎｅ）系色素、アゾ（ａｚｏ）系色素、トリフィニルメタン（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）系色素、またはこれらの混合物から構成される群から選択されることが望ましい。反射膜２２は、乾燥された色素層２１上に金属薄膜をスパタリング方法で、望ましくは１００ｎｍの厚さで形成する。前記反射膜２２のための金属薄膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ及びこれらの合金膜が使われる。
【００１９】
ディスク２１０とダミー基板２５とを接着させるための接着層２３は、基板２０上に形成された反射膜２２上に接着剤を塗布し、その上にダミー基板２５をかぶした後、高速回転してスピンコーティングする。すなわち、反射膜２２上に塗布された接着剤は、スピンコーティングにより反射膜２２とダミー基板２５の全表面に広がる。その後、紫外線を照射して硬化させることで、ディスク２１０とダミー基板２５とを接着させる。この時、周辺温度、接着剤の粘度及びスピンコーティング時の回転速度により接着層２３の厚さが調節される。
【００２０】
前記接着層２３は、次のような特性を有するべきである。すなわち、
ａ）粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）：２５℃で３００−９００ｃｐｓ；
ｂ）硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ ａｆｔｅｒ ｃｕｒｉｎｇ）：３０℃以上；
ｃ）硬化時の収縮率（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｏｎ ｃｕｒｉｎｇ）：７．０％以内；
ｄ）硬化後の硬度（ｈａｒｄｎｅｓｓ）：Ｈ以上；ｅ）硬化後のモノマー残量：１０％以内。
【００２１】
３００〜９００ｄｐｓの粘度は、十分な接着層の厚さを有するための粘度として、３００ｃｐｓよりも小さいと、接着層の厚さが小さくて接着力が少ないという問題点があり、９００ｃｐｓよりも大きいと、スピンコーティングの難しさが問題点となる。
【００２２】
３０℃以上の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）は、記録時の反射膜の変形を防げられてＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクの記録特性を優れるものとし、ＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスク記録した後、耐熱性のためのものとして、ガラス転移温度が３０℃よりも低いと、記録特性が低下し、耐熱性が劣悪である可能性がある。
【００２３】
図２に示されるように、本発明の実施形態の光記録媒体であるＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスク２００において、各層間の界面のうち、界面接着力が一番弱い所は、色素層２１と反射膜２２の界面であり、反射膜２２上の接着層２３が紫外線硬化時に大きく収縮すると、色素層２１と反射膜２２との界面接着力が弱くなって記録特性が低下されるか、または機械的衝撃によりこの界面からディスク２００が分離される。従って、接着剤の紫外線硬化時、接着層２３の収縮による色素層２１と反射膜２２の界面接着力の損傷を減らすために、接着剤の収縮率が７．０％以下であることが望ましい。
【００２４】
Ｈ以上での硬化後の硬度は、レーザーで記録時、記録特性のためのこととして、硬度がＨよりも小さいと、記録時の記録特性が低下する。１０％以内での硬化後のモノマーの残量は、耐化学性のためのものとして、残量が１０％以上である場合、反射膜２２及び色素層２１を損傷させ、ディスク耐久性が弱くなることもある。保護層２３の厚さは、約１０−８０μｍが適当であり、これよりも小さい場合は接着力が弱くなり、厚くなる場合は硬化時の収縮力により反射膜２１と色素層２２の界面が損傷されることもある。
【００２５】
図３は、本発明の他の実施形態による光記録媒体３００の断面構造を示した図である。以下、本発明の他の実施形態による光記録媒体の一例として、ＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスクを中心に説明する。図３に示される他の実施形態による光記録媒体３００において、ディスク３００の構造は、接着層３３とダミー基板３５との間に反射膜３４が形成されたこを除ければ、図２の一実施形態によるディスク２００とその構造が同じである。詳しく説明すると、ディスク３００は、基板３０上に形成された色素層３１と反射層３２とでなり、反射層はダミー基板上に形成される。前記反射層３２，３４は、接着層３３を通じて互いに接着される。反射膜３４としてはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、またはこれらの合金を使用する。
【００２６】
本発明の実施形態の光記録媒体２００、３００は、保護層なしで排泄されないために次のような長所がある。まず、一番目として、製造工程が簡単であり生産収率が向上される。二番目は、保護層の硬化時、紫外線照射によるディスク曲がりの原因を除去できディスクの特性が向上できる。三番目は、製造費用が安い。四番目は、優れた接着力及び優れた耐久性が得られる。
【００２７】
［実施例１］
図４を参照して本発明の実施例１による光記録媒体の製造方法を説明する。本発明の実施例１による製造方法は以下である。まず、トラックピッチ０．７４μｍ、深さ１５０ｎｍ、幅３５０ｎｍの案内ホールを有する厚さ０．６ｍｍポリカーボネート４０を提供する。前記基板４０上に日本林原（Ｈａｙａｓｈｉｂａｒａ）社のシアニン系色素であるＮＫ４４９９を、０．２５ｇを１０ｍｌのＴＦＰ溶液に溶解して、前記基板４０の外部分であるエッジ上に３０００ｒｐｍでスピンコーティングして有機色素層４１を形成する。
【００２８】
有機色素層４１を形成した後、８０℃の温度で２０分乾燥した後、銀（Ａｇ）をスパタリング法で約１００ｎｍの厚さに蒸着して反射膜４２を形成する。前記反射膜４２は、前記有機色素層４１を完璧にカバーするように形成される。
【００２９】
前記反射膜４２上にＤＳＭ社のディソルライト(ｄｅｓｏｌｉｔｅ)６６０−００６ＵＶ接着剤（粘度３００ｃｐｓ、ガラス転移温度３２℃、収縮率５．４％、接着後の硬度Ｈ）を塗布し、０．６ｍｍ厚さのダミー基板４５を被せ２０００ｒｐｍでスピンコーティングして接着層４３を形成する。その後、紫外線を照射して接着剤を硬化させると、ダミーディスク４５と基板４０が接着層４４により接着されて本発明の光記録媒体であるＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスク４００が製造される。このとき、接着層４３の厚さは約２５μｍである。
【００３０】
本発明では、接着層４３の接着力を強化させるために、基板４０上にコーティングされた色素層４１のうち、ディスク外周部位の色素層は食刻して除去し、反射膜４２のための金属薄膜が色素層全体を被せるように形成する。また、接着層４３が反射膜４２全体を被せるように形成して、基板４０とダミー基板４５とが接着層４３により直接接着される接着硬化領域４７がディスク内側と外側に存在して接着力を硬化させる。
【００３１】
実施例１により製造されたＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒディスク４００をテストするために次のような試験が実施された。まず、ＤＶＤ−Ｒレコーダ（ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、例えばパイオニア社のＤＶＲ−２０００で動映像を記録してＤＶＤ再生機、例えばエルジーのＤＶＤ３０３０、三星のＤＶＤ９０９、またはパイオニア社のＤＶ−５３５Ｋで再生した結果、すべて再生が可能であった。記録特性をパルステク（ｐｕｌｓｔｅｃ．）社のＤＶＤ評価設備であるＤＤＵ−１０００システムで評価時、信号の均一性を示すジタが７．８％、反射率４８．０％、エラー率（ＰＩ）８０で国際標準規格を満足した。
【００３２】
また、前記ディスク４００を６０℃、８０％の相対湿度で６日間苛酷させた後、記録特性を測定した結果、ジタが８．０％、反射率４８．５％、ＰＩは９０で、大きく変わらない特性を示し耐熱性及び耐湿性が優秀であることを示した。
【００３３】
さらに、耐衝撃実験のために１０個のディスクを１．５ｍの高さで垂直落下させてディスクの割れを検査した結果、１０個のディスクすべてが変化なしで耐衝撃性が優れることを示した。
【００３４】
［実施例２］
実施例２によるディスク製造方法は、接着剤をＭＫ１０１０（自体製造、粘度６５０ｃｐｓ、ガラス転移温度１２５℃、収縮率６．３％、接着後の硬度Ｈ）を使用し、反射膜としてＡｇ−Ｃｕ−Ａｕの合金を使用したこと以外には実施例１と同様な方法でディスクを製造して評価した。このとき、接着層の厚さは約４０μｍであった。
【００３５】
実施例２により製造されたディスクの記録特性は、ジタ７．５％、反射率４８．５％、ＰＩは５０で、再生成に問題はなかった。６０℃、８０％の相対湿度で6日間を苛酷させた後、ジタが７．８％、反射率４９．０％、ＰＩは６０と、優れた耐熱性及び耐湿性を示した。また、耐衝撃実験のために１．５ｍ高さで垂直落下してディスクの割れを検査した結果、10個のディスクすべてに変化がなく、耐衝撃性が優れることを示した。
【００３６】
［比較例１]
比較例１によるディスクの製造方法は、反射膜４２とダミー基板との間に保護膜としてソーニケミカル社のＳＫ３２００を塗布した後、紫外線硬化して保護膜を製造した後、接着剤を使用してダミーディスクと接着したことの以外は、実施例２と同様である。ディスクの記録特性は、ジタ８％、反射率４８．５％、ＰＩは１００で再生成に問題がなかった。６０℃、８０％相対湿度で６日間を苛酷させた後、ジタ８．５％、反射率４９％、ＰＩは１５０で、保護層がない場合よりも弱い耐熱性、耐湿性を示した。しかし耐衝撃実験は１０個のディスク全部が変化なしで優秀な接着力を示した。実施例２と比較時、保護層の有無に関係なく類似な特性を示した。
【００３７】
[比較例２]
比較例２によるディスクの製造方法は、接着剤としてソーニケミカル社のＳＫ６０００（粘度３０００ｃｐｓ、ガラス転移温度８９℃、収縮率８．３％、接着後の硬度１Ｈ）を使用し、反射膜４２の上に保護膜としてソーニケミカル社のＳＫ３２００を塗布した後、紫外線硬化したことを除外したこと以外は実施例２と同様な方法で製造し評価した。ディスクの記録特性は、ジタ８．４％、反射率４８．５％、ＰＩは１２０で、実施例２よりも特性が低下した。６０℃、８０％相対湿度で６日間を苛酷させた後、ジタ１０．０％、反射率５３．０％、ＰＩは５００で、実施例２よりも耐熱性、耐湿性が弱いことを示した。耐衝撃実験で１０個のディスクのうち、２個のディスクが分離されて耐衝撃実験も弱いことを示して紫外線硬化の時、大きな収縮による色素層４１と反射膜４２との界面の力が弱化されたことを間接的に示した。
【００３８】
[比較例３]
比較例３によるディスクの製造方法は、図５に示したように、接着剤塗布の時、内側の接着強化領域なしで外側の接着強化領域のみを備えたディスク製造すると言うこと以外は、実施例２と同様である。ディスクの記録特性は、ジタ７．５％、反射率４８．５％、ＰＩは５０で、実施例２と同様であったが、６０℃、８０％の相対湿度で6日間を苛酷させた後、ディスク内側でジタが１０．８％、反射率５２．０％、ＰＩは６００と、特性がかなり悪化し、耐熱性、耐湿性に問題があることを示した。また、耐衝撃実験のために１．５ｍ高さで垂直落下してディスクの割れを検査した結果、10個のディスクのうち、４個のディスクが割れる特性を示して、内側と外側との接着強化領域の必要性を示した。
【００３９】
[比較例４]
比較例４によるディスクの製造方法は、接着剤としてディソルライト６５０−００２（粘度１０ｃｐｓ、ガラス転移温度２６℃、収縮率７．０％）を使用して、ディスクを接着し、接着剤の厚さが８μｍであること以外は、実施例２と同様な方法で製造した。ディスクの記録特性は、ジタ８．８％、反射率４８．５％、ＰＩは２００で、実施例２よりも記録特性が低下した。また耐衝撃実験のために１．５ｍ高さで垂直落下してディスクの割れを検査した結果、10個のディスクのうちに７個のディスクが割れる特性を示して、接着層の厚さが弱く、接着力が弱いことを示した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の光記録媒体の断面構造図である。
【図２】本発明の一実施形態による光記録媒体の断面構造図である。
【図３】本発明の他の実施形態による光記録媒体の断面構造図である。
【図４】本発明の光記録媒体の製造方法を説明するための断面構造図である。
【図５】本発明の光記録媒体の製造方法を説明するための他の断面構造図である。
【符号の説明】
【００４１】
２０，３０，４０，５０ 基板
２１，３１，４１，５１ 色素層
２２，３２，３４，４２，５２ 反射膜
２３，３３，４３，５３ 接着層
２５，３５，４５，５５ ダミー基板
２００，３００，４００，５００ 光記録媒体
２１０，３１０ ディスク

Claims (9)

  1. 基板上に形成された色素層及び反射層からなるディスクと、
    ダミー基板と、
    前記ディスクと前記ダミー基板を接着する接着層と、
    で構成されたことを特徴とする光記録媒体。
  2. 前記接着層の接着剤は、紫外線により硬化されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  3. 前記接着層は、粘度が２５℃で３００ｃｐｓ〜９００ｃｐｓ、硬化の後、ガラス転移温度３０℃以上、硬化の後、強度がＨ以上、及び硬化の後、残りモノマーが１０％以内であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  4. 前記反射層は、前記色素層の露出されている部分をカバーし、前記接着層は、前記反射層の露出された部分をカバーすることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  5. 前記光記録媒体の内側と外側上に接着強化領域が形成されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  6. 前記光記録媒体は、前記ダミー基板上に形成される反射層を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  7. 前記反射膜は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、または、これらの合金からなることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  8. 前記色素層は、シアニン系色素、ヘミシアニン系色素、アゾ系色素、トリフィニルメタン系色素、またはこれらの混合物で構成される群から選択されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  9. 前記接着層は、１０−８０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
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