JP2007066426A - ２層光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】記録再生レーザ光を２層目の記録層に照射した際に、２層目の記録層からの反射光の反射率が１５%以上とすることができる２層光記録媒体を提供する。
【解決手段】光透過性の第１基板２上に第１記録層３、第１反射層４が順次積層された第１中間体Ａと、第２基板１１上に第２反射層１０、第２記録層８が順次積層された第２中間体Ｂとを第１反射層４を第２記録層８側に対向配置させ、光透過性接着層６を介して第１の中間体Ａと第２の中間体Ｂを貼り合わせてなり、第１の基板２側から記録再生用のレーザ光を照射して前記第1、第２の記録層３、８の記録再生を行う光記録媒体１において、第２記録層８の底面の凹凸が５ｎｍ以下にする形状調整層が第２反射層１０と第２記録層８との間に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２層の記録層を有する２層光記録媒体に係り、レーザ光の照射側から見て２層目の記録層からの反射率を向上させる２層光記録媒体に関する。

大容量の情報の記録再生を行うために２層の記録層を有するＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔａｉｌ Ｄｉｓｃ）が開発されている。この２層の記録層を有するＤＶＤは、再生専用ＤＶＤとの再生互換性を確保するために、２層の記録層の反射率は、１５％以上が必要とされている。
特許文献１には、第１凹凸部を有する光透過性の第１基板上に有機色素からなる第１記録層と、半透過性の第１反射層と、光透明中間層と、有機色素からなる第２記録層と、半透過性の第２反射層と、この第２反射層側に第２凹凸部を有する第２基板とが順次積層され、第１反射層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかを主成分とし、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等から選択された少なくとも１種を含有する合金からなり、第１、第２反射層は、光透過率が３０〜６０％でかつ光反射率が１５〜３５%である２層の記録層を有する２層光記録媒体が記載されている。この光記録媒体は、光透過性の第１基板側から記録再生用レーザ光を第１、第２記録層に照射して記録再生が行われる。
特開２００５−５０４９７号公報

ところで、記録再生用レーザ光の第１、第２記録層での反射率は、案内溝の深さに依存し、凹部と凸部で生じる記録再生用レーザ光の反射光の位相差によって決まる。上記した第１、第２記録層の厚さが一定の場合には、案内溝の深さの変化に伴い反射率は、周期的に変動する。即ち、高反射率を得るためには、記録再生レーザ光の波長によって特定の最適溝深さ範囲がある。

また、第１反射層と第１記録層との界面及び第２反射層と第２記録層との界面は、記録再生レーザ光の多くを反射する部位であり、光ディスクにおける反射率を支配するが、貼り合わせ法による２層記録媒体では、特に第２反射層と第２記録層との界面で生じる反射が問題となる。このことについて、以下に説明する。

図４に示すように、貼り合わせ法による２層光記録媒体の第２の記録層８が形成される第２の中間体では、第２基板１１上に先ず第２反射層１０を形成する。第２反射層１０は、通常、スパッタリング法により形成される。スパッタリング法では、真空中でイオンガスを流し高電圧をかけることで飛散した反射層材料原子がディスク基板に衝突して付着するが、その衝突頻度が基板に形成されている案内溝の内部（イングルーブ）と外部（オングルーブ）で異なる。即ち、細い案内溝内部では飛散した反射層材料原子が入り込んでゆく頻度は減少し、特に案内溝側壁付近では著しく減少する。こうなると成膜される第２反射層１０の厚さに偏りを生じる。即ち、第２基板１１の凹部１１Ａでは、中央の厚さが周辺よりも厚いアーチ状となる。また、第２記録層８の底面（記録層と反射層との界面）は、通常、スピンコート法により形成されるので、第２反射層１０の形状に追従したアーチ状となる。

このため、上記した光透過性の第１基板側から照射された記録再生レーザ光の反射光は、第２反射層１０と第２記録層８との界面で散乱されたり、更に第１記録層、第１反射層でも吸収、散乱されたりするため、再生専用ＤＶＤとの再生互換性を確保する１５%以上の反射率を得ることができなかった。

そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、記録再生レーザ光を２層目の記録層に照射した際に、２層目の記録層からの反射光の反射率が１５%以上とすることができる２層光記録媒体を提供することを目的とする。

本発明に係る第１の発明は、第１の凹凸を有する光透過性の第１の基板上に少なくとも第１記録層、第１反射層が順次積層された第１の中間体と、第２の凹凸を有する第２基板上に少なくとも第２反射層、第２記録層が順次積層された第２の中間体とを前記第１反射層を前記第２記録層側に対向配置させ、光透過性接着層を介して前記第１の中間体と前記第２の中間体を貼り合わせてなり、前記第１の基板側から記録再生用のレーザ光を照射して前記第1、第２記録層の記録再生を行う２層光記録媒体において、前記第２記録層の底面の凹凸が５ｎｍ以下にする形状調整層が前記第２反射層と前記第２記録層との間に形成されていることを特徴とする２層光記録媒体を提供する。
第２の発明は、前記第２基板の凹部の深さは、１１０〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の２層光記録媒体を提供する。

本発明によれば、第２反射層と第２記録層との間に形状調整層が形成されているので、第２記録層の界面の凹凸差が低減される。第２基板の案内溝の深さは、１１０〜１５０ｎｍであるので、第１光透過性基板側から記録再生レーザ光を第２記録層に照射して、この第２記録層から得られる反射率を１５％以上にすることができる。

以下、本発明に係る２層光記録媒体の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る２層光記録媒体の実施例を示す断面図である。図２は、第２の中間体におけるイングルーブ及びオングルーブを示す斜視図である。図３は、形状調整層近傍の断面図である。

（実施例）
図１に示すように、本発明の実施例に係る２層光記録媒体１は、表面に第１凹凸部を有する第１光透過性基板２上に有機色素からなる第１記録層３と、第１反射層４と、第１光透過保護層５と、光透過性接着層６と、第２光透過保護層７と、有機色素からなる第２記録層８と、光透過性の形状調整層９と、第２反射層１０と、この第２反射層１０側に第２凹凸部を有する第２基板１１とが順次積層されている。そして、第１光透過性基板２〜第１光透過保護層５で第１の中間体Ａを構成し、第２光透過保護層７〜第２基板１１で第２の中間体Ｂを構成している。上記した第１、第２凹凸部は、第１光透過性基板２側から記録再生レーザ光を照射した際の案内溝である。

以下では、図２に示すように、第１光透過性基板２の凹部をイングルーブ２Ａ、第１光透過性基板２の凸部をオングルーブ２Ｂ、第２基板１１の凹部をイングルーブ１１Ａ、第２基板１１の凸部１１Ｂをオングルーブ１Ｂという。通常、オングルーブ２Ｂ、１１Ｂ上には、補助情報を示すランドプリピットＬＰＰが形成され、イングルーブ２Ａ、１１Ａには、情報が記録される。

第１、第２記録層３、８に用いられる有機色素としては、極性溶剤（極性溶媒）であるフッ素系アルコール系溶剤、セロソルブ系溶剤に可溶なシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ系色素を用いることができる。
形状調整層９は、第２反射層１０の表面がアーチ状になり、大きな厚さバラツキを生じるために、そのバラツキを低減するために設けられるものである。
形状調整層９の材料は、有機色素を溶解しない溶剤に可溶な樹脂を用いることができる。有機色素を溶解しない溶媒としては、非極性溶剤のシクロヘキサン、テトラリン、デカリンなどが好ましい。

また、このような非極性溶剤に溶解可能な透明樹脂としては、環状アモルファスポリオレフィン（例えば、商品名：ゼオネックス（日本ゼオン（株））が好ましい。また、この透明樹脂としては、石油樹脂などの無極性溶媒に溶解するものも用いることができる。

第１、第２反射層４、１０の材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ及びＡｇ、Ａｕ、Ａｌのいずれかを主成分とするその他の金属との合金を用いることができる。
この２層光記録媒体１は、第１光透過性基板２側から第１、第２記録層３、８に記録再生レーザ光を照射して、記録再生を行う。この際、イングルーブ２Ａ、１１Ａ上の第１、第２記録層３、８に記録再生を行う。

次に、２層光記録媒体１の製造方法について説明する。
（第１の中間体の作製工程）
スピンコート法により、表面にイングルーブ２Ａ及びオングルーブ２Ｂを有する第１光透過性基板２上にアルコール系溶剤に溶解した有機色素を塗布して第１記録層３を形成する。この後、真空成膜法により第１記録層３上に金属を成膜して第１反射層４を形成する。第１反射層４の厚さは、半透過性にするために１０〜２０ｎｍ程度が好ましい。
更に、真空成膜法により第１反射層４上に無機誘電体材料を成膜して第１光透過保護層５を形成して第１の中間体Ａを作製する。

（第２の中間体の作製工程）
スピンコート法により、表面にイングルーブ１１Ａ及びオングルーブ１１Ｂを有する第２の基板１１上にスパッタリング法等の真空成膜法により金属を成膜して第２反射層１０を形成する。次に、スピンコート法により、無極性溶剤に溶解した透明樹脂を第２反射層１０上に塗布してイングルーブ１１Ａ上の第２反射層１０に形状調整層９を形成する。次に、アルコール系溶剤に溶解した有機色素を塗布して第２記録層８を形成する。更に、真空成膜法により第２反射層８上に無機誘電体材料を成膜して第２光透過保護層７を形成して第２の中間体Ｂを作製する。

（貼り合わせ工程）
次に、第１の中間体Ａの第１光透過保護層５上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、第２の中間体Ｂの第２光透過保護層７側をこの紫外線硬化樹脂上に重ね合わせた状態でスピン回転させる。次に、第１光透過保護層５上から紫外線を照射して硬化させて光透過性接着層６を形成する。
この際、紫外線硬化樹脂の材料としては、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート及びそれらの混合物が主成分とする樹脂が用いられる。
こうして、２層光記録媒体１を作製する。

次に、２層光記録媒体１に係る試料１を以下のようにして作製してその評価を行った。
試料１は、以下のようにして作製した。
（試料１の作製）
まずは、第１の中間体Ａを作製する。
表面にトラックピッチが０．７４μｍ、深さが１３０ｎｍ、幅が０．３μｍのイングルーブ１Ａ、幅が０．４４μｍのオングルーブ１Ｂが形成され、厚さが０．６ｍｍのポリカーボネートからなる第１光透過性基板２上に極大吸収波長が５８５ｎｍのシアニン色素（林原生物化学研究所製：商品名Ｓ０６―ＤＸ００１）をテトラフルオロプロパノールに溶解し、１．０ｗｔ％の溶液にしてスピンコート法により、厚さが５０ｎｍの第１の記録層３を形成する。この際、第１光透過性基板２は、１５００ｒｐｍで回転させて行なう。

次に、スパッタリング法により、この第１記録層３上に厚さ１４ｎｍの第１の反射層４を形成する。この第１反射層４は、Ａｇを主成分とするＡｇ合金が用いられ、Ａｒガスを導入して、このＡｇ合金をＤＣスパッタして形成される。
この後、軟化点が１２５℃の熱可塑性樹脂であるシクロペンタジエン・ジクロペンタジエン共重合物からなる石油樹脂（日本ゼオン製：商品名クイントン１３２５）を非極性溶剤であるシクロヘキサンに溶解し、６．０ｗｔ％の溶液にして、スピンコート法により、第１の反射層４上に塗布して第１の光透過保護層５を形成する。この際、第１の基板２を１０００ｒｐｍで回転させて行なう。こうして、第１の中間体Ａを作製する。

次に、第２の中間体Ｂを作製する。
トラックピッチが０．７４μｍ、深さが１３０ｎｍ及び幅が０．３μｍのイングルーブ１１Ａ、幅が０．４４μｍのオングルーブ１１Ｂが形成され、厚さが０．６ｍｍのポリカーボネートからなる第２の基板１１上にスパッタリング法によりＡｇ合金からなる厚さ１００ｎｍの第２反射層１０を形成する。第２反射層１０上にデカリンなどの無極性有機溶媒に０．６ｗｔ％の日本ゼオン（株）製ポリオレフィン系樹脂「ゼオネックス」を溶解してスピンコート法により、塗布して形状調整層９を形成する。

更に、極大吸収波長が５８５ｎｍのシアニン色素（林原生物化学研究所製：商品名Ｓ０６―ＤＸ００１）をテトラフルオロプロパノールに溶解し、０．８ｗｔ％の溶液にしてスピンコート法により、厚さ６０ｎｍの第２記録層８を形成する。この際、第２の基板１１を１０００ｒｐｍで回転させて行なう。

第２記録層８上にＲＦスパッタリング法により、厚さ３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂（ＺｎＳ：ＳｉＯ₂＝２０：８０ｍｏｌ％）からなる第２光透過保護層７を形成する。こうして、第２の中間体Ｂを作製する。

次に、第１、第２の中間体の貼り合わせを行う。
第１の中間体Ａの第１の光透過保護層５上に紫外線硬化樹脂からなる光透過性接着剤層６を塗布した後、第２の光透過保護層７側を第１の光透過保護層５に対向配置させて、第２の中間体Ｂを光透過性接着剤層６上に重ねる。この状態で第１、第２の中間体Ａ、Ｂを回転数２０００ｒｐｍで回転させて全体に厚さ５０μｍの光透過性接着剤層６が行き渡るようにした後、紫外線を照射して硬化させる。このとき、光透過性接着剤層６として用いられる紫外線硬化樹脂は、協立化学産業（株）の変性ウレタンアクリレート（商品名ワールドロックＮｏ．８１１）である。
こうして、片面に２層の記録層３、８を有する２層光記録媒体１を作製した。

（記録再生評価）
こうして得られた試料１を発振波長６５０ｎｍの記録再生レーザ光を出射する半導体レーザ及びレンズ開口数０．６５の光ピックアップを搭載した光記録媒体評価機を用いて記録再生特性評価を行った。
半導体レーザからパワー２３ｍＷの記録再生レーザ光を照射して、第２記録層８に焦点を合わせて、ＤＶＤフォーマットの信号を記録した後、再生してジッタを測定した結果、８．０％であり良好であった。第２記録層８に１４Ｔマークが記録した際には、反射率は、１８％、変調度は、６３％であり再生専用のＤＶＤと互換性があることがわかった。

更に、２層光記録媒体１の断面を透過型電子顕微鏡により観察した。
その結果、図３に示すように、第２反射層１０の表面形状は、アーチ状であり、その厚さバラツキは、１２ｎｍであったが、第２記録層８の厚さバラツキは、２ｎｍであった。このことは、形状調整層９が第２反射層１０の厚さバラツキを低減して平坦化に寄与していることを示している。

更に、上記した試料１において、第２基板１１のイングルーブ１１Ａの深さを５０〜１９０ｎｍの範囲で変化させ、その他の条件は、同じ試料２〜９を作製して、その反射率を測定した。
その結果を表１に示す。

表１に示すように、再生専用ＤＶＤと互換の得られる１５％以上を満たす反射率は、試料５〜７であることがわかる。即ち、イングルーブの深さは、１１０〜１５０ｎｍにする必要がある。

次に、上記した試料１において、形状調整層９を無極性有機溶剤に０．１〜０．６ｗｔ％のポリオレフィン樹脂を溶解させ、その他の条件は同じにした試料１０〜１５を作製して、その反射率を測定した。
その結果を表２に示す。

表２に示すように、再生専用ＤＶＤと互換の得られる反射率１５％以上を満たす反射率は、試料１１〜１５であることがわかる。即ち、０．２〜０．６ｗｔ％のポリオレフィン系樹脂を無極性有機溶剤に溶解して形状調整層９を形成することにより、イングルーブ１１Ａの中央部よりも側壁近傍に形成される第２反射層１０の表面の凹部だけを埋めることができるため、形状調整層９表面の凹凸を１〜５ｎｍにすることができる。更に、第２反射層１０の上に形成される第２の記録層８の界面も凹凸を１〜５ｎｍにすることができる。こうすることで第２の記録層８の界面でのレーザ光反射が散乱せず、殆どの光がピックアップのフォトディテクタに戻すことができるので高い反射率が得られる。

以上のように、本発明の実施例によれば、第２反射層１０上に形状調整層９が形成されているので、第２反射層１０の表面の厚さバラツキを低減できる。第２基板１１は、深さ１１０〜１５０ｎｍのイングルーブ１１Ａを有するので、第１光透過性基板２側から記録再生レーザ光を第２記録層８に照射して、この第２記録層８から得られる反射率を１５％以上にすることができる。

無極性有機溶媒に０．２〜０．６ｗｔ％のポリオレフィン系樹脂を溶解させて形状調整層９を形成するので、形状調整層９表面の凹凸を１〜５ｎｍにすることができる。
このため、再生専用のＤＶＤとの互換性を図ることができる。

なお、第１光透過性基板２側から記録再生用レーザ光を照射した際に、光透過率を向上させるために第１反射層４上に誘電体などからなる高屈折率透明層を形成しても良い。また、変調度の大幅な向上などの記録再生特性のマージン拡大のために、第２記録層８と第２光透過保護層７との間にアモルファスポリオレフィン系樹脂からなる記録特性向上層を形成しても良い。

この記録特性向上層は、非極性溶剤に溶解した光透過性の透明な樹脂をスピンコート法で形成することができる。
また、第２の基板１１は、レーザ光の照射側とならないため、光透過性にする必要がないが、第１光透過性基板２と同じ材料を用いることが好ましい。

本発明に係る２層光記録媒体の実施例を示す断面図である。 イングルーブ及びオングルーブを示す斜視図である。 形状調整層近傍の断面図である。 従来の第２記録層近傍を示す図である。

符号の説明

１…２層光記録媒体、２…第１光透過性基板、３…第１記録層、４…第１反射層、５…第１光透過保護層、６…光透過性接着層、７…第２光透過保護層、８…第２記録層、９…形状調整層、１０…第２反射層、１１…第２基板、２Ａ、１１Ａ…イングルーブ、２Ｂ、１１Ｂ…オングルーブ

Claims (2)

1. 第１の凹凸を有する光透過性の第１の基板上に少なくとも第１記録層、第１反射層が順次積層された第１の中間体と、第２の凹凸を有する第２基板上に少なくとも第２反射層、第２記録層が順次積層された第２の中間体とを前記第１反射層を前記第２記録層側に対向配置させ、光透過性接着層を介して前記第１の中間体と前記第２の中間体を貼り合わせてなり、前記第１の基板側から記録再生用のレーザ光を照射して前記第1、第２記録層の記録再生を行う２層光記録媒体において、
   前記第２記録層の底面の凹凸が５ｎｍ以下にする形状調整層が前記第２反射層と前記第２記録層との間に形成されていることを特徴とする２層光記録媒体。
2. 前記第２基板の凹部の深さは、１１０〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の２層光記録媒体。
   
   

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