JP2010244625A - 多層型光情報記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外観が良好で、中間層の割れや欠け等の欠損の少ない多層型光情報記録媒体を得る。
【解決手段】 螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有するディスク状の基板と、前記基板の一方の面上に形成された第一の情報記録層と、前記第一の情報記録層上に形成されかつ螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有している中間層と、前記中間層の一方の面上に形成された第二の情報記録層と、を有する多層型光情報記録媒体において、前記中間層の内周縁近傍に、連続的あるいは断続的に同心円状の溝が形成されている多層型光情報記録媒体を提案する。
【選択図】 図1
【解決手段】 螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有するディスク状の基板と、前記基板の一方の面上に形成された第一の情報記録層と、前記第一の情報記録層上に形成されかつ螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有している中間層と、前記中間層の一方の面上に形成された第二の情報記録層と、を有する多層型光情報記録媒体において、前記中間層の内周縁近傍に、連続的あるいは断続的に同心円状の溝が形成されている多層型光情報記録媒体を提案する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数層の情報記録層を有する多層型光情報記録媒体に関するものである。
情報記録媒体として、光ディスクのような光情報記録媒体が普及してきている。このような光情報記録媒体としては、コンパクトディスク(CD)のような、厚さ1.2mm、直径120mmまたは80mmの光透過性の樹脂基板上に情報記録層を形成したものがある。そしてさらに高い情報記録密度を実現するため、レーザ波長を短く且つ開口数(NA:numerical aperture)の大きな対物レンズを使用するDVDのような光情報記録媒体が実現されている。このDVDは、厚さ0.6mmの光透過性の樹脂基板を2枚貼り合せ、この基板間に情報記録層を挟んだ構造を有している。
そして近年では、高精細な映像データを記録するために、さらに高い情報記録密度が要求されてきている。そこで、ブルーレイディスク(BD:ブルーレイディスクは登録商標)のように、より波長の短い青紫レーザ光を用いる光ディスクが実現されている。このBDは、厚さ1.1mmの樹脂基板の光入射面側に情報記録層が形成され、この情報記録層が形成された面上に厚さ0.1mmの光透過層が設けられた構造を有している。
そして、これらの光ディスクには、追記型の光ディスクがある。読み出し専用の光ディスクは、基板上の螺旋状または同心円状に並んだピット上に形成された反射層が情報記録層となる。一方、追記型の光ディスクは、基板上の螺旋状または同心円状に並んだ案内溝上に形成された光吸収層と反射層とで情報記録層が構成されている。光吸収層としては、シアニン系色素やアゾ系色素等の有機色素や、Si、Cu、Sb、Te、Ge等の無機材料が用いられる。追記型の光ディスクは、案内溝上の光吸収層に記録用レーザ光を照射して、ピットを形成することによってデータが記録される。
しかし、このように情報記録密度を高くした光ディスクにも、記録容量のさらなる大容量化が要求されてきている。そこで情報記録層を2層以上設けた多層型の光ディスクが提案されてきている。特にBDは最大4層の情報記録層で100ギガバイトの記録容量を実現できるように規格化がなされている。このような多層型光ディスクは、1.1mm厚の基板上に形成された第一の情報記録層上に、厚さ25μmの光透過性の中間層を設け、その上に第二の情報記録層を形成し、最後に光透過層を形成した構造を有する。光透過層の厚さは、記録層が2層の場合は75μm、3層の場合は50μm、4層の場合は25μmとなる。
このような多層型光ディスクは例えば特開2007−048367号公報に開示されているように、次のようなプロセスで形成される。まず、図13に示すように、第一の情報記録層が形成された基板2を用意する。この基板は単層の光ディスクの製造プロセスによって形成される。次いで図14に示すように、螺旋状または同心円状の案内溝を形成するための突起を有する樹脂製または金属製のスタンパを用意し、このスタンパの突起のある面上にスピンコート法等によって光透過性の硬化性樹脂を塗布して硬化させ、中間層5を形成する。次いで図15〜図17に示すように、この中間層5と、先に用意した基板2の第一の情報記録層3上とに、スピンコート法等によって紫外線硬化性接着剤等の接着剤層4aおよび接着剤層4bを形成し、互いを貼りあわせる。接着剤層4を硬化させた後、図18に示すように、スタンパを剥離する。その後、図示していないが、中間層5上に第二の情報記録層を形成し、次いで、スピンコート法等によって光透過性の硬化性樹脂を塗布するか、または光透過性の硬化性樹脂シートを貼り付けて、光透過層を形成する。このような中間層5を有する多層型光ディスクの形成方法は、フォトポリマー法(以下2P法)と呼ばれるものである。
このような2P法は、中間層を形成するためのスタンパが必要な点や、スタンパの剥離工程が必要な点でコスト高になるが、良好な記録特性を有する多層型光ディスクが得られる。そのため、多層型光ディスクの製造には2P法が好適に用いられる。
ここで2P法においては、中間層5に硬化性接着剤を塗布するとき、図15に示すように、中間層5からスタンパを剥離しない状態で接着剤4bの塗布が行われる。この場合図15に示すように、中間層の内周縁側(図15の左側)において、接着剤の塗布ばらつきにより蛇行が生じることがある。この蛇行により、製品の外観が損なわれることがある。
また、接着剤4bが中間層5の縁よりもはみ出して塗布されることがある。この状態で接着剤4bを硬化させると、スタンパが接着されて剥離しにくくなる。その結果、スタンパを剥離するときに大きな応力がかかり、中間層5に割れや欠けがしばしば発生する。
また、接着剤層4は厚さ調整の役割を有するため、基板2と中間層5とを貼りあわせるときに、中間層5と接着剤層4とを合わせた厚さが所定の厚さになるように貼りあわせる。この場合図17に示すように、余分な接着剤が中間層5の内周縁よりはみ出すことがある。この状態で接着剤層4を硬化させると、スタンパが接着されて剥離しにくくなる。その結果、スタンパを剥離するときに大きな応力がかかり、図18に示すように、中間層5に割れや欠けが生じることがある。また、はみ出した接着剤により、中間層5の内周縁に蛇行が生じ、この蛇行により、製品の外観が損なわれることがある。
そこで本発明では、螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有するディスク状の基板と、前記基板の一方の面上に形成された第一の情報記録層と、前記第一の情報記録層上に形成されかつ螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有している中間層と、前記中間層の一方の面上に形成された第二の情報記録層と、を有する多層型光情報記録媒体において、前記中間層の内周縁近傍に、連続的あるいは断続的に同心円状の溝が形成されている多層型光情報記録媒体を提案する。
この同心円状の溝により、接着剤のはみ出しが抑制されるので、製品の外観の悪化を低減することができる。また、接着剤によってスタンパが接着されるのを抑制することができるので、スタンパを剥離するときの応力が低減され、中間層の割れや欠けを防止することができる。
なお、中間層の内周縁近傍については、多層型光情報記録媒体の中心から半径10.5〜12.5mmの範囲が好適な範囲である。多層型光情報記録媒体の中心から半径10.5mmの位置は中間層の内周縁に相当する。すなわち、中間層の内周縁から外周に向かって2.0mmの範囲内に同心円状の溝が形成されていると好ましい。
本発明によれば、外観が良好で、中間層の割れや欠け等の欠損の少ない多層型光情報記録媒体を得ることができる。
本発明の多層型光情報記録媒体に係る第一の実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の多層型光ディスクの平面図、図2は図1のA−A線における部分断面図であり、BD−Rの場合の断面を示す。
図1および図2に示す多層型光ディスク1は、中心孔を有し、この中心孔の外側にクランピングエリアが形成され、さらにその外側に記録エリアが形成されている。そして中間層5の内周縁近傍には同心円状の溝7が断続的に形成されている。なお、中間層5の内周縁近傍は、クランピングエリア内で本発明の効果が発揮されるような範囲であり、ディスクの中心から半径10.5mmの位置にある中間層の内周縁から外周に向かって2.0mmの範囲、すなわちディスクの中心から半径10.5mm〜12.5mmの範囲が特に好ましい。
図2の多層型光ディスク1’は次のような構成を有している。螺旋状または同心円状の案内溝GV1が一方の面に形成されているディスク状の基板2を有している。基板2の一方の面上に第一の情報記録層3が形成されている。この第一の情報記録層3上に、螺旋状または同心円状の案内溝GV2を一方の面に有している中間層5が接着剤層4を介して形成されている。そして中間層5の上に第二の情報記録層6が形成されている。そして第二の情報記録層6上に光透過層8が形成されている。第一の情報記録層3は、基板2の一方の面上に形成された反射層3aと、反射層3a上に形成された光吸収層3bと、光吸収層3b上に形成された保護層3cと、で構成されている。また、第二の情報記録層3は、中間層5上に形成された反射層6aと、反射層6a上に形成された光吸収層6bと、光吸収層6b上に形成された保護層6cと、で構成されている。そして、中間層5の内周縁近傍には、同心円状の溝7が形成されている。
基板2は、厚さが1.1mmを有する直径120mmの円板状の基板である。この基板2には、従来の光ディスクの基板材料として用いられている各種の材料を任意に選択して使用することができる。具体的には、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリエステル樹脂、アルミニウム等の金属、ガラス等を挙げることができ、必要によりこれらを組み合わせまたは混合する等の方法で併用してもよい。上記材料の中では、成型性、耐湿性、寸法安定性及び低価格等の点から熱可塑性樹脂が好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。このような基板2は、射出成形によって形成される。このとき、金型内にスタンパがセットされており、これによって基板2に螺旋状または同心円状の案内溝GV1が形成される。この案内溝GV1は0.32μm〜0.35μmのピッチで形成されており、ピットはこの案内溝GV1内に形成される。
第一の情報記録層3の反射層3aは、Ag合金やAl合金等の反射率の高い金属薄膜で形成されており、スパッタリング等によって形成される。この反射層3aは入射した光を全反射しても良いので、厚さは55nm〜65nmが好ましい。光吸収層3bは有機色素を用いたものと、無機材料を用いたものがある。有機色素を用いた光吸収層3bの場合、シアニン系色素やアゾ系色素等の有機色素を例えばTFP等の溶媒に溶かしたものを、スピンコート法によって塗布することによって形成される。光吸収層3bに用いられる色素は、波長405nmのレーザ光を吸収して分解される特性を有している。一方、無機材料を用いた光吸収層3bの場合、例えばTe−Pdのような相変化型、Si膜とCu合金膜を積層した合金型、あるいはBi−NとGe−Nが混在する分解反応型が挙げられる。これらの無機材料系の光吸収層3bはスパッタリング法によって形成される。保護層3cは、有機色素系の光吸収層3bの場合、中間層5の形成時における光吸収層3bに含まれる色素の中間層5への拡散や、中間層5となる硬化性樹脂の溶剤等の光吸収層3bへの浸透などの混和現象を防止するためのものである。この保護層3cを構成する材料は、酸化珪素とくに二酸化珪素や、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化イットリウム等の酸化物;硫化亜鉛、硫化イットリウムなどの硫化物;窒化珪素などの窒化物;炭化珪素;酸化物とイオウ化合物との混合物などが挙げられる。また、無機材料系の光吸収層3bの場合、この保護層3cと同じものを、光吸収性を向上するための誘電体膜として形成する。この保護層3cはスパッタリング等の方法で形成される。これらの反射層3a、光吸収層3bおよび保護層3cによって第一の情報記録層3が構成されている。
中間層は5、液状の硬化性樹脂をスピンコート法等によって樹脂性あるいは金属性のスタンパ上に塗布して硬化させる方法で形成され、接着剤層4を介して基板2と貼りあわされる。硬化性樹脂としては例えば商品名:SD−694(DIC(株)製)等の紫外線硬化性樹脂が好適に用いられている。中間層5の一方の面には、螺旋状または同心円状の案内溝GV2が0.32μm〜0.35μmのピッチで形成されている。
第二の情報記録層6の反射層6aは、Ag合金やAl合金等の反射率の高い金属薄膜で形成されており、スパッタリング等によって形成される。第二の情報記録層6の反射層6aは入射した光を反射させる場合と透過させる場合があるため、半透過性であることが必要である。そのため、厚さは第一の情報記録層3の反射層3aよりも薄い金属膜が好ましく、20nm〜30nmが好ましい。光吸収層6bおよび保護層6cは、第一の情報記録層3の光吸収層3bおよび保護層3cと略同じである。これらの半透過性の反射層6a、光吸収層6bおよび保護層6cによって第二の情報記録層6が構成されている。
光透過層8は、光透過性の樹脂で形成されており、紫外線または放射線によって硬化する硬化性樹脂をスピンコート法等によって形成するか、紫外線または放射線によって硬化する樹脂シートを、透明接着剤を介して貼りつけて形成する。この光透過層8の光透過率は、硬化後の厚み0.1mmで、405nmの波長の光にて分光光度計で測定したときに70%以上好ましくは80%以上である。なお、光透過層8は比較的柔らかく、傷が付きやすいので、光入射側の表面にアクリル系樹脂等で構成されたハードコート層(図示せず)を設けても良い。
次に、本発明の多層型光ディスクの製造プロセスについて説明する。まず図3に示すように、第一の情報記録層3が形成された基板2を用意する。これは単層の光ディスクの通常のプロセスによって形成される。原版となるNiスタンパをセットした金型内に射出成形機によってポリカーボネートを射出し、一方の面に0.32μm〜0.35μmのピッチの螺旋状の案内溝GV1を有する厚さ1.1mmの基板2を形成する。金型から基板2を取り出し、案内溝GV1を有する面にスパッタによってAg合金膜を形成し、反射層3aを形成する。続いてスピンコート法によって、有機色素をTFP等の溶剤に溶かした溶液を反射層3a上に塗布し、乾燥して光吸収層3bを形成する。続いてスパッタによって保護層3cを形成する。
一方、図4に示すように、中間層5を作製する。まず、中間層5に案内溝GV2を形成するための樹脂スタンパを用意する。原版となるNiスタンパをセットした金型内に射出成形機によってポリカーボネートあるいはゼオノア(商品名:日本ゼオン(株)製)を射出し、案内溝の逆パターンとなる突起を有する樹脂スタンパが形成される。金型から樹脂スタンパを取り出し、スピンコート法によってスタンパ上に硬化性樹脂を例えば20μmの厚さに塗布する。その後硬化性樹脂を硬化させて中間層5を形成する。
続いて図5に示すように、中間層5の内周縁近傍に切り込み7を形成する。この切り込み7を形成する方法としては、図5(a)に示すように、中間層5が形成されているスタンパを回転させるかまたは除去手段を周回させながら、中間層5の内周縁近傍の樹脂を除去する。除去手段としては、カッターやピンの他、炭酸ガスレーザやYAGレーザなどがある。このようにして、図5(b)に示すように、中間層5に切り込み7が形成される。
続いて図6に示すように、中間層5上に接着剤を塗布する。接着剤としては、光透過性の硬化性樹脂が好適に用いられ、例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。この場合、中間層5の形成に用いた紫外線硬化性樹脂と同じものを用いても良い。接着剤は切り込み7を目標として塗布を行うと、余分な接着剤が切り込みに入り込むため、塗布ばらつきによる内周縁の蛇行が軽減される。このようにして中間層上に接着剤層4bが形成される。
続いて図7に示すように、スタンパ上の中間層5を、予め用意した基板2の第一の情報記録層3上に貼りあわせる。このとき基板2側にも接着剤層4aを形成し、互いの接着剤層を貼りあわせる。接着剤層は厚み調整の役割を持っているので、中間層5と接着剤層とを合わせた厚さが所定の厚さ例えば25μmになるように貼りあわせる。
このとき、厚み調整により生じた余分な接着剤は、図8に示すように、その一部が切り込み7に入り込む。このように、余分な接着剤を切り込み7に入り込ませることで、接着剤のはみ出しを低減し、製品の外観を良好にすることができる。ここで、切り込み7に接着剤を入り込ませるとき、空気を巻き込んで切り込み7内に空間が生じる。この空間が同心円状の溝となる。この空間によって接着剤がスタンパに付着しないので、後の工程でスタンパを剥離するとき、大きな応力がかからないようにすることができる。
続いて図9に示すように、接着剤層4を硬化させて、その後スタンパを剥離する。続いて中間層5の案内溝GV2が形成されている面上に第二の情報記録層6を形成する。続いて第二の情報記録層6上に厚さ75μmの光透過層8を形成して、図2に示す多層型光ディスク1’を得る。
なお、切り込み7に接着剤を入り込ませた場合、図10に示すように、接着剤がスタンパに付着するように切り込み7内に入り込むことがある。この部分が同心円状の溝の途切れた部分となる。このような部分では、スタンパに接着剤が付着してしまうが、その割合は小さいので、中間層5に割れや欠けを生じさせるほどにならない。切り込み7全体に空間が形成されれば、同心円状の溝は連続的な同心円となる。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図11の多層型光ディスク11は、DVD±Rの場合を示しており、次のような構成を有している。螺旋状または同心円状の案内溝GV11が一方の面に形成されたディスク状の基板12を有している。この基板12の一方の面上に第一の情報記録層13が形成されている。そして第一の情報記録層13上に、螺旋状または同心円状の案内溝GV12を一方の面に有している中間層15が接着剤層14aを介して形成されている。そして該中間層15上に第二の情報記録層16が形成されている。そして該第二の情報記録層16上に接着剤層14bを介して形成されたダミー基板18が形成されている。そして第一の情報記録層13は、基板12の一方の面上に形成された光吸収層13bと、該光吸収層13b上に形成された半透過性の反射層13aと、で構成されている。また、第二の情報記録層16は、中間層15の一方の面上に形成された光吸収層16bと、該光吸収層16b上に形成された反射層16aと、で構成されている。
図3に示す多層型光ディスク11は、基板12が必ず光透過性である点、基板2の厚さが0.6mmである点、基板2に対する反射層13aと光吸収層13bの位置および中間層15に対する反射層16aと光吸収層16bの位置が逆になっている点、案内溝GV11および案内溝GV12のピッチが0.74μmである点、記録再生に用いられるレーザ光の波長が650nmである点以外は、第一の実施形態の多層型光ディスク1’と略同じ構成である。また、製造プロセスについては、本発明の要部となる中間層の形成については第一の実施形態と同様である。
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図12の多層型光ディスク21は、BD−ROMの場合を示しており、次のような構成を有している。螺旋状または同心円状に並んだピットPT1が一方の面に形成されたディスク状の基板22を有している。この基板22の一方の面上第一の情報記録層23が形成されている。そして第一の情報記録層23上に、螺旋状または同心円状に並んだピットPT2を一方の面に有している中間層25が接着剤層24を介して形成されている。そして該中間層25の一方の面上に第二の情報記録層26が形成されている。そして該第二の情報記録層26上に光透過層28が形成されている。なお、図12に示す多層光ディスク22は、読み出し専用なので、第一の情報記録層23は全反射金属膜のみで構成されている。また、第二の情報記録層26は半透過反射金属膜のみで構成されている。
図12に示す多層型光ディスク21は、基板22および中間層25にピット列が形成されている点と、第一の情報記録層23および第二の情報記録層26に光吸収層が存在しない点以外は、第一の実施形態の多層型光ディスク1’と略同じ構成である。また、製造プロセスについては、本発明の要部となる中間層の形成については第一の実施形態と同様である。
以上、本発明について説明してきたが、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
1、1’、11、21 多層型光ディスク
2、12、22 基板
3、13、23 第一の情報記録層
3a、13a、 反射層
3b、13b 光吸収層
3c 保護層
4、14、24 接着剤層
5、15、25 中間層
6、16、26 第二の情報記録層
6a、16a、 反射層
6b、16b 光吸収層
6c 保護層
7、17、27 同心円状の溝(切り込み)
8、28 光透過層
18、ダミー基板
2、12、22 基板
3、13、23 第一の情報記録層
3a、13a、 反射層
3b、13b 光吸収層
3c 保護層
4、14、24 接着剤層
5、15、25 中間層
6、16、26 第二の情報記録層
6a、16a、 反射層
6b、16b 光吸収層
6c 保護層
7、17、27 同心円状の溝(切り込み)
8、28 光透過層
18、ダミー基板
Claims (2)
- 螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有するディスク状の基板と、前記基板の一方の面上に形成された第一の情報記録層と、前記第一の情報記録層上に形成されかつ螺旋状または同心円状に並んだ凹部を一方の面に有している中間層と、前記中間層の一方の面上に形成された第二の情報記録層と、を有する多層型光情報記録媒体において、前記中間層の内周縁近傍に、連続的あるいは断続的な同心円状の溝が形成されていることを特徴とする多層型光情報記録媒体。
- 前記中間層の内周縁近傍は、前記多層型光情報記録媒体の中心から10.5〜12.5mmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の多層型光情報記録媒体。
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