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

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。
特開２００７−０４８３６７号公報
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を模式的に示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図で、本発明の第一の実施形態を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、第一の情報記録層が形成された基板を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、中間層をスタンパ上に形成した状態を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、中間層に切り込みを入れるプロセスを示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、中間層に接着剤層を形成した状態を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、第一の情報記録層が形成された基板と、中間層とを貼りあわせるプロセスを示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、第一の情報記録層が形成された基板と、中間層とを貼りあわせた状態を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、中間層からスタンパを剥離した状態を示す図である。 本発明の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図で、、第一の情報記録層が形成された基板と、中間層とを貼りあわせた状態の別例を示す図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図で、本発明の第二の実施形態を示す図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図で、本発明の第三の実施形態を示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の製造プロセスを示す図である。 従来の多層型光情報記録媒体の問題点を示す図である。
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

Claims (2)

  1. 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。
  2. 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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