JP2013178866A - 光情報記録媒体および光情報記録媒体用積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】厳密な膜厚制御をせずに、界面反射による再生光または記録光の干渉を抑制することができる光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】光情報記録媒体は、積層された複数の樹脂層を備える。樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している。
【選択図】図1
【解決手段】光情報記録媒体は、積層された複数の樹脂層を備える。樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している。
【選択図】図1
Description
本技術は、光情報記録媒体およびそれに用いる光情報記録媒体用積層体に関する。詳しくは、光の照射により記録マークを形成可能な光情報記録媒体に関する。
従来、光情報記録媒体としては、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)およびBlu−ray Disc(登録商標)などが広く普及している。しかし、近年では、テレビのハイビジョン化やPC(Personal Computer)で取り扱うデータの急激な増大に伴い、光情報記録媒体の更なる大容量化が求められている。
そこで、光情報記録媒体を大容量化する方法の一つとして、光情報記録媒体の厚み方向に3次元的に情報を記録する方法が提案されている。このような方法を採用した光情報記録媒体として、記録層中に光子吸収によって発泡する記録材料を含有させておき、光ビームを照射することによりボイド(空孔)としての記録マークを形成する方式(以下、「ボイド記録方式」という。)のものがある(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、ボイド記録方式は、上述のようにボイドを記録マークとして形成する方式であるため、情報信号の記録には非常に高いレーザパワーが必要になる。そこで、情報信号の記録に必要なレーザパワーを低減すべく、積層した複数の樹脂層間の界面に記録マークを形成する方式(以下、「界面記録方式」という。)が提案されている(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、上述の界面記録方式では、樹脂層の厚さが波長程度の厚さであると、樹脂層の上側(入射側)の界面で反射された再生光または記録光と、下側(裏側)の界面で反射された再生光または記録光との干渉の影響が顕著となる。これはレンズによる収束・発散光においては各界面からそれぞれの反射光の光路差が小さいほど干渉の影響が大きいことに由来する。このような干渉の影響を抑制するためには、厳密な樹脂層の膜厚制御が必要になる。厳密な膜厚制御は樹脂層形成に高い技術が必要となり形成コストの増加につながる。
したがって、本技術の目的は、厳密な膜厚制御をせずとも、近接する2つ以上の界面反射による再生光または記録光の干渉を抑制することができる光情報記録媒体およびそれを用いる光情報記録媒体用積層体を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第1の技術は、
積層された複数の樹脂層を備え、
樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している光情報記録媒体である。
積層された複数の樹脂層を備え、
樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している光情報記録媒体である。
第2の技術は、
積層された複数の樹脂層を備え、
複数の樹脂層の界面に情報マークを形成可能な構成を有し、
樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する光情報記録媒体用積層体である。
積層された複数の樹脂層を備え、
複数の樹脂層の界面に情報マークを形成可能な構成を有し、
樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する光情報記録媒体用積層体である。
本技術では、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する界面では、再生光または記録光の反射を抑制することができる。したがって、樹脂層の膜厚を制御せずとも、界面反射による再生光または記録光の干渉を抑制することができる。
以上説明したように、本技術によれば、厳密な膜厚制御をせずに、界面反射による再生光または記録光の干渉を抑制することができる。
本技術の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
1.第1の実施形態(界面に情報信号を記録する光情報記録媒体の例)
2.第2の実施形態(ロール・ツー・ロール方式を用いた製造方法の例)
3.第3の実施形態(紫外線照射を用いた製造方法の例)
1.第1の実施形態(界面に情報信号を記録する光情報記録媒体の例)
2.第2の実施形態(ロール・ツー・ロール方式を用いた製造方法の例)
3.第3の実施形態(紫外線照射を用いた製造方法の例)
<1.第1の実施形態>
[光情報記録媒体の構成]
図1は、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体の一構成例を示す概略断面図である。光情報記録媒体10は、図1に示すように、バルク層1と、バルク層1上設けられた選択反射層2と、選択反射層2上に設けられたカバー層3とを備える。光情報記録媒体10が、カバー層3とは反対側の面に基板4をさらに備えるようにしてもよい。光情報記録媒体10は、全体として略円板状の形状を有し、その中央部にはチャッキング用の開口部(以下センターホールと称する。)が設けられている。
[光情報記録媒体の構成]
図1は、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体の一構成例を示す概略断面図である。光情報記録媒体10は、図1に示すように、バルク層1と、バルク層1上設けられた選択反射層2と、選択反射層2上に設けられたカバー層3とを備える。光情報記録媒体10が、カバー層3とは反対側の面に基板4をさらに備えるようにしてもよい。光情報記録媒体10は、全体として略円板状の形状を有し、その中央部にはチャッキング用の開口部(以下センターホールと称する。)が設けられている。
この第1の実施形態に係る光情報記録媒体10では、当該光情報記録媒体10を回転駆動させるとともに、そのカバー層3側の表面からレーザ光をバルク層1内の界面Bに照射することにより、情報信号の記録または再生が行われる。以下では、レーザ光が入射される側の面を入射面と称し、それとは反対側の面を裏面と称する。
以下、光情報記録媒体10を構成するカバー層3、選択反射層2、バルク層1および基板4について順次説明する。
(カバー層)
カバー層3は、透明性を有するものであればよく特に限定されるものではなく種々の材料を用いることができ、例えば、透明性を有するプラスチック材料などの有機材料、ガラスなどの無機材料を用いることができる。プラスチック材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。無機材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。
カバー層3は、透明性を有するものであればよく特に限定されるものではなく種々の材料を用いることができ、例えば、透明性を有するプラスチック材料などの有機材料、ガラスなどの無機材料を用いることができる。プラスチック材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。無機材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。
カバー層3は、例えば、中央にセンターホールが形成された略円板形状を有する。このカバー層3の一主面は、例えば、凹凸面となっており、この凹凸面上に選択反射層2が設けられている。凹凸面は、記録または再生位置を案内するための案内溝により形成されている。光情報記録媒体10の一主面側から見たときの案内溝の全体形状としては、例えば、スパイラル状、同心円状などの各種形状が挙げられる。
案内溝としては、例えば、連続溝(グルーブ)、ピット列またはそれらの組合せを用いることができる。線速の安定化や位置情報(例えば回転角度情報や半径位置情報など)を付加するために案内溝を蛇行させるようにしてもよい。
(選択反射層)
選択反射層2は、カバー層3の凹凸面側に設けられている。この光情報記録媒体10では、バルク層1に対してマーク記録を行うための記録光(第1レーザ光)とは別に、上記カバー層3の案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るためのサーボ光(第2レーザ光)が選択反射層2に別途照射される。記録光の照射に際して、選択反射層が記録光を反射あるいは吸収してしまうとバルク層1内に達する記録光量が減衰し見かけの記録感度を低下させてしまう。このため、選択反射層2としては、サーボ光は反射し、記録光はほぼ全て透過するという選択性を有する反射層を用いることが好ましい。
選択反射層2は、カバー層3の凹凸面側に設けられている。この光情報記録媒体10では、バルク層1に対してマーク記録を行うための記録光(第1レーザ光)とは別に、上記カバー層3の案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るためのサーボ光(第2レーザ光)が選択反射層2に別途照射される。記録光の照射に際して、選択反射層が記録光を反射あるいは吸収してしまうとバルク層1内に達する記録光量が減衰し見かけの記録感度を低下させてしまう。このため、選択反射層2としては、サーボ光は反射し、記録光はほぼ全て透過するという選択性を有する反射層を用いることが好ましい。
この光情報記録媒体10では、例えば、記録光とサーボ光としてはそれぞれ、波長の異なるレーザ光が用いられる。選択反射層2としては、例えば、サーボ光と同一の波長帯の光は反射するのに対して、それ以外の波長による光(例えば記録光)は透過するという、波長選択性を有する選択反射層が用いられる。
選択反射層2としては、例えば、屈折率の異なる低屈折率層および高屈折率層を交互に複数積層した積層膜を用いることができる。低屈折率層および高屈折率層としては、例えば、誘電体層を用いることができる。誘電体層の材料としては、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化亜鉛などを用いることができる。
(バルク層)
バルク層1は、複数の樹脂層が積層された積層体(光情報記録媒体用積層体)であり、樹脂層間には界面が形成されている。バルク層1は、複数の樹脂層の界面に情報マークを形成可能な構成を有している。隣接する樹脂層同士は、例えば、互いに異なる屈折率を有している。樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している。この屈折率の変化は、再生光または記録光の反射率の低減および透過率の向上の観点からすると、連続的な変化であることが好ましく、界面を形成する一方の樹脂層の屈折率から他方の樹脂層の屈折率に傾斜する変化であることがより好ましい。
バルク層1は、複数の樹脂層が積層された積層体(光情報記録媒体用積層体)であり、樹脂層間には界面が形成されている。バルク層1は、複数の樹脂層の界面に情報マークを形成可能な構成を有している。隣接する樹脂層同士は、例えば、互いに異なる屈折率を有している。樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している。この屈折率の変化は、再生光または記録光の反射率の低減および透過率の向上の観点からすると、連続的な変化であることが好ましく、界面を形成する一方の樹脂層の屈折率から他方の樹脂層の屈折率に傾斜する変化であることがより好ましい。
バルク層1内の複数の界面が、隣り合う2つの界面で1つの組を形成しているとみなした場合、1つの組を形成する界面のうち一方は、樹脂層の厚さ方向に連続的に変化する屈折率を有しているのに対して、他方は不連続的に変化していることが好ましい。これにより、1つの組を形成する界面による記録光または再生光の多重干渉を抑制することができる。上述の界面の構成を採用する場合、記録マークは、例えば、不連続的に変化している界面に形成される。
より具体的には、バルク層1は、図1に示すように、複数の樹脂層11a、11bが積層された積層体(光情報記録媒体用積層体)であり、積層する順に樹脂層11a−11b間には界面B1が、同様に樹脂層11b−11a間には界面B2がそれぞれ形成されている。バルク層1は、たとえば界面B1に情報マークを形成可能な構成を有している。隣接する樹脂層11a、11b同士は、例えば、互いに異なる屈折率を有している。また例えば界面B1においては、樹脂層11aから11bへ厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している。屈折率が徐々に変化するという状況は、再生光または記録光の反射率の低減および透過率の向上の観点からすると、連続的な変化であることが好ましく、界面を形成する一方の樹脂層11aの屈折率から他方の樹脂層11bの屈折率に傾斜する変化であることがより好ましい。界面B1において屈折率が徐々に変化する遷移領域の幅は、100nm程度以上、1μm程度以下であることが好ましい。
バルク層1内において樹脂層11aあるいは11bの少なくとも一方の厚さが集光された記録光または再生光の波長において干渉し得るほどの薄さ(おおよそ5μm以下)である場合、界面B1が、樹脂層11の厚さ方向に連続的に変化する屈折率を有しているのに対して、界面B2は不連続的に変化していることが好ましい。これにより、隣り合う界面B1と界面B2による記録光または再生光の多重干渉を抑制することができる。上述の界面Bの構成を採用する場合、記録マークは、例えば、不連続的に変化している界面B2に形成される。
屈折率が徐々に変化する界面を形成する2つの樹脂層11aおよび11bは、当該界面において相溶していることが好ましい。この場合相溶とは、これら2つの樹脂層11aと11bの材料組成が、11aから11bへ向かう膜厚方向の100nm程度以上の遷移領域において連続的に組成が変化していることを表す。これにより、樹脂層11aと11bの界面において厚さ方向に屈折率を徐々に変化させることができる。
図2は、バルク層の構成の一例を示す断面図である。図2に示すように、バルク層1は、第1樹脂層である記録層11aと、第2樹脂層である中間層11bとを交互に複数積層した積層体である。バルク層1は、記録層11aと中間層11bとにより形成される複数の第1の界面B1および第2の界面B2を有している。第1の界面B1は、記録層11aとその入射面側の中間層11bとにより形成される界面であり、第2の界面B2は、記録層11aとその裏面側の中間層11bとにより形成される界面である。第1の界面B1および第2の界面B2のうち一方の界面の屈折率の変化は連続的であるのに対して、他方の界面の屈折率の変化は不連続的であることが好ましい。これにより、第1の界面B1および第2の界面B2による記録光または再生光の干渉の影響を抑制することができる。上述の第1の界面B1および第2の界面B2の構成を採用する場合、記録マークは、例えば、第1の界面B1および第2の界面B2のうち不連続的に変化する界面に形成される。
記録層11aの平均厚さは、好ましくは30nm以上5μm以下、より好ましくは30nm以上1μm以下の範囲内である。記録層11aの平均厚さが5μm以下、特に1μm以下であると、記録層11aの入射面側の界面B1と裏面側の界面B2との反射光の干渉の影響が無視できない程度とする傾向がある。一方、記録層11aの平均厚さが5μmを超えると、記録層11aの入射面側の界面B1と裏面側の界面B2との反射光の干渉の影響が無視できる程度、すなわち、フォーカスエラー信号として分離し得る程度となる傾向がある。
例えば、波長405nmの再生光を用い、記録層11aの屈折率を1.3〜1.8の範囲に設定した場合、干渉による光学的エンハンスメント効果によって見かけの反射光が極大となる膜厚は屈折率n=1.3では約80nmであり、屈折率n=1.8では約55nmとなる。そこで、屈折率n=1.8の場合の約半分の膜厚30nmより薄い厚さの薄膜では、表面と裏面の光学的な干渉を気にする必要がなく本発明のような施策を取る必要がない。したがって30nmを記録層11aの平均厚さの下限値としておけばよい。
記録層11aの平均厚さは第1の界面B1と第2の界面B2との間の平均距離となるが、これらの界面のうち一方の界面において、当該界面を形成する記録層11aおよび中間層11bの材料が相溶している場合には、以下のようにして界面の位置を規定するものとする。すなわち、記録層11aの材料の組成をA、中間層の材料の組成をBとした場合、組成Bが平均して90mol%となる位置を界面の位置と規定するものとする。
記録層11aおよび中間層11bの材料としては、例えば、互いに異なる屈折率を有する材料が用いられる。記録層11aおよび中間層11bの材料としては、例えば、有機材料、有機無機複合材料を用いることができる。記録層11aおよび中間層11bの少なくとも一方が、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。記録層11aおよび中間層11bの少なくとも一方が添加剤を含む場合には、第1の界面B1または第2の界面B2において添加剤の濃度を変化させることにより、第1の界面B1または第2の界面B2における屈折率を徐々に変化させるようにしてもよい。
有機材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびエネルギー線硬化性樹脂などからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのような芳香族ポリエステルや、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンを用いることができる。或いは、ポリスチレンのようなポリビニル、ナイロン66(ポリ(ヘキサメチレンジアミン-co-アジピン酸))のようなポリアミド、ビスフェノールAポリカーボネートのような芳香族ポリカーボネートを用いることができる。また、ポリスルフォンなどの単独重合体やそれらの共重合体を主成分とする樹脂、フッ素樹脂などを用いることもできる。また、これら例示した樹脂の混合体を用いてもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。特に汎用性(例えば、光学設計や光吸収機能など)の点ではエポキシ基を末端に有する樹脂が好ましい。
エネルギー線硬化性樹脂は、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂である。エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線(X線、α線、β線、γ線など)、マイクロ波、高周波などのラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線を示す。エネルギー線硬化性樹脂組成物は、有機無機複合材料であってもよい。また、2種以上のエネルギー線硬化性樹脂組成物を混合して用いるようにしてもよい。エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。
紫外線硬化樹脂としては、例えば、1または2以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることができる。ここで、(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基またはメタアクリロイル基を意味する。紫外線硬化樹脂としては、具体的には例えば、東亞合成株式会社製のARONIXシリーズから、任意にモノマー量を調合した紫外線硬化樹脂を用いることができる。紫外線硬化樹脂の単官能モノマーとしては、例えば、大阪ガスケミカル社製のイソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレートなどを用いることができる。フッ素元素や硫黄元素を有することで表面性(表面張力)が異なる樹脂材料を用いた場合でも、第1の界面B1または第2の界面B2において樹脂材料を相溶させて、第1の界面B1または第2の界面B2付近の膜厚方向の遷移領域における屈折率を徐々に変化させることができる。
有機無機複合材料としては、例えば、有機材料と無機材料とをナノレベルで複合化したナノコンポジットを用いることができる。ナノコンポジット材料の組成を調製することにより第1の界面B1または第2の界面B2における屈折率を徐々に変化させるようにしてもよい。
上述の構成を有する光情報記録媒体10では、以下のようにして情報信号が記録される。記録層11aがレーザ光を吸収すると、熱を発生し、その発熱を利用して自身が変形(例えば熱膨張して凸形状になるなど)する。そして、その変形に中間層11bが倣って界面が平面から曲面へと変形することで、記録マーク(位相ピット)が形成される。レーザ光を集光して記録する位置は界面よりやや記録層11aよりが好ましいが、記録位置はこの例に限定されるものではなく、例えば、レーザ光を集光して記録する位置は界面よりやや中間層11bよりにすることも可能である。
(基板)
基板4は、例えば、中央部にセンターホールが設けられた略円板形状を有する。基板4の材料としては、透明性または不透明性を有する材料のいずれも用いることが可能であり、例えば、プラスチック材料またはガラスを用いることができ、成形性の観点から、プラスチック材料を用いることが好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることができ、コストの観点から、ポリカーボネート系樹脂を用いることが好ましい。
基板4は、例えば、中央部にセンターホールが設けられた略円板形状を有する。基板4の材料としては、透明性または不透明性を有する材料のいずれも用いることが可能であり、例えば、プラスチック材料またはガラスを用いることができ、成形性の観点から、プラスチック材料を用いることが好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることができ、コストの観点から、ポリカーボネート系樹脂を用いることが好ましい。
[光情報記録媒体の製造方法]
以下、図3A〜図3Cを参照しながら、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例について説明する。
以下、図3A〜図3Cを参照しながら、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例について説明する。
(第1の塗布工程)
まず、図3Aに示すように、塗布装置21aにより基板4の内周部に第1の樹脂組成物12aに滴下し、滴下された第1の樹脂組成物12aをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を基板4上に形成する。第1の樹脂組成物12aとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、上述したように紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
まず、図3Aに示すように、塗布装置21aにより基板4の内周部に第1の樹脂組成物12aに滴下し、滴下された第1の樹脂組成物12aをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を基板4上に形成する。第1の樹脂組成物12aとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、上述したように紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
(半硬化工程)
次に、図3Bに示すように、線源22aからの赤外線照射または紫外線照射により、基板4上に形成した塗膜を半硬化させる。これにより、均一厚さの半硬化膜13が基板4上に形成される。赤外線照射用の線源22aとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源22aとしては、例えばUVランプを用いることができる。
次に、図3Bに示すように、線源22aからの赤外線照射または紫外線照射により、基板4上に形成した塗膜を半硬化させる。これにより、均一厚さの半硬化膜13が基板4上に形成される。赤外線照射用の線源22aとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源22aとしては、例えばUVランプを用いることができる。
第1の樹脂組成物12aとして熱硬化性樹脂を用いる場合には、赤外線の照射時間および照射後の待機時間を調整することにより、塗膜を半硬化状態にすることができる。第1の樹脂組成物12aとして紫外線硬化樹脂を用いる場合には、紫外線のDose量(積算光量)を調整することにより、塗膜を半硬化状態にすることができる。紫外線のDose量は、好ましくは、塗膜を全硬化するときのDose量の8割以下に設定される。
(第2の塗布工程)
次に、図3Cに示すように、塗布装置21bにより基板4の内周部に第2の樹脂組成物12bに滴下し、滴下された第2の樹脂組成物12bをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を半硬化膜13上に形成する。第2の樹脂組成物12bとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、上述したように紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
次に、図3Cに示すように、塗布装置21bにより基板4の内周部に第2の樹脂組成物12bに滴下し、滴下された第2の樹脂組成物12bをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を半硬化膜13上に形成する。第2の樹脂組成物12bとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、上述したように紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
(全硬化工程)
次に、図4Aに示すように、線源22bからの赤外線照射または紫外線照射により、半硬化膜13上に形成した第2の樹脂組成物12bからなる塗膜を全硬化させるとともに、第1の樹脂組成物12aからなる半硬化膜13を全硬化させる。これにより、基板4上に記録層11aおよび中間層11bが形成される。その際、第1の樹脂組成物12aと第2の樹脂組成物12bの間には屈折率が徐々に変化する界面B1が形成される。赤外線照射用の線源22bとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源22bとしては、例えばUVランプを用いることができる。
次に、図4Aに示すように、線源22bからの赤外線照射または紫外線照射により、半硬化膜13上に形成した第2の樹脂組成物12bからなる塗膜を全硬化させるとともに、第1の樹脂組成物12aからなる半硬化膜13を全硬化させる。これにより、基板4上に記録層11aおよび中間層11bが形成される。その際、第1の樹脂組成物12aと第2の樹脂組成物12bの間には屈折率が徐々に変化する界面B1が形成される。赤外線照射用の線源22bとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源22bとしては、例えばUVランプを用いることができる。
(積層工程)
次に、「第1の塗布工程」から「全硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、図4Bに示すように、記録層11aおよび中間層11bが基板4上に交互に複数積層されて、基板4上にバルク層1が形成される。その際、記録層11aと中間層11bの間には屈折率が徐々に変化する界面B1が形成され、中間層11bと記録層11aの間には屈折率が不連続に変化する界面B2が形成される。
次に、「第1の塗布工程」から「全硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、図4Bに示すように、記録層11aおよび中間層11bが基板4上に交互に複数積層されて、基板4上にバルク層1が形成される。その際、記録層11aと中間層11bの間には屈折率が徐々に変化する界面B1が形成され、中間層11bと記録層11aの間には屈折率が不連続に変化する界面B2が形成される。
次に、図4Cに示すように、選択反射層2が形成されたカバー層3を、基板4上に形成したバルク層1の一主面に貼り合わせる。以上により、目的とする光情報記録媒体10が得られる。
[効果]
第1の実施形態によれば、樹脂層11a上に形成された樹脂層11bの厚さ方向に連続的に変化する屈折率を有する界面B1では、記録光または再生光の反射を抑制できる。したがって、樹脂層11bの膜厚を厳密に制御せずとも、樹脂層11bの上面と下面の2つの界面による反射光の干渉の影響を抑制することができる。また、複数の樹脂層11b上に形成された樹脂層11aの間の不連続に屈折率が変化する境界B2に記録マークを形成することができる。これにより、界面B2へ再生光を照射しその戻り光を再生信号とすることで、前記記録マークの存在の有無を検出することが可能となる。
第1の実施形態によれば、樹脂層11a上に形成された樹脂層11bの厚さ方向に連続的に変化する屈折率を有する界面B1では、記録光または再生光の反射を抑制できる。したがって、樹脂層11bの膜厚を厳密に制御せずとも、樹脂層11bの上面と下面の2つの界面による反射光の干渉の影響を抑制することができる。また、複数の樹脂層11b上に形成された樹脂層11aの間の不連続に屈折率が変化する境界B2に記録マークを形成することができる。これにより、界面B2へ再生光を照射しその戻り光を再生信号とすることで、前記記録マークの存在の有無を検出することが可能となる。
記録層11の両側に設けられた第1の界面B1および第2の界面B2のうち一方の界面の屈折率を連続的に変化させるのに対して、他方の界面の屈折率の変化を不連続的に変化させた場合には、第1の界面B1および第2の界面B2による界面反射光の干渉を抑制することができる。
(変形例)
図5は、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体の他の構成例を示す概略断面図である。光情報記録媒体10の構成として、図5に示すように、基板4の一主面上に、選択反射層2、バルク層1およびカバー層3が順次積層された積層構造を採用するようにしてもよい。この構成では、記録または再生位置を案内するための案内溝となる凹凸面が基板4の表面に設けられる。
図5は、本技術の第1の実施形態に係る光情報記録媒体の他の構成例を示す概略断面図である。光情報記録媒体10の構成として、図5に示すように、基板4の一主面上に、選択反射層2、バルク層1およびカバー層3が順次積層された積層構造を採用するようにしてもよい。この構成では、記録または再生位置を案内するための案内溝となる凹凸面が基板4の表面に設けられる。
選択反射層2としては、サーボ光を効率よく反射し、記録光の反射を抑制するものが好ましい。記録光の反射を抑制する理由として、選択反射層2で反射した迷光が記録動作に影響を及ぼすことを防ぐことが挙げられる。このような構成で用いられる選択反射層2としては、例えば前述の低屈折率層および高屈折率層を交互に複数積層した積層膜以外にも、Ag、Cu、Auなどによる合金の薄膜や、窒化チタンなどの薄膜なども用いることができる。
<2.第2の実施形態>
以下、図6A〜図6Cを参照して、本技術の第2の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例を説明する。
以下、図6A〜図6Cを参照して、本技術の第2の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例を説明する。
まず、図6Aに示すように、記録層11aおよび中間層11bが交互に複数積層されたバルク層(光情報記録媒体用積層体)1を形成する。このバルク層1は、例えば、帯状の積層フィルム(光情報記録媒体用積層体)を円板状に打ち抜くことにより形成される。このバルク層1の形成方法の詳細については後述する。
次に、図6Bに示すように、選択反射層2が形成されたカバー層3をバルク層1の一主面に貼合剤を介して貼り合わせる。貼合剤としては、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂、感圧性粘着剤(PSA:Pressure Sensitive Adhesive)などを用いることができる。
次に、必要に応じて、図6Cに示すように、基板4をバルク層1の他主面に貼合剤を介して貼り合わせる。貼合剤としては、例えば、紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂、感圧性粘着剤などを用いることができる。
以上により、目的とする光情報記録媒体10が得られる。
以上により、目的とする光情報記録媒体10が得られる。
次に、図7を参照して、バルク層の形成方法の一例を説明する。
(第1の塗布工程)
まず、塗布ロール41aの一部を、液溜め部44aに溜められた第1の樹脂組成物12aに浸し、塗布ロール41aを回転することで第1の樹脂組成物12aを塗布ロール41aの表面により引き上げる。次に、塗布ロール41aの表面により引き上げた第1の樹脂組成物12aのうち余分な部分を、ドクターブレード43aにより掻き取る。次に、圧着ロール42aと塗布ロール41aとにより保護シート31を挟み込み、第1の樹脂組成物12aを保護シート31に均一に移るように、圧着ロール42aを塗布ロール41a上で保護シート31を押す。これにより、保護シート31の表面に均一の塗膜が形成される。なお、保護シート31の塗布面側に記録シートが予め設けられている構成としてもよい。
記録シートを構成する樹脂層11a、11bは、上述したスピンコート法で積層する際に用いた樹脂層11a、11bと機能や材料は同様である。
まず、塗布ロール41aの一部を、液溜め部44aに溜められた第1の樹脂組成物12aに浸し、塗布ロール41aを回転することで第1の樹脂組成物12aを塗布ロール41aの表面により引き上げる。次に、塗布ロール41aの表面により引き上げた第1の樹脂組成物12aのうち余分な部分を、ドクターブレード43aにより掻き取る。次に、圧着ロール42aと塗布ロール41aとにより保護シート31を挟み込み、第1の樹脂組成物12aを保護シート31に均一に移るように、圧着ロール42aを塗布ロール41a上で保護シート31を押す。これにより、保護シート31の表面に均一の塗膜が形成される。なお、保護シート31の塗布面側に記録シートが予め設けられている構成としてもよい。
記録シートを構成する樹脂層11a、11bは、上述したスピンコート法で積層する際に用いた樹脂層11a、11bと機能や材料は同様である。
(半硬化工程)
次に、保護シート31を半硬化処理部45aに搬送し、保護シート31上に形成された塗膜を半硬化させる。これにより、保護シート31の表面に均一の半硬化層が形成される。
半硬化処理部45aは、例えば、紫外線照射または赤外線照射可能に構成されたユニットである。第1の樹脂組成物が紫外線硬化樹脂である場合には、半硬化処理部45aとしては、例えば、UV照射ユニットを用いることができる。第1の樹脂組成物が熱硬化樹脂である場合には、半硬化処理部45aとしては、例えば、ドライヤー(ヒータ)を用いることができる。
次に、保護シート31を半硬化処理部45aに搬送し、保護シート31上に形成された塗膜を半硬化させる。これにより、保護シート31の表面に均一の半硬化層が形成される。
半硬化処理部45aは、例えば、紫外線照射または赤外線照射可能に構成されたユニットである。第1の樹脂組成物が紫外線硬化樹脂である場合には、半硬化処理部45aとしては、例えば、UV照射ユニットを用いることができる。第1の樹脂組成物が熱硬化樹脂である場合には、半硬化処理部45aとしては、例えば、ドライヤー(ヒータ)を用いることができる。
第1の樹脂組成物12aとして熱硬化性樹脂を用いる場合には、赤外線の照射時間および照射後の待機時間を調整することにより、塗膜を半硬化状態にすることができる。第1の樹脂組成物12aとして紫外線硬化樹脂を用いる場合には、紫外線のDose量(積算光量)を調整することにより、塗膜を半硬化状態にすることができる。紫外線のDose量は、好ましくは、塗膜を全硬化するときのDose量の8割以下に設定される。
(第2の塗布工程)
次に、塗布ロール41bの一部を、液溜め部44bに溜められた第2の樹脂組成物12bに浸し、塗布ロール41bを回転することで第2の樹脂組成物12bを塗布ロール41bの表面により引き上げる。次に、塗布ロール41bの表面により引き上げた第2の樹脂組成物12bのうち余分な部分を、ドクターブレード43bにより掻き取る。次に、圧着ロール42bと塗布ロール41bとにより、半硬化層が形成された保護シート31を挟み込み、第2の樹脂組成物12aを保護シート31に均一に移るように、圧着ロール42aを塗布ロール41a上で保護シート31を押す。これにより、半硬化層の表面に均一の塗膜が形成される。
次に、塗布ロール41bの一部を、液溜め部44bに溜められた第2の樹脂組成物12bに浸し、塗布ロール41bを回転することで第2の樹脂組成物12bを塗布ロール41bの表面により引き上げる。次に、塗布ロール41bの表面により引き上げた第2の樹脂組成物12bのうち余分な部分を、ドクターブレード43bにより掻き取る。次に、圧着ロール42bと塗布ロール41bとにより、半硬化層が形成された保護シート31を挟み込み、第2の樹脂組成物12aを保護シート31に均一に移るように、圧着ロール42aを塗布ロール41a上で保護シート31を押す。これにより、半硬化層の表面に均一の塗膜が形成される。
(全硬化工程)
次に、保護シート31を硬化処理部45bに搬送し、半硬化層上に形成された塗膜を硬化させると共に、半硬化層を全硬化させる。これにより、保護シート31の表面に記録層11aおよび中間層11bが形成される。硬化処理部45bは、例えば、紫外線照射または赤外線照射可能に構成されたユニットである。第2の樹脂組成物が紫外線硬化樹脂である場合には、硬化処理部45bとしては、例えば、UV照射ユニットを用いることができる。第2の樹脂組成物が熱硬化樹脂である場合には、硬化処理部45bとしては、例えば、ドライヤー(ヒータ)を用いることができる。
次に、保護シート31を硬化処理部45bに搬送し、半硬化層上に形成された塗膜を硬化させると共に、半硬化層を全硬化させる。これにより、保護シート31の表面に記録層11aおよび中間層11bが形成される。硬化処理部45bは、例えば、紫外線照射または赤外線照射可能に構成されたユニットである。第2の樹脂組成物が紫外線硬化樹脂である場合には、硬化処理部45bとしては、例えば、UV照射ユニットを用いることができる。第2の樹脂組成物が熱硬化樹脂である場合には、硬化処理部45bとしては、例えば、ドライヤー(ヒータ)を用いることができる。
(積層工程)
次に、搬送ロール45を介して、記録層11aおよび中間層11bが形成された保護シート31を次工程に搬送する。次に、次工程として上述の「第1の塗布工程」から「全硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、記録層11aおよび中間層11bが保護シート31上に交互に複数積層されて、保護シート31上にバルク層1が形成される。最終工程にて、バルク層1から保護シート31を剥離し、バルク層1と保護シート31とを別ロールに巻き取るようにしてもよい。
以上により、目的とするフィルム状のバルク層(光情報記録媒体用積層体)が得られる。
次に、搬送ロール45を介して、記録層11aおよび中間層11bが形成された保護シート31を次工程に搬送する。次に、次工程として上述の「第1の塗布工程」から「全硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、記録層11aおよび中間層11bが保護シート31上に交互に複数積層されて、保護シート31上にバルク層1が形成される。最終工程にて、バルク層1から保護シート31を剥離し、バルク層1と保護シート31とを別ロールに巻き取るようにしてもよい。
以上により、目的とするフィルム状のバルク層(光情報記録媒体用積層体)が得られる。
<3.第3の実施形態>
以下、図14A〜図15Cを参照して、本技術の第3の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例について説明する。
以下、図14A〜図15Cを参照して、本技術の第3の実施形態に係る光情報記録媒体10の製造方法の一例について説明する。
(第1の塗布工程)
まず、図14Aに示すように、塗布装置21aにより基板4の内周部に第1の樹脂組成物12aに滴下し、滴下された第1の樹脂組成物12aをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を基板4上に形成する。第1の樹脂組成物12aとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
まず、図14Aに示すように、塗布装置21aにより基板4の内周部に第1の樹脂組成物12aに滴下し、滴下された第1の樹脂組成物12aをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を基板4上に形成する。第1の樹脂組成物12aとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
(第1の硬化工程)
次に、図14Bに示すように、線源23aからの赤外線照射または紫外線照射により、基板4上に形成した第1の樹脂組成物12aからなる塗膜を硬化させる。これにより、均一厚さの記録層11aが基板4上に形成される。赤外線照射用の線源23aとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源23aとしては、例えばUVランプを用いることができる。UVランプとしては、例えば高圧水銀灯、フラッシュUVまたはHバルブなどを用いることができる。
次に、図14Bに示すように、線源23aからの赤外線照射または紫外線照射により、基板4上に形成した第1の樹脂組成物12aからなる塗膜を硬化させる。これにより、均一厚さの記録層11aが基板4上に形成される。赤外線照射用の線源23aとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源23aとしては、例えばUVランプを用いることができる。UVランプとしては、例えば高圧水銀灯、フラッシュUVまたはHバルブなどを用いることができる。
(照射工程)
次に、図14Cに示すように、線源23bからの紫外線照射により、記録層11aの表面に線形吸収を有する酸化層を形成する。酸化層は、その表面から厚さ方向に向かって酸素濃度が連続的に減少する濃度分布を有している。また、この酸化層では、厚さ方向に屈折率が連続的に変化している。紫外線照射用の線源23bとしては、例えば高圧水銀灯、フラッシュUVまたはHバルブなどのUVランプを用いることができる。なお、線源23bからの紫外線照射の照射パワーは、線源23aからの紫外線照射の照射パワーに比して高く設定される。
次に、図14Cに示すように、線源23bからの紫外線照射により、記録層11aの表面に線形吸収を有する酸化層を形成する。酸化層は、その表面から厚さ方向に向かって酸素濃度が連続的に減少する濃度分布を有している。また、この酸化層では、厚さ方向に屈折率が連続的に変化している。紫外線照射用の線源23bとしては、例えば高圧水銀灯、フラッシュUVまたはHバルブなどのUVランプを用いることができる。なお、線源23bからの紫外線照射の照射パワーは、線源23aからの紫外線照射の照射パワーに比して高く設定される。
(第2の塗布工程)
次に、図14Dに示すように、塗布装置21bにより基板4の内周部に第2の樹脂組成物12bに滴下し、滴下された第2の樹脂組成物12bをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を記録層11a上に形成する。第2の樹脂組成物12bとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
次に、図14Dに示すように、塗布装置21bにより基板4の内周部に第2の樹脂組成物12bに滴下し、滴下された第2の樹脂組成物12bをスピンコート法により基板4の外周方向に延伸して、均一厚さの塗膜を記録層11a上に形成する。第2の樹脂組成物12bとしては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本製造方法に使用可能な樹脂組成物はこれに限定されるものではなく、紫外線硬化樹脂以外のエネルギー線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることも可能である。
(第2の硬化工程)
次に、図15Aに示すように、線源23cからの赤外線照射または紫外線照射により、記録層11a上に形成した第2の樹脂組成物12bからなる塗膜を硬化させる。これにより、基板4上に記録層11aおよび中間層11bが形成される。赤外線照射用の線源23cとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源23cとしては、例えばUVランプを用いることができる。
次に、図15Aに示すように、線源23cからの赤外線照射または紫外線照射により、記録層11a上に形成した第2の樹脂組成物12bからなる塗膜を硬化させる。これにより、基板4上に記録層11aおよび中間層11bが形成される。赤外線照射用の線源23cとしては、例えばIRランプを用いることができ、紫外線照射用の線源23cとしては、例えばUVランプを用いることができる。
(積層工程)
次に、「第1の塗布工程」から「第2の硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、図15Bに示すように、記録層11aおよび中間層11bが基板4上に交互に複数積層されて、基板4上にバルク層1が形成される。
次に、「第1の塗布工程」から「第2の硬化工程」までの工程を複数回繰り返す。これにより、図15Bに示すように、記録層11aおよび中間層11bが基板4上に交互に複数積層されて、基板4上にバルク層1が形成される。
次に、図15Cに示すように、選択反射層2が形成されたカバー層3を、基板4上に形成したバルク層1の一主面に貼り合わせる。以上により、目的とする光情報記録媒体10が得られる。
上述のようにして製造された光情報記録媒体10では、記録マークは、酸化層が設けられた記録層11aと中間層11bとの界面に形成されることが好ましい。酸化層が光吸収層として機能し、記録マークの形成が容易だからである。
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例および試験例について以下の順序で説明する。
1.作製サンプルによる検討(1)
2.作製サンプルによる検討(2)
3.シミュレーションによる検討
1.作製サンプルによる検討(1)
2.作製サンプルによる検討(2)
3.シミュレーションによる検討
<1.作製サンプルによる検討(1)>
界面において屈折率が連続的に変化するサンプルと、界面において屈折率が不連続的に変化するサンプルとを作製して、反射光量を評価した。
界面において屈折率が連続的に変化するサンプルと、界面において屈折率が不連続的に変化するサンプルとを作製して、反射光量を評価した。
(実施例1)
まず、基板として、直径120mm、中心に直径15mmのセンターホールを有するガラス基板を準備した。次に、スピンコート法により、記録層形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂Bをガラス基板上に塗布し、約50μmの厚さの塗膜を形成した後、紫外線を0.37J/cm2照射して半硬化させた。これにより、ガラス基板上に半硬化層が形成された。ここで、紫外線のDose量は、塗膜を全硬化するときのDose量の8割以下に設定した。
まず、基板として、直径120mm、中心に直径15mmのセンターホールを有するガラス基板を準備した。次に、スピンコート法により、記録層形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂Bをガラス基板上に塗布し、約50μmの厚さの塗膜を形成した後、紫外線を0.37J/cm2照射して半硬化させた。これにより、ガラス基板上に半硬化層が形成された。ここで、紫外線のDose量は、塗膜を全硬化するときのDose量の8割以下に設定した。
次に、スピンコート法により、樹脂薄膜形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂Aを半硬化層上に塗布し、約2μmの厚さの塗膜を形成した。これにより、樹脂薄膜形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂Aと半硬化状態にある記録層形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂Bとを、界面a2にて相溶させた。次に、紫外線照射により、半硬化層上に形成した塗膜を硬化させると共に、上述の半硬化層を全硬化させることにより、ガラス基板上に記録層および樹脂薄膜が形成された。
次に、無色透明な厚さ25μmの粘着剤樹脂層Cが片面に形成され、中心にセンターホールを有する厚さ75μmのポリカーボネート製フィルムを準備した。次に、このフィルムを粘着剤層を介して樹脂薄膜上に貼り合わせることにより、記録層上にカバー層を形成した。
なお、基板と記録層との屈折率差が0.05以下、記録層と樹脂薄膜との屈折率差が0.1以上、樹脂薄膜と粘着層との屈折率差が0.2以上となるように、基板、記録層、樹脂薄膜および粘着層の材料を選択した。
以上により、目的とする光情報記録媒体が得られた。
以上により、目的とする光情報記録媒体が得られた。
(比較例1)
アクリル系紫外線硬化樹脂Bをガラス基板上に塗布し、塗膜を形成した後、紫外線を照射して全硬化させることにより、ガラス基板上に記録層を形成する以外のことは実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
アクリル系紫外線硬化樹脂Bをガラス基板上に塗布し、塗膜を形成した後、紫外線を照射して全硬化させることにより、ガラス基板上に記録層を形成する以外のことは実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(反射光量の評価)
上述のようにして得られた実施例1、比較例1の光情報記録媒体の反射光量を以下のようにして評価した。樹脂薄膜Aと粘着剤樹脂層Cとの界面a1に再生光を合焦し、フォーカスをかけながら光情報記録媒体を回転させた際の反射光量をモニタした。その結果、比較例1では、界面a2からの反射光の影響と思われる光量変動が確認された。上述の評価の場合、界面からの反射としては、記録層B−樹脂薄膜Aの界面a2、樹脂薄膜A−粘着剤樹脂層Cの界面a1の2つの界面反射が考えられ、これら2つの界面からの反射光により光量変動が生じたと考えられる。一方、実施例1では、界面反射による反射光の干渉の影響と思われる光量変動はほとんど確認されなかった。これは、実施例1では、比較例1と同様に記録層と樹脂薄膜との屈折率差は0.1以上あるが、記録層と樹脂薄膜との界面にて屈折率が連続的に変化しているため、記録層と樹脂薄膜との界面では再生光の反射が低減されているためと考えられる。なお、記録層と樹脂薄膜との界面における屈折率の連続的な変化は、当該界面において記録層と樹脂薄膜との材料が相溶しているためと考えられる。
上述のようにして得られた実施例1、比較例1の光情報記録媒体の反射光量を以下のようにして評価した。樹脂薄膜Aと粘着剤樹脂層Cとの界面a1に再生光を合焦し、フォーカスをかけながら光情報記録媒体を回転させた際の反射光量をモニタした。その結果、比較例1では、界面a2からの反射光の影響と思われる光量変動が確認された。上述の評価の場合、界面からの反射としては、記録層B−樹脂薄膜Aの界面a2、樹脂薄膜A−粘着剤樹脂層Cの界面a1の2つの界面反射が考えられ、これら2つの界面からの反射光により光量変動が生じたと考えられる。一方、実施例1では、界面反射による反射光の干渉の影響と思われる光量変動はほとんど確認されなかった。これは、実施例1では、比較例1と同様に記録層と樹脂薄膜との屈折率差は0.1以上あるが、記録層と樹脂薄膜との界面にて屈折率が連続的に変化しているため、記録層と樹脂薄膜との界面では再生光の反射が低減されているためと考えられる。なお、記録層と樹脂薄膜との界面における屈折率の連続的な変化は、当該界面において記録層と樹脂薄膜との材料が相溶しているためと考えられる。
<2.作製サンプルによる検討(2)>
Dose量(積算光量)の調整により記録層の半硬化状態を変えてサンプルを作製し、記録層と樹脂薄膜との界面反射の反射率を評価した。
Dose量(積算光量)の調整により記録層の半硬化状態を変えてサンプルを作製し、記録層と樹脂薄膜との界面反射の反射率を評価した。
(実施例2−1)
記録層、樹脂薄膜の屈折率をそれぞれn=1.65〜1.72、n=1.45〜1.5の範囲内に調整した。また、半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の40%以下に設定した。これ以外のことは実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
記録層、樹脂薄膜の屈折率をそれぞれn=1.65〜1.72、n=1.45〜1.5の範囲内に調整した。また、半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の40%以下に設定した。これ以外のことは実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例2−2)
半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の60%に設定する以外のことは、実施例2−1と同様にして光情報記録媒体を得た。
半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の60%に設定する以外のことは、実施例2−1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(実施例2−3)
半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の80%以上に設定する以外のことは、実施例2−1と同様にして光情報記録媒体を得た。
半硬化層を形成するときの紫外線のDose量を、塗膜を全硬化するときのDose量の80%以上に設定する以外のことは、実施例2−1と同様にして光情報記録媒体を得た。
(反射率の評価)
上述のようにして得られた実施例2−1〜2−3の光情報記録媒体について、記録層と樹脂薄膜との界面反射の反射率を評価した。その結果を表1に示す。
上述のようにして得られた実施例2−1〜2−3の光情報記録媒体について、記録層と樹脂薄膜との界面反射の反射率を評価した。その結果を表1に示す。
表1から、Dose量の調整により記録層形成用のアクリル系紫外線硬化樹脂の硬化度を変えると、記録層と樹脂薄膜との界面反射の反射率が変化することがわかる。これは、Dose量の調整により界面における相溶状態が変化し、その結果、界面での屈折率の状態が変化したためと考えられる。
<3.シミュレーションによる検討>
屈折率が連続的に変化する遷移領域(界面)を、屈折率を少しずつ変化させた積層膜でモデリングし、その積層膜の層数や厚さを変化させて、反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
屈折率が連続的に変化する遷移領域(界面)を、屈折率を少しずつ変化させた積層膜でモデリングし、その積層膜の層数や厚さを変化させて、反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例1−1)
図8に示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する2層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図8に示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する2層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例2−1)
図9Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する3層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図9Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する3層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例2−2)
図9Bに示すように、屈折率n=1.55の層の厚さを30nmに減少させる以外は試験例2−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図9Bに示すように、屈折率n=1.55の層の厚さを30nmに減少させる以外は試験例2−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例2−3)
図9Cに示すように、屈折率n=1.55の層の厚さを750nmに増加させる以外は試験例2−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図9Cに示すように、屈折率n=1.55の層の厚さを750nmに増加させる以外は試験例2−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例3−1)
図10Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する4層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図10Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する4層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例3−2)
図10Bに示すように、屈折率n=1.40の層の厚さを50nmに減少させ、屈折率n=1.60の樹脂層の厚さを100nmに増加させる以外は試験例3−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図10Bに示すように、屈折率n=1.40の層の厚さを50nmに減少させ、屈折率n=1.60の樹脂層の厚さを100nmに増加させる以外は試験例3−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例3−3)
図10Cに示すように、屈折率n=1.40の層の厚さを100nmに増加させ、屈折率n=1.60の樹脂層の厚さを50nmに減少させる以外は試験例3−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図10Cに示すように、屈折率n=1.40の層の厚さを100nmに増加させ、屈折率n=1.60の樹脂層の厚さを50nmに減少させる以外は試験例3−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例4−1)
図11Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する7層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図11Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する7層の積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例4−2)
図11Bに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層の厚さを90nmに増加させる以外は試験例4−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図11Bに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層の厚さを90nmに増加させる以外は試験例4−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例4−3)
図11Cに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層の厚さを150nmに増加させる以外は試験例4−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図11Cに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層の厚さを150nmに増加させる以外は試験例4−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例5−1)
図12Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。なお、屈折率n=1.69〜1.41の層は、屈折率nを厚さ5nm毎に0.01ずつ増加させた総厚150nmの積層膜である。
図12Aに示すように、厚さ方向に屈折率nが増加する積層体をモデリングし、この積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。なお、屈折率n=1.69〜1.41の層は、屈折率nを厚さ5nm毎に0.01ずつ増加させた総厚150nmの積層膜である。
(試験例5−2)
図12Bに示すように、屈折率n=1.69〜1.41の層を、屈折率nを厚さ15nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚450nmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図12Bに示すように、屈折率n=1.69〜1.41の層を、屈折率nを厚さ15nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚450nmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例5−3)
図12Cに示すように、屈折率n=1.69〜1.41の層を、屈折率nを厚さ50nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚1.5μmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図12Cに示すように、屈折率n=1.69〜1.41の層を、屈折率nを厚さ50nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚1.5μmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例5−4)
図12Dに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層を、屈折率nを厚さ90nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚2.7μmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
図12Dに示すように、屈折率n=1.45〜1.65の層を、屈折率nを厚さ90nm毎に屈折率nを0.01ずつ増加させた総厚2.7μmの積層膜とする以外は試験例5−1と同様にして、積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
(試験例5−5)
屈折率が1.4→1.7と徐々に変化する界面構造において遷移領域の厚さを横軸に、波長400nmの光を入射角度をそれぞれ0°、15°、30°、45°とした場合の当該界面構造からの反射率を縦軸にとったグラフを図13A〜図13Dに示す。遷移領域において、屈折率の変化は遷移領域厚を15分割して0.02ずつ単調増加するものとして計算した。
屈折率が1.4→1.7と徐々に変化する界面構造において遷移領域の厚さを横軸に、波長400nmの光を入射角度をそれぞれ0°、15°、30°、45°とした場合の当該界面構造からの反射率を縦軸にとったグラフを図13A〜図13Dに示す。遷移領域において、屈折率の変化は遷移領域厚を15分割して0.02ずつ単調増加するものとして計算した。
図8〜図12Dに、上述のシミュレーションの結果のうち、屈折率n=1.40の層の側から波長400nmの光を積層体に垂直入射させる条件で求めた反射率および透過率を代表して示す。
また図13A〜図13Dの結果から、光の入射角が30°程度以下であれば、屈折率n=1.40の層と屈折率n=1.70の層との間の領域(以下、「遷移領域」という。)の幅が100nm程度以上であれば反射率低減の効果が十分に得られることがわかった。
遷移領域を形成する層の層数を増やすほど、すなわち遷移領域の屈折率の変化を滑らかにするほど、反射率を低減し、透過率を向上することができる。
遷移領域の厚さによる反射率の周期性は、遷移領域の層数が多くなるほど、消失していく傾向にある。
したがって、樹脂層間の界面の屈折率を、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化させることで、樹脂層間の界面反射を低減できるとともに、樹脂層間の透過率を向上できる。
遷移領域を形成する層の層数を増やすほど、すなわち遷移領域の屈折率の変化を滑らかにするほど、反射率を低減し、透過率を向上することができる。
遷移領域の厚さによる反射率の周期性は、遷移領域の層数が多くなるほど、消失していく傾向にある。
したがって、樹脂層間の界面の屈折率を、樹脂層の厚さ方向に徐々に変化させることで、樹脂層間の界面反射を低減できるとともに、樹脂層間の透過率を向上できる。
遷移領域においては異種の樹脂の相溶性があまりよくないとミクロドメイン構造(ミクロな領域で幾何学的に複雑に入り組んだ構造)を形成する場合が考えられる。膜厚方向に遷移領域が大きくなると界面内のミクロドメインサイズも大きくなり、それが光学的な変化として検出されてノイズとなってしまう可能性が考えられる。本技術おける再生光スポットのサイズを勘案すると遷移領域の上限値は1μm程度が望ましい。
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、バルク層(積層体)を形成する樹脂層の種類は、2種類に限定されるものではなく、3種以上の樹脂層を組み合わせてバルク層を形成するようにしてもよい。
また、本技術を用いれば、互いに異なる屈折率を有する複数の樹脂層を積層して形成される任意の界面において、光学的な反射を抑制したい界面においては屈折率変化を連続的なものとすればよい。従って屈折率の組合せは例示した「高屈層−低屈層−・・・高屈層−低屈層」に限定されるものではなく、例えば膜厚の薄い高屈層Bおよび低屈層Bとをさらに積層構造に組み入れたような、「高屈層A−高屈層B−低屈層A−低屈層B−高屈層A−高屈層B−・・・高屈層A−高屈層B−低屈層A−低屈層B」という組合せにおいて、高屈層A−B間、低屈層A−B間、低屈層B−高屈層A間を必要に応じて連続的な屈折率変化として界面反射を抑制し、高屈層B−低屈層A間でのみ界面反射を生じさせる、とした変形例も可能である。さらに上記の例から積層構造の周期性を崩した構造においても、同様に任意の界面において界面反射を抑制させる本技術の適用は可能である。
本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)
積層された複数の樹脂層を備え、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している光情報記録媒体。
(2)
上記屈折率の変化が連続的な変化である(1)に記載の光情報記録媒体。
(3)
上記複数の樹脂層は、交互に設けられた複数の中間層および記録層である(1)または(2)に記載の光情報記録媒体。
(4)
上記記録層の両側に設けられた界面のうち、一方の界面の屈折率の変化は連続的であるのに対して、他方の界面の屈折率の変化は不連続的である(3)に記載の光情報記録媒体。
(5)
上記他方の界面は、記録マークを形成可能に構成されている(3)または(4)に記載の光情報記録媒体。
(6)
上記記録層の平均厚さは、30nm以上5μm以下の範囲内である(3)〜(5)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(7)
屈折率が徐々に変化する上記界面を形成する2つの樹脂層は、当該界面において相溶している(1)〜(6)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(8)
上記樹脂層は、紫外線硬化樹脂または熱硬化性樹脂を主成分としている(1)〜(7)のいずれに記載の光情報記録媒体。
(9)
上記樹脂層間の界面は、記録マークを形成可能に構成されている(1)〜(3)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(10)
積層された複数の樹脂層を備え、
上記複数の樹脂層の界面に記録マークを形成可能な構成を有し、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する光情報記録媒体用積層体。
(1)
積層された複数の樹脂層を備え、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している光情報記録媒体。
(2)
上記屈折率の変化が連続的な変化である(1)に記載の光情報記録媒体。
(3)
上記複数の樹脂層は、交互に設けられた複数の中間層および記録層である(1)または(2)に記載の光情報記録媒体。
(4)
上記記録層の両側に設けられた界面のうち、一方の界面の屈折率の変化は連続的であるのに対して、他方の界面の屈折率の変化は不連続的である(3)に記載の光情報記録媒体。
(5)
上記他方の界面は、記録マークを形成可能に構成されている(3)または(4)に記載の光情報記録媒体。
(6)
上記記録層の平均厚さは、30nm以上5μm以下の範囲内である(3)〜(5)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(7)
屈折率が徐々に変化する上記界面を形成する2つの樹脂層は、当該界面において相溶している(1)〜(6)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(8)
上記樹脂層は、紫外線硬化樹脂または熱硬化性樹脂を主成分としている(1)〜(7)のいずれに記載の光情報記録媒体。
(9)
上記樹脂層間の界面は、記録マークを形成可能に構成されている(1)〜(3)のいずれかに記載の光情報記録媒体。
(10)
積層された複数の樹脂層を備え、
上記複数の樹脂層の界面に記録マークを形成可能な構成を有し、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する光情報記録媒体用積層体。
1 バルク層(積層体)
11 樹脂層
11a 記録層(第1樹脂層)
11b 中間層(第2樹脂層)
2 選択反射層
3 カバー層
4 基板
10 光情報記録媒体
11 樹脂層
11a 記録層(第1樹脂層)
11b 中間層(第2樹脂層)
2 選択反射層
3 カバー層
4 基板
10 光情報記録媒体
Claims (10)
- 積層された複数の樹脂層を備え、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有している光情報記録媒体。 - 上記屈折率の変化が連続的な変化である請求項1に記載の光情報記録媒体。
- 上記複数の樹脂層は、交互に設けられた複数の中間層および記録層である請求項1に記載の光情報記録媒体。
- 上記記録層の両側に設けられた界面のうち、一方の界面の屈折率の変化は連続的であるのに対して、他方の界面の屈折率の変化は不連続的である請求項3に記載の光情報記録媒体。
- 上記他方の界面は、記録マークを形成可能に構成されている請求項3に記載の光情報記録媒体。
- 上記記録層の平均厚さは、30nm以上5μm以下の範囲内である請求項3に記載の光情報記録媒体。
- 屈折率が徐々に変化する上記界面を形成する2つの樹脂層は、当該界面において相溶している請求項1に記載の光情報記録媒体。
- 上記樹脂層は、紫外線硬化樹脂または熱硬化性樹脂を主成分としている請求項1に記載の光情報記録媒体。
- 上記樹脂層間の界面は、記録マークを形成可能に構成されている請求項1に記載の光情報記録媒体。
- 積層された複数の樹脂層を備え、
上記複数の樹脂層の界面に記録マークを形成可能な構成を有し、
上記樹脂層間の界面のうちの少なくとも一つは、上記樹脂層の厚さ方向に徐々に変化する屈折率を有する光情報記録媒体用積層体。
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