JP2506375B2 - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

光記録媒体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ光によつて情報の記録及び再生を行
なう光記録媒体の製造方法に関する。更に詳しくは、射
出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、2P法等によつて成形
されたプラスチツク基板の上に、金属薄膜を設けた光記
録媒体において、記録感度に優れ、記録安定性に優れた
光記録媒体を製造する方法に関するものである。
（従来の技術） レーザ光によつて情報の記録・再生を行なう光記録媒
体は、半導体レーザ、記録材料、成膜技術などの基本技
術の向上と、大容量記録が可能であるという特徴により
最近急速に実用化の道が開かれてきた。レーザ光によつ
て記録を行なうためには、レーザ光を照射した部分に何
らかの状態変化が必要であり、これによつて光学的変化
をもたらすことが必要である。すでにバブル形成方式、
穴あけ方式、非晶質−結晶質転移方式等が提案されてい
る。
表面に微細な凹凸構造を有するプラスチツク基板の上
に金属薄膜を設けた光記録媒体は、表面が平坦なプラス
チツク基板の上に金属薄膜を設けた光記録媒体に比較し
て、記録用レーザ光を効率よく吸収するため、低いパワ
ーで記録することが可能である特徴を有し、例えば米国
特許第4,616,237号にその技術が開示されている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、レーザ発生源の寿命を長く安定に保持するた
めと、光記録の特徴である大容量化をさらに押し進める
ためには、低いパワーで記録できることが必要であり、
高速度で記録できることが必須となる。すなわち、光記
録媒体の高感度化が必要となる。
光記録媒体の基板として、ガラスやプラツチツクが使
用されている。この中でプラスチツク基板はガラス基板
に比較して、軽量で成形加工が容易であり、さらに破損
の恐れもなく高速度で記録するのに適している。しか
し、成形時の残留歪等による変形が起こりやすく、特に
長期の信頼性、耐久性が要求される追記型光記録や、書
換え型光記録では、プラスチツク基板は絶対の信頼性を
得るところまでは至つていない。これらの改良のため
に、プラスチツク基板を熱処理することによつて残留歪
を取り除こうとする技術は、例えば特開昭58−151222
号、特開昭61−20719号、特開昭61−79626号等に提示さ
れている。
本発明の目的は、上述した表面に微細な凹凸構造を有
するプラスチツク基板の上に金属薄膜を設けた光記録媒
体における問題点や限界を解決することを技術的課題と
して、記録感度に優れ、記録安定性に優れた光記録媒体
を製造する方法を提供せんとするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述の問題点を解決すべく鋭意研究し
た結果、驚ろくべきことに、表面に微細な凹凸構造を有
するプラスチツク基板の上に金属薄膜を設けた光記録体
を熱処理することにより、記録感度に優れ、記録安定性
に優れた記録媒体を得ることができることを認めた。
即ち、本発明は表面に微細な凹凸構造を有するプラス
チツク基板の上に、金属薄膜を設けてなり、所定の波長
領域のレーザ光を強く吸収して該レーザ光によりデータ
が書き込まれることのできる光記録媒体を熱処理するこ
とを特徴とする光記録媒体の製造方法である。
本発明の記録媒体の基本構造は、表面に微細な凹凸構
造を有するプラスチツク基板上に、金属薄膜を設けた構
造である。該基本構造は、例えば米国特許第4,616,237
号明細書、特開昭59−135643号公報等に開示される方法
により得られる。
用いられるプラスチツクとしては、記録用レーザ光に
よつて照射された部分が熱分解や熱変形を生起する性質
を有するものであれば、何でも使用できる。それらは、
例えばポリメチルメタクリレート（PMMA）やその共重合
体、ポリカーボネート（PC）、ポリエステル、ポリオレ
フイン樹脂、ポリアミド樹脂等の透明性に優れたプラス
チツク材料を例示することができる。
用いるレーザは特に限定するものではないが、ドライ
ブ装置をコンパクトにするためには半導体レーザが好ま
しく、波長が750〜850nm領域のものが使われる。この場
合記録用パワーとしては一般に１〜10mW程度の範囲で用
いられる。
プラスチツク基板表面の微細な凹凸は、例えば、射出
成形、射出圧縮成形、圧縮成形、2P法等の成形方法によ
り基板が成形されるときに、微細な凹凸構造を有する成
形金型を用いることにより容易に得られる。この微細な
凹凸構造は、所定の波長領域のレーザ光を強く吸収し
て、該レーザ光による書き込みを容易にする性質を有す
る。該構造は一般に平均表面レベルに対して横方向に測
定した規則的な周期が記録・再生用レーザ光の波長以下
であり、その深さが0.05〜１μｍであることが好まし
い。横方向の周期がレーザ光の波長を超えたり、その深
さが0.05μｍより小さいときは、表面が平坦なプラスチ
ツク基板と同程度の記録用パワーを要し、表面を凹凸構
造にする効果が発現しない。一方、深さが１μｍより大
きくなると、記録用レーザ光を効率よく吸収する点では
好ましいが、上述した成形方法により再現性よく、しか
も短時間で成形することが困難となる。
本発明において金属薄膜として用いられる金属は400
℃以上の融点を有することが好ましい。この温度より融
点が低い金属の場合は、低い記録レーザパワーで記録が
可能であるといつた有利な点はあるが、記録可能なパワ
ー範囲が狭く、金属膜に亀裂が生じたり、記録後の保存
中にバブルが変形することがあり、好ましくない。融点
の上限は特に限定するものではないが、あまりにも融点
が高いと記録レーザパワーが高すぎ、表面を凹凸構造に
する特徴が損なわれるので、2000℃程度が好ましい。用
いられる好ましい金属を例示するならば、白金、金、ア
ルミニウム、クロムまたはチタンである。鉄、ニツケ
ル、銀、銅等も用いることができる。又、合金であつて
もよい。金属薄膜の厚さは、一般に５〜200nmであるこ
とが好ましい。この範囲を超え、薄すぎると膜強度が十
分でなく、記録時に亀裂が発生する。又、厚すぎると高
い記録パワーを要し、表面を凹凸構造にする特徴が損な
われる。
金属薄膜は、スパツタリング法、真空蒸着法、イオン
プレーテイング法等、常法により形成することが可能で
あり、成膜方法を特に限定するものではない。
プラスチツク基板上に金属薄膜を設けてなる該光記録
媒体において、プラスチツク基板側からレーザ光を入射
したときの記録前の反射率が５〜60％の範囲であること
が必要である。この範囲を超え、低すぎると、記録・再
生時にトラツキングが十分に行なえず、安定した記録・
再生が不可能となる。又、高すぎると、記録用レーザ光
を十分に吸収することができず、全く記録ができない
か、記録に高パワーを要するので好ましくない。
本発明における熱処理とは、表面に微細な凹凸構造を
有するプラスチツク基板上に金属薄膜を設けた記録媒体
について行なうものであり、すでに述べた特開昭58−15
1222号、特開昭61−20719号、特開昭61−79626号に提示
されているような金属薄膜を設ける前のプラスチツク基
板を熱処理するものとは、目的、構成及び効果において
全く異なつている。後述するように、金属薄膜を設ける
前の基板の熱処理の場合には本発明に基づく熱処理の効
果は見い出せない。
本発明の熱処理は光記録媒体に変形が起こらない状態
で行なうのが好ましく、この点平板上に光記録媒体を載
置した状態で行なうのがよい。記録媒体の周辺部や中心
部は固定した状態で行なつても良く、全く固定しない自
由状態で行つても良い。
熱処理温度は、特に限定されなく、一般に常温より高
い温度を言う。40℃以上の温度に長時間放置することに
より効果が出てくる。用いるプラスチツク基板材料のガ
ラス転移温度（Tg）より80℃低い温度と、ガラス転移温
度（Tg）より60℃高い温度との間で行なわれるのがよ
い。好ましくはTgより20℃低い温度と、Tgより60℃高い
温度との間であり、特に好ましくはTgより20℃より低い
温度と、Tgより40℃高い温度との間である。この温度を
超えて低すぎると、効果が発現するまでに長時間を要
し、プラスチツク基板の劣化、黄変等が起こることがあ
り、工業的には興味が少ないものになる。一方、高すぎ
ると表面の微細な凹凸構造を破壊したり、光記録媒体が
変形することがあり、使用に供するのが難しくなるので
好ましくない。
熱処理時間は特に限定するものではなく、熱処理温度
によつて選択されるが、１〜60分間程度行なうことによ
り効果が発現するように選択することが、工業的には好
ましい。
熱処理の雰囲気は空気中で行つても、不活性ガスで置
換した雰囲気で行つてもよい。又、雰囲気中の湿度を適
当に選択することによつて、熱処理効果をさらに助長す
ることも可能であり、変形の生じない範囲で高湿度にす
ることは有効である。
本発明による熱処理効果がいかなる理由により発現す
るかは、現在のところ明確ではないが、金属薄膜を設け
る前のプラスチツク基板を熱処理するだけでは、本発明
のような効果は認められず、又、本発明における熱処理
温度程度では金属膜自体の緻密化、残留歪の是正等の構
造上の変化は起つていないと考えられるので、本発明に
よる熱処理は、表面に微細な構造を有するプラスチツク
基板と金属薄膜間の何らかの相互作用に変化が生じたた
めに起つたものと考えることができる。
以下に実施例をもつて本発明を詳しく説明する。
〔実施例１〜６、比較例Ａ〕 平均表面レベルに対して、横方向に測定した規則的な
周期が0.3μｍ、その深さが0.1μｍの凹凸を有する厚さ
1.2mm、内径15mm、外径130mmのポリカーボネート製プラ
スチツク円板を射出成形により成形した。この円板のDS
Cにより測定したガラス転移温度は140℃であつた。次い
で、この円板上にスパツタリング法で15nm厚の白金膜を
形成し、光記録媒体を得た。この光記録媒体の反射率は
18％であり、波長830nmにおいてフオーカシング、トラ
ツキング制御が十分に行なうことができた。
次いで、表１に示した種々の温度の空気恒温槽内にガ
ラス平板上に静置した状態で所定時間入れて熱処理を行
なつた後、20℃になるまで自然法冷し、波長830nmの半
導体レーザを用いて、レーザパワーを１〜10mWまで逐次
変えながら記録を行ない、CNRを測定し、記録感度を比
較した。
又、熱処理を行なつた光記録媒体を40℃、95％RHの恒
温恒湿槽に1000hrs.暴露した後、同様に波長830nmの半
導体レーザを用いて8mWで記録し、暴露前とのCNRを比較
して、記録安定性を評価した。
白金膜を形成した後に全く熱処理を施こさないものを
比較例Ａとし、同様の測定を行ない、物性を比較した。
結果を第１図と表１に示した。本発明に基づく実施例１
〜６では、低記録パワーで記録が可能であり、感度が増
大していることがわかる。しかも、暴露前後でのCNRに
は全く変化が認められないが、わずかの変化であり、記
録安定性が優れていることを示している。一方、全く熱
処理を行なわなかつた比較例では、CNRが5dB低下し、使
用に耐えられなかつた。
さらに、一度記録を行つた記録媒体を、40℃、95％RH
の恒温恒湿条件に暴露後、再生しCNRを測定したとこ
ろ、暴露によるCNRの低下は全くなかつた。これより本
発明の記録媒体は記録後の安定性も優れていることが確
認された。
〔実施例７〜８、比較例Ｂ〜Ｄ〕 前述の実施例１と同様の方法で得た光記録媒体を、14
0℃で所定時間熱処理したものを実施例とした。又、成
形後のプラスチツク基板を熱処理し、成膜後は熱処理せ
ずに得られたものを比較例として表２に示した。
前述の方法に準じて暴露前後に8mWで記録してCNRを測
定した。結果を併せて表２に示したが、本発明に基づく
実施例では記録の安定性に優れており、成膜前のプラス
チツク基板のみを熱処理するだけではこの効果は発現せ
ず、CNRは低下し、使用に耐えなかつた。
〔実施例９〕 実施例１と同じポリカーボネート製プラスチツク円板
の上に、真空蒸着法により15nm厚の白金膜を形成し光記
録媒体を得た。次いでこの光記録媒体を140℃で15分間
熱処理を行ない、暴露前後でのCNRを測定したところ、
暴露前後でのCNRの変化はなかつた。これにより、成膜
方法を変えても本発明による効果が発現することが確認
された。
〔実施例10、比較例Ｅ〕 平均表面レベルに対して、横方向に測定した規則的な
周期が0.3μｍ、その深さが0.1μｍの凹凸を有する厚さ
1.2mm、内径15mm、外径130mmのポリメタクリル酸メチル
製プラスチツク円板を射出成形により成形した。この円
板のガラス転移温度は100℃であつた。次いでこの円板
上に真空蒸着法で12nm厚の白金膜を形成し光記録媒体を
得た。この光記録媒体の反射率は15％であり、フオーカ
シング、トラツキング制御が十分に行なうことができ
た。
この光記録媒体を100℃で５分間熱処理を行なつた。
（実施例10とする。）又、比較のために熱処理を施こさ
ないものを比較例Ｅとする。
これらを前述の条件で暴露し、暴露前後での記録を行
ないCNRを測定したところ、実施例10の記録媒体では暴
露後に記録したときのCNRが3dB程度の低下にとどまつた
が、比較例Ｅの記録媒体では暴露後に記録したときのCN
Rが5dB以上低下し、使用に耐えず、本発明による効果が
確認された。
（発明の効果） 本発明によれば、表面に微細な凹凸構造を有するプラ
スチツク基板の上に金属薄膜を設けてなる光記録媒体
を、好ましくは該プラスチツク基板材料のガラス転移温
度より80℃低い温度とガラス転移温度より60℃高い温度
との間で熱処理することによつて、記録感度に優れ、記
録安定性に優れた記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例４及び比較例Ａについての記録レーザ
パワーとCNRとの関係を示した図である。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面に微細な凹凸構造を有するプラスチッ
    ク基板の上に金属薄膜を積層した後、該プラスチック基
    板を40℃より高く且つ、該プラスチック基板のガラス転
    位温度より80℃低い温度と、ガラス転位温度より60℃高
    い温度との間で熱処理することを特徴とする、所定の波
    長領域のレーザ光を強く吸収して該レーザ光により該金
    属薄膜が変形しバブルが形成されることによってデータ
    が書き込まれる光記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項２】該熱処理が、40℃より高く且つ、該プラス
    チック基板のガラス転位温度より20℃低い温度と、ガラ
    ス転位温度より60℃高い温度との間で行われることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造
    方法。
  3. 【請求項３】該熱処理が、40℃より高く且つ、該プラス
    チック基板のガラス転位温度より20℃低い温度と、ガラ
    ス転位温度より40℃高い温度との間で行われることを特
    徴とする特許請求の範囲第２項記載の光記録媒体の製造
    方法。
  4. 【請求項４】平均表面レベルに対して横方向に測定した
    規則的な周期が、記録・再生用レーザ光の波長以下であ
    り、その深さが0.05〜１μｍであるような規則的な凹凸
    構造を該プラスチック基板が有する特許請求の範囲第１
    項記載の光記録媒体の製造方法。
  5. 【請求項５】金属薄膜を形成する金属の融点が400℃以
    上である特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造
    方法。
  6. 【請求項６】金属薄膜の厚さが５〜200nmである特許請
    求の範囲第５項記載の光記録媒体の製造方法。
  7. 【請求項７】金属薄膜を形成する金属が白金、金、アル
    ミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銀若しくは
    銅又はそれらを主体とする合金である特許請求の範囲第
    ６項記載の光記録媒体の製造方法。
  8. 【請求項８】プラスチック基板側からレーザ光を照射し
    たときの記録前の反射率が５〜60％の範囲にある特許請
    求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造方法。
  9. 【請求項９】プラスチック表面の微細な凹凸が射出成
    形、射出圧縮成形、圧縮成形、フォトポリマー法（2P
    法）などのプラスチック複製法により成形されている特
    許請求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造方法。
  10. 【請求項１０】金属薄膜が保護層により保護されている
    特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造方法。
  11. 【請求項１１】プラスチック基板の材料が熱可塑性樹脂
    である特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体の製造方
    法。
  12. 【請求項１２】熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂、ポリ
    オレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹
    脂又はポリメタクリル樹脂である特許請求の範囲第11項
    記載の光記録媒体の製造方法。
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