JP3832737B2 - 光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体とその製造方法に関する。特に、高密度記録を可能とする光記録媒体およびその製造方法に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
書き込み、あるいは書き換え可能な光記録媒体として、ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ／ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ（図１。以下、ＣＤ−Ｒ／ＲＷと略す。）やＤＶＤ＋Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ／ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ（図２。以下、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷと略す。）が、既に販売されている。
ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ならびにＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷとも一般的には以下のような工程で作成されている。書き換え可能なＤＶＤ＋ＲＷを例に取り、その工程を説明する。図３に示すように、まず始めに、ガラス原盤２１上にレジスト剤２２を塗布し（１）、レーザ光（λ＝Ａｒ３６４ ｏｒ Ｋｒ４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９）で露光してから（２）、現像処理することによって得られた溝に、スパッタ法によりニッケルを成膜を行い（３）、電解メッキ処理を施してニッケルファーザ盤２４を形成する（４）。該ニッケルファーザ盤２４をガラス原盤から剥離された後（５）、内／外径をプレス金型で打ち抜き、溝と対向面を研削しスタンパ２６とする（６）。次に、該スタンパ２６を射出成形用金型に取りつけ、射出成形などにより、厚さ０．６ｍｍの基板を成形する（７）。次に、該基板の溝部に、記録膜、ならびに反射膜を製膜する（８）。最後に、二枚の基板を貼り合わせて完成品（ここでは、ＤＶＤ＋ＲＷ）を得る（９）。
【０００３】
更なる記録密度の向上要求に対し、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷを超える記録密度の光記録媒体が提案されている。例えば、特第２９９１４４３号、特開平８−２３５６３８号、特開平１１−２７３１４７号に記載の光学記録媒体は上記提案の一つである（表１）。レンズのＮＡを０．８５とし、書き込み、あるいは読み込みのレーザ光の波長を４０５ｎｍと短くすることにより、レーザスポット径をＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷより更に小さくし、高密度化を図る提案である。この高密度光記録媒体の構成は、溝が形成された基板上に反射膜と記録膜（記録保護膜を含む場合もある）が成膜され、光透過性の接着層（例えば、紫外線硬化型樹脂等）から構成されている。記録密度は２０〜２５ＧＢ、光透過層の厚さは０．１ｍｍ、トラックピッチは０．３０〜０．３５μｍ、溝幅０．１５μｍ以下、最小マーク長０．１３〜０．１８μｍである。上述の高密度光記録媒体は、ＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷと比較し、トラックピッチ、溝幅、最小マーク長が小さいため、一般的な露光機（λ＝Ａｒ３６４ ｏｒ Ｋｒ４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９）では、溝やピットを形成することが出来なかった。
【０００４】
これら不具合を解決するために、レーザ光の替わりに電子線を用いるスタンパ製作方法が提案されている。例えば、特開平１１−２８８５３２、特開平１１−２８８５３５号、特開平１１−３２８７５０号等がそれにあたる。しかし、電子線露光機は、一般的なレーザ光より取り扱い性が困難、真空系が必要、装置コストが高い、更にレジスト剤も変更しなければならないという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光を用いて信号を再生・記録する層を複数有する多層構造型の光記録媒体において、電子線などの特殊な露光機を使用しなくても、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷよりトラックピッチ、溝幅、最小マーク長が小さい高密度光記録媒体を得ること、具体的には、一般的な露光機（λ＝Ａｒ３６４あるいはＫｒ４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９）やレジスト剤でも、露光機のレーザ光スポット（例えば、３６４ｎｍ／０．９＝０．４μｍ）より小さいトラックピッチや溝幅を形成可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板に光透過層と記録層の一対を少なくとも二対以上順に積層された光記録媒体の製造方法であって、一方の面に溝および／またはピットが形成された熱収縮フィルムを、熱収縮させると共に該熱収縮フィルムの他方の面を基板に融着させ、該光透過層を形成する工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法を提供することにより前記課題を解決することができた。
【０００７】
本発明で使用する熱収縮フィルムとは、レーザ光の波長を透過可能であり、且つ、ガラス転移点以上、融点以下で、縦もしくは横方向だけ、または縦横二方向に延伸して分子配向を与え、熱処理を制御して常温では収縮せず、再加熱によって収縮特性を付与した、熱収縮フィルムである。
本発明で使用する熱収縮フィルムは、熱収縮温度があまり低すぎると、一般環境（−２０〜４０℃）下において、反りが発生し光記録媒体自体の信頼性が低くなる。また収縮率が小さすぎると、トラックピッチや溝幅を小さく出来ない。また、収縮の異方性が大きいと、同心円状の溝が形成できない。したがって、前記熱収縮フィルムは、等方性収縮、また、５０℃で１０％以上の収縮率であることが好ましい。
更に、前記熱収縮フィルムとしては、比較的誘電体損の大きい熱可塑性樹脂フィルムが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
実施例１
図５および６に基づき、光記録媒体を説明する。図５において、光記録媒体１は、基板２、記録層４、ならびに光透過層５が積層され、該光透過層５が熱収縮フィルムからなり、且つ該熱収縮フィルム５の少なくとも一面に溝、ピットが形成されている。また、該光透過層５と基板２間は、接着層６により接合されている。基板２には、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネイトを用いたがこれに限るものではない。該光透過層５と基板２の吸湿膨張量差（バイメタル効果）に起因する光記録媒体の反り防止のために、光透過層と基板には同材質を用いるのが良いが、高弾性率のプラスチックやガラス板を用い、吸湿膨張量差に伴う反りを抑えても何ら問題はない。高弾性率のプラスチックとしては、ガラス繊維、ガラスウィスカー、ならびに炭素繊維含有などが挙げられる。
【０００９】
記録層４は、反射膜を含んでいる。反射膜の材質には、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌやそれら元素を含む合金が挙げられるがこれに限る物ではない。本発明においては、価格や機能の面から、Ａｌ、あるいはＡｇを主体とする無機化合物を用いた。記録膜の材質は、光や熱によって屈折率や色相変化が生じる相変化型材料が挙げられるが、これに限る物ではなく、単に、熱や光によって変化が生じる、穴あけ型、バブル型、テキスチャ型でも問題はない。本発明においては、ＳｂＴｅ化合物を主体とした材料に、数種の元素を添加したカルコゲン系材料を用いている。また、該記録膜を保護するために、誘電体（例えば、ＳｉＯ_２−ＺｎＳ）膜を該記録膜の上下に積層し、記録層を構成している。また、記録膜に有機色素を用いても何ら問題はない。該有機色素を用いた光記録媒体は、前記誘電体膜が不要となる。一方、ＲＯＭの場合は、記録膜や誘電体膜はなく、反射膜のみで構成されている。
【００１０】
光透過層５（溝あるいはピットが形成された熱収縮フィルム）には、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、あるいはポレオレフィン系の熱可塑性樹脂が挙げられるがこれに限るものではない。本実施例では、厚さ０．１ｍｍのポリカーボネイト、ポリエチレンレレフタレートあるいは非晶質ポレオレフィンフィルムで、５０℃以上の環境下で熱収縮５０％の材質を使用している。
接着層６の材質には、アクリル系の紫外線硬化型樹脂を用いたが、これに限るものではない。ホットメルトや両面粘着剤等の接着剤、あるいは熱可塑性フィルムを融着しても良く、単に基板と光透過層が剥がれなければ良い。
【００１１】
図６に基づき、前記光記録媒体の製造プロセスを（１）〜（８）工程に分け説明する。
（１）ガラス原盤上にレジスト剤２２を塗布する。レジスト剤２２には露光部が現像液に溶解するポジ型を使用した。塗布にあたってはＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）などの密着補強剤を併用している。密着補強剤をガラス原盤に滴下し、スピナーで回転展伸した後、乾燥後、同じスピナーを用いてレジスト剤を塗布する。塗布後レジスト膜から溶剤を除去する目的でプリベーク処理を行い、所定のレジスト膜厚を得る。また、ガラス原盤の材質としては青板ガラスと呼ばれる直径φ３００ｍｍのソーダライムガラスを使用したがこれに限るものではないが、ガラス表面を粒径０．５μｍ以下の酸化セリウムのスリラーを用いて研磨し、スクラバーなどを用いて、ある粗さまで仕上げる必要があり、比較的表面粗さが細かく出来る材質であれば、何ら問題はない。
（２）露光機により露光する。露光には、Ｋｒレーザ４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９の光学系を用いて、トラックピッチ０．７０μｍ、溝幅０．３μｍ、溝深さ６０ｎｍを露光したが、ＲＯＭに使用されるピットを露光しても良い。
（３）現像処理することによって得られた溝３に、導電化処理２３を施す。導電化膜の材質には、一般的にＡｇやＮｉが用いられる。本実施例では、スパッタ法によりＮｉを成膜した。成膜方法は無電解メッキでも良く、また、真空蒸着法によりＡｇを成膜しても良いが、本発明においては、スパッタ法で得られるＮｉ膜質が密であり、次工程の電鋳で得られるニッケルファーザと同一金属で一体化した表面層が得られ、ファーザをそのままスタンパとして使用できることから、ニッケルを用いた。
（４）電解メッキ処理を施してニッケルファーザ盤２４を形成する。
（５）該ニッケルファーザ盤２４をガラス原盤から剥離された後、内／外径をプレス金型で打ち抜き、溝と対向面を研削しスタンパ２６とする。
（６）該スタンパ２６を成形用金型、あるいはドラムに取りつけ、熱収縮フィルムに溝、あるいはピットを成形熱転写する。
（７）熱収縮フィルムに熱処理を施し、収縮させ光透過層を形成する。
（８）光透過層５の溝、あるいはピット表面に記録層４をスパッタ法で成膜する。
（９）最後に、射出成形で得られた厚さ１．１ｍｍの基板２に貼りつけ、光記録媒体を得る。
【００１２】
以上の工程を経て得られた光記録媒体は、トラックピッチ０．３５μｍ、溝幅０．１５μｍ、溝深さ３０ｎｍであり、熱収縮フィルムを使用しているので、電子線などの特殊な露光機を使用しなくても、露光機のレーザビーム径より狭いトラックピッチ、溝幅の光記録媒体を得ることが出来る。また、該透過層は一般的な環境下（−２０〜４０℃）において、熱収縮を生じない材質を使用しているため、経時的な反り変化が生じない。
【００１３】
実施例２
図７および８に基づき、本発明で使用する熱収縮フィルムについて説明する。
図７は実施例１で説明した（６）、（７）工程を説明するための二軸延伸押出し成形機（テンター法やフラット法と一般的に呼ばれている）の概略図である。
押出し成形機は、主に、押出し部、延伸部、熱転写部、熱収縮部、冷却部、ならびに巻き取り部から構成されている。
ホッパへ乾燥した樹脂を供給し、押出し部で樹脂を溶融後、Ｔダイスリットから押出された溶融樹脂は、延伸部において、延伸され（遅駆動ロールと、速駆動ロールの間の加熱ロールで縦方向に延伸され、次いでテンターに入り、フィルム両端を保持したまま加熱され、横方向に延伸する。）、フィルム化される。延伸部は０．１℃単位での温度コントロールや温度勾配制御が可能である。また、本実施例においては、一般的なＴダイを用いているが、この他溶液流延法（キャスティング法）やカレンダー法でも良い。
【００１４】
次に、熱転写部でスタンパの溝やピットをフィルムに転写する。この熱転写を図８に基づいて説明する。
図８においては、ドラム４１にスタンパ２６が取付られ、該ドラムの内表面にはヒータ４３が塗膜されているため、その温度を自由に制御できる。更に、二個のドラムそれぞれは、上下に稼動可能であり、フィルムに圧力を与えることが出来ることから、該溝やピットの転写性を自由に制御可能である。
本実施例においては、前記ドラムを用いたがこれに限るものではなく、金型等を用いても良い。次に、熱収縮フィルム４２が熱収縮部で再加熱され熱収縮する。該熱収縮部も０．１℃単位での温度コントロールや温度勾配制御が可能である。最後に、冷却部において冷却され、光透過層が得られる。
【００１５】
本実施例の光透過層は、厚さが３０μｍ以上である。従って、一般的な二軸延伸押出し成形機の一部を改良するだけで、厚さ３０μｍ以上の光透過層を形成可能である。該光透過層の厚さが３０μｍ以下になると、これ以降の工程（打ち抜き、成膜、貼り合わせ）でのハンドリングが非常に困難となったり、また、熱容量が小さいため、記録層の成膜方法に制限が加わる。一方、延伸部や熱転写部においては、温度、テンション、圧力等の制御が可能であり、熱収縮フィルムの収縮率を比較的自由に調整できる。
【００１６】
参考例１
図９に基づき、光記録媒体を説明する。実施例１、２で製作された記録層４を具備した厚さ０．１ｍｍの光透過層５’と、一般的な射出成形、あるいは射出圧縮成形によって成形された厚さ１．２ｍｍの溝付き基板上に第二の記録層４を成膜した基板を、紫外線硬化樹脂で貼り合わせてある。各基板は７８０ｎｍのレーザ光（３”）に対し、透過率が８８％以上のポリカーボネイトが使用されている。特に材料の指定はないが、実施例１で詳述した反り信頼性を確保するため、光透過層と同材質を使用している。本実施例の光記録媒体は、基板側がＣＤ−Ｒ／ＲＷの規格に準拠した溝が形成され、一方、反対側は実施例１で製作した高密度記録媒体の溝が形成されている。
【００１７】
ある映像や写真などを広告として配布、あるいはパーソナルビデオなどを記録保存し家族間で視聴する場合、その光記録媒体を読み取るドライブが必要になる。ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷや本発明における高密度記録媒体は、現段階では、ＣＤ−Ｒ／ＲＷに比べると普及されていない。本発明は、そういったユーザのため、片面が０．６５ＧＢのＣＤ−Ｒ／ＲＷに準拠したものを片面に具備してある（ＣＤ−Ｒ／ＲＷは一般的なパーソナルコンピュータの装備されたＣＤ−ＲＯＭでも読み取りが可能である。）。もちろん容量が小さすぎるため、対向面の高密度記録媒体のダイジェスト盤となる。一方、溝の変わりにＲＯＭに使用されるピットでももちろん良い。
【００１８】
実施例３
図１０に基づき、光記録媒体を説明する。本実施例は、光記録媒体の記録層が二層化されたものである。第一の光透過層５（厚さ３０μｍ）の両面に溝を形成し、該溝上に第一と第二の記録層４と４’を成膜する。次に、射出成形によって成形された厚さ１．１ｍｍの基板２に、接着層（紫外線硬化樹脂）で貼り合わせた後、第二の記録層（４’）の表面に厚さ０．１ｍｍの第二の光透過層５’を融着している。対向面の接着層６として、紫外線硬化樹脂の他、両面粘着剤や熱可塑性でも問題ない。厚さ０．１ｍｍの第二の光透過層５’として熱可塑性フィルムを融着したが、これも片面粘着剤（ポリカーボネイトフィルムの片面に粘着剤を付与したもの）、ポリカーボネイトフィルムを紫外線硬化樹脂で貼り合わせても、あるいは紫外線硬化樹脂のみでも良い。本実施例の光記録媒体は、実施例１の記録容量を二倍（４０〜５０ＧＢ）に出来る。
【００１９】
実施例４
図１１および１２に基づき、本発明を説明する。図１１は本実施例における光記録媒体の構成を示し、図１２はその製造プロセスを示している。本実施例における、光記録媒体は、基板、第一の光透過層５、第一の記録層４、第二の光透過層５’、第二の記録層４’、第三の光透過層５”と準次積層して製作される。厚さ１．１ｍｍの基板２を一般的な射出成形で成形する（２）。次に、実施例１で作成された第一の溝付き熱収縮フィルム（第一の光透過層）を熱で基板２に融着する（２）。この際、第一の記録層は成膜されていない。次に、第一の光透過層５の内／外径をプレス金型で打ち抜いた後、第一の記録層４をスパッタ法で成膜する（３）。次に、第二の溝付き熱収縮フィルム（第二の光透過層）を第一の光透過層に熱融着し、内／外径を打ち抜き、第二の記録層を成膜する（４）。最後に、厚さ０．１ｍｍの第三の光透過層を融着し、光記録媒体を得る（５）。実施例１〜３、参考例１と比較し、スパッタされる基板の熱容量が大きいため、一般的なスパッタ装置で成膜しても、基板や溝が溶融することがなく、高容量（４０〜５０ＧＢ）の光記録媒体を製作出来る。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【発明の効果】
１． 熱収縮フィルムを使用しているので、電子線などの特殊な露光機を使用しなくても、露光機のレーザビーム径より狭いトラックピッチ、溝幅の光記録媒体を得ることが出来る。また、光透過層は一般的な環境下（−２０〜４０℃）において、熱収縮を生じない材質を使用しているため、経時的な反り変化が生じない。
２． 少なくとも片面がＣＤ−Ｒ／ＲＷに準拠した溝、あるいはＣＤ−ＲＯＭに準拠した溝および／またはピットが形成されているので、一般的に普及しているＣＤ−ＲＯＭドライブでも記録内容を読む事が可能である。
３． 記録層を少なくとも二層以上有しているため、高容量の光記録媒体を提供出来る。具体的には４０〜５０ＧＢ以上の記録容量となる。
４． 基板、第一の透過層、第一の記録層、第二の透過層、第二の記録層、カバー層と準次積層しているので、一般的なスパッタ装置で成膜しても、基板や溝が溶融することがなく、高容量（４０〜５０ＧＢ）の光記録媒体を製作出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光記録媒体（ＣＤ−Ｒ／ＲＷ）の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】光記録媒体（ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ）の構造を示す模式的な断面図である。
【図３】光記録媒体（ＤＶＤ＋ＲＷ）の製造工程を示す図である。
【図４】 光記録媒体の構造を示す模式的な断面図である。
【図５】実施例１における、光記録媒体の構造を示す模式的な断面図である。
【図６】実施例１における、光記録媒体の製造工程を説明する図である。
【図７】実施例２における、光記録媒体の製造装置を説明する図である。
【図８】実施例２における、光記録媒体の製造装置の熱転写部を説明する図である。
【図９】 参考例１における、光記録媒体の構造を示す模式的な断面図である。
【図１０】 実施例３における、光記録媒体の構造を示す模式的な断面図である。
【図１１】 実施例４における、光記録媒体の構造を示す模式的な断面図である。
【図１２】 実施例４における、光記録媒体の製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
１ 光記録媒体
２ 基板
３ 溝および／またはピット
４ 記録層
４’ 記録層
５， 光透過層
５’ 光透過層
５’’ 光透過層
６ 接着層
７ センター穴
８ 印刷層（印刷レーベル）
９ 反射膜
１０ 誘電体膜
１１ 記録膜
１２ トラックピッチ
１２’ トラックピッチ
１３ 溝幅
１４ 溝深さ
２１ ガラス原盤
２２ レジスト剤
２３ 導電化処理（ニッケル成膜）
２４ ニッケルファーザ盤
２５ 内径
２６ スタンパ
３１ レンズ
３１’ レンズ
３１’’ レンズ
３２ レーザ光
３２’ レーザ光
３２’’ レーザ光
４１ スタンパ付きドラム
４２ （熱収縮）フィルム
４３ ヒータ

Claims (1)

1. 基板に光透過層と記録層の一対を少なくとも二対以上順に積層された光記録媒体の製造方法であって、一方の面に溝および／またはピットが形成された熱収縮フィルムを、熱収縮させると共に該熱収縮フィルムの他方の面を基板に融着させ、該光透過層を形成する工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。

Images