JP5393045B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、少なくとも有機色素からなる第一記録層と半透過性の第一反射層が積層された第一情報層を有する第一基板と、少なくとも第二反射層と有機色素からなる第二記録層が積層された第二情報層を有する第二基板とを、透明中間層を介して互いに積層膜が対向するように貼り合わせた光情報記録媒体が記載されている。
また、特許文献2では、基板上に複数の記録層を積層方向に有し、レーザ光により記録及び再生が可能な光情報記録媒体であって、基板の上に反射層、記録層及びSiO2からなる機能層を順次積層した下層の上に、中間層を形成し、さらにこの中間層の上に、半透過反射膜、記録層、及びSiO2からなる機能層を順次積層した上層を形成したものが記載されている。
また、前記の光硬化性樹脂を塗布する方法に代えて、転写シートを用いることも提案されている(特許文献3)。この方法は、表面に記録ピット及び/又はグルーブとしての凹凸を有する基板の該凹凸表面に、光重合性官能基を有する反応性ポリマーを含み且つ加圧により変形可能な光硬化性組成物からなる光硬化性転写シートを、その一方の表面が該凹凸表面に接するように載置し、これらを押圧して該光硬化性転写シートを紫外線照射により硬化させるものである。
しかしながら、これらの方法は、いずれもDVD−ROMに関するものである。
この場合、転写率と剥離性の関係は重要な要素となるが、特にスタンパからの剥離性を持たせるために、スタンパの各種材質に合わせて転写層の剥離性を良好にした材料を用いる必要がある。なかでも、ソフトスタンパは樹脂基板を用い、主に使い捨てで利用されているため、コストや環境的にも好ましくない。一方で、金属スタンパは、繰り返し使用することができるので、前記の問題を解決するものとして期待できる。なお、本発明で言う金属スタンパは、Ni等の金属で形成されたスタンパの他、樹脂製スタンパ等の金属以外の材質で構成されたスタンパの表面に金属膜を形成したものを含むものとする。
しかしながら、追記型光情報記録媒体の多層化においては、金属スタンパと、記録層上に設けられた無機材質の保護膜との間の接着性が問題となる点で、前記のDVD−ROMとは異なるものである。
すなわち、追記型光情報記録媒体の場合、一層目の記録層にアゾ系色素やシアニン系色素等の色素膜を用いたい場合、その上に、樹脂膜や転写シートを用いて二層目を形成するには、前記樹脂層や転写シートからの溶剤等の記録層への混和を防止するために、該色素膜の上に保護膜を形成しておく必要がある。
このような保護膜としては、SiO2、ZnS−SiO2、ZnO−SiO2、Nb2O5−Al2O3などの、主として無機材料からなる保護膜が用いられるが、二層目を、金属スタンパを用いて形成する場合、Niスタンパとの剥離性の高い樹脂膜や転写シートは、これらの無機材料との剥離性も高くなって剥がれやすいことが判明した。
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、追記型光情報記録媒体の多層化において、第二の層を金属スタンパを用いて形成する際に、中間層に、スタンパとの剥離性と、第一の層との接着性とを両立させた機能を持たせることにより、無機材料からなる保護層の剥離が生じない多層型の光情報記録媒体の提供を可能とすることを目的とするものである。
本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものであり、以下のとおりのものである。
[1]基板上に、少なくとも反射層、記録層、及び無機材料からなる保護層がこの順に形成された光情報記録層上に、1以上の同光情報記録層を、それぞれ中間層を介して積層方向に有し、最上層に光透過性層を有する多層型光情報記録媒体であって、
前記中間層は、保護層に接する第一の膜と、反射層に接する第二の膜とを有し、前記第一の膜は前記第二の膜よりも保護層を構成する無機材料に対する剥離強度が高いことを特徴とする多層型光情報記録媒体。
[2]前記第二の膜は前記第一の膜よりも金属に対する剥離強度が低いことを特徴とする[1]の多層型光情報記録媒体。
[3]前記記録層は、有機色素を含む有機材料で構成されていることを特徴とする[1]又は[2]の多層型光情報記録媒体。
[4]基板上に、少なくとも反射層、記録層、及び無機材料からなる保護層をこの順に形成して光情報記録層とした後、該光情報記録層上に、1以上の同光情報記録層を、それぞれ紫外線硬化性樹脂からなる中間層を介して積層方向に複数形成し、最上層に光透過性層を形成する多層型光情報記録媒体の製造方法であって、
該中間層として、保護層に接する第一の膜と、反射層に接する第二の膜とを有し、前記第一の膜は前記第二の膜よりも保護層を構成する無機材料に対する剥離強度が高い中間層を用い、
前記保護層を形成した後、前記中間層を、前記中間層の第一の膜が保護層と接するように形成し、次いで、該中間層の第二の膜上に凹凸が形成された金属スタンパを押し当てて、基板側より紫外線を照射して中間層を硬化させた後、金属スタンパから剥離することを特徴とする、多層型光情報記録媒体の製造方法。
図1は、レーザ光により記録及び再生が可能な、記録層に有機色素を用いた二層型光情報記録媒体の積層構造の概要を模式的に示す部分断面図である。
該例では、基板の上に、第一の反射層(全反射)、第一の記録層(有機色素)、第一の保護層(無機材料)が積層された第一層の光情報記録層上に、中間層が形成され、さらにこの中間層の上に、第二の反射層(半透過)、第二の記録層(有機色素)、及び第二の保護層が順次積層された第二層の光情報記録層が形成され、最後に光透過層(入射層)が形成されてなるものである。
本発明の多層型の光情報記録媒体は、図1に示されるものに限られず、少なくとも反射層、記録層、及び保護層がこの順に形成された積層構造を、1つの基本的な構成「光情報記録層」として、基板上に、「光情報記録層」を、2つ以上積層方向に有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、記録層に無機材料を用いたBD−Rでは、反射層と記録層との間に光吸収性を向上させる誘電体層が形成されるが、反射層、記録層、及び保護層がこの順に形成された積層構造を有する「光情報記録層」を構成している。
これらの樹脂を用いた場合には、射出成形等の方法で所定の形状(光ディスクなら円板状)に基板を作成することが好ましい。また、上記基板の厚さは0.9〜1.1mmの範囲とすることが好ましい。また、これに限るものではなく、例えば紫外線硬化性樹脂を用いて、基台上に塗布し塗膜を硬化させて用いることもできる。
また、上記基板に設けられる螺旋状の溝は、前記基板の射出成型に用いられる金型内に、一方の主面に前記溝とは逆パターンの螺旋状の微細な凹凸が施されたスタンパを配置して前記基板の射出成型時に同時に形成されることが好ましい。
該層を構成する材料としては、前記の全反射層と同様の材料が用いられ、反射層の透過率は、膜厚によって調整する。
図に示すとおり、本発明の中間層は、保護層に接する面を有する第一の膜と、反射層に接する面を有する第二の膜とからなる。
図では、トータルの厚さを25μmとしているが、スタンパのパターンが転写されるのは第二の膜であるので、第一の膜は数μmかそれ以下の厚みでよい。
本発明では、前記第一の膜は、前記第二の膜よりも無機材料に対する剥離強度が高く、前記第二の膜は、前記第一の膜よりも無機材料に対する剥離強度が低いことを特徴としている。なお、ここで無機材料はNi等の金属もその範囲に含むものである。
無機材料に対する剥離強度が低い第二の膜上には、前述の第二の反射層(半透過)が形成されるが、前述のとおり、好ましくは、スパッタリング法によって形成される。該スパッタリング法によれば、金属粒子を膜の表面に打ち込むようにして成膜されるので、成膜された金属膜は、第二の膜に食い込むように形成される。したがって、第二の膜に形成される第二の反射層は第二の膜から剥離しにくくなる。
また、第二の膜の材料としては、シート状のものではブリヂストン製のUV硬化タイプナノインプリンティング用アクリル系接着/転写シート、液状では大日本インキのBD−ROM材が用いられる。
図3は、中間層が転写される前の、基板上に形成された第一の光情報記録層を模式的に示すものであり、図4は、中間層への凹凸パターンの転写方法の一例を模式的に示す概要図である。
図4に示すように、紫外線の照射方向については、金属スタンパが金属製のスタンパの場合は基板側から照射する。ここで基板側には第一の反射層が間に入るが、第一の反射層は若干光を通すのでやや強めに紫外線を照射すれば良い。また、金属スタンパが樹脂製スタンパ等の上に金属膜を形成したものである場合は、スタンパ側から紫外線を照射する。金属スタンパの金属膜の厚さが光を通す程度の厚さで充分であるため、金属スタンパ側から照射することができる。
上記光透過層は通常400nm〜420nm付近の波長のレーザ光が照射されて前記第一の記録層及び第二の記録層にデータ記録及び/又は前記第一の記録層及び第二の記録層から読み出しされるように構成される。光透過層の厚みは光情報記録層及び中間層とを合わせて0.1mmであることが好ましい。すなわち二層の場合は0.75mmであることが好ましい。
以下に、光透過層の形成方法の具体例を例示するが、これらに限られるものではない。
(ア)前記第二の保護層を形成した基板の上に、アクリル樹脂を主成分とする紫外線硬化性の接着剤を塗布した後、厚さ0.1mmのポリカーボネート樹脂製のディスク形のシートを貼り合わせ、紫外線を照射して前記接着剤を硬化させて厚さ約1.2mmのディスク状の光情報記録媒体を得る。
(イ)前記第二の保護層を形成した基板の上に、0.1mmのポリカーボネート製シートからなる光透過層を、透明粘着剤を介して貼り合わせることにより厚さ約1.2mmのディスク状の光情報記録媒体を得る。
(ウ)前記第二の保護層を形成した基板の上に、アクリル樹脂を主成分とする樹脂をスピンコート法により塗布し、その後紫外線硬化させて0.1mmの厚みのカバー層を形成し、厚さ約1.2mmのディスク状の光情報記録媒体を得る。
(接着性及び剥離性の評価)
(1)紫外線硬化性樹脂及び紫外線硬化性粘着シートの評価
射出成形によって形成された直径120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート(PC)基板を用意し、図5に示すように、幅10mm、長さ40mmの試験片を基板から切り出した。これを試験片1とする。試験片2は次のようにして形成する。まずZnS・SiO2の試験片は、射出成形によって形成された直径120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を用意し、この基板上にZnS・SiO2をスパッタして成膜し、幅10mm、長さ40mmの試験片を基板から切り出した。Niの試験片はNiスタンパから幅10mm、長さ40mmの試験片を切り出した。試験片1及び試験片2の各端部10mmを、市販されている紫外線硬化性樹脂或いは紫外線硬化性粘着シート(厚さ25μm)を介して接続したものを用い、図6に示す試験装置を用いて、剥離強度(N/cm2)を測定した。結果を表1に示す。
この結果、無機材料に対する剥離強度が高い第一の膜の材料としては、シート状のものではデュポンのSURPHEX、液状では大日本インキのSD−694が好ましく用いられ、一方、Niスタンパとの剥離強度が低い第二の膜の材料としては、シート状のものではブリヂストン製のUV硬化タイプナノインプリンティング用アクリル系接着/転写シート、液状では大日本インキのBD−ROM材が好ましく用いられることがわかる。
SURPHEX:デュポン製紫外線硬化性粘着シート
UVレジン(SD694):大日本インキ製液状紫外線硬化性樹脂
UVレジン(BD−ROM):大日本インキ製状紫外線硬化性樹脂
試験片1にZnS・SiO2をスパッタしたPC基板を、試験片2にNiを用いて、同様の試験を行った。
図7は、試験片の一例の概要を示す図である。結果を表2に示す。なお、剥離強度差は表1の結果に基づいて
(試験片1に対する剥離強度)−(試験片2に対する剥離強度)[N/cm2]
とし、
剥離強度比は表1の結果に基づいて
剥離強度差/試験片2に対する剥離強度 ×100[%]
で表した。
直径120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート基板を射出成形により作製した。該基板の片側には、1層目の溝を転写し、その上にスパッタリング法により銀の全反射層を60nm厚に形成した。ついで、前記化学式1で示す色素をスピンコート法により厚さ60nmに成膜し、更にその上に厚さ20〜25nmの保護膜をスパッタリング法により形成し、実験品とした(図3参照)。
(実施例1)
実験品の保護膜の上に、無機材料に対する剥離強度が高い第一の膜(転写層1)として、大日本インキ製UVレジン製SD694を用いてスピンコート法により20μmの厚さに形成し、表面を硬化させた。その後転写層1上に、無機材料に対する剥離強度が低い第二の膜(転写層2)として厚さ5μmのブリヂストン製の紫外線硬化性粘着シートを積層した。次いで転写層2にNiスタンパを押し当てた後、基板側より紫外線を照射して転写層2を硬化させた。その後Niスタンパを剥離した。
転写層2として5μmのブリヂストン製の紫外線硬化性粘着シートを用い、これをNiスタンパに押し当てた。次いで実験品の保護膜の上に転写層1として大日本インキ製UVレジン製SD694を用いてスピンコート法によって20μmの厚さに形成した。次いで真空貼合せにより転写層1と転写層2を貼合せた後、基板側より硬化させ、Niスタンパを剥離した。
前記実験品に形成される転写層を、転写層1は、大日本インキ製UVレジンSD694を用いてスピンコート法により15μmの厚さに形成して硬化させた後、二層目には、大日本インキ製UVレジンBD−ROMを用いて、同様にスピンコート法により10μmの厚さに形成して転写層2を形成した以外は、実施例2と同様にしてスタンパを押し当てて転写をとった。
前記実験品に形成される転写層を、25μmのブリヂストン製の紫外線硬化性粘着シートのみで形成し、Niスタンパを押し当てた後、基板側より紫外線を照射して転写層を硬化させ、Niスタンパを剥離した。
前記実験品に形成される転写層を、大日本インキ製UVレジンBD−ROMのみを用いてスピンコートによって25μmの厚さで形成し、Niスタンパを押し当てた後、基板側より紫外線を照射して転写層を硬化させ、Niスタンパを剥離した。
前記実験品に形成される転写層を、厚さ25μmのデュポン製SURPHEX(粘着シート)のみで形成し、Niスタンパを押し当てた後、基板側より紫外線を照射して転写層を硬化させ、Niスタンパを剥離した。
前記実験品に形成される転写層を、大日本インキ製UVレジンSD694のみを用いてスピンコートによって25μmの厚さで形成し、Niスタンパを押し当てた後、基板側より紫外線を照射して転写層を硬化させ、Niスタンパを剥離した。
Claims (4)
- 基板上に、少なくとも反射層、記録層、及び無機材料からなる保護層がこの順に形成された光情報記録層と、該光情報記録層上に前記同様の光情報記録層が一つ以上と、が少なくとも中間層を介して積層形成され、最上層に光透過層を有する多層型光情報記録媒体において、
前記中間層は、保護層に接する第一の膜と、反射層に接する第二の膜とを有し、前記第一の膜は前記第二の膜よりも保護層を構成する無機材料に対する剥離強度が高いことを特徴とする多層型光情報記録媒体。 - 前記第二の膜は前記第一の膜よりも金属に対する剥離強度が低い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。
- 前記記録層は、有機色素を含む有機材料で構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層型光情報記録媒体。
- 基板上に、少なくとも反射層、記録層、及び無機材料からなる保護層をこの順に形成して光情報記録層とした後、該光情報記録層上に、同様の光情報記録層を一つ以上、それぞれ紫外線硬化性樹脂からなる中間層を介して積層形成し、最上層に光透過性層を形成する多層型光情報記録媒体の製造方法であって、
該中間層として、保護層に接する第一の膜と、反射層に接する第二の膜とを有し、前記第一の膜は前記第二の膜よりも保護層を構成する無機材料に対する剥離強度が高い材料を用い、
前記保護層を形成した後、前記中間層を、前記中間層の第一の膜が保護層と接するように形成し、次いで、該中間層の第二の膜上に凹凸が形成された金属スタンパを押し当てた状態で、紫外線を照射して中間層を硬化させた後、金属スタンパから剥離することを特徴とする多層型光情報記録媒体の製造方法。
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