JPH03256239A - 光情報記録媒体用基板と、それを用いた光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、読みだし劣化を抑制するための新規なトラッ
キング用ランド部を有する光情報記録媒体用基板と、こ
の基板を用いた光情報記録媒体とに関するものである。

本発明の光情報記録媒体は文書ファイル、画像ファイル
、コンピュータ用外部メモリー等の分野で用いられる。

従来技術 光情報記録媒体では情報の記録と再生（読み出し）にレ
ーザビームが用いられる。すなわち、ライトワンス型の
光情報記録媒体の場合には、記録時に相対的に強度の強
いレーザビームを記録薄膜に照射して、レーザビームの
熱によって記録薄膜にピットやバブルを形成させ、情報
の再生時には、相対的に強度の弱いレーザビームを記録
薄膜に照射して上記ピットやバブルの存在・非存在を反
射光または透過光の変化によって検出する。また、光磁
気記録の場合には、記録時に相対的に強度の強いレーザ
ビームを記録薄膜に照射してレーザビームの熱で保磁力
を下げた状態で磁性体記録薄膜の磁化方向を反転させて
（熱磁気効果）情報を記録し、情報の再生時には、相対
的に強度の弱いレーザビームを記録薄膜に照射して、磁
性体記録薄膜の磁化方向を検出する（光磁気効果）。

いずれの場合でも、情報の記録時と再生時の両方にレー
ザビームが用いられる。従って、レーザビームの熱によ
る記録薄膜の劣化は光情報記録媒体の宿命である。ライ
トワンス型の光情報記録媒体の場合には、書き込みは一
度だげであり、また、記録薄膜がテルル系の比較的低融
点の金属であるので、読み出し時の記録薄膜の劣化（読
み出し劣化）が特に問題となる。

この読み出し劣化を抑制する方法はいくつか提案されて
いるが、その劣化機構はほとんど解明されていなかった
。一般に、記録薄膜の劣化原因は、レーザビームの熱に
よる記録薄膜の剥離と、記録薄膜および／または基板の
変形であると考えられる。本発明者達は、再生信号品質
の低下原因を詳細に分析する過程で、従来の方法とは全
く異なる方法で記録薄膜の劣化を防止することができる
ことを発見し、本発明を完成した。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、記録薄膜の劣化を抑制することが可能
な光情報記録媒体用基板を提供することにある。

本発明の他の目的は、記録薄膜の劣化を抑制することが
可能な上記基板を用いた光情報記録媒体提供することに
ある。

課題を解決するための手段 本発明の提供する光情報記録媒体用基板は、トラッキン
グ用ランド部の表面が、読取り方向を横切る横断面形状
が凹状または凸状の湾曲面となるように、湾曲されてい
ることを特徴としている。

本発明はさらに上記基板を用いた光情報記録媒体を提供
する。

本発明において、「光情報記録媒体」という用語はレー
ザービームの照射によって情報をデジタルまたはアナロ
グで記録する全ての記録媒体を意味し、具体的にはライ
トワンス（ＷＯＲＭ）型および書替え可能（ＲＥＩＩＩ
ＲＩＴ八ＢＬＥ＞型のへディスクおよび光カードが含ま
れる。

「基板」という用語は、情報を記録するための記録薄膜
層を支持するための自己支持性を有する支持体を意味ず
ろ。この板はプラスチック、ガラス、金属、セラミック
ス等の任意の材料によって作ることができる。記録層が
支持された面と反対側からレーザービームの照射が行わ
れる透過型の光情報記録媒体の場合には透明な基板でな
ければならず、記録層が支持された面と同じ側からレー
ザービームの照射が行われる表面記録型の光情報記録媒
体の場合には不透明な基板であってもよい。

「トラッキング用ランド部またはランド部」という用語
は、第１図に示すように、基板１表面に形成された連続
および／または不連続なトラッキング用の隆起部分２を
意味し、情報の記録はこのランド部表面および／または
互いに隣接する２つのラント部の間（案内溝）の表面が
書き込み用として使用される〔ランド記録、案内溝記録
〕。これらのラント部および／または案内溝には制御１
３号用のプレピント（第１．２図の４）が形成されてい
てもよい。

「記録方向または読取り方向」とは、情報の書込み時ま
たは読み取り時にレーザービームが走査されろ方向を意
味し、一般に、ランド部の長手方向を意味する。光ディ
スクのようなディスク状情報記録媒体の場合には円周方
向を意味する。

上記記録用薄膜がライトワンス型の記録用薄膜である場
合には、記録薄膜をレーザービームの照射によって形状
が変形する（一般に、ピア）、バブルとよばれる変形部
ができる）ヒートモードの薄膜であるのが好ましい。こ
のヒートモードの薄膜は一般に金属薄膜であり、Ｔｅ−
３ｅ、　ＴＴｅ−３ｅ−Ａ等のＴｅを含む金属薄膜が好
ましいが、有機薄膜であってもよい。記録用薄膜が書替
え可能型の記録用薄膜である場合には、記録用薄膜を遷
移金属と希土類金属の合金の光磁気記録薄膜にするのが
好ましい。さらに、相変化型、形態変化型等の公知の任
意の記録薄膜にすることもできる。

本発明の特徴は、基板の表面上に形成されたランド部の
表面が、読取り方向を横切る横断面形状が凹状または凸
状の湾曲面となるように、湾曲されている点にある。光
ディスクのようにディスク状の媒体の場合には、ランド
部の表面が円周方向に沿って凹状または凸状に湾曲され
ている。

第１図は、基板１の表面上に形成されたランド部ランド
部２が凹状に湾曲されている本発明の一実施例を示して
おり、第３図はランド部２が凸状に湾曲されている実施
例を示している。第２図は従来の基板を示しており、こ
の基板では、ランド部２゛が平坦である。

作用 第６図（ａ）　は、読みだし劣化試験で劣化させたＴｅ
Ｓｅ系の記録薄膜を電子顕微鏡で観察した写真の模写図
である。この記録薄膜はポリカーボネート基板の上にス
パフタリングで形勢されたものである。第６図（ａ）か
ら分かるように、読み出し劣化させた記録薄膜は、読取
り方向につつら折状に波打っており、部分的に膜が剥離
している。

第６図（ｂ）は、上記ＴｅＳｅ系の記録薄膜を取り除い
た後のポリカーボネート基板を電子顕微鏡で観察した写
真の模写図である。第６図（ｂ）から分かるよに、ポリ
カーボネート基板表面上にも、上記記録薄膜の波形が転
写したと思われる記録方向に垂直な筋状の線が見らる。

この実験事実を基にして少し波状に変形・力］離したモ
デルで、熱分布シミュレーションをしたところ、予想以
上に記録薄膜温度が上昇し、記録薄膜と接している基板
表面の温度が樹脂の分解温度まで上昇することがわかっ
た。

以上の結果から、読みだし劣化は以下のようなメカニズ
ムに基づいて起こると考えられる。すなわち、光ディス
クでは半径方向よりも円周方向の方が熱分布が広いため
、熱膨張により記録膜に加わる圧縮応力は記録方向が侵
襲になる。その結果、記録方向に波状に剥離が起こる。

こうして基板ど記録薄膜との熱膨張率差に起因した剥離
が生じると、温度が上昇し易くなり、両者の相乗効果で
劣化が進行して行く。従って、読みだし劣化を防止する
ためには、先ず波状剥離を防止することが必要である。

本発明者達は、ランド部の表面を凹状または凸状に湾曲
させることによって読みだし劣化が抑制できることを発
見した。本発明によって読みだし劣化がなぜ抑制できる
かは現在不明であるが、ランド部の表面を凹状または凸
状に湾曲させることによって、記録膜に加わる上記圧縮
応力に対する抵抗力が向上し、従って剥離が防止され、
その結果記録膜の温度上昇が抑制されて、読みだし劣化
が防止されるものと考えられる。

本発明の基板１はそれ自体公知の方法によって製造する
ことができる。以下、具体的に３つの方法を挙げる。

（１）基板の成形方法を改良することによって行う方法
。

プラスチック基板の場合には、転写性を適当な程度に抑
えることによってラント部２の表面形状を凸状（第３図
）にすることができる。具体的には、射出成形または圧
縮成形の場合には金型温度を下げ、２Ｐ法の場合には樹
脂の粘度を高くする。

ランド部２の表面形状を凹状（第１図）にする場合には
、成形品の離型時の温度変化を速くして、ランド部の収
縮を加速する。また、成形後に基板表面を瞬間的に加熱
してランド部２の角部にアールを付ける方法も考えられ
る。

（２）スタンパ−を製造するための原盤を改良すること
によって行う方法。

ランド部に本発明による凹凸を精密に付与するためには
、型またはスタンパ−を製造するための原盤自体を改良
する。

第４図は円板をエツチングすることによって本発明の基
板を作る方法を示している。この方法では、先ず、ガラ
スや単結晶シリコン等のセラミックの円板１０にレジス
ト１１をスピンコー）Ｌ　（１４図ａ）、次いで、マス
クを介して露光して、所定１ 部分１１′　　を硬化させ（第４図ｂ〉、未露光部分を
除去した後（第４図Ｃ）、ドライエツチングしてａ１２
を刻み（第４図ｄ）、レジストＩＦ　を除去した後に異
方性エツチング等の方法で角部１３にアールを付け（第
４図ｅ）ることによって、ランド部および案内溝を有す
るガラス原盤またはセラミック原盤１０（第４図ｆ）を
作る。次いで、このガラス原盤またはセラミック原盤ｌ
Ｏから電鋳によってスタンパ−１５（レプリカ１）を作
り（第４図ｇ）、このスタンパ−１５を用いて樹脂基板
２０（レプリカ２）を成形する（第４図ｈ）。２Ｐ法の
場合には第４図ｆのセラミック原盤１０をそのまま型と
して利用することができる。

ランド部表面に付与する形状が凹面か凸面かに応じて、
レプリカ１．２の型取り操作を反復すればよい。また、
第４図すでの露光をレーザカッティング装置を用いて行
うこともできる。

第５図は２ビームのレーザカッティング装置を用いて本
発明の基板を作るための原盤を作る方法を概念的に示し
たものである。

２ この場合には、硬化量が光量に比例するレジスト１１を
用い、小さなスポットＳ１に絞ったレーザＬと大きなス
ポットＳ２に絞ったレーザＬ２とを同時または前後して
レジスト１１に照射する（第５図ｇ）ことによってレジ
ストの硬化に勾配をつけ、所定のプロフィルで硬化した
段階で、未硬化部分を除去することによって所定のプロ
フィルのレジストパターンＩＦ　　を有するガラス原盤
１０を作る。このガラス原盤１０を用いて上記と同様な
方法で、ランド部表面が凹面または凸面であるレプリカ
１５°、２０′を作ることができる。

（２）基板を成形するための型またはスタンパ−を改良
することによって行う方法。

簡便な方法としては、従来法で作った型またはスタンパ
−を短時間エツチングすることによって上記と同様なア
ールを角部１３に付ける方法が考えられる。

本発明の特徴であるランド部表面に付ける凹凸形状は、
記録時および読み出し時のトラッキングに支障を来さな
い限り、任意の湾曲半径と形状にすることが可能である
。

以下、本発明の詳細な説明するが、本発明はこれらの実
施例にのみ限定されるものではない。

実施例１ 射出成形によって直径１５ｃｍ、厚さ１２ｍｍのポリカ
ーボネート基板を成形する際に、金型の冷却速度を従来
法の場合よりも金型の冷却速度を速くして、読み取り方
向を横切る断面形状がわずかに凹面であるランド部を有
する基板を電子顕微鏡を用いて探しだした。その中から
他の物性（反り、強度等）を一応満足する基板を探し出
して本発明の基板とした。

この場合に用いたスタンパ−は、ランド部の高さが１６
００八で、ピット深さが８００人で、ランド表面は平坦
であった。射出成形機は名機製作所のＭ２Ｏを用いた。

このポリカーボネート基板上に高周波スパッタリングに
よって、先ずポリテトラフルオロエチレン（テフロン）
を５０人の膜厚で形成し、次いで、ＴｅＳｅを３００人
の膜厚に成膜した。これらの成膜条件は従来法の条件と
同じにした。

得られたＴｅＳｅを記録膜とするライトワンス型の光デ
ィスクをレーザーパワー１．４ｍ１ｌｌで５分間連続照
射した後、ＳＥＭで観察したが、劣化の兆候は見られな
かった。

実施例２ 実施例１と同様に、射出成形品の中から本発明の基板を
探し出した。しかし、この場合には、金型温度を下げて
成形したものの中から、読み取り方向を横切る断面形状
がわずかに凸面であるランド部を有する基板を顕微鏡用
いて探しだした。

この場合には、射出シリンダー温度を３３０℃とし、金
型温度金型温度は通常の温度より低い１０５℃とした。

実施例１と同様な条件で製造したＴｅＳｅを記録膜とす
るライトワンス型の光ディスクを実施例１と同じ条件で
観察したが、この場合にも劣化の兆候は見られなかった
。

５ 比較例 従来法によって直径１５ｃｍのポリカーボネート基板を
射出成形し、読み取り方向を横切る断面形状が平坦であ
るラント部を有する基板を顕微鏡用いて探しだし、実施
例１と同じ条件でＴｅＳｅを記録膜を付けた。

この場合には、レーザーパワー１．４＋ｎＷで５分間連
続照射した後に、ＳＥＭ観察すると、ランド部表面に波
状の剥離が観察された。

発明の効果 上記の実施例および比較例から、本発明によるランド部
の表面が、読取り方向を横切る横断面形状が凹状または
凸状の湾曲面となるように、湾曲されている基板を用い
た光情報記録媒体は、読みだし劣化を抑制する効果があ
ることが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるランド部表面を凹状に
した基板の概念的斜視図。 ６ 第２図は従来の基板のランド部表面を示す概念的斜視図
。 第３図は本発明の他の実施例によるランド部表面を凸状
にした基板の概念的斜視図。 第４図は本発明の基板を製造するための一つの方法を示
す概念的工程図。 第５図は本発明の基板を製造するための他の方法を示す
概念的工程図。 第６図の（ａ）は従来のプラスチック基板上に形成され
たＴｅ−３ｅ系の記録薄膜の顕微鏡（ＳＥＭ）写真の模
写図であり、第６図の（ｂ）はそれからＴｅ−３ｅ系の
記録薄膜を取り除いた後のプラスチック基板表面の顕微
鏡（ＳＥＭ）写真の模写図。 （図中符号）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラッキング用ランド部を有するレーザビームを
   用いて情報が記録される光情報記録媒体用基板において
   、上記トラッキング用ランド部の表面が、読取り方向を
   横切る横断面形状が凹状または凸状の湾曲面となるよう
   に、湾曲されていることを特徴とする光情報記録媒体用
   基板。
2. （２）上記基板がプラスチック、ガラスまたは金属の基
   板であることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録
   媒体用基板。
3. （３）上記トラッキング用ランド部および／または案内
   溝の表面にプレピットが形成されていることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の光情報記録媒体用基板。
4. （４）トラッキング用ランド部を有する基板と、この基
   板の上記トラッキング用ランド部が形成された表面上に
   形成されたレーザービームによって光情報が記録される
   記録用薄膜とによって構成される光情報記録媒体におい
   て、上記トラッキング用ランド部の表面が、読取り方向
   を横切る横断面形状が凹状または凸状の湾曲面となるよ
   うに、湾曲されていることを特徴とする光情報記録媒体
   。
5. （５）上記記録用薄膜がライトワンス型の記録用薄膜で
   あることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体
   。
6. （６）上記のライトワンス型の記録用薄膜が、レーザー
   ビームの照射によって形状が変形するヒートモードの薄
   膜であることを特徴とする請求項５に記載の光情報記録
   媒体。
7. （７）上記のヒートモードの薄膜が金属薄膜であること
   を特徴とする請求項６に記載の光情報記録媒体。
8. （８）上記金属薄膜がＴｅを含む金属薄膜であることを
   特徴とする請求項７に記載の光情報記録媒体。
9. （９）上記記録用薄膜が書替え可能型の記録用薄膜であ
   ることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体。
10. （１０）上記の書替え可能型の記録用薄膜が光磁気記録
    薄膜であることを特徴とする請求項９に記載の光情報記
    録媒体。
11. （１１）上記光磁気記録薄膜が遷移金属と希土類金属の
    合金薄膜であることを特徴とする請求項１０に記載の光
    情報記録媒体。