JPH08203124A - 光情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】形状記憶樹脂を記録層に用いた光情報記録媒体
において、記録層が単層で、高反射率を有する光情報記
録媒体を得る。 【構成】基板１の案内溝６を有する面に、記録層２、反
射層３及び保護層４を積層した構造を有する光情報記録
媒体であって、案内溝６部において基板１と記録層２の
間に空気層５を有することを特徴とする光情報記録媒体
と、記録材料からフィルムを作製する手段と、そのフィ
ルムを基板１の案内溝６を有する面上に固着する手段と
から成ることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶樹脂を記録層
に用い、ビーム光により情報の記録、消去及び再生が可
能な光情報記録媒体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機材料を記録層に用いた書換型
光ディスクが盛んに開発されているが、なかでも形状記
憶樹脂を記録層として用いたものが、特開平３ー２５６
２４１号公報、特開平３ー２５６２４２号公報、特開平
３ー２５６２４３号公報及び特開平４ー１７３１８４号
公報などに開示されている。

【０００３】特開平４ー１７３１８４号公報に開示され
ている光ディスクの構成は、基板上に、レーザ光を吸収
するための色素を含有した形状記憶樹脂層を成膜した単
層構造である。情報の記録・消去はレーザ光を色素が吸
収し、形状記憶樹脂層が基板と接していない面の方向に
膨張・収縮することにより行われる。

【０００４】また、特開平３ー２５６２４１号公報、特
開平３ー２５６２４２号公報及び特開平３ー２５６２４
３号公報に開示されている光ディスクの構成は、基板上
に、形状記憶樹脂層と熱硬化性樹脂層との２層から成る
記録層と、反射層と、保護層を順に積層し、記録時及び
消去時にそれぞれ特定の波長のレーザ光を選択的に吸収
する色素を形状記憶樹脂層及び熱硬化性樹脂層に含有さ
せた構造となっている。

【０００５】情報の記録は、記録レーザ光を熱硬化性樹
脂層で選択的に吸収し、熱硬化性樹脂層が膨張し、形状
記憶樹脂層は熱硬化性樹脂層からの応力を受けて変形
し、ピットが形成される。一方、情報の消去は、消去レ
ーザ光の熱を形状記憶樹脂層で選択的に吸収し、形状記
憶樹脂が初期の形状に回復し、ピットが消失される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
形状記憶樹脂を用いた書換型光ディスクの場合、レーザ
光の照射部が膨張・収縮することにより情報の記録・消
去が行われるために、特開平４ー１７３１８４号公報記
載の光ディスクのように記録層が形状記憶樹脂層１層だ
けから成る単層構造の場合は、記録層が剥きだしの構造
となってしまい、記録層の保護が難しく、実用性がなか
った。また、反射層及び保護層を設けると記録層の変形
量が小さくなり、良好な記録再生特性が得られなかっ
た。

【０００７】また、コンパクトディスク（ＣＤ：Compac
t Disk）との互換性を考慮すると、光ディスクの反射率
を高めることが不可欠であり、必然的に反射層を設ける
必要がある。特開平３ー２５６２４１号公報等に記載の
光ディスクのように、反射層及び保護層を設けた構造と
するためには、記録・消去による変形を吸収するために
記録層が２層以上から成っている必要があり、記録再生
特性を改善するためには複雑な構造にしなければならな
かった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１記載の発明においては、情報を記
録、消去又は再生するためのビーム光を案内する連続し
た案内溝を有する基板面に記録層及び反射層を順に積層
した光情報記録媒体であって、案内溝部において記録層
と基板との間に空気層を有することを特徴とするもので
ある。

【０００９】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の光情報記録媒体であって、記録層が、形状記憶樹
脂に記録ビーム光及び消去ビーム光を吸収する色素を含
有させたものから成ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項３記載の発明においては、基板上に
記録層を形成する工程と、前記記録層上に反射層を形成
する工程から成る光情報記録媒体の製造方法において、
前記記録層を形成する工程は、記録材料からフィルムを
作製する手段と、前記フィルムを前記基板の案内溝を有
する面上に固着する手段とから成ることを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】形状記憶樹脂をガラス転移温度Ｔgよりも高い
温度Ｔ1で成形した後、室温に冷却すると、形状記憶樹
脂はその形状を１次成形の形状として記憶する。この状
態が初期状態である。

【００１２】形状記憶樹脂を１次成形より低い温度Ｔ2
に加熱すると、加熱によって軟化するとともに膨張し、
室温まで急冷すると２次成形の形状としてその形状を保
持する。この状態が記録状態である。

【００１３】さらに、形状記憶樹脂をガラス転移温度Ｔ
gよりも高い温度に昇温し、徐冷すると、形状記憶樹脂
は２次成形の形状から１次成形の形状に回復する。この
状態が消去状態である。

【００１４】本発明は、形状記憶樹脂のこのような特性
を光情報記録媒体として利用するものである。レーザ光
の吸収による形状記憶樹脂の変形は、変形しやすい方向
に起こることから、本発明の光情報記録媒体において
は、情報の記録・消去に伴う形状記憶樹脂層の変形は、
反射層と密着している面の方向ではなく、基板に形成さ
れている案内溝部の空気層の方向に起こるため、記録層
の上に反射層及び保護層を積層することができ、良好な
記録再生特性を得ることができる。

【００１５】そのため、高反射率を有する光ディスクを
設計することができ、従来から広く用いられているＣＤ
プレーヤによる再生が行える、書換可能な光情報記録媒
体を提供することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の光情報記録媒体の断面構造を
示す模式図であり、案内溝６を有する基板１の上に、記
録層２、反射層３及び保護層４を順に積層し、基板１の
案内溝６部分において記録層２と基板１との間に空気層
５を有する。

【００１７】基板１は、案内溝６を有していれば、ガラ
ス基板もしくはプラスチック基板のどちらを用いてもよ
い。プラスチック基板としては、ポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びエポキシ樹
脂等の透明なプラスチック材を用いることができる。

【００１８】記録層２は、形状記憶樹脂と色素を混合し
たものである。色素としては、記録、消去に用いるレー
ザ光を吸収し、耐熱性に優れたものが好ましく、例え
ば、シアニン類、フタロシアニン類、ナフタロシアニン
類、ジチオール類、ジアミン類等の色素が挙げられ、形
状記憶樹脂としては、ポリウレタン、トランスポリイソ
プレン、ポリノルボルネン、スチレン−ブタジエン共重
合体等の樹脂が挙げられる。

【００１９】また、反射層３は、金、銀、銅、アルミニ
ウム、ニッケル、クロム又はこれらの合金等の高反射率
を有する金属を用いることができ、保護層４は、紫外線
硬化性樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。

【００２０】本発明の光情報記録媒体は、図１のように
基板１上に形成された案内溝６部分において記録層２と
基板１との間に空気層５を有し、記録層２の上に反射層
３及び保護層４を順に形成した構造であることを特徴と
している。以下に、このような構造を有する光情報記録
媒体を作製する方法を説明する。

【００２１】図２には、本発明の光情報記録媒体の記録
層を形成するための記録層フィルム製造装置の模式図を
示した。所定の比率で混合した形状記憶樹脂と色素を溶
剤に溶解し、図２のようなカレンダー・ロール装置によ
って、一定の厚みのフィルムを成型する。溶剤と形状記
憶樹脂と色素を含む溶解液７を、第１ロール８と第２ロ
ール９の間に供給し、以後、溶解液７は、第２ロール９
と第３ロール１０の間及び第３ロール１０と第４ロール
１１の間を通り、その間に溶剤が蒸発し、形状記憶樹脂
と色素の混合物から成る記録層フィルム１２が成型され
る。ここで、第１ロール８から第４ロール１１のロール
は、溶剤が蒸発しやすいように、適当な温度に加熱され
ていた方が好ましい。

【００２２】第４ロール１１に密着して出てきた記録層
フィルム１２は、テイクオフロール１３に移り、さらに
冷却ロール１４を通して冷却され、厚み測定器１５で記
録層フィルム１２の厚さが測定され、巻取り機１６によ
って巻取られる。このとき、記録層フィルム１２の厚さ
が所望の厚みになっていない場合は、第１ロールから第
４ロールの間隔や位置を調整する。

【００２３】以上のようにして得られた記録層フィルム
１２を、光ディスクの記録領域を覆う形状に打抜く。例
えば、本発明の光ディスクをＣＤと同様のフォーマット
を有する光ディスクを作製する場合は、ＣＤ規格で定め
られている記録領域（内径４４ｍｍ、外径１１８ｍｍ）
を覆うドーナツ状の形状に打抜く。

【００２４】次に、記録領域の形状に打抜かれた記録層
フィルム１２を、基板１の案内溝６を有する面に圧着す
ることにより、案内溝６部分において、記録層２と基板
１との間に空気層５を設けることができる。このとき、
基板１と記録層フィルム１２を、それぞれの樹脂が軟化
・変形しない程度の温度（約７０℃から９０℃）に加熱
しながら圧力をかけると、基板１と記録層フィルム１２
の密着力が高くなる。

【００２５】この記録層フィルム１２を圧着した基板１
を、スパッタリング装置又は蒸着装置内に取り付け、所
望の真空度まで排気し、反射層３を約１００ｎｍの膜厚
で成膜する。そして、反射層３の上に保護層４をスピン
コート装置等で成膜し、硬化させる。

【００２６】図３には、本発明の光情報記録媒体の各層
の積層状態を表す断面模式図を示した。この図に示すよ
うに、基板１と保護層４が光ディスクの内周部と外周部
で密着するような構造にすれば、基板１と記録層２間の
剥離の発生を抑えることができる。

【００２７】次に、上記の構造の光ディスクを用いた記
録、再生及び消去方法を説明する。図４は本発明の光情
報記録媒体の記録、消去状態を示す断面模式図である。
先ず、記録を行うには案内溝６部分の記録層２に記録用
のレーザ光を照射する。すると形状記憶樹脂中に含有さ
れている色素がレーザ光を吸収し、この部分が形状記憶
樹脂のガラス転移温度Ｔg以上で融点Ｔm以下の温度に加
熱される。

【００２８】その結果、記録層２が加熱によって軟化す
るとともに膨張する。このとき、記録層２上には反射層
３及び保護層４が形成されているため、これらの層の厚
みが記録層２の変形を阻止し、（ａ）に示すように、記
録層２の膨張は空気層５の方向に発生し、突起１７を形
成する。そして、レーザ光の照射を停止すると、突起１
７は急冷され、その形状が維持されたまま室温に戻り、
記録ピットとなる。

【００２９】再生を行うには、記録層２のレーザ光が照
射された部分の温度がガラス転移温度Ｔg以上にならな
い程度のパワーでレーザ光を照射し、突起１７を検出す
ることで再生を行う。突起１７がある部分ではレーザ光
が散乱され、突起１７が無い部分よりも反射光量が少な
くなる。

【００３０】消去を行うには、記録層２を形状記憶樹脂
のガラス転移温度Ｔg以上で融点Ｔm以下の温度に加熱
し、この後徐冷することにより行う。形状記憶樹脂が加
熱されることにより、突起１７の残留内部応力が解放さ
れ、形状記憶樹脂が記憶した元の形状、即ち（ｂ）に示
す初期状態の形状に戻り、記録ピットである突起１７が
消去される。以下に、具体的な実験例を示す。

【００３１】（実験例）以下に示す成分から成る溶液を
０．５μｍのフィルタで濾過した後、図２に示したカレ
ンダー・ロール装置によって、厚さ５μｍの記録層フィ
ルム１２を作製した。 ポリウレタン系形状記憶樹脂 ５０重量部 ニッケルジチオール錯体色素 ５重量部 ジメチルホルムアミド ３０重量部

【００３２】次いで、上記記録層フィルム１２を内径４
３．５ｍｍ、外径１１８．５ｍｍのドーナツ状に打抜
き、７０℃のオーブン中で３時間乾燥させた後、１４０
℃で３０分間熱処理をして平坦な形状を記憶させた。そ
して、ドーナツ状に打抜いた記録層フィルム１２を、溝
幅０．５μｍ、溝深さ１５０ｎｍの案内溝６を有するポ
リカーボネト樹脂の基板１の記録領域上に、７０℃に加
熱しながら圧着し、記録層２を形成した。

【００３３】さらに、この上に、記録層２と同じ面積で
反射層３を形成するために、基板１の内周部と外周部を
覆うマスクを取り付け、スパッタリング装置により、膜
厚１００ｎｍの金膜を反射層３として成膜した。反射層
３を形成した後、マスクを取り外し、紫外線硬化樹脂を
スピンコート装置にて塗布し、紫外線照射により硬化
し、厚さ２０μｍの保護層４を設けた。

【００３４】以上のようにして作製した本発明の光ディ
スクを線速度１．４ｍ／ｓで回転させ、記録周波数２０
０ｋＨｚ、デューティ比５０％の信号を、波長７８０ｎ
ｍのレーザを用いて１０ｍＷの記録パワーで記録し、再
生パワー１．２ｍＷで再生したところＣＮＲ（Carrier
to Noise Ratio）は４５ｄＢであった。このとき、レー
ザ光による反射率は、ピット部３８％、ピット間部７０
％であった。

【００３５】さらに、ピットを記録したトラックに８ｍ
Ｗの連続レーザ光を照射したところ、ピットは消去さ
れ、ＣＮＲは２０ｄＢに低下した。

【００３６】

【発明の効果】本発明の光情報記録媒体においては、情
報の記録・消去に伴う記録層の変形が、基板に形成され
ている案内溝部の空気層側に起こるため、記録層が単層
だけでよい。

【００３７】また、記録層の上に反射層及び保護層を積
層することができるため、高反射率を有する光ディスク
を設計することができ、従来から広く用いられているＣ
Ｄプレーヤによる再生が行える、書換可能な光情報記録
媒体を提供することができる。

【００３８】さらに、本発明の光情報記録媒体の製造方
法においては、記録層を形成する工程が、記録領域の大
きさに加工した記録材料から成るフィルムを、基板の案
内溝を有する面に固着するという方法であるため、案内
溝部において記録層と基板の間に空気層を有する構造の
光情報記録媒体を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報記録媒体の断面構造を示す模式
図。

【図２】本発明の光情報記録媒体の記録層を形成するた
めの記録層フィルム製造装置の模式図。

【図３】本発明の光情報記録媒体の各層の積層状態を表
す断面模式図。

【図４】本発明の光情報記録媒体の記録、消去状態を示
す断面模式図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 記録層 ３ 反射層 ４ 保護層 ５ 空気層 ６ 案内溝 ７ 溶解液 ８ 第１ロール ９ 第２ロール １０ 第３ロール １１ 第４ロール １２ 記録層フィルム １３ テイクオフロール １４ 冷却ロール １５ 厚み測定器 １６ 巻取り機 １７ 突起

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を記録、消去又は再生するためのビー
   ム光を案内する連続した案内溝を有する基板面に記録層
   及び反射層を順に積層した光情報記録媒体であって、前
   記案内溝部においては前記記録層と前記基板との間に空
   気層を有することを特徴とする光情報記録媒体。
2. 【請求項２】請求項１記載の光情報記録媒体であって、
   前記記録層は、形状記憶樹脂に記録ビーム光及び消去ビ
   ーム光を吸収する色素を含有させたものから成ることを
   特徴とする光情報記録媒体。
3. 【請求項３】基板上に記録層を形成する工程と、前記記
   録層上に反射層を形成する工程から成る光情報記録媒体
   の製造方法において、前記記録層を形成する工程は、記
   録材料からフィルムを作製する手段と、前記フィルムを
   前記基板の案内溝を有する面上に固着する手段とから成
   ることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。