JPH11126369A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録レーザ光の照射により記録層に情報を記
録する光情報記録媒体において、反射特性の低下を防止
する。 【解決手段】 光情報記録媒体１０は、基板１上に記録
層２、該記録層２上に反射層３が形成され、記録レーザ
光の照射により記録層２に情報を記録する。保護層４は
３層構造であり、最内に位置して反射層３と接し反射層
３との密着性を確保する硬い第１の保護層４１、中間に
位置して外力に対する緩衝作用を行う軟らかい第２の保
護層４２、最外に位置して耐擦傷性を確保する硬い第３
の保護層４３からなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録レーザ光の照
射により記録層に情報を記録する光情報記録媒体に関す
るものであり、特に光ディスクの保護層に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、光情報記録媒体としてＣＤ（コン
パクトディスク）と再生時互換性がある追記型ＣＤが商
品化されている。これは、例えば透明なプラスチックか
らなる基板上に、例えば有機色素等からなる記録層、例
えばＡｕからなる反射層、例えばＵＶ（紫外線）硬化型
樹脂等からなる透明な保護層を順次形成したものであ
る。そして、記録レーザ光の照射時に、記録層において
有機色素の熱分解による基板の変形によって記録部の反
射率を低下させ、信号を記録するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の追記型ＣＤは、保護層側からの過度の衝撃により
記録層が破損し反射特性の低下を招く危険を有してお
り、使用者にとって取り扱い上の注意が必要であった。
従って、例えばボールペン等の硬筆によるディスク表面
すなわち保護層表面への記入が不可能である等、使用上
の制約が生ずる。

【０００４】この保護層側からの過度の衝撃を緩和する
ものとして、特開平６−１５０３７９号公報および特開
平７−７３５１１号公報に記載のものが提案されてい
る。これらは、反射層上の保護層を２層以上の層構造と
し、最内層の保護層つまり反射層と接する保護層（以
下、最内保護層という）の硬度を他の保護層より低いも
のとして、この最内保護層を衝撃に対する緩衝層として
作用させるようにしたものである。

【０００５】しかし、本発明者等の検討によれば、上記
のように、反射層と接する最内保護層の硬度を他の保護
層より低いものにした場合でも、保護層側からの過度の
衝撃に対する反射特性の低下防止は不十分であることが
わかった。すなわち、例えば硬筆により保護層表面へ記
入した際において、硬筆により押される力以外にも、光
情報記録媒体全体に生じる反り、および最内保護層と反
射層との間に生じる横滑り等によって両層が剥離してし
まうのである。

【０００６】つまり、反射層上の保護層が１層のものに
対して、さらにこの１層の保護層より軟らかい保護層
（最内保護層）を反射層との間に介在させているので、
最内保護層と金等の金属からなる反射層との硬軟の差が
大きくなるため、横滑り等に対する最内保護層と反射層
との密着性が弱いものとなる。従って、上記の反りおよ
び横滑り等によって、両層で剥離が生じ又剥離部分から
空気が入る等して、反射特性が低下してしまうのであ
る。なお、このような反りおよび横滑り等は、硬筆等に
よる保護層側からの衝撃のみでなく、使用者の取り扱い
中等にかかる外力一般によって発生する恐れがある。

【０００７】また、保護層としては、一般に上記のよう
に透明な材料（一般的にＵＶ硬化型樹脂）が用いられ、
コストアップ等の問題から反射層は一般的に照射レーザ
光を完全に反射する厚さまで厚くしていないため、照射
レーザ光は保護層にまで達してしまう。この透過光は、
保護層上へのシール、ペン等によるラベリングにより反
射あるいは吸収され、光情報記録媒体において面内の反
射率が不均一となる、という反射特性低下の問題を引き
起こす。

【０００８】そこで、上記問題点に鑑みて、本発明の第
１の目的は、記録レーザ光の照射により記録層に情報を
記録する光情報記録媒体において、反射特性の低下を防
止することにある。また、本発明の第２の目的は、光情
報記録媒体にかかる外力による反射特性の低下を防止す
ることにある。さらに、本発明の第３の目的は、シー
ル、ペン等のラベリングによる反射特性の低下を防止す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、
請求項１記載の発明によれば、基板（１）上に記録層
（２）、該記録層（２）上に反射層（３）が形成され、
記録レーザ光の照射により記録層（２）に情報を記録す
る光情報記録媒体において、反射層（３）上に第１の保
護層（４１）、該第１の保護層（４１）上に第２の保護
層（４２）、該第２の保護層（４２）上に第３の保護層
（４３）が形成されており、第２の保護層（４２）は、
第１および第３の保護層（４１、４３）よりも軟らかい
ものであることを特徴とする。

【００１０】それによって、第２の保護層（４２）は第
１および第３の保護層（４１、４３）よりも軟らかいも
のであるため、第２の保護層（４２）は外力を吸収する
緩衝層として機能する。また、第１および第３の保護層
（４１、４３）を硬いものとしているため、第１の保護
層（４１）と反射層（３）との密着性が確保できるとと
もに、第３の保護層（４３）による耐擦傷性が確保でき
る。

【００１１】従って、本発明によれば、光情報記録媒体
にかかる外力による反射特性の低下を防止することがで
きる。ところで、通常、反射層は耐久性等を考慮して、
金や銀等の酸化しにくい金属が用いられる。これら反射
層に用いられる金属は、高価であるため用いる金属の量
を少なくする、すなわち反射層の厚さを薄くすることが
望まれる。

【００１２】しかし、保護層が１層のものに比べて、上
記従来公報の構成では、反射層と接する保護層（最内保
護層）の硬度が他の保護層より低い、つまり軟らかいも
のとしているため、外力による反りや横滑り等によって
最内保護層が動きやすくなる。そのため、反射層を薄く
すればするほど強度が弱くなって反射層の変形が起こり
やすくなる。

【００１３】これに対して、本発明によれば、軟らかい
第２の保護層（４２）と反射層（３）との間に、さら
に、硬い第１の保護層（４１）を設けている。すなわ
ち、反射層（３）と接する最内保護層である第１の保護
層（４１）を硬いものとしているため、そのようなこと
は起こらず、従って、反射層（３）を薄くでき、安価な
光情報記録媒体を提供できる。

【００１４】よって、反射層（３）は、請求項２記載の
発明のように、第１の保護層（４１）よりも薄いものに
でき、その厚さは、請求項３記載の発明のように、１０
０ｎｍ以下にできる。また、請求項４記載の発明のよう
に、反射層（３）は金からなるものにすれば、高価では
あるが化学的に安定で耐久性に優れ且つ反射率の良い金
を、反射層（３）として薄く形成でき、コスト低減が図
れる。

【００１５】また、第２の保護層（４２）は、請求項５
記載の発明のように、ＪＩＳ−Ｋ５４００鉛筆硬度２Ｈ
以下の硬度特性を有する材料から選択されるものにでき
る。さらに、第１および第３の保護層（４１、４３）
は、請求項６記載の発明のようにＪＩＳ−Ｋ５４００鉛
筆硬度３Ｈ以上の硬度特性を有する材料から選択される
ものにできる。

【００１６】また、本発明者等は、保護層（４１〜４
３）のうち少なくとも１層に波長選択性を持たせて、保
護層（４１〜４３）上へシール、ペン等でラベリングし
た時の反射率への影響を小さくすることに着目し検討し
た。その結果、保護層の複素屈折率の虚部が所定の光波
長範囲において所定値以上であればよいことを見出し
た。

【００１７】すなわち、請求項７記載の発明によれば、
各保護層（４１〜４３）のうち、少なくとも一層が光吸
収性を有しており、この光吸収性を有する保護層の複素
屈折率の虚部が波長６００〜８５０ｎｍの範囲において
１．０以上であることを特徴とする。それによって、シ
ール、ペン等のラベリングによる反射特性の低下を防止
することができる。

【００１８】また、請求項８記載の発明によれば、基板
（１）にはレーザ光によりトラッキング制御を行うため
の案内溝（１ａ）が形成されており、反射層（３）と第
１の保護層（４１）との界面が案内溝（１ａ）形状を承
継しているから、案内溝（１ａ）の凹凸によって、反射
層（３）と第１の保護層（４１）の横滑りに対する密着
性を、より向上できる。

【００１９】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。本実施形態は追記型ＣＤとしたもの
について述べるが、これに限定されるものではない。図
１に、本実施形態に係る光情報記録媒体１０とその一部
の断面構造を説明するための模式図を示す。図に示すよ
うに、プラスチック、ガラス等の透明な基板１の面１１
上に、記録層２、反射層３、保護層４が順次積層形成さ
れ、光情報記録媒体１０が構成されている。基板１の面
１１には、ウォブル（図示せず）を持った案内溝（グル
ープ）１ａが形成されており、この案内溝１ａは、例え
ば、深さが１００ｎｍ程度で、幅が０．７〜０．５μｍ
程度のものである。

【００２１】記録層２は、基板１の面１１上に形成さ
れ、その膜厚は例えば２００ｎｍ程度であり、例えば、
有機色素、無機化合物等からなり記録レーザの照射によ
り反射率が低下するような材料から選択される。記録層
２は、スピンコータ法、スパッタ法、蒸着法、イオンプ
レーティング法などの方法で成膜される。反射層３は、
記録層２の上に例えば１００ｎｍ以下の薄い膜厚で形成
されている。反射層３は、スパッタ法、蒸着法等により
形成された金属反射層であり、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ
膜またはこれらの合金を用いることができる。また、金
属反射層の代わりに多層誘電体層による光干渉層を用い
てもよい。

【００２２】保護層４は、熱硬化型樹脂、ＵＶ（紫外
線）等の光硬化樹脂を用いることができる。保護層４は
３層構造としており、反射層３と接する最内保護層であ
る第１の保護層４１と、第１の保護層４１の上に積層さ
れた中間保護層である第２の保護層４２と、第２の保護
層４２の上に積層された最外保護層である第３の保護層
４３とから構成されている。

【００２３】ここで、第１の保護層４１は、例えば、膜
厚５μｍ程度であり、反射層３よりも厚くなっている。
また、第１から第３の保護層４１〜４３の順に、硬度特
性は、硬い、軟らかい、硬いとなっており、第２の保護
層４２は第１および第３の保護層４１、４３よりも軟ら
かい材料としている。

【００２４】ここで、第２の保護層４２は、ＪＩＳ−Ｋ
５４００鉛筆硬度（以下、鉛筆硬度という）２Ｈ以下の
硬度特性を持つ材料から選択することが好ましく、その
ようなものとして、スリーボンド社製３０１４Ｂ（鉛筆
硬度２Ｈ）、大日本インキ社製ダイキュアクリアＳＤ−
２１１（鉛筆硬度ＨＢ）、同ＳＤ−７１５（鉛筆硬度２
Ｈ）、同ＳＤ−１７００（鉛筆硬度２Ｈ）等の光硬化型
樹脂を用いることができる。

【００２５】また、第１および第３の保護層４１、４３
は鉛筆硬度３Ｈ以上の硬度特性を持つ材料から選択する
ことが好ましく、そのようなものとして、スリーボンド
社製３０７０（鉛筆硬度７Ｈ）、大日本インキ社製ユニ
ディック１７−８２４（鉛筆硬度７Ｈ）等の光硬化型樹
脂を用いることができる。また、上記各保護層４１〜４
３のうち、少なくとも一層が光吸収性を有しており、こ
の光吸収性を有する保護層は、その複素屈折率（複素屈
折率ｎ^* ＝ｎ−ｉｋ、ｎ：実部、ｋ：虚部）の虚部が波
長６００〜８５０ｎｍの範囲において１．０以上として
いる。

【００２６】なお、基板１の案内溝１ａの凹凸形状は、
記録層２、反射層３と承継され、反射層３と第１の保護
層４１との界面においても承継されている。次に、本実
施形態の作動について述べる。本実施形態では、記録あ
るいは再生のためのレーザ光（例えば波長７８０ｎｍ）
を、基板１の一側の面１２側（図１の矢印Ａ方向）から
入射し、記録層２に化学的又は物理的変化を起こして記
録部（ピット）を形成することで記録を行い、また、記
録部と未記録部との反射率差から再生を行うようになっ
ている。

【００２７】この際、記録または再生は、基板１の案内
溝１ａに対して行われる。つまり、案内溝１ａを形成し
た理由は、凹凸端部での反射率の差を検出することで、
トラッキング制御をおこなうためである。ここで、記録
層２はレーザ照射されると光学定数、特に複素屈折率が
変化する特性を有する材料が用いられる。すなわち、記
録レーザ光が集光照射された記録層の一部は、その複素
屈折率がレーザ照射される前の状態からわずかに変化す
る。具体的には、複素屈折率ｎ^* ＝ｎ−ｉｋの実部ｎ若
しくは虚部ｋまたは実部ｎと虚部ｋの両方が変化する。
また、このレーザ照射による複素屈折率変化は不可逆的
に生ずるものであり、レーザ照射された状態はレーザ照
射停止後も保持される。

【００２８】記録層２の一部の複素屈折率が変化する
と、反射層３との間の光の干渉または記録層２内部での
吸収が変化することに起因して、照射レーザ光に対する
反射光強度が変化するので、この性質を利用して記録が
成されることになる。複素屈折率が不可逆的に変化する
原因は、照射レーザ光の強度が記録層２で吸収され熱に
変換され、この吸収熱によって記録層２をなす材料の結
晶性、組成、結合状態等の物理的若しくは化学的な内部
構造が変化するためである。

【００２９】記録された信号の再生を行うには、保持さ
れた記録状態を変化させないように、記録時より低い強
度のレーザ光を照射することで、記録部および未記録部
の反射率の違いを検出する。このような記録方法は、記
録状態すなわち記録／未記録に対する“１”／“０”と
いったデジタル信号記録再生方法に分類される。ところ
で、本実施形態によれば、第２の保護層４２は第１およ
び第３の保護層４１、４３よりも軟らかいものであるた
め、第２の保護層４２は外力を吸収する緩衝層として機
能する。また、第１および第３の保護層４１、４３を硬
いものとしているため、第１の保護層４１と反射層３と
の密着性が確保できるとともに、第３の保護層４３によ
る耐擦傷性が確保できる。

【００３０】よって、例えば硬筆により保護層４表面
（つまり第３の保護層４３の表面４３ａ）へ記入した際
において、硬筆により押される力を第２の保護層４２に
よって緩衝できる。また、緩衝の際、第２の保護層４２
は変形するが、第１の保護層４１が硬いため、反射層３
および記録層２にまで変形が及ぶことを防止できる。さ
らに、第３の保護層４３による耐擦傷性の確保のため、
保護層４表面は傷つくことが無い。

【００３１】また、上記の硬筆により押される力、ある
いは取扱いの際における外力等によって光情報記録媒体
１０に反り等が発生しても、最内保護層である第１の保
護層４１が硬いため変形が無いので、横滑り等による両
層４１および３の剥離が生じず、第１の保護層４１と反
射層３との密着性が確保される。従って、本実施形態に
よれば、光情報記録媒体にかかる外力による反射特性の
低下を防止することができる。

【００３２】また、本実施形態によれば、第１の保護層
４１は硬く、第１の保護層４１と反射層３との密着性が
確保されているため、従来の光情報記録媒体における反
射層の厚さ（例えば１５０ｎｍ〜２００ｎｍ）に比べ
て、反射層３の厚さを薄く（本実施形態では１００ｎｍ
以下）でき、安価な光情報記録媒体を提供できる。さら
に、本実施形態では反射層３として、高価ではあるが化
学的に安定で耐久性に優れ且つ反射率の良い金を用いて
いるが、上記のように反射層３の厚さを薄くできるた
め、金を用いても安価な光情報記録媒体とできる。

【００３３】また、本実施形態によれば、各保護層４１
〜４３のうち少なくとも１層の複素屈折率の虚部を１．
０以上としている。ちなみに、例えば、複素屈折率の虚
部が１．０よりも小さい材料のみで保護層を形成し、シ
ール、ペン等でラベリングした場合、ラベリングされた
保護層の複素屈折率の虚部は１．０以上にまで変化して
しまう。そのため、光情報記録媒体１０において面内の
反射率が不均一化する。

【００３４】しかし、本実施形態では、予め各保護層４
１〜４３のうち少なくとも１層の複素屈折率の虚部を
１．０以上としているため、光情報記録媒体１０のラベ
リングを行う面であるレーベル面（つまり本実施形態で
は最外保護層である第３の保護層４３の表面４３ａ）へ
の印字等のラベリングを行っても、保護層４全体の複素
屈折率はラベリング前後でほとんど変化しない。

【００３５】従って、ラベリング前後における光情報記
録媒体１０の反射率変化は小さくなり、面内の反射率の
不均一化を低減できるため、シール、ペン等のラベリン
グによる反射特性の低下を防止することができる。な
お、本実施形態においては、保護層４を３層構造とした
が、３層以上であってもよい。その場合には、最内保護
層と最外保護層との間の中間保護層が複数層となるが、
この中間保護層のうち少なくとも一層を、上記第２の保
護層４２のように最内および最外保護層よりも軟らかい
ものとすれば、本実施形態と同様の効果を有する光情報
記録媒体が得られる。

【００３６】また、本実施形態によれば、反射層３と第
１の保護層４１との界面が案内溝１ａ形状を承継してい
るから、案内溝１ａの凹凸によって、反射層３と第１の
保護層４１の横滑りに対する密着性を、より向上でき
る。以下、本実施形態について以下の実施例に基づき更
に述べるが、本実施形態は以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００３７】

【実施例】案内溝１ａを持った透明なポリカーボネイト
製の基板１上に、反応性高周波スパッタ法により、Ｃｕ
とＳｎの原子％が４０：６０の合金ターゲットを用いて
スパッタし、記録層２を形成した。このとき、Ａｒ（ア
ルゴン）とＮ₂ （窒素）とＣＨ₄ （メタン）の混合ガス
を導入する。スパッタパワーは５００Ｗであり、ガス圧
は１２Ｐａであり、ＡｒとＮ₂ とＣＨ₄ との比率は、Ａ
ｒ：Ｎ₂ ：ＣＨ₄ ＝６：３：３である。

【００３８】さらに、反射層３としてＡｕをスパッタ法
により１００ｎｍ形成する。続いて、第１の保護層４１
としてスリーボンド社製光硬化製樹脂３０７０（鉛筆硬
度７Ｈ）を、ＵＶ硬化型樹脂をスピンコータにより塗布
し、ＵＶ光にて硬化させ、膜厚約５μｍとした。そし
て、第２の保護層４２として、スリーボンド社製光硬化
性樹脂３０１４Ｂ（鉛筆硬度２Ｈ）、第３の保護層４３
としてスリーボンド社製光硬化製樹脂３０７０（鉛筆硬
度７Ｈ）を選択し、上記実施形態の効果を明らかにする
ために、以下の３つの条件で保護層４を形成した。

【００３９】第２および第３の保護層４２、４３が無
く、第１の保護層４１のみを形成したもの（サンプル
）。 第１の保護層４１上に、第２の保護層（３０１４Ｂ）
４２を２μｍ、および第３の保護層（３０７０）４３を
２μｍの膜厚で塗布し、ＵＶ光により硬化したもの（サ
ンプル）。

【００４０】第１の保護層４１上に順に、第２の保護
層（３０１４Ｂ）４２を２μｍ、および第３の保護層
（３０７０）４３を２μｍの膜厚で塗布し、ＵＶ光によ
り硬化させ、さらに第２の保護層（３０１４Ｂ）４２の
複素屈折率の虚部が波長６００〜８５０ｎｍの範囲にお
いて１．０以上となるよう、色素を混入したもの（サン
プル）。

【００４１】ここで、上記サンプル〜のうち、サン
プルは比較例であり、サンプルは第２の保護層４２
を第１および第３の保護層４１、４３よりも軟らかくし
たものであり、サンプルはサンプルに加えて第２の
保護層４２に色素を加えたものである。上記３タイプの
光情報記録媒体に記録装置により、同一の情報を記録し
た。その後、レーベル面（サンプルでは第１の保護層
４１表面、サンプル及びでは第３の保護層４３の表
面４３ａ）に市販ボールペン（ペン先１ｍｍ）による引
っかきテスト（荷重４００ｇ）を実施した。

【００４２】その結果、サンプルでは、９０％が再生
不可能になったのに対し、サンプルでは、再生不可能
品は０であった。また、未記録状態品のレーベル面の半
分にシールを添付し、反射率の面内ばらつきを測定した
ところ、サンプルでは約３％であったのに対し、サン
プルでは１％以下であり、レーベル面上のラベリング
による反射率への影響が低減されていることが確認でき
た。

【００４３】以上、上記実施形態および実施例について
述べたが、例えば、上記構成において、記録層を相転移
型のものとして記録、消去、再生可能な書換え可能型の
光情報記録媒体としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光情報記録媒体とその
一部の断面構造を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１…基板、１ａ…案内溝、２…記録層、３…反射層、４
１…第１の保護層、４２…第２の保護層、４３…第３の
保護層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３８ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３８Ｊ (72)発明者 河内 泰司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 久野 裕也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１）上に記録層（２）、該記録層
   （２）上に反射層（３）が形成され、記録レーザ光の照
   射により前記記録層（２）に情報を記録する光情報記録
   媒体において、 前記反射層（３）上に第１の保護層（４１）、該第１の
   保護層（４１）上に第２の保護層（４２）、該第２の保
   護層（４２）上に第３の保護層（４３）が形成されてお
   り、 前記第２の保護層（４２）は、前記第１および第３の保
   護層（４１、４３）よりも軟らかいものであることを特
   徴とする光情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記反射層（３）は前記第１の保護層
   （４１）よりも薄いもの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。
3. 【請求項３】 前記反射層（３）の厚さが１００ｎｍ以
   下であ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。
4. 【請求項４】 前記反射層（３）は金からなることを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光情
   報記録媒体。
5. 【請求項５】 前記第２の保護層（４２）は、ＪＩＳ−
   Ｋ５４００鉛筆硬度２Ｈ以下の硬度特性を有する材料か
   ら選択されることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れか１つに記載の光情報記録媒体。
6. 【請求項６】 前記第１および第３の保護層（４１、４
   ３）は、ＪＩＳ−Ｋ５４００鉛筆硬度３Ｈ以上の硬度特
   性を有する材料から選択され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. 【請求項７】 前記各保護層（４１〜４３）のうち、少
   なくとも一層が光吸収性を有しており、この光吸収性を
   有する保護層の複素屈折率の虚部が波長６００〜８５０
   ｎｍの範囲において１．０以上であることを特徴とする
   請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光情報記録媒
   体。
8. 【請求項８】 前記基板（１）にはレーザ光によりトラ
   ッキング制御を行うための案内溝（１ａ）が形成されて
   おり、前記反射層（３）と第１の保護層（４１）との界
   面が前記案内溝（１ａ）形状を承継していることを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光情報
   記録媒体。