JPS6159646A - エア−サンドイツチ型情報記録媒体 - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、エア−サントイ７チｍ造を有する情報記録媒
体に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、高エ
ネルギー密度のレーザービームを用いて情報の１！Ｊき
込みおよび／または読み取りができるエアーナンドイッ
チ型情報記録媒体に関するものである。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビー
ムを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されている
。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・デ
ィスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止画
像ファイルおよび大容量コノピユータ川ディスク・メモ
リーとして使用されうるちのである。

光ディスクは、基本構造としてプラスチック、ガラス等
からなる円盤状の透明基板と、この上に設けられたＢｉ
、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ等の金属または半金属からなる記Ｑ
層とを有する。なお、７．Ｉｉ板と記録層との間には通
常、基板と記Ｑ層との接着力の向上および光ディスクの
感度の向上などの点から、高分子物質からなる下塗層が
設けられている。

光ディスクへの情報の書さ込みは、たとえばレーザービ
ームをこの光ディスクに照射することにより行なわれ、
記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇
する結果、物理的あるいは化学的な変化を生じてその光
学的特性を変えることにより情報が記録される。光ディ
スクからの情報の読み取りもまた、レーザービームを光
ディスクに照射することにより行なわれ、記録層の光学
的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出するこ
とにより情報が再生される。

最近、記録層を保護するためのディスク構造として、二
枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚のノ、（板上に
記録層を設け、この二枚の基板を記録層が内側に位置し
、かつ閉空間を形成するように独立のリング状内側スペ
ーサ手段とリング状外側スペーサ手段とを挟んで接合し
てなるエアーサンドイッチ構造が提案されている。また
、独立のスペーサ手段の代りに、円盤状基板の中心部お
よび外周部にスペーサ手段が設けられて一体化された基
板を接合してなるエアーサンドイッチ構造も提案されて
いる。このような構造を有する光ディスクでは、記ｊ２
層は直接外気に接することなく、情報の記録、再生は）
１（板を透過するレーザ光で行なわれるために、一般に
記録層が物理的または化学的な損傷を受けたり、あるい
はその表面に塵埃が付刃して情報の記録、再生の障害と
なることがない。

このエアーサンドイッチ構造の光ディスクにおいて、二
枚の基板と外側スペーサ手段および内側スペーサ手段と
により区画された内部空間には、たとえば特開昭５７−
７４８４２号公報に記載されているように、窒素ガスな
どの不活性ガスが封入されて記録層を構成する金属の酸
化を防止している。また特開昭５９−２６２９４号公報
には。

同じく記録層の酸化を防ぐ目的で内部空間に不活性ガス
または乾燥空気などの酸化防止性気体を封入する技術が
開示されている。

しかしながら、本発明者の検討によると、基板　。

上に下塗層を介して記ｔａ層を設けた場合には、内部充
填ガスが不活性ガス、乾燥空気などの低湿度の気体また
は水蒸気を含まない気体であると、下塗層と記録層との
密若力が必要以上に高められるために、レーザービーム
による記録の際に記録層に穴（ピット）が充分に形成さ
れがたいとの問題が生ずることが判明した。この結果、
記録ピットが局所的に形成されない事７ｍが発生し、光
ディスクの感度低下をもたらすことになる。

情報の記録および再生の精度の観点から要求される記Ｑ
層の酸化防止に加えて、基板とスペーサ手段とを接合す
るための接着剤七して放射線硬化性接着剤を使用する場
合には、一般に接着剤が鎌気性であるために、内部充填
ガスは酸素を含まないものであることが要求される。

たとえば、下塗層を有する光ディスクにおいて紫外線な
どの放射線による硬化性接着剤が、内部空間に空気など
が存在するために充分に硬化されずに未硬化のモノマー
を含有する場合には、時間が経過するにつれて接着剤中
の未硬化上ツマ−がディスクの内部空間にガスとなって
出て、このガスが記Ｑ層のピットより侵入し、これに接
する下塗層の樹脂を膨潤させる傾向にある。この下塗層
の膨潤は、記録層のピット周辺が盛り上がるという、い
わゆる「下塗層の浮き上がり」をもたらして情報の読取
りの際に信号の形状の歪みを発生させるために、読取り
誤差が生じる原因となっている。

［発明の要旨］ 禾発明は、高感度のエアーサンドイッチ構造の情報記録
媒体を提供することをその目的とするものである。

よた、未完１ｊｌは、下塗層の）γさ上がりが実質的に
発生しないエアーサンドイッチ構造の情報記録媒体を提
供することもその目的とするものである。

すなわち１本発明は、二枚の円盤状基板がリンク状内側
スペーサ手段とリング状外側スペーサ手段とを介して接
合され、かつ少なくともその一方の基板の内側表面に下
塗層を介してレーザーによる情報の口き込みおよび／ま
たは読み取りが可能な記録層が設けられてなるエアーサ
ンドインチ構造の情報記録媒体において、該基板とスペ
ーサ手段とにより区画された空間に不活性ガスおよび水
蒸気が封入されていることを特徴とする情報記録媒体を
提供するものである。

［発明の構成］ 本発明は、下！？３を有するエアーサンドイッチ構造の
情報記録媒体において、内部空間に不活性ガスと水蒸気
とからなる気体を充填することにより、感度の低下を効
果的に防止し、また下塗層の浮き上がりを顕著に低減さ
せることを実現するものである。

すなわち、内部空間を高湿度とすることにより下塗層と
この上に設けられた記録層との密着力の過度の増加を好
適に抑制することができる。そして、これら両層の密着
力が過度に高いためにピットが局所的に形成されないと
いうピットの欠陥の発生を防いで、記録媒体を高感度と
することができる。

また１区画された内部空間に実質的に酸素を含まない高
湿度の不活性ガスを充填することによって、記Ｑ層を構
成する金属の酸化を防止し、情報の記録、再生の精度を
高めることができる。

４、νに、基板とスペーサ手段との接合に放射線硬化性
接着剤を用いる場合に、接着剤を紫外線などの放射線の
照射によって充分に硬化させることができ、接着剤中の
未硬化のモノマーによる下塗層樹脂の膨潤を防いで、下
塗層の浮き上がりの発生を低減させることができる。こ
のことにより、情＋ｙの再生における信号の読取り誤差
を減少させることが可能となる。

未発〔１１の情報記録媒体は、たとえば、第１ＶＡに示
すような外観形状を有し、ｉ２図に断面図にて示される
構成をとるものである。すなわち、二枚の円轟状基板Ｌ
ａ、ｌｂの上にはそれぞれ下塗層２ａ、２ｂおよび記ｔ
２Ｗ３ａ、３ｂが設けられ、両基板は下塗層２ａ、２ｂ
および接着剤層４ａ、４ｂを介して独立のリング状外側
スペーサ手段５およびリング状内側スペーサ手段６を挟
んで接合されている。そして、二枚の基板１ａ、ｌｂと
外側スペーサ手段５および内側スペーサ手段６とにより
、密［■空間７が形成されている。

また、エアーサンドイッチ構造の別の例として、たとえ
ば、：ｉＳ３図および第４図に断面図にて示される構造
をとるものが挙げられる。すなわち、第３図においては
、二枚の円盤状基板１ａ、ｌｂの外周部および中心部そ
れぞれにリング状スペーサ手段５．６が設けられて基板
とスペーサ手段とが一体化されており、両）、（板はス
ペーサ手段により接着剤層４を介して接合されている。

また、：ｉＳ４図のおいては、二枚の円諮状基板１ａ、
１ｂの中心部それぞれにリング状スペーサ手段６が設け
られて基板と内側スペーサ手段とが一体化されており、
両基板は一体化された内側スペーサ手段６および独立の
外側スペーサ手段５により、接着剤層４を介して接合さ
れている。

なお、第２図、第３図および第４図に示した情報記録媒
体は未発ＵＪＩに従う記録媒体の一構成例であり１本発
明の記録媒体は上記の構成に限定されるものではない、
また、未明ｍ書においてスペーサ手段とは、独立の構造
をとるスペーサ、および２、（板と一体化されてスペー
サとしての機能を果すスペーサ部分の両方を意味するも
のである。

以上に述べたような好ましい特性を有する本発明の情報
記録媒体は、たとえば、次にような方法により製造する
ことができる。

本発明において使用する基板は、従来の情報記録媒体の
基板として用いられている各種の材料から任意に選択す
ることができる。基板の光学的特性、平面性、加工性、
取扱い姓、経時安定性および製造コストなどの点から、
基板材料の例とじては強化ガラス等のガラス；セルキャ
ストポリメチルメタアクリレート、射出成形ポリメチル
メタアクリレート等のアクリル樹脂；塩化ビニル、塩化
ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；およびポリカー
ボネートを挙げることができる。

記Ｑ層が設けられる側の表面には、平面性の改善、記録
層との接辺力の向上、断熱効果による感度の向上および
記録層の変質の防止などの目的で、下塗層が設けられて
いてもよい、下塗層の材料としては、たとえば、ポリメ
チルメタアクリレート、アクリル酸・メタアクリル酸共
重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニ
ルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、スチレ
ン・スルホン酸共重合体、スチレン・ビニルトルエン共
重合体、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化ポリエ
チレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリエス
テル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、
エチレン・酢故ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリカルボネートなどの高分子物質を挙げる
ことができる。

下塗層は、上記高分子物質を適当な溶剤に溶解または分
散したのち、この塗布液を、スピンコード、ティップコ
ート、エクストルージョンコート、バーコード、スクリ
ーン印刷などの塗布方法を用いて基板上に塗布すること
により形成することができる。下塗層の層厚は一般に０
．０１乃至２０終ｍであり、好ましくはｏ、ｉ乃至１０
延ｍである。

次に、下塗層上には記録層が設けられる。

記録層に用いられる材料の例としては、Ｔｅ。

Ｚｎ、Ｉ　ｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ａｎ、Ｃｕ、Ｇｅ等の金属
；Ｂｉ、Ａｓ、ｓｂ＃ｌ；の半金属；Ｇｅ、Ｓｉ等の半
導体；およびこれらの合金またはこれらの組合せを挙げ
ることができる。また、これらの金属または半金属の硫
化物、酸化物、ホウ化物、ケイ素化合物、炭化物および
窒化物等の化合物、およびこれらの化合物と金属との混
合物も記Ｒ層に用いることができる。

記録層は、上記材料を蒸着、スパッタリング。

イオンブレーティングなどの方法により基板上に直接に
または下塗層を介して形成することができる。記Ｑ層は
単層または重層でもよいが、その層厚は、光情報記録に
要求される光学濃度の点から一般に１００乃至５５００
λのＲ囲である。記録層は二枚の基板の両方に設けられ
ていてもよく、あるいは片方のみに設けられていてもよ
い。

記録層の下には記録層を設ける前に予めスタンパ−等を
用いて微細な凹凸の形でアドレス信号などの情４ｇおよ
びトラッキング用の案内溝などを設けておいてもよい、
また、情報記録媒体が再生専用である場合には、予め基
板の片面にスタンパ−を用いて微細な凹凸を形成したの
ち、Ａｉ、Ｃｕ等の反射性物質からなる暦を形成しても
よい。

なお、基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面に
は、耐傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酷
化ケイ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質
からなる＋’、ａ　ｎりが真空蒸着、スパッタリング等
により設けられていてもよい。

次に、記録層の形成された二枚の基板を記録層を内側に
して、スペーサ手段を挟んで接合する。

接合は、接着剤を用いて外側スペーサ手段および内側ス
ペーサ手段と二枚の基板とを不活性ガスおよび水蒸気か
らなる雰囲気下で貼り合わせることにより行なわれる。

すなわち、高湿度の不活性ガス雰囲気下で接合を行なう
ことにより、本発明の特徴的な要件であるエアーサンド
イッチ構造の内部空間への上記気体の封入を完了させる
。

本発明の記録媒体において内部充填ガスとして使用され
る不活性ガスの例としては、Ｎ２、　　　　□Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅなどの気体を挙げることができる。また、不活
性ガスとともに充填される水薄気の星は、２５°Ｃの温
度における相対湿度（ＲＨ）が２０〜９０％の範囲とな
るような量であることが好ましく、特に好ましくは５５
〜８０％の範囲である。また、内部充填ガスの圧力は２
５℃の温度で一気圧となるようにする。

接着剤は公知の各種の接着剤を用いることかできるが、
耐久性の点からは紫外線、電子線などの照射により硬化
する放射線硬化性接着剤が好ましい、その例としては、
（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、（
メタ）アクリルアミド、７クリロニトリルおよびこれら
の誘導体；多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステ
ル；およびこれらの混合物を挙げることができる。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

ただし、これらの各個は本発明を制限するものでない。

［実施例１］ 中央に円形穴を有する二枚の円盤状ガラス基板（外径：
３０５ｍｍ、内径二９０ｍｍ、厚さ：１．３ｍｍ）のそ
れぞれの片面に、２％のスチレン・無水マレイン酸共重
合体溶液（メチルエチルケトンとメチルセロソルブアセ
テート （容積比）溶液）を回転数１００Ｏｒｐｍのスピンナー
を用いて塗布したのち、１２０℃の温度で５分間乾燥し
て乾燥膜厚が０．２ｇｍの下塗層を形成した。

さらにこの下塗層の上に，２％のメチルメタアクリレー
ト溶液（トルエンとメチルセロソルブの４：ｌ（容積比
）溶液）を同様にしてスピンナーを用いて塗布したのち
乾燥して，乾燥膜厚が０。

２川ｍの下塗層を形成した。

次に、下塗層表面にＩｎとＧｅＳとを５＝３（Ｉ　ｎ　
：ＧｅＳ、容積比）の比率で共非着させて，２７５人の
記録層を形成した。

リング状のアルマイト処理した二個のへ見スペーサ（外
側スペーサと内側スペーサ、外側スペーサの外径：３０
５ｍｍ、内径：　２　９　５　ｍ　ｍ　、内側スペーサ
の外径：１６０ｍｍ，内径：３５ｍｍ）の接着面に、転
写印刷法により層厚が５０ｐｍの下記組成の紫外線硬化
性接着剤からなる暦を設けた。

以下余白 ７　　　　　　′　　　二根主 オリゴウレタンアクリレート （Ｕ−７８２　、チオコール社製） ＣＨ３ Ｈ ＣＨ３ ＣＨ２＝Ｃ Ｃ　Ｏ　Ｏ　Ｃ　２　Ｈ　４　０　Ｈ ＣＨ３ ■ ＣＨ２　＝Ｃ　　　　　　　　　　ＯＣＨ。

Ｃｏｏ　（ＣＨ２）３−Ｓｉ ＣＨ３ Ｈ 上記ガラス基板を記Ｑ層を内側にしてＡＭスペーサを介
して、窒素ガスと水蒸気とからなる雰囲気下（２５°Ｃ
の相対湿度：６０％）で接着したのち，ｌｋｗの高圧水
銀灯２台を用いて５０ｃｍの距離から両面同時に紫外線
を２分間照射した。

このようにして、第２図に示すような構成を有する情報
記録媒体を製造した。

［比較例１］ 実施例１において，基板とスペーサ手段との接着を窒素
ガス雰囲気下（２５℃の相対湿度：１２％）で行なうこ
と以外は実施例１の方法と同様の操作を行なうことによ
り．ｍ２図に示すような構成を有する情報記録媒体を製
造した．なお、上記雰囲気はガスボンベからの窒素ガス
を直接用いることにより形成した。

〔比較例２〕 実施例１において，基板とスペーサ手段との接着を大気
中（２５℃の相対湿度＝６０％）で行なうこと以外は実
施例１の方法と同様の操作を行なうことにより，第２図
に示すような構成を有する情報記録媒体を製造した。

［情報記録媒体の評価］ 得られた各情報記録媒体を５ｍ／秒の線速度で回転させ
、１．２５ＭＨｚ、デユーティ−比１１の条件で、半導
体レーザー（化カニ９ｍＷ、波長：８２０ｎｍ）を用い
て記録層にピットを設けることにより記録した。

次に、ピットの設けられた情報記録媒体について、下記
の感度試験および下塗層の浮き上がり試験により評価し
た。

（１）感度試験 情報記録媒体の記録層を８００倍の光学顕京鏡（透過光
利用）を用いて観察し、形成されたピット数に対する未
形成のピット数の比率を測定した。

（２）下塗層の浮き上がり試験 情報記録媒体を、温度６０℃、湿度９０％ＲＨの恒温槽
中で７日間放置したのち、上記の光学顕微鏡（反射光利
用）を用いて記録ピットの周辺の状態を観察して、以下
のＡ−Ｃの三役術で評価を行なった。

Ａ：記録ピットの周囲は全く盛り上がっていなかった。

Ｂ　記録ピットの周囲は若干盛り上がっていたが、使用
上の問題がない程度であった。

Ｃ；記録ピットの周囲が盛り上がっていた。

得られた結果を第１表に示す。

第１表 感度　　下塗層の浮き上がり 実施例１　　１０−’以下　　　　　Ａ比較例１　　　
ｔｏ−”〜１０−’　　　　Ａ比較例２　　１０−’以
下　　　　　Ｃ

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明のエアーサンドインチ型情報記録媒体
の例を模式的に示す斜視図である。 第２図は、第１図のｘ−Ｘ線に沿った断面図であり、本
発明のエアーサンドイッチ型情報記録媒体の一例を示す
図である。 第３図および第４図はそれぞれ、本発明のエアーサンド
イッチ型情報記録媒体の別の構造例を示す断面図である
。 １ａ、１ｂ：基板、 ２ａ、２ｂ：下塗層、 ３ａ、３ｂ：記録層。 ４．４ａ、４ｂ：接着剤層、 ５：外側スペーサ手段。 ６：内側スペーサ手段 ７：密閉空間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二枚の円盤状基板がリング状内側スペーサ手段とリ
   ング状外側スペーサ手段とを介して接合され、かつ少な
   くともその一方の基板の内側表面に下塗層を介してレー
   ザーによる情報の書き込みおよび／または読み取りが可
   能な記録層が設けられてなるエアーサンドイッチ構造の
   情報記録媒体において、該基板とスペーサ手段とにより
   区画された空間に不活性ガスおよび水蒸気が封入されて
   いることを特徴とする情報記録媒体。 ２、上記空間内の２５℃の温度における相対湿度が、２
   ０〜９０％の範囲にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の情報記録媒体。 ３、上記空間内の２５℃の温度における相対湿度が、５
   ５〜８０％の範囲にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の情報記録媒体。 ４、上記不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ５、上記基板とスペーサ手段もしくはスペーサ手段とス
   ペーサ手段が、放射線硬化性接着剤を介して接合されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報
   記録媒体。