JP4588081B2 - 光情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このような光情報記録媒体は、光入射側の面に案内溝(プリグルーブ)が形成された厚さ1.1mmの樹脂基板上に光反射層、記録層が順次形成され、その上に厚さ0.1mmの光透過性の樹脂からなる光透過層が設けられ、CD−RやDVD±Rと同等の直径及び厚さに形成されているものである。また、記録層の保護のために該記録層と光透過層の間に光透過性の無機材料で構成された保護層が設けられている場合もある。このような光記録媒体の記録層は、アゾ系色素やシアニン系色素等の色素を含む有機物質や、Si、Cu、Sb、Te、Ge等の無機物質で構成され、記録用のレーザ照射によってピットを形成することによってデータが記録される。
すなわち、前記ブルーレイディスクにおける光反射層には、ブルーレーザ光に対する高反射率を有していることから、Agを主成分とするAg系反射膜が用いられるが、熱伝導率が高いためにマーキングに高いレーザパワーを必要とし、そのため保護層及びカバー層にダメージを与える結果となる。
そこで、バーストカッティングが低パワーで行えるように、光反射層の熱伝導率を下げたり、反射膜厚を薄くしたりすると、通常の記録エリアでの特性や信頼性が悪化するという問題がある。
(1)一方の主面に螺旋状の溝が形成された円板状の基板と、該基板の前記主面上に、表面に前記基板の溝に対応するグルーブが形成されレーザ光を反射する光反射層と、レーザ光を吸収する有機色素から構成された光吸収物質を含む光記録層と、保護層と、光透過層と、をこの順に有し、
前記光記録層に、レーザ光を照射することにより光学的に読み取り可能な主情報を記録するための主情報領域と、該主情報領域より内周側にBCA相当領域を備えた光情報記録媒体であって、
前記BCA相当領域の光反射層の熱伝導率が前記主情報領域の光反射層の熱伝導よりも小さくなっていることを特徴とする光情報記録媒体。
(2)一方の主面に螺旋状の溝が形成された円板状の基板と、該基板の前記主面上に、少なくとも、表面に前記基板の溝に対応するグルーブが形成されレーザ光を反射する光反射層と、レーザ光を吸収する有機色素から構成された光吸収物質を含む光記録層と、保護層と、光透過層と、をこの順に有し、
前記光記録層に、レーザ光を照射することにより光学的に読み取り可能な主情報を記録するための主情報領域と、該主情報領域より内周側にBCA相当領域を備えた光情報記録媒体であって、
前記BCA相当領域の光反射層の厚みが前記主情報領域の光反射層の厚みよりも薄くなっていることを特徴とする光情報記録媒体。
(3)前記光反射層が第1層と第2層の二層からなり、前記第1層は前記BCA相当領域と前記主情報領域の両方に亘って設けられており、前記第2層は前記BCA相当領域には設けられていないことを特徴とする前記(2)の光情報記録媒体。
(4)前記第1層と前記第2層とが同じ材料で構成されていることを特徴とする前記(3)の光情報記録媒体。
(5)前記第1層の熱伝導率が、前記第2層の熱伝導率よりも小さくされていることを特徴とする前記(3)の光情報記録媒体。
また、図3に示すように、前記光反射層13の前記基板11の溝12が形成された主面と接する側とは反対側の表面には、前記基板11の溝12に対応するように前記基板11の溝12と等しいトラックピッチTrBで螺旋状に形成されたグルーブ13bと、該グルーブ13bに隣接するランド13aとが形成されている。
グルーブ13bのトラックピッチTrBは、200〜400nmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは250〜350nm、例えば320nmである。また、グルーブ13bの深さDは、20〜150nmの範囲とすることが好ましく、例えば45nmである。さらに、グルーブ13bの溝幅Wは、50〜250nmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは、100〜200nm、例えば170nmである。
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11を作成することが好ましい。また、上記基板11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。
前記溝12は、前記基板11の射出成型に用いられる金型内に、一方の主面に前記溝12とは逆パターンの螺旋状の凸条の微細加工が施されたスタンパと呼ばれる型板を配置して前記基板11の射出成型時に同時に形成されることが好ましい。
また、本発明において、光反射層13は、前記BCA相当領域1における光反射層と、前記主情報領域3における光反射層とが異なる膜厚及び/又は材質を有しており、BCA相当領域における光反射層は、主情報領域における光反射層より、バーストカッティングし易くされている。
すなわち、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により光反射層を形成する際に、前記BCA相当領域1及び前記主情報領域3の両方に亘って、第1の光反射層13′を設け、次に、前記BCA相当領域1をマスキングするインナーマスクを用いて、第2の光反射層13″を設けることにより達成できる。
図4は、基板の半径方向における第1の反射層及び第2の反射層が形成される範囲を模式的に示す図であり、図の左側がディスクの内周側であり、右側がディスクの外周側である。
図4から明らかなとおり、この方法により、前記BCA相当領域1には、第1の光反射層13′のみが設けられ、前記主情報領域3には、第1の光反射層13′及び第2の光反射層13″の2層が設けられることとなる。
すなわち、BCA相当領域1の光反射層の層厚は、主情報領域3の光反射層の層厚に比較して薄く形成されることによって、BCAマークの形成に必要なレーザパワーを小さくできると共に、主情報領域3には、全反射に充分な層厚を確保することが可能となる。
また、前記第1層の光反射層を形成する材料の熱伝導率を、前記第2の光反射層を形成する材料よりも熱伝導率よりも小さくすることにより、より一層、前述のBCA記録と主情報記録における特性の両立が可能となる。
すなわち、インナーマスクをつかって、前記主情報領域3をマスキングしてから、熱伝導率の小さい材料を用いて、BCA相当領域1にのみ光反射層を設け、次いで、前記インナーマスクを、前記BCA相当領域1をマスキングするインナーマスクに取り換えて、熱伝導率の大きい材料を用いて、主情報領域3にのみ光反射層を設けることにより達成できる。
図5は、基板の半径方向における、材質の異なる第1の反射層及び第2の反射層が形成される範囲を模式的に示す図であり、図の左側がディスクの内周側であり、右側がディスクの外周側である。
図5から明らかなとおり、この第2の方法によれば、前記BCA相当領域1には、熱伝導率の小さい光反射層13が形成され、前記主情報領域3には、熱伝導率の大きい光反射層が設けられることとなる。
これにより、BCAマークの形成に必要なレーザパワーを小さくできると共に、主情報領域3には、良好な記録特性に必要な充分に大きい熱伝導率を有する光反射層を形成することが可能となる。
さらには、前述の両光反射層の層厚を変える方法を加えて、前記の熱伝導率の小さな材料で構成されているBCA相当領域の光反射層の厚みを、前記の熱伝導率の大きな材料で構成されている主情報領域の光反射層の厚みよりも薄くすることにより、より一層、前述のBCA記録と主情報記録における特性の両立が可能となる。
また、上記BCA相当領域における光反射層13を構成する材料としては、熱伝導率の小さいものが好ましく用いられ、例えば、Ag合金又はAl合金が用いられる。
上記保護層15としては、SiO2、ZnS−SiO2、Nb2O5−Al2O3等からなる透明な膜が好ましく、例えば蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、等により前記光記録層14が形成された面上に形成されることが好ましい。中でも、量産性、コストの面からスパッタリング法が特に好ましい。
このような接着剤層16としては、エポキシ系その他の透明な反応性硬化樹脂、もしくは紫外線硬化性の透明な樹脂を主成分とするものが好ましく、スピンコート法やスクリーン印刷法等の手段により前記保護層15上及び/又は後述する厚さ約0.1mmのシート状の光透過層17の下面に塗布した後、前記基板11の保護層15と前記シート状の光透過層17とが接着剤層16により接合され、厚さ約1.2mmのディスク状の光情報記録媒体が得られる。
上記光透過層17の厚みは通常400nm〜420nm付近の波長のレーザ光が照射されて前記光記録層14にデータ記録及び/又は前記光記録層14から読み出しされるように構成されるために、通常0.1mmであることが好ましい。
以下に、光透過層17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。
(実施例1)
〈基板の製造〉
ガラス原盤上にスピンコート法によってフォトレジスト(感光剤)をそれぞれ所定の厚さで塗布してレジスト膜を形成し、カッティング装置のレーザ光により所定の露光幅寸法となるように露光した後、得られたガラス原盤上に現像液を滴下し、現像処理して、ディスク状の光情報記録媒体の基板の溝に対応した凹凸のレジストパターンを形成した。
次に、このガラス原盤上にめっき処理によりニッケルを析出させ、これを剥離し、外形をディスク形状にトリミングしてスタンパを得た。
次に、このスタンパを射出成型装置のキャビティ内にセットし、キャビティ内にポリカーボネート樹脂を注入して、一方の主面に螺旋状の溝を有する基板を得た。
前記螺旋状の溝が形成された主面上にスパッタリング装置により、直径34.0mmのインナーマスクを使い、ターゲット材料として、組成が「Ag−0.65Cu−1.0In(wt%)」のAg合金(熱伝導率1.03W/(cm・K))を用いて、一様な厚みでスパッタリングすると、ディスクの中心からの半径17mm以降に、膜厚20nmの第1の光反射層13′が形成された。
次に、前記インナーマスクを、直径44.3mmのインナーマスクに代えて、同じ材料を用いてスパッタリングすると、ディスクの中心からの半径22.15mm以降に、膜厚80nmの第2の光反射層13″(トータルの層厚100nm)が形成された。
なお、通常のディスクでは、半径21.00〜22.01mmの範囲がBCA相当領域と制定されているが、本発明者の実測では、21.19〜22.08mmの範囲に記録されていた。主情報記録領域3との境界は曖昧になったが、22.1〜23.0mmは、再生のみに用いる領域であるため問題はなかった。
前記基板上に厚さ60nmになるように、前記化学式1に示すアゾ系の有機色素を含有する色素溶液をスピンコート法により塗布した。
次に、この基板上にスパッタ装置を用いてZnS−SiO2をスパッタして、厚さ25nmの保護膜を形成した。
さらに、この基板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、この基板上に厚さ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た。
次に、この光情報記録媒体の前記BCA相当領域に、レーザ波長810nm,ビーム径約0.85μm×約35μmを有するBCAカッティング装置にて、レーザのバイアスパワー200mW、カッティング速度1000rpm,半径方向のビーム送り量6μm、記録開始位置21.0mm、記録終了位置22.0mmの条件で、周方向の幅が10μmのBCAマーク4を形成し、ディスク状の光情報記録媒体を得た。
この光情報記録媒体におけるBCAマーク形成に必要なパワーは、3000mWであった。また、BCAマーク形成後の光情報記録媒体について調べたところ、保護層及び光透過層にダメージは見いだせなかった。
実施例1において、第1の光反射層13′の形成材料を、組成が「Ag−0.95Bi−3.95Nd(wt%)」のAg合金(熱伝導率0.4W/(cm・K))に代える以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。この材料は、第1光反射層13′及び第2の光反射層13″に用いた組成「Ag−0.65Cu−1.0In(wt%)」のAg合金より熱伝導率が小さいものである。
この光情報記録媒体におけるBCAマーク形成に必要なパワーは、2000mWであった。また、BCAマーク形成後の光情報記録媒体について調べたところ、保護層及び光透過層にダメージは見いだせなかった。
実施例1において、光反射層の形成を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
実施例1における光反射層の成形において、直径34.0mmのインナーマスクと、直径44.3mmの穴のあいたドーナツ状インナーマスクとを使い、ターゲット材料として、組成が「Ag−0.95Bi−0.92Nd−6.47Sn(wt%)」のAg合金(熱伝導率0.26W/(cm・K))を用いて、一様な厚みでスパッタリングすると、ディスクの中心からの半径17〜22.15mmの範囲に、膜厚60nmの光反射層13が形成された。
次に、前記インナーマスクを、直径44.3mmのインナーマスクに代えて、ターゲット材料として、組成が「Ag−0.65Cu−0.2In(wt%)」のAg合金(熱伝導率1.53W/(cm・K))を用いてスパッタリングすると、ディスクの中心からの半径22.15mm以降に、膜厚100nmの第2の光反射層が形成された。
この光情報記録媒体におけるBCAマーク形成に必要なパワーは、2000mWであって、また、BCAマーク形成後の光情報記録媒体について調べたところ、保護層及び光透過層にダメージは見いだせなかった。
実施例3において、第1の光反射層の材料を、組成「Al−24.3Nd−5.1Ta(wt%)」のAl合金(熱伝導率0.18W/(cm・K))に変更するとともに、第2の光反射層の層厚を60nmに変更した以外は、実施例3と同様にして光情報記録媒体を得た。
この光情報記録媒体におけるBCAマーク形成に必要なパワーは、1000mWであった。また、BCAマーク形成後の光情報記録媒体について調べたところ、保護層及び光透過層にダメージは見いだせなかった。
実施例1において、光反射層を以下のように一度で形成した以外は、実施例1と同様にして光情報記録媒体を得た。
直径34.0mmのインナーマスクを使い、ターゲット材料として、組成が「Ag−0.65Cu−0.2In(wt%)」のAg合金(熱伝導率1.53W/(cm・K))を用いて、一様な厚みでスパッタリングし、ディスクの中心からの半径17mm以降に、膜厚60nmの光反射層13を形成した。
この光情報記録媒体におけるBCAマーク形成に必要なパワーは、5000mWであった。また、BCAマーク形成後の光情報記録媒体について調べたところ、保護層及び光透過層にダメージが見られた。
2:中間領域
3:主情報領域
4:BCAマーク
5:中心孔
10:光情報記録媒体
11:基板
12:溝
13:光反射層
13a:ランド
13b:グルーブ
13′:第1の光反射層
13″:第2の光反射層
14:光記録層
15:保護層
16:接着剤層
17:光透過層
Claims (5)
- 一方の主面に螺旋状の溝が形成された円板状の基板と、該基板の前記主面上に、少なくとも、表面に前記基板の溝に対応するグルーブが形成されレーザ光を反射する光反射層と、レーザ光を吸収する有機色素から構成された光吸収物質を含む光記録層と、保護層と、光透過層と、をこの順に有し、
前記光記録層に、レーザ光を照射することにより光学的に読み取り可能な主情報を記録するための主情報領域と、該主情報領域より内周側にバーストカッティングエリアに相当する領域(以下、「BCA相当領域」と称す。)を備えた光情報記録媒体であって、
前記BCA相当領域の光反射層の熱伝導率が前記主情報領域の光反射層の熱伝導よりも小さくなっていることを特徴とする光情報記録媒体。 - 一方の主面に螺旋状の溝が形成された円板状の基板と、該基板の前記主面上に、少なくとも、表面に前記基板の溝に対応するグルーブが形成されレーザ光を反射する光反射層と、レーザ光を吸収する有機色素から構成された光吸収物質を含む光記録層と、保護層と、光透過層と、をこの順に有し、
前記光記録層に、レーザ光を照射することにより光学的に読み取り可能な主情報を記録するための主情報領域と、該主情報領域より内周側にBCA相当領域を備えた光情報記録媒体であって、
前記BCA相当領域の光反射層の厚みが前記主情報領域の光反射層の厚みよりも薄くなっていることを特徴とする光情報記録媒体。 - 前記光反射層が第1層と第2層の二層からなり、前記第1層は前記BCA相当領域と前記主情報領域の両方に亘って設けられており、前記第2層は前記BCA相当領域には設けられていないことを特徴とする請求項2に記載の光情報記録媒体。
- 前記第1層と前記第2層とが同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項3に記載の光情報記録媒体。
- 前記第1層の熱伝導率が、前記第2層の熱伝導率よりも小さくされていることを特徴とする請求項3に記載の光情報記録媒体。
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