JP2008186509A

JP2008186509A - 光情報記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2008186509A
Application number: JP2007018807A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Hagiwara; 康仁萩原
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】機械的強度が比較的弱い、薄い樹脂基板の方に案内溝、記録層及び反射層を形成することができる手段を提案する。
【解決手段】前駆基板３２は、中央に直径１５ｍｍの貫通孔ＣＨを有しかつ厚さが０．１ｍｍを有する直径１２０ｍｍの第二の基板３が、厚さ０．３〜０．６ｍｍのリング状の枠３３によって保持されているものとなる。このリング状の枠３３が補強部材として働く。以降の工程への搬送時またはスピンコート時では、第二の基板３はリング状の枠３３を介して装置に保持される。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＢＤ−Ｒ（追記型ブルーレイディスク）等の次世代光情報記録媒体及びその製造方法に関するものである。

情報記録媒体として、光ディスク等の光情報記録媒体が急速に普及しつつある。このような光情報記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ（追記型ＣＤ）のような、光入射面側と反対側の面に案内溝（プリグルーブ）が形成された厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍまたは８０ｍｍの光透過性の樹脂基板上に反射層、記録層を順次形成したものがある。近年、さらに高い情報記録密度が要求されてきている。そこで、スポット径を小さくして高密度記録を実現するために、レーザ波長を短く且つ開口数（ＮＡ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅｒｔｕｒｅ）の大きな対物レンズを使用する方式が考えられ、例えばＤＶＤ±Ｒ（追記型ＤＶＤ）のような光情報記録媒体が実現されている。このＤＶＤ±Ｒは、短波長化と高ＮＡ化によるディスクの傾き角度（チルト）の許容値を大きくするために、厚さ０．６ｍｍの光透過性の樹脂基板を２枚貼り合せ、この基板間に反射層及び記録層を挟んだ構造を有している。

しかし、近年では高精細な映像データを記録するために、さらに高い情報記録密度が要求されてきている。そこで、ＢＤ−Ｒ（追記型ブルーレイディスク）のように、厚さ１．１ｍｍの樹脂基板の光入射側に反射層及び記録層が形成され、この反射層及び記録層が形成された面上に厚さ０．１ｍｍの光透過性のカバー層が設けられた構造の光情報記録媒体が提案されている。

このような光情報記録媒体１‘は、例えば特開２００３−４５０７９号公報では、図１１に示されるように、光入射面側に案内溝ＧＶ’が形成された厚さ１．１ｍｍの第一の基板２’上に反射層５‘、記録層４’が順次形成され、その上に厚さ０．１ｍｍの光透過性の樹脂製の第二の基板３‘が設けられ、ＣＤ−ＲやＤＶＤ±Ｒと同等のサイズに形成されているものである。また、特開２００３−３６５６２号公報では、図１１に示されているように、記録層４’の保護のために該記録層４‘と第二の基板３’との間に更に光透過性の無機材料で構成された保護層７が設けられている。この光情報記録媒体１‘へのデータの記録は、第二の基板３’側から記録用レーザを照射して案内溝ＧＶ‘内の記録層４’にピットを形成することによって行われる。また、データの再生は、ピットが形成されている部分とピットの形成されていない部分との光強度の差によって生じる変調を読み取ることで行われるが、その変調の大きさはピットにおける光路長変化の大きさに依存する。

特開２００３−４５０７９号公報特開２００３−３６５６２号公報

このような光情報記録媒体１‘では、厚さ０．１ｍｍの光透過性の第二の基板３’を形成する場合は、射出成形では金型の隙間が非常に狭いため、厚さ０．１ｍｍの基板を成形することが困難なので、厚さ０．１ｍｍの樹脂シートを接着剤で貼り付けるか、または紫外線硬化性樹脂等の硬化性樹脂をスピンコート法等で塗布して硬化させるか、のいずれかの方法が用いられる。そのため記録層４‘が接着剤層６’の接着剤や硬化性樹脂に侵されないように、記録層４‘の上に無機材質の光透過性の保護層７を形成する必要があった。また、この保護層７は有機色素の上に形成されるとともに記録用レーザ及び再生用レーザが透過するため、使用できる材料が限られていた。また、このような材料を成膜するための装置は非常に高価であった。

さらにこのような光情報記録媒体１‘では、記録層４’より先に反射層５‘を第一の基板上に形成するが、反射層５’が案内溝ＧＶ‘内に形成されるため、反射層５’の厚みの分だけ案内溝ＧＶ’の深さが浅くなる。例えば特開２００３−４５０７９号公報の実施例では、幅２１０ｎｍ、深さ約１５０ｎμｍ（３λ／８でλ＝４０５ｎｍの場合）の案内溝に厚さ１００ｎｍの反射層を形成するので、案内溝が反射層の金属で埋まってしまう。このように案内溝ＧＶ‘が浅くなると形成したピットにおける光路長変化が十分に取れずその結果充分な変調が得られなくなる。これを回避するために反射層５‘の厚みを制御する必要があった。そのために反射層５’は例えば１０〜５０ｎｍというような非常に薄い膜厚で形成される必要があるので、成膜条件の設定が非常に難しく、またこれに用いる成膜装置も精度の高いものが要求されるため非常に高価であった。

このような問題は、ＤＶＤ±Ｒのように光入射側の第二の基板に案内溝を設けてその上に記録層及び反射層を順次形成できれば解決できるものであるが、０．１ｍｍの厚みの樹脂基板では機械的強度が比較的弱く、スピンコート等の成膜方法に耐えられないという問題があった。また、案内溝を有する樹脂基板には射出成形法を用いる必要があるが、射出成形で０．１ｍｍの厚みの樹脂基板を形成する場合、金型の空間が非常に狭くなるため、樹脂の注入が困難であった。そのため、案内溝を有する０．１ｍｍの厚みの樹脂基板の形成は困難であった。

そこで本発明では、機械的強度が比較的弱い、薄い樹脂基板の方に案内溝、記録層及び反射層を形成することができる手段を提案するものである。その解決手段として、中心部に貫通孔を有する円形の第一の基板と、前記第一の基板と略同形状で前記第一の基板より厚みが薄い光透過性の第二の基板と、を有し、前記第二の基板は一方の面に螺旋状または同心円状の案内溝を有し、前記第二の基板の前記案内溝が形成された領域に記録層及び反射層が順次形成されており、前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面と前記第一の基板の一方の面とを向かい合わせて接着剤層によって貼り合せて形成される光情報記録媒体の製造方法において、射出成形によって前記第一の基板を形成するステップと、射出成形によって一方の面に案内溝が形成されかつ前記第二の基板の厚みより厚い中間体基板を形成し、前記中間体基板の案内溝が形成された面の反対側の面を、前記第二の基板の直径以上の円形の押圧部を有する押圧部材でプレスして、前記第二の基板とリング状の枠とを一体化した前駆基板を形成するステップと、前記前駆基板の前記案内溝が形成された領域に記録層を形成し次いで反射層を形成するステップと、前記第一の基板の一方に面と前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面とを貼り合せるステップと、前記第二の基板を前記第一の基板と同形状になるように前記前駆基板から切り出すステップと、を有することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法を提案する。

上記解決手段によれば、従来射出成形が困難であった薄い樹脂基板を射出成形にプレスを組み合わせることで形成できるようになるので、第二の基板の方に案内溝を形成することができるようになる。また、上記解決手段によって第二の基板よりも厚みの厚いリング状の枠によって第二の基板が保持された前駆基板が形成される。これによって第二の基板が補強された状態でスピンコート等の成膜方法が行われる。そのため、機械的強度が比較的弱い第二の基板にスピンコート法を適用することができるようになる。

また、本発明では、中心部に貫通孔を有する円形の第一の基板と、前記第一の基板と略同形状で前記第一の基板より厚みが薄い光透過性の第二の基板と、を有し、前記第二の基板は一方の面に螺旋状または同心円状の案内溝を有し、前記第二の基板の前記案内溝が形成された領域に記録層及び反射層が順次形成されており、前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面と前記第一の基板の一方の面とを向かい合わせて接着剤層によって貼り合せて形成された光情報記録媒体において、前記第二の基板は、射出成形によって一方の面に案内溝が形成されかつ前記第二の基板の厚みより厚い中間体基板を形成し、前記中間体基板の案内溝が形成された面の反対側の面を、前記第二の基板の直径以上の円形の押圧部を有する押圧部材でプレスして形成した前駆基板から切り出されたものであることを特徴とする光情報記録媒体を提案する。

上記のような光情報記録媒体では、光入射側の第二の基板上に記録層を形成するので、保護層を形成する必要がなくなる。また、案内溝内に反射層を形成しなくて済むので、案内溝の深さが反射層によって浅くならず、充分な深さを確保することができる。

本発明によれば、機械的強度が比較的弱い第二の基板にスピンコート法で記録層を形成できるので記録層を保護する保護層を設ける必要がない。また反射層が案内溝内に形成されないので、反射層を形成する際の条件設定に特に高い精度が要求されない。そのため高価な設備を必要とせず容易に光情報記録媒体を得ることができる。また、反射層が案内溝内に形成されないので、案内溝の深さを十分に確保することができ、これによって充分な変調が得られる光情報記録媒体を得ることができる。

本発明の光情報記録媒体に係る実施形態を、ＢＤ−Ｒを例にとって、図面に基づいて説明する。図１は本発明の光情報記録媒体の断面の一部分を示す模式図である。このような光情報記録媒体１は、幅０．２１μｍ、深さ０．１６μｍの螺旋状の案内溝ＧＶが０．３５μｍあるいは０．３２μｍのピッチで形成された厚さ０．１ｍｍの第二の基板３上に、記録層４及び反射層５を順次形成し、接着剤層６を介して厚さ１．１ｍｍの第一の基板を貼り合せたものである。

第一の基板２は、中央に直径１５ｍｍの貫通孔を有しかつ厚みｔが１．１ｍｍを有する直径１２０ｍｍの樹脂製の円板である。この第一の基板２には、従来の光情報記録媒体の基板材料として用いられている各種の材料を任意に選択して使用することができる。具体的には、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリエステル樹脂、アルミニウム等の金属、ガラス等を挙げることができ、必要によりこれらを積層する等の方法で併用してもよい。上記材料の中では、成型性、耐湿性、寸法安定性及び低価格等の点から熱可塑性樹脂が好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。このような第一の基板２は、射出成形によって形成される。

第ニの基板３は、中央に直径１５ｍｍの貫通孔を有しかつ厚みが０．１ｍｍを有する直径１２０ｍｍの樹脂製の円板である。この第ニの基板３には、前述の第一の基板２と同様の材料のうち、厚み０．１ｍｍで、４０５ｎｍの波長の光にて分光光度計で測定したときに７０％以上好ましくは８０％以上の光透過率を有する光透過性のものが用いられ、ポリカーボネートが特に好ましい。このような第二の基板３は、後述の方法を用いて射出成形によって形成される。このとき、金型内にスタンパがセットされており、これによって第二の基板３上に案内溝ＧＶが形成される。

記録層４は、色素を含む有機物質で形成されており、アゾ系色素やシアニン系色素等の色素を例えばＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶液に溶かしたものをスピンコート法によって塗布して形成される。反射層５は、ＡｇやＡｌ等の反射率の高い金属薄膜で形成されており、スパッタリング等によって形成される。接着剤層６は、エポキシ系接着剤等の紫外線硬化樹脂が用いられる。

次に本発明の光情報記録媒体１の製造方法について説明する。まず、第一の基板２を用意する。この第一の基板２は金型内にポリカーボネートを射出することによって得られ、直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍで、中央に直径１５ｍｍの貫通孔を有する円形の単板に成形される。この第一の基板１は光情報記録媒体１の厚みを１．２ｍｍにするための厚み調整に用いられるとともに、光入射側となる面と反対側の面がレーベル面として利用される。

次に第二の基板３を用意する。まず図２に示すように、下金型ＵＫにスタンパＳＴをセットして、上金型（図示せず）をセットし、射出成形機によってポリカーボネートを金型内に射出して、中央に直径１５ｍｍの貫通孔ＣＨを有しかつ厚みが０．１ｍｍより厚い中間体基板３１を形成する。なお、直径は１２０ｍｍかまたはそれ以上の大きさ例えば１３０〜１５０ｍｍ程度の大きさに形成され、厚みは例えば０．３〜０．６ｍｍ程度に形成される。ここで上金型を外し、下金型ＵＫ及びスタンパＳＴをセットしたまま中間体基板３１を取り出す。

続いて図３に示すように中間体基板３１が硬化する前に押圧部材１０でプレスし、図４に示すように厚さ０．１ｍｍの凹部が形成された前駆基板３２を形成する。押圧部材１０には１２０ｍｍ以上の直径を有する押圧部が備えられており、これによって直径Ｌ１が１２０ｍｍ以上で厚さｔ１が０．１ｍｍの凹部が形成される。このとき、プレスによって案内溝ＧＶがつぶれないように、下金型ＵＫ及びスタンパＳＴをセットしたままで、下金型ＵＫ及びスタンパＳＴがセットされている面の反対側からプレスを行う。ここで、押圧部材１０で中間体基板３１を押圧するとき、周囲に余分なポリカーボネートが押し出される。この押し出されたポリカーボネートを厚さｔ２が０．３〜０．６ｍｍのリング状に成形する。このリングの直径Ｌ２は１４０〜１６０ｍｍが好ましい。

このようにして、図５に示すような前駆基板３２が得られる。この前駆基板３２は、中央に直径１５ｍｍの貫通孔ＣＨを有しかつ厚さが０．１ｍｍを有する直径１２０ｍｍの第二の基板３が、厚さ０．３〜０．６ｍｍのリング状の枠３３によって保持されているものとなる。このリング状の枠３３が補強部材として働く。以降の工程への搬送時またはスピンコート時では、第二の基板３はリング状の枠３３を介して装置に保持される。

次に図６に示すように、前駆基板３２の上にスピンコート法によって色素溶液を塗布し、記録層４を形成する。まず前駆基板３２を、案内溝ＧＶが形成されている面が上になるように、スピンコート装置の回転テーブルの固定部材１１にリング状の枠３３を介して保持させる。続いて回転テーブルを５０００ｒｐｍで回転させ、ノズルから有機色素溶液を吐出させて塗布する。第二の基板３はリング状の枠３３によって補強されているので、スピンコート装置の回転に対して充分な耐久力を持つことができる。なお、図示していないが、第二の基板３が回転時に波打たないように、第二の基板３の部分を吸着保持等の方法で支持しても良い。

次に図７に示すように、記録層４上にスパッタリングによってＡｌ金属薄膜を付着させて反射層５を形成する。このとき、スパッタへの固定はリング状の枠３３を介して行われる。反射層５は従来のＢＤ−Ｒのように案内溝ＧＶ内に形成されるのではないため、成膜条件の設定は比較的緩やかになり、またこれに用いる成膜装置も高い精度を要求されない。そのため、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒの製造に用いられる従来のスパッタを使用することが可能になる。

次に図８に示すように、紫外線硬化樹脂からなる接着剤層６を介して第一の基板２と前駆基板３２とを貼り合せる。このとき、接着剤層６は前駆基板３２側にスピンコートで接着剤を塗布して形成してもよいし、第一の基板２側にスピンコートで接着剤を塗布して形成してもよい。貼り合せた後紫外線を照射して接着剤層６を硬化させる。

次に図９に示すように、カッター１２を用いて前駆基板３２からリング状の枠３３を除去して第一の基板２と同形状になるように第二の基板３を切り出す。前駆基板３２を３０〜６０ｒｐｍで回転させながらカッター１２で切断し、第二の基板３とリング状の枠３３とを分離する。カッター１２としては、片刃やロータリーカッター等が使用できる。なお、前駆基板３２から第二の基板３を切り出すプロセスは、ここでは第一の基板２と貼り合せた後に行っているが、第一の基板２と貼り合せる前に行っても良い。すなわち、前駆基板３２から第二の基板３を切り出した後、第一の基板２と第二の基板３とを貼り合せても良い。

以上のプロセスを経て、図１０に示すような光情報記録媒体１が製造される。こうして得られた光情報記録媒体１は案内溝ＧＶが反射層の金属によって埋められてしまうことがないので、案内溝ＧＶの深さが比較的深く確保できるようになる。そのため、ピットにおける光路長変化が充分に取れるようになる。これによって充分な変調が得られる光情報記録媒体１を得ることができるようになる。

以上、本発明の実施形態の説明では、数値等の条件については単層のＢＤ−Ｒの場合を例にとって説明したが、本実施形態と同程度の薄い基板に記録層や反射層を形成する場合、例えば記録層が多層構造になっている光情報記録媒体の製造にも適用することができる。

本発明の光情報記録媒体の断面の一部分を示す模式図である。第二の基板を形成する工程を示す模式断面図である。第二の基板を形成する工程を示す模式断面図である。第二の基板を形成する工程を示す模式断面図である。第二の基板を形成する工程を示す模式断面図である。本発明の光情報記録媒体を形成する工程を示す模式断面図である。本発明の光情報記録媒体を形成する工程を示す模式断面図である。本発明の光情報記録媒体を形成する工程を示す模式断面図である。本発明の光情報記録媒体を形成する工程を示す模式断面図である。本発明の光情報記録媒体を形成する工程を示す模式断面図である。従来の光情報記録媒体の断面の一部分を示す模式図である。

符号の説明

１、１‘ 光情報記録媒体
２、２‘ 第一の基板
３、３‘ 第ニの基板
４、４‘ 記録層
５、５‘ 反射層
６、６‘ 接着剤層
７保護層
１０押圧部材
１１固定部材
１２カッター
３１中間体基板
３２前駆基板
３３リング状の枠

Claims

中心部に貫通孔を有する円形の第一の基板と、前記第一の基板と略同形状で前記第一の基板より厚みが薄い光透過性の第二の基板と、を有し、前記第二の基板は一方の面に螺旋状または同心円状の案内溝を有し、前記第二の基板の前記案内溝が形成された領域に記録層及び反射層が順次形成されており、前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面と前記第一の基板の一方の面とを向かい合わせて接着剤層によって貼り合せて形成される光情報記録媒体の製造方法において、
射出成形によって前記第一の基板を形成するステップと、
射出成形によって一方の面に案内溝が形成されかつ前記第二の基板の厚みより厚い中間体基板を形成し、前記中間体基板の案内溝が形成された面の反対側の面を、前記第二の基板の直径以上の円形の押圧部を有する押圧部材でプレスして、前記第二の基板とリング状の枠とを一体化した前駆基板を形成するステップと、
前記前駆基板の前記案内溝が形成された領域に記録層を形成し次いで反射層を形成するステップと、
前記第一の基板の一方の面と前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面とを貼り合せるステップと、
前記第二の基板を前記第一の基板と同形状になるように前記前駆基板から切り出すステップと、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
中心部に貫通孔を有する円形の第一の基板と、前記第一の基板と略同形状で前記第一の基板より厚みが薄い光透過性の第二の基板と、を有し、前記第二の基板は一方の面に螺旋状または同心円状の案内溝を有し、前記第二の基板の前記案内溝が形成された領域に記録層及び反射層が順次形成されており、前記第二の基板の前記記録層及び反射層が形成された面と前記第一の基板の一方の面とを向かい合わせて接着剤層によって貼り合せて形成された光情報記録媒体において、
前記第二の基板は、
射出成形によって一方の面に案内溝が形成されかつ前記第二の基板の厚みより厚い中間体基板を形成し、
前記中間体基板の案内溝が形成された面の反対側の面を、前記第二の基板の直径以上の円形の押圧部を有する押圧部材でプレスして形成した前駆基板から切り出されたものである
ことを特徴とする光情報記録媒体。