JP5030607B2

JP5030607B2 - 光情報記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JP5030607B2
Application number: JP2007020490A
Authority: JP
Inventors: 基光萩原; 毅大津; 章正宮田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008186541A; US20080298203A1; CN101236760A; TWI480867B; TW200842864A

Description

本発明は、ブルーレイディスク等の次世代光情報記録媒体に用いられる基板形状と、それを用いた光情報記録媒体の製造方法に関する。

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等のような、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及び記録層を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、ＤＶＤ±Ｒ等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、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面側に反射層及び記録層を形成してこの記録層を厚さ０．１ｍｍの光透過性のカバー層で覆う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の場合、カバー層を形成するには、特許第３７２６７５９号公報や特開２００４−２８８２７０号公報に開示されているように、光透過性の紫外線硬化樹脂または放射線硬化樹脂をスピンコート法によって形成する方法が提案されている。この方法は、アルミニウムなどの金属製で略円錐形状のセンターキャップで基板中心部の貫通孔を塞いで、この基板中心部にノズル等で硬化性樹脂を供給してスピンコートで塗布する方法である。しかしこの方法では、基板とセンターキャップとの隙間に毛細管現象によって硬化性樹脂が入り込み、図７に示すように、センターキャップの外周縁部ＣＧより内側に樹脂の滲みが発生して、完成品の外観が悪くなるという問題があった。そこで、例えば特開平１１−０６６６４７号公報では図８にあるように、センターキャップＣＣ‘にテーパ部を設けて、センターキャップＣＣ’と基板２‘との接触面積を小さくするとともに、センターキャップＣＣ’と基板２‘との間に隙間ＳＰを形成することによって毛細管現象による硬化性樹脂の入り込みを防止する方法が提案されている。

特許第３７６２７５９号公報特開２００４−２８８２７０号公報特開平１１−０６６６４７号公報

このようなテーパ部を設けたセンターキャップＣＣ‘は、基板２’との接触面積を小さくするために、外周縁部の厚みが薄くされている。図９に示すように、センターキャップＣＣ‘と基板２’との接触長さＬは、センターキャップＣＣ‘のテーパ部の傾斜角度θが例えば３０°以下であれば、センターキャップＣＣ‘のテーパ部の厚みｌの２倍以上になる。よって接触面積を小さくするにはその分厚みｌを小さくする必要がある。このようなセンターキャップＣＣ’は、研削等の工数がかかるので容易に製造できないうえ、テーパ部の強度が低くなって破損、変形、磨耗しやすくなるため、頻繁に交換する必要があった。そのため、光情報記録媒体の製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、毛細管現象によってセンターキャップと基板の間に硬化性樹脂が入り込むことによる外観の悪化を防止することができ、低コストで容易に製造することのできる光情報記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の前記目的は中心部分に貫通孔を有する円形の基板と、前記基板の光入射側となる面側に形成された反射層及び記録層と、前記反射層及び前記記録層が形成された面上に設けられた光透過性のカバー層とを有する光情報記録媒体であって、
前記基板の前記貫通孔が、光入射側の内径が大きく、光入射側と反対側の内径が小さく形成されて、前記貫通孔の内壁に段差が形成され、
スピンコート法に用いられるセンターキャップがその中心が前記貫通孔の中心と一致するように載置されたときに、前記センターキャップが前記貫通孔を完全に覆うように、前記貫通孔の位置、内径および内壁が形成されたことを特徴とする光情報記録媒体によって達成される。

本発明によれば、貫通孔の内壁に段差が形成されているから、基板とセンターキャップとの隙間から入りこんできた硬化樹脂はこの段差で止められて、硬化樹脂の滲みが円形に整えられ、したがって、完成品の外観を良好にすることができる。また、センターキャップとして従来のものを使用することが可能になるので、低コストで外観の良好な光情報記録媒体を得ることが可能になる。

本発明において、貫通孔の段差が、基板の光入射側の表面から、０．０５ｍｍないし０．３ｍｍの位置に形成されていることが好ましい。この貫通孔は光情報記録媒体のクランプ孔であるので、内径が大きい部分が深くなると、記録再生装置等のスピンドルに固定する力が小さくなって、光情報記録媒体の回転が不安定になるから、貫通孔の段差が、基板の光入射側の表面から、０．０５ｍｍないし０．３ｍｍの位置に設けられていれば、安定した回転が得られる。

本発明の前記目的はまた、中心部分に貫通孔を有する円形の基板と、前記基板の光入射側となる面側に形成された反射層及び記録層と、前記反射層及び前記記録層が形成された面上に設けられた光透過性のカバー層とを有する光情報記録媒体の製造方法であって、
前記基板の前記貫通孔が、光入射側の内径が大きく、光入射側と反対側の内径が小さく形成されて、前記貫通孔の内壁に段差が形成された光情報記録媒体を、スピンコータの回転テーブル上に、前記貫通孔の中心が回転テーブルの回転軸と一致するように載置し、
センターキャップを、その中心が前記回転テーブルの回転軸と一致し、前記貫通孔を完全に覆うように、前記基板の光入射側の表面に載置して、前記貫通孔を塞ぎ、
前記センターキャップ上に、光透過性を有する光硬化性樹脂を供給し、
前記回転テーブルを回転させて、前記反射層及び前記記録層が形成された面上を前記光硬化性樹脂によって被覆し、
前記光硬化性樹脂を硬化させて、前記カバー層を形成することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法によって達成される。

本発明にかかる光情報記録媒体の製造方法によれば、貫通孔の内壁に段差が形成されているから、基板とセンターキャップとの隙間から入りこんできた硬化樹脂はこの段差で止められて、硬化樹脂の滲みが円形に整えられ、したがって、完成品の外観を良好にすることができる。また、センターキャップとして従来のものを使用することが可能になるので、低コストで外観の良好な光情報記録媒体を製造することが可能になる。

本発明によれば、毛細管現象によってセンターキャップと基板の間に硬化性樹脂が入り込むことによる外観の悪化を防止することができ、低コストで容易に製造することのできる光情報記録媒体を提供することが可能になる。
また、本発明によれば、毛細管現象によってセンターキャップと基板の間に硬化性樹脂が入り込むことによる外観の悪化を防止することができる光情報記録媒体を低コストで容易に製造することのできる光情報記録媒体の製造方法を提供することが可能になる。

本発明の光情報記録媒体に係る実施の形態を、単層の光ディスクの場合を例にとって、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模式断面図である。この光情報記録媒体１は、中央部分に回転の中心となる貫通孔ＣＨを有する円形の基板２と、基板２の光入射側となる面上に形成された反射層３と、この反射層３の上に形成された記録層４と、この記録層４の上に設けられた光透過性のカバー層５と、を有している。

基板２は、反射層３及び記録層４が形成されている部分の厚みｔが１．１ｍｍを有する直径１２０ｍｍの樹脂基板である。この基板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。

この基板２は、貫通孔ＣＨの開口部近傍領域の内径Ｄが貫通孔ＣＨのその他の部分の内径ｄ（ブルーレイディスクの場合は１５ｍｍ）よりも大きくなっており、これにより光入射側の面すなわち記録層４が形成されている面の貫通穴ＣＨの周囲に段差部６が形成されている。なお、貫通孔ＣＨの光入射側の開口部近傍領域の内径Ｄは、使用するセンターキャップの直径より小さくされており、１５．５〜２３．０ｍｍ位が好ましい。また、貫通孔ＣＨの光入射側の開口部近傍領域となる深さｔは、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、０．２ｍｍ程度が好ましい。この程度であれば、クランプ時の固定力を維持することができ、安定した回転が得られる。

反射層３は、ＡｇやＡｌ等の金属薄膜で形成されており、記録層４はシアニン系またはアゾ系等の色素を有する層で構成されている。なお、記録層４は書き換え可能な光情報記録媒体にするために色素層に変えて相変化型の薄膜を用いてもよい。また、図１では単層の記録層になっているが、半透過反射層を用いて、例えば光入射側から第一の記録層−半透過反射層−第二の記録層−反射層の順に形成された多層構造の記録層にしてもよい。また、記録特性等の調整、接着性向上あるいは記録層３の保護のための層を、基板２と反射層３の間、反射層３と記録層４の間あるいは記録層４とカバー層５の間に形成しても良い。

カバー層５は、光透過性の樹脂で形成されており、紫外線または放射線によって硬化する硬化性樹脂が用いられている。この硬化性樹脂は硬化前の粘度が１０００〜３０００ｃｐｓ程度で、２０００ｃｐｓ程度が好ましく、光透過率が、硬化後の厚み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％以上である。この硬化性樹脂をスピンコート法によって記録層４上での厚みが硬化後に０．１ｍｍになるように塗布することによってカバー層５が形成される。

次に、このような光情報記録媒体１の製造方法について説明する。まず、射出成形にて直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍで、中央に一方面側の穴の開口部から深さ０．２ｍｍまでの部分の直径が１８．０ｍｍでその他の部分の直径が１５．０ｍｍの貫通孔ＣＨを有するポリカーボネートのディスク基板２を形成する。この基板２は、金型に螺旋状の案内溝を形成するためのスタンパをセットして、その空間にポリカーボネートを注入して形成される。段差６はこの工程において金型またはスタンパによって形成される。

この基板２の貫通孔ＣＨの開口部の直径が大きい側の面上の半径１７．０ｍｍ〜５９．０ｍｍの領域に、スパッタによってＡｌ金属を付着させ、反射層３を形成する。次に、この反射層３上に、スピンコート法によってシアニン系色素溶液を塗布して記録層４を形成する。

このようにして反射層３及び記録層４が形成された基板２を用意し、図２に示すように、スピンコータの回転テーブル（図示せず）に前記基板２を載せ、直径１８．５ｍｍのセンターキャップＣＣをその中心が前記回転テーブルの回転軸と一致するようにセットして貫通孔ＣＨを塞ぐ。なお、図２は光情報記録媒体の中心線から向かって右半分の模式断面図である。次にノズルＮＺから粘度２０００ｃｐｓの光透過性の紫外線硬化性樹脂ＨＲを吐出して、凹部６内に供給する。このとき、回転テーブルを６０ｒｐｍの比較的低速で回転させながら供給する。なお、ノズルＮＺを複数（好ましくは３個以上）にするか、ノズルＮＺを移動させるようにすれば、回転テーブルを静止した状態でもよい。

このとき、図３に示すように、センターキャップＣＣと基板２との隙間に硬化性樹脂ＨＲの一部が入り込んで、基板の内周側に濡れ拡がった樹脂ＨＲ‘が形成される。しかし段差部６が存在することによりセンターキャップＣＣと基板２との間隔が拡がり、毛細管現象が途切れるため、樹脂ＨＲ’の拡がりが段差部６の部分で阻止される。本発明の光情報記録媒体１に用いられる基板２はこのような作用を有するため、センターキャップＣＣは傾斜の比較的緩やかなもの、極端に言えば平板状のものでも良い。このようなセンターキャップＣＣを用いた場合、供給された硬化性樹脂ＨＲは半径方向への流れ出しが低減されるため、図４に示すように、略円形に滞留される。

必要量＋αの硬化性樹脂ＨＲを供給した後、回転テーブルを５０００ｒｐｍの高速で回転させる。これによって硬化性樹脂ＨＲが拡げられ、反射層３及び記録層４を被覆する。このとき硬化性樹脂ＨＲには遠心力が均等にかかるので、図５に示すように、略同心円状に拡がって塗布される。塗布後、紫外線を照射して硬化性樹脂ＨＲを硬化させる。このようにして、厚さ０．１ｍｍのカバー層５が形成される。なお、カバー層の厚みは、硬化性樹脂ＨＲの粘度、回転テーブルの回転速度の他、回転テーブルの回転の加速度によって制御することができるので、厚さを０．１ｍｍにするために適宜条件を設定できる。こうして得られた光情報記録媒体１のカバー層厚みは、バラツキが±２μｍのほぼ均一な厚みになる。

なお、段差部６の壁面６ａは垂直面であることが好ましいが、図６に示すように、傾斜面でもよい。しかし、水平面に対する傾斜角度δが小さいと毛細管現象を途切れさせる作用が小さくなってしまうので、この段差部６の壁面６ａの傾斜角度δは４５度以上、好ましくは６０度以上が好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、製造条件や各種寸法等は任意であり、本発明の範囲内であれば適宜調整可能である。

本発明の光情報記録媒体の模式断面図である。本発明の光情報記録媒体の製造工程を示す模式断面図である。図２の点線円Ａの部分を拡大した模式断面図である。本発明の光情報記録媒体の製造工程を示す平面模式図である。本発明の光情報記録媒体の製造工程を示す平面模式図である。本発明の光情報記録媒体の基板の別例を示す模式断面図である。従来の光情報記録媒体の問題点を示す平面模式図である。従来の光情報記録媒体の製造工程を模式的に示す部分断面図である。図８のＢの部分の拡大図である。

符号の説明

１光情報記録媒体
２、２‘ 基板
３反射層
４記録層
５カバー層
６段差部
６ａ壁面

Claims

中心部分に貫通孔を有する円形の基板と、前記基板の光入射側となる面側に形成された反射層及び記録層と、前記反射層及び前記記録層が形成された面上に設けられた光透過性のカバー層とを有する光情報記録媒体であって、
前記基板の前記貫通孔が、光入射側の内径が大きく、光入射側と反対側の内径が小さく形成されて、前記貫通孔の内壁に段差が形成され、
スピンコート法に用いられるセンターキャップがその中心が前記貫通孔の中心と一致するように載置されたときに、前記センターキャップが前記貫通孔を完全に覆うように、前記貫通孔の位置、内径および内壁が形成されたことを特徴とする光情報記録媒体。
前記貫通孔の前記段差が、前記基板の光入射側の表面から、０．０５ｍｍないし０．３ｍｍの位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
前記貫通孔の前記段差の表面と、前記貫通孔の前記内壁の表面とがなす角度が４５度以上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。
前記貫通孔の前記段差の表面と、前記貫通孔の前記内壁の表面とがなす角度が９０度であることを特徴とする請求項３に記載の光情報記録媒体。
中心部分に貫通孔を有する円形の基板と、前記基板の光入射側となる面側に形成された反射層及び記録層と、前記反射層及び前記記録層が形成された面上に設けられた光透過性のカバー層とを有する光情報記録媒体の製造方法であって、
前記基板の前記貫通孔が、光入射側の内径が大きく、光入射側と反対側の内径が小さく形成されて、前記貫通孔の内壁に段差が形成された光情報記録媒体を、スピンコータの回転テーブル上に、前記貫通孔の中心が回転テーブルの回転軸と一致するように載置し、
センターキャップを、その中心が前記回転テーブルの回転軸と一致し、前記貫通孔を完全に覆うように、前記基板の光入射側の表面に載置して、前記貫通孔を塞ぎ、
前記センターキャップ上に、光透過性を有する光硬化性樹脂を供給し、
前記回転テーブルを回転させて、前記反射層及び前記記録層が形成された面上を前記光硬化性樹脂によって被覆し、
前記光硬化性樹脂を硬化させて、前記カバー層を形成することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
前記貫通孔の前記段差が、前記基板の光入射側の表面から、０．０５ｍｍないし０．３ｍｍの位置に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体の製造方法。
前記貫通孔の前記段差の表面と、前記貫通孔の前記内壁の表面とがなす角度が４５度以上であることを特徴とする請求項５または６に記載の光情報記録媒体の製造方法。
前記貫通孔の前記段差の表面と、前記貫通孔の前記内壁の表面とがなす角度が９０度であることを特徴とする請求項７に記載の光情報記録媒体の製造方法。