(57)【要約】【課題】本発明は、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等のデータが格納された状態から、一定期間経過するとデータが破壊乃至消失して当該著作物に係る権利を保護することのできる光ディスク及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、アルミニウム、及びアルミニウムと反応性を有する金属を少なくとも含む合金からなる反射膜を備える光ディスク、及びその製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、及びアルミニウムと反応性を有する金属を少なくとも含む合金からなる反射膜を備える光ディスク。
【請求項２】
前記の反応性を有する金属が、アルカリ又はアルカリ土類金属である、請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】
前記の反応性を有する金属が、リチウムである、請求項２記載の光ディスク。
【請求項４】
前記光ディスクが、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＤＡ、ＤＶＤからなる群より選択された、請求項１〜３の何れかに記載の光ディスク。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の光ディスクを製造する方法であって、
アルミニウムからなるターゲットに対して、スパッタガス圧を０．１〜０．８Ｐａにて、アルミニウムと反応性を有する金属をスパッタリングすることを特徴とする光ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等のデータが格納された状態から、一定期間経過するとデータが破壊乃至消失して当該著作物に係る権利を保護することのできる光ディスク及びその製造方法に関すものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、合金系光ディスクが提案、開発されている。例えば、特許文献１では、クロスイレーズを解消し、反射率の違いを上げることを目的として、多層誘電体層及び反射層の構成を有し、該反射層としてアルミニウムとともに、チタニウム、銅、クロム等からなる合金を用いた光ディスク等が提案されている。
【０００３】
ところで、昨今、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等を保護する要請が高く、それらのデータが格納されたディスクにおいても保護する必要がある。しかしながら、これまでに、それら著作物等を適切に保護し得る光ディスクは存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等のデータが格納された状態から、一定期間経過するとデータが破壊乃至消失して当該著作物に係る権利を保護することのできる光ディスク及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の発明を提供することにより、前記目的を達成したものである。
１．アルミニウム、及びアルミニウムと反応性を有する金属を少なくとも含む合金からなる反射膜を備える光ディスク。
【０００７】
２．前記の反応性を有する金属が、アルカリ又はアルカリ土類金属である、前記１記載の光ディスク。
【０００８】
３．前記の反応性を有する金属が、リチウムである、前記２記載の光ディスク。
【０００９】
４．前記光ディスクが、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＤＡ、ＤＶＤからなる群より選択された、前記１〜３の何れかに記載の光ディスク。
【００１０】
５．前記１〜３の何れかに記載の光ディスクを製造する方法であって、
アルミニウムからなるターゲットに対して、スパッタガス圧を０．１〜０．８Ｐａにて、アルミニウムと反応性を有する金属をスパッタリングすることを特徴とする光ディスクの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等のデータが格納された状態から、一定期間経過するとデータが破壊乃至消失して当該著作物に係る権利を保護することのできる光ディスク及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本実施例の光ディスクの製造直後と一定時間経過後の状態を示す概略図である。
【図２】本実施例における各組成のＡｌ−Ｌｉ合金と水の反応の時間を示したグラフである。
【図３】融点の大きく異なる金属を合金化するときに重要になってくる蒸気圧曲線を示すグラフである。
【図４】Ａｌのターゲット上にＬｉ片を乗せたターゲットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図５】Ａｌのターゲット上に３ｍｍの穴を開け、Ｌｉ片を乗せたターゲットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図６】Ａｌ−Ｌｉ合金の水への溶解を示した図である。
【図７】ハニカム作製用部品を示した図である。
【図８】Ａｌチップタイプターゲットの概要を示す図であり、（ａ）はＡｌターゲットの平面図、（ｂ）はＡｌターゲットの断面図、（ｃ）はＡｌチップの平面図、（ｄ）はＡｌチップの断面図を示す。
【図９】ＡｌターゲットへのＡｌチップの取り付け構造を示す図である。
【図１０】図９（ａ）を元に加工を行ったＡｌチップの３つの形状を示した概略図であり、（ａ）はねじ込み式１を示し、（ｂ）はねじ込み式２を示し、（ｃ）は冷やしばめを示す。
【図１１】実施例９のＡｌチップタイプターゲットでのディスク作製に用いたＡｌチップの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をその好ましい実施例に基づいて詳述する。
【００１４】
（実施例１）
〔Ｌｉ分散範囲の測定〕
均一Ｌｉ濃度のディスクの作製を目的として、まずターゲットからのリチウム（Ｌｉ）の分散範囲の確認を行った。ターゲット材料におけるＬｉの分散範囲を変化させるには、ターゲット−基板間距離、スパッタ電力、スパッタリングガス圧等それぞれを変化させること等が考えられるが、ここでは、スパッタガス圧を変化させることによるＬｉ分散範囲の変化を測定した。
【００１５】
成膜方法としては、スパッタガス圧を０．３Ｐａ、０．５Ｐａ、１．０Ｐａと変化させて成膜した。成膜後、作製したディスクに見られる黒色部を境界線とし、その内側をLi rich範囲と定めた。成膜後のディスクをトレーシングペーパーに模写し、Li rich範囲をAuto CADを用いて測定した。
各スパッタガス圧におけるＬｉ分布範囲の結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１の結果から、特にスパッタガス圧０．３Ｐａで、広範囲にＬｉが分散することが判る。また、特にスパッタガス圧０．３Ｐａで行うことが組成制御しやすいことが判った。
また、スパッタリングガス圧０．３Ｐａでは、Ｌｉを１点置きターゲットの使用でもＬｉ分散範囲が広いことがわかった。スパッタリングガス圧０．５Ｐａでは、０．３Ｐａ時と比較してＬｉの分散範囲が大分小さくなったことがわかる。範囲が小さいことから、その中での組成の乱れが少ないと考えられる。
スパッタリングガス圧１．０Ｐａでは、Ｌｉの分散範囲が０．５Ｐａに比べて少し大きいが、全体的に膜厚が薄くなった。範囲、膜厚共に均一組成ディスク作製には適さない。
【００１８】
（実施例２）
〔Al-Li合金を用いた光学ディスク用反射膜の作製〕
本実施例では、一定の期間が経過すると反射率が低下し、データが揮発する光ディスクメディア用の反射膜を作製することを目的とする。
【００１９】
本実施例をイメージしたものが図１（ａ）及び（ｂ）である。図１（ａ）に示すように、本発明に係る光ディスクを例えばプレス製造した直後ではデータが存在しているため、読み取りレーザー発生装置１からのレーザーによって読み取りが可能である。その後、図１（ｂ）に示すように、一定期間経過すると、当該光ディスクが備える反射膜の反射率が低下することによって、データが揮発（破壊乃至消滅）して読み取りが不可能となる。
【００２０】
ここでは、非常に活性であるＡｌ−Ｌｉ合金を使用し、時間経過により大気中の酸素や、ディスクの接着剤とＬｉを反応させ、反射率を低下させる実施例を示す。
【００２１】
図２は、各組成のＡｌ−Ｌｉ合金と水の反応の時間を示したグラフである。
この図から、Ａｌ−Ｌｉ合金は組成によって反応終了までの時間を操作できることがわかる。
【００２２】
Ａｌ−Ｌｉ溶融金属は電子線により発生する熱により常に対流している。また、沸点の差により蒸気圧の差が生じ加熱されている状態では組成が常に変化してしまい、一定の組成にすることは困難である。
【００２３】
図３に、融点の大きく異なる金属を合金化するときに重要になってくる蒸気圧曲線を示す。図３における点線ＥはＡｌの融点でのＬｉ蒸気圧を示す。この図からＡｌの融点付近ではＬｉは１（Ｐａ）以上の蒸気圧があることがわかる。
このことから、電子線を用いてＡｌとＬｉを合金化することは非常に困難で成功しなかった。
【００２４】
そこで、合金ターゲットを利用するのではなく、Ａｌターゲット上にＬｉを設置してスパッタリングが行なえるターゲットの作製方法を考案した。こちらの手法の利点としては乗せるＬｉの量を変える事により容易に異なった組成の薄膜を一枚のターゲットで作製することが可能な点である。
【００２５】
まず、図４（ａ）および（ｂ）に示すように単純にＡｌターゲット１１上にＬｉ片１２Ａを乗せ、ターゲットとし、スパッタを行なった。図４（ａ）においてＡｒは主にスパッタされる領域（エロージョン領域）を示している。しかし、Ｌｉが多すぎたため、装置から取り出してすぐ大気との反応により黒くなり、曇ったものとなってしまった。
このＬｉを減らしただけの、ターゲットでは、Ｌｉが非常に広範囲にわたって飛んでおり、あまり組成の傾斜が得られなかった。
【００２６】
そこで、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにＡｌターゲット１１の一部に直径３ｍｍの先端が球形の穴を空け、そこにＬｉ１２を埋め込む事によりスパッタ時に溶融したＬｉが広範囲に広がる事を抑制し、成膜を行った。
【００２７】
Ｌｉ表面積を減少させたターゲットを用いた場合1枚のディスク上にＬｉ rich部分と、Ａｌ rich部分が作製されることがわかった。
【００２８】
(実施例３)
〔Ｌｉ含有量の確認〕
金属面を出した状態でディスクの重量を測定した。図６に示すようにディスクの金属面を蒸留水につけ１晩(１０時間)保持した。ディスクを蒸留水から取り出し乾燥させ再度重量を測定した。重量変化からディスクに含有されているＬｉ量の測定を行った。
【００２９】
図６は、Ａｌ−Ｌｉ合金の水への溶解を示す概念図である。
図６に示すように、Ａｌ−Ｌｉ合金は水につけることによってＬｉが溶解し、上下部の部品のみが残りリサイクル・部品の再利用が容易である。
【００３０】
プラスチックは水につけておくと水分を吸収し重量が増加する。ポリカーボネイトは約０．２％の重量増加が発生する。プラスチックの表面は十分に乾燥していても内部に水分を含んでいる可能性がある。ディスクが水分を吸収し、重量増加が発生したのではないかと考えられる。
【００３１】
（実施例４）
本実施例では、ディスクの加速試験及び新型ターゲットの作製を行った。
加速試験では、４９℃、７２℃で、５０万秒間(約５日と１９時間)加熱したが変化がなく、読み込みが可能だった。また、Ｌｉ含有量が少なくデータの消失の可能性が低い。常温保持のディスクについても同様である。
【００３２】
Ｌｉ含有量の増加について調べる。ハニカム構造のＡｌチップに Ｌｉ を埋め込む。
そして、下記の条件の下、ハニカムを作製した。
・Ａｌターゲットに開けた直径２０ｍｍ、深さ５ｍｍの穴に固定できるサイズであること。
・Ｌｉが溶けても滴り落ちないこと。
・変形しないこと。
・作製が困難でないこと。ハニカム作製用部品を図７に示す。図７のＡとＢの切込みを入れたＡｌ板をそれぞれ用意する。そして、図７の組み上げ方法のようにする。
【００３３】
厚板に応じたハニカムの精度を以下に示す。
０．１ｍｍの場合は、加工が容易、作製中に変形がしにくい、組み上げが容易である。
０．３ｍｍ厚板の場合は、加工が困難、作製中に変形がしやすい、組み上げが困難である。ハニカムの中心にＡｌネジを固定し、ターゲットに作製したネジ穴に固定、ターゲットへのハニカムの取り付けが可能であることを確認した
【００３４】
（実施例５）
〔酸化防止試験〕
グローバック内の真空引きを行いＡｒガスで満たした。この作業を２回行った。Ｌｉ をＡｌに埋め込みビニールテープで密封した。フィルム（ジップロック）にいれ内部を真空引きした。フィルムごとグローバックから大気中に出し保持し経過を確認した。その結果、約２日で表面は酸化しきってしまった。
【００３５】
次に、Ｌｉと接着剤の反応の有無を確認した。この試験は、Ｌｉを接着剤に浸し、反応の有無を確認することを目的とした。その結果、Ｌｉを接着剤の中へつけたところＬｉから気泡の発生が確認できた。１時間１２分後のＬｉからはすでに気泡の発生はなくなっていた。Ｌｉは硬化前の接着剤と反応することがわかった。１時間１２分後には反応が終わったことからＬｉのみをディスクにスパッタすると反応が早すぎることがわかった。
【００３６】
（実施例６）
〔電子線照射による Ａｌ−Ｌｉ合金の作製及び保存〕
本実施例は、Ａｌ−Ｌｉ合金をディスクにスパッタする時、事前に組成比を合わせることのできるターゲットを作製することを目的として、Ａｌ−Ｌｉ合金の作製を試みた。
ＡｌとＬｉをＣｕ製の坩堝に入れ、真空状態にし、電子線を当てることにより加熱・溶融させ合金化を行った。
Ａｌの融点でのＬｉの蒸気圧は約６３(Ｐａ) と非常に高く、Ａｌ−Ｌｉ合金の作製は非常に困難であった。
【００３７】
次に、作製したＡｌ−Ｌｉ合金を次の条件にて保存した。作製直後、及び大気中保存２ヵ月後の結果を以下に示す。
作製直後：一部青みのかかった金属光沢のある合金が作製できた。
大気中保存２ヶ月：大気中に保存したため、酸化し金属光沢は失われていた。
【００３８】
大気に触れさせないようにして接着剤を満遍なく付着させた合金を、接着剤を満遍なく付着させた金属用のこぎりを用いて切断した。これにより、酸化していない合金面を気体に触れさせることなく接着剤中に入れた。
接着剤中保存３日間：接着剤中の３日間はＡｌ−Ｌｉ合金からは少量の気泡が時間経過とともに増加した。
接着剤中保存２ヶ月：肉眼で確認できるほどの金属光沢の変化はなかった。
【００３９】
（実施例７）
〔ＡｌターゲットへのＡｌ−Ｌｉ合金スパッタ〕
本実施例は、基板を回転させることにより、Ａｌ−Ｌｉ合金の組成の均質化、さらに、合金膜層だけでなく純Ａｌや純Ｌｉの純金属膜層を作製することにより、２ヶ月でデータが読み込めなくなる合金組成を見出すことを目的とした。
【００４０】
仕込みの時点で金属線を回転体に巻きつけ、スパッタ時に金属線を巻き取ることによって基板を回転させた。この方法によって作製されたＡｌ−Ｌｉ合金ディスクをＥＳＣＡによって成分分析を行い、Ｌｉ成分の存在を確認した（〔ＥＳＣＡ（ＸＰＳ）による組成分析〕を参照）。
【００４１】
〔Ａｌチップタイプターゲットの作製及び通電性〕
Ａｌチップタイプターゲットの作製及び通電性について検討した。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、Ａｌチップタイプターゲットの概要を示す図であり、（ａ）はＡｌターゲットの平面図、（ｂ）はＡｌターゲットの断面図、（ｃ）はＡｌチップの平面図、（ｄ）はＡｌチップの断面図を示す。
【００４２】
図８に示すようにＡｌターゲット１１の表面には、Ａｌチップ１１Ａを取り付けるための取り付け孔１１Ｂが形成されている。一方、Ａｌチップ１１Ａには、Ｌｉを埋め込むための埋め込み孔１１ａが形成されている。
【００４３】
Ａｌターゲット１１へＡｌチップ１１Ａの取り付け構造として、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す２つのタイプについて、加工性および通電性の観点から検討した。
加工１（図９（ａ））：ターゲットを貫通しないので通電性の確保は確実にできると考えられる。しかし、加工が難しくなる。
加工２（図９（ｂ））：ターゲットを貫通するのでねじ部分と上部の円周部のみで通電が確保できる。加工が簡単で作製しやすい。
本検討から通電性の確保を優先し、図９（ａ）に示す構造が適当と選択した。
【００４４】
（実施例８）
〔Ａｌチップタイプターゲットでのディスク作製〕
図９（ａ）の構造を元に、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す３つの形状にてＡｌチップでのスパッタリングを行った。そして、各Ａｌチップを使用しディスクを作製したところ、「良好なディスクが作製できた」との回答が得られた。
また、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す各チップの利点及び欠点を表２に示す。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
Ａｌチップ設計条件は、以下の３つを満たすことが望ましい。
１．溶融した Ｌｉが滴り落ちないこと。
２．Ｌｉを埋め込みやすいこと。
３．埋め込み穴の距離をある程度開けること。
【００４７】
図１１に示すように、チップの埋め込み穴に横穴を開け、そこから減圧することにより溶融Ｌｉ１２ａを埋め込む。溶融Ｌｉが穴に充填されたら温度が下がるのを待ち上面に酸化防止処理を行う。Ａｒ 雰囲気中に保存した。Ｌｉの融点は１８３℃なので、はんだごてを用いて溶融させた (はんだの融点が約１８０℃)。
【００４８】
Ａｌチップ製作では、図１０（ａ）で示す方式が製作に関して最も適当であった。Ｌｉ埋め込み法に関しては、横穴を完全に封止出来ず、またターゲットが逆さに設置されているため、溶融Ｌｉが滴下してしまった。
【００４９】
（実施例９）
〔ＥＳＣＡ（ＸＰＳ）による組成分析〕
本実施例の目的は、Ａｌ−Ｌｉ合金の組成分析をすることで、ＬｉをＥＳＣＡ（ＸＰＳ）によって検出できるかどうか、また成膜場所によって組成の傾斜が起きているか、について分析をすることにある。
【００５０】
本実施例においては、ＥＳＣＡ、別名ＸＰＳ(X-ray Photoelectron Spectroscopy)とも呼ばれる電子分光法を利用した科学分析で、代表的な表面分析法の一つを採用した。
Ｘ線を物質に照射した時に放出される光電子の運動エネルギーを測定し、表面を構成する原子や分子、その化学結合状態に関する情報を得ることができる装置である。なお、組成分析において、±５％の誤差が生じる。表３に試料１の組成分析結果を示し、表４に試料２の組成分析結果を示す。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
【表４】
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【００５３】
試料１
Al Narrow 測定→70eV前後でAlのピークが検出された。
Li Narrow 測定→55eV前後でLiのピークは検出されなかった。
O Narrow 測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
試料2
Al Narrow測定→70eV前後でAlのピークを検出された。
Li Narrow測定→55eV前後でLiのピークが検出されなかった。
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
【００５４】
本実施例では、ＥＳＣＡにてＬｉの測定が可能かどうかを再確認する。エロージョン領域中に置くＬｉ量を多くして成膜を行った。成膜試料であるディスクの上にガラスを置いた。
【００５５】
目視で白くなっている部分と茶色に着色されている部分の組成分析を行った。白くなっているところは、全体的にＬｉが濃くなっていることが分かった。
【００５６】
試料番号1-1
Al Narrow測定→72.7eV前後でAlのピークが検出されなかった。
Li Narrow測定→55eV前後でLiのピークが検出された。
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
【００５７】
試料番号1-2
Al Narrow測定→72.7eV前後でAlのピークが検出された。
Li Narrow測定→55eV前後でLiのピークが検出された。
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
【００５８】
試料番号2-3
Al Narrow測定→72.7eV前後でAlのピークが検出された。
Li Narrow測定→55eV前後でLiのピークが検出された。
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
【００５９】
試料番号2-4
Al Narrow測定→73eV前後でAlのピークが検出された。
Li Narrow測定→55eV前後でLiのピークが検出された。
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
【００６０】
試料番号2-4スライドガラス
Si Narrow測定→102eV前後にてSiのピークが検出された。これはガラスの主成分であるSiが検出されたと推測した
O Narrow測定→530eV前後にてOのピークが検出された。
（実施例１０）
【００６１】
基板を回転させ成膜したＡｌ−Ｌｉ合金のＥＳＣＡによる組成分析
本実施例における組成分析は、基板を回転させることにより、Ａｌ−Ｌｉ合金薄膜が均質化しているかを確認することを目的とする。また、予備実験として、Ａｌターゲットにスパッタする前に同様の手法で、純Ａｌにスパッタリングを行った。面の組成を均質にするために、回転数(平均回転数)２roll / hourで回転させながら、９０分間（計３回転）の成膜を行った。
【００６２】
(1)回転中心より外周側。
(2)内周側。
(3)(1)と(2の部分の中間。
薄膜の組成分析にはＥＳＣＡを用いた。
【００６３】
〔結果〕
成分分析結果１
最表面層にＬｉが多くスパッタされていることを確認した。また試料内部になるほど、Ａｌの原子濃度が上昇していることを確認した。
成分分析結果２
最表面層にＬｉが多くスパッタされていることを確認した。また試料内部になるほど、Ａｌの原子濃度が上昇していることを確認した。
成分分析結果３
最表面層にＬｉが多くスパッタされていることを確認した。また試料内部になるほど、Ａｌの原子濃度が上昇していることを確認した。
【００６４】
以上、ＥＳＣＡの結果より、成膜箇所から試料表面層に近いほど、Ｌｉは濃度が高く、Ａｌは深さ方向に試料内部に行くほど、原子濃度が上昇した。また、今回の成膜の狙いである表面の組成の均質化においては、完全な均質化することはできなかったが、大きなずれは見られなかった。
【００６５】
以上の組成分析結果から以下の膜の層が２ヶ月でデータの読み込み不可となる組成が成膜されると考察した。
試料(1)：ポイント１の第３〜５層
試料(2)：ポイント１の第４層、ポイント３の第３層
試料(3)：ポイント１の第３層、ポイント２の第４層
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、音楽、映像等の著作物やコンテンツ等のデータが格納された状態から、一定期間経過するとデータが破壊乃至消失して当該著作物に係る権利を保護することのできる光ディスク及びその製造方法として、産業上利用可能性を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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