(57)【要約】本発明は、光学ビームを用いて読み出される情報を有する光学式情報担体に係る。本発明は、より高いコントラストを有する情報担体を与えることを目的とする。この目的は、５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティと、該キャビティ間のランドとを有する少なくとも１つの情報層を有する情報担体によって達成される。該キャビティは、深さより小さい幅と、光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう適合されたランド上に蒸着された光学活性材料とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ビームを用いて読み出される情報を有する光学式情報担体であって、
５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティと、前記キャビティ間のランドとを有し、前記キャビティは深さより小さい幅を有する、少なくとも１つの情報層と、
前記光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう適合された前記ランド上に蒸着された光学活性材料と、
を有する光学式情報担体。
【請求項２】
前記キャビティは、１０μｍ又はそれ以下の幅を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項３】
前記キャビティは、光学活性材料を有さない、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項４】
前記幅に対する前記深さの比率は、１．５又はそれより高い、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項５】
前記幅に対する前記深さの比率は、１．５乃至２．５の範囲内である、ことを特徴とする、
請求項４記載の光学式情報担体。
【請求項６】
カバー層は、前記ランドと前記光学活性材料との間に位置決めされる、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項７】
前記光学活性材料は、蛍光物質である、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項８】
前記光学活性材料は、マトリクス材料及び色素材料である、ことを特徴とする、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項９】
前記マトリクス材料は、ポリビニルアセタール、ポリ（メチル）アクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、又はポリアルコールを有する群の材料であり、
前記色素は、キサンチン、アクリジン、オキサジン、又はクマリンを有する群の材料である、
請求項８記載の光学式情報担体。
【請求項１０】
キャビティ及びランドを有する複数の情報層と、連続する情報層を隔てるスペーサ層と、によって特徴付けられる、
請求項１記載の光学式情報担体。
【請求項１１】
少なくとも１つの情報層を有する光学式情報担体を製造する装置であって、
前記少なくとも１つの情報層において、５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティを形成し、前記キャビティ間にランドを形成し、前記キャビティが深さより小さい幅を有する手段と、
光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう適合された前記ランド上に光学活性材料を蒸着する手段と、
を有する、装置。
【請求項１２】
１０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティを形成する手段によって特徴付けられる、
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
キャビティを形成し且つランドを形成する前記手段は、深さより小さい幅を有するキャビティを形成するよう適合される、ことを特徴とする、
請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの情報層を有する光学式情報担体を製造する方法であって、
前記少なくとも１つの情報層において、５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティを形成し、前記キャビティ間にランドを形成し、前記キャビティが深さより小さい幅を有する段階と、
光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう適合された前記ランド上に光学活性材料を蒸着する段階と、
を有する、方法。
【請求項１５】
１０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティを形成する段階によって特徴付けられる、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ランド上に光学活性材料を蒸着するよう、約２００ｒｐｍ及びそれより大きい回転数を有する回転被覆を使用することによって特徴付けられる、
請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
非湿潤層、プラズマ処理、エッチング又は洗浄処理を前記ランドに対して適用することによって、あるいは、前記ランドと前記光学活性材料との間の接続を強化するよう前記ランド上にカバー層を蒸着させることによって、特徴付けられる、
請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式情報担体に係り、且つ、かかる光学式情報担体を製造する装置及び対応する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
光学式情報担体は、現在広く使用されている。しかしながら、そのデータ容量は、物理的限界に向かっている。データ容量を増加する手法は、層の数を増加することである。近年、従来のＤＶＤ技術は、複数の層に拡大されている。しかしながら、個々の層の内在反射により、層の総数は依然として限られる。蛍光複数層技術等の他の技術は、その問題を回避する手法を与える。
【０００３】
米国特許第５，３７０，９７０号明細書（特許文献１）は、蛍光物質を有するディスクを説明する。情報は、射出成形又はエンボス加工等の一般的な処理技術によって作られるランド及びピットのアレイを使用して格納される。蛍光データ層は、例えば蛍光色素である傾向性の機能を有する蒸着材料を使用することによって作られる。材料は、回転被覆、ドクターブレーディング、浸漬被覆、又は蒸気蒸着等の一般的な蒸着技術を使用することによって蒸着される。蛍光物質は、ピットにおいて蒸着されるものとする。説明されたディスクの問題は、例えば回転被覆である一般的な処理技術を使用してマトリクス材料と色素材料の混合物を適用することが防がれることである。ランドとピットとの間の大きなコントラストが例えば十分に高いデータ速度を得るためには非常に重要であるため、これは好ましくない。回転被覆によって得られたコントラストは、約１．５であり、これは、システムの高速の読出しには低すぎる。
【特許文献１】米国特許第５，３７０，９７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高コントラストを有する光学式情報担体を与えることを目的とする。本発明は、高コントラストを有する情報担体を製造する装置及び対応する方法を与えることを、更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の目的は、光学ビームを用いて読み出される情報を有する光学式情報担体によって本発明に従って達成される。該情報担体は、５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティ及び該キャビティ間のランドを有する少なくとも１つの情報層を有する。前出のキャビティは、深さより小さい幅、及び、前出の光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう前記ランド上に蒸着された光学活性材料を有する。
【０００６】
本発明によれば、光学活性材料は、望ましくは情報層のキャビティにおいてではなく、ランド上に蒸着される。これは、上述された従来技術と比較してまさに反対である。本発明は、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）及びＷＯＲＭ（追記型）アプリケーションに関連する。ＲＯＭアプリケーションにおいては、キャビティは通常はピットと称され、ＷＯＲＭアプリケーションにおいては、キャビティは通常は溝と称される。
【０００７】
驚くべきことに、一般的な蒸着技術を有して、構造化基板のランド上に光学活性材料を蒸着することは、構造化基板のキャビティが５０μｍ又はそれ以下、望ましくは１０μｍ又はそれ以下の幅を有し、該キャビティが深さより小さい幅を有する場合に、可能であることが判明した。キャビティにおいてはない又はほとんどないランド上への蒸着は、蒸着装置で特定のパラメータ値を設定すること、及び、設定された蒸着装置を用いて蒸着工程を行うこと、並びに、これらの狭いキャビティを有する構造化基板上に光学活性材料を蒸着することによって達成され得る。
面は、理想的な湿潤面であるべきではない。故に、本発明のコントラストを改良する考えは、上述された従来技術と比較して、キャビティの幅を狭め、幅に対する比率深さを増加し、製造工程において蒸着装置に対して特定のパラメータ値を選択することである。
【０００８】
ＷＯＲＭアプリケーションにおいては、溝は、小さい幅を有するが、溝の長手方向に沿って延びる大きな長さも有する。溝の長手方向にわたって、溝は、互いに対して隣り合って位置決めされ得、互いの間にランドを形成する。溝は、ディスクの中心を更に循環し得、例えば非常に長い長さをもたらす。ＲＯＭアプリケーションでも、ピットは狭い幅を有する。その長さは、幅より大きくてよいが、通常は同一の寸法である。長手方向において、ピットは、互いの後方に位置決めされ得、長手方向をわたってピットは互いに対して隣に位置決めされ得る。ランドは、長手方向に沿って及びわたってピット間に形成される。望ましい一実施例では、長さ及び幅は５０μｍより短く、望ましくは１０μｍより短く、更に望ましくは約０．５μｍである。
【０００９】
光学活性材料は、回転被覆又は浸漬被覆等の一般的な技術によってランド上に蒸着される。回転被覆を使用して、光学活性材料は、例えば溶媒中に溶解される等の液体形状において構造化基板の上面に塗布される。該液体は、構造化基板の上面の上方に膜として広げられ、５０μｍ又はそれ以下、望ましくは１０μｍ又はそれ以下、更に望ましくは約０．５μｍである幅を有する狭いキャビティの上方に累積する。約２００ｒｐｍ及びそれ以上の回転数は、膜で覆われた構造化基板に適用され、各キャビティの上方の膜を開く。また、浸漬被覆を、５０μｍより小さく、望ましくは１０μｍである幅を有するキャビティを有する構造化基板に対して異なる蒸着技術として適用することも可能である。この場合、構造化基板は、液体へと浸漬され、引抜き速度は、望ましくは約１ｃｍ／ｓ又はそれより高く選択される。ＲＯＭアプリケーションでは、ピットは、５０μｍ又はそれ以下、望ましくは１０μｍ又はそれ以下の長さ及び幅の両方を有し得る。
【００１０】
望ましくは、全ての光学活性材料は、ランド上で蒸着され、キャビティ内に蒸着される光学活性材料はない。故に、光学ビームによって刺激されたランドによって発される光学信号の強度は、光学ビームによって刺激されたキャビティによって発される光学信号の強度より、非常に大きい。故に、情報担体のコントラストは、従来技術と比較して上昇する。
【００１１】
本発明の望ましい一実施例では、キャビティは、光学活性材料を有さない。即ち、この実施例における情報担体のコントラストは、追加的に改良される。
【００１２】
深さより小さい幅を有するキャビティを使用して、製造工程における構造化基板の上面上での光学活性材料の蒸着中に、キャビティの底部に入る光学活性材料はほとんどない。キャビティの幅によって深さを割る比率を、以下は縦横比と称する。
【００１３】
本発明に従って提案された高い縦横比により、蒸着された材料の表面張力効果は、蒸着された材料がキャビティに入ることを防ぐ。更には、空気は、キャビティにおいて、特にはピットに閉じ込められ、蒸着された材料が底部に到達することができないようにする。上述された技術とは別にして、ドクターブレーディング及び蒸気蒸着もまた、高い縦横比を有するキャビティを有する構造基板上に適用され得る。
【００１４】
望ましくは、前出の幅に対する前出の深さの比率は、１．５より大きく、望ましくは１．５乃至２．５の範囲内である。縦横比のこの値は、薄い情報層及び大きな縦横比という矛盾する要求を満たす。各情報層は、所定の厚さの情報担体において可能な限り多くの情報層を位置決めするよう、可能な限り薄くあるべきである。
【００１５】
望ましくは、光学活性材料は、蛍光物質を有する。蛍光物質は、光学格納技術において広く使用される。既知及び市販の光学活性材料は、マトリクス材料と色素材料との混合物を有し得る。マトリクス材料は、望ましくは、ポリビニルアセタール、ポリ（メチル）アクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、又はポリアルコールを有する群の材料であり、色素材料は、キサンチン、アクリジン、オキサジン、又はクマリンを有する群の材料である。これらの材料は、広く使用され、それ故に実績がある。該材料はまた、本発明に従った光学式情報担体において使用され得、製造及び開発のコストを低く抑える。
【００１６】
光学活性材料の蒸着は、一定の技術を使用することによって光学的に改良され得る。該一定の技術とは、例えば、蒸着されなければならない混合物の物理的又は化学的特性を使用される基板のそれらに一致させること、同一の極性を有する材料を選択すること、（非）湿潤層を適用すること、あるいは、ランドを修正するようプラズマ処理を使用することである。その後、ランドは、追加的なカバー層をエッチング、洗浄又は蒸着することによって処理され得る。
【００１７】
有利には、光学式情報担体は、キャビティ及びランドと、連続する情報層を隔てるスペーサ層とを有する複数の情報層を有する。複数層の光学式情報担体は、単一の光学式情報担体より高い容量を有する。蛍光物質を使用して、多数の情報層は、互いに対して情報に配置され得る。本発明に従った複数の情報担体は、機知の複数層の光学式情報担体と比較してより大きなコントラストを有する。
【００１８】
本発明の対象はまた、請求項１１に記載された光学式情報担体を製造する装置によって、及び請求項１４に記載された光学式情報担体を製造する方法によって、達成される。前出の方法は、前出の少なくとも１つの情報層において、５０μｍ又はそれ以下の幅を有するキャビティを形成し、前出のキャビティ間にランドを形成する段階、及び、光学ビームによって刺激される際に光学信号を示すよう適合された前記ランド上に光学活性材料を蒸着する段階を有する。望ましくは、回転被覆及び浸漬被覆は、ランド上に光学活性材料を蒸着する蒸着技術として使用される。
【００１９】
製造及び製造方法に対する該装置の望ましい実施例は、従属請求項中に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、図面を参照してより詳細に説明される。
【００２１】
図１ａは、本発明に従ったＷＯＲＭディスクに対する製造工程の第１の段階を図示する。図１ａ中に図示された構造化基板１は、ディスクの情報層の一部分となる。図１ａは、ディスクの直径に沿った構造化基板１の断面の切出しを図示する。
【００２２】
情報層は、ディスクの平面に沿って延びる。連続的な基盤２を有し、溝４は、ディスクの中心Ｃを循環して置かれる。ランド５は、近接する溝４の間に有され、その結果としてディスクの中心Ｃを循環する。ディスクの中心Ｃは図示されないが、位置は、対応する矢印によって示される。図１ａ中の切出しは、５つのランド５及び４つの溝４を図示する。
【００２３】
溝４は、深さＢ及び横方向の幅Ａを有する。比率Ｂ／Ａは、縦横比と称される。本発明によれば、幅は、約０．５μｍ（又はそれ以下）であるよう選択される。溝４は、循環の方向に対して垂直である矩形を形成する。溝４の横方向の幅Ａ及び深さＢは、循環の方向に沿って一定である。ランド５の横方向の幅は、外側の溝の内側の端部と、近接する内側の溝の外側の端部との間の距離である。
【００２４】
図１ｂは、本発明に従ったＷＯＲＭディスクの製造工程における第２の段階を図示する。マトリクス材料と蛍光色素材料を有する光学活性材料層６は、基板の上部３上に蒸着される。マトリクス材料は、ポリビニルアセタール、ポリ（メチル）アクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、又はポリアルコールであり得る。色素は、キサンチン、アクリジン、オキサジン、又はクマリンであり得る。
【００２５】
光学活性材料は、例えば回転被覆によって、基板１の上部３上に蒸着され得る。即ち、光学活性材料は、溶媒中に溶解される。続いて、水平方向に位置付けられた構造化基板１上に塗布され、構造化基板１の上部３を覆う溶解されたマトリクス色素混合物６の層を形成する。塗布工程の結果として、溝４においてマトリクス色素混合６は蒸着されない。その理由の１つは、空気が溝４において閉じ込められ、蒸着された材料がこれらの溝４の底部に到達することができないようにするためであり、更には、小さい幅により溶解されたマトリクス色素混合物６の表面張力がまた、マトリクス色素混合物６が溝４に入ることを防ぐためである。溶解されたマトリクス色素混合物６は、溝４に入ることなく狭い溝４の上方に累積する。図１ｂは、製造方法における説明された第２の段階を図示し、溶解されたマトリクス色素混合物６の層は、基板１の上部３上に蒸着される。
【００２６】
その後、塗布された溶解されたマトリクス色素混合物６を有する基板１は、約２５００ｒｐｍ又はそれ以上の回転数を有して回転され、溶解されたマトリクス色素混合物の薄い層は、ランド５上に残される。溶媒は、蒸発し、ランド５上に溶解されたマトリクス色素混合物の蒸着された層７を残す。本発明に従った製造方法の結果は、図１ｃ中に図示される。
【００２７】
他の既知の被覆方法は、ランド５上に溶解されたマトリクス色素混合物の層７を蒸着するよう使用され得る。異なる技術は、ドクターブレーディングである。この方法においては、光学活性材料は、基板１に塗布され、基板１の上部３の上に定義付けられた距離において位置付けられたブレードは、基板１の上部３の上方に平行に動かされ、ランド５上に蒸着された層７を作る。この蒸着方法は、１．５またはそれより高い、望ましくは１．５乃至２．５の範囲内の縦横比を有するキャビティに対して塗布される。
【００２８】
更なる技術は、浸漬被覆である。即ち、基板１の上部３は、光学活性材料を有する溶媒へと単純に浸漬され、その後基板１は引き抜かれる。溝を有する構造化基板１に対しては、溝は、５０μｍより小さい、望ましくは０．５μｍである幅（Ａ）を有する。続いて、薄い層７は、基板１のランド５上に蒸着する。蒸着された層の厚さは、基板１の引抜き速度によって変化され得る。
【００２９】
最後に、蒸気蒸着は、ランド５上に層７を蒸着するよう選択され得る。即ち、塗布されるべき材料は、加熱され、蒸発される。蒸気は、基板１のランド５上に固体の状態で蒸着される。この蒸着方法は、１．５又はそれより高い、望ましくは１．５乃至２．５の範囲における縦横比を有するキャビティに適用される。
【００３０】
ランド５と蒸着された層７との間の接続は、例えば同一の極性を有する材料を選択することによって、マトリクス色素混合物６及び基板１の物理的又は化学的特性を一致させることで強化され得る。また、ランド５に対して湿潤層を適用することが可能であり、マトリクス色素混合物６に対して湿潤効果をもたらす。このようにして、塗布された材料の接着及び／又は量は、制御され得る。極性の単一層は、例えば湿潤層である。ランド５はまた、プラズマ処理によって修正され得る。酸素プラズマは、プラズマ処理において使用され得る。酸素プラズマ処理の１つの効果は、ランドをより極性のあるものにすることである。プラズマの第２の効果は、接着を支持するようランド５を粗くすることであり得る。加えて、その後の処理は、作り出されたランド５を更に修正するよう任意で使われ得る。ランド５は、エッチング又は洗浄され得るか、あるいは、追加的なカバー層がランド５上に蒸着され得る。
【００３１】
上述された製造方法は、ＷＯＲＭディスク、即ち記録済みではないディスクを作ることができる。しかし、同一の方法はまた、ＲＯＭディスクを製造するよう使用され得る。ＷＯＲＭ及びＲＯＭディスクは、キャビティの長さ、即ち溝４及びピット４において夫々異なる。図２は、図１ｃの平面図、並びに、蒸着された層７及び近接する蒸着された層７の間の空の溝４の書かれていない構造を示す。
【００３２】
ＷＯＲＭディスク上での情報の記録は、蒸着された層７の選択された区分８を、例えば、図３中に図示される通りマトリクス色素混合物の温度を低下する温度を上回る書込みレーザビームを用いて選択された区分８を加熱することによって傷をつけることで達成され得る。傷がつく区分８は、その蛍光性の特徴を失う。即ち、傷がつく区分８を読込みレーザビームで刺激することは、前出の傷がつく区分８の蛍光放射をもたらさない。
【００３３】
読込み方法は、図４に関連して説明される。図４は、蒸着された層７及び傷がつく区分８を有する５つの書き込まれるトラック１０を図示する。パルス化された読込みビームの焦点９は、異なる波長又は書込みビームより低い強度を有するレーザビームにも使用され得、図４中、トラック１０に沿って下部から上部へ通る。読込みビームが蒸着された層７に衝突する度に、レーザ光は吸収され、蛍光性の光が発される。それ故に、蛍光性の光は収集されず、信号は検出されない。読込みビームのパルス周波数と相関する蛍光性の信号のシーケンスは、情報層において格納されるコード化された情報である。
【００３４】
本発明に従ったＲＯＭディスクの特定の実施例では、ピットは、約１．６μｍの長さ、約０．５μｍの幅、及び約１μｍの高さを有して使用されている。故に、縦横比は約２である。ＲＯＭディスクを得るよう、異なる長さを有するピットを有する構造化基板は、例えばスタンパを用いて製造される。情報は、ピットの異なる長さにおいてコード化される。
【００３５】
従来技術に従ったディスクは、低いコントラストを有する。本発明は、前出のディスクのコントラストを改良することを目的とする。この目的は、従来技術と比較してより小さい幅を有するキャビティ４を有する構造化基板１を与えることによって、また、既知の蒸着技術に対して特定のパラメータ値を選択することによって達成される。これらの新しい構造に対して適用される蒸着技術は、ランド５上の蛍光物質７の蒸着をもたらす。蛍光物質７は、キャビティ４の底部上には殆ど蒸着されず、より高いコントラストをもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１ａ】本発明に従ったＷＯＲＭディスクに対する製造方法の第１の段階を図示する。
【図１ｂ】本発明に従ったＷＯＲＭディスクに対する製造方法の第２の段階を図示する。
【図１ｃ】本発明に従ったＷＯＲＭディスクに対する製造方法の第３の段階を図示する。
【図２】図１ｃ中のディスクの平面図である。
【図３】図２に従った記録済みのＷＯＲＭディスクを図示する。
【図４】図情報３中の記録済みディスクのトラックに沿って通る読込みビームを図示する。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2007507818.tif 000009
2007507818.tif 000010
2007507818.tif 000011