(57)【要約】【課題】波長４００ｎｍのレーザ光の光透過率を９０％〜９５％と向上させた光透過層を有する高密度記録再生用の光ディスクを提供する。【解決手段】光ディスク基板１上に、記録膜２、光透過膜３、保護膜４が順次積層されてなる光ディスクであって、記録レーザ光５は、対物レンズ６、保護膜４、光透過膜３をそれぞれ透過して記録膜２上に照射される。光透過膜３は、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの記録レーザ光５を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク基板上に少なくとも記録膜及び光透過膜が順次積層されてなり、かつ前記光透過膜を透過した記録レーザ光が前記記録膜上に照射される光ディスクであって、
前記光透過膜は、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの前記記録レーザ光を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂であることを特徴とする光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高光透過率を有する光透過膜を備えた高密度記録再生用の光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オーディオ、画像用途、コンピュータメモリとして、レーザ光を用いて情報の再生、記録、消去を行うＤＶＤ等の光ディスクにおいて、レンズの高開口度、レーザ光の短波長化等により、光ディスクの高密度化が行われている。高密度化のためには、光ピックアップの対物レンズと光ディスクの反射膜の距離を短くしてレンズ収差を抑制する。すなわち、コマ収差を抑制するために、レーザ光が通過する厚さを薄くする必要がある。
【０００３】
高密度光ディスクとしては例えば、厚さ１．１ｍｍの基板表面にピット列又は記録溝からなる情報が形成されていて、それらはトラックピッチ０．３２μｍ、最短記録ピット０．１６μｍであって、直径１２０ｍｍのディスク上に信号方式が２Ｔ（Ｔ：チャンネル周期）系で２２ＧＢ〜２７ＧＢの記録容量を有しているものである。ピット又は記録溝が形成されている基板表面上には、情報面を保護しかつ外部から照射されるレーザ光を透過させるための厚さ９０μｍから１１０μｍの光透過層が形成されている。
【０００４】
このようなディスク構造としては、下記する特許文献１に記載のように厚さ１００μｍ程度の樹脂シートを数ミクロンの接着剤で基板表面に貼り付ける方法や、下記する特許文献２公報に記載のように紫外線硬化樹脂を滴下して１００μｍ程度の光透過層を基板表面上に形成する方法が知られている。また、この光透過層として紫外線硬化樹脂の光開始剤の吸収波長と紫外線の波長を重複させることが下記する特許文献３、ベンゾフェノン光開始剤０．１〜１０重量％を紫外線硬化樹脂に添加することが下記する特許文献４に記載され知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１１３９２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−３０７３８０号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−２６９０７号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開平９−１８０２６３号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、紫外線硬化樹脂やポリマーシートを接着剤で基板表面に貼る特許文献１や、プラズマ処理した基板表面に紫外線硬化樹脂を塗布展開して光透過層を形成する特許文献２、紫外線硬化樹脂の光開始剤の吸収波長と紫外線の波長を重複させる特許文献３、ベンゾフェノン光開始剤０．１〜１０重量％を紫外線硬化樹脂に添加する特許文献４においてそれぞれ開示されている光ディスクの発明では、光透過層である紫外線硬化樹脂に多数個のベンゼン環を有する光開始剤を０．１〜１０重量％含有しているために、光透過層を透過する波長４００ｎｍのレーザ光の光透過率は、９０％未満に減少してしまう。このために、例えば情報信号を記録する場合は、記録再生機における、記録時のレーザパワーがより多く必要となり、この結果レーザの寿命が短くなったり、より大きな出力のレーザを必要とするために、レーザの消費電力が増加してしまうという問題点があった。
【００１０】
そこで本発明は上述した課題に鑑みて創案されたものであり、特に、光透過層として、唯１個のベンゼン環を有する光開始剤を１〜３重量％含有した紫外線硬化樹脂を用いることによって、この光透過層を透過する波長４００ｎｍのレーザ光の光透過率を９０％〜９５％と向上させた、高密度記録再生用の光ディスクを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明は下記の構成になる光ディスクを提供する。
光ディスク基板上に少なくとも記録膜及び光透過膜が順次積層されてなり、かつ前記光透過膜を透過した記録レーザ光が前記記録膜上に照射される光ディスクであって、
前記光透過膜は、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの前記記録レーザ光を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂であることを特徴とする光ディスク。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明し、この後に具体的な実施例について説明する。
図１、図２はそれぞれ本発明に係わる光ディスクの第１、第２実施例の部分拡大縦断面図である。
本発明の光ディスクＡは、図１に示すように、光ディスク基板１上に、記録膜２、光透過膜３、保護膜４が順次積層されてなる光ディスクである。記録レーザ光５は、対物レンズ６、保護膜４、光透過膜３をそれぞれ透過して記録膜２上に照射される。光透過膜３は、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの記録レーザ光５を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂である。
【００１３】
図１において、光ディスク基板１は、射出成型で溝やピットを金属原盤より転写成型してなるポリカーボネート樹脂基板である。光ディスク基板１の厚さは０．６ｍｍ（１．１ｍｍ、１．２ｍｍの厚さのものを使用してもよい）。
記録膜２は、光ディスク基板１上に、Ａｌ合金反射層を厚さ１０〜１００ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、誘電体層を厚さ１５〜３０ｎｍ、ＧｅＳｂＴｅ系記録層を厚さ２０〜４０ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、誘電体層を厚さ１００〜１３０ｎｍを順次成膜してなる。
光透過膜３は、記録膜２（厚さ１００〜１３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２誘電体層）上に、バーコースターやスピンコーター等で、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの記録レーザ光５を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂を塗布した後に、紫外線硬化してなる。
保護膜４は、光透過膜３の表面上に、厚さ０．０９ｎｍのポリカーボネート樹脂フィルムを貼着する。
こうして図１に示す光ディスクＡを得ることができる。
【００１４】
また、本発明の光ディスクＢは、図２に示すように、光ディスク基板１上に、記録膜２、光透過膜７が順次積層されてなる光ディスクである。記録レーザ光５は、対物レンズ６、光透過膜７をそれぞれ透過して記録膜２上に照射される。光透過膜７は、ベンゼン環１個の光開始剤１〜３重量％を添加した、波長４００ｎｍの記録レーザ光５を光透過率９０％〜９５％で透過する紫外線硬化樹脂である。前述したものと同一構成部分には同一符号を付しその説明を省略した。
【００１５】
図２において、光ディスク基板１は、射出成型で溝やピットを金属原盤より転写成型してなるポリカーボネート樹脂基板である。光ディスク基板１の厚さは０．６ｍｍ（１．１ｍｍ、１．２ｍｍの厚さのものを使用してもよい）。
記録膜２は、光ディスク基板１上に、Ａｌ合金反射層を厚さ１０〜１００ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、誘電体層を厚さ１５〜３０ｎｍ、ＧｅＳｂＴｅ系記録層を厚さ２０〜４０ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、誘電体層を厚さ１００〜１３０ｎｍを順次成膜してなる。
【００１６】
次に、本発明の光ディスクＡ，Ｂの具体的な構成について説明する。
光ディスク基板１は射出成形機に光ディスク専用金型を装着し、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂を材料として射出成形によって製造される。光ディスク用金型内には、スタンパと呼ばれる、円盤状のニッケル盤が装着されている。ニッケル盤の表面には、高密度情報として、ピット列又は記録溝からなる情報面が形成されていて、例えばそれらはトラックピッチ０．３２μｍ、最短記録ピット０．１６μｍであって、直径１２０ｍｍのディスク上に信号方式が２Ｔ系で２２ＧＢ〜２７ＧＢの記録容量を有しているものである。このような射出成形によって表面に情報面の形成された光ディスク基板１が製造される。
【００１７】
この光ディスク基板１の情報面をアルミニウムなどの、レーザ光５に対して高反射率を示す反射膜で覆えば、再生専用光ディスクとなり、ゲルマニウム、アンチモン、テルルなどの合金からなる加熱冷却速度により、結晶と非結晶のような相の変化において光に対する反射率が変化するような記録膜２で覆えば記録再生用光ディスクとなる。
【００１８】
通常、透明な保護膜４（光透過膜７）側からレーザ光５が入射して記録膜２に対して記録再生が行われる。そして、レーザ光５のスポット径は（レーザ光５の波長）÷（対物レンズ６の開口数）に依存する。レーザ光５の波長４００ｎｍ、対物レンズ６の開口数０．９であると、０．４４μｍのスポット径になり記録密度の高密度化ができる。また、スキュー角（ディスクＡ，Ｂの、レーザ光５の光軸に対する傾斜角）とレーザ光５が通過する透明な保護膜４＋光透過膜３（光透過膜７）の厚みと対物レンズ６の開口数の３乗の積に比例する量であるコマ収差を小さくする必要がある。このために、レーザ光５が通過する光透過膜３（光透過膜７）をポリカーボネート樹脂より屈折率の小さい紫外線硬化樹脂を用いて１００μｍ以下の厚さの光透過膜で形成して記録再生を行う。
【００１９】
次に、本発明の光ディスクＡ（図１），Ｂ（図２）の具体的な製造方法について説明する。
まず、溝やピットが形成されているポリカーボネート樹脂などの光ディスク基板１上に、スパッタや蒸着により硫化亜鉛、二酸化珪素などの無機化合物からなる誘電体層、ゲルマニウム、アンチモン、テルルなどの合金からなる記録層、アルミニウムなどの合金からなる反射層を形成して記録膜２を作る。
【００２０】
次に、記録膜２上に、ベンゼン環１個の光開始剤（例えば、ジ及びトリクロロアセトフェノン類）１〜３重量％を含む紫外線硬化樹脂（例えば、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレートなど）をスピンコーター等で塗布する。この塗布厚は、０．０９ｍｍ厚のフィルムを貼り合せるとき０．０１ｍｍに（図１）、フィルムを貼り合せないとき０．１ｍｍにする（図２）。この塗布後に、高圧水銀ランプ等を備えた紫外線照射装置から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化して光透過膜３，７を作成する。
【００２１】
図３は本発明の光ディスクを構成する光透過膜における、添加済光開始剤のベンゼン環数に対する光透過膜の光透過率変化を示すグラフである。
【００２２】
まず、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレートの紫外線硬化樹脂へ、ベンゼン環０個の光開始剤テトラメチルチウムモノサルファイド、ベンゼン環１個の２．２ジエトキシアセトフェノン、ベンゼン環２個のベンゾフェノン、ベンゼン環３個のアンスラキノンを４重量％添加し（３×４＝１２種類の試料）、高圧水銀ランプを備えた紫外線照射装置から紫外線を１０００ｍＪ照射して硬化させて、厚さ１００μｍの光透過膜を作り、分光光度計を用いて波長４００ｎｍのレーザ光を照射したときのそれぞれの光透過率を測定する。
【００２３】
ベンゼン環個数０、１の光開始剤の波長４００ｎｍの各光透過率は、９０％〜９５％で極めて良いが、ベンゼン環個数０の光開始剤を用いると、光透過膜の硬化が不十分になる。
【００２４】
図４は本発明の光ディスクを構成する光透過膜における、ベンゼン環１個の光開始剤の添加率に対する光透過膜の光透過率変化を示すグラフである。
【００２５】
まず、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレートの紫外線硬化樹脂へ、ベンゼン環１個の光開始剤２．２ジエトキシアセトフェノンを、０．５、１、２、３、４、５重量％添加し（３×６＝１８種類の試料）、高圧水銀ランプを備えた紫外線照射装置から紫外線を１０００ｍＪ照射して硬化させて、厚さ１００μｍの光透過膜を作り、分光光度計を用いて波長４００ｎｍのレーザ光を照射したときのそれぞれの光透過率を測定する。
【００２６】
厚さ１００μｍのポリカーボネート樹脂基板（保護膜４）に対する波長４００ｎｍのレーザ光の吸収率は約１４％（光透過率約８６％）なので、記録膜２に到達するレーザ光５の光エネルギーが減衰されて、記録再生感度が悪くなる。このため所要の記録再生感度を得るためには、大きい記録再生パワーのレーザ光が必要になる。例えば、図１、図２に示した光ディスクＡ，Ｂにおいて光透過膜３，７がポリカーボネート樹脂を用いると、線速５．３ｍ／ｓで記録するのに、レーザパワーが５．２ｍＷ必要であるが、光透過膜３，７のレーザ光の光透過率を９０％以上にすると、レーザパワーを約４ｍＷとすれば良い。
従って、光透過膜３，７のレーザ光５の光透過率を９０％以上、記録時に大きなレーザパワーが必要となり、省エネ上問題が生じることのみならず、高出力でのレーザ使用はレーザ寿命を縮めることとなり、ドライブのもちを悪くする。
【００２７】
図４に示すように、ベンゼン環１個の光開始剤２．２ジエトキシアセトフェノンの添加量が４重量％以上になると、光透過膜３，７の波長４００ｎｍのレーザ光５の光透過率が９０％を割ってしまう。また、０．５重量％だと光透過膜３，７の硬化が不十分である。このことから、紫外線硬化樹脂の分子構造に於いても同様なことを言うことができ、紫外線硬化樹脂自体にも、ベンゼン環の個数の少ないものを選択することにより、更に光透過率を向上させることができ、光ディスクへの記録時のレーザパワーを減少させることができる効果を有するようになる。
ベンゼン環が波長４００ｎｍに吸収域があるために、ベンゼン環を多く含む樹脂は波長４００ｎｍの光透過率が悪くなるので、紫外線硬化樹脂はできるだけベンゼン環の個数が少ないものを用いる、できればベンゼン環の個数が１個のものを用いる。ビスフェノールＡ型からのものを用いないほうがよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細したことから明らかなように、本発明は、特に、光透過層として、唯１個のベンゼン環を有する光開始剤を１〜３重量％含有した紫外線硬化樹脂を用いることによって、この光透過層を透過する波長４００ｎｍのレーザ光の光透過率を９０％〜９５％と向上させた高密度記録再生用の光ディスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる光ディスクの第１実施例の部分拡大縦断面図。
【図２】本発明に係わる光ディスクの第２実施例の部分拡大縦断面図。
【図３】本発明の光ディスクを構成する光透過膜における、添加済光開始剤のベンゼン環数に対する光透過膜の光透過率変化を示すグラフ。
【図４】本発明の光ディスクを構成する光透過膜における、ベンゼン環１個の光開始剤の添加率に対する光透過膜の光透過率変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１  光ディスク基板
２  記録膜
３，７  光透過膜
４  保護膜
５  レーザ光（記録レーザ光）
Ａ，Ｂ  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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