JP3338660B2

JP3338660B2 - 光ディスク

Info

Publication number: JP3338660B2
Application number: JP01221699A
Authority: JP
Inventors: 剛山崎; 智美行本; 基裕古木; 俊行柏木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JPH11273147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に光透過層
を設け、この光透過層側からレーザ光を照射して情報の
記録、再生を行うようにした光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクとして、片面に凹凸を
形成した光透過性のプラスチックからなるレプリカ基板
を作製し、凹凸を形成した面に反射膜あるいは記録膜を
設けて信号記録面とし、さらにこの信号記録面上に保護
膜を形成し、基板面側（上記信号記録面とは反対側の
面）からレーザ光を照射して記録、再生を行うようにし
たものが広く知られている。

【０００３】このような光ディスクでは、基板が光透過
層の役割を果たすため、例えば８ＧＢ以上の大容量化を
図るため、基板の厚さを薄くすることが要求されてく
る。

【０００４】上記の光ディスクでは、通常、基板は射出
成形により成形されており、薄型化にも限度があるのが
実情である。

【０００５】例えば、直径１２０ｍｍの基板を作製する
場合において、凹凸の転写性を通常レベル（従来の光デ
ィスクのレベル）で確保しようとしたときには、厚さ３
００μｍ程度が限界である。大容量化に対応して凹凸を
精度良く転写しようとする場合には、厚さ５００μｍ程
度が限界である。

【０００６】このため、厚さが１００μｍ程度で、しか
も微細な凹凸が精度良く転写された光ディスク基板を射
出成形により作製することは、非常に困難である。

【０００７】これは、射出成形が本質的に有する問題点
に起因するもので、例えば金型内の射出材料すなわち溶
融樹脂の流動状態のむら、金型の冷却速度むら（溶融樹
脂の温度、粘度むら）等に起因するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような状況の中、
本願出願人は、基板の信号記録面上に１７７μｍ以下の
光透過層を形成し、この光透過層側からレーザ光を照射
することにより記録、再生を行う光ディスクを提案し
た。

【０００９】この光ディスクにおいては、基板は通常の
厚さ（例えば１．２ｍｍ、あるいは０．６ｍｍ）とする
ことができるため、射出成形により精度良く凹凸を転写
することが可能である。一方、記録、再生のためのレー
ザ光は厚さの薄い光透過層側から照射するため、大容量
化にも対応可能である。

【００１０】ところで、このように光透過層側からレー
ザ光を照射して記録、再生を行う場合、光透過層をどの
ようにして形成するかが大きな問題となる。これは、光
透過層の厚さの変動等が特性に大きな影響を与えるから
である。

【００１１】光透過層の形成方法としては、例えば紫外
線硬化樹脂をスピンコート法等により塗布する方法が考
えられるが、この場合、均一な膜厚のものを形成するの
は難しい。

【００１２】そこで本発明は、厚さが薄く、しかも均一
な厚さの光透過層を有する光ディスクを提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る光ディスクは、基板と、この基板の一
面に感圧性粘着性シートによって貼り合わされた透明フ
ィルムとを有し、上記基板及び／又は透明フィルムの貼
り合わせ面に信号記録面が形成されてなり、上記透明フ
ィルムがポリカーボネートフィルムであり、上記感圧性
粘着シートを介して上記ポリカーボネートフィルムが貼
り合わせられ、上記感圧性粘着シートは、少なくとも３
００ｎｍ以上の波長域において９０％以上の光透過率を
有するとともに、上記透明フィルムは、少なくとも３０
０ｎｍ以上の波長域において８０％以上の光透過率を有
し、上記感圧性粘着シート及び上記透明フィルムとによ
って膜厚が３μｍ〜１７７μｍの光透過層が形成される
とともに、この光透過層は波長３００ｎｍ〜８００ｎｍ
の領域において７０％以上の光透過率を有し、この光透
過層側から上記信号記録面に対して記録及び／又は再生
を行うように構成したものである。

【００１４】また、本発明に係る光ディスクは、一面に
信号記録面が形成された基板と、この信号記録面上に貼
り合わせられてなる光透過層としての感圧性粘着シート
とを有し、上記感圧性粘着シートが、少なくとも３００
ｎｍ以上の波長域において９０％以上の光透過率を有す
るとともに、上記光透過層側から上記信号記録面に対し
て記録及び／又は再生を行うように構成されたものであ
る。

【００１５】本発明において用いられる感圧性粘着シー
トは、それ自体シート状を呈し、紫外線硬化樹脂を塗布
するのとは異なり、予め一定の厚さの層（シート）とさ
れているので、これを接着層あるいは光透過層自体に用
いれば、厚さが非常に薄く、しかも厚みムラのない光透
過層が容易に形成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光ディスクについ
て、図面を参照しながら説明する。

【００１７】本発明の光ディスクの基本的な構成として
は、先ず、図１に示すように、厚さ１．２ｍｍ又は０．
６ｍｍ程度の基板１の一方の面に透明フィルム２を接着
層３を介して貼り合わせたものが挙げられる。

【００１８】ここで、基板１又は透明フィルム２のいず
れか一方、あるいは両方の貼り合わせ面側には、ピッ
ト、グルーブ等の凹凸パターンが形成されており、信号
記録面とされている。

【００１９】例えば、図２は、基板１において、透明フ
ィルム２と接着される側の面に凹凸パターンを形成し、
信号記録面１ａとした例を示すものである。

【００２０】図３は、これとは逆に、透明フィルム２に
おいて、基板１と接着される側の面に凹凸パターンを形
成し、信号記録面２ａとした例を示すものである。

【００２１】さらに、図４は、基板１と透明フィルム２
の両者に信号記録面１ａ，２ａを形成し、信号記録面を
２層構造とした例を示すものである。

【００２２】いずれの例においても、基板１は、プラス
チック材料を例えば射出成形することにより作製される
が、用いるプラスチック材料は必ずしも光学的に透明で
なくともよい。また、プラスチック材料以外の材料、例
えばガラス、セラミックス、金属等から形成されていて
もよい。

【００２３】なお、基板１を射出成形する場合、基板１
の厚さがあまり薄くなりすぎると精密な凹凸転写が難し
い。したがって、基板１側に信号記録面を形成する場合
には、基板１の厚さは０．３ｍｍ以上とすることが好ま
しい。これにより、精度の高い信号記録面の形成が可能
である。

【００２４】また、基板１に設けられた信号記録面１ａ
や透明フィルム２に設けられた信号記録面２ａには、例
えば金属反射膜や半透明の信号層、信号記録層、あるい
は各種記録層が形成され、これら層からの反射光を読み
取ることにより情報信号の再生が行われる。このとき、
特に、図４に示す例の如く基板１及び透明フィルム２の
両者に信号記録面を形成する場合、透明フィルム２側の
信号記録面２ａには半透明の信号層、信号記録層を形成
することが好ましい。

【００２５】記録層は、光磁気記録層、相変化記録層、
有機色素層等、あるいはこれらの組み合わせ等であり、
エンハンスのための誘電体膜等と積層されていてもよ
い。

【００２６】一方、この基板１に貼り合わされる透明フ
ィルム２の材質としては、光学的に透明であることが必
要で、複屈折等も小さいものが好ましい。このような観
点から、例えばポリカーボネート、ポリエステル、アモ
ルファスポリオレフィン等が好適である。

【００２７】また、この透明フィルム２の表面には、無
機物や有機樹脂からなる保護層が形成されていてもよ
い。無機物としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ等が挙
げられ、これらを１０〜２０００Å程度の厚さで成膜
し、保護層とすればよい。

【００２８】そして、本発明において特徴的なのは、接
着層３として感圧性粘着シートを用いることである。感
圧性粘着シートは、例えばアクリル系粘着剤からなり、
透明性、厚みの均一性に優れた両面粘着シートであり、
日東電工社製の商品名ＤＡ−８３２０、ＤＡ−８３１０
等が好適である。感圧性粘着シートは、均一な厚みを有
するシート状のものであり、接着層を塗布により形成す
るのと異なり、均一な厚さの接着層３を簡単に形成する
ことができ、また、透明フィルム２の貼り合わせ工程も
大幅に簡略化することができる。

【００２９】透明フィルム２及び感圧性粘着シートから
からなる接着層３は、光透過層の役割を果たすもので、
記録時、あるいは再生時には、レーザ光はこれら透明フ
ィルム２、接着層３側から基板１あるいは透明フィルム
２に形成された信号記録面に照射される。したがって、
これら透明フィルム２や接着層３の厚さを適正なものと
することが重要である。

【００３０】具体的には、基板１の信号記録面を考慮し
た場合、透明フィルム２と接着層３を合わせた厚さが、
３μｍ〜１７７μｍの範囲内であることが好ましい。透
明フィルム２の信号記録面を考慮した場合には、透明フ
ィルム２の厚さがμｍ３〜１７７μｍの範囲内であるこ
とが好ましい。

【００３１】光透過層の機能を考えたとき、高密度記録
化のためには厚さが薄ければ薄いほど高ＮＡ化に対応可
能であり、有利である。この光透過層は、保護層として
の役割も果たすため、あまり薄すぎると保護機能を確保
することができない。光ディスクの信頼性や対物レンズ
の光透過層表面への衝突の影響等を考慮すると、３μｍ
が下限である。一方、レーザ光等の短波長化が進んでい
るなか、赤色レーザのみならず青色レーザにまで対応可
能とするためには、上限は１７７μｍということにな
る。

【００３２】この合計の厚さのなかで、透明フィルム２
が占める厚さ、接着層３が占める厚さは、いずれも任意
である。例えば、接着層３は、接着力が十分に確保でき
る範囲であれば、どんなに薄くてもよい。

【００３３】逆に、接着層３は上記合計厚さの範囲であ
ればどんなに厚くてもよく、極端な場合、光透過層が接
着層３のみから形成されていてもよい。

【００３４】図５は、光透過層が感圧性粘着シートから
なる接着層３のみからなる光ディスクの一例を示すもの
で、これが本発明の光ディスクの他の構成例である。こ
の光ディスクは、基板１上に形成された信号記録面（記
録層４）上に接着層３を貼り付けただけのもので、非常
に単純な構造を有する。

【００３５】上述の光ディスクは、いずれもこれまで以
上の高密度記録を目指したもので、したがって、光透過
層は、記録や再生に使用するレーザ波長域において光の
透過率が高いことが望まれる。

【００３６】このような観点から、上記図１〜図４に示
す構造の光ディスクにおいては、透明フィルム２にポリ
カーボネートフィルム、接着層３に感圧性粘着シートを
用いることが好ましい。ポリカーボネートフィルムは、
製法上の工夫等により純度を高めることで、広い波長域
において良好な光透過性を示す。図６は、厚さ１００μ
ｍのポリカーボネートフィルムの透過率の波長依存性を
示すもので、波長３００ｎｍ以上において光透過率８０
％以上を示す。

【００３７】同様に、感圧性粘着シートも良好な光学特
性を示す。例えば、日東電工社製の商品名ＤＡ−８３１
０の光透過率について、分光光度計（Jasco Ｖ７５０）
を用いて測定した結果を図７に示す。測定の結果、３０
０ｎｍまでの波長域で９０％以上の光透過率を示し、ガ
ラス板並の良好な透明性を有することがわかる。

【００３８】また、情報を読み出すに際し、中間層であ
る接着層３の複屈折はできるだけ小さいことが好まし
い。複屈折が大きいと、読み取りレーザ光の焦点を絞ろ
うとしても非点収差が増加し、絞りきれなくなる。感圧
性粘着シートの複屈折を測定した結果、測定誤差範囲内
（ほぼゼロ）であった。

【００３９】したがって、感圧性粘着シートは、光学特
性の面から接着層３として問題ないと言える。

【００４０】ポリカーボネートフィルムを透明フィルム
２として用い、接着層３として感圧性粘着シートを用い
れば、波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおいて光透過層の
光透過率を７０％以上とすることができ、広範な波長域
でコンパクトディスク並の良好な記録再生を実現するこ
とができる。これは、高密度記録光ディスクを実現する
上で非常に有利である。

【００４１】これに対して、紫外線硬化樹脂を用いて光
透過層を形成した場合、図８に示すように、短波長域で
急激に光透過率が低下し、例えば波長４００ｎｍでは光
透過率は５０％以下にまで下がってしまう。したがっ
て、短波長記録に十分に対応することができない。

【００４２】上述の光ディスクを製造する方法として
は、種々の製造方法を挙げることができる。

【００４３】例えば、図２に示すような基板１側に信号
記録面１ａが形成されてなる光ディスクを作製するに
は、感圧性粘着シートからなる接着層２０１を形成した
フィルム１１２の原反ロールを用い、図９に示すよう
に、基板１０１の信号記録部１０３（この信号記録部１
０３上には記録膜又は反射膜１０３ａが成膜されてい
る。）上に接着層２０１を介してフィルム１１２を重ね
合わせる。

【００４４】この状態で圧着ロール２０２によりフィル
ム１１２を基板１０１に圧着し、情報記録部１０３に接
着層２０１が入り込むように密着させる。

【００４５】なお、接着層２０１を情報記録部１０３に
圧着した後、圧力釜によるオートクレーブ処理や減圧下
で脱泡処理を行うことにより、フィルム・接着層間、あ
るいは接着層中の空気（気泡）を排除するようにしても
よい。

【００４６】最後に、上記フィルム１１２及び接着層２
０１を基板１０１の形状に打ち抜き、光ディスクを完成
する。

【００４７】具体的には、厚さ５０μｍの感圧性粘着シ
ート（日東電工社製、商品名ＤＡ−８３１０）を貼り合
わせたポリカーボネートフィルム（厚さ５０μｍ）を基
板１０１に貼り付け、圧着後、打ち抜き工程でトリミン
グすることにより、厚さ１００μｍの光透過層を有する
光ディスクを完成した。また、この後、オートクレーブ
処理を施すことにより、泡が大幅に減少した。

【００４８】以上の製造装置、製造方法では、ポリカー
ボネートのフィルム１１２と接着層２０１の両者を光透
過層として利用したが、感圧性粘着剤シートを用いる場
合、接着層２０１のみを光透過層とすることもできる。

【００４９】この工程を示したものが図１０である。こ
の図１０に示す工程は、基本的には図９に示す工程とほ
とんど同じであるが、接着層２０１の支持体２０５を圧
着後に剥離することが図９に示す工程とは大きく異な
る。

【００５０】この結果、接着層２０１のみが基板１０１
上に残り、これが光透過層として機能する。したがっ
て、支持体２０５には、ポリカーボネートフィルムのよ
うな光透過性に優れたフィルムを使用する必要がなく、
離型紙等、任意の材質のものが使用可能である。

【００５１】例えば、接着層２０１として厚さ５０μｍ
の感圧性粘着シート（日東電工社製、商品名ＤＡ−８３
１０）を用い、これを基板１０１に貼り付けた後、支持
体２０５を剥離することで、５０μｍの厚さを有する光
透過層を有する光ディスクが得られる。

【００５２】これらのプロセスを繰り返すことにより、
接着層２０１の厚さの倍数の厚さを有する光透過層が得
られる。

【００５３】また、図３に示すような透明フィルム２側
に信号記録面２ａが形成されてなる光ディスクを作製す
る場合、透明フィルム２に信号記録面２ａを形成するに
は、２Ｐ（Photo Polymerization）法やダイレクトエン
ボス法等を採用することができる。

【００５４】図１１は、２Ｐ法により透明フィルムに信
号記録面を形成する工程の一例を示すものである。この
例においては、ロール３０１から繰り出される透明フィ
ルム３０２に対して、連続的に信号記録面が形成され
る。この方法においては、先ず、ステップＡに示すよう
に信号記録面の反転凹凸パターンが形成されたスタンパ
３０３を用意し、ステップＢでこの上に紫外線硬化樹脂
３０４を塗布する。

【００５５】次いで、ステップＣにおいて、この紫外線
硬化樹脂３０４が塗布されたスタンパ３０３に対して透
明フィルム３０２を圧着する。この圧着は、スタンパ３
０３の凹凸パターンを転写するものであり、ここではロ
ーラ３０５を用いたローラ圧着とされている。この状態
で、透明フィルム３０２側から紫外線を照射し（ステッ
プＤ）、紫外線硬化樹脂３０４が硬化した後、スタンパ
３０３を紫外線硬化樹脂３０４から剥離する（ステップ
Ｅ）。

【００５６】最後に、ＳｉＮ等からなる半透明の信号層
や信号記録層等をスパッタ等の手法により成膜し（ステ
ップＦ）、これを円盤状に打ち抜く（ステップＧ）こと
により、紫外線硬化樹脂３０４表面に信号記録面３０４
ａが形成された透明フィルム３０２を得る。

【００５７】一方、図１２は、エンボス法により透明フ
ィルムに信号記録面を形成する工程の一例を示すもので
あるが、エンボス法の場合、スタンパにより透明フィル
ムに直接凹凸パターンを転写する。

【００５８】先ず、ロール４０１から繰り出される透明
フィルム４０２に対して、連続的に信号記録面を形成す
る点は、先の２Ｐ法の場合と同じである。次いで、ステ
ップＡに示すように信号記録面の反転凹凸パターンが形
成されたスタンパ４０３を用意し、これをローラ４０４
により透明フィルム４０２に圧着する（ステップＢ）。
このとき、透明フィルム４０２は、上記スタンパ４０３
の凹凸パターンが転写されるように、適当な温度まで加
熱することが好ましい。

【００５９】冷却後（ステップＣ）、スタンパ４０３を
透明フィルム４０２から剥離し（ステップＤ）、ＳｉＮ
等からなる半透明の信号層や信号記録層等をスパッタ等
の手法により成膜する（ステップＥ）。これを円盤状に
打ち抜いて（ステップＦ）、信号記録面４０２ａが形成
された透明フィルム４０２を得る。

【００６０】次に、上記エンボス法を応用して、図４に
示すような信号記録面を２層有する光ディスクを連続形
成する方法について述べる。

【００６１】図１３は、連続形成工程の一例を示すもの
で、ロール４０１から繰り出される透明フィルム４０２
に対して、スタンパ４０３による凹凸パターンの転写及
び成膜により連続的に信号記録面４０２ａを形成する点
は、上述のエンボス法に準ずる。

【００６２】次いで、離型紙４０５上に形成された感圧
性粘着シートからなる接着フィルム４０６をロール４０
７から繰り出し、この透明フィルム４０２の信号記録面
４０２ａ上に貼り合わせる。離型紙４０５を巻き取りロ
ール４０８で巻き取りながら接着フィルム４０６から剥
離し、露出した接着フィルム４０６上に信号記録面４０
９ａが形成された基板４０９をローラ４１０を用いて貼
り合わせる。これを円盤状に打ち抜くことで、信号記録
面が２層形成された光ディスクが得られる。

【００６３】なお、変形例として、例えば図１４に示す
ように、予め基板４０９の信号記録面４０９ａ上に接着
フィルム４０６を圧着ロール４１１により貼り合わせて
おき、これを上記透明フィルム４０２に形成された信号
記録面４０２ａ上に接合するようにしてもよい。

【００６４】以上、感圧性粘着シートを用いた光透過層
の形成方法、光ディスクの形成方法について説明してき
たが、プロセス上、種々の変更が可能であることは言う
までもない。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、厚さが薄く、しかも均一な厚さの光透過層
を有する光ディスクを提供することが可能であり、これ
までよりも遥かに高密度記録が可能な光ディスクを提供
することが可能である。

【００６６】また、接着層に感圧性粘着シートを用いる
ことで、広範な波長域において高い光透過率を示す光デ
ィスクとすることができ、特に短波長記録による高密度
記録化を考えたときに、非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ディスクの基本構成を示す
要部概略断面図である。

【図２】基板に信号記録面を形成した光ディスクの一例
を示す要部概略断面図である。

【図３】透明フィルムに信号記録面を形成した光ディス
クの一例を示す要部概略断面図である。

【図４】基板と透明フィルムの両者に信号記録面を形成
した光ディスクの一例を示す要部概略断面図である。

【図５】本発明を適用した光ディスクの他の構成例を示
す要部概略断面図である。

【図６】ポリカーボネートフィルムの分光光学特性を示
す特性図である。

【図７】感圧性粘着シートの分光光学特性を示す特性図
である。

【図８】紫外線硬化樹脂の分光光学特性を示す特性図で
ある。

【図９】基板に信号記録面を形成した光ディスクの製造
工程の一例を示す模式図である。

【図１０】基板に信号記録面を形成した光ディスクの製
造工程の他の例を示す模式図である。

【図１１】２Ｐ法により透明フィルムに信号記録面を形
成する工程の一例を示す模式図である。

【図１２】エンボス法により透明フィルムに信号記録面
を形成する工程の一例を示す模式図である。

【図１３】信号記録面を２層有する光ディスクの製造工
程の一例を示す模式図である。

【図１４】信号記録面を２層有する光ディスクの製造工
程の他の例を示す模式図である。

【符号の説明】

１基板、１ａ信号記録面、２透明フィルム、
２ａ信号記録面、３接着層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古木基裕東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者柏木俊行東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (56)参考文献特開平９−147417（ＪＰ，Ａ) 特開平８−203126（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−125945（ＪＰ，Ａ) 特開平７−334866（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板の一面に感圧性粘着性
シートによって貼り合わされた透明フィルムとを有し、
上記基板及び／又は透明フィルムの貼り合わせ面に信号
記録面が形成されてなり、上記透明フィルムがポリカーボネートフィルムであり、
上記感圧性粘着シートを介して上記ポリカーボネートフ
ィルムが貼り合わせられ、上記感圧性粘着シートは、少なくとも３００ｎｍ以上の
波長域において９０％以上の光透過率を有するととも
に、上記透明フィルムは、少なくとも３００ｎｍ以上の
波長域において８０％以上の光透過率を有し、上記感圧
性粘着シート及び上記透明フィルムとによって膜厚が３
μｍ〜１７７μｍの光透過層が形成されるとともに、こ
の光透過層は波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの領域におい
て７０％以上の光透過率を有し、この光透過層側から上
記信号記録面に対して記録及び／又は再生が行われるよ
うになされたことを特徴とする光ディスク。
【請求項２】上記基板が射出成形基板であることを特
徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】上記基板の厚さが０．３ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】上記透明フィルムの表面に保護層が形成
されていることを特徴とする請求項１記載の光ディス
ク。
【請求項５】上記信号記録面は、上記基板の貼り合わ
せ面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
光ディスク。
【請求項６】上記信号記録面は、上記透明フィルムの
貼り合わせ面に形成されていることを特徴とする請求項
１記載の光ディスク。
【請求項７】一面に信号記録面が形成された基板と、
この信号記録面上に貼り合わせられてなる光透過層とし
ての感圧性粘着シートとを有し、上記感圧性粘着シート
は、少なくとも３００ｎｍ以上の波長域において９０％
以上の光透過率を有するとともに、上記光透過層側から
上記信号記録面に対して記録及び／又は再生が行われる
ようになされたことを特徴とする光ディスク。
【請求項８】上記光透過層の膜厚が３μｍ〜１７７μ
ｍであることを特徴とする請求項７記載の光ディスク。
【請求項９】上記基板が射出成形基板であることを特
徴とする請求項７記載の光ディスク。
【請求項１０】上記基板の厚さが０．３ｍｍ以上であ
ることを特徴とする請求項７記載の光ディスク。