JP3594002B2

JP3594002B2 - 光ディスク

Info

Publication number: JP3594002B2
Application number: JP2001230425A
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: 2001-07-30
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP2002042376A

Description

【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３００μｍ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に、本発明に係る光ディスクは、基板上に感圧性粘着シート又はドライフォトポリマーシートを介して透明フィルムが貼り合わせられるとともに、上記基板の貼り合わせ面に第１の信号記録面が形成され、上記透明フィルムの貼り合わせ面には第２の信号記録面が形成されてなり、上記感圧性粘着シート又はドライフォトポリマーシートと透明フィルムとからなる光透過層側から上記第１及び第２の信号記録面に対して情報信号の記録及び／又は再生を行うようにしたものである。
【００１４】
ここで、上記光透過層の膜厚は、３μｍ〜１７７μｍとされる。
【００１５】
また、上記透明フィルムは、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され、上記光透過層は波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの領域において７０％以上の光透過率を有する。
【００１６】
さらに、上記基板は、射出成形基板が用いられる。この基板の厚さは、０．３ｍｍ以上である。
【００１７】
上記透明フィルムの表面には、さらに保護層が形成されている。
【００１８】
【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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、あるいはドライフォトポリマー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。また、ドライフォトポリマーシートは、２００〜３００メガポアズ程度の粘度を有し、溶剤を含まない紫外線硬化型の接着シートであり、例えばデュポン社製、商品名ＳＵＲＰＨＥＸ等が使用可能である。
【００３１】
これらの感圧性粘着シートやドライフォトポリマーシートは、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。
【００３２】
透明フィルム２及び感圧性粘着シートあるいはドライフォトポリマーシートからなる接着層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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１００μｍ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。
【００４０】
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−８３１０の光透過率について、分光光度計（ＪａｓｃｏＶ７５０）を用いて測定した結果を図７に示す。測定の結果、３００ｎｍ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、感圧性粘着シートやドライフォトポリマー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１０３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。
【００４７】
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。
【００４８】
接着層２０１のドライフォトポリマーシートを用いた場合にには、ＵＶランプにより紫外線照射を行い、これを硬化する。感圧性粘着シートの場合には、このＵＶランプによる紫外線照射は不要である。
【００４９】
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。
【００５０】
最後に、上記フィルム１１２及び接着層２０１を基板１０１の形状に打ち抜き、光ディスクを完成する。
【００５１】
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。
【００５２】
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やドライフォトポリマー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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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−８３１０）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。
【００５６】
同様に、接着層２０１として、厚さ５０μｍのドライフォトポリマーシート（デュポン社製、商品名ＳＵＲＰＨＥＸ）を用い、これを基板１０１に貼り合わせた後、支持体２０５を剥離することもでき、５０μｍの厚さを有する光透過層を有するディスクが得られる。
【００５７】
いずれの場合にも、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。
【００５８】
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（ＰｈｏｔｏＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法やダイレクトエンボス法等を採用することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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３０３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）。
【００６１】
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３０４ａが形成された透明フィルム３０２を得る。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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４０７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４０９ａ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。
【００６８】
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。
【００６９】
以上、感圧性粘着シート、ドライフォトポリマー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。
【００７０】
【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。
【００７１】
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

Claims

基板上に感圧性粘着シート又はドライフォトポリマーシートを介して透明フィルムが貼り合わせられるとともに、上記基板の貼り合わせ面に第１の信号記録面が形成され、上記透明フィルムの貼り合わせ面には第２の信号記録面が形成されてなり、
上記感圧性粘着シート又はドライフォトポリマーシートと透明フィルムとからなり、その膜厚を３μｍ〜１７７μｍとした光透過層側から上記第１及び第２の信号記録面に対して情報信号の記録及び／又は再生が行われることを特徴とする光ディスク。
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され、上記光透過層は波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの領域において７０％以上の光透過率を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
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。
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。
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。