JPS59177739A - ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報記録板、特にビデオディスク、ＰＣＡＭオ
ーディオディスク等のディスク及びディスクの製造方法
に関する。

従来情報記録板を製造するためにフォトレジストが使用
されていた。すなわち表面を研摩したガラス等よりなる
原盤を用意し、この原盤を洗浄して冷却する（約１時間
の工程）。この原盤に７オトレジストを薄くコートし、
プリベークした後冷却する（約１時間の工程）。このフ
ォトレジストをコー）１〜だ原盤に記録すべき信号によ
り変調されたレーザビーム等を照射し、信号を記録する
（約１時間乃至２時間の工程）。露光したこの原盤を現
像し、水洗いし、水切りをしてさらにアフタ−ベークし
た後冷却する（約１時間の工程）。これにより表面に記
録信号に対応したピントが形成された原盤が得られる。

そしてさらにビットが形成された記録表面上に金属の反
射膜をコートする（約４５分の工程）。反射膜がコート
された原盤を検査用再生機にて再生し、ドロップアウト
等の検査をする（約１時間乃至２時間の工程）。この検
査に合格した原盤のみが犬ｔ　Ｋレプリカを製作するた
めのスタンパを製造する工程へ回されることになる。

しかしながら斯かる従来の方法は、信号の記録を開始し
てから検査を終了する迄約４時間乃至５時間を要し、そ
の時間が経過しなければ良品、不良品の区別ができなか
った。従って約４時間乃至５時間を経過して不良品であ
ることが判明した場合は、再び最初から同じ時間をかげ
て情報記録板を製造する必要があり、極めて非能率的で
あった。

このことはフォトレジストを記録膜として使用している
ために、信号記録後直ちにあるいは信号記録時において
記録信号を同時に再生する所謂モニターができないこと
に起因している。また信号の記録自体は正確に行えたと
しても、後の現像工程で現像時間等を誤まると、結局は
不良品となってしまうばかりでなく、フォトレジストが
自然光によっても感光してしまうおそれがあるため１で
、明室での−・ンドリングが困難となり、歩容りが極め
て悪いものになる欠点があった。従って自然・哩造コス
トも高かった。

斯かる欠点を考慮してモニターが可能な素材を記録膜と
して使用する方法が例えば米国特許第４０９７８９５号
に提案されている。これはガラス原盤の上にアルミニウ
ムの反射Ｊ撓を形成し、その上に所定の波長に対して著
しい吸収性を有する染料（フルオレセン）よりなる記録
膜を形成するものである。これにアルゴンレーザを照射
すると、この染料はアルゴンレーザの波長に対して著し
い吸収性を有するために昇華したビットが形成されろ−
ビットが形成された記録膜に、記録時より充分小さく、
染料を昇華させないパワーのアルゴンレーザを照射する
と、ビットが形成され反射膜が露出している部分におい
てはレーザビームは反射され、ビットが形成されておら
ず染料が残っている部分においてはレーザビームは吸収
され反射されない（あるいは反射率は充分小さい）ので
、その光量差よりビットの有無従って信号を再生するこ
とが可能となる。

この方法による場合は、モニターもでき、湿式の現像工
程も不要であり、所定の波長に対してのみ吸収性を有す
るから、明室においてもハンドリングが可能となる。し
かしながらこの方法は、染料の昇華速度が遅く、ビット
の形状がきれいに整わず、充分なＳＮを有する情報記録
板を得ることができない欠点があった。

これを改良した方法が例えば特開昭５５−８７５９５号
公報や、１９７９年１１月２２日発行の電子通信学会技
術研究報告（ＣＰＭ７９−５９）ｒ色素蒸発記録材料を
用いた実時間レーザ記録」に開示されているっすなわち
ポリエステル、ポリエチレン等ノ透明なフィルムあるい
はアク１ノル等の基盤上に、エチルレッド、メチレンブ
ルー、ブリリアントグリーン等の色素増感剤（染料）と
、ニトロセルロース（重合間約８０）とをケトン系の溶
剤に溶かしたものをコートし、当該色に増感剤が著しい
吸収性を有する波長のレーザビームを照射して信号を記
録するものである。

この方法は単に染料（色素増感剤）のみでなく、ニトロ
セルロースを混合しであるため、その自己敵化効果によ
り昇華速度が速く、低温（低いパワー）での記録が可能
であり、ビットの形状が前述した染料のみの場合に較べ
てきれいに整つという利点を有する。しかしながらこの
方法は、前述したフオ）・レジストを使用する場合１で
較べればビットの形状はまだ充分整えられていないはか
りでなく１、反応残渣か出て記録面上にゴミ状の異物と
して残り、充分な８Ｎを有ずろ情報記録板を製造するこ
と゛・まできなかった。従ってこの方法は実験段階の域
を出ず、商品としての情報記録板を大府１ｃ製造するた
めには前述したフォトレジストを使用する方法を採用せ
ざるを得なかった。

さら１【またニトロセルロースと色素増感剤とにより情
報記録層を形成する場合、８００乃至９００ｎｍの波長
を有する半導体レーザに対して著しい吸収性を呈する色
素増感剤が見当らず、半導体レーザにより情報を記録再
生することが可能なディスクを実現することが困難であ
った。半導体レーザを使用することができれば、記録再
生装置が簡単かつ極めて小型化することができ、再生は
勿論のこと記録も可能な民生用機器を実現することが可
能となる。

特開昭５７−１１０９０号公報ＩＣは、半導体レーザに
より情報記録が可能な色素増感剤として、ぺ／ゼンジテ
オールニノケル錯体が提案されている。

しかしながら上記公報に開示された技術の範囲で追試を
試みたところ、少くともμｍのオーダで高密度に情報を
記録することができる実用可能なディスクを得ることは
できなかった。すなわち高密度に情報を記録するために
はドロップアウト等を少くするために情報記録層の整面
性が良好であるべきところ、平滑な平面を有する基板上
だ情報記録層を形成した時点において色素増感剤の結晶
粒が析出してしまい、情報記録層が凹凸になってしまう
のであった。そこで色素増感剤のニトロセルロースに対
する混合−没を少くすると、結晶粒は少くなるが感度が
下がってしまい、充分なｃ　／　ｒｑあるいはＳ／１１
を潜ることができなくなってしまった。

さらにまた従来のディスクにおいては、記録した情報に
対応した文字、図形、絵等を情報記録層に表示すること
ができなかった。

本発明は斯かる状況に鑑みなされたもので、情報記録層
に文字等を表示できろ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。

以下本発明を図を参照して詳述する。先ず色素増感剤と
してベンゼンジチオールニッケル錯体（例えば三井東圧
社製ＰＡ１００６）を、またバイングー及び反応助剤と
してニトロセルロースを各各用意する。ニトロセルロー
スは例えばＤＮＲ３１／８程度（硝化度１１．７）のも
のを用いることができる。ニトロセルロースを所定量（
例えば溶剤１ＣＣに対して５２１Ｔ］ｇとなるように）
秤量し、鱈剤に混合する。溶剤としては例えばシクロヘ
キサノンが好適である。溶剤としてこの他にアセトン、
キシン／、メチルエテルケトン、メチルイリプチルケト
ン、メチルセロソルブ、セロソルブ、セロソルブアセテ
ート、ジアセトンアルコール、酢酸エテル、エチレンジ
クロライドの１０種類を使用してみたが、これらを使用
した場合においてはいずれも結晶粒が多く出てしまい実
用に供することは困難であった。すなわち色素増感剤と
してベンゼンジチオールニッケル錯体を使用する場合に
おいては、その溶剤が極めて重要であることが判明した
。溶剤にニトロセルロースを溶融したものを、例えば４
０℃にて約４時間振とり（インキュベート）する。しか
る後例えば０．２μｍのフィルタにてフィルトレージョ
ンする。一方ベンゼンジチオールニッケル錯体を所定量
（例えば溶剤Ｉｃｅに対して３２ｍｇとなるように）秤
量し、これを前記フィルトレージョンした溶液に混合す
る（従ってこの場合は溶剤Ｉ　Ｃｅに対して５２■のニ
トロセルロースと３２１７１ｇの色素増感剤とが混合さ
れたことになる。）この混合液を例えば常温にて約１時
間振とうした後、再び例えば０２μｍのフィルタｊｔ（
てフィルトレージョンする。その結果得られた液体が情
報記録層の原液となる。

この原液を材料として基シ′よ上に情報記録層を形成す
るの゛であるが、基盤としてはガラス又はキャストアク
リル（例えば志村化研工業社製、日東樹脂社製）、さら
に平滑性が良好であれば塩化ビニール、ホリカーボネー
ト等の合成樹脂を用いることができるっ情報記録層に情
報を記録した後これを原盤としてレプリカを製造する場
合はガラスが好ましいが、そのまま１枚の完成したディ
スクとして使用する場合はキャストアクリルが軽量なの
で好ましい。基盤の表面は面精度が充分得られるように
研摩される必要があるが、充分な面精度が寿られない（
例えばアクリルを基盤とした場合はガラスより面精度が
劣る）場合は、基盤上にスムージング層を所定厚さだけ
コートしてもよい。スムージング層としては例えばノボ
ラック樹脂（具体的には例えば東京応化社製のポジホト
レジスト０ＦＰＲ−２）を１μｍ程度コートすれば良い
。

例えば３５Ｃｐの０ＦＰＲ−２を専用シンカにて１対１
に希釈した溶液を、５００　ｒ、ｐ、ｍ程度で回転する
基盤上にスピンコードし、６０℃で１５分間ベーキング
してシンカを蒸発させ固体化する。この様に液体状の合
成樹脂を塗布した後固化させてスムージング層としての
薄膜を形成することにより、基盤上のキズ、ゴミ等の影
響を少くし、表面を平滑にすることができる。

斯かる基盤又は基盤上に形成したスムージング層上に所
定厚の銀、アルミニウム等よりなる反射膜を形成する。

反射膜としては例えば銀を４００Ａ０の厚さにスパッタ
リングする。この場合アクリル基盤上に銀を直接スパッ
タリングするより、スムージング層上に銀をスパッタリ
ングした方が、充分な膜強度とアンカリングを得ること
ができる。

この反射膜上に情報記録層を形成するには、上記原液を
例えば０．４５μｍのフィルタにてフィルトレージョン
したもの１０ｃｃを反射膜上に滴下し、基盤を２５　Ｏ
ｒ、ｐ、ｍで７秒間回転させてこの液を全面に塗布させ
、さらＦＣ６００ｒ、ｐ、：ｎで１２０秒間回転させる
。しかる後例えば６０℃で２０分間ベーキングして溶剤
を蒸発させ、固体化して常温に戻す。

色素増感剤とバインダーとの混合°計並びにスピンコー
ド回転数を変化させた場合における原液及び情報記録層
の特性は表１の如くになったっ画表１において原液の特
性は５００倍に希釈した場合の値であり、コート状態の
特性は情報記録層の厚さを１０００乃至３０００Ａ０程
度にした場合の値である。また光透過率は波長８３１］
ｃ！ｎの半導体レーザに対するものであり、数種のサン
ダルディスクの平均値である。さらにコート状態におけ
る光透過率は情報記録層を一回通過した場合の噴であり
、再生時においては後述する如く一旦情報記録層を通過
したレーザ光が反射膜にて反射され再び情報記録層を通
過するから２乗した値となる（８０％であれば６４チ（
−Ｏ，Ｓ）となる）。

上記表からも明らかな如く、色素増感剤の量を増大させ
るとそれだけ情報記録層に残る残留色素濃度の値を上げ
る（コート状態ｌ（おける光透過率を下げる）ことがで
き、従って感度が上る（より高周波の信号を記録するこ
とができる）ようになる。しかしながら増大させ過ぎる
とノイズの原因となる色素増感剤の結晶粒が出現してコ
ート状態の表面が悪化する（ＮＧとなる）。６４■／　
ｃｃ以上とすると良好な（ＯＫとなる）平面は殆んど得
られなかった。またバインダーの量を増大させると、そ
れだけ情報記録層の膜の均一性が向上するが、溶液の動
粘度が増加し、同一の膜厚を得るためにはスピンコード
回転数を増大させる必要がある。回転数を増大させると
残留色素濃度が低下してしまうばかりでなく、結晶粒が
出現することにもつながる。

この様にして形成された情報記録層は、８００乃至９０
０ｎｍの波形の光に対して透過率が最小となり（吸収率
が最大となり）、その他の可視光領域の波長の光に対し
ては大きな透過率を有することが確認された。

第１図は斯かる情報記録層を有するディスクの構造の一
実施例を表わしている。１は１２ｍｍの厚さのキャスト
アクリルよりなる基盤、２は１μｍの厚さに形成された
ホトレジストよりなるスムージング層、３は３００乃至
５００／１”の厚さに形成された銀よりなる反射膜、４
はニトロセルロースとベンゼンジチオールニッケル錯体
との混合物よりなる情報記録層、５は略円形の基盤１の
外周と内周とに配置された厚さｏ、　ｉ　Ｆ、；ｎ程ｊ
すのスペーサ、６は１．２闘の厚さの透明なキャストア
クリルよりなる保護板、７はスペーサ５により形成され
た空気層、８は中心孔である。スペーサ５はその下端部
を基盤１と直接接触するようにしたり、基盤１又は保護
板６と一体成形するようにしてもよい。

波長が８３０ｎｍの半導体レーザを記録信号により直接
変調して回転するディスクに保護板６を介してレーザ光
を照射すると、情報記＠層４の露光された部分は昇華、
溶融あるいは蒸発し、第２図に示す如く記録情報に対応
したピットＡが形成される。

情報記録後回−の半導体レーザより放射されるレーザ光
を保護板６を介して情報記録層４上１（照射すると（こ
の時記録時における場合よりレーザ光のパワーを減衰さ
せ、情報記録層４に新たなピットが形成されないように
する）、ピン）Ａがある部分においてはレーザ光は散乱
してしまい、反射膜６にて反射された後捕捉される反射
光量は少なくなり、ピッ）Ａがない部分においては情報
記録層４にて吸収されるが表面が平滑であるため散乱さ
れず捕捉される反射光量は多くなる。従って反射光量を
ホトダイオード等により検出することによって記録情報
を再生することができる。記録再生装置の構成は公知の
ものと同一でよい。

第２図に示す如き構造のディスク（色素増感剤とバイン
ダーの溶剤に対する混合量は共に３２ｍｇ／ｃｃ）を線
速度１．２５　ｍ　／　ｓで回転させ、固定した周波数
２０　Ｄ　ＫＨｚの短形波信号を、波長８３０ｎｍ１Ｎ
Ａ１５の光学系を使用して記録再生したところ、第６図
に示す如き特性を得ることができた。同図において横軸
は記録時における対物レンズより放射されたレーザ光の
ピークパワー（従って平均パ′ワーは示された値の約１
／２）、縦軸はそのディスクを再生したとき得られた再
生信号のレベルとｃ　／　Ｎである。ビークパワーで約
２ｍｖｙ（平均パワーでＩｍｗ）から信号を記録するこ
とができた。

ｃ　／　ｐ目まビークパワーが約４ｍｗ付近の時最大ピ
ークとなる。

第３図における場合と同一のディスクについて記録パワ
ーと周波数を変化させて得られた結果が表２に示されて
いる。表２のうち最も右側のコラムは記録トラックのピ
ッチを２，６μｍとした場合を、またその左側４つのコ
ラムは記録トラックのピッチを４０２μｍとした場合を
、各々表わしている。尚カッコ内の数字は１００　ＫＨ
ｚにおける再生信号のレベルをＯとした場合のデシベル
値を表わしている。

第４図は第１図に示したディスクにガイドトラックを形
成した場合の構造を示している。第１図における場合と
対応する部分には同一符号が付しであるのでその詳述は
省略する（以下の図においても同様である）。すなわち
孔８を中心として同心円状又はスパイラル状にガイドト
ラック９がスムージング層２上に形成しである（従って
この場合スムージング層２はガイドトラック形成層とし
ての機能も有する）。ガイドトラック９が形成されてい
る部分においてはスムージング層２が除去されているの
で情報記録層４は、トランクの中間部分１０より厚くな
っている。

ガイドトラック９は基盤１上にスムージング層２として
塗布したポジ型レジストにレーザ光を連続的に照射した
後それを現像することにより形成することができる。ま
たガラス基盤にホトレジストを塗布したもの１（レーザ
光を照射し、現像してガイドトラックが形成されたマス
ター盤を予め用意しておき、基盤１上に紫外線硬化樹脂
よりなるスムージング層２をスピンコードにて形成し、
スムージング層２に上記マスター盤を押圧し、紫外線を
照射してスムージング層２を流体状から固体状に硬化さ
せることによっても形成することができる。あるいはま
たガイドトラックが形成されたスタンパからインジェク
ション等により合成樹脂にガイドトランクを転写する等
して、基盤１と一体成型することによっても形成するこ
とができるう勿論ディスクにガイドトランクを転写する
ための上記マスター盤あるいはスタンパにおいてもホト
レジストに換え本発明に係る上記色素増感剤とバインダ
ーとの混合物を利用することもできろ。

基盤１上にホトレジスＹよりなるスムージング層２を形
成し、スムージング層２にガイドトラック９を形成する
に際し、基盤１０Ｂ　１ｉ’、ｉｌ　（スムージング層
２が形成されている面と反対の面）に光をよく吸収する
インク（例えば黒色インク）等により文字あるいは絵等
を描いておくか、あるいは文字、絵等が描かれた紙等を
基盤１の裏側に当てた状態にしておくと、ホトレジスト
側から露光ビームが照射されたとき文字、絵等が描かれ
ている部分においては他の部分より反射光がより少なく
なる。従って現像するとインクがあった部分は他の部分
における場合よりピットあるいはガイドトランクの幅が
細くなり、裏側のインク、紙等を除去して裏側あるいは
表側より見ると、その文字、絵等がスカノを入れたよう
になる。この様にビットあるいはガイドトランクの幅を
若干変化させても、本来記録再生される信号には殆んど
影響がない。

勿論ガイドトラックを転写するだめのマスター盤等を作
成する時に、その基盤の傷側に同様の処理を施しておい
ても、ディスクにガイドトラックあるいはピットと一緒
に一ヒ記文字、絵等を転写することができる。従って基
盤上にホトレジストを塗布し、ガイドトラックを形成す
ることなく直接信号を記録し、現像してピントを出現さ
せ、それからスタンパを作成し、スタンパから大量のレ
プリカディスクを製造するような場合においても、同様
にして文字、絵等を転写することができる。

尚ディスクには単なるガイドトランクの他、アドレスデ
ータ等を記録してもよいことはもとよりである。

またガイドトランク９が形成されたディスクにおいては
、記録再生のだめの光学系をガイドトラック９に追従さ
せることも、また相隣接するガイドトラック９に狭まれ
た中間部分１０に追従させることも可能であるから、情
報信号をガイドトラック９上又は中間部分１０上に記録
することができる。バインダーとしてのニトロセルノー
スの混合）、］−にもよるが、情報記録層４を形成する
原液の動粘度が大きくなると溝として形成されているガ
イドトラック９の底角部に記怨材料が充分充填されない
場所が生じろ可能性があるから、斯かる場合は中間部１
０に情報を記録した方が、ドロップアウト等に対して有
利となる。

第５図はディスクの構造の他の実施例であるっこの実施
例においては、透明な基つヰ１（保及仮６と考えること
もできる）上に情報記録ｆｉ　４が形成され、その上に
アルミニウムよりなる反射膜６が形成された１対のもの
が、スペーサ５を介してつきあわされている。この実施
例においては反射膜ろが情報記録層４を介して基盤１に
形成されており、情報記録層４が一種のスムージング層
としても機能するところから、特別なスムージング層は
省略することができる。また記録再生はディスクの両面
から各々可能である。またこの実施例の場合第６図に示
す如く、反射Ｂ３を情報記録層４と共に昇華、溶融ある
いは蒸発させてピットＡを形成するようｊ／［シてもよ
く（この場合反射膜６の厚さは３００Ａ”以下とするの
がよい）。また反射膜乙に延展性のよいアルミニウム等
の金属を用い、情報記録層４が昇華、溶融あるいは蒸発
するとき発生する圧力によって反射膜３をバブル状にル
“・３張させるようにしてピットＢを形成してもよい。

ピットＡのように形成した方がピッ）ＢのようＩＣ形成
した場合より再生信号のレベルは大となる。

第７図は第５図に示したディスクにガイドトラック９を
形成した場合の構造を表わしている。この場合スムージ
ング層２はスムージング層としての機能とガイドトラン
ク形成層としての機能を有していることになる。

以上の如く本発明においては、中心に対してスパイラル
状若しくは同心円状に比較的高密度に形成されたトラッ
ク又は中心に対してスパイラル状若しくは同心円状に記
録情報に対応して比較的高密度に形成されたピットのう
ち少くともいずれか一方を有するディスクにおいて、そ
のトラック又はピントの幅を、記録再生される信号ＩＣ
実質的に影響を与えない程度に、文字、図形等（（対応
して部分的に変化させろよつ’Ｃ１だので、情報記録層
に直接文字、図形等を表示させることができる。

表　　　　１ 表　　２

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明に係り、第１図は第１の実施例のデ
ィスク構造を示す断面図、第２図はそのピット形状を示
す断面図、第３図はディスクの特性を示す特性図、第４
図は第２の実施例のディスクの断面図、第５図は第６の
実施例のディスクの断面図、第６図はそのピット形状を
示す断面図、第７図は第４の実施例のディスクの断面図
を各々表わす。 １・・・・・・基盤　　　２・・・・・・スムージング
層３・・・・・・反射膜　　４・・・・・・情報記録層
５・・・・・・スペーサ　　　６・・・・・・保護板７
・−・・・・空気層　　　　８・・・・・・中心孔９・
・・・・・ガイドトラック　　１０・・・・・・中間部
特許出願人 パイオニア株式会社 諷５図 鳩６図 、０．黴 Ｂ８ ２２９−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　中心に対してスパイラル状若しくは同心円状
   に比較的高密度に形成されたトランク又は中心に対［７
   てスパイラル状若しくは同心円状に記録情報に対応して
   比較的高密度に形成されたピットのうち少くともいずれ
   か一方を有するディスクであって、該トラック又は該ピ
   ットの幅を、記録再生される信号に実質的に影響を与え
   ない程度に部分的に変化させ、該変化により文字、絵等
   を表示したことを特徴とするディスク。
2. （２）透明な基盤上にレーザ光にて感光可能なホトレジ
   スト等の情報記録層を形成し、該基盤の該情報記録層が
   形成された面と反対側の面に、該レーザ光に対して比較
   的吸収性の高い材料により描かれた文字、絵等を対向さ
   せ、中心に対してスパイラル状又は同心円状に比較的高
   密度（（トランク又は記録再生される信号に対応したピ
   ットのうち少くともいずれか一方を形成するように、該
   レーザ光を該情報記録層に照射し、該文字、絵等のため
   の該材料がある部分とない部分と１（対応する該トラン
   ク又はピットの幅を変化させ、該変化により該文字、絵
   等を表示するようにしたことを特徴とするディスクの製
   造方法。