JP2001043566A - 光情報媒体およびその製造方法 - Google Patents
光情報媒体およびその製造方法Info
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Abstract
記録面上に樹脂からなる光透過層を有する光情報媒体に
おいて、光透過層の厚さを均一にし、また、光透過層の
光学的不均質さ、特に複屈折の増大を抑制し、また、光
情報媒体の反り発生を抑える。 【解決手段】 支持基体20上に情報記録面4を有し、
この情報記録面4上に光透過層2を有し、この光透過層
2を通して記録光および/または再生光が入射するよう
に使用され、前記光透過層2が、ポリカーボネート、環
状ポリオレフィン、ポリアリレート等の樹脂からなる光
透過性シート201と、この光透過性シート201を支
持基体側に接着するための粘着剤層202とから構成さ
れる光情報媒体。
Description
ク、光記録ディスク等の光情報媒体およびその製造方法
に関する。
スク等の光情報媒体では、動画情報等の膨大な情報を記
録ないし保存するため、記録密度向上による媒体の高容
量化が求められ、これに応えるために、高記録密度化の
ための研究開発が盛んに行われてきた。
ジタルバーサタイルディスク)にみられるように、記録
・再生波長を短くし、かつ、記録・再生光学系の対物レ
ンズの開口数(NA)を大きくして、記録・再生時のレ
ーザービームスポット径を小さくすることが提案されて
いる。DVDをCDと比較すると、記録・再生波長を7
80nmから650nmに、NAを0.45から0.6にす
ることにより、6〜8倍の記録容量(4.7GB/面)を
達成している。
トマージンが小さくなってしまう。チルトマージンは、
光学系に対する光情報媒体の傾きの許容度であり、NA
によって決定される。記録・再生波長をλ、記録・再生
光が入射する透明基体の厚さをtとすると、チルトマー
ジンは λ/(t・NA3) に比例する。また、光情報媒体がレーザービームに対し
て傾くと、すなわちチルトが発生すると、波面収差(コ
マ収差)が発生する。基体の屈折率をn、傾き角をθと
すると、波面収差係数は (1/2)・t・{n2・sinθ・cosθ}・NA3/(n
2−sin2θ)-5/2 で表される。これら各式から、チルトマージンを大きく
し、かつコマ収差の発生を抑えるためには、基体の厚さ
tを小さくすればよいことがわかる。実際、DVDで
は、基体の厚さをCD基体の厚さ(1.2mm程度)の約
半分(0.6mm程度)とすることにより、チルトマージ
ンを確保している。一方、基体の厚みムラマージンは、 λ/NA4 で表される。基体に厚みムラが存在すると、さらに波面
収差(球面収差)が発生する。基体の厚みムラを△dと
すると、球面収差係数は、 {(n2−1)/8n3}・NA4・△d で表される。これら各式から、NAを大きくした場合の
球面収差を抑えるためには、厚みムラを小さく抑える必
要があることがわかる。例えば、CDでは△tが±10
0μmに対して、DVDでは±30μmに抑えられてい
る。
録するために、基体をさらに薄くできる構造が提案され
ている。この構造は、通常の厚さの基体を剛性維持のた
めの支持基体として用い、その表面にピットや記録層を
形成し、その上に薄型の基体として厚さ0.1mm程度の
光透過層を設け、この光透過層を通して記録・再生光を
入射させるものである。この構造では、従来に比べ基体
を著しく薄くできるため、高NA化による高記録密度達
成が可能である。
の射出成形によって形成することは、非常に困難であ
る。そのため、このような光透過層の形成方法として、
例えば特開平9−161333号公報では、紫外線硬化
樹脂をスピンコートすることにより光透過層を形成する
提案がなされている。また、特開平10−269624
号公報では、光硬化性樹脂中にスペーサー粒子を分散さ
せ、これを基体上に塗布した後、板材で押しつけること
により、厚さの均一な光透過層を形成する提案がなされ
ている。また、特開平10−283683号公報では、
光透過性シートを紫外線硬化型樹脂で接着する提案がな
されている。
り光透過層を形成すると、光透過層を構成する樹脂の硬
化に伴う収縮により、媒体に反りが生じてしまう。ま
た、光硬化性樹脂を0.1mm程度の厚さの膜とした場
合、膜厚方向において均一な硬化が難しい。そのため、
光透過層が光学的に均質とならず、また、未硬化のモノ
マーによる媒体の信頼性低下が生じやすくなる。なお、
上記特開平10−283683号公報では、紫外線硬化
型樹脂を接着層として利用するため、他の方法よりは紫
外線硬化型樹脂層が薄くなり、反りは小さくなる。しか
し、紫外線硬化時の収縮歪みによって光透過性シートの
複屈折が大きくなってしまうという問題が生じる。
基体表面に情報記録面を有し、この情報記録面上に樹脂
からなる光透過層を有する光情報媒体において、光透過
層の厚さを均一にし、また、光透過層の光学的不均質
さ、特に複屈折の増大を抑制し、また、光情報媒体の反
り発生を抑えることである。
(1)〜(6)の本発明により達成される。 (1) 支持基体上に情報記録面を有し、この情報記録
面上に光透過層を有し、この光透過層を通して記録光お
よび/または再生光が入射するように使用され、前記光
透過層が、樹脂から構成される光透過性シートと、この
光透過性シートを支持基体側に接着するための粘着剤層
とから構成される光情報媒体。 (2) 前記粘着剤層が、透明なアクリル系樹脂を含有
する上記(1)の光情報媒体。 (3) 前記光透過性シートが、ポリカーボネート、ポ
リアリレートおよび環状ポリオレフィンの1種から構成
される上記(1)または(2)の光情報媒体。 (4) 前記光透過性シートが流延法により製造された
ものである上記(1)〜(3)のいずれかの光情報媒
体。 (5) 前記光透過層の厚さが30〜300μmである
上記(1)〜(4)のいずれかの光情報媒体。 (6) 上記(1)〜(5)のいずれかの光情報媒体を
製造する方法であって、前記支持基体よりも大きな光透
過性シートを支持基体側に接着した後、光透過性シート
のうち支持基体と接着されていない領域を、レーザー加
工により切除する工程を有する光情報媒体の製造方法。
図1に示す。この光情報媒体は記録媒体であり、支持基
体20上に、情報記録面として記録層4を有し、この記
録層4上に光透過層2を有する。記録光および/または
再生光は、光透過層2を通して入射する。本発明は、記
録層の種類によらず適用できる。すなわち、例えば、相
変化型記録媒体であっても、ピット形成タイプの記録媒
体であっても、光磁気記録媒体であっても適用できる。
なお、通常は、記録層の少なくとも一方の側に、記録層
の保護や光学的効果を目的として誘電体層や反射層が設
けられるが、図1では図示を省略してある。また、本発
明は、図示するような記録可能タイプに限らず、再生専
用タイプにも適用可能である。その場合、支持基体20
と一体的に形成されるピット列が、情報記録面を構成す
ることになる。
光透過性シート201と、これを支持基体20側に接着
するための粘着剤層202とから構成している。粘着剤
層202は、記録・再生光に対して透明であって、か
つ、光透過性シートと支持基体の表面に存在する層とを
接着するために十分な粘着性をもつ物質から構成され
る。
着剤を用いる効果としては、(1)紫外線硬化型接着剤
と異なり硬化が不要なので、硬化時の収縮歪みがなく、
媒体に反りが生じにくい、(2)硬化が不要で硬化時の
収縮歪みがないので、光透過性シートの複屈折を大きく
することがほとんどない、(3)硬化工程が不要なの
で、装置が簡略化できる(4)粘着剤層は、光透過性シ
ートにあらかじめコーティング膜として形成しておける
ので、膜厚分布を小さくできるということが挙げられ
る。したがって、光透過性シートと紫外線硬化型接着剤
との組み合わせによって生じる従来の問題点を、本発明
により解消できる。
樹脂、シリコン系樹脂、ゴム系材料などのいずれを用い
てもよいが、光学特性に優れ、粘着性および耐熱性の設
計マージンが広く、また、低コストであることから、好
ましくはアクリル系樹脂を用いる。
が、上述したように、均一な厚さとなるように光透過性
シートに塗布する方法が好ましい。また、透明な膜状基
材の両面に粘着剤を塗布することにより粘着シートを形
成し、この粘着シートを本発明における粘着剤層として
用いて、光透過性シートと支持基体側とを接着する構成
とすることも好ましい。粘着剤の塗布方法は特に限定さ
れず、例えばダイコート、ロールコート、グラビアコー
ト、ディップコートなどから適宜選択すればよいが、膜
厚分布を小さくできることから、ダイコートを利用する
ことが好ましい。
体側に貼り合わせる具体的手順は、特に限定されない。
例えば、本発明を光ディスクに適用する場合には、あら
かじめ支持基体とほぼ同じ形状および寸法に加工された
ディスク状の光透過性シートを支持基体側に貼り合わせ
てもよく、形状加工前の光透過性シートを支持基体側に
貼り合わせた後、接着されていない領域を除去して光透
過性シートをディスク状としてもよい。ただし、量産性
および製造コスト低減を考慮すると、後者が好ましい。
具体的には、形状加工前の長尺の光透過性シートを用
い、ラミネータ等により多数のディスクに連続的に貼り
合わせた後、不要な領域をトリミングする方法が好まし
い。トリミング手段は特に限定されず、プレス打ち抜き
や切削加工等のいずれを利用してもよいが、光透過性シ
ートの加工端面におけるバリや捲れの発生がないこと、
切り粉の発生がないことから、レーザー加工を利用する
ことが好ましい。レーザー加工には、通常のレーザート
リミング装置を用いることができる。
が可能で、かつ、十分な接着力が得られるように適宜決
定すればよいが、好ましくは5〜70μm、より好まし
くは10〜50μmである。粘着剤層が薄すぎると、接
着性が悪くなり、また、貼り合わせ歩留まりも悪くな
る。一方、厚すぎると、膜厚分布が大きくなり、また、
光透過性シートを薄くしなければならなくなる。
ネート、ポリアリレートおよび環状ポリオレフィンの1
種であることが好ましい。
定されず、例えば、一般的なビスフェノール型の芳香族
ポリカーボネートを用いることができる。後述する流延
法により製造されたポリカーボネートシートとしては、
例えばピュアエース(帝人社製)が市販されている。
香族ジカルボン酸とのポリエステルである。本発明で用
いるポリアリレートは、非晶ポリアリレートであり、特
に、ビスフェノールAとテレフタル酸の縮重合物を用い
ることが好ましい。ポリアリレートは、ポリカーボネー
トと同様に芳香環を有するため複屈折を生じやすいが、
ポリカーボネートに比べ耐熱性が高い。後述する流延法
により製造されたポリアリレートシートとしては、例え
ばエルメック(鐘淵化学工業社製)が市販されている。
透過性に優れることが好ましい。光透過性に優れた環状
ポリオレフィンとしては、ノルボルネン系化合物を出発
物質とする非晶質環状ポリオレフィンが挙げられる。こ
のものは、耐熱性にも優れる。本発明では、市販の環状
ポリオレフィンを使用することができる。市販の環状ポ
リオレフィンとしては、例えばアートン(JSR社
製)、ゼオネクス(日本ゼオン社製)、アペル(三井化
学社製)などが挙げられる。これらのうちアートンおよ
びゼオネクスはフィルムとして市販されている。アート
ンおよびゼオネクスは、ノルボルネン系モノマーを開環
重合し、水素添加したものである。アートンは、ノルボ
ルネン系モノマーの側鎖にエステル基をもたせているた
め、溶剤に容易に溶解できる。したがって、シート化す
る際に、後述する流延法を利用できる点で好ましい。ま
た、有機材料に対する接着性が良好であるため、粘着剤
層に対する接着強度を高くできる点でも好ましい。ま
た、帯電性が低いため、塵埃が付着しにくい点でも好ま
しい。
ないが、本発明で用いる光透過性シートは薄いため、通
常の射出成形法により製造することは困難である。した
がって、流延(ソルベントキャスト)法や溶融押し出し
法など、樹脂をシート状に形成できる方法を利用するこ
とが好ましい。このうち特に好ましい方法は、流延法で
ある。流延法は、例えば特公平3−75944号公報に
記載されている。同公報には、透明性、複屈折性、可撓
性、表面精度、膜厚の均一さに優れたフレキシブルディ
スク基板が製造できる流延法が記載されており、本発明
では、光透過性シートの製造にこの流延法を利用するこ
とが好ましい。この流延法では、以下の工程により光透
過性シートを製造する。
ペレットを塩化メチレン、アクリロニトリル、メチルア
クリレート等の溶媒に溶解し、(2)よく攪拌、脱泡、
濾過した後、表面精度の高い金型上にダイより連続的に
流し、(3)乾燥炉を通して溶媒を蒸発させ、連続的に
ロール状に巻き取る。
トは、一般的な溶融押し出し法で製造したものに比べ、
シートにかかるテンションが小さいので、複屈折が小さ
くなる。これに対し溶融押し出し法で製造したシートで
は、延伸方向に複屈折の分布が生じてしまう。また、上
記流延法では、溶媒の蒸発速度を適切に制御することに
より、表面状態に優れた、均一な厚さのシートが製造で
き、また、溶融押し出し法により製造されたシートでみ
られる、ダイラインによる傷が生じない。
されたかどうかは、複屈折のパターンが等方的であるこ
とによって確認でき、また、シート中の残存溶剤をガス
クロマトグラフ分析などにより定性分析することによっ
ても確認できる。
囲から選択することが好ましい。光透過層が薄すぎる
と、光透過層表面に付着した塵埃による光学的な影響が
大きくなる。一方、上記範囲を超える厚さの光透過層
は、射出成形などの他の方法によって形成できる。
めに設けられる。支持基体20の厚さは、通常、0.2
〜1.2mm、好ましくは0.4〜1.2mmとすればよ
く、透明であっても不透明であってもよい。光記録媒体
において通常設けられる案内溝は、図示するように、支
持基体20に設けた溝を光透過層形成時に転写すること
により、形成できる。図示する案内溝21は、光入射側
に向かって凹んでいる溝である。
を作製した。サンプルNo.1 光透過層側から見たときに情報を担持するピットとなる
凹凸を形成したディスク状支持基体(ポリカーボネート
製、直径120mm、厚さ1.2mm)の表面に、Al合金
からなる反射膜をスパッタ法により形成した。
してポリカーボネートシート(厚さ70μm、複屈折率
20nm)を厚さ30μmの粘着剤層を介して接着し、光
透過層とした。なお、ポリカーボネートシートは、あら
かじめ支持基体と同形状かつ同寸法に形状加工しておい
た。粘着剤層には、透明基材の両面にアクリル系樹脂か
らなる粘着剤を塗布して形成した両面粘着シートを用い
た。このポリカーボネートシートは、ピュアエース(帝
人社製)であり、前記流延法により製造されたものであ
る。このポリカーボネートは、ガラス転移点が145
℃、分子量が約40,000である。
(厚さ70μm、複屈折率90nm)を光透過性シートと
して用いたほかはサンプルNo.1と同様にして作製し
た。なお、ポリカーボネート自体は、サンプルNo.1で
用いたものと同じである。
製DVD−003)をスピンコーティングして、厚さ3
0μmの接着層を形成した。次いで、この接着層上に、
サンプルNo.1で用いたポリカーボネートシートを接着
して光透過層とした。
ネートシートを用いたほかはサンプルNo.3と同様にし
て作製した。
301)をスピンコーティングし、紫外線照射により硬
化して、厚さ100μmの光透過層とした。
70μm、複屈折率10nm)を光透過性シートとして用
いたほかはサンプルNo.1と同様にして作製した。な
お、この環状ポリオレフィンシートは、アートン(JS
R社製、ガラス転移点170℃)である。
レフィンシートを用いたほかはサンプルNo.3と同様に
して作製した。
μm、複屈折率25nm)を用いたほかはサンプルNo.1と
同様にして作製した。なお、このポリアリレートシート
は、エルメック(鐘淵化学工業社製、ガラス転移点20
0℃)である。
ートシートを用いたほかはサンプルNo.3と同様にして
作製した。
と最小値との差)および反り量を測定した。結果を表1
に示す。厚さ分布は、キーエンス社製のレーザーフォー
カス変位計により測定した。厚さ分布は、サンプルの半
径25〜58mmの領域内において測定した。反り量は、
小野測器製の機械精度測定機を用い、支持基体側から光
を入射させて測定した。測定時の線速は4m/sとした。
イエンス社製回転検光子型複屈折測定器により測定し
た。結果を表1に示す。なお、測定対象は、サンプルN
o.5では紫外線硬化樹脂層であり、そのほかのサンプル
では粘着剤層または接着層と光透過性シートとの積層体
である。
なわち、No.1とNo.3との比較、No.2とNo.4との比
較、No.6とNo.7との比較、No.8とNo.9との比較か
ら、粘着剤層で光透過性シートを接着することにより、
光透過層厚さの均一性、反り量、複屈折率のいずれもが
著しく改善されることがわかる。そして、No.1とNo.2
との比較から、流延法により製造したポリカーボネート
シートを粘着剤層と組み合わせることにより、ポリカー
ボネートシートの複屈折増大をほぼ完全に抑制できるこ
とがわかる。また、環状ポリオレフィンシートおよびポ
リアリレートシートについてもポリカーボネートシート
と同様に、流延法により製造することにより複屈折率を
著しく小さくできることがわかる。
示されているものは、反りが大きすぎて測定が不能であ
ったものである。
凹凸を形成したディスク状支持基体(ポリカーボネート
製、直径120mm、厚さ1.2mm)の表面に、Al合金
からなる反射膜をスパッタ法により形成した。
性シートを用意し、このシートの一方の面に、厚さ30
μmの透明なアクリル系接着剤をロールコート法により
塗布した。なお、この光透過性シートは、流延法により
作製された厚さ70μmのポリカーボネートシート(日
東電工製)である。
用いて、光透過性シートを反射膜表面に貼り合わせた。
その後、反射膜表面に接着されていない領域をレーザー
トリミング装置により切除する形状加工を行い、光透過
性シートを支持基体と同形状(中心孔を有するディスク
状)かつ同寸法とした。切除に要した時間は10秒間で
あった。
たほかはサンプルNo.10と同様にして作製した。プレ
ス打ち抜きに要した時間は20秒間であった。
ンプルNo.10と同様にして作製した。旋盤加工に要し
た時間は2分間であった。
び外周端を目視により観察した。その結果、サンプルN
o.11ではプレス打ち抜きに伴うバリが認められ、サン
プルNo.12では光透過性シートの捲れが認められた。
これに対しサンプルNo.10では、バリも捲れも認めら
れなかった。各サンプルの外周部(半径58mmの位置)
における周方向での厚さ分布(最大値と最小値との差)
を、キーエンス社製のレーザーフォーカス変位計により
測定したところ、サンプルNo.10では3μmと小さかっ
たが、サンプルNo.11では8μm、サンプルNo.12で
は13μmであった。
とによる効果が明らかである。
トを粘着剤層で支持基体に接着して光透過層を形成する
ことにより、光透過層の厚さを均一にでき、また、光透
過性シートの複屈折増大を抑制することができ、また、
光情報媒体の反り発生を抑えることができる。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 支持基体上に情報記録面を有し、この情
報記録面上に光透過層を有し、この光透過層を通して記
録光および/または再生光が入射するように使用され、 前記光透過層が、樹脂から構成される光透過性シート
と、この光透過性シートを支持基体側に接着するための
粘着剤層とから構成される光情報媒体。 - 【請求項2】 前記粘着剤層が、透明なアクリル系樹脂
を含有する請求項1の光情報媒体。 - 【請求項3】 前記光透過性シートが、ポリカーボネー
ト、ポリアリレートおよび環状ポリオレフィンの1種か
ら構成される請求項1または2の光情報媒体。 - 【請求項4】 前記光透過性シートが流延法により製造
されたものである請求項1〜3のいずれかの光情報媒
体。 - 【請求項5】 前記光透過層の厚さが30〜300μm
である請求項1〜4のいずれかの光情報媒体。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの光情報媒体を
製造する方法であって、 前記支持基体よりも大きな光透過性シートを支持基体側
に接着した後、光透過性シートのうち支持基体と接着さ
れていない領域を、レーザー加工により切除する工程を
有する光情報媒体の製造方法。
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