JP2002042376A - 光ディスク - Google Patents

光ディスク

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JP2002042376A
JP2002042376A JP2001230425A JP2001230425A JP2002042376A JP 2002042376 A JP2002042376 A JP 2002042376A JP 2001230425 A JP2001230425 A JP 2001230425A JP 2001230425 A JP2001230425 A JP 2001230425A JP 2002042376 A JP2002042376 A JP 2002042376A
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基裕 古木
Toshiyuki Kashiwagi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 基板1上に感圧性粘着シート3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2が貼り
合わせられるとともに、基板1の貼り合わせ面に第1の
信号記録面1aが形成され、透明フィルム2の貼り合わ
せ面には第2の信号記録面2aが形成され、感圧性粘着
シート3又はドライフォトポリマーシートと透明フィル
ム2とからなる光透過層側から第1及び第2の信号記録
面1a,2aに対して情報信号の記録及び/又は再生を
行う。

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、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、200〜3
00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。
【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−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。
【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2
01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−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。
【0056】同様に、接着層201として、厚さ50μ
m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、50μ
m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(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。
【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)。
【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304
a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。
【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
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 535 G11B 7/24 535K 535L (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 Fターム(参考) 5D029 JB13 KB14 LA03 LB04 LB07 LB13 LB17 LC04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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
    生が行われることを特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項2】 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1記載の光ディスク。
  3. 【請求項3】 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。
  4. 【請求項4】 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。
  5. 【請求項5】 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。
  6. 【請求項6】 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。
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