JP2734003B2 - 光カード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光学的に書込み及び読取りが可能な光カード
に関する。

〈従来の技術〉 近年、各分野に広く用いられている磁気カードに対し
て高い機能の付加が求められるようになってきている。
そこで磁気カードより記録容量が大きなカード媒体とし
て光カードが提案されるに至り、なかでも追加書き込み
が可能な光カードは利用範囲が広く有望視されている。
これは光カードが携帯性に富みかつ記録容量も大きいた
め、個人的情報の記録媒体として最も効果が高いと考え
られているからである。このような光カードの構成は、
光記録層を有する透明基板とカード素材とを接着層を介
して貼り合わせてなるものである。

この光カードに対する記録・再生方法は、透明基板を
通して光記録層に半導体レーザ等のレーザ光を照射し、
そのレーザ光の熱によって孔すなわちビットを形成させ
ることにより情報を記録し、この記録の再生は記録時と
同一のレーザ光源を用い、1/10程度に照射光量を弱めて
記録層に照射し、反射率の変化を検出することで情報を
読み取るというものである。光学記録層はテルル、ビス
マス、アルミニウム等低融点金属およびその合金、或い
はアントラキノン系、ナフトキノン系、トリフェールメ
タン系、カルボシアニン系、メロシアニン系、キサンテ
ン系、アゾ系、アジン系、チアジン系、オキサジン系、
フタロシアニン系、スワアリリウム系等有機色素で形成
される。また透明基板としては透明性が良く、複屈折性
の小さなものが用いられる。

光カードは一般的にキャッシュカードやクレジットカ
ードの如く財布などに入れて携帯されることから種々の
外力が加わって変形や破損の恐れがあるためこれらの外
力に耐えられる強度をもたせる必要があり、またカード
としての体裁上から薄いことも必要である。

つまり光カードは光ディスクと比べてかなり苛酷な使
用条件及び環境条件に耐えるような構造であることが必
要とされるので、透明基板材料の性能として高度の透明
性及び複屈折の小さいことなど光学特性の他に耐衝撃性
及び耐折り曲げ性などの機械的強度が強く要求される。
そのためアクリル樹脂、エポキシ樹脂などは透明性、複
屈折の点では条件は満たすものの機械的強度が低いため
透明基板には不適であるといえ、従来より機械的強度の
高いポリカーボネート樹脂が一般に用いられてきた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながらこのポリカーボネート樹脂は機械的強度
は高いけれども複屈折が大きく、これを透明基板として
用いて製作した光カードは再生信号の検出に悪影響を与
え、S/N比の低下をきたし、再生能力の低下といった信
頼性に乏しいという欠点を有する。ところが、光学特
性、とくに複屈折の問題はあるものの基板の耐久性、量
産性に優れるという理由から有望な基板材料とされてい
る。そのため、複屈折を小さくする製法が考えられてい
る。

その一例として、インジェクション法や注型法が挙げ
られるが、前者は基板の厚さが0.4〜0.7m/mと薄く、複
屈折の小さいものを成型するのは技術的に困難とされ、
樹脂の分子量を小さくし、流動性を高めて成型を可能と
した場合、機械的強度が得られないという問題があり、
また、後者はポリカーボネートが一般的に不向きな樹脂
とされその成型に伴う新たな設備とその生産性に問題が
ある。そこで、ポリカーボネート基板の製法には複屈折
が大きいという問題はあるものの生産コスト面も考え合
わせ、溶解押出し成型法を用い、溶解押出し成型法によ
る成型品を熱緩和処理（アニーリング）することによ
り、複屈折を小さくする方法が有効的であると考えられ
る。

しかしながら、この熱緩和処理により複屈折の低減効
果だけでは、未だ充分とはいえず、この熱緩和処理を施
したポリカーボネート基板を透明基板とした光カードも
充分な信頼性を得るに至っていない。

よって、本発明は前述の問題点に基づき、複屈折を充
分に低減させるとともに、機械的強度に優れた信頼性の
高い光カードを提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために本発明はカード基材上に少
なくとも光記録層、及び透明基板が順次積層された光カ
ードにおいて、前記透明基板は分子鎖の配向による複屈
折を有する２枚のポリカーボネート樹脂板をその分子鎖
の配向どうしが30〜150°の角度で交差するように積層
し、加熱加圧処理を施してなる光カードであり、また前
記２枚のポリカーボネート樹脂板をその分子鎖の配向ど
うしが90°の角度で交差するように積層し、加熱加圧処
理を施してなる光カード。

〈作用〉 複屈折の測定に関して第４図に示す如く同一基板であ
っても測定方向（Ａ方向及びＢ方向）でその測定値は異
なる。つまりその絶対値はほぼ同じであっても逆符号
（正・負）を示すと言う特徴がある。これは溶融押し出
し成形されたポリカーボネート基板における分子鎖の配
向性によるものである。したがって配向性の異なる、望
ましくは配向が直交する基板を１枚ずつ用意し、重ね合
わせ、加圧・加熱し貼り合わせることにより熱緩和効果
に複屈折の正・負の相殺効果が加味され、複屈折が減少
し、よってこの基板を透明基板として用いた光カードは
充分な機械的強度を有し、S/N比が高く、信頼性の高い
光カードを得ることが可能となる。なお、２枚のポリカ
ーボネート基板を重ね合わせる際、各々の配向が30〜15
0°の角度範囲で交差しているものであれば相殺効果を
示す。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。一般的な溶融押出し成形によるポリカーボネート基
板は0.4m/mの厚さでその複屈折値（リタゼーション）は
ダブルパスで150〜250nm程度である。そこで例えば第５
図に示したようにこの基板を押し出し成形方向のもの
（Ａ′）（正のリタデーション）と押し出し成形方向と
直交したもの（Ｂ′）（負のリタデーション）にトリミ
ングし、各々１枚ずつを重ね合わせ２枚の表面性のすぐ
れた金属板にはさみ込み、加圧・加熱・冷却のいわゆる
熱プレスを行なう。

このようにして貼り合わせされた、0.8m/mのポリカー
ボネート基板の複屈折を測定すると、20〜40nmに低減さ
れ、熱緩和効果の他に、正・負の相殺効果が得られる。

また、この複屈折の少ないポリカーボネート基板を透
明基板に用いて光カードを製作する場合、この基板に記
録・再生のトラッキング用案内溝およびアドレス等のヘ
ッダー情報を予め記録しておく、いわゆるプリフォーマ
ットデータパターンを形成させておくことが有用であ
る。その形成方法として案内溝およびプリフォーマット
データのパターンを有するスタンパを紫外線硬化型樹脂
を塗布した上に押しあてて紫外線を照射して形成する2P
法や２枚の表面性のすぐれた金属板に基板とスタンパを
重ね合わせた状態ではさみ込み、加圧・加熱して形成す
る圧縮形成法が有り、とくに後者は基板の熱緩和処理及
び相殺効果により複屈折を低下させるとともに案内溝お
よびプリフォーマットデータのパターンの形成を同時に
行なうことが可能となる。

光記録層（２）に用いるレーザ記録材料は、追加記録
用の材料としてはテルル、ビスマス、アルミニウム等の
低融点金属やそれらを主たる成分とする合金やアントラ
キノン系やフタロシアニン系、アザアヌレン系等の有機
色素等が挙げられる。また、消去書き込み可能用の材料
としては、TbFe-GdTbFe、GdTbFe、TbCo系等光磁気型と
相変化型とがあるが、レーザ光で記録できる材料であれ
ばいずれでも良く使用用途により使い分けていくのが望
ましく、光記録層（２）の形成方法としては真空蒸着、
スパッタ、CVD、あるいはスピンコート、ロールコート
等いずれでも良く材料の性質等により使い分けていくの
が望ましい。

接着剤（５）としては、記録層と相互作用（インタラ
クション）を生じないもので、かつ接着強度があり、光
記録・再生に影響の少ないものを選ぶ必要あり、エポキ
シ系、ウレタン系、アクリル系等のものが挙げられる。

さらに第２図に示したように光記録層（２）の記録感
度を上げるために光記録層（２）と接着層（５）との間
に、例えばシリコーン樹脂のようなバッファ層（３）を
設けてもよく、バッファ層（３）上にSiO₂のような保護
層を形成し、接着層との相互作用を防ぎ、使用する接着
剤の選択の幅が増え、湿度等の外的要因からの保護が可
能である。以下、その具体的な例について説明する。

（ａ） 実施例１ それぞれ厚さ0.2m/mで100m/m×80m/mサイズで押出
し方向すなわち分子鎖の配向が直交するように重ね合わ
せた２枚の溶融押出し成形ポリカーボネート基板を表面
性の優れた２枚の金属板（フェロタイプ・プレート）で
はさみ、熱プレス機により100kg/cm²、180℃の条件で10
分間加圧・加熱後、さらに加圧した状態で15℃まで冷却
する。で得た厚さ0.4m/mで100m/m×80m/mサイズの
ポリカーボネート基板に紫外線硬化型樹脂を塗布し、溝
ピッチ12μｍ、溝幅2.5μｍ、溝深さ0.20μｍの案内溝
を形成した厚さ0.3m/mのニッケルスタンパ板を押しあて
ポリカーボネート基板側から紫外線を照射し、樹脂を硬
化させることにより透明基板（１）を製作した。

で得た透明基板（１）の案内溝面側にTeを300Å
の厚さで抵抗加熱法により蒸着し、光記録層（２）を形
成した。

この光記録層（２）上にエポキシ系接着剤（５）
（チバガイギー社、アラルダイト）を介して0.3m/mの厚
さで100m/m×80m/mサイズの硬質白色PVCを接着し、硬化
後カードサイズ85.5m/m×54m/mに打ち抜き光カードを得
る。

この光カードを半導体レーザ（8mW、100KHz）で記
録したところ良好な記録がなされ、次いで0.6mWの半導
体レーザにて再生処理したところ良好な信号が得られ、
耐衝撃性や耐折り曲げ性等の機械的強度もカード使用に
充分耐え得るものであった。

（ｂ） 実施例２ それぞれ厚さ0.2m/mで100m/m×80m/mサイズで押出
し方向すなわち分子鎖の配向が直交するように重ね合わ
せた２枚の溶融押出し成形ポリカーボネート基板に溝ピ
ッチ2.5μｍ、溝幅0.8μｍ、溝深さ0.07μｍの案内溝と
プリフォーマットデータのパターンが形成されたスタン
パをパターン面とポリカーボネート基板のいずれか一方
の面に接するように重ね合わせて、この両側を表面性の
優れた２枚の金属板（フェロタイププレート）にはさ
み、熱プレス機にて150kg/cm²、200℃の条件で10分間加
圧加熱後、さらに加圧した状態で15℃まで冷却する。

で得た透明基板（１）の案内溝面側にシアニン系
染料（日本化薬性CY−９）の1.5重量％溶液をスピンコ
ータにより塗布して厚さ0.07μｍの光記録層（２）を形
成する。

の光記録層（２）の表面に紫外線硬化型シリコー
ン樹脂（東芝シリコーン（株）製、XE17-610）をスクリ
ーン印刷法にて塗布した後、40mg/cm²の紫外線を照射
し、硬化させバッファー層（３）を形成する。

のバッファ層上にSiO₂を0.1μｍの厚さに抵抗加
熱法により、蒸着し、保護層を形成する。

の保護上にウレタン系接着剤（５）（Ｈ・Ｂフー
ラ製、UR2194）を介してカード基板（６）である0.3m/m
の厚さで100m/m×80m/mサイズの硬質白色PVCと接着し、
硬化後にカードサイズ85.5m/m×54m/mに打ち抜き光カー
ドを得る。

実施例１のと同様に記録・再生を行ったところ良
好な結果が得られ、機械的強度もカード使用に充分耐え
得るものであり、さらに記録感度の向上及び光記録層
（２）の耐性の向上がみられた。

なお、カード基材（５）である白色PVCにはシルクス
クリーン印刷により光記録部（２）に相当する部分のみ
黒べた印刷し、その他の部分はカードデザイン部として
任意の文字、絵柄等をカラー印刷することも可能であ
る。

〈効果〉 以上述べた如く本発明によれば複屈折の大きい溶融押
出し成形のポリカーボネート基板に熱緩和処理に複屈折
相殺処理を加えることによりポリカーボネート基板にム
ラなく複屈折が低減し、複屈折は0.40m/mの厚さで少な
くとも20〜40nm以内（ダブルパス）に押さえられ、これ
を透明基板に利用すれば耐衝撃性、耐折り曲げ性等の機
械的強度を充分に満たし、コストも安価である光カード
が得られる。さらにバッファ層、保護層と多層化するこ
とにより記録感度及び光記録層の耐性の向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる光カードの部分拡大断面図であ
り、第２図は他の実施例の光カードの部分拡大断面図で
あり、第３図は本発明に用いる光カードの平面図であ
り、第４図及び第５図は本発明の透明基板の平面特性図
である。 １……透明基板 ２……光記録層 ３……バッファー層 ４……保護層 ５……接着層 ６……カード基板 10……ポリカーボネート基板

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カード基材上に少なくとも光記録層及び透
   明基板が順次積層された光カードにおいて、前記透明基
   板は分子鎖の配向による複屈折を有する２枚のポリカー
   ボネート樹脂板をその分子鎖の配向どうしが30〜150°
   の角度で交差するように積層し、加圧加熱処理を施して
   なることを特徴とする光カード。
2. 【請求項２】前記２枚のポリカーボネート樹脂板をその
   分子鎖の配向どうしが90°の角度で交差するように積層
   されてなることを特徴とする請求項１記載の光カード。
3. 【請求項３】前記透明基板に案内溝及びプリフォーマッ
   トデータを形成したことを特徴とする請求項１記載の光
   カード。
4. 【請求項４】前記透明基板上に設けた光記録層に対しシ
   リコーン系樹脂をバッファ層として設け、前記バッファ
   層上にSiO₂を保護層として順に積層したことを特徴とす
   る請求項１記載の光カード。