JP4107482B2

JP4107482B2 - Flexible optical disk and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4107482B2
Application number: JP2002261923A
Authority: JP
Inventors: 伸晃小名木; 康知阿萬; 省蔵村田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: JP2004103090A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、可撓性を有するシート状の光学的情報記録媒体、すなわち、フレキシブル光ディスクに関するものであり、真空プロセスで記録膜を成膜する工程でのプリグルーブ、ピット等の歪みを抑制しつつ、高速で記録膜を形成することができるものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、テレビ放送のデジタル化が始まるなど、大容量のデジタルデータを記録することが光ディスクに求められている。光ディスクの高密度化のため、基本的な事項は、記録／再生のための光のスポット径を小さくすることである。
このため、記録／再生のために用いられる光の波長を短くし、かつ対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが有効である。光の波長についてはＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔｄｉｓｋ）では近赤外光の７８０ｎｍの波長が、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌｖｅｒｓａｔｉｌｅｄｉｓｋ）では赤色光の６５０ｎｍ近傍の波長が用いられている。最近、青紫光の半導体レーザが開発され、今後は４００ｎｍ近傍のレーザ光が使用されると予想される。
【０００３】
また、対物レンズについては、ＣＤ用はＮＡ０．５未満であったが、ＤＶＤ用はＮＡ０．６程度である。今後、さらに開口数（ＮＡ）を大きくしてＮＡ０．７以上とすることが求められる。しかし、対物レンズのＮＡを大きくし、また光の波長を短くすると、光を絞るときの収差の影響が大きくなる。したがって、光ディスクのチルトに対するマージンが減ることになる。また、ＮＡを大きくすることによって焦点深度が小さくなるため、フォーカスサーボ精度を上げなくてはならない。
【０００４】
さらに、高ＮＡの対物レンズを使用することによって、対物レンズと光ディスクの記録面との距離が小さくなってしまうため、光ディスクの面ぶれを小さくしないと、始動時のフォーカスサーボを引き込む直前に、対物レンズと光ディスクとが衝突することがあり、これがピックアップを故障させる原因となる。
短波長，高ＮＡの大容量光ディスクとして、例えば、刊行物「ＯＰＬＵＳＥ」（ｖｏｌ．２０Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているように、ＣＤと同程度に厚く剛性の大きい基板に記録膜を成膜し、記録／再生用の光を基板を通さずに、薄いカバー層内を通して記録膜に対して記録／再生する構成のシステムが提案されている。
【０００５】
公知ではないが、先行技術として、特願２００１−１１８３４４号明細書に記載されたものがある。このものは、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる回転駆動手段と、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書き込みあるいは読み取りが行われる部位における回転軸方向の振れをベルヌイの法則に基づく空気流の圧力差によって安定化させるガイドとを備えた光ディスク駆動装置であり、空気の力で可撓性ディスクの面ぶれや反りを極小化して高ＮＡレンズに対応するものである。そして、そのフレキシブル光ディスクは、基本的には、その記録膜は従来のＣＤ−ＲＷやＤＶＤ＋Ｒなどと同系統のものでよいが、樹脂基板が硬いものから薄くて柔らかいものに変わっている点で違うものである。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００１−１１８３４４号明細書
【非特許文献】
刊行物「ＯＰＬＵＳＥ」（ｖｏｌ．２０Ｎｏ．２）の１８３ページ。
【０００７】
【従来技術の問題点】
フレキシブル光ディスクの記録膜は、無機材料を真空中で蒸着しあるいはスパッタリングすることによって形成されるが、その成膜プロセスで基板に熱がかかり、基板の温度が上がりやすい。他方、温度が１００℃を超えてくると、基板の樹脂フィルムが変質したり、表面に形成されたプリグルーブなどが変形したりするので、好ましくない。
ＣＤのように基板が１ｍｍ程度あって、比較的厚い場合は熱容量が大きく、上記温度上昇が緩やかであって成膜中の熱はあまり問題にはならない。しかし、０．２ｍｍ以下のフィルムの場合、熱容量が小さいために温度上昇が大きくなってしまう。そのため、成膜時に成膜面の反対側を冷却する。フィルムを冷却すると温度上昇は緩和されるが、裏側からの冷却であるのでフィルムが薄い方が冷却効果が高い。しかし、冷却効果が十分に高い程度に薄いフィルムは、空気力安定化のディスクシステムに用いるには薄すぎてディスク剛性が不足し、面ぶれに対する安定性が悪く、また、破損しやすいという問題がある。
【０００８】
【解決しようとする課題】
この発明は、先行技術の上記問題を解消することを目的とし、真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、必要な剛性を確保しつつ、記録膜成膜中のフィルム表面の温度上昇を可及的に抑制できる光ディスクの構造及びその製造方法を工夫することを、その課題とするものである。
【０００９】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】
（請求項１に対応）
上記課題解決のために講じた手段１は、真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、次の（イ）〜（ハ）によるものである。
（イ）第１のフィルムと第１のフィルムより薄い第２のフィルムの２枚のフィルムを貼り合わせて構成されたものであること、
（ロ）前記第１のフィルムと前記第２のフィルムの一方が、記録膜を形成されたものであること、
（ハ）記録膜を形成した一方のフィルムと他方のフィルムとの全面を貼り合わせたものであること。
【００１０】
【作用】
ディスクフィルムを２つに分け、成膜時の冷却が効果的な薄いフィルムに記録膜を形成することで、記録膜成膜中に当該フィルムが過熱されることによるプリグルーブの変形が防止される。また、記録膜が成膜された上記フィルムに適度な厚さのフィルムを貼り合わせてディスクを構成することで、剛性を最適化されたディスクが構成される。これによって、温度負荷の大きな高速成膜を行ってもフィルムのグルーブなどの劣化が生じず、必要な剛性を有するフレキシブル光ディスクが製作される。
したがって、成膜に最適なフィルムのパラメーターとディスクとしての空気安定化に最適なフィルムのパラメーターとが異なるにも関わらず、満足なフレキシブル光ディスクが得られる。
【００１１】
【実施態様１】
（請求項２に対応）
実施態様１は、解決手段１について、その２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンが形成され、記録膜が成膜されていることである。
【作用】
上記２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムに記録膜が成膜されているので、成膜工程における冷却効果が高い。したがって、熱的影響によるプリグルーブ、ピットなどの変形が効果的に抑制されるので、高品質が確保される。また、成膜速度を高速化できるので、より低コストで製作される。
【００１２】
【実施態様２】
（請求項３に対応）
実施態様２は、上記実施態様１について、その薄いフィルムの厚さが５μｍ〜２０μｍであることである。
【作用】
プリグルーブ、ピットなどのパターンが形成され、記録膜が形成されているフィルムの厚さが５μｍ〜２０μｍであるから、薄すぎることによる格別の支障なしに、プリグルーブ、ピットなどのパターンの転写成形がなされ、かつ、成膜工程におけるフィルム昇温が十分に抑制された状態で記録膜の成膜がなされたものであるから、上記フィルム昇温によるプリグルーブ、ピットなどの変形が最も抑制されたものである。したがって、品質が極めて高いフレキシブル光ディスクである。
【００１３】
【実施態様３】
（請求項４に対応）
実施態様３は、上記実施態様２について、その薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであることである。
【００１４】
【実施態様４】
（請求項６に対応）
実施態様４は、解決手段１、上記実施態様１乃至実施態様３について、その一方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせていることである。
【作用】
一方のフィルムの記録膜を形成した面に他方のフィルムを貼り合わせているので、上記他方のフィルムが、フレキシブルディスク基板の剛性を高めるとともに、記録面の保護機能を奏するので、記録面を熱硬化性樹脂で被覆して保護する場合のように、フレキシブルディスク基板の可撓性が保護層の存在によって損なわれることはない。
また、このフレキシブル光ディスクは、上記記録膜が２枚の樹脂面に挟まれていて外部に露出してはいないので、保存信頼性が高い。したがって、もし、ガイドがディスク面を摺動しても、ガイド面が記録膜側であるか否かに関わりなく、上記摺動によって損傷することはない。
【００１５】
【解決手段２】
（請求項７に対応）
上記課題解決のために講じた手段２は、真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクの製造方法を前提として、次の（イ）〜（ハ）によって構成されるものである。
（イ）第１のフィルムと第１のフィルムより薄い第２のフィルムの２枚のフィルムのうちの一方にプリグルーブまたはピットなどのパターンを形成し、
（ロ）上記一方のフィルムを冷却しながら記録膜を成膜し、
（ハ）記録膜が成膜された上記一方のフィルムに他方のフィルムを貼り合わせること。
【００１６】
【作用】
真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクの製造工程の真空プロセスで記録膜を成膜する工程ではそのフィルム表面の温度が上昇し、歪みを生じて情報記録面の品質が損なわれる恐れがあり、フィルムが厚いほどその冷却効果が低く、成膜表面の温度が上昇するが、互いに貼り合わせて基板を構成する厚いフィルムと薄いフィルムの２枚のフィルムのうちの一方にプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、記録膜を形成することで、記録膜を成膜する段階でのフィルムの厚さが薄くなり、上記冷却効果が高い。したがって、その表面の温度上昇を許容範囲に抑制できるから、成膜速度を高くしつつ、かつ上記温度上昇による歪みを可及的に低減させることができる。
そして、記録膜が成膜された一方のフィルムに他方のフィルムを貼り合わせることで必要な剛性が確保されたフレキシブル光ディスクが製造される。
【００１７】
【実施態様１】
（請求項８に対応）
実施態様１は、上記解決手段２について、上記冷却が水冷であることである。
【作用】
記録膜の成膜工程において、成膜加工されるフィルムが冷却水によって強制的にかつ効果的に冷却されるので、当該フィルム表面の温度上昇が効果的に抑制される。
【００１８】
【実施態様２】

実施態様２は、上記解決手段２又は上記実施態様１について、その２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、記録膜を成膜することである。
【作用】
２枚のうちの厚い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、これに記録膜を成膜しても、解決手段２又は上記実施態様１による上記作用を奏するが、上記パターンを形成して記録膜を成膜する上記フィルムを薄い方のフィルムにすることによって、解決手段２又は上記実施態様１による上記作用を一層顕著に奏する。
【００１９】
【実施態様３】
（請求項９に対応）
実施態様３は、上記解決手段２または実施態様１について、その薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであることである。
【作用】
薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであり、当該フィルムは透光性に優れているので、この薄いフィルム側から再生記録を行うことができる。
また、ポリカーボネートフィルムは熱変形温度がポリエチレンテレフタレートよりも低いので、グルーブ成形が容易でハイタクト化が可能である。なお、熱変形温度が低いと成膜時の熱に弱いが、しかし、当該フィルムを薄くして裏面から水冷するので特に支障になることはない。
【００２０】
【実施態様４】
（請求項１０に対応）
実施態様４は、上記解決手段２、実施態様１、または実施態様３について、その薄い方のフィルムの厚さが５〜２０μｍであることである。
【作用】
薄い方のフィルムの厚さが５〜２０μｍであることによって、これにプリグルーブ及びピットなどのパターンを転写する場合に、格別の支障なく高精度で転写加工することができ、かつ、記録膜の成膜工程でのフォルム表面の温度上昇を可及的に抑制することができるので、熱変形を回避しつつ高速度で成膜することができる。したがって、製造コストが低減される。
【００２１】
【実施態様５】
（請求項１１に対応）
実施態様５は、解決手段２、実施態様１、実施態様３、または実施態様４について、その一方の薄い方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせることである。
【００２２】
【実施の形態】
図１にフレキシブル光ディスク１を用いた光ディスク駆動装置を概念的に示しているが、これは、そのフレキシブル光ディスクの下側に光ピックアップ２を配置し、上側に安定化のためのガイド３を配置したものである。そして、光ピックアップ２によって下側から光を入射させて再生や記録を行い、光ピックアップ６の反対側のガイド３によって、フレキシブル光ディスク１とガイドの距離を空気力で一定に保って、面ぶれを小さくしている。ピックアップの波長は４０５ｎｍ、ＮＡは０．８５である。
【００２３】
【実施例１】
図２に、実施例１のフレキシブル光ディスクを示している。
実施例１では、キャスト法（金型成形方法）で作られた厚さ５μｍのポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）１１に、熱プレス法でプリグルーブを形成している。このプリグルーブはトラックピッチ０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率は６：４であり、深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの上記第１のフィルム１１をスパッタ装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取り付ける。基板ホルダーに第１のフィルム１１を装着して後、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
上記第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１にマグネトロンスパッタリングで、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２を厚さ２０ｎｍ、Ｓｉ_３Ｎ_４を厚さ１０ｎｍ、ＴｂＦｅＣｏを厚さ１５ｎｍ、Ｓｉ_３Ｎ_４を厚さ１０ｎｍ、ＡｇＣｕを厚さ３０ｎｍの膜を順次重ねて記録膜１２を形成する。
スパッタリング装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍであり、これはすべての膜の成膜において一定である。
【００２４】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力は、一貫して３ｍＴｏｒｒ。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２の膜形成：投入電力４ｋＷで、付着レートは１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ_３Ｎ_４の膜形成：Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行う。投入電力２ｋＷで、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏの膜形成：投入電力０．８ｋＷで、付着レートは１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕの膜形成：投入電力５ｋＷで、付着レートは５０ｎｍ／ｓｅｃ。
【００２５】
上記の記録膜成形中、第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、５０℃未満であった。これで冷却水によるフィルム冷却が十分であったことが明らかである。また、スパッタリングで成膜された記録膜の膜浮きなどの欠陥が生じることもないことが確認された。
成膜後、紫外線硬化樹脂で厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（第２のフィルム）１３と貼り合わせて、ディスク１を構成した。なお、接着層１４の厚さは５μｍであるので、複合されたこのディスク１０の厚さは６０μｍとなった。
【００２６】
この実施例１では、第１のフィルム１１の記録膜形成面に第２のフィルム１３を貼り付けているので、その記録膜が第１のフィルム１１と第２のフィルム１３に挟まれている。そして、光学特性の優れている第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１側から記録再生し、硬くて耐摺動性に優れている第２のフィルム（ポリエチレンテレフタレート）１３をガイド側とする。
このディスク１０を図１の光ディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察した。半径４０ｍｍ線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態で、フォーカス誤差が５μｍ以下になった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２５μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行った。その結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
再生側の第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１は５μｍと極めて薄い上、光学的に透明であり、またキャスト法で作られていることともあいまって、複屈折が小さいので、良好な記録再生が成された。
また、記録膜１２が２枚のフィルム１１，１３で保護されているので、耐環境性が高い。
ガイド面は、第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）に比べて硬質な第２のフィルム（ＰＥＴフィルム）であるから、ごみの巻きこみによるディスク表面が傷付くことはほとんどない。
【００２７】
【実施例２】
実施例２のディスクを図３に示している。
この例では、厚さ１５μｍのキャスト法で作られたポリカーボネートフィルムに熱プレス法にてプリグルーブを形成して第１のフィルム２１を形成した。プリグルーブは、そのトラックピッチが０．７μｍで、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さが６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
この第１のフィルム２１（直径１２０ｍｍ）をスパッタリング装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取りつけた。基板ホルダーに第１のフィルム２１を装着した後、真空引きして、５℃の水で冷却する。記録膜２２の成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、第１のフィルム２１（ポリカーボネートフィルム）に、マグネトロンスパッタリングで厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ１５ｎｍのＴｂＦｅＣｏ、１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ３０ｎｍのＡｌＴｉを順次積層して行われる。
スパッタリング装置のターゲットはφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離は１１０ｍｍで、これらはすべての膜の成膜について一定である。
【００２８】
また、成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２については、投入電力が４ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ_３Ｎ_４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力が２ｋＷ。付着レートが２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏについては、投入電力が０．８ｋＷ、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｌＴｉについては、投入電力が５ｋＷで、付着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃ。
【００２９】
上記の記録膜成形中、第１のフィルム２１（ポリカーボネートフィルム）の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、５０℃未満であった。また、スパッタリングで成膜された記録膜に膜浮きなどの欠陥は生じなかった。
成膜後、紫外線硬化樹脂による厚さ５μｍの接着層２４で厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（第２のフィルム）と図３に示すように貼り合わせてディスク２０を構成した。なお、ディスク２０の厚さは７０μｍとなっている。
【００３０】
このディスク２０を図１の光ディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察した結果、半径４０ｍｍ、線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態でフォーカス誤差が５μｍ以下であった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２５μｍになるようにしてランドに対して記録再生を行った結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生を行うことができた。
再生側のポリカーボネートフィルムは１５μｍと薄い上、光学的に透明でありまたキャスト成形されたものであることともあいまって、複屈折も小さいので良好な記録再生が行われた。
また、記録膜が２枚のフィルム２１，２３によって保護されているので、耐環境性が高い。
【００３１】
この実施例２では、反射放熱膜にＡｌ合金を用いたため、スパッタ膜の付着強度が大きく、したがって、膜の耐環境性が非常に良好である。これは、記録再生側の第１のフィルム２１に記録膜をスパッタしていく方法で膜を形成するために反射膜からスパッタしなくても良いからである。
刊行物「ＯＰＬＵＳＥ」（ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているような基板に成膜し、基板の反対側を再生面とする従来の高ＮＡピックアップ用光ディスクでは、反射膜が不透明であるから、最初に反射膜から膜を形成しなくてはならない。そのため最初に反射膜を形成する場合は、Ａｇなどの微細構造が平滑な膜を用いる必要があった。そうでないと次に成膜する膜の微小凹凸が増え、再生信号品質が劣化するからである。それに対して、この実施例２では、誘電体保護膜のＺｎＳ−ＳｉＯ_２から成膜し、この成膜側フィルムから記録再生するので反射膜の微細構造が問題にならないから、構造は乱れやすいがしかし付着強度が大きく、耐環境性の高いＡｌ合金を用いることができた。
さらに、ガイド面は、ポリカーボネートに比べて硬質なポリエチレンテレフタレートフィルム（第２のフィルム）側なので、ごみの巻きこみによるディスク表面の傷つきも少なくなる。
【００３２】
ここで、スパッタリングによる成膜時の熱でどれだけ温度上昇するかのフィルム厚さ依存について調べてみたところ、その結果は次のとおりである。
フィルムの厚さと相変化型記録膜成膜中のフィルム表面の温度上昇との関係は図５に示すとおりである。この実施例の条件では、第１のフィルムが２５μｍ程度で、ピーク温度が１００℃に達してしまうことが図５から明らかである。
したがって、成膜に適するフィルムの厚さは２０μｍ以下が適切である。これより厚いフィルムに成膜する場合は、成膜時のスパッタ電力を小さくする必要がある。他方、薄すぎると、転写や貼り合わせに支障をきたすので、この観点からして、５μｍ程度以上であることが望ましい。
【００３３】
【実施例３】
実施例３のディスク３０を図４に示している。なお、この実施例は、記録膜を形成する一方のフィルムが他方のフィルムよりも厚い場合の例であり、記録膜成膜工程における熱による変質や歪み回避の観点からの、一方のフィルムの厚さについての上限を示唆するものである。この場合も、当然、一方のフィルムの剛性だけではフレキシブルディスク基板の剛性に足りず、他方のフィルムを貼り合わせることによって必要な剛性が確保されるものである。
この実施例３では、厚さ６０μｍのキャスト成形されたポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）３１に熱プレス法でプリグルーブを形成した。プリグルーブはトラックピッチ０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率を６：４に形成した。深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径３０ｍｍの上記第１のフィルム３１をスパッタ装置に静電気チャッキングを使用して基板ホルダーに取りつけ、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために冷却を停めるようにした。
【００３４】
記録膜３２の成膜は、ポリカーボネートフィルムにマグネトロンスパッタリングで厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ１２ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ３０ｎｍのＡｇＣｕを、順次積層して行われる。
スパッタ装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍで、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００３５】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜について３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２については、投入電力が１ｋＷで、付着レートが３ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ_３Ｎ_４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力が１ｋＷで、付着レートが１ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅについては、投入電力が０．５ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕについては、投入電力が１ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。第１のフィルム３１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ８０℃程度であった。
実施例３の第１のフィルム３１は、実施例１、実施例２の第１のフィルム１１，２１よりも厚いので冷却が効果がやや弱く、温度上昇が大きくなるので、この例では成膜パワーを下げて熱負荷を低減させた。表面温度が８０℃であれば、それは許容範囲であるので、グルーブの変形や変質はほとんど生じない。この例では、熱負荷を低減しつつ５℃の冷却水で冷却することで、成膜後のグルーブの変形を抑制できるので、トラッキングサーボがかかりにくいなどの問題を生じることはなく、また、スパッタされた記録膜の膜浮きなどの欠陥も生じない。
成膜後、厚さ５μｍの紫外線硬化樹脂による接着層３４によって、厚さ２０μｍのポリカーボネートフィルム（第２のフィルム）と貼り合わせてディスク３０を構成した。このディスク３０の厚さは８５μｍである。
【００３６】
このディスク３０を大口径レーザーを用いた初期化装置でＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ相変化膜を溶融結晶化して反射率を上げて記録の準備をし、その後、このディスク３０を図１のディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察したところ、半径４０ｍｍ、線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態で、フォーカス誤差は５μｍ以下であった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２０μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行った結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
この実施例３では、再生光がポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）を６０μｍ通ることになるので、雑誌「ＯＰＬＵＳＥ」（ｖｏｌ．２０Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているような従来の高ＮＡピックアップ用光ディスク（基板に成膜し、基板の反対側を再生面とする光ディスク）と光学的な互換性を取りやすい。上記従来の光ディスクは、再生光側のカバーフィルムが１００μｍ程度であり、ピックアップにはカバー層の厚さむらに対応する収差補正機構があるので、再生側カバーが６０μｍ程度以上あれば対応できる。そのため、本実施例のような再生光側に光学特性の優れたフィルムであって、かつ厚みが１００μｍに近いディスクは、他の多くの規格との互換性に優れているからである。これが、実施例３、すなわち、記録膜を形成するフィルムとして比較的厚いフィルムを選択することの利点である。
【００３７】
【実施例４】
図６に示している実施例４の光ディスクは、厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（第１のフィルム）に、熱プレス法にてプリグルーブを形成したものである。プリグルーブはトラックピッチが０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さが６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの第１のフィルム４１をスパッタ装置に静電気チャッキングを使用して基板ホルダーに取り付け、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、第１のフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）４１に、マグネトロンスパッタリングで、厚さ３０ｎｍのＡｇＣｕ、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ１２ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２を順次積層して行われる。
ポリエチレンテレフタレートフィルム（第１のフィルム）４１は光学特性が悪いので、こちらからは光を入射させず、ガイド側を光の入射側とする。したがって、成膜の順番が実施例１とは反対になっている。
スパッタ装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍであり、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００３８】
実施例４における記録膜の成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で共通して３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２については、投入電力が４ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ_３Ｎ_４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力は２ｋＷ、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅについては、投入電力が０．５ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕにおいては、投入電力が５ｋＷで、付着レートが５０ｎｍ／ｓｅｃ。
この記録膜の成膜中、第１のフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）４１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、ほぼ、４０℃であり、５０℃未満であった。この温度は、ポリエチレンテレフタレートフィルムの熱変形温度より十分に低くいので、グルーブ変形は全く生じない。
成膜後、厚さ５μｍの接着層（紫外線硬化樹脂）４４で、厚さ７０μｍのポリカーボネートフィルム（第２のフィルム）と貼り合わせて光ディスク４０を構成した。この光ディスク４０の厚さは８５μｍである。
【００３９】
直径１２０ｍｍの光ディスク４０を大口径レーザーを用いた初期化装置でＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ相変化膜を溶融結晶化して反射率を上げて記録の準備をし、図１の光ディスク駆動装置で回転させ、第２のフィルム（ポリカーボネートフィルム）側から光を入射させて、フォーカス誤差信号を観察した結果、半径４０ｍｍ線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態でフォーカス誤差が５μｍ以下であり、また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２０μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行ったところ、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
再生側のポリカーボネートフィルムは光学的に透明であり、またキャスト成形されたものであることともあいまって複屈折も小さいので、良好な記録再生がなされた。また、この例の光ディスクでは、実施例１などよりも厚い７０μｍのフィルムを再生面側に用いているので、表面のごみや傷に対して強く、また、記録膜が２枚のフィルムで保護されているので、耐環境性が高い。
【００４０】
【比較例】
この比較例は、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、熱プレス法にてプリグルーブを形成したものである。このもののプリグルーブはトラックピッチが０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをスパッタリング装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取り付け、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムに、マグネトロンスパッタリングで、厚さ３０ｎｍのＡｇＣｕ、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ１５ｎｍのＴｂＦｅＣｏ、厚さ１０ｎｍのＳｉ_３Ｎ_４、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２を順次積層して行われる。
スパッタ装置は、そのターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍであり、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００４１】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で共通して３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２については、投入電力１ｋＷで、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ_３Ｎ_４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力は１ｋＷ、付着レートは１ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏについては、投入電力が０．８ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕについては、投入電力が１ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃで、投入電力を低減してフィルムの温度上昇を避けるようにした。
【００４２】
成膜中、フィルム表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、４５℃で、５０℃未満であった。
成膜後、紫外線硬化樹脂をスピンコート法で塗布し（中周の厚さが５μｍ）、これを硬化させた。なお、この紫外線硬化樹脂の塗布は、スピンコート法による塗布であるから周内の厚さむらは０．０１μｍ以下であったが、内外周の半径方向の厚さむらは１μｍほどあった。
この比較例のディスクを図１の光ディスク駆動装置で回転させて、紫外線硬化樹脂層側から再生光を入射させた。その結果、半径方向の反射率が大きく変動した。中周の反射率を基準にして半径方向変動が±５０％もあった。
これは、紫外線硬化樹脂層の厚さが半径方向で変動し、光の干渉条件が変動してディスクの反射率が変動したためである。
【００４３】
キャスト成形法で作られたポリカーボネートフィルムの膜厚むらは、スピン法による紫外線硬化樹脂膜の膜厚むらよりも遥かに少ない。したがって、この比較例と上記実施例１〜４とのディスク特性変動の大小の違いが、２枚のフィルムを記録面側で貼り合わせて作られたフレキシブル光ディスクの優位性を如実に示していることになる。
【００４４】
以上のように、フレキシブル光ディスクを２枚のフィルムを貼り合わせて構成したことで、記録膜の成膜などの製造プロセスの要求特性に適したフィルムと、記録再生の空気安定化に適したフィルムの性質を同時に満たすことができ、また、記録再生光の入射側をポリカーボネートフィルムにしたことで、再生特性を高くすることができる。
上記の実施例１，２，４では、記録膜の成膜に供するフィルムの厚さは５〜２０μｍであるが、このフィルムの厚さについては、余り薄いとプリフォーマットの転写成形が困難になることで、その下限が制限される。したがって、転写さえ可能ならば、５μｍより薄くても特に問題はない。厚さの上限は、成膜時の熱で温度が上昇し、転写されたパターンが変形することから規定される。したがって、温度負荷の低い成膜法を採用する場合は２０μｍよりも厚いフィルムを使用することができる。実施例３は、その一例である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明のフレキシブル光ディスクは、その基板を厚いフィルムと薄いフィルムを貼り合わせた複合構造とし、プリグルーブ、ピット等のパターンが転写されたフィルムへの記録膜を比較的薄いフィルムに成膜して製作されるものであるから、フィルムへのプリグルーブ、ピット等のパターンの転写加工を支障なく高精度で行える範囲で、かつ、記録膜の成膜工程でのフィルム表面の強制冷却効果を十分高めて、その温度上昇を可及的に低く抑えられる薄さにすることができる。したがって、フレキシブル光ディスクの品質、信頼性を向上させることができる。
この発明のフレキシブル光ディスクの製造方法によれば、記録膜の成膜工程での熱変形を十分に抑制しながら、記録膜の成膜速度を高めることができるから、転写加工精度が高く、記録膜の成形工程での変形がなく、高精度でかつ必要な剛性を備えたフレキシブル光ディスクを能率的に製造することができ、その製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、フレキシブル光ディスクの駆動装置の断面図である。
【図２】は、実施例１の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図３】は、実施例２の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図４】は、実施例３の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図５】は、フィルムの厚さと相変化型記録膜成膜中の温度上昇との関係を示す図である。
【図６】は、実施例４の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
１０：実施例１のディスク
１１，２１，３１，４１：第１のフィルム
１２，２２，３２，４２：接着層
１３，２３，３３，４３：第２のフィルム
１４，２４，３４，４４：接着層[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a flexible sheet-like optical information recording medium, that is, a flexible optical disk, and suppresses distortions such as pregrooves and pits in a process of forming a recording film by a vacuum process. A recording film can be formed at high speed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for optical discs to record large volumes of digital data, such as the start of digitization of television broadcasts. In order to increase the density of optical discs, the basic matter is to reduce the spot diameter of light for recording / reproduction.
For this reason, it is effective to shorten the wavelength of light used for recording / reproduction and to increase the numerical aperture NA of the objective lens. As for the wavelength of light, a wavelength of 780 nm of near infrared light is used for CD (compact disk), and a wavelength of about 650 nm of red light is used for DVD (digital versatile disk). Recently, a blue-violet semiconductor laser has been developed, and it is expected that a laser beam of around 400 nm will be used in the future.
[0003]
As for the objective lens, it was less than NA0.5 for CD, but it is about NA0.6 for DVD. In the future, it is required to further increase the numerical aperture (NA) to NA or more 0.7. However, if the NA of the objective lens is increased and the wavelength of the light is shortened, the influence of aberration when the light is reduced increases. Therefore, the margin for the tilt of the optical disk is reduced. Further, since the depth of focus is reduced by increasing the NA, the focus servo accuracy must be increased.
[0004]
Furthermore, since the distance between the objective lens and the recording surface of the optical disk is reduced by using a high NA objective lens, the objective lens immediately before pulling in the focus servo at start-up must be reduced unless the optical disk surface shake is reduced. The lens and the optical disk may collide, which causes the pickup to malfunction.
As a large-capacity optical disk with a short wavelength and a high NA, for example, as shown on page 183 of the publication “O PLUS E” (vol. 20 No. 2), a substrate that is as thick and rigid as a CD. A system has been proposed in which a recording film is formed and recording / reproducing light is recorded / reproduced with respect to the recording film through a thin cover layer without passing through a substrate.
[0005]
Although not known, there is a prior art described in Japanese Patent Application No. 2001-118344. This is a rotational driving means for rotating a flexible sheet-like optical disk, and a vibration in the direction of the rotational axis at least at a portion where writing or reading is performed on the optical disk, which is installed on the side opposite to the recording surface of the optical disk. Is an optical disk drive device with a guide that stabilizes the pressure by the pressure difference of the air flow based on Bernoulli's law, and minimizes the deflection and warpage of the flexible disk by the force of air and supports high NA lenses It is. The flexible optical disk basically has the same recording film as the conventional CD-RW, DVD + R, etc., except that the resin substrate is changed from a hard one to a thin and soft one. Is.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-118344
[Non-patent literature]
183 pages of the publication "O PLUS E" (vol. 20 No. 2).
[0007]
[Problems of the prior art]
The recording film of the flexible optical disk is formed by vapor-depositing or sputtering an inorganic material in a vacuum, but the substrate is heated during the film forming process, and the temperature of the substrate is likely to rise. On the other hand, when the temperature exceeds 100 ° C., the resin film of the substrate is altered or the pregroove formed on the surface is deformed.
When the substrate is about 1 mm like a CD and is relatively thick, the heat capacity is large, and the temperature rise is gradual, and the heat during film formation is not a problem. However, in the case of a film of 0.2 mm or less, since the heat capacity is small, the temperature rise becomes large. Therefore, the opposite side of the film formation surface is cooled during film formation. When the film is cooled, the temperature rise is reduced, but since the cooling is from the back side, the thinner the film, the higher the cooling effect. However, a film that is thin enough to have a sufficiently high cooling effect is too thin for use in an aerodynamic stabilization disk system, resulting in insufficient disk rigidity, poor stability against surface blurring, and easy damage. is there.
[0008]
[Problems to be solved]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and for a flexible optical disk on which a recording film is formed by a vacuum process, it is possible to increase the temperature of the film surface during recording film formation while ensuring the necessary rigidity. An object of the present invention is to devise a structure of an optical disc that can be suppressed as much as possible and a manufacturing method thereof.
[0009]
[Measures taken to solve the problem]
[Solution 1]
(Corresponding to claim 1)
Means 1 taken to solve the above problems are as follows for the flexible optical disk on which the recording film is formed by a vacuum process.
(I) The first film and the second film thinner than the first film. It is composed of two films attached together,
(B) One of the first film and the second film is A recording film is formed,
(C) A recording film was formed With one film The other film And the whole surface Paste Combined It must be a thing.
[0010]
[Action]
Dividing the disk film into two and forming the recording film on a thin film that is effective for cooling during film formation prevents the pregroove from being deformed by the film being overheated during film formation. . In addition, a disk with an optimized rigidity is configured by laminating a film having an appropriate thickness on the film on which the recording film is formed to form a disk. As a result, even when high-speed film formation with a large temperature load is performed, film grooves and the like are not deteriorated, and a flexible optical disk having the necessary rigidity is manufactured.
Therefore, a satisfactory flexible optical disk can be obtained even though the film parameters optimal for film formation and the film parameters optimal for air stabilization as a disk are different.
[0011]
Embodiment 1
(Corresponding to claim 2)
Embodiment 1 is that the solution 1 is such that a pattern such as pregrooves and pits is formed on the thinner one of the two films, and a recording film is formed.
[Action]
Since the recording film is formed on the thinner one of the two films, the cooling effect in the film forming process is high. Therefore, deformation of pregrooves, pits and the like due to thermal influence is effectively suppressed, and high quality is ensured. In addition, since the film forming speed can be increased, it can be manufactured at a lower cost.
[0012]
Embodiment 2
(Corresponding to claim 3)
Embodiment 2 is that the thickness of the thin film of Embodiment 1 is 5 μm to 20 μm.
[Action]
Patterns such as pregrooves and pits are formed, and the thickness of the film on which the recording film is formed is 5 μm to 20 μm. Therefore, transfer molding of patterns such as pregrooves and pits without any special trouble due to being too thin. Since the recording film was formed in a state where the film temperature rise in the film formation process was sufficiently suppressed, deformation of the pregroove, pit, etc. due to the film temperature increase was most suppressed. Is. Therefore, it is a flexible optical disk with extremely high quality.
[0013]
Embodiment 3
(Corresponding to claim 4)
Embodiment 3 is that the thinner film of Embodiment 2 is a polycarbonate film.
[0014]
Embodiment 4
(Corresponding to claim 6)
In the fourth embodiment, the other film is bonded to the recording film forming surface of one of the solutions 1 and the first to third embodiments.
[Action]
Since the other film is bonded to the surface of one film on which the recording film is formed, the other film enhances the rigidity of the flexible disk substrate and provides the recording surface protection function. The flexibility of the flexible disk substrate is not impaired by the presence of the protective layer, as in the case of protection with a protective resin.
Also, this flexible optical disk has high storage reliability because the recording film is sandwiched between two resin surfaces and is not exposed to the outside. Therefore, even if the guide slides on the disk surface, it will not be damaged by the slide regardless of whether the guide surface is on the recording film side or not.
[0015]
[Solution 2]
(Corresponding to claim 7)
Means 2 taken to solve the above problem is that the recording film is formed by a vacuum process. Formation On the premise of the manufacturing method of the flexible optical disk, the following (A) to (C) are configured.
(I) The first film and the second film thinner than the first film Pregroove on one of the two films Or Putter and other putters The Forming,
(B) While cooling the one film Recording film Is deposited,
(C) The other film is bonded to the one film on which the recording film is formed. Make thing.
[0016]
[Action]
In the process of forming the recording film in the vacuum process of the manufacturing process of the flexible optical disk that forms the recording film in the vacuum process, the temperature of the film surface rises, and there is a risk that the quality of the information recording surface is impaired due to distortion. The thicker the film, the lower the cooling effect and the higher the temperature of the film formation surface, but the pattern of pregrooves, pits, etc. on one of the two films, the thick film and the thin film that are bonded together to form the substrate By forming the recording film, the thickness of the film at the stage of forming the recording film is reduced, and the cooling effect is high. Therefore, since the temperature rise of the surface can be suppressed within an allowable range, the strain due to the temperature rise can be reduced as much as possible while increasing the film formation rate.
Then, a flexible optical disk in which necessary rigidity is secured is manufactured by bonding the other film to one film on which the recording film is formed.
[0017]
Embodiment 1
(Corresponding to claim 8)
Embodiment 1 is that the cooling of the solution 2 is water cooling.
[Action]
In the recording film forming process, the film to be film-formed is forcibly and effectively cooled by the cooling water, so that the temperature rise on the film surface is effectively suppressed.
[0018]
Embodiment 2

Embodiment 2 is to form a recording film by forming patterns such as pregrooves and pits on the thinner one of the two films in the solution 2 or the embodiment 1 described above.
[Action]
Even if a pattern such as a pre-groove or pit is formed on the thicker film of the two sheets and a recording film is formed thereon, the above-described action according to Solution 2 or Embodiment 1 is achieved. By forming the film on which the recording film is formed into a thinner film, the above-described operation according to the solving means 2 or the embodiment 1 is more remarkably exhibited.
[0019]
Embodiment 3
( Claim 9 Corresponding to)
Embodiment 3 is the above solution 2 Or Embodiment 1 The thinner film is a polycarbonate film.
[Action]
Since the thinner film is a polycarbonate film, and the film is excellent in translucency, reproduction and recording can be performed from the thin film side.
In addition, since the polycarbonate film has a heat distortion temperature lower than that of polyethylene terephthalate, it can be easily formed into a groove and can have high tact. Note that if the heat distortion temperature is low, the film is weak against heat at the time of film formation. However, since the film is thinned and water-cooled from the back surface, there is no particular problem.
[0020]
Embodiment 4
( Claim 10 Corresponding to)
Embodiment 4 is the above solution 2 Embodiment 1 or Embodiment 3 The thickness of the thinner film is 5 to 20 μm.
[Action]
When the thin film has a thickness of 5 to 20 μm, patterns such as pregrooves and pits are transferred to the film. Together , Transfer processing can be performed with high accuracy without any special problems, and temperature rise on the surface of the film during the film formation process can be suppressed as much as possible. Can be formed. Therefore, the manufacturing cost is reduced.
[0021]
Embodiment 5
( Claim 11 Corresponding to)
Embodiment 5 is the solution 2, Embodiment 1, Embodiment 3, or Embodiment 4 About one of them Thin The other film is bonded to the recording film forming surface of the film.
[0022]
Embodiment
FIG. 1 conceptually shows an optical disk drive apparatus using a flexible optical disk 1, in which an optical pickup 2 is disposed below the flexible optical disk and a stabilization guide 3 is disposed above. Is. Then, reproduction or recording is performed by making light incident on the lower side by the optical pickup 2, and the distance between the flexible optical disk 1 and the guide is kept constant by aerodynamic force by the guide 3 on the opposite side of the optical pickup 6, thereby causing surface blurring. It is small. The wavelength of the pickup is 405 nm and NA is 0.85.
[0023]
[Example 1]
FIG. 2 shows the flexible optical disk of the first embodiment.
In Example 1, a pregroove is formed on a polycarbonate film (first film) 11 having a thickness of 5 μm made by a casting method (mold forming method) by a hot press method. This pregroove has a track pitch of 0.7 μm, the ratio of pregroove to land is 6: 4, and the depth is 66 nm. The ratio between the pre-groove and the land is set so that the ratio between the groove and the land after forming the recording film is about 1: 1.
The first film 11 having a diameter of 120 mm is attached to the substrate holder of the sputtering apparatus using electrostatic chucking. After the first film 11 is mounted on the substrate holder, it is evacuated and cooled with water at 5 ° C. Cooling was continued during film formation, and water cooling was stopped to prevent condensation when the film was returned to the atmosphere after film formation.
The first film (polycarbonate film) 11 is magnetron sputtered and ZnS-SiO ₂ 20 nm thick, Si ₃ N ₄ 10 nm thick, TbFeCo 15 nm thick, Si ₃ N ₄ A recording film 12 is formed by sequentially stacking films having a thickness of 10 nm and AgCu having a thickness of 30 nm.
In the sputtering apparatus, the target is φ200 mm, and the distance between the target and the substrate is 110 mm, which is constant in the formation of all films.
[0024]
The film forming conditions are as follows.
The deposition pressure is consistently 3 mTorr.
ZnS-SiO ₂ Film formation: with an input power of 4 kW and an adhesion rate of 10 nm / sec.
Si ₃ N ₄ Film formation: Reactive sputtering of a Si target with a mixed gas of argon and nitrogen. With an input power of 2 kW, the deposition rate is 2 nm / sec.
TbFeCo film formation: input power 0.8 kW, deposition rate 10 nm / sec.
AgCu film formation: input power 5 kW, deposition rate 50 nm / sec.
[0025]
During the recording film molding described above, the thermolabel was applied to the surface of the first film (polycarbonate film) 11 and the temperature was measured. It is clear that film cooling with cooling water was sufficient. Moreover, it was confirmed that defects such as film floating of the recording film formed by sputtering do not occur.
After the film formation, the disk 1 was constructed by pasting together a polyethylene terephthalate (PET) film (second film) 13 having a thickness of 50 μm with an ultraviolet curable resin. Since the thickness of the adhesive layer 14 is 5 μm, the thickness of the composite disk 10 is 60 μm.
[0026]
In Example 1, since the second film 13 is attached to the recording film forming surface of the first film 11, the recording film is sandwiched between the first film 11 and the second film 13. Then, recording / reproduction is performed from the first film (polycarbonate film) 11 side having excellent optical characteristics, and the second film (polyethylene terephthalate) 13 which is hard and has excellent sliding resistance is used as the guide side.
The disc 10 was rotated by the optical disc driving apparatus shown in FIG. 1, and the focus error signal was observed. When the radius is 40 mm, the linear velocity is 8 m / s, and the servo is off, the focus error is 5 μm or less. Further, 1-7 modulation of random data was performed, and recording / reproduction was performed on the groove so that the shortest 2T mark length was 0.25 μm. As a result, the error rate was as small as 10E-5 or less and stable recording / reproduction was performed.
The first film (polycarbonate film) 11 on the reproduction side is very thin as 5 μm, is optically transparent, and combined with being made by the casting method, the birefringence is small, so that good recording / reproduction is possible. It was made.
Moreover, since the recording film 12 is protected by the two films 11 and 13, the environmental resistance is high.
Since the guide surface is a second film (PET film) that is harder than the first film (polycarbonate film), the disk surface is hardly damaged by the wrapping of dust.
[0027]
[Example 2]
The disk of Example 2 is shown in FIG.
In this example, a pre-groove is formed on a polycarbonate film made by a casting method having a thickness of 15 μm by a hot press method to form a first film. 21 Formed. The pregroove has a track pitch of 0.7 μm, a pregroove to land ratio of 6: 4, and a depth of 66 nm. The ratio between the pre-groove and the land is set so that the ratio between the groove and the land after forming the recording film is about 1: 1.
The first film 21 (diameter 120 mm) was attached to the substrate holder of the sputtering apparatus using electrostatic chucking. After mounting the first film 21 on the substrate holder, it is evacuated and cooled with 5 ° C. water. Cooling was continued during the formation of the recording film 22, and water cooling was stopped to prevent condensation when the film was released to the atmosphere after the film formation.
The recording film was formed on the first film 21 (polycarbonate film) by ZnS-SiO with a thickness of 20 nm by magnetron sputtering. ₂ , 10 nm thick Si ₃ N ₄ 15 nm thick TbFeCo, 10 nm Si ₃ N ₄ Then, AlTi having a thickness of 30 nm is sequentially laminated.
The target of the sputtering apparatus is φ200 mm, and the distance between the target and the substrate is 110 mm, which are constant for all films.
[0028]
The film forming conditions are as follows.
The deposition pressure is 3 mTorr for all films.
ZnS-SiO ₂ For, the input power is 4 kW and the deposition rate is 10 nm / sec.
Si ₃ N ₄ About, about the Si target, reactive sputtering was performed by the mixed gas of argon and nitrogen. Input power is 2kW. Adhesion rate is 2 nm / sec.
For TbFeCo, the input power is 0.8 kW and the deposition rate is 10 nm / sec.
For AlTi, the input power is 5 kW and the deposition rate is 20 nm / sec.
[0029]
During the above-mentioned recording film molding, when the temperature was measured by attaching a thermolabel to the surface of the first film 21 (polycarbonate film), it was less than 50 ° C. Moreover, defects such as film floating did not occur in the recording film formed by sputtering.
After the film formation, the disk 20 was constituted by bonding with a 50 μm thick polyethylene terephthalate film (second film) with a 5 μm thick adhesive layer 24 made of an ultraviolet curable resin as shown in FIG. The disk 20 has a thickness of 70 μm.
[0030]
As a result of observing the focus error signal by rotating the disk 20 with the optical disk drive shown in FIG. 1, the focus error was 5 μm or less in a radius of 40 mm, a linear velocity of 8 m / s, and a servo-off state. In addition, as a result of random data 1-7 modulation and recording / reproduction with respect to the land so that the shortest 2T mark length was 0.25 μm, the error rate was sufficiently small, 10E-5 or less, and stable. Recording and playback were possible.
The reproduction-side polycarbonate film was as thin as 15 μm, was optically transparent, and was cast-molded. Also, the birefringence was small, so that good recording / reproduction was performed.
Moreover, since the recording film is protected by the two films 21 and 23, the environment resistance is high.
[0031]
In Example 2, since an Al alloy was used for the reflective heat radiation film, the adhesion strength of the sputtered film was high, and therefore the environmental resistance of the film was very good. This is because it is not necessary to sputter from the reflective film in order to form a film by sputtering the recording film on the first film 21 on the recording / reproducing side.
In the conventional optical disk for high NA pickup which is formed on a substrate as shown on page 183 of the publication “O PLUS E” (vol. 20, No. 2) and the opposite side of the substrate is the reproduction surface, Since the reflective film is opaque, the film must first be formed from the reflective film. Therefore, when the reflective film is first formed, it is necessary to use a film having a smooth fine structure such as Ag. Otherwise, the unevenness of the film to be formed next increases, and the reproduction signal quality deteriorates. On the other hand, in this Example 2, ZnS-SiO of the dielectric protective film ₂ Since the film is formed from and recorded and reproduced from the film on the film forming side, the fine structure of the reflective film is not a problem, so the structure is easily disturbed, but the adhesion strength is large and an Al alloy with high environmental resistance can be used. .
Furthermore, since the guide surface is on the side of a polyethylene terephthalate film (second film) that is harder than polycarbonate, the surface of the disc is less damaged by the wrapping of dust.
[0032]
Here, the film thickness dependence of how much the temperature rises due to heat during film formation by sputtering was examined. The result is as follows.
The relationship between the film thickness and the temperature rise on the film surface during the formation of the phase change recording film is as shown in FIG. Under the conditions of this example, it is clear from FIG. 5 that the first film is about 25 μm and the peak temperature reaches 100 ° C.
Therefore, the thickness of the film suitable for film formation is appropriately 20 μm or less. When forming a film thicker than this, it is necessary to reduce the sputtering power during film formation. On the other hand, if it is too thin, it will hinder transfer and bonding. From this point of view, it is preferably about 5 μm or more.
[0033]
[Example 3]
A disk 30 of Example 3 is shown in FIG. In addition, this example is an example in which one film forming the recording film is thicker than the other film, and the thickness of one film is from the viewpoint of avoiding thermal alteration and distortion in the recording film forming process. It suggests an upper limit on the length. In this case, as a matter of course, the rigidity of one film is not sufficient for the flexible disk substrate, and the necessary rigidity is ensured by bonding the other film.
In Example 3, a pre-groove was formed on a cast-cast polycarbonate film (first film) 31 having a thickness of 60 μm by a hot press method. The pregroove was formed with a track pitch of 0.7 μm and a pregroove / land ratio of 6: 4. The depth is 66 nm. The ratio between the pre-groove and the land is set so that the ratio between the groove and the land after forming the recording film is about 1: 1.
The first film 31 having a diameter of 30 mm is attached to a substrate holder using electrostatic chucking in a sputtering apparatus, evacuated, and cooled with water at 5 ° C. Cooling was continued during film formation, and cooling was stopped to prevent condensation when the film was returned to the atmosphere after film formation.
[0034]
The recording film 32 is formed by ZnS-SiO with a thickness of 20 nm on a polycarbonate film by magnetron sputtering. ₂ , 10 nm thick Si ₃ N ₄ , 12 nm thick AgInSbTeGe, 10 nm thick Si ₃ N ₄ Then, AgCu having a thickness of 30 nm is sequentially laminated.
In the sputtering apparatus, the target is φ200 mm, and the distance between the target and the substrate is 110 mm, and these are constant in the formation of all films.
[0035]
The film forming conditions are as follows.
The deposition pressure is 3 mTorr for all films.
ZnS-SiO ₂ For, the input power is 1 kW and the deposition rate is 3 nm / sec.
Si ₃ N ₄ About, about the Si target, reactive sputtering was performed by the mixed gas of argon and nitrogen. The input power is 1 kW and the deposition rate is 1 nm / sec.
For AgInSbTeGe, the input power was 0.5 kW and the deposition rate was 10 nm / sec.
For AgCu, the input power is 1 kW and the deposition rate is 10 nm / sec. When the temperature was measured by attaching a thermolabel to the surface of the first film 31, it was about 80 ° C.
Since the first film 31 of Example 3 is thicker than the first films 11 and 21 of Example 1 and Example 2, the cooling effect is somewhat weak and the temperature rise is large. To reduce the heat load. If the surface temperature is 80 ° C., it is within an allowable range, so that the groove is hardly deformed or deteriorated. In this example, since the groove deformation after film formation can be suppressed by cooling with 5 ° C. cooling water while reducing the thermal load, there is no problem such as difficulty in applying tracking servo. Defects such as film floating of the recorded recording film do not occur.
After the film formation, the disc 30 was constituted by being bonded to a polycarbonate film (second film) having a thickness of 20 μm by an adhesive layer 34 made of an ultraviolet curable resin having a thickness of 5 μm. The thickness of the disk 30 is 85 μm.
[0036]
The disk 30 is prepared by the crystallizing of the AgInSbTeGe phase change film by an initialization apparatus using a large-diameter laser to increase the reflectivity, and then the disk 30 is rotated by the disk drive device of FIG. When the focus error signal was observed, the focus error was 5 μm or less in a state where the radius was 40 mm, the linear velocity was 8 m / s, and the servo was off. In addition, as a result of performing 1-7 modulation of random data and recording / reproducing the groove so that the shortest 2T mark length is 0.20 μm, the error rate is sufficiently small and stable to 10E-5 or less. Recording / playback was performed.
In Example 3, since the reproduction light passes through the polycarbonate film (first film) by 60 μm, the conventional technique as shown on page 183 of the magazine “O PLUS E” (vol. 20 No. 2). It is easy to achieve optical compatibility with an optical disc for high NA pickup (an optical disc formed on a substrate and having a reproduction surface on the opposite side of the substrate). The conventional optical disc has a reproduction light side cover film of about 100 μm, and the pickup has an aberration correction mechanism corresponding to the uneven thickness of the cover layer, so that it can be handled if the reproduction side cover is about 60 μm or more. For this reason, a film having excellent optical characteristics on the reproduction light side as in this embodiment and having a thickness close to 100 μm is excellent in compatibility with many other standards. This is an advantage of selecting a relatively thick film as Example 3, that is, a film for forming a recording film.
[0037]
[Example 4]
The optical disk of Example 4 shown in FIG. 6 is obtained by forming pregrooves on a polyethylene terephthalate film (first film) having a thickness of 10 μm by a hot press method. The pregroove has a track pitch of 0.7 μm, a pregroove to land ratio of 6: 4, and a depth of 66 nm. The ratio between the pre-groove and the land is set so that the ratio between the groove and the land after forming the recording film is about 1: 1.
A first film 41 having a diameter of 120 mm is attached to a substrate holder using electrostatic chucking in a sputtering apparatus, evacuated, and cooled with water at 5 ° C. Cooling was continued during film formation, and water cooling was stopped to prevent condensation when the film was returned to the atmosphere after film formation.
The recording film is formed on the first film (polyethylene terephthalate film) 41 by magnetron sputtering and has a thickness of 30. nm AgCu, 10nm thick Si ₃ N ₄ , 12 nm thick AgInSbTeGe, 10 nm thick Si ₃ N ₄ ZnS-SiO with a thickness of 20 nm ₂ Are sequentially stacked.
Since the polyethylene terephthalate film (first film) 41 has poor optical characteristics, light is not incident from here, and the guide side is the light incident side. Therefore, the order of film formation is opposite to that in the first embodiment.
In the sputtering apparatus, the target is φ200 mm, and the distance between the target and the substrate is 110 mm, and these are constant in the formation of all films.
[0038]
The recording film formation conditions in Example 4 are as follows.
The film formation pressure is 3 mTorr common to all films.
ZnS-SiO ₂ For, the input power is 4 kW and the deposition rate is 10 nm / sec.
Si ₃ N ₄ About, about the Si target, reactive sputtering was performed by the mixed gas of argon and nitrogen. The input power is 2 kW and the deposition rate is 2 nm / sec.
For AgInSbTeGe, the input power was 0.5 kW and the deposition rate was 10 nm / sec.
In AgCu, the input power is 5 kW and the deposition rate is 50 nm / sec.
During the formation of this recording film, a thermolabel was applied to the surface of the first film (polyethylene terephthalate film) 41 and the temperature was measured. As a result, it was approximately 40 ° C. and less than 50 ° C. Since this temperature is sufficiently lower than the heat deformation temperature of the polyethylene terephthalate film, no groove deformation occurs.
After the film formation, the optical disk 40 was configured by bonding with a polycarbonate film (second film) having a thickness of 70 μm with a 5 μm-thick adhesive layer (ultraviolet curable resin) 44. The optical disc 40 has a thickness of 85 μm.
[0039]
An optical disk 40 having a diameter of 120 mm is melted and crystallized with an initialization apparatus using a large-diameter laser to melt and crystallize an AgInSbTeGe phase change film, and the reflectance is increased to prepare for recording. As a result of observing the focus error signal by making light incident from the (polycarbonate film) side, the focus error is 5 μm or less when the radius is 40 mm, the linear velocity is 8 m / s, and the servo is off, and the random data is modulated by 1-7. Then, when recording / reproducing was performed on the groove so that the shortest 2T mark length was 0.20 μm, the error rate was as small as 10E-5 or less, and stable recording / reproducing was performed.
The polycarbonate film on the reproduction side is optically transparent and has a small birefringence combined with being cast-molded, so that good recording and reproduction can be performed. Further, in the optical disk of this example, since a 70 μm film thicker than that in Example 1 is used on the reproducing surface side, it is resistant to dust and scratches on the surface, and the recording film is protected by two films. Because it has high environmental resistance.
[0040]
[Comparative example]
In this comparative example, a pregroove is formed on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 75 μm by a hot press method. This pre-groove has a track pitch of 0.7 μm, a pre-groove to land ratio of 6: 4, and a depth of 66 nm. The ratio between the pre-groove and the land is set so that the ratio between the groove and the land after forming the recording film is about 1: 1.
A polyethylene terephthalate film having a diameter of 120 mm and a thickness of 75 μm is attached to the substrate holder of the sputtering apparatus using electrostatic chucking, and is evacuated and cooled with water at 5 ° C. Cooling was continued during film formation, and water cooling was stopped to prevent condensation when the film was returned to the atmosphere after film formation.
The recording film is formed by magnetron sputtering on the polyethylene terephthalate film, 30 nm thick AgCu, 10 nm thick Si. ₃ N ₄ TbFeCo with a thickness of 15 nm, Si with a thickness of 10 nm ₃ N ₄ ZnS-SiO with a thickness of 20 nm ₂ Are sequentially stacked.
In the sputtering apparatus, the target is φ200 mm and the distance between the target and the substrate is 110 mm, and these are constant in the formation of all films.
[0041]
The film forming conditions are as follows.
The film formation pressure is 3 mTorr common to all films.
ZnS-SiO ₂ As for, the applied power is 1 kW and the deposition rate is 2 nm / sec.
Si ₃ N ₄ About, about the Si target, reactive sputtering was performed by the mixed gas of argon and nitrogen. The input power is 1 kW and the deposition rate is 1 nm / sec.
For TbFeCo, the input power was 0.8 kW and the deposition rate was 10 nm / sec.
For AgCu, the input power was 1 kW, the deposition rate was 10 nm / sec, and the input power was reduced to avoid an increase in film temperature.
[0042]
During film formation, when a temperature was measured by attaching a thermolabel to the film surface, it was 45 ° C. and less than 50 ° C.
After the film formation, an ultraviolet curable resin was applied by a spin coat method (the thickness of the middle circumference was 5 μm) and cured. The application of the ultraviolet curable resin was performed by spin coating, so that the thickness unevenness in the circumference was 0.01 μm or less, but the thickness unevenness in the radial direction of the inner and outer circumferences was about 1 μm.
The disc of this comparative example was rotated by the optical disc driving device of FIG. 1, and the reproduction light was made incident from the ultraviolet curable resin layer side. As a result, the reflectance in the radial direction fluctuated greatly. The variation in the radial direction was ± 50% based on the reflectance of the middle circumference.
This is because the thickness of the ultraviolet curable resin layer fluctuates in the radial direction, the light interference condition fluctuates, and the disc reflectivity fluctuates.
[0043]
The film thickness unevenness of the polycarbonate film produced by the cast molding method is far less than the film thickness unevenness of the UV curable resin film by the spin method. Therefore, the difference in the disk characteristic variation between this comparative example and Examples 1 to 4 clearly shows the superiority of a flexible optical disk made by bonding two films on the recording surface side. become.
[0044]
As described above, the flexible optical disk is formed by bonding two films, so that a film suitable for the characteristics required for the manufacturing process such as the formation of a recording film and a film suitable for air stabilization of recording and reproduction are obtained. The properties can be satisfied at the same time, and the reproduction characteristics can be improved by making the incident side of the recording / reproducing light a polycarbonate film.
In the above Examples 1, 2, and 4, the thickness of the film used for forming the recording film is 5 to 20 μm. However, if the thickness of this film is too thin, it is difficult to perform transfer molding of the preformat. This limits the lower limit. Accordingly, there is no problem even if the thickness is smaller than 5 μm as long as transfer is possible. The upper limit of the thickness is defined because the temperature rises due to heat during film formation and the transferred pattern is deformed. Therefore, when a film forming method with a low temperature load is adopted, a film thicker than 20 μm can be used. Example 3 is an example.
[0045]
【The invention's effect】
The flexible optical disc of the present invention has a composite structure in which the substrate is laminated with a thick film and a thin film, and a recording film on a film to which a pattern such as a pregroove or pit is transferred is formed on a relatively thin film. As long as the transfer process of patterns such as pre-grooves and pits to the film can be performed with high accuracy without hindrance and the forced cooling effect on the film surface in the recording film formation process is sufficiently enhanced The thickness can be reduced so that the temperature rise is kept as low as possible. Therefore, the quality and reliability of the flexible optical disk can be improved.
According to the method for manufacturing a flexible optical disk of the present invention, the film forming speed of the recording film can be increased while sufficiently suppressing thermal deformation in the film forming process of the recording film. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a flexible optical disc having high accuracy and necessary rigidity without deformation in the molding process, and to reduce the manufacturing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a flexible optical disk drive device.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an enlarged cross-sectional structure of the optical disc of Example 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged cross-sectional structure of an optical disc of Example 2.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged cross-sectional structure of an optical disc of Example 3.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the film thickness and the temperature rise during the formation of the phase change recording film.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an enlarged cross-sectional structure of an optical disc of Example 4.
[Explanation of symbols]
10: Disk of Example 1
11, 21, 31, 41: First film
12, 22, 32, 42: adhesive layer
13, 23, 33, 43: second film
14, 24, 34, 44: Adhesive layer

Claims

A flexible optical disk medium for forming a recording film by a vacuum process,
It is formed by laminating two films, a first film and a second film thinner than the first film ,
One of the first film and the second film is a film on which a recording film is formed,
A flexible optical disk was Awa bond the entire surface of the one of the recording film is formed of a film and the other film.

The flexible optical disk according to claim 1, wherein a pattern such as a pregroove and a pit is formed on the second film, and a recording film is formed.

The flexible optical disk according to claim 2, wherein the thickness of the second film is 5 μm to 20 μm.

The flexible optical disk according to claim 3, wherein the second film is a polycarbonate film.

The flexible optical disk according to claim 4, wherein the first film is a polycarbonate film.

6. The flexible optical disk according to claim 1, wherein the other film is bonded to the recording film forming surface of the one film.

A method of manufacturing a flexible optical disk for forming a recording film by a vacuum process,
While in forming a pattern of pregroove or pit of the two films of the first film and the thin second film than the first film,
A recording film while cooling the one film,
The cause Awa paste the other film in one film, method of manufacturing a flexible optical disk.

The method for producing a flexible optical disk according to claim 7, wherein the cooling is water cooling.

The method for producing a flexible optical disk according to claim 7 or 8 , wherein the second film is a polycarbonate film.

The method of manufacturing a flexible optical disk according to claim 7, wherein the second film has a thickness of 5 to 20 μm.

The method for producing a flexible optical disk according to claim 7, wherein the first film is bonded to a recording film forming surface of the second film.