JPH01109551A - 光カード - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光ビームの反射により、信号の読み出しを行
なう光カードに関するものである。

従来の技術 現在、光記録媒体として広（流通しているものの中に光
ディスクがある。その代表的なものとしては、ディジタ
ルオーディオディスク（コンパクトディスク）や光学式
ビデオディスクがあり、すでに多量に市販されている。

これらの媒体には、あらかじめ音楽や映像などの情報が
記録されており、−船釣には再生専用型と呼ばれている
。一方、情報を順次ディスクに書き込むことのできる、
いわゆる追記型のものも文書ファイルシステムなどの形
で、すでに実用に供せられている。さらには、磁気記録
媒体のように、いったん書き込んだ情報を消去し、さら
に記録、再生できる光ディスクも開発が進んでおり、実
用化も直前に迫っている。

このようなディスク形状の光記録媒体とともに、特に最
近注目を浴びている光記録媒体として光カードがあげら
れる。これは原理的には、光ディスクと同じ記録、再生
機能を持ったものであるが、その携帯性の良さを維持す
る目的から、形状は通常のクレジットカードのような小
型薄形の、しかも曲げ弾性を持った媒体形状となってい
た。したがって、光カードは光ディスクとは異なった技
術的課題を本質的に有していることになる。そのひとつ
として記録媒体を周囲から物理的、化学的に保護する保
護層の問題がある０通常光ディスクはアクリル樹脂やポ
リカーボネイト樹脂などのディスクの基材に、無機質あ
るいは有機質の光記録媒体を真空蒸着、スパフタリング
あるいはスピンコ−ト法などで形成する。このディスク
基材は一般には射出成形で作られ、その厚みは１．２謳
程度である。

一方、光カードの場合においては形状も異なる上、また
前述したように媒体自身の厚みをできるだけ薄くする必
要があるため、媒体の作製法もディスクの場合とは自ず
と異なる０通常は、たとえばポリエチレンフィルム（約
１００μｍ）上にゼラチンと銀粒子の混合体を塗布、処
理して光記録層（約５μｍ）とし、これは塩化ビニール
基板（約４００μｍ）に貼りつけ、さらにこの記録層の
上に保護層としてポリカーボネイトフィルム（約２５０
μｍ）を貼りつけ、全体の厚みとして約７５０〜８００
ｕｍのカード状の光記録媒体を形成している。その構造
の概略を第２図に示す。

第２図において、１は光記録層、２は光記録層の支持体
であるポリエチレンフィルム、３は塩化ビニール基板、
４はポリカーボネイトフィルムから成る保護層である。

この光カードに情報を記録する場合は、第３図のように
たとえばレーザビーム５を保護層側から入射し、光記録
層に集光させることにより、ゼラチンと銀粒子から成る
光記録層を融解してピアトロを形成する。一方、情報を
読み出す場合は、第４図に示すように、やはり保護層側
からレーザあるいは発光ダイオードなどの光ビーム７を
照射し、ビット６からの反射光をホトダイオード８で検
出す′る。未記録部分は銀粒子による金属光沢のため反
射率は高い（たとえば３０％）が、記録部、すなわちピ
ント部は銀粒子が不足しているため反射率は低く　（た
とえば６％）、結果的にこの反射率の差を情報の有無と
して読み出すことができる。

発明が解決しようとする問題点 情報の読み出しは上述したように、ピントの有無を保ｉ
！層であるポリカーボネイト膜を通して光学的に検出す
るわけであるが、この時に技術的に非常に重要なポイン
トとなるもののひとつにポリカーボネイトの複屈折特性
がある。この複屈折が大きいと記録媒体からの反射光を
検出するホトダイオードへの戻り光が少なくなり、検出
レベルが低くなって結果的に感度が小さくなる。また、
この複屈折の度合いの記録媒体内、あるいは記録媒体間
におけるバラツキが大きいと検出闇値を低く設定する必
要があり、そのとき結果として信号−雑音比（ＣＮ比）
が悪化することになる。

現在の光カードでは、上述したポリカーボネイトの複屈
折が大きく、またカード内あるいはカード間の複屈折の
大きさのバラツキが大きいため、実用化に向けてのひと
つの大きな障害となっている。

いまひとつの重要な技術的課題は周囲湿度に対する信鎖
性である。すなわち、カードが高温雰囲気中に置かれた
場合に、この保護層を通して水蒸気が透過し、結果的に
光記録層が劣化してしまう点である。特にカード形態の
場合、上述したように全体の厚みを薄くする必要がある
ため、自ずと保護層の厚みも薄くなり、保護層を通して
の透湿度合いが大きくなり、光記録層の劣化もより促進
されることになる。

この問題を解決するために、一般には上記のポリカーボ
ネイトフィルムと光記録層との間に、透湿度の極めて小
さい透明フィルム、たとえば三フッ化エチレン樹脂系の
フィルムなどの、いわゆるフロロカーボンフィルムを挿
入して、ｉ３湿度を抑制する方法が採用されている。し
かしながら、このフィルムも上述のポリカーボネイトと
同様、複屈折が大きく、しかもそのバラツキも大きいと
いう欠点を有している。この点も、光カードの実用化に
向けての重要な阻害要因となっている。

本発明は、以上述べた点に鑑み、複屈折そのものの値が
小さく、しかも耐湿特性のすぐれた光カードを提供しよ
うとするものである。

問題点を解決するための手段 光記録層の記録、再生側に保護層として少なくとも５０
〜１００μｍの超薄板状のガラスを用いることにより、
複屈折の小さい、しかも耐湿寿命特性の優れた光カード
を提供するものである。

作用 光カードは、すでに広く実用に供せられているクレジッ
トカードなどの磁気カードと同様、小型でしかも薄く、
そして可撓性のあるメモリーメディアとして今後の発展
に大きな期待が寄せられている。この光カードの最大の
特徴は、高密度記録が可能な光記録技術を用いているた
めに、非常に大きな記録容量を実現し得る点にある。

ところで従来、その可撓性あるいは傷などの機械的強度
を維持するために、光カードの透明保護層としてはすで
に述べたように、ポリカーボネイトフィルムを用いられ
るのが一般的である。ところが、ポリカーボネイトフィ
ルムは上述したごとく、複屈折が大きいこと、およびｉ
３湿性が大きいことの２つの大きな欠点のために、大容
量記録が可能であるという長所を生かしきれず、未だ広
く実用化されるには至っていないのが現状である。

ところで、光学的に透明な基材の中で、複屈折が小さく
、しかもｉ３湿性の小さいものの代表的なものとしては
ガラスがある０反面、一般のガラスは可撓性がなく、割
れ易いという欠点を有している。しかしながら、最近で
は製造法の進歩により、超薄板状のガラスの製造が可能
となり、しかもこの超薄板状のガラスはある程度の可撓
性を有する、ことが明らかになった。

本発明は以上述べたような観点を背景としてなされたも
ので、光記録層の保護層として複屈折の極めて小さく、
しかも耐湿特性の優れた光カードを提供するものである
。

以下に実施例を用いて詳細に説明する。

実施例 まず光記録媒体としては、約１００μｍのポリエチレン
フィルム上にゼラチン銀粒子を分散させたものを塗布し
、固化処理したものを用いた。このフィルムを、たて３
５鰭、横７０龍に切断し、記録層を上にして厚さ６００
μｍの塩化ビニール基板（たて５４龍、横８５ｍｍ）に
貼りつけたものに設ける保護層として、以下のｌａｌお
よび（ｂ）２種類のものを準備し、記録層の上に透明の
接着剤を用いて光カードをそれぞれ作製した０便宜上、
（ａ）の保護層を用いて作製したカードをカードＡ、（
ｂｌの保護層を用いて作製したカードをカードＢと称す
ることにする。カードＢが本発明によるカードに相当す
る。なお、第１図にカードＢの構成概略図を示す。

ｌａｌ　　たて５４鶴、横８５鶴で厚みが７５μｍの市
販のポリカーボネイトフィルムを保護層としたもの。

ｌｂｌ　　たて５４鶴、横８５鶴で厚みが７５μｍの超
薄板状のガラス（旭硝子■製の酸化セリウム（Ｃｅ０２
）含有のソーダライム系カバーガラス）を保ＩＦＪとし
たもの。

なお、塩化ビニール基板側からの透湿を防ぐ目的で、カ
ードＡおよびカードＢの該基板の裏面に、基板と同じサ
イズ（たて５４ｆｉ、横８５ｆｉ）で厚みが１００μｍ
の市販の押し出し成型法で作製された三フッ化エチレン
樹脂フィルムを接着した。

＋１１　　複屈折の測定 カードＡおよびカードＢにおいて、それぞれ無作為に１
０スポツトを選び、エリプソメータ（測定波長６３３ｎ
ｍ）で複屈折特性の測定を行なった。その測定結果を表
１に示す。

表から明らかなように、カードＡにおいては複屈折の絶
対値も大きく、しかもひとつのカードの中の場所による
バラツキも非常に大きいことがわかる。一方カードＢに
おいては、複屈折特性が全くなく、明らかにカードＡと
大きな差異のあることがわかる。

（２）　　耐湿特性 上述の＋１１複屈折の測定の場合と同様の方法で、カー
ドＡ、　Ｂをそれぞれ１０枚作製した。そして以下に示
す耐湿寿命試験を行ない、カードＡ、　Ｂの耐湿特性を
比較した。

具体的には、まずそれぞれのカードに、８３０ｎｍの波
長の半導体レーザ（パワー：カード上で８ｍＷ、パルス
幅：５０ｎｓｅｃ）を用いて信号を書き込み、次に同じ
波長の半導体レーザ（パワー：カード上で０．２ｍＷ）
を用いて記録された信号を検出した。記録特性は、未記
録部の反射率αと記録部の反射率βの比、すなわちコン
トラスト：α／βで評価した。

また耐湿特性は、上述のごとく記録されたカードのコン
トラストをまず測定した後、５０℃＝９０％ＲＨの雰囲
気の恒温恒湿槽内に放置し、適宜取り出し、コントラス
トと放置時間との関係を調べることにより行なった。

その結果を第５図に示す、第５図から明らかなように、
カードＢは５０℃−９０％ＲＨの雰囲気に１０００時間
暴露されても非常に安定な特性を示していることがわか
る。すなわち、保護層の構成基材として超薄板状のガラ
スを用いることにより、掻めて良好な耐湿特性を実現し
得ることがわかる。

特に光カードのように、各個人が携帯する光記録メディ
アにあっては、使用あるいは保存される環境がさまざま
であり、この意味からも上述した耐湿特性の良好なこと
は実用上非常に大きな特徴となるものである。

また、実施例では可撓性のあるガラス基材として７５μ
ｍの厚みのものを用いた場合について説明したが、勿論
この厚みが７５μｍに限ったものではない、しかし厚み
が５０μｍ未満の可撓性の超薄板状のガラスは現状では
製造がむつかしく、また仮に製造できたとしても、光カ
ードの保りｔ層用の基材としては機械的強度の点で実用
に供し得るものとはならず、また逆に厚みが１００８ｍ
を超えると可撓性が弱まり、光カード用保護基材として
適用できないものとなる。特許請求の範囲で、ガラス板
の厚みを５０μｍから１００μｍに限定したのは上述し
た理由によるものである。

また、本発明における保護層の構成体として、超薄板状
のガラス板以外に、可撓性のある透明体を付加して用い
てもよいことは言うまでもない。

たとえば、溶液注型成型で得られるポリカーボネイトフ
ィルムは、複屈折が従来の押し出し成型法で得られるポ
リカーボネイトフィルムに比べて、はるかに小さい複屈
折しか有していないことが知られているが、このフィル
ムを該ガラス板上に貼付して用いれば、光学記録媒体と
して最適な厚みを持った透明保護層を形成することがで
きる。しかも、複屈折も小さく、しかも耐湿特性の優れ
た光カードを提供することができる。耐湿特性が優れて
いるのは、仮にポリカーボネイトを通して透湿が徐々に
進行しても、ガラス板でｉ３湿が防止されることに依る
ものである。

特許請求の範囲で、「少なくとも」という表現があるの
は、上述した理由によるものである。

さらに本発明で述べた、可撓性のある超薄板状ガラスは
単に光カードのみならず、他の光記録媒体、例えば光デ
ィスクなどにも応用が可能であり、以下に述べる効果が
十分発揮されるものであることは言うまでもない。

発明の効果 本発明による光カードは複屈折特性が極めて良好で、ま
た耐湿特性も優れた高性能、高倍転性を保証し得るもの
で、今後の発展が大いに期待されている、いわゆる大容
量のパーソナルメモリーメディアの分野において、極め
て多大のインパクトを与えるものである。そして、光カ
ート−の実用化に対して多大の貢献をするものと思われ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光カードの構成概略図、第２図、
第３図および第４図はそれぞれ本発明を説明するために
用いた光カードの構成を示す概略図、記録時のビット形
成を示すモデル図、および読み出し原理を示すモデル図
、第５図は耐湿寿命特性を示したグラフである。 ■・・・・・・光記録層、２・・・・・・光記録層の支
持体であるポリエチレンフィルム、３・・・・・・塩化
ビニール基板、４・・・・・・ポリカーボネイトフィル
ム、５・・・・・・記録用レーザ光、６・・・・・・記
録ビット、７・・・・・・読み出し用光ビーム、８・・
・・・・光検出器、９・・・・・・超薄板状ガラス。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名３−−−Ｉ
ｒＸ化とニール基本比 第２図 ４−一−イ朱護、４Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光記録媒体の保護層が少なくとも、厚さ５０〜１００μ
   ｍの厚みを有する可撓性のある超薄板状ガラスから成り
   、この保護層側から光学的に情報を記録、再生すること
   を特徴とする光カード。