JPH04325941A - 光ディスクおよびその製造方法、並びに、光ディスクの製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトディスク、
レーザディスク等に用いられる光ディスクに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、レコード等に代り、コンパクトデ
ィスク（以下「ＣＤ」という。）やレーザディスク（以
下「ＬＤ」という。）等の光ディスクが普及している。 ここで、例えばＣＤの構造は図１に示すようになってお
り、図１においては、１は透明なプラスチック層で、こ
れは耐熱性、耐湿性、成形性、および、この層を光が通
過するための光学的な特性（屈折率、複屈折など）を考
慮する必要があり、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリ
ル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが用い
られる。中でもポリカーボネートはＣＤの材料として優
れた性質をもっている。１ａはこの透明なプラスチック
面の凹凸で、これが信号に相当するピットになる。２は
光を反射するための金属膜で、高い反射率をもつアルミ
ニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等が用いられ、この場合、
この金属膜は非常に薄くてよく（０．１μｍ程度）、蒸
着、スパッタリングなどの方法がとられている。３はこ
の信号層を形成する透明プラスチック面の凹凸１ａ及び
金属反射膜２を保護するためのもので、硬い樹脂でつく
られた薄い層である。

【０００３】上述したように、ＣＤ，ＬＤ等の光ディス
ク製造プロセスにおいて、読みだし用のレーザ光の反射
膜を形成するためにＡｌ，Ａｕなどの金属薄膜が基板上
に形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリカ
ーボネートを光ディスクの基板材料として用いる場合に
は、この高分子材料の表面エネルギーが小さいために、
真空蒸着法あるいはスパッタリング法を用いて形成され
るこれらの金属膜と基板との付着力は一般にあまり大き
くない。

【０００５】本発明者は種々研究の結果この付着力の大
小が光ディスクの耐湿寿命と密接に関連していることを
見いだした。すなわち、光ディスクを高温・高湿の耐環
境試験に投入すると水分はポリカーボネート基板中に拡
散するが、Ａｌ／ポリカーボネート界面の付着力が小さ
いとこの水分はＡｌ膜とポリカーボネート基板の界面で
容易に凝結し液相の水を生ずる。この液相の水はＡｌ反
射膜の腐食を引き起こすため、光ディスクの耐湿寿命を
著しく低下させるものとなる。

【０００６】そこで本発明は、Ａｌ反射膜と基板の密着
強度を高めることにより耐湿寿命が改善された光ディス
クを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクは、
例えば図１〜図３に示すように、基板上に金属反射膜を
形成する光ディスクにおいて、酸素を含む減圧下の雰囲
気中でプラズマ処理した基板１上に金属反射膜２を形成
させるものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、基板１を酸素を含む減圧下の
雰囲気中で放電により一定時間プラズマ処理をし、この
基板１表面上にカルボニル基、カルボキシル基等を形成
させることにより、この後、さらに減圧下において真空
蒸着法等で基板１表面上に金属反射膜２を形成する際、
基板１表面と金属反射膜２との密着強度を向上させると
ともに耐湿寿命を改善することができる。

【０００９】

【実施例】以下図１〜図３を参照しながら、本発明光デ
ィスクの実施例について説明する。ここで、本例の光デ
ィスクは、金属反射膜２の形成に先立ち、酸素雰囲気で
基板１表面をプラズマにさらすことによりポリカーボネ
ート基板１表面を酸化し、カルボニル基（＞Ｃ＝０）ま
たはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を形成したものであ
る。この処理に用いるプラズマの生成条件は、純酸素の
場合はガス圧１ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ、混合ガス
の場合は酸素分圧１ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ、全ガ
ス圧０．００２Ｔｏｒｒ〜０．５Ｔｏｒｒの範囲が効果
的である。酸素以外の成分はＡｒ等の不活性気体または
Ｎ２　等の大気成分とする。またプラズマに基板をさら
す時間は３秒以上とする。なお、処理方法は実施例の条
件に限定されるものではなく、放電の形式（直流、交流
、高周波）、印加電圧、電極の形状・配置、電極−基板
間距離等はさまざまに選んで効果を最適化することがで
きることは勿論である。

【００１０】次に、本発明による光ディスクの形成、及
び密着力試験について説明する。まず、光ディスクの形
成は直径１２ｃｍのＣＤに対して図２に示すような工程
により表面処理を行なった。射出成形後のポリカーボネ
ート基板１を真空槽に入れ、８×１０−２Ｔｏｒｒまで
排気した。その後、１×１０−１ＴｏｒｒまでＡｒガス
を満たし、この雰囲気で６秒の放電を行なった。電極は
基板から６．５ｃｍ離れて基板１に平行におかれた棒で
、これにＤＣ−２５０Ｖを印加して放電を行なった。Ａ
ｌ反射膜２の形成は、放電終了後さらに１×１０−４Ｔ
ｏｒｒの真空度まで排気した後、抵抗加熱蒸着法によっ
て行なった。

【００１１】次に、密着力試験とその結果について説明
する。表面処理を行なった基板にＡｌ反射膜を形成した
ディスクと、処理を行なわずにＡｌ反射膜を形成したデ
ィスクそれぞれ３０枚について、どちらも紫外線硬化樹
脂の保護膜をつけて完成品とした。その後、温度６０℃
、湿度９５％の加速劣化試験に投入し、２４時間経過後
のものを密着力評価用試料とした。密着力の比較は以下
に示す方法で行なった。

【００１２】ディスクの保護膜側表面に半径方向に粘着
テープを貼りつけ、カッターで両わきを切って１０ｍｍ
幅になるようにする。次いで、ディスク外周側に余り出
たテープの端をクリップではさみ、これにバネばかりの
フックを掛ける。テープを外周から中心に向かって引き
はがす向きにバネばかりに徐々に力を加え、剥離が生ず
るときの荷重を読みとる。

【００１３】表面処理を行なわずに形成した試料では、
いずれも５０ｇ以下の荷重で、ポリカーボネート基板と
アルミ反射膜の間で剥離を生じた。一方、表面処理を行
なって作製した試料では、荷重３００ｇに達してもアル
ミ反射膜の剥離は生じなかった。この試験に用いたテー
プの粘着材は、荷重３００ｇ以上でははがれ始めるので
、これ以上の荷重の試験はできなかった。このように、
本実施例の表面処理は密着強度の向上に極めて効果的で
あることが確認された。

【００１４】ここでは、表面処理を行なった場合と、処
理を行なわない場合とについて、それぞれ３０枚の完成
品ＣＤを用いて耐湿寿命を比較した。ディスクは、温度
６０℃、湿度９５％の加速劣化試験に投入し、適宜取り
出してブロックエラーレートの増加を測定した。

【００１５】ここで、ブロックエラーレートの測定方法
について説明する。ＣＤの音楽情報、曲目数や曲時間の
情報はブロック単位のデータとして符号化された後ディ
スク上に微小な凹凸（ピット）に置き変えられて記録さ
れている。このブロック単位の情報をディスクから読み
取る際、いくつ読み取り時の誤りがあったかを１秒あた
りのブロックエラーの数が何個あったかで表わしたもの
をブロックエラーレート（ＢＥＲ）と呼んでいる。ＣＤ
の音声等の情報はブロック単位で表され、１ブロックは
（同期信号、サブコード、音楽データ、訂正用データ、
結合用ビット）で構成されている。ＣＤ再生時には、こ
のブロック（情報）が１秒あたり７３５０個の頻度で出
て来る。ＢＥＲとは、この７３５０ブロックのうち読み
取れなかったブロックがいくつあったかを割合で表して
いるものである。ブロックエラーの数がいくつあったの
かを測定するには、社内製のＢＥＲ測定機を使用してい
る。ＢＥＲ測定機はＣＤプレーヤのデコーダーの入口で
測定し、パソコンと連動させて、ディスク１枚あたりの
ＢＥＲ平均値（総ブロックエラー数／総測定時間）及び
ＢＥＲ最大値（ディスクのなかでの１秒当たりのＢＥＲ
最大値）を算出する。キズやほこり（汚れ）の場合と同
様にアルミ反射膜の酸化等が原因で、凹凸（ピット）が
読みとれなくなってくるとブロックエラーの数も増加す
る。

【００１６】ブロックエラーを測定した結果、処理を行
なわないディスクでは、３日目に試料全数について、エ
ラーコレクション不可能な誤りが認められた。一方、処
理を行なったディスクでは４０日を経過してもコレクシ
ョン不可能な誤りは現われなかった。本実施例の表面処
理はＣＤの耐湿寿命改善に著しい効果があることが確認
された。

【００１７】また、表面処理により効果的に基板表面が
酸化されたことは、ＸＰＳ（エックス線光電子分光分析
）でＣ（炭素）原子の１ｓ電子準位を調べることにより
確かめられた。ポリカーボネートは図３の上段（ａ）に
示す原子団を繰り返し単位とする高分子で、この構造式
にみられる通り、カルボニル基（＞Ｃ＝０）やカルボキ
シル基（−ＣＯＯＨ）は含まれていない。実際ＸＰＳで
ディスク成形直後の基板表面を観測すると、図３中段（
ｂ）に示すスペクトルが得られ、基板表面にあるＣ（炭
素）とＯ（酸素）の結合にはＣ−Ｃ（Ｐ６　），Ｃ−Ｏ
（Ｐ５　），ＯＯＣ＝Ｏ（Ｐ２　）があること、またそ
れらの存在比（スペクトルの高さの比）が表１に示す構
造式中の存在比に正しく一致していることがわかった。

【００１８】

【表１】

【００１９】ここで、表１に示した各結合とその存在比
について図３の上段の構造式を対応させて説明すると、
例えばＣ−Ｏ結合は点線で示すように両側のベンゼン環
の端に２個存在し、ＯＯＣ＝Ｏ結合は構造式の右端に１
個存在する。また、Ｃ−Ｃ結合は両側のベンゼン環の炭
素数の合計１２個からＣ−Ｏ結合に相当する２個を差引
いた１０個と、構造式の中央にある３個の炭素を合わせ
た１３個が存在することとなる。

【００２０】一方、表面処理を施した基板表面の方のＸ
ＰＳスペクトルは図３下段（ｃ）の通りでカルボニル基
（＞Ｃ＝０）Ｐ４　、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）Ｐ３
　ができていることが確認された。ここで、図３（ｃ）
に示した表面処理後のスペクトルの和は、表面処理によ
って変質した最表面層から得られるスペクトルと、表面
処理が及ばないバルク部分（ポリカーボネートの状態を
保持している）から得られるスペクトルの和（コンボル
ーション）で成っている。つまり （スペクトルの和）＝（ポリカーボネートのスペクトル
）×（定数ｋ）＋（最表面変質層のスペクトル）であら
わされる。但し、０≦ｋ≦１である。スペクトルの和の
下方に表示したのは、変質層のスペクトルのみである。

【００２１】次に、他の例について説明する。本例にお
いては、真空槽を連続的に排気し、真空度が０．１Ｔｏ
ｒｒから０．０４Ｔｏｒｒまで変化する間に、排気を継
続しながら残留空気雰囲気中で７秒間の放電を行なった
。電極は基板から７．７ｃｍ離れた平板状のもので、こ
れにＡＣ１２ｋＶＰＰ（ピークツーピーク電圧）を印加
した。この処理によっても、前述の例と同様の耐湿寿命
の改善が確認された。

【００２２】以上のように、ＣＤの基板表面をプラズマ
処理をすることにより、この基板表面にカルボニル基や
カルボキシル基等の酸化物の生成が確認され、この結果
、基板表面とアルミ反射膜の密着強度が極めて向上する
とともに耐湿寿命改善に著しい効果が現われた。尚、本
発明は上述実施例に限ることなく本発明の要旨を逸脱す
ることなく、その他種々の構成が取り得ることは勿論で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明によればＣＤ基板表面をプラズマ
処理することにより、基板表面とアルミ反射膜の密着強
度が極めて向上するとともに耐湿寿命が著しく改善され
るという利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクの断面図である。

【図２】本例における排気及び放電の工程を示す説明図
である。

【図３】ポリカーボネート基板表面の分析結果を示す説
明図である。

【符号の説明】

１　　プラスチック層 １ａ　　プラスチック面の凹凸 ２　　金属反射膜 ３　　保護膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に金属反射膜を形成する光ディ
   スクにおいて、酸素を含む減圧下の雰囲気中でプラズマ
   処理した基板上に金属反射膜を形成するようにしたこと
   を特徴とする光ディスク。