JPS63239630A - 光記録媒体およびその製造方法 - 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、光学的な再生専用の情報を収納した光学的Ｒ
ＯＭ　（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）媒体であ
る光記録媒体およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 光記録媒体の中で再生専用の媒体は、予め情報をピント
に細分化し、そのピントを光記録媒体に記録したもので
ある。

このピットの記録再生方法には大別して２種類あり、一
つは凹凸ピットとしてデータを記録し、レーザー光を照
射した時レーザー光が凹凸ピア）により位相差を生じて
回折され、この回折光を信号として読み取り再生が行わ
れる方法であり、もう一つは反射率の異なるピット、例
えば金属薄膜の有無として記録し、レーザー光を照射し
た時の反射率の差を信号として読み取り再生が行われる
方法である。

光カードは軽便安価であるが、光ディスクに比べ厚さが
薄く　（磁気カード規格に準じ、　０．７６ｍｍ厚）、
曲がり易く平面性悪い。そのため読み取り精度が低く、
通常は信号の読み取り方法は反射光の差による方法が採
られ、かつピットを大きく、例えば光ディスクの１〜２
μのピントに対して、光カードは４〜８μとしている。

通常、記録部分に反射率の差を発生させるには、上述の
ように光反射性金属薄膜の存在する部分と存在しない部
分とを形成させる方法により行われる。

この反射率の差を発生させる方法の一つとして、追記型
光記録媒体に用いられるレーザー光によって低融点薄膜
を破壊して、低反射率ピットを形成する方法があるが、
一つ一つ信号ピットを形成するので時間を要しＲＯＭ型
光記録媒体の大量生産には不適である。

他の方法としては、フォトエツチング法による方法があ
る。

この方法は、予め銀塩乳剤に写真法で所定のピットを形
成しておき、別に均一な光反射性薄膜を有する記録媒体
にフォトレジストを塗布して、前記銀塩乳剤のパターン
を焼付、エツチング液で薄膜を局部エツチングして光反
射性薄膜の有無を形成させるものであり、全データが銀
塩ピントパターンとなっているので一括複製ができてＲ
ＯＭ型光記録媒体の生産に適している。

また、上記の方法以外にも一括複製の原理を用いたフォ
トメニカルな方法が開発されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の一括複製の方法では、写真原版か
ら微細なピントパターンを複製用記録媒体に光学的に焼
付、種々の後処理によってピットによる情報を記録する
ために、全体の工程が長くピント欠陥を発生する確立が
高いという問題がある。

また、一括複製ではあるが比較的生産能率が低いので製
造コストが高いという問題がある。

さらに、製造工程において、微細なごみ等が混入しない
ように最新の注意を払っても、充分な良品歩留を上げる
のが困難であるという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
ある。

すなわち、本発明の第１番目の発明は、光学的読み取り
可能なデータ担体である光記録媒体であって、該光記録
媒体のデータ領域が、平滑面部分と光を乱反射する微小
凹凸表面を有する光散乱面部分とのパターンで構成され
、前記平滑面部分と微小凹凸部分での光の反射量の差に
よりデータ信号を得ることを特徴とする光記録媒体要旨
とし、本発明の第２番目の発明は、支持体上に記録され
るデータに対応した、平滑面部分と微小凹凸表面を有す
る光散乱面部分とのパターンが形成されているプレスマ
スタ版を用いて、光記録媒体部材の面を押圧することに
よりプレスマスタ版のパターンを光記録媒体部材に複製
して光記録媒体のデータ領域を作成することを特徴とす
る光記録媒体の製造方法を要旨とし、本発明の第３番目
の発明は、記録されるデータに対応した平滑面部分と微
小凹凸表面を有する光散乱面部分とのパターンを金属板
に複製して、該金属板を金型として用いてインジェクシ
ョン法により光記録媒体のデータ領域を復製することを
特徴とする光記録媒体の製造方法を要旨とするものであ
る。

（作用） 本発明の基本原理は、データの記録手段として、平滑面
部分と微小凹凸表面を有する光散乱面部分とからなるパ
ターンを用い、このパターンを光記録媒体に複製するの
にプレス法を用いたことにある。

そして、上記のようにして光記録媒体に記録されたデー
タは、レーザー光の位相差により読み取られるのでなく
、微小凹凸部分と平滑面部分とからなるデータ領域面で
の光の反射率の差により読み取られる。

以下、図面を参照して本発明の原理・作用を詳細に説明
する。

第１図は本発明の原理を示すための本発明の光記録媒体
の一例の平面図である。

基板１上のデータ領域１００に記録するデータに対応し
たパターンで、平滑面部分２と表面が微小な凹凸である
光散乱面部分３とのパターンが形成されて本発明の光記
録媒体２０が構成されている。

また、必要に応じて上記データ領域全面に、平滑面では
平滑に微小凹凸部分ではその形状に反射性薄膜４を被覆
することができる。

尚、図においては、データ領域１００は基板１の一部分
に形成されているが、基板１の全面に形成されてもよい
。

第２図は、光の軌跡を説明するための第１図のデータ領
域１００の拡大部分断面図である。

この光記録媒体においては、第２図に示すようにレーザ
ー光５をデータ領域に照射すると、平滑面部分２では入
射光５の正反射６が起こり、この部分からは大きな反射
光が得られる。これに対して、光散乱面部分３では入射
光５の乱反射７が起こり、この部分からは小さな反射光
しか得ることができない。

従って、定められた位置に光検出器を設定すれば、２つ
の部分からの光反射量の差を検出して記録されたデータ
を読み取ることができる。

尚、平滑面部分２と光散乱部分３は同一平面で合っても
よく、また凹凸がある場合にはどちらが凸部を形成して
もよい。

第３図は、第２図の光散乱部分の表面を回折格子とした
場合の光の軌跡を説明した図である。

この光記録媒体においては、レーザー光５を照射すると
平滑面部分では、角度θで入射した光５は角度θでの正
反射６のみ生じる。これに対して、回折格子が形成され
た光散乱面部分３では、角度θで入射した光５は角度θ
での正反射８と、特定角度αで反射するいわゆる回折光
９を生じる。

（図中の９は１次回折光であり、厳密にはｎ次の回折光
が発生するが、１次回折光が最大であり、２次以下は強
度が小さいので略した。）回折格子が形成された光散乱
面部分３における入射光と反射光の比は、回折以外の因
子が無いと仮定すれば（良反射性薄膜を考慮して）およ
そ次の比となる。

入射光：正反射光：回折光−１００ニア０：３０従うて
、光検出器を入射角度αに対して、角度αの位置に設置
すれば、平滑面部分２がらは入射光１００に対して１０
０の反射量が得られるのに対して、光散乱面部分３から
は最大７０の反射量しか得ることができない、（実際に
はｎ次回折光が存在するから５０程度の反射量が得られ
る。）すなわち、この光反射量の差を検出することによ
りデータを読み取ることができる。

また、光検出器を光散乱面部分３の回折光の角度αの方
向に設置すれば、平滑面部分２がらは反射光を検出する
ことができないが、光散乱面部分３からは入射光量の３
７１０光量程度の反射光を検出することができ、この差
によりデータを読み取ることができる。この場合、平滑
面部分２と光散乱面部分８からの反射光の比は、検出器
の位置において無限大であり、Ｓ／Ｎ比が最良となる。

尚、第２図においても正反射角度以外の角度の方向に光
検出器を設置することが可能である。しかし、光散乱面
部分３では光は全方向に乱反射するので、上記回折光の
ように方向性を持たず、特定方向の反射光量が小さく、
光検出器の感度を上げる等の工夫が必要となる。また、
多くの方向への散乱光が読み取り装置内で複雑に反射し
、雑音化を生じることがある。

（実施例） ヱム叉坂 光記録媒体を製造するに当たり、先ず記録すべき情報を
定められたデータフォーマットに変換する。このデータ
はマスク版を作製するために感光材料にデータパターン
を露光する装置に入力される。

次に、この装置により微小スポットの白色光、レーザー
光、電子ビーム等により感光材料上にパターン露光し、
定法にしたがって現像、乾燥によりマスク版を得ること
ができる。尚、このような装置によらずデータパターン
が形成されたマスクを作製して、これを介して感光材料
上にパターン露光を行うことも当然可能である。

感光材料としては、一般的な高解像性銀塩乳剤や感光性
樹脂を用いることができる。

ここで、従来法ではデータ露光は、基仮に設けられた前
記感光材料に直接露光し、現像処理してマスク版とした
が、本発明では感光材料に予め前処理することにより、
光散乱面部分表面の微小凹凸形状を存するマスク版を作
製する。

前処理とはマスク版用基板全面に、予め規則的または不
規則的な光散乱性微小凹凸を、あるいは適切な回折効果
を持つ回折格子レリーフを形成することである。この光
散乱性微小凹凸は、大きさ０．１〜２．０μ、深さ０．
０５〜１．０μ程度のものであり、回折格子レリーフは
、回折格子の格子間隔が０．１〜２．０μ、深さ０．０
５〜１．０μ程度のものであるが、特にこれに限定され
るものではない。

このような光散乱性微小凹凸は、例えばガラス基板を適
当な真空系でプラズマエツチングしたり、金属板をエツ
チングしたり、あるいは適性粒度を持つ微粉末を結合剤
中に分散してなる塗料、インキを基板上にマッドコート
することにより得ることができる。尚、予め表面が粗面
化している曇ガラス等を、そのまま用いることができる
のは当然である。

一方、回折格子のレリーフは基板面への機械的精密切削
、エツチング、電子ビτムによる精密加工、あるいはホ
ログラフィ−を利用し、２光束光の干渉縞を感光材料に
記録すること等により得ることができる。

この回折格子は格子間隔が一定であれば、光の波長によ
って回折角度φが異なり、また光の波長が一定であれば
、格子間隔によって回折角度φが異なる。この関係は下
記の式で示される。

λ＝ｄ　　（ｓ　ｉｎω＋ｓ　ｉｎφ）λ：波長、ｄ：
格子間隔、ω：入射角度φ：回折角度 一般には、データの読み取りに使用する光の波長を定め
、上記の方法で所定の回折角度φを得るための格子間隔
を決定するのがよい。

ここで、ホログラフィ−を利用して回折格子を作製する
場合、用いる感光材料が銀塩写真材料ならば記録される
回折格子は平滑な白黒格子として記録され、フォトレジ
ストでならば微細凹凸レリーフとして記録される。

本発明のマスク版基板は微細凹凸レリーフを備えなけれ
ばならないから、銀塩写真材料による平滑な白黒格子は
、別の基板に塗布された感光材料等に焼き付けて新たに
微細凹凸レリーフを作製しなければならない。この工程
では、塵や複製手段によって格子に欠陥が起こり易く、
また工程自体が増えるので、フォトレジスト上に直接回
折格子を記録する方法が好ましい。

次に、上記のようにして作製された微細凹凸レリーフを
存するマスク版基板面に感光性樹脂を塗布する。感光性
樹脂としては、一般に用いられているものを広く用いる
ことができ、ネガ型、ポジ型のどちらでもよく、例えば
半導体製造用の感光性樹脂が用いられる。

このマスク版基板面の感光性樹脂面を、上述したデータ
パターンを露光する装置により、あるいはデータパター
ンが形成されたマスクを介して露光、現像、乾燥し、第
４図にその拡大部分断面を示すようなマスク版３０を得
ることができる。

マスク版３０は、支持体１０に形成された微小凹凸レリ
ーフが、複写されたデータのピントパターン形状の感光
性樹脂膜１）で覆われた平滑面部分１２と、微小凹凸レ
リーフが露出した部分１３とからなる。

そして、この感光性樹脂膜１）で覆われた平滑面部分１
２と、微小凹凸レリーフが露出した部分１３とで、つま
り微小凹凸のを無によってで記録されるデータパターン
が構成されている。

このマスク版を用いて、微小凹凸の有無によって記録さ
れるデータパターンを光記録媒体の基材に転写し、複製
することはできるが、量産を目的とする場合には、この
マスク版からサブマスク版を作製し用いることが好まし
い。

サブマスク版 サブマスク版の作製方法としては、 （１）マスク版面に適宜な粘度の硬化性樹脂を塗布して
硬化させ、その面に接着剤を介してサブマスク服用基板
を接着し、マスク版から剥離して微小凹凸のパターンが
複製されたサブマスク版を得ることができる。尚、硬化
樹脂とサブマスク版との接着性がよければ、接着剤を用
いなくてもよい。

硬化樹脂としては、熱硬化、光硬化、反応型硬化の樹脂
が用いられるが、微細な凹凸を複製するために、硬化時
の収縮率が小さく、ガス等の反応生成物を発生しなく、
硬化強度の大きいものが好ましい。

（２）サブマスク用基板に予め熱可塑性樹脂を塗布して
おき、この面にマスク版を加熱状態で押し付けてサブマ
スク用基板に微小凹凸を複製して、サブマスク版を得る
ことができる。

（３）マスク版を充分に洗浄した後、無電解メッキ、を
行い金属膜層を形成した後、電気メッキによりさらに、
前記金属膜層に金属膜を形成して、必要な厚さを得た後
、マスク版と剥離して金属性のサブマスク版を得ること
ができる。活性化液としては、例えば塩化パラジウムを
主とするものが用いられ、メッキ金属としては、例えば
ニッケル広角いられる。

この金属サブマスク版は微小な凹凸形状の再現性がよく
且つ耐久性、強度が高い。

Ａμｍ」直１４１遣 上記のようにして得られた、マスク版あるいはサブマス
ク版を用いて光記録媒体を製造する。

＋１）少量生産の場合 マスク版面に適宜な粘度の硬化性樹脂を塗布して硬化さ
せ、その面に接着剤を介して光記録媒体用基板を接着し
、マスク版から剥離して微小凹凸のパターンがデータ領
域に複製された光記録媒体を得ることができる。尚、硬
化樹脂と光記録媒体用基板との接着性がよければ、接着
剤を用いなくてもよい。

硬化樹脂としては、熱硬化、光硬化、反応型硬化の樹脂
が用いられるが、微細な凹凸を複製するために、硬化時
の収縮率が小さく、ガス等の反応生成物を発生しなく、
硬化強度の大きいものが好ましい。

基板としては、一般的なプラスチック、例えば、塩化ビ
ニル、ポリカーボネート、アクリル、ポリメチルメタク
リレート等のフィルム、シート、仮が用いられ、光学的
に不透明、透明でも、あるいは光透過性（視覚的透明性
に限定されない）であってもよく、厚さも特に限定され
ない。

また、反射率を高めるために、微小凹凸のパターンが複
製されたデータ領域に反射性薄膜層を、塗布、メッキ、
蒸着、スパッタリング法等の手段で形成することができ
る０反射性薄膜層を形成する材料としては、例えば、へ
１等の金属、金属化合物、合金、カルコゲン、カルコゲ
ン化合物、無機物、有機物等が上げられる。

（２）大量生産の場合 ■光記録媒体用基板上に樹脂層、好ましくは熱可塑性樹
脂層を形成した後、上記で得られたサブマスク版をデー
タ領域に熱時圧着して、微小凹凸のパターンがデータ領
域に複製された光記録媒体を得ることができる。尚、パ
ターンが複製された樹脂層は、熱や光で硬化させると、
保存性、耐久性、物性面が優れる。

また、基板としては上記のものが用いられ、データ領域
には反射性薄膜を形成することができる。

■光記録媒体用基板上に樹脂層、好ましくは熱可塑性樹
脂層を形成した後、反射性薄膜層を上記の方法で形成し
、予めデータ領域に反射性薄膜層を形成する０次ぎに、
このデータ領域の反射性薄膜層面に、上記で得られたサ
ブマスク版を熱時圧着し微小凹凸のパターンを複製して
、微小凹凸のパターンがデータ領域に複製された光記録
媒体を得ることができる。尚、この場合反射性′ｇｉ膜
層面から圧着するため面強度が大となるので、耐久強度
のある金属製サブマスク版を用いることが好ましい。

また、基板としては上記のものが用いられ、データ領域
には反射性＊Ｗｉを形成することができる。

■上記の金属性サブマスク版を金型として、あるいは別
個にインジェクション用金型を作成し、これを用いてイ
ンジェクションにより、微小凹凸のパターンがデータ領
域に複製された光記録媒体を得ることができる。

上記のようにして得られた本発明の光記録媒体において
は、データ領域面に擦傷、ごみの付着等から保護するた
めの保護層を形成することができる。この保護層は光透
過性（視覚的透明性に限定されない）な樹脂を均一に塗
布するか、あるいはそのような光学特性のフィルム、シ
ートを積層するかして形成され、厚みは０．１ｍ＋ｍ〜
１　、０ｍｍ程度であるが、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍと
した場合には本発明の光記録媒体の一例である光カード
において、ごみや垢の付着による誤読を防止するのに適
したものとなる。

光透過性樹脂としては、アクリル樹脂やポリカーボネー
ト樹脂が好適に用いられ、フィルム、シートとしては、
そのような樹脂で製造されたものが好適に用いられる。

また、上記の方法において、基板を光透過性のフィルム
、シートとした場合には保護層は特に光透過性のものを
用いなくてもよく、例えば印刷等を施した不透明なプラ
スチックフィルム、シートを用いることができる。

以上ような、基本構造を有する本発明の光記録媒体は、
フレキシブルディスク、カード、テープ等として利用す
ることができ、例えば以下の用途に適用される。

（１）金融流通産業：キャッシュカード、クレジットカ
ード、プリペイドカード、　　。

（２）医療健康産業：健康証書、カルテ、医療カード、
緊急カード。

（３）娯楽産業：ソフトウェア媒体、会員カード、入場
券、遊戯機械制御媒体、テレビゲーム用媒体。

（４）運輸旅行産業：旅行者カード、免許証、定期券、
パスポート。

（５）出版産業：電子出版。

（６）情報処理産業：電子機械の外部記録装置、ファイ
リング。

（７）教育産業：教材プログラム、成績管理カード、図
書管の人出管理および書籍管理。

（８）自動車産業：整備記録、運行管理。

（９１ＦＡ　：　ＭＣ，ＮＣ，ロボット等のプログラム
記録媒体。

Ｏｌその他：ビルコントロール、ホームコントロール、
ＩＤカード、自動販売機用媒体、クツキングカード。

（発明の効果） 本発明の光記録媒体は、平滑面部分および微小な凹凸を
有する光散乱部分をデータビットとして、これらの部分
の光の反射率の差によりデータを読み取るので、従来の
データビットが単に凹凸として記録され、光の位相差を
利用してデータを読み取るものに用いられる複雑精密化
した読み取り装置と比較して、簡便な読み取り装置を用
いることができる。

また、平滑面部分および微小な凹凸を有する光散乱部分
のパターンからなるデータパターンは、大量生産が容易
なプレス法やインジェクション法により複製することが
できる。

さらに、微小な凹凸を回折格子で形成したものは、光検
出器を回折光方向に設置することにより光の有無でピッ
トの検知が可能となるので、ＳＺＮ比が大きくなり、デ
ータの読み取りが容易になると共に読み取り制度が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の一例の平面図、第２図お
よび第３図は本発明の光記録媒体のデータ領域の拡大部
分断面図、第４図は本発明に用いるマスク版の拡大部分
断面図である。 １・・・光記録媒体の基板 ２・・・平滑面部分 ３・・・光散乱面部分 ４・・・光反射性薄膜 ２０・・・光記録媒体 ３０・・・マスク版 特許出願人　　大日本印刷株式会社 代理人　　弁理士　小　西　淳　美 第１図 第２図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的読み取り可能なデータ担体である光記録媒
   体であって、該光記録媒体のデータ領域が、平滑面部分
   と光を乱反射する微小凹凸表面を有する光散乱面部分と
   のパターンで構成され、前記平滑面部分と微小凹凸部分
   での光の反射量の差によりデータ信号を得ることを特徴
   とする光記録媒体。
2. （２）前記微小凹凸が規則的な回折格子であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光記録媒体。
3. （３）前記データ領域が光反射性薄膜で覆われているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）または第（２）
   項記載の光記録媒体。
4. （４）支持体上に記録されるデータに対応した、平滑面
   部分と微小凹凸表面を有する光散乱面部分とのパターン
   が形成されているプレスマスタ版を用いて、光記録媒体
   部材の面を押圧することによりプレスマスタ版のパター
   ンを光記録媒体部材に複製して光記録媒体のデータ領域
   を作成することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
5. （５）前記プレスマスタ版が、微小凹凸面を有する支持
   体上に感光性樹脂層を設け、この感光性樹脂層に予め用
   意したデータパターンを露光し、現像、乾燥することに
   より得られる、データに対応した平滑面部分と微小凹凸
   表面を有する光散乱面部分とのパターンが形成されたプ
   レスマスタ版であることを特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項記載の光記録媒体の製造方法。
6. （６）プレスマスタ版のパターンを光記録媒体部材に複
   製した後に、光反射性薄膜を形成することを特徴とする
   特許請求の範囲第（４）項または第（５）項記載の光記
   録媒体の製造方法。
7. （７）記録されるデータに対応した平滑面部分と微小凹
   凸表面を有する光散乱面部分とのパターンを金属板に複
   製して、該金属板を金型として用いてインジェクション
   法により光記録媒体のデータ領域を複製することを特徴
   とする光記録媒体の製造方法。