JPS63300439A - 光カ−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、光ビームの反射または透過により、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く流通しているもの中に光デ
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、予め音楽や映像などの情報が記録され
ており、一般的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、一旦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共に、特に最近
注目を注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、形状は通常のタレジフトカードのような小型
薄型の、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ｉ
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フの基材に、無機質あ
るいは有機質の光記録媒体を真空蒸着、スパッタリング
あるいはスピンコード法などで形成する。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１．２ｎ
程度である。一方、光カードの場合においては形状も異
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。通常は、例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２５０μｍ）を貼りつけ、全体の厚みとして約７５０
〜８００μｍ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１図に示す。

第１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２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とノド６を形成する。一方、情報を
読み出す場合は、第３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、すなわちピッ
ト部は銀粒子が不足しているため反射率は低（（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、ピントの有無を保護
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（設定する必要
があり、その結果として信号−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頼
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薄気が透過し、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（なり、保護層を通して
の透湿度合いが太き（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ｉ３層との間に、透湿度の極めて
小さい透明フィルム、たとえばニ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、透湿度を抑制する方法が採用されている。

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、またカード内およびカード間の複屈折のバラツ
キが極めて小さく、しかも耐湿特性の優れた光カードを
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、溶液注型成型
で得られたポリカーボネイトフィルムと、厚さ２００μ
ｍ以下のフロロカーボンフィルムを用いることにより、
複屈折およびそのバラツキが掻めて小さく、且つ耐湿寿
命特性の優れた光カードを提供するものである。

作用 従来のポリカーボネイトフィルムの作製法は、いわゆる
押し出し成型法によるものが主であった。

これは成型速度が比較的速く、また厚手（１００μｍ以
上）のものの成型も容易であるなど、主に製造上の要因
によるものに起因していた。言い換えれば、決して光学
材料の立場から、この押し出し成型法が採用されていた
わけではなかった。押し出し成型法で得られたポリカー
ボネイトフィルムは、その成型過程から、■ダイスを通
して押し出される時に大きなストレスを受け、これがフ
ィルム内に歪として残留し、その結果大きな複屈折を生
ずる原因となる、■また、押し出し時に層流が発生する
などのため、ストレスのバラツキが発生し、結果的に複
屈折の度合いのバラツキが大きくなる、■均一に押し出
されないため、長時間成型機の中に残存する部分が発生
し、これが熱のため炭化し、ミクロな異物となってフィ
ルムの中に混在することになる、などの光学材料的な立
場から見れば必ずしも満足でき得るものを提供するもの
ではなかった。

一方、溶液注型成型法においては、原料となる重合体を
溶剤に溶かし溶液とするか、あるいは融点以上に加熱し
て溶液とし、これを金属板上に流し込む、あるいは然る
べき形状の型に流し込んで溶剤をそれぞれ蒸発させるか
冷却してフィルムを得る。この場合、重合体が溶液状態
であるため均質性が高く、また成型時に不必要なストレ
スが加わらないため、押し出し成型の場合のような複屈
折を発生することもほとんどない、さらに溶液を流し込
む時にフィルターで濾過することにより、溶液中に混在
する不純物を除外することが可能となる。すなわち、光
学材料の立場から見れば、溶液注型成型法を用いたポリ
カーボネイトフィルムは非常に適した保護材として適用
し得ることがわかる。ただ、この注型法によれば、以前
は厚みがせいぜい５０μｍ以下のものしか製造できない
という欠点があった。すなわち、カードの様な直接媒体
が外部に暴露されて使用されるものの保護材としては厚
みが十分でない、という難点を有していた。しかし、最
近では製造法の進歩により、２００〜２５０１１ｍの厚
みのものち製造可能となった。

本発明は、以上述べた背景を基にしてなされたもので、
光記録層の保護層として、複屈折が極めて小さく、また
耐湿性のすぐれた、しかも十分な厚みを有したポリカー
ボネイト、および厚さ２００μｍ以下のフロロカーボン
フィルムの２層から成る保護層を有した光カードを提供
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に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３５龍、横７０ｕ＋に切断し、記
録層を上にして厚さ約２５０μｍの塩化ビニール基板（
たて５４龍、横８５鶴）に貼りつけた。

記録層の上に設ける保護層として、以下の（ａｌおよび
申）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。便宜上、ｔａ）
の保護層を用いて作製したカードをカード■、（ｂ）の
保護層を用いて作製したカードをカード■と称すること
にする。

＋Ｊｌｌ　　たて５４鶴、横８５ｍで厚みがそれぞれ２
５０μｍ、１５０μｍのいずれも押し出し成型法で作製
された、市販のポリカーボネイトフィルム、および三フ
フ化エチレン憫脂フィルムを透明接着材で接着して得ら
れた保護層。

ｔ）　たて５４鶴、横８５ｍｍで厚みがそれぞれ２５０
μｍ、１５０μｍで溶液性成型法で作製された、ポリカ
ーボネイトフィルム、および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透明接着材で接着し
て得られた保護層。

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■およびカード■の該基板の裏面に、基板と同じサ
イズ（たて５４ｆｉ、横８５ｆｌ）で厚みが１５０μｍ
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。

なお、参考のために、カード■およびカード■の構成概
略図を第４図に示す。もちろん、カード■、カード■は
少なくとも構成上は全く同じものである。

（１）　　複屈折の測定 カード■およびカード■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（ｍ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。

（以　下　余　白） 表１ （単位ｎｍ） 表から明らかなように、カード■においては複屈折の絶
対値も大きく、しかも１つのカードの中の場合に依るバ
ラツキも非常に大きいことがわかる。一方カード■にお
いては、絶対値もまたバラツキも極めて小さいことがわ
かる。

すなわち、溶液注型成型法で作製したポリカーボネイト
と、押し出し成型法で作製した三フッ化エチレン権脂の
フィルムから成る保護層を有した光カードは、複屈折特
性において極めて良好な特性を有していることがわかる
。

（２）異物の測定 上記（１１で複屈折特性を測定したのと同じ方法でカー
ド■、カード■をそれぞれｌＯ枚作製し、これらのカー
ドを用いて、それぞれ保護層に混在する異物を測定し、
カード■とカード■の差異を求めた。

具体的には金属顕微鏡を用いて、１枚のカードを無作為
に直径１謔のスポットをｌＯケ所選び、５μｍ以上の異
物を目視で検査した。そして、カード１枚につき異物の
総計を算出し表２に示した。

（以　下　余　白） 表２ （単位ゲ／１鶴φ） 表から明らかなように、カード■においては異物の絶対
数も多く、またそのバラツキも大きい０反面カード■に
おいては、絶対数、バラツキ共に小さい、異物が多いと
いうことは、光記録システムの立場から言えば、いわゆ
るドロップアウトが多いということであり、非常に太き
なマイナス要因であることを意味する。

（３）　　耐湿特性の測定 カードの表面保護層のフロロカーボンフィルムの有無に
よる耐湿特性の差異を比較するために、上述のカード■
において保ＩＬＬＳ中の三フフ化エチレン樹脂フィルム
を除いた構成（第４図の９を除いたものに相当）のカー
ド◎を１０枚作製した。そして上記（２）で用いた１０
枚のカード■と共に、耐湿試験に供した。

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８　ｍ　Ｗ　、
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（パワー二カード上で０．２
ｍＷ）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、上述の如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■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、表面保護層中の三フフ化エチレン樹脂フ
ィルムが非常に大きな防湿特性を有していることが明ら
かになった。なお実施例では、フロロカーボンフィルム
として三フッ化エチレン樹脂を用いた場合について述べ
たが、もちろんこれは三フッ化エチレン樹脂以外のもの
でもよいことは言うまでもない。

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の耐湿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。

発明の効果 以上述べたように、本発明による光カードは複屈折特性
が極めて良好で、また保護層に含有される異物も非常に
少ない光記録媒体を提供するものであり、しかも高温高
温雰囲気に対しても極めて安定した高（ｔ　Ｉｆｆ性を
保証し得るものである。これは、今後の発展が大いに期
待されている、いわゆるパーソナルメモリーメディアの
分野において、極めて大きなインパクトを与えるものと
考えられる。そして、光カードの実用化に対して多大の
貢献をするものと思われる。

なお本発明では、媒体の形状を、いわゆるクレジットカ
ード形を想定して説明したが、これは何ら媒体の形状を
制限するものではないことは言うまでもない、また本発
明による技術は、媒体が円板状、テープ状あるいはシー
ト状のものにも適用し得ることも明らかである。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は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、第２図は記録時のピア）形成を示すモデ
ル図、第３図は読み出し原理を示すモデル図、第４図は
本発明による光カードの構成概略図、第５図は耐湿寿命
特性を示したグラフである。 １・・・・・・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
録ピント、７・・・・・・読み出し用光ビーム、８・・
・・・・光検出器、９，１０・・・・・・三フッ化エチ
レン樹脂フィルム。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名！−光記鯉
層 第　２１１Ｊ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光記録媒体の保護層が、溶液注型成型で得られたポリカ
   ーボネイトフィルムと厚さ２００μｍ以下のフロロカー
   ボンフィルムの２層から成るフィルムから成り、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。