KR20040043101A - 광학 기록 매체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
장기간의 사용 중에 발생하는 휘어짐을 억제할 수 있는 광학 기록 매체 및 그 제조방법에 있어서, 기판(13)과, 기판(13)에 형성된 광학 기록층(14)과, 광학 기록층(14)의 상층에 형성된 광 투과성의 보호막(17)을 갖고, 보호막(17)은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름(16)과 상기 폴리머 필름(16)을 광학 기록층(14)에 접착하는 접착층(15)을 포함하고 있는 구성으로 한다. 폴리머 필름(16)은 용융 캐스트법으로 제작되고, 미리 어닐 처리가 실시되고, 또는 필름 중의 잔류 용매가 0.3 중량% 이하인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
Description
최근, 정보 기록의 분야에서는 광학 정보 기록방식에 관한 연구가 각처에서 진행되고 있다. 이 광학 정보 기록방식은 비접촉으로 기록·재생을 행할 수 있는 것, 재생 전용형, 추기(追記)형, 다시 쓰기 가능형의 각각의 메모리 형태에 대응할 수 있는 등의 수많은 이점을 갖고, 저가의 대용량 파일의 실현을 가능하게 하는 방식으로서 산업용으로부터 민생용까지 폭 넓은 용도가 고려되고 있다.
상기 각종 광학 정보 기록방식용의 광학 기록 매체(이하, 광디스크라고도 함)의 대용량화는 주로, 광학 정보 기록방식에 사용하는 광원이 되는 레이저광의 단파장화와, 고 개구수의 대물렌즈를 채용함으로써, 초점면에서의 스폿 사이즈를 작게 하는 것으로 달성해 왔다.
예를 들면, CD(컴팩트 디스크)에서는 레이저광 파장이 780㎚, 대물렌즈의 개구수(NA)가 0.45이고, 650MB의 용량이지만, DVD-ROM(디지털 다용도 디스크-재생 전용 메모리)에서는 레이저광 파장이 650㎚, NA가 0.6이고, 4.7GB의 용량으로 되어있다.
또한, 차세대의 광디스크 시스템에 있어서는 광학 기록층상에 예를 들면 10 O㎛ 정도의 얇은 광 투과성의 보호막(커버층)이 형성된 광디스크를 사용하여, 레이저광 파장을 450㎚ 이하, NA를 0.78 이상으로 하는 것으로 22GB 이상의 대용량화가 가능하다.
도 1a는 상기 차세대 광디스크 시스템용의 광디스크의 모식 사시도이다.
광디스크(D)는 중심부에 센터 홀(CH)이 개구된 대략 원반형상을 하고 있고, 드라이브 방향(DR)으로 회전 구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는 광디스크(DC) 중의 광학 기록층에 대하여, 예를 들면 개구수가 0.8 이상의 대물렌즈(OL)에 의해, 청색 내지 청자색 영역의 레이저광 등의 광(LT)이 조사되어 사용된다.
도 1b는 도 1a에 도시하는 광디스크의 모식 단면도이고, 도 1c는 도 1b의 모식 단면도의 주요부를 확대한 단면도이다.
두께가 대략 1.1㎜의 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(13)의 한쪽 표면에, 트랙영역을 구분하는 홈(13a)이 형성되어 있고, 이 면상에, 예를 들면, 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막 등이 이 순서로 적층된 광학 기록층(14)이 형성되어 있다. 광학 기록층(14)의 층구성 및 층수는 기록 재료의 종류나 설계에 따라서 다르다.
상기 기록막은 예를 들면 상 변화형 기록막, 광자기 기록막, 또는 유기색소를 포함하는 기록막이다.
또한, 광학 기록층(14)의 상층에, 접착제 또는 감압성 점착제 필름 등으로 이루어지는 접착층(35)과 폴리머 필름(36)으로 이루어지는 0.1㎜의 막 두께의 광 투과성의 보호막(37)이 형성되어 있다.
상기 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우에는 대물렌즈(OL)에 의해, 레이저광 등의 광(LT)을 보호막(37)측에서 광학 기록층(14)에 대하여 조사한다.
광디스크의 재생시에 있어서는 광학 기록층(14)에서 반사된 복귀광이 수광 소자로 수광되어, 신호 처리 회로에 의해 소정의 신호를 생성하여, 재생 신호가 추출된다.
상술한 바와 같은 광디스크에 있어서, 디스크 기판(13)의 한쪽 표면에 형성된 홈(13a)에 따라서 광학 기록층(14)도 요철형상을 갖고 있고, 이 홈(13a)에 의해 트랙영역이 구분되어 있다.
예를 들면, 디스크 기판(13)에서 보아 보호막(37)측으로 볼록하게 돌출하고 있는 영역은 랜드(L; land), 오목부 영역은 그루브(G; groove)라고 불린다.
예를 들면 랜드와 그루브의 양자에 정보를 기록하는 랜드·그루브 기록방식을 적용하는 것이 가능하고, 또한, 랜드와 그루브의 한쪽만 기록영역으로 하는 것도 가능하다.
상기 광디스크는 보호막(37)을 통해서 광학 기록층(14)에 레이저광을 조사하여, 반사광을 판독하는 형태의 광디스크이고, 이러한 형태로 하는 것으로 고 개구수화에 대응할 수 있다.
상기 도 1a 내지 도 1c에 도시하는 광디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 예를 들면 사출 성형 등에 의해, 막 두께 1.1㎜ 정도의 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지고, 표면에 광학 기록층용 요철 패턴이 형성된 디스크 기판(13)을 형성하고, 그 요철 패턴상에, 예를 들면 스퍼터링법에 의해 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막의 적층체를 갖는 광학 기록층(14)을 이 성막 순서로 성막하여, 상기 요철 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 광학 기록층(14)을 형성한다.
다음에, 광학 기록층(14)상에, 자외선 경화 수지계 접착제 또는 감압성 점착제 필름 등의 접착제(35)에 의해 폴리머 필름(36)을 접합하여 접착층(35)과 폴리머 필름(36)으로 이루어지는 보호막(37)으로 한다.
이상으로 도 1에 도시하는 구조의 광디스크를 얻을 수 있다.
그렇지만, 상기 구성의 광디스크에 있어서는 장기간의 사용 중에 폴리머 필름이 수축되어 버리기 때문에, 광디스크에 휘어짐이 발생한다는 문제가 있었다.
상기 디스크의 휘어짐(탄젠셜(tangential) 또는 레디얼 스큐(radial skew))가 생겼을 때 발생하는 코마 수차의 양은 NA3/λ에 비례하기 때문에, 대용량화를 위해 레이저광의 단파장화와 고 개구수화를 진행시키는 경우에는 코마 수차를 억제하기 위해서 광디스크에 대하여 요구되는 특성이 엄격해져서, 디스크의 휘어짐을 억제하는 것이 필요하게 된다.
상기 디스크의 휘어짐은 탄젠션 방향과 레디얼 방향이 있지만, 폴리머 필름의 수축에 의하면, 주로 레디얼 방향의 휘어짐을 크게 변동시키게 된다.
본 발명은 정보를 광학적으로 기록하는 광학 기록층을 갖는 광학 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 예에 따른 광디스크의 사시도.
도 1b는 종래 예에 따른 광디스크의 단면도.
도 1c는 종래 예에 따른 광디스크의 확대 단면도.
도 2a는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 광디스크의 사시도.
도 2b는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 광디스크의 단면도.
도 2c는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 광디스크의 확대 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광디스크의 제조방법의 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 4a는 도 3b에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 4b는 도 4a에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 5a는 도 4b에 이어지는 공정을 도시하는 사출 성형 공정의 모식도.
도 5b는 도 5a에 단면도.
도 6a는 도 5a 및 도 5b에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 6b는 도 6a에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 7은 용융 캐스트법에 의한 폴리머 필름의 제작방법을 설명하는 모식도.
도 8은 폴리머 필름의 펀칭(punching) 공정을 설명하는 사시도.
도 9a는 도 6b에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 9b는 도 9a에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 10a는 도 9b에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 10b는 도 10a에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광디스크의 제조방법의 제조 공정을 도시하는 사시도.
도 12a는 도 11b에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 12b는 도 12a에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 13a는 도 12b에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 13b는 도 13a에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 14a는 도 13b에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
도 14b는 도 14a에 이어지는 공정을 도시하는 사시도.
본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 따라서 본 발명의 목적은 장기간의 사용 중에 발생하는 휘어짐을 억제할 수 있는 광학 기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광학 기록 매체는 기판과, 상기 기판에 형성된 광학 기록층과, 상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광 투과성의 보호막을 갖고, 상기 보호막은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름과 상기 폴리머 필름을 상기 광학 기록층에 접착하는 접착층을 포함하고 있다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체는 적합하게는 상기 폴리머 필름은 용융 캐스트법에 의해 제작된 폴리머 필름이다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체는 적합하게는 상기 폴리머 필름은 필름으로서 제작된 후, 상기 광학 기록층에 접착되기 전에, 미리 어닐 처리가 실시된 폴리머 필름이다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체는 적합하게는 상기 폴리머 필름 중의 잔류 용매가 0.3 중량% 이하이다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체는 광학 기록층의 상층의 광 투과성의 보호막으로서, 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름과 상기 폴리머 필름을 광학 기록층에 접착하는 접착층을 포함하고 있다.
여기서, 열 수축률은 대기 중 90℃에서 2시간 어닐 처리 등, 소정 조건의 어닐 처리의 전후에 있어서의 열 수축의 비율이다.
온도 습도에 의한 폴리머 필름의 수축은 어떤 정온정습(定溫定濕) 조건 하에서는 장시간 경과시킨 후에도 광디스크에 휘어짐을 초래하지 않지만, 폴리머 필름 내에 잔존하는 잔류 용매의 휘발이나 내부 일그러짐의 완화에 의한 수축은 불가역적으로 발생하고, 이것에 의해 상기 소정 조건 하에서도 광디스크에 휘어짐이 발생한다.
본 발명의 광학 기록 매체에서는 폴리머 필름의 열 수축률이 O.02% 이하로 되고, 이것에 의해, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되고, 광학 기록 매체에 휘어짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기 폴리머 필름에서는 열 수축률이 0.02%보다 크더라도, 광학 기록층에 접착하기 전에, 미리 어닐 처리를 실시하는 것으로 0.02% 이하의 범위 내로 할 수 있고, 상기 효과를 발휘할 수 있다.
어닐 처리로서는 순환식 건조로, 핫 플레이트(hot plate), 또는 적외선 가열로 등을 사용하여, 예를 들면 대기 중 90℃에서 2시간의 처리로 할 수 있고, 폴리머 필름의 열 수축률에 따라서 어닐 처리 조건을 조절하여도 좋다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 기판에 광학 기록층을 형성하는 공정과, 상기 광학 기록층의 상층에 광 투과성 보호막을 형성하는 공정을 갖고, 상기 보호막을 형성하는 공정은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을, 접착층에 의해 상기 광학 기록층에 접착하는 공정을 포함하고 있다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 적합하게는 상기 폴리머 필름으로서, 용융 캐스트법에 의해 제작된 폴리머 필름을 사용한다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 적합하게는 상기 폴리머 필름을 필름으로서 제작하는 공정 후, 상기 광학 기록층에 접착하는 공정 전에, 상기 폴리머 필름에 미리 어닐 처리를 실시하여 둔다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 적합하게는 상기 폴리머 필름으로서, 폴리머 필름 중의 잔류 용매가 O.3 중량% 이하인 폴리머 필름을 사용한다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 기판에 광학 기록층을 형성하고, 다음에, 광학 기록층의 상층에 광 투과성의 보호막을 형성한다. 여기서, 보호막을 형성하는 공정은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을, 접착층에 의해 상기 광학 기록층에 접착하는 공정을 포함하고 있다.
상기 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법에 의하면, 광 투과성의 보호막으로서, 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을 접착층에 의해 광학 기록층에 접착하고 있고, 장기간의 사용 중에 폴리머 필름 수축이 억제되고, 휘어짐의 발생을 억제한 광학 기록 매체를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
제 1 실시예
도 2a는 본 실시예에 따른 광학 기록 매체(이하 광디스크라고도 함)의 사시도이다.
광디스크(DC)는 중심부에 센터 홀(CH)이 개구된 대략 원반형상을 하고 있고, 드라이브 방향(DR)으로 회전 구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는 광디스크(DC) 중의 광학 기록층에 대하여, 예를 들면 개구수가 0.8 이상의 대물렌즈(OL)에 의해, 청색 내지 청자색의 영역의 레이저광 등의 광(LT)이 조사되어 사용된다.
도 2b는 도 2a에 도시하는 광디스크의 단면도이고, 도 2c는 도 2b의 단면도의 주요부를 확대한 단면도이다.
예를 들면 폴리카보네이트수지 등으로 이루어지고, 막 두께가 0.3㎜ 이상, 예를 들면 1.1㎜ 정도의 디스크 기판(13)의 한쪽 표면에, 랜드(L)나 그루브(G) 등의 트랙영역을 구분하는 홈(13a)이 형성되어 있고, 그 상층에 광학 기록층(14)이 형성되어 있다.
광학 기록층(14)은 예를 들면 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막 등이 이순서로 적층된 구성이다. 광학 기록층(14)의 층구성 및 층수는 기록 재료의 종류나 설계에 따라 다르다.
상기 기록막은 예를 들면 상 변화형 기록막, 광자기 기록막, 또는 유기색소를 포함하는 기록막이다.
또한, ROM형 광디스크의 경우에는 광학 기록층(14)은 알루미늄 등의 반사막으로 이루어진다.
광학 기록층(14)의 상층에, 접착층(15)을 개재하여, 예를 들면 용융 캐스트법 등에 의해 제작된 폴리머 필름(16)이 적층, 접착되어 있고, 접착층(15) 및 폴리머 필름(16)으로부터 막 두께가 2층 합쳐서 약 100㎛ 정도의 광 투과성의 보호막(17)이 구성되어 있다.
상기 광디스크는 보호막(17)을 통해서 광학 기록층(14)에 레이저광을 조사하여, 반사광을 판독하는 형태의 광디스크이고, 이러한 형태로 하는 것으로, 광디스크 시스템에 있어서의 대물렌즈의 고 개구수화에 대응할 수 있다.
예를 들면, 1OO㎛ 정도의 얇은 광 투과성의 보호막(커버층)이 형성된 광디스크를 사용하여, 레이저광 파장을 450㎚ 이하, NA를 0.78 이상으로 한 광디스크 시스템에 있어서는 22GB 이상의 대용량화가 가능하다.
본 실시예의 광디스크는 예를 들면 용융 캐스트법 등에 의해 제작된 폴리머 필름과 같이, 폴리머 필름(16)의 열 수축률이 0.02% 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서, 열 수축률은 대기 중 90℃에서 2시간의 어닐 처리 등, 소정 조건의어닐 처리의 전후에 있어서의 열 수축의 비율이다.
상기 폴리머 필름(16)은 열 수축률이 0.02% 이하가 되도록, 필름으로서 제작된 후, 광학 기록층에 접착되기 전에, 미리 어닐 처리가 실시되어 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 폴리머 필름 중의 잔류 용매는 0.3 중량% 이하인 것이 바람직하고, 이것에 의해 열 수축률을 억제할 수 있다.
본 실시예의 광디스크에서는 광 투과성의 보호막이 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름과 상기 폴리머 필름을 광학 기록층에 접착하는 접착층을 포함하고 있고, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되고, 광학 기록 매체에 휘어짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기 폴리머 필름(16)으로서는 광학적으로 투명하고, 저복굴절이며, 막 두께가 균일한 것이 바람직하고, 이 조건을 만족하는 재료로서, 예를 들면, 폴리카보네이트, 환형 폴리올레핀, 쇄(鎖)형 폴리올레핀, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 및 변성 아크릴수지 등을 사용할 수 있다.
폴리머 필름(16)을 광학 기록층(14)에 접착하는 접착층(15)은 예를 들면, 자외선 경화 수지계 접착제, 열 경화 수지계 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 및, 감압성 점착제 등으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 이로부터 2종 이상을 혼합, 또는 적층시켜서 사용하는 것도 가능하다.
접착층(15)에 의한 접착 강도는 온도 변화, 습도 변화, 외부로부터의 충격 등에 견뎌 박리가 생기지 않을 정도로 한다.
접착력은 광학 기록층(14)의 재료나 막 두께, 디스크 기판(13) 및 폴리머 필름(16)의 재료나 막 두께 등에 의해 의존한다.
부식 등, 광학 기록층(14)의 기록 재생 특성을 변화시키는 반응이나, 확산 등을 방지하기 위해서, 접착층(15) 내의 폴리머, 폴리머 분해물, 미반응 모노머, 반응 개시제, 평형 흡수율 등을 조정할 필요가 있다.
다음에, 본 실시예의 광디스크의 제조방법에 대해서, 각 제조 공정을 도시하는 단면도, 모식도 또는 사시도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 3a의 단면도에 도시하는 바와 같은 글래스 원반(10)상에 레지스트막(11)이 성막된 레지스트 원반(RD)을 준비한다.
상기 글래스 원반(10)은 예를 들면 지름이 200㎜ 정도로, 표면이 정밀하게 연마된 것을 사용한다.
또한, 레지스트막(11)은 예를 들면 자외선이나 전자선 등에 의해 노광되는 형태의 레지스트를 사용할 수 있고, 수10 내지 수10Onm의 막 두께로 스핀코트법 등으로 성막한다.
다음에, 도 3b의 단면도에 도시하는 바와 같이, 자외선 노광장치 또는 전자선 노광장치 등을 사용하여, 디스크 기판의 홈이 되는 영역 또는 피트가 되는 영역을 감광시키는 패턴으로 레지스트막(11)의 전자선 노광을 하고, 전용 현상액에 의해 현상 처리를 실시하여, 디스크 기판의 홈이 되는 영역 또는 피트가 되는 영역을 개구하는 패턴의 레지스트막(11a)으로 한다.
다음에, 도 4a의 단면도에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 니켈 도금 처리등을 행하여, 상기 글래스 원반(10) 및 레지스트막(11a) 상에 스탬퍼(12)를 형성한다.
스탬퍼(12)의 표면에는 레지스트막(11a)에 의해 형성된 홈(11b)과 역패턴의 요철이 전사되고, 볼록부(12a)가 형성되어 있다.
다음에, 도 4b의 단면도에 도시하는 바와 같이, 글래스 원반(10) 및 레지스트막(11a)으로부터 스탬퍼(12)를 이형(離型)한다.
다음에, 도 5a의 모식도에 도시하는 바와 같이, 상기에서 얻어진 스탬퍼(12)를 금형(MD1, MD2)으로 이루어지는 캐비티(cavity) 내에 고정하고, 사출 성형용 금형을 구성한다.
이때, 스탬퍼(12)의 볼록부 형성면(12′)이 캐비티 내측을 닿도록 설치한다.
상기 사출 성형용 금형 캐비티 내에, 금형 주입구(IM)로부터, 예를 들면 용융 상태의 폴리카보네이트수지 등을 사출하는 것으로, 도 5b의 단면도에 도시하는 바와 같이, 스탬퍼(12)의 요철 패턴상에 디스크 기판(13)을 형성한다.
여기서, 디스크 기판(13)에는 스탬퍼(12) 표면의 요철과 역패턴의 요철인, 그루브 패턴 또는 피트 패턴이 되는 홈(13a)이 전사된다.
상기 사출 성형 금형으로부터 이형하는 것으로, 도 6a의 단면도에 도시하는 바와 같은 표면에 그루브 패턴 또는 피트 패턴이 되는 홈(13a)이 형성된 디스크 기판(13)을 얻을 수 있다.
다음에, 도 6b의 단면도에 도시하는 바와 같이, 디스크 기판(13)의 표면에 공기나 질소가스 등의 가스를 불어 먼지(dust)를 제거한 후, 예를 들면 스퍼터링법등으로, 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막의 적층체를 갖는 광학 기록층(14)을 이 성막 순서로 성막한다.
상기 기록막은 예를 들면, 상 변화형 기록막, 광자기 기록막 또는 유기색소를 포함하는 기록막을 사용할 수 있다.
또는, ROM형 광디스크의 경우에는 광학 기록층을 알루미늄막 등의 반사막에 의해 형성한다.
다음에, 용융 캐스트법에 의한 폴리머 필름의 제작방법을 도 7의 모식도를 참조하여 설명한다.
용해 탱크(21)에서 폴리머 재료를 용매에 녹이고, 고온으로 가열하여, 얻어진 폴리머 용액(22)을 도포 탱크(23)로 옮기고, 도포 탱크(23) 바닥의 도출부(塗出部)로부터 상기 폴리머 용액(22)을 평활한 기판 또는 벨트(24)상에 도포하여, 폴리머 용액 도포막(25)을 얻는다.
상기 폴리머 용액 도포막(25)을 정치(靜置) 또는 반송 벨트(26)상에서 반송하는 동안에 건조, 즉, 용매를 증발시켜서, 얻어진 필름을 프로텍트(protect) 필름(27)과 함께 권취하여, 폴리머 필름 롤(28)을 얻는다.
용융 캐스트법에 의하면, 예를 들면, 10O㎛의 막 두께의 폴리머 필름을 제작하는 경우, 용매로 5배로 희석한 폴리머 용액을 조제하여, 500㎛의 막 두께로 도포한다. 우선, 도포시에 레벨링(leveling)되어, 막 두께의 균일화가 도모된다. 이 때의 막 두께 불균일함은 예를 들면 ±5㎛ 정도이지만, 도포막이 건조하여 100㎛의 막 두께로 하면, 막 두께의 불균일함은 평균치에 대하여 예를 들면 ±1㎛ 정도로좁혀져서, 막 두께 불균일함이 작은 필름을 얻을 수 있다.
상기 폴리머 필름으로서, 폴리카보네이트수지로 이루어지는 필름을 사용하는 경우에는 용융 캐스트법으로 사용한 용매인 디클로로메탄(CH2Cl2)이 필름 중에 잔류하는 경우가 있다. 이 잔류 용매는 광디스크를 구성하기 위해서 기판의 광학 기록층상에 접착된 후에도 휘발하기 때문에, 폴리머 필름의 부피 수축을 발생시켜, 광디스크의 휘어짐을 발생시킨다.
따라서, 폴리카보네이트수지로 이루어지는 폴리머 필름 중의 잔류 용매는 적을 수록 바람직하고, 예를 들면 0.3 중량% 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 폴리머 필름으로서는 열 수축률이 0.02% 이하로 되어 있는 것을 사용한다.
여기서, 열 수축률은 대기 중 90℃에서 2시간의 어닐 처리 등, 소정 조건의 어닐 처리의 전후에 있어서의 열 수축의 비율이다.
폴리머 필름의 열 수축률이 0.02%보다 큰 경우에는 순환식 건조로, 핫 플레이트, 또는 적외선 가열로 등을 사용하여, 예를 들면 대기 중 90℃에서 2시간의 어닐 처리를 실시함으로써, 폴리머 필름 중의 잔류 용매를 휘발, 또는 내부 일그러짐을 완화시키고, 열 수축률을 0.02% 이하의 범위 내에서 사용할 수 있다.
어닐 조건은 폴리머 필름의 열 수축률에 따라서 어닐 처리 조건을 조절하여도 좋다.
상술한 바와 같이 하여 제작된 시트형 폴리머 필름(16s)은 예를 들면 도 8의사시도에 도시하는 바와 같이, 펀칭기(M)에 의해 광디스크 사이즈로 펀칭하여 사용할 수 있다.
이후의 공정에서, 상기 폴리머 필름을 접착층에 의해 도 6b에 도시하는 디스크 기판(13)에 형성된 광학 기록층(14)에 접합한다.
우선, 도 9a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 디스크 기판(13)을 회전시키면서, 디스팬서(D)에 의해 광학 기록층(14)상에 액상 자외선 경화수지, 열 경화수지, 에폭시수지 등의 접착제(R)를 공급한다.
다음에, 도 9b의 사시도에 도시하는 바와 같이, 접착제(R)를 공급한 광학 기록층(14)상에, 용융 캐스트법으로 제작하여, 디스크 형상으로 펀칭한 폴리카보네이트수지 등으로 이루어지는 폴리머 필름(16)을 겹친다. 폴리머 필름(16)에는 필요에 따라서 미리 어닐 처리를 실시하여 둔다.
다음에, 도 10a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 디스크 기판(13)을 고속 회전시킴으로써, 원심력에 의해, 광학 기록층(14)과 폴리머 필름(16) 사이에 접착제(R)를 균일하게 퍼지게 하고, 여분의 접착제를 버린다.
다음에, 도 10b의 사시도에 도시하는 바와 같이, 접착제(R)가 자외선 경화수지인 경우에는 자외선 램프(UVL)에 의한 자외선 조사 처리, 또는 열 경화수지인 경우에는 열 처리 등의 경화 처리를 하여, 경화한 접착층(15)으로 한다.
이상의 공정에서, 도 2에 도시하는 구성의 광디스크를 제조할 수 있다.
상기 본 실시예의 광디스크의 제조방법에 의하면, 광 투과성의 보호막으로서, 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을 접착층에 의해 광학 기록층에 접착하고 있고, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되고, 휘어짐의 발생을 억제한 광학 기록 매체를 제조할 수 있다.
제 2 실시예
본 실시예에 따른 광디스크의 구성은 제 1 실시예에 따른 광디스크와 동일하다. 단, 폴리머 필름(16)을 광학 기록층(14)에 접착하는 접착층(15)으로서, 감압성 점착제 필름 등의 점착제 필름이 사용되고 있는 것이 다르다.
예를 들면, 보호막의 막 두께를 10O㎛로 하는 경우, 점착제로 이루어지는 접착층의 막 두께를 25㎛, 폴리머 필름의 막 두께를 75㎛로 한다.
상기 본 실시예의 광디스크의 제조방법에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 도 11a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 점착제 필름(TA)을 2장의 PET(폴리에틸렌텔레프탈레이트) 라이너(PL1, PL2) 사이에 있는 적층 점착제 필름(ST)을 준비한다.
다음에, 도 11b의 사시도에 도시하는 바와 같이, 상기 적층 점착제 필름(ST)을 펀칭기(M)에 의해 광디스크 사이즈로 펀칭한다.
다음에, 도 12a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 상기 광디스크 사이즈로 펀칭된 적층 점착제 필름(ST)의 한쪽 측의 PET 라이너(PL1)를 박리한다.
다음에, 도 12b 사시도에 도시하는 바와 같이, 중앙에 위치 맞춤용 돌기를 갖는 기대(S)상에, 상기에서 형성한 한쪽면에 PET 라이너(PL2)를 갖는 점착제 필름(TA)을 세트하고, 그 윗면에, 제 1 실시예와 같이 하여 다른 공정에서 광학 기록층(14)을 형성한 폴리카보네이트수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(13)을 광학 기록층(14)측을 점착제 필름(TA)측을 향하여, 위치 맞춤하여 세트한다.
다음에, 도 13a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 패드(P) 또는 롤러 등으로 디스크 기판(13) 위쪽으로부터 가압하여, 디스크 기판(13)에 형성된 광학 기록층(14)과 점착제 필름(TA)을 충분히 접착시킨다.
다음에, 도 13b의 사시도에 도시하는 바와 같이, 상기 점착제 필름(TA)의 다른쪽 면에 남겨진 PET 라이너(PL2)를 박리한다.
다음에, 도 14a의 사시도에 도시하는 바와 같이, 중앙에 위치 맞춤용 돌기를 갖는 기대(S)상에, 다른 공정에서 미리 형성하여 둔 폴리머 필름(16)을 세트하고, 그 윗면에, 상기 점착제 필름(TA)이 접착된 디스크 기판(13)을 점착제 필름(TA) 측을 폴리머 필름(16)측을 향하여, 위치 맞춤하여 세트한다.
다음에, 도 14b의 사시도에 도시하는 바와 같이, 패드(P) 또는 롤러 등으로 디스크 기판(13) 위쪽으로부터 가압하여, 폴리머 필름(16)과 점착제 필름(TA)을 충분히 접착시킨다.
이상의 공정에서, 도 2에 도시하는 구성에 있어서 접착층(15)이 접착제 필름(TA)으로 이루어지는 광디스크를 제조할 수 있다.
상기 본 실시예의 광디스크의 제조방법에 의하면, 광 투과성의 보호막으로서, 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을 접착층에 의해 광학 기록층에 접착하고 있고, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되고, 휘어짐의 발생을 억제한 광학 기록 매체를 제조할 수 있다.
(실시예 1)
용융 캐스트법에 의해, 폴리카보네이트수지로 이루어지는 폴리머 필름을 작성하였다.
즉, 용매로서 디클로로메탄을 사용하여, 폴리카보네이트수지와 디클로로메탄의 용액을 고온 하에서 캐스트상에 얇게 도포하고, 건조시켜서 75㎛의 막 두께의 폴리머 필름을 작성하였다.
이 때, 건조 조건 및 필름을 완성할 때의 장력을 조절하는 것으로 열 수축률이 다른 폴리머 필름을 얻었다.
다음에, 외경 120㎜, 내경 15㎜, 두께 1.1㎜의 폴리카보네이트 기판에 광학 기록층용 요철 패턴을 사출 성형으로 형성하고, 그 상층에, 알루미늄의 광학 기록층을 형성하고, 그 표면에, 막 두께 25㎛의 감압성 점착제 필름(日東電光社 제조 CS9603)을 접합하고 그 상층에 상기 폴리카보네이트 필름을 접착하여, 샘플을 제작하였다.
여기서, 폴리카보네이트 필름은 열 수축율이 (0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.05%, 0.09%, 0.12%, 0.15%)로 다른 7종류의 필름을 사용하여 4개의 광디스크 샘플로 하였다.
상기 각 광디스크 샘플을 가속 조건으로 하여, 온도 80℃, 습도 85%의 고온 고습 분위기 하에서 96시간 경과시키고, 그 전후에서의 레디얼 스큐의 변화를 측정하였다.
여기서, 레디얼 스큐는 기준 평면상에 디스크의 중앙 부분을 유지한 상태로,기준 평면에 수직인 광을 디스크 단부 표면에 조사하여, 얻어지는 반사광의 반사각을 측정하는 것으로, 디스크 단부에서의 표면의 경사로서 측정하였다.
레디얼 스큐의 값은 디스크의 외주에서 최대가 되기 때문에, 본 실시예에 있어서는 반경 58㎜의 위치에서 측정하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
열 수축율(%) | 레디얼 스큐 변동(도) |
0.01 | -0.04 |
0.02 | -0.09 |
0.03 | -0.13 |
0.05 | -0.24 |
0.09 | -0.71 |
0.12 | -1.01 |
0.15 | -1.20 |
표 1로부터, 열 수축률이 작아짐에 따라서 레디얼 스큐의 변동치가 작아지고, 열 수축률이 커짐에 따라서 레디얼 스큐의 변동치가 커지는 것을 알 수 있다.
레디얼 스큐의 변동은 ±0.1도 이내로 하는 것이 바람직하고, 이 범위 내로 하기 위해서는 폴리머 필름의 열 수축률을 0.02% 이하로 하는 것이 필요한 것을 알 수 있었다.
(실시예 2)
다음에, 열 수축률이 0.02%를 넘는 폴리머 필름인 (0.03%, 0.05%, 0.09%)의 각 폴리머 필름에 대해서, 접착하기 전에 미리 핫 플레이트에 의해 대기 중에서 90℃ 2시간의 어닐 처리를 실시하여, 상기와 같은 샘플을 작성하고, 상기와 같이 레디얼 스큐의 변동치를 측정하였다.
결과를 표 2에 나타낸다.
어닐전 열 수축율(%) | 어닐 후 열 수축율(%) | 레디얼 스큐 변동(도) |
0.03 | 0.01 | -0.06 |
0.05 | 0.01 | -0.08 |
0.09 | 0.02 | -0.09 |
표 2로부터, 열 수축률이 0.02%를 넘는 폴리머 필름에 대해서도, 어닐 처리를 실시함으로써, 열 수축률이 0.02% 이하의 범위 내로 억제할 수 있고, 이 폴리머 필름을 사용한 경우의 레디얼 스큐의 변동은 ±O.1도 이내로 억제되어 있는 것을 알 수 있었다.
한편, 상기 각 실험에서는 열 처리에 의한 디스크 기판의 변동분을 제거하기 위해서, 폴리머 필름을 접합하지 않은 디스크 기판을 기준으로 하여, 그 레디얼 스큐의 변동분으로부터의 차로서 측정하고 있다.
본 발명은 상기 실시예의 형태에 한정되지 않는다.
예를 들면, 광학 기록 매체를 구성하는 기판, 광학 기록층 및 층간의 접착층 등의 재료 및 막 두께 등은 상기 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않고, 적합하게 선택하는 것이 가능하다.
또한, 폴리머 필름은 열 수축률이 0.02% 이하가 되어 있으면 되고, 용융 캐스트법 이외의 방법으로 제작된 것을 사용할 수 있어, 재료 및 막 두께 등은 적합하게 선택하는 것이 가능하다.
기타, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체에 의하면, 광 투과성의 보호막을 구성하는 폴리머 필름의 열 수축률이 0.02% 이하로 되고, 이것에 의해, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되며, 광학 기록 매체에 휘어짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법에 의하면, 광 투과성의 보호막으로서, 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을 접착층에 의해 광학 기록층에 접착하고, 장기간의 사용 중에 있어서 폴리머 필름 수축이 억제되며, 휘어짐의 발생을 억제한 광학 기록 매체를 제조할 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체는 광학 기록층에 대용량의 정보를 광학적으로 기록하는 광학 기록 매체에 적용 가능하다.
본 발명의 광학 기록 매체의 제조방법은 상기 본 발명에 관계되는 광학 기록 매체를 제조하는 방법에 적용 가능하다.
Claims (8)
- 기판과,상기 기판에 형성된 광학 기록층과,상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광 투과성의 보호막을 갖고,상기 보호막은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름과 상기 폴리머 필름을 상기 광학 기록층에 접착하는 접착층을 포함하고 있는 광학 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 필름은 용융 캐스트법에 의해 제작된 폴리머 필름인 광학 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 필름은 필름으로서 제작된 후, 상기 광학 기록층에 접착되기 전에, 미리 어닐 처리가 실시된 폴리머 필름인 광학 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 필름 중의 잔류 용매가 0.3 중량% 이하인 광학 기록 매체.
- 기판에 광학 기록층을 형성하는 공정과,상기 광학 기록층의 상층에 광 투과성의 보호막을 형성하는 공정을 갖고,상기 보호막을 형성하는 공정은 열 수축률이 0.02% 이하의 폴리머 필름을 접착층에 의해 상기 광학 기록층에 접착하는 공정을 포함하고 있는 광학 기록 매체의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 폴리머 필름으로서, 용융 캐스트법에 의해 제작된 폴리머 필름을 사용하는 광학 기록 매체의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 폴리머 필름을 필름으로서 제작하는 공정 후, 상기 광학 기록층에 접착하는 공정 전에, 상기 폴리머 필름에 미리 어닐 처리를 실시하여 두는 광학 기록 매체의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 폴리머 필름으로서, 폴리머 필름 중의 잔류 용매가 0.3 중량% 이하인 폴리머 필름을 사용하는 광학 기록 매체의 제조방법.
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