JPH0375944B2

JPH0375944B2 -

Info

Publication number: JPH0375944B2
Application number: JP60140466A
Authority: JP
Inventors: Mikio Takeshima; Norihiro Funakoshi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1991-12-03
Also published as: JPS623443A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、透明性、複屈折性、可撓性、表面精
度、膜厚の均一性に優れたフレキシブル光デイス
ク及びその製造方法に関する。

＜従来の技術＞光による情報の書込み、読み出し可能な光デイ
スク記録方式は、面記憶密度が高く、小形で大容
量の記憶装置として近年急速な発展を見せてい
る。この方式の代表的な例は、プラスチツク、ガ
ラス等からなる透明基板上に記録媒体の薄層を形
成し、この記録媒体上に保護層を設けた後、基板
側から数μm径に絞つたレーザー光を照射するこ
とにより情報の書込み、読み出しを行うものであ
る。よつてこの光デイスク記録方式は、大容量、
非接触記録・再生、高速ランダムアクセス、長寿
命等の特徴を有している。

一方、光デイスク記憶方式と同様に将来のコン
ピユータ周辺装置を対象として開発されたものに
フレキシブル光デイスク記憶方式がある。この方
式は、従来のフロツピーデイスク記憶方式を光記
憶方式に置き代えたものと考えてよく、空気浮上
型フレキシブルタイプのデイスクを用いており、
デイスクの基板厚さを数十μmにおさえてある。

このフレキシブルタイプのデイスクの構造及び
情報の記録・再生は、基本的には光デイスクの場
合と同様であり、このデイスクのフレキシブル基
板にも高度な透明性、低い複屈折性、優れた力学
的特性、表面精度及び均一な膜厚等光デイスク基
板並みの特性が要求される。

＜発明が解決しようとする問題点＞従来、光デイスク基板の場合には、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネートなどのプラス
チツク基板が上記特性を満足するものとして実用
に供せられている。しかしながらフレキシブル基
板の場合には、プラスチツク材料を数十μmの薄
膜とするための製造上の制約から、上述したよう
な従来の材料、従来の技術で作製したものでは、
上記特性を満足することが困難である。すなわ
ち、ポリメチルメタクリレートは、脆性材料であ
るため薄膜状態での使用に耐えない。また、ポリ
カーボネートでは、押出し成形法等により作製し
たフイルムは成形歪のため複屈折が大きく、膜厚
精度や成形歪の点で有利なソルベントキヤスト法
によりフイルムを作製した場合にもポリカーボネ
ートが溶媒の存在下で結晶化しやすいため、透明
性の高いフイルムを得ることが困難である。

ここで、ソルベントキヤスト法とは、高分子溶
液を適当な型に注ぎ、そのまま放置するか、ある
いは加熱することにより溶媒を蒸発させてフイル
ムを作製する方法をいう。また、従来市販されて
いるポリカーボネートのほとんどはビスフエノー
ルＡ型であり、これは、通常非結晶性プラスチツ
クとして扱われているが、適当な溶媒の存在下に
おいては分子鎖の動きが滑らかになり容易に結晶
化してしまう性質を有し、塩化メチレン等の塩素
化炭化水素あるいはテトラハイドロフランなどの
良溶媒を用いても、適当な濃度で放置しておくと
容易に結晶化してしまう。よつて、このような性
質を有するポリカーボネートを用いてソルベント
キヤスト法によりフイルムを作製する場合、溶媒
の蒸発の過程において結晶化しやすい濃度領域を
通過しなければならないため、しばしば白化現象
を呈することになる。もちろん、結晶化のために
はある程度の誘導時間を必要とするため、この時
間内に結晶化しやすい濃度を通過させれば良いわ
けであるが、膜厚が厚くなるような場合には、蒸
発速度を速くすることは不可能である。よつてソ
ルベントキヤスト法によつて作製可能な従来のポ
リカーボネートフイルムの膜厚の限度は、100〜
200μmとされている。これは、膜厚がこれ以上に
なるとフイルムが白化したり脆くなつたりするか
らである。しかし、膜厚がこれより薄い場合にも
フイルムは、一見透明ではあるが、フイルム内に
光を通して見ると充分には透明でなく、また場所
による差が大きいことが多い。

一方、フレキシブル基板面には、トラツキング
用プレグルーブを形成しておく必要があるが、こ
のプレグルーブの形成においても、基板材料及び
製造方法上の制約が大きな問題となつている。光
デイスク基板の場合には、フオトポリマー法（以
下2P法と略す）、インジエクシヨン法などにより
プレグルーブ形成が可能であるが、従来技術で作
成したフレキシブル基板の場合には、薄膜であり
強度が弱いためこのようなプレグルーブ形成法を
採用することができない。

本発明は、上記問題点に鑑み、透明性、複屈折
性、可撓性、表面精度、膜厚の均一性に優れ、ト
ラツキング用プレグルーブの形成も容易であるフ
レキシブル光デイスク及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞本発明者らは、前記目的を達成するために種々
検討を重ねた。従来のソルベントキヤスト法にお
けるポリカーボネートの問題点を解消するために
は、ポリカーボネートの結晶性を低下させる必要
がある。そして、ポリカーボネートの結晶性を低
下させる方法としては、分子量を大きくする、
分子の対称性を低下させる、分子の側鎖に嵩
高な置換基をつけるという三つの方法が考えられ
る。本発明者らは、これらの方法を検討した結
果、の方法は大きな効果が見られず、むしろ溶
液粘度が高くなることに起因するオレンジピール
と呼ばれる膜厚すらができやすくなるが、およ
びの特徴を持つ、下記一般式を繰り返し単位とするＺタイプのポリカーボネー
ト（以下PC−Ｚと称する。）においては結晶化が
極めて低下するのでこれを用いてソルベントキヤ
スト法によつて作成したフイルムは、極めて透明
性り優れ、複屈折性も殆どなく、さらに可撓性、
強度などの機械的特性も、押し出し成形などによ
り形成した下記一般式を繰り返し単位とするＡタイプのポリカーボネー
ト（以下PC−Ａと称する。）やPC−Ａと他の樹
脂との共重合体からなるフイルムとほとんどかわ
らないということを知見した。

本発明は、これらの知見に基づき完成されたも
のでそのフレキシブル光デイスクの構成は、PC
−Ｚを用いてソルベントキヤスト法により作成さ
れたPC−Ｚフイルムと、このPC−Ｚフイルムの
片面に形成されたトラツキング用プレグルーブ
と、このプレグルーブ付きPC−Ｚフイルムのプ
レグルーブ形成面に設けられ光エネルギーによつ
て記録可能な記録層と、この記録層を覆うように
形成された光学的に透明な保護層とを有すること
を特徴とし、またその製造方法の構成は、PC−
Ｚ溶液をキヤスト溶液として上面フリーのキヤス
ト型中に注入し、該キヤスト型上部に所定濃度の
前記キヤスト溶液を構成する溶媒と同一の溶媒を
含有する不活性ガスを所定速度で流通させてソル
ベントキヤスト法により前記キヤスト溶液中の溶
媒を除去することによりフイルムを作成し、該フ
イルムの片面にトラツキング用プレグルーブを形
成し、該プレグルーブ付きフイルムのプレグルー
ブ形成面に光エネルギによつて記録可能な記録層
を設け、該記録層を覆うように光学的に透明な保
護層を形成することを特徴とする。

本発明では、上述のようにPC−Ｚを用いてソ
ルベントキヤスト法により作製したPC−Ｚフイ
ルムをデイスクの基板として用いる。ここで、ソ
ルベントキヤスト法においてPC−Ｚを用いる場
合の溶媒としては、塩化メチレン等の塩素化炭化
水素やテトラヒドロフランのほかにアクリロニト
リル、メチルアクリレート等も適用できる。ま
た、溶媒を蒸発させる工程においては、自然蒸発
によると時間がかかり、また温度をかけて蒸発速
度を高めると膜厚むらや表面荒れが生じやすくな
るので、N₂ガス等を流通させて蒸発速度を制御
するとよい。このとき乾燥N₂ガスを用いると蒸
発速度が早すぎて表面精度が悪くなる場合がある
が、この場合には、適当な濃度のキヤスト溶液を
構成する溶媒と同一の溶媒を含んだN₂ガス等を
用いればよい。このようにして溶媒の蒸発速度を
適度に調節して、ゆるやかな速度で溶媒の蒸発が
行われるようにすると、部分的な濃度むらがなく
なり、表面状態の優れた均一な膜厚のフイルムを
作製することができる。また、このようなソルベ
ントキヤスト法によるフイルム内部には残留応力
が存在しないため、押し出し成形等により作成し
た通常のポリカーボネートフイルムにおいて問題
となる複屈折はほとんど無視できる。また型の周
辺部付近は、表面張力による溶媒の壁へのもり上
がりによりフイルムの膜厚が大きくなるが、その
領域は壁面から10mm程度であるので、その分だけ
マージンをとれば十分所望のサイズと均一な膜厚
を有するフイルムを作製することができる。

このようにして作製されたPC−Ｚフイルムは、
離型後、真空乾燥器等により残留溶媒を除去する
とよい。さらに、このフイルムの片面からの溶媒
蒸発に基づく成型歪によるフイルムのくせを除去
するために、平面精度、表面精度の優れたガラス
板等に挟んで90℃、１〜２時間程度の条件でアニ
ールするとよい。

このPC−Ｚフイルムは、次のような特徴を有
する。

膜厚が100μm以内であれば、膜厚分布を±数
μmにおさえることができる。

複屈折はほとんど無視できる。

表面精度は表面粗さで0.01μm程度まで制御
できる。

強度はポリカーボネートＡとほぼ同程度であ
る。

また、このようなPC−Ｚフイルムは、トラツ
キング用プレグルーブの形成がソルベントキヤス
ト法によるフイルム成形と一体的に行うことがで
きるという特徴を有する。この場合、プレグルー
ブを表面に有する型の上にビスフエノールＺ溶液
を流し込んだ後ソルベントキヤスト法を行えばよ
い。

このPC−Ｚフイルムへのトラツキング用プレ
グルーブの形成は、他の方法によつても容易にで
き、後の実施例で説明するようにホツトプレス
法、ロール法、2P法などの転写法により形成で
きる。従来のアクリル樹脂等では脆いためこのよ
うな方法は適用できなかつたが、本願発明のPC
−Ｚフイルムは、可撓性があり強度も高いため、
このような方法が適用できるようになつた。

このようにして形成されたプレグルーブ付き
PC−Ｚフイルムは、3.5φのデイスク形状に仕上
げられ、そのプレグルーブ形成面に記録層を設け
る。この記録層は、例えばテルル共蒸着した二硫
化炭素プラズマ重合膜を厚さ300Åに形成するこ
とにより設けられる。さらにこの記録層上に数十
μmの厚さの透明保護層を形成する。この透明保
護層は例えば蒸着法による酸化膜などにより形成
できる。このようにして本発明のフレキシブル光
デイスクを得ることができる。

＜実施例＞以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しな
がら説明する。

まず、本発明のPC−Ｚフイルムを作製するた
めのソルベントキヤスト法を説明する。第１図
は、このソルベントキヤスト法を実施するための
装置の断面図であり、１はキヤスト容器、２はキ
ヤスト型、３は平衡度調節台、４はキヤスト溶
液、５はカバー、６は溶媒だめ、７は除振台であ
る。同図に示すようにキヤスト溶液４を入れて
PC−Ｚフイルムを形成するキヤスト型２は、平
衡度調節台３上に載置されてキヤスト容器１内に
収納されている。このキヤスト容器１は、カバー
５によりほぼ密閉されており、この内部には溶媒
だめ６中の溶媒の中を通過した所定濃度の溶媒を
含有するN₂ガスが流通する構造となつている。
また、溶媒だめ６中の溶媒は、キヤスト溶液を構
成する溶媒と同一である。そして、このような設
備は除振台７上に設置されている。ここでキヤス
ト型２としては、表面精度および平面精度の優れ
たガラス型等を用いる。

この装置において、PC−Ｚフイルムを作製す
るには、まずキヤスト溶液４を調製する。このキ
ヤスト溶液４は、PC−Ｚを塩化メチレン、アク
リロニトリル、メチルアクリレート、テトラヒド
ロフラン等の溶媒に15〜20％の濃度に溶かして調
製される。このようにして調製されたキヤスト溶
液４をガラス型２内に所定量満たした後、キヤス
ト溶液４の表面をガラス型２の底面と平行に保つ
ように平衡度調節台３を調節して、カバー５によ
りキヤスト容器１を密閉する。次にキヤスト容器
１内に溶媒８中を通つたN₂ガスを所定速度で流
通させて、キヤスト溶液４からの溶媒の蒸発速度
を調節する。このとき、乾燥N₂ガスを流通させ
ると溶媒蒸発速度が高すぎて表面精度が悪くなる
が、本実施例の如く適当な濃度の溶媒を含んだ
N₂ガスを流通させることにより、部分的濃度む
らがなくなり表面状態の優れた均一な膜厚のフイ
ルムを作製することが可能となる。

このようにして作製されたPC−Ｚフイルムを
キヤスト型２より離型した後、真空乾燥器内で残
留溶媒を除去し、表面精度・平面精度の優れたガ
ラス板に挟んで90℃、１〜２時間の条件でアニー
ルすることにより、極めて透明性、低複屈折性、
表面精度、膜厚の均一性に優れたPC−Ｚフイル
ムを得ることができた。

次にこのようなPC−Ｚフイルムの片面へトラ
ツキング用プレグルーブを形成する実施例を次の
４つの方法に分けて説明する。

１ソルベントキヤスト法本方法では、トラツキング用プレグルーブを
PC−Ｚフイルムの形成と同時にしかも一体的
に作製することができる。

第２図に本方法の説明図を示す。同図に示す
ように本方法は、上述したソルベントキヤスト
法に用いたキヤスト型２の代りにプレグルーブ
付きNiスタンパー９を用いて行えばよい。こ
の際、プレグルーブ付きNiスタンパー９は
300μm程度の厚さのため、その変形を防止する
目的でプレグルーブ付きNiスタンパー９の裏
面には厚さ８mm程度のステンレス支持板１０を
接着剤により貼り付けてある。また、プレグル
ーブ付きNiスタンパー９の外周部には、液漏
れを防止するための漏れ防止リング１１が設け
られている。他の構成は第１図の装置と同様で
あるのでここでは重複する説明を省略する。本
方法によれば上述したソルベントキヤスト法と
同様の操作によりトラツキング用プレグルーブ
付きPC−Ｚフイルムを直接形成することがで
きる。

２ホツトプレス法第３図は、本方法の説明である。同図に示す
ように、本方法によれば、下部ホツトプレス金
型１２ｂにゴム台座１４を介して前記第１図の
装置により作成したPC−Ｚフイルム１３を設
置、熱をかけながらプレグルーブ付きNiスタ
ンパー９を取付けた上部ホツトプレス金型１２
ａによりPC−Ｚフイルム１３をプレスするこ
とによりトラツキング用プレグルーブをPC−
Ｚフイルム１３上に形成することができる。

ここで、ゴム台座１４を用いないと、プレグ
ルーブの転写がまだらになるがゴム台座１４を
用いることにより全面均一に転写を行うことが
できる。

またプレス条件は、ある最適値が存在し、こ
の場合には80℃、50Kg／cm²の条件で良好な転写
を行うことができた。因に温度や圧力が高い場
合には、PC−Ｚフイルムの変形やプレグルー
ブの乱れが生じ、逆に温度や圧力が低い場合に
は、良好な転写を行うことができない。

３ロール法第４図は、本方法の説明図である。同図に示
すように、本方法では、プレグルーブ付きNi
スタンパー９は巻き取りロール１５の表面に取
付けられ、また前記第１図の装置により作成し
たPC−Ｚフイルム１３は平面型１６上に設置
される。そして、デイスペンサー１７から紫外
線硬化性樹脂１９をPC−Ｚフイルム１３の表
面に均一に滴下させつつPC−Ｚフイルム１３
を巻き取りロール１５と平面型１６の間に押し
込む。このとき巻き取りロール１５と平面型１
６との間は一のクリアランスに保たれているた
め巻き取りロール１５を回動することにより紫
外線硬化性樹脂１９は一定の厚さに絞られる。
ここで、一定の厚さに絞られた紫外線硬化性樹
脂１９に、平１６に形成された孔１６ａを通し
て超高圧水銀灯１８より紫外線を照射し、この
紫外線硬化性樹脂１９を硬化させる。このよう
な硬化させた硬化物２０には、プレグルーブが
転写されており、巻き取りロール１５上のプレ
グルーブ付きNiスタンパー９より硬化物２０
を引きはがすことによりトラツキング用プレグ
ルーブ付きPC−Ｚフイルムを得ることができ
る。

このようにして作製されたトラツキング用プ
レグルーブ付きPC−Ｚフイルムは巻きぐせを
なくすため、再度ガラス板に挟んで90℃、１〜
２時間の条件でアニールする必要がある。

４ 2P法第５図ａ，ｂは、本方法の説明図である。両
図に示すように、本方法では、まずその裏面に
ステンレス支持板１０を接着したプレグルーブ
付きNiスタンパー９の中心部に所定量の紫外
線硬化性樹脂１９を滴下し、その上に前記第１
図の装置により作成したPC−Ｚフイルム１３
を設置する。次いで、このPC−Ｚフイルム１
３上にガラスカバー２１を覆せることにより紫
外線硬化性樹脂１９をプレグルーブ付きNiス
タンパー９の全面に引きのばした後、ガラスカ
バー２１側より紫外線を照射して紫外線硬化性
樹脂１９を硬化させる。このようにして硬化し
た硬化物にはプレグルーブが転写れており、こ
の硬化物をプレグルーブ付きNiスタンパー９
から引きはがすことによりプレグルーブ付き
PC−Ｚフイルムを得ることができる。

次いでこのような(1)〜(4)の方法により作製し
たプレグルーブ付きPC−Ｚフイルムをフレキ
シブル光デイスクに仕上げる例を示す。

このプレグルーブ付きPC−Ｚフイルムを
3.5φのデイスク形状に形成し、そのプレグルー
ブ形成面に記録溶媒としてテルルを共蒸着した
二硫化炭素プラズマ重合膜を300Åの厚さに形
成した。さらにこの記録層上に数十μmの厚さ
の透明保護層を設けてフレキシブル光デイスク
を得た。

以上のように作製したフレキシブル光デイスク
をターンテーブル上に乗せ、その上から厚さ1.2
mmのガラス板を押え板として覆せ、1800rpmで回
転させながら半導体レーザーで記録したところ、
4mWで記録できた。また、この記録されたフレ
キシブル光デイスクを3mWで再生したところ良
好な再生特性が得られた。

＜比較例＞Ａタイプのポリカーボネートを用いて、第１図
に示す装置によりソルベントキヤスト法よるフイ
ルムを実施例と同様な方法により作成した。しか
しながら、溶液濃度、キヤスト速度等のキヤスト
条件を調節しても部分的に結晶化による不透明部
分や膜厚の不均一を生じてしまい、均一な透明フ
イルムを得ることができなかつた。この場合、共
重合タイプのポリカーボネートを用いても同様の
結果が得られ、フイルム特性を改することができ
なかつた。

さらに、このような不均一フイルムを用いてフ
レキシブル光デイスクを構成した場合には良好な
記録・再生特性を得ることができず、エラーを発
生した。

＜発明の効果＞以上、実施例とともに具体的に説明したよう
に、本発明によれば、Ｚタイプのポリカーボネー
トをソルベントキヤスト法によりフイルム化して
フレキシブル光デイスク基板として用いることに
より、従来材料及び従来成形法では達成すること
ができなかつた膜厚精度、表面精度、透明性、複
屈折性、強度などの特性を著しく向上させること
ができ、フレキシブルタイプのプラスチツク基板
でも十分光デイスク基板として適用できるように
なる。

また、本発明によれば、トラツキング用プレグ
ルーブも、フイルム基板とともに一体的に直接形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のPC−Ｚフイルムを作成す
るための装置の一実施例を示す断面図、第２図〜
第５図はそれぞれ本発明によるトラツキング用プ
レグルーブの形成の例を示す説明図である。図面中、１はキヤスト容器、２はキヤスト型、
３は平衡度調節台、４はキヤスト容器、９はプレ
グルーブ付きNiスタンパーである。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式を繰り返し単位とするポリカーボネートを用いて
ソルベントキヤスト法により作製したフイルム
と、該フイルムの片面に形成されたトラツキング
用プレグルーブと、該プレグルーブ付きフイルム
のプレグルーブ形成面に設けられた光エネルギに
よつて記録可能な記録層と、該記録層を覆うよう
に形成された光学的に透明な保護層とを有するこ
とを特徴とするフレキシブル光デイスク。２一般式を繰り返し単位とするポリカーボネートの溶液を
キヤスト溶液として上面フリーのキヤスト型中に
注入し、該キヤスト型上部に所定濃度の前記キヤ
スト液を構成する溶媒と同一の溶媒を含有する不
活性ガスを所定速度で流通させてソルベントキヤ
スト法により前記キヤスト溶液中の溶媒を除去す
ることによりフイルムを作製し、該フイルムの片
面にトラツキング用プレグルーブを形成し、該プ
レグルーブ付きフイルムのプレグルーブ形成面に
光エネルギによつて記録可能な記録層を設け、該
記録層を覆うように光学的に透明な保護層を形成
することを特徴とするフレキシブル光デイスクの
製造方法。３前記トラツキング用プレグルーブを、キヤス
ト型としてプレグルーブ付きNiスタンパーを用
いたソルベントキヤスト法により前記フイルム上
に一体形成したことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載のフレキシブル光デイスクの製造方
法。４前記トラツキング用プレグルーブを、プレグ
ルーブ付きNiスタンパーを取付けた金型を用い
たホツトプレス法により前記フイルム上に形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
フレキシブル光デイスクの製造方法。５前記トラツキング用プレグルーブを、プレグ
ルーブ付きNiスタンパーを取付けたロールを用
いて紫外線硬化性樹脂を介し、前記フイルム上に
形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のフレキシブル光デイスクの製造方法。６前記トラツキング用プレグルーブを、プレグ
ルーブ付きNiスタンパーを用いたフオトポリマ
ー法により、前記フイルム上に形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載のフレキシブ
ル光デイスクの製造方法。