JPS62293529A - フレキシブル光デイスク及びその製造方法 - 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】 ３、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ィスク及びその製造
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憶
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、プラスチック、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径に絞っ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
。よってこの光デイスク記憶方式は、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ュータ
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、従来のフロッピ
ーディスク記憶方式を光記憶方式にＭ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ィスク
を用いており、ディスクの基板厚さを数十μｍにおさえ
である。

このフレキシブルタイプのディスク構造及び情報の記録
・再生は、基本的には光ディスクの場合と同様であり、
このディ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、平面精度及
び均一な膜厚等光ディスク基板兼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ック基板が上
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、プラスチック
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ｒ
４ＦＡ状態での使用に耐えないという根本的な欠点を有
している。一方、ポリカーボネートは強度的には使用に
酬えうるが、押出し成形法、カレンダー成形法等により
作製したフィルムは成形歪のため複屈折が大きく、また
、膜厚精度や成形歪の点で有利なソルベントキャスト法
によりフィ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、透明性の高いフィ
ルムを得ることが困難である。

ここで、ソルベントキャスト法とは、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ィ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
んどは第７図［ａ）に示すビスフェノールＡ型であり、
これ（ま、通常非結晶性プラスチッ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へイドロフラ
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。

よって、このような性質を有するポリカーボネートを用
いてツルベン）・キャスト法によりフィルムを作製する
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、結晶化のなめにはある程
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。よって、ソルベントキャスト法によって作製
可能な従来のポリカーボネートフィルムの膜厚の限度は
、１００〜２００μｍとされている。これは、膜厚がこ
れ以上になるとフィルムが白化したり脆くなったりする
からである。しかし、膜厚がこれよ恒薄い場合ニモフィ
ルムは、−見透明ではあるが、フＩルム内に光を通して
見ると充分には透明ではなく、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、トラッキング用プレグ
ループを形成しておく必要があるが、このプレグループ
の形成においても、基板材料及び製造方法上の制約が大
きな問題となっている。光デイスク基板の場合には、２
２法、インジエクシアン法などによりプレグループ形成
が可能であるが、従来技術で作製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
グループ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、平面精度、膜厚の均一性に優れ、トラッ
キング用プレグループの形成も容易であるフレキシブル
光ディスク及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

く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揮々検討を重
ねた結果、従来のソルベントキャ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り、このポリカーボ
ネートの結晶性を低下させるには、分子の対称性を低下
させる方法、あるいは分子の側鎖に嵩高なＮ換基をつけ
る方法が有効であることがわかった。

そして、本発明者らは、前記ビスフェノールＡ型のポリ
カーボネートはソルベントキャスト法によると結晶化し
た不透明フィルムとなるが、第７図（ｂ）に示すビスフ
ェノ−ｋ　Ｚ型のポリカーボネートはツルベン（・キャ
スト法により極めて透明性に優れ、旦っ可撓性、強度な
どのｔｌｆｆ１Ｍ的特性も充分なフィルムとなることを
見い出した。

ところが、このように作製したｐｃ−ｚフィルムは、一
方向に応力を負荷した場合、第８因の応カー嫂屈折特性
に示すようにがなり大きな複屈折を示すことがわかった
。

そこで、本発明者らはさらに検討を重ねた結果、ｐｃ−
ｚを主体とし、これに低分極率性ポリマーを添加した溶
液ブし・ン：ζ物をツルペルｌ−法によりフィルム化す
ると、複屈折の指標である光弾性定数Ｃが小さく、シか
も機械的特性の優れたポリマーアロイフィルムが得られ
ることを知見した。

本発明（よ、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ィスクの構成は４，４’−（ジハイ
ドロキシフェニル）〜１゜１−ノウコヘキサンからなる
ポリカーボネート（ｐｃ−ｚ）と透明性の高い低分極率
性ボ）ｊマーとの溶液ブレンドを用いてツルベンｊ・キ
ャスト法により作製されたボッマーアロイフィルムと、
このポリマーアロイフィルムの片面に形成されたトラッ
キング用プレグループと、このプレグループ付きポリマ
ーアロイフィルムのプレグループ形成面に設けられて光
エネルギーによっ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ｗｋ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、４，４
’−（ジハイドロキシフェニル）−１，１−シクロヘキ
サンからなるポリカーボネート（ＰＣ−ｚ）と透明性の
高い低分極率性ポリマーとからなるポリマーアロイフィ
ルムをソルベントキャスト法により作製し、このポリマ
ーアロイフィルムの片面にトラッキング用プレグループ
を形成し、このプレグループ付きポリマーアロイフィル
ムのプレグループ形成面に光エネルギーによって記録可
能な記録層な設けるとともにこの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、上述のようにソルベントキャスト法により
作製したｐｃ−ｚと低分極率性ポリマーとからなるポリ
マーアロイフィルムをフレキシブル光ディスクの基板と
して用いる。本発明に用いられろ低分極率性ポリマーと
しては、ｐｃ−ｚと相溶性のよいポリスチレン（ｐｓ）
あるいはその誘導体、ならびにＰＳと無水マレイン酸な
どの他の低分極率性ポリマーとの共重合体などが考えら
れる。ここで、ツルペンＩ・キャスト法においてＰＣ−
２と低分極率性ポリマーとの共通溶媒としては、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しやすくなるので、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
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
やかな速度でキャスティング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
膜厚のフィルムを作製することができる。また、このよ
うなソルベントキャスト法によるフィルム内部には残留
応力が存在しないため、押出し成形等により作製したポ
リカーボネートフィ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
による溶液の壁面へのもり上がりによりフィルムの膜厚
が大きくなるが、その領域は壁面から１０＋＋ｕｍ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ィ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ポリマーアロイフィルムは、
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、このフィルムの片面からの溶媒蒸発に基づく
成型歪によるフィ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挾んで９０℃、１〜
２時間程度の条件で１ニールするとよい。

また、このようなポリマーアロイフィルムは、トラッキ
ング用プレグループの形成がソルベントキャスト法によ
りフィルムと一体的に行うことがでざるという特徴を有
する。この場合、プレグループを底面に有する型を用い
てソルベントキャストすればよい。

このポリマーアロイフィルムへのトラッキング用プレグ
ループの形成は、他の方法によっても容易にでき、後の
実施例で説明するようにホットプレス法、ロール法、２
　Ｐ　（ｐｈｏｔｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）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１＠いためこのような方法は
適用できなかったが、本願発明のポリマーアロイフィル
ムは、可撓性があり強度も高参ため、このような方法が
適用できるようになった。

このようにして形成されたプレグループ付キホリマーア
ロイフィルムは、３．５インチφのディスク形状に仕上
げられ、そのプレグループ形成面に記録層を設ける。こ
の記録層は、例えばテルルを共蒸発した二硫化炭素プラ
ズマ重合膜を厚さ３００人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の厚さの透明体″
Ｊ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
フレキシブル光ディスクを得ろことができる。

く実　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、本発明のポリマーアロイフィルムを作製するため
のツルベンＩ・キャスト法を説明する。第１図は、この
ソルベントキャスト法を実施するための装置の断面図で
ある。同図に示すようにキャスト溶液４を入れてポリマ
ーアロイフィルムを形成するガラス型２（よ、平衡度調
節台３上に載置されてキャスト容器１内に収納されてい
る。このキャスト容Ｎ１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８の中を通
過したＮ２ガスが流通する構造となっている。そして、
このような設備は防震台７上に設置されている。ここで
ガラス型２は、表面′ｔ＃度および平面精度の優れたも
のを採用する。

この装置において、ポリマーアロイフィルムを作製する
には、まずキャスト溶液４を調製する。このキャスト溶
液４は、ｐｃ−ｚと低分極率性ポリマーとの任意の割合
の混合物を塩化メチレン、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６〜１０％
の濃度に溶かして調製されろ。

このようにして調製きれたキャスト溶液４をガラス型２
内に所定量満たした後、キャスト溶液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によりキャスト容器１を密閉する。次にキ
ャスト容器１内に溶媒８中を通ったＮ２ガスを流通させ
て、キャスト溶液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
のフィ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ポリマーアロイフィルムをガ
ラス型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挾んで９
０℃、１〜２時間の条件でアニールし、ポリマーアロイ
フィルムを作製した。

ここで、低分極率性ポリマーを添加することによる効果
を示す。第２図はＰＣ−ＺにＰＳｌ並びにＰＳと無水マ
レイン酸との共重合体を踵々の割合で添加して得られる
ポリマーアロイフィルムの応力複屈折特性から求められ
る光弾性定数Ｃ値を示すグラフである。なお、図中ブレ
ンド率とは全ポリマー量に対する低分極率性ポリマーの
割合である。

同図に示すように低分極率性ポリマーを添加していくと
Ｃの値は著しく低下し、待にＰＳ／無水マレイン酸共重
合体を用いた場合には５０％のブレンド率のときＣの値
はほぼ零となる。これはフィルムに応力を与えても複屈
折が発生せず、極めて光学的に優れたフィルムであるこ
とを示している。

このようにＰＣ−Ｚに低分極率性ポリマーを添加するこ
とにより複屈折性を低下させて光学的特性を向上させる
ことができるので、８１城的強度とのかねあいから適宜
低分極率性ポリマーの線類及びブレンド率を決定するこ
とにより光学的特性及び機械的特性に優れたポリマー７
０イフイルムを作製することができる。

次にこのようなポリマーアロイフィルムの片面へトラッ
キング用プレグループを形成する例を次の４つの方法に
分けて説明する。

１）　ソルベントキャスト法 本方法では、トラッキング用プレグループをポリマー１
０イ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３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ャスト
法に用いたガラス型２の代りにプレグループ付キＮ息ス
タンバ−９を用いて行えばよい。この際、プレグループ
付きＮｉスタンパ−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プ付きＮｉスタン
パ−９の裏面には厚さ８１１ＩＩｌｌ程度のステンレス
支持板１０を接着剤により貼り付けである。

まな、プレグループ付きＮｉスタンパ−９の外周部には
、ｗｌ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
したソルベントキャスト法と同様の操作によりト　゛ラ
ッキング用プレグループ付きポリマーアロイフィルムを
直接形成することができろ。

２）　ホットプレス法 第４図は、本方法の説明図である。同図に示すように、
本方法によれば、下部ホットプレス金型１２ｂ上にゴム
台座１４を介してポリマーアロイフィルム１３を設置し
、熱をかけながらプレグループ付きＮｉスタンパ−９を
取付けた上部ホットプレス金型１２ａによりポリマーア
ロイフィルム１３をプレスすることによりトラッキング
用プレグループをポリマーアロイフィルム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、プレグループの転
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／ｃｄ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、ポリマーア
ロイフィルムの変形やプレグループの乱れが生じ、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５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、プレグループ付きＮｉスタンパ−９は巻き
取りロール１５の表面に取付けられ、またポリマーアロ
イフィルム１３は平面型１６上に設置される。そして、
ディスペンサー１７から紫外線硬化性樹脂１９をポリマ
ーアロイフィルム１３の表面に均一に滴下させつつポリ
マーアロイフィルム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１６との間は一定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、平面型１６に形
成された孔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
に硬化させた硬化物２０には、プレグループが転写され
ており、巻き取りロール１５上のプレグループ付きＮｉ
スタンパ−９より硬化物２０を引きはがすことによりト
ラッキング用プレグループ付きポリマーアロイフィルム
を得ることができる。

このようにして作製されたトラッキング用プレグループ
付きポリマー１０イフイルムは巻きぐせをなくすため、
再度ガラス板に挾んで９０℃、１〜２時間の条件でアニ
ールされろ必要がある。

４）２Ｐ法 第６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プ付きＮｉスタン
パー９の中心部に所定上の紫外線硬化性樹脂１９を滴下
し、その上にポリマーアロイフィルム１３を設置する。

次いで、このポリマーアロイフィルム１３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
レグループ付き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プが転写されており、この硬化物を
プレグループ付きＮｉスタンパー９から引きはがすこと
によりプレグループ付きポリマーアロイフィルムを得る
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
プレグループ付きボリマーアロイフイ、レムをフレキシ
ブル光ディスクに仕上げる例を示す。

このプレグループ付きポリマー１０イフイルムを３５イ
ンチφのディスク形状に形成し、そのプレグループ形成
面に記録媒体としてテルルを共蒸着しｔコニ硫化炭素プ
ラズマ重合膜を３００人の厚さに形成した。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
シブル光ディスクを得た。

以上のように作製したフレキシブル光ディスクをターン
テーブル上に乗せ、その上から厚さ１．２朧のガラス板
を押え板として覆せ、１８００　ｒｐｍで回転させなが
ら半導体レーザーで記録したところ、４　ｍＷで記録で
きた。また、この記録されたフレキシブル光ディスクを
３　ｍＷで再生したところ良好な再生特性が得られた。

〈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、４．４’−（ジハイドロキシフェニル）−１
，１−シクロヘキサンからなるポリカーボネー＋−（Ｐ
Ｃ−Ｚ）と低分極率性ポリマーとを溶液ブレンドしたも
のをソルベントホヤスト法によりフィルム化してフレキ
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った複屈
折性を中心とした光学的信頼性を著しく向上させろこと
ができ、また同時に膜厚精度、表面精度、平面精度、強
度などの特性においても充分満足できるので、フレキシ
ブルタイプのプラスチッ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、トラッキング用プレグループも
、フィルム基板とともに一体的に直接形成することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のポリマーアロイフィルムを作成する
ための装置の一実施例を示す断面図、第２図はＰＣ−Ｚ
に低分極率性ポリマーを添加したときの光弾性定数Ｃの
値を示すグラフ、第３図〜第６図はそれぞれ本発明によ
る；・ランキング用プレグループの形成の例を示す説明
図、第７図ｆａ）はＰＣ−Ａの分子構造を示す説明図、
第７図（ｂ）はｐｃ−ｚの構造を示す説明図、第８図は
ＰＣ−Ｚフィルムの″Ｆｊ１．屈折特性や示すグラフで
ある。 図　　面　　中、 １はキャスト容器 ２はガラス型、 ３は平衡度調節台、 ４はキャスト溶液、 ９はプレグループ付きＮｉスタンパ−である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）４、４′−（ジハイドロキシフフェニル）−１、１
   −シクロヘキサンからなるポリカーボネート（ＰＣ−Ｚ
   ）と透明度の高い低分極率性ポリマーとの溶液ブレンド
   を用いてソルベントキャスト法により作製されたポリマ
   ーアロイフィルムと、このポリマーアロイフィルムの片
   面に形成されたトラッキング用プレグループと、このプ
   レグループ付きポリマーアロイフィルムのプレグループ
   形成面に設けられて光エネルギーによって記録可能な記
   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するフレキシブル光
   ディスク。 ２）低分極率性ポリマーがポリスチレン系樹脂、あるい
   はＰＣ−Ｚと相溶性の良いポリスチレン系樹脂共重合体
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   フレシキブル光ディスク。 ３）４、４′−（ジハイドロキシフェニル）−１、１−
   シクロヘキサンからなるポリカーボネート（ＰＣ−Ｚ）
   と透明度の高い低分極率性ポリマーとからなるポリマー
   アロイフィルムをソルベントキャスト法により作製し、
   このポリマーアロイフィルムの片面にトラッキング用プ
   レグループを形成し、このプレグループ付きポリマーア
   ロイフィルムのプレグループ形成面に光エネルギーによ
   って記録可能な記録層を設けるとともにこの記録層を覆
   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ィスクの製造方法。 ４）低分極率性ポリマーがポリスチレン系樹脂、あるい
   はＰＣ−Ｚと相溶性の良いポリスチレン系樹脂共重合体
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   フレキシブル光ディスクの製造方法。 ５）前記トラッキング用プレグループをプレグループ付
   きＮｉスタンパー面上におけるソルベントキャスト法に
   より前記ポリマーアロイフィルムと一体的に形成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のフレキシブ
   ル光ディスクの製造方法。 ６）前記トラッキング用プレグループをプレグループ付
   きＮｉスタンパーを取付けた金型を用いたホットプレス
   法により前記ポリマーアロイフィルムの片面に形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のフレキシ
   ブル光ディスクの製造方法。 ７）前記トラッキング用プレグループを片面にプレグル
   ープ付きＮｉスタンパーを取付けたロールを用いて紫外
   線硬化性樹脂により前記ポリマーアロイフィルム上へ形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のフ
   レキシブル光ディスクの製造方法。 ８）前記トラッキング用プレグループをプレグループ付
   きＮｉスタンパーを、用い、紫外線硬化性樹脂を介して
   行う２Ｐ（フォト−ポリマー）法により前記ポリマーア
   ロイフィルム上へ形成することを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載のフレキシブル光ディスクの製造方法。