(57)【要約】【課題】真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、必要な剛性を確保しつつ、記録膜成膜中のフィルム表面の温度上昇を可及的に抑制できる光ディスクの構造及びその製造方法を工夫すること。【解決手段】真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、フレキシブル光ディスクが厚さの異なる２枚のフィルムを貼り合わせて構成されたものであり、一方のフィルムが、プリグルーブ、ピットを形成し、記録膜を形成されたものであり、記録膜を形成したフィルムの記録面側に他方のフィルムを貼り付けて剛性を調整したものであること。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスク媒体であって、
厚いフィルムと薄いフィルムの２枚のフィルムを貼り合わせて形成されており、
厚いフィルムと薄いフィルムの一方が記録膜を成膜されたフィルムであり、
記録膜が形成されたフィルムに他方のフィルムを貼り合わせて必要な剛性を確保しているフレキシブル光ディスク。
【請求項２】
上記２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムに、プリグルーブ、ピットなどのパターンが形成され、記録膜が成膜されている、請求項１のフレキシブル光ディスク。
【請求項３】
上記の薄いフィルムの厚さが５μｍ〜２０μｍである請求項２のフレキシブル光ディスク。
【請求項４】
上記の薄いフィルムがポリカーボネートフィルムである請求項３のフレキシブル光ディスク。
【請求項５】
上記の厚い方のフィルムがポリカーボネートフィルムである請求項４のフレキシブル光ディスク。
【請求項６】
上記一方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせている請求項１乃至請求項５のフレキシブル光ディスク。
【請求項７】
真空プロセスで記録膜を形膜するフレキシブル光ディスクの製造方法であって、
厚いフィルムと薄いフィルムの２枚のフィルムのうちの一方にプリグルーブ、ピットなどのパターンが形成し、
上記一方のフィルムを冷却しながら記録層を成膜し、
記録膜が成膜された上記一方のフィルムに他方のフィルムを貼り合わせて必要な剛性を確保する、フレキシブル光ディスクの製造方法。
【請求項８】
上記冷却が水冷である請求項７のフレキシブル光ディスクの製造方法。
【請求項９】
上記２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムに、プリグルーブ、ピットなどのパターン及び記録膜を形成する請求項７又は請求項８のフレキシブル光ディスクの製造方法。
【請求項１０】
上記の薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムである請求項７乃至請求項９のフレキシブル光ディスクの製造方法。
【請求項１１】
上記の薄い方のフィルムの厚さが５〜２０μｍである請求項７乃至１０のフレキシブル光ディスクの製造方法。
【請求項１２】
上記一方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせる、請求項７乃至請求項１１のフレキシブル光ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、可撓性を有するシート状の光学的情報記録媒体、すなわち、フレキシブル光ディスクに関するものであり、真空プロセスで記録膜を成膜する工程でのプリグルーブ、ピット等の歪みを抑制しつつ、高速で記録膜を形成することができるものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、テレビ放送のデジタル化が始まるなど、大容量のデジタルデータを記録することが光ディスクに求められている。光ディスクの高密度化のため、基本的な事項は、記録／再生のための光のスポット径を小さくすることである。
このため、記録／再生のために用いられる光の波長を短くし、かつ対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが有効である。光の波長についてはＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ　ｄｉｓｋ）では近赤外光の７８０ｎｍの波長が、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｋ）では赤色光の６５０ｎｍ近傍の波長が用いられている。最近、青紫光の半導体レーザが開発され、今後は４００ｎｍ近傍のレーザ光が使用されると予想される。
【０００３】
また、対物レンズについては、ＣＤ用はＮＡ０．５未満であったが、ＤＶＤ用はＮＡ０．６程度である。今後、さらに開口数（ＮＡ）を大きくしてＮＡ０．７以上とすることが求められる。しかし、対物レンズのＮＡを大きくし、また光の波長を短くすると、光を絞るときの収差の影響が大きくなる。したがって、光ディスクのチルトに対するマージンが減ることになる。また、ＮＡを大きくすることによって焦点深度が小さくなるため、フォーカスサーボ精度を上げなくてはならない。
【０００４】
さらに、高ＮＡの対物レンズを使用することによって、対物レンズと光ディスクの記録面との距離が小さくなってしまうため、光ディスクの面ぶれを小さくしないと、始動時のフォーカスサーボを引き込む直前に、対物レンズと光ディスクとが衝突することがあり、これがピックアップを故障させる原因となる。
短波長，高ＮＡの大容量光ディスクとして、例えば、刊行物「Ｏ　ＰＬＵＳ　Ｅ」（ｖｏｌ．２０　Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているように、ＣＤと同程度に厚く剛性の大きい基板に記録膜を成膜し、記録／再生用の光を基板を通さずに、薄いカバー層内を通して記録膜に対して記録／再生する構成のシステムが提案されている。
【０００５】
公知ではないが、先行技術として、特願２００１−１１８３４４号明細書に記載されたものがある。このものは、可撓性を有するシート状の光ディスクを回転させる回転駆動手段と、光ディスクの記録面とは反対面側に設置され、少なくとも光ディスクにおける書き込みあるいは読み取りが行われる部位における回転軸方向の振れをベルヌイの法則に基づく空気流の圧力差によって安定化させるガイドとを備えた光ディスク駆動装置であり、空気の力で可撓性ディスクの面ぶれや反りを極小化して高ＮＡレンズに対応するものである。そして、そのフレキシブル光ディスクは、基本的には、その記録膜は従来のＣＤ−ＲＷやＤＶＤ＋Ｒなどと同系統のものでよいが、樹脂基板が硬いものから薄くて柔らかいものに変わっている点で違うものである。
【０００６】
【特許文献１】特願２００１−１１８３４４号明細書
【非特許文献】刊行物「Ｏ　ＰＬＵＳ　Ｅ」（ｖｏｌ．２０　Ｎｏ．２）の１８３ページ。
【０００７】
【従来技術の問題点】
フレキシブル光ディスクの記録膜は、無機材料を真空中で蒸着しあるいはスパッタリングすることによって形成されるが、その成膜プロセスで基板に熱がかかり、基板の温度が上がりやすい。他方、温度が１００℃を超えてくると、基板の樹脂フィルムが変質したり、表面に形成されたプリグルーブなどが変形したりするので、好ましくない。
ＣＤのように基板が１ｍｍ程度あって、比較的厚い場合は熱容量が大きく、上記温度上昇が緩やかであって成膜中の熱はあまり問題にはならない。しかし、０．２ｍｍ以下のフィルムの場合、熱容量が小さいために温度上昇が大きくなってしまう。そのため、成膜時に成膜面の反対側を冷却する。フィルムを冷却すると温度上昇は緩和されるが、裏側からの冷却であるのでフィルムが薄い方が冷却効果が高い。しかし、冷却効果が十分に高い程度に薄いフィルムは、空気力安定化のディスクシステムに用いるには薄すぎてディスク剛性が不足し、面ぶれに対する安定性が悪く、また、破損しやすいという問題がある。
【０００８】
【解決しようとする課題】
この発明は、先行技術の上記問題を解消することを目的とし、真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、必要な剛性を確保しつつ、記録膜成膜中のフィルム表面の温度上昇を可及的に抑制できる光ディスクの構造及びその製造方法を工夫することを、その課題とするものである。
【０００９】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題解決のために講じた手段１は、真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクについて、次の（イ）〜（ハ）によるものである。
（イ）フレキシブル光ディスクが厚さの異なる２枚のフィルムを貼り合わせて構成されたものであること、
（ロ）一方のフィルムが、プリグルーブ、ピットを形成し、記録膜を形成されたものであること、
（ハ）記録膜を形成したフィルムの記録面側に他方のフィルムを貼り付けて剛性を調整したものであること。
【００１０】
【作用】
ディスクフィルムを２つに分け、成膜時の冷却が効果的な薄いフィルムに記録膜を形成することで、記録膜成膜中に当該フィルムが過熱されることによるプリグルーブの変形が防止される。また、記録膜が成膜された上記フィルムに適度な厚さのフィルムを貼り合わせてディスクを構成することで、剛性を最適化されたディスクが構成される。これによって、温度負荷の大きな高速成膜を行ってもフィルムのグルーブなどの劣化が生じず、必要な剛性を有するフレキシブル光ディスクが製作される。
したがって、成膜に最適なフィルムのパラメーターとディスクとしての空気安定化に最適なフィルムのパラメーターとが異なるにも関わらず、満足なフレキシブル光ディスクが得られる。
【００１１】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、解決手段１について、その２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンが形成され、記録膜が成膜されていることである。
【作用】
上記２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムに記録膜が成膜されているので、成膜工程における冷却効果が高い。したがって、熱的影響によるプリグルーブ、ピットなどの変形が効果的に抑制されるので、高品質が確保される。また、成膜速度を高速化できるので、より低コストで製作される。
【００１２】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様２は、上記実施態様１について、その薄いフィルムの厚さが５μｍ〜２０μｍであることである。
【作用】
プリグルーブ、ピットなどのパターンが形成され、記録膜が形成されているフィルムの厚さが５μｍ〜２０μｍであるから、薄すぎることによる格別の支障なしに、プリグルーブ、ピットなどのパターンの転写成形がなされ、かつ、成膜工程におけるフィルム昇温が十分に抑制された状態で記録膜の成膜がなされたものであるから、上記フィルム昇温によるプリグルーブ、ピットなどの変形が最も抑制されたものである。したがって、品質が極めて高いフレキシブル光ディスクである。
【００１３】
【実施態様３】（請求項４に対応）
実施態様３は、上記実施態様２について、その薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであることである。
【００１４】
【実施態様４】（請求項６に対応）
実施態様４は、解決手段１、上記実施態様１乃至実施態様３について、その一方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせていることである。
【作用】
一方のフィルムの記録膜を形成した面に他方のフィルムを貼り合わせているので、上記他方のフィルムが、フレキシブルディスク基板の剛性を高めるとともに、記録面の保護機能を奏するので、記録面を熱硬化性樹脂で被覆して保護する場合のように、フレキシブルディスク基板の可撓性が保護層の存在によって損なわれることはない。
また、このフレキシブル光ディスクは、上記記録膜が２枚の樹脂面に挟まれていて外部に露出してはいないので、保存信頼性が高い。したがって、もし、ガイドがディスク面を摺動しても、ガイド面が記録膜側であるか否かに関わりなく、上記摺動によって損傷することはない。
【００１５】
【解決手段２】（請求項７に対応）
上記課題解決のために講じた手段２は、真空プロセスで記録膜を形膜するフレキシブル光ディスクの製造方法を前提として、次の（イ）〜（ハ）によって構成されるものである。
（イ）厚いフィルムと薄いフィルムの２枚のフィルムのうちの一方にプリグルーブ、ピットなどのパターンが形成し、
（ロ）上記一方のフィルムを冷却しながら記録層を成膜し、
（ハ）記録膜が成膜された上記一方のフィルムに他方のフィルムを貼り合わせて必要な剛性を確保すること。
【００１６】
【作用】
真空プロセスで記録膜を形成するフレキシブル光ディスクの製造工程の真空プロセスで記録膜を成膜する工程ではそのフィルム表面の温度が上昇し、歪みを生じて情報記録面の品質が損なわれる恐れがあり、フィルムが厚いほどその冷却効果が低く、成膜表面の温度が上昇するが、互いに貼り合わせて基板を構成する厚いフィルムと薄いフィルムの２枚のフィルムのうちの一方にプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、記録膜を形成することで、記録膜を成膜する段階でのフィルムの厚さが薄くなり、上記冷却効果が高い。したがって、その表面の温度上昇を許容範囲に抑制できるから、成膜速度を高くしつつ、かつ上記温度上昇による歪みを可及的に低減させることができる。
そして、記録膜が成膜された一方のフィルムに他方のフィルムを貼り合わせることで必要な剛性が確保されたフレキシブル光ディスクが製造される。
【００１７】
【実施態様１】（請求項８に対応）
実施態様１は、上記解決手段２について、上記冷却が水冷であることである。
【作用】
記録膜の成膜工程において、成膜加工されるフィルムが冷却水によって強制的にかつ効果的に冷却されるので、当該フィルム表面の温度上昇が効果的に抑制される。
【００１８】
【実施態様２】（請求項９に対応）
実施態様２は、上記解決手段２又は上記実施態様１について、その２枚のフィルムのうちの薄い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、記録膜を成膜することである。
【作用】
２枚のうちの厚い方のフィルムにプリグルーブ、ピットなどのパターンを形成し、これに記録膜を成膜しても、解決手段２又は上記実施態様１による上記作用を奏するが、上記パターンを形成して記録膜を成膜する上記フィルムを薄い方のフィルムにすることによって、解決手段２又は上記実施態様１による上記作用を一層顕著に奏する。
【００１９】
【実施態様３】（請求項１０に対応）
実施態様３は、上記解決手段２乃至上記実施態様２について、その薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであることである。
【作用】
薄い方のフィルムがポリカーボネートフィルムであり、当該フィルムは透光性に優れているので、この薄いフィルム側から再生記録を行うことができる。
また、ポリカーボネートフィルムは熱変形温度がポリエチレンテレフタレートよりも低いので、グルーブ成形が容易でハイタクト化が可能である。なお、熱変形温度が低いと成膜時の熱に弱いが、しかし、当該フィルムを薄くして裏面から水冷するので特に支障になることはない。
【００２０】
【実施態様４】（請求項１１に対応）
実施態様４は、上記解決手段２乃至上記実施態様９について、その薄い方のフィルムの厚さが５〜２０μｍであることである。
【作用】
薄い方のフィルムの厚さが５〜２０μｍであることによって、これにプリグルーブ及びピットなどのパターンを転写する場合の、格別の支障なく高精度で転写加工することができ、かつ、記録膜の成膜工程でのフォルム表面の温度上昇を可及的に抑制することができるので、熱変形を回避しつつ高速度で成膜することができる。したがって、製造コストが低減される。
【００２１】
【実施態様５】（請求項１２に対応）
実施態様５は、解決手段２、上記実施態様１乃至実施態様４について、その一方のフィルムの記録膜形成面に他方のフィルムを貼り合わせることである。
【００２２】
【実施の形態】
図１にフレキシブル光ディスク１を用いた光ディスク駆動装置を概念的に示しているが、これは、そのフレキシブル光ディスクの下側に光ピックアップ２を配置し、上側に安定化のためのガイド３を配置したものである。そして、光ピックアップ２によって下側から光を入射させて再生や記録を行い、光ピックアップ６の反対側のガイド３によって、フレキシブル光ディスク１とガイドの距離を空気力で一定に保って、面ぶれを小さくしている。ピックアップの波長は４０５ｎｍ、ＮＡは０．８５である。
【００２３】
【実施例１】
図２に、実施例１のフレキシブル光ディスクを示している。
実施例１では、キャスト法（金型成形方法）で作られた厚さ５μｍのポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）１１に、熱プレス法でプリグルーブを形成している。このプリグルーブはトラックピッチ０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率は６：４であり、深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの上記第１のフィルム１１をスパッタ装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取り付ける。基板ホルダーに第１のフィルム１１を装着して後、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
上記第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１にマグネトロンスパッタリングで、ＺｎＳ−ＳｉＯ２を厚さ２０ｎｍ、Ｓｉ３Ｎ４を厚さ１０ｎｍ、ＴｂＦｅＣｏを厚さ１５ｎｍ、Ｓｉ３Ｎ４を厚さ１０ｎｍ、ＡｇＣｕを厚さ３０ｎｍの膜を順次重ねて記録膜１２を形成する。
スパッタリング装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍであり、これはすべての膜の成膜において一定である。
【００２４】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力は、一貫して３ｍＴｏｒｒ。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２の膜形成：投入電力４ｋＷで、付着レートは１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ３Ｎ４の膜形成：Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行う。投入電力２ｋＷで、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏの膜形成：投入電力０．８ｋＷで、付着レートは１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕの膜形成：投入電力５ｋＷで、付着レートは５０ｎｍ／ｓｅｃ。
【００２５】
上記の記録膜成形中、第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、５０℃未満であった。これで冷却水によるフィルム冷却が十分であったことが明らかである。また、スパッタリングで成膜された記録膜の膜浮きなどの欠陥が生じることもないことが確認された。
成膜後、紫外線硬化樹脂で厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（第２のフィルム）１３と貼り合わせて、ディスク１を構成した。なお、接着層１４の厚さは５μｍであるので、複合されたこのディスク１０の厚さは６０μｍとなった。
【００２６】
この実施例１では、第１のフィルム１１の記録膜形成面に第２のフィルム１３を貼り付けているので、その記録膜が第１のフィルム１１と第２のフィルム１３に挟まれている。そして、光学特性の優れている第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１側から記録再生し、硬くて耐摺動性に優れている第２のフィルム（ポリエチレンテレフタレート）１３をガイド側とする。
このディスク１０を図１の光ディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察した。半径４０ｍｍ線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態で、フォーカス誤差が５μｍ以下になった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２５μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行った。その結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
再生側の第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）１１は５μｍと極めて薄い上、光学的に透明であり、またキャスト法で作られていることともあいまって、複屈折が小さいので、良好な記録再生が成された。
また、記録膜１２が２枚のフィルム１１，１３で保護されているので、耐環境性が高い。
ガイド面は、第１のフィルム（ポリカーボネートフィルム）に比べて硬質な第２のフィルム（ＰＥＴフィルム）であるから、ごみの巻きこみによるディスク表面が傷付くことはほとんどない。
【００２７】
【実施例２】
実施例２のディスクを図３に示している。
この例では、厚さ１５μｍのキャスト法で作られたポリカーボネートフィルムに熱プレス法にてプリグルーブを形成して第１のフィルム２を形成した。プリグルーブは、そのトラックピッチが０．７μｍで、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さが６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
この第１のフィルム２１（直径１２０ｍｍ）をスパッタリング装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取りつけた。基板ホルダーに第１のフィルム２１を装着した後、真空引きして、５℃の水で冷却する。記録膜２２の成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、第１のフィルム２１（ポリカーボネートフィルム）に、マグネトロンスパッタリングで厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ１５ｎｍのＴｂＦｅＣｏ、１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ３０ｎｍのＡｌＴｉを順次積層して行われる。
スパッタリング装置のターゲットはφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離は１１０ｍｍで、これらはすべての膜の成膜について一定である。
【００２８】
また、成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２については、投入電力が４ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ３Ｎ４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力が２ｋＷ。付着レートが２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏについては、投入電力が０．８ｋＷ、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｌＴｉについては、投入電力が５ｋＷで、付着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃ。
【００２９】
上記の記録膜成形中、第１のフィルム２１（ポリカーボネートフィルム）の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、５０℃未満であった。また、スパッタリングで成膜された記録膜に膜浮きなどの欠陥は生じなかった。
成膜後、紫外線硬化樹脂による厚さ５μｍの接着層２４で厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（第２のフィルム）と図３に示すように貼り合わせてディスク２０を構成した。なお、ディスク２０の厚さは７０μｍとなっている。
【００３０】
このディスク２０を図１の光ディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察した結果、半径４０ｍｍ、線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態でフォーカス誤差が５μｍ以下であった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２５μｍになるようにしてランドに対して記録再生を行った結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生を行うことができた。
再生側のポリカーボネートフィルムは１５μｍと薄い上、光学的に透明でありまたキャスト成形されたものであることともあいまって、複屈折も小さいので良好な記録再生が行われた。
また、記録膜が２枚のフィルム２１，２３によって保護されているので、耐環境性が高い。
【００３１】
この実施例２では、反射放熱膜にＡｌ合金を用いたため、スパッタ膜の付着強度が大きく、したがって、膜の耐環境性が非常に良好である。これは、記録再生側の第１のフィルム２１に記録膜をスパッタしていく方法で膜を形成するために反射膜からスパッタしなくても良いからである。
刊行物「Ｏ　ＰＬＵＳ　Ｅ」（ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているような基板に成膜し、基板の反対側を再生面とする従来の高ＮＡピックアップ用光ディスクでは、反射膜が不透明であるから、最初に反射膜から膜を形成しなくてはならない。そのため最初に反射膜を形成する場合は、Ａｇなどの微細構造が平滑な膜を用いる必要があった。そうでないと次に成膜する膜の微小凹凸が増え、再生信号品質が劣化するからである。それに対して、この実施例２では、誘電体保護膜のＺｎＳ−ＳｉＯ２から成膜し、この成膜側フィルムから記録再生するので反射膜の微細構造が問題にならないから、構造は乱れやすいがしかし付着強度が大きく、耐環境性の高いＡｌ合金を用いることができた。
さらに、ガイド面は、ポリカーボネートに比べて硬質なポリエチレンテレフタレートフィルム（第２のフィルム）側なので、ごみの巻きこみによるディスク表面の傷つきも少なくなる。
【００３２】
ここで、スパッタリングによる成膜時の熱でどれだけ温度上昇するかのフィルム厚さ依存について調べてみたところ、その結果は次のとおりである。
フィルムの厚さと相変化型記録膜成膜中のフィルム表面の温度上昇との関係は図５に示すとおりである。この実施例の条件では、第１のフィルムが２５μｍ程度で、ピーク温度が１００℃に達してしまうことが図５から明らかである。
したがって、成膜に適するフィルムの厚さは２０μｍ以下が適切である。これより厚いフィルムに成膜する場合は、成膜時のスパッタ電力を小さくする必要がある。他方、薄すぎると、転写や貼り合わせに支障をきたすので、この観点からして、５μｍ程度以上であることが望ましい。
【００３３】
【実施例３】
実施例３のディスク３０を図４に示している。なお、この実施例は、記録膜を形成する一方のフィルムが他方のフィルムよりも厚い場合の例であり、記録膜成膜工程における熱による変質や歪み回避の観点からの、一方のフィルムの厚さについての上限を示唆するものである。この場合も、当然、一方のフィルムの剛性だけではフレキシブルディスク基板の剛性に足りず、他方のフィルムを貼り合わせることによって必要な剛性が確保されるものである。
この実施例３では、厚さ６０μｍのキャスト成形されたポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）３１に熱プレス法でプリグルーブを形成した。プリグルーブはトラックピッチ０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率を６：４に形成した。深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径３０ｍｍの上記第１のフィルム３１をスパッタ装置に静電気チャッキングを使用して基板ホルダーに取りつけ、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために冷却を停めるようにした。
【００３４】
記録膜３２の成膜は、ポリカーボネートフィルムにマグネトロンスパッタリングで厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ１２ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ３０ｎｍのＡｇＣｕを、順次積層して行われる。
スパッタ装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍで、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００３５】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜について３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２については、投入電力が１ｋＷで、付着レートが３ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ３Ｎ４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力が１ｋＷで、付着レートが１ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅについては、投入電力が０．５ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕについては、投入電力が１ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
第１のフィルム３１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ８０℃程度であった。
実施例３の第１のフィルム３１は、実施例１、実施例２の第１のフィルム１１，２１よりも厚いので冷却が効果がやや弱く、温度上昇が大きくなるので、この例では成膜パワーを下げて熱負荷を低減させた。表面温度が８０℃であれば、それは許容範囲であるので、グルーブの変形や変質はほとんど生じない。この例では、熱負荷を低減しつつ５℃の冷却水で冷却することで、成膜後のグルーブの変形を抑制できるので、トラッキングサーボがかかりにくいなどの問題を生じることはなく、また、スパッタされた記録膜の膜浮きなどの欠陥も生じない。
成膜後、厚さ５μｍの紫外線硬化樹脂による接着層３４によって、厚さ２０μｍのポリカーボネートフィルム（第２のフィルム）と貼り合わせてディスク３０を構成した。このディスク３０の厚さは８５μｍである。
【００３６】
このディスク３０を大口径レーザーを用いた初期化装置でＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ相変化膜を溶融結晶化して反射率を上げて記録の準備をし、その後、このディスク３０を図１のディスク駆動装置で回転させて、フォーカス誤差信号を観察したところ、半径４０ｍｍ、線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態で、フォーカス誤差は５μｍ以下であった。また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２０μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行った結果、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
この実施例３では、再生光がポリカーボネートフィルム（第１のフィルム）を６０μｍ通ることになるので、雑誌「Ｏ　ＰＬＵＳ　Ｅ」（ｖｏｌ．２０　Ｎｏ．２）の１８３ページに示されているような従来の高ＮＡピックアップ用光ディスク（基板に成膜し、基板の反対側を再生面とする光ディスク）と光学的な互換性を取りやすい。上記従来の光ディスクは、再生光側のカバーフィルムが１００μｍ程度であり、ピックアップにはカバー層の厚さむらに対応する収差補正機構があるので、再生側カバーが６０μｍ程度以上あれば対応できる。そのため、本実施例のような再生光側に光学特性の優れたフィルムであって、かつ厚みが１００μｍに近いディスクは、他の多くの規格との互換性に優れているからである。これが、実施例３、すなわち、記録膜を形成するフィルムとして比較的厚いフィルムを選択することの利点である。
【００３７】
【実施例４】
図６に示している実施例４の光ディスクは、厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（第１のフィルム）に、熱プレス法にてプリグルーブを形成したものである。プリグルーブはトラックピッチが０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さが６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの第１のフィルム４１をスパッタ装置に静電気チャッキングを使用して基板ホルダーに取り付け、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、第１のフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）４１に、マグネトロンスパッタリングで、厚さ３０ｂｍのＡｇＣｕ、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ１２ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２を順次積層して行われる。
ポリエチレンテレフタレートフィルム（第１のフィルム）４１は光学特性が悪いので、こちらからは光を入射させず、ガイド側を光の入射側とする。したがって、成膜の順番が実施例１とは反対になっている。
スパッタ装置は、ターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が１１０ｍｍであり、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００３８】
実施例４における記録膜の成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で共通して３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２については、投入電力が４ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ３Ｎ４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力は２ｋＷ、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅについては、投入電力が０．５ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕにおいては、投入電力が５ｋＷで、付着レートが５０ｎｍ／ｓｅｃ。この記録膜の成膜中、第１のフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）４１の表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、ほぼ、４０℃であり、５０℃未満であった。この温度は、ポリエチレンテレフタレートフィルムの熱変形温度より十分に低くいので、グルーブ変形は全く生じない。
成膜後、厚さ５μｍの接着層（紫外線硬化樹脂）４４で、厚さ７０μｍのポリカーボネートフィルム（第２のフィルム）と貼り合わせて光ディスク４０を構成した。この光ディスク４０の厚さは８５μｍである。
【００３９】
直径１２０ｍｍの光ディスク４０を大口径レーザーを用いた初期化装置でＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ相変化膜を溶融結晶化して反射率を上げて記録の準備をし、図１の光ディスク駆動装置で回転させ、第２のフィルム（ポリカーボネートフィルム）側から光を入射させて、フォーカス誤差信号を観察した結果、半径４０ｍｍ線速度８ｍ／ｓ、サーボオフの状態でフォーカス誤差が５μｍ以下であり、また、ランダムデータを１−７変調して、最短の２Ｔマーク長が０．２０μｍになるようにしてグルーブに対して記録再生を行ったところ、エラー率は１０Ｅ−５以下と十分小さく、安定した記録再生が行われた。
再生側のポリカーボネートフィルムは光学的に透明であり、またキャスト成形されたものであることともあいまって複屈折も小さいので、良好な記録再生がなされた。また、この例の光ディスクでは、実施例１などよりも厚い７０μｍのフィルムを再生面側に用いているので、表面のごみや傷に対して強く、また、記録膜が２枚のフィルムで保護されているので、耐環境性が高い。
【００４０】
【比較例】
この比較例は、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、熱プレス法にてプリグルーブを形成したものである。このもののプリグルーブはトラックピッチが０．７μｍ、プリグルーブとランドの比率が６：４であり、深さは６６ｎｍである。プリグルーブとランドの比率は、記録膜形成後のグルーブとランドの比率がおよそ１：１になるように設定したものである。
直径１２０ｍｍの厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをスパッタリング装置の基板ホルダーに静電気チャッキングを使用して取り付け、真空引きして、５℃の水で冷却する。成膜中も冷却を継続し、成膜終了後、再び大気に出すときは結露防止のために水冷を停めるようにした。
記録膜の成膜は、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムに、マグネトロンスパッタリングで、厚さ３０ｎｍのＡｇＣｕ、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ１５ｎｍのＴｂＦｅＣｏ、厚さ１０ｎｍのＳｉ３Ｎ４、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２を順次積層して行われる。
スパッタ装置は、そのターゲットがφ２００ｍｍ、ターゲットと基板間距離が
１１０ｍｍであり、これらはすべての膜の成膜において一定である。
【００４１】
成膜条件は以下のようである。
成膜圧力はすべての膜で共通して３ｍＴｏｒｒである。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２については、投入電力１ｋＷで、付着レートは２ｎｍ／ｓｅｃ。
Ｓｉ３Ｎ４については、Ｓｉターゲットをアルゴンと窒素の混合ガスで反応スパッタリングを行った。投入電力は１ｋＷ、付着レートは１ｎｍ／ｓｅｃ。
ＴｂＦｅＣｏについては、投入電力が０．８ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃ。
ＡｇＣｕについては、投入電力が１ｋＷで、付着レートが１０ｎｍ／ｓｅｃで、投入電力を低減してフィルムの温度上昇を避けるようにした。
【００４２】
成膜中、フィルム表面にサーモラベルを貼って温度を測定したところ、４５℃で、５０℃未満であった。
成膜後、紫外線硬化樹脂をスピンコート法で塗布し（中周の厚さが５μｍ）、これを硬化させた。なお、この紫外線硬化樹脂の塗布は、スピンコート法による塗布であるから周内の厚さむらは０．０１μｍ以下であったが、内外周の半径方向の厚さむらは１μｍほどあった。
この比較例のディスクを図１の光ディスク駆動装置で回転させて、紫外線硬化樹脂層側から再生光を入射させた。その結果、半径方向の反射率が大きく変動した。中周の反射率を基準にして半径方向変動が±５０％もあった。
これは、紫外線硬化樹脂層の厚さが半径方向で変動し、光の干渉条件が変動してディスクの反射率が変動したためである。
【００４３】
キャスト成形法で作られたポリカーボネートフィルムの膜厚むらは、スピン法による紫外線硬化樹脂膜の膜厚むらよりも遥かに少ない。したがって、この比較例と上記実施例１〜４とのディスク特性変動の大小の違いが、２枚のフィルムを記録面側で貼り合わせて作られたフレキシブル光ディスクの優位性を如実に示していることになる。
【００４４】
以上のように、フレキシブル光ディスクを２枚のフィルムを貼り合わせて構成したことで、記録膜の成膜などの製造プロセスの要求特性に適したフィルムと、記録再生の空気安定化に適したフィルムの性質を同時に満たすことができ、また、記録再生光の入射側をポリカーボネートフィルムにしたことで、再生特性を高くすることができる。
上記の実施例１，２，４では、記録膜の成膜に供するフィルムの厚さは５〜２０μｍであるが、このフィルムの厚さについては、余り薄いとプリフォーマットの転写成形が困難になることで、その下限が制限される。したがって、転写さえ可能ならば、５μｍより薄くても特に問題はない。厚さの上限は、成膜時の熱で温度が上昇し、転写されたパターンが変形することから規定される。したがって、温度負荷の低い成膜法を採用する場合は２０μｍよりも厚いフィルムを使用することができる。実施例３は、その一例である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明のフレキシブル光ディスクは、その基板を厚いフィルムと薄いフィルムを貼り合わせた複合構造とし、プリグルーブ、ピット等のパターンが転写されたフィルムへの記録膜を比較的薄いフィルムに成膜して製作されるものであるから、フィルムへのプリグルーブ、ピット等のパターンの転写加工を支障なく高精度で行える範囲で、かつ、記録膜の成膜工程でのフィルム表面の強制冷却効果を十分高めて、その温度上昇を可及的に低く抑えられる薄さにすることができる。したがって、フレキシブル光ディスクの品質、信頼性を向上させることができる。
この発明のフレキシブル光ディスクの製造方法によれば、記録膜の成膜工程での熱変形を十分に抑制しながら、記録膜の成膜速度を高めることができるから、転写加工精度が高く、記録膜の成形工程での変形がなく、高精度でかつ必要な剛性を備えたフレキシブル光ディスクを能率的に製造することができ、その製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、フレキシブル光ディスクの駆動装置の断面図である。
【図２】は、実施例１の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図３】は、実施例２の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図４】は、実施例３の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【図５】は、フィルムの厚さと相変化型記録膜成膜中の温度上昇との関係を示す図である。
【図６】は、実施例４の光ディスクの断面構造を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
１０：実施例１のディスク
１１，２１，３１，４１：第１のフィルム
１２，２２，３２，４２：接着層
１３，２３，３３，４３：第２のフィルム
１４，２４，３４，４４：接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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