JP2000182283A

JP2000182283A - 光ディスク用基板の製造方法

Info

Publication number: JP2000182283A
Application number: JP10358895A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Umezawa; 朋一梅澤; Kazutomi Suzuki; 和富鈴木; Satoru Nakamura; 哲中村
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】複屈折が小さくすることができ、基板反り形
状、転写性の良好な基板を得ることを目的とする。【解決手段】一対の金型間に形成されるキャビティ内
に溶融樹脂を射出し、金型によりキャビティ内に射出さ
れた樹脂を圧縮して成形する光ディスク用基板の製造方
法において、溶融樹脂をキャビティ内に射出する段階に
おいては、金型を最小キャビティ厚さに対して０．１０
〜０．５０ｍｍ開いておき、溶融樹脂をキャビティ内に
射出した後、金型により圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の金型間に形
成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出し、金型により
キャビティ内に射出された樹脂を圧縮して成形する光デ
ィスク用基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量記録媒体として光ディスク
が注目されており、コンパクトディスク（ＣＤ）などの
再生専用ディスクや一度だけ書き込みが可能な記録可能
型光ディスク、さらには光磁気記録媒体（ＭＯＤ）や相
変化型記録媒体などの書き換え可能型の光ディスクが市
販されている。これらの光ディスク基板としては、一般
にポリカーボネートやアクリルなどの樹脂基板が用いら
れている。

【０００３】ディスク基板の製造方法としては生産性の
面から、射出成形方法や射出圧縮成形方法が用いられ
る。すなわち固定金型と可動金型の間に型締め状態で形
成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出し、金型により
圧縮、冷却固化し、ディスク基板が得られる。この際、
金型内にはピットおよびグルーブといった微細形状が刻
まれたスタンパが装着され、これによりディスク基板表
面に微細形状が転写される。

【０００４】図２は、ディスクの射出圧縮成形における
従来の射出圧縮工程の模式図である。図２では、キャビ
ティ内に溶融樹脂を射出する段階において金型を閉じて
おく。図２中の各グラフにおいて、横軸は射出開始を起
点とした経過時間（秒）、図中の（ａ）で縦軸は最小キ
ャビティ厚さを起点とした型開き幅、図中の（ｂ）で縦
軸は射出圧力、図中の（ｃ）で縦軸は型圧縮圧力を示
す。

【０００５】そして溶融樹脂をキャビティ内に射出する
際は、金型を閉じておく。この際のキャビティの厚さを
最小キャビティ厚さと呼ぶ。射出工程では射出された樹
脂の圧力で金型が開く。その後金型は圧縮され、その圧
力によって型開き量は小さくなっていく。これが射出圧
縮工程の概略である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年の光ディスクの高
密度化にともない、より微細なピット、グルーブがディ
スク基板上に形成されるようになってきている。このよ
うな微細なピットを読み取るのに光ディスクドライブで
は光ピックアップが用いられ、ピットの大きさ程度にレ
ーザービームを集光し、記録再生を行う。

【０００７】光ピックアップでディスクを再生する際
に、ディスクに傾きがあると集光したビームに光学的な
収差が発生し、読み取り性能が悪化する。収差は基板厚
さに比例して大きくなることが知られており、より精密
な読み取り性能が要求される高密度の光ディスクシステ
ムでは、ディスク基板として従来より薄い基板が用いら
れるようになっている。例えば映像用途などに用いられ
る片面容量４．７ＧＢのデジタルバーサータイルディス
ク（ＤＶＤ）では容量６５０ＭＢのＣＤの半分の厚さで
ある０．６ｍｍの厚さの基板が用いられ、これを２枚貼
り合わせて使用している。

【０００８】薄型のディスク基板を射出成形で作成する
ためには、より薄いキャビティ厚の金型内に溶融樹脂を
流し込む事になる。このため、樹脂が冷えやすいために
転写が得にくく、複屈折や反りが悪くなるという課題が
ある。すなわち、より狭い隙間に樹脂を流し込むので、
金型表面近傍で大きな速度勾配が生じ、金型壁面で冷却
されて生成した固化層と中心部の流動層との間にせん断
応力が発生する。樹脂はこの際生じた応力が緩和されな
い状態で固化する。この影響で特に複屈折が大きくなる
という課題があった。この複屈折の増大は基板の内周部
で影響が顕著に見られた。

【０００９】複屈折を小さくするには、一般には金型の
温度を上げる方法があるが、この方法では、複屈折は小
さくなるものの、基板の反り形状、特に面振れ量が大き
くなるため、望ましくない。

【００１０】本発明は、前記の課題を解決するためなさ
れたもので、例えば０．６ｍｍ厚の薄型基板においても
複屈折、反り形状とも良好なディスク基板の製造方法を
提供する事にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク用基
板の製造方法は、一対の金型間に形成されるキャビティ
内に溶融樹脂を射出し、金型によりキャビティ内に射出
された樹脂を圧縮して成形する光ディスク用基板の製造
方法において、溶融樹脂をキャビティ内に射出する段階
においては、金型を最小キャビティ厚さに対して０．１
０〜０．５０ｍｍ開いておき、溶融樹脂をキャビティ内
に射出した後、金型により圧縮することを特徴とする。
ここで溶融樹脂の射出前に、金型を最小キャビティ厚さ
に対して０．３０〜０．５０ｍｍ開いておくことがより
好ましい。こうしたことにより、前記課題を解決して良
好な特性をもつ基板が得られる。

【００１２】図１は、本発明のディスクの射出圧縮成形
における射出圧縮工程の模式図である。図２と同様に図
１中の各グラフにおいて、横軸は射出開始を起点とした
経過時間（秒）、図中の（ａ）で縦軸は最小キャビティ
厚さを起点とした型開き幅、図中の（ｂ）で縦軸は射出
圧力、図中の（ｃ）で縦軸は型圧縮圧力を示す。

【００１３】従来のディスク基板の射出成形プロセスで
は、図２に示すように金型を閉めた状態で溶融樹脂を射
出し、その樹脂の圧力で金型を開かせ、その後圧縮する
方法をとる。ここで図２中の型開き幅とは金型を閉めた
時の最小キャビティ厚さからのキャビティ厚さの増分を
意味し、以下も同様である。一方、本発明では、図１に
示すように溶融樹脂を射出する際にあらかじめ型を開い
ておき、その後圧縮するため、射出の初期段階から、溶
融樹脂の通る隙間を広く取ることが可能となる。すなわ
ち、あらかじめ金型を最小キャビティ厚さに対して０．
１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下開いた状態で溶融樹脂を
射出し、その後金型により圧縮することを特徴としたデ
ィスク基板の製造方法により、良好な特性を持つディス
ク基板が得られる。

【００１４】

【実施例１〜９、比較例１〜４】図３は本実施例および
比較例で用いた射出成形装置の模式図である。一般的な
ディスク基板の射出圧縮成形のプロセスは以下の通りで
ある。乾燥装置によって乾燥された樹脂材料はホッパー
１から、スクリュー２に導かれる。スクリュー２によっ
て一定量の樹脂材料が計量され、加熱シリンダー３によ
って樹脂材料が溶融される。固定金型４と可動金型５を
閉じておき、スクリュー２によって、溶融した樹脂材料
をキャビティ６内に射出する。次に、キャビティ６から
樹脂が逆流するのを防ぐためにスクリュー２側から保圧
をかける。その後金型により樹脂を圧縮、冷却固化し、
金型を開き、可動金型５および固定金型４から空気を吹
き出す事で成形されたディスク基板を取り出す。

【００１５】以下の実施例および比較例では、トラック
ピッチ１．２μｍグルーブ深さ７０ｎｍの形状が刻まれ
たスタンパを用い、これを固定金型４内に装着した。ま
た、樹脂材料はポリカーボネートであり、帝人化成
（株）製のＡＤ５５０３を用いた。そして基板直径１２
０ｍｍ、基板厚さ０．６ｍｍの光ディスク用基板を成形
した。なお成形の際に、シリンダー温度３８０℃、射出
速度２５０ｍｍ／秒、金型温度（固定側／可動側）１２
８／１２３℃、型圧縮圧力最大値６５ｋｇ／ｃｍ²、冷
却時間６秒とした。

【００１６】実施例１〜９および比較例１〜４では、図
２に示す射出開始時の初期型開き幅を、表１に示すよう
に変えて成形した。そして基板特性を評価した。基板特
性としては、基板内周（半径２３ｍｍ位置）での複屈折
位相差（リターデーション）、基板外周（半径５８ｍｍ
位置）での面振れ量、および基板外周部のバリを測定し
た。

【００１７】複屈折位相差は溝尻光学製ＥＬＰ−１５０
Ｓを用い、Ｈｅ−Ｎｅレーザーの平行光を基板面に対し
て垂直に入射させ、シングルパスの値を求めた。基板の
複屈折位相差が大きい場合は、光ディスクにした際の読
み取り性能が悪くなるため課題となる。高密度の書き換
え型光ディスクの場合には、少なくともシングルパスで
−１５〜１５ｎｍ、更に望ましくは−５〜５ｎｍの複屈
折位相差となることである。面振れは、小野測器製ＬＭ
１２００を用いて測定した。面振れが大きい場合には、
記録再生を行う光ピックアップが追従しないため課題と
なるが、高密度の書き換え型光ディスクの場合には、１
５０μｍ以下が望ましい。基板外周部のバリは、触針式
の膜厚計を用いて測定した。

【００１８】実施例１〜９、比較例１〜４に示すように
射出時の初期型開き量が０から大きくなるにしたがっ
て、基板内周部の複屈折位相差が小さくなる事が分か
り、初期型開き量０．１０ｍｍで１５ｎｍ以下の複屈折
位相差が、初期型開き量０．３ｍｍで５ｎｍ以下の複屈
折位相差が得られることがわかる。しかしながら、初期
型開き量を０．５０ｍｍ以上に大きくした場合には基板
外周部にバリを生じるため、光ディスク用基板としては
好ましくない。本実施例のように、射出時の初期型開き
量は、０．１０〜０．５０ｍｍが好ましく、更には０．
３０〜０．５０ｍｍが好ましい。また、本実施例、比較
例の基板においては、グルーブ形状の転写は良好であっ
た。

【００１９】

【比較例５〜９】図２に示すように射出開始時には型を
閉めておき、射出時の圧力で型を開かせ、その後圧縮す
る成形方法で成形した。その際に、射出時の初期型締圧
力１０ｋｇ／ｃｍ²とし、金型温度（固定側／可動側）
を表２に示すように変えた以外は、実施例１と同じ条件
とした。そして得られた基板を、実施例１と同様に評価
した。

【００２０】表２に示すように、比較例５〜９では金型
温度が高くなるにしたがって、基板内周部の複屈折位相
差が小さくなる事が分かり、金型温度１３０／１２５℃
以上で１５ｎｍ以下の複屈折位相差を得られる。しかし
ながら、金型温度が高くなるしたがって、面振れ量が大
きくなり、金型温度１３０／１２５℃以上で１５０μｍ
以上となる。このため、このような成形方法では複屈折
位相差と面振れ量を同時に満足する事は出来ない。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
射出時にあらかじめ金型を所定の量だけ開いておき、そ
の後圧縮する方法をとることで、射出の初期段階から溶
融樹脂の通る隙間を広く取ることができ、溶融樹脂の流
動が良くなり、基板複屈折位相差を低減できる。そのた
め、金型温度を上昇させることなく、複屈折が小さくす
ることができ、基板反り形状、転写性の良好な基板を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】射出時に金型を開いておく成形法での射出圧縮
工程

【図２】射出時に金型を閉じておく成形法での射出圧縮
工程

【図３】射出成形機

【符号の説明】

１ホッパー２スクリュー３加熱シリンダー４固定金型５可動金型６キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村哲東京都日野市旭が丘４丁目３番２号帝人株式会社東京研究センター内Ｆターム(参考） 4F206 AA28 AH79 AM35 JA07 JL02 JN33 5D121 DD05 DD13 DD17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の金型間に形成されるキャビティ内
に溶融樹脂を射出し、金型によりキャビティ内に射出さ
れた樹脂を圧縮して成形する光ディスク用基板の製造方
法において、溶融樹脂をキャビティ内に射出する段階に
おいては、金型を最小キャビティ厚さに対して０．１０
〜０．５０ｍｍ開いておき、溶融樹脂をキャビティ内に
射出した後、金型により圧縮することを特徴とした光デ
ィスク用基板の製造方法。
【請求項２】溶融樹脂の射出前に、金型を最小キャビ
ティ厚さに対して０．３０〜０．５０ｍｍ開いておくこ
とを特徴とした請求項１記載のディスク用基板の製造方
法。