JP2004095097A - 光情報記録媒体及び光情報記録媒体の製造方法、並びに光情報記録媒体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光情報記録媒体において、複数の情報信号層を一定の間隔で積層する。
【解決手段】第１の情報信号層を有するプラスチック基板１に、スピン塗布法等によって均一な厚みの紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線にて硬化させ光透過層６を形成した後、スタンパ７を用いて凹凸形状を有する層を積層形成することにより、基板全面で均一な厚みの光透過層６及び第２の情報信号層１３が形成される。また、第２の情報信号層１３の表面に記録膜や反射膜を成膜した後に同様に光透過層６の形成や各種膜の形成を繰り返すことにより、多層の情報記録媒体を形成できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録や再生が可能な複数の情報信号層を有し、該情報信号層が所定の間隔を隔てて積層されている光情報記録媒体及び光情報記録媒体の製造方法、並びに光情報記録媒体の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、安価で大容量な記録媒体として、光ディスクを利用したものが注目されている。光ディスクは、情報信号層に案内溝やピットなどの凹凸パターンを形成して情報を記録するものであるが、特に、この情報信号層が２層以上積層してなる光ディスクは、さらに多量の情報を記録できる記録媒体として注目されている。
【０００３】
このような、所定間隔を隔てて多層の情報信号層を有する光情報記録媒体を作製する場合、一般的には、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法が用いられる。２Ｐ法とは、紫外線照射によって硬化する高分子重合体を、鋳型となるスタンパに塗布して、紫外線を照射した後スタンパを剥離する方法である。
【０００４】
すなわち、例えば、２Ｐ法により２層の情報信号層を有する光情報記録媒体を作製する場合、図３（ａ）に示すように、まず、第１情報信号層としてのプラスチック基板２１の表面に形成されている案内溝やピットに対して、記録膜又は反射膜（以下、記録反射膜と記載する）２２を成膜する。次いで、第２情報信号層を形成するために、第２情報信号層に設けられた案内溝やピットに対応する凹凸が表面に形成されているスタンパ２７を用意し、このスタンパ２７の凹凸表面に、流動性を有する紫外線硬化樹脂２３を滴下し、盛り上げるように塗布する。その後、スタンパ２７表面の凹凸と、プラスチック基板２１の記録反射膜２２とが対向するように、図３（ａ）中の矢印にて示すように、スタンパ２７上にプラスチック基板２１を重ね合わせる。これにより、スタンパ２７上に滴下された流動性を有する紫外線硬化樹脂２３が、スタンパ２７とプラスチック基板２１との間隙の全面にて広がって、図３（ｂ）に示すように、スタンパ２７とプラスチック基板２１とが紫外線硬化樹脂２３と記録反射膜２２とを介して重ね合わさった状態となる。
【０００５】
続いて、重ね合わされたスタンパ２７とプラスチック基板２１とに対して、図３（ｃ）に示すように、プラスチック基板２１側から紫外線ランプ２４によって紫外線２５を照射する。この紫外線２５照射により、スタンパ２７とプラスチック基板２１との間の紫外線硬化樹脂２３（図３（ｃ））を硬化させ、図３（ｄ）に示すように、図中の矢印方向に、プラスチック基板２１を移動させ、光透過層２６からスタンパ２７を剥離する。このようにして、第２情報信号層である光透過層２６が形成される。
【０００６】
その後、スタンパ２７が剥離された光透過層２６には、スタンパ２７表面の凹凸に対応して、案内溝やピットが形成されている。この案内溝やピットに対して、図示しない記録反射膜を成膜し、さらにこの記録反射膜を保護するために、紫外線硬化性樹脂等を用いて図示しない保護層を形成する。これにより、プラスチック基板２１と光透過層２６とによって、２層の情報信号層が形成された光情報記録媒体が得られる。
【０００７】
また、２層より多く積層した多層光情報記録媒体は、第２情報信号層の記録反射膜を成膜後、第２情報信号層の形成と同様の方法で、第３、第４の光透過層および記録反射膜の形成を繰り返すことによって、作製できる。
【０００８】
ところで、近年、光情報記録媒体に記録される情報量の増加に伴って、対物レンズの開口数（ＮＡ）が増加する傾向にある。そのため、信号クロストークや光学収差の観点から、上記光透過層２６の厚さの均一性や、積層された情報信号層の案内溝やピット間の間隔の均一性に対する要求が厳しくなる傾向にあり、光透過層２６を均一な厚さにて形成することが望まれている。たとえば、光透過層２６の厚さが２０μｍである場合、その誤差は±１μｍ以下に抑える必要がある。
【０００９】
しかしながら、上記の製造方法では、所望の膜厚で、しかもプラスチック基板２１表面の全面に、上記光透過層２６を均一な厚さにて形成することは非常に困難である。この理由は、プラスチック基板２１やスタンパ２７の成型時に生じるこれらの厚さのばらつきや反りに起因する。
【００１０】
すなわち、上記プラスチック基板２１は、片面にスタンパが取り付けられた円盤状の成型用の金型を用いて、溶融したプラスチック樹脂を高速高圧にて射出・圧縮して冷却固化することによって作製される。このとき、上記金型の精度や、金型に取り付けられたスタンパの厚さのばらつき（以下、厚さ分布と記載する）、金型の温度分布、成型機の圧力制御能力、冷却固化により発生するプラスチック樹脂内での応力等により、作製されたプラスチック基板２１に反りが発生したり、プラスチック基板２１の厚さにばらつきが生じてしまう。
【００１１】
具体的には、金型成型により作製されたプラスチック基板２１にて、±５μｍ程度の厚さ分布や、±３０μｍ〜±５０μｍの反りの発生を防止することはできない。また、作製されるプラスチック基板２１ごとに、±１０μｍ程度の厚さのばらつきも生じる。さらに、スタンパ２７の作製時にも、上記プラスチック基板２１と同様、厚さ分布や反りが発生する。
【００１２】
上記のように、プラスチック基板２１やスタンパ２７に厚さ分布や反りが生じると、プラスチック基板２１の情報面すなわち第１の情報信号層が記録されている面と、スタンパ２７の情報面すなわち第２の情報信号層が記録されている面とを平行に保つことができない。それゆえ、プラスチック基板２１とスタンパ２７との間に挟まれた状態で広げられる紫外線硬化樹脂２３の厚さは、不均一となってしまう。その結果、紫外線硬化樹脂２３が硬化して得られる光透過層２６の厚さも不均一となり、かつ所望の厚みを得ることもできない。
【００１３】
そこで、特開平９−１１５１９４号公報では、紫外線硬化樹脂中に、所望する中間層の厚さを形成し得るようなスペーサを分散させて、このスペーサによって、プラスチック基板とスタンパとの距離を所望する間隔に保ち、紫外線硬化樹脂を硬化することにより、スペーサの大きさに相当する厚さの光透過層（中間層）を形成している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に均一な大きさのスペーサを形成することは困難であるが、上記公報に記載の製造方法では、均一な大きさのスペーサを形成することができなければ、形成される光透過層の厚さも不均一になるという問題がある。上記したように、近年、光情報記録媒体に記録される情報量の増加に伴い、２０μｍの厚さの光透過層に許容される厚さの誤差は、±１μｍ以下となっているが、例えば、直径２０μｍの球形が誤差範囲±１μｍ以下の範囲となるように形成することは非常に難しい。従って、上記公報に記載の製造方法では、光透過層を±１μｍ以下の誤差範囲内にて形成することが困難となる。
【００１５】
また、上記公報によって形成された光透過層には、スペーサと硬化後の紫外線硬化樹脂とが含まれる。そのため、スペーサと硬化後の紫外線硬化樹脂とを同じ材質となるように材料を選択しても、それぞれの製造工程の違いから、スペーサの光学的な性質と、硬化後の紫外線硬化樹脂の光学的な性質とは、互いに異なることになる。それゆえ、上記公報に記載の製造方法では、光透過層を光学的に均質にすることができない。その結果、上記光透過層の光学的に均質でない部分において、記録再生信号が劣化することとなる。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の情報信号層間の間隔を均一に保つことにより、記録再生において、各情報信号層間の信号クロストークや光学収差の発生を防止する、複数の情報信号層を有する光情報記録媒体、光情報記録媒体の製造方法、及び光情報記録媒体の製造装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体の製造方法において、第１の情報信号層の凹凸面に光透過層を形成した後に、当該光透過層の表面に第２の情報信号層を形成することを特徴としている。
【００１８】
上記の方法は、第１の情報信号層に形成された凹凸面上に所望の厚さの光透過層を形成した後、さらに別の工程として凹凸形状を有する第２の情報信号層を形成するものである。そのため、従来の方法と異なり、光透過層を形成する工程では、凹凸形状を形成する必要がないから、スタンパなどの凹凸転写手段や第１の情報信号層の厚さばらつきや反りに起因して、光透過層の厚さの誤差や不均一が生じることがない。したがって、所望の厚さの、厚さにムラが生じない形状の光透過層を形成することができる。
【００１９】
このように、第１の情報信号層の上に、正確な厚さに保たれたすなわち所望の厚さでかつ厚みが均一である光透過層を形成しておけば、その上に凹凸形状を有する第２の情報信号層を形成することで、第１の情報信号層の凹凸面と適切な距離を保った第２の情報信号層の凹凸面を形成できる。つまり複数の情報信号層間の間隔が均一に保たれた光情報記録媒体を製造することが可能となる。複数の情報信号層間の間隔が均一に保たれた光情報記録媒体は、各情報信号層間の信号クロストークや光学収差の発生を防止することができるから、記録再生のためのレーザー光のフォーカス制御が安定し、記録再生エラーが低減される。
【００２０】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、紫外線硬化性樹脂の塗布された凹凸転写手段を上記光透過層の表面に接合させて、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた後に、凹凸転写手段を上記光透過層から剥離させることにより、上記第２の情報信号層を形成することを特徴としている。
【００２１】
上記方法は、凹凸転写手段により光透過層に第２の情報信号層を積層形成させるものであり、紫外線硬化樹脂を光透過層と凹凸転写手段との間に配してから両者を接合させた状態で紫外線を照射することにより、光透過層の表面に凹凸形状を有する第２の情報信号層を形成することができる。
【００２２】
上記第２の情報信号層を形成する方法は一般に２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法といわれるものであり、この２Ｐ法により、少量の紫外線硬化樹脂を用いて第２の情報信号層の案内溝や情報ピットを形成することが可能となる。
【００２３】
すなわち、この方法は薄い第２の情報信号層の形成に適した方法であり、第２の情報信号層を薄く形成することにより厚みのムラの発生を抑制し、情報信号層間の距離に影響を与えないので、情報信号層間の距離をより確実に制御することができる。
【００２４】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、上記第２の情報信号層は、上記光透過層が硬化した後に形成されることを特徴としている。
【００２５】
上記の方法によれば、情報信号層間の距離を制御する光透過層が硬化したあとに、第２の情報信号層を形成するため、第２の情報信号層の積層などの処理により光透過層の厚さが変化することがなく、任意の厚さに塗布された光透過性樹脂がそのまま光透過層となる。そのため、情報信号層間の距離を確実に制御することができる。また、光透過層の上に積層形成される第２の情報信号層も、光透過層が硬化した後に積層されることで、より正確な凹凸形状を形成できる。
【００２６】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、上記光透過層は、スピンコート法またはロール法によって、上記第１の情報信号層に光透過樹脂を塗布して形成されることを特徴としている。
【００２７】
上記の方法によれば、第１の情報信号層上に、光透過性樹脂からなる光透過層を厚みムラができないように、一様に塗布することができる。上記スピンコート法とは、流動性のある樹脂などを基板上に塗布する方法のひとつで、第１の情報信号層が形成されている基板の中心部分に光透過性樹脂を滴下した後基板を高速回転させることで、遠心力により光透過性樹脂を基板全体に延伸させる方法である。
【００２８】
本発明の方法では、スピンコート法において、光透過性樹脂の粘度や基板の回転数を制御することによって、所望する厚さにて、しかも内周から外周にかけてディスク全面で厚みむらのない光透過性樹脂を第１の情報信号層上に塗布することができる。また、上記ロール法では、ロール間隔およびロールと光硬化性樹脂との間隔を制御することによって、所望する厚さにて光透過性樹脂を基板上に塗布することができる。
【００２９】
従って、上記の方法を用いることにより、所望する厚さに光透過性樹脂を塗布し硬化させることによって、所望する厚さの光透過層を形成することができる。
【００３０】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、上記光透過層および第２の情報信号層は、紫外線硬化性樹脂により形成されることを特徴としている。
【００３１】
上記の方法によれば、光照射によって、紫外線硬化性樹脂を硬化させて、光透過層および情報信号層を容易に形成することができる。さらに、基板上の第１の情報信号層の上に任意の厚さにて紫外線硬化性樹脂の層を形成し、該紫外線硬化性樹脂に対して光照射を行うことにより、任意の厚さの光透過層を形成することができる。つまり、基板上に塗布する紫外線硬化性樹脂の厚さを制御すれば、情報信号層の間の光透過層の厚さを制御することができる。また、情報信号層は、上記した２Ｐ法などを用いて容易に形成することができる。従って、所望する距離だけ離れた複数の情報信号層を備える情報記録媒体を容易に作製することができる。
【００３２】
本発明の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体において、上記複数の情報信号層うち、上記光透過層の表面に形成されている第２の情報信号層の厚みが５μｍ以下であることを特徴としている。
【００３３】
このように、第２の情報信号層の厚さを上記の範囲内とすることにより、その厚みにムラが生じにくくなり、厚さの制御が容易であるため、光透過層により規定された情報信号層の凹凸面間の距離に影響を与えることなく第２の情報信号層を形成できる。一方、第２の情報信号層の厚さが５μｍより大きいと、凹凸形状を転写する工程などで、厚みのムラが生じやすくなり、また任意の厚さに定めるのが難しくなるので、情報信号層の凹凸面間の距離が一定でなくなる可能性がある。
【００３４】
したがって、第２の情報信号層の厚さを上記の範囲内とすることにより、情報信号層間の距離の増加や、情報信号層間の距離が不均一になることが防止できる。このため、複数の情報信号層間を所望の均一な距離とすることができる。
【００３５】
本発明の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、上記光透過層と上記第２の情報信号層とは、同一の材料または、光学的特性が略同一である材料により形成されていることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、光透過層および第２の情報信号層は光学的に均質となり、光情報記録媒体の記録再生時に、記録再生信号の劣化を引き起こすことなく良好な記録再生を行うことができる。上記光透過層に使用される材料と、情報信号層に使用される材料との、屈折率など光学的特性が異なる場合、光が乱反射を起こし、情報の記録、再生に不具合が生じるおそれがあるが、両者の光学的特性を略同一とすることにより、このような不具合の発生を防止することができる。
【００３７】
また、光学的特性を略同一とするためには、例えば、同一の材料に同様の処理を施すこととすればよい、なお、本発明において上記「光学的特性」とは屈折率や透過率などのことをいう。また、「光学的特性が略同一」とは、光学的特性が比較対象のものの９０％〜１１０％の範囲内であることをいう。
【００３８】
本発明の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体において、上記複数の情報信号層はそれぞれに案内溝または情報ピットを備えており、光透過層を隔てて隣接する情報信号層に形成されている案内溝間または情報ピット間の距離が、その平均値の９０％〜１１０％の範囲内であることを特徴としている。
【００３９】
上記の光情報記録媒体の製造方法により、上記情報記録媒体を製造することが可能となる。すなわち、上記した製造方法により、複数の情報信号層間の距離が均一な情報記録媒体を製造することができるから、各情報信号層の案内溝間の距離も均一なものとなる。これにより、各情報信号層間の信号クロストークや光学収差の発生を防止することができるから、記録再生のためのレーザー光のフォーカス制御が安定し、記録再生エラーが低減されることとなる。
【００４０】
本発明の光情報記録媒体の製造装置は、上記課題を解決するために、第１の情報信号層および光透過層が形成されている基板を保持するための基板保持手段と、光透過層に凹凸形状を転写する凹凸転写手段を保持するための転写手段保持手段とを備えており、光透過層と凹凸転写手段とを接合することにより、光透過性樹脂を延伸して第２の情報信号層を形成する、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体の製造装置であって、基板保持手段および／または転写手段保持手段は、光透過層と凹凸転写手段との接合により生じる力を吸収するための柔軟性のある弾性体を有するものであることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成によれば、上記第１の情報信号層を保持する基板保持手段に弾性体が設けられている。そのため、第１の情報信号層の厚さにばらつきや、反りがあったとしても、凹凸転写手段を押圧して第２の情報信号層を形成する際に、弾性体が弾性変形することができるので、凹凸転写手段は全面を均一な圧力にて押圧することができる。それゆえ、適切な凹凸形状が転写された第２情報信号層を形成することができる。
【００４２】
また、上記弾性体は、基板または凹凸転写手段の中央部分に対応する領域での厚さが、該領域の周囲での厚さよりも厚くなるように形成されていることが好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、上記凹凸転写手段により第２の情報信号層を形成する際に、第１の情報信号層または凹凸転写手段の中央部分に対応する領域の弾性体の厚さが大きくなっているので、凹凸転写手段と第１の情報信号層との間に空気が閉じ込められることを防止することができる。これにより、凹凸転写手段が光透過層に、凹凸形状を有する第２の情報信号層を形成する際の転写不良を低減することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる一実施の形態について、図１および図２に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００４５】
以下に、本実施の形態に係る光ディスク（光情報記録媒体）の構造について説明する。
【００４６】
本実施の形態に係る光情報記録媒体は、中央部に中心孔を有する円盤状の形状であり、情報信号を記録または再生するものである。光情報記録媒体は、断面は層状の構造をしており、その層状構造は、情報信号に対応した微細な凹凸パターンを有する第１の情報記録層が一方の面に形成されたプラスチック基板（基板・第１の情報信号層）１、プラスチック基板１上の凹凸パターンを覆う反射膜および／または記録膜（以下反射記録膜と称する）２、光透過層６、プラスチック基板１とは反対側の面に凹凸パターンを有する第２情報信号層１３、第２情報信号層１３を覆う反射膜および／または記録膜（以下反射記録膜と称する）、保護層がこの順に積層してなる。
【００４７】
上記の凹凸パターンは、情報信号がピットやグルーブとして記録されたものであり、第１の情報信号層および第２の情報信号層１３に情報が記録されている。
【００４８】
次に、本実施の形態に係る多層情報記録媒体の作製方法を図１を用いて説明する。なお、本実施の形態で使用するプラスチック基板１の成形方法や、各種膜の成膜方法、後述のスタンパの製造方法等は、一般的な光ディスク関連の書籍や文献に多数掲載されている従来公知の方法にて作製することが可能であるため、本実施の形態では、これらの詳細な説明は省略する。
【００４９】
まず、案内溝１５や情報ピットなどの凹凸パターンを有するプラスチック基板１に、反射記録膜２をスパッタリング法または真空蒸着法で成膜する。なお、第１の情報信号層とは、プラスチック基板１に含まれる凹凸パターンの層のことを言う。
【００５０】
次に、プラスチック基板１上に光透過性樹脂である紫外線硬化樹脂３ａを塗布するために、凹凸面側を上向きにしてプラスチック基板１を、スピンドルヘッド部（図示せず）に載せ、真空吸着させる。以下で使われる「紫外線硬化樹脂」とは、硬化しておらず、流動性を有するものとする。６０ｒｐｍ程度の低速でスピンドルヘッド部を回転させ、図１（ａ）の矢印にて示すようにプラスチック基板１を面内方向にて回転させる。プラスチック基板１を回転させながら、流動性を有する紫外線硬化樹脂の入った図示しないタンクからノズルを通して、プラスチック基板１上の内周付近に盛り上るように紫外線硬化樹脂３ａを滴下する（図１（ａ））。
【００５１】
そして、上記スピンドルヘッド部を高速回転させて、プラスチック基板１上に滴下された流動性を有する紫外線硬化樹脂３ａを回転延伸する。これにより、プラスチック基板１の内周方向から外周方向に向けて紫外線硬化樹脂３ａが延伸され、その表面全体に広げられて図１（ｂ）に示すように、プラスチック基板１上に一様に紫外線硬化樹脂３ａが塗布される。また、上記スピンドルヘッド部の高速回転によって生じる遠心力により、余剰の紫外線硬化樹脂はプラスチック基板１上から払い落とされて除去される。
【００５２】
これにより、図１（ｂ）に示すように、プラスチック基板１の案内溝１５の底部から、紫外線硬化樹脂３ａ表面までの距離αが、一定となるように、紫外線硬化樹脂３ａが塗布される。言い換えれば、プラスチック基板１表面上には、該プラスチック基板１上の案内溝１５やピットに相当する凹凸に関係なく、塗布された紫外線硬化樹脂３ａの表面が平坦となるように、紫外線硬化樹脂３ａが一様に塗布されている。
【００５３】
次に、プラスチック基板１上の紫外線硬化樹脂３ａに対して、図１（ｃ）に示すように、紫外線ランプ４から紫外線５を照射し、紫外線硬化樹脂３ａを硬化させて、光透過層６を形成する。これにより、プラスチック基板１上の案内溝１５の底部から、光透過層６表面までの距離βが一定である光透過層６が形成される。なお、この距離βは、上記α（図１（ｂ））と実質的に同じである。
【００５４】
このように、スピンコート法を利用して、プラスチック基板１上に紫外線硬化樹脂３ａを塗布する場合、用いる紫外線硬化樹脂３ａの粘度や、スピンドルヘッド部の回転数を調整すれば、所望の厚さにて、プラスチック基板１全面に対して一様に、紫外線硬化樹脂３ａの層を形成することができる。また、塗布された紫外線硬化樹脂３ａを紫外線照射によって硬化させることにより、プラスチック基板１上の案内溝１５の底部から、光透過層６表面までの距離βを所望する厚さにて形成することができる。さらに、プラスチック基板１上にて、一定の距離βを有する光透過層６を形成することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、スピンコート法を用いて、紫外線硬化樹脂３ａを塗布しているが、これに限られるものではなく、すなわち、プラスチック基板１上に一様に紫外線硬化樹脂３ａを塗布できる従来公知の手法を用いればよい。例えば、ロール法を用いて、ロール間隔やロールと試料との間隔を制御することにより、所望する厚さにて、プラスチック基板１上に紫外線硬化樹脂を塗布してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、光透過層６の材料として紫外線硬化樹脂を用いているが、熱硬化性樹脂等プラスチック基板１上に一様な厚さで、透明な層を形成するものであれば、特に限定されるものではない。
【００５７】
次に、光透過層６上に案内溝１６やピットを有する第２情報信号層を形成するために、上記案内溝１６やピットに対応する凹凸を片側の表面に有するスタンパ（凹凸転写手段）７を用いた。スタンパ７の凹凸部分が上に向くように、後述の製造装置の平滑に研磨された金属性のスタンパ固定板（凹凸転写手段保持手段）９に固定し、図１（ｄ）のように、スタンパ７の凹凸パターン表面に図示されない光透過性樹脂タンクから少量の紫外線硬化樹脂３ｂを滴下した。紫外線硬化樹脂３ｂの滴下は、円盤状のスタンパ７の中心付近に滴下するか、またはプラスチック基板１の中心と外縁とを結ぶ線の真ん中付近で円周上に４〜８点滴下するのが好ましい。滴下する紫外線硬化樹脂量は、多すぎるとプラスチック基板１の外側部分にはみ出してしまい、後にその除去が必要となるので、プラスチック基板１の全面に広がる程度でよい。
【００５８】
そして、図１（ｄ）に示すように、上記装置のスタンパ固定板９に固定されたスタンパ７に重ね合わせるように、その上部のプラスチック基板保持台（基板保持手段）１１に反射記録膜および光透過層６が積層されたプラスチック基板１を、光透過層６を下に向けて固定し、図１（ｄ）の矢印のように、プラスチック基板１をスタンパ固定板９に固定したスタンパ７に近づけ、紫外線硬化樹脂３ｂがプラスチック基板１とスタンパ７の間に徐々に広がるように５〜１５秒かけて、ゆっくりとプラスチック基板１をスタンパ７に押し当てる。これにより、スタンパ７上の紫外線硬化樹脂３ｂは、均一に延伸されると共に、光透過層６を介してプラスチック基板１に密着する。なお、紫外線樹脂３ｂに気泡が残らないように、事前に紫外線樹脂を脱泡したり、押し当て速度を調整する必要がある。
【００５９】
この後、図１（ｅ）のように、プラスチック基板１側から紫外線ランプにより紫外線を照射し、スタンパ７上の紫外線硬化樹脂３ｂを硬化させることで、第２の情報信号層１３を形成すると共に光透過層６と接着させる。硬化後、プラスチック基板１をスタンパ７から引き剥すことにより、プラスチック基板１上に、スタンパ７により案内溝１６や情報ピットのレプリカが転写された第２情報信号層１３が形成される。これにより、情報信号層を２層有する光情報記録媒体が形成された。このとき、第２の情報信号層１３の厚みγは、厚み増加や面内での厚み分布の発生を抑えるために出来るだけ薄い方がよく、５μｍ以下が好ましい。
【００６０】
続いて、上記第２の情報信号層１３に形成された案内溝１６やピットに対して、図示しない反射記録膜を成膜する。その後、該反射記録膜を保護するために、紫外線硬化樹脂等の紫外線硬化性樹脂をスピンコート法等によって塗布して、光照射によって硬化させる、または薄膜を貼り付けることにより、保護層を形成する。
【００６１】
なお、ここでは、光透過層６の厚み（図１（ｃ）中のβ）と第２の情報信号層１３の厚み（図１（ｅ）中のγ）との合計が案内溝１５と案内溝１６との距離を表すものとしたが、第２情報信号層１３に形成される案内溝１６の深さは、通常の光ディスクの場合２５〜１５０ｎｍ程度と大変浅いため、案内溝１５・１６の深さは、実質的には第２の情報信号層１３の厚みに影響するものではない。
【００６２】
以上のような製造方法による光情報記録媒体は、凹凸パターンを有するプラスチック基板１に、紫外線樹脂を硬化させた光透過層６を積層形成した後に、第２の情報信号層１３を形成している。すなわち、情報信号層の間の距離を規定する光透過層６を形成する工程と、第２の情報信号層１３を形成する工程を分離することができる。これにより、光透過層６形成時には、スピン塗布法などの膜の厚さや均一性を制御しやすい塗布法が採用でき、膜厚を正確に制御した、所望の厚さでかつ均一な厚さの光透過層６を形成することができる。
【００６３】
また、第２の情報信号層１３を形成する工程では、情報信号層の凹凸面間の距離を制御するために特定の厚さの膜厚とする必要がないので、第２の情報信号層１３をできるだけ薄くして、膜厚のムラのない層を形成すれば良い。これにより、プラスチック基板１の情報信号層と第２の情報信号層１３の両者に設けられた案内溝やピットが均一な間隔に配置された光情報記録媒体を作製することができる。
【００６４】
また、光透過層６と第２の情報信号層１３とで同等の光学特性を有していれば、光透過層６および第２情報信号層１３の光透過性が均質となり、プラスチック基板１の情報信号層に入射する光は、いずれの領域においても均一となっている。従って、情報の記録再生のためのレーザー光のフォーカス制御が安定し、記録再生時のエラーが低減された光情報記録媒体を提供することができる。
【００６５】
ところで、本実施の形態では、上記したように、第２の情報信号層１３に案内溝１６やピットを形成するために、スタンパ７や、スタンパ固定板（転写手段保持手段）９、基板保持台（基板保持手段）１１等を用いている。これらは、本実施の形態の光情報記録媒体を製造するための図２の製造装置に備えられている。
【００６６】
以下に、図２の製造装置を用いた上記光情報記録媒体の製造方法を説明する。図２に示すように、本発明の光情報記録媒体の製造装置は、スタンパ７を載置して固定するスタンパ固定板９、および、スタンパ７と対向するようにプラスチック基板１を上方から保持する基板保持台１１を有している。プラスチック基板供給装置２０は、プラスチック基板１を基板保持台１１に設置するものであり、この後スタンパ７をスタンパ固定板９に固定すると、プラスチック基板１とスタンパ７とを対向させて保持することができる。
【００６７】
紫外線硬化樹脂供給装置１９は、紫外線硬化樹脂をその内部のタンク内に保持し、モーター１７で６０ｒｐｍ程度の低速で回転させたスタンパ７表面に紫外線硬化樹脂を供給する。この後、油圧シリンダ１８によって、基板保持台１１をスタンパ７に向かって移動させることで、プラスチック基板１とスタンパ７とは接合され、スタンパ７表面の紫外線硬化樹脂が、プラスチック基板１とスタンパ７との間に均一に延伸され層状になる。そして、上記紫外線硬化樹脂の層を、紫外線ランプ４により紫外線を照射して硬化した後、プラスチック基板１をスタンパ７から引き剥がすと、プラスチック基板１上にスタンパ７の凹凸が転写された紫外線硬化樹脂の層を形成することができ、上記製造方法による光情報記録媒体を製造できる。
【００６８】
なお、上記製造装置に備えられているスタンパ７は、電鋳時の電流分布や、凹凸を有していない側のスタンパ固定板９に固定される面の研磨条件を最適化することによって、厚さのばらつきや反りを最小限に留めることが好ましい。これにより、スタンパ７の凹凸パターンが正確に転写された、均一な厚さの第２の情報信号層１３を有する光情報記録媒体を製造できる。
【００６９】
また、案内溝１５やピットを有するプラスチック基板１を金型成型する際に、案内溝１５やピットを形成するために用いるスタンパのトラック中心と、上記プラスチック基板１の中心とを精度よく合致させておく。そして、上記製造装置にて、プラスチック基板１上の光透過層６上に第２の情報信号層１３を形成する際に、上記プラスチック基板１の中心と、上記製造装置に備えられている上記基板保持台１１の中心とが合致するように、基板保持台上にプラスチック基板１を配置する。その後、基板保持台１１の中心と上記スタンパ７のトラック中心とが合致するように、上記第２の情報記録層１３を形成する。これにより、上記プラスチック基板１の案内溝１５やピットと、第２の情報記録層１３の案内溝１６やピットの中心とを精度よく合致させることができ、両者の案内溝やピットの間隔を均一にすることができる。
【００７０】
また、本実施の形態の光情報記録媒体が、中央部分に中心孔を有する場合には、プラスチック基板１を金型成型する際の中心孔打抜きパンチと、この金型に用いるスタンパのトラック中心とを精度よく合致させるとよい。さらに、上記製造装置の上記基板保持台１１に、プラスチック基板１の中心孔が嵌め込まれる中心ピンを設け、該中心ピンと上記スタンパ７のトラック中心とを合致させる。これにより、上記製造装置を用いて第２の情報信号層１３に案内溝１６やピットを形成する際に、プラスチック基板１の中心と、第２の情報信号層１３の中心とを容易に合致させることが可能になる。その結果、上記プラスチック基板１の案内溝１５やピットと、第２の情報信号層１３の案内溝１６やピットの中心とを精度よく合致させることができる。
【００７１】
また、上記スタンパ固定台９のスタンパ７を載置する側の表面に、硬質ゴムやシリコンゴムのような弾性体８を設けてもよい。あるいは基板保持台１０の基板１が接する側の表面に弾性体１０を設けていてもよい。弾性体８、１０は、スタンパ７、あるいは基板１の表面積に相当する大きさにて形成することが好ましい。これにより、プラスチック基板１やスタンパ７の製造誤差等によりその厚さにばらつきがあったとしても、スタンパ７によって加圧された際に上記弾性体８、１０が弾性変形することができるので、上記プラスチック基板１の光透過層６に対して、均一な加圧力にてスタンパ７を押圧することができる。その結果、プラスチック基板１の第１の情報信号層と第２の情報信号層１３との案内溝１６やピットとの間隔が均一となる光情報記録媒体を形成することができる。
【００７２】
さらに、上記スタンパ固定台７および基板保持台１０に設けられた弾性体８・１０は、スタンパ７またはプラスチック基板１の中央部が載置される領域ほど厚さが大きくなるように設けてもよい。すなわち、上記中央部がその周囲の厚さより１ｍｍ〜２ｍｍ程度厚くしてもよい。これにより、スタンパ７がプラスチック基板１を押圧した際に、スタンパ７とプラスチック基板１との間に空気が閉じ込められることを防止することができる。これにより、スタンパ７の凹凸が第２の情報信号層１３に転写される際の転写不良を低減することができる。
【００７３】
本実施の形態に係る光ディスクにおいて、プラスチック基板１としては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレートなどのプラスチック基板を用いることが好ましく、ガラス基板、セラミック基板、シリコンウエハー基板などを用いることも可能である。
【００７４】
また、プラスチック基板上に形成する反射膜、記録膜としても様々な材料を用いることができる。再生専用光ディスクの場合は、プラスチック基板上にＡｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ等の反射膜を形成することが好ましい。書き換え型の光ディスクは、プラスチック基板に上記したような反射膜と、相変化材料からなるもしくは光磁気材料からなる記録膜とを積層して形成される。このとき、相変化光ディスクの場合は記録膜としてＧｅＳｂＴｅを、光磁気ディスクの場合には記録層としてＴｂＦｅＣｏを使用することが好ましい。また、追記型光ディスクの場合、上記したような反射膜と、シアニン系またはフタロシアニン系の有機色素膜記録膜とを形成することが好ましい。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、プラスチック基板１に形成される第１の情報信号層と、光透過層および第２の情報信号層との２層の情報信号層が積層されてなる光情報記録媒体を例に挙げて説明したが、２層以上の情報信号層が積層されてなる光情報記録媒体も同様の製造方法にて製造することができる。すなわち、上記反射記録膜を成膜後、上記と同様の手法にて、情報信号層及び記録反射膜の形成を繰り返せば、２層以上の情報信号層を有する光情報記録媒体を作製することができる。
【００７６】
なお、本発明は、以下の多層情報記録媒体、その製造方法、およびその製造装置として構成することもできる。
【００７７】
複数の情報層が、透明な中間層により、一定の間隔を隔てて形成されている多層情報記録媒体において、所望の厚みの透明中間層を形成した後に、２Ｐ法により、他の情報層の情報ピットや案内溝を形成することを特徴とする第１の多層情報記録媒体および製造方法。
【００７８】
上記第１の多層情報記録媒体および製造方法において、透明中間層は、２Ｐ法の実施に先立って、既に硬化されていることを特徴とする多層情報記録媒体および製造方法。
【００７９】
上記第１の多層情報記録媒体および製造方法において、透明中間層は紫外線硬化樹脂であり、スピン方式またはロール方式で塗布された後、紫外線にて硬化されていることを特徴とする多層情報記録媒体および製造方法。
【００８０】
上記第１の多層情報記録媒体において、透明中間層に使用される樹脂と、２Ｐ法に使用される樹脂が、同一の材質または光学的に略同一の特性の材質であることを特徴とする多層情報記録媒体。
【００８１】
上記第１の多層情報記録媒体において、２Ｐ用樹脂の厚みが、５μｍ以下であることを特徴とする多層情報記録媒体。
【００８２】
ディスク基板またはスタンパは、柔軟性のある材質によって保持されることを特徴とする第２の多層情報記録媒体の製造方法および製造装置。
【００８３】
上記第２の多層情報記録媒体の製造装置において、柔軟性のある材質の厚みは、外周部よりも内周部の方が厚いことを特徴とする多層情報記録媒体の製造装置。
【００８４】
【実施例】
案内溝やピット表面に反射膜や記録膜を成膜したプラスチック基板を、スピンドルヘッド部に載置して、約６０ｒｐｍの回転数にて回転させながら、粘度１６０ｃｐｓのアクリル系の紫外線硬化樹脂（製品名ダイキュア、大日本インキ化学工業社製）をプラスチック基板上に滴下した。次いで、スピンドルヘッド部を３０００ｒｐｍにて１０秒間回転し、紫外線硬化樹脂を回転延伸してプラスチック基板上に塗布した。その後、プラスチック基板に塗布された紫外線硬化樹脂に対して、紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ^２にて照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させた。これにより、プラスチック基板の案内溝１５底部から表面までの膜厚（図１（ｃ）の距離βに相当）が１９．１±０．４μｍの光透過層を形成することができた。
【００８５】
続いて、表面に凹凸を有するスタンパの凹凸部分に紫外線硬化樹脂を滴下し、上記樹脂が硬化してなる光透過層に対して、加圧力５００ｋｇにて１０〜１５秒間ゆっくりと加圧を行い、基板表面全体に紫外製硬化樹脂が広がった後に、再度紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ^２にて照射し、硬化させた。その後プラスチック基板とスタンパを剥すことにより、上記プラスチック基板上には、スタンパの凹凸形状に合わせて、案内溝やピットを有する第２の情報信号層を積層形成することができた。プラスチック基板の案内溝やピットと、第２の情報信号層の案内溝やピットとの間の距離（図１（ｅ）の距離β＋γに相当）は、１９．６±０．８μｍであった。光透過層の第２の情報信号層に記録膜や反射膜を成膜し、さらにその膜の耐湿度、耐傷保護の目的で、約５μｍ厚の紫外線硬化樹脂の保護層を形成することにより、２層ディスクを作製した。これにより、２層の情報信号層の間隔が均一で、所望の厚みをした光透過層を持った２層ディスクを作製することができる。
【００８６】
あるいは約５μｍ厚の保護層の代わりに、約１００μｍ厚の紫外線硬化樹脂膜の形成、またはプラスチックシートを貼り付けることも可能である。
【００８７】
上記のように、本発明の光情報記録媒体の製造方法を用いることによって、プラスチック基板表面の情報信号層の案内溝やピットと、その上に積層されている情報信号層の案内溝やピットとの間の距離が、誤差範囲±１μｍ以内にて均一である光情報記録媒体を提供することができる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、以上のように、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体の製造方法において、第１の情報信号層の凹凸面に光透過層を形成した後に、当該光透過層の表面に第２の情報信号層を形成する方法である。
【００８９】
それゆえ、上記光透過層は、所望の厚さで一定の厚さに保つ方法で形成でき、複数の情報信号層の凹凸面が均一な間隔にて積層された光情報記録媒体を提供することができるという効果を奏する。これにより、特に入射面側より遠い情報信号層の凹凸面において、記録再生のためのレーザー光フォーカス制御が安定し、記録再生エラーが減少するため、情報信号層の多層化による情報記録媒体の記録容量の増大が可能となるという効果を奏する。
【００９０】
本発明の光情報記録媒体の製造方法は、以上のように、紫外線硬化性樹脂の塗布された凹凸転写手段を上記光透過層の表面に接合させて、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた後に、凹凸転写手段を上記光透過層から剥離させることにより、上記第２の情報信号層を形成する方法である。
【００９１】
それゆえ、第２の情報信号層の凹凸パターンの形成と、光透過層への第２の情報信号層の積層が同時に行うことができ、効率的に光情報記録媒体を作製できるという効果を奏する。また、薄い第２の情報信号層を形成することができるので、情報信号層の凹凸面間の距離を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明による多層の光情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の１実施形態である光情報記録媒体の製造装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、従来の光情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　プラスチック基板（基板・第１の情報信号層）
２　　反射膜および／または記録膜
３ａ、３ｂ　紫外線硬化樹脂
４　　紫外線ランプ
５　　紫外線
６　　光透過層
７　　スタンパ（凹凸転写手段）
８、１０　弾性体
９　　スタンパ固定台（転写手段保持手段）
１１　基板保持台（基板保持手段）
１３　第２の情報信号層
１５、１６　案内溝
１７　モーター
１８　油圧シリンダ
１９　紫外線硬化樹脂供給装置
２０　プラスチック基板供給装置

Claims (10)

1. 光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体の製造方法において、
   第１の情報信号層の凹凸面に光透過層を形成した後に、当該光透過層の表面に第２の情報信号層を形成することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
2. 紫外線硬化性樹脂の塗布された凹凸転写手段を上記光透過層の表面に接合させて、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた後に、凹凸転写手段を上記光透過層から剥離させることにより、上記第２の情報信号層を形成することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体の製造方法。
3. 上記第２の情報信号層は、上記光透過層が硬化した後に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体の製造方法。
4. 上記光透過層は、スピンコート法またはロール法によって、上記第１の情報信号層に光透過樹脂を塗布して形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光情報記録媒体の製造方法。
5. 上記光透過層および第２の情報信号層は、紫外線硬化性樹脂により形成されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の光情報記録媒体の製造方法。
6. 光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体において、
   上記複数の情報信号層うち、上記光透過層の表面に形成されている第２の情報信号層の厚みが５μｍ以下であることを特徴とする光情報記録媒体。
7. 上記光透過層と上記第２の情報信号層とは、同一の材料または、光学的特性が略同一である材料により形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光情報記録媒体。
8. 光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体において、
   上記複数の情報信号層はそれぞれに案内溝または情報ピットを備えており、光透過層を隔てて隣接する情報信号層に形成されている案内溝間または情報ピット間の距離が、その平均値の９０％〜１１０％の範囲内であることを特徴とする光情報記録媒体。
9. 第１の情報信号層および光透過層が形成されている基板を保持するための基板保持手段と、光透過層に凹凸形状を転写する凹凸転写手段を保持するための転写手段保持手段とを備えており、光透過層と凹凸転写手段とを接合することにより、光透過性樹脂を延伸して第２の情報信号層を形成する、光透過層を隔てて複数の情報信号層が形成されている光情報記録媒体の製造装置であって、
   基板保持手段および／または転写手段保持手段は、光透過層と凹凸転写手段との接合により生じる力を吸収するための柔軟性のある弾性体を有することを特徴とする光情報記録媒体の製造装置。
10. 上記弾性体は、基板または凹凸転写手段の中央部分に対応する領域での厚さが、該領域の周囲での厚さよりも厚くなるように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光情報記録媒体の製造装置。

Images