JP2004103070A - Manufacturing method for surface recording flexible optical disk substrate and for flexible optical disk - Google Patents

Manufacturing method for surface recording flexible optical disk substrate and for flexible optical disk Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the curing distortion when a fine ruggedness pattern of a stamper is transferred to a base film and furthermore to suppress the curing distortion of a transfer layer by making the curing shrinkage factor to be ≤10%, as to a manufacturing method for a flexible optical disk substrate utilizing the surface recording method (such that a pregroove surface of the disk positions at a pickup side to record/reproduce information at this surface). <P>SOLUTION: When the fine ruggedness pattern of the stamper is transferred to the base film on the premise of the manufacturing method for the flexible optical disk substrate utilizing the surface recording method, a monomer material not forming the cross-linking structure at the curing time is used. As this monomer material, a monofunctional acrylate monomer material is used. The viscosity of this monofunctional acrylate monomer material is 10-100 mPa s, and the curing shrinkage factor thereof is ≤10%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、高記録密度光ディスクおよびその製造方法に関するものであり、フレキシブルシートを用いた加工技術、紫外線硬化樹脂のアプライアンスを工夫して、フレキシブル光ディスクシステムの信頼性を向上させることができるものである。
【0002】
【従来の技術】
光ディスクはリムーバブルであり、かつ大容量であることから、CD,DVDなどとして広く普及しており、これは、厚さ1.2または0.6mmのポリカーボネート基板に記録膜を成膜して信号を光ピックアップで記録再生するものである。光ディスクの記録面上に光を正確に集光させるには、記録面に対する光ピックアップの高い位置精度が必要であるので、基板を平坦にし、剛性を持たせ、記録面の平坦性を確保し、記録面のうねりに追従させるために、光ピックアップにサーボをかけて、記録面に対する光ピックアップの位置精度を出している。
現在、さらに記録容量を高めるために対物レンズの開口数(NA)を上げたり、レーザーを短波長化することで、光スポットを更に小径化するための研究開発が行われている。NAを上げると、記録面と光ピックアップ間の距離が小さくなるので、この間の距離を一層高精度で制御することが必要である。他方、光ピックアップの位置のサーボ制御の応答性には限界があり、所要の精度で上記位置を正確に制御するのは困難である。このために、NAを上げるためには基板のチルト(面振れ)を、高精度の位置制御が可能な範囲に小さくしなければならない。このようなことから、製造基板の精度を向上させ、ピックアップにチルト(面振れ)サーボを搭載し、記録記録膜上に0.1mm程度の薄いカバー層を設け、このカバー側から記録再生することでチルト(面振れ)マージンを拡大するなどの工夫がなされている。
【0003】
上記チルト(面振れ)を小さくすることは、基板の材料や製法を工夫することにより達成可能であるが、コストが著しく高くなるなどの問題がある。また、基板を通さず、記録膜側から再生する手法(表面記録型)についても、記録膜面と対物レンズの距離が0.1mm程度しか確保できないので、回転する通常の光ディスク(剛体)と対物レンズとが衝突するのを防ぐ手段として、面振れを小さくするようにディスクのチャッキング精度を向上させること等が挙げられる。しかし、これらはすべてコストアップにつながる。
【0004】
そこで、光ディスクそのものの剛性を高くしてその機械的精度を高めるのではなく、ディスクを可撓性材料で製造し、記録再生面と反対側にガイドを設け、ディスクを回転させる方式によって、対物レンズと光ディスクを挟んで対向するガイドにより、空気力学的に光ディスクを浮上(ベルヌーイ浮上;非接触)させ、一定の回転速度で回転する光ディスクとガイドとの間に一定の空気軸受層を形成させて、光ディスクと上記ガイドとの位置関係を安定化させて、上記ガイドに対向して配置した光ピックアップに対する記録面の振動(チルト)を限りなく0に近づけることを可能にし、これによって、表面記録型の光ディスクとして機能させることができるようになっている(例えば特願2001−118344号明細書)。
このフレキシブル光ディスクシステムの概要は図1に示すとおりである。すなわち、フレキシブル基盤の一面にスタンパを転写して転写面とし、この転写面に記録層を積層し、この記録層の上に保護層を積層してフレキシブル光ディスクを構成し、保護層側に対物レンズ(光ピックアップ)を近接させ、フレキシブル基板の裏面に動的空気軸受を構成するガイドを近接させて、フレキシブル光ディスクを高速で回転させて、フレキシブル光ディスクをガイドの軸受面に対して薄い空気層を介して浮かせ、これによって、フレキシブル光ディスクの撓み、うねり等に関わりなく、対物レンズ(光ピックアップ)と保護層表面間の間隔を微小にして安定させるものである(詳細については、一例として、特願2001−118344号明細書参照)。
【0005】
このフレキシブル光ディスク基板を作製するための従来工法として、PETフィルムなどのフレキシブルシート表面に熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を塗布してこれを転写層とし、これにスタンパの微細凹凸パターンを転写し、熱硬化させてから記録膜を成膜する熱プレス法や、同じくフレキシブルシート表面に紫外線硬化型樹脂を塗布してこれを転写層とし、これにスタンパの微細パターンを転写し、紫外線硬化させてから記録膜を成膜する2P(Photo Polymerization)法(特許第2942430号公報)や、可撓性有機物シートを軟化点以上に加熱し、スタンパを圧着後、冷却してシートとスタンパを剥離する方法(特開平6−60423号公報特許文献3)などがある。またこの他に特開平11−273147号公報に記載されているものもある。この従来例は、透明フィルムを熱圧着するダイレクトエンボス法であり、昇温させてから透明フィルムを圧着させるものであるが、この方法による場合は、透明フィルムの面内の温度ばらつき、応力ばらつきを極小に、かつ均一にすることが困難であり、このため、透明フィルムの光学特性や機械的強度、反りなどにばらつきが発生しやすい。
【0006】
また、2P法は転写性に優れており、この部分に関するポテンシャルは、他の転写工法より優れている。
2P法の場合、フレキシブル光ディスクの総厚みは、転写するフィルム、転写層、記録膜の厚さによるものである。フィルム自身は工業的に量産されているので、厚み分布は±1μm程度の精度に抑制される。また記録膜はナノメーターのオーダーなので、フレキシブル光ディスクの厚みのばらつきに対しては、ほとんど無視できるオーダーである。この工法で最も膜厚分布の管理が最もシビアなものは転写層である。光ディスクの転写層を形成する材料は、転写加工工程の能率性、低価格性、安定性、信頼性等のために、ラジカル重合型のUV樹脂を主体としたものがもっぱら使用されている。
【0007】
ところで、ラジカル重合型であるUV樹脂を硬化させる場合、UV樹脂の材料によっては複数の材料がブレンドされており、それぞれで硬化速度に有意差が存在し、硬化速度の速い材料はすぐに硬化するが、硬化速度の遅い材料は硬化に時間を要する。一般的に使用さているオリゴマーや、多官能モノマーでは、硬化時に架橋構造を形成するが、硬化速度の速い材料が架橋構造を形成してしまうと、硬化速度の遅い材料で架橋構造の中に取り込まれてしまった材料は、その段階での硬化が不十分で、マイクロゲルの状態で残存することになり、これが転写層の表面の凹凸(歪み)を引き起こす(図9参照)。なお、図9(a)にマイクロゲルの状態で残存していないものを示し、図9(b)にマイクロゲルの状態で残存しているものを示している。
【0008】
他方、CD,DVDなどの光ディスクでは、記録面と光ピックアップ間の距離が比較的大きく、基板の平滑性が高いので、記録面の歪みは光ピックアップのサーボ応答性との関係における問題はなく、また基板の剛性が高いので転写面の歪みが顕存化することはなく、顕存化しても多少の歪みは問題にならない。ところが、表面記録型フレキシブル光ディスクの場合は、光ピックアップと記録面間の距離が小さく(通常100μm)、したがって、光ピックアップのサーボ制御に対するマージンが小さい。他方、従来のフレキシブル光ディスクはその基板が柔軟でかつ平滑性が高くなく、さらに、転写層の歪みが顕存化して記録面の歪みが大きい。このために、光ピックアップのフォーカスサーボやトラッキングサーボをロックさせた状態で残存している残留フォーカスエラーが大きくなり、サーボが不安定で外れ易くなり、その結果、記録再生特性が悪いものとなってしまう傾向が大きい(図6(a)参照。同図に、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示している)。したがって、信頼性の高いフレキシブル光ディスクシステムが成立しないという問題がある。
【0009】
また、相変化記録膜を用いる場合、ダイレクトオーバーライト時のC/Nやジッタの劣化を抑えるために保護層を形成するが、表面記録型の保護層は光学透過膜として機能させる必要があり、空気層との界面が平滑な表面であることが不可欠である。
以上のことから、表面記録型のフレキシブル光ディスクにおいては転写層、保護層の平滑性として、表面粗さ0.1μm以下であることが要求され、さらに、記録再生の信頼性を一層向上させるために、フレキシブル光ディスクの面振れを可及的に低減することが求められる。
【0010】
【特許文献1】特願2001−118344号明細書
【特許文献2】特許第2942430号特許公報
【特許文献3】特開平6−60423号公報
【特許文献4】特開平11−273147号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の従来のフレキシブル光ディスク基板の製造方法の問題を解消して、高品質な記録再生信号特性を有するフレキシブル光ディスクを提供することを目的とするものであり、そのために解決しようとする課題は次のとおりである。
【0012】
【課題1】(請求項1、請求項2、請求項4に対応)
課題1は、表面記録型(ピックアップ側にディスクのプリグルーブ面がきて、その面で記録再生するもの)フレキシブル光ディスク基板の製造方法において、スタンパの凹凸微細パターンをベースフィルムに転写する際、硬化歪みを小さくし、さらには、硬化収縮率が10%以下になるようにして、転写層の硬化歪みを一層抑制することである。
【0013】
【課題2】(請求項3、請求項6に対応)
課題2は、転写層の膜厚を1〜10μmで形成できるようにして、転写層の歪みを抑制することである。
【課題3】(請求項5に対応)
課題3は、転写層に適度の剛性を与えて、面振れを可及的に小さくすることである。
【課題4】(請求項7、請求項8、請求項9に対応)
課題4は、平滑な保護層形成できるようにし、また、保護層の硬さを2H以上で、厚さを10〜50μmであることで、初期化、記録再生時のベースフィルムと記録膜(記録層)との剥離を回避することである。
【0014】
【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1を解決するために講じた手段は、表面記録型フレキシブル光ディスク基板の製造方法を前提として、
スタンパの凹凸微細パターンをベースフィルムに転写する際、硬化時に架橋構造をとらないモノマー材料を用いることである。
【0015】
【作用】
スタンパの凹凸微細パターンをベースフィルムに転写する際、硬化時に架橋構造をとるモノマー材料を用いると、転写層の硬化過程において架橋構造をとるモノマー材料に硬化速度が遅いモノマー材料が取り込まれ、これが硬化性が不十分のマイクロゲルの状態で残存し、転写層に凹凸の歪みを生じる。すなわち、転写層の厚さが安定しない(図5(a)参照。なお、この図は、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示すものである)。そして、フレキシブル光ディスクの場合、光ピックアップのフォーカスサーボやトラッキングサーボをロックさせた状態で残存している残留フォーカスエラーが大きくなり、サーボが不安定で外れ易くなり、その結果、記録再生特性が悪いものとなってしまうことは、上記のとおりである。他方、硬化時に架橋構造をとらないモノマー材料を用いると、一様に硬化が進行するので、硬化性が不十分のマイクロゲルの状態で残存することはなく、したがって、硬化性が不十分のマイクロゲルの状態で残存することに因る転写層に凹凸の歪みを生じることはなく、転写層の厚さが安定する(図5(b)参照。同図は、単官能モノマー(単官能アクリレートモノマー)で転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示すものである)。それゆえ、転写層の歪みがフレキシブル光ディスク基板の歪みに重なって、記録面の歪みを増大させることはなく、残留フォーカスエラーは生じない(図6(b)参照、同図に、単官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示している)。
【0016】
【実施態様1】
実施態様1は、上記解決手段1のフレキシブル光ディスク基板の製造方法について、単官能アクリレートモノマー材料を用いることである。
【作用】
解決手段1における「硬化時に架橋構造をとらないモノマー材料」として、単官能アクリレートモノマー材料を用いることにより、3次元架橋構造をとらない材料であるから、転写層の硬化が一様に進行する。したがって、硬化性が不十分のマイクロゲルの状態で残存することに因って転写層に凹凸の歪みを生じることが確実に回避され、膜厚が安定する。
【0017】
【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、その単官能アクリレートモノマー材料の粘度が10〜100mPa・sであることである。
【作用】
単官能アクリレートモノマー材料の粘度が10〜100mPa・sであることによって、転写層の厚さを薄く、かつ均等に形成することができ、UV樹脂の硬化収縮による反りが低減される。
なお、図2に単官能アクリレートモノマーの粘度と膜厚の関係を示しており、5000rpmでスピンコートする場合に、粘度が10〜100mPaのとき、10μm以下の膜厚に延展されることが同図から明らかである。
また、転写層膜厚と面振れの関係は図3に示すとおりであり、転写層厚さが10μm以下であるとき、面振れ量が10μm以下に抑制されることが図3から明らかである。
【0018】
【実施態様3】(請求項4に対応)
実施態様3は、上記実施態様1について、その単官能アクリレートモノマー材料の硬化収縮率が10%以下であることである。
【作用】
単官能アクリレートモノマー材料の硬化収縮率が小さいほど、硬化歪みが小さく、10%以下では特に問題はないが、10%以上になると収縮による逆反り量が大きくなって、ディスクの面振れ安定化が阻害される傾向が顕著になる。したがって、硬化収縮率が10%以下の単官能アクリレートモノマー材料を使用することによって、収縮による逆反りのためにディスクの面振れ安定性が阻害されることはない。
【0019】
【実施態様4】(請求項5に対応)
実施態様4は、解決手段1について、硬化した転写層の鉛筆硬度がF〜2Hであることである。
【作用】
硬化した転写層の鉛筆硬度がF未満であれば、空気浮上時に剛性が不足して面振れが安定化し難く、2Hを越えると、可撓性不足によりやはり面振れが安定し難くて、記録再生が不可能になるが、鉛筆硬度がF〜2Hの範囲にあるとき、上記両問題のない適度の剛性が与えられる。
なお、転写層の硬度と面振れ量との関係は図4に示すとおりであり、硬度がFより低く、他方2Hより高いほど急に面振れ量の増大が顕著になり、F〜2Hの範囲において、面振れ量が最小であって、10μm以下に抑制されることが明らかである。
【0020】
【実施態様5】(請求項6に対応)
実施態様5は、解決手段1について、転写層の膜厚が1〜10μmであることである。
【作用】
転写層の膜厚が1μm未満であると、安定的に転写層を形成することが困難であり、10μmを越えると、硬化収縮による逆反りが大きくなり、空気浮上時の面振れ量の増大が顕著になるが、転写層の膜厚が1〜10μmであるとき、スピンコート法により、転写層の膜厚が均一で、かつ、硬化収縮による逆反りが顕著でない範囲で転写層を可及的に薄くすることができる。
【0021】
【解決手段2】(請求項7に対応)
解決手段2は、解決手段1を前提として、転写層を形成したベースフィルムに相変化記録膜を成膜後、記録再生面側に保護層を形成し、当該保護層材料が単官能アクリレートモノマーであることである。
【0022】
【作用】
転写層の保護層についても、硬化時に架橋構造をとるモノマー材料を用いると、転写層の場合と同様に保護層自体に歪みを生じ、これがフレキシブル光ディスク表面の歪みを増大させ、光ディスク表面が光ピックアップと干渉する危険性を増大させるが、保護層が単官能アクリレートモノマーによるものであることで、保護層自体の歪みが低減され、上記危険性が低減される。
【0023】
【実施態様1】(請求項8に対応)
実施態様1は、解決手段2について、保護層の硬さが鉛筆硬度で2H以上であることである。
【作用】
保護層の硬さが鉛筆硬度で2H未満であれば、Nレベル(ノイズレベル)の増加が顕著であり、Cレベル(キャリアレベル)の低下によりC/Nが一気に低下してしまうが、2H以上であれば、ダイレクトオーバーライト時に記録膜が基板から浮き上がることによるNレベルの増加を回避することができる。
【0024】
【実施態様2】(請求項9に対応)
実施態様2は、解決手段2について、保護層の厚さが10〜50μmであることである。
【作用】
保護層の厚さが10μm未満であれば、ダイレクトオーバーライト後のC/N低下が著しく、他方、50μmを越えれば、硬化収縮による逆反りが大きすぎて、空気浮上時のディスクの面振れを安定させるのが困難である。したがって、10〜50μmが上記の両問題のない適正な範囲である。また、この膜厚範囲の保護層が有する剛性により、初期化、記録再生時のベースフィルムと記録膜(記録層)との剥離を回避することができる(課題4の解決)。
【0025】
【実施の形態】
フレキシブル光ディスクを製造するとき、平滑な転写層、保護層を形成することで、ダイレクトオーバーライト後のC/Nやジッタ特性を高品質に保持することを可能にする材料およびその製造方法についての実施例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、解決手段1でいう「硬化時に架橋構造をとらないモノマー材料」としては、単官能モノマー材料の他にはない。単官能アクリレートモノマー材料には、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルオキシエチルアクリレート、シクロヘキサンオキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルオキシヘキサノリドアクリレート、1,3−ジオキソランアクリレート、アクリロイルモルホリン、トリシクロデカニルオキシアクリレート等があるが、そのうちのノニルフェノキシエチルアクリレート樹脂が、スピンコート法で所期の膜厚に制御し易いので、最も好ましいものの一つである。
【0026】
【実施例1】
スタンパ上に、単官能アクリレートモノマー材料であるノニルフェノキシエチルアクリレート樹脂(粘度80mPa・s)を、スピンコート法で塗布して厚さ5μmの転写層10を形成し、その上に厚さが75μmのPETフィルム11を貼り合わせ、スタンパと上記樹脂をスタンパから剥離させることで、情報を記録するための凹凸、あるいはトラッキングのための溝を有し、表面が平滑なフレキシブル光ディスク基板が得られる。このフレキシブル光ディスク基板の上記樹脂表面(情報を記録するための凹凸、あるいはトラッキングのための溝を有する転写層の表面)に、スパッタリング法によって、厚さ0.2μmの相変化の記録層12を形成する。これが図7に示すフレキシブル光ディスク基板である。このフレキシブル光ディスク基板の記録面に、スピンコート法によって、ノニルフェノキシエチルアクリレート樹脂(粘度80mPa・s)を塗布して、膜厚20μmの保護層13を形成して、図8に示すフレキシブル光ディスクを完成させる。
なお、上記のスピンコート法は、高速でスタンパを回転させ、スタンパの内周部に環状に溶融樹脂を塗布して、これを遠心力で半径方向外方に延展させて、均一な膜厚の層を形成する方法であり、従来周知慣用の薄膜塗布方法である。膜厚は、アクリレートモノマーの粘度とスタンパの回転速度で制御される。
【0027】
上記のようにして完成したフレキシブル光ディスクを図1に示すような評価装置に装着して、ガイドをフィルム11表面に接近させて、空気浮上させた状態で当該光ディスクの面振れを安定化させ、フォーカス、トラッキングサーボをロックさせることにより、記録再生を行う試験を行った。その結果、転写層にしわ、浮き、クラックの発生がないことが確認された。
なお、転写層の膜厚は1〜10μmが適正であるが、この例では、スピン回転数を5000rpmにして、5μmの転写層を形成した。
【0028】
また、転写層の厚さが1μm未満では安定的に一定厚さの転写層を形成することが困難であり、10μm以上となると、硬化収縮による逆反りが大きくなり、空気浮上時に面振れが安定しなくなり、このためフォーカスサーボがきかず、記録再生ができない。
さらに、上記転写層の膜厚を均一に形成するため、あるいは高速スピンによりスタンパがチャッキングテーブルから離れて飛ぶ危険性があるので、スピン回転数を5000rpm前後にすることが望ましいが、この回転数の下で上記のノニルフェノキシエチルアクリレート樹脂(粘度80mPa・s)を用いることで、容易に、1〜10μm膜厚の転写層を形成することができる。
【0029】
また、フレキシブル光ディスクの空気浮上時の面振れの硬化膜の鉛筆硬度への依存性が高く、鉛筆硬度がF未満では空気浮上時に剛性が不足して面振れが安定化し難く、反対に2Hを越えると可撓性不足によりやはり面振れが安定し難くて、記録再生が不可能になるが、この例では鉛筆硬度をHにしている。
【0030】
また、樹脂の硬化収縮率については硬化収縮率がこれよりも低くても特に問題はないが、10%以上になると収縮による逆反り量が大きくなって、ディスクの面振れ安定化が図られない。この例の硬化収縮率はほぼ8.5%であり、フレキシブル光ディスクの逆反り量は、0.1mm以下であることが確認された。
また、記録膜の保護層に関しては、表面記録型光ディスクの場合、光学透過層としての機能が必要であるので、転写層と同様、単官能アクリレートモノマー材料が望ましい。保護層の硬さが2H以上あればダイレクトオーバーライト時に記録膜が基板から浮き上がることによるNレベルの増加を回避することができる。2Hよりも軟らかいとNレベルの増加が顕著であり、Cレベルの低下によりC/Nが一気に低下してしまうので、この例の保護層の硬度は2Hである。
さらに、保護層の厚さが10μmより薄いと、ダイレクトオーバーライト後のC/N低下が著しく、50μmより厚いと、硬化収縮による逆反りが大きすぎて、空気浮上時のフレキシブル光ディスクの面振れを安定させるのが困難である。この例では、保護層の厚さは、スピンコートにおける回転速度を4000rpmにして、ほぼ20μmにコントロールした。この例のフレキシブル光ディスクのダイレクトオーバーライト後のC/Nは52dBであり、面振れは5μm以下であって、極めて安定することが確認された。
【0031】
【実施例2】
実施例2は実施例1と同様にして製造されたフレキシブル光ディスクである。しかし、転写層、保護層材料として、単官能アクリレートモノマーであるトリシクロデカニルオキシアクリレート(12mPa・s)を用いる点で、実施例1と異なる。スピン回転数を5000rpmにして、膜厚2μmの転写層を形成し、また、同じ材料を用いてスピン回転数を4000rpmにして、膜厚15μmの保護層を形成した。
この実施例2についての、試験結果は、実施例1のそれとほぼ同様であり、転写層のしわ、浮き、クラックの発生はないことが確認された。
【0032】
【実施例3】
実施例3は実施例1と同様にして製造されたフレキシブル光ディスクである。しかし、転写層、保護層材料が、単官能アクリレートモノマーであるテトラヒドロフルフリルオキシヘキサノリドアクリレート(150mPa・s)を用いる点で、実施例1と異なる。
スピン回転数を5000rpmにして、厚さ8μmの転写層を形成し、スピン回転数を4000rpmにして、厚さ40μmの保護層を形成した。
実施例3についての試験結果は、実施例1とほぼ同様であり、転写層のしわ、浮き、クラックの発生は見られなかった。
【0033】
【比較例1】
比較例1は実施例1と同様にしてフレキシブル光ディスクを製造したものである。しかし、転写層、保護層材料として、光重合性プレポリマーを用いた点が異なる。スピン回転数を5000rpmにして、厚さ8μmの転写層を形成し、スピン回転数を3500rpmにして、厚さ15μmの保護層を形成した。
この比較例1についての試験結果は硬化時にマイクロゲルが発生し、転写層膜厚分布が安定せず、残留フォーカスエラーが大きく、記録再生が不可であった。
【0034】
【比較例2】
比較例2は実施例1と同様にしてフレキシブル光ディスクを製造したものである。しかし、転写層、保護層材料として、多官能アクリレートモノマー(粘度500mPa・s)を用いる点が異なる。スピン回転数を5000rpmにして、厚さ10μmの転写層を形成し、スピン回転数を4000rpmにして、厚さ20μmの保護層を形成した。
この比較例2についての試験結果は、硬化時にマイクロゲルが発生し、転写層膜厚分布が安定せず、残留フォーカスエラーが大きく、記録再生が不可であった。
以上のように、転写層、保護層について平滑な転写層が得られず、そのために、空気浮上により面振れを安定化させても、表面の凹凸のためにサーボエラーを生じ、確実に記録再生することができなかった。また、転写層のしわ、浮き、クラックの発生が見られ、ディスクを回転浮上させることで、クラックエリアがさらに拡大した。
【0035】
【発明の効果】
この発明の効果を主な請求項毎に整理すると次のとおりである。
1.請求項1、請求項2、請求項4の発明の効果
表面記録型フレキシブル光ディスク基板の製造方法において、スタンパの凹凸微細パターンをベースフィルムに転写する際、硬化時に架橋構造を取らないモノマー材料、殊に、単官能アクリレートモノマー材料(請求項2)を用いることにより、硬化時の転写層の歪みがなく、硬化収縮を小さく抑制することができる。また、ブレンドされている材料間でも硬化速度差が小さく、具体的には硬化収縮率が10%以下であり(請求項4)、硬化した膜表面にマイクロゲルが発生することはなく、平滑な転写層が得られる。
【0036】
2.請求項3、請求項6の発明の効果
単官能アクリレートモノマー材料の粘度が10〜100mPa・s以下であることによって、転写層の薄膜形成が可能であり、具体的には転写層の膜厚が1〜10μmである(請求項6)ので、硬化収縮による反りを低減することが可能である。
【0037】
3.請求項5の発明の効果
硬化した転写層の鉛筆硬度がF〜2Hであることにより、転写層の剛性を適度なものにすることができ、これによって、フレキシブル光ディスクを空気力学的に浮上安定化させることができる。
【0038】
4.請求項7、請求項8、請求項9の発明の効果
転写層を形成したベースフィルムに相変化記録膜を成膜しても、転写層のしわ、浮き、クラックは発生しない。記録再生面側に単官能アクリレートモノマー材料である(請求項7)保護層を形成することで、平滑な保護層を形成することが可能であり、初期化工程や記録再生工程でのエラーが発生する可能性は著しく低減され、また、保護層の硬さが2H以上(請求項8)、厚みが10〜50μm(請求項9)であることで、初期化、記録再生時のベースフィルムと記録膜との剥離を回避でき、ダイレクトオーバーライト時のC/N、ジッタの劣化を抑制することができる。
【0039】
5.請求項10、請求項11の発明の効果
転写層、保護層が単官能アクリレートモノマーであるので、転写層表面の歪み、保護層の歪みが著しく低減されるので、フレキシブル光ディスクの光ピックアップが近接する保護層表面、転写層表面の平滑性が著しく高い。したがって、光ピックアップのサーボ制御によって確実にフォーカス制御することが可能であり、フォーカス制御エラーの発生を著しく低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明のフレキシブル光ディスクとドライブ(ピックアップの対物レンズ)の状態を示す模式図である。
【図2】は樹脂粘度と膜厚の関係を示すグラフである。
【図3】は転写層膜厚とディスク面振れ量との関係を示すグラフである。
【図4】は転写層鉛筆硬度と面振れ量との関係を示すグラフである。
【図5】(a)は、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示す図面であり、(b)は単官能モノマーで転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示す図面である。
【図6】(a)は、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示す図であり、(b)は、単官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示す図である。
【図7】は、フィルム+転写層+記録膜の構成を示す模式図である。
【図8】は、フィルム+転写層+記録膜+保護層の構成を示す模式図である。
【図9】(a),(b)は、単官能アクリレートモノマー、および多官能アクリレートモノマーによる転写層の表面外観を示す200倍率の写真である。
【符号の説明】
10:転写層
11:フィルム
12:記録層
13:保護層
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a high recording density optical disk and a method for manufacturing the same, and can improve the reliability of a flexible optical disk system by devising a processing technique using a flexible sheet and an appliance made of an ultraviolet curable resin. .
[0002]
[Prior art]
Optical discs are widely used as CDs and DVDs because they are removable and have a large capacity. This is because a recording film is formed on a polycarbonate substrate having a thickness of 1.2 or 0.6 mm to transmit signals. Recording and reproduction are performed by an optical pickup. In order to accurately condense light on the recording surface of the optical disk, a high positional accuracy of the optical pickup with respect to the recording surface is required, so the substrate is flattened, rigidity is secured, and the recording surface flatness is secured. In order to follow the undulation of the recording surface, servo is applied to the optical pickup to obtain the position accuracy of the optical pickup with respect to the recording surface.
At present, research and development for further reducing the diameter of the light spot by increasing the numerical aperture (NA) of the objective lens or shortening the wavelength of the laser in order to further increase the recording capacity are being conducted. When the NA is increased, the distance between the recording surface and the optical pickup becomes smaller, and it is necessary to control this distance with higher accuracy. On the other hand, the response of servo control of the position of the optical pickup is limited, and it is difficult to accurately control the position with the required accuracy. For this reason, in order to increase the NA, the tilt (plane deflection) of the substrate must be reduced to a range where highly accurate position control is possible. For this reason, it is necessary to improve the accuracy of the manufacturing substrate, mount a tilt (plane deflection) servo on the pickup, provide a thin cover layer of about 0.1 mm on the recording recording film, and perform recording / reproduction from the cover side. In order to increase the tilt (surface runout) margin, various measures have been taken.
[0003]
Reducing the tilt (plane runout) can be achieved by devising the material and manufacturing method of the substrate, but has the problem of significantly increasing the cost. Also, in the method of reproducing from the recording film side without passing through the substrate (surface recording type), the distance between the recording film surface and the objective lens can be secured only about 0.1 mm, so that a rotating ordinary optical disk (rigid body) and an objective lens can be used. Means for preventing the collision with the lens include improving the chucking accuracy of the disk so as to reduce the surface runout. However, these all lead to increased costs.
[0004]
Therefore, rather than increasing the rigidity of the optical disk itself to increase its mechanical accuracy, the objective lens is manufactured by manufacturing the disk from a flexible material, providing a guide on the side opposite to the recording / reproducing surface, and rotating the disk. The optical disk is aerodynamically levitated (Bernoulli floating; non-contact) by a guide facing the optical disk and the optical disk, and a constant air bearing layer is formed between the optical disk rotating at a constant rotational speed and the guide. By stabilizing the positional relationship between the optical disk and the guide, the vibration (tilt) of the recording surface with respect to the optical pickup disposed opposite to the guide can be made as close as possible to zero, thereby enabling the surface recording type It can be made to function as an optical disk (for example, Japanese Patent Application No. 2001-118344).
The outline of this flexible optical disk system is as shown in FIG. That is, a stamper is transferred to one surface of a flexible substrate to form a transfer surface, a recording layer is laminated on the transfer surface, a protective layer is laminated on the recording layer to form a flexible optical disk, and an objective lens is disposed on the protective layer side. (Optical pick-up) and the guide that constitutes the dynamic air bearing on the back side of the flexible substrate, and the flexible optical disk is rotated at a high speed. In this way, the distance between the objective lens (optical pickup) and the surface of the protective layer is made small to stabilize the flexible optical disk irrespective of bending, undulation, and the like. -118344).
[0005]
As a conventional method for manufacturing this flexible optical disk substrate, a thermoplastic resin or a thermosetting resin is applied to the surface of a flexible sheet such as a PET film, and this is used as a transfer layer. A heat press method in which a recording film is formed after heat curing, or a UV curable resin is also applied to the surface of a flexible sheet, and this is used as a transfer layer. The fine pattern of the stamper is transferred to this and cured by UV curing. A 2P (Photo Polymerization) method for forming a recording film (Japanese Patent No. 2942430) or a method in which a flexible organic material sheet is heated to a softening point or higher, a stamper is pressed, cooled, and then separated from the sheet ( JP-A-6-60423 (Patent Document 3) and the like. In addition, there is another one described in JP-A-11-273147. This conventional example is a direct embossing method in which a transparent film is thermocompressed, in which the transparent film is pressure-compressed after the temperature is increased.However, according to this method, temperature variations and stress variations in the plane of the transparent film are reduced. It is difficult to make the film extremely small and uniform, so that the optical characteristics, mechanical strength, warpage, and the like of the transparent film tend to vary.
[0006]
Further, the 2P method is excellent in transferability, and the potential for this portion is superior to other transfer methods.
In the case of the 2P method, the total thickness of the flexible optical disk depends on the thickness of the film to be transferred, the transfer layer, and the recording film. Since the film itself is mass-produced industrially, the thickness distribution is suppressed to an accuracy of about ± 1 μm. Also, since the recording film is of the order of nanometers, it is almost negligible for variations in the thickness of the flexible optical disk. The transfer layer is the most severely controlled in the film thickness distribution by this method. As a material for forming a transfer layer of an optical disk, a material mainly composed of a radical polymerization type UV resin is mainly used for the efficiency of transfer process, low cost, stability, reliability and the like.
[0007]
By the way, when curing a radical polymerization type UV resin, depending on the UV resin material, a plurality of materials are blended, and there is a significant difference in the curing speed between each material, and a material having a fast curing speed cures immediately. However, a material having a low curing speed requires time for curing. Commonly used oligomers and polyfunctional monomers form a crosslinked structure during curing, but if a material with a fast curing speed forms a crosslinked structure, it will be incorporated into the crosslinked structure with a material with a slow curing speed. The material that has been cured is insufficiently cured at that stage and remains in a microgel state, which causes irregularities (distortion) on the surface of the transfer layer (see FIG. 9). FIG. 9 (a) shows a microgel that does not remain, and FIG. 9 (b) shows a microgel that remains.
[0008]
On the other hand, in the case of optical disks such as CDs and DVDs, the distance between the recording surface and the optical pickup is relatively large, and the smoothness of the substrate is high, so that the distortion of the recording surface has no problem in relation to the servo response of the optical pickup. In addition, since the rigidity of the substrate is high, the distortion of the transfer surface does not become obvious, and even if it becomes obvious, a slight distortion does not matter. However, in the case of a surface recording type flexible optical disk, the distance between the optical pickup and the recording surface is small (usually 100 μm), and therefore the margin for servo control of the optical pickup is small. On the other hand, the conventional flexible optical disk has a flexible and non-smooth substrate, and furthermore, the distortion of the transfer layer becomes obvious and the distortion of the recording surface is large. For this reason, the residual focus error remaining when the focus servo and tracking servo of the optical pickup are locked becomes large, and the servo becomes unstable and easily comes off, resulting in poor recording / reproducing characteristics. (See FIG. 6A. This figure shows a residual focus error when a transfer layer is formed with a polyfunctional monomer.) Therefore, there is a problem that a highly reliable flexible optical disk system cannot be established.
[0009]
When a phase-change recording film is used, a protective layer is formed to suppress the deterioration of C / N and jitter at the time of direct overwriting, but the surface recording type protective layer needs to function as an optical transmission film. It is essential that the interface with the air layer be a smooth surface.
From the above, the surface recording type flexible optical disk is required to have a surface roughness of 0.1 μm or less as the smoothness of the transfer layer and the protective layer, and to further improve the reliability of recording and reproduction. In addition, it is required to reduce the surface deflection of the flexible optical disk as much as possible.
[0010]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application No. 2001-118344
[Patent Document 2] Japanese Patent No. 2942430
[Patent Document 3] JP-A-6-60423
[Patent Document 4] JP-A-11-273147
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flexible optical disk having high-quality recording / reproducing signal characteristics by solving the above-mentioned problems of the conventional method for manufacturing a flexible optical disk substrate. The tasks are as follows.
[0012]
[Problem 1] (Corresponding to Claims 1, 2, and 4)
The first problem is that in a method of manufacturing a surface recording type (a pre-groove surface of a disk is provided on a pickup side and recording / reproducing is performed on the pre-groove surface) flexible micro-substrate substrate, when a fine pattern of concavities and convexities of a stamper is transferred to a base film, curing distortion is caused. Is further reduced, and the curing shrinkage is set to 10% or less to further suppress the curing distortion of the transfer layer.
[0013]
[Problem 2] (corresponding to Claims 3 and 6)
A second problem is to suppress the distortion of the transfer layer so that the transfer layer can be formed to have a thickness of 1 to 10 μm.
[Problem 3] (corresponding to claim 5)
The problem 3 is to provide the transfer layer with appropriate rigidity so as to reduce surface runout as much as possible.
[Problem 4] (Corresponding to Claims 7, 8, and 9)
The problem 4 is to make it possible to form a smooth protective layer, and to set the hardness of the protective layer to 2H or more and the thickness of 10 to 50 μm so that the base film and the recording film (recording) can be initialized and recorded. Layer).
[0014]
[Measures taken to solve the problem]
[Solution 1] (corresponding to claim 1)
Means taken to solve the above problem 1 is based on a method of manufacturing a surface recording type flexible optical disk substrate,
When transferring the fine pattern of concavities and convexities of the stamper to the base film, a monomer material which does not have a crosslinked structure at the time of curing is used.
[0015]
[Action]
When transferring the micropatterned pattern of the stamper to the base film, if a monomer material that takes on a crosslinked structure during curing is used, the monomer material with a slower curing rate is incorporated into the monomer material that takes on a crosslinked structure during the curing process of the transfer layer and this is cured. It remains in the state of a microgel having insufficient properties, and causes irregularities in the transfer layer. That is, the thickness of the transfer layer is not stable (see FIG. 5 (a). This figure shows the circumferential film thickness distribution when the transfer layer is formed of a polyfunctional monomer). In the case of a flexible optical disk, the residual focus error remaining when the focus servo and tracking servo of the optical pickup are locked increases, and the servo becomes unstable and easily detached, resulting in poor recording / reproducing characteristics. Is as described above. On the other hand, when a monomer material that does not have a crosslinked structure during curing is used, the curing proceeds uniformly, so that it does not remain in the state of a microgel with insufficient curability, and therefore, a microgel with insufficient curability. The transfer layer does not suffer from unevenness due to remaining in the gel state, and the thickness of the transfer layer is stabilized (see FIG. 5B. The figure shows a monofunctional monomer (monofunctional acrylate monomer). 3) shows the circumferential film thickness distribution when the transfer layer is formed in (2)). Therefore, the distortion of the transfer layer does not overlap with the distortion of the flexible optical disk substrate, so that the distortion of the recording surface does not increase, and no residual focus error occurs (see FIG. 6 (b). This shows a residual focus error when a transfer layer is formed).
[0016]
Embodiment 1
In the first embodiment, a monofunctional acrylate monomer material is used in the method for manufacturing a flexible optical disk substrate according to the first aspect.
[Action]
By using a monofunctional acrylate monomer material as the “monomer material that does not take a crosslinked structure during curing” in Solution 1, the transfer layer cures uniformly because it is a material that does not take a three-dimensional crosslinked structure. Therefore, it is possible to reliably prevent the transfer layer from being unevenly deformed due to remaining in the state of the microgel having insufficient curability, and to stabilize the film thickness.
[0017]
Embodiment 2 (corresponding to claim 3)
The second embodiment is that the monofunctional acrylate monomer material of the first embodiment has a viscosity of 10 to 100 mPa · s.
[Action]
When the viscosity of the monofunctional acrylate monomer material is 10 to 100 mPa · s, the thickness of the transfer layer can be made thin and uniform, and the warpage due to the curing shrinkage of the UV resin is reduced.
FIG. 2 shows the relationship between the viscosity and the film thickness of the monofunctional acrylate monomer. When spin-coating at 5000 rpm, the viscosity is 10 to 100 mPa and the film is spread to a film thickness of 10 μm or less. It is clear from
The relationship between the thickness of the transfer layer and the runout is as shown in FIG. 3. It is apparent from FIG. 3 that when the thickness of the transfer layer is 10 μm or less, the runout is suppressed to 10 μm or less.
[0018]
Embodiment 3 (corresponding to claim 4)
A third embodiment is that the monofunctional acrylate monomer material of the first embodiment has a curing shrinkage of 10% or less.
[Action]
As the curing shrinkage of the monofunctional acrylate monomer material is smaller, the curing strain is smaller, and there is no particular problem if the curing shrinkage is 10% or less. The tendency to be inhibited is significant. Therefore, by using a monofunctional acrylate monomer material having a curing shrinkage of 10% or less, the run-out stability of the disk is not impaired due to reverse warpage due to shrinkage.
[0019]
Embodiment 4 (corresponding to claim 5)
Embodiment 4 is that in the solution 1, the cured transfer layer has a pencil hardness of F to 2H.
[Action]
If the cured transfer layer has a pencil hardness of less than F, rigidity is insufficient during air levitation to stabilize surface runout, and if it exceeds 2H, surface runout is also difficult to stabilize due to lack of flexibility, and recording / reproducing. However, when the pencil hardness is in the range of F to 2H, an appropriate rigidity that does not have the above two problems is provided.
The relationship between the hardness of the transfer layer and the amount of surface runout is as shown in FIG. 4. The hardness is lower than F and the surface runout increases sharply as the hardness is higher than 2H. It is evident that the surface runout was minimal and was suppressed to 10 μm or less.
[0020]
Embodiment 5 (corresponding to claim 6)
Embodiment 5 is that, in Solution 1, the thickness of the transfer layer is 1 to 10 μm.
[Action]
If the thickness of the transfer layer is less than 1 μm, it is difficult to form the transfer layer stably, and if it exceeds 10 μm, the reverse warpage due to curing shrinkage becomes large, and the amount of surface run-out during air floating increases. When the thickness of the transfer layer is 1 to 10 μm, the transfer layer can be formed as much as possible by spin coating as long as the thickness of the transfer layer is uniform and the reverse warpage due to curing shrinkage is not remarkable. Can be made thinner.
[0021]
[Solution 2] (corresponding to claim 7)
Solution 2 is based on the premise of Solution 1, that after forming a phase-change recording film on the base film on which the transfer layer is formed, a protective layer is formed on the recording / reproducing surface side, and the material of the protective layer is a monofunctional acrylate monomer. There is something.
[0022]
[Action]
As for the protective layer of the transfer layer, if a monomer material having a crosslinked structure upon curing is used, the protective layer itself will be distorted as in the case of the transfer layer, and this will increase the distortion of the surface of the flexible optical disk, and the optical disk surface will become an optical pickup. However, since the protective layer is made of a monofunctional acrylate monomer, distortion of the protective layer itself is reduced, and the above risk is reduced.
[0023]
Embodiment 1 (corresponding to claim 8)
Embodiment 1 is that in the solution 2, the hardness of the protective layer is 2H or more in pencil hardness.
[Action]
If the hardness of the protective layer is less than 2H in pencil hardness, the increase in the N level (noise level) is remarkable, and the C / N is suddenly reduced due to the decrease in the C level (carrier level). If so, it is possible to avoid an increase in the N level due to the recording film floating from the substrate during direct overwriting.
[0024]
Embodiment 2 (corresponding to claim 9)
The second embodiment is that the protective layer has a thickness of 10 to 50 μm.
[Action]
When the thickness of the protective layer is less than 10 μm, the C / N ratio after direct overwrite is remarkably reduced. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, the reverse warpage due to curing shrinkage is too large, and the surface deflection of the disk during air floating is reduced. Difficult to stabilize. Therefore, 10 to 50 μm is an appropriate range that does not cause both of the above problems. In addition, due to the rigidity of the protective layer having this thickness range, separation between the base film and the recording film (recording layer) during initialization and recording / reproducing can be avoided (solution of Problem 4).
[0025]
Embodiment
When manufacturing a flexible optical disk, a material and a method for manufacturing the same that enable high quality C / N and jitter characteristics after direct overwriting by forming a smooth transfer layer and a protective layer. An example will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the "monomer material which does not have a crosslinked structure at the time of curing" referred to in Solution 1 is not a monofunctional monomer material. Monofunctional acrylate monomer materials include phenoxyethyl acrylate, nonylphenoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryloxyethyl acrylate, cyclohexaneoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryloxyhexanolide acrylate, 1,3-dioxolan acrylate, acryloyl morpholine, tricyclo There are decanyloxy acrylate and the like, and among them, nonylphenoxyethyl acrylate resin is one of the most preferable ones because it can be easily controlled to a desired film thickness by a spin coating method.
[0026]
Embodiment 1
Nonylphenoxyethyl acrylate resin (viscosity: 80 mPa · s), which is a monofunctional acrylate monomer material, is applied on the stamper by a spin coating method to form a transfer layer 10 having a thickness of 5 μm, and a transfer layer 10 having a thickness of 75 μm is formed thereon. By laminating the PET film 11 and separating the stamper and the resin from the stamper, a flexible optical disc substrate having a smooth surface having irregularities for recording information or grooves for tracking is obtained. A phase change recording layer 12 having a thickness of 0.2 μm is formed by a sputtering method on the resin surface of the flexible optical disk substrate (the surface of a transfer layer having irregularities for recording information or grooves for tracking). I do. This is the flexible optical disk substrate shown in FIG. Nonylphenoxyethyl acrylate resin (viscosity: 80 mPa · s) is applied to the recording surface of this flexible optical disk substrate by spin coating to form a protective layer 13 having a thickness of 20 μm, thereby completing the flexible optical disk shown in FIG. Let it.
In the spin coating method described above, the stamper is rotated at a high speed, a molten resin is applied in an annular shape to the inner peripheral portion of the stamper, and the resin is spread radially outward by centrifugal force. This is a method of forming a layer, which is a conventionally known and commonly used thin film coating method. The film thickness is controlled by the viscosity of the acrylate monomer and the rotation speed of the stamper.
[0027]
The flexible optical disk completed as described above is mounted on an evaluation device as shown in FIG. 1, and the guide is brought close to the surface of the film 11 to stabilize the surface deflection of the optical disk in a state where the air is levitated. A test for recording and reproducing data by locking the tracking servo was performed. As a result, it was confirmed that no wrinkles, floating, or cracks occurred in the transfer layer.
The thickness of the transfer layer is appropriately 1 to 10 μm, but in this example, the transfer layer was formed to 5 μm at a spin speed of 5000 rpm.
[0028]
If the thickness of the transfer layer is less than 1 μm, it is difficult to stably form a transfer layer having a constant thickness. If the thickness of the transfer layer is 10 μm or more, reverse warpage due to curing shrinkage increases, and the surface run-out during air levitation is stable. As a result, focus servo cannot be performed, and recording and reproduction cannot be performed.
Further, in order to form the film thickness of the transfer layer uniformly, or because there is a risk that the stamper may fly away from the chucking table due to high-speed spin, it is preferable to set the spin rotation speed to about 5000 rpm. By using the above-mentioned nonylphenoxyethyl acrylate resin (viscosity: 80 mPa · s), a transfer layer having a thickness of 1 to 10 μm can be easily formed.
[0029]
In addition, the surface deflection of the flexible optical disk at the time of air floating is highly dependent on the pencil hardness of the cured film. When the pencil hardness is less than F, the rigidity is insufficient at the time of air floating and the surface deflection is difficult to stabilize. In addition, the surface deflection is also difficult to stabilize due to insufficient flexibility, and recording / reproduction becomes impossible. In this example, the pencil hardness is set to H.
[0030]
The curing shrinkage of the resin is not particularly problematic even if the curing shrinkage is lower than this, but if it exceeds 10%, the amount of reverse warpage due to shrinkage becomes large, and stabilization of disk runout cannot be achieved. . The cure shrinkage of this example was approximately 8.5%, and it was confirmed that the amount of reverse warpage of the flexible optical disk was 0.1 mm or less.
Further, as for the protective layer of the recording film, in the case of a surface recording type optical disk, a function as an optical transmission layer is required, and therefore, like the transfer layer, a monofunctional acrylate monomer material is desirable. If the hardness of the protective layer is 2H or more, it is possible to avoid an increase in the N level due to the floating of the recording film from the substrate during direct overwriting. If it is softer than 2H, the increase in the N level is remarkable, and the C / N decreases at a stretch due to the decrease in the C level, so the hardness of the protective layer in this example is 2H.
Further, if the thickness of the protective layer is less than 10 μm, the C / N ratio after direct overwrite is remarkably reduced. Difficult to stabilize. In this example, the thickness of the protective layer was controlled to approximately 20 μm by setting the rotation speed in spin coating to 4000 rpm. The C / N of the flexible optical disk of this example after direct overwrite was 52 dB, and the surface runout was 5 μm or less, confirming that it was extremely stable.
[0031]
Embodiment 2
The second embodiment is a flexible optical disk manufactured in the same manner as the first embodiment. However, it differs from Example 1 in that tricyclodecanyloxyacrylate (12 mPa · s), which is a monofunctional acrylate monomer, is used as a material for the transfer layer and the protective layer. A transfer layer having a thickness of 2 μm was formed at a spin speed of 5000 rpm, and a protective layer having a thickness of 15 μm was formed at the spin speed of 4000 rpm using the same material.
The test results of Example 2 were almost the same as those of Example 1, and it was confirmed that no wrinkles, floating, and cracks occurred in the transfer layer.
[0032]
Embodiment 3
The third embodiment is a flexible optical disk manufactured in the same manner as the first embodiment. However, it differs from Example 1 in that the material of the transfer layer and the protective layer uses tetrahydrofurfuryloxyhexanolide acrylate (150 mPa · s) which is a monofunctional acrylate monomer.
The transfer layer having a thickness of 8 μm was formed at a spin speed of 5000 rpm, and a protective layer having a thickness of 40 μm was formed at a spin speed of 4000 rpm.
The test result of Example 3 was almost the same as that of Example 1, and no wrinkles, floating, and cracks of the transfer layer were observed.
[0033]
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a flexible optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1. However, the difference is that a photopolymerizable prepolymer is used as a material for the transfer layer and the protective layer. A transfer layer having a thickness of 8 μm was formed at a spin speed of 5000 rpm, and a protective layer having a thickness of 15 μm was formed at a spin speed of 3500 rpm.
The test result of Comparative Example 1 showed that a microgel was generated during curing, the transfer layer thickness distribution was not stable, the residual focus error was large, and recording / reproduction was impossible.
[0034]
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a flexible optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1. However, the difference is that a polyfunctional acrylate monomer (viscosity 500 mPa · s) is used as a material for the transfer layer and the protective layer. A transfer layer having a thickness of 10 μm was formed at a spin speed of 5000 rpm, and a protective layer having a thickness of 20 μm was formed at a spin speed of 4000 rpm.
The test result of Comparative Example 2 showed that a microgel was generated during curing, the transfer layer thickness distribution was not stable, the residual focus error was large, and recording / reproduction was impossible.
As described above, a smooth transfer layer cannot be obtained for the transfer layer and the protective layer. Therefore, even if the surface run-out is stabilized by air levitation, a servo error occurs due to the unevenness of the surface, and the recording / reproduction is surely performed. I couldn't. In addition, wrinkles, floating, and cracks were observed in the transfer layer, and the crack area was further enlarged by rotating and floating the disk.
[0035]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are summarized below for each main claim.
1. Effects of the Inventions of Claims 1, 2, and 4
In the method of manufacturing a surface recording type flexible optical disc substrate, when transferring the fine pattern of the concavo-convex pattern of the stamper to the base film, a monomer material which does not take a crosslinked structure upon curing, particularly a monofunctional acrylate monomer material (Claim 2) is used. Thereby, there is no distortion of the transfer layer at the time of curing, and curing shrinkage can be suppressed to a small value. Also, the difference in curing speed between the blended materials is small, specifically, the curing shrinkage is 10% or less (claim 4), and no microgel is generated on the cured film surface, and the cured film is smooth. A transfer layer is obtained.
[0036]
2. Effects of the Inventions of Claims 3 and 6
When the viscosity of the monofunctional acrylate monomer material is 10 to 100 mPa · s or less, a thin film of the transfer layer can be formed, and specifically, the thickness of the transfer layer is 1 to 10 μm. In addition, it is possible to reduce warpage due to curing shrinkage.
[0037]
3. Effect of the invention of claim 5
When the pencil hardness of the cured transfer layer is F to 2H, the rigidity of the transfer layer can be made appropriate, whereby the flexible optical disk can be stably aerodynamically levitated.
[0038]
4. Effects of the Inventions of Claims 7, 8, and 9
Even if a phase change recording film is formed on the base film on which the transfer layer is formed, no wrinkles, floating, or cracks occur in the transfer layer. By forming the protective layer which is a monofunctional acrylate monomer material on the recording / reproducing surface side (claim 7), it is possible to form a smooth protective layer, and errors occur in the initialization step and the recording / reproducing step. When the protective layer has a hardness of 2H or more (Claim 8) and a thickness of 10 to 50 μm (Claim 9), it is possible to initialize and record the base film during recording and reproduction. Separation from the film can be avoided, and deterioration of C / N and jitter during direct overwrite can be suppressed.
[0039]
5. Effects of the Inventions of Claims 10 and 11
Since the transfer layer and the protective layer are monofunctional acrylate monomers, the distortion of the surface of the transfer layer and the distortion of the protective layer are remarkably reduced. Remarkably high. Therefore, the focus control can be reliably performed by the servo control of the optical pickup, and the occurrence of a focus control error is significantly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state of a flexible optical disk and a drive (an objective lens of a pickup) of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between resin viscosity and film thickness.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a transfer layer thickness and a disk surface deflection amount.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pencil hardness of the transfer layer and the amount of runout.
FIG. 5 (a) is a drawing showing a circumferential film thickness distribution when a transfer layer is formed with a polyfunctional monomer, and FIG. 5 (b) is a view when a transfer layer is formed with a monofunctional monomer. 3 is a drawing showing a film thickness distribution in a circumferential direction.
6A is a diagram illustrating a residual focus error when a transfer layer is formed with a polyfunctional monomer, and FIG. 6B is a diagram illustrating a residual focus error when a transfer layer is formed with a monofunctional monomer. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a film + a transfer layer + a recording film.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a film + a transfer layer + a recording film + a protective layer.
FIGS. 9A and 9B are photographs at 200 magnifications showing the surface appearance of a transfer layer using a monofunctional acrylate monomer and a polyfunctional acrylate monomer.
[Explanation of symbols]
10: transfer layer
11: Film
12: Recording layer
13: protective layer

Claims (11)

表面記録型フレキシブル光ディスク基板の製造方法において、
スタンパの凹凸微細パターンをベースフィルムに転写する際、硬化時に架橋構造をとらないモノマー材料を用いることを特徴とするフレキシブル光ディスク基板の製造方法。
In the method for manufacturing a surface recording type flexible optical disk substrate,
A method for manufacturing a flexible optical disk substrate, comprising using a monomer material which does not have a crosslinked structure when cured when transferring a fine pattern of concavities and convexities of a stamper to a base film.
上記単官能アクリレートモノマー材料を用いることを特徴とする請求項1のフレキシブル光ディスク基板の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein said monofunctional acrylate monomer material is used. 上記単官能アクリレートモノマー材料の粘度が10〜100mPa・sであることを特徴とする請求項2のフレキシブル光ディスク基板の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the monofunctional acrylate monomer material has a viscosity of 10 to 100 mPas. 上記単官能アクリレートモノマー材料の硬化収縮率が10%以下であることを特徴とする請求項2のフレキシブル光ディスク基板の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the monofunctional acrylate monomer material has a cure shrinkage of 10% or less. 硬化した転写層の鉛筆硬度がF〜2Hであることを特徴とする請求項1のフレキシブル光ディスク基板の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the cured transfer layer has a pencil hardness of F to 2H. 上記転写層の膜厚が1〜10μmであることを特徴とする請求項1のフレキシブル光ディスク基板の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein said transfer layer has a thickness of 1 to 10 [mu] m. 請求項1記載のフレキシブル光ディスク基板の製造方法を前提として、転写層を形成したベースフィルムに相変化記録膜を成膜後、記録再生面側に、単官能アクリレートモノマーによる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。On the premise of the method for manufacturing a flexible optical disk substrate according to claim 1, after forming a phase-change recording film on a base film on which a transfer layer is formed, forming a protective layer of a monofunctional acrylate monomer on the recording / reproducing surface side. A method for manufacturing a flexible optical disk, which is characterized in that: 上記保護層の硬さが鉛筆硬度が2H以上であることを特徴とする請求項7のフレキシブル光ディスクの製造方法。8. The method for manufacturing a flexible optical disk according to claim 7, wherein the hardness of the protective layer is 2H or more in pencil hardness. 上記保護層の厚みが10〜50μmであることを特徴とする請求項7のフレキシブル光ディスクの製造方法。8. The method according to claim 7, wherein said protective layer has a thickness of 10 to 50 [mu] m. フレキシブルシート、転写層、記録層を備えた表面記録型フレキシブル光ディスク基板であって、上記転写層が単官能アクリレートモノマーによる転写層であるフレキシブル光ディスク基板。A surface recording type flexible optical disk substrate comprising a flexible sheet, a transfer layer, and a recording layer, wherein the transfer layer is a transfer layer made of a monofunctional acrylate monomer. フレキシブルシート、転写層、記録層、保護層を備えた表面記録型フレキシブル光ディスクであって、上記転写層、保護層が単官能アクリレートモノマーによるものであるフレキシブル光ディスク。A surface recording type flexible optical disk having a flexible sheet, a transfer layer, a recording layer, and a protective layer, wherein the transfer layer and the protective layer are made of a monofunctional acrylate monomer.
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