JP2005085403A - ディスク状記録媒体の製造方法及びディスク状記録媒体の製造方法に使用可能なスタンパ部材 - Google Patents

ディスク状記録媒体の製造方法及びディスク状記録媒体の製造方法に使用可能なスタンパ部材 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂材料からなるスタンパ部材を用いてディスク状記録媒体を製造する低コストの製造方法及びそのためのスタンパ部材を提供する。
【解決手段】ディスク状基体１１上に形成された第１記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂１３を塗布してからディスク状基体に対しスタンパ部材１４を第１転写面１５が対向するようにして配置し、ディスク状基体とスタンパ部材１４との間でエネルギ線硬化性樹脂１３をスピンコートし、エネルギ線照射によりエネルギ線硬化性樹脂から形成された第１スペーサ層１３ａをディスク状基体に残してスタンパ部材１４を剥離し、第１転写面から転写された第１スペーサ層の表面に第２記録層を形成し、第２記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂を塗布してからディスク状基体に対し剥離後のスタンパ部材を第１転写面と反対面の第２転写面１６が対向するようにして配置し、同様にして第２記録層上に第３記録層を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スタンパ部材を用いるディスク状記録媒体の製造方法及びディスク状記録媒体の製造方法に使用可能なスタンパ部材に関するものである。
従来、下記特許文献１のように、大記憶容量化のために多層光ディスクが開発されており、例えば、ブルーレイディスクの片面２層タイプを製造するときは、ディスク状基体とスタンパ部材との間にスペーサ層を形成し、スタンパ部材を剥離することで、スペーサ層の表面にスタンパ部材から微細な凹凸からなるグルーブを転写している。この場合、スタンパ部材はスペーサ層を構成する樹脂材料に対し剥離容易とするためにオレフィン樹脂から構成されている。
しかし、スタンパ部材はスペーサ層から剥離し、スペーサ層の表面にグルーブを転写すれば使用済みとなり、廃棄処分をするが、スタンパ部材を構成するためのオレフィン樹脂は単価が高いため、製造コストが嵩む結果となっていた。
特開２００３−６７９９０公報
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、コストのかかる樹脂材料からなるスタンパ部材を用いてディスク状記録媒体を製造する際に製造コストを抑制できるようにしたディスク状記録媒体の製造方法及びこの製造方法に使用可能なスタンパ部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によるディスク状記録媒体の製造方法は、ディスク状基体上に形成された第１記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂を塗布してから前記ディスク状基体に対しスタンパ部材を第１転写面が対向するようにして配置する第１工程と、前記ディスク状基体と前記スタンパ部材との間で前記エネルギ線硬化性樹脂を展延するため前記ディスク状基体を回転させる第２工程と、前記ディスク状基体を回転しながら前記エネルギ線硬化性樹脂にエネルギ線を照射する第３工程と、前記エネルギ線照射により前記エネルギ線硬化性樹脂から形成された第１スペーサ層を前記ディスク状基体に残して前記スタンパ部材を剥離する第４工程と、前記第１転写面から転写された前記第１スペーサ層の表面に第２記録層を形成する第５工程と、前記第２記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂を塗布してから前記ディスク状基体に対し前記剥離後のスタンパ部材を前記第１転写面と反対面の第２転写面が対向するようにして配置する第６工程と、前記第２工程乃至第５工程と同様の工程を実行することで、前記第２記録層上に第２スペーサ層を形成し、前記第２転写面から転写された前記第２スペーサ層の表面に第３記録層を形成する第７工程と、を含む。
このディスク状記録媒体の製造方法によれば、１つのスタンパ部材の第１転写面から第１スペーサ層の表面に転写し、その反対面の第２転写面から第２スペーサ層の表面に転写するので、１つのスタンパ部材の両面を使用してディスク状記録媒体を製造することができる。このため、スタンパ部材を効率よく使用でき、スタンパ部材がコストのかかる樹脂材料から構成されても製造コストを抑制できる。
上記ディスク状記録媒体の製造方法において前記第２スペーサ層の第３記録層上に光透過層を形成する工程を更に含む。
本発明によるスタンパ部材は、ディスク状記録媒体のスタンパ層の表面に転写させるための凹凸微細構造を有する転写面を両面に備えることを特徴とする。
このスタンパ部材によれば、スタンパ部材の一方の転写面からスペーサ層の表面に転写でき、その反対面の転写面から別のスペーサ層の表面に転写できるので、１つのスタンパ部材の両面を使用してディスク状記録媒体を製造することができる。このため、スタンパ部材を効率よく使用でき、スタンパ部材がコストのかかる樹脂材料から構成されても製造コストを抑制できる。
上記スタンパ部材は、オレフィン樹脂を含む樹脂材料から構成されることで、スペーサ層を構成する樹脂から容易に剥離可能となる。
なお、本発明によるスタンパ部材は、上述のディスク状記録媒体の製造方法に用いるとで複数のスペーサ層を形成することができるが、これに限定されず、例えば、一方の転写面を単層のスペーサ層の形成に用い、その反対面の転写面を別のディスク状記録媒体のスペーサ層の形成に用いることができ、ディスク状記録媒体の製造全体においてスタンパ部材を効率よく使用でき製造コストを抑制できる。
本発明のディスク状記録媒体の製造方法及びこの製造方法に使用可能なスタンパ部材によれば、スタンパ部材が高価な樹脂材料から構成されてもディスク状記録媒体の製造コストを抑制できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態における２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｃ）を示す側断面図である。図２は図１の工程（ｃ）の次に行われる２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｃ）を示す側断面図である。図３は図２の工程（ｃ）の次に行われる２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｄ）を示す側断面図である。
本実施の形態は２つのスペーサ層を形成し片面３層タイプの光ディスクを製造する方法である。即ち、図１（ａ）に示すように、スピンコートのためのステージ２は回転軸１を介してモータ（図示省略）により回転されるように構成され、ステージ２の上面の中心にはディスク状基体１１を保持するために弾性変形可能な材料からなる弾性変形保持部材３が固定されている。また、ディスク状基体１１は記録・再生のための微細な凹凸１１ａの形成された記録面１２上に記録膜が成膜されており、また、中心孔１１ｂを有する。なお、記録膜は、反射層、誘電体層、合金層等からなる。
図１（ａ）のように、ディスク状基体１１を中心孔１１ｂから弾性変形させて細くなった弾性変形保持部材３に差し込んでから、弾性変形保持部材３を図の矢印方向に弾性復元させることでディスク状基体１１を中心孔１１ｂで弾性変形保持部材３により密着し保持することでステージ２に固定する。
次に、図１（ｂ）のように、ステージ２を回転軸１を介してモータ（図示省略）で回転させながら、ディスク状基体１１の中心孔１１ｂと弾性変形保持部材３との境界近傍に紫外線硬化性樹脂をノズル４から吐出し、ディスク状基体１１の内周近傍に紫外線硬化性樹脂１３を塗布する。
次に、図１（ｃ）のように、記録・再生のための微細な凹凸１４ａの形成された第１転写面１５を有する透光性のあるスタンパ部材１４をディスク状基体１１の中心孔１１ｂに合わせて弾性変形保持部材３に貫通させるようにしてディスク状基体１１と重ね合わせる。
スタンパ部材１４は、第１転写面１５の反対面にも第２転写面１６を有し、第２転写面１６には記録・再生のための微細な凹凸１４ｂが形成されている。このスタンパ部材１４は、紫外線透過性がありかつ紫外線硬化性樹脂材料に対し剥離容易なオレフィン樹脂等から成形金型内で射出成形することで形成できる。
また、スタンパ部材１４は、ディスク状基体１１よりも外径が若干大きく外周端１４ｃが突き出ており、その第１転写面１５がディスク状基体１１の記録面１２に対向するように配置される。なお、スタンパ部材１４は、ディスク状基体１１と同径でもよいが、剥離し易さを考慮すると、掴む部分を確保できるようにディスク状基体１１よりも大径の方が好ましい。
次に、回転軸１とともにステージ２を高速回転させることで、図２（ａ）のように、ディスク状基体１１及びスタンパ部材１４を高速回転させ、記録面１２と第１転写面１５との間で紫外線硬化性樹脂１３を遠心力で外周側に向けさせ外周端から振り切り、必要な膜厚になるまでスピンコートする。
次に、図２（ｂ）のように、ステージ２でディスク状基体１１を回転させながら、スタンパ部材１４の上面に向けて紫外線光源５から紫外線５ａ（図の破線で示す）を所定時間照射する。この紫外線照射により、ディスク状基体１１の記録面１２とスタンパ部材１４の第１転写面１５との間に介在する紫外線硬化性樹脂１３を硬化させることで第１スぺーサ層１３ａを形成する。
次に、図２（ｃ）のように、スタンパ部材１４を外周端１４ｃの近傍で図の上方に持ち上げるようにしてディスク状基体１１側に第１スペーサ層１３ａを残したままで剥離する。この剥離は、スタンパ部材１４が紫外線硬化性樹脂に対し剥離容易であるので容易に実行できる。
上記スタンパ部材１４の剥離により、第１スペーサ層１３ａの表面にスタンパ部材１４の第１転写面１５の凹凸１４ａが転写されてグルーブが形成された記録面１３ｃ（図３（ａ））が露出するが、この記録面１３ｃ上に２層目の記録膜を成膜する。なお、この記録膜は、誘電体層、合金層、Ｓｉ層等からなる。
次に、図３（ａ）のように、記録膜が形成された第１スペーサ層１３ａの記録面１３ｃにスタンパ部材１４の第２転写面１６が対向するようにスタンパ部材１４を図１（ｃ）の位置と比べて上下反転して配置し、ディスク状基体１１の中心孔１１ｂに合わせてステージ２上の弾性変形保持部材３に貫通させるようにしてディスク状基体１１と重ね合わせる。なお、このスタンパ部材１４の反転配置の前に、図１（ｂ）と同様に、第１スペーサ層１３ａの内周近傍に紫外線硬化性樹脂１３を塗布する。
次に、図２（ａ）と同様にして、ディスク状基体１１及びスタンパ部材１４を高速回転させ、第１スペーサ層１３ａの記録面１３ｃと第２転写面１６との間で紫外線硬化性樹脂１３を必要な膜厚になるまでスピンコートし、次に、図２（ｂ）と同様にして、スタンパ部材１４の上面に向けて紫外線光源５から紫外線５ａを所定時間照射し、記録面１３ｃと第２転写面１６との間に介在する紫外線硬化性樹脂１３を硬化させることで、第２スぺーサ層１３ｂ（図３（ｂ））を形成する。
次に、図３（ｂ）のように、スタンパ部材１４を外周端１４ｃの近傍で図の上方に持ち上げるようにしてディスク状基体１１側に各スペーサ層１３ａ、１３ｂを残したままで剥離する。
上記スタンパ部材１４の剥離により、図３（ｃ）のように、第２スペーサ層１３ｂの表面にスタンパ部材１４の第２転写面１６の凹凸１４ｂが転写されてグルーブが形成された記録面１３ｄが露出するが、この記録面１３ｄ上に３層目の記録膜を成膜した後、図１，図２と同様に、樹脂材料を第２スペーサ層１３ｂの内周近傍に滴下してディスク状基体１１を高速回転することで、図３（ｄ）のように、光透過層１７をスピンコート法で所定厚さにスぺーサ層１３ｂ上に形成する。なお、この記録膜は、誘電体層、合金層、Ｓｉ層等からなる。
以上のようにして、図３（ｄ）のように、ディスク状基体１１と光透過層１７との間に２つのスぺーサ層１３ａ、１３ｂが形成され、ディスク状基体１１に記録面１２が形成され、第１スぺーサ層１３ａに記録面１３ｃが形成され、更に第２スぺーサ層１３ｂに記録面１３ｄが形成されることで、２つのスペーサ層１３ａ，１３ｂを有する片面３層タイプの光ディスクを製造することができる。
以上のように、１つのスタンパ部材１４の第１転写面１５から第１スペーサ層１３ａの表面に微細な凹凸構造を転写し、次に、その反対面の第２転写面１６から第２スペーサ層１３ｂの表面に微細な凹凸構造を転写するので、１つのスタンパ部材１４の両面を使用して２つのスペーサ層を有するディスク状記録媒体を製造することができる。このため、スタンパ部材を効率よく使用でき、スタンパ部材がコストのかかるオレフィン樹脂材料等から構成されても製造コストを抑制できる。また、スタンパ部材を構成する樹脂材料を効率的に使用するので、省資源化に寄与できる。
次に、上述の図１乃至図３で説明した本実施の形態による片面３層タイプの光ディスクを製造する方法について実施例により更に具体的に説明する。
まず、ディスク状基体上に記録層を次のようにして形成した。径１５ｍｍの中心孔を有し、ポリカーボネート製の直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのディスク状基体にグルーブ記録方式による微細な凹凸のグルーブを形成した。このグルーブ幅は１６０ｎｍ（トラックピッチが０．３２μｍ）であり、深さは２０ｎｍとした。
そして、ディスク状基体のグルーブ表面にＡ１９８Ｐｄ１Ｃｕ１（原子比）からなる反射層をスパッタリング法により膜厚１００ｎｍに形成し、次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０）をスパッタリング法により膜厚４０ｎｍの第２誘電体層を形成し、次に、第２誘電体層表面に、ＣｕＡ１Ａｕ（６４：２３：１３）からなる合金をスパッタリング法により膜厚５ｎｍに形成し、次に、Ｓｉを用いスパッタリング法により膜厚５ｎｍに形成し、これらの各層により記録膜を得た。次に、記録層の表面上にＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０）をスパッタリング法により膜厚２０ｎｍの第１誘電体層を形成した。
次に、記録層を形成したディスク状基体を中心孔でステージに固定してから、第１誘電体層上に紫外線硬化性樹脂を含む樹脂混合物（以下、「２Ｐ樹脂」と略す場合もある。）を膜厚１５μｍになるようにスピンコートした。この２Ｐ樹脂としては、次の混合物を使用した。
・カヤラッドR-167(日本化薬株式会社製)：６０質量部(ECH変性１、６−へキサンジオールジアクリレート)
・アロニックスM-309(東亜合成株式会社製)：３０質量部(トリメチロールプロパントリアクリレート)
・THF-A(共栄社油脂株式会社製)：１０質量部(テトラヒドロフルフリルアクリレート)
・Irugacure184(チバスぺシャルティケミカルズ株式会社製)：３質量部(１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)
なお、上記２Ｐ樹脂は、粘度が約７００ｍＰａ・ｓ、であり、４０００ｒｐｍ×３０秒の条件でスピンコートした。
次に、直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍであり、両面に微細な凹凸のグルーブをグルーブ幅０．１６μｍ（トラックピッチ０．３２μｍ）、グルーブ深さ２０ｎｍで形成した透明樹脂スタンパ（日本ゼオン株式会社製、ゼオネックス樹脂）を気泡が入らないようにディスク状基体に重ね合わせてから、透明樹脂スタンパを通して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射し、２Ｐ樹脂を硬化させた。なお、２Ｐ樹脂の硬化のための紫外線光源のＵＶランプは目白プレシジョン社製のＢＨＧ−７５０を用いた。
次に、上述の２Ｐスぺーサ層を有するディスク状基体を４時間乃至２４時間、６０℃で乾燥を行った後、２Ｐスぺーサ層のグルーブ表面にＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０）をスパッタリング法により膜厚２５ｎｍの第２誘電体層を形成した。次に、第２誘電体層の表面にＣｕＡｌＡｕ（６４：２３：１３）からなる合金をスパッタリング法により膜厚５ｎｍ、次に、Ｓｉを用いスパッタリング法により膜厚５ｎｍに形成し、これらの各層により記録層を得た。次に、記録膜表面上にＴｉＯ２を用いスパッタリング法で膜厚３０ｎｍの第１誘電体層を形成した。
次に、２Ｐスぺーサ層上に記録層を形成したディスク状基体を中心孔でステージに固定してから、第１誘電体層上に紫外線硬化性樹脂を含む上述と同様の別の２Ｐ樹脂を膜厚１５μｍになるようにスピンコートした。
次に、上記透明樹脂スタンパを上下反転して気泡が入らないようにディスク状基体に重ね合わせてから、透明樹脂スタンパを通して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射し、別の２Ｐ樹脂を硬化させ別の２Ｐスぺーサ層を形成した。
次に、上述の別の２Ｐスぺーサ層を有するディスク状基体を４時間乃至２４時間、６０℃で乾燥を行った後、２Ｐスぺーサ層のグルーブ表面にＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０）をスパッタリング法により膜厚２５ｎｍの第２誘電体層を形成した。次に、第２誘電体層の表面にＣｕＡｌＡｕ（６４：２３：１３）からなる合金をスパッタリング法により膜厚５ｎｍ、次に、Ｓｉを用いスパッタリング法により膜厚５ｎｍに形成し、これらの各層により記録層を得た。次に、記録膜表面上にＴｉＯ２を用いスパッタリング法で膜厚３０ｎｍの第１誘電体層を形成した。
次に、紫外線硬化型樹脂（昭和高分子社製のＳＳＰ５０Ｕ１０、２５℃における粘度１，９００ｃＰ）をスピンコート法で約７０μｍになるように塗布し、紫外線を２０００ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射することで硬化させ、光透過層を形成した。以上のようにして、１枚の透明樹脂スタンパの両面を用いて２つのスペーサ層を有する片面３層の光ディスクを作製した。
以上のように本発明を実施するための最良の形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明による光ディスクの製造方法を、上記各形態では、片面３層光ディスクの製造に適用したが、更に多層の光ディスクに適用してもよい。
また、本発明によるスタンパ部材は、スペーサ層が１つの片面２層光ディスクの製造にも適用できる。即ち、図１（ａ）から図２（ｃ）までの工程を実行し、スタンパ部材１４の第１転写面１５から第１スペーサ層１３ａの記録面１３ｃに転写を行い、スタンパ部材１４を剥離してから記録面１３ｃに記録膜を形成した後に、図３（ｄ）のように光透過層を形成することで片面２層光ディスクを製造する。次に、同様の工程で光ディスクを製造するする際に、同じスタンパ部材１４を用い、第２転写面１６からスペーサ層の表面に転写する。このようにして、１つのスタンパ部材１４を別々の光ディスクの製造に適用可能であり、１つのスタンパ部材１４を効率的に使用できる。
同様にして、第１転写面をある光ディスクの製造に使用したスタンパ部材を別の光ディスクの製造に適用し第２転写面を使用できることは勿論である。この場合、スタンパ部材は、どちらの光ディスクも２層であるか３層以上の多層であるかに関わらずに適用可能である。
また、本実施の形態及び実施例では、本発明におけるエネルギ線硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を例にして説明したが、これに限定されず、電子線硬化性樹脂等であってもよい。これに対応するエネルギ線としては、上述の紫外線以外に電子線等が挙げられる。
本実施の形態における２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｃ）を示す側断面図である。 図１の工程（ｃ）の次に行われる２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｃ）を示す側断面図である。 図２の工程（ｃ）の次に行われる２層光ディスクの製造工程（ａ）乃至（ｄ）を示す側断面図である。
符号の説明
１１ ディスク状基体
１１ａ 凹凸
１１ｂ 中心孔
１２ 記録面
１３ 紫外線硬化性樹脂
１３ａ 第１スペーサ層
１３ｂ 第２スペーサ層
１３ｃ 記録面
１３ｄ 記録面
１４ スタンパ部材
１４ａ 凹凸
１４ｂ 凹凸
１４ｃ 外周端
１５ 第１転写面
１６ 第２転写面
１７ 光透過層

Claims (4)

  1. ディスク状基体上に形成された第１記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂を塗布してから前記ディスク状基体に対しスタンパ部材を第１転写面が対向するようにして配置する第１工程と、
    前記ディスク状基体と前記スタンパ部材との間で前記エネルギ線硬化性樹脂を展延するため前記ディスク状基体を回転させる第２工程と、
    前記ディスク状基体を回転しながら前記エネルギ線硬化性樹脂にエネルギ線を照射する第３工程と、
    前記エネルギ線照射により前記エネルギ線硬化性樹脂から形成された第１スペーサ層を前記ディスク状基体に残して前記スタンパ部材を剥離する第４工程と、
    前記第１転写面から転写された前記第１スペーサ層の表面に第２記録層を形成する第５工程と、
    前記第２記録層の内周部にエネルギ線硬化性樹脂を塗布してから前記ディスク状基体に対し前記剥離後のスタンパ部材を前記第１転写面と反対面の第２転写面が対向するようにして配置する第６工程と、
    前記第２工程乃至第５工程と同様の工程を実行することで、前記第２記録層上に第２スペーサ層を形成し、前記第２転写面から転写された前記第２スペーサ層の表面に第３記録層を形成する第７工程と、を含むディスク状記録媒体の製造方法。
  2. 前記第２スペーサ層の第３記録層上に光透過層を形成する請求項１に記載のディスク状記録媒体の製造方法。
  3. ディスク状記録媒体のスタンパ層の表面に転写させるための凹凸微細構造を有する転写面を両面に備えることを特徴とするスタンパ部材。
  4. オレフィン樹脂を含む樹脂材料から構成されることを特徴とする請求項３に記載のスタンパ部材。

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