JP2005235325A

JP2005235325A - 光ディスク製造方法および光ディスク製造装置

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Publication number: JP2005235325A
Application number: JP2004044357A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kondo; 哲生近藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】光ディスクにカバー層を貼り合わせる際、貼り合わせ面に隙間が入ったり、しわが生じたりしないようにする。
【解決手段】カバー層となる、ディスク形状に打抜かれた樹脂製シートの外周部の少なくとも２箇所以上を真空チャックし、そのまま内周方向にお互いが近付くことによりシートにたわみをもたせると共に、ブレードでシートを押さえ、たわみ部をつくる。紫外線硬化樹脂を均一膜厚に塗布したディスク基板の中心部近傍に、シートのたわみ部を接触させ、真空チャックを解除することにより、シートが徐々に外周に向かって紫外線硬化樹脂に接触していく。これにより、貼り合わせ面に隙間やしわを残さずにカバー層を貼り合わせることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、光ディスクに対して樹脂シートを貼り合わせる光ディスク製造方法および光ディスク製造装置に関する。

従来の記録可能なディスク状記録媒体のフォーマットとして、ＣＤ（Compact Disc）−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）＋ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）等が提案されている。これら光ディスク装置はパーソナルコンピュータやゲーム機器に標準搭載され、日常生活で多く使用されている。

現在、ＣＤは主に音楽データを、ＤＶＤは主に動画データを扱っており、それぞれが共存しつつ市場を拡大している。特に近年は、記録型ＤＶＤ装置の普及が目覚しく、テレビ放送の録画をＤＶＤで行うユーザーが増加している。

ところが、２０００年末に開始されたＢＳ（Broadcasting Satellite：放送衛星）デジタル放送、続いて２００３年末に開始された地上波デジタル放送では、高画質なＨＤＴＶ（High-Definition Television：高精細度テレビジョン）方式を採用しているため、これまでのアナログ放送と比べてデータ容量が格段に増えている。現行のＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ディスクを用いてＨＤＴＶ番組を録画しても、ディスク１枚に２０分程度しか録画できない。これに加え、データ放送などが多重化されており、そのままの形で記録することが望まれている。

そこで、青紫色のレーザを光源として作製されるＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋ（登録商標）を用いることにより、ＨＤＴＶ番組を２時間以上記録し、多重化された情報もそのまま記録することが可能となっている。

Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋ自体の規格はＤＶＤと同じである。しかし、ＤＶＤが０．６ｍｍのディスク同士を貼り合わせるのに対し、Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋは１．１ｍｍのディスク基板に０．１ｍｍのカバー層を設けることにより、高容量化を実現している。

このカバー層の作製方法の一つとして、樹脂製のシートと紫外線硬化樹脂を組み合わせる方法が用いられる。Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋはカバー層側からデータを読み取るため、シートとディスク基板の間に隙間などが入ることにより、読み取り不能などが起こる。このような不良品をできるだけ少なくするために、これまでは、図１のような装置を用いてＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋの作製を行っていた。

この装置は、主に真空チャンバー１と可動台座２からなる。真空チャンバー１には吸気口３があり、ここから空気を抜くことによって真空チャンバー１内を真空にすることが可能である。可動台座２にはセンターピン４が備え付けられており、可動台座２の上下に合わせてセンターピン４も上下する。センターピン４にはディスク状に打ち抜かれた樹脂製のシート５と、その上からディスク基板６を嵌め込むようになっている。

樹脂製のシート５はディスク状に打ち抜かれており、センターピン４で突き上げられるような状態となっている。これにより、シート５にはたわみが与えられている。また、図示しないが、ディスク基板６には紫外線硬化樹脂（ＵＶレジン）がスピンコート法により塗布されており、この塗布面がシート５側になるよう配されている。

まず、シート５とＵＶレジンが塗布されたディスク基板６がセットされる（図１Ａ）。次に真空チャンバー１を下降させ、テーブル７と密着させる。そして真空チャンバー１内の空気を抜き、真空チャンバー１内を真空状態にする（図１Ｂ）。次に、可動台座２を下げることにより、センターピンを下降させる。この時、センターピンにはめられているディスク基板６も一緒にシートに近づく（図１Ｃ）。

ディスク基板６がたわんだシート５に接触すると、ＵＶレジンとディスク基板６間の表面張力によりディスク中心部から順にシート５が接触していき、シート５全体がディスク基板６に接触する（図１Ｄ）。その後、紫外線を照射してシートを接着することにより、Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｋが完成する。なお、真空ポンプにより装置内の空気が抜かれ、気泡を発生しにくいようにしてある。

また、以下の特許文献１に、２枚のディスク基板を張り合わせて記憶ディスクを製造する工程において、一方のディスク基板にしわが生じたり気泡が入ったりしないようシート状の粘着材を付着させる方法が記載されている。

上述の方法は、ディスク基板に対し、シート状粘着材を中心から外側に向けて接触部が拡大するように圧着していくものである。なお、この文献に記載された方法は、ディスク状の粘着材が土台となるシート体に多数付着しており、ディスク基板とシート状粘着材が接着した後に土台シート体を粘着材から剥離し、ローラで巻き取っていくものである。
特開平１０−２０８３１１号公報

上述した従来方法は、シートがロール状態になっているところから打ち抜かれて供給される。ロール状で保管していた際の巻き癖等がついており、センターピン上でのたわみの状況は一定しない。そのため、ディスク基板とシートとの接触の仕方が安定して同一となることができず、シートにしわを発生させたり、気泡状の欠陥を発生させたりしている。

したがって、この発明の目的は、光ディスク製造において、しわや気泡などの欠陥を発生させにくい樹脂シートの貼り合わせ方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明の第一の態様は、ディスク状に打ち抜かれた透明樹脂シートの外周部の少なくとも２ヶ所を真空チャックで保持するステップと、上記保持部がそのまま内周方向に近づくことによりシートにたわみを持たせるステップと、上記たわみ部をディスク上の接着層の中心部近傍に接触させるステップと、真空チャックを解除して、中心部から外周方向に向かってシートをディスクに貼り付けるステップとを有する光ディスク製造方法である。

また、この発明の第２の態様は、ディスク状に打ち抜かれた透明樹脂シートの外周部の少なくとも２ヶ所を真空チャックで保持する手段と、上記保持部を内周方向に近づけることにより、シートにたわみを持たせる手段と、上記たわみ部をディスク上の接着層の中心部近傍に接触させる手段とを有し、真空チャックを解除して、中心部から外周方向に向かってシートをディスクに貼り付けるようにした光ディスク製造装置である。

以上説明したように、この発明によれば、シートを強制的にたわませているため、シートとディスク基板の接触が安定し、気泡やしわがない状態で貼り合わせることができる。また、シートとディスク基板を加圧して接着させる必要がないため、ディスク基板に塗布されたＵＶレジン膜厚に無理な外力を加えずにシートの貼り合わせができ、ＵＶレジンの膜厚にむらがないようにディスクの作製ができる。さらに、ディスク基板の表面にＵＶレジンをスピンコーティングした後、ディスク基板上方からシートを貼り合わせることができるため、ディスク基板反転の工程を簡略化することができる。これにより、ディスク基板の反転によるＵＶレジンへの影響が削減できる。

以下、この発明の一実施形態による光ディスク製造方法について説明する。

まず、この発明を適用できる光ディスクの一例について説明する。最初に、スパッタリング法等によりレジスト層を形成した光ディスク原盤にレーザを照射し、所望の露光パターンを形成する。そして、上述した方法で露光されたレジスト基板を現像することにより、所望の露光パターンに応じたピットおよび／またはグルーブの潜像が形成された光ディスク用レジスト原盤が得られる。この光ディスク用レジスト原盤にメッキ処理を行うことにより、スタンパを得る。

ディスク基板が射出成形法等により、中央部にセンターホールを有する略円盤形状に成形される。このとき、金型内に取り付けられたスタンパにより、ディスク基板２２の一主面上に記録データに対応した微細な凹凸、すなわちピットとなる凹部が形成される。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有しており、ピットおよび複数のピットからなるピットパターンは、所定の再生条件（レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５など）に対応した形状を有している。

図４に示すように、ディスク基板２２の成形後、ディスク基板２２のピットを有する面上に反射膜または記録膜２３が成膜され、光学記録層が形成される。反射膜または記録膜２３の膜材としては、例えば、アルミニウム、銀、金またはこれらを含む合金が用いられる。この反射膜または記録膜２３は、所望の反射率を備えるように、膜材、厚さなどが考慮されてディスク基板２２のピットを有する面上にスパッタリング、真空蒸着などにより成膜される。ここで所望の反射率とは、再生光を反射したときに、少なくとも、戻り光が光ディスク外部の受光素子で受光され、ピットの有無を検出することが可能な反射率である。

上述したような単層構造の光ディスクのほか、図５のような二層の光ディスクに対しても適用可能である。二層の光ディスクは単層の光ディスクの場合と同様に、ピットパターンが形成されたディスク基板３２上に反射膜３３が成膜され、第１の光学記録層が形成される。反射膜３３の成膜後、反射膜３３上に中間層３６が設けられる。中間層３６は、スピンコート装置により光透過性を有するＵＶレジンをスピンコートすることで反射膜３３の上に膜状に形成される。

中間層３６の形成後、中間層３６へスタンパが押圧される。このスタンパは、例えば金属で構成され、中間層３６と接する面上に記録データに対応した微細な凹凸を有する。これにより中間層３６の表面に、第２の光学記録層のピットとなる凹部が転写される。スタンパを中間層３６へ押圧後、ディスク基板３２側より紫外線を照射し、ＵＶレジンを硬化させる。その後、スタンパを中間層３６から剥離する。

スタンパの剥離後、中間層３６のピットを有する面上に半透膜３７が成膜され、第２の光学記録層が形成される。半透膜３７の膜材としては、例えば、シリコンまたはシリコンを含む化合物が用いられる。この半透膜３７は、所望の反射率を備えるように、膜材、厚さなどが考慮されて中間層３６のピットを有する面上にスパッタリング、真空蒸着などにより成膜される。ここで所望の反射率とは、再生光を反射したときに、少なくとも、戻り光が光ディスク外部の受光素子で受光され、ピットの有無を検出することが可能な反射率であり、且つ第１の光学記録層の反射膜３３が上述した所望の反射率を得ることが可能な光透過性を有する反射率である。

このような工程を経て、反射膜または記録膜が成膜されたディスク基板を得る。このディスク基板上に、カバー層を作製する

図２Ａは、この発明が適用された透明樹脂製のシートをディスク基板に貼り付けるための装置を示す。この装置は、参照符号１１で示される真空チャックと、参照符号１２で示されるブレードと、参照符号１３で示される供給テーブルとから構成されている。

真空チャック１１は、樹脂製のシート１４の外周部と接触した部分を真空にすることにより、シートを傷つけることなく保持するものであり、径方向に対向して一対の真空チャック部を有している。真空チャック１１にはスプリング１１ａ、１１ｂが備えられており、真空チャック１１にてシートを供給テーブル１３より取り上げた後、設置されているスプリングを縮めることによって各真空チャック部が内周方向に近づき、シートをたわませることができる。また、シートとの接触部の真空を解除することにより、シートと接触部を離すことができる。

ブレード１２は、シートを押さえ、たわませるためのものである。ブレード１２にはスプリング１２ａが設置されており、真空チャック部が内周側に近づくとともにスプリング１２ａを伸ばすことによってブレードが下がり、シートを押さえてたわませるものである。

まず、カバー層に用いるポリカーボネート製シート（以下、ＰＣシートとする）をディスク状に打ち抜く。ＰＣシートは厚さ０．０７５ｍｍのものを使用する。

次に、反射膜または半透膜が成膜されたディスク基板に、スパッタリング法によりＵＶレジンを塗布する。なお、ＵＶレジンは厚さ０．０２５ｍｍとなるよう調整する。

次に、図２Ａに示すように供給テーブル上にＰＣシートを置き、真空チャックにてＰＣシートを供給テーブル上より取り上げる。その後、図２Ｂに示すようにスプリング１１ａ、１１ｂを縮ませると同時にブレードを下げてＰＣシートを押さえ、たわませる。なお、両方のスプリングを同時に縮ませているが、ディスク基板とシートの位置合わせに問題がなければ、どちらか一方のスプリングを縮めるだけでもよい。

さらに、図２Ｃに示すように、ブレードによって押さえたたわみ部をディスク基板の中心部近傍でＵＶレジンに接触させる。ここで、真空チャックを解除することにより真空チャック部とシートが離れる。そして、図２Ｄに示すように、ＵＶレジンとシート間の表面張力により、内周部から外周部に向けてシートがディスク基板上のＵＶレジンに引かれていく。貼り合わさった内側に引かれて外側も貼り合わさっていき、気泡やしわのない貼り合わせ面となる。そして最後に、紫外線を照射することによりＵＶレジンが硬化し、シートとディスク基板を接着する。なお、ディスクとシートの貼り合わせにおいては、中心部の位置合わせが重要であるため、供給テーブルに突起をつけ、ディスクとシートの中央孔をはめるなどの位置合わせを行ってもよい。

なお、上述した工程を１０〜１００Ｐａ程度の真空チャンバー内で実施することにより、気泡やしわを発生させない効果が向上する。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

また、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、真空チャック装置がブレードによってシートを押さえるのは少なくとも２ヶ所以上であればよく、上述したものと同様のたわみができれば３，４ヶ所であってもよい。

また、図３に示すとおり、シートを押さえるためのブレードの代わりに、シートの中心部に対して空気を吹き付けることによりシートをたわませてもよい。この場合、吹き付ける空気に汚れ等が混入していた場合にシートに汚れが付着する場合がある。また、装置付近のほこりなどを舞い上がらせ、シートに汚れが付着する場合もあるため、注意が必要である。シートの材質によっては、ブレードも空気の吹き付けも使わずに接着することも可能である。

また、基板上の凹凸パターン（ピットまたはグルーブ）をカバー層のディスク対向面に形成して成膜してもよい。

また、シートとディスク基板の接着には、ＵＶレジンではなく、ＰＳＡ（Pressure sensitive adhesive：感圧接着シート）などのシート状の接着剤を用いることも可能である。この場合、シート上から加圧してシートとディスク基板を接着させる必要がある。

従来のシートの接着方法を示す図である。この発明を適用したシートの接着方法を示す図である。シートに空気を吹きかけてたわみ部を作る方法の説明図である。単層光ディスクの構成の一例を示す略線図である。多層光ディスクの構成の一例を示す略線図である。

符号の説明

１・・・真空チャンバー
２・・・可動台座
３・・・吸気口
４・・・センターピン
５・・・シート
６・・・ディスク基板
７・・・テーブル
１１・・・真空チャック
１１ａ，１１ｂ・・・スプリング
１２・・・ブレード
１２ａ・・・スプリング
１３・・・供給テーブル
１４・・・シート
１５・・・ＵＶレジン
１６・・・ディスク基板
２１・・・光ディスク
２２・・・ディスク基板
２３・・・反射膜
２４・・・カバー層
２５・・・レンズ
３１・・・光ディスク
３２・・・ディスク基板
３３・・・反射膜
３４・・・カバー層
３５・・・レンズ
３６・・・中間層
３７・・・半透膜

Claims

ディスク状に打ち抜かれた透明樹脂シートの外周部の少なくとも２ヶ所を真空チャックで保持するステップと、
上記保持部がそのまま内周方向に近づくことによりシートにたわみを持たせるステップと、
上記たわみ部をディスク上の接着層の中心部近傍に接触させるステップと、
真空チャックを解除して、中心部から外周方向に向かってシートをディスクに貼り付けるステップとを有する光ディスク製造方法。
請求項１において、
上記接着層が紫外線硬化樹脂である光ディスク製造方法。
請求項１における各ステップが真空チャンバー内で行われる光ディスク製造方法。
請求項１において、
上記シートにたわみを持たせるステップがシートを押さえる処理を有する光ディスク製造方法。
ディスク状に打ち抜かれた透明樹脂シートの外周部の少なくとも2ヶ所を真空チャックで保持する手段と、
上記保持部を内周方向に近づけることにより、シートにたわみを持たせる手段と、
上記たわみ部をディスク上の接着層の中心部近傍に接触させる手段とを有し、
真空チャックを解除して、中心部から外周方向に向かってシートをディスクに貼り付けるようにした光ディスク製造装置。
請求項５において、
上記接着層が紫外線硬化樹脂である光ディスク製造装置。
請求項５における各手段を行う部材が真空チャンバー内設けられている光ディスク製造装置。
請求項５において、
上記シートにたわみを持たせる手段は、シートを押さえる手段を有する光ディスク製造装置。
請求項８において、
上記シートを押さえる手段は、ディスク径方向に延長する部材を用いるものである光ディスク製造装置。
請求項８において、
上記シートを押さえる手段は、空気を上記シートに吹き付けるものである光ディスク製造装置。