JP2006048762A - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えばブルーレーザーにより情報の記録もしくは再生を行なうことができる光ディスクにおいて、光記録層を保護するカバー層を、より均一な厚さに形成させることができる光ディスクの製造方法を提供すること。
【解決手段】 光記録領域１ｂが一面に形成された記録層基板１に、光記録層３が形成され、この光記録層３上にさらにＵＶ硬化樹脂４が塗布される。前記記録層基板１に対して所定の間隔をもって対峙することができるダミー基板７が、前記ＵＶ硬化樹脂４上に重合されることで、ＵＶ硬化樹脂４を均一な厚さに設定することができる。この状態でダミー基板７を介して、ＵＶ硬化樹脂４に対してＵＶ光が投射され、ＵＶ硬化樹脂４は硬化されてカバー層を形成する。ＵＶ硬化樹脂４の硬化後にダミー基板７を剥離することで、光記録層３上に均一な厚さのカバー層が形成された光ディスクを得ることができる。
【選択図】 図２Ａ

Description

この発明は、信号基板の少なくとも１面にピットもしくはグルーブを形成した光記録領域を備え、この光記録領域を覆うカバー層を通して、半導体レーザー（例えば、ブルーレーザー）により情報の記録もしくは再生を行なうことができる光ディスクの製造方法に関する。

近年、データ記録の分野においては特に光学式データ記録方式（光ディスク）に関する開発が進展し、産業用から民生用に至る幅広い分野において実用化されている。この光学式のデータ記録方式は非接触の状態で、高い記録密度をもってデータの記録・再生が行なえること、再生専用型、追記型、書き換え可能型などのそれぞれのメモリー形態に対応できるという利点を有しており、安価で大容量のデータファイルの実現を可能にしている。

特に現状において広く利用されているＤＶＤ（Digital Versatile Disc）は、厚さ約０．６ｍｍの２枚の基板を、その信号記録面を内側にして接着剤で貼り合わせた構造になされている。そして、初期のＣＤ（Compact Disc）に比べてより短波長の６５０ｎｍのレーザー光を用い、光学系を構成する対物レンズの開口数（ＮＡ＝Numerical Aperture）も高開口数化されている。

また、さらに最近においては、例えばＨＤＴＶ（High Definition Television）の実用化に伴って、その映像を記録または再生するために、さらなる高密度化の要求が高まり、ＤＶＤの次世代に位置するさらに高密度記録の光ディスクの提案がなされている。これによると、高密度記録に対応させるために情報を記録再生するためのレーザービームの集光スポット径をより小さくする必要に迫られる。ここで、レーザービームの波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、レーザービームの集光スポット径は、λ／ＮＡに比例することが知られている。

したがって、レーザービームの集光スポット径をより小さくするためには、レーザービームの波長λをより短く、対物レンズの開口数ＮＡをできるだけ大きくすることが必要となる。これには、前記したＤＶＤへの記録または再生に利用されるレーザー光よりもさらに短波長のブルー（青色）レーザー光（波長が例えば４００ｎｍ近辺）を用い、これにより記録・再生を行なう光ディスクの構造が提案されている。

一方、光学系のコマ収差に着目した場合、このコマ収差はディスク基板の実質的な厚さｔに比例し、またレーザービームの波長λに反比例して増大することが知られている。したがって、前記したブルーレーザーのように波長が極端に短いレーザービームを用いる場合において、コマ収差の増大を抑制させようとするには、前記したディスク基板の実質的な厚さｔを薄く構成させる必要が生ずる。

そこで、前記したブルーレーザーを利用する光ディスク（Blue Lay Disc ）によると、従来のＤＶＤの構成とは逆に、基板とは逆の記録層側からレーザービームを照射する方式が提案されており、前記記録層を保護するために、記録層よりも外側（レーザービームが照射される側）に厚さ０．１ｍｍ（１００μｍ）程度のカバー層（保護層）を設けた構成が提案されている。これによると、レーザービームは約０．１ｍｍ厚のカバー層を透過して、記録層に照射されるようになされる。

図１は、前記したブルーレーザーを利用する光ディスクの一部を拡大断面図で模式的に示したものであり、これは一例として再生専用型の構成を示している。図１における符号１はその一面に多数のピット１ａが形成された記録層基板を示しており、符号２は記録層基板１におけるピット１ａの形成面を覆う光反射膜を示している。そして、前記ピット１ａと反射膜２とにより前記した記録層３を構成しており、前記記録層３を保護するために、厚さ０．１ｍｍ程度のカバー層（保護層）４が記録層３上に重畳されている。一方、符号５は光学系を構成する対物レンズを示しており、この対物レンズ５を介したレーザービームが、前記したとおりカバー層４を透過して、記録層３に照射されるようになされる。

図１に示す光ディスクにおいては、前記したとおりカバー層４側から、信号の読み取り動作を行なうために、カバー層の厚さの管理は前記したコマ収差との関連できわめて重要な課題となる。すなわち、前記したカバー層の厚さは、高度な均一性が要求されることになる。そこで、前記したカバー層を均一な厚さに形成させるために幾つかの提案（製造方法）がなされている。

カバー層を均一な厚さに形成させる１つの手段によると、記録層の上面に液状の紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）をスピンコート法を用いて塗布し、この後で紫外線を照射させることでカバー層を形成させるものである。また、カバー層を均一な厚さに形成させる他の１つの手段によると、記録層上に接着層を介してシート状の保護膜を貼り合わせるものである。これらの手段については、例えば次に示す特許文献１に開示されている。
特開２００３−３１７３１６号公報

ところで、前記した特許文献１に示された前者の手段のように、記録層の上面にＵＶ硬化樹脂をスピンコートさせる手段は、大規模な設備を要することなく比較的容易に採用可能であるという利点があるが、反面ＵＶ硬化樹脂を記録層基板における光記録領域の全面にわたって均一な厚さに塗布することは非常に難しい。例えば、粘度の異なるＵＶ硬化樹脂を数回にわけてスピン塗布するなどの手段も考えられるが、結果としてその多くはディスクの外周側においてＵＶ硬化樹脂の層が盛り上がるように厚くなるという現象が発生する。

また、特許文献１に示された後者の手段を採用する場合においては、シート状の透明樹脂フィルムが用いられ、その厚さの均一性は比較的高いので前者の手段に比較してカバー層の厚さの均一性が低下する問題を避けることができる。しかしながら、透明樹脂フィルム自体に光学的な微小欠陥が存在している場合があり、これが反射レーザビームに部分的な乱れを発生させて、光ディスクドライブのサーボ外れを引き起こすなどの問題を発生させ得る。

また、後者の手段によると、シートを裁断して取り出したり、シール状に形成されたシートを台紙から剥離して使用するなどの工程をとる必要があり、前者の手段に比較して設備が大掛かりとなり、かつサイクルタイムの問題、またシートの裁断時に発生するバリの抑制など、生産性において克服しなければならない他の課題が発生する。

この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、前者の手段のようにカバー層としてＵＶ硬化樹脂を利用しつつ、カバー層をより均一な厚さに形成させることができる光ディスクの製造方法を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる光ディスクの製造方法は、請求項１に記載のとおり、光記録領域が少なくとも一面に形成された記録層基板と、前記記録層基板の前記光記録領域を覆うカバー層とを備える光ディスクの製造方法であって、前記記録層基板における光記録領域に光記録層を形成させるステップと、前記光記録層上に液状のカバー層形成素材を塗布するステップと、前記記録層基板に対して所定の間隔をもって対峙することができるダミー基板を、前記カバー層形成素材上に重合させることで、カバー層形成素材を均一な厚さに設定するステップと、前記カバー層形成素材の硬化後に前記記録層基板上に形成されたカバー層より、前記ダミー基板を剥離するステップとを順次実行する点に特徴を有する。

以下、この発明にかかる光ディスクの製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下においてはすでに説明した図１に示す光ディスクの構成と同一の機能を果たす部分を同一の符号で示すことにする。

図２Ａおよび図２Ｂは、その製造プロセスを順を追って示したものであり、この図２Ａおよび図２Ｂに示す左側はディスクの内周側を示し、右側は外周側を示している。まず、図２Ａに示す（ａ）は記録層基板１の一部を断面状態で示したものであり、この記録層基板１の上面には、この記録層基板１の成形時において同時に多数のピット１ａが形成されて、光記録領域１ｂを構成している。

また、記録層基板１の前記光記録領域１ｂを形成した面には、予め設定された深さの断面がほぼ台形状になされた凹部１ｃが形成されている。この凹部１ｃは記録層基板１の内周部に沿って環状に形成されており、その底面は平坦状になされている。図２Ａ（ｂ）に示すように、次の工程においては前記記録層基板１におけるピット１ａが配列された光記録領域１ｂに、光反射膜２が積層されて、ピット１ａと共に光記録層３が形成される。

続いて、同図（ｃ）に示したように光記録層３の上面には液状のカバー層形成素材４が塗布される。このカバー層形成素材としては周知の紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）が用いられる。そして、同図（ｄ）に示したようにカバー層形成素材４が塗布された上面に、ダミー基板７が重畳される。

このダミー基板７における前記したカバー層形成素材４に対向する面（図における下面）は平坦状になされており、これにより後述するようにカバー層形成素材４の表面を平坦状に成形するカバー層形成面７ａを構成している。そして、ダミー基板７におけるカバー層形成面７ａのさらに内周側には、断面がほぼ台形状になされた円環状の凸部７ｂが形成されている。

図２Ａ（ｄ）に示したように、前記ダミー基板７における円環状の凸部７ｂは、記録層基板１に形成された円環状の凹部１ｃに挿入されることで、ダミー基板７におけるカバー層形成面７ａは、記録層基板１の光記録層３に所定の間隔をもって対峙することができるように構成されている。この時、光記録層３には前記したとおりＵＶ硬化樹脂４が塗布されており、したがって図２Ｂ（ｅ）に示すようにＵＶ硬化樹脂４はダミー基板７におけるカバー層形成面７ａに沿って均一な厚さとなるように設定される。

この状態で、図２Ｂ（ｅ）に示すように紫外線投射ランプ９からのＵＶ光がダミー基板７を介して前記ＵＶ硬化樹脂４に投射され、ＵＶ硬化樹脂４が硬化することで、カバー層（保護層）４が光記録層３の上面に形成される。

ＵＶ硬化樹脂４が硬化した後、図２Ｂ（ｆ）に示すように前記ダミー基板７は記録層基板１から剥離され、これにより図２Ｂ（ｇ）に示すように光記録領域３を覆うカバー層４を備えた光ディスクを得ることができる。

図３は、前記した記録層基板１に形成された円環状の凹部１ｃと、この凹部１ｃに嵌入されるダミー基板７における円環状の凸部７ｂとの寸法関係を、その要部を拡大して示したものである。図３に示すように記録層基板１における光記録領域が形成された面に対する凹部１ｃの底面までの深さをａ、前記ダミー基板７の一面に形成された凸部７ｂにおけるカバー層形成面７ａからの高さをｂとし、前記カバー層４の厚さをｃとした時、カバー層の厚さｃが、ｃ＝ｂ−ａの関係となるように設定される。換言すれば、凹部１ｃの成形深さａと、凸部７ｂの突出高さｂとにより、ＵＶ硬化樹脂（カバー層）４の膜厚ｃが制御されるようになされる。

ここで、すでに説明したブルーレーザーにより記録または再生を行なう光ディスクにおいては、前記カバー層４の膜厚ｃは、好ましくは０．１ｍｍ（１００μｍ）に設定される。この場合、図３に示した実施の形態においては、記録層基板１に形成される凹部１ｃの深さａを０．２ｍｍに設定し、ダミー基板７に形成される凸部７ｂの高さｂを０．３ｍｍに設定することで、カバー層の厚さｃを前記した数値となるように制御することができる。

図４（Ａ）は、前記した記録層基板１を成形するための金型構造の例を断面図により示したものであり、同図（Ｂ）はその金型により成形された前記した記録層基板１の一部を、さらに同図（Ｃ）は記録層基板１の要部を拡大した断面図で示したものである。

図４（Ａ）に示す固定側鏡面盤１１の上面にはスタンパー１２が載置され、このスタンパー１２は、その周縁部においてスタンパーホルダ１３に形成された爪部１３ａによって保持されるように構成されている。

一方、スタンパー１２とスタンパーホルダ１３に対向して可動側ブッシュ１４が配置されており、前記スタンパー１２とスタンパーホルダ１３、および可動側ブッシュ１４との間で、記録層基板１の射出成形用空間を形成している。なお、前記可動側ブッシュ１４側の軸芯側、すなわち成形されるディスク基板の中心部側に相当する位置には、カットパンチ１５が配置され、またスタンパーホルダ１３側における軸芯側には、スプールブッシュ１６が配置されている。

図４（Ａ）に示す金型構造において、スタンパー１２の面には前記した記録層基板１に形成される多数のピットを転写させるための情報パターンが成形されている。また、スタンパーホルダ１３の周縁部に環状に形成された前記爪部１３ａが、記録層基板１における前記凹部１ｃを形成するための雄型を構成している。すなわち、前記スタンパーホルダ１３に形成される爪部１３ａの高さが、記録層基板１に形成される環状の凹部１ｃにおける成形深さａを決定することになる。

そして、この実施の形態においては、図４（Ｃ）に示したように凹部１ｃにおける平坦状の底面の最も内周側の位置が、ディスクの中心から２０．９ｍｍとなるように設定されている。

図５（Ａ）は、前記したダミー基板７を成形するための金型構造の例を断面図により示したものであり、同図（Ｂ）はその金型により成形された前記したダミー基板７の一部を、さらに同図（Ｃ）はダミー基板７の要部を拡大した断面図で示したものである。

図５（Ａ）に示す固定側鏡面盤２１の上面にはスタンパー２２が載置され、このスタンパー２２は、その周縁部においてスタンパーホルダ２３に形成されたオーバハング部２３ａによって保持されるように構成されている。また、スタンパーホルダ２３におけるさらに軸芯側には、ダミー基板７に対して前記した凸部７ｂを形成させるための凹部２３ｂが環状に形成されている。

一方、スタンパー２２とスタンパーホルダ２３に対向して可動側ブッシュ２４が配置されており、前記スタンパー２２とスタンパーホルダ２３、および可動側ブッシュ２４との間で、ダミー基板７の射出成形用空間を形成している。なお、前記可動側ブッシュ２４側の軸芯側、すなわち成形されるダミー基板の中心部側に相当する位置には、カットパンチ２５が配置され、またスタンパーホルダ２３側における軸芯側には、スプールブッシュ２６が配置されている。

図５（Ａ）に示す金型構造において、スタンパーホルダ２３において環状に形成された前記凹部２３ｂが、ダミー基板７における前記凸部７ｂ形成するための雌型を構成している。すなわち、前記スタンパーホルダ２３に形成される凹部２３ｂの深さが、ダミー基板７に形成される環状の凸部７ｂにおける成形高さｂを決定することになる。そして、この実施の形態においては、図５（Ｃ）に示したように凸部７ｂにおける平坦状の頂面の最も内周側の位置が、ディスクの中心から２０．９ｍｍとなるように設定されている。

以上の説明で明らかなとおり、前記した実施の形態によると、記録層基板における光記録領域に対峙して記録層基板と所定の間隔を保持することができるダミー基板が用意され、光記録層上に塗布された例えばＵＶ硬化樹脂上に前記ダミー基板を重合させることで、ＵＶ硬化樹脂を均一な厚さに設定することができる。したがって、前記樹脂を硬化させた後にダミー基板を剥離することで、記録層基板における光記録層上には均一な厚さのカバー層を形成させることができる。

なお、以上の説明はブルーレーザーを利用する光ディスク（Blue Lay Disc ）において、記録層を保護する厚さ０．１ｍｍ程度のカバー層（保護層）を均一な厚さに成形する例を示しているが、この発明は例えばＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc-Recordable ）などのように２層ディスク構成における中間層を形成する場合においても、好適に採用することができる。

ブルーレーザーを利用する光ディスクの一部を拡大して示した断面図である。 この発明にかかる光ディスクの製造方法を説明する工程図である。 図２Ａに続くこの発明にかかる光ディスクの製造方法を説明する工程図である。 ディスクの要部における寸法関係を説明する拡大断面図である。 記録層基板を成形するための金型構造の例と、記録層基板の要部を示す断面図である。 ダミー基板を成形するための金型構造の例と、ダミー基板の要部を示す断面図である。

符号の説明

１ 記録層基板
１ａ ピット
１ｂ 光記録領域
１ｃ 凹部
２ 光反射膜
３ 記録層
４ カバー層（ＵＶ硬化樹脂）
７ ダミー基板
７ａ カバー層形成面
７ｂ 凸部

Claims (7)

1. 光記録領域が少なくとも一面に形成された記録層基板と、前記記録層基板の前記光記録領域を覆うカバー層とを備える光ディスクの製造方法であって、
   前記記録層基板における光記録領域に光記録層を形成させるステップと、
   前記光記録層上に液状のカバー層形成素材を塗布するステップと、
   前記記録層基板に対して所定の間隔をもって対峙することができるダミー基板を、前記カバー層形成素材上に重合させることで、カバー層形成素材を均一な厚さに設定するステップと、
   前記カバー層形成素材の硬化後に前記記録層基板上に形成されたカバー層より、前記ダミー基板を剥離するステップと、
   を順次実行することを特徴とする光ディスクの製造方法。
2. 前記液状のカバー層形成素材として紫外線硬化樹脂を用い、当該紫外線硬化樹脂の表面に前記ダミー基板におけるカバー層形成面を密着させた状態で、前記ダミー基板を介して紫外線を紫外線硬化樹脂に投射し、紫外線硬化樹脂を硬化させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの製造方法。
3. 前記記録層基板における光記録領域に光記録層を形成させるステップが、記録層基板の成形時に同時に成形されたピット上に、反射膜を形成させる処理を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスクの製造方法。
4. 前記記録層基板には、光記録領域が形成された面の一部に予め設定された深さの凹部が形成され、前記ダミー基板には記録層基板における前記凹部に挿入される予め設定された高さの凸部が形成され、当該凸部が形成されたダミー基板の一面が平坦状のカバー層形成面になされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光ディスクの製造方法。
5. 前記光記録領域が形成された面に対する前記凹部底面の深さをａ、前記ダミー基板の一面に形成された凸部における前記カバー層形成面からの高さをｂとし、前記カバー層の厚さをｃとした時、カバー層の厚さｃが、ｃ＝ｂ−ａの関係で設定されることを特徴とする請求項５に記載の光ディスクの製造方法。
6. 前記記録層基板に形成される凹部底面が平坦状になされ、かつ前記凹部が記録層基板の内周部に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光ディスクの製造方法。
7. 前記ダミー基板に形成される凸部の頂面が平坦状になされ、かつ前記凸部がダミー基板の内周部に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光ディスクの製造方法。

Images