JP2006127654A - 多層情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】信号層間を分離するための透明層を膜厚の変動を少なく高速に形成する。
【解決手段】２つ以上の情報記録層を有し、前記情報記録層の間には樹脂層が形成されている多層情報記録媒体の製造方法であって、樹脂層の形成方法は少なくとも、スクリーンの網目内に液体樹脂を充填する工程と、前記スクリーンが被印刷物と接触することなく、前記液体樹脂のみを前記被印刷物上に塗布する工程と、を含む多層情報記録媒体の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、再生または記録再生を目的とした情報記録媒体とその製造方法に関するものである。
近年、情報機器・映像音響機器等が必要とされる情報量の拡大化に伴い、データアクセスの容易さ、大容量データの蓄積、機器の小型化に優れている光ディスクなどの情報記録媒体が注目され、記録情報の高密度化がなされている。例えば光ディスクの高密度化の手段として、レーザ光の波長を約４００ｎｍとし、レーザ光を絞り込むための集光レンズとして開口数（ＮＡ）を０．８５の再生ヘッドを用いて、単層で２５ＧＢ程度、２層で５０ＧＢ程度の容量の光記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
以下に、特許文献１に記載された従来の多層情報記録媒体の構造及び製造方法について図２から４を用いて説明する。
図２Ａ〜図２Ｆは、従来の多層情報記録媒体を作製するための基板作製用金型であるスタンパの製造方法を示している。このスタンパは、まず、ガラス板２０１上にフォトレジスト等の感光材料を塗布して感光膜２０２を形成し（図２Ａ参照）、その後レーザ光２０３による光記録により、ピットや案内溝等のパターンの露光を行う（図２Ｂ参照）。図２Ｂ中、２０２ａが露光された部分を示している。露光部の感光材料は現像工程を経ることにより除去され、ピットや案内溝等のパターン２０４が形成された光記録原盤２０５が作製される（図２Ｃ参照）。感光膜２０２に形成されたピットや案内溝等のパターン２０４の形状は、スパッタリングや蒸着等の方法によって膜付けされた導電膜２０６に転写される（図２Ｄ参照）。さらに、導電膜２０６の剛性及び厚みを増加させるために、めっき膜２０７を形成する（図２Ｅ参照）。次に、感光膜２０２と導電膜２０６との界面から導電膜２０６およびめっき膜２０７を剥離することにより、スタンパ２０８が作製される（図２Ｆ参照）。
図３は、従来の多層情報記録媒体の断面図を示している。この多層情報記録媒体は、片面に凹凸形状からなるピットや案内溝の情報面が転写形成された第１信号基板３０１と、第１信号基板３０１の凹凸形状が設けられた面上に配置された第１薄膜層３０２と、第１薄膜層３０２と接着している面とは反対の面に凹凸形状からなるピットや案内溝の情報面が転写形成された第２信号基板３０３と、第２信号基板３０３の凹凸形状が設けられた面上に配置された第２薄膜層３０４と、第２信号基板３０３に対向配置された透明基板３０６と、第２薄膜層３０４と透明基板３０６とを貼り合わせるために設けられた透明層３０５により構成されている。第１信号基板３０１には、図２Ｆに示したスタンパ２０８を用いて、射出圧縮成形等により片面にピットや案内溝が凹凸形状として転写形成されている。このように、情報面に薄膜層が形成されることで情報記録層が形成されている。第１信号基板３０１の厚みは１．１ｍｍ程度である。第１薄膜層３０２および第２薄膜層３０４は、記録膜や反射膜を含んでおり、第１信号基板３０１や第２信号基板３０３のピットや案内溝が形成された面側にスパッタリングや蒸着等の方法により形成されている。第２信号基板３０３は、光硬化性樹脂のスピンコート法によって形成され、図２Ｆに示したスタンパ２０８や第１信号基板３０１のように片面にピットや案内溝が凹凸形状として形成された転写基板を、情報面が第１信号基板３０１と対向するように光硬化性樹脂を介して貼り合わせ、光硬化性樹脂の光硬化後に転写基板を光硬化性樹脂との界面から剥離することによって形成されている。透明基板３０６は、記録再生光に対して透明な（透過性を有する）材料からなり、厚みが０．１ｍｍ程度である。透明層３０５は、２枚の基板３０６、３０７を互いに接着するために設けられており、光硬化性樹脂や感圧接着剤等の接着剤から形成されている。このような多層情報記録媒体の記録再生は、透明基板３０６から記録再生レーザ光を入射することによって行う。
図４に、従来の多層情報記録媒体の製造方法について示し、これを用いて説明する。
まず、第１信号基板４０１は、ピットや案内溝の信号面が形成された面にスパッタリングや蒸着等の方法により記録膜材料や反射膜材料を含んだ第１薄膜層４０２が形成されることにより情報記録層が形成される。第１信号基板４０１は、第１薄膜層４０２が形成された面とは反対側の面でバキューム等の手段によって回転テーブル４０３上に固定される。（図４Ａ参照）。回転テーブル４０３に固定された第１信号基板４０１上の第１薄膜層４０２には、ディスペンサーによって光硬化性樹脂Ａ４０４が所望の半径上に同心円状に塗布され（図４Ｂ参照）、回転テーブル４０３をスピン回転させることにより光硬化性樹脂Ａ４０４の延伸を行う（図４Ｃ参照）。延伸された光硬化性樹脂Ａ４０４は遠心力によって余分な樹脂と気泡を除去することができる。このとき、延伸される光硬化性樹脂Ａ４０４の厚みは、光硬化性樹脂Ａ４０４樹脂の粘度やスピン回転の回転数、時間、スピン回転をさせている周りの雰囲気（温度や湿度など）を任意に設定することにより、所望の厚みに制御することができる。スピン回転停止後、延伸された光硬化性樹脂Ａ４０４は光照射機４０５の光照射によって硬化される。
次に、第１信号基板４０１の上に第２の情報面を形成するために、図２Ｆに示したスタンパ２０８や第１信号基板３０１のように片面にピットや案内溝が凹凸形状として形成された転写基板４０６が回転テーブル４０７上に固定される。（図４Ｄ参照）。回転テーブル４０７に固定された転写基板４０６の上には、ディスペンサーによって光硬化性樹脂Ｂ４０８が所望の半径上に同心円状に塗布され（図４Ｅ参照）、回転テーブル４０７をスピン回転させることにより光硬化性樹脂Ｂ４０８の延伸を行う（図４Ｆ参照）。延伸される光硬化性樹脂Ｂ４０８は光硬化性樹脂Ａ４０４と同様に、所望の厚みに制御することができる。延伸された光硬化性樹脂Ｂ４０８はスピン回転停止後、光照射機４０９の光照射によって硬化される。
２枚の基板４１０、４１１は、１つの回転テーブル４０３の上で、双方の光硬化性樹脂層が対向するように光硬化性樹脂Ｃ４１２を介して重ね合わされ（図４Ｇ参照）、一体化させた状態で回転テーブル４０３によってスピン回転させられる。光硬化性樹脂Ｃ４１２はスピン回転によって所望の厚みに制御された後に光照射機４０５の光照射によって硬化される（図４Ｈ参照）。光硬化性樹脂Ｃ４１２によって基板４１０、４１１が一体化された後に、転写基板４０６と光硬化性樹脂Ｂ４０８の界面より、転写基板４０６を剥離することによって第１信号基板４０１の上に第２の情報面が形成される（図４Ｉ参照）。
ここで用いられている光硬化性樹脂Ａ４０４は第１薄膜層４０２と光硬化性樹脂Ｃ４１２との接着性が良好なものを選定している。また、光硬化性樹脂Ｂ４０８は転写基板４０５との剥離性が良く、且つ光硬化性樹脂Ｃ４１２との接着性が良好なものを選定している。また、各々の光硬化性樹脂は出来るだけ薄く形成するために、粘度は約１５０Ｐａ・ｓ程度としている。
第１信号基板４０１の上に形成された第２の情報面には、スパッタリングや蒸着等の方法により記録膜材料や反射膜材料を含んだ第２薄膜層４１３が形成される。第２薄膜層４１３と透明基板４１４を貼り合わせるときに形成される透明層４１５は、記録再生光に対してほぼ透明で（ほぼ透過し）、第２薄膜層４１３に光硬化性樹脂を塗布した後にスピン回転させることによって光硬化性樹脂に混入する気泡の除去や厚み制御を行い、延伸された後に光照射されることによって硬化することで形成される。
特開２００２−０９２９６９号公報
しかしながら、スピンコート法によって情報面を分離するための透明な層を形成したりすることは、周方向の細かな膜厚変動や、半径方向の大きな膜厚変動を発生してしまい、特に複数積層する際には膜厚変動の足し合わせで変動が大きくなる。また、被塗布基板の端面まで樹脂が行き渡るため、スピン回転を停止させて光照射によって樹脂を硬化させる時に被塗布基板の端面部において、樹脂が表面張力による盛り上がりを発生させて膜厚が厚く構成されてしまう（図４Ｊ参照）。これにより、レーザを用いて媒体への信号の記録再生を行う際に、膜厚変動により発生する球面収差によって光スポットの絞りの変動や情報面上へ光スポットのフォーカス制御、信号列に光スポットを追従させるトラッキング制御に影響を与えてしまうことが問題となる。また、１層ずつスピンコートを実施することによりタクト時間の短縮が困難である。
そこで、情報面を作製する工程をスピンコートではなく、スクリーン印刷技術を応用した。図５を用いてこの工程の説明を行う。
まず、表面に第１薄膜層５０２を有する第１信号基板５０１を、真空吸着などの手段によって、テーブル５０３で固定する。この上に、スクリーン枠５０６を固定し、紫外線硬化樹脂５０５を穴が開いていない部分に供給し、スクレッパー５０７を摺動することにより、スクリーン５０４部に樹脂を充填する。次にスキージ５０８がスクリーン５０４の上部に圧力を加えながら、摺動することによって孔板５０４の開口部から紫外線硬化樹脂５０５を第１信号基板５０１へ押し出すことによって行う。
しかしながら、この製造方法では、スクリーン５０４が直接第１信号基板５０１に接してしまうために、第１薄膜層５０２に傷をつけてしまう。もしくは、第１薄膜層５０２には、深さ数十ｎｍの微細な凹凸が形成されているが、スクリーン５０４が接触することにより、この凹凸部を破壊してしまう。また、スキージ５０８がスクリーン５０４上を摺動するたびに、スクリーン５０４には物理的負荷がかかるため、スクリーン５０４自体が磨耗し、樹脂の塗布量に変化が生じてしまう。加えて、スクリーン５０４は弾性変形を何度も繰り返すので、被印刷物とスクリーン５０４の版離れが悪くなり、膜厚分布のムラが大きくなってしまう。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、面内均一に且つ高速に樹脂層を形成すること及び、装置設備のメンテナンス頻度を減らし、製造コストを低減することを目的とした多層情報記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の多層情報記録媒体製造方法は、２つ以上の情報記録層を有し、前記情報記録層の間には樹脂層が形成されている多層情報記録媒体の製造方法であって、前記樹脂層の形成方法は少なくとも、スクリーンの網目内に液体樹脂を充填する工程と、帯電している被印刷物と前記スクリーンが接触することなく、前記液体樹脂のみを前記被印刷物上に塗布する工程と、を含む多層情報記録媒体の製造方法である。
スクリーンと被印刷物が接触せずに、液体の樹脂が被印刷物に滴下される第１の方法としては、帯電装置によってあらかじめ一様に帯電された被印刷物を、液体樹脂が充填されたスクリーンに近づけることにより、液体樹脂が帯電し、静電界によって帯電された樹脂が被印刷物に滴下される製造方法が好ましい。
また、被接触物を帯電させる装置には、コロナチャージャーを用いることが好ましい。
また、液体樹脂を被印刷物に滴下する際には、スクリーンと帯電された被印刷物の距離が２．５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、上記の印刷工程は真空雰囲気中で行うことが好ましい。
被印刷物上に形成された液体樹脂は光硬化性樹脂であることが好ましい。
または、液体樹脂が紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。
この液体樹脂には、界面活性剤や脱泡剤が含まれていることが望ましい。
情報記録層の間の樹脂層の形成方法は少なくとも、信号層形成面に液体の樹脂を滴下する工程と、樹脂の塗布部に凹凸形状の信号部が面するように信号転写基板を貼り合せる工程と樹脂を硬化させる工程と信号転写基板を樹脂との界面から剥離する工程と、からなる多層情報記録媒体の製造方法が好ましい。
上記の情報記録面と、信号転写基板を貼り合わせ工程は真空雰囲気中で行うことが好ましい。
また、信号転写基板はポリオレフィン樹脂であることが好ましい。
本発明の多層情報記録媒体は、上記した本発明の多層情報記録媒体製造方法によって作製されたことを特徴とする。これにより、各々の情報面までの厚み変動（媒体を通る光路長の変動）が少なく、収差による光スポットの絞り変動を抑え、フォーカス制御、トラッキング制御を安定化させることができる多層情報記録媒体を提供することができるからである。
本発明の多層情報記録媒体及びその製造方法によれば、良好に信号の記録再生が行える多層情報記録媒体を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態は光ディスク形状の情報記録媒体の構造例について説明するが、光ディスクの形状に限定されるものではなく、例えばメモリカードなどの一般的な情報記録媒体にも採用することができる。
（実施の形態１）
図６は本発明の実施の形態における多層情報記録媒体の断面図である。本発明の多層情報記録媒体は、片面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面が形成された厚基板である第１信号基板６０１と、第１信号基板６０１の情報面上に配置された第１薄膜層６０２と、第１信号基板６０１と反対側の面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面が形成された第２信号基板６０３と、第２信号基板６０３の情報面上に配置された第２薄膜層６０４と、第２信号基板６０３と反対側の面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面が形成された第３信号基板６０５と、第３信号基板６０５の情報面上に配置された第３薄膜層６０６と、第３信号基板６０５と反対側の面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面が形成された第４信号基板６０７と、第４信号基板６０７の情報面上に配置された第４薄膜層６０８と、第４薄膜層６０８の上に配置された透明層６０９とを含んでいる。
第１信号基板６０１は情報記録媒体の反りや剛性を良くして、さらにＣＤやＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃなどの光ディスクと厚み互換を有するように、外径φ１２０ｍｍ、厚さが１．０〜１．１ｍｍ程度のポリカーボネイトやアクリル系樹脂の円板から形成されており、図２Ｆで示した従来のスタンパを用いて、射出圧縮成形等の樹脂成形によって片面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面が作製されている。基板の中心部にはプレーヤが信号を記録再生する際に、ディスクを保持して回転させるために用いる直径φ１５ｍｍの中心穴が設けられている（図示せず）。本実施の形態においては代表例としてポリカーボネイトを用いた場合について説明する。
第１信号基板６０１の上には、光硬化性樹脂材料の信号基板６０３、６０５、６０７や透明層６０９が積層形成されるため、積層後の情報記録媒体の形状は光硬化性樹脂特有の特徴といえる光硬化収縮によって、例えば情報面を上にした場合は凹形状の反りとなってしまう。従って、第１信号基板６０１の反りは予め情報面を上にして凸形状の反りに形成することで信号基板６０３、６０５、６０７や透明層６０９の積層後の情報記録媒体の反りが平坦になるように成形している。
第１薄膜層６０２は、情報記録媒体の目的がＲＯＭの場合、再生されるレーザ光に対して反射の特性を有する。例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｉ、ＳｉＯ２などの金属や半導体、誘電体をスパッタリングや蒸着等の方法を用いて薄膜形成する。情報記録媒体の目的とすることがＷｒｉｔｅ Ｏｎｃｅ型の場合の記録膜の構成について図７を用いて以下に説明する。まず第１信号基板７０１上に形成されたピットや案内溝などの情報面７０２に対して、スパッタリングや蒸着等の方法により、ＡｌＣｒからなる反射膜７０３、ＺｎＳ膜７０４、ＴｅＯＰｄ記録膜７０５、ＺｎＳ膜７０６が順次形成されている。本代表例として反射膜７０３としてＡｌを使用した場合について説明しているが、ＲＯＭと同様に、ＡｇやＡｕ等の金属を主成分とする材料を用いてもよい。また、薄膜層として色素膜等を含む構成を用いることでも実現できる。第２薄膜層６０４および第３薄膜層６０６、第４薄膜層６０８についても、上記第１薄膜層６０２と同様の薄膜が形成されている。記録再生される際の光学特性によっては反射膜７０３の厚みを調整することや、反射膜７０３自体の除去、ＺｎＳ膜７０４やＴｅＯＰｄ記録膜７０５記録膜の厚みを調整することもある。
第２信号基板６０３は、記録再生光に対してほぼ透明（透過性を有する）で、例えばアクリルを主成分とした紫外線硬化樹脂から形成されている。紫外線硬化樹脂は硬化光波長を紫外線帯域に設けることにより、紫外線以外の波長に対して硬化を防ぐことができ、また任意の機会で紫外線を照射することにより硬化させることができる特徴を有しているので、樹脂層の形状制御において有効である。液体の紫外線硬化樹脂を第１薄膜層６０２の上に塗布した後に凹凸形状で形成されたピットや案内溝などの情報面を有する基板などの信号転写基板を押し当て、紫外線を照射することによって硬化させて信号転写基板を紫外線硬化樹脂との界面から剥離することによって形成される。紫外線硬化樹脂の塗布は第１信号基板６０１の外径よりも小さく、また第１信号基板６０１の中心穴よりも大きく形成されている（図示せず）。第３信号基板６０５および第４信号基板６０７についても、上記第２信号基板６０３と同様の方法および形状で形成されている。透明層６０９は、記録再生光に対してほぼ透明（透過性を有する）で、例えばアクリルを主成分とした紫外線硬化樹脂から形成されている。紫外線硬化樹脂には液体を使用し、第４薄膜層６０８の上に塗布することによって形成される。形成された紫外線硬化樹脂は、各信号基板や薄膜層を覆うように形成され、内周部と外周部において第１信号基板６０１と接着するように形成されている。
以下に、本発明の多層情報記録媒体の製造方法について図１および図７を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態における樹脂の塗布工程の一例を示す断面図である。
図１Ａでは、ディスクを帯電させる工程を説明する。まず、第１信号基板１０１は、ピットや案内溝の情報面が形成された面にスパッタリングや蒸着等の方法により記録膜材料や反射膜材料を含んだ第１薄膜層１０２が形成され、必要に応じて第１薄膜層１０２が形成された面とは反対側の面でバキューム等の手段によってテーブル１０３上に固定される。帯電装置は、コロナチャージャー１０８と電荷供給装置１０９から構成されている。このコロナチャージャー１０８はスコロトロン方式であって、放電ワイヤとグリッド（図示せず）を備えている。電化供給装置１０９は放電ワイヤとグリッドとに対して所定の電圧を印加するものであって、放電ワイヤに対しては、３〜１２ｋＶの電圧を印加している。図では、例として第１薄膜層１０２が正極に帯電している様子を表している。
帯電量はコロナチャージャー１０８と第１薄膜層１０２との距離、及び放電ワイヤに印加する電圧値に依存するため、液体樹脂の材料や塗布量により調整する必要がある。
一方、図１Ｂのスクリーン１０４面は、開口部を通過する紫外線硬化樹脂の量を制限することによって膜厚を均一に形成できるように設けられている。以下にスクリーン１０４の作製方法について説明する。木材、アルミ、ステンレス、プラスチックなどの材料を用いて作製されたスクリーン枠１０６に、シルク、ナイロン（登録商標）、テトロン（登録商標）、ステンレスなどの材料を用いて作製された紗を張り、その上に感光乳剤をコーティングする。コーティング面上の定まった位置（開口部を作製する位置）以外を遮光マスクし、焼付機によって紫外線を一定時間照射する。紫外線照射によって露光された感光乳剤を水噴射などによって水洗現像してスクリーン１０４を作製する。尚、本実施の形態においてはスクリーン枠１０６として軽量且つ剛性の高いアルミを使用し、樹脂が静電誘導により帯電しやすいようにテトロン（登録商標）を使用した場合について説明するが、他の材料を用いても実現することができる。
また、全面で樹脂が均一に形成できるように且つ、所望の厚みに形成できるようにスクリーン版のメッシュ数（１インチ当たりの紗のライン本数）は１５０から６００の範囲内で選定している。これら範囲を逸脱した場合は樹脂の通過不良や面内の厚みムラが発生し易くなる。樹脂の粘度が低い場合は塗布後の樹脂の流動が発生し、端面への樹脂はみ出しや樹脂盛り上がりを生じてしまう。樹脂粘度が高い場合はスクリーンを通って樹脂が転移し難くなる。工程中の温湿度変化による樹脂粘度の低下影響等を考慮すると、樹脂の粘度は３０から１００００ｃＰｓ範囲内であることが好ましい。
さらにスクリーン１０４は、開口部の形成領域を選択することにより、紫外線硬化樹脂１０５の第１信号基板１０１上への塗布範囲を制限することが可能であり、本実施の形態においては、第１信号基板１０１内径よりも大きく（φ２２ｍｍ以上）、また外径よりも小さい領域（φ１１９．５ｍｍ以下）に紫外線硬化樹脂１０５が塗布できるようにスクリーン１０４が形成されている（図１Ｂ参照）。第１信号基板１０１の内径端部や外径端部にまで紫外線硬化樹脂１０５を塗布した場合、紫外線硬化樹脂１０５の表面張力によって紫外線硬化樹脂１０５の厚みがその端部で盛り上がることで膜厚が均一化できない、もしくは第１信号基板１０１から紫外線硬化樹脂１０５がはみ出すことにより、内外径各々の寸法精度が悪化するもしくは美観を損なうなどの問題が発生するが、上記で説明した方法で紫外線硬化樹脂の塗布領域を限定することにより、樹脂の表面張力による盛り上がりやはみ出しを抑えることができる。
次に、図１Ｃに示すように、スクレッパー１０７がスクリーン１０４の上部を摺動することによってスクリーン１０４の開口部に紫外線硬化樹脂１０５を充填する。
次に、図１Ｄに示すように、帯電した第１薄膜層１０２上に樹脂を充填したスクリーン１０４を近づける。このとき、正極に帯電した物質が樹脂に近づくために、第１薄膜層１０２に近い樹脂の表面は負極に帯電する（静電誘導）。これにより、樹脂と第１薄膜層１０２には引き合う力が生じるため、樹脂はスクリーン１０４から滴下される。スクリーン１０４内に充填されている樹脂に働いている力は、重力、表面張力、クーロン力、スクリーンとの摩擦力が挙げられ、これらの力の大小は、樹脂の密度、樹脂の粘度、樹脂の表面張力、帯電量、スクリーン１０４と第１薄膜層１０２との距離、スクリーン１０４の表面粗さ、スクリーン１０４と樹脂との摩擦係数等のパラメーターに影響を受ける。
このため、安定して樹脂が塗布できるパラメーターの検討を行った。
表１にスクリーン１０４と第１薄膜層１０２の距離を変えたときの樹脂の形成状態の結果を示す。
Figure 2006127654
距離は小さければ小さいほど、樹脂が滴下されやすいので、好ましいが、本検討では、装置の制御限界により最小値は０．３ｍｍになった。２．５ｍｍまでは、厚み精度の良い樹脂層が得られたが、２．８ｍｍになると、スクリーン中に樹脂が残存してしまうため、厚みムラが大きくなった。３ｍｍになると樹脂は滴下されなくなった。よって、スクリーンと第１薄膜層との距離は２．５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、上記と同様の目的で、樹脂中に界面活性剤を混入することが好ましい。
尚、上記の印刷工程では、樹脂中の泡を低減する必要がある。泡対策としては、主に下記の３つの手法が効果的である。
ひとつは、樹脂のレベリング効果を利用するもので、液体樹脂を印刷した後に、１〜５分放置した後に、次の転写工程に入るものである。放置時間は樹脂の粘度により、粘度が高いものほど、長い放置時間が必要になる。
２つ目は、樹脂中に消泡剤を混入することである。従来、消泡剤にはシリコン系のものが使用されているが、樹脂にはレーザ光を透過させる必要があるため、非シリコン系消泡剤が好ましい。非シリコン系消泡剤の例を挙げると、２−エチルヘキサノール、ポリプロピレン誘電体、オレイン酸などがあるが、本目的を遂げるものであれば、その種類を選ばない。
３つ目は、樹脂中の泡の混入を低減するには、あらかじめ樹脂を金属製のドラム容器等に入れ、ロータリーポンプなどで真空に保持し、脱泡することである。それぞれの泡対策方法の効果は、樹脂の材料、粘度にもよるが、これらを組み合わせて導入することにより、樹脂中の泡を大幅に低減することができる。
本実施の形態においては、レンズの開口数０．８５、レーザ波長４０５ｎｍの構成の記録再生ヘッドで再生可能とするために樹脂層の形成厚みを１０から２５μｍとした。
上記の工程により、高速で且つ高精度・均一な厚みの紫外線硬化樹脂の樹脂層１１０を形成することができる（図１Ｅ参照）。
図８は本発明の実施の形態における樹脂への信号転写工程の一例を示す断面図である。紫外線硬化樹脂１０５の形成が完了した第１信号基板１０１は、次に真空層８０１の中に搬送される。このとき同時に信号転写基板８０２についても真空層８０１の中に搬送される。信号転写基板８０２は、紫外線硬化樹脂１０５との剥離性が良好な材料であるポリオレフィン材料を用いており、厚みが０．６ｍｍに形成されている。厚みが１．１ｍｍの基板の第１信号基板１０１から信号転写基板８０２を剥離する際に、基板の厚みが異なることによる剛性の差を利用し、反らせて剥離することを目的としたものである。ポリオレフィン材料は、第１信号基板１０１の成形時と同様に従来のスタンパを用いて、射出圧縮成形等の樹脂成形で片面に凹凸で形成されたピットや案内溝などの情報面を容易に作製できる材料である。また紫外線を透過する特性も有しており、信号転写基板８０２を通して紫外線照射することにより紫外線硬化樹脂を効率良く硬化させることができるという特徴を持っている。基板の中心部には、第１信号基板１０１とセンターボスを介して偏芯をとるための中心穴が設けられている（図８Ａ参照）。真空層８０１内は、ロータリーポンプやメカニカルブースターポンプなどの真空ポンプ８０３などによって排気され、短時間で真空雰囲気となる。本実施の形態においては、真空層８０１内が１００Ｐａ以下の真空度に達したときに、信号転写基板８０２を第１信号基板１０１上に重ね合わせている。このとき、信号転写基板８０２の上部に設置されている加圧プレート８０４が信号転写基板８０２を加圧することによって紫外線硬化樹脂１０５に信号転写基板８０２に形成されている信号が転写される。真空層８０１内が真空雰囲気であることから、紫外線硬化樹脂１０５と信号転写基板８０２の間には気泡が混入することなく貼り合せることが可能となる（図８Ｂ参照）。貼り合わされた第１信号基板１０１と信号転写基板８０２は真空層８０１から取り出され、信号転写基板８０２の上部に配置されている紫外線照射装置８０５によって紫外線が照射され、信号転写基板８０２を介して全面を照射することにより紫外線硬化樹脂１０５が硬化される。次いで、紫外線硬化樹脂１０５と信号転写基板８０２の界面から信号転写基板８０２を剥離するために、信号転写基板８０２と紫外線硬化樹脂信号１０５の間に圧縮エアーを吹き込む。上記方法により転写された樹脂層８０６が形成される。
樹脂層８０６が形成された基板上への薄膜層及び樹脂層の積層は、第１薄膜層１０２と同様にスパッタリング等の方法による薄膜層の形成と、上記で説明した樹脂の塗布工程、樹脂への信号転写工程を繰り返し実施することにより４つの信号面を第１信号基板１０１の上に積層した。また、再生面である透明層６０９の形成は記録再生光に対してほぼ透明（透過性を有する）なアクリルを主成分とした紫外線硬化樹脂を使用し、第４薄膜層６０８の上に孔版を通過させて塗布することによって形成されている。透明層６０９の厚みは透明層の表面から第１信号基板１０１の情報記録層までの厚みが記録再生ヘッドの球面収差が厚い側で補正可能な範囲である１００μｍ程度となるように間に挟まれる樹脂層の厚みに応じて選定・形成される。例えば樹脂層の厚さが２５μｍの場合は、透明層６０９の厚み＝１００μｍ−２５μｍ×３層＝２５μｍとなるように選定している。また、樹脂層の厚さが１０μｍの場合は、透明層６０９の厚み＝１００μｍ−１０μｍ×３層＝７０μｍとなるように選定している。このとき、紫外線硬化樹脂で形成された各々の樹脂層の外径を第１信号基板１０１の外径よりも小さく形成し、また内径を第１信号基板１０１の内径よりも大きく形成しているので、透明層６０９の形成はその領域よりも大きくすることにより、紫外線硬化樹脂で形成された各々の樹脂層は紫外線硬化樹脂と第１信号基板１０１の間に包まれた構造となる。透明層６０９の紫外線硬化樹脂と第１信号基板１０１のポリカーボネイト材料は、紫外線硬化樹脂の硬化前後でも接着性が高いことが知られており、媒体の端面でポリカーボネイト製の基板と紫外線硬化樹脂でできた透明層が接着されることにより各樹脂層は密閉され、各々の樹脂層や薄膜層からの剥離を防ぐことができる。
上記においては、第１信号基板上にスクリーンを用いて樹脂層を形成した後に信号転写基板を重ね合わせることで樹脂層表面に対して信号を転写する方法について説明したが、例えば、第１信号基板上にスクリーンを用いて樹脂層を形成したときに樹脂層の厚みが、樹脂の粘度が低い場合などの理由により所望の厚みよりも薄く形成される場合、予め信号転写基板に対してスクリーンを用いた樹脂の塗布を行っておくことでも上記と同様の効果を実現できる。
第１信号基板上の樹脂層と信号転写基板上の樹脂層が対面するように貼り合せ、互いの樹脂が真空雰囲気中で密着した後に、信号転写基板を介して紫外線を照射し、両樹脂層を一度に硬化させることによって各樹脂層の厚みを足し合わせた厚みを持つ樹脂層を形成することができる。
本実施の形態によれば、被印刷物とスクリーンを接触せずに、液体の樹脂を塗布することにより、第１信号基板上に傷をつけずに、多層情報記録媒体の各々の樹脂層の厚みを高速で且つ均一に形成することができた。また気泡の混入や未硬化などの不良が無く、且つ高速に樹脂層への信号転写を行うことが出来る工法を実現することが出来た。上記効果により、良好な多層情報記録媒体を実現することができた。本実施の形態においては、４層の光情報記録媒体を例にとって説明したが、第１信号基板と各々の樹脂層の厚み、透明層の厚みを調整することにより、２層以上の多層構造の情報記録媒体を実現することが出来る。
（実施の形態２）
図９は本発明の第２の実施の形態における樹脂への信号転写工程の一例を示す断面図である。それぞれ、９０１はディスク帯電装置、９０２は樹脂印刷装置、９０３は貼り合わせ装置、９０４は転写基板との剥離装置を表している。
まず、被印刷物である第１信号基板９０５をテーブル９０６に搬送する（搬送装置は図示せず）。テーブル９０６は第１信号基板９０５をバキュームなどの手段によって吸着し、実施の形態１と同様にコロナチャージャー９０７を用いて第１信号基板９０５の表面を帯電させる。帯電させた第１信号基板９０５を樹脂印刷装置９０２に搬送する。これは搬送装置９１３によって図中の矢印の方向に行われる。樹脂印刷装置９０２では、樹脂が印刷されるが、この工程を図１０を用いて説明する。図１０中で、１００１は帯電した第１信号基板、１００３はテーブル、１００２は第１薄膜層、１００４はスクリーン、１００５は樹脂、１００６はスクリーン枠、１００７はスクレッパー、１００８はスキージを表す。
図１０Ａでは、帯電した第１信号基板が、スクリーン１００４の下方に搬送された状態を示す。
図１０Ｂではスクレッパー１０７が矢印の方向に移動することにより、スクリーン１００４中に樹脂１００５を充填する。
次に、図１０Ｃ中では、スキージ１００８がスクリーン１００４を押しながら、図中の矢印方向に移動する。スキージ１００８は、シリコンゴムやポリウレタン、ステンレスなどの材料を用いることができるが、本実施の形態ではポリウレタンを使用した。スキージ１００８の角度や材質によって樹脂中に含まれる泡の量や、樹脂の塗布量が変化するため、樹脂の粘度により、これらのパラメーターは最適化する必要がある。本実施例では、スキージ１００８とスクリーン１００４の角度が６０°になるように設定した。このとき、拡大図に示すように、スクリーン１００４と第１薄膜層１００２は接触しないように、スキージ１００８の印加圧力を調整する。スクリーン１００４と第１薄膜層１００２が近づくと、樹脂１００５の表面は帯電した第１信号基板とは反対の局に帯電するため、スクリーン１００４の孔から押し出された樹脂が、第１薄膜層１００２に接触する。一度、樹脂１００５が接触すると、あとは表面張力によって第１薄膜層１０２に付着するため。
スキージ１００８が右方向に移動することで、第１薄膜層１００２の前面に樹脂を塗布することができる（図１０Ｄ）。本実施例では、スクリーン１００４を第１薄膜層１０２に近づけるのにスキージ１００８を用いているが、これは、スキージ１００８の印加圧力によって距離を制御できるというメリットがある。また、この工程を何度も繰り返すと、スクリーン１００４の弾性係数が変化するが、この変化に応じて、スキージ１００８の印加圧力を制御することができるため、スクリーン１００４の寿命を延ばすことができる。
図９中で、９０３の転写工程、及び９０４の転写基板剥離工程は実施の形態１と同様の工程を用いる。ちなみに、９０７は転写基板、９０９は剥離工程を経た後の転写基板、９１０は信号層の形成が終了した基板を示す。
これらの工程を経ることで、情報記録層を形成できるが、本実施の形態では、真空ポンプ９１１を用いて装置全体を真空雰囲気に保ちながら行う。尚、９１２は圧力検出装置を示し、装置内の圧力を一定に保てるように制御装置につなげておく（制御装置は図示せず）。
尚、本実施例では、第１信号基板９０５、剥離工程を経た後の転写基板９０９、信号層の形成が終了した転写基板９０９を装置と同じチャンバー内にストックしているが、各基板用のロードロック機構を設けて、基板の供給、取り出しを容易にすることも可能である。
本実施の形態によれば、全工程を真空雰囲気中で行うことによって、ディスク中のコンタミの低減、樹脂中の泡の低減、印刷中の樹脂への気泡混入を低減することができた。
また、多層情報記録媒体の各々の樹脂層の厚みを高速で且つ均一に形成することができた。また気泡の混入や未硬化などの不良が無く、且つ高速に樹脂層への信号転写を行うことが出来る工法を実現することが出来た。上記効果により、良好な多層情報記録媒体を実現することができた。本実施の形態においては、４層の光情報記録媒体を例にとって説明したが、第１信号基板と各々の樹脂層の厚み、透明層の厚みを調整することにより、２層以上の多層構造の情報記録媒体を実現することが出来る。
本発明にかかる多層情報記録媒体及びその製造方法は、多くの情報面を１つの記録媒体中に複数有し、光ディスク等として有効である。また、情報メモリカード等の用途にも応用できる。
本発明の実施の形態における樹脂の塗布工程の一例を示す断面図 従来の多層情報記録媒体を作製するための基板作製用金型の製造方法を示した断面図 従来の多層情報記録媒体の断面図 従来の多層情報記録媒体の製造方法を示した断面図 スクリーン印刷による多層情報記録媒体の製造方法を示した断面図 本発明の実施の形態における多層情報記録媒体の断面図 記録膜の構成について示した断面図 本発明の実施の形態における樹脂への信号転写工程の一例を示す断面図 本発明の第２の実施の形態における多層情報記録媒体の製造工程を示す図 本発明の第２の実施の形態の樹脂形成工程を示す断面図
符号の説明
１０１ 第１信号基板
１０２ 第１薄膜層
１０３ テーブル
１０４ スクリーン
１０５ 紫外線硬化樹脂
１０６ スクリーン枠
１０７ スクレッパー
１０８ コロナチャージャー
１０９ 電荷供給装置
１１０ 樹脂層
２０１ ガラス板
２０２ 感光膜
２０３ レーザ光
２０４ ピットや案内溝等のパターン
２０５ 光記録原盤
２０６ 導電膜
２０７ めっき膜
２０８ スタンパ
３０１ 第１信号基板
３０２ 第１薄膜層
３０３ 第２信号基板
３０４ 第２薄膜層
３０５ 透明層
３０６ 透明基板
４０１ 第１信号基板
４０２ 第１薄膜層
４０３ 回転テーブル
４０４ 光硬化性樹脂
４０５ 光照射機
４０６ 転写基板
４０７ 回転テーブル
４０８ 光硬化性樹脂
４０９ 光照射機
４１２ 光硬化性樹脂
４１３ 第２薄膜層
４１４ 透明基板
４１５ 透明層
５０１ 第１信号基板
５０２ 第１薄膜層
５０３ テーブル
５０４ スクリーン
５０５ 樹脂
５０６ スクリーン枠
５０７ スクレッパー
５０８ スキージ
６０１ 第１信号基板
６０２ 第１薄膜層
６０３ 第２信号基板
６０４ 第２薄膜層
６０５ 第３信号基板
６０６ 第３薄膜層
６０７ 第４信号基板
６０８ 第４薄膜層
６０９ 透明層
７０１ 第１信号基板
７０２ ピットや案内溝などの情報面
７０３ 反射膜
７０４ ＺｎＳ膜
７０５ ＴｅＯＰｄ記録膜
７０６ ＺｎＳ膜
８０１ 真空層
８０２ 信号転写基板
８０３ 真空ポンプ
８０４ 加圧プレート
８０５ 紫外線照射装置
８０６ 樹脂層
９０１ ディスク帯電装置
９０２ 樹脂印刷装置
９０３ 貼り合わせ装置
９０４ 転写基板との剥離装置
９０５ 第１信号基板
９０６ テーブル
９０７ コロナチャージャー
９０８ ＵＶランプ
９０９ 剥離工程を経た後の転写基板
９１０ 信号層の形成が終了した基板
９１１ 真空ポンプ
９１２ 圧力検出装置
１００１ 帯電した第１信号基板
１００２ 第１薄膜層
１００３ テーブル
１００４ スクリーン
１００５ 樹脂
１００６ スクリーン枠
１００７ スクレッパー
１００８ スキージ

Claims (13)

  1. ２つ以上の情報記録層を有し、前記情報記録層の間には樹脂層が形成されている多層情報記録媒体の製造方法であって、前記樹脂層の形成方法は少なくとも、
    スクリーンの網目内に液体樹脂を充填する工程と、
    帯電された被印刷物と前記スクリーンが接触することなく、前記液体樹脂のみを前記被印刷物上に塗布する工程と、
    を含む多層情報記録媒体の製造方法。
  2. 帯電装置によってあらかじめ一様に帯電された被印刷物を、液体樹脂が充填されたスクリーンに近づけることにより、樹脂を前記被印刷物に滴下することを特徴とする請求項１に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  3. 前記帯電装置には、コロナチャージャーを用いることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  4. 前記液体樹脂を前記被印刷物に滴下する際の、前記スクリーンと帯電された被印刷物の距離が２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  5. 前記液体樹脂を被印刷物に滴下する際の工程を真空雰囲気中で行うことを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  6. 前記液体樹脂が光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  7. 前記液体樹脂が紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  8. 前記液体樹脂には、界面活性剤が含まれていることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  9. 前記液体樹脂には、脱泡剤が含まれていることを特徴とする請求項２に記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  10. 前記情報記録層の間の樹脂層の形成方法は少なくとも、
    信号層形成面に液体樹脂を塗布する工程と、
    前記液体樹脂の塗布部に凹凸形状の信号部が面するように信号転写基板を貼り合せる工程と
    前記液体樹脂を硬化させる工程と
    前記信号転写基板を硬化した樹脂との界面から剥離する工程と、
    からなる請求項１から９のいずれかに記載の多層情報記録媒体の製造方法。
  11. 前記第１の情報記録面と、前記信号転写基板を貼り合わせ工程を真空雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１０に記載の多層記録媒体の製造方法。
  12. 前記信号転写基板はポリオレフィン樹脂である請求項１０に記載の多層記録媒体の製造方法。
  13. 請求項１から１２のいずれかの製造方法で作製された多層情報記録媒体。
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