JP2007287253A

JP2007287253A - 光ディスクの製造方法

Info

Publication number: JP2007287253A
Application number: JP2006114462A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kojima; 竹夫小島; Hideo Machida; 秀夫町田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】樹脂スタンパを用いた際に、規格内のジッタ値が得られる光ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂スタンパ８を用いて基板９上に複数の情報信号部を有する複数の中間層１９を形成する光ディスクの製造方法において、ニッケルスタンパ６を電鋳法により偶数回転写した偶数回転写ニッケルスタンパ７，２６を作製する第１工程と、この偶数回転写スタンパ７，２６を樹脂に転写して樹脂スタンパ８，２７を作製する第２工程と、予め用意された中間層１９が形成された基板９の中間層１９に転写して情報信号部を形成する第３工程と、情報信号部が形成された中間層１９上に他の中間層を積層した後、第３工程と同様にして、樹脂スタンパ８，２７の凹凸部を他の中間層に転写して情報信号部を形成することを順次繰り返す第４工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂スタンパを用いた光ディスクの製造方法に関するものである。

情報の多様化に伴って、大容量の情報を記録媒体に記録することが要求されるようになってきた。記録媒体の記録密度を上げるためには、記録再生光の波長の短波長化や対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要がある。この場合、記録再生光の入射側の基材が薄い方が記録再生光に生じる収差を小さくでき、ディスクの傾き角度の許容値を大きくすることができる。このため、基材の厚さを０．１ｍｍ程度にし、開口数ＮＡを０．８５程度にして、記録再生光の波長を４００ｎｍ程度にすることが提案された。

更に、高密度化を図るために１つの光ディスクに２層以上の情報記録層を有する多層光ディスクも提案されている。この際、通常のニッケルスタンパを用いるよりも安価に多層光ディスクが量産できることから樹脂スタンパが用いられている。
上記した光ディスクは、特許文献１に記載されている。
即ち、特許文献１には、中央に中心孔を有し、凹凸部が形成された表面に第１情報信号部が形成された基板上の中心孔を孔閉止部材で塞いだ状態で基板を回転させながら紫外線硬化性樹脂を第１情報信号部上に滴下した後、中心孔から孔閉止部材を除去し、次に、予め用意したアクリル又はポリオレフィンからなる樹脂スタンパを紫外線硬化性樹脂に対向配置して密着させ紫外線を照射して硬化させて中間層を形成し、次に、樹脂スタンパを紫外線硬化性樹脂から剥離して中間層に樹脂スタンパの凹凸部が転写された第２情報信号部を形成して２層の情報信号部を有する光ディスクの製造方法について記載されている。
特開２００５−３５３２８２号公報

ところで、樹脂スタンパは、ニッケルスタンパを転写して作製されたものであるが、２層の情報記録部を有する光ディスクを作製する際に、ニッケルスタンパから転写して得られた樹脂スタンパを用いた場合よりもニッケルスタンパを１回転写して得られた転写ニッケルスタンパを用いて作製された樹脂スタンパを用いた場合の方がジッタ値が悪いといった問題を生じていた。

そこで、本発明は、上記問題を解決するべく、樹脂スタンパを用いた際に、良好なジッタ値が得られる光ディスクの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、樹脂スタンパを用いて、基板上に形成された複数の中間層に情報信号部を形成する光ディスクの製造方法において、ガラス原盤より作製された凹凸部を有したニッケルスタンパを電鋳法により偶数回転写した偶数回転写ニッケルスタンパを作製する第１工程と、前記偶数回転写スタンパの凹凸部を樹脂に転写して樹脂スタンパを作製する第２工程と、予め用意された前記中間層が形成された前記基板における前記中間層側に前記樹脂スタンパの凹凸部を対向配置させ、前記樹脂スタンパを押圧して前記樹脂スタンパの凹凸部を前記中間層に転写して前記情報信号部を形成する第３工程と、前記情報信号部が形成された中間層上に他の中間層を積層した後、前記第３工程と同様にして、前記樹脂スタンパの凹凸部を前記他の中間層に転写して前記情報信号部を形成することを順次繰り返す第４工程と、を有することを特徴とする光ディスクの製造方法を提供する。

本発明によれば、ガラス原盤より作製された凹凸部を有したニッケルスタンパを電鋳法により偶数回転写した偶数回転写ニッケルスタンパを作製する第１工程と、前記偶数回転写スタンパの凹凸部を樹脂に転写して樹脂スタンパを作製する第２工程と、予め用意された前記中間層が形成された前記基板における前記中間層側に前記樹脂スタンパの凹凸部を対向配置させ、前記樹脂スタンパを押圧して前記樹脂スタンパの凹凸部を前記中間層に転写して前記情報信号部を形成する第３工程と、前記情報信号部が形成された中間層上に他の中間層を積層した後、前記第３工程と同様にして、前記樹脂スタンパの凹凸部を前記他の中間層に転写して前記情報信号部を形成することを順次繰り返す第４工程と、を有するので、規格内に収まった良好なジッタ値の光ディスクが得られる。

以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。

まずは、第１実施例について説明する。
図１は、本発明の第１実施例の光ディスクの製造方法における（ガラス原盤作製工程）乃至（ディスク基板の作製工程）を示す断面図である。図２は、本発明の実施例の光ディスクの製造方法における（ディスク基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）乃至（第２情報信号部の形成工程）を示す断面図である。図３は、本発明の第１実施例の製造方法により作製された光ディスクを示す断面図である。
（ガラス原盤作製工程）
図１（Ａ）に示すように、φ２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのガラス基板１上に厚さ８５ｎｍのフォトレジスト（東京応化製ＮＰＲ８５００）を塗布し、このフォトレジスト上にレーザ光により露光を行って潜像を形成した後、現像を行ってフォトレジストパターン２を形成して、凹状のピット３（ピット幅０．１６μｍ、最短ピット長１４９ｎｍ）を形成してガラス原盤４を作製する。

（Ｎｉ膜形成工程）
図１（Ｂ）に示すように、ガラス原盤４のフォトレジストパターン２上にスパッタにより厚さ１００ｎｍのＮｉ膜５を形成する。

（ニッケルスタンパの作製工程）
図１（Ｃ）に示すように、電鋳法によりＮｉ膜５上にＮｉ層６を形成した後、ガラス原盤４とＮｉ膜５との間から剥離する。次に、裏面研磨及び内外径加工を行って、図１（Ｄ）に示すように、表面に凹凸ピットを有するφ１３８ｍｍ、内径φ２２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのニッケルスタンパ７を作製する。

（樹脂スタンパの作製工程）
ニッケルスタンパ７を射出成形機の金型に取り付け、樹脂温度３８０℃、金型温度１２０℃で非晶質ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン製商品名ゼオノア）を用いて射出成形を行った後、図１（Ｅ）に示すように、外径がφ１２０ｍｍ、中心孔８Ｃがφ１５ｍｍ、厚さが０．６ｍｍの凹凸状のピット８Ａ，８Ｂを有する樹脂スタンパ８を作製する。

（ディスク基板の作製工程）
ニッケルスタンパ７とは異なるニッケルスタンパを用いて、樹脂温度３８０℃、金型温度１２０℃でポリカーボネート樹脂の射出成形を行い、図１（Ｆ）に示すように、外径がφ１２０ｍｍ、中心孔９Ｃの内径がφ１５ｍｍ、厚さが１．１ｍｍの凹凸部９Ａ，９Ｂを有するディスク基板９を作製する。この後、図１（Ｇ）に示すように、ディスク基板９の凹凸部９Ａ，９Ｂ上に厚さ３０ｎｍのＡｇからなる反射膜１０を形成する。この凹凸部９Ａ，９Ｂは、第１情報信号部となる。

（ディスク基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）
図２（Ａ）に示すように、図示しないスピンコータに備えられている中央部にφ１５ｍｍの中心孔１１Ａが形成されたターンテーブル１１上に中心孔を共通にして反射膜１０を上方に向けてディスク基板９を載置し、ターンテーブル１１の中心孔１１Ａとディスク基板９の中心孔９Ｃとを同心状に重ね、この同心状に重ねられた共通孔にプラグ１２を挿入する。ディスク基板９がターンテーブル１１に載置された後、図示しない真空装置によりディスク基板９をターンテーブル１１上に減圧固定する。

この後、ターンテーブル１１を６０ｒｐｍで低速回転させ、プラグ１２の中心のディスク基板９上方からディスク基板９の反射膜１０上に紫外線硬化性樹脂（大日本インキ社製ＥＸ−８２１０）を滴下してディスク基板９の反射膜１０全体に行き渡るようにする。

図２（Ｂ）に示すように、ディスク基板９の上方に紫外線ランプ１４を配置し、この紫外線ランプ１４と紫外線硬化性樹脂層との間にあって、プラグ１２の上方及びディスク基板９の外周端に対応する位置にマスク１５を配置する。そして、ターンテーブル１１を３０００ｒｐｍの回転速度で１５秒間回転して、紫外線硬化性樹脂を延伸させると共に余分な紫外線硬化性樹脂層１３を振り切った後、紫外線ランプ１４により紫外線を照射して、半硬化した厚さ２０μｍの紫外線硬化性樹脂層１３を形成する。
図２（Ｂ）中、マスク１５を配置するのは、ディスク基板９の外周端及びプラグ１２上の紫外線硬化性樹脂層１３を硬化させないためである。
この後、プラグ１２を除去する。

（樹脂スタンパへの紫外線硬化性樹脂層の形成工程）
図２（Ｃ）に示すように、（ディスク基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）と同様な工程を行って、（樹脂スタンパの作製工程）で作製された樹脂スタンパ８へ厚さ５μｍの紫外線硬化性樹脂層１６を得る。このとき、用いる紫外線硬化性樹脂層１６の材料は、（基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）で用いたものと異なり、大日本インキ社製ＥＸ−８２０６である。

（第２情報信号部の形成工程）
図２（Ｄ）に示すように、φ１５ｍｍのセンターピン１７Ａを有するテーブル１７上に紫外線性硬化樹脂層１３側を上方に向けて、ディスク基板９の中心孔９Ｃをセンターピン１７Ａに挿入してディスク基板９を載置した後、紫外線硬化性樹脂層１６をディスク基板９の紫外線硬化性樹脂層１３側に対向させて、樹脂スタンパ８の中心孔８Ｃをセンターピン１７Ａに挿入して、樹脂スタンパ８とディスック基板９とを重ね合わせる。次に、紫外線ランプ１８を樹脂スタンパ８の上方に配置する。

この後、樹脂スタンパ８側から紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂１３，１６を硬化させて、厚さ２５μｍの中間層１９を形成し、この中間層１９の表面に凹凸部１９Ａ，１９Ｂを形成する。この後、樹脂スタンパ８を中間層１９上から剥離する。この凹凸部１９Ａ，１９Ｂは、第２情報信号部となる。
このとき、（ディスク基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）でマスク１５に覆われていた部分も含めて紫外線硬化樹脂層１３，１６が完全硬化する。

（２層ディスクの作製工程）
次に、図３に示すように、スパッタ法により、第２情報信号部が形成された中間層１９上にＡｇをスパッタして、厚さが１５ｎｍの半透明反射膜２０を形成した後、上記したと同様な方法により厚さ７５μｍの紫外線硬化性樹脂層（大日本インキ社製ＥＸ−８２１０）２１を形成する。次に、紫外線硬化性樹脂層２１に紫外線を照射し、完全硬化させて２層の情報信号部を有する光ディスク２２（以下、２層光ディスク２２という）を作製する。

樹脂スタンパ８に形成された凹凸部８Ａ，８Ｂは、ガラス原盤４から直接作製されたニッケルスタンパ７を用いて形成されているので、型離れが良いため、ニッケルスタンパ７に形成された凹凸をそのまま複製したものとなる。
このため、中間層１９には設計通りの凹凸を形成することができる。

次に、第２実施例について説明する。
第２実施例は、第１実施例の（基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）のみが異なり、それ以外は第１実施例と同様である。
図４は、本発明の第２実施例の光ディスクの製造方法を示す断面図である。
まずは、第１実施例の（ガラス原盤作製工程）乃至（ディスク基板の作製工程）と同様な工程を行う。
次に、図４に示すように、第２の実施例の（基板への紫外線硬化性樹脂層の形成工程）では、反射膜１０が形成されたディスク基板９上に光透過性紫外線シート（リンテック製）２３を貼った後、図示しない減圧装置内で光透過性紫外線シート２３に樹脂スタンパ８の凹凸部８Ａ，８Ｂを対向配置させ、樹脂スタンパ８の加圧を行う。この後、第１実施例の（樹脂スタンパへの紫外線硬化樹脂層の形成工程）乃至（２層光ディスクの作製工程）と同様な工程を経て、２層光ディスク２２を作製する。
第２実施例は、第１実施例の紫外線硬化性樹脂層１３，１６を光透過性紫外線シート２３に代えただけであり、第１実施例と同様な効果が得られる。

ここで、試料１〜６の２層光ディスクを作製してジッタ値について調べた。
試料１〜３は、中間層１９を形成する際に紫外線硬化性樹脂を用いたものであり、試料４〜６は、光透過性紫外線シート２３を用いたものであり、これ以外は同様の工程を経て作製したものである。

上記したニッケルスタンパ７を第１ニッケルスタンパとするとき、試料１，４は、第１ニッケルスタンパ７から作製された樹脂スタンパ８を用いて、中間層１９に凹凸部１９Ａ，１９Ｂを形成した２層光ディスクであり、試料２，５は、第１ニッケルスタンパ７を転写して得られた図５（Ａ）に示す第２ニッケルスタンパ２４から作製された図５（Ｂ）に示す樹脂スタンパ２５を用いて中間層１９に凹凸部１９Ａ，１９Ｂを形成した２層光ディスクであり、試料３，６は、第２ニッケルスタンパ２４を転写して得られた図６（Ａ）に示す第３ニッケルスタンパ２６から作製された図６（Ｂ）に示す樹脂スタンパ２７を用いて中間層１９に凹凸部１９Ａ，１９Ｂを形成した２層光ディスクである。
第１，第３ニッケルスタンパ７，２６の凹凸部は、同相関係にあり、第２ニッケルスタンパ２４の凹凸部は、第１，第３スタンパ７，２６とは逆相関係にある。

再生光は、試料１乃至６の紫外線硬化性樹脂層２１側から照射した。
その結果、第１情報信号部の再生では、ジッタ値は、試料１乃至試料６のいずれも４．９％〜５．１％であった。また、第２情報信号部の再生では、ジッタ値は、試料１で６．６％、試料２で１２．７％、試料３で６．８％、試料４で６．７％、試料５で１２．８％、試料６で６．９％であった。ＢＤ（ＢｌｕＲａｙ）規格では、第１情報信号部のジッタ値は、６．５％以下、第２情報信号部のジッタ値は、８．５％以下であると定められているので、この２層光ディスクをＢＤ用として用いた場合には、試料１，３，４，６は、この規格を満たすが、試料２，５は、この規格を満たさない。

試料２，５は、試料１，３，４，６と凹凸が逆になった樹脂スタンパ２５を用いたものであるが、試料２，５の樹脂スタンパを調べたところ、ピット凹凸部の形状が変形していたため、ジッタ値が悪くなったと思われる。

通常、第１、第３ニッケルスタンパ７，２６のようなスタンパ内の凸部と凹部の面積の割合は、凸部７Ｂ，２６Ｂの面積：凹部７Ａ，２６Ａの面積＝１：３であるのに対して、第２ニッケルスタンパ２４のようなスタンパ内の凸部と凹部の面積の割合は、凸部２４Ａの面積：凹部２４Ｂの面積＝３：１である。樹脂スタンパ８，２７よりも樹脂スタンパ２５を用いた方がジッタ値が悪いのは、これらのニッケルスタンパから樹脂スタンパを作製する際には、第１，第３ニッケルスタンパ７，２６を用いるよりも第２ニッケルスタンパ２４を用いる方が３倍の転写力が必要であり、第２ニッケルスタンパ２４の凹凸部を樹脂スタンパ２５に均一な転写ができないためと思われる。

なお、各実施例では、樹脂スタンパ８，２５，２７を射出成形法を用いて作製したが、圧縮成形法、真空成形法や圧空成形法等でも良い。また、（第２情報信号部の形成工程）では、紫外線の照射を樹脂スタンパ８側から行ったが、反射膜１０は厚さが３０ｎｍと薄いので、ディスク基板９側から紫外線照射を行っても紫外線硬化を行うことができる。このようにすると、樹脂スタンパ８は、光透過性の材料を用いる必要がなく、樹脂スタンパ８の材料選択の幅が広がる。反射膜１０又は半透明反射膜２０にＡｇを用いたが、Ａｇの代わりにＡｌやその合金、Ｓｉ等を用いても良い。実施例では樹脂スタンパの材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いたがポリカーボネート樹脂を用いても良く、この場合樹脂スタンパの材料費を軽減できる。更に、各実施例を応用すれば、記録層が３層以上の光ディスクの作製も行うことができる。

本発明の第１実施例の光ディスクの製造方法を示す断面図である。本発明の第１実施例の光ディスクの製造方法を示す断面図である。本発明の第１実施例の製造方法により作製された光ディスクを示す断面図である。本発明の第２実施例の光ディスクの製造方法を示す断面図である。第２ニッケルスタンパ及びこの第２ニッケルスタンパから作製された樹脂スタンパを示す断面図である。第３ニッケルスタンパ及びこの第３ニッケルスタンパから作製された樹脂スタンパを示す断面図である。

符号の説明

１…ガラス基板、２…フォトレジストパターン、３，７…ピット、４…ガラス原盤、５…Ｎｉ膜、６…Ｎｉ層、７…ニッケルスタンパ、８，２５，２７…樹脂スタンパ、９…ディスク基板、７Ａ，８Ａ，９Ａ，１９Ａ，２４Ａ,２６Ａ…凹部、７Ｂ，８Ｂ，９Ｂ，１９Ｂ，２４Ｂ，２６Ｂ…凸部、１０…反射膜、１１…ターンテーブル、９Ｃ，１１Ａ…中心孔、１２…プラグ、１４，１８…紫外線ランプ、１５…マスク、１３，１６，２１…紫外線硬化性樹脂層、１７…テーブル、１７Ａ…センターピン、１９…中間層、２０…半透明反射膜、２２…２層光ディスク、２３…光透過性紫外線シート、２４…第２ニッケルスタンパ、２６…第３ニッケルスタンパ

Claims

樹脂スタンパを用いて、基板上に形成された複数の中間層に情報信号部を形成する光ディスクの製造方法において、
ガラス原盤より作製された凹凸部を有したニッケルスタンパを電鋳法により偶数回転写した偶数回転写ニッケルスタンパを作製する第１工程と、
前記偶数回転写スタンパの凹凸部を樹脂に転写して樹脂スタンパを作製する第２工程と、
予め用意された前記中間層が形成された前記基板における前記中間層側に前記樹脂スタンパの凹凸部を対向配置させ、前記樹脂スタンパを押圧して前記樹脂スタンパの凹凸部を前記中間層に転写して前記情報信号部を形成する第３工程と、
前記情報信号部が形成された中間層上に他の中間層を積層した後、前記第３工程と同様にして、前記樹脂スタンパの凹凸部を前記他の中間層に転写して前記情報信号部を形成することを順次繰り返す第４工程と、
を有することを特徴とする光ディスクの製造方法。