JP2008016148A

JP2008016148A - 光ディスク媒体および光ディスク媒体の製造方法

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Publication number: JP2008016148A
Application number: JP2006187825A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Watanabe; 英俊渡辺; Shoji Akiyama; 昭次秋山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: JP4715657B2

Abstract

【課題】情報層の上に被着される光透過層として厚みが均一で、外周部の盛り上がり部の影響が抑えられたカバー層を形成する。
【解決手段】基板１に対して第１層のＵＶレジン５をスピンコートにより形成する。スポットＵＶ露光を窪み５ｅの形成位置の内側位置でオンからオフとし、未硬化のＵＶレジンを振り切ることによって、窪み５ｅが形成される。盛り上がり部５ｄの高さは、盛り上がり部６ｃの高さより充分低い。次に、ＵＶレジン５上に第２層のＵＶレジン６をスピンコートにより形成する。第２層のＵＶレジン６は、従来のスピンコートにより形成される。表面張力によって外周部付近に発生した盛り上がり部６ｃの発生位置と盛り上がり部５ｄおよび窪み５ｅの位置とがほぼ一致し、盛り上がり部５ｄの高さが充分低いので、表面形状としては、盛り上がり部６ｃの頂部位置が影響のない程度に下がったものとなる。
【選択図】図６

Description

この発明は、高密度記録光ディスクにおける光透過膜を均一の厚みに形成でき、外周部の突起の発生を防止することができる光ディスク媒体および光ディスク媒体の製造方法に関する。

光ディスクの高密度記録は、例えば光ピックアップで使用されるレーザ光の短波長化と、対物レンズの開口数ＮＡ（Numerical Aperture）を大きくし、集光スポットのサイズを小さくすることで実現できる。

例えば、ＣＤ（Compact Disc）は、レーザ光の波長が７８０ｎｍ、開口数ＮＡが０．４５であり、６５０ＭＢ（メガバイト）の記録容量を有する。また、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-ROM）は、レーザ光の波長が６５０ｎｍ、開口数が０．６とされ、４．７ＧＢ（ギガバイト）の記録容量を有する。

さらに、次世代の高密度記録光ディスクは、レーザ光の波長が４５０ｎｍ以下とされ、ＮＡが０．７８以上とされ、これにより単層で２２ＧＢ以上の大容量化が可能となる。高密度記録光ディスクは、ディスクの信号読み取り面側に光透過膜いわゆるカバー層と称する光透過性の保護膜が形成される。カバー層は、例えば１００μｍ（０．１ｍｍ）の厚みを有する。

ＣＤ、ＤＶＤでは、ディスクの信号読み取り面（ディスク表面）から信号が記録されている情報記録層までの距離が比較的大きく、ＣＤの場合では、この距離が約１ｍｍとされ、ＤＶＤの場合では、この距離が約０．６ｍｍとされる。

一方、高密度記録光ディスクでは、この距離が０．１ｍｍ程度とされる。また、情報記録層を２層有する高密度記録用光ディスクが形成される場合には、２層の情報記録層の間の中間層は、２０μｍ〜３０μｍ程度に薄くする必要がある。また、カバー層の表面上に、ハードコート等の潤滑材層を形成し、潤滑材層によってカバー層の表面を保護し、且つ滑らかに加工する場合がある。この潤滑材層は、極めて薄い厚さで形成される。

上述したカバー層，中間層，および潤滑材層は、高い厚さ精度を有することが必要とされる。例えばカバー層の構造としては、カバーガラス構造とレジンカバー構造とが知られている。カバーガラス構造は、透明フィルムや薄板ガラスを接着剤や粘着材を介して信号層の上に貼り付けてカバー層とした構造である。レジンカバー構造は、ＵＶ（紫外線）硬化型樹脂に代表される、エネルギー吸収／硬化型の液体レジン、または半硬化物を塗布した後に硬化させ、カバー構造としたものである。

カバーガラス構造の利点は、膜厚分布が比較的安定して形成できることである。しかしながら、カバー部材と基板との貼り合わせズレの問題がある。カバー部材が基板の外周よりはみ出したはみ出し部が生じると、ハンドリング時やディスク落下時にここからカバー部材のはがれが生じやすい。また、貼り合わせのずれによって、気泡混入部およびエッジのばりが発生することがある。さらに、カバー部材は、その性質上、厚み精度が高く、欠陥・傷がないことが求められるので、高価なものになり、ディスク原価の上昇の大きな原因となる。さらにカバー部材は、予め製作されるものであるために、ディスク特性やプロセス上のばらつきを補正するための膜厚の微妙なコントロールは困難である。

レジンカバー構造のカバー層を形成する方法としては、スピンコート法が提案されている。スピンコート法は、液状の樹脂材料を基板の薄膜形成面に塗布し、スピンコート装置で基板を高速回転させることによって、基板の中心付近に滴下した樹脂材料を基板全面に均一に広げる方法である。

以下、図１を参照して、スピンコート法によるカバー層の形成について説明する。まず、図１Ａに示すように、凹凸が射出成型によって形成され、記録膜が成膜されている基板１０１上に液状の紫外線硬化樹脂（以下、ＵＶレジンと適宜称する）１０２を内周部に滴下する。次に、図１Ｂに示すように、基板１０１を高速回転させて、ＵＶレジンを基板全面に均一に広げ、基板１０１上の余分なＵＶレジン１０２を振り飛ばす。その後、高速回転を停止し、図１Ｃに示すように、紫外線ランプ１０３によって、紫外線を基板１０１に照射することによって、ＵＶレジン１０２を硬化する。以上により、カバー層が形成される。

しかしながら、上述のスピンコート法は、基板１０１がセンター部に穴を有するために、ＵＶレジンの滴下位置を基板１０１の中心位置とすることができないために、内周から外周に向かって均一の厚さを有するカバー層を得ることができない。すなわち、図２に示すように、情報記録層１０４が形成された基板１０１に塗布されたＵＶレジン１０２は、内周から外周にかけて層が厚くなり、約５μｍ〜１０μｍの内周部と外周部との厚みの差が生じる。また、参照符号１０５で示すように、表面張力の影響を受けるために基板外周部においてリム状の盛り上がり部が生じる問題があった。盛り上がり部１０５の高さは、例えば１０μｍ〜５０μｍである。さらに外周端にレジンが達して汚れやバリになったり、更には裏面に回り込んで基板を汚染するなどの問題が知られている。

この外周隆起１０５は、信号の書き込みや読み出し時にサーボを不安定にし悪影響を及ぼす。また、スキューなどの機械特性にも悪影響を及ぼす。更には、ディスク厚みが増大し、カートリッジにこのディスクを収納する構造では機械的干渉を起こしやすく、ディスク表面にキズがついたり、この隆起部が削れて微細ゴミとなりエラーレート劣化の原因にもなる得る。カートリッジの無い場合でもドライブ構造物との機械干渉が起こりやすく、やはりキズやゴミになったり、ピックアップ・レンズをキズつけやすいなどの弊害がある。

このような外周端が表面張力によって盛り上がることや、外周端や裏面にＵＶレジンが回り込むことによる汚れをを防ぐために、以下の手法が提案されている。
ディスク基板を、これより一回り大きく、且つ表面が同一面になるような入れ子（外周リング）に設置し、この状態でディスクと入れ子を一体化してスピンコートを行う。その後これを外してＵＶ硬化を行う。

ＵＶ照射時にディスク外周端にＵＶが当たらないように金属マスクなどで遮蔽してこの外周端を除いて硬化させる。その後高速スピンによって外周端の未硬化ＵＶ樹脂を振り切り、しかる後外周端部またはディスク表面全体を再度ＵＶ照射する（例えば下記特許文献１参照）。

特開平１１−７３６９１号公報

また、下記の特許文献２には、基板の外周部に半径方向の外側に向かうにしたがって厚みか薄くなる傾斜面を形成しておき、盛り上がり部が傾斜面で吸収され、盛り上がり部が発生していてもその突出量を影響のない程度に小さくすることが記載されている。

特開２００３−０６７９９０号公報

上述した特許文献１に記載の方法では、入れ子としての外周リングから基板を外した時点で新たな外周端が出現する。このため、表面張力によって未硬化のＵＶレジンの微小な盛り上りが生じてしまう。

また、遮光マスクを使用する場合では、ＵＶの遮蔽境界において、未硬化レジンの半硬化部分への移動が起こり、高速回転したとしてもやはりこの境界部硬化端（境界部内側位置）にて表面張力による微小な盛り上がりが生じてしまう。

かかる微小な盛り上がりは、見栄えが悪いばかりでなく、ディスクシステムにおいてはエラーの増加やサーボ不定要因となる。また、この微小盛り上がりが欠けたり、脱落した場合には、微小ゴミとして振舞うことになり、重大な信号劣化を引き起こすディスク表面のキズを発生させるおそれがある。

また、特許文献２に記載のように、基板に傾斜面を設ける場合には、傾斜面に対応して外周部が盛り上がるような傾斜面を有する成型用のスタンパを使用する。そのような特殊な形状のスタンパを作成することは面倒であり、また、スタンパの寿命を短くする原因となる。

したがって、この発明の目的は、基板自体に傾斜面を設けずに、外周端部に盛り上がりが存在しないカバー層を形成できる光ディスク媒体および光ディスク媒体の製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、凹凸が一面に形成された基板と、
基板上に積層して形成された少なくとも１層の情報層と、
情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して形成され、最外周部付近にリング状の肉薄部を有する第１の光透過性樹脂層と、
第１の樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して形成された第２の光透過性樹脂層とを備え、
肉薄部の位置と、第２の光透過性樹脂層を形成する時に生じる最外周部の盛り上がり部の位置とがほぼ一致することを特徴とする光ディスク媒体である。

この発明は、基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
第１層形成工程は、
基板を回転させて、光硬化樹脂を情報層上に延伸する工程と、
基板の径方向にスポット光照射手段を移動させ、基板の径方向の所定位置にてスポット光照射をオン／オフすることによって、所定位置より外周側の最外周部の光硬化樹脂を未硬化状態とし、最外周部以外の光硬化樹脂を高速回転時に振り切られない程度の固さまで硬化させる工程と、
基板を高速回転させて最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
光硬化樹脂に光を照射して光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
第２層形成工程は、
基板を回転させて、光硬化樹脂を第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
光硬化樹脂に光を一括照射して光硬化樹脂を完全硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法である。

この発明は、基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
第１層形成工程は、
基板を回転させて、光硬化樹脂を情報層上に延伸する工程と、
基板の径方向にスポット光照射手段を移動させ、基板の径方向の所定位置にてスポット光照射をオン／オフすることによって、所定位置より外周側の最外周部の光硬化樹脂を未硬化状態とし、最外周部以外の光硬化樹脂を完全硬化させる工程と、
基板を高速回転させて最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
少なくとも最外周部の光硬化樹脂にスポット光を照射して最外周部の光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
第２層形成工程は、
基板を回転させて、光硬化樹脂を第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
光硬化樹脂に光を照射して光硬化樹脂を硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法である。

この発明は、基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
第１層形成工程は、
基板を回転させて、基板の径方向に赤外光照射手段を移動させながら、光硬化樹脂を情報層上に延伸する工程と、
基板の径方向の所定位置より外周側の最外周部の光硬化樹脂をマスクして未硬化状態とし、最外周部以外の光硬化樹脂を高速回転時に振り切られない程度の固さまで硬化させる工程と、
基板を高速回転させて最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
光硬化樹脂に光を照射して光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
第２層形成工程は、
基板を回転させて、光硬化樹脂を第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
光硬化樹脂に光を一括照射して光硬化樹脂を完全硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法である。

この発明によれば、基板の最外周部に微小な盛り上がりが生じることを抑制でき、均一な厚さのカバー層を形成できる。また、ＵＶレジンを２層構造することは、１層当たりの厚みを薄くすることができるので、硬化させた場合の収縮応力を小さくすることができる。また、１層目のＵＶレジンの硬化後に２層目を形成するので、硬化時の収縮応力を緩和でき、ディスクの反りの問題を改善することができる。さらに、第２層ＵＶレジンとしてハードコート特性や防汚性を有するＵＶレジンを使用することが可能となる。表面を形成する第２層ＵＶレジンは、従来同様のスピンコートで形成し、一括ＵＶ露光で硬化させるので、平滑でプロセス的に安定した表面を得ることが容易である。さらに、基板自体に傾斜面を形成する場合のような基板の成型が面倒になったり、基板の強度が低下する問題を生じない。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。最初に、この発明の一実施の形態を適用できる光ディスクの一例について説明する。図３は、この発明の一実施の形態による高密度記録光ディスクの一例を示す。この光ディスクでは、カバー層３側から情報記録層２にレーザ光を照射することによって、情報信号の記録および再生が行われる。例えば、４００ｎｍ〜４１０ｎｍの波長を有するレーザ光が０．８４〜０．８６の開口数を有する対物レンズ４により集光されカバー層３側から情報記録層２に照射されることで、情報信号の記録および再生が行われる。

この光ディスクは、基板１の一主面上に情報記録層２、カバー層３が順次積層された構成とされる。光ディスクは、中心部にセンターホール（図示せず）が開口された略円盤形状とされる。光ディスクは、例えば、ディスク径１２０ｍｍ，センターホール径１５ｍｍ，ディスク厚み１．２ｍｍ，基板厚み１．１ｍｍとされる。

基板１としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ），シクロオレフィンポリマー等の低吸収性の樹脂を用いることができる。情報記録層２は、基板の凹凸上に成膜された反射膜、記録膜等のことである。情報記録層２は、光ディスクが再生専用型である場合には、例えば、金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銀合金，アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金等からなる反射膜である。光ディスクが追記型である場合には、情報記録層２は、例えば、反射膜，有機色素材料からなる記録層を順次積層して構成される。光ディスクが書き換え可能型である場合には、情報記録層２は、例えば、反射膜，下層誘電体層，相変化記録層，上層誘電体層を順次積層して構成される。

カバー層３としては、ＵＶレジンを用いることができる。また、必要に応じてカバー層３の表面に例えばハードコート等の潤滑材層（図示せず）を形成してもよい。潤滑材層は、カバー層３の表面の保護および表面を滑らかにするためのものである。

この発明の一実施の形態を適用できる高密度記録光ディスクの他の例について、図４を参照して説明する。この光ディスクは、図４に示すように、基板１１上に、Ｌ０層、中間層１２、Ｌ１層、カバー層１３が順次積層された構成を有する。基板１１は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）やシクロオレフィンポリマーなどの低吸収性の樹脂から構成される。

情報記録層であるＬ０層およびＬ１層は、基板１１の凹凸上に成膜された反射膜、記録膜等である。Ｌ０層およびＬ１層は、光ディスクが再生専用型である場合には、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銀合金、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金等からなる反射膜である。光ディスクが追記型である場合には、Ｌ０層およびＬ１層は、例えば、反射膜、有機色素材料からなる記録層を順次積層して構成される。光ディスクが書き換え可能型である場合には、Ｌ０層およびＬ１層は、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録層、上層誘電体層を順次積層して構成される。

基板１１に形成されたＬ０層上には、中間層１２が形成される。中間層１２上には、Ｌ１層が形成される。中間層１２に形成されたＬ１層上には、カバー層１３が形成される。カバー層１３は、光ディスクの保護を目的として、形成される。情報信号の記録および再生は、例えば、対物レンズ１４によりレーザ光がカバー層１３を通じて情報記録層に集光されることによって行われる。

中間層１２およびカバー層１３として、ＵＶレジンを用いることができる。中間層１２の厚さは、例えば２５μｍ、カバー層１３の厚さは、例えば７５μｍであり、均一な厚みの層を形成することが求められる。

次に、図５を参照して、この発明をカバー層３、１３の形成に対して適用した一実施の形態による樹脂層形成装置について説明する。なお、この発明をカバー層以外に、中間層または潤滑材層の形成に対して適用しても良い。

図５に示すように、この樹脂層形成装置は、スピナーテーブル２１と、センターピン２２と、１軸ロボット２３と、１軸ロボットの先端に設置されるスポットＵＶヘッド２４とから構成される。

スピナーテーブル２１は、スピンコートを行う際に、基板３１が載置されるテーブルである。また、スピナーテーブル２１は、基板３１と一体と回転する。センターピン２２は、スピナーテーブル２１に載置した基板３１を位置決めし、基板３１の中央部の開口を塞ぐ機能を有する。

スポットＵＶヘッド２４が１軸ロボット２３に設置され、紫外線を基板３１の内周から外周にスポットＵＶを照射できる構造とされる。ここでスポットＵＶとは、基板３１上を微細な範囲のスポット状で照射する紫外線である。基板３１の面上において、スポットＵＶのスポットサイズは、好ましくは、直径１ｍｍ〜直径１０ｍｍ程度であり、より好ましくは、直径２ｍｍ〜直径５ｍｍ程度である。

スポットＵＶヘッド２４は、光源部と光を光ファイバーを介して結合され、光源部からのＵＶを外部に照射する。光源部には、出射光をオン／オフする機械的シャッターが設けられている。このシャッターは、ＵＶヘッド２４の基板径方向の移動と同期して制御可能とされており、ＵＶヘッド２４による照射位置が所定の位置でオンからオフに切り替えるように制御される。

また、スポットＵＶヘッド２４は、レンズホルダー（図示せず）を有する構造としてもよい。レンズホルダーは、内部にレンズが配置されており、スポットＵＶヘッドから取り外して交換可能な構造とされる。レンズホルダーを交換することによって、光を集光させたり、拡散光、平行光にすることができる。すなわち、基板に対する照射範囲を変更することが可能となる。さらに、スポットＵＶの発光は、インバータータイプで減光した状態でも使用できるような電源を用いてもよい。

この発明の一実施の形態では、カバー層３，１３を図６に示すように、２層レジン構造とする。図６Ａに拡大して示すように、凹凸が射出成型により形成され、情報記録層が形成された基板１に対して第１層のＵＶレジン５をスピンコートにより形成する。その場合、基板１の外周部付近の表面にリング状の肉薄部としての窪み５ｅを形成する。窪み５ｅの形成位置は、基板１の最外周位置とされる。例えば直径１２０mmの基板１の場合では、半径５９mmの位置に窪み５ｅの中心が位置するように形成される。例えばスポットＵＶ露光を窪み５ｅの形成位置の内側位置でオンからオフとし、未硬化のＵＶレジンを振り切ることによって窪み５ｅが形成される。この場合、第１層ＵＶレジン５の最外周位置に表面張力による盛り上がり部５ｄが発生して窪み５ｅが形成される。盛り上がり部５ｄは、ＵＶレジンが振り切られているので、その高さは、第２層ＵＶレジン６の盛り上がり部６ｃの高さより充分低い。

次に、第１層のＵＶレジン５上に第２層のＵＶレジン６をスピンコートにより形成する。第２層のＵＶレジン６は、従来と同様のスピンコートにより形成される。したがって、表面張力によって外周部付近に盛り上がり部６ｃが発生する。盛り上がり部６ｃの発生位置と盛り上がり部５ｄおよび窪み５ｅの位置とがほぼ一致し、第１層の盛り上がり部５ｄの高さが充分低いので、盛り上がり部６ｃの表面の頂部位置が下がり、図６Ｂにも示すように、表面形状としては、盛り上がり部６ｃの頂部位置が影響のない程度に下がったものとなる。

第１層のＵＶレジン５に形成される窪み５ｅは、最外周の盛り上がり部５ｄが存在するので、その断面がＵ字状またはＶ字状とされる。但し、盛り上がり部５ｄが殆ど存在しないで、内周側より厚みが薄い平坦部であっても盛り上がり部６ｃの頂部位置の高さを下げることができる。このように、第１層ＵＶレジン５の最外周部の厚みが薄いものとされる。

図６Ｃに拡大して示すように、第１層ＵＶレジン５の膜厚ｔ１および第２層ＵＶレジン６の膜厚ｔ２を合計した厚み（ｔ１＋ｔ２）が所定の厚みとされる。例えばｔ１＝６０μｍ、ｔ２＝２０μｍ、ｔ１＋ｔ２＝８０μｍとされる。第２層ＵＶレジン６の表面の高さが基準面Ｇと表すと、窪み５ｅの深さが例えば１０μｍ〜４０μｍとされる。この場合では、基準面Ｇに対して盛り上がり部６ｃの高さが（＋１０μｍ〜−２０μｍ）となる。この盛り上がり部６ｃの高さは、信号特性や、機械的特性を劣化させず、カートリッジに収納する際に干渉（ひっかかり等）をひき起こさない程度のものである。

また、ＵＶレジンを２層構造することは、１層当たりの厚みを薄くすることができるので、各層を硬化させた場合の一層ごとの収縮応力を小さくすることができる。また、１層目のＵＶレジン５の硬化後に２層目を形成するので、時間をかけて重合反応をさせることになり硬化時の収縮応力を緩和でき、ディスクの反りの問題を改善することができる。さらに、第２層ＵＶレジン６としてハードコート特性や防汚性を有するＵＶレジンを使用することが可能となる。表面を形成する第２層ＵＶレジン６は、従来同様のスピンコートで形成し、一括ＵＶ露光で硬化させるので、平滑でプロセス的に安定した表面を得ることが容易である。

これらのこの発明の一実施の形態の奏する効果は、例えば一層のみのＵＶレジンを使用してスポットＵＶヘッドによる照射位置を制御することにより最外周部のみを未硬化とし、高速回転で未硬化のＵＶレジンを振り切る方法によっては達成することができないものである。

次に、カバー層形成方法の一例について図７および図８を参照して説明する。この一例では、スピンコート装置は、スピンナーテーブル２１と、延伸された第１層ＵＶレジン５ｂに対してスポットＵＶ２５を照射するスポットＵＶヘッド２４と、基板１の内周から外周に渡ってＵＶ２７を一様に照射する一括ＵＶ照射装置２６とを備える。一括ＵＶ照射装置２６は、基板１の径方向に直列するように配置された複数のＵＶランプを有するもので、ＵＶを基板１の上面に一様に照射する。スピナーテーブル２１の下方には、図示を省略したスピンドルモータが備えられ、このスピンドルモータを駆動することによりスピナーテーブル２１が回転する。基板１は、射出成型等によって表面に凹凸（ピット、グルーブ等）が形成されると共に、情報記録層が凹凸上に形成されたものである。情報記録層は、読み出し専用ディスクの場合では、反射膜であり、書き込み可能なディスクの場合では、相変化膜等の記録可能な膜である。

図７は、第１層ＵＶレジン５の形成のプロセスを示し、図８は、第２層ＵＶレジン６の形成のプロセスを示す。ここでは、各層の形成に使用するスピンコート装置として同一のものを使用するものとしているが、別個のスピンコート装置を使用して作業性効率の向上、使用するレジンの種類等に関して柔軟性を持たせることを可能としても良い。

図７Ａに示すように、基板１のセンターホールを、センターピン２２に嵌合するようにして、基板１をスピナーテーブル２１の載置面２１ａに載置する。次に、基板１を回転させながらノズル２９から第１層ＵＶレジン５ａをセンターホールの回りに、例えば１周に渡って滴下する。ＵＶレジン５ａとしては、例えば１０００ｍＰａ・ｓ程度の粘度のものが使用される。

次に、図７Ｂに示すように、スピナーテーブル２１を回転させながら、スポットＵＶヘッド２４により延伸されたＵＶレジン５ｂにＵＶを照射し、ＵＶレジン５ｂを半硬化させる。この場合、第１層ＵＶレジンの厚みが所定厚み例えば６０μｍとなり、また、内周から外周にかけてのＵＶレジン５ｂの膜厚を均一とするように、スピナー回転数と、スポットＵＶのパワーと、スポットＵＶヘッド２４の移動速度とが設定される。また、スポットＵＶヘッド２４が最外周位置付近例えば最外周位置より２mm程度内側位置に到達した時に、シャッターまたは光源を制御してスポットＵＶ２５をオンからオフとする。したがって、スポットＵＶヘッド２４がオンでＵＶが照射されたＵＶレジン５ｂが半硬化状態となるのに対して、最外周部のＵＶレジン５ｃが未硬化状態である。最外周付近には、表面張力による盛り上がり部５ｄが発生する。なお、スポットＵＶヘッド２４を外周から内周に向けて移動させても良い。

次に、図７Ｃに示すように、スピナーテーブル２１を高速で回転させて、遠心力によって、外周付近の未硬化のＵＶレジンを振り切り、除去する。したがって、最外周付近には、厚みが薄くなった平坦部分と、表面張力による比較的小さな盛り上がり部５ｄとが残り、その結果、盛り上がり部５ｄの内側に窪み５ｅが形成されることになる。振り切りのための回転数は、レジン種や基板ならびに振り切り時間によって異なるので実験より条件を求められる。例えば１０００〜５０００ｒｐｍ程度が適する。
なお、ＵＶレジン５ｂを半硬化状態にするのは、高速振り切り後の、未硬化のＵＶレジン５ｃとの境界をなだらかにするのに効果があるためであり、場合によってはＵＶレジン５ｂを一旦完全硬化させても良い。この場合、ＵＶレジン５ｂの部分は、後述のＵＶ全面照射でさらにＵＶ照射されるが問題はない。

そして、図７Ｄに示すように、一括ＵＶ照射装置２６によるＵＶ２７を基板１上の全面に照射して第１層のＵＶレジンを完全硬化させる。したがって、窪み５ｅが形成された第１層ＵＶレジン５が形成される。第１層ＵＶレジン５ｂの厚みが６０μｍの場合では、ＵＶレジン５ｂの表面と厚みの薄い部分との段差が４０μｍ〜５５μｍとされる。

第２層ＵＶレジン６の形成工程について説明する。図８Ａに示すように、スピナーテーブル２１を回転させながらノズル２９から第２層ＵＶレジン６ａをセンターホールの回りの第１層ＵＶレジン５ｂ上に、例えば１周に渡って滴下する。次に、図８Ｂに示すように、スピナーテーブル２１を高速回転させて、遠心力によって、ＵＶレジン６ｂを基板１上に拡げ、基板上の余分なＵＶレジンを振り飛ばす。

第２層ＵＶレジンは、通常のスピンコートにより形成され、厚みが所定のもの例えば２０μｍとなるように、回転数が調整される。そして、図７Ｃに示すように、一括ＵＶ照射装置２６によるＵＶ２７を全面に照射して第２層のＵＶレジンを完全硬化させる。このようにして、図７Ｄに示すように、第１層ＵＶレジン５と第２層ＵＶレジン６とが積層されたカバー層を有する光ディスクが製造される。

第２層ＵＶレジン６には、延伸部の平坦なＵＶレジン６ｂと、その最外周位置に表面張力よる盛り上がり部６ｃとが発生する。盛り上がり部６ｃの高さは、例えば２０μｍ程度であり、第１層ＵＶレジンに形成された窪み５ｅの位置に盛り上がり部６ｃが発生するので、表面形状としては、隆起が抑えられ、ほぼ平坦とできる。

カバー層形成プロセスの他の例について図９を参照して説明する。第２層ＵＶレジン６の形成プロセスは、上述した一例（図８Ａ乃至図８Ｄ）と同様であるので、その説明を省略する。また、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃまでの工程は、前述した図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃまでの工程と同様である。簡単に説明すると、図９Ａに示すように、基板１をスピナーテーブル２１の載置面２１ａに載置し、基板１を回転させながら第１層ＵＶレジン５ａを滴下する。次に、図９Ｂに示すように、スポットＵＶヘッド２４により延伸されたＵＶレジン５ｂにＵＶを照射し、ＵＶレジン５ｂを硬化させる。この場合、半硬化ではなく、外周部付近以外のＵＶレジン５ｂが完全硬化される。スポットＵＶヘッド２４をオフすることによって、ＵＶレジン５ｂが硬化状態とされるのに対して、最外周部のＵＶレジン５ｃが未硬化状態とされる。最外周付近には、表面張力による盛り上がり部５ｄが発生する。次に、図９Ｃに示すように、スピナーテーブル２１を高速で回転させて、遠心力によって、外周付近の未硬化のＵＶレジンを振り切り、除去する。

前述した一例では、一括ＵＶ照射装置２６によるＵＶ２７を基板１上の全面に照射して第１層のＵＶレジンを完全硬化させていた（図７Ｄ）。これに対して、他の例では、図９Ｄに示すように、スポットＵＶヘッド２４からのＵＶを照射して最外周部の未硬化ＵＶレジンを完全硬化する。したがって、窪み５ｅが形成された第１層ＵＶレジン５が形成される。他の例によっても、一例と同様に、第１層ＵＶレジン５ｂの厚みが６０μｍの場合では、ＵＶレジン５ｂの表面との段差が４０μｍ〜５５μｍとされた厚みの薄い部分が形成される。

カバー層形成プロセスのさらに他の例について図１０を参照して説明する。第２層ＵＶレジン６の形成プロセスは、上述した一例（図８Ａ乃至図８Ｄ）と同様であるので、その説明を省略する。まず、図１０Ａに示すように、基板１をスピナーテーブル２１の載置面２１ａに載置し、基板１を回転させながら第１層ＵＶレジン５ａを滴下する。

次に、図１０Ｂに示すように、所定時間、スピナーテーブル２１を高速で回転させる。これにより、基板１が高速で回転され、ＵＶレジン５ｂが基板１全面に延伸されるとともに、余分なＵＶレジンが振り切られる。スピンコートに同期して赤外ランプ３２を基板１の内周から外周にわたり移動させ、赤外ランプ３２による赤外線をＵＶレジン５ｂに対して照射する。このように赤外線を照射することによって、基板１の温度分布を内周から外周に向かって高温化し、液状ＵＶレジンの粘度を下げることによって流れやすくして膜厚を均一化させる。

次に、図１０Ｃに示すように、遮光マスク２８により基板１の外周部を覆う。これにより、基板１の外周部のＵＶレジンが遮光マスク２８により覆われる。次に、基板１および遮光マスク２８の上部から一括ＵＶ照射装置２６によるＵＶ２７を照射する。遮光マスク２８で覆われたＵＶレジン５ｃが未硬化となり、遮光マスク２８で覆われていないＵＶレジン５ｂを半硬化状態とする。最外周付近には、表面張力による盛り上がり部が発生する。

遮光マスク２８としては、例えば、表面反射を抑えるためにつや消しの黒塗装を施したリング状の金属ステンシルマスクを用いることができる。さらに、遮光マスク２８の代わりに、例えばクロムマスク等の光透過性が制御された透過型マスクを用いてもよい。透過型マスクを用いる場合は、基板の外径より若干短い径を有する透明の円形開口部と、その外側は完全に遮光された形状となる。

図１０Ｄに示すように、スピナーテーブル２１を高速回転させて、遠心力によって、外周付近の未硬化のＵＶレジンを振り切り、除去する。図１０Ｃにおける一括ＵＶ照射の段階においてもスピナーテーブル２１が回転されるが、その回転速度は比較的遅い例えば１００ｒｐｍ程度とされる。最外周付近には、表面張力による盛り上がり部５ｄが発生し、窪み５ｅが形成される。

そして、図１０Ｅに示すように、一括ＵＶ照射装置２６によるＵＶ２７を基板１上の全面に照射して第１層のＵＶレジンを完全硬化させる。したがって、窪み５ｅが形成された第１層ＵＶレジン５が形成される。第１層ＵＶレジン５ｂの厚みが６０μｍの場合では、ＵＶレジン５ｂの表面と厚みの薄い部分との段差が４０μｍ〜５５μｍとされる。

図１０Ｃに示す一括ＵＶ照射の段階において、ＵＶ照射装置２６のパワーを下げると共に、ＵＶ光２７を光減衰フィルタによって減衰させて、第１層ＵＶレジン５ｂを半硬化状態より未硬化状態に近いプレポリマー状態としても良い。このように、ＵＶ照射装置２６のパワーを低下させると共に、ＵＶ光２７を減衰させることによって、ＵＶレジン中のモノマーが２量体〜３量体化した時点で重合反応を停止し、安定したプレポリマー状態を作り出すＵＶ微量照射を行うことができる。

プレポリマー化のためのＵＶ照射量は、波長３６０ｎｍ付近に吸収領域を持つ一般的なＵＶレジンでは、プレポリマー化に際して境界内側に微小突起を生じさせないための最適なＵＶ照射量は、照射強度および積算光量で規定される。照射強度は、完全硬化に必要な量に対して５％〜５０％であり、好ましくは、１０％〜４０％である。積算光量は、完全硬化に必要な量に対して、５％〜５０％であり、好ましくは７％〜３０％である。

例えば完全に硬化するのに照射強度２００ｍＷ／ｃｍ²、積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ²を必要とする光ディスクの製造に用いられる一般的なＵＶレジンの最適なＵＶ照射量は、照射強度としては１０ｍＷ／ｃｍ²〜１００ｍＷ／ｃｍ²、好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ²〜８０ｍＷ／ｃｍ²である。この照射強度で、照射時間を選択することにより得られる最適な積算光量としては、５０ｍＪ／ｃｍ²〜５００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは７０ｍＪ／ｃｍ²〜３００ｍＪ／ｃｍ²である。

プレポリマー化を行った後に、この状態で高速振り切りを行い、外周の遮光マスク２８の下に位置する未硬化レジンおよび基板１と遮光マスク２８との境界部において表面張力によって境界内側（境界より中心側）によってきて微小突起になる未硬化レジンを振り切る。振り切りのための回転数は、レジン種や基板ならびに振り切り時間によって異なるので実験より条件を求めればよいが、例えば粘度２０００ｍＰａ・ｓのレジンであれば、１０００〜３０００ｒｐｍ程度が適する。

プレポリマー化とする方法は、最外周付近の膜厚段差部境界域の内側に生じる微小突起を防止することができる。すなわち、第１段階のＵＶの照射後の振り切り前の状態では、ＵＶの遮蔽境界において、表面張力によって未硬化レジンの内側のプレポリマー化部分への移動が生じる。第１段階の照射光量が多すぎるため、境界内側によってきた未硬化レジンにも漏れ光があたって硬化し、振り切り後に完全硬化させたＵＶレジンの境界部内側位置にて微小な盛り上がりが生じてしまう。これに対して、第１段階の照射光量（積算光量）をプレポリマー化するために適切なものとしているために、微小な盛り上がりが発生しない。

以上説明したように、上述したこの発明の一実施の形態の方法によって、厚みか均一で外周部に影響を及ぼす盛り上がり部が生じないカバー層を形成することができる。

図１１は、従来の通常のスピンコーティングで８０μｍの膜厚のＵＶレジンを形成した場合に、外周部の隆起形状を接触式の段差測定を行った測定例である。この隆起が２０μｍもの高さを有することが分かる。図１２は、図７に示したこの発明の方法で形成したカバー層の外周部を接触式の段差測定を行った測定例である。隆起が抑えられ、段差が１〜２μｍになっていることがわかる。

この発明は、上述したこの発明の実施の形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、図１１に表面の盛り上がり部が１〜２μｍまで抑えられた例を示したが、条件によってより平坦とすることもでき、更には窪みの深さを盛り上がり部の高さより大きくすることも可能である。また、この発明では、３層以上のＵＶレジン層を基板上に順次形成しても良い。

また、上述した一実施の形態による光ディスクでは、単層光ディスクを例として説明したが、これらに限定されず、片面２層光ディスク等の情報記録層を２層以上有する光ディスクにおけるカバー層の形成にも適用可能である。

従来のスピンコート法を示す略線図である。従来のスピンコート法における問題点を説明するための略線図である。この発明の一実施の形態における光ディスクの一例を示す断面図である。この発明を適用できる光ディスクの他の例を示す断面図である。スポットＵＶ照射装置の一例の構成を示す平面図および側面図である。この発明の一実施の形態における光ディスク媒体を説明するための略線図である。この発明の一実施の形態におけるカバー層形成方法の一例における第１層形成プロセスを説明するための略線図である。この発明の一実施の形態におけるカバー層形成方法の一例における第２層形成プロセスを説明するための略線図である。この発明の一実施の形態におけるカバー層形成方法の他の例における第１層形成プロセスを説明するための略線図である。この発明の一実施の形態におけるカバー層形成方法のさらに他の例における第１層形成プロセスを説明するための略線図である。従来のスピンコート法により形成されたカバー層の外周部の表面の形状の測定例を示すグラフである。この発明の一実施の形態により形成されたカバー層の外周部の表面の形状の測定例を示すグラフである。

符号の説明

１・・・基板
２・・・情報記録層
３・・・カバー層
４・・・対物レンズ
５・・・第１層ＵＶレジン
５ｅ・・・第１層ＵＶレジンに形成された窪み
６・・・第２層ＵＶレジン
６ｃ・・・第２層ＵＶレジンに生じた盛り上がり部
１１・・・基板
１２・・・中間層
１３・・・カバー層
１４・・・対物レンズ
１５・・・カバー層
２１・・・スピナーテーブル
２２・・・センターピン
２４・・・スポットＵＶヘッド
２６・・・一括ＵＶ照射装置
２８・・・遮光マスク

Claims

凹凸が一面に形成された基板と、
上記基板上に積層して形成された少なくとも１層の情報層と、
上記情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して形成され、最外周部付近にリング状の肉薄部を有する第１の光透過性樹脂層と、
上記第１の樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して形成された第２の光透過性樹脂層とを備え、
上記肉薄部の位置と、上記第２の光透過性樹脂層を形成する時に生じる最外周部の盛り上がり部の位置とがほぼ一致することを特徴とする光ディスク媒体。
上記第１および第２の光透過性樹脂層を含む光透過層の厚みがほぼ０．１mmとされた請求項１記載の光ディスク媒体。
基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
上記情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
上記第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
上記第１層形成工程は、
上記基板を回転させて、光硬化樹脂を上記情報層上に延伸する工程と、
上記基板の径方向にスポット光照射手段を移動させ、上記基板の径方向の所定位置にてスポット光照射をオン／オフすることによって、上記所定位置より外周側の最外周部の上記光硬化樹脂を未硬化状態とし、上記最外周部以外の上記光硬化樹脂を高速回転時に振り切られない程度の固さまで硬化させる工程と、
上記基板を高速回転させて上記最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
上記光硬化樹脂に光を照射して上記光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
上記第２層形成工程は、
上記基板を回転させて、光硬化樹脂を上記第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
上記光硬化樹脂に光を一括照射して上記光硬化樹脂を完全硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法。
基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
上記情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
上記第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
上記第１層形成工程は、
上記基板を回転させて、光硬化樹脂を上記情報層上に延伸する工程と、
上記基板の径方向にスポット光照射手段を移動させ、上記基板の径方向の所定位置にてスポット光照射をオン／オフすることによって、上記所定位置より外周側の最外周部の上記光硬化樹脂を未硬化状態とし、上記最外周部以外の上記光硬化樹脂を完全硬化させる工程と、
上記基板を高速回転させて上記最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
少なくとも上記最外周部の光硬化樹脂にスポット光を照射して上記最外周部の光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
上記第２層形成工程は、
上記基板を回転させて、光硬化樹脂を上記第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
上記光硬化樹脂に光を照射して上記光硬化樹脂を硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法。
基板上に情報層と光透過層とが順次積層された光ディスクの製造方法において、
上記情報層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第１の光透過性樹脂層を形成する第１層形成工程と、
上記第１の光透過性樹脂層上にスピンコートによりほぼ均一の厚みで積層して第２の光透過性樹脂層を形成する第２層形成工程とからなり、
上記第１層形成工程は、
上記基板を回転させて、上記基板の径方向に赤外光照射手段を移動させながら、光硬化樹脂を上記情報層上に延伸する工程と、
上記基板の径方向の所定位置より外周側の最外周部の上記光硬化樹脂をマスクして未硬化状態とし、上記最外周部以外の上記光硬化樹脂を高速回転時に振り切られない程度の固さまで硬化させる工程と、
上記基板を高速回転させて上記最外周部の未硬化の光硬化樹脂の少なくとも一部を振り切って除去する工程と、
上記光硬化樹脂に光を照射して上記光硬化樹脂を硬化する工程と
からなり、
上記第２層形成工程は、
上記基板を回転させて、光硬化樹脂を上記第１の光透過性樹脂層上に延伸する工程と、
上記光硬化樹脂に光を一括照射して上記光硬化樹脂を完全硬化する工程と
からなることを特徴とする光ディスクの製造方法。
上記最外周部以外の上記光硬化樹脂を高速回転時に振り切られない程度の固さまで硬化させる工程は、上記光硬化樹脂をプレポリマー状態または半硬化状態とする工程である請求項３または請求項５記載の光ディスクの製造方法。
上記プレポリマー状態とするために、上記光硬化樹脂を完全硬化するために必要な照射強度の５％〜５０％の照射強度で、上記光硬化樹脂を完全硬化するために必要な積算光量の５％〜５０％の積算光量を上記光硬化樹脂に対して照射することを特徴とする請求項６記載の光ディスクの製造方法。
上記照射強度は、１０％〜４０％であり、
上記積算光量は、７％〜３０％であることを特徴とする請求項７記載の光ディスクの製造方法。