JP2008217932A - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に形成される信号面の偏芯を大幅に抑制して生産性を向上させることが可能な光ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】中心孔１４を有する所定形状の基板よりなる光ディスクを製造する光ディスクの製造方法であって、基板の母材であるシート状基材と、情報信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパ２６とを、互いに押圧することによって、スタンパの凹凸パターンをシート状基材に転写すると共に、シート状基材とスタンパとを互いに押圧した状態で、シート状基材に中心孔を穿設すると共にシート状基材を加工して所定形状の基板２を作製する基板作製工程と、基板作製工程後に、基板における凹凸パターンが転写された面側に、反射層１０または記録層を形成する層形成工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的に情報の再生、或いは記録、再生が可能な単層、或いは多層の光ディスクの製造方法に関する。

多量の情報を扱うマルチメディア時代に対応して、大容量の記録再生が行える記録密度の高い光情報記録媒体として、例えば光ディスクの開発が行われている。このような光ディスクの記録再生に用いられるレーザ光は、高記録密度化のためにスポット径を小さくすることが要求される。

このため、レーザ光の短波長化や対物レンズの開口数（ＮＡ）の増大化が図られている。例えば、ｂｌｕ−ｒａｙディスクで用いられるレーザ光の波長は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭに用いられていたレーザ光の波長６３５ｎｍ〜６６０ｎｍよりも短い４００ｎｍ〜４２０ｎｍである。また、対物レンズの開口数は、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭに用いられていた開口数０．６よりも大きい０．８５である。

対物レンズを高ＮＡにした場合に、レーザ光が透過する基板の厚さによる光学収差を抑えるために、基板の光ビームの入射側の板厚を薄くする必要がある。ところが薄い基板を射出成型することは技術的に難しいのが現状である。このため、板厚の厚い第１の基板上に、従来の積層膜の堆積順とは逆に、まず反射膜と記録膜と保護膜からなる記録層を設け、その後に、板厚の薄い第２の基板を接着剤層を介して貼り合わせる方法が広く知られている。

しかしながら、記録再生レーザ光の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化には技術的な限界があり、２次元方向の面密度の向上は頭打ちになっている。そこでディスク一枚あたりの記録容量を高めるため３次元方向に記録層を多数有する、いわゆる多層記録が検討されている。この光ディスクの製造方法は、まずレーザ光の入射方向から見て手前側の記録層を基板に形成し、この上に奥側の記録層の案内溝を形成し、その後に奥側の記録層を形成するものである。

これとは別に、特許文献１には、薄膜が成膜された凹凸ピットを一主面に有する樹脂スタンパと、厚さが０．３ｍｍ以下である第２の基板とを、凹凸ピットを内側にして放射線硬化性樹脂で貼り合わせ、放射線硬化性樹脂を硬化後、樹脂スタンパを剥離することにより凹凸ピットを第２の基板に形成し、第２の基板の凹凸ピットに金属膜を成膜して第２の基板上に情報記録層を形成し、情報記録層が形成されている第１の基板と、情報記録層が形成されている第２の基板とを情報記録層を内側にして貼り合わせて多層構造にするディスク製造方法が記載されている。

また、特許文献２には、高密度化に対応し得る記録媒体と、この記録媒体を生産性良く製造することが可能な製造方法、製造装置が記載されている。この記録媒体は、表面に凹凸パターンを有するスタンパと圧着ロールにより厚さ０．３ｍｍ以下のシート状基板を挟み込み、加熱圧着により上記凹凸パターンをシート状基板に転写することにより形成するようになっている。

特開２００２−２６０３０７号公報 特開平１１−１８５２９１号公報

しかしながら、上記特許文献１の製造方法には以下のような問題点があった。まず、透光性を有する樹脂スタンパを用いているので、従来のメタルスタンパに比べて耐久性が劣り、従って１枚のスタンパから成型できる基板の数に限りがあり、多数回の成型ができない。
また凹凸ピットが形成された第２の基板に金属膜を成膜するには、支持基板が必要となり、この第２の基板を支持基板に貼り合わせる工程も必要となる。

更に、案内溝、或いは凹凸ピットが転写された第２の基板（薄板）を第１の基板（厚板）に芯を出して貼り合わせるには、支持基板が必要となり、操作が煩雑である。
以上のように、この特許文献１の製造方法では、第２の基板（薄板）をそのままの状態でハンドリングし、成膜ならびに貼り合わせることが非常に難しい。

また、上記特許文献２の製造方法には以下のような問題点があった。まず、この特許文献２の製造方法では、固定したスタンパと圧着ロール間にシートをセットし、加熱圧着してスタンパの凹凸パターンを転写するようになっているが、この方法の場合には、シートを引っ張りながら部分的に転写するため、転写後の転写パターンの真円度が低下し、極端な場合に楕円となってしまい、記録、再生光を記録トラックに追従させ難くなり、光ディスクとしての性能が著しく劣化する場合がある。

また、シートからディスクを打ち抜くとき、打ち抜きガイド孔で位置決めを行っているが、シートそのものが引っ張り方向に伸びているため、ディスクの回転中心を精度よく出すことが困難である。そのため、偏芯が大きくなり、記録、再生光を記録トラックに追従させ難くなって、光ディスクとしての性能が著しく劣化する場合がある。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、第２の基板と、これに形成される信号面との間の偏芯を大幅に抑制して生産性を向上させることが可能な光ディスクの製造方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、中心孔を有する所定形状の基板よりなる光ディスクを製造する光ディスクの製造方法であって、前記基板の母材であるシート状基材と、情報信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパとを、互いに押圧することによって、該スタンパの前記凹凸パターンを前記シート状基材に転写すると共に、該シート状基材と前記スタンパとを互いに押圧した状態で、該シート状基材に前記中心孔を穿設すると共に該シート状基材を加工して前記所定形状の前記基板を作製する基板作製工程と、前記基板作製工程後に、前記基板における前記凹凸パターンが転写された面側に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、を有する光ディスクの製造方法である。

請求項２に係る発明は、中心孔を有する所定形状の基板よりなる光ディスクを製造する光ディスクの製造方法であって、前記基板の母材であるシート状基材の表面上に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、前記層形成工程後に、前記シート状基材と、情報信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパとを、互いに押圧することによって、該スタンパの前記凹凸パターンを前記シート状基材に前記反射層または記録層を介して転写すると共に、該シート状基材と前記スタンパとを互いに押圧した状態で、該シート状基材に前記中心孔を穿設すると共に該シート状基材を前記所定形状に切断して前記基板を作製する基板作製工程と、前記基板作製工程後に、前記基板における前記凹凸パターンが転写された面側に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、を有する光ディスクの製造方法である。

本発明に係る光ディスクの製造方法によれば、第２の基板と、これに形成される信号面との間の偏芯を大幅に抑制して生産性を向上させることができる。
また第１の基板と第２の基板との間の偏芯も抑制することができ、全体でトラッキングエラーを低減し、ジッター、エラー等を減少させることができる。

以下に、本発明に係る光ディスクの製造方法の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は信号面が１つの単層の光ディスクの積層構造を示す図、図２は本発明に係る光ディスクの製造方法の第１実施例と第２実施例を示すフローチャートである。ここでは光情報記録媒体として光ディスクを例にとって説明する。

まず、この光情報記録媒体としての光ディスクＤ１は、ここでは信号面が１つの単層の光ディスクとして構成されている。この光ディスクＤ１は、第１の基板２と第２の基板４とを有し、第１の基板２は第２の基板４よりも厚くなされている。図１はそれぞれ別体で作製した第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせて光ディスクＤ１を製造する過程を示している。上記第１の基板２は、厚さは１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍであり、射出成型で作製される。この第１の基板２の２つの面は鏡面になされている。

上記第２の基板４は、第１の基板２と対向する面に凹凸ピット、或いは案内溝６が設けられて信号面８となっており、この信号面８上に金属膜等よりなる反射膜１０が形成されている。この反射膜１０の代わりに記録層を設けてもよいし、その両方を設けてもよい。そして、上記第１の基板２と第２の基板４は接着剤層１２により貼り付けられて接着される。この接着剤層１２は透光性を有するものでも不透明のものでもよい。第１の基板２の他方の面には、タイトルレーベル面が設けられている。記録ならびに再生用のレーザ光Ｌは、第２の基板４側から入射する。

第１の基板２の材料は、ポリカーボネイト、アクリル、ポレオリフィン等樹脂材料、ガラス、金属が用いられる。第１の基板２は透光性でも、或いは不透明でもよい。樹脂材料の場合には、従来の光ディスクの射出成型方法によって作製すればよい。ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の場合には、基板の厚さは、１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍが好ましい。

ディスクの両面から記録再生する場合には、第１の基板２及び接着剤層１２も透光性とし、更に第１の基板２の厚さを１．０ｍｍとし、厚さ０．１ｍｍの第２の基板４を両面に貼り合わせることにより、合計の厚みが１．２ｍｍの光ディスクにすることもできる。両基板２、４の中心には、光ディスクを記録再生装置に装着するための中心孔１４が設けられている。中心孔の直径は１５ｍｍである。

また第２の基板４は次のようにして作製する。まずポリカーボネイト、アクリル、ポレオリフィン、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂材料からなる透光性のある反物のシート状の第２の基板４の母材となるシート状基材よりなる薄板を用いる。後述するように、上記シート状の母材に対して、スタンパによる信号パターンの転写と円盤状の打ち抜きを同時に行った後に反射膜１０等を成膜したり、或いは上記シート状の母材に反射膜１０等を成膜した後にスタンパによる信号パターンの転写と円盤状の打ち抜きを同時に行う。再生ならびに記録は第２の基板４を通して行うため再生、或いは記録のレーザ光Ｌの波長に対し十分透明でなければならない。

例えば、ＢＤの場合には、波長４０５ｎｍのレーザ光に対して９０％以上の透過率を第２の基板４は有する。第２の基板４の厚みは、ＮＡ０．８５の対物レンズで記録再生できる１０〜１００μｍである。上述したようにスタンパによる転写時の第２の基板４の母材は、幅が１２０〜３００ｍｍで長さが１２０〜３００ｍｍの矩形のシート状、或いは裁断していないロールに巻いたシート状態になっている。第２の基板４の母材となる薄板の幅は、ディスクの直径より大きく、中心孔、或いは外周縁部などを抜くための位置合わせ用のアライメントマーカをディスク直径外の領域に設けたり、シート状の薄板を固定、吸着するための領域を設けるよう、幅広にすることが好ましい。

第２の基板４の母材となるシート状基材であるシート状の薄板には、傷付きや異物の付着を防止するための保護フィルムが密着して設けられており、スタンパでのパターニング転写を行う直前にこの保護フィルムを剥離して用いるようになっている。第２の基板４のガラス転移点（以下「Ｔｇ」とも称す）は、８０から２００℃の範囲にある。このＴｇが低すぎるとスタンパの信号パターンを転写した後、この転写パターン形状が流動してしまい、保存特性が低下してしまう。また、Ｔｇが高すぎると、基板を構成する高分子の軟化、流動がし難くなり、スタンパの信号パターンの転写性が劣ってしまう。さらに、第２の基板４の厚みは均一であり、記録再生光の光学的な収差を抑制するために厚みが１００μｍの場合では、１００±２μｍの範囲にあることが好ましい。

次に光ディスクを製造するための方法を具体的に説明する。この光ディスクの製造方法は第１実施例と第２実施例の２つの手順がある。
第１実施例の場合は、第２の基板４にスタンパの信号パターンを転写すると同時に中心孔と外周縁部を打ち抜き、その後に反射膜１０や記録層を形成して、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせる。

すなわち、この第１実施例では図２（Ａ）に示すように、まず第２の基板４の母材となるシート状の薄板にスタンパによる信号パターンの転写と中心孔及び外周縁部を打ち抜く転写打ち抜き工程（基板作製工程）を行い（Ｓ１）、次に、円盤状に打ち抜いた第２の基板４の表面に反射膜１０や記録層を形成する層形成工程を行い（Ｓ２）、次に、この第２の基板４と予め形成してあった第１の基板２とを貼り合わせる（Ｓ３）。
第２実施例の場合は、第２の基板４の母材となるシート状基材であるシート状の薄板に予め反射膜１０や記録層を形成し（層形成工程）、その後にスタンパの信号パターンを転写すると同時に中心孔と外周縁部を打ち抜き（基板作製工程）、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせる。

すなわち、この第２実施例は、第１実施例における転写打ち抜き工程と層形成工程の順序を逆にしたものであり、図２（Ｂ）に示すように、まず第２の基板４の母材となるシート状の薄板の表面に反射膜１０や記録層を形成する層形成工程を行い（Ｓ１１）、次に、このシート状の薄板にスタンパによる信号パターンの転写と中心孔及び外周縁部を打ち抜く転写打ち抜き工程を行い（Ｓ１２）、次に、この第２の基板４と予め形成してあった第１の基板２とを貼り合わせる（Ｓ１３）。

＜第１実施例の手順＞
まず、矩形状、或いはロール状に巻回されたシート状の第２の基板４の母材となる薄板に、凹凸ピット、或いは案内溝が表面に設けられたスタンパを押し当て、加熱、加圧した後に、冷却し、スタンパの信号パターンを母材の薄板表面に転写して信号面８を形成する。このとき、母材のスタンパに接した表面が変形し、凹凸ピット、或いは案内溝６が母材の薄板表面に転写される。これと同時に、母材の薄板は、型に装着された状態で、中心孔ならびに外周縁部をパンチとダイで打ち抜き、第２の基板４を形成する（転写打ち抜き工程）。

すなわち、母材の薄板に、信号パターンの転写のために上記スタンパを押し当てた状態で薄板をディスク円盤となるように円形に打ち抜くと共に、中心孔を打ち抜いて第２の基板４を形成する。上記薄板を円形に打ち抜く時は、ディスクの外周縁部に対応するように打ち抜く。この場合、後述するように、スタンパを装着したスタンパプレス機には、上記打ち抜き用のダイとパンチがスタンパに対して精度良く取り付けられており、従って、薄板を打ち抜くことによって形成された第２の基板４に対して信号面８は偏芯することなく高い精度で形成されることになる。

その後、真空蒸着機の内部にこの第２の基板４を装着し、この第２の基板４の表面に金属膜よりなる反射膜１０を堆積する（層形成工程）。この反射膜１０は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ等の単体、或いは合金、または半透明膜の場合にはこれら金属の酸化物、窒化物、炭化物等が用いられる。蒸着方法としては、電子ビーム、抵抗加熱、レーザ照射等の方法が好ましく、蒸着材料を加熱し、真空中で蒸発させて、第２の基板４に薄膜を形成する。また成膜のためにＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ等を用いてもよい。上記反射膜１０の膜厚は、２〜１００ｎｍの範囲にあり、波長４０５ｎｍでの反射率が５〜５０％になるようにその膜厚が決められる。また記録型ディスクの場合には、一例として誘電体膜と記録膜と反射膜とからなる積層構造の記録層を形成することになる。

この誘電体には、ＺｎＳ−ＳiＯ_２ が用いられ、記録膜にはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ 系やＳｂ−Ｔｅ系の相変化材料等が用いられる。相変化材料は、追記型の材料のみならず、書換型の材料も用いることができる。また色素と金属反射膜から構成する追記型ディスクとしてもよい。この色素は、第２の基板４上にスピンコート法で塗布する。この色素は、ウェットコータで塗布すれば、生産性を向上させることができる。そして、この後は、上記第２の基板４と予め形成しておいた第１の基板２とを貼り合わせることになる（貼り合わせ工程）。

＜第２実施例の手順＞
まず、真空蒸着機にカットされた、或いはロール状に巻かれたシート状の第２の基板の母材となる薄板を装着し、この母材となる薄板を送り出しながら、表面に金属膜よりなる反射膜１０を堆積し、成膜後には順次巻き取っていく（層形成工程）。

この反射膜１０は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ等の単体、或いは合金、または半透明膜の場合にはこれら金属の酸化物、窒化物、炭化物等が用いられる。蒸着方法としては、電子ビーム、抵抗加熱、レーザ照射等の方法が好ましく、蒸着材料を加熱し、真空中で蒸発させて、第２の基板４に薄膜を形成する。また成膜のためにＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ等を用いてもよい。上記反射膜１０の膜厚は、２〜１００ｎｍの範囲にあり、波長４０５ｎｍでの反射率が５〜５０％になるようにその膜厚が決められる。また記録型ディスクの場合には、一例として誘電体膜と記録膜と反射膜とからなる積層構造の記録層を形成することになる。

この誘電体には、ＺｎＳ−ＳiＯ_２ が用いられ、記録膜にはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ 系やＳｂ−Ｔｅ系の相変化材料等が用いられる。相変化材料は、追記型の材料のみならず、書換型の材料も用いることができる。また色素と金属反射膜から構成する追記型ディスクとしてもよい。この色素は、第２の基板４上にスピンコート法で塗布する。この色素は、ウェットコータで塗布すれば、生産性を向上させることができる。

上述したようにして反射膜１０、或いは記録層が成膜された母材となる薄板の表面であって、成膜された側の表面に、凹凸ピット、或いは案内溝が表面に設けられたスタンパを押し当て、加熱、加圧した後に、冷却し、スタンパの信号パターンを母材となる薄板の表面に転写して信号面８を形成する。このとき、金属膜、或いは記録膜と共に薄板面が変形し、凹凸ピット、或いは案内溝６が形成される。これと同時に、母材となる薄膜は、型に装着された状態で、中心孔ならびに外周縁部をパンチとダイで打ち抜く（転写打ち抜き工程）。

すなわち、第１実施例と同様に、母材の表面に、信号パターンの転写のために上記スタンパを押し当てた状態で薄板をディスク円盤となるように円形に打ち抜くと共に、中心孔を打ち抜いて第２の基板を形成する。この場合、前述したようにスタンパを装着したスタンパプレス機には、上記打ち抜き用のダイとパンチがスタンパに対して精度良く取り付けられているので、第２の基板４に対して信号面８は偏芯することなく高い精度で形成されることになる。そして、この後は、上記第２の基板４と予め形成しておいた第１の基板２とを貼り合わせることになる（貼り合わせ工程）。

次にスタンパの作製方法について説明する。図３はスタンパの製造工程を示す図である。図３（Ａ）において、表面を研磨洗浄したガラス基盤１８にスピンコート法等によりフォトレジスト層１９を形成し、ブランクマスタを作製する。

次に図３（Ｂ）に示すように、記録する情報を示すピットをＢＤ−ＲＯＭ規格に準拠したサイズに形成するのに適当な波長を有するレーザビーム２０を対物レンズ２１によって集光し、微小スポットをフォトレジスト層１９に照射する。ＢＤスタンパを作成する場合は、波長２００ｎｍ〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を主に用いる。

ガラス基盤１８を回転させ、かつ一定速度で移動させながらレーザビーム２０の照射をオンまたはオフさせたり、或いは連続的に照射する。このようにして、ＢＤ−ＲＯＭ規格に従った変調信号のピットを示す潜像２２を同心円状またはスパイラル状に形成する。

次に、アルカリ溶液による現像処理を施すことにより、図３（Ｃ）に示すようなピット列２３の形成されたガラス原盤を作製する。以上のようにして作製したガラス原盤の表面に、スパッタ、或いは無電解メッキ等の方法により、図３（Ｄ）に示すようなニッケル等の導電性膜２４を成膜する。

導電性膜２４を陰極とすると共に陽極側にニッケルを配置し、スルファミン酸ニッケル溶液中で通電させることによって、図３（Ｅ）に示すようにガラス原盤上にニッケル２５を析出させる。そして、析出させたニッケル２５を図３（Ｆ）に示すようにガラス原盤から剥離することにより、記録する情報信号に基づいた凹凸パターンの形成された金属原盤、すなわちスタンパ２６が作製される。

以上がスタンパ及びスタンパ作製用ガラス原盤の作製工程の概略であり、作製されたスタンパ２６を利用して、続くディスク化工程で光ディスクの量産が行われる。スタンパ２６に、外周部分に設けられたアライメントマークをもとに中心孔ならびに外周径加工を行う。スタンパの裏面研磨等の後処理が施された後、後述するスタンパプレス機（成型機）に設置される成形金型に組み込まれる。図３（Ｇ）に示すようスタンパ２６からスタンパの信号パターンを転写した基板２７、すなわち第２の基板４を得る。

次に、転写打ち抜き工程を行うスタンパプレス機（成型機）について説明する。
図４はスタンパプレス機を示す構成図、図５はスタンパプレス機の動作を説明する拡大図である。
このスタンパプレス機３０は、可動型３２と固定型３４とを有しており、上記可動型３２は押圧手段として例えば加圧シリンダ３６により前進後退が可能になされている。この加圧シリンダ３６は、油圧、空気圧、モータ駆動のいずれでもよい。上記固定型３４と加圧シリンダ３６との間には案内ロッド３８が掛け渡されており、この案内ロッド３８に沿って上記可動型３２が前進後退する。

上記可動型３２の台座４０には温調機４２と温度センサ４４が設けられており、この台座４０に埋め込まれたヒータや冷却配管により、昇温、保温、冷却を行うようになっている。この場合、台座４０の温度は温度センサ４４で測定され、フィードバック回路４６によりフィードバック制御される。この台座４０の先端部にスタンパ２６が取り付けられる。

また同様に、上記固定型３４の台座４８には温調機５０と温度センサ５２が設けられており、この台座４８に埋め込まれたヒータや冷却配管により、昇温、保温、冷却を行うようになっている。この場合、台座４８の温度は温度センサ５２で測定され、フィードバック回路５４によりフィードバック制御される。

また固定型３４側に、上記可動型３２に対して平行度を保つように断面三角形状の補正板５６を台座４８の基部に設けてもよい。図５は上記可動型３２と固定型３４の台座４０、４８の部分を示している。この台座４０、４８には、温度センサ４４、５２の記載は省略している。上記可動型３２の台座４０は、可動側ベースプレート５８とスタンパブロック６０とよりなり、このスタンパブロック６０内には、温調機４２の一部としてヒータと冷却配管を収容する温調溝６２が設けられる。

そして、可動型３２と固定型３４とにディスク形状を打ち抜くために以下に説明するパンチとダイとよりなる打ち抜き手段６３が設けられる。例えばこの台座４０の中心部には、打ち抜き手段６３の一部としてディスクの中心孔を打ち抜くための内周パンチ６４が前方へ出没可能に設けられ、また台座４０の周辺部にはリング状になされた外周パンチ６６が前方へ出没可能に設けられ、母材の薄膜を円形に、すなわちディスク外周縁部を打ち抜くようになっている。

また中心部に位置する上記内周パンチ６４の周辺部には、スタンパ２６を保持するリテーナ６７が設けられており、上記スタンパブロック６０の前面にてスタンパ２６を保持できるようになっている。
また、上記固定型３４の台座４８は、固定側ベースプレート６８と前面が鏡面になされた鏡面ブロック７０とよりなり、この鏡面ブロック７０内には、温調機５０の一部としてヒータと冷却配管を収容する温調溝７２が設けられる。そして、例えば上記台座４８の中心部には、打ち抜き手段６３の一部としてディスクの中心孔を打ち抜く時に内周パンチ６４を受けるための内周ダイ７４が前進後退可能に設けられ、また台座４８の周辺部には上記外周パンチ６６による打ち抜き時に外周パンチ６６を受けるためにリング状になされた外周ダイ７６が前進後退可能に設けられる。そして、上記両台座４０、４８間に、第２の基板４の母材となる薄板８０が介在されることになる。

上記構成において上記スタンパ２６に対する上記各パンチ６４、６６及び各ダイ７４、７６の取り付け精度は非常に高く設定されており、これらにより形成されることになる第２の基板４に対して転写される円盤状の信号面（信号パターン）が偏芯しないようになっている。尚、スタンパ２６を固定型３４側に設けるようにしてもよい。

ここで図５（Ａ）は可動型３２と固定型３４との間に第２の基板４の母材となる薄板８０を挟み込んだ状態を示し、図５（Ｂ）は薄板８０にスタンパ２６を押し当てて信号パターンの転写と第２の基板の形成のための打ち抜きとを行っている状態を示す。

次に、上記スタンパプレス機３０の動作について説明する。まず、例えば可動型３２の台座４０にスタンパ２６を取り付け、固定型３４の台座４８にシート状の第２の基板４の母材となる薄板８０を装着する。それぞれの型の温度を温度センサ４４、５２で測定し、温調機４２、５０で温度制御して所定の温度に加熱する。温度制御はフィードバック回路４６、５４で行う。それぞれの型に埋め込まれたヒータと冷却配管により各台座４０、４８の昇温、保温、冷却を行う。スタンパ２６を加熱した後に、上記薄板８０の表面にスタンパ２６を押し当て、加圧シリンダ３６によりスタンパ２６を加圧し、一定時間保持した後、これを冷却する。昇温と保温と冷却の速度、時間を制御して転写性と基板（薄板８０）の反りと剥離性を所定の仕様になるようにする。

樹脂基板のガラス転移点より２０〜４０℃高い温度に基板を加熱し、その後スタンパ２６でプレスすることにより、樹脂がスタンパ２６の凸凹に入り込む。次いでガラス転移点以下になるまで基板（薄板８０）の冷却を行い、スタンパ２６と基板（薄板８０）とを離すことにより、スタンパ２６の凸凹の逆パターンが基板（薄板８０）に転写される。転写性はスタンパ２６の信号パターンと成型基板の信号パターンを比較し、成型基板のピット、或いは案内溝の深さが、スタンパ２６の８０％以上になるように調整する。

ここで重要な点は、基板（薄板８０）を型から外す前にスタンパプレス機３０内で中心孔を内周パンチ６４と内周ダイ７８で、外周部を外周パンチ６６と外周ダイ７６でそれぞれ打ち抜く。この打ち抜きはスタンパ２６を薄板８０側へ押し当てた状態（押し付けた状態）で行う。これにより薄板８０から円盤状の第２の基板４が打ち抜かれて形成され、この場合、第２の基板４上の転写パターンと中心孔との中心軸が高精度で一致することになる。そして、この第２の基板４をスタンパプレス機３０から取り出す。

この第２の基板４の中心孔と第１の基板２の中心孔の位置を合わせて貼り合わせることにより偏芯の少ない光ディスクを得ることができる。尚、上記転写及び打ち抜きは、大気圧下でも真空中でも行うこともできる。大気圧下で転写を行う場合には、スタンパプレス機３０の内部を排気する時間が不要となり、工程に要する時間が短縮される。また、基板とスタンパとの間に気泡が入り混むのを防ぐためには、上記転写及び打ち抜きを真空雰囲気中で行うのがよい。

第２の基板４は熱インプリントの原理でスタンパ２６の信号パターンを転写する。高分子樹脂からなる基板は、加熱により機械特性が変化する。ガラス転移点以下では弾性的に変化し、ガラス転移点以上では粘性的になる。スタンパ２６と樹脂製の基板をガラス転移温度以上に加熱し、基板にスタンパをプレスする。冷却後、スタンパ２６を離型してスタンパのピットパターンや溝パターンを基板表面に転写することができる。スタンパの加熱温度は、ガラス転移点より１０〜８０℃の範囲、好ましくは２０〜４０℃の範囲にある。

次に、第１の基板２と第２の基板４との貼り合わせ方法について説明する。まず、第１の基板２をスピンコータに取り付ける。これを低速で基板を回転させながら、紫外線硬化樹脂を内周部分に滴下し、これに対向するよう信号パターンが転写された第２の基板４をスピンコータ中心軸の上部から落とし込み、これらの基板２、４を高速で回転して、紫外線硬化樹脂を外周部分に広げていく。樹脂の厚みを均一にするために、両基板２、４をヒータ、赤外線ランプ等で加熱して樹脂の粘度を調整する。

その後、スピンコータの回転を停止し、紫外線ランプを照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて、第１の基板２と第２の基板４とが接着されたディスクＤ１が得られる。第１の基板２と第２の基板４を貼り合わせるのに、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂を用いることもできる。さらに、シート状の圧着型接着剤を用いることもできる。この場合には、第１の基板２にディスクの形状に合うよう円盤状に切り抜いた圧着型の接着剤シートを加圧して貼り、これに対向する側の面に第２の基板４を加圧して貼り合わせる。

上記実施例では信号面が１つである単層の光ディスクを例にとって説明したが、これに限定されず、複数の信号面を有する光ディスクにも本発明を適用することができる。図６は、本発明の他の実施形態である二つの信号面を有する２層の光ディスクＤ２の積層構造を示す図である。第１の基板２が信号面を有する樹脂基板であること以外は、図１に示す単層の光ディスクＤ１と同じ構成で、同様な製造方法で作製される。

この光ディスクＤ２は、第１の基板２と第２の基板４とを有する。第１の基板２は、厚さは１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍであり、射出成型で作製される。１つの面は凹凸ピット、或いは案内溝８２が形成されている。

第１の基板２の信号パターン面には、金属膜よりなる反射膜８４、或いは記録層が形成される（層形成工程）。ここでは反射膜８４が形成された場合を示している。この反射膜８４は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ等の単体、或いは合金、またはこれの酸化物、窒化物、炭化物等が用いられる。この反射膜８４は、スパッタ法、蒸着方法で作製する。この場合、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ等が好ましく、電子ビーム、抵抗加熱、レーザ照射等も用いられる。反射膜８４の膜厚は、２〜１００ｎｍの範囲にあり、波長４０５ｎｍでの反射率が５〜５０％になるようにその膜厚が決められる。

記録型ディスクの場合には、一例として誘電体膜と記録膜と反射膜からなる積層構造の記録層となる。誘電体には、ＺｎＳ−ＳiＯ_２ 、記録膜にはＧｅ−Ｓｂ −Ｔｅ系やＳｂ−Ｔｅ系の相変化材料等が用いられる。相変化材料は、追記型ディスクのみならず、書換型ディスクにすることもできる。また色素と金属反射膜から構成する追記型ディスクとしてもよい。

これ以降は、前記単層の光ディスクの製造方法と同様にして、第１の基板２と第２の基板４を信号パターンが内側になるようにして貼り合わせて２層の光ディスクＤ２を得る。このディスクＤ２は、第２の基板４側から記録再生用のレーザ光を入射して、２つの記録層の情報の記録再生を行う。

＜２層光ディスクの実施例＞
ここで２層の光ディスクＤ２の製造方法の一例を示す。
まず第２の基板４としてポリカーボネイト製の基板（厚さ７５μｍ、幅２００ｍｍ、長さ１８０ｍｍ、ガラス転移点１２５℃）を用いる。スタンパ２６は、外径１３８ｍｍ、内径２２ｍｍ、厚さ２９５μｍのＮｉ製であり、この表面にはＢＤ−ＲＯＭフォーマットのトラックピッチ０．３２μｍ、マーク長０．１４９μｍから０．５９６μｍのピットが形成されている。

可動型３２は１００℃、固定型３４も１００℃に温度制御され、第２の基板４の母材となる薄板８０を可動型３２と固定型３４の間に挟みこみ、可動型３２を１６５℃まで昇温すると同時に、固定型３４を１６０℃まで昇温し、４０ＫＮの力で１０秒間加熱ならびに加圧する。その後、可動型３２、固定型３４ともに、初期の１００℃に冷却する。ついで、これら型から成型基板を外さずに、中心孔（直径１５ｍｍ）と外周縁部（直径１２０ｍｍ）を打ち抜き円盤状の第２の基板４とする。

この第２の基板４をこれら型から外し、信号再生のために反射膜１０を形成する。反射膜１０は、Ａｇ−Ｎｉ−Ｃｕからなる合金ターゲットを用い、真空中でスパッタリング法により膜厚が１０ｎｍになるように成膜する。この反射膜１０は、第２の基板４側から入射したレーザ光Ｌが、後述するもう一方の反射膜８４に到達するように半透過膜となっている。これとは別に第１の基板２を射出成型法により作製する。上述したスタンパ２６とは異なるＢＤ−ＲＯＭ信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパを射出成型機に取りつけ、ポリカーボネイト製の基板（直径１２０ｍｍ、板厚１．１ｍｍ）を得る。表面には第２の基板４とは異なるＢＤ−ＲＯＭ信号が転写される。この第１の基板２に反射膜８４としてＡｇ−Ｎｉの金属膜をスパッタリング法により５０ｎｍ形成する。

第１の基板２を金属膜が形成された信号面が上になるようスピンコータのスピンドルピンに中心孔を基準に取りつけ、１００ｒｐｍの低速で回転させながら内周部分に紫外線硬化樹脂を滴下する。そして第２の基板４を第１の基板２に信号面側を対向させながらスピンコータのスピンドルピンに第２の基板４の中心孔をあてながら落とし込み、貼り合わせる。その後、両基板２、４を１０００ｒｐｍの高速に回転させた後、第２の基板４側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて、２層の光ディスクＤ２を得る。

こうして作製した光ディスクＤ２を再生機で再生した。ここでは対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８５で、再生レーザ光Ｌの波長が４０５ｎｍの光学ピックアップが搭載された再生機のスピンドルに光ディスクＤ２を第２の基板４側が光学ピックアップ側になるよう取り付ける。線速度４．９ｍ／ｓでディスクを回転させ、再生パワーが０．３５ｍＷになるよう調整して第１の基板２側の信号と第２の基板４の信号を読み出した。第１の基板２の偏芯は４０μｍ、第２の基板４の偏芯は４８μｍと規格の５０μｍ以内で良好であった。また、第１の基板２のジッター（信号の時間軸に対するゆらぎ）は５．５％、第２の基板４のジッターは６．２％と規格の６．５％以内で良好であった。また、第１の基板２側の反射率は１４％、第２の基板４側の反射率は１３％と、各層の反射率の差がほとんどなく、バランスがとれているので、安定して再生することができた。

このように、本発明によれば、多数回の成型が可能なメタルスタンパを用いるため、従来例の樹脂スタンパより生産性を向上させることができる。
また第１の基板（厚板）と第２の基板（薄板）との偏芯を小さくすることができ、トラキングエラーが低減し、ジッター、エラー等が減少して記録再生性能を向上させることができる。また、光ディスクを高速回転しても安定的に記録再生が可能となる。

また、予め反射膜、或いは記録層が形成された薄板を用いるのでハンドリングが単純となり、生産性が向上し、生産コストも低減す、安価に光ディスクを提供できる。
また第２の基板は、基板を通して記録再生を行うので、金属膜のノイズが小さく、信号品質が改善される。

信号面が１つの単層の光ディスクの積層構造を示す図である。 本発明に係る光ディスクの製造方法の第１実施例と第２実施例を示すフローチャートである。 スタンパの製造工程を示す図である。 スタンパプレス機を示す構成図である。 スタンパプレス機の動作を説明する拡大図である。 本発明の他の実施形態である二つの信号面を有する２層の光ディスクＤ２の積層構造を示す図である。

符号の説明

２…第１の基板、４…第２の基板、８…信号面、１０…反射膜、１２…接着剤層、１４…中心孔、２６…スタンパ、３０…スタンパプレス機、３２…可動型、３４…固定型、３６…加圧シリンダ、５８…可動側ベースプレート、６０…スタンパブロック、６３…打ち抜き手段、６４…内周パンチ、６６…外周パンチ、６８…固定側ベースプレート、７０…鏡面ブロック、７４…内周ダイ、７６…外周ダイ、８０…薄板、Ｄ１，Ｄ２…光ディスク、Ｌ…レーザ光。

Claims (2)

1. 中心孔を有する所定形状の基板よりなる光ディスクを製造する光ディスクの製造方法であって、
   前記基板の母材であるシート状基材と、情報信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパとを、互いに押圧することによって、該スタンパの前記凹凸パターンを前記シート状基材に転写すると共に、該シート状基材と前記スタンパとを互いに押圧した状態で、該シート状基材に前記中心孔を穿設すると共に該シート状基材を加工して前記所定形状の前記基板を作製する基板作製工程と、
   前記基板作製工程後に、前記基板における前記凹凸パターンが転写された面側に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、
   を有する光ディスクの製造方法。
2. 中心孔を有する所定形状の基板よりなる光ディスクを製造する光ディスクの製造方法であって、
   前記基板の母材であるシート状基材の表面上に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、
   前記層形成工程後に、前記シート状基材と、情報信号が凹凸パターンとして形成されたスタンパとを、互いに押圧することによって、該スタンパの前記凹凸パターンを前記シート状基材に前記反射層または記録層を介して転写すると共に、該シート状基材と前記スタンパとを互いに押圧した状態で、該シート状基材に前記中心孔を穿設すると共に該シート状基材を前記所定形状に切断して前記基板を作製する基板作製工程と、
   前記基板作製工程後に、前記基板における前記凹凸パターンが転写された面側に、反射層または記録層を形成する層形成工程と、
   を有する光ディスクの製造方法。

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