JP2998194B2

JP2998194B2 - 光ディスク用ガラス基板

Info

Publication number: JP2998194B2
Application number: JP29428690A
Authority: JP
Inventors: 芳和姉崎; 孝治佐々木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JPH03263631A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、各種光ディスクや光磁気ディスク等に用い
られる光ディスク用ガラス基板に関するものであり、特
に紫外線硬化樹脂の光重合によりガラス基板上にピット
やグループ等の凹凸パターンを転写する，いわゆる2P法
（光重合法）により作製される光ディスク用のガラス基
板に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、2P法により作製されるディジタルオーディ
オディスク（いわゆるコンパクトディスク）や光磁気デ
ィスク等の各種光ディスクに用いられる光ディスク用ガ
ラス基板において、センター孔を有する円板状のガラス
基板の内周縁近傍と外周縁近傍またはこれらのいずれか
に紫外線硬化樹脂の逃げ溝を形成することにより、余剰
の紫外線硬化樹脂のはみ出しを防止し、バリの発生をな
くそうとするものである。

〔従来の技術〕

ディジタルオーディオディスクや光磁気ディスク等の
光ディスクを製造するに際し、ピットやグルーブ（案内
溝）等の凹凸パターンをディスク基板上に転写する手法
として、液状の紫外線硬化樹脂に凹凸パターンが形成さ
れたスタンパを密着させ、紫外線照射によって前記紫外
線硬化樹脂を光重合させる，いわゆる2P法が提案されて
いる。

2P法は、例えばスクリーン印刷等によって光透過性を
有するディスク基板の一方の面に液状の紫外線硬化樹脂
を塗布し、該紫外線硬化樹脂に表面に凹凸パターンが形
成されたスタンパを押圧ローラで密着させた後、基板側
から紫外線を照射することによって上記紫外線硬化樹脂
を光重合せしめて硬化し、ディスク基板を硬化した紫外
線硬化樹脂層とともにスタンパから剥離することによ
り、スタンパー表面の微細な凹凸パターン（ピットやグ
ルーブ）をディスク基板面に転写する手法である。

上記2P法によれば、紫外線硬化樹脂を液状でスタンパ
ーに密着させるので、複製の忠実度に優れるとともにス
タンパーの劣化がほとんどないという利点を有する。特
に、ディスク基板にガラス基板を使用した場合には、寸
法安定、耐熱性、低複屈折等の点で非常に有利となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ガラス基板に紫外線硬化樹脂を塗布する場
合、基板全面に紫外線硬化樹脂を塗布すると樹脂のはみ
出しや泡の発生等が問題となることから、樹脂が均一に
行きわたり、しかもはみ出し等の問題が生ずることがな
いように設定される印刷パターンで塗布するスクリーン
印刷が行われている。

ところが、上記のように紫外線硬化樹脂のはみ出しや
泡の発生を抑える目的で所望の印刷パターンに紫外線硬
化樹脂を塗布したとしても、スタンパとの密着時におい
て余剰の紫外線硬化樹脂がガラス基板の内外周部よりは
み出すことがある。これをそのまま放置して置くと、次
工程で紫外線照射により硬化せしめられ、これがバリと
なって残ってしまうことがある。バリの発生は、特に光
磁気ディスク等のようにカートリッジ内に収容される場
合には記録再生の妨げになることから、歩留りの低下を
もたらす。

そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、余剰の紫外線硬化樹脂のはみ出しを
防止することができ、バリの発生のない光ディスク用ガ
ラス基板を提供することを目的とし、さらには歩留りの
向上の図れる光ディスク用ガラス基板を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ディスク用ガラス基板は、センター孔を有
する円板状のガラス基板の内周縁近傍及び／又は外周縁
近傍に紫外線硬化樹脂の逃げ溝が形成されてなり、上記
逃げ溝は、20゜〜80゜の傾斜角度をもって溝壁が傾斜さ
れ、且つ溝幅が0.5〜2mmとされていることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明の光ディスク用ガラス基板においては、センタ
ー孔を有する円板状のガラス基板の内周縁近傍と外周縁
近傍またはこれらのいずれかに紫外線硬化樹脂の逃げ溝
が形成されているので、該紫外線硬化樹脂にスタンパを
密着して押圧せしめたときに、余剰の紫外線硬化樹脂は
上記逃げ溝内へ流れ込み、当該基板の内外周へはみ出す
ことはない。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明
する。

本実施例のガラス基板（６）は、各種光ディスクや光
磁気ディスク等に用いられる光ディスク用の基板であ
り、例えば第１図及び第２図に示すように、中央にセン
ター孔（18）を有する円板状の基板として形成されてい
る。

上記ガラス基板（６）の紫外線硬化樹脂（９）が塗布
される一方の主面（6a）には、紫外線硬化樹脂（９）に
スタンパ（10）を密着しローラ（12）で押圧せしめたと
きに余剰の紫外線硬化樹脂（９）を収容させるための逃
げ溝（19），（20）が形成されている。上記逃げ溝（1
9），（20）は、上記ガラス基板（６）のセンター孔（1
8）の周縁近傍と、ガラス基板（６）の外周縁近傍にそ
れぞれ円環状の溝として形成され、同心円状とされてい
る。

これら逃げ溝（19），（20）の溝形状としては、例え
ば第３図（Ａ）に示すようなガラス基板（６）の主面
（6a）に対して両側の溝壁（19a），（19b）が略垂直と
された断面矩形状をなす逃げ溝（19）や、この逃げ溝
（19）の一方の溝壁（19a）が第３図（Ｂ）に示すよう
に底部に行くに従い溝幅が狭くなるように傾斜された逃
げ溝（19）、或いは第３図（Ｃ）に示すように両方の溝
壁（19a），（19b）が第３図（Ｂ）に示す如く傾斜され
た逃げ溝（19）、さらには第３図（Ｄ）に示すように円
弧状をなす逃げ溝（19）等が挙げられる。なかでも、溝
壁（19a），（19b）が傾斜された第３図（Ｂ）及び第３
図（Ｃ）に示す逃げ溝（19）を有するガラス基板（６）
は、紫外線硬化樹脂（９）の該逃げ溝（19）への流れ込
みが容易なものとなることから、余分な紫外線硬化樹脂
（９）の収容が確実に行える。また、溝加工するに際し
ても第３図（Ａ）に示す逃げ溝（19）に比べて溝加工が
容易に行えるため、生産性に優れ、しかも溝加工する工
具寿命も延ばすこともできる。

なお、上記第３図（Ｂ）及び第３図（Ｃ）に示す逃げ
溝（19）の溝壁（19a），（19b）の傾斜角度θとして
は、紫外線硬化樹脂（９）の溝内への流れ込み易さを考
慮して20゜〜80゜とすることが好ましい。また、上記の
溝形状は、内周側の逃げ溝（19）を例にとり説明した
が、外周側の逃げ溝（20）にも適用されることは言うま
でもない。また、上記した各溝形状は、円環状に形成さ
れなくとも、内周縁及び外周縁に沿って複数個設けるよ
うにしてもよい。

ところで、上記逃げ溝（19），（20）は、ガラス基板
（６）に含まれるNaを溶融塩中でＫにイオン交換する，
いわゆる化学強化処理する前に、ダイヤモンドカッタ等
によって形成される。これは、化学強化処理をした後に
溝加工をすると、処理によってガラス基板（６）の強度
が高くなるため加工が難しくなること、また化学強化処
理によって内部応力が大きくなり機械加工を施そうとす
ると破壊が起こること等の理由による。

また、上記逃げ溝（19），（20）の幅は、余剰の紫外
線硬化樹脂（９）の収容と、記録膜の成膜エリアの確保
とから決められ、例えば0.5〜2mm程度とすることが好ま
しい。溝幅が0.5mmより少ないと、余剰の紫外線硬化樹
脂（９）を十分収容しきれず、逆に2mmより大きいと記
録膜等の成膜エリアが少なくなる。また、上記逃げ溝
（19），（20）の深さは、ガラス基板（６）の強度の観
点から厚みとの兼ね合いで決められ、当該基板（６）の
強度を損なわない程度とすることが望ましい。例えば、
ガラス基板（６）の厚みが1.175mmである場合には、溝
の深さは0.2〜0.3mm程度とすることが好ましい。なおこ
の場合、溝深さが0.3mm以上では基板（６）の強度がも
たなくなる。

上記ガラス基板（６）を用いて光ディスクを製造する
には、第４図に示す製造装置が用いられる。

この装置は、2P法の一連の工程を連続的に処理するも
のであり、ガラス基板（６）を収容する基板供給部
（１）と、当該ガラス基板（６）に紫外線硬化樹脂を塗
布するスクリーン印刷部（２）と、紫外線硬化樹脂にス
タンパーを圧着し紫外線を照射して光重合する転写部
（３）と、凹凸パターンが転写されたガラス基板（６）
を収容する基板搬出部（４）が機台（５）上に順次配置
されてなっている。

上記基板供給部（１）は、隣接して配置されるスクリ
ーン印刷部（２）にガラス基板（６）を一時的にストッ
クしておくためのもので、複数のガラス基板（６）を収
容する多段式のカートリッジ（７）を備えている。

上記スクリーン印刷部（２）は、真空チャッキングに
よりガラス基板（６）を保持する基板載置部を有する印
刷台（８）やスクリーン印刷のためのマスク装置及びス
キージを備えてなり、上記カートリッジ（７）から第１
の基板受渡機構（図示は省略する。）によって機械的に
一枚ずつ取り出されてきたガラス基板（６）の一方の主
面（6a）に液状の紫外線硬化樹脂（９）をスクリーン印
刷により塗布するようになっている。

上記転写部（３）は、表面にピットやグルーブ等を反
転した凹凸パターンが形成されたスタンパ（10）や当該
スタンパ（10）を保持し前後方向に移動自在とされたス
タンパホルダ（11）を備えており、このスタンパホルダ
（11）の移動方向に沿って、紫外線硬化樹脂（９）が塗
布されたガラス基板（６）とスタンパ（10）とを圧着す
るローラ（12）や、紫外線硬化樹脂（９）を硬化させる
ための紫外線を照射する光源（13）が順次配設されてい
る。

なお、上記スクリーン印刷部（２）と転写部（３）の
間には、印刷台（８）上のガラス基板（６）の表裏を反
転し、紫外線硬化樹脂（９）が塗布された面がスタンパ
（10）と対向するようにガラス基板（６）を転写部
（３）へと移送する第２の基板受渡機構（図示は省略す
る。）が設けられている。

上記基板搬出部（４）は、先の基板供給部（１）と同
様、多段式の搬出用カートリッジ（14）を備えており、
転写部（３）においてスタンパ（10）の凹凸パターンが
転写された後、スタンパ（10）から引き剥がされたガラ
ス基板（６）を、第３の基板受渡機構によって順次上記
カートリッジ（14）の中へ収容するようになっている。

この第３の基板受渡機構は、回動軸（15）を中心に回
動操作される回動アーム（16）と、この回動アーム（1
6）の先端に設けられた吸着ヘッド（17）とからなって
おり、前記ガラス基板（６）を吸着ヘッド（17）に吸着
して転写部（３）から基板搬出部（４）の搬出用カート
リッジ（14）へと移送する機能を有する。

上述の装置により光ディスクを製造するには、次のよ
うにして行われる。

先ず、前述の第４図に示す装置の基板供給部（１）の
カートリッジ（７）内にガラス基板（６）がストックさ
れる。

そして、第１の基板受渡機構によってスクリーン印刷
部（２）の印刷台（８）へと移送される。

この印刷台（８）上のガラス基板（６）には、第５図
（ａ）に示すようなスクリーン印刷具によって直ちに紫
外線硬化樹脂（９）が塗布される。

上記スクリーン印刷具は、所定の開口パターンが形成
された薄いステンレス板からなる印刷用スクリーン（2
1）とスキージ（22）とを主な構成要素とするもので、
枠体（23）に張設された印刷用スクリーン（21）上に紫
外線硬化樹脂（９）を供給した後、スキージ（22）で紫
外線硬化樹脂（９）を掃送することにより、ガラス基板
（６）表面に紫外線硬化樹脂（９）が前記開口パターン
に応じて印刷される。

本例では、印刷用スクリーン（21）の開口パターン
を、三日月形状に集合させた亀甲パターン（21a）と、
この三日月形状の亀甲パターン（21a）に偏って分散す
る円形パターン（21b）とから構成し、スタンパ（10）
との圧着の際の紫外線硬化樹脂（９）の露出や泡の発生
を未然に防ぐようにしている。

上記印刷用スクリーン（21）をさらに詳細に説明する
と、第６図に示すようにガラス基板（６）に対するロー
ラ（12）の走行方向を矢印Ａ方向としたときに、スクリ
ーン（21）の加圧開始端側の半円形領域〔ガラス基板
（６）をスタンパー（10）と圧着する際のローラ（12）
による加圧開始端側の当該ガラス基板（６）に対応する
領域〕には、ガラス基板（６）の外周縁に沿った位置に
亀甲パターン（21a）が三日月形状に集合して設けられ
ている。さらにガラス基板（６）のセンター孔（18）の
周辺領域を避けて前記三日月形状に沿うように第１の円
形パターン（21b₁）とこれよりも小径の第２の円形パタ
ーン（21b₂）が穿設されている。また、加圧終了端側の
半円形領域には、ガラス基板（６）のセンター孔（18）
に沿って微細な樹脂補充用パターン（21c）が円弧状に
配されるとともに、この樹脂補充用パターン（21c）の
外周側を二重に取り囲む如く第１の円形パターン（21
c₁）とこれよりも小径の第２の円形パターン（21c₂）が
基板（６）の外周縁部を避けて円弧状に連なって配列さ
れている。

上述の開口パターンを有する印刷用スクリーン（21）
を使用することにより、スクリーン（21）の歪みの発生
を防止して安定に紫外線硬化樹脂（９）を印刷すること
ができ、ローラ（12）で加圧した際の紫外線硬化樹脂
（９）の露出を未然に防止することが可能となる。

この結果、ガラス基板（６）の主面（6a）には、紫外
線硬化樹脂（９）がスクリーン（21）に設けられた開口
パターンに応じて印刷される。

上述の手法により紫外線硬化樹脂（９）がスクリーン
印刷されたガラス基板（６）を第５図（ｂ）に示す。

次いで、上記ガラス基板（６）は転写部（３）へと移
送され、スタンパー（10）の凹凸パターンが転写され
る。

転写部（３）への移送に際しては、上記ガラス基板
（６）の表裏が反転され、第５図（ｃ）に示すように、
紫外線硬化樹脂（９）が塗布された面が下面となるよう
にしてスタンパホルダ（11）上のスタンパ（10）と重ね
合わされる。

次いで、スタンパ（10）と重ね合わされたガラス基板
（６）は、スタンパホルダ（11）を移動することによ
り、第５図（ｄ）に示すローラ（12）で圧着され、スタ
ンパ（10）と密着することになる。

この結果、紫外線硬化樹脂（９）はローラ（12）の圧
着によってスタンパー（10）の微細な凹凸パターン内に
均一に隙間無く入り込む。また、このときガラス基板
（６）の内周縁近傍と外周縁近傍には、紫外線硬化樹脂
の逃げ溝（19），（20）がそれぞれ形成されているの
で、余った紫外線硬化樹脂（９）がこれら逃げ溝（1
9），（20）内へ流れ込む。したがって、紫外線硬化樹
脂（９）は基板（６）の内周及び外周へはみ出すことが
ない。

しかる後、前記スタンパホルダ（11）がさらに移動
し、スタンパ（10）と密着されたガラス基板（６）は光
源（13）の下へと搬送される。

そして、第５図（ｅ）に示す如くガラス基板（６）側
から紫外線が照射され、ガラス基板（６）とスタンパ
（10）間に充填された紫外線硬化樹脂（９）が光重合に
よって硬化される。このとき、上記ガラス基板（６）の
内周縁及び外周縁には、はみ出した紫外線硬化樹脂
（９）がないので、これが硬化してバリとなることがな
い。

この結果、上記スタンパ（10）表面の凹凸パターンが
ガラス基板（６）上の紫外線硬化樹脂層へと転写された
ことになる。

凹凸パターンの転写後、第５図（ｆ）に示すように、
前記ガラス基板（６）はスタンパ（10）から剥がされ、
第３の基板受渡機構によって基板搬出部（４）へと移送
され、カートリッジ（14）内へ収容される。

そして、上述のようにして製造されたガラス基板
（６）の紫外線硬化樹脂層上に必要に応じた機能性膜を
形成すれば、ディジタルオーディオディスクや光磁気デ
ィスクとすることができる。

例えば、ディジタルオーディオディスクやいわゆるCD
−ROM等においては、凹凸パターンが転写された紫外線
硬化樹脂層上にAl等の金属反射膜が成膜される。光磁気
ディスクでは、磁気光学特性（カー効果やファラデー効
果）を有する垂直磁化膜（例えばTbFeCo等）が成膜され
る。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明において
は、ガラス基板の内周縁近傍と外周縁近傍またはこれら
のいずれかに紫外線硬化樹脂の逃げ溝を形成しているの
で、スタンパとの密着時における余剰の紫外線硬化樹脂
を上記逃げ溝でトラップすることができ、当該紫外線硬
化樹脂のはみ出しを防止することができる。

したがって、ガラス基板の内周縁及び外周縁のバリの
発生を確実に防止することができ、歩留りの大幅な向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を適用した光ディスク用ガラ
ス基板の一例を示すもので、第１図は拡大平面図、第２
図はその断面図である。第３図（Ａ）ないし第３図（Ｄ）は逃げ溝の溝形状の一
例をそれぞれ示す要部拡大断面図であり、第３図（Ａ）
は溝壁がガラス基板の主面に対して略垂直となされた例
であり、第３図（Ｂ）は一方の溝壁が傾斜された例であ
り、第３図（Ｃ）は両方の溝壁が傾斜された例であり、
第３図（Ｄ）は円弧状となされた例である。第４図はスタンパーの凹凸パターンを転写するための光
ディスク製造装置の一例を示す概略平面図である。第５図（ａ）ないし第５図（ｆ）は2P法により光ディス
クを製造する工程を順次示すものであり、第５図（ａ）
はスクリーン印刷工程を示す概略斜視図であり、第５図
（ｂ）は紫外線硬化樹脂が印刷されたガラス基板を示す
概略斜視図であり、第５図（ｃ）はスタンパへの重ね合
わせ工程を示す概略斜視図であり、第５図（ｄ）はロー
ラによる圧着工程を示す概略斜視図であり、第５図
（ｅ）は紫外線照射工程を示す概略斜視図であり、第５
図（ｆ）はスタンパからの剥離工程を示す概略斜視図で
ある。第６図は印刷用スクリーンに設けられる開口パターンの
一例を示す平面図である。６……ガラス基板９……紫外線硬化樹脂 10……スタンパ 18……センター孔 19,20……紫外線硬化樹脂の逃げ溝 19a,19b……溝壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24 531 G11B 7/24 541

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】センター孔を有する円板状のガラス基板の
内周縁近傍及び／又は外周縁近傍に紫外線硬化樹脂の逃
げ溝が形成されてなり、上記逃げ溝は、20゜〜80゜の傾斜角度をもって溝壁が傾
斜され、且つ溝幅が0.5〜2mmとされていることを特徴と
する光ディスク用ガラス基板。