JP3630613B2

JP3630613B2 - 凸状樹脂膜の形成方法及び光学的記録媒体

Info

Publication number: JP3630613B2
Application number: JP2000132043A
Authority: JP
Inventors: 美恵子田中; 美佐夫小西
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001319386A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的記録媒体の製造技術分野に係り、特に、光ディスクの基板上に樹脂から成る所望形状の凸部を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンピューター等の記録媒体や音楽を記録する媒体に、光ディスクや光磁気ディスクが用いられている。
図３の符合１１０は、それらのうち、光ディスクを示している。
【０００３】
この光ディスク１１０は透明な樹脂から成る円盤状の基板１１１を有しており、基板１１１の中心には円形の孔１１３が設けられている。
【０００４】
基板１１１の表面には金属薄膜からなる記録膜や、その記録膜を保護する保護膜が形成されており、基板１１１の裏面の孔１１３の周囲には、凸条から成るエレベーション膜１２０が設けられている。従って、エレベーション膜１２０は全体がリング状になっており、その中心は孔１１３及び基板１１１の中心と一致している。
【０００５】
このエレベーション膜１２０及び基板１１１は、金型のキャビティ内に樹脂が注入される射出成型法によって形成されており、従って、エレベーション膜１２０と基板１１１とは一体になっている。
【０００６】
凸条の外周部分には上記記録膜が配置されており、凸条よりも外周の領域を情報記録領域１１８とし、その情報記録領域１１８内の記録膜に凹凸や溝を形成することで、情報を記録できるようになっている。
【０００７】
この光ディスク１１０から情報が読み出されるときには、記録膜が形成された面とは反対の面側からレーザ光が照射され、記録膜で反射されたレーザー光が検出されるようになっている。レーザ光の射出装置は、通常、読みとり装置内部に配置されており、光ディスク１１０をその読み取り装置に搭載するときには、エレベーション膜１２０を下向きにして配置する。
【０００８】
こうすると、エレベーション膜１２０が読みとり装置の搭載台上に乗せられるため、情報記録領域１１８は搭載台表面に接触せず、傷が付かない。また、光ディスク１１０表面が搭載台には密着しないので、光ディスク１１０の取り出しも容易になる。
【０００９】
しかしながら、上記のように射出成型法によってエレベーション膜１２０を構成させる場合には、金型が必要となり、製造コストが高くなる。
【００１０】
また、基板１１１を一枚ずつ成型するため、基板１１１全体の製造コストが高くなってしまう。
【００１１】
他方、金型を用いずにエレベーション膜１２０を形成する場合には、基板上に紫外線硬化性の樹脂溶液をリング状に塗付し、紫外線を照射して硬化させ、リング状の樹脂膜を形成する方法が考えられる。しかしながら、樹脂溶液の粘度が高いと樹脂溶液の線が太くなり、また粘度が低いと樹脂溶液が基板表面で流れてしまうので、正確な幅と高さのエレベーション膜を形成することは困難である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、金型を用いず、加工対象物表面に微細なパターンの凸部を形成する技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、加工対象物上に所望形状のパターン膜を形成する工程と、前記加工対象物の前記パターン膜が形成された側に光重合性硬化樹脂を含有する樹脂膜組成物を供給する工程と、少なくとも前記加工対象物上の樹脂膜組成物に紫外線を照射し、前記樹脂膜組成物を硬化させ、樹脂膜を形成する工程と、前記パターン膜を該パターン膜上の前記樹脂膜と共に剥離して前記樹脂膜に凹部を形成する工程と、前記凹部に光重合性硬化樹脂を含有する凸部組成物を供給し、前記樹脂膜表面より盛り上がった状態の前記凸部組成物の塗付層を形成する工程と、前記凸部組成物の塗付層に紫外線を照射して、前記凸部組成物を硬化させる工程とを有する凸状樹脂膜形成方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の凸状樹脂膜形成方法であって、前記樹脂膜組成物は、前記光重合性硬化樹脂と相溶性を示す第１の潤滑剤と、前記光重合性硬化樹脂に非相溶性を示す第２の潤滑剤とを有し、前記凸部組成物の前記光重合性硬化樹脂は少なくとも前記第２の潤滑剤と非相溶性を示すことを特徴とする凸状樹脂膜形成方法である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の凸状樹脂膜形成方法であって、前記第１の潤滑剤と前記第２の潤滑剤はシリコーン系潤滑剤であることを特徴とする凸状樹脂膜形成方法である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の凸状樹脂膜形成方法であって、前記凸部組成物の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする凸状樹脂膜形成方法である。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の凸状樹脂膜形成方法であって、前記凹部の底面から前記樹脂膜表面までの高さが３μｍ以上であることを特徴とする凸状樹脂膜形成方法である。
請求項６記載の発明は、記録膜を有する円盤状の積層基板と、前記積層基板上に形成された樹脂膜と、前記樹脂膜に設けられ、前記積層基板の中心と中心が一致するリング状の凹部と、前記凹部内に配置され、前記樹脂膜表面よりも表面が盛り上がって形成されたリング状の凸部とを有する光学記録媒体であって、前記光学記録媒体を読み取り装置の載置台に載せるときには、前記凸部が前記搭載台に接触し、前記凸部よりも外周の領域は前記搭載台に接触しないように構成された光学記録媒体である。
【００１４】
本発明は上記のように構成されており、加工対象物表面の樹脂膜に凹部を形成し、その凹部内に液体状の凸部組成物を注入すると、注入された凸部組成物は表面張力により凹部の開口面で盛り上がった状態になるので、これに紫外線を照射し、硬化させると、先端表面が樹脂膜より高く盛り上がった凸部を形成することができる。
【００１５】
また、樹脂膜組成物の光重合性硬化樹脂と相溶性を示す第１の潤滑剤と、光重合性硬化樹脂とは非相溶性を示すが、第１の潤滑剤とは相溶性を示す第２の潤滑剤とが樹脂膜に添加されていると、この樹脂膜表面には、第２の潤滑剤が析出しない程度に滲み出す。他方、凸部組成物の光重合性硬化樹脂が第２の潤滑剤と非相溶性を示す場合、樹脂膜の凹部に注入された凸部組成物は樹脂膜表面の第２の潤滑剤に反発するので、凹部からはみださない。
【００１６】
このとき、この凸部組成物の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、凹部底面から樹脂膜表面までの高さが３μｍ以上であると、より成型状態のよい凸状の樹脂膜を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の光学的記録媒体とその基板表面に凸状の樹脂膜を形成する方法とを図面を用いて説明する。
【００１８】
図２（ａ）の符号１１は本発明に用いることができる加工対象物であり、光学的記録媒体を構成させる円盤状の基板を示している。
【００１９】
この基板１１はポリカーボネイトで構成されており、その表面にはスパッタ法により金属薄膜１３が形成されている。この金属薄膜１３上には樹脂から成る保護膜１５が形成されている。
【００２０】
この基板１１上に凸状の樹脂膜を形成するには、先ず、リング状のマスクフィルム１７（パターン膜）の中心と基板１１の中心とを一致させて、マスクフィルム１７を基板１１表面に貼付する（図２（ｂ））。
【００２１】
図１（ａ）は、図２（ｂ）の符号３０に示した基板１１の中心付近の部分を拡大した断面図であり、マスクフィルム１７の一部断面を示している。
【００２２】
次いで、光重合性硬化樹脂と、微量の光重合開始剤と、この光重合性硬化樹脂と相溶性を示す第１の潤滑剤と、この光重合性硬化樹脂とは非相溶性であるが、第１の潤滑剤と相溶性を示す第２の潤滑剤から構成された樹脂膜組成物を用意する。次に、基板１１を水平に配置し、その表面の中心付近にこの樹脂膜組成物を滴下する。基板１１の中心を回転中心にして水平面内で回転させると、滴下された樹脂膜組成物が基板１１表面に広がり、マスクフィルム１７を覆うように樹脂膜組成物の塗付層が形成される（スピンコート法）。
【００２３】
次いで、樹脂膜組成物の塗付層が形成された面に紫外線を照射すると、樹脂膜組成物が硬化し、樹脂膜１８が形成される（図１（ｂ））。
【００２４】
次に、マスクフィルム１７を剥離すると、マスクフィルム１７上の樹脂膜１８も共に剥離され、樹脂膜１８にマスクフィルム１７のパターンが転写された凹部１９が形成される（図１（ｃ））。
【００２５】
次いで、樹脂膜１８に用いたものと同じ樹脂膜組成物（凸部組成物）を凹部１９に注入しながら基板１１を水平面内で回転させ、凹部１９全体に樹脂膜組成物を注入する。このとき、樹脂膜１８の表面には、上記樹脂膜組成物の第２の潤滑剤が滲み出しているので、凹部１９に注入された樹脂膜組成物は第２の潤滑剤に反発し、凹部１９外へはみださず、また、表面張力により、この樹脂膜組成物は樹脂膜１８表面より高く盛り上がった状態になる。
【００２６】
次いで、基板１１の樹脂膜１８が形成された面に紫外線を照射して、凹部１９内に配置された樹脂膜組成物を硬化させると、マスクフィルム１７のパターンに沿って、である凸部２０（凸状の樹脂膜）が形成される（図１（ｄ））。
【００２７】
図２（ｃ）は凸部２０が形成された状態の本発明の光学記録媒体１０を示している。この光学記録媒体１０の基板１１上には、樹脂膜１８が形成されており、この樹脂膜１８には基板１１とその中心が同じリング状の凹部１９が形成されている。凹部１９内には凸部２０が樹脂膜１８表面より盛り上がって形成されている。凸部２０の外周の部分には上記の金属薄膜１３が配置されており、凸部２０よりも外周の領域が情報記録領域３８になる。この凸部２０はこの光学的記録媒体１０のエレベーション膜として機能する。
【００２８】
上記の樹脂膜（凸部２０）形成方法と同様の工程で試験片（実施例１〜３）を作成し、その凸部２０を観察し、その形状を評価した。
【００２９】
ここでは、光重合性硬化樹脂として多官能性オリゴマー（アロニックスＭ６２５０、東亜合成（株））を３０重量部に対して、２官能性モノマー（ＮＰＧＤＡ、日本化薬（株））８０重量部混合したものを用い、光重合開始剤としては、イルカギュアー１８４、チバスペシャリティーケミカルズ（株））、上記の光重合性硬化樹脂と相溶性を示す第１の潤滑剤としてエチレンジメチルシロキサン（ＫＦ９６、信越化学工業（株））、上記の光重合性硬化樹脂とは非相溶性であるが、第１の潤滑剤とは相溶性を示す第２の潤滑剤としてエチレンオキサイド変性シリコーンオイル（ＴＳＦ４４４１、東芝シリコーン（株））を用い、上記各組成物をホモジナイザーを用いて均一化し、液体状の樹脂膜組成物を作成した。この樹脂膜組成物の硬化させる場合には、３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した。
【００３０】
実施例１〜３は、上記樹脂膜組成物中の第１の潤滑剤と第２の潤滑剤との合計含有率（重量％）が異なる場合である。
評価試験の結果を下記表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
比較例１は、樹脂膜１８を形成せず、基板１１上に直接樹脂膜組成物を塗布し、凸部を形成した場合である。比較例２は比較例１と同様に、樹脂膜１８を形成せず、基板１１上に第１の潤滑剤と第２の潤滑剤とを混合したものを塗付し、その上に凸部２０を形成した場合である。
【００３３】
比較例１、２に比べ、実施例１〜３では凹部に注入された樹脂組成物の液ダレ、滲みが起こらず、良好な形状の凸部２０が得られた。特に、実施例２、３では、凹部１９外にはみ出した樹脂溶液が、潤滑剤によって凹部１９内に戻り、特に良好な状態の凸部２０を得ることができた。
【００３４】
上記実施例１〜３では、同じ樹脂膜組成物を用いて樹脂膜１８と凸部２０とを作成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。それぞれに異なる樹脂膜組成物を用いることができるが、バインダーには上記のような光重合性硬化樹脂を用いることが望ましい。また、樹脂膜１８には、樹脂膜組成物に用いたバインダーに対して相溶性を示す１種類以上の第１の潤滑剤と、このバインダーには非相溶性であるが、第１の潤滑剤には相溶性を示す第２の潤滑剤が含有されていることが望ましく、このとき、凸部２０を構成する樹脂膜組成物（凸部組成物）のバインダーには、第２の潤滑剤と非相溶性を示すものを用いることが望ましい。
【００３５】
上記実施例では樹脂膜１８を形成する際、スピンコート法によって樹脂膜組成物を塗付したが、他の方法を用いることができる。例えば、ホイルコーターを用いて樹脂膜組成物を塗布してもよい。
【００３６】
また凸部２０成型する際、その樹脂膜組成物に光重合反応を阻害しない物質であれば、例えば着色料等も添加することができるので、透明な基板１１上に装飾目的も兼ねた凸部２０を形成することも可能である。
【００３７】
尚、凸部２０成型後、樹脂膜１８を剥離してもよい。樹脂膜１８を基板１１上に残す場合には、樹脂膜１８を構成する樹脂膜組成物に、光学的記録媒体の情報の読み取りを妨害しないような透明な樹脂を用いるとよい。
【００３８】
また上記凸部の形成方法では、光学的記録媒体に凸部（エレベーション膜）を形成する場合について説明したが、本発明の凸部形成方法を様々な加工対象物の微細な立体装飾に用いることも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、加工対象物表面に微細なパターンの凸状樹脂膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）：本発明の樹脂膜形成方法と光学的記録媒体の一例を説明するための図
【図２】（ａ）〜（ｃ）：本発明の光学的記録媒体を樹脂膜形成の工程と共に説明するための断面図
【図３】従来技術の光学的記録媒体を説明するための断面図
【符号の説明】
１０……光学的記録媒体
１１……加工対象物（基板）
１３……記録膜（金属薄膜）
１７……パターン膜（マスクフィルム）
１８……樹脂膜
１９……凹部
２０……凸部（凸状樹脂膜）

Claims

加工対象物上に所望形状のパターン膜を形成する工程と、
前記加工対象物の前記パターン膜が形成された側に光重合性硬化樹脂を含有する樹脂膜組成物を供給する工程と、
少なくとも前記加工対象物上の樹脂膜組成物に紫外線を照射し、前記樹脂膜組成物を硬化させ、樹脂膜を形成する工程と、
前記パターン膜を該パターン膜上の前記樹脂膜と共に剥離して前記樹脂膜に凹部を形成する工程と、
前記凹部に光重合性硬化樹脂を含有する凸部組成物を供給し、前記樹脂膜表面より盛り上がった状態の前記凸部組成物の塗付層を形成する工程と、
前記凸部組成物の塗付層に紫外線を照射して、前記凸部組成物を硬化させる工程とを有する凸状樹脂膜形成方法。
前記樹脂膜組成物は、前記光重合性硬化樹脂と相溶性を示す第１の潤滑剤と、前記光重合性硬化樹脂に非相溶性を示す第２の潤滑剤とを有し、前記凸部組成物の前記光重合性硬化樹脂は少なくとも前記第２の潤滑剤と非相溶性を示すことを特徴とする請求項１記載の凸状樹脂膜形成方法。
前記第１の潤滑剤と前記第２の潤滑剤はシリコーン系潤滑剤であることを特徴とする請求項２記載の凸状樹脂膜形成方法。
前記凸部組成物の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の凸状樹脂膜形成方法。
前記凹部の底面から前記樹脂膜表面までの高さが３μｍ以上であることを特徴とする請求項４記載の凸状樹脂膜形成方法。
記録膜を有する円盤状の積層基板と、
前記積層基板上に形成された樹脂膜と、
前記樹脂膜に設けられ、前記積層基板の中心と中心が一致するリング状の凹部と、
前記凹部内に配置され、前記樹脂膜表面よりも表面が盛り上がって形成されたリング状の凸部とを有する光学記録媒体であって、
前記光学記録媒体を読み取り装置の載置台に載せるときには、前記凸部が前記搭載台に接触し、前記凸部よりも外周の領域は前記搭載台に接触しないように構成された光学記録媒体。