JP3749470B2

JP3749470B2 - ディスク状基板材料の製造方法

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Publication number: JP3749470B2
Application number: JP2001342502A
Authority: JP
Inventors: 守宇佐美; 裕一川口; 研二山家; 由美坂井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: TWI273592B; US20030085479A1; TW200300255A; JP2003151180A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクに加工されるディスク状基板材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のディスク状光記録媒体（光ディスク）は、マスタリング工程によって形成されたスタンパを、射出成形機に設置された金型内に取り付け、情報記録面となる領域を射出成形することにより樹脂製のディスク状基板材料を形成し、これに記録可能に構成された記録層等や再生可能に構成するために設けた反射層等を形成し、その上に樹脂による保護層を設けて製造している。
【０００３】
これらのディスクは、前記ディスク状基板材料を通して所定のレーザー光を照射しつつ回転させることにより、情報の記録及び／又は再生を行っている。
【０００４】
従来、光ディスクの製造は、基板射出成形の際に、金型のキャビティ内にスタンパを取付け、その表面の凹凸をディスク状基板材料の表面に転写して情報記録面となる領域を形成し、更に、反射膜や記録可能に構成された記録層等を形成後、次の工程において、例えばスピンコート法により、樹脂製の保護層等を形成することにより完成品としている。
【０００５】
前記ＣＤやＤＶＤは、通常その中心位置に記録及び／又は再生時に光ディスクの位置決めに利用するための中心孔（ここでは直径１５ｍｍ）が形成されている。
【０００６】
又、前記のような、金型内に設けられるスタンパは、通常、前記光ディスクの中心孔より大きな貫通孔を備えていて、この貫通孔を利用して、金型内で位置決めや溶融材料を注入する等の目的に利用されている。この貫通孔はＣＤやＤＶＤの場合は、直径が２０〜３８ｍｍである。
【０００７】
一方、最近、例えば特開平８−２３５６３８号公報に開示されるように、光を透過させる必要がない、即ち光学的な厚さ要求がない支持層（保護層）をディスク状基板材料（基板）として射出成形により厚く形成し、この基板の情報記録面側に、情報を再生可能に構成するために設けた反射膜、又は記録可能に構成された記録層等を形成後、その上に記録再生用レーザー光を透過可能な透明樹脂層による光透過層（前記ＣＤ等では保護層に相当する樹脂層）を積層形成する製造方法によって製造される光ディスクが注目されている。
【０００８】
従来、光ディスクの製造は、基板射出成形の際に、図６に示されるように、金型装置１内で基板２の中心部と共に射出成形時のゲート内に固化しているスプルーランナー３を分離除去することにより、中心部に円形の中心孔２Ａを開けてディスク状基板材料を形成し、更に、前記反射膜や記録可能に構成された記録層等を形成後、次の工程において、例えばスピンコート法により、樹脂製の保護層や、光透過性樹脂からなる光透過層を形成することにより完成品としている。
【０００９】
前記金型装置１において、基板２は、上側の固定金型４と下側の可動金型５との間のキャビティ６内に形成されるものであり、スタンパ７は固定金型４にスタンパホルダ８を介して保持されている。図７の符号９はスプルブッシュを示し、このスプルブッシュ９から溶融樹脂がキャビティ６内に射出される。
【００１０】
金型装置１は、上記のような構成であるので、前記基板２の中心孔２Ａは、スプルーランナー３の最大径と略同一となり、一方、スタンパ７の中心の位置決め孔７Ａの内径は、スプルブッシュ９の外側にあるスタンパホルダ８の外径と略一致されるので、中心孔２Ａよりもかなり大きくなっている。
【００１１】
一方、前記のような光ディスクの、前記保護層又は前記光透過層の特徴的な製造方法の一つとして、特開平１０−２４９２６４号公報に開示されているように、光ディスクの中心孔を覆う蓋状部材を設置し、その上から樹脂を回転塗布して光ディスク全体に広げて硬化させることにより保護層（樹脂層）を形成する製造方法がある。この方法は、樹脂層の層厚が、特に半径方向にほぼ均一な状態となるように塗布面内で制御することが容易なため、光透過層を形成する特開１９９６−２３５６３８号公報にも適用可能とされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような樹脂層、特に保護層（５〜１０μｍ）より厚い光透過層（５０〜１５０μｍ）に回転塗布方法を適用し、より均一な状態の樹脂層を形成するためには、ディスク状基板材料の中心孔を塞ぐ蓋状部材が必要となる。
【００１３】
この製造方法では、蓋状部材がクリーンであることが望まれ、一つの蓋状部材を常に使う場合は、一度樹脂塗布に用いた後は洗浄を行なう等の工程が必要となったり、更には蓋状部材を使い捨てる等して、常に新しい（クリーンな）ものを用いなければならない。
【００１４】
又、前述のように、スピンコートの際に中心孔を蓋状部材によって閉じた場合、通常、光透過性樹脂はこの蓋状部材上からディスク状基板材料の表面に流下するので、蓋状部材とディスク状基板材料表面との段差に起因する樹脂層内部の気泡や樹脂層表面のスジムラが発生し易くなったり、層厚（膜厚）が不均一となったりするという問題点があった。
【００１５】
更に、図６に示される従来の金型装置１では、スタンパホルダ８によりスタンパ７を保持する場合、基板２の、スタンパホルダ８に接する部分は肉厚が不均一となり、且つ、これにより樹脂層形成の歩留まりが低下するという問題点があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の技術とは異なる観点からなされた製造方法に関するものであって、従来の一般的な樹脂層形成方法や、蓋状部材を用いた製造方法と比較して、工程を簡略化させると共に、より均一な厚み分布を有する樹脂層（光透過層）を形成可能とし、更には樹脂層形成の歩留まりを向上させるようにしたディスク基板材料の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究の結果、光ディスク製造工程の一つである射出成形の際に、ディスク状基板材料を、その中心部に中心孔を設けずに一旦成形して取り出し、このまま、成膜工程、樹脂層形成工程等を経て、その後に中心孔を形成して光ディスクを形成するようにし、又、前記射出成形の際に適用するスタンパの形状に着目し、その中心近傍に中心孔を設けないか又は得られる光ディスクの中心孔より小径の貫通孔を形成して、得られるディスク状基板材料の光透過層側面をスタンパによって形成し、上記課題を解決するようにした。
【００１８】
即ち、以下の発明によって上記問題点を解決することができる。
【００１９】
（１）情報記録面の所定領域上に種々機能層が形成され、情報の記録及び／又は再生が可能に構成された中心部に中心孔を有する光ディスクに加工されるディスク状基板材料を、金型及びこの金型のキャビティ内に配置されたスタンパを用いて、中心部に中心孔を有しない形状に製造する方法であって、前記スタンパには、その中心近傍位置に、前記中心孔以下の直径の貫通孔を形成することを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
【００２１】
（２）前記スタンパの転写面と反対側の面の少なくとも一部を吸引して前記金型に保持することを特徴とする（１）のディスク状基板材料の製造方法。
【００２２】
（３）前記スタンパの貫通孔の内径を離型手段が挿通可能程度とし、前記金型のキャビティ内に注入された前記溶融材料が固化した後、前記貫通孔から前記離型手段を突出させて、固化したディスク状基板材料を離型させることを特徴とする（１）又は（２）のディスク状基板材料の製造方法。
【００２３】
（４）前記スタンパの貫通孔の内径を溶融材料を注入可能程度とし、前記貫通孔から前記金型のキャビティ内に前記溶融材料を注入することを特徴とする（１）又は（２）のディスク状基板材料の製造方法。
【００２４】
（５）前記貫通孔から前記離型手段を突出させることのみにより、前記キャビティ内で固化したディスク状基板材料を離型させることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかのディスク状基板材料の製造方法。
【００２５】
（６）前記金型はホットランナ方式であり、溶融材料を固化温度よりも高い温度に維持して前記キャビティに注入することを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかのディスク状基板材料の製造方法。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１を参照して、本発明の実施の形態の第１例に係るディスク状基板材料及びこれから光ディスクを製造する方法について説明する。なお、ここでは、得られる光ディスクの中心孔の径は１５ｍｍとされている。
【００２８】
この製造方法では、まず、情報記録面形成用のパターンが形成されたスタンパ１０（図１（Ａ）参照）を、金型装置３０（図２参照）内にセットし、この金型装置３０のキャビティ内に、溶融した合成樹脂を射出してディスク状基板材料１２を成形する。
【００２９】
前記射出成形の過程で、ディスク状基板材料１２の中心部を抜くことなく、即ち中心孔を形成することなく、スプルーランナー１４が一体に付着したままのディスク状基板材料１２を金型装置３０から取り出し（図１（Ｂ）参照）、スパッタリング工程（図１（Ｃ）参照）、スピンコート工程（図１（Ｄ）参照）等を経て、最後に中心孔２８Ａをスプルーランナー１４とともに打抜くようにしたものである。
【００３０】
図２に示されるように、金型装置３０は、固定金型３２及び可動金型３４を有し、又、前記スタンパ１０はその中心に、内径が１０ｍｍの貫通孔１０Ａが形成されていて、金型装置３０内では、可動金型３４側に配置され、溶融合成樹脂を注入するためのゲート３３と反対側に配置される。
【００３１】
このゲート３３の上流側には、ホットランナ３５が設けられ、ゲート３３から金型内に注入される溶融状態の合成樹脂材料が固化温度よりも高い温度に保たれるようにしている。
【００３２】
上記のように、前記スタンパ１０は、可動金型３４側に配置されているが、この可動金型３４には、前記スタンパ１０を負圧により吸着固定するための吸着手段３６が設けられている。この吸着手段３６は、例えば背面から負圧が印加される連続発泡メタルからなり、スタンパ１０を吸引するとともに、樹脂の圧力に抗してスタンパ１０の平面（鏡面）を維持できるようにされている。
【００３３】
又、前記スタンパ１０の中央にある貫通孔１０Ａの位置には、例えばイジェクタピンからなる離型手段３８が配置され、前記貫通孔１０Ａを通って金型装置３０におけるキャビティ３１内に突出して、射出成形後固化されたディスク状基板材料１２を押して、固定金型３２から離間している可動金型３４から、ディスク状基板材料１２を離型させるようにしている。
【００３４】
ここで、スタンパ１０は、スタンパ１０の内周端部１０Ａによって、可動金型３４にスタンパ径方向の位置決めがなされるように構成されている。
【００３５】
この実施の形態の例の製造方法においては、溶融状態の合成樹脂を、前記ホットランナ３５を経てゲート３３から、キャビティ３１内に射出する。
【００３６】
キャビティ３１内でディスク状基板材料１２が固化した後は、可動金型３４を固定金型３２から離間させ、このとき、離型手段３８の先端を、前記貫通孔１０Ａから固定金型３２方向に突出させて、固化したディスク状基板材料１２を可動金型３４から離型させる。
【００３７】
図１、図２の符号１５は、スタンパ１０の、得られるディスク状基板材料１２の可動金型３４側の表面に形成されて情報記録面となる領域を形成するためのパターンを示す。このパターン１５は、中心孔２８を設けることで得られる光ディスクのフォーマットに合わせて設けられている。
【００３８】
金型装置３０から離型されたディスク状基板材料１２は、例えば図１（Ｃ）に示されるように、情報記録面１２Ａ上に、無機材料１６がスパッタリングされて薄膜１７が形成される。
【００３９】
スパッタリングによって薄膜１７が形成されたディスク状基板材料１２には、図１（Ｄ）に示されるように、光透過性樹脂層１９を形成する樹脂材料が例えばスピンコート法によって塗布される。ここでは、紫外線硬化樹脂を用い、塗布後に紫外線を照射して硬化させ、その後に、図１（Ｅ）に示されるように、超音波プレス２５等によりスプルーランナー１４部分を打抜いて所望の中心孔２８を形成し、光ディスクが完成する。
【００４０】
なお、上記実施の形態の例では、スタンパが可動側にある場合を例に挙げたが、次の実施の形態の第２例のように固定側に用いてもよい。
【００４１】
図３に示される実施の形態の第２例に用いる金型装置４０は、上側に固定金型４２、下側に可動金型４４が配置され、スタンパ１１は固定金型４２側に、前記と同様の吸着手段４６により吸着保持されている。図３の符号４５はスプルーランナー、４８は前記と同様の離型手段をそれぞれ示す。
【００４２】
このスタンパ１１の貫通孔１１Ａは、ディスク状基板材料４３の中心孔４３Ａよりも小径とされ、且つ、該貫通孔１１Ａにおいて、スプルブッシュ４２Ａの、図３において下端外周段部４２Ｂによって位置決めされている。この金型装置４０には、スタンパホルダが設けられていない。
【００４３】
次に、図４に示される本発明の実施の形態の第３例に用いる金型装置５０について説明する。
【００４４】
この金型装置５０は、上側に固定金型５２、下側に可動金型５４がそれぞれ配置して構成され、スタンパ１１は可動金型５４側に、前記と同様の吸着手段５６により吸着保持されている。
【００４５】
又、この実施の形態の第３例においては、突出ピンからなる離型手段５８が、固定金型５２側のゲート５９に対向する位置で、可動金型５４の中心位置に設けられている。
【００４６】
この実施の形態の第３例においても、形成されるディスク状基板材料５３の中心孔５３Ａの内径に対して、スタンパ１１の貫通孔１１Ａの内径が小さくなるようにされている。図４の符号５２Ａはスプルブッシュ、５４Ａはスタンパホルダ、５５はスプルーランナーをそれぞれ示す。
【００４７】
この実施の形態の第３例においては、ディスク状基板材料５３を射出成形して溶融樹脂が固化した後、可動金型５４を固定金型５２から離間させる際に、離型手段５８によって前記ディスク状基板材料１３の中心部にこれと一体に形成されているスプルーランナー５５を、図４において下方から押すことにより、可動金型５４からディスク状基板材料５３を離型させる。
【００５２】
なお、スタンパ１０、１１の吸着手段３６、４６、５６として、それぞれ負圧が印加される連続発泡メタルを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図５に示されるように、実施の形態の第２例の金型装置５０と同様の金型装置７０（図４におけると同一部分には同一符号を付する）において、スタンパ１１（１０）の情報エリア外の内周部及び／又は外周部に相当する位置で、金型に、負圧が印加される溝やスリットからなる吸着手段７６を設けて、スタンパを吸着する方法を用いてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、形成されるディスク状基板材料の表面に、金型部品などによる段差が無く、更には中心孔が無い状態で形成されることから、その後に形成される樹脂層の面内膜厚ばらつきを小さくすることができると共に、量産性に優れた方法であることから歩留まりの向上が望めるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例に係るディスク状基板材料及びこれから光ディスクを製造する方法を示す略示斜視図
【図２】同製造方法に用いる金型装置を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態の第２例の製造方法における金型装置を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態の第３例の製造方法における金型装置を示す断面図
【図５】上記各実施の形態の例におけると異なる態様のスタンパ吸着手段を用いた金型装置を示す断面図
【図６】従来の光ディスク製造に用いる金型装置を示す断面図
【符号の説明】
１０、１１、７１…スタンパ
１０Ａ…貫通孔
１２、４３、５３…ディスク状基板材料
１２Ａ…情報記録面
１４…パターン
２０…光ディスク
２０Ａ…中心部
３０、４０、７０…金型装置
３１…キャビティ
３２、４２、５２…固定金型
３３…ゲート
３４、４４、５４…可動金型
３５…ホットランナ
３６、４６、５６、７６…吸着手段
３８、４８、５８…離型手段

Claims

情報記録面の所定領域上に種々機能層が形成され、情報の記録及び／又は再生が可能に構成された中心部に中心孔を有する光ディスクに加工されるディスク状基板材料を、金型及びこの金型のキャビティ内に配置されたスタンパを用いて、中心部に中心孔を有しない形状に製造する方法であって、前記スタンパには、その中心近傍位置に、前記中心孔以下の直径の貫通孔を形成することを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
請求項１において、前記スタンパの転写面と反対側の面の少なくとも一部を吸引して前記金型に保持することを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
請求項１又は２において、前記スタンパの貫通孔の内径を離型手段が挿通可能程度とし、前記金型のキャビティ内に注入された前記溶融材料が固化した後、前記貫通孔から前記離型手段を突出させて、固化したディスク状基板材料を離型させることを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
請求項１又は２において、前記スタンパの貫通孔の内径を溶融材料を注入可能程度とし、前記貫通孔から前記金型のキャビティ内に前記溶融材料を注入することを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記貫通孔から前記離型手段を突出させることのみにより、前記キャビティ内で固化したディスク状基板材料を離型させることを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。
請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記金型はホットランナ方式であり、溶融材料を固化温度よりも高い温度に維持して前記キャビティに注入することを特徴とするディスク状基板材料の製造方法。