JP3980992B2 - 光学記録媒体の製造方法および光学記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学記録媒体の製造方法および光学記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学記録媒体例えば光ディスクの大容量化は、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を大きくし、集光スポットのサイズを小さくすることで達成できる。
【０００３】
例えばＣＤ（Compact Disc)では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、開口数ＮＡが０．４５であり、６５０ＭＢ（メガバイト）の容量であった。ＤＶＤ−ＲＯＭ(Digital Versatile Disc−ＲＯＭ：ディスク多用途ディスク−読み出し専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、開口数ＮＡが０．６とされ、４．７ＧＢ（ギガバイト）の容量となっている。さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、１００μｍ（０．１mm）の光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用いて、レーザ光波長を４５０ｎｍ以下、ＮＡを０．７８以上とすることによって、２２ＧＢＭ以上の大容量化が可能である。
【０００４】
さらなる大容量化を図るために、２層以上の光学記録層を設けた光ディスクが提案されており、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１３６４３２号公報
【０００６】
２層光ディスクの場合では、ディスク基板に対して第１の凹凸形状が形成され、その上に第１の光学記録層が形成され、さらに、紫外線硬化樹脂層（中間層と称される）が形成され、紫外線硬化樹脂層の上に半透過性の第２の凹凸形状が形成され、その上に第２の光学記録層が形成され、第２の光学記録層の上に保護層が形成されている。保護層の側からレーザ光が第１または第２の光学記録層に照射される。
【０００７】
通常、第１の凹凸形状は、ディスク基板を射出成形で作成する時に形成される。紫外線硬化樹脂層上の第２の凹凸形状を転写する方法として、射出成形にてスタンパの形状を転写する方法が考えられる。しかしながら、射出成形法では、２０〜３０μｍのような薄い紫外線硬化樹脂層に凹凸を形成することが不可能である。下記の特許文献２に記載されている２Ｐ法によって、第２の凹凸形状を形成することができる。
【０００８】
【特許文献２】
特公平８−２３９４１号公報
【０００９】
この特許文献２に記載された製造方法では、射出成形によって凹凸形状を有するディスク基板を形成し、このディスク基板上に第１の反射層を形成し、次に、その表面に第２の凹凸形状を有する透明スタンパを用意し、透明スタンパのピット面上に放射線硬化型樹脂を充填し、次に、ディスク基板の第１の反射層を下に向けて樹脂を挟んで透明スタンパ上に密着させ、その状態で放射線を照射して樹脂を硬化させ、樹脂の硬化後に透明スタンパを剥離し、第２の反射層を形成し、第２の凹凸形状上に第２の反射層を形成し、最後に第２の反射層の上に保護層を形成する。このように、硬化型樹脂と透明スタンパを使用する製造方法は、２Ｐ(Photopolymerization)法と称されるものである。
【００１０】
片面２層光ディスクに対して２Ｐ法を適用した場合では、ディスク基板が射出成形で形成され、その上に第１の光学記録層が形成され、透明スタンパ上に第２の光学記録層の凹凸形状が形成され、中間層が紫外線硬化樹脂から形成され、第２の光学記録層が中間層上に形成され、保護層が中間層の上に形成される。
【００１１】
また、凹凸部の上に第２の光学記録層４が形成されている樹脂（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＡ））スタンパを使用し、紫外線硬化樹脂の硬化後に樹脂スタンパを剥離するときに、光学記録層と樹脂スタンパの界面で剥離を行い、光学記録層４を中間層となる紫外線硬化樹脂層に転写する転写法が提案されている。
【００１２】
さらに、２Ｐ法以外にフィルムを第２の凹凸形状転写層または中間層として使用する方法が知られている。その一例は、要求される厚みのフィルムに対して凹凸形状が形成されている金型を圧着して凹凸形状を転写する。他の例として、紫外線硬化型のフィルムを使用し、未硬化のフィルムに対して凹凸を転写する方法がある。
【００１３】
上述した２Ｐ法は、ディスク基板上に樹脂を充填してその上に樹脂スタンパを密着させる方法であり、スタンパを押圧する工程において泡抜きが難しく製造時間が長くなる問題がある。また、ディスク基板とスタンパの平行度が保たれていない、ディスク基板の厚みが均一でない等の理由によって、紫外線硬化樹脂層（中間層）の膜厚を精度良く作成することが困難であった。また、第２の光学記録層をスタンパの剥離時に紫外線硬化樹脂層に転写する方法は、記録層を全面にわたって欠落無く転写するのが困難で、高度な技術を必要とする問題があった。
【００１４】
２Ｐ法では、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ってしまうために、後処理が必要となる問題があった。さらに、第２の光学記録層の凹凸形状を形成するために使用する樹脂スタンパの寿命が短く、例えば１回の使用で廃棄しなければならないために、廃棄量が多く、製造コストが上昇する問題があった。
【００１５】
また、フィルムを使用する方法は、フィルムが高価であり、円形の基板形状にフィルムを打ち抜くために、捨てる部分が多くなり、結果的に製造コストが高くなる問題があった。また、中間層を形成する時には、例えば２５μｍの厚みのフィルムを使用し、保護層を形成する時には、例えば７５μｍの厚みのフィルムを使用することになる。このように厚みが極めて薄いフィルムは、取り扱いが困難となり、均一に貼ることが難しい問題がある。紫外線硬化樹脂フィルムを使用して樹脂スタンパを使用する場合には、２Ｐ法と同様に、スタンパの廃棄量が多くなり、製造コストが高くなる問題が生じる。
【００１６】
上述した２Ｐ法その他の従来の製造方法の持つ問題点を解消することができる光学記録媒体の製造方法が先に本願出願人によって提案されている。この製造方法は、紫外線硬化樹脂層を硬化または半硬化させた後に、スタンパを紫外線硬化樹脂層に押し当てることによって、凹凸形状を転写する方法である。したがって、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板の厚みが不均一であっても、中間層の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない。また、凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した片面２層光ディスクの製造方法において、図１０に示すように、ディスクＤＣの一部に斜線領域Ｐ１、Ｐ２で示すように、スタンパの凹凸形状が良好に転写できない領域が生じ、転写ムラが生じる問題点があった。ディスクは、一例として半径が６０mmで、半径位置で２２mm〜５８．５mmの範囲に凹凸形状が形成されている。半径位置で３０mm〜４０mmの中周部で、上述した転写が不十分な領域が発生する傾向があることが認められた。この問題は、ディスク基板の厚みが中周部で他の部分と比較して５〜１０μｍ薄いことに起因して生じる。ディスク基板の厚みムラを数μｍ以下に抑えることは、非常に困難である。若し、転写ムラをなくそうとすると、スタンパを押し当てる時間を長くする必要があり、製造時間が長くなる問題が生じる。
【００１８】
したがって、この発明の目的は、２Ｐ法等における問題点を解決できると共に、転写ムラを防止することができる光学記録媒体の製造方法および光学記録媒体を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
第２の紫外線硬化樹脂層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第４の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第５の工程と、
第１の紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第６の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第７の工程とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２０】
請求項４の発明は、少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
第１の光学記録層の上に形成された第２の紫外線硬化樹脂層と、
第２の紫外線硬化樹脂層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
第１の紫外線硬化樹脂層の第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
第２の光学記録層上に形成された保護層とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体である。
【００２１】
請求項５の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
第１の紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
第１の工程の後で且つ第４の工程の前の段階で、基板の他面に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２２】
請求項８の発明は、少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
第１の光学記録層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
第１の紫外線硬化樹脂層の第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
第２の光学記録層上に形成された保護層と、
基板の他面に形成された第２の紫外線硬化樹脂層とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体である。
【００２３】
請求項９の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に紫外線硬化樹脂層を形成し、紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
第４の工程においてスタンパが押し当てられる基板を支持する部材の支持面上に合成樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、
紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、合成樹脂層が紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２４】
この発明は、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板１の厚みが不均一であっても、中間層３の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない。また、凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない。
【００２５】
また、この発明では、スタンパが押し当てられる第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされているので、転写が良好になされる。さらに、弾性率が第１の紫外線硬化樹脂層に比して低い第２の紫外線硬化樹脂層を設けているので、プレス時間が短くても転写ムラを防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施形態について説明する。最初に図１を参照してこの発明を適用できる片面２層光ディスクの一例について説明する。図１Ａに示すように、光ディスクＤＣは、中心部にセンターホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。光ディスクＤＣは、例えば直径が１２０mmのものである。情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数ＮＡが０．８以上の対物レンズＯＬによって、青〜青紫色の領域の波長のレーザ光ＬＴが照射される。
【００２７】
図１Ｂは、光ディスクＤＣのＡ−Ａ’線の断面図であり、図１Ｃは、図１Ｂの一部の拡大断面図である。参照符号１が厚さが０．３mm以上（例えば１．１mm）のポリカーボネートからなるディスク基板を示し、ディスク基板１の一面上に凹部１ｄが形成されている。凹部１ｄを含む凹凸に沿って第１の光学記録層２が形成されている。第１の光学記録層２の上に中間層３が形成されている。中間層３の表面に凹部３ｄが形成されている。この凹部３ｄを含む微細な凹凸形状に沿って第２の光学記録層４が形成されている。
【００２８】
第２の光学記録層４の上に７０〜８０μｍ例えば７５μｍの膜厚の光透過性の保護層５として、紫外線硬化樹脂等の接着層５ａによって光透過性樹脂フィルム５ｂが貼り合わされている。中間層３の厚みが３０〜２０μｍ例えば２５μｍとされ、ディスク全体の厚みが１．２mmとされている。なお、フィルムを使用せずに、紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布して保護層５を形成しても良い。
【００２９】
図１Ｂに示すように、上述した光ディスクＤＣの第１の光学記録層２または第２の光学記録層４に対して、対物レンズＯＬを介されたレーザ光ＬＴが保護層５の側から照射される。対物レンズＯＬの光ディスクからの距離を調整して、光学記録層２と４の何れか一方に焦点を合わせ、光学記録層２および４の一方に対して記録または再生がなされる。第２の光学記録層４は、半透過性であり、光学記録層４および中間層３を介してレーザ光ＬＴが第１の光学記録層２に照射される。再生時には、光学記録層２および４の焦点が合わされた一方の記録層で反射された戻り光が受光素子で受光される。
【００３０】
第１の光学記録層２の凹部１ｄを含む微細な凹凸形状、並びに第１の光学記録層２の凹部１ｄを含む微細な凹凸形状は、ピットパターンを形成する。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有する。ピットパターンは、読み出し専用ディスクの場合に形成されるものであり、光学記録層２および４は、アルミニウム等の反射膜で形成される。
【００３１】
書き込み可能な光ディスクの場合には、上述した微細な凹凸形状は、ランドおよびグルーブを形成する。例えば光ピックアップからみて近い部分がグルーブと定義され、光ピックアップからみて遠い部分がランドと定義される。グルーブとランドが交互に形成され、ランドおよびグルーブの一方の記録層またはその両方の記録層に対して信号が記録される。ランドおよびグルーブは、トラッキングのために使用され、また、スピンドルモータの回転制御に使用され、さらに、ウォブルされたグルーブによってディスク上の位置を示すアドレス情報を記録するために使用される。記録可能なディスクでは、このアドレス情報を参照して所望の位置にデータを記録している。
【００３２】
書き込み可能な光ディスクの場合には、光学記録層２および４のそれぞれは、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜等の記録膜、誘電体膜および反射膜が順に積層された構成を有する。層構成、層数は、記録材料の種類や設計によって異なる。なお、上述したピットまたはグルーブは、半径方向の位置で例えば２２mm〜５８．５mmの範囲にわたって形成される。
【００３３】
上述した２層の光学記録層を有する光ディスクに適用される製造方法の第１の実施形態について説明する。まず、マスタリング装置によって原盤が作成され、原盤に基づいてディスク基板用スタンパが作成される。基板用スタンパは、ディスク基板１に転写するための反転したパターンである凸部を含む凹凸形状が表面に形成されたものである。次に、射出成形によって、図２Ａに示す一面に凹凸形状を有するディスク基板１が作成される。読み取り専用ディスクにおいては、凹凸形状がピットパターンとなり、書き込み可能なディスクにおいては、凹凸形状がグルーブパターンとなる。
【００３４】
次に、図２Ｂに示すように、ディスク基板１の表面に空気、窒素ガス等のガスを吹き付けてダストを除去した後に、例えばスパッタリング法によって第１の光学記録層２が成膜される。読み出し専用ディスクの場合では、第１の光学記録層２がアルミニウム等の金属反射膜で構成される。書き込み可能なディスクの場合では、例えば光学記録層２は、反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜が順に積層されたものである。記録膜としては、相変化型の光学記録膜、光磁気記録膜、有機色素を含む記録膜等を使用できる。記録膜として相変化膜を成膜した場合には、所定の初期化光が照射され、相変化膜が結晶化（初期化）される。
【００３５】
次に、図２Ｃに示すように、例えばスピンコートによってエポキシ系、アクリレート系等の紫外線硬化樹脂が光学記録層２上に均一に塗布され、紫外線硬化樹脂層（以下、適宜クッション層と称する）６ａが形成される。そして、図２Ｄに示すように、上から紫外線ＵＶが全面に照射され、紫外線硬化樹脂が硬化される。
【００３６】
次に、図３Ａに示すように、例えばスピンコートによってエポキシ系、アクリレート系等の紫外線硬化樹脂がクッション層６ａ上に均一に塗布され、信号転写層としての中間層３が形成される。そして、図３Ｂに示すように、上から紫外線ＵＶが全面に照射され、紫外線硬化樹脂を硬化させ、中間層３が形成される。クッション層６ａと中間層３の合計の膜厚が２５μmm程度とされ、厚みのムラが±１μｍ以内程度とされる。中間層３の厚みは、形成される凹凸形状によって規定され、クッション層６ａの厚みは、ディスク基板１の厚みのムラを吸収することができる程度の弾性を持つように選ばれる。図では、クッション層６ａの厚みが中間層３の厚みより小に描かれているが、一例として、クッション層６ａの厚みが２０μｍとされ、中間層３の厚みが５μｍとされる。
【００３７】
次に、ディスク基板用スタンパと同様の方法で、凹凸形状を有する中間層用スタンパ２１が作成される。図３Ｃおよび図４Ａに示すように、作成された中間層用スタンパ２１が硬化した中間層３を上から所定の圧力例えば数１０００Ｎ／cm2程度で押し当てられる。このスタンピング工程によって、凹凸形状が中間層３の表面に転写される。
【００３８】
次に、図４Ｂに示すように、中間層３の表面に空気、窒素ガス等のガスを吹き付けてダストを除去した後に、例えばスパッタリング法によって半透過性の第２の光学記録層４が成膜される。読み出し専用ディスクの場合では、第２の光学記録層４がアルミニウム等の金属反射膜で構成される。書き込み可能なディスクの場合では、例えば光学記録層４は、反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜が順に積層されたものである。記録膜としては、相変化型の光学記録膜、光磁気記録膜、有機色素を含む記録膜等を使用できる。記録膜として相変化膜を成膜した場合には、所定の初期化光が照射され、相変化膜が結晶化（初期化）される。
【００３９】
次に、図４Ｃに示すように、第２の光学記録層４上に紫外線硬化樹脂等の接着層５ａが塗布などにより供給され、その上層に光透過性樹脂フィルム５ｂが重ね合わされる。この状態で高速回転させるスピンコートにより、第２の光学記録層４と光透過性樹脂フィルム５ｂの間隙に均一な膜厚となるように紫外線硬化樹脂が行き渡り、必要に応じて上面から押圧しながら紫外線を照射して接着層５ａが硬化され、接着層５ａと光透過性樹脂フィルム５ｂからなる光透過性の保護層５が形成される。接着層５ａと光透過性樹脂フィルム５ｂを合わせて例えば７５μｍ程度の膜厚とされる。
【００４０】
以上のようにして図１に示す構成の片面２層光ディスクが製造される。この発明の第１の実施形態においては、第１の光学記録層２上にスピンコートによって紫外線硬化樹脂が均一に塗布され、紫外線を照射して硬化させてクッション層６ａが形成され、さらに、クッション層６ａ上にスピンコートによって紫外線硬化樹脂が均一に塗布され、紫外線を照射して硬化させて中間層３が形成され、中間層３の表面にスタンパ２１が押し当てられるスタンピング工程によって、スタンパ２１の凹凸形状が中間層３に転写され、中間層３上に第２光学記録層４が形成される。
【００４１】
図５において、参照符号１１は、図３Ｂに示すように、中間層３が形成された段階の基板を示すものである。すなわち、ディスク基板１に第１の光学記録層２が形成され、その上にクッション層６ａが形成され、クッション層６ａの上に中間層３が形成されている。
【００４２】
図６は、上述したスタンピング工程において使用されるプレス装置を示す。図５に示される基板１１が固定側金型２２に取付けられる。一方、スタンパ２１が可動側金型２３に取り付けられる。これと逆に、基板１１を可動側金型２３に取付け、スタンパ２１を固定側金型２２に取付けても良い。そして、油圧等を利用してスタンパ２１が上述したような所定の圧力で基板１１の中間層に押し当てられる。それによってスタンパ２１の凹凸形状が中間層に転写される。
【００４３】
中間層３の表面の硬度は、スタンパ２１の微細な凹凸形状を中間層３の表面に良好に転写するためには、中間層３の表面硬度が固いことが重要で、鉛筆硬度でＨ以上、好ましくは、２Ｈとされる。この硬度によって転写性が向上される。また、クッション層６ａは、中間層３と比較して弾性率が低い紫外線硬化樹脂が使用される。弾性率は、加えられた力Ｐとそれによって生じた歪みＤ例えば体積変化率との比（Ｐ／Ｄ）である。弾性率が低いことは、力が加えられた時に変形しやすいことを意味し、クッション層６ａがクッションとしての機能を有する。プレス時にクッション層６ａが弾性変形し、ディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４４】
図７は、この発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態では、ディスク基板１の第１の光学記録層２が形成されている面と反対の他の面上にクッション層６ｂを設けるようにしたものである。クッション層６ｂは、上述したクッション層６ａと同様に、中間層３の紫外線硬化樹脂と比較して弾性率の低い紫外線硬化樹脂層で形成される。例えばディスク基板１の他の面に紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布し、その後紫外線を照射して樹脂を硬化させる。クッション層６ｂは、ディスク基板１が作成された後で、スタンパ２１が押し当てられるスタンピング工程の前の適当な段階で形成される。クッション層６ｂによって、ディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４５】
図８は、この発明の第３の実施形態を示す。図６を参照して説明したスタンピング工程において使用されるプレス装置の固定側金型２２上で、基板１１が取り付けられる位置にクッション層６ｃが形成される。クッション層６ｃは、上述したクッション層６ａおよび６ｂと同様に、中間層３の紫外線硬化樹脂と比較して弾性率の低い紫外線硬化樹脂層で形成される。例えば金型２２の表面に紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布し、その後紫外線を照射して樹脂を硬化させる。クッション層６ｃは、予め金型２２の表面に形成されている。クッション層６ｃによって、プレス時にディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４６】
図９は、スタンパが取り付けられる金型の温度と中間層３に対する転写率の関係を示すグラフである。アクリル系の紫外線硬化樹脂例えばＳＫ３１００（商品名、ソニーケミカル株式会社）を使用し、プレス条件が（圧力：３７ｔ、プレス時間：１０秒間）の場合で、半径位置が４０mmの測定結果を示す。転写率（％）は、（プレス後の転写されたピット深さ／スタンパのピット深さ）×１００で定義される。
【００４７】
図９に示すように、例えば金型温度が５０°Ｃで転写率が４．８％であり、６０°Ｃで転写率が８６．４％であり、７０°Ｃで転写率が９２．８％である。また、１００°Ｃでは転写率が４０％に低下する。したがって、このグラフからは、スタンパが取り付けられる金型の温度が６０°Ｃ〜９０°Ｃの範囲が好ましいことが分かる。
【００４８】
この発明について、より具体的な例にを説明する。ポリカーボネイトからなる直径１２０mmのディスク基板１を使用し、クッション層６ａとしてアクリル系紫外線硬化樹脂Ａ（大日本インキＳＤ−６６１、弾性率２ＭＰａ，３０°Ｃ時）を使用し、転写層としての中間層３に紫外線硬化樹脂Ｂ（ソニーケミカルＳＫ３１００、表面鉛筆硬度２Ｈ）を使用する。プレス力は、３７ｔ、プレス時間は、１０秒とした。クッション層６ａの厚みを２０μｍとし、中間層３の厚みを５μｍとした。この例における転写結果について以下に説明する。
【００４９】
クッション層６ａが無い場合では、使用した基板１の中周部（半径位置で３０mm〜４０mm）が他の部分と比べて、５〜１０μｍ薄いことからその部分の転写率が低下した。
【００５０】
クッション層６ａを設けた場合、ほぼ全面（半径位置で２５mm〜５０mm）で９０％以上の良好な転写率が得られた。
【００５１】
ディスク基板１の裏側にクッション層６ｂを付加した場合、ほぼ全面（半径位置で２５mm〜５０mm）で良好な転写が得られた。
【００５２】
クッション層を何ら設けない場合では、全面で良好な転写を得るためには、プレス時間を３分必要であった。
【００５３】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等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。例えばスタンパの凹凸形状を樹脂層に対して転写するスタンピング工程は、金型を密着させるプレスの方法に限らず、スタンパを基板上の中間層の上に重ねた状態で、基板、中間層およびスタンパをローラと固定台の隙間を通すことによって、中間層に凹凸形状を転写する方法を使用しても良い。また、光学記録層の構成は、上述したものに限らず、記録膜の材料などに応じて種々の構成とすることができ、光学記録層を３層以上持つようにしても良い。中間層に凹凸形状を転写した後に、その上に転写層を形成して転写を行う工程を繰り返すことで、３層以上の多層光ディスクを製造できる。また、３層以上の光ディスクであって、両面から読み取りを行う光ディスクの製造方法に対してもこの発明を適用できる。さらに、この発明は、円板状に限らずカード状の記録媒体に対しても適用できる。よりさらに、金型に形成するクッション層は、紫外線硬化樹脂以外の合成樹脂を使用して形成したものであっても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明では、紫外線硬化樹脂を硬化させてから凹凸形状を転写するので、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板１の厚みが不均一であっても、中間層３の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない利点がある。また、第２の光記録層４の凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない等の利点がある。
【００５５】
また、この発明によれば、クッション層を設けているので、スタンパの凹凸形状を転写する時に、クッション層の変形によってディスク基板の厚みムラが吸収され、ディスク全面にわたって転写ムラがなく、良好に転写を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できる片側読み取り方式の２層光ディスクの一例を説明するための略線図および断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図５】この発明の第１の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図６】スタンピングに使用する金型を説明するための略線図である。
【図７】この発明の第２の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図８】この発明の第３の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図９】スタンピング工程における温度コントロールの説明に使用する金型温度対転写率の関係を示す略線図である。
【図１０】転写ムラを説明するための略線図である。
【符号の説明】
１・・・ディスク基板、２・・・第１の光学記録層、３・・・中間層、４・・・第２の光学記録層、５・・・保護層、６ａ，６ｂ，６ｃ・・・クッション層、２１・・・中間層用スタンパ、２２・・・固定側金型
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学記録媒体の製造方法および光学記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学記録媒体例えば光ディスクの大容量化は、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を大きくし、集光スポットのサイズを小さくすることで達成できる。
【０００３】
例えばＣＤ（Compact Disc)では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、開口数ＮＡが０．４５であり、６５０ＭＢ（メガバイト）の容量であった。ＤＶＤ−ＲＯＭ(Digital Versatile Disc−ＲＯＭ：ディスク多用途ディスク−読み出し専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、開口数ＮＡが０．６とされ、４．７ＧＢ（ギガバイト）の容量となっている。さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、１００μｍ（０．１mm）の光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用いて、レーザ光波長を４５０ｎｍ以下、ＮＡを０．７８以上とすることによって、２２ＧＢＭ以上の大容量化が可能である。
【０００４】
さらなる大容量化を図るために、２層以上の光学記録層を設けた光ディスクが提案されており、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１３６４３２号公報
【０００６】
２層光ディスクの場合では、ディスク基板に対して第１の凹凸形状が形成され、その上に第１の光学記録層が形成され、さらに、紫外線硬化樹脂層（中間層と称される）が形成され、紫外線硬化樹脂層の上に半透過性の第２の凹凸形状が形成され、その上に第２の光学記録層が形成され、第２の光学記録層の上に保護層が形成されている。保護層の側からレーザ光が第１または第２の光学記録層に照射される。
【０００７】
通常、第１の凹凸形状は、ディスク基板を射出成形で作成する時に形成される。紫外線硬化樹脂層上の第２の凹凸形状を転写する方法として、射出成形にてスタンパの形状を転写する方法が考えられる。しかしながら、射出成形法では、２０〜３０μｍのような薄い紫外線硬化樹脂層に凹凸を形成することが不可能である。下記の特許文献２に記載されている２Ｐ法によって、第２の凹凸形状を形成することができる。
【０００８】
【特許文献２】
特公平８−２３９４１号公報
【０００９】
この特許文献２に記載された製造方法では、射出成形によって凹凸形状を有するディスク基板を形成し、このディスク基板上に第１の反射層を形成し、次に、その表面に第２の凹凸形状を有する透明スタンパを用意し、透明スタンパのピット面上に放射線硬化型樹脂を充填し、次に、ディスク基板の第１の反射層を下に向けて樹脂を挟んで透明スタンパ上に密着させ、その状態で放射線を照射して樹脂を硬化させ、樹脂の硬化後に透明スタンパを剥離し、第２の反射層を形成し、第２の凹凸形状上に第２の反射層を形成し、最後に第２の反射層の上に保護層を形成する。このように、硬化型樹脂と透明スタンパを使用する製造方法は、２Ｐ(Photopolymerization)法と称されるものである。
【００１０】
片面２層光ディスクに対して２Ｐ法を適用した場合では、ディスク基板が射出成形で形成され、その上に第１の光学記録層が形成され、透明スタンパ上に第２の光学記録層の凹凸形状が形成され、中間層が紫外線硬化樹脂から形成され、第２の光学記録層が中間層上に形成され、保護層が中間層の上に形成される。
【００１１】
また、凹凸部の上に第２の光学記録層４が形成されている樹脂（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＡ））スタンパを使用し、紫外線硬化樹脂の硬化後に樹脂スタンパを剥離するときに、光学記録層と樹脂スタンパの界面で剥離を行い、光学記録層４を中間層となる紫外線硬化樹脂層に転写する転写法が提案されている。
【００１２】
さらに、２Ｐ法以外にフィルムを第２の凹凸形状転写層または中間層として使用する方法が知られている。その一例は、要求される厚みのフィルムに対して凹凸形状が形成されている金型を圧着して凹凸形状を転写する。他の例として、紫外線硬化型のフィルムを使用し、未硬化のフィルムに対して凹凸を転写する方法がある。
【００１３】
上述した２Ｐ法は、ディスク基板上に樹脂を充填してその上に樹脂スタンパを密着させる方法であり、スタンパを押圧する工程において泡抜きが難しく製造時間が長くなる問題がある。また、ディスク基板とスタンパの平行度が保たれていない、ディスク基板の厚みが均一でない等の理由によって、紫外線硬化樹脂層（中間層）の膜厚を精度良く作成することが困難であった。また、第２の光学記録層をスタンパの剥離時に紫外線硬化樹脂層に転写する方法は、記録層を全面にわたって欠落無く転写するのが困難で、高度な技術を必要とする問題があった。
【００１４】
２Ｐ法では、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ってしまうために、後処理が必要となる問題があった。さらに、第２の光学記録層の凹凸形状を形成するために使用する樹脂スタンパの寿命が短く、例えば１回の使用で廃棄しなければならないために、廃棄量が多く、製造コストが上昇する問題があった。
【００１５】
また、フィルムを使用する方法は、フィルムが高価であり、円形の基板形状にフィルムを打ち抜くために、捨てる部分が多くなり、結果的に製造コストが高くなる問題があった。また、中間層を形成する時には、例えば２５μｍの厚みのフィルムを使用し、保護層を形成する時には、例えば７５μｍの厚みのフィルムを使用することになる。このように厚みが極めて薄いフィルムは、取り扱いが困難となり、均一に貼ることが難しい問題がある。紫外線硬化樹脂フィルムを使用して樹脂スタンパを使用する場合には、２Ｐ法と同様に、スタンパの廃棄量が多くなり、製造コストが高くなる問題が生じる。
【００１６】
上述した２Ｐ法その他の従来の製造方法の持つ問題点を解消することができる光学記録媒体の製造方法が先に本願出願人によって提案されている。この製造方法は、紫外線硬化樹脂層を硬化または半硬化させた後に、スタンパを紫外線硬化樹脂層に押し当てることによって、凹凸形状を転写する方法である。したがって、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板の厚みが不均一であっても、中間層の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない。また、凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した片面２層光ディスクの製造方法において、図１０に示すように、ディスクＤＣの一部に斜線領域Ｐ１、Ｐ２で示すように、スタンパの凹凸形状が良好に転写できない領域が生じ、転写ムラが生じる問題点があった。ディスクは、一例として半径が６０mmで、半径位置で２２mm〜５８．５mmの範囲に凹凸形状が形成されている。半径位置で３０mm〜４０mmの中周部で、上述した転写が不十分な領域が発生する傾向があることが認められた。この問題は、ディスク基板の厚みが中周部で他の部分と比較して５〜１０μｍ薄いことに起因して生じる。ディスク基板の厚みムラを数μｍ以下に抑えることは、非常に困難である。若し、転写ムラをなくそうとすると、スタンパを押し当てる時間を長くする必要があり、製造時間が長くなる問題が生じる。
【００１８】
したがって、この発明の目的は、２Ｐ法等における問題点を解決できると共に、転写ムラを防止することができる光学記録媒体の製造方法および光学記録媒体を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
第２の紫外線硬化樹脂層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第４の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第５の工程と、
第１の紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第６の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第７の工程とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２０】
請求項４の発明は、少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
第１の光学記録層の上に形成された第２の紫外線硬化樹脂層と、
第２の紫外線硬化樹脂層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
第１の紫外線硬化樹脂層の第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
第２の光学記録層上に形成された保護層とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体である。
【００２１】
請求項５の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
第１の紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
第１の工程の後で且つ第４の工程の前の段階で、基板の他面に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２２】
請求項８の発明は、少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
第１の光学記録層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
第１の紫外線硬化樹脂層の第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
第２の光学記録層上に形成された保護層と、
基板の他面に形成された第２の紫外線硬化樹脂層とからなり、
第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、第２の紫外線硬化樹脂層が第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体である。
【００２３】
請求項９の発明は、光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
第１の光学記録層の上に紫外線硬化樹脂層を形成し、紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを硬化した紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
紫外線硬化樹脂層の凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
第４の工程においてスタンパが押し当てられる基板を支持する部材の支持面上に合成樹脂層を形成し、第２の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、
紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、合成樹脂層が紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
【００２４】
この発明は、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板１の厚みが不均一であっても、中間層３の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない。また、凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない。
【００２５】
また、この発明では、スタンパが押し当てられる第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされているので、転写が良好になされる。さらに、弾性率が第１の紫外線硬化樹脂層に比して低い第２の紫外線硬化樹脂層を設けているので、プレス時間が短くても転写ムラを防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施形態について説明する。最初に図１を参照してこの発明を適用できる片面２層光ディスクの一例について説明する。図１Ａに示すように、光ディスクＤＣは、中心部にセンターホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。光ディスクＤＣは、例えば直径が１２０mmのものである。情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数ＮＡが０．８以上の対物レンズＯＬによって、青〜青紫色の領域の波長のレーザ光ＬＴが照射される。
【００２７】
図１Ｂは、光ディスクＤＣのＡ−Ａ’線の断面図であり、図１Ｃは、図１Ｂの一部の拡大断面図である。参照符号１が厚さが０．３mm以上（例えば１．１mm）のポリカーボネートからなるディスク基板を示し、ディスク基板１の一面上に凹部１ｄが形成されている。凹部１ｄを含む凹凸に沿って第１の光学記録層２が形成されている。第１の光学記録層２の上に中間層３が形成されている。中間層３の表面に凹部３ｄが形成されている。この凹部３ｄを含む微細な凹凸形状に沿って第２の光学記録層４が形成されている。
【００２８】
第２の光学記録層４の上に７０〜８０μｍ例えば７５μｍの膜厚の光透過性の保護層５として、紫外線硬化樹脂等の接着層５ａによって光透過性樹脂フィルム５ｂが貼り合わされている。中間層３の厚みが３０〜２０μｍ例えば２５μｍとされ、ディスク全体の厚みが１．２mmとされている。なお、フィルムを使用せずに、紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布して保護層５を形成しても良い。
【００２９】
図１Ｂに示すように、上述した光ディスクＤＣの第１の光学記録層２または第２の光学記録層４に対して、対物レンズＯＬを介されたレーザ光ＬＴが保護層５の側から照射される。対物レンズＯＬの光ディスクからの距離を調整して、光学記録層２と４の何れか一方に焦点を合わせ、光学記録層２および４の一方に対して記録または再生がなされる。第２の光学記録層４は、半透過性であり、光学記録層４および中間層３を介してレーザ光ＬＴが第１の光学記録層２に照射される。再生時には、光学記録層２および４の焦点が合わされた一方の記録層で反射された戻り光が受光素子で受光される。
【００３０】
第１の光学記録層２の凹部１ｄを含む微細な凹凸形状、並びに第１の光学記録層２の凹部１ｄを含む微細な凹凸形状は、ピットパターンを形成する。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有する。ピットパターンは、読み出し専用ディスクの場合に形成されるものであり、光学記録層２および４は、アルミニウム等の反射膜で形成される。
【００３１】
書き込み可能な光ディスクの場合には、上述した微細な凹凸形状は、ランドおよびグルーブを形成する。例えば光ピックアップからみて近い部分がグルーブと定義され、光ピックアップからみて遠い部分がランドと定義される。グルーブとランドが交互に形成され、ランドおよびグルーブの一方の記録層またはその両方の記録層に対して信号が記録される。ランドおよびグルーブは、トラッキングのために使用され、また、スピンドルモータの回転制御に使用され、さらに、ウォブルされたグルーブによってディスク上の位置を示すアドレス情報を記録するために使用される。記録可能なディスクでは、このアドレス情報を参照して所望の位置にデータを記録している。
【００３２】
書き込み可能な光ディスクの場合には、光学記録層２および４のそれぞれは、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜等の記録膜、誘電体膜および反射膜が順に積層された構成を有する。層構成、層数は、記録材料の種類や設計によって異なる。なお、上述したピットまたはグルーブは、半径方向の位置で例えば２２mm〜５８．５mmの範囲にわたって形成される。
【００３３】
上述した２層の光学記録層を有する光ディスクに適用される製造方法の第１の実施形態について説明する。まず、マスタリング装置によって原盤が作成され、原盤に基づいてディスク基板用スタンパが作成される。基板用スタンパは、ディスク基板１に転写するための反転したパターンである凸部を含む凹凸形状が表面に形成されたものである。次に、射出成形によって、図２Ａに示す一面に凹凸形状を有するディスク基板１が作成される。読み取り専用ディスクにおいては、凹凸形状がピットパターンとなり、書き込み可能なディスクにおいては、凹凸形状がグルーブパターンとなる。
【００３４】
次に、図２Ｂに示すように、ディスク基板１の表面に空気、窒素ガス等のガスを吹き付けてダストを除去した後に、例えばスパッタリング法によって第１の光学記録層２が成膜される。読み出し専用ディスクの場合では、第１の光学記録層２がアルミニウム等の金属反射膜で構成される。書き込み可能なディスクの場合では、例えば光学記録層２は、反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜が順に積層されたものである。記録膜としては、相変化型の光学記録膜、光磁気記録膜、有機色素を含む記録膜等を使用できる。記録膜として相変化膜を成膜した場合には、所定の初期化光が照射され、相変化膜が結晶化（初期化）される。
【００３５】
次に、図２Ｃに示すように、例えばスピンコートによってエポキシ系、アクリレート系等の紫外線硬化樹脂が光学記録層２上に均一に塗布され、紫外線硬化樹脂層（以下、適宜クッション層と称する）６ａが形成される。そして、図２Ｄに示すように、上から紫外線ＵＶが全面に照射され、紫外線硬化樹脂が硬化される。
【００３６】
次に、図３Ａに示すように、例えばスピンコートによってエポキシ系、アクリレート系等の紫外線硬化樹脂がクッション層６ａ上に均一に塗布され、信号転写層としての中間層３が形成される。そして、図３Ｂに示すように、上から紫外線ＵＶが全面に照射され、紫外線硬化樹脂を硬化させ、中間層３が形成される。クッション層６ａと中間層３の合計の膜厚が２５μmm程度とされ、厚みのムラが±１μｍ以内程度とされる。中間層３の厚みは、形成される凹凸形状によって規定され、クッション層６ａの厚みは、ディスク基板１の厚みのムラを吸収することができる程度の弾性を持つように選ばれる。図では、クッション層６ａの厚みが中間層３の厚みより小に描かれているが、一例として、クッション層６ａの厚みが２０μｍとされ、中間層３の厚みが５μｍとされる。
【００３７】
次に、ディスク基板用スタンパと同様の方法で、凹凸形状を有する中間層用スタンパ２１が作成される。図３Ｃおよび図４Ａに示すように、作成された中間層用スタンパ２１が硬化した中間層３を上から所定の圧力例えば数１０００Ｎ／cm2程度で押し当てられる。このスタンピング工程によって、凹凸形状が中間層３の表面に転写される。
【００３８】
次に、図４Ｂに示すように、中間層３の表面に空気、窒素ガス等のガスを吹き付けてダストを除去した後に、例えばスパッタリング法によって半透過性の第２の光学記録層４が成膜される。読み出し専用ディスクの場合では、第２の光学記録層４がアルミニウム等の金属反射膜で構成される。書き込み可能なディスクの場合では、例えば光学記録層４は、反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜が順に積層されたものである。記録膜としては、相変化型の光学記録膜、光磁気記録膜、有機色素を含む記録膜等を使用できる。記録膜として相変化膜を成膜した場合には、所定の初期化光が照射され、相変化膜が結晶化（初期化）される。
【００３９】
次に、図４Ｃに示すように、第２の光学記録層４上に紫外線硬化樹脂等の接着層５ａが塗布などにより供給され、その上層に光透過性樹脂フィルム５ｂが重ね合わされる。この状態で高速回転させるスピンコートにより、第２の光学記録層４と光透過性樹脂フィルム５ｂの間隙に均一な膜厚となるように紫外線硬化樹脂が行き渡り、必要に応じて上面から押圧しながら紫外線を照射して接着層５ａが硬化され、接着層５ａと光透過性樹脂フィルム５ｂからなる光透過性の保護層５が形成される。接着層５ａと光透過性樹脂フィルム５ｂを合わせて例えば７５μｍ程度の膜厚とされる。
【００４０】
以上のようにして図１に示す構成の片面２層光ディスクが製造される。この発明の第１の実施形態においては、第１の光学記録層２上にスピンコートによって紫外線硬化樹脂が均一に塗布され、紫外線を照射して硬化させてクッション層６ａが形成され、さらに、クッション層６ａ上にスピンコートによって紫外線硬化樹脂が均一に塗布され、紫外線を照射して硬化させて中間層３が形成され、中間層３の表面にスタンパ２１が押し当てられるスタンピング工程によって、スタンパ２１の凹凸形状が中間層３に転写され、中間層３上に第２光学記録層４が形成される。
【００４１】
図５において、参照符号１１は、図３Ｂに示すように、中間層３が形成された段階の基板を示すものである。すなわち、ディスク基板１に第１の光学記録層２が形成され、その上にクッション層６ａが形成され、クッション層６ａの上に中間層３が形成されている。
【００４２】
図６は、上述したスタンピング工程において使用されるプレス装置を示す。図５に示される基板１１が固定側金型２２に取付けられる。一方、スタンパ２１が可動側金型２３に取り付けられる。これと逆に、基板１１を可動側金型２３に取付け、スタンパ２１を固定側金型２２に取付けても良い。そして、油圧等を利用してスタンパ２１が上述したような所定の圧力で基板１１の中間層に押し当てられる。それによってスタンパ２１の凹凸形状が中間層に転写される。
【００４３】
中間層３の表面の硬度は、スタンパ２１の微細な凹凸形状を中間層３の表面に良好に転写するためには、中間層３の表面硬度が固いことが重要で、鉛筆硬度でＨ以上、好ましくは、２Ｈとされる。この硬度によって転写性が向上される。また、クッション層６ａは、中間層３と比較して弾性率が低い紫外線硬化樹脂が使用される。弾性率は、加えられた力Ｐとそれによって生じた歪みＤ例えば体積変化率との比（Ｐ／Ｄ）である。弾性率が低いことは、力が加えられた時に変形しやすいことを意味し、クッション層６ａがクッションとしての機能を有する。プレス時にクッション層６ａが弾性変形し、ディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４４】
図７は、この発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態では、ディスク基板１の第１の光学記録層２が形成されている面と反対の他の面上にクッション層６ｂを設けるようにしたものである。クッション層６ｂは、上述したクッション層６ａと同様に、中間層３の紫外線硬化樹脂と比較して弾性率の低い紫外線硬化樹脂層で形成される。例えばディスク基板１の他の面に紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布し、その後紫外線を照射して樹脂を硬化させる。クッション層６ｂは、ディスク基板１が作成された後で、スタンパ２１が押し当てられるスタンピング工程の前の適当な段階で形成される。クッション層６ｂによって、ディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４５】
図８は、この発明の第３の実施形態を示す。図６を参照して説明したスタンピング工程において使用されるプレス装置の固定側金型２２上で、基板１１が取り付けられる位置にクッション層６ｃが形成される。クッション層６ｃは、上述したクッション層６ａおよび６ｂと同様に、中間層３の紫外線硬化樹脂と比較して弾性率の低い紫外線硬化樹脂層で形成される。例えば金型２２の表面に紫外線硬化樹脂をスピンコートによって均一に塗布し、その後紫外線を照射して樹脂を硬化させる。クッション層６ｃは、予め金型２２の表面に形成されている。クッション層６ｃによって、プレス時にディスク基板１の厚みのムラが吸収され、厚みのムラに起因する転写ムラを防止することができる。また、後述するように、良好な転写を行うために、スタンパ２１が取り付けられる金型２３が適切な温度にコントロールされる。
【００４６】
図９は、スタンパが取り付けられる金型の温度と中間層３に対する転写率の関係を示すグラフである。アクリル系の紫外線硬化樹脂例えばＳＫ３１００（商品名、ソニーケミカル株式会社）を使用し、プレス条件が（圧力：３７ｔ、プレス時間：１０秒間）の場合で、半径位置が４０mmの測定結果を示す。転写率（％）は、（プレス後の転写されたピット深さ／スタンパのピット深さ）×１００で定義される。
【００４７】
図９に示すように、例えば金型温度が５０°Ｃで転写率が４．８％であり、６０°Ｃで転写率が８６．４％であり、７０°Ｃで転写率が９２．８％である。また、１００°Ｃでは転写率が４０％に低下する。したがって、このグラフからは、スタンパが取り付けられる金型の温度が６０°Ｃ〜９０°Ｃの範囲が好ましいことが分かる。
【００４８】
この発明について、より具体的な例にを説明する。ポリカーボネイトからなる直径１２０mmのディスク基板１を使用し、クッション層６ａとしてアクリル系紫外線硬化樹脂Ａ（大日本インキＳＤ−６６１、弾性率２ＭＰａ，３０°Ｃ時）を使用し、転写層としての中間層３に紫外線硬化樹脂Ｂ（ソニーケミカルＳＫ３１００、表面鉛筆硬度２Ｈ）を使用する。プレス力は、３７ｔ、プレス時間は、１０秒とした。クッション層６ａの厚みを２０μｍとし、中間層３の厚みを５μｍとした。この例における転写結果について以下に説明する。
【００４９】
クッション層６ａが無い場合では、使用した基板１の中周部（半径位置で３０mm〜４０mm）が他の部分と比べて、５〜１０μｍ薄いことからその部分の転写率が低下した。
【００５０】
クッション層６ａを設けた場合、ほぼ全面（半径位置で２５mm〜５０mm）で９０％以上の良好な転写率が得られた。
【００５１】
ディスク基板１の裏側にクッション層６ｂを付加した場合、ほぼ全面（半径位置で２５mm〜５０mm）で良好な転写が得られた。
【００５２】
クッション層を何ら設けない場合では、全面で良好な転写を得るためには、プレス時間を３分必要であった。
【００５３】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等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。例えばスタンパの凹凸形状を樹脂層に対して転写するスタンピング工程は、金型を密着させるプレスの方法に限らず、スタンパを基板上の中間層の上に重ねた状態で、基板、中間層およびスタンパをローラと固定台の隙間を通すことによって、中間層に凹凸形状を転写する方法を使用しても良い。また、光学記録層の構成は、上述したものに限らず、記録膜の材料などに応じて種々の構成とすることができ、光学記録層を３層以上持つようにしても良い。中間層に凹凸形状を転写した後に、その上に転写層を形成して転写を行う工程を繰り返すことで、３層以上の多層光ディスクを製造できる。また、３層以上の光ディスクであって、両面から読み取りを行う光ディスクの製造方法に対してもこの発明を適用できる。さらに、この発明は、円板状に限らずカード状の記録媒体に対しても適用できる。よりさらに、金型に形成するクッション層は、紫外線硬化樹脂以外の合成樹脂を使用して形成したものであっても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明では、紫外線硬化樹脂を硬化させてから凹凸形状を転写するので、２Ｐ法と比較して困難な泡抜き工程が不要となり、製造が容易で製造時間を短縮でき、また、ディスク基板１の厚みが不均一であっても、中間層３の膜厚を精度良く制御でき、さらに、ディスク外周にあふれた紫外線硬化樹脂がバリ状に残ることがなく、後処理を不要とでき、よりさらに、樹脂スタンパを使用しないので、製造コストが上昇しない利点がある。また、第２の光記録層４の凹凸形状を転写するためにフィルムを使用する方法と比較して、高価なフィルムを使用しないで良く、製造コストが高くならない等の利点がある。
【００５５】
また、この発明によれば、クッション層を設けているので、スタンパの凹凸形状を転写する時に、クッション層の変形によってディスク基板の厚みムラが吸収され、ディスク全面にわたって転写ムラがなく、良好に転写を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できる片側読み取り方式の２層光ディスクの一例を説明するための略線図および断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法を説明するための略線図である。
【図５】この発明の第１の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図６】スタンピングに使用する金型を説明するための略線図である。
【図７】この発明の第２の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図８】この発明の第３の実施形態においてスタンパが押し当てられる基板を説明するための略線図である。
【図９】スタンピング工程における温度コントロールの説明に使用する金型温度対転写率の関係を示す略線図である。
【図１０】転写ムラを説明するための略線図である。
【符号の説明】
１・・・ディスク基板、２・・・第１の光学記録層、３・・・中間層、４・・・第２の光学記録層、５・・・保護層、６ａ，６ｂ，６ｃ・・・クッション層、２１・・・中間層用スタンパ、２２・・・固定側金型
Claims (11)
- 光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
上記基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
上記第１の光学記録層の上に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、上記第２の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
上記第２の紫外線硬化樹脂層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、上記第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第４の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを上記硬化した上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第５の工程と、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の上記凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第６の工程と、
上記第２の光学記録層上に保護層を形成する第７の工程とからなり、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、上記第２の紫外線硬化樹脂層が上記第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法。 - 請求項１において、
上記第１の光学記録層が全反射性であり、上記第２の光学記録層が半透過性である光学記録媒体の製造方法。 - 請求項１において、
紫外線硬化樹脂層をスピンコートすることによって上記第１および第２の紫外線硬化樹脂層をそれぞれ形成する光学記録媒体の製造方法。 - 少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
上記基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
上記第１の光学記録層の上に形成された第２の紫外線硬化樹脂層と、
上記第２の紫外線硬化樹脂層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の上記第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
上記第２の光学記録層上に形成された保護層とからなり、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、上記第２の紫外線硬化樹脂層が上記第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体。 - 光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
上記基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
上記第１の光学記録層の上に第１の紫外線硬化樹脂層を形成し、上記第１の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを上記硬化した上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の上記凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
上記第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
上記第１の工程の後で且つ上記第４の工程の前の段階で、上記基板の他面に第２の紫外線硬化樹脂層を形成し、上記第２の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、上記第２の紫外線硬化樹脂層が上記第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法。 - 請求項５において、
上記第１の光学記録層が全反射性であり、上記第２の光学記録層が半透過性である光学記録媒体の製造方法。 - 請求項５において、
紫外線硬化樹脂層をスピンコートすることによって上記第１および第２の紫外線硬化樹脂層をそれぞれ形成する光学記録媒体の製造方法。 - 少なくとも２層の光学記録層を有する光学記録媒体において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板と、
上記基板の一面に形成された第１の光学記録層と、
上記第１の光学記録層の上に形成され、微細な凹凸形状を有するスタンパがその表面に押し当てられることによって、第２の凹凸形状が転写された第１の紫外線硬化樹脂層と、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の上記第２の凹凸形状の形成面に形成された第２の光学記録層と、
上記第２の光学記録層上に形成された保護層と、
上記基板の他面に形成された第２の紫外線硬化樹脂層とからなり、
上記第１の紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、上記第２の紫外線硬化樹脂層が上記第１の紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体。 - 光学記録媒体の製造方法において、
一面に微細な第１の凹凸形状を有する基板を作成する第１の工程と、
上記基板の一面に第１の光学記録層を形成する第２の工程と、
上記第１の光学記録層の上に紫外線硬化樹脂層を形成し、上記紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して硬化させる第３の工程と、
微細な凹凸形状を有するスタンパを上記硬化した上記紫外線硬化樹脂層の表面に押し当て、上記紫外線硬化樹脂層の表面に第２の凹凸形状を転写する第４の工程と、
上記紫外線硬化樹脂層の上記凹凸形状の形成面に第２の光学記録層を形成する第５の工程と、
上記第２の光学記録層上に保護層を形成する第６の工程とからなり、
上記第４の工程において上記スタンパが押し当てられる上記基板を支持する部材の支持面上に合成樹脂層を形成し、
上記紫外線硬化樹脂層の表面が鉛筆硬度でＨ以上とされ、上記合成樹脂層が上記紫外線硬化樹脂層に比して弾性率が低くされたことを特徴とする光学記録媒体の製造方法。 - 請求項９において、
上記第１の光学記録層が全反射性であり、上記第２の光学記録層が半透過性である光学記録媒体の製造方法。 - 請求項９において、
紫外線硬化樹脂層をスピンコートすることによって上記紫外線硬化樹脂層および上記合成樹脂層をそれぞれ形成する光学記録媒体の製造方法。
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