JP4078678B2 - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、光ディスク及び光ディスクの製造方法に関する。
背景技術
従来から、光ディスクを製造する代表的な方法として、例えば、射出成形（in jection molding）や、２Ｐ法（photo polymarization method）等が行われている。射出成形は、例えば、溶融したポリカーボネート（polycarbonate）樹脂を高圧力で、ディスクのスタンパを含む金型内に射出した後、これを固化させる方法である。一方、２Ｐ法は、光学特性のよいプラスチックの平板を用意し、これとスタンパとの間に紫外線によって硬化する光硬化（phote curing）性樹脂を充填した後、この光硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化させる方法である。
２Ｐ法の従来例としては、例えば、特開昭５３−８６７５６号公報に開示されたものがある。この公報には、電鋳（electroforming）によって作製されたニッケルマスター（以下、本明細書では、「マスター」とは、スタンパに相当するものを示す）から紫外線硬化性樹脂を用いてポリメチルメタクリレート（polymethacrylate）、ポリカーボネート等にパターンを転写する方法が記載されている。
前記スタンパは、通常、ガラス製の円盤（ガラス原板）に、フォトレジスト（photo-resist）を塗布し、レーザーカッティングマシンと呼ばれる露光装置で光ディスクのパターンを露光し、これを現像して形成されたパターン上にニッケルを厚く電鋳して製造される。
また、近年では、シリコンウエハを用いた光ディスクのマスターも使用されている。特開昭６１−６８７４６号公報には、シリコンウエハ上にシリコン酸化物を形成し、その上にフォトレジストを塗布して露光した後、このフォトレジストを現像し、次にシリコン酸化物をエッチングしてマスターを形成する方法が開示されている。また、特開平４−２９９９３７号公報には、シリコンウエハを直接エッチングしてマスターを形成する方法が開示されている。また、特開平４−３１０６２４号公報及び特開平４−３１１８３３号公報には、シリコンウエハを用いてマスターを作製することにより、記録密度が向上した光ディスクを得る方法が記載されている。そしてまた、特開平５−６２２５４号公報には、紫外線硬化性樹脂を使用し、シリコンウエハからなるマスターからプラスチック基板にパターンを転写する方法が開示されている。
しかしながら、前述したポリカーボネートを射出成形して光ディスクを製造する方法は、ディスクの一つ一つを個別に射出成形するため、量産性が低く、また、高精度な再現性が得られにくいという問題がある。
そこで、ポリカーボネートを押出成形（extrusion）して得られたシート材を打ち抜く等して、ディスク状に加工したものを使用することで、量産性を向上させることが考えられる。しかしながら、ポリカーボネートは、光学異方性が非常に大きいため、押出成形して得られたシート材を加工して得られたディスクは、ピックアップによる読み取り方向によって光学特性が異なってしまう。すなわち、ディスクの同心円上における光学特性が異なるものとなり、光ディスクとして使用することができないという問題がある。
一方、ポリカーボネートの代わりに光学異方性が低いアクリル（acrylic）を用いれば、前述した押出成形および加工により得られたディスクの光学特性は良好となるが、アクリルは吸湿性が高く、ディスクに反りが生じる等の変形が起こりやすいという問題がある。また、ディスク表面に反射膜、記録膜等を真空成形する場合に、ディスク中のガス（特に水分）を除去するのに非常に時間がかかるという問題もある。
発明の開示
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、量産性が高く、優れた光学特性を有し、かつ機械的精度及び機械的強度に優れた光ディスクを提供することを第１の課題とする。
また、この光ディスクを簡単に効率よく製造する方法を提供することを第２の課題とするものである。
第１の課題を解決するため、本発明は、基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面とを備えた光記録媒体であって、前記基板は、ポリオレフィン（polyolefin）系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートをディスク状に加工してなり、前記情報記録面が硬化性樹脂層からなる光ディスクを提供するものである。
ポリオレフィン系重合体は、光学異方性が小さく、吸湿性も少ないという性質を有するため、このような構成にすることで、量産性が高く、優れた光学特性を有し、かつ機械的精度に優れた光ディスクが得られる。
前記基板は、水平方向の複屈折の絶対値が１００nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が２０nm以下、さらに好ましくは、水平方向の複屈折の絶対値が５０nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が１０nm以下となるように構成することができる。
前記基板の水平方向の複屈折の絶対値が１００nm、厚み方向の複屈折の絶対値が２０nmを超えると、光ディスクの記録再生特性が低下するという問題が発生しやすくなる。
また、前記基板は、傾き角の絶対値を０．６度以下にすることができる。なお、本発明では、この「傾き角」を、「チルト（tilt）」または「傾斜ひずみ」あるいは「反り角」ともいう。また、前記基板は、厚み変異を５％以下にすることができる。そしてまた、前記材料のガラス転移点は、８０℃以上、１４０℃以下とすることができる。
前記基板は、傾き角の絶対値が０．６度を超えると、安定した記録再生が行えなくなるという問題が発生しやすくなる。また、前記基板は、厚み変異が５％を超えても同様の問題が生じる。
さらに、前記基板は、透明性が高い（透過率が９０％以上）ことが望ましい。また、前記基板は、吸湿率及び透湿率が低いこと（吸水率０．０１重量％以下（２３℃、２４時間）、透湿係数０．１以下（４０℃、９０％ＲＨ））であることが望ましい。さらにまた、前記基板は、耐溶剤性が高いことが望ましい。
また、前記基板は、前記シートを複数枚積層した積層体をディスク状に加工して得ることができる。このようにすることで、機械的強度がさらに向上する。
この積層体は、第１のシートを構成する材料の分子量と、当該第１のシートに接触して積層された第２のシートを構成する材料の分子量とが異なるように構成することができる。また、この積層体は、屈折率が異なるシートから構成することができる。さらにまた、この積層体は、ガラス転移点が各々異なる材料から構成された複数のシートから構成することができる。
そしてまた、前記硬化性樹脂層は、光硬化性樹脂層または熱硬化性樹脂層から構成することもできる。
また、上記第２の課題を解決するために、本発明は、基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面とを備えた光ディスクの製造方法であって、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、前記押出成形されたシートをディスク状に加工する工程と、前記加工工程後、前記基板面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、当該硬化性樹脂を介して、前記基板面にマスターの凹凸面を載置または載置・加圧する工程と、当該載置または載置・加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、を備えてなる光ディスクの製造方法を提供するものである。
そしてまた、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、当該シートを形成した後、該シート面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、当該硬化性樹脂を介して、前記シート面にマスターの凹凸面を載置または載置・加圧する工程と、当該載置または載置・加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、当該硬化性樹脂を硬化させた後、ディスク状に加工する工程と、を備えてなる光ディスクの製造方法を提供するものである。
この二つの製造方法を行うことで、前述した構造の光ディスクを簡単に効率よく製造することができる。
前記二つの製造方法は、前記シートを複数枚積層する工程をさらに備えることができる。この積層工程は、第１のシート上に、当該第１のシートを構成する材料と分子量が異なる材料から構成された第２のシートを積層する工程を備えることができる。さらにまた、前記積層工程は、屈折率が異なるシートを積層する工程を備えることができる。そしてまた、この積層工程は、ガラス転移点が互いに異なる材料からなるシートを積層する工程を備えることができる。
そしてまた、前記マスターとして、シリコン製またはニッケル製のマスターを使用することができる。
また、前記シートをシート状に成形する際に、プレスを行うことは好ましい。プレスを行うことにより、シートを適度な厚みに平坦化することができる。なお、プレスの回数は、１回でも複数回でもよい。プレスの回数が少なければ、光ディスクの製造に要する時間を短縮できる。
また、プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度１００度乃至２００度で行うことがこのましい。このようにすれば、シート材料の光学特性や機械特性をより改善することができる。光学特性の改善は、加圧により、シート材料となるポリオレフィン系重合体の配向が制限され、複屈折率が小さくなることによる。機械特性の改善は、プレスを行うことにより、押し出し直後の傾斜ひずみや反り現象が改善されることによる。
また、プレスを行う工程は、複数回のプレスを行うことが好ましい。プレスの回数を多くすればする程、シートの厚みをさらに適度に平坦化し、その複屈折率等の光学特性や傾斜ひずみや反り現象（tilt）等の機械特性をより改善することができるからである。
また、この製造方法は、光ディスクに限らず、シート材料の製造に適用することができる。すなわち、このシート材料の製造方法は、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、シート状に成形する工程により成形された材料全体に圧力を加えるプレスを行う工程と、を備える。このとき、プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度１００度乃至２００度で行うことが好ましい。これらにより、光学特性および機械特性の改善されたシート材料を製造できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施の形態１に係る光ディスクの断面図である。
第２図は、本発明の実施の形態１に係る光ディスクを製造する工程を段階的に示す断面図である。
Ａは成型工程を示す図である。
Ｂは光硬化性樹脂塗布工程を示す図である。
Ｃはシート加圧工程を示す図である。
Ｄはマスター剥離工程を示す図である。
第３図は、本発明の実施の形態１に係る光ディスク用基板の製造装置の説明図である。
第４図は、Ａ及びＢは、本発明の実施の形態１に係るシートの平面図である。
第５図は、本発明の実施の形態１に係る光硬化性樹脂を光ディスクマスターに塗布し、加圧するために使用する装置の一例を示す模式図である。
第６図は、本発明の実施の形態１に係る光硬化性樹脂の塗布工程、基板の加圧工程、および光ディスクマスターの剥離工程を示す他の模式図である。
第７図は、本発明の実施の形態１に係る基板と、比較品１及び比較品２について、半径方向の位置（mm）と、複屈折（nm）との関係を調査した結果を示す図である。
Ａは、本発明の実施の形態１に係る基板の結果を示す図である。
Ｂは、比較品１の結果を示す図である。
Ｃは、比較品２の結果を示す図である。
第８図は、本発明の実施の形態１に係る基板と、比較品１及び２について、半径方向の位置（mm）と、複屈折（nm）との関係を調査した結果を示す図である。
Ａは、本発明の実施の形態１に係る基板の結果を示す図である。
Ｂは、比較品１の結果を示す図である。
Ｃは、比較品２の結果を示す図である。
第９図は、本発明の実施の形態１に係るシート材料のガラス転移点Ｔｇ（℃）と、複屈折（nm）との関係について調査した結果を示す図である。
第１０図は、あるガラス転移点を備えた基板について耐候性試験を行った結果を示す図である。
第１１図は、本発明の実施の形態１に係るシート材料の複屈折率の測定結果を示す図である。
Ａは、本発明のプレス加工を行った結果を示す図である。
Ｂは、プレス加工を行わない場合の結果を示す図である。
第１２図は、本発明の実施の形態１に係るシート材料の反り角（tilt）の測定結果を示す図である。
Ａは、本発明のプレス加工を行った結果を示す図である。
Ｂは、プレス加工を行わない場合の結果を示す図である。
第１３図は、本発明の実施の形態２に係る光ディスクを製造する工程を段階的に示す断面図である。
Ａは光硬化性樹脂塗布工程を示す図である。
Ｂはシート加圧工程を示す図である。
Ｃはマスター剥離工程を示す図である。
第１４図は、本発明の実施の形態３に係る光ディスクの断面図である。
第１５図は、本発明の実施の形態４に係る光ディスクの断面図である。
第１６図は、本発明の実施の形態５に係る光ディスクマスターの製造工程を示す断面図である。
Ａはシリコンウェハ断面図である。
Ｂはフォトレジスト塗布工程を示す図である。
Ｃは露光工程を示す図である。
Ｄは現像工程を示す図である。
Ｅはエッチング工程を示す図である。
Ｆはフォトレジスト除去工程を示す図である。
第１７図は、本発明の実施の形態６に係る光ディスクマスターの他の製造工程を示す断面図である。
Ａはシリコンウェハ断面図である。
Ｂはフォトレジスト塗布工程を示す図である。
Ｃは露光工程を示す図である。
Ｄは現像工程を示す図である。
Ｅはエッチング工程を示す図である。
Ｆはフォトレジスト除去工程を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
第１図は、本発明の実施の形態に係る光記録媒体（光ディスク）の断面図、第２図は、シリコンウエハ製のマスターを用いて光ディスクを製造する工程を段階的に示す断面図である。第１図は、保護膜や反射膜等の記載は省略してある。
なお、本実施の形態では、円盤状の光記録媒体、すなわち光ディスクを製造する場合について説明するが、光記録媒体の形状は、円盤状に限らず、方形等であっても、また平板状に限らず曲面状であってもよい。
本実施の形態に係る光ディスクは、第１図に示すように、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートを円盤状に打ち抜き加工してなる基板１０１と、基板１０１上に形成され、所望の情報に基づくパターン（例えば、ピットや溝等）が形成された光硬化性樹脂層１０２と、から構成されている。なお、再生専用の光ディスクは、この基板１０１上に、順に、反射膜、および反射膜を保護する保護膜を形成することによって製造される。記録再生可能な光磁気ディスクは、この基板１０１上に、順に、保護膜、光磁気記録膜、反射膜が形成されることによって製造される。
（光ディスク製造工程）
次に、この構成を備えた光ディスクの製造方法について、第２図に示す工程に沿って説明する。
まず、第２図Ａに示す工程では、第１６図または第１７図で示される工程により、表面に光ディスクの情報記録面に転写すべき所望の凹凸パターンが形成されたシリコンウエハを成型して、光ディスクのマスター２０１を作製する。
次に、第２図Ｂに示す工程では、第２図Ａに示す工程で形成したマスター２０１上に、紫外線の照射により硬化する光硬化性樹脂２０２を塗布する。
次いで、第２図Ｃに示す工程では、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートをディスク状に打ち抜き加工して製造した平坦な基板２０3を、前記工程で塗布した光硬化性樹脂２０２上に載せて加圧する。このようにすることで、マスター２０１の表面に形成されている凹凸形状の隅々まで光硬化性樹脂２０２が浸入し、マスターの凹凸形状が光硬化性樹脂２０２に正確に転写される。次に、フラット基板２０３を介して光硬化性樹脂２０２に紫外線を照射し、この光硬化性樹脂２０２を硬化させ、前記凹凸形状が形成された光硬化性樹脂層２０２Ａをフラット基板２０３上に形成する。
次いで、第２図Ｄに示す工程では、光硬化性樹脂層２０２Ａからマスター２０１を剥離する。このようにして、フラット基板２０３上に、所望の凹凸パターンが形成された光硬化性樹脂層２０２Ａを形成した。
その後、反射膜の形成、保護層の形成等、所望の工程を行い、光ディスクを完成させる。
（基板製造工程）
次に、前記フラット基板２０３の製造工程について説明する。第３図に、基板の製造装置の外観図を示す。同図に示すように、本発明の基板の製造装置は、押し出し機２１０、プレス装置２１１および打ち抜き装置２１２を備えて構成される。以下、基板の製造工程を説明する。
ステップＳＴ１（押し出し工程）：押し出し工程では、まず、図示しない押し出し機中で加熱し加圧されて流動状態となったポリオフィレン系重合体樹脂が押し出し機２１０に供給される。押し出し機２１０は、供給された樹脂をダイ（die）から連続的に押し出し、ほぼ一定の厚さのシート状に成型する。なお、成型は、同図に示すようにローラによる他、平板によるものでもよい。
ステップＳＴ２（プレス工程）：プレス工程では、押し出し成型されたシートにさらに圧力を加えて、その特性を変化させる。なお、プレスの回数は、１回でも複数回でもよい。プレスの回数が少なければ、光ディスクの製造に要する時間を短縮できる。一方、プレスの回数を多くすればする程、シートの厚みをさらに適度に平坦化し、その複屈折率等の光学特性や傾斜ひずみや反り現象（tilt）等の機械特性をより改善することができる。すなわち、光ディスクのコスト制限と、その光ディスクに必要とされる光学特性や機械特性の見地から、適当なプレス回数を定めればよい。
第４図Ａに、このようにして成型されたシート２００の外形を示す。プレスは、大気雰囲気または窒素雰囲気下において、温度１００℃〜２００℃の条件の下で行うことが好ましい。このようなプレスを行うことにより、光ディスクの複屈折（double refraction）率等の光学特性や、傾斜ひずみや反り（tilt）等の機械特性を大幅に改善することができる。複屈折率は、光ディスク用の樹脂に要求される最も重要な物性であるため、この複屈折率の改善は重要である。例えば、光磁気方式による書換え可能型光ディスクでは、カー（Kerr）効果と呼ばれるわずかな偏光面回転を利用して情報を記録再生する。基板の複屈折率が大きいと、この複屈折率がレーザ光の偏光面回転に大きく影響するため、光ディスクから読み取った信号が、実際の情報に基づく偏光面回転角の変位なのか、基板の複屈折に基づく偏光面回転角の変位なのかを識別できなくなるからである。
具体的には、複屈折率の大きさは、ポリマーの分子構造と分子配向によって決まる。ポリマーの複屈折率をΔｎ、配向係数をｆおよびポリマーの固有屈折率をΔｎ0とすると、
Δｎ＝ｆ×Δｎ0
という関係がある。上式において、Δｎ0は、高分子のモノマー単体の分子鎖方向とその垂直方向との分極率差の関数で表わされるため、ポリマーごとに固有の値をとる。一方、配向係数ｆは、ポリマーの溶解状態における挙動に支配されやすいため、シートの成型条件に大きく依存する。ここで本実施形態のようにプレスを行うと、ポリマーの配向が制限され、配向係数ｆが小さくなる。つまり、プレスにより複屈折率が改善されるのである。
ステップＳＴ３（打ち抜き工程）：次に、押出成形により得られたシート２００を第４図Ｂに示すように円盤状に打ち抜き、フラット基板２０３を得る。そして、このフラット基板２０３に、例えば、大気圧プラズマ、コロナ放電、真空中でのプラズマエッチング等の前処理（活性化処理）を行う。
（光硬化性樹脂塗布工程）
第５図に、本実施の形態において、光硬化性樹脂を光ディスクマスターに塗布し、加圧するために使用する装置の一例を示す。この装置は、光ディスクマスター３０５を載置するマスター保持台３０９と、マスター保持台３０９上に載置した光ディスクマスター３０５に光硬化性樹脂を塗布するディスペンサ３０２と、光ディスクマスター３０５上に塗布された光硬化性樹脂上に載置・加圧される平坦な基板３０６を保持する基板保持アーム３０３と、基板保持アーム３０３を光ディスクマスター３０５に対して近づけたり遠ざけたりする基板保持アーム昇降機３０４と、これらを収納しかつ密閉可能な貼り合わせ槽３０１と、貼り合わせ槽３０１に接続され、貼り合わせ槽３０１内を減圧する真空ポンプ３０８と、貼り合わせ槽３０１と真空ポンプ３０８との間に設けられたバルブ３０７と、を備えて構成されている。
本実施の形態では、ディスペンサ３０２による光硬化性樹脂の塗布、および光ディスクマスター３０５上に基板３０６を載置する工程を減圧下で行う。この工程を減圧下で行うことによって、光硬化性樹脂中の気泡の発生を防ぐことが可能となる。また、光ディスクマスター３０５上に基板３０６を載置した後、通常圧力に復帰させることによって、大気圧による均一加圧、すなわち、光硬化性樹脂に基板３０６を均一に加圧することができる。
第６図に、前記とは別の方法による光硬化性樹脂の塗布工程、基板の加圧工程、および光ディスクマスターの剥離工程を示す。なお、第６図では、これらの工程は、矢印に示すように左側に記載した工程から右側に記載した工程へと順に行われるように記載した。
先ず、マスター搬送台４０８上に載置した光ディスクマスター４０２上に、予め脱泡槽を通過させた光硬化性樹脂４０４をディスペンサ４０１を使用して塗布する。次に、この光硬化性樹脂４０４上に、紫外線を透過する平坦な基板４０３を載置し、さらにこの上から加圧ユニット４０５によって機械的な加圧を行う。次いで、加圧ユニット４０５を取り除いた後、紫外線ランプ４０６によって、基板４０３上から紫外線を照射し、光硬化性樹脂を硬化させる。その後、光ディスクマスター４０２から光硬化性樹脂４０４が接着された基板４０３を剥離し、基板４０３上に光硬化性樹脂４０４からなる所定のパターンが形成されたディスク４０７を得る。
この一連の工程が終了した後も、光ディスクマスター４０２は、稼働するマスター搬送台４０８にそのまま載置させておき、次のディスク４０７を形成するために最初の工程に戻る。
なお、第５図および第６図に示す両工程では、いずれも光ディスクマスター側に光硬化性樹脂を塗布しているが、これに限らず、光硬化性樹脂を平坦な基板側に塗布してもよい。この場合には、光ディスクマスターが工程中で占有される時間を短縮できるという利点もある。
上述したように、本実施の形態１によれば、押し出し工程、プレス工程および打ち抜き工程を連続して行うことにより、基板の製造効率を上げることができる。特に、シートが加熱される押し出し成型直後に、連続して、プレスおよび打ち抜きを行うため、プレスや打ち抜き時の再加熱が不要となる。加熱装置を削減できるため、製造装置をコンパクト化することができる。
また、ポリオレフィン系重合体は、光学異方性が小さいため、シート２００の全面に亘って均一した光学特性が得られる。特に、プレス工程により、光学特性が改善されているので、このシートの光学特性はガラス並みに優れており、光ディスクの基板として最適である。更に、ポリオレフィン系重合体は、光硬化性樹脂との相性がよく、光ディスクの精度及び信頼性をさらに向上させることができる。
また、傾斜ひずみや反り角（tilt）等の機械特性も成型条件に依存することが判っている。プレスを行うことにより、押し出し成型直後におけるこれら機械特性が緩和されると考えられる。このため、押出成形され、加圧加工されたシートは、射出成形されたシートに比べ、機械的強度が高く、基板の傾斜ひずみや反り、よれ等の変形を防止できる。
なお、本製造方法により製造されるポリオレフィン系重合体を押し出し成型し加圧したシート材は、上記のような良好な光学特性および機械特性を備えるので、光ディスクの基板のみならず、記録媒体、フィルム等の光学材料として適当である。
（実施例）
次に、ポリオレフィン系重合体を押出成形したシートを円盤状に打ち抜いて得た基板（本発明）と、ポリオレフィン系重合体を射出成形して得た基板（比較品１）、及びポリカーボネートを射出成形して得た基板（比較品２）について、半径方向の位置（mm）と、複屈折（nm）との関係の実施例を示す。
第７図Ａに本発明の結果を、同図Ｂに比較品１の結果を、同図Ｃに比較品２の結果を示す。なお、各図には、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロットした。
同図Ａ〜同図Ｃより、発明品は、比較品に比べ、その半径方向の複屈折の絶対値が、７nm以下と小さく、かつディスクの場所による複屈折変化が小さいことが確認された。ここで、光ディスクは、再生用レーザー光の偏波面の回転により信号を検出するため、複屈折の絶対値が低いことと同時に、ディスクの場所による複屈折変化が小さいことが必要である。本実施の形態の光ディスクによれば、最低でも、水平方向の複屈折の絶対値が１００nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が２０nm以下、望ましくは、水平方向の複屈折の絶対値が５０nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が１０nm以下、となることがわかる。これより、本発明品は、比較品に比べ、良好な記録再生特性（Ｃ／Ｎ）が得られることが立証された。
次に、発明品と、比較品１及び２について、半径方向の位置（mm）と、傾き角（度）との関係を調査した。第８図Ａに本発明の結果を、同図Ｂに比較品１の結果を、同図Ｃに比較品２の結果を示す。なお、各図には、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロットした。
同図Ａ〜同図Ｃより、発明品は、比較品に比べ、傾き角の絶対値が、０．０５度以下と小さく、かつディスクの場所による傾き角変化が小さいことが確認された。ここで、光ディスクから安定した記録再生を行うためには、機械特性の一つである基板の傾き角が小さいことが必要である。本実施の形態の光ディスクによれば、傾き角の絶対値が、少なくとも０．６度以下、厚み異変が５％以下となることが判る。これより、本発明品は、比較品に比べ、良好な記録再生特性（Ｃ／Ｎ）が得られることが立証された。
次に、第９図に、前記発明品について、ガラス転移点Ｔｇ（℃）と、複屈折（nm）との関係について調査した。この結果を示す。また、第１０図に、あるガラス転移点を備えた基板について、耐候性試験を行った結果を示す。なお、耐候性試験は、温度８０℃、湿度８５％の雰囲気における経過時間とエラーレートとの関係を調査することで行った。
ここで、ガラス転移点は、物質の耐熱性、耐候性を判断する尺度の一つであり、ガラス転移点においては、物理量が不連続に変化する性質を有している。ガラス転移点が８０℃未満であると、耐熱性や耐候性に問題が生じる。また、ガラス転移点が１４０℃を超えると、複屈折の増大が問題となる。ガラス転移点が、８０〜１４０℃の範囲であれば、良好な記録再生特性が得られると共に、優れた耐熱性及び耐候性が得られる。
次に、本実施の形態に係る基板１０１の透過率を測定したところ、
９０％以上の値が得られ、基板１０１の透明性の高さが立証された。また、基板１０１の吸水率を測定したところ、２３℃、２４時間の条件下で０．０１重量％以下であり、透湿係数は、４０℃、９０％ＲＨの条件下で０．１以下の値が得られた。これより、本実施の形態に係る基板１０１は、吸湿率及び透湿率が低いことが確認された。そしてまた、本実施の形態に係る基板１０１の耐溶剤性をアルコール類、エステル類、ケトン類、酸、アルカリ等を用いて調査したところ、前記比較品１及び２に比べ、高い耐溶剤性を示すことが確認された。
次に、第１１図および第１２図に、本実施の形態に係るプレス加工を行った場合のシート（基板）の特性を、プレス加工を行わない場合の特性と比較して示す。なお、各図には、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロットした。
第１１図Ａは、本実施の形態のプレス加工を行う場合の複屈折率が、シートの位置によりどのように変化するかを測定したものである。同図Ｂは、プレス加工を行わない場合の複屈折率の測定例である。同図から判るように、プレス加工を行うことにより、複屈折率が大幅に減少していることが立証された。
第１２図Ａは、本実施の形態のプレス加工を行う場合の傾き角（tilt）が、シートの位置によりどのように変化するかを測定したものである。同図Ｂは、プレス加工を行わない場合の傾き角の測定例である。同図から判るように、プレス加工を行うことにより、傾き角が大幅に減少していることが立証された。
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について、図面を参照して説明する。第１３図は、実施の形態２に係る光ディスクの製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の光ディスクを、他の工程によって製造する場合について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第１３図Ａに示す工程では、マスター２０１を用意し、この複数のマスク２０１上に光硬化性樹脂２０２を塗布する。次いで、この光硬化性樹脂２０２上にシート２００を載置する。なお、このシート２００には、実施の形態１と同様に、大気圧プラズマ、コロナ放電、真空中でのプラズマエッチング等の前処理を行っておく。
次に、第１３図Ｂに示す工程では、光硬化性樹脂２０２を介してマスター２０１にシート２００を加圧する。このようにすることで、マスター２０１の表面に形成されている凹凸形状の隅々まで光硬化性樹脂２０２が浸入し、マスターの凹凸形状が光硬化性樹脂２０２に正確に転写される。次に、シート２００を介して光硬化性樹脂２０２に紫外線を照射し、この光硬化性樹脂２０２を硬化させ、シート２００上に前記凹凸形状が形成された光硬化性樹脂層２０２Ａを形成する。
次に、第１３図Ｃに示す工程では、光硬化性樹脂層２０２Ａからマスター２０１を剥離する。次に、反射膜の形成、保護層の形成を行った後、これらが形成されたシート２００を円盤状に打ち抜き、光ディスクを得た。
本実施の形態では、シートのまま、成膜、パターニングを行った後、ディスク状に加工するため、偏心の低減を簡単に行うことができる。
なお、実施の形態１及び２では、シリコンからなるマスター２０１を使用した場合について説明したが、これに限らず、ニッケル製のマスター等、光ディスクを製造するためのマスターとして使用可能であれば、他の材料からなるマスターを使用してもよいことは勿論である。
また、実施の形態１及び２では、光硬化性樹脂２０２をマスター２０１側に塗布した場合について説明したが、これに限らず、光硬化性樹脂２０２は、基板２０３側あるいは、シート２００側に塗布してもよい。
また、光硬化性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂を使用し、紫外線の代わりに所望の温度の熱を用いて硬化させてもよい。なお、光硬化性樹脂としては、例えば、アクリレート又はメタアクリレートを主成分とし、それに光重合開始剤を含むもの等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、エポキシ系の化合物を主成分とするもの等が挙げられる。
（実施の形態３）
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。第１４図は、実施の形態３に係る光ディスクの断面図である。なお、第１４図は、反射膜や保護膜等の記載は省略してある。
本実施の形態で説明する光ディスクと、実施の形態１及び２に記載した光ディスクとの異なる点は、第１４図に示すように、基板５０が、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形した３枚のシート５１〜５３を積層した積層体から構成されている点である。
シート５１〜５３は、それぞれ分子量が異なる材料から構成されている。具体的には、シート５１は、分子量１×１０⁴〜５×１０⁴のポリオレフィン系重合体を主成分とする材料で構成した。シート５２は、分子量８×１０⁴〜２×１０⁵のポリオレフィン系重合体を主成分とする材料で構成した。シート５３は、分子量３×１０⁵〜８×１０⁵のポリオレフィン系重合体を主成分とする材料で構成した。このようにすることで、基板５０の機械的強度をさらに向上することができる。
なお、本実施の形態では、互いに分子量が異なる材料から構成された３枚のシート５１〜５３を積層した積層体から基板５０を構成した場合について説明したが、これに限らず、互いにガラス転移点が異なる材料から構成された複数枚のシートを積層してもよい。
また、積層するシートの枚数は、光ディスクの基板としての性能に支障がない限り、任意に設定することができる。シートの枚数を調整することで、基板の厚さを任意に調整することが可能となる。
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４について図面を参照して説明する。第１５図は、実施の形態４に係る光ディスクの断面図である。なお、第１５図は、反射膜や保護膜等の記載は省略してある。
第１５図に示す光ディスクは、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートを円盤状に打ち抜き加工してなる基板７１Ａ（７１Ｂ、７１Ｃ）と、基板７１Ａ（７１Ｂ、７１Ｃ）上に形成され、所望の情報に基づくパターン（例えば、ピットや溝等）が形成された光硬化性樹脂層７２Ａ（７２Ｂ、７２Ｃ）と、から構成された情報記録基板７３Ａ（７３Ｂ、７３Ｃ）を各々積層した構造を備えている。
基板７１Ａ〜７１Ｃは、それぞれ異なった屈折率を有している。具体的には、基板７１Ａの屈折率を１．４０〜１．４５に、基板７１Ｂの屈折率を１．５０〜１．５５に、基板７１Ｃの屈折率を１．６０〜１．６５に設定した。このようにすることで、高密度な光ディスクを得ることができる。
なお、本実施の形態では、３枚の情報記録基板７３Ａ〜７３Ｃを積層した構造を備えた光ディスクについて説明したが、これに限らず、情報記録基板の積層枚数は、２枚、あるいは４枚以上等、光ディスクとしての機能に支障を示さない限り、任意に決定してよい。
なお、実施の形態１〜４では、円盤状の光ディスク及びその製造方法について説明したが、これに限らず、多角形の板状のもの等、その形状は任意に設定してよい。また、サイズも任意に決定することができる。
（実施の形態５）
次に、本発明に係る光ディスクにパターンを形成するための光ディスクマスターを製造する方法（マスタリング）について、図面を参照して説明する。第１６図は本発明に係る光ディスクマスターの製造工程を示す断面図である。
同図Ａに示す工程では、所定の大きさを備えたシリコンウエハ５０１を用意する。次に、同図Ｂに示す工程では、シリコンウエハ５０１上にポジ型のフォトレジスト５０２をスピンコーター法を用いて塗布する。次いで、同図Ｃに示す工程では、前記工程で塗布したフォトレジスト５０２に加熱処理（baking）を行なった後、このフォトレジスト５０２にレーザーカッティングマシンにて所望の情報に基づいたパターンを露光する。この時、レーザーカッティングは内周から外周へ向かってら旋状（spiral）に行なう。
次に、同図Ｄに示す工程では、露光が行われたフォトレジスト５０２を現像する。この現像処理によってフォトレジスト５０２には、所望の情報に基づいた凹パターンが形成される。次いで、同図Ｅに示す工程では、同図Ｄに示す工程で残存したフォトレジスト５０２をマスクとしてドライエッチングを行い、シリコンウエハ５０１の表面に凹部５０３を形成する。その後、同図Ｆに示す工程に移り、フォトレジスト５０２を除去する。以上の工程により、シリコンウエハ５０１上に情報に基づいた凹パターンが形成される。
なお、同図Ｂに示す工程におけるフォトレジスト５０２は、最終的にドライエッチングのマスクとして使用されるため、ある程度の膜厚があることが望ましい。ここで、従来の光ディスクのマスター作成にあっては、このフォトレジストは、これに形成される溝、あるいはピットの深さに相当する膜厚で形成した。したがって、その膜厚は、約０．１μｍから０．２μｍの範囲であった。本実施の形態では、シリコンウエハのエッチングは、従来のピット深さに相当する分を行った。したがって、最終的な基板材料の屈折率を考慮して、ほぼ光学的深さがλ／（４ｎ）；（但し、λは波長、ｎは屈折率）になるようにする。ここで、特開平４−３１０６２４号公報および特開平４−３１１８３３号公報のような方法、具体的には、フォトレジストの現像を弱くし、シリコンウエハの露出部を少なくする、又は光学的超解像を用いたカッティングを行い、同様にシリコンウエハの露出部を少なくする方法、を用いることによってパターンの密度を向上させることが可能となる。
（実施の形態６）
次に、本発明に係る光ディスクにパターンを形成するための光ディスクマスターを製造する他の方法について、図面を参照して説明する。第１７図は本発明に係る光ディスクマスターの他の製造工程を示す断面図である。
同図Ａに示す工程では、所定の大きさを備えたシリコンウエハ６０１を用意する。次に、同図Ｂに示す工程では、シリコンウエハ６０１上にネガ型のフォトレジスト６０２をスピンコーター法を用いて塗布する。次いで、同図Ｃに示す工程では、前記工程で塗布したフォトレジスト６０２に加熱処理（baking）を行なった後、このフォトレジスト６０２にレーザーカッティングマシンにて所望の情報に基づいたパターンを露光する。この時、レーザーカッティングは内周から外周へ向かってら旋状（spiral）に行なう。
次に、同図Ｄに示す工程では、露光が行われたフォトレジスト６０２を現像する。この現像処理によってフォトレジスト６０２には、所望の情報に基づいた凸パターン６０２Ａが形成される。次いで、同図Ｅに示す工程では、同図Ｄに示す工程で得た凸パターン６０２Ａをマスクとしてドライエッチングを行い、シリコンウエハ６０１の表面に凸部６０３を形成する。
その後、同図Ｆに示す工程に移り、前記ドライエッチング工程でマスクとして用いた凸パターン６０２Ａを除去する。以上の工程により、シリコンウエハ６０１上に情報に基づいた凸パターンが形成される。フォトレジストの厚みは、ポジ型、ネガ型とも、１００ｎｍ以上必要である。これは、それ以下の場合には、ドライエッチング工程で、レジストパターンの消失が起こるためである。また、スピンコートの特性から、１μｍ以下が実質的である。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明に係る光ディスクは、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートを加工した基板を備えているため、量産性を向上することができるとともに、優れた光学特性、機械的精度及び機械的強度を得ることができる。
また、前記基板を積層構造（多層構造）にすることで、基板の膜厚制御を簡単に行うことができる。さらに、前記積層体を構成する各々のシートを、分子量が異なる材料から構成することで、前記効果に加え、当該基板の機械的強度をさらに向上することができる。
さらにまた、本発明に係る光ディスクは、前述した押出成形シートを加工した基板上に前記情報記録面を形成した情報記録基板を、複数枚積層し、前記各基板の屈折率を互いに異ならせた構造を備えているため、前記効果に加え、高密度化を達成することができる。
そしてまた、本発明に係る光ディスクの製造方法によれば、本発明に係る光ディスクを効率的に高精度で製造することができる。
さらに、光ディスクに限らず、光学特性と機械特性を顕著に改善したシート材料を製造することもできる。

Claims (8)

1. 基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸形状が形成された情報記録面とを備えた光ディスクの製造方法であって、
   ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成型する工程と、
   前記押出成形されたシートをディスク状に加工する工程と、
   前記加工工程後、前記基板面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、
   当該硬化性樹脂を介して、前記基板面にマスターの凹凸面を載置または載置・加圧する工程と、
   当該載置または載置・加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、を備え、
   前記シート状に成型する工程は、押出成形されたシートにプレスを行う工程を含む、光ディスクの製造方法。
2. 基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸形状が形成された情報記録面とを備えた光ディスクの製造方法であって、
   ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成型する工程と、
   当該シートを形成した後、該シート面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、
   当該硬化性樹脂を介して、前記シート面にマスターの凹凸面を載置または載置・加圧する工程と、
   当該載置または載置・加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、
   当該項化性樹脂を硬化させた後、ディスク状に加工する工程と、を備え、
   前記シート状に成型する工程は、押出成形されたシートにプレスを行う工程を含む、光ディスクの製造方法。
3. 前記プレスを行う工程は、
   大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度１００度乃至２００度で行う、
   請求項１または２に記載の光ディスクの製造方法。
4. 前記プレスを行う工程は、
   複数回のプレスを行うものである、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の光ディスクの製造方法。
5. 前記シート状に成型する工程の後に、
   前記シートを複数枚積層する積層工程をさらに備える、請求項１または２に記載の光ディスクの製造方法。
6. 前記積層工程は、
   第１のシートの上に、当該第１のシートを積層する材料と分子量が異なる材料から構成された第２のシートを積層する工程を備える、
   請求項５に記載の光ディスクの製造方法。
7. 前記積層工程は、
   ガラス転移点が互いに異なる材料からなるシートを積層する工程である、
   請求項５または６に記載の光ディスクの製造方法。
8. 前記マスターが、
   シリコン製またはニッケル製である、請求項１乃至７のいずれかに記載の光ディスクの製造方法。

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