JP4577404B2 - 光ディスク記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク記録媒体として特にピットにより情報が記録される記録層を複数備える光ディスク記録媒体を安価に製造するための、光ディスク記録媒体の製造方法に関する。

近年、光学的な情報記録方式の一つである光ディスク記録媒体は、パーソナルコンピュータの普及や、地上波デジタル放送の開始と普及、ハイビジョンテレビの一般家庭への普及の加速に伴い、より多くの情報が記録可能であることが求められている。そのため、光ディスク記録媒体の、記録密度の大容量化が求められている。
光ディスク記録媒体は、基板上に、例えば記録膜や誘電体層等が積層された記録層が形成されてなる。そして、光ディスク記録媒体に対する情報の信号の読み出し、又は書き込みは、記録膜を有する記録層にレーザ光を照射することによって行われる。

光ディスク記録媒体の記録密度の高密度化は、記録膜上に集光される光スポット径を、小さくすることによって行うことができる。光スポット径は、光源の波長（λ）と対物レンズの開口数（ＮＡ:Numerical Aperture）によって制限されており、λ/２ＮＡに比例する。

光ディスク記録媒体の、記録密度の高密度化を達成するためには、照射するレーザ光の短波長化、及び対物レンズの高ＮＡ化が必要とされる。波長に関しては、第１世代の光ディスク記録媒体であるＣＤの８３０ｎｍから、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）では６５０ｎｍまで短波長化されている。また、ＮＡに関しても、第１世代光ディスク記録媒体であるＣＤでは、およそ０．４５、ＤＶＤでは０．６０と高ＮＡ化が進んでいる。

さらに、最近では、波長４０５ｎｍの青色レーザを光源として用い、ＮＡを０．８５まで高めた光ディスクシステム（Blu-ray Disk：登録商標，以下ＢＤ）が実用化されている。

このＢＤは、光スポット径を小さくすることによる記録密度の高密度化と合わせて、さらなる高密度化の手法である、記録層を多層化する手法を用いた光ディスク記録媒体である。
大容量の光ディスク記録媒体としてのＢＤは、厚み１．１ｍｍの基板上の凹凸に金属薄膜や誘電体膜などを積層し、厚み約０．１ｍｍの保護層を設けるなどして構成されている。

多層の記録層を有し、ＢＤとして知られている光ディスク記録媒体の製造方法は、例えば下記特許文献１に記載されているが、一般的には次のようにしてなされる。

一例として記録層が２つ構成された、光ディスク記録媒体の製造方法について、図１５を用いて説明する。
まず、図１５Ａに示すように、片面にピットや案内溝となる凹凸パターンを有する、厚み約１．１ｍｍの成形用樹脂基板２００上に、金属薄膜や熱記録が可能な薄膜材料などを形成し、第１の記録層Ｌ０を形成する。
次に、図１５Ｂに示すように、隣接する記録層を隔てる数μｍから、数十μｍの厚みを有するスペーサー層２０１を、成形用樹脂基板２００上の第１の記録層Ｌ０上に形成する。このスペーサー層２０１は例えば、紫外線硬化樹脂からなる。
そして、スペーサー層２０１の上に、片面にピットや案内溝などの凹凸パターンを有する透明スタンパ２０３を押圧し、透明スタンパ２０３上面から、紫外線を照射して、スペーサー層２０１を硬化させる。これによって、図１５Ｃに示すように、ピットや、案内溝の凹凸パターン２０１ａが、スペーサー層２０１上に転写される。
続いて、図１５Ｄに示すように、スペーサー層２０１の上に転写されたピットや案内溝の凹凸パターン２０１ａ上に、記録再生するレーザ光の波長に対して所定の透過率を有する金属薄膜、あるいは熱記録が可能な薄膜材料を形成し、第２の記録層Ｌ１を形成する。
そして、最後に、図１５Ｅに示すように、第２の記録層Ｌ１を保護する保護層２０２を、第２の記録層Ｌ１上に形成する。

以上の工程によって、２層の記録層が構成された光ディスク記録媒体は形成される。
２層以上の記録層によって、多層化を図る場合は、例えば下記特許文献２に記載されているように、信号の記録再生時の層間クロストークを考慮しつつ、上述した第２の記録層の形成工程を数回繰り返し、複数の記録層を順に積層することで可能となる。

上記のようにして構成される多層の光ディスク記録媒体は、ディスクの傾きによる信号劣化の影響を低減させるために、積層された記録層を０．１ｍｍの範囲内に形成することが求められる。そして、上記２層の記録層を有する光ディスク記録媒体では、第１の記録層Ｌ０と、数ミクロンから数十ミクロンのスペーサーを介して第２の記録層Ｌ１が形成され、その上に光透過性の保護層２０２が構成される。

また、上記多層の記録層を有する光ディスク記録媒体は、成形用樹脂基板２００の最内周から最外周にかけて均質な記録や、読み出しを行うことが可能であることが求められる。このために、第１の記録層Ｌ０と第２の記録層Ｌ１の間に設定されるスペーサー層２０１の光学的特性、および物理的形状の、均質性と均一性が求められる。同時に安価な光ディスク記録媒体の製造方法が期待されている。

さらに、これら光ディスク記録媒体は、長期保存の用途がその使用目的の重要なひとつであるから、長期にわたって、記録情報が保持されることが期待される。このため高温多湿環境や、低温環境下でも良好な記録特性を保持可能な多層構造が求められる。

特開２００３−２２５８６公報 特開２００７−２５７７５９公報

ところで、上述した、従来の２層の記録層を有する光ディスク記録媒体の製造方法で用いられる、片面にピットや案内溝などの凹凸パターンを有する透明スタンパ２０３（図１５Ｂ）は、多くの場合、透明樹脂で構成されている。２層の記録層を有する光ディスク記録媒体では、この透明スタンパを一枚使用するが、ｎ層の記録層が形成される光ディスク記録媒体では、ｎ−１枚の透明スタンパを使用することになる。かつ、この透明スタンパは、再利用できない。このため、従来のスタンパプロセスにおいては、コストが高くなってしまう。そこで、安価な光ディスク記録媒体の製造においては、そのスタンパプロセスの改善が求められていた。

上述の点に鑑み、本発明は、安価な光ディスク記録媒体の製造が可能な光ディスク記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の光ディスク記録媒体の製造方法では、転写用基板を準備し、転写用基板上に、紫外線硬化樹脂層を形成する。そして、紫外線硬化樹脂層に、所望の凹凸パターンを有するニッケルスタンパを押印加圧すると同時に、転写用基板側から紫外線照射することにより、紫外線硬化樹脂層に凹凸パターンを形成する。そして、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層上に、記録層を形成する。
さらに、前段で形成された記録層上に、紫外線硬化樹脂層を形成し、紫外線硬化樹脂層に、所望の凹凸パターンを有するニッケルスタンパを押印加圧する。それと同時に、転写用基板側から紫外線照射することにより、紫外線硬化樹脂層に凹凸パターンを形成し、凹凸パターが形成された紫外線硬化樹脂層上に、前段で形成した記録層の光透過率よりも低い光透過率を有する、他の記録層を形成する。
また、他の記録層を形成する工程を必要に応じて複数回繰り返すことにより、順次、前段で形成される記録層よりも光透過率の低い記録層を形成していく。
そして、成形基板を準備し、転写用基板上に形成された、複数の記録層を有する積層膜を、成形基板に転写し、積層膜が転写された成形基板上に、前記積層膜を被覆するハードコート層を形成する。これらに工程により、本発明の光ディスク記録媒体が製造される。

本発明の光ディスク記録媒体の製造方法では、転写用基板上に、光透過率の高い順に、記録層が複数層形成される。したがって、転写用基板裏面側から紫外線照射しても、効率よく、紫外線硬化樹脂層を硬化させることができる。また、ニッケルスタンパが用いられるため、スタンパ工程において、スタンパを繰り返し使用することが可能となる。

本発明によれば、多層の記録層を有する光ディスク記録媒体を、その構成の高透過率側から紫外線硬化させることが可能となるため、記録層の設計の自由が大きく、かつプロセス整合性良く、安価に製造することが出来る。

以下に、本発明の各実施の形態を、図１〜図１４を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１に、本発明の第１の実施形態で形成される光ディスク記録媒体の、要部概略断面構成を示す。本実施形態で形成される、光ディスク記録媒体は、４層の記録層を有する光ディスク記録媒体である。図１は、厚みが１．１ｍｍ、外径が約１２０ｍｍの円盤状の成形用樹脂基板１上に、４層の記録層が形成された光ディスク記録媒体の断面の一部を示したものである。

図１に沿って、その構成を説明する。
本実施形態例の光ディスク記録媒体は、１．１ｍｍ厚の樹脂からなる成形基板（以下、成形用樹脂基板）１上に、第１の記録層Ｌ０、スペーサー層５１、第２の記録層Ｌ１、スペーサー層５２、第３の記録層Ｌ２、スペーサー層５３、第４の記録層Ｌ３、カバー層６１、ハードコート層７１が順に積層されて形成される。

また、図２は、図１に示す光ディスク記録媒体の断面構成をより詳細に図示したものである。
第１の記録層Ｌ０は、成形用樹脂基板１側から、反射膜１２、第１の誘電膜１３、記録膜１４、第２の誘電膜１５が積層されて構成される。
第２の記録層Ｌ１は、成形用樹脂基板１側から、反射膜２２、第１の誘電膜２３、記録膜２４、第２の誘電膜２５が積層されて構成される。
第３の記録層Ｌ２は、成形用樹脂基板１側から、反射膜３２、第１の誘電膜３３、記録膜３４、第２の誘電膜３５が積層されて構成される。
第４の記録層Ｌ３は、成形用樹脂基板１側から、反射膜４２、第１の誘電膜４３、記録膜４４、第２の誘電膜４５が積層されて構成される。

ここで記録膜１４，２４，３４，４４は、追記型相変化材料からなる記録膜で、読み取り時の各層からの信号量が同等となるように膜設計される。
すなわち、本実施形態例の光ディスク記録媒体における第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ３の光透過率の大小関係は、Ｌ０＜Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３となる。

第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ３に用いられる、第１及び第２の誘電膜１３，１５，２３，２５，３３，３５，４３，４５の厚さは、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であり、光学特性および熱特性を考慮して決定される。

第１及び第２の誘電膜１３，１５，２３，２５，３３，３５，４３，４５の材料としては、記録再生用レーザの波長に対して吸収能の低い材料が好ましく、具体的には、消衰係数Ｋの値が０．２以下である材料が好ましい。かかる材料としては、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ_２混合体（好ましくは、モル比４：１）を挙げることができる。ＺｎＳ−ＳｉＯ_２混合体以外にも、従来から光ディスク記録媒体の誘電膜の材料として用いられている公知のものを用いることも可能である。

第１及び第２の誘電膜１３，１５，２３，２５，３３，３５，４３，４５の材料としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｂ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｌａ、Ｇｅ等の金属および半金属等の元素の窒化物、酸化物、炭化物、フッ化物、硫化物、窒酸化物、窒炭化物、酸炭化物等およびこれらを主成分と材料を用いることができる。好ましくは、ＡｌＮ_Ｘ（０．５≦Ｘ≦１）、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_２−Ｘ(０≦Ｘ≦１)、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４−Ｘ(０≦Ｘ≦１)、Ｓｉ_３Ｎ_４−Ｘ、ＳｉＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦２）、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＴｉＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦２）、ＴｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、ＳｔＴｉＯ_４、Ｔａ_２Ｏ_５−Ｘ（０≦Ｘ≦１）、Ｔａ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_Ｘ(１≦Ｘ≦２)、ＳｉＣ、ＺｎＳ、ＰｂＳ、Ｇｅ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ、ＣａＦ_２、ＬａＦ、ＭｇＦ_２、ＮａＦ、ＴｈＦ_４等を用いることができる。

第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ３に用いられる記録膜１４，２４，３４，４４の膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲であり、例えば１５ｎｍ程度である。この記録膜１４，２４，３４，４４の材料としては、レーザ光の照射を受けて不可逆的な状態変化を生じる相変化材料を使用できる。このような材料としては、例えば、カルコゲン化合物または単体のカルコゲン等を使用できる。カルコゲン化合物としては、例えば、Ｓｂ、Ｔｅの共晶系材料を使用でき、好ましくは、Ｇｅなどの添加元素が添加されたＳｂ、Ｔｅの共晶系材料を使用できる。

例示するならば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｕ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｐｄ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｓｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｂｉ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｃｏ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ａｕを含む系、またはこれらの系に窒素、酸素などのガス添加物を導入した系等を挙げることができる。

添加元素を記録膜１４，２４，３４，４４に添加すると、信頼性などの特性を向上できる一方、信号特性の低下を招いてしまう。この点を考慮すると、記録膜１４，２４，３４，４４における添加元素の量は１０ａｔｍ％以下にすることが好ましい。

第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ３に用いられる反射膜１２，２２，３２，４２の厚さは、好ましくは３ｎｍ以上であり、より好ましくは５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲である。

反射膜１２，２２，３２，４２の材料としては、例えば金属または半金属を使用できる。反射膜１２，２２，３２，４２の材料は、反射能および熱伝導率を考慮して選ぶことが好ましく、例えば、記録再生用レーザ光の波長に対して反射能を有し、熱伝導率が０．０００４［Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）］〜４．５［Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）］の範囲にある金属元素、半金属元素およびそれらの化合物あるいは混合物である。

反射膜１２，２２，３２，４２の材料を、具体的に例示するならば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｇｅ等の単体、またはこれらを主成分とする合金を挙げることができる。これらのうち、特にＡｌ系、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｓｉ系、Ｇｅ系の材料が実用性の面から好ましい。合金としては、例えばＡｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−ＰｄＴｉ、Ｓｉ−Ｂ等が好適に用いられる。

これらの材料のうちから、光学特性および熱特性を考慮して設定することが好ましい。例えば、短波長領域においても高反射率を有する点を考慮すると、Ａｌ系またはＡｇ系材料を用いることが好ましい。一般には反射膜１２，２２，３２，４２の膜厚を光が透過しない程度の厚さ、例えば５０ｎｍ以上に設定すると、反射率を高くすることができ、且つ、熱を逃げやすくできる。反射膜１２，２２，３２，４２の膜厚を適度な厚さ、例えば１０ｎｍ程度に設定すると、透過率を上げつつ、熱の逃げを確保することができる。

また、反射膜１２，２２，３２，４２は単層の構造に限られず、例えば金属または半金属よりなる層（反射層）を２層積層した積層構造とすることも可能であり、さらに、２層以上の多層構造とすることも可能である。これにより光学設計がし易くなり、且つ、熱特性とのバランスも取り易くなる。なお、誘電体層と反射層の間に、ＳｉＮ膜などからなるバリア層を設けてもよい。

スペーサー層５１，５２，５３は、光ディスク記録媒体の多層構造を形成する紫外線感光性を有する光透過性の材料（以下、紫外線硬化樹脂）をスピンコート法で回転塗布され紫外線の照射で硬化して配置される。多層の光ディスク記録媒体から情報信号の記録再生をする場合、このスペーサーの配置と膜厚は、層間クロストークを抑制する目的で設定される。

カバー層６１は、光ディスク記録媒体の保護を目的として形成される。情報信号の記録再生は、例えば、レーザ光がカバー層６１を通じて、情報信号を記録するための記録層に集光されることによって行われる。カバー層６１としては、例えば、紫外腺硬化樹脂、紫外線硬化樹脂とポリカーボネートシート、または接着層とポリカーボネートシートを用いることができる。カバー層６１は、多層の光ディスク記録媒体では、１．１ｍｍの成形用樹脂基板１上に、多層の記録層を含めて１００μｍとなるように設定される。

ハードコート層７１は、カバー層６１と同様に、光ディスク記録媒体の機械的な衝撃、傷に対する保護、さらには利用者の取り扱い時の指紋の付着などから、情報信号の記録再生品質を保護するために用いられる。ハードコート層７１としては、機械的強度を向上させるためにシリカの微粉末を混入したものや、溶剤タイプ、無溶剤タイプなどの紫外線硬化樹脂が用いることが出来る。機械的強度を有し、指紋などの油脂分をはじくためには、１μｍから数μｍの厚さを有する。

図３〜図１３を用いて、本実施形態例の光ディスク記録媒体の製造方法を説明する。

まず、図３Ａに示すように、樹脂からなる転写用基板（以下、転写用樹脂基板）１０を用意する。この転写用樹脂基板１０は、ポリカーボネート、ゼオノア、ゼオネックスなど光透過性の樹脂基板を用いることが出来、例えば、射出成形により形成される。板厚は、０．５ｍｍから１．１ｍｍで、直径は約φ１２０ｍｍの円盤状である。また、転写用樹脂基板１０の中心部には、直径約φ１５ｍｍの中心孔２が形成されている。

続いて、図３Ｂに示すように、転写用樹脂基板１０をスピンコート装置に搬入し、カバー層６１を形成するために、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により、転写用樹脂基板１０に塗布する。スピンコート法においては、図示しないスピンコート装置の回転テーブルに、転写用樹脂基板１０を設置する。そして、ディスペンサーから転写用樹脂基板１０上に所望の塗布液を供給し、回転部を高速で回転させることにより、転写用樹脂基板１０上に、塗布液を一様に行き渡らせ、所望の膜を成膜する。

本実施形態例においては、転写用樹脂基板１０の中央部を原点としたときに、紫外線硬化樹脂はディスペンサーを介して半径１５ｍｍの位置に適量供給する。このとき、スピンコート装置の回転部は、紫外線硬化樹脂が供給されている間は、６０ｒｐｍの低速で回転している。紫外線硬化樹脂は、５〜１０秒後に供給完了し、回転部の回転は、３０００ｒｐｍと加速されて５秒後に停止する。その後、紫外線硬化樹脂が塗布された転写用樹脂基板１０をＵＶ露光部に搬送して、フラッシュランプで、転写用樹脂基板１０裏面からＵＶ照射することにより、紫外線硬化樹脂が硬化し、カバー層６１として成膜される。

次に、図３Ｃに示すように、第４の記録層Ｌ３成膜のために、ピットや案内溝を有する凹凸パターン形成するための樹脂層を、転写用樹脂基板１０上に形成する。第４の記録層Ｌ３は、本実施形態例で形成される記録層のうち、一番高い光透過率を有する層である。
凹凸パターンを形成する樹脂層として、カバー層６１をそのまま用いてもよいし、スペーサー層用の紫外線硬化樹脂を新たに成膜してもよい。図３Ｃに示す例においては、スペーサー層用の紫外線硬化樹脂を用いる場合であり、カバー層６１の上面に、スペーサー層６１ａを形成している。このスペーサー層６１ａを形成するために、紫外線硬化樹脂を、スピンコート法により塗布して成膜する。転写用樹脂基板１０の中央部を原点としたときに、紫外線硬化樹脂はディスペンサーを介して半径１５ｍｍの位置に適量供給される。このとき、スピンコート装置の回転部は、紫外線硬化樹脂が供給されている間は、例えば、６０ｒｐｍの低速で回転する。紫外線硬化樹脂は、例えば、５〜１０秒後に供給完了し、回転部が８０００ｒｐｍと加速されて５秒後に停止し、所望の厚さに塗布される。
なお、図３Ｃに示す概略断面構成では、スペーサー層６１ａを、カバー層６１よりも厚く図示しているが、実際には、カバー層６１の厚みが、およそ５５μｍなのに対して、スペーサー層６１ａは、１〜３μｍに成膜されるものである。

続いて、転写用樹脂基板１０を、所望の凹凸パターンを具備したニッケルスタンパを有する転写部に搬送する。そして、転写部において、カバー層６１もしくは、本実施形態例では、カバー層６１上に形成された紫外線硬化樹脂（スペーサー層６１ａ）に、ニッケルスタンパを押圧する。それと同時に、フラッシュランプで、転写用樹脂基板１０裏面からＵＶ照射することにより、図４Ｄに示すように、凹凸パターン３ａを有するスペーサー層６１ａを成膜する。

次に、図４Ｅに示すように、スペーサー層６１ａ上に凹凸パターン３ａが付与された転写用樹脂基板１０を、スパッタ装置に搬入し、第４の記録層Ｌ３を成膜する。本実施形態例において、第４の記録層Ｌ３は、本実施形態例で成膜される記録層のうち、もっとも光透過率の高い記録層である。第４の記録層Ｌ３の成膜は、図２で示したように、第２の誘電膜４５、記録膜４４、第１の誘電膜４３、反射膜４２の順に連続的に真空中でなされる。そして、それらの積層膜により、第４の記録層Ｌ３が形成される。また、このスパッタ法において、第２の誘電膜４５、記録膜４４、第１の誘電膜４３、反射膜４２の成膜は、マスクを用いて所望の位置に成膜され、例えば、中心部から直径４０ｍｍ〜１１８ｍｍの範囲に形成される。

次に、図４Ｆに示すように、ピットや案内溝を有する凹凸パターンを樹脂層に形成する目的で、第４の記録層Ｌ３上に、紫外線硬化樹脂を塗布することにより、スペーサー層５３を形成する。スペーサー層５３を形成するために、紫外線硬化樹脂は、スピンコート法により塗布されて成膜される。転写用樹脂基板１０の中央部を原点としたときに、紫外線硬化樹脂は、ディスペンサーを介して、転写用樹脂基板１０の半径１５ｍｍの位置に適量供給される。このとき、スピンコート装置の回転部は、紫外線硬化樹脂が供給されている間は、例えば、６０ｒｐｍの低速で回転する。紫外線硬化樹脂は、例えば、５〜１０秒後に供給完了し、回転部が４０００ｒｐｍと加速されて５秒後に停止し、所望の厚さに塗布される。

次に、図５Ｇに示すように、紫外線硬化樹脂からなるスペーサー層５３が形成された転写用樹脂基板１０を、所望の形状の凹凸パターンを具備したニッケルスタンパを有する転写部に搬送する。そして、ここにおいて、スペーサー層５３上に凹凸パターン５３ａを形成する。ここでは、ニッケルスタンパを押圧すると同時に、フラッシュランプで、転写用樹脂基板１０裏面からＵＶ照射して、凹凸パターン５３ａを有するスペーサー層５３を成膜する。本実施形態例では、前段において、スペーサー層５３よりも光照射側に、第４の記録層Ｌ３が形成されているが、第４の記録層Ｌ３は、フラッシュランプの光をスペーサー層５３に透過するものである。このため、転写用樹脂基板１０裏面側からのＵＶ照射によっても、スペーサー層５３に、所望の凹凸パターン５３ａが形成される。

次に、図５Ｈに示すように、スペーサー層５３上に凹凸パターン５３ａが付与された転写用樹脂基板１０を、スパッタ装置に搬入し、第３の記録層Ｌ２を成膜する。本実施形態例において、第３の記録層Ｌ２は、本実施形態例で成膜される記録層のうち、２番目に光透過率の高い記録層である。第３の記録層Ｌ２の成膜は、第２の誘電膜３５、記録膜３４、第１の誘電膜３３、反射膜３２の順に連続的に真空中でなされる。そして、それらの積層膜により、第３の記録層Ｌ２が形成される。また、このスパッタ法において、第２の誘電膜３５、記録膜３４、第１の誘電膜３３、反射膜３２の成膜は、マスクを用いて所望の位置に成膜され、例えば、中心部から直径４０ｍｍ〜１１８ｍｍの範囲に形成される。

次に、図５Ｉに示すように、ピットや案内溝を有する凹凸パターンを形成する目的で、転写用樹脂基板１０の第３の記録層Ｌ２上に、紫外線硬化樹脂を塗布することにより、スペーサー層５２を形成する。このスペーサー層５２は、紫外線硬化樹脂を、スピンコート法により塗布することで成膜される。転写用樹脂基板１０の中央部を原点としたときに、該紫外線硬化樹脂はディスペンサーを介して半径１５ｍｍ位置に適量供給される。このとき、スピンコート装置の回転部は、該紫外線硬化樹脂が供給されている間は、例えば、６０ｒｐｍの低速で回転し、５〜１０秒後に供給完了し、５０００ｒｐｍと加速されて５秒後に停止し、所望の厚さに塗布される。

次に、図６Ｊに示すように、転写用樹脂基板１０を、ピットや案内溝を有する凹凸パターンを具備したニッケルスタンパを有する転写部に搬送し、スペーサー層５２上に凹凸パターン５２ａを形成する。ここにおいても、ニッケルスタンパを押圧すると同時に、フラッシュランプで、転写用樹脂基板１０裏面からＵＶ照射される。そして、ＵＶ照射により、紫外線硬化樹脂が硬化され、凹凸パターン５２ａが形成されたスペーサー層５２が成膜される。本実施形態例では、前段において、スペーサー層５２よりも光照射側に、第４の記録層Ｌ３、及び第３の記録層Ｌ２が形成されているが、第４の記録層Ｌ３、及び第３の記録層Ｌ２は、フラッシュランプの光をスペーサー層５２に透過するものである。このため、転写用樹脂基板１０裏面側からの紫外線照射によっても、スペーサー層５２に、所望の凹凸パターン５２ａが形成される。

次に、図６Ｋに示すように、スペーサー層５２上に凹凸パターン５２ａが付与された転写用樹脂基板１０を、スパッタ装置に搬入し、第２の記録層Ｌ１を成膜する。本実施形態例において、第２の記録層Ｌ１は、本実施形態例で成膜される記録層のうち、３番目に光透過率の高い記録層である。第２の記録層Ｌ１の成膜は、第２の誘電膜２５、記録膜２４、第１の誘電膜２３、反射膜２２の順に連続的に真空中でなされる。そして、それらの積層膜により、第２の記録層Ｌ１が形成される。また、このスパッタ法において、第２の誘電膜２５、記録膜２４、第１の誘電膜２３、反射膜２２は、マスクを用いて所望の位置に成膜され、例えば、中心部から直径４０ｍｍ〜１１８ｍｍの範囲に形成される。

次に、図６Ｌに示すように、成形用樹脂基板１との貼り合わせを目的として、第２の記録層Ｌ１上に、スペーサー層５１ａを、所定の厚さのおよそ半分の厚さで形成する。このスペーサー層５１ａとなる紫外線硬化樹脂は、スピンコート法により、転写用樹脂基板１０上の第２の記録層Ｌ１上に塗布されて成膜される。本実施形態例では、転写用樹脂基板１０の中央部を原点としたときに、紫外線硬化樹脂を、ディスペンサーを介して、転写用樹脂基板１０の、半径１５ｍｍ位置に適量供給する。この工程において、本実施形態例では、例えば、紫外線硬化樹脂が供給されている間は、スピンコート装置の回転部は、例えば、６０ｒｐｍの低速で回転される。そして、紫外線硬化樹脂の供給は、例えば、５〜１０秒後に完了し、回転部は、８０００ｒｐｍと加速されて５秒後に停止される。これにより、紫外線硬化樹脂からなるスペーサー層５１ａは、所望の厚さに塗布される。

次に、図７Ｍに示すように、上記形成してきた転写用樹脂基板１０上の多層膜に、後の工程で必要な、剥離転写用の切り欠き部を、プレス刃型３００を用いて形成する。図１１に、プレス刃型３００の概略平面構成を示し、図１２に、図１１のＡ−Ａ線上に沿う断面構成を示す。図１１及び図１２に示すように、プレス刃型３００は、円盤状の台座３０１に、内周刃３０３と、外周刃３０４が埋設されて形成されている。また、円盤状の台座３０１の中心部には、開口部３０２が形成されており、転写用樹脂基板１０の中心孔２とのアライメントに用いられる。内周刃３０３、外周刃３０４は、焼き入れされた鋼鉄製であり、端面がナイフエッジ化されている。また、台座３０１は、例えば、金属製、若しくはプラスチック製で形成されている。
本実施形態例においては、光ディスク記録媒体の内周及び外周フォーマットと、そのエリアをはずした位置に、切り欠き部が形成される。

図１３Ａ，Ｂに、例えば、ＢＤの追記型・書換え型・再生専用型の記録層のレイアウトを示す。図１３Ａは、ＢＤの概略平面構成であり、図１３Ｂは、図１３ＡのＡ−Ａ線上に沿った断面構成である。
光ディスク記録媒体の構造は、大きく分けて、ＢＣＡ(Burst Cutting Area)１０１、リードインゾーン(Lead-in Zone)１０２、データ領域１０３、リードアウトゾーン(Lead-out Zone)１０４、アウターゾーン(Outer-Zone)１０５に分かれている。ＢＤのように、多層の記録層を有する光ディスク記録媒体の場合、第１の記録層以降の構造は、ＢＣＡ１０１を除いて同様のレイアウトとなる。

本実施形態例では、プレス刃型３００の内周刃３０３は、光ディスク記録媒体において、最内周部のＢＣＡ１０１よりも内側に構成され、外周刃３０４は、光ディスク記録媒体において、最外周部のリードアウトゾーン１０４よりも外側に形成される。

本実施形態例では、図７Ｍに示すように、プレス刃型３００を、簡易プレス機に装着し、転写用樹脂基板１０をプレスステージ４０１に固定する。そして、上述した工程を経て製造された多層の記録層を有する光ディスク記録媒体の、中心孔２を基準にアライメントを取り、プレス刃型３００を所定の圧力と深さに加圧する。そうすることにより、図８Ｎに示すように、剥離転写用の切り欠き部９１，９２が形成される。内周刃３０３により、内周の切り欠き部９１が形成され、外周刃３０４により、外周の切り欠き部９２が形成される。また、切り欠き部９１，９２は、少なくとも、転写用樹脂基板１０に達する深さにまで形成される。

本実施形態例では、最内周部の切り欠き部９１は、転写用樹脂基板１０の中心部を原点として、直径φ２０ｍｍから直径φ４０ｍｍ、より好ましくは直径φ２４ｍｍからφ３５ｍｍの範囲で形成する。最外周部の切り欠き部９２は同様に、転写用樹脂基板１０の中心部を原点として、直径φ１１９ｍｍから直径φ１１９．５ｍｍの範囲で形成することが好ましい。

また、最内周部の切り欠き部９１と、最外周部の切り欠き部９２は、光ディスク記録媒体の第２〜第４の記録層Ｌ１〜Ｌ３等の各膜を、その断面に有していないことが重要である。すなわち、光ディスク記録媒体の記録膜を構成する相変化記録材料が、切り欠き部９１，９２の断面に露出せずに、構造体としての紫外線硬化樹脂で被覆され続けている。これにより、高温高湿環境にさらされたり、低温環境に保持されたりしても、長期にわたって良好な記録特性を保持することになる。本実施形態例においては、第２〜第４の記録層Ｌ１〜Ｌ３が直径４０ｍｍ〜１１８ｍｍの範囲に形成されている。そして、切り欠き部９１を、直径１１８ｍｍよりも外側に、切り欠き部９２を、直径４０ｍｍよりも内側に形成することにより、切り欠き部９１，９２の断面に、第２〜第４の記録層Ｌ１〜Ｌ３が露出されない。

次に、図９Ｏに示すように、射出形成により、凹凸パターン５が付与され、中心部に直径約１５ｍｍの中心孔４が形成された成形用樹脂基板１を用意する。この凹凸パターン５は、後に貼り合わせる第２〜第４の記録層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の凹凸パターンと同一方向であることが求められる。この成形用樹脂基板１は、厚さ１．１ｍｍ、直径φ１２０ｍｍのポリカーボネート、ゼオノア、ゼオネックスなど、成形可能で光透過性が高く、吸水性の小さい材料が好ましい。

次に、図９Ｐに示すように、凹凸パターン５が付与された成形用樹脂基板１を、スパッタ装置に搬入し、第１の記録層Ｌ０を成膜する。第１の記録層Ｌ０の成膜は、第２の誘電膜１５、記録膜１４、第１の誘電膜１３、反射膜１２の順に連続的に真空中でなされる。これにより、積層膜からなる、第１の記録層Ｌ０が形成される。本実施形態例では、成形用樹脂基板１０側に、第１の記録層Ｌ０を形成することにより、転写用樹脂基板１０側に、第１の記録層Ｌ０用の凹凸パターン５を形成する工程を削減することができる。

次に、図９Ｑに示すように、成形用樹脂基板１との貼り合わせを目的として、第１の記録層Ｌ０上に、スペーサー層５１ｂが、所定の厚さのおよそ半分の厚さで形成される。このスペーサー層５１ｂは、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により、第１の記録層Ｌ０上に塗布されて成膜される。本実施形態例では、スピンコート法において、成形用樹脂基板１の中央部を原点としたときに、紫外線硬化樹脂は、ディスペンサーを介して、成形用樹脂基板１上の半径１５ｍｍ位置に適量供給される。このとき、該紫外線硬化樹脂が供給されている間、スピンコート装置の回転部は、６０ｒｐｍの低速で回転される。そして、紫外線硬化樹脂の供給は、５〜１０秒後に完了され、回転部が、８０００ｒｐｍと加速されて、５秒後に停止される。これにより、第１の記録層Ｌ０上に、所望の厚さ、例えば数μｍの厚さに塗布されたスペーサー層５１ｂが成膜される。

次に、図１０Ｒに示すように、図３Ａ〜図８Ｎに示す工程で形成した剥離転写用の切り欠き部９１，９２を有する転写用樹脂基板１０と、図９Ｏ〜図９Ｑに示す工程で形成した第１の記録層Ｌ０とスペーサー層５１ｂを具備する成形用樹脂基板１を、中心孔２及び４を基準として、スペーサー層５１ａ上に接合加圧する。この段階において、スペーサー挿５１ａ，５１ｂを構成する紫外線硬化樹脂は、未硬化の状態である。そして、転写用樹脂基板１０側から紫外線を照射して接合硬化し、次に転写用樹脂基板１０を剥離して、多層の記録層を有する積層膜を成形用樹脂基板１側に転写させる。ところで、本実施形態例では、前段において、光照射側に、第４の記録層Ｌ３、第３の記録層Ｌ２、第２の記録層Ｌ１が形成されている。これらの第２〜第４の記録層Ｌ１〜Ｌ３は、光照射側である転写用樹脂基板１０上に、光透過率の高い順に形成されているものである。したがって、第４の記録層Ｌ３、第３の記録層Ｌ２、第２の記録層Ｌ１は、フラッシュランプの光を、接合部分のスペーサー層５１ａ，５１ｂに透過するものである。このため、転写用樹脂基板１０側からのＵＶ照射によっても、スペーサー層５１ａ，５１ｂが接合硬化する。これにより、図１０Ｓに示すように、転写用樹脂基板１０上に形成された積層膜が、成形用樹脂基板１上に転写される。

そして、図１０Ｔに示すように、紫外線硬化樹脂を主成分とするハードコート材を、成形用樹脂基板１上の多層の光ディスク記録媒体に、スピンコート法で塗布し、その後、紫外線を照射して硬化させる。このとき、中心孔２部分には、ハードコート材が塗布されないように、厳密に管理される。
これによって、第１の記録層Ｌ０から第４の記録層Ｌ３までの多層膜、及びカバー層６１の剥離用の端面が、硬化したハードコート層７１で保護される。そして、ここにおいて、多層の光ディスク記録媒体が完成する。

ところで、多層の光ディスク記録媒体を製造する際に、読み取り側の最表面からの再生信号の光強度は入射光の数パーセントが求められる。そして、多層になればなるほど読み出し側から見て最奥にある記録層からの信号量を増やすために、反射率は大きくすることが求められる。また、各層は読み取り側での最表面に達する光量は、ほぼ同一となるように設計される。このため、従来の方法のように、光透過率の低い、例えば、第１の記録層Ｌ０から積層させる方法では、ニッケルスタンパで凹凸パターンを転写し、転写用樹脂基板の裏面側からの紫外線照射により硬化させる場合、光透過率の低い側からの紫外線照射がなされる。したがって、従来の方法にニッケルスタンパを用いる場合には、その光透過率の低さゆえ、効率の悪さがあった。

本実施形態例では、光透過率の高い記録層、すなわち、本実施形態例では、第４の記録層Ｌ３側から、転写用樹脂基板１０上に形成するので、転写用樹脂基板１０側からでも、効率良く紫外線硬化させることが可能となる。このため、転写用樹脂基板１０側から、効率良く光照射が可能となるので、ニッケルスタンパを用いることができる。そして、従来用いられていた１度しか用いることができない透明な樹脂スタンパでは無く、繰り返し使用可能なニッケルスタンパを用いることができるので、スタンパ工程において、コストを低減化することができる。また、本実施形態例では、ニッケルスタンパを用いることにより、紫外線硬化樹脂層に、効率良く凹凸パターンを転写することができる等、記録層の設計の自由度が大きく、かつプロセス整合性良い。また、記録層が、切り欠き部断面に露出されないように形成されるため、経時変化にも強く、高品質な光ディスク記録媒体を製造することができる。

本実施形態例においては、第１の記録層Ｌ０を、成形用樹脂基板１に形成し、その後、第２の記録層Ｌ１〜第４の記録層Ｌ３が形成された転写用樹脂基板１０と接合させる構成とした。本実施形態例は、これに限定されるものではなく、第１の記録層Ｌ０を、第２の記録層Ｌ１の形成に引き続き、転写用樹脂基板１０側に形成する例としてもよい。この場合においては、成形用樹脂基板１上に、転写用のスペーサー層のみを形成し、第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ４が形成された転写用樹脂基板１０上の積層膜を成形用樹脂基板１に転写すればよい。

［第２の実施形態］
図１４に本発明の第２の実施形態における４層構造の光ディスク記録媒体の、プロセス中の形状を示す。本実施形態例で形成される光ディスク記録媒体は、図１及び図２に示した光ディスク記録媒体と同様であるから、重複説明を省略する。本実施形態例では、転写樹脂基板２０を外径が１２２〜１２８ｍｍで好ましくは１２４ｍｍ〜１２６ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ〜１．１ｍｍで好ましくは０．４ｍｍから０．６ｍｍであり、中心孔のない円盤状とした例である。本実施形態例は、転写用樹脂基板２０が、中心孔を有さない以外は、第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同様の方法で形成される。図１４Ａは、第１の実施形態における製造工程では、図４Ｆに相当する段階の工程図である。図１４Ａにおいて、図４Ｆに対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

従来、中心部に約１５ｍｍの中心孔（貫通孔）を有する成形用樹脂基板に反射膜や誘電膜、記録膜など第一の記録層を成膜した後に、スペーサー層となる紫外線硬化樹脂をスピンコート法で塗布する場合、その中心部に、塗布すべき紫外線硬化樹脂を配置することが出来ない。このため、例えば、中心部の中心孔の閉塞手段として金属で加工されたキャップを勘合させて、基板上の中心部とほぼ等価の位置に、紫外線硬化樹脂を供給し、塗布膜厚の均一化をはかる等の手段が採られている。

これに対し、本実施形態例では、中心部に中心孔のない転写用樹脂基板２０で、φ１２０ｍｍを超える記録媒体としての無効部分を保持しながら、本発明の第１の実施例と同様のプロセスを経ることが出来る。この中心孔のない転写用樹脂基板２０の利点として、カバー層６１の成膜時においても、スペーサー層５１ａ，５２，５３，６１ａの成膜時においても、紫外線硬化樹脂を転写用樹脂基板２０の中央部に塗布することが可能となり、スピンコート法での膜厚分布は飛躍的に良好となる。

一般にスピンコート法で紫外線硬化樹脂を塗布する場合、その樹脂の粘度とスピンコート時の回転数、さらには樹脂と接する記録層界面の摩擦係数などで、塗布膜厚が決定する。より均一な膜厚を得るために、遠赤外光線を塗布回転中の転写樹脂基板２０上を所定の速度で移動させる方法も知られているが、その制御は煩雑である。またそうした方法によっても、最外周部分の物理形状を良好に保持することは多くの労力を必要としている。

本実施形態例では、転写用樹脂基板２０が、直径φ１２０ｍｍよりも大きい、例えば直径φ１２４ｍｍの基板を用いて、第１の実施形態と同様の工程で光ディスク記録媒体の多層化を行う。そして、転写用樹脂基板２０の裁断プロセス、すなわち、図７及び図８で示した工程を経て、図１４Ｂに示すように、中央部の中心孔９４の開孔と、外周部の無効部分を裁断することで、記録膜の膜厚分布が良好な領域を安定して確保することが出来る。
本実施形態例においても、その後、第１の実施形態における図９〜図１０に示したプロセスと同様の工程において、成型用樹脂基板１への転写と、ハードコート材の塗布を経て、良好な４層の記録層を有する光ディスク記録媒体が完成する。

また、本実施形態例では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、第１及び第２の実施形態で、４層の光ディスク記録媒体の製造方法として説明したが、記録層は３層でも、５層以上でも本発明が有効であることは自明である。

また、本発明は、追記型記録媒体に限定されるものではなく、書き換え型、読み取り専用型の光ディスク記録媒体の製造方法にも適用可能である。

本発明の、多層の光ディスク記録媒体の製造プロセスは、透明スタンパの使用を廃して、数万回以上の繰り返し利用可能なニッケルスタンパを採用するに当たって、基板裏面からの紫外線照射を可能とする製造方法として、各記録層の透過率の高い層からの紫外線照射と硬化の工程を提案し、かつまた長時間使用可能な工程として大幅なコストダウンプロセスとして利用することができる。

本発明の第１及び第２の実施形態で形成される光ディスク記録媒体の要部の概略断面構成図（その１）である。 本発明の第１及び第２の実施形態で形成される光ディスク記録媒体の要部の概略断面構成図（その２）である。 Ａ，Ｂ，Ｃ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その１）である。 Ｄ，Ｅ，Ｆ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その２）である。 Ｇ，Ｈ，Ｉ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その３）である。 Ｊ，Ｋ，Ｌ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その４）である。 Ｍ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その５）である。 Ｎ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その６）である。 Ｏ，Ｐ，Ｑ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その７）である。 Ｒ，Ｓ，Ｔ 本発明の第１の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図（その８）である。 本発明の第１の実施形態例で用いられるプレス刃型の概略平面構成図である。 図１１に示すプレス刃型のＡ−Ａ線上に沿う断面構成図である。 Ａ，Ｂ ＢＤの一般的な規格を示す概略平面構成図、及びそのＡ−Ａ線上に沿う断面構成図である。 Ａ，Ｂ 本発明の第２の実施形態における光ディスク記録媒体の製造工程図である。 Ａ〜Ｅ 従来例における光ディスク記録媒体の概略製造工程図である。

符号の説明

１・・成形用樹脂基板、２，４・・中心孔、１０・・転写用樹脂基板、１２，２２，３２，４２・・反射膜、１３，２３，３３，４３・・第１の誘電膜、１４，２４，３４，４４・・記録膜、１５，２５，３５，４５・・第２の誘電膜、６１・・カバー層、７１・・ハードコート層、９１，９２・・切り欠き部、５１，５２，５３，６１ａ・・スペーサー層

Claims (6)

1. 転写用基板を準備する工程と、
   前記転写用基板表面に、紫外線硬化樹脂層を形成する工程と、
   前記紫外線硬化樹脂層に、所望の凹凸パターンを有するニッケルスタンパを押印加圧すると同時に、前記転写用基板裏面側から紫外線照射することにより、前記紫外線硬化樹脂層に凹凸パターンを形成し、前記凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層上に、記録層を形成する工程と、
   前記記録層上に、紫外線硬化樹脂層を形成し、前記紫外線硬化樹脂層に、所望の凹凸パターンを有するニッケルスタンパを押印加圧すると同時に、前記転写用基板側から紫外線照射することにより、前記紫外線硬化樹脂層に凹凸パターンを形成し、前記凹凸パターが形成された紫外線硬化樹脂層上に、前段で形成した前記記録層の光透過率よりも低い光透過率を有する、他の記録層を形成する工程と、
   前記他の記録層を形成する工程を、必要に応じて複数回繰り返すことにより、複数の記録層を有する積層膜を形成する工程と、
   を含む光ディスク記録媒体の製造方法。
2. 成形基板を準備する工程と、
   前記転写用基板上に形成された前記複数の記録層を有する積層膜を、前記成形基板に紫外線硬化樹脂を介して接合し、前記転写用基板裏面側から紫外線照射することにより前記積層膜を前記成形基板側に転写する工程と、
   前記積層膜が転写された成形基板上に、前記積層膜の外周面を被覆するハードコート層を形成する工程と、
   を含む請求項１記載の光ディスク記録媒体の製造方法。
3. 前記積層膜を成形基板に転写する工程の前に、前記転写用基板上の前記積層膜に、前記複数の記録層の断面が露出されないように、前記転写用基板上の前記積層膜の内周部と外周部に、剥離用の切り欠き部を設ける工程と、
   前記成形基板上に、前記積層膜を転写する工程の後、前記転写用基板を剥離すると共に、前記切り欠き部の内周部と外周部の積層膜を剥離する工程と、
   を有する
   請求項２記載の光ディスク記録媒体の製造方法。
4. 前記成形基板を準備する工程では、前記成形基板は所望の凹凸パターンを有するように形成され、前記成形基板上に記録層を１層形成する工程を有する
   請求項３に記載の光ディスク記録媒体の製造方法。
5. 前記転写用基板には、ニッケルスタンパを押印加圧する工程における芯出しに用いられる中心孔が形成されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ディスク記録媒体の製造方法。
6. 前記中心孔は、前記切り欠き部を設ける工程の位置決めに用いられる
   請求項５記載の光ディスク記録媒体の製造方法。

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