JPH01178148A - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光記録媒体の製造方法に関するものであり、
更に詳しくは、案内溝付の合成樹脂基板を用いた光記録
媒体の製造方法において、成型時に作られた案内溝を浅
くし、また基板表面の微細な凹凸を平滑化し、光記録媒
体の性能を向上させる光記録媒体の製造方法である。

［従来の技術］ 近年、半導体レーザを用い、光ディスクにあらかじめ書
き込まれた情報を読み出す、ＣＤ（コンパクトディスク
）、ＬＤ（レーザディスク）、ＣＤ−１，ＣＤ−Ｖ等の
読み出し専用型光記録媒体が実用化されている。これら
の読み出し専用型光記録媒体は、基板となるポリカーボ
ネート（ＰＣ）やポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭ
Ａ）樹脂等の熱可塑性の合成樹脂を射出成形する際に、
記録されたピッチと呼ばれる微細な凹凸を持つスタンバ
のレプリカを取って基板を形成した後に、該基板上に反
射膜としてＡｆｌ等を蒸着又はスパッタし製造される。

読み出しは、ビットの有無による反射率の変化を検知す
ることによって行う。

これに対し、−度だけ書き込みのできる追記型光記録媒
体及び何度でも書き込みのできる消去可能型光記録媒体
の基板には、読み出し専用型と同様に合成樹脂を用い、
射出成型によりグループ又はランドと呼ばれる案内溝を
形成したスタンパのレプリカを取ることによって製造さ
れる。その後に追記型光記録媒体であればＴＧ−８ｅ等
の追記用の光記録膜を、消去可能型例えば光磁気型光記
録媒体であればＴｂ　Ｆｅ　Ｃｏ等の光磁気用の光記録
膜を該基板上にスパッタ法等により積層して製造される
。そして追記型であれば記録はレーザによる昇温を利用
し光記録膜にビットを形成し、再生はビットの有無によ
る反射率の変化を検知することにより行なわれる。又消
去可能型の光磁気型であれば消去はレーザ光による昇温
により光記録膜の保磁力を下げ、外部磁界の向きを逆転
させて情報に従ってレーザ光を照射すること等によって
行なわれる。そして、再生は磁界の向きによるレーザ光
の偏光面の回転（磁気カー効果）方向を読み出すことに
よって行なわれる。

そして、これら案内溝を形成した合成樹脂基板を用いた
光磁気記録媒体においては、案内溝の深さ及び基板表面
の微細な凹凸や荒れは、光ディスクの搬送波対雑音比や
ピットエラーレートで表わされる性能を大きく左右する
。

ここでビットのレプリカや案内溝のレプリカを取るスタ
ンパは以下のように製造される。すなわち、ガラス基板
にフォトレジストをスピンコード法等により塗布した後
、レーザ光で感光し、現像を行いビットや案内溝を形成
する。このガラス基板にニッケルの電鋳処理を行いマス
ターを作る。

マスターを同じく電鋳処理し、マザースタンパが作られ
る。従ってスタンパに形成されたビットや案内溝の形状
（幅、深さ１表面状態等）は、ガラス基板に塗布される
フォトレジストの濃度、ガラス板回転数１回転立ち上が
り時間、ガラス板表面状態、蒸気圧により影響を受ける
。その上、均一で歩留りの良いガラス基板、また特にそ
の上に薄い（６００Å以下）フォトレジストを均一に塗
布することは難しく、その結果深さの浅い案内溝のある
スタンパを作ることは難しく、従ってそのスタンパを用
いて射出成形により製造される案内溝付き合成樹脂基板
に記録特性面から好ましい浅い案内溝を作る事は難しい
などの問題があった。

また、スタンパ表面に微細な凹凸や、荒れがあるとそれ
がそのまま基板に転写されて表面性を低下させ、記録特
性を低下させるという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記問題に鑑みなされたもので、案内溝付合成
樹脂基板の案内溝の深さを任意に浅くし、且つ基板表面
の微細な凹凸が除去でき、前記性能が向上できる光記録
媒体の製造方法を目的としたものである。

［発明の構成及び作用］ 上記作用は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明は、案内溝を形成した合成樹脂基板を用いる光記
録媒体の製造方法において、合成樹脂基板を少なくとも
その表層部に熱変形が生ずる温度以上の温度で熱処理す
ることを特徴とする光記録媒体の製造方法である。

すなわち、本発明はスタンパをセットした金型内に液状
の熱可塑性合成樹脂を注入し、冷却・硬化させ成型する
射出成形により製造した案内溝付合成樹脂基板を再び樹
脂の熱変形を生ずるガラス転移点付近の所定温度まで加
熱し、基板表層部の熱変形を引き出すことにより、案内
溝のトラックピッチ及び巾は略設計通りに維持した状態
で、その深さ及び基板表面の微細な凹凸が除去できるこ
とを見出しなされたものである。

従って本発明によれば、スタンパのレプリカとなった案
内溝付合成樹脂基板の案内溝の深さを成型時にできた案
内溝の深さより浅くでき、またスタンパの表面に発生し
た微細な凹凸を写し取った基板表面の微細な凹凸を除去
できるので前記従来技術の問題が解消し、光記録媒体の
性能が向上する。

ここで案内溝付合成樹脂基板の案内溝とは、中央部にセ
ンターホールをもつ円盤の片側にグループ、ランドと呼
ばれる凹凸を成型したものでこれは、光ピツクアップに
よる消去、記録、再生の際にトラッキングを掛けるため
の役割を果たす。この案内溝の形状は■溝、短形溝、傾
斜溝等が種々提案されているがどれでもかまわない。案
内溝の深さとは凹部と凸部の高さの差を言う。

また合成樹脂とは、ポリカーボネート、ポリメチルメタ
アクリレート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ４
−メチルペンテン−１等の透明な熱可塑性合成樹脂等光
記録媒体の基板として公知のものが全て適用できる。な
お量産性、経済性。

機械的強度、吸湿性、耐熱性、光学的特性等を考慮する
と特にポリカーボネートが望ましい。

また、合成樹脂基板を加熱する方法は、熱風等による乾
燥機、高周波加熱、キセノンランプ照射。

し〜ザ照射、赤外線照射等の公知の方法が適用でき、こ
れらの中から基板を均一に加熱できるものが生産量、デ
ィスク仕様等考慮して選定される。

加熱の雰囲気は大気中、窒素中、真空中、不活性ガス等
があるが特に限定されない。

なお加熱処理の温度は少なくとも基板の表層部に熱変形
を生ずる温度以上であれば良く、実用上は（基板のガラ
ス転移点Ｔｃ−１５）”Ｃ以上であり、量産性を考える
と特に望ましくは（Ｔｃ−５＞℃以上の温度である。な
お上限は特にないが、案内溝が消失しない範囲である。

なお、上述の熱処理は光記録媒体の記録層等の成膜前で
も成膜後でも良いが、成膜後に行う場合にはその処理温
度は記録層等にクラックやはがれの発生しない温度節回
に選定する。

なお熱処理は、平滑な平面を有する平面台上に載置して
行なうことが好ましい。特に量産性に優れた高温処理を
する場合には基板の読み出し面の良好な表面性確保の点
から平面台を用いることが好ましい。

［作用］ 上述の通り、本発明の光記録媒体の製造方法によれば、
案内溝付合成樹脂基板の案内溝の深さを成形復の深さよ
り任意に浅くすることができ、同時に基板表面の微細な
凹凸も除去できる。

従って、従来技術ではスタンバに刻まれた案内溝の深さ
が例えば６００人であれば、成形された基板の案内溝の
深さも６００人のものしか作成できなかったが、本発明
によればスタンバに刻まれた案内溝の深さが６００Ａで
あっても、６００人、４００人。

２００人の種々の深さの基板を同−深さのスタンバより
得ることができることになり、従来スタンバ加工上困難
であった浅い案内溝の形成も可能となると同時に、最適
深さの案内溝の生産、各種仕様に即応できるフレキシブ
ルな生産工程の実現等工業上非常に重要な効果が得られ
る。その上、基板の表面性も改善され、この面での媒体
性能も向上する。このように本発明は光記録媒体の実用
化に大きな寄与をなすものである。

以下に本発明における実施例を図を用いて説明する。

［実施例１］ 特性の異なるＡ、Ｂ、０３種のポリカーボネート樹脂を
用いディスク基板を作成した。

用いたポリカーボネート樹脂のガラス転移点は、デュポ
ン社製１０９０Ｂサーマルアナライザーと９１０デイフ
アレンシヤルスキヤニングカロリーメータを用い窒素雰
囲気中で測定した。昇温方法は、３０℃にサンプルを保
温した状態から３２０℃に昇渇し、昇温スピードは１０
℃／ｍｉｎとした。この方法で樹脂へのガラス転移点１
４５．５℃、樹脂Ｂのガラス転移点１４６．７℃、樹脂
Ｃのガラス転移点１４８．４℃を得た。

さらに樹脂Ａ、Ｂ、Ｃについて平均分子量を溶液粘度法
を用い測定した。樹脂Ａの平均分子量１５２００、樹脂
Ｂの平均分子量１４８００．樹脂Ｃの平均分子！　＄５
９００を得た。樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのガラス転移点と平均分
子量を表１に示す。

表１ この様な物性をもつポリカーボネート樹脂を用いて射出
成形し外径１３０ａｍ＋φ、内径１５＃φの案内溝付光
ディスクを作成した。使用した射出成形機は各機製作所
製Ｍ−５０ＡＩ−ＤＭであった。スタンバはピッチ１．
６μｍ、グルレープ深さが６００人のものを用いた。

成型したディスク基板は以下の方法でトラックピッチ、
溝幅及び溝深さを第１図に示す方法で測定した。

図において、１０はディスク基板で、１１が案内溝で、
Ｐ、Ｄ、Ｗが夫々案内溝１１のトラックピッチ。

溝深さ、溝幅である。そして測定は測定する光デイスク
基板１０に対し、案内溝１１のない側より波長λのレー
ザ光■を入射し、光デイスク基板１０を透過する際に案
内溝１１によって生ずる光の回折現象を用い、０次回指
光Ｉｏ、±１次回折光Ｉ＋、±２次回折指光２の各光強
度を光検出器１で検出し、その光強度を用い以下に示す
計算式より求めた。

ｃｏｓ　−’　君７７■ −ｘｐ π Ｐ−λ÷ｓｉｎθ ここでλ：光源レーザ波長　π：円周率ｎ：基板屈折率
　Ｄ＝溝深さ Ｐニドラックピッチ　Ｗ：溝巾 θ：０次回折光と１次回折光のなす角 Ｉｏ　、Ｉ＋　、Ｉｚ　： ０次、１次、２次回折光強度 測定した基板１０は案内溝面を上面に向は外径２００φ
、内径３５１ｍ１Ｉφ、厚さ１．２ｊＩＩＩ＋のコーニ
ングガラスＡ−７００よりなる表面平滑な平面台２０上
に第２図で示される様に基板の中心が一致する様に載置
した。このような平滑な平面台２０上に載置して熱処理
することにより基板１０の読出し面も良好な表面性を得
ることができる。熱処理が表層の熱変形を生ずる本発明
では重要である。

熱風乾燥機としてダバイ社製ＨＥＡＴ　ＩＮＧＯＶＥＮ
　　ＭＯＤＥＬ　　ＧＨＰＳ−２２０を用い、この熱風
乾燥機を各所定の温度に保持しておき、第２図で示され
る様な状態の基板１０を平面台２０上に載置して乾燥機
の中に入れ、所定の時間後基板１０と平面台２０を取り
出した。

その後、基板１０と平面台２０が室温に戻るまで１０分
程度室内に放置した。

第３図に１３５℃で熱処理した時の熱処理前の溝深さか
らみた熱処理後の溝深さの変化量（入）と、熱処理時間
の関係を示す。また第４図は１４３℃で熱処理した時の
溝深さの変化量（入）を表わす。　　２０印が樹脂Ａを
用いた案内溝付光ディスク基板、　　１０印が樹脂Ｂを
用いた案内溝付光ディスク基板、　　１Δ印が樹脂Ｃを
用いた案内溝付光ディスク基板を　　゛表わす。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１これらの測定で
は以上の熱処理によって溝のピッチＰはほとんど変化し
ないことがわかった。

しかしながら、第３図、第４図に示すようにポリカーボ
ネート樹脂を用いて成型した案内溝付光ディスク基板１
０を熱変形が生ずるガラス転移点ＴＧの付近で熱処理す
ると驚くべき事に案内溝付光ディスク基板１０の案内溝
１１を案内溝１１の幅Ｗ。

トラックピッチＰを変えることなく、熱処理温度と熱処
理時間を適宜選定することにより任意に浅くできること
がわかった。従って、具体的な熱処理温度は、その目的
により異なり実験的に定めるべきであるが、本例の結果
より実用上は（ＴＧ−１５）℃以上が作用効果面と考慮
すると一応の基準となることがわかる。

また樹脂Ｂを用い作成したディスク基板の表面状態の変
化を熱処理前後で、電子顕微鏡を用いて睨察したところ
、熱処理前に存在した５０−２００人夕度の荒れが、本
発明による熱処理により消失しているのがわかった。第
５図に１３５℃、ｌｈｒ加熱した試料の走査型座標電子
顕微鏡（ＳＥＭ）（オリオクニス製）で調べた加熱前後
の溝断面の変化を示す。この第５図よりは表面性の改善
はわからないが溝形状特に溝深さの変化は確認される。

［実施例２］ 実施例１の樹脂Ｂを用い実施例１と同様な方法で作成し
たディスク基板をディスク形成後１３５℃で１時間熱処
理した。この基板の上に第６図に示す様に、以下の方法
で記録膜を堆積して光磁気記録媒体３０を製作した。案
内溝付光ディスク基板３１を３ターゲツトの高周波マグ
ネトロンスパッタ装置（アネルバ■製５ＰＦ−４３０型
）の真空槽内に固定し、４　Ｘ　１Ｏ−７Ｔ　ｏｒｒ以
下になるまで排気した。

なお、膜形成において基板３１は水冷し、１５ｒｐｍで
回転させた。

次にＡｒ　　（アルゴン）ガス（５Ｎ）を真空槽内に導
入し、圧力’ｌ　ｘ　１Ｏ−２Ｔ　ｏｒｒになるように
混合ガスの流量を調整し、直径１００履、厚ざ５ｓのＺ
ｎＳの円盤をターゲットとし、放電型カフ０Ｗ　。

放電周波数１３．５６　Ｍ　＠　ｚで高周波スパッタリ
ングを行ない、誘電体層３２としてＺｎ　８１！を約１
５０人の厚さ堆積した。続いて、−記録層３３としてタ
ーゲットをＦｅｎ！　Ｔｂ　２３　Ｃｏ　ｓ合金（添数
字は組成（原子％）を示す）に変えＡ「ガス（５Ｎ）を
真空槽に導入し放電電力を９０Ｗに変えてＦｅ　ＴｂＣ
０合金膜を約８００人堆積した。

最後に保護層３４として誘電体層３２と同様にｚｎＳ膜
を約７５０人堆積した。

以上の順序で第６図に示すＰＣ／Ｚｎ　Ｓ／ＴｂＦｅ　
Ｃｏ　／Ｚｎ　Ｓの積層構成の光磁気ディスク３０を得
た。

この光磁気ディスク３０のＣ／Ｎを測定した。この測定
は光磁気記録再生装置（ナカミチ■製ＯＭＳ　−１００
０ｔｌｌｅ　（Ｉ［Ｉ　）　）を用い、９００ｒｐｍで
ディスクを回転させ１，０２４Ｍ　ＨＺの信号を６．５
ｙｙｔＷの半導体レーザ光で記録したのち、０．８ｍＷ
の半導体レーザ光で読み出した。印加磁界は５００Ｑｅ
　　（エルステッド）である。

その結果Ｃ／Ｎの値として５３　ｄ３が得られた。

ざらドロップアウトエラー率をエラーを決める信号振幅
のスレッショルドレベルを相対値で５０％にして測定し
たところ３．ｌＸ１０”’の値を得た。

［比較例１］ 実施例２と同じように樹脂Ｂを用い射出成形したディス
ク基板を実施例２と異なり加熱処理をしないで、未処理
のままその上に実施例２と同じようにして第６図に示す
同構成の光磁気ディスクを作成し、そのＣ／Ｎ及びドロ
ップアウトエラー率を測定したところ、夫々５１　ｄＢ
　、　　６，２Ｘ　１１の値が得られた。

これより本発明の方法によりＣ／Ｎ値及びドロップアウ
トエラー率も向上することがねがった。

［実施例３］ 比較例１で得られた光磁気ディスクを実施例１と同じ加
熱方法で１３５℃、１時間加熱した後、Ｃ／Ｎ及びドロ
ップアウトエラー率を測定した。

Ｃ／Ｎの値として５４ｄＢ、　ドロップアウトエラー率
としては１．３ｘ　１０−５の値が得られた。

本実施例により記録膜の成膜後の熱処理にょっても本発
明の効果が得られることが判明した。

以上の実施例により本発明の冷却・固化し成型した案内
溝付光合成樹脂基板を、再び少なくともその表層に熱変
形が生ずる温度まで加熱することで、案内溝の深さが浅
くなり、また基板表面の微細な凹凸の除去ができること
が確認され、この効果により光記録ディスクの性能であ
るＣ／Ｎ及びドロップアウトエラーが改善されることが
確認された。

なお本発明はかかる実施例に限定されるものでないこと
はその趣旨からも明らかである。

例えば、前記実施例では、樹脂としてそのガラス転移点
１４０〜１５０°、平均分子量１４５００〜１６０００
のポリカーボネート樹脂を用い例を示したが本発明の熱
処理は従来の複屈折の均一化とは異なり、基板の樹脂の
熱収縮によるグループ部とランド部の厚み方向の熱変形
と考えられるため他のあらゆる熱可塑性樹脂の基板に適
用できることは明らかで、かかる具体例としては前述の
通り例えばポリメチルメタアクリレート、ポリオレフィ
ン。

ポリスチレン、ポリ４−メチルペンテン−１等の光デイ
スク基板として公知の透明な樹脂が挙げられる。またそ
の趣旨から本発明は記録膜についてはその積層構成も含
め何ら限定されず、実施例では光磁気媒体について述べ
たが前述の通り追記型及び相変化型記録層等を用いた公
知の光記録媒体についても適用できることは言うまでも
ない。また加熱手段も特に限定されないことは明らかで
前記実施例では、熱風乾燥機を用いたが、特に熱風乾燥
機に限定されるわけではなく、案内溝付光ディスク基板
を均一に加熱できるものなら何でもよい。また加熱時期
についても記録膜の成膜の前及び侵に行っても同様の効
果が得られることは実施例で確認したところより明らか
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は案内溝の深さ１幅、トラックピッチの測定方法
の説明図、第２図は熱処理時の基板のセット方法の説明
図、第３図、第４図は実施例１における１３５℃、１４
３℃で熱処理した時の溝深さの変化量と熱処理時間の関
係を示すグラフ、第５図は実施例１の処理前後の座標Ｓ
ＥＭによる基板の断面プロファイルの説明図、第６図は
実施例２の光磁気ディスクの構成を示す側断面図である
。 １：光検出器　　　　　１０，３１：基板１１：案内溝
　　　　　　２０：平面台３０：光磁気ディスク　　Ｉ
：レーザ光Ｉｏ　、Ｉ＋　、Ｉ２　：回折光 第　　　１　　　（２） 笛　　　２　　　図 色　ａ　迂　萌−間（閣ｕｒ） ８　　４　　　図 三ダＬ’ｆ’！辷；５（入ン ｆ！＋　　６　　記

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、案内溝を形成した合成樹脂基板を用いる光記録媒体
   の製造方法において、合成樹脂基板を少なくともその表
   層部に熱変形が生ずる温度以上の温度で熱処理すること
   を特徴とする光記録媒体の製造方法。 ２、前記熱処理温度が（合成樹脂基板のガラス転移点Ｔ
   ＿Ｇ−１５）℃以上の温度以上である特許請求の範囲第
   １項記載の光記録媒体の製造方法。 ３、前記合成樹脂基板を平滑な平面台上に載置して熱処
   理する特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の光記
   録媒体の製造方法。