JPH08102094A - 光学的記録媒体用基板製造用スタンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂シートのスタンパーロールへのはり付き
が無く、低複屈折性、高いプリグルーブ転写性を有する
光学的記録媒体用基板を製造するスタンパーを提供す
る。 【構成】 ローラーグルービング法に用いられる、カー
ボンなどの光吸収剤を含有する光学的記録媒体用基板製
造用スタンパー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体に
用いる光学的複屈折性の低い、プリフォーマット付き基
板を作成するのに用いるスタンパーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光記録媒体は、情報の記録・再生
を行う光、例えば半導体レーザー等に対して透明な基板
上に記録層を設け、その上に保護層を積層して形成され
ている。この光記録媒体用基板の表面には通常トラッキ
ング用の溝、アドレス情報ピットなどのミクロンオーダ
ー或いはサブミクロンオーダーの微細なプリフォーマッ
トが刻設されている。従来これらのプリフォーマットを
形成する方法として、例えばインジェクション成形法や
コンプレッション成形法が知られている。しかし、これ
らの方法は量産性とコストを満足させることが困難であ
った。

【０００３】そこで、これらの量産性とコストを満足さ
せる方法として、本出願人は欧州公開特許第３６９７８
０号及び欧州公開特許第３６９７８１号に於いて、樹脂
を熔融して押し出して樹脂シートを成形し、該成形樹脂
シートを成形ロールとそれに対向配置されたロールとで
挟圧してプリフォーマットを転写する光記録媒体用基板
シートの製造方法すなわち、ローラーグルービング法を
開示している。

【０００４】具体的に、図４はローラーグルービング法
として、３本ロール方式により成形樹脂に案内溝やプリ
フォーマットパターン等の凹凸形状を転写し、光学的記
録媒体用基板を成形する製造装置を示す模式図である。
同図において、３はスタンパー、１１はプリフォーマッ
トパタ−ン、１３はエクストルダー、１４はＴダイ、１
６は成形用第１ロール、１７は第２ロール（スタンパー
ロール）、１８は第３ロール、１５は熱溶融状態の樹脂
シート、１９はプリフォーマットパターンが転写された
成形シートである。

【０００５】エクストルーダ１３の前方のＴダイ１４か
らシート状に押し出された熱溶融状態の樹脂シート１５
は第１ロール１６とスタンパーロール（第２ロール）１
７の間に導かれ、ここで両ロール１６、１７により押圧
されると共に、スタンパーロール１７の外周面に取り付
けられたスタンパー３の形状が転写される。転写が終わ
った成形シート１９は、第３ロール１８とスタンパーロ
ール１７の間を通った後、引き取り機によって引き取ら
れる。この様な方法で成形された樹脂シートを光記録媒
体用の基板として用いる場合、基板の複屈折が極力小さ
いことが望まれる。

【０００６】複屈折の低い基板を成形するためには、第
１ロール、第２ロール間に溶融状態の樹脂を挟み込む
際、樹脂温度をできるだけ高くし、樹脂の粘度を下げる
ことが望ましい。

【０００７】このため、３本のロールの温度を熱可塑性
樹脂の軟化点温度にできるだけ近づけて成形する方法
や、更にスタンパーとロールの間に断熱層を設ける方法
によって、転写性が良好で、かつ低複屈折の基板を製造
することができる。なお、スタンパーとロールの間に断
熱層を設ける方法は本出願人がすでに開示している。
（特開平４−３６４２４２号公報）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】光学的記録媒体用の基
板としては、より複屈折性の低い、かつプリフォーマッ
トパターンの転写性が良好な透明基板が要求されてい
る。この様な基板の複屈折性を低くし、プリフォーマッ
トパターンの転写性を向上させる方法として、例えば、
図４に示されるローラーグルービング法において第１ロ
ール１６および第２ロール１７の温度、特にスタンパー
が取付けられている第２ロール１７の温度を樹脂の軟化
点温度よりも２０〜５０℃高くすることが考えられる。

【０００９】その結果、第２ロール１７の温度を高くす
る長所として ａ）複屈折性が低下し、例えばポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）の場合、２０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下になる。 ｂ）プリフォーマットパターンの転写性が向上する。

【００１０】その反面、短所として、第１ロール、第２
ロールに樹脂を挟み込む際の樹脂温度が樹脂の軟化点温
度よりもはるかに高くなり、また各ロールの温度も樹脂
の軟化点温度に近いため、第２ロール（スタンパーロー
ル）上での樹脂シートの冷却が不十分なまま、第２ロー
ルから第３ロールへ成形シートが移行してしまう。この
際、成形されたシートがスタンパーに粘着して剥離しに
くくなり、樹脂シートにシートの流れ方向に対して垂直
方向に縞模様が入ったり、剥離の際に新たな複屈折が発
生する原因となる。また、スタンパーとロールの間に比
熱の大きい断熱層が介在すると、この現象が顕著に現れ
ていた。

【００１１】これらを改善する方法として、特公昭５２
−４０３３６号公報には、押出し成形法において、第１
ロール、第２ロール間に樹脂シートを挟み込んだ後、第
３ロールへ成形シートが移行する前に、第２ロールの一
部を冷風などで強制的に冷却し樹脂シートを冷却する方
法が開示されている。さらに、冷却したロールを成形樹
脂を挟み込む直前に加熱する方法も開示されている。

【００１２】しかしながら、上記の特公昭５２−４０３
３６号公報に開示されている方法をローラーグルーブ成
形法に用いても上述の問題の解決に至らなかった。すな
わち、赤外線又は温風ヒータによる加熱では第２ロール
に加熱ムラが生じ、かつ、熱風により押出し樹脂が変形
しグルーブの転写性が悪くなり、均一にかつ低複屈折性
を有する基板を得ることができなかった。また、樹脂シ
ートを急に冷却するために複屈性が大きくなる問題があ
った。

【００１３】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、低コストおよび量産性
に優れたローラーグルービング法により、樹脂シートの
スタンパーロールへのはり付きが無く、低複屈折性、高
いプリグルーブ転写性を有する光学的記録媒体用基板を
製造することができるスタンパーを提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、光吸収
剤を含有することを特徴とする光学的記録媒体用基板製
造用スタンパーである。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、スタンパーロールに設けられたスタンパーの
表面だけを均一に加熱するために、光学的記録媒体用基
板の製造に用いるスタンパーが光吸収剤を含有すること
を特徴とする。

【００１６】また、本発明のスタンパーは、プリフォー
マット形成表面近傍に光吸収剤を含んでいるのが好まし
い。前記光吸収剤にはカーボンを用いるのが好ましい。
また、前記スタンパーはロールに設けられ、スタンパー
ロールのロール状スタンパーとしてローラーグルービン
グ法に用いられる。

【００１７】本発明の光吸収剤入りスタンパーを備えた
スタンパーロールと、かつスタンパー表面だけを加熱す
る装置を備えたローラーグルービング成形装置を用いる
ことにより、低複屈折性、かつプリグループの高転写性
を有し、成形ロール状スタンパーへのはり着のない光記
録媒体用基板を得ることが可能となる。

【００１８】上述のスタンパーロールに設けられたロー
ル状スタンパーの表面だけを加熱する方法としては、本
発明によれば溶融された樹脂がロール状スタンパーに接
触する直前にロール状スタンパーを加熱する遠赤外線、
又は赤外線のヒータを備えており、ロール状スタンパー
に照射された遠赤外光線又は赤外光線は直接ロール状ス
タンパー表面を加熱するとともにロール状スタンパー表
面に存在する光吸収剤に吸収され熱エネルギーに変換さ
れる。その結果、従来の直接加熱と比較して均一にかつ
効率良くロール状スタンパー表面を加熱することが可能
となる。

【００１９】次に、図１を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明のスタンパーの一例を示す断面模式図
である。図１（ａ）はスタンパーの全体図、図１（ｂ）
はスタンパーの部分拡大図である。同図において、導電
化膜１は光吸収剤４を含有している。プリフォーマット
パターンが形成された導電化膜１の補強のためにバッキ
ング層として電鋳層２が形成されている、スタンパー３
の全体の厚さは５０〜５００μｍ程度である、導電化膜
１は電導度が一定になる厚さであればよく、具体的には
５００Å以上は必要であり、通常１０００〜５０００Å
程度の厚みを有するように形成される。

【００２０】導電化膜１の材質は、例えばニッケル（Ｎ
ｉ）、チタン（Ｔｉ）、チタン合金、窒化チタン、クロ
ム、クロム−コバルト合金などを用いることができる。
バッキング層としての電鋳層２は、ニッケル又は銅など
で形成されている。

【００２１】光吸収剤４は、カーボン、又は炭化水素で
形成される。光吸収剤４を導電化膜（スパッター膜）１
中に含有させるためには、導電化膜をスパッター法で形
成する際に、通常用いられるアルゴン等の希ガスのスパ
ッターガス中にメタン、エタン、エチレン、アセチレン
などの炭化水素を５〜５０原子％含有させることによっ
て行なう。

【００２２】たとえば、Ａｒガスに対してＣＨ₄ ガスを
５０％含有することによってＮｉスパッター膜を形成す
ると、約４０原子％炭素を含んだＮｉスパッター膜が形
成される。導電化膜としての機能をそこなわないために
は、Ｎｉスパッター膜においては炭素の原子の割合は４
０％以下にした方が好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００２４】実施例１ 図２は本発明のスタンパーの製造方法の一実施例を示す
工程図である。同図２に基づいて本発明の実施例を示
す。まず、特願平４−３２０４９７号と同じ方法でガラ
ス板５にプリフォーマット形成２Ｐ層６からなるプリフ
ォーマットパターンが形成されたスタンパー原盤７を作
製した（図２（ａ）参照）。

【００２５】次に、スタンパー原盤７を徳田製作所製、
高周波マグネトロンスパッター装置１０ＣＰチャンバー
内にセットし、該チャンバー内を５×１０^-4Ｐａまで真
空に排気した後、アルゴンガス８０モル％、メタンガス
２０モル％の混合ガスを、該チャンバー内に導入し、系
内の圧力を０．３０Ｐａに保ち、放電電力７５０Ｗで５
分間スパッター成膜を行った。スパッターターゲットは
Ｎｉを用いた。その結果、炭素原子を１５原子％含有し
た光吸収剤４を含有する導電化膜１をスタンパーレプリ
カ原盤上に形成できた（図２（ｂ）参照）。

【００２６】次に、スルファニル酸ニッケル浴中に導入
し、導電化膜１の上に厚さ２００μｍのＮｉ電鋳膜２を
形成した（図２（ｃ）参照）。次に、スタンパーレプリ
カ原盤を導電化膜１から剥離してスタンパー３を得た
（図２（ｄ）参照）。上記のスタンパー３を図３に示さ
れる様なローラーグルービング法の基板成形装置に装着
した。

【００２７】押出し成形用の樹脂としてポリカーボネー
ト（パンライトＬ−１２２５、帝人化成社製）をエクス
トルーダ１３より押出した。Ｔ−ダイ１４の温度を３０
０℃、スタンパーロール（第２ロール）１７の温度１３
０℃、成形樹脂シート１５の押出し速度を３ｍ／ｍｉｎ
として成形し、ポリカーボネート製の光記録媒体用基板
シート１９ａを得た。

【００２８】スタンパー３が押出し樹脂シート１５に接
触する寸前に、スタンパー３の表面のみを加熱するため
に加熱用光源８（炭酸ガスレーザー）で加熱した。スタ
ンパーロール１７に樹脂シート１５が接解した直後、加
熱用光源８よりを低いエネルギーの光を加熱用光源８′
より照射してスタンパーを加熱し樹脂の急冷を防いだ。

【００２９】光記録媒体用基板シート１９ａの複屈折性
は１０ｎｍ以下であった。複屈折の測定はボーラリメー
タ（ＳＰ−２２４型、神港精機（株）製）で行ない、波
長８３０ｎｍ、スポット径１μｍの光で測定したシング
ルパスの値で評価した。また、光記録媒体用基板シート
１９ａのスタンパーロール１７へのはり付きが無く、高
いプリグルーブ転写性の基板シートが得られた。

【００３０】比較例１ 実施例１に示される、光吸収剤入りスタンパーを用いな
いで、すなわち実施例１に示されるＡｒとＣＨ₄ の混合
ガスをＡｒだけにして実施例１と同様にスタンパーを作
成し、図３に示される様なローラーグルービング法によ
って実施例１と同様な方で基板シートを作成したところ
複屈折は１８ｎｍであった。

【００３１】比較例２ 比較例１のスタンパーロール１７の温度を１５０℃にす
ると複屈折が６ｎｍのＰＣ基板が得られた。しかし、数
分基板を作成すると、基板シート１９がスタンパーロー
ル１７にはり着いてしまい成形が困難となった。連続成
形性が悪かった。

【００３２】実施例２ 実施例１のスパッターガスをＡｒ８０モル％、Ｃ₂ Ｈ₄
２０モル％に変えてスタンパーを作成した。そのスタン
パーを用いて実施例１と同様に基板シートを作成したと
ころ同様な効果が得られた。

【００３３】実施例３ 実施例１のスパッターターゲットをＴｉに変えても実施
例１と同様な効果を示すスタンパーが作成できた。

【００３４】実施例４ 実施例１のスパッターガスをＡｒ８０モル％、Ｃ₂ Ｈ₄
２０モル％に変えても実施例１と同様な効果を持つスタ
ンパーが作成できた。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ロ
ーラーグルービング法による光記録媒体用基板シートの
作成に用いるスタンパー表面に光吸収剤を含有すること
によって、下記の効果が得られた。 １）従来スタンパーを装着したスタンパーロール全体を
加温し、複屈性を低くするためロールの温度を高くする
と成形基板シートがロールにはり着つく問題点を解決
し、樹脂シートのスタンパーロールへのはり付きを無く
すことができた。 ２）すなわち、温たまりにくく、冷えにくい大きなロー
ルを加熱するのでなく、ロール表面に装着されている、
スタンパーの表面のみを高温に加熱し、かつ温度コント
ロールをするためにプリフォーマットの転写性が良く、
かつ成形シートが急激に冷却されず樹脂の光学ひづみが
低さくなるために、樹脂の複屈性が低くすることが可能
となった。 ３）ロール全体の温度が樹脂のＴｇよりも著しく高温に
ならないので成形シートが第３ロールに移動する際に第
２ロール（スタンパーロール）にはり着くことがなくな
り、連続成形性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスタンパーの一例を示す断面模式図で
ある。

【図２】本発明のスタンパーの製造方法の一実施例を示
す工程図である。

【図３】本発明のスタンパーを使用したローラーグルー
ビング法の基板成形装置の説明図である。

【図４】従来のローラーグルービング法の基板成形装置
の説明図である。

【符号の説明】

１ 導電化膜 ２ 電鋳層 ３ スタンパー ４ 光吸収剤 ５ ガラス板 ６ プリフォーマット形成２Ｐ層 ７ スタンパー原盤 ８，８′ 加熱用光源 １１ プリフォーマットパタ−ン １３ エクストルダー １４ Ｔダイ １５ 熱溶融状態の樹脂シート １６ 成形用第１ロール １７ 第２ロール（スタンパーロール） １８ 第３ロール １９ 成形シート １９ａ 光記録媒体用基板シート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光吸収剤を含有することを特徴とする光
   学的記録媒体用基板製造用スタンパー。
2. 【請求項２】 スタンパーの表面近傍に光吸収剤を含有
   する請求項１記載の光学的記録媒体用基板製造用スタン
   パー。
3. 【請求項３】 前記光吸収剤がカーボンである請求項１
   または２記載の光学的記録媒体用基板製造用スタンパ
   ー。
4. 【請求項４】 スタンパーの導電化膜中に光吸収剤を含
   有する請求項１または２記載の光学的記録媒体用基板製
   造用スタンパー。
5. 【請求項５】 スタンパーがローラーグルービング法に
   用いられる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の光学
   的記録媒体用基板製造用スタンパー。