JPS62140257A - 光デイスク用基板 - Google Patents

光デイスク用基板

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JPS62140257A
JPS62140257A JP60280391A JP28039185A JPS62140257A JP S62140257 A JPS62140257 A JP S62140257A JP 60280391 A JP60280391 A JP 60280391A JP 28039185 A JP28039185 A JP 28039185A JP S62140257 A JPS62140257 A JP S62140257A
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JP
Japan
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substrate
layer
polyimide
polyimide layer
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Application number
JP60280391A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Okino
沖野 芳弘
Toshiaki Kashihara
樫原 俊昭
Kunihiro Takenaka
邦博 竹中
Yukio Yanaga
弥永 幸雄
Tooru Imanara
今奈良 徹
Takayuki Kanai
孝之 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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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) 本発明は光ディスク用基板に関するものである。詳しく
は本発明は、基材、その上部に積層されたポリイミド層
、および該ポリイミド表面に形成された溝より構成され
ている光ディスク用基板に関するものである。
(従来の技術) 光ディスクはレーザ光を用いた高密度記録媒体として近
年注目を集めており、再生専用型、追加記録型、曹換え
可能型の3種類に分類され、■大容量■非接触で記録、
再生が可能、■静止画、高速ランダムアクセスなどのト
リックプレーが可能、■ホコリ、傷に強い、■寿命が長
いなどの多くの特長を有している。
光ディスクの基板としては、従来、ポリアクリレート、
ポリカーボネート等の射出成形や、アクリル板、ポリカ
ーボネート板、ガラス板等の透明円盤の上に溝付の光硬
化性樹脂を積層させるフォトポリマー法(いわゆるJP
法)によって展進されてきた。これらの基板には無色透
明性、耐吸湿性、寸法安定性等が要求されている。現在
市販されているコンパクトディスクやビデオディスクで
はこれらの基板が広く用いられている。
次に、第9図にTo低酸化物を用いた書き換え可能ディ
スクの構造の従来例を示す。フォトポリマー材料を用い
てつくつ、たディスクの構造であpi、りは、透明な樹
脂又はガラス基板である。コはフォトポリマ一層、6は
接着層、ダは、記録層である。フォトポリマ一層の耐熱
性向上の為補強層3、Sを設けている。この補強層とし
ては810.等の耐熱特性の良い誘電体等が用いられて
いる。記録層をサンドインチ状に挾み込む為、記録層を
含めて、3回の蒸着が必要であり、ディスク製作上、コ
ストアップの要因になる。 Ts低酸化物系材料の記録
消去に用いられるときスポットの強度分布を第5図に示
す。
gは記録スポット、りは消去スポットである。
記録消去のメカニズムとして急熱急冷による記録膜の非
晶質化、徐冷による結晶化という一つの相の間の相転移
により、記録消去が行なわれる。gの記録スポットによ
る温度上昇は極く短時間(200〜300 n5ec 
)であシ、9の消去スポットによる温度上昇は、記録ス
ポットに比べると、約io倍程度は長くなる。その為消
去スポットのピーク強度自体は記録スポットのそれに比
べると低いが、比較的高温に維持される時間は、長くな
ってくる。その為、書き込みだけでは、問題にならない
基材の耐熱性が、大きな問題になってくる。
(発明が解決しようとする問題点) 長楕円形状を有する消去スポットで、繰り返し消去書き
込みを行なうと、その部分の温度上昇により熱変形温度
以上になると、基材の方に変形等の異常が起こってきて
、記録再生の信号C/Nを劣化させたり、消し残り等を
増加させたりする原因になる。
そこで、本発明者は、記録消去の繰シ返しの熱サイクル
より基板の熱変形を押え、C/Nの変化の起こらない、
高耐熱性の、光ディスク用基板を見出すため種々検討を
行ない、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、基材、その上部に積層され
たポリイミド層、および該ポリイミド表面に形成された
溝より構成されている光ディスク用基板にある。
ヨ・−J端ミ#仕 −一 (問題点を解決するための手段) 以下に本発明の詳細な説明する。
まず、本発明における基材としてはガラス等のセラミッ
ク、アルミニウム等の金属のように耐熱性があって硬質
で変形しにくいものが好適に使用される。たとえば、ガ
ラスのように透明で複屈折が小さく、表面が平滑なもの
が好適である。ガラスとしては通常のソーダライム製で
もよいし、表面を化学強化したものでもよい。
また、本発明において用いられるポリイミドとは、熱可
塑性であって溶媒可溶型のものであp、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルイミドおよびこれらの混
合物が含壕れる。
具体的には、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
(BTDA)と二種の芳香族ジイソシアナート、すなわ
ちり、q′−ジイソシアノジフェニルメタンおよびコJ
−ジイソシアノトルエンを共重合させて合成したもの (商標)と知られるもの、 NASAを中心に研究されてきたもの、ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンからポリアミド
酸を経由して合成されるもの C1ba−Geigy社’XU−2/l” (商標名)
として知られるもの 約ざOqbの式 の繰返し単位、および残シの204式 れるもの 等が挙げられる。
ポリイミドを含有する溶液を調製するには、たとえば、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)
と、二種の芳香族ジイソシアナート、すなわち+、p’
−ジイソシアノジフェニルメタンおよびj、lI−ジイ
ソシアノトルエンを共重合させて合成したポリイミドで
あれば。
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、−フ 
− N−メチル−ニーピロリドン等を溶媒として溶液とする
。たとえば、ジメチルホルムアミドを溶媒としてio−
コ!r vt%の溶液を調製する。
ポリイミド表面の溝の形状、大きさは、目的とするディ
スクの種類によって適宜選定しうる。
たとえば車載用のコンパクトディスク用であれば、幅o
、qμm1、深さ0.Ipm程度のビット(小孔)であ
る。書換え可能型光ディスク用であれば1幅o、gμm
、深さo、iμm程度の同心円状、または渦巻状の溝で
ある。
次に、本発明における光ディスク基板の製造方法の一例
を述べる。
基材としてガラスを用いた場合について述べると、ガラ
ス板の大きさは内径isミリ、外径lコOミリ、厚さハ
コミリ程度、あるいは内径3!rミリ、外径−〇〇ミリ
、厚さハコミリ程度であればよく、特に制限されるもの
ではない。
たとえば、内径/jrミリ、外径isoミリ、厚さハコ
ミリ程度のガラス板をスピンコータの回転ステージ上に
吸引等によシ固定する。ついで、シランカップリング剤
の溶液をガラス板上に過剰量滴下し、ただちに/、00
0−!r、000 rpmでlO〜60秒間回転させて
ガラス板の上面側の全面に均一に塗布した。
ここで、シランカップリング剤溶液とは、分子中にコつ
の異なる反応基を有する有機珪素化合物であるシランカ
ップリング剤(たとえば、N−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルートリメソキシシラン等)をアルコール
と水の混合溶液中に0.1 = / Ovt%の濃度で
溶かしたものである。
このあと、go〜iso℃、好ましくはio。
〜lユO℃で十分に乾燥させる。シランカップリング剤
を塗布することにより、ガラスと、その上に塗布するポ
リイミドとの密着性を格段に高めることができる。仮に
、基材がアルミニウムであれば、表面をアルマイト処理
することにより、アルミニウムとポリイミドとの密着性
を格段に高めることができる。
ついで、上記のガラス板を再び、スピンコータの回転ス
テージ上に固定し、10〜35wt%、好ましくは/ 
!r=:10 vt%のポリイミド溶液を約10m1滴
下する。
スピンコードの仕方は、内径の周辺部より少し内側に、
少くともディスクの全面を塗布する゛のに必要な量のポ
リイミド溶液をドーナツ状に供給し、ただちにディスク
を回転させる。回転数は! 00〜&、000 rpm
 、好ましくはコ、ooo〜J、000 rpmである
。回転数の上昇の仕方としては急激に所定の回転数まで
立上げてもよいし、中間の回転数でしばらくスピンコー
ドしたあと。
所定の回転数まであげてもよいし、所定の回転数1で徐
々に立上げてもかまわない。スピンコード時の温度等の
条件によっては、低速回転から徐々に高速回転に立ち上
げた方が良好な塗布ができる場合もある。
ポリイミド溶液には、後述する金型との剥離性を良くす
るために少量の離型剤を混合しておいてもよい。たとえ
ばジオクチルリン酸エステルモノエタノールアミン塩を
約’l000pprn添加してもよい。
スピンコードが終了したら、吸湿による影響を避けるた
め、ただちに乾燥炉に入れる。乾燥温度は50〜l:1
0℃、好ましくは60〜io。
℃、乾燥時間は膜厚にもよるがユ〜30分程度である。
このあと、凹凸のある金型でポリイミド層に凹凸を転写
する。凹凸の深さとしては、樹脂が容易に変形する程度
の大きさであることが望ましく、通常0.0 / −/
 Op、好ましくはo、o s〜!μである。
たとえば金型がコンパクトディスク用のスタンパであれ
ば、その表面には幅O,taμ、深さo、iμ程度のピ
ット(実際には突起)が刻まれておシ、これを該ポリイ
ミド層の上にかぶせて加熱下プレスする。加熱の温度、
時間、プレス圧力等の操作条件は、プレス圧力s−rO
kg/d(ポリイミド表面の値)、プレス時間/−j分
において、 好ましくは、 を満たす範囲である。ただし、Tはプレス温度(’c)
 、wはポリイミド層の残留溶媒濃度(重量%)を表わ
す。このとき膜厚は!r〜30μ、好ましくはIO−コ
Oμであることがよい。
プレス温度は、低すぎるとガラス基板の有する大きなう
ねりの影響を受け、数loX程度の微小な差であるがビ
ットの転写性に影響を及ぼし、転写面に不均一な斑が現
われ、好ましくない。また、プレス温度が高すぎると転
写面に溶媒の急激か蒸発に起因する発泡や、樹脂の流動
による不均一な模様が現わり1、好ましくない。
プレスを終了したら、ただちにスタンバを剥離する。剥
離性をよくするため、前述したようにポリイミド中にあ
らかじめ、離型剤を混合しておいてもよい。
このとき、離型剤の量が少ないと(たとえばコ、000
 ppm程度)、剥離性は少し悪くなる。
また、多く加えても(たとえばA、000 ppm程度
)、剥離性はあまり変わらない。
スタンバから剥離したら、樹脂中に残存する溶媒を除去
するためベーキングを行う。ベーキング温度は、樹脂の
耐熱性にもよるが、たとえばポリイミドであれば、温度
:lSO〜300′C程度で!r−60分、好ましくは
、20−1’ 0分ベーキングをして溝付樹脂基板が製
造される。
こうして得られるポリイミド層の厚さは、5〜,20μ
程度である。
また、ポリイミド層に形成させる溝の深さは、スタンバ
の対応する部分の深さよりxo−g。
係程度小さくなる。これは、ベーキング時の溶媒の蒸発
、プレス時の歪の弾性回復等により、ポリイミド層がコ
θ〜50係減少するためである。しかしこの減少分を見
越してスタンパのピットを高目にしておくことによシ、
光ディスク基板として全く問題なく使用することができ
る。
上述の製造方法のほかに、スタンバの表面にポリイミド
をスピンコードし、残留溶媒濃度io−コθwt%に乾
燥したのち、ガラス板、あるいはアルミニウム板の上に
加熱下プレスして融着させ、しかる後にスタンパを剥離
し、コ5゜〜300℃でベーキングする方法にょシ光デ
ィスク基板を製造することもできる。
この場合、ポリイミドとの密着性を良くするため、ガラ
ス表面にシランカップリング剤を塗布することや、仮に
基材がアルミニウムであればアルミニウム表面をアルマ
イト処理すること、またポリイミドとスタンパとの剥離
性を良くするため、ポリイミド中に離型剤を混合しても
よいことは前に述べた方法と同様である。
次に本発明の光ディスク用基板を用いた実施態様を、図
面に従って以下に説明する。第7図は、転写ポリイミド
層71を、透光性の耐熱基板10に形成した例である。
耐熱基板10としては、例えば、ガラス等が好適である
。転写ポリイミド層iiは基板io上にポリイミド層が
= 14− 形成された後、該層表面に案内溝の形状を転写してガラ
ス転移温度付近まで加熱して形成する。
基板上にポリイミド転写層が形成された後、情セ 報記録層lコが真空プロイスで形成される。特に情報の
記録消去を行なう場合には、繰シ返し熱サイクルに対し
ての転写層iiの耐熱性が要求される。本実施例の構成
では、ポリイミド層//が転写層である為、従来の熱可
塑性材料、従えば、ポリメチルメタクリレ−) (PM
MA)、ポリカーボネート等の材料に比べはるかに高い
耐熱性が確保できる。13は接着層、lIIは保護カバ
一層である。
第2図は、第ユの実施態様であシ、金属等の不透明基板
19にポリイミド層igを転写したものである。不透明
基板としては、耐熱性を有するもの、例えば、アルミニ
ウム等の金属基板が好適である。ポリイミド層itを転
写焼成後、記録膜17を形成する。その後、光学的に信
号を記録再生する為の透明保護層15を接着層16を介
して接着する。接着層は、情報記録面全面にわたシ設け
る必要はなく、ディスクの内周外周のみに接着層を形成
し、いわゆる、エアサンドイッチ構造としても差しつか
えはない。保護層15は、透明な、PMMA、ポリカー
ボネート等の樹脂材料又は、ガラス基板等が好適である
第3図は、第1図において、保護層/+を省略した実施
態様である。ガラス等の耐熱性を有する基板コク上に、
ポリイミド層U/が転写されたものである。保護層23
としては、紫外線硬化型樹脂、その他の熱硬化性又は熱
可塑性樹脂等を、スピンコードして用いるのが、好適で
ある。
本発明によれは、収束されたレーザー光を吸収して短時
間には、数曲′℃にも達する情報記録層の支持材料とし
て、高耐熱性のポリイミド層を用いることによシ、相転
移型のTe0x−G・−8n系書き換え材料、希土類遷
移金属系のアモルファス光磁気材料等の記録層サイクル
を繰り返す必要がある場合、劣化のほとんど生じない極
めて、良好なディスク基板を提供することができる。繰
り返しの熱サイクルに対しては、従来用いられているP
MMA 、ポリカーボネート等の熱可塑性材料、紫外線
の作用により硬化する紫外線硬化型樹脂等の場合では、
樹脂を補強する為の補強層例えば、5tO1810,、
Al□O,、Ta1O1、TlO2、wo、、Si、N
、、AIN、BN等を用いて、情報記録層をサンドイン
チして、基材の熱変形を押える必要があるが、本発明に
よるポリイミド転写層を記録膜の支持体として用いる場
合は、特に前述のような補強層を用いる必要はなく、十
分な耐熱性が確保できる。繰り返し書き換え消去に対し
ても十分な耐久性が得られ、る。ポリイミド層の厚さと
しては、レーザー加熱の場合の熱拡散を考慮して、数μ
m あれば、十分である。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1 基材として、表面が平滑で化学強化されたガラス板(外
径l二〇WM、内径1grrrx、厚さ八15111I
+)を用いた。
また、シランカップリング剤(日本ユニカー社製、′″
A−//!コ”)をメタノールと水を9 / /(容積
比)の割合で混合した液で希釈してIwtチのシランカ
ップリング剤溶液を得た。
ポリイミド溶液は、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物(BTDA )と、F、4’!’−ジイソシアノ
ジフェニルメタンおよびユ、弘−ジイソシアノトルエン
を共重合させて合成したポリイミドを、N、N−ジメチ
ルホルムアミドを溶媒とした/ 7 vt%の溶液とし
たのち、ジオクチルリン酸ニスデルモノエタノールアミ
ン液からなる離ffl剤(東し社製゛セパール″ダti
t−ioo )’tt1000 ppm添加してI”l
製した。
金型としてはコンパクトディスク用のスタンパ−にッケ
ル製、有効部分径コQQTnB+、厚さ約Q、17 r
a、信号面のピット深さqroX)を用いた。
ガラス板をスピンコータの回転ステージ上に吸引固定し
、ガラス板の上にシランカップリング剤溶液を約5−滴
下させ、ただちにユ、000rpmで30秒間ガラス板
を回転させて全面均一に塗布した。このあとtio℃、
1時間で乾燥させた。
ついで、このガラス板をシランカップ剤塗布面を上にし
て再度、スピンコータに吸引固定し、ポリイミド溶液を
約70−滴下し、ただちに!r 00 rpmで口伝さ
せたのち、徐々に回転数を上げてゆき、2.00 Or
pm−1で上げて均一に塗布しio秒後に停止させた。
このあと、tro℃、−分で乾燥させた。
ついで、このガラス板上にスタンパの信号面を重ね合わ
せて、プレス機でプレスした。
このとき、スタンパの中心とガラス板の中心とを正確に
合わせることが必要であり、ステンレス製の治具を用い
た。プレスの条件は温度1tsoc、;を分でポリイミ
ド面の圧力はpOk4/dであった。プレス後、スタン
パとポリイミド層の間を剥離し、ガラス板をgo℃から
、300Cまで30分で昇温し、300℃で30分乾燥
した。得られた溝付樹脂基板のポリイミド層の厚さは/
Qμ、ポリイミド層に形成された溝の深さはqooXで
あった。また、この基板の透過率は波長7ざOnmの光
に対してgs%であった。
この基板のポリイミド層の表面にアルミニウムを約O,
Sμの厚さで蒸着し、その上から透明な紫外線硬化型樹
脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させた。
このようにして製造した光ディスクを市販のコンパクト
ディスクプレーヤーを改造してRF倍信号取出せるよう
にした装置にかけ、ガラス板側からレーザ光を照射して
RF倍信号取出し、オシロスコープでアイパターンを調
べたところ、変調度o、qコ、周波数特性0.3’lで
あった。
実施例コ ガラス板の代りに、表面をアルマイト処理したアルミニ
ウム板を用いたこと、シランカップリング剤溶液の塗布
を省略したこと、凹凸の反転したスタンバ−を用いたこ
と以外は実施例1と同様にして溝付樹脂基板を得た。
得られた基板のポリイミド層の厚さは10μ、ポリイミ
ド層に形成された溝の深さはりθOAであった。
この基板のポリイミド層の表面にアルミニウムを約O,
Sμの厚さで蒸着し、その上から透明な紫外線硬化型樹
脂を塗布し、上記ガラス板と同じ寸法のポリメチルメタ
クリレート製の透明な板を貼り合せたあと、紫外線を照
射して樹脂を硬化させた。
このようにして製造した光ディスクを、ポリメチルメタ
クリレート板側からレーザ光を照射したこと以外は実施
例/と同様にしてアイノくターンを調べたところ、変調
度0.6り、周波数特性0.3gであった。
実施例3 基材として、表面が平滑で化学強化されたガラス板(外
径、2oovrm、内径3!rwan、厚さi、is団
)を用いた。
また、シランカップリング剤(日本ユニカー社製、″″
A−iiA−iiユコタノールと水を9 / /(容積
比)の割合で混合した液で希釈して/wt係のシランカ
ップリング剤溶液を得た。
ポリイミド溶液は、ベンゾフェノ/テトラカルボン酸二
無水物(BTDA)と、グ、t′−ジインシアノジフェ
ニルメタンおよびコ、タージイソシアノトルエンを共重
合させて合成したポリイミドを、N、N−ジメチルホル
ムアミドを溶媒とした/ 7 wt%の溶液としたのち
、ジオクチルリン酸エステルモノエタノールアミン塩か
らなる離型剤(東し・化パール、 ’I’l0−10θ
)をグQ 00 PPm添加して調製した。
金型としては書換え可能型ディスク用のスタンバ−にッ
ケル製、有効部分径300rIm、厚さ約Q、l1m、
記録面の案内溝の深さt、a o o X )を用いた
十分な平面性を有する定盤を水平に静置し、この上に溝
内溝側を上にしてスタンバを固定し、た。このスタンバ
の表面に十分な量のボリイミド溶液を滴下し、約100
μのクリアランスを有するドクタナイフで全面に塗布し
た。
このあと、60℃、コ分間加熱後、KO′C、グ分間加
熱して乾燥させた。
ついで、ガラス板をスピンコータの回転ステージ上に吸
引固定し、シランカップリング剤溶液を約10−滴下さ
せ、ただちにユ、000 rpmで30秒間ガラス板を
回転させて全面均一に塗布した。このあとiio℃、1
時間で乾燥させた。このおとこのガラス板上にジメチル
ホルムアミドとイソプロピルアルコールの混合溶液(混
合比は容積比でt:i)を数滴滴下し、全面を均一に濡
らした後、ただちに、前記スタンバの樹脂層と重ね合わ
せて、プレス機でプレスした。このとき、スタンバの中
心とガラス板の中心とを正確に合わせることが必要であ
シ、ステンレス製の治具を用いた。プレス条件は115
0.1IOkp/l:y/lでコ分間であった。プレス
後、スタンバと樹脂層の間を剥離し、ガラス板をgoc
から300″Cまで30分で昇温し、300− 銘 − ℃で3θ分乾燥した。得られた溝付樹脂基板の樹脂層の
厚さは13μ、樹脂層に形成された溝の深さはgsoX
であった。
また、この基板の透過率は波長7rOnmの光に対して
g5%であった。
この基板のポリイミド層の表面に、テルビウム、鉄系の
記録膜(膜厚goo’j)を形成した後、光磁気型記録
再生装置にかけて、磁界の存在下、ガラス板側から高出
力のレーザ光を照射して/ MHzの信号を記録した。
ついで低出力のレーザ光を照射して記号を再生したとこ
ろ、得られた信号のCN比はり−dB  であった。
(発明の効果) 本発明に係る光ディスク用基板は、繰り返し書き換え可
能な、たとえばTe0x−Go−8n  系の相転移材
料、光磁気系の記録材料て対して、極めて有効であり、
記録消去時の熱サイクルに対して、熱変形、劣化の極め
て少ないディスク基板を提供することが出来る。本発明
のディスク基板は、耐熱性の要求されるハイエンドな使
用目的の光ディスクメモリー、東載用光ディスクデータ
メモリー、コンパクトディスク等にも使用出来ることは
言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第7〜3図は、本発明に係る基板を用いた実施態様例を
示し、第q図は従来の書き換え可能ディスクの構造を示
し、第5図はT・低酸化物系材料の記録消去に用いられ
るスポットの強度分布を示す。 出願人  三菱化成工業株式会社 代理人  弁理士 長谷用  − (ほか1名) 第1 図 第2図 第3凪

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基材、その上部に積層されたポリイミド層、およ
    び該ポリイミド表面に形成された溝より構成されている
    光ディスク用基板。
  2. (2)基材がガラス板又はアルミニウム板である特許請
    求の範囲第1項記載の光ディスク用基板。
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