JPS63244428A - 光デイスク基板の製造方法 - 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、光を利用して記録および、または、再生を行
う方式のディスク基板の製造方法に関し、特にデジタル
・オーディオディスク、ビデオディスク、メモリーディ
スク等の光ディスク基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクメモリー用のディスク基板の製造法としては
、熱可塑性樹脂を、片面にスタンパが設置されている金
型の中に、高温高圧で流し込んで成形する方法（インジ
ェクション法）と、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、エポキシ樹脂等の平板を用いて、金属スタ
ンパ上に光硬化型樹脂材料を配置し、その上から平板を
押しあてて、基板側から放射線を照射して樹脂を硬化さ
せた後、スタンパを剥離して光ディスク基板を製造する
方法（２Ｐ法）とが知られている。更に、特開昭６０−
１１２４０９号公報、特開＠６１−４４６８９号公報、
特開昭６１−１１５９１３号公報、特開昭６１−１７６
６１８号公報等にはアクリル系樹脂材料を光硬化させて
光ディスク基板を製造する方法（フォトキャスト法）が
提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

インジェクション法は、量産性に優れる反面、高温、高
圧、かつ高速で熱可塑性樹脂を射出成形するため、基板
に複屈折が生じやすく、また、スタンパの摩耗が生じた
り、転写精度が低いなどの問題があり、さらに、線状高
分子を用いるために、基本的に耐クリープ性に劣るとい
う欠点があった。

２Ｐ法は、スタンパの寿命、転写精度に優れる利点を有
しているが、一方では、基板と光硬化型樹脂との密着性
の長期信転性に問題を生ずる場合があり、２段階で光デ
ィスク基板を作製するため、作業上からも時間を要し、
量産性が低く、製品がコスト高になるという問題点があ
った。

一方、フォトキャスト法は、金属スタンパと透明支持板
との間に光硬化型樹脂材料を配置し、光硬化させるため
、量産性、スタンパの寿命、転写精度に優れる方法であ
り、適切な光硬化型樹脂組成物を選定すれば、たとえば
、特開昭６０−１１２４０９号公報、特開昭６１−４４
６８９号公報、特開昭６１−１１５９１３号公報、特開
昭６１−１５９４１１号公報等に低吸水、耐熱性等を特
徴とする光ディスク基板が提案されているように信頬性
のある光ディスク基板を製造しうる可能性がある。

しかしながら、これらの提案された方法は、基板の反り
、光学的歪（複屈折）の発生などの問題が充分に解決さ
れておらず、いずれもまだ実用化の段階に至っていない
。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、前記問題点を解決し、光ディスク基板の基本特
性に優れるとともに、基板の反りおよび光学的歪、特に
複屈折が実質的に無視できるほど小さく、かつ長期信頬
性が高いなどの実用上著しく優れた特性を存する光ディ
スク基板を、短時間で効率よく、確実に得ることができ
る工業上著しく有利な光ディスク基板の製造方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前記問題点を解決すべく、鋭意研究を重
ねた結果、スタンパと透明支持板との空間に充填する光
硬化型樹脂成形材料として特定の樹脂成形材料を選定し
、該樹脂成形材料を、透明支持体側からエネルギー線を
照射して光硬化せしめるに際して、前段工程で、エネル
ギー線として特定の光照度の紫外線を特定の線量用いて
前硬化した後、後段工程で特定の光照度の紫外線を用い
て後硬化する方法が、本発明の目的達成に極めて有効で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

すなわち、本発明は、光硬化樹脂製の光ディスク基板の
製造方法において、スタンパと透明支持板との空間にア
クリル系および／またはメタクリル系光硬化型樹脂成形
材料を充填し、該光硬化型樹脂成形材料に、（ａ）波長
３６５ｎｍにおける光照度が１〜２０ｍＷ／ｃＪであり
、積算光量が１００〜１０１００Ｏ／ａ（の紫外線を前
記透明支持板側から照射することにより前硬化処理を行
い、次いで（ｂ）波長３６５ｎｍにおける光照度が２０
〜３００　ｍＷ／ｃｕｔの紫外線を前記透明支持板側か
ら照射することにより後硬化処理を行うことにより前記
光硬化型樹脂成形材料を透明支持板側から光硬化せしめ
ることを特徴とする光ディスク基板の製造方法である。

前記アクリル系光硬化型樹脂成形材料およびメタクリル
系光硬化型樹脂成形材料は、光ディスク基板の製造用材
料としての基本特性に優れたものであって、紫外線照射
によって硬化することができるものであれば特に限定な
く、様々な光硬化型アクリレート系樹脂成形材料、光硬
化型メタクリレート系樹脂成形材料を用いることができ
る。

すなわち、本発明方法に通常好適に用いることができる
アクリル系もしくはメタクリル系の光硬化型樹脂成形材
料は、アクリル基および／またはメタクリル基を有する
所定の分子量のモノマー類もしくはプレポリマーを含有
する樹脂組成物に、光（紫外線）重合開始剤を添加した
ものであり、これにエネルギー線（紫外線）を照射する
と光重合開始剤が作用して重合反応すなわち光硬化反応
が進行し、架橋性の光硬化樹脂が得られるものであり、
かつ光硬化による樹脂の収縮が少なく、スタンバ上の所
定の凹凸を精度よく転写することができるものであり、
さらに得られた基板が、高い耐熱性、高い硬度、高い剛
性率、低吸水性などの光ディスク基板としての基本特性
に優れ、また、用いたスタンバ、透明支持板との離型性
に優れるなどの光ディスク基板製造用樹脂成形材料とし
ての優れた基本特性を有するものであればよい。

このような好適に用いられるアクリル系もしくはメタク
リル系光硬化型樹脂成形材料の具体例としては、たとえ
ば、分子量２０００以上のポリオールポリアクリレート
、ポリオールポリメタクリレート、エポキシポリアクリ
レート、ポリエポキシポリメタクリレート、ポリエステ
ルポリアクリレート、ポリエステルポリメタクリレート
、脂環式ポリアクリレート、脂環式ポリメタクリレート
、ウレタン系ポリアクリレート、ウレタン系ポリメタク
リレートの中から選ばれる少な（とも１種以上のポリア
クリレートおよび／または少なくとも１種以上のポリメ
タクリレートを含有する組成物であって該組成物中の、
前記ポリアクリレートとポリメタクリレートの合計量が
、５〜６０重量％である組成物に、１〜５重量％の少な
くとも１種以上の光増感剤（光重合開始剤）を混合せし
めた光硬化型樹脂成形材料などを挙げることができる。

なお、これらの樹脂成形材料には、通常、モノ（メタ）
アクリレート、ジ（メタ）アクリレート、トリ　（メタ
）アクリレートなどのモノマーもしくは低分子量プレポ
リマーなどを希釈剤として用いることができる。

ここで、分子量が２０００未満のモノマーもしくはプレ
ポリマーだけを用いると、光硬化を行った時に収縮が大
きく、好適なディスク板を得ることが困難となる場合が
ある。

また、前記ポリアクリレートとポリメタクリレートの含
有量が、５重量％未満では、この収縮の緩和にそれほど
効果がな（、一方、６０重量％を６　超えると、ディス
ク基板の剛性率の向上が十分でなく、ディスクとしての
特性を得難い。

なお、前記ポリアクリレートもしくはポリメタクリレー
ト成分として、高耐熱性、高硬度、低吸水性の向上のた
めには、たとえば、エポキシポリアクリレート、エポキ
シポリメタクリレート、ポリエステルポリアクリレート
、ポリエステルポリメタクリレート、脂環式ポリアクリ
レート、脂環式ポリメタクリレートなどが適しており、
通常これらの中から適当な種類を選択し、適宜、適当な
配合比となるように配合しても用いるのが好ましい。

前記光増感剤としては、公知のものを用いることができ
、具体的には、たとえば、ベンゾフェノン、ベンゾイン
エチルエーテル、アセトフェノン、アントラキノン系光
増感剤などの様々のものを挙げることができる。

前記透明支持板としては、通常の紫外線照射による光硬
化ディスク基板の製造に用いられるものであれば特に制
限はないが、通常、ガラス板、特に透明石英ガラス板が
好ましい。

前記スタンパの材質としては、通常の光硬化ディスク基
板の製造に用いられるものを適宜選択して用いることが
できる。このスタンバの表面の材質としては、たとえば
、銅、ニッケルなどの金属、ガラスなどを挙げることが
できる。なお、本発明方法においては、エネルギー線す
なわち前記紫外線を透明支持板側から照射して光硬化型
樹脂を硬化する方法を用いるので、このスタンパの材質
は、　・必ずしも透明なものでなくてもよく、様々な材
質のものを適宜選択したり、必要により組み合わせて用
いることもできる。もっとも、通常、スタンパの材質と
して、金属が好適に用いられる。

本発明方法においては、前記透明支持体と前記スタンバ
との間に、たとえばスペーサーを用いて空間を設け、そ
の空間に前記光硬化型樹脂成形材料を注入、充填し、核
樹脂成形材料を前記の如く、所定の紫外線を用いて前硬
化し、次いで、所定の紫外線を用いて後硬化するという
特定の方法によって前記透明支持側から光硬化し、この
硬化時に前記スタンバ上の所定の凹凸を、硬化樹脂上に
転写せしめる方法によって、目的とする光ディスク基板
を製造する。

前記（ａ）すなわち前記前硬化処理において照射する紫
外線の波長３６５ｎｍにおける光照度が、１ｍＷ／ａｄ
未満であると、この前硬化の効果が十分に得られず、得
られる基板の反りが増加したり、前硬化に要する時間が
著しく長くなるので好ましくない。一方、その光照度が
、２０ｍＷ／ｃＪを超えると得られる基板の反りが増加
するので好ましくない。

また、この前硬化処理に用いる前記紫外線の積算光量が
、１００ｍＪ／ｃ＋ａ以上、１０１００Ｏ／ｃＪ以下の
範囲にない場合には、この前硬化の効果を十分に生かす
ことができず、得られる基板の反りが増加するので好ま
しくない。

前記（ｂ）すなわち前記後硬化処理において照射する紫
外線の波長３６５ｎｍにおける光照度が、２０ｍＷ／ｃ
Ｊ未満であると、用いた光硬化型樹脂の硬化が十分でな
かったり、硬化に要する時間が著しく長くなることがあ
り、一方、３００ｍＷ／ｃ＋Ｊを超えると、その光照度
の大きさに見合った光硬化の効率の向上が期待できず経
済的に不利となったり、目的とする特性のディスク基板
が得られない場合がある。

この後硬化処理に用いる前記紫外線の照射時間としては
、用いる紫外線の光照度、用いる樹脂材料の種類や組成
によって異なるので一様に規定できないが、通常、たと
えば、５〜１００秒程度とすれば十分である。なお、こ
の光照度と照射時間を、適宜選択することによって目的
とする特性のディスク基板の製造効率、経済的効率を向
上させ１す ることができる。

前記前硬化および後硬化に用いる紫外線は、いずれの場
合も、用いる透明支持板側から照射して、光硬化を行う
のであるが、その照射方式としては、他に特に制限はな
く、連続照射、不連続照射、その組み合わせのいずれの
方式を用いてもよく、また、前記所定の光照度範囲で、
光照度を連続的にあるいは不連続的に変えて行う方式、
一定の値に保持して行う方式あるいはこれらの組み合わ
せて行う方式のいずれの方式を用いてもよい。

本発明方法に使用する紫外線用光源としては、前記アク
リル系およびメタクリル系光硬化型樹脂成形材料を硬化
させる波長３６５ｎｍの紫外線を前記光照度の範囲内と
なるように放出するものであれば特に制限はなく、例え
ば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライ
ドランプ、インジウムランプ、キセノンランプ等の様々
のものを用いることができる。これらの光源の出力を調
節する方法としても特に制限はなく、容量の異なるもの
を用いたり、入力電圧を変えたり、光源と被照射体との
距離を変えたり、透明支持板の厚さ、吸光特性を変えた
り、適当なフィルターを装着したりする方法など、様々
の方法を用いることができる。なお、波長３６５ｎｍに
おける紫外線強度を制限するために、該紫外線強度の測
定を行うに際しては、たとえば、ホトダイオードを利用
した紫外線強度計などが好適に用いられる。そのような
ものとして例えば、オーク製作所社製ＵＶ３０２型紫外
線強度計、ウシオ電機社製ＵＶＤ−３６５Ｐ型紫外線強
度計などがある。

前記前硬化処理および後硬化処理を行うにあたり、紫外
線を照射する際の光硬化型樹脂成形材料の雰囲気を通常
２０〜８０℃の範囲に設定することが望ましい。この温
度範囲で行うことによって、用いた樹脂の光硬化の効率
を高めることができるとともに、得られる基板の反りの
発生を著しく抑制することができる。なお、この温度範
囲に保持するにあたって、用いる金属スタンバ等のスタ
ンバのみを加温する方法を用いることによって、得られ
る基板の反りの発生をさらに著しく抑制することが可能
である。

この紫外線の照射雰囲気温度を得るための加温方式とし
ては、特に制限はなく、従来の様々の方式、たとえば、
熱風ブロアー加熱方式、ヒーター加熱方式、ランプ等を
用いる赤外線利用加熱方式などを挙げることができ、ま
たこれらは必要により併用して用いることができる。

本発明に用いる光硬化光ディスク製造装置としては、本
発明の方法を円滑に行いうるちのであれば特に限定され
るものではなく、公知の光硬化光ディスク製造装置を本
発明の方法に適合するように調整もしくは改良して利用
してもよく、新たに設計、作製したものであってもよい
。

以上のような方法によって、後硬化処理を修了した光硬
化樹脂基板は、スタンバと透明支持板から通常の方法に
よって離型、剥離され、用いたスタンバ上の所定の凹凸
が転写された光硬化光ディスク基板として回収される。

得られた光ディスク基板は、基板の反りおよび複屈折等
の光学的歪が実質的に無視できるほど小さく、また、高
耐熱性、高硬度、低吸水性などの優れた光ディスク基板
としての特性を有し、使用および保管に際して長期信頼
性を存する実用上著しく優れた光ディスク基板であり、
オーディオディスク、ビデオディスク、メモリーディス
ク等の様々な分野、用途として好適に用いることができ
る光ディスク基板である。

そして、この発明の方法は、従来の種々の方法と比較し
て、スタンバの摩耗性が著しく少なく、その寿命に優れ
、転写精度が著しく高いなどの基本的な利点を有すると
ともに、前記したように実質性に優れた光ディスクを短
時間で効率よく、確実に得ることができる工業上優れた
光ディスク基板の製造方法である。

〔実施例〕

（実施例１〜５および比較例１〜５） 第１図に示した金属製のスタンバ４と透明支持板（ガラ
ス板）■との間にスペーサー２を介し、ｌ　Ｉｌｌの空
間を設けた。この空間にエボキシメタクリレート（新中
村化学社製ＥＰＭ−８００）４０ｗｔ％、脂環式ジメタ
クリレート（三菱油化ファイン社製ＳＡ１００２）３０
ｗｔ％、１，６−ヘキサンシオールジメタクリレート３
Ｑｗｔ％、光開始剤（メルク社製Ｄａｒｏｃｕｒ　　１
１７３）２ｗｔ％からなる光硬化型樹脂成形材料３を充
填した。

次に、高圧水銀灯を用いて第１表の前硬化条件で透明支
持板１側から照射し、続いて後硬化として８０　ｍ　Ｗ
　／　＋ｆｆｌの照度で１５秒間紫外線照射を行い、脱
型して、直径２００ｍｍのレプリカ基板を得た。雰囲気
温度は、６０℃であった。得られた基板の特性を第２表
に示した。

（実施例６および比較例６） 前硬化条件として５　ｍＷ／ａ（〜６０　ｍＷ／ａＡの
紫外線を積算光量で５００ｍＪ／ｃｎｌ照射し、後硬化
条件として１００　ｍＷ／ｃＪの紫外線を１０秒間照射
したほかは実施例１と同様にして実施し、レプリカ基板
を得た。第２図は、この時の照度と基板の反りの関係を
示すものである。第２図より、反り低減の観点から、前
硬化条件としての照度は２０ｍＷ／ｃｏ？以下が望まし
いことがわかる。

（実施例７．８および比較例７．８） 前硬化条件として照度５ｍＷ／ａｎｔまたは２０ｍＷ／
ｃｕｔの紫外線を１０ｍＪ／ｃｎｌ〜２０００ｍＪ／ｄ
照射した以外は実施例１と同様にしてレプリカ基板を得
た。得られたレプリカ板の反りを測定したところ、第３
図を得た。第３図から、光量１００ｍＪ／ｃＪ〜ｌ　０
００ｍＪ／ａ（の範囲で、おおむね良好な結果が得られ
ることがわかる。

以上の詳細な説明から、本発明方法によれば、反りおよ
び光学的歪を著しく低減した光ディスク基板が容易に得
られることが理解できる。

〔発明の効果〕

本発明によると、光ディスク基板としての基本特性に優
れるとともに、基板の反りおよび光学的歪、特に複屈折
が実質的に無視できる程度に小さく、かつ長期信頼性に
高いなどの実用上著しく優れた特性を有する光ディスク
基板を、短時間に、効率よく、確実に得ることができる
工業上著しく有利な光ディスク基板の製造方法を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の前硬化および後硬化を実施する
際の光硬化型樹脂成形材料等の配置の例を示す断面図で
ある。 第２図は実施例６および比較例６の結果を用いた紫外線
照度と基板の反りとの関係で示したグラフである。 第３図は、実施例７．８および比較例７．８の結果を用
いた紫外線光景との基板の反りとの関係で表したグラフ
である。 符号の説明 １、透明支持板　　　　　　２．スペーサー３、光硬化
型樹脂成形材料　４．スタンパ５、紫外線 １、迭８月支持板 ２、ス欠−サー ３、光硬化型樹脂成形材料 ４、ス）Ｖンタ ５、紫タトオシ延 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光硬化樹脂製の光ディスク基板の製造方法において
   、スタンパと透明支持板との空間にアクリル系および／
   またはメタクリル系光硬化型樹脂成形材料を充填し、該
   光硬化型樹脂成形材料に、（ａ）波長３６５ｎｍにおけ
   る光照度が１〜２０ｍＷ／ｃｍ＾２であり、積算光量が
   １００〜１０００ｍＪ／ｃｍ＾２の紫外線を前記透明支
   持板側から照射することにより前硬化処理を行い、次い
   で（ｂ）波長３６５ｎｍにおける光照度が２０〜３００
   ｍＷ／ｃｍ＾２の紫外線を前記透明支持板側から照射す
   ることにより後硬化処理を行うことにより前記光硬化型
   樹脂成形材料を透明支持板側から光硬化せしめることを
   特徴とする光ディスク基板の製造方法。