JP4333624B2

JP4333624B2 - 光記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JP4333624B2
Application number: JP2005121688A
Authority: JP
Inventors: 実川崎
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2025-04-19
Also published as: JP2006302395A

Description

本発明は、高密度な情報の記録、或いは再生が可能な二層の情報面を有する光記録媒体の製造方法に関する。

一般に、オーディオ、画像用途、コンピュータメモリとして、レーザ光を用いて情報の再生、記録、消去を行うＤＶＤ等の光ディスクに代表される光記録媒体が知られている。この光記録媒体の記録再生装置においては、光ピックアップのレンズの高開口度化、レーザ光の短波長化等により、光ディスクの記録の高密度化が行われている。この高密度化のためには、光ピックアップの対物レンズと光ディスクの反射膜との間の距離を短くしてレンズ収差を抑制する必要がある。すなわち、コマ収差を抑制するために、レーザ光が通過する厚さを薄くする必要がある。

高密度光ディスクとしては、例えば、厚さ１．１mmの基板の表面にピット列又は記録溝からなる情報が形成されていて、それらはトラックピッチ０．３２μｍ、最短記録ピット０．１６μｍであって、直径１２ｃｍのディスク上に信号方式が２Ｔ（Ｔ：基準フロック長）系で２２ＧＢ〜２７ＧＢの記録容量を有しているものである。上記基板の表面のピット又は記録溝上の情報面（記録面）には、この情報面を保護し、レーザ光を透過させるための厚さ９０μｍから１１０μｍの光透過層が形成されている。さらに、記録密度を高密度にするために情報面の数を増やす必要があり、情報面を二段重ねにする光ディスクが提案されている。

上記のように情報面を２段にするには、１段面の情報面は、基板の表面に直に形成されているので特に問題はないが、２段目の情報面を形成するは、下地の記録層等の上に、紫外線硬化樹脂層等を塗布してこの表面に透明な例えばポリカーボネート樹脂性のスタンパを用いて溝やピットを転写することにより２段目の情報面を形成することが検討されていた。このようなディスク構造としては、例えば特許文献１や特許文献２などに開示された光記録媒体が知られている。

一般的には、スタンパとしてはニッケル金属が用いられるが、上記のように２段目の情報面の形成時に透明なポリカーボネート樹脂等よりなる樹脂スタンパを用いる理由は、２段目の情報面が形成される材料は紫外線硬化樹脂層であるので、この樹脂層を硬化させるためにスタンパは紫外線に対して透明である必要があるからである。

国際公開番号ＷＯ９９／００７９４号公報特開２００３−７７１８７号公報

ところで、一般に、紫外線硬化樹脂は、ニッケル金属に対しては接着性が低いので両者は容易に分離できるが、ポリカーボネート樹脂に対しては接着性が非常に高く、両者は分離が非常に困難である。従って、樹脂スタンパを、溝やピットが転写された後に紫外線硬化樹脂層から分離するのがかなり困難となってしまう。
そこで、透明な樹脂スタンパに紫外線硬化樹脂層が接着しないようにして両者が容易に分離できるようにするために、四フッ化物などの剥離層を間に設ける方法やアモルファス・オレフィン系樹脂の透明な樹脂スタンパを用いる方法などが開示されている。また先の特許文献２においては、紫外線硬化樹脂に対して付着力の小さいテフロン系樹脂層を介在させる方法が提案されている。

しかしながら、上述のように透明な樹脂スタンパの表面に、紫外線硬化樹脂層に対する分離を容易にするためのテフロン系樹脂層のような特別な薄膜を形成する場合には、溝やピットの転写性を劣化させるのみならず、特別な薄膜を形成するための工程数が増加するので、その分、ランニングコストが高くなって製品コストを上昇させてしまう、という不都合があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、紫外線硬化樹脂層に対する分離を容易にするための特別な薄膜を透明な樹脂製スタンパに形成することなく、容易に分離させることができる二層構造の情報面を有する光記録媒体の製造方法を提供することにある。

本発明の関連技術は、溝またはピットが形成されている第１の情報面を有する基板上に、第１中間層と、溝またはピットが形成されている第２の情報面を有する光硬化性樹脂製の情報層と、第２の中間層と、光透過性の保護層とを少なくとも順次積層してなる光記録媒体において、前記情報層をトリメチロールプロパントリアリクレートを８〜１４％含む紫外線硬化樹脂により形成するようにしたことを特徴とする光記録媒体である。

請求項１に係る発明は、溝またはピットが形成されている第１の情報面を有する基板上のＺｎＳ−ＳｉＯ _２成膜面上に、第１の中間層と、溝またはピットが形成されている第２の情報面を有する光硬化性樹脂製の情報層と、光透過性の保護層とを少なくとも順次積層して光記録媒体を形成する方法において、前記情報層を形成するに際して、前記第２の情報面に対応する溝またはピットが表面に形成されたポリカーボネート樹脂製のスタンパに、トリメチロールプロパントリアクリレートを８〜１４％含む紫外線硬化樹脂層を接触させて前記スタンパ側から紫外線を照射して硬化させることにより前記情報層を形成するようにしたことを特徴とする光記録媒体の製造方法である。

本発明に係る光記録媒体の製造方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮すことができる。
紫外線硬化樹脂層に対する分離を容易にするための特別な薄膜を透明な樹脂製スタンパに形成することなく、容易に分離させることができる。
従って、特別な薄膜を形成する必要がないので、溝やピットの転写性を高く維持することができるのみならず、工程数を少なくすることができるので、その分、ランニングコストや製品コストを低減させることができる。

以下に、本発明に係る光記録媒体の製造方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る光記録媒体の一部を示す拡大断面図、図２は図１に示す光記録媒体の製造工程を示す工程図、図３は情報層を形成する際の他の方法を示す説明図、図４はトリメチロールプロパントトリアクリレートの添加率と塗膜残存率との関係を示すグラフである。ここでは光記録媒体の一例として二層の記録面を有する記録型光ディスクを例にとって説明する。

図１に示すように、この光記録媒体の一例としての光ディスクＤは、円板状の基板２を有している。そして、この基板２の表面に、溝（記録溝）またはピット４が形成されて第１の情報面２Ａとなっている。そして、この基板２の第１の情報面２Ａ上に、第１の中間層６、本発明の特徴とする情報層８、第２の中間層１０及び光透過性の保護層１２がこの順序で順次積層して形成されている。そして、上記保護層１２の上面より、記録或いは再生用のレーザ光Ｌが照射される。また上記情報層８の表面（上面）に、溝（記録溝）またはピット１６が形成されて第２の情報面８Ａとなっている。

上記基板２は射出成形機に光ディスク専用金型を装着し、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂を材料として射出成形によって製造される。上記光ディスク用金型内には、スタンパーと呼ばれる円盤状のニッケル盤が装着されている。このニッケル盤の表面には、高密度情報として、ピット列又は記録溝からなる情報面が形成されていて、例えばそれらはトラックピッチが０．３２μｍ、最短記録ピットが０．１６μｍであって、直径１２ｃｍのディスク上に信号方式が２Ｔ系で２２ＧＢ〜２７ＧＢの記録容量を有しているものである。このような射出成形工程によって上記ピット等が転写されて表面に上記第１の情報面２Ａの形成された基板２が製造される。

上記第１の中間層６は、例えばＡｌ等の反射膜、ＧｅＳｂＴｅ等の記録膜及びＺｎＳ−ＳｉＯ_２等の誘電体膜を順次積層することにより形成される。
また上記情報層８は、トリメチロールプロパントトリアクリレートを８〜１４％含む紫外線硬化樹脂により形成され、この表面に、後述するように光透過性樹脂製のスタンパにより上記第２の情報面８Ａが形成されることになり、スタンパに対する分離性を改善している。
上記第２の中間層１０は、例えばＧｅＳｂＴｅ等の記録膜及びＺｎＳ−ＳｉＯ_２の誘電体膜を順次積層することによって形成される。上記保護層１２は例えばポリカーボネート樹脂フィルム等が用いられる。

次に上記光ディスクＤの具体的な製造工程について図２を参照して説明する。
まず、図２（Ａ）は、表面に溝やピット４が形成されて第１の情報面２Ａとなっている基板２であり、この基板２はポリカーボネート樹脂などにより成形されている。そして、図２（Ｂ）に示すように、この基板２の上に、スパッタや蒸着によりＡｌ合金等の反射膜を１０〜１００ｎｍ、ＧｅＳｂＴｅ系記録膜を１００〜１３０ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２誘電体膜を１５〜３０ｎｍそれぞれ順次成膜して第１の中間層６を形成する。

次に、図２（Ｃ）に示すように、溝やピット１６が形成されているポリカーボネート樹脂等よりなる光透過性樹脂製のスタンパ２０にトリメチロールプロパントリアクリレートが８〜１４％添加されている紫外線硬化樹脂層２２をスピンコーターで塗布し、真空中でこの紫外線硬化樹脂層２２を、上記第１の中間層６に貼り合わせ、図２（Ｄ）に示すように透明なスタンパ２０側から紫外線ＵＶを照射して硬化させる。
この場合、上記図２（Ｃ）の工程に代えて、図３に示すように、上記第１の中間層６上に紫外線硬化樹脂層２２をスピンコーターで塗布し、真空中でこの紫外線硬化樹脂層２２上に透明なスタンパ２０を押し付けるようにしてもよい（図２（Ｄ）参照）。

上記のように、上記紫外線硬化樹脂層２２を紫外線ＵＶの照射により硬化させることにより情報層８が形成されることになり、この硬化後に、上記透明なスタンパ２０を分離乃至剥離させる。これにより、図２（Ｅ）に示すように、上記透明なスタンパ２０の溝またはピット１６が転写されて情報層８の上面に第２の情報面８Ａが形成されることになる。この場合、上述したように、上記情報層８は、トリメチロールプロパントリアリクレート（共栄社化学（株）製）を８〜１４％含む紫外線硬化樹脂により形成しているので、上記透明なスタンパ２０は剥離性が良く、容易に分離できるのみならず、転写性も高く維持することができる。しかも、下地である第１の中間層６に対する接着性（密着性）を高く維持することができる。

次に、図２（Ｆ）に示すように、ＧｅＳｂＴｅ系記録膜を１００〜１３０ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２誘電体膜を１５〜３０ｎｍ順次成膜し、第２の中間層１０を形成する。そして、この第２の中間層１０の上に厚さ１００μｍの紫外線硬化樹脂またはポリカーボネート樹脂フィルムよりなる透明な保護層１２を形成することにより、図２（Ｇ）に示すように光ディスクＤを完成する。ここで上記第１及び第２の中間層６、１０は、共に記録層としての機能を有し、二層記録面の記録型光ディスクとなる。

このように、本発明によれば、紫外線硬化樹脂層に対する分離を容易にするための特別な薄膜を透明な樹脂製スタンパに形成することなく、容易に分離させることができる。
従って、特別な薄膜を形成する必要がないので、溝やピットの転写性を高く維持することができるのみならず、工程数を少なくすることができるので、その分、ランニングコストや製品コストを低減させることができる。

次に、上記透明なスタンパ２０の紫外線硬化樹脂層２２（情報層８）に対する分離性（剥離性）について検討して評価を行ったので、その評価結果について説明する。
図４はトリメチロールプロパントトリアクリレートの添加率と塗膜残存率との関係を示すグラフである。

この評価実験においては、溝やピットが形成されているポリカーボネート樹脂などの基板２の上にスパッタや蒸着により先に説明したように、Ａｌ合金反射膜、ＧｅＳｂＴｅ系記録膜及びＺｎＳ−ＳｉＯ_２誘導体膜を順次積層形成して第１の中間層６を形成した。そして、この第１の中間層６上に、エポキシアクリレート５ｇ、イソボルニルアクリレート６５ｇ、ポリイソボルニルアクリレート３０ｇの混合液に対して、全体としてトリメチロールプロパントリアクリレートを０、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２５、３０％の各添加率でそれぞれ添加し、さらに光開始剤３％を添加してある紫外線硬化樹脂２２をスピンコーター（６００ｒｐｍ）で塗布し、これに紫外線（３６５ｎｍ）を１０００ｍｊ／ｃｍ^２（積算光量）照射して硬化させた。同様に、ポリカーボネート樹脂基板にトリメチロールプロパントリアクリレートが添加されている紫外線硬化樹脂を塗布し、硬化させた。

同様に、ポリカーボネート樹脂基板をスタンパ２０に見立て、これに上記と同様にトリメチロールプロパントリアクリレートを添加してなる紫外線硬化樹脂層を塗布し、硬化させた。
上記のように硬化した各紫外線硬化樹脂をクロスカット法（碁盤目セローテープテスト）で付着性（塗膜残存率）を測定した。その結果を図４に示す。図４より、トリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が増えると誘電体膜であるＳｉＯ_２ −ＺｎＳ膜（第１の中間層６）に対する付着性が悪くなり、同様にポリカーボネート樹脂（スタンパ）に対する付着性が悪くなる。ここで理想的には、紫外線硬化樹脂層（情報層８）が誘電体膜に付着し、且つポリカーボネート樹脂（スタンパ２０）に付着しないのが最適である。

ここでトリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が６％の場合には誘電体膜への残存率は１００％、ポリカーボネート樹脂への残存率は１８％である。トリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が８％の場合には誘電体膜への残存率は１００％、ポリカーボネート樹脂への残存率は５％である。トリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が１０％、１２％の場合には誘電体膜への残存率は１００％、ポリカーボネート樹脂への残存率は０％である。トリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が１４％の場合には誘電体膜への残存率は９５％、ポリカーボネート樹脂への残存率は０％である。トリメチロールプロパントリアクリレートの添加率が１６％の場合には誘電体膜への残存率は８７％、ポリカーボネート樹脂への残存率は０％である。従って、誘電体膜に付着して、且つポリカーボネート樹脂よりなるスタンパに付着しないで溝またはピットが樹脂層に転写できるためのトリメチロールプロパントリアクリレートの添加率は８〜１４％が有効範囲であることが確認できた。

尚、上記実施例の場合には、記録型の二層構造光ディスクを例にとって説明したが、これに限定されず、再生専用型の二層構造光ディスクにも本発明を適用することができる。再生専用型の光ディスクの場合には、上記第１の中間層６には全反射型の反射膜が含まれ、また第２の中間層１０には半透明反射膜が含まれることになる。また、二層の内の一方が記録型で、他方が再生型の二層構造光ディスクにも本発明を適用することができる。
更に、本発明は、光ディスクにおいて高密度の二層構造を可能にすることを主眼としているが、他に光カード、マイクロマシーンなどの微細構造を転写製作するものに適用することができる。

本発明に係る光記録媒体の一部を示す拡大断面図である。図１に示す光記録媒体の製造工程を示す工程図である。情報層を形成する際の他の方法を示す説明図である。トリメチロールプロパントトリアクリレートの添加率と塗膜残存率との関係を示すグラフである。

符号の説明

２…基板、２Ａ…第１の情報面、４…ピット、６…第１の中間層、８…情報層、８Ａ…第２の情報面、１０…第２の中間層、１２…保護層、１６…ピット、２０…スタンパ、２２…紫外線硬化樹脂、Ｄ…光ディスク（光記録媒体）。

Claims

溝またはピットが形成されている第１の情報面を有する基板上のＺｎＳ−ＳｉＯ _２成膜面上に、
第１の中間層と、
溝またはピットが形成されている第２の情報面を有する光硬化性樹脂製の情報層と、
光透過性の保護層とを少なくとも順次積層して光記録媒体を形成する方法において、
前記情報層を形成するに際して、前記第２の情報面に対応する溝またはピットが表面に形成されたポリカーボネート樹脂製のスタンパに、トリメチロールプロパントリアクリレートを８〜１４％含む紫外線硬化樹脂層を接触させて前記スタンパ側から紫外線を照射して硬化させることにより前記情報層を形成するようにしたことを特徴とする光記録媒体の製造方法。