JP2004185779A - フレキシブル光ディスクの製造方法及びフレキシブル光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルディスクの面振れの高周波領域での面触れ特性を向上させるために、そのディスク基板の厚さのばらつきを可及的に低減するようにフレキシブル光ディスクの構造を工夫することをその第１の課題とし、また、その製造方法を工夫すること。
【解決手段】上記課題解決のために講じた手段１は、上記第１の課題解決のためのものであり、薄肉で可撓性の高い研磨ガラス板で基板を構成し、この基板に転写層を形成してフレキシブル光ディスクを構成すること。
【選択図】 図１３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高記録密度光ディスクおよびその製造方法に関するものであり、フレキシブル光ディスクについて、その基板厚さのばらつきを小さくすることで、チルト（面振れ）の高周波領域に対するフォーカスサーボの追従不良によるフォーカスエラーを低減して、記録再生品質を著しく向上させることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクはリムーバブルであり、かつ大容量であることから記録再生用の記録媒体として広く普及しているが、通常１．２または０．６ｍｍのポリカーボネート基板に転写層を成膜して、この転写層に情報を記録し、これを再生するものである。記録、再生のために記録面上に光を集光するために、記録、再生時の光ピックアップに対する記録面の位置精度が必要であるので、基板を平坦にしかつ剛性を持たせ、さらに、光ピックアップにサーボをかけて、上記位置精度を出している。
光ディスクの記録容量を高めるために対物レンズの開口数（ＮＡ）を上げたりレーザー光を短波長化して、光スポットを更に小径化する、研究開発が進められている。他方、対物レンズの開口数（ＮＡ）を上げるためには基板のチルト（面振れ）を小さくしなければならないので、製造基板の平面精度を高め、ピックアップにチルト（面振れ）サーボを搭載し、または、転写層上に０．１ｍｍ程度の薄いカバー層を設けて、このカバー側から記録再生することでチルト（面振れ）マージンを拡大することなどが行われている。
【０００３】
光ディスク基板のチルト（面振れ）を小さくすることは、材料や製法の工夫により達成可能であるが、光ディスクの製造コストが高くなる。光ピックアップにチルト（面振れ）サーボを搭載するものも同様に、光ピックアップのコストが高くなる。
また基板を通さずに転写層側から再生するものも、転写層面と対物レンズの距離が０．１ｍｍ程度しか確保できないので、剛体である通常の光ディスクを回転させ、対物レンズとの衝突を防ぐために、面振れを小さく、光ディスクのチャッキング装置のチャッキング精度を向上させる必要がある。しかし、これらも光ディスク、記録、再生装置のコストアップにつながる。
【０００４】
そこで、剛体の光ディスクの機械的な平面精度を高くするのではなく、光ディスクを可撓性にし、その記録再生面と反対側にガイドを設け、光ピックアップの対物レンズと反対側にガイドを設け、可撓性光ディスクを対物レンズとガイドで挟んだ状態にして、当該光ディスクの回転によって空気力学的にガイドでディスクを浮上（ベルヌーイ浮上；非接触）させ、これによって、対物レンズに対して記録面の位置を安定化させ、そのチルトを限りなく０に近づけるものも研究開発されている。
【０００５】
上記の可撓性光ディスク（フレキシブル光ディスク）の基板を作製するための従来工法として、ＰＥＴフィルムなどのフレキシブルシート表面に熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を塗布してスタンパの微細凹凸パターンを転写しこれを熱硬化させ、その後、転写層を成膜する熱プレス法や、同じくフレキシブルシート表面に紫外線硬化型樹脂を塗布してスタンパの微細パターンを転写し、紫外線硬化させてから転写層を成膜する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法（特許第２９４２４３０号明細書）や、可撓性有機物シートを軟加点以上に加熱し、スタンパを圧着させて転写して後、冷却してシートとスタンパを剥離する方法（特開平６−６０４２３号公報）などがある。
【０００６】
また、例えば、特開平１１−２７３１４７号公報に記載されている従来技術は、透明フィルムを熱圧着するダイレクトエンボス法である。昇温させてから圧着するが、面内の温度ばらつき、応力ばらつきを極限に均一にすることが困難であるので、光学特性や機械的強度、反りなどにばらつきが発生しやすい。他方、上記２Ｐ法は転写性に優れており、この部分に関するポテンシャルは他の転写工法より優れている。
【０００７】
２Ｐ法の場合、フレキシブル光ディスクの厚さは、転写するフィルム、転写層、転写層等の厚さの総和である。フィルム自身は工業的に量産されていることにより、その厚み分布は±１μｍ程度であるが、上記ガイドとディスクの間に形成される空気軸受けによってディスクの面振れを安定化させる場合、フィルム又はディスクの可撓性によって面振れを安定化させることができる。
他方、フォーカスサーボの追従性は面触れの高周波領域において限界があり、フォーカスサーボの追従性がフォーカスエラーを増大させて、記録再生精度を低下させる。これは、フレキシブルディスクの記録容量、記録再生速度を高めるときの大きな課題である。
【０００８】
そして、フレキシブルディスクの面振れの周波数成分を解析したところ、面振れの高周波数域は基板の厚さのばらつきに大きく依存することが判明した。
フレキシブルディスクのうねりは空気軸受で大方矯正され、またうねりによる面振れ分は振動振幅が低周波数域なのでフォーカスサーボ機構が追従できる帯域であることから、そのフォーカスエラー発生への影響は小さい。しかし、フレキシブル光ディスクでは、その裏面とガイドとの間に一定の隙間を保持しつつ高速回転するので、基板の板厚のばらつきが、回転による当該表面の面触れをもたらし、特にガイドに近接する裏面の凹凸による板厚のばらつきによる影響が著しく、基板の厚さの不均一による面触れが、フォーカスサーボ機構の追従できうる高周波数域での振動振幅を大きく越えるため、残留フォーカスエラーが大きくなるものと判断される。
【０００９】
【特許文献１】特許第２９４２４３０号明細書
【特許文献２】特開平６−６０４２３号公報
【特許文献３】特開平１１−２７３１４７号公報
【００１０】
【解決しようとする課題】
そこで、この発明は、フレキシブルディスクの面振れの高周波領域での面触れ特性を向上させるために、そのディスク基板の厚さのばらつきを可及的に低減するようにフレキシブル光ディスクの構造を工夫することをその第１の課題とし、また、その製造方法を工夫することをその第２の課題とするものである。
【００１１】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題解決のために講じた手段１は、上記第１の課題解決のためのものであり、薄肉で可撓性の高い研磨ガラス板で基板を構成し、この基板に転写層を形成してフレキシブル光ディスクを構成することである。
【００１２】
【作用】
薄肉で可撓性の高い研磨ガラス板は従来公知のものであり（例えば、松浪硝子製極薄板ガラス＃１００、ＡＦ４５、関西新技術研究所の曲がるガラス基板、独ショット製ポリマーコートガラス基板参照）、現在の研磨加工技術で表面粗さを１０ｎｍ以下、厚さのばらつきを２０ｎｍ以下に研磨加工することができる。
そして、その厚さが３０〜１００μｍであるときの可撓性、弾性は、厚さ７５〜１００μｍのＰＥＴフィルムのそれにほぼ等しい。したがって、これを基板とするフレキシブルディスクは、フレキシブル光ディスクとして十分に機能することができる。
【００１３】
また、表面粗さが１０ｎｍ以下であるから、表面粗さのために記録面の平滑性が阻害されることはない。さらに、可撓性、弾性の問題から、面振れの低周波数領域における安定性では、例えばＰＥＴ樹脂製基板によるフレキシブル光ディスクに劣るが、表面の凹凸等による基板の厚さのばらつきが２０ｎｍ以下であるから、基板厚さのばらつきによるフレキシブルディスクの面触れの高周波数域は２０ｎｍ以下（ＰＥＴ樹脂製基板による場合の１／１０）にまで低減され、これによって、フォーカスサーボの追従エラーに起因するフォーカスエラーは大きく低減される。
【００１４】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、上記解決手段１について、そのガラス基板が、石英や、ホウケイ酸ガラス板の片面又は両面を研磨加工してその厚さのばらつきを２０ｎｍ以下にしたものである。
【作用】
ガラス基板が、石英や、ホウケイ酸ガラス板の片面又は両面を研磨加工してその厚さのばらつきを２０ｎｍ以下にしたものであるから、基板の厚さのばらつき、殊に空気軸受を構成するガイドと対抗する裏面の凹凸による基板の厚さのばらつきによる面振れの高周波振動が著しく低減される。
【００１５】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様３は、上記解決手段１について、そのガラス基板の厚みが３０〜１００μｍであることである。
【作用】
ガラス基板の厚みが３０〜１００μｍであるから、所要の可撓性と剛性を確保することができる。ガラス基板の厚みが３０μｍ未満の場合は、剛性が不足して、空気圧や、面振れ安定エリアとそうでないエリアとの境界面に折れ曲がりを生じ、ガラスが割れる傾向が著しく、他方、１００μｍを越えると、可撓性不足により、空気圧にならって面振れを矯正する効果が激減する傾向が著しく、したがって、所要の可撓性と剛性を確保する上では適当でない。
【００１６】
【実施態様３】（請求項４に対応）
実施態様３は、上記解決手段１について、そのガラス基板の片面ないし両面にシランカップリング処理によって表面が疎水化されていることである。
【作用】
ガラス基板の片面ないし両面にシランカップリング処理によって表面が疎水化されているものであるから、フォトポリマー材料と十分な密着性を有することができる。
【００１７】
【実施態様４】（請求項５に対応）
実施態様４は、上記解決手段１について、そのガラス基板に形成した転写層であってスタンパの凹凸微細パターンが転写された転写層の素材が、硬化時に架橋構造をとらないフォトポリマー材料であることである。
【作用】
ガラス基板に形成した転写層であってスタンパの凹凸微細パターンが転写された転写層の素材が、硬化時に架橋構造をとらないフォトポリマー材料であるから、マイクロゲル等を形成せず、平滑性の良好な転写層の形成が可能となる。
【００１８】
【実施態様５】（請求項６に対応）
実施態様５は、上記実施態様４について、そのフォトポリマー材料が単官能アクリレートモノマー材料であることである。
【作用】
そのフォトポリマー材料が単官能アクリレートモノマー材料であるから、マイクロゲル等を形成せず、平滑性の良好な転写層の形成が可能となる。
【００１９】
【実施態様６】（請求項７に対応）
実施態様６は、上記実施態様５について、その単官能アクリレートモノマー材料が、硬化収縮率１０％以下のものであることである。
【作用】
記録層を形成する上記単官能アクリレートモノマー材料が、硬化収縮率１０％以下のものであるから、転写時のガラスの反りを低減することができる。
【００２０】
【実施態様７】（請求項８に対応）
実施態様７は、上記実施態様４乃至実施態様６について、粘度が１０〜１００ｍＰａ・ｓ以下である上記単官能アクリレートモノマー材料を用いて上記転写層を形成したものである。
【作用】
粘度が１０〜１００ｍＰａ・ｓ以下である上記単官能アクリレートモノマー材料を用いて上記転写層を形成したものであるから、転写層の薄膜形成が可能となる。
【００２１】
【実施態様８】（請求項９に対応）
実施態様８は、上記解決手段１について、転写面の反対側のガラス面に補強樹脂層を積層しているものである。
【作用】
転写面の反対側のガラス面に補強樹脂層を積層しているものであるから、基板を形成するガラス板が補強されてその靭性が向上し、また、その弾力が増大される。
したがって、空気軸受に対する光ディスクの追従性が向上し、光ディスクの屈曲、衝撃に対する強度が向上する。したがって、面振れが低減されるとともに、基板の破損、損傷が防止される。
【００２２】
【実施態様９】（請求項１０に対応）
実施態様９は、上記解決手段１について、その研磨ガラス基板が２枚以上の研磨ガラスの積層構造であるものである。
【作用】
研磨ガラス基板が２枚以上の研磨ガラスの積層構造であるから、一枚のガラス板で基板を構成する場合に比して、その可撓性、柔軟性が高く、したがって、空気軸受に対する光ディスクの追従性が向上し、面振れが低減される。
【００２３】
【実施態様１０】（請求項１１）
実施態様１０は、上記実施態様９について、その研磨ガラスが片面研磨ガラス板であって、非研磨面を合わせて接着剤層を介して積層したものである。
【作用】
上記研磨ガラスが片面研磨ガラス板であって、非研磨面を合わせて接着剤層を介して積層したものであるから、一枚ガラス板を両面加工する場合に比して、ガラス板の研磨加工の加工性、生産性に優れている。また、接着剤層を介して非加工面を合わせることで、非加工面の凹凸が接着剤層によって吸収されるので、基板表面の平滑性、基板厚さの均一性をこの非加工面の凹凸が阻止することはない。
また、片面加工のガラス板の他面が非加工面であり、そのために当該ガラス板の板厚が多少不均一であっても、平滑に加工された研磨加工面が基板の表裏両面になるので、積層構造のガラス基板の厚さは均一である。
【００２４】
【解決手段２】（請求項１２に対応）
解決手段２は、上記の第２の課題を解決するための、フレキシブル光ディスクの製造方法についての手段であり、ガラス基板によるフレキシブル光ディスクについて、スタンパを装着したスピンディスクを高速回転させて転写層を形成し、当該転写層に表面研磨されたガラス板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させ、スタンパを剥離させてから、転写面に記録層、保護層を積層することである。
【作用】
スタンパを装着したスピンディスクを高速回転させて転写層を形成し、当該転写層に表面研磨されたガラス板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させ、スタンパを剥離させてから、転写面に記録層、保護層を積層することで、Ｃ／Ｎ低下劣化のほとんどない繰り返し記録再生特性が得られる。
【００２５】
【実施態様１】（請求項１３に対応）
実施態様１は、上記解決手段２について、スピンディスクを１０００〜５０００ｒｐｍで回転させて上記転写層を形成することである。
【作用】
スピンディスクを１０００〜５０００ｒｐｍで回転させて上記転写層を形成することによって、スピンディスク上にスタンパを安定的に保持させた状態で転写層を均一な厚さに成形することができる。
なお、１０００ｒｐｍ未満では、転写層の厚さのばらつきが１０μｍ以上になって、所要の均一性を確保することができず、他方、５０００ｒｐｍを越えると、通常の保持手段（真空吸着など）ではスタンパが風圧で呷られて微小に振動するようになり、情報記録面の転写層への転写精度が低下する。これを防止するために例えば真空吸着などの保持手段による保持力を強化すると、この保持力によりスタンパの変形が生じるので、結局、情報記録面の転写層への転写精度が低下することになる。
【００２６】
【実施態様２】（請求項１４に対応）
実施態様２は、上記解決手段２について、上記転写層と研磨ガラス板とを、研磨ガラスの表面をシランカップリング処理し、疎水化して転写層を接着させるものである。
【作用】
ガラス基板の片面ないし両面にシランカップリング処理によって表面が疎水化されているものであるから、転写層であるフォトポリマー材料と十分な密着性を有することができる。
【００２７】
【実施態様３】（請求項１５に対応）
実施態様３は、上記解決手段２について、シランカップリング処理されたガラス基板の表面に転写層を積層するものである。
【作用】
ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化することによって、転写層であるフォトポリマー材料と十分な密着性を有することができる。
【００２８】
【実施態様４】（請求項１６に対応）
実施態様４は、上記解決手段２について、そのガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、補強樹脂層を形成することである。
【作用】
ガラス基板の靭性を付与するための補強樹脂層の積層工程で、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化することによって、フォトポリマー材料と十分な密着性を有することができる。
【００２９】
【実施の形態】
次いで、この発明によるフレキシブル光ディスクの構造についての実施例とその製造方法についての実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
実施例１は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとらない単官能アクリレートモノマー材料であるノニルフェノキシエチルアクリレート（粘度８０ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は５％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に３０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ８μｍに延展させ、その上にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理された石英や、ホウケイ酸ガラス基板（両面処理されている）を貼り合わせるものである。ガラス表面がシランカップリング処理によって疎水化されているので、転写層との接着力は十分である。ガラス基板の厚さは、３０，５０，１００μｍであればよいが、実施例１におけるガラス板厚は、５０μｍである。該ガラスは可撓性を有する。また、実施例１におけるガラス板は表裏両面を研磨加工したものであり、その表面粗さはＲａで１０，１５，２０ｎｍのいずれでもよいが、この実施例では、表面粗さはＲａが１５ｎｍのものであり、この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で２μｍ以下である。また、シランカップリング処理されているガラス基板の裏面に、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付け、可撓性フォトポリマーが付与された構成である。
【００３０】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。プロセスの流れの概略を図１６、特にガラス基板に対して転写層を形成する図解を図１７に示す。表面研磨された石英や、ホウケイ酸ガラス基板の両面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理する。スピンディスクに固定されたスタンパ上にノニルフェノキシエチルアクリレート（粘度８０ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は５％）をスピンディスクを低速で回転させながらスタンパ内周部に滴下させ、円環状に塗布後（図１７（ａ））、スピンディスクを３０００ｒｐｍで回転し、これをスタンパ全面に厚さ８μｍに延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し（図１７（ｂ））、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる（図１７（ｃ））。ガラス表面はシランカップリング処理され、疎水化されているので、転写層が容易に接着される。また、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料を補強樹脂層として形成する（図１３参照）。他には、ポリマー系有機・無機ハイブリッド材料形成以外の方法には、粘着剤を介し高分子有機フィルム貼り付け（図１４参照）たり、可撓性フォトポリマーを付与する方法（図１５参照）がある。スタンパを剥離して（図１７（ｄ））、得られた転写層表面外観はファインな表面を呈しており（図４参照）、厚み分布も均一である（図６参照）。転写面に、記録層、保護層を積層することで（図１７（ｅ））、フレキシブル光ディスクが得られる。
【００３１】
ここで、転写層を形成する紫外線硬化樹脂の塗布工程においては、図１８（ａ）のように、紫外線硬化樹脂をスタンパ内周部に円環状に塗布し、ガラス基板を重ねてからスピンディスクを高速で回転させて紫外線硬化樹脂を延展させる（図１８（ｂ））ようにしても良い。但し、ガラスのように靱性が低い基板を用いる場合には、条件によっては高速回転によって基板が破損する恐れがあるので、前述のようにスタンパ上で紫外線硬化樹脂を延展させ、回転を止めてから基板を重ねるようにする方法が望ましい。
【００３２】
図１に示す評価装置で光ディスクを回転させ、ガイドを接近させて空気浮上により光ディスクの面振れを安定化させ、フォーカス、トラッキングサーボをロックさせて記録再生を行う。実施例１の構成では、ディスクの面振れが安定化し、しかも残留フォーカスエラーも小さくなり（図８参照）、高品質な記録再生特性が得られた。
【００３３】
また、それぞれの諸条件に言及すると、転写層の膜厚は１〜１０μｍが適正であり（図３参照）、１μｍ以下は安定な転写層形成が困難である。また、転写層の膜厚が１０μｍ以上であると、転写層の硬化収縮による反りが大きくなり、そのために空気浮上時の面振れの安定性が悪く、フォーカスサーボが入らないので、記録再生ができない。転写層の膜厚を均一にするため、あるいは高速スピンによってスタンパがチャッキングテーブルから、固定のためのマグネットの磁力不足、真空吸着力不十分となって離れ飛ぶ危険性を考慮して、転写層形成におけるスタンパのスピン回転速度を５０００ｒｐｍ以下にすることが必要である。
１０００〜５０００ｒｐｍのスピンにより、１〜１０μｍ膜厚の転写層を形成することができる（図２参照）。また、樹脂の硬化収縮率は１０％以下であることが望ましい。低い分には問題ないが、１０％を超えると収縮による逆反り量が大きくなりすぎて、ディスクの面振れ安定化が図れない。
【００３４】
【実施例２】
実施例２は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとらない単官能アクリレートモノマー材料であるトリシクロデカニルオキシアクリレート（粘度１２ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は７％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に１０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ２μｍに延展させ、その上にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理された石英や、ホウケイ酸ガラス基板（両面処理されている）を貼り合わせるものである。ガラス表面がシランカップリング処理によって疎水化されているので、転写層との接着力は十分である。ガラス基板の厚さは、３０，５０，１００μｍであればよいが、実施例２におけるガラス板厚は、３０μｍである。該ガラスは可撓性を有する。また、実施例２におけるガラス板は表裏両面を研磨加工したものであり、その表面粗さはＲａで１０，１５，２０ｎｍのいずれでもよいが、この実施例では、表面粗さはＲａが１０ｎｍであり、この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で４μｍ以下である。また、シランカップリング処理されているガラス基板の裏面に、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付け、可撓性フォトポリマーが付与された構成である。
【００３５】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。表面研磨された石英や、ホウケイ酸ガラス基板の両面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理する。スピンディスクに固定されたスタンパ上にトリシクロデカニルオキシアクリレート（粘度１２ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は７％）を１０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ２μｍに延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる。ガラス表面はシランカップリング処理され、疎水化されているので、転写層と容易に接着可能である。また、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料を補強樹脂層として形成する。他には、ポリマー系有機・無機ハイブリッド材料形成以外の方法には、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付けたり、可撓性フォトポリマーを付与する方法がある。スタンパを剥離して、得られた転写層表面外観はファインな表面を呈しており（図４参照）、厚み分布も均一である（図６参照）。転写面に、記録層、保護層を積層することで、フレキシブル光ディスクが得られる。
【００３６】
図１に示す評価装置で光ディスクを回転させ、ガイドを接近させて空気浮上により光ディスクの面振れを安定化させ、フォーカス、トラッキングサーボをロックさせて記録再生を行う。実施例２の構成では、ディスクの面振れが安定化し、しかも残留フォーカスエラーも小さくなり（図８参照）、高品質な記録再生特性が得られた。
【００３７】
【実施例３】
実施例３は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとらない単官能アクリレートモノマー材料であるテトラヒドロフルフリルオキシヘキサノリドアクリレート（２０〜２００ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は１０％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に５０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ５μｍに延展させ、その上にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理された石英や、ホウケイ酸ガラス基板（両面処理されている）を貼り合わせるものである。ガラス表面がシランカップリング処理によって疎水化されているので、転写層との接着力は十分である。ガラス基板の厚さは、３０，５０，１００μｍであればよいが、実施例２におけるガラス板厚は、１００μｍである。該ガラスは可撓性を有する。また、実施例２におけるガラス板は表裏両面を研磨加工したものであり、その表面粗さはＲａで１０，１５，２０ｎｍのいずれでもよいが、この実施例では、表面粗さはＲａが２０ｎｍのものであり、この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で１８μｍ以下である。また、シランカップリング処理されているガラス基板の裏面に、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付け、可撓性フォトポリマーが付与された構成である。
【００３８】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。表面研磨された石英や、ホウケイ酸ガラス基板の両面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理する。スピンディスクに固定されたスタンパ上にテトラヒドロフルフリルオキシヘキサノリドアクリレート（２０〜２００ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は１０％）を５０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ５μｍに延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる。ガラス表面はシランカップリング処理され、疎水化されているので、転写層と容易に接着可能である。また、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料を補強樹脂層として形成する。ポリマー系有機・無機ハイブリッド材料形成以外の方法には、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付けたり、可撓性フォトポリマーを付与する方法がある。スタンパを剥離して、得られた転写層表面外観はファインな表面を呈しており（図４参照）、厚み分布も均一である（図６参照）。転写面に、記録層、保護層を積層することで、フレキシブル光ディスクが得られる。
【００３９】
図１に示す評価装置で光ディスクを回転させ、ガイドを接近させて空気浮上により光ディスクの面振れを安定化させ、フォーカス、トラッキングサーボをロックさせて記録再生を行う。実施例３の構成では、ディスクの面振れが安定化し、しかも残留フォーカスエラーも小さくなり（図８参照）、高品質な記録再生特性が得られた。
【００４０】
【比較例１】
比較例１は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとらない単官能アクリレートモノマー材料であるフェノキシエチルアクリレート（粘度３ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は１０％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に１０００ｒｐｍで塗布して後、延展させ、その上にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理された石英や、ホウケイ酸ガラス基板（両面処理されている）を貼り合わせるものである。ガラス表面がシランカップリング処理によって疎水化されているので、転写層との接着力は十分である。ガラス基板の厚さは、３０，５０，１００μｍであればよいが、実施例２におけるガラス板厚は、１００μｍである。該ガラスは可撓性を有する。また、実施例２におけるガラス板は表裏両面を研磨加工したものであり、その表面粗さはＲａで１０，１５，２０ｎｍのいずれでもよいが、この実施例では、表面粗さはＲａが２０ｎｍのものであり、この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で８μｍ以下である。また、シランカップリング処理されているガラス基板の裏面に、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付け、可撓性フォトポリマーが付与された構成である。
【００４１】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。表面研磨された石英や、ホウケイ酸ガラス基板の両面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理する。スピンディスクに固定されたスタンパ上にフェノキシエチルアクリレート（粘度３ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は１０％）を１０００ｒｐｍで塗布して後、これを延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる。ガラス表面はシランカップリング処理され、疎水化されているので、転写層と容易に接着可能である。また、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料を補強樹脂層として形成する。ポリマー系有機・無機ハイブリッド材料形成以外の方法には、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付けたり、可撓性フォトポリマーを付与する方法がある。スタンパを剥離させてから、転写面に、記録層、保護層を積層することで、フレキシブル光ディスクが得られる。
転写層膜厚は平均０．５μｍであり、面内変動が大きい。したがって、１μｍ以上の膜厚の転写層が得られず、転写層が安定した硬化膜の形成はできなかった。
【００４２】
【比較例２】
比較例２は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとる多官能アクリレートモノマー材料（粘度１００００ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率３％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に５０００ｒｐｍで塗布して後、延展させ、その上にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理された石英や、ホウケイ酸ガラス基板（両面処理されている）を貼り合わせるものである。ガラス表面がシランカップリング処理によって疎水化されているので、転写層との接着力は十分である。ガラス基板の厚さは、３０，５０，１００μｍであればよいが、実施例２におけるガラス板厚は、１００μｍである。該ガラスは可撓性を有する。また、実施例２におけるガラス板は表裏両面を研磨加工したものであり、その表面粗さはＲａで１０，１５，２０ｎｍのいずれでもよいが、この実施例では、表面粗さはＲａが２０ｎｍのものであり、この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で８μｍ以下である。また、シランカップリング処理されているガラス基板の裏面に、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付け、可撓性フォトポリマーが付与された構成である。
【００４３】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。表面研磨された石英や、ホウケイ酸ガラス基板の両面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）でシランカップリング処理する。スピンディスクに固定されたスタンパ上に多官能アクリレートモノマー材料（粘度１００００ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率３％）を５０００ｒｐｍで塗布して後、これを延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる。ガラス表面はシランカップリング処理され、疎水化されているので、転写層と容易に接着可能である。また、ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、ポリカーボネートとシリカを構成成分とするポリマー系有機・無機ハイブリッド材料を補強樹脂層として形成する。ポリマー系有機・無機ハイブリッド材料形成以外の方法には、粘着剤を介し高分子有機フィルムを貼り付けたり、可撓性フォトポリマーを付与する方法がある。スタンパを剥離させてから、転写面に、記録層、保護層を積層することで、フレキシブル光ディスクが得られる。
【００４４】
比較例２は硬化時の多官能アクリレートモノマー材料のブレンド材料の硬化速度差が大きく、この硬化速度差のために転写層内にマイクロゲルが発生する（図５参照）。このために転写層表面に高さが１μｍ程度の凹凸を生じ、これが厚みばらつきとなっている（図７参照）。そのため、表面が平滑な転写層を得ることができない。したがって、空気浮上によって光ディスクの面振れを安定化させても、表面の凹凸によりサーボエラー（図９参照）を生じ、記録再生品質は低レベルであった。
【００４５】
【比較例３】
比較例３は、スタンパ上に、硬化時に架橋構造をとらない単官能アクリレートモノマー材料であるノニルフェノキシエチルアクリレート（粘度８０ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は５％）を、スピンディスクに固定されたスタンパ上に３０００ｒｐｍで塗布して後、これを厚さ８μｍに延展させ、その上にＰＥＴフィルムを貼り合わせるものである。実施例１におけるＰＥＴフィルムの厚さは、７５μｍである。ＰＥＴフィルムの表面粗さはＲａで５０ｎｍである。この表面粗さによる板厚のばらつきは最大で３０μｍである。
【００４６】
以下に、光ディスクの製造方法を示す。スピンディスクに固定されたスタンパ上に単官能アクリレートモノマー材料であるノニルフェノキシエチルアクリレート（粘度８０ｍＰａ・ｓ、硬化収縮率は５％）を３０００ｒｐｍで塗布して後、これを延展させる。その上にガラス基板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させる。スタンパを剥離させてから、転写面に、記録層、保護層を積層することで、フレキシブル光ディスクが得られる。
【００４７】
図１０，１１，１２に比較例のフィルム製フレキシブル光ディスク，ＤＶＤディスク，ガラス製フレキシブル光ディスクの残留フォーカスエラーを示している。ただし、その横軸はディスク回転の周波数、縦軸は残留フォーカスエラーであり、この図１０における「ＰＣ１００μｍ」はフィルム製フレキシブル光ディスク、「ＤＶＤディスク」はＰＣ０．６ｍｍ厚みの成形転写ディスク、「ガラス」はガラス製フレキシブル光ディスクである。この図１０のグラフから明らかなとおり、比較例３は、ガラスディスク（本発明の実施例１）に比べて残留フォーカスエラーが大きく、記録再生特性が低レベルであった。
【００４８】
【発明の作用効果】
１．請求項１の発明の作用効果
請求項１の発明は、フレキシブル光ディスク基板の製造方法において、基板が可撓性を有するガラスで構成されているものであるから、平坦性の良好なディスクが得られ、空気軸受けの作用で、ディスクの面振れを安定化でき、残留フォーカスエラーを極めて小さくできるので、高品質な記録再生特性が達成される。望ましくは、ガラスの表面粗さがＲａ（中心線平均粗さ）で２０ｎｍ以下（請求項２）であり、ガラスの厚みが３０〜３００μｍ（請求項３）である。
【００４９】
２．請求項４の発明の作用効果
請求項４の発明は、ガラスの片面ないし両面にシランカップリング処理されていることによって、ガラスとフォトポリマーとの密着性が強固であり、プリグルーブパターンを転写して後に応力（内部応力）が高い記録膜を成膜しても、ガラスから転写層が剥離することはない。
【００５０】
３．請求項５〜請求項７の発明の作用効果
請求項５の発明は、スタンパの凹凸微細パターンをガラス基板に転写する際、単官能アクリレートモノマー材料（請求項６）を用いることにより、硬化時に架橋構造をとらないので、硬化した膜表面にマイクロゲルが発生することなく、平滑な転写面が得られる。また、硬化収縮率が１０％以下である（請求項７）ことで、硬化収縮を小さくできるので、反りの小さい転写基板が得られる。
【００５１】
４．請求項８の発明の作用効果
請求項８の発明は、単官能アクリレートモノマー材料の粘度が１０〜１００ｍＰａ・ｓ以下であるから、転写層の薄膜で形成することが可能であり、具体的には転写層の膜厚が１〜１０μｍであるが、請求項７のものと同様に、硬化収縮による転写基板の反りを低減することができる。
【００５２】
５．請求項９の発明の作用効果
請求項９の発明は、転写面と反対側のガラス面に、ゴム弾性を付与することによって、空気浮上時にディスクが急峻に折れ曲がることを防止でき、ディスクの面振れを安定させることができる。
【００５３】
６．請求項１０の発明の作用効果
請求項１０の発明は、転写面と反対側のガラス面に、強靭性を付与することによって、ハンドリング時や、空気浮上時にディスクの割れが生じることを防止でき、フレキシブル光ディスクの信頼性、耐久性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の光ディスクとドライブ（ピックアップの対物レンズ）の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図２】は、樹脂粘度と膜厚の関係を示す図である。
【図３】は、転写層膜厚とディスク面振れ量との関係を示す図である。
【図４】は、単官能アクリレートモノマーの転写層の表面外観を示す写真（倍率２００倍）である。
【図５】は、多官能アクリレートモノマー転写層の表面外観を示す写真（倍率２００倍）である。
【図６】は、単官能モノマーで転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示す図である。
【図７】は、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、円周方向の膜厚分布を示す図である。
【図８】は、単官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示す図である。
【図９】は、多官能モノマーで転写層を形成した場合の、残留フォーカスエラーを示す図である。
【図１０】は、フィルム製フレキシブル光ディスクの残留フォーカスエラーを示す図である。
【図１１】は、ＤＶＤディスクの残留フォーカスエラーを示す図である。
【図１２】は、ガラス製フレキシブル光ディスクの残留フォーカスエラーを示す図である。
【図１３】は、極薄板ガラス＋転写層＋記録膜＋無機・有機複合材料コーティングの構成を示す断面図である。
【図１４】は、極薄板ガラス＋転写層＋記録膜＋高分子有機フィルム貼り付けの構成を示す断面図である。
【図１５】は、極薄板ガラス＋転写層＋記録膜＋可撓性フォトポリマー付与の構成を示す断面図である。
【図１６】は、フレキシブル光ディスクの製造方法を簡略に示す図である。
【図１７】は、ガラス基板に転写層を形成するプロセスの断面モデルを示す図である。
【図１８】は、ガラス基板に転写層を形成する他のプロセスの断面モデルを示す図である。

Claims (16)

1. フレキシブル光ディスク基板において、基板が可撓性を有する研磨ガラスで構成され、当該ガラス基板に転写層が形成されていることを特徴とするフレキシブル光ディスク。
2. 上記ガラス基板が、石英や、ホウケイ酸ガラス板の片面又は両面を研磨加工してその厚さのばらつきを２０ｎｍ以下にしたものであることを特徴とする請求項１のフレキシブル光ディスク基板。
3. 上記ガラス基板の厚みが３０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１のフレキシブル光ディスク。
4. 上記ガラス基板の片面ないし両面にシランカップリング処理によって表面が疎水化されていることを特徴とする請求項１のフレキシブル光ディスク。
5. 上記ガラス基板に形成した転写層であってスタンパの凹凸微細パターンが転写された転写層の素材が、硬化時に架橋構造をとらないフォトポリマー材料である、請求項１のフレキシブル光ディスク。
6. 上記フォトポリマー材料が単官能アクリレートモノマー材料である請求項５のフレキシブル光ディスク。
7. 上記単官能アクリレートモノマー材料が、硬化収縮率１０％以下のものであることを特徴とする請求項６のフレキシブル光ディスク。
8. 粘度が１０〜１００ｍＰａ・ｓ以下である上記単官能アクリレートモノマー材料を用いて上記転写層を形成した、請求項５乃至請求項７のフレキシブル光ディスク。
9. 転写面の反対側のガラス面に補強樹脂層を積層している請求項１の表面記録型フレキシブル光ディスク。
10. 上記研磨ガラス基板が、２枚以上の研磨ガラスの積層構造である請求項１のフレキシブル光ディスク。
11. 上記研磨ガラスが片面研磨ガラス板であって、非研磨面を合わせて接着剤層を介して積層した、請求項１０のフレキシブル光ディスク。
12. スタンパを装着したスピンディスクを高速回転させて転写層を形成し、当該転写層に表面研磨されたガラス板を重ねて積層し、転写層に紫外線を照射してこれを硬化させ、スタンパを剥離させてから、転写面に記録層、保護層を積層する請求項１のフレキシブル光ディスクの製造方法。
13. スピンディスクを１０００〜５０００ｒｐｍで回転させて上記転写層を形成する請求項１２のフレキシブル光ディスクの製造方法。
14. 上記転写層と研磨ガラス板とを、研磨ガラスの表面をシランカップリング処理し、疎水化して転写層を接着させる請求項１２のフレキシブル光ディスクの製造方法。
15. シランカップリング処理されたガラス基板の表面に転写層を積層する請求項１２のフレキシブル光ディスクの製造方法。
16. 上記ガラス基板の裏面をシランカップリング処理し、表面を疎水化して、補強樹脂層を形成する請求項１２のフレキシブル光ディスクの製造方法。

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