JPH01287846A - 母型の製造方法及びこの方法に使用するのに適するマスタープレート - 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】 この発明は、基板及びその上に設けられた感光性記録層
をそなえるマスタープレートを変調レーザー光で照射し
、レリーフ構造を有する情報トラックを記録層に形成し
、記録層に最初に無電解めっきにより、次いで電着によ
り金属層を設け、マスターの情報トラックが複写されて
いる得られた金属母型（ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘ）を
マスターから分離する光ディスクの製造において使用さ
れる金属母型の製造方法に関する。

このような方法は、欧州特許第００２２３１３号明細書
から知られている。この方法によれば、記録層が爆発性
物質、例えばニトロセルロースを、所要に応じて色素と
ともに含むマスタープレートが金属母型の製造に使用さ
れる。変調レーザー光を照射すると不完全爆発が起こり
（欧州特許第００２２３１３号明細書第７欄参照）、そ
の結果、ガスが発生し逃げないで材料中に閉じ込められ
て残る。ガスの圧力のために照射位置にこぶ（ｂｕｍｐ
）が発生する。

任意に、金属層を爆発性記録層の上に設けることができ
、下の記録材料中で起こる不完全爆発の結果として金属
層にもこぶが形成される。

既知方法の不利益点は、こぶの形成が臨界的方法である
ことである。これは、爆発性記録層の組成における小さ
な局部的偏差及び／又は厚さの局部的差のため、例えば
、熱伝導率が局部的に異なり、引き起こされた爆発が所
望のこぶの代わりに孔の生成を容易にもたらすことを意
味する。また、こぶの大きさも、上記偏差の結果局部的
に変化しうる。他の不利益点は、既知方法を用いた場合
、同一幅寸法を有しながら異なる、正確に画成された縦
の°寸法を有するこぶを発生させることが不可能である
ことである。正確に調節された縦の寸法、例えば、０．
９．１．２．１．５．１．８．２．１．２．４．２．７
及び３．０　μｍの縦の寸法を有する情報ビット（こぶ
）がＥＦＭ　　（８−１４変調）系に従って変調される
情報の記録に必要である。

この発明の目的は、前記不利益点を示さないか極めてわ
ずかしか示さない、冒頭に述べた形の製造方法を提供す
ることである。

この発明の第１目的に従って使用マスタープレートが同
じ幅の寸法を有しながら異なる縦の寸法を有しうる正確
に画成されたこぶをそなえる方法を提供する。

第２の目的は、金属母型に複写された情報トラックが使
用マスターの情報トラックと同じ精度を有する方法であ
る。

第３の目的は、マスターの金属化とこのようにして得ら
れた金属母型の分離後、マスターを再使用しうる製造方
法である。

この発明に従って、これらの目的は、記録層が合成樹脂
の二重層であり、該二重層のうち基板に密着する合成樹
脂の第１層が比較的高い膨脹係数と室温より低いガラス
転移温度とを有し、第１層に結合する合成樹脂の第２層
が比較的低い膨脹係数と室温より高いガラス転移温度と
を有し、合成樹脂の両層が使用レーザー光を吸収する色
素を含み、レーザー光を照射した結果としてこぶの形を
した情報ビットを記録層中に形成し、該情報ビットの縦
の寸法が情報トラックの方向に異なることができ、情報
トラックに直角な幅の寸法が等しいかほとんど等しいマ
スタープレートを使用する、冒頭に述べた金属母型の製
造方法により達成される。

記録層に関しては、情報の記録のために二重層を用いる
消去可能な光記録媒体がそれ自体欧州特許出願第０１３
６０７０号明細書から知られていることが注目される。

情報を記録する場合、比較的高い膨脹係数を有する下層
がレーザー光によって加熱され、材料が局部的に強く膨
脂する。比較的低い膨脹係数を有する上層は、加熱され
た下層からの熱伝導率によるか、使用レーザー光の極め
て小さい吸収の結果として直接にか少しだけ加熱される
。

したがって、上層は使用レーザー光の波長に関して透明
かほとんど透明であり、他方下層は前記波長のレーザー
光を強く吸収する。上層の温度は、材料がゴム状になる
ガラス転移温度のちょうど上まで上昇する。下層の膨脹
の結果、上層が押し上げられこぶが形成される。冷却時
、上層は、迅速に少量の熱を放出して温度がガラス転移
点より低くなり、剛直構造になる。下層は、まだ加熱状
態に、したがって膨脹した状態である。更に冷却した場
合、下層は、これに結合される上層により固定されるの
で更に収縮することができない。したがって、こぶは消
失しない。変形された上層に下層によって引張力が働く
。記録された情報ビット、この場合にはこぶを位相差に
基づいてレーザー光によって読み出すことができる。

消去方法において上層が吸収し下層が透過する異なる波
長のレーザー光を使用する。上層は、ガラス転移点より
上に加熱される。下層により及ぼされる前記引張力の結
果としてゴム状の、加熱された上層は、元の位置に戻り
こぶが消去される。

下層が第１の波長のレーザー光を吸収し第２の波長で透
明であり、上層がちょうどその反対に、すなわち第１の
波長で透明で第２の波長を吸収することを実現するため
に、下層と上層において本質的に離れた吸収特性を有す
る色素を使用する。

前記欧州特許出願明細書において、消去可能な光記録媒
体を金属母型製造用マスタープレートとして使用しうろ
ことは、述べられても示唆されてもいない。発明者らが
行った一連の試験で前記欧州特許出願明細書から知られ
る媒体は、直接効果マスクリング（ｄｉｒｅｃｔ　ｅｆ
ｆｅｃｔ　ｍａｓｔｅｒｉｎｇ）に使用することもでき
ないし好適でもないことが証明された。直接効果マスタ
リングとは、従来のフォトレジストマスターにおけるよ
うな別の現像段階が必要でないマスターの製造を意味す
る。直接効果マスクリングにおいては、ビットの品質を
情報ビットに記録した後、直ちに光学的に検査すること
ができる。更に特に、発明者らの行った実験により前記
の既知記録媒体を用い、変調レーザー光ビームを用いて
行った記録方法においては、ビット（こぶ）の縦の寸法
の増加は、幅の寸法の増加をも伴うことが証明された。

これは、前記ＥＦＭ変調系に従って種々の縦の寸法のビ
ットを記録した後の既知記録媒体の表面を示す写真であ
る、添付図面第２図によって明らかである。ら旋状情報
トラックのトラック幅が変化するので、連続するら旋巻
きの間の距離である、いわゆるトラックピッチも変化す
る。この結果、媒体は、マスクリング工程におけるマス
ターとして使用するのに適さない。

ＥＦＭ変調された情報を記録する際、この発明に従う上
記方法を用いることにより、極めて異なる縦の寸法を有
しながら、以下にいっそう詳細に説明する第３図に見ら
れるような、同じかほとんど同じ幅の寸法を有するビッ
トが得られる。

記録二重層の合成樹脂の第１Ｊｉｌ（下Ｎ）は、室温よ
りかなり低いガラス転移温度を有する。前記下層の材料
は、したがって室温でゴム状である。

下層の小さな領域を小さなレーザー光エネルギーによっ
て迅速に加熱することができ、その結果ビットを形成す
る、迅速でかなり局部的な膨脹が起こる。下層は、比較
的高い橋かけ度を有する橋かけ構造を有し、したがって
膨脹の際弾性変形は起こるが望性変形は起こらない。下
層の材料は、エラストマー、例えば、天然又は合成ゴム
が好ましい。極めて良好な結果を与える好適な材料は、
ポリウレタンエラストマーである。

記録二重層の合成樹脂の第２層（上層）の材料は、室温
より十分高いガラス転移温度Ｔｇ、例えば、８０°Ｃの
転移温度を有する。ガラス転移温度が高いほどこぶの裔
さも高い。室温では、材料はガラス状態である。転移温
度より高（なると材料はゴム状になる。熱膨張は、比較
的小さい。比較的少量のレーザー光エネルギーを用いる
ことにより上層の領域が迅速に加熱され、その結果それ
は比較的小さい膨脹を示す。下層と対照的に上層の材料
は、比較的低い弾性率を有する。

上層に適した合成樹脂は、橋かけ重合体、例えば、橋か
け構造のポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリ
ル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル及び樹脂、例
えば、シリコン樹脂、アルキド樹脂及びエポキシ樹脂で
ある。極めて良好な材料は、橋かけエポキシ樹脂である
。上層及び下層の材料に関して既に述べた欧州特許出願
第０１３６０７０号を参考のためにあげておく。

マスターに情報を記録する際、青色光を放射するレーザ
ー、例えば４５０ｎｍ又は４８８ｎｍ又は５１４ｎｍの
放出波長を有するアルゴンレーザーの使用が好ましい。

記録二重層の上層及び下層に用いられる色素は、上記波
長の光を吸収する赤色又は黄色がかった橙色色素である
。化学的に異なる色素を、これらの色素が青味がかった
緑色のレーザー光を吸収する場合、上層と下層に使用す
ることができる。両層中の色素の量は、１〜１５重１％
である。

有利な例において同一色素を合成樹脂の両層に使用する
。この結果として使用するマスタープレートの製造が簡
単になる。

更に有利な例において合成樹脂の第２層中の色素の重量
百分率対合成樹脂の第１層中の色素の重量百分率の比は
、０．３〜ｌである。

適当な色素の例は、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｕｒ
Ｉｎｄｅｘ（Ｃ，１，）　）ソルベント・レッド（Ｓｏ
ｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ）９２及びソルベント・レッド２６
である。

他の青味を帯びた緑色光を吸収する色素に対してカラー
インデックス、特にソルベント・レッド色素をあげるこ
とができる。

情報が記録層中に種々の縦の寸法と同一の幅の寸法を有
するこぶの形で記録された後、それらの性質は、ビット
を弱いレーザー光で再生することにより確認することが
できる。これは、必要があれば修正、例えば、レーザー
光を記録層上に集束させる対物レンズの調整を直ちに行
いうるように記録工程の間に行うことさえ可能である。

次いで、ビットをそなえる記録二重層の表面上に無電解
めっきにより金属層を設けるが、これは、例えば、テク
ニカル・プロシーデインゲス・オプ・ジ・アメリカン・
エレクトロプレイターズ・ソサエテ４　（Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｍ
ｅｒｉｃａｎＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｒｓ’　５ｏｃ
ｉｅｔｙ）１９６４年、６月１４〜１８日。

セントルイス、１３９〜１４９頁に記載されるような化
学的金属化法を例えば用いる。物理的堆積法、例えば、
蒸着又はスパッター法を用いることもできる。適当な金
属層は、Ａｇ、　Ｎｉ又はＣｕの層である。

次いで、金属外殻、例えば、Ｎｉ外殻を前記導電層上に
電着により成長させる。最後に金属層をマスターから離
す。得られた金属母型は、マスターから複写された情報
トラックを有する。

また、この発明は、一方の面に合成樹脂の記録二重層を
有する基板をそなえるマスタープレートであって、該記
録二重層のうち基板に密着する合成樹脂の第１層が比較
的高い膨脹係数と室温より低いガラス転移温度とを有し
、第１層に結合する合成樹脂の第２層が比較的低い膨脹
係数と室温より高いガラス転移温度とを有し、合成樹脂
の両層が使用レーザー光を吸収する色素を含み、レーザ
ー光を照射した場合、こぶの形をした情報ビットを記録
層中に形成することができ、該情報ビットの縦の寸法が
情報トラックの方向に異なることができ、情報トラック
に直角な幅の寸法が等しいかほとんど等しい、この発明
に従う前記製造方法における使用に適し、かつ使用を意
図するマスタープレートにも関する。

次に、この発明をいっそう詳細に添付図面によって説明
する。

第１図の符号１は、合成樹脂、例えば、ポリカーボネー
トの基板を示す。基板は、別にガラスでつくることもで
きる。膨張層（下層）２を基板１の上に設ける。層２は
、１２重量％の色素Ｃ，１，，ソルベント・レッド９２
（サビニル・スカーレントＴ。

Ｍ、（Ｓａｖｉｎｙｌ　５ｃａｒｌｅｔ　Ｔ、Ｍ、））
が微細に分散され又は溶解されたソリタン１１３（Ｓｏ
ｌｉｔｈａｎｅ　１１３）の商品名で市販される橋かけ
ウレタンエラストマーよりなる。層２は、色素を加えた
有機溶媒に非橋かけポリウレタンを溶解した溶液を基板
上中心に供給するスピンコーティング法により製造する
。次いで、基板を回転させ溶液を均一に基板１の表面上
に広がらせまた溶媒を蒸発させる。次いで、得られた層
を加熱又は光、例えば、ＵＶ光線照射により硬化させる
。また、上層（保持層）３も、スピンコーティングを用
いて膨張層２の上に設ける。層３は、６重量％の色素Ｃ
，１，，ソルベント・レッド９２（サビニル・スカーレ
ットＴ、Ｍ、）を溶解又は微細に分散した軽度に橋かけ
したエポキシ樹脂よりなる。Ｎ２及び３は、共に記録二
重層４を構成する。記録層４は、矢印５で示されるレー
ザー光ビームにより照射される。

レーザー光ビームを記録層４上に集束させ、ビームのス
ポットの大きさを０．５〜１．０　ミクロンとする。レ
ーザー光の波長は、４５８．４８８又は５１４ｎｍであ
る。レーザー光ビームをＥＦＦＩによって変調する。情
報の記録中３〜１Ｑｌｌｚの回転速度でディスクを回転
させ、他方レーザー光ビーム５をディスク上直径方向に
動かす。この結果、ビットのら旋状トラックが形成され
る。照射部位で膨張層２と保持層３の両方における光エ
ネルギーが熱エネルギーに変わる。両層の温度が層３の
ガラス転移温度よりはるかに高くまで上昇する。温度上
昇の結果、層２と３が膨脹するが、層２は、層３より高
い熱膨張係数を有するので、いっそう強く膨脹する。

したがって、層３は、強く膨脹する層２により余分にふ
くらまされる（引き伸ばされる）が、この場合、塑性変
形は起こらないかほとんど認められない。ふくれは、弾
性限度内にとどまる。こぶ６の形状の情報ビットが形成
される。冷却時、保持層３の温度がガラス転移温度より
低（なり、層は剛直になり、この後の変形はもはや不可
能である。

下層は、まだ膨張状態にある。したがって、情報ビット
は、消失しないで残る。

ビットの縦の寸法は、０．９〜３．０　μｍで０．３　
μｍずつの中間段階を有する。ビットの長さは、照射時
間により決まり、この時間は、例えば、０．２５〜５μ
ｓである。使用レーザーのパワーは、例えば、ディスク
上１ｍＷからで、例えば４ｍＷである。

得られた情報ビットの情報トラックを第３図に示す。種
々のビットの幅の寸法が等しいかほとんど等しいことが
明らかである。この結果として、トラック幅並びにトラ
ックのピッチが良好に画成される。

記録二重層が色素を含まないか非吸収色素を含む上層を
そなえる記録媒体を用いる場合、上層の加熱は、下層か
らの熱伝導率及び／又は上層自体における低い吸収によ
り行われる。（いっそう長い照射時間の結果）いっそう
大きい長さの寸法を有する得られたビットは、またより
大きい幅をもをすることが第２図で明らかに見られる。

トラック幅とトラックピッチの画成が容易でない。この
ような記録媒体は、マスクリングに適さない。

ビットの生成後（第１図）、例えば、Ａｇの金属層７を
蒸着させる。その上にＮｉ外殻８を電気めっきにより設
ける。最後に、形成された金属母型７゜８をマスターデ
ィスク１〜４から取り外す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う方法において用いられるマス
タープレートの断面図、 第２図は、異なる縦の寸法の情報ビットが記録された、
この発明に従わない記録媒体表面の走査型−電子顕微鏡
（ＳＥＭ）写真、 第３図は、異なる縦の寸法の情報ビットが記録された、
この発明に従うマスタープレートの走査型電子顕微鏡（
ＳＥ？Ｉ）写真である。 １・・・基板　　　　　　　　２・・・下層（膨張層）
３・・・上層（保持層）　　　４・・・記録二重層５・
・・レーザー光ビーム　　６・・・こぶ７・・・金属層
　　　　　　　８・・・Ｎｉ外殻Ｆ１６゜２ ＦＫ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板及びその上に設けられた感光性記録層をそなえ
   るマスタープレートを変調レーザー光で照射し、レリー
   フ構造を有する情報トラックを記録層に形成し、記録層
   に最初に無電解堆積により、次いで電気めっきにより金
   属層を設け、マスターの情報トラックが複写されている
   得られた金属母型をマスターから分離する光ディスクの
   製造において使用される金属母型の製造方法において、
   記録層が合成樹脂の二重層であり、該二重層のうち基板
   に密着する合成樹脂の第１層が比較的高い膨脹係数と室
   温より低いガラス転移温度とを有し、第１層に結合する
   合成樹脂の第２層が比較的低い膨脹係数と室温より高い
   ガラス転移温度とを有し、合成樹脂の両層が使用レーザ
   ー光を吸収する色素を含み、レーザー光を照射した結果
   としてこぶの形をした情報ビットを記録層中に形成し、
   該情報ビットの縦の寸法が情報トラックの方向に異なる
   ことができ、情報トラックに直角な幅の寸法が等しいか
   ほとんど等しいマスターディスクを使用することを特徴
   とする金属母型の製造方法。 ２、合成樹脂の両層において同一色素を使用する請求項
   １記載の製造方法。 ３、合成樹脂の第２層（上層）中の色素の重量百分率対
   合成樹脂の第１層（下層）中の色素の重量百分率の比が
   ０．３〜１である請求項１又は請求項２記載の製造方法
   。 ４、一方の面に合成樹脂の記録二重層を有する基板をそ
   なえるマスターディスクであって、該記録二重層のうち
   基板に密着する合成樹脂の第１層が比較的高い膨脹係数
   と室温より低いガラス転移温度とを有し、第１層に結合
   する合成樹脂の第２層が比較的低い膨脹係数と室温より
   高いガラス転移温度とを有し、合成樹脂の両層が使用レ
   ーザー光を吸収する色素を含み、レーザー光を照射した
   場合、こぶの形をした情報ビットを記録層中に形成する
   ことができ、該情報ビットの縦の寸法が情報トラックの
   方向に異なることができ、情報トラックに直角な幅の寸
   法が等しいかほとんど等しい、請求項１ないし請求項３
   のいずれか一つの項に記載の製造方法に使用するのに適
   するマスターディスク。