JPS60173738A - 光学ディスクの製造方法 - 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】 本発明は、光学ディスクの製造方法に関し、詳細にはプ
レグルーブ付薄膜形成ガラススタンパ−を用いたセルキ
ャスト成形法、２Ｐ法、押し出し一圧縮成形法、射出成
形法、射出−圧縮成形法による光学ディスクの製造方法
に関するものである。

第１図に示すように、透明ディスク基板１の片面に元エ
ネルギーによって変化可能なＴｅ系等の蒸着膜からなる
情報記録層３を形成し、その露出側にＡｔ等の金属被覆
層４及びその上に保睦層５を形成してディスク面側から
レーザー光線を照射し、情報を再生するタイプの情報・
記録再生ディスクとしてビデオディスクやオーディオデ
ィスク等が開発され、最近、急速な発展を見せている。

この種のディスク材料としては、ガラス及びポリカーボ
ネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、硬質塩
化ビニル系樹脂。

４−メチルペンテン系樹脂等の透明性グラスチック材料
が検討され、このうちポリカーゴネート系樹脂、ポリメ
チルメタクリレート系樹脂については一部で実用化が進
められている。

一方、光学ヘッドのトラッキングサー〆のため、第１図
に示すように、情報記録層側のディスク基板面に微細な
プレダル゛−ツ２を形成しておく方法が有効とされ採用
されてきた。このディスク基板面へのプレグルーブ２の
形成ハ、従来、第２図に記す方法によっている。すなわ
ち表面精度および平面精度の優れたガラス原盤にフォト
レジストを所定の厚さにスピナーで塗布し、アルゴン等
のレーザー光線によジグレグループを露光・現像した後
、このプレグルーブ付ガラス原盤からＮｉ電鋳法によシ
Ｎ１スタンパ−を製造し、このＮ１スタンパ−を母型と
して２Ｐ法、押し出し一圧縮成形法、射出成形法等の手
法によシブラスチックディスク基板面にプレグルーブを
転写する方法である。しかしながら、このようなプレグ
ルーブ形成法には以下の欠点が存在し、将来的に実用性
を高めていくうえで大きな障害となっている。すなわち （１）プレグルーブの深さを決定するうえで重要なフォ
トレジスト膜厚を正確に制御することが困難である。

（２）転写工程が多いため、エラーの原因となる欠陥が
増大する。

（３）電鈴工程においてＮｉ面に表面欠陥が生じやすく
、また、Ｎｉ面内に発生する応力のためフォトレジスト
面に形成されているプレグルーブ形状がＮｉスタンノ９
−面に正確に転写されない。

（４）　Ｎｉスタンパ−の板厚が０．３　ｍ０丸と薄い
ため、圧力のかかるようなプラスチック成形法において
スタンノや−にゆがみを生じたシ、プラスチック成形品
の平面精度低下をまねく。

本発明は、光学ディスクの製造方法におけるこれらの問
題点を解決するため、プレグルーブ付薄膜形成ガラスス
タンツヤ−を用い、セルキャスト成形法、２Ｐ法、押し
出し一圧縮成形法。

射出成形法、射出−圧縮成形法によシ光学ディスクの製
造を可能にしたもので、以下、図面について本発明方法
を詳細に説明する。

第３図は本発明におけるガラススタンパ−を用いた光学
ディスクの製造方法を示す概略工程図、第４図は第３図
の各工程における成形体の説明図であるが、プレグルー
ブ形成材料として用いたＡｔ、Ｃｒ　、Ｆｅ　、Ｇｅ　
、Ｍｏ　、Ｎｂ　、Ｓｂ　、８ｅ　、Ｓｉ　。

Ｓｍ、Ｔａ　、、Ｔｅ　、Ｔｉ　、Ｖ　、　Ｗ等の元素
及びこれら元素の酸化物、窒化物、ハロゲン化ｍｌは加
工性が優れているため、ガラス基板７の薄膜８形成面に
プラズマエツチング等の手法で容易に直接、プレグルー
ブ、２を微細加工することができ゛る。

ガラススタンパ−６を用いてセルキャスト法。

２Ｐ法、押し出し一圧縮成形法、射出成形法。

射出−圧縮成形法等の各種プラスチック成形法によシ成
形した！レグルー゛ゾ２付のグラスチック基１７ｆｉ９
は、光学ディスク構造として第１図に示したように、基
板１゛のプレグルーブ２形成面側に情報記録層３．金属
被覆層４．保護層５を構成することによシ光学ディスク
となる。

第５図は、本発明におけるガラススタンパ−ｅ用い７’
ｃセルキヤスト成形法による光学ディスクの製造方法を
示す概略工程図であるが、成形用モノマーは重合開始剤
、添加剤と調合し予備重合によシ粘稠なシララグ状にし
た後、本発明におけるガラススタンパや−にょυ構成さ
れるモールド製内に注入され、空気浴又は温浴中におい
て６０〜８０℃、３〜５時間の条件で重合し、その後、
１００℃以上数時間熱処理して脱壓し成形品となる。モ
ールド型は洗浄後に組立てられ、再度成形に用いられる
。成形用モノマーとしてはアクリル系（重合開始剤：過
酸化ベンゾイル又はアゾビスイソブチロニトリル）やア
リルジグリコールカーボネート（重合開始剤二過酸化ベ
ンゾイル又はジイノｆＩ：Ｉピルパーオキシツカ−？ネ
ート）等が用いられ、必要に応じて紫外線吸収剤２着色
剤等の添加剤を混入する。

第６図はセルキャスト成形法によるモールド型構成図及
び脱型後の転写されたプレグルーブ形状を示しているが
、ガラススタンパ臂−６はプレグルーブ形状′ｒｆｉ２
′ｆｆ：内側にして相対するモールド型１０とガスケツ
）　１１　、１１’を介して構成される。相対するモー
ルドｆｆ１ｌＯの材料は、低膨張率の〃う′ス（パイレ
ックス）が適している。

ガスケツ）　１１　、１１’の材料は塩化ビニル、酢酸
ビニル、ポリエチレン、エチレンΦ酢酸ビニル共重合体
などが使用される。また、モールド型１０に注入された
シラツブが型外に漏れないように締め付は治具１２　、
１２’を可いてモールド型は締め付けられる。重合完結
後、脱型されたプレグルーブ２付のプラスチック基＆９
は前記情報記録層１．金属被覆層、保護層等を設けるこ
とにより光学ディスクを構成する。また、本発明におけ
るセルキャスト成形法の別の実施例として、第７図に示
すように、そルド型として２枚のガラススタン／＃　６
　ｔ−お互いのプレグルーフ”２の形成面が向い合うよ
うに構成することによシ両面にプレグルーブ２を転写し
たグラスチック基板１３ｆ、得ることができる。この場
合の光学ディスクの構成は、両面に前記金属被覆層、情
報記録層、保護層等を設けたものとなる。

上記実施例において示したように、セルキャスト成形法
は成形時間が長いため量産性は期待できないが、成形設
備がコ／ノ平りトなため光学ディスクの製造において不
可欠なりリーン度の制御が各易なこと、セルキャスト成
形法における従来技術をそのまま応用できること、残留
応力のｔＸとんとない成形品が得られるため長期信頼性
に優れた光学ディスクが得られること、等の利点がある
。

第８図は本発明における別の実施例として２Ｐ法による
プレグルーブの転写工程及び脱型後の転写されたプレグ
ルーブ形状を示すものであるが、転写工程は具体的には
液状の紫外＃硬化性樹脂１４をガラスメタ／パー６と透
明性基板１５の間に注入する工程、透明性基板１５側か
ら紫外線を照射することによ＃）硬化させる工程、およ
びスタンパ−′如から成形品を引きはがす工程、０３つ
からなっている。プレグルーブ転写用の紫外線硬化性樹
脂１４としては、転写性能の面から一般的にアクリル系
樹脂が用いられており、通常、ベンゾインエチルエーテ
ル等の光増感剤ｔ−Ｓらかしめ数チモノマーに混入して
おき、これに紫外線を照射して光増感剤からのラノカル
で重合させる方法をとっている。透明性基板１５の材質
としてはガラス、アクリル系樹脂、ポリカーメネート系
樹脂、４−メチルペンテン系樹脂等が用いられているが
、アクリル系紫外線硬化性樹脂との密着性の間°゛題殊
同系統のアクリル系樹脂が適しておシ、他の材質による
基板を用いる場合には、適当なカップリング剤を基板上
にあらかじめ設けておく必要がある。

２Ｐ法により得られたブレグループ付基板１６は前記情
報記録層、金属被積層、保護層等を設けることによシ光
学ディスクを構成する。上記実施例において示したよう
に、２Ｐ法は透明性基板１５を他の成形法で作らねばな
らず、また、透明性基板と紫外線硬化性樹脂との密着性
の問題や平面度を出すことが難しいなどの欠点があるが
、１サイクル２０秒程度とかなりの量産化が図れること
、成形設備がコン７やクトなのでクリーン度の制御が容
易なこと、成形品の表面硬度が高いなどの利点がある。

第９図は本発明における別の実施例として押し出し一圧
縮成形法によるそ一ルド型構成図及び脱型後の転写され
たプレグルーブ形状を示すものであるが、押し出し一圧
縮成形法は従来のレコード盤の製造に用いられているも
ので、ガラススタンノや−６を取シ付けた圧縮金星１７
゜１７′内に押し出し法によシ溶融状態とした樹脂１８
を所定量注入し、金型を圧縮して基板形状に仕上げ、樹
脂が冷却・固化した後に脱温してブレグループ付グラス
チック基板９を得る方法である。この場合、金製温度を
樹脂の２次転移温度よｐも十分高くしておき溶融樹脂の
注入及び金型の圧縮後に金星ごと冷却して仕上げる方法
と、あらかじめ冷却された金型内に溶融樹脂を注入し金
型を圧縮して仕上げる方法の２ａ類考えられるが、前者
の方法で均一な成形品を得るために社会層の冷却をゆつ
くシと行なわなけれにならないため成形サイクルが長く
なるという欠点があシ、一般的には後者の方法が用いら
れている。後者の場合、金星は冷却されているため、溶
融樹脂が固化する前に金型の圧縮によシ溶融樹脂が金型
キャビティーを完全に充填するような成形条件を見い出
す必要がおる。そのため、押し出し一圧縮成形法による
ブレグループ転写に適した樹脂としては、溶融温度があ
まシ高くなく溶融粘度の小ざなも°の逅望ましく、従来
、レコード盤材料として用いられているポリビニルクロ
ライド等の樹脂が適している。押し出し一圧轡成形法に
よシ得られた！レグループ付プラスチック基板９は、前
記情報記録層。

金属被覆層、保護層等を設けることによシ光学ディスク
を構成する。また、第１０図の押し出し一圧縮成形法に
おける別の実施例に示すように、モールド型の両面にプ
レグルーブ面が向い合うようにガラススタンノ４−６を
取シつけることによシ両面にプレグルーブ２ｔ−転写し
たグラスチック基板１３を得ることができる。この場合
の光学ディスクの構成は、両面に前記金属被覆層、情報
記録層、保護層等を設けたものとなる。上記実施例にお
いて示したように、押し出し一圧縮成形法は樹脂の種類
がある程度限定されてしまうが、従来のレコード盤の成
形技術をそのまま応用できること、スタンパ−と基板と
の離型性が優れていること、成形サイクルも比較的短く
てすむことなどの利点がある。

第１１図社本発明における別の実施例として射出成形法
によるそ一ルド凰の構成図及び脱裂体の転写されたプレ
グルーブ形状を示すものであるが、射出成形金ａｈ固定
側金戴１９及び移動型金ｆｆ１２０から構成されておシ
、ガラススタンノ４−６は移動側金製２０にブレグルー
プ形成面を内側にして取り付けられる。樹脂は高温に保
たれたシリンダー２２内において溶融状態となシ、ラン
ナー２３を通して金型キャビティー２１内に高速（１秒
以内）、高圧（ｉｏｏｏ〜３０００Ｋｆ／ｃｄ）で射出
される。金型は樹脂の２次転移温度よシも十分低い温度
に冷却されておシ、溶融樹脂は金型キャビティ２１を満
たしプレグルーブを転写した状態で固化する。射出成形
法はアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、硬質塩
化ビニル系樹脂、４−メチルペンテン系樹脂等はとんど
すべての樹脂に適用できる。射出成形法によシ得られた
プレグルーブ付プラスチック基板９は、前記情報記録層
、金縞被機層、保護層等を設けることによ１．υ光学デ
ィスクを構成する。上記実施例において示したように、
射出成形法は入社の成形設備を必要とするとともに高圧
成形のため成形品に経時変化の原因となる残留ら力が生
じ易く、最適成形条件の設定が離しいが、汎用性や量産
性があシ、また゛、従来のＮｉスタンパ−を使用した場
合におけルスタンパーのゆがみはガラススタンパ−の板
厚を十分大きくと多剛性を高めることにより防止できる
等の利点がある。

なお、本発明における別の実施例として射出−圧縮成形
法によるプラスチック基板上へのプレグルーブの転写方
法があるが、射出−圧縮成形法は、射出成形法において
問題と々る成形品内の残留応力を小さくおさえるため考
案された成形法でおる。したがって、この成形法は、基
本的には射出成形法と同じであり、ガラススタンパ−を
取９つけたモールド金型の構成も第１１図と同様である
。す々わち成形するに際しては、始め固定側合を１９と
移動側金型２０の間にある程度のクリアランスを設けて
おき、樹脂を金型キャビティー内に射出した後で金ｍを
圧縮し基板形状に仕上げる方法である。従って、樹脂は
金型キャビティー内において余シ圧力をかけずに成形さ
れるため、基板内の残留応力を小さくおさえることがで
きる。

以上、図面に示した実施例とともに説明したように、本
発明は以上のように構成されており、（１）　ガラスス
タンパ−は、その表面にプレグルーブを直接形成したＡ
ｔ、　Ｃｒ　、　Ｆｅ　、　Ｇｅ　、Ｍｏ　、Ｎｂ　＋
Ｓｂ、Ｂｅ；８玉、Ｓｍ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ　、Ｖ、Ｗ
の元素及びこれら元素の酸化物Ｓ窒化物−、／％ログン
化物から成る薄膜を有するため、従来のＮ１スタンノ９
−の場合と比較して転写工程をかなシ省略でき、各グラ
スチック成形法とも大幅なエラー率の向上が図れる。

（２）　ガラススタンパ−は板厚を任意に選択でき、剛
性のあるスタンパ−として使用できるため、射出成形法
のよう々高圧成形においてもスタンパ−にゆがみの生じ
る危゛険性はなく、均一な成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学ディスクの構成例ｔ′示す断面図、第２図
は従来法によるプレグルーブ付プラスチック基板製造方
法を示す工程図、第３図はガラススタンパ−を用いた光
学ディスクの製造方法を示す概略工程図、第４図は第３
図の各工程における成形体の説明図、第５図はセルキャ
スト成形法による光学ディスクの製造方法を示す概略工
程図、第６図はセルキャスト成形法による・モールド型
の構成図及び脱型後の転写工程図、第７図はセルキャス
ト法によるプレグルーブ両面形成モールド型の構成図お
よび転写工程図、第８図は２Ｐ法による転写工程図、第
９図は押し出し一圧縮成形法によるモ−ルド金型チおよ
び転写工程図、第１０図は押し出し一圧縮成形汰による
プレグルーブ両面形成モールド型の構成図および転写工
程図、第１１図は射出成形法及び射出−圧ｍｇ形法にお
けるモールド型の構成図および転写工程図である。 図面中、 １は透明ディスク基板、 ２はプレグルーブ、 ３は情報記録層、 ４は金属被覆層、 ５性保設層、 ６はガラススタンパ−１ ７はガラス基板、 ８はＳＬ薄膜、 ９はブレダル−ｆ刊プラスチック基板、１０はモールド
型、 １１　、１１’はガスケット、 １２　、１２’は締めつけ治具、 １３はプレグルーブ両面形成プラスチック基板、１４は
紫外線硬化性樹脂、 １５は透明性基板、 １６はプレグルーブ基板、 １７　、１７’・・・圧縮金型、 １８は溶融樹脂、 １９は固定側金型、 ２０は移動側金型、 ２１は金型キャビティー、 ２２はシリンダー、 ２３はランナーである。 特許出願人　日本電信電話公社 代理人弁理士　光石　士部（他１名） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 紫　外　線 ↓脱型 Ｆ＝コ 第１０図 ［ヨ＝］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光情報記録用光学ディスクにおいて、表面精度お
   よび平面精度の優れたガラス基板の片面にＡｔ、Ｃｒ　
   、Ｆｅ　、Ｇｅ　、Ｍｏ　、Ｎｂ　、Ｓｂ　、Ｓｓ　、
   Ｓｔ　。 Ｓｍ、Ｔａ　、Ｔｅ　、Ｔｉ　、Ｖ　、　Ｗの元素及び
   これら元素の酸化物、窒化物、ハロダン化物から成るプ
   レグルーブ付薄膜を形成しガラスメタン／ｆ−として用
   いるとともに、このスタンパ−面上ノブレグループをグ
   ラスチック成形法によυプラスチック基板上に転写する
   ことを特徴とする光学ディスクの製造方法。 （２）前記グラスチック成形法をセルキャスト成形法に
   より行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学ディスクの製造方法。 （３１前記ガラススタンパ臂−をセルキャスト成形法に
   おける２枚のセル型として使用し、このスタンパ−面上
   のプレグルーブ形成面が向い合うようにセットすること
   によシブラスチック基板の両面にプレグルーブを転写す
   るととを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学デ
   ィスクの製造方法。 （４）　前記ガラススタンパ−面上のプレグルーブを２
   　Ｐ　（Ｐｈｏｔｏ　−Ｐｏｌｙｍｅｒ　）法によりガ
   ラス又はグラスチック基板面上に転写することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ディスクの製造方
   法。 （５）前記ガラススタンパ−面上のプレグルーブを押し
   出し一圧縮成形法によシブラスチック基板面上に転写す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学デ
   ィスクの製造方法。 （６）前記ガラススタンパ−をこのスタンパ−面上のプ
   レグルーブ形成面が向い合うように押し出し一圧縮成形
   法における渠−′ルド埠の両面にセットすることによシ
   ブラスチック基板の両面にプレグルーブを転写すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学デイスフ
   の製造方法。 （７ン　前記ガラススタンパ−面上のプレグルーブを射
   出成形法にょシブラスチック基板面上に転写することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ディスクの
   製造方法。 （８）　前記ガラススタンパ−面上のプレグルーブを射
   出−圧縮成形法によシブラスチック基板面上に転写する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ディ
   スクの製造方法。