WO1998002875A1

WO1998002875A1 - Disque optique et procede de production de ce dernier, et procede de production d'un materiau formant feuille

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Publication number: WO1998002875A1
Application number: PCT/JP1997/002418
Authority: WO
Inventors: Atsushi Takakuwa; Takao Nishikawa; Satoshi Nebashi
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1998-01-22
Also published as: TW355790B; CN1179334C; US6162519A; CN1197529A; KR19990044492A; JP4078678B2

Description

明細書光ディスク及びその製造方法、シート材料の製造方法

5 技術分野

本発明は、光ディスク及び光ディスクの製造方法に関する。背景技術

従来から、光ディスクを製造する代表的な方法として、例えば、射出成形 ϋ_η

W jcct J on molding) や、 2 P iic (photo polymarizat ion method) 等-力、行われている。射出成形は、例えば、溶融したポリカーボネ一卜（polyじ arbonate)樹脂を高圧力で、ディスクのスタンパを含む金型内に射出した後、これを固化させる方法である。一方、 2 P法は、光学特性のよいプラスチックの平板を用意し、これとスタンパとの間に紫外線によって硬化する光硬化 (phote curing)性樹脂を充填し5 た後、この光硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化させる方法である。

2 P法の従来例としては、例えば、特開昭 5 3 - 8 6 7 5 6号公報に開示されたものがある。この公報には、電铸（eleじ trororming)によって作製されたニッケルマスタ一（以下、本明細書では、「マスタ一」とは、スタンパに相当するものを示す）から紫外線硬化性樹脂を用いてポリメチルメタクリレート (polymethacr0 ylate), ポリカーボネート等にパターンを転写する方法が記載されている。

前記スタンパは、通常、ガラス製の円盤（ガラス原板）に、フォ卜レジス卜（p hoto- resist)を塗布し、レーザ一カツティングマシンと呼ばれる露光装置で光デイスクのパ夕一ンを露光し、これを現像して形成されたパタ一ン上に二ッゲルを厚く電铸して製造される。また、近年では、シリコンウェハを用いた光ディスクのマスタ一も使用されている。特開昭 6 1— 6 8 7 4 6号公報には、シリコンウェハ上にシリコン酸化物を形成し、その上にフォトレジストを塗布して露光した後、このフォトレジストを現像し、次にシリコン酸化物をェツチングしてマスタ一を形成する方法が開示されている。また、特開平 4 一 2 9 9 9 3 7号公報には、シリコンウェハを直接エッチングしてマス夕一を形成する方法が開示されている。また、特開平 4 一 3 1 0 6 2 4号公報及び特開平 4 - 3 1 1 8 3 3号公報には、シリコンウェハを用いてマスタ一を作製することにより、記録密度が向上した光デイスクを得る方法が記載されている。そしてまた、特開平 5— 6 2 2 5 4号公報には、紫外線硬化性樹脂を使用し、シリコンウェハからなるマスタ一からプラスチック基板にパ夕ーンを転写する方法が開示されている。

しかしながら、前述したポリカーボネートを射出成形して光ディスクを製造する方法は、ディスクの一つ一つを個別に射出成形するため、量産性が低く、また、高精度な再現性が得られにくいという問題がある。

そこで、ポリカーボネー卜を押出成形（extrus ion)して得られたシ一ト材を打ち抜く等して、ディスク状に加工したものを使用することで、量産性を向上させることが考えられる。しかしながら、ポリカーボネートは、光学異方性が非常に大きいため、押出成形して得られたシート材を加工して得られたディスクは、ピックアップによる読み取り方向によって光学特性が異なってしまう。すなわち、ディスクの同心円上における光学特性が異なるものとなり、光ディスクとして使用することができないという問題がある。

一方、ポリカーボネー卜の代わりに光学異方性が低いアクリル（acry l i c ) を用いれば、前述した押出成形および加工により得られたディスクの光学特性は良好となる力アクリルは吸湿性が高く、ディスクに反りが生じる等の変形が起こりやすいという問題がある。また、ディスク表面に反射膜、記録膜等を真空成形する場合に、ディスク中のガス（特に水分）を除去するのに非常に時間がかかるという問題もある。

5 発明の開示

本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、量産性が高く、優れた光学特性を有し、かつ機械的精度及び機械的強度に優れた光ディスクを提供することを第 1の課題とする。

また、この光デイスクを簡単に効率よく製造する方法を提供することを第 2の

10 課題とするものである。

第 1の課題を解決するため、本発明は、基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づ L、た凹凸が形成された情報記録面とを備えた光記録媒体であって、前記基板は、ポリオレフイン（pol yoiefin) 系重合体を主成分とする材料を押出成形したシ一卜をディスク状に加工してなり、前記情報記録面が硬化性樹脂層からなる光ディスクを提供するものである。

ポリオレフイン系重合体は、光学異方性が小さく、吸湿性も少ないという性質を有するため、このような構成にすることで、量産性が高く、優れた光学特性を有し、かつ機械的精度に優れた光ディスクが得られる。

前記基板は、水平方向の複屈折の絶対値が 1 0 O rnn以下、厚み方向の複屈折の0 絶対値が 2 O rnn以下、さらに好ましくは、水平方向の複屈折の絶対値が 5 O nm以 ' 下、厚み方向の複屈折の絶対値が 1 O rnn以下となるように構成することができる。

前記基板の水平方向の複屈折の絶対値が 1 0 O mn、厚み方向の複屈折の絶対値が 2 0 nmを超えると、光ディスクの記録再生特性が低下するという問題が発生しやすくなる。また、前記基板は、傾き角の絶対値を 0. 6度以下にすることができる。なお、本発明では、この「傾き角」を、「チルト（tilt) 」または「傾斜ひずみ J あるいは「反り角」ともいう。また、前記基板は、厚み変異を 5 ¾以下にすることができる。そしてまた、前記材料のガラス転移点は、 80°C以上、 140 以下とすることができる。

前記基板は、傾き角の絶対値が 0. 6度を超えると、安定した記録再生が行えなくなるという問題が発生しやすくなる。また、前記基板は、厚み変異が 5<¾を超えても同様の問題が生じる。

さらに、前記基板は、透明性が高い（透過率が 90%以上）ことが望ましい。また、前記基板は、吸湿率及び透湿率が低いこと（吸水率 0. 0 1茧量 <¾以下 (23°C、 24時間）、透湿係数 0. 1以下（40°C、 90%RH) ) であることが望ましい。さらにまた、前記基板は、耐溶剤性が高いことが望ましい。

また、前^基板は、前記シートを複数枚積層した積層体をディスク状に加工して得ることができる。このようにすることで、機械的強度がさらに向上する。この積層体は、第 1のシートを構成する材料の分子量と、当該第 1のシートに接触して積層された第 2のシートを構成する材料の分子量とが異なるように構成することができる。また、この積層体は、屈折率が異なるシートから構成することができるさらにまた、この積層体は、ガラス転移点が各々異なる材料から構成された複数のシ一卜から構成することができる。

そしてま、前記硬化性樹脂層は、光硬化性樹脂層または熱硬化性樹脂層から構成することもできる。

また、上記第 2の課題を解決するために、本発明は、基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面とを備えた光ディスクの製造方法であって、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシ一ト状に成形する工程と、前記押出成形されたシー卜をディスク状に加工する工程と、前記加工工程後、前記基板面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、当該硬化性樹脂を介して、前記基板面にマスターの凹凸面を載置または載置 ·加圧する工程と、当該載置または載置 ·加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、を備えてなる光ディスクの製造方法を提供するものである。

そしてまた、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、当該シ一卜を形成した後、該シート面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させるェ程と、当該硬化性樹脂を介して、前記シート面にマスタ一の凹凸面を載置または載置 '加圧する工程と、当該載置または載置 ·加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、当該硬化性樹脂を硬化させた後、ディスク状に加工する工程と、を備えてなる光ディスクの製造方法を提供するものである。

この二つの製造方法を行うことで、前述した構造の光ディスクを簡単に効率よく製造することができる。

前 d二つの製造方法は、前記シートを複数枚積層する工程をさらに備えることができる。この積層工程は、第 1のシート上に、当該第 1のシ一卜を構成する材料と分子量が異なる材料から構成された第 2のシ一卜を積層する工程を備えることができる。さらにまた、前記積層工程は、屈折率が異なるシートを積層するェ程を備えることができる。そしてまた、この積層工程は、ガラス転移点が互いに異なる材料からなるシ一卜を積層する工程を備えることができる。

そしてまた、前記マスタ一として、シリコン製またはニッケル製のマスターを使用することができる。

また、前記シ一卜をシート状に成形する際に、プレスを行うことは好ましい。プレスを行うことにより、シートを適度な厚みに平坦化することができる。なお、プレスの回数は、 1回でも複数回でもよい。プレスの回数が少なければ、光ディスクの製造に要する時間を短縮できる。

また、プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度 1 0 ,₅ 0度乃至 2 0 0度で行うことがこのましい。このようにすれば、シ一ト材料の光学特性や機械特性をより改善することができる。光学特性の改善は、加圧により、シー卜材料となるポリオレフィン系重合体の配向が制限され、複屈折率が小さくなることによる。機械特性の改善は、プレスを行うことにより、押し出し直後の傾斜ひずみや反り現象が改善されることによる。

10 また、プレスを行う工程は、複数回のプレスを行うことが好ましい。プレスの回数を多くすればする程、シートの厚みをさらに適度に平坦化し、その複屈折率等の光学特性や傾斜ひずみや反り現象（t i l t ) 等の機械特性をより改善することができるからである。

また、この製造方法は、光ディスクに限らず、シ一卜材料の製造に適用するこ

J5 とができる。すなわち、このシート材料の製造方法は、ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、シ一卜状に成形する工程により成形された材料全体に圧力を加えるプレスを行う工程と、を備える。このとき、プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度 1 0 0度乃至 2 0 0度で行うことが好ましい。これらにより、光学特性およ

20 び機械特性の改善されたシ一卜材料を製造できる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施の形態 1に係る光ディスクの断面図である。

第 2図は、本発明の実施の形態 1に係る光ディスクを製造する工程を段階的に示す断面図である。

Aは成型工程を示す図である。

Bは光硬化性樹脂塗布工程を示す図である。

Cはシ一卜加圧工程を示す図である。

5 Dはマスタ一剥離工程を示す図である。

第 3図は、本発明の実施の形態 1に係る光ディスク用基板の製造装置の説明図である。

第 4図は、 A及び Bは、本発明の実施の形態 1に係るシ一卜の平面図である。第 5図は、本発明の実施の形態 1に係る光硬化性樹脂を光ディスクマスタ一に

W 塗布し、加圧するために使用する装置の一例を示す模式図である。

第 6図は、本発明の実施の形態 1に係る光硬化性樹脂の塗布工程、基板の加圧て程、および光ディスクマスターの剥離工程を示す他の模式図である。

第 7図は、本発明の実施の形態 1に係る基板と、比較品 1及び比較品 2について、半径方向の位置（mm) と、複屈折（nm) との関係を調査した結果を示す図で

15 める。

Aは、本発明の実施の形態 1に係る基板の結果を示す図である。

Bは、比較品 1の結果を示す図である。

Cは、比較品 2の結果を示す図である。

第 8図は、本発明の実施の形態 1に係る基板と、比較品 1及び 2について、半0 径方向の位置（圆）と、複屈折（_nm) との関係を調査した結果を示す図である。

Bは、比較品 1の結果を示す図である。

Cは、比較品 2の結果を示す図である。

第 9図は、本発明の実施の形態 1に係るシート材料のガラス転移点 T g (°C ) と、複屈折（nm) との関係について調査した結果を示す図である。

第 1 0図は、あるガラス転移点を備えた基板について耐候性試験を行った結果を示す図である。

第 1 1図は、本発明の実施の形態 1に係るシ一卜材料の複屈折率の測定結果を示す図である。

Aは、本発明のプレス加工を行つた結果を示す図である。

Bは、プレス加工を行わなし、場合の結果を示す図である。

第 1 2図は、本発明の実施の形態 1に係るシート材料の反り角（t i j t ) の測定結果を示す図である。

Aは、本発明のプレス加工を行った結果を示す図である。

Bは、プレス加工を行わない場合の結果を示す図である。

第 1 3図は、本発明の実施の形態 2に係る光ディスクを製造する T.程を段階的に示す断面図である。

Aは光硬化性樹脂塗布工程を示す図である。

Bはシー卜加圧工程を示す図である。

Cはマス夕一剥離工程を示す図である。

第 1 4図は、本発^の実施の形態 3に係る光ディスクの断面図である。

第 1 5図は、本発明の実施の形態 4に係る光ディスクの断面図である。

第 1 6図は、本発明の実施の形態 5に係る光ディスクマスターの製造工程を示す断面図である。

Aはシリコンウェハ断面図である。

Bはフォ卜レジスト塗布工程を示す図である。

Cは露光工程を示す図である。

Dは現像工程を示す図である。 Eはェッチングェ程を示す図である。

Fはフォトレジスト除去工程を示す図である。

第 1 7図は、本発明の実施の形態 6に係る光ディスクマスターの他の製造工程を示す断面図である。

Aはシリコンゥヱハ断面図である。

Bはフォトレジス卜塗布工程を示す図である。

Cは露光工程を示す図である。

Dは現像工程を示す図である。

Eはェッチング工程を示す図である。

Fはフォトレジス卜除去工程を示す図である。発明を実施するための最良の形態

次に、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。

(実施の形態 1 )

第 1図は、本発明の実施の形態に係る光記録媒体（光ディスク）の断面図、第

2図は、シリコンウェハ製のマスターを用いて光ディスクを製造する工程を段階的に示す断面図である。第 1図は、保護膜や反射膜等の記載は省略してある。なお、本実施の形態では、円盤状の光記録媒体、すなわち光ディスクを製造する場合について説明するが、光記録媒体の形状は、円盤状に限らず、方形等であつても、また平板状に限らず曲面状であってもよい。

本実施の形態に係る光ディスクは、第 1図に示すように、ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートを円盤状に打ち抜き加工してなる基板 1 0 1と、基板 1 0 1上に形成され、所望の情報に基づくパターン（例えば、ピットゃ溝等）が形成された光硬化性樹脂層 1 0 2と、力、ら構成されている。なお、再生専用の光ディスクは、この基板 1 0 1上に、順に、反射膜、および反射膜を保護する保護膜を形成することによつて製造される。記録再生可能な光磁気ディスクは、この基板 1 0 1上に、順に、保護膜、光磁気記録膜、反射膜が形成されることによって製造される。

,- (光ディスク製造工程）

次に、この構成を備えた光ディスクの製造方法について、第 2図に示す工程に沿って説明する。

まず、第 2図 Aに示す工程では、第 1 6冈または第 1 7図で示される工程により、表面に光ディスクの情報記録面に転写すべき所望の凹凸パターンが形成され 10 たシリコンウェハを成型して、光ディスクのマス夕一 2 0 1を作製する。

次に、第 2:図 Bに示す工程では、第 2図 Aに示す工程で形成したマスター 2 0 1上に、紫外線の照射により硬化する光硬化性樹脂 2 0 2を塗布する。

次いで、第 2図 Cに示す工程では、ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートをディスク状に打ち抜き加工して製造した平坦な基板 2 ；, - 0 3を、前記工程で塗布した光硬化性樹脂 2 0 2上に載せて加圧する。このようにすることで、マスター 2 0 1の表面に形成されている凹凸形状の隅々まで光硬化性樹脂 2 0 2が浸入し、マスターの凹凸形状が光硬化性樹脂 2 0 2に正確に転写される。次に、フラッ卜基板 2 0 3を介して光硬化性樹脂 2 0 2に紫外線を照射し、この光硬化性樹脂 2 0 2を硬化させ、前記凹凸形状が形成された光硬化性 20 樹脂層 2 0 2 Aをフラッ卜基板 2 0 3上に形成する。

次いで、第 2図 Dに示す工程では、光硬化性樹脂層 2 0 2 Aからマスタ一 2 0 1を剥離する。このようにして、フラッ卜基板 2 0 3上に、所望の凹凸パターンが形成された光硬化性樹脂層 2 0 2 Aを形成した。

その後、反射膜の形成、保護層の形成等、所望の工程を行い、光ディスクを完成させる。

(基板製造工程）

次に、前記フラット基板 2 0 3の製造工程について説明する。第 3図に、基板の製造装置の外観図を示す。同図に示すように、本発明の基板の製造装置は、押し出し機 2 1 0、プレス装置 2 1 1および打ち抜き装置 2 1 2を備えて構成される。以下、基板の製造工程を説明する。

ステップ S T 1 (押し出し工程）：押し出し工程では、まず、図示しない押し出し機中で加熱し加圧されて流動状態となったポリオフィレン系重合体樹脂が押し出し機 2 1 0に供給される。押し出し機 2 1 0は、供給された樹脂をダイ (d i e ) から連続的に押し出し、ほぼ一定の厚さのシート状に成型する。なお、成型は、同図に示すようにローラによる他、平板によるものでもよい。

ステップ S T 2 (プレス工程）：プレス工程では、押し出し成型されたシ一卜にさらに圧力を加えて、その特性を変化させる。なお、プレスの回数は、 1回でも複数回でもよい。プレスの回数が少なければ、光ディスクの製造に要する時問を短縮できる。一方、プレスの回数を多くすればする程、シートの厚みをさらに適度に平坦化し、その複屈折率等の光学特性や傾斜ひずみや反り現象（t i l t ) 等の機械特性をより改善することができる。すなわち、光ディスクのコスト制限と、その光ディスクに必要とされる光学特性や機械特性の見地から、適当なプレス回数を定めればよい。

第 4図 Aに、このようにして成型されたシート 2 0 0の外形を示す。プレスは、大気雰囲気または窒素雰囲気下において、温度 1 0 0 °C〜2 Q 0 °Cの条件の下で行うことが好ましい。このようなプレスを行うことにより、光ディスクの複屈折 (double refraction ) 率等の光学特性や、傾斜ひずみや反り（ti i t)等の機械特性を大幅に改善することができる。複屈折率は、光ディスク用の樹脂に要求される最も重要な物性であるため、この複屈折率の改善は重要である。例えば、光磁気方式による書換え可能型光ディスクでは、力一（Kerr) 効果と呼ばれるわずかな偏光面回転を利用して情報を記録再生する。基板の複屈折率が大きいと、この複屈折率がレーザ光の偏光面回転に大きく影響するため、光ディスクから読み取つた信号が、実際の情報に基づく偏光面回転角の変位なのか、基板の複屈折に基づく偏光面回転角の変位なのかを識別できなくなるからである。

具体的には、複屈折率の大きさは、ポリマーの分子構造と分子配向によって決まる。ポリマーの複屈折率を Δ η、配向係数を f およびポリマーの固有屈折率を Δ η ϋとすると、

A n = f x A n O

という関係がある。上式において、 Δ η ()は、高分子のモノマ一単体の分子鎖方向とその垂直方向との分極率差の関数で表わされるため、ポリマーごとに固有の値をとる。一方、配向係数 f は、ポリマーの溶解状態における挙動に支配されやすいため、シートの成型条件に大きく依存する。ここで本実施形態のようにプレスを行うと、ポリマーの配向が制限され、配向係数 f が小さくなる。つまり、プレスにより複屈折率が改善されるのである。

ステップ S T 3 (打ち抜き工程）：次に、押出成形により得られたシート 2 0 0を第 4図 Bに示すように円盤状に打ち抜き、フラット基板 2 0 3を得る。そして、このフラット基板 2 0 3に、例えば、大気圧プラズマ、コロナ放電、真空中でのプラズマエッチング等の前処理（活性化処理）を行う。

(光硬化性樹脂塗布工程）

第 5図に、本実施の形態において、光硬化性樹脂を光ディスクマスタ一に塗布し、加圧するために使用する装置の一例を示す。この装置は、光ディスクマス夕一 3 0 5を載置するマスタ一保持台 3 0 9と、マス夕一保持台 3 0 9上に載置し Ι.Ί

た光ディスクマスタ一 3 0 5に光硬化性樹脂を塗布するディスペンザ 3 0 2と、光ディスクマスタ一 3 0 5上に塗布された光硬化性樹脂上に載置 ·加圧される平坦な基板 3 0 6を保持する基板保持アーム 3 0 3と、基板保持アーム 3 0 3を光ディスクマスター 3 0 5に対して近づけたり遠ざけたりする基板保持アーム昇降 r, 機 3 0 4と、これらを収納しかつ密閉可能な貼り合わせ槽 3 0 1と、貼り合わせ槽 3 0 1に接続され、貼り合わせ槽 3 0 1内を減圧する空ポンプ 3 0 8と、貼り合わせ槽 3 0 1と真空ポンプ 3 0 8との間に設けられたバルブ 3◦ 7と、を備えて構成されている。

本実施の形態では、デイスペンザ 3◦ 2による光硬化性樹脂の塗布、および光 w ディスクマス夕一 3 0 5上に基板 3 0 6を載置する工程を減圧下で行う。このェ程を減圧下で行うことによって、光硬化性樹脂中の気泡の発生を防ぐことが可能となる。また、光ディスクマスター 3 0 5上に基板 3 0 6を載置した後、通常圧力に復帰させることによって、大気圧による均一加圧、すなわち、光硬化性樹脂に基板 3 0 6を均--に加圧することができる。

5 第 6図に、前記とは別の方法による光硬化性樹脂の塗布工程、基板の加圧工程、および光ディスクマスターの剥離工程を示す。なお、第 6図では、これらの工程は、矢印に示すように左側に記載した工程から右側に記載した工程へと順に行われるように記載した。

先ず、マスター搬送台 4 0 8上に載置した光ディスクマスタ一 4 0 2上に、予0 め脱泡槽を通過させた光硬化性樹脂 4 0 4をディスペンザ 4 0 1を使用して塗布する。次に、この光硬化性樹脂 4 0 4上に、紫外線を透過する平坦な基板 4 0 3 を載置し、さらにこの上から加圧ュニッ卜 4 0 5によって機械的な加圧を行う。次いで、加圧ュニッ卜 4 0 5を取り除いた後、紫外線ランプ 4 0 6によって、基板 4 0 3上から紫外線を照射し、光硬化性樹脂を硬化させる。その後、光ディスクマスタ一 4 0 2から光硬化性樹脂 4 0 4が接着された基板 4 0 3を剥離し、基板 4 0 3上に光硬化性樹脂 4 0 4からなる所定のパターンが形成されたディスク 4 0 7を得る。

この一連の工程が終了した後も、光ディスクマスター 4 0 2は、稼働するマス夕一搬送台 4 0 8にそのまま載置させておき、次のディスク 4 0 7を形成するために最初の工程に戻る。

なお、第 5図および第 6図に示す両工程では、いずれも光ディスクマス夕一側に光硬化性樹脂を塗布しているが、これに限らず、光硬化性樹脂を平坦な基板側に塗布してもよい。この場合には、光ディスクマスタ一が工程中で占有される時間を短縮できるという利点もある。

上述したように、本実施の形態 1によれば、押し出して程、プレス工程および打ち抜き工程を連続して行うことにより、基板の製造効率を上げることができる。特に、シートが加熱される押し出し成型直後に、連続して、プレスおよび打ち抜きを行うため、プレスや打ち抜き時の再加熱が不要となる。加熱装置を削減できるため、製造装置をコンパク卜化することができる。

また、ポリオレフィン系重合体は、光学異方性が小さいため、シ一卜 2 0 0の全面に亘つて均一した光学特性が得られる。特に、プレス工程により、光学特性が改善されているので、このシートの光学特性はガラス並みに優れており、光デイスクの基板として最適である。更に、ポリオレフイン系重合体は、光硬化性樹脂との相性がよく、光ディスクの精度及び信頼性をさらに向上させることができる。

また、倾斜ひずみや反り角（ti lt)等の機械特性も成型条件に依存することが判っている。プレスを行うことにより、押し出し成型直後におけるこれら機械特性が緩和されると考えられる。このため、押出成形され、加圧加工されたシート /0 18

15

は、射出成形されたシートに比べ、機械的強度が高く、基板の傾斜ひずみや反り、よれ等の変形を防止できる。

なお、本製造方法により製造されるポリオレフィン系重合体を押し出し成型し加圧したシ一ト材は、上記のような良好な光学特性および機械特性を備えるので、 ,7 光ディスクの基板のみならず、記録媒体、フィルム等の光学材料として適当である。

(実施例）

次に、ポリオレフィン系重合体を押出成形したシートを円盤状に打ち抜いて得た基板（本発明）と、ポリオレフイン系重合体を射出成形して得た基板（比較品

10 1 ) 、及びポリカーボネートを射出成形して得た基板（比較品 2 ) について、半径方向の位置（mm) と、複屈折（nm) との関係の実施例を示す。

第 7図 Aに本発明の結果を、同図 Bに比較品 1の結果を、同図 Cに比較品 2の結果を示す。なお、各図には、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロッ卜した。

ΐό 同図 A〜同図 Cより、発明品は、比較品に比べ、その半径方向の複屈折の絶対値が、 7 _nm以下と小さく、かつディスクの場所による複屈折変化が小さいことが確認された。ここで、光ディスクは、再生用レーザ一光の偏波面の回転により信号を検出するため、複屈折の絶対値が低いことと同時に、ディスクの場所による複屈折変化が小さいことが必要である。本実施の形態の光ディスクによれば、最0 低でも、水平方向の複屈折の絶対値が 1 0 O mn以下、厚み方向の複屈折の絶対値が 2 0 nm以下、望ましくは、水平方向の複屈折の絶対値が 5 O nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が 1 O nm以下、となることがわかる。これより、本発明品は、比較品に比べ、良好な記録再生特性（C Z N ) が得られることが立証された。次に、発明品と、比較品 1及び 2について、半径方向の位置（隱）と、傾き ^ (度）との関係を調査した。第 8図 Aに本発明の結果を、同図 Bに比較品】の結果を、同図 Cに比較品 2の結果を示す。なお、各 1¾Ίには、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロッ卜した。

同図 Α〜同図じより、発明品は、比較品に比べ、傾き角の絶対値が、 0 . 0 5 ,- 度以下と小さく、力、つディスクの場所による傾き角変化が小さいことが確認された。ここで、光ディスクから安定した iid録再生を行うためには、機械特性の一つである基板の倾き角が小さいことが必要である。本^施の形態の光ディスクによれば、傾き角の絶対値が、少なくとも 0 . 6度以、厚み異変が 5 %以下となることが判る。これより、本発明品は、比較品に比べ、良好な記録 ¾^特性（C Z la N ) が得られることが立証された。

次に、第 9図に、前記発明品について、ガラス転移点 T g (X ) と、複屈折 (nm) との関係について調査した。この結果を示す。また、第 1 0図に、あるガラス転移点を備えた基板について、耐候性試験を行った結果を示す。なお、耐候性試験は、温度 8 0 °C、湿度 8 5 %の雰囲気における経過時間とエラ一レー卜と /,- の関係を調査することで行った。

ここで、ガラス転移点は、物質の耐熱性、耐候性を判断する尺度の一つであり、ガラス転移点においては、物理量が不連続に変化する性質を有している。ガラス転移点が 8 0 °C未満であると、耐熱性ゃ耐候性に問題が生じる。また、ガラス転移点が 1 4 0 を超えると、複屈折の増大が問題となる。ガラス転移点が、 8 0 〜 1 4 0 °Cの範囲であれば、良好な記録再生特性が得られると共に、優れた耐熱性及び耐候性が得られる。

次に、本実施の形態に係る基板 1 0 1の透過率を測定したところ、

9 0 %以上の値が得られ、基板 1 0 1の透明性の高さが立証された。また、基板 1 0 1の吸水率を測定したところ、 2 3 °C、 2 4時間の条件下で 0 . 0 1重量⁰ 以下であり、透湿係数は、 4 0 、 9 0 % R Hの条件下で 0 . 1以下の値が得られた。これより、本実施の形態に係る基板 1 0 1は、吸湿率及び透湿率が低いことが確認された。そしてまた、本実施の形態に係る基板 1 0 1の耐溶剤性をアルコール類、エステル類、ケトン類、酸、アルカリ等を用いて調査したところ、前記比較品 1及び 2に比べ、高し、耐溶剤性を示すことが確認された。

次に、第 1 1図および第 1 2図に、本実施の形態に係るプレス加工を行った場合のシート（基板）の特性を、プレス加工を行わない場合の特性と比較して示す。なお、各図には、半径方向の各位置での最大値、平均値及び最小値をプロッ卜した。

第 1 1図 Aは、本実施の形態のプレス加工を行う場合の複屈折率が、シートの位置によりどのように変化するかを測定したものである。同図 Bは、プレス加工を行わない場合の複屈折率の測定例である。同図から判るように、プレス加工を行うことにより、複屈折率が大幅に減少していることが立証された。

第 1 2図 Aは、本実施の形態のプレス加工を行う場合の傾き角（t i l t)力、シ一卜の位置によりどのように変化するかを測定したものである。同図 Bは、プレス加工を行わない場合の傾き角の測定例である。同図から判るように、プレス加工を行うことにより、傾き角が大幅に減少していることが立証された。

(実施の形態 2 )

次に、本発明に係る実施の形態 2について、図面を参照して説明する。第 1 3 図は、実施の形態 2に係る光ディスクの製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態では、実施の形態 1と同様の光ディスクを、他の工程によって製造する場合について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態 1と同様の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第 1 3図 Aに示す工程では、マスタ一 2 0 1を用意し、この複数のマスク 2 0 18

1上に光硬化性樹脂 2 0 2を塗布する。次いで、この光硬化性樹脂 2 0 2上にシ —卜 2 0 0を載置する。なお、このシート 2 0 0には、実施の形態 1と同様に、大気圧プラズマ、コロナ放電、真空中でのプラズマエッチング等の前処理を行つておく。

,- 次に、第 1 3図 Bに示す工程では、光硬化性樹脂 2 0 2を介してマスター 2 0 1にシー卜 2 0 0を加圧する。このようにすることで、マスター 2 0 1の表面に形成されている凹凸形状の隅々まで光硬化性樹脂 2 0 2が浸入し、マス夕一の凹凸形状が光硬化性樹脂 2 0 2に正確に転写される。次に、シ一卜 2 0 0を介して光硬化性樹脂 2 0 2に紫外線を照射し、この光硬化性樹脂 2 0 2を硬化させ、シ W —ト 2 0 0上に前記凹凸形状が形成された光硬化性樹脂層 2 0 2 Aを形成する。

次に、第 1 3図 Cに示す工程では、光硬化性樹脂層 2 0 2 Aからマスタ一 2 0 1を剥離する。次に、反射膜の形成、保護層の形成を行った後、これらが形成されたシ一卜 2 0 0を円盤状に打ち抜き、光ディスクを得た。

本実施の形態では、シートのまま、成膜、ターニングを行た後、ディスク状に加工するため、偏心の低減を簡単に行うことができる。

なお、実施の形態 1及び 2では、シリコンからなるマスタ一 2 0 1を使用した場合について説明したが、これに限らず、ニッケル製のマスタ一等、光ディスクを製造するためのマスターとして使用可能であれば、他の材料からなるマスタ一を使用してもよいことは勿論である。

20 また、実施の形態 1及び 2では、光硬化性樹脂 2 0 2をマスター 2 0 1側に塗布した場合について説明したが、これに限らず、光硬化性樹脂 2 0 2は、基板 2 0 3側あるいは、シート 2 0 0側に塗布してもよい。

また、光硬化性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂を使用し、紫外線の代わりに所望の温度の熱を用いて硬化させてもよい。なお、光硬化性樹脂としては、例えば、ァクリレート又はメ夕ァクリレートを主成分とし、それに光重合開始剤を含むもの等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ェポキシ系の化合物を主成分とするもの等が挙げられる。

(実施の形態 3 )

5 次に、本発明に係る実施の形態 3について説明する。第 1 4図は、実施の形態 3に係る光ディスクの断面図である。なお、第 1 4図は、反射膜や保護膜等の記載は省略してある。

本実施の形態で説明する光ディスクと、実施の形態 1及び 2に記載した光ディスクとの異なる点は、第 1 4図に示すように、基板 5 0カ^ ポリオレフイン系重 10 合体を主成分とする材料を押出成形した 3枚のシート 5 1〜 5 3を積層した積層体から構成されている点である。

シート 5 1〜 5 3は、それぞれ分子量が異なる材料から構成されている。具体的には、シート 5 1は、分子量 1 X 1 0 ·'〜 5 X 1 0 ⁴のポリオレフィン系重合体を主成分とする材料で構成した。シ一ト 5 2は、分子量 8 X 1 0 〜 2 X 1 0 ⁵の ir, ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料で構成した。シート 5 3は、分子量 3 X 1 0⁵〜8 X 1 0 ·⁵のポリオレフィン系重合体を主成分とする材料で構成した。このようにすることで、基板 5 0の機械的強度をさらに向上することができる。なお、本実施の形態では、互いに分子量が異なる材料から構成された 3枚のシ —卜 5 1〜5 3を積層した積層体から基板 5 0を構成した場合について説明した

20 力これに限らず、互いにガラス転移点力異なる材料から構成された複数枚のシ ―トを積層してもよい。

また、積層するシートの枚数は、光ディスクの基板としての性能に支障がない限り、任意に設定することができる。シートの枚数を調整することで、基板の厚さを任意に調整することが可能となる。 (実施の形態 4)

次に、本発明に係る実施の形態 4について図面を参照して説明する。第 1 5図は、実施の形態 4に係る光ディスクの断面図である。なお、第 1 5図は、反射膜や保護膜等の記載は省略してある。

第 1 5図に示す光ディスクは、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシ一卜を円盤状に打ち抜き加 Γ.してなる基板 7 1 A (7 1 B、 7 1 C) と、基板 71 A (71 B、 7 1 C) 上に形成され、所望の情報に基づくパ夕ーン（例えば、ピットゃ溝等）が形成された光硬化性樹脂層 72 A (72 B、 7 2 C) と、から構成された情報記録基板 73 A (73 B、 73 C) を各々積層した構造を備えている。

基板 71 A〜 7 1 Cは、それぞれ異なった屈折率を有している。具体的には、基板 71 Aの屈折率を 1. 40〜1. 45に、基板 71 Bの屈折率を 1. 50〜 1. 55に、基板 7 1 Cの屈折率を 1. 60〜 1. 65に設定した。このようにすることで、高密度な光ディスクを得ることができる。

なお、本実施の形態では、 3枚の情報記録基板 73 A〜 73 Cを積層した構造を備えた光ディスクについて説明したが、これに限らず、情報記録基板の積層枚数は、 2枚、あるいは 4枚以上等、光ディスクとしての機能に支障を示さない限り、任意に決定してよい。

なお、実施の形態 1〜4では、円盤状の光ディスク及びその製造方法について説明したが、これに限らず、多角形の板状のもの等、その形状は任意に設定してよい。また、サイズも任意に決定することができる。

(実施の形態 5)

次に、本発明に係る光ディスクにパターンを形成するための光ディスクマスタ一を製造する方法（マスタリング）について、図面を参照して説明する。第 1 6 図は本発明に係る光ディスクマスターの製造工程を示す断面図である。

同図 Aに示す工程では、所定の大きさを備えたシリコンウェハ 5 0 1を用意する。次に、同図 Bに示す工程では、シリコンウェハ 5 0 1上にポジ型のフオトレジス卜 5 0 2をスピンコ一夕一法を用いて塗布する。次いで、同図 Cに示す工程では、前記工程で塗布したフォ卜レジスト 5 0 2に加熱処理（bak ing を行なつた後、このフォトレジス卜 5 0 2にレーザ一カツティングマシンにて所望の情報に基づいたパターンを露光する。この時、レーザ一カッティングは内周から外周へ向かってら旋状（spiral ) に行なう。

次に、図 Dに示す工程では、露光が行われたフォトレジス卜 5 0 2を現像する。この現像処理によってフォトレジスト 5 0 2には、所望の情報に基づいた凹パターンが形成される。次いで、同図 Eに示す工程では、同図 Dに示す工程で残存したフォトレジス卜 5 0 2をマスクとしてドライエッチングを行い、シリコンウェハ 5 0 1の表面に凹部 5 0 3を形成する。その後、同図 Fに示す工程に移り、フォトレジスト 5 0 2を除去する。以上の工程により、シリコンウェハ 5 0 1上に情報に基づいた凹パターンが形成される。

なお、同図 Bに示す工程におけるフォ卜レジス卜 5 0 2は、最終的にドライエツチングのマスクとして使用されるため、ある程度の膜厚があることが望ましい。ここで、従来の光ディスクのマスタ一作成にあっては、このフォトレジス卜は、これに形成される溝、あるいはピットの深さに相当する膜厚で形成した。したがつて、その膜厚は、約 0 . 1 〃^1から0 . 2 mの範囲であった。本実施の形態では、シリコンウェハのエッチングは、従来のピッ卜深さに相当する分を行った。したがって、最終的な基板材料の屈折率を考慮して、ほぼ光学的深さが; Z ( 4 n ) ； (但し、スは波長、 nは屈折率）になるようにする。ここで、特開平 4 一 3 1 0 6 2 4号公報および特開平 4 - 3 1 1 8 3 3号公報のような方法、具体的には、フォトレジス卜の現像を弱くし、シリコンウェハの露出部を少なくする、又は光学的超解像を用いたカツティングを行い、同様にシリコンウェハの露出部を少なくする方法、を用いることによってパ夕一ンの密度を向上させることが可となる。

,5 (実施の形態 6 )

次に、本発明に係る光ディスクにパターンを形成するための光ディスクマスタ一を製造する他の方法について、図面を参照して説明する。第 1 7図は本発明に係る光ディスクマス夕一の他の製造工程を示す断面図である。

同図 Αに示す工程では、所定の大きさを備えたシリコンウェハ 6 0 1を用意す w る。次に、同図 Bに示す工程では、シリコンウェハ 6 0 1上にネガ型のフォトレジス卜 6 0 2をスピンコ一夕一法を用いて塗布する。次いで、同図 Cに示す工程では、前記工程で塗布したフォ卜レジス卜 6 0 2に加熱処理（baking) を行なつた後、このフォトレジスト 6 0 2にレーザ一カツティングマシンにて所望の情報に基づいたパターンを露光する。この時、レーザ一カッティングは内周から外周 15 へ向力、つてら旋状 (spiral ) に行なう。

次に、同図 Dに示す工程では、露光が行われたフォ卜レジス卜 6 0 2を現像する。この現像処理によってフォトレジスト 6 0 2には、所望の情報に基づいた凸ノターン 6 0 2 Aが形成される。次いで、同図 Eに示す工程では、同図 Dに示す工程で得た凸パターン 6 0 2 Aをマスクとしてドライエッチングを行い、シリコ 20 ンウェハ 6 0 1の表面に凸部 6 0 3を形成する。

その後、同図 Fに示す工程に移り、前記ドライエッチング工程でマスクとして用いた凸パターン 6 0 2 Aを除去する。以上の工程により、シリコンウェハ 6 0 1上に情報に基づいた凸パターンが形成される。フォトレジストの厚みは、ポジ型、ネガ型とも、 1 0 0 n m以上必要である。これは、それ以下の場合には、ドライエッチング工程で、レジストハ。ターンの消失が起こるためである。また、スビンコ一卜の特性から、 1 m以下が実質的である。産業上の利用可能性

5 以上説明したように、本発明に係る光ディスクは、ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシー卜を加工した基板を備えているため、量産性を向上することができるとともに、優れた光学特性、機械的精度及び機械的強度を得ることができる。

また、前記基板を積層構造（多層構造）にすることで、基板の膜厚制御を簡単 W に行うことができる。さらに、前記積層体を構成する各々のシートを、分子量が異なる材料から構成することで、前記効果に加え、当該基板の機械的強度をさらに向上することができる。

さらにまた、本発明に係る光ディスクは、前述した押出成形シートを加工した基板上に前記情報記録面を形成した情報記録基板を、複数枚積層し、前記各基 15 板の屈折率を互いに異ならせた構造を備えているため、前記効果に加え、高密度化を達成することができる。

そしてまた、本発明に係る光ディスクの製造方法によれば、本発明に係る光デイスクを効率的に高精度で製造することができる。

さらに、光ディスクに限らず、光学特性と機械特性を顕著に改善したシート材 0 料を製造することもできる。

Claims

請求の範囲

1 基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面とを備えた光ディスクであって、前記基板は、ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシートをディスク状に成形してなり、前記情報記録面が硬化性樹脂層からなる光ディスク。

2 前記基板は、水平方向の複屈折の絶対値が 1 0 0 rim以下、厚み方向の複屈折の絶対値が 2 0 _nm以下である請求の範囲第 1項に記載の光デイスク。 3 前記水平方向の複屈折の絶対値が 5 O nm以下、厚み方向の複屈折の絶対値が 1 0つ m以下である請求の範囲第 2項に記載の光ディスク。

4 前記基板は、傾き角の絶対値が、 0 . 6度以ドである請求の範囲第 1項ないし第 3項のいずれか一項に記載の光ディスク。

5 前記基板は、厚み変異が 5 %以下である請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれか一項に記載の光ディスク。

6 前記材料のガラス転移点が、 8 0 °C以上、 1 4 0 °C以下である請求の範囲第 1項ないし第 5項のし、ずれか一項に記載の光デイスク。

7 前記基板は、前記シー卜を複数枚積層した積層体をディスク状に加工してなる請求の範囲第 1項ないし第 6項のいずれか一項に記載の光デイスク。 8 前記積層体は、第 1のシートを構成する材料の分子量と、当該第 1のシ —卜に接触して積層された第 2のシートを構成する材料の分子量とが異なる請求の範囲第 7項に記載の光デイスク。

9 前記積層体は、各シートを構成する材料のガラス転移点力異なる請求の範囲第 Ί項または第 8項のいずれか一項に記載の光デイスク。

1 0 ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形したシ一卜を成形した基板と、当該基板上に形成され、かつ硬化性樹脂層からなると共に、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面と、を備えた情報記録基板を複数枚積層した構造を有し、前記各基板の屈折率が互いに異なる光ディスク。

1 前記硬化性樹脂層が、光硬化性樹脂層または熱硬化性樹脂層からなる請求の範囲第 1項ないし第 1 0項のいずれか一項に記載の光ディスク。

2 基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸形状が形成された情報記録面とを備えた光デイスクの製造方法であつて、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、前記押出成形されたシートを成形する工程と、前記成形工程後、前記基板面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、当該硬化性樹脂を介して、前記基板面にマスターの凹凸面を載置または載置 ·加圧する工程と、当該載置または載置 ·加圧ェ程後、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、を備えてなる光ディスクの製造。

3 基板と、当該基板上に形成され、所定の情報に基づいた凹凸が形成された情報記録面とを備えた光ディスクの製造方法であって、ポリオレフィン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシー卜状に成形する工程と、当該シ一卜を形成した後、該シート面と、前記凹凸のネガパターンが形成されたマスターの凹凸面との間に硬化性樹脂を介在させる工程と、当該硬化性樹脂を介して、前記シ一卜面にマス夕一の凹凸面を載置または載置 ·加圧する工程と、当該載置または載置，加圧工程後、前記硬化性樹脂を硬化させるェ程と、当該硬化性樹脂を硬化させた後、ディスク状に加工する工程と、を備えてなる光ディスクの製造方法。 4 前記シートを複数枚積層する工程を備えてなる請求の範 ffl第 1 2項または第 1 3項に記載の光ディスクの製造方法。

5 前記積層工程は、第 1のシー卜上に、当該第 1のシ一トを構成する材料と分子量が異なる材料から構成された第 2のシ一トを積屬する工程を備えてなる請求の範囲第 1 4項に記載の光ディスクの製造方法。

6 前記積層工程は、ガラス転移点が互 t、に異なる材料からなるシ一卜を積層する工程を備えてなる請求の範囲第 1 4項または第 1 5項に記載の光ディスクの製造方法。

7 前記マスターが、シリコン製またはニッケル製である請求の範囲第 1 2 項ないし第 1 6項のいずれか一項に記載の光ディスクの製造方法。

8 前シートをシ一ト状に成形する工程は、プレスを行う工程を備えてなる請求の範囲第 1 2項ないし第 1 7項のいずれか一項に記載の光ディスクの製造方法。

9 前記プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、温度 1 0 0度乃至 2 0 0度で行うことを特徴とする請求の範囲第 1 8 ¾に記載の光ディスクの製造方法。

0 前記プレスを行う工程は、複数回のプレスを行うものであることを特徴とする請求の範囲第 1 8項または第 1 9項のいずれか一項に記載の光デイスクの製造方法。

1 ポリオレフイン系重合体を主成分とする材料を押出成形によりシート状に成形する工程と、

前記シ一卜状に成形する工程により成形された材料全体に圧力を加えるプレスを行う工程と、を備えたことを特徴とするシー卜材料の製造方法。

プレスを行う工程は、大気雰囲気又は窒素雰囲気下において、溫度 1 0 度乃至 2 0 0度で行うことを特徴とする請求の範匪第 2 1項に記載のシート材料の製造方法。