JP2005203032A - 多層構造光記録媒体の製造方法及び光透過性スタンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 効率が改善された、フォトポリメリゼーション法（２Ｐ法）による多層構造光記録媒体の製造方法を提供すること。
【解決手段】 ポリカーボネート樹脂製の第１基板１０１に形成された第１記録層１０２の上に、紫外線硬化性樹脂を用いて形成した樹脂層１０４を介して第２記録層１０５が積層されている多層構造光記録媒体１００の製造方法において、２つの記録層間に設けられる樹脂層１０４は、表面がプラズマ処理されて樹脂層１０４との離型性が改良されたニッケル層１１１を有するガラス製の光透過性スタンパ１１０を用いて、フォトポリメリゼーション法（２Ｐ法）により形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層構造光記録媒体の製造方法等に関し、より詳しくは、光透過性スタンパを用いた多層構造光記録媒体の製造方法等に関する。

近年、長時間の大容量データを記録・再生するために、１枚の媒体に２層以上の記録層又は信号層を設け多層構造光記録媒体が開発されている。このような多層構造光記録媒体の例として挙げられるＤＶＤ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−Ｒは、片面に記録層又は信号層を有するディスクを、紫外線硬化型接着剤層を介して、それぞれの記録層又は信号層が向き合うように貼り合わせて製造される。
一方、近年の光ディスクの高密度化に伴い、記録・再生のためにＢｌｕ−ｒａｙのような短波長のレーザ光が使用されるようになると、対物レンズの焦点深度が浅くなり、基板の傾きや厚さの変動により、対物レンズに収差が発生しやすくなる。このため、記録・再生用レーザ光が通過する基板を薄くする必要性が生じた。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋの場合、厚さ０．１ｍｍの中に、２層以上の記録層又は信号層が積層される構造が必要となり、ディスクを貼り合わせる方法では多層構造光記録媒体の製造が困難とされている。
そこで、このようなＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋの製造方法として、フォトポリメリゼーション法（Ｐｈｏｔｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：以下、「２Ｐ法」と記すことがある。）と呼ばれる製造方法が開発された。２Ｐ法によれば、例えば、光透過性材料からなる基板上に形成された記録層又は信号層の上に、通常、反射層等の他の層を介して、紫外線硬化性樹脂原料を塗布し、この上に微細な情報・記録パターンを有する金属スタンパを載置し、次いで基板側から照射された紫外線により紫外線硬化性樹脂原料を硬化させた後金属スタンパを剥離し、表面に情報・記録パターンが転写された樹脂層が形成される。その後、この樹脂層上に、第２の記録層又は信号層が形成されて、多層構造光記録媒体が製造される（特許文献１参照）。

特開平０８−３０６０６７号公報

ところで、２Ｐ法では、記録層又は信号層の上に塗布された紫外線硬化性樹脂原料は、光透過性材料からなる基板側から照射された紫外線により硬化されて樹脂層が形成される。このとき、記録層又は信号層の上に、通常、反射層等の他の層が形成されているため、基板側から照射される紫外線が透過し難いという問題がある。このため、積層される記録層又は信号層の数を重ねるほど紫外線の透過率が低下し、紫外線硬化性樹脂原料を硬化させることが困難になる。
また、２Ｐ法の場合、紫外線硬化性樹脂原料を硬化させた後のスタンパをスムーズに剥離することが必要とされる。しかし、紫外線硬化性樹脂の種類により、紫外線硬化性樹脂にスタンパが密着したまま硬化したり、紫外線硬化性樹脂とスタンパとが剥離し難い、又は、剥離しても樹脂層の表面の均一性が低下する等の製造上の問題が生じている。

本発明は、このような２Ｐ法により多層構造光記録媒体を製造する上で浮き彫りになった技術的課題を解決すべくなされたものである。
即ち、本発明の目的は、製造効率が改善された多層構造光記録媒体の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、２Ｐ法により多層構造光記録媒体を製造する際に使用されるスタンパを提供することにある。

かかる課題を解決すべく、本発明においては、２Ｐ法による多層構造光記録媒体の製造方法において、硬化された紫外線硬化性樹脂との離型性が改善された光透過性スタンパを使用している。即ち、本発明が適用される多層構造光記録媒体の製造方法は、基板上に形成された記録層又は信号層上に、直接又は他の層を介して光硬化性樹脂層を塗布する工程と、塗布された光硬化性樹脂層上に、光硬化性樹脂層側の表面にニッケル層を有する凹凸形状が形成された光透過性スタンパを載置し、光透過性スタンパ側から光を照射して光硬化性樹脂層を硬化させた樹脂層を形成する工程と、形成された樹脂層と光透過性スタンパとを剥離し、樹脂層に凹凸形状を転写する工程と、を有することを特徴とするものである。
ここで、光透過性スタンパは、ニッケル層の表面にプラズマ処理が施されていることを特徴とすれば、紫外線硬化樹脂等から形成される樹脂層と光透過性スタンパとを、無理な負荷をかけることなく容易に剥離することができる。その結果、記録層、樹脂層の変形が防止される。また、ニッケル層は、酸素ガス及び／又はフッ化炭素ガスによるプラズマ処理が施されていることが好ましい。さらに、このように形成された樹脂層上に、直接又は他の層を介して、他の記録層又は信号層を形成する工程を繰り返すことにより、多層構造光記録媒体の製造効率を高めることができる。

次に、本発明は、基板上に形成された記録層又は信号層の上に、樹脂層を介して他の記録層又は信号層が少なくとも１層形成される多層構造光記録媒体の製造方法において、樹脂層は、表面に樹脂層との離型性が改良される処理が施された光透過性スタンパを用いて、フォトポリメリゼーション法により形成されることを特徴とする多層構造光記録媒体の製造方法として把握される。
ここで、光透過性スタンパは、表面にスパッタ又は蒸着法により形成されたニッケル層を有するガラス基板から形成されることを特徴とすれば、光透過性スタンパ側から照射された光により樹脂層を形成することができる。このとき、樹脂層が、光硬化性樹脂からなることが好ましい。

一方、本発明は、フォトポリメリゼーション法により樹脂層を形成する工程を有する多層構造光記録媒体の製造方法において使用されるスタンパであって、スタンパは、樹脂層と対向する側の表面に光透過率が３０％以上になるようにニッケル層が形成されたガラス基板からなることを特徴とする光透過性スタンパとして把握される。
ここで、ニッケル層の厚さが、２０ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましい。さらに、ニッケル層の表面が、酸素ガスおよび／又はフッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理が施されていることが好ましい。

かくして本発明によれば、２Ｐ法による多層構造光記録媒体の製造効率が改善される。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態という。）について詳述する。
図１は、本実施の形態が適用される多層構造光記録媒体の製造方法を説明する図である。図１には、多層構造光記録媒体の製造方法の例として、２つの記録層又は信号層を有する多層構造光記録媒体の製造方法が示されている。
図１（ｆ）に示された多層構造光記録媒体１００は、ポリカーボネート等の光透過性材料で形成されたディスク状の第１基板１０１と、この第１基板１０１上に、第１記録層１０２と、半透明の第１反射層１０３と、紫外線硬化性樹脂からなる光透過性の樹脂層１０４と、第２記録層１０５と、第２反射層１０６と、最外層を形成する保護層１０７とが、順番に積層された構造を有している。第１基板１０１及び樹脂層１０４上にはそれぞれ凹凸が形成され、それぞれ記録トラックを構成している。多層構造光記録媒体１００の光情報の記録・再生は、第１基板１０１側から第１記録層１０２及び第２記録層１０５に照射されたレーザ光１０８により行われる。

図１（ａ）に示すように、表面に凹凸で溝及びランド、プリピットが形成されたポリカーボネート製の第１基板１０１を、ニッケル製スタンパ等を用いて射出成形等により作製する。次に、第１基板１０１の凹凸を有する側の表面に第１記録層１０２を成膜する。第１記録層１０２を成膜した後、Ａｇ合金等をスパッタまたは蒸着することにより、第１記録層１０２上に第１反射層１０３を成膜する。
続いて、図１（ｂ）に示すように、第１反射層１０３の表面全体に紫外線硬化性樹脂原料をスピンコート等により塗布し、紫外線硬化性樹脂原料層１０４ａを形成する。
次に、図１（ｃ）に示すように、紫外線硬化性樹脂原料層１０４ａに対向する側の表面にニッケル層１１１が形成された凹凸形状を有するガラス製の光透過性スタンパ１１０を紫外線硬化性樹脂原料層１０４ａ上に載置し、紫外線硬化性樹脂原料層１０４ａの厚さが２５μｍになるように押し当て、この状態で光透過性スタンパ１１０側から光透過性スタンパ１１０を介して紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、十分に硬化したところで光透過性スタンパ１１０を剥離し、紫外線硬化性樹脂の表面に、光透過性スタンパ１１０の凹凸が転写された樹脂層１０４（図１（ｄ））を形成する。
続いて、図１（ｄ）に示すように、樹脂層１０４上に第２記録層１０５を成膜する。そして、図１（ｅ）示すように、Ａｇ合金等をスパッタ蒸着することにより第２記録層１０５上に第２反射層１０６を成膜する。その後、図１（ｆ）に示すように、第２反射層１０６上に紫外線硬化性樹脂を例えばスピンコート法により塗布した後に硬化させ、厚さ７５μｍの保護層１０７を形成し、多層構造光記録媒体１００の製造が完了する。
尚、記録層をさらに積層する場合は、光透過性スタンパ１１０を用いて紫外線硬化性樹脂を硬化させる操作を繰り返す。

次に、光透過性スタンパ１１０について説明する。図２は、光透過性スタンパ１１０を説明する図である。図２に示した光透過性スタンパ１１０は、表面に凹凸で溝及びランド、プリピットが形成された光透過性のガラス基板１１２と、この凹凸形状の表面に形成されたニッケル層１１１とを有している。ガラス基板１１２の表面に形成された凹凸形状は、多層構造光記録媒体１００の第１基板１０１の表面に形成された凹凸形状が反転された形状を有している。ガラス基板１１２の厚さは、通常、０．５ｍｍ〜６ｍｍである。
ニッケル層１１１は、例えば、ガラス基板１１２の凹凸形状の表面にニッケルをスパッタして形成される。ニッケル層１１１の厚さは、通常、２０ｎｍ〜５０ｎｍである。ニッケル層１１１の厚さがこの範囲であれば、ガラス基板１１２の光透過率が３０％以上となり、十分な光透過性を有し、光透過性スタンパ１１０を介して紫外線を照射すると、紫外線硬化性樹脂等を効率よく硬化させることが出来、生産性を向上させることが出来る。凹凸形状の表面にニッケル層１１１が形成されることにより、光透過性スタンパ１１０と紫外線硬化性樹脂原料層１０４ａ（図１（ｃ））を硬化させて形成した樹脂層１０４（図１（ｄ））との離型性が大幅に改善され、樹脂層１０４（図１（ｄ））に無理な負荷をかけることなく光透過性スタンパ１１０を容易に剥離することができる。

本実施の形態においては、光透過性スタンパ１１０は、ニッケル層１１１の表面にプラズマ処理が施されることが好ましい。ニッケル層１１１の表面がプラズマ処理されることにより、光透過性スタンパ１１０と樹脂層１０４（図１（ｄ））との離型性がさらに改善される。プラズマ処理の際に用いられる気体は特に限定されないが、通常、酸素、四フッ化炭素のようなフッ化炭素ガスが使用される。プラズマ処理は、これらの気体をそれぞれ単独に使用する場合、または、これらの気体の両方を使用する場合のいずれも可能である。プラズマ処理が施されることにより、ニッケル層１１１の表面には、酸素原子又はフッ素原子が付加され、例えば、ＮｉＯｘ、ＮｉＦｘ等が形成される。

本実施の形態では、光透過性スタンパ１１０にプラズマ処理が施されることにより、光透過性スタンパ１１０の表面エネルギーが低減される。表面エネルギーの指標である臨界表面張力（単位：ｄｙｎ／ｃｍ）の測定値は、ガラス基板１１２では４２であるのが、プラズマ処理されたニッケル層１１１では４０に低減し、紫外線硬化性樹脂の表面張力（４６）との差が大きくなっている。これにより光透過性スタンパ１１０と樹脂層１０４（図１（ｄ））と離型性がさらに改善され、樹脂層１０４と光透過性スタンパ１１０とを、無理な負荷をかけることなく容易に剥離することができる。また、第１記録層１０２及び第１反射層１０３が変形するおそれが減少する等、多層構造光記録媒体１００の製造効率が改善される。

次に、図１（ｆ）に示された多層構造光記録媒体１００を構成する各層について簡単に説明する。
（第１基板）
第１基板１０１は、光透過性を有し、複屈折率が小さい等、光学特性に優れることが望ましい。また射出成形が容易である等、成形性に優れることが望ましい。さらに、吸湿性が小さいことが望ましい。更に、多層構造光記録媒体がある程度の剛性を有するよう、形状安定性を備えるのが望ましい。第１基板１０１を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂（特に、非晶質ポリオレフィン）、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ガラス等が挙げられる。第１基板１０１の厚さは、通常、１０μｍ〜２ｍｍであり、好ましくは６００μｍ程度である。

（第１記録層）
第１記録層１０２は、例えば、３５０ｎｍ〜９００ｎｍ程度の可視光〜近赤外域に最大吸収波長λｍａｘを有し、青色〜近マイクロ波レーザでの記録に適する有機色素材料；非晶質状態と結晶状態との屈折率差によって生じる反射率差および位相差変化を利用して記録情報信号の検出が行われる相変化型記録材料が挙げられる。有機色素材料としては、例えば、フタロシアニン色素、シアニン色素、アントラキノン系色素等が挙げられる。相変化型記録材料としては、例えば、ＳｂＴｅ系、ＧｅＴｅ系、ＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＡｇＳｂＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系等が挙げられる。第１記録層１０２の膜厚は特に限定されないが、通常、５ｎｍ〜３μｍである。第１記録層１０２の成膜方法としては、特に限定されないが、通常、真空蒸着法、スパッタリング法、ドクターブレード法、キャスト法、スピンコート法、浸漬法等一般に行われている薄膜形成法が挙げられる。

（第１反射層）
第１反射層１０３を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ等が挙げられる。第１反射層１０３の厚さは、通常、３ｎｍ〜５０ｎｍである。第１反射層１０３を形成する方法としては、例えば、スパッタ法、イオンプレーティング法、化学蒸着法、真空蒸着法等が挙げられる。

（樹脂層）
樹脂層１０４を構成する光硬化性樹脂としては、ラジカル系紫外線硬化性樹脂及びカチオン系紫外線硬化性樹脂が挙げられ、いずれも使用することができる。ラジカル系紫外線硬化性樹脂としては、単官能（メタ）アクリレート及び多官能（メタ）アクリレートを重合性モノマー成分として用いることができる。カチオン系紫外線硬化性樹脂としては、例えば、カチオン重合型の光開始剤を含むエポキシ樹脂が挙げられる。

（第２記録層）
第２記録層１０５は、前述した第１記録層１０２に用いる材料と同じでも良いし異なっていてもよい。第２記録層１０５を構成する材料、成膜方法等については、第１記録層１０２と同様に説明され、製膜方法としては、湿式製膜法が好ましい。第２記録層１０５の膜厚は、通常、１０ｎｍ〜３μｍである。
（第２反射層）
第２反射層１０６を構成する材料、成膜方法等については、第１反射層１０３と同様に説明される。第２反射層１０６の厚さは、通常、２０ｎｍ〜４００ｎｍである。また、第２反射層１０６の上下に反射率の向上、記録特性の改善、密着性の向上等のために無機系または有機系の樹脂層、接着層を設けることもできる。
（第２基板）
保護層１０７は、機械的安定性が高いことが好ましい。このような材料としては、第１基板１０１に用いうる材料と同じものが挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。保護層１０７の厚さは０．３ｍｍ〜３ｍｍである。

多層構造光記録媒体の製造方法を説明する図である。 光透過性スタンパを説明する図である。

符号の説明

１００…多層構造光記録媒体、１０１…第１基板、１０２…第１記録層、１０３…第１反射層、１０４…樹脂層、１０４ａ…紫外線硬化性樹脂原料層、１０５…第２記録層、１０６…第２反射層、１０７…保護層、１０８…レーザ光、１１０…光透過性スタンパ、１１１…ニッケル層、１１２…ガラス基板

Claims (10)

1. 基板上に形成された記録層又は信号層上に、直接又は他の層を介して光硬化性樹脂層を塗布する工程と、
   塗布された前記光硬化性樹脂層上に、当該光硬化性樹脂層側の表面にニッケル層を有する凹凸形状が形成された光透過性スタンパを載置し、前記光透過性スタンパ側から光を照射して当該光硬化性樹脂層を硬化させた樹脂層を形成する工程と、
   形成された前記樹脂層と前記光透過性スタンパとを剥離し、当該樹脂層に前記凹凸形状を転写する工程と、を有することを特徴とする多層構造光記録媒体の製造方法。
2. 前記光透過性スタンパは、前記ニッケル層の表面にプラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の多層構造光記録媒体の製造方法。
3. 前記ニッケル層は、酸素ガス及び／又はフッ化炭素ガスによる前記プラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項２記載の多層構造光記録媒体の製造方法。
4. 前記樹脂層上に、直接又は他の層を介して、他の記録層又は信号層をさらに形成する工程と、を有することを特徴とする請求項１記載の多層構造光記録媒体の製造方法。
5. 基板上に形成された記録層又は信号層の上に、樹脂層を介して他の記録層又は信号層が少なくとも１層形成される多層構造光記録媒体の製造方法において、
   前記樹脂層は、表面に当該樹脂層との離型性が改良される処理が施された光透過性スタンパを用いて、フォトポリメリゼーション法により形成されることを特徴とする多層構造光記録媒体の製造方法。
6. 前記光透過性スタンパは、表面にスパッタ又は蒸着法により形成されたニッケル層を有するガラス基板から形成されることを特徴とする請求項５記載の多層構造光記録媒体の製造方法。
7. 前記樹脂層が、光硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項５記載の多層構造光記録媒体の製造方法。
8. フォトポリメリゼーション法により樹脂層を形成する工程を有する多層構造光記録媒体の製造方法において使用されるスタンパであって、
   前記スタンパは、前記樹脂層と対向する側の表面に光透過率が３０％以上になるようにニッケル層が形成されたガラス基板からなることを特徴とする光透過性スタンパ。
9. 前記ニッケル層の厚さが、２０ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の光透過性スタンパ。
10. 前記ニッケル層の表面が、酸素ガス及び／又はフッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項８記載の光透過性スタンパ。

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