(57)【要約】【課題】表面上に変位が生じやすい薄型フレキシブル光ディスクの表面を平坦にして一定以上の記録再生レベルを確保する。【解決手段】本発明によるディスク製造方法は、厚さ０．３ｍｍ以下の薄型フレキシブル光ディスクを製造するディスク製造方法であって、厚さ０．３ｍｍ以下の基板に所定パターンを転写してパターン付基板を生成するパターン転写工程と、パターン付基板に記録層を形成する記録層形成工程と、記録層が形成された基板に反射膜を形成する反射膜形成工程と、を備える。ここで、反射膜形成工程は、スパッタリング処理において０．５ｋｗ以上２ｋｗ未満の投下電力で、基板の厚さの反射膜の厚さに対する比が５００から３００００の範囲に収まるように反射膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０．３ｍｍ以下の薄型フレキシブル光ディスクを製造するディスク製造方法であって、
厚さ０．３ｍｍ以下の基板に所定パターンを転写してパターン付基板を生成するパターン転写工程と、
前記パターン付基板に記録層を形成する記録層形成工程と、
前記記録層が形成された基板に反射膜を形成する反射膜形成工程と、を備え、
前記反射膜形成工程は、スパッタリング処理において０．５ｋｗ以上２ｋｗ未満の投下電力で、前記基板の厚さの前記反射膜の厚さに対する比が５００から３００００の範囲に収まるように前記反射膜を形成することを特徴とするディスク製造方法。
【請求項２】
前記反射膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のディスク製造方法。
【請求項３】
前記反射膜の厚さは、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のディスク製造方法。
【請求項４】
前記投下電力は、０．５ｋｗ以上１．０ｋｗ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のディスク製造方法。
【請求項５】
さらに、光の入射面に誘電体膜を形成する誘電体膜形成工程を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のディスク製造方法。
【請求項６】
厚さ０．３ｍｍ以下の薄型フレキシブル光ディスクであって、
厚さ０．３ｍｍ以下の、所定パターンが転写された基板と、
前記基板上に形成された記録層と、
前記記録層上に形成された反射膜と、を備え、
前記基板の厚さの前記反射膜に対する比が５００から３００００の範囲にあり、前記反射膜は結晶粒子化していることを特徴とする薄型フレキシブル光ディスク。
【請求項７】
前記反射膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の薄型フレキシブル光ディスク。
【請求項８】
前記反射膜の厚さは、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の薄型フレキシブル光ディスク。
【請求項９】
さらに、光の入射面に形成された誘電体膜を備えることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の薄型フレキシブル光ディスク。
【請求項１０】
前記反射膜は、Ｘ線回折測定（２θ／θスキャンスペクトル、Ｘ線源：Ｃｕ、ＣｕＫａ２除去後）を実行した場合において、反射膜に起因したメインピークの半値幅が１ｄｅｇｒｅｅ以下で、尚且つ結晶粒子サイズが５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の薄型フレキシブル光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリカーボネード基板を使用した厚さ０．３ｍｍ以下の薄型フレキシブル光ディスク（光情報記録媒体）に関し、より具体的には、そのような薄型フレキシブル光ディスクの構造及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報量の増加に伴いハードディスク等の大容量高記録密度媒体の需要が増えている。又、大容量高記録密度媒体は、信頼性、低コスト化についても求められている。光ディスクは、これらの期待に答えることの出来る信頼性を持っており、且つ低コストなためその需要エリアは幅広い。
【０００３】
この点、磁気記録におけるハードディスク等に比べて、光ディスク１枚の記録容量は少ない為、更なる高記録密度化が現在の課題とも言える。例えば、ＨＤ  ＤＶＤやＢｌｕ−ｒａｙディスクの様に、記録再生に用いられるレーザーのスポット径を狭めた青色レーザーを使用する高密度な光メディアが烽火を上げている。これらは、ディスク形成においてディスクのパターン面におけるランドプリピット（溝形状）を現行のＤＶＤよりも更に微細化させることにより光ディスクの高密度化を図ることが出来るが、更なる高密度化は現状では大変厳しい。
【０００４】
そこで、従来の技術を活かし、更なる高記録密度化のため、ディスク基板その物を薄くしたフレキシブル光ディスクの開発が広く行われている。ディスクの厚みを薄くして従来の記録容量をそのまま再現させることが出来れば、多数枚数充填させてもサイズは同等にも拘らず大容量化を実現させることが出来る。
【０００５】
しかし、ディスク基板厚みを薄くしたフレキシブル光ディスクは現行のＤＶＤ−Ｒ等で使用される０．６ｍｍ厚、１．２ｍｍ厚の基板以上に、回転時に起こるディスクの面振れと、ディスク作製時に生じる変位・変化が問題となり、高周波領域におけ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が発生し、記録再生が非常に困難である。そこで、可撓性を有するシート状の光ディスクを用いて記録／再生を行う際における概光ディスクのハンドリングを解決させるために、ディスクの厚さが０．１〜０．５ｍｍで、かつディスク厚さ（ｍｍ）とディスク剛性に係るヤング率（ＧＰａ）との積を０．４〜１．２の範囲に入る構成にすること（特許文献１）や、ディスク形成過程を合理化させる平坦性のあるフレキシブル光ディスクを得る方法（特許文献２）がある。
【特許文献１】特開２００４−１３９６５４号公報
【特許文献２】特開２００６−４０３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表面に変位（凸凹）がない平坦なディスクを実現するためには、特許文献１が示す「ディスク厚×ヤング率の範囲が０．４〜１．２の範囲内」という条件が必ずしも最適であるとは限らない。つまり、基板の剛性を上げて平坦性を確保したとしてもそれが必ずしも正しい方法とは限らず、ある材質の基板を用いて上述の条件を充足すればディスク表面の平坦性は得られたが、他の材質の基板を用いて上述の条件を充足するようにしてもディスク表面の平坦性が得られない場合がある。また、特許文献２に開示された方法は、ディスクに作製時にディスクに掛かる応力を除去しながら（基板を引っ張りながら）表面の平坦性を担保しようとするものであるが、これでは既存のディスク製造設備をそのまま流用することができないためコスト高となり、必ずしも実用的とは言えない。
【０００７】
さらに、特許文献１及び２に開示された方法でディスクの平坦性を確保したとしても、現在市場に出回っている光ディスクの記録再生レベル（信号レベル）には達しないため、更に平坦性のあるフレキシブル光ディスクを形成して所定以上の記録再生レベルを得られるようにする必要がある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、表面上に変位が生じやすい薄型フレキシブル光ディスクの表面を平坦にして一定以上の記録再生レベルを確保することのできる薄型フレキシブル光ディスク、及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明では、製造プロセスにおいて、薄型フレキシブル光ディスクの形状変位変化を抑制した最適条件を規定する。この製造プロセスによって製造されたディスクは、厚さ０．３ｍｍ以下の透過率が９０％以上のポリカーボネード基板を使用して表面にパターン層を形成し、色素膜、反射膜、ＵＶ保護膜を順次成膜させた記録面と、裏面（光入射面側）に誘電体膜、ハードコート膜をコートした保護層を有している。この薄型フレキシブルディスクは、後述の発明の実施形態でも説明するように、耐熱性・耐久性に優れている。
【００１０】
より具体的には、本発明によるディスク製造方法は、厚さ０．３ｍｍ以下の薄型フレキシブル光ディスクを製造するディスク製造方法であって、厚さ０．３ｍｍ以下の基板に所定パターンを転写してパターン付基板を生成するパターン転写工程と、パターン付基板に記録層を形成する記録層形成工程と、記録層が形成された基板に反射膜を形成する反射膜形成工程と、を備える。ここで、反射膜形成工程は、スパッタリング処理において０．５ｋｗ以上２ｋｗ未満の投下電力で、基板の厚さの反射膜の厚さに対する比が５００から３００００の範囲に収まるように反射膜を形成する。
【００１１】
そして、前記反射膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００１２】
さらに、投下電力を０．５ｋｗ以上１．０ｋｗ以下に設定し、スパッタリング処理を低レートで実現している。
【００１３】
なお、光の入射面に誘電体膜を形成する誘電体膜形成工程を備えるようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明による薄型フレキシブル光ディスクは、厚さ０．３ｍｍ以下の、所定パターンが転写された基板と、この基板上に形成された記録層と、記録層上に形成された反射膜と、を備え、基板の厚さの反射膜に対する比が５００から３００００の範囲にあり、反射膜は結晶粒子化していることを特徴とする。
【００１５】
そして、反射膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
さらに、光の入射面に形成された誘電体膜を備えるようにしてもよい。
【００１６】
また、反射膜は、Ｘ線回折測定（２θ／θスキャンスペクトル、Ｘ線源：Ｃｕ、ＣｕＫａ２除去後）を実行した場合において、反射膜に起因したメインピークの半値幅が１ｄｅｇｒｅｅ以下で、尚且つ結晶粒子サイズが５０ｎｍ以下である。
【００１７】
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のディスク製造方法によれば、表面上に変位が生じやすい薄型フレキシブル光ディスクの表面を平坦にして一定以上の記録再生レベルを確保することのできる薄型フレキシブル光ディスクを提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態ついて図面を参照しながら詳細を説明する。
＜薄型フレキシブルディスクの構造＞
図１は本発明の実施形態による薄型フレキシブル光ディスクの断面を示す図である。図１において、耐熱性、色素濡れ性に優れた薄型ポリカーボネードシート１上には、確立した所定の条件の基で熱転写によって微細なパターン１０が形成されている。そして、パターン１０の上に色素膜（記録層）２０がスピンコート方式によって形成される。また、光入射面側に誘電体膜３０（薄型ディスクだと極性が出やすくなるので極性を除去するためのＳｉＮ膜である）、パターン面側に反射膜４５がスパッタリング法により、１ｋＷ以下の低電力で成膜される。さらに、スピンコート方式によりパターン面側にＵＶ保護膜５０、光入射面側にハードコート膜６０が形成されている。このように、薄型フレキシブル光ディスク１００は、図１に示す断面構成を採るようになっている。
【００２０】
なお、薄型フレキシブル光ディスク１００において、反射膜４５の膜厚が１０ｎｍ以下となると、ディスクの記録／再生において十分な反射率を維持することができない。一方、反射膜４５の厚さが１００ｎｍ以上になると、フレキシブル光ディスクにおいては、ディスクの変位（表面上の凹凸）が発生してしまうため、記録／再生におけるエラーを起こしやすい。
【００２１】
そこで、本発明では、ディスクの変位を抑える為に反射膜４５の膜厚を１０〜１００ｎｍに設定し、かつ基板の平坦性を保たせる為に、ＵＶ保護膜５０の膜厚を１０〜１５μｍに設定することで、変位を抑制した平坦かつ耐熱性、耐久性に優れたフレキシブル光ディスクを提供する。
【００２２】
＜薄型フレキシブル光ディスクの製造方法＞
続いて、図１で構成される薄型フレキシブル光ディスク１００の製造工程について詳細に説明する。
【００２３】
（１）まず、フレキシブル基板１を用意する。本実施形態において使用したフレキシブル基板１は、例えば、ガラス転移点が１４５℃、ヤング率が１．８ＧＰａで色素濡れ性が良好な０．１ｍｍ厚ポリカーボネードシート（以下ＰＣ基板）である。この時、ヤング率が１ＧＰａ以下のＰＣ基板用いて本実施形態所定の薄型フレキシブル光ディスク１００を作製するとそのディスク変位（表面上の凸凹）が大幅に大きくなる為、ヤング率１．８ＧＰａのＰＣ基板を使用した。また、ＰＣ基板については光の透過率が９０％以上のものを使用している。９０％以上の光透過率がなければディスクの記録再生が困難になり、エラーの原因になってしまうからである。なお、フレキシブル基板１の厚さ０．１ｍｍは一例に過ぎず、これに限られるものではない。基板の厚さとしては、一般的に薄型と言われている０．３ｍｍ厚以下であればよいが、後述のナノインプリント法によってパターンを熱転写するには、基板の厚さは０．０５ｍｍ以上必要である。ただし、この「０．０５ｍｍ以上」という数値については、今後ナノインプリント技術の改良によりもっと薄い基板に対してもパターンを転写することは可能になると思われるので必須の条件でないことに注意されたい。
【００２４】
（２）次に、このＰＣ基板表面に、ディスクのパターンを転写させる。転写の技術としては、射出成型技術、ナノインプリント技術等が挙げられる。ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクでは、この前者の射出成型技術が利用されているが、用いる基板の厚みが０．３ｍｍ以下であると基板の変位が発生し、成型が困難になる。
【００２５】
そこで本実施形態では、ナノインプリント技術を用いて、０．１ｍｍ厚のＰＣ基板に、Ｎｉスタンパのパターンを熱転写させる、ホットエンボス成型を採用する。図２は、ナノインプリント法によるホットエンボス成型を説明するための図である。
【００２６】
ホットエンボス成型では、図２に示されるように、厚さ２ｍｍのステンレス製鏡面板：１５０上に、０．１ｍｍ厚のポリカーボネード基板：１４０を敷き、その上にスタンパ：９０を載せ、更にその上にシリコンシート：１２０を設置し、厚さ１０ｍｍのＡｌ板：２００を上下に挟み込み、大気圧中でプレスを行い剥離することで、パターンを熱転写させる。
【００２７】
（３）次に、剥離したＰＣ基板のパターン面に、有機色素をスピンコートによりコートさせ、ＰＣ基板の光入射面側（パターン面と逆の面）に誘電体であるＳｉＮ膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法により０．５ｋＷで２ｎｍ成膜させる。
【００２８】
（４）さらに、ＰＣ基板のパターン面に、Ａｇ合金膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法（或いは、ＤＣマグネトロンスパッタリング法）により０．５ｋＷで１０ｎｍ〜１６０ｎｍ、スパッタレートを変えて成膜を行う。
【００２９】
なお、レートを上げて成膜を行うと、熱応力によりディスクの変位が起こると予想される。ディスクの変位を知る為に、面振れ加速度を測定すると、高いレートで成膜したディスクの面振れ加速度は大きくなっていく関係にある。この場合、反射膜４５の変位及び膜質（結晶粒子サイズ）の分析手段として知られるのがＸ線を用いた分析であり、今回はＸ線回折測定（２θ／θスキャン）を行っている。この時、高レート（投下電力２ｋｗ）で５０ｎｍと１６０ｎｍ、低レート（投下電力０．５ｋｗ）で５０ｎｍと１６０ｎｍ成膜させ、得られた膜のＡｇ合金メインピーク（強度）の結果を図３に示す。なお、以下の説明で理解できるように、図３は、低レートで成膜した場合は反射膜が結晶粒子化していて、高レートの場合は結晶粒子化していないことを示している。
【００３０】
図３において、低レートで成膜させた膜に対して、膜厚１６０ｎｍのとき、メインピークの半値幅は０．２８［ｄｅｇｒｅｅ］、メインピーク位置は、３８．４１［ｄｅｇｒｅｅ］、膜厚５０ｎｍのとき、メインピークの半値幅は０．４１［ｄｅｇｒｅｅ］、メインピーク位置は、３８．１０［ｄｅｇｒｅｅ］となっている。このときの結晶粒子サイズは、シェラー式：Ｄｈｋｌ＝Ｋ・λ／（β×ｃｏｓθ）で計算することができ、Ｄｈｋｌ：結晶粒子サイズ（Å）、Ｋ：定数０．９、Ｘ線波長（使用したのはＣｕ：１．５４０５０  Å）、β：半値幅（ｒａｄ）、θ：回折角（ｒａｄ）で、膜厚１６０ｎｍのときの結晶粒子サイズは３０．０４  ［ｎｍ］、膜厚５０ｎｍのときの結晶粒子サイズは２０．５０［ｎｍ］であり、膜厚を薄くすると結晶粒子サイズは小さい。反面、結晶粒子サイズが大きいと膜が割れやすくなり、耐久性の点で問題がある。
【００３１】
一方、高レートで成膜させると、反射膜は結晶化せずアモルファス形状になっていく。ゆえに、面振れ加速度を低下させるには、熱をなるべくかけないようにする必要がある。そして、成膜のレートを遅くさせることで結晶化が進み、Ｘ線回折測定で得られる膜のメインピークの半値幅は狭くなる。
【００３２】
このように高レートで膜を成膜すれば結晶粒子サイズが大きくなるという問題が解決できるが、熱を掛けてスパッタリングするので熱応力によって薄型フレキシブル光ディスクが変形（反り）してしまうおそれがある。
【００３３】
また、上述のように、反射膜が厚いと膜による応力によって薄型フレキシブル光ディスク表面に反りや凹凸等の変位が生じてしまう。
【００３４】
とすると、反射膜は、薄くてなるべく結晶粒子サイズが小さいのが好ましい。ただし、反射膜が薄すぎると光が反射膜で充分反射せず透過してしまう。
【００３５】
そこで、このような状況を総合的に考慮すると、低レートで膜厚を薄く成膜する（Ａｇ合金メインピークが低い方）一方で、ある程度光が反射し、かつ結晶粒子サイズを小さく抑えられる膜厚にするのが好ましく、図３からは、例えば膜厚５０ｎｍとするのがよいということになる。
【００３６】
図４は、記録／再生装置を用いて、ディスクの反射膜の厚さと、ディスク面振れ加速度（ディスク回転方向の振れ加速度）の関係を示す図である。ディスクを外周径１２５ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラスターンテーブル上に乗せ８０００ｒｐｍで回転させ、レーザー変位計で測定したものである。この結果及び０．６ｍｍ厚のＤＶＤにおける面ブレ加速度が７３ｍ／ｓ２であることから、ディスクの面振れ加速度は、反射膜厚が１００ｎｍ以下で、急激に低減化させることが出来ることが解る。また、反射膜厚が１００ｎｍ以下であればＤＶＤと同等の面ブレ加速度に抑えることができることが解る。なお、図４において、膜厚１６０ｎｍが低レートでも良い結果が得られなかったのは、上述のように膜の応力が原因であり、高レートで１６０ｎｍ厚の反射膜で良い結果が得られなかったのは、熱応力と膜による応力の双方が原因となっているのである。
【００３７】
図５は、反射膜厚を変えたＰＣ基板の静止状態をドップラー変位計により測定したものである。静止変位測定においても同様のことが言え、反射膜の膜厚が１００ｎｍ以下（より好ましくは５０ｎｍ以下）であれば、ディスクの平坦性を向上させることが可能となる。ただし、上述のように、反射膜は一定の厚さを有してなければ光を充分に反射しないので、実験の結果から、反射膜の膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下に、より好ましくは、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定するのが良い。
【００３８】
（５）続いて、ディスクのパターン面側にＵＶ樹脂をコーティングした後、紫外線照射機にて硬化させた。ディスクの光入射面側にも保護膜をコーティングした。
【００３９】
以上、概略５つの工程によって薄型フレキシブル光ディスクは作製されることになる。
【００４０】
＜検証結果＞
図６は、上述の製造工程により製造された薄型フレキシブル光ディスクに対するばらつき試験の結果を示す図である。つまり、図６では、上述の工程によって５枚同時に作製したディスクに関して、再生時ディスク面のたわみ（面ブレ）でピックアップとディスクの距離が変動しフォーカスが外れるのを防ぐ機能（フォーカスサーボ）の、エラーが示されている。全体的にフォーカスエラーが低く、０．１ｍｍ厚のＰＣ基板を用いても、各工程条件（膜厚等）を確立することによりフォーカスエラーの低く平坦なフレキシブル光ディスクを得ることが出来る。つまり、図６からは、同時に製造した５枚のディスクともに良好な再現性が得られることが解る。
【００４１】
また、図７は、上述の製造工程により製造された薄型フレキシブル光ディスクの環境耐久試験の結果を示す図である。ここでは、ディスクの耐久性を調べる為に、温度８０℃、湿度８０％の高温多湿環境下に１６０時間おき、この時の膜厚を１０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍにおける、分光測定によるディスクの内周（２７ｍｍ）、中周（４０ｍｍ）、外周（５８ｍｍ）の平均の反射率を示したものである。この結果、８０℃８０％の環境下においても、大幅な反射率低下は見られず、耐熱性・耐久性に優れたディスクが得られたことが示されている。
【００４２】
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態による薄型フレキシブル光ディスクおいては、スパッタリングレートを低レートに設定し、反射膜を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚になるように成膜したので、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の厚さの薄型フレキシブル光ディスクの表面を平坦にすることができようになった。従って、基板の厚さと反射膜の厚さの比は、５００から３００００の範囲内にあることになる。ここで、スパッタリングレートにおける低レートとは、スパッタリング処理における投下電力を０．５ｋｗ以上２．０ｋｗ未満、好ましくは０．５ｋｗ以上１．０ｋｗ以下にすることによって実現することができる。また、反射膜の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であってもよいが、好ましくは３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが判った。
【００４３】
さらに、上記説明した製造方法によって作製された薄型フレキシブル光ディスクに関しては、その反射膜は低レートでスパッタリング処理されているので、構造的に結晶粒子化している。従って、本発明による製造方法を用いて薄型フレキシブル光ディスクを作製したか否かは、製品としてのディスクの反射膜の構造（結晶粒子化しているか否か）を見れば判るのである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態による薄型フレキシブル光ディスクの断面構造を示す図である。
【図２】ナノインプリント法によるパターンの熱転写を説明するための図である。
【図３】Ｘ線回折測定によって得られた反射膜のＡｇ合金メインピークを示す図である。
【図４】Ａｇ反射膜の厚さと面ブレ加速度との関係を示す図である。
【図５】Ａｇ反射膜の厚さとディスク表面の変位との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるディスク製造方法によって作製されたディスクのばらつき試験の結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるディスク製造方法によって作製されたディスクの環境耐久試験の結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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