(57)【要約】【課題】読み取り精度の要求を満足させ得る、完全に均一で平坦なカバー層表面を安定して作製するディスクカバー層の作製方法を提供する。【解決手段】ディスク表面に軟質のカバー層６２を、その平均厚さが、押圧後に所定の厚さを確保できるように、塗布により形成させる。さらに、非晶質オレフィンポリマーからなる透明あて板６１を、カバー層６２が所定の厚さを保持できるように、未だ凝固していないカバー層６２に押し当てて、平坦なカバー層６２表面を得る押圧の工程と、光源をカバー層６２に照射して、カバー層６２を凝固・硬化させる光照射の工程と、既に凝固したカバー層６２からあて板６１を剥がす剥離の工程と、を実行する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク表面に、軟質のカバー層を、その平均厚さが、押圧された後に所定の厚さを確保できるように、塗布により形成させる塗布の工程と、
非晶質オレフィンポリマーからなる透明あて板を、未だ凝固していない前記カバー層に、所定の厚さを保つように押し当てて、平坦な前記カバー層の表面を得る押圧の工程と、
光源を前記カバー層に照射して、前記カバー層を凝固・硬化させる光照射の工程と、
既に凝固した前記カバー層から前記透明あて板を剥がす剥離の工程と、
を具備してなる、ディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２】
前記塗布の工程が、スピンコート法によって行われる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項３】
前記塗布の工程が、スクリーン印刷によって行われる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項４】
前記塗布の工程によって形成される前記カバー層の厚さを、押圧後に所定の厚さよりもやや大きくしておくことで、この押圧後に所定の厚さを確保する、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項５】
前記押圧の工程における、前記透明あて板を未だ凝固していない前記カバー層に押し当てる作業を、真空環境下で重ね合わせることによって実行して、前記あて板と前記カバーとの間に残留する空気を減少させる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項６】
前記押圧の工程で用いられる非晶質オレフィンポリマーからなる透明あて板が、射出成形で作製されてなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項７】
前記透明あて板が、機械加工によって所望の表面に形成させてなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項８】
前記透明あて板が、ホットメルトの方式で加工して所望の表面に形成させてなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項９】
前記透明あて板が、完全な平面に近い表面を呈してなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１０】
前記透明あて板が、円の外周に向かって広がるにつれて上方向に湾曲した微小弧形を呈してなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１１】
前記透明あて板が、円の外周に向かって広がるにつれて上方向に傾斜した微小傾斜面を呈してなる、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１２】
前記光照射の工程に用いる光源が、紫外光源である、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１３】
前記光照射の工程に用いる光源が、前記透明あて板を透過して前記カバー層を照射するものである、請求項１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１４】
押圧の工程および剥離の工程を実行することで、透明あて板の下表面と同程度に平坦な光ディスクのカバー層表面を形成させる方法であって、
前記カバー層を介して前記透明あて板と所定の間隔を保つように、非晶質オレフィンポリマーからなる前記透明あて板を、可塑性の前記カバー層を備えた前記光ディスクに、押し当てて重ね合わせる押圧の工程を行ってから、前記カバー層が凝固した後、前記透明あて板を前記カバー層から剥がす剥離の工程を行う、ディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１５】
前記した、透明基板を可塑性のカバー層を備えた光ディスク本体に押し当てて重ね合わせる作業が、真空環境下で行われる、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１６】
前記透明あて板の下表面が、完全な平面に近い表面を呈してなる、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１７】
前記透明あて板が、円の外周に向かって広がるにつれて上方向に湾曲した微小弧形を呈してなる、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１８】
前記透明あて板が、円の外周に向かって広がるにつれて上方向に傾斜した微小傾斜面を呈してなる、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項１９】
前記カバー層が、ＵＶ反応型材料からなる、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２０】
前記カバー層が、紫外線（ＵＶ光源）が照射されることで凝固する、請求項１４記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２１】
▲１▼ディスクの記録層表面上に、ＵＶ反応型材料からなるカバー層を、その平均厚さが、押圧後に所定の厚さが確保できるように、塗布により形成させる工程、
▲２▼前記ディスクと前記所定の厚さに相当する距離を保つように、非晶質オレフィンポリマーからなる透明あて板を、未だ凝固していない前記カバー層に当てて押圧する工程、
▲３▼紫外線（ＵＶ光源）を、前記所定の厚さに相当する距離に保たれた前記透明あて板と前記ディスクに照射して、前記カバー層を凝固させる工程、および
▲４▼前記あて板を、既に凝固した前記カバー層から剥がす工程
を具備してなるディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２２】
前記▲２▼の工程における透明あて板を未だ凝固していないカバー層に当てて押圧する作業が、真空環境下で重ね合わせることで実行される、請求項２１記載のディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２３】
▲１▼ディスクの記録層表面上に、ＵＶ反応型材料からなるカバー層を、その平均厚さが、押圧後に所定の厚さが確保できるように、塗布により形成させる工程、
▲２▼紫外線（ＵＶ光源）を前記カバー層に照射して、反応を開始させる工程、
▲３▼紫外線が既に照射された前記カバー層が未だ凝固せずに可塑性を有している間の適当なタイミングを利用して、前記ディスクと前記所定の厚さに相当する距離を保つように、非晶質オレフィンポリマーからなる透明あて板を、未だ凝固していない前記カバー層に当てて押圧する工程、
▲４▼紫外線を、前記透明あて板を介して、前記所定の厚さに確保された前記カバー層に照射し、前記カバー層を凝固させる工程、および
▲５▼前記あて板を、既に凝固した前記カバー層から剥がす工程
を具備してなる、ディスクのカバー層の作製方法。
【請求項２４】
前記▲３▼の工程における透明あて板をカバー層に当てて押圧する作業が、真空環境下で行われる、請求項２３記載のディスクのカバー層の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクカバー層の作製方法に係り、特に、高精度への要求を満たすことのできる、次世代光ディスクのカバー層を作製する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１９８０年代初期から、コンパクトディスク（ＣＤ＝ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）が開発されてからというもの、より大容量、より高品質を実現するために、光ディスクとその関連応用技術についての研究が絶え間なく行われている。そして、ＣＤに続き、１９９７年に発表されたＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）は、そのデータ記録量を、従前の数１００ＭＢからＧＢ級までに増大させた。例えば、１層片面のＤＶＤ５は４．７ＧＢとなり、２層両面のＤＶＤ１８に至ってはその容量が既に１８ＧＢに達している。
【０００３】
然るに、このような発展も、映像マルチメディアの容量への高い要求、例えば、デジタル放送（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）および高品位テレビ（ＨＤ−ＴＶ）の再生・録画等に関しては、未だ不足の嫌いがある。よって、ＤＶＤの直後に、より大容量のＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）やＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ＤＶＤ）が追従するように発展してきている。
【０００４】
ところで、同一面積の光ディスク上により多くの記録容量を持たせようとする時、通常は、短波長のレーザー光源を用いる、またはレーザー光源のスポット径を縮小させることによって、その解像度を向上させている。目下のところ、ＨＤ−ＤＶＤまたはＤＶＲにはかかる方式が採用されており、例えば、青色光４０５ｎｍのレーザー光源（ＤＶＤの場合は６５０ｎｍ）を用いること、ならびにこれに付随して、対物レンズの開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  ＝  ＮＡ）が０．８５ＮＡ（ＤＶＤの場合は０．６ＮＡ）まで高められることにより、光ディスクの記録容量を１５〜５０ＧＢまで増大させることが可能となっている。こうすれば、１３３ｍｉｎの高品位テレビの記録容量への要求が満足され得る。
【０００５】
この種の次世代ＤＶＲは、比較的高いＮＡ値が採用されていることから、集光能力は高められ、記録容量は増加され得るものの、これと同時にディスクの収差が理想的な程度に達しなくなり、例えば、球面収差（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、コマ（ｃｏｍａ）および非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）等の増大は必至である。よって、こうした比較的高いＮＡ値に対応させるべく、基板のカバー層（ｃｏｖｅｒ  Ｌａｙｅｒ）の厚さをより薄くするよう、縮小させることが必要となる。例えば、現在開発が進められているＤＶＲディスク１０は、その片面の基本的な構造は図８に示すとおりであるが、基板１１、記録層構造１２およびカバー層１３からなっており、このカバー層１３の厚さは、ＤＶＤが０．６ｍｍであるのに対して、僅か０．１ｍｍにまで縮められている。また、微小な厚さの差異が収差を変化させ、信号ひずみを生じさせてしまうことから、カバー層１３の表面加工精度への要求がより厳しいものとなる。
【０００６】
さて、従来の光ディスクのカバー保護層には一種のラッカー（ｌａｃｑｕｅｒ）が用いられている。例えば、ＣＤの印刷面の下層の保護ラッカー層が即ちこれである。これは、軟質なラッカーをスピンコート法（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）でＣＤ上に塗布させてから（スクリーン印刷、貼り合わせ等の方式でもよい）、波長２００ｎｍ付近の紫外光（ＵＶ）を照射して高速に凝固させ、最後に硬化させることにより、高硬度な保護ラッカー層として形成されたものである。当然のこととして、この保護ラッカー層は、材料の配合によって反応速度も異なるため、瞬時に反応して硬化に至るものもあれば、数時間かけて、ゆっくりと流動性および可塑性を失いながら凝固した後に次第に硬化していくものもある。よって、用途に応じてどの種のものを用いるかが決定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、次世代の光ディスクは、そのカバー層が一定の厚さ（０．１ｍｍ）を備えることが求められる。よって、塗布材料は、粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）、流動分布性、その材料自体の特性および反応時間、ならびに回転率等からなる変化条件の制限を受けるため、実際には、スピンコーティングを行って、その目標である完全な均一分布、という結果を得ることは困難である。従って、通常は図９に示すような状況に終わる。つまり、一般的なスピンコート法によれば、カバー層２１の両端２１１および２１２に、表面張力によって材料が凝集し易いことに加えて、カバー層２１の表面自体も、微視的には不均一な平面として形成される（図３参照）ことから、データの誤読率が高まるという結果に陥る。実験からも、カバー層の表面を、誤差許容範囲±３％以内（即ち、０．１±０．００３ｍｍ）に制御することは、相当に困難であるということが判っている。よって、実際の製造においては、ほとんど全ての光ディスクが独自の表面分布特性をそれぞれ有することとなるため、ディスク製造の歩留りに重大な影響を及ぼし、ひいては、コスト増大につながることになる。
【０００８】
上述した欠点を解決するため、本発明の目的は、読み取り精度の要求を満足させ得る、完全に均一なカバー層表面を安定して作製できるディスクカバー層の作製方法を提供することで、次世代の光ディスク製造に貢献することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するため、本発明に係るディスクのカバー層の作製方法は次のとおりである。先ず、ディスク表面に軟質のカバー層を塗布により形成する工程を行う。このカバー層の平均厚さは、押圧後に所定の厚さが確保できる厚さとする。次いで、非晶質オレフィンポリマー（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）からなる透明あて板を、未だ凝固していないカバー層に、所定の厚さを保つように押し当てて、平坦な前記カバー層の表面を得る押圧の工程を行う。その後、光源をカバー層に照射して、カバー層を凝固・硬化させる照射の工程を行う。最後に、既に凝固したカバー層から透明あて板を剥がす剥離の工程を行う。こうしてカバー層が作製される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の目的、特徴および長所が一層理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図１乃至図７を参照にしながら詳細に説明する。
【００１１】
図１、２および３において、ディスクの基板１１に形成された記録層構造１２上に、スピンコート法またはスクリーン印刷その他任意の適当な塗布方法により、カバー層を塗布して形成させる。この時、カバー層は、硬化前であるので流体状であって、未だ凝固されていない。ＵＶ即ち紫外光反応型材料からなるカバー層３１は、所定の波長にあるＵＶ光源が照射されることで反応が始まるものである。カバー層３１の平均厚さは、反応後（または押圧後）も所定の厚さを十分に保てるようしておくことを考慮すると、普通の状況の下では、カバー層３１は、押圧後に所定の厚さよりもやや大きく、例として０．１ｍｍとしておくことが要される。なお、少数ではあるが例外もあり、例えば、反応時の体積が格別に膨張する物質にあっては、反応前のカバー層の厚さをもっと薄くしておくことができる。この場合、図２に示すように、あて板４１を未だ硬化していないコート剤としてのカバー層３１に被せてから押圧すると共に、所定の厚さに保たせる。図２に示す如く、上方のあて板４１と下方の基板１１とが協働してその間にある未だ凝固していないカバー層３１を挟んで押すため、図３に示すように、（微視的に）元は隆起していた表面部分３１１が矢印で示す方向に逃がされ、凹陥領域３１４が矢印で示す方向に隆起される。同様にして、予期していなかった不均一な各隆起表面部分３１２、３１３と各凹陥領域３１５、３１６とが、上下双方から押圧されて相互に補充するようにして平坦になり、最終的にカバー層３１は押圧を受けてあて板４１の下表面４１１に貼り付き、かなり平らな表面として形成される。このように、カバー層３１表面の平坦度への要求が、あて板４１の下表面４１１の平坦度への要求にシフトされる。あて板４１の下表面４１１に対する完全な平面に近い均一な平坦表面の要求を満足させるのは、相対的に見れば明らかに容易である。
【００１２】
カチオン系ＵＶコート剤、アニオン系ＵＶコート剤またはラジカル系コート剤等のいずれからなるものであろうと、上記のようなカバー層３１は、紫外光照射後に反応して硬化する特性を備えるものである。よって、上述した工程で難しいのは、カバー層３１が凝固した後であって未だ完全に硬化していない間の適当なタイミング内で、あて板４１を速やかにカバー層３１に押し当て、カバー層３１の表面を微視的に均一で平坦な程度にまでトリミング（誤差許容範囲を±３％以内に制御）を行わなければならない点にある。かかる難点は、上述の工程を、カバー層を形成するために好ましい反応成分と反応時間の特性に対応させて行う共に、適切なＵＶ照射と押圧時間を掴みさえすれば克服できる。もう１つ考えられる解決法としては、あて板４１自体を良好な透過性を備えたものとすることである。こうすれば、上述のように、押圧時間の制限が解かれ、あて板４１上をカバー層３１に押し当ててから、あて板４１を介して紫外光を照射させることで、カバー層３１の凝固および硬化の効果が達成される。
【００１３】
また、カバー層３１が押圧されて凝固した後に、あて板４１をカバー層３１から如何にしてスムーズに剥離するかは、もう１つの大きな課題である。あて板４１は、その下表面４１１が略完全な平面を呈することが当然として要される他に、カバー層３１から容易に剥がれるような特性を備えていなければならない。つまり、あて板４１のカバー層３１表面に対する粘着力が、基板１１または記録層構造１２のカバー層３１表面に対する粘着力よりも小さくある必要がある。
【００１４】
実験した結果によれば、非晶質オレフィンポリマー（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）をあて板４１の基材として、または少なくともあて板４１下表面４１１であってカバー層３１と接触する部分として用いれば、非晶質オレフィンポリマーの持つ化学構造によって、あて板４１の表面粘着力が、カバー層３１に対して良好な剥離効果を備えるような粘着力となる。また、非晶質オレフィンポリマー自体も透明で、紫外光を吸収せず、且つ、かなり高い靭性を有する材料である。図４に示すように、実験・試験の結果、この種の材料からなるあて板６１は、良好な押圧・平坦化作用を発揮するだけでなく、カバー層６２の表面６２１を誤差許容範囲±２％内もしくはもっと低い範囲内に容易に制御できるようにする。加工条件がより好適であれば、更に低い誤差範囲が得られ、ひいては、極めて良好な平坦表面が得られる。また、その靭性および比較的低い表面張力という特性も、各種ＵＶカバー層からの剥離を容易とする要因となっている。
【００１５】
非晶質オレフィンポリマーは、未凝固で、可塑性が高く、安価で、射出凝固によって完全な平面に近い表面を直接的に形成できるものであるということに加えて、その機械加工特性および熱溶融の特性から、各種の方法、例えば、低温化学研磨、切削またはホットメルト等の方法によりあて板４１を所望の表面に加工させることができる。従って、あて板４１作製にかかるコストの低減が可能となる。
【００１６】
あて板４１で押圧して、カバー層表面が凝固（または硬化）したら、あて板４１を剥離すれば、あて板４１下表面４１１と略同一の完全に平坦な表面が得られ、且つ、その表面の厚さは、ちょうど予め設定しておいた所定の厚さと同じになる。このように、カバー層表面の加工精度が飛躍的に高まったことで、カバー層の厚さが、円の内周から外周に至る全ての面が均一な、データの読み書きに最適なものとなり、エラー率が最低限に抑えられ、さらには、ディスクの歩留りを大幅に向上させることができて、品質を良好な状態で維持することができる。
【００１７】
前述したように、カバー層３１は、紫外光が照射される前においては流体状の軟質物体であることから、より精密な工程を採用して、つまり、あて板７１とカバー層３１とを真空環境下で重ね合わせることにより、あて板７１とカバー層３１との間に残留する空気を更に減少させることが可能になる。またもう１つの方式として、あて板７１の下表面７１１を所定の表面形態、例えば、図６と図７にそれぞれ示すように、円の外周に向かって広がるにつれて上方に傾斜していく微小傾斜面７１１ａ、または円の外周に向かって広がるにつれて上方に湾曲するような微小弧形７１１ｂに形成させることによって、あて板７１下表面がカバー層３１に押圧される際、カバー層３１に平滑な表面を備えさせる一方で、空気をディスクの内側から円の外周に向かって押し出し、空気が過多に残留するのを防止することができるようになる。当然に、この種の斜面または弧形を呈するあて板は、その傾斜角度または弧度が、ディスクの内周から外周まで、読み書きエラーが許容される範囲内に形成されるものである。
【００１８】
以上、本発明の好適な実施形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の方法に係る思想に基づいてなされた変化は、当然のこととして、本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法は、より大容量となる次世代光ディスクの製造に寄与し得るものである。また、非晶質オレフィンポリマー固有の透明、可塑性および低粘着性等といった優れた特性は、各種異なる状態および性質を持ったカバー層表面に当てられて押圧するのに適しているため、ディスクの生産歩留りを高めると共に、コストを低下させることができる。このように本発明は、産業利用価値を具備した、将来を見据えた方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて、塗布により形成されたカバー層を説明する断面図である。
【図２】本発明に基づいて、あて板でカバー層を押圧した状態を説明する断面図である。
【図３】本発明に基づいて、あて板でカバー層を押圧した状態を微視的に示した説明図である。
【図４】本発明のあて板をカバー層から剥離する時の状態を説明する断面図である。
【図５】本発明に係るあて板の下表面を説明する断面図である。
【図６】あて板の下表面を微小傾斜面に形成させた場合を説明する断面図である。
【図７】あて板の下表面を微小弧形に形成させた場合を説明する断面図である。
【図８】ＤＶＲ光ディスクの基本構造を示す断面図である。
【図９】スピンコート法によって塗布されたカバー層を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１                      基板
１２                      記録層構造
３１、６２                カバー層
３１１、３１２、３２３    隆起表面部分
３１４、３１５、３１６    凹陥領域
４１、６１、７１          あて板
４１１、７１１            あて板の下表面
６２１                    カバー層表面
【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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【図８】
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【図９】
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