(57)【要約】  【課題】  低コストかつ短時間でディスクの製造ができ、かつディスクの反りを防止することが可能な光ディスクの製造方法および光ディスクを提供する。  【解決手段】  光ディスクの光透過層に用いる樹脂フィルムを製造する際、樹脂材料に熱を加えて可塑化させ、熱履歴を加える。また、樹脂フィルムに用いる樹脂材料とディスク基板に用いる樹脂材料とを同じ分子量のものにする。これにより、樹脂フィルムの収縮率と貼り合せるディスク基板の収縮率とをほぼ同じにすることができるため、時間が経ってもそれぞれ同じ割合で収縮し、ディスクの反りを防ぐことができる。また、アニール処理のような複雑な工程やそれに伴う設備を必要としないため、低コストかつ短時間でディスクの大量生産が可能となる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク基板上に所定の厚みを有する光透過層からなる高密度光記録ディスクの製造方法において、
上記高密度光記録ディスクはディスク基板を成形し、上記ディスク基板上に信号層を形成し、さらに樹脂フィルムを貼り合せるようになし、
上記樹脂フィルムは、貼り合せるディスク基板とほぼ同じ平均分子量で、かつ熱履歴を受けていることを特徴とする高密度光記録ディスクの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高密度光記録ディスクの製造方法において、
上記樹脂フィルムは、
樹脂材料を加熱することにより溶融させるステップと、
溶融した樹脂材料を薄く押し出すステップと、
薄く押し出した樹脂材料を冷却するステップとを有することを特徴とする高密度光記録ディスクの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の高密度光記録ディスクの製造方法において、
上記樹脂フィルムの平均分子量は、１４０００ないし１６０００であることを特徴とする高密度光記録ディスクの製造方法。
【請求項４】
ディスク基板上に所定の厚みを有する光透過層からなる高密度光記録ディスクにおいて、
上記光透過層に用いる樹脂フィルムは、貼り合せるディスク基板とほぼ同じ平均分子量で、かつ熱履歴を受けていることを特徴とする高密度光記録ディスク。
【請求項５】
請求項４に記載の高密度光記録ディスクにおいて、
上記樹脂フィルムの平均分子量は、１４０００ないし１６０００であることを特徴とする高密度光記録ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスクの製造方法および光ディスクに関し、特に、光透過層の製造方法と、その光透過層を用いて作製された光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、情報記録媒体として用いられる光ディスクはその用途に応じて、ＭＤ（Mini Disc）、ＭＯ（Magneto Optical）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商品名）等、様々なフォーマットが提案されている。いずれのフォーマットで使用される光ディスクも、一般的には樹脂材料の射出成形によりディスク基板が作製されており、光ディスクの低価格化が実現されている。
【０００３】
中でも、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＢＤ）等の高密度光記録ディスクでは、図１に示すように、ポリカーボネート（以下、ＰＣと適宜称する）を射出成形して得られた厚さ１．１ｍｍのディスク基板１に反射膜２（または記録膜）を成膜し、その上にＰＣフィルム４を張り合わせ、最表面に傷防止のためのハードコート材５を塗布することにより作製されている。
【０００４】
ＢＤでは、光透過層（カバー層）に用いるＰＣフィルムは膜厚が薄く、また膜厚のばらつきが少ないものを用いなければならない。そこで、従来、ＰＣフィルムを形成する方法としてはキャスティングが用いられる。この方法では、ＰＣフィルムの形成に平均分子量３５０００程度のＰＣを用いている。
【０００５】
この方法は、ＰＣのチップを溶媒（例えば、メチルクロライド）で約５倍に溶解し、フィルタリング後、図２に示すようにダイ１１のスリットからベルト１２へ、カーテン状に溶解液を流す。ベルト１２に塗布された溶解液は乾燥工程で溶媒が揮発し、ＰＣ材のみが残りＰＣフィルム１３となる。乾燥工程で溶解液の４／５が無くなるため、溶解液がベルトに流された時の膜厚のばらつきおよび全体の膜厚はともに１／５となり、膜厚精度に優れたフィルムが形成される。
【０００６】
一方、ディスク基板には平均分子量１５０００程度のＰＣを用いている。光ディスク基板を射出成形する場合、平均分子量が３５０００程度であると、可塑化した樹脂を高速で金型に充填することができない。よって、強度を維持しつつ成形性を向上させるため、適正平均分子量は１４０００〜１６０００とされている。
【０００７】
また、キャスティングによりＰＣフィルムを形成する場合、ディスク基板と同じ平均分子量１５０００程度の樹脂を用いると、シートにするために必要な高粘度が困難で結晶化しやすいため、白濁しやすくなってしまう。そこで、ＰＣフィルムには平均分子量３５０００程度のＰＣを用いている。
【０００８】
ＢＤの記録、再生には４００ｎｍ程度の短波長のレーザが使用されている。ＢＤの構造はＣＤとほぼ同じであるが、ＣＤではカバー層はディスク保護の目的であったのに対して、ＢＤではカバー層が光路となるため、厚みや均一性、ディスクの平面性など厳しい条件が要求されている。
【０００９】
しかしながら、ディスク基板は射出成形の際に樹脂を加熱することによって可塑化させるため、熱履歴を受けており、後に熱が加わると収縮してしまう。しかし、キャスティングによって作製された樹脂フィルムは溶媒を用いているため、熱履歴を受けておらず、熱が加わっても収縮しない。したがって、ディスク完成後に熱が加わった場合、図３のようにディスク基板側のみが収縮し、反りが発生してしまう。
【００１０】
ここで、図４に、張り合わされる前の、キャスティングにより作製した収縮しないＰＣフィルムと、射出成形により作製された収縮するディスク基板とのそれぞれに、湿度５０％下で７０℃の熱を加え続けたときの収縮率と時間の関係を示す。キャスティングにて作製したＰＣフィルムはほとんど収縮しないのに対し、射出成形によるディスク基板は１０００時間後で約０．０２７％の収縮が起こってしまう。そのため、光ディスクの規格は反りが±０．７度以内であるのに対し、上述したような従来の製造方法で作製された光ディスクは＋０．７度以上の反りが発生することがある。ここで、ディスク基板側への反りを＋で表し、逆側への反りを−で表すこととする。
【００１１】
そこで、従来は射出成形でできたディスク基板にアニール処理を施し、十分に収縮させてからディスク基板とフィルムとの貼り合わせを行っていた。この方法を用いることにより、ディスク基板の収縮を防ぐことができ、反りの発生を規格内に収めることができる。
【００１２】
以下の特許文献１に、ＰＣフィルムにアニール処理をする光ディスクの製造方法が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３１１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、アニール処理を行うためには恒温槽等の設備が不可欠であり、設備投資が必要となる。また、加熱、冷却処理を含むため、最終製品となるまでに時間がかかる。特にＲＯＭディスクなど、短納期に対応しなければならない製品には不向きである。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、低コストかつ短時間でディスクの製造ができ、かつディスクの反りを防止することが可能な光ディスクの製造方法および光ディスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様は、ディスク基板上に所定の厚みを有する光透過層からなる高密度光記録ディスクの製造方法において、高密度光記録ディスクはディスク基板を成形し、上記ディスク基板上に信号層を形成し、さらに樹脂フィルムを貼り合せるようになし、樹脂フィルムは貼り合せるディスク基板とほぼ同じ平均分子量で、かつ熱履歴を受けていることを特徴とする高密度光記録ディスクの製造方法である。
【００１６】
また、この発明の第２の態様は、ディスク基板上に所定の厚みを有する光透過層からなる高密度光記録ディスクにおいて、光透過層に用いる樹脂フィルムは貼り合せるディスク基板とほぼ同じ平均分子量で、かつ熱履歴を受けていることを特徴とする高密度光記録ディスクである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、安価な原料で、複雑な工程や設備を必要とせずに、反りの発生が少ないディスクを短時間で大量に生産することが可能となる。このような効果は、上記の特許文献１には開示されていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、図５を参照してＢＤの製造工程について、説明する。
【００２０】
まず、レーザ光源を使用してピットまたはグルーブに対応する凹凸パターンを有するディスク原盤（スタンパ）を作製する。ガラス原盤３０上に、スピンコート法等によってごく薄くレジスト（感光剤）３１を塗布し、ガラス原盤３０を回転させながらカッティング装置のレーザ３２により露光する。レジスト３１には、露光によってグルーブまたはピットに対応したパターンの潜像が形成される。
【００２１】
その後、回転するガラス原盤３０上に現像液３３を滴下し、現像処理をすることで、光ディスクのグルーブまたはピットに対応した凹凸のレジストパターンをガラス原盤３０上に形成する。現像液としては、酸またはアルカリ等の液体を用い、現像に用いられるアルカリ溶液としてはテトラメチルアンモニウム水酸化溶液、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３等があり、酸性溶液としては塩酸、硝酸、硫酸、燐酸等が挙げられる。
【００２２】
次に、このガラス原盤３０上にメッキ処理によりニッケル等の金属３４を析出させ、これを剥離し、トリミングを行うことでスタンパ３５が得られる。このスタンパ３５を射出成型装置の金型に装着し、キャビティ内にＰＣ等の樹脂を注入することによって、スタンパの凹凸が転写され、ディスク基板が作製される。このとき、ディスク基板に用いる樹脂は高速で金型に充填することができるよう、熱により可塑化されている。そして、射出成形されたディスク基板を３０度以下に冷却した後、スパッタ装置を用いて金属薄膜をピット面側に成膜することにより、反射膜が成膜される。
【００２３】
次に、反射層が成膜されたディスク基板上に、接着剤として紫外線硬化樹脂を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布する。その後、ディスク基板上の紫外線硬化樹脂の塗布面とＰＣフィルムとを対向する位置に保持した後、貼り合わせを行う。なお、ＰＣフィルムの貼り合わせは真空中で行う。ディスク基板とＰＣフィルムの貼り合わせ面にしわや隙間が入り、読み取りエラーが起こることを防ぐためである。
【００２４】
次に、ＰＣフィルムが貼り合わされたディスクに紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させ、ディスク基板とＰＣフィルムを接着する。さらに、ディスクに貼り合わせたＰＣフィルム上に紫外線硬化型のハードコート剤を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布した上、再度紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコート層を作製する。これにより、ディスクが完成する。
【００２５】
上述のディスク製造工程で用いたＰＣフィルムは、ディスク基板とほぼ同じ平均分子量の材料を用いて作製される。また、図６に示すように、ＰＣフィルムの樹脂材料はディスク基板と同様に熱を加え、押し出し機４１で可塑化させたのち、Ｔダイ４２から冷却ロール４３に流され、フィルム状に固化した後、ＰＣフィルム４４がローラー４５に巻き取られる。このような作製方法を、溶融押し出しと称する。
【００２６】
上述の方法を用いてディスクを作成した場合、ディスク基板とＰＣフィルムのどちらにも熱履歴が加わっていることから、ディスク完成後に熱が加わった場合ディスク基板、ＰＣフィルムともに収縮する。また、ほぼ同じ平均分子量の材料を用いたことにより、材料の特性がほぼ同様となるため、収縮率も近い値となる。
【００２７】
図７において、実線は、溶融押し出しにて作製したＰＣフィルムに、湿度５０％下で７０℃の熱を加えつづけたときの収縮率（％）と時間（ｈ）の関係を示すグラフである。また、あわせて破線で示す射出成形ディスク基板の収縮率（％）も示す。溶融押し出しによるＰＣフィルムは１０００時間後での収縮率が約０．０２４％となり、射出成形ディスク基板の収縮率０．０２７％と近い値を示す。
【００２８】
キャスティングによる収縮しないＰＣフィルムと射出成形による収縮するディスク基板を貼り合わせて作製したディスクに熱を加えた時、図３のように変形し、反りが発生する。このときの反りを図３のα角度（Ｒ−Ｓｋｅｗ）を用いて測定する。このときの環境条件は、温度７０度、湿度５０％とする。
【００２９】
このときのα角度測定方法について説明する。図８に示すように、たとえば、あるディスクに７０℃の熱をＡ時間加える場合、まず環境温度を２５℃から１２時間かけて７０℃まで上昇させる。このとき、湿度は常に５０％に保たれるようにする。環境温度が７０℃になった時点からＡ時間のカウントを始める。Ａ時間後、今度は７０℃から１２時間かけて２５℃まで環境温度を下降させた後、２５℃のまま回復時間として４８時間放置した後にα角度を測定する。また、このときも湿度は常に５０％に保たれるようにする。
【００３０】
つまり、ディスクの加熱時間を１０００時間として測定する場合、環境温度の上昇（２５℃から７０℃）に１２時間、７０℃での加熱に１０００時間、環境温度の下降（７０℃から２５℃）に１２時間、回復時間として４８時間、合計１０７２時間が必要となる。このような加熱を、図９に示す測定点の時間毎に１枚のディスクを用いて行う。たとえば、５００時間の加熱を行い、α角度を測定した後、再度１００時間加熱してα角度を測定し、これを６００時間加熱時のα角度とするわけではない。
【００３１】
上述の方法を用いて計測したときの反り（deg.）と時間（ｈ）の関係を図９に示す。この場合、時間とともに反りが大きくなり、約８００時間を過ぎると反りが０．７度以上となり、要求される規格を満たすことができなくなる。
【００３２】
次に、溶融押し出しによって作製した収縮するＰＣフィルムと射出成形によって作製された収縮するディスク基板を貼り合わせて作製したディスクに熱を加え、同様の実験を行う。すると、図１０に示すとおり、ディスクの反りは０．１度未満で推移し、規格を十分に満たす結果となった。
【００３３】
このように、平均分子量がほぼ同じディスク基板とＰＣフィルムを張り合わせてディスクを作製することにより、時間が経ってもほぼ同じ割合で収縮し、反りの発生を防止することができる。
【００３４】
また、複雑な工程や設備を必要とせず、さらにディスク基板とＰＣフィルムの材料をまったく同じものにできるため、無駄なコストがかからず、安価かつ大量生産が可能となる。
【００３５】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００３６】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００３７】
また、この発明は、１層の光ディスクのみでなく、２層またはそれ以上の多層ディスクにも用いることができる。
【００３８】
また、読み出し専用型のディスクのみでなく、追記型、書き換え型等の書き込み可能なディスクにも適用することができる。
【００３９】
さらに、カートリッジに封入されたハードコート層のないディスクにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの構造を示す略線図である。
【図２】キャスティングによりＰＣフィルムを作製する際に用いる装置をの概略を示す略線図である。
【図３】キャスティングにて作製した収縮しないＰＣフィルムと射出成形によって作製された収縮するディスク基板を貼り合わせて作製したディスクに熱を加えた時に、反りが発生する様子を示す略線図である。
【図４】キャスティングにより作製した収縮しないＰＣフィルムと、射出成形により作製した収縮するディスク基板とのそれぞれに、７０℃の熱を加え続けたときの収縮率（％）と時間（ｈ）の関係を示すグラフである。
【図５】ディスク基板を作製するときに用いるスタンパの作製方法を示す略線図である。
【図６】溶融押し出しによってＰＣフィルムを作製する方法と、作製の際に用いる装置を示す略線図である。
【図７】溶融押し出しにて作製したＰＣフィルムに、湿度５０％下で７０℃の熱を加えつづけたときの収縮率（％）と時間（ｈ）の関係を示すグラフである。
【図８】ディスクの反りを測定する実験での熱の加え方を示す略線図である。
【図９】キャスティングにて作製した収縮しないＰＣフィルムと射出成形によって作製された収縮するディスク基板を貼り合わせて作製したディスクに、７０℃の熱を加えた時の反り（deg.）と時間（ｈ）の関係を示すグラフである。
【図１０】溶融押し出しによって作製した収縮するＰＣフィルムと、射出成形によって作製された収縮するディスク基板を貼り合わせて作製したディスクに、７０℃の熱を加えた時の反り（deg.）と時間（ｈ）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
３・・・接着剤
６・・・カバー層
１１・・・ダイ
１２・・・ベルト
１３・・・ＰＣフィルム
２１・・・ディスク基板
２２・・・カバー層
３０・・・ガラス原盤
３１・・・レジスト
３２・・・レーザ
３３・・・現像液
３４・・・金属メッキ
３５・・・スタンパ
４１・・・押し出し機
４２・・・Ｔダイ
４３・・・冷却ロール
４４・・・ＰＣフィルム
４５・・・ローラー
【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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【図１０】
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