(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク基板成形用の転写面と、該転写面の反対側に設けられたＮｉ電鋳層と、前記転写面と前記Ｎｉ電鋳層の間に設けられた断熱性を有する断熱材とを有し、かつ基板の案内溝対応部分（以下、単に案内溝という）の形状を内周から外周に向けて順次深くすることで最外周の案内溝の深さを最内周の案内溝の深さより５０Å〜５００Å深くするとともに、前記案内溝の形状を内周から外周にかけて順次幅を大きくすることで最外周の案内溝の幅を最内周の案内溝の幅より０.０２μｍ〜０.１μｍ大きくしたことを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材は、９４Ｗ/ｍ・ｋ以下の熱伝導率を持つことを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項３】
請求項１記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材は、耐熱性有機高分子材料であることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項４】
請求項３記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材である耐熱性有機高分子材料がポリイミドまたはポリアミドイミドであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項５】
請求項４記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材であるポリイミドまたはポリアミドイミドの厚さが５μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項６】
請求項１記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材は、耐熱性無機高分子材料であることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項７】
請求項６記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材である耐熱性無機高分子材料がセラミクスであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項８】
請求項７記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材であるセラミクスの厚さが５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項９】
請求項１記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材は、金属であることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項１０】
請求項９記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材である金属がビスマスであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項１１】
請求項１０記載の光ディスク基板成形用スタンパにおいて、前記断熱材であるビスマスの厚さが１５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録媒体の製造技術に係り、特にスピンコート法で成膜した色素を有する膜を記録層とし、該記録層の上に金属の反射層および保護層が設けられた、単板型で大容量の情報が記録可能で、かつ市販のコンパクトディスクプレイヤーと高い互換性を有する光ディスク記録媒体を製造するための光ディスク基板成形用スタンパおよび光ディスク基板ならびに光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクは、相対させた一対の金型間に形成されるキャビティ内に溶融した樹脂を射出充填し、熱変形温度以下に冷却された後に、金型を引き離して成形された樹脂を取り出すことにより作成される。この場合、一方の金型のキャビティ形成部分に案内溝パターンの転写面が形成されたスタンパを固定しておくことにより、冷却後に取り出された固化した樹脂にはスタンパの案内溝パターンが転写され、情報記録面が形成された成形基板が得られる。
【０００３】
一般的に、このような光ディスクの製造にあたっては、キャビティ内に充填した樹脂が冷却固化しやすいように、金型温度を、射出充填時の溶融樹脂の温度よりも２００℃程度低い温度に設定するのが普通である。
【０００４】
現在、光ディスク業界は激しい市場競争が繰り広げられており、高品質の光ディスクを、タイムリーに安価に市場へ供給していく必要がある。特に、光ディスクの量産性を上げるには、基板成形サイクルを短縮していく必要がある。
【０００５】
基板成形サイクルのタクトアップは、一般に、金型温度を極力低くすることにより達成することが可能であるが、金型の温度が低すぎると、溶融樹脂がスタンパに接触する際に、溶融樹脂の表層部分が急速に冷却され流動性のないスキン層と言われる固化層となってしまうため、転写性が悪くなる。反対に、転写性を良くするためには、金型温度を高くすれば良いが、それでは樹脂がスタンパからの離型に必要な温度に到達するまでの冷却時間が長くなるため基板成形サイクルが長くなり生産性が低下してしまう。このように、金型の温度設定は、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとのトレードオフの関係によって決定される。
【０００６】
ここで、金型の温度が低すぎると転写性が劣化する理由を、図面を用いて詳細に説明する。
図１３は、一対の金型１０１の間に形成されるキャビティ１０２内に射出充填された樹脂１０３の状態を示す模式図である。同図に示すように、キャビティ１０２内に射出充填される溶融した樹脂１０３は、そのコア層（流動層）１０３ａの部分がキャビティ１０２内に進入して充填される。図中、樹脂１０３全体の進行方向を矢印１０５で示し、各部分の進行方向を細い矢印で示している。キャビティ１０２内を流動するにつれ、樹脂１０３の熱は、矢印１０７で示すように金型１０１に接する部分を通して奪われる。このため、金型１０１の温度が低すぎると、金型１０１の近傍における樹脂１０３は瞬時に固化してスキン層（固化層）１０３ｂとなってしまう。このようなスキン層１０３ｂが形成されると、樹脂１０３は、図示しないスタンパの微細パターンに十分に充填されず、転写不良を起こしてしまい、結果的に、信号特性が良好な高品質の光ディスクを形成することはできなくなってしまう。なお、コア層（流動層）１０３ａとスキン層（固化層）１０３ｂの間にあるせん断層１０４は、流動性のあるコア層１０３ａから流動性のないスキン層１０３ｂに転移していく、すなわち断面方向の流動速度勾配の大きい層である。
【０００７】
上記の問題を解消するための従来技術として、例えば、特開平６−２５９８１５号公報、特開平７−１７８７７４号公報、特開平１０−１４９５８７号公報に示されているものがある。これらの公報には、金型やスタンパに断熱性を持たせることで、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップの両方を向上させる技術が開示されている。
【０００８】
すなわち、特開平６−２５９８１５号公報には、スタンパの表面（転写面）に無電界メッキ法で粒子径が０.１μｍ以下のポリテトラフルオロエチレンを２０％〜３０％含有するニッケルメッキ膜を５０ｎｍ〜７０ｎｍの厚さで形成したものが、特開平７−１７８７７４号公報には、金型において、スタンパの裏面となる位置に着脱式の断熱性金型挿入体を設けたものが、特開平１０−１４９５８７号公報には、金型において、スタンパの下面となる位置にセラミックスによる断熱層を設けたものが、それぞれ開示されている。
【０００９】
また、成形基板に対して、記録層である有機色素の形成は、プロセスの容易性や経済性により、スピンコート方式が一般的である。記録層の膜厚分布は塗布条件で制御することは可能であるが、案内溝に対する色素の埋まり具合を制御することは困難である。すなわち、記録層の成膜は、基板を回転させながら遠心力により色素溶液を基板全面に広げていくことにより行うが、基板の半径方向の位置により遠心力が異なり、かつ溶媒が揮発しながら内周から外周へ広がっていくため、結果的に外周の案内溝の方が色素で埋まりやすくなる。
【００１０】
そのため、案内溝形状が内周外周全面で均一な基板を用いると、色素が埋まった案内溝の形状が半径方向の位置で異なるようになり、反射率や、トラッキングエラーなどの信号特性がばらついてしまい、品質の安定した信頼性の高い光ディスクを製造することが困難となり、かつ市販のコンパクトディスクプレイヤーとの互換性も不十分となってしまうという問題があった。
【００１１】
また、このような色素が埋まった場合に生じる内周と外周の形状の差を補償するための従来技術として、例えば、特開平５−１９８０１１号公報、特開平５−１９８０１２号公報に開示されたものがある。これらの公報では、成形基板やスタンパの案内溝の形状（深さ）を予め意図的に変えておくことによって対応している。しかし、これらの技術も、上述した温度の低下による溶融樹脂の流動性の低下が考慮されていないため、ハイサイクル化した場合、それだけでは十分に良好な転写性を得ることができず、信号特性の品質ばらつきの大きい光ディスクとなってしまうという問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、スピンコートで色素溶液を塗布する場合、色素が埋まった案内溝の形状が半径方向の位置で異なるようになり、反射率や、トラッキングエラーなどの信号特性がばらつき、品質の安定した信頼性の高い光ディスクを製造することが困難となり、市販のコンパクトディスクプレイヤーとの互換性が十分でなくなるという問題があった。
【００１３】
また、上述したように、溶融樹脂は、自身より約２００℃低い金型（実際には金型に固定されたスタンパ）に接触する際に、溶融樹脂の表層部分は急速に冷却されて固化するので、この部分が流動性のないスキン層と呼ばれる固化層（図１３参照）となり、これが形成されると、溶融樹脂がスタンパ表面で瞬時に固化してしまうことにより、流動性を失い、スタンパの案内溝パターンに十分に充填されず、転写不良となり、高品質の光ディスク成形基板が得られないという問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上記問題点を解消し、成形時に良好な転写性を有し、なおかつ基板成形サイクルをタクトアップさせ、スピンコートにより色素が埋まった場合の光ディスクの案内溝の形状を半径方向の位置によってほぼ均一になるようにして、市販のコンパクトディスクプレーヤーとの互換性の高い光ディスクを得ることを可能にする光ディスク基板成形用スタンパおよび光ディスク成形基板ならびに光ディスクを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、案内溝の形状を内周から外周になるにつれて形状を変化させるとともに、スタンパの１部である転写面に沿わせて転写面以外の近傍の部分に断熱層を形成することを特徴としている。
【００１６】
具体的には、本発明の上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、光ディスク基板成形用の転写面と、前記転写面に沿わせて前記転写面以外の部分であってＮｉ電鋳層の間に設けられた断熱性を有する断熱材とを有し、かつ案内溝の形状を内周から外周に向けて順次深くすることで最外周の案内溝の深さを最内周の案内溝の深さより５０Å〜５００Å深くするとともに、前記案内溝の形状を内周から外周にかけて順次幅を大きくすることで最外周の案内溝の幅を最内周の案内溝の幅より０.０２μｍ〜０.１μｍ大きくしたことを特徴としている。
【００１７】
転写面に沿わせて転写面以外の部分に設けられた断熱材により、溶融樹脂充填後、従来より低温金型を用いた場合でもスタンパに接触する樹脂温度を高くすることができ、微細パターンに対しても十分な転写性が得られる。従って、高温の転写温度によって転写性が良くなり、かつ、低い金型温度によって光ディスク基板成形サイクルのタクトアップが可能になる。
【００２０】
また、このように、案内溝の形状（深さ，幅）を特定することにより、スピンコートにより色素溶剤を、成形された光ディスク基板の案内溝に埋めた場合の形状を半径方向の位置によってほぼ均一にすることが可能になる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、断熱材を９４Ｗ/ｍ・ｋ以下の熱伝導率を持つものにしたものである。９４Ｗ/ｍ・ｋというのは、金型に一般的に用いられるニッケル（Ｎｉ）よりも低い熱伝導率であるため、この断熱材により断熱効果を持たせることができる。
【００２２】
請求項３記載の発明は、断熱材を耐熱性有機高分子材料にしたものであり、これにより、耐熱性有機高分子材料が持つ低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、上記耐熱性有機高分子材料をポリイミドまたはポリアミドイミドにしたもので、断熱材を種々の膜厚に形成することが容易になる。請求項５記載の発明は、その膜厚を１５０μｍ以下にしたものである。
【００２４】
請求項６記載の発明は、断熱材を耐熱性無機高分子材料にしたものであり、上述の耐熱性有機高分子材料と同様に、その低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、前記耐熱性無機高分子材料をセラミクスにしたもので、溶射、プラズマジェット、イオンプレーティングなどによって形成することができる。請求項８記載の発明は、セラミクスの厚さを３００μｍ以下にしたものである。
【００２６】
請求項９記載の発明は、断熱材を金属にしたものである。この場合も、上述の耐熱性有機高分子材料と同様に、その低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止することができる。
【００２７】
請求項１０記載の発明は、前記金属の線膨張係数がスタンパ材であるニッケルと等しいものを用いる。これにより、溶融樹脂による昇温や金型に対する冷却に対してバイメタル効果を有し、伸縮や反りが発生しなくなる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、前記金属をビスマスにしたもので、ビスマスは、電気メッキが可能であることから、断熱材の膜厚を所定厚に形成することが容易である。請求項１２記載の発明は、ビスマスの厚さを３００μｍ以下にしたものである。
【００３０】
このような案内溝の形状により、スピンコートにより色素溶剤を、成形された光ディスク基板の案内溝に埋めた場合の形状を半径方向の位置によってほぼ均一にすることが可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（発明の概要）
本発明においては、案内溝の形状（深さまたは幅）を内周から外周になるにつれて徐々に変化させておくとともに、スタンパの１部である転写面に沿わせて転写面以外の近傍の部分に断熱層を形成することを特徴としている。
【００３３】
転写面に沿わせて転写面以外の近傍の部分に断熱層を形成することにより、溶融樹脂充填直後、溶融樹脂からの放出される熱が断熱層で一時的に蓄熱されるため、樹脂の案内溝パターンへ充填されやすくなり、転写性が向上する。また、充填が完了すると、１０〜２０℃低めに設定された金型温度に依存して急冷されることにより、基板成形サイクルのタクトアップ化も同時に可能となる。
【００３４】
スタンパは最終的に、内径および外径を規定の寸法になるように旋盤やプレス加工を施すが、断熱材料を記録エリア直下に選択的に形成させることで、内径のエッジ部分および外径のエッジ部分はニッケルのみの一体化構造となり、プレス加工時や、成形基板を量産する際もスタンパの内径および外径でエッジの破断、剥離が発生する危険性がなくなる。
【００３５】
また、同時に記録層のスピンコート塗布工程での色素の埋まり具合を考慮して、予め案内溝の内外周の形状（深さまたは幅）が異なるスタンパおよび成形基板を用意することにより、高品質の、信頼性の高い、市販のコンパクトディスクプレイヤーとの互換性を十分に満足した光ディスクを実現することができる。
【００３６】
（第１の実施例）
次に、本発明の第１の実施例を、図１〜図１２を用いて詳細に説明する。
本実施例は、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＭＤ，ＭＯ，ＰＤ，ＤＶＤなどの多様な光ディスクに適用できるものである。ここでは、射出成形に直接使用する断熱マスタスタンパの実施例と、マスタからマザーを経て転写製造される断熱サンスタンパの実施例とに分けてそれぞれを説明する。断熱マスタスタンパおよび断熱サンスタンパは、ともに、光ディスク基板成形用スタンパである。
【００３７】
（１）断熱マスタスタンパおよびその製造方法の説明
本発明に係る断熱マスタスタンパ１の製造方法を図１〜図５を用いて説明する。図１は、断熱スタンパ１の製造過程を示す側面図である。
【００３８】
図１において、まず、ガラス基板２にフォトレジスト３を形成後、レーザ露光、現像により、転写面パターンとして凹凸微細パターン４を形成する。本実施例では、ガラス基板２にフォトレジストを、図３に示すように、内周から外周に向けて膜厚が次第に厚くなるように塗布した後、中心から２２.３５ｍｍないし５９ｍｍの領域に案内溝に従うパターン露光をレーザービーム露光で行う。
【００３９】
その際、レーザービームの相対強度を図４のように内周から外周に向けて次第に強度が強くなるように変化させる。パターン露光後、現像して、図５（ａ）に示す如き案内溝パターンを得る。同図から明らかなように、案内溝の深さは、内周から外周へ向かって次第に深くなっている。本実施例では、最外周の案内溝の深さを、最内周の案内溝の深さより５０Å〜５００Å深くなるようにすることによって良好な効果を得ることができ、特に１００Å〜３００Å深くなるようにすることにより著しい効果を得ることができた。なお、図３および図４に示したカーブは一例を示したものであり、様々な変形が可能なことはいうまでもない。
【００４０】
また、上述した例は、案内溝の深さを内周から外周に向けて変化させる例であるが、別の例として、図５（ｂ）のように、案内溝の幅を、内周から外周へ向かって次第に広くする構成にしてもよい。この場合、最外周の案内溝の幅を、最内周の案内溝の幅より０.０２μｍ〜０.１μｍ広くなるようにすることによって良好な効果を得ることができた。
【００４１】
また、案内溝の深さおよび幅の両方を変えてもよく、例えば、最外周の案内溝の深さを、最内周の案内溝の深さより１００Å以下の範囲で深くなるようにするとともに、最外周の案内溝の幅を、最内周の案内溝の幅より０.０５μｍ以下の範囲で広くなるようにすることによって良好な効果を得ることができた。
【００４２】
なお、図１と２は模式的に示した図であり、簡単化のために案内溝の数を少なく、案内溝の形状を一様な形状で示してあるが、実際の案内溝は多数あり、またその形状（深さまたは幅のいずれか一方または両方）は、上述したように内周から外周へ向けて徐々に変化させてあるものとする。後述する図７，８についても同様である。
【００４３】
上述した如き内周から外周に向けて形状（深さ，幅）が徐々に変化する凹凸微細パターン４が形成されたガラス基板２が原盤となる。
【００４４】
次に、この凹凸微細パターン４上に導体化膜５を形成後（図１（ａ））、この導体化膜５を陰極として約２５μｍのＮｉ電鋳層６を形成する（図１（ｂ））。
【００４５】
次に、Ｎｉ電鋳層６の上には、耐熱性高分子材料からなる断熱材によるマスタ断熱層としての断熱層７を積層形成する（図１（ｃ））。例えば、Ｎｉ電鋳層６に部分イミド化された直鎖型ポリアミド酸溶液（ｅｘトレニース＃３０００；東レ製）をスピン塗布またはスプレー塗布した後、加熱して脱水環化させてイミド化することにより、ポリイミドの断熱層７を形成する。この断熱層７の熱伝導率は、９４Ｗ／ｍ・ｋより小さく、図１に図示しない金型に一般的に用いられているニッケルよりも熱伝導率を低くすることが望ましい。また、断熱層７の厚さは、１５０μｍ以下が望ましい。
【００４６】
さらに、別の実施例として、断熱層としては、ポリアミドイミドを用いたポリアミドイミド断熱層として形成してもよい。ポリアミドイミド断熱層も、ポリイミドの断熱層７と同様の手法によって形成することが可能である。そして、ポリイミドの断熱層７またはポリアミドイミド断熱層は、いずれも、所望の厚さに形成することが容易である。
【００４７】
次に、ポリイミドの断熱層７の上に導体化膜８を形成後（図１（ｄ））、この導体化膜８を陰極としてＮｉ電鋳を行い、Ｎｉ電鋳層９を形成する（図１（ｅ））。こうして、全体の厚さが３００μｍ程度の積層物、つまり、Ｎｉ電鋳層６、断熱層７、およびＮｉ電鋳層９からなる積層物がガラス基板２の上に形成され、機械的強度が増大する。
【００４８】
そして、ガラス基板２の上にＮｉ電鋳層６、断熱層７、およびＮｉ電鋳層９からなる積層物が積層形成された後、積層物をガラス基板２から剥離することで、断熱マスタスタンパブランク１０が得られる。そして、この断熱マスタスタンパブランク１０上に残存しているフォトレジスト３を除去した後、保護膜塗布、裏面研磨、内外径プレス、信号や欠陥検査などを行うことで、ガラス基板２上の凹凸微細パターン４が転写された転写面１１を有する断熱マスタスタンパ１が完成する。
【００４９】
図２は、このようにして完成した断熱マスタスタンパ１の一部を示す側面図である。断熱マスタスタンパ１は、図２に示すように、Ｎｉ電鋳層６、断熱層７、およびＮｉ電鋳層９からなり、表面に転写面１１を有している。
【００５０】
（２）断熱サンスタンパおよびその製造方法の説明
次に、サンスタンパとしての断熱サンスタンパ２１の製造方法を、図６および図７を用いて詳細に説明する。図６は、断熱サンスタンパ２１の製造過程を示すフローチャート、図７は、断熱サンスタンパ２１の製造過程を示す側面図である。
【００５１】
まず、ガラス基板２２にフォトレジスト２３を塗布形成後（ステップＳ１、図７（ａ））。レーザ露光および現像により、転写面パターンとして凹凸微細パターン２４を形成しておく（ステップＳ２、図７（ｂ））。次に、この凹凸微細パターン２４上に導体化膜２５を形成後（ステップＳ３、図７（ｃ））、この導体化膜２５を陰極として約３００μｍのＮｉ電鋳層２６を形成する（ステップＳ４、図７（ｄ））。そして、ガラス基板２２よりＮｉ電鋳層２６を剥離して、Ｎｉ電鋳層２６に残存したフォトレジスト２３を除去することで凹凸微細パターン２４が形成されたマスタ２７が得られる（ステップＳ５、図７（ｅ））。
【００５２】
次に、マスタ２７を剥離処理し（ステップＳ６、図７（ｆ））、Ｎｉ酸化膜２８を形成し、約３００μｍのＮｉ電鋳層２９を形成する（ステップＳ７、図７（ｇ））。そして、マスタ２７からＮｉ電鋳層２９を剥離することにより、上記凹凸微細パターン２４が転写された反転転写面パターン３０を有するマザー３１が得られる（ステップＳ８、図７（ｈ））。
【００５３】
その後、前処理後（ステップＳ９）、マスタ２７の場合と同様に、マザー３１を剥離被膜処理してＮｉ酸化膜３２を形成する（ステップＳ１０、図７（ｉ））。次に、約２５μｍのＮｉ電鋳層３３を形成する（ステップＳ１１、図７（ｊ））。その後、洗浄・乾燥処理（ステップＳ１２）、断熱層形成前処理（ステップＳ１３）を経て断熱層３４を形成する。
【００５４】
すなわち、記録エリアの最内周より５ｍｍ内側、および記録エリアの最外周より５ｍｍ外側をテフロン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）でマスク後、Ｎｉ電鋳層３３上に耐熱性高分子材料からなる断熱材によるサン断熱層としての断熱層３４を積層形成する（ステップＳ１４、図７（ｋ））。Ｎｉ電鋳層３３上への断熱層３４の形成方法、断熱層３４の種類などは、図１および図２に例示した断熱マスタスタンパ１およびその製造方法と同様でよい。
【００５５】
そして、断熱層３４の形成後、断熱層３４の上に導体化膜３５を形成し（ステップＳ１５、図７（ｌ））、この導体化膜３５を陰極としてＮｉ電鋳を行い、３００μｍのＮｉ電鋳層３６を形成する（ステップＳ１６、図７（ｍ））。その後、洗浄、乾燥処理を行い（ステップＳ１７）、マザー３１の上に積層形成されたＮｉ電鋳層３３、断熱層３４、およびＮｉ電鋳層３６からなる積層物を剥離することで、断熱サンスタンパブランク３７が得られる（ステップＳ１８、図７（ｎ））。そして、この断熱サンスタンパブランク３７に対して、保護膜塗布(ステップＳ１９）、裏面研磨（ステップＳ２０）、内外径プレス（ステップＳ２１）、信号や欠陥検査など（ステップＳ２２）を行うことで、マザー３１の反転転写面パターン３０が転写された転写面３８を有する断熱サンスタンパ２１が完成する。
【００５６】
図８は、完成した断熱サンスタンパ２１の一部を示す側面図である。断熱サンスタンパ２１は、図８に示すように、Ｎｉ電鋳層３３、断熱層３４、およびＮｉ電鋳層３６からなり、表面に転写面３８を有している。
【００５７】
（３）光ディスク基板およびその製造方法の説明
上述のようにして形成された光ディスク基板成形用スタンパである断熱マスタスタンパ１または断熱サンスタンパ２１を用いて光ディスク基板４１を形成するには、周知の手法によって断熱マスタスタンパ１または断熱サンスタンパ２１を用いた射出成形を行えばよい。
【００５８】
すなわち、図示しない一対の金型の接合部に形成される図示しないキャビティ内に断熱マスタスタンパ１または断熱サンスタンパ２１を固定し、そのキャビティ内に図示しない溶融樹脂を射出充填する。その後、金型を分離して冷却固化後の樹脂を取り出すことによって、光ディスク基板４１が得られる。このような光ディスク基板４１の製造を含む原盤露光から梱包出荷までの一連の流れについては、後述する（図１０参照）。
【００５９】
ここで、金型の温度を通常温度よりも１０℃〜２０℃程度低く設定し、ポリイミドの断熱層７、３４の厚さを５μｍ，２０μｍ，５０μｍ，１５０μｍ，２５０μｍとして実験した。その結果、ポリイミドの断熱層７、３４の厚さが５μｍ以上で十分な転写性の確保と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを両立させることができた。なお、ポリイミドの断熱層７、３４の厚さが２５０μｍになると、転写性は良好であるのに対し、従来よりも光ディスク基板成形サイクルがロータクトとなってしまう。これは、キャビティに対する溶液樹脂充填直後における溶液樹脂の表面部分（スタンパ転写部分）の温度が高くなりすぎてしまい、樹脂の熱変形温度までの冷却に長時間を要することに起因している。
【００６０】
図９は、金型温度と基板転写温度との関係を、従来の一例と本実施例との比較において示すシミュレーション図である。黒ドットが従来の一例を、白ドットが本実施例の場合を示している。従来の一例は、前述の特開平７−１７８７７４号公報に開示されている例である。
【００６１】
図９から明らかなように、従来の一例では、金型温度の変化に対する基板転写温度の変化率が強いのに対し、本実施例では、金型温度の変化に対する基板転写温度の変化率が小さい。すなわち、本実施例では、金型温度に対する基板転写温度の依存性が少ない。このため、本実施例では、金型温度を十分に下げつつ、基板転写温度を高温に維持することが可能となる。従って、図９からも、十分な転写性の確保と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを高次元で両立させることが可能になることがわかる。
【００６２】
次に、原盤露光から梱包出荷までの一連の流れを、図１０を用いて説明する。ここでは、断熱マスタスタンパ１を用いて成形した光ディスク基板４１により形成された光ディスクとしてのＣＤ−Ｒ５１について説明する。この場合、必要に応じて、完成後のＣＤ−Ｒ５１を示す断面図など他の図（例えば、図１１など）も適宜参照しながら説明することとする。
【００６３】
まず、原盤露光過程において、ガラス基板２上に前述したような内周から外周に向けて順次異なる形状（異なる深さ，異なる幅）を有する凹凸微細パターン４に相当するプリグルーブパターン５２を形成し、原盤５３を作製する。このためには、ガラス基板２２の上に塗布された前述したフォトレジスト３によるレジスト層３を製膜し、このレジスト層にＡｒレーザ（アルゴンレーザ）を照射した後、現像することにより、プリグルーブパターン５２を形成する。このようにして光ディスク基板成形用スタンパである断熱マスタスタンパ１を製造するために必要なプリグルーブパターン５２をガラス基板２に形成することができる（図１（ａ）参照）。
【００６４】
次いで、スタンパ製作を行う。前述したように、ガラス基板２に形成されたプリグルーブパターン５２上にＮｉ導体化膜５を形成後、このＮｉ導体化膜５を陰極としてＮｉ電鋳を行い、約２５μｍ電鋳することで（図１（ｂ）参照）、プリグルーブパターン５２が転写された転写面１１を一面に有するＮｉ電鋳層６を形成する。そこで、このＮｉ電鋳層６に対して断熱層７およびＮｉ電鋳層９を積層形成した後、これらのＮｉ電鋳層６、断熱層７、およびＮｉ電鋳層９をガラス基板２から剥離し、断熱マスタスタンパ１を得る（図２参照）。
【００６５】
次いで、射出成形により、光ディスク基板４１を成形する。すなわち、接離自在に設けられた金型としての固定金型５４と可動金型５５との接合部に形成されるキャビティ５６内に光ディスク基板成形用スタンパ１を固定し、そのキャビティ５６内に可動金型５５に設けられたノズル５７から図示しない溶融樹脂を射出充填し、固定金型５４と可動金型５５との間で圧縮する。
【００６６】
その後、固定金型５４と可動金型５５とを分離して冷却固化後の樹脂を取り出すことによって、光ディスク基板４１が得られる。ここで、このような光ディスク基板４１の製造過程においては、上述した如き内周から外周に向けて順次異なる形状（異なる深さ，異なる幅）を有する凹凸微細パターンを有する光ディスク基板成形用スタンパである断熱マスタスタンパ１や断熱サンスタンパ２１を用いる。
【００６７】
次に、製造された光ディスク基板４１上に記録材としての色素を塗布し、光ディスク基板４１上に光吸収層５８を形成する（図１１参照）。
すなわち、ターンテーブル５９上に光ディスク基板４１をセットし、この光ディスク基板４１の上に、フタロシアニン系色素、すなわちフタロシアニンを構成する４つのベンゼン環のそれぞれのα位に１つの１−イソプロピル−イソアミルオキシ基を有するＰｄ・フタロシアニンの３.５重量％ジメチルシクロヘキサン溶液を塗布した後にターンテーブル５９を回転させて２０００ｒｐｍでスピンコートし、７０℃で２時間乾燥（オーブンによるキュアリング）して１００ｎｍの膜厚の光吸収層（記録層）５８を形成する。
【００６８】
次に、反射層６０の形成および保護層６１のオーバーコートを行う。すなわち、ターンテーブル５９の上に光吸収層５８を形成した後の光ディスク基板４１をセットしたまま、スパッタリング装置６２に銀ターゲットを取り付け、銀の反射層６０を１００ｎｍの膜厚で光吸収層５８の上に積層形成し、光反射面６３を形成する。そして、その反射層６０の上に紫外線硬化樹脂をスピンコートした後、紫外線を照射して厚さ６μｍの保護層６１を形成する。
【００６９】
このようにして得られた光ディスクの信号特性や機械特性を検査する。
本実施例における検査では、記録領域、すなわち直径４４.７ｍｍ〜１１８ｍｍの領域に情報を書き込み、波長７８２ｎｍ、ＮＡ０.４７の半導体レーザー光により、再生パワー０.５ｍＷ、線速１.３ｍ/ｓで再生を行い、反射率、ラジアルコントラスト信号、プッシュプル信号を測定した。その結果、反射率、ラジアルコントラスト信号、プッシュプル信号特性が、光ディスク全面にわたって均一にすることができた。また、あらゆる市販のコンパクトディスクプレイヤーに対して、十分な互換性を達成した。
【００７０】
次に、上述した検査に合格した光ディスクだけにスクリーン印刷によってラベルの印刷を行い、その上からハードコート処理を行うことによってメディアすなわち光ディスクとしてのＣＤ−Ｒ５１が完成する。図１１に、このようにして完成したＣＤ−Ｒ５１の断面図を示す。同図において、４１は光ディスク基板、５８は光吸収層、６０は光反射層、６１は保護層、６３は光反射面を示している。
【００７１】
このようにして製造されたＣＤ−Ｒ５１は、その後の梱包出荷を待つことと成る。
【００７２】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することがない範囲で、前述した実施例とは異なる他の様々な形態で実施することができる。
【００７３】
（第２の実施例）
第１の実施例と同様の方法で、光ディスク成形基板を得る。ただし、断熱層でとして耐熱性無機高分子材料であるセラミクス（ジルコニア）を用いる。セラミックスは電析面に対して溶射、プラズマジェット、イオンプレーティングなどの方法で形成する。本実施例では、２０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２５０μｍとした。セラミクス断熱層の厚さ５０μｍ以上で、十分な転写性の確保と、基板成形サイクルのタクトアップを同時に可能となった。加えて、セラミクス断熱層の厚さが１００μｍ，１５０μｍ，２５０μｍのスタンパから成形した基板に対して、第１の実施例と同様に記録層などを成膜して、信号特性を測定したところ、反射率、ラジアルコントラスト信号、プッシュプル信号特性が、光ディスク全面にわたって均一にすることができ、あらゆる市販のコンパクトディスクプレイヤーに対して、十分な互換性を達成した。セラミクス断熱層の厚さを３００μｍ以下にした場合にも良好な結果が得られると思われる。
【００７４】
（第３の実施例）
第１の実施例と同様の方法で、光ディスク成形基板を得る。ただし、断熱層であるビスマスは電析面に対して電気めっきで形成する。なお、ビスマス断熱層の厚さは５０μｍ、１５０μｍ、２５０μｍとした。ビスマス断熱層の厚さ２５０μｍ以上で、十分な転写性の確保と、基板成形サイクルのタクトアップが同時に可能となった。加えて、ビスマス断熱層の厚さが１５０μｍ以上のスタンパから成形した基板に対して、第１の実施例と同様に記録層などを成膜して、信号特性を測定したところ、反射率、ラジアルコントラスト信号、プッシュプル信号特性が、光ディスク全面にわたって均一にすることができ、あらゆる市販のコンパクトディスクプレイヤーに対して、十分な互換性を達成した。ビスマス断熱層の厚さを３００μｍ以下にした場合にも良好な結果が得られると思われる。
【００７５】
（比較例１）
第１の実施例と同様の方法で、光ディスク成形基板を得る。ただし、スタンパはすべてニッケル金属のみで構成されている。第１の実施例と同様の方法で基板成形を実施すると、スタンパの案内溝パターンの転写性が不十分で、信号特性の不良な光ディスクの製造を余儀なくされた。
【００７６】
（比較例２）
第１の実施例と同様の方法で、光ディスク成形基板を得る。ただし、スタンパを作製する際、フォトレジストの膜厚は全面均一、レーザービームの露光強度は一定とした。第１の実施例と同様の方法で基板成形を実施すると、スタンパの案内溝パターンの転写性は十分確保できたが、記録層塗布後、外周部で記録層により案内溝が埋まりやすく、信号特性の不良な光ディスクの製造を余儀なくされた。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、上述した実施例の構成により、成形時の転写性の向上とともに基板成形サイクルのタクトアップが可能になる。また案内溝形状を均一にすることにより、市販のコンパクトディスクプレーヤーとの互換性の高い光ディスクを得ることが可能になる。
【００７８】
さらに詳細に述べると、請求項１記載の発明によれば、転写面に沿わせて転写面以外の部分であってＮｉ電鋳層の間に設けられた断熱性を有する断熱材とを設け、内周から外周に向けて案内溝の形状を順次変化させることにより、溶融樹脂充填後、従来より低温金型を用いた場合でもスタンパに接触する樹脂温度を高くすることができ、微細パターンに対しても十分な転写性が得られる。そのため、高温の転写温度により転写性が良くなるとともに低い金型温度により光ディスク基板成形サイクルのタクトアップが可能になる。
【００７９】
また、その案内溝を内周から外周にかけて順次深くまたは幅を大きくすることにより、スピンコートにより色素溶剤を、成形された光ディスク基板の案内溝に埋めた場合の形状を半径方向の位置によってほぼ均一にすることが可能になる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、断熱材を、金型に一般的に用いられるニッケル（Ｎｉ）よりも低い９４Ｗ/ｍ・ｋ以下の熱伝導率を持つものにすることにより、断熱効果を持たせることができる。
【００８１】
請求項３〜５記載の発明によれば、耐熱性有機高分子材料が持つ低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止できる。また、耐熱性有機高分子材料をポリイミドまたはポリアミドイミドにすることにより、断熱材を種々の膜厚に形成することが容易になる（請求項４）。
【００８２】
請求項６記載の発明によれば、耐熱性無機高分子材料の低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止することができる。
【００８３】
請求項７〜８記載の発明によれば、セラミクスを用いることにより、溶射、プラズマジェット、イオンプレーティングなどによって形成することができる。
【００８４】
請求項９記載の発明によれば、金属の低熱伝導率を利用することが可能になり、溶融樹脂充填直後の表層部分（スタンパ転写部分）の急激な冷却を抑止することができる。
【００８５】
請求項１０記載の発明によれば、溶融樹脂による昇温や金型に対する冷却などのヒートショックに対して、十分な耐性を示し、量産加工法として適用できる。
【００８６】
請求項１１〜１２記載の発明によれば、ビスマスを用いることにより、電気メッキが可能であり、断熱材の膜厚を所定厚に形成することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】断熱スタンパの製造過程を示す側面図である。
【図２】完成した断熱マスタスタンパ１の一部を示す側面図である。
【図３】ガラス基板の半径と塗布するフォトレジストの膜厚の関係を説明するための図である。
【図４】照射レーザビームの露光半径と相対露光強度の関係を説明するための図である。
【図５】案内溝の形状パターンを説明するための図である。
【図６】断熱サンスタンパの製造過程を示すフローチャートである。
【図７】断熱サンスタンパの製造過程を示す側面図である。
【図８】完成した断熱サンスタンパの一部を示す側面図である。
【図９】金型温度と基板転写温度との関係を、従来の一例と本実施例との比較において示すシミュレーション図である。
【図１０】原盤露光から梱包出荷までの一連の流れを説明するための図である。
【図１１】完成したＣＤ−Ｒの断面を示す図である。
【図１２】光ディスクの構成を説明するための図である。
【図１３】一対の金型の間に形成されるキャビティ内に射出充填された樹脂の状態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１：スタンパ、
２，２２：ガラス基板、
３，２３：フォトレジスト、
４，２４：転写面パターン、
６：Ｎｉ電鋳層、
７：断熱材，マスタ断熱層、
９：Ｎｉ電鋳層、
１１，３８：転写面、
２１：サンスタンパ（断熱サンスタンパ）、
２６：Ｎｉ電鋳層、
２７：マスタ、
２９：Ｎｉ電鋳層、
３０：反転転写面パターン、
３１：マザー、
３３：Ｎｉ電鋳層、
３４：断熱材，サン断熱材、
４１：光ディスク基板、
５１：光ディスク（ＣＤ−Ｒ）、
５４：金型（固定金型）、
５５：金型（可動金型）、
５６：キャビティ、
５８：光吸収層（記録層）、
６０：反射膜、
６１：保護膜。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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