JPH03224145A - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタルオーディオディスク（いわゆるコン
パクトディスク）や光磁気ディスク等の光ディスクの製
造方法に関するものであり、特に紫外線硬化樹脂の光重
合によりガラス基板上に凹凸パターンを転写する５いわ
ゆる２Ｐ法（光重合法）による光ディスクの製造方法の
改良に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、カップリング剤で表面処理したガラス基板上
に紫外線硬化樹脂の光重合によりスタンパの凹凸パター
ンを転写するに際し、カップリング処理前あるいはカッ
プリング処理後のガラス基板に対して減圧下、加熱処理
を施すことにより、ガラス基板と紫外線硬化樹脂との接
着性の向上を図ろうとするものである。

〔従来の技術］ デジタルオーディオディスク（いわゆるコンパクトディ
スク）や光磁気ディスク等の光ディスクを製造するに際
し、ピットやグループ（案内溝）等の凹凸パターンを基
板上に転写する手法として、液状の紫外線硬化樹脂に凹
凸パターンが形成されたスタンバを密着させ、紫外線照
射によって前記紫外線硬化樹脂を光重合させる。いわゆ
る２Ｐ法が提案されている。

２Ｐ法は、例えばスクリーン印刷によって光透過性を有
するディスク基板の基板面に液状の紫外線硬化樹脂を塗
布し、該紫外線硬化樹脂に表面に凹凸パターンが形成さ
れたスタンバをローラ等によって密着させた後、基板側
から紫外線を照射することによって紫外線硬化樹脂を光
重合せしめて硬化し、ディスク基板を紫外線硬化樹脂層
とともにスタンバから剥離することにより、スタンバ表
面の微細な凹凸パターン（ピットやグループ）をディス
ク基板面に転写する方法である。

上記２Ｐ法によれば、紫外線硬化樹脂を液状でスタンバ
に密着させるので、複製の忠実度に優れるとともにスタ
ンバ−の劣化がほとんどないという利点を有し、特に基
板にガラス基板を使用した場合には、寸法安定性、耐熱
性、複屈折等の点でも非常に有利である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、ガラス基板を用いて２Ｐ法により凹凸パター
ンを転写する場合、当該ガラス基板と紫外線硬化樹脂と
の接着性が問題となる。

ガラス基板と紫外線硬化樹脂との接着性が悪いと、基板
をスタンバから剥離したときに凹凸パターンが転写され
た紫外線硬化樹脂層がスタンバ側に残ってしまったり、
ガラス基板上の紫外線硬化樹脂層に欠陥や浮き等が発生
する虞れがある。

このような状況から、例えば特開昭６２−７１０３８号
公報等に記載されるように、ガラス基板の表面を予めカ
ップリング剤で表面処理しておき、ガラス基板と紫外線
硬化樹脂との接着性を確保しようとする試みがなされて
いる。

前記カップリング剤は、ガラスのような無機材料と結合
し得る官能基と、紫外線硬化樹脂と結合し得る官能基の
双方を有するもので、したがってこのカップリング剤が
ガラスと樹脂の橋渡しとなってガラス基板と紫外線硬化
樹脂とが強固に結合されるものと期待される。

しかしながら、本発明者等がさらなる検討を加えたとこ
ろ、前記カップリング剤による表面処理を施しても、接
着力が不十分であることに起因して紫外線硬化樹脂層の
剥がれが頻繁に観察され、高倍転性の光ディスクを製造
するには改善の余地があることがわかってきた。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであ
り、ガラス基板と紫外線硬化樹脂との接着力を十分に確
保することができ、高信顛性を有する光ディスクを作成
することが可能な光ディスクの製造方法を提供すること
を目的とする〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は、前述の目的を達成せんものと鋭意研究を
重ねた結果、ガラス基板に残存する水分がカップリング
剤による接着性の改善に悪影響を及ぼすとの結論を得る
に至った。

本発明の製造方法は、かかる知見に基づいて完成された
ものであって、ガラス基板をカップリング剤で表面処理
する工程と、カップリング剤で表面処理されたガラス基
板上に紫外線硬化樹脂層を形成する工程と、前記紫外線
硬化樹脂層に凹凸パターンが形成されたスタンバを密着
させて紫外線を照射し光重合させる工程と、スタンバの
凹凸パターンが転写された紫外線硬化樹脂層をガラス基
板とともにスタンバから剥離する工程とを有してなり、
カップリング剤による表面処理前及び／又はカップリン
グ剤による表面処理後のガラス基板を減圧下、１００℃
以上で加熱処理することを特徴とするものである。

〔作用］ 光ディスクのディスク基板として使用されるガラス基板
は、表面の清浄化を図るために使用前にフロン洗浄等が
施され、その結果若干の水分が残存する傾向にある。あ
るいは、ガラス基板保存時に環境中の水分が基板表面に
吸着されることもある。

二のようにガラス基板に水分が残存すると、カップリン
グ剤によって表面処理しても、紫外線硬化樹脂層との接
着力を十分に確保することができない。

本発明では、カップリング剤による表面処理前及び／又
はカンブリング剤による表面処理後のガラス基板を減圧
下、１００℃以上で加熱処理しており、ガラス基板に残
存する水分が十分に除去される。

したがって、カップリング剤による表面処理の効果が十
分に発揮され、ガラス基板と紫外線硬化樹脂層との接着
力が十分に確保される。

（実施例） 以下、本発明を適用した光ディスクの製造方法の具体的
な実施例について詳細に説明する。

本実施例において、光ディスクを製造するに際して先ず
最初に行う操作は、ガラス基板の加熱処理（ベーキング
）である。

ガラス基板は、使用前の洗浄工程や保存時等において水
分が表面に吸着し残存する傾向にある。

そこで、本実施例においては、カップリング剤による表
面処理に先立って、加熱による水分の除去操作を行う。

すなわち、使用するガラス基板をオーブンの中に入れ、
減圧下で加熱して十分に水分を除去する。

このとき、加熱温度は１００℃以上とすればよく、加熱
中は数トル（Ｔｏｒｒ）程度の減圧状態を維持するもの
とする。

なお、加熱温度は、ガラス基板の溶融温度以下であれば
任意であるが、あまり温度が高いと基板容器に変形が生
じたり、冷却時間が長時間に及ぶ等の不都合が生ずるた
め、１００〜１５０℃の範囲内とすることが好ましい。

加熱時間は、加熱温度によっても異なるが、ガラス基板
の水分が十分に除去される時間とすればよく、例えば加
熱温度を１００〜１５０℃の範囲としたときには、２０
分〜２時間である。加熱時間がこれよりも短いと水分が
十分に除去されず、接着力が不足する虞れがある。これ
に対して、加熱時間が長すぎても接着性の改善に何ら支
障はないが、生産性が低下するためこの点を考慮して設
定する必要がある。

また、加熱終了後のガラス基板の冷却は、オープン中に
入れたままの状態で減圧状態を維持して行うことが好ま
しい。ガラス基板の温度が高いうちに減圧状態を解除す
ると、冷却中に空気中の水分が再び吸着してしまう虞れ
がある。

このように、加熱処理によって水分を十分に除去したガ
ラス基板に対し、カップリング剤による表面処理を施す
。

カップリング剤による表面処理は、カップリング剤を溶
剤で希釈し、この中にガラス基板を浸漬した後、引き上
げることで行われる。

使用されるカップリング剤は、特に制約されるものでは
なく、アミノ基、エポキシ基、ビニル基。

アクリロキシ基、メタクリロキシ基等のような樹脂と結
合可能な官能基と、アルコキシ基、アシロキシ基等の無
機材料と結合可能な官能基の双方を有するものであれば
よい。

具体的には、ｒ−（２−アミノエチル）アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン。

γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン。

ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン
、Ｔ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシ
ランカップリング剤や、イソプロビルジ（ステアロイル
）メタクリルチタネート、イソプロビルジ（メタクリル
）ステアロイルチタネートイソプロビルジ（ステアロイ
ル）アクリルチタネート、イソプロビルジ（アクリル）
ステアロイルチタネート等のチタンカップリング剤等が
例示される。

上記カップリング剤を希釈する溶剤としては、通常は水
系の溶剤（例えば純水）が使用されることが多いが、水
系の溶剤を使用すると乾燥状態が悪く、いわゆるシミが
残り易い。前記シミがガラ大基板に残ると、光を散乱し
て基板の欠陥となり、不良品として扱われることになる
。また、前記水系の溶剤は、カップリング剤による接着
性の改善に悪影響を及ぼす虞れがある。

そこで、前記希釈溶剤として、有機溶剤５特にエステル
系の溶剤を使用することが好ましい。前記エステル系の
溶剤は、水の溶解度が低く、カップリング剤に対する影
響が少ない。また、エステル系の溶剤を使用することで
、乾燥時間を短縮することができ、乾燥シミが発生する
こともない。

エステル系溶剤としては、通常のエステル系溶剤がいず
れも使用で、き、例えば酢酸エチル、酢酸プロピル、酢
酸ブチル等が例示され、特に酢酸ブチルが好適である。

また、カプリング剤の濃度としては、０．１〜５重量％
とすることが好ましい。カップリング剤の濃度が高すぎ
ても、逆に低すぎても、均一な処理は難しい。

カップリング剤による表面処理に際しては、基板の引き
上げ速度が重要で、あまり引き上げ速度が速すぎると、
処理液の流れ等により均一な処理が困難となる。均一な
処理状態とするためには、ガラス基板の引き上げ速度は
、５閣／秒以下とする必要がある。引き上げ速度は、遅
ければ遅いほど良好な乾燥状態が得られるが、あまり遅
すぎると生産性が大きく低下することから、自ずと限度
がある。

前記カップリング剤による表面処理を施した後、２Ｐ、
法によって表面に凹凸パターンが転写された紫外線硬化
樹脂層を形成するが、カップリング剤で処理されたガラ
ス基板を２Ｐ法を行う前にさらに減圧下で加熱処理し、
カップリング剤による表面処理後にガラス基板に吸着さ
れる水分を除去するようにしてもよい。

加熱処理の条件は、カップリング剤による表面処理前に
おける加熱処理と同様であり、加熱時間は３〜１５時間
程度とすればよい。

以上の手法によりカップリング剤で表面処理されたガラ
ス基板に対して２Ｐ法のプロセスを施し、スタンパの凹
凸パターンを転写して光ディスクを製造する。

第１図は、２Ｐ法による光ディスクの製造装置の一例の
概略構成を示すものである。

この製造装置は、２Ｐ法の一連のプロセスを連続的に処
理するものであり、前記カップリング剤による表面処理
が施されたガラス基板を収容する基板供給部（１）と、
当該ガラス基板に紫外線硬化樹脂を塗布するスクリーン
印刷部（２）と、紫外線硬化樹脂にスタンパをロール圧
着し紫外線を照射して光重合する転写部（３）と、凹凸
パターンが転写されたガラス基板を収容する基板搬出部
（４）が機台（５）上に順次配置されてなる。

上記基板供給部（１）は、隣接して配置されるスクリー
ン印刷部（２）にガラス基板（６）を次々に供給するた
めにガラス基板（６）を−時的にストックしておくため
のもので、複数のガラス基板（６）を収容する多段式の
カートリッジ（７）を備えている。

上記スクリーン印刷部（２）は、真空チャッキングによ
りガラス基板（６）をしっかりと保持する基板載置部を
有する印刷台（８）やスクリーン印刷のためのスクリー
ン、スキージ等を備えてなり、上記カートリッジ（７）
から第１の基板受渡機構（図示は省略する。）によって
機械的に一枚ずつ取り出されてきたガラス基板（６）の
一方の面に、液状の紫外線硬化樹脂（９）をスクリーン
印刷により塗布するようになっている。

上記転写部（３）は、表面にピットやグループ等を反転
した凹凸パターンが形成されたスタンパ（１０）や当該
スタンパ（１０）を保持し前後方向に移動自在とされた
スタンパホルダ（１１）を備えており、このスタンパホ
ルダ（１１）の移動方向に沿って、紫外線硬化樹脂（９
）が塗布されたガラス基板（６）とスタンパ（１０）と
を圧着するためのローラ（１２）や、紫外線硬化樹脂（
９）を硬化するための紫外線を照射する光源（１３）が
配設されている。

なお、上記スクリーン印刷部（２）と転写部（３）の間
には、印刷台（８）上のガラス基板（６）の表裏を反転
し、紫外線硬化樹脂（９）が塗布された面がスタンパ（
１０）と対向するようにガラス基板（６）を転写部（３
）へと移送する第２の基板受渡機構が設けられているが
、ここでは図示は省略する。

上記基板搬出部（４）は、先の基板供給部（１）と同様
、多段式の搬出用カートリッジ（１４）を備えており、
転写部（３）においてスタンパ（１０）の凹凸パターン
が転写された後スタンパ（１０）から引き剥がされたガ
ラス基板（６）を、第３の基板受渡機構によって順次こ
の中へ収容するようになっている。

この第３の基板受渡機構は、回動軸（１５）を中心に回
動操作される回動アーム（１６）と、この回動アーム（
１６）の先端に設けられた吸着ヘッド（１７）とからな
っており、前記ガラス基板（６）を吸着ヘッド（１７）
に吸着して転写部（３）から基板搬出部（４）の搬出用
カートリッジ（１４）へと移送する機能を有する。

上述の構成を有する光デイスク製造装置においては、以
下のような工程を経て光デイスク基板が作成される。

すなわち、前述の加熱処理やカップリング剤による表面
処理が施されたガラス基板（６）は、先ず基板供給部（
１）のカートリッジ（７）内にストックされる。

そして、図示しない第１の基板受渡機構によって、スク
リーン印刷部（２）の印刷台（８）へと移送される。

この印刷台（８）上のガラス基板（６）には、第２図Ａ
に示すようなスクリーン印刷具によって直ちに紫外線硬
化樹脂（９）が塗布される。

上記スクリーン印刷具は、所定の開ロバターンが形成さ
れた薄いステンレス板からなる印刷用スクリーン（１８
）とスキージ（１９）とを主な構成要素とするもので、
枠体（２０）に張設された印刷用スクリーン（１８）上
に紫外線硬化樹脂（９）を供給した後、スキージ（１９
）で紫外線硬化樹脂（９）を帰道することにより、ガラ
ス基板（６）表面に紫外線硬化樹脂（９）が前記開ロバ
ターンに応じて印刷される。

本例では、印刷用スクリーン（１８）の開ロバターンを
、三日月形状に集合された亀甲パターン（１８ａ）と、
この三日月形状の亀甲パターン側に偏って分散配設され
る円形パターン＜１８ｂ）とから構成し、スタンパ（１
０）との圧着の際の紫外線硬化樹脂の漏出や泡の発生等
を未然に防ぐようにしている。

上述の手法により紫外線硬化樹脂（９）がスクリーン印
刷されたガラス基板（６）を第２図Ｂに示す。

次いで、上記ガラス基板（６）は転写部（３）へと移送
され、スタンパ（１０）の凹凸パターンが転写される。

転写部（３）への移送に際しては、上記ガラス基板（６
）の表裏が反転され、第２図Ｃに示すように、紫外線硬
化樹脂（９）が塗布された面が下側となるようにして、
スタンパホルダ（１１）上のスタンパ（１０）と重ね合
わされる。

次いで、スタンパ（１０）と重ね合わされたガラス基板
（６）は、スタンパホルダ（１１）を移動することによ
り第２図りに示すようにローラ（１２）で圧着され、ス
タンパ（１０）と密着することになる。この段階では前
記紫外線硬化樹脂（９）が液状であることから、スタン
パ（１０）の微細な凹凸パターン内に均一に隙間無く入
り込む。

しかる後、前記スタンパホルダ（１１）がさらに移動し
、スタンパ（１０）と密着されたガラス基板（６）は光
′ａ（１３ンの下へと搬送される。

そして、第２図Ｅに示す如くガラス基板（６）側から紫
外線が照射され、ガラス基板（６）とスタンパ（１０）
の間に充填された紫外線硬化樹脂（９）が光重合によっ
て硬化される。これによって、スタンパ（ｌＯ）表面の
凹凸パターンがガラス基板（６）上の紫外線硬化樹脂層
へと転写されたことになる。

凹凸パターンの転写後、第２図Ｆに示すように、前記ガ
ラス基板（６）はスタンパ（１０）から剥がされ、第３
の基板受渡機構によって基板搬出部（５）へと移送され
る。このとき、ガラス基板（６）には、カップリング剤
による表面処理が施されるとともに、表面処理前あるい
は表面処理後に減圧下での加熱処理が施されているので
、紫外線硬化樹脂（９）に対する接着性が十分に確保さ
れており、凹凸パターンが転写された紫外線硬化樹脂層
がガラス基板（６）から剥離する等のトラブルが発生す
ることはない。

上述の光デイスク製造装置により、スタンパ（１０）の
凹凸パターンが転写されたディスク基板は、さらに反射
膜や記録膜を成膜したり、保護層等を設けることで光デ
ィスクとされるが、光ディスクの構成は任意であり、し
たがってディスク基板上に成膜される反射膜、記録膜、
保護膜等は用途に応じて任意に選択することができる。

例えば、デジタルオーディオディスクや、いわゆるＣＤ
−ＲＯＭ等においては、凹凸パターンが転写されたディ
スク基板上にＡ１等の金属反射膜が成膜される。光磁気
ディスクでは、磁気光学特性（カー効果やファラデー効
果）を有する垂直磁化膜（例えばＴｂＦｅＣｏ等）が成
膜される。その他、低融点金属薄膜や相変化膜、有機色
素を含有する膜等を記録層とする光ディスクにも適用可
能である。

以上の工程を経て製造される光デイスク基板は、ガラス
基板と紫外線硬化樹脂との接着力が大きく、紫外線硬化
樹脂層の剥がれのない高信顛性を有するものである。

以上、本発明を適用した実施例について説明したが、本
発明がこの実施例に限定されるものではなく、例えばカ
ップリング剤による表面処理後の加熱処理は省略しても
よい。

〔発明の効果〕

上述の説明からも明らかなように、本発明においては、
ガラス基板のカップリング処理に先立って、あるいはカ
ップリング処理の後に、減圧下での加熱処理を施してい
るので、ガラス基板に残存する水分を除去することがで
き、ガラス基板と紫外線硬化樹脂との接着力を確保する
ことができる。

したがって、本発明によれば、凹凸パターンが転写され
た紫外線硬化樹脂層の剥がれのない、信軌性の高い光デ
ィスクを製造することが可能である。

また、本発明によって製造される光ディスクは、ガラス
を基板材料とするものであるため、機械的強度や耐熱性
、複屈折等の点で優れた特性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はスタンパの凹凸パターンを転写するためのディ
スク製造装置の一例を示す概略平面図である。 第２図Ａないし第２図Ｆは２Ｐ法のプロセスを説明する
ための概略斜視図であり、第２図Ａはスクリーン印刷工
程、第２図Ｂは紫外線硬化樹脂が印刷されたガラス基板
、第２図Ｃはスタンバへの重ね合わせ工程、第２図りは
ローラによる圧着工程、第２図Ｅは紫外線照射工程、第
２図Ｆはスタンパからの剥離工程をそれぞれ示す。 ６・・・ガラス基板 ９・・・紫外線硬化樹脂 １０　・ ・スタンバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス基板をカップリング剤で表面処理する工程と、 カップリング剤で表面処理されたガラス基板上に紫外線
   硬化樹脂層を形成する工程と、 前記紫外線硬化樹脂層に凹凸パターンが形成されたスタ
   ンパを密着させて紫外線を照射し光重合させる工程と、 スタンパの凹凸パターンが転写された紫外線硬化樹脂層
   をガラス基板とともにスタンパから剥離する工程とを有
   してなり、 カップリング剤による表面処理前及び／又はカップリン
   グ剤による表面処理後のガラス基板を減圧下、１００℃
   以上で加熱処理することを特徴とする光ディスクの製造
   方法。