CN101842836B - 光盘涂布工具、光盘涂布方法及光盘制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光盘涂布工具，该工具包括：涂布部，用以涂布涂料；限制部，用以限制涂布范围；以及支持部，用以支持该涂布部与该限制部。该涂布部与该限制部构成集料区。同时，也公开了一种使用该光盘涂布工具的光盘涂布方法以及光盘制造方法。

Description

光盘涂布工具、光盘涂布方法及光盘制造方法

技术领域

本发明涉及光盘涂布工具、光盘涂布方法以及光盘制造方法，尤其涉及适用于以高黏度涂料形成定义于期望涂布范围内的具有均匀厚度的厚环状涂布层的光盘涂布工具、光盘涂布方法以及光盘制造方法。

背景技术

光盘制造过程中，在光盘基板上涂布涂料而形成平坦涂布层的技术是十分重要的。现有技术的涂布方法包括溅镀、旋转涂布、印刷、化学气相沉积等等。然而，各现有技术方法在使用上有限制。

旋转涂布为将光盘基板以100rpm到8000rpm的较高转速旋转以将涂料甩开并均匀分布于光盘基板上的制程，这一方法的优点在于可获得厚度均一的涂布层。虽然通过旋转涂布在特殊的制程中，可形成100μm以上的厚度，但由于无法通过旋转涂布将高黏度涂料均匀涂布于光盘基板上，由高黏度涂料形成的涂布层可能会厚度不均或者会有严重的水波纹。而当涂料黏度大于10000cps，甚至无法将此涂料旋转甩开。又，执行旋转涂布时，待涂布基板须以旋转速度约介于100rpm到8000rpm的高速旋转，不适合高速旋转的基板就无法使用旋转涂布来形成涂布层。另外，当执行旋转涂布时，会将部分涂料甩落光盘基板范围以外的地方，造成涂料浪费或需再回收废料的问题。

就溅镀、印刷、化学气相沉积而言，虽然可使用高黏度的涂料，但却不易形成厚度大于0.1mm的涂布层，或者具有高厚度的形成的涂布层的平坦度将会不佳。例如，当执行真空溅镀时，只能形成厚度小于10μm的涂布层。如凸版、凹版、平板等一般印刷方式只能形成厚度小于20μm的涂布层。网版印刷可形成厚度约100μm的涂布层，但网版印刷本身有使用上的限制，如待涂布物体不能有突出部分等等。举例来说，若欲涂布的光盘基板在基板的中心部分具有较厚的支持部，造成中心支持部较为突出，便不能使用网板印刷来形成涂布层。再者，除了印刷之外，其余方法大部分在限定涂布范围(如在环状基板上形成预定宽度的环状涂布层)上会有困难。此外，刮刀技术一般应用于较大面积的整体涂布，故在操作中易有多余涂料被刮落，无法避免涂料的浪费，且难以限定涂布范围(如形成环状涂布层)。

不易找到适当的涂布方法以利用较高黏度的涂布材料在光盘基板上形成厚度较大的均匀环状涂布层，且限制其涂布范围以节省涂料成本。

发明内容

本发明针对上述方法的限制，提出适合在光盘上涂布高黏度材料以形成厚且平坦的环状涂布层的光盘涂布工具与方法，本发明的工具与方法可限定涂布范围并避免涂料的浪费。

本发明提供一种光盘涂布工具，包括：涂布部，具有上表面及用以涂布涂料的涂布表面；限制部，用以限制光盘基板上的涂布范围，包括具有第一外侧表面的第一挡片及具有第二外侧表面的第二挡片，限制部及涂布部共同形成集料区；以及支持部，用以支持涂布部与限制部。涂布部为刮刀构造，用来刮动涂料于光盘基板上，以形成厚度均匀的涂布层。限制部的第一挡片及第二挡片分别连接于涂布部的两对向侧，各朝实质上垂直于涂布部的上表面的方向向下延伸适当长度，且第一外侧表面、第二外侧表面及涂布部的涂布表面共平面。集料区为具有U形剖面的构造，且其可用以限制光盘基板上的涂布范围，且在涂布操作过程中储存涂料，避免涂料的浪费。支持部设有多个固定孔，连接驱动机构，以带动此光盘涂布工具上下移动或者转动。

本发明也提供一种光盘涂布方法，其操作步骤包括：(1)置料步骤，在具有中心支持部的光盘基板上或根据本发明的光盘涂布工具中放置涂料；(2)定位步骤，定位光盘涂布工具以使光盘涂布工具的涂布表面平行于光盘的待涂布表面；(3)移动步骤，使光盘涂布工具与光盘基板之间产生相对移动；(4)涂布步骤，利用光盘涂布工具将涂料涂布于光盘基板上；以及(5)形成步骤，在光盘基板上形成环状涂布层。本方法适用于黏度大于10000cps的涂料，可形成0.1mm以上的高厚度的平坦涂布层。

在(1)置料步骤中，放置于光盘基板上的涂料量是根据需要形成涂布层的涂布范围尺寸而预先决定的，如此一来，便不会造成涂料的浪费，也没有余料回收的问题。在(3)移动步骤中，旋转载台上的基板可以100rpm以下的转速旋转，或者基板不转，而光盘涂布工具通过驱动装置的带动而以100rpm以下的转速沿着圆形轨迹移动，更或者是光盘基板与光盘涂布工具都转动。因此，本方法适用于仅以低速旋转的基板。又，在此步骤中，控制此光盘涂布工具与光盘基板之间距离最后控制涂布层的形成厚度。在(4)涂布步骤中，涂布工具的限制部可限制涂料在光盘上的涂布范围内，并将涂料分流成两部分，使靠近光盘基板中心的一小部分涂料接触此光盘基板的支持部，以加强光盘的结构。

本发明还提供一种光盘制造方法，其操作步骤包括：(1)基板制造步骤，其制造环形基板，此环形基板具有支持部以及围绕支持部的记录部，其中支持部的厚度大于记录部的厚度，且此记录部具有记录表面；(2)涂布层形成步骤，其在记录表面上形成涂布层；以及(3)阻尼层形成步骤，通过本发明的光盘涂布工具以及光盘涂布方法，在上述涂布层上形成阻尼层。

本发明的光盘涂布工具及光盘涂布方法适用于利用高黏度涂料将具有高厚度的环状涂布层形成于光盘上，以此方法所形成的光盘符合光盘片的规格标准，具有优良的厚度均匀性。此外，本发明的光盘涂布工具及光盘涂布方法可视宽度需求涂布出所需宽度的环状涂布层，并兼具省料的优点。

附图说明

图1A为根据本发明一实施例的光盘涂布工具的立体图；

图1B为根据本发明一实施例的光盘涂布工具的侧视图；

图1C为根据本发明另一实施例的包括两个挡片在其中的光盘涂布工具的集料区的侧剖面图；

图2为阐明根据本发明又一实施例的光盘涂布设备的示意图；

图3为阐明根据本发明一实施例的光盘涂布方法的流程图。

具体实施方式

将参照附图，说明根据本发明的优选实施例的光盘涂布工具、光盘涂布方法及光盘制造方法，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明。

图1A及图1B分别为根据本发明一实施例的光盘涂布工具的立体图以及侧视图。如图1A所示，光盘涂布工具11包括：涂布部1；限制部2；以及支持部3，此三部分可以组合的方式或一体连接形成。涂布部1具有实质上为用以刮动涂料涂布于光盘基板上的刮刀构造，包括上表面(1a’)及涂布表面(1a)，其中该涂布表面1a即为涂布部1(刮刀)接触涂料的下缘。涂布表面1a优选为相对于涂布部1的上表面1a’倾斜一角度，在涂布操作时，光盘涂布工具11将使此斜面实质上平行于待涂布表面，以使涂料能均匀地涂布于基板上。限制部2包括至少一个挡片。在本发明的一实施例中，限制部2仅具有一个挡片，其具有外侧表面2b，此唯一挡片在宽度方向C的相对于待涂布基板而言的远心侧连接于涂布部1，而朝实质上垂直于该涂布部1的上表面1a’的方向向下延伸适当长度。在本发明的另一实施例中，最优的状况为限制部2包括两个挡片，这两个挡片分别连接于涂布部1的宽度方向C两对向侧，而朝实质上垂直于该涂布部1的上表面1a’的方向向下延伸适当长度。在此实施例中，两个挡片的形状、尺寸、构造、及向下延伸的适当长度相同。此外，在涂布表面1a相对于涂布部1的上表面1a’倾斜一角度的情况下，两个挡片的外侧表面2a及2b亦相对于涂布部1的上表面1a’倾斜相同角度，以使涂布表面1a、两个挡片的外侧表面2a及2b在涂布操作时共平面。换言之，涂布部1与限制部2的两个挡片共同形成具有U形横剖面(如图1C所示)的结构，即集料区，其宽度可视需要调整，该宽度可代表涂布范围的宽度。应注意：两个挡片的形状、尺寸、构造可不相同，只要涂布部1的涂布表面1a与两个挡片的外侧表面2a，2b共平面，且两个挡片能将涂料限制于集料区即可。

支持部3具有多个固定孔4，其用以与驱动机构相连接，如机械臂，以便能支持、移动及/或转动涂布部1以及限制部2。但本发明的连接方式并不限于此，可采用能够连接支持部3与涂布部1的任何方法，例如夹持、焊接，只要可使支持部3达成对涂布部1及限制部2整体的支撑及定位。

图2阐明根据本发明一实施例的光盘涂布设备。此设备包括：机械臂12；固定于机械臂12的光盘涂布工具11；旋转载台(未图示)；光盘基板13，其被载于旋转载台上，且具有支持部以及围绕支持部的记录部(未图标)；及进料装置14。进料装置14用来将适量的涂料(未图标)放置于光盘基板13的待涂布表面上。记录部的表面为待涂布表面。

将参照图2及图3详述使用上述光盘涂布设备的光盘涂布方法。图3为阐明根据本发明的光盘涂布步骤的流程图。

首先，进料装置14将适量涂料放置于光盘基板13的待涂布表面的靠近光盘基板13的中心处(步骤20)。加载进料装置14接着被放置于光盘基板13上的涂料量多寡是基于需要形成涂布层的涂布范围大小而预先决定。以限制部2包括两个挡片的情形为例，在涂布操作进行期间，涂料因两个挡片而被保持在光盘涂布工具11的集料区内，之后再慢慢地将其涂布于光盘基板13上，所以不会造成任何涂料的浪费。

其次，在光盘涂布工具11中，例如，通过机械臂12来共同移动及调整涂布部1及限制部2，使涂布部1的涂布表面1a及挡片的外侧表面2a和2b本质上平行于光盘表面的待涂布表面(步骤21)。须注意：涂布部1(及限制部2)仅能接触涂料但不会接触光盘基板13的待涂布表面。之后，旋转载台带动光盘基板13沿着如图2所示的箭头A方向慢速旋转(步骤22)。或者，光盘涂布工具11可转动而光盘基板13可保持不动，只要可产生两者之间的相对移动而达成将涂料分散于光盘基板13上即可。因光盘基板13沿着如图2的箭头A方向缓慢旋转，涂料会逐渐分散于光盘基板13上，同时光盘涂布工具11会接触到光盘基板13上的涂料。

接下来，方法进行到步骤23。在仅具有一个挡片的情形下，由于缺少挡片，故在基板13的中心(或支持部，未显示)附近难以获得控制良好的涂布；然而，其对于因此而产生的动态不平衡(其代表旋转光盘的震动程度)无显著影响；向基板13的远心侧移动的涂料将被限制于具有L型横剖面的集料区内。在具有两个挡片的情形下，接近光盘基板13中心的限制部2的挡片在与涂料接触之后将涂料分流为两部分。一小部分涂料流向光盘基板13的支持部(未显示)，另一部分涂料沿着涂布部1下缘远离支持部移动，直到其被另一档片的内缘阻挡。依此方式，可将涂料的分布限制于期望宽度内，多余的涂料会保持在光盘涂布工具11的U形横剖面集料区中。

随后，光盘涂布工具11逐渐上移远离旋转的光盘基板13，继续将光盘涂布工具11的集料区中的涂料涂布于光盘基板13上，因此，光盘基板13由于涂料层而逐渐且均匀地变厚，保持在集料区内的涂料因而变少。当涂布层达到指定厚度时，光盘涂布工具11即停止上移，并均匀化此涂布层的厚度，形成如图2的虚线S所标记的具有期望宽度的环形涂布层(步骤24)。

相比于其它现有技术的光盘涂布方法，本发明的方法适用于黏度大于1000cps的高黏度涂料，以在光盘基板上形成厚度大于0.1mm的涂布层。利用此方法在光盘基板13上形成的环状涂布层的宽度可由集料区控制，集料区使涂布的涂料不会超出集料区的宽度，并使多余的涂料保持在集料区内，以避免造成涂料的浪费。集料区由涂布部1(刮刀结构)以及限制部2构成。此外，光盘基板13的旋转速度可视需求而设定，例如，可以100rpm以下的速度来旋转，故本方法亦可用于仅能以低转速旋转的基材。

本发明另一实施例包括光盘涂布设备与类似于上述实施例的相似光盘涂布方法，但在涂布方法上有差异。差异之处在于：光盘基板13是静止不动的，而机械臂12除了控制光盘涂布工具11的移动之外，还沿着圆形轨迹以如图2的箭头B所标记的方向移动，此圆形轨迹的半径大小可通过机械臂12的操作而被调整，以决定涂料在光盘基板13上的涂布位置。因此，即使光盘基板13保持静止，也可将涂料涂布于光盘基板13上，而形成具有期望宽度的环状涂布区域。此外，光盘涂布工具11的转速可视需求而设定，例如，可以100rpm以下的速度来转动，故本方法亦可用于仅能以低转速旋转的基材。

根据本发明另一实施例，光盘涂布方法包括：光盘基板13以如图2的箭头A所标记的方向旋转，同时光盘涂布工具11以如图2的箭头B所标记的方向转动，从而将涂料涂布于光盘基板13上形成具有期望宽度的环状涂布区域，且亦达到上述效果与优点。

依据本发明另一实施例，进料装置14可以省略，而在光盘涂布工具11的集料区内设置进料口。即，光盘涂布工具11可有进料功能。其进料量亦根据需要形成涂布层的涂布范围大小而预先决定，故不会造成涂料的浪费。

上述根据本发明的光盘涂布工具以及光盘涂布方法可克服现有技术的光盘涂布工具及方法的一些既有问题。测量由依据本发明的一实施例的光盘涂布工具及方法所形成的光盘的动态不平衡(其为旋转光盘的震动程度)以显示本发明的优点。使用测试工具执行此实验。用于此实验的各光盘具有120mm的直径、1.2C.C.的涂料、及环状涂布层，此环状涂布层具有33mm的预定宽度且被局限在光盘半径17mm至50mm处。测试结果显示于表1。

表1

依据一般光盘片的标准规格，120mm光盘片的标准动态不平衡量应不超过0.010g.m；动态不平衡量数值越低，则震动越小，在旋转期间光盘越稳定。涂布层不均匀是导致旋转时震动的主因，因此，涂布层越平坦，震动越小，而动态不平衡量也就越小。

如表1所示，对于第1号光盘，在半径20mm处的最大涂布层厚度为0.173mm，而最小厚度为0.132mm；在半径35mm处的最大及最小涂布层厚度分别为0.187mm及0.165mm；在半径45mm处涂布层厚度最大为0.178mm，而最小厚度为0.120mm；以及在整片第1号光盘中，测得涂布层的最大及最小厚度分别为0.187mm及0.120mm，最后得出第一号光盘的动态不平衡量为0.00182g.m，远小于标准规定的0.01g.m。

第2号光盘的测试结果为：在半径20mm处的最大涂布层厚度为0.167mm，最小为0.133mm；在半径35mm处的最大及最小涂布层厚度分别为0.188mm及0.166mm；在半径45mm处的涂布层厚度最大为0.172mm，最小为0.123mm；以及在整片第2号光盘中，测得涂布层的最大及最小厚度分别为0.188mm及0.123mm，最后得出第2号光盘的动态不平衡量为0.00167g.m，远小于标准规定的0.01g.m。

测试第3号光盘，其中在半径20mm处的最大涂布层厚度为0.164mm，最小为0.144mm；在半径35mm处的最大及最小涂布层厚度分别为0.188mm及0.168mm；在半径45mm处的涂布层厚度最大为0.167mm，最小为0.133mm；以及在整片第3号光盘中，测得最大及最小涂布层厚度分别为0.188mm及0.133mm，最后得出第3号光盘的动态不平衡量为0.00156g.m，远小于标准规定的0.01g.m。

第4号光盘的测试结果为：在半径20mm处的最大涂布层厚度为0.166mm，最小为0.145mm；在半径35mm处的最大及最小涂布层厚度分别为0.189mm及0.175mm；在半径45mm处的涂布层厚度最大为0.176mm，最小为0.125mm；以及在整片第4号光盘中，测得最大及最小涂布层厚度分别为0.189mm及0.125mm，最后得出第4号光盘的动态不平衡量为0.00171g.m，远小于标准规定的0.01g.m。

由上述数据可发现，在四片光盘的测试中，涂布层厚度差异越小的光盘，动态不平衡量越小。换言之，在旋转期间，涂布层越平坦的光盘震动越小。上述每一片光盘的动态不平衡量皆远小于规定的0.010g.m，且涂布层的厚度差也很小，故以本发明的光盘涂布工具与光盘涂布方法所形成的光盘可达到符合光盘标准规格的稳定性，且具有均匀的涂布层。

在另一实施例中，本发明的光盘的制造方法包括：制造环形基板，此环形基板具有支持部以及围绕支持部的记录部，其中支持部的厚度大于记录部的厚度，且记录部具有记录表面；形成涂布层于记录表面上，用以记录数据；以及形成阻尼层于涂布层上，以缩短环形基板对震动的反应时间。

当利用本发明的光盘涂布工具、光盘涂布方法以及光盘制造方法时，可依需求指定光盘涂布工具的集料区宽度，从而指定阻尼层的宽度，此外，在涂布操作中，通过控制光盘涂布工具相对于环形基板的位置，可调整环状涂布层在环形基板上的位置。

此外，包括两个挡片的限制部可将涂料分流为两部分。一小部分涂料移向环形基板中心，接着接触环形基板的支持部(若有设置)。另一部分涂料沿着光盘涂布工具的涂布部边缘移动以形成阻尼层，在此情况下，使得阻尼层通过接触支持部的小部分涂料而连接到支持部。因为此环形基板的支持部较厚，因此若阻尼层接触到支持部便能加强所形成的光盘片的结构。

本发明可在不离开本发明精神及基本特征下作各种特定的例示。因此本实施例应视为举例性而非限制性者，且本发明的范围由所附权利要求书的范围来限定而并非由上述说明书限制，所有与权利要求范围等同的变化均应包括于本发明中。

【产业利用性】

本发明光盘涂布工具及光盘涂布方法适用于利用高黏度涂料将具有高厚度的环状涂布层形成于光盘上，以此方法所形成的光盘符合光盘片的规格标准，具有优良的厚度均匀性。此外，本发明的光盘涂布工具及光盘涂布方法可视宽度需求涂布出所需宽度的环状涂布层，并兼具省料的优点。

Claims (19)

1.一种光盘涂布工具，包括：

涂布部，具有上表面及用以涂布涂料的涂布表面；

限制部，用以限制待涂布光盘基板上的涂布范围；及

支持部，与所述涂布部相连接，用以支持所述涂布部与所述限制部；

其中所述限制部包括第一挡片，所述第一挡片具有第一外侧表面，所述第一挡片连接于所述涂布部的宽度方向相对于待涂布光盘基板的远心侧而朝实质上垂直于所述涂布部的上表面的方向向下延伸适当长度，且所述第一外侧表面与所述涂布部的所述涂布表面共平面，以使所述涂布部与所述限制部构成具有开放形状横剖面并定义集料区的结构。

2.如权利要求1所述的光盘涂布工具，其中，所述支持部设有多个固定孔。

3.如权利要求1所述的光盘涂布工具，其中，所述涂布部、所述限制部以及所述支持部为一体连接形成。

4.如权利要求1所述的光盘涂布工具，其中，所述限制部还包括第二挡片，其具有第二外侧表面，所述第二挡片连接于所述涂布部的宽度方向相对于所述待涂布光盘基板的另一近心侧而朝实质上垂直于所述涂布部的上表面的方向向下延伸适当长度，且所述第一外侧表面、所述第二外侧表面与所述涂布部的所述涂布表面共平面。

5.如权利要求1所述的光盘涂布工具，其中，由所述涂布部与所述限制部构成的所述结构具有L形横剖面。

6.如权利要求1所述的光盘涂布工具，其中，所述第一外侧表面及所述涂布部的所述涂布表面相对于所述涂布部的上表面倾斜。

7.如权利要求4所述的光盘涂布工具，其中，所述第一挡片与所述第二挡片具有相同或不同的尺寸、形状、及构造。

8.如权利要求4所述的光盘涂布工具，其中，所述第一外侧表面、所述第二外侧表面及所述涂布部的所述涂布表面相对于所述涂布部的上表面倾斜。

9.如权利要求4所述的光盘涂布工具，其中，由所述涂布部与所述限制部构成的所述结构具有U形横剖面。

10.一种光盘涂布方法，使用如权利要求1所述的光盘涂布工具，包括以下步骤：

置料步骤，在光盘基板上放置涂料；

定位步骤，使所述光盘涂布工具的所述涂布部的所述涂布表面平行于所述光盘基板的待涂布表面；

移动步骤，其使所述光盘涂布工具与所述光盘基板之间产生相对移动；

涂布步骤，其利用所述光盘涂布工具将所述涂料涂布于所述光盘基板上；以及

形成步骤，其在所述光盘基板上形成涂布层。

11.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，所述光盘基板具有中心支持部。

12.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，所述光盘涂布工具包括进料装置，而所述置料步骤由所述光盘涂布工具来施行。

13.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，所述涂料黏度大于10000cps。

14.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，在所述移动步骤中，通过使所述光盘基板旋转、使所述光盘涂布工具沿着圆形轨道以100rpm以下的速度移动、或两者的组合产生所述相对移动。

15.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，所述涂布层的厚度大于0.1mm。

16.如权利要求11所述的光盘涂布方法，其中，在所述涂布步骤中，所述光盘涂布工具的所述限制部将所述涂料分流，使一部分所述涂料接触所述光盘基板的中心支持部。

17.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，所述涂布层为环状。

18.如权利要求10所述的光盘涂布方法，其中，以所述涂布方法形成涂布层于其上的所述光盘具有小于0.010g.m的动态不平衡(Dynamic Imbalance)量。

19.一种光盘制造方法，包括以下步骤：

基板制造步骤，制造环形基板，所述环形基板具有中心支持部以及围绕所述中心支持部的记录部，其中所述中心支持部的厚度大于所述记录部的厚度，且所述记录部具有记录表面；

涂布层形成步骤，在所述记录表面上形成涂布层；以及

阻尼层形成步骤，其依据如权利要求10所述的光盘涂布方法在所述涂布层上形成阻尼层。

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