CN1203482C - 圆形光学存储盘的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在制造圆形光学存储盘(10)的方法中，当在覆盖层和间隔层(15)的旋转涂覆过程中，光盘(10)的基底(11)周围有延伸体(21)。延伸体(21)可由一件或件组成。外周边(23)具有圆形或多边形状。延伸体与光盘基底(11)的周边(13)周向密切接触。延伸体的表面(22)大体与光盘的基底(11)的表面(12)平齐以便在旋转涂覆过程中阻止旋转涂覆流体的流动。常在基底(11)的周边(13)形成的抬高的边缘(16)现被传送至延伸体(21)的外周边(23)。涂覆操作后，去除延伸体(21)。通过选择涂层(15)不好地粘附的表面，有助于再用延伸体(20)。所制造的光学存储盘没有或有很小的抬高的边缘(16)，该方法不会引起额外的重折率。

Description

圆形光学存储盘的制造方法
技术领域
本发明涉及一种圆形光学存储盘的制造方法，其具有一带有一第一表面和一外周边的基底，其中该第一表面设置有通过施加一液体、旋转该基底并将该液体固化形成的涂层。
本发明还涉及由上述方法制造的圆形光学存储盘。
背景技术
该方法如从日本专利JP-11086356A是已知的。上述涂覆步骤是以“旋转涂覆”已知。在旋转涂覆过程中，许多含有溶剂的液体分配成一基底，然后旋转该基底。随后将基底的旋转速度增加至一较高速度，取决于期望的层厚，一般地为几百至成千上万转每分。离心力导致径向液流，使得大部分液体旋转离开基底。
流体行为的自然规律导致在基底的外围出现流体的较厚层形式如抬高的边缘，其上防止使过量流体流动。流体以滴状离开基底，而不是连续流动。该抬高的边缘是流体内表面张力和其在基底的外围的接触角的结果。于是，抬高的边缘厚度从基底的外围向内扰动几个毫米。一般当使用圆形基底时，其内发生扰动的距离是几个毛细管长度值：
其中σ是流体的表面张力，p是其容积质量，g是重力加速度。当使用蒸发溶剂时，由于溶剂的蒸发流体快速地开始固化，留下圆形对称的呈某种径向厚度状的固体涂层。通常一热固化步骤随着该处理步骤用于进一步固化。当使用非蒸发溶剂或慢蒸发溶剂时，流体材料通常是紫外线可固化的，并且直接在旋转涂覆步骤及基底仍在其旋转涂覆位置硬化后固化。
在JP-11086356A描述的方法中，使用超尺寸的基底，在旋转涂覆和流体固化后，将基底切成期望的直径，然后除去抬高的边缘。
该方法的缺点是，需用特殊工具来修剪基底，污染光盘表面颗粒、灰尘或薄片可通过修剪操作形成。并且，这些工具易于遭受磨损，需要频繁更换。
另一个缺点是，修剪操作可在剪切边缘近的基底附近引起非松弛性应变，该剪切边缘在基底的几毫米如五毫米的外围区域可产生光学重折率，当通过基底读或写光盘时，其会带来问题。
然而另一个缺点是在光盘制造中使用生产成本较高的非标超大基底。
发明内容
本发明的目的是提供开头段所述类型的方法，由该方法可抵消盘上的抬高的边缘并避免修剪基底。
本发明提供一种制造具有一基底的圆形光学存储盘的方法，所述基底带有第一表面和外周边，其中所述第一表面通过施加流体，旋转所述基底并将所述流体固化而设置有涂层，特征是当将所述流体施加到所述第一表面时，在分立的延伸体中有所述基底，所述延伸体的内周边与所述基底的所述外周边接触，两者之间没有间隙形成，或其间的间隙不会引起流体的大量毛细流动；所述延伸体的上端表面与所述基底的第一表面平齐形成连续表面，在至少所述流体的局部固化后，所述延伸体和所述基底分离。
延伸体形成一带有光盘基底的大体连续的表面。延伸体的表面最好没有延伸超出基底的第一表面。实践中，偏离期望涂层厚度的小于十分之一是可以接受的。在该情形中，延伸体不会或几乎不会阻碍涂层流体流离基底，可将延伸体的表面定位于基底的第一表面稍下方，如在一约期望涂层厚度三分之一的距离。但最好避免任何偏离。这样，由于涂层流体光滑地穿过基底-延伸体边界，就免除了抬高的边缘形式。抬高的边缘从光盘基底外周转送至延伸体的外部外周。
延伸体与光盘的基底的外部外围大体周向地接触，从而避免延伸体和基底间的缝隙，这是非常重要的。否则表面张力会在缝隙位置引起层厚偏离；甚至抬高的边缘。没有缝隙也防止流体穿过上述缝隙的毛细流动。实践中，尽管避免缝隙是重要的，非常小的不会引起涂层流体的大量毛细流动的缝隙会存在并可接受。
位于其表面之下的延伸体的形状可以自由地选择，只要其表面大体与光盘基底的第一表面平齐以及避免光盘基底和延伸体间的缝隙。当流体固化后，除去延伸体，这或者引起涂层在光盘的基底的外周脱落或使其从延伸体释放。延伸体的表面粘合特性决定两种可能性之一的发生。当涂层完全从延伸体释放，但仍与光盘的基底上的涂层形成一整体，有必要将重叠部分去掉。然而，这只需要一个非常简单的剪切工具，由于相对薄的涂层的厚度。
在本发明的方法的实施例中，延伸体具有一圆形的外部外围。由于是圆形，该延伸体相对容易装配。
在本发明的方法的另一实施例中，延伸体具有一多边形的外部外围。在该实施中，极大地降低了抬高的边缘扰动距离，并进一步改进光盘的基底外围附近的抬高的边缘的形成抵消作用。对该改进的解释是涂层流体的改进的排放，由于延伸体的外围的拐角点的出现。使过量流体量、抬高的边缘的潜在高度和宽度降低。
在本发明方法的实施例的修改中，延伸体具有规则多边形形状，如六边形或方形，其具有流体对称排泄的优点。另一优点是，容易实现平衡盘/延伸体结合，其在上述结合旋转过程中是重要的。另一个优点是，六边形和方形延伸体可从板材上剪切而不会有大量的剪切损失。
在本发明方法的实施例中，延伸体与光盘基底包括相同的材料。此种情况下，固化的流体较好地粘合到延伸体的表面，使得延伸体一般在后续盘的制造中不能再用，除非如延伸体比先前定位低。
然而，延伸体的表面包括固化的流体较差地粘附的材料。其优点是，当盘与延伸体分开时，固化的流体可从延伸体释放，使得延伸体可再容易地使用。
在另一实施例中，延伸体形成有分立全等部分41a，该部分41a的表面大体与基底的第一表面平齐。优点是，绕着延伸体部分的光盘基底的定位可容易地自动实现，这在批量生产中是有利的。在该实施例中，使用带有固化的流体较差地粘附的表面的部分是有利的。如当将延伸体的部分沿向下径向地向外的方向相对光盘基底除去时，固化的流体容易变得与延伸体的部分的表面脱离，使其为下一光盘的制造准备好。以这种方式可以避免固化的流体残余留在部分的表面的后面。
将流体通过紫外光固化是有利的。希望得到厚的固化层时，如50-150毫米，该方法具有在使用含有非或慢性蒸发溶剂的流体时相对固化快的优点。
使用根据本发明的方法，可用在周边区域大体没有光重折率的基底制造圆形光盘。这可由这样的事实解释，不像本发明的上述引证的公知方法，修剪涂覆的基底不要求去除主要包括抬高的边缘的固化的流体部分。
涂层可是一覆盖层或一间隔层并在光盘基底上具有减小的厚度可变性，从而在读或写光束穿过所速覆盖层或间隔层时提高根部记录层的光读写性能。例如，100微米覆盖层用于新的60毫米半径的数字录像记录(DVR)盘。该盘是通过此覆盖层读写的，因此必须质量好。根据当前标准讨论，覆盖层必须是100+/-3微米厚至58.5毫米的半径，在以上半径从58.5毫米至60毫米，厚度变化不得超过50微米。
在多层光记录盘中采用间隔层，其中由这种间隔层分开几个记录层。大多时候，这些间隔层具有约几十毫米的厚度，在厚度上变化不应超过约5％。
附图说明
附图说明本发明方法的实施例，连同说明书说明本发明方法的原理。其中：
图1是沿图2A的I-I线所取的剖面图，其中旋转涂层缝隙夹持由延伸体围绕的光盘基底并由一涂层覆盖；
图2是图1的组件的顶视图；
图2B是图2A的更改，其中延伸体的外周边是多边形；
图2C是图2A的进一步更改，其中延伸体的外周边是多边形，延伸体包括三部分；
图3示出三种厚度的涂层，其中两个是由本发明的方法制成。
具体实施方式
参看图1和图2A，圆形光盘基底11具有中央孔14和圆形周边13。中央孔14允许基底11安装于旋转涂层缝隙5并允许制出的光盘10置于光盘播放机或录音机中心。在基底11上，已有数据读或记录层堆叠和最新光记录媒介使用的轨道结构。根据本发明，带有表面22的分立延伸体21中有基底11。向第一表面12和表面22提供涂层15。如，这可通过喷嘴将流体置于中央缝隙外侧实现，而基底/延伸体结合以约30rpm的低速旋转，并将勺形喷嘴逐渐向外侧移动。以这种方法可用涂层15将第一表面12覆盖。
延伸体21大体与基底11的周边13周向地接触。延伸体的表面22大体与光盘基底11的表面12平齐。
一旦涂层流体如10ml的紫外硬化脂Daicure SD 645沉积，基底11和延伸体21的旋转速度增加到220rpm并在66秒内维持该速度。由于旋转速度，大部分涂层流体经由外周边23驱离基底11和延伸体21的表面，留下一约100微米的薄层。由于流体的表面张长，抬高的边缘已形成于延伸体21的外周边23的附近。该抬高的边缘具有大体比覆盖的基底11的流体层高度高的流体层高度。典型的此抬高的边缘16的宽度约几个毫米，取决于涂层流体及其沉积的表面的物理特性。由于抬高的边缘16形成于延伸体21的表面，光盘基底11的涂层15的高度不或稍会增加。
一停止旋转，将流体层置于紫外线光6秒并用高能量的紫外源(Philips HP-A 400W)及在流体表面之上18厘米高的特别反射器固化。这可在氮气环境下实现。此后除去延伸体21。这可由相对光盘基底11移下延伸体21完成。以此方式，覆盖延伸体21的表面22的涂层15部分或在光盘的基底11的周边13脱落，或从延伸体21释放。延伸体21的表面22的粘附特性决定两个可能性哪一个发生。延伸体21的表面22的材料可能与光盘基底11的会引起固化的涂层较好的粘附的材料相同。对于低的粘附性，延伸体21的表面22具有低的表面能量。这可由选择低的粘附松堆材料或对延伸体21进行表面处理、可能性是：
散装材料：含氟聚合物、脂肪族聚合物和/或芳香族(如聚对二甲苯)等。
表面处理：带有疏水组的硅烷，如十八烷基-氯醛-硅烷，CnF2n+1(CH2)2SiX3，其中X可以是Cl、OCH3、OC2H2和6＜n＜12。
如果延伸体21的形状是这样的即可相对光盘10的基底11向上移动，如当没有延伸体21的内部分24时，含抬高的边缘16的涂层15的部分更可能在周边13脱落，即使粘附到延伸体21的表面22是差的。
在涂层15的外部分完全地从延伸体21释放而仍在光盘10的基底11与涂层15形成一整体层的情况下，有重叠部分。可用非常简单的剪切工具去除该部分，由于涂层15的厚度较小。
延伸体21具有内直径120mm和外直径130mm。
参看图2B，在带多边形外周边33的延伸体31有光盘基底11。所示的延伸体31具有一侧尺寸为130mm的方形外周边33。
参看图2C，相等的光盘基底11由三个全等的延伸体部分41a包围。部分41a以这样的方式定位，即与光盘基底11的周边13大体周向接触及部分41a的表面42a大体与基底11的第一表面12平齐。在该布置中，三部分41的外周边43具有规则的六边形形状，其中两平行边距离为130mm。延伸体部分41a的表面42a最好具有引起涂层15的低粘附的特性。在图1的说明中提及实现其的可能性。一当流体已固化，部分41a可径向向外去除。该运动使涂层15从部分41a的表面42a释放。剩余涂层如同图1的说明提及的去除。
参看图3，三条曲线示出从半径50毫米至60mm的光盘基底11的涂层15及半径范围从60毫米至65毫米的延伸体21、31的厚度。后者如果适用。由于抬高的边缘在半径50毫米下的范围内基本没有，所以未示。
r＝至光盘基底的中心的距离以毫米计。
t＝光盘基底的涂层或延伸体的厚度，以毫米计，
曲线50代表设置于光盘基底11的涂层15的厚度状况，而没用延伸体。
曲线51代表设置于光盘基底11、从51a线测量的涂层15的厚度状况并使用图2A所示的延伸体。
曲线52代表设置于光盘基底11、从52a线测量的涂层15的状况并使用图2B所示的延伸体。
可从曲线50看出，在不使用延伸体时，大体抬高的边缘16的半径在54毫米和60毫米之间。
在曲线51中，当使用带有直径为130毫米的圆形外周边23的延伸体21时，抬高的边缘16至要出现在延伸体21上。然而，抬高的边缘16的较大的扰动距离，恰在光盘基底11的半径60毫米内仍有抬高的边缘16的影响。
在曲线52中，当使用带有侧尺寸为130毫米的方形外周边33的延伸体31时，抬高的边缘16扰动距离可大大降低且在光盘基底11的60毫米半径内看不到抬高的边缘16的影响。如前所述，这是由于在沉积流体后，在基底延伸体结合11、31结合的旋转过程中，过量的流体从周边33的角落的额外排泄。

Claims (8)

1.一种制造具有一基底(11)的圆形光学存储盘(10)的方法，所述基底带有第一表面(12)和外周边(13)，其中所述第一表面(12)通过施加流体，旋转所述基底并将所述流体固化而设置有涂层(15)，其特征在于，
当将所述流体施加到所述第一表面(12)时，在分立的延伸体(21，31，41)中有所述基底(11)，所述延伸体(21，31，41)的内周边与所述基底(11)的所述外周边(13)接触，两者之间没有间隙形成，或其间的间隙不会引起流体的大量毛细流动；所述延伸体的上端表面与所述基底的第一表面平齐，形成连续表面，在至少所述流体的局部固化后，所述延伸体(21，31，41)和所述基底(11)分离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延伸体(21)具有一圆形的外周边(23)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延伸体(31，41)具有一多边形的外周边(33，43)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述延伸体(31，41)的外周边(33，43)为正多边形。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述延伸体(21、31、41)的所述上端表面(22，32，42)由与所述光学存储盘(10)的所述基底(11)相同的材料组成。
6.如权利要求1、2、或3所述的方法，其特征在于，所述延伸体(21、31、41)的所述上端表面(22，32，42)具有低的表面能量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延伸体(41)形成有分立全等部分(41a)，所述部分(41a)的上端表面(42a)与所述基底(11)的所述第一表面(12)平齐。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体通过暴露于紫外光而固化。
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