DE68920380T2

DE68920380T2 - Aufzeichnungsmedium für optische Daten und Herstellungsgerät und -methode dafür.

Info

Publication number: DE68920380T2
Application number: DE68920380T
Authority: DE
Inventors: Hisamitsu Kamezaki; Osamu Saito; Yoshitane Tsuburaya
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2009-08-18
Also published as: EP0356140B1; EP0356140A3; US5199988A; DE68920380D1; EP0356140A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums, das mit einer Aufzeichnungsschicht versehen ist, die aus einem Aufzeichnungsmaterial mit organischem Farbstoff gebildet ist.
Vor kurzem ist eine optische Platte entwickelt worden, die einen organischen Farbstoff als Aufzeichnungsmaterial verwendet, der durch die Verwendung eines Rotationsauftragungsverfahrens, d. h. eines Schleuderauftragungsverfahrens zur Herstellung eines Films die Produktivität verbessern kann.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 61-129747 zeigt eine herkömmliche Technik, die sich auf das Schleuderauftragungsverfahren bezieht. Diese Herstellungstechnik ist für eine Aufzeichnungsmaterialschicht mit einer mittleren Filmdicke im Bereich von 0,035 bis 0,14 um verfugbar. Bei dieser Technik erfolgt die Steuerung der Filmdicke nur über die Drehzahl der Schleuderauftragung und die Konzentration der Auftragungslösung.
Ebenso ist eine optische Datenaufzeichnungsplatte bekannt, auf der eine Aufzeichnungsschicht aus einem organischen Farbstoff als Wärmeverfahren-Aufzeichnungsmaterial ausgebildet ist. Da die Aufzeichnungsschicht dieser optischen Datenaufzeichnungsplatte mit dem Schleuderauftragungsverfahren gebildet werden kann, kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Vakuum-Filmerzeugungsmaschine verwendet wird, eine Herstellungsvorrichtung hierfür vereinfacht werden. Ebenso ist es vorteilhaft, daß das Schleuderauftragungsverfahren zu einer hohen Produktivität führt.
Fig. 47 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt, die für die Herstellung dieser Art von optischen Aufzeichnungsplatten verwendet wird. Ein Substrat 102 ist horizontal auf einem vertikal angeordneten Wellenzapfen 101 montiert. Über dem Substrat 102 ist eine Düse 104 mit einer vertikal gegen das Substrat 102 gebogenen Spitze 103 angeordnet. Die Düse 104 wird so gehalten, daß ihre Spitze 103 nach Wunsch von einem inneren Umlaufbereich zu einem äußeren Umlaufbereich des Substrats 102 bewegt werden kann. Die Spitze 103 der Düse 104 wird vom inneren Umlaufbereich zum äußeren Umlaufbereich des Substrats 102 bewegt, während gleichzeitig hiermit aus der Düsenspitze 103 eine vorgegebene Menge schichtbildenden Materials abgegeben wird, wodurch das schichtbildende Material gleichmäßig auf dem Substrat 102 verteilt wird.
Derzeit ist eine CD (Compact Disc) zur Musikwiedergabe weitverbreitet. Da jedoch diese CD nur zur Wiedergabe verwendet wird und keine sogenannte DRAW-Funktion besitzt (Direkt Read After Write), kann ein Benutzer auf solchen CDs keine Aufzeichnungen vornehmen oder diese bearbeiten. Folglich gibt es einen großen Bedarf an einer CD mit dieser DRAW-Funktion. Ferner ist an einer optische Platte mit anderen Anwendungen als die einer CD eine kostengünstigere optische Platte mit der DRAW-Funktion erwünscht.
Es wird angenommen, daß ein Metallmaterial wie z.B. TE als Fehlstellenmedium oder ein Metallmaterial wie z.B. In als ein sogenanntes Phasenänderungsmedium, das einen Übergang vom Kristall zum Nichtkristall ausführt, für die Verwendung als optisches Aufzeichnungsmaterial mit der DRAW-Funktion geeignet sind. Da jedoch eine Aufzeichnungsschicht aus diesen Metallaufzeichnungsmaterialien unter Verwendung einer Dünnfilmerzeugungstechnik wie z.B. eines Bedampfungsverfahrens, eines Sputterverfahrens oder ähnliches erzeugt wird, bleiben die Massenproduktivität und die Kosten problematisch.
Folglich ist für die Herstellung eines Films im Hinblick auf die Produktivität das Schleuderauftragungsverfahren wünschenswert.
Für das Schleuderauftragungsverfahren gibt es ein Verfahren zum Materialauftrag in der Mitte einer Platte mittels Schwerkraft, ein Abwärtsfließverfahren sowie ein Verfahren zum Tropfen des Materials auf einen mittleren Bereich in Ringform und Entfernen des überschüssigen Materials (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 61-5794).
Das Zentraltropfverfahren ist in den Fig. 48 und 49 gezeigt, in welchen eine Lösung 105 auf den mittleren Bereich des Substrats 102 des plattenähnlichen Aufzeichnungsmediums getropft wird (Fig. 48) und unmittelbar danach das Substrat mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, um somit durch die Zentrifugalkraft einen Überschuß an Lösung 105 zu entfernen und einen Film zu bilden (Fig. 49).
Im Abwärtsfließverfahren wird die Düse ebenso linear vom äußeren Umfang zum inneren Umfang (oder vom inneren Umfang zum äußeren Umfang) des Substrats 102 bewegt, während das Substrat gedreht wird, um die Lösung 105 aufzutropfen, um einen Überschuß an Lösung 105 zu entfernen und eine Beschichtung zu bilden.
Wie in den Fig. 50, 51 und 52 gezeigt, wird beim Hochgeschwindigkeits-Entfernungsverfahren die Lösung 105 unter der Bedingung, daß das Substrat 102 mit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht oder in einer festen Stellung gehalten wird, auf einen Bereich um einen Klemmbereich A des Substrats getropft. Danach wird das Substrat 102 mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, so daß der Überschuß an Lösung 105 vom Substrat entfernt wird, um eine Auftragungsschicht zu bilden.
Auch für den Fall, daß die flüssige Auftragungsschicht des Aufzeichnungsmaterials auf Vorpits (mit einer Breite von 0,4 bis 0,5 um und einer Tiefe von ungefähr λ/4, wobei λ die Wellenlänge des Lichts ist), die auf eine Abdruckoberfläche (kopierte Schicht) einer Oberfläche des Substrats 102 kopiert sind, oder auf vorgeformten Rillen (Führungsrillen mit einer Breite von ungefähr 0,4 bis 0,5 um und einer Tiefe von ungefähr λ/8) mit dem Schleuderauftragungsverfahren ausgebildet wird, oder für den Fall, daß mit dem Schleuderauftragungsverfahren eine Auftragungsflüssigkeit für eine Schutzschicht auf die Aufzeichnungsschichtoberfläche der Aufzeichnungsschicht, die getrocknet worden ist, um einen Film zu bilden, aufgetragen wird, ist es wohlbekannt, daß die durch die Schleuderauftragung gebildete flüssige Auftragungsschicht oder die nach dem Trocknen der Aufzeichnungsschicht gebildete Auftragungsschicht in den in den Fig. 53 und 54 gezeigten Zuständen gehalten wird.
Es nämlich bekannt, daß eine Vertiefung 110 der Vorpits oder der Vorrillen mit der Aufzeichnungsschicht 3 aufgefüllt wird, so daß sowohl in der Aufzeichnungsschicht 3 als auch in der Schutzschicht 8a keine Vertiefung ausgebildet wird, oder andernfalls die Vertiefung in der Aufzeichnungsschicht 3 ausgebildet wird, in der Schutzschicht 8a jedoch keine Vertiefung ausgebildet wird.
Übrigens haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung u.a. mit Bezug auf "optisches Datenaufzeichnungsmedium und dessen Herstellungsverfahren" die EP-Anmeldung Nr. 89306168.9 eingereicht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, daß es gemäß der in der obenbeschriebenen, ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 61-129747 offenbarten Technik sehr schwierig ist, eine Dicke oder eine Gleichmäßigkeit des Films nur mittels der Drehzahl der Schleuderauftragung und der Konzentration der Auftragungslösung zu steuern. Z.B. schreitet für den Fall, daß eine Lösung mit einem niedrigen Siedepunkt gewählt wird, ein Verdampfen der Lösung während der Schleuderauftragung rasch fort, wodurch ein ungleichmäßiger Film gebildet wird. Ferner führt eine unterschiedliche Filmdicke zwischen dem inneren und dem äußeren Umfangsbereich der optischen Platte zu einer Veränderung des Reflexionsfaktors oder der Transparenz, was einen Führungsfehler oder ähnliches verursacht.
Eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, solche im Stand der Technik enthaltenen Fehler zu überwinden und eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums zu schaffen, die eine gleichmäßige Dicke des Aufzeichnungsmediums sicherstellt.
Im allgemeinen ist für die Aufzeichnungsschicht der optischen Datenaufzeichnungsplatte eine Gleichmäßigkeit in der Größenordnung von 2 bis 3 nm erforderlich.
Selbst wenn jedoch die Schleuderauftragungsbedingungen wie z.B. die Drehzahl des Substrats, der Drehmodus des Sübstrats, die Art des Aufzeichnungsschichtmaterials, die Viskosität der Auftragungslösung der Aufzeichnungsschicht, die atmosphärische Bedingung in der Vorrichtung und ähnliches optimal gewählt werden würden, bliebe gemäß der obenbeschriebenen, herkömmlichen Schleuderauftragungsvorrichtung eine Ungleichmäßigkeit in der Dicke von wenigstens in der Größenordnung von 8 bis 10 nm. Die Ursache hierfür kann wie folgt angegeben werden.
Wenn nämlich z.B. die Auftragungsflüssigkeit des Aufzeichnungsschichtmaterials zuerst auf das Substrat 102 getropft wird, wird die Auftragungsflüssigkeit unter der Gleichgewichtsbedingung zwischen der Schwerkraft, der Oberflächenspannung und der Benetzbarkeit der Substratoberfläche über das Substrat 102 verteilt. Danach wird die Auftragungsflüssigkeit durch die Zentrifugalkraft in Richtung des äußeren Umfangsbereichs des Substrats 102 bewegt. Da die Spitze 103 der Düse 104 bei der obenbeschriebenen Schleuderauftragungsvorrichtung vertikal bezüglich des Substrats 102 angeordnet ist, wird die Lösung zuerst vom zentralen Tropfbereich gleichmäßig auf die benachbarten Bereiche verteilt, woraufhin die Lösung zum äußeren Umfangsbereich des Substrats 102 bewegt wird. Aufgrund des Tropfens der Lösung wird dementsprechend eine Menge der Lösung, die in eine zur Zentrifugalrichtung entgegengesetzte Richtung gewirbelt wird, relativ groß, so daß der Fluß der Lösung kompliziert ist. Als Folge davon wird die Gleichmäßigkeit der gebildeten Aufzeichnungsschicht gestört.
Obwohl sich die vorangegangene Beschreibung auf das Schleuderauftragungsverfahren für die Aufzeichnungsschicht bezieht, ist klar, daß für den Fall, daß eine andere Dünnfilmschicht wie z.B. die Grundierungsschicht der Aufzeichnungsschicht und die Hartmantelschicht auf der Substratoberfläche mit dem Schleuderauftragungsverfahren gebildet wird, ein ähnliches Problem entsteht.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums zu schaffen, die sehr einfach auf dieselbe Weise wie bei der ersten Aufgabe die gleichmäßige Dicke des Films sicherstellen kann, wobei solche Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung überwunden werden.
In Übereinstimmung mit dem vorausgegangenen Zentraltropfverfahren wird auch die in der Fig. 49 gezeigte Lösung 105 auf den Bereich nahe dem Zentralbereich des Substrats 102 getropft, wobei sich die Lösung 105 danach durch die Zentrifugalkraft über das Substrat 102 ausbreitet, um einen Film zu bilden. Dementsprechend kann eine Menge der Lösung 105 auf dem inneren Umfangsbereich des Substrats nicht ausreichend sein. Als Folge davon wird die Lösung nicht gleichmäßig verteilt. Es ist unvorteilhaft, wenn die Dicke der Lösung zwischen den inneren und äußeren Umfangsbereichen des Substrats 102 ungleichmäßig ist.
Bei dem obenbeschriebenen Abwärtsfließverfahren und dem Hochgeschwindigkeits-Entfernungsverfahren können die Nachteile des Zentraltropfverfahrens überwunden werden. Es gibt jedoch noch ein weiteres Problem. D.h., die Größe (Breite, Tiefe) eines Signalmusters eines Vorpits und einer Führungsrille, die in der Oberfläche des Substrats 102 ausgebildet sind, ist tatsächlich extrem klein; die Lösung 105 besitzt eine bestimmte Viskosität; und das Substrat ist mit der Lösung (insbesondere mit Wasser) schwer benetzbar. Folglich werden die feinen Vertiefungen (Pits oder Führungsrillen) in der Substratoberfläche nicht gut mit der Lösung 105 ausgefüllt. Somit ist die Dicke des Films nicht gleichmäßig oder es wird eine Gasblase gebildet, die die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften nachteilig beeinflußt.
Um die obengenannten Nachteile zu überwinden, ist es eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums zu schaffen, das eine gleichmäßige Filmdicke ohne irgendwelche Gasblasen besitzt und bessere Wiedergabeeigenschaften aufweist.
Andererseits ist bei der optischen Platte mit den Vorpits, wie in Verbindung mit den Fig. 53 und 54 erklärt ist, im allgemeinen die Modulation des Datenreproduktionssignals, das durch Anstrahlen der Vorpits mit einem Wiedergabelaserstrahl von den Vorpits erhalten wird, sehr schwach. Z.B. kann bei einer optischen Platte mit einem organischen Farbstoff als Aufzeichnungsfilm, die einen Cyaninfarbstoff des Indoltyps für eine Aufzeichnungsschicht 3 und einen Polyvinylalkohol für die Schutzschicht 8a verwendet, eine so schwache Modulation praktisch nicht verwendet werden. D.h., daß Wiedergabesignal von den Vorpits enthält viele Fehler, wobei es schlimmstenfalls unmöglich ist, das Signal überhaupt auszulesen.
Um die Nachteile des vorausgegangenen Standes der Technik zu überwinden, ist es eine vierte bevorzugte Aufgabe der Erfindung, ein mit Vorpits und Vorrillen versehenes optisches Datenaufzeichnungsmedium mittels Schleuderauftragung zu schaffen, so daß durch Anstrahlen mit dem Wiedergabelaserstrahl von den Vorpits und den Vorrillen ein Wiedergabesignal mit sehr kleinem Fehler und starker Modulation erhalten werden kann.
Eine fünfte bevorzugte Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsbedingung der Schleuderauftragung und der Schleuderauftragungsvorrichtung zu schaffen, welche die obenbeschriebenen, Vorpits und Vorrillen bilden können.
Die JP-A-60-217627 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 22. Im Vergleich dazu schafft die vorliegende Erfindung, wie in den Ansprüchen 1 und 22 definiert ist, eine Herstellungsvorrichtung und ein Verfahren, bei denen eine Düse zum Auftragen eines einen dünnen Film bildenden Auftragungsmaterials auf das Substrat in einer Stellung gegenüber dem inneren Umfangsbereich des Substrats angeordnet ist; die Spitze der Düse von oberhalb des Substrats betrachtet gegen den äußeren Umfangsbereich des Substrat gerichtet ist; und die Spitze der Düse so geneigt ist, daß von einer Seite der Düse aus betrachtet ein vom Substrat gebildeter Winkel weniger als 90º beträgt.
Da die Spitze der Düse in die gleiche Richtung weist wie die Zentrifugalkraft, wird mit einer solchen Anordnung, wenn die Lösung auf das Substrat getropft wird, eine große Menge der Lösung in Richtung der Zentrifugalkraft verteilt, so daß eine Menge der Lösung, die entgegengesetzt zur Richtung der Zentrifugalkraft verteilt wird, relativ klein ist. Dementsprechend fließt die Lösung sanft zum äußeren Umfang des Substrats, um einen dünnen Film mit einer gleichmäßigen Dicke zu bilden.
Auch ist es nicht erforderlich, die Düse in Radialrichtung der Düse zu bewegen. Es ist deshalb möglich, den Düseneinstellbereich klein zu halten. Da das Substrat und die Düse dementsprechend in ein kleines Dichtungsgehäuse eingebaut werden können, ist es möglich, einen dünnen Film mit einer gleichmäßigen Dicke zu bilden.
Im IBM TDB, Band 17, Nr. 11, April 1975, S. 3281 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18 offenbart. Im Vergleich dazu bedeutet der in Anspruch 18 definierte Aspekt der Erfindung für die Schleuderauftragung, daß diese in einem von der Umgebungsluft abgetrennten Gehäuse durchgeführt wird, wobei eine maximale Grenze für die Trennung des zu beschichtenden Substrats vom darüber liegenden Gehäuseschacht festgelegt wird. Dies steuert die Luftströmung über dem sich drehenden Substrat, um eine kontrollierte, gleichmäßige Dicke für den Auftragungsfilm zu erreichen.
Die JP-A-62-136265 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19. Der in Anspruch 19 definierte Aspekt der Erfindung schafft in seiner bevorzugten Form eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums, mit einem Drehtisch, der ein Substrat trägt, und einer Düse, die Auftragungsflüssigkeit auf das Substrat tropfen läßt, wobei die auf das Substrat getropfte Auftragungsflüssigkeit durch eine Drehkraft des Drehtischs über dem Substrat verteilt wird. Das Gas über dem Substrat strömt im allgemeinen aufgrund der Drehung des Drehtischs zum Zentralbereich des Substrats und weiter entlang der Oberfläche des Substrats zum äußeren Umfangsbereich des Substrats. Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine Gasströmung-Unterdrückungseinrichtung zur Unterdrückung einer solchen Gasströmung in einer bestimmten Entfernung von der Unterdrückungseinrichtung und erfordert auch, daß der Arbeitsbereich, in dem die Schleuderauftragung stattfindet, von der Umgebungsluft getrennt wird.
Mit dem Vorsehen der Gasströmung-Unterdrückungseinrichtung kann die nachteilige Auswirkung der durch die Drehung des Drehtischs erzeugten Gasströmung über dem Drehtisch beseitigt werden, um die Bildung eines Films mit einer gleichmäßigen Dicke zu vereinfachen.
Die JP-A-60-182534 ist ein Verfahren offenbart, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 23 definiert ist, zum Auftragen einer Schutzschicht auf eine Platte unter Verwendung einer Schleuderauftragungstechnik. Der in Anspruch 23 definierte Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Schaffung einer verdeckt liegenden Aufzeichnungsschicht unter Abtrennung von der Umgebungsluft, wodurch vor der Auftragung der Schutzschicht ein glatter, verdeckt liegender Auftragungsfilm für die Aufzeichnungsschicht erreicht wird.
Wie später genauer beschrieben wird, kann über dem gesamten Auszeichnungsbereich des Substrats ein flüssiger Auftragungsfilm z.B. aus einer Polyvinylalkohol-Wasser- Lösung gebildet werden, wobei die Signalmustervertiefungen, die aus geriffelten Vorpits im Aufzeichnungsbereich des Substrats bestehen, mit der Auftragungsflüssigkeit aufgefüllt werden. Danach wird das Substrat mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, so daß ein Überschuß an Auftragungsflüssigkeit vom Substrat entfernt wird, um einen Auftragungsfilm zu bilden.
Der flüssige Auftragungsfilm wird über dem gesamten Aufzeichnungsbereich des Substrats gebildet und das Substrat wird im stationären Zustand gehalten oder mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit gedreht, wodurch eine ausreichende Menge an Auftragungsflüssigkeit in die Vertiefungen (wie z.B. Führungsrillen und Vorpits) des Signalmusters des Aufzeichnungsbereichs fließen kann. Als Folge davon ist es möglich, einen Auftragungsfilm mit einer gleichmäßigen Dicke ohne irgendwelche Gasblasen zu bilden.
Die Vorrichtung wird später mit einem Gehäuse 15 beschrieben, in welchem ein mit einer Welle eines Motors 9 verbundener Drehtisch 11, ein Plattensubstrat 1 sowie eine Auftragungsflüssigkeit-Einspritzdüse enthalten sind, wobei das Gehäuse von der Umgebungsluft hermetisch abgedichtet ist, wie in den Fig. 16A, 16B, 16C, 16D, 30, 35 und ähnlichen gezeigt ist. Das Substrat mit einer Seitenfläche, auf der Vorpits und Vorrillen übertragen und ausgebildet sind, ist am Drehtisch 11 innerhalb des Gehäuses 15, das von der Umgebungsluft abgetrennt ist, befestigt, wobei die Oberfläche, in der die Vorpits und Vorrillen ausgebildet sind, nach oben weist. Unter der Bedingung, daß die Drehung des Substrats angehalten ist oder mit sehr niedriger Geschwindigkeit ausgeführt wird, wird die Auftragungsflüssigkeit gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche verteilt, was die Beschichtung der Vorpits und der Vorrillen des Substrats erfordert, so daß das Substrat so belassen wird, bis die Vertiefungen der Vorpits und Vorrillen des Substrats mit der Auftragungsflüssigkeit aufgefüllt sind. Danach wird das Substrat mit hoher Geschwindigkeit gedreht, um einen Überschuß an Auftragungsflüssigkeit zentrifugal zu entfernen und eine Auftragungsschicht zu bilden.
Für den Fall, daß die Auftragungsflüssigkeit ein Aufzeichnungsschichtmaterial wie z.B. ein organischer Farbstoff ist, wird die Schleuderauftragung gemäß der in der Fig. 20 gezeigten Auftragungsart ausgeführt, um eine Schicht mit einem konkaven Querschnitt zu bilden, wie in Fig. 56 gezeigt ist. Für den Fall, daß auf der Aufzeichnungsschicht die Schutzschicht ausgebildet werden soll, wird die in Fig. 56 gezeigte flüssige Auftragungsschicht zuerst getrocknet. Anschließend wird gemäß der in den Fig. 43, 44 und 45 gezeigten Art die Auftragungsflüssigkeit für die Schutzschicht aufgetragen, um eine Schicht mit einem konkaven Querschnitt zu bilden, wie in Fig. 55 gezeigt ist. Die Schleuderauftragung der Schutzschicht umfaßt der Reihe nach einen Schritt für die Verteilung der Auftragungsoberfläche von der Innenseite zur Außenseite des Plattensubstrats, einen Schritt für das Abgeben und Auftragen der Auftragungsflüssigkeit sowie einen Schritt für die zentrifugale Entfernung eines Überschusses an Auftragungsflüssigkeit. Eine Zeitspanne tc für die Verteilung der Auftragungsflüssigkeit von der Innenseite zur Außenseite der Auftragungsoberfläche des Plattensubstrats und eine Zeitspanne tE für das Abgeben und Auftragen der Auftragungsflüssigkeit auf die Auftragungsschicht werden in Abhängigkeit von der Zusammenstellung der Schutzschicht-Auftragungsflüssigkeit verändert. Wenn z.B. a) für den Fall, daß eine Polyvinylalkohol-Wasser- Lösung (PVA) auf eine Aufzeichnungsschicht aus Cyanin aufgetragen wird, die Zeitspanne tE eine kurze Zeitspanne von ungefähr 1 bis 10 Sekunden ist, ist es möglich, jegliche ungünstige Auswirkung durch das Herauslösen des Cyaninfarbstoffs aus der Aufzeichnungsschicht in die Schutzschichtflüssigkeit auszuschalten. b) Für den Fall, daß eine Auftragungsflüssigkeit aus PVA-Wasserlösung, der Ammoniumbichromat oder ähnliches als ein Zusatz zugegeben ist, auf eine Aufzeichnungsschicht aus Cyaninfarbstoff aufgetragen wird, sollte die Zeitspanne tE ungefähr 1 bis 30 Sekunden betragen, während denen keine nachteilige Auswirkung auftreten sollte.
Mit dem Schleuderauftragungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die in den Fig. 55 und 56 gezeigten Vorpits zu bilden.
Dieser Herstellungsvorgang wird mit Bezug auf Fig. 57A beschrieben. Fig. 57A ist ein schematisches Schaubild zur Erklärung des Energiereflexionsvermögens R. Unter der Annahme, daß γ&sub1;&sub2; und t&sub1;&sub2; den Amplitudenreflexionsgrad bzw. den Amplitudendurchlaßgrad von Licht darstellen, das vom Medium 1 zum Medium 2 übertritt, können der Amplitudenreflexionsgrad γ&sub1;&sub2; und der Amplitudendurchlaßgrad t&sub1;&sub2; für den Fall vertikalen oder normalen Einfalls wie folgt durch die Brechungsindizes n&sub1; und n&sub2; der Medien 1 und 2 ausgedrückt werden.
γ&sub1;&sub2; = n&sub2; - n&sub1;/n&sub1; + n&sub2; ... (1)
γ&sub1;&sub2; = 2n&sub1;/n&sub1; + n&sub2; ... (2)
Das Energiereflexionsvermögen R kann durch den Amplitudenreflexionsgrad γ ausgedrückt werden:
R = γ ² ... (3)
Genauer, wenn die einfallende Welle durch a&sub0;cosθ und die zusammengesetzte Welle der Reflexionswellen durch a'cos(θ+Δ) ausgedrückt wird, kann das Energiereflexionsvermögen R durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
R = (a'/a&sub0;)² ... (4)
Unter Verwendung der obengenannten Beziehungen werden die Energiereflexionsvermögen unter folgenden Bedingungen gesucht:
n&sub0;: Reflexionsindex von Luft (n&sub0;=1)
n&sub1;: Reflexionsindex von Polycarbonat (n&sub1;=1,6)
n&sub2;: Reflexionsindex des Farbstoffs (n&sub2;=2,7)
n&sub3;: Reflexionsindex von der Dünnschicht (n&sub3;=1,5)
d&sub1;: Dicke des Farbstoffs am Grund des Pitbereichs
d&sub2;: Dicke der Dünnschicht am Grund des Pitbereichs
d&sub3;: Tiefe des Pitbereichs
d&sub4;: Dicke des Farbstoffs auf dem Feldbereich
d&sub5;: Dicke der Dünnschicht auf dem Feldbereich
λ : 830 nm.
Das an den enstprechenden Grenzflächen reflektierte Licht A&sub1;-A&sub6; kann wie folgt ausgedrückt werden: (Die Phase ist um γ&sub1;&sub2; cos θ + d&sub3; verschoben.)
Entsprechend kann unter Verwendung der obigen Lichtreflexionen die zusammengesetzte Welle ausgedrückt werden durch: A&sub1;+A&sub2;+A&sub3;+A&sub4;+A&sub5;+A&sub6; = a'cos(θ+Δ). Da a&sub0; = 1, kann durch Feststellen von a' das Energiereflexionsvermögen R gefunden werden.
Für das Obige folgt ein Beispiel. Für den Bereich eines Vorpits sind z.B. die Dicken der Schichten auf dem Feldabschnitt d&sub4; und d&sub5; auf die Werte 40 nm bzw. 25 nm gesetzt, die zur Erzielung des maximalen Reflexionsvemögens und der maximalen Aufzeichnungsempfindlichkeit optimal sind, wobei die Tiefe des Pitbereichs d&sub3; 200 nm beträgt. Unter dieser Bedingung wird nun der Einfluß der Dicken d&sub1;, d&sub2; auf das Energiereflexionsvermögen R betrachtet. Selbst bei Anwendung des Schleuderauftragungsverfahren der Erfindung werden die Dicken d&sub1;, d&sub2; im Bereich des Vorpits etwas größer als die Dicken d&sub4;, d&sub5;, anders ausgedrückt ist d&sub1; > d&sub4; und d&sub2; > d&sub5;.
Im Hinblick auf die obige Darlegung ist in Fig. 57A die Beziehung zwischen d&sub1; und R gezeigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Reflexionsgrad für ein d&sub1; von ungefähr 200 nm hoch, um den Kontrast wie bei einer herkömmlichen Technik zu verschlechtern. Hingegen ist der Kontrast bei einem d&sub1; von 100 nm am besten, wobei das Kontrastverhältnis für die praktische Verwendung ausreicht, wenn es einen relativen Wert von 60% und mehr annimmt. Dies bedeutet, daß der Reflexionsgrad von ungefähr 12% von der Grundfläche des Pitbereichs vernachlässigbar ist. Folglich ist ein d&sub1; von 60 nm optimal. Ferner ist die Beziehung zwischen d&sub2; und R in Fig. 57C gezeigt, in welcher d&sub1; auf 60 nm festgelegt ist. Aus dem dargestellten Ergebnis wird deutlich, daß der Kontrast im Bereich von d&sub2; > 75 nm besser wird. Da d&sub3; auf 200 nm gesetzt ist, wird d&sub1; + d&sub2; selbstverständlich niemals größer als 200 nm.
Das Energiereflexionsvermögen R wurde mit Bezug auf die Fig. 57B nd 57C beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die in diesen Zeichnungen gezeigten Beziehungen nur als Beispiel dienen und sich in Abhängigkeit von den Faktoren n&sub0;-n&sub3;, d&sub1;-d&sub5; und λ verändern, wobei die gezeigten Beziehungen das günstigste Beispiel sind. Als Formen für den Pitbereich sind auch jene günstig, die in den Fig. 55 und 56 gezeigt sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen:
ist Fig. 1 eine Längsschnittansicht, die eine optische Platte des Luftschichttyps gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen ersten Teil der in Fig. 1 gezeigten optischen Platte zeigt;
ist Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen ersten Teil einer optischen Platte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen ersten Teil einer optischen Platte gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 5 ein Schaubild, das typische Beispiele für in einer allgemeinen Strukturformel des in den Ausführungsformen verwendeten organischen Farbstoffs zeigt;
ist Fig. 6 ein Schaubild, das typische Beispiele für die in der allgemeinen Formel verwendeten A und A' zeigt;
sind die Fig. 7 und 8 Schaubilder, die spezielle Beispiele für die in den Ausführungsformen verwendeten organischen Farbstoffe zeigen;
ist Fig. 9 ein Schaubild, das einen Vergleich zwischen den Beispielen für die organischen Farbstoffe zeigt;
zeigen die Fig. 10, 11, 12 und 13 verschiedene Materialeigenschaften;
ist Fig. 14 eine Kennlinie, die Eigenschaften wie den Reflexionsfaktor und den Durchlaßfaktor zeigt;
ist Fig. 15 eine Kennlinie, die eine Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit und der Filmdicke bei den entsprechenden organischen Farbstoffkonzentrationen zeigt;
sind die Fig. 16A bis 16D schematische Querschnittsansichten, die Schleuderauftragungsvorrichtungen zeigen;
ist Fig. 17 eine schematische Ansicht, die einen Entwurf für die Verkleidung der Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt;
ist Fig. 18 ein Flußdiagramm, das die Herstellungsreihenfolge der optischen Platte zeigt;
ist Fig. 19 ein Flußdiagramm, das die Ausbildung der Aufzeichnungsschicht und die Ausbildung der Schutzschicht genauer zeigt;
ist Fig. 20 eine Kennlinie, die eine spezielle Auftragungsart zeigt;
ist Fig. 21 eine Ansicht, die die Reihenfolge der Ausbildung der Schutzschicht bei der in der Fig. 20 gezeigten Auftragungsart zeigt;
sind die Fig. 22 bis 28 schematische Querschnittsansichten, die Konvektions-Unterdrückungseinrichtungen zeigen;
ist Fig. 29 eine schematische Draufsicht, die eine in Fig. 28 gezeigte Modifizierung zeigt;
ist Fig. 30 eine Schnittansicht, die eine Schleuderauftragungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 31 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht, die die in Fig. 30 gezeigte Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt;
ist Fig. 32 eine Kennlinie, die eine Beziehung zwischen dem von der Düse und dem Substrat gebildeten Winkel und der Drehgeschwindigkeit des Substrats zeigt;
sind die Fig. 33 und 34 vergrößerte Querschnittsansichten, die Düsenenden der Auftragungsvorrichtung zeigen;
ist Fig. 35 eine Schnittansicht, die eine Schleuderauftragungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 36 eine Draufsicht, von welcher ein Teil entfernt wurde und die die in Fig. 35 gezeigte Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt;
ist Fig. 37 eine perspektivische Ansicht, die einen ersten Teil einer Schleuderauftragungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 38 ein Graph, der die Kennlinien der Filmdicke bei der Ausführungsform und beim Stand der Technik zeigt;
ist Fig. 39 eine Querschnittsansicht, die eine optische Platte des Luftschichttyps gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 40 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen ersten Teil der in der Fig. 39 gezeigten optischen Platte zeigt;
sind die Fig. 41 und 42 eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht, die die Schleuderauftragungsbedingungen zeigen;
sind die Fig. 43, 44 und 45 Schaubilder, welche die entsprechenden Auftragungsarten bei der Schleuderauftragung zeigen;
ist Fig. 46 ein Flußdiagramm, das einen Prozeß nach der Ausbildung der Dünnfilmschicht zeigt;
ist Fig. 47 eine perspektivische Ansicht, die eine herkömmliche Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt;
sind die Fig. 48 und 49 Ansichten, die das Zentraltropfverfahren erläutern;
ist Fig. 50 eine Querschnittsansicht eines Substrats;
sind die Fig. 51 und 52 eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht, die das herkömmliche Auftragungsverfahren erläutern;
zeigen die Fig. 53, 54, 55 und 56 die Querschnitte der Beschichtungen; und
sind die Fig. 57A, 57B und 57C ein schematisches Schaubild bzw. Graphen, die zur Erläuterung des Schleuderauftragungsverfahrens der Erfindung die optischen Eigenschaften von Licht zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine optische Platte des Luftschichttyps gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, während Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen ersten Teil der optischen Platte zeigt.
Die optische Platte umfaßt ein plattenähnliches Substrat 1, eine Grundierung 2 (s. Fig. 2), eine Aufzeichnungsschicht 3, ein Zentralloch 4 und eine Entlüftungsöffnung 5. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind 2 optische Platten so aneinander befestigt, daß sie dazwischen einen Luftspalt 6 bilden. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet Signalmuster wie z.B. vorgeformte Rillen und Vorpits, die im Plattensubstrat 1 ausgebildet sind.
Das Plattensubstrat 1 besteht aus transparentem Material wie z.B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polymethylpenten, Epoxydharz, Glas oder ähnlichem.
Die Grundierung 2 besteht aus einem Autoxidationsmaterial wie z.B. Polyvinylnitrat.
Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial aus einem organischen Farbstoff für die Aufzeichnungsschicht 3 kann z.B. aus einem Polymethynfarbstoff, einem Anthrachinonfarbstoff, einem Cyaninfarbstoff, einem Phthalocyaninfarbstoff, einem Xanthenfarbstoff, einem Triphenylmethanfarbstoff, einem Pyriliumfarbstoff, einem Anilinfarbstoff, einem metallhaltigen Azofarbstoff und ähnlichem bestehen. Ein photochromes Material kann auch aus Farbstoffen wie z.B. Fulgid, Spyropyran, Tetrabenzopentazen, Thioindigo und ähnlichem bestehen.
Falls gewünscht, können für diese Farbstoffe auch ein Autoxidationsharz wie z.B. Nitrozellulose oder ähnliches oder eine Farbstoffzusammensetzung, die ein thermoplastisches Harz wie z.B. Polystyrol, Nylon oder ähnliches enthält, verwendet werden. Die Aufzeichnungsmaterial-Zusammensetzung ist in einem Lösungsmittel gelöst, wie z.B. einer Keton-, Ester-, Ether-, Aromaten-, Halid-, Alkohol-, Aliphaten-, Aliphatenring-, Petroleum-, und Wasserlösung und wird mittels Schleuderauftragung auf das Substrat aufgebracht.
Von den organischen Farbstoffen ist insbesondere der Cyaninfarbstoff des Indoltyps gegenüber Licht und Wärme stabil und ist somit vorzuziehen. Der organische Farbstoff hat die folgende allgemeine Formel. Allgemeine Formel
In dieser Formel ist eine Kohlenstoffkette, um eine Methynkette zu bilden, und ist aus einer geradlinigen Kette oder einer polyzyklischen Verbindung aus C&sub3;-C&sub1;&sub7; zusammengesetzt, wobei ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt sein kann,
(R" ist eine geradlinige Kette von C&sub1;-C&sub6; oder ein Benzenring).
A kann gleich mit oder verschieden von A' sein, wobei beide jeweils einen Benzenring repräsentieren. Ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom kann ersetzt sein durch -I, -Br, -Cl, CnH2n+1 (n = 1-12), -OCH&sub3;,
(R''' ist eine geradlinige Kette eines Kohlenwasserstoffs oder ein Benzenring).
B kann gleich mit oder verschieden von B' sein, wobei beide -O-, -S-, -Se-, -CH=CH-, oder
repräsentieren (R'''' ist eine Alkylgruppe von C&sub1;-C&sub4; wie etwa CH&sub3;, C&sub2;H&sub5;, C&sub3;H&sub7; und C&sub4;H&sub9;).
R kann gleich mit oder verschieden von R' sein, wobei beide eine Alkylgruppe C&sub1;-C&sub2;&sub2; repräsentieren, und kann durch eine Sulfonylgruppe oder eine Carboxylgruppe ersetzt sein.
X repräsentiert ein Anion, das PF&sub6; , I ClO&sub4; , CF&sub3;SO&sub3; , SCN oder dergleichen enthält.
m und n reprasentieren Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 und erfüllen die Beziehung m + n ≤ 3.
Obwohl die Fig. 5 typische Beispiele für in der allgemeinen Formel zeigt, kann ein Material mit irgendeiner anderen Formel als diese Beispiele, die darstellen, verwendet werden.
Während Fig. 6 typische Beispiele für A und A' in der allgemeinen Formel zeigt, kann ein Material mit irgendeiner anderen Formel als diese Beispiele, die A und A' darstellen, verwendet werden.
Von jedem dieser verschiedenen organischen Farbstoffe, die in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigt sind, wurde 1 Gew.-% in 1,2-Dichlorethan gelöst, worauf diese Lösung mittels eines Schleuderauftragungsverfahrens auf ein Plattensubstrat aus Polymethylmethacrylat aufgetragen wurde, um eine Aufzeichnungsschicht zu bilden, worauf mit einem herkömmlichen Verfahren eine optische Platte hergestellt wurde. Die Fig. 7 und 8 (chemische Verbindungen Nr. 1 bis 29) zeigen organische Farbstoffe, die sich auf entsprechende Beispiele der Erfindung beziehen; während Fig. 9 (chemische Verbindungen Nr. 30 bis 35) organische Farbstoffe zeigt, die sich auf Vergleichsbeispiele beziehen.
Unter Verwendung der entsprechenden, so hergestellten optischen Platten wurden Aufnahme- und Wiedergabetests, thermische Stabilitätstests für die Aufzeichnungsschichten sowie Führungslicht-Beständigkeitstests durchgeführt. In den Fig. 10, 11 und 12 sind die Ergebnisse gezeigt.
Bei den Aufnahme- und Wiedergabetests wird für das Schreiben der Signale ein Laserstrahl von 830 nm mit einer Leistung von 8 mW, einer Impulsbreite von 100 ns und einer linearen Geschwindigkeit von 6,0 m/s verwendet. Zum Schreiben der Signale wurde ein Laserstrahl von 830 nm verwendet, während ein C/N-Wert (Carrier/Noise) durch Messung mit einer Leistung von 1 mW erhalten wurde.
Zur Messung der thermischen Stabilität der Aufzeichnungsschichten wurde ein von Nippon Bunko hergestelltes UVIDEC-430B-Spektrometer verwendet, wobei vor den Tests die Lichtabsorption bei 830 nm gemessen wurde. Dieser gemessene Wert wurde mit 100 bewertet, wobei die Verhältnisse der verbleibenden Lichtabsorption bei 830 nm nach der Erwärmung auf 80ºC für 1500 h gemessen worden ist. Die verbleibende Lichtabsorption (%) ist in Fig. 11 gezeigt.
Zur Messung der Führungslichtbeständigkeit wurden die Signale unter Verwendung eines Laserstrahls von 830 nm mit einer Leistung von 0,5 mW ausgelesen, wobei die Anzahl der Lesevorgänge gemessen wurde, bis die Reflexion auf 10% verringert worden ist.
Verschiedene Experimente beweisen, daß die Wärmebeständigkeit und die Aufzeichnungsempfindlichkeit verbessert werden können, wenn in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten obigen allgemeinen Formel -CH=CH-CH= oder
ist.
Wenn A und A' in der obigen allgemeinen Formel
sind, kann zusätzlich der Reflexionsfaktor der Aufzeichnungsschicht verbessert werden.
Wenn B und B' in der obigen allgemeinen Formel
sind (R'''' ist eine Alkylgruppe von C&sub1;- C&sub4;), kann ferner die Löslichkeit des organischen Farbstoffs gesteigert werden.
Wenn R und R' in der obigen allgemeinen Formel Alkylgruppen C&sub3;-C&sub5; sind, kann der Reflexionsfaktor der Aufzeichnungsschicht verbessert werden.
Insbesondere besitzt der Cyaninfarbstoff, bei dem in der allgemeinen Formel -CH=CH-CH= ist, A und A'
sind, B und B'
sind, R und R' C&sub2;H&sub5; oder C&sub3;H&sub7; sind und X PF&sub6; ist, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, Aufzeichnungsempfindlichkeit, Reflexionsfaktor und Löslichkeit und kann daher vorteilhaft verwendet werden.
Als nächstes wurde ein Cyaninfarbstoff des Indoltyps synthetisiert, der aus 1-Propyl-2-[7-(1-Propyl-3,3-Dimethyl-2-Indolinydene)-1,3,5-Heptatriethyl)-3,3-Dimethylindolium bestand, wobei ein Jodion, ein Perchlorsäureion CiO&sub4; und ein Hexafluorphosphation PF&sub6; entsprechend als Anionen angeordnet waren. Diese verschiedenen Arten von organischen Farbstoffen wurden thermogravimetrisch analysiert. Das Ergebnis der Analyse ist in Fig. 13 gezeigt, wo eine Gewichtsveränderung der Farbstoffe mit I durch eine Punktlinie gezeigt ist, eine Gewichtsveränderung der Farbstoffe mit ClO&sub4; durch eine Punkt-Strich- Linie gezeigt ist bzw. eine Gewichtsveränderung der Farbstoffe mit PF&sub6; durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist.
Es ist zu beachten, daß ein Differentialabtast-Kaloriemeter Modell TAS-100 von Rigaku Denki Co. Ltd. als ein Meßinstrument verwendet wurde, wobei die Proben in Stickstoffgas mit einer niedrigen Strömungsrate von 100 ml/min und mit einer Temperatursteigrate von 20ºC/min erwärmt wurde und die Temperaturen gemessen wurden, bei denen das Gewicht der Proben abzunehmen begann.
Die Fig. 3 und 4 sind vergrößerte Querschnittsansichten, die erste Teile der zweiten und dritten Ausführungsformen zeigen. Im Falle der in der Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform ist auf der Aufzeichnungsschicht 3 eine Schutzschicht 8a ausgebildet, während im Falle der in der Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsform die Schutzschicht 8b auch auf der oberen Seitenfläche des Plattensubstrats 1 ausgebildet ist.
Die Schutzschicht 8a kann z.B. bestehen aus wasserlöslichen Polymeren wie z.B. Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, Polyacrylsäure, Polystyrol-Natrium-Sulfonsäure, Polyvinylpyrolydon, Polymethacrylsäure, Polypropylenglykol, Methylzellulose, Polyvinylnitrat oder aus Synthetikharzen wie z.B. durch UV-Strahlung aushärtendes Harz, Acrylharz, Polycarbonat, Epoxydharz und ähnliches.
Da die Aufzeichnungsschicht bezüglich des organischen Lösungsmittels löslich ist, insbesondere wenn das obenbeschriebene, lösliche Polymer oder die Dispersion des obenbeschriebenen Synthetikharzes als Schutzschicht verwendet wird, gibt es keine nachteilige Auswirkung auf die Aufzeichnungsschicht.
Als Schutzschicht 8b können z.B. durch UV-Licht aushärtendes Harz, Acrylharz, Epoxydharz und ähnliches verwendet werden. Im folgenden werden die Bedingungen zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht mittels des Schleuderauftragungsverfahrens beschrieben.
Fig. 16A ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Schleuderauftragungsvorrichtung zeigt. Die Vorrichtung umfaßt einen Motor 9, eine Auftragungsdüse 10, einen Drehtisch 10, auf dem das Plattensubstrat 1 abgelegt und befestigt ist, einen Schleuderkörper 12, eine Farbstofflösung 13, eine Druckerzeugungspumpe 14 sowie ein Gehäuse 15, in das die Düse 10 eindringt. Die Umgebung des Drehtischs 11 ist durch das Gehäuse 15 gegen die Außenwelt hermetisch abgedichtet, so daß das Innere hermetisch eingeschlossen ist.
In der hermetischen Atmosphärenkammer oder dem Gehäuse 15 der Schleuderauftragungsvorrichtung ist eine Permeation wie z.B. eine Gasundichtigkeit im Kontaktbereich zwischen der Auftragungsdüse 10 und einer Außenwand des Gehäuses 15 zulässig. Wenn sich ein Abstand d zwischen dem beschichteten Substrat 1 und dem Deckel des Gehäuses 15 im Gehäuse 15 der in den Fig. 16A und 16B gezeigten Schleuderauftragungsvorrichtung im Bereich von d ≤ 1,5 D bewegt, wobei D der Durchmesser des Plattensubstrats 1 ist, ist es möglich, ein beschichtetes Substrat zu erhalten, bei dem die äußere Oberfläche der flüssigen Schleuderauftragüngsschicht auf dem Substrat glatt und eben ist und eine Dicke der flüssigen Auftragungsschicht und eine Dicke der Schicht nach dem Trocknen an allen Stellen des inneren, mittleren und äußeren Umfangsbereichs gleichmäßig sind. Auch für den Fall, daß d > 1,5 D ist, wie in Fig. 16C gezeigt, ist zur Unterdrückung einer Gasströmung vom Zentralbereich über dem Substrat zum unteren Bereich und einer Gasströmung vom inneren Bereich zum äußeren Bereich des Substrats 1 entlang der oberen Fläche des Substrats eine Gasströmungs-Steuerplatte 24 so über dem Substrat 1 angebracht, daß die Beziehung d&sub2; ≤ 1,5 D erfüllt ist, um somit eine Auftragungsschicht zu erhalten, die im wesentlichen derjenigen gleicht, die bei den Fig. 16A und 16D erhalten wird.
Für den Fall, daß der Außendurchmesser D des Substrats 1, das der Schleuderauftragung auf dem Drehtisch 11 unterworfen wird, klein ist, wird der Abstand d des in der Fig. 16D gezeigten Gehäuses 15 mittels eines oberen Deckels 24D so eingestellt, daß die Beziehung d&sub3; ≤ 1,5 D erfüllt ist, um somit die gewünschte Substrat-Auftragungsschicht zu erhalten, die im wesentlichen derjenigen gleicht, die in den Fig. 16A und 16B erhalten wird.
Um einen Überschuß an Farbstoff oder an Farbstoffverbindung und Lösungsmittel vom Substrat 1 zentrifugal zu entfernen, wird eine Drehzahl des Substrats 1 auf einen Bereich von 350 bis 6500 min&supmin;¹ festgelegt. Unterhalb von 350 min&supmin;¹ wäre die Zentrifugalkraft nicht ausreichend, so daß sich eine Differenz in der Trocknungsgeschwindigkeit zwischen den inneren und äußeren Umfangsbereichen der Aufzeichnungsschicht ergeben würde, was zu einer ungleichmäßigen Dicke der Schicht führen würde. Umgekehrt würde oberhalb von 6500 min&supmin;¹ die Filmdicke ausgesprochen dünn werden, so daß es unmöglich wäre, eine gewünschte Filmdicke zu erreichen.
Ferner wäre es unmöglich, den Raum um den Drehtisch 11 vollständig abgedichtet zu halten, da der Drehtisch 11 gedreht werden sollte, um den Farbstoff und die Farbstoffverbindung abtropfen zu lassen. Es ist jedoch notwendig, den Raum weitgehend abgedichtet zu halten. Dies ermöglicht es, die Konvektion G zu unterdrücken, die durch die Drehung des Drehtischs 11 verursacht würde. Diese Konvektion G ist durch eine Punktlinie in Fig. 16A gezeigt. Die Konvektionsbedingung wird durch den Abstand zwischen dem Substrat 1 und dem Deckel 16, die abgedichtet gehalten werden, stark beeinflußt. Folglich sollte der Abstand d gleich oder kleiner als der 1,5fache Durchmesser D sein.
Die Schleuderauftragungsvorrichtung 17 wird in einem Luftschacht 18 untergebracht, wie in Fig. 17 gezeigt ist, worauf dann das obenbeschriebene Schleuderauftragungsverfahren durchgeführt wird. Wie in Fig. 17 gezeigt, wird dem Luftschacht 18 ständig von oberhalb der Schleuderauftragungsvorrichtung 17 gereinigte Luft 19 zugeführt, die abwärts strömt und dabei den organischen Lösungsmitteldampf oder ähnliches, der von der Auftragungsvorrichtung 17 durch ein Abgaberohr 20 abgegeben wird, mitnimmt.
Die Konzentration des Farbstoffs oder der Farbstoffverbindung liegt im Bereich von 0,4 bis 5,0 Gew.-%. Wenn die Konzentration 5,0 Gew.-% überschreiten würde, wäre die Filmdicke des Farbstoffs zu dick, so daß es schwierig wäre, eine Aufzeichnungsempfindlichkeit zu erreichen, um im Wärmemodus eine Durchdringung zu erreichen und im Photomodus eine Veränderung des Spektrums gut zu steuern.
Wenn die Konzentration weniger als 0,4 Gew.-% betragen würde, würden ebenso Fehler wie z.B. Gasblasen auftreten.
Wie oben beschrieben ist, ist es dadurch, daß das Substrat unter der abgedichteten Bedingung oder weitgehend unter der abgedichteten Bedingung gehalten wird, möglich, einen Partialdruck des Lösungsmittels in der Gasphase zu erhöhen und die Benetzbarkeit des Substrats 1 mit dem Lösungsmittel zu verbessern. Somit kann die Gleichmäßigkeit der Filmdicke beträchtlich verbessert werden. In Fig. 14 ist der Unterschied in den optischen Eigenschaften (Reflexionsfaktor und Transparenz) in Radialrichtung zwischen der vorliegenden Erfindung (dicht gekapselte Bedingung) und dem Stand der Technik gezeigt.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, ist klar, daß der Unterschied in den optischen Eigenschaften beim Stand der Technik ±10% bezüglich der Mittelwerte überschreitet, es aber möglich ist, gemäß der vorliegenden Erfindung den Unterschied innerhalb ±5% bezüglich der Mittelwerte zu halten. Dies ist hinsichtlich der Erfüllung der einheitlichen Aufzeichnungs- und Ausleseeigenschaften vorteilhaft.
Die Zeitspanne für das Drehen des Substrats nach dem Abtropfen der Lösung des Farbstoffs oder der Farbstoffverbindung, d.h. die Schleuderauftragungszeit sollte gleich oder länger als 10 Sekunden sein. Wäre die Schleuderauftragungszeit kürzer als 10 Sekunden, würde es unmöglich sein, den Farbstoff oder die Farbstoffverbindung auf der das Signalmuster bildenden Oberfläche ausreichend zu verteilen.
Falls gewünscht, ist es ebenso möglich, für die Schleuderauftragung mehrere Drehzahlen festzulegen. Eine Drehzahl wird zur Bildung eines gleichmäßigen Films benötigt, während eine weitere, andere Drehzahl zum Trocknen des Films nach der weitgehenden Fertigstellung des Films benötigt wird. Somit werden eine niedrige Drehzahl für eine erste Stufe und eine darauffolgende hohe Drehzahl für eine zweite Stufe verwendet.
Die Trocknungsbedingung nach der Schleuderauftragung ist so festgelegt, daß die Trocknungstemperatur im Bereich von 10ºC bis 15ºC liegt und die Trocknungszeit gleich oder länger als 30 Sekunden ist.
Wenn das Produkt aus der Trocknungstemperatur und der Trocknungszeit im Vergleich zu den obenbeschriebenen Werten zu klein wäre, wäre die Trocknung nicht ausreichend. Wenn umgekehrt das Produkt zu groß wäre, bestünde die Gefahr, daß im Substrat eine unerwünschte thermische Verformung erzeugt würde.
Auch ist es bei dem Schritt für das Abtropfen der Lösung des Farbstoffs oder der Farbstoffverbindung möglich, einen geeigneten Drehmodus des Substrats auszuwählen, falls gewünscht. Es ist z.B. möglich, einen solchen Modus zu wählen, daß das Substrat, nachdem die Lösung des Farbstoffs oder der Farbstoffverbindung im wesentlichen auf eine gleichmäßige Weise auf ein stillstehendes Substrat aufgetragen ist, schnell bis zur maximalen Drehzahl beschleunigt wird, oder einen solchen Modus, daß die Lösung des Farbstoffs oder der Verbindung von einem Klemmbereich zum äußeren Umfangsbereichs des Substrats tropft. Es kann auch jeder andere Modus verwendet werden.
Ebenso ist es möglich, falls nötig, auf die Farbstoffaufzeichnungsschicht eine aus einem wasserlöslichen Polymer hergestellte Dünnfilmschicht aufzutragen.
Für das obenbeschriebene Material kann jeder Typ eines bekannten hydrophilen Polymers geeignet sein. Beispiele für die wasserlöslichen Materialien sind jedoch folgende.
1. Polyvinylalkohol
2. Polyethylenoxid
3. Polyacrylsäure
4. Polystyrol-Natriumsulfonsäure
5. Polyvinylpyrolydon
6. Polymethacrylsäure
7. Polypropylenglykol
8. Methylzellulose
9. Polyvinylnitrat
Die dünne Schicht wird mittels eines Schleuderauftragungsverfahrens gebildet.
Die Bedingung für das Schleuderauftragungsverfahren lautet wie folgt.
Die Konzentration des wasserlöslichen Polymers ist im Bereich von 0,5 bis 5,0 Gew.-% eingestellt. Wenn die Konzentration 5,0 Gew.-% überschreiten würde, wäre die Filmdicke zu dick. Wenn umgekehrt die Konzentration kleiner als 0,5 Gew.-% wäre, würden leicht Fehler wie z.B. Gasblasen erzeugt. Die maximale Drehzahl des Substrats, d.h. die Umdrehungszahl des Substrats zur zentrifugalen Entfernung eines Überschusses an wasserlöslichem Polymer ist im Bereich von 300 bis 5000 min&supmin;¹ eingestellt. Wenn die Drehzahl kleiner als 300 min&supmin;¹ wäre, würde ein Unterschied in der Trocknungsgeschwindigkeit zwischen dem inneren und dem äußeren Umfangsbereich des Dünnfilms bestehen, was zu einer Ungleichmäßigkeit der Filmdicke führt. Wenn umgekehrt die Umdrehungszahl mehr als 5000 min&supmin;¹ betragen würde, wäre die Filmdicke zu dünn, so daß es unmöglich wäre, eine gewünschte Filmdicke zu erreichen.
Mit Bezug auf Fig. 15 wird eine Beziehung zwischen einer Konzentration des wasserlöslichen Polymers, einer Drehzahl des Substrats und einer Dicke einer auf dem Substrat gebildeten Dünnschicht erklärt. Wie in Fig. 15 gezeigt, nimmt die Dicke der Schicht mit steigender Drehzahl und sinkender Konzentration des wasserlöslichen Polymers ab.
Wenn jedoch die Drehzahl einen vorgegeben Wert überschreitet, ist für den Fall, daß die Konzentration konstant gehalten wird, die Dicke der Schicht gesättigt.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, ist klar, daß eine gewünschte Schichtdicke erreicht werden kann, wenn die Konzentration des wasserlöslichen Polymers im Bereich von 0,5 bis 5,0 Gew.-% und die Drehzahl des Substrats im Bereich von 300 bis 5000 min&supmin;¹ eingestellt sind.
Die Zeit für die Drehung des Substrats nach dem Abtropfen des wasserlöslichen Polymers, d.h. die Schleuderauftragungszeit sollte mehr als 10 Sekunden betragen.
Die Schleuderauftragungsbedingung wird so festgelegt, daß die Trocknungstemperatur im Bereich von 10ºC bis 115ºC und die Trocknungszeit über einer Minute liegt. Wenn im Vergleich zu den obenbeschriebenen Werten das Produkt aus der Trocknungstemperatur und der Trocknungszeit zu klein ist, ist die Trocknung des dünnen Films nicht ausreichend. Wenn umgekehrt das Produkt zu groß wäre, würden Fehler wie z.B. eine thermische Verformung des Substrats auftreten.
Der Drehmodus des Substrats für die Schleuderauftragung des Dünnfilms wird bezüglich dem Schritt zum Abtropfen der Polymerlösung wie gewünscht eingestellt. Nachdem das wasserlösliche Polymer im wesentlichen gleichmäßig über das stillstehende Substrat verteilt ist, wird das Substrat z.B. sofort bis zur maximalen Drehzahl beschleunigt, um den Überschuß an wasserlöslichem Polymer zentrifugal zu entfernen. Ebenso wird das Substrat mit niedriger Drehzahl gedreht, um das wasserlösliche Polymer weitgehend gleichmäßig aufzutragen. Danach wird das Substrat bis zur maximalen Drehzahl beschleunigt, um dadurch den Überschuß an wasserlöslichem Polymer zentrifugal zu entfernen.
Ebenso ist es z.B. nach dem Trocknungsschritt möglich, eine Vernetzungsreaktion des wasserlöslichen Polymers zu bewirken, um die Feuchtigkeitsschutzeigenschaft oder die Feuchtigkeitseindringeigenschaft eines nicht löslichen Films zu verbessern. Genauer kann eine Vernetzungsreaktion durch Bestrahlung mit Licht, eine Vernetzungsreaktion durch Wärme sowie eine Vernetzungsreaktion durch Wärme verwendet werden. Die Vernetzungsreaktion durch Bestrahlung mit Licht ist am günstigsten, da die Vernetzungsreaktion die thermische Verformung des Substrats nicht nachteilig beeinflussen würde und in der Verarbeitbarkeit überlegen ist.
Für den Fall von Polyvinylalkohol sind z.B. die Vernetzungseinrichtungen wie folgt gezeigt.
1. Additive für anorganische Vernetzungsmittel: Kupfer, Bor, Aluminium, Titan, Zirkon, Zinn, Vanadium, Chrom und ähnliches.
2. Acetalbildung mit Aldehyden
3. Aldehydbildung einer Hydroxylgruppe
4. Zugabe von aktivierter Vinylverbindung
5. Etherifizierung mit Epoxydverbindung
6. Reaktion von Dicarboxylsäure mit Säurekatalysator
7. Zugabe von Succidsäure und Schwefelsäure
8. Zugabe von Triethylenglykol und Methylacrylsäure
9. Mischen von Polyacrylsäure und Methylvinyl- Ethermaleinsäure-Mischpolymer
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Herstellungsprozesses einer optischen Platte gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Die Herstellungsreihenfolge der optischen Platte wird mit Bezug auf Fig. 18 beschrieben.
S1: Schleifen und Reinigen der Glasplatte.
S2: Schleuderauftragung eines Photoresists auf die Glasplatte und Ausbilden einer Resistschicht mit einer vorgegebenen Filmdicke.
S3: Bestrahlen der Resistschicht über eine Kondensorlinse mit einem Laserstrahl (Schneiden).
S4: Entwickeln der belichteten Glasplatte.
S5: Ausbilden einer Metallschicht auf einer gewellten Oberfläche der Glasplatte durch elektrisches Vergießen und Erhalten eines Stempels durch deren Entfernung.
S6: Schleuderauftragung eines Replikamittels auf die Oberfläche des Stempels, um eine Replikaschicht mit einer vorgegebenen Dicke zu bilden.
S7: Ausbilden einer Grundierungsschicht auf einer Seitenfläche eines transparenten Substrats durch Schleuderauftragung.
S8: Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht auf einer oberen Fläche der Grundierungsschicht durch Schleuderauftragung.
S9: Ausbilden einer dünnen Schicht auf einer oberen Fläche der Aufzeichnungsschicht durch Schleuderauftragung.
S10: Durchführen verschiedener Arten von Tests für die optische Platte und Einschätzen der optischen Platte.
In der Reihe der Herstellungsschritte ist es möglich, die in Fig. 16 gezeigte Schleuderauftragungsvorrichtung des dicht gekapselten Typs sowohl in Schritt S2 zur Ausbildung der Resistschicht, in Schritt S6 zur Ausbildung einer Replikaschicht, im Schritt S7 zur Ausbildung einer Grundierungsschicht sowie im Schritt S9 zur Ausbildung der Dünnfilmschicht zu verwenden. Durch die Verwendung dieser Vorrichtung ist es möglich, die Diffusion der Lösung und die Bildung von Gasblasen zu unterdrücken, um eine gleichmäßige Resistschicht, eine gleichmäßige Replikaschicht, eine gleichmäßige Grundierungsschicht und eine gleichmäßige Dünnschicht ohne jegliche Ungleichmäßigkeit in der Filmdicke herzustellen und somit eine optische Platte mit hoher Zuverlässigkeit zu erzeugen.
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, das die Ausbildung S8 und S9 der Aufzeichnungsschicht und der Schutzschicht im Flußdiagramm der Fig. 18 genauer zeigt.
S 21: Vorbereiten eines Substrats (Platte), auf dem eine Replikaschicht, eine Grundierungsschicht (die mitgeliefert sein kann) oder ähnliches gebildet worden ist.
S22: Schleuderauftragung von Methanol, in welchem ein Cyaninfarbstoff und ein Infrarotabsorber als ein Stabilisator gelöst ist, um die Aufzeichnungsschicht zu bilden.
S23: Weichmachen der Aufzeichnungsschicht bei einer Temperatur von 60ºC bis 80ºC für 50 bis 70 Sekunden.
S24: Schleuderauftragung der Lösung aus Polyvinylalkohol (PVA) und Ammoniumbichromat (NH&sub4;Cr&sub2;O&sub7;) auf die Aufzeichnungsschicht.
S25: Vernetzen des PVA durch Bestrahlen der PVA-Beschichtung mit einer ultravioletten Strahlung für 50 bis 70 Sekunden.
S26: Nach der Vernetzung die Schleuderauftragung einer kleinen Wassermenge auf den vernetzten PVA-Auftragungsfilm, um die Vernetzungsmittel (NH&sub4;Cr&sub2;O&sub4;) und PVA, die nicht zur Vernetzung verwendet worden sind, abzuwaschen, um somit einen Dünnfilm auf der Aufzeichnungsschicht zu bilden.
Es folgen bestimmte Beispiele für die Aufzeichnungsschichtmaterialien und die Drehmodi der Schleuderauftragung.

Beispiel 1

Ein aus Polycarbonat gefertigtes Substrat mit einem Durchmesser von 130 mm wurde im Druckguß hergestellt. Das Einstellverfahren für die Farbstofflösung war wie folgt.
Der folgende Cyaninfarbstoff wurde in Methanol gelöst, um eine Lösung mit einer Konzentration von 0,5 Gew.-% vorzubereiten.
Die Bedingung der Schleuderauftragung ist wie folgt.
Während das Substrat mit 500 min&supmin;¹ gedreht wurde, wurde die oben eingestellte Lösung auf den Zentralbereich des Substrats getropft. Danach wurde das Substrat für 5 Sekunden gedreht. Dann wurde das Substrat für 10 Sekunden mit 3000 min&supmin;¹ gedreht. Die Atmosphäre für den Drehtisch wurde durch den Abstand d von 12 cm zwischen dem Deckel 16 unter der dicht gekapselten Bedingung und dem Substrat 1 bestimmt (siehe Fig. 16A). Ihr Volumen betrug unter der dicht gekapselten Bedingung 5000 cm³. Die Trocknung wurde für 1 min oder mehr bei Raumtemperatur durchgeführt. Die so gebildete Aufzeichnungsschicht erreichte eine solche Gleichmäßigkeit, daß die optischen Eigenschaften Reflexionsfaktor und Transparenz innerhalb von 0,1 % lagen.

Beispiel 2

Das Substrat, das im wesentlichen das gleiche war wie das des Beispiels 1, wurde vorbereitet. Der obenbeschriebene Cyaninfarbstoff wurde in 1,2-Dichlorethan gelöst, um die Konzentration der Lösung auf 1,2 Gew.-% einzustellen.
Durch Verwendung der Lösung von Polyvinylnitrat mit 2,5 Gew.-% als Material für die Grundierung wurde das Substrat bei 5500 min&supmin;¹ gedreht, um einen Film zu bilden. Danach wurde Ammoniumbichromat zugegeben und eine UV- Bestrahlung durchgeführt, um die Vernetzungsreaktion zu bewirken. Die Filmdicke betrug 60 nm. Der obenbeschriebene Farbstoff und die 1,2-Dichlorethanlösung wurden auf die Grundierungsschicht getropft, während sich das Substrat mit 500 min&supmin;¹ drehte. Anschließend wurde die Drehzahl auf 3000 min&supmin;¹ geändert. Die Atmosphäre für den Drehtisch und die erzielten Eigenschaften sind die gleichen wie jene in Beispiel 1.
Fig. 20 ist ein Graph, der den Auftragungsmodus des vorausgegangen Beispiels 1 erläutert (bei dem die Aufzeichnungsschicht aus Cyaninfarbstoff und Methanol besteht). Fig. 21 ist eine Ansicht, die die Herstellungsreihenfolge der Aufzeichnungsschicht beim Auftragungsmodus erläutert.
Wie in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben worden ist, wird die Farbstofflösung auf den inneren Umfangsbereich des Substrats 1 getropft, während das Substrat 1 mit 500 min&supmin;¹ gedreht wird, so daß die Lösung durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in Richtung des äußeren Umfangsbereichs verteilt wird, um einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm 21 zu bilden (siehe Fig. 21). Diese Drehung wird für 5 Sekunden fortgesetzt. Obwohl in dieser ersten Stufe I die Dicke des Films der Aufzeichnungsschicht 3 im wesentlichen festgelegt wird, ist diese Bedingung im wesentlichen im nicht getrockneten Zustand, so daß die Flüssigkeit am Finger haftet, wenn der Finger den Flüssigkeitsfilm 21 berührt.
Im letzten Schritt der Stufe I wird, wie in Fig. 21 gezeigt ist, im äußeren Umfangsbereich des Flüssigkeitsfilms 21 ein erhöhter Bereich der Flüssigkeit gebildet, während der innere Umfangsbereich 23 gleichzeitig zäher wird. Unter dieser Bedingung wird die Drehzahl für eine Zeitspanne von 0,1 Sekunden bis auf 3000 min&supmin;¹ erhöht. Der schnelle Drehzahlwechsel bewirkt, daß der erhöhte Bereich 22 entfernt wird und flach wird, wie mit einer Punktlinie gezeigt ist. Selbst wenn die Drehzahl derart schnell verändert wird, wird der innere Umfangsbereich 23 sehr zäh, wie oben beschrieben ist. Deshalb besteht nicht die Gefahr, daß die Dicke des inneren Umfangsbereichs 23 durch die Zentrifugalkraft verändert wird. Die Trocknung wird hauptsächlich in diesem zweiten Zustand II durchgeführt. Obwohl das organische Lösungsmittel im Flüssigkeitsfilm 21 verdampfen wird, ändert sich die Dicke des Films nicht. Wenn das Substrat für 10 Sekunden mit 3000 min&supmin;¹ gedreht worden ist, wird die Drehung des Substrats 1 abrupt gestoppt.
Gemäß dem Schleuderauftragungsverfahren wird die Lösung folglich über das Substrat verteilt, um einen Flüssigkeitsfilm zu bilden (erste Stufe I), woraufhin der Flüssigkeitsfilm getrocknet wird (zweite Stufe II) um eine gewünschte Aufzeichnungsschicht zu bilden. Bei der Serie von Schritten insbesondere in der ersten Stufe I wäre die nachteilige Auswirkung der über dem Substrat 1 ausgebildeten Konvektion (siehe Fig. 16 A) bemerkenswert. Diese Konvektion G strömt aufgrund der Drehung des Drehtischs 11 in Richtung des Zentralbereichs des Substrats 1 und weiter entlang der Oberfläche des Substrats 1 in Richtung des äußeren Umfangsbereichs des Substrats 1, um eine Kreisströmung auszubilden. Um den obenbeschriebenen Flüssigkeitsfilm 21 (hohe Viskosität) zu trocknen, wird die Konvektion mit einem gewissen Ausmaß benötigt. Wenn die Konvektion G groß ist, ist die Dicke der Aufzeichnungsschicht ungleichmäßig, was unerwünscht ist. Aus diesem Grund wird in dem in der Fig. 16A gezeigten Beispiel das Gehäuse 15 verwendet, um die Strömung der Konvektion G zu unterdrücken. Andere Beispiele von Konvektions-Unterdrückungseinrichtungen sind in den Fig. 22 bis 29 gezeigt.
Bei einem in der Fig. 22 gezeigten Beispiel ist dicht über dem Substrat 1 ein ebenes Konvektions-Unterdrückungselement 24 angeordnet, das eine breitere Fläche besitzt als das Substrat 1, wobei sich eine Auftragungsdüse 10 durch das Unterdrückungselement 24 zum Substrat 1 erstreckt.
In einem in der Fig. 23 gezeigten Beispiel besteht ein Unterschied zu dem in der Fig. 22 gezeigten Beispiel, derart, daß die Auftragungsdüse 10 das Unterdrückungselement 24 nicht durchdringt, sondern zwischen dem Substrat 1 und dem Unterdrückungselement 24 seitlich eingeführt ist. Somit kann die Düse von dieser Stelle weggezogen werden.
Fig. 24 zeigt ein Beispiel, bei dem ein konisch geformtes Unterdrückungselement 24 verwendet ist.
Fig. 25 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Unterdrückungselement 24 mit einem V-förmigen Querschnitt verwendet ist.
In einem in der Fig. 26 gezeigten Beispiel besteht ein Unterschied zu dem der Fig. 25, derart, daß im Zentralbereich des Unterdrückungselements 24 ein flacher Bereich 25 ausgebildet ist.
In Fig. 27 ist ein im wesentlichen tellerähnliches Unterdrückungselement 24 verwendet.
In einem in der Fig. 28 gezeigten Beispiel sind auf einer unteren Oberfläche konzentrisch eine oder mehrere vorstehende, ringförmige Wände 26 ausgebildet, die sich dem Substrat 1 gegenüberbefinden, um ein Unterdrückungselement 24 zu bilden.
Fig. 30 ist eine Querschnittsansicht, die eine Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Datenaufzeichnungsplatte gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Fig. 31 ist eine Draufsicht, bei der zur Erläuterung ein Teil der Vorrichtung entfernt worden ist. Wie in den Fig. 30 und 31 gezeigt ist, besteht die Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Datenaufzeichnungsplatte hauptsächlich aus einem Drehelement 32 zum Drehen eines Substrats 31, einer Zuführung 33 zum Zuführen einer vorgegebenen Menge von Filmmaterial, einer Düse 34 zum Einspritzen des Filmmaterials auf das Substrat 31 sowie einem Dichtungsgehäuse 35, das diese Elemente aufnimmt.
Das Drehelement 32 besteht aus einem Motor 36, der auf einer unteren Fläche einer Bodenplatte 35a montiert ist, welche einen unteren Bereich des Dichtungsgehäuses 35 bildet, einer Motorwelle 36a, die die Bodenplatte 35a vertikal durchdringt und drehbar gelagert ist, sowie einem Drehtisch, der an einem Ende der Motorwelle 36a horizontal befestigt ist und sich von der Bodenplatte 35a nach oben abhebt.
Im oberen Zentralbereich des Drehtischs 37 ragt ein Einstellvorsprung 38 hervor, der einen geeigneten Durchmesser besitzt, um in ein im Substrat 31 ausgebildetes Zentralloch 31 eingeführt zu werden, so daß das Substrat 31 koaxial befestigt werden kann. Das auf dem Drehtisch 37 montierte Substrat 31 wird daran befestigt, indem ein Plattenhalter 39 in den Einstellvorsprung 38 eingepaßt wird.
Die Düse 34 ragt aus der Zuführung 33 und ist gegenüber dem inneren Umfangsbereich des Substrats 31 angeordnet. Wie in Fig. 31 gezeigt, ist das Ende 34a der Düse 34 in einer Radialrichtung X-X vom inneren Umfangsbereich zum äußeren Umfangsbereich des Substrats ausgerichtet. Wie in Fig. 30 gezeigt, ist das Düsenende 34a von der Seite der Düse 34 aus betrachtet um einen Winkel θ weniger als 90 Grad relativ zum Substrat 31 geneigt. Der optimale, voreingestellte Winkel θ des Düsenendes 34a bezüglich des Substrats 31 ist durch die Viskosität des Materials, die Drehzahl des Substrats 31 und ähnliches bestimmt.
Fig. 32 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem voreingestellten Winkel θ der Düsenspitze 34a bezüglich dem Substrat 31 und der Drehzahl des Substrats 31 zeigt, die zur Herstellung eines dünnen Films mit einem Dickenunterschied unterhalb von 5 % geeignet ist, wobei die Ordinate den voreingestellten Winkel θ des Düsenendes 34a relativ zum Substrat 31 und die Abszisse die Drehzahl des Substrats 31 darstellen. In Fig. 32 stellen die durchgezogenen Linien Änderungsbereiche aufgrund anderer Faktoren als der Drehzahl dar, während schwarze Punkte die Mittelwerte dieser Veränderungen darstellen. Wie aus dem Graphen deutlich wird, wird der voreingestellte Winkel θ des Düsenendes 34a bezüglich des Substrats 31 mit steigender Drehzahl des Substrats kleiner gewählt. Es existiert auch eine Veränderung im optimalen, voreingestellten Winkel von ungefähr ±10 Grad, wobei diese Veränderung geeignet eingestellt werden sollte.
Wie in den Fig. 33 und 34 sehr gut gezeigt ist, ist das Ende 34a der Düse 34 so ausgebildet, daß der dem Substrat 31 zugewandte Abschnitt des Endes 34a länger ist, während der gegenuberliegende Abschnitt desselben kurz ist, um eine geneigte Form zu bilden, wobei in der Nähe des Düsenendes auf der Seite des Substrats 31 ein kleines Loch 40 ausgebildet ist, um einen Flüssigkeitstropfen zu vermeiden. Das kleine Loch 40 kann den Endabschnitt durchdringen (siehe Fig. 33) oder kann eine Vertiefung sein (siehe Fig. 34).
Das Dichtungsgehäuse 35 besteht aus der obenbeschriebenen Bodenplatte 35a und einem Deckel 35b zum Abdecken des oberen Bereichs der Zuführung 33 und der Düse 34. Das Dichtungsgehäuse 35 wird verwendet, um die Luftströmung innerhalb des Gehäuses 35 stabil zu halten, und sollte so klein wie möglich sein.
Da das Ende 34a der Düse 34 in Radialrichtung des Substrats ausgerichtet ist, d.h. in Richtung der auf die Lösung des Filmmaterials wirkenden Zentrifugalkraft, während die Lösung aufgetropft wird, wird bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform eine große Menge der Lösung in Zentrifugalrichtung verteilt, während entgegen der Zentrifugalrichtung eine relativ kleine Menge von Lösung verteilt wird. Dementsprechend ist die Strömung der Lösung zum äußeren Umfangsbereich des Substrats 31 gleichmäßig, um einen dünnen Film mit einer hohen Gleichmäßigkeit der Dicke zu bilden.
Da auch die Zuführung 33 und die Düse 34 in unveränderter Stellung angeordnet sind, ist es möglich, für diese Elemente wenig Platz vorzusehen. Dementsprechend ist es möglich, das Dichtungsgehäuse 35 klein auszuführen, was ebenso zur Gleichmäßigkeit der Dicke des dünnen Films führt.
Da ferner der Endabschnitt des Endes 34a der Düse 34 auf der Seite des Substrats 1 länger und der gegenüberliegende Endabschnitt kurz sind, um eine schräge Form zu bilden, und gleichzeitig das kleine Loch 40 zur Vermeidung des Flüssigkeitstropfens in der Nähe des Endabschnitts auf der Seite des Substrats ausgebildet ist, besteht keine Gefahr, daß der Flüssigkeitstropfen nach der Ausbildung des Films Produktfehler hervorruft, wobei die Produktivität gesteigert wird.
Nachdem das Substrat 31 mit einer vorgegebenen Drehzahl gedreht worden ist, wird bei der Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Datenaufzeichnungsplatte die Zuführung 33 angetrieben, um aus der Düse 34 das Filmmaterial zuzuführen.
Die Fig. 35 und 36 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.
Wie in Fig. 35 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform der Endabschnitt 34a der Düse 34 gegenüber dem Substrat 31 um einen Winkel θ&sub1; weniger als 90 Grad geneigt, wobei der Endabschnitt 34a auch bezüglich der Radialrichtung X- X der Substrats 31 in Drehrichtung A des Substrats 31 um einen Winkel θ&sub2; weniger als 90 Grad geneigt ist.
Wenn die Lösung des Filmmaterials aus der Düse 34 tropft, wird mit einer solchen Anordnung eine große Menge der Lösung in eine Richtung verteilt, in die die Drehkraft des Substrats und die Zentrifugalkraft wirken. Dadurch ist die Strömung der Lösung, die in Umfangsrichtung und Radialrichtung des Substrats 31 orientiert ist, gleichmäßig, um mit höherer Zuverlässigkeit eine dünne Schicht auszubilden.
Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 37 eine sechste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist die Zuführung 33 an einer Welle 42 befestigt, die drehbar auf einer Abdeckung 35b des Dichtungsgehäuses 35 montiert ist. Ein Antrieb 43 wie z.B. ein an einer Außenfläche der Abdeckung 35b vorhandener Motor ist vorgesehen, so daß der Endabschnitt 34a der Düse 34 in geeigneter Weise vom inneren Umfangsbereich zum äußeren Umfangsbereich des Substrats 31 geschwenkt werden kann.
Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, das Filmmaterial schnell auf die gesamte Oberfläche des Substrats auf zutragen und die Gleichmäßigkeit der Dicke des dünnen Films weiter zu verbessern. Diese Ausführungsform ist für die Schleuderauftragung des dünnen Films auf die optische Datenaufzeichnungsplatte mit einem großen Durchmesser besonders gut geeignet. Da die Zuführung 33 und die Düse 34 in einer konstanten Stellung angebracht sind, besteht für diese Bauteile kein erhöhter Platzbedarf. Folglich wird das Volumen des Dichtungsgehäuses 35 nicht vergrößert. Dementsprechend wird eine Verschlechterung der Dickengleichmäßigkeit vermieden.
Nachdem das Substrat 31 mit einer vorgegebenen Drehzahl gedreht worden ist, wird bei der Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Datenaufzeichnungsplatte die Zuführung 33 angetrieben, um das Filmmaterial aus der Düse 34 zuzuführen und gleichzeitig den Endabschnitt 34a der Düse 34 durch Bewegen des Antriebs 43 vom inneren Umfangsbereich zum äußeren Umfangsbereich des Substrats 31 zu schwenken.
Die speziellen Beispiele bezüglich der Vorrichtung gemäß der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Datenaufzeichnungsplatte, das diese Vorrichtung verwendet, wird nun erläutert, um die Vorteile der Erfindung darzustellen.
Bei der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform war die Düse, die einen Innendurchmesser von 1 mm aufweist und an ihrem Endabschnitt mit 60 Grad geschnitten ist, in Radialrichtung des Substrats ausgerichtet, wobei der Endabschnitt der Düse so angeordnet war, daß sie gegenüber dem Substrat um einen Winkel von 45 Grad geneigt war. Ebenso war das aus Polycarbonat hergestellte Substrat mit einem Durchmesser von 120 mm auf dem Drehtisch montiert, wobei hierfür ein Dichtungsgehäuse mit einem Volumen von 5000 cm³ vorgesehen war.
Nachdem das Substrat mit 500 min&supmin;¹ gedreht worden ist, wurde während der Ausbildung der Aufzeichnungsschicht eine Methanollösung mit 0,5 Gew.-% an Cyaninfarbstoff, der durch die folgende Formel dargestellt ist, aus der Düse mit einem Druck von 0,5 kg/cm² auf eine Stelle gespritzt, die durch einen Radius von 27 mm um die Mitte des Substrats definiert ist.
Die Viskosität des Lösungsmittels Methanol beträgt 0,006 kg/sm. Als Lösungsmittel für den Cyaninfarbstoff kann zusätzlich zum Methanol auch Methylethylketon (Viskosität: 0,00441 kg/sm), 1,2-Dichlorethan (Viskosität: 0,008 kg/sm), Nitrobenzol (Viskosität: 0,0201 kg/sm) und ähnliches verwendet werden.
In der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht aus Cyaninfarbstoff, die mit der vorausgegangenen Vorrichtung und dem vorausgegangenen Verfahren erzeugt worden sind, gibt es bezüglich der Aufzeichnungsfläche (definiert durch einen Radius von 27 mm oder mehr um die Mitte des Substrats) keine Dickenänderung, wie in Fig. 38 mit schwarzen Punkten gezeigt ist.
Die Dickenverteilung der mit dem in der Fig. 47 gezeigten herkömmlichen Schleuderauftragungsvorrichtung erzeugten Aufzeichnungsschicht ist zum Vergleich in Fig. 38 mit weißen Punkten gezeigt. Die verschiedenen anderen Bedingungen neben der Bedingung der Schleuderauftragungsvorrichtung waren dieselben wie bei der vorausgegangenen Ausführungsform.
Wie im Graphen der Fig. 38 gezeigt, ist gemäß der herkömmlichen Schleuderauftragungsvorrichtung die Filmdicke im innersten Bereich maximal, während die Filmdicke vom mittleren Bereich zum äußeren Umfangsbereich im wesentlichen konstant gehalten wird. Es besteht eine Filmdickendifferenz von 8 nm zwischen dem dicksten Bereich und dem dünnsten Bereich.
Es ist klar, daß gemäß der Vorrichtung der Erfindung eine Aufzeichnungsschicht mit einer gleichmäßigen Dicke auf dem Substrat erzeugt werden kann.
Übrigens ist bei der vorausgegangenen Ausführungsform der Fall erläutert worden, in welchem die Aufzeichnungsschicht auf dem Substrat gebildet wird. Es ist jedoch möglich, die Erfindung für alle Fälle von Schleuderauftragungen einzusetzen, wie z.B. für die Ausbildung einer Grundierungsschicht für die Aufzeichnungsschicht oder für die Ausbildung einer dünnen Schicht auf einer Oberfläche des Substrats.
Es ist offensichtlich, daß Form oder Größe und der Durchmesser der Düse, die Form und die Drehzahl des Drehtisches, die Art des Filmmaterials sowie der Einspritzdruck nicht auf diejenigen beschränkt sind, die in der vorausgegangenen Ausführungsform gezeigt sind, sondern nach Wunsch modifiziert werden können.
Fig. 39 ist eine Querschnittsansicht, die eine optische Platte des Luftschichttyps gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt, während Fig. 40 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines ersten Teils der optischen Platte ist.
In den Fig. 39 und 40 bezeichnet das Bezugszeichen 51 ein plattenähnliches Substrat, das aus einem transparenten Material wie z.B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polymethylpenten, Epoxydharz oder ähnliches oder aus transparenten Keramiken wie z.B. Glas besteht. Bei dieser Ausführungsform wird ein Polycarbonat-Substrat verwendet. Das Bezugszeichen 51a bezeichnet ein Zentralloch des Substrats. Auf einer Seitenfläche des Substrats 51 sind Signalmuster 52 wie z.B. Führungsspuren, die Führungssignalen entsprechen, und Vorpits, die Adreßsignalen entsprechen, ausgebildet (siehe Fig. 41).
Zur Bildung des Signalmusters 52 wird ein gemäß der Materialart des Substrats geeignetes Verfahren angewendet. Wenn das Substrat 51 z.B. aus einem thermoplastischen Harz wie z.B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polymethylpenten oder ähnlichem besteht, wird ein sogenanntes Einspritzverfahren angewendet, bei dem geschmolzenes Substratmaterial in eine Druckgußform gespritzt wird, um das Substrat 51 und das Signalmuster 52 in einer Einheit herzustellen. Als Herstellungsverfahren kann ein sogenanntes Kompressionsverfahren oder sogenanntes Kornpressionsverfahren angewendet werden, bei dem der Druck auf das Substratmaterial ausgeübt wird, nachdem das geschmolzene Substratmaterial in die Druckgußform gespritzt worden ist. Für den Fall, daß das Substrat 51 aus einem durch Wärme aushärtenden Harz wie z.B. Epoxydharz besteht, dehnt sich zwischen dem Substrat 51 und einem Stempel (Gießform), in den ein inverses Muster eines gewünschten Signalmusters eingearbeitet ist, ein Photopolymerisationsharz aus, so daß das inverse Muster des Stempels auf das Substrat 51 übertragen wird (sogenanntes 2P-Verfahren, d.h. Photopolymerisation) Übrigens kann auf das Harzmaterial ein sogenanntes Gießverfahren zum statischen Gießen des geschmolzenen Substratmaterials in die Gießform angewendet werden, um das Substrat 51 und das Signalmuster 52 in einer Einheit herzustellen.
Ein Bezugszeichen bezeichnet eine gemäß dem 2P-Verfahren auf der Oberfläche gebildete Aufzeichnungsschicht. Obwohl in den Fig. 39 und 40 nicht gezeigt, ist auf der Oberfläche ein Signalmuster 52 mit feinen Rillen ausgebildet.
Das Material für die Aufzeichnungsschicht 53 kann aus der Gruppe gewählt werden, die aus Polymethynfarbstoff, einem Anthrachinonfarbstoff, einem Cyaninfarbstoff, Phthalocyaninfarbstoff, Xanthenfarbstoff, einem Triphenylmethanfarbstoff, Pyriliumfarbstoff, einem Anilinfarbstoff, einem metallhaltigen Azofarbstoff und ähnlichem besteht. Bei der Ausführungsform wird eine Cyaninfarbstoff-Material verwendet, wobei die Methanollösung des Cyaninfarbstoffs durch Schleuderauftragung auf das Substrat aufgetragen wird, um eine Aufzeichnungsschicht 53 auszubilden.
Vorzugsweise wird von den organischen Farbstoffen des Cyanintyps ein Cyaninfarbstoff des Indoltyps verwendet. Allgemeine Formel
In dieser Formel ist eine Kohlenstoffkette, um eine Methynkette zu bilden, und aus einer geradlinigen Kette oder einer polyzyklischen Verbindung aus C&sub3;-C&sub1;&sub7; zusammengesetzt, wobei ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt sein kann,
(R" ist eine geradlinige Kette von C&sub1;-C&sub6; oder ein Benzenring).
A kann gleich mit oder verschieden von A' sein, wobei beide jeweils einen Benzenring repräsentieren. Ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom kann ersetzt sein durch -I, -Br, -Cl, CnH2n+1 (n = 1-12), -OCH&sub3;,
(R''' ist eine geradlinige Kette eines Kohlenwasserstoffs oder ein Benzenring).
B kann gleich mit oder verschieden von B' sein, wobei beide -O-, -S-, -Se-, -CH=CH-, oder
repräsentieren (R'''' ist eine Alkylgruppe von C&sub1;-C&sub4; wie etwa CH&sub3;, C&sub2;H&sub5;, C&sub3;H&sub7; und C&sub4;H&sub9;).
R kann gleich mit oder verschieden von R' sein, wobei beide eine Alkylgruppe C&sub1;-C&sub2;&sub2; repräsentieren, und kann durch eine Sulfonylgruppe oder eine Carboxylgruppe ersetzt sein.
X repräsentiert ein Anion, das PF&sub6; , I , ClO&sub4; , CF&sub3;SO&sub3; , SCN oder dergleichen enthält.
m und n repräsentieren Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 und erfüllen die Beziehung m + n ≤ 3.
Die Aufzeichnungsschicht kann auf dem Plattensubstrat über einer Grundierung oder ohne Grundierung durch ein beliebiges Verfahren einschließlich eines Lösungsmittel- Schleuderauftragungsverfahrens, eines Bedampfungsverfahrens oder eines Beschichtungsverfahrens nach Langmuir- Blodgett oder durch eine geeignete Kombination aus diesen Verfahren gebildet werden.
Es folgen bevorzugte, spezielle Beispiele von organischen Farbstoffen des Cyanintyps.
Das Bezugszeichen 54 bezeichnet eine dünne Schicht aus wasserlöslichem Harz (hydrophiles Polymermaterial), die auf der Aufzeichnungsschicht 53 nach dem Schleuderauftragungsverfahren ausgebildet ist. Als Schicht 54 können z.B. folgende wasserlösliche Harze verwendet werden.
1. Polyvinylalkohol
2. Polyethylenoxid
3. Polyacrylsäure
4. Polystyrol-Natriumsulfonsäure
5. Polyvinylpyrolydon
6. Polymethacrylsäure
7. Polypropylenglykol
8. Methylzellulose
9. Polyvinylnitrat
Auch die folgenden thermoplastischen Synthetikharze können für die dünne Schicht 54 verwendet werden.
1. Fluorharz wie z.B. Polytetrafluorethylen; Polychlortrifluorethylen; Vinylidenfluorid; Tetratrafluorethylen- Hexafluorpropylen-Mischpolymer; Vinylidenfluorid- Hexafluorpropylen-Mischpolymer; Vinylidenfluorid- Chlortrifluorethylen-Mischpolymer; Tetrafluorethylen- Perfluoralkylvinylether-Mischpolymer; Tetrafluorethylen-Ethylen-Mischpolymer und ähnliches.
2. Imidharz wie z.B. Polyimid; Polyamidimid; Polyesterimid und ähnliches.
3. Amidharz wie z.B. Nylon-6; Nylon-11; Nylon-12; Nylon- 66; Nylon-610; Mischung aus Nylon-610 und Nylon-66 und ähnliches.
4. Ethylenharz wie z.B. Polyethylen; vernetztes Polyethylen; Ethylen-Acrylsäureester-Mischpolymer; Ionomerharz und ähnliches.
5. Polypropylen
6. Styrolharz wie z.B. Polystyrol; Styrol-Acrylnitril- Mischpolymer; Styrol-Acrylnitril-Butadien-Mischpolymer und ähnliches.
7. Polyvinylchlorid
8. Polyvinylidenchlorid
9. Polyvinylidenacetat
10. Polyvinylacetal
11. Polycarbonat
12. Polyacetal
13. gesättigtes Polyesterharz wie z.B. Polyethylentetraphthalat; Polybutylenterephthalat und ähnliches.
14. Polyphenylenoxid
15. Polysulfon
Ferner können für die dünne Schicht 54 folgende Gummis verwendet werden.
1. Dien-Gummi wie z.B. Styrolbutadien-Gummi; Butadien- Gummi; Isopren-Gummi; Acrylnitrilbutadien-Gummi; Chloropren-Gummi und ähnliches.
2. Olefin-Gummi wie z.B. Butyl-Gummi; Ethylenpropyren- Gummi; Acryl-Gummi; Chlorosulfonpolyethylen-Gummi; Fluor-Gummi und ähnliches.
3. Silikon-Gummi
4. Urethan-Gummi
5. Polysulfid-Gummi
Bei dieser Ausführungsform wird als Material für die dünne Schicht 54 der Polyvinylalkohol (PVA) verwendet, wobei die PVA-Lösung durch Schleuderauftragung aufgetragen wird, um die dünne Schicht mit einer Filmdicke von 6 nm auszubilden.
Die Bildung der dünnen Schicht 54 wird unter Verwendung der in der Fig. 16a gezeigten Schleuderauftragungsvorrichtung 17 durchgeführt.
Übrigens kann für die Ausbildung der dünnen Schicht 54 die Schleuderauftragungsvorrichtung 17 entweder unter hermetisch abgeschlossener oder unter der zur Umgebungsluft geöffneten Bedingung verwendet werden.
Die Fig. 41 und 42 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die eine Übergangsbedingung der Schleuderauftragung zeigen. Wie in Fig. 41 gezeigt ist, wird die Auftragungsflüssigkeit 55 gleichmäßig auf den gesamten Bereich B der Aufzeichnungsfläche auf dem Substrat 51 getropft, um eine dünne Schicht 54 auszubilden.
Die folgenden vier Verfahren zum Tropfen der Auftragungsflüssigkeit 55 über den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche B wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 43 bis 45 beschrieben. Es ist jedoch klar, daß die Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt sind.

Erstes Verfahren (Fig. 43)

Zuerst wird die Auftragungsflüssigkeit 55 in einer Ringform auf einen mittleren Bereich des optischen Aufzeichnungsmediums (jedoch außerhalb der Klemmfläche A) getropft, danach wird das Substrat mit einer niedrigen Geschwindigkeit unter 1 min&supmin;¹ gedreht, um die Auftragungsflüssigkeit 55 über die gesamte Aufzeichnungsfläche B zu verteilen. Dann wird das optische Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit (max. 4000 min&supmin;¹) gedreht, um einen Überschuß an Auftragungsflüssigkeit 55 zentrifugal zu entfernen und eine Schicht auszubilden.

Zweites Verfahren (Fig. 44)

Zuerst wird die Auftragungsflüssigkeit 55 in einer Ringform auf einen mittleren Bereich des optischen Aufzeichnungsmediums (jedoch außerhalb der Klemmfläche A) getropft. Danach wird die Auftragungsflüssigkeit 55 über die gesamte Aufzeichnungsfläche B verteilt, indem das optische Aufzeichnungsmedium mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 1 min&supmin;¹ oder weniger gedreht wird. Dann wird das optische Aufzeichnungsmedium für 5 Sekunden oder länger gestoppt. Dann wird das optische Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit (max. 4000 min&supmin;¹) gedreht, um dadurch einen Überschuß an Auftragungsflüssigkeit 55 zentrifugal zu entfernen und einen dünnen Film auszubilden.

Drittes Verfahren (Fig. 45)

Bei angehaltenem optischen Aufzeichnungsmedium wird die Düse gedreht, um die Auftragungsflüssigkeit 55 auf den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche B zu tropfen. Dann wird das Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, um einen Überschuß an Auftragungsflüssigkeit 55 zentrifugal zu entfernen und einen dünnen Film auszubilden.

Viertes Verfahren (Fig. 45)

Bei angehaltenem optischen Aufzeichnungsmedium wird die Auftragungsflüssigkeit 55 auf den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche B gespritzt. Dann wird das optische Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, um einen Überschuß an Auftragungsflüssigkeit 55 zentrifugal zu entfernen und einen dünnen Film auszubilden.
Die obenbeschriebene dünne Schicht 54 besteht jedoch aus wasserlöslichem Harz wie z.B. PVA. Deshalb wird ihre Feuchtigkeitsschutzeigenschaft vermindert. Aus diesem Grund wird die dünne Schicht 54 einem Vernetzungsprozeß unterzogen, um ihr eine Feuchtigkeitsschutzeigenschaft (Feuchtigkeitsschutz, Feuchtigkeitseindringschutz) sowie eine Wärmeschutzeigenschaft zu verleihen. Genauer werden der Wasserlösung des wasserlöslichen Harzes Vernetzungsmittel oder ähnliches zugegeben, um eine dünne Schicht 54 auszubilden. Danach wird die Vernetzungsreaktion durch Lichtbestrahlung wie z.B. Ultraviolettbestrahlung oder die Vernetzungsreaktion durch Wärme durchgeführt, oder andernfalls wird die dünne Schicht 54, die kein Vernetzungsmittel enthält, einer Wärmebehandlung zur Kristallisation unterworfen (mit z.B. modifiziertem PVA, da in der Ausführungsform PVA verwendet wird), um ihr Feuchtigkeitsschutz- und Wärmeschutzeigenschaften zu verleihen.
Die obenbeschriebene Vernetzungsreaktion ist jedoch hinsichtlich der Produktivität überlegen, da es unnötig ist, auf eine nachteilige, thermische Auswirkung auf das Substrat 51 und die Aufzeichnungsschicht 53 zu achten.
Deshalb wird bei der Ausführungsform Ammoniumbichromat als ein Vernetzungsmittel zugegeben, wobei die dünne Schicht 54 der Vernetzungsreaktion durch Bestrahlung mit Licht unterzogen wird.
Die folgenden speziellen Vernetzungsbeispiele können nach Wunsch verwendet werden.
1. eine Zugabe von z.B. Kupfer, Bor, Aluminium, Titan, Zirkon, Zinn, Vanadium, Chrom und ähnliches als anorganisches Vernetzungsmittel.
2. Acetalbildung mit Aldehyden
3. Aldehydbildung einer Hydroxylgruppe
4. Zugabe von aktivierter Vinylverbindung
5. Etherifizierung mit Epoxydverbindung
6. Reaktion von Dicarboxylsäure mit Säurekatalysator
7. Zugabe von Succidsäure und Schwefelsäure
8. Zugabe von Triethylenglykol und Methylacrylsäure
9. Mischen von Polyacrylsäure und Methylvinyl- Ethermaleinsäure-Mischpolymer
Fig. 46 ist ein Flußdiagramm, das einen Prozeß nach der Dünnschichtbildung bei der Ausführungsform der Erfindung zeigt. In Fig. 46 bedeuten,
S31: Einstellen von Polyvinylalkohol, dem Ammoniumdichromat ((NH&sub4;)&sub2;Cr&sub2;O&sub7;) mit vorgegebener Konzentration als Vernetzungsmittel zugegeben ist.
S32: Ausbilden einer dünnen Schicht gemäß der Schleuderauftragung.
S33: Durchführen einer Vernetzungsreaktion durch Bestrahlen der dünnen Schicht mit Ultraviolettstrahlung, um der dünnen Schicht eine Feuchtigkeitsschutzeigenschaft zu verleihen.
S34: Auftropfen von Reinigungsmitteln von oberhalb der dünnen Schicht, während das Substrat gedreht wird, um unvernetzte Bereiche zu reinigen und die in der dünnen Schicht enthaltenen Vernetzungsmittel zu entfernen. Als Reinigungsmittel können Wasser, heißes Wasser oder organische Flüssigkeiten wie z.B. Alkohole allein oder in Kombination (Mischung) verwendet werden.
S35: Fertigstellung durch Brennen des Substrats bei einer Temperatur von 80ºC für eineinhalb Stunden.
Die Verminderung des Reflexionsgrads zwischen dem Fall, in dem die Reinigungsbehandlung durchgeführt wird, und dem Fall, in dem die Reinigungsbehandlung nicht durchgeführt wird, ist in folgender Tabelle gezeigt. Übrigens wurde das Experiment in einer Atmosphäre mit 60ºC und 90% rel. Luftfeuchtigkeit durchgeführt. Tabelle (Einheit: %) Testdauer (h) Wasserreinigung keine Wasserreinigung
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, ist klar, daß die Reinigungsbehandlung durchgeführt wird, um die Vernetzungsmittel oder unvernetzte Bereiche von der dünnen Schicht zu entfernen, so daß selbst bei einer hohen Temperatur und bei einer hohen Luftfeuchtigkeit ein hoher Reflexionsfaktor erhalten werden kann. Für den Fall ohne Reinigungsbehandlung ist eine Ursache für die Verringerung des Reflexionsfaktor bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, daß, wenn irgendein Vernetzungsmittel oder ein unvernetzter Bereich in der dünnen Schicht zurückbleibt, sich die dünne Schicht aufgrund der Absorbtion von Feuchtigkeit ausdehnt, um dadurch den Kontakt zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dünnen Schicht zu stören.
Bei der vorangegangenen Ausführungsform wurde die optische Platte des Luftschichttyps erläutert. Es ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Erfindung auf jeden anderen Typ wie z.B. einen Einzelplattentyp einer einzelnen optischen Platte oder auf einen zusammengezogenen Typ von zwei ohne Lücke miteinander in Kontakt stehenden optischen Platten angewendet werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Vorsehen der Gasströmungs-Unterdrückungsvorrichtung möglich, eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Datenaufzeichnungsmediums zu schaffen, das eine gleichmäßige Eigenschaft ohne Veränderung des Reflexionsfaktors und der Transparenz der Aufzeichnungsschicht aufweist.
Da ebenso wie oben beschrieben der Endabschnitt der Düse in Zentrifugalrichtung ausgerichtet ist, während die Lösung aufgetropft wird, wird eine große Menge an Lösungsmittel in Zentrifugalrichtung verteilt, während eine relative kleine Menge an Lösungsmittel entgegen der Zentrifugalrichtung verteilt wird. Dementsprechend ist die Lösungsmittelströmung zum äußeren Umfang des Substrats gleichmäßig, um einen dünne Schicht mit einer hohen Gleichmäßigkeit in der Dicke auszubilden.
Wie oben beschrieben, ist es ferner durch Ausbilden eines Flüssigkeitsfilm über den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche des Substrats und Stoppen des Substrats oder Drehen des Substrats mit einer niedrigen Geschwindigkeit möglich, mit der Auftragungsflüssigkeit die Vertiefungen des Signalmusters aufzufüllen. Infolgedessen ist es möglich, eine gleichmäßig dünne Schicht ohne Gasblasen zu bilden.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen eines optischen Datenaufzeichnungsmediums, mit einem Drehtisch (11), der ein Substrat (1) trägt, und einer Düse (10), die Auftragungsflüssigkeit (13) auf das Substrat (1) tropfen läßt, wobei die auf das Substrat getropfte Auftragungsflüssigkeit (13) über dem Substrat (1) durch eine Drehkraft des Drehtischs (11) verteilt wird, um einen Auftragungsfilm durch Schleuderauftragung zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) zum Tropfen der Auftragungsflüssigkeit so beschaffen ist, daß sie in bezug auf die obere Oberfläche des Substrats (1) geneigt ist, und wenigstens der Auslaßöffnungsabschnitt der Düse (10), das Substrat (1) und der Drehtisch (11) von einem Gehäuse (156) aufgenommen sind, das von der Atmosphäre abgetrennt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Substrat (1) horizontal angeordnet ist und die Düse (10) und eine Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (24) über dem Substrat angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung das Gehäuse (15) enthält, in das der Drehtisch (11) eingebaut ist, so daß der Innenraum des Gehäuses (15) durch das Gehäuse (15) von der äußeren Atmosphäre im wesentlichen abgetrennt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der sich die Düse (11) durch einen mittleren Abschnitt (16) der Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (15) hindurch bis zu einem mittleren Abschnitt der Oberfläche des Substrats (1) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Düse (34) gegenüber einem inneren Umfangsbereich des Substrats (31) angeordnet ist und ein Endabschnitt (34a) der Düse (31) bei Betrachtung von oberhalb des Substrats auf einen äußeren Umfangsabschnitt des Substrats (31) gerichtet ist und der Endabschnitt (34a) der Düse (34) so geneigt ist, daß er mit dem Substrat (321) bei Betrachtung von seiten der Düse (34) einen Winkel (6) bildet, der kleiner als 90º ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Endabschnitt (34a) der Düse (34) auf die radiale Richtung Substrats (31) ausgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Endabschnitt (34a) der Düse (34) relativ zur radialen Richtung des Substrats (31) in Umfangsrichtung geneigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Düse (34) drehbar unterstützt ist und der zwischen dem Endabschnitt (34a) der Düse (34) und dem Substrat (31) definierte Winkel veränderlich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der dann, wenn das Substrat (31) durch die Dreheinrichtung (36, 37) zu einer Drehung angetrieben worden ist, von der Düse (34) das die Schicht bildende Material zugeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der dann, wenn das Substrat (34) durch den Drehtisch (36, 37) in Drehrichtung angetrieben worden ist, von der Düse (34) das die Schicht bildende Material zugeführt wird, wobei die Düse (34) von einem inneren Umfangsabschnitt zu einem äußeren Umfangsabschnitt des Substrats (31) gedreht wird.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, bei der am Endabschnitt (34a) der Düse (34) eine Flüssigkeitstropfen-Verhinderungseinrichtung (40) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Flüssigkeitstropfen-Verhinderungseinrichtung einen ersten Abschnitt des Endabschnitts (34a) der Düse (34), der dem Substrat (31) zugewandt ist, sowie einen gegenüberliegenden zweiten Abschnitt enthält, der am ersten Abschnitt befestigt ist, wobei der Endabschnitt (34a) eine schräge Form besitzt, so daß der erste Abschnitt länger als der zweite Abschnitt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Flüssigkeitsverhinderungseinrichtung einen Abschnitt des Endabschnitts (34a) der Düse enthält, der dem Substrat (31) zugewandt ist, wobei dieser Abschnitt eine Durchgangsbohrung (40) oder eine Aussparung (40) besitzt.

14. Vorrichtung zum Herstellen eines Datenaufzeichnungsmediums, mit einem Gehäuse (15), das über einem drehbaren Träger (11) für ein Substrat (11) positioniert ist, wobei in dem Gehäuse (15) eine Schleuderauftragung auf dem Substrat (1) ausgeführt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) von der Atmosphäre abgetrennt ist und sich von dem Substrat (1) in einem Abstand befindet, der kleiner als der 1,5fache Durchmesser des Substrats (1) ist.

15. Vorrichtung zum Herstellen eines Datenaufzeichnungsmediums, mit einem Gehäuse (15), das über einem drehbaren Träger (11) für ein Substrat (11) angeordnet ist, und einer Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (24), die im Gehäuse (15) über dem drehbaren Träger angeordnet ist, wobei unter der Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (24) eine Schleuderauftragung auf dem Substrat (1) ausgeführt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehääse (15) von der Atmosphäre abgetrennt ist und die Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (24) von dem Substrat (1) um eine Strecke beabstandet ist, die kleiner als der 1,5fache Durchmesser des Substrats (1) ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der das Substrat (1) horizontal angeordnet ist und die Düse (10) und die Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung (24) über dem Substrat (1) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Gasströmungs-Unterdrückungseinrichtung einen ebenen Abschnitt (24) enthält, der einer ebenen Oberfläche des Substrats (1) zugewandt ist.

18. Verfahren zum Herstellen eines Datenaufzeichnungsmediums durch Ausführen einer Schleuderauftragung wenigstens einer der auf einem Substrat (1) auszubildenden Schichten in einem Gehäuse (15), in dem eine Düse (10) zum Tropfen von Auftragungsflüssigkeit auf das Substrat (1) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte des Neigens der Düse (10) relativ zur Oberfläche des Substrats (1) und des Isolierens wenigstens der Öffnung der Düse (10), des Substrats (1) und eines das Substrat (1) tragenden Drehtischs (11) gegenüber der Atmosphäre.

19. Verfahren zum Herstellen eines optischen Datenaufzeichnungsmediums, mit den Schritten des Ausführens einer Schleuderauftragung einer Auftragungsflüssigkeit zum Bilden einer Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat (1) und dann einer Schleuderauftragung einer Schutzschicht auf dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Aufbringung der Schutzschicht die Aufzeichnungsschicht auf dem Substrat (1) durch Schleuderauftragung in einem Gehäuse (15) aufgebracht wird, das von der Atmosphäre abgetrennt ist, wobei die Schutzschicht über der Aufzeichnungsschicht vorgesehen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei der eine in Wasser gelöste Flüssigkeit in der Atmosphäre aufgetragen wird, um die Schutzschicht zu bilden.

21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die, Auftragungsflüssigkeit einen organischen Farbstoff in einem Bereich von 0,4 bis 5,0 Gewichts-% enthält.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Auftragungsflüssigkeit einen Cyanin-Farbstoff des Indoltyps mit einer Methyn-Kette enthält.

23. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der organische Farbstoff die folgende allgemeine Formel besitzt:

wobei eine Kohlenstoffkette ist, um eine Methyn-Kette zu bilden, und aus einer geradlinigen Kette oder einer polyzyklischen Verbindung aus C&sub3;-C&sub1;&sub7; zusammengesetzt ist, wobei ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt sein kann,

(R" ist eine geradlinige Kette von C&sub1;-C&sub6; oder ein Benzenring);

A gleich mit oder verschieden von A' sein kann, wobei beide jeweils einen Benzenring repräsentieren, und ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom ersetzt sein kann durch -I, -Br, -Cl, -CnH2n+1 (n = 1-12), -OCH&sub3;,

, NO&sub2; und

(R''' ist eine geradlinige Kette eines Kohlenwasserstoffs oder eines Benzenrings);

B gleich mit oder verschieden von B' sein kann, wobei beide -O-, -S-, -Se-, -CH=CH- oder

repräsentieren (R'''' ist eine Alkylgruppe von C&sub1;-C&sub4; wie etwa CH&sub3;, C&sub2;H&sub5;, C&sub3;H&sub7; und C&sub4;H&sub9;);

R gleich mit oder verschieden von R&sub1; sein kann, wobei beide Alkylgruppe C&sub1;-C&sub2;&sub2; repräsentieren, und kann durch eine Sulfonylgruppe oder eine Carboxylgruppe ersetzt sein;

X ein Anion repräsentiert, das PF&sub6; , I , ClO&sub4; , CF&sub3;SO&sub3; , SCN oder dergleichen enthält; und

m und n Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 repräsentieren und die Beziehung m + n ≤ 3 erfüllen.

24. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem das Lösungsmittel der Auftragungsflüssigkeit eine flüchtige organische Flüssigkeit mit einem Siedepunkt ist, der niedriger als derjenige von Wasser ist.