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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung zum Herstellen optischer Platten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bis jetzt fand ein Schleuderbeschichtungsverfahren
zum Herstellen optischer Platten eine breite Verwendung. Das Schleuderbeschichtungsverfahren
umfasst die Schritte des Auftropfens einer Beschichtungsflüssigkeit
auf einen zentralen Teil eines rotierenden Substrats, des Verteilens
der Flüssigkeit
nach außen durch
Zentrifugalkraft, um einen Beschichtungsfilm auf dem Substrat zu
bilden, des Abspritzens eines Überschusses
der Flüssigkeit
von der Kante des Substrats und dann des Trocknens des Beschichtungsfilms
durch Verdampfen des Lösemittels.
Beispiele für
optische Platten, die durch das Schleuderbeschichtungsverfahren hergestellt
werden sind: eine optische Platte des CD-R-Typs die ein plattenförmiges transparentes
Substrat (im Folgenden als "Plattensubstrat" oder einfach "Substrat" bezeichnet), eine
Aufnahme-Farbschicht, eine lichtreflektierende Schicht und eine
Schutzschicht der Reihe nach übereinandergelegt
umfasst; eine optische Platte des DVD=R-Typs die durch Verbindung
eines Mehrlagen-Schichtkörpers (der
ein Plattensubstrat, eine Aufnahme-Farbschicht, eine lichtreflektierende
Schicht und, wenn gewünscht,
eine Schutzschicht der Reihe nach übereinandergelegt umfasst)
und eines anderen Plattensubstrats (Schutzsubstrat) mit einem Kleber
gebildet wird so, dass die Aufnahmeschicht innen angebracht werden
kann; und eine optische Platte des DVD-R-Typs, die durch Verbindung
eines Paares von Mehrlagen-Schichtkörpern mit
einem Kleber gebildet wird so, dass jede Aufnahmeschicht innen angebracht
werden kann. Beim Herstellen dieser optischen Platten werden die
Aufnahme-Farbschicht
und die Schutzschicht oft durch das Schleuderbeschichtungsverfahren
gebildet. In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7(1995)–118094
wird der Herstellungsprozess von optischen Platten des CD-R-Typs
detailliert beschrieben.
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Darüber hinaus legt das US- Patent
Seriennummer 5,002,008 eine Beschichtungsvorrichtung
zum Auftragen eines Schutzlackes oder einer Entwicklerlösung auf
einen Halbleiterwafer offen, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl
von speziell geformten Düsen
umfasst.
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Das Schleuderbeschichtungsverfahren
wird allgemein mit einer unten beschriebenen Vorrichtung durchgeführt.
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Eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung
umfasst allgemein eine Auftragevorrichtung, einen Schleuderkopf,
eine runde Schutzwand und ein Abzugssystem. Die Auftragevorrichtung
umfasst eine Düse,
die mit einem Druckbehälter
und einem Regelventil ausgestattet ist zum Anpassen der Größe eines
Tropfens der Beschichtungsflüssigkeit,
die durch die Düse
auf die Oberfläche
eines Plattensubstrats aufgebracht wird. Der Schleuderkopf ist unter
der Auftragevorrichtung angebracht, um das Substrat mit einem abnehmbaren
Träger horizontal
zu halten und er ist durch einen Antriebsmotor um seine Achse drehbar.
Bei der Vorrichtung wird die Beschichtungsflüssigkeit von der Düse auf das
rotierende Substrat getropft, das auf dem Schleuderkopf horizontal
gehalten wird und dann nach außen
ausgebreitet, um einen Beschichtungsfilm auf dem Substrat zu bilden.
Der Überschuss
der Flüssigkeit
wird von der Kante des Substrats durch Zentrifugalkraft abgespritzt
und dann wird der Beschichtungsfilm durch Verdampfen des Lösemittels
getrocknet. Um die Umgebung von der so verspritzten Überschussflüssigkeit
zu schützen,
ist die Schutzwand um den Schleuderkopf vorgesehen und die Wand
hat eine Öffnung
an ihrer Oberseite. Bei dem Abzugssystem wird Luft über die Öffnung an
der Oberseite eingeleitet, über
die Oberfläche
des Substrats verströmt
und dann aus einem Raum unter dem Schleuderkopf abgesaugt. Da das
Abzugssystem einen Abzugslüfter
und ein Regelventil zum Anpassen der Menge der abgesaugten Luft
besitzt, können
die Bedingungen zum Trocknen des Beschichtungsfilms leicht durch
Anpassen der Menge an abgesaugter Luft variiert werden (d.h. durch
Anpassen der Flussrate der Luft). Die Düse der Auftragevorrichtung
besteht im Allgemeinen aus rostfreiem Stahl. Wenn die Beschichtungsflüssigkeit
eine Farbstofflösung
zum Herstellen einer Aufnahme-Farbschicht
ist, weist die Düse
aus rostfreiem Stahl jedoch einen kleinen Kontaktwinkel mit der
Lösung
auf. Das heißt,
dass die Oberfläche
der Düse
gut mit der Lösung
benetzt ist und damit, dass die Lösung gut an dem spitzen Ende
(vorderen Ende) der Düse
anhaftet. Wie in 5 gezeigt, neigt
die so an dem spitzen Ende anhaftende Lösung leicht zum Eintrocknen,
und so einen festen Farbstoff (Ablagerung 53) absetren,
während
die Vorrichtung kontinuierlich während
einer langen Zeit betrieben wird. Die Ablagerung, die am spitzen
Ende ausgebildet wird verursacht oft Probleme. Zum Beispiel kann
die Ablagerung auf das Substrat fallen und so einen gebildeten Film
beschädigen
und sie kann weiterhin die Düse verstopfen
und so die Beschichtungsflüssigkeit
davon abhalten gleichmäßig zu tropfen.
Um diese Probleme zu verhindern, werden einige bekannte Vorrichtungen
mit Reinigungseinrichtungen ausgestattet, mit denen das spitze Ende
der Düse
gewaschen und getrocknet wird. Die Vorrichtung, welches die Reinigungseinrichtung
besitzt benötigt
jedoch ein kompliziertes System. In der Praxis wird das spitze Ende
der Düse
regelmäßig gereinigt,
während
die Produktionslinie bei regelmäßigen Intervallen
gestoppt wird. Das regelmäßige Stoppen der
Produktionslinie erniedrigt jedoch die Produktionseffizienz und
weiterhin neigen Fehler bei der Filmausbildung dazu aufzutreten,
während
die Linie wiederholt gestoppt und angefahren wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist dementsprechend ein Ziel der
vorliegenden Efindung eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung zu
liefern, bei der die Beschichtungsflüssigkeit kaum an dem spitzen
Ende der Düse
anhaftet und die damit kontinuierlich zur Ausbildung eines Beschichtungsfilms
während
einer langen Zeit verwendet werden kann. Bei der Schleuderbeschichtungsvorrichtung
der Erfindung wird die Beschichtungsflüssigkeit davon abgehalten,
an dem spitzen Ende der Düse
anzuhaften entweder die Reinigungseinrichtung zu liefern oder die
Produktionslinie bei regelmäßigen Intervallen
zu stoppen.
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Die Erfinder haben die Düse der Auftragevorrichtung
studiert und die folgende Tatsache herausgefunden. Wenn das spitze
Ende der Düse
eine Oberfläche
aus Polytetrafluorethylen (Teflon) besitzt, haftet die Beschichtungsflüssigkeit
kaum an dem Ende an. Als Folge kann die Vorrichtung, die eine solche
Düse besitzt, eine
Produktion von optischen Platten wirkungsvoll während einer langen Zeit ohne
die Probleme aufrecht erhalten.
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Die vorliegende Erfindung befindet
sich in einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung zum Herstellen optischer
Platten, die umfasst:
eine Auftragevorrichtung, die mit einer
Düse versehen
ist, die ein spitzes Ende aufweist,
um eine Farbstofflösung auf
ein plattenförmiges
transparentes Substrat aufzubringen,
einen Schleuderkopf, der
unter der Auftragevorrichtung angeordnet ist, um das Substrat horizontal
zu halten, und der um seine Achse gedreht werden kann,
eine
Schutzwand, die um den Schleuderkopf herum vorhanden ist und eine Öffnung an
ihrer Oberseite aufweist und die Beschichtungsflüssigkeit, die auf das sich
drehende Substrat auf dem Schleuderkopf aufgebracht wird, sich nach
außen
ausbreitet und dann um das Substrat herum spritzt, darin hält, und
ein
Abzugsystem, in dem Luft über
die Öffnung
eingeleitet wird, über
das Substrat verströmt
wird und dann aus einem Raum unter dem Schleuderkopf abgezogen wird;
wobei
die Düse
aus rostfreiem Stahl besteht und ihre Oberfläche der Wand wenigstens an
dem spitzen Ende mit Polytetrafluorethylen überzogen ist, und dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Überzug
an der Innen- und der Außenwand,
die auf das spitze Ende folgen, in einer Länge von mehr als 1 mm vorhanden
ist.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind
wie folgt.
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(1) Der Überzug des rostfreien Stahls
mit Polytetrafluorethylen erstreckt sich über eine Länge von mehr als 5 mm, bevorzugt
mehr als 10 mm.
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(2) Die gesamte Oberfläche der
Düse ist
vollkommen mit Polytetrafluorethylen überzogen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung
der Erfindung.
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2 zeigt
schematische Ansichten einer Auftragevorrichtung der Erfindung.
In 2 ist (a) eine Draufsicht und (b)
eine Vorderansicht.
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3 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Beispiels der Düse mit dem
spitzen Ende, das mit Polytetrafluorethylen überzogen ist.
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4 zeigt
einen Ausschnitt einer schematischen Schnittansicht einer optischen
Platte, die ein plattenförmiges
transparentes Substrat, eine Aufnahme-Farbschicht, eine lichtreflektierende
Schicht und eine Schutzschicht der Reihe nach übereinandergelegt umfasst.
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5 ist
eine schematische Ansicht, die einen festen Farbstoff (Ablagerung)
zeigt, welcher an dem spitzen Ende einer bekannten Düse abgelagert
ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die Schleuderbeschichtungsvorrichtung
der Erfindung umfasst eine Auftragevorrichtung, einen Schleuderkopf,
eine Schutzwand und ein Abzugssystem. Die Auftragevorrichtung besitzt
eine spezifische Düse.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen wird die Schleuderbeschichtungsvorrichtung der Erfindung
im Folgenden im Detail beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung
der Erfindung. Wie in 1 gezeigt,
umfasst die Schleuderbeschichtungsvorrichtung 10 Auftragevorrichtung 11, Schleuderkopf 13,
Schutzwand 15 und Abzugssystem 18. Die Auftragevorrichtung 11 umfasst
Düse 12,
die mit einem Druckbehälter
(in der Figur nicht gezeigt) und einem Regelventil (nicht in der
Figur gezeigt) versehen ist zur Anpassung der Tropfengröße der Beschichtungsflüssigkeit,
die durch die Düse 12 auf
die Oberfläche
des Plattensubstrats 1 aufgebracht wird. Bei der Vorrichtung 10 kann
die Auftragevorrichtung 11 von einer Warteposition zu der
vorgegebenen Position über
dem Substrat 1 durch einen Transportmechanismus (nicht
in der Figur gezeigt) bewegt werden. Der Schleuderkopf 13 ist
unter der Auftragevorrichtung 11 angebracht, um das Substrat 1 mit
der abnehmbaren Aufnahme 14 horizontal zu halten und er
ist durch einen Antriebsmotor (nicht in der Figur gezeigt) um die
Achse drehbar. Bei dem Prozess zur Bildung eines Beschichtungsfilms
wird die Beschichtungsflüssigkeit
von der Düse 12 der
Auftragevorrichtung 11 auf das rotierende Substrat 1 getropft, das
durch den Schleuderkopf 13 horizontal getragen wird und
dann durch Zentrifugalkraft nach außen verteilt, um einen Beschichtungsfilm
auf dem Substrat 1 zu bilden. Der Überschuss der Flüssigkeit
wird von der Kante des Substrats 1 abgespritzt und der
Beschichtungsfilm wird durch Entfernen des Lösemittels getrocknet. Um die
Umgebung vor der so verspritzten Überschussflüssigkeit zu schützen, ist
die Schutzwand 15 um den Schleuderkopf 13 vorgesehen
und die Wand hat eine Öffnung 16 an
ihrer Oberseite. Die Überschussflüssigkeit,
die an der Schutzwand 15 gesammelt wird, wird in den Abfluss 17 eingeleitet.
Bei dem Abzugssystem 18 wird Luft über die Öffnung 16 angesaugt
, über
die Oberfläche
des Substrats 1 verströmt
und dann aus einem Raum unter dem Schleuderkopf 13 abgezogen.
Da das Abzugssystem 18 einen Abzugslüfter 19 und ein Regelventil
(nicht in der Figur gezeigt) zum Anpassen der Menge der abgezogenen
Luft besitzt, können
die Bedingungen zum Trocknen des Beschichtungsfilmsteicht durch
Anpassen der Menge an abgezogener Luft variiert werden (d.h. durch
Anpassen der Flussrate der Luft).
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Die Auftragevorrichtung mit der spezifischen
Düse ist
im Folgenden im Detail beschrieben.
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2 zeigt
schematische Ansichten einer Auftragevorrichtung der Erfindung.
In 2 ist (a) eine Draufsicht und (b)
eine Vorderansicht. 3 zeigt auch eine
schematische Schnittansicht eines bevorzugten Beispiels der Düse. Bei
der Düse 22 der
Auftragevorrichtung 21 entsprechend der Erfindung besitzen
das spitze Ende und sowohl die Innenseite als auch die Außenseite
im Bereich von nicht weniger als 1 mm von dem spitzen Ende eine
Oberfläche
aus Polytetrafluorethylen. Typische Beispiele der Düse, die
vorzugsweise für
die Erfindung verwendet werden sind: eine Düse, bei der das spitze Ende
und der Körper
in einem Bereich von nicht weniger als 1 mm von dem spitzen Ende
aus Polytetrafluorethylen sind; und eine Düse (gezeigt in 3), bei
der das spitze Ende 23 und sowohl die innere Wandoberfläche 24 als
auch die äußere Wandoberfläche 25 im
Bereich von nicht weniger als 1 mm von dem spitzen Ende mit Polytetrafluorethylen überzogen
sind. Die obige Düse
wird zum Beispiel auf die folgende Weise hergestellt. Zuerst wird
der Düsenkörper mit
Ausnahme des Endteils im Voraus aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Danach wird das Endstück
(das spitze Ende und der Körper
in einem Bereich von nicht mehr als 5 mm von dem spitzen Ende) aus
Polytetrafluorethylen hergestellt. Diese Struktur ist in der Praxis
bevorzugt in Anbetracht der Festigkeit der Düse. Bei der in 3 gezeigten Düse sind
das spitze Ende und der Düsenkörper im Bereich
von nicht weniger als 10 mm von dem spitzen Ende vorzugsweise mit
Polytetrafluorethylen überzogen.
Mehr bevorzugt ist die gesamte Oberfläche der Düse komplett mit Polytetrafluorethylen überzogen.
Die Dicke der Polytetrafluorethylenüberzugsschicht ist nicht speziell
begrenzt, aber üblicherweise
im Bereich von 5 bis 500 μm.
Wie oben beschrieben ist der Körper
der Düse vorzugsweise
aus rostfreiem Stahl. Der Innendurchmesser der Düse liegt allgemein in dem Bereich
von 0,5 bis 1,0 mm.
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Das Folgende ist eine detaillierte
Beschreibung des Vorgangs zum Herstellen von optischen Platten unter
Verwendung der Schleuderbeschichtungsvorrichtung, welche die Auftragevorrichtung
besitzt, die mit der Düse
der Erfindung ausgestattet ist.
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Eine typische optische Platte, die
bei dem Prozess hergestellt wird, ist in 4 gezeigt.
Die Platte 40 in 4 umfasst
ein plattenförmiges
transparentes Substrat 1, eine Aufnahme-Farbschicht 2,
eine lichtreflektierende Schicht 3 und eine Schutzschicht 4 übereinander
gelegt in dieser Reihenfolge.
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Beispiele für Materialien für das Substrat
schließen
Polycarbonat, Acrylharze wie Polymethylmethacrylat, Vinylchloridharze
wie Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Copolymer, Epoxidharze, amorphe
Polyolefine und Polyester ein. Diese Materialien können, wenn
gewünscht
kombiniert angewendet werden. Polycarbonat ist von den Gesichtspunkten
der Feuchtigkeitsbeständigkeit,
der Formstabilität
und der wirtschaftlichen Kosten am meisten bevorzugt.
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Auf der Oberfläche des Substrats ist vorzugsweise
eine Startspur zur Taktgebung oder zur Adresssignalausgabe ausgebildet.
Die Startspur (pregroove) wird vorzugsweise direkt auf der Oberfläche des
Substrats ausgebildet, wenn das Substrat aus Polymermaterial (wie
Polycarbonat) durch Spritzen oder Extrusion geformt wird. Die Startspur
besitzt vorzugsweise eine Tiefe in dem Bereich von 0,01 bis 0,3 μm und einen
Halbmesser von 0,2 bis 0,9 μm.
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Die Aufnahme-Farbschicht wird auf
dem Plattensubstrat auf die folgende Weise durch die Schleuderbeschichtungsvorrichtung
der Erfindung gebildet.
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Als erstes wird das Plattensubstrat 1 auf
der Aufnahme 14 des Schleuderkopfes 13, der in 1 gezeigt ist befestigt.
Das Substrat 1 wird auf dem Schleuderkopf 13 horizontal
gehalten. Die Beschichtungsflüssigkeit,
die aus dem Druckbehälter
(nicht in der Figur gezeigt) geliefert wird, wird in das Regelventil
(nicht in der Figur gezeigt) eingeführt, so dass die Menge auf
das vorgegebene Volumen eingestellt werden kann und dann durch die
Düse 12 auf
den zentralen Teil des Substrats 1 getropft. Wie oben beschrieben
haftet die Beschichtungsflüssigkeit
kaum an dem Ende an, da die Düse 12 der
Erfindung die Oberfläche
aus Polytetrafluorethylen am spitzen Ende und an den Innen- und
Außenwänden in
einem Bereich von nicht weniger als 1 mm von dem spitzen Ende besitzt.
Deshalb kann der Beschichtungsfilm ohne Probleme, die von dem abgelagerten Farbstoff
herrühren
gleichmäßig ausgebildet
werden. Die Beschichtungsflüssigkeit
wird allgemein durch Auflösen
eines Farbstoffs in einem geeigneten Lösemittel in einer Menge von
0,01 bis 15 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsprozent,
mehr bevorzugt 0,5 bis 5 Gewichtsprozent und weiter bevorzugt 0,5
bis 3 Gewichtsprozent zubereitet.
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Bei der Vorrichtung wird der Schleuderkopf 13 durch
einen Antriebsmotor veranlasst, mit einer hohen Geschwindigkeit
zu rotieren. Die Beschichtungsflüssigkeit
wird auf den zentralen Teil des rotierenden Substrats 1 getropft,
nach außen
zu der Kante des Substrats 1 verteilt und dann von der
Kante durch Zentrifugalkraft weggespritzt. Die verspritzte Flüssigkeit
prallt auf die Schutzwand 15, um sich in einem Abflussbecken,
das unten an der Wand vorgesehen ist zu sammeln und die gesammelte
Flüssigkeit
wird durch den Abfluss 17 entfernt. Während oder nach der Prozedur
des Formens des Beschichtungsfilms wird der Film getrocknet. Der Beschichtungsfilm
(Aufnahme-Farbschicht)
besitzt allgemein eine Dicke von 20 bis 500 nm, bevorzugt 50 bis 300
nm.
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Die Farbstoffe, die für die Aufnahme-Farbschicht
verwendet werden, sind nicht speziell eingeschränkt. Beispiele für die Farbstoffe
schließen
Cyaninfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Imidazochinoxalinfarbstoffe, Pyrylium-/Thiopyryliumfarbstoffe,
Azulenfarbstoffe, Squaliliumfarbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe,
wie Ni-Komplex und Cr-Komplex, Naphthochinonfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe
Indophenolfarbstoffe, Indoanilinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe,
Merocyaninfarbstoffe, Oxonolfarbstoffe, Aminium/Diimmoniumfarbstoffe und
Nitrosoverbindungen ein. Bevorzugt sind Cyaninfarbstoffe, Phthalocyaninfabstoffe,
Azulenfarbstofte, Squaliliumfarbstoffe, Oxonolfarbstoffe und Imidazochinoxalinfarbstoffe.
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Beispiele des Lösemittels, das für die Beschichtungsflüssigkeit
für die
Aufnahme-Farbschicht
verwendet wird umfassen Ester wie Butylacetat und Cellosolve-Acetat;
Ketone wie Methylethylketon, Cyclohexanon und Methylisobutylketon;
chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan
und Chloroform; Amide wie Dimethylforamid; Kohlenwasserstoffe wie
Cyclohexan; Ether wie Tetrahydrofuran, Diethylether und Dioxan;
Alkohole wie Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol und Diacetonalkohol;
Lösemittel,
die Fluoratome enthalten wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol; und Glycolether
wie Ethylenglycol-monomethyl-Ether, Ethylenglycol-monomethyl-Ether
und Propylenglycol-monomethyl-Ether. Diese Lösemittel können in Kombination unter Betracht
der Löslichkeit
des verwendeten Farbstoffes verwendet werden. Bevorzugt sind Lösemittel,
die Fluoratome enthalten wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol.
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Die Beschichtungsflüssigkeit
kann, wenn erwünscht
nicht nur ein Mittel gegen Ausbleichen und ein Bindemittel sondern
auch Hilfs-Additive wie einen Oxidationsinhibitor, einen UV-Absorber,
einen Weichmacher und ein Gleitmittel enthalten.
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Beispiele für die Mittel gegen Ausbleichen
schließen
Nitrosoverbindungen, Metallkomplexverbindungen, Diimoniumsalze und
Aminiumsalze ein. Diese Beispiele sind in den vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichungen
Nr. H2(1990)–300288
, Nr. H3(1991)-224793
und Nr. H4(1992)–146189
beschrieben.
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Beispiele von Bindemitteln umfassen
natürliche
Polymere wie Gelatine, Cellulosederivate, Dextran, Kollophonium
und Gummi; Kohlenwasserstoff-Polymerharze wie Polyethylen, Polypropylen,
Polystyrol und Polyisobutyren; Vinylpolymere wie Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid und Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer; Acrylatpolymere
wie Polymethylacrylat und Polymethylmethacrylat; Polyvinylalkohol;
chloriertes Polyethylen; Epoxiharze; Butyralharze; Gummiderivate
und aushärtbare
Harze wie Präpolymere
von Phenolformaldehyd ein. Das Bindemittel wird allgemein mit einer
Menge von nicht mehr als 20 Gewichtsteilen verwendet, bevorzugter
nicht mehr als 10 Gewichtsteile, noch mehr bevorzugt nicht mehr
als 5 Gewichtsteile basierend auf 100 Teilen des Farbstoffs.
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Das Substrat kann eine Unterschicht
auf seiner Oberfläche
auf der Aufnahmeschicht-Seite
besitzen, um die Oberflächen-Glattheit
und Adhäsion
zu verbessern und um eine Verschlechterung der Aufnahme-Farbschicht
zu verhindern.
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Beispiele für das Material der Unterschicht
umfassen Polymere wie Polymethylmethacrylat, Acrylat-Methacrylat-Copolymer,
Styrol-Maleinanhydrid-Copolymer, Polyvinylalkohol, N-Metyhlolacrylamid, Styrol-Vinyltoluol-Copolmer,
Chlorsulfoniertes Polyethylen; Nitrocellulose, Polyvinylchlorid,
chloriertes Polyolefin, Polyester, Polyimide, Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyethylen, Polypropylen und Polycarbonat;
und Oberflächen-Behandlungsmittel
wie ein Silankopplungsmittel. Die Unterschicht kann durch Anwendung
einer Beschichtungslösung
(in der eines oder mehrere der oben erwähnten Materialien aufgelöst oder
dispergiert sind) auf der Oberfläche
des Substrats durch die bekannten Beschichtungsverfahren wie Schleuderbeschichten,
Tauchbeschichten und Extrusionsbeschichten gebildet werden. Die Unterschicht
besitzt allgemein eine Dicke von 0,005 bis 20 μm, vorzugsweise 0,01 bis 10 μm.
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Auf der Aufnahme-Farbschicht ist
die lichtreflektierende Schicht angebracht, so dass sie die Lichtreflexion
im Verlauf der Reproduktion von Information vergrößert. Das
lichtreflektierende Material, das verwendet werden soll zur Ausbildung
der lichtreflektierenden Schicht sollte eine hohe Reflexion gegenüber dem
Laserlicht zeigen. Beispiele des lichtreflektierenden Materials
umfassen Metalle und Halbmetalle wie Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb,
Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Pt, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag,
Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn und Bi. Ein Film
aus rostfreiem Stahl ist auch anwendbar. Bevorzugte lichtreflektierende
Materialien sind Cr, Ni, Cu, Ag, Au, Al und Film aus rostfreiem
Stahl. Diese Materialien können
einzeln, in Kombination oder in Form einer Legierung angewandt werden.
Au, Ag und ihre Legierungen sind speziell bevorzugt. Die lichtreflektierende
Schicht kann auf der Aufnahmeschicht durch Vakuumaufdampfen, Sputtern
oder Ionenimplantation gebildet werden. Die Dicke der lichtreflektierenden
Schicht beträgt
allgemein 10 bis 800 nm, bevorzugt 20 bis 500 nm, mehr bevorzugt
50 bis 300 nm.
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Auf der lichtreflektierenden Schicht
kann eine Schutzschicht angebracht sein, um die Aufnahmeschicht
vor chemischer Schädigung
oder physikalischem Schaden zu schützen. Die Schutzschicht kann
auch auf dem Substrat auf der Seite, die keine Aufnahme schicht besitzt
angebracht sein, um die Kratzfestigkeit und die Feuchtigkeitsbeständigkeit
der Platte zu erhöhen.
Die Schutzschicht kann aus anorganischen Materialien wie SiO, SiO2, MgF2, SnO2 und Si3N4; oder organischen Materialien wie thermoplastischen
Harzen, thermisch aushärtbaren
Harzen und UV-aushärtbaren
Harzen gebildet werden.
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Die Schutzschicht kann auf der lichtreflektierenden
Schicht und/oder dem Substrat durch Laminierung eines Films aus
Kunststoffmaterial mit einem Kleber gebildet werden. Das anorganische
Material kann auch auf der lichtreflektierenden Schicht und/oder
dem Substrat durch Vakuumverdampfen oder Sputtern aufgebracht werden.
Andernfalls kann das organische Polymermaterial in Form einer Lösung, die
das Polymermaterial enthält
aufgetragen werden und dann getrocknet, um die Schutzschicht zu
ergeben. Das UVaushärtbare Harz
zum Beispiel wird in einem Lösemittel
aufgelöst
und auf die lichtreflektierende Schicht und/oder das Substrat aufgetragen
und durch Anwendung ultravioletter Strahlen auf die aufgetragene
Lösung
ausgehärtet.
Die Beschichtungslösung
kann verschiedene Additive wie ein Antistatik-Mittel, einen Oxidationsinhibitor
und einen Ultraviolettabsorber einschließen. Die Schutzschicht besitzt
allgemein eine Dicke von 0,1 bis 100 μm.
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Bei dem Prozess zur Herstellung einer
optischen Platte kann die Unterschicht und/oder die Schutzschicht
durch die Schleuderbeschichtungsvorrichtung der Erfindung auf die
Weise gebildet werden, wie sie oben zur Bildung der Aufnahme-Farbschicht
beschrieben ist.
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BEISPIEL UND VERGLEICHSBEISPIEL
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Der Cyaninfarbstoff, der die obige
Formel besitzt, wurde in 2,2,3,3,-Tetrafluorpropanol aufgelöst, um eine
Beschichtungslösung
zur Herstellung einer Aufnahme-Farbschicht (Farbstoffgehalt: 2,65
Gewichtsprozent/Vol.) zur ergeben.
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Unabhängig wurde ein transparentes
Polycarbonatsubstrat (Durchmesser: 120 mm, Dicke: 1,2 mm, Panlight
AD5503 (Handelsname), zu beziehen von Teijin Limited) hergestellt.
Das Substrat besaß eine
spiralförmige
Startspur (Spurteilung: 1,6 μm,
Breite: 0,5 μm,
Tiefe: 0,17 μm),
die durch den Spritzguss hergestellt wurde.
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Die Beschichtungslösung wurde
dann auf die Substratoberfläche
mit der Startspur darauf durch eine konventionelle Schleuderbeschichtungsvorrichtung
aufgetragen, die eine Auftragevorrichtung, ausgestattet mit einer
Düse aus
rostfreiem Stahl (Innendurchmesser: 0,8 μm) umfasst. Die Rotation des
Schleuderkopfes wurde von 300 Umdrehungen pro Minute bis 2000 Umdrehungen
pro Minute variiert, um eine Aufnahme-Farbschicht zu bilden (Dicke
bei der Rille: etwa 200 nm). Die Bedingungen zur Bildung der Schicht
waren wie folgt:
Raumtemperatur und Feuchtigkeit: 23°C und 50
% rF,
Temperatur der Lösung:
23°C,
Temperatur
des Substrats: 23°C,
und
Strömungsgeschwindigkeit
der Luft: 0,8 m/s.
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Auf der aufgetragenen Farbstoffschicht
wurde eine lichtreflektierende Schicht (Dicke: 100 nm) aus Gold
durch Sputtern aufgebracht. Darauf folgend wurde ein UVaushärtendes
Photopolymer (UV-aushärtendes Mittel:
SD-220, zu beziehen von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) auf die lichtreflektierende
Schicht durch die konventionelle Schleuderbeschichtungsvorrichtung
aufgetragen. Die Rotation des Schleuderkopfes wurde von 300 Umdrehungen
pro Minute bis 2000 Umdrehungen pro Minute variiert, um eine Überzugschicht
zu ergeben. Die Überzugsschicht
wurde mit ultravioletten Strahlen zur Aushärtung bestrahlt, um eine Schutzschicht
(Dicke: 8 μm)
zu bilden.
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Somit wurde eine optische Platte
des CD-R-Typs hergestellt, die das Substrat, die Aufnahme-Farbschicht,
die lichtreflektierende Schicht und die Schutzschicht der Reihe
nach übereinandergelegt
umfasst.
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[Beispiel 1]
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Das Verfahren von Vergleichsbeispiel
1 wurde wiederholt, außer
dass die Schleuderbeschichtungsvorrichtung der Erfindung (gezeigt
in 1) verwendet wurde,
die eine Auftragevorrichtung umfasst, ausgestattet mit einer Düse (Material
des Körpers:
rostfreier Stahl, Innendurchmesser: 0,8 μm), deren gesamte Wandoberfläche komplett
mit Polytetrafluorethylen überzogen
ist an Stelle der obigen konventionellen Vorrichtung. Damit wurde
eine optische Platte des CD-R-Typs hergestellt.
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[Evaluierung der Schleuderbeschichtungsvorrichtungen]
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Nachdem 300 Platten kontinuierlich
in Übereinstimmung
mit Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden waren, wurde ein abgelagerter
fester Farbstoff (Ablagerung 53) an dem spitzen Ende der
Düse, wie
in 5 gezeigt, beobachtet. Bei der
Düse, die
dagegen in Beispiel 1 angewandt wurde, wurde keine Ablagerung
beobachtet, auch nachdem 300 Scheiben kontinuierlich erzeugt worden
waren. Als Folge war bestätigt,
dass 300 Scheiben von hoher Qualität kontinuierlich durch die
Vorrichtung der Erfindung ohne irgendein Problem produziert worden
waren.
