JP2003524275A - 円形の光学的記憶ディスクを製造する方法及び光学的記憶ディスク - Google Patents

円形の光学的記憶ディスクを製造する方法及び光学的記憶ディスク

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JP2003524275A JP2001562488A JP2001562488A JP2003524275A JP 2003524275 A JP2003524275 A JP 2003524275A JP 2001562488 A JP2001562488 A JP 2001562488A JP 2001562488 A JP2001562488 A JP 2001562488A JP 2003524275 A JP2003524275 A JP 2003524275A
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Abstract

(57)【要約】 円形の光学的記憶ディスク（１０）を製造する方法では、カバー又はスペーサ層（１５）のスピンコーティング中に光学ディスク（１０）の基板（１１）の周りに延長体（２１）がある。延長体（２１）は、一つ又は幾つかの部分から成る。外側の周辺部（２３）は、円形又は多角形の形状を有する。延長体の内側の周辺部は、光学ディスクの基板（１１）の周辺部（１３）と近傍で円周方向に接触する。延長体の表面（２２）は、スピンコーティング中にスピンコーティングの液体の流れを妨げないよう、光学ディスクの基板（１１）の表面（１２）と略同一平面上にある。基板（１１）の周辺部（１３）において通常形成される除起したエッジ（１６）は、延長体（２１）の外側の周辺部（２３）に移される。コーティング動作の後、延長体（２１）は除去される。コーティング（１５）が乏しく接着する表面（２２）を選択することによって、延長体（２１）の再使用が容易化される。製造された光学的記憶ディスク（１０）は、除起したエッジ（１６）を有しない、又は、非常に小さい除起したエッジを有し、この方法は、余分な複屈折を生じさせない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、第１の表面並びに周辺部を有する基板を有し、この第１の表面には
液体が塗布され、基板が回転され、液体が凝固されることによってコーティング
が設けられる、円形の光学的記憶ディスクを製造する方法に関する。
【０００２】 本発明は、更に、上述の方法によって製造される円形の光学的記憶ディスクに
関する。
【０００３】 このような方法は、例えば、日本国特許ＪＰ−１１０８６３５６Ａから公知で
ある。上記コーティング段階は、「スピンコーティング」として既知である。ス
ピンコーティングの処理中、溶媒を含む多量の液体が基板上に分配され、基板が
回転される。基板の回転速度は、所望の層の厚さに依存してより速い速度、典型
的には１分当たり数百又は数千回転まで加速される。遠心力により、半径方向の
液体の流れが生じ、大部分の液体が基板から回転されながら落とされる。
【０００４】 液体の挙動を決める自然法則は、結果として、液体のより厚い層、即ち、除起
したエッジを基板の周辺部の近傍に形成し、余分の流体の流れを防ぐ。液体は、
連続的な流れではなく一滴づつ基板を離れる。除起したエッジは、液体内の表面
張力及び基板の周辺部におけるその接触角の結果として生ずる。除起したエッジ
の結果、厚さが基板の周辺部から数ミリメートル内向きに摂動される。典型的に
は、円形の基板を使用するとき、摂動が生じる距離は数毛細管長スケール（capi
llary length scale）
【０００５】
【数１】 のオーダーであり、このとき、σは液体の表面張力、ρは液体の容積の量、ｇは
重力の加速度である。蒸発する溶媒を使用するとき、液体は、溶媒の蒸発により
急速に凝固し始め、円対称である半径方向の厚さのプロフィールを有する固体の
コーティングを残す。通常、この処理段階の後、更に凝固するためにサーマル硬
化段階が続く。蒸発しない溶媒、若しくは、除々に蒸発する溶媒が使用されると
き、液体材料は通常ＵＶ硬化可能であり、スピンコーティング段階の直後に、基
板をまだスピンコーティング位置に有して凝固のために硬化される。
【０００６】 ＪＰ−１１０８６３５６Ａに記載される方法では、オーバーサイズの基板が使
用され、この基板はスピンコーティング及び液体の凝固後に特別な工具で所望の
径にまで切削され、それにより除起したエッジが除去される。
【０００７】 この方法の不都合な点は、基板をトリミングするために特別な工具が要求され
、且つ、光学ディスクの表面を汚す粒子、埃又は薄片がトリミング動作によって
形成され得る点である。更に、これら工具は摩耗され、頻繁に交換される必要が
ある。
【０００８】 更なる不都合な点は、トリミング動作が、切削されたエッジの近傍において基
板中で緩和されていないひずみを生じさせ、これにより、基板の数ミリメートル
、例えば、５ｍｍの周辺域において光学複屈折を発生させ、光学ディスクが基板
を通じて書き込まれ又は読み出されるときに問題を引き起こし得る点である。
【０００９】 更なる不都合な点は、生産により高価な標準外のオーバーサイズ基板が光学デ
ィスクの製造において使用される点である。
【００１０】 本発明は、ディスク上の除起したエッジの発生を妨げる一方で基板のトリミン
グが回避される、冒頭段落に記載する種類の方法を提供することを目的とする。
【００１１】 本発明のこの目的は、第１の表面上に液体が塗布されるとき、基板の周辺部と
略円周方向に接触し、基板の第１の表面と略同一平面上にある表面を有する別個
の延長体中に基板が存在し、液体が少なくとも部分的に凝固された後、延長体と
基板が分離されることで実現される。
【００１２】 延長体は、光学ディスクの基板の第１の表面と略連続的な表面を形成する。延
長体の表面は、基板の第１の表面を超えて延在しないことが好ましい。実際には
、所望のコーティングの厚さの十分の一未満の非常に僅かな偏差が許容可能であ
る。この場合、基板から落ちるコーティングの液体の流れは、延長体によって妨
げられない、又は、殆ど妨げられない。延長体の表面は、基板の第１の表面の僅
かに下、例えば、所望のコーティングの厚さの約三分の一までの距離で位置決め
されてもよいが、全ての偏差が回避され得ることが好ましい。それにより、コー
ティングの液体が基板−延長体の境界線を円滑にわたるため、除起したエッジの
形成がなくされる。除起したエッジは、光学ディスクの基板の周辺部から延長体
の外側の周辺部に移される。
【００１３】 延長体が光学ディスクの基板の外側の周辺部と略円周方向に接触することが非
常に重要であり、それにより、延長体と基板との間で隙間が生ずることが回避さ
れる。さもなければ、表面張力は、隙間の場所において層の厚さにおける偏差、
及び除起したエッジさえも生じさせる。隙間が無いことにより、上記隙間中の液
体の毛状の流れも防止する。隙間を回避することは重要であるが、実際には、コ
ーティングの液体の相当の毛状の流れを生じさせない非常に小さい隙間が存在し
てもよく、且つ、許容可能である。
【００１４】 延長体のその表面下の形状は、その表面が光学ディスクの基板の第１の表面と
略同一平面上にあり、光学ディスクの基板と延長体との間で隙間が回避される限
り自由に選択され得る。液体の凝固後に延長体が除去されるとき、光学ディスク
の基板の周辺部においてコーティングが外れるか、延長体からコーティングが離
れるのいずれかを生じさせる。延長体の表面の接着特性は、この２つの可能性の
うちどちらが生じるかを決定する。コーティングが延長体から完全に離され、光
学ディスクの基板上のコーティングと一つの完全なコーティングをまだ形成する
とき、オーバーハングしている部分を除去することが必要となる。しかしながら
、これは、コーティングの層の厚さが比較的薄いため、非常に簡単な工具だけを
必要とする。
【００１５】 本発明の方法の実施例では、延長体は円形状の外側の周辺部を有する。このよ
うな延長体は、その円形状のため組み立てることが簡単である。
【００１６】 本発明の別の実施例では、延長体は、多角形の形状を有する外側の周辺部を有
する。この実施例では、除起したエッジの摂動距離が実質的に減少され、光学デ
ィスクの基板の周辺部の近傍において除起したエッジが形成されることを阻止す
ることが更に改善される。この改善に対する説明は、延長体の周辺部においてコ
ーナー点があることにより、コーティングの液体の排水が改善されたからである
。余分の液体量、従って、除起したエッジの可能な高さ及び幅が減らされる。
【００１７】 本発明の方法のこの実施例の変更態様では、延長体は正多角形、例えば、六角
形又は正方形を有し、これは、液体が対称的に排水されるといった利点を有する
。別の利点としては、均衡がとれたディスク／延長体の組合せが容易に実現され
ることであり、これは、上記組合せの回転中重要となる。更に別の利点は、六角
形及び正方形の延長体は、相当な切断ロスを有することなくプレート材料から切
られ得る点である。
【００１８】 本発明の方法の実施例では、延長体は光学ディスクの基板と同じ材料から成る
。この場合、凝固された液体は、延長体の表面と比較的良く接着し、それにより
延長体は、例えば、延長体が前よりも低く位置決めされない限りその後のディス
クの製造において再使用され得ない。
【００１９】 しかしながら、延長体の表面は、凝固された液体が比較的乏しく接着する材料
から形成されてもよい。これは、例えば、ディスク及び延長体が分離されるとき
、凝固された液体延長体から分離されてもよく、それにより延長体が容易に再使
用され得るといった利点を有する。
【００２０】 別の実施例では、延長体は、表面が基板の第１の表面と略同一平面上にある少
なくとも２つの部品から構成される。この利点は、延長体の部品を光学ディスク
の基板の周りで正しい位置に配置することがより容易に自動化され得る点であり
、これは大量生産の環境において好ましい。この実施例では、凝固された液体が
非常に乏しく接着する表面を有する部品を使用することが好ましい。例えば、延
長体の部品が光学ディスクの基板に対して下方向、且つ、放射外向方向に除去さ
れるとき、凝固された液体は延長体の部品の表面から容易に離され、次の光学デ
ィスクの製造のために準備される。このようにして、凝固された液体の残留物が
部品の表面上に残されることが回避される。
【００２１】 液体がＵＶ光に露光することで凝固されることが好ましい。厚い凝固された層
、例えば、５０乃至１５０マイクロメートルが望ましいとき、この対策は、蒸発
しない溶媒又は除々に蒸発する溶媒を含む液体を使用するとき比較的速く凝固す
るといった利点を有する。
【００２２】 本発明による方法を用いて、円形の光学ディスクは、周辺域において光学複屈
折を略有しない基板で製造され得る。これは、上記引用された公知の方法とは違
い、本発明によると、除起したエッジを主に有する凝固された液体の部分を除去
するために、コーティングされた基板をトリミングすることが要求されないこと
によって説明され得る。
【００２３】 コーティングは、カバー又はスペーサ層でもよく、光学ディスクの基板に対し
て厚さの変異性が減少し、それにより、読み出し又は書き込みビームが上記カバ
ー又はスペーサ層の中を通るとき下にある記録層における光学読み出し及び書き
込み性能を改善する。例えば、１００μｍのカバー層が新しい６０ｍｍの半径の
ディジタル・ビデオ・レコーディング（ＤＶＲ）ディスクのために使用される。
このディスクは、このカバー層を通じて書き込まれ、且つ、読み取られ、従って
、光学の質が良くなくてはならない。現在の標準化の議論によると、カバー層は
、半径が５８．５ｍｍまでは１００＋／−３μｍの厚さであり、半径が５８．５
ｍｍ乃至６０ｍｍのリングでは厚さは５０μｍより多く変化してはならない。
【００２４】 スペーサ層は、幾つかの記録層がこのようなスペーサ層によって分離されてい
る多層光学記録ディスクにおいて使用される。主としてこれらスペーサ層は、数
マイクロメートルのオーダーの厚さを有し、厚さにおいて約５パーセント以上変
化してはならない。
【００２５】 添付の図面は、本発明の方法の実施例を示し、説明と共に本発明の方法の原理
を説明する。
【００２６】 図１及び図２Ａを参照するに、円形の光学ディスクの基板１１は中央穴１４及
び円形の周辺部１３を有する。中央穴１４により基板１１がスピンコーティング
チャック５に取り付けられることが可能となり、製造された光学ディスク１０が
光学ディスクプレーヤー又はレコーダにおいて中央に置かれることが可能となる
。基板１１上にはデータ読み取り又は記録層の積層体、及び、例えば、最先端の
光学記録媒体において使用される種類のトラッキング構造が既に配置されていて
もよい。本発明によると、基板１１は、表面２２を有する別個の延長体２１中に
存在する。コーティング１５が表面２２の第１の表面１２上に設けられる。これ
は、例えば、中央のチャック５の外側にノズルを用いて液体を堆積する一方で基
板／延長体の組合せ１１、２１が約３０ｒｐｍの低速で回転し、投与するノズル
を除々に外側の方向に移動させることで実現され得る。このようにして、第１の
表面１２はコーティング１５で覆われ得る。
【００２７】 延長体２１は、基板１１の周辺部１３と略円周方向に接触する。延長体の表面
２２は、光学ディスクの基板１１の表面１２と略同一平面上にある。
【００２８】 一旦コーティングの液体、例えば、１０ミリリットルの量のＵＶ硬化可能な樹
脂Ｄａｉｃｕｒｅ ＳＤ６４５が堆積されると、基板１１及び延長体２１の回転
速度は、２２０ｒｐｍに上げられ、この速度で６６秒間維持される。回転速度の
ため、大部分のコーティングの液体は、基板１１及び延長体２１の表面１２、２
２から外側の周辺部２３を介して追い払われ、約１００μｍの比較的薄い層を残
す。液体の表面張力により、除起したエッジ１６は延長体２１が外側の周辺部２
３の近傍で形成される。この除起したエッジは、覆われた基板１１上の液体層の
高さよりも実質的により高い液体層の高さを有する。このような除起したエッジ
１６の典型的な幅は、コーティングの液体及びコーティングの液体が上に堆積さ
れる表面１２、２２の物理的性質に依存して、数ミリメートルのオーダーである
。除起したエッジ１６が延長体２１の表面上に形成されるため、光学ディスクの
基板１１上のコーティング１５の高さは増分されない、若しくは、僅かにだけ増
分される。
【００２９】 一旦回転が停止されると、液体層は、高出力ＵＶ源（Ｐｈｉｌｉｐｓ ＨＰ−
Ａ−４００Ｗ）を用いて６秒間ＵＶ光に露光されることで凝固され、特別な反射
器が液体表面より１８センチメートル上の高さにおいてある。これら全ては、窒
素環境において行われる。このあと、延長体２１が除去される。これは、光学デ
ィスクの基板１１に対して延長体２１を相対的に下方向に移動させることで行わ
れ得る。このようにして、延長体２１の表面２２を覆うコーティング１５の部分
は、光学ディスクの基板１１の周辺部１３において折り取られるか、延長体２１
から離される。延長体２１の表面２２の接着特性は、この２つの可能性のうちど
ちらが起こるかを決定する。延長体２１の表面２２の材料は、光学ディスクの基
板１１の材料と同じでもよく、凝固されたコーティングの比較的良い接着性を生
ずる。低接着性のためには、延長体２１の表面２２は低い表面エネルギーを有し
なくてはならない。これは、低接着性の固体材料を選択することで、又は、延長
体２１の表面処理によって実現され得る。これらの可能性として、 固体材料：蛍光高分子、脂肪族ポリマー及び／又は芳香族（例えば、パリレ
ン）等 表面処理：疎水基を含むシラン、例えば、オクタデシル−トリクロロ−シラ
ン、ＣｎＦ２ｎ＋１（ＣＨ２）２ＳｉＸ３であり、このときＸはＣｌ、ＯＣＨ３ 、ＯＣ２Ｈ５でもよく、６＜ｎ＜１２である。
【００３０】 延長体２１の形状が光学ディスク１０の基板１１に対して上方向に移動され得
るような形状である場合、例えば、延長体２１の内側部分２４が存在しないとき
、除起したエッジ１６を含むコーティング１５は、表面２２の延長体１２に対す
る接着性が乏しい場合でも周辺部１３において折り取られる可能性が高い。
【００３１】 コーティング１５の外側部分が延長体２１から完全に離され、光学ディスク１
０の基板１１上のコーティング１５と一体形の層をまだ形成する場合、オーバー
ハングする部分がある。この部分は、コーティング１５の層の厚さが比較的薄い
ため、非常に簡単な切断工具を用いて除去され得る。
【００３２】 延長体１２は、１２０ｍｍの内径及び１３０ｍｍの外径を有する。
【００３３】 図２Ｂを参照するに、光学ディスクの基板１１は、多角形の外側の周辺部３３
を有する延長体３１中に存在する。図示する延長体３１は、辺の寸法が１３０ｍ
ｍである正方形の外側の周辺部３３を有する。
【００３４】 図２Ｃを参照するに、同様の光学ディスクの基板１１は、３つの合同の延長体
部分４１ａによって囲まれる。部分４１ａは、光学ディスクの基板１１の周辺部
１３と略円周方向の接触があるよう位置決めされ、部分４１ａの表面４２ａは基
板１１の第１の表面２１と略同一平面上にある。この配置では、３つの部分４１
ａの外側の周辺部４３は、正六角形の形状を有し、このうち２つの平行な辺は１
３０ｍｍの距離だけ離れている。
【００３５】 延長体４１ａの表面４２ａは、コーティング１５の低接着性を生ずる特性を有
することが好ましい。これを実現する可能性は、図１の説明において記載した。
一旦液体が凝固されると部分４１ａは、放射外向的に移動され得る。この動きは
コーティング１５を部分４１ａの表面４２ａから離す。残留するコーティングは
、図１の説明に記載する通り、除去され得る。
【００３６】 図３を参照するに、５０ミリメートル（ｍｍ）の半径乃至６０ｍｍの半径の範
囲にある光学ディスクの基板１１上の、及び、６０乃至６５ｍｍの半径の範囲に
ある延長体２１、３１上のコーティング１５の厚さを示す３つのグラフが示され
る。延長体は適用可能である場合だけである。
【００３７】 ５０ｍｍ未満の半径の範囲は、この範囲中では除起したエッジの影響が実質的
に与えられないため示されていない。 ｒ＝ｍｍ単位で示す、光学ディスクの基板の中心までの距離、 ｔ＝マイクロメートル（μｍ）単位で示す、光学ディスクの基板又は延長体上の
コーティングの厚さである。
【００３８】 グラフ５０は、延長体を用いない、光学ディスクの基板１１上に設けられるコ
ーティング１５の厚さのプロフィールを示す。
【００３９】 グラフ５１は、図２Ａに示すような延長体１２を用いる、点線５１ａに沿って
測定される光学ディスクの基板１１上に設けられるコーティング１５の厚さのプ
ロフィールを示す。
【００４０】 グラフ５２は、図２Ｂに示すような延長体３１を用いる、点線５２ａに沿って
測定される光学ディスクの基板１１上に設けられるコーティング１５の厚さのプ
ロフィールを示す。
【００４１】 グラフ５０から分かる通り、どの延長体も使用されないとき、相当な除起した
エッジ１６が５４ｍｍの半径と６０ｍｍの半径との間で存在することが分かる。
【００４２】 グラフ５１では、円形の外側の周辺部２３を有し、１３０ｍｍの径を有する延
長体２１を使用するとき、除起したエッジ１６は延長体２１上に主に存在する。
しかしながら、除起したエッジ１６の比較的大きい摂動距離により、光学ディス
クの基板１１の６０ｍｍの半径内のすぐのところで除起したエッジ１６の幾らか
の効果がまだ存在する。
【００４３】 グラフ５２では、正方形の外側の周辺部３３を有し、１３０ｍｍの辺の寸法を
有する延長体３１を使用するとき、除起したエッジ１６の摂動距離は実質的に減
少され、光学ディスクの基板１１の６０ｍｍの半径内ではもはや除起したエッジ
１６の効果は見られない。これは、既に説明した通り、液体を堆積した後の基板
／延長体組合せ１１、３１の回転中に周辺部３３のコーナーにおいて余分な液体
を追加的に排水するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 延長体によって囲われ、コーティングによって覆われる光学ディスクの基板を
保持するスピンコーティングチャックの図２Ａ中の線Ｉ−Ｉについてとられた断
面図である。
【図２Ａ】 図１の組立体の平面図である。
【図２Ｂ】 延長体の外側の周辺部が多角形である、図２Ａの変更態様を示す図である。
【図２Ｃ】 延長体の外側の周辺部が多角形であり、延長体が３つの部品から成る図２Ａの
更なる変更態様を示す図である。
【図３】 ２つが本発明による方法を用いて与えられる、コーティングの３つの厚さのプ
ロフィールを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D121 AA04 EE22 EE23 EE24 EE28 GG02 JJ02 【要約の続き】 せない。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の表面及び周辺部を含む基板を有し、上記第１の表面に
    は、液体が塗布され、上記基板が回転され、上記液体が凝固されることによって
    コーティングが設けられる、円形の光学的記憶ディスクを製造する方法であって
    、 上記第１の表面上に上記液体が塗布されるとき、 上記基板の上記周辺部と略円周方向に接触し、 上記基板の上記第１の表面と略同一平面上にある表面を有する、別個の延長
    体中に上記基板は存在し、 上記液体が少なくとも部分的に凝固された後、上記延長体及び上記基板は分離
    されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 上記延長体は、円形状の外側の周辺部を有することを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記延長体は、多角形の形状を有する外側の周辺部を有する
    ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記延長体は、正多角形の形状を有する外側の周辺部を有す
    ることを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記延長体の上記表面は、上記光学的記憶ディスクの上記基
    板と略同じ材料から成ることを特徴とする、請求項１、２、又は、３記載の方法
    。
  6. 【請求項６】 上記延長体の上記表面は、上記コーティングが比較的乏しく
    接着する材料から成ることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記延長体は、表面が上記基板の上記第１の表面と略同一平
    面上にある少なくとも２つの部分から構成されることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 上記液体は、ＵＶ光に露光されることによって凝固されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記基板は、数ミリメートルの広い周辺域において光学複屈
    折を実質的に有しないことを特徴とする請求項１記載の方法によって製造される
    円形の光学ディスク。
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