JP2009245510A - スピンコーター、記録媒体、およびスピンコーティング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カバー層の厚さが均一になるようにしたスピンコーター、記録媒体、およびスピンコーティング方法を提供する。
【解決手段】スピンコーターは、回転基盤と、紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、紫外光を照射する発光ダイオードと、点灯制御装置から少なくとも構成される。回転基盤は、ディスクが上に載置され、回転制御装置により所望の回転数で回転する。ノズルは、回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられ、先端部から紫外光硬化型樹脂がディスクの中央部に供給される。紫外光硬化型樹脂は、回転基盤の回転により遠心力でディスクの中央部から外周部に拡散されて膜が形成される。発光ダイオードは、ディスクの上部中心部から螺旋状に複数個が配置され、ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂に紫外光を照射することにより硬化させる。点灯制御装置は、発光ダイオードを回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク上に膜を形成する際のスピンコーター、記録媒体、およびスピンコーティング方法に関するものである。本発明は、たとえば、ブルーレイディスクのカバー層を均一な厚さで形成するのに適したスピンコーター、記録媒体、スピンコーティング方法に関するものである。

スピンコーティング法は、たとえば、特開平８−１６８７１４号公報に記載されているように、基板の中心に吐出ノズルを設け、前記吐出ノズルから塗布液が滴下される際に、初期の濃度変化した液滴を回収装置で受け止め、その後、前記回収装置を横に移動してから、所定の濃度である液滴を滴下するものである。

図４は従来のブルーレイディスクを説明するための断面図である。図４において、ブルーレイディスク４１は、ポリカーボネート基盤４１１と、前記ポリカーボネート基盤４１１の上に形成された反射層４１２と、前記反射層４１２の上に形成された記録層４１３と、前記記録層４１３の上に形成されたカバー層４１４とから構成されている。前記ブルーレイディスク４１の厚さは、１．２ｍｍに規定されている。前記ポリカーボネート基盤４１１、反射層４１２、および記録層４１３の合計の厚さは、１．１ｍｍで、前記カバー層の厚さが０．１ｍｍとなっている。
特開平８−１６８７１４号公報

前記公開公報に記載されたスピンコーティング法は、紫外光硬化型樹脂をノズルにより、ディスクの中心部に滴下するとともに、前記ディスクを回転させることで、前記ディスク表面全体に広がり、紫外光ランプにより硬化している。前記スピンコーティング法は、前記紫外光硬化型樹脂の粘度を統一するために、初期の濃度が異なっているものを除去した後の紫外光硬化型樹脂をノズルから出して一様な厚さの膜を作製している。

しかし、従来のスピンコーターは、ディスクが回転して紫外光硬化型樹脂が全体に拡がるときに、遠心力により中心部の紫外光硬化型樹脂が外周に押し流され、厚さが均一に形成されない。特に、図４に示されているカバー層４１４は、厚さ０．１ｍｍであり、ディスクの外周部に紫外光硬化型樹脂が押し流され易く、外周が厚く、中心付近が薄くなる傾向にある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、カバー層の厚さが中心部から外周部にわたって均一になるようにしたスピンコーター、記録媒体、スピンコーティング法を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明のスピンコーターは、ディスクを上に載置して回転制御装置により回転させる回転基盤と、前記回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられた紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、前記ディスクの上部中心部から螺旋状に複数個が配置され、前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光を照射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯する点灯制御装置とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明のスピンコーターにおいて、第１発明の紫外光を照射する発光ダイオードは、複数個からなるリングが複数個同心円状に配置されていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明のスピンコーターにおいて、第１発明または第２発明の点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心から外周に向かって徐々に出力を増加させることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明のスピンコーターにおいて、第１発明から第３発明の点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯するとともに、前記回転基盤の中心から外周に向って徐々に出力を増加させることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明のスピンコーターにおいて、第１発明から第４発明の点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯するとともに、その状態を継続することを特徴とする。

（第６発明）
第６発明のスピンコーターは、ディスクを上に載置して回転制御装置により回転させる回転基盤と、前記回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられた紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させるとともに、前記ディスクの全面を照射する少なくとも１個の紫外光を照射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードの光が前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって開口部が広がるように制御されたシャッタとから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第７発明）
第７発明の記録媒体は、ディスク状基板と、前記ディスク状基板上に形成された反射層と、前記反射層の上に形成された記録層と、前記記録層の上に紫外光硬化型樹脂を請求項１から請求項６に記載されたスピンコーターにより形成されたカバー層とから構成されていることを特徴とする。

（第８発明）
第８発明の記録媒体は、ブルーレイディスクであることを特徴とする。

（第９発明）
第９発明のスピンコーティング方法は、回転制御装置によりディスクを回転させ、前記回転しているディスクの中央部に所定距離を置いて設けられたノズルから紫外光硬化型樹脂を供給し、前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光を照射する光を前記ディスク上の紫外光硬化型樹脂に照射するとともに、前記紫外光が前記ディスクの中心部から順次外周に向かって広がることを特徴とする。

（第１０発明）
第１０発明のスピンコーティング方法において、第９発明の紫外光は、前記ディスクの回転中心部から外周部に向かって徐々に出力を増加させることを特徴とする。

（第１１発明）
第１１発明のスピンコーティング方法は、第９発明または第１０発明の紫外光硬化型樹脂がディスク中心部から外周部に向って広がる速さと前記紫外光の外周部に向かって広がる速さまたは出力の増加を同期させることを特徴とする。

本発明によれば、紫外光を照射する発光ダイオードを回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯制御することにより、中心部から前記紫外線の照射により反応して粘度が高くなり、中心部の紫外光硬化型樹脂が外周部の紫外光硬化型樹脂を押し流すことを抑制し、膜厚を均一にすることができる。

本発明によれば、複数個からなるリングが複数個同心円状に配置され、紫外光を照射する発光ダイオードの点灯を内側のリングから順次外側のリングへと移るように点灯制御、または機械的な明るさを制御することにより、中心部の紫外光硬化型樹脂から紫外線に反応して粘度が高くなるため、膜厚を均一にすることができる。

本発明によれば、紫外光を照射する発光ダイオードの出力を回転基盤の中心部から外周部に向かって徐々に増加させるように点灯制御装置によって制御しているため、膜厚を均一にすることができる。

本発明によれば、紫外光を照射する発光ダイオードを回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯するとともに、前記回転基盤の中心部から外周部に向かって徐々に出力を増加させることにより、紫外光硬化型樹脂の粘度を程よい加減にすることができ、膜厚をより均一にすることができる。

本発明によれば、記録媒体におけるカバー層を作製する際に、紫外光硬化型樹脂の粘度を中心部が外周部の紫外光硬化型樹脂を押し流すことを抑制するように紫外光を照射する発光ダイオードまたは機械シャッタを制御することにより、膜厚を均一にすることができる。

（第１発明）
第１発明のスピンコーターは、回転基盤と、紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、紫外光を照射する発光ダイオードと、点灯制御装置から少なくとも構成されている。前記回転基盤は、ディスクが上に載置され、回転制御装置により所望の回転数で回転することができる。前記ノズルは、前記回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられ、前記ノズルの先端部から紫外光硬化型樹脂がディスクの中央部に供給される。前記紫外光硬化型樹脂は、回転基盤の回転により遠心力でディスクの中央部から外周部に拡散されて膜が形成される。

前記発光ダイオードは、前記ディスクの上部中心部から螺旋状に複数個が配置され、前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂に紫外光を照射することにより硬化させる。前記点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯するように制御する。前記ノズルから滴下した紫外光硬化型樹脂は、遠心力で外周部に向かって拡散されるが、前記構成により、中心部から紫外線の照射により反応して粘度が高くなり、中心部の紫外光硬化型樹脂が外周部の紫外光硬化型樹脂を押し流すことを抑制し、膜厚を均一にすることができる。

（第２発明）
第２発明のスピンコーターは、紫外光を照射する発光ダイオードを螺旋状に配置する代わりに、複数個からなるリングが複数個同心円状に配置されている。前記発光ダイオードの点灯は、内側のリングから順次外側のリングへと移る。前記スピンコーターは、中心部の紫外光硬化型樹脂から紫外線に反応して粘度が高くなり、中心部の紫外光硬化型樹脂が外周部の紫外光硬化型樹脂を押し流すことを抑制し、膜厚を均一にすることができる。

（第３発明）
第３発明のスピンコーターは、第１発明および第２発明が発光ダイオードの点灯時間を発光ダイオードの位置によって変えているのに対して、点灯制御装置によって、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心から外周に向かって徐々に出力を増加させている。前記紫外光硬化型樹脂の硬化は、第１発明および第２発明とほぼ同じであり、膜厚を均一にすることができる。

（第４発明）
第４発明のスピンコーターは、第１発明から第３発明を組み合わせたものである。前記スピンコーターにおける点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯するとともに、前記回転基盤の中心部から外周部に向って徐々に出力を増加させる。前記発光ダイオードは、点灯位置の出力の両方によって、前記紫外光硬化型樹脂の粘度を程よい加減にすることができ、膜厚をより均一にすることができる。

（第５発明）
第５発明のスピンコーターは、前記点灯制御装置により、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周部に向かって点灯した後、その点灯状態を継続することにより、前記紫外光硬化型樹脂を完全に硬化させる。

（第６発明）
第６発明のスピンコーターは、紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光を発光ダイオードの点灯または出力の調整ではなく、機械的シャッタによって行っている点で、第１発明から第５発明と異なっている。前記シャッタは、前記発光ダイオードの光が前記回転基盤の中心部から順次外周部に向かって広がるように制御されている。

（第７発明）
第７発明の記録媒体は、ディスク状基板と、前記ディスク状基板上に形成された反射層と、前記反射層の上に形成された記録層と、前記記録層の上に形成されたカバー層とから構成されている。また、前記カバー層は、前記記録層の上に紫外光硬化型樹脂を請求項１から請求項６に記載されたスピンコーターにより形成されている。前記記録媒体におけるカバー層は、スピンコーターにより形成する場合、厚みが０．１ｍｍと厚いため、中心部と周辺部とで差が出ていた。前記記録媒体は、請求項１から請求項６に記載されたスピンコーターを用いるため、カバー層の厚さをより均一にすることができた。

（第８発明）
第８発明の記録媒体は、ブルーレイディスクであり、カバー層が厚くなっても均一な厚さであるため、前記記録層に傷がつかず、記録密度を上げることができる。

（第９発明）
第９発明のスピンコーティング方法は、まず、回転制御装置によりディスクを回転させる。次に、ノズルから前記回転しているディスクの中央部に紫外光硬化型樹脂を滴下する。前記ノズルとディスクとは、比較的接近した所定距離に配置される。前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光は、前記ディスク上の中央部から順次外周に向かって広がるように照射されることで、前記紫外光硬化型樹脂の粘度を調整している。

（第１０発明）
第１０発明のスピンコーティング方法は、第９発明の発光ダイオードの照射が中央部から順次外周部に向かって広がるようになっているのに対して、前記紫外光が前記ディスクの回転中心部から外周部に向かって徐々に出力を増加させている点で異なっている。前記第９発明および第１０発明のスピンコーティング方法は、ディスクの中心部に滴下された紫外光硬化型樹脂が遠心力で外周部に押し流されることを抑制でき、膜厚を均一にすることができる。

（第１１発明）
第１１発明のスピンコーティング方法は、前記紫外光硬化型樹脂の広がりと前記紫外光の広がり速度または紫外光の出力増加を程よい状態に制御している。すなわち、前記紫外光硬化型樹脂は、ノズルから滴下された後、ディスク中心部から外周部に向って広がる速さと前記紫外光の外周部に向かって広がる速さまたは出力の増加を同期させている。前記制御の結果、前記紫外光硬化型樹脂は、ディスク上に均一な厚さで形成される。

図１（イ）および（ロ）は本発明のスピンコーターを説明するための模式的構成図である。図１（イ）および（ロ）において、スピンコーター１１は、記録媒体１６を載置する基盤１２と、前記記録媒体１６の上部に膜を形成するための紫外光硬化型樹脂１７を滴下するノズル１３と、前記記録媒体１６に滴下された前記紫外光硬化型樹脂１７に向けて紫外光を照射する発光ダイオード１４と、前記紫外光を照射する発光ダイオード１４が取り付けられている保持部材１５とから少なくとも構成されている。前記基盤１２は、回転軸１２１が設けられており、図示されていない、駆動モータおよび制御装置により、所定の回転が与えられる。紫外光を照射する発光ダイオード１４は、図１（ロ）に示されているように、中心から「の」字状に複数個が配置されている。前記記録媒体１６のカバー層１６１は、後述の順序で紫外光１４１が照射される。

前記記録媒体１６は、ポリカーボネート基盤、反射層、記録層、カバー層１６１の順序に形成されている。前記カバー層１６１は、ノズル１３から紫外光硬化型樹脂１７が記録媒体１６の中心部に滴下され、前記基盤１２の回転により、遠心力で中心部から外周部に向かって膜が形成される。前記紫外光硬化型樹脂１７からなるカバー層１６１の形成に当たり、紫外光を照射する発光ダイオード１４は、中心部から外周部に向けて点灯する。前記紫外光硬化型樹脂１７は、前記発光ダイオード１４の光反応により中心部から徐々に粘度が向上するため、遠心力により、中心部から外周部に押し流されるのを抑制され、記録媒体１６の全面に均一なカバー層１６１として形成される。

前記紫外光を照射する発光ダイオード１４は、中心部から外周部に向けて順次点灯する代わりに、電流制御により、出力を中心部から外周部に向けて徐々に上げることによって、前記と同様に記録媒体１６の全面に均一なカバー層１６１を得ることができる。さらに、前記紫外光を照射する発光ダイオード１４は、中心部から外周部に向けて順次点灯するとともに、電流制御により、出力を中心部から外周部に向けて徐々に上げることによって、前記と同様に記録媒体１６の全面に均一なカバー層１６１を得ることができる。

図１に示す紫外光を照射する発光ダイオード１４は、「の」字状の代わりに中心に１個、次に、複数個からなるリング状に配置し、前記リングを同心円状に複数設けることができる。前記発光ダイオード１４は、中心部から外周部に向けて順次点灯、または出力を大きく、あるいは、順次点灯と出力の増加を同時にすることができる。また、前記紫外光を照射する発光ダイオード１４は、順次点灯を制御、順次出力を制御した後、所定の時間、紫外光硬化型樹脂に対して硬化を促進させるように継続することもできる。なお、前記紫外光を照射する発光ダイオード１４は、たとえば、ＧａＩｎＮからなり、３６５−３７０−３７４ｎｍの紫外光を照射するものである。

図２は本発明のスピンコーターにおける発光ダイオードの紫外線照射を機械的に制御するための模式的構成図である。図２において、シャッタ２１は、カメラのシャッタと同じように、開口部２３を可変できるように複数枚の羽根２２から構成されている。前記シャッタ２１は、最初中心部から徐々に外周部に向けて開口部２３の直径を大きくし、最終的に記録媒体の全面に紫外光が照射されるような構成になっている。

図３は本発明におけるスピンコーターの制御系統を説明するためのブロック構成図である。図３において、スピンコーター制御系統は、スピンコーター制御装置３１と、ノズル吐出量制御装置３２と、ノズル出力弁３３と、発光ダイオード点灯または出力制御装置３４と、発光ダイオード３５と、基盤回転制御装置３６と、駆動モータ３７とから構成されている。前記スピンコーター制御装置３１は、ノズル吐出量制御装置３２に紫外光硬化型樹脂の量とタイミングを指示し、前記タイミングによりノズル出力弁３３を開閉するように制御する。

前記スピンコーター制御装置３１は、前記紫外光硬化型樹脂が滴下された時間に基づいて、前記発光ダイオードの中心部から外周部に向けて点灯制御、または、前記発光ダイオードの中心部から外周部に向けて電流の出力を制御、あるいは、点灯制御と電流の出力制御を同時に行い、前記発光ダイオードから紫外光を照射する。

前記スピンコーター制御装置３１は、基盤回転制御装置３６に前記紫外光硬化型樹脂を所望の厚さになる遠心力が出るように駆動モータ３７を制御する。すなわち、前記スピンコーター制御装置３１は、前記紫外光硬化型樹脂の滴下量、発光ダイオードの発光順序または出力の加減、基盤の回転速度等を制御することにより、前記紫外光硬化型樹脂を均一な所定の厚さに形成することができる。

以上、本実施例を詳述したが、本発明は、前記本実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、発光ダイオード、紫外光硬化型樹脂等は、公知または周知のものを利用することができる。

（イ）および（ロ）は本発明のスピンコーターを説明するための模式的構成図である。（実施例１） 本発明のスピンコーターにおける発光ダイオードの紫外線照射を機械的に制御するための模式的構成図である。（実施例２） 本発明におけるスピンコーターの制御系統を説明するためのブロック構成図である。 従来のブルーレイディスクを説明するための断面図である。

符号の説明

１１・・・スピンコーター
１２・・・基盤
１２１・・・回転軸
１３・・・ノズル
１４・・・紫外光を照射する発光ダイオード（発光ダイオード）
１４１・・・紫外光
１５・・・保持部材
１６・・・記録媒体
１６１・・・カバー層
１７・・・紫外光硬化型樹脂
２１・・・シャッタ
２２・・・羽根
２３・・・開口部

Claims (11)

1. ディスクを上に載置して回転制御装置により回転させる回転基盤と、
   前記回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられた紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、
   前記ディスクの上部中心部から螺旋状に複数個が配置され、前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光を照射する発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯する点灯制御装置と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とするスピンコーター。
2. 前記紫外光を照射する発光ダイオードは、複数個からなるリングが複数個同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載されたスピンコーター。
3. 前記点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心から外周に向かって徐々に出力を増加させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたスピンコーター。
4. 前記点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯するとともに、前記回転基盤の中心から外周に向って徐々に出力を増加させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたスピンコーター。
5. 前記点灯制御装置は、前記発光ダイオードを前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって点灯するとともに、その状態を継続することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたスピンコーター。
6. ディスクを上に載置して回転制御装置により回転させる回転基盤と、
   前記回転基盤の中央部に所定距離を置いて設けられた紫外光硬化型樹脂を供給するノズルと、
   前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させるとともに、前記ディスクの全面を照射する少なくとも１個の紫外光を照射する発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードの光が前記回転基盤の中心部から順次外周に向かって開口部が広がるように制御されたシャッタと、
   から少なくとも構成されていることを特徴とするスピンコーター。
7. ディスク状基板と、
   前記ディスク状基板上に形成された反射層と、
   前記反射層の上に形成された記録層と、
   前記記録層の上に紫外光硬化型樹脂を請求項１から請求項６に記載されたスピンコーターにより形成されたカバー層と、
   から構成されていることを特徴とする記録媒体。
8. ブルーレイディスクであることを特徴とする請求項７に記載された記録媒体。
9. 回転制御装置によりディスクを回転させ、
   前記回転しているディスクの中央部に所定距離を置いて設けられたノズルから紫外光硬化型樹脂を供給し、
   前記ノズルから供給される紫外光硬化型樹脂を硬化させる紫外光を照射する光を前記ディスク上の紫外光硬化型樹脂に照射するとともに、前記紫外光が前記ディスクの中心部から順次外周に向かって広がることを特徴とするスピンコーティング方法。
10. 前記紫外光は、前記ディスクの回転中心部から外周部に向かって徐々に出力を増加させることを特徴とする請求項９に記載されたスピンコーティング方法。
11. 紫外光硬化型樹脂がディスク中心部から外周部に向って広がる速さと前記紫外光の外周部に向かって広がる速さまたは出力の増加を同期させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載されたスピンコーティング方法。

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