JP4068187B2

JP4068187B2 - 光ディスク製造方法

Info

Publication number: JP4068187B2
Application number: JP22852197A
Authority: JP
Inventors: 信貴外園; 和人中島; 浩二松永; 典秀檜垣
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: JPH1166644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚のディスク基板を貼り合わせて光ディスクを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の光ディスク製造方法の各手順を示す模式図であり、ここでは２枚のディスク基板を貼り合わせて光ディスクを製造する。貼り合わせの材料としては、アクリル系の紫外線硬化型の接着剤１を用いるのが一般的である。
【０００３】
この従来方法では、まず図１２（ａ）に示すように、接着剤１をディスペンサ２により、１枚のディスク基板３に対し上方から、環状に供給する。つぎに図１２（ｂ）に示すように、２枚目のディスク基板４をその上に載せ、図１２（ｃ）に示すように、高速回転させて成膜する。しかる後に図１２（ｄ）に示すように、露光硬化を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、成膜時において高速回転を行っており、接着剤１は回転時の遠心力により外周方向へ流動拡散する。この場合、内周部では外周部へ向けて接着剤１が広がっていくため、その膜厚は薄くなる一方だが、外周部では内周部からの接着剤供給により、内周部に比べ膜厚は薄くなりにくい。このため、一般的に接着剤層５の膜厚は均等ではなく、外周部がより厚くなる。図２は、このときの状態を表したものであり、外周部（半径４０〜５０ｍｍ）で膜厚の目標範囲（４０〜５５μｍ）を越えている。
【０００５】
このようにして製造された２層構造の光ディスクにおいては、特に接着剤層５を介して２層の記録を読み取る方式が用いられる場合、接着剤層５の膜厚に対し厳しい精度が要求されている。その理由は、膜厚が所定の範囲を満たしていなければ、接着剤層５を介する２層目の記録を正確に読み取ることができないためである。
【０００６】
ちなみに、内周部と外周部との膜厚差を小さくするためには、高速回転の時間を長くとることが有効である。しかし、その場合には、膜厚が全体的に薄くなり、やはり所定の目標範囲から外れてしまう。図２の下方にその様子を示している。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、記録の読み取り不良を発生させないため、接着剤層の膜厚を所定の範囲で均一にすることができる光ディスク製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２枚のディスク基板間に接着剤を供給して、重ね合わせられた２枚のディスク基板を回転させることにより接着剤層を形成した後、この接着剤層を硬化させて製造する、接着剤層を介して２層の記録を読み取る方式の光ディスクを製造する方法において、前記接着剤層の形成中に、前記２枚のディスク基板の内の一方側から前記ディスク基板の半径４０〜５０ｍｍの位置のみに前記ディスク基板の平面と平行な面を有する加圧具を接触させて前記接着剤層を加圧することを特徴とするものである。
【００１２】
このような方法では、回転による接着剤層の形成中、回転により必然的に厚くなる外周側の接着剤層の膜厚をディスク基板を介して加圧して押し込み、膜厚が厚くなっている箇所の接着剤をその前後の比較的膜厚の薄い箇所へ流動させる。このため、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚の均一性を向上させることができる。この場合、流動中の接着剤層を加圧変形させるため、加圧に要するエネルギは比較的少ないものとなる。
【００１３】
その結果、より少ないエネルギで記録の読み取り不良を発生させるおそれの少ない光ディスクを製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図を参照して本発明のいくつかの実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具現化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、接着剤１の供給および高速回転による成膜は従来例と同様である。貼り合わせの材料としては、ここでも、アクリル系の紫外線硬化型の接着剤１を用いる。この接着剤１を、まず、ディスペンサ２により１枚のディスク基板３に対し上方から、環状に供給する。次に図１（ｂ）に示すように、２枚目のディスク基板４をその上に載せ、図１（ｃ）に示すように、高速回転により成膜する。
【００２１】
この状態で、接着剤層５の膜厚は、従来例と同様、図２に示すように、半径４０〜５０ｍｍの位置が最も厚くなっている。つぎに、図１（ｄ）に示すように、半径４０〜５０ｍｍの位置に環状の突起を有する加圧具６により上方から加圧し、半径４０〜５０ｍｍの位置での接着剤層５の厚みが４〜１０μになるように、貼り合わせディスク７を押さえ込む。押さえ込まれた箇所の接着剤１は、加圧されていないより膜厚の薄い箇所（半径３０ｍｍ近辺および最外周）へと流動する。押さえ込む時間は、０．１〜１秒であり、その後、加圧を停止し、貼り合わせディスク７を移動し、図１（ｅ）に示すように、紫外線照射機１２により露光する。
【００２２】
以上による接着剤層５の膜厚は、図１（ｃ）の成膜時点で、最も厚かった半径４０〜５０ｍｍの位置で薄くなると同時に、その前後（半径３０ｍｍ近辺および最外周）が厚くなっており、全体的に膜厚の差が小さくなるとともに、全体として、目標範囲（４０〜５５μｍ）を確保している。この様子を図３に示した。
【００２３】
図４に本実施の形態１にかかる光ディスク製造方法を具現化する装置の概略構成図を示す。図４において、成膜ステージ８と硬化ステージ９とが並設されており、さらに成膜ステージ８の上方には加圧具６が配備されている。この成膜ステージ８は、ディスク吸着プレート１０と、高速回転時に振り切られる接着剤１の余剰液を受け止めるフード１１とから構成されている。ディスク吸着プレート１０は、図示しない吸着源および駆動源によりディスクを吸着し、２０００〜３５００ｒｐｍ程度の回転速度で高速回転させることができる。
【００２４】
一方、硬化ステージ９は、紫外線照射機１２と、貼り合わせディスク７（図１参照）を受けるパレット１３と、パレット１３を運ぶコンベア１４とから構成されている。加圧具６は、図５に示すように、半径４０〜５０ｍｍの位置に突起６ａを有し、この突起６ａの位置で貼り合わせディスク７の当該位置を効果的に押し込むことができる。このために、加圧具６は、その突起６ａの位置と、膜厚の厚い箇所とが一致するように、成膜ステージ８と同軸上に配置されている。また、加圧具６は、図示しない駆動源により、上下方向に移動できるようになっている。さらに、成膜ステージ８の上下流側には、ディスク基板３、４を移動させるためのハンドリング用部材１５が配備されている。
【００２５】
成膜ステージ８の上流側にあるハンドリング用部材１５により、貼り合わせディスク７は、図１（ｂ）に示すような状態で成膜ステージ８に配置される。成膜ステージ８はディスク基板３を吸着し、図１（ｃ）、（ｄ）に示すようなレベリングおよび加圧を行う。その後、貼り合わせディスク７は下流側のハンドリング用部材１５により移動され、パレット１３に搭載される。パレット１３は、コンベア１４により紫外線照射機１２の下を通過し、この時、図１（ｅ）に示すような露光硬化が行われる。
【００２６】
このように、本実施の形態１によれば、最低膜厚を目標範囲内に確保した状態で最高膜厚を矯正することにより、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚をより均等にすることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態１では、接着剤１を紫外線硬化型としたが、必要な品質が得られれば、他の硬化反応を有する材料を用いてもかまわない。たとえば、熱硬化型や２液反応型の材料を用いてもよい。ただし、その場合には、硬化ステージ９は、紫外線照射機１２を有するものではなく、所定の温度に設定された炉などを有するものとなるのはいうまでもない。
【００２８】
また、本実施の形態１では、成膜ステージ８に貼り合わせディスク７が、図１（ｂ）の状態で配置されているものとしたが、それ以前の状態であってもかまわない。接着剤１の供給方法や、２枚目のディスク基板４を１枚目のディスク基板３に対向させるタイミングについては、どのように行おうとかまわない。本実施の形態１における成膜の手順（図１（ａ）〜（ｃ））はあくまで一例であり、他の手順を用いてもよいのはもちろんである。
【００２９】
また、本実施の形態１の加圧具６は、直接駆動源に接続されたもので、押し込み量を駆動源により制御するものでもよいが、駆動源とは接続されておらず、加圧具６の自重により押し込み量を決定するものでもよい。また、本実施の形態１では、加圧手段としては、加圧具６を用いたが、他の手段を用いてもかまわない。
【００３０】
また、本実施の形態１では、成膜後で硬化前に加圧しているが、成膜中に加圧してもよい。その場合は、流動中の接着剤１の加圧変形を行うこととなり、加圧に要するエネルギは比較的小さくて済む。必要であれば、加圧前に、より低エネルギでの予備硬化を行ってもよい。また、本実施の形態１では、半径方向の位置や膜厚の押し込み量、加圧具６の形状の一例を記したが、必要に応じて、この記した値や形状を変更してもよいのはもちろんである。
【００３１】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。本実施の形態２は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、２枚目のディスク基板４を載せるまでは、従来例および上記実施の形態１と同様である。この後、高速回転によるレベリングを行うが、その際図６（ｃ）に示すように、上方より半径４５ｍｍの位置を狙って、気体吐出ノズル２１を用いて気体の吹き付けによる加圧を行う。加圧なしで回転成膜を行った場合は、従来例と同様、図２に示すような膜厚分布となるが、このように加圧することにより半径４５ｍｍ近傍の位置での接着剤の流動が規制され、半径４５ｍｍ近傍での膜厚は薄くなる。この状態で、図６（ｄ）に示すように露光すると、膜厚は、図３に示したものと類似の分布となる。
【００３２】
図７は、本実施の形態２を具現化する装置の概略構成図である。図７に示すように、ここでも、成膜ステージ８と硬化ステージ９とが並設されている。さらに、成膜ステージ８上には、気体吐出ノズル２１が配備されている。それ以外の成膜ステージ８および硬化ステージ９の構成は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００３３】
気体吐出ノズル２１は、図８に示すように、半径４５ｍｍで、幅０．５ｍｍの環状のスリット形状をなす気体吐出口２２を有している。気体吐出ノズル２１は、気体の吐出位置と膜厚の厚くなるであろう箇所とが一致するように、成膜ステージ８と同軸上に配置されている。また、気体吐出ノズル２１は、図示しない駆動源により上下方向に移動可能となっている。成膜ステージ８の上下流側には、ディスク基板を移動させるためのハンドリング用部材１５が配備されている。
【００３４】
成膜ステージ８の上流側にあるハンドリング用部材１５により、貼り合わせディスク７は、図６（ｂ）に示すような状態で成膜ステージ８に配置される。成膜ステージ８は、ディスク基板３を吸着し、図６（ｃ）に示すようにレベリングおよび加圧を行う。この時、気体吐出ノズル２１は、ディスク基板４の上面から約１００μｍの位置で、圧力２〜４ｋｇ／ｃｍ²にて気体を吐出する。吐出された気体は、ディスク基板４に対し垂直に、かつ、筒状に吹き付けられ、ディスク基板４の半径４５ｍｍの位置を押圧する。この後、貼り合わせディスク７は、下流側のハンドリング用部材１５により移動され、パレット１３に搭載される。パレット１３は、コンベア１４により紫外線照射機１２の下を通過し、この時、図６（ｄ）に示すように露光硬化が行われる。
【００３５】
以上により、本実施の形態２によれば、最低膜厚を目標範囲内に確保しつつ、最高膜厚を規制することにより、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚をより均等にすることができる。また、本実施の形態２は、上記実施の形態１と比較して、ディスク基板への加圧手段の接触がないため、基板に傷を付けるおそれがない点で優れている。
【００３６】
なお、本実施の形態２では、接着剤１を紫外線硬化型としたが、必要な品質が得られれば、他の反応を有する材料を用いてもよく、この点は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００３７】
また、本実施の形態２では、成膜ステージ８に貼り合わせディスク７が、図６（ｂ）に示すような状態で配置されるものとしたが、それ以前の状態であってもかまわない。接着剤１の供給方法や、２枚目のディスク基板４を１枚目のディスク基板３に対向させるタイミングについては、どのように行おうとかまわない点でも、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００３８】
また、本実施の形態２では、加圧手段として特定形状の気体吐出ノズル２１を用いたが、他の形状のものでもかまわない。たとえば、φ０．５ｍｍの吐出口を有するノズルを複数、同心円状に配備してもよい。また、この場合、回転に応じて、時間とともに各ノズルが半径方向に移動し、接着剤１の流動を所定の幅で連続的に制御することも可能である。また、加圧手段として、気体の圧力ではなく、他の手段を用いてもかまわない。
【００３９】
また、本実施の形態２では、半径方向の位置や気体の吐出条件の一例を記したが、必要に応じてこの記した値を変更してもよいのはもちろんである。
【００４０】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、高速回転による成膜までは、従来例および上記実施の形態１と同様である。また、加圧具３１の形状も、半径４０〜５０ｍｍの位置に突起を有し、図５に示したような、上記実施の形態１のもの（加圧具６）と同様である。ただし、ここでの加圧具３１は、光透過性を有する材料、たとえば、ガラス材により形成されている。成膜終了後、貼り合わせディスク７上に加圧具３１を載せ、図９（ｄ）に示すように、そのまま露光を行う。紫外光は、加圧具３１の上方から照射されるが、加圧具３１を透過し、接着剤１を硬化させることができる。
【００４１】
図１０は、本実施の形態３を具現化する装置の概略構成図である。図１０に示すように、ここでも、成膜ステージ８と硬化ステージ９とが並設されている。さらに、硬化ステージ９には、加圧具３１が複数配備されている。その他の点では、成膜ステージ８および硬化ステージ９は、上記実施の形態１と同様の構成である。また、成膜ステージ８の上下流側には、ディスク基板を移動させるハンドリング用部材１５が配備されている。
【００４２】
加圧具３１は、図４に示した上記実施の形態１の加圧具６と同様の形状であるが、ここでは、上記実施の形態１のように成膜ステージ８上を移動するのではなく、第２のハンドリング用部材３２によりパレット１３に搭載することができる。
【００４３】
図９（ｂ）に示すような状態で、成膜ステージ８に配置された貼り合わせディスク７は、成膜ステージ８において吸着され、図９（ｃ）に示すようにレベリングされる。その後、下流側のハンドリング用部材１５により移動され、パレット１３に搭載される。さらにこの上に、第２のハンドリング用部材３２により加圧具３１が同軸上に載せられる。貼り合わせディスク７および加圧具３１を載せたパレット１３は、コンベア１４により紫外線照射機１２の下を通過し、この時、図９（ｄ）に示すように露光硬化が行われる。
【００４４】
このように本実施の形態３によれば、最低膜厚を目標範囲内に確保しつつ最高膜厚を規制することにより、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚をより均等にすることができる。また、本実施の形態３は、上記実施の形態１と比較して、貼り合わせディスク７を加圧したまま露光硬化するため、加圧に要するエネルギは比較的に大きくなるが、より確実に膜厚の均一化を図ることができる点で優れている。
【００４５】
なお、本実施の形態３では、接着剤１を紫外線硬化型としたが、必要な品質が得られれば、他の反応を有する材料を用いてもよく、この点は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００４６】
また、本実施の形態３では、成膜ステージ８に貼り合わせディスク７が、図９（ｂ）に示すような状態で配置されるとしたが、それ以前の状態であってもかまわない。接着剤１の供給方法や、２枚目のディスク基板４を１枚目のディスク基板３に対向させるタイミングについては、どのように行おうとかまわない点でも、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００４７】
また、本実施の形態３では、加圧手段として、加圧具３１を用いたが、他の手段を用いてもかまわない。また、本実施の形態３では、成膜後で硬化前に加圧しているが、成膜中に加圧してもよい。その場合は、流動中の接着剤１の加圧変形を行うこととなり、加圧に要するエネルギは比較的小さくて済む。必要であれば、加圧前に、より低エネルギでの予備硬化を行ってもよい。また、本実施の形態３では、半径方向の位置や加圧具３１の材質について記したが、必要であれば、この記した値や材質を変更してもよいのはいうまでもない。
【００４８】
（実施の形態４）
上記実施の形態３では、加圧具３１と紫外線照射機１２とを別個のものとしたが、加圧具３１が紫外線照射機１２に接続されたものであってもよい。図１１は、そのような特徴を有する、本発明の実施の形態４にかかる装置例の概略構成図である。
【００４９】
図１１において、紫外線照射機１２と光透過性の加圧具３１との接続部には、シャッタ４１を設けており、必要に応じてこのシャッタ４１を開閉動作させる。
【００５０】
ここでは、上記実施の形態１におけるようなコンベア１４はなく、パレット１３は所定位置に固定されており、パレット１３と加圧具３１とは同軸上に配置されている。加圧具３１は、駆動源４２により上下方向に移動可能となっている。また、パレット１３の周囲および紫外線照射機１２と加圧具３１との接続部には、露光時に紫外線が周囲に漏れないように、遮光カバー４３が配備されている。
【００５１】
このような状態での装置の動作について、以下説明する。本実施の形態４においても、貼り合わせディスク７が、成膜ステージ８上で、図９（ｃ）に示すようなレベリングを終了するまでは、従来例および上記実施の形態３と同様である。
【００５２】
この後、パレット１３上に移動させた貼り合わせディスク７の半径４０〜５０ｍｍの位置を、加圧具３１により４〜１０μｍだけ押し込む。この時点で、加圧具３１上のシャッタ４１が開き、露光を行う。紫外線は、遮光カバー４３により外部には漏れないようになっている。露光は３秒程度で終了し、シャッタ４１が閉まり、加圧具３１は上昇する。以上のようにして接着剤１の硬化が完了する。
【００５３】
このように、本実施の形態４によれば、最低膜厚を目標範囲内に確保しつつ最高膜厚を規制することにより、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚をより均等にすることができる。また、本実施の形態４は、上記実施の形態１と比較して、貼り合わせディスク７を加圧したまま露光硬化するため、より確実に膜厚の均一化を図ることができる。また、本実施の形態４は、上記実施の形態３と比較して、コンベア１４が不要であるため、硬化ステージ９の所要スペースを小さくすることができる点で優れている。
【００５４】
なお、本実施の形態４では、加圧手段として加圧具３１を用いたが、他の手段を用いてもかまわない。また、本実施の形態４では、加圧具３１の押圧とシャッタ４１の開閉とのタイミングについて指定したが、必要であれば、この逆のタイミングにしてもよい。たとえば、シャッタ４１を開き、接着剤１を硬化させながら加圧具３１を押し込んでもかまわない。また、本実施の形態４では、半径方向の位置や膜厚の押し込み量、加圧具３１の材質について記したが、必要であれば、この記した値や材質を変更してもよいのはいうまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、回転による成膜後、回転により必然的に厚くなる外周側の膜厚を加圧具により押し込み、膜厚が厚くなっている箇所の接着剤をその前後の比較的膜厚の薄い箇所へ流動させる。このため、全体膜厚を目標範囲内に収めるとともに、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００５６】
その結果、記録の読み取り不良の発生のおそれの少ない光ディスクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。
【図２】加圧前の膜厚分布を示す説明図である。
【図３】加圧後の膜厚分布を示す説明図である。
【図４】実施の形態１にかかる光ディスク製造方法を適用可能な装置の概略構成図である。
【図５】実施の形態１における加圧具の概念図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。
【図７】実施の形態２にかかる光ディスク製造方法を適用可能な装置の概略構成図である。
【図８】実施の形態２における気体吐出ノズルの概念図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかる光ディスク製造方法の各手順を示す模式図である。
【図１０】実施の形態３にかかる光ディスク製造方法を適用可能な装置の概略構成図である。
【図１１】実施の形態４における硬化ステージの概念図である。
【図１２】従来光ディスク製造方法の一例における各手順を示す模式図である。
【符号の説明】
１接着剤
２ディスペンサ
３ディスク基板（下側）
４ディスク基板（上側）
５接着剤層
６加圧具
７貼り合わせディスク
８成膜ステージ
９硬化ステージ
１０吸着プレート
１１フード
１２紫外線照射機
１３パレット
１４コンベア
１５ハンドリング用部材
２１気体吐出ノズル
２２気体吐出口
３１加圧具
３２第２のハンドリング用部材
４１シャッタ
４２駆動源
４３遮光カバー

Claims

２枚のディスク基板間に接着剤を供給して、重ね合わせられた２枚のディスク基板を回転させることにより接着剤層を形成した後、この接着剤層を硬化させて製造する、接着剤層を介して２層の記録を読み取る方式の光ディスクを製造する方法において、
前記接着剤層の形成中に、前記２枚のディスク基板の内の一方側から前記ディスク基板の半径４０〜５０ｍｍの位置のみに前記ディスク基板の平面と平行な面を有する加圧具を接触させて前記接着剤層を加圧することを特徴とする光ディスク製造方法。