KR100734710B1 - 광 정보 기록 매체의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

광 정보 기록 매체의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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Abstract

하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 광 투과층을 형성할 때에, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하고, 스핀코트법에 의해 기판을 소정의 도포 회전수로 회전시키면서 방사선 경화성 수지를 기판 전체에 도포하고, 도포 후에, 기판의 회전수를 가속하고, 상기 가속 중에 방사선을 조사해서 상기 방사선 경화성 수지를 경화시킨다.
광 정보 기록 매체, 제조 방법, 제조 장치, 신호 기록층, 방사선 경화성 수지, 광 투과층.

Description

광 정보 기록 매체의 제조 방법 및 제조 장치{OPTICAL INFORMATION-RECORDING MEDIUM MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 광(光) 정보 기록 매체의 제조 기술에 관한 것으로, 특히, 매우 균일한 광 투과층을 갖는 광 정보 기록 매체의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
최근에, 정보 기록 분야에서는 다양한 광 정보 기록에 관한 연구가 진행되고 있다. 이 광 정보 기록은 고밀도화가 가능하고, 또한, 비접촉으로 기록·재생이 실행되고, 그것을 염가로 실현할 수 있는 방식으로서 폭 넓은 용도에의 응용이 실현되고 있다. 현재의 광 디스크로서는, 두께 1.2mm의 투명 수지(樹脂) 기판에 정보층을 구성하고, 그것을 보호막(overcoat)에 의해서 보호한 구조, 혹은 0.6mm의 투명 수지 기판의 한쪽 또는 양쪽에 정보층을 구성하고, 이것들 2장을 서로 접합시킨 구조가 이용되고 있다.
최근에, 광 디스크의 기록 밀도를 높이는 방법으로서, 대물 렌즈의 개구수(NA)를 크게 하는 방법이나, 사용하는 레이저의 파장을 짧게 하는 방법이 검토되고 있다. 이 때 기록·재생 측 기재(基材)(레이저 광이 입사하는 쪽의 기판)의 두께가 얇은 쪽이, 레이저 스폿(laser spot)이 받는 수차(收差)의 영향을 작게 할 수 있고, 디스크의 경사 각도(tilt)의 허용치를 크게 할 수 있다. 이것 때문에, 기록·재생 측 기재의 두께를 0.1mm 정도로 하고, NA를 0.85 정도, 레이저의 파장을 400nm 정도로 하는 것이 제안되어 있다. 단, 이 때, 기록·재생 광의 포커스(focus)나 구면 수차에의 영향 때문에, 기록·재생 측 기재의 두께 편차를 5% 이내로 억제하는 것이 바람직하다.
이와 같은 작은 두께 편차를 가능하게 하는 방법으로서, 두께가 균일한 수 십 ㎛의 시트(sheet)형 기판을 방사선 경화성 수지로 서로 접합시킨다고 하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 시트형 기판을 사용할 경우, 비용이 매우 높아지기 때문에, 스핀코트법(spincoat method)을 이용해서, 방사선 경화성 수지만으로 기록·재생 측 기재를 제작하는 것이 바람직하다.
(발명이 해결하고자하는 과제)
스핀코트법으로 기록·재생 측 기재(광 투과층)를 제작할 경우, 내주(內周)로부터 외주(外周)까지의 두께를 균일하게 제작하는 것이 곤란하다. 특히, 내주가 얇아지고, 외주가 매우 두꺼워진다고 하는 경향이 있다. 또한, 이 외주단(外周端) 근방에서의 두께를 균일하게 하기 위해서, 기판을 회전시킨 채 방사선 경화성 수지를 경화하면, 외주 단부(端部)에 버(burr)가 생겨, 기계 특성상 및 외관상 문제가 된다.
(그 해결 방법)
본 발명은, 상기 과제를 해결하도록, 균일한 광 투과층의 형성을 가능하게 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 또한, 기판의 외주 단부에 버를 생기지 않게 하는 광 정보 기록 매체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제1특징에 있어서, 하나의 주면(主面) 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 광 투과층을 형성할 때에, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하(滴下)하고, 스핀코트법에 의해 기판을 소정의 도포 회전수로 회전시키면서 상기 방사선 경화성 수지를 기판 전체에 도포한다. 도포 후, 기판의 회전수를 가속하고, 가속 중에 방사선을 조사(照射)해서 상기 방사선 경화성 수지를 경화시킨다.
본 발명의 제2특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 광 투과층을 형성할 때에, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하고, 스핀코트법에 의해서 기판을 소정의 도포 회전수로 회전시키면서 방사선 경화성 수지를 기판 전체에 도포한다. 도포 후에, 소정의 도포 회전수보다도 큰 소정의 회전수에 도달할 때까지, 기판의 회전수를 가속하고, 기판의 회전수가 소정의 회전수에 도달한 후에는, 소정의 회전수를 소정 시간 유지한다. 기판의 회전수가 소정의 회전수에 도달한 후에, 기판을 소정의 회전수로 회전시키면서, 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지를 경화한다.
본 발명의 제3특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 광 투과층을 형성할 때에, 기판이 소정의 속도보다 느린 속도로 회전하고 있는 중에 방사선 경화성 수지의 적하를 개시하고, 그 느린 속도보다도 높은 속도로 기판을 회전시켜 방사선 경화성 수지의 기판 위에의 도포를 개시한다. 그 후, 방사선 경화성 수지의 적하를 정지한 후에, 방사선 경화성 수지의 도포를 정지한다.
본 발명의 제4특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 광 투과층을 형성할 때에, 신호 기록층이 형성된 영역보다 내주 측의 영역에 있어서, 대략 동일 반경 위치의 복수 개소에 상기 방사선 경화성 수지를 적하하고, 적하한 방사선 경화성 수지를 연신(延伸)해서 기판 위에 도포한다.
본 발명의 제5특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 광 투과층을 형성할 때에, 신호 기록층이 형성된 영역보다 내주 측의 영역에 있어서, 대략 동일 반경 위치에 링(ring) 형상으로 상기 방사선 경화성 수지를 적하하고, 적하한 방사선 경화성 수지를 연신해서 기판 위에 도포한다.
본 발명의 제6특징에 있어서, 중심 구멍과, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖는 기판으로 이루어지고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층을 갖는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 기판 위에 방사선 경화성 수지를 적하하고, 적하한 방사선 경화성 수지를 연신해서 기판 위에 도포하여, 광 투과층을 형성한다. 이 때, 방사선 경화성 수지를 적하하는 동안에, 기판과 접하는 부분에 방사선 경화성 수지가 새어 들어가는 것을 방지하기 위한 밀봉을 구성한 부재를 이용해서 기판의 중심 구멍을 막는다.
본 발명의 제7특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 기판을 회전시킨 상태에서 방사선을 조사해서, 방사선 경화성 수지를 경화하고, 방사선을 조사할 때에, 기판의 단면(端面) 부분의 분위기를 산소 과잉으로 한다.
본 발명의 제8특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 기판을 회전시킨 상태에서 방사선을 조사해서, 방사선 경화성 수지를 경화한다. 그리고, 방사선 경화성 수지를 경화한 후에, 기판의 외주 단면(端面) 부분의 버를 제거한다.
본 발명의 제9특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 신호 기록층 위에 스핀코트법에 의해 방사선 경화성 수지를 도포하고, 기판을 회전시키면서 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지를 경화하여, 광 투과층을 형성한다. 그 때, 소정의 부재를 주면의 외주단에 거의 접하도록 배치해 두고 기판을 회전시킨다.
본 발명의 제10특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 그 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 제공한다. 그 제조 방법에 의하면, 신호 기록층 위에 스핀코트법에 의해 방사선 경화성 수지를 도포하고, 기판을 회전시키면서 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지를 경화하여, 광 투과층을 형성한다. 그 때, 주면의 외주단의 적어도 1개소에 고압으로 분사되는 기체를 명중시키면서 기판을 회전시킨다.
본 발명의 제11특징에 있어서, 하나의 주면 상에 신호 기록층을 갖고, 그 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 장치를 제공한다. 그 제조 장치는, 방사선 경화성 수지를 적하하는 수단과, 방사선 경화성 수지를 도포 또는 연신하기 위해서 기판을 회전시키는 수단과, 광 투과층을 형성하기 위해서 기판의 회전 중에 방사선을 조사하는 수단과, 기판 외주부(外周部)의 버(burr)의 발생을 억제하는 수단을 구비한다.
도 1은 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 특히, 기판 회전의 가속 중에 수지를 경화하는 공정의 타이밍을 설명한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 실시하기 위한 장치의 구성을 설명한 도면.
도 3A 내지 도 3C는, 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명한 도면.
도 4A와 도 4B는, 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서의 각각의 공정의 타이밍을 나타내는 타임 차트(time chart).
도 5는 캡(cap)을 아래쪽으로 잡아당기는 기구의 일례(一例)(회전 테이블의 중심에 흡착 구멍을 구성한 예)를 설명한 도면.
도 6A 내지 도 6C는, 캡을 아래쪽으로 잡아당기는 기구의 다른 예(자석을 이용한 예)를 설명한 도면.
도 7은 방사선 조사에 의해 방사선 경화성 수지를 경화시키는 공정을 설명한 도면.
도 8A 내지 도 8C는, 광 정보 기록 매체 위에 불균일하게 형성된 광 투과층을 나타낸 도면.
도 9는 회전 가속 종료 후에 방사선 경화성 수지를 경화시킬 때의 방사선 조사의 타이밍을 설명한 도면.
도 10A와 도 10B는, 광 정보 기록 매체의 기판의 외주 단부(端部)에 생기는 버(burr)를 설명한 도면.
도 10C는 레이저를 이용해서 버를 제거하는 방법을 설명한 도면.
도 10D는 커터(cutter)를 이용해서 버를 제거하는 방법을 설명한 도면.
도 11A는 광 투과층의 위에 하드 코트(hard coat)를 실시한 광 정보 기록 매체를 나타낸 도면.
도 11B는 광 투과층 형성 후에 캡을 제거한 광 정보 기록 매체의 모양을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광 정보 기록 매체의 광 투과층의 막(膜) 두께의 반경 의존을 나타낸 도면.
도 13A는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 일례의 상면도.
도 13B는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 일례의 단면도(A-A' 단면).
도 13C는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 일례의 사시도.
도 14A는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 다른 예의 상면도.
도 14B는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 다른 예의 단면도(A-A' 단면).
도 14C는 본 발명에 의한, 방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하하는 노즐의 다른 예의 사시도.
도 15는 수지의 적하, 도포 공정과, 수지의 경화 공정을 다른 장소에서 실시하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법의 타임 차트.
도 16은 수지의 적하, 도포 공정과, 수지의 경화 공정을 다른 장소에서 실시하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 실시하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 17은 광 정보 기록 매체를 이동시키기 위해서 그것을 잡기 위한 기구를 설명한 도면.
도 18은 본 발명의 제조 방법에 있어서, 기판의 외주 단부에서의 버의 발생을 억제하기 위한 구성을 설명한 도면.
도 19A 내지 도 19C는, 버의 발생의 억제를 가능하게 하는, 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명한 도면.
도 20A 내지 도 20C는, 광 정보 기록 매체의 외주 단부에 생기는 버를 설명한 도면.
도 21A와 도 21B는, 외주단(外周端)에 생기는 버를 제거하는 부재(버 제거 부재)의 형상의 예를 나타낸 도면.
도 21C는 버 제거 부재의 일례를 기판의 외주단 방향으로부터 중심을 향해서 보았을 때의 버 제거 부재의 형상을 나타내는 도면.
도 22A는 원통 형상을 갖는 버 제거 부재의 상면도.
도 22B는 기판에 인접해서 배치된, 4각 형상을 갖는 버 제거 부재의 단면도.
도 22C는 기판에 인접해서 배치된, 4각 형상을 갖는 버 제거 부재의 상면도.
도 22D는 기판에 인접해서 배치된, 원호 형상을 갖는 버 제거 부재의 단면도.
도 23A는 버 제거 부재 위에 차폐판(遮蔽板)을 배치하여, 수지의 경화를 실시하는 모양을 설명한 도면.
도 23B는 차폐판을 나타낸 도면.
도 24A는 광 투과층의 위에 보호층을 구성한 정보 기록 매체의 제조 공정을 나타낸 도면.
도 24B는 광 투과층의 위에 보호층을 구성한 정보 기록 매체의 캡을 제거한 후의 모양을 나타낸 도면.
도 24C는 복수의 신호 기록층을 갖는 광 정보 기록 매체를 나타낸 도면.
도 25A는 기판에 인접해서 배치된, 끈 모양의 버 제거 부재를 나타낸 도면.
도 25B는 끈 모양의 버 제거 부재를 원형 환상(環狀)으로 구성하여, 기판에 인접해서 배치한 모양을 나타낸 도면.
도 26A는 하나의 롤(roll)에서 배출되어 다른 롤에 감기는, 끈 모양의 버 제거 부재를 나타낸 도면.
도 26B는 기판의 주면에 대하여 수평 방향으로 설치한 끈 모양(또는 벨트형)의 버 제거 부재를 설명한 도면.
도 27은 버를 제거하는 수단으로서의 에어 나이프(air knife)를 나타낸 도면.
도 28A와 도 28B는, 기판에 인접하게 배치된, 원판형의 버 제거 부재를 설명한 도면.
도 28C와 도 28D는, 원판형의 버 제거 부재와, 그것에 인접하는 수지 제거 장치를 설명한 도면.
도 29는 수지의 적하, 도포 공정과, 수지의 경화 공정을 다른 장소에서 실시하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 버의 발생의 억제를 가능하게 하는 방법을 실시하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 30A 내지 도 30C는, 광 정보 기록 매체의 비대칭성을 개선하기 위한 광 정보 기록 매체의 구성을 나타낸 도면.
이하에, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법의 실시형태에 대하여 설명한다.
(제1실시형태)
도 1은 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법의 제1실시형태에 있어서의, 방사선 조사의 타이밍을 설명한 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에서는, 기판 위에 스핀코트법으로 수지에 의해 광 투과층을 형성할 때에, 기판 위에 방사선 경화성 수지를 적하하고, 회전에 의해 방사선 경화성 수지를 연신(도포)하고, 그 후, 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지를 경화시킨다. 그 때, 방사선 조사 전에 기판의 회전을 가속하고, 그 가속 중에 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지를 경화시킨다. 이것에 의해 균일한 광 투과층을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 대하여 이하에서 상세하게 설명한다.
도 2에, 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 실시하는 제조 장치의 구성을 나타낸다. 제조 장치는, 광 정보 기록 매체의 기판(101)을 탑재하고, 소정의 속도로 회전시키기 위한 회전 테이블(106)과, 회전 테이블을 회전시키는 모터(131)와, 모터의 회전수를 제어하는 제어 회로(132)와, 기판(100) 상에 광 투과층을 형성하는 방사선 경화성 수지를 적하하는 노즐(113)과, 광 투과층을 형성하는 방사선 경화성 수지를 경화시키기 위한 방사선을 조사하는 램프(lamp)(135)를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 제조 장치에 의한 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 이하에 설명한다.
도 3A에 나타낸 바와 같이, 신호 기록층(102)을 갖는, 두께 1.1mm, 지름 120mm, 중심 구멍(105)의 지름 15mm의 기판(101)을, 도 3B에 나타낸 바와 같이, 회전 테이블(106)에 설치하고, 중심 구멍(105)을 캡(107)으로 막는다. 캡(107)은 금속제로서, 기판(101)과 접촉하는 부분에는, 테프론(Teflon) 재료로서 이루어지는 밀봉(105)을 구비하고 있다.
그 다음, 기판(101)을 정지한 채, 혹은 120rpm 이하의 저속으로 회전시키면서, 캡 위의 거의 중심에, 노즐(113)로부터 방사선 경화성 수지(104)의 적하를 개시한다. 방사선 경화성 수지의 실온에서의 점도는 약 500mPa·s, 적하 속도는 약 1cm3/s이다. 방사선 경화성 수지의 점도 및 적하 속도는, 형성할 광 투과층의 두께에 따라서 변화시키는 것이 바람직하다. 또한, 광 투과층은, NA 0.85, 파장 405nm의 레이저를 이용해서 기록, 재생하는 광 디스크에 있어서는, 대략 100㎛의 두께에 대하여 대략 ±2%의 두께 편차로 형성하는 것이 요구된다. 바람직하게는, 대략 ±1% 내의 편차로 억제한다.
방사선 경화성 수지의 적하를, 될 수 있는 한 중심에 가까운 부분에 실시함으로써, 신호 기록층(102) 상에 형성되는 광 투과층의 두께가, 내주로부터 외주에 걸쳐서 균일하게 하는 것이 용이해진다. 본 실시예에서는, 중심 구멍을 캡(107)으로 막고, 캡(107) 위에 방사선 경화성 수지를 적하함으로써, 그 효과를 최대로 하고 있다.
또한, 도 3B 중에서 이용한 바와 같은 원추형 캡(107)을 이용함으로써, 캡(107)으로부터 신호 기록층(102) 상에 공급되는 수지(104)가 둘레 방향에 관해서 균일하게 되고, 반경 방향에 관해서도 편차를 작게 할 수 있다.
도 3C에 나타낸 바와 같이 방사선 경화성 수지(104)를 적하한 채, 도 4A에 나타낸 타임 차트에 따른 적하 개시 약 3초 후에 기판(101)을 약 350rpm으로 회전시키고, 방사선 경화성 수지(104)를 신호 기록층 위에 도포, 균일화한다. 이하 이 회전수를 「도포 회전수」라고 한다. 도포 회전수는, 형성할 광 투과층의 두께나, 두께 편차에 따라서 변화시키는 것이 바람직하다.
방사선 경화성 수지(104)를 적하할 때에, 캡(107)과 기판(101) 사이의 약간의 간극에, 방사선 경화성 수지(104)가 침투해버리는 경우가 있다. 캡(107)에 밀봉(105)을 구성함으로써, 이것을 방지할 수 있다.
게다가, 캡(107)을 아래쪽(테이블(106) 방향)으로 잡아당기는 기구를 구성함으로써 수지의 침투 방지 효과가 높아진다. 이것 때문에, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 회전 테이블(106)의 중심 부분에, 캡(107)의 중심을 진공에 의해 아래쪽으로 잡아당기기 위한 흡착 구멍(15)을 구성해도 좋다. 또는, 도 6A~도 6C에 나타낸 바와 같이, 캡(107) 혹은 회전 테이블(106), 또는 쌍방에 자석(12)을 매립해도 좋다. 캡(107) 혹은 회전 테이블(106) 중 한쪽에만 자석(12)을 매립할 경우에는 다른 쪽은 일부 또는 전부를 금속 부재로 구성한다.
도 4A로 돌아가서, 350rpm으로의 회전 개시로부터 약 10초 후에 방사선 경화성 수지의 적하를 멈춘다. 적하는 급히 멈춰도 좋고, 조금씩 양을 감소시켜도 좋다. 회전 중에도 적하를 잠시 계속함으로써, 방사선 경화성 수지의 공급량과 연신에 의한 소실량에 평형 상태가 생기고, 방사선 경화성 수지가 용이하게 균일하도록 형성된다.
단, 이 평형 상태에서는, 외주 부분보다도 내주 부분이 다소 두꺼워지는 경향이 있다. 이 때문에, 방사선 경화성 수지(104)의 적하 정지 후, 약 15초간, 기판(101)을 일정한 속도로 회전시킨 채 방사선 경화성 수지(104)의 연신(도포)을 계속한다. 그 후, 약 100rpm/s로 기판(101)의 회전을 가속한다. 그 가속 중, 기판(101)의 회전수가 약 600rpm에 도달했을 때에, 도 7과 같이, 기판(101)을 가속한 채 방사선(110)을 조사해서, 방사선 경화성 수지를 경화한다. 이것에 의해서, 기판(101)의 외주 단부에 가까운 영역까지, 광 투과층을 균일하게 할 수 있다. 방사선 경화성 수지(104)의 경화 후, 기판(101)의 회전을 정지한다.
기판(101)의 회전을 정지한 후에 경화했을 경우에는, 도 8A와 같이 외주단의 광 투과층(104)이 매우 두껍게 된다. 또한, 일정 속도로 회전 중에 경화했을 경우에는, 도 8B와 같이, 외주단에 가까운 영역에 방사선 경화성 수지가 극단적으로 얇게 되는 영역이 형성된다. 또한, 기판(101)의 회전수를 감속하는 중에 경화했을 경우에는, 도 8C와 같이, 얇은 부분과 두꺼운 부분이 혼재한 광 투과층(104)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 기판(101)의 회전수의 가속 상태에서 경화하여, 가장 외주단에 가까운 영역까지 균일하게 하는 것을 가능하게 하고 있다. 단, 이 가속도가 너무 크면 두께의 편차가 크게 되기 때문에, 방사선 경화성 수지(104)의 점도에 따라 변화시키는 것이 바람직하다.
그런데, 기판(101) 위에 방사선 경화성 수지(104)를 회전에 의해 도포할 경우에, 신호 기록층(102)과 방사선 경화성 수지(104)의 습윤성(wettability)에 의해서, 외주 부분의 일부에 방사선 경화성 수지를 도포할 수 없는 부분이 생길 경우가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 도 4B의 타임 차트와 같이, 가속 전의 도포 공정에서, 일시적으로 통상적인 도포 회전수(약 350rpm)보다 고속(예를 들면 1000rpm)으로 하고, 그 속도에서 일정 시간(예를 들면 약 1초) 회전시켜, 신호 기록층(102) 전체 면에 방사선 경화성 수지(104)를 도포하고, 그 후, 원래의 도포 회전수(약 350rpm)로 복귀하도록 하면 좋다.
또한, 수지의 경화를 가속 중에 실행하는 대신에 가속 후에 실행하여도 좋다. 즉, 기판(101)의 회전수를 도포 회전수보다 높은 회전수로 가속한 후, 그 높은 회전수로 일정하게 유지한 직후에 실행하여도 좋다. 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도포 회전수보다 높은 회전수(예를 들면 1000rpm)로 상승시켜, 그 가속이 정지한 후 일정 기간 내에, 예를 들면 회전수 상승 후, 약 2초 이내에 경화시켜도, 가속 중에 실행하는 것과 거의 동등한 효과를 얻을 수 있다.
방사선 경화성 수지의 경화는, 가능한 한 단시간에 행해지는 것이 바람직하다. 여기서는, 크세논(xenon) 광원(光源)을 고강도로 펄스 조사할 수 있는 장치를 이용했다. 기판을 회전시킨 채 방사선 경화성 수지를 경화시키기 때문에, 경화에 시간이 걸리면, 경화 부분과 미경화 부분의 방사선 경화성 수지의 외주 방향으로의 연신의 방식에 차(差)가 생겨, 광 투과층의 두께가 균일하게 되지 않는다. 방사선 조사 후, 1초 이내에 경화할 수 있을 정도의 강도인 방사선이 조사되는 것이 바람직하다.
방사선을 조사할 때, 기판의 외주단, 및 밀려 분리된 방사선 경화성 수지에는 방사선이 조사되지 않는 것이 바람직하다. 이것은, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지를 회수하여, 여과 등의 공정을 가함으로써, 방사선 경화성 수지를 재이용할 수 있기 때문이다. 또한, 방사선 조사 중에는, 노즐(113)은 방사선이 조사되지 않도록 방사선으로부터 퇴피(退避)해 있는 것이 바람직하다.
기판(101)의 외주 단면(端面)에 방사선이 조사되어 버리면, 도 10A, 도 10B와 같은 버(111)가 생기는 경우가 있다. 버는 외관상, 또는 편중심(偏重心)이라고 하는 기계 특성상, 문제가 되는 일이 있으므로, 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 10C와 같이 레이저(112) 조사에 의해 절단, 예리한 금속이나 날이 있는 도구, 예를 들면 도 10D와 같이 커터(113)로 절단, 또는 열처리에 의한 융해 제거로 떼어내 제거하는 것을 고려할 수 있다. 더욱이, 외주 단면의 경화를 저해하기 위해서, 방사선 경화성 수지로서 산소 과잉 분위기 중에서는 경화가 어려운 것을 사용하여, 방사선 조사의 때에 외주단 부분을 산소 과잉 분위기로 해도 좋다.
또한, 사용하는 방사선 경화성 수지에 따라서는, 경화 후의 경도가 낮아 상처받기 쉽고, 마찰 계수가 커서 상처받기 쉬우며, 분진이 붙기 쉽다는 등과 같은 문제가 있다. 그 때는, 도 11A와 같이 방사선 경화성 수지 위에 하드 코트(114)를 실시하는 것도 가능하다.
방사선 경화 후에 도 11B와 같이 캡(107)을 제거했다. 하드 코트를 할 경우에는, 하드 코트 전후 어느 쪽에서 캡(107)을 제거해도 상관없다.
여기서는, 예로서 재기록 가능한 기록 재생형의 광 디스크를 나타냈지만, 1회만의 기록이 가능한 추기형(追記型), 반사층이 Al이나 Ag를 주성분으로 하는 등의 재생형이어도 상관없다. 또한, 신호 기록층을 2층 이상의 복수 층을 갖는 다층 광 디스크이어도 상관없다.
도 12에 본 발명의 실시형태에 의한 광 정보 기록 매체의 광 투과층의 막 두께의 반지름 의존을 나타낸다. 본 발명의 제조 방법에 의해, 내주에서 외주까지 전체 둘레에 걸쳐서, 두께 100㎛의 막 두께에 대하여 막 두께 변동 최대치 대 최대치(peak to peak)로 2㎛ 이하의 균일한 막 두께 분포를 실현할 수 있었다. 이것에 의해, 청색 레이저를 이용한 고밀도의 광 기록 매체에 있어서, 최내주부(最內周部)로부터 최외주부(最外周部)(반지름 58.5mm)까지 양호한 재생 특성이 얻어진다고 하는 현저한 효과를 얻을 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 예를 들어서 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상에 근거해서 다른 실시형태에 적용할 수 있다.
(제2실시형태)
도 13A~도 13C에 본 실시형태에 이용하는 방사선 경화성 수지(104)를 적하하는 노즐을 나타낸다. 도 13A는 노즐을 아래에서 본 도면이고, 도 13B는 그 단면도이며, 도 13C는 그 사시도이다. 본 실시형태에서는, 방사선 경화성 수지(104)의 적하는, 도 13에 나타낸 바와 같이 대략 동일한 반경 상에 복수의 개구부(202)를 갖는 노즐(201)을 사용한다. 노즐(201)은 반경 r(25mm)의 위치에 18개의 개구부(202)를 가지고 있다.
제1실시형태와 마찬가지의 기판(101)을 회전 테이블(106)에 배치한다. 도 13A~도 13C에 나타낸 노즐(201)을 사용하여, 기판(101) 상의 대략 동일한 반경 위치에 방사선 경화성 수지(104)를 적하한다. 이와 같은 노즐(201)을 사용함으로써, 제1실시형태에 나타낸 캡(107) 등을 이용할 필요가 없어진다. 제1실시형태에서 설명한 바와 같은 캡(107) 상에 방사선 경화성 수지를 적하할 경우에서는, 방사선 경화성 수지의 경화 후, 캡(107)의 제거, 재이용에 문제가 생기지만, 본 실시형태의 경우에는 그와 같은 공정이 불필요하게 된다. 광 투과층의 두께를 내주로부터 외주까지 균일하게 하기 위해서, 노즐(201)의 개구부가 가능한 한 기판(101)의 중심 구멍(105)에 가까운 것이 바람직하다.
노즐의 다른 예를 도 14A~도 14C에 나타낸다. 도 14A는 노즐을 아래에서 본 도면이고, 도 14B는 그 단면도이며, 도 14C는 그 사시도이다. 도 14A~도 14C에 있어서, 노즐(203)은 수지를 사출하기 위한 링(ring) 모양의 개구부(204)를 갖는다. 노즐(203)을 이용해서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
방사선 경화성 수지(104)의 점도 등에 의해서 기판의 중심 구멍이 오염되는 것과 같은 경우에는, 본 실시형태의 노즐과 함께 제1실시형태에 나타낸 캡(107)을 병용하는 것도 가능하다. 또한, 기판(101)의 중심 구멍(105) 측으로부터 외주 측을 향하여 공기(air)를 분출하여, 방사선 경화성 수지(104)의 침입을 방지하는 것도 가능하다.
노즐로부터의 수지의 적하 이후의 공정은, 제1실시형태에서 설명한 것과 마찬가지이다.
(제3실시형태)
제1실시형태 및 제2실시형태에서는, 방사선 경화성 수지(104)의 도포와, 방사선 조사에 의한 경화를 같은 장소에서 실행하였다. 그러나, 이것에 의해서, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지가 회전 테이블(106) 등의 장치에 부착한 채 경화되어서 회전 테이블(106)의 동작에 문제가 발생하거나, 또는, 이 문제를 방지하기 위한 기구를 설치하면, 장치가 복잡하게 되거나 하는 문제를 생각할 수 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 방사선 경화성 수지(104)의 적하·도포와, 방사선 조사에 의한 경화를 다른 장소에서 실행하도록 한다.
구체적으로는, 어느 정도 방사선 경화성 수지의 도포가 완료된 시점에서, 일단 기판(101)의 회전을 정지하고, 방사선 조사용의 다른 장소에 기판을 이동한다. 그리고, 그 다른 장소에서 기판의 회전을, 예를 들면 100rpm/s로 가속하면서, 방사선을 조사하도록 한다. 도 15에 이 경우의 타임 차트를 나타낸다. 이와 같이 방사선 경화성 수지(104)의 도포 공정과, 경화 공정을 실행하는 장소를 변경함으로써, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지가 경화되는 양이 저감(低減)될 수 있고, 또한, 밀려 분리되는 방사선 경화의 양을 저감시키기 위한 기구를 설치하는 것도 용이하게 된다.
도 16에 상기 처리를 실행하기 위한 장치의 구성을 나타낸다. 도 16에 있어서, 회전 테이블(106)은 금속제이며, 선단(先端)에 자석(138)을 갖는 이송 탑재 수단(137)에 의해, 테이블(106)이 기판(101)과 함께 들어 올려져 수지의 적하, 도포를 실행하는 장소에 있는 모터(131)로부터 떼어져 분리되고, 수지의 경화를 실행하는 다른 장소까지 운반되어서, 그 장소에 있는 모터(131b) 상에 배치된다. 이것에 의해, 방사선 경화성 수지의 재이용률이 상승하여 제조 비용이 저감되고, 또한, 각각의 공정이 분담되기 때문에, 제조 장치의 제작도 용이하게 된다.
이와 같이, 일단, 기판(101)의 도포 회전을 정지시키고, 다시 기판(101)을 회전시켜도, 가속 중에 방사선을 조사해서, 방사선 경화성 수지를 경화함으로써, 제1실시형태에서 설명한 것과 마찬가지로, 외주 부분까지 광 투과층을 균일하게 제조할 수 있어, 신호 기록층 위의 전체 면에 균일한 광 투과층을 형성할 수 있다.
또한, 도 16의 예에서는, 기판(101)을 탑재한 테이블(106)을 다른 장소로 이동시켰지만, 기판(101)만을 별도의 장소에 이동시키도록 해도 좋다. 이 경우에는, 전술한 자석(138) 대신에, 예를 들면, 기판(101)의 중심부를, 도 17에 나타낸 바와 같이 3개의 집게발(claw) 핀(139)과 같은 것을 이용해서 잡아 들어올리도록 함으로써 실현할 수 있다.
(제4실시형태)
본 발명의 제4실시형태의 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명한다.
제1실시형태에서는, 방사선 경화성 수지(104)를 경화한 후에, 캡(107)을 떼어냈다. 경화 후의 방사선 경화성 수지의 경도, 두께에 따라서는, 캡(107)을 떼어낼 때에, 신호 기록층(102) 상의 방사선 경화성 수지가 깨져버려, 캡(107)을 떼어낸 부분에 버 등이 생기고, 기록·재생 시의 광 정보 기록 매체의 유지에 영향을 미치는 문제가 생각된다.
그래서, 본 실시형태에서는, 방사선을 조사하기 전에 캡(107)을 떼어내고, 기판(101) 상의 방사선 경화성 수지를 경화한다. 캡(107)은 세정 등의 공정을 거쳐서 재이용할 수 있다. 또한, 방사선 조사 시에 캡(107) 상에 방사선이 조사되지 않도록 캡(107)을 제거하는 것이 바람직하다.
이것에 의해서, 캡(107)을 몇 번이라도 이용하는 것이 가능하고, 신호 기록층(102) 상의 방사선 경화성 수지(104)에 영향을 미치는 일 없이, 균일한 광 투과층을 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 제1 내지 제4실시형태의 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 의하면, 종래의 스핀코트법에서는 곤란했던, 기판의 신호 영역 상의 전면(前面)에 걸친 균일한 광 투과층의 형성이 가능해지고, 특히, 외주단에서의 광 투과층의 솟아오름, 내주 부분의 박화(薄化)라는 문제가 해결되어, 용이한 생산을 할 수 있다.
(제5실시형태)
본 실시형태에서는, 광 정보 기록 매체의 외주 단부에 있어서 버의 발생을 억제하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명한다. 도 18은, 광 정보 기록 매체의 외주 단부에 버를 제거하기 위한 부재가 배치되어 있는 모양을 나타내는 도면(옆에서 본 단면도)이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 광 정보 기록 매체의 외주부에, 외주부로부터 밀려나온 수지를 제거하기 위한 부재(제거 부재)(103)가 설치되어 있다. 이 부재(103)에 의해 광 정보 기록 매체의 외주부에서 발생하는 버를 제거할 수 있다.
본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 대한 구체적인 일례를 설명한다. 도 19A에 나타낸 바와 같은 신호 기록층(102)을 갖는, 두께 1.1mm, 직경 120mm, 중심 구멍(105)의 지름 15mm의 기판(101)을, 도 19B에 나타낸 바와 같이, 회전 테이블(106) 위에 배치하고, 중심 구멍(105)을 캡(107)으로 막는다. 캡(107)은 금속제로서 외측은 원추 형상을 이루고 있으며, 내부에 있어서 캡(107)의 최외주 부분에서만 기판(101)과 선(線) 접촉하도록 도넛(doughnut)형의 중공(中空)을 갖는 구조로 되어 있다. 캡(107)에는 테프론 코팅을 실행하여도 좋으며, 이것에 의해 방사선 경화성 수지의 부착을 방지할 수 있다.
그 후, 기판(101)을 정지, 혹은 120rpm 이하의 저속으로 회전시키면서, 캡(107) 상의 대략 중심에, 노즐(113)로부터 방사선 경화성 수지(104)의 적하를 개시한다. 방사선 경화성 수지(104)의 실온에서의 점도는 약 500mPa·s, 적하 속도는 약 1cm3/s이다. 방사선 경화성 수지(104)의 점도 및 적하 속도는, 형성할 광 투과층의 두께에 따라서 변화시키는 것이 바람직하다.
방사선 경화성 수지(104)의 적하를, 가능한 한 중심에 가까운 부분에 실행함으로써, 신호 기록층(102) 위에 형성되는 광 투과층의 두께를, 내주로부터 외주에 걸쳐서 균일하게 하는 것이 용이해진다. 본 예에서는, 중심 구멍(105)을 캡(107)으로 막고, 캡(107) 위에 방사선 경화성 수지(104)를 적하함으로써, 그 효과를 최대로 하고 있다. 여기서는, 직경 23mm의 캡을 사용한다.
또한, 도 19B에 나타낸 바와 같은, 기판(101)과 최외주부에 있어서만 선 접촉하도록 한 도넛형의 중공을 갖는 캡(107)을 이용함으로써, 캡(107)과 기판(101)의 접촉면에 모세관 현상으로 방사선 경화성 수지가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 캡(107)을 아래쪽에 끌어당기는 기구, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이 캡(107)의 중심을 아래쪽으로 끌어당기기 위한 흡착 구멍을 회전 테이블(106)의 중심 부분에 구성함으로써 효과가 높아진다. 또한, 도 6A~도 6C에 나타낸 바와 같은 구성으로 해도 좋다.
또한, 예를 들면, 도 13A~도 13C, 도 14A~도 14C에 나타낸 바와 같은 노즐을 이용해서 기판의 중심 구멍 근방 위에 방사선 경화성 수지(104)를 원환(圓環) 위에 적하하고, 그것을 연신함으로써 균일한 층이 형성될 수 있는 경우에는, 캡(107)을 사용할 필요는 없다.
도 19C에 나타낸 바와 같이, 방사선 경화성 수지(104)를 적하한 채, 적하 개시 약 3초 후에, 기판(101)을 약 350rpm으로 회전시켜, 방사선 경화성 수지(104)를 신호 기록층 위에 도포해서 균일화한다.
350rpm으로 회전시키면서, 약 10초 후에 방사선 경화성 수지(104)의 적하를 멈춘다. 적하는 급히 멈춰도 좋고, 조금씩 양을 감소시켜도 좋다. 회전 중에도 적하를 잠깐동안 계속함으로써, 방사선 경화성 수지(104)의 공급량과 연신에 의한 소실량에 평형 상태가 생기고, 방사선 경화성 수지(104)가 용이하게 균일화되어 형성된다.
단, 이 평형 상태에서는, 외주 부분보다도 내주 부분이 다소 두꺼워지는 경향이 있기 때문에, 방사선 경화성 수지(104)의 적하 정지 후, 약 15초간, 기판을 회전시킨 채 방사선 경화성 수지의 연신을 계속한다. 그 후, 약 100rpm/s로 기판의 회전을 가속하여, 기판의 회전수가 약 600rpm에 도달했을 때에, 기판을 가속한 채 도 7과 같이 방사선(110)을 조사해서, 방사선 경화성 수지(104)를 경화시켜 광 투과층(115)을 형성한다. 이것에 의해서, 기판의 외주 단부에 가까운 영역까지, 광 투과층을 균일하게 할 수 있다. 방사선 경화성 수지의 경화 후, 기판의 회전을 정지한다. 상기 공정 전체의 타임 차트는 도 4A에 나타낸 바와 같다.
특히, 본 실시형태에서는, 상기 방사선 경화성 수지(104)의 경화 공정에 있어서, 기판(101)의 외주단에 부재(103)를 접촉시킨 상태에서 회전 테이블(106)을 회전시킨다(도 18 참조). 이것에 의해 부재(103) 위에까지 방사선 경화성 수지(104)가 연신되고, 이것이 깎아내어지게 되므로, 기판(101)의 외주단에 버를 발생시키지 않고 기판(101) 위에 균일한 광 투과층의 형성이 가능해진다. 이 때, 부재(103)를, 방사선 경화성 수지(104)의 적하 이전부터 기판(101)에 거의 접촉시키도록 배치해 두어도 좋다. 또는, 방사선 경화성 수지(104)의 적하 후, 방사선(110) 조사 직전에 기판(101)에 거의 접촉시키도록 부재(103)를 배치해 두어도 상관없다.
부재(103)는 여기서는 금속제의 것을 이용하지만, 기판(101)에 손상을 내거나 할 우려가 있을 때에는, 폴리우레탄이나 폴리아세탈 등의 수지 재료를 이용해도 상관없다. 방사선 경화성 수지(104)에 의해서 용해되는 재료는 피하는 것이 바람직하다.
기판 회전 중에 방사선을 조사하여 방사선 경화성 수지를 경화할 때에, 부재(103)를 이용하지 않으면, 도 20A, 도 20B에 나타낸 바와 같은 버(111)가 생겨 버려, 외관상, 혹은 편중심이라고 하는 기계 특성상, 문제가 된다.
외주 단부에 부재(103)를 설치함으로써, 외주 단부의 버를 만드는 여분의 방사선 경화성 수지가 부재로 제거되게 된다. 게다가, 방사선을 조사했을 때에 외주 단부에 생긴 반경화 상태의 버가, 부재(103)에 의해서 깎아지도록 해서 제거된다. 부재에 의해서 버가 생기지 않게 되는 것은, 주로 이 2가지 이유 때문이다.
부재(103)의 상면의 높이는, 기판(101)의 신호 기록층(102)을 갖는 면과 대략 동일하든가, 그것보다도 높은 것이 바람직하다. 지나치게 낮으면 부재(103)를 설치하지 않았을 경우와 마찬가지로, 도 20A, 도 20B에 나타낸 바와 같은 버를 만든다.
또한, 신호 기록층(102)보다 높은 상면을 갖는 부재(103)를 설치했을 경우에는, 기판(101)과 부재(103)가 밀착하는 위치 관계일 때에는, 도 20C에 나타낸 바와 같은 상향(上向)의 버(111)가 생길 경우가 있다. 기판과 부재 사이에 약간 거리를 갖게 함으로써(본 실시형태에서는 약 1mm 거리를 유지함으로써) 버(111)를 없애는 것이 가능하다. 기판(101)이 중심 대칭으로 회전하고 있지 않을 경우(편심이 있을 경우)에는, 기판(101)과 부재(103)의 거리를 일정하게 유지하는 것이 곤란하게 된다. 회전 테이블(106)의 기판(101)과 접하는 면의, 회전 중심에, 기판(101)의 중심 구멍과 끼워맞추는 볼록부를 구성함으로써, 편심을 용이하게 100㎛ 이하로 할 수 있기 때문에, 기판과 부재 사이에 거리를 갖게 할 경우에는, 이와 같은 볼록부를 구성하는 것이 바람직하다.
부재(103)의 상면의 높이가 기판(101)의 신호 기록층(102)을 갖는 면과 거의 동일하고, 부재(103)와 기판(101)이 밀착해 있는 쪽이 버가 나오지 않는 경우에는, 기판 측에 밀어붙이는 압압(押壓)을 부재에 부여하는 것도 가능하다. 이 때의 압압이 지나치게 강하면, 기판(101)의 회전에 영향을 줄 우려가 있기 때문에, 접촉이 벗어나지 않을 정도로 약하게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 압압은 10-4~1N/m2, 특히 10-4~10-2N/m2의 범위에 있는 것이 바람직하다.
부재(103)의 상면은, 기판(101)의 신호 기록층(102)을 갖는 면과 평행하지 않아도 상관없다. 예를 들면, 도 21A나 도 21B에 나타낸 부재(123), 부재(124)와 같이 외주 방향을 향해서 각도를 가져도 좋고, 도 21C(기판(101)의 외주 방향에서 기판의 중심 방향을 본 도면)에 나타낸 바와 같이 기판(101)의 회전 방향에 각도를 갖는 형상(125)이어도 좋다. 방사선 경화성 수지(104)의 점도나 회전수에 따라 상이한 버의 각도나 형상에 의해서 최적인 부재를 선택하는 것이 바람직하다.
부재(103)는, 도 22A에 나타낸 바와 같은 기판(101)을 내부에 포함하도록 한 원통이어도 좋다. 또는, 부재(103)는, 도 22B, 도 22C에 나타낸 바와 같은 4각 형상을 가지고 있어도 좋다. 또는, 기판(101)의 외주에 따른 형태(예를 들면, 도 22C에 나타낸 바와 같은 원호형의 부재(103))를 생각할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 부재를 1개소에만 설치했지만, 복수의 개소에 설치해도 상관없다.
방사선(110)을 조사할 때, 부재 및 밀려 분리된 방사선 경화성 수지(104)에는 방사선이 조사되지 않는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지(104)를 회수해서, 여과 등의 공정을 가함으로써, 방사선 경화성 수지(104)를 재이용할 수 있다. 또한, 부재(103)에 부착한 방사선 경화성 수지(104)가 경화해서 부재(103)의 형상이 변화함으로써, 외주의 버를 제거하는 효과가 저감하는 것을 회피할 수 있다.
그래서, 방사선을 조사할 때에는, 도 23A에 나타낸 바와 같이, 기판(101) 상의 방사선 경화성 수지(104)만이 경화하도록, 도 23B에 나타낸 바와 같은 차폐판(151)을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서는, 기판(101)과 거의 같은 크기의 반경 r을 갖는 구멍(151b)을 뚫은 차폐판(151)을 도 23A와 같이 설치해서, 기판(101) 위에만 방사선(110)을 조사한다.
부재(103)에 부착한 방사선 경화성 수지(104)의 경화를 저해하기 위해서, 방사선 경화성 수지(104)로서 산소 과잉 분위기 중에서는 경화하기 어려운 것을 사용하고, 방사선 조사 시에 부재(103)를 산소 과잉 분위기로 하는 것도 효과적이다.
또한, 이용하는 방사선 경화성 수지에 따라서는, 경화 후의 경도가 낮아 상처받기 쉽고, 마찰 계수가 커서 상처받기 쉬우며, 분진이 붙기 쉽다는 등의 문제가 있다. 그 때는, 도 24A에 나타낸 바와 같이 광 투과층(115) 위에 보호층(112)을 형성하는 것도 가능하다. 본 실시형태에서는 두께 약 3㎛의 보호층(112)을, 종래의 스핀코트법에 의한 도포로 실행하였지만, 본 발명의 광 투과층의 형성과 마찬가지의 방법에 의해서 형성하는 것도 가능하다.
또한, 보호층으로서, 광 투과층의 흡습(吸濕) 등을 방지하는 기능을 갖는 재료의 것을 이용하는 것도 가능하다. 이것에 의해서, 광 투과층을 습도의 피해로부터 방어하거나, 흡습에 의한 광 투과층의 팽창 등을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 유전체 등을 스퍼터링 등에 의해서, 3nm 내지 50nm 정도의 막을 형성함으로써, 그러한 효과를 얻을 수 있다.
보호층에 상기 다수의 기능을 부가하기 위해서, 보호층을 복수의 재료로서 이루어지는, 복수 층으로 형성하는 것도 가능하다.
본 실시형태에 의하면, 광 투과층의 형성 시에 중심 구멍(105)을 캡(107)으로 덮어 두고, 광 투과층 형성 후에 캡(107)을 떼어냈다. 보호층(112)을 형성할 경우에는, 보호층 형성 전후의 어느 쪽의 타이밍으로 캡(107)을 떼어내어도 상관없다. 캡(107)은, 도 24B에 나타낸 바와 같이, 흡착부(141)를 흡착하고, 압출부(押出部)(142)를 위쪽으로 압출(押出)함으로써, 용이하게 떼어낼 수 있다. 캡(107)을 떼어낸 후에, 도 24B에 나타낸 바와 같이, 기판(101)의 내주 영역에 광 투과층의 단차(段差)(130)가 생기지만, 광 디스크를 기록, 재생할 때에 지지하는 영역(클램프 영역) 중에 이 단차가 생기지 않도록, 캡(107)의 지름을 선택하는 것이 바람직하다.
캡(107)은, 제거된 후, 부착한 방사선 경화성 수지를 떼어내어 세정 등의 공정을 거쳐서 재이용할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 광 투과층의 두께를 약 100㎛로 형성할 수 있다. 신호 기록층(102) 위에서의 광 투과층의 두께의 편차는 3㎛ 이하로 억제할 수 있다. 이것에 의해서, NA를 약 0.85 정도, 레이저의 파장을 400nm 정도로 했을 경우에 있어서도, 양호한 기록, 재생을 실행할 수 있고, DVD와 동등한 틸트 마진(tilt margin)을 확보할 수 있다.
신호 기록층(102)은, 재기록 가능한 기록 재생형, 1회만 기록 가능한 추기형, 반사층이 Al이나 Ag를 주성분으로 하는 등의 재생형 중 어느 것이어도 상관없다. 또한, 도 24C에 나타낸 바와 같은, 신호 기록층을 복수(2개 이상) 갖는 다층형 광 디스크이어도 상관없다. 도 24C 중의 분리층(119)은 2개인 신호 기록층(102)과 신호 기록층(118)을 격리하는 층이다. 기록 재생의 특성 때문에, 분리층(119)의 두께는 약 30㎛이 바람직하다.
(제6실시형태)
본 실시형태에서는, 기판(101)의 외주 단부에 발생하는 버의 제거를 위해서, 도 25A와 같은 끈 형상 부재(401)를 이용하고 있다. 끈 형상 부재(401)를 상하 방향으로, 외주 단면에 접하도록 설치한다. 이것에 의해서도 제5실시형태에서 설명한 부재(103)에 의한 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 끈 형상 부재(401)에는 기판(101)의 외주단에 접하는 상태가 될 정도의 장력(tension)을 가한다.
끈 형상 부재(401)는, 예를 들면 도 25B와 같이 원환 형상으로 하고, 기판(101)의 외주 단부에 접촉시키면서 끈을 회전시킨다. 부재(401)에 부착한 방사선 경화성 수지(104)를 제거 장치(215)로 제거한다. 이것에 의해, 수지의 회수가 가능해지고, 생산 효율이 향상된다. 도 26A와 같이 롤(roll)(217)로부터 끈(401)을 배출하면서, 방사선 경화성 수지(104)가 부착한 끈(401)을 회수해도 좋다. 이것에 의해서, 제거 장치(215)에 의해 수지가 다 제거되지 않은 경우에서도, 수지의 회수가 가능해진다.
끈 형상 부재(401)의 단면은, 임의의 형상을 고려할 수 있지만, 예를 들면, 원형, 타원형, 직사각형 등을 고려할 수 있다. 끈 형상 부재(401)의 재료나 표면 상태에 대해서는, 기판과의 마찰이나 버를 소실시키는 효과의 크기에 따라서 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 제5실시형태의 경우와 마찬가지로 적절하게, 부재(401)에 부착한 방사선 경화성 수지(104)를 경화시키지 않는 차폐판을 이용하거나, 방사선 경화성 수지의 연신과 경화를 다른 장소에서 실행하거나 해도 좋다.
(제7실시형태)
본 실시형태에서는, 버를 제거하기 위해서 기판(101)의 외주단에 부재(103)를 배치하는 대신에, 분출구로부터 고압 분사된 기체(이하 에어 나이프(air knife)라고 함)를 이용하고 있다. 즉, 도 27에 나타낸 바와 같이, 기판(101)의 아래쪽으로부터 외주 단부를 향해서 에어 분출구(317)로부터 고압 분사된 에어 나이프(316)를 명중시킴으로써, 제5실시형태에서 설명한 부재(103)를 설치한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제5실시형태에서는, 부재(103)에 부착한 방사선 경화성 수지(104)가 경화해 버리지 않도록 주의를 기울일 필요가 있었지만, 에어 나이프(316)인 경우, 그것을 마음에 둘 필요가 없어져, 생산의 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 에어 나이프(316)의 분출은, 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지(104)를 경화하기 직전에 실행하는 것이 바람직하다.
도 27에 나타낸 방법에서는, 기판(101)의 아래쪽으로부터 외주단을 향해서 에어 분출구(317)로부터 에어 나이프(316)를 출력하고 있다. 그러나, 그 이외의 방향, 예를 들면, 위쪽으로부터, 또는 비스듬한 방향으로부터 에어 나이프(316)를 기판의 외주단에 명중시켜도 좋다. 또한, 기판(101)에 대하여 에어 나이프(316)를 명중시키는 위치는 1개소라도 좋고, 복수 개소라도 좋다. 에어 나이프 분출구(317)가, 기판(101)의 반지름과 대략 같은 크기의 반지름을 갖는 도넛 형상의 분출구를 가져도 좋으며, 이러한 에어 나이프 분출구(317)를 사용함으로써, 기판(101)의 외주 단부 전체에 동시에 에어 나이프(316)를 명중시킬 수 있다.
(제8실시형태)
본 실시형태에서는, 도 28A, 도 28B에 나타낸 바와 같이, 버를 제거하는 부재(402)가 원판 형상이며, 그 상면의 높이가 기판(101)의 신호 기록층(102)을 갖는 면과 대략 동일하든가 혹은 다소 높아지도록 한 위치에 배치되어 있다. 부재(402)는 기판(101)의 회전에 의해 회전하도록 되어 있다.
부재(402)는, 기판(101)의 회전에 의해서 기판(101)과는 역방향으로 대략 동일한 외주단 속도로 회전한다. 회전함으로써 기판(101)의 외주단의 여분의 방사선 경화성 수지(104)가 더욱 효과적으로 제거되고, 기판(101)을 회전시키면서 방사선을 조사해서 방사선 경화성 수지(104)를 경화시켜도, 외주단에 버가 생기지 않는다. 본 실시형태에서는, 부재(402)는 기판(101)의 회전을 받아서 돌게 되는 기구를 갖고 있지만, 부재(402)를 회전시키는 구동 기구를 구성해서, 부재(402)가 독자의 구동력으로 회전하도록 해도 상관없다. 이와 같은 구동 기구를 구성한 경우, 기판(101)과 부재(402)의 회전 방향이 동일하고, 또는, 부재(402)의 외주단에 있어서의 선속도가 상이한 경우에는, 기판(101)과 부재(402) 사이에서 큰 마찰이 발생하여, 광 투과층의 균일성이 손상되는 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 부재(402)는 기판(101)과는 역방향으로, 또한 대략 동일한 외주단 선속도로 회전하는 것이 바람직하다.
부재(402)가 회전할 경우, 부재(402)에 부착된 방사선 경화성 수지가 다시 기판(101) 위에 비말(飛沫)로서 부착하는 경우가 있다. 이 경우, 형성하는 광 투과층의 두께 변동이 커질 가능성이 있기 때문에, 부재(402)의 기판과 접촉하고 있지 않은 부분에서, 방사선 경화성 수지의 제거 장치(415)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 원형상의 부재(402) 대신에, 전술한 실시형태에서 나타낸 끈 모양이나 벨트형의 부재(401)를 도 26B와 같이 기판(101)의 면에 대하여 수평 방향으로 설치하여, 회전시키는 것으로도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제5실시형태에서 설명한 바와 같이, 부재(402)와 기판(101)을 밀착시킬 것인가, 다소 거리를, 예를 들면 1mm를, 유지할 것인가의 여부는, 방사선 경화성 수지(104)의 점도나 회전수에 따라서 버 발생의 용이성이 상이하기 때문에, 각각의 조건에서 최적의 거리를 결정하는 것이 바람직하다.
(제9실시형태)
제5실시형태에서는, 방사선 경화성 수지의 도포·연신 공정과, 기판을 회전시키면서 방사선 경화성 수지를 경화시키는 공정을, 동일한 장소에서 실행하고 있었다. 방사선을 조사할 때에, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지에는 방사선이 조사되지 않도록 차폐판 등을 사용하였지만, 약간의 방사선 누출이 쌓이면, 밀려 분리된 방사선 경화성 수지가 조금씩 경화해 버릴 가능성이 있다. 이것에 의해 방사선 경화성 수지의 회수·재이용이 잘 되지 않고 비용이 높아질 가능성이 있다.
그래서, 제3실시형태의 경우와 마찬가지로, 전술한 제5 내지 제8실시형태에 있어서도, 방사선 경화성 수지의 도포·연신 공정 후에, 일단 기판의 회전을 정지시키고 이동시켜, 다른 장소에서, 기판을 회전시키면서 방사선 경화성 수지를 경화시키는 공정을 실행하는 것이 바람직하다.
도 29에 그것을 위한 장치 구성을 나타낸다. 기판(101)의 외주단에 버를 생기지 않게 하기 위한 부재(103)는, 방사선을 조사하는 공정을 실행하는 장소에만 설치하면 좋고, 2개의 공정이 독립함으로써, 장치를 간이 구성으로 할 수 있다.
(제10실시형태)
전술한 실시형태에서 설명한 광 정보 기록 매체(디스크)는, 도 30A에 나타낸 바와 같이 기판(101)의 한쪽 주면에 광 투과층(115)을 구성한 비대칭 디스크로 이루어진다. 방사선 경화성 수지를 경화한 것인 광 투과층(115)은, 일반적으로 고온화로 수축하거나, 습도 분위기의 변화에 따라서 흡수 팽창 혹은 탈수 수축하거나 하는 것이 알려져 있다. 따라서, 비대칭 구조의 디스크인 경우, 고온화나 습도의 급격한 변화에 의해서 틸트가 크게 변동하여, 기록 또는 재생이 악화하게 되는 것이 예상된다.
그래서, 도 30B에 나타낸 바와 같이, 신호 기록층(102)을 갖는 면과 반대쪽의 면(이면(裏面))에, 광 투과층과 마찬가지의 층(평형층(501))을 형성하여, 비대칭성을 개선함으로써, 온도나 습도의 변화에 의한 틸트 변화를 대폭적으로 작게 할 수 있다. 또한, 도 30C와 같이 이면에도 신호 기록층(502)을 구성한 양면 기록 재생형의 디스크로 함으로써 대칭성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이 때, 대칭성을 높게 하기 위해서, 양쪽의 주면에 형성되는 층의 재료 특성(예를 들면, 흡수 팽창 또는 탈수 수축에 관한 특성(수축 특성)) 및 층의 두께가 거의 동일한 것이 바람직하다. 이면에 형성하는 층의 재료를 변경하는 경우에는, 틸트 변화의 균형을 고려하여, 이면의 층 두께를 변경하는 것이 바람직하다. 보호층(112)을 이면에 형성하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 의하면, 종래의 스핀코트법으로는 곤란했던, 기판의 신호 영역 상의 전면(前面)에 걸친 균일한 광 투과층의 형성이 가능해진다. 또한, 기판을 회전시키면서 방사선을 조사해서, 방사선 경화성 수지를 경화할 수 있는 외주 단부의 버의 생성을 배제할 수 있다.
또한, 상기 각각의 실시형태에 있어서, 1개의 실시형태에서 설명한 기술 사상은, 다른 실시형태의 사상과 조합시켜서 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 본 발명은, 특정 실시형태에 대하여 설명하여 왔지만, 당업자에게 있어서는 다른 많은 변형 예, 수정, 기타 이용이 명확하다. 따라서, 본 발명은, 여기서의 특정 개시에 한정되지 않고, 첨부한 청구 범위에 의해서만 한정될 수 있다.

Claims (82)

  1. 하나의 주면(主面) 상에 신호 기록층을 갖고, 상기 신호 기록층 위에 방사선 경화성 수지로 된 광(光) 투과층이 형성된 기판으로 이루어지는 광 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    상기 광 투과층을 형성할 때에,
    방사선 경화성 수지를 기판 위에 적하(滴下)하고,
    스핀코트법(spincoat method)에 의해서 기판을 소정의 도포 회전수로 회전시키면서 상기 방사선 경화성 수지를 기판 전체에 도포하고,
    도포 후, 기판의 회전수를 가속하고, 그 가속 중에 방사선을 조사(照射)해서 상기 방사선 경화성 수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
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  74. 제1항에 있어서, 상기 도포 회전수로, 상기 방사선 경화성 수지를 도포하는 공정과, 상기 방사선을 조사해서 상기 방사선 경화성 수지를 경화하는 공정은, 각각 별도의 장소에서 실행되는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  75. 제1항에 있어서, 상기 방사선 조사에 의한 방사선 경화성 수지의 경화를, 1초 이내에 실행하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  76. 제1항에 있어서, 상기 기판이 중심 구멍을 갖추고 있으며, 상기 방사선 경화성 수지를 적하하는 동안에, 상기 기판과 접하는 부분에 상기 방사선 경화성 수지가 새어 들어오는 것을 방지하기 위한 밀봉(sealing)을 구성한 부재를 이용해서 기판의 중심 구멍을 막고 있는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  77. 제76항에 있어서, 상기 기판은 회전 테이블 위에 탑재되어서 회전되고, 상기 중심 구멍을 막는 부재를 상기 기판과 밀착시키기 위해서, 상기 회전 테이블에서 상기 중심 구멍을 막는 부재를 아래쪽으로 끌어당기는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  78. 제1항에 있어서, 상기 방사선의 조사를, 상기 기판에만 실행하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 방사선을 조사할 때에, 상기 기판과 대략 동일한 형상의 구멍을 갖는 차폐판(遮蔽板)을 이용하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  80. 제1항에 있어서, 스핀코트법에 의한 상기 방사선 경화성 수지의 도포 후, 일단 회전을 정지한 후, 상기 기판의 회전수를 가속해서 상기 방사선 경화성 수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  81. 제1항에 있어서, 상기 광 투과층을 형성할 때에,
    신호 기록층이 형성된 영역보다 내주(內周) 측의 영역에서, 대략 동일한 반경 위치의 복수 개소(個所)에 상기 방사선 경화성 수지를 적하하고,
    적하한 방사선 경화성 수지를 연신(延伸)해서 기판 위에 도포하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
  82. 제1항에 있어서, 상기 기판을 회전시킨 상태에서 방사선을 조사하여, 상기 방사선 경화성 수지를 경화하고,
    상기 방사선을 조사할 때에, 상기 기판의 단면(端面) 부분의 분위기를 산소 과잉으로 하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체의 제조 방법.
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