TW522051B - Method of manufacturing a circular optical storage disc and circular optical storage disc - Google Patents

Description

522051 五、發明說明（i) 本發明有 關於一種製造一圓形光學儲存碟片的方法，具 有一基片有一第一表面和一外周邊，其中該第一表面係藉 一液體，轉動該基片及固化該液體，設置一塗層。 發明還有關於一用上述方法製作的圓形光學儲存碟 施敷 本 片。 這 塗敷 將含 片的 數百 液體 主 邊附 過多 基片 該基 擾動 的來 是在 毛細 式中 速度 該液 向厚 種方法係得 步驟眾所周 有一種溶劑 度其 轉， 以致 旋轉速 到數仟 流動， 宰液體 近形成 的液體 。該昇 片外緣 ，其範 說，當 幾個毛 管長度 σ為液 。當使 體開始 度縱剖 行為 一較 不得 起邊 的角 知於，例如，曰本專利J Ρ - 1 知為「自旋塗敷」。在自旋 的液體，施配到一轉動中的 後予以加速到更高速度，典 視所需塗層厚度而定。離心 大多數的液體被旋轉甩離基 的自’然法則，使最後的結果 厚的液體層，亦即昇起邊緣 流動。液體係以滴珠、而非 緣是由於液體内的表面張力 隅接觸所致。結果是該昇起 該基片外緣向内的數 基片時，在其中有擾 内： 1086356Α 。該 塗敷過程中， 基片上。該基 型的是每分鐘 力導致輻向的 片。 在該基片的周 ，在其上保留 連續流離開該 以及液體與位 邊緣厚度遭受 毫米内。典型 動發生的距離 圍闊及到從 使用一圓形 細管長度規 規=4°"^ P-S 體的表面張力，ρ為其容積質量，g為重力加 用一蒸發性溶劑時，由於該溶劑蒸發的緣故， 快速固化，留下含有一定的、具圓對稱性的轄 面的固態塗層。通常有一熱硬化步驟接在此處

第6頁 522051 五、發明說明（2) 理步驟之後，以作進一步的固化。當採用的是一種非蒸發 性或慢蒸發性溶劑時，該液體材料通常是可用紫外線固化 的，而且係直接在該旋敷步驟之後、該基片仍在其旋敷位 置時，即接受凝結固化。 在JP-11086356A所記述的方法中，使用到一超大尺寸的 基片，在該液體旋敷及固化之後，使用一特殊工具將基片 切割到所需的直徑，如此可以將昇起邊緣除去。 這種方法的缺點是，要有一特殊的工具來修裁該基片， 並且因修裁作業而會造成污染光碟表面的粒點、灰塵或碎 片。況且，這些工具會磨耗而需經常替換。

另一個缺點是，該修裁作業會在基片上接近切割邊緣引 起非鬆弛性變形，此變形會在一基片的外緣區域幾毫米處 ，例如5 mm，產生光學雙折射，這是在光碟經過該基片寫 入或讀出時所會引發的問題。 還有一個缺點是，在製作光碟時，要使用一個非標準的 超大尺寸的基片，其產製較為昂貴。 本發明的目的在提供一種如首段所陳述的方法，藉此方 法，碟片上昇起邊緣的發生，由於避免基片的修裁而消 解。 本發明此一目標係如下達成： - 當施敷液體到該第一表面上時，該基片係在一分立的延 伸體内，該延伸體與該基片的外周邊大致成圓周接觸，並 ® 有一表面大致與該基片的第一表面齊平，及 - 在至少有部分液體固化後，使該延伸體與該基片分開。

第7頁 522051 五、發明說明（3) 該延伸體與該光碟基片的第一表面形成一大致連續的表 面。該延伸體的表面最好不要突出超過該基片的第一表面 。實際上，一不到所需塗層厚度十分之一的非常細微的偏 差，是可以接受的。在這種情況下，塗敷液體流的甩離基 片，是不為或難為該延伸體所阻止的。該延伸體的表面可 設置成稍微低於該基片的第一表面一個距離，例如，約達 所需塗層厚度的三分之一，但是最好應避免任何的偏差。 如此，昇起邊緣的形成即可消除，因為塗層液體此時可以 順暢通過基片-延伸體的共同邊界。該昇起邊緣已從光碟 基片周邊轉移到延伸體的的外周邊。 有一點非常重要，該延伸體大體上係與該光碟基片的外 周邊成圓周接觸，如此避免在延伸體和基片之間有罅隙存 在。否則表面張力可在該罇隙處，引起層厚的偏差，甚至 引生昇起邊緣。沒有罇隙的存在，還可防止液體的通過該 罅隙的毛細管流動。雖然避免罅是很重要的，在實用上， 一個不致引起塗層液重大的毛細管流的非常細小的罇隙， 是可以存在的並被接受的。 該延伸體在其表面以下的形狀是可以自由選擇的，只要 其表面是大致和光碟基片的第一表面齊平而在該光碟基片 和該延伸體之間的罅隙已予避免。當液體固化之後延伸體 移除之時，將會引起塗層不是在光碟基片的外周邊處斷裂 ，就是脫離該延伸體。由該延伸體表面的黏附特性來決定 該兩種可能性是那一種將會發生。當塗層係完全脫離該延 伸體，而且仍然與在該光碟基片上的塗層形成一完整塗層

第8頁 522051 五、發明說明（4) 時，就有必要來去除突出的部分。然而，這只需要非常簡 單的切割刀具即可，因為該塗層的層厚相對較小的緣故。 在本發明的一具體實例中，該延伸體具有一呈圓形的外 周邊。這樣的一種延伸體，由於它的圓形，是比較容易製 作的。 在本發明的另一具體實例中，該延伸體具有一多邊形的 外周邊。在這個具體實例中，該昇起邊緣的擾動距離已大 致減縮，而對於在光碟基片周邊附近昇起邊緣的形成的抵 制，也已作進一步的改善。關於這一項改善的解釋，就是 由於有角隅點存在於延伸體的周邊處而改進了塗敷液的排 放。過多液體的量及因而一昇起邊緣的可能高度和寬度都 予以降低了。 在本發明方法的此一具體實例的變更中，該延伸體具有 一正多邊形，即六角形或正方形，其具有對稱的液體的排 放的好處。另一點好處，就是容易實現一個平衡的碟片/ 延伸體組合，這在該組合旋轉過程中是很重要的。還有一 好處，六角形的或正方形的軀體，可以從板料上切割而不 致有重大的切割損失。 在本發明的一具體實例中，該延伸體係由相同於光碟基 片的材料製成。在這情況下，固化液黏附在該延伸體的表 面上比較著實，因此該延伸體大抵是不能再度使用在後續 的碟片製作中，除非，舉例來說，該延伸體係設置在比以 前還要低的位置。 可是，該延伸體的表面可用一種固化液對其附著較遜的

第9頁 522051 五、發明說明（5) 材料來製成 處，例如， 可以很方便 在另一具 面大 體環 易， ，最 ，例 外除 面脫 式， 上。 當 有較 蒸發 處。 採 在周 ，不 昇起 該 有下 或間 致和基 繞該光 這是在 好是使 如，該 下時， 離，讓 也可以 液體是 厚的固 性或慢 用根據 邊區大 同於前 邊緣的 塗層可 降的厚 隔層時 。這樣 在該碟 地再予 體實例 片的第 碟基片 大量製 用具有 延伸體 該已固 其馬上 避免已 接受紫 化層時 蒸發性 本發明 體不具 面例舉 已固化 以是一 度變異 ，可改 會有 片和 使用 中， 一平 放置 造環 固化 部件 化液 就可 固 '化 該已固化液可能脫離該延伸體的好 該延伸體分開之時，所以該延伸體 〇 該延伸體係由至少兩個部件其有平 面齊平者所組成。好處是將該延伸 到正確位置，可以自動操作得更容 境中最受歡迎的。在這具體實例中 液對其附著不良的表面的部件。當 在相對該光碟基片、朝下及輻向朝 很容易地變成與該延伸體的部件表 用於下一次的光碟製作。以這種方 液的殘留物遺留在該部件的表面 外線光來固化也是很有利的。當希望要 ，例如5 0 - 1 5 0微米，這項措施在使用非 的溶劑時，會有較快的固化作用的好 的方法，可以製作一圓形光碟，其基片 光學雙折射。這一點可用以下事實解釋 根據本發明的已知方法，去除主要構成 液體部分時，無需修裁已塗敷的基片。 覆蓋或一間隔層，並且在一光碟基片上 ，從而當該讀取或寫入光束通過該覆蓋 進在下埋的記錄層次中光學的讀取和寫

第10頁 522051 I五、發明說明（6) !入的性能。舉例言之，一 100//m (微米）覆蓋層被用在新 型6 0 m m半徑的數位錄影機（D V R )碟片。這種碟片係通過該 覆蓋層讀取或寫入，所以該覆蓋層必須具有良好的光學品 質。根據現行標準的審議，該覆蓋層一直到5 8 . 5 mm的半 徑必須具有100 + /-3 Am厚，而在半徑5 8. 5 mm到半徑60 mm I的環圈區内，厚度必須不得變動超過5 0 # m。 間隔層是使用在多層次的光學記錄碟片中，其中有數層 記錄層係由這種的間隔層所分隔。這些間隔層大多數具有 一在數十微米數位的厚度，並且在厚度方面不得變動多於 5% °

附隨圖式顯示本發明的具體實例，會同本說明可用以解 釋本發明的方法的原理。圖式中： 圖1為沿圖2中的I - I線切取的剖面圖；關於一自旋塗敷 夾頭夾持一由延伸體包圍並覆蓋有塗層的光碟基片。 圖2 A為圖1之組合之一頂視圖； 圖2B為圖2A之一變更，其中該延伸體的外周邊呈多角 形； 圖2C為圖2A之另一變更，其中該延伸體的外周邊呈多角 形而該延伸體包含三個部件； 圖3顯示一塗層的三個厚度的縱剖面圖，其兩個係採用 本發明的方法施敷。 就圖1及圖2A來說，圓形光碟基片11有一中心孔14及圓 形的外周邊1 3。該中心孔1 4可讓基片1 1安裝上自旋塗敷夾 頭5，並讓製成的光碟1 0可定心在一光碟播放機或錄影機

第11頁 522〇51 I五、發明說明（7) 上。在基片11上可先已沈積一資料难 、 及/種使用於例如最新技藝的光風二或記錄層間堆疊以 根據本發明，該基片1 1係在於一 I =錄媒體的追蹤結構。 艘2 1中。一塗層1 5係設在—第一二^，、有表面2 2的延伸 例來說，為達成此一目的，可利用&一 j和該表面2 2上。舉 中心夹頭5外側，同時使基片/延伸7嘴將一液體喷塗在 (轉/分）的慢速旋轉並將施配喷嘴^ :且合11、21以30 rpm 嘴。藉由此方式第-表面12即二逐覆:朝外移動該施配喷 該延伸體21係與基片U的外周邊i ^層1^。 伸體的表面22係與光碟基片u的表面大體圓周接觸，延 ，旦將塗敷液，例如，一10毫^的uv $致齊平。

Dai cure SD 6 4 5沈積後，就將基片可固化樹脂 度提昇到220 rpm並維持在此一速产延伸體21的旋轉速 ，使得多數的塗敷液經過外周邊23^ ^。因為這一轉速 22被甩離基片1 1 ，留下一大約1〇〇 I伸體21的表面12、 因為是表面張力的緣故，在延伸體2 T =相對較薄的層次。 起邊緣16形成，此一昇起邊緣具有液島夕卜周邊23附近有昇 受覆蓋的基片11上的液體高度為大。=層的高度，大致比 典型寬度，是在數毫米的數位:視冷=樣的昇起邊緣1 6的 面1 2、2 2的物理性質而定。因為=敦液和其所沈積的表 伸體2 1的表面上，塗層丨5在光碟5 $起邊緣4係形成在延 稍微增加。 土片11上的高度沒有或只 /走Ϊ:旦i t該液體層即因暴露細光下於6秒内固 化，使用一南功率uv光源（phlllps(菲力普）HP 一 A 4〇〇w)

522051 五、發明說明（8) 附帶一特殊 處。這是全 除。這是可 成。以這種 不是在該光 體21 。該延 係何者會發 片1 1的材料 黏附力。就 低表面能量 或藉對延伸 粒狀材料 對-二甲基） 表面處理 基-甲矽烷、 0C2H5 而 6<n< 如果該延 上移動，例 包含該昇起 縱令黏附到 如果塗層 然和在該光 出的部分。 ，因為該塗 反射器，設在該液體表面上方 部在氮氣的環境下實施。之後 以將延伸體2 1相對該光碟基片 方式，塗層15覆蓋延伸體21表 碟基片1 1的外周邊1 3處斷開、 伸體2 1表面2 2的黏附性質，決 生。該延伸體21表面22的材料 相同，這樣可以導致該固化塗 一低黏附力來說，該延伸體2 1 。這低表面能量可藉選擇一低 體2 1的表面處理而達成。可能 :氟聚合物、脂肪聚合物、及 等類似物。 :含疏水組的甲石夕烧類，例如 、CnF2n+1(CH2)2SiX3，式中X 可以 12 α 伸體2 1的形狀是可以相對該光 如，在延伸體2 1的内部件2 4不 邊緣1 6的部分，是很可能在外 該延伸體21表面22的情況不良 1 5的外側部分係完全與該延伸 碟10基片11上的塗層15成一整 這個部分可用一非常簡單的切 層1 5的層厚相對較小的關係。 一 1 8釐米 將該延伸 1 1向下移 面22的部 就是脫離 定該兩可 ，可以和 層有比較 的表面22 黏附粒狀 的情形是 /或芳香（ 的高度 體21移 動而達 分，要 該延伸 能性究 光碟基 良好的 應有一 材料’ 如：聚 ，三氯代十八烷 是C1、OCH3、 碟10的基片1 1向 存在時，塗層1 5 周邊1 3處斷開， 〇 體2 1脫離’並仍 體層次，就有突 割刀具予以切除

第13頁 522051 五、發明說明（9) 該延伸體21具有一120 mm的内徑和一130 mm的外徑。 就圖2B來說，該光碟基片11係在一具有多邊形外邊33的 延伸體3 1之中。所示該延伸體3 1為一正方形外邊33，其每 邊的尺寸為130 mm。 就圖2C來說，一同等的光碟基片11為三個同形的延伸體 部件4 1 a所包圍。該部件4 1 a係定位在和該光碟基片1 1的外 周邊13成大體的圓周接觸，而該部件41 a的表面42a大致和 該基片11的第一表面12齊平。在這樣的佈設下，該三個部 件41a的外周邊43具有一正六角形的形狀，其兩相對平行 邊係相隔一 130 mm之距離。該延伸部41的表面42a，最好 具有一可引生一低黏附力的塗層15的性質。達成這一點的 可能性已在關於圖1的說明中提及。一旦該液體已固化， 該部件41a可能在徑向上朝外移動。這一移動導致該塗層 15脫離該部件41a的表面42a。餘下的塗層可予以去除，一 如圖1的說明中所提及者。 就圖3來說，三個圖表係在顯示該塗層1 5在光碟基片1 1 上，從半徑50 mm到半徑60 mm的範圍内，及在延伸體21、 3 1上，從6 0到6 5 mm半徑的範圍内的厚度。只有後者可以 適用。半徑50 mm以下的範圍並未顯示，因為對於昇起邊 緣的影響，大概不會出現在這個範圍之内。 r =至光碟基片中心的距離，單位釐米。 t =在光碟基片上或在延伸體上塗層的厚度，單位微米。 圖表50表示設在不用延伸體的光碟基片11上的塗層15的 厚度的縱剖面圖。

第14頁 522051 五、發明說明（ίο) 圖表51表示設在使用延伸體21的光碟基片11上的塗層15 的厚度的縱剖面圖，沿圖2 A中所示虛線5 1 a量測所得。 圖表52表示設在使用延伸體31的光碟基片11上的塗層15 的厚度的縱剖面圖，沿圖2 B中所示虛線5 2 a量測所得。 可從圖表50看出，當未使用延伸體時，一顯著的昇起邊 緣1 6出現在半徑5 4 m m和半徑6 0 m m之間。 在圖表51中，當使用有一圓形外周邊23及直徑130 mm的 延伸體2 1時，該昇起邊緣1 6主要出現在後該延伸體2 1上。 然而，由於該昇起邊緣的較大的受擾動距離，仍有一些昇 ★ 起邊緣1 6的影響，恰好出現在該光碟基片1 1的6 0 mm半徑 的範圍之内。 在圖表52中，當使用有一正方形的外周邊33及一邊長 130 mm的延伸體31時，該昇起邊緣16的擾動距離係大致降 低而在該光碟基片1 1的6 0 mm半徑的範圍之内不再能見到 有昇起邊緣16的影響。一如已經在前面解釋過，這是由於 該基片/延伸體組合11、31在該液體沈積之後的旋轉過程 中，在該外周邊33的各角轉處有額外的過多液體的排出。

C

第15頁 522051 圖式簡單說明

( 第16頁

Claims (1)

1. 522051 六、申請專利範圍 1 . 一種製作一圓形光學儲存碟片（1 0 )的方法，該光學儲 存碟片具有一基片（11)、一第一表面（12)及一外周邊（13) ，其中該第一表面（12)備有一藉由施配一液體，轉動該基 片並固化該液體而形成之一塗層（1 5 )，其特徵為： 當該液體施配到該第一表面（1 2 )上時，該基片（1 1 )係 在於一分立的延伸體（21、31、41)内 該延伸體大體與該基片（1 1 )的外周邊（1 3 )成圓周接觸 ，並 具有一表面（22)大致與該基片（11)的第一表面（12)齊 平，及 在該液體至少部分固化之後，該延伸體（2 1、3 1、4 1 ) 係與該基片（1 1 )分開、 2 .根據申請專利範圍第1項的方法，特徵為該延伸體 (21)具有一圓形之外周邊（23)。 3 .根據申請專利範圍第1項的方法，特徵為該延伸體 (31)具有一多邊形之外周邊（33)。 4.根據申請專利範圍第3項的方法，特徵為該延伸體 (31)具有一正多邊形之外周邊（33)。 5 .根據申請專利範圍第1、2或3項的方法，特徵為該延 伸體（2 1 、3 1 、4 1 )的表面（2 2、3 2、4 2 )，大體係由與該光 學儲存碟片（1 0 )基片（1 1 )相同的材料所製成。 6.根據申請專利範圍第1、2或3項的方法，特徵為該延 ί 伸體（2 1 、3 1 、4 1 )的表面（2 2、3 2、4 2 )，係以與該塗層 (1 5 )附著性較差之材料所製成。

   第17頁 522051 六、申請專利範圍 7 .根據申請專利範圍第1項的方法，特徵為該延伸體 (4 1 )係由至少兩部件（4 1 a )所構成，該兩部件具有表面 (42a)與該基片（11)的第一表面（12)大致齊平。 8 .根據申請專利範圍第1項的方法，特徵為該液體係藉 暴露於紫外線光下而固化。 9 . 一種利用申請專利範圍第1項之方法所製成之圓形光 學碟片（1 0 )，特徵為該基片（1 1 )在數毫米寬的周邊區域内 大致沒有光學的雙折射。 f

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