專利名稱：圓形光學(xué)存儲(chǔ)盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓形光學(xué)存儲(chǔ)盤的制造方法，其具有一帶有一第一表面和一外圍的基底，其中該第一表面設(shè)置有通過(guò)施加一液體、旋轉(zhuǎn)該基底并將該液體固化形成的涂層。
本發(fā)明還涉及由上述方法制造的圓形光學(xué)存儲(chǔ)盤。
該方法如從日本專利JP-11086356A是已知的。上述涂覆步驟是以“旋轉(zhuǎn)涂覆”已知。在旋轉(zhuǎn)涂覆過(guò)程中，許多含有溶劑的液體分配成一基底，然后旋轉(zhuǎn)該基底。隨后將基底的旋轉(zhuǎn)速度增加至一較高速度，取決于期望的層厚，一般地為幾百至成千上萬(wàn)轉(zhuǎn)每分。離心力導(dǎo)致徑向液流，使得大部分液體旋轉(zhuǎn)離開(kāi)基底。
流體行為的自然規(guī)律導(dǎo)致在基底的外圍出現(xiàn)流體的較厚層形式如抬高的邊緣，其上防止使過(guò)量流體流動(dòng)。流體以滴狀離開(kāi)基底，而不是連續(xù)流動(dòng)。該抬高的邊緣是流體內(nèi)表面張力和其在基底的外圍的接觸角的結(jié)果。于是，抬高的邊緣厚度從基底的外圍向內(nèi)擾動(dòng)幾個(gè)毫米。一般當(dāng)使用圓形基底時(shí)，其內(nèi)發(fā)生擾動(dòng)的距離是幾個(gè)毛細(xì)管長(zhǎng)度值 其中σ是流體的表面張力，p是其容積質(zhì)量，g是重力加速度。當(dāng)使用蒸發(fā)溶劑時(shí)，由于溶劑的蒸發(fā)流體快速地開(kāi)始固化，留下圓形對(duì)稱的呈某種徑向厚度狀的固體涂層。通常一熱固化步驟隨著該處理步驟用于進(jìn)一步固化。當(dāng)使用非蒸發(fā)溶劑或慢蒸發(fā)溶劑時(shí)，流體材料通常是紫外線可固化的，并且直接在旋轉(zhuǎn)涂覆步驟及基底仍在其旋轉(zhuǎn)涂覆位置硬化后固化。
在JP-11086356A描述的方法中，使用超尺寸的基底，在旋轉(zhuǎn)涂覆和流體固化后，將基底切成期望的直徑，然后除去抬高的邊緣。
該方法的缺點(diǎn)是，需用特殊工具來(lái)修剪基底，污染光盤表面顆粒、灰塵或薄片可通過(guò)修剪操作形成。并且，這些工具易于遭受磨損，需要頻繁更換。
另一個(gè)缺點(diǎn)是，修剪操作可在剪切邊緣近的基底附近引起非松弛性應(yīng)變，該剪切邊緣在基底的幾毫米如五毫米的外圍區(qū)域可產(chǎn)生光學(xué)重折率，當(dāng)通過(guò)基底讀或?qū)懝獗P時(shí)，其會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。
然而另一個(gè)缺點(diǎn)是在光盤制造中使用生產(chǎn)成本較高的非標(biāo)超大基底。
本發(fā)明的目的是提供開(kāi)頭段所述類型的方法，由該方法可抵消盤上的抬高的邊緣并避免修剪基底。
本發(fā)明的該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)將流體旋加到第一表面時(shí)，基底呈分立的延伸體，該延伸體具有大體周向地與基底的外周接觸，還具有大體與基底的第一表面平齊的表面，至少流體的局部固化后，延伸體和基底分開(kāi)。
延伸體形成一帶有光盤基底的大體連續(xù)的表面。延伸體的表面最好沒(méi)有延伸超出基底的第一表面。實(shí)踐中，偏離期望涂層厚度的小于十分之一是可以接受的。在該情形中，延伸體不會(huì)或幾乎不會(huì)阻礙涂層流體流離基底。可將延伸體的表面定位于基底的第一表面稍下方，如在一約期望涂層厚度三分之一的距離。但最好避免任何偏離。這樣，由于涂層流體光滑地穿過(guò)基底-延伸體邊界，就免除了抬高的邊緣形式。抬高的邊緣從光盤基底外周轉(zhuǎn)送至延伸體的外部外周。
延伸體與光盤的基底的外部外圍大體周向地接觸，從而避免延伸體和基底間的縫隙，這是非常重要的。否則表面張力會(huì)在縫隙位置引起層厚偏離；甚至抬高的邊緣。沒(méi)有縫隙也防止流體穿過(guò)上述縫隙的毛細(xì)流動(dòng)。實(shí)踐中，盡管避免縫隙是重要的，非常小的不會(huì)引起涂層流體的大量毛細(xì)流動(dòng)的縫隙會(huì)存在并可接受。
位于其表面之下的延伸體的形狀可以自由地選擇，只要其表面大體與光盤基底的第一表面平齊以及避免光盤基底和延伸體間的縫隙。當(dāng)流體固化后，除去延伸體，這或者引起涂層在光盤的基底的外周脫落或使其從延伸體釋放。延伸體的表面粘合特性決定兩種可能性之一的發(fā)生。當(dāng)涂層完全從延伸體釋放，但仍與光盤的基底上的涂層形成一整體，有必要將重疊部分去掉。然而，這只需要一個(gè)非常簡(jiǎn)單的剪切工具，由于相對(duì)薄的涂層的厚度。
在本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，延伸體具有一圓形的外部外圍。由于是圓形，該延伸體相對(duì)容易裝配。
在本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，延伸全具有一多邊形的外部外圍。在該實(shí)施中，極大地降低了抬高的邊緣擾動(dòng)距離，并進(jìn)一步改進(jìn)光盤的基底外圍附近的抬高的邊緣的形成抵消作用。對(duì)該改進(jìn)的解釋是涂層流體的改進(jìn)的排放，由于延伸體的外圍的拐角點(diǎn)的出現(xiàn)。使過(guò)量流體量、抬高的邊緣的潛在高度和寬度降低。
在本發(fā)明方法的實(shí)施例的修改中，延伸體具有規(guī)則多邊形形狀，如六邊形或方形，其具有流體對(duì)稱排泄的優(yōu)點(diǎn)。另一優(yōu)點(diǎn)是，容易實(shí)現(xiàn)平衡盤/延伸體結(jié)合，其在上述結(jié)合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中是重要的。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，六邊形和方形延伸體可從板材上剪切而不會(huì)有大量的剪切損失。
在本發(fā)明方法的實(shí)施例中，延伸體與光盤基底包括相同的材料。此種情況下，固化的流體較好地粘合到延伸體的表面，使得延伸體一般在后續(xù)盤的制造中不能再用，除非如延伸體比先前定位低。
然而，延伸體的表面包括固化的流體較差地粘附的材料。其優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)盤與延伸體分開(kāi)時(shí)，固化的流體可從延伸體釋放，使得延伸體可再容易地使用。
在另一實(shí)施例中，延伸地包括至少兩個(gè)部分，其表面大體與基底的第一表面平齊。優(yōu)點(diǎn)是，繞著延伸體部分的光盤基底的定位可容易地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這在批量生產(chǎn)中是有利的。在該實(shí)施例中，使用帶有固化的流體較差地粘附的表面的部分是有利的。如當(dāng)將延伸體的部分沿向下徑向地向外的方向相對(duì)光盤基底除去時(shí)，固化的流體容易變得與延伸體的部分的表面脫離，使其為下一光盤的制造準(zhǔn)備好。以這種方式可以避免固化的流體殘余留在部分的表面的后面。
將流體通過(guò)紫外光固化是有利的。希望得到厚的固化層時(shí)，如50-150毫米，該方法具有在使用含有非或慢性蒸發(fā)溶劑的流體時(shí)相對(duì)固化快的優(yōu)點(diǎn)。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可用在周邊區(qū)域大體沒(méi)有光重折率的基底制造圓形光盤。這可由這樣的事實(shí)解釋，不像本發(fā)明的上述引證的公知方法，修剪涂覆的基底不要求去除主要包括抬高的邊緣的固化的流體部分。
涂層可是一覆蓋層或一間隔層并在光盤基底上具有減小的厚度可變性，從而在讀或?qū)懝馐┻^(guò)所述覆蓋層或間隔層時(shí)提高根部記錄層的光讀寫性能。例如，100微米覆蓋層用于新的60毫米半徑的數(shù)字錄像記錄(DVR)盤。該盤是通過(guò)此覆蓋層讀寫的，因此必須質(zhì)量好。根據(jù)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)討論，覆蓋層必須是100+/-3微米厚至58.5毫米的半徑，在以上半徑從58.5毫米至60毫米，厚度變化不得超過(guò)50微米。
在多層光記錄盤中采用間隔層，其中由這種間隔層分開(kāi)幾個(gè)記錄層。大多時(shí)候，這些間隔層具有約幾十毫米的厚度，在厚度上變化不應(yīng)超過(guò)約5％。


本發(fā)明方法的實(shí)施例，連同說(shuō)明書說(shuō)明本發(fā)明方法的原理。其中圖1是沿圖2A的I-I線所取的剖面圖，其中旋轉(zhuǎn)涂層縫隙夾持由延伸體圍繞的光盤基底并由一涂層覆蓋；圖2是圖1的組件的頂視圖；圖2B是圖2A的更改，其中延伸體的外周邊是多邊形；圖2C是圖2A的進(jìn)一步更改，其中延伸體的外周邊是多邊形，延伸體包括三部分；圖3示出三種厚度的涂層，其中兩個(gè)是由本發(fā)明的方法制成。
參看圖1和圖2A，圓形光盤基底11具有中央孔14和圓形周邊13。中央孔14允許基底11安裝于旋轉(zhuǎn)涂層縫隙5并允許制出的光盤10置于光盤播放機(jī)或錄音機(jī)中心。在基底11上，已有數(shù)據(jù)讀或記錄層堆疊和最新光記錄媒介使用的軌道結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，帶有表面22的分立延伸體21中有基底11。向第一表面12和表面22提供涂層15。如，這可通過(guò)噴嘴將流體置于中央縫隙外側(cè)實(shí)現(xiàn)，而基底/延伸體結(jié)合11，21以約30rpm的低速旋轉(zhuǎn)，并將勺形噴嘴逐漸向外側(cè)移動(dòng)。以這種方法可用涂層15將第一表面12覆蓋。
延伸體21大體與基底11的周邊13周向地接觸。延伸體的表面22大體與光盤基底11的表面12平齊。
一旦涂層流體如10ml的紫外硬化脂Daicure SD 645沉積，基底11和延伸體21的旋轉(zhuǎn)速度增加到220rpm并在66秒內(nèi)維持該速度。由于旋轉(zhuǎn)速度，大部分涂層流體經(jīng)由外周邊23驅(qū)離基底11和延伸體21的表面12、22，留下一約100微米的薄層。由于流體的表面張長(zhǎng)，抬高的邊緣已形成于延伸體21的外周邊23的附近。該抬高的邊緣具有大體比覆蓋的基底11的流體層高度高的流體層高度。典型的此抬高的邊緣16的寬度約幾個(gè)毫米，取決于涂層流體及其沉積的表面12，22的物理特性。由于抬高的邊緣16形成于延伸體21的表面，光盤基底11的涂層15的高度不或稍會(huì)增加。
一停止旋轉(zhuǎn)，將流體層置于紫外線光6秒并用高能量的紫外源(Philips HP-A 400W)及在流體表面之上18厘米高的特別反射器固化。這可在氮?dú)猸h(huán)境下實(shí)現(xiàn)。此后除去延伸體21。這可由相對(duì)光盤基底11移下延伸體21完成。以此方式，覆蓋延伸體21的表面22的涂層15部分或在光盤的基底11的周邊13脫落，或從延伸體21釋放。延伸體21的表面22的粘附特性決定兩個(gè)可能性哪一個(gè)發(fā)生。延伸體21的表面22的材料可能與光盤基底11的會(huì)引起固化的涂層較好的粘附的材料相同。對(duì)于低的粘附性，延伸體21的表面22具有低的表面能量。這可由選擇低的粘附松堆材料或?qū)ρ由祗w21進(jìn)行表面處理、可能性是散裝材料含氟聚合物、脂肪族聚合物和/或芳香族(如聚對(duì)二甲苯)等。
表面處理帶有疏水組的硅烷，如十八烷基-氯醛-硅烷，CnF2n+1(CH2)2SiX3，其中X可以是Cl、OCH3、OC2H2和6＜n＜12。
如果延伸體21的形狀是這樣的即可相對(duì)光盤10的基底11向上移動(dòng)，如當(dāng)沒(méi)有延伸體21的內(nèi)部分24時(shí)，含抬高的邊緣16的涂層15的部分更可能在周邊13脫落，即使粘附到延伸體21的表面22是差的。
在涂層15的外部分完全地從延伸體21釋放而仍在光盤10的基底11與涂層15形成一整體層的情況下，有重疊部分?？捎梅浅：?jiǎn)單的剪切工具去除該部分，由于涂層15的厚度較小。
延伸體21具有內(nèi)直徑120mm和外直徑130mm。
參看圖2B，在帶多邊形外周邊33的延伸體31有光盤基底11。所示的延伸體31具有一側(cè)尺寸為130mm的方法外周邊33。
參看圖2C，相等的光盤基底11由三個(gè)全等的延伸體部分41a包圍。部分41a以這樣的方式定位，即與光盤基底11的周邊13大體周向接觸及部分41a的表面42a大體與基底11的第一表面12平齊。在該布置中，三部分41的外周邊43具有規(guī)則的六邊形形狀，其中兩平行邊距離為130mm。延伸體部分41a的表面42a最好具有引起涂層15的低粘附的特性。在圖1的說(shuō)明中提及實(shí)現(xiàn)其的可能性。一當(dāng)流體已固化，部分41a可徑向向外去除。該運(yùn)動(dòng)使涂層15從部分41a的表面42a釋放。剩余涂層如同圖1的說(shuō)明提及的去除。
參看圖3，三條曲線示出從半徑50毫米至60mm的光盤基底11的涂層15及半徑范圍從60毫米至65毫米的延伸體21、31的厚度。后者如果適用。由于抬高的邊緣在半徑50毫米下的范圍內(nèi)基本沒(méi)有，所以未示。
r＝至光盤基底的中心的距離以毫米計(jì)。
t＝光盤基底的涂層或延伸體的厚度，以毫米計(jì)，曲線50代表設(shè)置于光盤基底11的涂層15的厚度狀況，而沒(méi)用延伸體。
曲線51代表設(shè)置于光盤基底11、從51a線測(cè)量的涂層15的厚度狀況并使用圖2A所示的延伸體。
曲線52代表設(shè)置于光盤基底11、從52a線測(cè)量的涂層15的狀況并使用圖2B所示的延伸體。
可從曲線50看出，在不使用延伸體時(shí)，大體抬高的邊緣16的半徑在54毫米和60毫米之間。
在曲線51中，當(dāng)使用帶有直徑為130毫米的圓形外周邊23的延伸體21時(shí)，抬高的邊緣16至要出現(xiàn)在延伸體21上。然而，抬高的邊緣16的較大的擾動(dòng)距離，恰在光盤基底11的半徑60毫米內(nèi)仍有抬高的邊緣16的影響。
在曲線52中，當(dāng)使用帶有側(cè)尺寸為130毫米的方形外周邊33的延伸體31時(shí)，抬高的邊緣16擾動(dòng)距離可大大降低且在光盤基底11的60毫米半徑內(nèi)看不到抬高的邊緣16的影響。如前所述，這是由于在沉積流體后，在基底延伸體結(jié)合11、31結(jié)合的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，過(guò)量的流體從周邊33的角落的額外排泄。
權(quán)利要求
1.一種制造具有一基底(11)的圓形光學(xué)存儲(chǔ)盤(10)的方法，該基底帶有第一表面(12)和周邊(13)，其中該第一表面(12)通過(guò)施加流體，旋轉(zhuǎn)該基底并將此流體固化而設(shè)置有涂層(15)，其特征在于，當(dāng)將該流體施加到此第一表面(12)時(shí)，在分立的延伸體(21，31，41)中有上述基底(11)，其具有與該基底(11)的上述周邊(13)大體周向接觸，和與該基底(11)的上述第一表面(12)大體平齊的表面(22)，在至少上述流體的局部固化后，上述延伸體(21，31，41)和上述基底(11)分離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述延伸體(21)具有一圓形的外周邊(23)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述延伸體(31)具有一多邊形的外周邊(33)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，上述延伸體(31)具有規(guī)則多邊形的外周邊(33)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，上述延伸體(21、31、41)的上述表面(22，32，42)由與上述光學(xué)存儲(chǔ)盤(10)的上述基底(11)大體相同的材料組成。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，上述延伸體(21、31、41)的上述表面(22，32，42)由上述涂層(15)較粘附差的材料組成。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述延伸體(41)包括至少部分(41a)，表面(42a)大體與上述基底(11)的上述第一表面(12)平齊。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述流體通過(guò)暴露于紫外光而固化。
9.一種由如權(quán)利要求1所述方法制造的圓形光盤(10)，其特征在于，上述基底(11)在幾毫米寬的周圍區(qū)域基本沒(méi)有光重折率。
全文摘要
在制造圓形光學(xué)存儲(chǔ)盤(10)的方法中,當(dāng)在覆蓋層和間隔層(15)的旋轉(zhuǎn)涂覆過(guò)程中,光盤(10)的基底(11)周圍有延伸體(21)。延伸體(21)可由一件或件組成。外周邊(23)具有圓形或多邊形狀。延伸體與光盤基底(11)的周邊(13)周向密切接觸。延伸體的表面(22)大體與光盤的基底(11)的表面(12)平齊以便在旋轉(zhuǎn)涂覆過(guò)程中阻止旋轉(zhuǎn)涂覆流體的流動(dòng)。常在基底(11)的周邊(13)形成的抬高的邊緣(16)現(xiàn)被傳送至延伸體(21)的外周邊(23)。涂覆操作后,去除延伸體(21)。通過(guò)選擇涂層(15)不好地粘附的表面,有助于再用延伸體(20)。所制造的光學(xué)存儲(chǔ)盤沒(méi)有或有很小的抬高的邊緣(16),該方法不會(huì)引起額外的重折率。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1363091SQ01800328
公開(kāi)日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者M·M·J·德克雷 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司