(57)【要約】【課題】基板全面にわたって厚みの均一な膜を形成すること。【解決手段】光ディスクなどの基板間の内周側に円環状に供給された接着剤のような液状物質、あるいは基板上の内周側に円環状に供給された液状物質を、高速回転によって展延させる過程で内周側から外周側に向かって順次、連続的に又は間欠的に光線の照射を移行させて、内周側から順次、前記液状物質を半硬化又は硬化させることにより、内周側から前記液状物質による樹脂膜の厚みを確定することを特徴とする樹脂膜の形成方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の中央側に円環状に供給された液状物質を、高速回転によって展延させる過程で中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行させて、前記中央側から順次前記液状物質を半硬化又は硬化させることを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項２】
基板の中央側に円環状に供給された液状物質を高速回転によって展延させる工程と低速回転させる工程とを交互に複数回行い、前記低速回転時に前記中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行させて行くことによって、前記液状物質を内周側から順次半硬化又は硬化させることを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記低速回転の各時間を、前記液状物質の半硬化又は硬化に要する長さにすることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記低速回転は、その遠心力で前記液状物質が実質的に展延しない程度の回転数であることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記液状物質は、透明な第１の基板と第２の基板との間に供給された接着剤であり、前記基板を通して前記光線を照射することによって、前記接着剤によるほぼ均一の厚みの接着層を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記液状物質は、透明な合成樹脂材料からなり、前記基板にほぼ均一の厚みの光透過保護層を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
前記円環状に供給された液状物質が、前記高速回転によって展延されて所定の厚みになった部分に光線を連続的に又は間欠的に照射することによって、順次、内周側から前記所定の厚みを確定させて行くことを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
少なくとも回転速度と前記液状物質の粘度などを含む特性とをパラメータとして、予め前記円環状に供給された液状物質が所定の厚みになるデータを求めておき、そのデータに基づいて前記光線の照射のタイミングを決めることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
前記円環状に供給された液状物質が前記高速回転によって展延する過程で、その展延される前記液状物質の膜厚を検出し、該膜厚が設定の厚みになるとき、その設定の厚みになった部分に前記光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、
前記液状物質から樹脂膜が形成された後、その樹脂膜全面に光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項１１】
基板の中央側に円環状に供給された液状物質を高速回転させて展延するスピンナと、
該スピンナによって前記液状物質を展延させる過程で中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行する選択的光照射手段と、
を具備し、前記中央側から前記液状物質を半硬化又は硬化させることを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記選択的光照射手段は、発光手段と、中央穴が連続的又は間欠的に開いて行くメカニカルシャッタとからなり、前記中央穴が開いて行くにしたがって前記発光手段からの光線の照射面域が前記基板の外周側に拡大して行くことによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記選択的光照射手段は、同心円状に複数の環状配列がなされた半導体発光素子を具備する発光ランプであり、内周側に配列された前記半導体発光素子から外周側に配列された前記半導体発光素子に向かって順次発光することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１４】
請求項１１において、
前記選択的光照射手段は、前記基板の中央孔に対向する位置にあって、その基板面に対してほぼ垂直に移動できる発光手段であり、前記スピンナによって前記基板を回転させて前記接着剤を展延する過程で、該発光手段が前記基板から離れて行くことを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１５】
請求項１１において、
前記選択的光照射手段は、スポット光を生じる発光手段であり、前記スピンナによって前記基板を回転させて前記接着剤を展延する過程で、前記スポット光を前記基板の中央側から外周側に移動させて行くことを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤなどの光ディスクの基板間に、又は基板上にほぼ均一な膜厚の樹脂膜を形成するのに適した樹脂膜の形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＤＶＤのような光ディスクは２枚の透明な基板が接着剤により貼り合わされた構造が基本となっている。この場合、それら基板は一方だけに反射層又は半透過膜を含む記録層が形成されたもの、又は双方の基板に記録層が形成されたものがあり、そして、一方の基板のみに記録層が形成されたものの場合、双方の基板の厚みが等しいもの、又は記録層の形成されていない基板は薄い透明なシートを光透過保護層としているものもある。さらに、このような貼り合わせ構造のものを２枚接着剤を介して貼り合わせて４枚の基板を積層した構造のものなどもある。また、別なものとして、透明なガラスやレンズを複数枚接着剤を介して貼り合わせる場合などもある。
【０００３】
このような場合、ＤＶＤのような光ディスクでは接着剤を介して２枚の基板を重ねた後に、高速回転させて接着剤を基板間で均一に展延して余分な接着剤を振り切り、その後に基板の一方側から、又は双方から紫外線を照射して接着剤を短時間で硬化することが一般的に行われている。その紫外線の照射は、ＵＶランプを使って所定の時間だけ連続的に紫外線を照射したり、あるいはキセノンランプを使ってパルス的に紫外線を照射することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらランプを使用する硬化方法は、いずれの場合も、接着剤を介して２枚の基板を重ねた後に、高速回転させて接着剤を基板間で展延して余分な接着剤を振り切り、その後で基板の一方側から、又は双方から紫外線を照射して接着剤を短時間で硬化しているので、接着剤層は実際には均一にならず、図１０の曲線Ａと曲線Ｂで示すように基板の内周側よりも外周側の膜厚が厚くなるという問題がある。ここで、曲線Ａは基板を回転数３，０００ｒ．ｐ．ｍ．で１３秒間回転させた場合の膜厚特性を示し、曲線Ｂは基板を３，０００ｒ．ｐ．ｍ．で２０秒間回転させた場合の膜厚特性を示す。
【０００５】
曲線Ａ、Ｂのいずれの場合も、接着剤層の厚みの最大の差は８μｍ程度であり、かなり大きく、現在のＤＶＤの品質を更に向上させる上で問題となっていた。図１０の曲線Ａ、曲線Ｂで示すように、内周の膜厚を既定値に合わせると、外周側の膜厚が厚くなり、外周側の膜厚を既定値に合わせると、内周側の膜厚が薄くなる。つまり、回転時間又は回転数をどのように調整しても接着剤層の膜厚の均一化を図ることはできない。
【０００６】
特に、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、又はＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）と称される次世代大容量光ディスクにあっては、接着剤層の厚みの不均一性は大きな問題になる。
【０００７】
ブルーレイディスクでは、接着層とシートとからなる光透過保護層、あるいは透明な樹脂層だけからなる光透過保護層の厚みが０．１ｍｍと非常に薄いので、接着層や透明な樹脂層の厚みの不均一性は大きな影響を及ぼし、次世代大容量光ディスクの品質を大きく左右する。
【０００８】
また、ＡＯＤにあっては、貼り合わされる双方の基板が０．６ｍｍの厚みであって、通常のＤＶＤと同じであるが、それらを貼り合わせる接着剤の膜厚を十分に高い精度で均一にしなければならず、いずれにせよ接着剤の厚みの均一性が次世代大容量光ディスクの品質を大きく左右する。
【０００９】
本発明は従来のかかる問題点を解決するために、液状物質が高速回転によって展延される過程で、ほぼ所定の厚みになった箇所を基板の内側から放射外方向に向けて光線の照射を移行させて、順次、内周側から硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くことにより、ほぼ所定の厚みになった箇所の液状物質がその後の高速回転により放射外方向に移動するのを防ぎ、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記問題点を解決するため、本願請求項１記載の発明は、基板の中央側に円環状に供給された液状物質を、高速回転によって展延させる過程で中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行させて、前記中央側から順次前記液状物質を半硬化又は硬化させる樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００１１】
請求項１の樹脂膜の形成方法によれば、液状物質が高速回転によって展延される過程で、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図れる。
【００１２】
本願請求項２は、基板の中央側に円環状に供給された液状物質を高速回転によって展延させる工程と低速回転させる工程とを交互に複数回行い、前記低速回転時に前記中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行させて行くことによって、前記液状物質を内周側から順次半硬化又は硬化させる樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００１３】
請求項２の樹脂膜の形成方法によれば、高速回転時に液状物質を展延し、実質的に液状物質が展延されないときに光を照射して、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、請求項１の効果の他に、より膜厚の均一化を図れると共に、発光エネルギーの小さい発光手段を用いることができ、基板への熱的影響を小さくできる。
【００１４】
本願請求項３は、請求項２において、前記低速回転の各時間を、前記液状物質の半硬化又は硬化に要する長さにすることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００１５】
請求項３の樹脂膜の形成方法によれば、請求項２の効果の他に、短い時間で光照射の必要な箇所の樹脂膜を半硬化又は硬化させることができ、基板への熱的影響を最小限に抑えることができる。
【００１６】
本願請求項４は、請求項２又は請求項３において、前記低速回転は、その遠心力で前記液状物質が実質的に展延しない程度の回転数であることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００１７】
請求項４の樹脂膜の形成方法によれば、低速回転時に樹脂膜が展延されないので、より均一な膜厚の樹脂膜を形成することができる。
【００１８】
本願請求項５は、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記液状物質は、透明な第１の基板と第２の基板との間に供給された接着剤であり、前記基板を通して前記光線を照射することによって、前記接着剤によるほぼ均一の厚みの接着層を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００１９】
請求項５の樹脂膜の形成方法によれば、基板間に均一な膜厚の樹脂膜を形成することができるので、品質の高い光ディスクなどを得ることができる。
【００２０】
本願請求項６は、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記液状物質は、透明な合成樹脂材料からなり、前記基板にほぼ均一の厚みの光透過保護層を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００２１】
請求項６の樹脂膜の形成方法によれば、基板上に均一な膜厚の樹脂膜を形成することができるので、品質の高い次世代大容量光ディスクなどを得ることができる。
【００２２】
本願請求項７は、請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、前記円環状に供給された液状物質が、前記高速回転によって展延されて所定の厚みになった部分に光線を連続的に又は間欠的に照射することによって、順次、内周側から前記所定の厚みを確定させて行く樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００２３】
請求項７の樹脂膜の形成方法によれば、請求項１と同様に、液状物質が高速回転によって展延される過程で、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を確実に図れる。
【００２４】
本願請求項８は、請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、少なくとも回転速度と前記液状物質の粘度などを含む特性とをパラメータとして、予め前記円環状に供給された液状物質が所定の厚みになるデータを求めておき、そのデータに基づいて前記光線の照射のタイミングを決めることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００２５】
請求項８の樹脂膜の形成方法によれば、自動的に、液状物質がほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図れる。
【００２６】
本願請求項９は、請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、前記円環状に供給された液状物質が前記高速回転によって展延する過程で、その展延される前記液状物質の膜厚を検出し、該膜厚が設定の厚みになるとき、その設定の厚みになった部分に前記光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００２７】
請求項９の樹脂膜の形成方法によれば、請求項８と同様に自動的に、液状物質がほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図れる。
【００２８】
本願請求項１０は、請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、前記液状物質から樹脂膜が形成された後、その樹脂膜全面に光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成方法を提供するものである。
【００２９】
請求項１０の樹脂膜の形成方法によれば、基板全面における均一な膜厚の樹脂膜を完全に硬化させることができる。
【００３０】
本願請求項１１は、基板の中央側に円環状に供給された液状物質を高速回転させて展延するスピンナと、このスピンナによって前記液状物質を展延させる過程で中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行する選択的光照射手段と、を具備し、前記中央側から前記液状物質を半硬化又は硬化させる樹脂膜の形成装置を提供するものである。
【００３１】
請求項１１の樹脂膜の形成装置によれば、請求項１と同様に、液状物質が高速回転によって展延される過程で、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くので、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を確実に図れる装置を提供できる。
【００３２】
本願請求項１２は、請求項１１において、前記選択的光照射手段は、発光手段と、中央穴が連続的又は間欠的に開いて行くメカニカルシャッタとからなり、前記中央穴が開いて行くにしたがって前記発光手段からの光線の照射面域が前記基板の外周側に拡大して行くことによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成装置を提供するものである。
【００３３】
請求項１２の樹脂膜の形成装置によれば、液状物質がほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定できるので、基板全面に均一な膜厚の液状物質膜を形成できる装置を提供できる。
【００３４】
本願請求項１３は、請求項１１において、前記選択的光照射手段は、同心円状に複数の環状配列がなされた半導体発光素子を具備する発光ランプであり、内周側に配列された前記半導体発光素子から外周側に配列された前記半導体発光素子に向かって順次発光することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成する樹脂膜の形成装置を提供するものである。
【００３５】
請求項１３の樹脂膜の形成装置によれば、発光手段として発光ダイオードのような半導体発光素子を用いているので、基板への熱的影響がなく、長寿命であり、コスト面での効果も大きい。
【００３６】
本願請求項１４は、請求項１１において、前記選択的光照射手段は、前記基板の中央孔に対向する位置にあって、その基板面に対してほぼ垂直に移動できる発光手段であり、前記スピンナによって前記基板を回転させて前記接着剤を展延する過程で、該発光手段が前記基板から離れて行く樹脂膜の形成装置を提供するものである。
【００３７】
請求項１４の樹脂膜の形成装置によれば、発光手段として紫外線照射ランプを用いたとしても、メカニカルシャッタを省略できるので、コスト面での効果が大きく、また装置の小型化ができる。
【００３８】
本願請求項１５は、請求項１１において、前記選択的光照射手段は、スポット光を生じる発光手段であり、前記スピンナによって前記基板を回転させて前記接着剤を展延する過程で、前記スポット光を前記基板の中央側から外周側に移動させて行く樹脂膜の形成装置を提供するものである。
【００３９】
請求項１５の樹脂膜の形成装置によれば、請求項１５と同様に、発光手段として紫外線照射ランプを用いたとしても、メカニカルシャッタを省略できるので、コスト面での効果が大きく、また装置の小型化ができる。
【００４０】
【本発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する前に、先ず、本発明の基本的な考え方について説明する。図１は重ね合わせる前の対向配置された２枚のポリカーボネート製の基板１Ａと１Ｂを示し、一方の基板１Ａにはドーナツ状、つまり円環状に液状物質として接着剤１Ｃが供給されている。基板１Ａと１Ｂとが重ね合わされたとき、その接着剤の位置は、基板１Ａに供給された位置と変わらない。そして、高速回転を開始すると、その遠心力により接着剤１Ｃは内周から外側に展延する。
したがって、本発明は、高速回転によって接着剤１Ｃが外周側に移動する過程で、接着層が所望の厚みになる時点があるので、その時点、時点で内周から外周まで接着層に順次光線を照射して半硬化又は硬化させることにより、その後の高速回転による遠心力によって接着層が外周側に移動しないようにすれば、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することが可能であるという知見に基づいている。そしてこのことは、１枚の基板上に液状物質による樹脂膜を形成する場合も全く同様であり、前記知見を適用することができる。なお、図１０の曲線Ｃが本発明を適用した場合の膜厚特性の一例を示す。
【００４１】
以下、図面によって本発明に係る均一膜厚の樹脂膜形成方法及び装置について説明する。先ず、図２と図３とによりメカニカルシャッタと照射ランプを用いて光ディスクの貼り合せを行う第１の実施例について説明する。図２はメカニカルシャッタの照射口の初期状態を示し、図３はメカニカルシャッタの照射口の最終拡大状態を示す。
【００４２】
双方の基板１Ａ、１Ｂとも中央孔Ｘを有し、ここでは中央孔Ｘ側を内周側と言い、外周端Ｙ側を外周側という。いずれかの基板だけに反射膜を含む記録層が形成されている場合には、基板１Ｂには記録層が形成されておらず、基板１Ａに反射膜を含む記録層が形成されている。双方の基板に記録層が形成されている場合には、基板１Ｂに半透過膜を含む記録層が形成され、基板１Ａに反射膜を含む記録層が形成されている。接着剤１Ｃの供給された基板１Ａと基板１Ｂとが重ね合わされ基板１となった後に、基板１Ｂ側を上にしてスピンナ２の基板受台３に載置される。スピンナ２は通常のものであり、基板受台３を数千回転以上まで高速回転させることができる。
【００４３】
スピンナ２のコーターハウス４の直ぐ上方には、メカニカルシャッタ５が配置され、その上には放電灯又はキセノンランプのような照射ランプ６が備えられている。メカニカルシャッタ５は中央の照射口５Ａが連続的に開く、又は段階的に開く機構のものが考えられる。カメラのシャッタを応用した１例として、詳細は図示しないが複数の金属板を円状に部分的に重ねて配置し、それぞれの金属板を同一速度で放射外方向に連続的又は段階的に移動させることにより、照射口５Ａとなる中央孔が連続的又は段階的に拡大する。照射口５Ａが順次拡大することによって、照射ランプ６からの紫外線の照射は基板１の内周側から外周側まで順次広がって行く。
【００４４】
メカニカルシャッタ５は、個々の金属板を放射方向に前進又は後退させるそれぞれの小型シリンダのようなシャッタ駆動装置７によって駆動され、シャッタ駆動装置７はシャッタ制御装置８からの信号で制御される。制御装置８は図示しないＣＰＵなどを備えており、そのメモリには予め非常に多くの実験から得られたデータが格納されている。
【００４５】
そのデータは、スピンナ２の回転速度、用いる接着剤１Ｃの粘度、基板への濡れ性などの特性、周囲の雰囲気の温度や湿度などの諸条件に対応する接着剤の展延速度、つまり円環状に供給された接着剤１Ｃが設定膜厚なる放射外方向の位置と時間との関係を示す。このデータによって、高速回転の開始後、基板の放射方向に向けての各点での接着層の設定の厚みになる時刻が求まる。したがって、前記諸条件を図示しないＣＰＵに入力することによって、メカニカルシャッタ５の照射口５Ａの最適な拡大速度も求まる。
【００４６】
この実施例では、光ディスクの製造分野で一般的に用いられている紫外線照射エネルギーの大きな照射ランプ６を用いており、メカニカルシャッタ５の照射口５Ａを、図２に示す初期状態から図３に示すように、最終拡大状態まで連続的に広げているので、スピンナ２の高速回転速度を通常の速度からほとんど低下させることなく、接着層を順次硬化させることができる。基板などへの熱的な影響を小さくするために、紫外線エネルギーを調整して照射することによって、接着層の一部分が半硬化状態の場合には、従来装置と同様に次の工程で硬化させれば良い。
【００４７】
別の実施例として、このように連続的に開く動作を行うことができるメカニカルシャタ５を段階的に動作させても良い。半径が６０ｍｍの基板において、メカニカルシャタ５の照射口５Ａを閉じた状態で、基板１を高速回転させて接着剤１Ｃを展延させ、半径３０ｍｍ又は４５ｍｍに相当する位置で一旦メカニカルシャッタ５を停止させ、半径３０ｍｍ又は４５ｍｍを中心とする前後２ｍｍ程度の幅に紫外線を照射しても接着層の均一化の効果はある。例えば、高速回転させた後、半径２０ｍｍ、３０ｍｍ、４５ｍｍを含むそれぞれの位置で、低速回転させた状態で紫外線を照射した場合には、図１０の曲線Ｃに示すように、接着剤層の均一化が明らかに向上し、最大の膜厚差はほぼ２μｍとなり、従来の１／４程度になる。さらに、半硬化又は硬化された接着層の放射内方向に存在する接着剤層は、その後の高速回転による遠心力によっても放射外方向に動かないことが確認できている。なお、回転速度は限定されるものではないが、多くの場合１，０００〜１０，０００ｒ．ｐ．ｍ．の範囲で調整される。また、特に回転数が高いときには紫外線の照射時に、回転数を２００〜５００ｒ．ｐ．ｍ．程度に低下させるのが好ましい。
【００４８】
次に別の機構のメカニカルシャッタを用いる実施例を、図４も用いて説明する。図４（Ａ）はメカニカルシャッタ５の一部分の上面から見た状態を示し、その（Ｂ）は照射口を形成するスリット部が閉じた状態を示し、同図（Ｃ）は照射口を形成するスリット部が開いた状態を示す。
【００４９】
この実施例のメカニカルシャッタ５は、めくら部ａとスリット部ｂとを交互に同一円周上に設けた下側の円板状の固定シャッタ部材５Ａと、それぞれが一定の幅をもつ複数の環状の金属板であって、めくら部ａ’とスリット部ｂ’とを交互に同一円周上に備えた複数の可動環状シャッタ部材５Ｂとを組み合わせたものからなる。複数の可動環状シャッタ部材５Ｂは互いに同心円状に配列されている。
【００５０】
固定シャッタ部材５Ａは、複数のある一定幅の円周領域５１、５２、・・・に分けられ、それらを分ける位置に環状の小幅のガイド部材５Ｃが備えられる。ガイド部材５Ｃは、可動環状シャッタ部材５Ｂが外れないようにして、円周方向の動作に支障をきたさないようにガイドするものである。なお、円周領域５１、５２、・・・は二つ以上であり、コストなどの面から五つ以下の範囲で決められることが多い。この場合には、隣り合う円周領域同士の間隔は広くなる。
【００５１】
各一定幅の円周領域５１、５２、・・・には、円周方向の長さＬと放射方向の幅Ｗをもつ矩形状のスリット部ｂを一定間隔でもつ。スリット部ｂと隣のスリット部ｂとの間の領域がめくら部ａであり、スリット部ｂとスリット部ｂとの間隔、つまり、めくら部ａの長さはスリット部ｂの長さＬよりも幾分大きくなっている。
【００５２】
固定シャッタ部材５Ａの一定幅の円周領域５１、５２、・・・のそれぞれには、それらのめくら部ａとスリット部ｂとほぼ同じ大きさのめくら部ａ’とスリット部ｂ’とを有する可動環状シャッタ部材５Ｂがそれぞれ備えられており、各可動環状シャッタ部材５Ｂはガイド部材５Ｃに従って一つのスリット部ｂ’分にほぼ等しい距離だけ、時計方向、反時計方向に動くことができる。
【００５３】
したがって、このメカニカルシャッタ５によれば、最も内周側に位置する可動環状シャッタ部材５Ｂから最外側に位置する可動環状シャッタ部材５Ｂまでを順次動作させて、スリット部ｂにスリット部ｂ’を合致させて照射口を開いて行けば、光の照射を内周側から外周側に順次移行させることができる。最も内周側に位置する可動環状シャッタ部材５Ｂから最外側に位置する可動環状シャッタ部材５Ｂまで順次動作させるタイミングは、高速回転の開始後、その遠心力によって接着剤が展延され、基板の放射方向における各点での接着層の設定の厚みになる速度とほぼ同じタイミングで動作させることが好ましい。なお、実際の装置にあってはメカニカルシャッタ５や駆動装置７の動作遅れがあるので、それらを考慮して駆動タイミングが決められる。
【００５４】
これら可動環状シャッタ部材５Ｂの動作は、図２と図３に示したシャッタ駆動装置７とシャッタ制御装置８により行われる。シャッタ駆動装置７は図示しないカムとモータとの組み合わせ、又は複数の小型のシリンダ装置などによって構成され、円周方向に一つのスリット分程度だけ移動させることによって、照射口を開いたり、閉めたりすることができる。スリット部ｂにスリット部ｂ’を合致させて照射口を空けた可動環状シャッタ部材５Ｂはそのままの状態にしておいても良いし、一定時間の経過後に照射口を閉めるようにしてもよい。
【００５５】
この実施例では、紫外線の照射が基板の内側方向から外側方向に向けて間欠的、つまり放射方向に不連続的になり、しかも円周方向についても不連続的になるが、紫外線の照射された部分の接着層は半硬化又は硬化されるので、その周囲の照射されない部分の接着層も遠心力によって動かないことが確認されている。このことをより確実にするためには、固定シャッタ部材５Ａのめくら部ａとスリット部ｂと可動環状シャッタ部材５Ｂのめくら部ａ’とスリット部ｂ’との長さを適当に小さくして多数設ければよい。また、放射方向に固定シャッタ部材５Ａのめくら部ａとスリット部ｂとを交互に位置するよう設けた方が、紫外線の照射されない接着層部分の動きを問題なく抑えるので好ましい。
【００５６】
次に、図５に示す実施例は、前述のようなメカニカルシャッタ５と基板１への熱的影響を低減するための冷却機構と波長選択フィルタを備えている。赤外線波長など特定の波長をカットする波長選択フィルタ９は、連続的に紫外線を発生することのできる放電灯６’とメカニカルシャッタ５との間に設けられ、耐熱ガラス１０はメカニカルシャッタ５とスピンナ２との間に設けられる。これらはメカニカルシャッタ５を囲む風洞を構成するよう、図面の左右方向が開かれ、図面の表裏方向が閉じられており、冷却風が図示矢印のように左から右に流れるようになっている。
【００５７】
メカニカルシャッタ５を比較的光の反射が良好なアルミニウム板で作ったとしても、繰り返し動作を行っている過程で、メカニカルシャッタ５の温度がかなり高くなり、その動作にも悪影響を与えることがあると共に、基板１に大きな影響を与え、好ましくない歪みを生じたり、チルトを大きくすることがある。したがって、この実施例では赤外線波長など特定の波長をカットする波長選択フィルタ９を風洞を構成する部材として用いることによって、熱となる赤外線を除去すると共に、冷却風を有効に流してメカニカルシャッタ５を有効に冷却し、同時に波長選択フィルタ９も冷却している。したがって、この実施例では基板１に対する熱の影響を小さくすることができる。なお、風洞を形成するためだけならば、波長選択フィルタ９は耐熱ガラス板でもよい。メカニカルフィルタ５の動作は前記実施例と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
次に、図６ないし図８によって、本発明の別の実施例を説明する。この実施例は発光ダイオード又はレーザダイオードのような発光半導体素子を複数同心円上に配列してなる発光ランプを用いることによって、基板への熱的影響を皆無に近い状態にしたことを特徴とする。  図２、図３、図５で示された記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。この実施例の特徴は、高速回転による接着剤の展延と展延中断とを交互に繰り返し、展延中断のときに光線を照射して展延された接着剤部分を半硬化させる、つまり内周側から外周側に向かって接着剤を所定厚みに展延することとその半硬化を繰り返し行うことにある。ここで光線とは、用いられる接着剤、又は樹脂の硬化反応に有効な波長帯をもつ光を言う。
【００５９】
図６に示すように基板１の直ぐ上に、半導体発光ランプ１１が配置される。図７に示すように、半導体発光ランプ１１は発光半導体素子としての発光ダイオード１１ａ多数とこれらを支承する支承体１１ｂとからなる。この実施例では、多数の発光ダイオード１１ａを近接して配設しており、多数の発光ダイオード１１ａの発光面Ｈがすべて同一平面にあるように支承体１１ｂに取り付けられる。多数の発光ダイオード１１ａの配置は同心円状であるのが好ましい。これら大多数の発光ダイオード１１ａについては、図示していないが、隣り合うもの同士を接触させて全面に設けた場合には３５０ないし４５０個程度の発光ダイオード１１ａで一つの発光ランプを構成する。これら発光ダイオード１１ａは並列接続されるのが好ましい。しかし、発光ダイオードは必ずしも全面になくともよく、全周の一部分、例えば、１２０度の扇形になるように配置されていてもよい。また、放射方向に隣り合う環状配置の発光ダイオード間は間隔があってもよく、例えば、
環状配置の発光ダイオードは間隔をおいて複数備えられてもよい。
【００６０】
各発光ダイオード１１ａのカソード側は直流電源１２の負極に接続され、それらのアノード側は保護抵抗器１３、及びスイッチング装置１４を介して直流電源１２の正極に接続される。スイッチング制御装置１４は、最も簡単なものでは一定の周期で回路を開閉するものであるが、ある複数の発光ダイオード１１ａを順次接続、開放するために、簡単なシーケンサ又はＣＰＵを備える場合もある。ここで、各発光ダイオード１１ａの発光面Ｈは基板１の上面に接触しない位置で、できるだけ発光面Ｈと上側の基板１の上面との間の間隔が狭いほど効率がよい。これは光が距離の２乗で減衰するからであり、発光面Ｈと基板１の上面との間の間隔は、１０ｍｍ以下、好ましくは１ないし７ｍｍの範囲が良い。ここで用いる発光ダイオードは、照射ランプが生じる紫外線エネルギーに比べてはるかに小さいので、波長が２８０ｎｍ以上で、６００ｎｍ以下の波長領域の光を発生するものが、接着剤を半硬化するのに有効であるので好ましい。
【００６１】
さらにこの装置は、回転軸棒１５を通して基板受台３を回転させるモータのような回転駆動装置１６、回転駆動装置１６を制御する回転制御装置１７を備える。この実施例では、図８に示すように基板受台３を高速回転と低速回転とを交互に繰り返すところにも特徴がある。いずれの高速回転も１，０００〜１０，０００ｒ．ｐ．ｍ．程度の回転数ｖ１であり、この高速回転時間Ｔ１で接着剤の放射外方向への展延を行い、低速回転時間Ｔ２で接着剤層の展延を一時的に中断して接着剤を半硬化させ、展延された接着剤層がその後の高速回転で更に展延されないようにする。
【００６２】
それぞれの低速回転時間Ｔ２の回転数ｖ２は、接着剤の展延が実質的に行われない程度の回転数であり、具体例として２００〜５００ｒ．ｐ．ｍ．である。この実施例では、各低速回転期間Ｔ２は、半導体発光ランプ１１の発光する紫外線エネルギーが弱く、接着層を半硬化させるのに時間がかかるために、各高速回転時間Ｔ１よりも長くなっている。なお、この実施例では半径が６０ｍｍの基板で、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４５ｍｍに相当する円周上の位置で幅数ｍｍに紫外線を照射している。
【００６３】
回転数、時間Ｔ１とＴ２の長さなどは回転制御装置１７によって調整することができる。回転制御装置１７には、予め行われた各種の実験から、接着剤の粘度などを含む特性、周囲の環境条件などに適合する多数の回転モデル（高速回転数ｖ１、低速回転数ｖ２、それらの各時間の長さなどの組み合わせ）のデータが格納されており、作業者が回転モデルを選択するか、あるいは接着剤の特性などのデータを入力することにより、諸条件に適合する回転モデルが自動的に選択される。なお、それぞれの位置での高速回転数、低速回転数は同じである必要はなく、適した回転数で行えばよい。
【００６４】
次に、この実施例の動作について説明する。先ず、作業者が接着剤の粘度など必要なデータを回転制御装置１７の不図示のＣＰＵに入力する。この入力するデータは要求される膜厚の精度によって異なる。この作業によって、回転制御装置１７内で適合する回転モデルが選択される。これに伴い、回転制御装置１７は回転駆動装置１６に制御信号を送り、回転駆動装置１６の回転駆動により基板受台２は選択された回転モデルに従って、最初の高速回転を行い、基板１の内周側で接着剤１Ｃの展延を行う。この高速回転時間Ｔ１は、半導体発光ランプ１１の最内側に環状に配列された発光ダイオード１１ａに対向する基板面域の接着剤層の膜厚がほぼ所定の厚みになる程度の長さである。
【００６５】
そして、その期間Ｔ１の後、直ぐに最初の低速回転に移るのと同時に、又は高速回転時にスイッチング制御装置１４が動作し、半導体発光ランプ１１の最内側に環状に配列された発光ダイオード１１ａを発光させる。実際には、回転制御装置１７が回転駆動装置１６に高速回転の駆動信号を送出した後直ぐに、あるいは時間Ｔ１だけ遅れて信号Ｓをスイッチング制御装置１４に与えて、これを動作させる。半導体発光ランプ１１からの紫外線によって、発光ダイオード１１ａに対向する基板面域のほぼ所定の厚みの接着剤層は半硬化状態となり、その後の高速回転による遠心力で放射外方向に動くことは無い。
【００６６】
次に２回目の高速回転に移り、再び接着剤がある範囲でほぼ所定の厚みに展延される。その範囲は、２回目に発光する半導体発光ランプ１１の２番目に内側に配列された発光ダイオード１１ａに対向する基板面域に相当し、その基板面域の接着層が半硬化される。３回目もこのような動作を繰り返すことによって、内周から外周に向かってある幅の環状面域の接着剤層を所定の厚みに展延して半硬化させ、その所定の厚みを確定することによって、以後の高速回転による遠心力の作用を受けないようにし、全体的に均一な厚みの接着剤層を形成する。
【００６７】
なお、内周側に位置する半導体発光ランプ１１が一旦発光した後は、基板１枚の接着工程が終了するまで、硬化を促進すると言う面で発光させておいた方が好ましい。
【００６８】
図示しないが同様の実施例として、発光ダイオードの代わりに波長が２８０ｎｍ以上で、６００ｎｍ以下の波長領域の紫外線を発生するレーザダイオードを用いることにより、コストは高くなるものの、低速回転時間を短くでき、光ディスクの貼り合せ工程に要する時間を短縮できる。この場合には、各円周上に１個、又は等間隔に数個配置すればよい。
【００６９】
図９により、前記実施例の半導体発光ランプに代えてプラズマディスプレイ技術などを応用した光線照射部材１８を用いる別の実施例について説明する。前記実施例で用いた記号と同じ記号は相当する部材を示すものとする。
【００７０】
プラズマディスプレイパネルは、良く知られているように、所定の配列で配置された多数の電極を有し、電極間に電圧を印加した箇所だけが発光することはよく知られている。この実施例はそのような機能を利用するものである。しかし、この実施例では紫外線を用いるので、紫外線をカットするためのフィルタ材料などは除去されており、紫外線を外部に発光し易いようになっている。ここでは、紫外線を外部に発光し易い構造になっているものをプラズマ手段という。
【００７１】
プラズマ手段からなる光線照射部材１８は、好ましくは基板１から１〜７ｍｍ程度離して配置され、照射パターン制御装置１９によって前記実施例のように内周側から外周側に向かって順次照射が移行して行くが、通常のものはいずれも発光される紫外線のエネルギーは小さいので、図８に示したように、高速回転と低速回転を交互に行う必要がある。しかし、その回転制御については前記実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
照射パターン制御装置１９は、予め行われた各種の実験から、接着剤の粘度などを含む特性、周囲の環境条件などに適合する複数の照射パターン（照射幅、各照射時間、各照射休止時間など）のデータが格納されており、作業者が照射パターンを選択するか、あるいは接着剤の特性などのデータを入力することにより、諸条件に適合する照射パターンが自動的に選択される。ただし、前記各照射時間と各照射休止時間は、回転制御措置１７で選定された回転モデルにおける高速回転時間Ｔ１、低速回転時間Ｔ２に連動して、設定されるようにしてもよい。
【００７３】
照射パターン制御装置１９は、回転制御装置１７が回転駆動装置１６に駆動信号を与えて、図８に示すように、基板受台３に最初の高速回転を行わせると同時に、又はその高速回転時間Ｔ１だけ遅れて、回転制御装置１７から制御信号Ｓを受ける。その制御信号Ｓによって、照射パターン制御装置１９は、基板受台３の最初の低速回転時間Ｔ２に照射パターンに従って最も内周側に位置する光線照射部材１８の円周領域の画素を発光させる。この発光による紫外線を受けて、最も内周側の接着剤の環状部分が半硬化される。
【００７４】
次に２回目の高速回転時間に入ると、照射パターン制御装置１９は光線照射部材１８を照射停止させ、２回目の低速回転時間になると、照射パターンに従って光線照射部材１８の２番目に内周側に位置する円周部分の画素（図示せず）を発光させる。以後このような動作を繰り返して、基板１の最外側まで接着剤層を半硬化させる。しかる後に、図示しない別のポジションに基板を移載し、紫外線を照射して接着剤層を完全に硬化させる。なお、前記半硬化の過程で、光線照射部材１８の発光した部分は硬化の促進という面から、一旦発光した領域の画素はそれぞれの貼り合せ工程の最後まで発光状態にしておいた方が好ましい。なお、この実施例に用いる光線照射部材１８は、電極として半径の異なる環状電極を一定間隔で配置した構造を用いるのが好ましい。
【００７５】
以上述べたように、この実施例でも前述ような動作を複数回繰り返すことによって、内周から外周に向かってある幅の環状面域の接着剤層を所定の厚みに展延して半硬化させ、その所定の厚みを順次確定することによって、以後の高速回転による遠心力の作用を受けないようにし、全体的に均一な厚みの接着剤層を形成することができる。
【００７６】
以上の実施例では、基板間における全体的に均一な厚みの接着剤層を形成する工程について述べたが、基板上の内周側に円環状に供給された液状物質を内周側から外周に至るまで全体的に展延して、均一な膜厚の皮膜を形成する場合についても、本発明を同様に適用できる。特に、前にも述べたが、高い精度の膜厚が要求される次世代大容量光ディスクの光透過保護層の形成に有効である。
【００７７】
ここで、発光ダイオード、プラズマ手段のような光線照射部材１８は、通常の放電灯やキセノンランプなどのような紫外線を発光するランプに比べて、発光する光の強さは弱いが、発生する熱が比較にならないほど小さく、したがって、基板への熱影響が小さいので、前述のようにその発光面Ｈと基板１との間の距離をランプの場合に比べて大幅に小さくできる。したがって、光線照射部材１８からの光であっても、比較的短い時間で液状物質を半硬化することができる。
【００７８】
さらに前記実施例のメカニカルシャッタに代えて、液晶技術を応用した液晶シャッタを用いてもよい。すなわち、照射ランプと基板との間に液晶シャッタを設け、液晶に電気信号を与えることで、内周から外周に向かって順次光線を追加させて、基板間の接着剤層、又は基板上の樹脂層を所定の厚みに半硬化させる。液晶シャッタを用いた場合、動作スピードの高速化が可能となる。
【００７９】
以上の実施例において、図示しない膜厚センサを用い、内周側から順次膜厚を検出し、検出された膜厚と予め決められた設定膜厚とを比較し、それらが等しくなった部分の接着剤層に紫外線を照射して半硬化又は硬化させても良い。膜厚センサはレーザ変位計と同様な考え方で実現され、前記レーザ変位計における測定原理について簡単に説明する。その測定原理は、三角測量を応用した方式であり、発光素子と受光素子とを組み合わせて構成され、発光素子としては半導体レーザが用いられる。半導体レーザの発するレーザ光はその投光レンズを通して集光され、基板を通して接着剤層に照射される。そして、接着剤層から反射された光線の一部分はそのレンズを通して受光素子上にスポットを結ぶ。接着剤層の膜厚が変わると、膜厚センサの受光素子に入射される反射光の入射角が変化するので、基板と接着剤層との厚みを知ることができる。基板の厚みは予め分かっているので、基板の厚みを補正することにより、接着剤層の厚みを時々刻々と検出することができる。
【００８０】
なお、ＣＣＤを用いても同様に検出が可能である。また、図示しないが、基板１の半径の長さに相当する範囲にＣＣＤ素子を敷き詰めた棒状のＣＣＤセンサを利用し、反射された光の強度から膜厚を検出することも可能である。
【００８１】
以上の説明では説明が分かり易いように、内周側から外周まで一定速度の光照射の移行、あるいはすべて一定の光照射時間とその休止時間の繰り返しで述べてきたが、膜厚の変化が大きな内周部、比較的膜厚の変化が大きな外周部をそれらの間の中間部分よりも細かく前述のような工程を行ってもよい。
【００８２】
この発明では、スピンナで液状物質を展延させながら、順次半硬化又は硬化させているので、図示しない移載手段によって次の工程に基板を運ぶ際に、従来のように２枚の基板が僅かにずれることが無くなり、より一層品質の高い光ディスクを得ることができる。
【００８３】
さらに、本発明で用いるのに適した特別な液状物質について述べると、現在、市販されている紫外線硬化型の液状物質は通常の取扱いの過程で硬化が開始することが無い程度に、光重合開始剤が添加されているが、発光ダイオード、前記液晶手段、前記プラズ手段などはフラッシュランプや放電灯に比べて紫外線の光度が低いので、紫外線に対する感度を高めるよう添加する光重合開始剤を、光学特性、機械特性、保存特性に影響の無い範囲で増量するのが好ましい。
【００８４】
また、液状物質に添加する光重合開始剤を増やして、紫外線に対する感度をかなり高くすると、従来の環境で接着剤を扱うことは不可能になるので、この場合の照明には好ましくは赤色発光ダイオード、黄色発光ダイオードなどを用いるか、液状物質を硬化させる波長範囲、例えば３００〜４２０μｍの波長をカットする波長選択フィルタとランプとを組み合わせて、照明として用いるとよい。
【００８５】
このように、紫外線に対し増感された液状物質の硬化装置として紫外線発光用のダイオードを用い、その接着剤を取り扱う場所の照明として、赤色発光ダイオード、前記プラズマ手段、液晶手段などを用いることにより、電力使用料を大幅に低減することができ、環境の面からも非常に好ましく、またコストも削減できる。
【００８６】
以上の実施例では、照射ランプを用いた場合に、メカニカルシャッタを用いたが、照射ランプとして距離に従って紫外線が円状に広がるタイプのランプを用い、その照射ランプを基板の中央孔の真上に配置し、基板の高速回転による展延に伴って、前記照射ランプを徐々に上方に移動させることにより、紫外線の照射を基板の内周側から外周まで移行させることができる。したがって、メカニカルシャッタを省略することができる。
【００８７】
また、照射ランプとして、例えば直径１０ｍｍ程度の紫外線スポットを基板１上に形成できるランプを用い、基板の内周側から外周に向けて前記紫外線スポットを移動させることによって、回転している基板に対して径の異なる円に沿って内周側から外周まで順次紫外線スポットが照射される。したがって、メカニカルシャッタを省略することができるので、コスト面と小型化の面で有利であり、またスピンナへの基板の移載動作も容易になる。
【００８８】
また、図５に示した実施例ではメカニカルシャッタを図面水平方向からの冷却風で冷却したが、照射ランプの冷却機構としてランプの上方から冷却風を通流させるものがあり、この上方からの冷却風を利用してメカニカルシャッタを冷却しても勿論よい。この場合には、メカニカルシャッタの冷却機構を別途設ける必要はないが、上方からメカニカルシャッタの照射口を通して基板１に吹き付けられる風が不都合を生じる場合には、スピンナとメカニカルシャッタとの間に耐熱ガラスを備えればよい。
【００８９】
光照射手段として発光ダイオード、プラズマディスプレイパネルなど用いる場合には、電力使用料を大幅に低減することができ、環境の面から非常に好ましく、またコストも削減できる。
【００９０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、液状物質を順次展延させると共に、所定の膜厚になった時点で順次半硬化又は硬化させて膜厚を確定してゆくので、その後の高速回転による遠心力によっても展延されることがなく、基板全面にわたって厚みの均一な膜を形成することができる。
【００９１】
また、スピンナから基板を取り出して次のポジションに運ぶ過程で、貼り合わされた基板がずれることがなく、品質の高い光ディスクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスクの２枚の基板を接着剤を介して重ね合わせる図を示す。
【図２】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の一実施例を説明するための図である。
【図４】本発明に用いられるメカニカルシャッタの一例を示す図である。
【図５】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図６】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図７】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置に用いられる半導体発光ランプの一例を説明するための図である。
【図８】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の回転モデルの一例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図１０】基板の半径方向の距離と樹脂膜の膜厚との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…基板
２…スピンナ
３…基板受台
４…コーターハウス
５…メカニカルシャッタ
６…照射ランプ
７…シャッタ駆動装置
８…シャッタ制御装置
９…波長選択フィルタ
１０…耐熱ガラス
１１…半導体発光ランプ
１２…電源
１３…保護用抵抗
１４…スイッチ制御装置
１５…回転軸棒
１６…回転駆動装置
１７…回転制御装置
１８…光線照射部材
１９…照射パターン調整装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004280927.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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