(57)【要約】【課題】      基板の上面全体に均一で且つ膜厚の厚い保護膜を設けることができる光記録媒体の製造方法と該方法が実行可能な光記録媒体製造装置を提供する。【解決手段】  基板12を回転させつつ基板12上に光硬化樹脂14を滴下して基板12の滴下面全体に光硬化樹脂14を塗布した後、基板12の外周部12bをその表面に紫外光R2が回り込むように所定の隙間hを設けて遮光しているので、基板12の上方から紫外光R1を照射すると、外周部12bでは光硬化樹脂14の表面だけが薄皮状に硬化する。このような状態で、基板12に遠心力を作用させると、外周部12bの薄皮状に硬化した光硬化樹脂14表面が内側の硬化表面と連続するように水平に延ばされるとともに、未硬化の樹脂14のうち余剰の部分のみが外周部12bから振り落とされるか或いは外側に膨出する。そして、外周部12bの遮光を解除して紫外光R1を照射すると、外周部12bにも内周部と同じ膜厚の保護膜16を形成することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(ａ)  基板を回転させつつ前記基板の上に光硬化樹脂を滴下して前記基板の滴下面全体に前記光硬化樹脂を塗布し、
(ｂ)  前記光硬化樹脂を塗布した前記基板の外周部を、その表面に紫外光が回り込むように所定の隙間を設けて遮光した後、前記基板の上方から紫外光を照射して直接露光部分を硬化させるとともに、基板の外周部における紫外光の回り込み部分の表面を硬化させ、
(ｃ)  然る後、前記基板を回転させて遠心力にて外周部の余剰な未硬化樹脂を除去或いは遠心力にて外側に膨出させ、外周部の表面を内側の硬化表面に平滑に連続させ、その状態で前記基板の外周部にも前記紫外光を照射して前記基板の滴下面全体に均一の厚みの保護膜を形成する光記録媒体の製造方法。
【請求項２】
載置された基板を回転させる回転チャックと、
前記基板上に光硬化樹脂を供給するための樹脂供給部と、
前記基板の上方から紫外光を照射する光照射部と、
前記回転チャックに載置した前記基板の外周部をその表面に光が回り込むように所定の隙間を設けて遮光する照射範囲調整部とを具備することを特徴とする光記録媒体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に光硬化樹脂を塗布して硬化させることによって保護膜を形成する光記録媒体の製造方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤなどデータの読み書きに赤色のレーザー光を利用する光記録媒体は、従来の磁気テープや磁気フィルムなどを利用した磁気記録媒体に比べて単位面積あたりの記録容量が大きく、また、記録したデータの劣化が少ないことから急速に普及している。
【０００３】
このような光記録媒体は、大略、ポリカーボネートなどからなる厚さ０．６ｍｍの円盤状基板の上面に金属薄膜からなる記録膜を設けるとともに、その上面に厚さ約１５〜２０μｍ程度の保護膜を設けた後、さらに上述した厚さ０．６ｍｍの円盤状基板を貼り合わせるサンドイッチ構造が採用されている。
【０００４】
一方、現在においては、現行の光記録媒体のうち最も記録容量の大きなＤＶＤよりも更に５倍程度の記録容量を有する次世代大容量光記録媒体の開発が進められている。
【０００５】
この次世代大容量光記録媒体は、データの読み書きに青紫色レーザー光を用いるとともに、レーザー光を集光する対物レンズの開口数(ＮＡ)を０．８５と高開口化することによって、ビームスポットを微小化して記録容量の増大を図ったものである。そして、この次世代光記録媒体では、対物レンズの高開口化に対応すべく、厚さ約１．２ｍｍの円盤状基板の上面に金属薄膜からなる記録膜を設けるとともに、その上面に厚さ約１００μｍ±数μｍの均一な膜厚の保護膜を設けたディスク構造のものが採用されている。
【０００６】
ここで、従来の光記録媒体における保護膜形成技術として、図５に示すように、基板(1)を回転させつつ基板(1)上に光硬化樹脂(3)を滴下して基板(1)の滴下面全体に光硬化樹脂(3)を塗布した後(いわゆるスピンコート法)、基板(1)を回転させながら基板(1)の直上に設置したシャッタ(5)を徐々に開けて基板(1)表面の内周部から外周部に向けて光を照射し、基板(1)の表面に保護膜(7)を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００７】
かかる技術によれば、光によって光硬化樹脂(3)を重合・硬化させる際、当該樹脂に遠心力が作用しているので、基板(1)の滴下面全体に厚さ２０μｍ程度の均一な膜厚を有する保護膜(7)を設けることができる。
【０００８】
しかしながら、上述したように、次世代大容量光記録媒体においては、保護膜(7)の膜厚を１００μｍ±数μｍと均一に厚くしなければならない。このため、スピンコート法で膜厚１００μｍ±数μｍ程度の厚い保護膜(7)を形成するためには基板(1)に滴下する光硬化樹脂(3)の粘度を高くする必要がある。かかる粘度の高い樹脂(3)を遠心力で基板(1)の滴下面全体に広げた後、基板(3)を回転させながらシャッタ(5)を徐々に開けて基板(1)の内周部から外周部に向けて光を照射すると、基板(1)の外周部における光硬化樹脂(3)が完全に硬化した部分(3a)と未硬化の部分(3b)との界面では、高粘度で且つ未硬化の樹脂(3)が遠心力によって外側へ向けて引っ張られるとともに、逃げ場を失った未硬化の樹脂(3)が自身の表面張力によって球状に凝集しようとする結果、図６(a)に示すように、当該界面近傍の未硬化の部分(3b)に凹部(3x)が形成されるようになる。したがって、このままの状態で未硬化の光硬化樹脂(3)に光が照射されると、基板(1)の表面に形成される保護膜(7)は外周部表面に大きな凹凸を有する膜厚のばらついたものとなる。
【０００９】
さらに、基板(1)の回転を止めた場合や、光硬化樹脂(3)に作用する遠心力が当該樹脂(3)の表面張力よりも弱い場合には、図６(b)に示すように、基板(1)の外周部において光硬化樹脂(3)がその表面張力によって凝集し、盛り上がり部分(3y)を形成して硬化するようになる。
【００１０】
このように、従来の技術では、高粘度の光硬化樹脂(3)を用いて基板(1)の滴下面全体に均一で且つ膜厚の厚い保護膜(7)を形成するのが困難であった。
【特許文献１】特開平１０−１９９０５６号公報（第２−８頁）
【特許文献２】特開２００３−９１８８８号公報（第２−９頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえに、本発明の主たる課題は、基板の上面全体に均一で且つ膜厚の厚い保護膜を形成することができる光記録媒体の製造方法と該方法が実行可能な光記録媒体製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載した発明は、「(ａ)基板(12)を回転させつつ基板(12)の上に光硬化樹脂(14)を滴下して基板(12)の滴下面全体に光硬化樹脂(14)を塗布し、(ｂ)光硬化樹脂(14)を塗布した基板(12)の外周部(12b)を、その表面に紫外光(R2)が回り込むように所定の隙間(h)を設けて遮光した後、基板(12)の上方から紫外光(R1)を照射して直接露光部分を硬化させるとともに、基板(12)の外周部(12b)における紫外光(R2)の回り込み部分の表面を硬化させ、(ｃ)然る後、基板(12)を回転させて遠心力にて外周部(12b)の余剰な未硬化樹脂(14)を除去或いは遠心力にて外側に膨出させ、外周部(12b)の表面を内側の硬化表面に平滑に連続させ、その状態で基板(12)の外周部(12b)にも紫外光(R1)を照射して基板(12)の滴下面全体に均一の厚みの保護膜(16)を形成する」ことを特徴とする光記録媒体の製造方法である。
【００１３】
この発明では、いわゆるスピンコート法で基板(12)の滴下面全体に光硬化樹脂(14)を塗布した後、基板(12)の外周部(12b)をその表面に紫外光(R2)が回り込むように所定の隙間(h)を設けて遮光しているので、基板(12)の上方から紫外光(R1)を照射すると、遮光されていない直接露光部分に塗布された光硬化樹脂(14)は完全に硬化するが、遮光された外周部(12b)では、所定の隙間(h)を回り込んだ弱い紫外光(R2)によって光硬化樹脂(14)の表面だけが薄皮状に硬化する。このような状態で、基板(12)に遠心力を作用させると、外周部(12b)の薄皮状に硬化した光硬化樹脂(14)表面が内側の硬化表面と連続するように水平に延ばされるとともに、未硬化の樹脂(14)のうち余剰の部分のみが外周部(12b)から振り落とされるか或いは外側に膨出する。このため、基板(12)の外周部(12b)における光硬化樹脂(14)の硬化部分と未硬化部分との界面に凹部(3x)が生じることはない。そして、外周部(12b)の遮光を解除した後、紫外光(R1)を照射すると、外周部(12b)にも内周部と同じ膜厚の保護膜(16)を形成することができる。
【００１４】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の光記録媒体の製造方法を実行可能な光記録媒体製造装置(10)に関するものであり、「載置された基板(12)を回転させる回転チャック(18)と、基板(12)上に光硬化樹脂(14)を供給するための樹脂供給部(20)と、基板(12)の上方から紫外光(R1)を照射する光照射部(22)と、回転チャック(18)に載置した基板(12)の外周部(12b)をその表面に光(R2)が回り込むように所定の隙間(h)を設けて遮光する照射範囲調整部(24)とを具備する」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の滴下面全体に光硬化樹脂を塗布した後、基板の外周部をその表面に光が回り込むように所定の隙間を設けて遮光しているので、基板の上方から紫外光を照射すると、外周部では光硬化樹脂の表面だけが薄皮状に硬化する。然る後、基板に遠心力を作用させると、外周部の薄皮状に硬化した光硬化樹脂表面が内側の硬化表面と連続するように水平に延ばされるとともに、未硬化の樹脂のうち余剰の部分のみが外周部から振り落とされるか或いは外側に膨出する。そして、外周部の遮光を解除して紫外光を照射すると、外周部にも内周部と同じ膜厚の保護膜を形成することができる。
【００１６】
したがって、基板の滴下面全体に均一で且つ膜厚の厚い保護膜を設けることができる光記録媒体製造方法と該方法を実行可能な光記録媒体製造装置とを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すこの発明の一実施例の光記録媒体製造装置(10)は、ポリカーボネート或いはガラスなどからなり、その表面にスパッタリングなどによって記録膜(12a)が設けられた円盤状の基板(12)(図２参照)の上面に、光硬化樹脂(14)からなる保護膜(16)を形成して光記録媒体(A)を製造するものであり、大略、回転チャック(18)，樹脂供給部(20)，光照射部(22)，照射範囲調整部(24),基板搬送装置(26)および制御部(28)などで構成されている。
【００１８】
回転チャック(18)は、その上面に基板(12)が載置される円形のテーブル(18a)と、このテーブル(18a)の重心から垂下された回転軸(18b)とで構成されている(図２参照)。回転チャック(18)のテーブル(18a)には、図示しないが上面に向けて開口する多数の真空吸着孔が穿設されており、この真空吸着孔は回転軸(18b)の中心を貫通して形成されている吸引孔(図示せず)に連通している。そして、吸引孔の先端には、例えば真空ポンプのような真空吸引源が接続されており、これにより、テーブル(18a)の上面に載置した基板(12)が吸着されるようになっている。さらに、回転軸(18b)の先端にはモータ(30)が取付けられており、回転チャック(18)が任意の回転数にて回転するようになっている。
【００１９】
樹脂供給部(20)は、回転チャック(18)に載置した基板(12)の内周部に光硬化樹脂(14)を滴下するためのものであり、光硬化樹脂(14)を供給するノズル(32)、ノズル(32)を支持するアーム(34)、アーム(34)を昇降させる供給シリンダ(36)、供給シリンダ(36)に接続している回転アクチュエータ(36a)、前記ノズル(32)に接続している樹脂供給管(38)とで構成されている(図２参照)。この樹脂供給部(20)は、供給シリンダ(36)が昇降し、回転アクチュエータ(36a)が回転することで、ノズル(32)を基板(12)の中心部近傍つまり基板(12)の内周部の直上に位置決めできるようになっている。また、樹脂供給管(38)の先端は、図示しない樹脂供給源に接続されており、ここから光硬化樹脂(14)が供給されている。
【００２０】
なお、本実施例における光硬化樹脂(14)としては、取扱いが容易であり且つ硬化後に保護膜(16)としての機能を発揮し得る紫外線硬化樹脂が用いられる。
【００２１】
光照射部(22)は、基板(12)の上面に向けて紫外光(R1)を照射するためのものであり、回転チャック(18)から所定の間隔を置いて配設され、光硬化樹脂(14)を硬化させる特定波長の紫外光(R1)を照射する光源(22a)と、光源(22a)から照射された光線が基板(12)の上面全体に対して垂直に且つ均一の強度で照射される平行な光線となるように集光するリフレクタ(22b)とで構成されている(図３および４参照)。ここで、本実施例では上述したように光硬化樹脂(14)として紫外線硬化樹脂を用いているので、光源(22a)には特定強度の紫外線を照射する紫外線ランプが用いられる。また、この光源(22a)としては、全方向に対して均一の光線を照射できる点光源が好ましい。
【００２２】
照射範囲調整部(24)は、上面に光硬化樹脂(14)が塗布された基板(12)に紫外光(R1)を照射する際、基板(12)の外周部(12b)に紫外光(R1)が直接照射されないように遮光するためのものであり、基板(12)を包囲する円形筒状の本体(24a)を有する。
【００２３】
この本体(24a)の上面には、開口部(24b)がその開口面積を変更可能に設けられており、本体(24a)内に収容する基板(12)の大きさに係わらず、遮光する外周部(12b)の距離(w)を調節できるようになっている。また、本体(24a)は上下方向にて位置調整が可能であり、これにより、基板(12)に塗布した光硬化樹脂(14)の上面と開口部(24b)下面とで形成される隙間(h)の大きさを調整できるようになっている。
【００２４】
基板搬送装置(26)は、基板を(12)を吸着して回転チャック(18)に載置したり、保護膜(16)が形成された基板(12)を吸着して回転チャック(18)から脱着させるためのものであり、例えばロボットハンドなどを好適に用いることができる。
【００２５】
制御部(28)は、回転チャック(18)，樹脂供給部(20)，光照射部(22)，照射範囲調整部(24)および基板搬送装置(26)などの各構成部分に電気的に接続され、これら各構成部分の動作を制御するものである。なお、この制御部(28)を含む光記録媒体製造装置(10)の各構成部分は、図示しない本体の所定位置に一体的に収納されている。
【００２６】
次に、本発明の光記録媒体製造装置(10)を用いて、基板(12)の表面に保護膜(16)を形成して光記録媒体(A)を製造する方法について説明する。
【００２７】
本発明の光記録媒体(A)の製造方法では、まず、基板搬送装置(26)を作動させて回転チャック(18)の上面に基板(12)を載置するとともに、この基板(12)をテーブル(18a)上面に吸着固定する。そして、回転チャック(18)上への基板(12)の移載が完了すると、回転チャック(18)を樹脂供給部(20)の近傍に移動させる。なお、回転チャック(18)への基板(12)の吸着固定が完了したかどうかは、例えば図示しない圧力センサにて回転軸(18b)の中心を貫通して形成されている吸引孔(図示せず)の減圧状態をチェックすること(すなわち、真空状態になれば吸着完了)で判定することができる。
【００２８】
続いて、樹脂供給部(20)の回転アクチュエータ(36a)を作動させてノズル(32)を基板(12)の内周部の直上まで移動させ、基板(12)の内周部に光硬化樹脂(14)を滴下する。具体的には、供給シリンダ(36)を作動させてノズル(32)を降下させ、ノズル(32)先端を基板(12)の内周部に近接させる。ノズル(32)先端が基板(12)の内周部に近接して停止した所で、回転チャック(18)を低速で回転させるとともに、図示しない樹脂供給源を作動させて、樹脂供給管(38)を介して所定量の光硬化樹脂(14)をノズル(32)から基板(12)の内周部に円を描くように滴下する(図２参照)。
【００２９】
このように基板(12)上への光硬化樹脂(14)の滴下が完了すると、回転チャック(18)の回転数を徐々に所定の回転数まで上げて基板(12)の滴下面に滴下した光硬化樹脂(14)に遠心力を作用させて、基板(12)の滴下面全体に光硬化樹脂(14)を塗布する。この際、回転チャック(18)の回転数は基板(12)の滴下面に形成する保護膜(16)の膜厚に応じた所定の回転数に設定される。また、基板(12)の上面に滴下した光硬化樹脂(14)に遠心力を作用させると、当該樹脂(14)は基板(12)の外周部(12b)に向かって同心円状に均等に広がっていく。そして、回転チャック(18)の回転を止めると、基板(12)の外周部(12b)では、光硬化樹脂(14)が表面張力によって集まり、盛り上がり部分(14a)が生じる。
【００３０】
続いて、回転チャック(18)の回転を止めた後、回転チャック(18)を光照射部(22)の直下に移動させるとともに、基板(12)を照射範囲調整部(24)で包囲して、基板(12)の周縁から所定の距離(w)までの外周部(12b)を、塗布した樹脂(14)の表面に光(R2)が回り込むように隙間(h)を設けて遮光する(図３参照)。ここで、照射範囲調整部(24)で遮光する基板(12)周縁からの距離(w)は、基板(12)上に形成された光硬化樹脂(14)の盛り上がり部分(14a)の大きさに応じて決定される。例えば本実施例の場合には、照射範囲調整部(24)で遮光する基板(12)周縁からの距離(w)は、概ね３〜５ｍｍ程度である。また、光硬化樹脂(14)の上面と照射範囲調整部(24)の開口部(24b)下面との間に形成する隙間(h)も光硬化樹脂(14)の盛り上がり部分(14a)の高さに応じて適宜決定される。
【００３１】
続いて、照射範囲調整部(24)で基板(12)の外周部(12b)を包囲した後、光照射部(22)で生成した平行な紫外光(R1)を上方から基板(12)に向けて照射する。すると、基板(12)上に塗布した光硬化樹脂(14)のうち照射範囲調整部(24)で遮光されていない直接露光部分では紫外光(R1)によって光硬化樹脂(14)が完全に硬化する。一方、照射範囲調整部(24)で遮光された外周部(12b)では、光硬化樹脂(14)の上面と照射範囲調整部(24)の開口部(24b)下面との間に形成された隙間(h)を回り込んだ弱い紫外光(R2)によって樹脂(14)の表面のみが薄皮状に硬化する(図３参照)。
【００３２】
このように基板(12)に紫外光(R1)を照射した後、回転チャック(18)を回転させて基板(12)の外周部(12b)に遠心力を作用させる。すると、外周部(12b)の薄皮状に硬化した光硬化樹脂(14)表面が内側の硬化表面と連続するように水平に延ばされるとともに、未硬化の樹脂(14)のうち余剰の部分のみが外周部(12b)から振り落とされるか或いは外側に膨出する。つまり、基板(12)の外周部(12b)に塗布された光硬化樹脂(14)の表面に凹部(3x)が発生せず、光硬化樹脂(14)によって形成された層は表面が平坦で且つ厚みの均一なものとなる。
【００３３】
そして、図４に示すように、照射範囲調整部(24)の開口部(24b)を開いて基板(12)の外周部(12b)の遮光を解除し、外周部(12b)にも紫外光(R1)を照射する。これにより、基板(12)の滴下面に塗布した光硬化樹脂(14)のすべてが完全に硬化し、基板(12)の上面全体に均一の膜厚を有する保護膜(16)が形成され、光記録媒体(A)が完成する。
【００３４】
以上のように、この実施例では、スピンコート法で基板(12)の滴下面全体に光硬化樹脂(14)を塗布した後、基板(12)の外周部(12b)をその表面に紫外光(R2)が回り込むように所定の隙間(h)を設けて遮光しているので、基板(12)の上方から紫外光(R1)を照射すると、遮光されていない直接露光部分に塗布された光硬化樹脂(14)は完全に硬化するが、遮光された外周部(12b)では、所定の隙間(h)を回り込んだ弱い紫外光(R2)によって光硬化樹脂(14)の表面だけが薄皮状に硬化する。このような状態で、基板(12)に遠心力を作用させると、外周部(12b)の薄皮状に硬化した光硬化樹脂(14)表面が内側の硬化表面と連続するように水平に延ばされるとともに、未硬化の樹脂(14)のうち余剰の部分のみが外周部(12b)から振り落とされるか或いは外側に膨出する。このため、基板(12)の外周部(12b)における光硬化樹脂(14)の硬化部分と未硬化部分との界面に凹部(3x)が生じることはない。そして、外周部(12b)の遮光を解除した後、紫外光(R1)を照射すると、外周部(12b)にも内周部と同じ膜厚の保護膜(16)を形成することができる。
【００３５】
したがって、光硬化樹脂(14)として高粘度のものを使用した場合であっても、基板(12)の滴下面全体に均一で且つ膜厚の厚い保護膜(16)を形成することができる。
【００３６】
なお、上述の実施例では、照射範囲調整部(24)として、基板(12)を包囲する円形筒状の本体(24a)と、この本体(24a)の上面に設けられた開口部(24b)とで構成されたものを示したが、この照射範囲調整部(24)は、光硬化樹脂(14)が塗布された基板(12)に紫外光(R1)を照射する際、基板(12)の外周部(12b)に紫外光(R1)が直接照射されないように所定の隙間(h)を設けて遮光できるものであれば如何なる態様のものであってもよい。
【００３７】
さらに、上述の例では、基板(12)の外周部(12b)を照射範囲調整部(24)で遮光して紫外光(R1)を照射する際、回転チャック(18)の回転を完全に停止するようにしているが、基板(12)上面に形成する保護膜(16)の膜厚を微調節すべく、回転チャック(18)を回転させながら紫外光(R1)を照射するようにしてもよい。但し、回転チャック(18)を回転させる際、隙間(h)に回り込んだ紫外光(R2)によって外周部(12b)の樹脂(14)の盛り上がり部分(14a)表面が硬化するまでは、当該盛り上がり部分(14a)の未硬化樹脂(14)が基板(12)の外周部(12b)から振り落とされないような回転数で行う必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明における一実施例の光記録媒体製造装置を示す構成図である。
【図２】本発明の光記録媒体の製造方法における樹脂滴下方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の光記録媒体の製造方法における光照射方法(前段)を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の光記録媒体の製造方法における光照射方法(後段)を示す部分拡大図である。
【図５】従来の光記録媒体の製造方法を示す説明図である。
【図６】従来の光記録媒体製造装置の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
(10)…太陽光発電システム
(12)…基板
(12b)…外周部
(14)…光硬化樹脂
(14a)…盛り上がり部分
(16)…保護膜
(18)…回転チャック
(20)…樹脂供給部
(22)…光照射部
(24)…照射範囲調整部
(24b)…開口部
(26)…基板搬送装置
(28)…制御部
(30)…モータ
(h)…隙間
(R1)…紫外光
(R2)…(紫外光が回り込んだ)光
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005196864.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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