光学信息载体及其制造方法

专利名称：光学信息载体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及只读光盘、光学记录盘等光学信息载体及其制造方法。
近年来，为了在只读光盘与光学记录盘等的光学记录载体上记录或保存动画信息等大量信息，要求通过提高记录密度而使载体高容量化，与之对应地，高记录密度化的研究开发盛行起来。
其中之一就是有人提出了，如在DVD中看到的那样，缩短记录重现波长并且增大记录重现光学系统的物镜的数值孔径(NA)，从而缩小记录重现时的激光束光斑直径。如果把DVD与CD做比较，记录重现波长从780nm变为650nm，数值孔径NA从0.45变为0.6，从而获得了6-8倍的记录容量(4.7GB/面)。
可是，当如此提高数值孔径NA时，倾斜极限会缩小。倾斜极限是光学记录载体相对光学系统的倾斜允许度，它由NA决定。设记录重现波长为λ，记录重现光入射的透明基体的厚度为d，倾斜极限等于λ/(d·NA3)。当光学记录载体相对激光束倾斜时，即发生倾斜时，发生了波面象差(光行差)。设基体的折射率为n，倾斜角为θ，波面象差系数用以下公式表示，(1/2)·d·{n2·sinθ·cosθ}·NA3/(n2-sin2θ)-5/2根据这些公式，为了抑制倾斜极限增大以及光行差的发生，基体厚度d要缩小。实际上，在DVD中，基体厚度是CD基体厚度(约1.2毫米)的一半(0.6毫米左右)，从而确保了倾斜极限。
可是，有人提出了为了长时间记录更高品质的动画图象而能进一步减薄基体的方案。这种结构将普通厚度的基体用作保持刚性的支承基体，在其表面上形成了凹坑和记录层，在记录层上，作为薄基体地设置了约0.1毫米厚的透光层，记录重现光通过该透光层射入。在这种结构下，与过去相比，由于显著减薄基体，所以可以实现高数值孔径的高记录密度。具有这样结构的载体例如记载于特开平10-320859号公报及特开平11-120613号公报中。
通过设置厚0.1毫米左右的透光层，可以使用数值孔径NA大小如为0.85左右的物镜。
在没有封入盘盒地使用的光盘或可从盘盒中取出的光盘中，容易发生对透光层表面的伤害和尘埃附着。不过，具有约厚0.1毫米的透光层的光学信息载体与通过约0.6毫米-1.2毫米的透明基体地照射激光的传统光学信息载体相比，对透光层表面的少还和尘埃附着对记录重现特性的影响大。
当在制造过程中暂时存放光盘时，使用了储料销。其中心孔被插入储料销中的大多数光盘被堆放保存起来。在用储料销保管时，由于位于下面的光盘承受相当大的重量，所以盘片相互紧贴在一起，光盘表面上生出了触痕。因此，通常把垫片夹在相邻光盘之间，从而防止光盘相互贴合。如果在上述薄透光层表面上产生了触痕，则对记录重现特性产生恶劣影响，因此，在具有薄透光层的光盘中防止紧密贴合非常重要。不过，将垫片夹在相邻光盘之间的作业很繁杂，从而是生产率降低。
本发明的目的是，在支承基体表面上有信息记录面且在信息记录面上有透光层、并且记录或重现用激光通过该透光层地所照射的光学信息载体中，防止对透光层的伤害及尘埃附着并防止堆放许多载体时的载体相互贴合。
通过下述的(1)-(10)而实现了上述目的。
(1)一种如此使用的光学信息载体，在具有中心孔的盘片状支承基体上具有环形信息记录面并在该信息记录面上具有含树脂的环形透光层，并且记录或重现用激光通过所述透光层地射入其中而被使用，所述透光层的内周边是通过环形凸起构成的。
(2)在如上述(1)所述的光学信息载体中，所述环形凸起比其附近的透光层表面高5微米-300微米。
(3)在上述(2)所述的光学信息载体中，所述透光层厚度为30微米-300微米。
(4)一种生产如上述(1)-(3)之任一项所述的光学信息载体的方法，包括以下步骤将包括设有所述信息记录面的支承基体的基板安装在转架上并在用具有圆板部的堵塞机构堵塞所述中心孔的状态下将含有树脂的涂布液供给所述圆板部上后，通过使所述基板与所述堵塞机构一起转动，使所述涂布液在所述基板上铺展开，形成环形树脂层的树脂铺展步骤；使所述堵塞机构离开所述基板的堵塞机构分离步骤；通过使所述树脂层硬化地形成透光层的硬化步骤，在所述堵塞机构分离步骤中，在使所述堵塞机构离开所述基板时，所述树脂层的内周边成环形地隆起，从而形成了所述环形凸起。
(5)如上述(4)所述的光学信息载体制造方法中，在使所述堵塞机构离开所述基板时的所述树脂层的粘度为500cP-100000cP。
(6)在上述(4)或(5)所述的光学信息载体制造方法中，从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层开始硬化的时间为0.5秒-10秒。
(7)在上述(4)-(6)之任一项所述的光学信息载体制造方法中，在从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层硬化结束的期间内，不使所述基板转动。
(8)在上述(4)-(6)之任一项所述的光学信息载体制造方法中，在从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层硬化结束的期间的至少一段时间内，以120rpm转速使所述基板转动。
(9)一种制造如上述(1)-(3)之任一项所述的光学信息载体的方法，包括以下步骤将包括设有所述信息记录面的支承基体的基板安装在转架上，并在用具有圆板部的堵塞机构堵塞所述中心孔的状态下，将含有活性能量射线硬化型树脂的涂布液供给所述圆板部上后，通过使所述基板与所述堵塞机构一起转动，使所述涂布液在所述基板上铺展开地形成了环形树脂层的树脂铺展步骤；一边使所述基板与堵塞机构一起转动，一边在除所述树脂层内周边附近的区域内照射活性能量射线地进行硬化的第一硬化步骤；使所述堵塞机构离开所述基板的堵塞机构分离步骤；至少在所述树脂层的内周边附近照射活性能量射线地形成所述透光层的第二硬化步骤，在第一硬化步骤中，在所述堵塞机构的圆板部上的树脂的一部分通过所述堵塞机构的转动而移向树脂层的内周边附近，从而所述树脂层内周边附近成环形隆起地形成了所述环形凸起。
(10)在上述(9)所述的光学信息载体制造方法中，所述堵塞机构具有支承轴，该支承轴的一端与所述圆板部的中央成一体，在所述支承轴的另一端附近，半径比所述圆板部大的圆板形掩模部与所述圆板部同心地成一体，在第一硬化步骤中照射的活性能量射线通过所述掩模被挡住。
本发明的光学信息载体如

图10所示地在具有中心孔101的盘片基板100上具有含树脂的环形透光层102。该透光层102的内周边是由环形凸起6构成的。环形信息记录面(未示出)的内周边比环形凸起6靠近外周。环形凸起6是构成透光层的树脂连续隆起的区域。在本发明的载体中，由于透光层102的内周边由环形凸起6构成的，所以即使载体位于透光层下102地被安装在不能清洗的位置上时，也防止了对透光层102的平坦部的伤害和尘埃附着。此外，由于存在环形凸起6，所以即使在堆放许多载体时在相邻载体之间没有夹放垫片，透光层也不会与其它载体贴合。
环形凸起6能够在形成透光层102时一体地形成。
在本发明制造方法的第一实施例中，如图3所示地，在用堵塞机构3的圆板部31堵住盘片基板100的中心孔101后，含树脂的涂布液5被送到圆板部31上，如图4所示地进行旋涂地铺展开涂布液5，从而在盘片基板100上形成了环形树脂层6(树脂展开步骤)。接着，如图5所示地，使堵塞机构3离开盘片基板100(堵塞机构分离机构)。与此相伴地，由于树脂层51的内周边隆起，所以如图所示地在树脂层51的内周边上形成了环形凸起6。通过硬化该树脂层51，获得了在内周边上有环形凸起的透光层(硬化步骤)。
在本发明制造方法的第二实施例中，采用了含有通过照射紫外线(UV)等活性能量射线而硬化的树脂的涂布液。如图7所示地，与第一实施例相同地形成了环形树脂层51(树脂铺展步骤)。接着，如图8所示地，一边使盘片基板100与堵塞机构3一起转动，一边在除树脂层51内周边附近的区域内照射活性能量射线，从而硬化树脂层51(第一硬化步骤)。在第一硬化步骤中，活性能量射线不照射位于堵塞机构3圆板部31上的树脂5。在图8中，采用了具有半径比圆板部31大的圆板形掩模部34的堵塞机构3。通过掩模部34挡住了活性能量射线照射向树脂层51的内周边及圆板部31。在第一硬化步骤中，由于位于圆板部31上的树脂不硬化，所以其一部分通过转动产生的离心力而沿图8的箭头方向在圆板部31上流动，从而一直移到树脂层51内周边附近。另一方面，由于正在进行除树脂层51内周边外区域内进行硬化，所以树脂很难通过所述离心力流动。结果，从圆板部31上移到树脂层51内周边附近的树脂在这里被阻挡住，在树脂层51内周边附近产生了隆起，这就成为环形凸起6。接着，是堵塞机构3离开盘片基板100(堵塞机构分离步骤)。接着，如图9所示地，在树脂层51的至少内周边附近(未硬化区)照射活性能量射线地进行硬化，从而获得了透光层102(第二硬化步骤)。
在第二实施例中，与第一实施例相比，可以进一步增高环形凸起6。而通过控制第一硬化步骤的转速和转动时间，能够控制环形凸起6的高度。
这样一来，在本发明中，由于能够在形成透光层的同时形成环形凸起，所以对生产率有利。此外，由于这样形成的环形凸起连续位于整个透光层内周边上，所以不容易对上方来的压力破裂。因此，即使长期使用，防止透光层的伤害和尘埃附着的效果很难降低。此外，即使在因堆放许多载体而增加负荷的场合下，也能够有效地防止载体相互贴合。
图1是说明透光层制造过程的截面图。
图2是说明透光层制造过程的截面图。
图3是说明透光层制造过程的截面图。
图4是说明透光层制造过程的截面图。
图5是说明透光层制造过程的截面图。
图6是说明透光层制造过程的截面图。
图7是说明透光层制造过程的截面图。
图8是说明透光层制造过程的截面图。
图9是说明透光层制造过程的截面图。
图10是表示盘片基板上的树脂层(透光层)的截面图。
图11(A)-11(D)是表示堵塞机构的结构例子的截面图。
图12是表示光学记录载体的结构例子的局部截面图。
符号说明2-转架；21-突起；3-堵塞机构；31-圆板部；32-支承轴；33-凸起；34-掩模部；4-喷嘴；5-涂布液；51-树脂层；6-环形凸起；100-盘片基板；101-中心孔；102-透光层；120-支承基体；121-凹槽；104-记录层；在图12中示出了本发明光学信息载体的结构例子。该光学信息载体是记录载体，它在支承基体120上作为信息记录面地具有记录层104并且在该记录层104上具有透光层。记录或重现用的激光通过该透光层102射入。
能够不受记录层类型限制地使用本发明。就是说，例如它能够适用于相变型记录载体、形成凹坑类型的记录载体、光磁记录载体。另外，通常在记录层的至少一侧上，为了保护记录层和获得光学效果地设置了感应层和反射层，但这在图12中被省略了。本发明不局限于如图所示的可记录类型的信息载体，它也可以适用于只读类型的信息载体。在这种情况下，与支承基体120一体地形成的凹坑列或与与之相连地形成的反射层构成了信息记录面。该反射层通常由金属膜、半金属膜、电介质多层膜等构成。
接着，说明透光层的形成方法。
在本发明的第一实施例中，首先，如图1、2所示地，盘片基板100被装载在转架2上。该盘片基板100是设有信息记录面的支承基体，它具有中心孔101。盘片基板100如此被固定住，即其中心孔101被填入转架2的环形突起21中。这些图是截面图，它们只画出了截面所在的端面，内进方向上的图被省略了。在此后的截面图中，情况也是如此。
接着，用堵塞机构3堵住中心孔101。该堵塞机构3具有堵住中心孔101的圆板部31、与其中央成一体的支承轴32、与中心孔101相对地与圆板部31成一体的凸部33。通过将凸部33嵌接在突起21的内周部上，堵塞机构3被固定在转架2上，同时，能够决定盘片基板100与堵塞机构3的相互位置。不过，盘片基板100及堵塞机构3被固定在转架2上的固定方法没有特殊限制，例如，在盘片基板100与堵塞机构3嵌接的状态下，使堵塞机构3嵌接与转架2上也是可行的。
接着，如图3所示地，由树脂或树脂溶液构成的涂布液5从喷嘴4中被喷出并被供给支承轴32的外周面。此时，转架2速度较低地并最好以20rpm-100rpm转动，涂布液一样转移到圆板部31上。本发明所用的树脂没有特殊限制，例如可以采用能量射线固化型树脂、热硬化型树脂，但最好是能量射线固化型树脂并最好采用紫外线硬化型树脂。在本说明书中，活性能量射线是指用于树脂硬化的电磁波和粒子线。
接着，如图4所示地，通过使转架2高速转动而铺展开涂布液5。由此一来，在盘片基板100上形成了树脂层51。
接着，如图5所示地，从盘片基板100上取下堵塞机构3。此时，在树脂层51的内周边上形成了环形凸起6。在所用涂布液含有紫外线硬化型树脂的情况下，在使堵塞机构离开后，如图6所示地，照射紫外线地硬化树脂层51，从而形成透光层102。尽管在图6中在转架2上照射紫外线，但可以在非转架上设置硬化阶段并在其上进行硬化。
堵塞机构3离开后，在树脂层51完成硬化的整个期间内或至少在一段时间内，如果以使盘片基板100高速转动，则构成环形凸去的树脂因离心力而向外周侧流动，结果，在环形凸起6上产生了均匀化，环形凸起6的高度降低。因而，在上述期间内，最好不使盘片基板100转动。不过，在完全不转动的情况下，构成环形凸起的树脂流向透光层内周侧，由此一来，产生了轻微的均匀化，在上述整个期间或其一段时间内，尤其是在硬化时，最好使盘片基板100低速转动。此时的转速最好小于120rpm并更好地小于100rpm。如果转速过高，则产生流向外周侧的流动带来的均匀化，产生了相反效果。另一方面，如果转速过低，则抑制流向内周侧的流动带来的均匀化的效果不明显，因此，该转速最好大于30rpm并最佳地大于50rpm。可以一边使盘片基板转动，一边使堵塞机构离开。在这种情况下的转速也最好在上述范围内。
利用该方法形成的环形凸起6的截面轮廓如图6所示地成平滑曲线形状(弧状)。另一方面，在树脂层51硬化后使堵塞机构3离开的场合下，没有形成环形连续的凸起，即使形成了凸起，它也是由于产生波动而产生的，它肯定是周向连续的环形凸起。在这种情况下，存在硬化后的树脂支离破碎并且在盘片基板100上易飞散的问题。
涂布液的铺展条件没有特殊限制。在旋涂法中，当涂布液的除粘度外的条件相同时，从理论上讲，涂膜厚度与涂布液粘度平方根成比例。另一方面，转速越高或转动时间越长，涂膜越薄。因此，旋涂时的转速与转动时间可以对应于要形成的树脂层51的厚度及涂布液粘度地适当确定。不过，如后所述地，在形成厚30微米-300微米左右的透光层的场合下，最好分别从以下范围内选择，涂布液粘度为100cP-100000cP，转速为500rpm-6000rpm，转动时间为2秒-10秒。
不过，在本发明中，在使堵塞机构3离开盘片基板100时，必须在树脂层51的内周边上形成环形凸起6。因此，在分离堵塞机构3时的树脂层51的粘度最好为500cP-100000cP并最佳地为1000cP-50000cP。如果分开时的树脂层粘度过低，则很难形成很高的环形凸起。另一方面，如果分开时的树脂层粘度过高，则造成树脂拉丝，很难将环形凸起制成平滑形状。
在形成树脂层51后，如果照原样放置，则随着时间推移地产生了均匀化(レバリンダ)，环形凸起6降低了。因此，从分离堵塞机构3地形成环形凸起6到树脂层51开始硬化为止的时间最好为0.5秒-10秒并更好地为2秒-6秒。
如果用旋涂法形成透光层，则一般在靠近外周边的区域内，透光层增厚，根据场合地对记录重现特性产生了恶劣影响。因此，采用略比目标直径大的盘片基板，在透光层形成后研磨载体外周部，透光层厚只不过在信息记录面的外周部附近增大。
接着，通过图7-图9说明第二实施例。图7与第一实施例的图4一样地是说明树脂铺展步骤的图。图7所示的堵塞机构3是这样的，支承轴32的一端与圆板部31的中央成一体，在支承轴32的另一端附近，半径比圆板部31大的圆板形掩模部34与圆板部31同心地成一体。
在图7中，在形成树脂层51后，如图8所示地，一边使盘片基板100和堵塞机构3一起转动，一边从图的上方照射紫外线(UV)。由于紫外线被掩模部34遮盖住，所以在树脂层51的内周边附近及圆板部31上的树脂5都没有硬化，除去树脂层51内周边附近的区域硬化(第一硬化步骤)。此时，通过上述作用，在树脂层51内周边附近产生了环形隆起，从而形成了环形凸起6。掩模部34的半径与圆板部31的半径之差没有特殊限制并可以根据应形成的环形凸起6的宽度和高度来适当决定。通常，这个半径差为0.2毫米-2毫米并最佳地为0.5毫米-1.5毫米。如果这个差过小，则树脂层51连在离其内周边很近的地方都硬化了，所以很难形成环形凸起6。另一方面，如果这个差过大，则树脂层51离其内周边相当远地都没有硬化，所以在圆板部31上流向树脂层51内周边的树脂5没有被堵在树脂层51的内周边附近，所以很难形成环形凸起6。
在第一硬化工序中，在保持在树脂铺展步骤中转动的盘片基板100及堵塞机构3的转动的期间内，最好照射紫外线。就是说，通过在旋涂结束时照射紫外线，树脂铺展步骤与第一硬化步骤最好连续进行。不过，如果必要的话，第一硬化步骤的转速可以小于树脂铺展步骤的转速。树脂铺展开后，一边逐渐降低转速，一边照射紫外线。通过控制第一硬化步骤的转速和转动时间，能够控制环形凸起6的高度。不过，第一硬化步骤的转速最好是树脂铺展步骤的转速的40％以上并尤其是其60％以上。如果第一硬化步骤的转速过低，则很难形成环形凸起6。第一硬化步骤的持续时间即边照射紫外线边转动的时间最好为0.5秒-2秒。如果该持续时间过短，则不能充分产生树脂流动，从而很难形成环形凸起6。另一方面，如果该持续时间过长，则过多的树脂聚集在树脂层51内周边附近，堆积的树脂没有被阻挡在树脂层硬化区域内地外流，结果很难形成环形凸起6。
在第二实施例中，除去在树脂层51的内周边附近与圆板部31上的树脂地照射紫外线的机构没有特殊限制。尽管在图8中在照射紫外线时起掩模作用的掩模部34与堵塞机构3一体设置，此外，独立于堵塞机构的掩模也可以在设置于堵塞机构上的状态下接受紫外线的均匀照射。也可以不使用掩模，而采用可以有选择地照射任何区域的紫外线照射机构。
接着，在使堵塞机构3离开盘片基板100后，如图9所示地，树脂层51的至少内周边附近(未硬化区)接受紫外线照射地变硬了，从而形成了透光层102(第二硬化步骤)。而为了使透光层102完全硬化，最好在第二硬化步骤中用紫外线全面照射树脂层51。
如上所述地，在第一实施例中，为防止环形凸起6的均匀(水平)化，在从堵塞机构3离开到树脂层51硬化结束这段期间内，完全不使盘片基板100转动，或最好使使其低速转动。在第二实施例中，为防止环形凸起6均匀化，在从堵塞机构离开到环形凸起6在第二硬化步骤中完全硬化这段时间内，完全不使盘片基板100转动，或者最好使其低速转动。
在本发明中，硬化后的环形凸起6的高度即在环形凸起附近最低透光层表面与环形凸起顶部之间的高度最好大于5微米并最佳地大于10微米并更好地大于25微米。如果环形凸起过低，则设置环形凸起的效果不明显。另一方面，如果过高，则很难形成相当高的环形凸起。例如，通过第一实施例形成的环形凸起的高度一般小于100微米并通常小于50微米。而通过第二实施例形成的环形凸起的高度一般小于300微米并通常小于200微米。环形凸起6的宽度即在透光层表面环形凸起附近的最低位置到透光层内周边的距离最好为0.5毫米-3毫米并优选地为1毫米-2.5毫米。如果环形凸起宽度过小，则环形凸起的机械强度不够。另一方面，其宽度超过上述范围的环形凸起很难用上述方法形成，而且如果宽度过大，则环形凸起恐怕会到达信息记录面上，所以最好不超出上述范围。透光层夜后，则环形凸起的高度和宽度越容易增大。当透光层厚度为30微米-300微米时，具有上述尺寸的环形凸起能够容易地通过上述方法形成。
本发明所用的堵塞机构可以是至少具有堵塞盘片基板中心孔的圆板部的堵塞机构，此外的结构没有特殊限制。用堵塞盘片基板中心的堵塞结构进行旋涂的方法例如在特开平10-320850号公报、特开平10-249264号公报、特开平10-289489号公报、特开平11-195250号公报、特开平11-195251号公报中公开了。在这些公报中记载了这样的方法，即为了减少透光层在径向上的厚度不均匀而通过板状部、圆板部、塞板、盖子等堵塞机构堵住盘片基板的中心空并且把树脂供给堵塞机构中央即转动中心附近。
不过，在在特开平10-320850号公报、特开平10-249264号公报、特开平11-195250号公报中记载了是堵塞机构的板件或盖在旋涂后要被取出的方法，这在工业应用上有困难。在这些公报中，没有记载在使堵塞机构离开盘片基板后硬化树脂层的内容，也没有教导要在树脂层内周边上形成环形凸起。
在特开平10-289489号公报中记载了这样的技术，在旋涂后，是堵塞机构的圆板部通过冲落或电磁铁吸附被取出后，一边使盘片基板转动一边硬化树脂。不过，在该公报中没有教导要在树脂层内周边上形成环形凸起。在该公报中没有与在使堵塞机构离开盘片基板时的树脂粘度有关的记载。此外，当通过冲落及电磁铁取出堵塞机构时，由于堵塞机构承受大加速度，所以容易在树脂涂膜上产生紊乱。因此，利用该公报所述方法实际上也不能形成环形凸起。
在上述特开平11-195251号公报中记载了与圆形盖子的中央成一体的堵塞机构。在该公报中没有记载通过设置该支承体而使堵塞机构的拆装和定位变容易了的内容。该支承体可以是具有至少一个孔的中空筒状体，或是多个棒形件。在把树脂注入被中孔筒的内部或多个棒形件围起来的区域内后，通过使盘片基板与堵塞机构一起转动，在盘片基板上形成了树脂层。如使用该堵塞机构，则堵塞机构的取出变容易了。在该公报中记载了在使堵塞机构离开盘片基板后在使盘片基板静止的状态进行树脂层硬化的技术。
不过，在该公报中也没有教导要在树脂层内周边上形成环形凸起。而且，没有记载与使堵塞机构离开盘片基板时的树脂粘度有关的内容。
但是在该公报中，树脂从设置在中空筒上的孔或相邻棒形件之间流出地进行旋涂。因而，支承体壁(除孔外的区域)或棒形件堵住了树脂。被堵住的树脂在不能预测的时刻全部流出到盘片基板上。因而，容易在涂膜上产生不均匀。由于该堵塞机构接触树脂的面的形状复杂并且接触树脂的面积大，因而，堵塞机构的清洗很困难。如果树脂残留在堵塞机构表面上，则在涂膜上容易产生不均匀。在该公报的表1中，当中空筒的外径为4毫米-16毫米时，检查涂膜厚度波动，结果表明，涂膜的厚度差依赖于中空筒外径，外径越大，厚度差越大。就是说，树脂也被供给中空筒内部，涂布开始位置与转动中心不一致，从而中空筒外周位置变成了涂布开始位置。如果考虑到树脂粘度比较大，则由于中空筒外径不足4毫米时是很困难的，所以在该公报所述方法中，树脂涂膜的厚度差很难显著减小。
与这样的传统堵塞机构相反地，由于图1所示的堵塞机构3在圆板部31上设置了支承轴32，所以在载体制造过程中操作堵塞机构变容易了，尤其是容易在旋涂后取出堵塞机构3。因此，很难在使堵塞机构3离开盘片基板时在树脂层内周边上产生紊乱，因此容易形成环形凸起。
虽然在特开平11-195251号公报中记载了由中空筒状支承体或多个棒形件构成的支承体与盖子成一体的堵塞机构，但与此相比，图1所示的堵塞机构具有以下优点。
在特开平11-195251号公报中，由于通过支承体壁或棒形件堵住树脂，所以容易如上所述地在涂膜上产生不均匀。相反地，在图1所示的堵塞机构中，由于把涂布液供给支承轴外周面地进行旋涂，所以不容易在涂膜上产生不均匀。此外，在图1所示的堵塞机构中，由于树脂附着是在支承轴外周面上，所以与特开平11-195251号公报相比，堵塞机构容易清洗。此外，在特开平11-195251号公报中，在中空筒状支承体的内部送入比较粘稠的涂布液，因而，为确保涂布液流动性，不能缩小支承体的外径，因此，涂布开始位置离转动中心比较远。相反地，在图1所示的堵塞机构中，与该公报相比，支承轴外径能够明显缩小，从而能显著减薄涂膜。
如果是具有圆板部和支承轴的堵塞机构，则实现了这样的效果，此外的结构没有特殊限制。图1所示的堵塞机构3具有圆锥台形原板部31和圆柱状支承轴32，此外，例如也可以利用具有如图11(A)-11(D)分别所示结构的堵塞机构实现相同的效果。
图11(A)所示的堵塞机构具有圆锥台形圆板部31和倒圆锥台形支承轴32。如果利用该堵塞机构，则涂布液的开始涂布位置能够更靠近圆板部31的中央，涂膜厚度差能够进一步减少。而与支承轴32整个变细的场合不同地，能够抑制支承轴32的机械强度降低。此外，在通过夹头等夹持支承轴32时，支承轴很难掉落，从而在堵塞机构的拆装及搬运时很有利。支承轴32整个成倒圆锥台形是没有必要的。就是说，支承轴32的至少一部分成面向圆板部31地直径递减的圆锥台形，并且由此一来，支承轴直径在靠近圆板部的区域内可增大。
在图11(B)所示的堵塞机构中，圆板部31的截面形状不同于图11(A)。为了在圆板部31上没有不均匀地铺展开涂布液，圆板部31的厚度最好面向外周部地递减。在这种情况下，在圆板部31的截面中，涂布液铺展开的上缘的形状可以如图11(A)所示成直线状，也可以如图11(B)所示地成曲线状。如图11(C)所示地，圆板部31的外周可以是垂直面。不过，在图11(C)中，圆板部31外周的厚度t最好小于0.4毫米。厚度t过大时，很难没有树脂层不均匀地进行涂布。如图11(D)所示地，圆板部31的厚度可以是均匀的。
在设有支承轴32的堵塞机构中，圆板部31附近的支承轴32的最小直径最好不到4毫米并更好地不到2毫米。圆板部31附近的支承轴32直径过大时，涂布开始位置远离了圆板部31中央，从而在树脂层51径向上的厚度差增大。不过，如果圆板部31附近的支承轴32直径过小，则支承轴32的机械强度不足，所以，上述最小直径最好为0.5毫米以上并更好为0.7毫米以上。支承轴32的长度没有特殊限制，为了容易把涂布液供给其外周面，考虑夹持时的装卸难易度地进行适当选择所述长度，所述长度最好为5毫米-100毫米并更好地为10毫米-30毫米。如果支承轴32过短，很难将涂布液供给外周面并且也很难夹持。另一方面，如果支承轴32过长，则装卸麻烦。
圆板部31的直径比盘片基板的中心孔101的直径大并且小于盘片基板所具有的环形信息记录面的内径。不过，由于涂布液5转入圆板部31下、污染了中心孔101的周面(盘片基板的内周面)，所以圆板部31的直径最好比中心孔101的直径大4毫米以上并更好地大8毫米以上。在取出圆板部31时，其附近的树脂层51的形状容易产生紊乱，所以，圆板部31的直径最好比信息记录面直径小3毫米以上并更好地是小5毫米以上。尽管具体的尺寸根据中心孔直径和信息记录面内径而不同，但通常在本发明适用的直径为60毫米-130毫米光盘中，圆板部31的直径最好为20毫米-40毫米并尤其是更好地为25毫米-38毫米。
堵塞机构的材料没有特殊限制，它可以是金属、树脂、陶瓷等制成的，也可以使采用其中两种以上的复合材料制成的。圆板部31与支承轴32也可以用不同材料构成。不过，为了机械强度、使用寿命、尺寸精度良好，堵塞机构最好由金属构成。作为金属，例如优选不锈钢合金、铝、铝合金。
在堵塞机构3的表面且尤其是整个圆板部31的表面上，表面张力最好也小于涂布液。堵塞机构3的表面如果很难被涂布液润湿，则附着于堵塞机构表面商店涂布液容易被洗去。虽然表面张力控制可以通过适当选择堵塞机构构成材料而实现，但在表面张力小的区域内，最好实施特氟龙加工等洒水、洒油处理。
接着，说明通过本发明制造的载体各部分的具体结构。
设置支承基体120是为了保持载体的刚性。支承基体120的厚度通常为0.2毫米-1.2毫米并最好为0.4毫米-1.4毫米，它可以是透明或不透明的。尽管支承基体120可以是与普通光学记载载体一样地由树脂构成，但它也可以是玻璃的。通常设置在光学记录载体上的槽(导槽)121如图所示地能够通过在成形于其上的各层上进行复制而形成开设于支承基体120上的沟。槽121是从记录重现光射入侧看地靠前的区域，相邻槽之间的凸条被称为“突岛(ランド)”。
透光层102为了透过激光而具有透光性。透光层的厚度最好从30微米-300微米中选出。如果透光层比这薄，则附着于透光层上的尘埃对光学的影响增大。另一方面，如果透光层过厚，则很难实现高数值孔径NA的高记录密度。这个厚度是相当于信息记录面的区域的最大厚度与最小厚度的平均值。
实施例1(第一实施形式)按照以下顺序制造只读光盘样品。
在形成有保存信息的盘片状支承基体(聚碳酸酯制的，外径为120毫米，内径(中心孔直径)为15毫米，厚1.2毫米)的表面上，利用溅射法形成了由A1构成的反射层。
接着，利用采用堵塞机构的本发明方法并按照以下次序形成透光层。所用堵塞机构由不锈钢合金构成并具有图1所示的形状，圆板部31的直径为38毫米，支承轴32的直径为1毫米并且长度为20毫米。
首先，一边使转架以60rpm的速度转动，一边将紫外线硬化型树脂(大日本油墨化学工业公司制的SD301，25℃时的粘度500cP)供给支承轴32的外周面，接着，通过使转架以800rpm的速度转动5秒地使树脂铺展于所述反射层表面上，从而形成了树脂层。接着，在使堵塞机构离开盘片基板后，通过用紫外线硬化树脂层而形成了透光层并从而获得了光盘样品。在堵塞机构离开后，在硬化结束前都不使盘片基板转动。从旋涂到硬化的作业在25℃的清洁室内进行。
通过激光焦距变位计测定该光盘样品的透光层厚度。结果表明，当透光层内周边连续隆起地形成环形凸起时，其截面轮廓成弧形，在该环形凸起中，靠近环形凸起地从最低透光层表面起的高度为20微米，宽度为1.8毫米。而该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域内的透光层厚度等于97±2微米的范围并且径向厚度差很小。
实施例2(第1实施形式)除了作为紫外线硬化树脂地采用日本化学药剂公司制造的K2009(粘度2500cP)以及以转速2500rpm转动4秒的旋涂外，其它措施与实施例1一样，从而制成了光盘样品。结果，与实施例1一样地形成了环形凸起。在该环形凸起中，靠近环形凸起地从最低透光层表面起的高度为30微米，宽度为2毫米。能够确定该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度等于78±2微米并且径向厚度差很小。
实施例3(第一实施形式)除了采用图11(A)所示的堵塞机构外，与实施例1一样地形成了光盘样品。在该堵塞机构中，在与圆板部31结合的结合部处的支承轴32的直径为0.7毫米。对该样品进行与实施例1一样的测定。结果，与实施例1一样地形成了环形凸起。在该环形凸起中，靠近环形凸起地从最低透光层表面起的高度为20微米，宽度为1.8毫米。能够确认该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度等于98±1微米并且径向厚度差很小。
实施例4(第一形式)除了在使堵塞机构来支承基体后通过边使转架以100rpm转动地边照射紫外线地形成了透光层以外，与实施例1一样地制成了光盘样品。而在透光层结束硬化前，一直使转架以100rpm转动。
对这个样品进行与实施例1一样的测定。结果，与实施例1一样地形成了环形凸起。在该环形凸起中，靠近环形凸起地从最低透光层表面起的高度为24微米，宽度为1.8毫米。能够确认该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度等于97±2微米并且径向厚度差很小。
实施例5(第二形式)作为堵塞机构3地采用了图8所示的机构。在该堵塞机构3中，掩模部34的半径比圆板部31的半径大1毫米。在铺展开紫外线硬化型树脂时，以2500rpm转速进行5秒的旋涂，在最后一秒内，照射紫外线(第一硬化步骤)。接着，在使堵塞机构3离开后，如图9所示地，使盘片基板100处于静止地对整个树脂层51照射紫外线达1秒钟(第二硬化步骤)。此外的结构与实施例2一样地制成了光盘样品。
对该样品进行与实施例1一样的测定。结果，与实施例1一样地形成了环形凸起。在该环形凸起中，靠近环形凸起地从最低透光层表面起的高度为150微米，宽度为2毫米。能够确认该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度等于75±2微米并且径向厚度差很小。
对比例1除了不使用堵塞机构以及在盘片基板半径19毫米的位置供应树脂外，其它措施与实施例1一样地制成了光盘样品。对该光盘样品进行与实施例1一样的测定，结果，没有形成环形凸起。能够确认，该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度为75±20微米，内周与外周的厚度差扩大到40微米。
对比例2除了以800rpm转速转动地进行3秒种旋涂外，与对比例1一样地制成了光盘样品。对该样品进行与实施例1一样的测定。结果，没有形成环形凸起。能够确认，该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度为96±25微米。即虽然测定区域内的透光层最大厚度与最小厚度的平均值能大致等于实施例1，但内周与外周的厚度差扩大到50微米。
对比例3除了不使用堵塞机构并且在盘片基板的半径19毫米的位置上供应树脂外，与实施例2一样地制成了光盘样品。对该样品进行与实施例1一样的测定，结果，没有形成环形凸起。能够确认，该样品的相当于信息记录面的半径23毫米-58毫米区域的透光层厚度为60±17微米，内周与外周的厚度差扩大到34微米。
实施例1-5的各样品分别以堆积在储料销上100张的状态进行保存。另一方面，对对比例1的样品同样地进行保存。在24小时保存后，取出最下面的样品并检查透光层表面。结果表明，在对比例1的样品中，透光侧紧贴在其上的样品上，在剥落后的透光层表面上产生了触痕。另一方面，在实施例1-5的样品中，尽管与上层样品贴合在一起，但没有发现触痕。
将实施例1-5的样品和对比例1的样品透光层朝下地安放在机器上。在这个状态下使各样品滑动数次后，检查透光层表面。结果表明，在实施例1-5的各样品上看不到伤痕，而在对比例1的样品上看到了伤痕。
权利要求
1.一种光学信息载体，在具有中心孔的盘片状支承基体上具有环形信息记录面，在该信息记录面上具有含树脂的环形透光层，记录或重现用激光通过所述透光层地射入其中而被使用，其特征在于，所述透光层的内周边是通过环形凸起构成的。
2.如权利要求1所述的光学信息载体，其特征在于，所述环形凸起比其附近的透光层表面高为5微米-300微米。
3.如权利要求2所述的光学信息载体，其特征在于，所述透光层厚度为30微米-300微米。
4.一种生产如权利要求1-3的任一项所述的光学信息载体的方法，其特征在于，包括以下步骤将包括设有所述信息记录面的支承基体的基板安装在转架上，在用具有圆板部的堵塞机构堵塞所述中心孔的状态下，将含有树脂的涂布液供给所述圆板部上后，通过使所述基板与所述堵塞机构一起转动，使所述涂布液在所述基板上铺展开，形成环形树脂层的树脂铺展步骤；使所述堵塞机构离开所述基板的堵塞机构分离步骤；通过使所述树脂层硬化，形成透光层的硬化步骤，在所述堵塞机构分离步骤中，在使所述堵塞机构离开所述基板时，所述树脂层的内周边成环形地隆起，从而形成了所述环形凸起。
5.如权利要求4所述的光学信息载体制造方法，其特征在于，在使所述堵塞机构离开所述基板时的所述树脂层的粘度为500cP-100000cP。
6.如权利要求4或5所述的光学信息载体制造方法，其特征在于，从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层开始硬化的时间为0.5秒-10秒。
7.如权利要求4-6的任一项所述的光学信息载体制造方法，其特征在于，在从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层硬化结束的期间内，不使所述基板转动。
8.如权利要求4-6的任一项所述的光学信息载体制造方法，其特征在于，在从使所述堵塞机构离开所述基板到所述树脂层硬化结束的期间的至少一段时间内，以120rpm以下的转速使所述基板转动。
9.一种制造如权利要求1-3的任一项所述的光学信息载体的方法，其特征在于，包括以下步骤将包括设有所述信息记录面的支承基体的基板安装在转架上，在用具有圆板部的堵塞机构堵塞所述中心孔的状态下，将含有活性能量射线硬化型树脂的涂布液供给所述圆板部上后，通过使所述基板与所述堵塞机构一起转动，使所述涂布液在所述基板上铺展开，形成环形树脂层的树脂铺展步骤；一边使所述基板与堵塞机构一起转动，一边在除所述树脂层内周边附近的区域内照射活性能量射线地进行硬化的第一硬化步骤；使所述堵塞机构离开所述基板的堵塞机构分离步骤；至少在所述树脂层的内周边附近照射活性能量射线地形成所述透光层的第二硬化步骤，在所述第一硬化步骤中，在所述堵塞机构的圆板部上的树脂的一部分通过所述堵塞机构的转动而移向树脂层的内周边附近，从而所述树脂层内周边附近成环形隆起地形成所述环形凸起。
10.如权利要求9所述的光学信息载体制造方法，其特征在于，所述堵塞机构具有支承轴，该支承轴的一端与所述圆板部的中央成一体，在所述支承轴的另一端附近，半径比所述圆板部大的圆板形掩模部与所述圆板部同心地成一体，在所述第一硬化步骤中照射的活性能量射线通过所述掩模被挡住。
全文摘要
一种光学信息载体,在具有中心孔101的盘片状支承基体上具有环形信息记录面并在该信息记录面上具有含树脂的环形透光层102并且记录或重现用激光通过所述透光层102地射入其中,所述透光层102的内周边是通过环形凸起6构成的。在支承基体表面上有信息记录面并在信息记录面上有透光层的并且记录或重现用激光透过该透光层地所照射的光学信息载体中,要防止对透光层的损伤和尘埃附着以及防止在叠放许多载体时的载体相互贴合。
文档编号G11B11/105GK1340817SQ0112086
公开日2002年3月20日 申请日期2001年6月8日 优先权日2000年6月9日
发明者小卷壮, 山家研二, 平田秀树 申请人:Tdk株式会社