JP3676624B2

JP3676624B2 - Optical disc manufacturing method and manufacturing apparatus, and substrate manufacturing method

Info

Publication number: JP3676624B2
Application number: JP22110699A
Authority: JP
Inventors: 哲夫今田; 茂雙木; 和幸澤田; 俊行藤岡; 隆亮東田; 守井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP2000113529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、特に貼り合わせ型の光ディスクの製造方法及び装置、並びにそのような光ディスクを製造するために貼り合わせる基板の製造方法に関する。そのような光ディスクには、例えばＤＶＤ（Digital Video Disk）用光ディスクが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤ用の光ディスクとして、記録層を備えた基板を複数枚貼り合わせることによって複数の記録層を有する単一枚数の光ディスクを製造することが知られている。そのような方法及びそのための装置は、例えば国際公開第ＷＯ９７／３５７２０号に開示されており、この引用によってその内容の内、後述する本発明に適当である記載は、本明細書の一部を構成する。
【０００３】
具体的には、例えば以下の方法により光ディスクを製造できる：
（１）透明樹脂の射出成形によって予め製造された、片側主表面に微細な凹凸を有し、その上に金、アルミニウム等の金属薄膜を形成した同じまたは異なる基板（通常は円形基板であり、中央部に円形の開口部を有してよい）の１対を準備し、
（２）金属薄膜同士が対向するように、基板の間に間隙が存在する状態で１対の基板を保持し、
（３）その間隙に接着剤、例えば紫外線硬化型接着剤を供給して間隙の全体に広げて基板の積層体を得、
（４）接着剤を硬化させることにより１対の基板を接着剤により接合（または結合）する。
【０００４】
光ディスクに記録されたデータ（または情報）の読み取り、あるいは光ディスクへのデータの書き込みは、光ディスクを高速回転させながら、光ディスクの外周部からもしくは内周部から所定の波長を有するレーザー光を光ディスクに照射して基板を通過させて実施する。記録層に記録されたデータまたは記録するデータの密度は非常に高いので、レーザー光を光ディスクの所定位置に照射する必要がある。この際、光ディスク全体の平面度が悪いと、レーザ光の焦点を所定位置に合わせて照射することができず、データの読み取りまたは書き込みに際して誤りが生じ易い。従って、光ディスクの製造に際しては、最終製品としての光ディスクに反り、歪みのような変形の存在が抑制され、また、製造後においても、そのような変形が生じることが抑制され、その結果、向上した平面度を保持できることが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような背景の下、光ディスクに生じる変形について検討を重ねた結果、１つの可能性として、変形は以下のようなメカニズムで生じると考えられる：
光ディスクにおいて生じる変形は、樹脂成形された基板において生じる経時的な変形の結果である。特に、成形直後の高温でかつ乾燥状態にある基板は、基板の周辺環境から湿気を吸い易く、その結果、基板が吸湿するにつれて基板が変形する。
【０００６】
そこで、成形後の基板を十分に長い時間にわたって所定の環境で放置しておき、基板の吸湿量が一定値で安定した状態に到達させた後に、金属薄膜を基板に形成する成膜工程を実施する方法が提案されている。この基板の放置は、「アニール処理」とも呼ばれることがあり、通常は、数時間〜２４時間程度放置されている。
【０００７】
しかしながら、光ディスクを大量に生産しようとする場合に、製造ラインの途中で長時間を要するアニールを実施するのは非常に非効率的である。アニール処理を行うには、基板を成形機から取り出した後、大量の基板を一時的に保管しておく広い場所が必要となる。アニール処理を実施している間に基板を保管する環境が変化すると、アニール処理の効果にバラツキが生じる。また、基板の成形を開始してから、光ディスクの完成品が得られるまでに長時間を要する。
【０００８】
更に、光ディスクを製造した後に経時的に増える反り、また、光ディスクの使用環境に依存して生じる反りもある。光ディスクが製造された時点では、各種の製品検査によって、光ディスクの反り量が所定の範囲内に入っていることが確認されていても、光ディスクを長期間にわたって保存したり、あるいは使用を繰り返すうちに、反り量が増加する場合があり、これが、データの書き込みまたは読み取りに悪影響を及ぼすことがある。これは、製造時に光ディスクに内蔵されていた内部応力、歪み等が経時的に、または使用環境のために開放されることによって、反りが追加的に発生するためであると考えられる。
【０００９】
上述のようなことに鑑み、貼り合わせ型光ディスクの製造において、製造時及び経時的な反りの発生を抑制して、良好な平面度を有する光ディスクを効率的に製造することが本発明が解決しようとする課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の要旨において、本発明は、貼り合わせ型光ディスクの製造方法を提供し、その方法は、
（１）少なくとも一方が片側主表面に凹凸を有する、１対の基板を透明樹脂から成形する工程、
（２）該凹凸を有する片側主表面に金属薄膜を形成する工程、及び
（３）金属薄膜が内側に位置するように１対の基板を積層して基板間に供給した接着剤により基板を接合（または結合）する工程
を含んで成り、工程（１）の後、基板の吸湿量が０．１重量％以下であり、かつ、成形された基板と環境との温度差が５℃以下になるまで基板を降温する待機処理を実施した後に、工程（２）を実施することを特徴とする。
【００１１】
本発明において、１対の基板の少なくとも一方は、その片側主表面が微細な凹凸を有する。即ち、一方の基板のみがそのような凹凸を片側主表面に有してよいが、通常、双方の基板がそのような凹凸をそれぞれの片側主要面に有する。この凹凸は、読み取り専用型（即ち、ＲＯＭ型）の光ディスクの場合では、記録すべきデータに対応するピットの凹凸であり、書き換え型（即ち、ＲＡＭ型）または追記型（即ち、Ｒ型）の光ディスクの場合では、この凹凸はランド及びグルーブに対応するものである。また、いずれのタイプの光ディスクにおいても、光ディスクの使用に本来的に必要なフォーマット情報に対応する凹凸を基板の一方または双方の片側主表面が含んでよい。
【００１２】
金属薄膜は、凹凸を有する基板の当該片側主表面上に形成される光反射性の膜であり、この膜は光に対して半透過性（即ち、半透明）の膜であってよい。例えば金、アルミニウムをスパッタリングすることにより形成される。この金属薄膜は、光ディスクに照射されたレーザー光を反射する反射層として機能する。双方の基板が凹凸を有する場合には、各基板の凹凸を有する片側主表面に金属薄膜を形成する。
【００１３】
光ディスクの一方側からレーザー光を照射するタイプの光ディスクでは、一方の基板に形成する金属薄膜は半透明である。光ディスクの両側からレーザー光を照射するタイプの光ディスクでは、双方の基板に形成する金属薄膜は、光に対して不透明であってもよい。一方の基板のみが凹凸を有する場合には、その一方の基板の凹凸を有する片側主表面に金属薄膜を形成するだけで十分であり、他方の基板には薄膜を形成しなくてもよい。
【００１４】
読み取り専用型の光ディスクの場合では、金属薄膜が基板の凹凸と一緒になって、予め記録されたデータに対応して照射されたレーザー光を反射する。従って、この意味で、読み取り専用型の光ディスクの場合では、金属薄膜を記録層と呼ぶことができる。
【００１５】
また、周知のように、書き換え型または追記型の光ディスクの場合では、金属薄膜が、基板の凹凸及びその上に別に設けた可逆的または不可逆的に変化可能な層と一緒に、照射されたレーザー光によって書き込むべきデータを記録し、また、基板の凹凸及びその上に別に設けた可逆的または不可逆的に変化した層と一緒に、照射されたレーザー光によって予め記録されたデータを読み取る。このように、書き換え型または追記型の光ディスクの場合では、凹凸、可逆的または不可逆的に変化可能な層及び金属薄膜がデータの書き込み及び読み取りの機能に関与するが、主として、可逆的または不可逆的に変化可能な層がこの機能に作用するので、可逆的または不可逆的に変化可能な層を記録層と呼ぶことができる。
【００１６】
従って、書き換え型または追記型の光ディスクの場合では、凹凸を有する基板の片側主表面上に可逆的または不可逆的に変化可能な層が形成され、その上に金属薄膜が更に形成される。従って、本発明の光ディスクの製造方法において、書き替え型または追記型の光ディスクの製造のためには、待機処理の後、工程（２）を実施する前に、そのような可逆的または不可逆的に変化可能な層を設ける追加の工程を実施する。換言すれば、金属薄膜を形成する工程（２）は、金属薄膜を形成する前に、可逆的または不可逆的に変化可能な層を凹凸を有する基板の片側主表面に設けて、その上に、金属薄膜を形成する工程である。勿論、読み取り専用型の光ディスクの場合には、そのような追加の工程は不要である。
【００１７】
本明細書においても、記録層なる用語は、上述の意味において使用しており、従って、記録層に対応する要素は、光ディスクの型によって異なる。以下、主として読み取り専用型の光ディスクを参照して本発明を説明するが、書き換え型または追記型の光ディスクの場合では、金属薄膜を形成する前に、可逆的または不可逆的に変化可能な層を形成することを追加的に行うことを除いて、実質的に異なる点は無く、可逆的または不可逆的に変化可能な層は常套の方法で形成できる。
【００１８】
１つの態様では、本発明の待機処理は、吸湿量が好ましくは０．０８重量％を越えない、より好ましくは０．０５重量％を越えないように実施する。本明細書において、吸湿量は、基材の乾燥状態を基準とする（いわゆるドライ・ベースである）。また、別の態様では、本発明の待機処理は、環境との温度差が好ましくは５℃以下、より好ましくは３℃以下となるように実施する。より好ましい態様では、吸湿量が０．０５重量％を越えないで環境との温度差が５℃以下となるように待機処理を実施し、これは、例えば２０℃〜３５℃の室温、１０％〜６０％の相対湿度の環境内で成形機から取り出した基板を約１分〜６分放置することにより実施できる。
尚、環境とは、基板を待機処理する空間を意味し、その空間は、通常、所定の温度及び湿度（例えば、２５℃、相対湿度３０％）で維持されている。また、上述のような吸湿量は、いずれの適当な方法によって測定してもよく、例えば、成形した基板を所定の環境において重量変化を測定することにより測定できる。
【００１９】
第２の要旨において、本発明は、第１成形機にて形成した第１基板及び第２成形機にて形成した第２基板を対の基板として貼り合わせることによって貼り合わせ型光ディスクを製造する方法であって、
（１）少なくとも一方が片側主表面に凹凸を有する、１対の基板である第１基板及び第２基板をそれぞれ第１成形機及び第２成形機によって透明樹脂から成形する工程、
（２）該凹凸を有する片側主表面に金属薄膜を形成する工程、及び
（３）金属薄膜が内側に位置するように１対の基板を積層して基板間に供給した接着剤により基板を接合（または結合）する工程
を含んで成り、第１成形機の金型温度と第２成形機の金型温度との間に２℃〜６℃の温度差を設けることを特徴とする方法を提供する。第２の要旨の製造方法において、好ましい態様では第１の要旨の待機処理を実施する。
【００２０】
ここで、金型温度とは、１対の金型部分（mold half）から構成される金型のキャビティ（または空隙）内に溶融した透明樹脂を射出して成形することにより基板を製造するに際して、基板に対応するキャビティを規定する対の金型部分の温度の算術平均温度を意味する。通常、貼り合わせ型の光ディスクは、対の基板の一方がリブ（またはスタックリブ）を有し、他方はリブを有さないが、リブを有する基板を成形する成形機の金型温度を高くするのが好ましい。
【００２１】
第３の要旨において、本発明は、溶融した透明樹脂を金型内のキャビティに供給する射出成形により光ディスク用基板を製造する方法であって、キャビティを規定する対の金型部分（mold halves）の温度が０℃〜６℃異なることを特徴とする方法を提供する。この方法により製造される基板は、上述の第１の要旨又は第２の要旨の光ディスクの製造方法に用いることが好ましい。
【００２２】
第４の要旨において、本発明は、（ａ）基板を樹脂成形する成形部、（ｂ）薄膜形成手段により基板の表面に金属薄膜を形成する成膜部、及び（ｃ）１対の基板を接着剤を介して結合する接合部を有して成る、１対の基板を接着剤により貼り合わせて光ディスクを製造する装置をも提供し、この装置は、
基板が、成形部から成膜部を経て接合部に移送手段により送られ、成形部と成膜部との間で基板を所定時間だけ保持する一時的待機手段を有することを特徴とする。この待機手段は、所定の環境を有して上述の待機処理を実施する。成形部は、少なくとも一方が片側主表面に凹凸を有する対の基板を形成し、成膜部は、凹凸を有する基板の片側主表面に金属薄膜を形成する。
【００２３】
本発明において、待機処理を実施すること、金型温度を異ならせて対の基板を成形すること、及び成形時に金型部分において温度差を設けることを除いて、光ディスクまたは基板の製造方法は、基板の成形、金属薄膜の成形及び基板の接合（または結合）を含めて、以下に例示的に説明するように、公知の材料及び装置を用いて公知の条件下で公知の方法によって実施できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の光ディスクの構成要素、光ディスクの製造方法、光ディスクを構成するための基板及びその製造方法について更に詳細に説明する。
【００２５】
〔光ディスク〕
本発明は、ＲＯＭ型、ＲＡＭ型及びＲ型の種々の光ディスクの製造を対象としている。例えば、ＤＶＤのほか、ＣＤ（Compact Disk）、ＰＤ（Phase change Disk）、ＬＤ（Laser Disk）等の各種光ディスクのうち、複数枚の基板を貼り合わせて構成する貼り合わせ型の光ディスクを対象とする。このような貼り合わせ型光ディスクは、単層の記録層を有してよく、一般的には２層の記録層を有する。
【００２６】
〔基板〕
本発明の光ディスクの製造に用いる基板は、光ディスクの利用目的等に合わせて、合成樹脂、金属薄膜等の材料を適宜に組み合わせて製造される。ＤＶＤ用光ディスクの場合、基板は、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂から成形され、基板の片側主表面は、上述のように、記録するデータに対応する、あるいはランドよびグルーブに対応する所定の微細な凹凸を有する。１対の基板の内、少なくとも一方が凹凸を有する片側主表面を有する。
【００２７】
このような基板の凹凸を有する主表面に金属薄膜を形成する。この金属薄膜は、光ディスクに照射されるレーザー光を反射する金属層であり、金、アルミニウム、シリコン等の金属から形成され、スパッタリング等の方法により形成できる。形成される金属薄膜は、光に対して不透明または半透明である。金属薄膜の表面には必要に応じて保護膜（例えば硫化亜鉛の層）を形成してもよい。
【００２８】
尚、読み取り専用の光ディスクの場合は、上述のような基板を使用するが、書き込み型または追記型の光ディスクは、金属薄膜を形成する前に、凹凸を有する基板の主表面上に、常套の方法で可逆的変化可能な材料（例えばＧｅＳｂＴｅ）または不可逆的変化可能材料（例えばＴｅＰｄＯ）の層を記録層として形成する。
【００２９】
このような基板を２つ貼り合わせる。通常は、記録層が配置された側の面が貼り合わせ面となる。この場合、２つの基板が上述のような凹凸及び金属薄膜、並びに場合により、可逆的変化可能な材料または不可逆的変化可能材料の層を有するものであってもよい。この場合、基板同士は、同じ材料及び構造を有するものであってもよいし、異なる材料あるいは構造の基板同士であってもよい。ＲＯＭ型の場合、通常は、貼り合わせる一対の基板において、少なくとも凹凸、従って、記録層の構造が異なっている。他の型の場合では、フォーマット・データに対応する箇所を除いて、双方の基板の少なくとも凹凸、従って、記録層の構造が同じであってよい。別の態様では、一方がそのような凹凸及び金属薄膜を有する基板で、他方は凹凸も金属薄膜も有さない、単なる樹脂からできた平坦な両主表面を有するディスク形状の基板であってもよい。保護膜は、存在しなくても、あるいは少なくとも一方の基板が有してもよい。
【００３０】
基板の形状は、通常の光ディスクに用いる場合は、薄い円板状であり、中央部に円形の開口部を有する。また、通常一方の基板は、開口部の周囲にリブを有する。貼り合わせた基板の利用目的によっては円板以外の形状であってもよく、また、貼り合わせた後で基板の形状を加工することも可能である。
貼り合わせるために、基板同士を積層する場合には、金属薄膜が内側に位置する、即ち、貼り合わせ面に近い側に位置するように対の基板を配置する。
【００３１】
〔基板の成形工程〕
基本的には、通常の光ディスク用基板と同様の成形装置及び成形方法が採用される。成形方法及び装置として、射出成形法及び射出成形装置が用いられる。射出成形装置では、金型は上下あるいは左右に配置された一対の金型部分から構成され、この金型部分の間に、基板の外側形状に対応する形状のキャビティを形成する。基板には、前記した記録情報用の微細な凹凸を構成するピット（ＲＯＭ型の場合）またはランド及びグルーブ（ＲＡＭ型またはＲ型の場合）が設けられるので、キャビティの片面には、基板の微細な凹凸構造に対応する微細な凹凸形状を有する。
【００３２】
射出成形では、高温に加熱溶融された樹脂材料を高圧で金形型のキャビティに射出供給する。射出圧力及び射出温度等の形成条件は、通常の光ディスク用の基板の製造における条件と同様であってよい。金型内に射出供給された溶融樹脂の流れを良好にするため、金型は所定の温度に加熱されている。後述するように、金型の加熱温度を調節することで、成形される基板の形状精度及び反り量を制御することができる。
【００３３】
基板の表側の面を形成する金型部分の温度と、基板の裏側の面を形成する金型部分の温度との温度差を６℃以上、１０℃以下（好ましくは、７℃〜９℃）の範囲に設定して基板を成形することにより、最終的に製造される光ディスクの反りを少なくすることができることが見出された。また、この温度差を０℃以上、６℃未満（好ましくは、２℃〜５℃）の範囲に設定しておくと、製造直後の光ディスクの反りは、前記温度差６℃以上、１０℃以下の場合よりも若干増えるが、経時的な反りの増大を低く抑えることができることも見出された。
【００３４】
本発明の方法では、１対の基板を貼り合わせることによって光ディスクを製造するが、上述のように、これらの２つの基板はそれぞれ異なる成形機で製造し、その場合、成形機の金型温度を異なるようにするのが好ましいことが見出された。この場合において、金型温度の温度差は２℃〜６℃であるのが好ましく、３℃〜４℃であるのがより好ましい。
【００３５】
本発明の方法では、１対の基板を貼り合わせることによって光ディスクを製造するが、上述のように、光ディスクを構成する一対の基板を、第１及び第２の別々の成形機で成形して、その場合、両成形機の金型温度に差をつけておくことで、光ディスクの反り量の経時的変化を制御することができる。具体的な例では、１対の基板のうち、半透過性の金属薄膜を成膜する基板（形状的にはリブを有している）を成形する成形機の金型の温度を、他方の基板（リブを有しない）を成形する成形機の金型の温度よりも２〜６℃高くすることによって、光ディスクの経時的な反りの増大を低く抑えることができる。例えば、反り量の変化Δｔを±０．３°以内に抑えることができる。
【００３６】
〔金属薄膜の形成（成膜）工程〕
通常の光ディスクと同様に、薄膜形成手段を用いて反射膜となる金属薄膜を基板の表面に形成する。金属薄膜は、ピット等の微細な凹凸を有する基板の主表面に直接その上に、あるいは、凹凸上に設けた可逆的または不可逆的に変化可能な層の上に形成される。金属薄膜の材料は、金やアルミその他の通常の光ディスクに使用されている金属材料が用いられる。薄膜形成手段としては、真空蒸着、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）などが採用される。
【００３７】
〔待機処理〕
上述のように、金属薄膜を形成する前に待機処理を実施し、その後、成膜工程を実施する。通常、一定時間、例えば１〜６分の待機期間の待機処理が終了した後、成膜工程を実施する。この待機時間は、一般的に、成形された基板が成形機の金型から取り出された時点から始まり、成膜工程において金属薄膜の形成が開始されるまでの時間である。従って、例えば、成形工程から成膜工程への基板の移送に要する時間も待機時間に含まれ、従って、その間でも待機処理が実施される。
【００３８】
最終製品である光ディスクの反りを抑制するには、基板の温度とその周辺の環境の温度との差が５℃以下になるまで基板を降温させることが好ましい。この降温に要する時間として、少なくとも２分程度をとることが望ましい。このような基板の温度の降下はいずれの適当な手段によって確認してもよく、例えば赤外線式温度計を用いて測定できる。
【００３９】
成形直後の基板は、基板材料によっても異なるが、通常は７０〜１００℃程度の高温状態であり、待機処理によってそのような基板の温度を下げる。待機処理を実施する環境は、光ディスクの製造ラインの成形機の外部であり、製造ラインが配置されている部屋である。基板を降温させるには、環境温度中に放置しておくだけでもよいし、冷風を当てたり低温物体に接触させたりして強制的に降温させることもできる。但し、急激な冷却による熱応力や熱歪みの発生は避けなければならない。このように、待機処理を実施するが、その環境の温度は、一般的には１５℃〜３５℃であり、通常は常温（２０℃〜２５℃）程度である。
【００４０】
また、待機処理においては、基板の吸湿量が０．１重量％（水分を含まない乾燥した基板の重量基準）を越えない、好ましくは０．０８重量％を越えない、より好ましくは０．０５重量％を越えないようにする。吸湿量の増大を抑えるには、成形工程から待機処理を経て成膜工程に至る環境の湿度調整を行うことができる。例えば、これらの工程の間で移送経路をトンネル状の閉鎖空間にしておいて、空間内の湿度を調整することもできる。吸湿量が少ないほど光ディスクの反り変形は抑制される。
【００４１】
基板が、上述のような吸湿量を維持しながら、環境の温度と同じか、あるいはそれより少し高い程度まで降温していれば、基板の熱変形や熱応力を原因とする反り変形が抑えられる。環境の温度より基板温度が高過ぎる状態、または吸湿量が多過ぎる状態で成膜工程を実施すると、製造された光ディスクの反り角のバラツキが大きくなってしまう。一般的には、温度２０℃〜３５℃、相対湿度１０％〜６０％の環境で待機処理を実施するのが好ましく、このような環境では、１分〜６分の待機時間で吸湿量及び温度差を上記範囲にすることができる。
【００４２】
別の表現をすれば、本発明において、待機時間は、成形された基板が上記温度範囲に降温すると同時に、吸湿量も上記量以下となる程度の時間に設定される。成形工程から成膜工程までの待機時間が短か過ぎると、十分に降温していない基板に成膜が行われることになり、成膜時に基板の変形が起こり易く、特に成膜時に熱が加わる場合は、基板の熱変形が起こり、製造された光ディスクに反りが生じ易い。
【００４３】
また、待機時間が長過ぎる、例えば４０分を越えると、基板の吸湿量がばらついて、反り変形が生じ易くなることがある。待機時間として、従来のアニール処理のように数時間〜２４時間に及ぶ十分に長い時間をとれば、吸湿量は一定になり、吸湿に伴う反り変形のバラツキは解消するが、作業能率が悪くなる。また、長時間にわたる待機時間の間の環境の温度及び／または湿度の変動によって、光ディスクの反り変形にバラツキが生じることもある。
【００４４】
本発明において、所定の待機時間を設定するには、成形工程から成膜工程に至る基板の移送時間を調整すればよい。例えば、基板の移送手段となるコンベアの速度や長さを調整することで、待機時間を変更することができる。別法では、成形工程及び成膜工程を一定のサイクルで連続的に実行するとともに、成形工程と成膜工程の間で、基板を一時的に滞留させて、その間に、待機処理を実施する一時的待機手段を備えておくことができる。
【００４５】
〔一時的待機手段〕
具体的な１つの態様では、成形工程から成膜工程へと基板を移送するコンベアの途中に、コンベア上を走行する基板をコンベアから取り出して別の場所に積み重ねる、あるいは並べて置き、所定時間の経過後に、取り出した基板を再びコンベア上に戻して成膜工程へと送り込む装置を採用できる。
【００４６】
このような一時的待機手段を備えると、待機時間を調整するために移送コンベアの速度や長さの設定を変更する手間がかからない。待機時間が長くなっても、移送コンベアが長大になったり、設備スペースが増えたりすることがない。
【００４７】
〔基板の接合工程〕
成膜工程後、一対の基板を接着剤を介して貼り合わせる。それには通常の光ディスクの製造の場合と同様の処理方法及び処理装置が用いられる。
【００４８】
接着剤としては、貼り合わせる基板の材質、光ディスクの使用条件（例えば使用箇所（例えば車載用）、使用環境温度、使用目的（例えばオーディオ用）等）に応じて、種々の光硬化型の接着剤が用いられる。特に、ＤＶＤ用光ディスクでは、紫外線硬化型の透明接着剤を用いるのが好ましい。紫外線以外の波長の光で硬化する接着剤も使用できる。１対の基板の片方または両方に、通常の塗布手段や塗工手段を用いて接着剤を供給し、基板同士を重ね合わせたあと、紫外線等で硬化させればよい。尚、貼り合わせは、金属薄膜または凹凸を有する基板の主表面が内側に位置するように、２つの基板の双方が金属薄膜または凹凸を有する場合には、双方の金属薄膜または凹凸を有する基板の主表面が内側に位置する（即ち、対向する）ように行う。
【００４９】
好ましい貼り合わせ方法として、以下の方法を適用できる：
一対の基板を比較的狭い間隔をあけた状態で対向させて保持しておき、その間隙に接着剤の吐出ノズルを差し込み、吐出ノズルから接着剤を吐出しながら１対の基板をその面に垂直な軸の回りで回転させることによって間隙内に接着剤を環状に配置する。その後、基板間の間隙を狭めるとともに、さらに両基板を回転させることで、環状の接着剤が半径方向に拡がり、基板の間隙を薄い接着剤層で埋めることができる。
【００５０】
接着剤層を光硬化させるには、通常は、平坦な載置台上に水平状態で置かれた基板対の上方に光照射ランプを配置しておき、光照射ランプから照射される光を上面側の透明な基板材料、及び存在する場合には半透明な金属薄膜を通過させて接着剤層に到達させて接着剤の光硬化を行う。このような貼り合わせ方法は、先に引用した国際公開第ＷＯ９７／３５７２０号等で具体的に詳しく開示されている。
【００５１】
〔その他の工程〕
一対の基板が接着剤で貼り合わせられると、本発明の光ディスクは完成するが、光ディスクの形状及び寸法を検査したり、必要なデータ情報が記録されているか等を検証したりする検査工程を行うことができる。光ディスクの表面の内、情報読み取りに支障のない面あるいは部分に印刷で文字等を表記する工程を加えることもできる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明の光ディスクは、例えば図１に示ように、成形工程（１）、成膜工程（２）及び接合工程（３）から成る製造ライン１００に基づいて製造される。図示した態様では、ＲＯＭ型の光ディスクを製造する。
【００５３】
成形工程（１）では、射出成形装置を用いてドーナッツ円板状の基板ｄ１及びｄ２を成形する。基板ｄ１及びｄ２の片側主表面には、記録すべき情報に対応する微細な凹凸を構成するピットが成形されている。基板ｄ１及びｄ２の一方については、表面に凹凸のない平滑なものが用いることも可能である。
【００５４】
成膜工程（２）では、真空蒸着装置などの薄膜形成手段を用いて、基板ｄ１及びｄ２の表面に金属薄膜を形成する。例えば、基板ｄ１には金、基板ｄ２にはアルミニウムの薄膜を形成することができる。片面記録である場合、片方の基板について成膜を行わない場合もある。
【００５５】
接合工程（３）は、基板ｄ１及びｄ２を接着剤ｇで貼り合わせて、光ディスクＤを製造する。この工程は、（i）接着剤の供給、（ii）基板の積層及び（iii）接着剤の硬化のサブステップから成る。
【００５６】
まず、接着剤供給サブステップ（i）では、一対の基板ｄ１及びｄ２を、微細な凹凸を有し金属薄膜が形成された側の表面を対向させて、配置する。接着剤供給器Ｇの先端ノズルから接着剤ｇを吐出させながら、基板ｄ１及びｄ２を水平回転させることで、接着剤ｇが円環状に配置される。この時、上下の基板ｄ１及びｄ２の間隔を狭めておき、接着剤供給器ｇから吐出される接着剤ｇが上下の基板ｄ１及びｄ２に接触した状態で配置されるようにすれば、接着剤ｇが確実に配置され、次の積層サブステップで基板ｄ１及びｄ２の間に気泡が浸入したり、接着剤ｇの塗布ムラが生じたりすることが防げる。
【００５７】
積層サブステップ（ii）では、基板ｄ１及びｄ２を近づけるとともに水平回転させることで、間に介在する接着剤ｇが基板ｄ１及びｄ２の間で全面に薄く引き延ばされて、基板ｄ１及びｄ２を密着させて積層する。接着剤硬化サブステップ（iii）では、基板ｄ１及びｄ２の積層体の片面側から紫外線照射ランプＬで紫外線を照射し、透明な基板ｄ１を通過して接着剤ｇを紫外線硬化させる。接着剤ｇが硬化すれば、基板ｄ１及びｄ２が貼り合わせされた光ディスクが得られる。
【００５８】
〔製造装置〕
図２は、本発明の光ディスクの製造方法を実施できる光ディスクの製造装置を上から見た様子を模式的に示す。この装置は、成形部２０（及び２０’）、一時待機手段３０、成膜部４０及び接合部５０を備えている。各工程部は、右方向に走行する移送コンベア１０に沿って配置されている。
【００５９】
成形部２０及び２０’は、移送コンベア１０の上流側で移送コンベア１０の両側にそれぞれ配置されている。成形部２０及び２０’は２系列の射出成形装置から構成され、基板ｄ１及びｄ２を連続的に成形する。成形された基板ｄ１及びｄ２は、旋回運動する搬送アーム２２によって、移送コンベア１０上に交互に供給される。移送コンベア１０上では、基板ｄ１と基板ｄ２とが交互に並んで移送される。
【００６０】
成形部２０及び２０’と成膜部４０の間に配置された一時待機手段３０は、十字状の旋回アーム３２の作動により、移送コンベア１０上を移送される基板ｄ１及びｄ２を、移送コンベア１０の側方に配置された待機台３４に移す。待機台３４では、基板ｄ１及びｄ２が順次積み重ねられていく。待機台３４で一定時間を待機させられた基板ｄ１及びｄ２は、再び旋回アーム３２の作動によって移送コンベア１０上に戻される。基板ｄ１及びｄ２が待機台３４上に置いておかれる時間を調整することで、待機時間を変更することができる。
【００６１】
成膜部４０では、移送コンベア１０上を移送される基板ｄ１及びｄ２を順次、往復アーム４２で取り入れ、それぞれの基板ｄ１及びｄ２に対応する金属薄膜を形成して、再び移送コンベア１０上に戻す。金属薄膜として、金及びアルミを用いる場合、成膜部４０にはそれぞれの金属に対応する薄膜形成機構を備えておく。成膜工程が完了し、移送コンベア１０の下流まで運ばれた基板ｄ１及びｄ２は、旋回アーム１２の作動により接合部５０に送り込まれる。
【００６２】
接合部５０では、基板ｄ１及びｄ２の対向保持、接着剤供給器Ｇによる接着剤ｇの供給、基板ｄ１及びｄ２の積層及び接着剤の引き延ばし、紫外線ランプＬによる硬化処理などが行われ、光ディスクＤが得られる。
得られた光ディスクＤは、回収コンベア６０に載せられて運ばれる。
【００６３】
〔静電気除去装置〕
上記製造装置において、基板ｄ１及びｄ２に静電気が溜まることを防止する静電気除去装置を備えておくことができる。特に、成形工程から待機処理を経て成膜工程に至る経路では、上述するように基板ｄ１及びｄ２の吸湿量を少なくすることが好ましい。そのためには基板ｄ１及びｄ２を乾燥状態にしておくことが好ましいが、乾燥状態の基板ｄ１及びｄ２は静電気が発生し易い。基板ｄ１及びｄ２に静電気が溜まると、表面に塵埃が付着する。そのままで貼り合わせられると、記録の書き込み読み取りに支障が出る。そこで、基板ｄ１及びｄ２に溜まる静電気を除去すれば、静電気に起因する上記問題が解消できる。静電気除去装置を移送コンベア１０に備えておけば、製造工程中の基板ｄ１及びｄ２に対して効果的に静電気除去が行える。
【００６４】
〔射出成形装置〕
金型を断面図で示した射出成形装置２０を模式的に図３に示す。この装置２０を用いて、基板ｄ１及びｄ２を射出成形により成形する。
ホッパ２１０に蓄えられた樹脂チップが、スクリューシリンダ２２０内で混練されながら加熱溶融される。射出シリンダ２３０に供給された溶融樹脂は、高速かつ高圧で金型２４０に供給される。
【００６５】
金型２４０は、一対の上側金型部分２４２及び下側金型部分２４４から成る対の金型部分により構成される。金型部分２４２及び２４４には図示しないヒータ等の加熱手段を備えており、金型部分２４２及び２４４をそれぞれ所定の温度に加熱しておくことができる。両金型部分２４２及び２４４の間には、基板ｄ１又はｄ２の形状に対応する円盤状の空間からなるキャビティ（または空隙）２４６が規定されている。
【００６６】
〔成形後の吸湿量及び反りの変化〕
図４に示すグラフは、上述の射出成形装置で成形したＤＶＤ用光ディスクの製造に用いる基板ｄ１及びｄ２（ポリカーボネート製）の経時的な吸湿量の変化を表している。また、成形から成膜までの間の待機処理の待機時間の違いによって、製造された光ディスクに生じる製造直後の反り角（チルト角）の変化を表している。
【００６７】
尚、基板は、金型温度９０℃にてポリカーボネートから成形し、成形後、２３℃、相対湿度５０％の環境に保持した。グラフ中の、△は光ディスクの中心から５８ｍｍの位置における反り角であり、□は光ディスクの中心から４０ｍｍの位置における反り角であり、○は光ディスクの中心から２３ｍｍの位置における反り角である。反り角は、市販の光学式のディスクの変形量測定装置を使用してＤＶＤ Specificationsに基づいて測定した。吸湿量は、基板の重量変化により測定した。
【００６８】
図４から明らかなように、基板ｄ１及びｄ２の吸湿（破線）は、成形直後から急激に増え、その後も時間とともに増加する。反り角は、待機時間が長くなるにつれて大きな振れ幅で変動しているが、約４０００sec （７０分）程度を越えると、変動幅が小さくなり、比較的滑らかな変化をし、その後ほぼ一定の値に近づいていく。
【００６９】
従来技術におけるアニール処理は、このような反り角の変化が安定してくる状態まで成形後の基板ｄ１及びｄ２を放置したあと、成膜工程を行うことによって光ディスク毎の反りのバラツキを抑えていた。
【００７０】
本発明では、基板ｄ１及びｄ２の吸湿量は０．１重量％以下に保持するが、そのためには待機時間が約１〜４０分（６０〜２４００sec ）の範囲内に設定すればよいことが判る。この場合は、反り角の絶対値がそれほど大きくない。本発明の特に好ましい態様では、吸湿量は０．０５重量％以下に保持するが、そのためには待機時間が約２〜６分（１２０〜３６０sec）の範囲内に設定すればよいことが判る。この場合は、反り角の変動が生じるまでに成膜を行うことになり、反り角のバラツキも少なくなる。
【００７１】
〔環境試験〕
図５は、本発明の製造方法（待機時間４分）により製造した光ディスクと、２４時間時間のアニール処理を行う従来の製造方法で製造された光ディスクとについて、ディスクを製造した後の長期における経時的な反りの変化を、加速環境（８０℃、相対湿度８５％、４日に相当）下の環境試験で評価した結果を示す。ディスクは、先の吸湿量の変化を測定した場合と同様のディスクを使用した。尚、基板の待機処理またはアニール処理は、２３℃、相対湿度５０％の環境中に保持することにより実施した。基板は、待機処理が終了後において２６℃であり、吸湿量は、０．０４重量％であった。また、基板は、アニール処理が終了後において２３℃であり、吸湿量は、０．２１重量％であった。
【００７２】
図５（ａ）は、本発明の製造方法で得られた光ディスクの反り角を示す。成形工程と成膜工程との間の待機時間は４分であった。尚、１０枚のディスクについて試験前後の反り角の差を測定したところ、その平均値Δｔは−０．５４°であった。図５（ｂ）は、成形後に従来のアニール処理（２４時間）を行ってから成膜を行った光ディスクの反り角を示す。１０枚のディスクについて試験前後の反り角の差を測定したところ、その平均値Δｔは−０．４６°であった。
【００７３】
従って、図５（ａ）及び（ｂ）の試験結果を対比すると、環境試験の前後における反り角の変化は、従来のアニール処理と本発明の短時間の待機処理との間では、実用的な観点からでは実質的な違いは認められなかった。しかしながら、従来のアニール処理と本発明の待機処理の時間を考えると、本発明の方法では１／２００以下の時間しかかかっておらず、本発明の方法では、生産能率が遥かに向上することが実証された。
【００７４】
〔成形型温度の調節〕
上述の基板の成形工程における金型温度または金型部分温度を変えた場合に、それが最終的に製造される光ディスクの反りに与える影響について、上述の環境試験による経時的な反り角の変化により評価した。尚、待機処理の環境は、温度２５℃、相対湿度３８％であり、待機時間は４分であり、それによって、基板は、２８℃となり、その吸湿量は、０．０４重量％であった。
【００７５】
＜上下の金型部分の温度差＞
図３に示す射出成形装置で、基板ｄ１を成形する際の上側金型部分２４２の温度と下側金型部分２４４の温度を変えた。成形工程と成膜工程との間の待機時間は４分であった。
【００７６】
試験例１、２について、それぞれ１５個のサンプルを製造し、先と同様の環境試験に供した。その結果を、図６及び表１に示す。表１において、Δｔは試験前後の反り角の差の平均値を表す。尚、基板はポリカーボネート製である。
【００７７】
【表１】

【００７８】
上記試験の結果、基板ｄ１及びｄ２を成形する金型部分２４２、２４４の温度差を小さくした試験例１（図６（ａ））と、温度差が通常の成形条件である試験例２（図６（ｂ））を対比すると、環境試験開始前の反り角は、金型部分の温度差が大きい試験例２のほうが小さくなっている。
【００７９】
環境試験前後の反り角の変化量Δｔは、金型部分の温度差が小さい試験例１のほうが試験例２よりも小さくなっている。図６の各グラフにおける直線の傾きをみると、試験例１が試験例２よりも傾きが小さくなっている。このことは、金型部分の温度差を小さくすることで、経時的な反り角の変動を抑えることが出来ることを示している。
【００８０】
従って、光ディスクの製造時点における反り変形を少なくするには、金型部分の温度差をある程度つけておいたほうが良いし、経時的な反り変形の変化を少なくするには、金型部分の温度差が小さい（例えば２℃〜５℃の範囲内）ほうが好ましいことが判る。通常は、製造時点における反り変形が規格条件を満足していれば、経時的な反り変形の変化が少ないほうが好ましいので、金型部分の温度差を小さくする（例えば２℃〜５℃の範囲内）ことが好ましい。
【００８１】
＜一対の基板を異なる成形機で成形する場合の金型の温度差＞
一対の基板ｄ１及びｄ２を成形するそれぞれの成形機２０及び２０’において、それぞれの成形機の金型温度（＝上側金型部分の温度及び下側金型部分の温度の算術平均値）間の相違が光ディスクの反りに与える影響を評価した。なお、基板ｄ１は、半透過膜を成膜する基板であり、形状的にはリブを有している。基板ｄ２は、透過性を有しない膜を成膜する基板であり、形状的にはリブを有していない。
【００８２】
尚、温度差ΔＴは、下式で計算される。
ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２ …（１）
Ｔ１＝（Ｔ１１＋Ｔ１２）／２ …（２）
Ｔ２＝（Ｔ２１＋Ｔ２２）／２ …（３）
ここで、
Ｔ１：基板ｄ１用成形機における上側金型部分温度Ｔ１１と下側金型部分温度Ｔ１２との算術平均値
Ｔ２：基板ｄ２用成形機における上側金型部分温度Ｔ２１と下側金型部分温度Ｔ２２との算術平均値
である。
【００８３】
評価は、得られた基板を用いて光ディスクを製造し、それについて先に説明した環境試験を実施して評価した。反り角の評価結果を、図７及び表２に示している。上側金型部分温度と下側金型部分温度との差は６℃であった。尚、待機処理の環境は、温度２５℃、相対湿度３８％であり、待機時間は４分であり、それによって、基板は、２８℃となり、その吸湿量は、０．０４重量％であった。
【００８４】
【表２】
試験例１２３４５
第１成形機金型温度Ｔ１（℃） 87 89 91 89.5 90.5
第２成形機金型温度Ｔ１（℃） 89 89 89 83.5 83.5
温度差ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２（℃） -2 0 +2 +6 +7
反り角の変化量Δｔ（°） -0.72 -0.52 -0.25 +0.19 +0.44
【００８５】
以上の結果、環境試験前後の反り角の変化量Δｔは、成形機間の金型温度の差に依存して変化しており、金型温度差を適切に設定する（例えば、２℃〜６℃にする）ことによって、経時的な反り変形を少なくできることが判る。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の光ディスクの製造方法及び装置によれば、製造プロセス、特に成形工程から成膜工程までの処理条件を原因として発生する光ディスクの反り変形を効果的に防止して平面度の高い光ディスクが製造できるとともに、製造の作業能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光ディスクの製造方法の工程を模式的に示す工程図である。
【図２】図２は、本発明の光ディスクの製造装置を上から見た様子を模式的に示す平面構造図である。
【図３】図３は、本発明の光ディスクの製造装置の成形部を模式的に示す一部断面立面図である。
【図４】図４は、基板の成形後の経時的な吸湿量及び反り角の変化を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、光ディスクの環境試験結果を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、光ディスクの別の環境試験結果を示すグラフである。
【図７】図７、光ディスクの更に別の環境試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…移送コンベア、２０，２０’…成形部、３０…一時待機手段、
４０…成膜部、５０…接合部、６０…回収コンベア、２４０…金型
２４２，２４４…金型部分、２４６…キャビティ
Ｄ…光ディスク、ｄ１，ｄ２…基板、ｇ…接着剤、Ｌ…硬化ランプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an optical disc, particularly a bonded optical disc, and a method for manufacturing a substrate to be bonded to manufacture such an optical disc. Such an optical disk includes, for example, an optical disk for DVD (Digital Video Disk).
[0002]
[Prior art]
As a DVD optical disk, it is known to manufacture a single optical disk having a plurality of recording layers by bonding a plurality of substrates each having a recording layer. Such a method and an apparatus for the same are disclosed in, for example, International Publication No. WO 97/35720, and the description suitable for the present invention described below is incorporated herein by reference. Constitute.
[0003]
Specifically, for example, an optical disc can be manufactured by the following method:
(1) The same or different substrate (usually a circular substrate, which is manufactured in advance by injection molding of a transparent resin, has fine irregularities on one side main surface, and has a metal thin film such as gold or aluminum formed thereon. A pair of circular openings may be provided in the center)
(2) A pair of substrates is held with a gap between the substrates so that the metal thin films face each other,
(3) An adhesive, for example, an ultraviolet curable adhesive, is supplied to the gap to spread it across the gap to obtain a laminate of substrates.
(4) A pair of substrates is bonded (or bonded) with an adhesive by curing the adhesive.
[0004]
To read data (or information) recorded on an optical disc or write data to the optical disc, the optical disc is irradiated with laser light having a predetermined wavelength from the outer peripheral portion or the inner peripheral portion while rotating the optical disc at high speed. And pass through the substrate. Since the density of the data recorded on the recording layer or the data to be recorded is very high, it is necessary to irradiate a predetermined position of the optical disc with a laser beam. At this time, if the flatness of the entire optical disk is poor, it is impossible to irradiate with the focal point of the laser beam at a predetermined position, and errors are likely to occur when reading or writing data. Therefore, when manufacturing the optical disc, the optical disc as the final product is warped, and the presence of deformation such as distortion is suppressed, and the occurrence of such deformation is also suppressed after manufacturing, resulting in an improvement. It is desired that the flatness can be maintained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of repeated investigations on deformations that occur in optical discs against the background described above, one possibility is that the deformations are caused by the following mechanism:
Deformation that occurs in an optical disc is the result of deformation over time that occurs in a resin molded substrate. In particular, a substrate in a dry state at a high temperature immediately after molding easily absorbs moisture from the surrounding environment of the substrate, and as a result, the substrate deforms as the substrate absorbs moisture.
[0006]
Therefore, after the molded substrate is left in a predetermined environment for a sufficiently long period of time, after the moisture absorption amount of the substrate reaches a stable state at a constant value, a film forming process for forming a metal thin film on the substrate is performed. A method has been proposed. The leaving of the substrate is sometimes referred to as “annealing”, and is usually left for several hours to 24 hours.
[0007]
However, when an optical disk is to be produced in large quantities, it is very inefficient to perform annealing that takes a long time in the middle of the production line. In order to perform the annealing treatment, a large space is required for temporarily storing a large number of substrates after the substrates are taken out of the molding machine. If the environment in which the substrate is stored changes during the annealing process, the effect of the annealing process varies. In addition, it takes a long time from the start of the formation of the substrate until a completed optical disk is obtained.
[0008]
Furthermore, there are warpages that increase over time after the optical disk is manufactured, and warpages that occur depending on the use environment of the optical disk. When an optical disc is manufactured, it is confirmed that the amount of warpage of the optical disc is within a predetermined range by various product inspections. The amount of warpage may increase, which may adversely affect the writing or reading of data. This is presumably because warping is additionally caused by internal stress, distortion, and the like built in the optical disk at the time of manufacture being released over time or due to the use environment.
[0009]
In view of the above, in the production of a bonded optical disc, the present invention is to solve the problem of efficiently producing an optical disc having good flatness by suppressing the occurrence of warpage during production and over time. This is a problem.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect, the present invention provides a method for producing a bonded optical disc, the method comprising:
(1) a step of molding a pair of substrates from a transparent resin, at least one of which has irregularities on one side main surface;
(2) forming a metal thin film on the one-side main surface having the unevenness; and
(3) A step of laminating a pair of substrates so that the metal thin film is located inside and bonding (or bonding) the substrates with an adhesive supplied between the substrates.
After the step (1), the substrate is cooled until the moisture absorption amount of the substrate is 0.1% by weight or less and the temperature difference between the molded substrate and the environment is 5 ° C. or less. Step (2) is performed after the processing is performed.
[0011]
In the present invention, at least one of the pair of substrates has fine unevenness on one side main surface. That is, only one substrate may have such irregularities on one side main surface, but usually both substrates have such irregularities on each one side main surface. In the case of a read-only type (that is, ROM type) optical disc, the irregularities are pits and projections corresponding to data to be recorded, and are of a rewritable type (that is, RAM type) or a write-once type (that is, R type). In the case of an optical disc, the irregularities correspond to lands and grooves. In any type of optical disk, one or both main surfaces of one or both sides of the substrate may include irregularities corresponding to format information inherently necessary for the use of the optical disk.
[0012]
The metal thin film is a light-reflective film formed on the one-side main surface of the substrate having unevenness, and this film may be a film that is semi-transmissive (that is, semi-transparent) to light. For example, it is formed by sputtering gold or aluminum. This metal thin film functions as a reflective layer that reflects the laser light applied to the optical disk. When both the substrates have irregularities, a metal thin film is formed on the one-side main surface having the irregularities of each substrate.
[0013]
In the type of optical disk in which laser light is irradiated from one side of the optical disk, the metal thin film formed on one substrate is translucent. In an optical disc of a type that irradiates laser light from both sides of the optical disc, the metal thin film formed on both substrates may be opaque to the light. When only one substrate has irregularities, it is sufficient to form a metal thin film on the main surface on one side having the irregularities of one substrate, and it is not necessary to form a thin film on the other substrate.
[0014]
In the case of a read-only optical disk, the metal thin film is combined with the unevenness of the substrate to reflect the laser beam irradiated corresponding to the pre-recorded data. Therefore, in this sense, in the case of a read-only optical disc, the metal thin film can be called a recording layer.
[0015]
Further, as is well known, in the case of a rewritable or write-once optical disc, a laser beam irradiated with a metal thin film together with unevenness of the substrate and a reversibly or irreversibly changeable layer separately provided thereon. The data to be written is recorded by light, and the data recorded in advance by the irradiated laser light is read together with the unevenness of the substrate and the reversibly or irreversibly changed layer provided thereon. As described above, in the case of the rewritable or write-once optical disc, the unevenness, the reversibly or irreversibly changeable layer and the metal thin film are involved in the data writing and reading functions, but are mainly reversible or irreversible. Since a layer that can be changed in this manner acts on this function, a layer that can be changed reversibly or irreversibly can be called a recording layer.
[0016]
Therefore, in the case of a rewritable or write-once optical disc, a layer that can be reversibly or irreversibly changed is formed on the main surface of one side of the substrate having irregularities, and a metal thin film is further formed thereon. Therefore, in the optical disk manufacturing method of the present invention, in order to manufacture a rewritable or write once optical disk, such a reversible or irreversible process is performed after the standby process and before the step (2) is performed. An additional step of providing a variable layer is performed. In other words, in the step (2) of forming the metal thin film, before forming the metal thin film, a layer that can be reversibly or irreversibly changed is provided on the one-side main surface of the substrate having irregularities, and then, This is a step of forming a metal thin film. Of course, in the case of a read-only type optical disc, such an additional step is unnecessary.
[0017]
Also in this specification, the term recording layer is used in the above-mentioned meaning, and therefore the elements corresponding to the recording layer differ depending on the type of the optical disc. Hereinafter, the present invention will be described mainly with reference to a read-only optical disk. In the case of a rewritable or write-once optical disk, a reversibly or irreversibly changeable layer is formed before the metal thin film is formed. Except for the additional things to do, there is substantially no difference, and the reversibly or irreversibly changeable layer can be formed by conventional methods.
[0018]
In one embodiment, the standby treatment of the present invention is performed so that the moisture absorption preferably does not exceed 0.08% by weight, more preferably 0.05% by weight. In this specification, the moisture absorption is based on the dry state of the substrate (so-called dry base). In another aspect, the standby treatment of the present invention is performed such that the temperature difference from the environment is preferably 5 ° C. or less, more preferably 3 ° C. or less. In a more preferred embodiment, the standby treatment is carried out so that the moisture absorption does not exceed 0.05% by weight and the temperature difference from the environment is 5 ° C. or less, which is, for example, a room temperature of 20 ° C. to 35 ° C., 10% This can be carried out by leaving the substrate taken out of the molding machine in an environment of ˜60% relative humidity for about 1 to 6 minutes.
The environment means a space where the substrate is subjected to standby processing, and the space is normally maintained at a predetermined temperature and humidity (for example, 25 ° C., relative humidity 30%). Further, the moisture absorption amount as described above may be measured by any appropriate method, for example, by measuring the weight change of the molded substrate in a predetermined environment.
[0019]
In a second aspect, the present invention relates to a method for manufacturing a bonded optical disk by bonding a first substrate formed by a first molding machine and a second substrate formed by a second molding machine as a pair of substrates. Because
(1) A step of forming a first substrate and a second substrate, which are a pair of substrates, having at least one of the main surfaces on one side from a transparent resin by a first molding machine and a second molding machine, respectively,
(2) forming a metal thin film on the one-side main surface having the unevenness; and
(3) A step of laminating a pair of substrates so that the metal thin film is located inside and bonding (or bonding) the substrates with an adhesive supplied between the substrates.
And providing a temperature difference of 2 ° C. to 6 ° C. between the mold temperature of the first molding machine and the mold temperature of the second molding machine. In the manufacturing method according to the second aspect, the standby processing according to the first aspect is performed in a preferable aspect.
[0020]
Here, the mold temperature refers to a process for manufacturing a substrate by injecting and molding a molten transparent resin into a cavity (or void) of a mold composed of a pair of mold halves (mold half). Mean the arithmetic average temperature of the temperature of the pair of mold parts defining the cavity corresponding to the substrate. Usually, in a bonded optical disc, one of a pair of substrates has ribs (or stack ribs) and the other has no ribs, but the mold temperature of a molding machine for molding a substrate having ribs is increased. Is preferred.
[0021]
In a third aspect, the present invention is a method of manufacturing a substrate for an optical disk by injection molding in which a molten transparent resin is supplied to a cavity in a mold, and a pair of mold halves that define the cavity. The temperature is different from 0 ° C. to 6 ° C. The substrate manufactured by this method is preferably used in the optical disk manufacturing method of the first or second aspect described above.
[0022]
In a fourth aspect, the present invention includes (a) a molding part for resin-molding a substrate, (b) a film-forming part for forming a metal thin film on the surface of the substrate by a thin-film forming means, and (c) a pair of substrates. Also provided is an apparatus for manufacturing an optical disc by bonding a pair of substrates with an adhesive, each of which has a joint portion bonded via an adhesive,
The substrate includes a temporary standby unit that is sent from the molding unit through the film forming unit to the bonding unit by a transfer unit, and holds the substrate between the molding unit and the film forming unit for a predetermined time. This standby means has a predetermined environment and performs the above-described standby processing. At least one of the forming portions forms a pair of substrates having irregularities on one side main surface, and the film forming unit forms a metal thin film on the one side main surface of the substrates having irregularities.
[0023]
In the present invention, except for performing standby processing, forming a pair of substrates with different mold temperatures, and providing a temperature difference in the mold part at the time of molding, an optical disc or substrate manufacturing method is As exemplified below, including the formation of the substrate, the formation of the metal thin film, and the bonding (or bonding) of the substrates, it can be carried out by a known method using a known material and apparatus under known conditions.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the constituent elements of the optical disc, the manufacturing method of the optical disc, the substrate for forming the optical disc, and the manufacturing method thereof will be described in more detail.
[0025]
〔optical disk〕
The present invention is directed to the manufacture of various optical discs of ROM type, RAM type and R type. For example, in addition to DVD, among various optical disks such as CD (Compact Disk), PD (Phase change Disk), and LD (Laser Disk), a bonded type optical disk configured by bonding a plurality of substrates is targeted. . Such a bonded optical disc may have a single recording layer, and generally has two recording layers.
[0026]
〔substrate〕
The substrate used for manufacturing the optical disk of the present invention is manufactured by appropriately combining materials such as a synthetic resin and a metal thin film in accordance with the purpose of use of the optical disk. In the case of an optical disk for DVD, the substrate is molded from a transparent resin such as polycarbonate resin, and the main surface on one side of the substrate corresponds to data to be recorded or predetermined fine irregularities corresponding to lands and grooves as described above. Have At least one of the pair of substrates has a one-side main surface having irregularities.
[0027]
A metal thin film is formed on the main surface having such irregularities on the substrate. This metal thin film is a metal layer that reflects the laser light applied to the optical disk, and is formed of a metal such as gold, aluminum, or silicon, and can be formed by a method such as sputtering. The formed metal thin film is opaque or translucent to light. A protective film (for example, a zinc sulfide layer) may be formed on the surface of the metal thin film as necessary.
[0028]
In the case of a read-only optical disk, the above-described substrate is used. However, a write-type or write-once optical disk is formed on a main surface of a substrate having irregularities before forming a metal thin film. A layer of a reversibly changeable material (eg GeSbTe) or an irreversible changeable material (eg TePdO) is formed as a recording layer.
[0029]
Two such substrates are bonded together. Usually, the surface on the side where the recording layer is arranged is the bonding surface. In this case, the two substrates may have irregularities and metal thin films as described above and optionally a layer of reversibly changeable or irreversible changeable material. In this case, the substrates may have the same material and structure, or may be substrates of different materials or structures. In the case of the ROM type, the pair of substrates to be bonded usually has at least unevenness, and thus the structure of the recording layer is different. In other types, except for the portion corresponding to the format data, at least the unevenness of both substrates, and thus the structure of the recording layer, may be the same. In another embodiment, one is a substrate having such irregularities and a metal thin film, and the other is a disk-shaped substrate having both flat main surfaces made of a resin and having neither irregularities nor a metal thin film. Good. The protective film may not exist, or at least one of the substrates may have the protective film.
[0030]
When the substrate is used for a normal optical disk, it is a thin disk and has a circular opening at the center. Also, one substrate usually has ribs around the opening. Depending on the purpose of use of the bonded substrates, the substrate may have a shape other than a circular plate, and the substrate shape may be processed after bonding.
When the substrates are stacked for bonding, the pair of substrates are arranged so that the metal thin film is positioned inside, that is, positioned closer to the bonding surface.
[0031]
[Substrate molding process]
Basically, a molding apparatus and a molding method similar to those of a normal optical disk substrate are employed. As the molding method and apparatus, an injection molding method and an injection molding apparatus are used. In the injection molding apparatus, the mold is composed of a pair of mold parts arranged vertically or horizontally, and a cavity having a shape corresponding to the outer shape of the substrate is formed between the mold parts. Since the substrate is provided with pits (in the case of ROM type) or lands and grooves (in the case of RAM type or R type) that constitute the fine irregularities for recording information described above, the fine surface of the substrate is formed on one side of the cavity. A fine concavo-convex shape corresponding to a rough concavo-convex structure
[0032]
In the injection molding, a resin material heated and melted at a high temperature is injected and supplied into a mold cavity at a high pressure. The formation conditions such as the injection pressure and the injection temperature may be the same as those in the production of an ordinary optical disk substrate. In order to improve the flow of the molten resin injected and supplied into the mold, the mold is heated to a predetermined temperature. As described later, by adjusting the heating temperature of the mold, it is possible to control the shape accuracy and the amount of warpage of the substrate to be molded.
[0033]
The temperature difference between the temperature of the mold part that forms the surface on the front side of the substrate and the temperature of the mold part that forms the surface on the back side of the substrate is 6 ° C to 10 ° C (preferably 7 ° C to 9 ° C). It has been found that the warpage of the optical disk to be finally produced can be reduced by setting the substrate within the above range. Further, if this temperature difference is set in the range of 0 ° C. or more and less than 6 ° C. (preferably 2 ° C. to 5 ° C.), the warp of the optical disk immediately after production is 6 ° C. or more and 10 ° C. or less. It has also been found that the increase in warpage over time can be kept low, although it is slightly higher than in the above case.
[0034]
In the method of the present invention, an optical disk is manufactured by bonding a pair of substrates. As described above, these two substrates are manufactured by different molding machines, and in this case, the mold temperature of the molding machine is set. It has been found preferable to make them different. In this case, the temperature difference of the mold temperature is preferably 2 ° C to 6 ° C, more preferably 3 ° C to 4 ° C.
[0035]
In the method of the present invention, an optical disc is manufactured by laminating a pair of substrates. As described above, the pair of substrates constituting the optical disc is molded by the first and second separate molding machines, In that case, the time-dependent change in the warpage amount of the optical disk can be controlled by making a difference between the mold temperatures of the two molding machines. In a specific example, the temperature of a mold of a molding machine that molds a substrate (having ribs in shape) on which a semi-permeable metal thin film is formed out of a pair of substrates, By increasing the temperature of the mold of the molding machine for molding the substrate (without ribs) by 2 to 6 ° C., it is possible to suppress an increase in warpage of the optical disk over time. For example, the change Δt of the warp amount can be suppressed within ± 0.3 °.
[0036]
[Metal thin film formation (film formation) process]
Similar to a normal optical disk, a thin metal film is formed on the surface of the substrate using a thin film forming means as a reflective film. The metal thin film is formed directly on the main surface of the substrate having fine irregularities such as pits, or on a reversibly or irreversibly changeable layer provided on the irregularities. As the material for the metal thin film, gold, aluminum, or other metal materials used in ordinary optical disks are used. As the thin film forming means, vacuum deposition, CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), or the like is employed.
[0037]
[Standby processing]
As described above, the standby process is performed before the metal thin film is formed, and then the film forming process is performed. Usually, after completion of a standby process for a fixed time, for example, a standby period of 1 to 6 minutes, the film forming process is performed. This standby time generally starts from the time when the molded substrate is taken out from the mold of the molding machine and is the time until the formation of the metal thin film is started in the film forming process. Therefore, for example, the time required for transferring the substrate from the forming process to the film forming process is also included in the standby time, and thus the standby process is performed during that time.
[0038]
In order to suppress warping of the optical disc as the final product, it is preferable to lower the temperature of the substrate until the difference between the temperature of the substrate and the temperature of the surrounding environment is 5 ° C. or less. It is desirable to take at least about 2 minutes as the time required for this temperature decrease. Such a decrease in the temperature of the substrate may be confirmed by any appropriate means, and can be measured using, for example, an infrared thermometer.
[0039]
Although the substrate immediately after molding varies depending on the substrate material, it is usually in a high temperature state of about 70 to 100 ° C., and the temperature of such a substrate is lowered by standby processing. The environment in which the standby process is performed is outside the molding machine of the optical disc production line and is a room in which the production line is arranged. In order to lower the temperature of the substrate, it may be left alone in the ambient temperature, or it can be forcibly lowered by applying cold air or contacting a low-temperature object. However, the generation of thermal stress and thermal strain due to rapid cooling must be avoided. As described above, the standby process is performed, and the temperature of the environment is generally 15 ° C. to 35 ° C., and is usually about room temperature (20 ° C. to 25 ° C.).
[0040]
In the standby process, the moisture absorption amount of the substrate does not exceed 0.1% by weight (based on the weight of the dried substrate not containing moisture), preferably does not exceed 0.08% by weight, more preferably 0.05. Do not exceed% by weight. In order to suppress the increase in the amount of moisture absorption, it is possible to adjust the humidity of the environment from the molding process through the standby process to the film forming process. For example, the humidity in the space can be adjusted by making the transfer path a tunnel-like closed space between these processes. The smaller the moisture absorption, the more the warp deformation of the optical disk is suppressed.
[0041]
If the substrate is cooled to the same level as the temperature of the environment or slightly higher than that of the environment while maintaining the amount of moisture absorption as described above, warpage deformation caused by thermal deformation or thermal stress of the substrate can be suppressed. . If the film forming process is performed in a state where the substrate temperature is too high or the amount of moisture absorption is too high than the environmental temperature, the variation in the warp angle of the manufactured optical disc becomes large. In general, it is preferable to perform the standby treatment in an environment of a temperature of 20 ° C. to 35 ° C. and a relative humidity of 10% to 60%. In such an environment, the moisture absorption amount and the temperature can be obtained in a waiting time of 1 minute to 6 minutes. The difference can be in the above range.
[0042]
In other words, in the present invention, the waiting time is set to such a time that the molded substrate cools down to the above temperature range and at the same time the moisture absorption amount is equal to or less than the above amount. If the waiting time from the molding process to the film formation process is too short, film formation is performed on a substrate that has not sufficiently cooled down, and the substrate is likely to be deformed during film formation, and heat is applied particularly during film formation. In this case, thermal deformation of the substrate occurs, and the manufactured optical disk is likely to warp.
[0043]
Further, if the standby time is too long, for example, exceeding 40 minutes, the moisture absorption amount of the substrate varies, and warpage deformation may easily occur. If the standby time is a sufficiently long time ranging from several hours to 24 hours as in the conventional annealing treatment, the amount of moisture absorption becomes constant and the variation in warp deformation due to moisture absorption is eliminated, but the work efficiency deteriorates. . In addition, the warp deformation of the optical disc may vary due to fluctuations in the temperature and / or humidity of the environment during a long standby time.
[0044]
In the present invention, in order to set the predetermined waiting time, the substrate transfer time from the forming process to the film forming process may be adjusted. For example, the standby time can be changed by adjusting the speed and length of the conveyor serving as the substrate transfer means. In another method, the forming process and the film forming process are continuously executed in a fixed cycle, and the substrate is temporarily retained between the forming process and the film forming process, and a standby process is performed in the meantime. It is possible to provide an automatic waiting means.
[0045]
[Temporary standby]
In one specific aspect, in the middle of the conveyor for transferring the substrate from the molding process to the film forming process, the substrate running on the conveyor is taken out of the conveyor and stacked or placed side by side, and a predetermined time has elapsed. Later, it is possible to employ an apparatus that returns the taken-out substrate onto the conveyor and sends it to the film forming process.
[0046]
When such a temporary standby means is provided, it does not take time to change the setting of the speed and length of the transfer conveyor in order to adjust the standby time. Even if the waiting time is long, the transfer conveyor does not become long and the facility space does not increase.
[0047]
[Board bonding process]
After the film forming step, the pair of substrates are bonded together with an adhesive. For this purpose, the same processing method and processing apparatus as in the case of manufacturing an ordinary optical disc are used.
[0048]
As the adhesive, various photo-curing adhesives are used depending on the material of the substrate to be bonded, the use conditions of the optical disk (for example, the use location (for example, for in-vehicle use), the use environment temperature, the use purpose (for example, for audio), etc.) Is used. In particular, in an optical disk for DVD, it is preferable to use an ultraviolet curable transparent adhesive. An adhesive that cures with light having a wavelength other than ultraviolet light can also be used. An adhesive may be supplied to one or both of a pair of substrates using normal coating means or coating means, and the substrates may be overlapped and then cured with ultraviolet light or the like. In addition, when both of the two substrates have a metal thin film or unevenness so that the main surface of the substrate having the metal thin film or unevenness is located on the inside, the bonding of the two metal thin films or the uneven substrate The main surface is located on the inner side (that is, facing each other).
[0049]
As a preferred bonding method, the following method can be applied:
A pair of substrates are held facing each other with a relatively narrow gap, and an adhesive discharge nozzle is inserted into the gap, and a pair of substrates is perpendicular to the surface while discharging the adhesive from the discharge nozzle. The adhesive is annularly arranged in the gap by rotating about a simple axis. Thereafter, by narrowing the gap between the substrates and rotating both the substrates, the annular adhesive spreads in the radial direction, and the gap between the substrates can be filled with a thin adhesive layer.
[0050]
In order to light cure the adhesive layer, usually, a light irradiation lamp is disposed above a pair of substrates placed in a horizontal state on a flat mounting table, and the light irradiated from the light irradiation lamp is placed on the upper surface side. The transparent substrate material and, if present, a semi-transparent metal thin film are passed through to reach the adhesive layer to perform photocuring of the adhesive. Such a bonding method is specifically disclosed in detail in International Publication No. WO 97/35720 cited above.
[0051]
[Other processes]
When a pair of substrates are bonded together with an adhesive, the optical disc of the present invention is completed, but an inspection process for inspecting the shape and dimensions of the optical disc and verifying whether necessary data information is recorded is performed. be able to. A step of printing characters or the like on a surface or portion of the surface of the optical disc that does not interfere with information reading can be added.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
For example, as shown in FIG. 1, the optical disk of the present invention is manufactured based on a manufacturing line 100 including a forming step (1), a film forming step (2), and a joining step (3). In the illustrated embodiment, a ROM type optical disk is manufactured.
[0053]
In the forming step (1), donut disc-shaped substrates d1 and d2 are formed using an injection molding apparatus. On one side main surface of the substrates d1 and d2, pits forming fine irregularities corresponding to information to be recorded are formed. As for one of the substrates d1 and d2, it is possible to use a smooth one having no irregularities on the surface.
[0054]
In the film forming step (2), a metal thin film is formed on the surfaces of the substrates d1 and d2 by using a thin film forming means such as a vacuum vapor deposition apparatus. For example, a thin film of gold can be formed on the substrate d1 and an aluminum thin film can be formed on the substrate d2. In the case of single-sided recording, film formation may not be performed on one substrate.
[0055]
In the joining step (3), the substrates d1 and d2 are bonded together with the adhesive g to manufacture the optical disc D. This process consists of sub-steps of (i) adhesive supply, (ii) substrate lamination and (iii) adhesive curing.
[0056]
First, in the adhesive supply sub-step (i), the pair of substrates d1 and d2 are arranged with their surfaces on the side having fine irregularities and the metal thin film formed facing each other. The adhesive g is arranged in an annular shape by horizontally rotating the substrates d1 and d2 while discharging the adhesive g from the tip nozzle of the adhesive supplier G. At this time, if the gap between the upper and lower substrates d1 and d2 is narrowed and the adhesive g discharged from the adhesive supplier g is arranged in contact with the upper and lower substrates d1 and d2, the adhesive g is securely arranged, and bubbles can be prevented from entering between the substrates d1 and d2 and uneven application of the adhesive g can be prevented in the next stacking sub-step.
[0057]
In the lamination sub-step (ii), the substrates d1 and d2 are brought close to each other and horizontally rotated, so that the adhesive g interposed therebetween is thinly stretched between the substrates d1 and d2, and the substrates d1 and d2 are made thin. Laminate closely. In the adhesive curing sub-step (iii), ultraviolet rays are irradiated from one side of the laminate of the substrates d1 and d2 by the ultraviolet irradiation lamp L, and the adhesive g is cured by passing through the transparent substrate d1. When the adhesive g is cured, an optical disk on which the substrates d1 and d2 are bonded is obtained.
[0058]
〔manufacturing device〕
FIG. 2 schematically shows a state in which an optical disk manufacturing apparatus capable of carrying out the optical disk manufacturing method of the present invention is viewed from above. The apparatus includes a molding unit 20 (and 20 ′), a temporary standby unit 30, a film forming unit 40, and a bonding unit 50. Each process part is arrange | positioned along the transfer conveyor 10 which drive | works to the right direction.
[0059]
The forming

parts

20 and 20 ′ are respectively arranged on both sides of the transfer conveyor 10 on the upstream side of the transfer conveyor 10. The

molding parts

20 and 20 ′ are composed of two series of injection molding apparatuses, and continuously mold the substrates d1 and d2. The formed substrates d1 and d2 are alternately supplied onto the transfer conveyor 10 by the transfer arm 22 that performs a swiveling motion. On the transfer conveyor 10, the substrate d1 and the substrate d2 are transferred alternately side by side.
[0060]
The temporary standby means 30 disposed between the

molding units

20 and 20 ′ and the film forming unit 40 transfers the substrates d1 and d2 transferred on the transfer conveyor 10 by the operation of the cross-shaped swivel arm 32 to the transfer conveyor 10. It moves to the standby stand 34 arrange | positioned to the side. In the standby table 34, the substrates d1 and d2 are sequentially stacked. The substrates d1 and d2 that have been kept waiting for a certain time by the stand 34 are returned to the transfer conveyor 10 by the operation of the turning arm 32 again. By adjusting the time for which the substrates d1 and d2 are placed on the standby table 34, the standby time can be changed.
[0061]
In the film forming unit 40, the substrates d1 and d2 transferred on the transfer conveyor 10 are sequentially taken in by the reciprocating arm 42, a metal thin film corresponding to each of the substrates d1 and d2 is formed, and returned to the transfer conveyor 10 again. . When gold and aluminum are used as the metal thin film, the film forming unit 40 is provided with a thin film forming mechanism corresponding to each metal. Substrate d1 and d2 which have been formed to the downstream of transfer conveyor 10 after the film forming process is completed are fed into joint 50 by the operation of swivel arm 12.
[0062]
At the joint 50, the substrates d1 and d2 are held opposite to each other, the adhesive g is supplied by the adhesive supplier G, the substrates d1 and d2 are laminated and the adhesive is stretched, and the curing process is performed by the ultraviolet lamp L. Is obtained.
The obtained optical disc D is carried on the collection conveyor 60.
[0063]
[Static eliminator]
In the manufacturing apparatus, a static eliminator that prevents static electricity from accumulating on the substrates d1 and d2 can be provided. In particular, it is preferable to reduce the moisture absorption amount of the substrates d1 and d2 in the path from the forming process to the film forming process through the standby process as described above. For this purpose, it is preferable to keep the substrates d1 and d2 in a dry state, but the substrates d1 and d2 in the dry state are likely to generate static electricity. When static electricity accumulates on the substrates d1 and d2, dust adheres to the surface. If pasted together, it will hinder the reading and writing of records. Therefore, if the static electricity accumulated on the substrates d1 and d2 is removed, the above problem caused by static electricity can be solved. If the static electricity removing device is provided in the transfer conveyor 10, static electricity can be effectively removed from the substrates d1 and d2 during the manufacturing process.
[0064]
[Injection molding equipment]
FIG. 3 schematically shows an injection molding apparatus 20 in which a mold is shown in a sectional view. Using this apparatus 20, the substrates d1 and d2 are formed by injection molding.
The resin chips stored in the hopper 210 are heated and melted while being kneaded in the screw cylinder 220. The molten resin supplied to the injection cylinder 230 is supplied to the mold 240 at high speed and high pressure.
[0065]
The mold 240 is constituted by a pair of mold parts including a pair of upper mold part 242 and lower mold part 244. The

mold parts

242 and 244 are provided with heating means such as a heater (not shown), and the

mold parts

242 and 244 can be heated to predetermined temperatures, respectively. A cavity (or gap) 246 is defined between the

mold parts

242 and 244, which is a disk-shaped space corresponding to the shape of the substrate d1 or d2.
[0066]
[Changes in moisture absorption and warpage after molding]
The graph shown in FIG. 4 represents the change in moisture absorption over time of the substrates d1 and d2 (made of polycarbonate) used for manufacturing the DVD optical disk molded by the above-described injection molding apparatus. In addition, a change in the warping angle (tilt angle) immediately after manufacturing, which occurs in the manufactured optical disk, is represented by a difference in standby time of standby processing from molding to film formation.
[0067]
The substrate was molded from polycarbonate at a mold temperature of 90 ° C., and was maintained in an environment of 23 ° C. and relative humidity of 50% after molding. In the graph, Δ is a warp angle at a position 58 mm from the center of the optical disk, □ is a warp angle at a position 40 mm from the center of the optical disk, and ◯ is a warp angle at a position 23 mm from the center of the optical disk. The warping angle was measured based on DVD Specifications using a commercially available optical disk deformation measuring device. The moisture absorption was measured by the weight change of the substrate.
[0068]
As is apparent from FIG. 4, the moisture absorption (broken lines) of the substrates d1 and d2 increases rapidly immediately after molding, and increases with time thereafter. The warping angle fluctuates with a large fluctuation width as the standby time becomes longer, but when it exceeds about 4000 sec (70 minutes), the fluctuation width becomes smaller and changes relatively smoothly, and then becomes a substantially constant value. Approaching.
[0069]
In the annealing process in the prior art, after the formed substrates d1 and d2 are allowed to stand until the change in the warp angle is stabilized, the film forming process is performed to suppress the variation in warp for each optical disc. .
[0070]
In the present invention, the moisture absorption amount of the substrates d1 and d2 is kept at 0.1% by weight or less, and for this purpose, it is understood that the standby time may be set within a range of about 1 to 40 minutes (60 to 2400 seconds). . In this case, the absolute value of the warp angle is not so large. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the moisture absorption is maintained at 0.05% by weight or less, and for this purpose, it can be seen that the standby time may be set within a range of about 2 to 6 minutes (120 to 360 seconds). In this case, film formation is performed before the variation in the warping angle occurs, and the variation in the warping angle is reduced.
[0071]
〔Environmental testing〕
FIG. 5 shows a long-term lapse of time after manufacturing a disk for an optical disk manufactured by the manufacturing method of the present invention (standby time of 4 minutes) and an optical disk manufactured by a conventional manufacturing method in which annealing for 24 hours is performed. The result of having evaluated the change of a typical curvature by the environmental test under an acceleration environment (80 degreeC, relative humidity 85%, 4 days is equivalent) is shown. The disc used was the same as that used when measuring the change in moisture absorption. The substrate standby treatment or annealing treatment was carried out by maintaining the substrate in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. The substrate was 26 ° C. after completion of the standby treatment, and the moisture absorption amount was 0.04% by weight. The substrate was 23 ° C. after the annealing treatment was completed, and the moisture absorption was 0.21% by weight.
[0072]
FIG. 5 (a) shows the warp angle of the optical disk obtained by the production method of the present invention. The waiting time between the molding process and the film forming process was 4 minutes. In addition, when the difference of the curvature angle before and behind a test was measured about ten discs, the average value (DELTA) t was -0.54 degree. FIG. 5B shows the warp angle of the optical disk on which the film was formed after performing the conventional annealing process (24 hours) after molding. When the difference between the warp angles before and after the test was measured for 10 disks, the average value Δt was −0.46 °.
[0073]
Therefore, when comparing the test results of FIGS. 5A and 5B, the change in the warping angle before and after the environmental test is practical between the conventional annealing process and the short standby process of the present invention. There was no substantial difference from the point of view. However, considering the time of the conventional annealing process and the standby process of the present invention, the method of the present invention only takes 1/200 time or less, and the method of the present invention can greatly improve the production efficiency. Proven.
[0074]
[Adjustment of mold temperature]
When the mold temperature or the mold part temperature in the above-mentioned substrate molding process is changed, the influence of this on the warp of the optical disk to be finally produced is due to the change in the warp angle over time by the environmental test described above. evaluated. The environment for standby processing was a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 38%, and the standby time was 4 minutes, whereby the substrate was 28 ° C., and its moisture absorption was 0.04% by weight. .
[0075]
<Temperature difference between upper and lower mold parts>
In the injection molding apparatus shown in FIG. 3, the temperature of the upper mold part 242 and the temperature of the lower mold part 244 at the time of molding the substrate d1 were changed. The waiting time between the molding process and the film forming process was 4 minutes.
[0076]
For Test Examples 1 and 2, 15 samples were produced and subjected to the same environmental test as before. The results are shown in FIG. In Table 1, Δt represents the average value of the difference in warp angle before and after the test. The substrate is made of polycarbonate.
[0077]
[Table 1]

[0078]
As a result of the above test, Test Example 1 (FIG. 6A) in which the temperature difference between the

mold parts

242 and 244 for molding the substrates d1 and d2 is reduced, and Test Example 2 in which the temperature difference is a normal molding condition (FIG. 6). 6 (b)), the warp angle before the start of the environmental test is smaller in Test Example 2 where the temperature difference in the mold part is large.
[0079]
The amount of change Δt in the warp angle before and after the environmental test is smaller in Test Example 1 where the temperature difference in the mold part is smaller than in Test Example 2. Looking at the slope of the straight line in each graph of FIG. 6, the slope of Test Example 1 is smaller than that of Test Example 2. This indicates that the fluctuation of the warp angle with time can be suppressed by reducing the temperature difference of the mold part.
[0080]
Therefore, in order to reduce the warp deformation at the time of manufacturing the optical disk, it is better to set a temperature difference in the mold part to some extent, and in order to reduce the change in warp deformation over time, the temperature difference in the mold part. It can be seen that it is preferable to have a small (for example, within a range of 2 ° C. to 5 ° C.). Usually, if warpage deformation at the time of manufacture satisfies the standard conditions, it is preferable that the change in warpage deformation with time is smaller, so the temperature difference in the mold part is reduced (for example, within a range of 2 ° C to 5 ° C). Is preferred.
[0081]
<Die temperature difference when forming a pair of substrates with different molding machines>
In each molding

machine

20 and 20 ′ for molding the pair of substrates d1 and d2, between the mold temperatures of each molding machine (= the arithmetic average value of the temperature of the upper mold part and the temperature of the lower mold part) The effect of the difference on the warpage of the optical disk was evaluated. The substrate d1 is a substrate on which a semi-transmissive film is formed, and has a rib in shape. The substrate d2 is a substrate on which a non-permeable film is formed, and does not have a rib in terms of shape.
[0082]
The temperature difference ΔT is calculated by the following equation.
ΔT = T1-T2 (1)
T1 = (T11 + T12) / 2 (2)
T2 = (T21 + T22) / 2 (3)
here,
T1: Arithmetic average value of upper mold partial temperature T11 and lower mold partial temperature T12 in the substrate d1 molding machine
T2: Arithmetic average value of the upper mold partial temperature T21 and the lower mold partial temperature T22 in the substrate d2 molding machine
It is.
[0083]
The evaluation was performed by producing an optical disk using the obtained substrate and conducting the environmental test described above. The evaluation results of the warp angle are shown in FIG. The difference between the upper mold part temperature and the lower mold part temperature was 6 ° C. The environment for standby processing was a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 38%, and the standby time was 4 minutes, whereby the substrate was 28 ° C., and its moisture absorption was 0.04% by weight. .
[0084]
[Table 2]
Test example 1 2 3 4 5
1st mold temperature T1 (℃) 87 89 91 89.5 90.5
Second molding machine mold temperature T1 (℃) 89 89 89 83.5 83.5
Temperature difference ΔT = T1-T2 (℃) -2 0 +2 +6 +7
Change amount of warp angle Δt (°) -0.72 -0.52 -0.25 +0.19 +0.44
[0085]
As a result, the change amount Δt of the warp angle before and after the environmental test changes depending on the difference in mold temperature between molding machines, and the mold temperature difference is appropriately set (for example, 2 ° C. to 6 ° C.). It can be seen that the warpage deformation with time can be reduced by setting the temperature to ℃.
[0086]
【The invention's effect】
According to the method and apparatus for manufacturing an optical disk of the present invention, an optical disk with high flatness can be manufactured by effectively preventing warpage deformation of the optical disk caused by the manufacturing process, particularly the processing conditions from the molding process to the film forming process. In addition, the manufacturing work efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram schematically showing a process of an optical disk manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a plan structural view schematically showing a state in which the optical disk manufacturing apparatus of the present invention is viewed from above.
FIG. 3 is a partially sectional elevational view schematically showing a forming part of the optical disk manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing changes in the amount of moisture absorption and the warp angle over time after the formation of the substrate.
FIGS. 5A and 5B are graphs showing the environmental test results of the optical disc.
FIGS. 6A and 6B are graphs showing other environmental test results of the optical disc.
FIG. 7 is a graph showing still another environmental test result of the optical disc.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transfer conveyor, 20, 20 '... Molding part, 30 ... Temporary standby means,
40 ... deposition part, 50 ... joining part, 60 ... collection conveyor, 240 ... mold
242, 244 ... mold part, 246 ... cavity
D: Optical disc, d1, d2: Substrate, g: Adhesive, L: Curing lamp

Claims

A method for manufacturing a bonded optical disk,
(1) a step of injection-molding a pair of substrates from polycarbonate resin, at least one of which has irregularities on one side main surface;
(2) A step of forming a metal thin film on the one-side main surface having the unevenness, and (3) a pair of substrates are laminated so that the metal thin film is located inside, and the substrates are bonded by an adhesive supplied between the substrates. After the step (1), the substrate is cooled until the moisture absorption amount of the substrate is 0.1% by weight or less and the temperature difference between the molded substrate and the environment is 5 ° C. or less. After performing the standby processing to perform step (2) ,
Molding is performed by setting the temperature difference between the temperature of the mold part forming the front side surface of the substrate and the temperature of the mold part forming the back side surface of the substrate to a range of 6 ° C. or more and 10 ° C. or less. And
The manufacturing method characterized in that the temperature of the environment in the standby process is 20 ° C. to 35 ° C., the relative humidity of the environment is 10% to 60%, and the standby process is performed for a period of 1 minute to 6 minutes .

A method of manufacturing a bonded optical disk by bonding a first substrate formed by a first molding machine and a second substrate formed by a second molding machine as a pair of substrates,
(1) A step of injection-molding a first substrate and a second substrate, which are a pair of substrates having at least one of the main surfaces on one side, from polycarbonate resin by a first molding machine and a second molding machine, respectively.
(2) forming a metal thin film on the one-side main surface having the unevenness; and
(3) A step of laminating a pair of substrates so that the metal thin film is positioned inside and bonding the substrates with an adhesive supplied between the substrates
A temperature difference of 2 ° C. to 6 ° C. is provided between the mold temperature of the first molding machine and the mold temperature of the second molding machine,
After the step (1), the step (2) is performed after the standby process according to claim 1 is performed .

(A) an injection molding part for resin molding the substrate;
(B) a film forming unit that forms a metal thin film on the surface of the substrate by the thin film forming means; and
(C) An apparatus for manufacturing an optical disc by bonding a pair of substrates together with an adhesive, which includes a joint that couples the pair of substrates via an adhesive.
The substrate is sent from the injection molding unit through the film forming unit to the joining unit by the transfer unit, and has a temporary standby unit having an environment for holding the substrate for a predetermined time between the injection molding unit and the film forming unit,
The temporary waiting means lowers the substrate temperature after the resin molding until the moisture absorption amount of the substrate is 0.1% by weight or less and the temperature difference between the molded substrate and the environment is 5 ° C. or less. An optical disk manufacturing apparatus characterized in that the temperature of the environment of the standby means is 20 ° C to 35 ° C, and the relative humidity of the environment is 10% to 60% .