JP4036367B2 - Method and apparatus for forming resin film - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DVDなどの光ディスクの基板間に、又は基板上にほぼ均一な膜厚の樹脂膜を形成するのに適した樹脂膜の形成方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、DVDのような光ディスクは2枚の透明な基板が接着剤により貼り合わされた構造が基本となっている。この場合、それら基板は一方だけに反射層又は半透過膜を含む記録層が形成されたもの、又は双方の基板に記録層が形成されたものがあり、そして、一方の基板のみに記録層が形成されたものの場合、双方の基板の厚みが等しいもの、又は記録層の形成されていない基板は薄い透明なシートを光透過保護層としているものもある。さらに、このような貼り合わせ構造のものを2枚接着剤を介して貼り合わせて4枚の基板を積層した構造のものなどもある。また、別なものとして、透明なガラスやレンズを複数枚接着剤を介して貼り合わせる場合などもある。
【0003】
このような場合、DVDのような光ディスクでは接着剤を介して2枚の基板を重ねた後に、高速回転させて接着剤を基板間で均一に展延して余分な接着剤を振り切り、その後に基板の一方側から、又は双方から紫外線を照射して接着剤を短時間で硬化することが一般的に行われている。その紫外線の照射は、UVランプを使って所定の時間だけ連続的に紫外線を照射したり、あるいはキセノンランプを使ってパルス的に紫外線を照射することが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらランプを使用する硬化方法は、いずれの場合も、接着剤を介して2枚の基板を重ねた後に、高速回転させて接着剤を基板間で展延して余分な接着剤を振り切り、その後で基板の一方側から、又は双方から紫外線を照射して接着剤を短時間で硬化しているので、接着剤層は実際には均一にならず、図10の曲線Aと曲線Bで示すように基板の内周側よりも外周側の膜厚が厚くなるという問題がある。ここで、曲線Aは基板を回転数3,000r.p.m.で13秒間回転させた場合の膜厚特性を示し、曲線Bは基板を3,000r.p.m.で20秒間回転させた場合の膜厚特性を示す。
【0005】
曲線A、Bのいずれの場合も、接着剤層の厚みの最大の差は8μm程度であり、かなり大きく、現在のDVDの品質を更に向上させる上で問題となっていた。図10の曲線A、曲線Bで示すように、内周の膜厚を既定値に合わせると、外周側の膜厚が厚くなり、外周側の膜厚を既定値に合わせると、内周側の膜厚が薄くなる。つまり、回転時間又は回転数をどのように調整しても接着剤層の膜厚の均一化を図ることはできない。
【0006】
特に、ブルーレイディスク(Blu−ray Disc)、又はAOD(Advanced Optical Disc)と称される次世代大容量光ディスクにあっては、接着剤層の厚みの不均一性は大きな問題になる。
【0007】
ブルーレイディスクでは、接着層とシートとからなる光透過保護層、あるいは透明な樹脂層だけからなる光透過保護層の厚みが0.1mmと非常に薄いので、接着層や透明な樹脂層の厚みの不均一性は大きな影響を及ぼし、次世代大容量光ディスクの品質を大きく左右する。
【0008】
また、AODにあっては、貼り合わされる双方の基板が0.6mmの厚みであって、通常のDVDと同じであるが、それらを貼り合わせる接着剤の膜厚を十分に高い精度で均一にしなければならず、いずれにせよ接着剤の厚みの均一性が次世代大容量光ディスクの品質を大きく左右する。
【0009】
本発明は従来のかかる問題点を解決するために、液状物質が高速回転によって展延される過程で、ほぼ所定の厚みになった箇所を基板の内側から放射外方向に向けて光線の照射を移行させて、順次、内周側から硬化又は半硬化させて厚みを確定して行くことにより、ほぼ所定の厚みになった箇所の液状物質がその後の高速回転により放射外方向に移動するのを防ぎ、基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、基板の中央側に円環状に供給された液状物質を高速回転によって展延させる工程と低速回転させる工程とを交互に複数回行い、上記低速回転時に上記中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行させて行くことによって、上記液状物質を内周側から順次半硬化又は硬化させることを特徴とする樹脂膜の形成方法である。
【0011】
本発明によれば、高速回転時に液状物質を展延し、実質的に液状物質が展延されないときに光を照射して、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定するので、より膜厚の均一化を図ることができ、また、発光エネルギーの小さい発光手段を用いることができ、基板への熱的影響を小さくすることができる。
【0040】
【本発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する前に、先ず、本発明の基本的な考え方について説明する。図1は重ね合わせる前の対向配置された2枚のポリカーボネート製の基板1Aと1Bを示し、一方の基板1Aにはドーナツ状、つまり円環状に液状物質として接着剤1Cが供給されている。基板1Aと1Bとが重ね合わされたとき、その接着剤の位置は、基板1Aに供給された位置と変わらない。そして、高速回転を開始すると、その遠心力により接着剤1Cは内周から外側に展延する。
したがって、本発明は、高速回転によって接着剤1Cが外周側に移動する過程で、接着層が所望の厚みになる時点があるので、その時点、時点で内周から外周まで接着層に順次光線を照射して半硬化又は硬化させることにより、その後の高速回転による遠心力によって接着層が外周側に移動しないようにすれば、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することが可能であるという知見に基づいている。そしてこのことは、1枚の基板上に液状物質による樹脂膜を形成する場合も全く同様であり、前記知見を適用することができる。なお、図10の曲線Cが本発明を適用した場合の膜厚特性の一例を示す。
【0041】
以下、図面によって本発明に係る均一膜厚の樹脂膜形成方法及び装置について説明する。先ず、図2と図3とによりメカニカルシャッタと照射ランプを用いて光ディスクの貼り合せを行う第1の実施例について説明する。図2はメカニカルシャッタの照射口の初期状態を示し、図3はメカニカルシャッタの照射口の最終拡大状態を示す。
【0042】
双方の基板1A、1Bとも中央孔Xを有し、ここでは中央孔X側を内周側と言い、外周端Y側を外周側という。いずれかの基板だけに反射膜を含む記録層が形成されている場合には、基板1Bには記録層が形成されておらず、基板1Aに反射膜を含む記録層が形成されている。双方の基板に記録層が形成されている場合には、基板1Bに半透過膜を含む記録層が形成され、基板1Aに反射膜を含む記録層が形成されている。接着剤1Cの供給された基板1Aと基板1Bとが重ね合わされ基板1となった後に、基板1B側を上にしてスピンナ2の基板受台3に載置される。スピンナ2は通常のものであり、基板受台3を数千回転以上まで高速回転させることができる。
【0043】
スピンナ2のコーターハウス4の直ぐ上方には、メカニカルシャッタ5が配置され、その上には放電灯又はキセノンランプのような照射ランプ6が備えられている。メカニカルシャッタ5は中央の照射口5Aが連続的に開く、又は段階的に開く機構のものが考えられる。カメラのシャッタを応用した1例として、詳細は図示しないが複数の金属板を円状に部分的に重ねて配置し、それぞれの金属板を同一速度で放射外方向に連続的又は段階的に移動させることにより、照射口5Aとなる中央孔が連続的又は段階的に拡大する。照射口5Aが順次拡大することによって、照射ランプ6からの紫外線の照射は基板1の内周側から外周側まで順次広がって行く。
【0044】
メカニカルシャッタ5は、個々の金属板を放射方向に前進又は後退させるそれぞれの小型シリンダのようなシャッタ駆動装置7によって駆動され、シャッタ駆動装置7はシャッタ制御装置8からの信号で制御される。制御装置8は図示しないCPUなどを備えており、そのメモリには予め非常に多くの実験から得られたデータが格納されている。
【0045】
そのデータは、スピンナ2の回転速度、用いる接着剤1Cの粘度、基板への濡れ性などの特性、周囲の雰囲気の温度や湿度などの諸条件に対応する接着剤の展延速度、つまり円環状に供給された接着剤1Cが設定膜厚なる放射外方向の位置と時間との関係を示す。このデータによって、高速回転の開始後、基板の放射方向に向けての各点での接着層の設定の厚みになる時刻が求まる。したがって、前記諸条件を図示しないCPUに入力することによって、メカニカルシャッタ5の照射口5Aの最適な拡大速度も求まる。
【0046】
この実施例では、光ディスクの製造分野で一般的に用いられている紫外線照射エネルギーの大きな照射ランプ6を用いており、メカニカルシャッタ5の照射口5Aを、図2に示す初期状態から図3に示すように、最終拡大状態まで連続的に広げているので、スピンナ2の高速回転速度を通常の速度からほとんど低下させることなく、接着層を順次硬化させることができる。基板などへの熱的な影響を小さくするために、紫外線エネルギーを調整して照射することによって、接着層の一部分が半硬化状態の場合には、従来装置と同様に次の工程で硬化させれば良い。
【0047】
別の実施例として、このように連続的に開く動作を行うことができるメカニカルシャタ5を段階的に動作させても良い。半径が60mmの基板において、メカニカルシャタ5の照射口5Aを閉じた状態で、基板1を高速回転させて接着剤1Cを展延させ、半径30mm又は45mmに相当する位置で一旦メカニカルシャッタ5を停止させ、半径30mm又は45mmを中心とする前後2mm程度の幅に紫外線を照射しても接着層の均一化の効果はある。例えば、高速回転させた後、半径20mm、30mm、45mmを含むそれぞれの位置で、低速回転させた状態で紫外線を照射した場合には、図10の曲線Cに示すように、接着剤層の均一化が明らかに向上し、最大の膜厚差はほぼ2μmとなり、従来の1/4程度になる。さらに、半硬化又は硬化された接着層の放射内方向に存在する接着剤層は、その後の高速回転による遠心力によっても放射外方向に動かないことが確認できている。なお、回転速度は限定されるものではないが、多くの場合1,000〜10,000r.p.m.の範囲で調整される。また、特に回転数が高いときには紫外線の照射時に、回転数を200〜500r.p.m.程度に低下させるのが好ましい。
【0048】
次に別の機構のメカニカルシャッタを用いる実施例を、図4も用いて説明する。図4(A)はメカニカルシャッタ5の一部分の上面から見た状態を示し、その(B)は照射口を形成するスリット部が閉じた状態を示し、同図(C)は照射口を形成するスリット部が開いた状態を示す。
【0049】
この実施例のメカニカルシャッタ5は、めくら部aとスリット部bとを交互に同一円周上に設けた下側の円板状の固定シャッタ部材5Aと、それぞれが一定の幅をもつ複数の環状の金属板であって、めくら部a’とスリット部b’とを交互に同一円周上に備えた複数の可動環状シャッタ部材5Bとを組み合わせたものからなる。複数の可動環状シャッタ部材5Bは互いに同心円状に配列されている。
【0050】
固定シャッタ部材5Aは、複数のある一定幅の円周領域51、52、・・・に分けられ、それらを分ける位置に環状の小幅のガイド部材5Cが備えられる。ガイド部材5Cは、可動環状シャッタ部材5Bが外れないようにして、円周方向の動作に支障をきたさないようにガイドするものである。なお、円周領域51、52、・・・は二つ以上であり、コストなどの面から五つ以下の範囲で決められることが多い。この場合には、隣り合う円周領域同士の間隔は広くなる。
【0051】
各一定幅の円周領域51、52、・・・には、円周方向の長さLと放射方向の幅Wをもつ矩形状のスリット部bを一定間隔でもつ。スリット部bと隣のスリット部bとの間の領域がめくら部aであり、スリット部bとスリット部bとの間隔、つまり、めくら部aの長さはスリット部bの長さLよりも幾分大きくなっている。
【0052】
固定シャッタ部材5Aの一定幅の円周領域51、52、・・・のそれぞれには、それらのめくら部aとスリット部bとほぼ同じ大きさのめくら部a’とスリット部b’とを有する可動環状シャッタ部材5Bがそれぞれ備えられており、各可動環状シャッタ部材5Bはガイド部材5Cに従って一つのスリット部b’分にほぼ等しい距離だけ、時計方向、反時計方向に動くことができる。
【0053】
したがって、このメカニカルシャッタ5によれば、最も内周側に位置する可動環状シャッタ部材5Bから最外側に位置する可動環状シャッタ部材5Bまでを順次動作させて、スリット部bにスリット部b’を合致させて照射口を開いて行けば、光の照射を内周側から外周側に順次移行させることができる。最も内周側に位置する可動環状シャッタ部材5Bから最外側に位置する可動環状シャッタ部材5Bまで順次動作させるタイミングは、高速回転の開始後、その遠心力によって接着剤が展延され、基板の放射方向における各点での接着層の設定の厚みになる速度とほぼ同じタイミングで動作させることが好ましい。なお、実際の装置にあってはメカニカルシャッタ5や駆動装置7の動作遅れがあるので、それらを考慮して駆動タイミングが決められる。
【0054】
これら可動環状シャッタ部材5Bの動作は、図2と図3に示したシャッタ駆動装置7とシャッタ制御装置8により行われる。シャッタ駆動装置7は図示しないカムとモータとの組み合わせ、又は複数の小型のシリンダ装置などによって構成され、円周方向に一つのスリット分程度だけ移動させることによって、照射口を開いたり、閉めたりすることができる。スリット部bにスリット部b’を合致させて照射口を空けた可動環状シャッタ部材5Bはそのままの状態にしておいても良いし、一定時間の経過後に照射口を閉めるようにしてもよい。
【0055】
この実施例では、紫外線の照射が基板の内側方向から外側方向に向けて間欠的、つまり放射方向に不連続的になり、しかも円周方向についても不連続的になるが、紫外線の照射された部分の接着層は半硬化又は硬化されるので、その周囲の照射されない部分の接着層も遠心力によって動かないことが確認されている。このことをより確実にするためには、固定シャッタ部材5Aのめくら部aとスリット部bと可動環状シャッタ部材5Bのめくら部a’とスリット部b’との長さを適当に小さくして多数設ければよい。また、放射方向に固定シャッタ部材5Aのめくら部aとスリット部bとを交互に位置するよう設けた方が、紫外線の照射されない接着層部分の動きを問題なく抑えるので好ましい。
【0056】
次に、図5に示す実施例は、前述のようなメカニカルシャッタ5と基板1への熱的影響を低減するための冷却機構と波長選択フィルタを備えている。赤外線波長など特定の波長をカットする波長選択フィルタ9は、連続的に紫外線を発生することのできる放電灯6’とメカニカルシャッタ5との間に設けられ、耐熱ガラス10はメカニカルシャッタ5とスピンナ2との間に設けられる。これらはメカニカルシャッタ5を囲む風洞を構成するよう、図面の左右方向が開かれ、図面の表裏方向が閉じられており、冷却風が図示矢印のように左から右に流れるようになっている。
【0057】
メカニカルシャッタ5を比較的光の反射が良好なアルミニウム板で作ったとしても、繰り返し動作を行っている過程で、メカニカルシャッタ5の温度がかなり高くなり、その動作にも悪影響を与えることがあると共に、基板1に大きな影響を与え、好ましくない歪みを生じたり、チルトを大きくすることがある。したがって、この実施例では赤外線波長など特定の波長をカットする波長選択フィルタ9を風洞を構成する部材として用いることによって、熱となる赤外線を除去すると共に、冷却風を有効に流してメカニカルシャッタ5を有効に冷却し、同時に波長選択フィルタ9も冷却している。したがって、この実施例では基板1に対する熱の影響を小さくすることができる。なお、風洞を形成するためだけならば、波長選択フィルタ9は耐熱ガラス板でもよい。メカニカルフィルタ5の動作は前記実施例と同様であるので説明を省略する。
【0058】
次に、図6ないし図8によって、本発明の別の実施例を説明する。この実施例は発光ダイオード又はレーザダイオードのような発光半導体素子を複数同心円上に配列してなる発光ランプを用いることによって、基板への熱的影響を皆無に近い状態にしたことを特徴とする。 図2、図3、図5で示された記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。この実施例の特徴は、高速回転による接着剤の展延と展延中断とを交互に繰り返し、展延中断のときに光線を照射して展延された接着剤部分を半硬化させる、つまり内周側から外周側に向かって接着剤を所定厚みに展延することとその半硬化を繰り返し行うことにある。ここで光線とは、用いられる接着剤、又は樹脂の硬化反応に有効な波長帯をもつ光を言う。
【0059】
図6に示すように基板1の直ぐ上に、半導体発光ランプ11が配置される。図7に示すように、半導体発光ランプ11は発光半導体素子としての発光ダイオード11a多数とこれらを支承する支承体11bとからなる。この実施例では、多数の発光ダイオード11aを近接して配設しており、多数の発光ダイオード11aの発光面Hがすべて同一平面にあるように支承体11bに取り付けられる。多数の発光ダイオード11aの配置は同心円状であるのが好ましい。これら大多数の発光ダイオード11aについては、図示していないが、隣り合うもの同士を接触させて全面に設けた場合には350ないし450個程度の発光ダイオード11aで一つの発光ランプを構成する。これら発光ダイオード11aは並列接続されるのが好ましい。しかし、発光ダイオードは必ずしも全面になくともよく、全周の一部分、例えば、120度の扇形になるように配置されていてもよい。また、放射方向に隣り合う環状配置の発光ダイオード間は間隔があってもよく、例えば、
環状配置の発光ダイオードは間隔をおいて複数備えられてもよい。
【0060】
各発光ダイオード11aのカソード側は直流電源12の負極に接続され、それらのアノード側は保護抵抗器13、及びスイッチング装置14を介して直流電源12の正極に接続される。スイッチング制御装置14は、最も簡単なものでは一定の周期で回路を開閉するものであるが、ある複数の発光ダイオード11aを順次接続、開放するために、簡単なシーケンサ又はCPUを備える場合もある。ここで、各発光ダイオード11aの発光面Hは基板1の上面に接触しない位置で、できるだけ発光面Hと上側の基板1の上面との間の間隔が狭いほど効率がよい。これは光が距離の2乗で減衰するからであり、発光面Hと基板1の上面との間の間隔は、10mm以下、好ましくは1ないし7mmの範囲が良い。ここで用いる発光ダイオードは、照射ランプが生じる紫外線エネルギーに比べてはるかに小さいので、波長が280nm以上で、600nm以下の波長領域の光を発生するものが、接着剤を半硬化するのに有効であるので好ましい。
【0061】
さらにこの装置は、回転軸棒15を通して基板受台3を回転させるモータのような回転駆動装置16、回転駆動装置16を制御する回転制御装置17を備える。この実施例では、図8に示すように基板受台3を高速回転と低速回転とを交互に繰り返すところにも特徴がある。いずれの高速回転も1,000〜10,000r.p.m.程度の回転数v1であり、この高速回転時間T1で接着剤の放射外方向への展延を行い、低速回転時間T2で接着剤層の展延を一時的に中断して接着剤を半硬化させ、展延された接着剤層がその後の高速回転で更に展延されないようにする。
【0062】
それぞれの低速回転時間T2の回転数v2は、接着剤の展延が実質的に行われない程度の回転数であり、具体例として200〜500r.p.m.である。この実施例では、各低速回転期間T2は、半導体発光ランプ11の発光する紫外線エネルギーが弱く、接着層を半硬化させるのに時間がかかるために、各高速回転時間T1よりも長くなっている。なお、この実施例では半径が60mmの基板で、20mm、30mm、45mmに相当する円周上の位置で幅数mmに紫外線を照射している。
【0063】
回転数、時間T1とT2の長さなどは回転制御装置17によって調整することができる。回転制御装置17には、予め行われた各種の実験から、接着剤の粘度などを含む特性、周囲の環境条件などに適合する多数の回転モデル(高速回転数v1、低速回転数v2、それらの各時間の長さなどの組み合わせ)のデータが格納されており、作業者が回転モデルを選択するか、あるいは接着剤の特性などのデータを入力することにより、諸条件に適合する回転モデルが自動的に選択される。なお、それぞれの位置での高速回転数、低速回転数は同じである必要はなく、適した回転数で行えばよい。
【0064】
次に、この実施例の動作について説明する。先ず、作業者が接着剤の粘度など必要なデータを回転制御装置17の不図示のCPUに入力する。この入力するデータは要求される膜厚の精度によって異なる。この作業によって、回転制御装置17内で適合する回転モデルが選択される。これに伴い、回転制御装置17は回転駆動装置16に制御信号を送り、回転駆動装置16の回転駆動により基板受台2は選択された回転モデルに従って、最初の高速回転を行い、基板1の内周側で接着剤1Cの展延を行う。この高速回転時間T1は、半導体発光ランプ11の最内側に環状に配列された発光ダイオード11aに対向する基板面域の接着剤層の膜厚がほぼ所定の厚みになる程度の長さである。
【0065】
そして、その期間T1の後、直ぐに最初の低速回転に移るのと同時に、又は高速回転時にスイッチング制御装置14が動作し、半導体発光ランプ11の最内側に環状に配列された発光ダイオード11aを発光させる。実際には、回転制御装置17が回転駆動装置16に高速回転の駆動信号を送出した後直ぐに、あるいは時間T1だけ遅れて信号Sをスイッチング制御装置14に与えて、これを動作させる。半導体発光ランプ11からの紫外線によって、発光ダイオード11aに対向する基板面域のほぼ所定の厚みの接着剤層は半硬化状態となり、その後の高速回転による遠心力で放射外方向に動くことは無い。
【0066】
次に2回目の高速回転に移り、再び接着剤がある範囲でほぼ所定の厚みに展延される。その範囲は、2回目に発光する半導体発光ランプ11の2番目に内側に配列された発光ダイオード11aに対向する基板面域に相当し、その基板面域の接着層が半硬化される。3回目もこのような動作を繰り返すことによって、内周から外周に向かってある幅の環状面域の接着剤層を所定の厚みに展延して半硬化させ、その所定の厚みを確定することによって、以後の高速回転による遠心力の作用を受けないようにし、全体的に均一な厚みの接着剤層を形成する。
【0067】
なお、内周側に位置する半導体発光ランプ11が一旦発光した後は、基板1枚の接着工程が終了するまで、硬化を促進すると言う面で発光させておいた方が好ましい。
【0068】
図示しないが同様の実施例として、発光ダイオードの代わりに波長が280nm以上で、600nm以下の波長領域の紫外線を発生するレーザダイオードを用いることにより、コストは高くなるものの、低速回転時間を短くでき、光ディスクの貼り合せ工程に要する時間を短縮できる。この場合には、各円周上に1個、又は等間隔に数個配置すればよい。
【0069】
図9により、前記実施例の半導体発光ランプに代えてプラズマディスプレイ技術などを応用した光線照射部材18を用いる別の実施例について説明する。前記実施例で用いた記号と同じ記号は相当する部材を示すものとする。
【0070】
プラズマディスプレイパネルは、良く知られているように、所定の配列で配置された多数の電極を有し、電極間に電圧を印加した箇所だけが発光することはよく知られている。この実施例はそのような機能を利用するものである。しかし、この実施例では紫外線を用いるので、紫外線をカットするためのフィルタ材料などは除去されており、紫外線を外部に発光し易いようになっている。ここでは、紫外線を外部に発光し易い構造になっているものをプラズマ手段という。
【0071】
プラズマ手段からなる光線照射部材18は、好ましくは基板1から1〜7mm程度離して配置され、照射パターン制御装置19によって前記実施例のように内周側から外周側に向かって順次照射が移行して行くが、通常のものはいずれも発光される紫外線のエネルギーは小さいので、図8に示したように、高速回転と低速回転を交互に行う必要がある。しかし、その回転制御については前記実施例と同様であるので、説明を省略する。
【0072】
照射パターン制御装置19は、予め行われた各種の実験から、接着剤の粘度などを含む特性、周囲の環境条件などに適合する複数の照射パターン(照射幅、各照射時間、各照射休止時間など)のデータが格納されており、作業者が照射パターンを選択するか、あるいは接着剤の特性などのデータを入力することにより、諸条件に適合する照射パターンが自動的に選択される。ただし、前記各照射時間と各照射休止時間は、回転制御措置17で選定された回転モデルにおける高速回転時間T1、低速回転時間T2に連動して、設定されるようにしてもよい。
【0073】
照射パターン制御装置19は、回転制御装置17が回転駆動装置16に駆動信号を与えて、図8に示すように、基板受台3に最初の高速回転を行わせると同時に、又はその高速回転時間T1だけ遅れて、回転制御装置17から制御信号Sを受ける。その制御信号Sによって、照射パターン制御装置19は、基板受台3の最初の低速回転時間T2に照射パターンに従って最も内周側に位置する光線照射部材18の円周領域の画素を発光させる。この発光による紫外線を受けて、最も内周側の接着剤の環状部分が半硬化される。
【0074】
次に2回目の高速回転時間に入ると、照射パターン制御装置19は光線照射部材18を照射停止させ、2回目の低速回転時間になると、照射パターンに従って光線照射部材18の2番目に内周側に位置する円周部分の画素(図示せず)を発光させる。以後このような動作を繰り返して、基板1の最外側まで接着剤層を半硬化させる。しかる後に、図示しない別のポジションに基板を移載し、紫外線を照射して接着剤層を完全に硬化させる。なお、前記半硬化の過程で、光線照射部材18の発光した部分は硬化の促進という面から、一旦発光した領域の画素はそれぞれの貼り合せ工程の最後まで発光状態にしておいた方が好ましい。なお、この実施例に用いる光線照射部材18は、電極として半径の異なる環状電極を一定間隔で配置した構造を用いるのが好ましい。
【0075】
以上述べたように、この実施例でも前述ような動作を複数回繰り返すことによって、内周から外周に向かってある幅の環状面域の接着剤層を所定の厚みに展延して半硬化させ、その所定の厚みを順次確定することによって、以後の高速回転による遠心力の作用を受けないようにし、全体的に均一な厚みの接着剤層を形成することができる。
【0076】
以上の実施例では、基板間における全体的に均一な厚みの接着剤層を形成する工程について述べたが、基板上の内周側に円環状に供給された液状物質を内周側から外周に至るまで全体的に展延して、均一な膜厚の皮膜を形成する場合についても、本発明を同様に適用できる。特に、前にも述べたが、高い精度の膜厚が要求される次世代大容量光ディスクの光透過保護層の形成に有効である。
【0077】
ここで、発光ダイオード、プラズマ手段のような光線照射部材18は、通常の放電灯やキセノンランプなどのような紫外線を発光するランプに比べて、発光する光の強さは弱いが、発生する熱が比較にならないほど小さく、したがって、基板への熱影響が小さいので、前述のようにその発光面Hと基板1との間の距離をランプの場合に比べて大幅に小さくできる。したがって、光線照射部材18からの光であっても、比較的短い時間で液状物質を半硬化することができる。
【0078】
さらに前記実施例のメカニカルシャッタに代えて、液晶技術を応用した液晶シャッタを用いてもよい。すなわち、照射ランプと基板との間に液晶シャッタを設け、液晶に電気信号を与えることで、内周から外周に向かって順次光線を追加させて、基板間の接着剤層、又は基板上の樹脂層を所定の厚みに半硬化させる。液晶シャッタを用いた場合、動作スピードの高速化が可能となる。
【0079】
以上の実施例において、図示しない膜厚センサを用い、内周側から順次膜厚を検出し、検出された膜厚と予め決められた設定膜厚とを比較し、それらが等しくなった部分の接着剤層に紫外線を照射して半硬化又は硬化させても良い。膜厚センサはレーザ変位計と同様な考え方で実現され、前記レーザ変位計における測定原理について簡単に説明する。その測定原理は、三角測量を応用した方式であり、発光素子と受光素子とを組み合わせて構成され、発光素子としては半導体レーザが用いられる。半導体レーザの発するレーザ光はその投光レンズを通して集光され、基板を通して接着剤層に照射される。そして、接着剤層から反射された光線の一部分はそのレンズを通して受光素子上にスポットを結ぶ。接着剤層の膜厚が変わると、膜厚センサの受光素子に入射される反射光の入射角が変化するので、基板と接着剤層との厚みを知ることができる。基板の厚みは予め分かっているので、基板の厚みを補正することにより、接着剤層の厚みを時々刻々と検出することができる。
【0080】
なお、CCDを用いても同様に検出が可能である。また、図示しないが、基板1の半径の長さに相当する範囲にCCD素子を敷き詰めた棒状のCCDセンサを利用し、反射された光の強度から膜厚を検出することも可能である。
【0081】
以上の説明では説明が分かり易いように、内周側から外周まで一定速度の光照射の移行、あるいはすべて一定の光照射時間とその休止時間の繰り返しで述べてきたが、膜厚の変化が大きな内周部、比較的膜厚の変化が大きな外周部をそれらの間の中間部分よりも細かく前述のような工程を行ってもよい。
【0082】
この発明では、スピンナで液状物質を展延させながら、順次半硬化又は硬化させているので、図示しない移載手段によって次の工程に基板を運ぶ際に、従来のように2枚の基板が僅かにずれることが無くなり、より一層品質の高い光ディスクを得ることができる。
【0083】
さらに、本発明で用いるのに適した特別な液状物質について述べると、現在、市販されている紫外線硬化型の液状物質は通常の取扱いの過程で硬化が開始することが無い程度に、光重合開始剤が添加されているが、発光ダイオード、前記液晶手段、前記プラズ手段などはフラッシュランプや放電灯に比べて紫外線の光度が低いので、紫外線に対する感度を高めるよう添加する光重合開始剤を、光学特性、機械特性、保存特性に影響の無い範囲で増量するのが好ましい。
【0084】
また、液状物質に添加する光重合開始剤を増やして、紫外線に対する感度をかなり高くすると、従来の環境で接着剤を扱うことは不可能になるので、この場合の照明には好ましくは赤色発光ダイオード、黄色発光ダイオードなどを用いるか、液状物質を硬化させる波長範囲、例えば300〜420μmの波長をカットする波長選択フィルタとランプとを組み合わせて、照明として用いるとよい。
【0085】
このように、紫外線に対し増感された液状物質の硬化装置として紫外線発光用のダイオードを用い、その接着剤を取り扱う場所の照明として、赤色発光ダイオード、前記プラズマ手段、液晶手段などを用いることにより、電力使用料を大幅に低減することができ、環境の面からも非常に好ましく、またコストも削減できる。
【0086】
以上の実施例では、照射ランプを用いた場合に、メカニカルシャッタを用いたが、照射ランプとして距離に従って紫外線が円状に広がるタイプのランプを用い、その照射ランプを基板の中央孔の真上に配置し、基板の高速回転による展延に伴って、前記照射ランプを徐々に上方に移動させることにより、紫外線の照射を基板の内周側から外周まで移行させることができる。したがって、メカニカルシャッタを省略することができる。
【0087】
また、照射ランプとして、例えば直径10mm程度の紫外線スポットを基板1上に形成できるランプを用い、基板の内周側から外周に向けて前記紫外線スポットを移動させることによって、回転している基板に対して径の異なる円に沿って内周側から外周まで順次紫外線スポットが照射される。したがって、メカニカルシャッタを省略することができるので、コスト面と小型化の面で有利であり、またスピンナへの基板の移載動作も容易になる。
【0088】
また、図5に示した実施例ではメカニカルシャッタを図面水平方向からの冷却風で冷却したが、照射ランプの冷却機構としてランプの上方から冷却風を通流させるものがあり、この上方からの冷却風を利用してメカニカルシャッタを冷却しても勿論よい。この場合には、メカニカルシャッタの冷却機構を別途設ける必要はないが、上方からメカニカルシャッタの照射口を通して基板1に吹き付けられる風が不都合を生じる場合には、スピンナとメカニカルシャッタとの間に耐熱ガラスを備えればよい。
【0089】
光照射手段として発光ダイオード、プラズマディスプレイパネルなど用いる場合には、電力使用料を大幅に低減することができ、環境の面から非常に好ましく、またコストも削減できる。
【0090】
【発明の効果】
本発明によれば、高速回転時に液状物質を展延し、実質的に液状物質が展延されないときに光を照射して、ほぼ所定の厚みになった箇所を順次、硬化又は半硬化させて厚みを確定するので、より膜厚の均一化を図ることができ、また、発光エネルギーの小さい発光手段を用いることができ、基板への熱的影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光ディスクの2枚の基板を接着剤を介して重ね合わせる図を示す。
【図2】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の一実施例を説明するための図である。
【図3】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の一実施例を説明するための図である。
【図4】 本発明に用いられるメカニカルシャッタの一例を示す図である。
【図5】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図6】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図7】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置に用いられる半導体発光ランプの一例を説明するための図である。
【図8】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の回転モデルの一例を説明するための図である。
【図9】 本発明に係る樹脂膜形成方法及び装置の他の一実施例を説明するための図である。
【図10】 基板の半径方向の距離と樹脂膜の膜厚との関係を示す図である。
【符号の説明】
1…基板
2…スピンナ
3…基板受台
4…コーターハウス
5…メカニカルシャッタ
6…照射ランプ
7…シャッタ駆動装置
8…シャッタ制御装置
9…波長選択フィルタ
10…耐熱ガラス
11…半導体発光ランプ
12…電源
13…保護用抵抗
14…スイッチ制御装置
15…回転軸棒
16…回転駆動装置
17…回転制御装置
18…光線照射部材
19…照射パターン調整装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin film forming method and apparatus suitable for forming a resin film having a substantially uniform thickness between or on substrates of an optical disk such as a DVD.
[0002]
[Prior art]
In general, an optical disc such as a DVD basically has a structure in which two transparent substrates are bonded together with an adhesive. In this case, there are substrates in which a recording layer including a reflective layer or a semi-transmissive film is formed on only one substrate, or a recording layer is formed on both substrates, and a recording layer is formed only on one substrate. In the case of being formed, both substrates have the same thickness, or the substrate on which the recording layer is not formed has a thin transparent sheet as a light transmission protective layer. Further, there is a structure in which four substrates are laminated by bonding two members having such a bonding structure through an adhesive. Another example is a case where a plurality of transparent glasses or lenses are bonded together with an adhesive.
[0003]
In such a case, in an optical disk such as a DVD, after two substrates are stacked via an adhesive, the adhesive is spread evenly between the substrates by rotating at high speed, and then the excess adhesive is shaken off. Generally, the adhesive is cured in a short time by irradiating ultraviolet rays from one side or both sides of the substrate. The ultraviolet irradiation is performed by continuously irradiating ultraviolet rays for a predetermined time using a UV lamp, or by irradiating ultraviolet rays in a pulse manner using a xenon lamp.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in any case, the curing method using these lamps, after superposing two substrates via an adhesive, is rotated at a high speed to spread the adhesive between the substrates and shake off excess adhesive. Then, since the adhesive is cured in a short time by irradiating ultraviolet rays from one side or both sides of the substrate, the adhesive layer is not actually uniform, and the curves A and B in FIG. As shown, there is a problem that the film thickness on the outer peripheral side becomes thicker than the inner peripheral side of the substrate. Here, the curve A indicates that the substrate is rotated at 3,000 rpm. p. m. Shows the film thickness characteristics when the substrate is rotated for 13 seconds, and curve B shows that the substrate is 3,000 rpm. p. m. The film thickness characteristics when rotated for 20 seconds are shown.
[0005]
In either case of the curves A and B, the maximum difference in the thickness of the adhesive layer is about 8 μm, which is quite large, which is a problem in further improving the quality of the current DVD. As shown by curve A and curve B in FIG. 10, when the inner peripheral film thickness is adjusted to the predetermined value, the outer peripheral film thickness is increased, and when the outer peripheral film thickness is adjusted to the predetermined value, the inner peripheral film thickness is increased. The film thickness becomes thin. That is, it is impossible to make the thickness of the adhesive layer uniform regardless of how the rotation time or the number of rotations is adjusted.
[0006]
In particular, in a next-generation large-capacity optical disc called a Blu-ray Disc (A Blu-ray Disc) or an AOD (Advanced Optical Disc), the non-uniformity of the thickness of the adhesive layer becomes a serious problem.
[0007]
In the Blu-ray Disc, the thickness of the light transmission protective layer consisting of the adhesive layer and the sheet or the light transmission protective layer consisting only of the transparent resin layer is as thin as 0.1 mm. The non-uniformity has a great influence and greatly affects the quality of the next generation large capacity optical disk.
[0008]
In the case of AOD, both substrates to be bonded are 0.6 mm in thickness, which is the same as that of a normal DVD, but the thickness of the adhesive for bonding them is made uniform with sufficiently high accuracy. In any case, the uniformity of the adhesive thickness greatly affects the quality of the next-generation large-capacity optical disk.
[0009]
In order to solve such a conventional problem, the present invention irradiates a light beam from the inside of the substrate toward the outside of the radiation in a process in which the liquid material is spread by high-speed rotation. By shifting and hardening or semi-curing sequentially from the inner circumference side to determine the thickness, the liquid material at the location where the thickness has become almost a predetermined thickness moves outward in the radial direction by subsequent high-speed rotation. This is to prevent the film thickness of the liquid material from being uniform on the entire surface of the substrate.
[0010]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In the present invention, the step of spreading the liquid material supplied in an annular shape to the center side of the substrate by high-speed rotation and the step of rotating at low speed are alternately performed a plurality of times, and from the center side toward the outer peripheral side during the low-speed rotation. In this method, the liquid material is sequentially semi-cured or cured from the inner peripheral side by sequentially shifting the irradiation of light rays.
[0011]
According to the present invention, the liquid material is spread during high-speed rotation, and light is irradiated when the liquid material is not substantially spread, so that the portions having a predetermined thickness are sequentially cured or semi-cured. Since the thickness is determined, the film thickness can be made more uniform, and a light emitting means with low light emission energy can be used, and the thermal influence on the substrate can be reduced.
[0040]
[Embodiments of the Invention]
Before describing the embodiments of the present invention, first, the basic concept of the present invention will be described. FIG. 1 shows two
Accordingly, in the present invention, there is a time when the adhesive layer has a desired thickness in the process of the adhesive 1C moving to the outer peripheral side by high-speed rotation, and at that time, the light beam is sequentially applied to the adhesive layer from the inner periphery to the outer periphery. The knowledge that it is possible to form a resin film with a substantially uniform thickness by irradiating and semi-curing or curing so that the adhesive layer does not move to the outer peripheral side by centrifugal force due to subsequent high-speed rotation. Is based. This also applies to the case where a resin film made of a liquid material is formed on a single substrate, and the above knowledge can be applied. A curve C in FIG. 10 shows an example of a film thickness characteristic when the present invention is applied.
[0041]
Hereinafter, a resin film forming method and apparatus having a uniform film thickness according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, a first embodiment in which an optical disk is bonded using a mechanical shutter and an irradiation lamp will be described with reference to FIGS. 2 shows an initial state of the irradiation opening of the mechanical shutter, and FIG. 3 shows a final enlarged state of the irradiation opening of the mechanical shutter.
[0042]
Both
[0043]
A
[0044]
The
[0045]
The data includes the rotational speed of the
[0046]
In this embodiment, an
[0047]
As another embodiment, the
[0048]
Next, an embodiment using a mechanical shutter of another mechanism will be described with reference to FIG. 4A shows a state viewed from the upper surface of a part of the
[0049]
The
[0050]
The fixed
[0051]
Each of the circumferential regions 51, 52,... With a constant width has rectangular slit portions b having a circumferential length L and a radial width W at regular intervals. The area between the slit part b and the adjacent slit part b is the blind part a, and the interval between the slit part b and the slit part b, that is, the length of the blind part a is longer than the length L of the slit part b. Somewhat larger.
[0052]
Each of the circumferential regions 51, 52,... Of the fixed
[0053]
Therefore, according to the
[0054]
The operation of the movable annular shutter member 5B is performed by the
[0055]
In this embodiment, ultraviolet irradiation is intermittent from the inner side to the outer side of the substrate, that is, discontinuous in the radial direction, and also discontinuous in the circumferential direction. Since the adhesive layer of the part is semi-cured or cured, it has been confirmed that the non-irradiated part of the adhesive layer around the part is not moved by centrifugal force. In order to make this more reliable, the lengths of the blind part a and the slit part b of the fixed
[0056]
Next, the embodiment shown in FIG. 5 includes a cooling mechanism and a wavelength selection filter for reducing the thermal influence on the
[0057]
Even if the
[0058]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that the thermal influence on the substrate is almost completely eliminated by using a light emitting lamp in which a plurality of light emitting semiconductor elements such as light emitting diodes or laser diodes are arranged concentrically. The same symbols as those shown in FIGS. 2, 3, and 5 indicate the corresponding members. The feature of this embodiment is that the spread of the adhesive by high-speed rotation and the spread interruption are repeated alternately, and the spread adhesive part is semi-cured by irradiating with light when the spread is interrupted. The purpose is to repeatedly spread the adhesive to a predetermined thickness from the circumferential side to the outer circumferential side and to perform semi-curing thereof repeatedly. Here, the light beam means light having a wavelength band effective for the curing reaction of the adhesive or resin used.
[0059]
As shown in FIG. 6, a semiconductor light emitting lamp 11 is disposed immediately above the
A plurality of light emitting diodes in an annular arrangement may be provided at intervals.
[0060]
The cathode side of each light emitting diode 11 a is connected to the negative electrode of the DC power supply 12, and the anode side thereof is connected to the positive electrode of the DC power supply 12 via the protective resistor 13 and the
[0061]
The apparatus further includes a
[0062]
The rotation speed v2 of each low-speed rotation time T2 is a rotation speed at which the spreading of the adhesive is not substantially performed. As a specific example, 200 to 500 r. p. m. It is. In this embodiment, each low-speed rotation period T2 is longer than each high-speed rotation time T1 because the ultraviolet energy emitted from the semiconductor light-emitting lamp 11 is weak and it takes time to semi-cure the adhesive layer. In this embodiment, a substrate having a radius of 60 mm is irradiated with ultraviolet rays in a width of several mm at positions on the circumference corresponding to 20 mm, 30 mm, and 45 mm.
[0063]
The rotation speed, the lengths of the times T1 and T2, and the like can be adjusted by the
[0064]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the operator inputs necessary data such as the viscosity of the adhesive into a CPU (not shown) of the
[0065]
Then, immediately after the period T1, the switching
[0066]
Next, the second high speed rotation is performed, and the adhesive is spread again to a predetermined thickness within a certain range. The range corresponds to a substrate surface area facing the light emitting diode 11a arranged second inside the semiconductor light emitting lamp 11 that emits light for the second time, and the adhesive layer in the substrate surface area is semi-cured. By repeating such an operation for the third time, the adhesive layer of the annular surface area having a width from the inner periphery toward the outer periphery is spread to a predetermined thickness and semi-cured, and the predetermined thickness is determined. Thus, an adhesive layer having a uniform thickness as a whole is formed so as not to be affected by centrifugal force due to subsequent high-speed rotation.
[0067]
In addition, after the semiconductor light-emitting lamp 11 positioned on the inner peripheral side once emits light, it is preferable that the light emission is preferably performed in a surface that promotes curing until the bonding process of one substrate is completed.
[0068]
Although not shown, as a similar embodiment, by using a laser diode that generates ultraviolet rays having a wavelength range of 280 nm or more and 600 nm or less instead of the light emitting diode, the cost increases, but the low-speed rotation time can be shortened. The time required for the optical disc bonding process can be shortened. In this case, one piece may be arranged on each circumference, or several pieces may be arranged at equal intervals.
[0069]
With reference to FIG. 9, another embodiment using the light irradiation member 18 to which the plasma display technology or the like is applied instead of the semiconductor light emitting lamp of the above embodiment will be described. The same symbols as those used in the above-described embodiments indicate corresponding members.
[0070]
As is well known, a plasma display panel has a large number of electrodes arranged in a predetermined arrangement, and it is well known that only a portion where a voltage is applied between the electrodes emits light. This embodiment uses such a function. However, since ultraviolet rays are used in this embodiment, the filter material for cutting the ultraviolet rays is removed, and the ultraviolet rays are easily emitted to the outside. Here, a structure that easily emits ultraviolet rays to the outside is called plasma means.
[0071]
The light beam irradiating member 18 made of plasma means is preferably arranged at a distance of about 1 to 7 mm from the
[0072]
The irradiation
[0073]
In the irradiation
[0074]
Next, when the second high-speed rotation time is entered, the irradiation
[0075]
As described above, in this embodiment as well, the above-described operation is repeated a plurality of times, so that the annular adhesive layer having a width from the inner periphery toward the outer periphery is spread to a predetermined thickness and semi-cured. By sequentially determining the predetermined thickness, it is possible to prevent the effect of centrifugal force due to subsequent high-speed rotation and to form an adhesive layer having a uniform thickness as a whole.
[0076]
In the above embodiment, the process of forming an adhesive layer having a uniform thickness between the substrates is described. However, the liquid substance supplied in an annular shape on the inner peripheral side on the substrate is changed from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The present invention can be similarly applied to a case where a film having a uniform film thickness is formed by extending the entire surface. In particular, as described above, it is effective for forming a light-transmitting protective layer for a next-generation large-capacity optical disk that requires a highly accurate film thickness.
[0077]
Here, the light irradiating member 18 such as a light emitting diode or a plasma means is weak in intensity of emitted light, but generates heat, compared with a lamp that emits ultraviolet light such as a normal discharge lamp or xenon lamp. Therefore, since the thermal influence on the substrate is small, the distance between the light emitting surface H and the
[0078]
Furthermore, instead of the mechanical shutter of the above embodiment, a liquid crystal shutter using liquid crystal technology may be used. That is, a liquid crystal shutter is provided between the irradiation lamp and the substrate, and an electric signal is given to the liquid crystal, so that light rays are sequentially added from the inner periphery to the outer periphery, and the adhesive layer between the substrates or the resin on the substrate The layer is semi-cured to a predetermined thickness. When a liquid crystal shutter is used, the operation speed can be increased.
[0079]
In the above embodiment, a film thickness sensor (not shown) is used to sequentially detect the film thickness from the inner circumference side, and the detected film thickness is compared with a predetermined set film thickness. The adhesive layer may be semi-cured or cured by irradiating ultraviolet rays. The film thickness sensor is realized by the same concept as the laser displacement meter, and the measurement principle of the laser displacement meter will be briefly described. The measurement principle is a system applying triangulation, which is configured by combining a light emitting element and a light receiving element, and a semiconductor laser is used as the light emitting element. Laser light emitted from the semiconductor laser is condensed through the light projecting lens and irradiated onto the adhesive layer through the substrate. A part of the light beam reflected from the adhesive layer forms a spot on the light receiving element through the lens. When the thickness of the adhesive layer changes, the incident angle of the reflected light incident on the light receiving element of the thickness sensor changes, so that the thickness between the substrate and the adhesive layer can be known. Since the thickness of the substrate is known in advance, the thickness of the adhesive layer can be detected momentarily by correcting the thickness of the substrate.
[0080]
The same detection is possible using a CCD. Although not shown, it is also possible to detect the film thickness from the intensity of the reflected light using a rod-shaped CCD sensor in which CCD elements are laid in a range corresponding to the length of the radius of the
[0081]
In the above description, for easy understanding, the transition of light irradiation at a constant speed from the inner periphery side to the outer periphery, or the repetition of a constant light irradiation time and its rest time has been described, but the change in film thickness is large. The inner peripheral portion and the outer peripheral portion having a relatively large film thickness change may be performed more finely than the intermediate portion between them.
[0082]
In the present invention, since the liquid material is spread by the spinner and is semi-cured or cured sequentially, when the substrate is transported to the next step by a transfer means (not shown), the two substrates are slightly transferred as in the prior art. Therefore, an optical disk with higher quality can be obtained.
[0083]
Furthermore, a special liquid material suitable for use in the present invention will be described. Photopolymerization is started to such an extent that the UV curable liquid material currently on the market does not start to cure in the normal handling process. The light-emitting diode, the liquid crystal means, the plasma means, etc. have a lower ultraviolet intensity than flash lamps and discharge lamps. It is preferable to increase the amount within a range that does not affect the characteristics, mechanical characteristics, and storage characteristics.
[0084]
In addition, if the photopolymerization initiator added to the liquid substance is increased and the sensitivity to ultraviolet rays is considerably increased, it becomes impossible to handle the adhesive in the conventional environment. A yellow light emitting diode or the like is used, or a wavelength selection filter that cuts a wavelength range for curing a liquid substance, for example, a wavelength of 300 to 420 μm, and a lamp may be used for illumination.
[0085]
In this way, by using the ultraviolet light emitting diode as a curing device for the liquid material sensitized to ultraviolet light, and using the red light emitting diode, the plasma means, the liquid crystal means, etc. as illumination of the place where the adhesive is handled. The power usage fee can be greatly reduced, which is very favorable from the viewpoint of the environment, and the cost can be reduced.
[0086]
In the above embodiment, when an irradiation lamp is used, a mechanical shutter is used. However, as the irradiation lamp, a lamp of a type in which ultraviolet rays spread in a circle according to the distance is used, and the irradiation lamp is directly above the central hole of the substrate. The ultraviolet irradiation can be shifted from the inner periphery side to the outer periphery of the substrate by arranging and moving the irradiation lamp gradually upward along with the spread by the high-speed rotation of the substrate. Therefore, the mechanical shutter can be omitted.
[0087]
Further, as the irradiation lamp, for example, a lamp capable of forming an ultraviolet spot having a diameter of about 10 mm on the
[0088]
In the embodiment shown in FIG. 5, the mechanical shutter is cooled by cooling air from the horizontal direction in the drawing. However, there is a cooling mechanism for the irradiation lamp that allows cooling air to flow from above the lamp. Of course, the mechanical shutter may be cooled using wind. In this case, it is not necessary to separately provide a mechanical shutter cooling mechanism. However, if the wind blown from the upper side through the irradiation port of the mechanical shutter to the
[0089]
When a light emitting diode, a plasma display panel, or the like is used as the light irradiation means, the power usage fee can be greatly reduced, which is very preferable from the viewpoint of the environment, and the cost can be reduced.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, the liquid material is spread during high-speed rotation, and light is irradiated when the liquid material is not substantially spread, so that the portions having a predetermined thickness are sequentially cured or semi-cured. Since the thickness is determined, the film thickness can be made more uniform, and a light emitting means with low light emission energy can be used, and the thermal influence on the substrate can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a diagram in which two substrates of an optical disk are superposed via an adhesive.
FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of a resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining an embodiment of a resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a mechanical shutter used in the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of the resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining an example of a semiconductor light emitting lamp used in the resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining an example of a rotation model of the resin film forming method and apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a view for explaining another embodiment of the method and apparatus for forming a resin film according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance in the radial direction of the substrate and the film thickness of the resin film.
[Explanation of symbols]
1 ... Board
2 ... Spinner
3 ... Substrate cradle
4 ... Coater house
5 ... Mechanical shutter
6 ... Irradiation lamp
7 ... Shutter drive device
8 ... Shutter control device
9. Wavelength selection filter
10 ... heat resistant glass
11 ... Semiconductor light emitting lamp
12 ... Power supply
13 ... Protective resistance
14 ... Switch control device
15 ... Rotating shaft rod
16 ... Rotation drive device
17 ... Rotation control device
18: Light irradiation member
19 ... Irradiation pattern adjustment device
Claims (14)
上記低速回転の各時間を、上記液状物質の半硬化又は硬化に要する長さにすることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In claim 1 ,
A method for forming a resin film, characterized in that a resin film having a substantially uniform thickness is formed by setting each time of the low-speed rotation to a length required for semi-curing or curing the liquid substance.
上記低速回転は、その遠心力で上記液状物質が実質的に展延しない程度の回転数であることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In claim 1 or claim 2 ,
The method of forming a resin film, wherein the low-speed rotation is performed at a rotational speed such that the liquid substance does not substantially spread by the centrifugal force, thereby forming a resin film having a substantially uniform thickness.
上記液状物質は、透明な第1の基板と第2の基板との間に供給された接着剤であり、上記基板を通して上記光線を照射することによって、上記接着剤によるほぼ均一の厚みの接着層を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The liquid substance is an adhesive supplied between the transparent first substrate and the second substrate, and an adhesive layer having a substantially uniform thickness is formed by irradiating the light through the substrate. Forming a resin film.
上記液状物質は、透明な合成樹脂材料からなり、上記基板にほぼ均一の厚みの光透過保護層を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The liquid material is made of a transparent synthetic resin material, and a light transmission protective layer having a substantially uniform thickness is formed on the substrate.
上記円環状に供給された液状物質が、上記高速回転によって展延されて所定の厚みになった部分に光線を連続的に又は間欠的に照射することによって、順次、内周側から上記所定の厚みを確定させて行くことを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The liquid material supplied in an annular shape is irradiated with light continuously or intermittently on a portion that has been spread by the high-speed rotation and has a predetermined thickness, so that the predetermined material is sequentially applied from the inner peripheral side. A method for forming a resin film, characterized in that the thickness is determined.
少なくとも回転速度と上記液状物質の粘度などを含む特性とをパラメータとして、予め上記円環状に供給された液状物質が所定の厚みになるデータを求めておき、そのデータに基づいて上記光線の照射のタイミングを決めることによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
Using at least the rotational speed and characteristics including the viscosity of the liquid substance as parameters, data for obtaining a predetermined thickness of the liquid substance supplied in the annular shape is obtained in advance, and the irradiation of the light beam is performed based on the data. A method for forming a resin film, comprising: forming a resin film having a substantially uniform thickness by determining timing.
上記円環状に供給された液状物質が上記高速回転によって展延する過程で、その展延される上記液状物質の膜厚を検出し、該膜厚が設定の厚みになるとき、その設定の厚みになった部分に上記光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
In the process in which the liquid material supplied in an annular shape is spread by the high speed rotation, the thickness of the liquid material to be spread is detected, and when the film thickness becomes a set thickness, the set thickness A method for forming a resin film, comprising forming a resin film having a substantially uniform thickness by irradiating the portion with the light beam.
上記液状物質から樹脂膜が形成された後、その樹脂膜全面に光線を照射することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 In any one of Claims 1 thru | or 8 ,
A method for forming a resin film, comprising: forming a resin film having a substantially uniform thickness by irradiating light onto the entire surface of the resin film after the resin film is formed from the liquid material.
上記低速回転時に上記中央側から外周側に向かって順次光線の照射を移行する光照射手段と、
を具備し、上記中央側から上記液状物質を半硬化又は硬化させることを特徴とする樹脂膜の形成装置。 A spinner that alternately performs the operation of spreading the liquid substance supplied in an annular shape on the center side of the substrate by high-speed rotation and the operation of rotating the liquid material a plurality of times alternately ;
A light irradiation means to migrate the irradiation of sequential light toward the outer peripheral side from the center side during the low speed rotation,
And the liquid material is semi-cured or cured from the center side.
上記選択的光照射手段は、発光手段と、中央穴が連続的又は間欠的に開いて行くメカニカルシャッタとからなり、上記中央穴が開いて行くにしたがって上記発光手段からの光線の照射面域が上記基板の外周側に拡大して行くことによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成装置。 In claim 10 ,
The selective light irradiating means comprises a light emitting means and a mechanical shutter in which a central hole is opened continuously or intermittently, and an irradiation surface area of light from the light emitting means is increased as the central hole is opened. An apparatus for forming a resin film, wherein a resin film having a substantially uniform thickness is formed by enlarging the substrate toward the outer peripheral side.
上記選択的光照射手段は、同心円状に複数の環状配列がなされた半導体発光素子を具備する発光ランプであり、内周側に配列された上記半導体発光素子から外周側に配列された上記半導体発光素子に向かって順次発光することによって、ほぼ均一の厚みの樹脂膜を形成することを特徴とする樹脂膜の形成装置。 In claim 10 ,
The selective light irradiation means is a light emitting lamp including a semiconductor light emitting element having a plurality of concentric circular arrangements, and the semiconductor light emitting element arranged on the outer peripheral side from the semiconductor light emitting element arranged on the inner peripheral side. An apparatus for forming a resin film, wherein a resin film having a substantially uniform thickness is formed by sequentially emitting light toward an element.
上記選択的光照射手段は、上記基板の中央孔に対向する位置にあって、その基板面に対してほぼ垂直に移動できる発光手段であり、上記スピンナによって上記基板を回転させて上記接着剤を展延する過程で、該発光手段が上記基板から離れて行くことを特徴とする樹脂膜の形成装置。 In claim 10 ,
The selective light irradiating means is a light emitting means that is located at a position facing the central hole of the substrate and can move substantially perpendicularly to the surface of the substrate, and the substrate is rotated by the spinner to apply the adhesive. An apparatus for forming a resin film, wherein the light emitting means moves away from the substrate in the process of spreading.
上記選択的光照射手段は、スポット光を生じる発光手段であり、上記スピンナによって上記基板を回転させて上記接着剤を展延する過程で、上記スポット光を上記基板の中央側から外周側に移動させて行くことを特徴とする樹脂膜の形成装置。 In claim 10 ,
The selective light irradiation means is a light emitting means for generating spot light, and the spot light is moved from the center side of the substrate to the outer peripheral side in the process of spreading the adhesive by rotating the substrate by the spinner. An apparatus for forming a resin film, wherein
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