JP4043907B2

JP4043907B2 - Optical disk manufacturing equipment

Info

Publication number: JP4043907B2
Application number: JP2002288448A
Authority: JP
Inventors: 秀雄小林; 信一篠原
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP2004127401A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、情報記録層を形成した支持基板上に、光透過層を有し、この光透過層を通して４０５ｎｍ近傍の発振波長を有するレーザを発光する半導体レーザにより記録および再生を行う光ディスクの製造装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、ＨＤＴＶ（High Definition Television）画質の映像の記録および再生を可能とする次世代光ディスクの検討が進められており、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）よりも更に短波長の、４０５ｎｍ及びその近傍の発振波長を有する光を発光する半導体レーザ（以下青紫レーザと称す）を用いて記録を行う新しいディスク構造による高密度記録方式が提案されている。
【０００３】
例えば、情報記録層を形成してなる厚さ１．１ｍｍの支持基板上に、厚さ０．１ｍｍの光透過層を形成した構造のもの、あるいはそれぞれの基板上に情報記録層を形成してなる厚さ０．６ｍｍの２枚の基板を、硬化後には光透過層となる接着剤で貼り合わせた構造を有したものが提案されている。
【０００４】
次世代光ディスクでは、光透過層を通して青紫レーザにより記録および再生を行うため、光透過層については４０５ｎｍ及びその近傍の波長の光に対する高い透過率が必要となる。
【０００５】
また、追記型の光ディスクの場合、情報記録層を形成する記録膜は、青紫レーザが発光する４０５ｎｍの波長の光の照射に反応し、情報が記録される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような次世代光ディスクには下記のような問題点があった。
（１）従来の光ディスクとしては、例えば、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）やＤＶＤがあり、ＣＤでは反射膜の保護コート剤用として、また、ＤＶＤでは２枚のディスク基板の接着剤に紫外線硬化型組成物が用いられている。これらの光ディスク用保護コート剤あるいは接着剤は、メタアクリレート化合物と光重合開始剤を主成分として含有しており、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの光源からの光照射で硬化反応が起きるように、２５０〜４００ｎｍ付近に十分な感度を持つよう設計されている。そのため、硬化した後における前記紫外線硬化型組成物の硬化膜については、４０５ｎｍ及びその近傍の波長をもつ光の透過率が低下してしまうという問題点があった。
（２）また、上記従来の紫外線硬化型組成物では、硬化のために高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの光源からの２５０〜４００ｎｍ付近の強い光照射が必要であった。追記型光ディスクの記録反応は不可逆なものであるため、ディスクの製造工程において４０５ｎｍ及びその近傍の波長の光が記録膜に照射された場合、記録特性が劣化してしまうという問題点があった。
（３）紫外線を発光する前述のような従来のランプは発光効率が低く、発熱が非常に大きいために、その熱によって基板が歪むことがあり、また十分な放熱機構が必要とされるので、装置が大形化し、コストも高くなる。
（４）紫外線を発光するランプは価格が高く、寿命が短いのでランニングコストが高くなると共に、寿命の短いものでは数十時間で交換しなければならないので、生産性に悪影響を及ぼす。
（５）パルス状の紫外線を照射する場合には、連続照射のものに比べて熱の面ではかなり有利であるが、照射時の衝撃が大きく、そのときの振動によって接着されるガラスなどの被接着物が破損したり、接着性に悪影響が生じることがある。また、そのときの衝撃音が騒音となり、環境上で好ましくなかった。この問題を解決するため、従来は制振機構や騒音防止機構を設けており、これがさらに装置の大型化、コストアップを招いていた。
（６）ランプの場合には電力損失が非常に大きく、環境上、コストの面で不都合がある。
【０００７】
したがって、本発明はこのような青紫レーザにより記録または再生を行う光ディスクの問題点を解決し、光ディスクへの熱的影響を小さくすることができる光ディスクの製造装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１では、光ディスク基板に塗布された可視光硬化型組成物に紫外線を照射して光透過層を形成する光ディスクの製造装置において、前記可視光硬化型組成物を展延するためのスピンナ装置と、互いに近接して配置された複数の発光半導体素子からなる硬化装置と、前記硬化装置を前記光ディスク基板に近づけるための上下動駆動装置と、前記硬化装置の光照射を制御するスイッチ装置と、を備え、前記上下動駆動装置の下降動作によって、前記硬化装置の複数の前記発光半導体素子の発光面が前記光ディスク基板の上面から１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の位置に近づいたときに、前記スイッチ装置を動作させて、回転している前記光ディスク基板上の前記可視光硬化型組成物に前記紫外線を照射することを特徴とする光ディスクの製造装置を提供するものである。
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項２では、請求項１において、前記光透過層が、ポリカーボネート化合物からなるフィルム層と、該フィルム層を前記光ディスク基板に貼り合わせる前記可視光硬化型組成物からなる接着層からなることを特徴とする光ディスクの製造装置を提供するものである。
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項３では、請求項１において、前記光透過層が、前記可視光硬化型組成物の硬化膜だけからなることを特徴とする光ディスクの製造装置を提供するものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長を含まない４３０〜６５０ｎｍの波長をもつ可視光により硬化する可視光硬化型組成物からなる光透過層を用いる光ディスクの製造装置にある。
【００２６】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１により本発明の一実施例について説明する。図１において、１はポリカーボネート材料からなるディスク基板２の上に形成された光透過層である。光透過層１はカバー層又は保護層ともいう。光透過層１は、光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長を含まない４３０〜６５０ｎｍの波長をもつ可視光により硬化する可視光硬化型組成物からなることが、この発明の特徴である。
【００２７】
このような可視光硬化型組成物としては、例えば、ウレタンアクリレート、ウレタンメタアクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエーテルメタアクリレート等の重合性オリゴマーと、重合性モノマーとからなるメタアクリレート化合物（Ａ）と、例えばメタロセン系化合物、ボレート／色素系化合物、クマリン系化合物等の、４３０〜６５０ｎｍの可視光に対し感度を有する光重合開始剤（Ｂ）からなる可視光硬化型組成物を使用することができる。
【００２８】
このような可視光硬化型組成物からなる光透過層１は、例えば約０．１ｍｍの厚さをもつ。その構造は、前記ポリカーボネート化合物からなる薄いフィルムと前記可視光硬化型組成物からなる接着剤とで構成される場合と、前記可視光硬化型組成物を高速回転処理などでディスク基板２の上に展延させ、それだけで約０．１ｍｍの厚さの硬化膜とする場合がある。そして前者の場合、つまり前記ポリカーボネート化合物からなる薄いフィルムと前記可視光硬化型組成物からなる接着剤とで構成される光透過層１の場合には、光透過層１には情報記録層をもたない構造と、１層又は２層の情報記録層を有するものがある。後者の場合も同様である。この情報記録層はディスク基板２に形成される情報記録層と同じものであり、結晶層と非結晶層とからなって、４０５ｎｍ及びその近傍の波長をもつ光に対する反射率の差で再生できるようになっている。
【００２９】
光透過層１が形成されたディスク基板２（以下、光ディスク基板という）は、受台３に載せられ、不図示の通常の吸引手段で受台３に吸着される。この実施例では、受台３は昇降軸手段４により昇降駆動装置５に結合されいる。受台３の中心には、光透過層１とディスク基板２を位置決めするための位置決め手段３ａが備えられており、光ディスク基板を受けるときには、位置決め手段３ａが光透過層１とディスク基板２の中央穴に挿入される。
【００３０】
光透過層１の直ぐ上に、発光半導体素子としての発光ダイオード６ａ多数とこれらを支承する支承体６ｂとからなる半導体発光ユニット６が配設される。この実施例では、多数の発光ダイオード６ａを近接して配設しており、多数の発光ダイオード６ａの発光面Ｘがすべて同一平面にあるように支承体６ｂに取り付けられる。多数の発光ダイオード６ａの配置の仕方については後で具体的に述べるが、ランダムに近接して配置しても良いが、光透過層１の照射面の照度、つまり光エネルギ−が均一になるように、同心円状、又は螺旋状に配置するのが好ましい。これら多数の発光ダイオード６ａは、図示していないが、すべて並列接続されると共に、各発光ダイオード６ａには保護用の抵抗が直列接続される。実際の組立の場合には、支承体６ｂとなる、あるいはその一部分となる円板状のプリント基板に表面実装型の発光ダイオードと抵抗を面実装すれば良いので、個数が、例えば、それぞれ３５０ないし４５０個程度であっても、容易に製作することができる。ここで、発光ダイオード６ａを直列接続せずに並列接続したのは、発光ダイオード６ａの故障は短絡形態と開放形態があり、直列接続すると、故障が開放形態のときには半導体発光ユニット６の発光が妨げられると言うのが一つの理由であり、他の理由は発光ダイオードの電圧ドロップが１個当たり数ボルトあるために、例えば３５０ないし４５０個を直列接続すると、１０００Ｖを越える高い電圧が必要になるからである。
【００３１】
各発光ダイオード６ａのカソード側は直流電源７の負極に接続され、それらのアノード側は保護抵抗器８、及びスイッチング装置９を介して直流電源７の正極に接続される。スイッチング装置９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６ａ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６ａの発光面Ｘは光透過層１の上面に接触しない位置で、できるだけ発光面Ｘと光透過層１の上面との間の間隔が狭いほど効率がよい。これは、一般的には光が距離の２乗で減衰するからであり、発光面Ｘと上側の光透過層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。
【００３２】
現在のディスクの基板としてはポリカーボネート材料が用いられており、ポリカーボネート材料からなる基板は光の波長が２８０ｎｍ程度から急速に透過率が上昇し、３６０〜３７０ｎｍで透過率の変化がほとんどなくなり、飽和することがわかる。したがって、３６０〜３７０ｎｍ以上の波長を持つ光を照射して光透過層１を硬化させるのが、光照射によるディスク基板２への影響を小さくできる。しかし、光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長を含んでは、前述のように記録特性が劣化するなどの問題が生じるので、この発明では、光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長を含まない、４３０〜６５０ｎｍの波長をもつ可視光の照射により重合反応を開始して硬化する可視光硬化型組成物を用いる。ここで、６５０ｎｍ以下の波長としたのは、これを越えると可視光硬化型組成物の重合が好ましく行われないからである。
【００３３】
本発明に用いられる光透過層１は、４３０〜６５０ｎｍの波長をもつ可視光の照射前に比べて、照射による硬化後は透過率が高くなる。この波長領域では、可視光の照射により光透過層１が硬化するのに伴い光透過層１の透過率が高くなって行くので、未硬化の内部の可視光硬化型組成物に可視光が照射されることになり、硬化の面で好ましい。４３０〜６５０ｎｍの波長の可視光領域では、光透過層１の光重合反応が良好に行われ、光透過層１やディスク基板２、及びその情報記録層にも何ら悪影響が無いことが確認できた。
【００３４】
この発明に用いられる可視光発光用半導体素子としては、例えばピークの波長が５９０μｍ前後で、それを中心に数十ｎｍの幅の波長もつ黄色の光を発光する黄色発光ダイオード、波長が５２０μｍ前後で、それを中心に数十ｎｍの幅の波長もつ緑色の光を発光する緑色発光ダイオード、波長が５０３μｍ前後で、それを中心に数十ｎｍの幅の波長もつ緑色の光を発光する青緑色発光ダイオードなどが挙げられる。このような波長領域の可視光を発光する可視光照射用の発光ダイオードの場合には、発光する光のほとんど全てが光透過層１の硬化に役立つ。
【００３５】
次に、この実施例の動作について説明する。図１では示していない通常のスピンナ装置においてディスク基板２とその上の光透過層１が、不図示の通常の基板移載手段により受台３上に載置される。それとほぼ同時に昇降駆動装置５が動作を開始し、昇降軸手段４が上昇し、光透過層１の上面が半導体発光ユニット６の発光面Ｘから１ｍｍから１０ｍｍ、好ましくは７ｍｍ以内の距離にあるように、昇降駆動装置５を停止させる。その停止と同時、又は光透過層１の上面が半導体発光ユニット６の発光面Ｘから１０ｍｍ以内の所定距離に近づいた時点で、スイッチ装置９が働き、直流電源７からスイッチ装置９の不図示のスイッチ素子、保護用抵抗８及び半導体発光ユニット６の全ての発光ダイオード６ａを通して電流が流れ、全ての発光ダイオード６ａは主に４３０〜６５０ｎｍの波長領域内の可視光を発光する。その可視光は光透過層１に照射され、硬化させる。しかる後、昇降駆動装置５が再び動作をし、昇降軸手段４を下降させ、不図示の通常の基板移載手段により受台３上のディスク基板２とその上の光透過層１からなる光ディスクを排出する。
【００３６】
ここで、発光ダイオード６ａは通常のキセノンランプなどのような波長領域の広い光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い、情報記録層に悪影響を与えない４３０〜６５０ｎｍの波長領域内の可視光を発光する。したがって、前述のように半導体発光ユニット６の発光面Ｘと光透過層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、半導体発光ユニット６の発光ダイオードからの光であっても、従来のランプの場合とほぼ同程度の時間で光透過層１を硬化させることが可能である。
【００３７】
また、この実施例では発光ダイードを近接させて配置しているので、隣接する周囲の発光ダイードからの光が互いに重なり合って照射面での照度がほぼ均一になっているので、例えば、隣接する発光ダイオードの一つが破損したとしても、その影響を最小限に抑えることができ、前記可視光硬化型組成物からなる光透過層１又は接着剤の硬化に対する実質的な悪影響は発生しない。さらに、半導体発光ユニット６はディスク基板２とその上の光透過層１の外周よりも発光ダイオード１個分程度ははみ出すように発光ダイオードを配置しているので、光透過層１の外周部も効率的に硬化させることが可能である。特に、第１のディスク基板と第２のディスク基板とを前記可視光硬化型組成物からなる接着剤で貼り合わせる場合、ディスク基板間からはみ出す接着剤を硬化させるのに効果がある。
【００３８】
しかし、光透過層１の外周部を短時間で効率的に硬化させるには、光透過層１とディスク基板２との外周から１ｍｍから１０ｍｍ程度離れた位置に不図示の発光ダイオードを１個又は複数個等間隔で配置し、その発光ダイオードからの光が前記可視光硬化型組成物からなる光透過層１又はディスク基板間からはみ出した接着剤に効果的に照射されるようにし、光ディスクと発光ダイオードとを相対的に回転させる。通常は光ディスクを回転させる。接着剤の硬化速度は酸素の存在によって遅くなるので、前記不図示の発光ダイオードによる照射位置に窒素ガスのような安価で不活性のガスを噴出するガス吹き出しノズルを備え、照射される接着剤を窒素ガスで包囲することにより、接着剤の硬化が促進され、硬化時間が短縮される。
【００３９】
この実施例では、受台３を上昇又は下降させて半導体発光ユニット６の発光面Ｘと光透過層１との間の距離を接近させたり、離したりしたが、従来のように、不図示のターンテーブル上の受台に光透過層１とディスク基板２を載置し、ターンテーブルを水平方向に間欠的に回転、又は連続的に回転させることにより、半導体発光ユニット６の発光面Ｘから所定距離下方の位置を通過させるようにしても勿論よい。
【００４０】
さらに別の実施例では、スピンナ装置の回転中に半導体発光ユニットからの可視光を前記可視光硬化型組成物からなる光透過層１又は接着剤に照射する。この実施例について図２により説明するが、説明する前に簡単に現在提案されている次世代光ディスクの製造プロセスについて説明する。ＤＶＤの製造プロセスでは、一般に、ディスク基板の面の内周側にドーナツ状に接着剤を供給し、光透過層のフィルム又は他方のディスク基板を接着剤を介して重ね合わせた後、その重ね合わせた光ディスク基板を不図示の基板移載手段によりスピンナ装置に搬送する。前記重ね合わせの過程で、必要に応じて光ディスク基板に電圧を印加し、その電界の力でドーナツ状の接着剤の先端を尖鋭化して接触面積を小さくすれば、貼り合わせ箇所に気泡が発生するのを防止することができる。
【００４１】
そのスピンナ装置の概略は図２に示すようなものであり、光ディスク基板を受けて回転させるための回転台１１、回転台１１とモータのような回転駆動装置１２とを結合する回転軸１３、上方を除いて回転台１１上の光ディス基板１０の周囲を包囲する隔壁１４などからなる。スピンナ装置では、一般に光ディスク基板１０を２０００ｒ．ｐ．ｍ．から６０００ｒ．ｐ．ｍ．で所定時間高速回転させて、その遠心力により光ディス基板の余分な接着剤を振り切り、均一な所望の膜厚の接着剤層を形成する。そして、回転の停止後に不図示の基板移載手段により光ディスク基板１０をスピンナ装置から取り出す。
【００４２】
この実施例では、スピンナ装置が動作している間はその上方に位置する半導体発光ユニット６を備える。半導体発光ユニット６は前記実施例と同様なものである。光ディス基板基板の余分な前記可視光硬化型組成物を振り切りが行われ、光ディスク基板１０が回転停止、又は回転停止前の回転速度が低くなった時点で、半導体発光ユニット６はその発光面Ｘが光ディスク基板１０の上面から１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍの位置にあるよう、上下動駆動装置１５及び上下動軸手段１６により下方向に動く。そして、半導体発光ユニット６の発光面Ｘが光ディスク基板１０の上面から１〜５ｍｍの位置になったとき、半導体発光ユニット６は４３０〜６５０ｎｍの波長領域内の可視光を光ディスク基板１０に照射し、光ディスク基板の前記可視光硬化型組成物を硬化させる。このようにして完全に貼り合わされた光ディスクが不図示の基板移載手段により、スピンナ装置から取り出される。
【００４３】
半導体発光ユニット６から光ディスク基板１０への可視光は、光ディスク基板１０が停止した状態で行っても良いが、より照射量の均一化をはかると共に時間の短縮化を図るために、前記可視光硬化型組成物の振り切りが終わって光ディスク基板１０が回転が低くなってきた状態で可視光を照射するのが好ましい。光ディスク基板１０が回転している間に可視光を照射し、照射中に光ディスク基板１０が停止する場合も勿論よい。この実施例で、場合によっては問題になることが１点ある。それは、半導体発光ユニット６からの可視光の一部分が漏れてスピンナ装置の隔壁１４の内側に付着した前記可視光硬化型組成物の一部分を硬化させることである。これを避ける場合には、半導体発光ユニット６をスピンナ装置の上方に固定し、光ディスク基板１０をスピンナ装置から持ち上げてスピンナ装置の外で光ディスク基板１０に可視光を照射すれば良い。
【００４４】
これについてもう少し詳しく説明すると、図示しないが、回転駆動装置１２と一緒に回転軸１３と回転台１１とを上下移動させる上下方向駆動装置を備える。回転軸１３はもともと隔壁１４に対して自由に回転できるようになっており、更に隔壁１４に対して上下方向にも移動できる構造とする。この場合、半導体発光ユニット６を上下方向に駆動する上下動駆動装置１５及び上下動軸手段１６は不要であり、半導体発光ユニット６はスピンナ装置の隔壁１４よりも上方のある位置に固定される。スピンナ装置において高速回転が停止すると、不図示の上下方向駆動装置が動作を開始し、回転駆動装置１２、回転軸１３、回転台１１と一緒にその上に載置された光ディスク基板１０を上昇させ、半導体発光ユニット６の近傍で停止させる。半導体発光ユニット６は光ディスク基板１０の上面がその発光面Ｘから１〜７ｍｍの位置になったとき、半導体発光ユニット６は、可視光を光ディスク基板１０に照射し、光ディスク基板の前記可視光硬化型組成物を硬化させる。このようにすることにより、隔壁１４の内側の前記可視光硬化型組成物が可視光で硬化することはない。光ディスク基板の前記可視光硬化型組成物が硬化する前に、不図示の基板移載手段が光ディスク基板面を吸着保持してスピンナ装置から取り出すと、光ディスク基板の僅かなずれ、歪みなど悪影響が生じることがあるが、この実施例では光ディスク基板の前記可視光硬化型組成物が硬化した後にスピンナ装置から取り出すので、そのような悪影響が生じることはない。
【００４５】
次に、図３により半導体発光ユニット６の１実施例について説明する。図３（Ａ）は発光半導体素子６ａの模擬的な配列を示し、直線状の配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎは、実際は図３（Ｂ）に示す支承体６ｂに同心円状に近接して配列されている。発光ダイオード配列ａが最も内側の周の配列を示し、発光ダイオード配列ｂは内側の２番目の周を示し、同様にして発光ダイオード配列ｎは最も外側の周の配列をそれぞれ示す。この実施例では、支承体６ｂは円板状プリント基板であり、各同心円状の発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎは円板状プリント基板６ｂの導電パターンＰにより、それぞれの発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎにおける発光ダイオードはすべて並列接続されている。最内側の発光ダイオード配列ａは、その発光ダイオードａ１を導電パターン部Ｐ１で、直ぐ外側の発光ダイオード配列ｂの発光ダイオードｂ１と接続することにより、発光ダイオード配列ｂに直列接続される。発光ダイオード配列ｂと内側から３番目の発光ダイオード配列ｃは、発光ダイオードｂ１と発光ダイオード配列ｃの発光ダイオードｃ１とを導電パターン部Ｐ２で接続することにより、互いに直列接続される。発光ダイオード配列ｃと４番目の発光ダイオード配列ｄは、発光ダイオードｃ１と発光ダイオード配列ｄの発光ダイオードｄ１とを導電パターン部Ｐ３で接続することにより、互いに直列接続される。他の隣接する発光ダイオード配列も同様にして導電パターン部で直列接続される。Ｔ１、Ｔ２は入力端子であり、入力端子Ｔ１、Ｔ２に所定の電圧が印加されると、各発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの発光ダイオードはすべて同時に発光する。
【００４６】
各発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの発光ダイオードはすべて同時に発光することにより、図１の場合には基板１の全面に同時に可視光が照射され、光透過層１が全面で同時に硬化される。しかし、光透過層１は光重合反応により硬化するので、その重合時に発生する熱はかなりの量になり、光ディスク基板の温度が上昇し、光ディスク基板にひずみを生じることがある。この硬化時の発熱を緩和して光ディスク基板のひずみを軽減するには、内周側から外周側に向けて順番に発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを発光させて行くことが有効であることが分かった。
【００４７】
発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを順番に発光させて行くには、隣接する発光ダイオード配列ａとｂ、ｂとｃ、・・・・ｎ−１とｎの間にＭＯＳＦＥＴのようなスイッチ素子を設けることが必要である。この場合には、図６（Ａ）で前述のように発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１、発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２など、隣接する発光ダイオード配列を導電パタ−ン部によって直列に接続せずに、発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１との間、発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２との間、・・・・・、発光ダイオードｎ−１と発光ダイオードｎとの間に前記スイッチ素子を設け、これらを介して直列接続すれば良い。図３（Ｂ）に示すように、これらスイッチ素子２０とスイッチ素子２０とを順次オンオフさせる駆動ユニット２１を円板状プリント基板７ｂの裏面に取り付ける。スイッチ素子２０ａは発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１との間に設けられ、スイッチ素子２０ａの一端はプリント基板６ｂに形成されたスルーホールＢＨを通して発光ダイオードａ１に接続され、スイッチ素子２０ａの他端はプリント基板６ｂに形成された他のスルーホールＢＨを通して発光ダイオードｂ１に接続される。また、スイッチ素子２０ｂは発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２との間に設けられ、スイッチ素子２０ｂの一端はプリント基板６ｂに形成されたスルーホールＢＨを通して発光ダイオードａ２に接続され、スイッチ素子２０ｂの他端はプリント基板６ｂに形成された他のスルーホールＢＨを通して発光ダイオードｃ２に接続される。他の所定の発光ダイオード間を接続するスイッチ素子は、図３（Ｂ）においてスイッチ素子２０ａ、２０ｂの紙面向こう側に位置する。
【００４８】
駆動ユニット２１は一定時間毎にスイッチ素子２０ａ、２０ｂ・・・・・を一定時間オンさせる。したがって、発光ダイオード配列ａの発光ダイオードが先ずすべて発光し、所定時間、例えば２０ｍｓ後にスイッチ素子２０ａがオンすることにより、発光ダイオード配列ｂの発光ダイオードもすべて発光する。同様にスイッチ素子を順次オンさせることにより発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを順次発光させることができる。そして、スイッチ素子２０の予め決められたオン時間が経過すると、スイッチ素子２０ａから順次２０ｍｓごとにオフし、最後に発光ダイオード配列ｎの発光ダイオードが発光を止める。このように、予め決めた一定時間だけ順次遅延させて、かつ一定時間オンさせる場合にはスイッチ素子の代わりに、例えばキャパシタと抵抗とからなる遅延回路を用いることができる。
【００４９】
この実施例では、駆動ユニット２１に不図示のＣＰＵを備え、各スイッチ素子２０のオンの時間の長さ、オンの時間のタイミング、オンの順番など予めメモリに格納しておくことにより、例えば、予め前記可視光硬化型組成物のどの領域が硬化し難く、どこが硬化し易いかを測定しておき、硬化し難い領域に相当する発光ダイオードの発光時間を、硬化し易い領域に相当する発光ダイオードに比べて長くすることにより、最短の光照射時間で均一の硬化を期待することができる。なお、前記実施例では発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをスイッチ素子２０を介して直列したが、発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの中では各発光ダイオードは並列接続されているので、電圧としては商用電源電圧で十分である。なお、発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをそれぞれのスイッチ素子２０を介してすべて互いに並列に接続しても良い。
【００５０】
さらに、図示しないが、それぞれスイッチ素子を介して発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをすべて並列接続した光照射機構と図２に示したスピンナ装置とを組み合わせると共に、最内周の前記可視光硬化型組成物から最外周の前記可視光硬化型組成物までの厚みを測定できるセンサを用意する。基板１０間に付与された前記可視光硬化型組成物を展延するための高速回転を行っているとき、最内周の前記可視光硬化型組成物から最外周の前記可視光硬化型組成物までの厚みを測定し、その測定値とメモリに格納された設定値とを比較し、その厚みが設定値まで薄くなった箇所に相当する発光ダイオード配列のスイッチ素子をオンさせることにより、先ずその発光ダイオード配列の発光ダイオードをオンさせ、続いて前記可視光硬化型組成物が設定の厚みになった箇所に相当するスイッチ素子を順次オンさせることにより、厚みが設定値になった箇所から順次可視光を照射することができる。このようにすることにより、いずれの箇所も設定値により近い前記可視光硬化型組成物の層が得られ、より高品質の光ディスクを得ることができる。
【００５１】
また、図示しないが、別の実施例として、すべての発光ダイオードを直列接続、又は並列接続した、あるいは所定の複数個ずつ直列接続したものを並列接続した発光ダイオード配列をスパイラル状に配置し、スパイラル状の発光ダイオード配列の最内側の直径は、ディスク基板間の前記可視光硬化型組成物の内径よりも小さくなり、発光ダイオード配列の最外側の直径はディスク基板間の前記可視光硬化型組成物の外径よりも大きくなるように配置する。このままでも良いが、直列接続された又は並列接続された発光ダイオード間に所定の時間だけ遅らせる遅延素子又はスイッチ素子を接続するか、複数の発光ダイオード毎に、例えば、発光ダイオード１０個ごとにスイッチ素子又は遅延素子を接続する。前記遅延素子により、又は前記スイッチ素子を順次オンさせることにより、スパイラル状配置の発光ダイオード配列を各発光ダイオードごと順次、又は複数個毎に順次発光ダイオードを内周側のものから外周のものに向けて発光させることができる。これにより、より品質の高い光ディスクを得ることができる。
【００５２】
以上の実施例では、硬化される前記可視光硬化型組成物の層の面に比べて同等か、幾分広い面を発光面とするように、多数の発光ダイオードを同心円状又はスパイラル状に配置したが、近接させてランダムに、あるいは隣接する発光ダイオード間の間隔が一定距離になるようにヘキサゴナル、同心円状又はスパイラル状などに配置してもよい。さらにまた、硬化される前記可視光硬化型組成物の層の面に比べて同等か、幾分広い面を発光面とするように多数の発光ダイオードを配置せずに、硬化される可視光硬化型組成物の層の面の一部分の面を発光面とするように発光ダイオードを配置しても良い。
【００５３】
また、以上の実施例では半導体発光ユニットの発光ダイオードが照射時間の長さに等しい時間だけ連続して発光させたが、パルス状、つまり断続して発光させても良い。この場合には、連続して発光させる場合に比べて、発光ダイオードに高いピーク電流を流して高い光度の可視光を発生することができる。このように連続時に比べてピークの大きな電流を、順次内側の周の発光ダイオードから外側の周の発光ダイオードに流すことにより、より質の高い可視光硬化型組成物の硬化が期待できる。さらに、必要に応じて、それぞれの発光ダイオードに供給する電流パルスの幅やピーク値、あるいは電流パルス間の休止時間の幅を制御することにより、より均一の質の高い接着剤の硬化を行うことができる。
【００５４】
さらに、以上の実施例では半導体発光ユニットを発光ダイオードで構成する例について述べたが、同様な波長の可視光レーザを発生する半導体レーザのような固体レーザであっても勿論よい。この場合には、固体レーザの光の集束率を緩やかにし、半導体発光ユニットと照射面との間隔を広めにして、照射面に均一に光が照射されるように、固体レーザを配置する。また、主に４８８．５ｎｍの波長のレーザ光を発生するアルゴンガスレーザ、６３２．８ｎｍの波長のレーザ光を発生するヘリウム／ネオンガスレーザ、あるいは適切な色素を用いたダイレーザなども光源として用いることができる。
【００５５】
以上の実施例では４３０〜６５０ｎｍの範囲にピーク波長がある可視光を照射して光ディスク基板の前記可視光硬化型組成物を重合反応させ、硬化させる実施例について述べたが、前記可視光硬化型組成物を展延するためのスピンナ装置から前記光ディスク基板を取り出す前に、前記可視光硬化型組成物の一部分又は全部を４３０〜６５０ｎｍの範囲にピーク波長がある可視光を照射して前記可視光硬化型組成物を重合反応させ、半硬化させて仮付けを行っても良い。この場合には、スピンナ装置が回転している内に前記仮付けを行った方が、均一に仮付けを行えると共に、仮付けの時間を別途必要としないので好ましい。また、光ディスクへの影響を生じないために、光ディスク基板の内周側における非記録領域に存在する前記可視光硬化型組成物だけを半硬化して仮付けを行うのが好ましい。このように、仮付けを行った後に、スピンナ装置から光ディスク基板を取り出し、次の工程に移載すれば、光透過層とディスク基板、又はディスク基板同士のずれが発生せず、高品質の光ディスクを得ることができる。
【００５６】
またさらに、一般的なハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯のようなランプと、所定の波長よりも長い波長の可視光だけを通過させ、それ以下の波長の光をカットする波長通過フィルタとを組み合わせても良い。この場合、波長通過フィルタは光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長よりも長い波長の可視光、好ましくは４３０ｎｍ以上の波長をもつ可視光だけを光ディスク基板に照射し、少なくとも４０５ｎｍ及びその近傍の波長と同等又はそれよりも短い波長の光をカットし、光ディスク基板に照射しない。この実施例でも前述実施例と同様に、青紫レーザにより記録または再生を行う光ディスクの記録膜へのダメージを与えることなく光透過層の又は接着剤である可視光硬化型組成物硬化することができ、また、その硬化後にあっても、４０５ｎｍ及びその近傍の波長の光の透過率が高い可視光硬化型組成物を採用した光ディスクを提供することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、複数の発光固体素子からなる発光ユニットを用いた場合に、光透過層の又は接着剤である可視光硬化型組成物硬化を硬化させ、貼り合わせているので、従来のランプに比べてはるかに発熱が少なく、光ディスクへの熱的影響を小さくできる。また、ランプに比べて寿命が大幅に長いのでランニングコストの大幅な低減が図れ、しかも発光のために使用する電力量を格段と少なくできるので、環境への影響を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ディスクの貼り合わせ機構を含む製造装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明にかかる光ディスクの貼り合わせ機構を含む製造装置の他の一実施例を示す図である。
【図３】本発明にかかる光ディスクの製造装置に用いられる半導体発光ユニットの一例を示す図である。
【符号の説明】
１−光透過層２−ディスク基板
３−基板受台４−昇降軸手段
５−昇降駆動装置６−半導体発光ユニット
７−電源８−保護用抵抗
９−スイッチ装置１１−回転台
１２−回転駆動装置１３−回転軸
１４−隔壁１５−上下動駆動装置
１６−上下動軸手段２０−スイッチ素子
２１−駆動ユニット
Ｔ１、Ｔ２−入力端子
ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎ−発光ダイオード配列
ａ１、ａ２、ａ３・・・・発光ダイオード配列ａの発光ダイオード
ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・・発光ダイオード配列ｂの発光ダイオード
ｃ１、ｃ２、ｃ３・・・・発光ダイオード配列ｃの発光ダイオード
・
・
・
ｎ１、ｎ２、ｎ３・・・・発光ダイオード配列ｎの発光ダイオード[0001]
[Industrial application fields]
The present invention provides a semiconductor having a light transmission layer on a support substrate on which an information recording layer is formed, and emitting a laser having an oscillation wavelength of about 405 nm through the light transmission layer.laserRecording and playback withOptical disk manufacturing equipmentAbout.
[0002]
[Prior art]
In recent years, next-generation optical discs capable of recording and reproducing HDTV (High Definition Television) image quality have been studied, and an oscillation wavelength of 405 nm and the vicinity thereof, which is shorter than that of a DVD (Digital Versatile Disc). There has been proposed a high-density recording method using a new disk structure in which recording is performed using a semiconductor laser (hereinafter, referred to as a blue-violet laser) that emits light having a light intensity.
[0003]
For example, a structure in which a light transmission layer having a thickness of 0.1 mm is formed on a support substrate having a thickness of 1.1 mm formed by forming an information recording layer, or an information recording layer is formed on each substrate. A substrate having a structure in which two substrates having a thickness of 0.6 mm are bonded with an adhesive that becomes a light transmission layer after curing has been proposed.
[0004]
In the next-generation optical disk, recording and reproduction are performed with a blue-violet laser through the light transmission layer, and thus the light transmission layer requires high transmittance with respect to light having a wavelength of 405 nm and the vicinity thereof.
[0005]
In the case of a write-once optical disc, the recording film forming the information recording layer responds to irradiation with light having a wavelength of 405 nm emitted by a blue-violet laser, and information is recorded.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The next generation optical disc as described above has the following problems.
(1) Conventional optical discs include, for example, CD (Compact Disc) and DVD. For CD, a protective coating agent for a reflective film, and for DVD, an ultraviolet curable composition as an adhesive for two disc substrates. Is used. These protective coating agents or adhesives for optical disks contain a methacrylate compound and a photopolymerization initiator as main components, so that a curing reaction occurs by light irradiation from a light source such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp. It is designed to have sufficient sensitivity in the vicinity of 250 to 400 nm. Therefore, the cured film of the ultraviolet curable composition after being cured has a problem in that the transmittance of light having a wavelength of 405 nm and the vicinity thereof is lowered.
(2) Moreover, in the said conventional ultraviolet curable composition, the intense light irradiation of 250-400 nm vicinity from light sources, such as a high pressure mercury lamp and a metal halide lamp, was required for hardening. Since the recording reaction of a write-once optical disc is irreversible, there has been a problem that the recording characteristics deteriorate when the recording film is irradiated with light having a wavelength of 405 nm and its vicinity in the manufacturing process of the disc.
(3) Conventional lamps that emit ultraviolet rays have low luminous efficiency and very large heat generation, so that the substrate may be distorted by the heat, and a sufficient heat dissipation mechanism is required. The apparatus becomes larger and the cost becomes higher.
(4) Lamps that emit ultraviolet rays are expensive and have a short life, so the running cost is high, and those with a short life must be replaced in several tens of hours, which adversely affects productivity.
(5) When irradiating pulsed ultraviolet rays, it is considerably advantageous in terms of heat compared to continuous irradiation, but the impact at the time of irradiation is large, and the object such as glass adhered by vibration at that time is large. The adhesive may be damaged or the adhesiveness may be adversely affected. Moreover, the impact sound at that time became noise, which was not preferable in the environment. In order to solve this problem, conventionally, a vibration control mechanism and a noise prevention mechanism have been provided, which further increases the size and cost of the apparatus.
(6) In the case of a lamp, the power loss is very large, which is disadvantageous in terms of environment and cost.
[0007]
Therefore, the present invention solves the problem of the optical disk that records or reproduces with such a blue-violet laser,Optical disc manufacturing apparatus capable of reducing thermal influence on optical discThe main purpose is to provide
[0008]
[Means for Solving the Invention]
In order to solve the problem, in claim 1,In an optical disk manufacturing apparatus for forming a light-transmitting layer by irradiating a visible light curable composition applied to an optical disk substrate with an ultraviolet ray, the spinner apparatus for spreading the visible light curable composition is close to each other. A curing device composed of a plurality of light emitting semiconductor elements arranged in a vertical direction, a vertical movement drive device for bringing the curing device close to the optical disk substrate, and a switch device for controlling light irradiation of the curing device. When the light emitting surfaces of the plurality of light emitting semiconductor elements of the curing device approach the position of 1 mm or more and 10 mm or less from the upper surface of the optical disk substrate by the lowering operation of the dynamic drive device, the switch device is operated to rotate. An optical disk manufacturing apparatus, wherein the visible light curable composition on the optical disk substrate is irradiated with the ultraviolet light.Is to provide.
[0009]
In order to solve the above-mentioned problem, in claim 2, in claim 1, the light transmission layer is made of a film layer made of a polycarbonate compound and the visible light curable composition for bonding the film layer to the optical disk substrate. It is characterized by comprising an adhesive layerOptical disk manufacturing equipmentIs to provide.
[0010]
In order to solve the above-mentioned problem, in claim 3, in claim 1, the light transmission layer is composed of only a cured film of the visible light curable composition.Optical disk manufacturing equipmentIs to provide.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The feature of the present invention is thatLight transmissive layer comprising a visible light curable composition that is cured by visible light having a wavelength of 405 nm that does not include the wavelength of light emitted by a blue-violet laser for recording on a recording film of an optical disc and a wavelength of 430 to 650 nm that does not include the wavelength in the vicinity thereof UseIn optical disk manufacturing equipment.
[0026]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a light transmission layer formed on a disk substrate 2 made of a polycarbonate material. The light transmission layer 1 is also referred to as a cover layer or a protective layer. The light transmissive layer 1 is a visible light curable composition that is cured by visible light having a wavelength of 405 nm that does not include the wavelength of light emitted by a blue-violet laser that records on a recording film of an optical disc and a wavelength of 430 to 650 nm. It is a feature of this invention that it consists of a thing.
[0027]
Such visible light curable compositions include, for example, polymerizable oligomers such as urethane acrylate, urethane methacrylate, epoxy acrylate, epoxy methacrylate, polyester acrylate, polyester methacrylate, polyether acrylate, and polyether methacrylate; From a methacrylate compound (A) composed of a polymerizable monomer and a photopolymerization initiator (B) having sensitivity to visible light of 430 to 650 nm, such as a metallocene compound, a borate / pigment compound, and a coumarin compound. A visible light curable composition can be used.
[0028]
The light transmission layer 1 made of such a visible light curable composition has a thickness of about 0.1 mm, for example. Its structure isPolycarbonateWhen composed of a thin film made of a compound and an adhesive made of the visible light curable composition, the visible light curable composition is spread on the disk substrate 2 by high-speed rotation processing, etc. In some cases, the cured film has a thickness of about 0.1 mm. And in the former case, that is, saidPolycarbonateIn the case of the light transmission layer 1 composed of a thin film made of a compound and an adhesive made of the visible light curable composition, the light transmission layer 1 has a structure having no information recording layer and one layer or Some have two information recording layers. The same applies to the latter case. This information recording layer is the same as the information recording layer formed on the disk substrate 2 and is composed of a crystalline layer and an amorphous layer so that it can be reproduced with a difference in reflectance with respect to light having a wavelength of 405 nm and its vicinity. It has become.
[0029]
A disk substrate 2 (hereinafter referred to as an optical disk substrate) on which the light transmission layer 1 is formed is placed on a cradle 3 and is attracted to the cradle 3 by a normal suction means (not shown). In this embodiment, the cradle 3 is coupled to a lift drive 5 by a lift shaft means 4. The center of the cradle 3 is provided with positioning means 3a for positioning the light transmission layer 1 and the disk substrate 2. When receiving the optical disk substrate, the positioning means 3a is located at the center of the light transmission layer 1 and the disk substrate 2. Inserted into the hole.
[0030]
Immediately above the light transmission layer 1, a semiconductor light-emitting unit 6 comprising a large number of light-emitting diodes 6a as light-emitting semiconductor elements and a support 6b for supporting them is disposed. In this embodiment, a large number of light emitting diodes 6a are arranged close to each other, and are attached to the support body 6b so that the light emitting surfaces X of the large number of light emitting diodes 6a are all in the same plane. A method for arranging a large number of light-emitting diodes 6a will be described in detail later, but they may be arranged close to each other at random, but the illuminance of the irradiated surface of the light transmission layer 1, that is, the light energy is made uniform. In addition, it is preferable to arrange them concentrically or spirally. These many light emitting diodes 6a, although not shown, are all connected in parallel, and protective resistors are connected in series to the respective light emitting diodes 6a. In the actual assembly, the surface mount type light emitting diode and the resistor may be surface-mounted on the disk-shaped printed circuit board which becomes the support body 6b or a part thereof. Even about 450 pieces can be easily manufactured. Here, the reason why the light emitting diodes 6a are connected in parallel without being connected in series is that the failure of the light emitting diodes 6a has a short circuit form and an open form. One reason is that the voltage drop of the light emitting diode is several volts per one, so if you connect 350 to 450 in series, for example, a high voltage exceeding 1000V is required. It is.
[0031]
The cathode side of each light emitting diode 6 a is connected to the negative electrode of the DC power source 7, and the anode side thereof is connected to the positive electrode of the DC power source 7 via the protective resistor 8 and the switching device 9. The switching device 9 opens and closes the circuit at a constant cycle in the simplest case, but may include a simple sequencer or CPU to sequentially connect and open a plurality of light emitting diodes 6a. Here, the light emitting surface X of each light emitting diode 6a is not in contact with the upper surface of the light transmitting layer 1, and the efficiency is improved as the distance between the light emitting surface X and the upper surface of the light transmitting layer 1 is as narrow as possible. This is because light is generally attenuated by the square of the distance, and the distance between the light emitting surface X and the upper surface of the upper light transmission layer 1 is 10 mm or less, preferably in the range of 1 to 7 mm. good.
[0032]
A polycarbonate material is used as the substrate of the current disk, and the transmittance of the substrate made of the polycarbonate material rapidly increases from the light wavelength of about 280 nm, and the change in transmittance almost disappears at 360 to 370 nm and becomes saturated. I understand that. Therefore, irradiating light having a wavelength of 360 to 370 nm or more to cure the light transmission layer 1 can reduce the influence of the light irradiation on the disk substrate 2. However, if the wavelength of light emitted by the blue-violet laser that performs recording on the recording film of the optical disk includes 405 nm and the wavelength in the vicinity thereof, the recording characteristics deteriorate as described above. Visible light that hardens by starting a polymerization reaction by irradiation with visible light having a wavelength of 430 to 650 nm, which does not include the wavelength of light emitted by the blue-violet laser that records on the recording film of the optical disc, and the wavelength of 405 nm, and the vicinity thereof A curable composition is used. Here, the reason why the wavelength is set to 650 nm or less is that when the wavelength is exceeded, polymerization of the visible light curable composition is not preferably performed.
[0033]
The light-transmitting layer 1 used in the present invention has higher transmittance after curing by irradiation than before irradiation with visible light having a wavelength of 430 to 650 nm. In this wavelength region, the transmittance of the light transmission layer 1 increases as the light transmission layer 1 is cured by irradiation of visible light, so that the visible light curable composition inside the uncured interior is irradiated with visible light. This is preferable in terms of curing. In the visible light region having a wavelength of 430 to 650 nm, it was confirmed that the photopolymerization reaction of the light transmissive layer 1 was performed well, and the light transmissive layer 1, the disk substrate 2, and the information recording layer had no adverse effects. .
[0034]
The visible light emitting semiconductor element used in the present invention is, for example, a yellow light emitting diode that emits yellow light having a peak wavelength of around 590 μm and a width of several tens of nanometers at the center, and a wavelength of around 520 μm. Green light-emitting diode that emits green light with a wavelength of several tens of nanometers centered on it, blue-green light emission that emits green light with a wavelength of several tens of nanometers around it with a wavelength of around 503 μm A diode etc. are mentioned. In the case of a light emitting diode for radiating visible light that emits visible light in such a wavelength region, almost all of the emitted light is useful for curing the light transmission layer 1.
[0035]
Next, the operation of this embodiment will be described. In a normal spinner apparatus not shown in FIG. 1, the disk substrate 2 and the light transmission layer 1 thereon are mounted on the receiving table 3 by a normal substrate transfer means (not shown). At substantially the same time, the lifting / lowering driving device 5 starts operating, the lifting / lowering shaft means 4 is lifted, and the upper surface of the light transmission layer 1 is 1 mm to 10 mm, preferably 7 mm or less from the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6. Then, the elevating drive device 5 is stopped. Simultaneously with the stop, or when the upper surface of the light transmission layer 1 approaches a predetermined distance within 10 mm from the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6, the switch device 9 is activated and the DC power supply 7 switches the switch device 9 (not shown). A current flows through all the light emitting diodes 6a of the switch element, the protective resistor 8 and the semiconductor light emitting unit 6, and all the light emitting diodes 6a mainly emit visible light in a wavelength region of 430 to 650 nm. The visible light is applied to the light transmission layer 1 to be cured. Thereafter, the lifting / lowering driving device 5 operates again to lower the lifting / lowering shaft means 4, and an optical disk composed of the disk substrate 2 on the cradle 3 and the light transmission layer 1 thereon by a normal substrate transfer means (not shown). Is discharged.
[0036]
Here, the light emitting diode 6a is weaker in intensity of emitted light than a lamp that emits light in a wide wavelength range such as a normal xenon lamp, but the generated heat is incomparably small. Visible light in the wavelength region of 430 to 650 nm that does not adversely affect the layer is emitted. Therefore, as described above, the distance between the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6 and the light transmission layer 1 can be significantly reduced as compared with the case of a lamp, and even the light from the light emitting diode of the semiconductor light emitting unit 6 can be obtained. The light transmission layer 1 can be cured in substantially the same time as in the case of a conventional lamp.
[0037]
In this embodiment, since the light emitting diodes are arranged close to each other, the light from adjacent light emitting diodes overlap each other so that the illuminance on the irradiated surface is almost uniform. Even if one of the diodes is damaged, the influence can be minimized, and no substantial adverse effect on the curing of the light transmission layer 1 or the adhesive made of the visible light curable composition occurs. Further, since the semiconductor light emitting unit 6 has the light emitting diodes arranged so as to protrude about one light emitting diode from the outer periphery of the disk substrate 2 and the light transmitting layer 1 thereon, the outer peripheral portion of the light transmitting layer 1 is also efficient. Can be cured. In particular, when the first disk substrate and the second disk substrate are bonded together with an adhesive made of the visible light curable composition, the adhesive protruding from between the disk substrates is cured.effectThere is.
[0038]
However, in order to efficiently cure the outer peripheral portion of the light transmitting layer 1 in a short time, a single light emitting diode (not shown) or a light emitting diode (not shown) is provided at a position about 1 mm to 10 mm away from the outer periphery of the light transmitting layer 1 and the disk substrate 2. A plurality of light emitting diodes are arranged at equal intervals so that light from the light emitting diode is effectively irradiated to the light transmitting layer 1 made of the visible light curable composition or the adhesive protruding from between the disk substrates, and emits light from the optical disk. Rotate the diode relatively. Usually, the optical disk is rotated. Since the curing rate of the adhesive is slowed by the presence of oxygen, the adhesive is irradiated with a gas blowing nozzle that ejects an inexpensive and inert gas such as nitrogen gas at the irradiation position by the light emitting diode (not shown). Surrounding with nitrogen gas accelerates the curing of the adhesive and shortens the curing time.
[0039]
In this embodiment, the cradle 3 is raised or lowered to bring the distance between the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6 and the light transmission layer 1 closer to or away from each other. The light transmission layer 1 and the disk substrate 2 are placed on a cradle on the turntable, and the turntable is rotated intermittently or continuously in the horizontal direction, whereby a predetermined distance from the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6 is obtained. Of course, it may be made to pass the position below the distance.
[0040]
In still another embodiment, visible light from the semiconductor light emitting unit is irradiated to the light transmission layer 1 or the adhesive made of the visible light curable composition while the spinner device is rotating. This embodiment will be described with reference to FIG. 2. Prior to the description, a process for manufacturing a next-generation optical disc that is currently proposed will be briefly described. In the DVD manufacturing process, generally, an adhesive is supplied in a donut shape on the inner peripheral side of the surface of the disk substrate, the film of the light transmission layer or the other disk substrate is overlapped via the adhesive, and then the overlapping is performed. The optical disk substrate is transported to a spinner apparatus by a substrate transfer means (not shown). During the superposition process, if a voltage is applied to the optical disk substrate as necessary and the tip of the doughnut-shaped adhesive is sharpened by the force of the electric field to reduce the contact area, bubbles are generated at the bonding location. Can be prevented.
[0041]
The outline of the spinner apparatus is as shown in FIG. 2, and includes a rotating table 11 for receiving and rotating an optical disk substrate, a rotating shaft 13 for connecting the rotating table 11 and a rotation driving device 12 such as a motor, Except for the partition 14 surrounding the periphery of the optical disc substrate 10 on the turntable 11. In the spinner apparatus, the optical disk substrate 10 is generally set to 2000 r. p. m. To 6000r. p. m. Rotate at a high speed for a predetermined time and shake off excess adhesive on the optical disc substrate by the centrifugal force to form an adhesive layer having a uniform desired film thickness. Then, after the rotation is stopped, the optical disk substrate 10 is taken out from the spinner apparatus by a substrate transfer means (not shown).
[0042]
In this embodiment, the semiconductor light emitting unit 6 is provided above the spinner device while it is operating. The semiconductor light emitting unit 6 is the same as that in the above embodiment. When the visible light curable composition on the optical disc substrate substrate is shaken off and the optical disc substrate 10 stops rotating or the rotational speed before the rotation stops becomes low, the semiconductor light emitting unit 6 has its light emitting surface X Is moved downward by the vertical movement driving device 15 and the vertical movement shaft means 16 so that the distance from the upper surface of the optical disk substrate 10 is 1 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm. Then, when the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6 is positioned 1 to 5 mm from the upper surface of the optical disk substrate 10, the semiconductor light emitting unit 6 irradiates the optical disk substrate 10 with visible light in a wavelength region of 430 to 650 nm, The visible light curable composition of the optical disk substrate is cured. The optical disk completely bonded in this way is taken out from the spinner apparatus by a substrate transfer means (not shown).
[0043]
Visible light from the semiconductor light emitting unit 6 to the optical disk substrate 10 may be performed in a state where the optical disk substrate 10 is stopped. However, the visible light curing is performed in order to make the irradiation amount more uniform and shorten the time. It is preferable to irradiate visible light in a state where the rotation of the optical disk substrate 10 has been lowered after the mold composition has been shaken off. Of course, visible light may be irradiated while the optical disk substrate 10 is rotating, and the optical disk substrate 10 may be stopped during the irradiation. In this embodiment, there is one point in some cases. That is, a part of the visible light from the semiconductor light emitting unit 6 leaks and a part of the visible light curable composition adhering to the inside of the partition wall 14 of the spinner device is cured. In order to avoid this, the semiconductor light emitting unit 6 may be fixed above the spinner device, the optical disc substrate 10 may be lifted from the spinner device, and the optical disc substrate 10 may be irradiated with visible light outside the spinner device.
[0044]
This will be described in more detail. Although not shown in the drawing, a vertical drive device that moves the rotary shaft 13 and the rotary table 11 up and down together with the rotary drive device 12 is provided. The rotary shaft 13 is originally configured to be freely rotatable with respect to the partition wall 14 and further has a structure capable of moving in the vertical direction with respect to the partition wall 14. In this case, the vertical movement driving device 15 and the vertical movement shaft means 16 for driving the semiconductor light emitting unit 6 in the vertical direction are unnecessary, and the semiconductor light emitting unit 6 is fixed at a position above the partition wall 14 of the spinner device. When high-speed rotation stops in the spinner device, an unillustrated vertical drive device starts operation, and the optical disk substrate 10 placed thereon is lifted together with the rotary drive device 12, the rotary shaft 13, and the rotary base 11. Then, it is stopped near the semiconductor light emitting unit 6. When the upper surface of the optical disk substrate 10 is 1 to 7 mm from the light emitting surface X of the semiconductor light emitting unit 6, the semiconductor light emitting unit 6 irradiates the optical disk substrate 10 with visible light, and the visible light curable type of the optical disk substrate. The composition is cured. By doing so, the visible light curable composition inside the partition wall 14 is not cured by visible light. If the substrate transfer means (not shown) adsorbs and holds the optical disk substrate surface and removes it from the spinner apparatus before the visible light curable composition of the optical disk substrate is cured, adverse effects such as slight displacement and distortion of the optical disk substrate occur. However, in this embodiment, since the visible light curable composition of the optical disk substrate is cured and then removed from the spinner apparatus, such an adverse effect does not occur.
[0045]
Next, one embodiment of the semiconductor light emitting unit 6 will be described with reference to FIG. 3A shows a simulated arrangement of the light emitting semiconductor elements 6a, and the linear arrangements a, b, c... N are actually concentrically adjacent to the support body 6b shown in FIG. Are arranged. The light emitting diode array a indicates the innermost circumference array, the light emitting diode array b indicates the inner second circumference, and similarly, the light emitting diode array n indicates the outermost circumference array. In this embodiment, the support 6b is a disk-shaped printed circuit board, and each concentric light emitting diode array a, b, c,... N is light-emitting by the conductive pattern P of the disk-shaped printed circuit board 6b. All the light emitting diodes in the diode arrays a, b, c... N are connected in parallel. The innermost light emitting diode array a is connected in series to the light emitting diode array b by connecting the light emitting diode a1 with the light emitting diode b1 of the outer light emitting diode array b immediately at the conductive pattern portion P1. The light emitting diode array b and the third light emitting diode array c from the inside are connected in series by connecting the light emitting diode b1 and the light emitting diode c1 of the light emitting diode array c with the conductive pattern portion P2. The light emitting diode array c and the fourth light emitting diode array d are connected in series by connecting the light emitting diode c1 and the light emitting diode d1 of the light emitting diode array d by the conductive pattern portion P3. Other adjacent light emitting diode arrays are similarly connected in series at the conductive pattern portion. T1 and T2 are input terminals. When a predetermined voltage is applied to the input terminals T1 and T2, all the light emitting diodes of the respective light emitting diode arrays a, b, c,.
[0046]
All the light emitting diodes of each light emitting diode array a, b, c,.DoAccordingly, in the case of FIG. 1, visible light is simultaneously irradiated on the entire surface of the substrate 1, and the light transmission layer 1 is simultaneously cured on the entire surface. However, since the light transmission layer 1 is cured by the photopolymerization reaction, the heat generated during the polymerization becomes a considerable amount, the temperature of the optical disk substrate rises, and the optical disk substrate may be distorted. In order to alleviate the heat generated during the curing and reduce the distortion of the optical disk substrate, the light emitting diode arrays a, b, c,... N are caused to emit light in order from the inner circumference side to the outer circumference side. It turns out to be effective.
[0047]
In order to sequentially emit the light emitting diode arrays a, b, c... N, the MOSFETs are arranged between the adjacent light emitting diode arrays a and b, b and c,. It is necessary to provide such a switch element. In this case, as described above with reference to FIG. 6A, the adjacent light emitting diode arrays such as the light emitting diode a1 and the light emitting diode b1 and the light emitting diode b2 and the light emitting diode c2 are not connected in series by the conductive pattern portion. The switching element is provided between the light emitting diode a1 and the light emitting diode b1, between the light emitting diode b2 and the light emitting diode c2,..., And between the light emitting diode n-1 and the light emitting diode n. To be connected in series. As shown in FIG. 3B, the switch unit 20 and the drive unit 21 for sequentially turning on and off the switch element 20 are attached to the back surface of the disc-shaped printed board 7b. The switch element 20a is provided between the light emitting diode a1 and the light emitting diode b1, and one end of the switch element 20a is connected to the light emitting diode a1 through a through hole BH formed in the printed circuit board 6b, and the other end of the switch element 20a is printed. It is connected to the light emitting diode b1 through another through hole BH formed in the substrate 6b. The switch element 20b is provided between the light emitting diode b2 and the light emitting diode c2, and one end of the switch element 20b is connected to the light emitting diode a2 through a through hole BH formed in the printed circuit board 6b, and the other end of the switch element 20b. Is connected to the light emitting diode c2 through another through hole BH formed in the printed circuit board 6b. The switch elements that connect other predetermined light emitting diodes are located on the other side of the sheet of the switch elements 20a and 20b in FIG.
[0048]
The drive unit 21 turns on the switch elements 20a, 20b,. Accordingly, all of the light emitting diodes in the light emitting diode array a first emit light, and when the switch element 20a is turned on after a predetermined time, for example, 20 ms, all the light emitting diodes in the light emitting diode array b also emit light. Similarly, by sequentially turning on the switch elements, the light emitting diode arrays a, b, c,. When a predetermined ON time of the switch element 20 elapses, the switch element 20a is sequentially turned off every 20 ms, and finally the light emitting diodes of the light emitting diode array n stop emitting light. In this way, when delaying sequentially for a predetermined time and turning on for a certain time, for example, a delay circuit composed of a capacitor and a resistor can be used instead of the switch element.
[0049]
In this embodiment, the drive unit 21 is provided with a CPU (not shown), and each switch element 20 is stored in advance in a memory such as the length of the on time, the timing of the on time, and the turn-on time. A light emitting diode corresponding to a region that is easy to cure is determined in advance by measuring which region of the visible light curable composition is difficult to cure and where it is easily cured, and the light emission time of the light emitting diode corresponding to the region that is difficult to cure. By making it longer than, uniform curing can be expected in the shortest light irradiation time. In the above embodiment, the light emitting diode arrays a, b, c,... N are connected in series via the switch element 20, but in the light emitting diode arrays a, b, c,. Since they are connected in parallel, a commercial power supply voltage is sufficient as the voltage. The light emitting diode arrays a, b, c,... N may all be connected in parallel with each other through the respective switch elements 20.
[0050]
Further, although not shown, the light irradiation mechanism in which the light emitting diode arrays a, b, c,... N are all connected in parallel through the switch elements is combined with the spinner device shown in FIG. A sensor capable of measuring the thickness from the visible light curable composition to the outermost visible light curable composition is prepared. When the high-speed rotation for spreading the visible light curable composition applied between the substrates 10 is performed, the visible light curable composition on the outermost periphery is changed from the visible light curable composition on the outermost periphery. By measuring the thickness up to, comparing the measured value with the set value stored in the memory, and turning on the switch element of the light emitting diode array corresponding to the location where the thickness is reduced to the set value, By turning on the light emitting diodes of the light emitting diode array, and then sequentially turning on the switch elements corresponding to the locations where the visible light curable composition has reached the set thickness, the visible portions are sequentially visible from the locations where the thickness has reached the set value. Light can be irradiated. By doing so, the visible light curable composition layer that is closer to the set value at any location can be obtained, and a higher quality optical disc can be obtained.
[0051]
Although not shown in the drawings, as another embodiment, a light emitting diode array in which all light emitting diodes are connected in series or in parallel, or in which a plurality of predetermined numbers connected in series are connected in parallel is arranged in a spiral shape. The innermost diameter of the light emitting diode array is smaller than the inner diameter of the visible light curable composition between the disk substrates, and the outermost diameter of the light emitting diode array is the visible light curable composition between the disk substrates. It arrange | positions so that it may become larger than the outer diameter of. The delay element or the switch element that delays by a predetermined time may be connected between the light emitting diodes connected in series or in parallel, or the switch elements may be provided for each of the plurality of light emitting diodes, for example, every 10 light emitting diodes. Alternatively, a delay element is connected. By turning on the delay element or the switch element sequentially, the light emitting diode array in a spiral arrangement is sequentially directed to each light emitting diode, or the light emitting diodes are sequentially directed from the inner peripheral side to the outer peripheral one for each plurality. Can be emitted. Thereby, a higher quality optical disc can be obtained.
[0052]
In the above embodiments, a large number of light emitting diodes are arranged concentrically or spirally so that the light emitting surface is the same or somewhat wider than the surface of the layer of the visible light curable composition to be cured. However, it may be arranged in a hexagonal shape, a concentric circle shape, a spiral shape, or the like so as to be close to each other at random or so that the interval between adjacent light emitting diodes becomes a constant distance. Furthermore, the visible light curable composition is cured without arranging a large number of light emitting diodes so that the light emitting surface has a surface that is equal to or somewhat wider than the surface of the layer of the visible light curable composition to be cured. The light emitting diode may be arranged so that a part of the surface of the layer of the mold composition is the light emitting surface.
[0053]
In the above embodiment, the light emitting diode of the semiconductor light emitting unit continuously emits light for a time equal to the length of the irradiation time. However, the light emitting diode may emit light in pulses. In this case, visible light having a high luminous intensity can be generated by passing a high peak current through the light emitting diode as compared with the case of continuously emitting light. In this way, by passing a current having a large peak as compared to the continuous light emitting diode from the inner peripheral light emitting diode to the outer peripheral light emitting diode, curing of the visible light curable composition with higher quality can be expected. Furthermore, if necessary, it is possible to cure the adhesive with higher quality by controlling the width and peak value of the current pulse supplied to each light emitting diode, or the width of the pause time between the current pulses. Can do.
[0054]
Furthermore, in the above embodiments, the example in which the semiconductor light emitting unit is configured by a light emitting diode has been described. However, a solid laser such as a semiconductor laser that generates a visible light laser having a similar wavelength may of course be used. In this case, the solid-state laser is arranged so that the focusing ratio of the light of the solid-state laser is moderated, the interval between the semiconductor light emitting unit and the irradiation surface is widened, and the irradiation surface is uniformly irradiated with light. Further, an argon gas laser that mainly generates a laser beam having a wavelength of 488.5 nm, a helium / neon gas laser that generates a laser beam having a wavelength of 632.8 nm, or a die laser using an appropriate dye can be used as a light source. .
[0055]
In the above embodiments, the visible light curable composition of the optical disk substrate is polymerized and cured by irradiating visible light having a peak wavelength in the range of 430 to 650 nm. Before taking out the optical disk substrate from a spinner apparatus for spreading the composition, a part or all of the visible light curable composition is irradiated with visible light having a peak wavelength in the range of 430 to 650 nm. The curable composition may be subjected to a polymerization reaction and semi-cured for temporary attachment. In this case, it is preferable that the tacking is performed while the spinner device is rotating because the tacking can be performed uniformly and the time for the tacking is not required separately. Further, in order not to affect the optical disk, it is preferable to perform temporary attachment by semi-curing only the visible light curable composition existing in the non-recording area on the inner peripheral side of the optical disk substrate. In this way, if the optical disk substrate is taken out from the spinner apparatus after being tacked and transferred to the next step, the optical transmission layer and the disk substrate, or the disc substrates are not displaced, and a high quality optical disk is obtained. Can be obtained.
[0056]
Furthermore, a combination of a lamp such as a general halogen lamp, xenon lamp, or fluorescent lamp, and a wavelength pass filter that passes only visible light having a wavelength longer than a predetermined wavelength and cuts light having a wavelength shorter than that. May be. In this case, the wavelength-pass filter is only visible light having a wavelength longer than 405 nm, which is the wavelength of light emitted by the blue-violet laser that records on the recording film of the optical disc, and a wavelength in the vicinity thereof, preferably only visible light having a wavelength of 430 nm or more. Is irradiated onto the optical disk substrate, light having a wavelength equal to or shorter than at least 405 nm and the wavelength in the vicinity thereof is cut, and the optical disk substrate is not irradiated. In this example, similarly to the previous example, the visible light curable composition that is the light transmitting layer or the adhesive can be cured without damaging the recording film of the optical disk that is recorded or reproduced by the blue-violet laser. Moreover, even after the curing, an optical disc employing a visible light curable composition having a high transmittance of light having a wavelength of 405 nm and the vicinity thereof can be provided.
[0057]
【The invention's effect】
As mentioned above,In the present invention, when a light-emitting unit composed of a plurality of light-emitting solid elements is used, the visible light curable composition cured as a light transmission layer or an adhesive is cured and bonded, so that compared to a conventional lamp The heat generation is much less and the thermal effect on the optical disk can be reduced. In addition, since the lifetime is significantly longer than that of the lamp, the running cost can be greatly reduced, and the amount of power used for light emission can be remarkably reduced, so that the influence on the environment can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a manufacturing apparatus including an optical disc bonding mechanism according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing another embodiment of a manufacturing apparatus including an optical disc bonding mechanism according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a semiconductor light emitting unit used in the optical disk manufacturing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1-light transmission layer 2-disc substrate
3-Substrate stand 4-Elevating shaft means
5 Lifting drive device 6 Semiconductor light emitting unit
7-Power supply 8-Protection resistance
9-Switch device 11-Turntable
12—Rotary drive device 13—Rotating shaft
14-partition wall 15-vertical drive
16—Vertical moving shaft means 20—Switch element
21-Drive unit
T1, T2- input terminals
a, b, c... n-light emitting diode array
a1, a2, a3... Light emitting diode of light emitting diode array a
b1, b2, b3,...
c1, c2, c3... Light emitting diodes of light emitting diode array c
・
・
・
n1, n2, n3,...

Claims

In an optical disc manufacturing apparatus for forming a light transmissive layer by irradiating a visible light curable composition applied to an optical disc substrate with ultraviolet rays,
A spinner device for spreading the visible light curable composition;
A curing device comprising a plurality of light-emitting semiconductor elements arranged close to each other;
A vertical movement drive device for bringing the curing device closer to the optical disc substrate;
A switch device for controlling light irradiation of the curing device;
With
When the light emitting surfaces of the plurality of light emitting semiconductor elements of the curing device approach the position of 1 mm or more and 10 mm or less from the upper surface of the optical disc substrate by the descending operation of the vertical movement drive device, the switch device is operated, An apparatus for manufacturing an optical disc, wherein the visible light curable composition on the rotating optical disc substrate is irradiated with the ultraviolet rays.

In claim 1,
The optical disk manufacturing apparatus , wherein the light transmission layer includes a film layer made of a polycarbonate compound and an adhesive layer made of the visible light curable composition for bonding the film layer to the optical disk substrate.

In claim 1,
The apparatus for producing an optical disc, wherein the light transmission layer comprises only a cured film of the visible light curable composition.