用于在光盘基体上形成透明层的方法和设备及光盘基体 【技术领域】
本发明涉及一种制造光盘的方法，尤其是在光盘基体上形成透明层的方法和设备，及光盘基体。
背景技术
图1是现有光盘的断面图。参见图1，光盘包括一个光盘基体10，一个透明层15，和一个在光盘中心形成的轴向孔14。在高密度数字通用光盘(HD-DVD)的情况下，光盘基体10的厚度T为1.1mm(毫米)，透明层15的厚度d为0.1mm，这样光盘的总厚度为1.2mm。特别是，为了把从再现设备中发出的激光束精确地聚焦在透明层15的表面，透明层15的厚度应该在100μm(微米)±3μm的范围内。形成薄透明层15的方法包括一种旋转覆盖法。
图2示出现有形成透明层的旋转覆盖法的相关视图。
如图2所示，在现有旋转覆盖法中，一种液体紫外硬化树脂13滴在慢速旋转的光盘基体10表面的一点上，然后，光盘基体10快速旋转。液体紫外硬化树脂13在离心力的作用下沿光盘基体10的径向展开，覆盖在光盘基体10上。接着，紫外线辐射在覆盖的紫外硬化树脂13上，从而使紫外硬化树脂13硬化。
当用旋转覆盖法形成薄透明层15时，透明层15的厚度取决于处理条件，如旋转速度，旋转时间，紫外硬化树脂13配给(dispensing)的位置和配给的数量，及树脂的特性如粘度。尤其是，为了使透明层15覆盖的厚度为100μm，紫外硬化树脂13的粘度应大于几个cps(厘泊)。随着树脂粘度的增加，层厚度的均匀度增加，同时，分子引力增加，从而影响紫外硬化树脂13的流出位置。
图3是一个表示树脂配给位置与层厚度的均匀度之间关系的曲线图。图3表明在光盘基体10在树脂粘度为5000cps，配给量为5g(克)，和转速为700rpm(转/分)的情况下，当紫外硬化树脂13被配给在轴向孔(中心)，且半径分别为20mm，30mm，40mm，和45mm时，所形成的透明层15的厚度的均匀度。如图3所示，当紫外硬化树脂13被配给在光盘基体10的中心(轴向孔14)时，透明层15的厚度最均匀。
然而，正如前面提到的，在现有的旋转覆盖方法中，紫外硬化树脂不是配给在光盘基体的中心，而是在光盘基体表面的一点。
【发明内容】
为了解决前述问题，本发明的第一目的是提供一种用于在光盘基体上形成透明层的方法和设备，其中树脂被配给在光盘基体的中心，从而形成具有更高均匀度的透明层，及光盘基体。
本发明的第二目的是提供一种用于在光盘基体上形成透明层的方法和设备，使其可以获得更宽的记录表面，及光盘基体。
因此，为达到第一目的，提供了一种用于在光盘基体上形成透明层的方法。这种方法包括步骤(a)通过在光盘基体的轴向孔中插入覆盖元件的突起，使覆盖元件盖住轴向孔，这样树脂就不会从光盘基体中心形成的轴向孔中泄漏，(b)将树脂从光盘基体的上方朝光盘基体的中心配给，和(c)取下覆盖元件。
最好在步骤(a)之前，该方法还包括步骤(a0)将主轴旋转台突起的中心轴插入光盘基体的轴向孔中，并将光盘基体安放在围绕中心轴安装的旋转支承板中，其中旋转支承板的高度和光盘基体的厚度之和大于或等于中心轴和突起的长度之和。
最好步骤(a)还包括步骤(a1)将光盘基体和旋转支承板紧密地放在主轴旋转台上。在步骤(a1)中，流动空气从形成在旋转支承板中的至少一个孔中流出，使光盘基体和旋转支承板之间达到真空状态，从而使光盘基体和旋转支承板紧密地放在主轴旋转台上，或者流动空气从形成在旋转支承板中的至少一个孔中流出，使覆盖元件和中心轴之间达到真空状态，从而使光盘基体和旋转支承板紧密地放在主轴旋转台上，或者用装在中心轴内侧的磁铁使覆盖元件和中心轴彼此附着，从而使光盘基体和旋转支承板紧密地放在主轴旋转台上。
最好在步骤(b)后，该方法还包括步骤(b-1)旋转光盘基体使树脂均匀的覆盖在光盘基体上，和步骤(b-2)硬化覆盖的树脂。
为了达到第二目地，提供了一种用于在光盘基体上形成透明层的设备。这个设备包括一个支承部分，它可以支承光盘基体，这样光盘基体可以安放和旋转，和一个树脂配给部分，用于将树脂向光盘基体的中心配给。
最好，支承部分包括一个其中形成一个可盖住轴向孔的突起的覆盖元件，这样树脂就不会从形成在光盘基体中心的轴向孔中泄漏。
最好，支承部分包括：一个主轴电动机；一个主轴旋转台，与主轴电动机附着以便旋转；和一个中心轴，通过中心轴使主轴电动机与主轴旋转台相连接，中心轴穿过主轴旋转台并伸出进入主轴电动机的背面，以及一个旋转支承板，围绕主轴旋转台的中心轴安装，其上放光盘基体安装。
最好旋转支承板的高度和光盘基体的厚度之和大于或等于中心轴和突起的长度之和。
最好在旋转支承板上至少形成一个用于空气流出的孔，使覆盖元件和旋转支承板之间达到真空状态，从而使光盘基体和旋转支承板紧密附着；或者在旋转支承板上至少形成一个用于空气流出的孔，使覆盖元件和中心轴之间达到真空状态，从而使光盘基体和旋转支承板紧密附着，或者在中心轴的内部安装磁铁，使覆盖元件和中心轴与光盘基体和旋转支承板彼此紧密附着。特别是，最好旋转支承板覆盖有一种预先选定的材料，这样残渣可以很容易从旋转支承板上清除。
【附图说明】
上述本发明的目的和优点将通过结合相关附图对其最佳实施例进行的详细描述变得更加明显。
图1是现有光盘的断面图；
图2是表示现有旋转覆盖法的相关视图；
图3是一个表示树脂配给位置与层厚度的均匀度之间关系的曲线图；
图4A和4B是依据本发明第一最佳实施例形成透明层的设备的部分断面图；
图5-7是表示依据本发明将光盘基体紧密放在主轴旋转台上的方法的相关视图；
图8A和8B是依据本发明第二最佳实施例形成透明层的设备的部分断面图；
图9A-9D是依据本发明的不同覆盖元件的断面图；
图10是表示依据本发明的覆盖元件的最佳尺寸的相关视图；
图11是表示形成透明层的方法的流程图；
图12A和12B是表示依据本发明形成的透明层的断面和依据现有技术形成透明层的断面的相关视图。
【具体实施方式】
下面，将结合附图对本发明的最佳实施例进行详细描述。
图4A和4B是依据本发明第一最佳实施例形成透明层的设备的部分断面图。参见图4A和4B，用于形成透明层的装置包括一个用于配给树脂43的树脂配给部分和一个用于支承旋转光盘基体40的支承部分。树脂配给部分包括一个用于配给树脂43的配给喷嘴42和一个装备配给喷嘴42的配给头41。支承部分包括一个主轴电动机(未示出)，一个主轴旋转台44，通过中心轴47与主轴电动机连接以便旋转，以及一个旋转支承板46，它环绕主轴旋转台44的中心轴47以便旋转。旋转支承板46的材料没有限制，塑料和金属都可用于该旋转支承板46。
在第一实施例中，中心轴47突出于旋转支承板46的外侧，这样中心轴47插入光盘基体40上形成的轴向孔中，旋转支承板46支承光盘基体40。旋转支承板46的半径小于光盘基体40的半径。一个覆盖元件48安装在光盘基体40中心形成的轴向孔中。覆盖元件48包括一个端板(leader)48a和一个突起48b，它盖住轴向孔，这样当配给树脂43时树脂43不会漏入轴向孔中。当覆盖元件48安装在光盘基体40上时，端板48a的下表面与光盘基体40的表面紧密附着，突起48b插入轴向孔中。端板48a的半径大于轴向孔从而能盖住轴向孔。当光盘基体40高速旋转时突起48b防止光盘基体40摇晃。
特别是，在第一实施例中，旋转支承板46的高度h和光盘基体40的厚度d之和大于或等于中心轴47的长度1和突起48b的长度p之和，并且突起48b的长度p小于或等于光盘基体40的厚度d。这表示为公式1。
h+d≥1+p，和
d≥p (1)
为了使光盘基体40在主轴电动机的带动下高速旋转，光盘基体40、旋转支承板46，和主轴旋转台44彼此紧密附着。在现有的旋转覆盖法中，为了使光盘基体在旋转中与主轴旋转台紧密附着，使光盘基体和主轴旋转台之间的空气流出来，使其达到真空状态。这种方法可以用于本发明，且实现这种方法的构造如下。
参见图5，至少有一个孔(未示出)与旋转支承板46和主轴旋转台44相通。这样，空气从主轴旋转台44外侧流出，覆盖元件48和旋转支承板46之间出现真空状态，于是光盘基体40和旋转支承板46被紧密地放在主轴旋转台44上。
参见图6，至少有一个孔(未示出)与中心轴47和主轴旋转台44相通。这样，空气从主轴旋转台44外侧流出，覆盖元件48和中心轴47之间出现真空状态，于是光盘基体40和旋转支承板46紧密地放在主轴旋转台44上。
图7表示了另一种使光盘基体40和旋转支承板46与主轴旋转台44紧密附着的方法。参见图7，磁铁70被安装在中心轴47的内侧。为了增强安装的磁铁70的磁力，磁铁70最好是电磁体。这样，覆盖元件48和中心轴47彼此紧密附着，从而使光盘基体40和旋转支承板46紧密地放在主轴旋转台44上。
图8A和8B是依据本发明第二最佳实施例形成透明层的设备的部分断面图。参见图8A和8B，用于形成透明层的设备包括一个用于配给树脂83的树脂配给部分和用于支承光盘基体80的支承部分，这样可以安装和旋转光盘基体。树脂配给部分包括一个用于配给树脂83的配给喷嘴82和一个装备配给喷嘴82的配给头81。支承部分包括一个主轴电动机(未示出)，一个通过中心轴87与主轴电动机连接而旋转的主轴旋转台84，和一个环绕主轴旋转台84的中心轴87旋转的旋转支承板86。
在第二实施例中，中心轴87安装在旋转支承板86的内侧。旋转支承板86的中心形成一个插入孔(未示出)。旋转支承板86的半径小于光盘基体80的半径。将光盘基体80装上后，再把覆盖元件88装入插入孔中，这样光盘基体80中心处形成的中心孔与旋转支承板86中形成的插入孔附着。覆盖元件88包括一个端板88a和一个突起88b，它盖住轴向孔，这样当配给树脂83时树脂83不会漏入轴向孔中。当覆盖元件88安装在光盘基体80上时，端板88a的下表面紧密置于光盘基体80的表面上，突起88b插入光盘基体80上形成的轴向孔和旋转支承板86上形成的插入孔中。端板88a的半径大于轴向孔，从而可以盖住轴向孔。突起88b穿过光盘基体80，插入旋转支承板86，从而在光盘基体80高速旋转时防止光盘基体80摇晃。
同样，在第二实施例中，旋转支承板86的高度h和光盘基体80的厚度d之和大于或等于中心轴87的长度1和突起88b的长度p之和，并且突起88b的长度p大于光盘基体80的厚度d。这表示为公式2。
h+d≥1+p，和
p＞d (2)
为了使光盘基体80在主轴电动机的带动下高速旋转，光盘基体80，旋转支承板86，和主轴旋转台84彼此紧密附着。其结构与结合图5-7进行描述的第一实施例中的相同。
图9A到9D是依据本发明的覆盖元件的不同断面图。参见图9A到9D，与前面所述的第一和第二实施例不同，覆盖元件可被制成不同的形状。参见图9A，覆盖元件的端板是呈等腰梯形的圆盘形状。参见图9B和9C，覆盖元件的端板是圆盘形状，其截面是半椭圆形。图9D所示的覆盖元件只有突起，没有端板。
覆盖元件的材料没有限制，塑料和金属都可用于覆盖元件。为了通过减少覆盖元件上剩余树脂的量，来减少当覆盖元件取下时透明层上横条的发生，最好在覆盖元件上覆盖一层减少覆盖元件表面张力的材料，即，聚四氟乙烯。
图10是表示依据本发明的覆盖元件的最佳尺寸的相关视图。参见图10，光盘的引导(lead-in)区域和夹紧(clamping)区域的尺寸是影响覆盖元件尺寸的因素之一。换句话说，夹紧区域表面应该均匀，这样透明层的起始部分将不被包括在夹紧区域内。由于数据将被记录在引导区域内，因此应当形成透明层。考虑到这点，透明层的末端应形成在夹紧区域从光盘基体100中心起始的一点A或夹紧区域和引导区域间的一点B。
下面是已经制造和将要制造的光盘的规格。
[表1]
直径 Φ120mm Φ80mm Φ45mm
引导区域 Φ33-36mm Φ33-36mm Φ33-36mm
夹紧区域 Φ23-26mm Φ23-26mm Φ23-26mm
轴向孔(中心孔) Φ15mm Φ15mm Φ15mm
容量 25GB 7.8GB 650GB
在使用粘度为5000cps的紫外硬化树脂，在包括三个光盘基体的光盘基体上形成0.1mm的透明层的情况下，考虑到前述条件，在点A时，覆盖元件端板的半径最好小于22mm，覆盖元件端板的厚度最好小于0.35mm。在点B的情况下，覆盖元件端板的半径最好小于27-32mm，覆盖元件端板的厚度最好小于0.35mm。当紫外硬化树脂的粘度减小时，覆盖元件变厚，反之，当紫外硬化树脂的粘度增大时，覆盖元件变薄。
下面将描述依据本发明形成透明层的方法。
图11是表示形成透明层的方法的流程图。参见图11，在步骤1101中，光盘基体被装在主轴旋转台上，且形成透明层的表面向上，然后，光盘基体中心形成的轴向孔被覆盖元件盖上。接下来，在步骤1102中，光盘基体在主轴电动机的旋转力作用下低速旋转，通过配给头上的配给喷嘴将预定量的紫外硬化树脂朝光盘基体的中心配给。然后，通过控制主轴电动机，使装在主轴旋转台上的光盘基体高速旋转。在步骤1103中，紫外硬化树脂在旋转离心力的作用下沿光盘基体半径方向展开，均匀的覆盖在光盘基体的整个表面。步骤1104中，覆盖元件被取下后紫外线辐射在树脂上，因此硬化树脂，或者可在树脂硬化后取下覆盖元件。
图12A和12B是表示依据本发明形成的透明层断面和依据现有技术形成的透明层断面的相关视图。参见图12，图12A示出了现有技术的透明层，图12B示出了依据本发明的透明层。在现有技术中，树脂被配给在没有使用覆盖元件的光盘基体1100的表面一点，这样透明层111的起始点部分的厚度不均匀。然而，依据本发明，光盘基体1100上安装了覆盖元件，树脂朝光盘基体1100的轴向孔(中心孔)配给，然后覆盖元件被取下，这样透明层112的厚度是均匀的。
依据本发明的光盘制造方法制造的光盘的所需的测量值如下。
<制作光盘的条件>
·压模：
凹槽型轨道间距0.32μm
压模在半径为22-60mm间记录轨道，并检测转移(transfer)性能
·注入模压：
当如图1所示被注塑的光盘基体的直径为120mm和厚度为1.1mm时，转移可达半径为58.5mm处。
-注入条件：
固定模具温度：125℃，移动模具温度：125℃，
注入口衬套温度：90℃，树脂温度：最高380℃，
模具成形需要35吨/秒、25吨/秒和10吨/秒的外力。
注入模压在这些条件下执行。由于注塑模压的结果，模压机的特性小于0.3℃，且树脂稳定流向模具的边缘。
·喷射：
外部掩模(mask)的精度：r＝59.7±0.2mm，掩模边缘的厚度(不均匀区域)：0.2mm，
四层结构：Ag合金/ZnSSiO
2/SbGeTe/ZnSSiO
2 ·旋转覆盖：
光盘基体的轴向孔被直径为22-44mm，厚度为0.24-0.78mm，不同形状的覆盖元件盖住，在相同条件下对轴向孔进行旋转覆盖，在多数情况下，半径达17-57mm处可获得100μm±2μm的厚度和均匀度。
-旋转覆盖的条件
粘度：500cps，旋转时间：60-70秒，旋转速度：700rpm，硬化时间：用3000W的灯泡时为3秒。
·记录和再现试验的结果：
半径达17-58mm具有均匀度。
如前所述，本发明提供了覆盖元件，从而能够采用用于在光盘基体的轴向孔配给树脂的中心配给法。这样，在光盘基体的整个区域内透明层的厚度变得更加均匀，记录区域增加，记录能力增强。当在现有的旋转覆盖设备上安装旋转支承板，提供依据本发明所述的覆盖元件时，就可实现依据本发明的设备和方法，从而增强了现有设备的使用效率。
虽然这个发明是结合其最佳实施例进行具体表示和描述的，所属领域的技术人员应该明白，在不脱离本发明在所附权利要求中限定的构思和范围的前提下可以形成不同形式和细节的变化。