專(zhuān)利名稱(chēng)：光記錄媒體制造裝置和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可由激光束等對(duì)信息進(jìn)行高密度記錄和回放的光記錄媒體的制造方法和制造裝置，尤其涉及CD-R和DVD-R這種稱(chēng)為一次性寫(xiě)入式(write-once type)光記錄媒體或稱(chēng)為光記錄媒體的只能記錄一次的光記錄媒體的制造方法和制造裝置。
背景技術(shù)：
光記錄媒體，其信息密度高，數(shù)據(jù)容易檢索，因而近幾年變得盛行。尤其，CD-R容量大(650MB)，成本相對(duì)較低，因而最近使用得特別多。現(xiàn)對(duì)此光記錄媒體的制造方法和制品進(jìn)行說(shuō)明。


圖1示出形成一次性寫(xiě)入式光記錄媒體記錄層的現(xiàn)有制造裝置其與盤(pán)片圓形表面垂直的截面的模式圖。該裝置稱(chēng)為旋涂機(jī)。
圖中，10是旋涂機(jī)主體，12是光記錄媒體用的基板，14是主軸，16是主軸轉(zhuǎn)臺(tái)，18是記錄層溶液涂覆噴嘴，20是有機(jī)色素記錄層材料溶液，22是主軸電動(dòng)機(jī)。有機(jī)色素記錄層材料溶液20由噴嘴18提供至光記錄媒體基板12上。然后，主軸電動(dòng)機(jī)22一旦沿箭頭24方向旋轉(zhuǎn)，主軸電動(dòng)機(jī)16上的光記錄媒體基板12便同時(shí)旋轉(zhuǎn)，記錄層材料溶液20在箭頭26方向上擴(kuò)展，在光記錄媒體基板12上涂覆記錄層材料溶液達(dá)一定厚度。記錄層材料溶液20所含的有機(jī)色素由例如花青類(lèi)、酞菁類(lèi)材料等構(gòu)成。
圖2模式化地示出按上述制造方法制作的光記錄媒體其局部與盤(pán)片圓形表面垂直的截面結(jié)構(gòu)。圖中，28是光記錄媒體基板12表面所構(gòu)成的微小凹槽，30是記錄層，32是反射層，34是保護(hù)膜。如上所述涂覆記錄層材料溶液，聚碳酸酯等構(gòu)成的光記錄媒體基板其微小凹槽28當(dāng)中便有記錄層材料溶液進(jìn)入。所涂覆的溶液經(jīng)過(guò)干燥形成記錄層。微小凹槽28在光盤(pán)基板12上從內(nèi)周至外周構(gòu)成為螺旋狀。
用這種光記錄媒體記錄信息時(shí)，記錄裝置將激光光斑36照射到槽28，使記錄層色素材料分解和/或改性，根據(jù)情況，利用此時(shí)產(chǎn)生的熱量使基板變形，由此形成坑點(diǎn)38。
坑點(diǎn)38用其輸出比記錄時(shí)低的回放用激光照射時(shí)，便由濺射金、銀等所形成的反射層32反射，但與記錄時(shí)未被激光照射的部位相比，光反射率較低，該反射率差異所造成的對(duì)比度表明信號(hào)的存在。根據(jù)該機(jī)制，可得到與紅皮書(shū)所規(guī)定的CD盤(pán)片相同的信號(hào)輸出，而識(shí)別為CD。該內(nèi)容在橙皮書(shū)中規(guī)范的CD-R一次性寫(xiě)入式光記錄媒體當(dāng)中有敘述。
發(fā)明概述利用上述旋涂機(jī)進(jìn)行光記錄媒體制造，比較簡(jiǎn)單，但存在種種問(wèn)題。
首先，有機(jī)色素的記錄層材料溶液20其性質(zhì)(例如粘度等)極容易受外部因素(例如溫度、濕度等)的影響，而且，溶液的涂覆狀態(tài)隨旋涂機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速的控制狀態(tài)在內(nèi)周和外周有所不同，因此，光記錄媒體的內(nèi)周和外周容易產(chǎn)生膜厚差，難以在基板上形成均勻膜厚的記錄層。
其次，有機(jī)色素的記錄膜層材料溶液20用各種溶劑進(jìn)行涂覆，但通常在涂覆后需要充分的干燥，這需要時(shí)間。因而，難以在短時(shí)間內(nèi)效率高地形成記錄層，這正成為降低光記錄媒體制造成本的課題。
此外，對(duì)光記錄媒體高密度的需求提高的過(guò)程中，還提出了可要求適應(yīng)短波長(zhǎng)激光(例如650nm)，能滿足用DVD播放機(jī)也能回放利用長(zhǎng)波長(zhǎng)(CD場(chǎng)合為780nm)記錄的信息(即與DVD播放機(jī)兼容)，并隨激光波長(zhǎng)的變短來(lái)適應(yīng)短波長(zhǎng)用有機(jī)色素等種種要求，使各種有機(jī)色素層迭層等方案。
但上述現(xiàn)有旋涂法存在這樣的問(wèn)題，即先前的涂覆層會(huì)被后來(lái)涂覆的記錄層材料溶液在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)滲入。此外，作為高密度化要求，還提出了使凹槽間節(jié)距細(xì)微化的方案。
要應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，上述現(xiàn)有方法均有制約。
本發(fā)明提供一種解決上述問(wèn)題的光記錄媒體制造裝置。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明為一種制造基板上具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體的制造裝置，包括真空前處理室、靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)(至少2個(gè))記錄層形成室、反射層形成室以及真空后處理室而成，其中各記錄層形成室包括至少一個(gè)記錄層形成單元，反射層形成室包括至少一個(gè)反射層形成單元。
本發(fā)明的光記錄媒體制造裝置，還包括基板輸送機(jī)構(gòu)，因此，在裝置內(nèi)各個(gè)室間實(shí)施基板輸送。因而，輸送進(jìn)入裝置真空前處理室的光記錄媒體用基板，便從真空前處理室通過(guò)記錄層形成室和反射層形成室，輸送至真空后處理室，從真空后處理室中取出。
如后面要說(shuō)明的那樣，在例如各室相鄰的狀態(tài)下，可以將基板從裝置內(nèi)某一室輸送至與之相鄰的相鄰室。而旋轉(zhuǎn)室周?chē)渲糜懈魇业牧硪粻顟B(tài)下，可將基板從裝置內(nèi)某一室經(jīng)旋轉(zhuǎn)室輸送至裝置內(nèi)任意室。不論哪一狀態(tài)，都可利用基板輸送機(jī)構(gòu)實(shí)施這種基板輸送。
該基板輸送機(jī)構(gòu)，較好是可以將光記錄媒體用基板從光記錄媒體制造裝置的外部輸送至真空前處理室內(nèi)，并將基板從真空后處理室內(nèi)輸送至光記錄媒體制造裝置外部的那種。
此外，本發(fā)明提供一種用上述本發(fā)明的光記錄媒體制造裝置，制造光記錄媒體的方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供的光記錄媒體制造方法，是包括真空前處理室(或真空前室)、多個(gè)(至少2個(gè))記錄層形成室、反射層形成室以及真空后處理室(真空后室)而成的光記錄媒體制造裝置，通過(guò)將基板從裝置外部放入裝置內(nèi)，經(jīng)過(guò)這些室，從裝置當(dāng)中取出，從而在基板上靠蒸鍍形成多個(gè)記錄層，并且在這些記錄層上形成反射層。裝置內(nèi)基板的輸送，利用基板輸送機(jī)構(gòu)實(shí)施。較佳方式中，不論是將基板送入裝置內(nèi)還是從裝置內(nèi)取出基板，都利用基板輸送機(jī)構(gòu)實(shí)施。
上述裝置和方法中，“基板”可以是光記錄媒體用基板本身，也可以是支持多張這類(lèi)基板的基板座。
盡管是就本發(fā)明裝置的各種組成對(duì)本發(fā)明各個(gè)特征進(jìn)行說(shuō)明，但這些說(shuō)明也適用于本發(fā)明方法本身以及該方法所用的裝置。
按照本發(fā)明，只要用單一裝置，就可得到在基板上靠蒸鍍迭層有多個(gè)記錄層的光記錄媒體，但這些記錄層與用上述旋涂機(jī)形成記錄層的場(chǎng)合相比，具有均勻性提高的厚度。本發(fā)明得到的光記錄媒體，由于具有多個(gè)記錄層，因而能夠擁有單一記錄層光記錄媒體所達(dá)不到的不同的或新穎的光學(xué)特性(例如基板整體的分光反射率特性)。
例如，按照本發(fā)明得到的光記錄媒體，不僅對(duì)CD所用波長(zhǎng)光(例如780nm～830nm)，而且對(duì)與之相比短的波長(zhǎng)光(例如DVD所用的620nm～690nm)，都具有相對(duì)較小的分光吸收率，因此本發(fā)明得到的光記錄媒體能夠適應(yīng)2種波長(zhǎng)(例如CD用波長(zhǎng)和DVD用波長(zhǎng))。
按照本發(fā)明裝置或方法得到的光記錄媒體，如上所述具有多個(gè)記錄層，因此，未記錄部分(即記錄激光未照射部分)可發(fā)現(xiàn)如上所述不同的或新穎的光學(xué)特性；而記錄部分(即記錄激光照射部分)，多個(gè)記錄層中至少之一主要起到光記錄媒體中原先記錄層的作用，利用激光照射使構(gòu)成記錄層的色素材料分解和/或改性，記錄層光學(xué)特性便變化，其他記錄層則具有促進(jìn)這種光學(xué)特性變化的輔助作用(即，可稱(chēng)為記錄輔助層)。當(dāng)然不用說(shuō)，也可以有這種情況，利用記錄激光使全部記錄層分解和/或改性，全部記錄層具有記錄層和記錄輔助層兩種作用。就是說(shuō)，無(wú)法明確區(qū)分這些記錄層和記錄輔助層各自的作用，按多個(gè)記錄層成為一體所形成的乘法效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)具有新穎的或不同的光學(xué)特性。在此意義上，本說(shuō)明書(shū)中將記錄層形成室中形成的所有層總稱(chēng)為“記錄層”，這當(dāng)中，除了所謂的記錄層(通常光記錄媒體所用的記錄層)以外，記錄層中還包含促進(jìn)這種記錄層作用的種種記錄輔助層，例如作為濾光層、增強(qiáng)層等起作用的層。
本發(fā)明裝置，記錄層形成后可以一并形成反射層，因而可縮短光記錄媒體制造所需時(shí)間。此外，如后面要說(shuō)明的那樣，可利用膜厚測(cè)定裝置、基板和記錄層形成單元間設(shè)置的快門(mén)機(jī)構(gòu)(較好是與膜厚測(cè)定機(jī)構(gòu)組合在一起的那種)、基板自轉(zhuǎn)·自動(dòng)公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、基板和記錄層形成單元間位置關(guān)系調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(較好是與膜厚測(cè)定機(jī)構(gòu)組合在一起的那種)、以及用單臂機(jī)器人的基板輸送機(jī)構(gòu)等，高效率地制造光記錄媒體。
圖3按圖2相同截面模式化地示出這樣制造的光記錄媒體。所形成的光記錄媒體40包括聚碳酸酯等材料構(gòu)成的光記錄媒體用基板41、基板41上迭層的包含有機(jī)色素材料形成的多個(gè)記錄層43和44、其上形成的反射層45、以及其上形成的保護(hù)層46。基板41具有其某一表面上設(shè)有的螺旋狀凹槽42。形成記錄層的有機(jī)色素材料可以從酞菁類(lèi)材料等當(dāng)中任意選擇。本發(fā)明裝置中，基板41上形成有記錄層43和44以及反射層45(具體來(lái)說(shuō)，形成有部分49)。
基板41只要是通常光記錄媒體所用的、對(duì)光記錄媒體所用的激光具有透過(guò)性的材料即可，不需要特別限定。例如可以是聚碳酸酯、丙烯樹(shù)脂等塑料材料。
反射層45只要是金、銀或鋁等具有規(guī)定反射率的材料，可任意選擇，本發(fā)明也可以采用光記錄媒體反射層通常所用的材料。
保護(hù)層46與反射層相同，可以采用通常所用的光記錄媒體用的UV硬化樹(shù)脂，在記錄層上涂覆樹(shù)脂，使之硬化形成。此保護(hù)層根據(jù)本發(fā)明在基板上形成記錄層和反射層后，涂覆樹(shù)脂再使之硬化形成。當(dāng)然不用說(shuō)，本發(fā)明裝置中也可組合常規(guī)的保護(hù)層形成裝置。
圖4示出通過(guò)這樣蒸鍍記錄層制造的光記錄媒體其記錄層厚度的測(cè)定結(jié)果。此記錄層，采用酞菁化合物作為色素材料，在低于1×10-3torr的條件下，將色素材料加熱到150～250℃使之蒸發(fā)，并蒸發(fā)到基板上形成?；迳闲纬捎涗泴雍?，靠膜厚測(cè)定儀測(cè)定規(guī)定部位的記錄層厚度。
圖4中，橫軸表示直徑120mm的光記錄媒體的半徑，縱軸表示所形成的膜厚(記錄層厚度)。實(shí)線表示如上所述本發(fā)明靠蒸鍍形成的記錄層從半徑25mm處至半徑57mm處的膜厚，故而判斷，利用蒸鍍法便可形成極為均勻厚度的記錄層。圖4中虛線是用旋涂機(jī)形成的記錄層其厚度在半徑方向上的分布。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1模式化地示出現(xiàn)有光記錄媒體制造所用的旋涂機(jī)。
圖2模式化地示出現(xiàn)有光記錄媒體的局部截面。
圖3模式化地示出按本發(fā)明制造的光記錄媒體的局部截面。
圖4是示意按本發(fā)明制造的光記錄媒體其記錄層厚度沿盤(pán)片半徑方向變化的曲線圖。
圖5通過(guò)模式化側(cè)視圖示出本發(fā)明光記錄媒體制造裝置一種方式。
圖6通過(guò)模式化俯視圖示出本發(fā)明光記錄媒體制造裝置另一方式。
圖7通過(guò)模式化俯視圖示出本發(fā)明光記錄媒體制造裝置又一方式。
圖8是示意本發(fā)明裝置所用的連續(xù)供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)的立體圖。
圖9是示意本發(fā)明裝置所用的間歇供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)一種方式的立體圖。
圖10是示意本發(fā)明裝置所用的間歇供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)另一方式的立體圖。
圖11是示意本發(fā)明裝置所用的間歇供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)又一方式的立體圖。
圖12是示意本發(fā)明裝置所用的間歇供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)具有預(yù)熱手段的方式的立體圖。
圖13是示意本發(fā)明裝置所用的間歇供給色素材料并加熱的機(jī)構(gòu)具有冷卻手段的方式的立體圖。
圖14通過(guò)模式化側(cè)視圖示出記錄層形成室配置有多個(gè)記錄層形成單元的本發(fā)明光記錄媒體制造裝置的一種方式。
圖15模式化地示出按本發(fā)明制造的另一光記錄媒體的局部截面。
圖16示出按本發(fā)明制造的光記錄媒體的光吸收率-光波長(zhǎng)曲線。
圖17是模式化示意本發(fā)明裝置中記錄膜形成室配置的快門(mén)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖18是模式化示意本發(fā)明裝置中記錄膜形成室配置的基板自轉(zhuǎn)·公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖19是模式化示意本發(fā)明裝置中記錄膜形成室配置的記錄層形成單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明裝置中，所說(shuō)的真空前處理室，是指在高真空下對(duì)光記錄媒體用基板進(jìn)行處理前放入光記錄媒體用基板的室(在此意義上，也可稱(chēng)為“真空前室”)，是指如下用途的室，真空前處理室在與裝置外部壓力相同壓力時(shí)將基板從裝置外部送入真空前處理室；然后，就壓力來(lái)說(shuō)，將真空處理室與裝置外部隔離(或隔絕)，使真空前處理室壓力下降，與基板所應(yīng)輸送的記錄層形成室的壓力相同；一旦兩者室內(nèi)壓力相等，便使得真空前處理室和記錄層形成室在壓力和基板輸送方面保持連通狀態(tài)；然后，在壓力相等的狀態(tài)下，便可將基板從真空前處理室輸送至記錄層形成室。
本發(fā)明裝置中，所說(shuō)的真空后處理室，是指在高真空下對(duì)光記錄媒體用基板處理之后，將形成了記錄層和反射層的基板從這里取出至裝置外部的室(在此意義上，也可稱(chēng)為“真空后室”)，是指如下用途的室，就壓力來(lái)說(shuō)，在與內(nèi)部具有形成了反射層的基板的反射層形成室隔離(或隔絕)的狀態(tài)下，將真空后處理室壓力設(shè)定為與反射層形成室壓力相同；然后，使得反射層形成室和真空后處理室在壓力和基板輸送方面保持連通狀態(tài)，并使兩者室內(nèi)壓力相等；然后將基板從記錄層形成室輸送至真空后處理室；然后將真空后處理室與記錄層形成室在壓力方面隔離；然后，在真空后處理室引入外界大氣壓，使裝置外部和真空后處理室處于壓力相等狀態(tài)；然后，可以將具有記錄層和反射層的基板從真空后處理室取出至裝置外部。
本發(fā)明中，所說(shuō)的記錄層形成室，是指在高真空狀態(tài)(例如10-3torr或以下)壓力下，靠蒸鍍形成光記錄媒體記錄層的室。形成記錄層的材料是色素材料，尤其是有機(jī)色素材料，只要可得到所需的光學(xué)特性，可以是現(xiàn)有光記錄媒體記錄層所用的材料，也可以是其他色素材料。在記錄層形成室中加熱這種色素材料，使之熔融·蒸發(fā)或直接升華。
作為構(gòu)成記錄層的有機(jī)色素材料具體例，可舉出例如五甲基花青類(lèi)色素(ベンタメチンシアニン系色素)、七甲基花青類(lèi)色素(ヘプタメチンシアニン系色素)、角鯊烯類(lèi)色素(スクアリリウム系色素)、偶氮類(lèi)色素、蒽醌類(lèi)色素、靛酚類(lèi)色素、酞菁類(lèi)色素、萘亞甲基花青類(lèi)色素、砒喃鎓類(lèi)色素、硫代砒喃鎓類(lèi)色素、天青類(lèi)色素(アズレニウム系色素)、三苯甲烷類(lèi)色素、呫噸類(lèi)色素、靛蒽醌類(lèi)色素、靛藍(lán)類(lèi)色素、硫靛類(lèi)色素、部花青類(lèi)色素、噻嗪類(lèi)色素、吖啶類(lèi)色素、噁嗪類(lèi)色素、二硫酚金屬絡(luò)合物類(lèi)色素等。這些色素，大多數(shù)場(chǎng)合波長(zhǎng)-分光吸收率特性隨其所具有的置換基變化，有時(shí)即便是相同系列色素，一旦改變置換基，光吸收特性便有較大變化。記錄層中較好是采用酞菁類(lèi)色素、萘亞甲基花青類(lèi)色素、偶氮類(lèi)色素、花青類(lèi)色素當(dāng)中選出的色素，或者也可以采用多種色素的混合物。而且，根據(jù)需要，記錄層可以包含公知的消光劑或紫外線吸收劑等添加劑。對(duì)色素材料和所需的添加劑的選擇，可根據(jù)所要形成的記錄層的性質(zhì)加以選擇。
在記錄層形成室中加熱這種色素材料使之蒸發(fā)(或升華)，在基板上或基板上已經(jīng)形成的記錄層上蒸鍍色素材料層。該記錄層形成室個(gè)數(shù)至少為2，也可以根據(jù)所需的記錄層層數(shù)有更多。
這種記錄層形成室中至少配置一個(gè)記錄膜形成單元，該單元供給形成記錄層的色素材料，將它加熱蒸發(fā)(或升華)。這樣蒸發(fā)的色素材料便在基板上蒸鍍。因而，本發(fā)明裝置，在記錄膜形成室中設(shè)有包括色素材料供給機(jī)構(gòu)和色素材料加熱(蒸發(fā)或升華)機(jī)構(gòu)而成的記錄膜形成單元。色素材料供給機(jī)構(gòu)用于計(jì)量·供給定量的色素材料并送至加熱機(jī)構(gòu)，色素的計(jì)量·供給可以是連續(xù)的，也可以是分次的。與色素材料供給機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，加熱機(jī)構(gòu)也實(shí)施連續(xù)加熱或間歇加熱。加熱機(jī)構(gòu)所包含的加熱手段較好是電加熱設(shè)備，最好采用的是電阻或電磁感應(yīng)加熱。
本發(fā)明中，所說(shuō)的反射層形成室，是指在高真空狀態(tài)(例如10-3torr或以下)壓力下，靠合適的方法(例如濺射、金屬蒸鍍法)在已經(jīng)形成的記錄層上形成反射層形成材料例如金、銀、鋁等材料的薄層所用的的室。因而，反射層形成室具有至少一個(gè)反射層形成單元，該單元可以是能夠在記錄層上形成反射層膜的任意一種公知方式。
例如應(yīng)用濺射形成反射層時(shí)，反射層形成單元可以是濺射單元，也可以是包括要形成反射層的金屬材料靶(濺射源)和離子照射裝置組合而成。
本發(fā)明裝置，較好是各室可獨(dú)立控制其壓力，因此，將基板(或基板座)從某一室輸送至其他室時(shí)，可以在保持這兩室等壓狀態(tài)下將基板從某一室輸送至另一室。這種輸送，可以按照實(shí)際上與基板從上述真空前處理室輸送至記錄層形成室、或基板從反射層形成室輸送至真空后處理室相同的方式來(lái)實(shí)施。
本發(fā)明中，所說(shuō)的基板輸送機(jī)構(gòu)是指如下用途的機(jī)構(gòu)，即，將基板從裝置外部輸送至真空前處理室，然后將基板從真空前處理室輸送至最初的記錄層形成室，接著根據(jù)需要在記錄層形成室之間輸送基板，然后將基板從最末的記錄層形成室輸送至反射層形成室，然后將基板從反射層形成室輸送真空后處理室，最后從真空后處理室輸送至裝置外部。此機(jī)構(gòu)當(dāng)中，也可以省略基板從裝置外部至真空前處理室和/或從反射層形成室至真空后處理室的輸送。
只要具有上述功能，基板輸送機(jī)構(gòu)也可以是任意可行方式的機(jī)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)，在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，可以是屢屢用來(lái)將對(duì)象物從某一室輸送至壓力不同的另一室的輸送機(jī)構(gòu)。例如，如后面要說(shuō)明的那樣，可以采用各室相互鄰接、依次輸送基板的方式，設(shè)置旋轉(zhuǎn)室、在其周?chē)渲酶魇业姆绞降取?br> 輸送如上所述基板時(shí)，有時(shí)保持基板的室和從這里將基板送至的室其壓力不同，因而各室通常有活動(dòng)隔斷壁(隔板)，以便輸送時(shí)可以關(guān)閉讓基板通過(guò)的開(kāi)口部，使各室本身在壓力方面隔離(或隔絕)。
一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的光記錄媒體制造裝置，具有真空前處理室，靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)(至少2個(gè))一連串記錄層形成室、反射層形成室、和真空后處理室所組成，記錄層形成室相互鄰接，一端記錄層形成室與真空前處理室相鄰，而另一端記錄層形成室與反射層形成室相鄰，此外，較好是反射層形成室與真空后處理室相鄰，這些室可以相互獨(dú)立地保持規(guī)定壓力，基板由基板輸送機(jī)構(gòu)從真空前處理室送入一端記錄層形成室，依次經(jīng)過(guò)一連串記錄層形成室，再?gòu)牧硪欢擞涗泴有纬墒宜腿敕瓷鋵有纬墒遥缓髲姆瓷鋵有纬墒宜腿胝婵蘸筇幚硎?，在一連串記錄層形成室中靠蒸鍍?cè)诨迳闲纬傻鼘拥挠涗泴?，在反射層形成室中較好是靠濺射在迭層記錄層上形成反射層。
更佳的實(shí)施例是，基板由基板輸送機(jī)構(gòu)從裝置外部送入真空前處理室，最后從真空后處理室送出至裝置外部。
圖5示出該較佳實(shí)施例的光記錄媒體制造裝置。圖5模式化地示出各室的內(nèi)部，以便于理解具有2個(gè)記錄層形成室方式的制造裝置50的構(gòu)成。裝置50具有真空前處理室52、記錄層形成室54和56、反射層形成室58和真空后處理室60所組成。真空前處理室52具有基板取入口62，由此將基板從裝置外部送入真空前處理室52。而真空后處理室60具有基板取出口64，由此將形成有記錄層和反射層的基板從真空后處理室60送出至裝置外部。
為了能夠獨(dú)立控制各室壓力，并且在相鄰室之間輸送基板，設(shè)置了隔板66、68、70和72、以及真空排氣裝置74、76、78、80和82。
記錄層形成室54和56配置有記錄層形成單元(記錄層材料供給機(jī)構(gòu)和加熱機(jī)構(gòu)為一體的部分)84和86。反射層形成室58配置有反射層形成單元(例如濺射裝置)88。
基板放置在保持多張基板的基板座90、92、94、96、98、100和101上，輸送至裝置內(nèi)(當(dāng)然不用說(shuō)，也可以單獨(dú)按原樣輸送基板)。為了輸送該基板座，可設(shè)置具有輸送輥和輸送帶的基板輸送機(jī)構(gòu)102、104、106、108和110。
光記錄媒體基板直接或由基板座90載置，送至真空前處理室52。隔板66已經(jīng)將它與記錄層形成室54之間關(guān)閉，在壓力方面，真空前處理室52與記錄層形成室54隔離(或隔絕)。真空前處理室52放入基板座90，便利用排氣裝置74排氣。真空前處理室52的真空度一旦達(dá)到先前由真空排氣裝置76達(dá)到規(guī)定真空度的真空處理室54的水平，隔板66便打開(kāi)，真空前處理室52和記錄層形成室54便在壓力和基板輸送方面連通，由基板輸送機(jī)構(gòu)102和104從基板座92位置送至基板座94位置。然后關(guān)閉隔板66。
記錄層形成室54中，在基板座94的下方配置記錄層形成單元84，這里，蒸發(fā)最底層記錄層材料(A)，在基板上蒸鍍此材料。這時(shí)，隔板66和68是關(guān)閉的。
記錄層形成室54的處理一旦結(jié)束，便接著進(jìn)行記錄層形成室56中的處理。這時(shí)，記錄層形成室54和56的壓力不同時(shí)，由排氣裝置76調(diào)節(jié)記錄層形成室54的壓力來(lái)保持與記錄層形成室56的壓力相同后，打開(kāi)隔板68，從基板座94的位置輸送至為96的位置。
基板從某一室輸送至壓力不同的另一室，是在兩室壓力隔離(或獨(dú)立)的狀態(tài)下，控制當(dāng)前基板所在的室的壓力，使之與基板所要輸送到達(dá)的室的壓力相同，然后一旦為相同壓力，只要采取解除兩室隔離狀態(tài)并輸送基板的方式即可。
記錄層形成室56中，其他色素材料(B)同樣從單元86當(dāng)中蒸發(fā)，并蒸鍍?cè)谙惹靶纬傻纳夭牧?A)的記錄層上，形成色素材料(B)的記錄層。
然后，基板座96從記錄層形成室56至反射層形成室58便從96狀態(tài)輸送至98狀態(tài)。因此，利用反射層形成單元88，靠濺射在色素材料(B)的記錄層上形成例如金、銀或鋁反射層。
基板座98接下來(lái)送至預(yù)先由排氣裝置82保持與反射層形成室58相同壓力的真空后處理室60，然后利用泄漏閥112泄漏至裝置外部壓力，然后打開(kāi)取出口64，將基板座100取出至裝置以外(101狀態(tài))。
另一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的光記錄媒體制造裝置，具有真空前處理室、靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)(至少2個(gè))記錄層形成室、反射層形成室、和真空后處理室所組成，這些室較好是間隔均勻角度，配置在具有轉(zhuǎn)臺(tái)所組成的旋轉(zhuǎn)室的周?chē)?，這些室和旋轉(zhuǎn)室可相互獨(dú)立地保持規(guī)定壓力，而且，旋轉(zhuǎn)室和各室在壓力和基板(或基板座)輸送方面可處于相互連通狀態(tài)，而且可相互獨(dú)立(即隔斷)，可由基板輸送機(jī)構(gòu)將基板從任意室經(jīng)旋轉(zhuǎn)室輸送至另一室，在記錄層形成室靠蒸鍍?cè)诨迳闲纬傻鼘拥挠涗泴?，在反射層形成室中在迭層記錄層上形成反射層?br> 圖6具體示出該較佳實(shí)施例。此圖是從上方觀察具有2個(gè)記錄層形成室的光記錄媒體制造裝置120時(shí)的模式圖。
裝置120具有的旋轉(zhuǎn)室124在其中央具有轉(zhuǎn)臺(tái)122。旋轉(zhuǎn)室124的周?chē)哂姓婵涨疤幚硎?26、記錄層形成室128和130、反射層形成室132和真空后處理室134。如圖所示，這些室隔開(kāi)相等的角度配置在轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸136的周?chē)?。盡管這些室的配置順序未特別限定，但如圖所示，按處理的順序進(jìn)行配置較理想。所處理的基板可以直接在各室之間輸送，但較好是放置在基板座138上，在各室間輸送多個(gè)基板。
各室可在壓力和基板座(或基板)輸送方面處于與旋轉(zhuǎn)室124連通的狀態(tài)(具體來(lái)說(shuō)，傳遞壓力的狀態(tài)和可輸送基板的狀態(tài))，并能夠靠力臂140使基板座在各室和轉(zhuǎn)臺(tái)間沿箭頭142所示方向輸送。各室和旋轉(zhuǎn)室之間配置有隔板144，從而可以對(duì)各室和旋轉(zhuǎn)室之間在壓力和基板輸送方面的連通狀態(tài)進(jìn)行通斷。各室(包含旋轉(zhuǎn)室在內(nèi))，與圖5相同，設(shè)有排氣裝置(未圖示)，從而可獨(dú)立地控制各自的壓力。記錄層形成室和反射層形成室與先前對(duì)圖5的說(shuō)明相同，配置有形成記錄層和反射層用的單元。
基板座138放入預(yù)備真空室126中，接著用在箭頭142方向上伸縮自如的力臂140的前端夾緊，移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)室124中。移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)室124中的基板座(如點(diǎn)劃線所示)，由于轉(zhuǎn)臺(tái)122可以沿箭頭148方向自由旋轉(zhuǎn)，因而可以移至任意室的正面。因此，可以將光記錄媒體基板移至任意室，因而可以在基板上按任意順序使例如記錄層成膜。
某一室(例如記錄層形成室130)中一旦處理結(jié)束，基板座146便由力臂140從該室輸送至轉(zhuǎn)臺(tái)122上(如點(diǎn)劃線所示)。然后，轉(zhuǎn)臺(tái)122旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度(例如按右旋方向)(參見(jiàn)箭頭148)，移至反射層形成室132的正面，然后位于其正面的力臂140抓住基板座，接著將基板座輸送至反射層形成室132。然后在基板上形成反射層。
圖7示出另一較佳方式的本發(fā)明光記錄媒體制造裝置。該圖與圖6相同，模式化地示出了從裝置上方看去的狀態(tài)。圖7方式的光記錄媒體制造裝置150，與圖6所示的實(shí)際在單軸方向上伸縮自如的力臂140有所不同，不同之處在于各室當(dāng)中具有單臂機(jī)器人152、154、156、158和160。
基板座162靠按箭頭164所示狀態(tài)變動(dòng)、在前端具有抓取功能的機(jī)械手152取入真空前處理室174。這種機(jī)械手是半導(dǎo)體元件等制造工序中凈化室里所用的塵埃產(chǎn)生較少的那種。
機(jī)械手152可進(jìn)一步移至箭頭166所示狀態(tài)，將基板座162移到旋轉(zhuǎn)室168內(nèi)轉(zhuǎn)臺(tái)170上。然后，使轉(zhuǎn)臺(tái)170沿箭頭172按右旋方向旋轉(zhuǎn)，使基板座朝向記錄層形成室176的正面，由位于正面的機(jī)器臂154取入下一室176內(nèi)，實(shí)施下面的處理。最后，依次旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)各室的基板座178靠機(jī)械手160從真空后處理室180當(dāng)中取出。
圖7裝置中用的是塵埃產(chǎn)生極少的機(jī)械手，因而不僅可制造差錯(cuò)率極低的光記錄媒體，而且可以對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)生產(chǎn)提供塵埃極少產(chǎn)生的制造。
如先前所述，本發(fā)明裝置的記錄層形成室，通過(guò)蒸鍍記錄層構(gòu)成材料，形成記錄層。因此，記錄層形成室設(shè)有色素材料供給機(jī)構(gòu)和色素材料加熱機(jī)構(gòu)。
圖8通過(guò)斜視圖模式化地示出可在本發(fā)明光記錄媒體制造裝置中使用的、具有色素材料供給機(jī)構(gòu)和色素材料加熱機(jī)構(gòu)所組成的記錄層形成單元190的一較佳方式。
色素材料每單位時(shí)間按規(guī)定量從保存色素材料192的貯存槽(例如料斗)194排出至色素材料輸送帶196。該輸送帶196由輥?zhàn)?98和200驅(qū)動(dòng)，材料沿箭頭202所示方向按規(guī)定速度移動(dòng)。輸送帶196的下方設(shè)有色素材料預(yù)熱加熱器204和色素材料加熱·蒸發(fā)用加熱器206，加熱輸送帶上的色素材料208使之蒸發(fā)。所蒸發(fā)的色素蒸鍍到記錄層形成單元190上配置的基板座210所保持的基板212上。記錄層形成單元190具有回收未蒸發(fā)殘留色素材料的機(jī)構(gòu)(例如刮板)214，此后設(shè)有收集器216，在此收容殘留色素材料。
圖8所示的記錄層形成單元連續(xù)供給色素材料，但本發(fā)明另一方式是分次供給色素材料的。
圖9通過(guò)立體圖模式化地示出具有色素材料供給機(jī)構(gòu)和色素材料加熱機(jī)構(gòu)所組成的另一較佳方式的記錄層形成單元220。
該記錄層形成單元220包含色素材料間歇供給機(jī)構(gòu)222和色素材料加熱機(jī)構(gòu)(進(jìn)而為色素材料蒸發(fā)源)224所組成。色素材料加熱機(jī)構(gòu)224具有輸送色素材料的旋轉(zhuǎn)臂226、計(jì)量杯228、加熱手段230所組成。計(jì)量杯228和旋轉(zhuǎn)臂226的個(gè)數(shù)并非限于圖示狀態(tài)，但通常可以是2以上、較好是4-10，例如為8。色素材料間歇供給機(jī)構(gòu)222可通過(guò)其中設(shè)置的可送出定量材料的齒輪(或葉輪)232和控制其旋轉(zhuǎn)的電路234，向計(jì)量杯228提供定量色素材料。
色素材料，具體來(lái)說(shuō)以有機(jī)色素材料為宜，旋轉(zhuǎn)臂226接收控制電路234的指令，繞中心239沿箭頭238方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，計(jì)量杯228上供給的色素材料便送至加熱手段230上。送到的色素材料228靠加熱手段230加熱，如虛線241所示蒸發(fā)，蒸鍍到單元上方配置的基板座240上的基板242。加熱手段230采用電阻加熱方式等，但也能用感應(yīng)加熱方式。
基板座240裝載的光記錄媒體基板242較好利用后面述及的機(jī)構(gòu)，在箭頭244方向上自轉(zhuǎn)·公轉(zhuǎn)。
圖10模式化地示出從側(cè)面觀察另一方式的記錄層形成單元250的情形。此方式，為了做成可利用色素材料間歇供給裝置，以更高精度稱(chēng)量色素材料供給量，可通過(guò)稱(chēng)量裝置252測(cè)定計(jì)量杯228上提供的色素材料重量。旋轉(zhuǎn)臂226由旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)單元254旋轉(zhuǎn)。
色素材料236由材料計(jì)量齒輪232從間歇供給裝置222提供給計(jì)量杯228，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂226的旋轉(zhuǎn)軸256如箭頭260所示位移至下方(由虛線所示)。這樣，旋轉(zhuǎn)臂226的前端設(shè)有支持計(jì)量杯228邊緣的空穴262，計(jì)量杯由該空穴周?chē)糠种С?，因而?jì)量杯228的底部可由計(jì)量單元252的接收皿264支持，獨(dú)立地離開(kāi)旋轉(zhuǎn)臂226。計(jì)量杯228其底部便由稱(chēng)量裝置的接收皿264獨(dú)立地支持，由此可對(duì)計(jì)量杯供給的色素材料的重量進(jìn)行測(cè)定。
這種計(jì)量，用電子天平等原理的量具進(jìn)行，故而減去計(jì)量前計(jì)量杯228這種外包裝，僅測(cè)定真空處理材料236的重量。規(guī)定計(jì)量一旦結(jié)束，材料計(jì)量齒輪232便停止供給。然后，旋轉(zhuǎn)軸254沿箭頭266方向位移，再次保持計(jì)量杯228，然后，旋轉(zhuǎn)軸226沿水平方向旋轉(zhuǎn)，各個(gè)計(jì)量杯向下一位置移動(dòng)。計(jì)量杯228中裝有已經(jīng)過(guò)計(jì)量的色素材料236，由加熱器230加熱，蒸發(fā)色素材料。
色素材料一旦蒸發(fā)結(jié)束，空著的計(jì)量杯228送至色素材料間歇供給裝置222下面，再次開(kāi)始色素材料的計(jì)量。圖10中盡管只圖示了2個(gè)計(jì)量杯，但實(shí)際上可具有更多個(gè)計(jì)量杯，依次輸送。這種對(duì)色素材料的計(jì)量和加熱由控制單元268控制。象這樣間歇供給色素材料時(shí)，可以只計(jì)量和供給記錄層形成所需的色素，與連續(xù)供給相比，可減少色素材料的損耗。
圖11示出色素材料間歇供給裝置的較佳方式。這種方式中，圖9或圖10所示的旋轉(zhuǎn)臂226的端部，支持計(jì)量杯228的部分即計(jì)量杯接收部270由絕熱材料(例如馬西納普陶瓷(三井礦產(chǎn)公司制造)這種陶瓷)構(gòu)成。因此，加熱手段230所產(chǎn)生的熱量不會(huì)散失至旋轉(zhuǎn)臂226那里，因而可以穩(wěn)定地加熱計(jì)量杯228上的色素材料236。
圖12示出圖9所示色素材料加熱機(jī)構(gòu)的更佳方式。此方式中，除了加熱手段230以外，還設(shè)有獨(dú)立加熱的多個(gè)預(yù)熱手段282和284。這樣構(gòu)成色素材料加熱機(jī)構(gòu)時(shí)，色素材料236最初與第一預(yù)熱手段282接觸，升高到所預(yù)熱的規(guī)定溫度，接著與第二預(yù)熱手段284接觸，預(yù)熱至更高的規(guī)定溫度。接著，最終通過(guò)加熱手段230達(dá)到規(guī)定的加熱溫度，并蒸發(fā)。這樣，用多個(gè)獨(dú)立的加熱手段構(gòu)成的色素材料加熱機(jī)構(gòu)，由于避免一下子加熱色素材料236，而是慢慢、平穩(wěn)地加熱，從而可進(jìn)行非常高效穩(wěn)定的蒸發(fā)，可最大限度地避免色素材料飛濺問(wèn)題，而能獲得具有穩(wěn)定性能的光記錄媒體。
圖13示出圖9所示色素材料加熱機(jī)構(gòu)的另一更佳方式。該方式，在圖9所示方式當(dāng)中還設(shè)有冷卻手段290。冷卻手段290還可以是任意可能的方式，可以用例如采用具有帕耳貼效應(yīng)的元件等的方式。
計(jì)量杯228由加熱手段230加熱，色素材料236蒸發(fā)后，在計(jì)量杯228溫度不低于此溫度的狀態(tài)下，從下一次計(jì)量開(kāi)始，實(shí)施經(jīng)過(guò)加熱進(jìn)行蒸發(fā)的一連串工序，因此工序節(jié)奏提高(即工序所需時(shí)間縮短)，便成為計(jì)量杯無(wú)法充分冷卻的狀態(tài)，色素材料的穩(wěn)定蒸發(fā)便困難。在這種場(chǎng)合，若有冷卻手段290，便能夠使計(jì)量杯228溫度下降為適當(dāng)溫度，因而能夠適應(yīng)記錄層形成處理高速化的同時(shí)，可獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。這種冷卻手段290可以是單個(gè)，也可以是多個(gè)，此時(shí)能夠進(jìn)行效率更高的溫度控制。
圖14示出的是本發(fā)明光記錄媒體制造裝置的另一方式。該方式除了在單一記錄層形成室中具有多個(gè)記錄層形成單元(記錄層用色素材料供給機(jī)構(gòu)和加熱機(jī)構(gòu)為一體的單元)以外，實(shí)際上與圖5所示實(shí)施例相同。例如，如圖所示，記錄層形成室54配置有記錄層形成單元84a和84b，記錄層形成室56配置有記錄層形成單元86a和86b。當(dāng)然不用說(shuō)，不是所有記錄層形成室內(nèi)都必須配置多個(gè)記錄層形成單元。這些多個(gè)記錄層形成單元，可根據(jù)需要蒸發(fā)相同色素材料，也可以蒸發(fā)不同色素材料。
蒸發(fā)相同色素材料時(shí)，所蒸發(fā)的色素材料是在記錄層形成室內(nèi)更為均勻分布的，因而可以形成更為均質(zhì)的記錄層。而且，蒸發(fā)不同色素材料時(shí)，可以利用這些不同色素材料的混合物形成記錄層。此外，蒸發(fā)不同色素材料時(shí)，也可以加熱·蒸發(fā)某一種色素材料，不加熱·蒸發(fā)其他色素材料，或即便加熱·蒸發(fā)，通過(guò)設(shè)置所蒸發(fā)色素材料無(wú)法到達(dá)基板的蒸發(fā)色素材料掩蔽手段(例如后面述及的快門(mén)機(jī)構(gòu))，只用一個(gè)記錄層形成室便能夠在基板上形成多個(gè)記錄層。
圖15模式化地示出用此類(lèi)裝置制造的光記錄媒體300成品的局部截面圖。該光記錄媒體在聚碳酸酯等材料構(gòu)成的具有凹槽302的基板304上，包括靠多個(gè)記錄層形成單元(例如84a和84b)蒸發(fā)的不同有機(jī)色素材料混合物所形成的記錄層306、不同色素材料形成的記錄層308和310(如上所述在具有快門(mén)機(jī)構(gòu)的一個(gè)記錄層形成室中先形成記錄層308，然后再形成記錄層310)、反射層312、保護(hù)層314。除了保護(hù)層314以外，均可由本發(fā)明的制造裝置來(lái)形成。
由多個(gè)例如2個(gè)記錄層形成單元蒸發(fā)(或升華)的不同有機(jī)色素材料混合物形成的記錄層306，至少定性地兼具原來(lái)色素材料的光學(xué)特性(光吸收、透過(guò)率常數(shù)、折射率、衰減降低系數(shù)等)，尤其是分光反射率、分光吸收率，有時(shí)由于這些色素材料的乘法效應(yīng)而發(fā)現(xiàn)新的光學(xué)特性。因而，可以靠研究種種有機(jī)色素材料組合并測(cè)定光學(xué)特性這種排錯(cuò)法，形成具有所需光學(xué)特性的記錄層。
這種新的光學(xué)特性的發(fā)現(xiàn)，不僅可能產(chǎn)生于如上所述用色素材料混合物形成記錄層的場(chǎng)合，而且還產(chǎn)生于使多個(gè)不同色素材料記錄層迭層的場(chǎng)合。例如1個(gè)或更多的記錄層由于發(fā)現(xiàn)光學(xué)濾光效應(yīng)，因而還可以改變記錄層整體的波長(zhǎng)-分光特性曲線的形狀(例如可改變波峰形狀，或使峰值位移)。構(gòu)成迭層記錄層的色素材料組合，與上述相同，可以靠研究種種組合從中選擇較佳組合的排錯(cuò)法，來(lái)選擇具有所需光學(xué)特性的迭層記錄層。
此外，這種新穎或不同的光學(xué)特性的發(fā)現(xiàn)，有時(shí)通過(guò)改變反射層所用的金屬種類(lèi)，并改變記錄層的熱分解(或改性)特性。
圖16示出通過(guò)形成以下3種不同記錄層所得到的光記錄媒體(CD-R，圖15所示光記錄媒體)的光吸收率測(cè)定結(jié)果(如實(shí)線所示)。圖示曲線當(dāng)中，縱軸表示記錄層的吸收率特性，橫軸表示光波長(zhǎng)。
記錄層306酞菁化合物(FOM-0509；和光純藥工業(yè)公司制造)，厚度30nm記錄層308部花青化合物(NK2097；日本感光色素研究所制造)，厚度50nm記錄層310部花青化合物(NK2045；日本感光色素研究所制造)，厚度40nm反射層312金(濺射)，厚度70nm用虛線示出現(xiàn)有單一波長(zhǎng)例如通常780nm的CD所用的具有花青等記錄層的一次性寫(xiě)入式光記錄媒體其分光吸收率特性，用以比較。
由曲線圖可知，本發(fā)明方法制造的具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體，即便對(duì)于新提出的高密度短波長(zhǎng)例如650nm激光波長(zhǎng)，也具有相對(duì)較小的分光吸收率(因而可用作DVD-R)。結(jié)果表明，不論是CD這種長(zhǎng)波長(zhǎng)，還是比這短的波長(zhǎng)，都能夠記錄和/或回放(即指數(shù)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)型一次性寫(xiě)入式光盤(pán)的分光特性)。這樣構(gòu)成的一次性寫(xiě)入式光記錄媒體能夠根據(jù)多個(gè)激光波長(zhǎng)記錄和/或回放，按照該基本構(gòu)成的話，即便進(jìn)一步隨激光的進(jìn)步所用光的短波長(zhǎng)更短，也能繼續(xù)適應(yīng)。
本發(fā)明裝置的較佳方式，至少在一個(gè)記錄層形成室設(shè)有使蒸鍍操作通斷的快門(mén)機(jī)構(gòu)，由此控制基板上形成的記錄層厚度。此外，還可以在反射層形成室設(shè)置快門(mén)機(jī)構(gòu)，使例如所濺射金屬對(duì)記錄層的淀積啟動(dòng)/停止。
圖17模式化地示出設(shè)有這種快門(mén)機(jī)構(gòu)的圖2記錄層形成室54的截面。光記錄媒體基板座94和記錄層形成單元84之間設(shè)有膜厚控制快門(mén)機(jī)構(gòu)320。該快門(mén)機(jī)構(gòu)320由規(guī)定蒸發(fā)的色素材料所通過(guò)的開(kāi)口部的固定部324和可以開(kāi)閉該開(kāi)口部的滑動(dòng)板326構(gòu)成?；瑒?dòng)板326一旦沿箭頭328方向滑動(dòng)，關(guān)閉開(kāi)口322，所蒸發(fā)的色素便無(wú)法到達(dá)基板(關(guān)閉狀態(tài))，反之一旦打開(kāi)開(kāi)口部322，所蒸發(fā)的色素便能夠到達(dá)基板(打開(kāi)狀態(tài))?？赏ㄟ^(guò)這種滑動(dòng)板326的開(kāi)閉來(lái)調(diào)節(jié)記錄層厚度。記錄層形成單元84當(dāng)中有機(jī)色素材料的蒸發(fā)速度，盡管根據(jù)加熱手段(例如圖8中204和206)的加熱程度控制，但設(shè)有快門(mén)機(jī)構(gòu)，便能以更高精度進(jìn)行控制，尤其在高速形成記錄層時(shí)，通過(guò)對(duì)滑動(dòng)板326的開(kāi)閉，能夠以更高精度進(jìn)行控制。此外，還可以在記錄層形成室內(nèi)設(shè)置膜厚測(cè)定裝置，在線或間歇測(cè)定基板上形成的記錄層厚度，根據(jù)此結(jié)果對(duì)快門(mén)機(jī)構(gòu)進(jìn)行反饋控制。
本發(fā)明裝置的較佳方式，記錄層形成室中設(shè)有自·公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，即在記錄層形成時(shí)，使基板自轉(zhuǎn)的同時(shí)并公轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。圖18模式化地示出設(shè)有該機(jī)構(gòu)的圖2記錄層形成室54的截面。
圖中，330是基板座，332是座軸，334是裝配了基板336的旋轉(zhuǎn)齒輪，338是嚙合旋轉(zhuǎn)齒輪334的齒輪，340是齒輪338上裝配的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)，342是座旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，344是旋轉(zhuǎn)軸，346是鉤，348是柱塞，350是套口機(jī)。
該自·公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在各記錄層形成室和反射層形成室中至少一個(gè)當(dāng)中，可在基板座330中裝配多個(gè)光記錄媒體基板336?；遄?30一旦送至記錄層形成室54內(nèi)，座軸332由鉤346夾緊，由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)342繞旋轉(zhuǎn)軸344旋轉(zhuǎn)。因而，基板座330保持的基板336繞基座軸332旋轉(zhuǎn)，即公轉(zhuǎn)。齒輪338是可繞旋轉(zhuǎn)軸334旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，靠柱塞348的作用，套口機(jī)350下降與旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)340嚙合(從點(diǎn)劃線狀態(tài)變?yōu)閷?shí)線狀態(tài))，齒輪338便停止旋轉(zhuǎn)，因此，與齒輪338嚙合的旋轉(zhuǎn)齒輪334靠座軸332的旋轉(zhuǎn)作用旋轉(zhuǎn)，使其上裝配的基板336自轉(zhuǎn)。由此，光記錄媒體基板336便在記錄層形成單元84上整體進(jìn)行自·公轉(zhuǎn)。
套口機(jī)350一旦處于點(diǎn)劃線位置，齒輪338便與座軸332一起旋轉(zhuǎn)，因而旋轉(zhuǎn)齒輪334不旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，光記錄媒體基板336便只繞座軸332公轉(zhuǎn)，也可用本方式。反之，也可只讓基板自轉(zhuǎn)。與基板停止方式相比，這樣光盤(pán)基板邊旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn)和/或自轉(zhuǎn))，邊蒸鍍色素材料，因而可在基板上形成更為均勻的記錄層。這些自·公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可用鏈結(jié)構(gòu)，或也可利用行星齒輪等機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明裝置的較佳方式中，設(shè)置可改變記錄層形成室中記錄層形成單元(尤其是色素材料蒸發(fā)源)和基板座或基板間位置關(guān)系的機(jī)構(gòu)。圖19模式化地示出設(shè)置該機(jī)構(gòu)的圖2記錄層形成室54的截面。與上述相同的記錄層形成室54內(nèi)，84是記錄層形成單元或蒸發(fā)源，360是垂直方向驅(qū)動(dòng)機(jī)架，362是齒輪，364是水平方向驅(qū)動(dòng)機(jī)架，366是齒輪。垂直方向驅(qū)動(dòng)機(jī)架360隨齒輪362的驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)，因而記錄層形成單元84可相對(duì)于光記錄媒體基板或基板座94沿箭頭369方向移動(dòng)。而水平方向驅(qū)動(dòng)機(jī)架364隨齒輪366的驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)，因而單元84可沿箭頭371方向移動(dòng)?？赏ㄟ^(guò)在光記錄媒體基板28附近配置膜厚測(cè)定裝置368，較好是設(shè)置多個(gè)這類(lèi)裝置，以反饋它們輸出的膜厚測(cè)定信息，控制蒸發(fā)源84相對(duì)于基板座94的位置(未具體圖示控制電路等)，以便實(shí)現(xiàn)最佳的成膜速率和均勻厚度。
本發(fā)明的光記錄媒體制造裝置中，在間歇供給色素材料時(shí)，色素材料的加熱采用電氣加熱器，但也可以利用感應(yīng)加熱方式。這時(shí)，可用金屬構(gòu)成的計(jì)量杯中發(fā)生渦流所產(chǎn)生的熱量加熱色素材料，從而不必?fù)?dān)心象加熱器那樣斷線，能夠進(jìn)行可靠性高、效率高的蒸發(fā)。
工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明裝置，為一種在具有真空前處理室、靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)記錄層形成室、反射層形成室和真空后處理室所構(gòu)成，制造基板上具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體的裝置，各記錄層形成室具有至少一個(gè)記錄層形成單元所構(gòu)成，反射層形成室具有至少一個(gè)反射層形成單元所構(gòu)成，這樣便能制造均質(zhì)且厚度均勻的一次性寫(xiě)入式光記錄媒體，此外，還可以同時(shí)蒸鍍多種有機(jī)色素材料，因而，還可適應(yīng)進(jìn)一步高密度化的光記錄媒體方式，而且能夠?qū)崿F(xiàn)一種適應(yīng)激光短波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的有機(jī)色素材料形成的記錄層其光學(xué)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形式。
此外，不僅可通過(guò)設(shè)于光記錄媒體和記錄層形成單元之間的快門(mén)機(jī)構(gòu)，高精度并且高速地獲得均勻的記錄層，還具有設(shè)于光記錄媒體基板和記錄層形成單元間的膜厚測(cè)定裝置、和自由改變光記錄媒體基板和記錄層形成單元間距離的機(jī)構(gòu)，因而能夠高精度地控制記錄層的成膜狀態(tài)。
此外，可利用放置光記錄媒體基板的基板座使光記錄媒體基板在成膜時(shí)自轉(zhuǎn)和/或公轉(zhuǎn)，因而，對(duì)記錄層實(shí)現(xiàn)更高精度的厚度控制的同時(shí)，還可以在基板座上放置多個(gè)光記錄媒體基板，因而可大量提供低成本光盤(pán)。
另外，制造裝置具有轉(zhuǎn)臺(tái)所構(gòu)成的場(chǎng)合，可以任意改變形成為光記錄媒體時(shí)各層的形成順序，因而只要改變方式不同的記錄層、相同裝置各層形成程序的設(shè)定，便可以自由地制造具有不同方式記錄層的光記錄媒體。
此外，不僅可通過(guò)采用低塵埃的機(jī)械手，提供低差錯(cuò)率的光記錄媒體，還可大幅降低設(shè)備成本。
這樣，按照本發(fā)明，便能提供解決現(xiàn)有問(wèn)題的一次性寫(xiě)入式光記錄媒體(例如CD-R和DVD-R)。
記錄層形成單元中，可以包括可精密計(jì)量色素材料的計(jì)量裝置，因而可根據(jù)所供給的色素材料量實(shí)現(xiàn)規(guī)定膜厚，膜厚容易控制。由于具有多個(gè)獨(dú)立的計(jì)量杯，因而可較好地分階段預(yù)熱色素材料，因而色素材料的加熱·蒸發(fā)溫度容易控制，可有效穩(wěn)定地實(shí)施蒸發(fā)。
支持計(jì)量杯的部件是絕熱的話，可使加熱手段產(chǎn)生的熱量高效地傳遞給計(jì)量杯，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的蒸發(fā)。設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的加熱手段，便能使計(jì)量杯分階段升溫，可以實(shí)現(xiàn)非常細(xì)致的溫度控制，升溫迅速，可達(dá)到穩(wěn)定的蒸發(fā)速率(速度)。
記錄層形成單元當(dāng)中，在加熱手段后包括一冷卻手段，便可以將加熱后的計(jì)量杯降低到適當(dāng)溫度，此外，還能夠通過(guò)設(shè)置多個(gè)冷卻手段進(jìn)行高精度、高效率的蒸發(fā)。色素材料的加熱采取感應(yīng)加熱方式時(shí)，可實(shí)現(xiàn)一流可靠性的穩(wěn)定加熱。
權(quán)利要求
1.一種光記錄媒體制造裝置，制造在基板上具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體，所述制造裝置具有真空前處理室、靠蒸鍍有機(jī)色素材料形成記錄層用的多個(gè)記錄層形成室、反射層形成室以及真空后處理室所構(gòu)成，其特征在于，各記錄層形成室具有至少一個(gè)記錄層形成單元所構(gòu)成，反射層形成室具有至少一個(gè)反射層形成單元所構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，還具有在室間輸送基板的基板輸送機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，具有真空前處理室、靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)一連串記錄層形成室、反射層形成室和真空后處理室所構(gòu)成，記錄層形成室相互鄰接，一端記錄層形成室與真空前處理室鄰接，而另一端記錄層形成室與反射層形成室鄰接，這些室可相互獨(dú)立保持規(guī)定壓力，基板通過(guò)基板輸送機(jī)構(gòu)，從真空前處理室送入一端記錄層形成室，依次經(jīng)過(guò)一連串記錄層形成室，再?gòu)牧硪欢擞涗泴有纬墒宜腿敕瓷鋵有纬墒?，然后從反射層形成室送入真空后處理室，在一連串記錄層形成室當(dāng)中，靠蒸鍍?cè)诨迳闲纬傻鼘拥挠涗泴?，在反射層形成室?dāng)中，靠濺射在迭層記錄層上形成反射層。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，具有真空前處理室、靠蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)記錄層形成室、反射層形成室和真空后處理室所構(gòu)成，這些室較好是按相等角度間隔，配置在具有轉(zhuǎn)臺(tái)所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)室的周?chē)@些室和旋轉(zhuǎn)室可相互獨(dú)立地保持規(guī)定壓力，而且旋轉(zhuǎn)室和各室可以在壓力和基板輸送方面處于相互連通狀態(tài)，并可以相互獨(dú)立，可通過(guò)基板輸送機(jī)構(gòu)，將基板經(jīng)旋轉(zhuǎn)室從任一室輸送至其他室，在記錄層形成室當(dāng)中，靠蒸鍍?cè)诨迳闲纬傻鼘拥挠涗泴樱诜瓷鋵有纬墒耶?dāng)中，靠濺射在迭層記錄層上形成反射層。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成單元具有向色素材料加熱·蒸發(fā)機(jī)構(gòu)連續(xù)供給色素材料的色素材料供給機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成單元具有向色素材料加熱·蒸發(fā)機(jī)構(gòu)間歇供給色素材料的色素材料供給機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成室在記錄層形成單元和基板之間設(shè)有快門(mén)機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成室設(shè)有使基板自轉(zhuǎn)或自·公轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成室設(shè)有改變記錄層形成單元和基板間位置關(guān)系的機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成室設(shè)有連續(xù)或間歇測(cè)定記錄層膜厚的裝置。
11.如權(quán)利要求4所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，基板輸送機(jī)構(gòu)由機(jī)械手構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求6～11中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，色素材料供給機(jī)構(gòu)具有多個(gè)分別獨(dú)立的供給色素材料的計(jì)量杯所構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，色素材料供給機(jī)構(gòu)，具有測(cè)定計(jì)量杯提供的色素材料的重量的稱(chēng)量裝置所構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求6～13中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成單元具有多個(gè)加熱手段，分階段加熱色素材料使之蒸發(fā)。
15.如權(quán)利要求6～14中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，記錄層形成單元，在加熱手段之后具有至少一個(gè)冷卻手段所構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求6～15中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置，其特征在于，色素材料的加熱，通過(guò)感應(yīng)加熱實(shí)施。
17.一種光記錄媒體制造方法，其特征在于，具有真空前處理室、多個(gè)記錄層形成室、反射層形成室以及真空后處理室所構(gòu)成的光記錄媒體制造裝置，通過(guò)將基板從裝置外部送入裝置內(nèi)，經(jīng)過(guò)這些室，再?gòu)难b置當(dāng)中取出至其外部，得到一靠蒸鍍?cè)诨迳闲纬啥鄠€(gè)記錄層，再在這些記錄層上形成反射層的光記錄媒體。
18.一種光記錄媒體制造方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1～16中任一項(xiàng)所述的光記錄媒體制造裝置實(shí)施。
全文摘要
具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體的制造裝置,具有真空前處理室(52)、靠有機(jī)色素材料的蒸鍍形成記錄層用的多個(gè)記錄層形成室(54,56)、反射層形成室(58)和真空后處理室(60)所構(gòu)成,制造基板上具有多個(gè)記錄層的光記錄媒體的裝置當(dāng)中,各記錄層形成室具有至少一個(gè)記錄層形成單元(84,86)所構(gòu)成,反射層形成室具有至少一個(gè)反射層形成單元(88)所構(gòu)成。
文檔編號(hào)C23C14/12GK1269046SQ98804736
公開(kāi)日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1998年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月8日
發(fā)明者神山俊文, 國(guó)枝敏明, 岡崎禎之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社