專利名稱：以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種光學記錄媒體的制作方法，特別是一種利用旋鍍模壓的方式制作多層光學記錄媒體的方法。
現(xiàn)在傳統(tǒng)CD系列光碟片均為單面單層的結(jié)構(gòu)，以一片12公分直徑的CD光碟片來說，其可使用容量約為650MB，而近兩年開始推出的DVD唯讀型光碟片則有單面單層結(jié)構(gòu)、單面雙層結(jié)構(gòu)、雙面單層結(jié)構(gòu)以及雙面雙層結(jié)構(gòu)等四種不同的規(guī)格。以一片12公分直徑的DVD-ROM光碟片而言，單面單層結(jié)構(gòu)可使用的基本容量為4.7GB(DVD-5)，雙面雙層為17GB(DVD-18)，目前DVD-5(4.7GB)，DVD-9(8.5GB)和DVD-10(9.4GB)已有商品推出，而DVD-18(17GB)雖有規(guī)格，卻尚無商品化產(chǎn)品出現(xiàn)，其主要是在制作方法上有其瓶頂存在。
其中，雙面雙層DVD—ROM光碟片的規(guī)格是在單面0.6mm厚度的基板(Substrate)上有兩層記錄層，兩層記錄層之間有半反射層(如Au，SiN等)，而第二層記錄層上則鍍?nèi)瓷鋵?如AL等)，再將兩個單面雙記錄層的0.6mm厚基板的全反射層面膠合在一起，即成為雙面雙層唯讀型DVD光碟片。目前在技術(shù)上要制作雙面雙層唯讀型DVD光碟片的可能方法有下列三種(1)用注塑成型(Injection Molding)的方法直接射出雙面雙層光碟片；此方法是將兩片有訊號的模板(Stamper)分別放在射出模具的固定面與移動面，再以高溫高壓直接將塑料(如Poly carbonate)壓入模具(Cavity)中，射出有雙面訊號的薄膜。這種作法因需高溫高壓，封模板的磨耗相當嚴重，另外，由模具中取出射出的塑膠成品時，其厚度又不能太薄，又由于熱應(yīng)力或塑膠收縮不平均贊成完成品的扭曲變開，常超出規(guī)格書的要求，因此，這種方法不太可行。
(2)用光敏聚合物(Photo-Polymer(2P))方法制作此方法是先在已有訊號的模板上涂布一層易于變形的高分子材料，利用高壓將這些高分子材料壓向模板，借以轉(zhuǎn)印模板上的訊號，再利用紫外線(UV)照射使其硬化(Curing)，然后將此硬化后的薄層粘合在另一有記錄訊號并需鍍上半反射層的基板上，再以濺鍍(Sputtering)方式于貼上的薄層上鍍?nèi)聪驅(qū)?，就形成了單面雙層的光碟片的結(jié)構(gòu)。將兩片0.6mm厚度的單面雙層的基板的全反射面粘合在一起，即可成為雙面雙層的DVD光碟片(如DVD—18)，這種方法目前有日本的Hitachi及美國的WAMO等一些公司積極進行試驗中，此方法有可能制作DVD—18等光碟片，但其缺點為需要用高壓方式來獲得良好的訊號轉(zhuǎn)印，對板的磨耗嚴重，另外在粘合的技術(shù)方面，需要控制高良率相當不容易。
(3)用旋涂和剝離(Spin-On And Peel(SOAP))方法制作此方法是美國PicoMedia公司所發(fā)明的旋涂和剝離(SOAP)制作薄膜的方法，其方法是將一種高分子樹脂溶液滴在旋轉(zhuǎn)中的模板上，接著，轉(zhuǎn)涂布此高分子樹指溶液覆蓋在整個模板上，當此高分子樹脂的溶劑揮發(fā)硬化后，形成一層含有訊號的薄膜將此薄膜與另一層具有層并鍍有半反射層的基板粘合成具有雙層訊號的光片，在此粘上去的薄膜上利用濺鍍方法鍍上全反射層(如AL等)，則成為真正的單面雙層唯讀型DVD光碟片(如DVD—18)。
由上述三種方法，我們可以看出第二與第三種方法較有可能做出單面多層光碟片或雙面雙層唯讀型DVD光碟片(DVD—18)，但此兩種方法均有薄膜粘合在基板上的制程，在制程上易造成氧泡(Bubble)或皺紋(Wrinkle)等現(xiàn)象，造成制造良率不高的困擾。因此，本發(fā)明針對上述方法的問題提出不需薄膜粘合制程的新方法，可較容易制作出多層光碟片。
本發(fā)明主要的目的即是要提供一種避免薄膜與基板的粘合制程，而達到高良率的制作多層光學記錄媒體的方法。
雖然前述2P法與SOAP法可能制作出單面多層或雙面雙層等的光碟片，但此兩種方法均有薄膜基板膠合的制程步驟，容易贊成氧泡(Bubble)或皺紋(Wrinkle)的現(xiàn)象，造成制作過程良率不易提升的問題，本發(fā)明所用的旋鍍模壓法(Spin Coating and Pressing，SCP)，將避免此薄膜膠合的制程，直接將高分子溶液用旋轉(zhuǎn)涂布的方式覆在基材上，再借著此高分子溶液層尚未完全硬化的階段，在常溫下將具有記錄訊號的模板借輕微的壓力直接壓合在此高分子溶液薄膜上，同時利用紫外線予以固化而產(chǎn)生訊號層，此方法在多層光碟片量產(chǎn)的制程中不必用到高溫高壓的制程，因此，不會造成氧泡或皺紋的現(xiàn)象，不但可使模板的壽命得以延長，且可達到較高的制造良率。
本發(fā)明的第一實施例系在一空白平面基板上，以SCP法分別制作第一訊號層及第二訊號層，而得一單面雙層的光學記錄媒體。
在第二實施例中，系在一具有第一訊號層的基材上，再以SCP法制作第二訊號層，也得一單面雙層的光學記錄媒體。
而第三實施例系將第一實施例與第二實施例所制作得的單面雙層光學記錄媒體，將其全反射層面對面互相結(jié)合，則形成一雙面雙層的光學媒體。
又第四實施例系于第一實施例與第二實施例的制作過程中，以SCP法制作訊號層的步驟重復(fù)實施，借此，可形成一單面三層的光學媒體，甚或可形成單面多層的光學記錄媒體。
有關(guān)本發(fā)明的詳細內(nèi)容及技術(shù)，此就配合圖式說明如下第1A—1H圖，系為借由本發(fā)明SCP方法在空白平面基板制作單面雙層光學記錄媒體實施步驟圖；第2A—2F圖，系為借由本發(fā)明SCP方法在有記錄訊息的基板上制作單面雙層光學記錄媒體的實施步驟圖；第3圖，系為借由本發(fā)明SCP法制作雙面雙層光碟片的結(jié)構(gòu)示意圖；第4圖，系為借由本發(fā)明SCP法制作雙面雙層光碟片的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
第5圖，系為借由本發(fā)明SCP法制作單面三層光碟片的結(jié)構(gòu)示意圖；以及第6圖，系為借由本發(fā)明SCP法制作單面三層光碟片的另—結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明所揭露的制作多層光學記錄媒體方法，系強調(diào)先用旋鍍(Spin Coating)的方法將高分子溶液，例如高分子樹脂(Polymerresien)類的丙烯酸類聚合物(Acrylic polymer)、聚醚酰亞胺(Poly-Ether-Imide(PEI))、光敏酰亞胺(photo Imide(PI)等，涂布在基板上，借著旋鍍的技術(shù)控制，如旋鍍速度與此高分子溶液的濃度等，使此高分子溶液層的厚度在約為10μm—100μm厚度的范圍均勻分布，再以帶有記錄訊號圖案的模板在常溫、用輕微的壓力壓印在未完全硬化的高分子溶液層上，使此高分子溶液層上產(chǎn)生記錄訊號，經(jīng)紫外線硬化(UV Curing)的過程后將模板拿開，則可使這層經(jīng)旋鍍的高分子溶液層變成一層具有記錄訊號的訊號層，如此多次重復(fù)SCP制程則可產(chǎn)生有多層訊號層的多層光學記錄媒體，依此SCP方法我們可以下列實施例的具體實施步驟作一說明。
實施例一首先，請參閱(第1A—1H圖)所示，系圖解說明在空白平面基板(Mirror Substrate)上用SCP方法制作單面雙層光學記錄媒體的詳細實施步驟圖，此實施例是將一個厚度為1.2mm(或0.6mm)的空白平面基板10放在轉(zhuǎn)涂布機(Spin Coater)上(第1A圖)，旋轉(zhuǎn)涂布一高分子溶液層12于基板10(第1B圖)，其厚度約為15—25μm，再用一具有記錄訊號的模板30將訊息壓印在此尚未硬化的高分子溶液層12上(第1C圖)，同時將其固化，待此高分子溶液層12硬化后，將模板30拿開，即形成有訊息的第一訊號層13(第1D圖)，在此薄層13上用濺鍍(Sputtering)方法鍍上半反射層14(第1E圖)，其中，半反射層14的厚度約為10—30nm，而半反射層14的材質(zhì)為金屬或介電材料，例如金(Au)、鋁(Al)、銀(Ag)、矽(Si)、氮化鋁(AIN)、氮化矽(SiN)及碳化矽(SiC)等材質(zhì)，再以SCP方法旋轉(zhuǎn)涂布上另一層高分子溶液層16(第1F圖)，然后在此第二訊號層17上利用濺鍍方法再鍍上一材料性質(zhì)與半反射層14相同的全反射層20(第1H圖)，如此即成為一單面雙層光碟片。
實施例二接著，如(如第2A—2F圖)所示，系圖解說明在有記錄訊息的基板40上用SCP方法制作單面雙層光學記錄媒體的詳細實施步驟圖，此方法是將一個厚度為1.2mm(或0.6mm)的射出有記錄訊息的基板40(第2A圖)，先用濺鍍方法鍍上一層半反射層42(第2B圖)，再將此基板40放在旋轉(zhuǎn)涂布機上，于半反射層42上面涂布高分子溶液層44(第2C圖)，其厚度約為40—50μm，然后用一具有記錄訊號的模板60將訊息壓印在此尚未硬化的高分子溶液層44上(第2D圖)，待此高分子溶液層44硬化后，將模板60拿開，即形成具有訊息的第二訊號層45(第2E圖)，然后用濺鍍方法在此第二訊號層45上鍍上全反射層50(第2F圖)，如此即成為一單面雙層光碟片。
實施例三請參考(第3圖)與(第4圖)，系為借由本發(fā)明SCP方法制作雙面雙層光碟片(如DVD—18)的結(jié)構(gòu)。其中，(第3圖)系在實施例一中最后得到的單面雙層光碟片，包括基板10a、10b，第一訊號層13a、13b，半反射層14a、14b，第二訊號層17a、17b及全反射層20a、20b，將此兩片單面雙層光碟片的全反射層20a、20b面對面相互粘合在一起，即成為一完整的雙面雙層光碟片，如果所使用實施例一中所制作出的單面雙層光碟片的直徑為0.6mm，而所壓印的訊息為DVD的規(guī)格，則此兩片單面雙層的全反射層粘合在一起后則成為雙面雙層的DVD—18。
而(第4圖)系在實施例二中最后所得到的單面雙層光碟片，包括基板40a、40b，半反射層42a、42b，第二訊號層45a、45b，將此兩片單面雙層光碟片的全反射層50a、50b面對面相互粘合在一起，即成為一完整的雙面雙層光碟片。
實施例四又請參考(第5圖)，系為借由本發(fā)明SCP方法制作單面三層光碟片的結(jié)構(gòu)，其中，在實施例一中(第1G圖)所得的單面雙層光碟片，在尚未加全反射層20前，再經(jīng)由實施例一中的(第1E圖—第1G圖)步驟的制程，于第二訊號層17上濺鍍上半反射層18，利用SCP法制作第三訊號層19，最后在濺鍍上全反射層20，即可得到一單面三層光碟片。
而(第6圖)也為借由本發(fā)明SCP方法制作單面三層光碟片的另一例子，其中，在實施例二中(第2E圖)所得的單面雙層光碟片在尚未加全反射層50前，再經(jīng)由實施例二中的(第2B圖—第2E圖)步驟的制程，于第二訊號層45上濺鍍上半反射層46，利用SCP法制作第三訊號層47，最后再濺鍍上全反射層50，也可得到一單面三層光碟片。
因此，由實施例四可以看出，重復(fù)以下步驟形成半反射層于先前的訊號層上，再旋轉(zhuǎn)涂布高分子溶液層于半反射層上，接者，壓印模板于未完全硬化的高分子溶液層，且固化高分子溶液層成為另一訊號層，再剝離模板與此訊號層，則可陸續(xù)形成復(fù)數(shù)層訊號層，可再制作出更多層的光學記錄媒體。
根據(jù)本發(fā)明的SCP方法不像用2P方法需要高壓來復(fù)制模板上的記錄訊息，而容易造成模板較大磨耗的問題，另外，本發(fā)明比起2P與SOAP兩種方法在制程上則沒有粘合記錄層薄膜時，容易產(chǎn)生泡沫與皺紋的困擾。
再者，本發(fā)明較射出成型方法的更多，因射出成型法需高溫高壓，因此模板的磨損嚴重，同時射出成型法所得的厚度要控制在100以下并不容易，而本發(fā)明可容易的控制高分子記錄薄膜在10—100之間，不必用到高溫高壓的過程。綜上所述，可以看出本發(fā)明比起2P法、SOAP法與機械射出成型法具有相當大的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的制作多層光學記錄媒體的方法，其效果為1、可在常溫及輕微壓力下復(fù)制模板上的記錄訊息，穩(wěn)定度高，適合用以量產(chǎn)多層光學記錄媒體；2、不必用到高溫高壓的過程，故模板所遭受的磨耗較小，可延長模板的壽命；以及3、可容易的控制高分子溶液層所形成的訊號層厚度在10-100μm之間。
雖然以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但這種描述并不是對本發(fā)明的限定。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進行更改和修正。所以本發(fā)明的保護范圍是由所附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種以旋鍍模壓方式形成含有記錄訊息的記錄層的方法，該方法至少包含利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式在光學記錄媒體的基材表面均勻涂布高分子樹脂溶液的手段；在該高分子樹脂溶液尚未完全硬化前，利用一包含有記錄訊息的模板將訊息壓印在該高分子樹脂溶液的手段；以及固化該高分子樹脂溶液，并且將該模板與該固化的高分子樹脂溶液剝離，而使該固化的高分子樹脂溶液成為記錄有該訊息的記錄層的手段。
2.如權(quán)利要求1所述的以旋鍍模壓方式在光學記錄媒體形成含有記錄訊息的記錄層的方法，其中該高分子樹指溶液層的厚度系介于10μm—100μm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的以旋鍍模壓方式在光學記錄媒體形成含有記錄訊息的記錄層的方法，其中該高分子樹脂系選自丙烯酸類聚合物、聚醚酰亞胺(PEI)、光敏酰亞胺(PI)所構(gòu)成的族群。
4.如權(quán)利要求1所述的以旋鍍模壓方式在光學記錄媒體形成含有記錄訊息的記錄層的方法，其中該高分子樹脂溶液可利用紫外線照射予以固化(UV Curing)。
5.如權(quán)利要求1所述的以鍍模壓方式在光學記錄媒體形成含有記錄訊息的記錄層的方法，其中該高分子樹脂溶液可借自然固化的方式予以固化。
6.一種以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其步驟包括提供一具有第一訊號的基材及一具有記錄訊息圖案的模板；形成一半反射層于該第一訊號層；旋轉(zhuǎn)涂布一高分子樹脂溶液層于該半反射層；壓印該模板于該未完全硬化的高分子樹指溶液層，且固化該高分子樹脂溶液層成為一第二訊號層；將該模板自該第二訊號層剝離；以及形成一全反射層于該第二訊號層，以形成一單面雙層的光學記錄媒體。
7.如權(quán)利要求6所述的以鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該第一訊號層系形成于該基材的表面。
8.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該具有第一訊號層的基材系借由下列步驟制成提供一空白平面基板旋轉(zhuǎn)涂布該高分子樹脂溶液層于該基板；壓印該模板于該未完全硬化的高分子樹脂溶液層，且固化該高分子樹脂溶液層成為該第一訊號層；以及將該模板與該第一訊號層剝離。
9.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中于形成該全反射層步驟之前更包含借由重復(fù)下列步驟以制成單面多層光學記錄媒體形成一半反射層于前述的訊號層；旋轉(zhuǎn)涂布該高分子樹脂溶液層于該半反射層；壓印該模板于該未完全硬化的高分子樹脂溶液層，且固化該高分子樹脂溶液層成為一訊號層；以及將該模板與該訊號層剝離，以陸續(xù)形成復(fù)數(shù)層該訊號層。
10.如權(quán)利要求9所述的以旋轉(zhuǎn)模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中更包含將兩片具有復(fù)數(shù)層該訊號層的基板，以該于反射層面對面相合形成一片雙面多層的光學記錄媒體。
11.如權(quán)利要求6所述的以鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中更包含將兩片具有雙層該訊號層的基板，以該全反射層面對面相結(jié)合形成一片雙面雙層的光學記錄媒體。
12.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，可借由加紫外線以固化(UV Curing)該高分子樹脂溶液層。
13.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該高分子樹脂溶液層可借自然固化的方式使之固化。
14.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該高分子樹脂溶液層的厚度系介于10μm—100μm之間。
15.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該高分子樹脂系選自丙烯酸類聚合物、聚醚酰亞胺(PEI)、光敏酰亞胺(PI)所構(gòu)成的族群。
16.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該半反射層的厚度約為10—30nm。
17.如權(quán)利要求6所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該半反射層的材質(zhì)為金屬或介電材料。
18.如權(quán)利要求17所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該半反射層的材質(zhì)系選自于金(Au)、鋁(Al)、銀(Ag)、矽(Si)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiN)及碳化矽(SiC)所構(gòu)成的族群。
19.如權(quán)利要求6所述的以鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該全反射層的材質(zhì)為金屬或介電材料。
20.如權(quán)利要求19所述的以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法，其中該全反射層的材質(zhì)系選自于金(Au)、鋁(Al)、銀(Ag)、矽(Si)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiN)及碳化矽(SiC)所構(gòu)成的族群。
全文摘要
本發(fā)明為一種以旋鍍模壓方式制作多層光學記錄媒體的方法;本發(fā)明主要是利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式將高分子溶液均勻涂布在基材上,待高分子溶層尚未完全硬化前,利用模板將記錄訊息壓印在高分子溶液層上,借此,可在常溫及輕微壓力下復(fù)制模板上的記錄訊息,具有穩(wěn)定度高且適合量產(chǎn)多層光學記錄媒體的功效。
文檔編號G11B7/26GK1327233SQ0010908
公開日2001年12月19日 申請日期2000年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月6日
發(fā)明者黃得瑞 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院