CN100342439C - 光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法。其包括形成一第一记录积层于一第一基板之上，涂布一粘胶层于第一记录积层之上，压合一模板于粘胶层上，固化粘胶层，以形成一间隔层，照射一低温紫外光，剥除模板，形成一第二记录积层于间隔层之上，接合一第二基板于第二记录积层之上。其中，该间隔层具有一玻璃转换温度T_g，于该照射一低温紫外光步骤中用以确保该间隔层的温度T，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。本发明不需要很大的拉力，即可将模板顺利自间隔层上剥除。因此，改善了间隔层或是模板破损的现象，因而提升了分离性及复制性，进而提高了制造光信息储存媒体的合格率。

Description

光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法

技术领域

本发明关于一种光信息储存媒体的制造方法，尤其是一种先决定光信息储存媒体的模板分离条件，再利用此条件的光信息储存媒体制造方法。

背景技术

随着信息与多媒体世代的来临，电子产品对于储存媒体的储存密度及容量的需求也不断地增加。传统的储存媒体，大致上可分为两大类，分别是磁记录媒体与光记录媒体。目前市场上是以光记录媒体占优势，其包含有只读型光盘(CD-ROM)、可写一次型光盘(CD-R)、可重复读写型光盘(CD-RW)、只读型数字激光视盘(DVD-ROM)、可写一次型数字激光视盘(DVD-R)、可重复读写式数字激光视盘(DVD-RW，DVD+RW)、以及动态随机记忆数字激光视盘(DVD-RAM)等等。

面对愈来愈庞大的影音信息量，提高光盘的信息容量，一直是产业界追求的目标。而DVD因为具有比CD更大的信息储存容量，因此已于光储存媒体市场上占有一定的比例。目前的DVD具有不同的外观型式，从单面单层(single side single layer)、双面单层(dual side singlelayer)、单面双层(single side dual layer)到双面双层(dual side duallayer)，它们的储存容量范围也从4.7GB到17GB不等。

若只有单面储存信息而另一面为空白片(dummy)，则其储存容量约为4.7GB，即为单面单层的只读型数字激光视盘，又称为DVD-5；若在单面的盘片上储存双层的容量，因为要扣除粘合所占去的空间及连接两层资料的指令，故实际所能储存资料的容量较单面容量的两倍少一些，即为单面双层的只读型数字激光视盘，又称DVD-9，其储存容量约为8.5GB。若结合双面双层的技术，则储存容量可扩增为13.2GB，亦即DVD-14(单面单层加单面双层)，或是储存容量扩增为17GB，亦即DVD-18(双面双层)。其中，在DVD光盘片市场上接受度较高的，为单面单层容量为DVD-5以及DVD-9两种盘片，因此两种规格的盘片在被存取时，均省去了”翻面”的麻烦，故较为消费者所喜爱。

具有8.5GB容量的单面双层DVD-R，由于容量大，再加上可写一次的结构，也愈来愈受到市场重视。如图1所示，已知的单面双层DVD-R盘片10，依序含有一第一基板11、一第一记录层12、一反射复合层13、一间隔层14、一第二记录层15、一反射层16、以及一第二基板17。

在已知技术中，对于单面双层DVD-R盘片10而言，光聚合制程(Photo-Polymerization Process，2P Process)为常用的制造方法之一，以下便针对光聚合制程作一简单介绍：

请参照图2A至图2F，其于一具有预刻沟槽(pre-grooved)的第一基板11上，依次形成第一记录层12、及反射复合层13、并涂布上一光固胶层14’。其中，反射复合层13可具有一半反射层以及一光学增进层。而半反射层的材质可为银，而光学增进层的材质可为ZnS-SiO₂、Ge_xN_y、Al_xN_y、Si_xN_y、Ta_xO_y、Si_xO_y、Al_xO_y等。接着，将一具有预刻沟槽的模板(soft stamper)18，压合于光固胶层14’上，并经过紫外光照射，以固化胶体，形成间隔层14。剥除模板18后，于形成沟槽之间隔层14上，再形成第二记录层15及反射层16。最后，再将第二基板17与反射层16接合，即完成单面双层DVD-R盘片10的制作。

然而，在模板18剥除时，由于模板18与间隔层14之间的粘着力强，需要施加较强的拉力来使间隔层14与模板18分离。但是，第一记录层12及反射复合层13接着力相对上较弱，无法承受强大的拉力。因此，进行剥除模板的步骤时，相当容易发生间隔层14破碎剥落(如图3虚线处所示)、或是导致第一记录层12及反射复合层13与第一基板11分离的现象。除了造成间隔层沟槽的复制性过低，另外也影响了雷射光存取的行进路径，进而造成盘片的良率偏低，增加了生产成本。

有鉴于上述问题，本案发明人因于此，亟思一种可以解决已知单面双层DVD-R盘片剥除模板时，模板与间隔层的接着力太强问题，进而解决盘片制造合格率偏低等问题的「光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法」。

发明内容

本发明之一目的为提供一种光信息储存媒体的制造方法，尤其是利用光聚合制程所制造的光信息储存媒体，能使得模板与间隔层易于分离。

为达上述目的，本发明的一种光信息储存媒体的制造方法，其技术特征是，包括：

形成一第一记录积层于一第一基板之上；

涂布一粘胶层于该第一记录积层之上；

压合一模板及于该粘胶层上；

固化该粘胶层，以形成一间隔层；

照射一低温紫外光；

剥除该模板；

形成一第二记录积层于该间隔层之上；

接合一第二基板于该第二记录积层之上；

其中，该间隔层具有一玻璃转换温度T_g，于该照射一低温紫外光步骤中用以确保该间隔层的温度T，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。

本发明的另一目的为提供一种模板分离条件决定方法，用于决定光信息储存媒体制造时，依据光固胶固化后的玻璃转换温度T_g，以获得间隔层分离前应保持的温度T。

为达上述目的，依本发明的光信息储存媒体的制造方法，其技术特征是，该光信息储存媒体具有一间隔层，该光信息储存媒体的模板分离条件决定方法包含：

提供具有一检测元件的一试片；

固化该试片的一光固胶层；

依据该检测元件回传的数据，对该试片进行一动态热机械分析，得知固化后该光固胶的一玻璃转换温度为T_g；

决定一温度T，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g，提供一低温紫外光照射于该间隔层，使得一模板与该间隔层分离时，该间隔层保持于该温度T。

承上所述，本发明的光信息储存媒体的制造方法以及光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，利用一具有检测元件的试片，以决定光信息储存媒体的模板分离条件，进而添加一低温紫外光照射步骤。与已知技术相比，本发明的模板分离条件决定方法以及光信息储存媒体的制造方法，能于光信息储存媒体制程中，先行决定低温紫外光照射的条件，使得间隔层与模板分离时，间隔层的温度为T，而间隔层的玻璃转换温度为T_g，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。如此一来，不需要很大的拉力，即可将模板顺利自间隔层上剥除。因此，改善了间隔层或是模板破损的现象，因而提升了分离性及复制性，进而提高了光信息储存媒体的良率。另外，利用具有检测元件的试片先行决定低温紫外光照射的条件，不但可以获得间隔层与模板分离时，间隔层所需的温度，另外，若光信息储存媒体中，各层的材质有作调整时，经过试片的检测后，即能决定出符合实际制程的低温紫外光照射的条件，而不会造成整批原料的浪费，故能降低原料的成本。

附图说明

图1为已知单面双层数字激光视盘的一示意图；

图2A～图2F为已知的单面双层数字激光视盘的光聚合制程的一示意图；

图3为图2D的放大示意图，其中间隔层及模板均有破损；

图4为本发明的光信息储存媒体制造方法的一流程图；

图5为本发明的光信息储存媒体制造方法的另一流程图；

图6为本发明的光信息储存媒体制造方法的一制程示意图；

图7为本发明的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法的一流程图；以及

图8为本发明的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法的一示意图。

图中符号说明：

10        单面双层DVD-R盘片

11        第一基板

12        第一记录层

13        反射复合层

14        间隔层

14’      光固胶层

15        第二记录层

16        反射层

17        第二基板

18        模板

20        单面双层DVD-R盘片

21        第一基板

22        第一记录层

23        反射复合层

24        间隔层

24’      粘胶层

25        第二记录层

26        反射层

27        第二基板

30        模板

40        试片

41        检测元件

42        第一试片基板

43        光固胶层

44        第二试片基板

P1        第一记录积层形成程序

P2        间隔层形成程序

P3        低温加热程序

P4        第二记录积层形成程序

P5        第二基板接合程序

S10       第一记录层形成步骤

S20       反射复合层形成步骤

S30       粘胶层涂布步骤

S40       压合固化步骤

S50       低温紫外光照射步骤

S60       剥除模板步骤

S70       第二记录层形成步骤

S80       反射层形成步骤

S100      提供试片步骤

S200      固化步骤

S300      动态热机械分析步骤

S400      决定条件步骤

L₀       第一记录积层

L₁       第二记录积层

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法。

首先，请参照图4至图6所示，以说明本发明光信息储存媒体的制造方法的较佳实施例。

本发明的光信息储存媒体可为利用光聚合制程(Photo-Polymerization Process，2P Process)所形成的单面双层数字激光视盘、或双面双层数字激光视盘。本实施例中，以单面双层可写一次型数字激光视盘(DVD-R)为例，以说明本发明光信息储存媒体的模板分离条件决定方法的较佳实施例。

如图4所示，本实施例中，光信息储存媒体的制造方法包含一第一记录积层形成程序(P1)、一间隔层形成程序(P2)、一低温加热程序(P3)、一第二记录积层形成程序(P4)、以及一第二基板接合程序(P5)。

如图5及图6所示，第一记录积层L_o包含一第一记录层22及一反射复合层23。于第一记录积层形成程序(P1)中，包含一第一记录层形成步骤(S10)，将一第一记录层22形成于一第一基板21之上，以及一反射复合层形成步骤(S20)，将反射复合层23形成于第一记录层22之上。

其中，第一记录层22的材质可为有机染料或是无机材料。本实施例中，第一记录层22的材质为有机染料，并以旋转涂布方式形成。而反射复合层23具有一半反射层(semi-reflective layer)以及一光学增进层。其中半反射层的材质为金属或其合金，例如是银/银合金、以及铝/铝合金等等，而光学增进层的材质如ZnS-SiO₂，Ge_xN_y、Al_xN_y、Si_xN_y等氮化物、Ta_xO_y、Si_xO_y、Al_xO_y等氧化物所组合而成。而反射复合层23的形成方式，通常是利用溅镀或蒸镀方式来形成。

于间隔层形成程序(P2)中，包含一粘胶层涂布步骤(S30)、以及一压合固化步骤(S40)。其中，粘胶层涂布步骤(S30)将一粘胶层24’，涂布于反射复合层23上，或是涂布于一模板30上。本实施例中，以粘胶层24’形成于反射复合层23上为例。本实施例中，压合固化步骤(S40)将模板30与第一基板21压合，即是将模板30的预刻沟槽侧，与第一基板21上的粘胶层24’压合。压合后，将粘胶层24’照射紫外光，以固化形成一间隔层24。间隔层的材质主要为压克力列、或聚酯列的聚合物。另外，本实施例中，模板30的材质选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚环烃烯类聚合物(COC or COP)、聚四氟乙烯(PTFE)及塑料至少其中之一。

于低温加热程序(P3)中，包含一低温紫外光照射步骤(S50)、以及一剥除模板步骤(S60)。由于进行压合固化步骤(S40)后，照射高温UV固化而形成间隔层24，若停止照射UV时，即会快速降至室温。而低温紫外光照射步骤(S50)将间隔层24进行低温紫外光的照射，以确保间隔层24与模板30分离时，间隔层24的温度为T，而间隔层24的玻璃转换温度为T_g，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。接着，再进行剥除模板步骤(S60)，将模板30与间隔层24分离。于此情形下，间隔层24的材料会做较大规模的分子运动，使得原本较硬而脆材料，变得较为软化易于剥除。此乃由于模板30与间隔层24材料的官能基特性(例如氢键)，会随着分离温度的控制而改变，进而能改变两者间的吸附力，以达到较佳的分离性与沟槽复制性。故，间隔层24与模板30具有最佳的分离效果，不但剥除模板30所需要的拉力减少，也能避免间隔层24或模板30于分离时造成的破损。

请参照图5及图6，第二记录积层L₁包含一第二记录层25及一反射层26。于第二记录积层形成程序(P4)中，包含一第二记录层形成步骤(S70)、以及一反射层形成步骤(S80)。

如图5及图6所示，第二记录层形成步骤(S70)中，形成第二记录层25于间隔层24上，本实施例中，第二记录层25的材质为有机染料，以旋转涂布方式形成。而反射层形成步骤(S80)，形成反射层26于第二记录层25上。而反射层26可为一半导体合金薄膜、导体合金薄膜、或金属薄膜。

如图5及图6所示，最后，于第二基板接合程序(P5)中，将第二基板27以接合胶接合于反射层26之上。当然，接合胶可经过光固化后，以将第二基板27固定于反射层26上，以完成本实施例中的单面双层DVD-R盘片20。

接着，请参照图7至图9，以说明本发明的模板分离条件决定方法的较佳实施例。

本发明的光信息储存媒体可为利用光聚合制程(Photo-Polymerization Process，2P Process)所形成的单面双层数字激光视盘、或双面双层数字激光视盘。本实施例中，以单面双层可写一次型数字激光视盘(DVD-R)为例，以说明本发明光信息储存媒体的模板分离条件决定方法的较佳实施例。

请参照图7，本实施例中，光信息储存媒体的模板分离条件决定方法包含一提供试片步骤(S100)、一固化步骤(S200)、一动态热机械分析步骤(S300)、以及一决定条件步骤(S400)。

如图7及图8所示，于提供试片步骤(S100)中，提供具有一检测元件41的一试片40。其中，试片40依序至少具有一第一试片基板42、一光固胶层43、以及一第二试片基板44。其中，第一试片基板42的材质与光信息储存媒体中的第一基板21相同(如图6所示)，而第二试片基板44的材质与模板30相同(如图6所示)。当然，试片40更可具有一第一记录积层以使分析的结果，更接近于实际制程中的盘片，而第二试片基板44上也可以先进行溅镀等制程，以使第二试片基板44更接近于实际制程中的模板30。本实施例中，检测元件41为一热电耦元件，用以检测试片40的光固胶层43的温度值，而检测元件41埋设于光固胶层43中。其中，检测元件41与一动态热机械分析仪(DynamicMechanical Analyzer，DMA)连接，以传送制程中光固胶层43的温度值。

于固化步骤(S200)中，将试片40的光固胶层43固化，其利用照射一紫外光以将光固胶层43固化。其中，光固胶层43固化后的材质与间隔层24相同(如图6所示)。

于动态热机械分析步骤(S300)中，将检测元件41回传的温度资料，配合将固化后处于不同温度的光固胶层43，进行动态热机械分析，得知光固胶层43的储存模数与损失模数，并换算可得光固胶层43固化后的玻璃转换温度T_g。由此，可获得光固胶层43固化后的温度变化对其机械特性的影响，以确保模板与间隔层分离时的复制性。

于决定条件步骤(S400)中，决定模板30与间隔层24分离时，间隔层24的温度为T，而间隔层24的玻璃转换温度为T_g，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。由动态热机械分析的结果得知，当试片40中的光固胶层43温度大于等于其玻璃转换温度时，光固胶层43具有较小的模数值。此结果表示，于光信息储存媒体制造时，当间隔层24的温度大于等于其玻璃转换温度时，即为较佳的模板30分离条件。而为了要使间隔层24的温度于模板30剥除时，大于等于其玻璃转换温度，则需要进行低温紫外光照射。而低温紫外光照射的条件，则可利用埋设于光固胶43的检测元件41所取得的资料，经计算分析后得到。例如：以DIC公司所生产的EX 6099作为光固胶43的材料，经动态热机械分析后，可得其玻璃转换温度48℃，小于70℃，因此当模板30与间隔层24分离时，间隔层的温度应为25～48℃，经过计算，其需要低温紫外光照射的照射功率约为100W/cm至150W/cm，照射时间约为2秒至20秒。另外，以DIC公司所生产的SD 694作为光固胶43的材料，经动态热机械分析后，可得其玻璃转换温度150℃，大于70℃，因此当模板30与间隔层24分离时，间隔层的温度应为38～100℃。

本实施例中，于光信息储存媒体的制程，若欲改变间隔层24材质、或是改变盘片中其它层的材质，均可重新将试片40进行动态热机械分析，以获得较佳的模板30分离条件。

综上所述，本发明的光信息储存媒体的制造方法以及模板分离条件决定方法，利用一具有检测元件的试片，以决定光信息储存媒体的模板分离条件，进而添加一低温紫外光照射步骤。与已知技术相比，本发明的模板分离条件决定方法以及光信息储存媒体的制造方法，能于光信息储存媒体制程中，先行决定低温紫外光照射的条件，使得间隔层与模板分离时，间隔层的温度为T，而间隔层的玻璃转换温度为T_g，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。如此一来，不需要很大的拉力，即可将模板顺利自间隔层上剥除。因此，改善了间隔层或是模板破损的现象，因而提升了分离性及复制性，进而提高了光信息储存媒体的良率。另外，利用具有检测元件的试片先行决定低温紫外光照射的条件，不但可以获得间隔层与模板分离时，间隔层所需的温度，另外，若光信息储存媒体中，各层的材质有作调整时，经过试片的检测后，即能决定出符合实际制程的低温紫外光照射的条件，而不会造成整批原料的浪费，故能降低原料的成本。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所述的权利要求中。

Claims (12)

1.一种光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该光信息储存媒体具有一间隔层，该光信息储存媒体的模板分离条件决定方法包含：

提供具有一检测元件的一试片；

固化该试片的一光固胶层；

依据该检测元件回传的数据，对该试片进行一动态热机械分析，得知固化后该光固胶的一玻璃转换温度为T_g；

决定一温度T，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g，提供一低温紫外光照射于该间隔层，使得一模板与该间隔层分离时，该间隔层保持于该温度T。

2.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该光信息储存媒体为一单面双层数字激光视盘、或一双面双层数字激光视盘。

3.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该试片更具有一第一试片基板、以及一第二试片基板，而该光固胶层设置于该第一试片基板、以及该第二试片基板之间。

4.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该检测元件为一热电耦。

5.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该检测元件埋设于该光固胶层。

6.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其中该光固胶层固化后的材质与该间隔层相同，该间隔层的材质包含压克力列、或聚酯列的聚合物。

7.如权利要求1所述的光信息储存媒体的模板分离条件决定方法，其特征是，该模板的材质选自聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚丙烯PP、聚环烃烯类聚合物、聚四氟乙烯PTFE、及塑料至少其中之一。

8.一种光信息储存媒体的制造方法，其特征是，包括：

形成一第一记录积层于一第一基板之上；

涂布一粘胶层于该第一记录积层之上；

压合一模板及于该粘胶层上；

固化该粘胶层，以形成一间隔层；

照射一低温紫外光；

剥除该模板；

形成一第二记录积层于该间隔层之上；接合一第二基板于该第二记录积层之上；

其中，该间隔层具有一玻璃转换温度T_g，于该照射一低温紫外光步骤中用以确保该间隔层的温度T，当T_g≤70℃时，T≤T_g，当T_g≥70℃时，1/4T_g≤T≤2/3T_g。

9.如权利要求8所述的光信息储存媒体的制造方法，其特征是，该光信息储存媒体为一单面单层数字激光视盘、一单面双层数字激光视盘、一双面单层数字激光视盘、或一双面双层数字激光视盘。

10.如权利要求8所述的光信息储存媒体的制造方法，其特征是，该模板的材质选自聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚丙烯PP、聚环烃烯类聚合物、聚四氟乙烯PTFE、及塑料至少其中之一。

11.如权利要求8所述的光信息储存媒体的制造方法，其特征是，该第一记录积层具有一第一记录层、以及一反射复合层。

12.如权利要求8所述的光信息储存媒体的制造方法，其特征是，该第二记录积层具有一第二记录层、以及一反射层。

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