CN100431022C - 光盘片 - Google Patents

Abstract

一种光盘片包括基板、记录层、反射层、第一保护层以及第二保护层。记录层形成于基板的第一表面，反射层形成于记录层上，第一保护层形成于反射层上。另一方面，第二保护层形成于基板的第二表面，第二保护层包含一透明材料，且第二保护层的硬度高于基板，该第二保护层的厚度小于或等于80纳米。

Description

光盘片

技术领域

本发明涉及一种光盘片，特别是涉及一种具有保护层的光盘片，其保护层形成于光盘片的读取面，用以保护盘片避免刮伤。

背景技术

传统光盘片以聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)材料作为基板，并于基板表面上依序镀上记录层、反射层以及保护层。一般来说，传统光盘片具有两个表面，具有保护层的表面为其印刷面，也就是一般印有唱片封面、或品牌字样的一面；翻转过来之后，具有基板的表面为读取面。

然而，在传统光盘片使用一段时间后，基板(也就是读取面)极易被刮伤，不仅影响光盘片外观，更会对读取与刻录品质造成严重的影响。若情况严重，甚至可能造成数据无法被读取，影响使用者甚巨。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种光盘片，其具有一高硬度且透明，并覆盖于光盘片的读取面的第二保护层，可在不影响光盘片读写品质的情况下，用以保护光盘片免于刮伤。

根据本发明的目的，提出一种光盘片包括基板、记录层、反射层、第一保护层以及第二保护层。记录层形成于基板的第一表面，反射层形成于记录层上，第一保护层形成于反射层上。另一方面，第二保护层形成于基板的第二表面，第二保护层包含一透明材料，且第二保护层的硬度高于基板，该第二保护层的厚度小于或等于80纳米。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。

附图说明

图1绘示依照本发明的实施例一的光盘片的结构示意图。

图2绘示依照本发明实施例二的光盘片的剖面示意图。

图3绘示本实施例二的光盘片的第二保护层厚度与C1平均值的关系图。

图4绘示本实施例二的光盘片的第二保护层厚度与抖动值的关系图。

图5绘示依照本发明的实施例三的光盘片的结构示意图。

图6绘示依照本发明的实施例四的光盘片的结构示意图。

图7绘示本实施例四的光盘片的第二保护层厚度与PI值的关系图。

简单符号说明

100：光盘片        110：基板

120：记录层        130：反射层

140：第一保护层    150：第二保护层

200：光盘片        215：第一缓冲层

220：记录层        225：第二缓冲层

300：光盘片        310：基板

320：记录层        330：反射层

340：第一保护层    350：基板

360：第二保护层    400：光盘片

415：第一缓冲层    420：记录层

425：第二缓冲层

具体实施方式

本发明的主要概念在于，将一种高硬度且透明的物质覆盖于光盘片的读取面，在不影响光盘片读写品质的情况下，用以保护光盘片免于刮伤。以下举几组实施例做详细说明，然而此些实施例仅为本发明的发明精神下的几种实施方式，并不会对本发明的欲保护范围进行限缩。

实施例一

本实施例的光盘片以一CD-R(Compact Disc Recordable)为例做详细说明。请参照图1，其绘示依照本发明的实施例一的光盘片的结构示意图。本实施例的光盘片100包括：基板(substrate)110、记录层(recording layer)120、反射层(reflective layer)130、第一保护层(lacquar layer)140以及第二保护层150。基板110包含聚碳酸酯(polycarbonate，PC)，基板例如是一聚碳酸脂基板(PC substrate)。记录层120形成于基板110的一第一表面，反射层130形成于记录层120上，第一保护层140形成于反射层130上。另一方面，第二保护层150形成于基板110的第二表面。

基板110的第一表面具有螺旋形沟槽(groove)，可以在刻录时，引导激光顺着这个轨道前进。

记录层120例如是包含有机染剂。CD-R刻录机利用775nm～795nm的激光照射在记录层120，有机染剂吸收激光之后转换成热能，并利用局部高温使得有机染剂软化，或是使有机染剂发生化学性退化，而在基板110的螺旋形沟槽中形成一连串的凹坑(pit)。

在凹坑与凹坑之间平坦的部分称为平台(land)。当以较低功率的激光照射记录层120时，被烧出凹坑(Pit)的地方激光会因散射造成反射率低于平台(land)的地方。反射层130例如是铝、钛、黄金、银或铜合金，用以反射激光。因此，当以较低功率的激光照射光盘片100的读取面时，激光穿透第二保护层150以及基板110，并通过照射到记录层120的平台(Lands)或凹坑(Pits)反射回来的激光强度变化来辨别0与1。

第二保护层150包含一透明材料，且第二保护层150的硬度高于基板110。第二保护层150例如包含氮化硼(BN)，或是二氧化硅(SiO₂)。在制作方法上，第二保护层150以溅射的方式形成于基板110上，例如是利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposited，PVD)或是化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposited，CVD)。

需注意的是，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于80nm。更佳的是，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度更佳的是小于或等于20nm。关于第二保护层的厚度的界定方式，请参照实施例二的相关说明。

实施例二

本实施例的光盘片以一CD-RW(Compact Disc Rewriteable)为例做详细说明。本实施例与上述实施例的不同之处仅在于改变记录层的材料，以及增加第一缓冲层与第二缓冲层。其余元件皆相同，标号亦继续沿用，于此不再赘述。

请参照图2，其绘示依照本发明实施例二的光盘片的剖面示意图。本实施例的光盘片200包括：基板110、第一缓冲层215、记录层220、第二缓冲层225、反射层130、第一保护层140以及第二保护层150。第一缓冲层215位于第一基板110以及记录层220之间，用以保护基板110，避免融化变形。第二缓冲层225位于记录层220以及反射层130之间，用以调节热量与反射程度。在材料方面，第一缓冲层215与第二缓冲层225例如是包含硫化锌(ZnS)。优选的是，第一缓冲层215与第二缓冲层225包含硫化锌与二氧化硅(SiO₂)。

在光盘片200中，记录层220为一金属材料。记录层220包含银、锑、碲、铟等多种金属组成的金属薄膜。就特性上来说，记录层220是一种相变化合金金属层(Phase-change metal alloy layer)，具备高度反射性的晶体结构。在刻录数据时，CD-RW刻录机使用高功率的激光于写入数据的位置加热，将小区域的合金融化，然后产生非结晶(Amorphous)的状态，使它无法像原先那样拥有良好的反射性。倘若用中等功率的激光，就可以产生足够温度，将非结晶的组织还原成晶体结构(Crystalline)。利用此材料的特殊性，可以让记录层220产生结晶或非结晶的状态，此时“结晶(Crystalline)”及“非结晶(Amorphous)”就能表现出“平台(land)”与“凹坑(Pit)”的效果，用以记录0与1的数据。

第二保护层150包含一透明材料，且第二保护层150的硬度高于基板110。第二保护层150例如包含氮化硼(BN)，或是二氧化硅(SiO₂)。在制作方法上，第二保护层150以溅射的方式形成于基板110上，例如是利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposited，PVD)或是化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposited，CVD)。

以下针对本实施例的光盘片进行品质测试，根据实验数据界定出第二保护层优选的厚度范围，并举出几组实验数据做详细说明。在下行实验中，以氮化硼(BN)作为第二保护层的CD-RW光盘片为实验对象进行测试。

实验一-块误码率(block error rate，BLER)测试

块误码率(block error rate，BLER)为每秒C1译码器检测到的具有1个或多个错误符号的讯框(frame)数目，藉以作为光盘片品质的指针之一。光驱通过分析光盘片的记录层中上的平台(Land)与凹坑(Pit)反射状态来读取数据，并且在读取数据时同时进行纠错。光驱的纠错分两个阶段，第一阶段由C1译码器检查是否有初级的错误，然后进行纠正，称为C1出错，基本上的出错都在此时被纠正。C1阶段纠正不了的部分会送入C2译码器检查错误，并进行纠正，称为C2出错。在C2阶段也纠正不了的部分就成为CU(Uncorrectable Error)。虽然C1出错并不代表最后光盘片会读取错误的数目，但是一般业界仍以较为严苛的C1出错(以C1平均值表示)为块误码率评量标准。一般来说，C1平均值越低代表块误码率越低，光盘片的品质就越好。

本实验在CD-RW光盘片的基板上溅射上不同厚度的第二保护层(以氮化硼为例)，并分别量测其C1平均值。请参照图3，其绘示本实施例二的光盘片的第二保护层厚度与C1平均值的关系图。横轴标示氮化硼厚度，纵轴标示C1平均值。由实验结果可知，当氮化硼厚度越厚时，虽然其防刮效果越佳，然而其光盘片的C1平均值却越高。

根据规格书所制订的随机错误规范中，其标准是每10秒钟出现C1译码的错误讯框(frame)数不得超过3％。经过换算之后，块错误率(BLER)每秒不得超过220个，每一秒钟C1错误的总合不能超过220个，也就是C1平均值(Clave.)应小于220/s(error counts per second)

优选的是，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度优选的小于或等于80纳米(nm)。如图3所示，当氮化硼的厚度小于或等于80纳米时，其C1平均值小于220/s。也就是说，厚度小于或等于80nm的第二保护层的光盘片符合规格书的标准，因此本实施例的第二保护层既可维持光盘片品质于标准范围内，又可保护光盘片的读取面，而降低刮片的发生机率。

需注意的是，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度更佳的是小于或等于20纳米(nm)。如图3所示，当氮化硼厚度小于或等于20纳米(nm)时，其C1平均值大致上与未镀上氮化硼的光盘片的C1平均值相同。也就是说，当第二保护层的厚度小于20nm时，第二保护层可于完全不影响光盘片的刻录与读写品质的条件下，保护光盘片的读取面，而降低刮片的发生机率。

实验二-抖动测试

记录层中用以记录数据的凹坑依其孔径长度又可分为3T～11T，抖动(Jitter)是3T～11T凹坑(Pits)和平台(land)信号长度的时间标准偏差。抖动是播放光学盘片常见的问题，抖动值高的后果通常是高频噪声的增加以及立体声效果的不稳定和模糊。因此，抖动值越低，则译码可以更容易和更精确。根据规格书对于CD-RW所制订的规范中，其标准是抖动值数不得超过35ns。

本实验在CD-RW的基板上溅射上不同厚度的第二保护层(以氮化硼为例)，并分别量测其凹坑(Pits-3T)和平台(land-3T)的抖动值，其关系图绘示如下。请参照图4，其绘示本实施例二的光盘片的第二保护层厚度与抖动值的关系图。横轴标示氮化硼厚度，纵轴标示抖动值。由实验结果可知，当氮化硼的厚度达80纳米(nm)时，光盘片的抖动值约只有27～28ns，完全符合规格书所制订的标准。

总合上述实验结果，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于80nm。藉此，本实施例的光盘片的块错误率(BLER)以及抖动值皆位于规格书所制订的范围内，又兼具保护盘片的效果。再者，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度更佳的是小于或等于20nm，则此光盘片不仅仅是符合标准，更可于完全不影响光盘片的刻录与读写品质的条件下，保护光盘片的读取面，而降低刮片的发生机率。

进一步地说，本实验结果不仅适用于CD-RW光盘片，亦可应用于CD-R光盘片(实施例一的光盘片)。也就是说，实施例一的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于80nm，第二保护层的厚度更佳的是小于或等于20nm。

实施例三

以下举一DVD-R(Digital Versatile Disc Recordable)为例做详细说明。请参照图5，其绘示依照本发明的实施例三的光盘片的结构示意图。本实施例的光盘片300包括基板310、记录层320、反射层330、第一保护层340、基板350以及第二保护层360。基板310包含聚碳酸酯(polycarbonate，PC)，基板例如是一聚碳酸脂基板(PC substrate)。记录层320形成于基板310的一第一表面，反射层330形成于记录层320上，第一保护层340形成于反射层330上，基板350形成于第一保护层上。另一方面，第二保护层360形成于基板310的一第二表面。

本实施例与上述实施例一的不同之处在于增加基板350，其余元件皆相同。在结构上，本实施例的光盘片300为二片0.6mm基板310与350背对背贴合。

基板310的第一表面具有螺旋形沟槽(groove)，可以在刻录时，引导激光顺着这个轨道前进。记录层320例如是包含有机染剂。当以较低功率的激光照射记录层320时，被烧出凹坑(Pit)的地方它会因散射掉部分的激光而降低反射率，而平台(land)位置的激光反射率较高。反射层330例如是包含铝、钛、黄金、铜、银或上述金属的合金，用以反射激光。

因此，当以低功率的激光照射光盘片300的读取面时，激光穿透第二保护层350以及基板310，而照射到记录层320的平台(Lands)的部分并通过反射层330反射回来的激光，其强度不会变弱；而照射到凹坑(Pits)并通过反射层330反射回来的激光，其强度则会变弱，光驱就是经由激光强度的变化来辨别0与1。凹坑(Pits)跟平台(lands)的型态就成了数据的一种编码方式，用以记录数据。

第二保护层350包含一透明材料，且第二保护层350的硬度高于基板310。第二保护层350例如包含氮化硼(BN)，或是二氧化硅(SiO₂)。在制作方法上，第二保护层350以溅射的方式形成于基板310上，例如是利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposited，PVD)或是化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposited，CVD)。

需注意的是，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于70纳米(nm)。更佳的是，第二保护层的厚度小于或等于5纳米(nm)。关于第二保护层的厚度的界定方式，请参照实施例四的相关说明。

实施例四

以下举一DVD-RW(Digital Versatile Disc Rewritable)为例做详细说明。本实施例与上述实施例的不同之处仅在于记录层的材料、第一缓冲层与第二缓冲层。请参照图6，其绘示依照本发明的实施例四的光盘片的结构示意图。本实施例的光盘片400包括基板310、第一缓冲层415、记录层320、第二缓冲层425、反射层330、第一保护层340、基板350以及第二保护层360。第一缓冲层415位于第一基板310以及记录层420之间，用以保护基板310，避免融化变形。第二缓冲层425位于记录层420以及反射层330之间，用以调节热量与反射程度。在材料方面，第一缓冲层415与第二缓冲层425例如是包含硫化锌(ZnS)。优选的是，第一缓冲层415与第二缓冲层425包含硫化锌与二氧化硅(SiO₂)。

在光盘片400中，记录层420为一金属材料。记录层420包含银、锑、碲、铟等多种金属组成的金属薄膜。就特性上来说，记录层420是一种相变化合金金属层(Phase-change metal alloy layer)，具备高度反射性的晶体结构。在刻录数据时，DVD-RW刻录机使用高功率的激光于写入数据的位置加热，将小区域的合金融化，然后产生非结晶(Amorphous)的状态，使它无法像原先那样拥有良好的反射性。倘若用中等功率的激光，就可以产生足够温度，将非结晶的组织还原成晶体结构(Crystalline)。利用此材料的特殊性，可以让记录层420产生结晶或非结晶的状态，此时“结晶(Crystalline)”及“非结晶(Amorphous)”就能表现出“平台(land)”与“凹坑(Pit)”的效果，用以记录0与1的数据。

第二保护层360包含一透明材料，且第二保护层360的硬度高于基板310。第二保护层360例如包含氮化硼(BN)，或是二氧化硅(SiO₂)。在制作方法上，第二保护层360以溅射的方式形成于基板310上，例如是利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposited，PVD)或是化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposited，CVD)。

以下针对本实施例的光盘片进行品质测试，根据实验数据界定出第二保护层优选的厚度范围，并举出几组实验数据做详细说明。在下行实验中，以氮化硼(BN)作为第二保护层的DVD-RW光盘片为实验对象进行测试。

实验三-PI值(Parity of the Inner code，PI)测试

依据瑞士ECMA组织所公布的DVD光盘标准规格，DVD光盘片上紧邻的8个错误校正码数据验证区段(Error Correction Code Block，ECC Block)中总共的PI值不得超过280。每一个ECC Block是由208行(row)所组成，而一个行(row)是182位(bytes)，当一行中(row)有一个位(byte)发生错误，就会产生一个PI值，由此可知一个ECC block的PI值共计有208分。依据测试标准建议，8个连续的ECC Blocks的PI值的得分最好可以控制在280以下。

本实验在DVD-RW光盘片的基板上溅射上不同厚度的第二保护层(以氮化硼为例)，并分别量测其PI值。请参照图7，其绘示本实施例四的光盘片的第二保护层厚度与PI值的关系图。横轴标示氮化硼厚度，纵轴标示PI值。由实验结果可知，当氮化硼厚度越厚时，光盘片的PI值就越高。当氮化硼的厚度大致上小于或等于70纳米(nm)时，DVD-RW光盘片的PI值小于280，完全符合规格书所制订的标准。

如图7所示，当氮化硼厚度小于或等于5纳米(nm)时，其PI值大致上与未镀上氮化硼(氮化硼厚度为0nm)的光盘片的PI值相同。也就是说，当第二保护层360的厚度小于5nm时，第二保护层360可于完全不影响光盘片的刻录与读写品质的条件下，保护光盘片的读取面，而降低刮片的发生机率。

总合上述实验结果，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于70nm。藉此，本实施例的光盘片的块错误率PI值位于规格书所制订的范围内，又兼具保护盘片的效果。再者，本实施例的光盘片的第二保护层的厚度更佳的是小于或等于5nm，则本实施例的光盘片不仅仅是符合标准，更可于完全不影响光盘片的刻录与读写品质的条件下，保护光盘片的读取面，而降低刮片的发生机率。

进一步地说，本实验结果不仅适用于DVD-RW光盘片，亦可应用于DVD-R光盘片(实施例三的光盘片)。也就是说，实施例三的光盘片的第二保护层的厚度优选的是小于或等于70nm，第二保护层的厚度更佳的是小于或等于5nm。

本发明上述实施例所揭露的光盘片，其第二保护层为一种高硬度且透明的物质，覆盖于光盘片的读取面，用以保护光盘片免于刮伤。此外，本发明举出几组实施例针对不同种类的光盘片设定第二保护层的厚度，让光盘片在符合规格书所示的刻录与读写品质标准下，具有保护光盘片的功能。再者，本发明又举出几组实施例针对不同类别的光盘片设定第二保护层的厚度，让光盘片在维持原有的刻录与读写品质标准下，具有保护光盘片的功能。

综上所述，虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种光盘片，包括：

一基板；

一记录层，形成于该基板的一第一表面；

一反射层，形成于该记录层上；

一第一保护层，形成于该反射层上；以及

一第二保护层，形成于该基板的一第二表面，该第二保护层包含一透明材料，且该第二保护层的硬度高于该基板，该第二保护层的厚度小于或等于80纳米。

2.如权利要求1所述的光盘片，其中该第二保护层包含氮化硼。

3.如权利要求1所述的光盘片，其中该第二保护层包含二氧化硅。

4.如权利要求1所述的光盘片，其中该第二保护层以溅射的方式形成于该基板上。

5.如权利要求4所述的光盘片，其中该第二保护层以物理气相沉积的方式形成于该基板上。

6.如权利要求1所述的光盘片，其中该第二保护层的厚度小于或等于20纳米。

7.如权利要求1所述的光盘片，其中该记录层为一有机染剂。

8.如权利要求1所述的光盘片，其中该光盘片为一CD-R。

9.如权利要求1所述的光盘片，其中该光盘片还包括另一基板，覆盖于该第一保护层上，该光盘片为一DVD-R。

10.如权利要求9所述的光盘片，其中该第二保护层的厚度小于或等于70纳米。

11.如权利要求9所述的光盘片，其中该第二保护层的厚度小于或等于5纳米。

12.如权利要求1所述的光盘片，其中该光盘片还包括：

一第一缓冲层，位于该基板以及该记录层之间；以及

一第二缓冲层，位于该记录层以及该反射层之间。

13.如权利要求12所述的光盘片，其中该第一缓冲层与该第二缓冲层包含二氧化硅。

14.如权利要求13所述的光盘片，其中该第一缓冲层与该第二缓冲层还包括硫化锌。

15.如权利要求12所述的光盘片，其中该记录层为一金属材料。

16.如权利要求12所述的光盘片，其中该光盘片为一CD-RW。

17.如权利要求12所述的光盘片，其中该光盘片还包括另一基板，覆盖于该第一保护层上，该光盘片为一DVD-RW。

18.如权利要求1所述的光盘片，其中该基板包含聚碳酸酯。

19.如权利要求1所述的光盘片，其中该反射层包含铝。

20.如权利要求1所述的光盘片，其中该反射层包含钛。

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