CN1190786C - 多层膜可重写型信息存储媒体 - Google Patents

Abstract

一种多层膜可重写型信息存储媒体，在一基板上堆栈数个资料记录层叠后，可组成一双面四资料记录层及单面二资料记录层以上的存储媒体，大幅提升存储媒体的记录容量；而在信号的读写上，目前读写头的激光都先通过激光循轨用的复制沟轨表面再到达资料记录层叠，使得循轨信号不会因资料记录层叠的厚度变化而变差，因此沟轨的尺寸也不需要因记录层叠的膜厚变化而改变，且该激光光线可穿过厚达1.2mm的基板而到达资料记录层叠，因此现有的光驱结构均无需大幅修改，即可应用于读写该多层膜可重写型信息存储媒体。

Description

多层膜可重写型信息存储媒体

技术领域

本发明提供一种多层膜可重写型信息存储媒体，可应用在双面四资料记录层及单面二资料记录层以上的光盘片，大幅增加其记录容量。

背景技术

随着信息与多媒体时代的来临，对于存储媒体密度及容量的需求也不断增加，尤其在高品质动画、影像、声音及大容量的资料存储的需求殷切，导致DVD的诞生，突破了650MB容量的CD格式，这不仅使记录容量提升4至7倍，在记录品质与功能表现上更有革命性的进展，而就可重复读写的光存储媒体而言，一般可分为相变型和磁光型两种，其中相变型光存储媒体无须外加磁场，因此，不用磁头只须单一光读写头即可，且可直接由反射率的变化而读出信号，与磁光型光存储媒体相比较之下简单很多；而就相变型光存储媒体而言，目前提高存储密度或容量的方法请参阅图1所示。

现有Matsushita论文(ISOM 2000，We-C-01)所提及的技术，如图2所示，是将第一资料记录层叠2a和第二资料记录层叠2b分别制作在厚度皆为0.58mm且具有激光循轨用的第一复制沟轨表面7a的第一基板1a和第二复制沟轨表面7b的第二基板1b上，再以沟轨表面相对的方式将第一基板1a与第二基板1b贴合，形成单面二资料记录层可重写型的光盘片，而激光线是从第一基板1a的平滑表面端入射，不过，在资料读取或写入第二资料记录层叠2b时，作用光线并不会通过第二资料记录层叠2b与第二基板1b间的第二复制沟轨表面7b，原因是第二资料记录层叠2b是全反射式，而当第二资料记录层叠2b的厚度变厚时，第二基板1b原本的沟轨表面形状将无法清楚地呈现在第二资料记录层叠2b中各膜层间的界面上，因而导致无法获得第二资料记录层叠2b的良好循轨信号，解决此问题的方法只有再制作一个昂贵的模板，来修正第二复制沟轨表面7b的沟轨尺寸以补偿第二资料记录层叠2b变厚导致循轨信号变差的因素；不过，上述方式使单面二记录层的光盘片厚度已达1.2mm(即目前最普遍的光盘片厚度)，故此技术无法应用在单面三资料及双面四资料记录层的光盘片制作上。

现有专利(EP1028421)所揭示，如图3所示，是在第二基板1b的激光循轨用第二复制沟轨表面7b上先镀上一反射层4，再镀上第二资料记录层叠2b，接着在第二资料记录层叠2b镀上一透明层5并在上面制作出激光循轨用第一复制沟轨表面7a形状，再镀上第一资料记录层叠2a，最后在第一资料记录层叠2a上再覆盖一可透光的保护层6，而激光线是从保护层6的表面端入射；而该技术具有下列缺点：

1.由于激光线无法穿透反射层4，因此激光线无法到达反射层4与第二基板1b间的第二复制沟轨表面7b，因此，第二资料记录层叠2b的循轨信号会随反射层4与第二资料记录层叠2b厚度增厚而变差，解决此问题的方法只有再制作一个昂贵的模板来修正的第二复制沟轨表面7b的沟轨尺寸，以补偿反射层4与第二资料记录层叠2b变厚导致循轨信号变差的因素。

2.由于该激光线是先通过第一资料记录层叠2a后才到达透明层5的第一复制沟轨表面7a，因此当第一资料记录层叠2a厚度变厚时，则第一资料记录层叠2a的循轨信号将会变差，解决此问题的方法也是再重新制作一个昂贵的模板来修正透明层5的第一复制沟轨表面7a的沟轨尺寸。

3.该激光光线是穿过10～177μm的透明保护层6而到达资料记录层叠，因此，将无法被一般的CD-RW或可重写式DVD光驱区所接受。

另一现有技术揭示在SONY论文(ODS 2001 MB3)，是将第二资料记录层叠2b镀在厚度为1.1mm的第二基板1b的激光循轨用第二复制沟轨表面7b上，而将第一资料记录层叠2a镀在另一个厚度为87μm的覆盖层所具有的激光循轨用第一复制沟轨表面7a上，最后，再将1.1mm厚的第二基板1b和87μm的覆盖层以沟轨表面相对方式贴合，便形成一个多层膜可重写的资料记录存储媒体，此现有技术在光线读取或写入第二基板1b上面的第二资料记录层叠2b时，光线不会到达第二基板1b的第二复制沟轨表面7b，因此该第二资料记录层叠2b的循轨信号会因该资料记录层叠的厚度增厚而变差，并且激光线是从87μm的覆盖层端入射，所以无法被一般的CD-RW或可重写式DVD光驱所接受。

而现有专利(US5708653)中所揭示的技术，是在有沟轨表面的基板上，镀上一可重写型资料记录层，再在资料记录层上涂布紫外线胶，并利用模板在紫外线胶上制作出洼形资料面，最后在洼形表面镀反射层形成一只读的资料记录层，其中虽有二个资料记录层，但是仅有一层是相变化可擦写记录层，而另一层为只读的资料记录层，所以仅有一层是可重写型资料记录层。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多层膜可重写型信息存储媒体，是在一基板上堆栈数个资料记录层叠后，可组成一双面四资料记录层及单面二资料记录层以上的信息存储媒体，大幅提升存储媒体的记录容量。

本发明的又一目的，是提供一种多层膜可重写型信息存储媒体，该信息存储媒体中，各资料记录层叠皆可重写并提供良好的循轨信号，其中激光读写头的激光都先通过用模板所制作的激光循轨用的复制沟轨表面，再到达资料记录层叠，使得循轨信号不会因资料记录层叠的厚度变动而变差，因此，沟轨的尺寸不需因资料记录层叠的膜厚变化而改变，可免除必须改变沟轨的尺寸而重新制作昂贵的模板。

为达上述的目的，本发明提供一种多层膜可重写型信息存储媒体，在第一基板所具有的激光循轨用的第一复制沟轨表面上依次层叠第一资料记录层叠、第一隔离层、第二资料记录层叠、紫外线硬化树脂与一个两面平坦的空白基板，而第一隔离层与第二资料记录层叠相接的表面是具有利用模板所制作的激光循轨用的第二复制沟轨表面，其中读写头的激光先通过第一复制沟轨表面后再到第一资料记录层叠，通过第二复制沟轨表面后再到第二资料记录层叠，所以各资料记录层叠的循轨信号不会因资料记录层叠的厚度变动而变差，沟轨的尺寸也不需因资料记录层叠的膜厚变化而改变，并可层叠组成一双面四资料记录层与单面三资料记录层以上的信息存储媒体，大幅提升记录容量。

根据本发明的多层膜可重写型信息存储媒体，该第一基板的厚度范围为50nm～1.2mm，优选50nm～0.6mm。该第一隔离层的厚度范围为0.1μm～100μm，优选为20～75μm。该第一复制沟轨表面和第二复制沟轨表面可利用模板制成，该模板是表面具有金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金并带有激光循轨用的沟轨形状的基板，该金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金的厚度范围可为3nm～100nm，优选5nm～60nm。

附图说明

第1图，是现有各种存储媒体及提高其密度或容量方法的关系图。

第2图，是现有存储媒体结构示意图。

第3图，是现有存储媒体结构示意图。

第4图，是本发明的结构示意图。

第5图，是本发明第一资料记录层叠的结构图。

第6图，是本发明第二资料记录层叠的结构图。

第7-1图、第7-2图、第7-3图、第7-4图及第7-5图，是本发明的制作流程图。

第8图，是本发明单面三资料记录层的结构示意图。

第9图，是本发明各资料记录层叠的光学特性图。

第10-1图、第10-2图及第10-3图，是本发明双面四资料记录层的结构图。

第11图，是本发明与现有技术的应用比较图。

具体实施方式

本发明的多层膜可重写型信息存储媒体，请参见图4所示，其结构是在第一基板1a上依次层叠第一资料记录层叠2a、第一隔离层3a、第二资料记录层叠2b、紫外线硬化树脂12及一个两面平坦的空白基板1。其中该第一基板1a为具有激光循轨用的第一复制沟轨表面7a的基板，其材质可为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或是高分子树脂等，厚度范围介于50nm～1.2mm，并可利用注射成形或光凝集的方式，通过模板而制作出第一复制沟轨表面7a；该第一资料记录层叠2a层叠在第一基板1a的第一复制沟轨表面7a上；而第一隔离层3a，层叠在第一资料记录层叠2a上，且该第一隔离层3a的材质可选自环氧树脂、丙烯酸酯(压克力)或聚酯，另利用模板在第一隔离层3a的另一表面上，制作出激光循轨用的第二复制沟轨表面7b；接着在第一隔离层3a的第二复制沟轨表面7b上形成第二资料记录层叠2b，并在第二资料记录层叠2b上涂布紫外线硬化树脂12，再与两面平坦的空白基板1贴合而形成一个单面二记录层的可重写型信息存储媒体。

而且，该第一资料记录层叠2a(如图5所示)及第二资料记录层叠2b(如图6所示)中的记录层9的材料可为相变化物质或磁光物质，而为了改善资料记录层叠的光学、热学或磁特性，可在记录层9中加入光学、热学或磁特性的强化层，如介电层8、金属层10或磁性辅助层等；该第一资料记录层叠2a的膜层结构，如图5所示，光线由入射端依次进入厚度为30～150nm的介电层8，厚度为5～30nm的相变化材料记录层9，最后进入厚度为30～150nm介电层8；该第二资料记录层叠2b的膜层结构，如图6所示，光线由入射端进入依次为厚度30～150nm的介电层8，厚度为5～30nm的相变化材料记录层9，厚度为30～150nm介电层8，最后进入厚度为30～200nm的金属层10。

而其制造过程请参见图7-1、图7-2、图7-3、图7-4及图7-5所示；首先，如图7-1所示，在已带有沟轨表面形状的第二基板1b’上溅镀金、银、铝、铬、铂、镍、硅或其合金等，形成具有沟轨状的金属表面11(或使用模板来取代)，该第二基板1b’的材质可为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或是镍金属等，厚度范围介于0.5mm～1.2mm，之后将高分子树脂溶液涂布在第二基板1b’具有沟轨状的金属表面11上形成第一隔离层3a，通过旋涂技术可控制第一隔离层3a的厚度(约20～75μm)与均匀性；然后将上述结构的第一隔离层3a与另一已具有第一复制沟轨表面7a形状并镀有第一资料记录层叠2a的第一基板1a(如图7-2所示)的第一资料记录层叠2a贴合，并利用紫外线照射使其硬化或加热烘干，如图7-3所示的结构；然后，使第一隔离层3a与具有沟轨状的金属表面11分离，此时，第一隔离层3a便具有第二复制沟轨表面7b，如图7-4所示的结构；在第一隔离层3a的第二复制沟轨表面7b上依次形成第二资料记录层叠2b，再涂布紫外线硬化树脂12，并与两面平坦的空白基板1贴合，便形成一个单面二记录层的可重写型信息存储媒体，如图7-5所示的结构，而其整体结构与激光读写情形如图4所示。

若重复上述方法可在第二资料记录层叠2b表面上再形成具有激光循轨用的第三复制沟轨表面7c形状的高分子树脂的第二隔离层3b，后再在第二隔离层3b的第三复制沟轨表面7c上镀上第三资料记录层叠2c，即可形成单面三记录层(如图8所示)或单面三记录层以上的多层膜可重写式资料存储媒体，其中当制作2个或2个以上的资料记录层叠时，离激光源最远的资料记录层叠为全反射式，其余资料记录层叠为半透明式。

对于单面二记录层的可重写型信息存储媒体，由于各资料记录层叠(如：第一资料记录层叠2a、第二资料记录层叠2b)的光学特性须使得激光在读取不同资料记录层时的反射光信号强度相近，且为了使第一资料记录层叠2a与第二资料记录层叠2b的激光线的反射光强度达到一般CD-RW或可重写式DVD光驱可以接受的程度，也就是反射率达15％以上，|Rc-Ra|值在5％以上(Rc为晶型的反射率，Ra为非晶型的反射率)，则第一资料记录层叠2a和第二资料记录层叠2b的光学特性如图9所示，其中R表示各资料记录层叠的平均反射率，T表示各资料记录层叠的平均穿透率；而各资料记录层叠的记录型态可以是晶型到非晶型或非晶型到晶型与高反射到低反射或低反射到高反射这几种型态的任一组合。

根据上述的特性，以下结合附图提出优选实施例：

实施例一  单面多资料记录层

该单面多资料记录层的多层膜可重写式资料存储媒体其结构，包括一具有第一复制沟轨表面7a的第一基板1a、多个资料记录层叠、紫外线硬化树脂12及一空白基板1；而该资料记录层叠间形成一具有激光循轨用的复制沟轨表面的隔离层；而该资料记录层叠的数目依资料记录层的数目而设，例如：资料记录层数目为3，则该资料记录层叠数目也为3。

请参阅图4所示，为单面二资料记录层的多层膜可重写式资料存储媒体，其结构包括一具有第一复制沟轨表面7a的第一基板1a，并在其上依次形成一第一资料记录层叠2a、一具有第二复制沟轨表面7b的第一隔离层3a、第二资料记录层叠2b、紫外线硬化树脂12及一空白基板1。

请参阅图8所示，为单面三资料记录层的多层膜可重写式资料存储媒体，其结构包括一具有第一复制沟轨表面7a的第一基板1b，并在其上依次形成一第一资料记录层叠2a、一具有第二复制沟轨表面7b的第一隔离层3a、第二资料记录层叠2b、一具有第三复制沟轨表面7c的第二隔离层3b、第三资料记录层叠2c、紫外线硬化树脂12及一空白基板1。

实施例二  双面四资料记录层

请参阅图10-3所示，本发明的双面四资料记录层的结构图，可通过两组相同的单面二资料记录层结构(如图10-1及图10-2所示)，中间再隔一紫外线硬化树脂12相互贴合，其中该第一资料记录层叠2a和第二记录层叠2b是同在实施例一中所述的，另外，在双面四资料记录层的结构中，该读写头的激光可由上下二面进入。

本发明与现有技术的比较

如图11所示，是本发明与现有技术的应用比较图，可清楚看出本发明其结构的优点：

1.各资料记录层叠都是可重写型。

2.可应用在双面四资料记录层以上的光盘片。

3.可应用在单面三资料记录层以上的光盘片。

4.各记录层叠厚度变动后，不用改变沟轨尺寸仍可提供良好的循轨信号，(原因是沟轨的尺寸不须因记录层叠的膜厚改变而改变，可节省制作新模板昂贵的成本)。

5.激光光线可穿过0.1mm或0.6mm或1.2mm厚的基板而到达资料记录层叠，因此目前的CD-RW或可重写式DVD以及未来采用蓝光激光的DVR的光驱结构无需大幅修改便可接受本发明的光盘片。

本发明特别披露并描述了所选择的优选实施例，不能用以限定本发明实施的范围，即凡熟悉本技术的人都可懂得，依照本发明申请专利范围所作任何形式或是细节上可能的变化，都不会脱离本发明专利申请涵盖的精神与范围。

Claims (17)

1.一种多层膜可重写型信息存储媒体，其特征在于，包括：

第一基板(1a)，所述基板具有一激光循轨用的第一复制沟轨表面(7a)；

第一资料记录层叠(2a)，其层叠在第一基板(1a)的第一复制沟轨表面(7a)上；

第一隔离层(3a)，其层叠在第一资料记录层叠(2a)上，而其另一表面具有激光循轨用的第二复制沟轨表面(7b)；

第二资料记录层叠(2b)，其层叠在第一隔离层(3a)的第二复制沟轨表面(7b)上；

一紫外线硬化树脂(12)，其涂布在第二资料记录层叠(2b)上；及

一空白基板(1)，其为两面平坦空白的基板，层叠在紫外线硬化树脂(12)表面上。

2.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一基板(1a)为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或高分子树脂材料，并利用模板以注射成形或光聚合的方式复制出第一复制沟轨表面(7a)。

3.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一基板(1a)的厚度范围为50nm～1.2mm。

4.根据权利要求3所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一基板(1a)的厚度范围为50nm～0.6mm。

5.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一资料记录层叠(2a)及第二资料记录层叠(2b)中的记录层(9)其材料为相变化物质或磁光物质，而为了改善资料记录层叠的光学、热学或磁特性，可在资料记录层叠中加入光学、热学或磁特性的强化层。

6.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一隔离层(3a)的材质选自环氧树脂、压克力或聚酯，并利用模板以光聚合的方式复制出第二复制沟轨表面(7b)。

7.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一隔离层(3a)的厚度范围为0.1μm～100μm。

8.根据权利要求7所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第一隔离层(3a)的厚度范围为20～75μm。

9.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述第二资料记录层叠(2b)与紫外线硬化树脂(12)之间可形成多个资料记录层叠，且资料记录层叠之间设有隔离层与复制沟轨表面，以形成单面式且3个以上资料记录层的可重写型信息存储媒体。

10.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述资料记录层叠的数目是根据资料记录层的数目而设。

11.根据权利要求1所述的多层膜可重写型信息存储媒体，可以是单面式且具有2个或2个以上资料记录层叠的可重写型信息存储媒体，而其中离激光光源最远的资料记录层叠为全反射式，其余资料记录层叠为半透明式。

12.根据权利要求2所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述模板是表面具有金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金并带有激光循轨用的沟轨形状的基板，所述基板的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或镍金属。

13.根据权利要求12所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金的厚度范围为3nm～100nm。

14.根据权利要求13所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金的厚度范围为5nm～60nm。

15.根据权利要求6所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述模板是表面具有金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金并带有激光循轨用的沟轨形状的基板，所述基板的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或镍金属。

16.根据权利要求15所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金的厚度范围可为3nm～100nm。

17.根据权利要求16所述的多层膜可重写型信息存储媒体，其中所述金、银、铝、铬、铂、镍、硅金属或其合金的厚度范围为5nm～60nm。

18.一种多层膜可重写型资料存储信息存储媒体，为一种双面式多资料记录层结构，由两组单面式多资料记录层结构构成，每组单面式多资料记录层结构包括：

第一基板(1a)，所述基板具有一激光循轨用的第一复制沟轨表面(7a)；

第一资料记录层叠(2a)，其层叠在第一基板(1a)的第一复制沟轨表面(7a)上；

第一隔离层(3a)，其层叠在第一资料记录层叠(2a)上，而其另一表面具有激光循轨用的第二复制沟轨表面(7b)；

第二资料记录层叠(2b)，其层叠在第一隔离层(3a)的第二复制沟轨表面(7b)上；

其中，所述的两组单面式多资料记录层结构以资料记录层相对叠合，在所述的两组单面式多资料记录层结构之间涂布有一层紫外线硬化树脂(12)。

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