TW531742B - Manufacturing method for disk cover layer - Google Patents

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531742 , ____EE 90126982 年月日 條正_ 五、發明說明（1) 本發明是一種碟片覆蓋層之製作方法，特別是關於一 種新一代有高精度要求的光碟片覆蓋層之製作方法。 自1 9 8 0年代初期的光碟c d ( C 〇 m p a c t D i s c)發展以 來’追求更大容量及更高品質的光碟片和相關應用的研究 便不曾中斷，如繼CD之後，在1 9 9 7年發表的高容量數位光 碟DVD( Digital Versatile Disc)，其資料存量已由先 前的數百MB推展到GB數量級，例如單面單層的DVD5 -(4.7GB)到雙面雙層的DVD18，其容量已達18GB，然而這 樣的發展對於滿足視訊多媒體的高容量須求，如數位廣播 (Digital Broadcasting)及寬螢幕高晝質電視（HD-TV)之播、錄等仍嫌不足。故緊接DVD之後，另一種更大 容量的 DVR( Digital Video Recording)或 HD-DVD( High Density DVD)正在緊鑼密鼓的發展。 一般而言，欲在相同面積大小的光碟片上，擁有更多 的儲存容量，可以使用更短波長的雷射光源，或以縮小雷 射光源的光點直徑的方法，提高其解析度。目前的HD-DVD 或DVR即是如此，例如以使用藍光40 5nm之雷射光源（DVD 為650n m)，及相對提高的物鏡數值孔徑（Numerical Aperture)到0·85ΝΑ( DVD為0.6NA)為例，能推進光碟之 儲存容量達15GB至50 GB，如此將可滿足13 3m in高晝質電視 記錄容量的須求。 然而這種新一代的DVR由於使用了相對提高的NA值， 雖然增加聚焦能力，加大儲存密度，但也同時使碟片像差 變得更不理想，如球差（Spher i ca 1 aber r at i on)、慧差 (c om a)、及像散（a s t i gm a t i s m)等也必然同時增大。
第4頁 2002. 11.18。004 531742 案號 90126982 年 月 曰 修正 五、發明說明（2) 為了配合較高的N A值，必須調整基板覆蓋層（C 〇 v e r Lay er)的厚度至較薄的程度，以縮短其距離，例如一種 發展中的DVR光碟片1 0，其單面的基本結構係如圖一所 示，包括有一基板11，記錄層結構12，及一覆蓋層13，其 中覆蓋層13的厚度即由DVD的0.6m m調整至僅0 . 1 m m。此 外，由於像差的關係，對於覆蓋層的表面加工精度要求也 必須同時提高，微小的厚度差異足以使像差變化而使訊號 _失真。 傳統光碟片上的覆蓋保護層係使用一種保護膠 (lacquer)，例如在CD印刷面下的保護膠層即是，此種 軟質的保護膠多以旋塗（spin coating)的方式塗佈在CD 上（亦可以網印、貼附等方式施作）形成一保護膠層，之 後在波長2 0 0nm附近的紫外光（UV)照射下快速的定型， 最後硬化為一具有高硬度之保護膠層即是。當然不同的保 護膠層配方會有不同的反應速率，有些保護膠能在瞬間反 應達到硬化的程度，有的則較慢喪失保護膠的流動性和可 塑性然後定型，之後逐漸硬化，期間可能長達數小時或更 久，端看不同的應用須求而定。 前已述及，新一代的光碟片，其覆蓋層有一定厚度的 要求（0.1mm)，旋塗層材料由於其黏度（viscosity)、 流動分佈性、本身特性和反應時間、旋塗轉速等變化條件 的限制，使得實際旋塗的結果很難達到完全均勻分佈的目 的，通常的情形會如圖（二）的狀況所示（示意圖），一 般旋塗的結果除易在覆蓋層21的兩端211及21 2因表面張力 的作用凝聚，覆蓋層的表面本身在微觀上所呈現者也為一
第5頁 2002.11.18.005 531742 案號90126982 U，日 修正 五 、發明說明 (3) 非 均 勻 的 平 面 ( 可 參 考第 五 圖 ) 均 會導致 資 料 讀 取 錯 誤 率 提 的 後 果 〇 依 據 貫驗 的 結 果 欲 控制其 覆 蓋 層 的 表 面 在 誤 差 範 圍 容 許 的 土 3 %以 内 ( 即 0· 1土 0. 003mm) 確 有其 相 當 的 難 度 〇 實 際 生 產時 幾 乎 每 一 片光碟 片 均 有 其 獨 特 的 表 面 分 佈 特 性 使 得碟 片 生 產 的 良 率受到 很 大 的 影 響 y 成 本 亦 跟 著 提 〇 本 發 明 即 是 為 了 克服 上 述 缺 失 提供一 碟 片 覆 蓋 層 更 _為 穩 定 的 製 作 方 法 以得 到 一 能 符 合 判讀精 密 度 要 求 的 完 整 均 勻 覆 蓋 層 表 面 以利 新 一 代 光 碟 片覆蓋 層 之 製 作 須 求 者 〇 請 參 閱 第 二 Λ 四 、五 圖 j 在 碟 片 之基板 1 1的 記 錄 層 結 構 1 2上 可 以 旋 塗 或 其他 任 何 適 當 的 塗佈方 法 均 勻 的 塗 上 一 層 覆 蓋 層 ， 此 一 覆 蓋層 在 硬 化 前 多 為流質 形 態 並 未 定 型 ， 例 如 一 UV覆 蓋 層 31， 係 在 一 定 波 長的UV光 源 昭 射 下 才 會 反 應 該 覆 蓋 層 31的平 均 厚 度 j 須 考量足 以 支 持 反 應 後 能 保 持 ( 或 被 壓 擠 ) 為一 預 定 厚 度 之 所須， 在 一 般 的 情 況 下 U V 覆 蓋 層 事 先 須約 略 大 於 一 預 定的壓 擠 厚 度 j 例 如 0· 1 mm < 3不過也有可能有少數的例外， •例如反應時體積特 別 膨 脹 的 物 質 其 預 留的 覆 蓋 層 厚 度 ，相對 可 以 較 薄 〇 此 時 ， 利 用 一 蓋 板 41壓 覆於 上 述 覆 蓋 層 31之未 硬 化 膠 上 y 並 保 持 在 該 預 定 的 厚 度 ，如 第 四 圖 所 示 ，·由於 上 方 蓋 板 41及 下 方 基 板 1 ： 【共 同 壓 擠 居間 尚 未 定 型 之 覆蓋層 31 ， 其 結 果 將 使 ( 微 觀 上 ) 原 先 隆 起的 表 面 3] ί 1向箭頭方向移動1 〔參閱 圖 五 ) 並 使 凹 陷 區 3 1 4往箭頭標示方向隆起， 同樣地， 原 先 各 個 不 預 期 的 非 均勻 表 面 隆 起 處 312、31 3及 凹 陷 區
第6頁 2002.11.18.006 531742 S^ 90126982 91. 1 i. ^ 0 年 月 曰 修正 五、發明說明（4) 3 1 5、3 1 6等均經擠壓而自然的互補有無，最終將使覆蓋層 3 1受到壓擠均勻地貼合於蓋板4 1的下表面4 1 1而形成一相 當平整的表面，如此，即可將對覆蓋層表面的平坦度要求 轉化為對蓋板4 1下表面4 1 1的平坦度要求，而對蓋板4 1的 下表面411要求為一接近真平面的均勻平坦表面，相對而 言，顯然較易達成。 困難點在於該UV覆蓋層不論為UV陽離子膠、UV陰離子 膠或自由基反應膠等，均有在紫外光照射後反應硬化定型 的特性，故必須利用覆蓋層將定型而尚未完全硬化的適當 空檔，迅速將蓋板4 1壓覆於覆蓋層3 1，以修整覆蓋層3 1的 表面至微觀上均勻平坦的程度（將誤差控制在容許範圍土 3 %以内），這樣的施作方法須配合適當的覆蓋層反應成份 和反應時間特性，並掌握恰當的0照射和覆蓋時間即可。 另一種思考的解決途徑則在於蓋板4 1的本身，倘若其本身 能具有良好的透光性，則較無須父上述覆盖時間的限制’ 可以在蓋板41蓋覆於覆蓋層時透過，板4 1照射紫外光’達 到定型、硬化的效果。此外’在復盖層3 1經盍板壓擠並定 型後，如何使蓋板順利的剝離覆蓋層3 1亦是一大課題，顯 然該蓋板4 1除具有一接近真乎面之下表面4 11外，必須具 備易於脫離覆蓋層特性，即該慕板4 1對覆蓋層的表面黏著 力必須小於基板1 1或記錄層結構12對覆盖層的表面黏著 力。 曰 依據實驗的結果，若使用弈曰曰相聚烯羥高分子材料 (amorphous olefin polymer)作為 i板 41的基材’或至 少在蓋板4 1的下表面與覆蓋層3 1接觸的地方，使用此一材
第7胃 2002.11.18.007 531742 ^ _案號9Q126982_& Μ、月 曰_修正 _ 五、發明說明（5) 料，由於其聚烯經的化學結構，可使蓋板4 1的表面黏著力 相對於覆蓋層而言，能達到良好的易剝離效果，且非晶相 聚烯羥高分子材料本身透明，對紫外光不吸收又具有相當 的韌性。請參閱第六圖，實驗測試結果，此種蓋板6 1，除 能發揮良好的壓平效果，易於將覆蓋層6 2的表面6 2 1控制 在容許的誤差土 2 %的範圍内或更低，更佳的加工條件，則 可以得到更低誤差範圍，而得一極佳的平坦表面，且利用 _其韋刃性和相對較低的表面張力，能輕易剝離各種UV覆蓋 層。 非晶相聚烯羥高分子材料本身無定型，可塑性高，價 格低廉，可以射出成型方式直接製作接近真平面的表面， 另外其機械加工的特性以及熱熔的特性，亦利於以不同的 方法使其具備所須的特定表面，例如以低溫研磨、切削或 熱熔的方法加工等，故可有效壓低蓋板4 1的製作成本。 經蓋板4 1壓覆後的覆蓋層表面定型（或硬化）後，剝離蓋 板4 1即可以得到一與蓋板4 1下表面41 1相當的完全平整表 面，且該表面的厚度，亦恰為所預先設定的厚度，使覆蓋 層表面的加工精度大幅提高，從内環至外環面皆能保持一 致的最佳的資料讀寫覆蓋層厚度，錯誤率可以降至最低， 進而使碟片的良率大幅提高，品質亦能保持在較佳的狀 態。 前已述及，由於覆蓋層3 1在照射紫外光前為流質的軟 性物體，更為精密的作業程序可將蓋板71與覆蓋層31引入 一真空環境下蓋合，進一步減低蓋板7 1與覆蓋層3 1間存留 空氣的可能。另一種方式則可利用蓋板7 1的下表面7 1 1，
第8頁 2002. 11. 18.008 531742 _案號 90126982 卑 月 日__ 五、發明說明（6) 使其具備某一特定表面形態，例如一向圓周外圍擴張上傾 的微斜面7 1 1 a樣態，或一向圓周外圍擴張上曲的微弧形 7 11b，即如第（七a)圖及第（七b)圖所示者，該蓋板71 下表面將可在壓覆於覆蓋層3 1時，一方面使覆蓋層3 1具有 平整的表面，一方面也將空氣由牒片内侧向圓周外侧推 擠，避免空氣過量殘留。當然這種有斜面或弧面的蓋板， -其斜度或弧度由光碟内環至光碟外環，均係保持在容許的 讀寫誤差範圍内。 由上所述，應用本發明，將有助於新一代更高容量光 碟片的生產製造，並利用非晶相聚烯羥高分子材料本身透 明、可塑及低黏著力等的優良特性，可適用於各種不同狀 況和特性的覆蓋層表面之壓覆，增加光碟片生產的良率和 有效降低成本，係一極具產業利用價值且前瞻之發明，完 全符合專利法中發明專利之要件，唯須聲明者，本發明所 舉之實施例，並非用以限定本發明，任何運用本發明方法 之精神所為之相應變化，均應仍為本發明申請專利範所當 然涵蓋。
第9頁 2002. 11. 18.009 531742 _案號 90126982_'年月 曰__ 圖式簡單說明 圖式說明： 第（一）圖：DVR光碟片基本結構示意圖。 第（二）圖：覆蓋層實際旋塗的結果之一示意圖。 第（三）圖：本發明塗佈後的覆蓋層示意圖。 第（四）圖：本發明蓋板壓擠覆蓋層示意圖。 第（五）圖：本發明覆蓋層表面壓擠微觀示意圖。 第（六）圖：本發明蓋板剝離覆蓋層示意圖。 -第（七）圖：本發明蓋板下表面示意圖。 第（七a)圖：實施例之蓋板具一微斜面之下表面示意圖。 第（七b)圖··實施例之蓋板具一微弧面之下表面示意圖。 圖號說明： 1 2 .記錄層結構 21 1.覆蓋層的右端 212.覆蓋層的左端 3Π、312、313.隆起表面 314、 315、 316.凹陷區 1 0. DVR光碟片 1 1.基板 1 3.覆蓋層 21.覆蓋層 31.覆蓋層 4 1 .蓋板 411.蓋板下表面 61.蓋板 62.覆蓋層 621.覆蓋層表面 71.蓋板 711.蓋板下表面
第10頁 2002· 11. 18.010

Claims (1)

  1. 531742 91. 案號 90126982_^年 月 日 修正_ 六、申請專利範圍 1 、一種「碟片覆蓋層之製作方法」，係包括有： --塗佈製程，係在碟片表面上，塗佈軟質的覆蓋 層，且該覆蓋層的平均厚度，支持一預定壓覆厚度 之所須； --壓覆製程，係將一非晶相聚烯經高分子材料 (amorphous olefin polymer)之透明蓋板壓覆於 尚未定型之該覆蓋層上，並保持該覆蓋層在一預先 設定的厚度，以取得一平坦之覆蓋層表面； --照光製程，係將一光源照射至該覆蓋層，以使該 覆蓋層定型並硬化； --剝離製程，係將該蓋板剝離一已定型之該覆蓋 〇 2 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該塗佈製程，係為一旋塗之製程。 3 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該塗佈製程，係為一網印之製程。 4、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「塗佈製程」中所塗佈之該覆蓋層厚 度，係約略大於一預定壓擠的厚度，以支持該預定壓 覆厚度之所須。 5 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「壓覆製程」中，該透明蓋板壓覆於尚 未定型之該覆蓋層上，係在一真空環境下蓋合，以減 少空氣存留其間。
    第11頁 2002.11.18.011 531742 _案號 90126982 曰 修正_ 六、申請專利範圍 6 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「壓覆製程」中，該非晶相聚烯羥高分 子材料之透明蓋板係以射出成型方式製作。 7 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板係以機械加工的方式得到所須 的特定表面。 -8 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板係以熱熔的方法加工以得到所 須的特定表面。 9 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板係呈接近真平面之表面。 1 0 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板，係呈一向圓周外圍擴張上 曲的微弧形狀者。 1 1 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板，係呈一向圓周外圍擴張上 傾的微斜面形態者。 1 2 、如申請專利範圍第1項「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「照光製程」之光源，係指一紫外光 源。 1 3 、如申請專利範圍第1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該照光製程之光源，係透過該透明蓋板 _ 照射至該覆蓋層。 1 4 、一種「碟片覆蓋層之製作方法」，係以一壓覆製程
    第12頁 2002. 11. 18。012 531742 : _案號 90126982_Ί 月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 及一剝離製程，以取得一與蓋板下表面相當之平坦 的光碟片覆蓋層表面者，其係包括： 將一非晶相聚烯經高分子材料（a m 〇 r p h 〇 u s ο 1 e f i η polymer)之透明蓋板，以壓覆方式蓋合在一具有 可塑性覆蓋層的光碟片上，且該透明蓋板與該光碟 片間，係保持一預定之距離間隙，並在該覆蓋層定 型後，行一剝離製程，以將該蓋板剝離該覆蓋層 者。 1 5 、如申請專利範圍第1 4項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該透明蓋板之「以壓覆方式蓋合在一具 有可塑性覆蓋層的光碟片上」，係在一真空環境下 蓋合。 1 6 、如申請專利範圍第1 4項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該蓋板的下表面，係呈接近真平面之表 面。 17 、如申請專利範圍第14項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該蓋板的下表面，係呈一向圓周外圍擴 張上曲的微弧形狀者。 1 8 、如申請專利範圍第1 4項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該蓋板的下表面，係呈一向圓周外圍擴 張上傾的微斜面形態者。 1 9 、如申請專利範圍第1 4項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該覆蓋層，係一 U V反應之覆蓋層。 2 0 、如申請專利範圍第1 4項之「碟片覆蓋層之製作方
    第13頁 2002.11.18.013 531742 _案號 90126982_ 年 h 日___ 六、申請專利範圍 法」，其中該覆蓋層定型，係受一 UV光源照射後定 型者。 2 1 、一種「碟片覆蓋層之製作方法」，係包括有： 1.在碟片記錄層的表面上，塗佈UV覆蓋層，且該覆 蓋層的平均厚度，支持一預定壓覆厚度之所須； 2 .將一非晶相聚稀經高分子材料（a m 〇 r p h 〇 u s olefin polymer)之透明蓋板壓覆於尚未定型之 該覆蓋層上，並與該碟片保持在一該預定的厚 度； 3. 將該保持在預定厚度之該蓋板及該碟片通過一紫 外線（UV光源）的照射，使該覆蓋層定型； 4. 將該蓋板剝離一已定型之該覆蓋層。 2 2 、如申請專利範圍第2 1項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「透明蓋板壓覆於尚未定型之該覆蓋 層上」，係在一真空環境下蓋合。 2 3 、一種「碟片覆蓋層之製作方法」，係包括有： 1.在碟片記錄層的表面上，塗佈UV覆蓋層，且該覆 蓋層的平均厚度，支持一預定壓覆厚度之所須； 2 ·將該覆蓋層通過一紫外線（UV光源）的照射，使 其開始反應； 3.將該照射過紫外線之該覆蓋層，利用其尚未定型 並具有可塑性的恰當時機，以一非晶相聚烯羥高 分子材料之透明蓋板壓覆於該覆蓋層上，並與該 碟片保持一預定的厚度；
    第14頁 2002.11.18.014 531742 _案號 90126982 革 月 日 修正__ 六、申請專利範圍 4 .透過該透明蓋板，對該保持一預定厚度的覆蓋層 進行紫外線的照射，以令該覆蓋層定型； 5 .將該蓋板剝離一已定型之該覆蓋層。 2 4 、如申請專利範圍第2 3項之「碟片覆蓋層之製作方 法」，其中該「透明蓋板壓覆於該覆蓋層上」，係 在一真空環境下蓋合。
    第15頁 2002.11.18.015
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