TW569210B - Optical disc - Google Patents

Description

569210 A7 B7 五、發明説明 技術領域 本發明係關於介以光透過層記錄資訊信號，或進行所記 錄資訊信號之播放之光碟。 背景技術 先前，於基板上形成層積記錄資訊信號之記錄層或反射 層等層積膜，藉由對記錄層照射光束，進行資訊信號的記 錄’並進行記錄層所記錄的資訊信號播放之光碟。此種光 碟’必須盡可能記錄更多的資訊，要求記錄密度的高密度 化’因而提案多種謀求高密度化之技術。 光碟記錄密度的高密度化，亦即大容量化，係主要於記 錄播放裝置，利用資訊信號的記錄播放所使用光束波長之 短波長化，或對光碟的信號記錄層聚集光源所射出光束的 接物透鏡數值孔徑之高數值孔徑，縮小位於焦點面的光點 而達成。 例如，對於光碟的一種，所謂的CD (Compact Disc ;光 碟），係以資訊信號讀取所使用的光束波長780 nm與接物 透鏡數值孔徑（NA) 0.45，達成記錄容量650 MB。另外，對 於 DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory ;唯讀 記憶數位多用途光碟），係以資訊信號之記錄或播放所使 用的光束波長650 nm與接物透鏡數值孔徑（NA) 0.6，使記 錄容量提高至4.7 GB。 本專利申請人，藉由謀求光束的短波長化，並謀求於光 碟聚集光束之接物透鏡之數值孔徑（NA)的高數值孔徑化， 作為可高密度記錄之光碟，提案於記錄層上設置薄覆蓋層 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 569210 A7 ___B7__ 五、發明説明（2 ) 之光透過層，藉由此光透過層側照射光束，進行資訊信號 的記錄或播放之光碟。此光碟，使用波長未滿45〇 nm的光 束作為資訊信號的記錄或播放所使用之光束，並使用數值 孔(NA)大於〇·78的接物透鏡，實現22 GB以上的大容 量 ° 利用光束進行資訊信號的記錄播放之光碟，其使用於記 錄媒體的情形，對光碟聚集光束時，盡可能做不產生球面 像差之接物透鏡或光碟的光學設計。 具體上’適應聚集對光碟所照射光束之接物透鏡，使光 碟的光透過層折射率或其厚度最佳化，藉此對光碟聚集光 束時，將可極力減少所產生的球面像差。亦即，為使因接 物透鏡所產生的球面像差變為最小，將設定光透過層之折 射率或厚度。 谋求資訊信號的記錄播放所使用的光束短波長化，使用 大數值孔徑（ΝΑ)的接物透鏡，從覆蓋記錄層的光透過層側 照射光束以進行記錄播放之高密度化所謀求的光碟，其因 接物透鏡的數值孔徑（ΝΑ)大，所以使接物透鏡所發生的球 面像差為最小之媒值的理想折射率（以下稱之為接物透鏡 的设計折射率）與光透過層折射之有偏移時，於光碟的信 號記錄層上所聚集的光束將產生大球面像差。 因此’雖要求配合接物透鏡的設計折射率變更光透過層 的折射率，但是變更具有構成光透過層的材料本身之折射 率卻相當地困難。 例如，光透過層以單一材料構成之情形，藉由構成光透 I___1__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱） 5692l〇 A7 ________B7_ 五、發明説明（3 ) 過層的材料本身之折射率，決定光透過層全體的折射率。 於是，必須尋找符合接物透鏡設計的設計折射率之材料， 其並不實際。.即使假設存在此般材料，則可使用材料的選 擇將造成相當大的限制，其將不得不犧牲例如機械強度等 其他的物性。反之，優先考慮其他的物性等時，折射率將 無法符合，只靠光透過層的膜厚調整，將可能無法解決球 面像差之問題。 發明之揭示 本發明的目的在於可容易地調整光透過層全體的折射率 至接物透鏡的設計值，並提供可大幅度降低球面像差的光 碟。 為達成上述目的，有關本發明之光碟，其特徵在於基板 上至少依序層積記錄層與光透過層，藉由介以光透過層對 記錄層照射光，於進行資訊的記錄及/或播放之光碟，光 透過層，係由層積兩層以上折射率相互不同的材料層之層 積體所構成，並設定聚集資訊的記錄及/或播放所使用光 束之接物透鏡的球面像差於最小值附近。 有關如上所構成的本發明之光碟，其光透過層，係由層 積兩層以上折射率相互不同的材料層之層積體所構成。此 時，光透過層整體的折射率，因由形成各個材料層材料的 折射率之組合而設定，所以有關本發明之光碟，例如，藉 由選擇適當的材料或調整膜厚比率，光透過層的折射率將 可符合接物透鏡的光學設計，設定球面像差為最小之折射 率（接物透鏡的設計折射率）附近，並可降低球面像差。 569210 A7

例如不須

於疋將增加構成各材料層材料之選擇幅度 犧牲各種物性。 X 本發明的另外㈣，藉由本發明所得到的具體優點，從 >閱以下圖面所說明的實施形態之說明，將有更進一步的 理解。 ’、 圖式之簡單說明 圖1為顯示適用本發明之光碟的剖面圖。 圖2為顯示光透過層厚度為1〇〇 μιη時的折射率與球面像 差之關係圖。 圖3為顯示光透過層為一層時的材料層折射率與光透過 層厚度之圖。 圖4為顯示聚碳酸酯膜所形成的層與感壓性黏接材料所 形成的層之厚度關係圖。 圖5為顯示聚碳酸酯膜的厚度與球面像差之關係圖。 發明之最佳實施形態 以下，有關本發明之光碟，參閱圖面詳細說明。 有關本發明之光碟1，如圖1所示，係於基板2上依序層 積反射層3、記錄層4、與光透過層5所構成，介以光透過 層5對記錄層4照射光，進行資訊信號的記錄播放。 基板2，係由例如聚碳酸酯樹脂、非晶體聚烯烴樹脂等 樹脂所形成。基板2使用厚度〇.3 mm以上之材料。 反射層3，係以確保反射率為目的，設置於記錄層4的 背面，由例如鋁或鋁合金等所形成。 記錄層4，其為記錄資訊信號層，於此，利用相變化材 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 五、發明説明（ 料的反射率變化記錄資訊信號。另外，構成記錄層4的相 變化材料可使用任意的材料，舉例表示時，可舉出Ge_sb_ Te(錯-錄-碲）、Ag_In_Sb_Te(銀_銦_録-碲）等。此外記 錄層4 ’其未必為相變化材肖’亦可使用有機色素系的記 錄材料或光磁性材料等。 光透過層5 ,其保護反射層3及記錄層4，於記錄、播放 時，來自記錄播放裝置的光束從此光透過層5侧照射，透 過此光透過層5，對記錄層4對焦。光透過層5，係層積第 一材料層6與第二材料層7之兩層構造。亦即，光透過層 5，係由不同折射率的第一材料層6與第二材料層7之材料 所形成，藉由兩種材料層的折射率組合，設定光透過層$ 整體的折射率。此時，光透過層5整體的折射率，如以下 所述，係設定於球面像差為最小之折射率附近。 例如，適用記錄播放裝置所具備的接物透鏡之設計，球 面像差為最小之最佳化的光透過層折射率作為設計折射 率。 於此，有關本發明之光碟，因光透過層5為兩層構造， 所以構成光透過層5的材料層之中，例如第一材料層6或 第二材料層7的任一方，利用具有比設計折射率高折射率 的材料（高折射率材料）形成，另一方由比設計折射率低折 射率的材料（低折射率材料）形成。如此，光透過層5整體 的折射率，其為上述第一材料層6的折射率與第二材料層 7的折射率之中間值，再者因最佳化各材料層的折射率或 膜厚’將可設定於設計折射率附近。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 569210 A7 B7 五、發明説明（6 ) ' ---- 於此’說明有關設計折射率、高折射材料、及低折射材 料’如圖2所示變光透過層5的折射率並測量此時 的球面像差，其存在球面像差為最小之折射率（於此為 1.6)，此稱之為設計折射率。 此時，如圖2A的區域所示，折射率比設計折射率高的 材料稱為高折射材料，如圖2B的區域所示，折射率比設 計折射率低的材料稱為低折射材料。 如上所述，光透過層5，係不同折射率材料所形成的第 一材料層6與第二材料層7之兩層構造，藉由組合各材料 層的折射率，設定整體的折射率。此外’光透過層5整體 的折射率，係設定於球面像差為最小之折射率附近。如上 所述，光碟1，可設定光透過層5的折射率於球面像差為 最小之折射率附近，光透過層5的折射率因可調整為記錄 播放裝置所具備的透鏡設計值，所以介以光透過層5所照 射光的球面像差為較小值。 有關本發明之光碟1，第一材料層6由低折射材料形 成，第二材料層7由高折射材料形成。此低折射材料的實 施例，可列舉出UV樹脂及感壓性黏接劑等，高低折射材 料的實施例，可列舉出聚碳酸酯膜等。 另外，有關本發明之光碟1，分別調整第一材料層6的 厚度與第二材料層7的厚度，使此些材料層的膜厚比例最 佳化，將可更進一步地降低球面像差。亦即，於有關本發 明之光碟1 ’為使光透過層5的球面像差為最小，分別調 整第一材料層6的厚度與第二材料層7的厚度，期望為最 569210 A7 一 —______B7 五、發明説明（7 ) 佳厚度。 以下，有關第一材料層6的厚度與第二材料層7的最佳 厚度，以具體實施例為基本做說明。 於此，光透過層5的厚度設為1〇〇 μχη，整體的折射率使 其為1.60 ’且第一材料層6由感壓性黏接劑（商品名DVD-8310 ;曰東電工社製，折射率1482)形成、第二材料層7 由聚碳酸酯膜（商品名C-1400 ;帝人社製，折射率ι·615 )形 成之光碟1，探討有關第一材料層6與第二材料層7之最佳 厚度。此外’記錄播放裝置所具備的透鏡之NA設為0.85。 首先，光透過層為一層的光碟，關於光透過層折射率與 光透過層厚度的關係，利用光學設計評價程式（c〇de V，美國光學研究協會（Qpticai Research Ass〇ciate))進行計 算。 標準折射率為1·6，且光透過層5的厚度為1〇〇 ，球面 像差為零的情形，如圖3所示，光透過層5的折射率變化 時，球面像差為最小之光透過層5厚度將不為100 μπι。其 球面像差的最小值如圖2所示亦不為零，與設計折射率的 差越大，則所產生的球面像差將越大。另外，於圖3，橫 座標為折射率，縱座標為球面像差最小之光透過層厚度， 於圖2，橫座標為折射率，縱座標為球面像差的最小值。 其次，於第一材料層6與第二材料層7的兩層構造之光 透過層5，改變第二材料層7厚度的情形，球面像差為最 小之第一材料層6厚度變為如何，同樣使用光學設計程式 做计算。標準折射率（設計折射率）為1 ·6，此時光透過層5 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 569210 A7 ______B7 五、發明説明（8 ) 的最佳厚度設為100 μιη。 折射率1.615的聚碳酸酯膜所形成的第二材料層7從 5〇 μιη至100 μπι變化時，為設計光透過層5整體膜厚為 100 μιη，以折射率1.482的感壓性黏接劑所形成的第一材料 層6之厚度，使其如圖4般變化即可。另外，於圖4，橫座 標表示聚碳酸酯膜（第二材料層7 )的厚度，縱座標表示感 壓性黏接劑（第一材料層6)的厚度。 此時的球面像差產生量顯示於圖5。 其結果，聚碳酸酯膜所形成的第二材料層7之厚度為 90 μιη，感壓性黏接劑所形成的第一材料層6之厚度為1〇 μιη時，得知光透過層5的球面像差為零。此外，於圖5， 橫座標表示聚碳酸酯膜（第二材料層7)的厚度，縱座標表 示球面像差。 亦即’改變折射率大於1.6的高折射率材料所形成之第 二材料層7之厚度時，搭配折射率未滿丨6的低折射率材料 所形成之第一材料層6，可顯著地減少球面像差的產生。 此外，藉由分別調整第一材料層6與第二材料層7的厚 度’可使球面像差的產生為零。 如上說明，有關本發明之光碟丨，光透過層為不同折射 率的材料所形成的第一材料層6與第二材料層7之兩層構 造，利用組合各材料層的折射率，設定整體的折射率。光 透過層5整體的折射率，設定於球面像差為最小之折射率 附近。藉此，光碟1，光透過層5的折射率可設定於球面 像差為最小之折射率附近，因光透過層5的折射率可調整 -11- 569210 A7 B7 五、發明説明（9 ) 為記錄播放裝置所具備的透鏡設計值，所以介以光透過層 5所照射光的球面像差將較小。 另外’有關本發明之光碟1，光透過層5藉由低折射材 料與高折射材料的組合，設定整體的折射率。亦即，光透 過層5 ’因組合具不同折射率的兩種材料，設定整體的折 射率，所以材料的限制變少，材料的選擇將更容易。 再者，有關本發明之光碟1，藉由調整第一材料層6之 厚度與第二材料層7之厚度的比例作為最佳的厚度，介以 光透過層5所照射光的球面像差將更加低減。如上所述， 適用本發明的光碟1，即使於光透過層5的厚度偏差時， 亦可獲得充分的球面像差之低減效果。 於上述的本實施形態，光透過層的構成，其雖為利用層 積兩層折射率不同的材料層所形成的兩層構造，光透過 層’其亦可為層積三層以上折射率不同的材料層所形成的 多層構造。此時，組合低折射材料與高折射材料，形成各 材料層，亦可降低光透過層的球面像差。即使光透過層為 層積三層以上的構造，藉由調整各層的膜厚，可使光透過 層整體的球面像差為最小。 另外’於本實施形態’雖針對形成相變化材料之記錄層 4的光碟1做說明，亦適用於不形成本發明的相變化材料 之A錄層4的光碟，亦即，於基板上直接形成反射層之光 碟。 產業上之利用可能性 如上所述，有關本發明之光碟，光透過層為層積兩層以 •12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公爱) 569210 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 上折射率相互不同的材料層之多層構造，藉由組合各材料 層的折射率，設定光透過層整體的折射率。光透過層整體 的折射率，係設定於球面像差為最小之折射率附近。因 此，有關本發明之光碟，光透過層的折射率可設定於球面 像差為最小之折射率附近。亦即，有關本發明之光碟，光 透過層的折射率因可調整為記錄播放裝置所具備的透鏡設 計值，所以介以光透過層所照射光的球面像差將較小。 此外，有關本發明之光碟，光透過層，藉由低折射材料 與高折射材料的組合，設定整體的折射率。亦即，因藉由 組合不同折射率的兩種材料，設定光透過層整體的折射 率所以有關本發明之光碟的光透過層，材料的限制變 少，材料的選擇將變容易。 -13- 本g尺度g中8國家標X 297公釐）

Claims (1)

1. 569210 A8 B8 C8 ______D8 六、申請專利範圍 1. 一種光碟，於基板上至少依序層積記錄層與光透過 層，藉由介以光透過層，對上述記錄層照射光束，進 行資訊的記錄及/或播放，其特徵在於·· 上述光透過層係由層積兩層以上折射率相互不同的 材料層所成之層積體所構成，並設定聚集上述記錄及/ 或播放所使用光束之接物透鏡的球面像差於最小值附 近0 2·如申請專利範圍第i項之光碟，其中構成上述光透過 層之材料層之中，至少一層具有比對應上述接物透鏡 的設計折射率高之折射率，且至少一層具有比該設計 折射率低之折射率， 藉由此些組合，設定接物透鏡之球面像差為最小值 附近。 3·如申請專利範圍第2項之光碟，其中構成上述光透過 層的材料層之中，比對應上述接物透鏡的設計折射率 南之折射率的一層，係設置於光的照射侧。 4·如申請專利範圍第2項之光碟，其中藉由調整上述各 材料層的膜厚，設定光透過層整體的球面像差為最小 值附近。 -14- 本紙張尺度適用中® a家標準(CNS) μ規格(2剔297公董)

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