TWI260626B - Optical disc and scratch-proof protective layer thereof - Google Patents

Description

1260626 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於—種光碟片，且㈣是有關於—種且有保 碟片，其保護層係形錢光碟片之讀取面 碟片避免刮傷。 & 【先前技術】 傳統光碟片係以聚礙酸脂（Polycarbonate, pc)材料作為基

板並於基板表面上依序鑛上記錄層、反射層以及保護層。一 心來況，傳統光碟片具有兩個表面，具有保護層之表面為里印 刷面’也就是-般印有唱片封面、或品牌字樣的—面，·翻轉過 來之後’具有基板的表面為讀取面。 然而’在傳統光碟片使用一段時間後，基板（也就是讀取面） 才^被到知不僅衫響光碟片外觀，更會對讀取與刻錄品質造 成嚴重的影響。若情況嚴重，甚至可能造成資料無法被讀取， 影響使用者甚鉅。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種光碟片，其具有 一高硬度且透明，並覆蓋於光碟片之讀取面的第二保護層可 在不影響光碟片讀寫品質的情況下，用以保護光碟片免於到傷。 根據本發明的目的，提出一種光碟片包括基板、記錄層、 反射層、第一保護層以及第二保護層。記錄層係形成於基板之 第一表面，反射層係形成於記錄層上，第一保護層係形成於反 射層上。另一方面，第二保護層係形成於基板之第二表面，第 二保護層係包含一透明材料，且第二保護層之硬度係高於基板。

TW2085PA 1260626 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下 文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本發明之主要概念在於，將一種高硬度且透明的物質覆蓋 於光碟片之讀取面，在不影響光碟片讀寫品質的情況下，用以 保護光碟片免於刮傷。以下係舉幾組實施例做詳細說明，然而 此些貫施例僅為本發明之發明精神下的幾種實施方式，並不會 • 對本發明之欲保護範圍進行限縮。 曰 實施例一 本實施例之光碟片係以一 CD-R(C〇mpact DiSC Recordable)為例做詳細說明。請參照第’圖，其繪示依照本發 明之實施例一之光碟片的結構示意圖。本實施例之光碟片1〇〇 包括·基板（substrate)11〇、記錄層（recorcjjng layer^o、反射 層（reflective layer) 130、第一保護層（|aCqUar㈣㊀巾4〇以及第 _ 保漢層150基板11Q係包含聚碳酸酉旨（p〇|ycarb〇nate，ρ〇)， 基板例如是一聚碳酸脂基板（pC substrate)。記錄層12〇係形 成於基板110之一第一表面，反射層13〇係形成於記錄層12〇 上，第一保護層140係形成於反射層彳3〇上。另一方面，第二 保護層150係形成於基板彳1 〇之第二表面。 基板110之第一表面具有螺旋形溝槽（g「〇〇ve)，可以在燒 錄時，引導雷射光順著這個轨道前進。 記錄層120例如是包含有機染劑。CD-R燒錄機利用 775nm〜795nm的雷射光照射在記錄層12〇，有機染劑吸收雷 射光之後轉換成熱能，並利用局部高溫使得有機染劑軟化，或

TW2085PA 1260626 是使有機染劑發生化學性退化，而在基板1彳〇之螺旋形溝槽中 形成一連串的訊洞（pit)。 在訊洞與訊洞之間平坦的部分稱為平台（丨and)。當以較低功 率的雷射光照射記錄層120時，被燒出坑洞（pit)的地方雷射 光會因散射造成反射率低於平台（丨and)的地方。反射層13〇例 如疋鋁、鈦、頁金、銀或銅合金，用以反射雷射光。因此，當 以車乂低功率的雷射光照射光碟片）〇〇之讀取面時，雷射光係穿 透第二保護層150以及基板110，並藉由照射到記錄層12〇之 φ 平口（Lands)或吼洞（Pits)反射回來的雷射光強度變化來辨別〇 與1。 第一保護層150係包含一透明材料，且第二保護層i 5〇之 硬度係高於基板11〇。第二保護層150例如係包含氮化硼（BN)， 或是二氧化矽（si〇2)。在製作方法上，第二保護層15〇係以濺 鍍的方式形成於基板110上，例如是利用物理氣相沈積法 (Physical Vapor Deposited，pvD)或是化學氣相沈積法 (Chemical Vapor Deposited, CVD)。 需注意的是，本實施例之光碟片之第二保護層的厚度較佳 的是小於或等於80nm。更佳的是，本實施例之光碟片之第二 保濩層之厚度更佳的是小於或等於2〇nm。關於第二保護層之 厚度的界定方式，請參照實施例二的相關說明。 實施例二 本實施例之光碟片係以一 CD-RW(Compact Disc

Rewriteable)為例做詳細說明。本實施例係與上述實施例之不 同之處僅在於改變記錄層的材質，以及增加第一緩衝層與第二 緩衝層。其餘元件皆相同，標號亦繼續沿用，於此不再贅述。

TW2085PA 1260626 请參照第2圖’其繪示依照本發明實施例二之光碟片之剖 面示意圖。本實施例之光碟片2〇〇包括：基板11()、第一緩衝 層215、圮錄層220、第二緩衝層225、反射層13〇、第一保護 層140以及第二保護層15〇。第一緩衝層215係位於第一基板 110以及記錄層220之間，用以保護基板11〇，避免融化變形。 第-緩衝層225係位於記錄層22Q以及反射層13Q之間，用以 调即熱ϊ與反射程度。在材質方面，第一緩衝層215與第二緩 衝層225例如是包含硫化鋅（ZnS)。較佳的是，第一緩衝層215 與第二緩衝層225包含硫化鋅與二氧化矽（Sj〇2)。 在光碟# 200中，記錄層22〇係一金屬材料。記錄層22〇 係包含銀、銻、碲、銦等多種金屬組成的金屬薄膜。就特性上 來說，記錄層220是一種相變化合金金屬層（卟郎卜北抓诉 metal alloy layer) ’具備馬度反射性的晶體結構。在燒錄資料 時CD RW燒錄機使用高功率的雷射於寫入資料的位置加 ，，將小區域的合金融化，然後產生非結晶（Am〇rph〇us)的狀 悲，使它無:¾:像原先那樣擁有良好的反射十生。偶若用中等功率 的田射，就可以產生足夠溫度，將非結晶的組織還原成晶體結 #(Crystalline)〇^J^b#,^ 22〇 ^ 生結晶或非結晶的狀態，此時“結晶(。「购"㈣”及“非結晶 (Amorphous)，，就能表現出“平台（丨and)”與“訊洞（pit)”的效 果，用以記錄0與1的資料。 第二保護層㈣係包含一透明材料，且第二保護層15〇之 硬度係高於基板no。第二保護層15〇例如係包含氣化棚剛， 或是二氧切（Si〇2)。在製作方法上，第二保護層15〇係㈣ 鍍的方式形成於絲m上，例如是利用物理氣相沈積法 (phy_i Vap〇「Dep_ed，PVD)或是化學氣相沈積法

TW2085PA 1260626 (Chemical Vapor Deposited, CVD)。 =係針對本實施例之㈣片進行品質測試，根據實驗數 料ΐΓΓ轉層較佳的厚度範圍，並舉出幾組實驗數據做 CD RW/ 實射，係减化卵Ν)料第二保護層的 RW光碟片為實驗對象進行測試。 貫驗一塊誤碼率（block error rate, BLER)測試 到的imblrkerr^：ate’BLER)為每秒C1解石馬器檢測 、/、 個或夕個錯玦符號的訊框（frame)數目，藉以作 碟片品質的指標之-。光碟機係藉由分析光碟片之記鮮乍為， 的平台（und)與訊洞（Pit)反射狀態來讀取資料，並且在讀曰取次 料時同¥進订糾錯。光碟機的糾錯分兩個階段，第—階 :碼器檢查是否有初級的錯誤’然後進行糾正，稱為。广出鈣， 土本上的出錯都在此時被糾正。C1階段糾正不了的部份曰 解碼器檢查錯誤’並進行糾正’稱為c2出錯。在口曰、 也糾正不了的部份就成為CU(Unc嶋_|e &「〇「）白= 出錯並不代表最後光碟片會讀取錯誤的數目，但是_妒章、 以較為嚴苛的C1出錯（以C1平均值表示）為塊誤碼率^量/ 準一般來說，C1平均值越低代表塊 ^ 質就越好。 千職先碟片的品 本實驗係在CD-RW光碟片之基板上賤鑛上不 二保護層（以氮㈣為例），並分別量測其以平均值 照第3圖’其繪示本實施例二之光碟片之第二保護層厚产二 平均值之關係圖。橫軸標示氮化料度，縱軸標示… 由貫驗結果可知’當|L化料度越厚時，雖缺 。 然而其光碟片之C1平均值卻越高。 、”、J效果越佳，

TW2085PA © 9 1260626 根據規格書所制訂的隨機錯誤規範中， ^見〇1解碼的錯誤訊框⑽me)數不得超過3%。經過換= 後，塊錯誤率（BLER)每秒不得超過22〇個、， 的總合不能超過220個，也錯决 也就疋C1平均值（Clave.)應小於 220/s (error counts per second) 較佳的是，本實施例之光碟片之第二保護層 係小於或等於80奈米㈣。如第3圖所示，#氮化删之#的 係小於或等於80奈料，其以平均值係小於22q/s。也就又 說’厚度小於或等於80nm之第二保護層之光碟片係符合規柊 ^的標準’因此本實施例之第二保護層既可維持光碟片品質於 標準範圍内，又可保護光碟片的讀取面，而降低刮片的發生機 率〇 需注意的是，本實施例之光碟片之第二保護層之厚度更佳 的是小於或等於2G奈米（_。如第3圖所示，當氮化刪厚度 小於或等於2G奈米（_)時’其C1平均值係大致上與未鑛上又氮 化硼之光碟片的C1平均值相同。也就是說，當第二保護層之 厚度小於20nm時，第二保護層係可於完全不影響光碟片的刻 錄與讀寫品質的條件下，保護光碟片的讀取面，而降低刮片的 發生機率。 實驗二一Jitter測試

記錄層中用以記錄資料的訊洞依其孔徑長度又可分為3T 〜11Τ ’ Jitter是3Τ〜11Τ訊洞（Pits)和平台（land)訊號長度的時 間標準偏差。Jitter是播放光學碟片常見的問題，Jitter值高 的後果通常是高頻雜訊的增加以及身歷聲效果的不穩定和模 糊。因此，Jitter值越低，則解碼可以更容易和更精確。根據規

TW2085PA 1260626 格書對於CD-RW所制計λα扣 過35ns。 ° 、、乾中’其標準是值數不得超 本實驗係在CD-RW之基板上賤鑛上不同厚度的第二保嘆 曰(以：化糊)’並分別量測其訊洞(Ms。” 之她「值，其關崎示如下。請參照第4圖，J示ΙΓ 施例二之光碟片之筮-仅嗅Η 日丁不貫 弟一保4層厚度與jitter值之關係圖。 標示氮化蝴厚度’縱轴標示她「值。由實驗結果可知，當2 ㈣之厚度達8〇奈米（nm)時，光碟片之jitter值約只有27〜 28ns，完全符合規袼書所制訂的標準。 總合上述實驗結果，本實施例之光碟片之第二保護層的厚 度較佳的是小於或等於80nm。藉此，本實施例之光碟片之塊 錯誤率（BLER)以及jitter值皆位於規格書所制訂的範圍内，又 兼具保護碟片的效果。再者’本實施例之光碟片之第二保護層 之厚度更佳的是小於或等於2〇nm，則此光碟片不僅僅是符合 裇準’更可於完全不影響光碟片的刻錄與讀寫品質的條件下， 保護光碟片的讀取面，而降低刮片的發生機率。 進一步地說，本實驗結果不僅適用於CD_RW光碟片，亦 可應用於CD_R光碟片（實施例一之光碟片）。也就是說，實施 例一之光碟片之第二保護層的厚度較佳的是小於或等於 80nm’第二保護層之厚度更佳的是小於或等於2〇nm。 實施例三 以下係舉一 DVD_R(Digital Versatile Disc Recordable)為 例做詳細說明。請參照第5圖，其繪示依照本發明之實施例三 之光碟片之結構示意圖。本實施例之光碟片3〇〇包括基板 310、記錄層320、反射層330、第一保護層34〇、基板35〇以 TW2085PA 11 .3) 1260626 及第一保屢層360。基板310係包含聚碳酸酯（p0|yCar|3〇nate， pc)，基板例如是一聚碳酸脂基板（pc substrate^記錄層32〇 係形成於基板31 0之一第一表面，反射層33〇係形成於記錄層 320上’第一保護層340係形成於反射層330上，基板350係 形成於第一保護層上。另一方面，第二保護層36〇係形成於基 板310之一第二表面。 本貫軛例與上述實施例一之不同之處在於增加基板35〇，其 餘凡件皆相同。在結構上，本實施例之光碟片3〇〇為二片〇6ΓΤ|πη φ 基板310與35〇背對背貼合。 基板〇之第一表面具有螺旋形溝槽（groove)，可以在燒 錄時，引導雷射光順著這個執道前進。記錄層32〇例如是包含 有機染劑。當以較低功率的雷射光照射記錄層32〇時，被燒出 訊洞（Pit)的地方它會因散射掉部分的雷射光而降低反射率，而 平台（land)位置的雷射光反射率較高。反射層33〇例如是包含 鋁鈦汽金、銅、銀或上述金屬之合金，用以反射雷射光。 因此，當以低功率的雷射光照射光碟片300之讀取面時， 鲁雷射光係穿透第二保護層35〇以及基板31〇，而照射到記錄層 320之平台（Lands)的部分並藉由反射層33〇反射回來的雷射 光，其強度不會變弱；而照射到訊洞（pits)並藉由反射層33〇 反射回來的雷射光，其強度則會變弱，光碟機就是經由雷射光 強度的變化來辨別0與1。訊洞（Pits)跟平台（lands)的型態就 成了資料的一種編碼方式，用以記錄資料。 第一保屢層350係包含一透明材料，且第二保護層35〇之 硬度係间於基板310。第二保護層35〇例如係包含氣化石朋 或是二氧化石夕_2)。在製作方法上，第二保護層350 係以歲鑛的方式形成於基板31〇上，例如是利用物理氣相沈積

TW2085PA 12 1260626 法（Physica丨Vapor Deposited, PVD)或是化學氣相沈積法 (Chemical Vapor Deposited, CVD) 〇 需注意的是，本實施例之光碟片之第二保護層之厚度較佳 的是小於或等於70奈米（nm)。更佳的是，第二保護層之厚度係 小於或等於5奈米（nm)。關於第二保護層之厚度的界定方式， 請參照實施例四的相關說明。 實施例四 • 以下係舉一 DVD-RW(Digital Versatile Disc Rewritable) 為例做詳細說明。本實施例與上述實施例之不同之處僅在於記 錄層之材質、第一緩衝層與第二緩衝層。請參照第6圖，其繪 示依照本發明之實施例四之光碟片之結構示意圖。本實施例之 光碟片400包括基板310、第一緩衝層415、記錄層320、第 二緩衝層425、反射層330、第一保護層340、基板350以及 第二保護層360。第一緩衝層415係位於第一基板310以及記 錄層420之間，用以保護基板310，避免融化變形。第二緩衝 層425係位於記錄層420以及反射層330之間，用以調節熱量 ® 與反射程度。在材質方面，第一緩衝層415與第二缓衝層425 例如是包含硫化鋅（ZnS)。較佳的是，第一緩衝層415與第二緩 衝層425包含硫化鋅與二氧化矽（Si02)。 在光碟片400中，記錄層420係一金屬材料。記錄層420 係包含銀、銻、碲、銦等多種金屬組成的金屬薄膜。就特性上 來說，記錄層420是一種相變化合金金屬層（Phase-change metal alloy layer)，具備高度反射性的晶體結構。在燒錄資料 時，DVD-RW燒錄機使用高功率的雷射於寫入資料的位置加 熱，將小區域的合金融化，然後產生非結晶（Amorphous)的狀 TW2085PA 13 1260626 態，使它無法像原先那樣擁有良好的反射性。倘若用中等功率 的雷射，就可以產生足夠溫度，將非結晶的組織還原成晶體結 構（Crystalline)。利用此材料的特殊性，可以讓記錄層420產 生結晶或非結晶的狀態，此時“結晶（Crystalline)”及“非結晶 (Amorphous)’ ’就能表現出“平台（land)”與“訊洞（Pit)”的效 果，用以記錄0與1的資料。 第二保護層360係包含一透明材料，且第二保護層360之 硬度係高於基板310。第二保護層360例如係包含氮化侧 φ (BN)，或是二氧化矽（Si〇2)。在製作方法上，第二保護層360 係以錢鍛的方式形成於基板31 0上，例如是利用物理氣相沈積 法（Physical Vapor Deposited, PVD)或是化學氣相沈積法 (Chemical Vapor Deposited, CVD) 〇 以下係針對本實施例之光碟片進行品質測試，根據實驗數 據界定出第二保護層較佳的厚度範圍，並舉出幾組實驗數據做 詳細說明。在下列實驗中，係以氮化硼（BN)作為第二保護層的 DVD_RW光碟片為實驗對象進行測試。 _ 實驗三一PI 值（Parity of the Inner code, P|)測試 依據瑞士 ECMA組織所公佈的DVD光碟標準規格，DVD 光碟片上緊鄰的8個錯誤校正碼資料驗證區段（Error Correction Code Block, ECC B丨ock)中總共的pi值不得超過 280。每一個ECC Block是由208列（row)所組成，而一個列 (row)是182位元（bytes)，當一列中（row)有一個位元（byte)發 生錯誤，就會產生一個PI值，由此可知一個ECC block的PI 值共計有208分。依據測試標準建議，8個連續的ECC Blocks 的PI值的得分最好可以控制在280以下。 TW2085PA 14 1260626 本實驗係在DVD-RW光碟片之基板上濺鍍上不同厚度的 第二保護層（以氮化硼為例），並分別量測其P|值。請參照第7 圖，其繪示本實施例四之光碟片之第二保護層厚度與p|值之關 係圖。橫軸標示氮化硼厚度，縱軸標示p丨值。由實驗結果可知》 當氮化硼厚度越厚時，光碟片之p丨值就越高。當氮化硼之厚户 大致上小於或等於70奈米（nm)時，DVD_RW光碟片之p丨值: 小於280，完全符合規袼書所制訂的標準。 ,、 如第7圖所示 〜，· 予反w取寻於5奈米…⑺）時

其p丨值係大致上與未鍍上氮化硼（氮化硼厚度為〇nm)之光碟; 的PI值相同。也就是說，當第二保護層36〇之厚度小於一 時’第二保護層360係可於完全不影響光碟片的刻錄斑n 質的條件下’保護光碟片的讀取面，而降㈣片的發生機貝率: 總合上述實驗結果，本實施例之光碟片之第二保護 度較佳的是小於或等於7()，藉此，本實施例之光曰: 錯誤率PI值位於規格書所制訂的範_，又兼具保護碟: 果。再者，本實施例之光碟片之第二保護層之厚度、" 於或等於5nm ’則本實施例之光碟片不僅僅是符合標準、，= 於^不影響光碟片的刻錄與讀寫品f的條件下，保 ^ 的言買取面，而降低刮片的發生機率。 >、 進v地況，本貫驗結果不僅適用於0VD-RW光;^ y :應用於DVD-R光碟片（實施例三之光碟片)。也就是= 她例三之光碟片之第二保護層的厚度：

TW2085PA 7〇抓’第二保護層之厚度更佳的是小於或等於5nm或相 本發明上述實施例所揭露之光碟片，1第 高硬度且透明的物質’覆蓋於光碟片之讀取面，用-種 片免於刮傷。此外，本發明係舉出幾組實施例針對不同Ϊ = 15 1260626 光碟片設定第二保護層之厚度，讓光碟片在符合規袼書所示之 刻錄與讀寫品質襟準下，具有保護光碟片的功能。再者，本發 :又舉出幾組實施例針對不同類別的光碟片設定第二保護層: 厚度，讓光碟片在維持原有的刻錄與讀寫品質標準下，呈2 護光碟片的功能。 /、有& 、’T、上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 非^限&本發明’任何熟f此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可竹久

更動/、潤飾，因此本發明之保護範 圍田視後附之巾請相範圍所界定者為準。

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16 1260626 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明之實施例一之光碟片的結構示意 圖。 第2圖繪示依照本發明實施例二之光碟片之剖面示意圖。 第3圖緣示本實施例二之光碟片之第二保護層厚度與 平均值之關係圖。 第4圖緣示本實施例二之光碟片之第二保護層厚度與 Jitter值之關係圖。 第5圖繪示依照本發明之實施例三之光碟片之結構示意 圖0 圖 第6 圖繪示依照本發明之實施例 四之光碟片之結構示意 第7圖繪示本實施例四之光碟片 值之關係圖。 之第二保護層厚度與

PI 【主要元件符號說明】 100 ： 光碟片 110 ： 基板 120 ： 記錄層 130 ： 反射層 140 ： 第一保護層 150 ： 第二保護層 200 ： 光碟片 215 ： 第一緩衝層 220 ： 記錄層 225 ： 第二緩衝層

TW2085PA 17 ⑧ 1260626 :光碟片 :基板 :記錄層 :反射層 :第一保護層 :基板 :第二保護層 :光碟片 :第一緩衝層 :記錄層 :第二緩衝層

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Claims (1)

1260626 十、申請專利範圍： 1. 一種光碟片，包括： 一基板， 一記錄層，係形成於該基板之一第一表面； 一反射層’係形成於該記錄層上； 一第一保護層’係形成於該反射層上；以及 一第二保護層，係形成於該基板之一第二表面，該第二保 護層係包含一透明材料，且該第二保護層之硬度係高於該基板。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該第二保 護層係包含氮化硼（BN)。 3. 如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該第二保 護層係包含二氧化矽（Si〇2)。 4. 如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該第二保 護層係以錢鑛的方式形成於該基板上。 5. 如申請專利範圍第4項所述之光碟片，其中該第二保 護層係以物理氣相沈積（Physica丨Vapor Deposited, PVD)的方 式形成於該基板上。 6·如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該第二保 護層之厚度係小於或等於80奈米（nm)。 其中該第二保 其中該記錄層 7·如申請專利範圍第1項所述之光碟片 護層之厚度係小於或等於20奈米（nm)。 8·如申請專利範圍第1項所述之光碟片 係一有機染劑。 如申睛專利範圍弟1項所述之光碟片，其中該. 係一 CD-R。 朱片 10.如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該光碟片 TW2085PA

19 1260626 更包括另一基板，係覆蓋於該第一保護層上，該光碟片係一 DVD-R 〇 11.如申請專利範圍第1 〇項所述之光碟片，其中該第二 保護層之厚度係小於或等於70奈米（nm)。 12·如申請專利範圍第1〇項所述之光碟片，其中該第二 保護層之厚度係小於或等於5奈米（nm)。 13_如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該光碟片 更包括：

一第一緩衝層，係位於該第一基板以及該記錄層之間；以 及 一第二緩衝層，係位於該記錄層以及該反射層之間。 ^ 14·如申請專利範圍第13項所述之光碟片，其中該第一 緩衝層與該第二緩衝層係包含二氧化矽。 其中該第一 其中該記錄 其中該光碟 15·如申請專利範圍第14項所述之光碟片 緩衝層與該第二緩衝層係更包含硫化鋅。 16.如申請專利範圍第13項所述之光碟片 層係一金屬材料。 17·如申請專利範圍第13項所述之光碟片 片係一 CD-RW。 如甲請專利範圍第13項所述之光碟片，其中該夫 =二另一基板’係覆蓋於該保護層上，該光侧 ，其中該基板係 ，其中該反射層

19.如申請專利範圍第彳項所述之光碟 包含聚碳酸酿（polycarbonate, PC)。 ” 20.如申請專利範圍第 係包含銘。 1項所述之光碟片 TW2085PA 20 1260626 21·如申請專利範圍第1項所述之光碟片，其中該反射層 係包含鈦。

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