TWI459384B - 記錄媒體及其製造方法 - Google Patents

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TWI459384B TW100145120A TW100145120A TWI459384B TW I459384 B TWI459384 B TW I459384B TW 100145120 A TW100145120 A TW 100145120A TW 100145120 A TW100145120 A TW 100145120A TW I459384 B TWI459384 B TW I459384B
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Description

記錄媒體及其製造方法
本發明係關於一種記錄媒體(諸如一光學碟片)及製造該記錄媒體之方法。
諸如一光碟(CD)、一數位多功能光碟(DVD)及一Blu-ray光碟(藍光光碟(BD))之光學碟片廣泛用於記錄及重製音樂、影像及資料。
為將該等碟片推向市場，此等光學碟片具有各種資訊，諸如記錄內容之標題、碟片類型、一製造商之名字或印刷在與上面發射一雷射光之記錄表面相對之標籤側表面上之一設計圖案。
日本未審視之專利申請公開案第2001-14741號描述一種用於在一透明樹脂基板之標籤側表面上形成訊坑(一粗糙表面部分)以致顯示可視圖形或文字之方法。此外，日本未審視之專利申請公開案第2007-179718號及2007-226932號描述一種用於將一基板之標籤側表面處理為一緞紋表面之方法。
為在未將資訊印刷於該標籤側表面上之情況下顯示必要資訊，可使用一粗糙表面與一鏡面表面之間之一對比度，如日本未審視之專利申請公開案第2001-14741號中所描述。然而，若此技術應用於諸如一藍光光碟之一高密度碟片，則可使一記錄/重製操作劣化。例如，可降低一循軌誤差信號之品質。此外，因為使用一粗糙表面與一鏡面表面之間之一對比度執行顯示，所以必須保證一良好的可視度。
因此，本發明提供一種記錄媒體，該記錄媒體藉由使該粗糙表面部分形成為一適當形狀而非藉由僅形成該粗糙表面部分而提供良好的可視度及記錄/重製效能。
根據本發明之一實施例，一記錄媒體包含一基板，該基板在一側上具有一標籤側表面及另一側上用於記錄並重製資訊之一記錄層。該基板之該標籤側表面具有一鏡面表面部分及一粗糙表面部分，於該鏡面表面部分與該粗糙表面部分之間形成一步階高度為10微米或更小之一步階，且該粗糙表面部分之一平均粗糙度係介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間。藉由使用該鏡面表面部分及該粗糙表面部分在該標籤側表面上形成可視資訊。例如，設定該粗糙表面部分之該步階高度為介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間之一值，且設定該粗糙表面部分之該平均粗糙度為約5微米。
根據本發明之另一實施例，提供一種用於製造一記錄媒體之方法。該方法包含產生一基板，該基板具有用作一標籤側表面之一表面及具有用於形成一記錄層之一不規則圖案之另一表面，其中該標籤側表面包含一鏡面表面部分及一粗糙表面部分，具有形成於該鏡面表面部分及該粗糙表面部分之間之10微米或更小之一步階，該粗糙表面部分之該平均粗糙度係介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間，且藉由使用該鏡面表面部分及該粗糙表面部分在該標籤側表面上形成可視資訊；及在該基板之該不規則圖案上形成包含至少一記錄層及一覆蓋層之一層結構。例如，在產生一基板中，產生該上文描述之粗糙表面部分，使得該上文描述之粗糙表面部分之步階高度被設定為介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間之一值，且該上文描述之粗糙表面部分之平均粗糙度被設定為約5微米。
根據此技術，可藉由使用該粗糙表面部分與該鏡面表面部分之間之對比度在該記錄媒體之標籤側表面上顯示各種資訊。此外，甚至當形成該粗糙表面部分時，該粗糙表面部分並未對該記錄及重製效能產生一負面影響。
根據上文描述之技術，可藉由該粗糙表面部分及該鏡面表面部分在該標籤側表面上實現具有一良好的可視度之顯示。此外，在製造一記錄媒體中，可提供一種有效印刷製程及成本減小。而且，可提供一種並未對該記錄及重製效能(循軌效能)造成任何負面影響之記錄媒體。
在下文依以下順序描述本發明之實施例。
1.光學碟片
2.碟片製造製程流程
3.粗糙表面部分對循軌操作及可視度之影響。
1.　光學碟片
下文參考如用作一記錄媒體之一光學碟片之一藍光光碟(BD)描述本發明之實施例。接著簡要描述一BD。關於一碟片大小，一BD具有120毫米之一直徑及1.2毫米之一厚度。即，就外部大小而言，一BD具有與一CD碟片或一DVD碟片之大小相同之一大小。此外，為記錄並重製資料，使用一藍色雷射(例如，波長λ=405奈米)。而且，該光學系統具有一高數值孔徑(例如，NA=0.85)。而且，提供一狹窄軌節距(例如，軌節距=0.32微米)及高線密度(例如，記錄線密度=0.112微米/位元)。因此，具有12公分之一直徑及一單層結構之一碟片具有約25 GB之一使用者資料容量。若使用一進一步高密度記錄技術，則可實現約27 GB之一容量。此外，已開發具有複數個記錄層之一所謂的多層碟片。一多層碟片具有大致上等於層數目之按每層之容量倍之一使用者資料容量。
一BD光學碟片之實例包含一藍光唯讀記憶體(BD-ROM)、一可記錄藍光光碟(BD-R)及一可重寫藍光光碟(BD-RE)。一BD-ROM係一唯讀光學碟片。一BD-ROM依一浮雕訊坑串之形式儲存一記錄層中記錄之資訊。
一BD-R係符合藍光光碟標準之一單次可記錄碟片。一BD-RE係符合該藍光光碟標準之一可重寫碟片。一BD-R及一BD-RE之碟片基板具有大致上相同結構。該等碟片基板僅具有在其中預成型之一凹軌且不具有一訊坑串。惟最內部周邊永久資訊及控制資料(PIC)區域之區域外，在包含一資料記錄區域之幾乎全部區域中，該凹軌之軌節距係320奈米。該PIC區域中之凹軌之軌節距係350奈米。該等碟片基板具有一單一螺旋結構。此外，一般而言，該凹軌之深度係約25奈米。藉由擺動在該凹軌自身中記錄諸如位址資訊之獨特資訊。
根據本例示性實施例，一光學碟片係一BD-R、一BD-RE及一BD-ROM之一者。此外，根據本例示性實施例，該基板之表面之一者用作一標籤側表面。在該基板之另一表面上形成用於記錄並重製資訊之一記錄層。該標籤側表面包含一鏡面表面部分及一粗糙表面部分，該粗糙表面部分經形成以致自該鏡面表面部分向上步階5微米或更小。因此，藉由使用該鏡面表面部分及該粗糙表面部分在該標籤側表面上形成可視顯示。圖1A中圖解說明依此方式形成之可視顯示。圖1A係根據本例示性實施例之光學碟片之標籤側表面之一平面圖。該標籤側表面包含一粗糙表面部分6及一鏡面表面部分7。例如，提供該鏡面表面部分7以形成文字、圖形及一圖案。即，在圖1A中圖解說明之實例中，該鏡面表面部分7形成文字「ABC」及「DEF」。即，使用者可使用該鏡面表面部分7與該粗糙表面6之間之對比度辨識文字。注意到，相反地，文字部分可為該粗糙表面部分6，且另一部分可為該鏡面表面部分7。
圖1B係該粗糙表面部分6及該鏡面表面部分7之一示意截面圖。該鏡面表面部分7具有一平坦表面。相比而言，該粗糙表面部分6自該鏡面表面部分7向上步階一步階高度D，且具有一粗糙表面。例如，該步階高度D係約5微米，且該粗糙表面部分6之一平均粗糙度Ra係約5微米。注意到如圖1B中圖解說明，該步階高度D被定義為該粗糙表面部分6之最低點(在位準上最接近該鏡面表面部分7之點)與該鏡面表面部分7之間之距離。
2.碟片製造流程
下文參考圖2、圖3A至圖3D、圖4A及圖4B以及圖5A至圖5D描述用於製造根據本例示性實施例之一光學碟片之製造流程。圖2係圖解說明該光學碟片之製造流程之一流程圖。圖3A至圖3D、圖4A及圖4B以及圖5A至圖5D之各者圖解說明製造該光學碟片之一程序。在此實例中，製造一BD-R或一BD-RE。
如圖2中圖解說明，在步驟F101中，首先執行母版製作。即，使用一曝光裝置(一刻版機)對一母版執行一曝光操作。例如，如圖3A中圖解說明，自一曝光頭51發射一雷射束至上面塗佈有一光阻劑(例如，一無機光阻劑)之一碟片母版100上。依此方式，執行該曝光操作。藉由一主軸馬達52使放置在一轉盤50上之碟片母版100旋轉。此時，藉由一滑動機構(未展示)依一可滑動方式移動該轉盤50。依此方式，如圖3B中圖解說明，形成一曝光部分R。在此情況中，根據基於(例如)位址資訊之一調變信號使用(例如)-一聲光學偏轉器(AOD)使該雷射束偏轉，且藉由該轉盤50依一可滑動方式移動正在旋轉之碟片母版100。因此，該曝光部分R形成為具有一螺旋圖案之一擺動凹軌。注意到，在一ROM碟片之情況中，該曝光部分R經形成以致具有一訊坑串圖案。此後，對圖3B中圖解說明經歷該曝光操作之碟片母版100執行一顯影操作。因此，如圖3C中圖解說明，產生具有其中曝光部分形成為一凹面部分之一不規則圖案之碟片母版100。該凹面部分用作該光學碟片之一最終產品之一凹軌。
隨後在步驟F102中產生一模版。例如，透過一鎳電鑄製程使用該碟片母版100轉印該碟片母版100之不規則以產生一模版101(參考圖3D)。在該模版101之不規則圖案中，一凸表面部分對應於該凹軌。
隨後在步驟F103中執行基板形成。在該基板形成中，亦在該標籤側表面形成顯示。圖4A係用於藉由射出模製形成該基板之一模製工具之一示意圖解。該模製工具具有一下部腔120及一上部腔121。該下部腔120包含一信號側表面鏡123。此外，在該信號側表面鏡123上安置用於轉印凹軌之模版101。該模版101藉由一模版固持器122固定。而且，該上部腔121包含一標籤側表面鏡124。
在圖4B中，放大並圖解說明該標籤側表面鏡124之一預定區域(例如，藉由一虛線圍繞之一區域)。如圖4B中圖解說明，在此區域中形成一粗糙表面部分124a，且形成另一部分作為一鏡面表面部分124b。例如，由使用一基於SUS之材料之一鏡母版形成該標籤側表面鏡124。雖然產生該標籤側表面鏡124，但是使用具有(例如)顯示於該標籤側表面上之文字及圖形圖案之一遮罩片使該鏡母版之表面之一者經歷遮罩。即，遮罩對應於該鏡面表面部分124b之區域，且曝光對應於該粗糙表面部分124a之區域。此後，依此方式對經歷遮罩之母版執行一化學蝕刻製程。因此，粗糙化曝光部分。依此方式，產生具有用作該粗糙表面部分124a之曝光部分及用作該鏡面表面部分124b之遮罩部分之標籤側表面鏡124。
注意到，如圖4B中圖解說明，該粗糙表面部分124a經形成以致具有自該鏡面表面部分124b之平面向上步階有步階高度D之一粗糙表面。該步階高度D可受控於蝕刻時間。此外，該粗糙表面部分124a之粗糙度可受控於正在使用之溶劑類型或添加劑類型。因為該粗糙表面部分124a藉由蝕刻形成，所以該粗糙表面部分124a形成為該標籤側表面鏡124之一凹面部分。
圖5A係圖4A及圖4B中圖解說明之模製工具之一更示意圖解。如圖5A中圖解說明，透過一射出模製製程，使用一模製工具(於該模製工具中依此方式安置用於轉印一凹軌之模版101及於其上形成有該粗糙表面部分124a之標籤側表面鏡124)，由(例如)聚碳酸酯樹脂形成一碟片之一基板1。
圖5B中圖解說明模製基板1。即，由聚碳酸酯樹脂形成之基板1在其中心處具有一中心孔2。此外，上面發射一記錄及重製雷射束之基板1之一表面具有藉由轉印形成於該模製工具之模版101上之一不規則圖案(一凹軌圖案)101a形成之一凹軌圖案3。而且該基板1之標籤側表面具有轉印於其上之標籤側表面鏡124之不規則圖案(該粗糙表面部分124a/該鏡面表面部分124b)。即，該基板1之標籤側表面具有形成於上之該粗糙表面部分6及該鏡面表面部分7。
在步驟F104中，對該碟片基板1執行包含一記錄層之一層結構之形成。如圖5C中圖解說明，在具有其上形成一凹軌/軌面形狀之基板1之表面上形成包含由一相變材料或一光致變色材料製造之一記錄材料層及一介電質層之一記錄層4。此外，如圖5D中圖解說明，在該記錄層4上形成一透光層(一覆蓋層5)。例如，使用一紫外線可固化樹脂之旋轉塗佈及紫外線光之發射形成該透光層5以固化該紫外線可固化樹脂。依此方式，可產生具有一單層(該記錄層4)之一可記錄光學碟片(一BD-R或一BD-RE)。該光學碟片具有在該透光層5側上發射一記錄及重製雷射至其之一表面，且該光學碟片之標籤側表面具有使用該粗糙表面部分6及該鏡面表面部分7形成之一顯示圖案，諸如預定文字、圖形及一預定設計圖案。
雖然圖5A至圖5D示意地圖解說明該碟片基板1，但是實際上該碟片基板1之厚度係約1.1毫米，且該透光層5之厚度係約100微米。在一些情況中，進一步在該透光層5上形成一硬塗層。若產生包含複數個記錄層之一碟片(例如，雙層碟片或四層碟片)，則在形成步驟F105中執行之一層結構後形成複數個記錄層。例如，如圖5C中圖解說明，在產生一雙層碟片之情況中，形成該記錄層4(一第一記錄層)。此後，藉由一旋轉塗佈製程在該記錄層4上塗佈用於形成一間隔層之一材料(一紫外線可固化樹脂)。隨後透過圖3A至圖3D中圖解說明之步驟使用形成用於一第二記錄層之一模版將一凹軌圖案轉印至該間隔層上。在此一情況中，將該模版壓至未固化之紫外線可固化樹脂(該間隔層)上，且將紫外線發射至該紫外線可固化樹脂。此後，移除該模版。依此方式，轉印用於該第二記錄層之一凹軌形狀。隨後在具有形成其上之一凹軌/軌面之表面上形成包含由一相變材料或一光致變色材料製造之一記錄材料層及一介電質層之該第二記錄層。此後，在該第二記錄層上形成一透光層21。依此方式，可產生包含該第一記錄層及該第二記錄層之一雙層碟片。為產生包含更多層之一碟片(諸如一個三層碟片或一個四層碟片)，重複該等上文描述之步驟。
3.粗糙表面部分對循軌操作及可視度之影響
根據本例示性實施例，如圖1B中圖解說明，該經產生之光學碟片具有包含該粗糙表面部分6之標籤側表面，且使用該粗糙表面部分6及該鏡面表面部分7在該標籤側表面上顯示資訊。特定言之，根據本例示性實施例，該粗糙表面部分6相對於該鏡面表面部分7之步階高度D小於或等於10微米，且較佳地介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間。此外，該粗糙表面部分6之平均粗糙度Ra係介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間。期望設定該平均粗糙度Ra為約5微米。
提供該粗糙表面部分6以在該標籤側表面上顯示資訊。因此，必須判定該粗糙表面部分6之步階之步階高度D及該粗糙表面部分6之粗糙度，使得獲得良好的可視度，即該粗糙表面部分6與該鏡面表面部分7之間之一定對比度。此外，若該粗糙表面部分6之結構不合適，則可在發射用於記錄及重製之一雷射束至該記錄層4時干擾一循軌誤差信號。
圖6A圖解說明該粗糙表面6經組態之一光學碟片，使得該步階高度D=15微米且該平均粗糙度Ra=15微米。圖6B圖解說明自藉由此一光學碟片之記錄層4反射之一雷射束獲得之一循軌誤差信號TE。在藉由圖6B中之「X」指示之一區域中，觀察到該循軌誤差信號TE之一干擾。該區域X對應於其中在該標籤側表面上形成該粗糙表面部分6之一區域。因為具有一高粗糙度之粗糙表面部分6導致該基板大幅收縮而發生該循軌誤差信號TE之一干擾，且若形成具有該步階高度D之一步階，該收縮對形成於與該粗糙表面部分6相對之基板之表面上形成之凹軌之形狀造成一不利影響。
相比而言，圖6C圖解說明該粗糙表面6經組態使得該步階高度D=5微米且該平均粗糙度Ra=5微米之一光學碟片。圖6D圖解說明自藉由此一光學碟片之記錄層4反射之一雷射束獲得之一循軌誤差信號TE。在此情況中，未觀察到該循軌誤差信號TE之任何干擾。因此，可知在該標籤側表面上形成該粗糙表面部分6時，可藉由適當地設定該粗糙表面部分6之一步階之步階高度D防止記錄及重製期間發生之循軌誤差信號TE之一干擾(或可縮減至一容許範圍)。
因此，本發明之發明人曾進行一試驗以檢查該粗糙表面部分6之各種結構。圖7圖解說明在改變該粗糙表面部分6之步階高度D及平均粗糙度Ra時獲得之循軌誤差信號TE中之殘留誤差。應注意到，在一BD-R及6倍線性速度之情況中，在半徑為40毫米之一位置處該殘留誤差必須小於或等於20奈米。即，因為一BD具有320奈米之一軌節距，所以20奈米或更大之一循軌偏移係不可接受的。因為該6倍線性速度係當前一BD之最大線性速度，所以選取該6倍線性速度。此時，僅藉由圖7中之虛線圍繞之一區域中之值滿足上文描述之條件。即，該步階高度D小於或等於10微米，且該平均粗糙度Ra小於或等於10微米。因此，考慮到對該循軌誤差信號TE之影響中可接受之粗糙表面部分6具有10微米或更小之一步階高度及10微米或更小之一平均粗糙度Ra。
接著論述可視度。若該粗糙表面部分6之平均粗糙度Ra係2微米或更小，則降低可視度。原因在於，隨著該平均粗糙度Ra愈來愈接近0微米，該粗糙表面部分6變得愈來愈類似於一鏡面。因此，降低該粗糙表面部分6與該鏡面表面部分7之間之對比度差異。相比而言，若該粗糙表面部分6具有一定位準之精細度(例如，約5微米)，則該粗糙表面部分6相對變白。因此，該粗糙表面部分6與該鏡面表面部分7之間發生對比度差異，且可視度增加。此外，透過一蝕刻製程判定該步階高度D。如上所述，期望該步階高度D小於或等於10微米。就可視度而言，若該步階高度D大於一定值，則易於辨識該粗糙表面部分6與該鏡面表面部分7。
出於上述原因，設定該粗糙表面部分6之步階之步階高度D為小於或等於10微米之一值，且較佳地設定為介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間之一值。此外，設定該粗糙表面部分6之平均粗糙度Ra為介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間之一值，且較佳地設定為約5微米。如上所述在圖2中圖解說明步驟F103中產生基板時，藉由將該標籤側表面鏡124之粗糙表面部分124a轉印至該標籤側表面上，在該標籤側表面上形成該粗糙表面部分6(指圖5A及圖5B)。因此，若該標籤側表面鏡124之表面之粗糙表面部分124a之凹面部分具有一高度為10微米或更小之一凹面步階且該平均粗糙度Ra介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間，則可產生根據本例示性實施例之光學碟片。為形成此一粗糙表面部分124a，可控制用於該標籤側表面鏡124之蝕刻時間及溶劑類型。此後，藉由使用該標籤側表面鏡124形成該碟片基板1之粗糙表面部分6，可提供具有顯示於該標籤側表面上之資訊及一良好的記錄及重製效能(一循軌效能)之一光學碟片。
此外，對於根據本例示性實施例之一光學碟片，無需標籤印刷。因此，可有利地減小製造成本，且無需一印刷製程。
雖然已參考一BD-R描述上述例示性實施例，但是本發明可應用於一藍光光碟(諸如一BD-RE及一BD-ROM)，且除一藍光光碟外，亦可應用於一光學碟片。即，本發明可應用於由一側上具有一標籤側表面及另一側上具有用於記錄並重製資訊之一記錄層之一基板形成之一光學碟片。特定言之，本發明適合用於具有高於或等於具有0.32微米或更小之一軌節距之一藍光光碟之一密度之一密度之一高密度光學碟片。而且，除一碟狀記錄媒體外，本發明亦可應用於另一種類型的記錄媒體，諸如一卡記錄媒體。
本發明含有關於2011年1月20日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案第JP 2011-009383號中揭示之標的之標的，該案之全部內容以引用方式併入本文。
熟習此項技術者應瞭解，取決於落入隨附申請專利範圍或其等之等效物之範疇內之設計需求或其他因數可發生各種修改、組合、子組合及變更。
1．．．碟片基板/模製基板
2．．．中心孔
3．．．凹軌圖案
4．．．記錄層
5．．．覆蓋層
6．．．粗糙表面部分
7．．．鏡面表面部分
50．．．轉盤
51．．．曝光頭
52．．．主軸馬達
100．．．碟片母版
101．．．模版
101a．．．不規則圖案
120．．．下部腔
121．．．上部腔
122．．．模版固持器
123．．．信號側表面鏡
124．．．標籤側表面鏡
124a．．．粗糙表面部分
124b．．．鏡面表面部分
D．．．步階高度
R．．．曝光部分
Ra．．．粗糙表面之粗糙度
TE．．．循軌誤差信號
圖1A及圖1B圖解說明根據本發明之一實施例之一光學碟片之一鏡面表面部分及一粗糙表面部分；
圖2係圖解說明用於製造根據該實施例之光學碟片之一製程流程之一流程圖；
圖3A至圖3D圖解說明該製程流程直到根據該實施例之模版產生；
圖4A及圖4B圖解說明根據該實施例之一基板之射出模製；
圖5A至圖5D圖解說明用於製造根據該實施例之光學碟片之一製程流程；
圖6A至圖6D圖解說明一粗糙表面部分及一循軌誤差信號；及
圖7圖解說明該粗糙表面部分與該循軌誤差信號之間之一關係。
6．．．粗糙表面部分
7．．．鏡面表面部分
D．．．步階高度
Ra．．．粗糙表面之粗糙度

Claims (6)

  1. 一種記錄媒體，其包括：一基板，其在一側上具有一標籤側表面且在另一側上具有用於記錄並重製資訊之一記錄層；其中該基板之該標籤側表面具有一鏡面表面部分及一粗糙表面部分，於該鏡面表面部分與該粗糙表面部分之間形成一步階高度為10微米或更小之一步階，且該粗糙表面部分之一平均粗糙度係介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間，其中藉由使用該鏡面表面部分及該粗糙表面部分在該標籤側表面上形成可視資訊，及其中該步階高度係在該粗糙表面部分之一最低點與該鏡面表面部分之間之一距離。
  2. 如請求項1之記錄媒體，其中該步階高度係介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間，且該粗糙表面部分之該平均粗糙度係約5微米。
  3. 如請求項2之記錄媒體，其中該記錄層具有用於記錄資訊之一凹軌圖案。
  4. 如請求項1之記錄媒體，其中該粗糙表面部分係自該鏡面表面部分之一平面而步階向上。
  5. 一種用於製造一記錄媒體之方法，其包括：產生一基板，該基板具有作為一標籤側表面之一表面及具有用於形成一記錄層之一不規則圖案之另一表面，該標籤側表面包含一鏡面表面部分、一粗糙表面部分、 及一步階，該步階具有形成於該鏡面表面部分及該粗糙表面部分之間之10微米或更小之一步階高度，藉由使用該鏡面表面部分及該粗糙表面部分在該標籤側表面上形成可視資訊；及在該基板之該不規則圖案上形成包含至少一記錄層及一覆蓋層之一層結構，其中該粗糙表面部分之一平均粗糙度係介於10微米與2微米(包含10微米與2微米)之間，及其中該步階高度係在該粗糙表面部分之一最低點與該鏡面表面部分之間之一距離。
  6. 如請求項5之方法，其中形成該粗糙表面部分，使得該步階高度係介於10微米與1微米(包含10微米與1微米)之間，且該粗糙表面部分之一平均粗糙度係約5微米。
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