光学数据存储介质及其制作方法技术

本发明专利技术涉及制作具有高密度数据层的多层光学数据存储介质的方法以及由此类方法制作的多层光学数据存储介质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及。更具体地描述了具有包括高 密度数据层在内的多个数据层的。本专利技术减少了制造多层 高密度数据存储介质的时间和复杂性。
技术介绍
光学介质是主要的低成本高密度数据存储介质，因为这种介质提供高存储容量以 及单位字节的合理成本。人们熟知的光学数据介质的应用是诸如压缩盘(CD)、数字多用途 盘(DVD)等格式、诸如DVD-5和DVD-9等多层结构、诸如DVD-10和DVD-18等多面格式、诸 如 CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM 等一次写入及多次写入格式。近年 来，技术的进步推出了诸如HD-DVD和蓝光碟(Blu-raydisc )等甚至更高存储密度的介质。在预录制光学介质中，数据所采用的形式是在塑料工件表面上的凹洞和凹槽，用 注塑、压塑、压印等方法形成数据层。在数据层上涂覆反射层以使数据得以由光学系统读 取。对于CD技术而言，凹洞的最小长度通常是0.83微米(μ m)，用输出波长为约785纳米 (nm)的激光器读取，使用的透镜数值孔径是约0.45。大多数CD格式提供的数据密度是每 一层约0.74吉字节(GB)。用DVD技术实现了更高的密度。为了读取DVD层中通常其最小 凹洞长度为0. 40 μ m的较小凹洞，使用的是波长约为653nm的红色激光束，透镜的数值孔径 是约0.6。这比CD上可用的数据存储密度高得多。例如，在DVD-5格式中，所实现的数据存 储密度是每层4. 7GB。HD-DVD和蓝光存储介质的存储密度分别是约每层15GB和每层23至 27GB。实现这种高存储密度使用了波长输出约为405nm的GaN半导体激光器。对于HD-DVD 和蓝光技术，分别使用数值孔径0. 65和0. 85的透镜。HD-DVD和蓝光碟数据层的最小凹洞 长度通常分别是0. 2 μ m和0. 15 μ m。为了在一张碟片上存储更多的数据，使用多个数据层可能是有益的。可以使用各 种方法制造多层数据存储介质。例如，制作有两个信息层的DVD碟片的一种方法是将只有 单层DVD—半厚度的两个碟片粘合在一起。可以使一个数据层能够从正面读取，而另一个 数据层可以从背面读取，或者可以使两个数据层都从单侧读取。如果是后一种情况，针对比 较靠近激光源的数据层采用半反射层，而针对另一数据层采用全反射层。这样可以使一部 分的激光穿过半反射层和第一数据层到达下面的高反射层，以便读取第二数据层。制造多层碟片的方法是已知的。例如，史蒂文斯的美国专利US6177168揭示了使 用注塑成型技术制造多层DVD的方法。模制了三个工件，其中两个具有一个金属信息层而 另一面是平的，第三个具有在相反两侧的两个金属信息层。三个工件采用三明治构型粘合 在一起，将具有两个信息层的工件置于中间。所揭示的方法用在制备诸如HD-DVD或蓝光格 式的数据层等具有高密度数据层的多层碟片时产生各种问题。上述文献指出，外层工件的 厚度应当是约0. 550毫米(mm)，而中间工件的厚度由提供结构整体性的最小厚度确定，在 示例实施方式中是约0. 300mm。然而，用于HD-DVD的蓝光碟片的波长和数值孔径对光学路 径的长度提出了苛刻的误差要求。在此方面，针对这两种格式的焦距预算(focus budget)分别是HD-DVD1. 7 μ m、蓝光格式1 μ m。考虑到注塑成型工件通常最小厚度相对较大而高密度格式的误差要求又严格，注塑成型一般不适合制作从同一侧读取的多个高密度数据层。因此，仍然需要一种改进的制作包括诸如HD-DVD或蓝光格式数据层等高密度格 式数据层的多层光学数据存储介质的方法。还需要一种此类光学数据存储介质。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供制作光学数据存储介质的方法。该方法包括(a)提供第 一独立工件，该第一工件包括前表面和后表面，该第一工件前表面和后表面中的至少一个 具有包括多个数据凹洞的第一数据层；(b)在靠近该第一数据层处形成第一反射层；(C)提 供第二独立工件，该第二工件包括前表面和后表面，该第二工件前表面和后表面中的至少 一个具有包括多个数据凹洞的第二数据层；(d)在靠近该第二数据层处形成第二反射层； (e)在第一工件上设置聚合物层；(f)将模具压入该聚合物层，在聚合物层中形成第三数据 层，其中该第三数据层包括多个最小凹洞长度小于等于0. 25 μ m的数据凹洞；(g)从聚合物 层上分离模具；(h)在靠近该第三数据层处形成第三反射层；和(i)将该第一工件连接于该 第二工件。本专利技术的又一方面提供一种光学数据存储介质。该光学数据存储介质包括第 一独立工件，该第一工件包括前表面和后表面，该第一工件前表面和后表面中的至少一个 具有包括多个数据凹洞的第一数据层；在靠近该第一数据层处的第一反射层；第二独立工 件，该第二工件包括前表面和后表面，该第二工件前表面和后表面中的至少一个具有包括 多个数据凹洞的第二数据层；在靠近该第二数据层处的第二反射层；在第一工件上的包括 第三数据层的聚合物层，其中该第三数据层包括多个最小凹洞长度小于等于0. 25 μ m的数 据凹洞；以及在靠近该第三数据层处的第三反射层。在本专利技术中，术语“在靠近...处”囊括了所标识的项目彼此直接接触、由一个或 多个其它层或材料或者它们的组合分隔开。在反射层处于靠近数据层处的上下文中，这种 “靠近”使得数据层得以由基于激光器的光学系统根据来自反射层的反射及非反射信号读 取。同样在本专利技术中，术语“高密度数据层”是指包括最小凹洞长度小于等于0. 25 μ m, 比如小于等于0. 21 μ m、小于等于0. 17 μ m或者小于等于0. 15 μ m,例如0. 2 μ m(HD_DVD格 式)或约0.15 μ m(蓝光格式)的凹洞的数据层。 同样在本专利技术中，术语“高反射层，，是指在读取波长的反射率在约80 %以上的层， 其中读取波长通常是在400nm至800nm，例如对于CD是785nm，对于DVD是650nm，而对于蓝 光和HD-DVD格式是405nm。同样在本专利技术中，术语“半反射层”是指在读取波长的反射率足以使与该层相关联 的数据层的读取得以进行、同时又在该读取波长有足够的透射以使相当大量的光透过以便 使激光束可以到达下面的反射层，并反射回来经过该半反射层到达光学信号检测器，使下 面的数据层的读取得以进行的层。半反射层的反射率通常在读取波长为约18%到50%。同样在本专利技术中，术语“反射层”涵盖了高反射层和半反射层。在本专利技术中，“Tg”，即玻璃化转变温度，是用差示扫描量热法(DSC)测量的，取热 流-温度转变的中点作为Tg值。附图简要说明现参考以下附图对本专利技术进行讨论，其中相同的附图标记指代相同特征，其中附图说明图1示出依据本专利技术一个示例性方面的具有第一和第二数据层的第一独立工件 以及具有第三数据层的第二独立工件；图2示出依据本专利技术又一示例性方面的具有4个数据层的光学数据存储介质； 图3示出依据本专利技术一个示例性方面的具有第一数据层的第一独立工件以及具 有第二数据层的第二独立工件；图4示出依据本专利技术又一示例性方面的具有3个数据层的光学数据存储介质；图5示出依据本专利技术又一示例性方面的具有3个数据层的光学数据存储介质。具体实施例方式现在参考附图描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成光学数据存储介质的方法，该方法包括：（ａ）提供第一独立工件，该第一工件包括前表面和后表面，该第一工件前表面和后表面中的至少一个具有包括多个数据凹洞的第一数据层；（ｂ）在靠近该第一数据层处形成第一反射层；（ｃ）提供第二独立工件，该第二工件包括前表面和后表面，该第二工件前表面和后表面中的至少一个具有包括多个数据凹洞的第二数据层；（ｄ）在靠近该第二数据层处形成第二反射层；（ｅ）在第一工件上设置聚合物层；（ｆ）将模具压入该聚合物层，在聚合物层中形成第三数据层，其中该第三数据层包括多个最小凹洞长度小于或等于０．２５μｍ的数据凹洞；（ｇ）从聚合物层上分离模具；（ｈ）在靠近该第三数据层处形成第三反射层；（ｉ）将该第一工件连接于该第二工件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EC戈里尔，卜路嘉，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]