读写多层可记录干涉式光碟上数据的方法及光碟的制造法技术

可记录袖珍碟片包括其上具有由不同记录平面组成之多个影像层的０．６毫米透明塑胶或玻璃基板，各记录平面由透明塑胶层彼此隔离，其包含与另一具有不同折射系数之透明层相结合的有机染料层并采用不同的彩色染料。存储和读取数据至／自上述可记录袖珍碟片的方法利用高功率彩色激光写入各记录平面和低功率单色激光进行读取，各记录平面的微米变化是独特的且根据单色读取激光的色彩进行选择以获得最小交叉干扰。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可记录式袖珍碟片，具体而言涉及具有很高存储容量的多层可记录式袖珍碟片以及具有多重可记录层袖珍碟片的制造方法。目前，袖珍碟片只读存储器(CD-ROM)碟片和驱动器广泛应用于电脑数据存储、音乐家声音记录及录像之中。鉴于对CD-ROM出版物的广泛需求，从母版制作CD-ROM复制版的量已相当大。CD-ROM的制造关系到复制保真度和制造成本。CD-ROM生产制造方法与半导体的制造方法，特别是遮罩的制造方法极为相似。母版法，顾名思义，是指从该碟片生产其它所有碟片的碟片制造方法。该制造方法的第一步是制作用于复制的母版。可利用激光在光阻表面上烧灼含有数据的凹坑和平台，该烧灼从中心记录道开始并以螺旋图形向外移动。在检验玻璃母版的精确性之后，常规复制机制作一个压模。不同的复制方法需要的压模略有不同，但其功能相同，即在批量生产碟片上浮雕出数据模式。通过注模成型法，制成一系列中间版，它们提供了一批可生产正型碟片影像的负型压模。这部分生产周期的家族树结构导致了用于各代不同碟片的名称，如母碟、父碟和子碟或女碟等。典型地，袖珍碟片(CDs)由聚碳酸酯塑胶制成，该塑胶比甲基丙烯酸甲酯(PMMA)更不易受吸水和热的侵害，因而广泛应用于薄片影碟之中。影碟由两片夹置在一起的极板组成，因此比CDs更加刚硬。制造商采取预防措施以避免热及吸水而引起的弯曲，例如使用将聚碳酸酯树脂加热并灌注于该碟片成型制模内的某种注模成型法。压模将数据模式压印于冷却塑胶之内，然后将该碟片放入真空室，在该室中加上铝反射层并涂敷保护漆。标签通过丝网印制形成于该漆面上。注模成型法具有许多优点。在世界范围内的许多工厂均使用此技术，且其特征是众所周知的。典型情况是，制造厂初投产时产量会很低，而后随着经验的增加会显著上升。注模成型法的批评家声称，该方法杂乱无章且需要大量资本花费于设备和无尘室，同时在成型期间，塑胶中可能出现聚碳酸酯失真，从而损害或偏折激光读取光线。尽管注模成型法存在上述缺点，有不少生产厂家至今仍采用该方法进行生产。例如，明尼苏达矿业及制造公司(3M)使用现有技术的光聚合作用(2P)法，其中将预先切好的聚碳酸酯前体树脂置于母版与底板之间，然后予以浮雕。然后，该聚碳酸酯先质夹心填料经紫外线固化。该复制方法具有快速的优点，此优点部分是由于在生产期间避免了对塑胶的任何加热或冷却的缘故。该方法的批评家声称产量仍然很低，因为固化不当或弯翘会使许多碟片报废。荷兰Venlo的DOCData公司和洛杉矶的COMDisc公司使用了两种截然不同的方法，力图通过连续印刷或浮雕技术获得快速、低成本的袖珍碟片复制。这两种系统已在实验室中成形，但均未投入商业应用。尽管上述两种技术已显示出应用前景并引起了广泛的注意，但仍无大公司投资于其中任何一种方法。母版是数据记录的原始拷贝，该数据记录来自艺术家和程序设计师所提供的磁带或软件。激光和电子光束(E-光束)作为曝光工具用以在玻璃及光板上的光阻体上进行处理。半导体光罩的制作方法与此类似。压模为复制自母版的副母版。电镀和光聚物为两种一般方法，用来填满光阻影像中的间隙以便生产出与母版反型的副母版拷贝，以便使最终生产的拷贝为母版之正型。现有技术的光聚合作用(2P)法开始于受到照射的单体以形成聚合物。在数据记录碟片复制中，此方法需要用于紫外线照射和压制单体溶液的昂贵设备。结合本文的相应美国专利申请描述了旋涂法是一种能再生小至0.4微米、浅至0.1微米之微结构的有效技术。在旋涂-剥离法中，聚合物溶液以溶剂制备并利用过滤法加以纯化。首先，该聚合物被旋涂于待复制的母版上。然后，对该聚合物进行通风和干燥，以便得到严格的、但却为母版之负型复制品的薄膜，该薄膜形成于母版之上。接着，该薄膜复制品被固化，再直接将其自母版上剥离。这种方法适用于制作塑胶压模以便产生标准密度CD(例如储存600MB的CD)。旋涂-剥离法还适用于高密度CD的生产。在常规注模成型法中，热融塑胶在高压下被注入密闭空腔内。在此空腔内部，利用具有浮雕影像模板的压模作为母版将其有形影像特征传递给该注入塑胶。之后，该热融塑胶冷却并固化而形成固态塑胶圆盘。如此拷贝而形成的图形可以表示视像、声音和/或计算机数据。利用光聚合作用制作塑胶拷贝无需进行加热。取代热融塑胶，将液态光敏单体注入含有塑胶压模的空腔之内。使用紫外线对与压模紧密相接触的单体进行固化，该紫外(UV)线将此液态单体固化成固体而形成塑胶圆盘。高密度CD必须适应用户日益增加的数据存储需求。在高分辨率视像中，数据存储需要巨大的容量。对于一部整本电影，需要1兆(109)比特以上的存储容量。能够用于这种用途之高密度CDs的设计和生产目前受到现有技术中缺点的限制，该现有技术使用标准60吨压注模成型法以及由镍制成的压模。由于使用高温溶化塑胶，则在第一影像上不可能利用热塑胶层叠附加影像层，这是由于其下方各层将再度溶化的缘故。然而，一种重要的、利用具有凹坑和平台之多重影像层的高密度CD制作技术为极高存储密度需求提供了解决方案。最低限度上讲，仅靠注模成型法并非生产高密度CDs的实用方法。在高密度CDs的开发和市场推广方面已形成了各种产业集团。Time、Warner和Toshiba提出了另一种双层CD结构，它可通过分别注模成型“A”面再成型“B”面(高度为0.6mm)，然后再利用铝反射层将该两面背靠背以层状结构结合在一起，最终形成1.2mm的总厚度。此背靠背层状结构和铝反射层使数据影像与表面隔离，从而保护信息免受拼凑。该双面CD可利用常规单面CD播放机进行读取，但其二极管激光器必须配置成具有0.6mm非常规聚焦长度，以取代通常的1.2mm长度。同样，可以一次只读取其一面。其第二面则靠翻面该CD进行读取，就象对流行的聚乙烯LP唱片及盒式磁带所做的那样。当然，可组合使用两个读取器，其一在顶部而另一在底部，但这样设备的成本将较高。层叠部件于一起的方法不能用来构造三层CDs，因为若总厚度太大，则将无法用二极管激光器头读取较深叠层。因此，为将总厚度设置在合理的范围之内，使用多层薄膜必须使得能够读取到最深层。实际上，薄叠层无法用注模成型技术制成，因为要在空腔内保持均匀间隔并控制弯翘和收缩将变得极其困难。与本专利技术类似，Sony与Philips之间的另一CD设计集团专门致力将一个读取头置于一面上，且采用1.2mm的标准CD厚度。其中采用多重叠层，它们以30至40微米间隔分段。所有数据只能从一面读取，所以这些叠层必须透明，或至少透明。3M公司开发了一种与Sony-Philips规格一致的CD制造方法。其中使用了光聚合作用法。例如，CD的叠层“A”利用标准的注模成型技术制成。利用第二压模将叠层“B”加在第一叠层的底部，且与顶部第一叠层之间夹有一光聚合作用单体层。使用高压迫使较冷的液态单体进入该第一层与压模之间的空隙。为获得复制压模影像所需之紧密材料的一致性，该压力是必须的。该注入单体借助紫外线加以固化，例如从上侧透过“A”叠层塑胶引入射线。通常，将压模从新CD上分离并将其送去进行最终贴标签和印刷操作。光聚合作用法引入了单体并利用紫外线对其进行固化，而不象标准注模成型法中那样利用加热和冷却。这种方法更加优越，因为只需简单重复相同过程就可建立更多叠层。总厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
在光碟上制作及记录数据的方法，它包括以下步骤：在具有预先记录凹槽的母碟上沉积聚合物溶液或可用ＵＶ固化的单体液体；旋涂该具有聚合物溶液或可用ＵＶ固化单体液体的母碟以形成具有０至１０微米第一厚度的第一透明膜；固化该第一透明膜使之硬化；制作扁平碟形、厚度约为０至１．２毫米之间的透明塑胶或玻璃基板；自该母碟上剥离该第一透明膜并将其与该具有暴露凹槽侧的透明塑胶或玻璃基板相连接；在该第一透明膜上旋涂第一彩色染料层，其中该第一彩色染料层与第一透明膜的材料具有明显不同的折射系数；在该第一彩色染料层上沉积第一反射层以完成第一可记录层；以及涂敷保护漆层以完成单层碟片。

【技术特征摘要】
1．在光碟上制作及记录数据的方法，它包括以下步骤在具有预先记录凹槽的母碟上沉积聚合物溶液或可用UV固化的单体液体；旋涂该具有聚合物溶液或可用UV固化单体液体的母碟以形成具有0至10微米第一厚度的第一透明膜；固化该第一透明膜使之硬化；制作扁平碟形、厚度约为0至1.2毫米之间的透明塑胶或玻璃基板；自该母碟上剥离该第一透明膜并将其与该具有暴露凹槽侧的透明塑胶或玻璃基板相连接；在该第一透明膜上旋涂第一彩色染料层，其中该第一彩色染料层与第一透明膜的材料具有明显不同的折射系数；在该第一彩色染料层上沉积第一反射层以完成第一可记录层；以及涂敷保护漆层以完成单层碟片。2．根据权利要求1的方法，其中还包括以下步骤重复沉积、旋涂和固化步骤；自该第二母碟上剥离该第二透明膜并将其与该具有暴露凹槽侧的第一可记录层相层叠；重复旋涂和沉积步骤以完成第二可记录层；以及涂敷保护漆层以完成双层碟片，或增加更多可记录层而形成多层结构，然后再涂敷保护漆层以完成该碟片。3．根据权利要求2的方法，其中还包括以下步骤通过沉积多个叠层形成多层存储碟片以获得空间分辨率，使得各层之间的间隔大于读取激光的聚焦深度，其中各层可以单独定址而没有来自其它各层的交叉干扰。4．根据权利要求1的方法，其中还包括以下步骤利用相同色彩(波长)激光“W1”加热第一彩色染料层的部分而在该第一彩色染料层和第一透明膜上写入第一组数据，使得该第一彩色染料层之加热部分的厚度收缩而第一透明膜的厚度膨胀，其中光通过该加热与未加热部分的透光率明显不同，从而该加热部分表示数字1而未加热部分表示数字0，或者相反。5．根据权利要求4的方法，其中还包括以下步骤对该第一彩色染料层和第一透明膜的受热及未受热部分利用第一单色激光“R1”进行曝光而读取该第一组数据；以及将该透射率变化解释为代表该第一组数据的数字编码。6．根据权利要求5的方法，其中还包括以下步骤优化激光功率“W1”与写入时间，使得透明膜之加热和未加热部分的厚度与“R1”谐振，导致相关于“R1”的建设性和破坏性光干涉效应，从而实现频谱分辨率。7．根据权利要求1的方法，其中使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硝化纤维等塑胶材料以及低膨胀率玻璃、化学调和玻璃或其它光学玻璃等玻璃材料；使用花青染料及酞菁染料等光敏性和光分解染料，且使用银、金或铝等金属部分反射层；以及使用通过可反转相位转移而改变颜色的光敏性材料，以用于可反转和可抹除存储器。8．根据权利要求1的方法，其中还包括以下步骤利用荧光染料或吸收体掺杂聚合物溶液或单体液体；利用该溶液或该单体液体制作具有预先记录凹槽的透明薄膜；以及利用荧光染料的发射峰值或吸收体的吸收峰值监视读取信号的波长。9．在光碟上制作及记录数据的方法，它包括以下步骤利用注模成型法制作扁平碟形、厚度约为0至1.2毫米之间、且具有预先记录凹槽的透明塑胶碟片；在该凹槽侧沉积第一有机染料层，且沉积部分反射性叠层以完成第一记录层；在具有预先记录凹槽的母碟上沉积聚合物溶液或可由UV固化的单体液体；旋涂该具有聚合物溶液或可由UV固化之单体液体的母碟以形成具有第一厚度在0至10微米之间的透明膜；固化该透明膜使之硬化；自该母碟上剥离该透明膜并将其与该具有暴露凹槽侧及第一可记录层的塑胶碟片相连接；在透明膜上旋涂第二彩色染料层，其中该彩色染料层与透明膜的材料具有显著不同的折射系数；在该彩色染料层上沉积部分反射性叠层以完成第二可记录层；以及涂敷保护漆层以完成该碟片。10．根据权利要求9的方法，其中还包括以下步骤重复沉积、旋涂和固化步骤；自该母碟上剥离该透明膜并将其与该具有暴露凹槽侧的双层碟片相层叠；在该透明膜上旋涂第三彩色染料层，其中该彩色染料层与透明膜的材料具有显著不同的折射系数；在该第三彩色染料层上沉积第三部分反射性叠层以完成第三可记录层；以及涂敷保护漆层以完成该碟片，或增加更多可记录层而形成多层结构，然后再涂敷保护漆层以完成该碟片。11．根据权利要求9的方法，其中还包括以下步骤在多层存储碟片上层叠多个叠层以使得各层之间的间隔大于读取激光的聚焦深度。12．根据权利要求10的方法，其中还包括以下步骤在多层存储碟片上层叠多个叠层以使得各层之间的间隔大于读取激光的聚焦深度。13．根据权利要求9的方法，其中还包括以下步骤使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硝化纤维等塑胶材料以及低膨胀率玻璃、化学调和玻璃或其它光学玻璃等玻璃材料；使用花青染料及酞菁染料等光敏性和光分解染料，且使用银、金或铝等金属部分反射层；以及使用通过可反转相位转移而改变颜色的光敏性材料，以用于可反转和可抹除存储器。14．根据权利要求10的方法，其中还包括以下步骤使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硝化纤维等塑胶材料以及低膨胀率玻璃、化学调和玻璃或其它光学玻璃等玻璃材料；使用花青染料及酞菁染料等光敏性和光分解染料，且使用银、金或铝等金属部分反射层；以及使用通过可反转相位转移而改变颜色的光敏性材料，以用于可反转和可抹除存储器。15．根据权利要求9的方法，其中还包括以下步骤利用相同色彩(波长)激光“W1”加热第一彩色染料层的部分而在该第一彩色染料层和第一透明膜上写入第一组数据，使得该第一彩色染料层之加热部分的厚度收缩而第一透明膜的厚度膨胀，其中光通过该加热与未加热部分的透光率明显不同，从而该加热部分表示数字1而未加热部分表示数字0，或者相反；以及利用相同色彩(波长)激光“W2”加热第二彩色染料层的部分而在该第二彩色染料层和第二透明膜上写入第二组数据，使得该第二彩色染料层之加热部分的厚度收缩而第二透明膜的厚度膨胀，其中光通过该加热与未加热部分的透光率明显不同，从而该加热部分表示数字1而未加热部分表示数字0，或者相反。16．根据权利要求10的方法，其中还包括以下步骤利用相同色彩(波长)激光“W1”加热第一彩色染料层的部分而在该第一彩色染料层和第一透明膜上写入第一组数据，使得该第一彩色染料层之加热部分的厚度收缩而第一透明膜的厚度膨胀，其中光通过该加热与未加热部分的透光率明显不同，从而该加热部分表示数字1而未加热部分表示数字0，或者相反；利用相同色彩(波长)激光“W2”加热第二彩色染料层的部分而在该第二彩色染料层和第二透明膜上写入第二组数据，使得该第二彩色染料层之加热部分的厚度收缩而第二透明膜的厚度膨胀，其中光通过该加热与未加热部分的透光率明显不同，从而该加热部分表示数字1而未加热部分表示数字0，或者相反；利用相同色彩(波长)激光“W3”加热第三彩色染料层的部分而在该第三彩色染料层和第三透明膜上写入第三组数据；以及在其余各层中进行数据的进一步写入，直到所有数据均被写入多层碟片为止。17．根据权利要求15的方法，其中还包括以下步骤对该第一彩色染料及塑胶层和第一透明膜的受热及未受热部分利用该第一单色激光“R1”进行曝光而读取该第一组数据，并将该光强度变化解释为代表该第一组数据的数字编码；以及对该第二彩色染料及塑胶层和第二透明膜的受热及未受热部分利用该第二单色激光“R2”进行曝光而读取该第二组数据，并将该光强度变化解释为代表该第二组数据的数字编码。18．根据权利要求16的方法，其中还包括以下步骤对该第一彩色染料及塑胶层和第一透明膜的受热及未受热部分利用该第一单色激光“R1”进行曝光而读取该第一组数据，并将该光强度变化解释为代表该第一组数据的数字编码；对该第二彩色染料及塑胶层和第二透明膜的受热及未受热部分利用该第二单色激光“R2”进行曝光而读取该第二组数据，并将该光强度变化解释为代表该第二组数据的数字编码；对该第三彩色染料及塑胶层和第三透明膜的受热及未受热部分利用该第三单色激光“R3”进行曝光而读取该第三组数据，并将该光强度变化解释为代表该第三组数据的数字编码；以及在其余各层中以类似方式进行数据的进一步读取，直到所有数据均从多层碟片读出为止。19．根据权利要求9的方法，其中制作透明膜的步骤包括利用荧光染料或吸收体作为该透明膜的掺杂物。20．根据权利要求10的方法，其中制作透明膜的步骤包括利用荧光染料或吸收体作为该透明膜的掺杂物。21．根据权利要求9的方法，其中沉积彩色染料及塑胶层的步骤是根据该各个彩色染料及塑胶层的深度顺序选择该彩色染料的色彩。22．根据权利要求10的方法，其中沉积彩色染料及塑胶层的步骤是根据该各个彩色染料及塑胶层的深度顺序选择该彩色染料的色彩。23．根据权利要求9的方法，其中沉积彩色染料及塑胶层的步骤是根据该各个彩色染料及塑胶层的深度顺序选择该彩色染料的色彩；读取和写入步骤是，对于该读取和写入激光W1、R1、W2和R2而言，该彩色染料色彩的选择应使第一染料层对W2和R2波长为透明，而对W1波长为不透明；以及读取和写入步骤是，对于该读取和写入激光W1、R1、W2和R2而言，应使该第二染料层对W2波长为不透明。...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪惠光，
申请(专利权)人：洪惠光，
类型：发明
国别省市：US[美国]