专利名称：光盘及制造该种光盘的方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘及制造该光盘的方法，可以使用激光源在该光盘中记录和复制信息。
背景技术：
在厚度为1.2mm和直径为12cm的CD型光盘之后，出现了数字化视频光盘(DVD)型光盘，DVD光盘具有4.7GB的记录容量，这是CD型光盘记录容量680MB的7倍。在这种情况下，记录密度的增加是通过光点的减小、道间距的减小和光入射和反射表面之间的距离(厚度减小CD1.2mm，DVD0.6mm)的减小获得的。
近来通常使用的CD和DVD型光盘被分成只读存储(ROM)型、一次性写入信息的可刻录(-R)型及重复读、写和擦除信息的可擦写(-RAW，-RW)型。在这些光盘中，激光源的光通过透明基层和信息记录层被传送到反射层，然后，光在反射层上被反射，并返回到光电探测器。
同时，在下一代的高密度光盘的情况下，需要获得具有短波长的光源，或增加物镜的NA(数值孔径)以提高记录容量。因此，射束点的直径减小，因而可能制造具有20-25GB容量的高密度光盘。
但是，由于具有大NA的物镜(例如NA大约为0.85)使用短波长光源(例如波长为407nm的蓝色光源)，彗形象差随着激光通过的基层的厚度的增加而增大，因此存在物镜散焦的问题。
同样，在高密度光盘的情况下，当光盘以高速度旋转以提高复制或记录速度时，光盘和拾音头之间的距离会由于振动而脱离有效距离。
在这种情况下，记录和复制信号迅速减弱，因而产生失真现象。特别是，与光盘和拾音头之间的距离大于激光束的波长的远场复制/记录方法不同，在光盘和拾音头之间的有效距离为100nm的近场复制/记录方法的情况下，相对于拾音头和光盘界面的光盘的振动特性是非常重要的。因此，需要开发一种具有优于现有光盘的振动特性的光盘以保持均匀的微小距离，也就是说，必须获得一种具有改良的振动特性及改良的形状和机械特性的稳定的光盘。
发明内容
因此，本发明致力于一种基本解决由于现有技术的局限性和缺点导致的一个或多个问题的光盘和制造该光盘的方法。
本发明的目的是提供一种光盘和大规模生产制造该光盘的方法，以通过增加光盘的硬度获得改良的振动特性及改良的形状和机械特性。
本发明另外的优点、目的和特征部分地将在下面的说明中得到阐述，部分地将通过本领域普通技术人员对下面的说明的考查得到明确或通过对本发明的实践得以了解。本发明的目的和其它的优点可以通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别指出的结构得以实现和达到。
为实现这些目的和其它的优点并与本发明的目标一致，正如在此详细说明和广泛描述的，通过使用激光束记录和/或复制信息的光盘包括由具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物制成的基层、在该基层上形成的反射层、在该反射层上形成的覆盖层及在该覆盖层上形成的保护层，其中，用于记录和/或复制信息的激光束是入射在该保护层和覆盖层上。
这时，信息被记录在基层的表面上，且在反射层和覆盖层之间形成记录层以便在该记录层中记录信息。
同样，分别在基层和反射层之间、反射层和记录层之间及记录层和覆盖层之间形成介质层。
基层的弹性模量是拉伸模量和弯曲模量，且基层是用任何一种芳香族聚醚型材料如PEEK(聚-醚-醚-酮)、PEK(聚-醚-酮)、PPS(聚-亚苯基-砜)、双酚A聚砜和PES(聚-醚-砜)，芳香族聚硫型材料如PPS(聚(p-亚苯基)硫或聚(硫-1，4-亚苯基))，芳香族聚酰亚胺型材料如PI(聚酰亚胺)、PEI(聚-醚-酰亚胺)、PAI(聚-酰胺-酰亚胺)、BMI(双马来酰亚胺)、LCP(液晶聚合物)和PMMA制成。
同样，基层的弹性模量大约为3200-3300MPa，且基层是用聚醚酰亚胺树脂制成的。
同样，基层具有1-15mm的内径和15-57mm的外径。另外，覆盖层和保护层的总厚度大约为10-220μm，而包括基层的光盘的总厚度大约为0.1-0.6mm。
在另一个方面，制造光盘的方法包括制造在上表面上具有隔热层和在下表面上具有麻点图象的压模，和具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物；通过使用该压模、无机材料或无机和塑料材料的混合物在100℃和200℃之间的温度下以注模法形成基层；及在基层上顺序地形成反射层、覆盖层和保护层的步骤。
另外，在压模的隔热层上形成DLC(钻石型碳)层及在压模的麻点图象上形成DLC(钻石型碳)层。
这时，压模的隔热层是用任何一种塑料材料、无机材料及无机和塑料材料的混合物制成的。压模的隔热层是用旋涂方法形成的。
应该理解，前面的一般描述和下面的对本发明的详细说明是示范性的和解释性的，是用于对所要求的本发明作进一步的说明。
被包含于此以便于进一步理解本发明并被构成本申请的组成部分的
了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1a为说明按照本发明的优选实施方式的ROM光盘的截面图；图1b为说明按照本发明的优选实施方式的可擦写光盘的截面图；图2为说明按照本发明的优选实施方式的光盘的结构图；图3为比较光盘的聚碳酸酯和本发明所使用的树脂的对照表；图4为说明熔化树脂界面的温度按照压模的隔热层厚度变化的图表；图5a到图5c为说明依据压模的隔热层形成与否的印刷和图象的模量的图表；
图6a到图6c为说明依照振动模式和树脂的种类的自然频率表。
具体实施例方式
现在将详细引用在附图中显示的本发明的优选实施方式进行说明。在任何可能的情况下，相同的标号将在所有附图中用于同样或类似的部件。
下面，将参照
按照本发明的优选实施方式的光盘和制造该光盘的方法。
在本发明中，基层由塑料制成以获得具有改良的振动特性及改良的形状和机械特性的光盘。在基层是由塑料制成的情况下，通过使用注射和压缩方法以简化的工艺步骤制造基层是可能的，从而降低了生产成本。同样，如果基层是由塑料制成的，它没有腐蚀现象，同时，由于塑料较轻，它对于降低旋转发动机的阻力是非常有用的。
按照本发明的光盘是用具有大的弹性模量的材料制成的因此容易控制阈速度、自然频率和振动的振幅。同样，在按照本发明的光盘中，用于记录/复制的激光束是入射在保护层上而不是基层上，因而选择性地用不同材料形成基层是可能的，也就是说，在不考虑光学特性如透明度和双折射率的情况下，基层可以用具有大的弹性模量的不透明材料制成。
图1a为说明按照本发明的优选实施方式的ROM光盘的截面图。图1b为说明按照本发明的优选实施方式的可擦写光盘的截面图。
图1a显示了只读存储(ROM)光盘，其包括基层11、反射层12和覆盖层13。同样，用于复制的激光束从覆盖层13入射到基层11上，因而复制被记录在基层11的表面上的信息是可能的。在这种情况下，基层11是用具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料或无机和塑料材料的混合物制成的。
这时，基层11的弹性模量是指拉伸模量和弯曲模量。基层11可以用任何一种芳香族聚醚型材料如PEEK(聚-醚-醚-酮)、PEK(聚-醚-酮)、PPS(聚-亚苯基-砜)、双酚A聚砜和PES(聚-醚-砜)，芳香族聚硫型材料如PPS(聚(p-亚苯基)硫或聚(硫-1，4-亚苯基))，芳香族聚酰亚胺型材料如PI(聚酰亚胺)、PEI(聚-醚-酰亚胺)、PAI(聚-酰胺-酰亚胺)、BMI(双马来酰亚胺)、LCP(液晶聚合物)和PMMA制成。
图1b显示了一种可擦写光盘，其包括基层21、反射层22、第一介质层23、记录层24、第二介质层25和覆盖层26。另外，在覆盖层26上形成保护层是可能的。因而，用于复制的激光束从覆盖层26入射到基层21上，以在记录层24中记录或复制信息。这时，基层是用具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物制成的。
图2显示了按照本发明的优选实施方式的光盘。如图2中所示，基层的内径为约1-15mm，基层的外径为约15-57mm，覆盖层和保护层的总厚度大约为10-200μm，而包括基层的光盘的总厚度大约为0.1-0.6mm。同样，基层的弹性模量大约为3200-3300MPa，且基层是用聚醚酰亚胺型树脂制成的。
但是，本发明不局限于这一优选实施方式，也就是说，以不同的形状和用不同的材料形成按照本发明的光盘是可能的。在这种情况下，控制用于制造按照本发明的光盘的注模温度是重要的。
在用具有大的弹性模量的材料进行注模的情况下，树脂的熔化粘性较大，因而树脂的流动性变坏。因此，在装料过程中产生的固化层的厚度增加，也就是说，图象的印刷特性退化，因而需要保持与现有技术相比更高的注模温度和树脂熔化温度。
一般，聚碳酸酯的注模是在最高130℃的温度下进行的，同时，在本发明的基层材料的情况下，需要将温度保持在大约100-200℃(优选为大约160-200℃)。因此，在按照本发明的光盘中，在压模的背面上形成隔热层，且以注模法制成光盘。
为将压模的图象印刷到光盘上，控制压模表面和熔化树脂之间的界面中的温度是重要的，在这里，压模的隔热层延迟了在界面中的温度的下降，因而有助于图象印刷过程。这时，在本发明中使用的隔热层是用塑料材料、无机材料或具有低导热性并获得耐热性能的混合材料制成的。同样，为获得均一的耐热性，隔热层被完全粘附到镍质的压模上。因此，隔热层以旋涂聚酰亚胺到压模的背面上的方法形成，并对其执行热硬化程序。
形成隔热层是为了提高在使用具有大的拉伸模量和弯曲模量的材料的注模过程中图象的印刷性能。或者，被涂覆在压模背面的隔热层被加热硬化，然后在隔热层上另外形成具有低摩擦模量的DLC(钻石型碳)层。在这种情况下，形成DLC层是为了降低由压力引起的在与金属模的表面的接触面上的摩擦，从而延长了压模的寿命。另外，也可以在压模的前面形成DLC层以控制图象的表面粗糙度，并提高不粘性能。
下面描述制造按照本发明的光盘的方法。
首先，在上面具有隔热层和在下面具有麻点图象的压模被制造出来，同时，需要制备具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或者无机和塑料材料的混合物。随后，在100℃和200℃之间的温度下以注模方法通过使用上述的压模及无机材料或无机和塑料材料的混合物制成基层。然后，在基层上顺序形成反射层、覆盖层和保护层，同时，在压模的隔热层上可以额外形成DLC层，或者可以在压模的麻点图象上额外形成DLC层。
图3为比较光盘的聚碳酸酯和本发明所使用的树脂的对照表。通过在本发明中所使用的聚醚酰亚胺A和B与现有技术中所使用的聚碳酸酯的比较，聚醚酰亚胺A和B的热挠曲温度高于聚碳酸酯，因此，由于本发明的基层是用聚醚酰亚胺A和B制成的，本发明的基层具有大的热稳定性。
图4为说明熔化树脂界面的温度按照压模的隔热层厚度变化的图表。如图4中所示，在使用具有厚度为30μm的隔热层的压模的情况下，熔化树脂界面的温度比使用没有隔热层的压模的情况要高大约54℃。当使用具有均匀的开槽深度的压模形成光盘的基层时，界面的温度差对印刷在基层上的开槽深度有影响。
图5a到图5c为说明依据压模的隔热层形成与否的印刷和图象的模量的图表。
如图5a中所示，在具有隔热层的压模的情况下，图象印刷的模量为95％，同时，在压模上没有隔热层的情况下，图象印刷的模量大约为75％。
图5b显示了当温度为大约140℃时在使用具有30μm厚度的隔热层的压模的情况下基层的图象。图5c显示了当温度为大约145℃时在使用没有隔热层的压模的情况下基层中的印刷模量。
图6a到图6c为说明依照振动模式和树脂的种类的自然频率表。也就是说，图6a到图6c显示了当使用外径大约为30mm的小尺寸光盘时依照振动模式和树脂的种类不同自然频率的变化量的模拟结果。
图6a显示了振动模式，图6b显示了聚碳酸酯的自然频率，而图6c显示了聚醚酰亚胺树脂的自然频率。在聚醚酰亚胺树脂被用于按照的基层中的情况下，它具有3200-3300MPa的拉伸模量和弯曲模量，大于聚碳酸酯，因而它对于提高自然频率和降低光盘的振幅是很有帮助的。
如上所述，按照本发明的光盘和制造该种光盘的方法具有如下的优点。
通过本发明，开发出与现有的CD或DVD相比具有高密度的大容量的小尺寸光盘是可能的，以用于PDA、移动PC、数码相机和CD-ROM的辅助存储介质。
同时，由于基层的硬度加大，通过提高阈速度和自然频率降低光盘的振幅是可能的。
在本发明中，具有硬度的基层是以注模方法制成的，因此可以大规模生产。
本领域技术人员应该明白，在本发明中可以进行各种修饰和变化。因此，本发明应该覆盖对本发明的这些修饰和变化，只要它们在所附的权利要求及其等效范围内。
权利要求
1.用于使用激光束记录和/或复制信息的光盘，包括由具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物制成的基层；在该基层上形成的反射层；在该反射层上形成的覆盖层；及在该覆盖层上形成的保护层，其中，用于记录和/或复制信息的激光束是入射在该保护层和覆盖层上。
2.如权利要求1所述的光盘，其中信息被记录在基层的表面上。
3.如权利要求1所述的光盘，其中记录层是在反射层和覆盖层之间形成的以便在该记录层中记录信息。
4.如权利要求3所述的光盘，其中分别在基层和反射层之间、反射层和记录层之间及记录层和覆盖层之间形成介质层。
5.如权利要求1所述的光盘，其中基层的弹性模量是拉伸模量和弯曲模量。
6.如权利要求1所述的光盘，其中基层是用任何一种芳香族聚醚型材料如PEEK(聚-醚-醚-酮)、PEK(聚-醚-酮)、PPS(聚-亚苯基-砜)、双酚A聚砜和PES(聚-醚-砜)，芳香族聚硫型材料如PPS(聚(p-亚苯基)硫或聚(硫-1，4-亚苯基))，芳香族聚酰亚胺型材料如PI(聚酰亚胺)、PEI(聚-醚-酰亚胺)、PAI(聚-酰胺-酰亚胺)、BMI(双马来酰亚胺)、LCP(液晶聚合物)和PMMA制成。
7.如权利要求1所述的光盘，其中基层的弹性模量大约为3200-3300MPa，且基层是用聚醚酰亚胺树脂制成的。
8.如权利要求1所述的光盘，其中基层具有1-15mm的内径和15-57mm的外径。
9.如权利要求1所述的光盘，其中覆盖层和保护层的总厚度大约为10-220μm，而包括基层的光盘的总厚度大约为0.1-0.6mm。
10.制造光盘的方法，包括制造在上表面上具有隔热层和在下表面上具有麻点图象的压模，和具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物；通过使用该压模、无机材料或无机和塑料材料的混合物在100℃和200℃之间的温度下以注模法形成基层；及在基层上顺序地形成反射层、覆盖层和保护层。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括在压模的隔热层上的DLC(钻石型碳)层。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括在压模的麻点图象上的DLC(钻石型碳)层。
13.如权利要求10所述的方法，其中压模的隔热层是用任何一种塑料材料、无机材料、及无机和塑料材料的混合物制成的。
14.如权利要求13所述的方法，其中压模的隔热层是用旋涂方法形成的。
全文摘要
一种通过使用激光束记录和/或复制信息的光盘，包括由具有2400MPa或更高的弹性模量的无机材料，或无机和塑料材料的混合物制成的基层、在该基层上形成的反射层、在该反射层上形成的覆盖层及在该覆盖层上形成的保护层，其中，用于记录和/或复制信息的激光束是入射在该保护层和覆盖层上。
文档编号G11B7/26GK1525465SQ20041000056
公开日2004年9月1日 申请日期2004年1月14日 优先权日2003年1月14日
发明者金真弘, 李俊硕 申请人:Lg电子有限公司