專利名稱：相變光記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有相變記錄層的相變光記錄介質(zhì)，當(dāng)用光束照射時，該相變記錄層在晶態(tài)和非晶態(tài)之間變化。
背景技術(shù)：
相變光記錄介質(zhì)由于它們的記錄原理可以使用單光束由光強(qiáng)調(diào)制輕易地改寫，還由于再現(xiàn)原理輕易地與ROM介質(zhì)兼容。由于這些原因，相變光記錄介質(zhì)用于制造CD-RW、DVD-RAM、DVD-RW等等。即，相變光記錄介質(zhì)可以廣泛應(yīng)用于計算機(jī)文件和圖像/聲音文件領(lǐng)域。對于相變光記錄介質(zhì)，預(yù)計性能可以得到改進(jìn)，具體來說，預(yù)計存儲容量會增大。
相變記錄介質(zhì)的存儲容量可以通過縮短光源的波長，增大物鏡的數(shù)值孔徑，改進(jìn)調(diào)制/解調(diào)技術(shù)，改進(jìn)格式效率，或改進(jìn)介質(zhì)來增大。對于使用波長大約為400nm的藍(lán)色激光的下一代DVD，已經(jīng)有人提議增大數(shù)值孔徑(NA)(NA0.85)或重視與當(dāng)前DVD(NA大約0.65)的數(shù)值孔徑(NA0.6)的兼容性。此外，為增大相變記錄的容量，已經(jīng)有人提出了各種與介質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)和適用于標(biāo)記長度記錄或凸起/凹槽(L/G)記錄的材料關(guān)聯(lián)的建議。
這里將描述基本相變光記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)?；鞠嘧児庥涗浗橘|(zhì)通常具有四層結(jié)構(gòu)。四層結(jié)構(gòu)是這樣獲得的從光入射側(cè)按順序制成由ZnS-SiO2代表的第一干擾層，由GeSbTe或AgInSbTe代表的相變記錄層，由ZnS-SiO2代表的第二干擾層，以及由Al合金或Ag合金代表的并且還充當(dāng)吸熱層的反射層。相變記錄層作為一種as-沉積膜是非晶態(tài)的。此非晶態(tài)比在通過光學(xué)記錄形成的非晶態(tài)中具有更高的能量，幾乎不轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。因此，介質(zhì)通常在使用散裝初始材料等等執(zhí)行初始結(jié)晶之后使用。結(jié)晶部分的反射率被定義為Rc。非晶部分的反射率被定義為Ra。如果反射率Rc太低，則頭字段中的再現(xiàn)信號質(zhì)量可能會比較差。此外，初始狀態(tài)中的伺服信號也可能不穩(wěn)定。由于這些原因，常規(guī)相變光盤通常在光學(xué)上設(shè)計為Rc＞Ra。此外，為提高光的利用效率，并獲得較高的記錄靈敏度，反射層通常被設(shè)置為具有幾乎不透光的厚度。因此，整個介質(zhì)的透光率幾乎為零。相變記錄層處于晶態(tài)時的吸收指數(shù)被定義為Ac。相變記錄層處于非晶態(tài)時的吸收指數(shù)被定義為Aa。當(dāng)設(shè)計了Rc＞Ra時，Ac＜Aa。
為執(zhí)行記錄的改寫，重要的是，通過相同記錄功率在結(jié)晶部分和非晶部分記錄具有相同大小的標(biāo)記。熔化結(jié)晶部分所需的潛熱大于熔化非晶部分所需的潛熱。因此，在滿足Ac＜Aa的介質(zhì)中，通過用記錄光束照射結(jié)晶部分而形成的熔化部分的大小小于通過用記錄光束照射非晶部分而形成的熔化部分的大小。這就增大了改寫抖動。特別是，在適用于高線密度的標(biāo)記長度記錄中，較多的改寫抖動是一個嚴(yán)重問題。
為解決抖動問題，人們提出了各種建議。例如， 日本專利申請公開號No.2002-157737提出了一種光記錄介質(zhì)，在這種光記錄介質(zhì)中，從光入射側(cè)按順序制成透明襯底、高導(dǎo)熱性介電層、低導(dǎo)熱性介電層和記錄層。
一種提高光道密度的有效方法是上文描述的L(凸起)/G(凹槽)記錄。在L/G記錄技術(shù)中，凹槽的深度被設(shè)置為波長的大約1/6。相變記錄層的晶態(tài)和非晶態(tài)之間的相位差被縮小。這就大大地縮小了道間感應(yīng)并增大了光道密度。此外，在凸起和凹槽之間還存在凹槽步。由于在記錄層的軌道共面方向上的導(dǎo)熱性被抑制，還可以獲得交叉擦除被降低的效果。交叉擦除不僅由于導(dǎo)熱性在記錄層的軌道共面方向上發(fā)生，而且由于光束邊緣對相鄰光道的直接加熱而發(fā)生。在上文描述的“Ac＞Aa”結(jié)構(gòu)中，Aa值本身小于“Ac＜Aa”結(jié)構(gòu)中的值。因此，相鄰光道上的非晶態(tài)記錄標(biāo)記的溫度的增大都將會受到抑制。減少交叉擦除是有利的。
然而，在上面的現(xiàn)有技術(shù)中提出的光記錄介質(zhì)中，可能會引起一個新的問題。即，和高導(dǎo)熱性介電層接觸的襯底容易受到傳遞到高導(dǎo)熱性介電層的熱的影響而變形或降低品質(zhì)。
此外，萬一將來容量進(jìn)一步增大，常規(guī)的交叉擦除抑制方法也不足夠有效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種能夠通過減少交叉擦除來進(jìn)一步提高密度的相變光記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的相變光記錄介質(zhì)包括襯底、反射光束的反射層、相變記錄層，該相變記錄層位于襯底和反射層之間并且當(dāng)用光束照射時在晶態(tài)和非晶態(tài)之間變化，位于襯底和反射層之間的第一介電層，以及位于襯底和第一介電層之間的第二介電層，該介電層的導(dǎo)熱率低于第一介電層的導(dǎo)熱率。
在隨后的描述中將闡述本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點，經(jīng)過描述這些目標(biāo)和優(yōu)點將變清楚，也可以通過本發(fā)明的實踐來了解。本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點可以通過下文中特別指出的手段和它們的組合來實現(xiàn)和獲得。


本說明書收入的并構(gòu)成本說明書的一部分的

了本發(fā)明的目前優(yōu)選的實施例，與上文給出的一般說明，下面給出的優(yōu)選的實施例的詳細(xì)說明一起，用于說明本發(fā)明的原理。
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖6是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖7是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖10是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖11是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖12是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖13是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖14是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖15是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖16是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的示意剖面結(jié)構(gòu)的視圖；圖17是一個顯示適用于第一介電層(高導(dǎo)熱性)的材料、導(dǎo)熱性和優(yōu)選的層厚度之間的關(guān)系的表；
圖18是一個顯示導(dǎo)熱性和適用于第二介電層(低導(dǎo)熱性)的材料之間的關(guān)系的表；圖19是一個顯示導(dǎo)熱性和適用于第一介電層(高導(dǎo)熱性)和第二介電層(低導(dǎo)熱性)之間的中間導(dǎo)熱性介電層的材料之間的關(guān)系的表；圖20是一個顯示相變光記錄介質(zhì)的記錄/再現(xiàn)特征的評估條件的表；圖21是一個顯示凹槽光道(G)和凸起光道(L)中的改寫和交叉擦除(XE)之間關(guān)系的表；圖22是一個顯示相變光記錄介質(zhì)的記錄/再現(xiàn)測試結(jié)果的圖形，具體來說，顯示了光道間距為0.34μm時的交叉擦除(XE)值和第一介電層(高導(dǎo)熱性)的導(dǎo)熱率κ和第二介電層(低導(dǎo)熱性)的導(dǎo)熱率之間的關(guān)系；以及圖23是顯示通過檢查交叉擦除(XE)值和相變光記錄介質(zhì)的記錄靈敏度獲得的結(jié)果的圖形。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖1所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的具有單面、多記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖2所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6和襯底8。
一個光束從光入射側(cè)透明襯底1的光入射面1a入射。在接收到光束時，相變記錄層4從晶態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)并從非晶態(tài)變?yōu)榫B(tài)，以便記錄或擦除信息。
通常使用預(yù)制聚碳酸酯襯底作為光入射側(cè)透明襯底1。厚度通常為1.2mm或0.6mm?；蛘?，也可以使用由聚碳酸酯或UV硫化樹脂制成的厚度為0.1mm的平板。在單記錄層中，光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8按照此順序形成或以相反的順序形成。這基本上也適用于多記錄層。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率高于第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的導(dǎo)熱率。第一介電層(高導(dǎo)熱性)2包含至少一種從圖17所示的材料中挑選出來的材料。
圖17是一個顯示第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、在室溫下(大約300K)大多數(shù)相應(yīng)的材料的導(dǎo)熱率(κh)，以及第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的層厚度(d)的范圍的表。稍后將描述如圖17所示的優(yōu)選情況下設(shè)置高導(dǎo)熱性的κh和d的原因。如圖17所示，獨立于第一介電層(高導(dǎo)熱性)2所使用的材料，κh×d的相應(yīng)的范圍大致滿足1.5×10E-6(W/K)≤κh×d≤1.5×10E-5(W/K)… (1)在圖17所示的材料中，Si不是介電材料。然而，當(dāng)甚至在短波長(例如，用于實施本發(fā)明的405nm)并具有相對比較大的吸收性層厚度大約為20nm或更小時，Si具有相當(dāng)于本發(fā)明的第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的效果。
當(dāng)波長比較短時，吸收性比較小，還可以使用較厚的層。因此，圖17顯示了優(yōu)選情況下用于同時滿足記錄靈敏度和XE值的所有層厚度范圍。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2優(yōu)選情況下包含至少一種從SiC、WC、AlN、BN、BeO、GdB4、TbB4、TmB4和DLC(類似于碳的金剛石)中挑選出來的材料作為100(W/mK)或更高的高導(dǎo)熱率κh并且甚至在厚度d比較小時表現(xiàn)出足夠的XE降低效果的材料。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2優(yōu)選情況下還包含至少一種從AlN、BN、和DLC中挑選出來的材料作為具有足夠小的吸光系數(shù)并甚至在厚度甚至在噴射(具體來說，適用于光盤的薄膜形成的冷噴射)時比較大的情況下輕易地表現(xiàn)出高透光率的材料。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的材料選擇范圍不特別依賴于介質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)。上文描述的第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的材料選擇不僅可以應(yīng)用于這里所描述的第一實施例，而且還應(yīng)用于其余的實施例(稍后描述)。
第二介電層(低導(dǎo)熱性)3優(yōu)選情況下包含至少一種從ZnS-SiO2、SiO2、ZrO2、BaTiO3、TiO2、賽綸陶瓷、富鋁紅柱石、ZrSiO4、Cu2O、CeO2、HfO2、MgF2、CaF2、SrF2、具有C-H或C-F鍵的等離子高分子膜、具有C-F鍵的有機(jī)噴射膜和有機(jī)旋涂膜中挑選出來的材料。優(yōu)選情況下，使用具有極好的耐改寫性的ZnS-SiO2。
下面將參考圖18和19闡明第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3之間的導(dǎo)熱率的區(qū)別。圖18是一個顯示導(dǎo)熱性和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的材料之間的關(guān)系的表。圖19是一個顯示導(dǎo)熱性和第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3之間的中間導(dǎo)熱性介電層的材料之間的關(guān)系的表。當(dāng)滿足上文描述的條件(1)時，可以使用圖19所示的中間導(dǎo)熱性介電層的材料作為第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的材料。
通?？梢允褂肎eSbTe或AgInSbTe作為相變記錄層4。可以使用已知的范圍作為其成分范圍。例如，作為GeSbTe，通?？梢允褂冒ㄟB接兩個金屬間化合物GeTe和Sb2Te3的線的成份范圍內(nèi)的材料，即，垂直于偽二元合金成分線的±5％的范圍內(nèi)的所謂的偽二元合金成分線，或通過向具有Sb70Te30共晶成分±10at％的SbTe合金中添加大約5到20at％的Ge所獲得的所謂的高速晶體生長成分。作為AgInSbTe，通常使用通過向Sb70Te30共晶成分添加相應(yīng)量的Ag和In所獲得的成分。
當(dāng)按需要在相變記錄層4的上表面、下表面、或上下表面上形成具有幾個納米厚的并由從GeN、HfO2、CeO2和Ta2O5中挑選出來的材料制成的中間層時，可以提高高線性速度操作模式下的擦除效率。擦除效率也可以通過替代或向記錄層中添加幾個at％的Bi或Sn而不是使用中間層來提高。無論是替換還是添加Bi或Sn，都可以使用中間層。
第三介電層5的材料可以隨意地從圖17到19中顯示的材料中選擇。第三介電層5既可以是單層，也可以是雙層。
作為反射層6，可以使用包含Al作為主要成分的諸如AlTi或AlMo之類的合金薄膜或者包含Ag作為主要成分的諸如AgPdCu或AgNdCu的合金薄膜。反射層6通常作為總反射層來形成。然而，反射層6可以旨在調(diào)整Ac和Aa的半透明反射層。在這種情況下，可以使用參雜了各種金屬微粒的薄膜或Si或Ge作為反射層6。
UV硫化層7充當(dāng)保護(hù)層。充當(dāng)反襯底的襯底8通過粘結(jié)層粘接到UV硫化層7的上表面。
具有上文描述的結(jié)構(gòu)的介質(zhì)的典型制造方法與普通的相變光盤的制造方法相同。透明襯底1可以通過執(zhí)行主工藝過程的主準(zhǔn)備過程、Ni電鑄過程的壓模準(zhǔn)備過程、注塑過程的透明襯底準(zhǔn)備過程來進(jìn)行制造。通常通過噴射過程形成諸如第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6之類的薄膜。還可以使用汽相沉積、等離子聚合或旋涂。薄膜的導(dǎo)熱性隨薄膜形成設(shè)備和薄膜形成條件(例如，噴射、氣體種類、氣體壓力、到目標(biāo)的輸入功率)而變化，但通常會表現(xiàn)出等于或小于散裝材料的導(dǎo)熱性20％到30％的值。當(dāng)滿足條件(1)時，使用了一個熱物理性質(zhì)手冊中描述的散裝材料的導(dǎo)熱性。在通過噴射形成薄膜之后，粘接上文描述的保護(hù)層或反襯底。使用常規(guī)散裝初始材料對相變記錄層進(jìn)行初始結(jié)晶。然后，介質(zhì)即可用于記錄/再現(xiàn)操作。
圖20是一個顯示相變光記錄介質(zhì)的記錄/再現(xiàn)特征的評估條件的表。假設(shè)半導(dǎo)體激光源具有405nm的波長，物鏡具有0.65的NA。然而，本發(fā)明涉及相變光記錄介質(zhì)，因此，對工作波長和NA沒有特別的限制。當(dāng)波長變化時，吸光系數(shù)和厚度的乘積在該波長時變小。此外，應(yīng)該選擇以滿足大約80％或更高，優(yōu)選情況下，90％或更高的單層透光率的介電材料會發(fā)生變化。此外，每一層的厚度的光學(xué)設(shè)計值也會發(fā)生變化。假設(shè)線性速度主要為5.6m/s。然而，如上所述，在幾個m/s到幾十個m/s的任何切實可行的線性速度范圍內(nèi)，本發(fā)明都是有效的。
圖22是一個顯示記錄/再現(xiàn)測試結(jié)果示例的圖形。橫坐標(biāo)代表第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κ和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的導(dǎo)熱率的比率?？v坐標(biāo)代表在光道間距為0.34μm時的交叉擦除(XE)值。XE值是以下列方式測量的。首先，通過改寫記錄在凹槽(G)光道上記錄隨機(jī)數(shù)據(jù)10次。然后，記錄具有9T的單頻率(對應(yīng)于0.78μm的標(biāo)記間距)的信號，并測量載波電平。接下來，通過改寫記錄在兩面的相鄰的凸起(L)光道上記錄隨機(jī)數(shù)據(jù)10次。測量中間層中的G光道的載波電平。檢查在L光道上記錄前后的G光道的載波電平的區(qū)別。系統(tǒng)中所允許的XE值小于0.5dB。
圖22顯示了在改變第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的介電材料時進(jìn)行的實驗的結(jié)果。每當(dāng)改變介電材料時，通過根據(jù)介電材料的光學(xué)常數(shù)設(shè)計相應(yīng)層的厚度形成介質(zhì)薄膜，以便最大限度地提高光對比度(|Rc-Ra|)/(Rc+Ra)。作為第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的厚度，從圖17所示的優(yōu)選范圍中選擇一個借以可以獲得高對比度的值。在記錄/再現(xiàn)評估中，通過將線性速度從5.6m/s改變?yōu)閹讉€值來弄清楚效果。從圖22可以看出，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κh和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的導(dǎo)熱率κ1的比率被設(shè)置為10或更高，XE表現(xiàn)出了0.5dB或更小的實際值。請參看圖22，第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κh和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的導(dǎo)熱率κ1的比率為1的情況對應(yīng)于圖1中的不存在第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的情況。使用了圖20所示的條件。具體來說，使用了凸起/凹槽(L/G)記錄，同時將介質(zhì)表面上的記錄/再現(xiàn)激光的光點尺寸設(shè)置為大約0.32μm作為半極大處全寬度(FWHM)或大約0.52μm作為e-2直徑，將光道間距設(shè)置為0.34μm。在同一介質(zhì)中，當(dāng)光道間距比較小時，XE值比較大，或者當(dāng)光道間距比較大時，XE值比較小。在本發(fā)明的介質(zhì)中，可以使XE值比較小，以增大光道密度(縮小光道間距)。即，選擇接近于FWHM的光道間距?？梢詰?yīng)用本發(fā)明的光道間距范圍從光點的FWHM到75％的e-2直徑。在此范圍內(nèi)，κh×d優(yōu)選情況下隨著光道間距變小被設(shè)置為比較大的值。當(dāng)光道間距變大時，κh×d的選擇范圍被擴(kuò)展到較小的一側(cè)。
圖23是顯示通過在改變第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的材料和厚度以及κh×d來檢查XE值和記錄靈敏度獲得的結(jié)果的圖形。對于第二介電層(低導(dǎo)熱性)3，使用了導(dǎo)熱率大約為0.5(W/km)的ZnS-SiO2。記錄靈敏度被定義為當(dāng)記錄具有9T的單頻率的信號時CNR飽和并且二階諧波被最大限度地降低時的記錄功率(Popt)。顯而易見，當(dāng)κh×d小于在條件(1)中定義的下限時，XE突然降低。當(dāng)κh×d大于在條件(1)中定義的上限時，記錄靈敏度突然降低。當(dāng)κh×d太小時，XE值變大，因為膜厚度方向上的導(dǎo)熱性促進(jìn)效果較差。當(dāng)κh×d太大時，Popt變得過高，因為導(dǎo)熱性促進(jìn)效果太大，記錄層的溫度幾乎達(dá)到熔點或更高。Popt還依賴于線性速度。在圖20所示的評估條件下，當(dāng)格式效率大約為82％時，可以獲得35Mbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。這是與高清晰度活動圖像兼容的下一代DVD的典型值。如果降低線性速度，甚至在κh×d超過本發(fā)明的上限時也可以避免Popt的任何過度的增大。然而，具有低傳輸速率的實施例對于實際應(yīng)用不是有利的。因此，在本發(fā)明中，在實際的傳輸速率時可以獲得實際的靈敏度的值被定義為κh×d的上限值。
圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖3所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。即，在根據(jù)圖1所示的第一個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)中，置換了第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的位置。
圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖4所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第二個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。
如圖1和2所示，第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3和相變記錄層4。因此，熱可以輕易地傳遞到第一介電層(高導(dǎo)熱性)2。光入射側(cè)透明襯底1可以受到熱的影響而變形或降低品質(zhì)。相反，根據(jù)第二個實施例的相變光記錄介質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)，在光入射側(cè)透明襯底1和第一介電層(高導(dǎo)熱性)2之間插入了第二介電層(低導(dǎo)熱性)3。這就解決了上文描述的問題。
在第二個實施例的相變光記錄介質(zhì)中，κh×d的相應(yīng)的范圍被偏移到條件(1)定義的范圍的較小的一側(cè)。偏移量是20％或稍小。圖17所示的第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的所有材料的硬度都高于ZnS-SiO2。因此，在第一介電層(高導(dǎo)熱性)2中吸收由于重復(fù)的改寫而產(chǎn)生的相變記錄層的體積變化的功能比在ZnS-SiO2中差。然而，在分區(qū)域形成第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的情況下，自由度可以相對地提高。例如，首先在光入射側(cè)透明襯底1形成低導(dǎo)熱性介電層。隨后，形成高導(dǎo)熱性介電層。再形成另一層低導(dǎo)熱性介電層。然后，在低導(dǎo)熱性介電層上形成厚度為幾個納米的另一層高導(dǎo)熱性介電層。然后，形成相變記錄層4。在此情況下，可以獲得包括耐改寫性在內(nèi)的滿意的特征。當(dāng)分區(qū)域形成高導(dǎo)熱性介電薄膜時，總厚度只須滿足條件(1)即可。
圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖5所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第一反射率的介電層31、具有第二反射率的介電層32、具有第三反射率的介電層33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖6是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖6所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第一反射率的介電層31、具有第二反射率的介電層32、具有第三反射率的介電層33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第一反射率的介電層31、具有第二反射率的介電層32、具有第三反射率的介電層33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第三個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。
第一折射率不同于第二折射率。第二折射率不同于第三折射率。具有第一反射率的介電層31、具有第二反射率的介電層32和具有第三反射率的介電層33中的至少一層對應(yīng)于第二介電層(低導(dǎo)熱性)3。對于高折射率層，可以使用ZnS-SiO2、TiO2、Si3N4、Nb2O5、ZrO2或ZnO。對于低折射率層，可以使用SiO2、MgF2、CaF2、等離子高分子膜或有機(jī)旋涂膜。此外，還可以使用折射率高于低折射率層的膜，以及由B4C、SiC、WC、AlN、BN、DLC或從圖17所示的材料中挑選出來的各種硼化物制成的膜作為高折射率層。
在第三個實施例中，描述了具有一個第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和三個介電層31、32和33的介質(zhì)。然而，本發(fā)明不僅限于此。可以形成許多第一介電層(高導(dǎo)熱性)2。例如，可以形成許多第一介電層(高導(dǎo)熱性)2，可以在第一介電層(高導(dǎo)熱性)2之間插入介電層31、32和33中的至少一層。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和襯底1不必始終接觸。例如，可以在第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和襯底1之間插入介電層31、32和33中的至少一層。具體來說，可以按順序形成襯底1、介電層31、32和33中的至少一層、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和介電層31、32和33中的至少一層。第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和相變記錄層4可以彼此直接接觸。
作為第三個實施例的要點，向三個介電層31、32和33中的至少一層施加第二介電層(低導(dǎo)熱性)3。第二介電層(低導(dǎo)熱性)3的導(dǎo)熱率κ1和第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κh之間的關(guān)系滿足κh/κ1≥10和條件(1)。在兩個條件都滿足的范圍內(nèi)，選擇膜結(jié)構(gòu)和膜材料的自由度是比較高的。至于膜材料，可以使三個介電層31、32和33中的至少一層作為第二介電層(低導(dǎo)熱性)3。其余的兩個介電層可以隨意地從中圖17所示的高導(dǎo)熱性材料、圖18所示的低導(dǎo)熱性材料和圖19所示的中間導(dǎo)熱性材料中進(jìn)行選擇。
通過根據(jù)與第一個實施例的相同過程，確認(rèn)第三個實施例的效果幾乎與第一個實施例中所獲得的效果(圖22和23所示的效果)相同。如在第一個實施例中，隨著第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的位置靠近記錄層，Popt變高，XE變小。κh×d的相應(yīng)的范圍的偏移量大約為20％或稍小，如在第一個實施例一樣。
圖7是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖7所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖8所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第四個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第三個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。
第一折射率高于第二折射率。第二折射率不同于第三折射率。在第四個實施例中，在相變記錄層4和襯底1之間形成了三個介電層。然而，介電層的數(shù)量不僅限于三個，可以使用任意數(shù)量的介電層。
至于每一個介電薄膜的材料選擇，對于高折射率層，可以使用ZnS-SiO2、TiO2、Si3N4、Nb2O5、ZrO2或ZnO。對于低折射率層，可以使用SiO2、MgF2、CaF2、等離子高分子膜或有機(jī)旋涂膜。此外，還可以使用折射率高于低折射率層的膜，以及由B4C、SiC、WC、AlN、BN、DLC或從圖17所示的材料中挑選出來的各種硼化物制成的膜作為高折射率層。
這里將描述第四個實施例的詳細(xì)示例。選擇厚度為0.6mm的預(yù)制聚碳酸酯L/G襯底作為透明襯底1。通過噴射在透明襯底1上按順序形成具有第一反射率的介電層(高折射率)31、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6。介電層31由厚度為10到30nm的ZnS-SiO2層制成。介電層32由厚度為30到60nm的SiO2層制成。第一介電層2由厚度為10到30mm的AlN層制成。介電層33由厚度為10到30nm的ZnS-SiO層制成。相變記錄層4由厚度為10到20nm的Ge40Sb4Bi4Te52層制成。第三介電層5由厚度為10到40nm的ZnS-SiO2層制成。反射層6由厚度為50到200nm的AgPdCu制成。然后，通過UV硫化層7和粘結(jié)層粘接由聚碳酸酯制成，厚度為0.6的反襯底8。使用常規(guī)散裝初始材料對相變記錄層4進(jìn)行初始結(jié)晶。然后，執(zhí)行記錄/再現(xiàn)測試。此分層結(jié)構(gòu)滿足Rc＜Ra和Ac＞Aa。Rc表現(xiàn)了5％或更高的實際值。使用圖20所示的條件執(zhí)行記錄/再現(xiàn)測試。在執(zhí)行單光道隨機(jī)改寫1,000次之后，記錄具有9T標(biāo)記間距的單頻率的信號，并測量9T-CNR。接下來，在兩面的相鄰光道上改寫隨機(jī)模式1,000次。測量中間層中的光道的9T-CNR。通過使用與第一個實施例中的相同方法來測量XE。圖21顯示了此詳細(xì)示例的評估結(jié)果。1,000次單光道隨機(jī)改寫之后的CNR顯示出一個非常大的值。在兩面的相鄰光道上改寫隨機(jī)模式1,000次之后的CNR與在相鄰光道上記錄之前的CNR保持相同的值。這證明了，XE的影響被基本上消除。用與第一個實施例中的相同評估方法檢查的XE也小于0.5dB。這符合系統(tǒng)要求。通過應(yīng)用PRML調(diào)制方案檢查出了表現(xiàn)出這樣的極好的相似特征的介質(zhì)的bER。結(jié)果，對于G，最低bER是2.7×10E-5，對于L，是8.7×10E-6。即，值比系統(tǒng)要求的10E-4小得多，證明了本發(fā)明的效果。請參看圖21，Pw/Pe代表非晶態(tài)功率(記錄功率/結(jié)晶功率(擦除功率)。Pw與Popt幾乎相同。
下面將參考圖9和10描述作為對第四個實施例的修改的第五個實施例。
圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖9所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、具有第二反射率的介電層(高折射率)33、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖10是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖10所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、具有第一反射率的介電層(高折射率)31、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、第三介電層5、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第五個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第四個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。第五個實施例是對第四個實施例的修改。細(xì)節(jié)與第四個實施例的細(xì)節(jié)相同?？梢垣@得與第四個實施例相同的效果。
圖11是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖11所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第四介電層52、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖12是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖12所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第四介電層52、反射層6、UV硫化層7、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第四介電層52、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第六個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。
作為第六個實施例的特征，在相變記錄層4的光入射側(cè)表面的對面的表面上形成第一介電層(高導(dǎo)熱性)2。利用此結(jié)構(gòu)，如在其余的實施例中，可以同時滿足Popt和XE。此外，第三介電層51和第四介電層52中的至少一層由低導(dǎo)熱性介電材料制成。低導(dǎo)熱性介電材料的導(dǎo)熱率κ1和第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κh之間的關(guān)系滿足κh/κ1≥10和條件(1)。在兩個條件都滿足的范圍內(nèi)，選擇膜結(jié)構(gòu)和膜材料的自由度是比較高的。例如，第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第四介電層52中的每一層都可以具有單層結(jié)構(gòu)，如圖11和12所示，也可以具有多層結(jié)構(gòu)(未顯示)。
第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的位置不僅限于第三介電層51和第四介電層52之間的位置。例如，第一介電層(高導(dǎo)熱性)2可以在相變記錄層4緊上面形成或與反射層6相鄰。對于根據(jù)第六個實施例的介質(zhì)，樣本是通過使用各種介電材料準(zhǔn)備的，并執(zhí)行了記錄/再現(xiàn)測試。結(jié)果，獲得了幾乎與第一個實施例(圖22和23)相同的效果。根據(jù)第六個實施例的介質(zhì)基本上表現(xiàn)了由Rc＞Ra和Ac＜Aa代表的光響應(yīng)。然而，也可以通過應(yīng)用下面的條件(1)到(3)來設(shè)計，以便獲得由Rc＞Ra和Ac＞Aa代表的光響應(yīng)。
(1)在透明襯底1的緊上面插入半透明膜。
(2)使用半透明材料作為反射層6。
(3)除第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2和第四介電層52之外，還可以在相變記錄層4和反射層6之間插入半吸收膜材料。
下面將描述詳細(xì)的示例。在透明襯底1上按順序形成半透明層、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、中間層、相變記錄層4、另一個中間層、第三介電層51、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第四介電層52和反射層6。半透明層由厚度為5到20nm的AgPdCu制成。第二介電層3由厚度為40到80nm的ZnS-SiO2層制成。中間層由厚度為1到5nm的Hf02制成。相變記錄層4由厚度為10到20nm的Ge40Sb8Te52層制成。另一個中間層由厚度為1到5nm的HfO2制成。第三介電層51由厚度為5到25 nm的ZnS-SiO2層制成。第一介電層2由厚度為5到30nm的BN層制成。第四介電層52由厚度為5到25nm的ZnS-SiO2層制成。反射層6由厚度為50到200nm的AgNdCu制成。此介質(zhì)被設(shè)計為滿足Rc＜Ra和Ac＞Aa。即，Rc大約為20％，即，對于標(biāo)頭信號或伺服信號，具有足夠大的值。獲得了與圖21所示的相同的記錄/再現(xiàn)特征。
下面將參考圖13和14描述作為對第一個和第六個實施例的修改的第七個實施例。
圖13是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖13所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖14是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖14所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第三介電層5、反射層6、UV硫化層7、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、第三介電層5、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第七個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。第七個實施例是對第一個和第四個實施例的修改。細(xì)節(jié)與第四個實施例的細(xì)節(jié)相同?？梢垣@得與第一個和第四個實施例相同的效果。
下面將參考圖15和16描述作為對第一個和第六個實施例的修改的第八個實施例。
圖15是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的具有單面、單記錄層的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖15所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、反射層6、UV硫化層7和襯底8。
圖16是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的剖面的視圖。如圖16所示，相變光記錄介質(zhì)按順序包括光入射側(cè)透明襯底1、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、反射層6、UV硫化層7、第二介電層(低導(dǎo)熱性)3、相變記錄層4、第三介電層5、第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、反射層6和襯底8。
應(yīng)用于根據(jù)第八個實施例的相變光記錄介質(zhì)的各層的參考數(shù)字與應(yīng)用于根據(jù)第一個實施例的相變光記錄介質(zhì)的參考數(shù)字關(guān)聯(lián)。即，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。第八個實施例是對第一個和第四個實施例的修改。細(xì)節(jié)與第四個實施例的細(xì)節(jié)相同?？梢垣@得與第一個和第四個實施例相同的效果。
下面將描述第九個實施例。根據(jù)第九個實施例的相變光記錄介質(zhì)具有將第六個實施例與第一、第三和第四實施例中的一個合并的結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，在相變記錄層4下形成了第一介電層(高導(dǎo)熱性)2。當(dāng)滿足下面的兩個條件(1)和(2)時，分層結(jié)構(gòu)中的自由度很高。
(1)上下兩面的總厚度d和第一介電層(高導(dǎo)熱性)2的導(dǎo)熱率κh的乘積滿足條件(1)。
(2)在相變記錄層4的上面或下面或兩面，至少一個介電層(第一介電層(高導(dǎo)熱性)2除外)是第二介電層(低導(dǎo)熱性)3，導(dǎo)熱率κ1和κh滿足κh/κ1≥10。
這里將描述詳細(xì)的示例。選擇厚度為0.6mm的預(yù)制聚碳酸酯L/G襯底作為透明襯底1。通過噴射在透明襯底1上按順序形成具有第一反射率的介電層(高折射率)31、具有第二反射率的介電層(低折射率)32、入射側(cè)第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、具有第三反射率的介電層(高折射率)33、相變記錄層4、介電層5、反射層側(cè)第一介電層(高導(dǎo)熱性)2、介電層和反射層6。介電層31由厚度為10到30nm的ZnS-SiO2層制成。介電層32由厚度為30到60nm的SiO2層制成。入射側(cè)第一介電層2由厚度為5到15nm的AlN層制成。介電層33由厚度為10到30nm的ZnS-SiO層制成。相變記錄層4由厚度為10到20nm的Ge40Sb4Bi4Te52層制成。介電層5由厚度為5到20nm的ZnS-SiO2層制成。反射層側(cè)第一介電層2由厚度為5到20nm的BN層制成。介電層由厚度為5到20nm的ZnS-SiO2層制成。反射層6由厚度為50到200nm的AgPdCu制成。然后，通過粘結(jié)層粘接UV硫化層7，并在UV硫化層7上粘接厚度為0.6mm的由聚碳酸酯制成反襯底8，從而完成相變光記錄介質(zhì)。對于所產(chǎn)生的相變光記錄介質(zhì)，使用常規(guī)散裝初始材料對相變記錄層4進(jìn)行初始結(jié)晶。然后，執(zhí)行記錄/再現(xiàn)測試。相變光記錄介質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)滿足Rc＜Ra和Ac＞Aa。Rc表現(xiàn)了5％或更高的實際值。結(jié)果，獲得了一個等于或大于圖21所示的記錄/再現(xiàn)特征。滿足Rc＞Ra和Ac＞Aa的光學(xué)設(shè)計也可以通過選擇相應(yīng)的層(具體來說，相應(yīng)的介電層)的材料和厚度來實現(xiàn)。
下面將總結(jié)根據(jù)每一個實施例的具有單面、多個記錄層(兩層)的相變光記錄介質(zhì)的功能和效果。
在其中的一個表面上具有兩個相變記錄層的介質(zhì)中，靠近光入射側(cè)的記錄介質(zhì)部分叫做L0層(第一層)，遠(yuǎn)離光入射側(cè)的記錄介質(zhì)部分叫做L1層(第二層)。在L0和L1層之間插入了由透明樹脂制成的厚度為幾十個pm的中間隔離層。L0層需要具有大約50％的高透光率，在非晶態(tài)和晶態(tài)之間的透光率區(qū)別必須比較小。L1層需要具有比較高的靈敏度。本發(fā)明的介質(zhì)同時滿足高靈敏度和小XE值的條件。因此，從上文描述的單記錄層的情況中的Popt可以看出，本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于L1層。從圖23可以看出，可以獲得藍(lán)色半導(dǎo)體激光源的輸出的Popt 1/2或較小。L1層通?？梢赃@樣形成在預(yù)制襯底上，以與具有單面、單記錄層的介質(zhì)相反的順序形成相應(yīng)的層，即，從與光入射側(cè)相對的一側(cè)的膜到光入射側(cè)上的膜。
本發(fā)明也可以實際應(yīng)用于在一個表面上具有兩個相變記錄層的介質(zhì)的L0層，以同時滿足高靈敏度和小XE值。在圖1、3、5、7、9、11、13和15所示的介質(zhì)中，當(dāng)相變記錄層的厚度大約為5到7nm時，反射層的厚度大約為3到15nm，可以獲得透光率大約為50％的L0層。本發(fā)明甚至在這樣的具有薄的記錄層的介質(zhì)中也有用。
這里將描述本發(fā)明應(yīng)用于L0層的詳細(xì)示例。通過噴射在光入射側(cè)透明襯底上按順序形成高折射率層、高導(dǎo)熱性介電層、高折射率層、中間層、相變記錄層、介電層、半透明反射層和高導(dǎo)熱性介電層。高折射率層由厚度為10到30nm的ZnS-SiO2層制成。高導(dǎo)熱性介電層由厚度為10到50nm的AlN層制成。高折射率層由厚度為10到30nm的ZnS-SiO2層制成。中間層由厚度為1到5nm的CeO2層制成。相變記錄層由厚度為5到7nm的Ge40Sb4Bi4Te52層制成。介電層由厚度為5到20nm的ZnS-SiO2層制成。半透明反射層由厚度為3到15nm的AgPdCu制成。高導(dǎo)熱性介電層2由厚度為5到20nm的BN層制成。然后，通過中間隔離層粘接向其中應(yīng)用了根據(jù)上文描述的其中一個實施例的上文描述的單面、單記錄層的結(jié)構(gòu)的L1層(或沒有應(yīng)用本發(fā)明的L1層)。利用此過程，可以形成向其中應(yīng)用了本發(fā)明的具有L0和L1層的單面、雙層相變光記錄介質(zhì)。在將線性速度或光道密度與圖20所示的線性速度或光道密度相比縮小大約10％的情況下，檢查所獲得的單面、雙層介質(zhì)的特征。對于L0和L1層，獲得了與圖21所示的幾乎相同的特征。因此，可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明甚至對于單面、雙層相變光記錄介質(zhì)也比較有用。
根據(jù)上文描述的本發(fā)明，可以優(yōu)化相變光記錄介質(zhì)的記錄靈敏度。此外，在小光道間距中產(chǎn)生問題的交叉擦除也可以大大地降低。因此，對于單面、單層記錄和單面、雙層記錄來說，相變光學(xué)記錄的存儲容量可以大大地提高。
本發(fā)明的基本效果是通過減少交叉擦除提高光道密度。因此，本發(fā)明不特別限于具有常規(guī)的“Ac＞Aa”結(jié)構(gòu)的在其中已經(jīng)確認(rèn)了效果的介質(zhì)。然而，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于被調(diào)整到Ac＞Aa的介質(zhì)時，本發(fā)明的功能和效果變得更加顯著。
下面將總結(jié)效果。
(1)在根據(jù)第一和第二個實施例的本發(fā)明的相變光記錄介質(zhì)中，在相變記錄層的光入射側(cè)形成至少兩種類型的介電層，即，高導(dǎo)熱性介電層和低導(dǎo)熱性介電層。高導(dǎo)熱性層的導(dǎo)熱率比低導(dǎo)熱性層的導(dǎo)熱率高出10倍或10倍以上。利用此結(jié)構(gòu)，可以提高記錄層的膜厚度方向上的導(dǎo)熱性，并可以降低交叉擦除。高導(dǎo)熱性介電層可以和記錄層接觸。然而，為確保記錄靈敏度和耐改寫性，優(yōu)選情況下，由ZnS-SiO2代表的低導(dǎo)熱性層和記錄層接觸，在光入射側(cè)上形成高導(dǎo)熱性層。透明襯底可以位于高導(dǎo)熱性層的光入射側(cè)?；蛘撸梢栽O(shè)置具有比較低的導(dǎo)熱性的諸如ZnS-SiO2、SiO2、ZrO2、BaTiO3、TiO2、Y2O3、Cu2O、CeO2、HfO2、MgF2或CaF2膜，具有C-H或C-F鍵的等離子高分子膜、具有C-F鍵的有機(jī)噴射膜或有機(jī)旋涂膜之類的膜。高導(dǎo)熱性的膜優(yōu)選情況下包含至少一種從圖17所示的材料中挑選出來的材料。此外，高導(dǎo)熱性膜優(yōu)選情況下包含至少一種從SiC、WC、AlN、BN、BeO、GdB4、TbB4、TmB4和DLC(類似于碳的金剛石)中挑選出來的材料作為100(W/mK)或更高的高導(dǎo)熱率κh并且甚至在厚度d比較小時表現(xiàn)出足夠的XE降低效果的材料。第一介電層(高導(dǎo)熱性)2優(yōu)選情況下還包含至少一種從AlN、BN、和DLC中挑選出來的材料作為具有足夠小的吸光系數(shù)并甚至在厚度甚至在噴射(具體來說，適用于光盤的薄膜形成的冷噴射)時比較大的情況下輕易地表現(xiàn)出高透光率的材料。
對于Rc和Ra之間的關(guān)系以及Ac和Aa之間的關(guān)系沒有特別的限制。優(yōu)選情況下，通過選擇低導(dǎo)熱性膜材料和厚度以及高導(dǎo)熱性膜材料和厚度來設(shè)置Ac＞Aa?；蛘撸瑑?yōu)選情況下，通過在與記錄層的光入射表面相對的表面上使用半吸收膜或者使用半透明膜作為反射層部分來設(shè)置Ac＞Aa。
在本發(fā)明中，介電層表示其復(fù)折射率的吸光系數(shù)(k)基本上為零。然而，只要介電層由透明膜材料制成而作為光記錄介質(zhì)，k＝0不必始終被滿足。k的允許值依賴于膜厚度?？梢允褂猛腹饴手辽贋?0％，優(yōu)選情況下，使用透光率為90％或以上的單層作為本發(fā)明的介電層。
在本發(fā)明中，導(dǎo)熱率(κ)基本上表示在相變光記錄介質(zhì)中使用的薄膜的κ。然而，在獲得本發(fā)明的過程中進(jìn)行的各種類型的實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，κ的數(shù)值范圍被限于(條件(1))熱物理性質(zhì)手冊中描述的散裝材料的κ。當(dāng)指定了所使用的材料之后，可以判斷是否實施本發(fā)明。
為了在實踐中在預(yù)先確定的線性速度(線性速度決定數(shù)據(jù)傳輸速率連同最短的齒間距和格式效率)同時滿足實際的靈敏度和足夠小的交叉擦除(XE)，需要滿足高導(dǎo)熱性介電層的導(dǎo)熱率(κh)比低導(dǎo)熱性介電層的導(dǎo)熱率(κ1)高出10倍或10倍以上的條件。線性速度是光學(xué)記錄系統(tǒng)或光學(xué)記錄驅(qū)動器的一個設(shè)計項目。當(dāng)在實際的線性速度范圍內(nèi)κh/κ1≥10，例如，從幾個m/s到幾十個m/s范圍內(nèi)，可以確保靈敏度和XE。根據(jù)線性速度確定κh和κ1的相應(yīng)的范圍。例如，在5.6m/s的線性速度(對應(yīng)于35Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，與高清晰度活動圖像兼容，在最短的齒間距或0.13μm/齒和82％的格式效率)，κ1的相應(yīng)的值是0.01到10(W/mK)。相應(yīng)地，κh的相應(yīng)的值是0.1(W/mK)或以上或100(W/mK)或以上。作為一個最佳示例，使用ZnS-SiO2作為低導(dǎo)熱性介電層。在此情況下，κ1大約為0.5(W/mK)。κh的相應(yīng)的值是5(W/mK)或以上，優(yōu)選情況下，50(W/mK)或以上，優(yōu)選情況下，為100(W/mK)或以上。當(dāng)線性速度較高時，κ1和κh的相應(yīng)的值切換到較低的一側(cè)。當(dāng)線性速度較低時，κ1和κh的相應(yīng)的值切換到較高一側(cè)。在幾個m/s到幾十個m/s的線性速度范圍內(nèi)，當(dāng)滿足κh/κ1≥10時，可以確保靈敏度和XE。當(dāng)線性速度發(fā)生變化時，靈敏度和XE可以通過在條件(1)中定義的κh×d以及κ1和κh本身的值進(jìn)行調(diào)整。
(2)在根據(jù)第三、第四和第五個實施例的本發(fā)明的相變光記錄介質(zhì)中，在記錄層的光入射側(cè)形成至少兩種類型的具有不同折射率的介電層和高導(dǎo)熱性介電層。對于至少兩種類型的具有不同折射率的介電層，特別是對于高折射率層，可以使用ZnS-SiO2、TiO2、Si3N4、Nb2O5、ZrO2或ZnO。對于低折射率層，可以使用SiO2、MgF2、CaF2、等離子高分子膜或有機(jī)旋涂膜。作為一個特征，當(dāng)使用至少兩種類型的具有不同折射率的介電層時，光學(xué)設(shè)計中的自由度大大地改進(jìn)。在第二個發(fā)明中使用的高導(dǎo)熱性膜的材料優(yōu)選情況下是從上面的(1)中描述的那些材料中挑選出來的。對于Rc和Ra之間的關(guān)系以及Ac和Aa之間的關(guān)系沒有特別的限制。優(yōu)選情況下，通過選擇至少兩種類型的具有不同折射率的介電層的材料和厚度和高導(dǎo)熱性膜材料和厚度來設(shè)置Ac＞Aa?；蛘?，優(yōu)選情況下，通過在與記錄層的光入射表面相對的表面上使用半吸收膜或者使用半透明膜作為反射層部分來設(shè)置Ac＞Aa?？梢栽谕该饕r底上，在至少兩種類型的具有不同折射率的介電層之間，或者在介電層和相變記錄層之間插入高導(dǎo)熱性介電薄膜。然而，為確保相應(yīng)的記錄靈敏度和耐改寫性，優(yōu)選情況下，由ZnS-SiO2代表的低導(dǎo)熱性膜和記錄層接觸，在光入射側(cè)上形成高導(dǎo)熱性膜。其余的條件與上文描述的(1)中的相同。下面的(3)中描述了最優(yōu)選的實施例。
(3)作為類似于根據(jù)第四個實施例的本發(fā)明的改進(jìn)的技術(shù)，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)在日本專利申請No.2002-52111中提出了一種結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，在滿足Rc＜Ra和Ac＞Aa的介質(zhì)的相變記錄層的光入射側(cè)上形成半吸收膜以及，典型情況下，厚度為幾十納米或更小的高導(dǎo)熱性金屬膜。
利用此結(jié)構(gòu)，可以提高膜厚度方向上的導(dǎo)熱性，并可以降低交叉擦除。隨著本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的研究的進(jìn)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在記錄層的光入射側(cè)使用半吸收膜材料時，記錄靈敏度縮小。還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用多晶體金屬時，噪聲由于晶粒邊界而增大。然后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用高導(dǎo)熱性介電層而不是半吸收膜時，可以降低交叉擦除而不會降低記錄靈敏度和提高噪聲。此外，雖然限制了半吸收高導(dǎo)熱性膜的厚度，但是，對高導(dǎo)熱性介電薄膜的厚度沒有特別的限制。因此，當(dāng)厚度提高時，可以獲得更顯著的交叉擦除降低效果。作為根據(jù)第四個實施例的本發(fā)明的重要特點，在接近于記錄層的一個位置，特別是可以獲得顯著的交叉擦除降低效果的位置，形成高導(dǎo)熱性介電層。還將重復(fù)改寫耐久性和高擦除特征考慮在內(nèi)，例如，在光入射側(cè)透明襯底上形成低導(dǎo)熱性的ZnS-SiO2層作為其折射率不同于透明襯底的折射率的介電層。例如，為了便于設(shè)計Ac＞Aa，在ZnS-SiO2層上形成還具有低導(dǎo)熱率但與ZnS-SiO2層的折射率有較大的差異的SiO2層。作為本發(fā)明的一個重要特點，在SiO2層上形成高導(dǎo)熱性介電層，例如，ZnS-SiO2層，以確保耐改寫性?？梢灾苯釉赯nS-SiO2層上形成記錄層。或者，可以通過厚度為幾個納米的結(jié)晶促進(jìn)層形成記錄層。當(dāng)不使用結(jié)晶促進(jìn)層時，優(yōu)選情況下，使用以Bi或Sn代替的GeSbTe膜作為記錄層，以確保擦除效率。當(dāng)使用結(jié)晶促進(jìn)層時，可以使用非替代GeSbTe膜作為記錄層。通常使用GeN、HfO2、CeO2或Ta2O5作為結(jié)晶促進(jìn)層。高導(dǎo)熱性膜的材料優(yōu)選情況下是從上面的(1)中描述的那些材料中挑選出來的。其余的條件與上文描述的(1)中的相同。
(4)根據(jù)第六個實施例的本發(fā)明涉及本發(fā)明的發(fā)明人提出的日本專利申請No.2002-86297中說明的介質(zhì)的改進(jìn)技術(shù)。該結(jié)構(gòu)的目的在于減少滿足Rc＞Ra和Ac＜Aa的介質(zhì)的交叉擦除。還通過使用吸收指數(shù)控制層或半透明反射層，甚至對于滿足Rc＜Ra和Ac＞Aa的介質(zhì)，也可以獲得交叉擦除降低效果。在日本專利申請No.2002-86297中，在記錄層和反射層之間劃分了介電層。在介電層之間插入了厚度為十-奇數(shù)納米或更小的半透明高導(dǎo)熱性金屬膜。利用此結(jié)構(gòu)，可以提高膜厚度方向上的導(dǎo)熱性，并可以降低交叉擦除。隨著本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的研究與開發(fā)的進(jìn)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用半透明高導(dǎo)熱性金屬膜時，記錄靈敏度縮小，噪聲增大，如在上文描述的No.2002-52111中所述的。然后，本發(fā)明的發(fā)明人取得了本發(fā)明。在根據(jù)第六個實施例的本發(fā)明中，可以在記錄層和第二介電層之間插入高導(dǎo)熱性介電層，插入到第二介電層(第二介電層被分成至少兩個部分)，或第二介電層和反射層之間的中間部分。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，由于如上面的(1)到(4)所描述的相同原因，在記錄層上形成對于耐改寫性來說是優(yōu)選的結(jié)晶促進(jìn)層或ZnS-SiO2層。在結(jié)晶促進(jìn)層或ZnS-SiO2層形成高導(dǎo)熱性透明層。直接在高導(dǎo)熱性介電層或通過導(dǎo)熱性透明層(例如，ZnS-SiO2層)上形成反射層。高導(dǎo)熱性層的導(dǎo)熱率比第二介電層中的具有最低導(dǎo)熱率的膜材料的導(dǎo)熱率高出10倍或10倍以上。利用此結(jié)構(gòu)，可以提高記錄層的膜厚度方向上的導(dǎo)熱性，并可以降低XE。此外，如第一發(fā)明所描述的，在實際的線性速度范圍內(nèi)，可以同時滿足靈敏度和XE。
(5)本發(fā)明的相變光記錄介質(zhì)同時具有發(fā)明(1)、(2)或(3)的結(jié)構(gòu)和發(fā)明(4)的結(jié)構(gòu)。在記錄層的光入射側(cè)表面和與光入射側(cè)相對的表面上形成高導(dǎo)熱性透明膜。高導(dǎo)熱性膜的材料優(yōu)選情況下是從上面的(1)中描述的那些材料中挑選出來的。
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于具有單面、單記錄層的介質(zhì)，而且還可以應(yīng)用于單面、雙層記錄層介質(zhì)的L0和L1層。
那些精通本技術(shù)的人可以輕松地實現(xiàn)其他優(yōu)點，并進(jìn)行各種修改。因此，本發(fā)明的更廣的方面不僅局限于這里顯示和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性的實施例。相應(yīng)地，在不偏離所附權(quán)利要求和它們的等效內(nèi)容所定義的一般發(fā)明概念的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種記錄介質(zhì)，其特征在于包括襯底(1)；反射光束的反射層(6)；相變記錄層(4)，該相變記錄層位于襯底和反射層之間并且當(dāng)用光束照射時在晶態(tài)和非晶態(tài)之間變化；位于襯底和反射層之間的第一介電層(2)；以及位于襯底和第一介電層之間的第二介電層(3)，該介電層的導(dǎo)熱率低于第一介電層的導(dǎo)熱率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第一介電層位于第二介電層和相變記錄層之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括一個位于第一介電層和相變記錄層之間的介電層，該介電層的折射率不同于第二介電層的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第二介電層包括具有第一折射率的介電層和具有第二折射率的介電層，介質(zhì)進(jìn)一步包括一個位于第一介電層和相變記錄層之間的介電層，該介電層具有第三折射率，以及第一折射率和第三折射率高于第二折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于進(jìn)一步包括位于第一介電層和相變記錄層之間的第三介電層，該介電層的折射率不同于第二介電層的折射率，以及位于第三介電層和相變記錄層之間的第四介電層，該介電層的折射率不同于第三介電層的折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第一介電層位于相變記錄層和反射層之間，以及介質(zhì)進(jìn)一步包括位于相變記錄層和第一介電層之間的第三介電層，該介電層的導(dǎo)熱率低于第二介電層的導(dǎo)熱率，以及位于第一介電層和反射層之間的第四介電層，該介電層的導(dǎo)熱率低于第二介電層的導(dǎo)熱率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第一介電層位于相變記錄層和反射層之間，以及介質(zhì)進(jìn)一步包括位于第一介電層和反射層之間的第三介電層，該介電層的導(dǎo)熱率低于第二介電層的導(dǎo)熱率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第一介電層位于相變記錄層和反射層之間，以及介質(zhì)進(jìn)一步包括位于相變記錄層和第一介電層之間的第三介電層，該介電層的導(dǎo)熱率低于第二介電層的導(dǎo)熱率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，在厚度d(nm)和300(K)時第一介電層的導(dǎo)熱率κh(W/m·K)滿足1.5×10E-6(W/K)≤κh×d≤1.5×10E-5(W/K).
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其特征在于，第一介電層基本上包含至少一種從由SiC、WC、AlN、BN、BeO、GdB4、TbB4、TmB4、DLC(類似于碳的金剛石)、Si3N4、B4C、TiC、MgO、ZnO、Al2O3、TiB2、ZrB2和Si構(gòu)成的組中挑選出來的材料。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的相變光記錄介質(zhì)包括襯底(1)、反射光束的反射層(6)、相變記錄層(4)，該相變記錄層位于襯底和反射層之間并且當(dāng)用光束照射時在晶態(tài)和非晶態(tài)之間變化，位于襯底和反射層之間的第一介電層(2)，以及位于襯底和第一介電層之間的第二介電層(3)，該介電層的導(dǎo)熱率低于第一介電層的導(dǎo)熱率。
文檔編號G11B7/258GK1494072SQ0315949
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者大間知范威, 市原勝太郎, 柚須圭一郎, 蘆田純生, 中村直正, 塚本隆之, 一郎, 之, 太郎, 正, 生 申請人:株式會社東芝