CN100373484C - 光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法 - Google Patents

光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100373484C
CN100373484C CNB2004800188481A CN200480018848A CN100373484C CN 100373484 C CN100373484 C CN 100373484C CN B2004800188481 A CNB2004800188481 A CN B2004800188481A CN 200480018848 A CN200480018848 A CN 200480018848A CN 100373484 C CN100373484 C CN 100373484C
Authority
CN
China
Prior art keywords
record medium
optical record
dielectric layer
layer
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004800188481A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1816859A (zh
Inventor
菊川隆
福泽成敏
小林龙弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN1816859A publication Critical patent/CN1816859A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100373484C publication Critical patent/CN100373484C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045—Recording
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24065—Layers assisting in recording or reproduction below the optical diffraction limit, e.g. non-linear optical layers or structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24308—Metals or metalloids transition metal elements of group 11 (Cu, Ag, Au)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/2431—Metals or metalloids group 13 elements (B, Al, Ga, In)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24314—Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24316—Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/258—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of reflective layers

Abstract

一种光学记录介质(10)包括支撑基板(11)、透光层(12)、和插入到所述透光层(12)和所述支撑基板(11)之间的第一电介质层(31)、贵金属氧化物层(23)、第二电介质层(32)、光吸收层(22)、第三电介质层(33)、和反射层(21)。所述支撑基板(11)的厚度为0.6mm到2.0mm；所述透光层(12)的厚度为10μm到200μm；所述贵金属氧化物层(23)的厚度为2nm到50nm；所述第二电介质层(32)的厚度为5nm到100nm；所述光吸收层(22)的厚度为5nm到100nm；并且所述第三电介质层(33)的厚度为10nm到140nm。因此，在采用针对下一代光学记录介质的光学系统进行超解析记录和再现时可获得优良的特性。

Description

光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法
技术领域
本发明涉及一种光学记录介质和一种制造光学记录介质的方法，尤其是，涉及一种能够形成小于解析极限的微记录(microrecord)标记并从这种记录标记再现数据的超解析型(super-resolution-type)光学记录介质，以及涉及制造光学记录介质的方法。本发明还涉及一种将数据记录在光学记录介质上的方法和一种从光学记录介质再现数据的方法，以及涉及一种将数据记录在超解析型光学记录介质的方法和一种从超解析型光学记录介质再现数据的方法。
背景技术
近来，以CD(光盘)或DVD(数字多功能盘)为代表的光学记录介质已经广泛地用作记录大量数字数据的记录介质。
在多种CD中，一种不允许写或重写数据的CD(CD-ROM)具有通过将反射层和保护层叠在大约1.2mm厚度的透光基板上来实现的结构。将具有大约780nm波长的激光束经由透光基板照射到反射层，从而再现数据。在多种CD中，一种允许一次性写入数据的CD(CD-R)和另一种允许重写数据的CD(CD-RW)具有通过在透光基板和反射层之间增加一个记录层来实现的结构。通过将具有大约780nm波长的激光束经由透光基板照射到记录层来对数据执行记录和再现。
与CD相关的是，将具有大约0.45数值孔径的物镜用于聚焦激光束。结果，反射层或记录层上的激光束射束点尺寸缩小到大约1.6μm的值。因此，CD达到大约700MB的存储容量，并且在标准线速度(大约1.2m/sec.)下达到大约1Mbps的数据传输速率。
在多种DVD中，一种不允许写或重写数据的DVD(DVD-ROM)具有通过将粘合层夹在多层体和大约0.6mm厚度的空(dummy)基板之间并将它们层压到一起来实现的结构，其中，通过将反射层和保护层叠在具有大约0.6mm厚度的透光基板上来形成多层体。将具有大约635nm波长的激光束经由透光基板照射到反射层来再现数据。同时，在多种DVD中，一种允许一次性写入数据的DVD(DVD-R等)和另一种允许重写数据的DVD(DVD-RW等)具有通过在透光基板和反射层之间增加一个记录层来实现的结构。通过将具有大约635nm波长的激光束经由透光基板照射到记录层来对数据执行记录或再现。
与DVD相关的是，将具有大约0.6数值孔径的物镜用于聚焦激光束。结果，反射层或记录层上的激光束射束点尺寸缩小到大约0.93μm。如上所述，将波长比用于CD的激光束的波长短的激光束和数值孔径比用于CD的物镜的数值孔径大的物镜用于将数据记录在DVD上或从DVD再现数据。这样实现了比用于CD的射束点尺寸小的射束点尺寸。因此，DVD达到了大约4.7GB/面的存储容量，并且在标准线速度(大约3.5m/sec.)下达到大约11Mbps的数据传输速率。
近来，已经提出了一种其数据记录容量大于DVD的数据记录容量且可实现超过DVD的数据传输速率的光学记录介质。为了在这样一种下一代光学记录介质中实现高容量和高数据传输速率，使用具有大约405nm波长的激光束和具有大约0.85数值孔径的物镜。激光束射束点尺寸缩小到大约0.43μm的值，并且达到了大约25GB/面的存储容量，且可在标准线速度(大约5.7m/sec.)下达到大约36Mbps的数据传输速率。
如上所述，将具有很高数值孔径的物镜用作下一代光学记录介质。因此，为了确保足够的倾斜余量(tilt margin)并为了防止出现彗形象差，将作为激光束的光路的透光层的厚度设置得极小，大约100μm。在下一代光学记录介质中，在诸如CD、DVD等的当前光学记录介质的情况中那样的透光基板上形成诸如记录层等的各种功能层的过程中遇到了困难。已经描述了使用这样的方法，该方法用于在支撑基板上形成反射层和记录层，通过旋涂方法等在反射层和记录层上形成薄树脂层，并且使用该树脂层作为透光层。具体地讲，与制造从光入口面向着光学记录介质顺序地形成薄膜的当前的光学记录介质相比，在制造下一代光学记录介质的过程中，薄膜从与光入口面的相对的一面顺序地形成。
如上所述，主要通过将激光束的射束点尺寸最小化来实现光学记录介质容量的增加和高数据传输速率的增加。因此，为了实现容量和高数据传输速率的进一步提高，必须进一步减小射束点尺寸。然而，如果激光束的波长更短，则透光层吸收的激光能量将突然增加，并且透光层的长期退化将变得更严重。为此，进一步缩短波长是困难的。而且，考虑到镜头设计或保证倾斜余量的困难，物镜的数值孔径的进一步增加也是困难的。简言之，激光束的射束点尺寸的进一步减小可以说是极其困难的。
在此情况下，近来已经提出了一种超解析型光学记录介质作为实现容量的提高和数据传输速率的提高的尝试。超解析型光学记录介质指的是形成超过解析极限的微记录标记并允许从这种记录标记再现数据的光学记录介质。如果使用这种光学记录介质，则可实现容量的提高和数据传输速率的提高，而不用减小射束点尺寸。
更具体地讲，当激光束的波长取λ并且物镜的数值孔径取NA时，衍射极限d1由下式给出
d1＝λ/2NA。
因此，在一种用记录标记和空白区域的长度表示数据的光学记录介质的情况下；即，如同CD或DVD的情况下的边缘之间距离，单信号的解析极限d2由下式给出
d2＝λ/4NA。
在不是超解析型的普通光学记录介质中，如果最短记录标记的长度和最短空白区域的长度比解析极限短，则不可能将空白区域和记录标记区分开。反之，在超解析型光学记录介质中，可利用其长度比解析极限短的记录标记和空白区域。因此，可实现容量的提高和数据传输速率的提高，而不用减小射束点尺寸。
已经提出了一种称作“超级RENS(超解析近场结构(SuperResolution Near-Field Structure))”的超解析型光学记录介质作为超解析型光学记录介质(参见非专利文献1)。该光学记录介质采用相变材料层和由金属氧化物形成的再现层。当将光学记录介质暴露在激光束下时，射束点中心的高能部分使得形成再现层的金属氧化物分解。有这样的认识，即，由通过将金属氧化物分解而得到的金属微粒将激光束散射，从而产生近场光。因此，将近场光局部地射到相变材料层。从而，可利用相变来执行超解析记录和超解析再现。当激光束从相变材料层移走时，通过分解再现层得到的金属和氧会再次结合到一起，从而恢复为最初的金属氧化物。因此，重复进行重写被认为是可行的。
然而，本发明的发明人的研究表明，称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质的相变材料层的相位改变难以作为信号出现，并且再现层的分解是不可逆的。具体地讲，该研究表明，称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质不能被实现为能够在相变材料层中形成可逆记录标记的可重写光学记录介质，但是能够被实现为能够在再现层(贵金属的金属氧化物层)中形成不可逆记录标记的一次性写入、多次读取的光学记录介质(参见非专利文献2)。
能够在贵金属氧化物层中形成小于解析极限的微记录标记的原因是，贵金属氧化物层在射束点中心的高能区域局部分解，并且由该贵金属氧化物层的局部分解导致的气泡坑使这样分解的区域塑性变形。将塑性变形区域用作记录标记，并且将没有塑性变形的区域用作空白区域。同时，迄今为止，能够从这样形成的微记录标记再现数据的原因还不清楚。如非专利文献2所述，通过使用635nm波长的激光束和0.6数值孔径的物镜进行的超解析再现来获得优良的信号特性。635nm波长的激光束和0.6数值孔径的物镜是用在前述DVD的再现和记录操作中的光学系统。因此，即使在超解析型光学记录介质中，也可假设通过使用具有较短波长的激光束和具有较大数值孔径的物镜来获得较高的记录密度和较高的数据传输速率，如同下一代光学记录介质的情况。
【非专利文献1]“Near-field recording and readout technologyusing a metallic probe in an optical disk，”Japanese Journal of AppliedPhysics，2000，39卷，980-981页。
【非专利文献2】“Rigid bubble pit formation and huge signalenhancement in super-resolution near-field structure disk withplatinum-oxide layer，”Applied Physics Letters.American Institute ofPhysics，2002年12月16日，81卷，Number 25，4697-4699页。
然而，如前所述，能够在超解析型光学记录介质中从小于解析极限的记录标记再现数据的机制还不清楚。即使当使用小于635nm波长的激光束和0.6数值孔径的物镜时，也不确定超解析再现是否可行。如果超解析再现可行，那么，也不可能实际预测获得优良信号特性的设置，即，分层结构、各层材料、和各层厚度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有贵金属氧化物层的超解析型光学记录介质，其能够通过使用波长较短的激光束和数值孔径较大的物镜来进行超解析记录和超解析再现；以及还提供一种用于制造所述光学记录介质的方法。
本发明的另一目的在于提供一种具有贵金属氧化物层的超解析型光学记录介质，其能够通过使用与下一代的光学记录介质一起使用的光学系统来进行超解析记录和超解析再现，所述光学系统即大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜；以及还提供一种用于制造所述光学记录介质的方法。
本发明的又一目的在于提供一种通过使用波长较短的激光束和数值孔径较大的物镜来从超解析型光学记录介质进行记录和再现的方法。
根据本发明的一个方案的一种光学记录介质包括：支撑基板和透光层；以及将第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层按此顺序从所述透光层开始插入到所述透光层和所述支撑基板之间。所述支撑基板的厚度范围自0.6mm到2.0mm；所述透光层的厚度范围自10μm到200μm；所述贵金属氧化物层的厚度范围自2nm到50nm；所述第二电介质层的厚度范围自5nm到100nm；所述光吸收层的厚度范围自5nm到100nm；并且所述第三电介质层的厚度范围自10nm到140nm。
根据本发明，通过使用波长(λ)小于635nm的激光束和数值孔径(NA)大于0.6的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小，从而能够执行超解析记录和超解析再现。尤其是，可以通过使用用于下一代光学记录介质的大约405nm波长的激光束和0.85数值孔径的物镜进行超解析记录和超解析再现来获得优良的特性。
优选地是，将所述支撑基板的厚度设置为范围自1.0mm到1.2mm，更优选地是，将其设置为大约1.1 mm的值。将所述透光层的厚度优选地设置为范围自50μm到150μm，更优选地是，将其设置为范围自70μm到120μm。只要将所述支撑基板和所述透光层设置为这些厚度，所述光学记录介质就可以和目前提出的下一代的光学记录介质兼容。
而且，将所述第二电介质层的厚度优选地设置为范围自20nm到100nm，更优选地是，将其设置为范围自50nm到70nm。只要将所述第二电介质层的厚度设置为这些值，就不会过度妨碍将在记录操作期间出现的变形，同时也就充分保护了所述贵金属氧化物层。尤其是，只要将所述第二电介质层的厚度设置为50nm到70nm，就能获得高载波噪声比(CNR)。
而且，所述贵金属氧化物层优选地包括氧化铂(PtOx)。在此情况下，最优选地是，基本上整个贵金属氧化物层都由氧化铂(PtOx)制成，并且所述贵金属氧化物层包含不可避免地混入所述贵金属氧化物中的另一材料或杂质。如果将氧化铂(PtOx)用作所述贵金属氧化物层的材料，那么就可以获得优良的信号特性和足够的耐久性。
优选地是，本发明的光学记录介质还包括插入到所述支撑基板和所述第三电介质层之间的反射层。只要设置有这种反射层，就能实现再现信号电平增加和再现稳定性显著增强。在此，术语“再现稳定性”指的是对再现质量恶化现象的耐久性，即，由在再现操作过程中照射的激光束的能量改变的贵金属氧化物层的状态的现象，其依次包括噪音增加和载波减弱，从而导致了CNR降低。优选地是，将所述反射层的厚度范围自5nm到200nm，更优选地是，将其设置为范围自10nm到100nm，最优选地是，将其设置为范围自10nm到50nm。通过以上述方式设置所述反射层的厚度，可实现充分增强再现稳定性的效果，而不会使生产率有大的下降。
优选地是，所述支撑基板的厚度范围自1.0mm到1.2mm；所述透光层的厚度范围自70μm到120μm；所述贵金属氧化物层的厚度范围自2nm到30nm；所述第二电介质层的厚度范围自50nm到100nm；所述光吸收层的厚度范围自10nm到80nm；所述第三电介质层的厚度范围自20nm到120nm，并且所述反射层的厚度范围自10nm到50nm。只要将所述支撑基板的厚度和各层厚度设置为上述值，就可通过使用405nm波长的激光束和0.85数值孔径的物镜进行超解析记录和超解析再现来获得非常优秀的特性。
根据本发明另一方案的一种光学记录介质包括：其厚度范围自0.6mm到2.0mm的支撑基板和其厚度范围自10μm到200μm的透光层；以及将第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、第三电介质层、和反射层按此顺序从所述透光层开始插入到所述透光层和所述支撑基板之间。即使在此情况下，也优选地将氧化铂(PtOx)用作贵金属氧化物层的材料。优选地是，如前所述设置各层厚度。
一种制造根据本发明的光学记录介质的方法，其特征在于，包括：第一处理，在支撑基板上按照反射层、第三电介质层、光吸收层、第二电介质层、贵金属氧化物层、和第一电介质层的顺序形成所述各层；以及第二处理，在所述第一电介质层上形成透光层。根据本发明，可通过使用小于635nm波长的激光束和大于0.6数值孔径的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小，从而可制造能够实现超解析记录和超解析再现的光学记录介质。优选地是，根据汽相蒸镀方法执属于第一处理的处理，并且优选地是，根据旋涂方法执行属于第二处理的处理。
本发明的一种数据记录方法是通过将透光层暴露在激光束下来将数据记录在上述光学记录介质上的数据记录方法，其特征在于，当所述激光束的波长取λ并且用于将所述激光束聚焦的物镜的数值孔径取NA时，通过将λ/NA设置为640nm或更小的值来记录包括长度为λ/4NA或更短的记录标记的记录标记串。本发明的一种数据再现方法通过将透光层暴露在激光束下来再现数据，其特征在于，当所述激光束的波长取λ并且用于将所述激光束聚焦的物镜的数值孔径取NA时，通过将λ/NA设置为640nm或更小的值来从长度为λ/4N的记录标记串再现数据。在任一一种情况下，最优选地是将所述激光束的波长设置为大约405nm并且将所述物镜的数值孔径设置为0.85。因此，可使用类似于用于下一代光学记录介质记录/再现设备的记录/再现设备。而且，可以节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。
根据本发明，作为使用小于大约635nm波长的激光束和大于0.6数值孔径的物镜的结果，在将λ/NA设置为640nm或更小时，可执行超解析记录和超解析再现。尤其是，通过使用和下一代光学记录介质一起使用的大约405nm波长的激光束和0.85数值孔径的物镜来进行超解析记录和超解析再现，可获得优良的特性。因此，可使用类似于用于下一代光学记录介质的记录/再现设备的记录/再现设备，因此，可以节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。
附图说明
图1(a)是示出根据本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的部分剖面的示图，并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的局部剖视图；
图2是示意性示出光学记录介质10暴露在激光束40下的状态的示图；
图3(a)是示出贵金属氧化物层23上的激光束40的射束点的平面图，并且图3(b)是用于描述射束点的强度分布的示图；
图4是用于描述气泡坑23a(记录标记)的尺寸的示图；
图5是示出在记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的示例的波形图；
图6是示出记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的另一示例的波形图；
图7是示意性示出激光束40的记录功率和通过随后的再现操作获得的再现信号的CNR之间的关系的示图；
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图；
图9是示出通过特性评估1获得的测量结果的示图；
图10是示出通过特性评估2获得的测量结果的示图；
图11是示出通过特性评估3获得的测量结果的示图；
图12是示出通过特性评估4获得的测量结果(初始频谱)的示图，其中，图12(a)示出了与第一实施例的光学记录介质样品有关的结果，并且图12(b)示出了与第二实施例的光学记录介质样品有关的结果；以及
图13是示出通过特性评估4获得的测量结果(通过4000次重复的再现操作获得的频谱)的示图，其中，图13(a)示出了与第一实施例的光学记录介质样品有关的结果，并且图13(b)示出了与第二实施例的光学记录介质样品有关的结果。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1(a)是示出根据本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的部分剖面的示图，并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的片断剖视图。
如图1(a)所示，本发明的光学记录介质10采取盘形。如图1(b)所示，光学记录介质10包括支撑基板11、透光层12、反射层21、光吸收层22、和贵金属氧化物层23，它们全部按此顺序以层状结构位于支撑基板11和透光层12之间，还包括插入到反射层21和透光层22之间的电介质层33、插入光吸收层22和贵金属氧化物层23之间的电介质层32、和插入到贵金属氧化物层23和透光层12之间的电介质层31。在光学记录介质10旋转的同时，可通过将光入口面12a暴露在激光束40下来执行数据的记录和再现。可将激光束40的波长设置为小于635nm，并且最优选地是将所述波长设置为用于下一代光学记录介质的大约405nm。可将用于将激光束40聚焦的物镜的数值孔径设置为大于0.6，尤其是将其设置为用于下一代光学记录介质的大约0.85。
支撑基板11是用于保证光学记录介质10的机械强度的盘形基板。在支撑基板11的一面上，从基板的中心附近向着基板的外沿或从基板的外沿向着的中心附近螺旋地形成引导激光束40的沟槽11a和槽岸l1b。只要能够保证支撑基板的机械强度，就不对支撑基板11的厚度和材料施加任何特别的限制。例如，可将玻璃、陶瓷、树脂等用作支撑基板11的材料。考虑到便于成型，优选地使用树脂。这种树脂包括聚碳酸酯树脂、烯烃树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、氟树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂等。在它们中就易于成型而言，特别优选地使用聚碳酸酯树脂和烯烃树脂。由于支撑基板11没有形成激光束40的光路，所以，不需要选择在激光束的波长范围内有高透光性的材料。
同时，优选地将支撑基板11的厚度设置为对于保证机械强度必需且足够的厚度，例如，范围自0.6mm到2.0mm。考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的兼容性，优选地将支撑基板11的厚度设置为范围自1.0mm到1.2mm，尤其是将其设置为1.1mm。不对支撑基板11的直径施加任何特别的限制。考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的兼容性，优选地将支撑基板11的直径设置为120mm。
透光层12是形成在记录和再现操作过程中照射的激光束40的光路的层。只要所述透光层的材料显示出在所使用的激光束40的波长范围内有足够的高透光性，就不对透光层的材料施加任何特别的限制。例如，可以使用透光树脂等。在本发明的光学记录介质10中，将透光层12的厚度设置为范围自10μm到200μm。其原因在于，当透光层12的厚度小于10μm时，光入口面12a上射束的尺寸变得极小，这就使得在光入口面12a上瑕疵和灰尘对记录和再现操作的影响变得极大。当透光层12的厚度超过200μm时，保证倾斜余量或抑制彗形象差遇到了困难。考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的兼容性，优选地将透光层12的厚度设置为范围自50μm到150μm，尤其优选地将其设置为范围自70μm到120μm。
反射层21是用于使再现信号电平增加并使再现稳定性增强的层。可将诸如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、锌(Zn)、锗(Ge)之类的单一金属或合金用作反射层21的材料。不对反射层21的厚度施加任何特别的限制。优选地是，将反射层21的厚度设置为范围自5nm到200nm，更优选地是，将其设置为范围自10nm到100nm，最优选地是，将其设置为范围自10nm到50nm。其原因在于，当反射层21的厚度小于5nm时，不能充分地得到提高再现稳定性的效果，当反射层21的厚度超过200nm时，薄膜生成消耗了太多时间从而影响了生产率。因此，在增强再现稳定性的效果方面不能得到任何进一步的提高。相反，只要将反射层21的厚度设置为范围自10nm到100nm，尤其是优选地将其设置为范围自10nm到50nm，就可以在不使生产率有很大下降的情况下获得充分增强再现稳定性的效果。在本发明中，尽管光学记录介质设置有反射层21不是绝对必要的，但是，可通过提供反射层达到上述效果。
光吸收层22主要用于吸收激光束40的能量并且将能量转换为热量。光吸收层22的优选材料在所使用的激光束40的波长范围内显示了很强的吸收能力并具有相当低的硬度，但该硬度不会在记录操作过程中防止贵金属氧化物层23变形。满足波长小于635nm的激光束40的这种需求的材料包括用作可重写光学记录介质中的记录层的材料的相变材料。优选地使用锑(Sb)、碲(Te)、和锗(Ge)的合金、或者通过将添加剂加入所述合金中而形成的材料作为相变材料。
具体地讲，如果形成光吸收层22的相变材料的原子比表示为
(SbaTe1-a)1-bMb或者
{(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dM1-d  [其中，M表示除锑(Sb)、碲(Te)、和锗(Ge)之外的元素]，
那么，优选地将原子比设置为在这样的范围内0≤a≤1，并且0≤b≤0.25或者1/3≤c≤2/3，并0.9≤d。
尤其是，当值“b”超过0.25时，光吸收系数可能变得比光吸收层22所需的水平低，并且导热性也可能变得比光吸收层22所需的值低。因此，“b”的值优选地不超过0.25。
尽管不对元素M的类型施加特别的限制，但是，优选地从由以下元素构成的组中选择一种元素、或两种或多种元素，构成所述组的元素是铟(In)、银(Ag)、金(Au)、铋(Bi)、硒(Se)、铝(Al)、磷(P)、氢(H)、硅(Si)、碳(C)、钒(V)、钨(W)、钽(Ta)、锌(Zn)、锰(Mn)、钛(Ti)、锡(Sn)、钯(Pd)、铅(Pb)、氮(N)、氧(O)、和稀土金属[钪(Sc)、钇(Y)、和镧系元素]。尤其是，当使用波长为390nm到420nm的激光束时，优选地从由银(Ag)、铟(In)和稀土元素组成的组中选择一种元素或两种或更多种元素作为元素M。结果，当激光束的波长为390nm到420nm时，尤其是当使用大约405nm波长的激光束时，可获得优良的信号特性。
即使当使用相变材料作为光吸收层22的材料时，由于记录而产生的相变也难以表现为信号。这就是为什么使用相变材料作为光吸收层22的材料并非必不可少的原因。然而，本发明的发明人已经确定，迄今为止，当使用相变材料，尤其是使用具有上述成分的相变材料作为光吸收层22的材料时，获得了最佳信号特性。
当将相变材料用作为光吸收层22的材料时，优选地是，将光吸收层22的厚度设置为范围自5nm到100nm，更优选地是，将其设置为范围自10nm到80nm，最优选地是，将其设置为范围自10nm到60nm。其原因在于，当光吸收层22的厚度小于5nm时，可能不能实现对激光束能量的充分吸收，并且当光吸收层22的厚度超过100nm时，形成薄膜沟槽会消耗太多时间并且生产率会下降。反之，如果将光吸收层22的厚度设置为范围自10nm到80nm，尤其是将其设置为范围自10nm到60nm时，那么，在保证高生产率的同时可充分吸收激光束40的能量。
贵金属氧化物层23是随着暴露在激光束40下而形成记录标记的层，并且包含贵金属氧化物作为主要成分。尽管对贵金属没有施加特别的限制，但是，铂(Pt)、银(Ag)、和钯(Pd)中的至少一种是优选的。铂(Pt)是特别优选的。具体地讲，氧化铂(PtOx)特别优选地作为贵金属氧化物层23的材料。只要将氧化铂(PtOx)用作贵金属氧化物层23的材料，获取优良的信号特性和足够的耐久性就成为可能。当将氧化铂(PtOx)用作贵金属氧化物层23的材料时，优选地设置“x”的值，从而在所使用的激光束40的波长范围内消光系数(k)变得小于3(k<3)。
金属氧化物层23的厚度对信号特性施加了很大影响。为了获得优良的信号特性，优选地是，将金属氧化物层的厚度设置为范围自2nm到50nm，更优选地是，将其设置为范围自2nm到30nm。为了获得特别优良的信号特性，优选地是，将金属氧化物层的厚度设置为范围自2nm到8nm，更优选地是，将其设置为范围自3nm到6nm，最优选地是，将其设置为大约4nm的值。在金属氧化物层23的厚度小于2nm或超过50nm的情况下，即使当金属氧化物层暴露在激光束40下时，也不能形成具有优良的几何形状的记录标记，并且也可能不能获得足够的载波噪声比(CNR)。反之，只要将金属氧化物层23的厚度设置为范围自3nm到30nm，优选地将其设置为4nm，就能够形成具有优良的几何形状的记录标记，从而能够获得高CNR。
电介质层31、32、和33主要用于在物理上和化学上保护各个相邻层并调整光学特性。在本说明书中，电介质层31、32、和33通常称作第一电介质层、第二电介质层、和第三电介质层。氧化物、硫化物、氮化物、或其组合用作电介质层31、32、和33的材料的主要成分。具体地讲，优选地使用铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、或钽(Ta)的氧化物、硫化物、氮化物、或碳化物，或它们的混合物，诸如，Al2O3、AlN、ZnO、ZnS、GeN、GeCrN、CeO2、SiO、SiO2、Si3N4、SiC、La2O3、TaO、TiO2、SiAlON(SiO2、Al2O3、Si3N4、和AlN的混合物)、LaSiON(La2O3、SiO2、和Si3N4的混合物)。尤其是，更优选地使用ZnS和SiO2构成的混合物。在这种情况下，优选地将ZnS的比率设置为范围自70mol％到90mol％；优选地将SiO2的比率设置为范围自10mol％到30mol％；并且最优选地是，将ZnS和SiO2的比率设置为大约80∶20。
电介质层31、32、和33可由相同的材料形成，或者，它们中的一些或全部可由不同的材料形成。而且，可由包括多层的多层结构形成电介质层31、32、和33中的至少一层。
优选地是，将电介质层33的厚度设置为范围自10nm到140nm，更优选地是，将其设置为范围自20nm到120nm。其原因在于，当电介质层33的厚度小于10nm时，恐怕不能充分保护光吸收层22，并且当电介质层33的厚度超过140nm时，形成薄膜沟槽花费太多时间导致生产率下降。反之，只要将电介质层33的厚度设置为范围自20nm到120nm，就能在保证高生产率的同时有效地保护光吸收层22。
优选地是，将电介质层32的厚度设置为范围自5nm到100nm，更优选地是，将其设置为范围自20nm到100nm。其原因在于，当电介质层32的厚度小于5nm时，在贵金属氧化物层23分解的过程中电介质层32可能会被破坏，从而不能保护贵金属氧化物层23，并且当电介质层32的厚度超过100nm时，在记录过程中贵金属氧化物层23可能不能充分变形。反之，只要将电介质层32的厚度设置为范围自20nm到100nm，电介质层就不会过度地妨碍在记录操作过程中出现的变形，同时充分地保护贵金属氧化物层23。而且，电介质层32的厚度影响在再现过程中获得的信号特性。只要将电介质层32的厚度设置为范围自50nm到70nm，特别是将其设置为60nm，就能够获得高CNR。
只要能够充分保护贵金属氧化物层23，基本要求就变成了根据所需反射特性设置电介质层31的厚度。例如，优选地是，将电介质层31的厚度设置为范围自30nm到120nm，更优选地是，将其设置为范围自50nm到100nm，最优选地是，将其设置为大约70nm的值。其原因在于，当电介质层31的厚度小于30nm时，不能充分保护贵金属氧化物层23，并且当电介质层31的厚度超过120nm时，形成薄膜沟槽花费太多时间导致生产率下降。反之，只要将电介质层31的厚度设置为范围自50nm到100nm，尤其是将其设置为大约70nm的值，就能在保证高生产率的同时有效地保护贵金属氧化物层23。
上述内容为光学记录介质10的结构。
在制造具有这种结构的光学记录介质10的过程中，首先要制成支撑基板11，其后，在形成有沟槽11a和槽岸11b的支撑基板11的面上顺序地形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氧化物层23、电介质层31、和透光层12。具体地讲，在制造光学记录介质10的过程中，就像下一代光学记录介质的情况下那样，从与光入口面12a相对的一面顺序地形成薄膜。
可通过使用包含这些组成元素的化学物质的汽相蒸镀(vaporphase deposition)方法，例如喷镀(sputtering)方法或真空蒸镀(vacuumevaporation)方法，来形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氧化物层23、和电介质层31。其中，优选地使用喷镀方法。同时，可通过旋涂方法，由例如其粘性已被调整的丙烯酸或环氧基的紫外线固化树脂形成涂层来形成透光层12，并且在氮保护气氛中将该涂层暴露于紫外线下从而固化该涂层。可选地，可以不通过旋涂方法而是通过使用包含透光树脂作为主要成分以及各种粘合剂和胶合剂的透光薄层来形成透光层12。
可在透光层12的表面上提供一硬涂层，以保护透光层12的表面。这样，该硬涂层的表面形成了光入口表面12a。例如，将包含环氧丙烯酸酯齐聚物(双功能齐聚物)、多功能丙烯酸单体、单功能丙烯酸单体、和光致聚合作用引发剂的紫外线固化树脂、或者铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、钽(Ta)的氧化物、氮化物、硫化物、或碳化物、或者其混合物用作该硬涂层的材料。当将紫外线固化树脂用过作该硬涂层的材料时，优选地是，通过旋涂方法使紫外线固化树脂形成在覆盖透光层12上。当使用氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、或者其混合物时，使用包括上述组成元素的化学物质的汽相蒸镀方法可被使用，例如喷镀方法或真空蒸镀方法。其中，优选地使用喷镀方法。
由于该硬涂层用于防止在光入口面12a上出现瑕疵，所以，优选地是，该硬涂层同时具备光滑和硬度。为了使该硬涂层光滑，令作为该硬涂层的基本材料的材料(例如，SiO2)包含润滑剂是有效的。优选地是，选择硅基润滑剂、氟基润滑剂、或脂肪酸酯基润滑剂作为润滑剂。优选地是，将润滑剂含量设置为范围自0.1质量百分比到5.0质量百分比。
现在将描述在本实施例的光学记录介质10上记录数据的方法和所采用的原理。
在旋转光学记录介质10的同时，通过光入口面12a将贵金属氧化物层23暴露在波长小于635nm的，优选地为用在下一代光学记录介质中的大约405nm波长的激光束40下，将数据记录在光学记录介质10上。在此情况下，可将大于0.6数值孔径的物镜，尤其是用于下一代光学记录介质的0.85数值孔径的物镜用作对激光束40进行聚焦的物镜。具体地讲，通过使用与用于下一代光学记录介质的光学系统相似的光学系统来记录数据。
图2是示意性示出暴露在激光束40下的光学记录介质10的状态的基本剖面图。图2所示的光学记录介质10的剖面与沿着沟槽11a和槽岸11b的剖面相对应。
如图2所示，具有上述数值孔径的物镜50将具有上述波长的激光束40聚焦，并且将所述激光束40照射到光学记录介质10上，因此，在射束点的中心，贵金属氧化物层23分解，并且产生了被氧气(O2)充满的气泡坑23a。金属成分的微粒23b散布在气泡坑23a中。此时，气泡坑23a周围的层由于气泡坑压力而塑性变形，因此，可将气泡坑23a用作不可逆的记录标记。例如，当贵金属氧化物层23的材料是氧化铂(PtOx)时，在射束点中心，氧化铂(PtOx)分解为铂(Pt)和氧气(O2)，因此，铂(Pt)微粒散布在气泡坑23a中。在贵金属氧化物层23中，没有产生气泡坑23a的区域作为空白区域。
并未在与射束点全部对应的区域出现贵金属氧化物层23分解的情况。如上所述，只在射束点中心出现分解。因此，这样产生的气泡坑23a(记录标记)小于射束点，从而执行超解析记录。能够执行这种超解析记录的原因如下所述。
图3(a)是示出贵金属氧化物层23上的激光束40的射束点的平面图，并且图3(b)是示出射束点的强度分布的示图。
如图3(a)所示，射束点41的平面几何形状基本为圆形。然而，在射束点41上激光束40的强度分布不是均匀的，而是呈现图3(b)所示的高斯分布。具体地讲，随着接近射束点41的中心，能量变强。因此，只要将预定阈值A设置为足够超过最大强度1/e2，达到大于阈值A的强度的区域42的直径W2变得足够小于射束点41的直径W1。这意味着，只要贵金属氧化物层23具有随着暴露在强度大于阈值A的激光束40下而分解的特性，就仅在暴露在激光束40下的范围内的区域中选择性地形成气泡坑23a(记录标记)，所述区域与射束点41中的区域42相对应。
因此，如图4所示，足够小于射束点直径W1的气泡坑23a(记录标记)可在贵金属氧化物层23中形成，并且气泡坑的直径变得基本上等于W2。具体地讲，显示出的射束点的直径W2和实际射束点的直径W1之间的关系变成W1>W2，从而实现了超解析记录。由于作为最适合于贵金属氧化物层23的材料的氧化铂(PtOx)具有在加热到580℃时分解的特性，所以，由于暴露在激光束下导致贵金属氧化物层23加热到580℃时的强度为阈值A。
因此，只要在光学记录介质10旋转的同时沿着沟槽11a和/或槽岸11b将具有调整的强度的激光束40照射到光学记录介质10上，就可在贵金属氧化物层23上所期望的位置形成小于解析极限的微记录标记。
图5是示出在记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的示例的波形图。如图5所示，在将要形成记录标记M1、M2、M3、...的区域内，将记录操作过程中所需的激光束40的强度40a设置为记录功率(＝Pw)，并且在不会形成记录标记的区域(空白区域)内，将其设置为基本功率(＝Pb)。结果，通过在暴露在记录功率为Pw的激光束40下区域内进行的分解，在贵金属氧化物层23中形成气泡坑23a。因此，可形成其每一个均具有期望的长度的记录标记M1、M2、M3、...。不将记录操作过程中所获得的激光束40上的强度调制图形限制为图5所示的图形。例如，如图6所示，可通过使用分开的脉冲串形成记录标记M1、M2、M3、...。
图7是示意性示出激光束40的记录功率和通过随后的再现操作获得的再现信号的CNR之间的关系的示图。
如图7所示，如果激光束40的记录功率小于Pw1，那么，即使随后执行再现操作，也不能从光学记录介质10获得有效的再现信号。其可能的原因在于，当激光束40的记录功率小于Pw1时，贵金属氧化物层23并未充分分解。在激光束40的记录功率在从Pw1到Pw2之间(>Pw1)的区域中，随着记录功率提高，通过其后的再现操作获得了更高的CNR。其可能的原因在于，在激光束40的记录功率在从Pw1到Pw2之间的区域中贵金属氧化物层23已经部分地出现了分解，而且随着记录功率的提高，分解的范围变得更大。在激光束40的记录功率为Pw2或更高的区域中，即使进一步提高记录功率，通过随后的再现操作而获得的CNR也不会出现实质的改变。其可能的原因在于，当激光束40的记录功率为Pw2或更高时，贵金属氧化物层23完全彻底地分解。考虑到上述原因，优选地是将激光束40的记录功率设置为Pw2或更高。
上述内容是在光学记录介质10上记录数据的方法和采用的原理。
当再现这样记录的数据时，基本要求是在旋转光学记录介质10的同时，将强度固定为预定水平(再现功率Pr)的激光束40沿沟槽11a和/或11b照射到光学记录介质10。只要对获得的反射光进行光电转换，就能够获得与记录标记串相对应的电信号。我们并不十分清楚可进行超解析再现的原因。据推断，其原因在于，当用设定到再现功率的激光束40照射时，在激光束40和气泡坑23a中的金属微粒23b之间出现某种相互作用，从而能够进行超解析再现。
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图。
如图8所示，当激光束40的再现功率低于Pr1时，难以得到有效的再现信号。然而，当将再现功率设置为Pr1或更高时，CNR快速提高。当再现功率提高到Pr2(>Pr1)时，CNR变得饱和。出现这种现象的原因我们还不一定清楚。其可能的原因在于，作为再现功率设置为Pr1或更高的激光束40照射的结果，出现金属微粒23b和光之间的相互作用并且其变得显著。因此，有必要将激光束40的再现功率设置为Pr1或更高，并且优选地是，将该再现功率设置为Pr2或更高。
然而，如果将再现功率设置为更高，在空白区域中可能会出现贵金属氧化物层23分解的情况。当出现这种分解时，将会出现严重的再现失真，或在某些情况下可能出现数据丢失。考虑到这一点，优选地将激光束40的再现功率设置为Pr2到小于Pw1。
显然，本发明不限于上述实施而且容许在权利要求中描述的本发明的范围内进行各种变形，并且这些变形在本发明的范围内。
例如，图1所示的光学记录介质10的结构仅仅是本发明的光学记录介质的基本结构。本发明的光学记录介质的结构不限于该结构。例如，当从光吸收层22看时，可在靠近支撑基板11的光学记录介质的一部分上设置另一贵金属氧化物层，或者，当从贵金属氧化物层23看时，可在靠近透光层12的光学记录介质的一部分上设置另一光吸收层。
而且，诸如光吸收层22或贵金属氧化物层23之类的各个功能层可设置在支撑基板11的两侧，从而实现在两侧都有记录面的结构。可选地，通过将各种功能层经由透明的中间过渡层叠在支撑基板11一侧的两层或多层之间，可在单侧上实现具有两层或多层记录表面的结构。
(示例)
下面将描述本发明的示例。然而，本发明不限于这些示例。
[样品制造]
第一示例
通过以下方法制造与图1所示的光学记录介质结构相同的光学记录介质。
首先，通过注射成型，用聚碳酸酯形成厚度为大约1.1mm、直径大约为120mm、具有在基板的正面形成的沟槽11a和槽岸11b的盘形支撑基板11。
接下来，将支撑基板11放置在喷镀系统中。在形成有沟槽11a和槽岸11b的支撑基板的该侧上，存在有通过喷镀连续形成的以下各层：基本上由铂(Pt)形成且其厚度约为20nm的反射层21；基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为100nm的电介质层33；基本上由AgaInbSbcTed(a＝5.9，b＝4.4，c＝61.1，d＝28.6)形成且其厚度约为60nm的光吸收层22；基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为60nm的电介质层32；基本上由氧化铂(PtOx)形成且其厚度约为4nm的贵金属氧化物层23；以及基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为70nm的电介质层32。
在此，在形成贵金属氧化物层23时，将铂(Pt)用作为目标，并且将氧气(O2)和氩气(Ar)用作喷镀气体(气流比1∶3)。将燃烧室内部气压设置为0.14Pa，并且将喷镀功率设置为200W。在这些设置下形成的氧化铂(PtOx)的消光系数(k)约为1.96。
通过旋涂用丙烯酸紫外线固化树脂涂覆电介质层31，并将涂层暴露在紫外线辐射下，以便形成厚度约为100μm的透光层12。这样，就完成了第一示例的光学记录介质样品。
第二示例
省略反射层21。将电介质层33的厚度设置为大约80nm；将电介质层32的厚度设置为大约40nm；将电介质层31的厚度设置为大约100nm。在其它方面，以与生产第一示例中的光学记录介质相同的方式生产第二示例中的光学记录介质样品。
第三示例
除了已经将贵金属氧化物层23的厚度设置为大约2nm之外，以与生产第二示例中的光学记录介质相同的方式生产第三示例中的光学记录介质样品。
第四示例
除了已经将贵金属氧化物层23的厚度设置为大约6nm之外，以与生产第二示例中的光学记录介质相同的方式生产第四示例中的光学记录介质样品。
第五示例
除了已经将贵金属氧化物层23的厚度设置为大约8nm之外，以与生产第二示例中的光学记录介质相同的方式生产第五示例中的光学记录介质样品。
第六示例
除了已经将贵金属电介质层32的厚度设置为大约20nm并将电介质层31的厚度设置为大约120nm之外，以与生产第二示例中的光学记录介质相同的方式生产第六示例中的光学记录介质样品。
第七示例
除了已经将电介质层32的厚度设置为大约60nm并将电介质层31的厚度设置为大约60nm之外，以与生产第二示例中的光学记录介质相同的方式生产第七示例中的光学记录介质样品。
将第一到第七示例的各层厚度总结为下表。
[表1]
  第一示例   第二示例   第三示例   第四示例   第五示例   第六示例   第七示例
  电介质层31   70nm   100nm   100nm   100nm   100nm   120nm   160nm
  贵金属氧化   4nm   4nm   2nm   6nm   8nm   4nm   4nm
物层23
  电介质层32   60nm   40nm   40nm   40nm   40nm   20nm   60nm
  光吸收层22   60nm   60nm   60nm   60nm   60nm   60nm   60nm
  电介质层33   100nm   80nm   80nm   80nm   80nm   80nm   80nm
  反射层21   20nm
[第一特性评估]
首先，将第一示例的光学记录介质样品和第二示例的光学记录介质样品放置在光盘评估系统(由Puistec Industrial有限公司制造的DDU1000)中。在以6.0m/s的线速度旋转光学记录介质的同时，通过大约0.85数值孔径的物镜从光入口面12a将波长为405nm的激光束照射到贵金属氧化物层23上，以便记录具有预定记录标记长度和空白长度的单信号。将所述记录标记长度和空白长度设置为自50nm到320nm范围内的各种值。当使用上述光学系统时，下面的等式给出的解析极限约为120nm。
d2＝λ/4NA。
与在记录操作过程中获得的激光束40的功率相关，将该激光束的记录功率(Pw)设置为在任一光学记录介质样品中均获得最高CNR的水平(最佳记录功率)。将基本功率(Pb)设置为0mW。将图5所示的图形用作激光束40的脉冲图形。
再现这样记录的单信号，并且测量再现的单信号的CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为在各个光学记录介质样品中均获得最高CNR的水平(最佳再现功率)。各个光学记录介质样品的最佳记录功率和最佳再现功率如表2所示。
[表2]
  第一示例   第二示例   第三示例   第四示例   第五示例   第六示例   第七示例
  最佳记录功率   8.8mV   5.5mV   5.5mV   6.0mV   5.0mV   5.0mV   6.5mV
  最佳再现功率   2.2mV   2.0mV   2.0mV   2.0mV   2.0mV   2.0mV   2.0mV
图9是示出CNR的测量结果。
如图9所示，在第一到第七示例的任一光学记录介质样品中，即使记录标记长度和空白长度小于解析极限(大约120nm)，也能肯定获得高CNR。例如，即使在记录标记长度和空白长度为80nm的情况下，也能够从第一示例的光学记录介质样品获得大约为41dB的CNR，并且从第二示例的光学记录介质样品获得大约为37dB的CNR。结果，只要使用第一示例和第二示例的光学记录介质样品，就确定可进行超解析记录和超解析再现。
从图9所示的结果可见，从第一示例的光学记录介质样品获得特别优良的结果。其可能的原因在于，当与第二示例的光学记录介质样品相比较时，针对该光学系统将各层薄膜厚度最优化。
[第二特性评估]
接下来，将第五示例的光学记录介质样品放置在上述光盘评估系统中。在与用于上述“第一特性评估”的条件相同的条件下，记录了记录标记长度和空白长度为80nm的单信号和记录标记长度和空白长度为60nm的单信号。除了贵金属氧化物层23具有不同的厚度之外，第二示例到第五示例的光学记录介质样品具有相同的结构。
再现这样记录的单信号，并且测量再现的单信号的CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为对于各个光学记录介质样品最优化记录功率水平。图10示出了测量结果。
如图10所示，确定贵金属氧化物层23的厚度和获得的CNR之间有很强的关联。确定当将贵金属氧化物层23的厚度设置为大约4nm时获得最佳CNR(第二示例)。
[第三特性评估]
将第二示例、第六示例、和第七示例的光学记录介质样品放置在上述光盘评估系统中。在与用于上述“第一特性评估”的条件相同的条件下，记录了具有预定记录标记长度和预定空白长度的单信号。在60nm到320nm的范围内设置不同的记录标记长度和空白长度。除了电介质层31、32具有不同的厚度之外，第二示例、第六示例、和第七示例的光学记录介质样品具有相同的结构。
再现这样记录的单信号，并且测量这样再现的信号的CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为对于各个光学记录介质样品最优化记录功率水平。图11示出了测量结果。
如图11所示，确定电介质层32的厚度和获得的CNR之间有一定的关联。确定当将电介质层32的厚度设置为大约60nm时获得最佳CNR(第七示例)。
[第四特性评估]
接下来，在“第一特性评估”中记录在第一示例和第二示例的光学记录介质样品中的单信号中，重复再现记录标记长度和空白长度为80nm的单信号，并且测量这样获得的再现信号的频谱。将激光束40的再现功率(Pr)设置为对于各个光学记录介质样品最优化记录功率水平。
图12(a)、12(b)示出了从第一实施例和第二示例的光学记录介质样品获得的初始频谱，并且图13(a)、13(b)示出了在4000次重复信号再现之后获得的频谱。
如图12(a)、12(b)所示，在从第一示例的光学记录介质样品获得的初始频谱和从第二示例的光学记录介质样品获得的初始频谱之间看不到实质差异。然而，如图13(b)所示，当4000次重复再现操作时，确定获得的与第二示例的光学记录介质样品相关联的频谱扩展，从而导致再现失真。反之，如图13(a)所示，在4000次重复信号再现之后获得的与第一示例的光学记录介质样品相关联的频谱基本上与初始频谱相同，并且确定具有很高的再现稳定性。在第一示例的光学记录介质样品和第二示例的光学记录介质样品之间出现差异的可能的原因在于反射层21是否存在。
通过综合确定通过第一到第四评估获得的特性的评估结果，可以说第一示例的光学记录介质样品具有最佳特性。
工业实用性
如上所述，根据本发明，通过使用波长大约小于635nm的激光束和数值孔径大约大于0.6的物镜可将λ/NA设置为640nm或更小，以便能够进行超解析记录和超解析再现。尤其是，通过使用用于下一代光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜进行超解析记录和超解析再现，可获得优良的特性。因此，可使用与用于下一代光学记录介质的记录/再现设备相似的记录/再现设备，因此可以节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。

Claims (9)

1.一种光学记录介质包括：
支撑基板；
透光层；以及
第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，它们按此顺序从所述透光层开始全部插入到所述透光层和所述支撑基板之间，
其中，所述支撑基板的厚度范围自0.6mm到2.0mm；所述透光层的厚度范围自10μm到200μm；所述贵金属氧化物层的厚度范围自2nm到50nm；所述第二电介质层的厚度范围自5nm到100nm；所述光吸收层的厚度范围自5nm到100nm；并且所述第三电介质层的厚度范围自10nm到140nm。
2.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，所述贵金属氧化物层包括氧化铂(PtOx)。
3.如权利要求1或2所述的光学记录介质，还包括插入到所述支撑基板和所述第三电介质层之间的反射层。
4.如权利要求3所述的光学记录介质，其中，所述反射层的厚度范围自5nm到200nm。
5.一种光学记录介质包括：
其厚度范围自0.6mm到2.0mm的支撑基板；
其厚度范围自10μm到200μm的透光层；以及
第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、第三电介质层、和反射层，它们按此顺序全部从所述透光层开始插入到所述透光层和所述支撑基板之间。
6.一种制造光学记录介质的方法，包括：
第一处理，在支撑基板上按照反射层、第三电介质层、光吸收层、第二电介质层、贵金属氧化物层、和第一电介质层的顺序形成所述各层；以及
第二处理，在所述第一电介质层上形成透光层。
7.如权利要求6所述的制造光学记录介质的方法，其中，根据汽相蒸镀方法执行属于所述第一处理的处理，并且根据旋涂方法执行属于所述第二处理的处理。
8.一种数据记录方法，用于通过将所述透光层暴露在激光束下来将数据记录在权利要求1至5任一所限定的上述光学记录介质上，其中，
当所述激光束的波长取λ并且用于将所述激光束聚焦的物镜的数值孔径取NA时，通过将λ/NA设置为640nm或更小的值来记录包括长度为λ/4NA或更短的记录标记的记录标记串。
9.一种数据再现方法，通过透光层将权利要求1至5任一所限定的所述光学记录介质暴露在激光束下来再现数据，其中，当所述激光束的波长取λ并且用于将所述激光束聚焦的物镜的数值孔径取NA时，将λ/NA设置为640nm或更小的值，以便从长度为λ/4NA的记录标记串再现数据。
CNB2004800188481A 2003-07-01 2004-06-29 光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法 Expired - Fee Related CN100373484C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP270065/2003 2003-07-01
JP2003270065A JP2005025899A (ja) 2003-07-01 2003-07-01 光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1816859A CN1816859A (zh) 2006-08-09
CN100373484C true CN100373484C (zh) 2008-03-05

Family

ID=33562601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800188481A Expired - Fee Related CN100373484C (zh) 2003-07-01 2004-06-29 光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060161942A1 (zh)
EP (1) EP1640981A4 (zh)
JP (1) JP2005025899A (zh)
KR (1) KR100685061B1 (zh)
CN (1) CN100373484C (zh)
TW (1) TWI269293B (zh)
WO (1) WO2005004133A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005078782A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Tdk Corp 光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法
JP2005025841A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Tdk Corp 光記録ディスク
JP2005022196A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Tdk Corp 光記録ディスク
JP2005025842A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Tdk Corp 光記録ディスク
JP2005044438A (ja) 2003-07-22 2005-02-17 Tdk Corp 光記録ディスク
JP4167146B2 (ja) * 2003-08-19 2008-10-15 Ｔｄｋ株式会社 光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法
JP2005071450A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Tdk Corp 光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法
JP2005129181A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光記録ディスク
US7235501B2 (en) 2004-12-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Lanthanum hafnium oxide dielectrics
US7560395B2 (en) 2005-01-05 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited hafnium tantalum oxide dielectrics
JP4835096B2 (ja) * 2005-10-07 2011-12-14 Ｔｄｋ株式会社 超解像光記録媒体及び超解像光記録媒体への情報記録方法
US7776765B2 (en) 2006-08-31 2010-08-17 Micron Technology, Inc. Tantalum silicon oxynitride high-k dielectrics and metal gates
US7759747B2 (en) 2006-08-31 2010-07-20 Micron Technology, Inc. Tantalum aluminum oxynitride high-κ dielectric
US7544604B2 (en) 2006-08-31 2009-06-09 Micron Technology, Inc. Tantalum lanthanide oxynitride films
US7605030B2 (en) 2006-08-31 2009-10-20 Micron Technology, Inc. Hafnium tantalum oxynitride high-k dielectric and metal gates
US7563730B2 (en) 2006-08-31 2009-07-21 Micron Technology, Inc. Hafnium lanthanide oxynitride films
JP5592621B2 (ja) * 2009-08-20 2014-09-17 ソニー株式会社 光記録媒体
CN103052986B (zh) * 2010-07-30 2015-06-17 三菱电机株式会社 光信息记录介质和驱动装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1270389A (zh) * 2000-05-12 2000-10-18 清华大学 带有光致变色超分辨率掩膜层的光盘
US6285652B1 (en) * 1999-02-26 2001-09-04 Ritek Corporation Pre-recording type optical recording medium with surface plasmon super-resolution layer
US6920640B2 (en) * 2001-04-23 2005-07-19 Industrial Technology Research Institute Super-resolution recordable optical disk

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06262854A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Konica Corp 光記録媒体
US6896946B2 (en) * 2002-06-06 2005-05-24 Ritek Corporation Initiation-free super-resolution optical medium
JP3837508B2 (ja) * 2002-06-14 2006-10-25 独立行政法人産業技術総合研究所 表面プラズモン励起性貴金属微粒子状薄膜
JP4582755B2 (ja) * 2002-06-24 2010-11-17 Ｔｄｋ株式会社 光記録／再生方法および光記録媒体
JP4326757B2 (ja) * 2002-07-05 2009-09-09 独立行政法人産業技術総合研究所 光記録再生装置
JP2004111004A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光記録再生方法、光再生方法、光記録再生装置および光再生装置
JP2004158134A (ja) * 2002-11-07 2004-06-03 Ricoh Co Ltd 光記録媒体、光記録方法及び光記録装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6285652B1 (en) * 1999-02-26 2001-09-04 Ritek Corporation Pre-recording type optical recording medium with surface plasmon super-resolution layer
CN1270389A (zh) * 2000-05-12 2000-10-18 清华大学 带有光致变色超分辨率掩膜层的光盘
US6920640B2 (en) * 2001-04-23 2005-07-19 Industrial Technology Research Institute Super-resolution recordable optical disk

Also Published As

Publication number Publication date
KR100685061B1 (ko) 2007-02-22
TW200504742A (en) 2005-02-01
EP1640981A4 (en) 2008-06-04
US20060161942A1 (en) 2006-07-20
KR20060031641A (ko) 2006-04-12
JP2005025899A (ja) 2005-01-27
WO2005004133A1 (ja) 2005-01-13
TWI269293B (en) 2006-12-21
EP1640981A1 (en) 2006-03-29
CN1816859A (zh) 2006-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100373484C (zh) 光学记录介质及其制造方法、在光学记录介质上记录数据的方法和从光学记录介质再现数据的方法
CN100373467C (zh) 光学记录介质、光学记录/再现设备、光学记录设备和光学再现设备、针对光学记录介质的数据记录/再现方法、和数据记录方法和数据再现方法
KR100770808B1 (ko) 광기록매체, 이의 제조방법, 광기록매체 상에 데이터를기록하는 방법 및 데이터 재생방법
EP1560704B1 (en) Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
KR20060033027A (ko) 광기록매체 및 이를 생산하기 위한 제조방법, 및광기록매체에 대한 데이터 기록방법 및 데이터 재생방법
KR100490660B1 (ko) 광정보매체의 재생방법 및 재생장치
KR100770807B1 (ko) 광기록매체 및 이를 제조하는 방법, 광기록매체에 대한데이터기록방법 및 데이터재생방법
KR100770806B1 (ko) 광기록매체와 그 제조방법 및 광기록매체에 대한 데이터기록방법 및 데이터 재생방법
CN101009117A (zh) 光学记录介质
JP2005285204A (ja) 光記録媒体
EP1657717A1 (en) Optical recording disc
KR100655659B1 (ko) 광 기록 디스크
JP4678062B2 (ja) 光メディア、およびその製造方法
JP5012984B2 (ja) 光メディアの反射層用スパッタリングターゲット、及び、その製造方法
WO2008075683A1 (ja) 光情報記録媒体
JP2006294249A (ja) 光情報媒体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080305