CN101025963A - 光学记录媒体、其记录层的制法、及其记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种光学记录媒体，其记录层的制法、及其记录方法。其中包含一多层金属的叠层作为记录层，利用多层金属记录层中的二个相邻金属层的界面于受到激光照射加热后，产生变化，而具有与二个相邻金属层不相同的反射率，藉以形成记录点。

Description

光学记录媒体、其记录层的制法、及其记录方法

技术领域

本发明涉及一种记录媒体，特别是涉及一种光学记录媒体、其记录层的制法、及其记录方法。

背景技术

随着光学储存技术的不断进步，具有轻薄体积及高储存容量优点的光盘片(optical disc)成为最广泛使用的数据储存媒体之一。例如，传统CD光盘片的储存容量大约在650至800MB左右，DVD-5光盘片的储存容量约为4.7GB，DVD-9光盘片的储存容量约为8.5GB，而新近的蓝光(blue-ray)光盘片的储存容量更超过20GB以上。

而随着光盘片储存容量增加的需求，光学记录媒体中所使用的记录层材料也不断的发展。请参考图1，图1为现有使用有机染料为记录层的写一次型记录媒体10的截面示意图。写一次型记录媒体10包含一基板12，一有机染料层作为记录层14设于基板12之上，一反射层16设于记录层14之上，一保护层18设于反射层16之上。写一次型记录媒体10是利用由一光学读写头发出的激光束11穿过基板12而照射于记录层14上，来将一数据记录至记录层14中，或读取记录层14所储存的数据。

现有的技术使用有机染料作为记录层，利用记录层材料在照射激光时，通过加热而产生不同结构变化，例如分解产生气泡，以供分辨已记录与未记录区域的分别。但是光盘片储存容量的增加，亦即沟轨的轨距相对减小，例如，蓝光Blue-ray盘片的沟轨轨距小至约0.3至0.4μm，使得利用现有有机染料作为记录层时，除了制造成本高、配方困难、溶剂系统复杂、对激光波长敏感、耐候性差、使用寿命短、及环境污染的问题外，更发生涂覆不均的问题。因此，有寻求无机材料以取代有机染料作为写一次型记录媒体的记录层的发展。

请参考图2，图2为另一现有写一次型记录媒体20的截面示意图。写一次型记录 媒体20包含有一基板22，一下介电层24设于基板22之上，一记录层26设于下介电层24之上，一上介电层28设于记录层26之上，以及一反射层30设于上介电层28之上。写一次型记录媒体20是利用由一光学读写头发出的激光束21穿过下介电层24而照射于记录层26上，来将一数据记录至记录层26中，或读取记录层26所储存的数据。

现有的记录层26的材料有例如：美国专利第2004/0166440A1号揭示一种组合物(Sb_xTe_1-x)_aGe_bIn_c，其中0.77≤x≤0.84，0.85≤a≤0.95，0.01≤b≤0.10，及0.01≤c≤0.10，a+b+c＝1，作为记录层材料。日本专利第5(1993)-16528及5(1993-)-4453号揭示一种Ge-Sb-Te合金、或Ge-Sb-Te-In合金作为记录层材料。日本专利第3150267号揭示一种Ge(或Si)-Ag-In-Sb-Te合金(即，Ge或Si添加至Ag-In-Sb-Te合金)作为记录层材料。日本专利第2002-264515号揭示一种Ge、In、Sb、及Te元素的混合物作为记录层材料。日本专利第2000-313170号揭示一种[(Sb_xTe_1-x)_yGe_1-y]_zM_1-z，(0.7≤x≤0.9，0.8≤y＜1，0.88≤z＜1，M为In及/或Ga)作为记录层材料。美国专利第2004/241376号揭示一种硅(Si)或锡(Sn)与铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、锌(Zn)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)、钴(Co)、钽(Ta)、铁(Fe)、钨(W)、铬(Cr)、钒(V)、镓(Ga)、铅(Pb)、钼(Mo)、铟(In)或锑(Sb)等的合金或化合物作为记录层材料。此等材料均为混合在一起的金属元素或合金或化合物，在光学记录媒体中形成单层记录层，供记录信息之用。

在寻求适宜的记录媒体方面，仍有很大的研究与发展空间。

发明内容

本发明提供一种光学记录媒体、一种制造光学记录媒体的记录层的方法、及一种光学记录媒体的记录方法，其中，光学记录媒体使用多层的金属层作为一记录层，制造简单，并且不会有涂覆不均的问题。

依据本发明的光学记录媒体，包括一基板；一第一保护层，设置于基板上；一第一多层金属记录层，位于第一保护层上；一第二保护层，设置于多层金属记录层上；及一覆盖层，设置于第二保护层上；其中第一多层金属记录层中的二个相邻金属层的界面于受到激光束照射加热后，会产生变化，而具有与该二个相邻金属层不相同的反射率，藉以形成记录点。

依据本发明的制造光学记录媒体的记录层的方法，包括提供一基底，基底的表面具有一保护层；及于保护层上先后形成多层金属层，藉以形成光学记录媒体的记录层。

依据本发明的光学记录媒体的记录方法，光学记录媒体包含一多层金属层做为记录层，记录方法包括使用一激光束照射多层金属层中任相邻二层金属层的界面，使照射处产生变化而具有与该二个金属不相同的反射率，以形成记录点。

依据本发明的光学记录媒体，记录层是多层的金属层所构成，可分别利用物理气相沉积方法而简单制得，且涂覆均匀。可适用于CD、DVD-5、DVD-9、蓝光光盘(Blue-ray disc)等，于轨距小至0.3至0.4μm时，亦可适用。

附图说明

图1显示现有使用有机染料为记录层的写一次型记录媒体的截面示意图。

图2显示另一现有写一次型记录媒体的截面示意图。

图3显示一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体的截面示意图。

图4显示另一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体的截面示意图。

图5显示又一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体的截面示意图。

简单符号说明

10、20：写一次型记录媒体

11、21：激光束

12、22：基板

14、26：记录层

16、30、52：反射层

18：保护层

24：下介电层

28：上介电层

40、54、60：光学记录媒体

41、61：激光束

42、62：基板

44、48、64、68、72、76：保护层

47、67、75：记录层

45、46、65、66、73、74：金属层

50、78：覆盖层

70：间隔层

具体实施方式

请参考图3，图3显示一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体40的截面示意图。光学记录媒体40包括一基板42、一保护层44、一记录层47包括一金属层45及一金属层46、一保护层48、及一覆盖层50。

可使用作为基板42的材料可举例有：玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃、环氧树脂、聚酰亚胺(polyimide)等等。基板的厚度并无特别限制，一般在0.01mm至5mm之间，视需求而定。

可使用作为保护层44或48的材料可让写入与读取数据的激光穿透的材料，例如折射率在1.9与2.3之间的材料。此二保护层一般为介电材料层或复合的介电材料层，材料可彼此不相同，可举例有氮化硅(SiN_x)、硫化锌一氧化硅(ZnS-SiO₂)、氮化铝(AlN_x)、碳化硅(SiC)、氮化锗(GeN_x)、氮化钛(TiN_x)、氧化钽(TaO_x)、或氧化钇(YO_x)、或其组合。第一保护层44的厚度一般在约5至500nm之间，优选为40至300nm之间。第二保护层48的厚度一般在约0.5至50nm之间。

依据本发明的光学记录媒体，其中的记录层为多层金属层，此与现有的记录层为单层材料不相同。于此具体实施例的光学记录媒体40中，记录层47包括二层金属层45及46，位于保护层44与48之间。可使用于金属层的材料可举例有铟及锡，例如金属层45可为铟金属层，金属层46可为锡金属层；或是次序相反亦可，即，金属层45可为锡金属层，金属层46可为铟金属层。金属层45厚度可在3至30nm之间，金属层46厚度可在3至50nm之间。由于光学记录媒体40在此具体实施例中并未使用反射层，因此，可使金属层46厚度稍厚些，以达约10％以上的光反射率，则可直接具有反射层的功能。

覆盖层50覆盖住保护层48，材料可为塑料，例如光硬化性树脂(photo-curing resin)。

光学记录媒体40使用铟金属层及锡金属层作为记录层，记录的方法是，使铟金属层与锡金属层的界面受到激光束41照射加热后，产生变化，推测是形成In-Sn合金，反射率降低，而具有与原来二金属层互不相同的反射率，藉以形成记录点，此即为记录信号的写入。如此，在光盘片上形成明暗不同的记录区与非记录区，经由激光读取，因有不同的反射率，而有电气信号的差别，可有“0”与“1”不同信息的表现，此即为记录信号的读出。值得注意的是，可以先形成铟金属层于保护层44上，然后形成锡金属层于铟金属层上。亦可先形成锡金属层于保护层44上，然后形成铟金属层于锡金属层上。在此，由于产生的变化是不可逆的，所以在此具体实施例中，光学记录媒体40是为写一次型记录媒体。

依据本发明的光学记录媒体40使用多层金属层作为记录层。此等金属层可先后通过物理气相沉积(physical vapor deposition)方法，例如溅射(sputtering)或蒸镀，而形成。例如先溅射一层铟金属层，然后溅射一层锡金属层，或反之。在制造具有沟轨轨距小至0.3至0.4μm的记录层时，亦可适用，且涂覆均匀。

请参考图4，图4显示另一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体54的截面示意图。光学记录媒体54包括一基板42、一保护层44、一记录层47包括一金属层45及一金属层46、一保护层48、一反射层52、及一覆盖层50。亦即，光学记录媒体54较光学记录媒体40多一层反射层52的结构，配置于保护层48与覆盖层50之间。

反射层52的材料可使用金、银、铝、钛、铅、铬、钼、钨、钽、或其合金。但在使用含硫的成份作为保护层时，则不宜使用银作为反射层，以避免光盘片于长期贮存后生成硫化银而有缺陷。反射层52的厚度约在10nm至200nm之间。

请参考图5，图5显示又一依据本发明的具体实施例的光学记录媒体60的截面示意图。光学记录媒体60是属于双层记录层的光盘片，包括一基板62、一保护层64、一记录层67包括一金属层65及一金属层66、一保护层68、一间隔层70、一保护层72、一记录层75包括一金属层73及一金属层74、一保护层76、及一覆盖层78。

光学记录媒体60包括两个记录层67及75。记录层67包括多层金属层，例如一金属层65及一金属层66。记录层75亦包括多层金属层，例如一金属层73及一金属层74。金属层的材料为例如上述的铟金属层及锡金属层。整体的多层金属层上下表面均有保护层保护，而二个记录层之间隔着一间隔层70，例如UV树脂。如此，形成单面双层记录媒体。利用激光束61形成记录点。

可进一步于光学记录媒体60的覆盖层78与保护层76之间设置一反射层。

依据本发明的光学记录媒体中的记录层亦不限于二个，可为多个记录层，各记录层为多层金属层，各记录层的上下表面以保护层保护，各自形成一组叠层，于各叠层之间设置一间隔层。

亦可将二个已完成配置保护层44、记录层46、保护层48、及反射层52的基板42对向以黏着剂相黏合，如此制得双面单层记录媒体。循此变化，亦可制得双面多层的记录媒体。

实例

实例1

取一具有直径120mm、厚度0.6mm、及沟轨轨距0.74μm的聚碳酸酯基板。于1×10^-6托耳(torr)的真空室内，通入20sccm的氩气流量，形成5毫托耳的真空度下，以溅射方式于基板上形成一ZnS-SiO₂层(包含20莫耳％的SiO₂)，厚度50nm，做为保护层。其次，以溅射方式，使用铟靶材，于保护层上形成一铟金属层，厚度为5nm。接着，以溅射方式，使用锡靶材，于铟金属层上形成一锡金属层，厚度为5nm。然后，再以溅射方式于锡金属层上形成一ZnS-SiO₂层(包含20莫耳％的SiO₂)，厚度15nm，作为保护层。最后，使用聚碳酸酯形成一覆盖层，厚度为0.1mm，制得依据本发明的光学记录媒体。

实例2

取一具有直径120mm、厚度0.6mm、及沟轨轨距0.74μm的聚碳酸酯基板。于1×10^-6托耳(torr)的真空室内，通入20sccm的氩气流量，形成5毫托耳的真空度下，以溅射方式于基板上形成一ZnS-SiO₂层(包含20莫耳％的SiO₂)，厚度60nm，作为保护层。其次，以溅射方式，使用铟靶材，于保护层上形成一铟金属层，厚度为5nm。接着，以溅射方式，使用锡靶材，于铟金属层上形成一锡金属层，厚度为5nm。再以溅射方式于锡金属层上形成一ZnS-SiO₂层(包含20莫耳％的SiO₂)，厚度15nm，作为保护层。然后，以溅射方式形成一铝金属层作为反射层，厚度100nm。最后，使用聚碳酸酯形成一覆盖层，厚度为0.1mm，制得依据本发明的光学记录媒体。

测试例：写入测试

使用波长为650nm的激光，分别以下列三种条件测试实例1制得的光学记录媒体：

1.写入功率为40mW，8倍速，获得3T记号信号(3T mark signal)的讯杂比(carrier to noise ratio，CNR)为40dB。

2.写入功率50mW，8倍速，获得3T记录信号CNR为45dB。

3.写入功率55mW，8倍速，获得3T记录信号CNR为46dB。

使用波长为650nm的激光，分别以下列三种条件测试实例2制得的光学记录媒体：

1.写入功率为40mW，8倍速，获得3T记号信号的CNR为42dB。

2.写入功率50mW，8倍速，获得3T记录信号CNR为46dB。

3.写入功率55mW，8倍速，获得3T记录信号CNR为46dB。

一般CNR值大于45dB时，即表示具有商业运用价值。因此可知依据本发明的光学记录媒体极具产业利用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种光学记录媒体，包括：

基板；

第一保护层，设置于该基板上；

第一多层金属记录层，位于该第一保护层上；

第二保护层，设置于该多层金属记录层上；及

覆盖层，设置于该第二保护层上；

其中该第一多层金属记录层中的二个相邻金属层的界面于受到激光照射加热后，会产生变化，而具有与该二个相邻金属层不相同的反射率，藉以形成记录点。

2.如权利要求1所述的光学记录媒体，其中该第一多层金属层包括铟金属层及锡金属层。

3.如权利要求2所述的光学记录媒体，其中该铟金属层具有3nm至50nm的厚度。

4.如权利要求2所述的光学记录媒体，其中该锡金属层具有3nm至50nm的厚度。

5.如权利要求2所述的光学记录媒体，其中该锡金属层设置于该第一保护层上，及该铟金属层设置于该锡金属层上。

6.如权利要求2所述的光学记录媒体，其中该铟金属层设置于该第一保护层上，及该锡金属层设置于该铟金属层上。

7.如权利要求1所述的光学记录媒体，其中该第一保护层与该第二保护层包括介电材料层或复合介电材料层。

8.如权利要求1所述的光学记录媒体，还包括反射层，设置于该第二保护层与该覆盖层之间。

9.如权利要求1所述的光学记录媒体，进一步于该第二保护层与该覆盖层之间包括一个或多个包括下列的叠层，并且该叠层与叠层之间夹有间隔层：

第二多层金属记录层；及

第三保护层及第四保护层，分别位于该第二多层金属记录层的上下表面。

10.如权利要求9所述的光学记录媒体，还包括反射层，设置于该覆盖层与该叠层之间。

11.一种制造光学记录媒体的记录层的方法，包括：

提供基底，该基底的表面具有保护层；及

于该保护层上先后形成多层金属层，藉以形成光学记录媒体的记录层。

12.如权利要求11所述的方法，其中于该保护层上先后形成多层金属层的步骤以物理气相沉积或溅射方式进行。

13.如权利要求12所述的方法，其中于该保护层上先后形成多层金属层的步骤为于该保护层上设置铟金属层，及于该铟金属层上设置锡金属层。

14.如权利要求12所述的方法，其中于该保护层上先后形成多层金属层的步骤为于该保护层上设置锡金属层，及于该锡金属层上设置铟金属层。

15.一种光学记录媒体的记录方法，该光学记录媒体包含多层金属层作为记录层，该记录方法包括：

使用激光照射该多层金属层中任相邻二层金属层的界面，使照射处产生变化而具有与该二个金属不相同的反射率，以形成记录点。

16.如权利要求15所述的记录方法，其中该多层金属层包括二层金属层。

17.如权利要求16所述的记录方法，其中该二层金属层分别为铟金属层与锡金属层。

18.如权利要求17所述的记录方法，其中该激光为蓝光。

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