CN101496105A - 可记录光学记录介质及其记录方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种可记录光学记录介质,其包含:基板、记录层以及反射层,其中该记录层和该反射层形成于该基板上,该记录层由无机材料形成,以及利用通过照射蓝色激光导致的在该记录层的不可逆变化,信息记录在该可记录光学记录介质上。

Description

可记录光学记录介质及其记录方法
技术领域
本发明涉及可记录光学记录介质,具体而言涉及能够在蓝色激光的波长区域高密度记录的光学记录介质,以及在该光学记录介质上的记录方法。
背景技术
依据近年来非常流行的数字多功能盘(DVD)的规格,这些规格定义为650nm的激光波长(λ)(商业可记录创作时,635nm)、0.6的物镜数值孔径(NA)、记录层形成于其上的一个基板的0.6mm厚度、以及每个记录层的4.7GB的存储容量。该存储容量可以再生长达133分钟的图像、声音和字幕,这足以完整地容纳一部几乎任一电影。
另一方面,已经实施了这样的发展,其目的在于再生或者记录和再生2小时的高清(HD)动态图像;所需的存储容量估计约15GB;且HD DVD规格定义405nm的激光波长(λ)、0.65的物镜数值孔径、记录层形成于其上的一个基板的0.6mm厚度、以及每个记录层的15GB的存储容量(HDDVD-R)。
HD DVD-R规格采用一种信号处理技术(PRML),其能够通过缩短激光源的波长来形成高密度且能够提高记录标记的密度。
PRML可以提供一种读取过程,其可以持久耐受当记录标记变为短于聚焦束直径时趋于发生的信号干扰。按照传统,当信号从DVD记录介质再生时,水平切片过程被采用,其中阈值电压和读取电压进行比较;然而,当组合了部分响应(PR)过程和最大似然(ML)过程的PRML过程被采用时,该再生可以比该水平切片过程更为稳定地实施,即使在记录密度更高的情形下。
另一方面,蓝光(Blu-ray)规格已经定义为实现25GB/面的存储容量,该存储容量为DVD的4倍以上,这是通过将记录再生波长缩短为约405nm,将物镜的数值孔径增大至约0.85,且采用0.1mm覆层的盘结构,从而实现高密度。
为了提供可记录光学记录介质以使用位于蓝色激光的波长区域的激光来记录和再生(即,HD DVD规格中的可记录光学记录介质HD DVD,以及蓝光规格中可记录光学记录介质BD-R),CD-R和DVD±R以外的记录材料已被发展。
在蓝色激光的波长区域的激光是指波长为405nm±15nm,即390nm至420nm的波长的激光。实际规格中定义的激光的波长为405nm±15nm,其从蓝光盘规格和HD DVD规格二者的角度而言均落在该范围内。
在传统可记录光学记录介质中,激光辐射到有机材料的记录层上,且记录坑主要基于该有机材料的分解和/或变更通过引发折射率变化而形成;因此,记录层的有机材料的光学常数、分解行为等为重要因素。
因此,用于调适到蓝色激光的可记录光学记录介质的记录层的有机材料,应选自具有适于蓝色激光的波长的光学性能和分解行为的那些材料。
也就是说,对于高至低类型(在记录时反射率减小)的可记录光学记录介质的情形,记录-再生波长选择在大吸收带的长波长侧附近,从而提高在未记录阶段的反射率并引发折射率大的变化,以获得在激光辐射时该有机材料由于分解而引起的大的调制幅值。原因在于,该有机材料的大吸收带的长波长侧附近是这样的波长区域,其中吸收系数合适且高折射率是可得到的。
然而,尚未发现相对于蓝色激光的波长呈现出与传统CD-R或DVD±R相似光学性能的材料。原因在于,需要减小分子骨架或者缩短共轭体系,从而将该有机材料的吸收带设置在蓝色激光附近的位置,这导致吸收系数的减小,即,折射率的减小。
也就是说,高至低类型难以实现诸如CD-R或DVD±R的非常出色的记录-再生性能,因为有机材料通常不具有大的折射率,尽管存在许多这样的有机材料,其具有位于蓝色激光波长附近的吸收带且吸收系数可受控制。
因此,近年来看上去有这样的趋势,即,记录极性形成为“低至高”,所谓的“未记录部分的反射率低于记录标记部分的反射率”,从而将该有机材料利用于调适到蓝色激光的可记录光学记录介质。
然而,从记录设备立场来说,从与只读光学记录介质(ROM)或者传统上使用的光学记录介质的兼容性角度而言,记录极性优选为“高至低”,这是无法否认的。
本发明人因此已经提议,无机材料被用作该记录层来取代有机材料。例如,即使使用短于蓝色激光的波长也能够高密度记录的可记录光学记录介质可发现于本发明人的专利文献1至4以及本申请人的特开2005-064328和2005-071626号公报。
在上述的这些专利文献1至4和在先申请中,记录层的可用性被提出,其中记录层包含金属或者半金属的氧化物特别是氧化铋作为主要成份,或者记录层包含氧化铋且除了氧以外的主要成份为铋。
附带地,Ag经常在光学记录介质的反射层中使用,因为高反射率通常是可以得到的且热导率合适。然而,当与该反射层相邻的层包含硫时,Ag在稳定性方面存在问题,且通常遭受Ag硫化以及由此引起的退化的问题。
作为应对措施,专利文献5披露了一种将界面层布置在保护层和反射层之间的工艺。专利文献6也披露了一种通过添加一添加元素以形成Ag合金从而改善稳定性的工艺。
然而,专利文献5的工艺存在的问题为,层数目的增加导致制作步骤增加,专利文献6的工艺采用Ag合金可能不足以防止退化。
Ag或Ag合金也可以用作本发明人提出的可记录光学记录介质的反射层,该可记录光学记录介质具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层;然而,这出现的问题为,过高的反射率趋于使记录灵敏度退化。
例如,当HD DVD-R SL(单层)通过使用包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层来制作以及记录极性为高至低时,以及当膜厚度被设计为获得最佳PRSNR(部分响应噪声比)和误差率时,在数据位置的反射率约为25%(规格值:14%至28%),在系统导入区(lead-in)的反射率约为30%至32%(规格值:16%至32%),且1X的记录灵敏度为9.0至10.0mW(规格值:10mW以下),因此至少规格值可以得到满足;然而,期望甚至更高的灵敏度。
当BD-R SL(单层)通过使用包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层来类似地制作且记录极性为高至低时,以及当膜厚度被设计为获得最佳抖动(jitter)和误差率时,在数据位置的反射率约为25%(规格值:11%至24%),且1X的记录灵敏度为约6.0mW(规格值:6mW以下),因此规格值可以得到满足;然而,期望甚至更高的灵敏度。
这样,在具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质中,反射率过高的原因在于,即使在蓝色激光的波长,记录层也具有相对高的透射率。
当然,通过调整包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的膜厚或者与该记录层相邻的层的膜厚,可以控制该可记录光学记录介质的反射率并改善灵敏度;然而,层构造或膜厚控制仅从灵敏度的角度趋于使诸如PRSNR、抖动和误差率的记录性能退化。
因此,本发明人已经应用Al-Ti合金(Ti:0.5原子%)取代现有技术中的Ag反射层,作为具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质的反射层。
Ti含量设置为0.5原子%的原因在于,反射层在传统上需要更高的反射率和更高的热导率,且基本上作为常识,添加元素相对于Al的量为1质量%,从而不损伤Al的反射率和热导率(对于Ti作为添加元素的情形,相对于Al的1质量%对应于0.58原子%)。
与Ag反射层相比,该Al-Ti合金(Ti:0.5原子%)应用作为具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质的反射层,其结果为例如,该可记录光学记录介质的反射率可以抑制到80%以下;且HD DVD-R SL,其应用了包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层,可以获得约8.0mW的记录灵敏度,结果该记录灵敏度可以改善。
此外,当ZnS-SiO2布置在包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层和Al-Ti合金(Ti:0.5原子%)之间时,由于类似Ag反射层材料的硫化引起的缺陷未被观察到且存储可靠性可以改善。
此外,各种技术已被提出用于可记录光学记录介质。例如,一种光学记录方法已经被提出,其中具有有机染料记录层的光学记录介质在多个步骤在多个水平被记录,以获得适当信号质量(见专利文献7、8)。
然而,对于有机染料应用于记录层的情形,应用于调适到蓝色激光的可记录光学记录介质是困难的,特别是当记录极性为“高至低”时,这是由于在蓝色激光的波长内诸如反射率和调制幅值的光学性能不充分。
此外,在形成记录标记时采用了一种记录策略,其中发射功率的脉冲形状等基于与发射功率的脉冲形状等相关的规则或方式来设计,从而减小由于记录标记的种类或者前后的空间引起的热分布。该记录策略显著影响记录,因此该记录策略的优化是重要的。
一种记录方法被提出,其中通过将激光束辐射在包含染料的记录层上同时将辐射阶段改变为多个步骤,将数据记录在多个水平内,从而防止例如再生时信号质量的退化(例如,专利文献9至11)。
然而,所提出的记录策略调适到包含染料的记录层,因此对于适于蓝色激光且为本发明的主题的包含氧化铋作为主要成份的记录层的情形,难以形成合适的记录标记。
因此,本申请人先前已经提出了一种可记录光学记录介质及其记录和再生方法,该可记录光学记录介质在基板上至少具有包含P和O元素的薄层和有机材料的薄层(例如,专利文献2、3)。这些光学记录介质可以在比蓝色激光的波长区域短的波长进行多值记录。这些技术也报导于非专利文献1、2。
然而,所提出的记录和再生方法的记录策略对于在形成记录标记的记录质量而言是不充分的,且进一步的改善是期望的。
除了通过记录策略来控制记录标记形成过程之外,确保在记录时循迹伺服的稳定性也是重要要素,从而以合适的记录质量来进行记录。
然而,现有技术中的这些技术趋于引起这样的问题,即,当尝试增强循迹伺服的稳定性,尝试增强摇摆(wobbled)地址信息的再生稳定性,或者尝试增强通过预置坑(prepit)的信息记录系统导入区的再生稳定性时,记录性能劣化。
专利文献1:特开(JP-A)No.2003-48375,
专利文献2:JP-A No.2005-108396,
专利文献3:JP-A No.2005-161831,
专利文献4:JP-A No.2006-248177,
专利文献5:JP-A No.2004-327000,
专利文献6:JP-A No.2004-339585,
专利文献T-JP-A No.2001-184647,
专利文献8:JP-A No.2002-25114,
专利文献9:JP-A No.2003-151137,
专利文献10:JP-A No.2003-141725,
专利文献11:JP-A No.2003-132536,
非专利文献1:Write-Once Disk with BiFeO Thin Films for MultilevelOptical Recording,JJAP,vol.43,No.7B,2004,p.4972
非专利文献2:Write-Once Disk with BiFeO Thin Films for MultilevelOptical Recording,JJAP,vol.44,No.5B,2005,pp.3643-3644
发明内容
鉴于如上所述的现有技术而进行了本发明;本发明的目的是提供一种可记录光学记录介质,该可记录光学记录介质包含即使在蓝色激光的波长区域也能够非常精确地形成记录标记且能够以出色的记录质量来记录信息的有机记录层,特别是更进一步改善具有主要包含氧化铋的有机记录层的记录层的可记录光学记录介质的记录性能和存储可靠性;以及提供一种记录方法,其适于光学记录介质,特别是具有“高至低”记录极性的那些光学记录介质。
上述问题可以通过如下所述本发明<1>至<22>来解决。
<1>一种可记录光学记录介质,包含:
基板,
记录层,以及
反射层,
其中该记录层和该反射层形成于该基板上,
该记录层由无机材料形成,以及
利用通过照射蓝色激光导致的在该记录层的不可逆变化,信息记录在该可记录光学记录介质上。
<2>如<1>所述的可记录光学记录介质,其中该蓝色激光的波长为390nm至420nm。
<3>如<1>或<2>所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少该记录层、上保护层和该反射层按此顺序布置在该基板上。
<4>如<1>或<2>所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少下保护层、该记录层、上保护层和该反射层按此顺序布置在该基板上。
<5>如<1>或<2>所述的可记录光学记录介质,其中基板具有导向槽,且至少该反射层、上保护层、该记录层和覆层按此顺序布置在该基板上。
<6>如<1>或<2>所述的可记录光学记录介质,其中基板具有导向槽,且至少该反射层、上保护层、该记录层、下保护层和覆层按此顺序布置在该基板上。
<7>如<4>或<6>所述的可记录光学记录介质,其中该下保护层由主要包含氧化物、氮化物、碳化物、硫化物、硼化物、硅化物、元素碳、或其混合物的无机材料形成,且层厚度为20nm至90nm。
<8>如<3>至<7>任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该下保护层和该上保护层至少其一由主要包含ZnO-SiO2的材料形成。
<9>如<1>至<8>任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有摇摆导向槽,该摇摆导向槽具有半峰时全宽度170nm至230nm的槽宽度以及23nm至33nm的槽深度。
<10>如<9>所述的可记录光学记录介质,其中该摇摆导向槽的轨道节距是在0.4±0.02μm的范围内。
<11>如<9>或<10>所述的可记录光学记录介质,其中摇摆的幅值是在16±2nm的范围内。
<12>如<1>至<11>任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该记录层包含铋作为除氧以外的主要成份且还包含氧化铋,以及该反射层包含选自元素组(I)的至少一种元素,该至少一种元素基于Al的量为0.6原子%至7.0原子%;
元素组(I):Mg、Pd、Pt、Au、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Be、Ru、Rh、Os、Ir、Cu、Ge、Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ti、Zr、Hf、Si、Fe、Mn、Cr、V、Ni、Bi和Ag。
<13>如<12>所述的可记录光学记录介质,其中选自元素组(I)的该至少一种元素的量为1.0原子%至5.0原子%。
<14>如<1>至<13>任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该记录层包含铋、氧、以及选自元素组(II)的至少一种元素X;
元素组(II):B、Si、P、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、As、Se、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Po、At、Zn、Cd和In。
<15>一种记录方法,用于记录如<1>至<14>任意一项所述的可记录光学记录介质,
其中记录标记依据包含预加热步骤和随后的加热步骤的记录策略形成,
预加热功率(Pb)的预加热脉冲在该预加热步骤被照射,该预加热功率(Pb)高于再生功率(Pr)且不高于70%的记录功率(Pw),以及
该记录功率(Pw)的记录脉冲在该加热步骤被照射。
<16>一种记录方法,用于记录如<1>至<14>任意一项所述的可记录光学记录介质,
其中记录标记依据包含预加热步骤和随后的加热步骤以及冷却步骤的记录策略形成,
预加热功率(Pb)的预加热脉冲在该预加热步骤被照射,该预加热功率(Pb)高于再生功率(Pr)且不高于70%的记录功率(Pw),
该记录功率(Pw)的记录脉冲在该加热步骤被照射,以及
冷却功率(Pc)的冷却脉冲在该冷却步骤被照射,该冷却功率(Pc)低于该预加热功率(Pb)。
<17>如<15>或<16>所述的记录方法,其中该预加热脉冲包含具有互不相同的功率的两种以上的脉冲。
<18>如<15>至<17>任意一项所述的记录方法,其中该记录脉冲为单脉冲。
<19>如<18>所述的记录方法,其中该单脉冲的记录功率依据待形成的记录标记的长度而改变为两种以上。
<20>如<15>至<17>任意一项所述的记录方法,其中该记录脉冲为为两种以上功率的组合。
<21>如<16>所述的记录方法,其中该记录方法还包含,在该加热步骤,照射功率(Pm)的激光以形成4T或更大的记录标记(T:通道时钟的周期),该功率(Pm)低于该记录功率(Pw)且高于该预加热功率(Pb)。
<22>如<16>所述的记录方法,其中该冷却步骤接着该加热步骤进行,以形成2T的记录标记(T:通道时钟的周期)。
附图说明
图1的示意图示例性示出根据本发明的可记录光学记录介质的层构造。
图2的示意图示例性示出根据本发明的可记录光学记录介质的另一层构造。
图3的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤。
图4的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图5的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图6的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图7的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图8的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图9的示意图示出本发明记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤以及后续加热步骤和冷却步骤。
图10A的示意图示出示例32至37和对比例8至11中的记录策略的波形轮廓。
图10B的示意图示出示例32至37和对比例8至11中的记录策略的参数。
图11A的示意图示出示例38至48和对比例12至16中的记录策略的波形轮廓。
图11B的示意图示出示例38至48和对比例12至16中的记录策略的参数。
图12A的示意图示出示例52至54和对比例17中的记录策略的波形轮廓。
图12B的示意图示出示例52至54和对比例17中的记录策略的参数。
图13A的示意图示出示例55至56和对比例18中的记录策略的波形轮廓。
图13B的示意图示出示例55至56和对比例18中的记录策略的波形轮廓。
图14的曲线图示出示例1至9中在不同半径位置的槽深度和推挽之间的关系。
图15的曲线图示出示例1至9中在半径40mm的槽宽度和推挽之间的关系。
图16的曲线图示出示例1至9中在系统导入区的槽深度和调制幅值之间的关系。
图17的曲线图示出示例1至9中在半径40mm的槽深度和PRSNR之间的关系。
图18的曲线图示出示例1至9中在半径40mm的槽深度和SbER之间的关系。
图19的曲线图示出示例11中下保护层的厚度和反射率变化比率之间的关系。
图20的曲线图示出示例11中下保护层的厚度和调制幅值变化比率之间的关系。
图21的曲线图示出示例11中下保护层的厚度和PRSNR变化比率之间的关系。
图22的曲线图示出示例11中下保护层的厚度和SbER变化比率之间的关系。
图23的曲线图示出反射率或PRSNR与添加到Al合金的元素的量的关系。
图24的曲线图示出初始PRSNR和在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR之间的关系。
具体实施方式
本发明现在结合发明实施例予以更详细解释,不过本发明绝不限于该发明实施例。
本发明的光学记录介质优选地具有下述配置之一,但是本发明绝不限于下述配置。
(a)基板(光透射层)/记录层/上保护层/反射层,
(b)基板(光透射层)/下保护层/记录层/上保护层/反射层,
(c)覆层(光透射层)/记录层/上保护层/反射层/基板,
(d)覆层(光透射层)/下保护层/记录层/上保护层/反射层/基板。
基于上述配置,另外的多层是允许的;例如,上述配置可以是两重,且基于配置(a)可以进行如下层配置。
(e)基板(光透射层)/记录层/上保护层/反射层(半透射层)/粘合层/记录层/上保护层/反射层/基板。
可选地,基于这些基础配置,过敷层(环境抗性保护层)可布置在反射层上,中间层(有时也称为界面层、阻挡层、硫化防止层或者氧化防护层)可布置在当由Ag金属材料形成的反射层和该上保护层之间,硬敷层可设置在基板或者覆层的表面上(对立侧以接触记录层或下保护层),或者印刷层可以设置在该过敷层上。诸如上述(a)和(b)的单板盘可通过粘合层形成为层叠结构;这种情况下,粘合层也可以用作过敷层而不使用过敷层。与层叠侧相对的盘可以是仅透明盘、类似的单板盘、或者具有与该单板盘相反的层配置的层叠,即,具有基板/反射层/保护层/记录层/保护层的基本配置的单板盘。单板盘也可以层叠而不使用印刷层,且该印刷层可以在层叠之后形成于相对侧。
图1、2的示意图示出本发明可记录光学记录介质的示例性层配置。
图1所示的可记录光学记录介质包含依次布置在基板1上的下保护层2、记录层3、上保护层4、反射层5、过敷层6、粘合层7和保护基板8。
图2所示的可记录光学记录介质包含依次布置在基板1上的反射层5、上保护层4、记录层3、下保护层2和过敷层9。
组成各层将在下文予以解释。
无机材料被采用于本发明记录层。先前,具有由无机材料形成的记录层的可记录光学记录介质已经被提出,如JP-A No.2003-145934中所述,且存在通过主要辐射激光在介质内形成坑或孔来记录信息的可记录光学记录介质以及通过相转换或合金化并改变反射率以改变结构来记录信息的可记录光学记录介质。然而,难以随着提高系统内的记录密度以形成坑的同时形成均匀的坑,这可能导致信号性能和记录灵敏度的不期望退化。另一方面,在相转换系统中存在这样的问题,即,当利用结晶和非晶之间的相转换时,记录标记可被擦除,以及在合金化系统中存在这样的问题,记录标记和再生信号之间的反射率交替即对比度很小;比较这些系统,从控制记录百角的尺寸的角度来说,利用结构变化的系统是期望的。
尤其优选用于本发明记录层的材料为包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的无机记录材料。
铋可以被包含于任何状况,例如金属铋、铋合金、氧化铋、硫化铋、氮化铋和氟化铋;氧化铋(铋的氧化物的一种)必需被包含。
记录层中包含的氧化铋可降低热导率,提高灵敏度,减小抖动、并降低记录层的复折射率的虚部,这可以导致记录层具有出色的透明度并使得容易形成多层。
还优选地将除了铋以外的元素X添加到记录层以改善记录和再生性能。从更高稳定性和热导率方面而言,铋和元素X处于氧化状态是优选的,但是无需完全氧化。
也就是说,本发明记录层由铋、氧和元素X的3中元素形成时,可包含铋、氧化铋、元素X和元素X的氧化物。
使铋(金属铋)和氧化铋存在,即元素的铋在不同状态下存在于该记录层中的工艺,如下由(i)至(iii)示例性所示:
(i)以氧化铋为靶的溅射工艺,
(ii)溅射铋的靶和氧化铋的靶的工艺(共溅射),
(iii)溅射铋的靶同时引入氧气的工艺。
在工艺(i)中,从铋被完全氧化的条件作为目标开始,在诸如真空度和溅射功率的溅射条件下利用趋于氧缺位的趋势。
添加元素X到记录层的原因之一是减小热导率以及使得容易形成精细标记。热导率影响光子的散射,且在颗粒或晶体的尺寸变小,构成材料的原子的序数大或者构成材料的原子的质量差异大时,热导率低。
相应地,当元素X添加到包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层时,热导率可以受控且高密度记录能力可以增强。
在包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层中,氧化铋或铋在记录时结晶,且晶体或结晶颗粒的尺寸可以通过元素X的作用而受控。
相应地,元素X可以控制在记录位置的晶体或结晶颗粒的尺寸,且诸如抖动的记录-再生性能因此可以显著增强,这是添加元素X到记录层的另一原因。
从热导率角度而言,除了诸如原材料的稳定性和制作容易性的简单需求之外,基本上不存在将元素X添加到记录层的条件。然而,下述条件(i)和(ii)相对于可靠性而言是有效的,由于记录层的可靠性例如在再生或存储时的稳定性会受到元素X显著影响。
(i)该元素具有1.80以上的鲍林(Pauling)电负性;
(ii)该元素具有1.65以上的鲍林电负性,其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°为-1000kJ/mol以上,且该元素不是过渡金属。
通过利用满足(i)或(ii)的元素X,可以获得具有出色记录-再生性能例如抖动或高可靠性的可记录光学记录介质。
上述条件(i)、(ii)将在下文更具体解释。
对于包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层,可靠性变低的原因在于主要渐进的氧化或者氧化条件的变化例如化合价变化。
渐进的氧化或者氧化条件的变化可能降低可靠性,因此鲍林电负性以及其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°是重要的。
优选地首先选择鲍林电负性为1.80以上的元素作为元素X,从而获得充分的可靠性。
这是因为在具有更高鲍林电负性的元素中氧化趋于几乎不进行,且具有1.80以上的鲍林电负性的元素是有效的,从而获得充分可靠性。其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°可以是任意值,只要鲍林电负性为1.80以上。
鲍林电负性为1.80以上的元素X的示例包含B、Si、P、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、As、Se、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Po和At。
电负性将予以简要解释。
电负性是表示分子中的原子吸引电子的水平的度量。电负性的值可以是鲍林电负性值、马利肯(Mulliken)电负性值、或阿莱-罗周(Allred-Rochow)电负性值等;鲍林电负性值在本说明书中被采用以确定元素X的适应性。
鲍林电负性定义为使得,A-B的结合能E(AB)减去原子A-A之间的结合能E(AA)和原子B-B之间的结合能E(BB)的平均值等于原子A、B的电负性之差的平方,即,如下面方程(1)。
E(AB)-[E(AA)+E(BB)]/2=96.48×(XA-XB)2                 (1)
变换系数96.48对应于leV=96.48kJ/mol,因为鲍林电负性的值是使用电子伏特的值来计算。
元素的电负性的实际值依赖于分子中的原子价,因此在本说明书中,鲍林电负性使用下述限制来确定。
也就是说,每个鲍林电负性对应于原子价,例如第1族元素为一价,第2族元素为二价,第3族元素为三价,第4至10族元素为二价,第11族元素为一价,第12族元素为二价,第13族元素为三价,第14族元素为四价,第15族元素为三价,第16族元素为二价,第17族元素为一价,以及第18族元素为零价。
鲍林电负性为1.80以上的元素X的具体鲍林电负性为B(2.04)、Si(1.90)、P(2.19)、Fe(1.83)、Co(1.88)、Ni(1.91)、Cu(1.90)、Ga(1.81)、Ge(2.01)、As(2.18)、Se(2.55)、Mo(2.16)、Tc(1.90)、Ru(2.20)、Rh(2.28)、Pd(2.20)、Ag(1.93)、Sn(1.96)、Sb(2.05)、Te(2.10)、W(2.36)、Re(1.90)、Os(2.20)、Ir(2.20)、Pt(2.28)、Au(2.54)、Hg(2.00)、Tl(2.04)、Pb(2.33)、Po(2.00)和At(2.20)。
选自这些元素的多种元素可以添加到包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的该记录层。
当元素的鲍林电负性为1.65以上且其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°为-1000kJ/mol以上时,可以获得充分可靠性,即使鲍林电负性低于1.80。
认为该条件有效的原因在于,即使当鲍林电负性略小时,只要氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°大,则氧化物可能难以形成。
当确定鲍林电负性时,原子价依据元素族是固定的;形成的标准焓变化ΔHf°如下在相似条件下确定。
也就是说,每个其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°对应于原子价,例如第1族元素为一价,第2族元素为二价,第3族元素为三价,第4至10族元素为二价,第11族元素为一价,第12族元素为二价,第13族元素为三价,第14族元素为四价,第15族元素为三价,第16族元素为二价,以及第17族元素为一价。
在这一点上,过渡金属形成具有各种原子价的氧化物,因此氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°无法明确地确定,通常,氧化物的原子价越大,则氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°越小。也就是说,过渡金属不是本发明的优选的元素X,因为过渡金属被认为容易形成氧化物,以及因为氧化物可以形成具有各种原子价。
对于二价钒(V)的情形,V氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°对于VO为-431kJ/mol,这满足本发明的元素X的条件(ii)。
然而,V容易形成VO(二价)以外的氧化物,例如V2O3(三价)、V2O4(四价)和V2O5(五价)。
这些氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°分别为V2O3(-1218kJ/mol)、V2O4(-1424kJ/mol)和V2O5(-1550kJ/mol),且这些值不满足本发明的元素X的条件(ii)。
也就是说,如果氧化物是由二价V形成,上述的条件(i)和(ii)满足;然而,V可以容易形成二价以外的氧化物,且这些氧化物容易被氧化更为稳定,因此V被排除在优选元素X之外。
在本发明的元素X的条件(ii)中通过“该元素不是过渡金属”已经清楚地描述了这一排除。
形成的标准焓变化ΔHf°将予以简要解释。
一般而言,化学反应是由化学反应式来表述,例如如下:
H2(气)+1/2O2(气)=H2O(液)
通常,左侧称为“起始材料”,右侧称为“生成材料”。分子前的系数称为“化学计量数”。固定温度下随着该化学反应而产生或吸收的热量称为“反应热”,在固定压力下的该反应热称为“恒压反应热”。通常实验条件的反应热是在恒压下测量的,因此恒压反应热经常使用。
恒压反应热等于ΔH,即起始材料和生成材料之间的焓差。ΔH>0对应于吸热反应,ΔH<0对应于放热反应。
化合物由组成元素形成时的反应热称为“形成热”或者“形成焓”,且标准条件下1摩尔的化合物由标准条件下的组成元素形成时的反应热称为“形成的标准焓变化”。标准条件选择为在0.1MPa(约一个大气压)和预定温度(通常298K)下的最稳定条件,且形成的标准焓变化用ΔHf°表示。相应元素物质的焓在该标准条件下定义为零。
因此,就特定元素的氧化物而言,形成的标准焓变化越小(负的以及大的绝对值),该氧化物越温度且该元素越容易氧化。
形成的标准焓变化的详细值例如描述于″5th edition,edited byElectrochemical Society of Japan(Maruzen Co.)″。
形成的标准焓变化的ΔHf°的实际值取决于原子价,因此,形成的标准焓变化的ΔHf°使用如上所述的本说明书的限制来确定。
鲍林电负性为1.65以上且其氧化物的形成的标准焓变化ΔHf°为-1000kJ/mol以上的元素的示例为Zn、Cd和In。
依据本发明的鲍林电负性为Zn(1.65)、Cd(1.69)和In(1.78);且依据本发明的形成的标准焓变化的ΔHf°为Zn(-348kJ/mol)、Cd(-258kJ/mol)和In(-925kJ/mol)。
元素X的总原子数与铋的总原子数的比率优选为1.25以下。这是由于就元素X的总原子数与铋的总原子数的比率而言,大于1.25的比率会使得无法利用固有的记录-再生性能,因为本发明的记录层大致上包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层。
对于本发明的可记录光学记录介质,优选地利用680nm以下的激光来实施记录和再生。
本发明的记录层可表现与染料相反的在宽范围内的合适吸收系数和高折射率,因此该记录和再生可以利用波长比红色激光的680nm以下波长更短的激光来实施,因此可以实现适当的记录-再生性能和高可靠性。
具体而言,最为优选地,使用波长为450nm以下的激光来实施记录和再生。这是因为,包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层,尤其在450nm以下的波长区域具有调适到可记录光学记录介质的复折射率。
该记录层的材料的具体示例包含上述本申请人的专利文献2、3中描述的(i)至(v)的材料。
(i)由氧化铋形成的材料,
(ii)包含元素的铋和氧化铋的材料,
(iii)包含氧化铋的材料,其包含Bi元素和至少一种选自4B族的元素,且具有Bia4BbOd(4B:4B族的元素;a、b和d分别为原子比率)的组成,其中10≤a≤40、3≤b≤20、50≤d≤70,
(iv)包含氧化铋的材料,其包含至少一种选自Al、Cr、Mn、In、Co、Fe、Cu、Ni、Zn和Ti的元素,且具有Bia4BbMcOd(4B:4B族的元素;a、b、c和d分别为原子比率)的组成,其中10≤a≤40、3≤b≤20、3≤c≤20、50≤d≤70,
(v)主要包含元素Bi、元素O、以及Bi以外的元素X的材料,其中X为选自B、Fe、Cu、Ti、Zn等的至少一种元素。
在上述(iii)和(iv)中的4B族元素的示例为C、Si、Ge、Sn、Pb等,特别优选地为Si和Ge。
主要包含氧化铋的材料作为适于蓝色激光的记录层的材料是尤为有用的,且具有这样的特征,即热导率低,耐久性合适,以及由于复折射率而可以获得高反射率和高透射率。
此外,使用主要包含氧化铋的材料,可以获得这些优点。
(i)使用氧化物可以增强膜硬度(就薄膜本身在记录层或例如基板的相邻层而言,可防止变形),
(ii)使用氧化物可以增强存储稳定性,
(iii)包含例如在500nm波长区域具有高光吸收率的Bi的元素可以增强记录灵敏度,
(iv)包含低熔点的元素或者容易分散的元素例如Bi,可以形成记录标记以产生大的调制幅值,即使没有大的变形,
(v)诸如溅射的气相生长工艺可以形成合适的薄膜。
形成记录层的工艺的示例为溅射工艺、离子电镀工艺、化学气相沉积工艺、真空气相工艺等,优选是溅射工艺。
记录层的组成实际上在溅射工艺中会依据靶的条件、元素或化合物的溅射能力、在形成膜处的电功率、氩气的流速等而波动。此外,靶的组成和所得到的膜的组成经常不同,且该不同可被考虑在内。
记录层的最佳厚度通常取决于所使用的光学记录介质的条件;该厚度优选为5至30nm,更优选为10至25nm。低于5nm的膜厚度趋于降低记录标记的调制幅值,且高于30nm的膜厚度会减小记录标记的精确度,二者均导致记录信号的不期望性能。
在包含氧化物的记录层的氧的进出会影响性能;通过在记录层两侧提供上保护层和下保护层可以防止氧的进出,且可以增强存储稳定性。
保护层的优选材料通常为不会在记录时由于来自记录层的热量而分解、升华或中空的材料;其示例包含简单氧化物,例如Nb2O5、Sm2O3、Ce2O3、Al2O3、MgO、BeO、ZrO2、UO2和ThO2;硅酸盐氧化物,例如SiO2、2MgO-SiO2、MgO-SiO2、CaO-SiO2、ZrO2-SiO2、3Al2O3-2SiO2、2MgO-2Al2O3-5SiO2和Li2O-Al2O3-4SiO2;复杂氧化物,例如Al2TiO5、MgAl2O4、Ca10(PO4)6(OH)2、BaTiO3、LiNbO3、PZT[Pb(Zr,Ti)O3]、PLZT[(Pb,La)(Zr,Ti)O3]和铁氧体;非氧化物的(nonoxide)氮化物,例如Si3N4、AlN、BN和TiN;非氧化物的碳化物,例如SiC、B4C、TiC和WC;非氧化物的硼化物,例如LaBe、TiB2和ZrB2;非氧化物的硫化物,例如ZnS、CdS和MoS2;非氧化物的硅化物,例如MoSi2;以及非氧化物的碳材料,例如无定形碳、石墨和金刚石。
其中,从对记录-再生光的透明性以及生产率角度而言,主要包含SiO2或ZnS-SiO2的材料是优选的;从充分的绝缘效应角度而言,主要包含ZrO2的材料是优选的;以及从稳定性角度而言,主要包含Si3N4、AlN或Al2O3的材料是优选的。措辞“主要包含”意味着含量为约90%以上。
ZnS-SiO2尤其可以有效地防止氧或水气的进出,因此适于增强存储稳定性。ZnS-SiO2的膜可以通过添加碳或透明导电材料并赋予导电性,利用DC溅射来形成。此外,记录层的温度可以有效地提升到记录标记形成的水平,因此记录灵敏度可以显著提高,即,记录可以在更低记录功率下进行。为了调整热导率,可以添加ZnO、GeO等,或者可以混合氧化物和氮化物。ZnS∶SiO2的混合比例优选为摩尔%的70∶30至90∶10;尤其优选为80∶20,其中所得到的膜应力约为零。
形成该无机保护层的工艺的示例为溅射工艺、离子电镀工艺、化学气相沉积工艺、真空气相工艺等,与如上所述的形成记录层的工艺相似。
保护层可以由诸如染料和树脂的有机材料形成。染料的示例包含聚甲炔、萘酞菁、酞菁、方酸菁、chloconium、吡喃、萘醌、蒽醌(阴丹士林)、呫吨、三苯甲烷、甘菊环、四氢唑啉、菲、三吩噻嗪、偶氮、甲暨染料、以及其金属络合物。
树脂的示例包含聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸纤维素、醋酸纤维素、酮树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯以及聚烯烃,这些材料可以单独或者组合使用。
由有机材料制成的该保护层可以通过传统工艺例如气相沉积、溅射、CVD和溶剂涂布工艺来形成。涂布工艺可以通过将上述有机材料溶解有机溶剂中和通过喷涂、辊涂、浸涂或者旋涂的传统工艺的涂布来实施。
有机溶剂的示例包含醇,例如甲醇、乙醇和异丙醇;酮,例如丙酮、甲基乙基酮和环己酮;酰胺,例如N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基甲酰胺;亚砜,例如二甲基亚砜;醚,例如四氢呋喃、二恶烷、二乙醚和乙二醇单甲醚;酯,例如乙酸甲酯和乙酸乙酯;脂肪族卤代烃,例如氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳和三氯乙烷;芳族,例如苯、二甲苯、一氯苯和二氯苯;溶纤剂,例如甲氧基乙醇和乙氧基乙醇;以及烃,例如己烷、戊烷、环己烷和甲基环己烷。
上保护层和下保护层的膜厚可以基于记录灵敏度、记录再生信号例如反射率、以及机械性能而恰当地设计;对于记录层应执行功能的情形,为了保护记录层,该膜厚要求为至少5nm,优选10nm以上。另一方面,太大的膜厚是不期望的,尤其是对于无机材料的层,因为热变形在形成保护层时发生且膜趋于收缩,因此机械性能得不到保证。
当树脂材料的基板存在于下保护层的底侧上时,下保护层的厚度优选更厚,即20nm以上。
这样,下保护层d厚度优选为5至150nm,更优选为20至90nm。当ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)被使用时,厚度优选为30至90nm。
此外,上保护层的厚度优选为5至50nm,更优选为5至30nm。
反射层的材料可以是在再生光的波长具有足够高反射率的材料;更具体而言,例如Au、Ag、Al、Cu、Ti、Cr、Ni、Pt、Ta和Pd的金属可以单独被使用或者组合作为合金被使用。其中,由于具有更高反射率,Au、Ag和Al优选作为该反射层的材料。除了上述金属作为主要成份之外,可以包含其他元素;其他元素的示例包含例如Mg、Se、Hf、V、Nb、Ru、W、Mn、Re、Fe、Co、Rh、Ir、Zn、Cd、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn和Bi的金属和半金属。
可以使用金属以外的材料,使得低折射率的薄膜和高折射率的薄膜交替叠置以形成多层膜,该多层膜于是可用作该反射层。
当该光学记录介质目的是更高密度时,其中Ag基材料由于更高的热导率、更高的反射率和更低的成本而经常用于该反射层。措辞“...基”是指原子含量为50%以上。
就此而言,当相邻层包含S时,期望不含有S的介电材料等的硫化防护层设置在反射层和相邻层之间,因为Ag的硫化会使反射层退化,如专利文献5所披露。
然而,对于诸如HD DVD-R和BD-R的可记录光学记录介质的情形,依据规格(例如,DVD+R的反射率规格为45%至80%,而BD-R规格中为11%至24%以及HD DVD-R规格中为14%至28%),在记录部分的反射率设计成低于传统CD-R和DVD±R的情形,因此存在这样的问题,当Ag反射层被采用时,由于过高的反射率而引起记录灵敏度趋于退化(并不意味着Ag反射层无法满足该规格)。
如上所述,当HD DVD-R SL(单层)或BD-R SL(单层)使用包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层来制作时,至少该规格值可得到满足;然而,更高的灵敏度是期望的。随着未来提高记录线性速度和多层进步,高灵敏度是基本要求。措辞“主要成份”是指,基于氧以外的组成元素,铋的含量为40原子%以上。
如上所述,在具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质中,反射率过高的原因在于,即使在蓝色激光的波长,记录层也具有相对高的透射率。
这样,我们已经对有关Al合金用作该反射层进行调研,其具有高的热导率和比Ag材料低的反射率,且不与ZnS-SiO2中的S反应。
结果,确认了Al-Ti合金(Ti:0.5原子%)作为该反射层材料在高温和高湿条件下与Ag反射层相比会导致更少的缺陷,且相对于作为适于蓝色激光的可记录光学记录介质的各种特定值具有合适的反射率,且因此更高的灵敏度是可以获得的。Ti含量为0.5原子%的原因如上所述。
然而已经发现,具有基于Al的约1质量%的添加元素的该Al反射层,在高温和高湿条件下在存储可靠性方面可能不足(例如,从在80℃和85%RH的约400小时看上去存档性能退化,尽管在室温下存储寿命不是问题)。
Al反射层在高温和高湿条件下失去存储可靠性的原因被认为在于,颗粒度增大或者表面平坦性退化。
因此,本发明人已经就下述(i)至(iii)项进行全面评估,结果发现,包含0.6至7.0原子%,优选地1.0至5.0原子%的选自群组(I)的至少一种元素的Al反射层是非常有效的。
(i)针对适于蓝色激光的可记录光学记录介质的规格(HD DVD-R、BD-R)的满足水平,
(ii)记录灵敏度的改善,
(iii)在高温和高湿条件下存储可靠性的改善。
元素群组(I)Mg、Pd、Pt、Au、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Be、Ru、Rh、Os、Ir、Cu、Ge、Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ti、Zr、Hf、Si、Fe、Mn、Cr、V、Ni、Bi、Ag。
当添加元素的含量设置在与传统Al反射层相比更高的水平时,下述优点(a)至(c)可以达成。
(a)反射率的上升可以得以抑制,
(b)反射率的上升可以得以抑制且热导率减小,记录灵敏度由此可以改善,
(c)颗粒度的增大或表面平坦性的退化可以得以抑制。
然而,当添加到Al的元素的含量低于本发明的下限时,出现缺点(d)至(f),且当添加到Al的元素的含量高于本发明的上限时,出现缺点(g)至(h)。
(d)反射率的上升无法得以抑制(可能超出规格),
(e)反射率上升且热导率增大,记录灵敏度由此会受损(可能超出规格),
(f)颗粒度的增大或表面平坦性的退化可能发生,
(g)反射率迅速降低(可能超出规格),
(h)反射率降低且热导率迅速降低减小,再生光的稳定性由此退化。
也就是说,本发明的添加到Al反射层的添加元素的含量范围可以是远不会损伤记录-再生性能的范围,即使随着具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质中的Al反射层所添加的添加元素的含量增加,反射率或热导率减小。
添加到本发明的Al反射层的添加元素提供了改善Al颗粒度或者调整表面平滑度的效应,因此添加元素本身的效应不重要。
因此,添加到Al反射层的添加元素可以是本领域中传统上使用的元素。
本发明的反射层可以通过气相沉积、溅射、或者离子电镀工艺,特别是通过溅射工艺来形成。通过溅射工艺形成该反射层的工艺将予以解释。
用于溅射的放电气体优选为Ar。对于溅射条件,1至50sccm的Ar流速、0.5至10kW的功率以及0.1至30秒的膜形成时间是优选的;3至20sccm的Ar流速、1至7kW的功率以及0.5至15秒的膜形成时间是更优选的;4至10sccm的Ar流速、2至6kW的功率以及1至5秒的膜形成时间是更优选的。
对于溅射条件,Ar流速、功率和膜形成时间至少其中之一优选地在这些范围内,更优选地其中之二以上在这些范围内,甚至更优选地所有均在这些范围内。
当光反射层在这些溅射条件下形成时,反射率可以增大且腐蚀抗性可以进一步改善,以及具有出色记录性能的光学记录介质可以获得。
反射层的厚度优选为20至200nm,更优选为25至180nm,尤其优选为30至160nm。就此而言,当本发明的反射层应用于多层光学记录介质时,该厚度可以不在上述这些范围内。
厚度小于20nm时存在下述问题,即,无法获得期望反射率,反射率在保存时减小,和/或记录幅值不足。厚度大于200nm时,膜表面粗糙且反射率低;且从生产率角度而言,这种厚度也是不期望的。
反射层的膜形成速度优选为6至95nm/sec,更优选为7至90nm/sec,尤其优选为8至80nm/sec。当膜形成速度小于6nm/sec时,氧气趋于迁移到溅射氛围内,因此反射率会由于氧化而变低,且反射层的腐蚀抗性会劣化。当膜形成速度大于95nm/sec时,温度上升大且基板会弯曲。
基板的材料可以是任何材料,只要其具有出色的热和机械性能且在记录-再生是通过该基板实施时还具有出色的光透明度。
其具体示例包含聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、无定形聚烯烃、醋酸纤维素和聚对苯二甲酸乙二醇酯;优选的是聚碳酸酯和无定形聚烯烃。
基板的厚度取决于应用,且没有具体限制。导向槽或导向坑可形成于基板的表面上,用于循迹且也执行地址信号匹配(mats)。此外,紫外线固化树脂层或者无机薄膜可在基板的镜面侧(与导向槽等相对)上形成,用于保护表面或者防止灰尘等沉积。
我们尤其是已经大力调研下述技术目的,即保证循迹伺服的稳定性、利用摇摆的地址信息的再生稳定性、以及在系统导入区中被记录成预置坑的信息的再生稳定性,以及对于适于蓝色激光的光学记录介质维持实用记录性能;结果我们发现,通过将摇摆导向槽的槽宽度设置为170至230nm以及将槽深度设置为23至33nm可以实现这些目的。盘形光学记录介质的基板通常通过注射成型工艺来制作,因此为了成型工艺方便,在系统导入区的预置坑的深度以及摇摆导向槽的深度通常制成相同。因此,导向槽深度也是预置坑深度,这样导向槽的槽深度应设计成使得对于预置坑深度也是允许的。
对于适于HD DVD-R规格的可记录光学记录介质,轨道节距优选为0.4±0.02μm,且摇摆的幅值水平优选为16±2nm。
保护层可以形成于反射层或者覆层(或光透射层)上。保护层的材料可以是能够保护该反射层或者覆层受到外力的任意材料。有机材料的示例为热塑性树脂、热固性树脂、电子束固化树脂和紫外线固化树脂。无机材料的示例为SiO2、Si3N4、MgF2和SnO2
热塑性树脂或热固性树脂可以这样应用,通过将其溶解在合适的溶剂内以制备液体,随后涂布和干燥该液体。紫外线固化树脂可以这样应用,将液体直接或者在溶解在合适溶剂内之后涂布,随后照射紫外线并固化该液体。
紫外线固化树脂的例子包含丙烯酸树脂,例如氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸和聚酯丙烯酸。这些材料可以单独或者在混合后使用,并作为单层或多层来应用。
形成保护层的工艺可以是例如旋涂工艺和浇铸工艺的涂布工艺、溅射工艺、或者化学气相沉积工艺;其中,对于有机材料而言,旋涂工艺是优选的。对于有机材料的情形,保护层的厚度通常为0.1至100μm,优选为3至30μm。
当高NA透镜被采用以获得高密度时,覆层(光透射层)是需要的。例如,当NA增大时,再生光透射的部分应制成更薄。
这是因为,增大的NA导致更小的像差余量,该像差余量对应于盘面的垂直线和拾取头的光学轴之间的偏移角(所谓的倾角,其与光源波长的倒数和物镜孔径数之积的平方成比例),且该倾角可能受到与基板厚度有关的像差影响。因此,通过制作薄的基板,可以减轻像差对倾角的影响。
因此,提出了一种光学记录,其中例如凹凸(irregularity)形成于基板上以形成记录层,反射层设置于该记录层上,随后光透射覆层形成于该反射层上,且通过从覆层侧照射再生光来再生记录层上的信息;提出了一种光学记录,其中反射层形成于基板上,随后记录层设置在该反射层上,随后光透射覆层形成于该记录层上,且通过从覆层侧照射再生光来再生记录层上的信息(蓝光规格)。
这样,通过减薄覆层可以解决物镜的增大的NA。也就是说,通过提供薄的覆层并从覆层侧记录-再生,可以更进一步提高记录密度。
这种覆层通常是由聚碳酸酯片或者紫外线固化树脂来形成。本发明的覆层可包含一层以粘合该覆层。
另一基板可层叠到反射层(或其上的保护层)或者层叠到覆层(或其上的保护层),或者两片的光学记录介质可以按照反射层或覆层面向内的方式来层叠。
用于层叠的粘合层的材料可以是粘合剂,例如紫外线固化树脂、热熔化粘合剂以及硅酮树脂。粘合层的材料依据材料通过旋涂、辊涂或者丝网印刷工艺而涂布在反射层或过敷层上,且在通过紫外线照射、加热或压制来处理之后,随后层叠到盘的对立面。
盘的对立面可以是类似的单板盘或者只是透明基板;盘的对立面的层叠面可涂布有或未涂布有粘合层的材料。压力灵敏粘合片可用作该粘合层。
粘合层的厚度没有具体限制,从材料的涂布能力、固化能力、以及盘的机械性能而言,该厚度优选为5至100μm。
粘合面的范围没有明确地限制;依据HD DVD-R规格,期望在应用到光学记录介质时,内部的外围边缘的位置为Φ15至40mm,更优选为Φ15至30mm以获得足够粘合强度。
在本发明的光学记录介质上进行记录的工艺在下文更具体解释。
在本发明中,利用具有预加热步骤和随后的加热步骤的记录策略,将记录层加热至高于记录标记开始形成的温度,由此形成记录标记。
藉此,记录质量在蓝色激光的波长区域也可以得到增强,因为记录层在形成记录标记时被迅速地加热到记录标记开始形成的温度,且记录标记高精度地形成于记录层上。当预加热功率(Pb)为记录功率(Pw)的强度的70%以下时,预加热功率可以维持在恰当强度,且充分的记录质量可被获得,使得PRSNR和抖动满足规格,而不过分地展宽记录标记的前导部。当大于70%时,无法获得足够的记录质量,使得PRSNR低或抖动高,且导致超出规格。也就是说,预加热功率过高,因此导致PRSNR劣化。
此外,得到的记录标记的尺寸的波动可以通过利用预加热脉冲控制预加热条件来恰当地解决。
预加热功率(Pb)应高于再生功率(Pr)。当预加热功率不高于再生功率时,即使记录功率高,温度上升延迟,因此记录标记的形状波动且记录质量退化。为了保证预加热步骤的效果,优选预加热功率(Pb)比再生功率(Pr)高0.7mW以上。
PRSNR为表述基于HD DVD标准的信号质量的指数的部分响应噪声比的缩写,且规格值要求为15以上。
实施了本发明的记录方法的可记录光学记录介质,可以利用蓝色几个来记录和再生,并具有出色的光学性能,例如光吸收能力和记录能力。即使当记录极性为“高至低”时,通过应用本发明的记录方法,该光学记录介质可以以更高质量来记录。
对于在加热步骤之后实施冷却步骤的情形,冷却功率(Pc)使得低于预加热功率(Pb)。结果,抑制记录标记在记录标记的后部过分地展宽,且高精度地形成记录标记,因此记录质量为使得PRSNR和抖动充分满足规格。为了保证冷却步骤,优选冷却功率(Pc)比预加热功率(Pb)低1.0mW以上。
优选地预加热脉冲包含具有互不相同的功率的两种以上的脉冲。照射这种预加热脉冲可以使得记录策略变得恰当,因此预加热条件可以恰当地精确控制,在形成记录标记时温度可以迅速地加热超过记录标记开始形成的温度,且记录标记以更高精度形成在记录层,即使当待记录的记录标记的尺寸在记录层改变时。
此外,记录脉冲可以是单脉冲,因此适于蓝色激光的更短记录标记可以形成,且记录标记也可以以更高精度(更低功率)形成,即使在高记录功率所需的高速记录时。
再者,单脉冲的记录功率可以依据待形成的记录标记的长度而改变为两个以上种类。在适于蓝色激光的高速记录中,与形成更长记录标记相比,形成更短记录标记更为困难。对于在形成更短记录标记时,两种以上记录功率被采用且更高记录功率被使用的情形,更短记录标记可以精确地形成,即使是在高速记录时。
再者,记录脉冲可以是两个以上脉冲的组合而不是单脉冲。当在形成记录标记时记录脉冲的功率改变时,高质量记录标记可以形成,尤其是不展宽记录标记的后部。
在本发明的记录方法中在形成记录标记时的预加热步骤、随后的加热步骤以及再随后的冷却步骤将参考图示予以解释。
图3至6为解释该预加热步骤、随后的加热步骤以及再随后的冷却步骤的示意图。
图3示例性说明记录层在预加热步骤通过应用预加热功率Pb被预加热,预加热功率Pb高于再生功率Pr且低于记录功率Pw(Pb不低于70%的Pw),随后与待形成的记录标记对应的记录功率Pw被应用,记录标记由此形成在轨道上。
图4示例性说明,接着图3的预加热和加热步骤,通过应用比预加热功率Pb低的冷却功率Pc,在形成记录标记之后促进记录层的冷却。
图5和6示例性说明,预加热步骤中的预加热功率划分为第一预加热功率Pbl和第二预加热功率Pb2,使得预加热功率按照与图3和4相比更为分段的方式被应用,随后记录功率Pw被应用以在轨道上形成记录标记。就此而言,本发明不限于图5和6所示的示例,且预加热功率的步数也可以更进一步增加。
在图3和5所示的示例中,预加热脉冲被照射,记录层被预加热到比记录标记开始形成的温度低的温度,随后基于待记录的信息,记录脉冲被照射以加热至记录标记开始形成的温度,记录标记由此形成。在图4和6所示的示例中,冷却脉冲被进一步照射以由此促进记录层的冷却。
当按照顺序使用预加热脉冲和记录脉冲来实施加热时,记录层可以被加热到高于记录标记开始形成的温度;此外,可以使用冷却脉冲来促进记录层的冷却。
再者,记录脉冲可以是如图7和8所示的单脉冲,或者是如图9所示的两种或多种功率的组合脉冲。
与较长记录标记相比,较短记录标记不太可能通过展宽记录标记的后部来形成眼药水(eyedrop)形状的标记,因此,记录优选地通过单脉冲来进行,使得记录标记可以在高速记录时以高灵敏度(低功率)来形成。
当两种或多种记录功率被采用来记录时,尤其是较长记录标记的后部可以完全不展宽,因此使得可以形成高质量的记录标记。
在实际记录中使用的记录脉冲的具体示例为图10A至13B所示的脉冲图形。一种脉冲宽度分别示于图10A至13B;相应图形不限于该脉冲宽度,相反该脉冲宽度可以随意地选择从而形成高质量记录标记。
依据本发明,可以提供一种可记录光学记录介质,其配备有即使在蓝色激光的波长区域也能够以出色精确度形成记录标记且能够以优异记录质量来记录的无机记录层;特别是,配备有具有氧化铋的无机记录层的该可记录光学记录介质可以获得更高的记录灵敏度,改善PRSNR、抖动、误差率等方面的记录性能,并且在高温和高湿条件下更进一步增强存储稳定性。此外,可以提供一种记录方法,其可调适到光学记录介质,特别是调适到具有“高至低”记录极性的光学记录介质。
示例
本发明将结合示例和对比例予以更详细解释,本发明绝不限于此。
示例1至9
一种可记录光学记录介质如下制作:结合肘杆式成型机器(SumitomoHeavy Industries,Ltd制)和金属模具(用于厚度为0.6mm且直径为120mm的盘基板,Seikoh Giken Co.制),通过注射成型工艺来制备厚度为0.6mm且直径为120mm的聚碳酸酯基板(Mitsubishi Engineering-Plastics Co.制,Yupilon H-4000),该基板具有摇摆幅值为16±1nm的摇摆导向槽(槽深度:见表1,槽宽度:半峰时全宽度205±5nm,顶部165±15nm,底部265±20nm,轨道节距:0.4±0.02μm);在该导向槽的表面上,厚度为60nm的ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)的下保护膜、厚度为16nm的Bi和B及O的记录层、厚度为20nm的ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)的上保护层、厚度为40nm的AlTi合金(1.0质量%的Ti)的反射层(示例1至5和9)或者厚度为80nm的AgNdBi合金(Ag∶Nd∶Bi=96.5∶3.0∶0.5的原子%)的反射层(示例6至8)通过使用溅射设备(DVD splinter,Elicon Co.制)的溅射工艺按顺序形成,且厚度为0.6mm的聚碳酸酯基板(Mitsubishi Engineering-Plastics Co.制,Yupilon H-4000)使用紫外固化树脂(Nippon Kayaku Co.制,KAYARADDVD-802)随后层叠在该反射层上,由此形成图1所示的厚度约1.2mm的可记录光学记录介质(过敷层除外)。
此外,具有摇摆导向槽(槽深度:26nm,槽宽度:见表2(转换成每个半径位置的半峰时全宽度),轨道节距:0.4±0.02μm)的聚碳酸酯基板按照与示例1相似的方式制备,且可记录光学记录介质(示例10)使用该基板按照与示例1相似的方式制备。
示例1至10的可记录光学记录介质依据HD DVD-R规格(高密度可记录盘(HD DVD-R)的DVD规格版本1.0),利用光盘评估装置ODU-1000(Pulsetec Industrial Co.制,波长405nm,NA 0.65)来记录,且性能被评估。
结果示于表1和2、图14至18(示例10:仅在表2中)。横穿图14至18的略粗直线代表各规格值。
图17中的措辞“PRSNR”为“部分响应噪声比”的缩写,且图18中的措辞“SbER”为“模拟比特误差率”的缩写。
图14至18演示了,测量性能的结果受到导向槽的槽深度和槽宽度的影响,以及规格以内的推挽在内部圆周部分对应于23至33nm的槽深度,在中间圆周部分对应于24.5nm以上的槽深度,和在外部圆周部分对应于25nm以上的槽深度。就中间圆周的PRSNR而言,当槽深度为32nm以下时,结果在规格内,以及就SbER而言,当槽深度为33nm以下时,结果在规格内。
当槽深度为23nm以上时,在SLI(系统导入)区的调制幅值在规格内。在中间圆周,当槽深度为170至230nm时,推挽在规格内。
使用光学记录设备(Toshiba Co.制,RD-Al)对示例1至10的可记录光学记录介质进行内容数据的记录和再生,结果,所有的可记录光学记录介质可被记录而不中途停止记录,且记录的数据可以再生。
相应地,在一些情形中即使出现略微超出规格,该记录和再生仍可以使用该光学记录设备来进行。
表1
Figure A20078002842000321
RR:记录和再生,MD:调整度,r:半径,SP:规格
表2
Figure A20078002842000322
示例11
可记录光学记录介质按照与示例1相同的方式制备,除了ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)的下保护层的厚度在0至140nm的范围内变化(0nm的厚度对应于没有下保护层)。
得到的可记录光学记录介质利用光盘评估装置ODU-1000(PulsetecIndustrial Co.制,波长405nm,NA 0.65)在记录部分评估性能,且性能被评估。随后,在80℃和85%RH存储100小时之后进行环境测试且性能被评估,这些过程每100小时被重复,且该环境测试和性能评估在总共300小时之后进行。结果表示于图19至22,其中相应测试的结果用比率表示,与环境测试之前(初始值)比较并考虑该初始值为1。
从图19至22演示了,当下保护层为ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)时,基于反射率,厚度需要为20nm以上;基于调制幅值、PRSNR或SbER,厚度需要为30nm以上,从而抑制性能的退化。
示例12至18和对比例1至2
使用示例1的成型机器和金属模具,通过注射成型形成厚度为0.6mm且导向槽深26nm的聚碳酸酯基板(Mitsubishi Engineering-Plastics Co.制,Yupilon H-4000),使用溅射设备(DVD splinter,Elicon Co.制)在该聚碳酸酯基板上按顺序层叠如下的层。
下保护层(ZnS-SiO2,摩尔的80∶20),50nm厚,
记录层(Bi2BOx),15nm厚,
上保护层(ZnS-SiO2,摩尔的80∶20),20nm厚,
反射层(Al-Ti合金,成份:表3),60nm厚。
记录层的成份用RBS(卢瑟福背散射谱)测量,且确认Bi未完全氧化。
随后,约5μm厚的有机保护层通过旋涂工艺,从紫外固化树脂(NipponKayaku Co.制,KAYARAD DVD-802)设置在Al合金反射层上,且0.6mm厚的虚设基板使用紫外固化树脂来层叠,以制备图1所示的可记录光学记录介质。
表3
  示例   添加到Al的元素   元素的添加量(原子%)
  示例12   Ti   0.6
  示例13   Ti   0.8
  示例14   Ti   1.0
  示例15   Ti   2.0
  示例16   Ti   5.0
  示例17   Ti   6.0
  示例18   Ti   7.0
  对比例1   Ti   0.5
  对比例2   Ti   8.0
示例12至18和对比例1至2的可记录光学记录介质依据HD DVD-R规格(高密度可记录盘(HD DVD-R)的DVD规格版本1.0),利用光盘评估装置ODU-1000(Pulsetec Industrial Co.制,波长405nm,NA 0.65)来记录,且在记录部分的反射率以及PRSNR被评估。
对于在80℃和85%RH持续300小时之后的记录样品测量PRSNR,并与初始PRSNR比较。结果示于图23至24。图23和24中的横虚线代表规格值。
图23的结果演示了,7.0原子%以下(图23中区域(A))的添加元素含量得到满足HD DVD-R规格的反射率。这样,就添加元素含量的范围而言,可以确认本发明的上限的有效性。
灵敏度呈现的趋势类似于反射率与添加元素含量之间的趋势,也就是说,0.6至7.0原子%的添加元素含量得到满足HD DVD-R规格的记录灵敏度。
此外存在这样的趋势,随着添加元素含量的增加,PRSNR随着热导率及反射率减小而减小;然而,在5.0原子%以下(图23中区域(B))的添加元素含量,该减小的水平近似可忽略。这样,就添加元素含量的范围而言,可以确认本发明的优选上限的有效性。
图24的结果演示了,通过增加添加元素含量,可以防止在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小。
图24的结果演示了,添加元素含量为0.6原子%以上时,在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小达到1.0以下;这样,就添加元素含量的范围而言,可以确认本发明的下限的有效性(图24中区域(C))。
此外,添加元素含量为1.0原子%以上时,在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小达到0.5以下;这样,就添加元素含量的范围而言,可以确认本发明的下限的有效性(图24中区域(D))。
看上去还有这样的趋势,即,添加到Al的7.0原子%以上的元素含量导致反射率过量减小且也导致耐受再生光的稳定性的退化。
示例19至25和对比例3至4
可记录光学记录介质按照与示例12相同的方式制备,除了添加到Al的种类和元素含量如表4所示变化,且评估项目按照与示例12相同的方式测量。结果示于表4。
在表4中,评估结果含义如下:
A:最优记录功率以及反射率,当使用该最优记录功率来记录时,满足HD DVD-R规格,
B:最优记录功率和反射率至少其一,当使用该最优记录功率来记录时,不满足HD DVD-R规格。
此外,在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小(存档性能)评估如下:
A:基于存储之前的PRSNR,在80℃和85%RH 300小时之后的PRSNR减小为1.0以下,
B:基于存储之前的PRSNR,在80℃和85%RH 300小时之后的PRSNR减小大于1.0。
表4
Figure A20078002842000351
上述结果演示了,在具有包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层的可记录光学记录介质中,本发明的添加到Al的元素含量范围的有效性。
对比例5至7
可记录光学记录介质按照与示例12相同的方式制备,除了反射层的材料改变为如表5所示的材料,且评估项目按照与示例12相同的方式测量。结果示于表5。
从表5理解,与本发明的Al反射层相比,反射率更高,且记录灵敏度超过HD DVD-R规格的上限。
此外,基于存储之前的PRSNR,在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小(存档性能)为10以上,且在再生信号中产生许多须状缺陷,这被认为是由于Ag硫化。
表5
对比例 反射层   元素的添加量(原子%) 反射率/灵敏度   PRSNR的增加*1)
  对比例5   Ag   0.0   B   B
  对比例6   AgNd   0.4   B   B
  对比例7   AgNd   2.0   A   B
*1)在80℃和85%RH 300小时之后
示例26至31
可记录光学记录介质按照与示例12相同的方式制备,除了反射层和记录层的材料改变为如表6所示的材料,且评估项目按照与示例12相同的方式测量。结果示于表6。
如表6所示,就反射率和记录灵敏度而言,所有记录层满足HD DVD-R规格;且基于存储之前的PRSNR,在80℃和85%RH持续300小时之后的PRSNR减小(存档性能)为1.0以下。
即演示了,对于包含铋作为除氧以外的主要成份且包含氧化铋的记录层,且对于该记录层和本发明Al反射层通过主要包含ZnS-SiO2的层来层叠的可记录光学记录介质,添加到本发明Al反射层的元素的效果是有效的。
表6
示例   添加到Al的元素   元素的添加量(原子%)   记录层的材料 反射率/灵敏度  PRSNR的增加*1)
  示例26   Ti   2.0   Bi2CuOx   A   A
  示例27   Ti   2.0   Bi2FeOx   A   A
  示例28   Ti   2.0   Bi2ZnOx   A   A
  示例29   Ti   2.0   Bi2PdOx   A   A
  示例30   Ti   2.0   BiBOx   A   A
  示例31   Ti   2.0   Bi2GeOx   A   A
*1)在80℃和85%RH 300小时之后
在上述示例中,可记录光学记录介质的效果可以从图1所示的HDDVD-R构造得以确认;且类似的结果可以从图2所示的BD-R构造获得。
示例32至48和对比例8至16
具有图1或2所示层构造的可记录光学记录介质被制备,从而评估本发明的可记录光学记录介质的记录或再生信号。
图1的介质
使用示例1的成型机器和金属模具,通过注射成型形成厚度为0.6mm的聚碳酸酯基板1(Mitsubishi Engineering-Plastics Co.制,Yupilon H-4000),使用溅射设备(DVD splinter,Elicon Co.制)在该聚碳酸酯基板1上按顺序层叠15nm厚的Al2O3下保护层2、13nm厚的Bi10Fe5Ox记录层3、20nm厚的ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)上保护层4、以及110nm厚的AlTi(Ti:1质量%)反射层5。
随后,紫外固化树脂(Dainippon Ink & Chemicals,Inc.制,SD-381)通过旋涂工艺涂布在反射层5上,由此形成5μm厚的过敷层6。此外,0.6mm厚的保护聚碳酸酯基板6利用紫外固化树脂(Nippon Kayaku Co.制,KAYARADDVD-003)作为粘合层7而层叠在过敷层6上。
图2的介质
使用示例1的成型机器和金属模具,通过注射成型形成厚度为1.1mm的聚碳酸酯基板1(Mitsubishi Engineering-Plastics Co.制,Yupilon H-4000),通过溅射工艺在该聚碳酸酯基板1上按顺序层叠35nm厚的AlTi(Ti:1质量%)反射层5、13nm厚的Si3N4上保护层4、16nm厚的Bi2BOx记录层3、以及10nm厚的ZnS-SiO2(摩尔%的80∶20)下保护层2。
随后,紫外固化树脂(Nippon Kayaku Co.制,KAYAKAD BRD-807)通过旋涂工艺涂布在下保护层2上,由此形成0.1mm厚的覆层9。
在记录层的材料的化学式中,下标“x”是指氧缺位(oxygen deficiency)。这些记录层通常是通过溅射工艺来形成,其利用具有化学配比的组成元素(Bi、Fe、B)氧化物的靶并经常导致氧缺位。氧缺位的程度难以精确确定,因此改为用“x”表述。氧缺位的结果为,在记录层中存在元素的Bi、Fe或B。
按照上述方式制备的所有可记录光学记录介质具有“高至低”的记录极性。
对于这些光学记录介质的记录和再现性能的评估,图1的光学记录介质依据HD DVD-R规格(高密度可记录盘(HD DVD-R)的DVD规格版本1.1),利用光盘评估装置ODU-1000(Pulsetec Industrial Co.制,波长405nm,NA0.65)在其轨道上形成记录标记;图2的光学记录介质依据蓝光盘可记录(BD-R)规格(系统描述蓝光盘可记录格式版本1.0),利用光盘评估装置ODU-1000(Pulsetec Industrial Co.制,波长405nm,NA 0.85)在其轨道上形成记录标记;且记录-再生信号是在规格速度的一倍下评估。
图3和4所示的记录策略在记录工艺中被采用,使得记录层通过应用预加热功率Pb的预加热脉冲被预加热,随后记录功率Pw被应用。在图4的情形中,冷却功率Pc被进一步应用,记录层由此被预先预加热低于记录标记开始形成的温度,随后被预加热的记录层被加热高于记录标记开始形成的温度。在图4的情形中,记录层的冷却通过应用冷却功率来促进。
有关图1光学记录介质的记录策略的波形轮廓和参数示于图10A和10B,有关图2光学记录介质的记录策略的波形轮廓和参数示于图11A和11B,且各功率的强度(mW)以及预加热功率和记录功率的比率(Pb/Pw)示于表7(图中的T代表通道时钟的周期)。当不应用冷却功率Pc时,波形轮廓在图10A和11A的右端不具有冷却脉冲。再生功率Pr示于表7,不过在图10A、11A中省略,因为图10A、11A示出记录策略的波形轮廓。图10B和11B中有关参数的标记也在说明书中使用。
对于图1的光学记录介质,在记录和再生信号的评估中记录质量的指数为基于HD DVD-R规格的PRSNR。评估标准如下:
A:15≤PRSNR
B:PRSNR<15
另一方面,对于图2的光学记录介质,该指数为基于蓝光盘可记录规格规格的抖动。评估标准如下:
A:抖动≤6.5%
B:6.5%<抖动
评估结果示于表7。
表7
图1的配置
  Pw(mW)   Pr(mW)   Pb(mW)   Pb/Pw(%)   Pc(mW)   PRSNR(-)   评估
  示例32   8.8   0.4   1.5   17.0   无   18   A
  示例33   8.8   0.4   3.5   39.8   无   28   A
  示例34   8.8   0.4   5.5   62.5   无   17   A
  示例35   8.8   0.4   1.5   17.0   0.4   20   A
  示例36   8.8   0.4   3.5   39.8   0.4   32   A
  示例37   8.8   0.4   5.5   62.5   0.4   21   A
  对比例8   8.8   0.4   0.4   4.5   无   14   B
  对比例9   8.8   0.4   6.5   73.9   无   10   B
  对比例10   8.8   0.4   0.4   4.5   0.4   14   B
  对比例11   8.8   0.4   6.5   73.9   0.4   13   B
图2的配置
  Pw(mW)   Pr(mW)   Pb(mW)   Pb/Pw(%)   Pc(mW)   抖动   评估
  示例38   4.5   0.35   1   22.2   无   6.3   A
  示例39   4.5   0.35   2   44.4   无   5.9   A
  示例40   4.5   0.35   2.5   55.6   无   6.4   A
  示例41   4.5   0.35   1   22.2   0.1   6.0   A
  示例42   4.5   0.35   2   44.4   0.1   5.3   A
  示例43   4.5   0.35   2.5   55.6   0.1   5.5   A
  示例44   4.5   0.35   0.7   15.6   无   6.4   A
  示例45   4.5   0.35   0.5   11.1   无   6.5   A
  示例46   4.5   0.35   3   66.7   无   6.5   A
  示例47   4.5   0.35   3.15   70.0   无   6.5   A
  示例48   4.5   0.35   1   22.2   0.8   6.5   A
  对比例12   4.5   0.35   0.35   7.8   无   7.0   B
  对比例13   4.5   0.35   3.2   71.1   无   7.5   B
  对比例14   4.5   0.35   0.35   7.8   0.1   6.7   B
  对比例15   4.5   0.35   3.2   71.1   0.1   6.8   B
  对比例16   4.5   0.35   1   22.2   1   6.7   B
表7中示例32至48的结果演示了,预加热功率不大于记录功率的70%,这导致PRSNR不小于15或者抖动不大于6.5%。
相反,如对比例9、11、13和15,预加热功率大于记录功率的70%,这导致不足的记录质量,例如PRSNR小于15或者抖动大于6.5%。认为不良记录质量的原因为,过强的预加热功率引发记录标记的展宽。
在对比例8、10、12和14中,记录质量不良,因为预加热功率和再生功率大致相同。认为当预加热功率弱时,温度上升被延迟,即使记录功率强,因此记录标记的形状导致波动。
当冷却步骤被提供时,冷却功率应低于预加热功率;当条件不满足时,记录质量不良,如对比例16。
示例49至51
按照与示例41相同的方式,对图2的光学记录介质评估记录和再生信号,除了预加热功率划分为Pb1和Pb2,且各功率的强度(mW)设置为表8所示的值。记录策略的波形轮廓和参数与图11A及11B相同。结果示于表8。
示例52至54和对比例17
按照与示例41相同的方式,对图2的光学记录介质评估记录和再生信号,除了图12A和12B所示的记录策略的波形轮廓(单脉冲的记录脉冲)和参数被选择,各功率的强度(mW)设置为表8所示的值,且记录的线性速度设置为规格的4倍(图中的T代表通道时钟的周期)。再生功率Pr示于表8,不过在图12A中省略,因为图12A示出记录策略的波形轮廓。图12B中有关参数的标记也在说明书中无例外地使用。
结果示于表8;对比例17中的记录质量不良,因为预加热功率大于记录功率的70%。
示例55至56和对比例18
按照与示例41相同的方式,对图2的光学记录介质评估记录和再生信号,除了图13A和13B所示的记录策略的波形轮廓和参数被选择,各功率的强度(mW)设置为表8所示的值,且记录的线性速度设置为规格的4倍(图中的T代表通道时钟的周期)。再生功率Pr示于表8,不过在图13A中省略,因为图13A示出记录策略的波形轮廓。图13B中有关参数的标记也在说明书中无例外地使用。图13A中的Pm对应于该策略中的第二记录功率,但是在图8和9中存在第二和第三记录功率,因此Pm称为向前(forth)记录功率。
结果示于表8;对比例18中的记录质量不良,因为预加热功率大于记录功率的70%。
表8
图2的配置
  Pw(mW)   Pr(mW)   Pb1(mW)   Pb2(mW)   Pb1/Pw(%)   Pb2/Pw(%)   Pc(mW)   抖动(%)   评估
  示例49   4.5   0.35   1   1.5   22.2   33.3   无   6   A
  示例50   4.5   0.35   1   2   22.2   44.4   无   5.5   A
  示例51   4.5   0.35   1   3   22.2   66.7   无   6.3   A
  Pw(mW)   Pr(mW)   Pb(mW)   Pb/Pw(%)   Pc(mW)   抖动(%)   评估
  示例52   10   0.35   2   20.0   0.1   6.4   A
  示例53   10   0.35   4   40.0   0.1   6.2   A
  示例54   10   0.35   6   70.0   0.1   6.5   A
  对比例17   10   0.35   6.5   71.0   0.1   6.7   B
  Pw(mW)   Pm(mW)   Pr(mW)   Pb(mW)   Pb/Pw(%)   Pc(mW)   抖动(%)   评估
  示例55   10.5   6.6   0.35   1.5   14.3   0.1   6.4   A
  示例56   10.5   6.6   0.35   3   28.6   0.1   6.1   A
  对比例18   10.5   6.6   0.35   7.4   70.5   0.1   8   B

Claims (22)

1.一种可记录光学记录介质,包含:
基板,
记录层,以及
反射层,
其中该记录层和该反射层形成于该基板上,
该记录层由无机材料形成,以及
利用通过照射蓝色激光导致的在该记录层的不可逆变化,信息记录在该可记录光学记录介质上。
2.如权利要求1所述的可记录光学记录介质,其中该蓝色激光的波长为390nm至420nm。
3.如权利要求1或2所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少该记录层、上保护层和该反射层按此顺序布置在该基板上。
4.如权利要求1或2所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少下保护层、该记录层、上保护层和该反射层按此顺序布置在该基板上。
5.如权利要求1或2所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少该反射层、上保护层、该记录层和覆层按此顺序布置在该基板上。
6.如权利要求1或2所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有导向槽,且至少该反射层、上保护层、该记录层、下保护层和覆层按此顺序布置在该基板上。
7.如权利要求4或6所述的可记录光学记录介质,其中该下保护层由主要包含氧化物、氮化物、碳化物、硫化物、硼化物、硅化物、元素碳、或其混合物的无机材料形成,且层厚度为20nm至90nm。
8.如权利要求3至7任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该下保护层和该上保护层至少其一由主要包含ZnO-SiO2的材料形成。
9.如权利要求1至8任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该基板具有摇摆导向槽,该摇摆导向槽具有半峰时全宽度170nm至230nm的槽宽度以及23nm至33nm的槽深度。
10.如权利要求9所述的可记录光学记录介质,其中该摇摆导向槽的轨道节距是在0.4±0.02μm的范围内。
11.如权利要求9或10所述的可记录光学记录介质,其中摇摆的幅值是在16±2nm的范围内。
12.如权利要求1至11任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该记录层包含铋作为除氧以外的主要成份且还包含氧化铋,以及该反射层包含选自元素组(I)的至少一种元素,该至少一种元素基于Al的量为0.6原子%至7.0原子%;
元素组(I):Mg、Pd、Pt、Au、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Be、Ru、Rh、Os、Ir、Cu、Ge、Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ti、Zr、Hf、Si、Fe、Mn、Cr、V、Ni、Bi和Ag。
13.如权利要求12所述的可记录光学记录介质,其中选自元素组(I)的该至少一种元素的量为1.0原子%至5.0原子%。
14.如权利要求1至13任意一项所述的可记录光学记录介质,其中该记录层包含铋、氧、以及选自元素组(II)的至少一种元素X;
元素组(II):B、Si、P、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、As、Se、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Po、At、Zn、Cd和In。
15.一种记录方法,用于记录如权利要求1至14任意一项所述的可记录光学记录介质,
其中记录标记依据包含预加热步骤和随后的加热步骤的记录策略形成,
预加热功率(Pb)的预加热脉冲在该预加热步骤被照射,该预加热功率(Pb)高于再生功率(Pr)且不高于70%的记录功率(Pw),以及
该记录功率(Pw)的记录脉冲在该加热步骤被照射。
16.一种记录方法,用于记录如权利要求1至14任意一项所述的可记录光学记录介质,
其中记录标记依据包含预加热步骤和随后的加热步骤以及冷却步骤的记录策略形成,
预加热功率(Pb)的预加热脉冲在该预加热步骤被照射,该预加热功率(Pb)高于再生功率(Pr)且不高于70%的记录功率(Pw),
该记录功率(Pw)的记录脉冲在该加热步骤被照射,以及
冷却功率(Pc)的冷却脉冲在该冷却步骤被照射,该冷却功率(Pc)低于该预加热功率(Pb)。
17.如权利要求15或16所述的记录方法,其中该预加热脉冲包含具有互不相同的功率的两种以上的脉冲。
18.如权利要求15至17任意一项所述的记录方法,其中该记录脉冲为单脉冲。
19.如权利要求18所述的记录方法,其中该单脉冲的记录功率依据待形成的记录标记的长度而改变为两种以上。
20.如权利要求15至17任意一项所述的记录方法,其中该记录脉冲为为两种以上功率的组合。
21.如权利要求16所述的记录方法,其中该记录方法还包含,在该加热步骤,照射功率(Pm)的激光以形成4T或更大的记录标记(T:通道时钟的周期),该功率(Pm)低于该记录功率(Pw)且高于该预加热功率(Pb)。
22.如权利要求16所述的记录方法,其中该冷却步骤接着该加热步骤进行,以形成2T的记录标记(T:通道时钟的周期)。
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