CN1305044C - 包括两个子槽的可记录的光学记录载体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可记录的光学记录载体,包括用于形成表示信息的标记和脊的记录材料的信息层(3)、携带所述信息层(3)的基层(2)和覆盖所述信息层(3)的覆盖层(5),所述基层(3)包括填充有记录材料的径向展开的槽结构。为了获得在切向方向上具有增加的数据密度、并从而具有增加的数据容量的记录载体,根据本发明提出,所述槽结构包括主槽(21;22),其被划分成通过阻挡物(213;223)分开的两个相邻子槽(211、212;221、222)。

Description

包括两个子槽的可记录的光学记录载体
技术领域
本发明涉及一种可记录的光学记录载体,包括用于形成表示信息的标记和脊(land)的记录材料的信息层、携带所述信息层的基层和覆盖所述信息层的覆盖层,所述基层包括填充有记录材料的螺旋状展开的槽结构。
背景技术
光盘的总记录容量由径向和切向数据密度决定。径向密度由数据轨迹间距决定,而切向数据容量由可以被写的最短标记决定。对于可重复写的相变盘,在写下一个标记期间,通过在标记的末尾边缘进行再结晶来获得比光点大小更短长度的标记。典型地,删除半个标记以便以新月形的标记结束。对于最近引入的Blu-ray Disc(BD),可以在12cm盘的单个记录层上记录25千兆字节(Gbyte)总数据容量。最短长度为150nm(d=1code),而光点的宽度为300nm(光点半径1/e为150nm)。
除了RW(可重复写)格式之外,另外还需要可记录的(写一次)BD格式。这种所谓的BD-R系统也应该获得BD-RW系统的高数据容量,即25GB,能够进行一对一的拷贝。在可记录的媒体中,当超过阈值温度时产生标记信息。该标记信息对应于信息层中不可逆转的改变,并且不会出现原则上与可重复写媒体中的再结晶相比较的效果。这样,已记录在可记录媒体中的标记基本上可以反映在记录过程中出现的光/热剖面。为了减少标记长度,从而增加切向密度,可以使用更小的激光功率来写更小的标记。结果,调制以及信噪比也会降低。
对于基于相变材料作为记录材料的一次写的媒体,这种讨论是类似的。这样沉积的非晶材料会重复结晶,形成圆形的晶体标记。由于后热(Post-heat),不可能减少标记长度。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种可记录的光学记录载体,通过其可以获得与对应可重复写光学记录载体的数据容量相似的数据容量。
根据本发明,提供了一种可记录的光学记录载体,包括用于形成表示信息的标记和脊的记录材料的信息层、携带所述信息层的基层和覆盖所述信息层的覆盖层,所述基层包括填充有记录材料的螺旋状展开的槽结构,其特征在于所述槽结构包括主槽,其被划分成通过阻挡物分开的两个相邻子槽。
本发明是基于增加切线方向上的数据密度的想法。而需要主槽用于跟踪,两个相邻子槽影响记录激光束的吸收,因为吸收主要会发生在两个子槽。通过子槽的形状、以及相邻子槽之间的阻挡物上面的有限量的记录材料使得只能在局部进行吸收。实际上,在跨过槽之间可以得到双峰温度分布,其可以使得在径向方向上形成两个或多或少的分开标记。这两个标记一起形成写标记。于是,可以增加调制而不会牺牲切向密度,最终导致可得到的数据密度以及数据容量增加。
在本发明的优选实施例中,阻挡物优选地由能够通过简单的处理控制槽结构的基层材料制成,诸如通过电子束控制、光刻法图形化和随后的蚀刻。而且在相邻槽结构之间设置有槽分开阻挡物,将相邻轨道彼此隔开。而且该槽分开阻挡物优选地由基层材料制成。
根据另一实施例,相邻子槽之间的阻挡物高度小于或等于两个相邻主槽之间的基层的高度,即槽分开阻挡物的高度。阻挡物的高度,并且进一步以及阻挡物的形状对两个子槽中存在的记录材料对光的吸收产生影响,并且从而影响记录期间标记的形状。
通常可以使用有机材料、例如染料,或无机材料例如相变材料作为记录材料。
优选地,写标记在径向方向上基本上是椭圆形或基本上是椭圆体形状,即在切向方向上比在径向方向上更短,从而增加了切向数据密度。为了得到具有这种形状的标记,根据本发明优选实施例选择主槽和子槽的形状。
所提出的标记形状修改也可以对高速一次写记录也有利。在高速记录时,轨道内的热干涉可能会妨碍标记形成过程。为了减少轨道内的热干涉,诸如使用所提出的修改得到的椭圆体标记例如可以导致对前面的写标记更少的进行直接加热。
根据本发明的优选的槽形状,子槽在径向方向上的宽度在背离该基层的方向上增加。于是槽结构基本上具有“W”的形状,例如具有10或90度的齿角(flank angle),优选地为45度。
除了基层、信息层和覆盖层之外,可以在信息层与覆盖层之间设置电介层和/或金属层作为附加隔离层。进一步,本发明也可以应用于多栈光学记录载体,其具有分别包括至少一个信息层的多于一个记录栈。这种记录载体的一个范例就是双层Blu-ray盘。
现在参照附图更详细的解释本发明。
附图说明
图1a、1b所示为记录在可重复写和可记录的记录载体中的长和短标记;
图2所示为根据本发明的光学记录载体的截面图;
图3a、3b所示为已知记录载体和根据本发明的记录载体上的标记形状;
图4所示为根据本发明的光学记录载体的另一个实施例的截面图;
图5所示为根据本发明的光学记录载体中从顶部观察的温度分布;
图6所示为根据本发明的光学记录载体中从截面观察的温度分布;
图7所示为根据本发明的光学记录载体的还有另一个实施例的截面图。
具体实施方式
为了在一次写系统中获得与对应的可重复写系统的数据容量相似的数据容量,需要在较短的扫描宽度写入非常窄的标记,而在可重复写的媒体中,该短标记与长标记一样宽。在图1所示的示意图中,所示为以较高的密度记录在可重复写(RW)媒体(图1a)中和可记录(R)媒体(图1b)中的长(8T)标记和短(2T)标记。应该注意到,最短的标记可与光点形状相当,或比其小。这样的结果就是在读出期间消除了可记录媒体中最短标记的光学调制。
该问题也可以通过比较BD-RW的2T标记的分辨率(=2Tpp/8Tpp)和密度为23GB的BD-R被举例说明。根据BD-RW规范,2T分辨率应该大于10%,并且这符合实际。然而,即使是在最好的BD-R媒体中,23GB的分辨率最多为5%。这种较低的分辨率显著地恶化了抖动。本发明提供一种写入小但是宽的标记,即具有较高的切向密度,使得能够保持较高的调制的解决方案。
图2所示为根据本发明的可记录的光学记录载体的截面图,诸如BD-R。该记录载体包括特别是由聚碳酸酯材料制成的基层2、特别是由染料或相变材料制成的信息层3、特别是由银制成的金属层4、和特别是由塑料材料制成的覆盖层。
基层2具有槽结构,其具有多个螺旋状展开的主槽,所示该主槽具有两个相邻主槽21、22,这些主槽被槽分开阻挡物23和将这两个主槽21、22与相邻主槽(未示出)隔开的相邻阻挡物20、24隔开。需要这些主槽21、22在读出或记录期间用于跟踪。中间槽分开阻挡物23和阻挡物20、24用作物理阻挡物。
所述每一主槽21、22进一步分别被划分成两个相邻的子槽211、212或221、222,分别通过阻挡物213或223将其彼此隔开。这些阻挡物213、223之间的距离d决定了轨道间距。该数据轨道间距例如对于CD-R为1.6μm,对于DVD+R为750nm,并且对于BD-R为320nm。子槽211、212和221、222在信息层方向上扩宽,并且所示齿角α大约为75度。
主槽21、22、以及还有子槽211、212和221、222都填充有信息层3的记录材料。由于物理阻挡物23的原因,记录激光束的光吸收主要发生在主槽21、22的两个子槽处,其中应该形成标记。由此物理阻挡物23避免了激光L的吸收,其具有(BD-R的)轨道间距大小数量级的光点尺寸,并从而加热和分解该记录材料。通过子槽的形状、以及中间阻挡物213、223上面有限量的记录材料使得只能在局部进行吸收。实际上,在跨过其上应该记录信息的轨道两端将保持双峰温度分布,其可以使得形成两个或多或少的分开标记/凹坑。这两个标记一起形成写标记。由于该子槽的形状,写标记现在基本上具有椭圆形或椭圆体形状,这就意味着调制增加了但没有牺牲切向密度。
在图3中将根据本发明的双槽盘得到的典型标记/凹坑形状与常规的标记形状进行比较。图3a所示为已知单槽一次写的盘上得到的标记形状,而图3b所示为根据本发明的双槽盘上得到的标记形状,其都是短(I2)和长(I7)的扫描宽度。如从图3b中可见,由于两个子槽可以得到两个子标记,其共同形成在径向方向r上具有椭圆形的写标记。由此,标记在切向方向t上比在径向方向r上短,以增加切向数据密度并保持较高的调制。
根据本发明示出了DVD的可记录盘的一个优选实施例,其数据轨道间距为740nm,槽深度为150nm,子槽的宽度为100nm,分离子槽的阻挡物的阻挡物高度为120nm并且齿角为30度。选择金属层的厚度为100nm,并且选择脊处的信息层的厚度为30nm。对于BD-R盘的示范参数为:数据轨道间距为320nm,槽深度为100nm,子槽宽度为50nm,并且齿角为45度。
可以使用电子束控制和光刻法图形化并随后的蚀刻来制造这种槽结构。使用光刻法,首先在基层中蚀刻第一浅槽,表示将主槽划分成为两部分的中间阻挡物。应用第二光致抗蚀剂层,将该浅槽和未接触材料都覆盖,并蚀刻更深的槽,表示确定该盘的数据轨道间距的主脊。通过这种方式,可以创建两级父结构,并用于复制双槽基层。
如果分离两个子槽的物理阻挡物与相邻脊的高度相同,那么该控制过程可以与Blu-ray盘的控制过程相同,除了可能需要更小的光点大小。如果该物理阻挡物低于相邻的脊,那么应该使用可变的光强执行该控制过程,使得在处理后从该基层中部分地除去该复制层。
图4所示为根据本发明使用可逆栈布局的记录载体1的另一个实施例,其意味着用于BD条件。其中首先在双槽基层2上沉积金属层4,然后沉积染料层3,并可能可选地使用可选电介层6和覆盖层5覆盖。在该实施例中的轨道间距d优选地为160nm。如从图中可见,所示金属层4也显示基层2的双槽结构。
图5和6所示为根据本发明在双槽盘中示范计算的温度分布,例如在图2中所示。图5所示为从顶部观测,图6所示为从截面观测。该双槽清楚地产生两个分开的热点,并且形成椭圆形的温度分布。
图7所示为根据本发明的记录载体1”的另一个实施例,其非常类似于图2中所示的实施例,并且其用于DVD条件。其中该层栈包括在信息层3与基层2之间的附加电介层6。所述电介层6也显示基层2的双槽结构。
根据本发明提出了一种双槽可记录的光学记录载体,通过其可以增加切向方向上的数据密度,从而导致可得到的数据容量增加。

Claims (11)

1.一种可记录的光学记录载体,包括用于形成表示信息的标记和脊的记录材料的信息层(3)、携带所述信息层(3)的基层(2)和覆盖所述信息层(3)的覆盖层(5),所述基层(2)包括填充有记录材料的螺旋状展开的槽结构,其特征在于所述槽结构包括主槽(21;22),其被划分成通过阻挡物(213;223)分开的两个相邻子槽(211、212;221、222)。
2.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中所述阻挡物(213;223)由基层材料制成。
3.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中所述阻挡物(213;223)的高度等于或小于两个相邻主槽(21;22)之间的基层(23)的高度。
4.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中该记录材料是有机材料。
5.如权利要求4的可记录的光学记录载体,其中该记录材料是染料。
6.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中该记录材料是无机材料。
7.如权利要求6的可记录的光学记录载体,其中该记录材料是相变材料。
8.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中所采用的主槽(21;22)和子槽(211、212;221、222)的形状能够获得在径向方向(r)上具有椭圆形的标记。
9.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中子槽(211、212;221、222)在径向方向(r)上的宽度在背离所述基片(2)的方向上增加。
10.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中子槽(211、212;221、222)具有角度范围在10至90度的齿角(α)。
11.如权利要求1的可记录的光学记录载体,其中还包括在所述信息层(3)与所述覆盖层(5)之间的金属和/或电介层(4)。
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