CN1347556A - 光记录媒体及其使用方法 - Google Patents

光记录媒体及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1347556A
CN1347556A CN00806303A CN00806303A CN1347556A CN 1347556 A CN1347556 A CN 1347556A CN 00806303 A CN00806303 A CN 00806303A CN 00806303 A CN00806303 A CN 00806303A CN 1347556 A CN1347556 A CN 1347556A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
optical recording
dielectric layer
recording medium
recording media
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.)
Pending
Application number
CN00806303A
Other languages
English (en)
Inventor
富江崇
千叶洁
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.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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 Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Publication of CN1347556A publication Critical patent/CN1347556A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/257Record 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
    • G11B7/2578Record 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 consisting essentially of inorganic materials
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/254Record 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 protective topcoat layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record 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
    • G11B7/243Record 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
    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24312Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record 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
    • G11B7/243Record 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
    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24314Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record 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
    • G11B7/243Record 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
    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24316Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/257Record 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
    • G11B2007/25705Record 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 consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25706Record 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 consisting essentially of inorganic materials containing transition metal elements (Zn, Fe, Co, Ni, Pt)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/257Record 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
    • G11B2007/25705Record 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 consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/2571Record 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 consisting essentially of inorganic materials containing group 14 elements except carbon (Si, Ge, Sn, Pb)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/257Record 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
    • G11B2007/25705Record 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 consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25715Record 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 consisting essentially of inorganic materials containing oxygen
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/257Record 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
    • G11B2007/25705Record 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 consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25716Record 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 consisting essentially of inorganic materials containing sulfur
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045Recording
    • G11B7/00454Recording involving phase-change effects
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/253Record 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 substrates
    • G11B7/2533Record 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 substrates comprising resins
    • G11B7/2534Record 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 substrates comprising resins polycarbonates [PC]
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record 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
    • G11B7/258Record 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
    • G11B7/2585Record 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 based on aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

一种包括衬底和以下列次序在所述衬底上形成的至少一个记录层和一个上无机层的光记录媒体,其中记录和再现是通过从位于所述上无机层一侧的光头把光束加在所述记录媒体上来实现的,其中,所述上无机层是这样构成的,使得当把所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,在所述光记录媒体的上表面上出现的杂质不会汽化,最好A)所述上无机层包括具有这样厚度的第一介质层,使得当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度;或者B)所述上无机层包括以下列次序在所述记录层上的第二介质层、金属层和第三介质层的叠层,由此,当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度。

Description

光记录媒体及其使用方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及光记录媒体和用于记录和再现光记录媒体的方法。更具体地说,本发明的光记录媒体是这种类型的,其中,通过位于距所述媒体表面非常小距离之处的光头,把激光束从与衬底相对的记录层的一侧加在媒体上。
2.相关技术的描述
目前常用的大多数光记录媒体是把激光束穿过衬底加在记录层上这种类型的。
与此对比,近年来引人注意的是这种类型的,其中,用位于距媒体表面非常小距离之处的光头,把激光束从记录层一侧加在媒体上而不穿过衬底,这种光头设置为具有类似于硬盘的、其上装有物镜的滑动件的浮动光头(1996年5月由Ohm Co.出版的日本杂志“Electronics”第87-91页)。这种类型的媒体称为“层侧入射型”媒体。
在这种层侧入射型媒体中,不使用如普通光头中使用的用于聚焦控制的执行机构,而光头距媒体表面的恒定浮动高度使光束的焦点与记录层重合。如上述杂志中描述的,最好光头设置得距记录媒体的表面较近,因为这使焦点处的光束直径更小,并且可以增大记录密度,而物镜与记录媒体的表面之间的间隙通常是1μm或者更小。
已经提出了另一种层侧入射类型。即,与上述的小间隙系统不同,使用装有类似于常规的衬底侧入射型媒体所用的聚焦控制执行机构的光头来记录和再现光记录媒体中的信息,但是把光束从记录层一侧不经过衬底加在媒体上(Shin-Gijutsu Communications出版的杂志“O Plus E”1998年2月第20卷第2期第183-186页;1998年5月10日-13日的“光数据存储会议版”1998 OSA技术摘要丛书第8卷中第WA2号论文第131-133页)。
以上两项参考的技术意在通过把具有由两个特殊透镜的组合得到的高数值孔径(NA)的光学系统与厚度为100μm的有机涂层(光固化树脂层或者透明层)的光学特性结合来增加记录密度,所述有机涂层形成于上介质层上、即在射束入射面上,与目前使用的媒体相比,这有可能提供记录密度的显著增加。但是,在这种技术中,光头与记录层之间的距离增加了至少有机涂层的厚度,并且由于使用与衬底侧入射型相同的光学系统,光头与媒体表面之间的距离增加,由此限制了记录密度。
与此相比,小间隙方式的层侧入射型媒体理论上可获得更高的记录密度并因而受到重视。尽管层侧入射型媒体可具有比常规媒体更高的记录密度并且因而已经开始对这种媒体的研究,但尚未获得到达实用水平的记录和再现,存在各种问题有待解决。
本发明涉及小间隙方式的层侧入射型媒体的改进,并且解决本发明人发现的下列问题。
也就是说,本发明人已经对包括按下列次序在聚碳酸酯衬底上的反射层、下介质层、记录层和上介质层的层侧入射型媒体做了研究,并且发现安装在浮动光头上的物镜变模糊或者变脏的问题。在再现时,在寻迹控制上不存在问题。但是,一旦加上相对较高功率的激光束用于记录或者擦除时,由于变模糊的物镜,寻迹控制立即变得困难,甚至再现也变得困难。
本发明的目的是解决上述问题,并且提供一种防止透镜模糊、并且可长时间使用的、小间隙方式的层侧入射型媒体。
发明概述
上述和其他目的是按照本发明、通过提供包括衬底和以下列次序形成于所述衬底上的至少一个记录层和一个上无机层的光记录媒体而达到的,其中记录和再现是通过从位于所述上无机层一侧的光头把光束加至所述记录媒体来实现的,其特征在于,所述上无机层是这样构成的,使得当把所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,在所述光记录媒体的上表面上出现的杂质不会汽化。具体来说,这样构造上无机层,使得其具有下列两个特征中的一个:
A)所述上无机层包括具有这样厚度的第一介质层,使得当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会增加到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度(本发明的第一方面);以及
B)所述上无机层包括以下列次序在所述记录层上的第二介质层、金属层和第三介质层的叠层,由此,当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会增加到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度(本发明的第二方面)。
在说明书中,术语“记录”被广义地使用并且包括“写入”(有时也称为狭义上的“记录”)和“擦除”。在相变型光记录媒体中,一般做直接重写,其中,在记录中,使用具有用于写入的高能量和用于擦除的中等能量的脉冲射束,而在再现中使用具有低能量的射束。在磁光记录媒体中,一般是通过首先扫描具有中等能量的擦除射束、然后扫描具有高能量的写射束来做记录的。在本发明中,在广义的记录期间、即在写和擦除期间,都应该抑制媒体表面的温度。
通过本发明人的刻苦研究,由分析发现,物镜上的阴暗或者污垢是杂质的粘附,特别是水或者其中结合了有机材料的水中混合的有机材料的粘附。本发明人重复做实验和思考以识别污垢的来源以及污垢粘附于透镜的机制,并且总结出:原因是在记录媒体、即层侧入射型光记录媒体的表面上粘附的杂质,特别是粘附的水和/或混合在或者粘附在所粘附的水分中的有机成分如空气中的油烟。
认为透镜模糊的机制是,由于加了具有相对较高功率的激光束,媒体表面达到高温,由此粘附在媒体表面的水和有机成份汽化,并且凝结在浮动光头的物镜上。然而,由于与硬盘不同,光记录媒体是可移动媒体并且是在空气中操作的,不可能避免光记录媒体与空气中的湿气或有机材料接触,因而,空气中的湿气或者有机材料出现或粘附在媒体的表面上通常是必然的。
本发明人得出这样的思路,即上述问题可通过使媒体表面的温度低于粘附在表面上的物质汽化的温度来解决,并且本发明人以各种方式研究了这种构思。
首先,本发明人对在记录和再现期间、具有常规媒体结构的光记录媒体表面的温度做了模拟,并且发现不可能按所期望地降低这种结构的媒体表面的温度。
这里,按照本发明的第一方面,本发明人得出这样的构思:可以增加上介质层的厚度以降低媒体表面的温度,并且本发明人设法确定当增加上介质层的厚度时、媒体是否具有所需的降低的媒体表面温度、同时保持光记录媒体所需的特性。图2表示作为计算机模拟的结果的媒体的反射率与上介质层的厚度之间的关系。如图2中所示,已证实,即使增加上介质层的厚度、也可以得到同样的反射率和因而光记录媒体所需的反射率,因而可以预期,借助于上介质层的增加厚度的绝热,可抑制在加上激光束期间媒体表面的温度。
基于上述计算机模拟和考虑的结果,制造具有增加厚度的上介质层的光记录媒体,并且用浮动光头关于记录和再现对其检验,结果,正如所预期的,证实了明显的改进,由此完成本发明、具体来说是本发明的第一方面。
类似地,按照本发明的第二方面,本发明人得出这样的构思:可把如常规媒体中的上介质层分成两个介质层,并且把具有高导热率的金属层插在这两个介质层中间以降低媒体表面的温度。在下文中,两个介质层及其间的金属层整个地称为“无机保护层”或者“上无机层”。然后本发明人检验,当使用如上述的上无机层并且改变和调整上无机层的结构时,光记录媒体能否具有所需的降低的光记录媒体表面温度,同时保持光记录媒体所需的特性。
制造具有包括上述三层的上无机层的光记录媒体,并且用浮动光头关于记录和再现对其检验,结果,证实了正如所预期的显著改进,由此完成本发明的第二方面。
如从上文可以看到的,在本发明中,杂质是粘附于光记录媒体的上表面的杂质,必须要保持媒体表面的温度低于杂质汽化的温度。主要的杂质是水。因此,保持媒体表面的温度不高于150℃较佳,最好不高于100℃。
按照本发明,还提供了以下方法:
用于记录和再现光记录媒体的方法,
提供包括衬底和在所述衬底上以下列次序形成的至少一个记录层和上无机层的光记录媒体,以及
通过从位于所述上无机层一侧的光头把光束加在所述记录媒体上来记录和再现,
其中所述上无机层是这样构成的,使得当把所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,在所述光记录媒体的上表面上出现的杂质不会汽化。
最好是,上无机层具有上述两个特征A)和B)中的一个。
附图简介
图1表示利用浮动光头、通过从媒体的层侧而不穿过衬底加上光束来光学记录某种记录媒体或者光盘的系统;
图2表示媒体的反射率与上介质层的厚度之间的关系;以及
图3至图5是按照本发明的光记录媒体的剖视图。
本发明的详细描述
本发明的光记录媒体包括依次在衬底上的至少一个记录层和上无机层,其中从上无机层一侧把光束加在媒体上以记录和再现。最好是,媒体包括依次在衬底上的反射层、下介质层、记录层和上介质层。
下面作为示例,简要地描述层侧入射型光记录媒体,其中使用浮动光头,把光束从上无机层一侧加在媒体上以记录和再现。
参照图1,在含有衬底1a和包括记录层的叠层1b的光记录媒体或者盘1上或者上方,示出从悬置件3悬挂的浮动滑动件2。当旋转光盘1时,浮动滑动件2浮动于光盘1的上方,而浮动高度取决于光盘1的旋转速度和浮动滑动件2的形状、重量等,并且可在例如100nm左右。在浮动滑动件2上安装物镜,在此例中后者包括两个透镜4和5的组合。通过光学系统加上激光束6。在磁光记录媒体的情况下,还设置磁场(未示出)。
除了光系统使用浮动光头并且从层侧不经过衬底把激光束加在媒体上之外,记录和再现是以与常规光记录系统中相同命名者(namer)进行的。
(本发明的第一方面)
下面描述本发明的第一方面。
图3表示本发明的第一方面的光记录媒体的实例。在图3中,11表示衬底,16是绝热层,12是反射层,13是下介质层,14是诸如相变型记录层的光记录层,15是上介质层。这种包括反射层12和下介质层13的反射层结构在现有的磁光和相变型记录媒体中是最常用的,并且提供了高C/N(再现信号输出与噪声之比),由于它防止了不必要的热扩散而称之为“快速冷却结构”,因此可把它最好用于其中利用记录点的边缘来记录信息的边缘记录系统。而且,在本发明中,这种具有反射层的结构最好用于高记录密度。
下面参照表1和图2接着描述上介质层15的厚度。表1表示检验中使用的相变型记录媒体的各层的结构和光学特性。在表1中,由于衬底的材料和光学特性与所述反射率无关,所以未将其示出。
                                表1
  结构   材料   厚度(nm)   折射率   消光系数
  衬底   --
  反射层   AlCr     150     1.226     5.417
  下介质层   ZnS·SiO2     18     2.18     0.02
  记录层   GeSbTe     22     4.099     3.788
  上介质层   ZnS·SiO2     0-600     2.18     0.02
图2表示具有如表1中所示的上述结构的光记录媒体在改变上介质层15的厚度时的光反射率的模拟的结果,其中横座标是上介质层15的厚度,而纵座标是反射率。在图2中示出,由于光的干涉,媒体的反射率的第一峰值出现在厚度约为150nm处,第二峰值出现在厚度约为300nm处,而第三峰值出现在厚度约为450nm处。在对实际制造的光记录媒体所做的实验中也证实了这种反射率特征。
在常规光记录媒体中,所用的上介质层的厚度是在第一峰值区,因为没有必要使用如同第二或者更远的峰值处的厚度的更大厚度,并且这种更大厚度的层降低了生产率。
这里,把峰值区定义为包括峰值的区域,其中媒体的反射率具有等于或者超过在各种规则等中所规定的记录和/或再现所需反射率的反射率。具体来讲,在图2的实例中,当反射率的下限为20%时,第一峰值区是上介质层的厚度为从大约90nm至大约195nm的区域。
磁光记录媒体或者相变型光记录媒体所需的光记录媒体的反射率通常在20%至50%的范围内,尽管这要取决于驱动器的设计或者各种标准。
用于光记录媒体的标准的实例有ISO/IEC 13963,其中对于具有230MB容量的3.5英寸磁光记录媒体,反射率为12%至25%;ISO/IEC16824,其中对于具有2.6MB容量的120mm的DVD-RAM(数字视盘-随机存取存储器),在槽纹区的反射率为15%至25%;以及ISO/IEC 16448,其中对于具有4.7GB容量或者9GB双层容量的120mm的DVD-RAM,单层的反射率为45%至85%,双层的反射率为18%至30%。
在本发明的第一方面中,选择上介质层的厚度、使得在光入射侧的媒体表面的温度低于粘附在媒体表面的杂质不汽化的温度,并且媒体的反射率等于或者高于所需的值。该上介质层的厚度最好是等于或者大于第二峰值区的厚度。利用这种厚度的上介质层,即使记录层的温度升高至高的温度,也可以抑制媒体表面的温度。如果使用等于或者大于第三峰值区的厚度,可以获得更显著的效果。顺便说一下,当抑制媒体表面的温度的升高时,对可能在上介质层上形成的润滑层的耐热性的要求可以明显减小,这是额外的效果。
在上述考虑和实验中,使用其中用于记录的反射率与用于擦除的反射率相比减小的相变型光记录媒体,显然,在相反类型的媒体中,即其中用于记录与用于擦除相比、反射率增大的相变型光记录媒体,可获得同样的效果。而且,显然,在磁光记录媒体中可获得同样的效果。
为了降低媒体表面的温度,上介质层15的厚度最好较厚,而为了生产率,其厚度最好较薄。因此,最好上介质层15的厚度不超过1μm。而且,当厚度超过1μm时,层的应力变得太高而层往往会剥落或翘曲。
媒体上表面与光头的物镜之间的距离最好尽可能地小以增加记录密度。因此,本发明特别适用于这种情况,其中媒体的上表面与光头的物镜之间的距离小到大约1μm或者更小。这里,物镜意味着光束的光学系统的输出端,并且包括如前面提到的杂志“Electronics”中描述的固态浸没透镜(solid immersion lens)。
上介质层的折射率最好不低于1.70。众所周知,在显微照相中,在物镜与样品或要观察的对象之间插入具有高折射率的油增加了显微照相的分辨力。在本发明中,利用具有高折射率的上介质层,可以进一步抑制光束的焦点(射束腰部)的发散。当上介质层包括多个介质层时,上介质层的折射率是通过计算得出的复数折射率。可从由多层膜[见1971年出版的J.Macdonald,Adam Hilger(伦敦)的“金属-介质多层”第8页]的各个转移矩阵的乘积得出的总转移矩阵推导出这个复数折射率。
上介质层可为calcogenides、氮化物和氧化物如ZnS·SiO2、ZnS、SiN、GeN、AlSiN、Al2O3、SiO2、Ta2O5、TiO2、Y2O3及其组合的层。这些层的成分可为化学计量的或者接近化学计量的。其中,ZnS·SiO2层最佳,因为它具有低导热率和稳定的非晶态,不会轻易地通过加热使之结晶。可通过物理汽相淀积如溅射形成上介质层。可通过溅射大约80摩尔%比大约20摩尔%的比例的ZnS与SiO2混合物来形成ZnS·SiO2层。
图4表示本发明的第一方面的最佳实施例,其中把上介质层15分成两个:第一上介质层15a和第二上介质层15b。第一上介质层15a具有低导热率而第二上介质层15b具有高硬度。
如果上介质层包括多个层,选择总的厚度,以便保持媒体表面温度低于在媒体上的杂质汽化的温度。例如,可以采用图2中的第二峰值区的厚度或者更厚。硬的第二上介质层可由氮化硅或者氢化类金刚石碳(DLC)制成。在这种情况下,硬的第二上介质层的厚度通常在10至150nm的范围内,而上介质层的其余厚度是由低导热率的上介质层构成的。
上介质层的低导热率上介质层最好具有低至5瓦/(m×K)或者更低的导热率,其中m代表米,而K代表绝对温度,这是从模拟等中间接地估算的,因为直接测量介质层的导热率是困难的。
在图4中,示出上阻挡层或者结晶加速层17和下阻挡层或者结晶加速层18,但是这些层是任选的。
(本发明的第二方面)
下面描述本发明的第二方面。
图5表示本发明的第二方面的光记录媒体的实例。在图5中,21表示衬底,26是绝热层,22是反射层,23是下介质层,24是诸如相变型记录层的光记录层,25是无机保护层。无机保护层25包括第一上介质层(顶部上介质层)25a、第二上介质层(底部上介质层)25b和金属层25c。这种包括反射层22和下介质层23的反射层结构在现有的磁光和相变型记录媒体中是最常用的,并且提供了高C/N(载波噪声比),正如参照本发明的第一方面所描述的。在图5中,还示出上阻挡层或者结晶加速层27和下阻挡层或者结晶加速层28,但是这些层17和18以及绝热层26是任选的。
下面描述无机保护层。金属层25c起到热扩散层的作用,以防止媒体表面的温度升高,这是本发明的最重要的作用。即,在记录或者擦除期间,光束主要被记录层吸收和转化成热。随着记录层的这些热量转移到媒体的表面,媒体表面的温度升高。但是,在本发明的第二方面中,由于在从记录层至媒体表面的通道上存在具有高导热率的金属层,热量沿着金属层横向地扩散,由此防止媒体表面的温度升高。这已由实验证实。
金属层最好具有高导热率以起到热扩散层的作用。因此,金属层最好包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)和铝(Al)及其合金。具体来讲,包括带有0.5at%(原子%)或者更多铜的银的合金具有高导热率,与Au相比便宜些,与Al相比具有更高的导热率,并且与单独的银相比耐蚀性很好,由此在本发明中它是较佳的。银合金中的Cu的含量最好不大于20at%,因为波长随性能的变化关系较少,对于各种波长它可以与光头相适用。还可能把高达大约3at%的Ti、Ta、Pd、Nb、Ni等等加在Ag与Cu的合金中。
由于测量导热率是困难的,所以难以确定金属层的导热率。但是,从模拟等来考虑,金属层的导热率应该大约为50瓦/(m×K)或者更大,其中m代表米,而K代表绝对温度。
金属层的厚度最好在5至50nm的范围之内。如果厚度小于5nm,热扩散的效果不够,并且防止媒体表面的温度升高的效果小。如果厚度大于50nm,则媒体的反射率变得太高,远远超出作为磁光记录媒体或者相变型光记录媒体目前的标准反射率的、大约20%至大约50%的范围。尽管可以根据包括驱动器的放大器增益的设计来调整媒体所需的反射率,但是新的方案应该具有与旧方案的兼容性,因此应该避免太高的反射率。而且,本发明最好用在相变型光记录媒体上,其中再现信号是利用媒体的反射率在记录层为晶相时和其为非晶相时的差异而获得的。但是,如果在相变型光记录媒体中金属层比50nm厚,在记录层为晶相时和其为非晶相时、媒体的反射率之间的差异小,并且不能获得好的C/N比,这是非常不利的。
而且,在其中金属层具有20至50nm厚度的相变型光记录媒体中,有可能当记录层为非晶相时(记录标记的部分)媒体的反射率可做得高于其为晶相时(擦除的部分)的反射率。在这种媒体中,由于记录后媒体的反射率增加,称之为“低到高结构”(“低到高极化”),已知这能够减小在高密度记录中的抖动。特别地,在以容易直接重写为特征的相变型光记录媒体中,众所周知,如果记录层升高的温度在记录标记部分(非晶体部分)和擦除部分(晶体部分)之间是不同的,则在以前记录标记部分(非晶体部分)上新写入的记录标记部分与在以前擦除部分(晶体部分)上新写入的记录标记部分具有互不相同的大小和形状,使信号质量恶化(增加抖动)。因此,由于熔化晶相的热量,在擦除部分(晶体部分)上写入新记录标记部分需要比在非晶体部分上写入新的记录标记部分更高的热容量,因此,最好媒体吸收对应于熔化晶相的热容量的能量增量的光束。换言之,最好媒体的反射率应该小到对应于上述热容量的水平。这就是为何其中媒体的反射率在擦除部分(晶体部分)小于在非晶体部分的这种媒体较佳。
无机保护层25还包括在记录层24与金属层25c之间的第一上介质层25a,并且包括在金属层25c上的第二上介质层25b。
第一和第二上介质层的折射率最好不低于1.70。在本发明中,利用具有高折射率的上介质层,可以进一步抑制光束的焦点(射束腰部)的发散。
第一上介质层25a具有提供足够的记录灵敏度的作用和保护记录层24和金属层25c的作用。如果没有第一上介质层25a,在加上光束期间记录层温度的上升非常小,记录灵敏度很低,而且不能防止记录层熔化或者记录层与金属层的成分混合。从记录灵敏度的观点来看,第一上介质层最好具有低导热性,是热稳定的或者在高温下不会恶化,并且是稳定的非晶体材料。
第一上介质层可为calcogenides、氮化物和氧化物、如ZnS·SiO2、ZnS、SiN、GeN、AlSiN、Al2O3、SiO2、Ta2O5、TiO2、Y2O3及其组合的层。这些层的成分可为化学计量的或者接近化学计量的。其中,ZnS·SiO2层最佳,因为它具有低导热率并且是不会轻易地通过加热被晶化的稳定的非晶体材料。可通过物理汽相淀积如溅射形成第一上介质层。可通过溅射大约80摩尔%比大约20摩尔%的比例的ZnS与SiO2混合物来形成ZnS·SiO2层。
第一上介质层最好具有低至5瓦/(m×K)或者更小的导热率,其中m代表米,而K代表绝对温度,这是从模拟等中间接地估算的,因为直接测量介质层的导热率是困难的。
从记录灵敏度和保护记录层的观点来看,第一上介质层的厚度最好不低于10nm,而从生产率的观点来看,最好不超过1μm。如果层的厚度超过1μm,某些介质材料可能给第一上介质层太高的应力,导致层剥落或者翘曲。
第二上介质层25b具有防止金属层25c的腐蚀、防止由于被光头接触而损坏媒体表面、防止媒体表面的温度的升高的作用。从此观点来看,第二上介质层25b的厚度不小于10nm较好,最好不小于40nm,以便获得防止损坏媒体表面和抑制媒体表面温度升高的更好的效果。抑制媒体表面温度升高的效果还是有好处的,因为它明显地降低了对可能设置在第二上介质层25b上的润滑层的耐热性的要求。但是,从生产率的观点来看,第二上介质层25b的厚度最好不超过1μm。如果该层的厚度超过1μm,有些介质材料可能对第二介质层产生太高应力,导致该层剥落或者翘曲。
另外,即使使用具有1.70或者更高的折射率的介质层,记录层24与光头的物镜之间的距离最好尽可能地小、以便获得更高的记录密度。因此,最好无机保护层25的总厚度、即第一和第二上介质层25a和25b以及金属层25c的总厚度不超过1μm。
第二上介质层25b的材料可与第一上介质层25a的相同。而且,第二上介质层直接面对浮动光头,并且光头滑动件接触并可能碰撞第二上介质层25b。因此,硬的介质层对于耐接触和碰撞较佳。这种硬的第二上介质层可为氮化硅或者氢化类金刚石碳(DLC)。
(媒体的其他部分)
最好把用于防止上无机层的成分扩散到记录层中的阻挡层17或27插入上无机层与记录层之间,以使质量稳定。而且,可与记录层相邻且接触地插入晶化加速层以提供可用于高旋转速度的相变型光记录媒体。而且,由于同样的原因,可在下介质层13或23与记录层14或24之间插入阻挡层或者晶化加速层18或28。
阻挡层的典型实例是GeN层和SiN层,其中虽然分析不容易,但是把Ge/N和Si/N之间比例假定为3/4并且接近化学计量比例。而且,还使用加了Cr的GeN层、即GeCrN层和SiAlN。通过在Ar与N2(大约10%至50%的N2)的混合气体的气氛中、溅射含有10至30at%的量的Cr的Ge合金的靶来形成GeCrN层。可通过在Ar与N2的混合气体中溅射SiAl靶来形成SiAlN层。由于氮化物通常是致密的并且耐热性好,氮化物层具有防止相变型光记录媒体中常用的ZnS·SiO2的S原子扩散到记录层的良好效果。当把这些氮化物层设置成与GeSbTe层、一种典型的相变型光记录层接触时,提高了媒体的擦除的灵敏度,并且认为它具有良好的晶化加速效果。尽管加速晶化的理论原因不清楚,但是认为当GeSbTe层加热至晶化温度时,上述氮化物层具有加速或者增强用于晶化的核晶过程的效果。
如果必要,可在第二上介质层上设置润滑层以减轻由光头的接触和碰撞导致的影响,只要它不破坏光学特性。
在磁光记录媒体的磁光记录层中,用光束、一般是激光束来提高记录层的温度,由此降低记录层的矫顽力,并且外部磁场使记录层的加热部分的磁矩反向,由此做出记录和/或擦除。记录层的温度增加至大约200℃。
在相变型光记录媒体的相变型光记录层中,用光束、一般是激光束来使材料在非晶相与晶相之间改变,换言之,导致相位变化,由此利用相位变化来记录和/或擦除。在记录期间,记录层的温度升高至大约600℃,而在擦除期间升高至大约170℃。相变型光记录媒体是有利的,因为与磁光记录材料相比、该材料的成本低;因为记录和擦除的机制简单到利用相位变化,与磁光记录相比,驱动器可能便宜些,并且容易使其与只读光盘兼容(CD-RCM等)。
磁光记录媒体的磁光记录层是已知的,并且可以是例如稀土的和过渡金属合金如TbFeCo的。相变型光记录媒体的相变型光记录层是已知的,并且可以是例如carcogenide合金如GeSbTe和InSbTe。记录层的厚度未被特别限制,但是一般在12至30nm的范围内。
本发明最好用在相变型光记录媒体上,因为在相变型光记录媒体的情况下,记录层的温度与磁光记录媒体(例如,200℃)相比、增加至较高温度(例如,600℃),而湿润或污垢的问题在媒体表面的较高温度下更加严重。在相变型光记录媒体中更明显和有利地获得本发明的效果。
反射层一般由含有2%至5%的Ti、Ta、Cr、Au等的Al合金制成。作为选择,也可使用Ag合金或者Au合金。在本发明中未特别限定反射层的材料和厚度。
反射层的厚度一般在40至200nm的范围内。
下介质层可类似于上介质层。
下介质层的厚度一般在15至50nm的范围内。
在本发明中,衬底未被特别限定并且可以是任何已知材料如玻璃和塑料的,因为在本发明中衬底与媒体的光学特性无关。在这些材料中,聚碳酸酯树脂最佳,因为它在成本和机械特性方面极好。如果需要低吸水性,则非晶体无环聚烯烃树脂最佳。
若衬底的耐热性差,可在衬底与反射层之间设置绝热层。绝热层具有防止由记录层中产生的热量的影响引起衬底变形的作用。特别是,在用于晶化或者初始化的初始热处理的步骤中,其中媒体被立即大面积地加热,衬底可能更容易变形,在这个步骤中绝热层的作用是很大的。绝热层应该具有低导热率并且具有2nm或者更大的厚度。
可以认为来自被加热的记录层的热量的传导方式如下所述。记录层的热量通常穿过下介质层并且沿着具有高导热率的Al合金的反射层扩散,同时反射层的一部分热量传导给衬底。如果反射层的热量仅仅沿着反射层扩散,升高衬底温度的问题不会出现。
因此,绝热层的导热率是与反射层的导热率相联系来确定的。如果反射层的导热率高,热量很少到达衬底,而绝热层的热隔离是不必要的。如果反射层的导热率低,则绝热层的导热率应该足够低。绝热层的导热率应该不大于反射层的导热率的十分之一。如果绝热层的厚度太薄,就不能达到绝热层的效果,应该不小于2nm。
绝热层的材料可为关于上介质层描述的材料中的任何一种,包括calcogenides、氮化物和氧化物、如ZnS·SiO2、ZnS、SiN、GeN、AlSiN、Al2O3、SiO2、Ta2O5、TiO2和Y2O3及其组合。
绝热层的导热率最好与上介质层或者第一上介质层相近。可考虑为大约5瓦/(m×K)。
当把本发明的光记录媒体用在其中媒体与光头系统的物镜之间距离小到约1.0μm或者更小的光头系统中时,该媒体特别有利。这种光头系统的典型实例是浮动光头。在浮动光头中,媒体与光头系统的物镜之间的距离非常小,并且由汽化物质造成的物镜晦暗是非常明显的。浮动光头如图1中所示。在依靠媒体的旋转引起的空气流动,浮动光头浮动于距媒体表面一定距离处。具体来讲,称为万向支架的、由弹簧片结构支撑的滑动件夹住物镜,并且借助由媒体的旋转引起的空气流动而浮动在距媒体表面一定距离处。实例
(实例1至4和对比实例1至3)
制造具有类似于图4(未形成阻挡层或者晶化加速层17和18)的结构的相变型光记录媒体。具体来说,媒体包括衬底11、绝热层16、反射层12、下介质层13、记录层14、第一上介质层15a和第二上介质层15b。第一上介质层15a的厚度是可变的。评估由此制造的相变型光记录媒体。
所用的衬底11是具有1.2mm的厚度和120mm的直径以及15mm内径的孔并且具有以下格式的聚碳酸酯塑料衬底。衬底11具有通过注塑成型形成的、从25mm半径至58mm半径、用于连续伺服的V形螺旋槽纹。槽纹具有90nm的深度、0.12μm的底宽和0.7μm的纹迹间距。在纹间表面上做记录。
在上述衬底上,形成下列各层以获得从其层侧加上光束的相变型光记录媒体。绝热层16、下介质层13和第一上介质层15a是通过溅射80∶20的mol%比例的ZnS与SiO2靶而得到的ZnS·SiO2层。绝热层16的厚度为80nm,下介质层13的厚度为18nm,而第一上介质层15a的厚度如表2中所示。ZnS-SiO2层的折射率约为2.18。
记录层14是通过溅射具有2∶2∶5的Ge∶Sb∶Te原子比例的GeSbTe合金的靶而淀积的GeSbTe合金层,并且具有22nm的厚度。反射层12是通过溅射具有97∶3的Al∶Cr原子比例的AlCr合金的靶而淀积的AlCr合金层,并且具有150nm的厚度。
第二上介质层15b是通过在Ar与N2的混合气体中淀积Si靶而得到的SiN层。SiN层的原子比例被视为接近3∶4的化学计量比,但是精确的分析是困难的。第二上介质层15b具有2.08的折射率和120nm的厚度。
上述无机层是通过磁控管式溅射而淀积在衬底11上的。所用装置是并行溅射装置(由ANELVA Corp.制造的ILC3102型),其中靶具有8英寸的直径并且自已旋转,并且还以一定的半径绕轴循环。淀积层的厚度是由淀积时间来控制的。
表2表示在实例1至4和对比实例1至3中的上介质层的厚度,其中第一上介质层的厚度是可变的。表2还表示在晶化所用的初始加热处理之后媒体的反射率,以及上介质层整个地属于的峰值区的序号。峰值区正如以前关于干涉峰值所定义的。
                               表2
  样品号                  层的厚度   峰值区的序号 在685nm波长下的媒体的反射率
 第一上介质层(nm)  第二上介质层(nm) 整个上介质层(nm)
  实例1实例2实例3实例4对比实例1对比实例2对比实例3     155205325485154575     120120120120120120120     275325445605135165195     第二第二第三第四第一第一第一     32383637384225
在带有具有685nm波长的激光二极管的浮动光头的机器中评价以上制造的相变型光记录媒体。由于直接测量污垢或者云斑是困难的,观察加上激光束时寻迹误差信号的扰动来评估物镜的污秽或者模糊。浮动光头是如前面所描述的和图1中所示的滑动件类型,其中物镜安装在滑动件上,而该光头被控制而浮动,并且具有距媒体表面0.38μm的物镜距离。寻迹控制是通过用二分(双)光探测器检测返回的光,并且利用推挽信号或者用于寻迹的、称为寻迹误差信号(下文称为“TES”)的分成两路的返回光之差来完成。媒体的旋转速度是恒定的8米/秒。具体的评估过程如下。
在用于晶化的初始热处理之后,把记录媒体的样品设置在评估装置中。把具有1.2mW功率、用于再现的光束重复地加在同一纹迹上以测量跳跃信号,作为评估TES扰动的参考振幅。这种通过反复加上光束的再现是用于擦除部分的静止方式下的再现。由于纹迹是螺旋形的,光束必须每一圈移动或者跳过一个纹迹间距的距离一次以便重复再现同一纹迹,这称为“纹迹跳转”。如果重复再现在静止方式下正常,则除了每圈发生一次纹迹跳转时观察到正弦波形式的大的输出(称为“跳跃振幅”)之外,其TES在一圈期间接近于零,其中光束指向纹迹的中心。
一般,TES的扰动是通过一圈中、除了在纹迹跳转处与跳跃振幅相关的之外的最大振幅的百分振幅来评估的。当具有0.7μm纹迹间距的媒体中允许的偏离纹迹宽度为0.05μm时,这种扰动应该不大于43%。当允许的偏离纹迹宽度由于依赖于系统的S/N等而不固定时,考虑到从衬底侧加光束的常规光记录媒体的一般要求,选择它为43%。如果扰动大于这个评估的标准43%,则意味着,光束经过在距纹迹中心的允许范围之外的某点或线上。如果扰动进一步加大,则光束不能停在纹迹上,即寻迹控制变得不可能。
在实例1至4和对比实例1至3的所有样品中,如果仅仅做出上述再现,而且TES在一转中的扰动最多不超过表明媒体正常的20%,正常的寻迹控制是可能的。测得样品的跳跃振幅。
接着,通过对样品的以下测试来做出污垢或模糊的评估。在评估中,在静止方式施加具有如上述的1.2mW的再现光束的过程中,对应于记录光束的强烈光束(以下称为“评估激光功率”)加在样品上大约一圈的时段,并且为了评估而测量其后TES的扰动。
这里,一般地,由于记录层的高温是必需的,因此用强烈的激光功率来记录和擦除。在测试的样品中,大约4mW的激光功率是擦除已记录的标记所必需的,而大约7.8mW的激光峰值功率是记录所必需的。
在这些测试中,在静止方式施加具有如上述的1.2mW功率的再现光束的过程中,强的评估激光功率加在样品上大约一圈的时间,并且为评估而测量此后的TES的扰动。在此评估中,样品当然应该至少通过这种标准:在加上对应于擦除功率的大约4mW的激光功率之后TES的扰动不大于上述的参考值43%。但是,在实际应用中,如果在加上大约6mW或者小于大约7.8mW的记录光束的峰值功率的激光功率之后、TES的扰动不大于上述的参考值43%是不成问题的,因为,在这个测试实验中,加了连续的射束(具有恒定强度的直流激光束),因而媒体的温度变得高于在实际应用中把脉冲射束作为评估功率加上时。后面的事实或者临界值在再现1-7修改的随机数据的单独实验中得到证实。因此,确定了当TES的扰动变为43%的允许限度时每个样品的评估激光功率。通过此基准的样品可令人满意,并且如上面提到的,在实际应用中是没有问题的。表3中表示出结果。
                                表3
上介质层的总厚度(nm)     峰值区的序号   在TES扰动的限度下的评估激光功率(mW)
    实例1实例2实例3实例4对比实例1对比实例2对比实例3         275375445605135165195     第二峰值第二峰值第三峰值第四峰值第一峰值第一峰值第一峰值            6.06.47.17.83.84.35.2
如表3中看出的,在对比实例1中,评估激光功率低,为3.8mW,而当加上6mW的评估参考值时,寻迹控制是不可能的,换言之,TES的扰动超过评估的限度,并且浮动光头不能停留在预定的纹迹上。
为了找出上述问题的原因,在测试前后重复对记录媒体和光头的观察。结果,在媒体中或者在媒体表面上没有发现问题,而发现,小液滴粘附在物镜的面对媒体的表面上。进行Raman分析和红外线吸收分析而发现主要是其中结合了少量碳氢化合物的水。碳氢化合物的量非常少并且鉴定是不可能的,但是,认为他们是空气中常出现的油成分。在对比实例1中,甚至以2.5mW的评估功率来观察TES的扰动。当评估功率逐渐提高时,TES的扰动逐渐增加并且超过在3.8mW评估功率处的43%的限度。
在表3中可以看出,在实例1至4中,即使在6mW的评估参考功率下,TES的扰动也在43%的限度内,表明这些媒体是实际可用的媒体。相反,在对比实例1至3中,在低于6mW的参考功率的评估功率下,TES的扰动超过43%的限度,表明这些媒体不能提供稳定记录。
(实例5至19和对比实例4至7)
制造具有类似于图5(未形成阻挡层或者晶化加速层27和28)的结构的相变型光记录媒体。具体来说,媒体包括衬底21、绝热层26、反射层22、下介质层23、记录层24、第一上介质层25a、金属层25c和第二上介质层25b。第一上介质层25a、金属层25c和第二上介质层25b的厚度是可变的。在实例5至19中,所用金属层是含有重量上占5%(5wt%)的Cu的AgCu层。在对比实例4至7中,制造不带金属层的媒体(对比实例4和5)和具有55nm厚度的AgCu厚金属层的媒体(对比实例6和7)。
所用衬底21是与实例1中相同的聚碳酸酯塑料衬底。
在上述衬底上,形成各个层以获得从其层侧加上光束的相变型光记录媒体。绝热层26、下介质层23和第一上介质层25a是通过溅射80∶20的mol%比例的ZnS与SiO2靶而得到的ZnS-SiO2层。绝热层26的厚度为80nm,下介质层23的厚度为18nm。而第一上介质层25a的厚度是三种类型、即40nm(实例5和6以及对比实例4)、80nm(实例7至10以及对比实例5和6)和120nm(实例11至19和对比实例7)之一,如表3中所示。ZnS-SiO2层的折射率约为2.18。
记录层24和反射层22与实例1中的相同。即记录层24是通过溅射具有2∶2∶5的Ge∶Sb∶Te原子比例的GeSbTe合金的靶而淀积的GeSbTe合金层,并且具有22nm的厚度。反射层是通过溅射具有97∶3的Al∶Cr原子比例的AlCr合金的靶而淀积的AlCr合金层,并且具有150nm的厚度。
第二上介质层25b是通过在Ar与N2的混合气体中淀积Si靶而得到的SiN层。SiN层的原子比例被视为接近3∶4的化学计量比,但是精确的分析是困难的。第二上介质层15b具有2.08的折射率,而第二上介质层25b的厚度如表4中所示、在42nm至225nm的范围内变化。
金属层25c是通过溅射具有95∶5的Ag与Cu重量比的AgCu靶而获得的AgCu层。金属层25c的厚度在5nm至50nm(实例5至19)和55nm(对比实例6和7)的范围内变化。
上述无机层是通过与实例1中相同的磁控管式溅射而淀积在衬底21上的。八个衬底设置在并行溅射装置(由ANELVA Corp.制造的ILC3102型)中,并且在八个衬底上同时淀积相同的层。淀积的层的厚度是由溅射的时间长度来控制的。
表4表示在实例5至19和对比实例4至7中的第一介质层25a、金属层25c和第二介质层25b的厚度。表4还表示具有刚刚溅射后的非晶体记录层的媒体的反射率,以及具有在晶化所用的初始热处理之后的晶化记录层的媒体的反射率,以及上面两种反射率之差。表4中还示出评估的结果。其中在表4中上面两种反射率之差是负的媒体是所谓的“低到高结构(低到高极化)”媒体,其中,具有非晶体记录层的媒体的反射率高于具有晶体记录层的媒体的反射率。这种类型的媒体是最佳的媒体结构,因为它具有小的抖动,即在边缘记录中信号检测位置的离差。
用与实例1至4和对比实例1至3相同的方式做出光媒体的实例的评估。
在对比实例6和7中,反射率太大,并且在评估机器中聚焦控制和寻迹控制是困难的,使得充分的评估是不可能的。在对比实例8和9中,反射系数太小,显然,即使改进评估机器以控制光头的位置,对于实际应用,C/N比(载波噪声比)也会太小。
在实例5至19和对比实例4和5中,当仅执行再现时,正常的寻迹控制是可能的,并且测量媒体的跳跃信号。TES的扰动最大不超过20%,则表明媒体是正常的。换言之,用于再现的激光功率是1.2mW并且在这样的低功率下是没有问题的。
在对比实例4中,评估激光功率低,为3.5mW,并且在6mW的评估参考功率以后,寻迹控制变得不可能,换言之,TES信号扰动超过评估所用的限度,并且光头不可能停留在预定纹迹上。
为了找出上述问题的原因,在测试前后重复对记录媒体和光头的观察。结果,在媒体中或者在媒体表面上没有发现问题,而发现,小液滴粘附在物镜的面对媒体的表面上。进行Raman分析和红外线吸收分析而发现主要是其中结合了少量碳氢化合物的水。碳氢化合物的量非常少并且鉴定是不可能的,但是,认为他们是空气中常出现的油成分。在对比实例4中,甚至以2.5mW的评估功率来观察TES的扰动。当评估功率逐渐提高时,TES的扰动逐渐增加并且超过在3.5mW评估功率处的43%的限度。
如表4中看到的,在对比实例5中,由于反射率差为20.3%,可预期它具有良好的C/N定额,但在4.3mW的评估激光功率下,TES的扰动超过43%的允许限度。相反,在实例5至19中,与对比实例4和5相比,通过仅设置AgCr合金的金属层,评估激光功率是令人满意的,即6mW或者更大。
在实例11至17和19中,正如从反射率差为负的事实明白的,媒体是低到高极化的媒体。由于在每个样品中,反射率差的绝对值为17%或者更多,媒体会提供足够的C/N比,并且由于媒体具有低到高极化,可预期,高密度记录所需的边缘标记记录的抖动、即再现信号的离差小。在实例的这些样品中,评估激光功率是令人满意的,即6mW或者更多。
如上所述,在对比实例6和7中,其中金属层具有55nm的厚度,由于太高的反射率,由所用的评估机器对样品评估是不可能的。而如果提高振幅增益,则评估是可能的,显然,即使通过修改评估机器来做出评估,由于反射率之差的绝对值太小,不会得到足够的C/N定额。因此,不能做出这样的评估。
从上述实例可以看出,通过设置具有在5nm至50nm的范围内的厚度的金属层,可防止光头的污秽或者模糊。由于具有在20nm至50nm的范围内的厚度的金属层使得容易提供低到高极化的媒体,这对于增加记录密度是较佳的。
                               表4
              反射率   在TES扰动的限度下的评估激光功率(mW)
第二上介质层  金属层  第一上介质层    晶相   非晶相    差值
实例5     42     10     40     30.3     9.7    20.7           6
实例6     42     15     40     50.7     28.5    22.2         6.2
实例7     60     5     80     40.8     20.6    20.2         6.3
实例8     60     10     80     33.4     12.1    21.3         6.5
实例9     60     15     80     33.8     11.0    22.1         6.8
实例10     60     25     80     49.7     28.8    20.8         7.5
实例11     60     20     120     5.6     23.7   -18.1         7.6
实例12     60     30     120     14.8     37.1   -22.2           8
实例13     60     40     120     27.3     49.9   -22.6         8.3
实例14     60     45     120     40.7     61.1   -20.4         8.7
实例15     60     50     120     53.1     70.1   -17.0         9.3
实例16     120     10     120     16.1     34.7   -18.5         7.7
实例17     120     15     120     26.0     47.7   -21.7           8
实例18     225     5     120     25.2     5.6    19.6         8.2
实例19     225     35     120     14.9     37.1   -22.3         9.2
对比实例4     42     0     40     18     5      15         3.5
对比实例5     60     0     80     52.1     31.8     20.3     4.3
对比实例6     60     55     80     76.5     65.1     11.4     N.D.
对比实例7     60     55     120     63.7     77.1    -13.4     N.D.
注)N.D.:不可能评估

Claims (28)

1.一种光记录媒体,它包括衬底和以下列次序在所述衬底上形成的至少一个记录层和一个上无机层,其中记录和再现是通过从位于所述上无机层一侧的光头把光束加在所述记录媒体上来实现的,其特征在于,所述上无机层是这样构成的,使得当把所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,在所述光记录媒体的上表面上出现的杂质不会汽化。
2.权利要求1的光记录媒体,其特征在于:所述上无机层具有下列两个特征中的一个:
A)所述上无机层包括具有这样厚度的第一介质层,使得当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度;以及
B)所述上无机层包括以下列次序在所述记录层上的第二介质层、金属层和第三介质层的叠层,由此,当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度。
3.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:所述杂质主要是水。
4.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:当所述用于记录或者再现的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的所述上表面不会上升到超过150℃。
5.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:它还包括在所述记录层与所述衬底之间的反射层。
6.权利要求5的光记录媒体,其特征在于:所述衬底是用塑料制成的并且所述光记录媒体还包括在所述衬底与所述反射层之间的绝热层。
7.权利要求6的光记录媒体,其特征在于:它还包括在所述记录层与所述反射层之间的第四介质层。
8.权利要求7的光记录媒体,其特征在于:它还包括在所述记录层与所述第四介质层之间的阻挡层或者晶化加速层。
9.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:它还包括在所述记录层与所述上无机层之间的阻挡层或者晶化加速层。
10.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:所述记录层是相变型记录层。
11.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:与所述记录媒体结合使用的所述光头与所述记录媒体之间的距离不超过1μm。
12.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:与所述记录媒体结合使用的所述光头是浮动光头。
13.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:所述上无机层满足所述特征A)。
14.权利要求13的光记录媒体,其特征在于:所述第一介质层的厚度大于光干涉产生与所述第一介质层的厚度增加有关的所述光记录媒体的反射率的第二峰值区的最小厚度之处的厚度。
15.权利要求13的光记录媒体,其特征在于:所述第一介质层具有小于1μm的厚度。
16.权利要求13的光记录媒体,其特征在于:所述第一介质层是在用于记录或者再现的所述光束的波长下、具有不小于1.70的折射率的无机材料层。
17.权利要求13的光记录媒体,其特征在于:所述第一介质层包括按下列次序在所述记录层上的第五和第六介质层,所述第六层具有比所述第五介质层更高的硬度。
18.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:所述上无机层满足所述特征B)。
19.权利要求18的光记录媒体,其特征在于:所述金属层是由包括Au、Ag、Cu和Al中的至少一种作为主要成分的材料制成的并且具有5至50nm的厚度。
20.权利要求18的光记录媒体,其特征在于:所述第二和第三介质层是在用于记录或者再现的所述光束的波长下、具有不小于1.70的折射率的无机材料层。
21.权利要求18的光记录媒体,其特征在于:所述第三介质层具有比所述第二介质层更高的硬度。
22.权利要求2的光记录媒体,其特征在于:所述记录媒体具有关于所述记录媒体的标准所要求的反射率。
23.权利要求22的光记录媒体,其特征在于:所述标准是ISO(国际标准化组织)标准。
24.权利要求22的光记录媒体,其特征在于:作为在信息的记录和擦除状态之间的较高的反射率,所述记录媒体具有在20%至50%范围内的反射率。
25.一种用于记录和再现光记录媒体的方法,
提供包括衬底和在所述衬底上以下列次序形成的至少一个记录层和上无机层的光记录媒体,以及
通过从位于所述上无机层一侧的光头把光束加在所述记录媒体上来记录和再现,
其中所述上无机层是这样构成的,使得当把所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,在所述光记录媒体的上表面上出现的杂质不会汽化。
26.权利要求25的方法,其特征在于:所述上无机层具有下列两个特征中的一个:
A)所述上无机层包括具有这样厚度的第一介质层,使得当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度;以及
B)所述上无机层包括以下列次序在所述记录层上的第二介质层、金属层和第三介质层的叠层,由此,当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的上表面的温度不会上升到所述光记录媒体的上表面上出现的杂质汽化的程度。
27.权利要求26的方法,其特征在于:所述杂质主要是水。
28.权利要求26的方法,其特征在于:当所述用于记录的光束加在所述记录媒体上时,所述记录媒体的所述上表面不会上升到超过150℃。
CN00806303A 1999-04-19 2000-04-19 光记录媒体及其使用方法 Pending CN1347556A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP110952/99 1999-04-19
JP11095299 1999-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1347556A true CN1347556A (zh) 2002-05-01

Family

ID=14548710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN00806303A Pending CN1347556A (zh) 1999-04-19 2000-04-19 光记录媒体及其使用方法

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1171878A1 (zh)
JP (1) JP2002542563A (zh)
KR (1) KR20020002431A (zh)
CN (1) CN1347556A (zh)
AU (1) AU3839600A (zh)
HK (1) HK1044844A1 (zh)
TW (1) TW472251B (zh)
WO (1) WO2000063899A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4269471B2 (ja) * 2000-02-21 2009-05-27 ソニー株式会社 光記録媒体、光ピックアップおよび光記録再生装置
JP4004264B2 (ja) 2001-10-09 2007-11-07 パイオニア株式会社 光記録媒体
CN1311435C (zh) * 2002-12-13 2007-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 可改写的光学记录载体
JP4521282B2 (ja) * 2002-12-13 2010-08-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 書き換え可能型光記録担体
US7767284B2 (en) 2004-04-28 2010-08-03 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium, and, method for manufacturing the same, and method and apparatus for optical recording and reproducing thereof
JP4560495B2 (ja) 2006-06-16 2010-10-13 三菱化学メディア株式会社 記録媒体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4847132A (en) * 1986-10-20 1989-07-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Protective layer for optical information recording medium
JPH04353641A (ja) * 1991-05-30 1992-12-08 Nec Corp 光磁気記録用単板光ディスク
JPH06139621A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光記録媒体
JP2990011B2 (ja) * 1994-03-29 1999-12-13 ティーディーケイ株式会社 光記録媒体
JPH10289479A (ja) * 1997-04-10 1998-10-27 Tdk Corp 光記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020002431A (ko) 2002-01-09
TW472251B (en) 2002-01-11
AU3839600A (en) 2000-11-02
WO2000063899A1 (en) 2000-10-26
HK1044844A1 (zh) 2002-11-01
JP2002542563A (ja) 2002-12-10
EP1171878A1 (en) 2002-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1174399C (zh) 光学信息记录介质
CN1230815C (zh) 信息记录介质和信息记录装置
CN1143289C (zh) 光学信息记录媒体及其制造方法、其记录再生方法和装置
US7485357B2 (en) Optical recording medium
CN1251193C (zh) 光学信息记录媒体
CN1551161A (zh) 光学信息记录媒体
CN1355526A (zh) 光记录媒体
CN1684170A (zh) 信息记录媒体
CN1523593A (zh) 光记录介质
CN1770287A (zh) 光记录媒体
CN1147847C (zh) 光盘
EP1345218B1 (en) Optical information recording medium and manufacturing method and recording/reproducing method for the same
CN1224969C (zh) 光学信息记录介质和使用了它的记录方法
CN1347556A (zh) 光记录媒体及其使用方法
CN1173337C (zh) 光记录方法
CN100411036C (zh) 相变光学记录介质
CN1483191A (zh) 光记录介质检查方法和光记录介质制造方法
CN1606081B (zh) 光信息记录介质和制造该介质的方法
EP1787293A1 (en) Optical recording medium
JP2006155847A (ja) 光記録媒体
JPWO2004105008A1 (ja) 光学的情報記録媒体及びその製造方法
JP2004005920A (ja) 相変化型情報記録媒体
JP4637535B2 (ja) 光学的情報記録媒体、その製造方法、および記録再生方法
JP2004063047A (ja) 光記録媒体
JP2007164896A (ja) 光学情報記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication