CN1463001A - 光记录介质和在这种光记录介质上用光学方法记录数据的方法 - Google Patents

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Abstract

一种光记录介质，包括衬底、在衬底上形成的第一记录层，该层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的一种元素作为主要成份，以及位于第一记录层的附近的第二记录层，该层包含Ag作为主要成份，这样构成光记录介质以便让投射到衬底反面的激光束照射。根据如此构成的光记录介质，可以降低再现信号的噪声电平和改善C/N比。

Description

光记录介质和在这种光记录 介质上用光学方法记录数据的方法
技术领域
本发明涉及一种光记录介质和在这种光记录介质上用光学方法记录数据的方法，具体来说，涉及如此构成的光记录介质以便通过将激光束投射到衬底的相反的一面以在其中记录数据并从其中再现数据，该光记录介质包括两层或多层记录层，并能够降低再现信号的噪声电平和改善C/N比，还涉及在这种光记录介质上用光学方法记录数据的方法。
背景技术
诸如CD、DVD之类的光记录介质被广泛用作记录数字数据的记录介质。这些光记录介质可以大致分为不允许写入和重新写入数据的诸如CD-ROM和DVD-ROM之类的光记录介质(ROM型的光记录介质)，允许写入而不允许重新写入数据的诸如CD-R和DVD-R之类的光记录介质(一次性写入型的光记录介质)以及允许重新写入数据的诸如CD-RW和DVD-RW之类的光记录介质(数据可重写型的光记录介质)。
在现有技术中已知，数据一般使用在制造过程中在衬底中形成的预制凹坑记录在ROM型的光记录介质上，而在数据可重写型的光记录介质中，一般使用相变材料作为记录层的材料，数据是利用由相变材料的相变所引起的光学特性的变化来记录的。
另一方面，在一次性写入型的光记录介质中，一般使用诸如花青染料、酞花青染料或偶氮染料之类的有机染料作为记录层的材料，数据是利用由有机染料的的化学变化所引起的光学特性的变化来记录的，化学变化可能伴有物理变形。
然而，由于有机染料在暴露于目光等等的情况下会退色，因此在有机染料被用作记录层的材料的情况下难以改善长期存储的可靠性。因此，需要一种使用有机染料之外的材料形成记录层以便改善一次性写入型的光记录介质的长期存储可靠性。
正如日本专利申请Laid Open No.62-204442所说明的，通过将两个记录层层叠在一起所形成的光记录材料被认为是其记录层是由有机染料之外的材料制成的光记录介质的实例。
另一方面，最近已经提出了能改善记录密度并具有极高数据传输速率的下一代光记录介质。
在这样的下一代光记录介质中，要想提高记录容量并获得极高数据传输速率，不可避免地要求用于记录和再现数据的激光束光点的直径减小到非常小的尺寸。
为了缩小激光束光点直径，必须提高物镜的数值孔径以便将激光束聚集到0.7或更高些，例如到大约0.85，并将激光束的波长缩短到450nm或更小，例如，大约400nm。
然而，如果用于聚集激光束的物镜的数值孔径增大，那么，如方程式(1)所示，到光记录介质的激光束的光轴的允许倾斜误差，即，倾斜余量T，必须大大地减小。 T ∝ λ d · N A 3 - - - - ( 1 )
在方程式(1)中，λ是用于记录和再现数据的激光束的波长，d是激光束通过其传输的光传输层的厚度。
从方程式(1)可以看出，倾斜余量T随着物镜的数值孔径增大而缩小，并随着光传输层厚度的缩小而增大。因此，倾斜余量T的减小可以有效地通过使光传输层的厚度更薄来防止。
另一方面，代表彗差的波像差系数W由方程式(2)定义。 W = d · ( n 2 - 1 ) · n 2 · sin θ · cos θ · ( NA ) 3 2 λ ( n 2 - si n 2 θ ) 5 2 - - - - ( 2 )
在方程式(2)中，n是光传输层的折射率，θ是激光束的光轴的倾斜。
从方程式(2)可以看出，彗差还可以通过使光传输层的厚度变薄来得到非常有效的抑制。
由于这些原因，建议应该将下一代光记录介质的光传输层的厚度减小到大约100μm，以便确保有足够的倾斜余量和抑制彗差。
结果，难以象在诸如CD和DVD之类的传统的光记录介质那样在光传输层上形成诸如记录层之类的层。这就导致有人提议在衬底上形成的记录层或其他这样的层上作为通过旋涂等等方法形成的薄的树脂层来构成光传输层。
相应地，尽管在传统的光记录介质中从光入射表面连续地形成多个层面，而在下一代光记录介质中它们是从光入射表面的相反的一面连续地形成的。
由于在下一代光记录介质中各个层面是从光入射表面的相反的一面连续地形成的，在衬底上形成两个记录层的情况下，再现信号的噪声电平就会增大，C/N比就会降低。
另一方面，由于人们对全球大气问题越来越关心，因此必须使用对环境的污染比较小的材料制造光记录介质。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种如此构成的光记录介质，以便通过将激光束投射到衬底的相反的一面而在其中记录数据并从其中再现数据，该光记录介质包括两层或多层记录层，并能够降低再现信号的噪声电平和改善C/N比。
本发明的另一个目的是提供一种可以使用对环境的污染比较小的材料制造并具有比较高的长期存储可靠性的光记录介质。
本发明还有一个目的是提供一种在能够降低再现信号的噪声电平和改善C/N比的光记录介质上用光学方法记录数据的方法。
本发明的发明人积极地从事研究，以实现上述目的，结果，取得了惊人的发现，这种光记录介质是这样构成的，第一记录层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，第二记录层包含Ag作为主要成份，并在衬底上提供的第一记录层的附近形成，当在这样的光记录介质上使用激光束来记录数据时，形成了包括第一记录层的主要成份元素和第二记录层的主要成份元素的混合区域，以便显著地改变该区域的反射系数并允许数据以高灵敏度进行记录。他们还进一步发现了通过利用包括第一记录层的主要成份元素和第二记录层的主要成份元素的混合区域和其他区域之间的反射系数的比较大的差异来降低再现信号噪声电平以便改善C/N比。
因此，本发明的上述目的及其他目的可以通过这样的光记录介质来实现，这种光记录介质包括衬底、在衬底上形成的第一记录层，该层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，以及位于第一记录层的附近的第二记录层，该层包含Ag作为主要成份，这样构成光记录介质以便让投射到衬底反面的激光束照射。
在本发明中，“第一记录层包含某种元素作为主要成份”这一表述是指该元素的含量在第一记录层中包含的多种元素中最大，而“第二记录层包含Ag作为主要成份”这一表述是指Ag的含量在第二记录层中包含的多种元素中最大。
在本发明中，第二记录层不一定必须与第一记录层接触，第二记录层位于第一记录层的附近以便在该区域被用激光束照射时允许形成包括第一记录层的主要成份元素和第二记录层的主要成份元素的混合区域就足够了。此外，还可以在第一记录层和第二记录层之间插入诸如介质层之类的一层或多层其他层。
在本发明中，最好使第二记录层与第一记录层接触。
在本发明中，除第一记录层和第二记录层之外，光记录介质还可以包括一层或多层记录层，它们包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，或者是包含Ag作为主要元素的一层或多层记录层。
虽然在被用激光束照射时可以形成包括第一记录层的主要成份元素和第二记录层的主要成份元素的混合区域的原因还不完全清楚，但是认为第一和第二记录层的主要成份元素部分地或者完全地熔合或扩散，从而形成第一和第二记录层的主要成份元素混合在一起的区域是合理的。
如此通过混合第一和第二记录层的主要成份元素形成的区域相对于用于再现数据的激光束表现出的反射系数和其他区域相对于用于再现数据的激光束表现出的反射系数显著不同，因此，通过利用反射系数中的较大的差异可以高灵敏度再现记录的数据。
在如此构成以便让从通过注塑以具有极好的表面平滑度而形成的衬底一侧投射的激光束照射的光记录介质中，如果在衬底上通过气相增长过程连续地形成第一记录层和第二记录层，和衬底的平滑表面接触并且激光束将照射到其上的第一记录层也将具有极好的表面平滑度。因此，再现信号的噪声电平不会增大。然而，在包括于衬底上通过气相增长过程连续地形成的第一记录层和第二记录层并如此构成以便让投射到衬底的反面的激光束照射的光记录介质中，激光束照射到第二记录层的表面上，该第二记录层具有比较差的表面平滑度，因为它是在第一记录层上通过气相增长过程制成的，而第一记录层又是在衬底上通过气相增长过程制成的，它具有比较差的表面平滑度。结果，再现信号的噪声电平增大，C/N比降低。
具体来说，在下一代如此构成的以便使用具有短波长的激光束和具有大的数值孔径的物镜在其中记录数据并从其中再现数据的光记录介质中，由于照射到第二记录层的表面上的激光束光点太小，再现信号的噪声电平，以及包括C/N比受第二记录层的表面平滑度的影响都很大。因此，当第二记录层的表面平滑度比较差时，再现信号的噪声电平大大地增大，C/N比显著地降低。
然而，根据本发明，第二记录层包含Ag作为主要成份，由于包含Ag作为主要成份并通过诸如真空淀积过程、溅射过程之类的气相增长过程形成的第二记录层具有极好的表面平滑度，从而可能防止C/N比降低。
此外，上述元素只对环境带来轻微的污染，因此没有对全球大气造成损害的风险。
因此，本发明的上述目的及其他目的也可以通过这样的用光学方法记录数据的方法来实现，该方法包括将预先确定功率的激光束投射到光记录介质的衬底的反面，该光记录介质包括衬底、在衬底上形成的第一记录层，该层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，以及位于第一记录层的附近的第二记录层，该层包含Ag作为主要成份。
在本发明中，最好使第二记录层与第一记录层接触。
在本发明中，第一记录层包含Si作为主要成份是特别有益的。
在本发明中，第一记录层可以包含从包括C、Au、Cu、Zn、B、Mg、Ti、Mn、Fe、Ga、Zr、Al和Pt的组中挑选出来的元素作为主要成份，代替从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素。
在本发明中，为了进一步降低再现信号中的噪声电平并改善长期存储可靠性，将从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的元素中的至少一种元素添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层比较好，将Cu和/或Pd添加到第二记录层则更好。
在本发明中，将要添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层的从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的至少一种元素的量优选情况下等于或大于1原子％并小于50原子％。
在本发明中，第一记录层和第二记录层优选情况下是这样制成的，以便总厚度介于2nm到40nm之间，介于2nm到20nm更好，2nm到10nm最好。
在本发明的一个优选方面，光记录介质进一步包括在衬底的反面相对于第一记录层和第二记录层提供的光传输层，在该光传输层与第一记录层和第二记录层之间提供的第一介质层，在第一记录层和第二记录层与衬底之间提供第二介质层。
根据本发明的此优选方面，可以在通过用激光束照射来记录数据时可靠地防止衬底或光传输层受热变形。此外，根据本发明的此优选方面，由于可以防止第二记录层中作为主要成份包含的Ag被腐蚀，因此可以有效地防止记录的数据经长的时间后退化。
在本发明的又一个优选方面，光记录介质进一步包括在衬底和第二介质层之间提供的反射层。
根据本发明的此优选方面，可以通过多重干涉效应增大记录区域和未记录区域之间的反射系数的差异，从而获得较高的再现信号(C/N比)。
在本发明的一个优选方面，用光学方法记录数据的方法包括将波长为450nm或较短的激光束投射到光记录介质上的步骤，从而在第一记录层和第二记录层中记录数据。
在本发明的又一个优选方面，用光学方法记录数据的方法包括使用其数值孔径NA和波长λ满足λ/NA≤640nm的物镜和激光束，将激光束通过物镜投射到光记录介质上的步骤，从而在第一记录层和第二记录层中记录数据。
根据本发明的此优选方面，由于可以缩小投射到光记录介质上的激光束的射束点，因此数据的记录密度可以显著地改善。
附图说明
通过阅读下面的参考附图进行的说明，本发明的上述及其他目的和特点将变得显而易见。
图1是显示作为本发明的优选的实施例的光记录介质的结构的示意剖视图；
图2(a)是如图1所示的光记录介质的放大剖视图简图；
图2(b)是其中已经记录了数据之后的光记录介质的放大剖视图简图；
图3是显示噪声电平是如何随着第一记录层和第二记录层的厚度而变化的图表；
图4是显示噪声电平是如何随着第一记录层和第二记录层的厚度而变化的图表；
图5是显示噪声电平是如何随着第一记录层和第二记录层的厚度而变化的图表；
图6是显示获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率是如何随着添加到第二记录层的Cu的量而变化的图表。
具体实施方式
图1是显示作为本发明的优选实施例的光记录介质的结构的示意剖视图。
如图1所示，根据本实施例的光记录介质10是作为一次性写入型的光记录介质构成的，其包括衬底11、在衬底11的表面上形成的反射层12、在反射层12的表面上形成的第二介质层13、在第二介质层13的表面上形成的第二记录层32、在第一记录层31的表面上形成的第一介质层15和在第一介质层15的表面上形成的光传输层16。
如图1所示，在光记录介质10的中心部分形成一个中心孔。
在本实施例中，如图1所示，激光束L10被投射到光传输层16的表面上，从而在光记录介质10中记录数据或从光记录介质10再现数据。
衬底11充当确保光记录介质10所需要的机械强度的支撑。
对制造衬底11的材料没有特别的限制，只要衬底11可以充当光记录介质10的支撑即可。衬底11可以由玻璃、陶瓷、树脂等等材料制成。在这些材料当中，由于树脂容易定形，因此制造衬底11时优选树脂。适于制造衬底40的树脂的说明性示例包括聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、有机硅树脂、含氟聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂、聚氨酯树脂等等。在这些树脂当中，从容易处理、光学特性等等观点来看，聚碳酸酯树脂是制造衬底11的最优选的材料。
在本实施例中，衬底11的厚度大约为1.1mm。
对衬底11的形状没有特别的限制，但通常可以像盘、像卡或者像板。
如图1所示，凹槽11a和凸起11b是在衬底11的表面上交替地形成的。凹槽11a和/或凸起11b在将要记录数据时或将要再现数据时充当激光束L10的导轨。
反射层12用来反射通过光传输层16进入的激光束L10以便从光传输层16发射它。
对反射层12的厚度没有特别的限制，但介于10nm到300nm比较好，介于20nm到200nm之间更好。
对用于制造反射层12的材料没有特别的限制，只要它可以反射激光束即可，反射层12可以由Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Ag、Pt、Au等等制成。在这些材料当中，用诸如Al、Au、Ag、Cu之类的或至少包含这些金属中的一种金属的诸如Al和Ti合金之类的具有高反射特性的金属材料制造反射层12比较好。
提供反射层12的目的是为了在使用激光束L10用光学方法再现第一记录层31和第二记录层32中的数据时通过多重干涉效应增大记录区域和未记录区域之间的反射系数的差异，从而获得较高的再现信号(C/N比)。
第一介质层15和第二介质层13用来保护第一记录层31和第二记录层32。可以通过第一介质层15和第二介质层13防止用光学方法记录的数据在比较长的时间内退化。此外，由于第二介质层13还用来防止衬底11等等受热变形，因此可以有效地防止振动等等由于衬底11等的变形而恶化。
对用于形成第一介质层15和第二介质层13的介质材料没有特别限制，只要是透明的即可，第一介质层15和第二介质层13可以由包含氧化物、硫化物、氮化物或它们的组合作为主要成份的介质材料制成。具体来说，为防止衬底11等等受热变形，并由此保护第一记录层31和第二记录层32，使第一介质层15和第二介质层13包含从包括Al2O3、AlN、ZnO、ZnS、GeN、GeCrN、CeO、SiO、SiO2、SiN和SiC的组中挑选出来的介质材料中的至少一种介质材料比较好，使第一介质层15和第二介质层13包含ZnS·SiO2作为主要成份则更好。
第一介质层15和第二介质层13可以由相同的介质材料或者不同的介质材料制成。此外，第一介质层15和第二介质层13中的至少一层可以具有包括许多介质薄膜的多层结构。
在本说明书中，“介质层包含某种介质材料作为主要成份”这一表述是指，该介质材料的含量是介质层中包含的多种介质材料中最多的。ZnS·SiO2是指ZnS和SiO2的混合物。
对第一介质层15和第二介质层13的厚度没有特别的限制，但介于3nm到200nm比较好。如果第一介质层15或第二介质层13比3nm薄，则难以获得上文描述的优点。另一方面，如果第一介质层15或第二介质层13比200厚，则需要花比较长的时间形成第一介质层15和第二介质层13，从而降低光记录介质10的生产率，并且可能由于第一介质层15和/或第二介质层13中存在的应力而在光记录介质10中产生裂缝。
第一记录层31和第二记录层32适宜于在其中记录数据。在本实施例中，第一记录层31位于光传输层16一边，而第二记录层32位于衬底11的一边。
在本实施例，第一记录层31包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，第二记录层32包含Ag作为主要成份。
为了彻底地改善再现信号的C/N比，第一记录层31包含Si作为主要成份特别好。
在本实施例，由于第二记录层32包含Ag作为主要成份，在通过诸如真空淀积过程、溅射过程之类的气相增长过程来制成第二记录层32时，可能制成具有极好的表面平滑度的第二记录层32。
此外，最好将从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的至少一种元素添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层32中。在从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的至少一种元素被添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层32的情况下，第二记录层32的表面平滑度可以得到进一步的改善，再现信号的噪声电平可以得到进一步的抑制。
此外，可以通过将从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的至少一种元素添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层32来改善光记录介质10的存储可靠性。。
Cu、Pd、Mg和Nd只对环境带来轻微的污染，因此没有对全球大气造成损害的风险。
将要添加到第二记录层32的从包括Cu、Pd、Mg和Nd的组中挑选出来的至少一种元素的量优选情况下等于或多于1原子％并小于50原子％。
在将Cu添加到第二记录层32时，最好这样添加Cu以使它的量等于或多于2原子％并小于50原子％，在将Pd添加第二记录层32时，最好这样添加Pd以使它的量等于或多于1原子％并小于50原子％。
用激光束L10照射的第一记录层31的表面平滑度随着第一记录层31和第二记录层32的总厚度变厚而变差。结果，再现信号的噪声电平变高，记录灵敏度降低。另一方面，在第一记录层31和第二记录层32的总厚度太小的情况下，在用激光束L10照射前后之间的反射系数的变化非常小，以至于无法获得具有高强度(C/N比)的再现信号。此外，也难以控制第一记录层31和第二记录层32的厚度。
因此，在本实施例中，第一记录层31和第二记录层32这样形成，以便总厚度介于2nm到40nm之间。为了获得具有高强度(C/N比)的再现信号并进一步降低再现信号的噪声电平，优选情况下，第一记录层31和第二记录层32的总厚度介于2nm到20nm之间，介于2nm到10nm之间更好。
对第一记录层31和第二记录层32的各自的厚度没有特别限制，但为了显著地改善记录灵敏度，并大大地增大在用激光束L10照射前后之间的反射系数的变化，优选情况下，第一记录层31的厚度介于1nm到30nm之间，第二记录层32的厚度介于1nm到30nm之间。此外，最好将第一记录层31的厚度与第二记录层32的厚度的比(第一记录层31的厚度/第二记录层32的厚度)定义为介于0.2到5.0之间。
光传输层16充当在其中形成激光束L10的光程的层，优选情况下厚度介于10μm到300μm之间。光传输层16厚度介于50μm到150μm之间更好。
对用于形成光传输层16的材料没有特别限制，但在光传输层16将通过旋涂过程等等来形成的情况下，使用紫外线可固化树脂、电子束可固化树脂是有益的。更优选情况下，光传输层16由紫外线可固化树脂制成。
光传输层16可以通过使用粘合剂将一张由可传输光的树脂制成的薄膜粘着到第一介质层15的表面来形成。
具有上文描述的配置的光记录介质10可以按以下方式制造。
首先在具有凹槽11a和凸起11b的衬底11的表面上形成反射层12。
反射层12可以通过气相增长过程使用包含用于形成反射层12的元素的化学物质形成。气相增长过程的说明性示例包括真空淀积过程、溅射过程等等。
然后在反射层12的表面上形成第二介质层13。
第二介质层13还可以通过气相增长过程使用包含用于形成第二介质层13的元素的化学物质形成。气相增长过程的说明性示例包括真空淀积过程、溅射过程等等。
在第二介质层13上进一步形成第二记录层32。该第二记录层32也可以通过气相增长过程使用包含用于形成第二记录层32的元素的化学物质形成。
然后在第二记录层32上形成第一记录层31。该第一记录层31也可以通过气相增长过程使用包含用于形成第一记录层31的元素的化学物质形成。
根据本实施例，由于第二记录层32包含Ag作为主要成份，并具有极好的表面平滑度，并可以改善在作为基础的第二记录层32上形成的第一记录层31的表面平滑度，并且由于第一记录层31和第二记录层32是进一步这样形成的，以使它们的总厚度介于2nm到40nm之间，因此可以进一步改善第一记录层31的表面平滑度。
此外，为了改善光记录介质10的记录灵敏度，最好第二记录层32的反射系数高于位于光传输层16一侧的第一记录层31的反射系数，由于在本实施例中，第二记录层32包含具有高反射系数的Ag作为主要成份，因此可以改善光记录介质10的记录灵敏度。
然后在第一记录层31上形成第一介质层15。第一介质层15也可以通过气相增长过程使用包含用于形成第一介质层15的元素的化学物质形成。
最后，在第一介质层15上形成光传输层16。光传输层16可以这样形成，例如，通过旋涂法向第二介质层15的表面涂敷调节到合适的粘度的丙烯酸紫外线可固化树脂或环氧紫外线可固化树脂，以形成一个涂层并用紫外线照射该涂层以固化该涂层。
如此，制造了光记录介质10。
具有上文描述的配置的光记录介质10中按以下方式记录数据。
如图1和2(a)所示，首先用具有预先确定功率的激光束L10通过光传输层16照射第一记录层31和第二记录层32。
为了以高记录密度记录数据，将波长λ为450nm或较短的激光束L10通过数值孔径NA为0.7或0.7以上的物镜(未显示)投射到光记录介质10上比较好，λ/NA等于或小于640nm更好。
在本实施例中，将波长λ为405nm的激光束L10通过数值孔径NA为0.85的物镜投射到光记录介质10上。
如图2(b)所示，这就导致在用激光束L10照射的区域形成一个混合区域M，该混合区域由第一记录层31的主要成份元素和第二记录层32的主要成份元素的混合物组成。
为了快速地混合第一记录层31的主要成份元素和第二记录层32的主要成份元素并形成混合区域M，最好将光传输层16的表面处的激光束L10的功率设置为等于或高于1.5mW。
当第一记录层31和第二记录层32的主要成份元素混合时，该区域的反射系数显著地改变。由于如此形成的混合区域M的反射系数大大不同于混合区域M周围的区域的反射系数，因此可以在再现用光学方法记录的信息时获得高再现信号(C/N比)。
在投射激光束L10时，第一记录层31和第二记录层32被激光束L10加热。然而，在本实施例中，第一介质层15和第二介质层13位于第一记录层31和第二记录层32外面。因此可以有效地防止衬底11和光传输层16受热变形。
根据本实施例，第一记录层31包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的元素作为主要成份，第二记录层32包含Ag作为主要成份。在将预先确定功率的激光束L10通过光传输层16投射到第一记录层31和第二记录层32上时，作为主要成份包含在第一记录层31中的元素和作为主要成份包含在第二记录层32中的元素在用激光束L10照射的区域混合，如图2(b)所示，于是形成一个混合区域M，该混合区域由第一记录层31的主要成份元素和第二记录层32的主要成份元素的混合物组成。由于如此形成的混合区域M的反射系数大大不同于混合区域M周围区域的反射系数，因此可以在再现用光学方法记录的信息时获得高再现信号(C/N比)。
此外，根据本实施例，由于第二记录层32包含Ag作为主要成份，故可以通过诸如真空淀积过程、溅射过程之类的气相增长过程来形成具有极好的表面平滑度的第二记录层32。因此，由于可以改善在作为基础的第二记录层32上形成的第一记录层31的表面平滑度，甚至在照射到第一记录层31的表面上的激光束光点太小时，也可以有效地防止再现信号中的噪声电平增大，因而可以获得高再现信号(C/N比)。
此外，用激光束L10照射的第一记录层31的表面平滑度随着第一记录层31和第二记录层32的总厚度变厚而变差。结果，再现信号的噪声电平变高，记录灵敏度降低。另一方面，在第一记录层31和第二记录层32的总厚度太小的情况下，在用激光束L10照射前后之间的反射系数的变化非常小，以至于无法获得具有高强度(C/N比)的再现信号。此外，也难以控制第一记录层31和第二记录层32的厚度。然而，根据本实施例，由于第一记录层31和第二记录层32是这样形成的，以使它们的总厚度介于2nm到40nm之间，因此可以改善第一记录层31的表面平滑度。因此，可以缩小再现信号的噪声电平，改善记录灵敏度，从而获得具有高强度(C/N比)的再现信号。
此外，根据本实施例，由于作为主要成份包含在第一记录层31中的元素和作为主要成份包含在第二记录层32中的元素只对环境带来轻微的污染，因此没有对全球大气造成损害的风险。
在下文中，列举了工作实例和比较实例以便进一步阐明本发明的优点。
工作实例1
光记录介质是以下列方式制造的。
首先在溅射装置上放置厚度为1.1mm、直径为120mm的聚碳酸酯衬底。然后，使用溅射过程在聚碳酸酯衬底上连续地形成包含ZnS和SiO2的混合物，厚度为60nm的第二介质层，包含Ag作为主要成份，厚度为6nm的第二记录层，包含Si作为主要成份，厚度为6nm的第一记录层，包含ZnS和SiO2的混合物，厚度为60nm的第一介质层。
第一介质层和第二介质层中包含的ZnS和SiO2的混合物的ZnS与SiO2的摩尔数比是80∶20。
此外，通过在一种溶剂中溶解丙烯酸紫外线可固化树脂准备的树脂溶液使用旋涂方法对第一介质层进行涂覆，以形成一个涂层，并用紫外线照射该涂层，从而固化丙烯酸紫外线可固化树脂，以形成厚度为100μm的光传输层。
工作实例2
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Sn作为主要成份的第一记录层。
工作实例3
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Ge作为主要成份的第一记录层。
工作实例4
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Ag作为主要成份的第一记录层和包含Si作为主要成份的第二记录层。
工作实例5
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Ag作为主要成份的第一记录层和包含Sn作为主要成份的第二记录层。
工作实例6
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Ag作为主要成份的第一记录层和包含Ge作为主要成份的第二记录层。
比较实例1
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含W作为主要成份的第一记录层。
比较实例2
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是形成包含Ag作为主要成份的第一记录层和包含W作为主要成份的第二记录层。
在工作实例1到6和比较实例1和2中制造的光记录介质中按以下方式记录数据。
具体来说，在Pulstec Industrial Co.，Ltd.制造的DDU1000光记录介质评估装置中连续地放置根据工作实例1到6和比较实例1和2制造的光记录介质，并在下列条件下用光学方法在其中记录数据。
使用波长为405nm的蓝色激光束作为用于记录数据的激光束，该激光束被使用其数值孔径为0.85的物镜通过光传输层聚集到每一种光记录介质上，并在下列记录信号条件下用光学方法在其中记录数据。
数据的光学记录是通过改变用于相应的工作实例和比较实例中的每一种光记录介质的激光束功率来进行的。
记录信号条件如下。
调制码：        (1.7)RLL
信道信号位长度：0.12μm
记录线速度：    5.3m/sec
信道时钟：      66MHz
记录信号：      8T
然后使用上文提及的光记录介质评估装置再现每一种光记录介质上记录的数据，并测量再现信号的C/N比。当再现数据时，激光束的波长被设置为405nm，物镜的数值孔径被设置为0.85，激光束的功率被设置为0.3mW。激光束的功率被定义为光传输层的表面上的激光束的功率。
如此，对于每一种光记录介质，测量最大C/N比，并测量获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率。
测量结果如表1所示。
用于进行实验的光记录介质评估装置的激光束的最大功率是10.0mW。因此，在即使激光束的功率最大增大到10.0mW时C/N比不饱和的情况下，认为获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率超过10.0mW。这通过指定激光束的功率值为带星号的10.0mW来表示。
表1
第一记录层 第二记录层 8TC/N(dB) 判断   激光功率(mW) 判断
工作实例1     Si     Ag   45.6     ◎     8.6     ◎
工作实例2     Sn     Ag   21.6     ○   10.0*     ○
工作实例3     Ge     Ag   50.9     ◎     8.0     ◎
工作实例4     Ag     Si   31.1     ○   10.0*     ○
工作实例5     Ag     Sn   23.8     ○     6.4     ◎
工作实例6     Ag     Ge   37.7     ○     9.0     ◎
比较实例1     W     Ag   不可测量     ×   10.0*     --
比较实例2     Ag     W   不可测量     ×   10.0*     --
从表1可以看出，在根据工作实例1到6制造的每一种光记录介质中可以测量再现信号的C/N比。具体来说，在根据工作实例1和3制造的每一种光记录介质中再现信号的C/N比超过40dB，而在根据工作实例3制造的每一种光记录介质中再现信号的C/N比超过50dB，这显示了这些光记录介质具有极好的记录和再现特性。
与此相反，在根据比较实例1和2制造的每一种光记录介质中，可以发现，无法测量再现信号的C/N比，因而难以记录和再现数据。
此外，在根据工作实例1、3、5和6制造的每一种光记录介质中，获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率小于10mW，这表明根据工作实例1、3、5和6制造的光记录介质具有极好的记录灵敏度。
工作实例7
光记录介质是按类似于工作实例1的方式制造的，只是形成了厚度为5nm的第二记录层和厚度为5nm的第一记录层。
工作实例8
光记录介质是按类似于工作实例1的方式制造的，只是形成了厚度为10nm的第二记录层和厚度为10nm的第一记录层。
工作实例3
光记录介质是按类似于工作实例1的方式制造的，只是形成了厚度为25nm的第二记录层和厚度为25nm的第一记录层。
然后，波长为405nm并被数值孔径为0.85的物镜聚集的激光束被投射到根据工作实例7到9制造的每一种光记录介质上，测量每一种光记录介质的未记录区域的2MHz和4.2MHz的频带的噪声。
激光束光点直径大约为0.43μm。
测量的结果如图3所示。在图3中，d(nm)分别是第一记录层和第二记录层的厚度。
此外，波长为650 nm并被数值孔径为0.65的物镜聚集的激光束被投射到根据工作实例7和9制造的每一种光记录介质上，测量每一种光记录介质的未记录区域的2MHz和4.2MHz的频带的噪声。
激光束光点直径大约为1.0μm。
测量的结果如图4所示。在图4中，d(nm)分别是第一记录层和第二记录层的厚度。
如图3和图4所示，可以发现，在激光束光点直径非常小的情况下，噪声电平随着第一记录层和第二记录层变厚而增大，而在激光束光点直径大约为1.0μm的情况下，噪声电平几乎不随着第一记录层和第二记录层的厚度d(即，第一记录层和第二记录层的总厚度2d)的改变而改变。
得出这样的结论是合理的，因为随着第一记录层和第二记录层变厚，激光束照射到其上的第一记录层的表面平滑度变差，在激光束光点直径非常小的情况下，噪声电平受激光束照射到其上的第一记录层的表面平滑度的影响很大，而在激光束光点直径相对比较大的情况下，噪声电平不受第一记录层的表面平滑度的影响。
工作实例10
光记录介质是按工作实例1的方式制造的，只是0.2原子％的Cu被添加到第二记录层，并形成厚度为4nm的第二记录层和厚度为4nm的第一记录层。
工作实例11
光记录介质是按类似于工作实例10的方式制造的，只是形成了厚度为6nm的第二记录层和厚度为6nm的第一记录层。
工作实例12
光记录介质是按类似于工作实例10的方式制造的，只是形成了厚度为8nm的第二记录层和厚度为8nm的第一记录层。
工作实例13
光记录介质是按类似于工作实例10的方式制造的，只是形成了厚度为12nm的第二记录层和厚度为12nm的第一记录层。
工作实例11
光记录介质是按类似于工作实例10的方式制造的，只是形成了厚度为25nm的第二记录层和厚度为25nm的第一记录层。
然后，波长为405nm并被数值孔径为0.85的物镜聚集的激光束被投射到根据工作实例10到13制造的每一种光记录介质上，测量每一种光记录介质的未记录区域的2MHz和4.2MHz的频带的噪声。
激光束光点直径大约为0.43μm。
测量的结果如图5所示。在图5中，d(nm)分别是第一记录层和第二记录层的厚度。
如图5所示，可以发现，在2原子％的Cu被添加包含Ag作为主要成份的第二记录层的情况下，甚至在第一记录层和第二记录层变厚时，噪声电平也几乎不改变。
得出这样的结论是合理的，这是因为在2原子％的Cu被添加入包含Ag作为主要成份的第二记录层的情况下，甚至在第一记录层和第二记录层变厚时，激光束照射到其上的第一记录层的表面平滑度也不会变差。
工作实例15
光记录介质是以下列方式制造的。
首先在溅射装置上放置厚度为1.1mm、直径为120mm的聚碳酸酯衬底。然后，使用溅射过程在聚碳酸酯衬底上连续地形成包含Ag、Pd和Cu的混合物，厚度为100nm的反射层，包含ZnS和SiO2的混合物，厚度为28nm的第二介质层，包含Al作为主要成份，30原子％的Cu作为添加剂，厚度为6nm的第二记录层，包含Si作为主要成份，厚度为6nm的第一记录层，包含ZnS和SiO2的混合物，厚度为22nm的第一介质层。
第一介质层和第二介质层中包含的ZnS和SiO2的混合物的ZnS与SiO2的摩尔数比是80∶20。
此外，通过在一种溶剂中溶解丙烯酸紫外线可固化树脂准备的树脂溶液使用旋涂方法对第一介质层进行涂覆，以形成一个涂层，用紫外线照射该涂层，从而固化丙烯紫外线可固化树脂，以形成厚度为100μm的光传输层。
同样，光记录介质是通过改变添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层中的Cu的量来制造的。
与在根据工作实例1到6和比较实例1和2制造的光记录介质中通过改变激光束的功率记录数据和再现数据的情况类似，通过改变激光束的功率，将数据记录在根据工作实例15制造的光记录介质上，并再现数据，从而对于每一种光记录介质，测量最大C/N比，并测量获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率。
测量的结果如图6所示。
如图6所示，已经发现，随着添加到包含Ag作为主要成份的第二记录层的Cu的量增大，获得具有最大C/N比的再现信号所采用的激光束的功率变低，从而光记录介质的记录灵敏度得到改善。
由于在本发明中第二记录层包含Ag作为主要成份，图6中显示了Cu的量超过50原子％的数据，仅供参考。
已经参考特定的实施例和工作实例显示和描述了本发明。然而，值得注意的是，本发明决不限于所描述的配置的细节，可以在不偏离所附权利要求的范围的情况下进行各种修改。
例如，虽然在上面描述的实施例和工作实例中第一记录层31和第二记录层32彼此接触，但是不是绝对必须让第一记录层31和第二记录层32彼此接触，只要第二记录层32位于第一记录层31的附近以便在区域被用激光束照射时允许形成包括第一记录层31的主要成份元素和第二记录层32的主要成份元素的该混合区域就足够了。此外，还可以在第一记录层31和第二记录层32之间插入诸如介质层之类的一层或多层其他层。在第一记录层31和第二记录层32之间插入诸如介质层之类的一层或多层其他层的情况下，插入层的厚度等于或小于30nm比较好，插入层的厚度等于或小于20nm更好。
此外，虽然上面描述的实施例和工作实例中的光记录介质10包括第一记录层31和第二记录层32，但是除第一记录层31和第二记录层32之外，光记录介质还可以包括一层或多层记录层，它们包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的一种元素作为主要成份，或者该一层或多层记录层包含Ag作为主要元素。
此外，虽然在上面描述的实施例和工作实例中第一记录层31位于光传输层16一侧，第二记录层32位于衬底11的一侧，但是也可以将第一记录层31放在衬底11的一侧，将第二记录层32放在光传输层16的一侧。然而，由于为了改善激光束L10照射到其上面的记录层的表面平滑度，最好在具有极好的表面平滑度的一层上形成该记录层，以及为了改善光记录介质的记录灵敏度，最好在具有高反射系数的材料的光传输层16的反面形成一个记录层，因此最好将包含Ag作为主要成份的第二记录层32放在衬底11的一侧。
此外，上面描述的实施例和工作实例中的光记录介质10包括第一介质层15和第二介质层13，第一记录层31和第二记录层32在第一介质层15和第二介质层13之间。然而，光记录介质10不一定必须包括第一介质层15和第二介质层13，即，光记录介质10可以不包含介质层。此外，光记录介质10可以包含单个介质层，在此情况下，介质层可以相对于第一记录层31和第二记录层32位于衬底11一侧或光传输层16一侧。
此外，虽然上面描述的实施例和工作实例中的第一记录层31和第二记录层32具有相同的厚度，但是第一记录层31和第二记录层32不一定必须具有相同的厚度。
根据本发明，可以提供一种如此构成的光记录介质以便通过将激光束投射到衬底的相反的一面从而在其中记录数据并从其中再现数据，该光记录介质包括两层或多层记录层，并能够降低再现信号的噪声电平和改善C/N比。
此外，根据本发明，可以提供一种可以使用对环境的污染比较小的材料制造并具有比较高的长期存储可靠性的光记录介质。
此外，根据本发明，可以提供一种在能够降低再现信号的噪声电平和改善C/N比的光记录介质上用光学方法记录数据的方法。

Claims (22)

1.一种光记录介质，包括衬底、在衬底上形成的第一记录层，该第一记录层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的一种元素作为主要成份，以及位于第一记录层的附近的第二记录层，该第二记录层包含Ag作为主要成份，这样构成该光记录介质以便由投射到衬底反面的激光束照射。
2.根据权利要求1所述的光记录介质，其中，使第二记录层形成为与第一记录层接触。
3.根据权利要求1或2所述的光记录介质，其中，第一记录层包含Si作为主要成份。
4.根据权利要求1到3中的任何一个所述的光记录介质，其中，从包括Cu、Pd、Mg和Nb的组中挑选出来的至少一种元素被添加到第二记录层。
5.根据权利要求4所述的光记录介质，其中，Cu和/或Pd被添加到第二记录层。
6.根据权利要求1到5中的任何一个所述的光记录介质，其中，第一记录层和第二记录层是这样制成的，以便总厚度介于2nm到40nm之间。
7.根据权利要求1到6中的任何一个所述的光记录介质，进一步包括在衬底的反面相对于第一记录层和第二记录层设置的光传输层，在光传输层与第一记录层和第二记录层之间设置的第一介质层，在第一记录层和第二记录层与衬底之间设置的第二介质层。
8.根据权利要求7所述的光记录介质，进一步包括在衬底和第二介质层之间设置的反射层。
9.根据权利要求1到8中的任何一个所述的光记录介质，其中该光记录介质是作为一次性写入型的光记录介质构成的。
10.一种用光学方法记录数据的方法，包括将预先确定功率的激光束投射到一种光记录介质的衬底的反面的步骤，该光记录介质包括衬底、在衬底上形成的第一记录层，该第一记录层包含从包括Si、Sn和Ge的组中挑选出来的一种元素作为主要成份，以及位于第一记录层的附近的第二记录层，该第二记录层包含Ag作为主要成份。
11.根据权利要求10所述的用光学方法记录数据的方法，其中，使第二记录层形成为与第一记录层接触。
12.根据权利要求10或11所述的用光学方法记录数据的方法，其中，第一记录层包含Si作为主要成份。
13.根据权利要求10到12中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，其中，从包括Cu、Pd、Mg和Nb的组中挑选出来的至少一种元素被添加到第二记录层。
14.根据权利要求13所述的用光学方法记录数据的方法，其中，Cu和/或Pd被添加到第二记录层。
15.根据权利要求10到14中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，其中，第一记录层和第二记录层是这样制成的，以便总厚度介于2nm到40nm之间。
16.根据权利要求15所述的用光学方法记录数据的方法，其中，第一记录层和第二记录层是这样制成的，以便总厚度介于2nm到20nm之间。
17.根据权利要求16所述的用光学方法记录数据的方法，其中，第一记录层和第二记录层是这样制成的，以便总厚度介于2nm到10nm之间。
18.根据权利要求10到17中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，其中，光记录介质进一步包括在衬底的反面相对于第一记录层和第二记录层设置的光传输层，在光传输层与第一记录层和第二记录层之间设置的第一介质层，在第一记录层和第二记录层与衬底之间设置的第二介质层。
19.根据权利要求18所述的用光学方法记录数据的方法，其中，光记录介质进一步包括在衬底和第二介质层之间设置的反射层。
20.根据权利要求10到19中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，其中，该光记录介质是作为一次性写入型的光记录介质构成的。
21.根据权利要求10到20中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，包括将波长为450nm或较短的激光束投射到光记录介质上的步骤，从而在第一记录层和第二记录层中记录数据。
22.根据权利要求10到21中的任何一个所述的用光学方法记录数据的方法，包括使用其数值孔径NA和波长λ满足λ/NA≤640nm的物镜和激光束，将激光束通过物镜投射到光记录介质上的步骤，从而在第一记录层和第二记录层中记录数据。
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