CN1465052A

CN1465052A - 光记录介质

Info

Publication number: CN1465052A
Application number: CN02802320A
Authority: CN
Inventors: 佐飞裕一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: EP1324327A1; CA2418459A1; US20040008610A1; KR20030024837A; JP4264647B2; TWI292910B; EP1324327A4; EP1324327B1; ATE497240T1; CN1251213C; JPWO2002101735A1; DE60239043D1; WO2002101735A1; US6844044B2

Abstract

一种相位调制型光记录介质，在形成凹陷的衬底(1)上包括至少一层记录膜(4)和至少一层金属膜(3)，其中，构成记录膜的至少一层组分膜由有机物质形成，该有机物质吸收并分解激光束，而使其折射率改变，凹陷(2)的宽度为0.10μm～0.21μm，由此提供了一种WORM型、高密度记录的能够产生较高的再现输出的光记录介质。

Description

光记录介质

技术领域

本发明涉及一种光记录介质，尤其是一种具有优异的再现输出特性的相位调制型光记录介质，其中记录部分的再现是通过照射波长λ在380nm～450nm范围内的光而进行的，而有机色素材料用作记录薄膜。

背景技术

迄今为止，功能性有机色素材料广泛用作一次写入型光盘的记录材料，并以低成本大量制造，尤其是作为一次写入型致密盘(CD-R)。

同样，在DVD(数字多用途盘)的光学系统中，一次写入型已经标准化为一次写入型DVD-R，并已经投入市场。

此外，作为目前所谓的下一代光盘记录介质的光盘，其意味着更高的记录容量，即，更高的记录密度，已经考虑将更短波长的蓝紫光(blue-violetlight)通过数值孔径N.A.0.85的物镜从记录表面上形成的光透射保护膜一侧照射到记录表面上的标准化。

在上述光记录介质中，其中实现上述较高的N.A.以及再现光波长较短，并且再现光从光透射保护膜一侧照射到记录表面上(以下为了方便将这种光记录介质称为DVR)，对如下的一次写入型光记录介质(DVR)的需求日益增长，即在该记录介质中，进行所谓的档案记录(archive recording)，即，记录仅进行一次，记录可以稳固保持多年而不会被擦除。

虽然考虑这种标准而在上述光记录介质(DVR)中使用基于相变材料的记录膜，但是在光记录介质具有一次写入的构造时，作为记录膜，考虑到制造方法简单且成本降低，优选地是在CD-R中采用有机色素材料。

然而，当传统一次写入型CD-R和DVD-R的技术应用到采用如上所述短波长和高N.A.的一次写入型光记录介质(DVR)上时，出现一些问题。

具体地说，在为了高记录密度，即，高解析度而利用380nm～450nm短波长，例如405nm±5nm的蓝紫光源的光记录介质中，如果记录膜由有机色素材料构成，那么构成记录膜的这种有机色素材料的特性不同于在CD-R和DVD-R中的，并且光学特性和光学状态可能不同，从而，在应用普通CD-R和DVD-R中所用的技术中出现问题。

例如，通过诸如根据照射光波长的不同而改进凹坑部分深度，例如光学记录介质衬底中形成的轨道沟槽的深度的措施来获得优异的再现性能是不可能的。

此外，上述光记录介质(DVR)中的轨道间距与传统光记录介质中的相比明显小。与CD中的例如1.6μm的相比，该轨道间距例如为0.3μm。在这种情况下，盘片衬底内形成的轨道沟槽的侧壁斜度将成为问题。

通常，在通过注模制造盘片衬底的同时在CD等之内通过2P方法(光致聚合作用)或通过其他方法形成诸如沟槽或凹坑的精细凹面和凸面，在注塑模过程中使用与沟槽相对应的凹面和凸面精细图案的压模。

压模是通过形成母盘，即，利用光阻材料制作母盘而制造，而蓝光或紫外光一般在制作母盘过程中用于按图案曝光(Pattern exposure)于这种光阻材料上。然而，当如上述DVR中设置的这种精细轨道间距窄且小时，上述光线的按图案曝光导致沟槽侧壁稍微倾斜。

于是，虽然已经尝试诸如通过电子束光刻、通过借助将聚焦透镜设置在光学系统中曝光表面附近而减小射束点大小，即采取所谓的近场构造等来在光阻材料上进行按图案曝光的方法，以便使沟槽侧壁陡峭，或改善该状况，然而对沟槽侧壁优化的研究是不充分的，并且还没有实现充分的再现输出。

发明内容

根据本发明，在目前称为下一代光记录介质的上述一次写入型光记录介质的光记录介质中，其中所照射的再现光的波长形成得更短，并且再现光从透射保护膜的一侧照射到记录表面上，提供了一种能够获得较高再现输出并具有优异再现特性的光记录介质。

具体地说，根据本发明的光记录介质为相位调制型光记录介质，其中记录部分的再现是通过将波长λ在380nm～450nm范围内的光经由数值孔径N.A.为0.85±0.05的光学系统照射来进行的，光记录介质在其中形成有凹陷部分的衬底上包括至少一层记录膜和至少一层金属膜。至少一层记录膜包括有机材料，该有机材料在吸收激光时分解，从而改变其折射率。

此外，尤其在上述构造中，衬底上凹陷部分的宽度设定成不小于0.10μm，且不大于0.21μm。

同样，在衬底凹陷部分上形成有金属膜的这种构造中，金属膜表面上的凹陷部分的宽度设定为不小于0.10μm且不大约0.15μm。

此外，根据本发明的光记录介质为相位调制型光记录介质，其中，记录部分的再现是通过照射波长λ在380nm～450nm范围内的光而予以进行的，光记录介质包括在其中有凹陷部分的衬底上形成的至少一层记录膜和至少一层金属膜，其中至少一层金属膜包括有机材料，该有机材料在吸收激光时分解，从而改变其折射率。此外，衬底中凹陷部分的深度设定为不小于40nm且不大于65nm，而记录膜中的有机材料为记录之前折射率设定成1.4或更小的材料。

此外，根据本发明的光记录介质为相位调制型光记录介质，其中，记录部分的再现是通过照射波长λ在380nm～450nm范围内的光而予以进行的，光记录介质包括在其中有凹陷部分的衬底上形成的至少一层记录膜和至少一层金属膜，其中至少一层金属膜包括有机材料，该有机材料在吸收激光时分解，从而改变其折射率。此外，衬底上凹陷部分的深度设定成不小于75nm且不大于115nm，而用作记录膜的有机材料为记录之前折射率设定为1.6或更大的材料。

此外，在每一种根据本发明的上述光记录介质中，衬底内凹陷部分侧壁的斜度tanθ设定为2或更大(其中，θ是凹陷部分的侧壁和底面所限定的角)。

每一种根据本发明的上述光记录介质为其中再现是通过相位调制方法进行且如下面将描述的可以获得最佳信号输出的光记录介质。

附图说明

图1是示出根据本发明的光记录介质的基本结构的横截面图；

图2是根据本发明的光记录介质的示意性平面图；

图3是描绘根据本发明的光记录介质中凹陷部分侧壁的斜度的解释性视图；

图4A和4B是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了记录之前和之后的光学特性的变化；

图5A和5B是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了记录之前和记录之后的光学特性的变化；

图6是示出根据本发明的光记录介质的再现信号波形的特性曲线；

图7是示出再现信号电平相对于沟槽长度方向的特性曲线；

图8是示出沟槽宽度与再现信号振幅的相关性的特性曲线；

图9是示出当沟槽宽度增大时再现信号电平相对于沟槽长度方向的特性曲线；

图10是示出沟槽深度与光记录介质的再现信号振幅的相关性的特性曲线；

图11是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了SiN薄膜厚度与调制程度(degree of modulation)之间、以及SiN薄膜厚度与相对于光记录介质的反射率之间的关系；

图12是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出沟槽深度与再现信号振幅的相关性；

图13是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出沟槽深度和调制程度之间、以及沟槽深度与相对于光记录介质的反射率之间的关系；

图14是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出沟槽深度与再现信号振幅的相关性；

图15是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了相对于光记录介质再现信号振幅与SiN薄膜厚度的相关性；

图16是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了沟槽深度与调制程度、沟槽深度与相对于光记录介质的反射率之间的关系；

图17是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了斜面宽度与再现信号振幅的相关性；

图18是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了斜面宽度与调制程度的相关性，以及斜面宽度与反射率的相关性；

图19是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了沟槽宽度与再现信号振幅的相关性；

图20是为描述本发明而提供的特性曲线，其示出了沟槽宽度与调制程度、以及沟槽宽度与相对于光记录介质的反射率之间的关系。

具体实施方式

根据本发明的一次写入型光记录介质的实施例为这样的一次写入型光盘，其中，再现或者再现和记录是通过数值孔径N.A.为0.85±0.05的物镜利用波长λ在380nm～450nm范围内的蓝紫激光而进行的(此后，N.A.和λ被称为DVR参数)。

然而，应指出的是本发明不局限于光盘，而是可以根据使用模式应用于诸如卡等的其他形式中。

根据本发明的光记录介质，例如光盘记录膜包括至少一个有机材料形成的层，具体地说有机色素材料形成的层，当通过照射例如上述波长的光来进行记录时，该材料的折射率发生变化。

图1是根据本发明的光记录介质10，例如光盘的基本结构的示意性剖面图，而图2是示意性示出其中形成记录标记M的相关部分的平面图。

光记录介质10包括：形成在衬底1上的金属膜3、记录膜4和介电膜5，而衬底1具有凹陷部分2，该凹陷部分2例如为连续或间断的沟槽等，用于在至少一个主表面上设置的轨道，并且在这些膜上，通过旋涂进一步涂覆光透射保护模6，光透射保护膜6由厚度例如为0.1mm的透光树脂形成。

记录膜4的有机色素膜例如通过旋涂形成。

如图4A和4B中的记录之前及记录之后的光学常数(折射率n和吸收系数k)的频谱图所示，用于有机色素膜的色素具有在记录之前呈现出比记录之后更高的折射率的特性(以下称为L边缘特性(L-edge characteristic))，或者如图5A和5B中的记录之前和记录之后的光学常数频谱图所示，用于有机色素膜的色素具有在记录之前呈现出比记录之后更低的折射率的特性(以下称为S边缘特性)。

当在约400nm波长处没有吸收频谱时，如图4B或5B中的光学常数频谱图所示，有机色素膜的折射率n为1.5而其吸收系数k接近0。那么，为了获得再现信号，记录之前的折射率n、即有机色素物质热分解之前的折射率需要在记录之后或热分解之后有所变化，并且优选地是，折射率在记录之前和记录之后之间的差Δn为0.1或更大。

例如，有机色素膜由具有L边缘特性的有机色素材料形成，其中如图4A所示，记录之前高于1.5、具体地说为1.6或更高的折射率在热分解之后，即记录之后减小到接近1.5，如图4B所示。

或者，有机色素膜由具有S边缘特性的有机色素材料形成，其中，如图5A所示记录之前低于1.5、具体地说为1.4或更低的折射率在记录之后增大到较高的值，如图5B所示。

在根据本发明的光记录介质10中，凹陷部分2，即沟槽2形成为向衬底1凹陷，而沟槽之间的区域被称为纹间表面部分7。

在根据本发明的光记录介质中，通过选择旋涂的涂覆量、转数、温度和湿度，记录膜4的有机色素膜形成得在凹陷部分2内侧、例如在沟槽内侧较厚，而在纹间表面部分7上较薄。

然后，凹陷部分2之内的区域，即沟槽内侧限定为记录部分。也就是说，记录标记M形成在凹陷部分2之内。

如上所述，记录部分设置在沟槽之内，由此可以减少记录轨道之间的串写(cross write)。

在有机色素膜中，记录是通过将光学常数(n、k)变化所造成的光路长度的变化记录作为信号而进行的，并且如果膜厚度较薄，则调制程度变低，由此，当凹陷部分2的内侧用作记录部分时，调制程度在具有较薄薄膜的纹间表面部分处变低，且实际上对探测到的信号毫无贡献。

在根据本发明的光记录介质10的实施例中，应用根据上述DVR参数的光学系统，激光9被汇聚并从光透射保护膜6的一侧通过物镜11照射。

记录膜4包括至少一层合成膜，至少之一由有机材料膜形成，尤其是由具有在吸收激光而分解时折射率变化的上述L边缘特性或S边缘特性的有机色素膜，而记录标记M是通过凹陷部分2之内、即沟槽之内的折射率变化而写入的。

当提供具有凹陷部分2的衬底1时，制备具有与凹陷部分2的图案相对应的突出部分、即具有与凹陷部分2的图案相反的图案的突出部分的压模，并且衬底1由聚碳酸酯(PC)树脂等通过注模而形成，该注模是利用在其空腔内设置压模的模具进行的。

或者，具有凹陷部分2的衬底1可以由2P方法形成。

具体地说，在这种情况下，通过旋涂等将紫外线固化树脂涂覆在衬底的平坦表面上，而通过将上述压模压到树脂层之上而形成凹陷部分2，树脂层又通过照射紫外线而固化，从而形成具有所需图案的凹陷部分2的衬底1。

在上述结构中，凹陷部分2的平均宽度WG(＝(底部宽度W₁+开口处宽度W₂)/2：这将在下面采用)设定为0.10μm～0.21μm(见图3)。

或者，形成在衬底1的凹陷部分2上的金属膜表面的宽度设定为0.10μm～0.15μm。

在构成记录膜的有机色素膜具有在记录之前1.4或更低折射率的S边缘特性情况下，凹陷部分2的深度D设定为40nm～65nm。

或者，在构成记录膜的有机色素膜具有在记录之前1.6或更高折射率的L边缘特性情况下，凹陷部分2的深度D设定为75nm～115nm。

此外，如图3所示，凹陷部分2的侧壁2a的斜度设定为满足tanθ≥2，其中θ为凹陷部分2的侧壁2a与底面所限定的角。

此外，优选地是凹陷部分2的宽度WG、即沟槽的宽度较窄，一般减少串写。从而，在沟槽宽度变窄时，在恒定轨道间距情况下通过使得射束点具有少量照射到相邻沟槽上的分布光的部分变小而可以减少串写。

应指出的是，串写的上述减少是在相位调制型有机色素膜用作记录膜时所获得的特性，且该特性不同于反射调制型光记录介质的，在后者中，相变材料用作记录膜，且直接读出记录部分反射率的变化。

接着，将描述根据本发明的光记录介质的各实施例。

[第一实施例]

在这个实施例中，凹陷部分2为设置成寻轨导引沟槽的沟槽，其尺寸为深100nm、宽0.12μm、沟槽之间间隔0.6μm，且沟槽侧壁的斜度为tanθ＝2，如图3所示。

同样，在这个实施例中，利用聚碳酸酯(PC)衬底1制造相位调制型光盘，在该衬底中，凹陷部分2、即沟槽形成在衬底1的一个主表面上，金属膜3通过喷镀Ag而在形成沟槽的表面上形成20nm厚，而有机色素膜的记录膜4、10nm厚的SiN形成的介电膜5以及光透射保护膜6依次形成在金属膜3上。

有机色素膜是通过旋涂形成的。在这种情况下，该膜的厚度设定为在沟槽内侧为170nm，而在纹间表面部分为70nm。

此外，在这个实施例中，有机色素膜具有上述L边缘特性，在此使用作为有机色素材料的三苯胺派生物，其在记录之前具有光学常数(n、k)＝(2.0、0.05)，而在用波长405nm记录之后，光学常数变化到(n、k)＝(1.5、0)。

此外，该膜的结构设计成在记录之前和之后都保持较高的反射率，以便可以容易发生相位调制。具体地说，在沟槽之内，记录之前的反射率为26％，而记录之后的为32％。另一方面，纹间表面部分的反射率为32％。

相对于光记录介质，包括0.69μm长的标记和0.69μm长的间隔的记录标记M重复地记录在沟槽之内。在这种情况下，如图2示意性所示，标记的宽度基本在沟槽宽度的整个区域上延伸。

图6示出记录标记M的再现波形，即，根据本发明第一实施例的光记录介质中的反射光量的波形。

此外，考虑到将第一实施例设定为相应的参数并进行计算机模拟。在这种情况下，所谓的夫琅和费(Fraunhofer)衍射理论用作计算方法。计算结果与实验结果对应极好。同样，计算参数选定成高解析度，以便应付沟槽形状的微小波动，且盘片上的解析度设定为10nm。从而，计算结果如实地与实验结果一致。

此外，在用于计算的特定参数中，用作光源的半导体激光器的扩散角设定为40°和20°，而2X合成棱镜设置在准直透镜的随后镜台(stage)上，以具有相当于在所有方向上扩散角40°的功能。准直透镜的焦距设定为10nm。物镜设定成半径(孔径)为1.3mm，而数值孔径N.A.为0.85。返回到物镜孔径的光量通过以下步骤获得，即对孔径表面上的分布进行傅立叶变换，基于透镜的N.A.和波长将结果映射到标准盘片上，并将在上述10nm解析度下考虑沟槽形状和膜结构所给定的复合反射率与入射光量相乘后进行反傅立叶变换。从而，在返回到物镜孔径的整个光量都返回到用于探测信号的探测器的假设下，计算探测信号。

然后，通过监控经重复0.69μm标记和0.69μm间隔而提供的载波来检验调制振幅和深度。

如图2中示意性示出的，设置在沟槽2内的标记M具有所谓的运动场形状，其宽度为0.12μm。类似于第一实施例，沟槽的深度设定为100nm，沟槽的宽度设定为0.12μm，而沟槽之间的间隔设定为0.6μm。此外，与第一实施例相对应的侧壁斜坡宽度d(图3中所示的侧壁2a在沟槽底面的延长水平面上的投影宽度d)设定为40nm。

在所选择的参数下的计算结果如图7所示。应理解为图6所示的第一实施例的波形与图7所示的对应得很好。

[第二实施例]

图8示出相应再现信号振幅的测量结果，即通过改变根据第一实施例的光记录介质中的沟槽宽度而获得的返回光量。如图8所示，当沟槽宽度超过特定值时信号振幅降低。此原因为：当沟槽宽度与标记宽度相比如此增大时，标记宽度在再现光点内的比例随着再现光点靠近标记的中心而增大，而反射率由于与纹间表面部分的干涉减小而得以增大。

具体地说，图9示出当沟槽宽度增大到0.28μm时在沟槽长度方向上的再现信号电平。根据图9，反射率在标记中心附近增大。

根据图8，可以理解：当沟槽宽度在0.1μm～0.15μm范围内时可以获得最佳结果。沟槽的宽度是在金属膜3的表面上测得的，而在金属膜3通过喷镀形成的情况下，最大厚度为20nm的金属膜3也形成在本实施例衬底中凹陷部分2的沟槽侧表面上。于是，当形成厚度30nm的金属膜3是，沟槽在金属膜表面上的宽度为0.15μm，而在衬底中凹陷部分2底部处的宽度为0.21μm。

然而，由于厚度为30nm或更多的金属膜3可能非均匀地形成在衬底凹陷部分2的沟槽中，因此，噪声会增大，金属膜3的厚度限制为30nm，而衬底内沟槽的宽度，即衬底内凹陷部分2的宽度限制为0.21μm。

换句话说，当衬底内凹陷部分2具有宽度为0.21μm的沟槽时，可以通过在其上形成金属膜来获得优异结果。

另一方面，如果金属膜3是通过方向性喷镀而形成的，那么就有可能在不附着到沟槽垂直侧表面的情况下形成金属膜，而在这种情况下，即使沟槽的宽度为0.10μm，也可以获得优异结果。

于是，考虑到凹陷部分上形成的金属膜的公差，当衬底内凹陷部分2的宽度为0.10μm～0.21μm时，可以获得高调制程度的光记录介质，并且在凹陷部分在其上形成有金属膜的表面上的宽度为0.10μm～0.15μm的情况下可以获得满意的效果。

接着，参照第三实施例，将描述衬底内凹陷部分2的沟槽的深度。沟槽深度不取决于物镜的N.A.。

[第三实施例]

在第三实施例中，类似于第一实施例，通过采用利用聚碳酸酯(PC)的衬底1制造相位调制型光盘，，其中形成有沟槽作为凹陷部分2，且侧壁基本是垂直的，通过在形成沟槽的表面上喷镀20nm厚的Ag而形成金属膜3，并随后在其上淀积有机色素膜形成的记录膜4、10nm厚的SiN形成的介电膜5以及光透射保护膜6。

对于衬底中凹陷部分2的沟槽的宽度，为了获得上述优异效果，在本实施例中，凹陷部分2的宽度、即沟槽的宽度设定为0.14μm。此外，纹间表面的宽度设定为与沟槽宽度相同。物镜的N.A.＝0.85。

此外，这此实施例中，制造如下的光盘，其中，衬底内凹陷部分2的沟槽的深度变化。

有机色素膜通过旋涂而形成，其具有通过填充沟槽内侧而提供一平坦表面的厚度，并且有机色素膜在纹间表面7和沟槽2处的平均厚度为120nm。

具体地说，在沟槽深度例如为40nm的情况下，沟槽部分的膜厚度设定为140nm，而纹间表面部分处的膜厚度设定为100nm。

同样，在这种情况下，采用具有S边缘特性的有机色素材料形成的有机色素膜，在记录之前其光学常数为(n、k)＝(1.2、0.05)，而在405nm波长记录之后，光学常数变化到(n、k)＝(1.5、0)。有机色素材料由花青k色素构成，而该色素由1-丁基-2-[5-(-1-丁基-3.3-二甲基苯并[e]二氢吲哚-2-亚基)-1.3-戊二烯]-3，3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚鎓高氯酸盐。

在第三实施例中，记录标记的长度设定为0.69μm，而在这种情况下，记录也是在沟槽整个宽度上进行的。

再现信号振幅相对于具有不同深度沟槽的光盘的变化如图10所示。在采用S边缘特性的情况下，振幅在沟槽深度约为100nm处变负。具体地说，在这种情况下，记录之前探测到的光量变少，从而从沟槽不能获取寻轨伺服信号，由此导致记录和再现中的问题。

在用于相位调制型的膜构造中，即使有机色素膜和SiN膜的厚度变化，再现信号的振幅在沟槽深度大约100nm处变负，但是在深度50nm处变正。

具体地说，优选地是衬底中沟槽的深度在使用具有S边缘特性的有机色素膜时约为50nm。然而，根据图10，如果沟槽深度为50nm，信号振幅也不足够。

于是，沟槽的深度设定为50nm，而膜构造选择成增强信号振幅。具体地说，在沟槽之内的有机色素膜的膜厚度与设定为70nm的同时，纹间表面部分上的膜厚度设定为20nm，从而改变SiN介电膜5的膜厚度，并测量调制程度(在标记之间间隔部分处的信号振幅/输出)。图11中的曲线21示出SiN膜厚度与调制程度的相关性。另一方面，图11中的虚线22示出SiN膜厚度与间隔部分处反射率的相关性，并表明了优化的可能性。应指出的是，当有机色素膜的厚度自70nm改变时，可以观察到类似的膜厚度与SiN膜的相关性，从而可以为每个膜厚度找到获得足够信号振幅的最佳值。

此外，由于实际的光记录介质、例如光盘的调制程度理想为0.6或更高，因此，通过将SiN膜的膜厚度实际设定为零或大约100nm可以在沟槽深度约50nm处获得满意的结果。

然后，考虑到公差，第三实施例中沟槽深度自50nm漂移。

虽然膜构造基本类似于第三实施例中的，但是SiN膜的厚度设定为100nm，且沟槽之内有机色素膜的厚度设定为70nm。

然后，改变衬底中沟槽的深度。在这种情况下，当沟槽深度在20nm到50nm的范围之内时，纹间表面部分上的膜厚度设定成有机色素膜的表面成平面；而当沟槽深度设定为60nm时，纹间表面部分上的膜厚度为10nm；当沟槽深度为70nm时，纹间表面部分上的膜厚度为20nm，且在有机色素膜的表面上形成台阶。

在上述条件下，沟槽深度与再现信号振幅的相关性在图12中示出，图12表明在沟槽深度为40nm时出现峰值，而在沟槽深度大约50nm时，基本为平顶特性，且沟槽深度相关性较小。

此外，沟槽深度与调制程度的相关性以及与反射率的相关性在图13之中由曲线31和32分别示出。可以理解：调制程度在60nm处达到最大值，而相反，反射率随着沟槽变浅而增高。虽然调制程度为0.6或更高的范围是沟槽深度为40nm～70nm，但是振幅和反射率在70nm处都减小，由此，将40nm～65nm的范围确定为采用具有S边缘特性的有机色素膜的衬底的适宜范围。

应指出的是，当SiM膜的厚度为零时和当有机色素膜的厚度改变时，实际上也可以获得相同结果。

[第四实施例]

在这个实施例中，虽然有机色素膜的厚度、衬底结构和标记的形状与第三实施例中的相似，但是有机色素膜由第一实施例中所用的具有L边缘特性的三苯胺派生物形成。

图14示出在这种情况下沟槽深度与再现信号振幅的相关性。

与使用具有S边缘特性的有机色素膜的情况相反，在这种情况下，可以理解：振幅在沟槽深度为50nm处变负，而最大振幅在深度为100nm处获得。

此外，即使改变有机色素膜的厚度以及SiN膜的厚度，在深度约为50nm处也不能获得满意的效果。图15示出在沟槽深度为50nm且振幅呈现为负的情况下SiN膜厚度与再现信号振幅的相关性。

具体地说，L边缘特性的状况与S边缘特性的不同，且优选地是在具有L边缘特性的有机色素膜中，沟槽深度大约为100nm。

图16中的曲线41示出在沟槽深度为100nm附近的调制程度，而曲线42示出其反射率。

如图所示，调制程度随着沟槽变深和有机色素膜变厚而增大，而对沟槽深度的容差减小，由此在沟槽深度为75nm～115nm的范围内获得满意的调制程度。于是，如图14所示，在此范围之外，信号振幅突然下降到负，而在此情况下，适宜的沟槽深度范围是极其显而易见的。

虽然相对于DVR参数已经参照各实施例描述了凹陷部分2的宽度和深度，即沟槽的宽度和深度，但下面将对凹陷部分2，即侧壁的斜度加以考察。

实际上，沟槽侧壁的斜度在沟槽深度为100nm且宽度约为0.15μm时是不可忽略的。

[第五实施例]

这个实施例要研究衬底中沟槽侧壁的斜度，即凹陷部分2的斜度，而在此实施例中，采用与第一实施例相同的膜构造，即，利用具有L边缘特性的有机色素膜。

衬底中沟槽深度设定为100nm，以便对沟槽侧壁斜度的影响变得明显。考虑到上述结果，将沟槽的宽度设定为1.4μm，并在保持侧壁中心部分处的宽度的同时改变斜度。

此外，有机色素膜的厚度在沟槽之内设定为170nm，而在纹间表面部分上设定为70nm，由此使衬底上的有机色素膜的每个表面基本平坦。此外，确定有机色素膜在沟槽倾斜的侧壁上的厚度，以使上述表面平坦。

在这种构造中，图17示出当在有机色素膜上记录之后再现信号振幅对斜坡宽度d(投影到如图3所示的相应沟槽底面的水平延伸表面上的侧壁的上述宽度)的相关性。根据图17，振幅随着斜坡宽度增大而简单地减小。

并且，在图18中，曲线51和52分别示出调制程度和反射率对斜坡宽度d的相关性。如图17和18所示，振幅和反射率随着斜坡宽度d增大而同时减小。在d为50nm或更大时，虽然调制程度维持在特定范围内，但是实际上反射率减小到15％或更小，这是非常低的，由此，在获得tanθ＝1时d＝100nm处，反射率不切实际地低于10％，因此从实用观点来看，优选地设定为tanθ≥2。

此外，当图3所示的斜坡宽度d固定到反射率过低的d＝60nm且改变沟槽宽度(平均宽度，即侧壁中心部分处的沟槽宽度)时，振幅如图19所示地变化，其中，图17中d＝60nm的位置对应于图19中沟槽宽度为140nm的位置。由此，如果沟槽侧壁具有斜度，通过稍微加宽沟槽宽度，可以实现振幅稍微增大。然而，这种增大仅大约10％～20％那么低，与明显改善相差甚远。

此外，图20中的曲线61和62分别示出调制程度和反射率对沟槽宽度的相关性，其中，反射率仅逐渐增大。于是，当在侧壁内具有斜度时，可以明显看出信号电平仅仅基本上下降了所减少的反射光量。

同样，如图19所示，在沟槽宽度200nm处振幅已经减小，证明了如图8所描述的确定根据本发明的沟槽宽度的有效性，即使侧壁内存在斜度。

对于根据上述本发明的凹陷部分2的确定深度，也证实了上述有效性，并且可以通过将侧壁斜度设定为如tanθ≥2所表示的，而不必直接考虑凹陷部分2的宽度和深度，就可以获得满意的信号特性。

此外，虽然在第五实施例中，采用具有L边缘特性的有机色素膜，但它类似于使用具有S边缘特性的有机色素膜的情况。

虽然在根据本发明的上述实施例中，记录膜由具有单层记录膜的有机色素膜构成，但是它可以为多层构造。此外，虽然在上述实施例中，在衬底1主表面上形成细小的凹面和凸面以及记录膜，不必说，可以对本发明作出各种改进，如将分别在两个表面或一个主表面上具有凹面和凸面以及记录膜的两个衬底1接合到一起。

如上所述，根据本发明的一次写入型光记录介质为DVR参数的相位调制型光记录介质，并能够通过确定沟槽宽度而在再现时提供满意的再现信号输出，或再现和记录是通过光源波长λ在所谓的蓝紫光区域的380nm～450nm范围内的激光来进行。

此外，在本发明中，当采用蓝紫激光时，凹陷部分的深度设定为约50nm或约100nm，而与透镜的N.A.无关，并且有机色素膜具有如下的光学常数，如记录之前折射率为1.4或更低的S边缘特性或者记录之前折射率为1.6或更高的L边缘特性，由此可以获得满意的再现输出特性。

此外，由于可以在记录之前从各部分、即要通过进行所谓的高到低记录(其中记录之前的返回光高于记录之后的)而进行记录的各部分获得充足的光量，因此可以可靠地获得聚焦伺服信号和寻轨伺服信号，由此光记录介质的一次写入记录或再现可以可靠并满意地进行。

如上所述，根据本发明，在其上从光透射保护膜一侧照射蓝紫光的光记录介质中，通过确定构成衬底上细小凹面和凸面的凹陷部分的宽度、深度以及侧壁的斜度，可以可靠地构造包括由有机色素材料形成的记录膜以及具有满意再现输出特性的一次写入型光记录介质。

于是，记录膜由有机色素膜形成，由此可以低成本大量制造一次写入型光记录介质，并可以实现工业化的明显优点。

Claims

1.一种相位调制型光记录介质，其中记录部分的再现是通过将波长λ在380nm～450nm范围内的光通过数值孔径N.A.为0.85±0.05的光学系统照射而进行的，其特征在于：

在其中形成有凹陷部分的衬底上形成至少一层记录膜和至少一层金属膜；

一层或多层所述记录膜包括有机材料，该有机材料在吸收激光时分解，从而改变其折射率；以及

所述衬底内的凹陷部分的宽度设定为不小于0.10μm，且不大于0.21μm。

2.如权利要求1所述的光记录介质，其特征在于，所述金属膜形成在所述衬底中的所述凹陷部分上，而所述凹陷部分在所述金属膜表面上获得的宽度设定为不小于0.10μm，且不大于0.15μm。

3.一种相位调制型光记录介质，其中记录部分的再现是通过照射波长λ在380nm～450nm范围内的光而进行的，其特征在于：

所述衬底上的凹陷部分的深度设定为不小于40nm且不大于65nm，而用作所述记录膜且改变所述折射率的有机材料的折射率在记录之前设定为1.4或更低。

4.一种相位调制型光记录介质，其中记录部分的再现是通过照射波长λ在380nm～450nm范围内的光而进行的，其特征在于：

所述衬底上的凹陷部分的深度设定为不小于75nm且不大于115nm，而用作所述记录膜且改变所述折射率的有机材料的折射率在记录之前设定为1.6或更高。

5.如权利要求1、2、3或4所述的光记录介质，其特征在于，所述衬底中凹陷部分的侧壁的斜度tanθ设定为2或更大(其中，θ是由所述凹陷部分的所述侧壁和底面所限定的角)。