CN1682299A - 光学信息记录媒质及其制造方法 - Google Patents

光学信息记录媒质及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1682299A
CN1682299A CNA038220636A CN03822063A CN1682299A CN 1682299 A CN1682299 A CN 1682299A CN A038220636 A CNA038220636 A CN A038220636A CN 03822063 A CN03822063 A CN 03822063A CN 1682299 A CN1682299 A CN 1682299A
Authority
CN
China
Prior art keywords
recording layer
information
information level
state
optical information
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.)
Granted
Application number
CNA038220636A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1320541C (zh
Inventor
宇野真由美
西内健一
儿岛理惠
山田升
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1682299A publication Critical patent/CN1682299A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1320541C publication Critical patent/CN1320541C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035Recording layers
    • G11B7/24038Multiple laminated 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
    • G11B7/242Record 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
    • 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
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • 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
    • G11B2007/24306Metals or metalloids transition metal elements of groups 3-10
    • 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
    • G11B7/242Record 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
    • G11B2007/24318Non-metallic elements
    • G11B2007/2432Oxygen
    • 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
    • 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
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/266Sputtering or spin-coating layers

Abstract

一种光学信息记录媒质包括基底以及设置在该基底上的至少m(m是2或大于2的整数)个信息层,m个信息层中的每一个包括记录层,并且如果将m个信息层按照从激光束入射侧开始的顺序称作第一到第m信息层,那么当把包含在第j(j是满足1≤j≤m-1的整数)信息层中的记录层当作第j记录层时,并且在第j记录层处于状态A时第j信息层的透射率为TAj(%),以及在第j记录层处于状态B时第j信息层的透射率为TBj(%)时,在第j信息层中满足以下关系式:0≤|TAj-TBj|/(TAj,TBj)max≤0.10其中(TAj,TBj)max是Taj和TBj中较大的值,并且第一到第(m-1)记录层中的至少一个记录层由复折射率与第m记录层的复折射率不同的材料制成。

Description

光学信息记录媒质及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学信息记录媒质,利用诸如激光束照射的光学方法,可以高速地将信息以高密度记录到该媒质上或者从该媒质中再现信息,本发明还涉及该媒质的制作方法。
背景技术
诸如磁光记录媒质和相变记录媒质的光学信息记录媒质被公认为具有高容量的信息记录媒质,可以高速地将信息记录到该媒质上,或者从该媒质中再现信息。这些光学信息记录媒质利用了激光束局部照射该记录材料时产生的记录材料光学性质的差异作为一次记录。这些光学信息记录媒质的非常有利之处在于如果需要的话,可以被随机地访问,并且还具有出色的便携性,因此其重要性与日俱增。对于该媒质的需求在多种领域中不断增加,包括医学领域、学术领域等等,并且需要这种记录媒质的目的也各种各样,包括例如利用计算机记录和存储个人数据或者图像信息,以及取代家用录像磁带。目前,随着应用系统性能以及图像信息质量的提高,就要求更加提高这些光学信息记录媒质的容量、密度和速度。
作为实现更高密度的一种手段,已经提出了具有多个信息层的光学信息记录媒质,以及例如,已经提出了利用可写入一次的材料制成的两个信息层叠置的技术(例如参见国际公开第98/09823号)。
然而,当希望实现包括两个或多个信息层的这种光学信息记录媒质时,如果在从激光束入射侧观察时位置较远(远离激光束入射侧设置)的信息层记录/再现信息,则会受到位置较近(激光束入射侧)的信息层的影响。也就是说,如果近侧上的信息层透射率根据是否实施记录而变化,那么当利用已经通过了近侧上的信息层的激光束将信息记录到位于远侧上的信息层上和/或从该层中再现信息时,难以正确地记录/再现信息,这是因为到达远侧上的信息层的激光束的量根据在该激光束已经通过的部分信息层中是否实施了记录而变化。随着叠置的信息层数量的增加,这个缺点更为严重。尤其是,可以设计一些一次性写入光学信息记录媒质,使得一个信息层具有非常高的透射率(如70%或更高),并且优选将多个信息层叠置成多层结构,但是当根据是否已经实施记录而产生了如上所述的透射率差异时,在实际使用中难以实现这种多层结构。
为了解决上述缺点,例如,已经提出了一种光学信息记录媒质,其中减小了位于近侧上的信息层中已经实施了记录的部分与未实施记录的部分之间的透射率差,并且还对近侧上的信息层进行设计,使其具有高透射率,从而能够正确地将信息记录到远侧上的信息层上和/或从该信息层再现信息,而与是否已经在近侧上的信息层中实施了记录无关。在这种光学信息记录媒质中,将调整包含在信息层中的保护层膜厚度的方法用作设计信息层的一种手段,在该信息层中减小了已经实施了记录的部分与未实施记录的部分之间的透射率差。
然而,对于某些记录材料而言,仅仅通过调整包含在信息层中的保护层膜厚度,不能够减小该信息层中已经实施了记录的部分与未实施记录的部分之间的透射率差,并且当使用这些记录材料时就不可能采用上述的技术。
发明内容
一种光学信息记录媒质包括基底以及设置在该基底上的至少m(m是2或大于2的整数)个信息层,m个信息层中的每一个包括记录层,该记录层在光学上相互不同的状态A和状态B之间不可逆地变化,并且如果将m个信息层按照从激光束入射侧开始的顺序称作第一到第m信息层,那么当把包含在第j(j是满足1≤j≤m-1的整数)信息层中的记录层当作第j记录层时,并且当在第j记录层处于状态A时第j信息层的透射率为TAj(%),以及在第j记录层处于状态B时第j信息层的透射率为TBj(%)的情况下,在第j信息层中满足以下关系式:
0≤|TAj-TBj|/(TAj,TBj)max≤0.10
其中(TAj,TBj)max是TAj和TBj中较大的值,并且第一到第(m-1)记录层中的至少一个记录层由具有(n-ik,其中n是折射率,k是消光系数)与包含在第m信息层中的第m记录层的复折射率不同的复折射率的材料制成。
用于制造本发明中光学信息记录媒质的方法就是制造在基底上设有多个信息层的光学信息记录媒质的方法,并且该方法包括至少m(m是2或大于2的整数)个步骤来形成信息层,该信息层包括能够在光学上相互不同的状态A和状态B之间不可逆变化的记录层,并且如果将m个步骤中形成的信息层按照从激光束入射侧开始的顺序称作第一到第m信息层,那么当把从激光束入射侧开始的第j(j是满足1≤j≤m-1的整数)位置上设置的信息层当作第j信息层,以及把包含在第j信息层中的记录层当作第j记录层时,并且当第j记录层处于状态A时第j信息层的透射率为TAj(%),以及在第j记录层处于状态B时第j信息层的透射率为TBj(%)的情况下,第一到第(m-1)记录层中的至少一个记录层由复折射率(n-ik,其中n是折射率,k是消光系数)与包含在第m信息层中的第m记录层的复折射率不同的材料形成,其与第m记录层的复折射率不同的方式是这样的,在第j信息层中满足以下关系式:
0≤|TAj-TBj|/(TAj,TBj)max≤0.10
其中(TAj,Tbj)max是TAj和TBj中较大的值。
附图说明
图1是表示本发明光学记录媒质的实例的横截面图;
图2是表示本发明光学记录媒质的另一实例的横截面图;
图3是表示当把信息记录到本发明的光学信息记录媒质上和/或从该媒质中再现信息时使用的信息记录/再现装置的实例的示意图;
图4示出了在本发明一个实例中当穿过第一信息层从第二信息层中再现信息时的再现信号。
具体实施方式
在本发明的光学信息记录媒质中,在光学上相互不同的状态A和状态B之间不可逆变化的多个记录层的最远位置设置的记录层,其复折射率不同于位于较近位置上的至少一个记录层的复折射率,并且减少了一个信息层的透射率差,从而能够正确地将信号记录到光学信息记录媒质上和/或从该媒质中再现信号,并且在该媒质中至少两个信息层包括一次性写入记录层。该一次性写入记录层一般被设计成具有非常高的透射率并且通常可以叠置成多层。因此,本发明的光学信息记录媒质适合用于包括一次性写入记录层的光学信息记录媒质,使用该一次性写入记录层可以实现多层结构。
在本发明的光学信息记录媒质中,当第m记录层处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差是Δnm、这两种情况之间的消光系数之差为Δkm,第j记录层处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差是Δnj、这两种情况之间的消光系数差为Δkj时,优选在从第一到第(m-1)信息层中的至少一个信息层满足以下关系式,
|Δnm|+|Δkm|>|Δnj|+|Δkj|
因此,能够容易地减少各信息层的透射率之差。
在本发明的光学信息记录媒质中,优选在第j信息层中还满足以下关系式,
(TAj+TBj)/2≥50
其原因在于仍可以更加准确地将信号记录到设置在远离激光束入射侧处的信息层上和/或从该信息层中再现信号。
在本发明的光学信息记录媒质中,优选从第一到第m记录层中的至少一个记录层具有包含氧化物的一次性写入类型。因此,通过调整成份比可以获得高透射率的信息层。
在本发明的光学信息记录媒质中,第一到第m记录层中的至少一个记录层可以是包含Te-O-M的一次性写入类型(其中M是包含从金属元素、半金属元素和半导体元素中选出的至少一种元素的材料),或者第一到第m记录层中的所有层都可以包含Te-O-M。因此,可以实现既能提供高信号振幅、又能提供高透射率的光学信息记录媒质。而且,这时优选第一到第m记录层中的至少一个记录层与其它记录层中的至少一个记录层具有不同的氧原子浓度,并且优选离激光束入射侧更近的记录层,具有更低的氧原子浓度。因此,除了能够容易地减少位于近侧上的信息层在已记录状态与未记录之间的透射率差之外,还能够将近侧上的信息层的透射率容易地设置到高水平。
在本发明的光学信息记录媒质中,第一记录层中M原子的浓度可以高于第二到第m记录层中M原子的浓度。因此,除了容易地减少了位于近侧上的信息层在已记录状态与未记录状态之间的透射率差之外,还可以容易地将近侧上的信息层的透射率设置到高水平。
在本发明的光学信息记录媒质中,第一到第m记录层中的至少一个记录层可以包含从Sb-O、Sb-Te-O、Ge-O、Sn-O、In-O、Zn-O、Ga-O、Mo-O、W-O和Ti-O中选出的至少一种。因此,可以提供高信号振幅和高透射率。
在本发明的光学信息记录媒质中,优选m为4或更大,这是因为这样可以实现具有高容量的记录媒质。而且,当m为4时,优选满足以下关系式:
(TA1+TB1)/2≥80
(TA2+TB2)/2≥70
(TA3+TB3)/2≥70
其中TA1和TB1为第一信息层的透射率,TA2和TB2为第二记录层的透射率,TA3和TB3为第三信息层的透射率。因此,足够的量的激光束可以到达位于较远处的信息层。
在本发明的光学信息记录媒质中,第一到第m记录层的厚度优选为80nm或更小。这是因为可以容易地实现具有更高透射率的信息层,并且另外,可以抑制对于相邻标记的热效应。
本发明的光学信息记录媒质可以进一步包括能够在光学上相互不同的状态A和状态B之间可逆变化的记录层。据此,可以实现适用于多种用途的光学信息记录媒质。
而且,根据用于制造本发明中光学信息媒质的方法,能够生产本发明的光学信息记录媒质。例如,在m个步骤中的至少一个步骤中,利用至少包含Te和M(M是包含从金属元素、半金属元素和半导体元素中选出的至少一种元素的材料)的靶和至少包含氧气的成膜气体,通过反应溅射可以产生包含Te-O-M的一次性写入记录层。
下文中,将参照附图更加详细地描述本发明的实施例。
图1表示了光学信息记录媒质的一个实例,其中将第一信息层1、第二信息层2、第三信息层3和第四信息层4按此顺序从激光束入射侧开始经由中间层901、902和903叠置在基底5与光透明层6之间。在本实施例中,基底5设置在与激光束入射侧相对的一侧上,并且光透明层6设置在激光束入射侧上。设置在较接近激光束入射侧的位置上的信息层必须具有光学透明度,这是因为该层必须透射激光束,使得激光束到达设置在较远位置上的信息层。因此,在本实施例中的光学信息记录媒质中,第一到第三信息层1-3具有光学透明度。而且,优选第四信息层4具有高记录敏感度,这是因为利用已经通过第一到第三信息层1-3的光记录/再现信息。
第一信息层1包括保护层101、第一记录层102和保护层103,这些层按照这种顺序从激光束入射侧一侧开始排列。第二信息层2包括保护层201、第二记录层202和保护层203,这些层按照这种顺序从激光束入射侧开始排列。第三信息层3包括保护层301、第三记录层302和保护层303,这些层按照这种顺序从激光束入射侧开始排列。第四信息层4包括保护层401、第四记录层402、保护层403和反射层404,这些层按照这种顺序从激光束入射侧开始排列。
基底5和光透明层6是保护部件,用于保护光学信息记录媒质免受损坏和氧化。利用对激光束透明的材料或者光学吸收率(若有的话)很小以至于可以忽略的材料(例如光学吸收率为10%或更小的材料)形成该光透明层6,这是因为该层必须透射激光束,使它们到达第一到第四信息层1-4。在本实施例中,激光束从光透明层6一侧入射,但是该激光束也可以从基底5一侧入射。在这种情况下,也必须使用对于激光束透明的材料作为基底5。
基底5和光透明层6的材料的实例包括各种树脂,例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和丙稀烃基树脂(polyolefin-based resin)或玻璃。
制造光透明层6,使其具有在预定膜厚度范围内具有均匀膜厚度就足够了。例如,可以使用通过模塑等方法制造成预定形状的基底、制成预定形状的片,或者对于记录/再现使用的激光束透明的紫外可固化树脂。本文中使用的光透明层6是指当从保护层101观察时,设置在激光束入射侧上的所有透明层,后面将对该保护层进行描述。例如,当通过透明紫外可固化树脂附着透明片时,这些透明片整体上应称作光透明层6。
优选的是,透明层6和基底5中的至少一个设有引导槽或引导坑,以用于引导形成在与信息层相接触的表面上的激光束。
提供保护层101、103、201、203、301、303、401和403的目的主要在于保护第一到第四记录层102、202、302和402并且调整这些记录层中的光学特性,例如容许有效的光学吸收。例如,可以将硫化物如ZnS,硒化物如ZnSe,氧化物如Si-O、Al-O、Ti-O、Ta-O、Zr-O和Cr-O,氮化物如Ge-N、Cr-N、Si-N、Al-N、Nb-N、Mo-N、Ti-N、Zr-N和Ta-N,氧氮化物如Ge-O-N、Cr-O-N、Si-O-N、Al-O-N、Nb-O-N、Mo-O-N、Ti-O-N、Zr-O-N和Ta-O-N,碳化物如Ge-C、Cr-C、Si-C、Al-C、Ti-C、Zr-C和Ta-C,氟化物如Si-F、Al-F、Ca-F和La-F,以及其它电介质或者这些物质的适当组合(例如ZnS-SiO2)用作保护层101、103、201、203、301、303、401和403的材料,利用这些材料可以实现上述目的。
反射层404可以由金属,例如Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr或Ti,或者从这些金属中适当选择的金属的合金构成。提供反射层404的目的在于获得散热效果和光学效果,例如记录层402中的有效光学吸收率。该反射层404的膜厚度优选为1nm或更大。原因在于当反射层404的膜厚度设为1nm或更大时,可以将该膜设为均匀层的形式,并且可以提高散热效果和光学效果。在本实施例中,只有第四信息层4设有反射层404,但是第一到第三信息层1-3中的任何一个或全部也可以具有反射层,或者第四信息层4可以未设有反射层404。通常,当设有反射层时,信息层降低了其透射率,但是因为上述的散热效果和光学效果可以轻易地获得高信号质量。因此,当设计位于激光束入射侧上的第一到第三信息层1-3时,根据需要而确定是否设有反射层。当设置反射层时,应当设计成使得每个反射层的厚度设定为非常小的膜厚度,例如10nm或更小,从而可以将信息层的透射率保持很高。
中间层901、902和903是为了在光学上将第一信息层1到第四信息层4分开而设置的,并由对激光束透明的材料制成。具体而言,可以使用紫外可固化树脂等材料。可以将每个中间层901到903的膜厚度设定为一定的膜厚度,利用该厚度可以将第一到第四信息层彼此分开,并且这四个信息层位于物镜可以将光聚焦到其上的范围内。当叠置三个或更多个信息层时,优选每个中间层具有不同的厚度。原因如下。当每个中间层具有相同厚度时,信息层被等距放置,因此当对从激光束入射侧观察时位于最远位置的信息层中实施记录/再现时,激光束可能聚焦到较近位置上的信息层上,因此可能会出现串扰。
第一到第四记录层102、202、302和402是由可以处于两个或多个状态(状态A和状态B)的材料构成,在这些状态中的光学特性是不同的。在本实施例中,将可以在不同状态A和B之间不可逆变化的一次性写入材料(仅可以对其实施一次写入过程的材料)用于这些记录层中的至少两个或多个层。还可以将一次性写入材料用于所有这些记录层。当将一次性写入材料用于四个记录层中的两个或三个层时,可以将可改写材料用于其它记录层。在这种情况下,不希望被擦除的信息以及希望被改写的信息可以共存于一个光学信息记录媒质中,因此,可以提供非常有用并适于各种用途的光学信息学记录媒质。这时,优选将一次性写入材料用于设置在接近激光束入射侧的位置上的记录层。原因在于当基于氧化物的一次性写入记录材料用于记录层时,可以容易地实现高透射率,因此设计具有多层结构的光学信息记录媒质就更容易。以下是对于将一次性写入材料用于全部第一到第四记录层102、202、302和402的实例的说明。在这些材料中,优选将具体包含氧化物的材料用作包括多个信息层的光学信息记录媒质的记录材料,这是因为通过调整这些材料的成份可以实现非常高的透射率。优选材料的具体实例包括基于Te-O-M的材料(其中M是包含从金属元素、半金属元素和半导体元素中选出的至少一种元素的材料),例如Te-O-Pd和Te-O-Au。这种基于Te-O-M的记录材料的记录机制如下所述。
Te-O-M是一种复合材料,其中在形成膜之后立刻将Te、Te-M和M的微小颗粒均匀散布到TeO2中。当利用激光束照射Te-O-M时,该膜融化,因此Te、Te-M和M以较大晶粒的形式沉淀,从而改变了光学状态并且可以检测到信号形式的差别。
添加材料M,以便促进Te的结晶,并且只要M是一种能够与Te形成键的元素,就能够实现这种效果。在Te晶体的结构中,通过弱的范德瓦尔斯(van der Waals)力将链结构保持在一起,在链结构中Te原子通过共价键排列成螺旋。为了融化Te,将弱的范德瓦尔斯键破坏就足够了,因此Te具有较低的熔点,大约为452℃。然而,这时由于螺旋结构仍然存在,因此结晶速率低。都相信,在本实施例的记录材料中,添加可以与Te形成键的材料M,使得材料M与Te形成了交联结构,并且提供了一种不同于上述Te原子的链结构的结构,从而可以提高结晶速率。
材料M的具体实例包括从Pd、Au、Pt、Ag、Cu、Sb、Bi、Ge、Sn、In、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo、W、Co、Ni、Zn等元素中选出的至少一种,也可以是包含这些元素中的多种元素的混合物。尤其是,当材料M包含从Pd、Au、Pt、Ag、Cu、Sb、Bi、Ge、Sn和In中选出的至少一种元素时,能够更有效地形成与Te原子的交联结构,因此能够容易地进一步提高结晶速率。
用于第一到第四记录层102、202、302和402的优选材料的另外的例子包括氧化物,例如Sb-O、Sb-Te-O、Ge-O、Sn-O、In-O、Zn-O、Ga-O、Mo-O和W-O,或者它们的混合物。而且,还可以使用多孔类型材料、基于Se的材料如Se-Sb和Se-S,或者在非晶相之间发生相变的材料,例如Bi-Cu、Bi-Ge和Si-In。
第一到第四记录层102、202、302和402中的每一个的膜厚度优选为3nm或更大和80nm或更小。原因在于通过将膜厚度设为3nm或更大,可以容易地将记录材料制成层,因此能够获得良好的信号。而且,通过将膜厚度设为80nm或更小,可以抑制每个记录层的平面中的热扩散,因此当以高密度实施记录时,可以抑制对已经写入的相邻标记的热影响。而且,优选将更小的膜厚度(20nm或更小)用作第一到第四记录层102、202、302和402中每一层的膜厚度,这是因为可以将第一到第三信息层1-3的透射率保持在高水平。
设计第一到第四信息层1-4,使得的第一到第四记录层102、202、302和402中各自的光学变化导致了光学上可探测的变化,例如反射率变化、相位差变化以及对激光束的吸收率变化。
在本实施例中的光学信息记录媒质中,改变第一到第三记录层102、202和302的材料,使得第一到第三信息层1-3中每一层在未实施记录的状态(状态A)和已经实施了记录的状态(状态B)之间的透射率差变得尽可能的小。在本实施例中的光学信息记录媒质中,假设在第j(j=1、2、3)记录层处于状态A时第j信息层的透射率为TAj(%),并且在第j记录层处于状态B时第j信息层的透射率为TBj(%),那么在第一到第三信息层1-3中每一层满足以下关系式:
0≤|TAj-TBj|/(TAj,Tbj)max≤0.10    (1)
其中(TAj,TBj)max是TAj和TBj中较大的值。此外,优选的是具体在第一信息层1中满足以下关系式,
0≤|TA1-TB1 |/(TA1,TB1)max≤0.08    (2)
通过满足以上关系式(1)(优选的是还满足关系式(2)),那么即使当信号已经记录到从激光束入射侧观察位于近侧上的信息层中时,到达位于远侧上的信息层的激光束的量也可以几乎为恒定的,而与在近侧上的信息层中是否已经实施了记录无关。因此,可以实现一种具有多层结构的光学信息记录媒质,在该多层结构中可以正确而稳定地实施记录/再现。
为了在第一到第三信息层1-3中满足以上关系式(1),通常需要令人满意地调整包含在每个信息层中的记录层的复折射率。也就是说,在提供每个记录层的光学特性的最大变化量的条件(例如材料类型和成份比)下,Taj和TBj的透射率并不总是满足关系式(1)(充分减少了透射率差),因此优选调整每个记录层的条件,使得可以减小状态A和状态B之间的透射率差,同时保持光学特性的变化量。在本实施例中,第一到第三记录层102、202和302中的至少一个由复折射率不同于第四记录层402的材料构成。更为优选的是,全部第一到第三记录层102、202和303是由复折射率不同于第四记录层402的材料构成的。为了再现记录在第四信息层4中的信号,使用了通过第一到第三信息层1-3并且数量被减弱的光,因此必须设计第四信息层4,使其具有高信号强度,因此第四记录层402由光学特性显著变化的材料构成。另一方面,在第一到第三信息层1-3中,状态A与状态B之间的透射率差必须小,而透射率也必须大,但是光学特性的变化量可以小于第四信息层4中的光学特性的变化量。因此,第一到第三记录层102、202和302中的至少一个记录层(优选为全部记录层)由复折射率不同于第四记录层402的材料构成。具体而言,利用在第一到第三记录层102、202和302与第四记录层402之间具有不同类型的材料或者具有不同成份比的材料来进行光学设计,使得满足关系式(1)。尤其是,优选保持在最接近激光束入射侧的位置上设置的信息层(本实施例中为第一信息层1)中的透射率差小于其它层的透射率差,这是因为激光束在第二层和后面的信息层上记录和/或从第二层和后面的信息层再现时总是通过该层。
具体而言,当第四记录层402处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差为Δn4,这两种情况之间的消光系数差为Δk4,第j(j=1、2、3)记录层处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差为Δnj,这两种情况之间的消光系数差为Δki时,则优选在第一到第三记录层1 02、202和302的至少一个记录层中满足以下关系式,
|Δn4|+|Δk4|>|Δnj|+|Δkj|    (3)
因此,该信息层可以设计为使得可以更容易地满足关系式(1)。
为了将记录层的复折射率调整到一个值,从而可以降低信息层在状态A与状态B之间的透射率差,可以调整记录层材料的类型及其成份比。这时,为了调整复折射率,可以添加不同于记录层主要成份的材料,使得不会抑制记录层状态的改变。作为记录层的附加材料而不是主要成份,优选使用例如贵金属如Pd和Pt,元素如硼、碳、氮、氧和氟,或者它们的适当混合物。贵金属如Pd和Pt相对不太容易与其它材料形成化合物,因此可以在不显著改变记录层主要成份的特性的情况下改变记录层的复折射率。出于相同的原因,元素如硼、碳、氮、氧和氟也优选用作添加剂。
通常,如果在第j记录层处于状态A时的折射率和消光系数分别是naj和kaj,并且在其处于状态B时的折射率和消光系数分别是nbj和kbj,那么当naj+kaj和nbj+kbj的大小差别很大时,状态A与状态B之间的吸收率差显著增加,因此还提高了第j信息层在状态A与状态B之间的透射率差。也就是说,减少第j信息层在状态A与状态B之间的透射率差变得相对困难了。因此,进行如下的光学设计是有利的,提供一种记录机制,其中生成了在第j信息层中在状态A与状态B之间的较大反射率差,并且减少了在吸收率高的状态下的反射率,以便降低透射率差。
然而,当叠置多个信息层时,通常不可能设计成使得位于较近位置上的信息层中的该反射率差非常大。例如,在诸如本实施例中的光学信息记录媒质的四个信息层的情况下,反射率差约为3-10%。原因在于,当从远侧上的信息层再现信息时,由于利用了通过多个信息层的光,因此减弱了信号振幅,所以必须将近侧上的信息层调整到该减弱后的信号振幅水平。因此,优选将设置在近侧上的信息层设计为使得(naj+kaj)-(nbj+kbj)减小。这是因为生成状态A与状态B之间的吸收率差变得困难,并且因此能够降低透射率差。为此,优选制造每个信息层,使得满足以下关系式,
(namkam)-(nbm+kbm)>(naj+kaj)-(nbj+kbj)    (4)
应当注意,在关系式(4)中,m表示该折射率和消光系数与设置在从激光束入射侧观察时位于最远位置上的信息层(第四信息层4)相关联。
在第一到第三信息层1-3中,优选将状态A与状态B之间的平均透射率((Taj+TBj)/2,其中j=1、2、3)设为50%或更大。尤其是,如果光学信息记录媒质由三个或更多个信息层构成,例如本实施例中的光学信息记录媒质,优选将除设置在最远位置上的信息层以外的信息层设置为具有更高的平均透射率。例如,关于本实施例中的光学信息记录媒质,通过将第一信息层1的平均透射率设定为80%或更大,并且将第二信息层2的平均透射率和第三信息层3的平均透射率设为70%或更大,则可以容易地达到四个信息层的平衡。
为了获得具有,上述透射率和反射率的光学设计值,可以使用一种所谓矩阵方法的方法(例如参见Hiroshi Kubota,“Wave Optics”,Iwanami Shoten,Chapter 3)。
可以利用分光仪、偏振光椭圆率测量仪等来测量每层的复折射率。作为一种测量样本,可以使用适当基底(例如Si和SiO2)上由所要测量的材料形成的膜,该膜的厚度允许测量复折射率。利用分析程序,例如ESCA(用于化学分析的电子光谱法)、AES(Auger电子光谱法)和SIMS(次级离子质谱法),可以识别每层的材料,并且可以产生测量样本,使其具有对应于该样本的材料。
利用形成在透明基底上的所要测量的信息层的膜,可以由分光仪测量透射率。或者,可以通过以下步骤执行测量:仅在部分基底上形成所要测量的作为从激光束入射侧观察时位于近侧上的信息层,继而在远侧上产生具有恒定反射率的适当信息层,并且随后由评价装置确定由于在近侧上存在信息层而减少的被远侧上的信息层反射的光量。
应当注意,本发明的光学信息记录媒质不限于图1所示的结构,并且可以应用于多种结构。例如,可以新添加与第一到第四记录层102、202、302和402中的任何一个记录层相接触的界面层,或者每个保护层101、103、201、203、301、303、401和403可以由两个层构成。尤其是,当利用一次性记录材料时,如果需要,其中去除了保护层101、103、201、203、301、303、401和403中的任何保护层的结构也是可行的。而且,将图1所示的两个光学信息记录媒质附着于基底5上,并且激光束从两面入射的结构也是可以的。本发明可以应用于多种其它结构。
此外,尽管在本实施例中介绍了将四个信息层叠置的光学信息记录媒质,但是所要叠置的信息层的数量不限于四个,并且当要叠置不同数量的信息层时,还可以进行设计,使得通过调整将要用于记录层的材料,而减少了透射率之差。例如,如图2所示的其中叠置了两个信息层(第一信息层11和第二信息层12)的结构也是可能的。图2所示的光学信息记录媒质的结构中,将第一信息层11、中间层901和第二信息层12从激光束入射侧开始按照这种顺序叠置在基底5和基底6之间。第一信息层11和第二信息层12具有与图1所示的光学信息记录媒质的第一信息层1和第二信息层2相同的膜结构,不同之处在于还将各自的反射层104和204设置在与激光束入射侧相对的面上。而且,与图1所示的光学信息记录媒质的情况一样,在图2所示的光学信息记录媒质中,第一记录层102和第二记录层202由复折射率彼此不同的一次性写入材料构成,因此满足了以上的关系式(1)。可以利用与图1所示的光学信息记录媒质的反射层404相同的材料形成反射层104204。
接着,将描述用于制造图1所示的本实施例中的光学信息记录媒质的方法。作为一种用于制造构成本实施例的光学信息记录媒质的多层膜的方法,可以采用例如溅射、真空沉积和CVD法的方法。可以使用,例如稀有气体,如Ar和Kr作为成膜气体,即可以用来形成膜的气体。例如,当使用溅射法时,还可以使用稀有气体与痕量的氮、氧等的混合气体来实施反应溅射。
当将氮、氧或者氧氮化物用作构成保护层101、103、201、203、301、303、401和403的主要成份时,优选利用反应溅射,这是因为通常能够获得良好质量的膜。例如当保护层101、103、201、203、301、303、401和403由Si-N构成时,将至少包含Si的材料用作靶,并且可以将稀有气体与氮的混合气体、稀有气体与包含氮原子的气体(例如N2O、NO2、NO和N2)的混合气体,或者稀有气体与由上述包含氮原子的气体的适当组合构成的气体的混合气体用作成膜气体。
而且,当制造第一到第四记录层102、202、302和402以及保护层101、103、201、203、301、303、401和403时,可以使用稀有气体与痕量的氮或痕量的氧的混合气体。尤其是,在形成由可改写材料制成的信息层的膜的过程中,优选使用氮与稀有气体的混合气体。在这种情况下,可以减少信息层的热传导性,因此可以抑制利用激光束照射时信息层的膜平面中的热扩散,并且因此能够抑制相邻的擦除(由于在平面方向上的热扩散造成擦除了相邻的记录标记)。而且,在这种情况下,提高了膜的强度,因此还具有以下优点,即在记录材料中出现可逆变化的情况下提高了重复记录特性。
当利用相变记录材料形成可改写信息层时,通常在制造光学信息记录媒质之后或者制造过程中进一步包括能量照射过程,例如利用强激光束照射记录层,以便将记录层变为结晶态。因此,从一开始就可以轻易地改写信息。然而,为了省略这个结晶过程,该记录层优选由易于结晶的材料构成,因此在记录层刚刚形成之后的状态就是结晶态,或者优选由一种方法构成该记录层,例如在形成记录层之前形成可以通过结晶而形成的记录材料的薄膜,然后形成该记录层。
在叠置了多个信息层的光学信息记录媒质中,随着层数的增加,用于初始化全部信息层的处理变得复杂,因此可能很难获得聚焦操作的足够稳定性。在这种情况下,优选利用结晶作用形成记录层。这时,其优点是,不仅可以省略结晶记录层的过程并且减少成本,还可以防止其它信息层不必要地被所述结晶过程产生的热量损坏。通过例如在形成记录层的处理之前,提供形成膜的处理,该膜由形成该膜后即刻为晶体的材料制成,例如Sb、Sn-Te和Bi-Te,从而在形成膜后可以实现记录层的结晶。
关于本实施例中制造光学信息记录媒质的层的顺序,首先在基底5上按照从反射层404面到保护层401的顺序形成各个膜,进一步将凹槽形状转印到由紫外可固化树脂或类似材料构成的中间层903上,然后可以通过相同的方式按照以下顺序形成第三信息层3、中间层902、第二信息层2、中间层901和第一信息层。例如,通过将一个表面上具有粘合树脂的基础材料附着在由基底5上的第四到第一信息层4-1构成的叠置结构的表面上,或者通过将具有紫外可固化树脂的片状基础材料附着在该叠置结构上,可以形成光透明层6。或者,作为另一种制造光学信息记录媒质的方法,也可以采用将第四信息层4和第三信息层3附着在第一信息层1和第二信息层2上的方法,其中第四信息层4和第三信息层3按照这种顺序通过相同方法形成在基底5上,第一信息层1和第二信息层2按照这种顺序形成在光透明层6上,其中已经经由中间层902将凹槽形状转印到了该光透明层6上。
接着,将描述用于将信息记录到按照上述方式形成的光学信息记录媒质上和/或从该媒质中再现信息的方法的实例。图3表示了在本实施例中的光学信息记录媒质为光盘24的情况下,当信息记录到该光盘24上和/或从该光盘再现信息时使用的信息记录/再现装置的实例的简图。这个可以记录、再现和擦除信号的信息记录/再现装置设有激光束光源20、配有物镜21的光头、用于把将要用激光束照射的位置引导到预定位置的驱动设备22、用于控制在轨道移动方向上的位置的跟踪控制设备(未示出)、用于控制在垂直于膜平面的方向上的位置的聚焦控制设备(未示出)、用于调制激光功率的激光器驱动设备(未示出)以及用于旋转该光盘24的旋转控制设备23。
首先利用旋转控制设备23旋转该光盘24,然后由光学系统将激光束聚焦为微光点来照射光盘14,从而记录、擦除并再现信号。信号的再现过程如下:利用功率级别低于记录和擦除信号时的功率级别的激光束照射所述盘,使得记录标记的光学状态不会受到该功率级别的激光束照射的影响,该功率使得可以从被照射的光盘24获得用于再现记录标记的足量的光。由检测器(未示出)读取从光盘14获得的信号。
实例
下文中,将通过举例的方式进一步详细描述本发明。然而,本发明不限于这些实例。
实例1
在实例1中,制造了图1所示的光学信息记录媒质。在本实例中的光学信息记录媒质中,全部第一到第四记录层102、202、302和402是由一次性写入材料Te-O-Pd构成的,并且包含在各个信息层中的记录层之间的成份比是变化的,使得各信息层中的透射率差发生变化。在本实例中的光学信息记录媒质中,在膜刚刚形成之后的状态(下文中称作“as depo.状态”)为未记录状态,并且当利用适当的激光功率记录了标记时,标记部分的反射率降低了。这时,该标记部分处于结晶态。也就是说,在本实例中的光学信息记录媒质中,as depo.状态和结晶状态分别对应于状态A和状态B。
在本实例中用于制造光学信息记录媒质的方法如下。
将厚度为1.1mm、直径为120mm的盘形聚碳酸酯盘用作基底5,并且在其表面上形成螺旋凹槽,该凹槽宽度为0.16μm、槽距为0.32μm、深度为20nm。利用SiO2与ZnS混合的材料(ZnS:80mol%,SiO2:20mol%)制造所有保护层101、103、201、203、301、303、401和403,并且利用Al-Cr制造反射层404。通过溅射在形成了凹槽的基底5表面上从反射层404开始按照顺序相继形成第四信息层4的膜。然后,通过将紫外可固化树脂施加到保护层401的表面上、将与基底5的凹槽相同的凹槽转印到该表面并且固化树脂,从而形成中间层903。然后,利用相同的方法按照以下顺序形成第三信息层3、中间层902、第二信息层2、中间层901和第一信息层。最后,通过用紫外可固化树脂粘结聚碳酸酯片而形成了光透明层6。
表1表示了包含在每种媒质样本中的每层的膜厚度及其光学特性。表2表示了每种媒质样本中的记录层的成份比。
表1
媒质号  信息层号  每层的膜厚度nm  记录层氧气流速 记录层的光学常量 单独每个信息层的光学特性  叠置层的光学特性
 下保护层  记录层  上保护层 反射层 naj kaj ncj kcj  Ra(%)  Rc(%)  ΔR(%)  Ta(%)  Tc(%)  (Tc+Tc)/2(%)  (Tc-Tc)/Ta  有效Ra(%)  有效ΔR(%)
(0)  4  44  20  33  40  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  30  7  23  1  1  1.0  -  4.6  3.5
 3  22  15  11  0  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  9  3  6  74  63  68.5  0.15  2.9  1.9
 2  17  10  6  0  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  8  3  5  78  69  73.5  0.12  4.8  3.0
 1  11  8  6  0  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  6  3  3  82  73  77.5  0.11  6.0  3.0
(1)  4  44  20  33  40  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  30  7  23  1  1  1.0  -  4.4  3.4
 3  22  15  11  0  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  8  2  6  70  64  67.0  0.09  2.6  2.0
 2  22  10  11  0  16sccm  2.5  0.50  2.0  1.00  9  4  5  75  72  73.5  0.04  5.5  3.0
 1  11  8  3  0  16sccm  2.5  0.50  2.0  1.00  5  2  3  80  76  78.0  0.05  5.0  3.0
(2)  4  55  20  33  40  26sccm  2.5  0.25  2.0  1.00  30  6  24  1  1  1.0  -  4.1  3.3
 3  22  15  22  0  24sccm  2.5  0.30  2.0  1.05  16  8  8  66  61  63.5  0.08  5.4  2.7
 2  22  10  11  0  22sccm  2.5  0.38  2.0  1.10  9  4  5  77  72  74.5  0.06  5.5  3.0
 1  11  8  3  0  16sccm  2.5  0.50  2.0  1.00  5  2  3  80  76  78.0  0.05  5.0  3.0
表2
媒质号 记录层号               成份比(at%)
  Te   O   Pd
(0) 第四记录层   36.0   54.0   10.0
第三记录层   36.0   54.0   10.0
第二记录层   36.0   54.0   10.0
第一记录层   36.0   54.0   10.0
(1) 第四记录层   36.0   54.0   10.0
第三记录层   36.0   54.0   10.0
第二记录层   38.0   51.0   11.0
第一记录层   38.0   51.0   11.0
(2) 第四记录层   32.0   60.0   8.0
第三记录层   34.0   57.0   9.0
第二记录层   36.0   54.0   10.0
第一记录层   38.0   51.0   11.0
在表1中,靠下的保护层是指当从每个信息层中的记录层观察时位于激光束入射侧上保护层,靠上的保护层是指当从记录层观察时位于与激光束入射侧相对的面上的保护层。此处,媒质样本(1)具有与图1所示相同的结构。在样本(2)中,第三信息层3也设有Ag-Pd-Cu制成的反射层,该反射层设在与保护层303的激光束入射侧相对的面上,并且具有膜厚度为10nm。媒质样本(2)具有与图1所示相同的结构,不同之处在于第三信息层3设有反射层。
在表1中,naj和kaj分别表示记录层处于as depo.状态时的反射率和消光系数,而ncj和kcj分别表示记录层处于结晶态时的折射率和消光系数。利用与形成所述记录层的过程的条件相同的成膜条件下通过在石英基底上生成薄膜而制成的样本,由分光仪测量每个记录层的复射折射率。在将这个样本退火到记录层变为结晶态的预定温度之后,并利用分光仪测量结晶态下的复折射率。
每个媒质样本中的第一到第四记录层102、202、302和402的复折射率如表2所示。在媒质样本(1)中,第一记录层102和第二记录层202形成为具有相同的成份比,并且第三记录层302和第四记录层402形成为具有相同的成份比。在媒质样本(2)中,以彼此不同的成份比形成全部第一到第四记录层102、202、302和402。在用于比较的所示媒质样本(0)中,全部第一到第四记录层102、202、302和402由具有相同成份和相同复折射率的材料构成。
调整每个保护层的膜厚度,使得全部信息层的信号的反射率级别几乎相等,并且设计保护层,使得每个信息层的透射率尽可能的高,而且在可以进行这种调整的范围内,已记录状态与未记录状态之间的透射率差尽可能地小。
此外,在表2中,Ra表示每个记录层处于as depo.状态时的反射率,Rc表示每个记录层处于结晶态时的反射率,并且Ta和Tc(对应于TAj和TBj)分别表示每个记录层处于as depo.状态时的透射率和每个记录层处于结晶态时的透射率。Ra-Rc由ΔR表示。利用将每个信息层单独地形成在基底上的样本,由评价装置来测量Ra和Rc,并且使用按照相同方式单独形成每个膜的样本,由分光仪来测量Ta和Tc。在适当条件下利用初始化装置通过激光束照射生成信息层的结晶部分。
此外,在表1中,eff.Ra和eff.ΔR分别表示在叠置了四个信息层并且利用激光束照射目标信息层的情况下,评价装置测得的as depo.状态下的反射率和as depo.状态与结晶状态之间的反射率差。根据这些结果,发现在叠置了四个信息层的状态下,在四个信息层中的反射率和反射率差基本上处于相同级别。
制造全部媒质样本(0)-(2),使得光透明层5和中间层901、902和903的厚度分别为60μm、12μm、15μm和18μm。
当形成保护层101、103、201、203、301、303、401和403时,提供Ar气,使得总压强为0.13Pa,并且将5.10W/cm2的RF功率施加到阴极。当形成反射层404时,提供Ar气,使得总压强为0.13Pa,并且施加4.45W/cm2的DC功率。当形成第一到第四记录层102、202、302和402时,使用原子比为Te∶Pd=80∶20的靶,并且提供Ar和氧的混合气体,使得总压强为0.13Pa,并且将1.27W/cm2的DC功率施加到阴极。
在媒质样本(1)和媒质样本(2)中,在形成第一到第四记录层102、202、302和402过程中,通过改变成膜气体中的Ar和氧之间的比例,从而调整了每个记录层的成份。具体而言,对于媒质样本(1)的第一和第二记录层,将成膜气体中的Ar气和氧气的流速分别设为4.2×10-7m3/s(25sccm)和2.7×10-7m3/s(16sccm)。对于第三和第四记录层,将该流速分别设为4.2×10-7m3/s(25sccm)和3.7×10-7m3/s(22sccm)。同样对于媒质样本(2),Ar气的流速保持恒定为4.2×10-7m3/s(25sccm)。对于第一、第二、第三和第四记录层,将氧气的流速分别设为2.7×10-7m3/s(16sccm)、3.7×10-7m3/s(22sccm)、4.0×10-7m3/s(24sccm)和4.3×10-7m3/s(26sccm)。对于媒质样本(0),对于全部第一到第四记录层,将Ar气的流速设为4.2×10-7m3/s(25sccm),并且将氧气的流速设为3.7×10-7m3/s(22sccm)。通过XMA(X射线微量分析仪)方法确定了,在按照上述方式制造的记录层中,氧的流速越高,膜中捕获到的氧的量越大(氧原子的浓度提高)。
当记录/再现信号时,使用了波长为405nm的激光束,并且物镜的数值孔径设为0.85。将1-7PP调制用作信号调制系统,将2T标记长度设为0.159μm,并且将盘的旋转速度设为5.28m/s的线速度。
按照以下方式评价位于近侧上的信息层的透射率差的效果。首先,在第一信息层1的径向上的较大的位置范围内(例如半径从25mm到35mm的整个区域)的每个轨道的半圆周上记录信号,然后在第二信息层2径向上应于第一信息层中记录了信号的部位的位置(例如在以上情况中的30mm)处进行记录。图4表示了此时在从第二信息层2再现过程中信号的包络线。如图4所示,再现信号的包络线的振幅根据是否已经在第一信息层中实施了记录而变化。原因在于因为第一信息层1的透射率根据是否已经实施了记录而不同,所以穿过第一信息层1从第二信息层2再现信号的光量不同。此处,通过获得该包络线的变化系数(VH-VL)/VH来评估第一信息层1的透射率差(其中VH表示信号振幅的最大值,VL表示该信号振幅的最小值)。当评价第三信息层3时,类似地产生以下区域:轨道的1/4的区域,在该区域中在第一和第二信息层中实施了记录;另一1/4区域,在该区域中在第一信息层1中实施了记录,但未在第二信息层2中实施记录;另一1/4区域,在该区域中未在第一信息层1中实施记录,但在第二信息层2中实施了记录;以及另一1/4区域,在该区域中在第一和第二信息层中均未实施记录。然后,在第三记录层3中实施记录。当包络线的变化最大时,获得所示的变化系数。关于第四信息层,按照相同方式在轨道的每个1/8区域中实施记录,使得包括了第一到第三信息层已记录状态与未记录状态组合的所有状态,然后实施记录,并且确定包络线变化的最大系数。
同时,确定关于全部信息层的再现信号误码率。表3示出了对以上全部媒质样本的所有信息层实施的评价结果。
表3
媒质号   信息层号     变化系数     误码率
(0)   4     ×     ×
  3     ×     ×
  2     ×     ×
  1     ◎     ◎
(1)   4     ○     ○
  3     ◎     ◎
  2     ◎     ◎
  1     ◎     ◎
(2)   4     ◎     ◎
  3     ◎     ◎
  2     ◎     ◎
  1     ◎     ◎
此处,在小于5%的范围内的变化系数用◎表示,在5%或更大并小于10%的范围内的变化系数用○表示,在这些范围之外的变化系数用×表示。在小于1×10-4的范围内的误码率用◎表示,在1×10-4或更大并小于1×10-3的范围内的误码率用O表示,并且在这些范围之外的误码率用×表示。
根据表2,在媒质样本(1)和(2)中,与作为比较例的媒质样本(0)相比提高了误码率。相信原因在于,因为在媒质样本(1)和媒质样本(2)中,在位于近侧上的信息层中,已经实施了记录的情况与未实施记录的情况之间的透射率差小,因此包络线的变化系数小,因而降低了误码率。
当制造了如下的作为第一到第三信息层1-3的信息层时,其中已记录状态与未记录状态之间的透射率差小,但as depo.部分与结晶部分之间的平均透射率(Ta+Tc)/2小于50%,则包络线的变化系数小,但是信息层的位置越远,误码率越高。相信原因在于,因为在近侧上的信息层的透射率低,所以在远侧上的信息层上记录和/或从该信息层再现的过程中不能够获得足够量的激光束。
通过改变包含在记录层中的Pd原子的浓度可以减少透射率差,并且在改变氧原子浓度的情况中获得了相同的效果。
实例2
在实例2中,制造图2所示的光学信息记录媒质。在本实例的光学信息记录媒质中,第一和第二记录层102和202都是由一次性写入材料Te-O-Pd构成,并且通过改变成份比来调整每个信息层的透射率差。
本实例中用于制造光学信息记录媒质的方法如下。
将厚度为1.1mm、直径为120mm的盘形聚碳酸酯盘用作基底5,并且在其表面上形成螺旋凹槽,该凹槽宽度为0.16μm、槽距为0.32μm、深度为20nm。在形成了凹槽的基底5表面上从反射层204开始通过溅射形成第二信息层12。
利用Al-Cr形成反射层204,并且其厚度为40nm。利用SiO2与ZnS混合的材料(ZnS:80mol%,SiO2:20mol%)形成保护层203,并且其厚度为17nm。利用Te-O-Pd(Te:30.0at%,O:65.0at%,Pd:5.0at%)形成了第二记录层202,并且其厚度为30nm。具体而言,使用了Te-Pd(Te:90at%,Pd:10at%)制成的靶,并且将Ar气与氧气的混合气体用作成膜气体。将Ar气与氧气的流速分别设为4.2×10-7m3/s(25sccm)和4.7×10-7m3/s(28sccm)。按照与形成保护层203相同的方式形成保护层201,并且其厚度为6nm。
然后,形成厚度为25μm的中间层901。具体而言,通过将紫外可固化树脂施加到保护层201上、将与基底5的凹槽相同的凹槽转印到该表面上并且固化树脂,从而形成该中间层。
然后,从反射层104一侧形成第一信息层11。利用Ag-Pd-Cu形成该反射层104,其厚度为10nm。利用LaF与Zr-Si-Cr-O混合的材料形成保护层103,并且其厚度为15nm。利用Te-O-Pd(Te:36.7at%,O:53.0at%,Pd:10.3at%)形成了第一记录层102,并且其厚度为10nm。具体而言,使用了Te-Pd(Te:80at%,Pd:20at%)制成的靶,并且将Ar气与氧气的混合气体用作成膜气体。将Ar气与氧气的流速分别设为4.2×10-7m3/s(25sccm)和3.3×10-7m3/s(20sccm)。按照与形成第二信息层12的保护层201和202相同的方式形成保护层101,并且其厚度为22nm。
如上所述,在本实例的光学信息记录媒质中,与第二记录层202相比,第一记录层102在膜中具有较低的氧原子浓度和较高的Pd原子浓度。在这种光学信息记录媒质中,按照与实例1相同的方式测量光学特性,并且进一步测量再现信号的包络线和误码率以进行评估。结果,可以将第一信息层11中已记录状态与未记录状态之间的透射率差降低,从而满足关系式(1),并且可以将包络线的变化系数和误码率抑制到低水平。
根据前面的描述,保证了通过调整位于近侧上的信息层中记录层的复折射率,使得近侧上的信息层在这个记录层的已记录状态与未记录状态之间的透射率差为10%或更小,从而在远侧上的信息层上记录和/或从该层再现过程中可以获得准确的信号。
工业实用性
根据本发明的光学信息记录媒质及其制造方法,通过将具有不同复折射率的材料用于多个信息层中的记录层,可以调整位于激光束入射侧上的信息层在已记录状态与未记录状态之间的透射率差,从而可以正确地在多个信息层上实施记录和/或从该层再现。因此,能够提供具有更高容量的光学信息记录媒质。而且,倾向于设计使用一次性写入记录层以获得非常高的透射率,因此通常可以叠置多个信息层。因此,本发明的光学信息记录媒质适用于包括一次性写入记录层的光学信息记录媒质。

Claims (17)

1、一种光学信息记录媒质,其包括基底以及设置在该基底上的至少m(m是2或大于2的整数)个信息层,
其中该m个信息层中的每一个包括记录层,该记录层在光学上相互不同的状态A和状态B之间不可逆地变化,
如果从激光束入射侧开始顺序地将该m个信息层称作第一到第m信息层,当把包含在第j(j是满足1≤j≤m-1的整数)信息层中的记录层当作第j记录层,并且在第j记录层处于状态A时,第j信息层的透射率为TAj(%),以及在第j记录层处于状态B时,第j信息层的透射率为TBj(%),在第j信息层中满足以下关系:
0≤|TAj-TBj|/(TAj,TBj)max≤0.10
其中(TAj,TBj)max是TAj和TBj中较大的值,并且
第一到第(m-1)记录层中的至少一个记录层由具有与包含在第m信息层中的第m记录层的复折射率不同的复折射率(n-ik,其中n是折射率,k是消光系数)的材料制成。
2、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中当第m记录层处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差是Δnm、这两种情况之间的消光系数之差为Δkm,第j记录层处于状态A的情况与其处于状态B的情况之间的折射率差是Δnj、这两种情况之间的消光系数为Δkj时,在第一到第(m-1)信息层中的至少一个信息层满足以下关系,
|Δnm|+|Δkm|>|Δnj|+|Δkj|。
3、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中在第j信息层中还满足以下关系,
(TAj+TBj)/2≥50。
4、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层中的至少一个记录层包含氧化物。
5、根据权利要求4所述的光学信息记录媒质,其中第一记录层包含氧化物。
6、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层中的至少一个记录层包含Te-O-M(其中M是包含从包括金属元素、半金属元素和半导体元素的组中选出的至少一种元素的材料)。
7、根据权利要求6所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层中的所有层都包含Te-O-M。
8、根据权利要求7所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层中的至少一个记录层与其它记录层中的至少一个记录层具有不同的氧原子浓度。
9、根据权利要求8所述的光学信息记录媒质,其中在第一到第m记录层中,更接近所述激光束入射侧的记录层具有更低的氧原子浓度。
10、根据权利要求6所述的光学信息记录媒质,其中第一记录层中M原子的浓度高于第二到第m记录层中M原子的浓度。
11、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层中的至少一个记录层包含从包括Sb-O、Sb-Te-O、Ge-O、Sn-O、In-O、Zn-O、Ga-O、Mo-O、W-O和Ti-O的组中选出的至少一种。
12、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中m为4或更大。
13、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中m为4并且满足以下关系:
(TA1+TB1)/2≥80和
(TA2+TB2)/2≥70和
(TA3+TB3)/2≥70。
14、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中第一到第m记录层的厚度为80nm或更小。
15、根据权利要求1所述的光学信息记录媒质,其中进一步提供了包括一个记录层的一个信息层,该记录层能够在光学上相互不同的状态A和状态B之间可逆地变化。
16、一种用于制造光学信息记录媒质的方法,在该光学信息记录媒质中,在基底上设有多个信息层,该方法包括,
至少m(m是2或大于2的整数)个形成信息层的步骤,该信息层包括能够在光学上相互不同的状态A和状态B之间不可逆地变化的记录层,
其中如果从激光束入射侧开始顺序地将所述m个步骤中形成的信息层称作第一到第m信息层,那么当从所述激光束入射侧开始的第j(j是满足1≤j≤m-1的整数)位置上设置的信息层被当作第j信息层,以及包含在第j信息层中的记录层被当作第j记录层时,并且在第j记录层处于状态A时第j信息层的透射率为TAj(%),以及在第j记录层处于状态B时第j信息层的透射率为TBj(%)时,由复折射率(n-ik,其中n是折射率,k是消光系数)与包含在第m信息层中的第m信息层的复折射率不同的材料,形成第一到第(m-1)记录层中的至少一个记录层,并且以在第j信息层中满足以下关系的方式形成该记录层:
0≤|TAj-TBj|/(TAj,TBj)max≤0.10
其中(TAj,TBj)max是TAj和TBj中较大的值。
17、根据权利要求16所述的制造光学信息记录媒质的方法,
其中在所述m个步骤中的至少一个步骤中,利用至少包含Te和M(M是包含从金属元素、半金属元素和半导体元素中选出的至少一种元素的材料)的靶和至少包含氧气的成膜气体,通过反应溅射产生包含Te-O-M的一次性写入记录层。
CNB038220636A 2002-09-18 2003-09-17 光学信息记录媒质及其制造方法 Expired - Fee Related CN1320541C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP271122/2002 2002-09-18
JP2002271122 2002-09-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1682299A true CN1682299A (zh) 2005-10-12
CN1320541C CN1320541C (zh) 2007-06-06

Family

ID=32024870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038220636A Expired - Fee Related CN1320541C (zh) 2002-09-18 2003-09-17 光学信息记录媒质及其制造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050253210A1 (zh)
EP (1) EP1542217B1 (zh)
JP (1) JP4217214B2 (zh)
KR (1) KR100605401B1 (zh)
CN (1) CN1320541C (zh)
AU (1) AU2003266522A1 (zh)
DE (1) DE60332466D1 (zh)
WO (1) WO2004027770A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845608A (zh) * 2010-05-07 2010-09-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 用于激光直写的TeOX基薄膜材料及其制备方法
CN105793056A (zh) * 2013-12-04 2016-07-20 索尼公司 用于光记录介质的记录层和光记录介质

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100373481C (zh) * 2002-10-01 2008-03-05 松下电器产业株式会社 光学信息记录介质及其制造方法
US7427431B2 (en) * 2004-04-28 2008-09-23 Sony Corporation Write once optical recording medium
JP2006079795A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Tdk Corp 光記録媒体
WO2006043357A1 (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光学的情報記録媒体及びその製造法
JP4778300B2 (ja) * 2004-12-15 2011-09-21 株式会社リコー 追記型光記録媒体
JP4251142B2 (ja) * 2005-03-10 2009-04-08 ソニー株式会社 追記型光記録媒体
JP2007080303A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Toshiba Corp 情報記録媒体および光ディスク装置
KR20080066054A (ko) 2005-10-31 2008-07-15 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 광학적 정보 기록 매체 및 그 제조 방법
CN101317224B (zh) 2005-12-02 2015-06-17 松下电器产业株式会社 光学信息记录介质及其记录再生方法、以及记录再生装置
JP4523553B2 (ja) * 2006-01-26 2010-08-11 株式会社日立エルジーデータストレージ 光ディスク装置およびフォーカス制御方法
JP4525647B2 (ja) * 2006-08-23 2010-08-18 Tdk株式会社 多層光記録媒体
WO2008032548A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium
JP4836910B2 (ja) * 2006-10-02 2011-12-14 パナソニック株式会社 光学的情報記録媒体とその記録再生方法及び記録再生装置
US20080170484A1 (en) * 2007-01-15 2008-07-17 Tdk Corporation Optical recording medium
US20080170485A1 (en) * 2007-01-15 2008-07-17 Tdk Corporation Optical recording medium
JP5169081B2 (ja) * 2007-04-03 2013-03-27 株式会社リコー 光記録媒体、スパッタリングターゲット
US8124211B2 (en) 2007-03-28 2012-02-28 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium, sputtering target, and method for manufacturing the same
WO2008126573A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-23 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium, sputtering target, and method for manufacturing the same
DE102008016694A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-01 Justus-Liebig-Universität Giessen Verfahren zur Erzeugung eines Leiter-Nichtleiter-Übergangs
JP2014017031A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Sony Corp 光情報記録媒体

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5555537A (en) * 1995-06-30 1996-09-10 International Business Machines Corporation Optical data storage system with multiple write-once phase-change recording layers
WO1998009823A1 (fr) 1996-09-09 1998-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Support d'enregistrement d'informations optiques, procede de fabrication correspondant, et procede et dispositif d'enregistrement et de lecture d'informations optiques
JPH11195243A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Sony Corp 多層光ディスク及び記録再生装置
US6511788B1 (en) * 1999-02-12 2003-01-28 Sony Corporation Multi-layered optical disc
JP4085503B2 (ja) * 1999-02-12 2008-05-14 ソニー株式会社 多層光ディスク
TW575873B (en) 2000-07-13 2004-02-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Information recording medium, method for producing the same, and recording/reproducing method using the same
EP1178479A3 (en) * 2000-08-01 2002-05-15 TDK Corporation Optical information medium
TW556185B (en) * 2000-08-17 2003-10-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical information recording medium and the manufacturing method thereof, record reproduction method and record reproduction device
JP2002133712A (ja) * 2000-08-17 2002-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的情報記録媒体とその製造方法、記録再生方法及び記録再生装置
TWI233098B (en) * 2000-08-31 2005-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Data recoding medium, the manufacturing method thereof, and the record reproducing method thereof
JP3752177B2 (ja) * 2000-12-18 2006-03-08 松下電器産業株式会社 追記型光学的情報記録媒体、その製造方法
US6768710B2 (en) * 2000-12-18 2004-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method for producing the same, and method and apparatus for recording information thereon
JP2002230828A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Pioneer Electronic Corp 情報記録媒体
DE60222306T2 (de) * 2001-10-12 2008-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Verfahren zum Bestimmen einer Änderung des Durchlassgrades eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845608A (zh) * 2010-05-07 2010-09-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 用于激光直写的TeOX基薄膜材料及其制备方法
CN105793056A (zh) * 2013-12-04 2016-07-20 索尼公司 用于光记录介质的记录层和光记录介质
CN105793056B (zh) * 2013-12-04 2019-10-29 索尼公司 用于光记录介质的记录层和光记录介质

Also Published As

Publication number Publication date
DE60332466D1 (de) 2010-06-17
JP4217214B2 (ja) 2009-01-28
EP1542217B1 (en) 2010-05-05
KR20050057414A (ko) 2005-06-16
KR100605401B1 (ko) 2006-07-28
US20050253210A1 (en) 2005-11-17
EP1542217A1 (en) 2005-06-15
WO2004027770A1 (ja) 2004-04-01
JPWO2004027770A1 (ja) 2006-01-19
AU2003266522A1 (en) 2004-04-08
EP1542217A4 (en) 2008-04-09
CN1320541C (zh) 2007-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1320541C (zh) 光学信息记录媒质及其制造方法
CN1174399C (zh) 光学信息记录介质
CN1551161A (zh) 光学信息记录媒体
JP4834666B2 (ja) 情報記録媒体およびその製造方法
CN1573993A (zh) 光学信息记录介质及其制造方法
EP1806745A1 (en) Optical information recording medium and process for producing the same
US7485356B2 (en) Optical recording medium
TW200809845A (en) Optical recording medium, and method for initializing the optical recording medium
JP4892549B2 (ja) 情報記録媒体及びその製造方法
JP2004362748A (ja) 光学情報記録媒体
WO2004032130A1 (ja) 光学的情報記録媒体とその製造方法
JP2005022409A (ja) 光学情報記録媒体とその製造方法
EP1726010A1 (en) Optical recording medium and two layered optical recording medium, recording and reproducing method and recording and reproducing apparatus using media
CN1542790A (zh) 光学信息记录介质和光学信息记录/再现装置
US20080084812A1 (en) Multilayer phase-change optical storage medium
WO2010032348A1 (ja) 情報記録媒体及びその製造方法
JP2005251279A (ja) 光学的情報記録媒体及びその製造方法
JP4086689B2 (ja) 光学的情報記録媒体とその製造方法
JP2003335064A (ja) 相変化型光情報記録媒体
JP2004025801A (ja) 相変化型情報記録媒体
US20060165946A1 (en) Optical storage medium
KR20050026477A (ko) 다층 광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도
JP3830045B2 (ja) 光学的情報記録媒体および光学的情報記録再生装置
KR20040108770A (ko) 다중 적층체 광 데이터 저장매체 및 그 저장매체의 용도
JP2004303350A (ja) 情報記録媒体と、この媒体への情報の記録方法及び記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070606

Termination date: 20120917