CN1816860A - 多叠层光学数据存储介质和对此介质的使用 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种多叠层光学数据存储介质(15)，其用于借助于一个聚焦辐射束(10)来记录和读取。所述束穿过第一入射面(11)进入所述介质(15)，并且所述介质至少具有第一基底(1)，在第一基底的至少一侧上具有：含有第一信息层的第一叠层(2)，含有第二信息层的第二叠层(4)。第二叠层位于比第一叠层(2)更靠近第一入射面(11)的一个位置处，并且其通过第一透明间隔层(3)与第一叠层分隔开。第一和第二叠层每一层都具有一个根据蓝光盘(BD)标准规范的介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射Reff。含有第三信息层的第三叠层(6)位于最靠近第一入射面(11)的一个位置处，并且其通过第二透明间隔层(5)与第二叠层(4)分隔开。第三叠层具有大于0.70的辐射束透射T3，并且第三信息层是只读型层或一次写入型层。由此实现了一种多叠层光学数据存储介质，其具有增加的数据容量并且其具有与双叠层BD标准规范相兼容的反射值。

Description

多叠层光学数据存储介质和对此介质的使用
技术领域
本发明涉及一种多叠层光学数据存储介质，其用于借助于一个穿过第一入射面进入所述介质的聚焦辐射束来记录和读取，所述介质至少具有第一基底，在第一基底的至少一侧上具有：
-含有第一信息层的第一叠层，
-含有第二信息层的第二叠层，所述第二叠层位于比第一叠层更靠近第一入射面的一个位置处，其通过第一透明间隔层与第一叠层分隔开，
-第一和第二叠层每一层都具有一个介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射。
本发明还涉及在适合用于借助于一个聚焦辐射束来记录和读取双叠层光学数据存储介质的装置中对此介质的使用。
背景技术
开头段落中描述的光学数据存储介质被认为是蓝光盘(BD)。
这种新的光学数据存储介质格式近来已经被引入，并且其与数字通用盘(DVD)格式相比具有扩展了的存储容量和数据速率。BD使用蓝色(即大约405纳米)的辐射束波长和聚焦辐射束的相对较高的数值孔径(NA)。对于此格式，只读(ROM)、一次写入(R)和可重写(RW)版本已经被引入或将被引入。
双叠层BD介质在于：在所述介质中，存在有由一个大约25微米厚的透明间隔层分隔开的两个信息叠层。因此，所述介质与单叠层版本相比容量加倍。根据BD标准规范，在大约405纳米的辐射束波长下每个叠层的有效反射应该在0.04和0.08之间。通常认为给双叠层介质增加一个或多个叠层会对每层的有效反射级别产生不利影响。例如，用作叠层中的可重写层的相变材料在辐射束波长下呈现出低的透射和反射值，其增加了一个额外叠层而使得不能与所述标准的反射值相一致。然而，能预见到将来需要更高容量的介质。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在开头段落中提及的那种类型的多叠层光学数据存储介质，其具有增加的数据容量并且其具有与双叠层BD标准规范相兼容的反射值。
此目的是通过根据本发明的多叠层光学数据存储介质实现的，其中：含有第三信息层的第三叠层位于最靠近第一入射面的一个位置处，其通过第二透明间隔层与第二叠层分隔开，并且所述第三叠层具有大于0.70的辐射束透射T3，以及第三信息层的类型是选自于由只读型层和一次写入型层组成的类型组中的一种。
申请人已经认识到：可以安全地给双层BD盘增加一个只读型叠层或一个一次写入型叠层而基本上不改变第一和第二叠层的光学和热学特性。根据BD标准，双叠层盘的第一和第二叠层的有效反射都应该在0.04和0.08之间。如果给这样的双叠层盘增加一个第三叠层，使得第三叠层位于第二叠层和例如盘覆盖物的入射面之间，那么根据第三叠层的透射，第一和第二叠层的有效反射的边界如图3所示以实线33和34移动。如可看到的，在第三叠层的0.70-1.00的透射范围内，第一和第二叠层的有效反射可以仍然处于由蓝光盘标准规范(v.1.0)定义的反射范围之内。当所述辐射束透射T3大于0.75、0.80或者甚至大于0.85时，其是有利的，在该情况下，第一和第二叠层的更宽反射范围在0.04和0.04与0.08之间的一个值之间是可行的。
在一个实施例中，第一和第二信息层中的至少一个是可重写层。存在有一些要求容量的应用，所述应用处理大量的信息但是其仅有一部分需要被改变。这些应用的例子如家庭视频编辑、在演播室重新制作、增加如“书签”的额外特征、视频游戏等。另外，对带有含有不允许用户编辑的信息的区域的数据存储介质的应用是已知的。因此，当保证向后兼容双叠层介质时，根据本发明的第三叠层是很有用的。这样的三叠层介质可用在适合于双叠层BD介质的记录器/播放器中。然而，这样的记录器将仅能记录和读取其反射值完全在双叠层BD规范之中的第一和第二叠层。为了存取第三叠层，需要对记录器/播放器进行调整。在一种有利的情况下，此调整可以局限于记录器/播放器的固件，所述调整可以由终端用户来执行。
当含有一种介电材料的反射层呈现为与第三信息层相邻时，其是有利的。利用这样的材料能实现与适当的反射值相结合的高透射值。
在另一个实施例中，第三信息层是一个只读型层，并且第三叠层具有介于0.86和0.91之间的辐射束透射。如能从图2看到的，根据例如一个(ZnS)80(SiO2)20介电反射层的厚度，第三叠层可以具有一个在范围0.83-0.95内变化的透射。当仅使用介于0.86和0.91之间的范围时，可以实现介质中的所有叠层的有效反射都落在范围0.04-0.08之内的三叠层BD介质。
在另一个实施例中，第三叠层是一个一次写入型层，并且第三叠层具有介于0.81和0.84之间的辐射束透射。如能从图4看到的，根据例如一个SiO2介电反射层的厚度，第三叠层可以具有一个在范围0.80-0.84内变化的透射。当仅使用介于0.81和0.84之间的范围时，可以实现介质中的所有叠层的有效反射都落在范围0.04-0.08之内的三叠层BD介质。
在光学数据存储介质的双侧实施例中，存在有与第一入射面相反的第二辐射束入射面，用于借助于一个穿过第二入射面进入所述介质的聚焦辐射束，在分别与第一、第二和第三叠层相同的第四、第五和第六叠层中记录和读取。此实施例具有与前述单侧实施例相比容量加倍的优点。
如果采用传统的光学记录原理，那么单侧双叠层光学数据存储介质的最大数据容量被局限为对于BD为例如54GB。为了在一张盘上以BD格式存储含有额外特征的高清电影的两个版本，例如对在美国发布的电影通常所采用的全屏幕和宽屏幕版，54G的存储容量可能不够。因此，提出了兼容的单侧三叠层光记录介质，其将容量另外又增加了50％，即达到81GB。在光记录介质的兼容的双侧三叠层实施例中，此容量又加倍，达到162GB。
如前面所述，对于与双叠层BD规范相兼容的光学数据存储介质，在大约405纳米的辐射束波长下，各个叠层的有效反射级别在0.04至0.08之间变化。然而，对于将来的格式可以使用另一个波长。
附图说明
将参照附图对本发明进行更详细的解释，其中：
图1A示出了一个双叠层BD-RW介质，而图1B示出了一个三叠层BD-R(OM)/RW介质，
图2示出了BD-ROM叠层的光学参数有效反射Reff和透射T作为所述叠层中的由(ZnS)80(SiO2)20制成的介电镜(dielectric mirror)的厚度tdiel的函数，
图3示出了有效反射边界比第三(BD-ROM)叠层的透射T3。虚线31和32表示根据蓝光盘标准v.1.0的双层BD介质所允许的有效反射边界。实线33和34示出了如图1B所述的由给BD介质增加一个BD-ROM叠层引起的反射边界的移动。实线35表示可行的第三BD-ROM叠层的有效反射的计算解，
图4示出了基于染料的BD-R叠层的光学参数有效反射Reff、透射T和对比度C作为所述叠层中的由SiO2制成的介电镜的厚度tdiel的函数，
图5示出了有效反射边界比第三(BD-R)叠层的透射。虚线51和52表示根据蓝光盘标准v.1.0的双层BD介质所允许的有效反射边界。实线53和54示出了如图1B所述的由给BD介质增加一个BD-ROM叠层引起的反射边界的移动。实线55表示可行的第三(BD-R)叠层的有效反射的计算解。
具体实施方式
在图1A中示出了已知的BD多叠层光学数据存储介质15，即，一个盘，其用于借助于一个聚焦辐射束10来记录和读取。辐射束10穿过第一辐射束入射面11进入介质15。所述介质至少具有第一基底1，在第一基底1的至少一侧上具有含有第一信息层的第一叠层2，含有第二信息层的第二叠层4。第二叠层4位于比第一叠层2更靠近第一辐射束入射面的一个位置处。所述第二叠层通过第一透明间隔层3与第一叠层分隔开。第一信息层和第二信息层是可重写层。第一和第二叠层每一层都具有一个介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射。
在图1B中，根据本发明，含有第三信息层的第三叠层6位于最靠近第一入射面的一个位置处。第一和第二叠层与根据图1A描述的叠层相同。第三叠层通过第二透明间隔层5与第二叠层分隔开，并且第三叠层具有大于0.70的辐射束透射。第三信息层的类型是选自于由只读型层和一次写入型层组成的类型组中的一种。现在将更详细地讨论图1B的实施例。
基底1在第一叠层2侧的其表面中具有伺服预制槽或引导槽图案，基底1由聚碳酸酯(n＝1.6)制成并且具有1.1毫米的厚度。伺服预制槽用于在记录和/或读出期间引导聚焦的辐射束10。第一叠层2是可重写叠层，其按这样的顺序包括由(ZnS)80(SiO2)20(n＝2.3)制成具有43纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的第一介电层，由相变GeInSbTe合金制成具有11纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的可重写记录层，由(ZnS)80(SiO2)20(n＝2.3)制成具有9纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的第二介电层，由Ag制成具有120纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的反射层。激光束从第一介电层侧进入可重写叠层2，所述第一介电层侧与邻接于盘基底1的叠层侧相反。第一透明间隔层3由一种UV固化(curable)树脂或压敏粘结剂(PSA)制成，其厚度在范围20-30微米内，在此情况下是25微米。第二叠层4按这样的顺序包括由(ZnS)80(SiO2)20制成具有42纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的第一介电层，由相变GeInSbTe(晶体：n＝1.5；k＝3.45)合金制成具有6纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的可重写记录层，由(ZnS)80(SiO2)20制成具有9纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的第二介电层，由Ag制成具有10纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的半透明反射层，以及由(ZnS)80(SiO2)20制成具有25纳米的厚度并且通过溅射而沉积形成的第三介电层。激光束从第一介电层侧进入可重写叠层4，所述第一介电层侧与邻接于第一透明间隔层3的叠层侧相反。间隔层3在第二叠层4侧的其表面中具有伺服预制槽或引导槽图案。
第三叠层含有一个与第三信息层相邻、厚度为27纳米、由(ZnS)80(SiO2)20制成的介电反射层，其在此情况下含有被压制在间隔层5的表面中的多个凹坑。
所列出的光学参数n和k对应于辐射束波长λ＝405纳米。所计算的有效反射和透射为：
第一叠层2和第二叠层4：
两个层的有效反射完全满足BD标准：0.04＜Reff＜0.08。
第三叠层6：
有效反射(Reff)＝0.078
透射T3＝0.869
可选择的，第三叠层6可以包括一次写入型的第三信息层，其由例如花青染料(cyanine dye)、偶氮染料(偶氮染料)制成，其对辐射束波长敏感，具有例如大约40-80纳米的适当槽间厚度。染料可以通过例如旋涂而沉积。由SiO2制成的厚度为例如38纳米的介电反射层呈现为与位于间隔层5的一侧的第三信息层相邻，并且其可通过例如溅射而沉积形成。间隔层5在第三叠层6侧的其表面中具有伺服预制槽或引导槽图案。对于此实施例，对于第三叠层获得了下述反射和透射值：
第三叠层6：
有效反射(Reff)＝0.0737
透射T3＝0.8146
在图2中示出了计算出的具有介电反射层的BD-ROM叠层的光学参数有效反射Reff和透射T作为介电反射层厚度tdiel的函数。介电层由(ZnS)80(SiO2)20制成。BD-ROM叠层可以通过在塑料层(该层可以是盘基底或多层盘的间隔层等)中复制或压制凹坑以及增加例如一个介电镜而获得足够的反射而制成。如可从图中看到的，此叠层的透射T在083-0.95的范围内。根据蓝光盘(BD)标准规范，双叠层盘的第一和第二叠层的有效反射都应该在0.04和0.08之间。此范围分别由图3中的虚线31和32表示。如果将第三BD-ROM叠层加到这样的双叠层盘上，使其位于第二叠层和盘覆盖物9之间(见图1B)，那么根据第三ROM叠层的透射，第一和第二叠层的有效反射的边界如图3所示以实线33和34移动。如可看到的，在第三叠层的70％-100％的透射范围内，第一和第二叠层的有效反射仍能处于由蓝光盘标准规范(v.1.0)定义的反射范围之内。
在图3中示出了有效反射Reff边界比第三(BD-ROM)叠层的透射T3。虚线31和32表示根据蓝光盘标准v.1.0的双层BD介质所允许的有效反射边界。实线33和34示出了如图1B所述的由给BD介质增加一个BD-ROM叠层引起的反射边界的移动。实线35表示用于第三BD-ROM叠层的作为其透射T3的函数的有效反射的可行解。如可从这个曲线看到的，可以这样来形成BD-ROM叠层的反射，使得其落在0.04-0.08的范围内。因此，在这个实施例中，示出了能制作这样的三叠层BD，其中第一和第二叠层是例如可重写型，而第三叠层是只读型。此外，其证明了盘中的所有叠层的Reff都落在0.04-0.08的范围内。
在图4中示出了计算出的具有介电反射层的BD-R叠层的光学参数有效反射Reff、透射T和光学对比度C作为介电反射层厚度tdiel的函数。介电层由SiO2制成。如可从图中看到的，此叠层的透射在0.80-0.84的范围内变化。根据蓝光盘(BD)标准，双叠层盘的第一和第二叠层的有效反射都应该在0.04和0.08之间。此范围分别由图5中的虚线51和52表示。如果将第三BD-R叠层加到这样的双叠层盘上，使其位于第二叠层和盘覆盖物9之间(见图1B)，那么根据第三BD-R叠层的透射，第一和第二叠层的有效反射的边界如图5所示以实线53和54移动。如可看到的，在第三叠层的0.70-1.00的透射范围内，第一和第二叠层的有效反射仍能位于由蓝光盘标准规范(v.1.0)定义的反射范围之内。
在图5中示出了有效反射Reff边界比第三(BD-R)叠层的透射T3。虚线51和52表示根据蓝光盘标准v.1.0的双层BD介质所允许的有效反射边界。实线53和54示出了如图1B所述的由给BD介质增加一个第三BD-R叠层6引起的反射边界的移动。实线55表示用于第三(BD-R)叠层的作为其透射T3的函数的有效反射Reff的可行解。如可从这个曲线看到的，可以这样来形成BD-R叠层的反射，使得其落在0.04-0.08的范围内。因此，在这个实施例中，示出了能制作这样的三叠层蓝光盘，其中第一和第二叠层是例如可重写型，而第三叠层是一次写入型。此外，其证明了盘中的所有叠层的有效反射都落在0.04-0.08的范围内。
应该注意到：上述实施例是解释本发明而不是限制本发明，并且本领域普通技术人员能在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计很多可选的实施例。在权利要求中，任何放置在圆括号之间的参考标记不应被理解为是对权利要求的限制。词“含有”不排除在权利要求中列出的那些之外的元件或步骤的存在。元件前的词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。在相互不同的从属权利要求中叙述了某些措施这样的纯粹事实不表示不能有利的使用这些措施的组合。
根据本发明描述了一种多叠层光学数据存储介质，其用于借助于一个聚焦辐射束来记录和读取。所述束穿过第一入射面进入所述介质，并且所述介质至少具有第一基底，在第一基底的至少一侧上具有：含有第一信息层的第一叠层，含有第二信息层的第二叠层。所述第二叠层位于比第一叠层更靠近第一入射面的一个位置处，并且其通过第一透明间隔层与第一叠层分隔开。第一和第二叠层每一层都具有一个根据蓝光盘(BD)标准规范的介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射Reff。含有第三信息层的第三叠层位于最靠近第一入射面的一个位置处，并且其通过第二透明间隔层与第二叠层分隔开。所述第三叠层具有大于0.70的辐射束透射T3，并且第三信息层是只读型层或一次写入型层。由此实现了一种多叠层光学数据存储介质，其具有增加的数据容量并且其具有与双叠层BD标准规范相兼容的反射值。

Claims (7)

1.一种多叠层光学数据存储介质(15)，其用于借助于一个穿过第一入射面(11)进入所述介质(15)的聚焦辐射束(10)来记录和读取，所述介质至少具有第一基底(1)，在第一基底的至少一侧上具有：
-含有第一信息层的第一叠层(2)，
-含有第二信息层的第二叠层(4)，所述第二叠层位于比第一叠层(2)更靠近第一入射面(11)的一个位置处，其通过第一透明间隔层(3)与第一叠层分隔开，
-第一和第二叠层每一层都具有一个介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射Reff，
其特征在于：含有第三信息层的第三叠层(6)位于最靠近第一入射面(11)的一个位置处，其通过第二透明间隔层(5)与第二叠层(4)分隔开，并且所述第三叠层具有大于0.70的辐射束透射T3，并且第三信息层的类型是选自于由只读型层和一次写入型层组成的类型组中的一种。
2.如权利要求1所述的多叠层光学数据存储介质，其中第一和第二信息层中的至少一个是可重写层。
3.如权利要求1或2所述的多叠层光学数据存储介质，其中存在与第三信息层相邻的一个反射层，其含有一种介电材料。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的多叠层光学数据存储介质，其中第三信息层是一个只读型层，并且第三叠层具有介于0.86和0.91之间的辐射束透射T3。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的多叠层光学数据存储介质，其中第三信息层是一次写入型层，并且第三叠层具有介于0.81和0.84之间的辐射束透射T3。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的多叠层光学数据存储介质，其中存在有与第一入射面相反的第二辐射束入射面，用于借助于一个穿过第二入射面进入所述介质的聚焦辐射束在分别与第一、第二和第三叠层相同的第四、第五和第六叠层中记录和读取。
7.在一个装置中对如权利要求1-6中的任一项所述的多叠层光学数据存储介质的使用，所述装置适合用于借助于一个聚焦辐射束来记录和读取双叠层光学数据存储介质，在所述介质中，第一和第二叠层每一层都具有一个介于0.04和0.08之间的有效辐射束反射Reff。
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