TW470950B - Optical recording medium and recording method using the medium - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 ______ Β7__ 五、發明説明（1) 發明領域 本發明係特別有關於一種光學記錄媒體，更特別的是 ’關於一種利用以光束輻射誘導相變化之記錄媒體，其具 有增進讀/寫/重寫能力用助.於各種光學記憶系統。 發明背景 光學記錄媒體近來變得使用廣泛，如使用在可行資料 儲存及大容量檔案裝置。 在光學儲存裝置中，相變化型記錄媒體以利用相在非 晶體與晶體狀態間轉變之雷射光束輻射的方式具有重覆讀 /寫/淸除操作的能力。特別是針對此型媒體，覆寫操作 可使用單一光束及相關簡單光學讀出系統來實行，其特別 有效於可重寫光碟（或CD-RWs )’例如，其好處超過覆寫 困難的磁性光學記憶體。 爲形成記錄媒體之相變化材料，因此，近來引起許多 實行上面提及媒體之能力的注意。以這些材料爲例，輝銅 礦合金係揭露於美國第3 5 3044 1號專利，如鍺-碲、鍺-碲 一錫、鍺一碲一硫、鍺一硒一硫、鍺—硒—銻、鍺一砷一 硒、銦一蹄、硒—碲及砷化硒等。 也揭露增進穩定性與結晶速度的爲在鍺一碲合金材料 中加入金（日本特許公開第6卜2 1 9 6 9 2出願號專利），在鍺 -碲合金材料中加入錫與金（日本特許公開第61_270190出 願號專利）’或在鍺-碲合金材料中加入錯（日本特許公 開第62- 19490出願號專利）。進一步揭露爲增進重覆操作寫 I紙張尺度適用巾S鮮鮮（CNS ) ( 21GX297公釐） ' -4 - ---------批衣------t------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（2) /讀出特性的爲具有特殊組成之鍺-碲-硒-銻與鍺-碲 —銻合金（日本特許公開第6 2 -7 3 4 3 8及63_ 22843 3出願號專 利）。然而，這些合金材料並不符合各種可重寫相變化光 學記錄媒體之特性的要求。 尤其是，其中仍然存在幾個重大的問題待解決以得到 所需之特性。藉著在寫/淸除操作中得到充分的感光度、 避免在覆寫步驟中因殘餘部份引起抹除率的減少，及增進 被寫（或被讀）與在記錄媒體中非被寫部份的媒體所有物 之耐久性或許可以達到。 另一種記錄媒體被提出在日本特許公開第63-25 1 290出 願號專利中，包括在實質上超過三元組成的結晶狀態上之 單一記錄層。所揭露之“實質上超過三元”意指合金系統 包括三元化合物（如二碲銻化三銦）至少90 %的原子在記 錄層上。它也陳述了寫/抹除特性以合金組成來增進。然 而，此組成仍具有如相關少量抹除率及爲了寫/抹除操作 而雷射功率下降的缺點。 仍有另一記錄媒體在日本特許公開第1 -277 3 3 8出願號專 利中被提出，包括（SbaTei_a)i_yMy’其中0.4$a$0,7且 y S 0.2，Μ包括從組成族群有銀、鋁、砷、金、鉍、銅、鎵 、鍺、銦、鉛、鉑、硒、矽、錫及鋅中選擇至少一項加入 〇 此合金系統實質上組成有三碲化二銻及數個媒體特性 具有如藉包括一相當過量之銻高速寫/抹除重覆操作及以 加入Μ元素高速抹除之增進。再者，它也陳述所得之抹除率 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公簸） I 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 A7 __ _B7__ 五、發明説明（3) 以在連續（或直流電）模式中之光束變得相當大。然而， 並未發現揭露供覆寫操作之抹除率方面的描述，且其記錄 之感光度並未符合要求。在該文中，它或許注意到了在合 金系統之抹除實驗中被該專利發明人所發現之殘餘部份。 以相同的方式，進一步記錄媒體被提出包括各別的記 錄層，其中—記錄層包括（Ιηι ^匕小yMy，其中 0.55$ 0·80且0刍yg 0·20，如日本特許公開第60-177446 出願號專利所揭露，其中，Μ包括從組成族群有金、銀、銅 、鉛、鉑、鋁、矽、鍺、鎵、錫、碲、硒及鉍中選擇至少 一項加入；另一記錄層包括一鍺碲-三碲化二鍊-鍊合金 (過量）’如日本特許公開第63 -22843 3出願號專利所揭露 。然而，組成以上合金系統之記錄媒體並不能得到充分的 媒體特性，如記錄感光性及抹除率等。 再者，揭露有提供各別的記錄層之光學記錄媒體包括 如加入Μ之鍺一碲-鍊合金系統，揭露於日本特許公開第4-1 6 3 8 39出願號專利；形成如其中至少之一組成元素結合氮 之碲-鍺—硒合金，揭露於日本特許公開第4-52188出願號 專利；而吸附氮之碲-鍺一硒合金，揭露於日本特許公開 第4_5 2 1 8 9出願號專利。雖然，光學記錄媒體組成這些合金 系統，但無法提供記錄媒體得到滿意的特性。 如上所述，儘管數個合金材料可用來形成光學記錄媒 體之記錄層，仍有解決幾個重大問題及得到所需如藉預防 在覆寫步驟中因殘餘部份引起抹除率下降也藉增進結構的 耐久性及在記錄媒體中記錄與非記錄所有物在寫/抹除操 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公酱} ~ ' ----------^------、玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 Α7 Β7 五、發明説明（4) 作時充分的感光性之媒體特性的必要° 如爲光學記錄媒體，光碟（CDs)可當可實行之儲存媒 體廣泛使用。隨著光碟的快速成長’另一種只能寫一次之 光碟，或讀取光碟’已被硏發最近並推展到市場上。然而 ，因爲在讀取光碟上之資訊資料由於其上述提及只能寫一 次之性質並不能被更正，此光碟之缺點爲’在寫之步驟時 ，當甚至一次非能更正之錯誤被輸入時’該光碟即必須被 丟棄。因而另一種儲存媒體被期待具有避免上述讀取光碟 之缺點的能力。 作爲儲存媒體之例，可舉利用磁性光學材料之重寫光 碟爲例。然而，磁性光碟有的覆寫困難且不與唯讀記億體 光碟及讀取光碟相容的缺點。因此，相變化記錄媒體近來 已集中朝實際使用方向’成爲傾向與上述及其他媒體相容 之特殊光碟特性發展。 到目前爲止，揭露該硏究及發展的結果中’古谷（ Furiiya )等人例示可重寫相變化記錄媒體及光碟合倂記錄媒 體於1 992年第7 0頁之相變化光學記錄第四專題論文集中； 神野（K a η η ◦)等人例示於1 9 9 2年第7 6頁之相變化光學記錄 第四專題論文集中；川西（Kawanishi)等人例示於1992年 第82頁之相變化光學記錄第四專題論文集中；T.阪田（T. Handa)等人例示於1993年第32卷之應用物理之日本期刊中 ;米田（Yoneda)等人例示於1993年第9頁之相變化光學記 錄第五專題論文集中；及富永（Tominaga)等人例示於1993 年第5頁之相變化光學記錄第五專題論文集中。 本ϋ尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4^^ΰΐΟΧ297公釐） 一 ' ---------^------1Τ-------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950 A7 B7 五、發明説明（5) 然而，這些可重寫相變化記錄媒體並不能滿足如與唯 讀記憶體光碟及讀取光碟相容、記錄/抹除能力、記錄感 光性、重寫與錄放操作之反覆性、及儲存時之穩定性等之 所有的特性。以上所提在媒體特性中之缺點主要考慮爲因 由預先用來形成相變化錄媒體之記錄材料的組成及/或結 構引起之相關低抹除率。 因此，需要發展具有產生較高抹除率且適於更敏感寫 /抹除能力之新記錄材料’以做成具有增進可重寫特性之 相變化光碟。 爲了要找已增進之材料系統並解決上面所提及之缺點 ，本發明具有先前提出幾個碲銻銦化銀記錄材料。這些材 料係揭露於日本特許公開第4-7803 1及4- 1 23 5 5 1出願號專利 ，也被岩崎（H. Iwasaki)等人陳述在1992年第31卷第461 頁之應用物理之日本期刊中；被井出（Ide )等人陳述在 1991年第102頁之相變化光學記錄第三專題論文集中；及被 岩崎（H. Iwasaki)等人陳述在1 993年第32卷第524 1頁之應 用物理之日本期刊中。 並且，在1996年10月公開了作爲可重寫光碟標準之橙 書（第1.0版）第三部。 其他的光學記錄媒體已被活躍地進行著，包括數位錄 影光碟（DVDs )及隨機存取記憶體數位錄影光碟，係被考 慮來引導記錄媒體裝置朝第二十一世紀發展。順此趨勢， 另一要求已爲重寫光碟如與數位錄影光碟讀出相容性而發 生。在本文中，須注意的是重寫光碟發展得如此深遠以取 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本育) •裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 A7 B7 五、發明説明（6) 得相關小反射値並在用來作爲數位錄影光碟讀出之65 0 nm 波長附近對產生不足的讀出訊號特性作比例調整。 再者，在橙書（第1.0版）第三部中定義了在具有2X線 速度（大約從2.4 m/sec至2.8.m/sec)之重寫光碟上記錄（ 或寫）的步驟，它花了 一段相當長的時間去來以如此低速 記錄。因此，需要具有高速記錄之可重寫光碟。 如上所述，幾個已先爲人所知之相變化記錄光碟具有 優異的光碟特性。然而，爲了瞭解更多被增進之全部光碟 性質，包括如，與讀取光碟之相容性，也爲了得到足以產 生新市場之有用的製造技術，需要進一步改善光碟特性。 發明槪述 據此，本發明揭露之一目的在於提供一光學記錄媒體 ，其具有大部份，若非全部，之適用於相似光學記錄媒體 的優點及特徵，以消除之許多前所提之缺點。 本發明揭露之另一目的在於提供一可信賴之光學記錄 媒體及其記錄方法，係具有在記錄線性速度範圍從1.2 m/sec至11.2 m/sec之記錄資訊資料的能力。 以下簡述本發明揭露一唯一被選特性及取向之槪述， 其更完整之描述可在下個部份標題爲“較佳實施例之描述 ”中找到。 在此所揭露之光學記錄媒體包括一支持基底，及形成 在依序提及之支持基底上的接續層，以作爲一第一電介質 層、一記錄層、一第二電介質層、金屬/合金層及一紫外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Κ)Χ297公釐） ^ 裝 I 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950

A 7 L B7 五、發明説明（7) 線處理樹層’其中δΞ錄媒體具有一*轉變線性速度X (m / s e c) 及一記錄線性速度y(m/sec)，其相關特徵爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) x/4(m/sec) < y(m/sec) < 4x(m/sec卜 並且’在光學記錄媒體上之記錄層最好包括銀、銦、 銻、碲及至少其中之一爲氮或氧，其具有一適當的α (銀 )./5 (姻）.Τ (鍊）· 5 (碌）' ε (至少其中之一 爲氮或氧）之原子比例，其中，0<α$6、3$沒$15、50 €r^65、 20^5^35、 及 α + /3 + 7 + (5 + ε 二 1 00。 再者，記錄及重寫資料資訊進入光學記錄媒體可實行 在接續的電磁波輻射之脈波寬調整方法，其中應用了一系 列的錄及重寫脈波’包括一具有重覆脈波對之多種脈波預 定時間在一預定任務比爲ζ以滿足此關係： (4y— x)/120 < z < (6+4y— χ)/16。 圖示簡單說明 經濟部智慧財是局員工消費合作社印製 爲更完整評鑑本發明之揭露及其立即可得之許多伴隨 的優點，當考慮與所附圖示結合時，藉參考下列詳細說明 可對其有較好的了解，其中； 圖一爲說明根據在此所揭露之實施例之一光學記錄媒 體的剖視圖； 圖二爲以碲滿足之功能的最主要線性速度（m/sec)之圖 y 圖三爲作爲供包括有25 nm厚度的記錄層、30 nm厚度（ 本紙張尺度適用中周國家標^灿）八4規招7(210父297公釐） -10- 經-濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 A7 __B7_____ 五、發明説明（8) 折射率爲2.0)的第二保護層及140 nm厚度的反射./熱消散層 之記錄媒體用之第一保護層（折射率爲2.0)厚度功能之溝槽 反射圖； 圖四A爲根據在此所揭露實施例，說明實行在相變化記 錄媒體之3T寬度的輸入光束之脈波形； 圖四B爲根據在此所揭露實施例，說明爲N’ = 2記錄之光 束脈波形； 圖五爲說明作爲供圖二之媒體用之光束輻射的線性速 度功能在光束輻射光碟區域之溝槽部份的反射比例圖； 圖六爲描述在此所揭露之寫/讀出系統的主要單元之 塊狀圖； 圖七爲說明圖二之實行在相變化記錄媒體，使用一裝 配有在波長爲7 80 nm時，孔徑爲NA 0.5之讀取頭的光碟驅 動器，具有Pe/Pw比値爲0,5、1 m W的鉛0.5、0·75的Pw對Pe 功率比，及偏放大率水準上具有11.2 m/sec之記錄線性速度 的輸入光束之脈波形。 元件標示 1 支持基底 2 第一保護層 3 記錄層 4 第二保護層 5 反射/熱消散層 6 外套層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 訂 n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 470950 A7 B7 五、發明説明（9) 7 印 刷 層 11 光 學 記 錄 媒體 12 驅 動 機 制 13 光 學 讀 寫 頭 較 佳 實 施 例 說 明 現 參 考 之 圖式，說明有此所揭露之光學 記 錄 媒 體， 包 括 — 支 持 基 底 ’及連續成形在支持基底的接 續 暦 依序 所 提 如 一 第 一 保 護層2、一記錄層3、一第二保護層4 、 一反射/ 埶 消 散 層 5及- -外套層6。並且，一印刷層7係 傾 向 成 形在 該 外 套 層 6上。 合 適 的 材 料一般使用在基底1的包括玻璃 、 陶 瓷 及樹 脂 材 料 等 0 在 這 些材料中，樹脂材料可能較適 合 塑 造 且較 爲 便 宜 0 樹 脂 特 別的例子包括聚碳酸脂樹脂、 丙 烯 酸 樹脂 % 氧 基 樹 脂 聚苯乙烯樹脂、丙嫌腈-苯乙 烯 共 聚 物樹 脂 、 聚 乙 烯 樹 脂 、聚丙烯樹脂、矽樹脂、氟樹 脂 、 丙 烯腈 一 丁 二 烯 — 苯 乙 嫌(acrylonitrile'butadiene-styrene, ABS ) 樹 ---------t衣------1T------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 脂及“脲”酯樹脂等。在這些樹脂中，聚碳酸脂樹脂與丙 烯酸樹脂因它們優異的可塑性、光學性質及相當低廉而最 爲適用。 此外，雖然基底1通常爲碟型，它也可能爲卡式或片狀 〇 再者，爲使用利用此所揭露之相變化記錄材料在可重 寫之重寫光碟中，最好使基底適於下列特別狀況：在寫/ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS〉A4規格（2】0Χ297公嫠） -12- 470950 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明説明（1(J 讀出時，提供具溝槽之基底以助於引導雷射光束，並且， 該溝槽之寬度爲從0.25 "m至0.65 //m，更佳爲從0.30 //α 至0.60 //m;其深度係從150Α至5 50Α，更佳爲從200Α至 450A。 爲了解這些基底與記錄材料及先前描述之媒體構造一 起的狀況，一可重寫光碟可提供優異的相容性。 一包括銀、銦、鍊及碲之四合金系統，作爲主要的組 成成份，因其優異的感光性質、記錄（或非晶化）速度、 抹除操作步驟及抹除率己被發現適用於相變化記錄材料。 然而，既然此合金系統之記錄線性速度隨其組成而變 化，因此導致最理想的線性速度値，爲了所需之光學記錄 ，其組成須調整至實現適當的線性速度。 圖二包含一作爲碲成份功能之記錄線性速度圖。爲包 括一 1.2 mm之基底、100 nm之第一電介質層、25 nm之銀銦 銻碲化銀層、30 nm之第二電介質層、140 nm之反射/熱消 散層及8〜1 0 // m之外套層的記錄媒體結構的這些結果已被取 得。記錄在該媒體的資料以調整脈波寬（PWM )的方法已 藉一裝配有在7 80 nm波長時NA 0_5之目標鏡頭的光學讀取 頭來執行。脈波圖形係根據橙書第三部來採用’包括一記 錄功率爲12 mW、抹除功率爲12 mW及偏功率爲6mW。 再參考第二圖，記錄線性速度被發現與碲成份極爲相 關如以現行所得之〇· 9 133値來指示。 由上之結果與所考慮現所估計之+ 1原子百分比實驗 準確度，爲最低的線性速度（〇 Πΐ/sec ) ’該碲成份假設爲 ^^尺度適用中國國家橾準（^5以4規格（210乂297公釐) I I 扯衣 I I I I IITn 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明説明（d 至多35原子百分比。爲形成光學記錄媒體’從該結果中也 假設碲成份（以原子百分比表不）分別爲33、30、27及20 ，以達成CD 1 X速度爲1.2〜1.4、CD 2 X速度爲2.4〜2.8、C D 4X速度爲4.8〜5.6、及CD .8 X速度爲9·6〜5.6之記錄線性 速度（以m/sec表不）° 此外，被包括在相變化記錄媒體中之銀銦銻碲化銀記 錄層的儲存可信賴度受其組成影響。銀的量高於6原子百分 比，在覆寫自發壽命會引起相當大的降低，其中’記錄媒 體無法得到令人滿意在延長如其製造出來後幾年的儲存之 後記錄之資料。 亦即，在一量相當大於1 5原子百分比時會降低檔案特 性，然而，量相當小於3原子百分比時會減少記錄敏感性 〇 再者，較大的銻成份，在重覆操作之覆寫特性變得較 有增進；然而，在銻成份大於65原子百分比時，檔案特性 會降低。 藉著進一步包括氮及/或氧進入記錄層導致非晶體記 號的穩定，以上所指在檔案特性中之降低可被排除成功。 由紅外線光譜測量的結果，此氮及氧的部份已知係鍵結在 碲及/或銻上。氮及氧的量最好至多爲5原子百分比。 此量大於5原子百分比會導致記錄層有過量的氮，因而 造成結晶化的困難。結果，在抹除率中不充分的開始及減 少可能發生。藉合倂調整至多10 m〇l%氮氣的量使用氬濺鍍 氣體成份’令人滿意的性質的記錄層可視氮的成份來形成 張尺度Α用中國國家標準(CNS ) A4規格（210x297公麓) 裝 I 訂— 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 A7 ____B7_ 五、發明説明（d ，以得到適合光碟特性如旋轉線性速度及光碟層結構等。 另外，使用上面所指之混合氬/氮氣體成份也可增進 記錄/抹除的能力。氬/氮氣體成份可能爲混合氣體來準 備構成於一預定混合比例之先導入濺鍍室中，或藉著調整 各別進入的氣體之性質，構成如在濺鍍室中混合後得到之 預定體積莫耳濃度比例。 在記錄層中的氮含量最好至多爲5原子百分比以取得合 適的光碟特性。除了上面所指在重覆操作中之覆寫特性外 ，爲其中記錄記號（或非晶體記號），增進光碟特性範圍 超過調整比例及儲存壽命爲一具體實例。 雖然細節尙未澄淸，爲這些效應之機制被考慮如下： 包含的氮進入記錄層因減少層的密度並因其間缺陷的增加 ，導致傾向膜結構之粗糙度增加。該結果在層的結構秩序 中比先前包含的氮更爲緩和，接著，傾向抑制自非晶體狀 態至晶體狀態的轉變。結果，非晶體記.號的穩定性增加， 以增進其儲存壽命。 包含的氮進一步的影響已被發現，在轉變線性速度中 可朝其較低側轉移。據此，相變化記錄媒體的轉變線性速 度可只藉著改變氮/氬的比例，甚至使用一單一的濺鍍靶 來調整。 氮成份最好鍵結於化學鍵結在至少爲銀、銦、銻及碲 上之記錄媒體。當碲之化學鍵結形成時，如以碲一氮及銻 -碲-氮爲例，可得到其代表效應，以增進重覆覆寫循環 之次數。 ---------辦衣------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15- 470950 A7 B7 五、發明説明（j 此化學鍵結可用分譜學的方法來分析，如霍氏紅外線 分譜儀（FT-IR )及X光電子影像分譜儀（XPS )等。在FT_ IR光譜中，在500〜600 cnT1光譜範圍中，以碲—氮鍵結展 示一吸收波峰，而在500〜650. cm1光譜範圍中，以銻—碲 -氮鍵結具有一吸收波峰爲例。 此外，結合其他元素或雜質以進一步改善媒體的特性 對記錄層是有效的。例如，這些添加物最好從組合有硼、 氮、碳、磷及矽的族群中選擇，此爲日本特許公開第4 -1 4 8 8 出願號專利所揭露，及從組合有氧、硫、硒、鋁、鈦、釩 、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、錫、鈀、鈾及金的族群 中選擇。 在此所揭露之記錄層組成中之結果已從放射光譜分析 中得到’而其他方法也可能用來分析，如X光微分析、拉塞 福回向散射分柝儀、奧傑分析、螢光X光分譜儀及其他相似 方法。從後面的這些方法所得的結果可用來與放射光譜分 析的結果比較。對於放射光譜分析，其測量方法誤差一般 所知在5 %之內。此外，亞離子主分譜儀也可有效使用作爲 另一種分析方法。 在記錄層上的材枓結構被X光或電子光束繞射方法適當 地檢驗。晶體態，例如，使用電子光束繞射方法，可自非 晶體態被區別出來。亦即，繞射點的出現及/或在繞射圖 形上之狄拜環一般係指示爲晶體態，而光暈圈則是指示爲 非晶體態。此外，微晶的尺寸可由X光繞射圖形在波峰寬度 在最大値的一半時根據雪瑞公式計算出來。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 470950 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7

五、發明説明（U

再者，如霍氏紅外線分譜儀（FT-IR )及X光電子影像 分譜儀（XPS)等光譜方法用來硏究包括在記錄媒體的其他 材料如氧化物及氮化物的鍵結狀態也是有用的D 記錄層的厚度最佳範圍是從10 nm至100 nm，更好是在 15 nm至3 5 nm。當光碟特性具有關初始不穩定狀態時，覆 寫及產量同時被考慮，記錄層最好具有厚度範圍爲15 nm至 35 nm。 當其中厚度小於1 〇 nm時，考慮層的減少使光吸收。結 果，層無法作爲記錄層用。相對地，厚度大於100 nm會造 成在記錄層材料中迅速達成的困難及同質的相變化。 適合形成第一及第二電介質層材料的例子包括金屬氧 化物如氧化矽、二氧化矽、氧化鋅、二氧化鋅、三氧化二 鋁、二氧化鈦、三氧化二銦、氧化鎂及二氧化鉻；氮化物 如四氮化三矽、氮化鋁、氮化鈦、氮化硼及氮化锆；硫化 物如硫化鋅三硫化二銦及四硫化鉅；碳化物如碳化矽、碳 化鉅、碳化四硼、碳化鎢、碳化鈦及碳化锆；類鑽石碳及 其中之混合物等。 這些材料可各別使用或結合使用。此外，它們可進一 步形成多層式結構，它們的熔點最好高於記錄層的。 第一及第二電介質層可藉下例形成，真空蒸鍍、濺鍍 、電漿化學蒸鍍、光協化學蒸鍍、離子電鍍、電子束蒸鍍 或其他類似方法。其中，濺鍍方法最好利用這些層形成的 優異生產率及性質。 第一電介質層厚度影響考慮從數位錄影光碟（DVDs) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公嫠） 訂 IH 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 绥濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4?〇950 A7 B7 五、發明説明（j 中在65 0 nm光束讀出的反射率。 圖三爲作爲供包括有25 nm厚度的記錄層、30 nm厚度（ 折射率爲2.0)的第二保護層及140 nm厚度的反射/熱消散層 之記錄媒體用之第一保護層（折射率爲2.0)厚度功能之溝槽 反射圖。 在圖中顯示了第一電介質層厚度最好的範圍是從65 nm 至130 nm，爲了在780 nm及650 nm波長上得到反射率爲 0.1 5及0.25的値，其爲重寫光碟讀出須被標準化。此外，爲 在65 0 nm讀出波長上得到足夠大的反射率値（約18%)，第 一電介質層厚度最好至多110 nm。因此，第一電介質層的 厚度最好在80 nm至110 nm的範圍中，以使在780 nm讀/寫 及65 0 nm讀出波長上能得到足夠大的反射率値。 第二電介質層厚度最好的範圍是從15 nm至45 nm，更 好是在20 nm至40 nm。當其厚度小於15 nm時，該層無法 作爲熱阻保護層且其記錄敏感度會降低。相對地，厚度大 於45 nm時會造成如在內層部份相對易剝落及在以範圍在 i.2 m/sec至5.6 m/sec之低線性速度重覆操作中降低記錄敏 感度的幾個問題。 形成反射/熱消散層的合適材料如鋁、金、銀及銅與它 們的合金。雖然此反射/熱消散層並不總是須被提供，其最 好形成以有效地消散過多的熱並因此降低記錄媒體的熱負 荷量。 反射/熱消散層也可如以真空蒸鍍、濺鍍、電漿化學蒸 鍍、光協化學蒸鍍、離子電鍍、電子束蒸鍍或其他類似方 ---------批衣------、玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ):4規格（210X297公嫠) ~ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 470950 A7 _____B7 五、發明説明（j 法來形成。反射/熱消散層的厚度最好的範圍是從70 nm至 180 nm’ 更好是在 1〇〇 nm至 160 nm。 外套層6最好提供在反射/熱消散層5之上方以作爲防 止氧化層。該層一般以紫外線輻射旋轉塗附的方法處理之 樹脂材料來形成。 其厚度最好的範圍是從m至15# m。層的厚度小於7 β m可能導致在固定一過度的印刷層後，C丨錯誤（或塊錯誤 率）的增加，然而，厚度大於15// m可能造成光碟之考慮影 響機械性質的內部應力的增加。 當有用的電磁輻射與能量光束作爲初始化、記錄、讀 出或抹除在此揭露的記錄媒體、雷射光、電子光束、X光束 、紫外線、可見光、紅外線或微波輻射也可被利用。這些 輻射及光束中，爲其最小尺寸及來源裝置的相容性，來自 半導體雷射裝置的光束最好使用。 圖四A及圖四B爲說明根據在此揭露之實施例，應用在 供媒體用之相變化記錄媒體及寫/讀出系統的光束脈波形 〇 參考圖六，根據在此揭露之實施例之寫/讀出系統係 被設計成實行在光學記錄媒體1 1上之資訊資料的寫/讀出 操作，其遵循：以一裝配有旋轉馬達之驅動機器12來旋轉 一包括相變化光學記錄光碟之記錄媒體，以一作爲光源驅 動單元之雷射驅動電路來活化一包括半導體雷射裝置之光 源，以一光學系統（未顯示）來聚焦在光學記錄媒體1 1上 之雷射光束，輻射並因此在記錄層中導入相轉變，及接收 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------------¢------II------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) /. ___ _ί_________ 470950 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（j 反射自具有光學讀寫頭13的記錄媒體11之光束，因此，在 光學記錄媒體上可達成寫/讀出的操作。 另外，再參考圖六，寫/讀出系統也包括一記錄功率 控制電路來調整測試記錄功率如同回饋至雷射驅動電路之 最佳記錄功率，一以控制其中產生的訊號，用來控制記錄 功率控制電路之記錄控制單元，及一用來接收自讀寫頭之 讀出訊號與產生控制訊號回饋給記錄控制單元之記錄訊號 放大模擬電路。 如上所述，根據在此揭露之實施例之寫/讀出系統能 實行重寫如同以在記錄層完全的雷射光束輻射在光學記錄 媒體上’導入相轉變在光學記錄媒體1上之資訊資料之寫/ 讀出操作。此外，寫/讀出系統也提供複數個添加單元， 如一用來調整資訊資料訊號而爲一調整單元所記錄，及其 他用來以寫/讀出讀寫頭記錄之訊號於記錄媒體中。 此記錄單元包括光學讀寫頭寫（或讀）依據記錄“標 誌”的寬度之資訊資料，一般該“標誌”以脈波寬調整（P WM )方法作參考。亦即，所記錄之資訊資料係透過根據八 至四調整（EFM )方法或修改其中方法之調整單元來調整 ’其在爲例如重寫光碟之資料記錄中被有效利用。 在資料記錄進入相變化記錄媒體中，一般而言，以在 記錄媒體之記錄層中形成非晶體部份（在非晶體的部份） 來造成’’ Γ訊號（即在二位元的1 )，係被實現，接著，以 提高記錄層部份的溫度高於其熔點並隨後降低溫度至比例 足夠大到形成非晶體態。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格ΤΉ〇χ297公董） ^农 n 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 470950 A7 ______B7 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖四B，資料記錄的取得係使用一系列的雷射脈波 曝光至記錄媒上。主要地，脈波fp提高記錄層部份的溫度 高於其熔點以形成記錄記號的前部，脈波mp保持如此的提 高溫度以形成記錄記號的中間部，及脈波po降低記錄層部 份的溫度以形成記錄記號的後部。 在記錄媒體上之光束輻射量隨旋轉記錄媒體之線性速 度而變化以改變上面提及的升高及降低記錄層部份之溫度 的速度。因此，升高並接著降低記錄層部份之溫度的速度 可藉改變隨旋轉記錄媒體之線性速度適當地調整。 再者，有關以脈波寬調整（PWM )方法記錄資料的資 訊係被放置在記錄記號的緣部。因此，爲了防止在記錄層 上之記錄與非記錄部份間鍵結的破壞，或因非晶體記錄部 份的結晶化引起過度的抹除，防止不受歡迎的其他比這些 被記錄之部份的熱。 此消除預防或區分記錄的部份與保持在通常較低的溫 度可以壓抑過度的熱產生記錄層部份及熱導入記錄層中_得 到。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述:區分記錄與非記錄部份可以這些測量達成，以促 進產生具有降低不穩定値之優異的資訊資料訊號。 在此所揭露之實施例中，光學記錄媒體之轉變線性;速 度X被定義爲雷射光束輻射的線性速度之函數的在記錄媒體 之雷射光束輻射區域的溝槽部份百分比反射圖之曲折點的X 軸，當以一定線性速度（CLV )被驅動的記錄媒體使用雷射 光束（透過一 NA 0.5的接物透鏡’具有一功率爲14 mW的7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNsYa4規格（210X297公釐) -21 - 470950 A7 B7 五、發明説明（β 80 nm 土 15 nm)以一特定形式照射時。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本實施例中，藉調整轉變線性速度X ( m/sec )及記錄 線性速度y ( m/sec )以滿足的x/4 < y < 4x的關係，優異與 穩定的讀/寫特性可達到以供使用在相位變化記錄媒體上 之資訊資料訊號。 爲記錄層之資訊資料訊號所得到的這些優異特性可藉 根據脈波寬調變（PWM)方法之電磁波來輻射記錄層以導 入相轉變於記錄層中。此脈波寬調變（PWM )方法最好包 括一系列的記錄與重寫脈波，包括一由複數對的較高功率 水準Pw之第一脈波及較低功率水準Pw之第二脈波組成的多 脈波部，其在一預定效能比値z內重覆預定次數。此外，預 定效能比値Z最好被選擇以滿足（4y - X ) / 120 < z < ( 6 + 4y - X) / 16的關係，其中X、y如早先所定義。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，在此所揭露之光學記錄媒體最好包括一碟形基 底，及接著形成在該基底上之連續層，依序所提如一第一 .電介質層、一記錄層、一第二電介質層、金屬/合金層及 一紫外線處理樹脂層。在本實施例中，每一第一電介質層 、記錄層、第二電介質層、金屬/合金層及紫外線處理樹 脂層最好具有分別爲65 nm至130 nm、15 nm至35 nm、15 nm 至 45 nm、70nm 至 180 nm、7//m 至 15//m 範圍的厚度。 再者，記錄層，其能使資訊資料記錄在光學記錄媒體 上透過其中材料之相變化，主要組成有銀、銦、銻、碲及 至少其中之一爲氮或氧，其中適當的原子比例α (銀）： /5 (銦）：r (銻）·_ 5 (碲）：£ (至少其中之一爲氮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着) ~~ 470950 A7 B7 五、發明説明（2() 或氧）爲 0< α ^ 6、 U3- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 50$ r ^ 65.、 20^5^35, 及 0$ ε € 5， 使得 α + yS + r + 占 + e =1〇〇， 且光學記錄媒體最好具有一在記錄線性速度範圍爲1.2 m/sec至11.2 m/sec的資料記錄能力。 再者，在可重寫光學記錄媒體之記錄層上的記錄/重 寫操作藉由複數的抹除及記錄脈波而被滿意地實施，其中 抹除功率P e對記錄功率P w之比値Pe/Pw最好的範圍爲0.3 5 至 0 · 6 ◦ 此外，這些在記錄層上之記錄/重寫操作藉由在媒體 上之輻射電磁波的記錄線性速度至少爲2.4 m/sec而被滿意 的實施，其先前所述之效能比値z範圍最好爲0.5至1.0。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉本發明之一般描述，下面的例子進一步提供說明較 佳實施例。此所傾向的說明並不爲在此之材料、裝置、或 方法所限制。 舉例說明〜例一至十一，及例一與例二之比較 每一複數個相變化記錄媒體係製造在各別爲1.2 mm厚 的聚碳酸脂基底上，其中所供具有0.5〆寬及35 nm深的預 成溝槽引導軌道。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 23 470950 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- A7 B7 五、發明説明（2ί 在一單一濺鍍設備中，接著連續層係連續依序形成在 該基底上。這些連續層爲一第一電介質層、一記錄層、一 第二電介質層及一反射/熱消散層。其後，一硬外套層係使 用紫外線處理樹脂材料藉旋轉塗覆的配置形成在該反射/熱 消散層上，藉此，製造出相變化記錄媒體。 爲形成第一與第二電介質層，使用結合硫化鋅及二氧 化矽；且爲形成反射/熱消散層，使用一鋁合金。 接著，例二至例十一中的複數個相變化記錄媒體，及 例一與例二之比較，係逐一製造，每個記錄媒體之各別連 續層的例外具有不同組成及/或厚度如表一及表二所示。 藉使用配置有相對大的光束直徑之雷射真空管初始化裝置 使每層結晶化。 如此所製造出之例二之相位變化記錄媒體接著接受測 量以決定一轉變線性速度。測量的結果如圖五所示’其中 包括供記錄媒體使用之光束輻射的線性速度函數在光束輻 射光碟區域之溝槽部份的反射比例圖。藉著以如圖之曲折 點的X軸得到轉變線性速度，例二的記錄媒體者爲4.8 m/sec 〇 此外，使用裝配有在7 8 0 nm波長ΝΑ 0.5孔隙之讀寫頭 的光碟驅動器，資料記錄進入以如圖七說明之脈波模式光 束輻射條件如0.5的P e / P w比値、1 m W的給、0 · 7 5的P w對 Pe期間比値及一 1 1.2 m/sec的偏功率記錄線性速度等實行的 相變化記錄媒體中。從資料記錄的結果，上述之C 1錯誤被 發現至多80在13 mW至17 mW範圍內之Pw上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS~) A4規格（210X297公瘦） I I H [ I I I 訂 H I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950 ▲ A7 __B7 五、發明説明（ 在表一及表二中，能指出列表來自CD(2 X )及CD(8 X ) 資料記錄的Cl錯誤，其一致分別地對2.4 m/sec至2.8 m/sec 及9.6 m/sec至11.2 m/sec的記錄線性速度。 此外，對於記錄媒體的形成比較例一之結構如表一及 表二所示，在儲存在高溫及潮溼的條件之後，訊號的質被 考慮到發現惡化。這是因爲其外套層的小厚度所致。 再者，比較例二的記錄媒體，發現具有小至大約0.5的 訊號放大，其中訊號放大係由1 1 T放大/反射率在記錄後或 I(ll)/I(top)所給予的。結果，爲了以唯讀記憶光碟重放錄音 訊號偶爾是困難的。 ---------裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 470950 A7 B7 五、發明説明（2$ 表一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例 第一保護層 記錄層 厚度 組成 (原子 % ) 厚度 (nm ) 銀 銦 銻 締 氮 (nm) 1 120 6 15 55 24 0 35 2 110 6 11 56 27 0 25 3 100 5 9 56 30 0 25 4 95 5 7 58 30 0 22 5 95 5 6 60 29 1 25 6 95 5 5 60 30 0 22 7 95 4 3 60 33 0 15 8 90 3 5 62 30 0 25 9 90 3 6 62 29 1 30 10 80 1 6 63 29 2 30 11 80 1 6 65 23 5 25 比較例一 95 5 6 60 29 1 25 比較例一 150 5 5 60 30 0 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐） -26- 470950 A7 B7 五、發明説明（24) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表 例 第二 反射 外套層 C1錯誤（2 X ) 轉變線 保護層 層 速度 厚度 厚度 厚度 2 X記錄 8 X記錄 (m/sec) (nm ) (nm ) (nm) cps cps 1 15 70 7〜12 20 100 8.0 2 25 140 7〜12 15 80 4.8 3 25 140 7〜12 10 35 3.4 4 30 150 7〜12 5 15 2.6 5 35 150 7〜12 3 8 3.2 6 35 160 7〜12 3 9 3,0 7 30 160 7〜12 3 7 1.6 8 40 180 7〜12 6 9 3.4 9 20 100 8〜12 5 14 4.0 10 25 120 10 〜15 8 13 5.0 11 25 140 9〜15 9 10 7.2 比較例一 35 150 3〜7 55 89 4.2 比較例一 35 160 7〜12 3 9 3.2 從上述包括例子是顯而易見的，藉形成在此所揭露之 光學記錄媒體，根據具有優異訊號品質之能寫或重寫穩定 資料訊號，淸楚定義使用在資訊資料的記錄線性速度範圍 是可能的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 1 批衣 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 470950 A7 B7 五、發明説明（ 此外，利用在此所揭露之特定脈波寬調整（PWM )方 法以現行資料記錄，穩定資料訊號之寫或重寫操作能實現 優異的訊號品質。 顯然地，以上所揭露之實施例的數個增加之調整及改 變可能在以上講授之光線中。因此，可了解在所附專利申 請範圍之內，本發明或許可以比在此特定描述外不同方面 的實施。 本文件專利申請範圍之優先權且包含主題係有關於 1999年6月4日向日本特許廳提出申請之日本特許第1：ι_ 158723出願號專利，其全文包含在本說明書之參考資料中 ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 470950 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種光學記錄媒體，包含： 一碟狀之支持基底； 形成在該支持基底接續之連續層，依序爲一第〜電介 質層、一記錄層、一第二電介質層、金屬/合金層及一紫 外線處理樹脂層，其中： 該記錄媒體具有一轉變線性速度x(m/sec)及一記錄線性 速度y(m/sec)，其相關特徵爲： x/4(m/sec) < y(m/sec) < 4x(m/sec) 轉變線性速度x(m/sec)爲在作爲雷射光束輻射的線性速 度功能之該光學記錄媒體之雷射光束輻射區域內之溝槽部 份中的反射比例圖之曲折點的X軸，當在一定線性速度（ CLV)中被驅動之該光學記錄媒體係以具有14 mW功率之 7 80 nm± 15 nm波長的雷射光束照射時，透過—裝配有在 780 nm波長的NA 0.5之目標透鏡的讀寫頭來引導。 2 .如專利申請範圍第1項所述之光學記錄媒體，其中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .,τ ] Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該記錄層’透過其中材料之相變化，能使資訊資料記 錄在該光學記錄媒體上’主要組成有銀、銦、銻、碲及至 少其中之一爲氮或氧，以適當的原子比例α (銀）' β ( 銦）：r (銻）(碲）：ε (至少其中之一爲氮或氧 爲 〇< a S 6、 50^7^65, 本紙浪尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210x297公釐） -29 - 470950 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範勒 20“ $ 35、 及 0 S ε S 5， . 使得 α + 召 + τ + 5 + ε =100， 且其中； 該光學記錄媒體具有一在記錄線性速度範圍爲1.2 m/se c至11.2 m/sec的資料記錄能力。 3 ·如專利申請範圍第丨項所述之光學記錄媒體，其中 該每一第一電介質層、記錄層、第二電介質層、金屬 /合金層及紫外線處理樹脂層分別具有65 至130 nm、15 nm 至 35 nm、15 nm 至 45 nm、70nm 至 180 nm、7//m 至 15 // m範圍的厚度。 4 ·如專利申請範圍第1項所述之光學記錄媒體，其中 根據一電磁波輻射在該媒體上導致相在該記錄層中轉 變的脈波寬調整（PWM )方法，該媒體能夠實現記錄與重 寫資訊資料； 此脈波寬調整（PWM )方法使用一系列的記錄與重寫 操作脈波’包括一組成有複數對較高功率水準Pw之第一脈 波及較低功率水準P w之第二脈波之多脈波部，在一預定任 務比値z中具有重覆之預定時間；且預定任務比値z被選擇 用來滿足此關係： (4y-x)/120<z<(6+4y-x)/l6 ，其中X、y定義於專利申請範圍第1項中。 U3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ί I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 本紙張尺度適用t國國家棵準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 470950 βΙ D8 々、申請專利範晷 5 .如專利申請範圍第1項所述之光學記錄媒體’其中 該每一第一電介質層、記錄層、第二電介質層、金屬 /合金層及紫外線處理樹脂層分別具有65 nm至130 nm、15 n m 至 3 5 n m、1 5 n m 至 4 5 n m、7 0 n m 至 1 8 0 n m、7 μ m 至 1 5 // m範圍的厚度； 該記錄層，透過其中材料之相變化，能使資訊資料記 錄在該光學記錄媒體上，主要組成有銀、銦、銻、碲及至 少其中之一爲氮或氧，以適當的原子比例α (銀）·· β ί 銦）：r (銻）：5 (碲）' ε (至少其中之一爲氮或氧 )爲 0< a 5 0^ r 20^5^35、 及 0$ e S 5， 使得 α + 泠 + T + 5 + ε 二 100， 且其中； 該光學記錄媒體具有一在記錄線性速度範圍爲1.2 m / s e c至Π . 2 m / s e c的資料記錄能力。 6 .如專利申請範圍第5項所述之光學記錄媒體，其 中： ί 根據一電磁波輻射在該^體上導致相在該記錄層中轉 變的脈波寬調整（PWM )方法，該媒體能夠實現記錄與重 tT線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - A8 B8 C8 D8 470950 六、申請專利範勒 寫資訊資料； 此脈波寬調整（PWM )方法使用一系列的記錄與重寫 操作脈波，包括一組成有複數對較高功率水準Pw之第一脈 波及較低功率水準P w之第一脈波之多脈波部，在一預定任 務比値Z中具有重覆之預定時間；且預定任務比値Z被選擇 用來滿足此關係： (4y - X ) / 120 < z < ( 6 + 4y - X) / 16 ，其中χ、y定義於專利申請範圍第1項中。 7 . —種供記錄與重寫資訊資料於一光學記錄媒體之 方法，包含之步驟爲： 準備包含有如專利申請範圍第1項、第2項、第3項 、第4項、第5項或第6項之光學記錄媒體； 以複數個抹除與記錄的脈波輻射電磁波於該媒體上以 導致在該記錄層中相位轉變，其中： 抹除功率？6對記錄功率？〜的比値？£/?说範圍爲〇.35至0.6 〇 8 .如專利申請範圍第7項所述之方法，其中： 輻射電磁波於該媒體上之記錄線性速度至少爲2,4 m/sec，其中較高功率水準Pw之第一脈波及較低功率水準Pw 之第二脈波之效能比値z如申請專利範圍第四項所界定，範 圍係爲0.5至1.0。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 ' *訂 線 (請先-M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製