相變化光碟片的製作方法

2023-08-12 21:17:21

專利名稱：相變化光碟片的製作方法
技術領域：
本發明關於一種光碟片，尤其是一種具有多層介電層結構，能消除交叉消除現象(cross-erase)並提高反射率差異的相變化光碟片。
背景技術：
過去在發展可重複讀寫光碟時，主要有兩大系統，一為磁光碟片(Magneto-Optical disks，MO)；另一則是相變化光碟(Phase-ChangeOptical Disks)。隨著技術的演進及市場的變化，目前是以相變化型記錄媒體佔優勢，包含可重複讀寫型光碟片(CD-RW)、可擦寫式數字雷射視盤(DVD-RW，DVD+RW)以及動態隨機記憶數字雷射視盤(DVD-RAM)等等。
圖1顯示已知的相變化光碟片1，其包括一基板11，及依序形成於基板11上之一第一介電層12、一記錄層13、一第二介電層14、以及一反射層15。
相變化光碟採用雷射光照射碟片，雷射束由基板11進入碟片，穿過介電層12後進入記錄層13，通過雷射束的能量，使記錄層13的材料於結晶相(crystalline)及非晶相(amorphous)結構間轉換。之後，雷射束被反射層15反射，使得光學讀取頭能借著結晶相的高反射率(Rc)及非晶相的低反射率(Ra)來辨識0，1信號，進行位元的讀取。位元寫入時，使用高功率短脈衝照射，使記錄層13局部熔化，並快速冷卻以形成非晶相結構；而位元擦拭則是以低功率雷射脈衝照射，造成記錄層13局部退火結晶。
在已知的相變化光碟中，非結晶相的光吸收率(light absorption inthe amorphous state，Aa)通常較結晶相的光吸收率(Ac)高。近來有人利用波長小於450nm的藍色雷射束，代替近紅外線或紅色雷射束，並且減少軌紋間的間距，來增加光碟片的記錄密度。但是當軌紋間距減少時，雷射束於記錄期間會造成鄰近軌紋上溫度上升，進而消除了記錄在鄰近軌紋上的信息記號，此現象又稱為交叉消除(cross-erase)。而當光吸收率比Ac/Aa增加時，交叉消除現象即會減少，因此，若要增加記錄密度，需要增加光吸收率比Ac/Aa至最大程度。
另外，如圖2所示，已知的相變化光碟片於愈短波長的光源照射下，其記錄層的結晶相與非結晶相間，反射率差異(ReflectivityDifference)會愈隨著波長的變小而減少。若結晶相與非結晶相間的反射率差異太小，光學讀取頭即無法正確的判定記錄的信息記號。
然而要使非結晶相的光吸收率(Aa)遠小於結晶相的光吸收率(Ac)，但又要在短波長光源照射時，能保持結晶相與非結晶相的具有足夠的反射率差異(Rc-a)，以正確地判定記錄層的信息記號，實在是相當困難的問題。
有鑑於上述問題，本發明因於此，研製一種可以解決上述交叉消除現象，並提高反射率差異的「相變化光碟片」。

發明內容
承上所述，本發明的目的為提供一種具有多層介電層結構，能消除交叉消除現象並提高反射率差異的相變化光碟片。
為達上述目的，依本發明的相變化光碟片，包含一基板、一第一介電層、一第二介電層、一第三介電層、一記錄層、一第四介電層、以及一反射層。其中，第一介電層形成於基板上，第二介電層形成於第一介電層上，第二介電層的折射率(n2)大於第一介電層的折射率(n1)，第三介電層形成於第二介電層上，第三介電層的折射率(n3)小於第二介電層的折射率(n2)，記錄層形成於第三介電層上，第四介電層形成於記錄層上，反射層形成於第四介電層上。
故，依本發明的相變化光碟片，尤其是一種具有多層的介電層結構，以避免交叉消除現象發生的相變化光碟片。與已知技術相比，本發明的相變化光碟片，於基板及記錄層的，依序具有第一介電層、第二介電層以及第三介電層，且第二介電層的折射率(n2)大於第一介電層的折射率(n1)，且第二介電層的折射率(n2)大於第三介電層的折射率(n3)。本發明的相變化光碟不但能增加記錄層中，結晶相與非結晶相的光吸收率比(Ac/Aa)，以減少交叉消除現象，另一方面更能在短波長光源時，保持記錄層的結晶相與非結晶相具有足夠的反射率差異(Reflectivity Difference)，以提升判定記錄層信息記號的正確率。


圖1已知的相變化光碟片；圖2已知相變化光碟片的記錄層結晶相與非結晶相，不同波長下的反射率差異；以及圖3本發明的相變化光碟片。
圖中符號說明1 相變化光碟片11基板12第一介電層13記錄層14第二介電層15反射層2 相變化光碟片21基板22第一介電層23第二介電層
24第三介電層25記錄層26第四介電層27反射層具體實施方式
以下將參照相關附圖，說明依本發明較佳實施例的相變化光碟片。
如圖3所示，本發明的相變化光碟片2包含一基板21、一第一介電層22、一第二介電層23、一第三介電層24、一記錄層25、一第四介電層26以及一反射層27。
相變化光碟2包含可重複讀寫型光碟片(CD-RW)、可擦寫式數字雷射視盤(DVD-RW，DVD+RW)以及動態隨機記憶數字雷射視盤(DVD-RAM)等記錄媒體。
基板21最常使用的材料是聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)及壓克力(Polymethylmethacrylate，PMMA)，其特點是便宜且製作射出成本低廉。
第一介電層22、第二介電層23以及第三介電層24，是藉由光幹涉效果來調整光碟片的反射率及吸收率，並可防止記錄層25的蒸發，以及基板21的熱損傷現象。而第一介電層22形成於基板21上，第二介電層23形成於第一介電層22上，第三介電層24形成於第二介電層23上。
於本實施例中，第一介電層22為厚度30nm的氧化鋁(Al2O3)，其折射率(n1)為1.6。第二介電層23為厚度100nm的硫化鋅-二氧化矽(ZnS-SiO2)，其折射率(n2)為2.05。第三介電層24為厚度15nm的氧化鋁，其折射率(n3)為1.6。因此第二介電層23的折射率(n2)大於第一介電層22的折射率(n1)，且第三介電層24的折射率(n3)小於第二介電層23的折射率(n2)。特別要指出的是，第一介電層22以及第三介電層24，並不限於使用氧化鋁，而第二介電層23而不限於使用硫化鋅，任何符合n2大於n1，且n2大於n3的介電材料均可以使用。例如第一介電層22或第三介電層24也可使用二氧化矽或氮化矽來作為介電材料，而第二介電層也可以使用硫化鋅來作為介電材料。
記錄層25形成於第三介電層24上，其材料用諸如鍺-銻-碲(Ge-Sb-Te)為主的化合物製成。記錄層25上被雷射束照射所及的處，其相位元可依照入射雷射束的功率而進行可逆的結晶相或非結晶相的改變。本實施例中，記錄層25為厚度9.5nm的Ge2Sb2Te5。
第四介電層26形成於記錄層25上，本實施例中，第四介電層26為厚度38nm的硫化鋅-二氧化矽(ZnS-SiO2)。
反射層27用具有優異反射率、高熱傳導率的合金材料所構成，其選自於金、鋁、鈦、銅、鉻、及其合金至少其中之一。反射層27用以反射由雷射光源所產生的入射光束，並可將在記錄層25所產生的熱迅速擴散。反射層27形成於第四介電層26上。本實施例中，反射層27為厚度60nm的鋁合金。
本發明的相變化光碟更可包含複數個界面層(Interface Layer)，分別形成於第三介電層24與記錄層25的的第一界面層，以及記錄層25與第四介電層26的的第二界面層。界面層的功效在於可促進記錄層25的結晶化，提高擦拭特性，並進一步防止記錄層25以及介電層間的原子相互擴散現象，以提高相變化光碟片的耐久性，通常由含氮化合物所組成。本實施例中，第一界面層及第二界面層，均由厚度為5nm的鍺化氮(GeN)所構成。
另外，本實施例的相變化光碟片，適用於一具有短波長光源或長波長光源的光碟機，短波長光源例如是藍光雷射二極體，長波長光源例如是紅光雷射二極體。
於本實施例中，記錄層中結晶相的光吸收率Ac為72％，而非晶相的光吸收率Aa則為63％，Ac/Aa大於1，因此能減少交叉消除現象的發光。另外，在藍光雷色二極體(波長為40nm)的照射下，本發明的相變化光碟具有結晶相記錄層與非晶相記錄層的反射率差異(Reflectivity Difference，Rc-Ra)14％，此與已知技術中，相變化光碟片的記錄層的結晶相與非結晶相的，於愈短波長的光源照射下，反射率差異會愈隨著波長的變小而減少，有明顯的不同。
綜上所述，本發明的相變化光碟，尤其是一種具有多層的介電層結構，以避免交叉消除現象，並提高反射率差異發生的相變化光碟片。與已知技術相比，本發明的相變化光碟片，於基板及記錄層的，依序具有第一介電層、第二介電層以及第三介電層，且第二介電層的折射率(n2)大於第一介電層的折射率(n1)，且第二介電層的折射率(n2)大於第三介電層的折射率(n3)。本發明的相變化光碟不但能增加記錄層中，結晶相與非結晶相的光吸收率比(Ac/Aa)，以減少交叉消除現象，另一方面更能在短波長光源時，提高記錄層的結晶相與非結晶相間的反射率差異，以提升光學讀取頭判定記錄層信息記號的正確率。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於所述的權利要求中。
權利要求
1.一種相變化光碟片，包含一基板；一第一介電層，其形成於該基板上；一第二介電層，其形成於該第一介電層上，該第二介電層的折射率(n2)大於該第一介電層的折射率(n1)；一第三介電層，其形成於該第二介電層上，該第三介電層的折射率(n3)小於該第二介電層的折射率(n2)；一記錄層，其形成於該第三介電層上；一第四介電層，其形成於該記錄層上；以及一反射層，其形成於該記錄層上。
2.如權利要求第1所述的相變化光碟片，適用於一具有短波長光源的光碟機。
3.如權利要求第2所述的相變化光碟片，該短波長光源為一藍光雷射二極體。
4.如權利要求第1所述的相變化光碟片，適用於一具有長波長光源的光碟機。
5.如權利要求第4所述的相變化光碟片，該長波長光源為一紅光雷射二極體。
6.如權利要求第1所述的相變化光碟片，其中該第一介電層為二氧化矽。
7.如權利要求第1所述的相變化光碟片，其中該第一介電層為氧化鋁。
8.如權利要求第1所述的相變化光碟片，其中該第二介電層為硫化鋅-二氧化矽。
9.如權利要求第6所述的相變化光碟片，其中該第三介電層為二氧化矽。
10.如權利要求第7所述的相變化光碟片，其中該第三介電層為氧化鋁。
11.如權利要求第1所述的相變化光碟片，其中該反射層選自於金、鋁、鈦、銅、鉻、及其合金至少其中之一。
全文摘要
本發明提供一種相變化光碟片，包含一基板、一第一介電層、一第二介電層、一第三介電層、一記錄層、一第四介電層、以及一反射層。其中，第一介電層形成於基板上，第二介電層形成於第一介電層上，第二介電層的折射率(n2)大於第一介電層的折射率(n1)，第三介電層形成於第二介電層上，第三介電層的折射率(n3)小於第二介電層的折射率(n2)，記錄層形成於第三介電層上，第四介電層形成於記錄層上，反射層形成於第四介電層上。
文檔編號G11B7/24GK1661699SQ20041000593
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者陳宏倫 申請人:精碟科技股份有限公司