相位變化光碟的製作方法
2023-07-20 12:41:06 2
專利名稱：相位變化光碟的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種相位變化光碟(phase change optical disk)，該光碟具有一個記錄層，能夠根據入射光束改變相位，本發明尤其涉及改進布置在基片和記錄層之間的絕緣層的結構的相位變化光碟。
相位變化光碟被廣泛地稱為光碟，通過使用一種光特性，它能夠進行信息的記錄/重現，其中接收雷射束的一部分記錄層根據入射雷射束的功率被轉換為晶態或非晶態。
圖1示出一個傳統的相位變化光碟。該相位變化光碟10包括一個由透明材料如聚碳酸酯形成的基片11、一個第一絕緣層12、一個記錄層13、一個第二絕緣層14、一個反射層15以及一個保護層16，它們按照順序在基片11上形成。
當一個入射雷射束以箭頭A指示的方向入射到基片11而使記錄層13的溫度快速變化時，第一絕緣層12和第二絕緣層14是用於保護基片11和反射層15的層。第一絕緣層12和第二絕緣層14由ZnS-SiO2材料形成，它具有優良的熱阻特性。反射層15由一種具有優良反射率的材料如鋁形成以反射入射光束。保護層16由紫外線固化樹脂層形成並且保護第一絕緣層12、第二絕緣層14、記錄層13以及基片11。記錄層13由一種如基於Sb-Te-In-Se的化合物材料形成並且發射雷射束到達的那部分相位可以根據入射雷射束的功率來改變。例如，在記錄期間，一個高功率雷射束被發射到記錄層13。因此，發射雷射束到達的記錄層13的部分被溶解並且隨後被冷卻以轉換為一種非晶態，形成一個信息標記。非晶態中的信息標記和晶態中的相鄰部分的光反射率是不同的，使得信息能夠由於光反射率的不同被記錄/重現。當擦除記錄的信息時，發射一個功率大約為用於記錄的功率的1/3-1/2的雷射束。藉助於該雷射束，信息標記部分被加熱到一個比結晶溫度高同時比溶解溫度低的溫度，然後該部分被冷卻下來。因此，在非晶態的信息標記被再次結晶使得該信息被擦除。
為了獲得一個穩定的再現信號，晶體記錄層的反射率Rc和非晶態記錄層的反射率Ra之間的差值，即Rc-Ra最好是10％或更多一些。同樣，當信息被記錄在一個已經寫入信息的表面上的重寫完成時，僅當具有一個所要求大小的信息標記被記錄時才可以減少信號的誤差，而不用考慮記錄層13的狀態。因此，晶體記錄層的光吸收率Ac相對於非晶態記錄層的光吸收率Aa之間的比率，即光吸收率Ac/Aa應該至少是1.2。
對於相位變化光碟來說，為了通過減少光道之間的間隔來增加記錄密度，使用一個小於450nm的短波長的藍色雷射束來代替近紅外線或一個紅色雷射束的研究最近已經完成。當使用一個具有短波長的藍色雷射束時，光點的直徑和光道之間的間隔被減少因此使得記錄密度相應增加。當光道之間的間隔減少時，在記錄期間擦除記錄在相鄰光道上的信息標記的交叉擦除現象是嚴重的。交叉擦除現象隨著光吸收比率Ac/Aa的增加而減少。這樣，為了增加記錄密度，光吸收比率Ac/Aa需要增加到最大的程度。
然而，在上述相位變化光碟中，如它所公知的，由第一絕緣層反射的光波和由晶體記錄層反射的光波產生了破壞性的幹擾。因此，在晶體記錄層，反射率降低而光吸收率增加，同時在非晶態記錄層，反射率增加而光吸收率降低。這樣，雖然可以保持高的光吸收率，但它不超過1.3。
為了解決上面的問題，本發明的目的是提供一種相位變化光碟，其中改進了基片和記錄層之間的絕緣層的結構以增加光吸收比率，使得減少交叉擦除現象。
因此，為了達到上面的目標，提供一種相位變化光碟，該光碟包括一個基片、一個在基片上形成的第一絕緣層、根據入射光束的功率能夠被轉換到非晶態和晶態中的一個的在第一絕緣層上形成的記錄層、一個在記錄層上形成的第二絕緣層以及一個在第二絕緣層上形成的反射層。在上面的相位變化光碟中，第一絕緣層由一種相對於入射光束具有折射率為2.7或更大數值的材料形成。
參照附圖和優選實施例中詳細的描述，本發明上面的目的和優點將變得更加明顯，其中圖1是一個傳統的相位變化光碟的示意剖面圖；圖2是一個根據本發明優選實施例的相位變化光碟的示意剖面圖；圖3是一個說明分別由圖1和圖2示出的相位變化光碟的晶體記錄層和非晶體記錄層之間光反射比率差值的圖形；以及圖4是一個說明分別由圖1和圖2示出的相位變化光碟的晶體記錄層相對於非晶體記錄層的光吸收比率差值的圖形。
參照圖2，如同參照圖1描述的傳統的相位變化光碟，根據本發明優選實施例的相位變化光碟20包括一個基片21、一個第一絕緣層22、一個在第一絕緣層22上形成的記錄層23、一個在記錄層23上形成的第二絕緣層24、以及一個在第二絕緣層24上形成的反射層25。
包括基片21的各層的功能與圖1示出的傳統的相位變化光碟10中相應部件的功能是相同的。即基片21由透明材料如聚碳酸酯形成使得一個入射光束能夠通過。當一個雷射束以箭頭A指示的方向入射使得記錄層23的溫度快速變化時，第一絕緣層22和第二絕緣層24用於保護基片21和反射層25免受熱的影響。反射層25反射一個入射雷射束。在記錄層23，接收雷射束的部分的相位根據入射雷射束的功率從晶態變化為非晶態或者從非晶態變化為晶態。
根據本發明優選實施例的相位變化光碟與傳統的相位變化光碟10的區別在於形成絕緣層的材料，該介質層即為基片21和記錄層23之間的第一絕緣層22。相位變化光碟20的第一絕緣層22由一種相對於入射雷射束具有折射率為2.7或更高數值的材料形成。例如，當入射雷射束是一個具有400nm波長的藍色雷射束時，相對於藍色雷射束具有折射率大約為2.8的TiO2可以用作第一絕緣層22的材料。另外，ZnO、CeO2和ZnS可以用作第一絕緣層22的材料。
如同傳統的相位變化光碟10的記錄層13，記錄層23由基於Sb-Te-In-Se的化合物如Sb2Te3-In4Se3形成。第二絕緣層24可以由ZnS-SiO2形成。相對於具有400nm波長的光，ZnS-SiO2的折射率為大約2.3，它小於第一絕緣層22的折射率。反射層25由一種具有優良反射率如Al的材料形成。保護層26由在反射層25上的紫外線固化樹脂形成，並且保護第一絕緣層22、第二絕緣層24、記錄層23以及基片21。
因為記錄和重現本發明的相位變化光碟20上信息的處理與傳統的相位變化光碟10相同，所以省略了詳細的描述。
在本實施例的相位變化光碟20中，因為如上所述第一絕緣層22相對於入射光束具有一個高的折射率2.7或更高數值，所以與相對於入射光束具有較低折射率2.4或更低數值的材料形成的第一絕緣層12的傳統的相位變化光碟10相比，第一絕緣層22反射的光量增加。由第一絕緣層22反射的光波與晶體記錄層反射的光波產生破壞性的幹擾，使得在晶體記錄層，反射率Rc降低而光吸收率Ac增加，以及在非晶態記錄層，反射率Ra增加而光吸收率Aa降低。然而，在本發明的相位變化光碟20中，因為如上所述由第一絕緣層22反射的光量增加，與傳統的相位變化光碟相比，晶體記錄層的光吸收率Ac顯著地增加而非晶態記錄層的光吸收率Ac顯著地降低。這樣，本發明的相位變化光碟20具有一個高於傳統的相位變化光碟10的光吸收比率Ac/Aa。
在圖3和圖4中示出了根據本發明的相位變化光碟20和傳統的相位變化光碟10，隨著第一絕緣層厚度的變化，光反射率的差值Rc-Ra和光吸收比率Ac/Aa比較的結果。在圖中，當一個具有400nm波長的藍色雷射束作為一個用於記錄和再現的入射光束入射時，本發明的相位變化光碟20由虛線示出，其中第一絕緣層22由相對於400nm波長的光，折射率大約為2.8的TiO2形成。傳統的相位變化光碟10由實線示出，其中第一絕緣層12由相對於400nm波長的光，折射率大約為2.3的ZnS-SiO2形成。
如圖3所示，在第一絕緣層的厚度範圍大約為80-90nm、155-170nm等時，在採用TiO2作為第一絕緣層22材料的本發明的相位變化光碟的光反射率差值Rc-Ra低於採用ZnS-SiO2的傳統的相位變化光碟的光反射率差值的最小值。在其它範圍，可以看出與傳統的光碟10的光反射率沒有顯著的差別。
在第一絕緣層的厚度範圍大約為80-95nn、155-170nm等時，在採用TiO2作為第一絕緣層22材料的本發明的相位變化光碟20的光吸收率Ac/Aa低於採用ZnS-SiO2的傳統的相位變化光碟的光吸收比率的最小值。然而，在第一絕緣層的厚度範圍大約為115-135nm、185-205nm等時，本發明的相位變化光碟的光吸收比率Ac/Aa大於採用ZnS-SiO2的傳統的相位變化光碟的光吸收比率的最大值，同時在第一絕緣層的厚度範圍大約為125nm、195nm等時，光吸收比率的最大值大約是1.38。
這樣，如圖3所示，當一個具有波長為400nm的藍色雷射束入射用於記錄/再現時，如果第一絕緣層22由TiO2形成，它具有大約125nm或195nm的厚度，則光反射率差值Rc-Ra是在幾乎類似於傳統的相位變化光碟的範圍內，並且光吸收比率Ac/Aa具有一個大約1.38的高值。
因為本發明的相位變化光碟的光吸收比率高，自然限制了交叉擦除現象的產生。這樣，在本發明的相位變化光碟中，記錄層光道之間的間隔可能減少到0.4μm或更少。因此，光碟的記錄密度增加並且光碟能夠用作一種可以重複記錄的高密度DVD(HD DVD-RW)。
雖然在上面的實施例中描述的第二絕緣層由ZnS-SiO2化合物形成，但也可以採用另一種適當的材料如SiNx。同樣，雖然在上面的實施例中描述的雷射束具有400nm的短波長，但是很明顯本發明的技術精神可以應用於使用450nm波長或短一些波長或其他波長的雷射束的情況。
如上所述，在本發明的相位變化光碟中，因為布置在基片和記錄層之間的絕緣層由一種相對於入射光束的折射率為2.7或更多數值的材料形成，所以光吸收比率增加使得限制了交叉擦除現象的產生，並且因此使記錄密度增加。
權利要求
1．一種相位變化光碟，包括一個基片、一個在基片上形成的第一絕緣層、一個根據入射光束的功率能夠轉換為非晶態和晶態中的一個的在第一絕緣層上形成的記錄層、一個在記錄層上形成的第二絕緣層以及一個在第二絕緣層上形成的反射層，其特徵在於，第一絕緣層由一種相對於入射光束具有折射率為2.7或更大數值的材料形成。
2．如權利要求1所述的光碟，其中，第一絕緣層由一個包括TiO2、ZnO、CeO2和ZnS的組中選擇的材料形成。
3．如權利要求l所述的光碟，其中，記錄層由基於Sb-Te-In-Se的化合物形成。
4．如權利要求l所述的光碟，其中，入射光束具有450nm或更少數值的波長。
5．如權利要求1所述的光碟，其中，第二絕緣層由一種ZnS-SiO2化合物形成。
全文摘要
一種相位變化光碟,包括一個基片和一個在該基片上形成的第一絕緣層。一個在第一絕緣層上形成的記錄層根據入射光束的功率能夠轉換為非晶態和晶態中的一個。第二絕緣層在記錄層上形成。一個反射層在第二絕緣層上形成。在該相位變化光碟中,第一絕緣層由一種相對於入射光束具有折射率為2.7或更高數值的材料形成。
文檔編號G11B7/257GK1298176SQ00128520
公開日2001年6月6日 申請日期2000年11月21日 優先權日1999年11月24日
發明者金成洙 申請人:三星電子株式會社