專利名稱：含具低凸出區(qū)域的軌道的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括其上布置有至少一個光敏層的至少一個基板的不 可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，該光敏層包括在數(shù)據(jù)記錄與/或讀取操作時用于接收光學(xué)輻射的結(jié)構(gòu)化前面(front face),該不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)具有包括凸出區(qū)域 的軌道。本發(fā)明還涉及使用所述不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)的方法。
技術(shù)背景例如在CD-R (緊湊光盤-可記錄)和DVD-R (數(shù)字多功能盤-可 記錄)類型介質(zhì)上的光學(xué)記錄大多數(shù)是通過沉積于塑料基板上并覆蓋有反射 金屬層的著色劑材料層來執(zhí)行的。然而，著色劑材料中的不可逆光學(xué)記錄技 術(shù)有時產(chǎn)生高的生產(chǎn)成本，特別是著色劑的價格以及著色劑處理步驟的人工 成本。此外，在可擦除或不可擦除的可寫光學(xué)記錄介質(zhì)中，通過基板表面的凸 出軌道來實現(xiàn)的螺旋形凹槽，使得通過所述基板借助聚焦控制和跟蹤系統(tǒng)可 以實現(xiàn)精確的數(shù)據(jù)寫入和讀取。軌道的節(jié)距通常由國際盤格式規(guī)格來定義。 例如，DVD的軌道節(jié)距等于740nm，而使用藍色激光的，更公知名稱為"藍 光(Blu-Ray)"盤的光盤的軌道節(jié)距為320nm。該軌道還可以通過凹槽的深 度和寬度來表征。然而，基于使用著色劑的不可逆即不可擦除的記錄介質(zhì)需 要制作深的凹槽，例如對于DVD - R盤為140nm至180nm。該大的凹槽深 度意味著相對長的基板壓模時間。由此，基板壓模時間越長，介質(zhì)制造周期 的總時間增加越多，且介質(zhì)制造產(chǎn)率降低越多，這增大了生產(chǎn)成本。還可以使用無機材料生產(chǎn)光學(xué)記錄介質(zhì)。與有機著色劑相比，無機材料 在生產(chǎn)成本和性能方面具有優(yōu)勢。存在對由無機材料制成的層進4亍寫入的不 同方法。最廣泛研究的不可逆技術(shù)包括通過激光燒蝕在無機材料內(nèi)形成標(biāo)記 (mark)。標(biāo)記的存在導(dǎo)致激光束在盤表面的反射的局部減小。該減小的反 射以更弱的激光功率被讀取。然而，例如對于DVD的情形，標(biāo)記的尺寸與 所要求的存儲密度不相適應(yīng)，特別是由于在標(biāo)記周圍存在材料襯墊。基于使用無機材料的目前投放市場的記錄介質(zhì)通常具有淺深度的凹槽， 但是這些介質(zhì)是可擦除的。此外，這些介質(zhì)包括大量的薄層，這增大了其價 格成本。最后，這些盤的反射與針對不可搭V除的可寫介質(zhì)的有效國際標(biāo)準(zhǔn)所 要求的不一致。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，其克服了現(xiàn)有技術(shù) 的缺點，且更具體而言，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的介質(zhì)相比具有相對低的生產(chǎn)成本 和高的產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過所附權(quán)利要求來實現(xiàn)的。更具體而言，該介 質(zhì)的特征在于凸出區(qū)域具有對于介于250nm和370nm之間的凸出區(qū)域的寬度，介于約25nm和約 35nm之間的高度；以及對于介于200nm和250nm之間的凸出區(qū)域的寬度，基本上介于一最小 值和一最大值之間的高度，其中該最小值按照遞減方式基本上線性地在 25nm和32nm之間變化，該最大值基本上為35nm。本發(fā)明的另一個目的是提供使用這種介質(zhì)的方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的 缺點。根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過如下事實來實現(xiàn)的，即，該凸出區(qū)域具有對于介于250nm和370nm之間的凸出區(qū)域的寬度，介于約25nm和約 35nm之間的高度；以及對于介于200nm和250nm之間的凸出區(qū)域的寬度，基本上介于一最小 值和一 最大值之間的高度，其中該最小值按照遞減方式基本上線性地在 25nm和32nm之間變化，該最大值基本上為35nm,數(shù)據(jù)記錄和讀取是位于該凸出區(qū)域的平面(level)。


通過僅以非限制性示例給出并在附圖中示出的本發(fā)明具體實施例的下 述描述，其他優(yōu)點和特征將變得更加顯而易見。附圖中圖1為布置在基板前面上并包括兩個凸出區(qū)域的軌道的剖面示意性圖不。圖2的剖面視圖示意性示出了包括根據(jù)圖1的軌道。圖3示出了根據(jù)軌道的凸出區(qū)域的高度和寬度，約為60 %的反射率值以 及約0.30和約0.60的規(guī)一化"推挽(Push-Pull)"信號值。
具體實施方式
形式優(yōu)選為光盤或芯片卡的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)包括其上布置有至少 一個光敏層的至少一個基板。該光敏層包括在數(shù)據(jù)記錄與/或讀取操作時用于 接收光學(xué)輻射的結(jié)構(gòu)化前面。按照已知方式，該不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)還可以 包括夾置于基板和光敏層之間與/或位于光敏層前面上的一個或多個附加的層。光敏層優(yōu)選包括受到光學(xué)輻射作用能夠局部變形的無機材料。該光敏層 還提供對光學(xué)輻射光的充分反射和部分吸收。光敏層吸收的能量因此引起該 層內(nèi)的局部加熱，該局部加熱導(dǎo)致該層的局部變形。該局部變形可以是氣泡 (bubble)的形式或者是孔(hole)的形式，并在光每丈層內(nèi)形成標(biāo)記。由于 光每文層的標(biāo)記與該層的未變形區(qū)域相比反射更少的光，于是通過4企測所形成 的標(biāo)記即可讀耳又該介質(zhì)。標(biāo)記的長度及標(biāo)記之間的間距由此使得數(shù)據(jù)可以被編碼。通過對所施加 的光學(xué)輻射的功率施加特定調(diào)制，還可以改變該標(biāo)記的長度，其中所述特定 功率調(diào)制對應(yīng)于寫策略。標(biāo)記的形狀是由光敏層的材料類型確定。因此，能夠形成孔的材料例如 與銻或硒合金化的碲基材料，已經(jīng)在M. Terao等的文章("Chalcogenide thin films for laser-beam recordings by thermal creation of holes", J. Appl. Phys. 50(11)， November 1979， pages 6881 to 6886 )中描述。然而，為了獲得更高的數(shù)據(jù)存儲密度，優(yōu)選擇優(yōu)選用能夠形成氣泡的材 料。這些材料通常具有相對高的熔點，并包括至少一種容易噴射的元素。對 于通過形成氣泡來寫入的情形，光敏層材料的成分通常設(shè)為保證與刻 (inscribe )在盤上的標(biāo)記長度良好的標(biāo)準(zhǔn)偏差(抖晃)相適應(yīng)的氣泡形成的 質(zhì)量?？梢允褂镁哂辛颉⑽?、碲、砷、鋅、鎘和磷基的合金。例如，該光敏 層可包括碲化鋅(Zn-Te )、硒化鋅(ZnSe )、磷化鋅(PZn )、砷化鋅(AsZn )、 或碲化鎘(CdTe)合金。對于由Zn-Te合金制成的層，最合適的比例為鋅占 65原子％ ,碲占35原子％ ，該層的厚度優(yōu)選地介于15nm和50nm之間， 且優(yōu)選等于40nm。在不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)中，通常是通過布置于記錄介質(zhì)內(nèi)的聚焦控制和 跟蹤系統(tǒng)來執(zhí)行標(biāo)記的精確寫入和讀取。例如通過對基板前面進行結(jié)構(gòu)化來 實現(xiàn)該軌道。因此，圖1以常規(guī)的方式示出了包括自由后面la和結(jié)構(gòu)化前 面lb的基板l,該結(jié)構(gòu)化前面lb形成了包括凸出區(qū)域lc的軌道，該凸出區(qū) 域lc的集合優(yōu)選形成螺旋形。在圖1中，前面lb包括示意性示為梯形形式 的兩個凸出區(qū)域lc。一般而言，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)基于使用著色劑的記錄介質(zhì)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)寫 入與/或讀取的光學(xué)輻射來自于基板1的自由后面la。該光學(xué)輻射穿過所述 基板，并局部聚焦在該凹槽的平面。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的且從自由后面la 可見的所述凹槽于是對應(yīng)于圖1中所述的凸出區(qū)域lc的集合。因此，根據(jù) 本發(fā)明的凸出區(qū)域lc的寬度L和高度H基本上對應(yīng)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué) 記錄介質(zhì)的凹槽的深度和寬度。根據(jù)本發(fā)明，對于凸出區(qū)域lc的寬度L介于250nm和370nm之間，該 凸出區(qū)域lc具有介于約25nm和約35nm之間的高度H。對于凸出區(qū)域lc 的寬度L介于200nm和250nm之間，其高度H介于一最小值和一最大值之 間，其中該最小值以遞減方式基本上線性地在25nm和32nm之間變化，該 最大值基本上為35nm。此外，凸出區(qū)域lc優(yōu)選地具有30nm的最大高度Hm収和370nm的最大 寬度L此外，凸出區(qū)域的寬度L優(yōu)選地定義為控制系統(tǒng)所識別的寬度。該寬度 通常對應(yīng)于基板和光敏層之間的界面。圖1中示意性地，凸出區(qū)域lc的寬 度L對應(yīng)于代表所述區(qū)域的梯形的兩個底中的較短的一個，而高度H對應(yīng) 于所述梯形的高度。根據(jù)圖2所示的具體實施例，不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)包括如圖1所示的基 板1。光敏層2優(yōu)選均勻地沉積在基板1的結(jié)構(gòu)化前面lb上。光敏層2的前 面2a隨后被結(jié)構(gòu)化成包括凸出區(qū)域，其中數(shù)據(jù)記錄和讀取優(yōu)選地是在這些 凸出區(qū)域上。光敏層因此在置于基板前面的凸出區(qū)域lc上方的凸出區(qū)域的 平面發(fā)生變形。厚度優(yōu)選小于或等于15納米的反射層3優(yōu)選地布置于光^:層2的前面2a上。該反射層置于光敏層2和對光學(xué)輻射5是透明的保護層4之間。光學(xué) 輻射5設(shè)計為能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)記錄與/或讀取。優(yōu)選地，聚焦功率調(diào)制激光束在 穿過保護層4和反射層3之后，到達置于軌道的凸出區(qū)域lc下的光敏層2 的凸出區(qū)域。反射層3設(shè)計為改善光敏層2的光學(xué)性能，且光敏層2在預(yù)定波長范圍 內(nèi)反射非常小的情形則尤為合適。反射層3例如適于光學(xué)輻射波長范圍介于 630nm和650nm之間的碲化鋅光敏層。反射層3還可以改善光敏層2的熱 學(xué)行為。反射層3可以由銀、金、鋁或銅制成。光敏層2例如由碲化鋅制成并設(shè)計成受到光學(xué)輻射5的作用可以局部變 形，其厚度介于20nm和30nm之間，且其包括前面2a，由此光學(xué)輻射5通 過反射層3^皮接收。光敏層2和反射層3的雙層形成了無機疊層，該無機疊 層能夠獲得強的初始反射并同時保持良好的寫靈敏度和良好的對比度。該無 機疊層的厚度優(yōu)選地基本上等于軌道的凸出區(qū)域lc的高度。不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)不限于上述實施例。反射層3可以被對于光學(xué)輻射 透明的且不是雙折射的可變形層替代，如主張2003年7月21申請的法國專 利申請No. FR0308875優(yōu)先權(quán)的2004年7月16日申請的國際申請No. PCT/FR04/01897中所述。該可變形層于是置于光敏層和保護支座之間。光 學(xué)輻射因此在到達光敏層的結(jié)構(gòu)化前面之前穿過該變形層。該變形層優(yōu)選具有小于或等于200拜的厚度，且更優(yōu)選地介于2nm和 100pm之間。該可變形層優(yōu)選地包括先前被光輻射形成為網(wǎng)狀的聚合物，例 如選自硅酮或柔性丙烯tt聚合物的聚合物。該可變形層是這樣的層，即， 當(dāng)寫操作在光敏層上執(zhí)行時，該層能夠跟隨光敏層的變形。光學(xué)寫入輻射穿 過該可變形層和至少部分該光敏層，這使得除了光敏層內(nèi)產(chǎn)生的凸出區(qū)域之 外，還在可變形層內(nèi)產(chǎn)生變形。將可變形層置于光敏層前面上尤其促進了在光敏層內(nèi)形成精確的標(biāo)記。 實際上，當(dāng)光敏層變形時，伴隨著該光敏層的變形，該可變形層具有相同類 型的變形。該可變形層因此限制了寫標(biāo)記的展寬，尤其是當(dāng)執(zhí)行寫入時由光 學(xué)輻射的熱擴散導(dǎo)致的寫標(biāo)記的展寬。該可變形層因此使得可以獲得更高質(zhì) 量的才示i己。此外，優(yōu)選厚度小于或等于15nm的金屬層可以置于光^:層和可變形層 之間，以改善光敏層的反射。另外，防止氧化的透明且非常薄的保護層也可
以置于所述金屬層和可變形層之間。該記錄介質(zhì)還可以包括半透明的附加光 敏層，可能具有透明的附加可變形層。用于不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)的基板和保護層優(yōu)選由例如聚碳酸酯(PC )或聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)的塑料制成，并通過模制而獲得?；宓暮穸?和軌道的節(jié)距根據(jù)所要求的記錄介質(zhì)的類型所施加的規(guī)格是可變化的。例 如，對于DVD或HD - DVD (高清晰度DVD )，基板厚度為0.6mm，而為 了生產(chǎn)藍光盤，基板厚度為l.lmm。此外，根據(jù)目前標(biāo)準(zhǔn)，基板軌道的節(jié)距 對于DVD為0.74pm，對于藍光DVD或HD - DVD為0.32pm。此外，該保 護層不是雙折射的，且優(yōu)選包括平坦的前面和后面。保護層的厚度由所要求 的介質(zhì)的格式類型確定。因此，對于DVD,保護層和夾置于保護層足基板 之間各層的厚度總和必須約為0.6mm，而對于"藍光DVD"盤，該厚度總 和必須約為lOO(im。另外，生產(chǎn)包括具有小高度的凸出區(qū)域的軌道的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)有 利于基板的壓模，并因此使得可以實現(xiàn)更短的生產(chǎn)周期時間。這于是導(dǎo)致了 產(chǎn)率增加以及生產(chǎn)成本降低。另外，凸出區(qū)域的高度H和寬度L優(yōu)選地選擇來保持寫入之前該盤的最低反射水平；以及寫入之前和之后該盤的正確跟蹤。實際上，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ECMA349，寫入之前和之后記錄盤的反射率必 須介于45 %和85 %之前，而記錄介質(zhì)能夠跟蹤的允許容易測量的規(guī)一化"推 挽"信號必須介于0.30和0.60之間。
在圖3中，曲線A和B分別代表根據(jù)凸出區(qū)域的高度和寬度的0.30和 0.60的規(guī)一化"推挽"信號值，而曲線C代表等于45 %的反射率值。因此可以注意，對于包括寬度L介于250nm和370nm之間且高度H介 于25nm和35nm之間的凸出區(qū)域的軌道，記錄介質(zhì)位于介于曲線A和C之 間的矩形區(qū)域I內(nèi)。該介質(zhì)具有大于或等于45%的反射率(曲線C)，規(guī)一 化"推挽"信號嚴(yán)格介于0.30和0.60之間。
對于包括寬度L介于250nm和370nm之間且高度H介于一最小值和一 最大值之間的凸出區(qū)域的軌道，其中該最小值以遞減方式基本上線性地在 25nm和32nm之間變化，該最大值基本上為35nm,則該記錄介質(zhì)就反射率 和跟蹤方面而言也滿足ECMA 349的規(guī)3各。
權(quán)利要求
1. 一種不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，包括其上布置有至少一個光敏層(2)的 至少一個基板(1)，所述光敏層(2)包括在數(shù)據(jù)記錄與/或讀取操作時用于 接收光學(xué)輻射(5)的結(jié)構(gòu)化前面(2a)，具有包括凸出區(qū)域(lc)的軌道， 所述不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)的特征在于所述凸出區(qū)域(lc)具有對于介于250nm和370nm之間的凸出區(qū)域(lc)的寬度，介于約25nm 和約35nm之間的高度；以及對于介于200nm和250nm之間的凸出區(qū)域(lc)的寬度，基本上介于 一最小值和一最大值之間的高度，其中所述最小值按照遞減方式基本上線性 地在25nm和32nm之間變化，所述最大值基本上為35nm。
2. 如權(quán)利要求1所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于所述凸出區(qū) 域(lc)具有30nm的最大高度和370nm的最大寬度。
3. 如權(quán)利要求1和2之一所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在于對 所述光學(xué)輻射(5)透明的可變形層置于所述光敏層(2)的所述前面(2a) 上。
4. 如權(quán)利要求1至3任意一項所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在 于所述光敏層(2)包括受到所述光學(xué)輻射(5)的作用能夠局部變形的無機 材料。
5. 如權(quán)利要求1至4任意一項所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)，其特征在 于所述基板(1)包括自由后面(la)和其上布置有所述光敏層(2)的前面(lb)，所述基板(l)的前面(lb)設(shè)有包括所述凸出區(qū)域Uc)的軌道。
6. —種如權(quán)利要求1至5任意一項所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)的使用 方法，其特征在于所述凸出區(qū)域(lc)具有對于介于250nm和370nm之間的凸出區(qū)域(lc)的寬度，介于約25nm 和約35nm之間的高度；以及對于介于200nm和250nm之間的凸出區(qū)域(lc )的寬度，基本上介于 一最小值和一最大值之間的高度，其中所述最小值按照遞減方式基本上線性 地在25nm和32nm之間變化，所述最大值基本上為35nm，數(shù)據(jù)記錄和讀取是位于所迷凸出區(qū)域(lc)的平面。
7. 如權(quán)利要求6所述的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)的使用方法，其特征在于 數(shù)據(jù)記錄是通過在至少一個凸出區(qū)域(lc)的平面的形式為氣泡的所述光敏 層(2)局部變形來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含具有低凸出區(qū)域的軌道的不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)及其使用方法。該不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)包括其上布置有至少一個光敏層(2)的至少一個基板(1)，該光敏層(2)包括設(shè)計成在數(shù)據(jù)記錄與/或讀取操作時用于接收光學(xué)輻射(5)的結(jié)構(gòu)化前面(2a)。該不可逆光學(xué)記錄介質(zhì)還包括含有凸出區(qū)域(1c)的軌道，該凸出區(qū)域(1c)具有對于介于250nm和370nm之間的凸出區(qū)域(1c)的寬度，介于約25nm和約35nm之間的高度；以及對于介于200nm和250nm之間的凸出區(qū)域(1c)的寬度，基本上介于一最小值和一最大值之間的高度，其中該最小值按照遞減方式基本上線性地在25nm和32nm之間變化，該最大值為35nm。
文檔編號G11B7/253GK101124629SQ200680003324
公開日2008年2月13日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者盧多維克·波皮內(nèi)特, 費邊·勞萊格內(nèi)特 申請人:原子能委員會;Mpo國際公司