专利名称：含具低凸出区域的轨道的不可逆光学记录介质及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种包括其上布置有至少一个光敏层的至少一个基板的不 可逆光学记录介质，该光敏层包括在数据记录与/或读取操作时用于接收光学辐射的结构化前面(front face),该不可逆光学记录介质具有包括凸出区域 的轨道。本发明还涉及使用所述不可逆光学记录介质的方法。
技术背景例如在CD-R (紧凑光盘-可记录)和DVD-R (数字多功能盘-可 记录)类型介质上的光学记录大多数是通过沉积于塑料基板上并覆盖有反射 金属层的着色剂材料层来执行的。然而，着色剂材料中的不可逆光学记录技 术有时产生高的生产成本，特别是着色剂的价格以及着色剂处理步骤的人工 成本。此外，在可擦除或不可擦除的可写光学记录介质中，通过基板表面的凸 出轨道来实现的螺旋形凹槽，使得通过所述基板借助聚焦控制和跟踪系统可 以实现精确的数据写入和读取。轨道的节距通常由国际盘格式规格来定义。 例如，DVD的轨道节距等于740nm，而使用蓝色激光的，更公知名称为"蓝 光(Blu-Ray)"盘的光盘的轨道节距为320nm。该轨道还可以通过凹槽的深 度和宽度来表征。然而，基于使用着色剂的不可逆即不可擦除的记录介质需 要制作深的凹槽，例如对于DVD - R盘为140nm至180nm。该大的凹槽深 度意味着相对长的基板压模时间。由此，基板压模时间越长，介质制造周期 的总时间增加越多，且介质制造产率降低越多，这增大了生产成本。还可以使用无机材料生产光学记录介质。与有机着色剂相比，无机材料 在生产成本和性能方面具有优势。存在对由无机材料制成的层进4亍写入的不 同方法。最广泛研究的不可逆技术包括通过激光烧蚀在无机材料内形成标记 (mark)。标记的存在导致激光束在盘表面的反射的局部减小。该减小的反 射以更弱的激光功率被读取。然而，例如对于DVD的情形，标记的尺寸与 所要求的存储密度不相适应，特别是由于在标记周围存在材料衬垫。基于使用无机材料的目前投放市场的记录介质通常具有浅深度的凹槽， 但是这些介质是可擦除的。此外，这些介质包括大量的薄层，这增大了其价 格成本。最后，这些盘的反射与针对不可搭V除的可写介质的有效国际标准所 要求的不一致。发明内容本发明的一个目的是提供一种不可逆光学记录介质，其克服了现有技术 的缺点，且更具体而言，与根据现有技术的介质相比具有相对低的生产成本 和高的产率。根据本发明，该目的是通过所附权利要求来实现的。更具体而言，该介 质的特征在于凸出区域具有对于介于250nm和370nm之间的凸出区域的宽度，介于约25nm和约 35nm之间的高度；以及对于介于200nm和250nm之间的凸出区域的宽度，基本上介于一最小 值和一最大值之间的高度，其中该最小值按照递减方式基本上线性地在 25nm和32nm之间变化，该最大值基本上为35nm。本发明的另一个目的是提供使用这种介质的方法，其克服了现有技术的 缺点。根据本发明，该目的是通过如下事实来实现的，即，该凸出区域具有对于介于250nm和370nm之间的凸出区域的宽度，介于约25nm和约 35nm之间的高度；以及对于介于200nm和250nm之间的凸出区域的宽度，基本上介于一最小 值和一 最大值之间的高度，其中该最小值按照递减方式基本上线性地在 25nm和32nm之间变化，该最大值基本上为35nm,数据记录和读取是位于该凸出区域的平面(level)。
通过仅以非限制性示例给出并在附图中示出的本发明具体实施例的下 述描述，其他优点和特征将变得更加显而易见。附图中图1为布置在基板前面上并包括两个凸出区域的轨道的剖面示意性图不。图2的剖面视图示意性示出了包括根据图1的轨道。图3示出了根据轨道的凸出区域的高度和宽度，约为60 %的反射率值以 及约0.30和约0.60的规一化"推挽(Push-Pull)"信号值。
具体实施方式
形式优选为光盘或芯片卡的不可逆光学记录介质包括其上布置有至少 一个光敏层的至少一个基板。该光敏层包括在数据记录与/或读取操作时用于 接收光学辐射的结构化前面。按照已知方式，该不可逆光学记录介质还可以 包括夹置于基板和光敏层之间与/或位于光敏层前面上的一个或多个附加的层。光敏层优选包括受到光学辐射作用能够局部变形的无机材料。该光敏层 还提供对光学辐射光的充分反射和部分吸收。光敏层吸收的能量因此引起该 层内的局部加热，该局部加热导致该层的局部变形。该局部变形可以是气泡 (bubble)的形式或者是孔(hole)的形式，并在光每丈层内形成标记。由于 光每文层的标记与该层的未变形区域相比反射更少的光，于是通过4企测所形成 的标记即可读耳又该介质。标记的长度及标记之间的间距由此使得数据可以被编码。通过对所施加 的光学辐射的功率施加特定调制，还可以改变该标记的长度，其中所述特定 功率调制对应于写策略。标记的形状是由光敏层的材料类型确定。因此，能够形成孔的材料例如 与锑或硒合金化的碲基材料，已经在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，为了获得更高的数据存储密度，优选择优选用能够形成气泡的材 料。这些材料通常具有相对高的熔点，并包括至少一种容易喷射的元素。对 于通过形成气泡来写入的情形，光敏层材料的成分通常设为保证与刻 (inscribe )在盘上的标记长度良好的标准偏差(抖晃)相适应的气泡形成的 质量。可以使用具有硫、硒、碲、砷、锌、镉和磷基的合金。例如，该光敏 层可包括碲化锌(Zn-Te )、硒化锌(ZnSe )、磷化锌(PZn )、砷化锌(AsZn )、 或碲化镉(CdTe)合金。对于由Zn-Te合金制成的层，最合适的比例为锌占 65原子％ ,碲占35原子％ ，该层的厚度优选地介于15nm和50nm之间， 且优选等于40nm。在不可逆光学记录介质中，通常是通过布置于记录介质内的聚焦控制和 跟踪系统来执行标记的精确写入和读取。例如通过对基板前面进行结构化来 实现该轨道。因此，图1以常规的方式示出了包括自由后面la和结构化前 面lb的基板l,该结构化前面lb形成了包括凸出区域lc的轨道，该凸出区 域lc的集合优选形成螺旋形。在图1中，前面lb包括示意性示为梯形形式 的两个凸出区域lc。一般而言，在根据现有技术基于使用着色剂的记录介质中，实现数据写 入与/或读取的光学辐射来自于基板1的自由后面la。该光学辐射穿过所述 基板，并局部聚焦在该凹槽的平面。根据现有技术已知的且从自由后面la 可见的所述凹槽于是对应于图1中所述的凸出区域lc的集合。因此，根据 本发明的凸出区域lc的宽度L和高度H基本上对应于根据现有技术的光学 记录介质的凹槽的深度和宽度。根据本发明，对于凸出区域lc的宽度L介于250nm和370nm之间，该 凸出区域lc具有介于约25nm和约35nm之间的高度H。对于凸出区域lc 的宽度L介于200nm和250nm之间，其高度H介于一最小值和一最大值之 间，其中该最小值以递减方式基本上线性地在25nm和32nm之间变化，该 最大值基本上为35nm。此外，凸出区域lc优选地具有30nm的最大高度Hm収和370nm的最大 宽度L此外，凸出区域的宽度L优选地定义为控制系统所识别的宽度。该宽度 通常对应于基板和光敏层之间的界面。图1中示意性地，凸出区域lc的宽 度L对应于代表所述区域的梯形的两个底中的较短的一个，而高度H对应 于所述梯形的高度。根据图2所示的具体实施例，不可逆光学记录介质包括如图1所示的基 板1。光敏层2优选均匀地沉积在基板1的结构化前面lb上。光敏层2的前 面2a随后被结构化成包括凸出区域，其中数据记录和读取优选地是在这些 凸出区域上。光敏层因此在置于基板前面的凸出区域lc上方的凸出区域的 平面发生变形。厚度优选小于或等于15纳米的反射层3优选地布置于光^:层2的前面2a上。该反射层置于光敏层2和对光学辐射5是透明的保护层4之间。光学 辐射5设计为能够实现数据记录与/或读取。优选地，聚焦功率调制激光束在 穿过保护层4和反射层3之后，到达置于轨道的凸出区域lc下的光敏层2 的凸出区域。反射层3设计为改善光敏层2的光学性能，且光敏层2在预定波长范围 内反射非常小的情形则尤为合适。反射层3例如适于光学辐射波长范围介于 630nm和650nm之间的碲化锌光敏层。反射层3还可以改善光敏层2的热 学行为。反射层3可以由银、金、铝或铜制成。光敏层2例如由碲化锌制成并设计成受到光学辐射5的作用可以局部变 形，其厚度介于20nm和30nm之间，且其包括前面2a，由此光学辐射5通 过反射层3^皮接收。光敏层2和反射层3的双层形成了无机叠层，该无机叠 层能够获得强的初始反射并同时保持良好的写灵敏度和良好的对比度。该无 机叠层的厚度优选地基本上等于轨道的凸出区域lc的高度。不可逆光学记录介质不限于上述实施例。反射层3可以被对于光学辐射 透明的且不是双折射的可变形层替代，如主张2003年7月21申请的法国专 利申请No. FR0308875优先权的2004年7月16日申请的国际申请No. PCT/FR04/01897中所述。该可变形层于是置于光敏层和保护支座之间。光 学辐射因此在到达光敏层的结构化前面之前穿过该变形层。该变形层优选具有小于或等于200拜的厚度，且更优选地介于2nm和 100pm之间。该可变形层优选地包括先前被光辐射形成为网状的聚合物，例 如选自硅酮或柔性丙烯tt聚合物的聚合物。该可变形层是这样的层，即， 当写操作在光敏层上执行时，该层能够跟随光敏层的变形。光学写入辐射穿 过该可变形层和至少部分该光敏层，这使得除了光敏层内产生的凸出区域之 外，还在可变形层内产生变形。将可变形层置于光敏层前面上尤其促进了在光敏层内形成精确的标记。 实际上，当光敏层变形时，伴随着该光敏层的变形，该可变形层具有相同类 型的变形。该可变形层因此限制了写标记的展宽，尤其是当执行写入时由光 学辐射的热扩散导致的写标记的展宽。该可变形层因此使得可以获得更高质 量的才示i己。此外，优选厚度小于或等于15nm的金属层可以置于光^:层和可变形层 之间，以改善光敏层的反射。另外，防止氧化的透明且非常薄的保护层也可
以置于所述金属层和可变形层之间。该记录介质还可以包括半透明的附加光 敏层，可能具有透明的附加可变形层。用于不可逆光学记录介质的基板和保护层优选由例如聚碳酸酯(PC )或聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)的塑料制成，并通过模制而获得。基板的厚度 和轨道的节距根据所要求的记录介质的类型所施加的规格是可变化的。例 如，对于DVD或HD - DVD (高清晰度DVD )，基板厚度为0.6mm，而为 了生产蓝光盘，基板厚度为l.lmm。此外，根据目前标准，基板轨道的节距 对于DVD为0.74pm，对于蓝光DVD或HD - DVD为0.32pm。此外，该保 护层不是双折射的，且优选包括平坦的前面和后面。保护层的厚度由所要求 的介质的格式类型确定。因此，对于DVD,保护层和夹置于保护层足基板 之间各层的厚度总和必须约为0.6mm，而对于"蓝光DVD"盘，该厚度总 和必须约为lOO(im。另外，生产包括具有小高度的凸出区域的轨道的不可逆光学记录介质有 利于基板的压模，并因此使得可以实现更短的生产周期时间。这于是导致了 产率增加以及生产成本降低。另外，凸出区域的高度H和宽度L优选地选择来保持写入之前该盘的最低反射水平；以及写入之前和之后该盘的正确跟踪。实际上，根据国际标准ECMA349，写入之前和之后记录盘的反射率必 须介于45 %和85 %之前，而记录介质能够跟踪的允许容易测量的规一化"推 挽"信号必须介于0.30和0.60之间。
在图3中，曲线A和B分别代表根据凸出区域的高度和宽度的0.30和 0.60的规一化"推挽"信号值，而曲线C代表等于45 %的反射率值。因此可以注意，对于包括宽度L介于250nm和370nm之间且高度H介 于25nm和35nm之间的凸出区域的轨道，记录介质位于介于曲线A和C之 间的矩形区域I内。该介质具有大于或等于45%的反射率(曲线C)，规一 化"推挽"信号严格介于0.30和0.60之间。
对于包括宽度L介于250nm和370nm之间且高度H介于一最小值和一 最大值之间的凸出区域的轨道，其中该最小值以递减方式基本上线性地在 25nm和32nm之间变化，该最大值基本上为35nm,则该记录介质就反射率 和跟踪方面而言也满足ECMA 349的规3各。
权利要求
1. 一种不可逆光学记录介质，包括其上布置有至少一个光敏层(2)的 至少一个基板(1)，所述光敏层(2)包括在数据记录与/或读取操作时用于 接收光学辐射(5)的结构化前面(2a)，具有包括凸出区域(lc)的轨道， 所述不可逆光学记录介质的特征在于所述凸出区域(lc)具有对于介于250nm和370nm之间的凸出区域(lc)的宽度，介于约25nm 和约35nm之间的高度；以及对于介于200nm和250nm之间的凸出区域(lc)的宽度，基本上介于 一最小值和一最大值之间的高度，其中所述最小值按照递减方式基本上线性 地在25nm和32nm之间变化，所述最大值基本上为35nm。
2. 如权利要求1所述的不可逆光学记录介质，其特征在于所述凸出区 域(lc)具有30nm的最大高度和370nm的最大宽度。
3. 如权利要求1和2之一所述的不可逆光学记录介质，其特征在于对 所述光学辐射(5)透明的可变形层置于所述光敏层(2)的所述前面(2a) 上。
4. 如权利要求1至3任意一项所述的不可逆光学记录介质，其特征在 于所述光敏层(2)包括受到所述光学辐射(5)的作用能够局部变形的无机 材料。
5. 如权利要求1至4任意一项所述的不可逆光学记录介质，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层(2)的前面(lb)，所述基板(l)的前面(lb)设有包括所述凸出区域Uc)的轨道。
6. —种如权利要求1至5任意一项所述的不可逆光学记录介质的使用 方法，其特征在于所述凸出区域(lc)具有对于介于250nm和370nm之间的凸出区域(lc)的宽度，介于约25nm 和约35nm之间的高度；以及对于介于200nm和250nm之间的凸出区域(lc )的宽度，基本上介于 一最小值和一最大值之间的高度，其中所述最小值按照递减方式基本上线性 地在25nm和32nm之间变化，所述最大值基本上为35nm，数据记录和读取是位于所迷凸出区域(lc)的平面。
7. 如权利要求6所述的不可逆光学记录介质的使用方法，其特征在于 数据记录是通过在至少一个凸出区域(lc)的平面的形式为气泡的所述光敏 层(2)局部变形来实现。
全文摘要
本发明涉及一种包含具有低凸出区域的轨道的不可逆光学记录介质及其使用方法。该不可逆光学记录介质包括其上布置有至少一个光敏层(2)的至少一个基板(1)，该光敏层(2)包括设计成在数据记录与/或读取操作时用于接收光学辐射(5)的结构化前面(2a)。该不可逆光学记录介质还包括含有凸出区域(1c)的轨道，该凸出区域(1c)具有对于介于250nm和370nm之间的凸出区域(1c)的宽度，介于约25nm和约35nm之间的高度；以及对于介于200nm和250nm之间的凸出区域(1c)的宽度，基本上介于一最小值和一最大值之间的高度，其中该最小值按照递减方式基本上线性地在25nm和32nm之间变化，该最大值为35nm。
文档编号G11B7/253GK101124629SQ200680003324
公开日2008年2月13日 申请日期2006年1月25日 优先权日2005年1月27日
发明者卢多维克·波皮内特, 费边·劳莱格内特 申请人:原子能委员会;Mpo国际公司