专利名称：超高显像度光记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超高显像度光记录媒体，尤其涉及在光的衍射界限以下生 成标记，并利用光照射该标记进行存储和读取的超高显像度光记录媒体。
背景技术：
现在己开发或者已经生产出产品的光记录媒体的代表例包括利用红色激光记录和读取的DVD (digital versatile disc;以下称DVD)和使用蓝色激光 的BD (Blu-ray disc;以下称BD)。上述光记录媒体的存储容量DVD级为4. 7 吉伽字节 (Gigabyte;以下称为GB)，最近投入市场的BD级为25GB左右。 据猜测，到2005年以后，光记录媒体一个CD的大小能达到100GB以上。到2010 年以后， 一个CD的大小能够达到太拉字节(Tera byte; TB)以上。但是，作 为信号流动的信息，为了存储高密度数字视频(High Density Digital Video)， 便需要能存储20GB以上的容量，25Mbps以上的数据传输速度的用于存储信息 的信息存储媒体。现在，在各种各样的多媒体环境下，多功能信息存储技术呈现出多种发展 形态。其中，光记录媒体不仅能够放入播放装置或从中取出来，而且能够存储 大容量信息。同时，在读取时，能够对存储的内容进行随机(random access) 读取，能够维持被存储数据的可靠性，因为费用低廉，所以在多种信息存储方 式中是最受人关注的。光记录媒体必须降低记录凹点(pit)的大小，才能够增加记录密度。记录 为了降低凹点的大小，必须降低入射激光光束的大小，激光光束的大小与激光 的波长(入)成正比例，与对物透镜开口数(Numerical Aperture; NA)成反 比例(doc A/NA，其中，d为激光光束的大小，人为波长，NA为透镜的开口数)。 因此，为了降低激光光束的大小，就必须降低激光光束的波长或增加开口数。为了获得高密度存储媒体，便应该使用波长短的激光进行存储和播放。但是，使用短波长激光(蓝色激光(405nm))和多开口数(NA=0. 85)来实现高密度 存储已经几乎到达了理想的界限，为了获得更大的存储容量，必须需要新的技 术。因此，作为能与现有的CD和DVD播放设备互换，并且容量比初期CD所拥有的650MB的存储容量高数百倍的用于存储高密度信息的光记录媒体的一个方 案，便是使用超高显像度(s叩er-resolution)现象对光记录媒体进行新的研艽。这种超高显像度光记录媒体有望使用现有的激光光拾取器系统，同时，大 大降低了记录标记的大小，从而增加存储密度。现有的一次记录性(Write once read many, WORM)超高显像度光记录媒体在记录层上形成气泡 (bubble)形 状的记录标记。上述气泡形状的记录标记是纳米大小的金属粒子(例如，Pt) 和氧元素或氮元素等的结合体在一定高的温度下分离生成的纳米粒子。同时， 利用非线型光学物性或热活动性质物质，在衍射界限以下形成很小的孔 (aperture),生成小的读取标记。下面，将参照图l对现有的超高显像度光记录媒体的结构进行说明。图1是现有的光记录媒体构成物质及截面构造图。现有的超高显像度光记 录媒体由以下各部分构成基板10，反射层20，介电体层30a、 30b、 30c)， 透光层40，记录层50和播放层60。激光光束通过透光层40入射到光记录媒 体，并到达反射层20后被反射出去。现有的记录用超高显像度光记录媒体的记录层50使用材料为PtOx (Pt的 氧化物)。但是，包括上述构成物质的现有光记录媒体上如果照射了激光光束， 便会形成很大的气泡状标记。同时，上述气泡状标记的形状不均匀，信号质量 (jitter)也不好。发明内容本发明的目的是在于提供一种不会生成较大气泡状标记而生成均匀的标记 形状并具有较高的信号播放质量的超高显像度光记录媒体。本发明的另一目的是提供一种能在超高显像度光记录媒体上存在一种物质 而能够使记录的内容长时间保存的超高显像度光记录媒体。为实现上述目的，本发明的超高显像度光记录媒体，其特点是基板上叠 加多层，在光的衍射界限以下生成标记，并利用光照射该标记进行存储和读取 的超高显像度光记录媒体，它包括以下两部分由碲(Te)、氧(0)和第三 金属形成的记录层；由非线形光学物质、热铬黄(thermochromic)物质和相 变物质中任意一种物质组成，当光照射到记录层上时，便能够进行超高显像的 播放层。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述记录层的第三金属元素是从银 (Ag)，金(Au)，钩(W)，锰(Mn)，铂(Pt)，钛(Ti)，锆(Zr)， 硼(B)，铬(Cr)，铁(Fe)，钴(Co)，镍(Ni)，钯(Pd)，锑(Sb)， 钽(Ta)，铝(Al)，铟(ln)，铜(Cu)，锡(Sn)，锌(Zn)，铋(Bi) 等元素中选择一个以上。如果上述记录层上的碲(Te)和氧(0)中加入了第 三金属元素，因为不会出现大气泡状态的记录标记，所以能够获得良好的记录 特性。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述记录层中包括的0原子含有比例 为25%以上，60%以下。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述记录层中Te和O中添加的第三金 属元素原子为1%以上，35%以下。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述记录层的厚度为lnm以上，30nm 以下。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述播放层由从锗(Ge)，锑(Sb)，碲(Te)中选择一种以上元素形成。根据本发明的上述构想，较佳地是，上述播放层是以记录层为基准，叠加在贴近基板的位置或离基板很远的位置中任意一处位置上。根据本发明的上述构想，较佳地是，播放层厚度为3mn以上，200nm以下。 根据本发明的上述构想，较佳地是，上述记录层两接触面上叠加介电体层。 根据本发明的上述构想，较佳地是，上述光记录媒体是一次存储型(WORM)光记录媒体。为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本 发明进行详细的描述。
图1是现有的光记录媒体构成物质及截面构造图； 图2是本发明的光记录媒体一实施例的构成物质及截面构造图； 图3是本发明的光记录媒体另一实施例的构成物质及截面构造图； 图4是本发明的光记录媒体又一实施例的构成物质及截面构造图。
具体实施方式
下面，将参照图2对本发明的超高显像度光记录媒体的一实施例进行说明。 本发明的超高显像度光记录媒体的一实施例是一个外径约120mm、厚度约1.2mra 的圆，在基板10上依次叠加了反射层20、介电体层30a、记录层50、介电体 层30b、播放层60、介电体层30c和透光层40。超高显像度光记录媒体中使用 的激光光束的波长处于380-450nm之间，最好使用约405mn的激光光束(laser beam)，从透光层表面，即从光入射面照射到记录层来进行数据(data)存储 和读取。如果在光记录媒体上读取或存储数据，使用开口数为0.7以上透镜， 最好使用开口数为0.85左右的对物透镜，由此，记录层上的激光光束点大小 约0. 4u m左右。为了保证光记录媒体的厚度，基板10—般使用厚约0.6-l.lmm的圆盘。基 板10面从中心向外围，或者按照其相反方向形成螺旋形的凹点(groove)和 凸点(land)，用于引导激光。基板10的构成物质可以使用玻璃、陶瓷或树 脂等多种材料涂抹，同时，使用注塑性能，激光射入时双折射(birefringence) 小、信噪比(Carrier-to Noise Ratio; CNR)大等特性的聚碳酸脂 (Polycarbonate)。制作基板使用注塑成形法较好，但是，也能够使用光敏 聚合法等其它方法。反射层20将从透光层40射入的激光光束反射回去，使上述激光光束再射 入透光层40。反射层20可以使用镁，铝，钛，铬，铁，钴，镍，铜，锌，锗， 银，白金等元素构成。其中，为了获取较高的反射率，使用铝，金，银，铜或 其合金等金属材料较好。在本发明的超高显像度光记录媒体中，并不是必须在 其内部设置反射层20，但是，如果设置反射层20，射入的激光光束的反射度一定要保证，光记录后进行播放时，利用多种干涉效果便能够获得质量较高的 播放信号(C/N比)。反射层20的厚度为5-300nm较好。如果是20-200mn则 更好。反射层20的厚度不足5nm时，也不是不能充分获取以上效果，而当反 射层20厚度超过300nm时，不仅反射层20的表面性会变差，而且成膜时间会 变长，使生产效率低下。介电体层30a、 30b、 30c具有以下作用对位于介电体层30a、 30b、 30c 之间的记录层50和播放层60进行物理或化学保护，并能够防止光记录媒体中 记录的信息质量变差。介电体层30a、 30b、 30c的构成物质并不局限于能使激 光光束透过激光光束波长区域的透明介电体。例如，可以使用氧化物、硫化物、 氮化物或其组合成份。但是，从保护基板10不发生热变形和保护记录层50的 角度出发，最好使用A1203， A1N， ZnO， ZnS， GeN， GeCrN， Ce02， SiO， Si02， Si3N4， SiC， La203， TaO， Ti02等铝，硅，铈，钛，锌，钽等的氧化物、硫化物 或其混合物质。最好使用ZnS和Si02的混合物质。如果使用ZnS和Si02的混合 物，ZnS和Si02的比例最好为80: 20左右尤其理想。各介电体层(30a或30b 或30c)的构成物质可以相同，也可以互不相同。各介电体层30a、 30b、 30c 的厚度并不需要特别限定， 一般为3-200nm较好。上述介电体层30a、 30b、 30c 的厚度不足3nm时，便会很难获得上述介电体层的效果，如果介电体层的厚度 超过200nm，成膜时间便会变长，生产性能便会变差，同时，介电体层具有的 应力便容易产生裂缝(crack)。记录层50是形成记录标记的层，如果是一次存储型(WORM)光记录媒体， 便形成不可逆记录标记。具有一定功率的激光如果照射到记录层50上，两种 构成物质便部分或整体混合，在上述记录层50上形成记录标记。同时，上述 记录标记和激光光束没有照射部分之间反射率的差异，便能够进行记录和读 取。本发明的光记录媒体中，记录层50可以包括碲(Te)和氧(0)。如果将 TeOx (Te的氧化物)作为记录层的主成份，记录层50即使不进行初始化过程， 在成膜后，如果使激光强度变化照射非晶质状态，便能够形成结晶形态的标记 (mark)。因为上述过程不可逆，所以它是无法修改或消除的一次记录型记录 媒体的重点特性。上述记录膜具有耐湿性，所以在环境发生变化时，仍然能够维持较高的记录可信度。如果使用上述记录物质，便能够利用单层膜进行记录，所以从生产费用(cost)角度考虑较为理想。但是，记录层中如果使用Te0x， 在激光照射记录层50使记录膜充分结晶前，稍微需要一点时间，所以作为要 求高速应答性的记录媒体，便有些不合适。因此，为了克服以上缺点，便必须 在Te0x中添加第三元素(M)。第三元素(M)从银(Ag)，金(Au)，钩(W)， 锰(Mn)，钼(Pt)，钛(Ti)，锆(Zr)，硼(B)，铬(Cr)，铁(Fe)， 钴(Co)，镍(NO ，钯(Pd)，锑(Sb)，钽(Ta)，铝(Al)，铟(In), 铜(Cu)，锡(Sn)，锌(Zn)，铋(Bi)中选择一个以上元素较好。上述被 添加的元素(M)促进Te结晶，能高速生成Te-M的结晶粒。因此，记录层50 中包括的物质能高速结晶，并进行记录，并且能够得到高速应答性。同进，上 述记录层50中包括的Te和0中添加的元素是金属物质，不会形成较大气泡的 记录标记，使上述记录标记能够长时间保存。为了充分获得上述效果，上述记录层中包括的O原子含有比例为25%以上， 60%以下较好。上述记录层中Te和0中添加的第三金属元素原子为1%以上，35% 以下较好。对记录层50厚度并没有特殊限制，但是，为了充分抑制播放信号的噪音级 别，确保充分的记录效果，使记录前后的反射率变化更加充分，各层的厚度全 部在1-30mn的范围内较好。播放层60包括能够保证超高显像度的物质，播放层60中使用的构成物质 也可以是非线形光学物质或按温度分布光学特性发生变化的热铬黄 (thermochromic)物质和相变物质等。播放层的物质使用Ge， Sb， Te中任意 一种以上较好。从基板向激光束射入的方向观察，播放层60的叠加顺序可以 在记录层50上面，也可以在其下面。播放层60的厚度并没有特别限制，但是，为了充分保证超高显像度现象，也为了在读取时能获得充分的光学变化率，厚 度为3-200腿较好。为了形成上述反射层20，介电体层30a、 30b、 30c，记录层50和播放层 60，可以使用分光法，也可以使用真空叠层法。透光层40在形成激光光束射入面的同时形成激光光束的光路，其厚度为 100um_0. 6mm较好。透光层40的构成物质并不局限于在激光光束波长区域内透光性高的物质，用丙烯酸系列或环氧化物等紫外线硬化性树脂作为透光层40 的构成物质较好，或者也可以使用由透过性树脂制作的透光薄片和各种粘着剂或胶合剂。下面，将参照图3，对本发明的超高显像度光记录媒体的另一实施例进行 说明。图3与图2看起来相似，也是超高显像度光记录媒体的截面结构图，但 是，其记录层50和播放层60换了位置。如上所述，从基板10向激光光束射入的方向观察，记录层50和播放层60 相比，记录层50可以比播放层60离基板IO更近，也可以是播放层60比记录 层50离基板10更近。图4是本发明的光记录媒体又一实施例的构成物质及截面构造图。在图4 中，记录层50比一个播放层60a离透光层40更近，比另一个播放层60b离基 板10更近。同时，各记录层50和播放层60a、 60b两面可以分别叠加介电体 层30a、 30b、 30c、 30d。下面，将对本发明的超高显像度光记录媒体的效果进行说明-第一，本发明的超高显像度光记录媒体生成的是均匀的标记形状，而不会 生成较大气泡状标记，并具有较高的信号播放质量；第二，本发明的超高显像度光记录媒体能够使记录的内容长时间保存在记 录层上。虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技 术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精 神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神 范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
权利要求
1. 一种超高显像度光记录媒体，其特征在于基板上叠加多层，在光的衍射界限以下生成标记，并利用光照射该标记进行存储和读取的超高显像度光记录媒体，它包括以下两部分由碲、氧和第三金属形成的记录层；由非线形光学物质、热铬黄物质和相变物质中任意一种物质组成，当光照射到记录层上时，便能够进行超高显像的播放层。
2. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述记录层 的第三金属元素是从银、金、钨、锰、铂、钛、锆、硼、铬、铁、钴、镍、钯、 锑、钽、铝、铟、铜、锡、锌、铋等元素中选择一个以上。
3. 如权利要求2所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于上述记录层 中碲和氧中添加的第三金属元素原子为1%以上、35%以下。
4. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于上述记录层中包括的氧原子含有比例为25%以上、60%以下。
5. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述播放层由从锗、锑、碲中选择出的一种以上元素形成。
6. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述记录层 的厚度为lnra以上、30nm以下。
7. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述播放层 以记录层为基准，叠加在贴近所述基板的位置或离基板很远的位置中任意一处位置上。
8. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述播放层 厚度为3nm以上、200nm以下。
9. 如权利要求l所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于，还包括上 述超高显像度光记录媒体与基板接触，对射入到超高显像度光记录媒体的激光 光束进行反射的反射层。
10. 如权利要求1所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于所述记录 层两接触面上叠加介电体层。
11. 如权利要求1所述的超高显像度光记录媒体，其特征在于上述光记录媒体是一次存储型光记录媒体。
全文摘要
本发明涉及一种超高显像度光记录媒体，尤其涉及基板上叠加多层，在光的衍射界限以下生成标记，并利用光照射该标记进行存储和读取的超高显像度光记录媒体，其特征在于包括以下两部分由碲(Te)、氧(O)和第三金属形成的记录层；以及由非线形光学物质、热铬黄(thermochromic)物质和相变物质中任意一种物质组成，当光照射到记录层上时，便能够进行超高显像的播放层。本发明的超高显像度光记录媒体具有以下效果因为不会生成较大气泡状标记，而生成均匀的标记形状，所以具有较高的信号播放质量，并且能够将记录的内容长时间保存在记录层上。
文档编号G11B7/24GK101236759SQ20071003699
公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者李昌浩, 郭金哲, 金正宏 申请人:上海乐金广电电子有限公司