专利名称：相变光盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相变光盘，该光盘的相控制层的光学特性随激光光束的照射而改变。更具体地说，本发明涉及一种相变光盘，即使记录标记(recordmark)的尺寸随光盘密度的增加而减小时，也提高了光盘的分辨率，允许高密度光记录。
相变光盘是信息光记录介质，在这种信息光记录介质上，通过激光光束的照射，可以写入、复制和清除信息。对相变光盘来说，光度头(optical head)易于制造，同时记录和清除，即改写容易进行。因此，已经进行提高相变光盘密度的研究和调查。
图1是传统的相变光盘的纵剖视图。
参考图1，传统的相变光盘为多层结构，其中，第一介电层12、光特性随记录光束照射而改变的相变材料制造的相变记录层13、第二介电层14和反射层15顺序地层合在透明基材11上，例如层合在丙烯酸树脂或聚碳酯(PC)上。
在这种多层结构中，第一和第二介电层12和14层一般是用ZnS-SiO2制成。相变记录层13是用Ge2Sb2Te5制成。反射层15是用铝(Al)或铝合金制成。
信息记录在或复制在这种有多层结构的传统的相变光盘10上。这是基于以下特征当部分相变记录层13上施加激光光束时，根据入射激光光束的功率和冷却速度其变成晶态或无定形态，因此改变了相变记录层13的光特性。信息通过相变记录材料13熔融产生的记录标记[通过激光光束照射预置到晶相，利用高功率的记录脉冲]，然后将其迅速地冷却成无定形态被记录。因为激光光束入射光盘时，在晶相变记录层13处的反射率与在无定形相变记录层13处的反射率不同，所以记录标记的信息通过检测反射率之差的光电检测器作为电信号被复制。反之，利用低功率清除脉冲，通过无定形记录标记的结晶除去记录标记来清除信息。
在这种相变记录光盘中，记录标记的大小随记录密度的增加而变小。记录标记变小时，在信号复制过程中相邻记号之间发生交扰(Cross-talk)，因此，破坏了复制信号的特征。而且复制信号的分辨率变差。
相变光盘复制信号的分辨率取决于激光光束的波长(λ)和光系统中物镜的数值孔径(N．A．，numerical aperture)。当在光盘上形成的记录标记(或标记，pit)的长度小于表明衔射极限(diffraction limit)的λ／(2N．A．)值时，复制信号的特征差。当在光盘上形成的记录标记(或标记)的长度大于表明绕射极限的λ／(2N．A．)值时，复制信号的特征良好。因此，要求降低激光光束的波长和和提高物镜的数值孔径，以便以高密度在相变光盘上记录信息。
但是，降低激光光束波长和提高物镜数值孔径有限。特别是，为提高物镜的数值孔径，要求物镜有一小的光相差(optical aberration)，但是，实际上难以制造这样的物镜。然而，有小的光相差的物镜可以在光盘上产生偏移和振动，破坏聚焦作用的稳定性。
因此，希望有通过消除混入适当记号的信号中的相邻记号的信号，在相变光盘中获得高密度的高质量复制信号的高分辨率的复制方法。
为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种当光信息从光记录介质复制时，即使记录标记的尺寸因获得高密度光介质而减小时，通过消除混入适当记号的信号中的相邻记号的信号，得到高质量再现信号的高密度相变光盘。
为了实现本发明的目的，提供了一种相变光盘，该光盘包括至少一在透明基材上形成的薄的第一介电层；通过用记录光束照射在晶相和无定形态之间可逆地转换的相变记录层；反射层和设置在基材和反射层之间的相控制层，相控制层有两个区域，在这两个区域中由于复制光束的照射产生相差，因此，改变了复制光束的光程，这两个区域限定在激光光斑中。
在本发明相变光盘的一个优选方案中，在透明介质上顺序地层合第一介电层、相控制层[在相控制层上，激光光斑中限定两个区域，由于复制光束的照射，两个区域产生相差，因此改变了复制光束的光程]、第二介电层、通过记录的光束照射在晶相和无定形态之间可逆地转换的相变记录层、第三介电层、反射层和保护层。
在相控制层上两个区域的一个区域中，相差基本上优选为零度的最小值，和另一个区域为180度的最大值。相控制层是由在晶相和无定形态之间可逆地转换的相变材料或从一种结构的晶相可逆地转换成另一种结构的晶相的相变材料制成。相控制层优选由选自GeSbTe族、InSbTe族、AgInSb族、Au和Ni中的一材料制成。
通过参考附图对本发明优选方案的详细描述，本发明的上述目的和优点会更清楚，其中图1是传统的相变光盘的示意纵剖面图；图2是本发明方案相变光盘的示意纵剖面图；图3是本发明另一方案相变光盘的示意纵剖面图；和图4是示意地说明光盘上的光点强度的分布和温度的分布，以解释本发明相变光盘的效果。
参考图2，本发明一个方案的相变光盘20为多层结构，其中，第一介电层22、相控制层23、第二介电层24、相变记录层25、第三介电层26、反射层27和保护层28顺序地层合在一透明基材21上，例如由透明丙烯酸树脂材料或聚碳酸酯材料制成的透明基材21上。
另外，作为本发明的另一方案，如图3所示，光盘20¨@进一步包括如在图2所示的多层结构中在反射层27和保护层29之间的第四介电层28。
按照本发明，当高功率的复制光束施加到相控制层23时，相控制层23有如图4所示的温度分布。按照这种温度分布，根据转变点TP，相控制层23可以被分成低温区域和高温区域。因为折射率随温度变化，所以产生相差。换句话说，高温区变成一掩蔽区(mask area)，低温区变成一孔区。在掩蔽区，记录标记的反射率与周边空间的反射率相同，并且相差为零度，因此掩蔽区反射光束的量为零。在孔区，记录标记的反射率与周边空间的反射率相同，并且相差为180度，因此孔区反射光束的量最大。如上所述，这两个区域限定在激光光斑中，在两个区域产生相差，因此复制光束的光程改变。在两个区域的一个区域中，相差基本上为零度的最小值，而在另一个区域中为180度的最大值。
同时，相控制层23是由相变材料如GeSbTe族、InSbTe族、AgInSbTe族或Au或Ni中的化合物制成，这种化合物通过复制光束的照射，在晶相和无定形态之间可逆地转换，或从一种结构的晶相转换成另一种结构的晶相。
相变记录层25是由材料如GeSbTe族、InSbTe族或AgInSbTe族类的化合物制成，这种化合物通过记录光束的照射，在晶相和无定形态之间可逆地转换。
三个介电层22、24和26的通常是由低折射率材料制成从而相关地控制相变记录层25的晶相和非晶相光吸收率和反射率。22、24和26的各个层优选用Al2O3、ZnS-SiO2、Si3N4、SiO2、MgF2、NaF2、LiF2、CaF2或AlF2制成。
反射层27是用优质金属制成，例如Al、Al-Ti族化合物Cu、Au或其合金。
如上所述的有多层结构的本发明的相变光盘，信息记录的方法是利用高功率记录脉冲，熔融相变记录层25产生的记录标记记录[相变记录层25通过激光光束照射预置到一结晶相]，然后将其冷却成无定形态。
信息在复制过程中，由于复制光束的照射使温度升高，相控制层23的折射率改变，因此复制光束的光程改变。因此，产生相差的两个局部区域定义在如图4所示的复制光束的光点LS内。换言之，限定掩蔽区M和孔区A，且在每个区的反射光束的相差使得能够复制记录标记(或标记)的信息。
在掩蔽区M中记录标记P与周边空间有相同的反射率和有零度的相差，由此产生掩蔽效果。因此，在掩蔽区M反射光束的量为零是理想的，但是，实际上有很少量的反射光束。
在孔区A中记录的记号P与周边空间有相同的反射率和180度的相差。因此，入射复制光束的反射量最大。因此，读取来自孔区A的反射光束的信号，且只读在孔区A中记录标记P的信息，由此完成了复制。这使得可能只由复制光束的部分光点区(即孔区)利用反射光束，因此，可以减小复制光束有效光点的尺寸。
如上所述，按照本发明的相变光盘，当复制光束入射时，在相控制层上的激光光斑内的掩蔽区和孔区中产生反射光束的相差，由于相差，记录标记的信息就可以复制。所以，复制光束光斑的有效尺寸可以减小。因此，相邻记号或相邻轨道之间的信号混合减少，交扰的干扰也减少，由此得到高密度光盘和提高了复制信号的分辨率。
权利要求
1.多层相变光盘，该光盘包括在透明基材上生成薄的至少一第一介电层，通过记录光束照射，在晶相和无定形态之间可逆地转换的相变记录层，相变记录光盘的特征是在基材与反射层之间设置相控制层，该相控制层有由于复制光束的照射产生相差的两个区域，这样，改变了复制光束的光程，这两个区域限定在激光光斑中。
2.权利要求1的相变光盘，其中在透明基材上顺序地层合第一介电层、相控制层、第二介电层、通过记录光束的照射在晶相和无定形态之间可逆转换的相变记录层、第三介电层、反射层和保护层，在相控制层上有两个限定在激光光斑中的区域，由于复制光束的照射两个区域产生相差，因此改变了复制光束的光程。
3.按权利要求2的相变光盘，该光盘进一步包括在反射层和保护层之间的第四介电层。
4.按权利要求1、2和3的任一项的相变光盘，其中相控制层是由在晶相与无定形态之间可逆转换或从一种结构的晶相转换成别一种结构的晶相的相变材料制成。
5.按权利要求1、2和3任一项的相变光盘，其中在相控制层上限定的两个区域的一个区域中，相差有基本上为零度的最小值，而另一个区域相差为180度的最大值。
6.按权利要求1、2和3的任一项的相变光盘，其中相控制层是由选自由GeSbTe族、InSbTe族、AgInSb族、Au或Ni组成组中的一种材料制成。
7.按权利要求1、2和3的任一项的相变光盘，其中相变记录层是由选自由GeSbTe族、InSbTe族和AgInSbTe族组成组中的一种材料制成。
8.按权利要求1、2和3的任一项的相变光盘，其中第一、第二和第三介电层的每一层是由选自由Al2O3、ZnS-SiO2、Si3N4、SiO2、MgF2、NaF2、LiF2、CaF2或AlF2组成组中的一种材料制成。
9.按权利要求1、2和3的任一项的相变光盘，其中反射层是由选自由Al、Al-Ti、Cu、Au和其合金组成组中的一种材料制成。
全文摘要
本发明提供了一种多层结构的相变光盘,在透明基材上,顺序地层合第一介电层、相控制层,在相控制层上,由于复制光束的照射,产生有相差的两个区域,这样改变了复制光束的光程,这两个区域限定在激光点中,第二介电层,通过记录光束照射在晶相和无定形态之间可逆地转换的相变记录层,第三介电层,反射层和保护层。由于在记录控制层上的相邻区域之间的相差可以复制记录标记的信息,由此减小了复制光束有效光点的尺寸。相邻记号或相邻标记之间信号的混合减少,由此得到高密度光盘和提高了复制信号的分辨率。
文档编号G11B7/243GK1281217SQ00120280
公开日2001年1月24日 申请日期2000年7月19日 优先权日1999年7月20日
发明者尹斗燮, 安龙津, 朴彰民, 金伦基 申请人:三星电子株式会社