专利名称：相位变化光盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相位变化光盘(phase change optical disk)，该光盘具有一个记录层，能够根据入射光束改变相位，本发明尤其涉及改进布置在基片和记录层之间的绝缘层的结构的相位变化光盘。
相位变化光盘被广泛地称为光盘，通过使用一种光特性，它能够进行信息的记录/重现，其中接收激光束的一部分记录层根据入射激光束的功率被转换为晶态或非晶态。
图1示出一个传统的相位变化光盘。该相位变化光盘10包括一个由透明材料如聚碳酸酯形成的基片11、一个第一绝缘层12、一个记录层13、一个第二绝缘层14、一个反射层15以及一个保护层16，它们按照顺序在基片11上形成。
当一个入射激光束以箭头A指示的方向入射到基片11而使记录层13的温度快速变化时，第一绝缘层12和第二绝缘层14是用于保护基片11和反射层15的层。第一绝缘层12和第二绝缘层14由ZnS-SiO2材料形成，它具有优良的热阻特性。反射层15由一种具有优良反射率的材料如铝形成以反射入射光束。保护层16由紫外线固化树脂层形成并且保护第一绝缘层12、第二绝缘层14、记录层13以及基片11。记录层13由一种如基于Sb-Te-In-Se的化合物材料形成并且发射激光束到达的那部分相位可以根据入射激光束的功率来改变。例如，在记录期间，一个高功率激光束被发射到记录层13。因此，发射激光束到达的记录层13的部分被溶解并且随后被冷却以转换为一种非晶态，形成一个信息标记。非晶态中的信息标记和晶态中的相邻部分的光反射率是不同的，使得信息能够由于光反射率的不同被记录/重现。当擦除记录的信息时，发射一个功率大约为用于记录的功率的1/3-1/2的激光束。借助于该激光束，信息标记部分被加热到一个比结晶温度高同时比溶解温度低的温度，然后该部分被冷却下来。因此，在非晶态的信息标记被再次结晶使得该信息被擦除。
为了获得一个稳定的再现信号，晶体记录层的反射率Rc和非晶态记录层的反射率Ra之间的差值，即Rc-Ra最好是10％或更多一些。同样，当信息被记录在一个已经写入信息的表面上的重写完成时，仅当具有一个所要求大小的信息标记被记录时才可以减少信号的误差，而不用考虑记录层13的状态。因此，晶体记录层的光吸收率Ac相对于非晶态记录层的光吸收率Aa之间的比率，即光吸收率Ac/Aa应该至少是1.2。
对于相位变化光盘来说，为了通过减少光道之间的间隔来增加记录密度，使用一个小于450nm的短波长的蓝色激光束来代替近红外线或一个红色激光束的研究最近已经完成。当使用一个具有短波长的蓝色激光束时，光点的直径和光道之间的间隔被减少因此使得记录密度相应增加。当光道之间的间隔减少时，在记录期间擦除记录在相邻光道上的信息标记的交叉擦除现象是严重的。交叉擦除现象随着光吸收比率Ac/Aa的增加而减少。这样，为了增加记录密度，光吸收比率Ac/Aa需要增加到最大的程度。
然而，在上述相位变化光盘中，如它所公知的，由第一绝缘层反射的光波和由晶体记录层反射的光波产生了破坏性的干扰。因此，在晶体记录层，反射率降低而光吸收率增加，同时在非晶态记录层，反射率增加而光吸收率降低。这样，虽然可以保持高的光吸收率，但它不超过1.3。
为了解决上面的问题，本发明的目的是提供一种相位变化光盘，其中改进了基片和记录层之间的绝缘层的结构以增加光吸收比率，使得减少交叉擦除现象。
因此，为了达到上面的目标，提供一种相位变化光盘，该光盘包括一个基片、一个在基片上形成的第一绝缘层、根据入射光束的功率能够被转换到非晶态和晶态中的一个的在第一绝缘层上形成的记录层、一个在记录层上形成的第二绝缘层以及一个在第二绝缘层上形成的反射层。在上面的相位变化光盘中，第一绝缘层由一种相对于入射光束具有折射率为2.7或更大数值的材料形成。
参照附图和优选实施例中详细的描述，本发明上面的目的和优点将变得更加明显，其中图1是一个传统的相位变化光盘的示意剖面图；图2是一个根据本发明优选实施例的相位变化光盘的示意剖面图；图3是一个说明分别由图1和图2示出的相位变化光盘的晶体记录层和非晶体记录层之间光反射比率差值的图形；以及图4是一个说明分别由图1和图2示出的相位变化光盘的晶体记录层相对于非晶体记录层的光吸收比率差值的图形。
参照图2，如同参照图1描述的传统的相位变化光盘，根据本发明优选实施例的相位变化光盘20包括一个基片21、一个第一绝缘层22、一个在第一绝缘层22上形成的记录层23、一个在记录层23上形成的第二绝缘层24、以及一个在第二绝缘层24上形成的反射层25。
包括基片21的各层的功能与图1示出的传统的相位变化光盘10中相应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个入射光束能够通过。当一个激光束以箭头A指示的方向入射使得记录层23的温度快速变化时，第一绝缘层22和第二绝缘层24用于保护基片21和反射层25免受热的影响。反射层25反射一个入射激光束。在记录层23，接收激光束的部分的相位根据入射激光束的功率从晶态变化为非晶态或者从非晶态变化为晶态。
根据本发明优选实施例的相位变化光盘与传统的相位变化光盘10的区别在于形成绝缘层的材料，该介质层即为基片21和记录层23之间的第一绝缘层22。相位变化光盘20的第一绝缘层22由一种相对于入射激光束具有折射率为2.7或更高数值的材料形成。例如，当入射激光束是一个具有400nm波长的蓝色激光束时，相对于蓝色激光束具有折射率大约为2.8的TiO2可以用作第一绝缘层22的材料。另外，ZnO、CeO2和ZnS可以用作第一绝缘层22的材料。
如同传统的相位变化光盘10的记录层13，记录层23由基于Sb-Te-In-Se的化合物如Sb2Te3-In4Se3形成。第二绝缘层24可以由ZnS-SiO2形成。相对于具有400nm波长的光，ZnS-SiO2的折射率为大约2.3，它小于第一绝缘层22的折射率。反射层25由一种具有优良反射率如Al的材料形成。保护层26由在反射层25上的紫外线固化树脂形成，并且保护第一绝缘层22、第二绝缘层24、记录层23以及基片21。
因为记录和重现本发明的相位变化光盘20上信息的处理与传统的相位变化光盘10相同，所以省略了详细的描述。
在本实施例的相位变化光盘20中，因为如上所述第一绝缘层22相对于入射光束具有一个高的折射率2.7或更高数值，所以与相对于入射光束具有较低折射率2.4或更低数值的材料形成的第一绝缘层12的传统的相位变化光盘10相比，第一绝缘层22反射的光量增加。由第一绝缘层22反射的光波与晶体记录层反射的光波产生破坏性的干扰，使得在晶体记录层，反射率Rc降低而光吸收率Ac增加，以及在非晶态记录层，反射率Ra增加而光吸收率Aa降低。然而，在本发明的相位变化光盘20中，因为如上所述由第一绝缘层22反射的光量增加，与传统的相位变化光盘相比，晶体记录层的光吸收率Ac显著地增加而非晶态记录层的光吸收率Ac显著地降低。这样，本发明的相位变化光盘20具有一个高于传统的相位变化光盘10的光吸收比率Ac/Aa。
在图3和图4中示出了根据本发明的相位变化光盘20和传统的相位变化光盘10，随着第一绝缘层厚度的变化，光反射率的差值Rc-Ra和光吸收比率Ac/Aa比较的结果。在图中，当一个具有400nm波长的蓝色激光束作为一个用于记录和再现的入射光束入射时，本发明的相位变化光盘20由虚线示出，其中第一绝缘层22由相对于400nm波长的光，折射率大约为2.8的TiO2形成。传统的相位变化光盘10由实线示出，其中第一绝缘层12由相对于400nm波长的光，折射率大约为2.3的ZnS-SiO2形成。
如图3所示，在第一绝缘层的厚度范围大约为80-90nm、155-170nm等时，在采用TiO2作为第一绝缘层22材料的本发明的相位变化光盘的光反射率差值Rc-Ra低于采用ZnS-SiO2的传统的相位变化光盘的光反射率差值的最小值。在其它范围，可以看出与传统的光盘10的光反射率没有显著的差别。
在第一绝缘层的厚度范围大约为80-95nn、155-170nm等时，在采用TiO2作为第一绝缘层22材料的本发明的相位变化光盘20的光吸收率Ac/Aa低于采用ZnS-SiO2的传统的相位变化光盘的光吸收比率的最小值。然而，在第一绝缘层的厚度范围大约为115-135nm、185-205nm等时，本发明的相位变化光盘的光吸收比率Ac/Aa大于采用ZnS-SiO2的传统的相位变化光盘的光吸收比率的最大值，同时在第一绝缘层的厚度范围大约为125nm、195nm等时，光吸收比率的最大值大约是1.38。
这样，如图3所示，当一个具有波长为400nm的蓝色激光束入射用于记录/再现时，如果第一绝缘层22由TiO2形成，它具有大约125nm或195nm的厚度，则光反射率差值Rc-Ra是在几乎类似于传统的相位变化光盘的范围内，并且光吸收比率Ac/Aa具有一个大约1.38的高值。
因为本发明的相位变化光盘的光吸收比率高，自然限制了交叉擦除现象的产生。这样，在本发明的相位变化光盘中，记录层光道之间的间隔可能减少到0.4μm或更少。因此，光盘的记录密度增加并且光盘能够用作一种可以重复记录的高密度DVD(HD DVD-RW)。
虽然在上面的实施例中描述的第二绝缘层由ZnS-SiO2化合物形成，但也可以采用另一种适当的材料如SiNx。同样，虽然在上面的实施例中描述的激光束具有400nm的短波长，但是很明显本发明的技术精神可以应用于使用450nm波长或短一些波长或其他波长的激光束的情况。
如上所述，在本发明的相位变化光盘中，因为布置在基片和记录层之间的绝缘层由一种相对于入射光束的折射率为2.7或更多数值的材料形成，所以光吸收比率增加使得限制了交叉擦除现象的产生，并且因此使记录密度增加。
权利要求
1．一种相位变化光盘，包括一个基片、一个在基片上形成的第一绝缘层、一个根据入射光束的功率能够转换为非晶态和晶态中的一个的在第一绝缘层上形成的记录层、一个在记录层上形成的第二绝缘层以及一个在第二绝缘层上形成的反射层，其特征在于，第一绝缘层由一种相对于入射光束具有折射率为2.7或更大数值的材料形成。
2．如权利要求1所述的光盘，其中，第一绝缘层由一个包括TiO2、ZnO、CeO2和ZnS的组中选择的材料形成。
3．如权利要求l所述的光盘，其中，记录层由基于Sb-Te-In-Se的化合物形成。
4．如权利要求l所述的光盘，其中，入射光束具有450nm或更少数值的波长。
5．如权利要求1所述的光盘，其中，第二绝缘层由一种ZnS-SiO2化合物形成。
全文摘要
一种相位变化光盘,包括一个基片和一个在该基片上形成的第一绝缘层。一个在第一绝缘层上形成的记录层根据入射光束的功率能够转换为非晶态和晶态中的一个。第二绝缘层在记录层上形成。一个反射层在第二绝缘层上形成。在该相位变化光盘中,第一绝缘层由一种相对于入射光束具有折射率为2.7或更高数值的材料形成。
文档编号G11B7/257GK1298176SQ00128520
公开日2001年6月6日 申请日期2000年11月21日 优先权日1999年11月24日
发明者金成洙 申请人:三星电子株式会社