專利名稱：相位變化光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相位變化光盤(phase change optical disk)，該光盤具有一個記錄層，能夠根據(jù)入射光束改變相位，本發(fā)明尤其涉及改進(jìn)布置在基片和記錄層之間的絕緣層的結(jié)構(gòu)的相位變化光盤。
相位變化光盤被廣泛地稱為光盤，通過使用一種光特性，它能夠進(jìn)行信息的記錄/重現(xiàn)，其中接收激光束的一部分記錄層根據(jù)入射激光束的功率被轉(zhuǎn)換為晶態(tài)或非晶態(tài)。


圖1示出一個傳統(tǒng)的相位變化光盤。該相位變化光盤10包括一個由透明材料如聚碳酸酯形成的基片11、一個第一絕緣層12、一個記錄層13、一個第二絕緣層14、一個反射層15以及一個保護(hù)層16，它們按照順序在基片11上形成。
當(dāng)一個入射激光束以箭頭A指示的方向入射到基片11而使記錄層13的溫度快速變化時，第一絕緣層12和第二絕緣層14是用于保護(hù)基片11和反射層15的層。第一絕緣層12和第二絕緣層14由ZnS-SiO2材料形成，它具有優(yōu)良的熱阻特性。反射層15由一種具有優(yōu)良反射率的材料如鋁形成以反射入射光束。保護(hù)層16由紫外線固化樹脂層形成并且保護(hù)第一絕緣層12、第二絕緣層14、記錄層13以及基片11。記錄層13由一種如基于Sb-Te-In-Se的化合物材料形成并且發(fā)射激光束到達(dá)的那部分相位可以根據(jù)入射激光束的功率來改變。例如，在記錄期間，一個高功率激光束被發(fā)射到記錄層13。因此，發(fā)射激光束到達(dá)的記錄層13的部分被溶解并且隨后被冷卻以轉(zhuǎn)換為一種非晶態(tài)，形成一個信息標(biāo)記。非晶態(tài)中的信息標(biāo)記和晶態(tài)中的相鄰部分的光反射率是不同的，使得信息能夠由于光反射率的不同被記錄/重現(xiàn)。當(dāng)擦除記錄的信息時，發(fā)射一個功率大約為用于記錄的功率的1/3-1/2的激光束。借助于該激光束，信息標(biāo)記部分被加熱到一個比結(jié)晶溫度高同時比溶解溫度低的溫度，然后該部分被冷卻下來。因此，在非晶態(tài)的信息標(biāo)記被再次結(jié)晶使得該信息被擦除。
為了獲得一個穩(wěn)定的再現(xiàn)信號，晶體記錄層的反射率Rc和非晶態(tài)記錄層的反射率Ra之間的差值，即Rc-Ra最好是10％或更多一些。同樣，當(dāng)信息被記錄在一個已經(jīng)寫入信息的表面上的重寫完成時，僅當(dāng)具有一個所要求大小的信息標(biāo)記被記錄時才可以減少信號的誤差，而不用考慮記錄層13的狀態(tài)。因此，晶體記錄層的光吸收率Ac相對于非晶態(tài)記錄層的光吸收率Aa之間的比率，即光吸收率Ac/Aa應(yīng)該至少是1.2。
對于相位變化光盤來說，為了通過減少光道之間的間隔來增加記錄密度，使用一個小于450nm的短波長的藍(lán)色激光束來代替近紅外線或一個紅色激光束的研究最近已經(jīng)完成。當(dāng)使用一個具有短波長的藍(lán)色激光束時，光點(diǎn)的直徑和光道之間的間隔被減少因此使得記錄密度相應(yīng)增加。當(dāng)光道之間的間隔減少時，在記錄期間擦除記錄在相鄰光道上的信息標(biāo)記的交叉擦除現(xiàn)象是嚴(yán)重的。交叉擦除現(xiàn)象隨著光吸收比率Ac/Aa的增加而減少。這樣，為了增加記錄密度，光吸收比率Ac/Aa需要增加到最大的程度。
然而，在上述相位變化光盤中，如它所公知的，由第一絕緣層反射的光波和由晶體記錄層反射的光波產(chǎn)生了破壞性的干擾。因此，在晶體記錄層，反射率降低而光吸收率增加，同時在非晶態(tài)記錄層，反射率增加而光吸收率降低。這樣，雖然可以保持高的光吸收率，但它不超過1.3。
為了解決上面的問題，本發(fā)明的目的是提供一種相位變化光盤，其中改進(jìn)了基片和記錄層之間的絕緣層的結(jié)構(gòu)以增加光吸收比率，使得減少交叉擦除現(xiàn)象。
因此，為了達(dá)到上面的目標(biāo)，提供一種相位變化光盤，該光盤包括一個基片、一個在基片上形成的第一絕緣層、根據(jù)入射光束的功率能夠被轉(zhuǎn)換到非晶態(tài)和晶態(tài)中的一個的在第一絕緣層上形成的記錄層、一個在記錄層上形成的第二絕緣層以及一個在第二絕緣層上形成的反射層。在上面的相位變化光盤中，第一絕緣層由一種相對于入射光束具有折射率為2.7或更大數(shù)值的材料形成。
參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)的描述，本發(fā)明上面的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是一個傳統(tǒng)的相位變化光盤的示意剖面圖；圖2是一個根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的相位變化光盤的示意剖面圖；圖3是一個說明分別由圖1和圖2示出的相位變化光盤的晶體記錄層和非晶體記錄層之間光反射比率差值的圖形；以及圖4是一個說明分別由圖1和圖2示出的相位變化光盤的晶體記錄層相對于非晶體記錄層的光吸收比率差值的圖形。
參照圖2，如同參照圖1描述的傳統(tǒng)的相位變化光盤，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的相位變化光盤20包括一個基片21、一個第一絕緣層22、一個在第一絕緣層22上形成的記錄層23、一個在記錄層23上形成的第二絕緣層24、以及一個在第二絕緣層24上形成的反射層25。
包括基片21的各層的功能與圖1示出的傳統(tǒng)的相位變化光盤10中相應(yīng)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個入射光束能夠通過。當(dāng)一個激光束以箭頭A指示的方向入射使得記錄層23的溫度快速變化時，第一絕緣層22和第二絕緣層24用于保護(hù)基片21和反射層25免受熱的影響。反射層25反射一個入射激光束。在記錄層23，接收激光束的部分的相位根據(jù)入射激光束的功率從晶態(tài)變化為非晶態(tài)或者從非晶態(tài)變化為晶態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的相位變化光盤與傳統(tǒng)的相位變化光盤10的區(qū)別在于形成絕緣層的材料，該介質(zhì)層即為基片21和記錄層23之間的第一絕緣層22。相位變化光盤20的第一絕緣層22由一種相對于入射激光束具有折射率為2.7或更高數(shù)值的材料形成。例如，當(dāng)入射激光束是一個具有400nm波長的藍(lán)色激光束時，相對于藍(lán)色激光束具有折射率大約為2.8的TiO2可以用作第一絕緣層22的材料。另外，ZnO、CeO2和ZnS可以用作第一絕緣層22的材料。
如同傳統(tǒng)的相位變化光盤10的記錄層13，記錄層23由基于Sb-Te-In-Se的化合物如Sb2Te3-In4Se3形成。第二絕緣層24可以由ZnS-SiO2形成。相對于具有400nm波長的光，ZnS-SiO2的折射率為大約2.3，它小于第一絕緣層22的折射率。反射層25由一種具有優(yōu)良反射率如Al的材料形成。保護(hù)層26由在反射層25上的紫外線固化樹脂形成，并且保護(hù)第一絕緣層22、第二絕緣層24、記錄層23以及基片21。
因為記錄和重現(xiàn)本發(fā)明的相位變化光盤20上信息的處理與傳統(tǒng)的相位變化光盤10相同，所以省略了詳細(xì)的描述。
在本實(shí)施例的相位變化光盤20中，因為如上所述第一絕緣層22相對于入射光束具有一個高的折射率2.7或更高數(shù)值，所以與相對于入射光束具有較低折射率2.4或更低數(shù)值的材料形成的第一絕緣層12的傳統(tǒng)的相位變化光盤10相比，第一絕緣層22反射的光量增加。由第一絕緣層22反射的光波與晶體記錄層反射的光波產(chǎn)生破壞性的干擾，使得在晶體記錄層，反射率Rc降低而光吸收率Ac增加，以及在非晶態(tài)記錄層，反射率Ra增加而光吸收率Aa降低。然而，在本發(fā)明的相位變化光盤20中，因為如上所述由第一絕緣層22反射的光量增加，與傳統(tǒng)的相位變化光盤相比，晶體記錄層的光吸收率Ac顯著地增加而非晶態(tài)記錄層的光吸收率Ac顯著地降低。這樣，本發(fā)明的相位變化光盤20具有一個高于傳統(tǒng)的相位變化光盤10的光吸收比率Ac/Aa。
在圖3和圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的相位變化光盤20和傳統(tǒng)的相位變化光盤10，隨著第一絕緣層厚度的變化，光反射率的差值Rc-Ra和光吸收比率Ac/Aa比較的結(jié)果。在圖中，當(dāng)一個具有400nm波長的藍(lán)色激光束作為一個用于記錄和再現(xiàn)的入射光束入射時，本發(fā)明的相位變化光盤20由虛線示出，其中第一絕緣層22由相對于400nm波長的光，折射率大約為2.8的TiO2形成。傳統(tǒng)的相位變化光盤10由實(shí)線示出，其中第一絕緣層12由相對于400nm波長的光，折射率大約為2.3的ZnS-SiO2形成。
如圖3所示，在第一絕緣層的厚度范圍大約為80-90nm、155-170nm等時，在采用TiO2作為第一絕緣層22材料的本發(fā)明的相位變化光盤的光反射率差值Rc-Ra低于采用ZnS-SiO2的傳統(tǒng)的相位變化光盤的光反射率差值的最小值。在其它范圍，可以看出與傳統(tǒng)的光盤10的光反射率沒有顯著的差別。
在第一絕緣層的厚度范圍大約為80-95nn、155-170nm等時，在采用TiO2作為第一絕緣層22材料的本發(fā)明的相位變化光盤20的光吸收率Ac/Aa低于采用ZnS-SiO2的傳統(tǒng)的相位變化光盤的光吸收比率的最小值。然而，在第一絕緣層的厚度范圍大約為115-135nm、185-205nm等時，本發(fā)明的相位變化光盤的光吸收比率Ac/Aa大于采用ZnS-SiO2的傳統(tǒng)的相位變化光盤的光吸收比率的最大值，同時在第一絕緣層的厚度范圍大約為125nm、195nm等時，光吸收比率的最大值大約是1.38。
這樣，如圖3所示，當(dāng)一個具有波長為400nm的藍(lán)色激光束入射用于記錄/再現(xiàn)時，如果第一絕緣層22由TiO2形成，它具有大約125nm或195nm的厚度，則光反射率差值Rc-Ra是在幾乎類似于傳統(tǒng)的相位變化光盤的范圍內(nèi)，并且光吸收比率Ac/Aa具有一個大約1.38的高值。
因為本發(fā)明的相位變化光盤的光吸收比率高，自然限制了交叉擦除現(xiàn)象的產(chǎn)生。這樣，在本發(fā)明的相位變化光盤中，記錄層光道之間的間隔可能減少到0.4μm或更少。因此，光盤的記錄密度增加并且光盤能夠用作一種可以重復(fù)記錄的高密度DVD(HD DVD-RW)。
雖然在上面的實(shí)施例中描述的第二絕緣層由ZnS-SiO2化合物形成，但也可以采用另一種適當(dāng)?shù)牟牧先鏢iNx。同樣，雖然在上面的實(shí)施例中描述的激光束具有400nm的短波長，但是很明顯本發(fā)明的技術(shù)精神可以應(yīng)用于使用450nm波長或短一些波長或其他波長的激光束的情況。
如上所述，在本發(fā)明的相位變化光盤中，因為布置在基片和記錄層之間的絕緣層由一種相對于入射光束的折射率為2.7或更多數(shù)值的材料形成，所以光吸收比率增加使得限制了交叉擦除現(xiàn)象的產(chǎn)生，并且因此使記錄密度增加。
權(quán)利要求
1．一種相位變化光盤，包括一個基片、一個在基片上形成的第一絕緣層、一個根據(jù)入射光束的功率能夠轉(zhuǎn)換為非晶態(tài)和晶態(tài)中的一個的在第一絕緣層上形成的記錄層、一個在記錄層上形成的第二絕緣層以及一個在第二絕緣層上形成的反射層，其特征在于，第一絕緣層由一種相對于入射光束具有折射率為2.7或更大數(shù)值的材料形成。
2．如權(quán)利要求1所述的光盤，其中，第一絕緣層由一個包括TiO2、ZnO、CeO2和ZnS的組中選擇的材料形成。
3．如權(quán)利要求l所述的光盤，其中，記錄層由基于Sb-Te-In-Se的化合物形成。
4．如權(quán)利要求l所述的光盤，其中，入射光束具有450nm或更少數(shù)值的波長。
5．如權(quán)利要求1所述的光盤，其中，第二絕緣層由一種ZnS-SiO2化合物形成。
全文摘要
一種相位變化光盤,包括一個基片和一個在該基片上形成的第一絕緣層。一個在第一絕緣層上形成的記錄層根據(jù)入射光束的功率能夠轉(zhuǎn)換為非晶態(tài)和晶態(tài)中的一個。第二絕緣層在記錄層上形成。一個反射層在第二絕緣層上形成。在該相位變化光盤中,第一絕緣層由一種相對于入射光束具有折射率為2.7或更高數(shù)值的材料形成。
文檔編號G11B7/257GK1298176SQ00128520
公開日2001年6月6日 申請日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者金成洙 申請人:三星電子株式會社