專利名稱：包括兩個子槽的可記錄的光學記錄載體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可記錄的光學記錄載體，包括用于形成表示信息的標記和脊(land)的記錄材料的信息層、攜帶所述信息層的基層和覆蓋所述信息層的覆蓋層，所述基層包括填充有記錄材料的徑向展開的槽結構。
光盤的總記錄容量由徑向和切向數據密度決定。徑向密度由數據軌跡間距決定，而切向數據容量由可以被寫的最短標記決定。對于可重復寫的相變盤，在寫下一個標記期間，通過在標記的末尾邊緣進行再結晶來獲得比光點大小更短長度的標記。典型地，刪除半個標記以便以新月形的標記結束。對于最近引入的Blu-ray Disc(BD)，可以在12cm盤的單個記錄層上記錄25千兆字節(Gbyte)總數據容量。最短長度為150nm(d＝1code)，而光點的寬度為300nm(光點半徑1/e為150nm)。
除了RW(可重復寫)格式之外，另外還需要可記錄的(寫一次)BD格式。這種所謂的BD-R系統也應該獲得BD-RW系統的高數據容量，即25GB，能夠進行一對一的拷貝。在可記錄的媒體中，當超過閾值溫度時產生標記信息。該標記信息對應于信息層中不可逆轉的改變，并且不會出現原則上與可重復寫媒體中的再結晶相比較的效果。這樣，已記錄在可記錄媒體中的標記基本上可以反映在記錄過程中出現的光/熱剖面。為了減少標記長度，從而增加切向密度，可以使用更小的激光功率來寫更小的標記。結果，調制以及信噪比也會降低。
對于基于相變材料作為記錄材料的一次寫的媒體，這種討論是類似的。這樣沉積的非晶材料會重復結晶，形成圓形的晶體標記。由于后熱(Post-heat)，不可能減少標記長度。
因此本發明的目的是提供一種可記錄的光學記錄載體，通過其可以獲得與對應可重復寫光學記錄載體的數據容量相似的數據容量。
根據本發明，通過如權利要求1的可記錄的光學記錄載體實現該目的，其特征在于該槽結構包括被劃分成通過阻擋物隔開的兩個相鄰子槽的主槽。
本發明是基于增加切線方向上的數據密度的想法。而需要主槽用于跟蹤，兩個相鄰子槽影響記錄激光束的吸收，因為吸收主要會發生在兩個子槽。通過子槽的形狀、以及相鄰子槽之間的阻擋物上面的有限量的記錄材料使得只能在局部進行吸收。實際上，在跨過槽之間可以得到雙峰溫度分布，其可以使得在徑向方向上形成兩個或多或少的分開標記。這兩個標記一起形成寫標記。于是，可以增加調制而不會犧牲切向密度，最終導致可得到的數據密度以及數據容量增加。
在從屬權利要求中限定了本發明的優選實施例。阻擋物優選地由能夠通過簡單的處理控制槽結構的基層材料制成，諸如通過電子束控制、光刻法圖形化和隨后的蝕刻。而且在相鄰槽結構之間設置有槽分開阻擋物，將相鄰軌道彼此隔開。而且該槽分開阻擋物優選地由基層材料制成。
根據另一實施例，相鄰子槽之間的阻擋物高度小于或等于兩個相鄰主槽之間的基層的高度，即槽分開阻擋物的高度。阻擋物的高度，并且進一步以及阻擋物的形狀對兩個子槽中存在的記錄材料對光的吸收產生影響，并且從而影響記錄期間標記的形狀。
通常可以使用有機材料、例如染料，或無機材料例如相變材料作為記錄材料。
優選地，寫標記在徑向方向上基本上是橢圓形或基本上是橢圓體形狀，即在切向方向上比在徑向方向上更短，從而增加了切向數據密度。為了得到具有這種形狀的標記，根據本發明優選實施例選擇主槽和子槽的形狀。
所提出的標記形狀修改也可以對高速一次寫記錄也有利。在高速記錄時，軌道內的熱干涉可能會妨礙標記形成過程。為了減少軌道內的熱干涉，諸如使用所提出的修改得到的橢圓體標記例如可以導致對前面的寫標記更少的進行直接加熱。
在權利要求6中定義了一種優選的槽形狀，根據該權利要求，子槽在徑向方向上的寬度在背離該基層的方向上增加。于是槽結構基本上具有“W”的形狀，例如具有10或90度的齒角(flank angle)，優選地為45度。
除了基層、信息層和覆蓋層之外，可以在信息層與覆蓋層之間設置電介層和/或金屬層作為附加隔離層。進一步，本發明也可以應用于多棧光學記錄載體，其具有分別包括至少一個信息層的多于一個記錄棧。這種記錄載體的一個范例就是雙層Blu-ray盤。
現在參照附圖更詳細的解釋本發明，其中


圖1a、1b所示為記錄在可重復寫和可記錄的記錄載體中的長和短標記；圖2所示為根據本發明的光學記錄載體的截面圖；圖3a、3b所示為已知記錄載體和根據本發明的記錄載體上的標記形狀；圖4所示為根據本發明的光學記錄載體的另一個實施例的截面圖；圖5所示為根據本發明的光學記錄載體中從頂部觀察的溫度分布；圖6所示為根據本發明的光學記錄載體中從截面觀察的溫度分布；圖7所示為根據本發明的光學記錄載體的還有另一個實施例的截面圖。
為了在一次寫系統中獲得與對應的可重復寫系統的數據容量相似的數據容量，需要在較短的掃描寬度寫入非常窄的標記，而在可重復寫的媒體中，該短標記與長標記一樣寬。在圖1所示的示意圖中，所示為以較高的密度記錄在可重復寫(RW)媒體(圖1a)中和可記錄(R)媒體(圖1b)中的長(8T)標記和短(2T)標記。應該注意到，最短的標記可與光點形狀相當，或比其小。這樣的結果就是在讀出期間消除了可記錄媒體中最短標記的光學調制。
該問題也可以通過比較BD-RW的2T標記的分辨率(＝2Tpp/8Tpp)和密度為23GB的BD-R被舉例說明。根據BD-RW規范，2T分辨率應該大于10％，并且這符合實際。然而，即使是在最好的BD-R媒體中，23GB的分辨率最多為5％。這種較低的分辨率顯著地惡化了抖動。本發明提供一種寫入小但是寬的標記，即具有較高的切向密度，使得能夠保持較高的調制的解決方案。
圖2所示為根據本發明的可記錄的光學記錄載體的截面圖，諸如BD-R。該記錄載體包括特別是由聚碳酸酯材料制成的基層2、特別是由染料或相變材料制成的信息層3、特別是由銀制成的金屬層4、和特別是由塑料材料制成的覆蓋層。
基層2具有槽結構，其具有多個螺旋狀展開的主槽，所示該主槽具有兩個相鄰主槽21、22，這些主槽被槽分開阻擋物23和將這兩個主槽21、22與相鄰主槽(未示出)隔開的相鄰阻擋物20、24隔開。需要這些主槽21、22在讀出或記錄期間用于跟蹤。中間槽分開阻擋物23和阻擋物20、24用作物理阻擋物。
所述每一主槽21、22進一步分別被劃分成兩個相鄰的子槽211、212或221、222，分別通過阻擋物213或223將其彼此隔開。這些阻擋物213、223之間的距離d決定了軌道間距。該數據軌道間距例如對于CD-R為1.6μm，對于DVD+R為750nm，并且對于BD-R為320nm。子槽211、212和221、222在信息層方向上擴寬，并且所示齒角α大約為75度。
主槽21、22、以及還有子槽211、212和221、222都填充有信息層3的記錄材料。由于物理阻擋物23的原因，記錄激光束的光吸收主要發生在主槽21、22的兩個子槽處，其中應該形成標記。由此物理阻擋物23避免了激光L的吸收，其具有(BD-R的)軌道間距大小數量級的光點尺寸，并從而加熱和分解該記錄材料。通過子槽的形狀、以及中間阻擋物213、223上面有限量的記錄材料使得只能在局部進行吸收。實際上，在跨過其上應該記錄信息的軌道兩端將保持雙峰溫度分布，其可以使得形成兩個或多或少的分開標記/凹坑。這兩個標記一起形成寫標記。由于該子槽的形狀，寫標記現在基本上具有橢圓形或橢圓體形狀，這就意味著調制增加了但沒有犧牲切向密度。
在圖3中將根據本發明的雙槽盤得到的典型標記/凹坑形狀與常規的標記形狀進行比較。圖3a所示為已知單槽一次寫的盤上得到的標記形狀，而圖3b所示為根據本發明的雙槽盤上得到的標記形狀，其都是短(I2)和長(I7)的掃描寬度。如從圖3b中可見，由于兩個子槽可以得到兩個子標記，其共同形成在徑向方向r上具有橢圓形的寫標記。由此，標記在切向方向t上比在徑向方向r上短，以增加切向數據密度并保持較高的調制。
根據本發明示出了DVD的可記錄盤的一個優選實施例，其數據軌道間距為740nm，槽深度為150nm，子槽的寬度為100nm，分離子槽的阻擋物的阻擋物高度為120nm并且齒角為30度。選擇金屬層的厚度為100nm，并且選擇脊處的信息層的厚度為30nm。對于BD-R盤的示范參數為數據軌道間距為320nm，槽深度為100nm，子槽寬度為50nm，并且齒角為45度。
可以使用電子束控制和光刻法圖形化并隨后的蝕刻來制造這種槽結構。使用光刻法，首先在基層中蝕刻第一淺槽，表示將主槽劃分成為兩部分的中間阻擋物。應用第二光致抗蝕劑層，將該淺槽和未接觸材料都覆蓋，并蝕刻更深的槽，表示確定該盤的數據軌道間距的主脊。通過這種方式，可以創建兩級父結構，并用于復制雙槽基層。
如果分離兩個子槽的物理阻擋物與相鄰脊的高度相同，那么該控制過程可以與Blu-ray盤的控制過程相同，除了可能需要更小的光點大小。如果該物理阻擋物低于相鄰的脊，那么應該使用可變的光強執行該控制過程，使得在處理后從該基層中部分地除去該復制層。
圖4所示為根據本發明使用可逆棧布局的記錄載體1的另一個實施例，其意味著用于BD條件。其中首先在雙槽基層2上沉積金屬層4，然后沉積染料層3，并可能可選地使用可選電介層6和覆蓋層5覆蓋。在該實施例中的軌道間距d優選地為160nm。如從圖中可見，所示金屬層4也顯示基層2的雙槽結構。
圖5和6所示為根據本發明在雙槽盤中示范計算的溫度分布，例如在圖2中所示。圖5所示為從頂部觀測，圖6所示為從截面觀測。該雙槽清楚地產生兩個分開的熱點，并且形成橢圓形的溫度分布。
圖7所示為根據本發明的記錄載體1”的另一個實施例，其非常類似于圖2中所示的實施例，并且其用于DVD條件。其中該層棧包括在信息層3與基層2之間的附加電介層6。所述電介層6也顯示基層2的雙槽結構。
根據本發明提出了一種雙槽可記錄的光學記錄載體，通過其可以增加切向方向上的數據密度，從而導致可得到的數據容量增加。
權利要求
1.一種可記錄的光學記錄載體，包括用于形成表示信息的標記和脊的記錄材料的信息層(3)、攜帶所述信息層(3)的基層(2)和覆蓋所述信息層(3)的覆蓋層(5)，所述基層(3)包括填充有記錄材料的徑向展開的槽結構，其特征在于所述槽結構包括主槽(21；22)，其被劃分成通過阻擋物(213；223)分開的兩個相鄰子槽(211、212；221、222)。
2.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，其中所述阻擋物(213；223)由基層材料制成。
3.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，其中所述阻擋物(213；223)的高度等于或小于兩個相鄰主槽(21；22)之間的基層(23)的高度。
4.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，其中該記錄材料是有機材料、特別是染料，或無機材料、特別是相變材料。
5.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，其中所采用的主槽(21；22)和子槽(211、212；221、222)的形狀能夠獲得在徑向方向(r)上具有基本橢圓形的標記。
6.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，其中子槽(211、212；221、222)在徑向方向(r)上的寬度在背離所述基片(2)的方向上增加，特別的具有角度范圍在10至90度的齒角(α)。
7.如權利要求1的可記錄的光學記錄載體，進一步包括在所述信息層(3)與所述覆蓋層(5)之間的金屬和/或電介層(4)。
全文摘要
本發明涉及一種可記錄的光學記錄載體，包括用于形成表示信息的標記和脊的記錄材料的信息層(3)、攜帶所述信息層(3)的基層(2)和覆蓋所述信息層(3)的覆蓋層(5)，所述基層(3)包括填充有記錄材料的徑向展開的槽結構。為了獲得在切向方向上具有增加的數據密度、并從而具有增加的數據容量的記錄載體，根據本發明提出，所述槽結構包括主槽(21；22)，其被劃分成通過阻擋物(213；223)分開的兩個相鄰子槽(211、212；221、222)。
文檔編號G11B7/24GK1679091SQ03821102
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月4日 優先權日2002年9月5日
發明者E·R·梅恩德斯, H·C·F·馬坦斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司