DE60217425T2

DE60217425T2 - Optisches Informationsaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE60217425T2
Application number: DE60217425T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Kazunori c/o Ricoh Company Ito; Ltd. Hajime c/o Ricoh Company Yuzurihara; Ltd. Nobuaki c/o Ricoh Company Onagi; Ltd. Katsuyuki c/o Ricoh Company Yamada; Ltd. Shinya c/o Ricoh Company Narumi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2002237096A; US20040190436A1; EP1231604A2; EP1760706B1; US20020155248A1; US7042831B2; EP1231604B1; US7414954B2; EP1760706A1; US20060136957A1; US6827999B2; EP1231604A3; DE60233275D1; TWI221611B; EP1758109B1; US20060126486A1; DE60230343D1; DE60217425D1; US7411887B2; EP1758109A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, und noch besonderer ein optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium, in welchem Information aufgezeichnet, reproduziert und umgeschrieben wird, indem eine optische Eigenschaft von einem Material in der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht davon durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht mit einem Lichtstrahl verändert wird.
DISKUSSION DER VERWANDTEN TECHNIK
Das japanische Patent Nr. 02652443 (das heißt, die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 1-220126, hierin nachfolgend JP'443) offenbart ein Verfahren zum Aufzeichnen von Information, wie Adressinformation für EFM-Signale in Bezug auf eine CD-RW, in einem Informationsträger 11 wie in 6A gezeigt. Außerdem offenbart JP'443 ein Verfahren, in welchem eine Wobbelrille dazu verwendet wird, Adressinformation in Bezug auf eine DVD einzugeben. 6C und 6D sind vergrößerte Ansichten eines Bereiches 12 des in 6A gezeigten Informationsträgers 11, und 6B ist ein Querschnitt des Informationsträgers 11, wenn der Träger an einer in 6A gezeigten Linie b-b aufgeschnitten wird. Wie in 6B gezeigt, hat der Informationsträger 11 eine sinusförmige Wobbel-Servospur 14. In 6B bezeichnen die Ziffern 15, 16 und 17 ein transparentes Substrat, eine Aufzeichnungsschicht, beziehungsweise eine Schutzschicht. In JP'443 wird beschrieben, dass die Servospur 14 eine Frequenzkomponente aufweist, welche durch Spurmodulation hergestellt wird und welche eine durchschnittliche Frequenz von 22,05 KHz hat, und dass die Frequenz der Spurmodulation gemäß Positions-Informationssignalen moduliert wird. Jedoch muss in den Informationsträger einzugebende Information die jeweiligen spezifizierten Bedingungen für jede Anwendung erfüllen, und wenn eine Platte hergestellt wird, müssen daher die Rille und die Aufzeichnungsschicht optimiert werden, so dass sie für die Anwendung geeignet sind. Das Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung erfüllt die Platten-Normen einer DVD+RW mit 4,7 GB. Ein die Normen erfüllendes optisches Informationsaufzeichnungsmedium ist noch nicht offenbart worden.
Neuerdings gibt es wiederbeschreibbare optische Platten, welche die gleiche Kapazität wie Hochdichte-DVD-ROM's haben und in welchen Information mit der gleichen Geschwindigkeit wie derjenigen für Hochdichte-DVD-ROM's aufgezeichnet werden kann. Diese wiederbeschreibbaren optischen Platten haben typischer Weise eine Wobbel-Führungsrille in ihrem Substrat, um Information darin zu lesen und zu schreiben, und in die Führungsrille wird Information wie Clock-Information und Adressinformation von Signalen eingegeben.
US-A-6177167 (siehe den Oberanspruch von Anspruch 1) betrifft ein wiederbeschreibbares optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium mit einer großen Aufzeichnungskapazität. EP-A-867868 beschreibt ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium.
Aus diesen Gründen besteht ein Bedürfnis für ein wiederbeschreibbares optisches Informationsaufzeichnungsmedium, welches die gleiche Kapazität wie Hochdichte-DVD-ROMs hat, sogar wenn Information mit einer hohen Geschwindigkeit aufgezeichnet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein wiederbeschreibbares optisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches die gleiche Kapazität wie Hochdichte-DVD-ROM's und gute Aufzeichnungseigenschaften hat, sogar wenn Information mit einer hohen Geschwindigkeit aufgezeichnet wird.
Um ein derartiges Ziel zu erreichen, befasst sich die vorliegende Erfindung mit der Bereitstellung eines optischen Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmediums, in welchem Information wie in Anspruch 1 dargelegt aufgezeichnet, reproduziert und umgeschrieben wird. Bevorzugte Merkmale werden in den Ansprüchen 2 bis 15 dargelegt.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Erwägung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, welche die Ansicht im Schnitt einer Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Wobbelamplitude und dem CN-Verhältnis des Wobbels in Bezug auf eine Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 ist eine schematische Ansicht, welche die Wobbel-Signalwelle (welche eine Interferenz zwischen Spuren aufweist) einer Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Wobbelamplitude und dem Max/Min-Verhältnis des Wobbelsignals in Bezug auf eine Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 ist eine schematische Ansicht, welche entlang der Rille einer Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung erzeugte Aufzeichnungsmarkierungen veranschaulicht;
6A ist eine Draufsicht, welche ein optisches Hintergrund-Informationsaufzeichnungsmedium veranschaulicht;
6B ist eine schematische Ansicht, welche den Querschnitt des optischen Hintergrund-Informationsaufzeichnungsmediums veranschaulicht;
6C ist eine vergrößerte Draufsicht einer Ausführungsform (sinusförmiges Spunnrobbeln) des Bereiches 2 (Wobbel) des in 6A gezeigten optischen Hintergrund-Informationsaufzeichnungsmediums; und
6D ist eine vergrößerte Draufsicht einer anderen Ausführungsform (Spurbreitenmodulation) des Bereiches 2 (Wobbel) des in 6A gezeigten optischen Hintergrund-Informationsaufzeichnungsmediums.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In dem optischen Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung (auf das hierin nachfolgend manchmal als ein Aufzeichnungsmedium Bezug genommen wird) haben die als Aufzeichnungsmarkierungen in der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (auf die hierin nachfolgend manchmal als die Aufzeichnungsschicht Bezug genommen wird) aufgezeichneten Signale gute Signalmerkmale, und die Wobbelinformation, welche in die auf dem Substrat ausgebildete Führungsrille eingegeben ist, kann mit einer niedrigen Fehlerrate ausgelesen werden. Das liegt daran, dass die Aufzeichnungsschicht und das Substrat spezifizierte optische Merkmale haben und die Führungsrille eine spezifizierte Form hat. Daher kann das Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung als eine wiederbeschreibbare optische Platte verwendet werden, in welcher darin aufgezeichnete Information von herkömmlichen DVD-ROM-Laufwerken gut reproduziert werden kann.
Um ein solches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, sind die folgenden Faktoren wichtig:

(1) optische Dicke (nd) von jeder Schicht (das heißt das Produkt aus dem Brechungsindex (n) von jeder Schicht und der Dicke (d) der Schicht);
(2) Brechungsindex und Doppelbrechung (absoluter Wert) des Substrats; und
(3) Wobbelform der in dem Substrat erzeugten Führungsrille.

Die Erfinder haben Untersuchungen durchgeführt, um eine DVD+RW mit 4,7 GB zu entwickeln, welche die gleiche Kapazität hat wie DVD-ROMs, welche entwickelt wurden, um in den Handel gebracht zu werden. Als ein Ergebnis davon wurde herausgefunden, dass bei einem Aufzeichnungsmedium die in die Führungsrille eingegebene Wobbelinformation mit einer niedrigen Fehlerrate gelesen werden kann und als Aufzeichnungsmarkierungen aufgezeichnete Signale mit einer niedrigen Fehlerrate reproduziert werden können, wenn die optischen Merkmale des Substrates und der Aufzeichnungsschicht davon und die Form der auf dem Substrat erzeugten Führungsrille die nachstehend aufgeführten Bedingungen erfüllen. Auf diese Weise kann eine wiederbeschreibbare optische Platte mit hoher Wiedergabekompatibilität bereitgestellt werden.
Die Bedingungen sind wie folgt:

(1) in einem optischen Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium, in welchem Information aufgezeichnet, reproduziert und umgeschrieben wird, indem eine optische Eigenschaft von einem Material in der Aufzeichnungsschicht davon durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht mit einem Lichtstrahl verändert wird, werden eine erste dielektrische Schicht mit einer optische Dicke nd von 80 nm bis 200 nm; eine Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht mit einer optischen Dicke von 20 nm bis 50 nm, wenn die Aufzeichnungsschicht in einem gelöschten Zustand ist; eine zweite dielektrische Schicht mit einer optischen Dicke von 10 nm bis 70; eine ein Metall beinhaltende Reflexionsschicht auf einem ersten transparenten Substrat, wie Polycarbonatplatten mit einer Wobbelrille, in dieser Reihenfolge durch Sputtern erzeugt;
(2) der Brechungsindex (n) und die Dicke (d) von dem ersten transparenten Substrat mit einer Wobbelrille betragen vorzugsweise 1,5 bis 1,65 beziehungsweise 0,59 mm bis 0,62 mm;
(3) das erste transparente Substrat hat vorzugsweise einen absoluten Doppelbrechungswert von nicht mehr als 50 nm;
(4) der Pitch der Wobbelrille beträgt vorzugsweise 0,70 μm bis 0,80 μm und Clock-Information wird in die Wobbelrille unter Anwendung eines ersten sinusförmigen Wobbels mit einer ersten Phase eingegeben und Adressinformation und Platteninformation werden in die Wobbelrille unter Anwendung eines zweiten sinusförmigen Wobbels eingegeben, dessen Phase von der ersten Phase um 180° verschieden ist, während die Amplitude der Wobbelrille auf 15 nm bis 40 nm betragend eingestellt wird;
(5) die Wobbelperiode der Wobbelrille ist vorzugsweise von 0,40 μm bis 0,45 μm;
(6) die Tiefe der Wobbelrille beträgt vorzugsweise 22 nm bis 40 nm;
(7) die Breite der Wobbelrille ist vorzugsweise 0,17 μm bis 0,30 μm; und
(8) die Breite einer in der Rille aufgezeichneten Aufzeichnungsmarkierung ist die 0,9- bis 1,5-fache Breite der Wobbelrille.

Sodann wird die vorliegende Erfindung an Hand von Abbildungen erläutert werden.
1 ist eine schematische Ansicht, welche die Ansicht im Schnitt einer Ausführungsform des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Auf einem Polycarbonatsubstrat 1 mit einer Führungsrille sind eine erste dielektrische Schicht 2, die als eine untere Schutzschicht dient; eine Aufzeichnungsschicht 3; eine zweite dielektrische Schicht 4 und eine dritte dielektrische Schicht 4', welche als eine obere Schutzschicht dienen; und eine Reflexionsschicht 5, die als ein Strahler dient, durch Sputtern übereinander angeordnet. Die Ziffer 1' bezeichnet ein zweites Substrat, welches gegebenenfalls mit einer Haftschicht 7 dazwischen auf der Reflexionsschicht 5 erzeugt ist. Als die Haftschicht 7 können vorzugsweise Klebfolien, UV-vernetzbare Harze, die durch UV-Strahlen radikalisch vernetzt werden können, durch ein kationisches Polymerisationsverfahren hergestellte Polymere und dergleichen verwendet werden. Außerdem wird gegebenenfalls eine Wetterbeständigkeitsschicht 6, welche typischer Weise ein UV-vernetzbares Harz beinhaltet und welche die Reflexionsschicht davor bewahrt, korrodiert zu werden, zwischen der Reflexionsschicht 5 und der Haftschicht 7 durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren erzeugt.
Typische Sputterbedingungen sind wie folgt:

(1) erste und zweite dielektrische Schichten auf die Sputtervorrichtung angelegte elektrische Energie: 3 kW Druck des Ar-Gases in der Filmerzeugungskammer: 2 mTorr
(2) Aufzeichnungsschicht auf die Sputtervorrichtung angelegte elektrische Energie: 1 kW Druck des Ar-Gases in der Filmerzeugungskammer: 2 mTorr
(3) dritte dielektrische Schicht auf die Sputtervorrichtung angelegte elektrische Energie: 1 kW Druck des Ar-Gases in der Filmerzeugungskammer: 2 mTorr
(4) Reflexionsschicht auf die Sputtervorrichtung angelegte elektrische Energie: 9 kW Druck des Ar-Gases in der Filmerzeugungskammer: 2 mTorr

Die Sputterbedingungen sind nicht hierauf beschränkt.
Die erste, zweite und dritte dielektrische Schicht, Aufzeichnungsschicht und Reflexionsschicht können durch bekannte Dampfphasen-Aufwachsverfahren, wie Vakuumabscheidungsverfahren, Sputterverfahren und Elektronenstrahlen verwendende Abscheidungsverfahren erzeugt werden.
Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben wurde, kann weiteres Verständnis durch Bezugnahme auf bestimmte spezifische Beispiele erlangt werden, welche hierin lediglich zum Zweck der Veranschaulichung geboten werden und nicht als beschränkend gedacht sind.
BEISPIELE
Beispiel 1
Auf ein Polycarbonatsubstrat, das eine Wobbelrille mit einem Pitch von 0,74 μm, einer Amplitude von 35 nm und einer Breite von 0,25 μm hat, wurden die folgende erste dielektrische Schicht, Aufzeichnungsschicht, zweite dielektrische Schicht und eine Reflexionsschicht in dieser Reihenfolge durch Sputtern erzeugt.

(1) erste dielektrische Schicht verwendetes Target: ZnS/SiO₂ (Molverhältnis 80/20) Dicke der erzeugten Schicht: 65 nm bis 85 nm
(2) Aufzeichnungsschicht verwendetes Target: Ag/In/Sb/Te/Ge (0,5/5/64/25/2 Atom%) Dicke der erzeugten Schicht: 15 nm bis 20 nm
(3) zweite dielektrische Schicht verwendetes Target: ZnS/SiO₂ (Molverhältnis 80/20) Dicke der erzeugten Schicht: 12 nm
(4) dritte dielektrische Schicht verwendetes Target: SiC/SiO₂ (Molverhältnis 50/50) Dicke der erzeugten Schicht: 2 nm bis 8 nm
(5) Reflexionsschicht verwendetes Target: Ag Dicke der erzeugten Schicht: 80 nm bis 150 nm

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Der Brechungsindex der ersten und zweiten dielektrischen Schicht war 2,0, der Brechungsindex der unbeschriebenen Aufzeichnungsschicht war 2,3 und der Brechungsindex der dritten dielektrischen Schicht war 2,5. Die optische Dicke des Aufzeichnungsmediums wird in Tabelle 1 gezeigt.
Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungsmedium wurde in Hinblick auf Reflexion, Modulationsgrad und Jitter ausgewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Um eine wiederbeschreibbare optische Phasenänderungsplatte mit guter Kompatibilität herzustellen, muss die optische Platte die Normen von doppelschichtigen DVD-ROM Platten erfüllen, und es ist bekannt, dass die optische Platte die folgenden Bedingungen erfüllen muss:
Reflexion: 18 bis 30%
Modulationsgrad: größer als 0,60; und
Jitter: weniger als 9%.
Die Norm des Jitters von DVD-ROM's ist weniger als 8%. Es ist jedoch für DVD-ROM's bekannt, dass wenn der Aufnehmer eine Neigung von ±0,75 Grad hat, die Fehlerrate klein ist, wenn der Jitter nicht größer als 15% ist. In den optischen Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedien können derartige Spezifikationen (das heißt, Jitter nicht größer als 15%) von DVD-ROM's erfüllt werden, wenn der minimale Jitter nicht größer als 9% ist.
Um eine wiederbeschreibbare optische Platte zu entwickeln, in welcher durch die Markierungen in der Aufzeichnungsschicht erhaltene Signale gute Signalmerkmale haben und von welcher in die Führungsrille eingegebene Wobbelinformation mit einer niedrigen Fehlerrate gelesen werden kann, haben die Erfinder die für die optische Platte erforderlichen optischen Eigenschaften in Einzelheiten untersucht. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass die Anforderungen für die optische Platte, die die DVD+RW-Normen erfüllt, die Folgenden sind.
Mit Bezug auf die Aufzeichnungsschicht wird eine Aufzeichnungsschicht verwendet, in welcher Ge einem AgInSbTe-Material, das typischer Weise für CD-RW's verwendet wird, in einer Menge von 1 bis 5 Atom% zugesetzt wird. In diesem Fall hat die sich ergebende Aufzeichnungsschicht gute optische Eigenschaften, wenn die optische Dicke nd 20 nm bis 50 nm, und vorzugsweise 30 nm bis 50 nm beträgt. Spezifisch hat die sich ergebende Platte (unbeschriebene Platte) einen Brechungsindex von etwa 2,3, wenn die Aufzeichnungsschicht Ag, In, Sb, Te und Ge in einer Menge von etwa 0,5 Atom%, etwa 5 Atom%, etwa 64 Atom%, etwa 25 Atom% beziehungsweise 2 Atom% beinhaltet. In diesem Fall ist die Dicke dpc der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht vorzugsweise 9 nm bis 23 nm, und noch bevorzugter 13 nm bis 19 nm.
Die erste dielektrische Schicht wird unter Verwendung eines Mischungstargets aus ZnS und SiO₂ erzeugt. Der Gehalt an SiO₂ ist vorzugsweise nicht größer als 50%. Die optische Dicke nd der ersten dielektrischen Schicht beträgt 80 nm bis 200 nm, und vorzugsweise 120 nm bis 180 nm. Spezifisch wenn die erste dielektrische Schicht mit einem RF- (Radiofrequenz) Sputterverfahren unter den folgenden Bedingungen erzeugt wird:
verwendetes Target: ZnS-SiO₂ (Molverhältnis 80/20)
auf die Sputtervorrichtung angelegte elektrische Energie: 3 kW
Druck des Ar-Gases in der Filmerzeugungskammer: 2 mTorr
ist der Brechungsindex der sich ergebenden dielektrischen Schicht etwa 2,0. In diesem Fall beträgt die Dicke Ddi₁ der ersten dielektrischen Schicht vorzugsweise 40 nm bis 100 nm, und bevorzugter 70 nm bis 90 nm.
Wenn der Gehalt an SiO₂ größer als 50% ist, muss die Sputtergeschwindigkeit verringert werden, was Verschlechterung des Durchsatzes beim Fertigen der optischen Platte zur Folge hat, und dadurch werden die Herstellungskosten der optischen Platte erhöht.
Wenn die erste dielektrische Schicht (ZnS/SiO₂) eine geringe optische Dicke hat, treten die Probleme auf, dass die Reflexion der optischen Platte außerhalb des bevorzugten Bereiches liegt, wenn aufgezeichnete Signale reproduziert werden, und die Aufzeichnungseigenschaften schlechter werden, wenn die optische Platte wiederholt aufgezeichnet wird. Wenn im Gegensatz dazu die erste dielektrische Schicht eine große optische Dicke hat, nimmt die Reflexion stark zu, was Verschlechterung des wirklichen Modulationsgrades zu Folge hat, und dadurch wird die Fehlerrate erhöht, wenn Information reproduziert wird.
Gleich wie die erste dielektrische Schicht wird die zweite dielektrische Schicht unter Verwendung einer Mischung von ZnS mit SiO₂ erzeugt. Weil der Brechungsindex der mit dem zum Erzeugen der ersten dielektrische Schicht verwendeten Sputterverfahren erzeugten dielektrische Schicht etwa 2,0 ist, beträgt die Dicke Ddi₂ der zweiten dielektrischen Schicht vorzugsweise 5 nm bis 35 nm, und bevorzugter 10 nm bis 20 nm.
Wenn die dritte dielektrische Schicht nicht erzeugt wird, kann die sich ergebende optische Platte unter praktischen Verwendungsbedingungen verwendet werden. Jedoch hat die sich ergebende optische Platte eine höhere Zuverlässigkeit, wenn die dritte dielektrische Schicht erzeugt wird, welche eine Mischung von SiC mit SiO₂ beinhaltet und welche als eine obere Schutzschicht dient, indem sie über die zweite dielektrische Schicht gelegt wird. Es kann nämlich, wenn die dritte dielektrische Schicht zwischen der zweiten dielektrischen Schicht und der Reflexionsschicht erzeugt wird, die Verschlechterung (wie Sulfuration) des Materials (wie Ag und Ag-Legierungen) der Reflexionsschicht wegen des in der zweiten dielektrische Schicht beinhalteten Sulfids (ZnS) verhindert werden. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Hauptkomponente der dritten dielektrischen Schicht vorzugsweise ein dielektrisches Material anders als Oxide, und daher beträgt der Gehalt an Oxiden wie SiO₂ vorzugsweise nicht mehr als 50%.
Wenn die dritte dielektrische Schicht erzeugt wird, beträgt die Dicke Ddi₂ der zweiten dielektrischen Schicht vorzugsweise 9 nm bis 15 nm, und die Dicke Ddi₃ der dritten dielektrischen Schicht beträgt vorzugsweise 2 nm bis 8 nm. Weil der Brechungsindex der unter den vorstehend erwähnten Filmbildungsbedingungen erzeugten dritten dielektrischen Schicht etwa 2,5 ist, beträgt in diesem Fall die optische Dicke nd der Kombination aus der zweiten und der dritten dielektrischen Schicht 23 nm bis 70 nm, was in dem bevorzugten Bereich (das heißt, 10 nm bis 70 nm) liegt. Wenn die Dicke zu gering ist, tritt das Problem auf, dass der Kontrast von aufgezeichneten Markierungen verschlechtert wird. Wenn im Gegenteil die Dicke zu groß ist, werden die Aufzeichnungseigenschaften schlechter, wenn die optische Platte wiederholt verwendet wird.
In Beispiel 1 wird Silber (Ag) für die Reflexionsschicht verwendet. Obwohl auch eine aus einem Material wie Aluminiumlegierungen und Au erzeugte Schicht als die Reflexionsschicht verwendet werden kann, können vorzugsweise Silber oder eine Silberlegierung mit einem Element wie Pd, In, Cu, Si, Ge und Cr als die Reflexionsschicht verwendet werden. Überdies kann auch eine Mischung von Silber mit einem solchen Element verwendet werden, wenn die Mischung eine eutektische Legierung bildet. Der Gehalt von einem solchen Element ist vorzugsweise nicht größer als 10%. Diese eutektischen Legierungen können dem optischen Medium gute Aufzeichnungseigenschaften verleihen. Die Dicke der Reflexionsschicht beträgt vorzugsweise 60 nm bis 200 nm. Wenn die Reflexionsschicht zu dünn ist, kann eine gute Strahlungswirkung nicht ausgeübt werden. Wenn im Gegenteil die Reflexionsschicht zu dick ist, neigt die Reflexionsschicht dazu, von der dritten dielektrischen Schicht (oder der zweiten dielektrische Schicht, wenn die dritte dielektrische Schicht nicht erzeugt wird) abzugehen.
Die optischen Bedingungen des Polycarbonatsubstrates werden nachfolgend erwähnt.
Beispiel 2
Als ein Ergebnis der Auswertung im Hinblick auf Brechungsindex, Dicke und absoluten Doppelbrechungswert des für die optische Platte von Beispiel 1 verwendeten Polycarbonatsubstrates mit einer Wobbelrille wird herausgefunden, dass der Brechungsindex vorzugsweise 1,50 bis 1,65 beträgt. Wenn der Brechungsindex zu hoch ist, nimmt der Reflexionsgrad der optischen Platte stark ab. Wenn im Gegenteil der Brechungsindex zu niedrig ist, nimmt der Reflexionsgrad der optischen Platte stark zu, was Verschlechterung des Modulationsgrades zur Folge hat.
Der absolute Doppelbrechungswert des Substrates ist vorzugsweise nicht größer als 50 nm. Wenn der absolute Doppelbrechungswert zu hoch ist, nimmt der Reflexionsgrad der optischen Platte stark ab. Wenn überdies der absolute Doppelbrechungswert einer optischen Platte sich in der Radialrichtung der optischen Platte ändert, ändert sich auch der Reflexionsgrad in der Radialrichtung. Daher ist es zu bevorzugen, dass der absolute Doppelbrechungswert so klein wie möglich ist.
Die Dicke des Substrates beträgt vorzugsweise 0,59 bis 0,62 mm. Wenn das Substrat zu dünn ist, wird die Umdrehung der Platte instabil, wenn Information mit einer Wiedergabevorrichtung reproduziert wird, weil die Platte von der Vorrichtung nicht fest verklammert werden kann. Wenn das Substrat zu dünn oder zu dick ist, kann die sich ergebende optische Platte von dem verwendeten Aufnehmer nicht gut fokussiert werden. Überdies wird herausgefunden, dass wenn die Dicke sich in der Radialrichtung einer optischen Platte so ändert, dass die Dicke außerhalb des vorstehend erwähnten Bereiches liegt, ein Problem derart auftritt, dass sich die Signalstärke in der Radialrichtung davon ändert.
Wie vorstehend erwähnt, kann eine optische Platte, in welcher Information mit einer hohen Lineargeschwindigkeit des 2,5-fachen von derjenigen von DVD-ROM's aufgezeichnet werden kann und welche gute Überschreibungseigenschaften hat, bereitgestellt werden, indem zum Beispiel die optische Dicke der ersten, zweiten und dritten dielektrischen Schicht und des Substrates optimiert werden. Überdies kann durch Optimieren der optischen Dicken und Optimieren der Rillenbedingungen, welche nachstehend erwähnt werden, eine optische Platte bereitgestellt werden, in welcher in die Wobbelrille eingegebene Clock-Information und Adressinformation mit einer niedrigen Fehlerrate gelesen werden können.
Beispiel 3
In DVD+RW Medien wird Clock-Information unter Verwendung eines ersten, sinusförmigen Wobbels mit einer ersten Phase eingegeben, und Adress- und Platteninformation wird unter Verwendung eines zweiten, sinusförmigen Wobbels darin eingegeben, dessen Phase von der ersten Phase um 180° verschieden ist.
Die Amplitude des von der Wobbelrille gelesenen Trägerrauschens der Wobbelinformation ist gut, wenn die Amplitude der Wobbelrille 15 nm bis 40 nm, und vorzugsweise 20 nm bis 40 m beträgt. Wenn die Amplitude der Wobbelrille zu klein ist, nimmt die Quantität des Trägers stark ab, und dadurch nimmt die Fehlerrate zu, wenn die in die Rille eingegebene Adressinformation und Mediuminformation gelesen werden.
Wenn im Gegenteil die Amplitude zu groß ist, tritt beim Lesen der Information aus einer Rille Interferenz von der angrenzenden Rille auf, was Anstieg des Rauschens zur Folge hat, und dadurch wird die Fehlerrate bei dem Vorgang des Informationslesens stark erhöht. Wenn Rillen mit einem Stempel hergestellt werden, wird überdies die Modulationsvorrichtung bei dem Lichteinstrahlungsvorgang hoch belastet, und deshalb können die Rillen nicht auf der gesamten Oberfläche des Mediums stabil erzeugt werden.
Die Erfinder maßen das C/N-Verhältnis (Träger/Rauschen) des Wobbels der in Beispiel 2 hergestellten optischen Platte, welches Verhältnis ein alternatives Merkmal der Fehlerrate bei dem Lesen von Clock-Information und Adressinformation ist, während die Amplitude und die Wobbelperiode der Wobbelrille verändert wurden. Die Ergebnisse werden in 2 gezeigt. In dem Bereich A können Clock-Information und Adressinformation stabil ausgelesen werden. Es kann aus 2 entnommen werden, dass das C/N-Verhältnis in dem Bereich A abfällt, wenn die Wobbelamplitude etwa 15 nm ist. Um auf sichere Weise ein C/N-Verhältnis in dem Bereich A zu erhalten, beträgt die Wobbelamplitude vorzugsweise nicht weniger als 20 nm.
Wird die Amplitude weiter erhöht, wird die sich ergebende Wellenform der Signale der Rille, welche durch Ermitteln des durch die Rille reflektierten Lichtes mit mehrfach unterteilten Photodioden erhalten wird, in 3 gezeigt. Wie aus 3 zu entnehmen ist, wird die Wellenform wegen der Interferenz mit der angrenzenden Rille periodisch verstärkt und geschwächt. Das Maximum/Minimum-Verhältnis des Signals (Vwobbel) wird in 4 aufgetragen.
Die Erfinder bewerteten die Fehlerrate beim Auslesen von Clock-Information und Adressinformation. Als ein Ergebnis wird gefunden, dass die Fehlerrate zunimmt, wenn das Maximum/Minimum-Verhältnis von Vwobbel größer als 2,5 ist. Wie aus 4 zu entnehmen ist, beträgt an dem Punkt, bei welchem das Maximum/Minimum-Verhältnis von Vwobbel 2,5 ist, die Wobbelamplitude etwa 40 nm.
Wenn die Wobbelperiode verändert wird, wird auch die Frequenzkomponente verändert. Daher nimmt das C/N-Verhältnis ab, wie in 2 gezeigt wird, und dadurch kann Adressinformation nicht auf stabile Weise erhalten werden. Als ein Ergebnis des Experimentes der Erfinder beträgt die Wobbelperiode vorzugsweise von 4,0 μm bis 4,5 μm.
Beispiel 4
Die Erfinder bewerteten den Reflexionsgrad, die Spurübersprechsignale nach dem Aufzeichnen, die Push-Pull-Signale und die Lesefehlerrate der Adressinformation in Bezug auf die optische Platte von Beispiel 2, während die Tiefe und Breite der Rille verändert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Als ein Ergebnis beträgt die Tiefe der Rille vorzugsweise 22 nm bis 35, und noch bevorzugter 24 nm bis 30 nm. Wenn die Tiefe zu gering ist, nehmen die Push-Pull-Signale stark ab, durch die eine Aufzeichnungsvorrichtung die Rille identifizieren kann, und dadurch können stabile Servoeigenschaften nicht erhalten werden und Spurverfolgung kann nicht durchgeführt werden. Wenn im Gegenteil die Tiefe zu groß ist, nimmt der Reflexionsgrad stark ab, und daher kann von DVD-ROM-Vorrichtungen Information nicht reproduziert werden.
Abnahme des Reflexionsgrades kann in Grenzen gehalten werden, indem die Dicke der ersten dielektrischen Schicht verändert wird, dies macht aber die Aufzeichnungsmerkmale schlechter.
Die Rillenbreite beträgt vorzugsweise 0,17 μm bis 0,30 μm, und noch bevorzugter 0,20 mm bis 0,28 μm. Wenn die Rillenbreite zu klein ist, nimmt der Reflexionsgrad stark ab. Wenn im Gegenteil der Reflexionsgrad zu hoch ist, nehmen Spurübersprechsignale stark ab, und dadurch tritt ein Problem derart auf, dass Suche nicht gut durchgeführt werden kann.
Beispiel 5
Die Erfinder bewerteten den Jitter, den Modulationsgrad und Spurübersprechsignale nach dem Aufzeichnen der optischen Platte von Beispiel 2, während die Breite der aufgezeichneten Markierungen verändert wurde.
Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass gute Aufzeichnungseigenschaften erhalten werden können, wenn die Aufzeichnungs-Markierungen in der Rille aufgezeichnet werden und die Breite der Aufzeichnungs-Markierungen das 0,9- bis 1,5-fache der Breite der Rille beträgt.
Diese optische Platte ist geeignet für Hochdichte-Aufzeichnung, und wenn jede Schicht der optischen Platte die vorstehend erwähnte bevorzugte optische Dicke aufweist, hat die sich ergebende optische Platte ein Kapazität von 4,7 Gigabyte (GB), wenn die optische Platte eine Rille mit einem Spurabstand von 0,74 μm hat. In der optischen Platte der vorliegenden Erfindung werden Markierungen mit einer Breite, die breiter als die Rillenbreite ist, erzeugt, während die Rille flach ist. Eine typische Form der Aufzeichnungsmarkierung wird in 5 gezeigt. Auf diese Weise kann der Modulationsgrad verstärkt werden, so dass er der Gleiche wie der von DVD-ROM's ist. Daher hat das sich ergebende optische Aufzeichnungsmedium eine gute Wiedergabekompatibilität mit DVD-ROM's.
Wenn die Aufzeichnungsmarkierungen zu klein sind, kann der Modulationsgrad nicht auf sichere Weise erhalten werden und der Jitter wird schlechter. Wenn im Gegenteil die Aufzeichnungsmarkierungen zu groß sind, werden die Spurübersprechsignale schlechter, und dadurch kann Suche nicht gut durchgeführt werden und Jitter und Wiederbeschreibungsmerkmale werden ebenfalls schlechter. Überdies tritt das Problem auf, dass die Datenfehlerrate wegen Interferenz mit der angrenzenden Aufzeichnungsmarkierung stark zunimmt.
Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Die Abläufe zur Herstellung und Bewertung des Aufzeichnungsmediums von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer dass die optische Dicke der ersten und zweiten dielektrischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht wie in Tabelle 1 gezeigt so verändert wurden, dass sie außerhalb des vorstehend erwähnten bevorzugten Bereiches liegen.
Die (optischen) Dicken von jeder Schicht der optischen Platten der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 werden in Tabelle 1 gezeigt, und die Auswertungsergebnisse werden in den Tabellen 2 und 3 gezeigt. Tabelle 1

Anmerkung: die Dicken mit dem Asterisk (*) liegen außerhalb des bevorzugten Bereiches.

Anmerkung: (1) die Daten mit dem Asterisk (*) liegen außerhalb des Bereiches.
(2) Wiederbeschreibungsfähigkeit wird als die Anzahl der Wiederbeschreibungen bei einem Jitter nicht größer als 9% definiert.

Anmerkung: die Daten mit dem Asterisk (*) liegen auf der Grenze oder außerhalb des bevorzugten Bereiches.

Auswirkungen der vorliegenden Erfindung
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu verstehen ist, beinhaltet das optische Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung mindestens eine erste dielektrische Schicht, eine Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine Reflexionsschicht, wobei jede aus der ersten und zweiten dielektrische Schicht und der Aufzeichnungsschicht eine spezifizierte optische Dicke hat, und daher haben von den in der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Aufzeichnungsmarkierungen erhaltene Signale gute Merkmale, während die in die Rille eingegebene Wobbelinformation mit einer niedrigen Fehlerrate gelesen werden kann. Überdies hat das optische Informationsaufzeichnungsmedium einen verhältnismäßig hohen Reflexionsgrad, und daher hat das Aufzeichnungsmedium eine gute Kompatibilität mit DVD-ROM-Laufwerken und -Abspielgeräten.
Wenn das Substrat des optischen Informationsaufzeichnungsmediums, welches die Rille aufweist, überdies den spezifizierten Brechungsindex, die spezifizierte Dicke und den spezifizierten absoluten Doppelbrechungswert wie vorstehend erwähnt hat, kann Information stabil reproduziert werden, während das Aufzeichnungsmedium gute Wiedergabekompatibilität mit DVD-ROM-Abspielgeräten aufweist.
Wenn ferner die Rille des optischen Informationsaufzeichnungsmediums den spezifizierten Spurabstand, die spezifizierte Wobbelperiode, Tiefe und Breite hat, hat das sich ergebende Aufzeichnungsmedium gute Signalmerkmale und kann als eine wiederbeschreibbare optische Platte verwendet werden, während die in die Rille eingegebene Wobbelinformation mit niedriger Fehlerrate ausgelesen werden kann.
Wenn überdies Aufzeichnungsmarkierungen auf der flachen Rille erzeugt werden, während die Breite der Markierungen breiter als die Breite der Rille ist, kann der Modulationsgrad verbessert werden, und dadurch erfüllt das sich ergebende optische Aufzeichnungsmedium die DVD-ROM-Normen. Daher weist das optische Aufzeichnungsmedium gute Kompatibilität mit Laufwerken und Abspielgeräten für DVD-ROMs auf.
Es versteht sich, dass innerhalb des Umfangs der Ansprüche die Erfindung anders als hierin spezifisch beschrieben ausgeübt werden kann.

Claims

Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium, in dem Information aufgezeichnet, reproduziert und umgeschrieben werden kann, umfassend: ein erstes transparentes Substrat (1), welches spiralförmig darauf in einem Pitch gebildet ist; eine erste dielektrische Schicht (2), die über dem ersten transparenten Substrat (1) angeordnet ist und eine optische Dicke von 80 nm bis 200 nm hat; eine Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3), die über der ersten dielektrischen Schicht (2) angeordnet ist; eine zweite dielektrische Schicht (4), die über der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3) angeordnet ist und eine optische Dicke von 10 nm bis 70 nm hat; eine Reflexionsschicht (5), die über der zweiten dielektrischen Schicht (4) angeordnet ist; ein zweites transparentes Substrat (1'), das über der Reflexionsschicht (5) angeordnet ist; wobei das optische Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste transparente Substrat (1) eine Wobbelrille aufweist, die spiralförmig darauf in einem Pitch gebildet ist, die Wobbelrille eine Amplitude von 15 nm bis 40 nm hat, und wobei die Clock-Information in die Wobbelrille unter Anwendung eines ersten sinusförmigen Wobbels mit einer ersten Phase eingegeben wird und Adressinformation und Platteninformation in die Wobbelrille unter Anwendung eines zweiten sinusförmigen Wobbels eingegeben werden, dessen Phase von der ersten Phase des ersten sinusförmigen Wobbels um 180° verschieden ist; und dass die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3 eine optische Dicke von 20 nm bis 50 nm hat, wenn die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3) im gelöschten Zustand ist.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, ferner umfassend eine dritte dielektrische Schicht (4') zwischen der zweiten dielektrischen Schicht (4) und der Reflexionsschicht (5).
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Haftschicht (7) zwischen der Reflexionsschicht (5) und dem zweiten transparenten Substrat (1').
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Wetterbeständigkeitsschicht zwischen der Reflexionsschicht (5) und dem zweiten transparenten Substrat (1') oder der Haftschicht (7), um die Reflexionsschicht vor Korrosion zu schützen.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin das erste transparente Substrat (1) einen Brechungsindex von 1,50 bis 1,65 und eine Dicke von 0,59 mm bis 0,62 mm hat.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin das erste transparente Substrat (1) eine absoluten Doppelbrechungswert von nicht mehr als 50 nm hat.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Pitch der Wobbelrille 0,70 μm bis 0,80 μm beträgt.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Wobbelrille eine Periode von 0,40 μm bis 0,45 μm aufweist.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Wobbelrille eine Tiefe von 22 nm bis 40 nm hat.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 94, worin die Wobbelrille eine Breite von 0,17 μm bis 0,30 μm hat.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Wobbelrille eine Breite hat, worin Aufzeichnungsmarkierungen in der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3) entlang der Wobbelrille gebildet werden, und worin die Aufzeichnungsmarkierungen die 0,9- bis 1,5-fache Breite der Wobbelrille haben.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, worin die optische Dicke der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3) 30 nm bis 50 nm beträgt, wenn die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht (3) im gelöschten Zustand ist.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 12, worin die kombinierte optische Dicke der zweiten und dritten dielektrischen Schichten (4)(4') nicht mehr als 70 nm beträgt.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, worin die Aufzeichnungsschicht (3) Ag-In-Sb-Te umfasst und 1 bis 5 Atom% Ge enthält.
Optisches Phasenänderungs-Informationsaufzeichnungsmedium nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, worin jedes der ersten und zweiten transparenten Substrate (1)(1') eine Dicke hat, und worin die Dicke des zweiten transparenten Substrats (1') die gleiche ist wie die Dicke des ersten transparenten Substrats (1).