DE60309308T2

DE60309308T2 - Doppelschichtiges optisches datenaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE60309308T2
Application number: DE60309308T
Authority: DE
Inventors: J. Ronald VAN DEN OETELAAR; C. Hubert MARTENS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: TW200402050A; ATE343838T1; CA2481017A1; DE60309308D1; AU2003216587A1; KR20040094897A; US20050219991A1; JP2005521986A; MXPA04009538A; WO2003083851A1; EP1500094A1; EP1500094B1; CN1647173A

Description

Die Erfindung betrifft ein doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlenbündels, das durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche in das Medium eintritt, wobei das Medium mindestens ein erstes Substrat mit Folgendem auf mindestens einer Seite des ersten Substrats umfasst:

– einen ersten Schichtstapel, der eine erste Informationsschicht umfasst,
– einen zweiten Schichtstapel, der eine zweite Informationsschicht umfasst, wobei der erste Schichtstapel an einer Position vorhanden ist, die näher an der Strahlenbündel-Eintrittsfläche ist als der zweite Schichtstapel,
– eine erste transparente Abstandsschicht zwischen dem ersten Schichtstapel und dem zweiten Schichtstapel.

Eine Ausführungsform eines optischen Aufzeichnungsmediums, wie im einleitenden Satz beschrieben, ist aus der Japanischen Patentanmeldung JP-11066622 bekannt.
Schreibgeschützte digitale vielseitige Scheiben (Digital Versatile Disc read only-DVD-ROM) haben sich als ein sehr erfolgreiches optisches Aufzeichnungsmedium erwiesen. Die DVD-ROM-Standardspezifikation beschreibt sowohl eine einschichtige Scheibe (Typ A; Datenkapazität = 4.7 GB) als auch eine doppelschichtige Scheibe (Typ C; Datenkapazität = 8.5 GB). Ein einmal beschreibbares und/oder wiederbeschreibbares Medium, das mit dem DVD-ROM-Standard des Typs A und des Typs C kompatibel ist, ist in hohem Maße erwünscht. Des Weiteren werden eine doppelseitige Version der einschichtigen Scheibe (Typ B; Datenkapazität 9.4 GB) und eine doppelseitige Version der doppelschichtigen Scheibe (Typ D; Datenkapazität = 17.0 GB) beschrieben. Beschreibbare und/oder wiederbeschreibbare Medien, die mit dem DVD-ROM-Standard kompatibel sind, sind in hohem Maße erwünscht. Neulich wurde ein neues Format mit einer sogar noch höheren Speicherkapazität eingeführt, das Blaustrahl-Scheibe (Blu-ray Disc-BD) genannt wird. Dieses System verwendet eine blaue Strahlenbündel-Wellenlänge und eine relativ hohe numerische Apertur des fokussierten Strahlenbündels. Für dieses Format werden auch einmal beschreibbare (R) und wiederbeschreibbare (RW) Versionen eingeführt.
Für eine einschichtige DVD (Typ A) wurden ein kompatibles beschreibbares Format (DVD+R) und ein nahezu kompatibles wiederbeschreibbares Format (DVD+RW) definiert. Für die doppelschichtige DVD (Typ C) wird ein kompatibles doppelschichtiges DVD(+R) Medium basierend auf Farbstoffen in der nicht vorveröffentlichten Europäischen Patentanmeldung 02075226.7 (PHNL020086) beschrieben und in WO2003/060895-A1 (PHNL030043), eingereicht durch den vorliegenden Anmelder, veröffentlicht. Ein doppelschichtiges wiederbeschreibbares DVD(+RW)-Medium ist auch machbar, aber es scheint, dass ein solches Medium aufgrund der beschränkten Reflexion und Transmission der wiederbeschreibbaren Materialen, z.B. der Phasenumwandlungsmaterialien, die verwendet werden, nicht mit dem DVD-ROM-Standard kompatibel gemacht werden kann.
Die Steigerung der Datenkapazität einer doppelschichtigen DVD+R im Vergleich zu einer einschichtigen DVD+R und ihre Kompatibilität mit schreibgeschützten Standards sind klare Vorteile. Ein Nachteil ist indes, dass das Bereitstellen einer solchen Scheibe mit vorhergehend aufgezeichneten Daten eher schwierig ist. Des Weiteren können Daten, die überholt sind, nicht überschrieben werden.
WO 03/0009281-A2 (Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ) beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen von optischen Datenaufzeichnungsscheiben, das das Bereitstellen eines Substrats und das Erzeugen von Informationsschichten auf beiden Seiten des Substrats unter Verwendung eines Verfahrens des simultanen zweiseitigen Walzens von Tropfen umfasst.
EP 1 162 613-A2, das den Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 widerspiegelt, offenbart ein mehrschichtiges Informationsmedium, das mindestens zwei Informationen aufzeichnende Schichten hat, wie beispielsweise eine Aufzeichnungsschicht, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mediums. Aufgabe ist das Ausführen hervorragender Leseeigenschaften in allen der Informationsaufzeichnungsschichten im mehrschichtigen Informationsmedium, das mehrere Informationen aufzeichnende Schichten hat, die damit gebildet sind.
EP 1 178 478 A2 offenbart ein doppelschichtiges optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Substratoberfläche, die der Datenschicht gegenüberliegt, die konvex ist, und einer Abstandsschicht oder Schutzschicht.
US 5 726 970 offenbart ein mehrschichtiges optisches Aufzeichnungsmedium mit einer ersten Informationsaufzeichnungsschicht des ROM-Typs und einer zweiten wiederbeschreibbaren Informationsaufzeichnungsschicht. Die Aufzeichnungsschichten werden durch ein Substrat ausgelesen.
Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen eines doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums des im einleitenden Satz erwähnten Typs, das mit einer zweischichtigen ROM-Version des Mediums kompatibel ist und einen wiederbeschreibbaren Teil oder einen schreibgeschützten Teil hat.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste Informationsschicht eine Schicht ist, die aus einer Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, und dass die zweite Informationsschicht eine Schicht ist, die aus einer Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht, und dass der Typ der ersten Informationsschicht sich vom Typ der zweiten Informationsschicht unterscheidet, und dass die erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche sich in einer ersten Schutzdeckschicht befindet, die vom ersten Substrat getrennt ist.
Der Anmelder hat erkannt, dass das Problem bei einem doppelschichtigen beschreibbaren, d.h. einmal beschreibbaren Medium ist, dass vorhergehend aufgezeichnete schreibgeschützte Daten, die ein Hersteller auf ein solches Medium anbringen möchte, Medium für Medium sequentiell geschrieben werden müssen. Dieses Problem wird durch das Bereitstellen eines Mediums gelöst, in dem eine der ersten und zweiten Informationsschichten eine schreibgeschützte Schicht mit vorgeprägten Informationen, wie z.B. in einer normalen DVD-ROM, ist. Ein weiteres Problem ist, dass ein Endbenutzer, der seine eigenen Informationen hinzufügen möchte, nicht mehr in der Lage sein wird, diese Informationen zu löschen. Die Anmelder haben des Weiteren erkannt, dass es mit einer erfindungsgemäßen Kombination von unterschiedlichen Typen von Aufzeichnungsschichten immer noch möglich ist, ein doppelschichtiges Medium zu erhalten, das mit dem doppelschichtigen (= Stapel) DVD-ROM-Standard kompatibel ist. Es ist wichtig, zu erkennen, dass die erste Informationsschicht keine wiederbeschreibbare Schicht sein kann, da dann die Anforderungen an effektive Reflexion, d.h. kompatibel mit einer doppel schichtigen ROM-Version, von beiden Stapeln nicht mehr erfüllt werden können. Eine geeignete wiederbeschreibbare Schicht verfügt über eine zu geringe optische Transmission, d.h. zu viel Absorption, um diese Kompatibilität zu erreichen. Ein wichtiger Parameter des DVD-ROM-Standards des Typs C ist z.B. das Reflexionsvermögen der Aufzeichnungsschichten, das für jede der zwei Schichten zwischen 18% und 30% betragen muss. Infolgedessen sollte die erste Informationsschicht, die am nächsten an der Strahlenbündel-Eintrittsfläche eines kompatiblen DVD+R+RW-Mediums liegt, über eine hohe Transmission, ausreichende Reflexion und eine niedrige Absorption verfügen. Diese Kriterien können für eine einmal beschreibbare Schicht, die z.B. auf Farbstoffen basiert, oder eine schreibgeschützte Schicht erfüllt werden, aber sie können nicht für eine wiederbeschreibbare Schicht erfüllt werden, die über eine relativ hohe optische Absorption verfügt. Mit anderen Worten ist die erste Informationsschicht eine einmal beschreibbare Schicht (z.B. eine farbbasierte Schicht mit einer relativ niedrigen Absorption) oder eine schreibgeschützte ROM-Schicht (niedrige Absorption), während die zweite Informationsschicht eine wiederbeschreibbare Schicht mit einer relativ hohen Reflexion ist, die z.B. auf Phasenumwandlungsmaterialien oder anderen löschbaren Materialien wie magnetooptischen Materialien basiert. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass für die einmal beschreibbare Schicht irgendein Typ von Schicht mit einer relativ niedrigen Absorption bei der Strahlenbündel-Wellenlänge geeignet ist und, dass die einmal beschreibbare Schicht der Erfindung nicht auf Farbschichten beschränkt ist. Neuerdings besteht eine Tendenz, Objektivlinsen, die eine relativ hohe numerische Apertur (NA) haben, zum Fokussieren des Strahlenbündels zu verwenden. Dies ermöglicht einen kleineren optischen Lichtfleck, was eine höhere Datendichte erlaubt. Für dieses System wird bevorzugt, das Strahlenbündel durch eine relativ dünne transparente Deckschicht in der Größenordnung von einigen Zehntelmillimetern oder weniger, z.B. 100 μm, zu fokussieren. Der Vorteil ist, dass eine solche relativ dünne Deckschicht den fokussierten optischen Lichtfleck weniger empfindlich auf optische Aberrationen durch Kippen des optischen Mediums macht, und des Weiteren, dass das Objektiv eine relativ kleine Fokusdistanz bei immer noch ausreichendem freien Arbeitsabstand (FAA) für das Arbeiten des Objektivs haben kann.
In einer Ausführungsform ist die zweite Informationsschicht eine wiederbeschreibbare Schicht. Der Vorteil eines solchen Mediums ist, dass die Hälfte der Scheibenkapazität wiederbeschrieben werden kann. Eine sehr vielversprechende Anwendung ist z.B. die Verwendung eines einmal beschreibbaren (R) + wiederbeschreibbaren (RW) doppel schichtigen DVD-Mediums für das Aufzeichnen von z.B. Heimvideos von hoher Qualität. Das rohe Videomaterial, z.B. von einem tragbaren Camcorder, kann auf der einmal beschreibbaren Schicht, und, falls aufgrund der Datenkapazität erforderlich, auch teilweise auf der wiederbeschreibbaren Schicht aufgezeichnet werden, während die Montage- und/oder Szenenauswahlinformationen auf der wiederbeschreibbaren Schicht aufgezeichnet und wiederbeschrieben, d.h. einfach verändert werden können. Oder es könnte alternativ ein vorhergehend aufgezeichneter Beispielfilm mit Videomontagesoftware auf einer schreibgeschützten Schicht bereitgestellt werden, und der Endbenutzer legt sein eigenes Rohmaterial auf der wiederbeschreibbaren Schicht ab und bearbeitet es mit der Software, nachdem er dies anhand von einigen Beispielen geübt hat, und zeichnet anschließend die durch Montage bearbeitete Version auf der wiederbeschreibbaren Schicht auf. Das Rohmaterial kann gelöscht werden, um Platz zu sparen. Das vorgeschlagene Beispiel ist mit dem DVD-ROM-Standard des Typs C kompatibel, was bedeutet, dass es auf irgendeinem DVD-Spieler und DVD-Recorder abgespielt werden kann.
In noch einer anderen Ausführungsform umfasst das Medium des Weiteren eine zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche, die sich entgegengesetzt zur ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche befindet, und einen dritten Schichtstapel, der eine dritte Informationsschicht umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, einen vierten Schichtstapel, der eine vierte Informationsschicht umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht, wobei der dritte Schichtstapel an einer Position vorhanden ist, die näher an der zweiten Strahlenbündel-Eintrittsfläche liegt als der vierte Schichtstapel, eine zweite transparente Abstandsschicht zwischen dem dritten Schichtstapel und dem vierten Schichtstapel, und wobei der Typ der dritten Informationsschicht sich vom Typ der vierten Informationsschicht unterscheidet.
Die maximale Datenkapazität eines einseitigen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums ist beschränkt, für DVD z.B. auf 8.5 GB. Um zwei Versionen eines Films im DVD-Format, der zusätzliche Merkmale umfasst, z.B. eine Vollbild- und Breitbildversion, wie es für Filme, die in den Vereinigten Staaten vertrieben werden, für gewöhnlich der Fall ist, auf einer Scheibe aufzuzeichnen, ist eine Speicherkapazität von 8.5 GB allgemein unzureichend. Aus diesem Grund wird ein doppelseitiges doppelschichtiges optisches Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen. Das vorgeschlagene Medium ist mit seiner schreibgeschützten Version, z.B. dem DVD-ROM-Standard des Typs D, kompatibel, und verfügt infolgedessen über eine verdoppelte Gesamtspeicherkapazität, z.B. 17.0 GB im Fall des DVD-ROM-Typs. Das doppelseitige doppelschichtige optische Datenaufzeichnungsmedium kann aus zwei einmal beschreibbaren Informationsschichten und zwei wiederbeschreibbaren Informationsschichten bestehen, z.B. DVD+R+RW. Die zwei wiederbeschreibbaren Schichten befinden sich aufgrund von Unterschieden in den optischen Eigenschaften zwischen wiederbeschreibbaren, z.B. Phasenumwandlungs-, und einmal beschreibbaren, z.B. Farbstoffen, wie vorhergehend beschrieben, zwischen den einmal beschreibbaren Schichten. Auf eine der einmal beschreibbaren Schichten und eine der wiederbeschreibbaren Schichten kann von einer Seite der Scheibe zugegriffen werden, während auf die anderen zwei Schichten von der anderen Seite der Scheibe zugegriffen werden kann.
Im Fall der mit der doppelseitigen doppelschichtigen DVD-ROM kompatiblen Ausführungsformen befinden sich die ersten und zweiten Strahlenbündel-Eintrittsflächen im ersten beziehungsweise zweiten Substrat.
In einer besonderen Ausführungsform befindet sich die zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche im ersten Substrat und die erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche befindet sich in einer ersten Schutzdeckschicht, die vom ersten Substrat getrennt ist. Diese Ausführungsform kombiniert ein doppelschichtiges Format mit relativ niedriger Dichte auf einer Seite des Mediums mit einem doppelschichtigen Format mit hoher Dichte auf der anderen Seite. Z.B. eine kombinierte DVD/BD.
In einer anderen Ausführungsform befindet sich die zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche in einer zweiten Schutzdeckschicht und die erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche befindet sich in einer ersten Schutzdeckschicht, die vom ersten Substrat getrennt ist. In diesem Fall sind Schutzdeckschichten auf beiden Seiten des doppelseitigen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums vorhanden. Zumindest das erste Substrat ist zwischen dem zweiten und dem vierten Schichtstapel vorhanden. Ein zweites Substrat kann dem ersten Substrat benachbart vorhanden sein. Letzteres kann auftreten, wenn die zwei Seiten des Mediums getrennt hergestellt und zu einem späteren Zeitpunkt im Herstellungsverfahren miteinander verbunden werden, indem das erste Substrat durch Bonden mit dem zweiten Substrat verbunden wird.
Für ein optisches Datenaufzeichnungsmedium, das mit der doppelschichtigen DVD-ROM-Spezifikation kompatibel ist, beträgt der effektive Reflexionspegel der Stapel bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 655 nm mindestens 0.18.
Für ein optisches Datenaufzeichnungsmedium, das mit der doppelschichtigen BD-Spezifikation kompatibel ist, liegt der effektive Reflexionspegel der Stapel bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 405 nm für doppelschichtiges BD-RW in einem Bereich von 0.04 bis 0.08 und für einschichtiges BD-RW von 0.12 bis 0.24.
Für ein doppelseitiges optisches Datenaufzeichnungsmedium, das mit den doppelschichtigen DVD-ROM-Spezifikationen auf der einen Seite und den doppelschichtigen BD-Spezifikationen auf der anderen Seite kompatibel ist, beträgt der effektive optische Reflexionspegel des ersten und zweiten Stapels bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 655 nm mindestens 0.18 und der effektive optische Reflexionspegel des dritten und vierten Stapels beträgt bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 405 nm mindestens 0.04.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen mit mehr Details erklärt, in denen:
1 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums zeigt,
2 einen schematischen Aufbau einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums zeigt,
3 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen doppelseitigen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums zeigt,
4 einen schematischen Aufbau einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen doppelseitigen doppelschichtigen optischen Datenaufzeichnungsmediums zeigt.
In 1 wird ein doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium 30 zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlenbündels 29 gezeigt. Das Strahlenbündel 29 tritt durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 in das Medium 30 ein. Das Medium hat mindestens ein Substrat 1a mit mindestens einem ersten Schichtstapel 2 auf einer Seite des Substrats 1a, der eine erste Informationsschicht 3 umfasst, und einen zweiten Schichtstapel 5, der eine zweite Informationsschicht 6 umfasst. Der erste Schicht stapel 2 ist an einer Position vorhanden, die näher an der Strahlenbündel-Eintrittsfläche liegt als der zweite Schichtstapel 5. Eine erste transparente Abstandsschicht 4 ist zwischen dem ersten Schichtstapel 2 und dem zweiten Schichtstapel 5 vorhanden. Die erste Informationsschicht 3 ist eine einmal beschreibbare Schicht, und die zweite Informationsschicht 6 ist eine wiederbeschreibbare Schicht. Die Ausführungsform wird nun mit mehr Details erläutert.
Das Substrat 1a verfügt über ein Servopregroove- oder Führungsrillenmuster in seiner Oberfläche auf der Seite des ersten Schichtstapels 2, besteht aus Polykarbonat (n = 1.58) und verfügt über eine Dicke von 580 μm. Das Servopregroove wird verwendet, um das fokussierte Strahlenbündel 29 während des Aufzeichnens und/oder des Auslesens zu führen. Der erste Schichtstapel 2 ist eine einmal beschreibbare Schicht, die eine erste Informationsschicht 3 umfasst, die aus einem Cyaninfarbstoff oder Azofarbstoff (n = 2.2; k = 0.01) hergestellt ist und eine Dicke von 90 nm hat. Der Farbstoff kann durch Aufschleudern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Eine halbtransparente reflektierende Schicht aus Au (n = 0.28; k = 3.9), die eine Dicke von 8 nm hat, ist zwischen der ersten Informationsschicht 3 und der Abstandsschicht 4 vorhanden und ist durch z.B. Sputtern aufgebracht. Die erste transparente Abstandsschicht 4 ist aus einem UV-aushärtbaren Harz oder einem Haftkleber (PSA – Pressure-Sensitive Adhesive) (n = 1.5) mit einer Dicke von 40-60 μm hergestellt. Der zweite Schichtstapel 5 umfasst, in dieser Reihenfolge, eine erste dielektrische Schicht, die aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.15) hergestellt ist, eine Dicke von 135 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine wiederbeschreibbare Aufzeichnungsschicht, die aus einer Phasenumwandlungs-GeInSbTe-Legierung (kristallin: n = 2.9; k = 4.8) hergestellt ist, eine Dicke von 12 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine zweite dielektrische Schicht, die aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.15) hergestellt ist, eine Dicke von 23 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist und eine reflektierende Schicht, die aus A1 (n = 1.97; K = 7.83) hergestellt ist, eine Dicke von 100 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist. Ein zweites Substrat 1b, das aus Polykarbonat (n = 1.58) hergestellt ist und eine Dicke von 580 um hat, ist dem zweiten Schichtstapel 5 benachbart vorhanden. Das Substrat 1b hat ein Servopregroove- oder Führungsrillenmuster in seiner Oberfläche auf der Seite des zweiten Schichtstapels 5.
Die aufgelisteten optischen Parameter n und k sind für λ = 655 nm, was die Strahlenbündel-Wellenlänge ist. Die berechnete Reflexion und Transmission sind:
Erster Schichtstapel 2:

Reflexion (R1) = 20.2%
Transmission (T1) = 64.1 %
Effektive Reflexion vom ersten Schichtstapel 2: = R1 = 20.2%

Zweiter Schichtstapel 5:

Reflexion (R2) = 49.1%
Effektive Reflexion vom zweiten Schichtstapel 5: = T1 × T1 × R1 = 20.2%
Die effektive Reflexion von beiden Schichten stimmt vollständig mit dem DVD-ROM-Standard überein: 18% < R < 30%.

In 2 wird ein doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium 30 zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlenbündels 29 gezeigt. Das Strahlenbündel 29 tritt durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 in das Medium 30 ein. Das Medium hat eine transparente Deckschicht 1c. Auf einem ersten Substrat 1a ist ein erster Schichtstapel 2, der eine erste Informationsschicht 3 umfasst, und ein zweiter Schichtstapel 5, der eine zweite Informationsschicht 6 umfasst, vorhanden. Der erste Schichtstapel 2 ist an einer Position vorhanden, die näher an der Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 ist als der zweite Schichtstapel 5. Eine erste transparente Abstandsschicht 4 ist zwischen dem ersten Schichtstapel 2 und dem zweiten Schichtstapel 5 vorhanden. Die erste Informationsschicht 3 ist eine einmal beschreibbare Schicht, und die zweite Informationsschicht 5 ist eine wiederbeschreibbare Schicht. Die Ausführungsform wird nun mit mehr Details erläutert.
Die Deckschicht 1c ist aus einem UV-aushärtbaren Harz hergestellt, hat eine Dicke von 100 μm und kann durch Aufschleudern und anschließendes UV-Aushärten aufgetragen werden. Der erste Schichtstapel 2 ist ein einmal beschreibbarer Stapel, der eine erste Informationsschicht 3 umfasst, die aus einem organischen Pigment (n = 2.4; k = 0.02) hergestellt ist und eine Dicke von 50 nm hat. Das Pigment kann durch Aufschleudern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Die transparenten dielektrischen Schichten aus z.B. SiO2 (n = 1.5; k = 0.0), die nicht eingezeichnet sind und die beide eine Dicke von 20 nm haben, sind zwischen der ersten Informationsschicht 3 und der Abstandsschicht 4 und zwischen der ersten Informationsschicht 3 und der Deckschicht 1c vorhanden. Diese Schichten werden z.B. durch Sputtern aufgebracht. Die Abstandsschicht 4 ist aus einem UV-aushärtbaren Harz hergestellt und hat eine Dicke von 20 μm. Ein Servopregroovemuster ist in der ersten transparenten Abstandsschicht 4 auf der Seite der transparenten SiO₂-Schicht vorhanden. Der zweite Schichtstapel 5 umfasst, in dieser Reihenfolge, eine erste dielektrische Schicht aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.2), die eine Dicke von 50 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine wiederbeschreibbare Aufzeichnungsschicht, die aus einer Phasenumwandlungs-GeInSbTe-Legierung (kristallin: n = 1.5; k = 3.5 ) hergestellt ist, eine Dicke von 13 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine zweite dielektrische Schicht, die aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.2) hergestellt ist, eine Dicke von 17 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist und eine reflektierende Schicht, die aus Ag (n = 0.08; k = 2.1) hergestellt ist, eine Dicke von 120 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist. Das erste Substrat 1a ist aus Polykarbonat (n = 1.58) hergestellt, hat eine Dicke von 1100 μm und ist auf der Seite des zweiten Schichtstapels 5 mit einem Servopregroove- oder Führungsrillenmuster versehen.
Die aufgelisteten optischen Parameter n und k sind für λ = 405 nm, was die Strahlenbündel-Wellenlänge ist. Die Reflexion und Transmission sind:
Erster Schichtstapel 2:

Reflexion (R1) = 15%
Transmission (T1) = 65%
Effektive Reflexion vom ersten Schichtstapel 2: = R1 = 15%

Zweiter Schichtstapel 5:

Reflexion (R2) = 29%
Effektive Reflexion vom zweiten Schichtstapel 5: = T1 × T1 × R1 = 12%
Die effektive Reflexion von beiden Schichten stimmt vollständig mit dem BD-RW-Standard überein: 12% < R < 24%.

In 3 wird ein doppelseitiges doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium 30 gezeigt, das mit dem DVD-ROM Standard des Typs D kompatibel ist. Die Bezugszeichen 1a, 21, 2, 3, 5, 6 entsprechen der Beschreibung von 1. Die erste transparente Abstandsschicht 4 ist aus einem UV-aushärtbaren Harz hergestellt und hat ein Servopregroove- oder Führungsrillenmuster in ihrer Oberfläche auf der Seite des zweiten Schichtstapels 5. Das Substrat 1b von 1 wird durch eine Kopplungsschicht 12 ersetzt. Das Medium umfasst des Weiteren eine zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche 22 entgegengesetzt zur ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 zum Aufzeichnen und Lesen in einem dritten Schichtstapel 7, der eine dritte Informationsschicht 8 umfasst, und einen vierten Schichtstapel 10, der eine vierte Informationsschicht 11 umfasst. Der dritte Schichtstapel 7 ist an einer Position vorhanden, die näher an der Strahlenbündel-Eintrittsfläche 22 liegt als der vierte Schichtstapel 10. Eine zweite transparente Abstandsschicht 9 ist zwischen dem dritten Schichtstapel 7 und dem vierten Schichtstapel 10 vorhanden. Die Schichten und Stapel 1b, 7, 8, 9, 10 und 11 sind identisch mit den Schichten und Stapeln 1a, 2, 3, 4, 5 beziehungsweise 6. So wird ein doppelseitiges doppelschichtiges Medium mit einer identischen Konstruktion auf beiden Seiten bereitgestellt, die durch Bonden durch eine Kopplungsschicht 12, die ein PSA mit einer Dicke von 20-300 μm sein kann, miteinander verbunden sind. In Abhängigkeit von der Dicke der Substrate 1a und 1b und der Abstandsschichten 4 und 9, kann die Dicke der Kopplungsschicht 12 angepasst werden, damit die Gesamtdicke des Mediums 30 nicht die Maximaldicke überschreitet, die im DVD-Scheibenstandard angegeben ist, d.h. 1500 μm. Der Bereich der Dicke des Substrats ist indes auch beschränkt, um das Auftreten von überhöhten optischen Aberrationen im fokussierten Strahlenbündel 29, das für das Lesen und Schreiben in den Informationsschichten verwendet wird, zu verhindern.
Das Pregroove (oder die Führungsrille) des zweiten Schichtstapels 5 und des vierten Schichtstapels 10 kann auch in der Kopplungsschicht 12 vorhanden sein, und in diesem Fall kann die Kopplungsschicht eine Folie aus Kunststoff mit Pregrooves auf beiden Seiten bilden. In diesem Fall können die Abstandsschichten 4 und 9 ein UV-aushärtbares Harz oder ein Haftkleber (PSA) ohne Pregrooves sein.
Die berechnete Reflexion und Transmission für λ = 655 nm sind:
Erster Schichtstapel 2 und dritter Schichtstapel 7:

Reflexion (R1) = 20.2%
Transmission (T1) = 64.1%
Effektive Reflexion vom ersten oder dritten Schichtstapel 2 oder 7: = R1 = 20.2%

Zweiter Schichtstapel 5 und vierter Schichtstapel 10:

Reflexion (R2) = 49.1%
Effektive Reflexion vom zweiten oder vierten Schichtstapel 5 oder 10: = T1 × T1 × R1 = 20.2%
Die effektive Reflexion von beiden Schichten stimmt vollständig mit dem DVD-ROM-Standard überein: 12% < R < 30%.

In 4 wird ein doppelseitiges doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium 30 zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlen bündels 29 gezeigt. Das Strahlenbündel 29 tritt durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 in das Medium 30 ein. Das Medium verfügt über eine transparente Deckschicht 1c. Auf einem ersten Substrat 1a ist ein erster Schichtstapel 2, der eine erste Informationsschicht 3 umfasst, ein zweiter Schichtstapel 5, der eine zweite Informationsschicht 6 umfasst, vorhanden. Der erste Schichtstapel 2 ist an einer Position vorhanden, die näher an der ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 ist als der zweite Schichtstapel 5. Eine erste transparente Abstandsschicht 4 ist zwischen dem ersten Schichtstapel 2 und dem zweiten Schichtstapel 5 vorhanden. Die erste Informationsschicht 3 ist eine einmal beschreibbare Schicht und die zweite Informationsschicht 5 ist eine wiederbeschreibbare Schicht. Die Ausführungsform wird nun mit mehr Details erläutert.
Die Deckschicht 1c ist aus einem UV-aushärtbaren Harz hergestellt, hat eine Dicke von 100 μm und kann durch Aufschleudern und anschließendes UV-Aushärten aufgetragen werden. Ein erster Schichtstapel 2 ist ein einmal beschreibbarer Stapel, der eine erste Informationsschicht 3 umfasst, die aus einem organischen Pigment hergestellt ist (n = 2.4; k = 0.02) und eine Dicke von 50 μm hat. Das Pigment kann durch Aufschleudern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Transparente dielektrische Schichten aus z.B. SiO2 (n = 1.5; k = 0.0), die nicht eingezeichnet sind und die beide eine Dicke von 20 nm haben, sind zwischen der ersten Informationsschicht 3 und der Abstandsschicht 4 und zwischen der ersten Informationsschicht 3 und der Deckschicht 1c vorhanden. Diese Schichten werden z.B. durch Sputtern aufgebracht. Die Abstandsschicht 4 wird aus einem UV-aushärtbaren Harz hergestellt und hat eine Dicke von 20 μm. Ein Servopregroovemuster ist in der ersten transparenten Abstandsschicht 4 auf der Seite der transparenten SiO₂-Schicht vorhanden. Der zweite Schichtstapel 5 umfasst, in dieser Reihenfolge, eine erste dielektrische Schicht, die aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.2) hergestellt ist, eine Dicke von 50 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine wiederbeschreibbare Aufzeichnungsschicht, die aus einer Phasenumwandlungs-GeInSbTe-Legierung (kristallin: n = 1.5; k = 3.5) hergestellt ist, eine Dicke von 13 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist, eine zweite dielektrische Schicht, die aus ZnS/SiO2 (80 : 20) (n = 2.2) hergestellt ist, eine Dicke von 17 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist und eine reflektierende Schicht, die aus Ag (n = 0.08; K = 2.1) hergestellt ist, eine Dicke von 120 nm hat und durch Sputtern aufgebracht ist. Das erste Substrat 1a ist aus Polykarbonat hergestellt (n = 1.58), hat eine Dicke von etwa 0.50 nm und ist auf der Seite des zweiten Schichtstapels 5 mit einem Servopregroove- oder Führungsrillenmuster versehen. Das Medium 30 umfasst des Weiteren eine zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche 22 entgegengesetzt zur ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche 21 und einen dritten Schichtstapel 7, der eine dritte Informationsschicht 8, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, und einen vierten Schichtstapel 10 umfasst, der eine vierte Informationsschicht 11 umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht, wobei der dritte Schichtstapel 7 an einer Position vorhanden ist, die näher an der zweiten Strahlenbündel-Eintrittsfläche 22 ist als der vierte Schichtstapel 10, und eine zweite transparente Abstandsschicht 9 zwischen dem dritten Schichtstapel 7 und dem vierten Schichtstapel 10 umfasst. Der Typ der dritten Informationsschicht 8 unterscheidet sich von Typ der vierten Informationsschicht 11. Ein zweites Substrat 1b ist vorhanden. Die zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche 22 befindet sich in einer zweiten Schutzdeckschicht 1d. Die entsprechenden Bezugzeichen 1d, 7, 8, 9, 10, 11 und 1b entsprechen, entsprechend abgewandelt, der Beschreibung der Bezugszeichen 1c, 2, 3, 4, 5, 6 und 1a wie vorhergehend beschrieben. Die Substrate 1a und 1b werden durch bekannte Mittel durch Bonden zusammengefügt. Die Substrate 1a und 1b können vereinigt werden, um ein einziges Substrat zu bilden, und in diesem Fall hat das Substrat eine Dicke von etwa 1.00 nm und hat einen Pregroove in beiden Seiten des einzigen Substrats. Die aufgelisteten optischen Parameter n und k sind für λ = 405 nm, was die Strahlenbündel-Wellenlänge ist. Die berechnete Reflexion und Transmission sind:
Erster Schichtstapel 2 und dritter Schichtstapel 7:

Reflexion (R1) = 15%
Transmission (T1) = 65%
Effektive Reflexion vom ersten Schichtstapel 2 oder 7: = R1 = 15%

Zweiter Schichtstapel 5 und vierter Schichtstapel 10:

Reflexion (R2) = 29%
Effektive Reflexion vom zweiten Schichtstapel 5 oder 10: = T1 × T1 × R1 = 12%
Die effektive Reflexion von allen Stapeln stimmt vollständig mit dem einschichtigen BD-RW-Standard überein: 12% < R < 24%.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die vorhergehend genannte Ausführungsform die Erfindung veranschaulicht anstatt sie einzuschränken, und dass Fachleute in der Lage sein werden, viele alternative Ausführungsformen zu konstruieren, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. In den Ansprüchen sollten Bezugszeichen, die zwischen Klammern gesetzt sind, nicht als den Anspruch einschränkend ausgelegt werden. Das Wort „umfassen" schließt nicht das Vorhandensein von Bestandteilen oder Schritten außer denjenigen, die in einem Anspruch aufgelistet sind, aus. Das Wort „ein" oder „eine", das einem Bestandteil vorausgeht, schließt nicht das Vorhandensein von mehreren von solchen Bestandteilen aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in unterschiedlichen gegenseitig abhängigen Ansprüchen vorgetragen werden, deutet nicht darauf hin, dass eine Kombination von diesen Maßnahmen nicht auf vorteilhafte Weise verwendet werden kann.
Es wird ein doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlenbündels beschrieben. Das Bündel tritt durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche in das Medium ein. Das Medium hat mindestens ein erstes Substrat mit auf mindestens einer Seite des ersten Substrats einem ersten Schichtstapel, der eine erste Informationsschicht umfasst, einem zweiten Schichtstapel, der eine zweite Informationsschicht und eine erste transparente Abstandsschicht zwischen dem ersten Schichtstapel und dem zweiten Schichtstapel umfasst. Der erste Schichtstapel ist an einer Position vorhanden, die näher an der ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche ist als der zweite Schichtstapel. Die erste Informationsschicht ist eine Schicht, die aus einer Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, und die zweite Informationsschicht ist eine Schicht, die aus einer Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht. Der Typ der ersten Informationsschicht unterscheidet sich vom Typ der zweiten Informationsschicht. Die Kompatibilität des Mediums mit dem schreibgeschützten Standard wird erreicht, während die Vorteile von Beschreibbarkeit und Löschbarkeit beibehalten werden. Es werden auch doppelseitige Versionen des Mediums beschrieben, die einen dritten und vierten Schichtstapel haben.

Claims

Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) zum Aufzeichnen und Lesen mittels eines fokussierten Strahlenbündels (29), das durch eine erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche (21) in das Medium (30) eintritt, wobei das Medium mindestens ein erstes Substrat (1a) mit Folgendem auf mindestens einer Seite des ersten Substrats (1a) hat: – einen ersten Schichtstapel (2), der eine erste Informationsschicht (3) umfasst, – einen zweiten Schichtstapel (5), der eine zweite Informationsschicht (6) umfasst, wobei der erste Schichtstapel (2) an einer Position vorhanden ist, die näher an der ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche (21) ist als der zweite Schichtstapel (5), – eine erste transparente Abstandsschicht (4) zwischen dem ersten Schichtstapel (2) und dem zweiten Schichtstapel (5), wobei die erste Informationsschicht (3) eine Schicht ist, die aus einer Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, und die zweite Informationsschicht (6) eine Schicht ist, die aus der Gruppe von Typen ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht, und der Typ der ersten Informationsschicht (3) sich vom Typ der zweiten Informationsschicht (6) unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strahlenbündel-Eintrittsfläche sich in einer ersten Schutzdeckschicht befindet, die vom ersten Substrat getrennt ist.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach Anspruch 1, wobei die zweite Informationsschicht (6) eine wiederbeschreibbare Schicht ist.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach einem der Ansprüche 1-2, wobei das Medium (30) ferner eine zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche (22), die sich entgegengesetzt zur ersten Strahlenbündel-Eintrittsfläche (21) befindet, und Folgendes umfasst: – einen dritten Schichtstapel (7), der eine dritte Informationsschicht (8) umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht und einer einmal beschreibbaren Schicht besteht, – einen vierten Schichtstapel (10), der eine vierte Informationsschicht (11) umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer schreibgeschützten Schicht, einer einmal beschreibbaren Schicht und einer wiederbeschreibbaren Schicht besteht, wobei der dritte Schichtstapel (7) an einer Position vorhanden ist, die näher an der zweiten Strahlenbündel-Eintrittsfläche (22) liegt als der vierte Schichtstapel (10), – eine zweite transparente Abstandsschicht (9) zwischen dem dritten Schichtstapel (7) und dem vierten Schichtstapel (10), und wobei der Typ der dritten Informationsschicht (8) sich vom Typ der vierten Informationsschicht (11) unterscheidet.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach Anspruch 3, wobei die zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche (22) sich im ersten Substrat (1a) befindet.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach Anspruch 3, wobei die zweite Strahlenbündel-Eintrittsfläche (22) sich in einer zweiten Schutzdeckschicht (1d) befindet.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach einem der Ansprüche 3 oder 5, wobei die vierte Informationsschicht (11) eine wiederbeschreibbare Schicht ist.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, wobei der effektive Reflexionspegel der Stapel bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 655 nm mindestens 0.18 beträgt.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, wobei der effektive Reflexionspegel der Stapel bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 405 nm mindestens 0.04 beträgt.
Doppelschichtiges optisches Datenaufzeichnungsmedium (30) nach einem der Ansprüche 4 oder 6, wobei der effektive Reflexionspegel des ersten und zweiten Stapels bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 405 nm mindestens 0.04 beträgt und der effektive Reflexionspegel des dritten und vierten Stapels bei einer Strahlenbündel-Wellenlänge von ungefähr 655 nm mindestens 0.18 beträgt.