-
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Aufzeichnungselement mit
einer transparenten Trägerpiatte, einer farbstoffhaltigen Aufzeichnungsschicht und einer
auf der Aufzeichnungsschicht angebrachten ersten Reflexionsschicht, wobei das Element
einen ROM-Bereich aufweist, der mit Information versehen ist, die optisch ausgelesen
werden kann, sowie einen RC-Bereich (RC = Recording = Aufzeichnung), in dem
Information optisch eingeschrieben und ausgelesen werden kann.
-
Ein derartiges optisches Aufzeichnungselement ist aus der veröffentlichten
Europäischen Patentanmeldung Nr.0353391 bekannt.
-
Nach dem Ausführungsbeispiel 1 der genannten Europäischen
Patentanmeldung wird als Aufzeichnungsschicht eine Schicht aus einem organischen
Zyaninfarbstoff verwendet. Die Schicht wird dadurch hergestellt, daß der farbstoff in einem
organischen Lösungsmittel gelöst wird. Die erhaltene Lösung wird daraufhin mittels
eines üblichen Schleuderbedeckungsverfahrens (Eng.: "Spin-Coating") auf demjenigen
Teil des Trägers angebracht, der dem RC-Bereich entspricht. Im Schleuderverfahren
verdunstet das Lösungsmittel und es wird eine feste Farbstoffschicht erhalten. Daraufhin
wird über die ganze Oberfläche des Trägers und der Farbstoffschicht eine
Au-Reflexionsschicht angebracht, die ihrerseits mit einer Schutzschicht aus einem UV-gehärtetem
Harz abgedeckt ist.
-
Die Anmelderin hat nun gefunden, daß bei Verwendung einer
farbstoffhaltigen Aufzeichnungsschicht eine geringe Lichtreflexion (< 30%) in dem
Grenzbereich zwischen dem ROM-Bereich und dem RC-Bereich auftritt. In dem ROM- und RC-
Bereich selber wird eine Lichtreflexion von 70% oder höher erreicht. Bei Verwendung
des optischen Aufzeichnungselementes wird mit einem fokussierten Laserlichtstrahl die
in dem ROM-Bereich vorhandene Information abgetastet. Der Laserlichtstrahl passiert
die Grenzlinie zwischen dem ROM- und dem RC-Bereich und daraufhin wird der
Laserlichtstrahl über Leitspuren in eine Lage in dem RC-Bereich gebracht. Die
Laserlichtenergie wird gesteigert und ein es wird ein Informationsbit eingeschrieben.
-
Dieses Beispiel erklärt, daß die Grenzlinie zwischen dem ROM-Bereich und dem RC-
Bereich sehr oft überquert wird. Es hat sich nun herausgestellt, daß durch die sehr
geringe Reflexion in dem Grenzbereich zwischen dem ROM- und dem RC-Bereich die
Fokussierung und Steuerung des Laserlichtstrahls nicht mehr einwandfrei erfolgt und
dadurch kein einwandfreier Aufzeichnungs- und Auslesevorgang möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, diesen Nachteil auszuschalten. Diese
und andere Aufgaben werden nach der Erfindung erzielt mit einem optischen
Aufzeichnungselement, wie definiert in beigefügten Patentansprüchen.
-
Bei einer günstigen Ausführungsform wird eine zweite Reflexionsschicht
verwendet, die Ag, Al oder Au aufweist.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
Fig. 1 einen schematischen radialen Schnitt durch ein optisches
Aufzeichnungselement nach dem Stand der Technik, und
-
Fig. 2 einen schematischen radialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes
Aufzeichnungselement.
-
Das Aufzeichnungselement nach dem Stand der Technik hat eine
scheibenförmige Trägerpiatte aus beispielsweise Polykarbonat. Das Element enthält einen um das
Mittenloch 2 liegenden Teil 3, dessen äußere Begrenzung durch eine punktierte Linie 4
angegeben ist. Der Teil 3 ist ein ROM-Bereich, in dem die vorhandene
Informationsspur 5 optisch ausgelesen werden kann. Diese Spur ist spiralförmig mit einer Breite von
0,6 µm, einer Tiefe von 0,8 µm und mit einem Zwischenraum zwischen den
spiralförmigen Windungen von 1,6 µm. Die Spur weist abwechselnd auf einem höheren und
einem niedrigeren Pegel liegende Informationsbits auf, die optisch, in Reflexion, mit
Hilfe eines auf die Spur fokussierten Laserlichtstrahls ausgelesen werden kann. Das
Element enthält weiterhin einen an den ROM-Bereich 3 grenzenden Bereich 6, der als
RC-Bereich bezeichnet wird. In dem RC-Bereich wird auf optischem Weg Information
eingeschrieben. Der RC-Bereich 6 weist eine spiralförmige Rille 7 auf, die auch als
Folgespur bezeichnet wird, die eine Breite von 0,8 µm, eine Tiefe von 0,08 izm und
einen Zwischenraum zwischen den Rillen hat von 1,5 µm. Die Informationsspur 5 in
dem ROM-Bereich 3 und die Folgespur in dem RC-Bereich 6 werden bei der Fertigung
der Trägerplatte 1 in einem dabei angewandten Spritzgußverfahren angebracht.
-
Auf der Trägeroberfläche des RC-Bereichs 6 wird eine Farbstoffschicht 8
angebracht. Die Trägeroberfläche des ROM-Bereichs 3 wird dabei abgedeckt. Die
Schicht 8 laßt sich wie folgt herstellen. Ein Farbstoff, insbesondere ein
Zyanin-Farbstoff, wird in einem organischen Lösungsmittel gelöst. Die Lösung wird in einem
Schleuderbedeckungsverfahren auf der Trägeroberfläche des RC-Bereichs angebracht.
Beim Schleuderbedecken wird das Aufzeichnungselement geschleudert, wobei die
aufgetragene Farbstofflösung sich über die Trägeroberfläche verteilt und zugleich das
Lösungsmittel verdunstet.
-
Die Bedeckung des ROM-Bereichs 3 wird entfernt und es wird eine
Reflexionsschicht 9 aus beispielsweise Au über die Trägeroberfläche des ROM-Bereichs
3 und uber die Farbstoffschicht 8 des RC-Bereichs 6 angebracht. Ein dazu geeignetes
Verfahren ist ein Zerstäubungsverfahren oder ein Aufdampfverfahren. Zum Schluß wird
eine us Kunststoff bestehende Schutzschicht 10 auf der Au-Schicht 9 angebracht.
-
Die Anmelderin kam zur Erkenntnis, daß bei der oben beschriebenen
Fertigung der Farbstoffschicht eine örtliche Verdickung 11 gebildet wird, die in der
Zeichnung deutlichkeitshalber übertrieben dargestellt ist. An der Stelle der Verdickung
11 wird die Absorption des Laserlichtes, das über den transparenten Träger 1 auf die
Folgespur 7 fokussiert ist, auf Kosten der Reflexion vergrößert werden. Dies ist nach
20 der Anmelderin die Ursache der sehr geringen Reflexion von (< 30%). Durch diese
sehr niedrige Reflexion wird die Spurfolge und die Fokussierung des Laserlichtstrahls
im Bereich der Verdickung 11 gestört werden, so daß der Auslese- und
Einschreibevorgang nicht mehr möglich ist.
-
Die Lösung für dieses Problem wird erzielt mit einem erfindungsgemäßen
optischen Aufzeichnungselement, wie in Fig. 2 dargestellt.
-
In Fig. 2 ist mit dem bezugszeichen 20 ein transparenter Träger
bezeichnet. Der Träger ist beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff, wie Polykarbonat
oder Polymethylmethacrylat hergestellt. Auch ein Glasträger ist verwendbar. Der Träger
20 ist scheibenförmig mit einem Außendurchmesser von 120 mm, einem
Innendurch-30 messer von 15 mm und einer Dicke von 1,2 mm. Diese Abmessungen entsprechen den
Normabmessungen für eine "Compact-Disc" Platte. Das optische Aufzeichnungs
element nach Fig. 2 weist ebenso wie das Element nach Fig. 1 einen ROM-Bereich 21
und einen RC-Bereich 22 auf. Der ROM-Bereich 21 ist mit einer spiralförmigen Spur
23 versehen. Die Informationsspur enthält optisch auslesbare Informationsbits aus
abwechselnd höher und tiefer liegenden Gebieten. Die Längsabmessungen der Gebiete
schwanken entsprechend der gespeicherten Information beispielsweise von 0,6 bis 3,3
µm. Die gespeicherte Information ist, wie beim CD-Anwendungsbereich üblich, nach
dem EFM-System moduliert. Der Pegelunterschied der Gebiete beträgt λ/4n, wobei λ
die Wellenlänge des Ausleselaserlichtes ist und n die Brechzahl des Materials des
Trägers. Die Breite der Gebiete entspricht nahezu der Breite (0,6 µm) der Spur. Das
Auslesen erfolgt auf Basis von Phasenunterschieden in reflektiertem Laserlicht.
-
In dem RC-Bereich 22 ist der Träger 20 an der oberen Fläche mit einer
spiralförmigen Rille 24 versehen, die auch als Folgespur verzeichnet wird. Uber den
Träger 20 auf die Folgespur 24 fokussiertes lasserlicht wird über diese Folge- oder
Leitspur auf Basis von Phasenunterschieden gegenüber der Umgebung der Spur geführt.
-
Die Informationsspur 23 und die Folgespur 24 werden mit Hilfe einer
Matzize in dem bei der Herstellung des trägers angewandten Spritzgußverfahren
angebracht. In dem ROM-Bereich 21 wird auf der mit der Informationsspur 23
versehenen Trägeroberfläche eine Metallschicht 25 angebracht, insbesondere eine
Schicht aus Ag, Au oder Al. Ein geeignetes Auftragungsverfahren ist ein
Zerstäubungsverfahren oder ein Aufdampfverfahren. Die Trägeroberfläche in dem RC-Bereich 22
wird während des Zerstäubungs- oder Aufdampfvorgangs abgeschirmt. Die Dicke der
Metallschicht ist gering und beträgt beispielsweise 30-50 nm.
-
Auf der ganzen Trägerfläche, d.h. über die Metalischicht 25 des ROM-
Bereichs 21 und über die die Folgespur enthaltende Trägeroberfläche in dem RC-
Bereich 22 wird eine Kunststoffschicht 26 angebracht. Dazu wird ein organischer
Zyaninfarbstoff in einem organischen Lösungsmittel, wie Diazetonalkohol, gelöst. Die
Lösung wird zentral auf die Trägeroberfläche aufgetragen. Das optische
Aufzeichnungselement wird geschleudert, wobei die Lösung sich über die ganze Oberfläche des
Trägers verbreitet und zugleich gleichzeitig oder danach eine Verdunstung des
Lösungsmittels erfolgt. Auf diese Weise wird eine Schicht erhalten mit einer gleichmäßigen
Dicke von beispielsweise 30-50 nm. In der Mitte der Platte kann die angebrachte
Farbstoffschicht einen verdickten Teil aufweisen. Dieser zentrale Teil wird jedoch
nachher entfernt, wobei das Mittenloch 27 gebildet wird.
-
Auf der Farbstoffschicht 26 wird mittels eines Aufdampfvorgangs oder
Zerstäubungsvorgangs ein Metallspiegel 26 aus beispielsweise Au oder Al angebracht
und darauf wieder eine Schutzschicht 29 us Kunststoff, wie eine lichthärtende Schicht
aus Akrylaten oder Methakrylaten.
-
Das eriindungsgemäße optische Aufzeichnungselement wird mit einem
Laserlichtstrahl ausgelesen, der über den transparenten Träger 20 auf die
Informationsspur 23 des ROM-Bereichs 21 fokussiert ist. Das Auslesen erfolgt auf Basis von
Phasenunterschieden in dem reflektierten Licht. Die Menge reflektierten Lichtes ist
mehr als 80% und entspricht weitgehend den CD-Normen.
-
Beim Einschreiben von Information wird ein Laserlichtstrahl verwendet,
der über den transparenten Träger 20 auf die Kunststoffschicht 26 in dem RC-Bereich
22 fokussiert ist. Der Laserlichtstrahl folgt dabei der Folgespur 24 auf Basis der
Phasenunterschiede in dem reflektierten Licht. Der Laserlichtstrahl entspricht der gemäß
dem EFM-Modulationssystem modulierten aufzuzeichnenden Information. An der
belichteten Stellen erfolgt eine Änderung in der Farbstoffschicht und insbesondere in der
Grenzfläche der Farbstoffschicht und der Trägeroberfläche. Diese Änderung kann
bedeuten, daß in der Trägeroberfläche eine Vertiefung entsteht oder daß
Farbstoffmoluküle in der Trägeroberfläche diffundieren. Dadurch ändert sich die Absorpti6n des
Aufzeichnungselementes an den belichteten Stellen und damit auch die Reflexion. Die
eingeschriebene Information kann optisch ausgelesen werden mit einem Norm-CD-
Spieler. Die Reflexion in dem RC-Bereich ist in allen Fällen höher als 70%. Eine
Verringerung der Reflexion auf weniger als 30% in dem Grenzbereich zwischen dem
ROM-Bereich und dem RC-Bereich wurde nicht gefunden, so daß das obengenannte
Problem beim Einschreiben und Auslesen des bekannten Aufzeichnungselementes nach
Fig. 1 nicht auftritt.