DE69829228T2 - Optisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents

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Yuki Ohta-ku Nakamura
Eiji Ohta-ku Noda
Kyohji Ohta-ku Hattori
Kenichi Ohta-ku Aihara
Fumiya Ohta-ku Ohmi
Yujiro Ohta-ku Kaneko
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, umfassend ein Aufzeichnungsmaterial, das in der Lage ist, Veränderungen in der Phase davon zu veranlassen, indem ein Lichtstrahl darauf aufgebracht wird, und dadurch Information aufzuzeichnen, wiederzugeben und zu löschen. Das vorstehend erwähnte optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium kann in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren verwendet werden, welches auf optische Speichervorrichtungen, insbesondere die wiederbeschreibbare Compact Disc anwendbar ist (auf die hierin nachfolgend als wiederbeschreibbare CD oder CD-RW Bezug genommen wird).
  • Herkömmlicher Weise ist ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, welches Phasenänderungen zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase oder zwischen einer kristallinen Phase und einer anderen kristallinen Phase verwendet, als eines derjenigen optischen Aufzeichnungsmedien bekannt, welche in der Lage sind, durch die Aufbringung von elektromagnetischen Wellen darauf, wie eines Laserstrahls, Information aufzuzeichnen, wiederzugeben und zu löschen. Diese Art von optischem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium ermöglicht das Überschreiben von Information durch das Aufbringen eines einzigen Laserstrahls darauf, obwohl es schwierig ist, einen solchen Überschreibvorgang unter Verwendung eines magneto-optischen Speichers durchzuführen. Ein optisches System eines Laufwerkes für das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium ist einfacher im Mechanismus als dasjenige für das magneto-optische Aufzeichnungsmedium, so dass Forschung und Entwicklung von Aufzeichnungsmedien dieser Art in den letzten Jahren aktiv durchgeführt wurden.
  • Wie in dem US-Patent Nr. 3 530 441 offenbart wird, werden herkömmlicher Weise sogenannte Legierungen auf Chalcogenbasis, wie Ge-Te-Sn, Ge-Te-S, GE-Se-Sb, Ge-As-Se, In-Te, Se-Te und Se-As als Aufzeichnungsmaterialien für die optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien verwendet. Außerdem wird vorgeschlagen, der vorstehend erwähnten Legierung auf Basis von Ge-Te Au zuzusetzen, um die Stabilität des Aufzeichnungsmaterials und auch dessen Kristallisationsgrad zu erhöhen, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 61-219692 offenbart wird. Weiterhin wird der Zusatz von Sn und Au zu der Legierung auf Basis von Ge-Te, beziehungsweise der Zusatz von Pd zu derselben, für die gleichen Zwecke wie vorstehend erwähnt in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 61-270190 und 62-19490 vorgeschlagen. Weiterhin werden ein Aufzeichnungsmaterial, umfassend eine G-Te-Se-Sb-Legierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, beziehungsweise ein Aufzeichnungsmaterial, umfassend eine G-Te-Sb-Legierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, zur Verbesserung der Aufzeichnungs- und Wiederholtlöschungseigenschaften eines Aufzeichnungsmediums, welches das jeweilige Aufzeichnungsmaterial umfasst, in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 62-73438 und 63-228433 offenbart.
  • Es wird jedoch von den vorstehend erwähnten herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien nicht allen für das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium verlangten Eigenschaften Genüge getan. Als die wichtigsten Ziele, die zu erreichen sind, werden insbesondere die Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit und Löschempfindlichkeit, die Verhinderung der Abnahme des Löschungsverhältnisses beim Überschreiben und die Verlängerung der Lebensdauer der aufgezeichneten und nicht aufgezeichneten Teile von den vorstehend erwähnten, herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien noch nicht erreicht.
  • In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 63-251290 wird ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium vorgeschlagen, welches mit einer Aufzeichnungsschicht versehen ist, die eine Einzelschicht aus einer Verbindung eines Mehrkomponentensystems umfasst, das aus im Wesentlichen drei oder mehr Komponenten in einem kristallinen Zustand zusammengesetzt ist. Es wird erklärt, dass die Einzelschicht aus einer Verbindung von einem Mehrkomponentensystem, das aus im Wesentlichen drei oder mehr Komponenten zusammengesetzt ist, eine aus drei oder mehr Komponenten zusammengesetzte Verbindung mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung von zum Beispiel In3SbTe2 in einer Menge von 90 Atom-% oder mehr in der Aufzeichnungsschicht enthält. Es wird überdies erklärt, dass Aufzeichnungs- und Löschungsmerkmale durch Verwendung dieser Art von Aufzeichnungsschicht verbessert werden können. Dieses optische Informationsaufzeichnungsmedium hat jedoch die Nachteile, dass das Löschverhältnis gering ist und die zum Aufzeichnen und Löschen erforderliche Laserenergie nicht in ausreichendem Maß verringert wird.
  • Weiterhin offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-277338 ein optisches Aufzeichnungsmedium, welches eine Aufzeichnungsschicht umfasst, umfassend eine Legierung mit einer Zusammensetzung, die durch die Formel (SbaTe1-a)1-bMb wiedergegeben wird, wobei 0,4 ≤ a ≤ 0,7, b ≤ 0,2 gilt und M ein aus der aus Ag, Al, As, Au, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Pb, Pt, Se, Si Sn und Zn bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist. In dieser Bezugsschrift wird erklärt, dass das Grundsystem der vorstehend erwähnten Legierung Sb2Te3 ist, und dass der Zusatz einer Überschussmenge in Atomprozent von Sb zu dieser Legierung es möglich macht, einen Löschvorgang mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen und die Wiederholtverwendungeigenschaften zu verbessern, und dass der Zusatz des Elementes M die Hochgeschwindigkeits-Löschleistung weiter verbessern kann. Zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen erklärt diese Bezugsschrift, dass das mittels Anwendung von Gleichstromlicht erhaltene Löschverhältnis hoch ist. Jedoch zeigt diese Bezugsschrift nicht ein spezifisches Löschverhältnis bei dem Überschreibvorgang, und nach den von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Experimenten wurden im Laufe des Überschreibvorganges nicht gelöschte Teile beobachtet, und die Aufzeichnungsempfindlichkeit war ungenügend für Verwendung in der Praxis.
  • Die offengelegte japanische Patentanmeldung 60-177446 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium, welches eine Aufzeichnungsschicht umfasst, umfassend eine Legierung mit einer Zusammensetzung, die durch die Formel (In1-xSbx)1-yMy wiedergegeben wird, wobei 0,55 ≤ x ≤ 0,80, 0 ≤ y ≤ 0,20 gilt und M ein aus der aus Au, Ag, Cu, Pd, Pt, Al, Si, Ge, Ga, Sn, Te, Se und Bi bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist. Außerdem offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung 63-228433 eine Aufzeichnungsschicht eines optischen Aufzeichnungsmediums, welches eine Legierung mit einer Zusammensetzung von (GeTe-Sb2Te3-Sb (Überschuss) umfasst. Die für ein Aufzeichnungsmedium erforderliche Aufzeichnungsempfindlichkeit und Löschbarkeit kann nicht von einem der vorstehend erwähnten herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmedien erfüllt werden.
  • Außerdem offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung 4-163839 ein optisches Aufzeichnungsmedium, welches mit einer Aufzeichnungsschicht versehen ist, die eine Te-Ge-Sb-Legierung unter Zusatz von Stickstoffatomen dazu umfasst; die offengelegte japanische Patentanmeldung 4-52188 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium, das mit einer eine Te-Ge-Se-Legierung umfassenden Aufzeichnungsschicht versehen ist, wobei mindestens eines der Elemente aus Te, Ge oder Se ein Nitrid ist; und die offengelegte japanische Patentanmeldung 4-52189 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium, das mit einer eine Te-Ge-Se-Legierung umfassenden Aufzeichnungsschicht versehen ist, wobei an dieser Stickstoffatome adsorbiert sind.
  • Diese herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmedien haben nicht zur Verwendung in der Praxis ausreichende Merkmale, insbesondere nicht in Bezug auf die Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit und Löschungsempfindlichkeit, die Verhinderung der Abnahme des Löschverhältnisses beim Überschreiben und der Verlängerung der Lebensdauer der aufgezeichneten und nicht aufgezeichneten Teile.
  • Mit der schnellen Verbreitung von Compact Discs (CD), wurden einmal beschreibbare Compact Discs (CD-R), auf denen Daten nur einmal geschrieben werden können, entwickelt und auf den Markt gebracht. Im Fall der einmal beschreibbaren Compact Disc (CD-R) können jedoch, sobald irrtumsbehaftete Daten in der CD-R geschrieben sind, die geschriebenen Daten nicht korrigiert werden, so dass die CD-R weggeworfen werden muss. Unter derartigen Umständen ergab sich eine Nachfrage nach einer wiederbeschreibbaren Compact Disc, die in der Praxis verwendet werden kann.
  • Als ein Beispiel der vorstehend erwähnten wiederbeschreibbaren Compact Discs wurde ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium entwickelt, das aber mit den Nachteilen behaftet ist, dass der Überschreibvorgang schwierig durchzuführen ist und die Kompatibilität mit der CD-ROM oder CD-R schlecht ist. Unter diesen Umständen wurden in aktiver Weise Forschungen zur Entwicklung einer praktisch verwendbaren optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte durchgeführt, welche grundsätzlich die Kompatibilität mit der CD-ROM oder CD-R gewährleisten kann.
  • Die Aktivitäten für Forschung und Entwicklung für eine solche wiederbeschreibbare Compact Disc unter Verwendung eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums werden zum Beispiel in den folgenden Bezugsschriften aufgeführt: "Proceedings of the 4th Symposium on Phase-Change Recording" p.70 (1992), Furuya et al.; "Proceedings of the 4th Symposium on Phase-Change Recording" P.76 (1992), Jinno et al.; "Proceedings of the 4th Symposium on Phase-Change Recording" p.82 (1992), Kawanishi et al.; Jpn. J. Appl. Phys. 32 (1993) p.5226, T. Handa et al.; "Proceedings of the 5th Symposium on Phase-Change Recording" p.9 (1993), Yoneda et al.; and "Proceedings of the 5th Symposium on Phase-Change Recording" p.5 (1993), Tominaga et al. Die in diesen Bezugsschriften berichtete Gesamtleistung der wiederbeschreibbaren CD's ist jedoch nicht zufriedenstellend zum Beispiel im Hinblick auf die Mängel bezüglich der Kompatibilität mit der CD-ROM und der CD-R, der Aufzeichnungs- und Löschungsleistung, der Aufzeichnungsempfindlichkeit, der zulässigen Anzahl der Wiederholungen der Überschreibvorgänge, der zulässigen Anzahl der Wiederholungen der Wiedergabevorgänge und der Lagerstabilität. Diese Mängel werden hauptsächlich der niedrigen Löschbarkeit zugeschrieben, die von der Zusammensetzung und Struktur des jeweils in der Compact Disc verwendeten Aufzeichnungsmaterials verursacht werden.
  • Unter den derart obwaltenden Umständen besteht ein zunehmendes Bedürfnis für die Entwicklung eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials mit hoher Löschbarkeit und hohen Empfindlichkeiten für Aufzeichnung und Löschung, und auch für die Entwicklung einer wiederbeschreibbaren Phasenänderungs-CD mit hervorragender Gesamtleistung.
  • Um dieser Nachfrage nachzukommen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung auf Ag-In-Sb-Te beruhende Aufzeichnungsmaterialien herausgefunden und vorgeschlagen, die zum Beispiel in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 4-78031 und 4-123551; Jpn. J. Appl. Phys. 31 (1992) 461, H. Iwasaki et al.; "Proceedings of the 3rd Symposium on Phase-Change Recording" p.102 (1991), Ide et al.; and Jpn. J. Appl. Phys. 32 (1993) 5241, H. Iwasaki et al. offenbart werden.
  • Im Oktober 1996 wurde "Compact Disc Rewritable PART III: CD-RW Version 1.0", welches allgemein das „Orange Book" genannt, wird, als der Standard für die wiederbeschreibbare Compact Disc (CD-RW) herausgegeben.
  • Überdies wurde der Digital Video Disc (DVD) und der DVD-RAM als den hauptsächlichen optischen Aufzeichnungsmedien für das kommende Jahrhundert spezielle Aufmerksamkeit gewidmet. Natürlich wird von der vorstehend erwähnten wiederbeschreibbaren Compact Disc verlangt, Wiedergabekompatibilität mit der DVD aufzuweisen. Jedoch weisen die Aufzeichnungssignale der herkömmlichen CD-RW nicht einen ausreichenden Grad der Reflexion und Modulation in der Nähe einer Wellenlänge von 650 nm auf, welche der Wiedergabe-Wellenlänge der DVD entspricht, so dass die herkömmlichen CD-RW's nicht zur Verwendung in der Praxis ausreichende Signalmerkmale aufweisen.
  • Das vorstehend erwähnte Standard-Buch "Compact Disc Rewritable PART III: CD-RW Version 1.0" beschreibt die Standards für die wiederbeschreibbare Compact Disc für zweifache CD-Nominalgeschwindigkeit (2,4 bis 2,8 m/s). Bei einer solchen Lineargeschwindigkeit ist jedoch eine lange Aufzeichnungszeit erforderlich, so dass das Bedürfnis nach einer wiederbeschreibbaren Compact Disc, die zur Durchführung der Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnung fähig ist, zugenommen hat.
  • Im Zusammenhang mit der Entwicklung der CDC-RW wurden auch Laufwerksysteme für die CD-RW in aktiver Weise entwickelt, und es wurden Prüfungen der Übereinstimmung zwischen der CD-RW und den Laufwerksystemen dafür angestellt. Die Ergebnisse solcher Übereinstimmungsprüfungen zeigen, dass in einigen Laufwerksystemen bei der Wiedergabe mit 6-facher CD-Nominalgeschwindigkeit oder mehr (7,2 m/s oder mehr) zunehmend Fehler auftreten, so dass bestätigt wurde, dass mit solchen Laufwerksystemen eine Wiedergabe mit derart hoher Lineargeschwindigkeit schwierig durchzuführen ist. Überdies wird festgestellt, dass in einigen Laufwerkssystemen die optimale Aufzeichnungs-Lichtleistung für die CD-RW nicht mittels der "Optimum Power Control procedure" (auf die hierin nachfolgend als das OPC-Verfahren Bezug genommen wird), welche in der vorstehend erwähnten "Compact Disc Rewritable PART III: CD-RW Version 1.0" definiert wird, bestimmt werden kann.
  • Das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, wie die CD-RW, wird im Verlauf von dessen Herstellung initialisiert, wobei die Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmediums unter Verwendung einer Initialisierungsvorrichtung initialisiert wird. Der Initialisierungszustand der Aufzeichnungsschicht hat einen bedeutenden Einfluss auf der Überschreibleistung des Aufzeichnungsmediums. Der Initialisierungszustand hängt auch bedeutend von der verwendeten Initialisierungsvorrichtung ab. Um den Initialisierungszustand von jedem Aufzeichnungsmedium zu steuern, muss die Initialisierungsvorrichtung bei jedem Aufzeichnungsmedium zurückverfolgt und identifiziert werden. Jedoch wurde ein System zum Durchführung einer solchen Zurückverfolgung bisher noch nicht entwickelt.
  • Die CD-RW wird mit den Händen angefasst, so dass Schmutz, wie Öl und Staub, auf den Vorder- und Rückseiten der Platte abgelagert werden können. Wenn das erfolgt, wird gewöhnlich ein Tuch verwendet, um die Oberfläche der Platte abzuwischen. Weil jedoch das Standardsubstrat der Platte aus Polycarbonat besteht, wird die Oberfläche des Substrates der CD-RW verkratzt, wenn sie mit einem Tuch abgewischt wird, um diesen Schmutz davon zu entfernen, und es besteht die Gefahr, dass wegen der auf der Oberfläche des Substrates gebildeten Kratzer Aufzeichnung und Wiedergabe nicht mehr durchgeführt werden können. Um dieses Problem zu vermeiden, wird vorgeschlagen, eine Hartschicht, wie eine ultraviolett-gehärtete Harzschicht, auf einer nicht gerillten Oberfläche des Substrates, das heißt der Spiegeloberfläche des Substrates, bereitzustellen. Eine solche ultraviolett-gehärtete Harzschicht ist bei der magneto-optischen Aufzeichnungsplatte bereits verwendet worden. Die Aufbeschichtung des UV-härtenden Harzes erfordert jedoch ein äußerst kompliziertes Beschichtungsverfahren, ausgehend von einer vorbestimmten Stelle in einem äußerst engen Bereich von einer Formungsmarkierung, die durch den Spritzguss auf dem Substrat ausgebildet ist, bis zu dem Rand der innersten Rille auf dem Substrat. Ein derart kompliziertes Beschichtungsverfahren ist noch nie auf die Herstellung eines im Handel erhältlichen optischen Phasenänderungs- Aufzeichnungsmediums angewendet worden. Das liegt daran, dass unebene Beschichtung der harten Überzugsschicht, egal wie leicht die Unebenheit ist, unvermeidlicher Weise eine nicht ordnungsgemäße Initialisierung des Aufzeichnungsmediums verursacht.
  • Allgemein befindet sich der Rand der innersten Rille konzentrisch in einem Abstand von 22 mm von dem Mittelpunkt der Platte in der optischen Aufzeichnungsplatte, wie einer CD-RW, während sich bei einer magneto-optischen Platte der Rand der innersten Rille in einem Abstand von 25 mm oder mehr von deren Mittelpunkt befindet, so dass sich der Rand der innersten Rille der optischen Aufzeichnungsplatte um 2 mm oder mehr näher an der Spritzgussmarkierung des Substrates als der Rand der innersten Rille der magneto-optischen Scheibe befindet. Daher ist es im Fall der optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte äußerst schwierig, die UV-härtende Harzschicht mit stabiler Reproduzierbarkeit auf dem Substrat davon aufzubringen.
  • Eine optische Platte mit Phasenänderung, umfassend eine Aufzeichnungsschicht auf Grundlage von Ag-In-Sb-Te, ist herkömmlicher Weise dafür bekannt, eine hervorragende Aufzeichnungsleistung aufzuweisen. Eine optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte, welche auf sichere Weise die Kompatibilität mit der CD-R gewährleisten kann und die vorstehend erwähnte, für die wiederbeschreibbare Compact Disc erforderliche Gesamtleistung erfüllt, ist jedoch noch nicht bereitgestellt worden.
  • EP-A-735 158 offenbart optische Aufzeichnungsmedien mit einer Aufzeichnungsschicht, welche als Konstitutionselemente Ag, In, Sb und Te umfasst. Auch EP-A-813 189, eine Druckschrift gemäß Art. 54 (3) und (4) EPC, beschreibt eine optische Phasenänderungsplatte, umfassend eine Aufzeichnungsschicht aus Ag5In6Sb60Te29.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das von den vorstehend erwähnten herkömmlichen Nachteilen frei ist, welches leicht gehandhabt werden kann und eine vollständige Wiedergabe-Kompatibilität mit der DVD aufweist, und in einem Bereich der Lineargeschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/s hervorragende Gesamtmerkmale aufweist.
  • Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das in der Lage ist, Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe mit vollständiger Wiedergabekompatibilität zu der DVD durchzuführen.
  • Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das sogar wenn die optimale Aufzeichnungsleistung für das Medium nicht herausgefunden werden kann, keinen fehlerhaften Betrieb durchführt.
  • Ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium mit einer genauen optimalen Aufzeichnungsleistung, einer minimalen Schwankung des Reflexionsvermögens, das durch Überschreiben verursacht wird, stabiler Spurhaltung durch das Abspielgerät, vollständiger Wiedergabekompatibilität mit der DVD und hervorragenden Gesamtmerkmalen in einem Bereich der Lineargeschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/s bereitzustellen.
  • Ein fünftes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium mit hervorragender Rückverfolgbarkeit einer zum Initialisieren des Aufzeichnungsmediums verwendeten Initialisierungsvorrichtung bereitzustellen, um die Steuerung der Initialisierung zu erleichtern.
  • Ein sechstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium mit hervorragender Rückverfolgbarkeit einer zum Initialisieren des Aufzeichnungsmediums verwendeten Initialisierungsvorrichtung bereitzustellen, um die Steuerung der Initialisierung zu erleichtern, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Initialisierungsvorrichtung in hohem Maß zu modifizieren und ohne zusätzliche Kosten im Verlauf der Steuerung der Initialisierung, wobei vollständige Wiedergabekompatibilität mit der DVD und hervorragende Gesamtmerkmale in einem Bereich der Lineargeschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/s vorhanden sind.
  • Ein siebtes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium mit einer Hartschicht bereitzustellen, welches auf stabile Weise mit verbesserter Ausbeute hergestellt werden kann, welches kratzfest ist und welches vollständige Wiedergabekompatibilität mit der DVD und hervorragende Gesamtmerkmale in einem Bereich der Lineargeschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/s aufweist.
  • Ein achtes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches in einer Betriebsart mit zweifacher CD-Nominalgeschwindigkeit und auch in einer Betriebsart mit vierfacher CD-Nominalgeschwindigkeit verwendet werden kann.
  • Ein neuntes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das zur Wiedergabe mit hoher Geschwindigkeit fähig ist.
  • Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch ein optisches Aufzeichnungsmedium erreicht werden, das in der Lage ist, Information aufzuzeichnen und zu löschen, umfassend: ein Substrat, eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und eine Deckschicht, die nacheinander in dieser Reihenfolge auf dem Substrat geschichtet sind, wobei die Aufzeichnungsschicht (1) ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial umfasst, welches als Konstitutionselemente Ag, In, Sb, Te und N und/oder O umfasst, wobei die betreffenden Atom-% α, β, γ, δ und ε (Gesamtatom-% von N und/oder O) sind, die in folgender Beziehung stehen:
    0 < α ≤ 6,
    3 ≤ β ≤ 15,
    50 ≤ γ ≤ 65,
    20 ≤ δ ≤ 35,
    0 ≤ ε ≤ 5, mit der Maßgabe dass α + β + γ + δ + ε = 100,
    und (2) eine lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze im Bereich von 2,5 bis 5,0 m/s aufweist,
    wobei das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial durch Einstellen der Temperatur des Substrats auf 80°C oder weniger, wenn die erste dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, die zweite dielektrische Schicht, die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und die Deckschicht nacheinander auf das Substrat geschichtet werden, und durch Einstellen der Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht auf 2 bis 30 nm/s hergestellt worden ist.
  • Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Rillenreflexionsvermögen von 0,18 oder mehr sowohl bezüglich eines Reproduktionslichtes mit einer Wellenlänge von 780 ± 15 nm als auch eines Reproduktionslichtes mit einer Wellenlänge von 640 ± 15 nm aufweist.
  • Das dritte Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, wobei das Substrat Absolute-Time-in-Pre-groove-Daten (ATIP-Daten) einschließlich einer vorbestimmten optimalen Aufzeichnungsleistung für das optische Aufzeichnungsmedium aufweist.
  • Das vierte Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, wobei die Aufzeichnungsschicht ein Rillenreflexionsvermögen von 95% oder mehr von einem gesättigten Rillenreflexionsvermögen davon aufweist, wenn das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums kristallisiert ist.
  • Das fünfte Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, wobei die Aufzeichnungsschicht darauf eine Identifizierungsinformation zur Identifizierung einer Initialisierungsvorrichtung trägt, die zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums unter Verwendung eines Initialisierungslichts mit einer vorbestimmten Initialisierungsleistung verwendet wird.
  • Das sechste Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, wobei die Identifizierungs information in Form eines Zeichens auf eine nicht gerillte Oberfläche des Substrats unter Verwendung eines Lichtstrahls geschrieben wird, der durch Modulieren der Initialisierungsleistung des Initialisierungslichts erhalten wird.
  • Das siebente Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium erreicht werden, welches ferner eine Hartschicht umfasst, die auf einer nicht gerillten Oberfläche des Substrats gegenüber der ersten dielektrischen Schicht bezüglich des Substrats vorgesehen ist.
  • Bei dem vorstehend erwähnten optischen Aufzeichnungsmedium ist es bevorzugt, dass die Hartschicht eine Dicke von 2 bis 6 μm und eine Bleistifthärte von H oder mehr aufweist.
  • Ferner ist es bei dem vorstehend erwähnten optischen Aufzeichnungsmedium bevorzugt, dass die Hartschicht ein gehärtetes UV-härtendes Harz mit einer Viskosität von 40 cP oder mehr bei Raumtemperatur vor dem Härten umfasst.
  • Das achte Ziel der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, indem das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren zum Aufzeichnen von Information in einem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, das in der Lage ist, Information bei einer Lineargeschwindigkeit im Bereich von 2,4 bis 5,6 m/s aufzuzeichnen und aufgezeichnete Information daraus zu löschen, als das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium verwendet wird.
  • Das neunte Ziel der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, indem das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren zum Reproduzieren (Wiedergeben) von Information, die in einem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, das in der Lage ist, darauf aufgezeichnete Information wiederzugeben, indem die Lichtleistung zur Wiedergabe eines Reproduktionslichtes zum Wiedergeben aufgezeichneter Information gemäß der Lineargeschwindigkeit der Wiedergabe gesteuert wird, als das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium verwendet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und von vielen der damit verbundenen Vorteile werden leicht erhalten, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Einzelheiten in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen in Erwägung gezogen wird, wobei:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist.
  • 2 ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen den Atom-% von Te in einem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial aus einem quaternären System aus Ag-In-Sb-Te in einer Aufzeichnungsschicht und bei einer optimalen Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnung eines optischen Phasenänderungs-Plattenaufzeichnungsmediums, welches die Aufzeichnungsschicht umfasst, zeigt.
  • 3 eine Strategie für 2-fache CD-Nominalgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit "Compact Disc Rewritable PART III: CD-RW Version 1.0" ist.
  • 4 ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen der Dicke einer ersten dielektrischen Schicht eines optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung und dem Reflexionsvermögen von dessen Rillenteil zeigt.
  • 5 eine schematische Vorderansicht eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung zur Erklärung einer Beschichtungs-Anfangsstellung zur Bildung einer Hartschicht ist.
  • 6A ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen der Lichtleistung zum Initialisieren eines Aufzeichnungsmediums und dem Rillenreflexionsvermögen davon zeigt.
  • 6B ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit einer Lichtaufbringungs-Vorrichtung über ein Aufzeichnungsmedium während eines Initialisierungsschrittes und dem Rillenreflexionsvermögen davon zeigt.
  • 6C ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen der Lineargeschwindigkeit eines Aufzeichnungsmediums während des Initialisierungsschrittes und dem Rillenreflexionsvermögen davon zeigt.
  • 7 eine schematische Vorderansicht eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung zur Erklärung eines Zeichens zur Identifikation einer bei dem Initialisierungsschritt verwendeten Initialisierungsapparatur ist.
  • 8A und 8B Schaubilder sind, welche jeweils eine Schreibstrategie für 2-fache nominelle CD-Geschwindigkeit beziehungsweise eine solche für 4-fache nominelle CD-Geschwindigkeit zeigen.
  • 9 ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen der Lineargeschwindigkeit eines Aufzeichnungsmediums während der Aufbringung eines Lichtstrahl darauf und dem Rillenreflexionsvermögen davon nach der Aufbringung des Lichtstrahls zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, auf dem eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und eine Deckschicht nacheinander in dieser Reihenfolge auf dem Substrat geschichtet sind, wobei die Aufzeichnungsschicht (1) ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial umfasst, welches als Konstitutionselemente Ag, In, Sb, Te und N- und/oder O-Atome umfasst, wobei die betreffenden Atom-% α, β, γ, δ und ε (Gesamtatom-% von N- und/oder O-Atomen) sind, die in folgender Beziehung stehen:
    0 < α ≤ 6,
    3 ≤ β ≤ 15,
    50 ≤ γ ≤ 65,
    20 ≤ δ ≤ 35,
    0 ≤ ε ≤ 5, mit der Maßgabe dass α + β + γ + δ + ε = 100,
    und welches (2) eine lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze im Bereich von 2,5 bis 5,0 m/s aufweist.
  • Die vorstehend erwähnte „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Obergrenze der Lineargeschwindigkeit eines Lichtstrahls, der die Aufzeichnungsschicht abtastet, bei welcher die Aufzeichnungsschicht rekristallisiert werden kann, nachdem sie durch Aufbringung des Lichtstrahls darauf geschmolzen wurde, und dann abgekühlt und rekristallisiert wird.
  • In dem vorstehenden wird als der Lichtstrahl ein Halbleiterlaser verwendet, der ähnlich demjenigen des in einem Schreibgerät für das Aufzeichnungsmedium eingebauten Halbleiterlaser ist.
  • Die vorstehend erwähnte „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums ist ein neuer Wert zum Kennzeichnen des Aufzeichnungsmediums, welcher von den Erfindern herausgefunden wurde.
  • Die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht kann aus der Abhängigkeit des Reflexionsvermögens des Rillenteils oder des Gratteils (des sog. Land-Gebietes) der Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums von der Lineargeschwindigkeit des optisches Aufzeichnungsmediums bei der Aussetzung an den Lichtstrahl, oder von der Lineargeschwindigkeit des Lichtstrahls, welcher die Aufzeichnungsschicht abtastet, bestimmt werden.
  • 9 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen (a) der Lineargeschwindigkeit einer optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte im Verlauf des Abtastens eines Lichtstrahls über eine Aufzeichnungsschicht der optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte und (b) dem Reflexionsvermögen einer Rille der Aufzeichnungsplatte, die mit dem Lichtstrahl bestrahlt wird, zeigt. Wie in 9 gezeigt, beginnt das Reflexionsvermögen der Rille im Verlauf der Erhöhung der Lineargeschwindigkeit des optischen Aufzeichnungsmediums bei einer bestimmten Lineargeschwindigkeit plötzlich abzufallen. Diese Lineargeschwindigkeit ist als die vorstehend erwähnte „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht definiert. In der 9 beträgt die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht 3,5 m/s.
  • Obwohl die Wellenlänge des Lichtstrahls, der das Aufzeichnungsmedium abtastet, die gleiche ist, schwankt die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht leicht, je nach der Leistung und dem Durchmesser des verwendeten Lichtstrahls. Wenn zum Beispiel ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm unter Verwendung einer Empfangsröhre mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,5 auf eine optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte aufgebracht wird, beträgt die maximale Schwankung der „linearen Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht etwa ±0,5 m/s.
  • Die Leistung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums hängt von der „linearen Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht ab.
  • Wenn die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht kleiner als 2,5 m/s ist, ist das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium nicht zur Verwendung in der Praxis geeignet, weil die Rekristallisation der Aufzeichnungsschicht nicht bei einer hohen Lineargeschwindigkeit durchgeführt werden kann, so dass zu viel Zeit zum Initialisieren des Aufzeichnungsmedium erforderlich ist. Außerdem kann der Löschvorgang nicht auf vollständige Weise durchgeführt werden, wenn in einem solchen Aufzeichnungsmedium die Aufzeichnung bei vierfacher CD-Nominalgeschwindigkeit durchgeführt wird. Wenn andererseits die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht 5,0 m/s übersteigt, kann die Aufzeichnungsschicht nicht einen vollständig amorphen Zustand einnehmen, wenn Information darin einbeschrieben wird. Folglich können zufriedenstellende Signaleigenschaften nicht erhalten werden.
  • Um die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht, wie in der vorliegenden Erfindung genau beschrieben, zu steuern, wird das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium auf eine solche Art hergestellt, dass die Temperatur des Substrates auf 80°C oder weniger eingestellt wird, wenn die erste dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, die zweite dielektrische Schicht, die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und die Deckschicht nacheinander in dieser Reihenfolge dem Substrat aufbeschichtet werden. Wenn die Temperatur des Substrates 80°C übersteigt, wird die dielektrische Schicht und/oder die Aufzeichnungsschicht im Verlauf von deren Erzeugung teilweise kristallisiert, so dass die gewünschte „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht nicht erhalten werden kann oder es schwierig wird, die Lineargeschwindigkeit aufzufinden, bei welcher das Rillenreflexionsvermögen plötzlich, wie in 9 veranschaulicht, abfällt.
  • Überdies beeinflusst die Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht, obwohl der Mechanismus davon unbekannt ist. Wenn die Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht verringert wird, wird die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" verringert. Um die gewünschte „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht zu erhalten, wird die Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht auf 2 bis 30 nm/s eingestellt. Wenn die Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht weniger als 2 nm/s beträgt, wird die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht auf weniger als 2 m/s verringert, wogegen die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" der Aufzeichnungsschicht 5 m/s übersteigt, wenn die Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht mehr als 30 nm/s beträgt.
  • Wenn die Aufzeichnungsschicht durch die Aufbringung eines Lichtstrahls darauf nicht ausreichend auf eine Temperatur, die höher als der Schmelzpunkt davon ist, erwärmt wird, oder wenn die Rekristallisation zu schnell erfolgt, nachdem die Aufzeichnungsschicht geschmolzen wurde, liegt der Fall vor, wo es schwierig ist, die Lineargeschwindigkeit zu finden, bei welcher das Rillenreflexionsvermögen plötzlich abfällt, wie in 9 gezeigt, obwohl die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht die gleiche ist wie die in der vorliegenden Erfindung genau beschriebene.
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels des erfindungsgemäßen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums. Auf einem Substrat 1 mit Führungsrillen 1a sind eine erste dielektrische Schicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine zweite dielektrische Schicht 4, eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 und eine Deckschicht 6 nacheinander aufgeschichtet. Ferner kann, wie in 1 gezeigt, eine Aufdruckschicht 7 über die Deckschicht 6 gelegt werden, und auch eine Hartschicht 8 kann auf einer nicht gerillten Oberfläche des Substrats gegenüber der ersten dielektrischen Schicht 2 bezüglich des Substrates 1 vorgesehen sein.
  • In dem erfindungsgemäßen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium können Glas, keramische Materialien und Harze als das Material für das Substrat 1 verwendet werden. Insbesondere das Harzsubstrat ist unter den Gesichtspunkten der Herstellungskosten und der Leichtigkeit der Formung vorteilhaft gegenüber anderen Substraten.
  • Beispiele des als das Material für das Substrat 1 dienenden Harzes beinhalten Polycarbonatharz, Acrylharz, Epoxyharz, Polystyrolharz, Acrylnitril-Styrol-Copolymerharz, Polypropylenharz, Siliconharz, Fluorkunststoffe, ABS-Harz und Urethanharz. Von diesen Harzen werden wegen ihrer leichten Verarbeitungseigenschaften, ihrer optischen Eigenschaften und den Herstellungskosten Polycarbonatharz und Acrylharz vorzugsweise für das Substrat 1 verwendet. Das Substrat 1 kann in der Form einer Platte, Karte oder Folie hergestellt werden.
  • Wenn das erfindungsgemäße optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium als eine wiederbeschreibbare Compact Disc (CD-RW) verwendet wird, ist es wünschenswert, dass das Substrat 1 eine Führungsrille mit einer Breite von 0,25 bis 0,65 μm, vorzugsweise 0,30 bis 0,55 μm, und eine Tiefe von 25 bis 65 nm (250 bis 650 Å), vorzugsweise 30 bis 55 nm (300 bis 550 Å) hat.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung der Dicke des Substrates 1, es ist aber bevorzugt, dass das Substrat eine Dicke im Bereich von 1,2 mm oder 0,6 mm aufweist.
  • Als das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial für die Aufzeichnungsschicht 3 ist ein Material aus einem quaternären System von Ag-In-Sb-Te vorzuziehen, wodurch bewirkt wird, dass das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung eine hohe Empfindlichkeit und Geschwindigkeit der Aufzeichnung, das heißt eine hervorragende Leistung der Phasenveränderung von einer kristallinen Phase zu einer amorphen Phase; hohe Empfindlichkeit und Geschwindigkeit der Löschung, das heißt eine hervorragende Leistung der Phasenveränderung von einer amorphen Phase zu einer kristallinen Phase; und hohe Löschbarkeit aufweist.
  • Das quaternäre System aus Ag-In-Sb-Te hat eine optimale Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit, welche von der Zusammensetzung des quaternären Systems abhängt. Daher ist es erforderlich, die Zusammensetzung des quaternären Systems aus Ag-In-Sb-Te gemäß einer gewünschten Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit und einem gewünschten Bereich der Lineargeschwindigkeit in geeigneter Weise einzustellen. Es stellte sich heraus, dass bei einem Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht aus Ag-In-Sb-Te der Anteil von Te in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht in einer wechselseitigen Beziehung zu der optimalen Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums steht.
  • 2 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen den Atom-% von Te in einem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial aus einem quaternären System aus Ag-In-Sb-Te in einer Aufzeichnungsschicht und der optimalen Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit eines die Aufzeichnungsschicht umfassenden optischen Platten-Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums zeigt.
  • Das optische Platten-Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium hat eine ähnliche geschichtete Struktur wie die in 1 gezeigte, sofern die Aufdruckschicht 7 nicht bereitgestellt wird, das heißt es umfasst eine Hartschicht 8 mit einer Dicke in einem Bereich von 3 bis 5 μm, ein Substrat 1 mit einer Dicke von 1,2 mm, eine erste dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 100 nm, eine Ag-In-Sb-Te- Aufzeichnungsschicht 3 mit einer Dicke von 25 nm, eine zweite dielektrische Schicht 4 mit einer Dicke von 30 nm, eine aus einem Metall oder einer Legierung zusammengesetzte Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 mit einer Dicke von 140 nm und eine aus einem UV-gehärteten Harz zusammengesetzte Deckschicht 6 mit einer Dicke von 8 bis 10 μm.
  • Die Aufzeichnung wurde durchgeführt, indem ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge (λ) von 780 nm auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wurde, wobei der Wert der numerischen Apertur (NA) der Aufnahmeröhre auf 0,5 eingestellt war, mit einem System für Acht bis Vierzehn Modulation (EFM), und der Aufzeichnungsimpuls wurde, wie in 3 gezeigt, gemäß der in der Druckschrift „Compact Disc Rewritable PART III" spezifizierten Strategie bestimmt. Die Leistung des Aufzeichnungslichtes, die Lichtleistung zum Löschen und die Vorspannungsleistung wurden auf 12 mW, 6 mW beziehungsweise 1 mW eingestellt. Die optimale Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit ist als eine Lineargeschwindigkeit definiert, bei welcher eine maximale Anzahl der zulässigen Wiederholungen von Überschreibvorgängen erreicht werden kann.
  • Wie in dem Schaubild in 2 gezeigt, besteht eine hohe Korrelation zwischen der optimalen Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums und dem Zusammensetzungs-Anteil von Te (Atom-% von Te) in der Ag-In-Sb-Te-Aufzeichnungsschicht 2 mit einem Korrelationskoeffizienten (R2) von 0,9133. Wenn die vorstehenden Ergebnisse und ein experimenteller Fehler von ±1 Atom-% im Hinblick auf das Schaubild in 2 berücksichtigt werden, so zieht man den Schluss, dass die Atom-% von Te in der Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials 35 Atom-% oder weniger sind, egal wie langsam die Aufzeichnungs-Lineargeschwindigkeit ist, das heißt bei 0 m/s. Um eine optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte zu erhalten, die eine Lineargeschwindigkeit von 1×, 2×, 4× und 8× der nominalen CD-Geschwindigkeit verträgt, werden überdies als die bevorzugten Atom-% von Te in der Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials diese wie folgt angesehen:
  • Figure 00210001
  • Bei der Aufzeichnungsschicht auf Grundlage von Ag-In-Sb-Te beeinflusst das Zusammensetzungsverhältnis von jedem Element die Zuverlässigkeit bei Aufbewahrung des erhaltenen Aufzeichnungsmediums.
  • Um spezifischer zu sein, wird die Verschlechterung der Überschreibungseigenschaften durch Lagerung erkennbar, wenn die Atom-% des Elementes Ag in der Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials 6 Atom-% übersteigen. Das heißt, es kann nach einigen Jahren nach der Herstellung des Aufzeichnungsmediums ausreichende Signalaufzeichnung nicht mehr erreicht werden.
  • Wenn die Atom-% des Elementes In 15 Atom-% übersteigen, wird die Archivierungslebenszeit verringert, wogegen die Aufzeichnungsempfindlichkeit abnimmt, wenn die Atom-% weniger als 3 Atom-% betragen.
  • Was das Element Sb angeht, so ist die Wiederholungsleistung des Überschreibvorganges umso besser, je höher dessen Atom-% sind. Jedoch wird die Archivierungslebenszeit verringert, wenn die Atom-% des Elementes Sb 65 Atom-% übersteigen.
  • Um die Verringerung der Archivierungslebenszeit zu verhindern, ist der Zusatz von Stickstoff- und/oder Sauerstoff-Atomen zu der Zusammensetzung der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht sehr wirksam. Durch den Zusatz von N und/oder O zu der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht kann ein amorphes Zeichen stabilisiert werden. Der Mechanismus der vorstehend erwähnten Verbesserung der Plattenmerkmale, der durch den Zusatz einer geeigneten Menge von Stickstoff und/oder Sauerstoff zu der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht bewirkt wird, ist noch nicht erklärt worden, es wird aber angenommen, dass wenn eine richtige Menge von Stickstoff und/oder Sauerstoff in der Aufzeichnungsschicht enthalten ist, die Dichte der Aufzeichnungsschicht erniedrigt wird und winzige Hohlräume in der Aufzeichnungsschicht zunehmen, wodurch die Zufälligkeit der Konfiguration der Aufzeichnungsschicht erhöht wird. Als ein Ergebnis wird im Vergleich zu dem Fall, dass Stickstoff und/oder Sauerstoffatome in der Aufzeichnungsschicht nicht enthalten sind, der Ordnungsgrad in der Aufzeichnungsschicht abgemildert. Daher kann der Übergang aus der amorphen Phase zu der kristallinen Phase beschränkt werden, so dass die Stabilität des amorphen Zeichens erhöht wird und die Lagerstabilität des amorphen Zeichens verbessert wird.
  • Wenn Stickstoff und/oder Sauerstoff in der Aufzeichnungsschicht enthalten ist, wird durch ein IR-Spektrum davon deutlich gezeigt, dass Stickstoff und/oder Sauerstoff in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht an Te und/oder Sb gebunden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung betragen die gesamten Atom-% von N und/oder 0 in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 5 Atom-% oder weniger. Wenn die gesamten Atom-% davon 5% übersteigen, erfolgt die Verstickstoffung der Aufzeichnungsschicht in übermäßigem Maß, so dass die Kristallisation der Aufzeichnungsschicht schwierig wird. Als ein Ergebnis kann die Aufzeichnungsschicht nicht in ausreichendem Maß initialisiert werden, und die Löschbarkeit wird verringert.
  • Der Stickstoff und/oder Sauerstoff kann in die Aufzeichnungsschicht eingeführt werden, indem Stickstoffgas und/oder Sauerstoffgas mit einer Konzentration von mehr als 0 bis 10 Mol-% in der Atmosphäre aus Argon enthalten ist, wenn die Aufzeichnungsschicht durch Sputtern erzeugt wird. Durch die Verwendung eines gemischten Gases aus Stickstoff- und/oder Sauerstoffgas und Argongas im Verlauf des Sputterns können N und/oder O auf wirkungsvolle Weise in die Aufzeichnungsschicht eingeführt werden. Das gemischte Gas zur Verwendung in dem Sputterschritt kann hergestellt werden, indem das Stickstoff- und/oder Sauerstoffgas und das Argongas in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis gemischt werden, bevor das gemischte Gas in eine Sputterkammer eingeführt wird. Alternativ werden das Argongas und das Stickstoff- und/oder Sauerstoffgas in die Sputterkammer eingeführt, wobei die jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten so geregelt werden, dass ein gewünschtes molares Verhältnis erhalten wird.
  • Einer der Vorteile, die durch das Einführen von Stickstoff und/oder Sauerstoff in die Aufzeichnungsschicht erhalten werden, ist überdies, dass die Rekristallisationsgeschwindigkeit oder -rate der Aufzeichnungsschicht verlangsamt werden kann, wodurch eine optimale Rekristallisationsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsschicht eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann die optimale Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnung der optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte geregelt werden, indem einfach das Mischungsverhältnis von Stickstoff- und/oder Sauerstoffgas zu dem Argongas in der Sputteratmosphäre zur Erzeugung der Aufzeichnungsschicht durch Sputtern eingestellt wird, sogar wenn das gleiche Target (das Material, welches aufgesputtert wird) verwendet wird.
  • Es ist wünschenswert, dass N und/oder O an mindestens ein Element aus Ag, In, Sb oder Te in der Aufzeichnungsschicht chemisch gebunden ist. Insbesondere wenn N und/oder O an Te zum Beispiel durch die Bildung einer Te-N-Bindung, einer Te-O-Bindung oder einer Sb-Te-N-Bindung gebunden ist, kann die Anzahl der zulässigen Wiederholungen von Überschreibvorgängen auf wirkungsvollere Weise erhöht werden als in dem Fall, bei dem N und/oder O an irgendeines der anderen Elemente chemisch gebunden ist. Eine solche chemische Bindung in der Aufzeichnungsschicht kann wirkungsvoll mittels spektroskopischer Analyse, wie der Fourier-Transform IR-spektroskopischen Analyse (FT-IR), oder mittels Röntgenstrahl-Photoelektronenspektroskopie (XPS) analysiert werden. Zum Beispiel weist gemäß der FT-IR-Analyse die Te-N-Bindung Peaks in der Nähe von 500 bis 600 cm–1 auf; und die Sb-Te-N-Bindung weist Peaks in der Nähe von 600 bis 650 cm–1 auf.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in dem optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium zur weiteren Verbesserung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit ferner andere Elemente und Verunreinigen umfassen. Zum Beispiel können solche Elemente wie B, N, C, P und Si, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-1488 offenbart werden, und andere Elemente, wie O, S, Se, Al, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cr, Cu, Zn, Ga, Sn, Pd, Pt und Au als zu bevorzugende Elemente oder Verunreinigungen in der Aufzeichnungsschicht enthalten sein.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in dem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium unter Verwendung der emissionsspektroskopischen Analyse analysiert. Nicht nur die emissionsspektroskopische Analyse, sondern auch Röntgenstrahl-Mikroanalyse, Rutherford-Rückstreuung, spektroskopische Augerelektronen-Analyse und Röntgenfluoreszenzanalyse können verwendet werden, um die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht zu analysieren. In einem solchen Fall ist es jedoch notwendig, die analysierte Zusammensetzung mit der mittels der emissionsspektroskopischen Analyse analysierten Zusammensetzung zu vergleichen. Allgemein wird angenommen, dass ein analytischer Fehler von ±5% vorhanden ist, wenn die Zusammensetzung mittels der emissionsspektroskopischen Analyse gemessen wird. Zusätzlich zu den vorstehenden ist massenspektroskopische Analyse, wie Analyse durch Sekundärionen-Massenspektroskopie, eines der wirkungsvollen Verfahren zum Analysieren der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht.
  • Die Röntgenstrahlbeugung oder Elektronenbeugung ist dazu geeignet, den Zustand des Materials in der Aufzeichnungsschicht zu analysieren. Wenn nämlich ein Punktmuster oder ein Debye-Scherrer – Ringmuster mittels der Elektronenbeugung in der Aufzeichnungsschicht beobachtet wird, wird das Material in der Aufzeichnungsschicht als in einem kristallinen Zustand befindlich angesehen, wogegen das Material in der Aufzeichnungsschicht als in einem amorphen Zustand befindlich angesehen wird, wenn ein Ringmuster oder ein Lichthofmuster darin beobachtet wird.
  • Die Teilchengröße der Kristallite in der Aufzeichnungsschicht kann zur Beispiel unter Verwendung der Scherrer-Gleichung aus der Halbwertsbreite eines Peaks der Röntgenbeugungs-Analyse bestimmt werden.
  • Ferner sind analytische Methoden wie FT-IT und XPS wirkungsvoll zur Analyse des chemischen Bindungszustands der Materialien in der Aufzeichnungsschicht, zum Beispiel für die Analyse des chemischen Bindungszustands der Materialien wie Oxide oder Nitride in der Aufzeichnungsschicht.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Aufzeichnungsschicht in dem Bereich von 10 bis 100 nm liegt, noch bevorzugter in dem Bereich von 15 bis 100 nm. Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht kleiner als 10 nm ist, neigt die Fähigkeit der Aufzeichnungsschicht zur Lichtabsorption dazu, abzunehmen, wogegen wenn die Dicke mehr als 100 nm beträgt, eine Neigung besteht, dass gleichmäßige Phasenänderung bei hoher Geschwindigkeit in der Aufzeichnungsschicht schwierig durchzuführen ist.
  • Wenn überdies die Ausgangseigenschaften wie der Jitter-Wert, die Überschreib-Eigenschaften und der Wirkungsgrad bei der Massenproduktion in Betracht gezogen werden, ist es zu bevorzugen, dass die Dicke der Aufzeichnungsschicht in dem Bereich von 15 bis 35 nm liegt.
  • Die vorstehend erwähnte Aufzeichnungsschicht kann mittels Abscheidung im Vakuum, Sputtern, plasmachemisches Bedampfen, photochemisches Bedampfen, Ionengalvanisierung oder mittels des Elektronenstrahl-Abscheidungsverfahrens hergestellt werden. Von diesen Verfahren ist das Sputterverfahren das gegenüber anderen Verfahren vorteilhafteste in Bezug auf Produktivität und die Filmqualität der erhaltenen Aufzeichnungsschicht.
  • Die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 2 und 4 wirken als Schutzschichten.
  • Spezifische Beispiele des Materials zur Verwendung in den ersten und zweiten dielektrischen Schichten 2 und 4 sind Metalloxide wie SiO, SiO2, ZnO, SnO2, Al2O3, TiO2 In2O3, MgO und ZrO2; Nitride wie Si3N4, AlN, TiN, BN und ZrN; Sulfide wie ZnS, In2S3 und TaS4; Carbide wie SiC, TaC, B4C, WC, TiC und ZrC; Kohlenstoff mit einer Diamantstruktur; und Mischungen davon. Weiter können diese dielektrischen Schichten ferner wenn nötig eine Verunreinigung enthalten, oder jede dielektrische Schicht kann von mehrschichtiger Struktur sein, mit der Maßgabe, dass die Schmelzpunkte der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 2 und 4 höher als derjenige der Aufzeichnungsschicht 3 sein müssen.
  • Die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 2 und 4 zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können mittels Abscheidung im Vakuum, Sputtern, plasmachemisches Bedampfen, photochemisches Bedampfen, Ionenbeschichtung oder mittels des Elektronenstrahl-Abscheidungsverfahrens bereitgestellt werden. Von diesen Verfahren ist das Sputterverfahren das gegenüber anderen Verfahren vorteilhafteste in Bezug auf Produktivität und die Filmqualität der erhaltenen Schichten.
  • Wenn erforderlich, kann jede der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 2 und 4 vom Mehrschicht-Typ sein.
  • Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 2 hat einen deutlichen Einfluss auf das Rillenreflexionsvermögen des Lichtes mit einer Wellenlänge von 650 nm, das zur Wiedergabe von in der DVD aufgezeichneten Signalen dient.
  • 4 ist ein Schaubild, welches zeigt, wie das Rillenreflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums in einem optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, welches eine erste dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex von 2,0, eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 25 nm, eine zweite dielektrische Schicht mit einer Dicke von 30 nm und einem Brechungsindex von 2,0 und eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht mit einer Dicke von 140 nm umfasst, von der Dicke der ersten dielektrische Schicht abhängt.
  • In Bezug auf 4 ist es erforderlich, dass die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 2 innerhalb eines Bereiches von 65 bis 130 nm eingestellt wird, um ein Rillenreflexionsvermögen von 0,15 bis 0,25 zu erhalten, welches bei Verwendung eines Reproduktionslichtstrahls mit einer Wellenlänge von 780 nm und eines Reproduktionslichtstrahls mit einer Wellenlänge von 650 nm für die CD-R der Standard ist. Um ferner ein Rillenreflexionsvermögen von 0,18 oder mehr zu erhalten, das als zur Verwendung in der Praxis ausreichend betrachtet wird, wenn der Reproduktionslichtstrahl mit einer Wellenlänge von 650 nm verwendet wird, ist es wünschenswert, die Dicke der ersten dielektrischen Schicht auf 110 nm oder weniger einzustellen. Um überdies das vorstehend erwähnte ausreichende Rillenreflexionsvermögen bei Verwendung des Reproduktionslichtstrahls mit einer Wellenlänge von 780 nm zu erhalten, ist es wünschenswert, die Dicke der ersten dielektrischen Schicht auf 80 nm oder mehr einzustellen. Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten analytischen Ergebnisse wird angenommen, dass die optimale Dicke der ersten dielektrischen Schicht in dem Bereich von 80 bis 110 nm liegt, um bei Verwendung des Reproduktionslichtstrahls mit einer Wellenlänge von 780 nm und des Reproduktionslichtstrahls mit einer Wellenlänge von 650 nm ausreichende Signalmerkmale zu erhalten.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 4 in dem Bereich von 15 bis 45 nm, bevorzugter in dem Bereich von 20 bis 40 nm liegt. Wenn die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 4 weniger als 15 nm beträgt, wirkt die zweite dielektrische Schicht 4 nicht immer auf wirkungsvolle Weise als eine wärmebeständige Schutzschicht, und die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Aufzeichnungsmediums neigt dazu, erniedrigt zu werden, wogegen die zweite dielektrische Schicht 4 dazu neigt, abzugehen, wenn sie bei einer sogenannten niedrigen Lineargeschwindigkeit in dem Bereich von 1,2 bis 5,6 m/s verwendet wird, wenn die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 4 mehr als 45 nm ist, und demgemäß neigt dann die Wiederholtaufzeichnungsleistung dazu, niedriger zu werden.
  • Spezifische Beispiele des Materials für die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 sind Metalle, wie Al, Au, Ag, Cu und Ta und Legierungen davon. Die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 kann ferner andere zusätzliche Elemente wie Cr, Ti, Si, Cu, Ag, Pd und Ta umfassen.
  • Die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 kann mittels Abscheidung im Vakuum, Sputtern, plasmachemisches Bedampfen, photochemisches Bedampfen, Ionenbeschichtung oder mittels des Elektronenstrahl-Abscheidungsverfahrens bereitgestellt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 in dem Bereich von 70 bis 180 nm, bevorzugter in dem Bereich von 100 bis 160 nm liegt.
  • Es ist auch bevorzugt, dass eine Deckschicht 6 zum Verhindern der Oxidation der Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 auf der Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht 5 bereitgestellt wird. Als die Deckschicht 6 ist eine UV-härtende Harzschicht, welche durch Schleuderbeschichten hergestellt wird, in allgemeiner Verwendung.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Deckschicht 6 in dem Bereich von 7 bis 15 μm liegt. Wenn die Dicke weniger als 7 μm ist, neigen Betriebsfehler in zunehmendem Maß dazu, aufzutreten, wenn eine Bedruckschicht 7 über die Deckschicht 6 gelegt wird, wogegen die innere Spannung der Deckschicht 6 zunimmt, wenn die Dicke mehr als 15 μm beträgt, so dass die Deckschicht 6 dazu neigt, große nachteilige Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials aufzuweisen.
  • Eine Hartschicht 8 kann auf der nicht gerillten Seite des Substrates 1 bereitgestellt werden. Die Hartschicht 8 wird allgemein dadurch hergestellt, dass ein UV-härtendes Harz der Schleuderbeschichtung unterworfen wird.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Hartschicht 8 in dem Bereich von 2 bis 6 μm liegt. Wenn die Dicke der Hartschicht 8 weniger als 2 μm ist, neigt deren Kratzfestigkeit dazu, erniedrigt zu werden, wogegen die innere Spannung der Hartschicht 8 zunimmt, wenn die Dicke der Hartschicht 8 mehr als 6 μm beträgt, so dass die Hartschicht 8 dazu neigt, große nachteilige Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials aufzuweisen.
  • Es ist bevorzugt, dass die Hartschicht 8 eine Bleistifthärte von H oder mehr aufweist, bei welcher Bleistifthärte H die Oberfläche der Hartschicht 8 nicht ernsthaft verkratzt wird, sogar wenn sie mit einem Tuch gerieben wird. Wenn erforderlich, kann ein elektrisch leitendes Material in der Hartschicht 8 enthalten sein, um die Hartschicht 8 antistatisch zu machen, so dass auf wirkungsvolle Weise verhindert wird, dass Schmutz oder dergleichen elektrostatisch daran hängen bleibt.
  • Es ist bevorzugt, dass das UV-härtende Harz zur Verwendung in der Hartschicht 8 bei Raumtemperatur eine Viskosität von 40 cps oder mehr hat, um dessen Beschichtungsposition mit hoher Genauigkeit und hoher Reproduzierbarkeit steuern zu können, wodurch der Rand der Hartschicht 8 innerhalb eines Bereiches von einem Abstand von 20 bis 22 mm von dem Mittelpunkt einer Platte, wie in 5 gezeigt, genau positioniert werden kann.
  • 5 ist eine schematische Vorderansicht einer optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte der vorliegenden Erfindung, gesehen von der nicht gerillten Seite von deren Substrat aus, zur Erklärung des Beschichtungsgebietes der Hartschicht 8. Wie in 5 gezeigt, ist in der optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte der vorliegenden Erfindung ein Stapelring 12 und eine Spritzgussmarkierung 13 ausgebildet, welche konzentrisch in einem Abstand von 20 mm von dem Mittelpunkt der Platte im Verlauf der Herstellung des Substrates durch Spritzguss erzeugt wird.
  • Die Bezugsziffer 11 bezeichnet das Aufzeichnungsgebiet. Auf der entgegengesetzten Seite des Substrates ist in dem Aufzeichnungsgebiet eine Spiralrille 15 bereitgestellt, und der innerste Rand der Spiralrille 15 befindet sich konzentrisch in einem Abstand von 22 mm von dem Mittelpunkt der Platte. Um auf der nicht gerillten Seite des Substrates 1 eine Hartschicht 8 bereitzustellen, muss daher die Schleuderbeschichtung des UV-härtenden Harzes auf der nicht gerillten Seite des Substrates 1 von einer Position in einem Gebiet zwischen der Spritzgussmarkierung 13 und dem Rand 15 der innersten Rille aus beginnen.
  • Ferner hängt, wie vorstehend erklärt, der anfängliche kristalline Zustand der Aufzeichnungsschicht von der im Verlauf der Herstellung des Aufzeichnungsmediums verwendeten Initialisierungsvorrichtung ab. Daher ist es zu bevorzugen, im Verlauf des Initialisierungsschrittes auf dem Substrat ein Zeichen zur Erkennung, welche Initialisierungsvorrichtung zum Initialisieren des Aufzeichnungsmediums verwendet wird, anzubringen. In diesem Fall kann ein derartiges Zeichen an der Innenseite des Randes der innersten Rille 15 erzeugt werden.
  • 7 ist eine schematische Vorderansicht eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, gesehen von der nicht gerillten Seite des Substrates aus, zur Erklärung der Position des Zeichens zum Erkennen der Initialisierungsvorrichtung. Wie in 7 gezeigt, wird ein solches Zeichen 16 zwischen der Spritzgussmarkierung 13 und dem Rand der innersten Rille 15 ausgebildet. In einem solchen Fall muss die Ausgangsposition, von welcher aus die Schleuderbeschichtung des UV-härtenden Harzes zur Bildung der Hartschicht 8 initiiert wird, mit äußerst hoher Genauigkeit positioniert werden, weil der Raum zum Einstellen der Ausgangsposition weiter beschränkt ist. In diesem Zusammenhang ist die Viskosität eines Harzes zur Verwendung in der Hartschicht 8, zum Beispiel die Viskosität des UV-härtenden Harzes, äußerst wichtig.
  • Als die zum Initialisieren der Aufzeichnungsschicht und zum Durchführen der Aufzeichnungs-, Wiedergabe- und Löschvorgänge verwendeten elektromagnetischen Wellen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können Laserstrahlen, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen, Ultraviolettstrahlen, sichtbare Strahlen, Infrarotstrahlen und Mikrowellen verwendet werden. Von diesen elektromagnetischen Wellen werden Strahlen von Halbleiterlasern als in der vorliegenden Erfindung am geeignetsten angesehen, denn ein Halbleiterlaser zum Erzeugen von Strahlen von Halbleiterlasern ist von kompakter Größe.
  • Wie vorstehend erwähnt, sind Laufwerksysteme für die CD-RW in aktiver Weise entwickelt worden und es wurden verschiedenen Übereinstimmungsprüfungen durchgeführt, um die Übereinstimmungseigenschaften zwischen der CD-RW und von Laufwerksystemen dafür zu bewerten. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass je nach der Kombination des Laufwerksystems und der CD-RW die folgenden Probleme verursacht werden:
    • (1) Nachdem Daten in einem Programmgebiet geschrieben sind, werden mit einer Aufnahmevorrichtung des Laufwerksystems die sogenannten „Lead-in" und „Lead-out"-Signale auf der Innenseite beziehungsweise außerhalb des Programmgebietes geschrieben. Wenn die Aufnahmevorrichtung einen Suchvorgang durchführt, indem sie das Programmgebiet überquert, um die „Lead-in" und „Lead-out"-Signale zu schreiben, kann die Aufnahmevorrichtung jedoch die erforderliche Aufnahmeposition nicht ausfindig machen.
    • (2) Die Genauigkeit der Bestimmung einer optimalen Aufzeichnungsleistung für die verwendete Aufzeichnungsplatte ist so schlecht, dass in einigen Fällen eine optimale Aufzeichnungsleistung nicht bestimmt werden kann.
    • (3) Fehler treten zunehmend auf, wenn der Wiedergabevorgang bei einer Lineargeschwindigkeit von so hoch wie dem 6-fachen der nominellen CD-Geschwindigkeit oder mehr (das heißt, 7,2 m/s oder mehr) durchgeführt wird.
  • Es wurde herausgefunden, dass das vorstehend erwähnte Problem (1) durch unzureichende oder nicht richtige Initialisierung der Aufzeichnungsschicht verursacht wird. Wenn die Initialisierung der Aufzeichnungsschicht unzureichend ist, wird die Größe Rtop davon durch die Wiederholung des Überschreibvorganges erhöht. Als ein Ergebnis werden die Größe des Push-Pull und der radiale Kontrast der Aufzeichnungsschicht in einem solchen Ausmaß verringert, dass der Nachführvorgang der Aufnahmevorrichtung instabil wird und genaue Suche nicht durchgeführt werden kann.
  • Wenn überdies die Initialisierung der Aufzeichnungsschicht nicht in Ordnung ist, werden Push-Pull-Signale und Rf-Signale gestört, so dass der Nachführvorgang der Aufnahmevorrichtung instabil wird und genaue Suche nicht durchgeführt werden kann.
  • Es wurde herausgefunden, dass das vorstehend erwähnte Problem (2) verursacht wird, weil keine optimale Aufzeichnungsleistung bestimmt wurde. Das liegt daran, dass der Modulationsgrad nicht gesättigt war, als versucht wurde, die optimale Aufzeichnungsenergie unter Verwendung des OPC-Verfahrens zu bestimmen, sogar wenn die Aufzeichnungsenergie erhöht wurde. Es wurde gefunden, dass diese Probleme auch durch die vorstehend erwähnte ungenügende Initialisierung und unrichtige Initialisierung verursacht wurden.
  • Nach verschiedenen Untersuchungen wurde herausgefunden, dass es zur Bestimmung der optimalen Aufzeichnungsenergie vorzuziehen ist, dass die Initialisierung derart ist, dass das Rillenreflexionsvermögen 95% oder mehr des gesättigten Rillenreflexionsvermögens (Rg) beträgt. Ein Rillenreflexionsvermögen von 95% oder mehr des gesättigten Rillenreflexionsvermögens kann erhalten werden, indem die Initialisierungsbedingungen, wie die Initialisierungsleistung, die Bewegungsgeschwindigkeit der Einrichtung zur Aufbringung von Licht über das Aufzeichnungsmedium hinweg während des Initialisierungsvorgangs und die Lineargeschwindigkeit der Platte während des Initialisierungsvorgangs, richtig eingestellt werden, wie in den Schaubildern in den 6A, 6B und 6C gezeigt wird.
  • Noch spezifischer zeigen die 6A, 6B und 6C Schaubilder, welche jeweils (a) die Beziehung zwischen dem Rillenreflexionsvermögen und der auf die Aufzeichnungsplatte aufgebrachten Initialisierungsleistung, (b) die Beziehung zwischen dem Rillenreflexionsvermögen und der Bewegungsgeschwindigkeit der Einrichtung zur Aufbringung von Licht über die Aufzeichnungsplatte hinweg bei dem Initialisierungsvorgang, und (c) die Beziehung zwischen dem Rillenreflexionsvermögen und der Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnungsplatte während des Initialisierungsvorgangs zeigen.
  • Wie aus diesen in 6A und 6C gezeigten Schaubildern ersehen werden kann, können der optimale Bereich der Initialisierungsleistung, der optimale Bereich der Bewegungsgeschwindigkeit der Einrichtung zur Aufbringung von Licht während des Initialisierungsvorgangs und der optimale Bereich der Lineargeschwindigkeit der Platte während des Initialisierungsvorgangs bestimmt werden, so dass das Rillenreflexionsvermögen von 95% oder mehr des gesättigten Rillenreflexionsvermögens erhalten wird.
  • Um den initialisierten Zustand von jedem initialisierten Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium zu steuern, ist es notwendig, dass die Rückverfolgbarkeit zwischen einer spezifischen Initialisierungsvorrichtung und einem spezifischen, durch die Initialisierungsvorrichtung initialisierten Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium für eine Vielzahl von Initialisierungsvorrichtungen und eine Anzahl von initialisierten Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien geklärt wird.
  • Für die Abklärung der vorstehend erwähnten Rückverfolgbarkeit und von dem Gesichtspunkt der Steuerung derartiger Initialisierungsbedingungen aus ist es wirkungsvoll, auf dem Substrat von jedem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium ein Zeichen anzubringen, mittels dessen die Initialisierungsvorrichtung, mit welcher das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium beim Initialisierungsschritt initialisiert wird, identifiziert werden kann.
  • Wie vorstehend mit Bezug auf 7 erwähnt wurde, ist es vorzuziehen, dass das Zeichen 16 an einer Position innerhalb des Randes der innersten Rille 15 untergebracht wird, indem die Initialisierungsleistung moduliert wird. Wenn eine Vielzahl von Initialisierungsvorrichtungen (zum Beispiel die Vorrichtungen Nr. 1 bis 6) verwendet werden, um den Initialisierungsvorgang für optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatten durchzuführen, kann in einem Abstand von 21 mm von dem Mittelpunkt der Platte ein Zeichen aus einem Punkt auf diejenige Aufzeichnungsplatte gesetzt werden, welche unter Verwendung der Initialisierungsvorrichtung Nr. 1 der Initialisierung unterworfen wurde, und in ähnlicher Weise kann ein Zeichen aus sechs Punkten auf diejenige Aufzeichnungsplatte gesetzt werden, welche unter Verwendung der Initialisierungsvorrichtung Nr. 6 der Initialisierung unterworfen wurde, derart dass die Anzahl der Punkte der Nummer der Vorrichtung entspricht.
  • Alternativ dazu kann die Ausgangsposition der Initialisierung auf der Aufzeichnungsplatte für jede Initialisierungsvorrichtung verändert werden.
  • Außerdem ist es wirkungsvoll, dass das Substrat einen Datensatz für „Absolute Time in Pre-groove data" (ATIP data) trägt, der eine vorbestimmte optimale Aufzeichnungsleistung für jede Aufzeichnungsplatte beinhaltet, um mit dem Fall zurecht zu kommen, in dem die optimale Aufzeichnungsleistung nicht mittels des OPC-Vorgangs bestimmt werden kann.
  • Das vorstehend erwähnte Problem (3), das heißt das Problem, dass Fehler in zunehmendem Maß auftreten, wenn der Wiedergabevorgang bei einer so hohen Lineargeschwindigkeit wie der sechsfachen nominellen CD-Geschwindigkeit oder mehr (das heißt, bei 7,2 m/s oder mehr) durchgeführt wird, tritt auf, wenn das Rillenreflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums weniger als 0,18 beträgt. Das Rillenreflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums kann auf 0,18 oder mehr erhöht werden, indem zum Beispiel (i) die Dicke der ersten dielektrischen Schicht auf 80 nm oder mehr erhöht wird, (ii) die Atom-% von Sb in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht erhöht werden, (iii) die Dicke der der zweiten dielektrischen Schicht verringert wird, oder (iv) die auf dem Substrat gebildete Rille breiter und flacher gemacht wird.
  • Die gleiche Auswirkung wie diejenige, die durch das vorstehend erwähnte Erhöhen des Rillenreflexionsvermögens erhalten wird, kann auch erhalten werden, indem die Leistung des Reproduktionslichtes auf 1,2 mW, 1,4 mW oder 1,6 mW erhöht wird. In Anbetracht der Schwankung in der Leistung der Laufwerksysteme und von derjenigen des Reflexionsvermögens der Aufzeichnungsmedien ist es bevorzugt, ein Reproduktionslicht (Wiedergabelicht) mit einer Leistung von 1,2 mW oder mehr für einen Wiedergabevorgang bei achtfacher nomineller CD-Geschwindigkeit (9,6 bis 11,2 m/s) zu verwenden. Außerdem ist für einen Wiedergabevorgang bei so hoher wie zwölffacher nomineller CD-Geschwindigkeit (14,4 bis 16,8 m/s) ein Reproduktionslicht mit einer Leistung von 1,4 mW oder mehr geeignet. Wenn jedoch die Leistung des Reproduktionslichtes 1,8 mW oder mehr beträgt, wird das Auftreten von Fehlern erhöht, wenn die Wiedergabe 1 000 000 mal oder mehr wiederholt wird.
  • Es wird gewünscht, dass CD-RW – Platten mindestens eine solche Aufzeichnungsleistung mit einer Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnung in dem Bereich von zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit bis vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit haben. Bei Aufzeichnung/Löschung mit zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit und bei Aufzeichnung/Löschung mit vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit sind die jeweiligen Abkühlgeschwindigkeiten des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums, wenn das Medium zum Löschen kristallisiert wird, und die jeweiligen Abkühlgeschwindigkeiten davon, wenn das Medium zum Schreiben amorph gemacht wird, verschieden, so dass die Steuerung dieser Abkühlgeschwindigkeiten von großer Bedeutung ist. Um spezifischer zu sein, ist es in der Betriebsart mit zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit verhältnismäßig leicht, die Aufzeichnungsschicht zum Löschen zu kristallisieren, es ist aber schwierig, die Aufzeichnungsschicht zum Schreiben amorph zu machen. Im Gegensatz hierzu ist es in der Betriebsart mit vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit verhältnismäßig leicht, die Aufzeichnungsschicht zum Schreiben amorph zu machen, es ist aber schwierig, die Aufzeichnungsschicht zum Löschen zu kristallisieren. Insbesondere tritt bei der Aufzeichnung in der Betriebsart mit vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit das Problem auf, dass Rtop wegen der Erhöhung der Energieleistung zum Löschen verringert wird. Daher ist es wirkungsvoll, die Energieleistung zum Löschen zu verringern, wie in der Strategie in 8B gezeigt wird. Um spezifischer zu sein, ist es zu bevorzugen, dass das Verhältnis der Löschenergie (P2e) zu der Schreibenergie (P2w) in der Betriebsart mit zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit 0,50 oder 0,54 beträgt, und dass das Verhältnis der Löschenergie (P4e) zu der Schreibenergie (P4w) in der Betriebsart mit vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit 0,46 oder 0,50 beträgt.
  • Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ersichtlich werden, die zur Veranschaulichung der Erfindung geboten werden und nicht dazu gedacht sind, diese zu beschränken.
  • Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4.
  • Eine Substratplatte aus Polycarbonat mit einer Dicke von 1,2 mm, versehen mit einer Führungsrille mit einer Breite von etwa 0,5 μm und einer Tiefe von 35 nm auf einer Seite des Substrates, wurde auf unter 80°C abgekühlt.
  • Eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht wurden unter Verwendung einer Sputterapparatur nacheinander auf dem vorstehend erwähnten Polycarbonat-Substrat bereitgestellt. Das Material für die erste und die zweite dielektrische Schicht war ZnS·SiO2, die Zusammensetzung des Sputtertargets zur Erzeugung in jedem der Beispiele 1 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wird in TABELLE 2 gezeigt, und das Material für die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht war eine Aluminiumlegierung.
  • Ferner wurde durch Schleuderbeschichtung eines UV-härtenden Harzes auf die nicht gerillte Oberfläche des Polycarbonat-Substrates eine Hartschicht erzeugt, wobei die Schleuderbeschichtung des UV-härtenden Harzes von einer Position in einem Abstand von 20,5 mm entfernt von dem Mittelpunkt der Platte begonnen wurde.
  • Durch Schleuderbeschichten des gleichen UV-härtenden Harzes wie für die vorstehend erwähnte Hartschicht wurde auf der Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht eine Deckschicht erzeugt. Auf diese Weise wurden optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatten hergestellt.
  • Unter Verwendung einer Vielzahl von Initialisierungsvorrichtungen, die mit einer Laserdiode mit einem großen Brennfleck ausgerüstet waren, wurde jede Phasenänderungs-Aufzeichnungsplatte initialisiert, indem jede Aufzeichnungsschicht unter den Bedingungen, dass das Rillenreflexionsvermögen mit Sicherheit mindestens 95% oder mehr als das gesättigte Rillenreflexionsvermögen erreichte, kristallisiert wurde. Ferner wurde im Verlauf des Initialisierungsvorgangs ein aus Punkten bestehendes Zeichen, das die verwendete Initialisierungsvorrichtung identifiziert, in einem Abstand von 21 mm von dem Mittelpunkt der Platte auf die nicht gerillte Oberfläche des Substrates geschrieben, indem die Initialisierungsleistung moduliert wurde.
  • Ferner wurde eine Bedruckschicht auf der Deckschicht bereitgestellt.
  • Auf diese Weise wurden die plattenförmigen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien 1 bis 9 der vorliegenden Erfindung in den Beispielen 1 bis 9 und die zum Vergleich dienenden plattenförmigen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien 1 bis 4 in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 hergestellt.
  • TABELLE 2 zeigt die Dicke von jeder der vorstehend erwähnten Schichten, die Zusammensetzung des Sputter-Targets zur Bildung von jeder Aufzeichnungsschicht und die „lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze" von jeder Aufzeichnungsschicht.
  • Die Leistung der auf diese Weise hergestellten optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien wurde unter Verwendung eines CD-RW Laufwerksystems zur Auswertung, das mit einer Aufnahmevorrichtung mit einer NA von 0,5 unter Verwendung eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge von 780 nm ausgerüstet war, bewertet. Die Strategie war wie folgt:
    Das Verhältnis der Löschleistung (P2e)/Schreibleistung (P2w): 0,50
    Das Verhältnis der Löschleistung (P4e)/Schreibleistung (P4w): 0,46
    Schreibleistung: 13 mW (in den beiden Betriebsarten von zweifacher und vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit)
    Vorspannungsleistung: 1 mW (in den beiden Betriebsarten von zweifacher und vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit)
    Reproduktionsleistung: 1,0 mW.
  • Die Block-Fehlerrate (BLER) wurde gemessen, nachdem der direkte Überschreibvorgang 1 000 mal wiederholt worden war.
  • Die Ergebnisse werden in TABELLE 3 gezeigt.
  • Wie in TABELLE 3 gezeigt, war die Block-Fehlerrate in den Beispielen 1 bis 9 weniger als 100 cps (Hz), wenn der Schreibvorgang und der Reproduktionsvorgang (Wiedergabevorgang) bei zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit durchgeführt wurden, so dass es mit diesen Aufzeichnungsmedien keine Probleme bei der praktischen Verwendung gab.
  • In dem Fall, in dem der Schreibvorgang bei vierfacher nomineller CD-Geschwindigkeit durchgeführt wurde und der Reproduktionsvorgang (Wiedergabevorgang) bei zweifacher nomineller CD-Geschwindigkeit durchgeführt wurde, bestand eine Neigung, dass die Block-Fehlerrate umso größer war, je größer der Anteil des Elementes In in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht war.
  • In dem plattenförmigen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 9, hergestellt in dem Beispiel 9 der vorliegenden Erfindung, war die Dicke der ersten dielektrischen Schicht so dünn wie 70 nm, so dass das Reflexionsvermögen der Platte in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 780 nm 0,18 oder weniger war und es wegen des Anstiegs der Block-Fehlerrate nicht möglich war, den Reproduktionsvorgang bei sechsfacher nomineller CD-Geschwindigkeit durchzuführen. Jedoch ging die Block-Fehlerrate auf 250 cps zurück, wenn die Leistung bei der Reproduktion (Wiedergabe) von 1,0 auf 1,2 mW verändert wurde.
  • Figure 00380001
  • Figure 00390001

Claims (9)

  1. Optisches Aufzeichnungsmedium, das in der Lage ist, Information aufzuzeichnen und zu löschen, umfassend: ein Substrat, eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und eine Deckschicht, die nacheinander in dieser Reihenfolge auf dem Substrat geschichtet sind, wobei die Aufzeichnungsschicht (1) ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial umfasst, welches als Konstitutionselemente Ag, In, Sb, Te und N und/oder O umfasst, wobei die betreffenden Atom-% α, β, γ, δ und ε (Gesamtatom-% von N und/oder O) sind, die in folgender Beziehung stehen: 0 < α ≤ 6, 35 ≤ β ≤ 15, 50 ≤ γ ≤ 65, 20 ≤ δ ≤ 35, 0 ≤ ε ≤ 5, mit der Maßgabe dass α + β + γ + δ + ε = 100, und (2) eine lineare Rekristallisationsgeschwindigkeits-Obergrenze im Bereich von 2,5 bis 5,0 m/s aufweist, wobei das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial durch Einstellen der Temperatur des Substrats auf 80°C oder weniger, wenn die erste dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, die zweite dielektrische Schicht, die Lichtreflexions- und Wärmeableitungsschicht und die Deckschicht nacheinander auf das Substrat geschichtet werden, und durch Einstellen der Filmbildungsgeschwindigkeit für die Aufzeichnungsschicht auf 2 bis 30 nm/s hergestellt worden ist.
  2. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Rillenreflexionsvermögen von 0,18 oder mehr sowohl bezüglich eines Reproduktionslichtes mit einer Wellenlänge von 780 ± 15 nm als auch eines Reproduktionslichtes mit einer Wellenlänge von 640 ± 15 nm aufweist.
  3. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, wobei das Substrat Absolute-Time-in-Pre-groove-Daten (ATIP-Daten) einschließlich eines vorbestimmten optimalen Aufzeichnungsvermögens für das optische Aufzeichnungsmedium aufweist.
  4. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, wobei die Aufzeichnungsschicht ein Rillenreflexionsvermögen von 95% oder mehr von einem gesättigten Rillenreflexionsvermögen davon aufweist, wenn das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums kristallisiert ist.
  5. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, wobei die Aufzeichnungsschicht darauf eine Identifizierungsinformation zur Identifizierung einer Initialisierungsvorrichtung trägt, die zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums unter Verwendung eines Initialisierungslichts mit einer vorbestimmten Initialisierungsleistung verwendet wird.
  6. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die Identifizierungsinformation in Form eines Zeichens auf eine nicht gerillte Oberfläche des Substrats unter Verwendung eines Lichtstrahls geschrieben wird, der durch Modulieren der Initialisierungsleistung des Initialisierungslichts erhalten wird.
  7. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, das ferner eine Hartschicht umfasst, die auf einer nicht gerillten Oberfläche des Substrats gegenüber der ersten dielektrischen Schicht bezüglich des Substrats vorgesehen ist.
  8. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei die Hartschicht eine Dicke von 2 bis 6 μm und eine Bleistifthärte von H oder mehr aufweist.
  9. Optisches Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 7 oder 8 beansprucht, wobei die Hartschicht ein gehärtetes UV-härtendes Harz mit einer Viskosität von 40 cP oder mehr bei Raumtemperatur vor dem Härten umfasst.
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