DE69834299T2 - Optisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überschreiben eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums sowie ein optisches Aufzeichnungsmedium, das mit Hilfe eines solchen Verfahrens überschrieben wird.
  • Die Aufmerksamkeit ist in jüngster Zeit auf optische Aufzeichnungsmedien konzentriert, mit denen Information mit hoher Dichte aufgezeichnet und die aufgezeichnete Information durch Überschreiben gelöscht werden kann. Ein typisches wieder beschreibbares (oder löschbares) optisches Aufzeichnungsmedium ist von dem Phasenänderungstyp (Phase Change), bei dem ein Laserstrahl auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird, um deren kristallinen Zustand zu verändern, wobei dabei eine Änderung des Reflexionsvermögens aufgrund der kristallografischen Änderung für eine Wiedergabe der Information detektiert wird. Die optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien sind von hohem Interesse, weil diese durch Modulation der Intensität eines einzelnen Laserstrahls überschrieben werden können und weil das optische System der Laufwerkeinheit, die zu deren Betrieb verwendet wird, im Vergleich zu magnetooptischen Aufzeichnungsmedien einfach ist.
  • Die meisten optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp haben Chalcogenid-Systeme verwendet, beispielsweise Be-Te-Systeme oder Ge-Sb-Te-Systeme, die einen deutlichen Unterschied im Reflektionsvermögen zwischen kristallinen Zuständen und amorphen Zuständen bieten und einen vergleichsweise stabilen amorphen Zustand aufweisen. Es ist kürzlich ebenfalls vorgeschlagen worden, neue Verbindungen zu verwenden, die als Chalcopyrit bekannt sind. Chalcopyrit-Verbindungen sind als Halbleiter-Verbundmaterialien untersucht worden und sind in Solarzellen und dergleichen eingesetzt worden. Die Chalcopyrit-Verbindungen bestehen aus Ib-IIIb-VIb2 oder IIb-IVb-Vb2, ausgedrückt durch Ausdrücke der Gruppen des Periodensystems der Elemente und weisen zwei gestapelte Diamantstrukturen auf. Die Struktur von Chalcopyrit-Verbindungen kann ohne weiteres durch Röntgenstrahl-Strukturanalyse bestimmt werden und deren grundlegende Eigenschaften sind beispielsweise in Physics, Band 8, Nr. 8 (1997), Seiten 441 ff. und Denki Kagaku (Electrochemistry), Band 56, Nr. 4 (1988), Seiten 228 ff. beschrieben. Von den Chalcopyrit- Verbindungen ist bekannt, dass AgInTe2 als Aufzeichnungsmaterial durch Verdünnung mit Sb oder Bi angewendet werden kann. Die resultierenden optischen Aufzeichnungsmedien werden im Allgemeinen bei einer Lineargeschwindigkeit von etwa 7m/s betrieben. Vergleiche japanische Patentanmeldung Kokai Nr. (JP-A) 240590/1991, 99884/1991, 82593/1991, 73384/1991 und 151286/1992. Zusätzlich zu den optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp, bei denen Chalcopyrit-Verbindungen verwendet werden, sind optische Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp, bei denen mit der Kristallisierung der Aufzeichnungsschicht eine AgSbTe2-Phase ausgebildet wird, in JP-A 267192/1992, 232779/1992 und 166268/1994 offenbart.
  • Bei den optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp ist zum Zwecke einer Spurführung in dem Substrat eine Vertiefung ausgebildet und ist manchmal in die Vertiefung eine Adressinformation eingebracht. Es war allgemein üblich, in der Vertiefung oder in dem Bereich (Erhebung), der zwischen den zueinander benachbarten Vertiefungen ausgebildet ist, Aufzeichnungsmarkierungen auszubilden. Kürzlich ist eine Aufzeichnung von Erhebungen/Vertiefungen vorgeschlagen worden, bei der sowohl die Erhebung als auch die Vertiefung für die Aufzeichnung von Spuren verwendet wurden, um so den Spurabstand zu verringern und eine Aufzeichnung mit hoher Dichte zu ermöglichen (japanische Patentschrift Nr. (JP-B) 57859/1988).
  • Ein weiteres System, das eine Aufzeichnung mit Erhebungen/Vertiefungen auf einem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium zeigt, wird in dem deutschen Patent Nr. 19529621 offenbart. Spurabstände von bis zu 0,7 μm werden gezeigt.
  • Wenn der Spurabstand der Aufzeichnung verringert wird, wie dies für eine Aufzeichnung von Erhebungen/Vertiefungen der Fall ist, wird sich der Fleck des Laserstrahls, der für die Aufzeichnung/Wiedergabe verwendet wird, in die benachbarte Spur hinein erstrecken, was zu einem Effekt führt, bei dem die Signale in der benachbarten Spur beim Überschreiben gelöscht werden (Übersprechen beim Löschen). Das Übersprechen bei der Wiedergabe wird ebenfalls erhöht.
  • Das Übersprechen beim Löschen und das Übersprechen allgemein kann durch Verwendung eines kleineren Laserstrahlflecks verringert werden und genauer gesagt durch Verkleinern der Wellenlänge des Lasers oder durch Erhöhen der numerischen Apertur (NA) des optischen Systems. Gegenwärtig ist jedoch ein Halbleiterlaser mit einer kurzen Laserwellenlänge bezüglich seiner Lebensdauer, des Energieverbrauchs, der Kosten und dergleichen ungenügend und geht mit der Verwendung eines optischen Systems mit einer großen numerischen Apertur (NA) das Problem einer geringeren Toleranz gegen Verkippen des optischen Aufzeichnungsmediums und einer geringeren Schärfentiefe einher. Beispielsweise beschreibt JP-A 204686/97, dass die Toleranz gegen Verkippen proportional zu λ/[t·(NA)3] ist und beschreibt das Handbook of Magneto-Optical Disc Production (1991, herausgegeben von Science Forum), dass die Schärfentiefe proportional zu λ/[2 (NA)2] ist, wenn λ für die Wellenlänge des Lichts zur Aufzeichnung/Wiedergabe steht und t für die Dicke des Mediums steht. Wenn die Toleranz gegen Verkippen gering ist, wird eine Verformung des Strahlflecks des Aufzeichnungslichts und des Wiedergabelichts beim Verkippen des Mediums größer sein, was in einem erheblich größeren Übersprechen beim Löschen und allgemeinen Übersprechen resultiert. Wenn die Schärfentiefe gering ist, wird der Strahlfleck unscharf sein, wenn die Servosteuerung des Brennpunkts instabil ist oder das Medium geringe Verformungen aufweist und wird das Übersprechen beim Löschen und das allgemeine Übersprechen in einem solchen Fall ebenfalls größer sein. Um die Toleranz gegen ein Verkippen für den Fall niedrig zu halten, dass ein optisches System mit einer großen NA verwendet wird, kann die Dicke des Mediums verringert werden, wie in JA-A 9-204686 beschrieben. Die Toleranz gegen Verkippen ist jedoch umgekehrt proportional zu NA3 und zu der Dicke t des Substrats, wie vorstehend beschrieben, und wenn NA deutlich größer ist, sollte die Dicke des Kunststoffsubstrats des Mediums stark verringert werden und in einem solchen Fall wird das Substrat wahrscheinlich Nachteile aufgrund einer geringen Verformung haben, was eine hohe Schärfentiefe und folglich eine geringere NA bedingt.
  • Wie vorstehend beschrieben, sollte die Wellenlänge zur Aufzeichnung/Wiedergabe und die NA, die einen stabilen Betrieb ermöglichen, angemessen und gemäß dem Stand der Technik sowohl unter wirtschaftlichen Aspekten als auch technischen Gesichtspunkten gewählt werden, beispielsweise im Hinblick auf eine angemessene Toleranz gegen Verkippen. Außerdem soll eine Aufzeichnung mit hoher Dichte durch Reduzierung des Aufzeichnungs-Spurabstands realisiert werden und sollte der Einfluss des Übersprechens beim Löschen und des allgemeinen Übersprechens soweit als möglich minimiert werden.
  • Im Hinblick auf den kürzlichen praktischen Einsatz von DVD-ROM (nicht überschreibbare DVD) sollte ein optisches Aufzeichnungsmedium in der Lage sein, eine Bewegung auf einem in der Praxis akzeptablen Niveau zu halten. Folglich sollte ein optisches Aufzeichnungsmedium ein größeres Volumen sowie eine verbesserte Übertragungsrate aufweisen. Zur weiteren Darstellung sollte ein optisches Aufzeichnungsmedium eine Übertragungsrate aufweisen, die zumindest höher ist als die durchschnittliche Übertragungsrate der DVD-ROM, nämlich zumindest 3,5 Mbps (Lineargeschwindigkeit von 3,47 m/s). Für den Fall eines überschreibbaren Systems sollte die Übertragungsrate zumindest doppelt so groß wie die Übertragungsrate eines nur zur Wiedergabe ausgelegten Systems sein und sollte die Übertragungsrate zumindest 20 Mbps betragen, um eine im Geschäftsleben benötigte Bildqualität zu realisieren. Die Übertragungsrate kann durch Erhöhen der Lineargeschwindigkeit und der Aufzeichnungsdichte des Mediums verbessert werden. Eine so hohe Lineargeschwindigkeit resultiert jedoch in einer instabilen Spur-Servosteuerung, was die Tür öffnet für weitere Fehler und in extremen Fällen verlässt der Laserstrahlfleck die Aufzeichnungsspur, was einen Aufzeichnungs-/Wiedergabebetrieb unmöglich macht. Wenn ein optisches System mit einer großen NA verwendet wird, um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, wird die Schärfentiefe gering sein, wie vorstehend beschrieben, und in einem solchen Fall muss das Substrat eine niedrigere Dichte aufweisen, um eine ausreichende Toleranz gegen Verkippen bereit zu stellen, und dann kann das Substrat den Nachteil einer geringeren Verformung und folglich von instabilen Servo-Signalen und Spursteuerungsschwierigkeiten haben. Deshalb ist eine Erhöhung in dem Spurführungs-Servosteuerungssignal in dem Medium mit großem Volumen und hoher Übertragungsrate erforderlich.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Situation trachtet die vorliegende Erfindung danach, eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen und eine Erhöhung des Übersprechens beim Löschen bei einem überschreibbaren optischen Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp zu unterdrücken.
  • Die vorliegende Erfindung trachtet ebenfalls danach, eine genaue Spurführung zu ermöglichen und eine Erhöhung des Übersprechens zu unterdrücken.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter durch den beigefügten Satz von Patentansprüchen festgelegt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Teilschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3A, 3B und 3C sind Kurven, um das Verfahren zum Bestimmen der optimalen Löschleistung und der optimalen Aufzeichnungsleistung zu erklären.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung bei einem optischen Aufzeichnungsmedium von der Art mit Erhebungen/Vertiefungen zur Aufzeichnung geeignet, bei dem sowohl die Erhebung als auch die Vertiefung für die Aufzeichnungsspuren verwendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, leidet ein Aufzeichnungsmedium von hoher Dichte, das durch Aufzeichnung mit Hilfe von Erhebungen/Vertiefungen beschrieben wird, wahrscheinlich an einem größeren Übersprechen beim Löschen. Das Übersprechen beim Löschen (Cross Erase) einer bestimmten Aufzeichnungsspur (hierin als interessierende Spur bezeichnet) tritt auf, wenn der Laserstrahl mit der Aufzeichnungsleistung auf die Aufzeichnungsspur gerichtet wird, die benachbart zu der interessierenden Spur ist, und wenn die Aufzeichnungsmarkierungen in der interessierenden Spur auf eine Temperatur oberhalb der Kristallisationstemperatur und unterhalb des Schmelzpunkts erwärmt werden und diese dann allmählich abkühlen, nämlich dann, wenn die interessierende Spur eine Wärmehysterese ähnlich zu derjenigen des Löschens durch Überschreiben der benachbarten Spur erfährt. Das Ausmaß des Übersprechens beim Löschen wird größer, wenn der Spurabstand der Aufzeichnung in Relation zu dem Laserstrahlfleck verkleinert wird. Wenn das Licht zur Aufzeichnung/Wiedergabe eine Wellenlänge λ aufweist, das optische System zur Aufzeichnung/Wiedergabe eine numerische Apertur von NA aufweist und das Medium einen Aufzeichnungs-Spurabstand P aufweist, ist der Durchmesser des Laserstrahlflecks proportional zu λ/NA und erhöht sich das Übersprechen beim Löschen mit der Vergrößerung von (λ/NA)/P·(λ/NA)/P kann durch Verringern von λ oder Erhöhen von NA reduziert werden. Wie vorstehend beschrieben, gibt es jedoch einen kommerziell akzeptablen unteren Grenzwert für λ und einen kommerziell akzeptablen oberen Grenzwert für NA im Hinblick sowohl auf Kostenbeschränkungen als auch technische Beschränkungen und gibt es stets einen unteren Grenzwert für λ/NA im Hinblick auf die kommerzielle Verfügbarkeit in Entsprechung zum Stand der Technik.
  • Durch Verwenden eines herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums (Phase Change Optical Recording Medium) haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Experiment durchgeführt, bei dem das Übersprechen beim Löschen gemessen wurde, wenn λ/NA auf einem speziellen Wert festgehalten wurde, während P verringert wurde. Man hat dann herausgefunden, dass sich das Übersprechen beim Löschen signifikant erhöht, wenn (λ/NA)/P größer oder gleich 1,78 ist. Folglich kann die Auslegung eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß dem Stand der Technik durch Übernahme eines Spurabstands zur Aufzeichnung erreicht werden, der der folgenden Beziehung genügt: (λ/NA)/P < 1,78. Falls das Übersprechen beim Löschen deutlich unter die Beziehung (λ/NA)/P ≥ 1,78 verringert werden kann, bedeutet dies umgekehrt, dass eine hohe Aufzeichnungsdichte, die den Stand der Technik übersteigt, realisiert worden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Medium bei einer Aufzeichnungsleistung Pw (mW) und einer Löschleistung Pe (mW) überschrieben, die der folgenden Beziehung genügt: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5,wenn k = (λ/NA)/P gilt und unter Verwendung solcher Aufzeichnungs- und Wiedergabeleistungen kann der Absolutwert des Übersprechens beim Löschen auf bis zu 0,3 dB herunter gedrückt werden und sogar auf bis zu 0,2 dB, selbst wenn (λ/NA)/P größer oder gleich 1,78 ist. Beispielsweise wird in dem National Technical Report, Band 41, Nr. 6, 1995, Seiten 615 bis 621 berichtet, dass eine überschreibbare DVD mit einer optischen Aufzeichnungsplatte vom Phasenänderungstyp (λ = 680 nm, NA = 0,6, Aufzeichnungs-Spurabstand = 0,65 μm) zu einer erhöhten Signalschwankung in der benachbarten Spur aufgrund eines Übersprechens beim Löschen geführt hat. Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Übersprechen beim Löschen auf 0 dB reduziert werden, und zwar selbst unter strengeren Bedingungen, beispielsweise wenn λ 680 nm beträgt, NA 0,6 beträgt und der Aufzeichnungs-Spurabstand bis zu 0,6μm beträgt.
  • Die Bedingung der vorliegenden Erfindung: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5 stellt diejenige Bedingung dar, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung nach Experimenten und theoretischen Überlegungen abgeleitet wurde. Man hat dabei berücksichtigt, dass das Übersprechen beim Löschen als Folge einer Wärmeleitung auftritt, wenn der Laserstrahl mit der Aufzeichnungsleistung auf die benachbarte Spur gerichtet wird. Nach einer sorgfältigen Untersuchung der experimentellen Daten haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass dann, wenn ein Laserstrahlfleck mit einem Durchmesser, der den Aufzeichnungs-Spurabstand deutlich übersteigt, abgebildet wird, nämlich dann, wenn (μ/NA)/P größer oder gleich 1,78 ist, die Hauptursache für das Übersprechen beim Löschen die direkte Belichtung mit dem Laserstrahlfleck in der Nähe seines Randes ist. Im Hinblick auf eine solche Beobachtung werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Aufzeichnungsleistung Pw und die Löschleistung Pe weiter angeglichen, nämlich Pw/Pe wird verringert, und wird außerdem der Wert von Pw/Pe dividiert durch das Quadrat von (λ/NA)/P (=k) auf einen Wert unterhalb eines bestimmten Werts begrenzt. Mit einem solchen Aufbau konnte der Absolutwert des Übersprechens beim Löschen unter der strengen Bedingung von (λ/NA)/P ≥ 1,78 auf bis zu 0,3 dB reduziert werden, wobei diese Bedingung im Stand der Technik wegen der deutlichen Zunahme des Übersprechens beim Löschen nicht angewendet werden konnte.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiger Wert für Pw und Pe ausgewählt werden, solange diese die folgende Beziehung erfüllen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5und werden so Aufzeichnungsmarkierungen von hoher Qualität und folglich eine ausreichend geringe Signalschwankung und ausreichend geringe Signalfehler sowie eine ausreichende Löschrate erzielt. Es wird jedoch bevorzugt, eine optimale Aufzeichnungsleistung und eine optimale Löschleistung für die Werte Pw und Pe zu verwenden. Die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung sind Werte oder Werte in der Nähe derjenigen Werte, bei denen die Signalschwankung und der Signalfehler minimiert sind, und diese Werte können durch das beispielhafte Verfahren bestimmt werden, das später beschrieben werden wird. Die optische oder thermische Auslegung des Mediums wird dann so bewerkstelligt, dass die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung die Beziehung erfüllen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5. Die vorliegende Erfindung kann das Übersprechen beim Löschen deutlich verringern, und zwar unabhängig von der Struktur des Mediums, weil (Pw/Pe) × k2 auf ≤ 8,5 begrenzt wird. Beispielhafte Medien, bei denen die Signalschwankung und der Signalfehler deutlich verringert werden können und bei denen die Beziehung erfüllt werden kann: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5, umfassen das Medium, bei dem das Reflektionsvermögen des kristallinen Bereichs gering ist; das Medium mit einer Absorptions-Kontrollstruktur; und das Medium mit einer Aufzeichnungsschicht, bei dem die Kristallisationstemperatur und der Schmelzpunkt nahe beieinander liegen. Die Signalschwankung und der Signalfehler können ebenfalls deutlich reduziert werden, während die Beziehung erfüllt ist: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5, wenn ein gepulster Laserstrahl zur Aufzeichnung verwendet wird und das Pulsmuster optimiert wird.
  • Erfindungsgemäß wird dann, wenn die Tiefe dG der Vertiefung so eingestellt wird, dass diese die Beziehung erfüllt: λ/10n ≤ dG < λ/7n,das Ausgangssignal des Spurführungssignals (Tracking Signal) eine ausreichende Intensität aufweisen und kann das Übersprechen auf bis zu 0–20 dB unter der Bedingung von (λ/NA)/P ≥ 1,78 herab gedrückt werden.
  • In der vorstehend genannten JP-B 57859/1988 wird beschrieben, dass „die Breite des Vertiefungsbereichs und die Breite des vorstehenden Bereichs kleiner oder gleich dem Durchmesser des auf das Aufzeichnungsmedium gerichteten Lichtstrahls sind". JP-B 57859/1988 berücksichtigt jedoch überhaupt nicht die Probleme, die mit der Beziehung (λ/NA)/P ≥ 1,78 im Zusammenhang stehen und unter denen die von den herkömmlichen Medien abweichenden Effekte auftreten, was das Übersprechen beim Löschen anbelangt.
  • JP-A-338064/1994 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium, bei dem die Breite der Vertiefung im Wesentlichen gleich der Breite der Erhebung ist; die optische Weglänge d der Spurtiefe ist so beschaffen, dass gilt: λ/7 ≤ d < λ/5; und die Beziehung zwischen der Breite Wg der Vertiefung und dem Laserstrahldurchmesser R (= 0,82 × λ/NA) ist so beschaffen, dass gilt: 0,34 ≤ Wg/R ≤ 1,0. In JP-A-338064/1994 wird beschrieben, dass das Übersprechen durch die Beziehung: λ/7 ≤ d < λ/5 reduziert werden kann und dass das Übersprechen beim Löschen durch die Beziehung 0,34 ≤ Wg/R ≤ 1,0 verringert werden kann.
  • Es gibt einen gewissen Überlapp zwischen der Beziehung: 0,34 ≤ Wg/R ≤ 1,0, die in JP-A-338064/1994 definiert wird, und der Beziehung (λ/NA)/P ≥ 1,78 gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Beispiel 1 gemäß JP-A-338064/1994 wird bestätigt, dass die Fehlerrate innerhalb des Bereichs von 0,34 ≤ Wg/R ≤ 1,0 verringert wird, wenn das optische System verwendet wird, für das gilt: λ = 780 nm und NA = 0,55. Bei diesem Beispiel wird jedoch das Medium mit einer Lineargeschwindigkeit von 1,25 m/s überschrieben, was dieselbe Geschwindigkeit wie diejenige Geschwindigkeit ist, die bei einer CD (Compact Disk) eingesetzt wird, um EFM-Signale der CD-Norm aufzuzeichnen, und deshalb haben die Aufzeichnungsmarkierungen eine beträchtliche Länge und ist die lineare Aufzeichnungsdichte gering. Selbst wenn das Übersprechen beim Löschen vergleichsweise groß ist, wird deshalb eine Erhöhung der Fehlerrate nicht unmittelbar induziert. Die ungenaue Abschätzung in dem Beispiel von JP-A-338064/1994 wird aus der Tatsache ersichtlich, dass die Fehlerrate solange auf dem reduzierten Niveau verbleibt, bis etwa 1/3 des Laserstrahlflecks in die benachbarte Spur hineinragt (solange bis gilt: Wg/R = 0,34).
  • Das Medium mit einer Aufzeichnung mittels Erhebungen/Vertiefungen wird für den Zweck einer Aufzeichnung mit hoher Dichte hergestellt und die lineare Aufzeichnungsdichte ist natürlich höher als diejenige für CDs. Deshalb kann, wenn gilt: (λ/NA)/P ≥ 1,78, eine Erhöhung der Fehlerrate aufgrund des Übersprechens beim Löschen nicht vermieden werden, solange nicht die folgende Beziehung erfüllt ist: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8.5.
  • In JP-A-338064/1994 wird auch offenbart, dass die Dicke der Aufzeichnungsschicht auf einen Wert unterhalb eines bestimmten Wertes begrenzt ist und dass die Wärme dadurch abgeführt wird, dass eine Reflektionsschicht bereitgestellt wird, die als Wärmesenke dient, um so die in die benachbarte Spur weitergeleitete Wärme zu verringern. Für das Beispiel, das einer solchen Beschreibung entspricht, beträgt Wg etwa 0,7 μm und beträgt die Breite des kegelstumpfförmigen Abschnittes zwischen der Vertiefung und der Erhebung etwa 0,1 μm und beträgt deshalb (λ/NA)/P etwa 1,77. Andererseits ist die Beschränkung auf 0,34 ≤ Wg/R zum Zwecke einer Vermeidung des Übersprechens beim Löschen durch unmittelbare Bestrahlung der benachbarten Spur durch den Aufzeichnungs-Laserstrahl bedingt. Wg/R von 0,34 entspricht einem Wert für (λ/NA)/P von etwa 3,6 und, wie in JP-A-338064/1994 beschrieben, erstreckt sich mehr als 1/3 des Strahlflecks in die benachbarte Spur hinein. Mit anderen Worten, in JP-A-338064/1994 wird angenommen, dass der Einfluss des Übersprechens beim Löschen durch unmittelbare Bestrahlung nicht signifikant ist, solange der Strahlfleck sich in einem solchen Ausmaß zum großen Teil in die benachbarte Spur hinein erstreckt. Im Gegensatz dazu haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass dann, falls (λ/NA)/P 1,78 beträgt, das Übersprechen beim Löschen und gleichzeitiger Unterstützung der Wärmeabführung von der Aufzeichnungsspur nicht deutlich abnimmt, wenn die lineare Aufzeichnungsdichte hoch ist. Und aus diesem Befund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung geschlossen, dass die Hauptursache für das Übersprechen beim Löschen nicht die Wärmeleitung von der benachbarten Spur ist, sondern die direkte Bestrahlung durch den Randbereich des Aufzeichnungs-Strahlflecks. Wie vorstehend beschrieben, ist das Übersprechen beim Löschen durch die unmittelbare Bestrahlung nicht ersichtlich, solange (λ/NA)/P in JP-A-338064/1994 etwa 3,6 beträgt, weil die Fehlerrate unter der Bedingung gemessen wird, dass die lineare Aufzeichnungsdichte gering ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, schenkt JP-A-338064/1994 in dem Bereich, wo es einen Überlapp zwischen der Erfindung gemäß JA-A-338064/1994 und der vorliegenden Erfindung gibt, dem Übersprechen beim Löschen durch direkte Bestrahlung der benachbarten Spur keine Beachtung und folglich wird in JP-A-338064/1994 für ein solches Übersprechen beim Löschen durch direkte Bestrahlung in einem solchen Überlappungsbereich keine Gegenmaßnahme ergriffen. JP-A-338064/1994 erwähnt weder die Aufzeichnungsleistung noch die Löschleistung und die technische Idee einer Verringerung des Übersprechens beim Löschen durch Steuerung bzw. Regelung der Aufzeichnungsleistung oder der Löschleistung wird weder offenbart noch angedeutet.
  • Die Dicke des Substrats des Mediums ist in den Ausführungsbeispielen gemäß JP-A-338064/1944 nicht beschrieben. Die Dicke wird jedoch auf 1,2mm geschätzt, weil die Fehlerrate durch Verwendung des CD-Signals gemessen wird.
  • Wenn die optische Weglänge d der Vertiefungsdicke auf λ/7 ≤ d ≤ λ/5 gemäß der Beschreibung von JP-A-338064/1994 eingestellt wird, erhält man außerdem kein Spurführungssignal mit ausreichender Signalstärke, wenn gleichzeitig das Übersprechen verringert ist. Wie in JP-A-338064/1994 beschrieben, ist die Stärke des Gegentaktsignals (Push-Pull Signal), das für die Spurnachführung verwendet wird, maximal, wenn die Tiefe der Vertiefung λ/8n beträgt (n: Brechungsindex des Substrats). Die Stärke des Gegentaktsignals nimmt jedoch mit einer Vergrößerung der Vertiefungstiefe rasch ab. Deshalb wird in dem Bereich von λ/7 ≤ d ≤ λ/5 das Spurführungssignal mit der erforderlichen Signalstärke in dem optischen Aufzeichnungsmedium mit großem Volumen und hoher Übertragungsrate nicht erzielt und ist der Betrieb instabil. JP-A-338064/1994 schweigt bezüglich der Spurführungsprobleme, wahrscheinlich weil JP-A-338064/1994 nicht die Verwendung des Mediums mit hoher Übertragungsrate annimmt, wie durch die Verwendung der CD-Lineargeschwindigkeit (1,25 m/s) demonstriert.
  • JP-A-321078/1996 offenbart, dass das Übersprechen durch Verwendung einer Vertiefungstiefe d von λ/7 ≤ d < λ/5, einer Vertiefungsbreite GW und einer Erhebungsbreite LW ausgedrückt durch die Beziehungen von GW < LW und 0,62 × (λ/NA) ≤ LW ≤ 0,80 × (λ/NA) verringert werden kann; und dass ein geringer Spurabstand in einem schlechten Verhalten der Erhebung resultiert und dass in einem solchen Fall GW kleiner als LW sein sollte. Die Beziehung: 0,62 × (λ/NA) ≤ LW ≤ 0,80 × (λ/NA) kann als 1,25 ≤ (λ/NA)/LW ≤ 1,61 umgeschrieben werden und deshalb ist die Breite der Erhebungen gemäß JP-A-321078/1996 erheblich größer als die Breite der Erhebungen gemäß der vorliegenden Erfindung (die im Wesentlichen gleich dem Aufzeichnungs-Spurabstand ist). Die Aufzeichnungs-Spurabstände [(LW + GW)/2], die in den Beispielen gemäß JP-A-321078/1996 verwendet werden, betragen 0,8 μm und 0,7 μm und (λ/NA)/P ≤ 1,77, und deshalb ist das Medium gemäß JP-A-321078/1996 nicht das Medium mit einem geringen Spurabstand gemäß der vorliegenden Erfindung. Es sei ebenfalls angemerkt, dass der Aufzeichnungsbereich, der in JP-A-321078/1996 verwendet wird, eine Erhebung oder eine Vertiefung ist und die Aufzeichnung mit Erhebungen/Vertiefungen nicht in JP-A-321078/1996 ausgeführt wird. Deshalb ist es nahe liegend anzunehmen, dass in JP-A-321078/1996 dem signifikanten Übersprechen beim Löschen, das bei der Aufzeichnung mit Erhebungen/Vertiefungen auftreten kann, keine Beachtung geschenkt wurde.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE GEMÄSS DER ERFINDUNG
  • Als nächstes wird die vorliegende Erfindung in weiteren Einzelheiten anhand der Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Überschreiben
  • Das Überschreiben gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung eines Laserstrahls ausgeführt, der moduliert ist, so dass dieser zumindest zwei Werte aufweist, nämlich den Wert bei dem Aufzeichnungspegel und den Wert bei dem Löschpegel. Der Laserstrahl der Aufzeichnungsleistung kann in Pulsen angewendet werden. Wenn ein Signal mit zumindest zwei unterteilten Bereichen einer Strahlung aufgezeichnet wird, wird die Anreicherung von Wärme in der Aufzeichnungsmarkierung unterdrückt. Dann kann die Ausdehnung der vorderen Kante der Aufzeichnungsmarkierung (als Tränentropfen-Effekt (Teardrop Phenomenon) bekannt) verhindert werden, was zu einem verbesserten C/N führt. Die gepulste Strahlung verbessert auch die Löschrate.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das optische Aufzeichnungsmedium unter den Bedingungen überschrieben, dass die Aufzeichnungsleistung Pw (mW) und die Löschleistung Pe (mW) der folgenden Beziehung genügen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5, und vorzugsweise (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,0wenn das Medium einen Aufzeichnungs-Spurabstand P (μm) aufweist, das optische System zur Aufzeichnung/Wiedergabe eine numerische Apertur NA aufweist, das Licht zur Aufzeichnung/Wiedergabe eine Wellenlänge λ (μm) aufweist, k = (λ/NA)/P und k ≥ 1,78, und vorzugsweise k ≥ 1,80.
  • Wenn die Beziehung von Pw und Pe außerhalb eines solchen Bereichs liegt, wird das Übersprechen beim Löschen signifikant erhöht und wird folglich der Fehler größer werden. Eine Aufzeichnung bei einer höheren Intensität kann durch Erhöhen von k ermöglicht werden, während eine solche Erhöhung des Wertes k eine Abnahme von Pw/Pe bedingt. Wenn der Wert von Pw/Pe allzu klein ist, wäre eine ausreichende Reduzierung der Signalschwankungen und des Signalfehlers schwierig und es ist im Allgemeinen vorzuziehen, dass k ≤ 2,7 und vorzugsweise k ≤ 2,5 gilt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiger Wert für die Pw und die Pe gewählt werden, solange diese die Beziehung erfüllen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8.5und eine hohe Qualität der Aufzeichnungsmarkierungen und folglich eine ausreichend geringe Signalschwankung und ein ausreichend kleiner Signalfehler sowie eine ausreichende Löschrate werden erzielt. Es wird jedoch bevorzugt, eine optimale Aufzeichnungsleistung und eine optimale Löschleistung für die Pw und die Pe zu wählen. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung wird dennoch realisiert, wenn die Pw und die Pe nicht die so genannten optimalen Werte sind.
  • Die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung sind Werte von oder Werte in der Nähe derjenigen Werte, bei denen die Signalschwankungen und der Signalfehler minimiert sind, und diese können bestimmt werden, beispielsweise mit Hilfe des nachfolgenden beschriebenen Verfahrens.
  • Optimale Löschleistung (Optimale Vorspannungsleistung 1) PB1O
    • 1. Vorspannungsleistung 1 der Treibereinheit wird auf eine vorübergehende Vorspannungsleistung 1 PB1T eingestellt (beispielsweise 4,0 mW), wie in der 3(a) gezeigt.
    • 2. Das Medium wird mit Zufallsdaten durch Variieren der Spitzenleistung überschrieben und die Bit-Fehlerrate (nachfolgend als BER abgekürzt) wird während des Überschreibvorgangs gemessen.
    • 3. Spitzenleistung PPbtml, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Niederleistungsseite beträgt, und Spitzenleistung PPtop1, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Hochleistungsseite beträgt, werden bestimmt.
    • 4. P11 = 1,2 × PPbtml und P12 = (PPbtml + PPtop)/2 werden berechnet.
    • 5. Der kleinere Wert von P11 und P12, nämlich [min (P11, P12)] werden als vorläufige Spitzenleistung PPT bestimmt.
    • 6. Die Spitzenleistung der Treibereinheit wird auf PPT eingestellt, wie in der 3B gezeigt.
    • 7. Das Medium wird mit Zufallsdaten durch Variieren der Vorspannungsleistung 1 überschrieben und die BER wird während des Überschreibvorgangs gemessen.
    • 8. Die Vorspannungsleistung 1 PB1btm, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Niederleistungsseite beträgt, und die Vorspannungsleistung PB1top, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Nochleistungsseite beträgt, werden bestimmt.
    • 9. Die optimale Vorspannungsleistung 1 PB10 beträgt (PB1btm + PB1top)/2.
  • Optimale Spitzenleistung PPO
  • Als nächstes wurde die optimale Spitzenleistung PPO, wie nachfolgend beschrieben, unter Verwendung der, wie vorstehend beschrieben, bestimmten PB1O bestimmt.
    • 1. Vorspannungsleistung 1 der Treibereinheit wird auf PB1O eingestellt, wie in der 3C gezeigt.
    • 2. Das Medium wird mit Zufallsdaten durch Variieren der Spitzenleistung überschrieben und die BER wird während des Überschreibvorgangs gemessen.
    • 3. Die Spitzenleistung PPbtm, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Niederleistungsseite beträgt, und die Spitzenleistung PPtop, bei der die BER 3 × 10–5 auf der Hochleistungsseite beträgt, werden bestimmt.
    • 4. P1 = 1.2 × PPbtm und P = (PPbtm + PPtop)/2 werden berechnet.
    • 5. Der kleinere Wert von P1 und P2, nämlich [min (P1, P2)] wird als die optimale Spitzenleistung PPO bestimmt.
  • Die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung können gemäß der Prozedur, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung der Signalschwankung anstelle der BER bestimmt werden. Wenngleich 3 × 10–5 als Abschneidewert der BER in der Prozedur, wie vorstehend beschrieben, verwendet wird, kann ein beliebiger Wert, der in der Spezifikation und dem System liegt, in welchem die vorliegende Erfindung adäquat angewendet werden kann, für den Abschneidepegel verwendet werden. Aus demselben Grund ist der Abschneidepegel nicht auf einem bestimmten Wert begrenzt, wenn die Signalschwankung anstelle der BER verwendet wird, wie im Falle der Bestimmung unter Verwendung der BER.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, ein Medium zu verwendet, das optisch und thermisch so ausgelegt ist, dass die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung der Beziehung genügen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5. Das erste Beispiel eines solchen Mediums ist das Medium mit einer niedrigen Reflektivität. Die Reflektivität ist in diesem Fall die Reflektivität des kristallinen Bereichs der Aufzeichnungsschicht, gemessen von der Seite des Einfalls des Lichts zur Aufzeichnung/Wiedergabe. Das Reflektionsvermögen beträgt vorzugsweise bis zu 17 %. Bei dem Medium, das ein niedriges Reflektionsvermögen aufweist, ist eine Abnahme des Reflektionsvermögens in dem kristallinen Bereich größer als die Abnahme des Reflektionsvermögens in dem nicht-kristallinen Bereich und deshalb können die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung näher beieinander liegen. Das zweite Beispiel eines solchen Mediums ist das Medium mit einer Kontrollstruktur für das Absorptionsvermögen. In dem Medium mit einer Kontrollstruktur für das Absorptionsvermögen nähert sich das Absorptionsvermögen des kristallinen Bereichs denjenigen des nicht kristallinen Bereichs an und deshalb können die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung angenähert werden. Bei dem Medium mit einer Absorptionsvermögen-Steuerstruktur ist das Licht-Absorptionsvermögen der Aufzeichnungsschicht in dem Bereich, der nicht den Aufzeichnungsmarkierungen entspricht (in kristallinem Zustand) (Ac), und das Licht-Absorptionsvermögen der Aufzeichnungsschicht in den Aufzeichnungsmarkierungen (in dem nicht-kristallinen Zustand) (Aa) vorzugsweise so, dass gilt: Ac/Aa ≥ 0,8.
  • Das dritte Beispiel eines solchen Mediums ist das Medium mit einer Aufzeichnungsschicht, wobei die Kristallisationstemperatur und der Schmelzpunkt nahe beieinander liegen. In der Aufzeichnungsschicht, worin die Kristallisationsstemperatur und der Schmelzpunkt nahe beieinander liegen, können die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung nahe aneinander angenähert werden. Bei sämtlichen der vorstehend beschriebenen beispielhaften Medien können die optimale Aufzeichnung und die optimale Löschleistung nahe aneinander angenähert werden und kann die Beziehung (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5 ohne weiteres erfüllt werden, wenn die optimale Pw die optimale Pe verwendet werden.
  • Die Wellenlänge λ des Laserstrahls, der zum Überschreiben und zur Wiedergabe verwendet wird, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. In Anbetracht des Typs des Mediums, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nämlich des Aufzeichnungsmediums mit hoher Dichte, ist die Wellenlänge λ vorzugsweise so, dass gilt: λ ≤ 0,68 (μm)
  • Die numerische Apertur NA der Linse bzw. des Objektives des optischen Systems, das zum Überschreiben verwendet wird, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Die NA beträgt jedoch vorzugsweise NA ≥ 0,6,weil eine Aufzeichnung mit hoher Dichte schwierig ist, wenn die NA zu klein ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnungsschicht in Relation zu dem Laserstrahl während des Überschreibens im Allgemeinen zwischen etwa 0,8 bis 20 m/s. Unter Berücksichtigung der Übertragungsrate beträgt die Lineargeschwindigkeit vorzugsweise mindestens 3,47 m/s, vorzugsweise mindestens 6 m/s und noch bevorzugter mindestens 10 m/s.
  • Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß der 1
  • Ein Ausführungsbeispiel des optischen Aufzeichnungsmediums, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in der 1 gezeigt. Dieses optisches Aufzeichnungsmedium ist ein einseitiges (Einzelsubstrat) optisches Aufzeichnungsmedium, das eine erste dielektrische Schicht 31, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite dielektrische Schicht 32, eine Reflektionsschicht 5 und eine Schutzschicht 6 auf einem Substrat 2 aufweist, ausgebildet in dieser Reihenfolge. Die vorliegende Erfindung kann auch für ein doppelseitiges Aufzeichnungsmedium angewendet werden, das zwei einseitige Aufzeichnungsmedien umfasst, die aneinander aufgrund einer dazwischen liegenden Haft- bzw. Klebemittelschicht anhaften, so dass sich die Schutzschicht 6 auf der Innenseite des resultierenden Mediums befindet. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem Medium angewendet werden, das das einseitige Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend beschrieben, umfasst, das mittels einer dazwischen liegenden Haftmittel- bzw. Klebemittelschicht an einem Schutzsubstrat anhaftet.
  • Substrat
  • Das Substrat 2 weist Erhebungen 22 und Vertiefungen 21 auf einander gegenüber liegenden Seiten der Erhebungen 22 auf und sowohl die Erhebungen 22 als auch die Vertiefungen 21 werden für die Aufzeichnungsspuren verwendet. Die Breite WG der Vertiefung 21 und die Breite WL der Erhebung 22 sind vorzugsweise so, dass gilt: 0,76 ≤ WL/WG ≤ 1,31und bevorzugter so, dass gilt: 0,81 ≤ WL/WG ≤ 1,23.
  • Wenn das Verhältnis von WL/WG allzu klein oder groß ist, wird die Differenz zwischen dem Wiedergabe-Ausgangssignal der Vertiefung und dem Wiedergabe-Ausgangssignal der Erhebung unerwünscht groß sein. Es sei darauf hingewiesen, dass durch Begrenzung von WL/WG auf den vorstehend spezifizierten Bereich der Absolutwert des Verhältnisses des Wiedergabe-Ausgangssignals der Vertiefung zu dem Wiedergabe-Ausgangssignal der Erhebung innerhalb des Bereichs von bis zu 2 dB gehalten werden kann.
  • Um eine Aufzeichnung mit hoher Dichte zu erzielen, ist der Aufzeichnungs-Spurabstand vorzugsweise bis zu 0,65 μm groß und bevorzugter bis zu 0,6 μm. Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufzeichnungs-Spurabstand (Vertiefungsbreite + Erhebungsbreite)/2 beträgt.
  • Die Tiefe dG der Vertiefung 21 und der Brechungsindex n der Substrats 2 bei der Wellenlänge von λ sind vorzugsweise so, dass gilt: λ/10n ≤ dG < λ/7n,und bevorzugter so, dass gilt λ/9n ≤ dG < λ/7n.
  • Wenn dG zu klein ist, wird das Ausgangssignal des Spurführungs-Fehlersignals verringert und wird das Übersprechen erhöht. Wenn dG zu groß ist, wird das Ausgangssignal des Spurführungs-Fehlersignals verringert und das Ausgangssignal des wiedergegebenen Signals wird ebenfalls reduziert werden.
  • Das Substrat 2 kann eine Dicke von bis zu 0,8 mm aufweisen und vorzugsweise liegt eine Dicke in dem Bereich von 0,2 bis 0,65 mm. Wenn das Substrat zu dick ist, wird eine Toleranz gegen Verkippen allzu gering sein, während ein allzu dünnes Substrat 2 wahrscheinlich an einer Verformung leiden wird und folglich an einem größeren Fehler.
  • Dielektrische Schichten 31 und 32
  • In der 1 spielt die erste dielektrische Schicht 31 die Rolle, dass eine Oxidation der Aufzeichnungsschicht verhindert wird und das Substrat geschützt wird, indem die Wärme abgeblockt wird, die ansonsten während der Aufzeichnung von der Aufzeichnungsschicht zu dem Substrat geleitet würde. Die zweite dielektrische Schicht 32 spielt die Rolle, dass die Aufzeichnungsschicht geschützt wird und dafür gesorgt wird, dass die Wärme, die nach Beendigung eines Aufzeichnungsvorgangs in der Aufzeichnungsschicht verbleibt, durch Wärmeübertragung freigesetzt wird. Außerdem trägt die Bereitstellung der beiden dielektrischen Schichten wirkungsvoll dazu bei, einen Modulationsgrad zu verbessern.
  • Die dielektrische Schicht, die für die erste und die zweite dielektrische Schicht verwendet wird, ist nicht auf einen speziellen Typ beschränkt und verschiedene dielektrische Materialien oder Mischungen daraus sowie verschiedene transparente Keramiken, wie beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid und ZNS-SiO2, sowie zahlreiche Arten von Gläsern können verwendet werden. Nützlich sind auch so genannte LaSiON-Materialien, die La, Si, O und N enthalten, so genannte SiAlON-Materialien, die Si, Al O und N enthalten, SiAlON, das Yttrium enthält, etc.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine Schicht der ersten und der zweiten dielektrischen Schichten vorzugsweise Zinksulfid, ZnS, enthalten, für eine Optimierung der Eigenschaften, beispielsweise des Brechungsindex. Die dielektrische Schicht, die Zinksulfid enthält, wird nachfolgend als ZnS-haltige dielektrische Schicht bezeichnet. Die ZnS-haltige dielektrische Schicht kann vorzugsweise ein Element enthalten, dessen freie Energie zur Sulfidbildung kleiner ist als die freie Energie der ZnS-Bildung bei 0 bis 1.000 °Celsius (nachfolgend als Metallelement A bezeichnet). Weil das Metallelement A in der ZnS-haltigen dielektrischen Schicht enthalten ist, resultiert dies in einer unterdrückten Freigabe von Schwefel beim wiederholten Überschreiben und auf diese Weise wird eine Erhöhung der Signalschwankungen verhindert. Dies resultiert in einer größeren Anzahl von Überschreibvorgängen.
  • Das Metallelement A ist vorzugsweise mindestens ein Element, das aus Ce, Ca, Mg, Sr, Ba und Na ausgewählt ist, und eine Verwendung von Ce wird im Hinblick auf die niedrige freie Energie zur Sulfidbildung am meisten bevorzugt. Beispielsweise beträgt die freie Energie der ZnS-Bildung bei 300K etwa –230 kJ/mol, beträgt die freie Energie der CeS-Bildung etwa –540kJ/mol, beträgt die freie Energie der CaS-Bildung etwa –510kJ/mol, beträgt die freie Energie der MgS-Bildung etwa –390 kJ/mol, beträgt die freie Energie der SrS-Bildung etwa –500 kJ/mol, beträgt die freie Energie der BaS-Bildung etwa –460 kJ/mol und beträgt die freie Energie der Ba2S-Bildung etwa –400 kJ/mol.
  • In der ZnS-haltigen dielektrischen Schicht ist das Verhältnis des Metallelements A zu den gesamten Metallelementen kleiner als 2 at%, vorzugsweise 1,5 at% oder niedriger, und bevorzugter 1,3 at% oder niedriger. Wenn das Verhältnis des Metallelements A oberhalb eines solchen Bereichs liegt, wird der Effekt einer Unterdrückung der Erhöhung der Signalschwankungen beim wiederholten Überschreiben nicht realisiert. Es sei angemerkt, dass das Verhältnis des Metallelements A vorzugsweise mindestens 0,01 at% beträgt und bevorzugter mindestens 0,03 at%, und zwar für eine ausreichende Realisierung der Hinzufügung des Metallelements A. Das Verhältnis des Metallelements A zu den gesamten Metallelementen kann durch Fluoressenz/Röntgenstrukturanalyse oder EPMA (Elektrosonden-Röntgen-Mikroanalyse) bestimmt werden. Es sei angemerkt, dass ein Halbmetall, wie beispielsweise Silizium, in den „gesamten Metallelementen" in der dielektrischen Schicht enthalten ist.
  • Das Metalelement A in der dielektrischen Schicht kann die Form einer einfachen Substanz annehmen, beispielsweise Sulfid, Oxid, Fluorid oder dergleichen.
  • Die ZnS-haltige dielektrische Schicht kann vorzugsweise andere Verbindungen als Zinksulfid enthalten, beispielsweise ein Oxid, Nitrid oder Fluorid. Vorzugsweise ist eine solche Verbindung mindestens ein Element, das ausgewählt ist aus Siliziumoxiden (SiO2, SiO), Tantaloxid (Ta2O5), Titanoxid (TiO2), Lanthanoxid (La2O3), Siliziumnitrid (Si3N4), Aluminiumnitrid (AlN), Magnesiumfluorid (MgF2), Natriumfluorid (NaF) und Thorfluorid (ThF4).
  • Die Konzentration des Zinksulfids in der ZnS-haltigen dielektrischen Schicht liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50 bis 95 mol% und bevorzugter zwischen 70 bis 90 mol%. Wenn die Konzentration des Zinksulfids nicht ausreichend ist, wird eine Wärmeleitung zu groß sein und wird der Brechungsindex zu niedrig sein und kann ein hohes C/N nicht erzielt werden. Andererseits führt eine zu hohe Zinksulfid-Konzentration zu einer schlechten Haltbarkeit des Wiederbeschreibens. Die Konzentration des Zinksulfids in der dielektrischen Schicht wird durch die Schwefel- und Zinkkonzentrationen berechnet, die durch Fluoressenz-Röntgenstrukturanalyse oder dergleichen gemessen werden, und beispielsweise wird, wenn die gemessene Zinkkonzentration größer ist als die Schwefelkonzentration, angenommen, dass das überschüssige Zink in Form einer anderen Verbindung als Zinksulfid vorliegt, beispielsweise ZnO.
  • Ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Metallelement A zu der ZnS-haltigen dielektrischen Schicht hinzugefügt wurde, ist vorstehend beschrieben worden. Alternativ kann eine Zwischenschicht, die das Metallelement A enthält, zwischen der ZnS-haltigen dielektrischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht vorgesehen sein. Beispiele einer solchen Zwischenschicht beinhalten die Schicht, die Ceroxid (CeO2) als einfache Substanz enthält, sowie die Schicht, die eine Mischung einer ZnS-CeO2-Mischung enthält.
  • Wenn eine dielektrische Schicht der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht die ZnS-haltige dielektrische Schicht ist, ist das dielektrische Material, das für die andere dielektrische Schicht verwendet wird, nämlich die dielektrische Schicht, die kein ZnS enthält, nicht auf einen speziellen Typ beschränkt, und können die dielektrischen Materialien, die vorstehend erwähnt wurden, und nicht Zinksulfid oder eine Mischung daraus sind, verwendet werden.
  • Die untere und die oberer dielektrische Schicht können vorzugsweise einen Brechungsindex von mindestens 1,4 aufweisen, insbesondere von mindestens 1,8, und zwar in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 850 nm. Dieser Wellenlängenbereich deckt 780 nm ab, bei der es sich um diejenige Wellenlänge handelt, die in gegenwärtigen CD-Playern verwendet wird, sowie 630–680 nm, die eine potentielle Wellenlänge der nächsten Generation der Aufzeichnungstechnologie darstellen und den Bereich repräsentieren, über den das optische Aufzeichnungsmedium, das die vorstehend beschriebene Aufzeichnungsschicht aufweist, mit Vorteil betrieben wird.
  • Die erste dielektrische Schicht 31 ist vorzugsweise etwa 50 bis 300 nm dick, bevorzugter zwischen 80 bis 250 nm dick. Innerhalb dieses Dickenbereichs trägt die erste dielektrische Schicht wirkungsvoll dazu bei, dass irgendeine Art von Beschädigung an dem Substrat während der Aufzeichnung verhindert wird und dass ein höherer Modulationsgrad erzielt werden kann. Die zweite dielektrische Schicht 32 ist vorzugsweise etwa 10 bis 40 nm dick, bevorzugter zwischen etwa 13 bis 30 nm dick. Dieser Dickenbereich gewährleistet eine hohe Kühlrate und erlaubt somit, eine Aufzeichnungsmarkierung mit einem klaren Rand festzulegen, was in einer geringeren Signalschwankung resultiert. Auch kann ein höherer Modulationsgrad erzielt werden.
  • Die dielektrischen Schichten werden bevorzugt mittels Dampfabscheidung ausgebildet, beispielsweise Sputtern und Verdampfung, und das Metallelement A kann in die dielektrische Schicht mit Hilfe verschiedener Verfahren eingebaut werden. Wenn beispielsweise das Metallelement A Cer ist, kann ein Chip, der Cer umfasst, als einfaches Substrat oder CeO2 auf dem Haupttarget platziert werden, das die wesentlichen Bestandteile der dielektrischen Schicht umfasst, oder alternativ kann das Cer in dem Haupttarget in Gestalt von CeO2 oder anderen Ce-Verbindungen enthalten sein. Wenn Kalzium oder Magnesium als das Metallelement A verwendet werden, ist es möglich, einen Chip, der CaO oder MgO umfasst, zu platzieren. Solche Oxide haben jedoch Eigenschaft eines Zerschmelzens und die Verwendung eines solchen Chips ist nicht wünschenswert. In einem solchen Fall kann ein Chip, der CaF2 oder MgF2 umfasst, auf dem Haupttarget angeordnet werden. Die Situation ist ähnlich, wenn Strontium, Barium, Natrium und dergleichen als das Metallelement A verwendet werden, und die Verwendung eines Fluorid-Chips wird im Vergleich zu einem Oxid-Chip im Hinblick auf das Zerschmelzen bevorzugt. Alternativ können Kalzium, Magnesium, Strontium, Barium und Natrium in dem Haupttarget in Gestalt von Oxid-Verbindungen oder anderen Verbindungen enthalten sein. Das Haupttarget kann ein Target mit mehreren Bestandteilen umfassen, beispielsweise ZnS-SiO2, oder alternativ können ZnS und SiO2 separat als Haupttargets beim simultanen Sputtern verwendet werden.
  • Aufzeichnungsschicht 4
  • Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch besonders wirkungsvoll, wenn das optische Aufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsschicht eines In-Ag-Te-Sb-basierten Systems oder eines Ge-Sb-Te-basierten Systems aufweist.
  • In der Aufzeichnungsschicht eines Indium (In)-Silber (Ag)-Tellur (Te)-Antimon (Sb)-Systems wird das Atomverhältnis von Indium, Silber, Tellur und Antimon vorzugsweise durch die Formel (I) wiedergegeben: {(InaAgbTe1-a-b)1-cSbc}1-dMd, (I)wobei die Buchstaben, a, b, c und d in dem Bereich liegen: 0,1 ≤ a ≤ 0,3, 01 ≤ b ≤ 0,3, 0,5 ≤ c ≤ 0,8 und 0 ≤ d ≤ 0,10,
    bevorzugter in dem Bereich 0,11 ≤ a ≤ 0,28, 0,15 ≤ b ≤ 0,28, 0,55 ≤ c ≤ 0,78 und 0,005 ≤ d ≤ 0,05.
  • Falls der Wert von a in der Formel (I) zu klein ist, wird der Indiumgehalt der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zu niedrig sein und werden die Aufzeichnungsmarkierungen weniger amorph werden, was in einem niedrigeren Modulationsgrad und in einer geringeren Zuverlässigkeit resultiert. Falls der Wert von a zu groß ist, wird der Indiumgehalt der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zu hoch sein und wird das Reflexionsvermögen von anderen Bereichen als den Aufzeichnungsmarkierungen niedrig werden, was in einem geringen Modulationsgrad resultiert.
  • Falls der Wert von b in der Formel (I) zu klein ist, wird der Silbergehalt der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zu gering sein und wird eine Rekristallisierung der Aufzeichnungsmarkierungen und folglich ein wiederholtes Überschreiben schwierig werden. Falls der Wert von b zu groß ist, wird der Silbergehalt der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zu hoch werden und wird das überschüssige Silber während der Aufzeichnung und des Löschens einzig in die Antimonphase hinein diffundieren. Dies resultiert in einer geringen Haltbarkeit des Überschreibens, in einer geringeren Stabilität sowohl der Aufzeichnungsmarkierungen als auch der kristallinen Bereiche und in einem Verlust an Zuverlässigkeit. Wenn das Medium bei einer höheren Temperatur aufbewahrt wird, kristallisieren die Aufzeichnungsmarkierungen insbesondere stärker, was einen Abfall von C/N und des Modulationsgrads wahrscheinlich herbeiführt. Außerdem wird eine Verschlechterung von C/N und des Modulationsgrads unterstützt, die durch eine wiederholte Aufzeichnung hervorgerufen werden.
  • Falls der Wert von a + b zu klein ist, wird Tellur im Überschuss vorhanden sein, um eine Tellur-Phase auszubilden, was die Rate bzw. Geschwindigkeit des Kristallübergangs absenkt, um ein Löschen zu behindern. Falls der Wert von a + b zu groß ist, würde es schwierig werden, die Aufzeichnungsschicht amorph zu machen, und würde es unmöglich werden, Signale aufzuzeichnen.
  • Falls der Wert von c in der Formel (I) zu klein ist, wird eine Änderung des Reflektionsvermögens, die mit einer Phasenänderung im Zusammenhang steht, ausreichend sein, würde jedoch ein Löschen aufgrund der deutlich niedrigeren Rate bzw. Geschwindigkeit des Kristallübergangs schwierig werden. Falls der Wert von c zu groß ist, wird eine Änderung des Reflektionsvermögens, die mit einer Phasenänderung im Zusammenhang steht, unzureichend werden, was wahrscheinlich zu einem Abfall des Modulationsgrads führt.
  • Das Element M in der Formel I ist zumindest ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Ti, Ce, Tb, Ge, Sn, Pb und Y. Das Element M trägt wirkungsvoll dazu bei, die Haltbarkeit eines erneuten Beschreibens zu verbessern, insbesondere um ein Herabsetzen der Löschrate als Folge eines wiederholten Schreibens zu verhindern. Dieses trägt auch wirkungsvoll dazu bei, die Zuverlässigkeit unter harten Bedingungen zu verbessern, beispielsweise warm-feuchten Bedingungen. Zumindest ein Element von V, Ta, Ce, Ge und Y wird unter den Elementen M bevorzugt, weil deren Effekte auffallender sind. V und/oder Ta werden stärker bevorzugt, wobei V am meisten bevorzugt wird.
  • Falls der Wert von d, was für den Gehalt des Elements M steht, zu groß ist, wird eine Änderung des Reflektionsvermögens, die mit einer Phasenänderung im Zusammenhang steht, zu klein, um für einen ausreichenden Modulationsgrad zu sorgen. Falls der Wert von d zu klein ist, wird der Effekt des Hinzufügens des Elements M ungenügend werden.
  • Obwohl es bevorzugt wird, dass die Aufzeichnungsschicht im Wesentlichen aus Silber (Ag), Antimon (Sb), Tellur (Te), Indium (In) besteht und optional M hinzugefügt ist, ist es akzeptabel, dass das Silber teilweise durch Gold (Au) ersetzt wird; dass das Antimon teilweise ersetzt wird durch Wismuth (Bi); dass das Tellur (Te) teilweise ersetzt wird durch Selen (Se) und dass das Indium (In) teilweise ersetzt wird durch Aluminium (Al) und/oder Phosphor (P).
  • Der Prozentsatz der Ersetzung von Ag durch Au beträgt vorzugsweise bis zu 50 at%, bevorzugter bis 20 at%. Mit einem höheren Prozentsatz der Ersetzung werden die Aufzeichnungsmarkierungen wahrscheinlich kristallisieren, was zu einem Verlust an Zuverlässigkeit bei erhöhten Temperaturen führt.
  • Der Prozentsatz der Ersetzung von Sb durch Bi beträgt vorzugsweise bis zu 50 at%, bevorzugter bis zu 20 at%. Bei einem höheren Prozentsatz der Ersetzung würde die Aufzeichnungsschicht einen höheren Absorptionskoeffizienten aufweisen. Als Folge werden der optische Interferenzeffekt und die Differenz im Reflektionsvermögen zwischen kristallinen und amorphen Bereichen verringert, was zu einem niedrigeren Modulationsgrad und einem kleineren C/N führt.
  • Der Prozentsatz der Ersetzung von Te durch Se ist vorzugsweise bis zu 50 at%, bevorzugter bis zu 20 at%. Bei einem höheren Prozentsatz der Ersetzung würde der Kristallübergang verzögert werden und die Löschrate reduziert werden.
  • Der Prozentsatz der Ersetzung von In durch Al und/oder P beträgt vorzugsweise bis zu 40 at%, bevorzugter bis zu 20 at%. Bei einem höheren Prozentsatz der Ersetzung würden die Aufzeichnungsmarkierungen weniger stabil werden, mit einem daraus resultierenden Verlust an Zuverlässigkeit. Das Verhältnis von Al und P ist beliebig.
  • Es sei angemerkt, dass die Aufzeichnungsschicht dieses zusammengesetzten Systems nach einem wiederholten Wiederbeschreiben einen Absorptionskoeffizienten k von etwa 3,3 in dem kristallinen Zustand und von etwa 2,2 in dem mikrokristallinen oder amorphen Zustand aufweist.
  • Die Aufzeichnungsschicht dieses zusammen gesetzten Systems weist vorzugsweise eine Dicke von etwa 9,5 bis 20 nm auf und bevorzugt eine Dicke von 13 bis 30 nm. Eine zu dünne Aufzeichnungsschicht würde das Wachstum einer kristallinen Phase einschränken und zu einer unzureichenden Änderung des Reflektionsvermögens führen, die mit einer Phasenänderung im Zusammenhang steht. Eine zu dicke Aufzeichnungsschicht würde zu einer Diffusion von Silber in einem größeren Ausmaß in die Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht bei Ausbildung der Aufzeichnungsmarkierung führen, was ihrerseits in der Diffusion von Silber in einem geringeren Ausmaß in Richtung der Aufzeichnungsschicht führen wird, und die resultierende Aufzeichnungsschicht würde weniger zuverlässig werden. Eine zu dicke Aufzeichnungsschicht würde auch für ein niedrigeres Reflektionsvermögen und einen niedrigeren Modulationsgrad führen.
  • In der Aufzeichnungsschicht des Germanium (Ge)-Antimon (SB)-Tellur (Te)-Systems wird das Atomverhältnis von Germanium, Antimon und Tellur bevorzugt durch Formel (II) wiedergegben: GeaSbbTe1-a-b, (II)wobei die Buchstaben a und b jeweils in dem Bereich von 0,08 ≤ a ≤ 0,25 und 0,20 ≤ b ≤ 0,40 lieben.
  • Falls der Wert von a in der Formel (II) zu klein ist, ist es unwahrscheinlicher, dass die Aufzeichnungsmarkierungen kristallisieren, und würde die Löschrate geringer werden. Falls der Wert von a zu groß ist, würde viel Tellur mit Germanium verbinden, mit dem daraus resultierenden Niederschlag von Antimon, was eine Bildung von Aufzeichnungsmarkierungen verhindert.
  • Falls der Wert von b zu klein ist, würde die Konzentration von Tellur zu hoch werden und ist es wahrscheinlicher, dass die Aufzeichnungsmarkierungen kristallisieren, wenn das Medium bei erhöhten Temperaturen aufbewahrt wird, mit einem Verlust an Zuverlässigkeit. Falls der Wert von b zu groß ist, würde Antimon ausschlagen, was eine Bildung von Aufzeichnungsmarkierungen verhindert.
  • Die Aufzeichnungsschicht dieses zusammengesetzten Systems weist vorzugsweise eine Dicke von 14 bis 50 nm auf. Eine zu dünne Aufzeichnungsschicht würde das Wachstum einer kristallinen Phase beschränken und zu einer unzureichenden Änderung der Reflektivität führen, die mit einer Phasenänderung im Zusammenhang steht. Eine zu dicke Aufzeichnungsschicht würde zu einer niedrigeren Reflektivität führen und zu einem geringeren Modulationsgrad.
  • Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht kann durch Elektronenstrahl-Mikroanalyse (Electron Probe Microanalysis; EPMA), Röntgenstrahlstrukturanalyse, ICP etc. bestimmt werden.
  • Die Aufzeichnungsschicht wird vorzugsweise durch Sputtern ausgebildet. Die Bedingungen für das Sputtern sind nicht wesentlich und wenn ein Material, das zwei oder mehr Elemente enthält, gesputtert wird, kann das Sputtern durch Verwendung eines Legierungstargets oder durch Sputtern unter gleichzeitiger Verwendung von zwei oder mehr Targets bewerkstelligt werden.
  • Reflektionsschicht 5
  • Die Reflektionsschicht 5 kann aus einem beliebigen bewünschten Material ausgebildet werden und typischerweise wird die Reflektionsschicht 5 aus einem Metall mit einem hohen Reflektionsvermögen ausgebildet, beispielsweise Al, Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Cr oder Ti, und zwar als einfache Substanz oder als Legierung, die zumindest eines dieser Metalle enthält. Die Reflektionsschicht ist vorzugsweise etwa 30 bis 300 nm dick. Das Reflektionsvermögen wird bei einer Dicke unterhalb dieses Bereichs ungenügend werden. Eine Dicke jenseits dieses Bereichs wird zu keiner wesentlichen Verbesserung des Reflektionsvermögens führen und zu höheren Kosten führen. Die Reflektionsschicht wird vorzugsweise durch Dampfabscheidung ausgebildet, beispielsweise durch Sputtern und Verdampfen.
  • Schutzschicht 6
  • Die Schutzschicht 6 wird bereitgestellt, um die Widerstandsfähigkeit gegen Verkratzen und Korrosion zu verbessern. Vorzugsweise wird die Schutzschicht aus einem organischen Material ausgebildet, typischerweise aus einer durch Bestrahlung aushärtbaren Verbindung oder einer Zusammensetzung daraus, die unter Bestrahlung aushärtet, beispielsweise Elektronbestrahlung und UV-Bestrahlung. Die Schutzschicht ist allgemein etwa 0,1 bis 100 μm dick und kann mit Hilfe von konventionellen Techniken ausgebildet werden, beispielsweise Aufschleudern (Spin Coating), Gravierungsbeschichten (Gravure Coating), Sprühbeschichtung (Spray Coating) und Tauchbeschichtung (Dipping).
  • Haftschicht
  • Das für die Haftschicht verwendete Haft- bzw. Klebemittel ist nicht auf einen speziellen Typ beschränkt und bei dem Haft- bzw. Klebemittel kann es sich um wärmeschmelzende Haftmittel, UV-härtende Haftmittel oder bei Raumtemperatur aushärtende Haftmittel handeln oder alternativ um ein druckempfindliches Haft- bzw. Klebemittel.
  • Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß der 2
  • Bezug nehmend auf die 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des optischen Aufzeichnungsmediums dargestellt, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Das optische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist mit einer Absorptions-Kontrollstruktur versehen, wie vorstehend beschrieben. Die Struktur gemäß der 2 ist aus dem nachfolgend beschriebenen Grund ausgewählt worden.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp nutzt eine Differenz im Reflektionsvermögen zwischen dem kristallinen Zustand und dem nichtkristallinen Zustand und die Lichtabsorption (Ac) der Aufzeichnungsschicht in anderen Bereichen als den Aufzeichnungsmarkierungen (im kristallinen Zustand) und die Lichtabsorption (Aa) der Aufzeichnungsschicht in den Aufzeichnungsmarkierungen (im kristallinen Zustand) sind oftmals unterschiedlich und man trifft oftmals auf die Bedingung Ac < Aa, die im Allgemeinen in einer solchen Situation auftritt. Es sei angemerkt, dass Ac und Aa Werte sind, die bei der Wellenlänge des Laserstrahls zur Aufzeichnung/Wiedergabe gemessen werden. Die Aufzeichnungsempfindlichkeit und das Löschverhalten sind somit unterschiedlich, was davon abhängt, ob der überschriebene Bereich kristallin oder nichtkristallin ist, und folglich werden die Aufzeichnungsmarkierungen mit unterschiedlicher Länge und Breite durch den Überschreibevorgang ausgebildet, was eine Erhöhung der Signalschwankung herbeiführt, was oftmals in Fehlern resultiert. Wenn eine Markierungsrandaufzeichnung, bei der die Information auf gegenüber liegenden Rändern der Aufzeichnungsmarkierungen kodiert wird, zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte eingesetzt wird, hat eine Schwankung in der Länge der Aufzeichnungsmarkierungen eine größere Bedeutung und eine solche Schwankung führt zu mehr Fehlern.
  • Um eine solche Situation zu beheben, wird es bevorzugt, dass Ac nahe bei Aa liegt und vorzugsweise gilt, dass Ac = Aa, und noch bevorzugter, dass gilt Ac > Aa, unter Berücksichtigung der latenten Wärme, und zwar durch Einstellen der Dicke der Aufzeichnungsschicht oder der dielektrischen Schichten, zwischen denen die Aufzeichnungsschicht angeordnet ist. Bei dem Medium mit herkömmlichem Aufbau resultiert eine Erhöhung von Ac/Aa in einer kleineren Differenz zwischen dem Reflektionsvermögen (Rc) des Mediums in anderen Bereichen als den Aufzeichnungsmarkierungen und dem Reflektionsvermögen (Ra) des Mediums in den Aufzeichnungsmarkierungen, und folglich in einem kleineren C/N.
  • Im Hinblick auf eine solche Situation schlägt JP-A 12421811996 ein optisches Informations-Aufzeichnungsmedium vor, das ein Substrat, eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Reflektionsschicht, eine dritte dielektrische Schicht und eine UV-härtende Kunststoffschicht vorschlägt, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei Ac > Aa gilt, sowie eine extrem dünne Metallschicht mit hoher Lichttransmission, wobei Si oder Ge für die Reflektionsschicht verwendet werden, und ein dielektrisches Material mit einem Brechungsindex von größer als 1,5 wird für die dielektrische Schicht verwendet. Die Beziehung Ac > Aa wird erzielt, ohne von dem hohen (Rc-Ra) abzuweichen, indem die Reflektionsschicht mit einer hohen Lichttransmission und die dritte dielektrische Schicht mit einem hohen Brechungsindex bereitgestellt wird.
  • Es sei angemerkt, dass Ac und Aa aus einer optischen Konstanten für jede Schicht und der Wellenlänge des Laserstrahls zur Aufzeichnung/Wiedergabe berechnet werden können.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der 2 ist ein einseitiges Aufzeichnungsmedium, bei dem die Reflektionsschicht 5 von dem Aufbau ist, wie dies gemäß JA-A 124218/96 der Fall ist, und bei dem eine dritte dielektrische Schicht 33 zwischen der Reflektionsschicht 5 und der Schutzschicht 6 vorgesehen ist. Das Substrat 2, die erste dielektrische Schicht 31, die Aufzeichnungsschicht 4, die zweite dielektrische Schicht 32 und die Schutzschicht 6 sind von dem Aufbau, wie dies bei dem optischen Aufzeichnungsmedium der 1 der Fall ist. Wie im Fall des einseitigen Aufzeichnungsmediums gemäß der 1, kann das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der 2 an einem anderen solchen Medium anhaften, um ein doppelseitiges Aufzeichnungsmedium auszubilden, oder alternativ kann das Medium an einem Schutzsubstrat anhaften.
  • In der 2 kann die Reflektionsschicht 5 eine extrem dünne Schicht aus einem Metall mit einer hohen Lichttransmission oder eine Schicht aus Silizium oder Germanium mit einer hohen Transmission für das Licht im nahen infraroten bis infraroten Bereich einschließlich der Wellenlänge zur Aufzeichnung/Wiedergabe aufweisen. Die Dicke der Reflektionsschicht kann angemessen festgelegt werden, so dass die Absorptionskorrektur zwischen den anderen Bereichen als den Aufzeichnungsmarkierungen und den Aufzeichnungsmarkierungen wie vorstehend beschrieben ermöglicht wird. Der Bereich der bevorzugten Dicke der Reflektionsschicht ist deutlich anders hinsichtlich des Materials, aus dem die Reflektionsschicht besteht und die Dicke kann in Entsprechung zum Material festgelegt werden. Wenn ein Metall, wie beispielsweise Au als Reflektionsschicht verwendet wird, kann die Reflektionsschicht vorzugsweise eine Dicke von 40 nm und bevorzugter von 10 bis 30 nm aufweisen. Wenn Si oder Gi als die Reflektionsschicht verwendet werden, kann die Reflektionsschicht bevorzugt eine Dicke von bis zu 80 nm und bevorzugter von 40 bis 70 nm aufweisen. Eine Dicke unterhalb dieses Bereichs wird zu einer Herabsetzung von C/N führen und eine Dicke jenseits dieses Bereichs würde zu keiner wesentlichen Verbesserung im Effekt zur Kontrolle des Absorptionsvermögens führen.
  • Wenn die Reflektionsschicht 5 aus einem Metall ausgebildet ist, kann die Reflektionsschicht bevorzugt Au oder eine daraus bestehende Legierung umfassen. Die Au-Legierung kann die Hauptkomponente Au aufweisen sowie zumindest eine legierende Komponente, die aus Al, Cr, Cu, Ge, Co, Ni, Mo, Ag, Pt, Pd, Ta, Ti, Bi und Sb ausgewählt ist.
  • Die Reflektionsschicht 5 wird vorzugsweise durch Dampfabscheidung, beispielsweise durch Sputtern oder Verdampfen, ausgebildet.
  • Die dritte dielektrische Schicht 33, die optional auf der Reflektionsschicht 5 ausgebildet ist, wird bevorzugt aus einem Material ausgebildet, das einen größeren Brechungsindex aufweist als die Schutzschicht 6. Durch Bereitstellung einer solchen dritten dielektrischen Schicht 33 kann das Verhältnis Ac/Aa, wie vorstehend beschrieben, erhöht werden und zugleich die Differenz im Reflektionsvermögen zwischen den Aufzeichnungsmarkierungen und den anderen Bereichen als den Aufzeichnungsmarkierungen auf einem ausreichenden Wert gehalten werden, wie dies in der vorstehend genannten JP-A 124218/1996 der Fall ist.
  • Die dritte dielektrische Schicht 33 ist bevorzugt aus einem Material ausgebildet, das adäquat ausgewählt ist aus den dielektrischen Materialien, die bei der Erklärung der ersten und zweiten dielektrischen Schicht beschrieben wurden.
  • Die dritte dielektrische Schicht kann bevorzugt eine Dicke von 30 bis 120 nm aufweisen und bevorzugter von 40 bis 90 nm. Eine allzu dünne dritte dielektrische Schicht resultiert in einer Abnahme des Ausgangssignals und eine zu dicke dritte dielektrische Schicht resultiert in dem Löschen der Signale in der benachbarten Spur (Übersprechen beim Löschen).
  • Bei der Struktur, wie vorstehend beschrieben, bei der Ac und Aa kontrolliert werden, wird der Laserstrahl zur Aufzeichnung/Wiedergabe im Allgemeinen von der Rückseite des transparenten Substrats gerichtet und durchdringt der Laserstrahl diese Schichten und tritt aus der Seite der Reflektionsschicht aus. Die Lichttransmission beträgt in einem solchen Fall im Allgemeinen um mindestens etwa 1 % und bevorzugter um mindestens 3 %. Es sei angemerkt, dass die Lichttransmission der Wert ist, der gemessen wird, wenn das Medium allein das transparente Substrat und die anorganischen Schichten aufweist, und in dem Fall des Aufbaus gemäß der 2 derjenige Wert, der für das Medium ohne Schutzschicht 6 gemessen wird. Deshalb stellt die Lichttransmission den Wert als Ergebnis einer Vielfachreflektion zwischen den anorganischen Schichten dar, das heißt zwischen der Aufzeichnungsschicht, den dielektrischen Schichten, der Reflektionsschicht und dergleichen. Die Lichttransmission kann mit einem Spektrophotometer gemessen werden. Der gemessene Bereich unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und die Lichttransmission kann entweder für einen kristallinen Bereich oder für einen nicht-kristallinen Bereich gemessen werden. Die Lichttransmission wird jedoch im Allgemeinen für den kristallinen Bereich gemessen, wo keine Vertiefungen festgelegt sind (Spiegelbereich).
  • Bei dem optischen Aufzeichnungsmedium mit der Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, kann das Licht, dass zum Überschreiben und zur Wiedergabe verwendet wird, wie gewünscht aus einem weiten Bereich von Wellenlängen gewählt werden, beispielsweise aus dem Bereich von 100 bis 5.000 nm.
  • BEISPIELE
  • Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend zur Darstellung und in keinster Weise zur Beschränkung dargelegt.
  • Experiment 1
  • Proben für optische Aufzeichnungsplatten vom Einzelsubstrattyp mit dem Aufbau, wie in der 1 gezeigt, wurden mittels der nachfolgend beschriebenen Prozedur aufbereitet.
  • Ein plattenförmiges Substrat 2 mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm wurde durch Spritzgießen von Polycarbonat aufbereitet. Eine Vertiefung und eine Erhebung mit derselben Breite wurden gleichzeitig mit Hilfe des Spritzgussverfahrens auf einer Hauptseite des Substrats ausgebildet und beide wurden zur Aufzeichnung verwendet. Der Aufzeichnungs-Spurabstand P ist in der Tabelle 1 gezeigt.
  • Die erste dielektrische Schicht 31 wurde durch Sputtern in einer Argon-Atmosphäre unter Verwendung von ZnS (85 mol%)-SiO2 (15 mol%) für das Target ausgebildet. Die erste dielektrische Schicht 31 wurde bis zu einer Dicke von 260 nm ausgebildet.
  • Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde durch Sputtern ausgebildet. Die Zusammensetzung (atomares Verhältnis) der Aufzeichnungsschicht war {(InaAgbTe1-a-b)1-cSbc}1-dVd (I),wobei a 0,15 beträgt, b 0,20 beträgt, c 0,59 beträgt und d 0,01 beträgt. Die Auszeichnungsschicht 4 wurde mit einer Dicke von 20 nm ausgebildet.
  • Die zweite dielektrische Schicht 32 wurde durch Sputtern in einer Argon-Atmosphäre unter Verwendung von ZnS (85 mol%)-SiO2 (15 mol%) für das Target ausgebildet. Die zweite dielektrische Schicht wurde bis zu einer Dicke von 20 nm ausgebildet.
  • Die Reflektionsschicht 5 wurde durch Sputtern in einer Argon-Atmosphäre unter Verwendung ein Al-Cr Legierung als Target ausgebildet. Die Reflektionsschicht 5 wurde bis zu einer Dicke von 100nm ausgebildet.
  • Die Schutzschicht 6 wurde durch Aufbringen eines UV-härtenden Kunststoffs durch Aufschleudern und Belichten desselben mit UV zum Aushärten ausgebildet. Die Schutzschicht hatte nach dem Aushärten eine Dicke von 100 μm.
  • Die so hergestellten Proben wurden mit einer unspezifischen Löschvorrichtung initialisiert und mit den Prozeduren, wie nachfolgend beschrieben, hinsichtlich des Übersprechens beim Löschen, der Bit-Fehlerrate und der Verschlechterung der Bit-Fehlerrate bei wiederholten Überschreibvorgängen bewertet. Die Aufzeichnungsleistung Pw und die Löschleistung Pe, die bei der Bewertung verwendet wurden, waren die optimalen Werte, die mittels der nachfolgend beschriebenen Prozedur bestimmt wurden.
  • Bewertung des Übersprechens beim Löschen
  • Als erstes wurde ein 8T Einzelsignal (3,38 MHz bei einer Lineargeschwindigkeit von 12 m/s) in einer beliebigen Spur aufgezeichnet und das Träger-Ausgangssignal bei der Wiedergabe des so aufgezeichneten Signals wurde mit C1 bezeichnet. Als nächstes wurde ein 7T-Einzelsignal (3,86 MHz bei einer Lineargeschwindigkeit von 12 m/s) in den Spuren benachbart zu dieser Spur auf beiden Seiten der Spur einzeln aufgezeichnet. Als nächstens wurde das 8T-Einzelsignal, wie vorstehend beschrieben, erneut wiedergegeben und wurde das Träger-Ausgangssignal bei der Wiedergabe mit C2 bezeichnet. Das Übersprechen beim Löschen wurde durch (C1-C2) [dB] berechnet. Wenn es ein Übersprechen beim Löschen gab, werden C1 und C2 so sein, dass gilt C1 > C2, und der Wert von (C1-C2) wird ein positiver Wert sein.
  • Bewertung der Bit-Fehlerrate
  • Die Bit-Fehlerrate (BER) wurde durch Aufzeichnen (1-7) von RLL-Aufzeichnungssignalen bewertet. Die Bit-Fehlerrate ist bevorzugt bis zu 3 × 10–5.
  • Bewertung der Verschlechterung der Bit-Fehlerrate durch wiederholte Überschreibvorgänge
  • Als erstes wurde eine Bit-Fehlerrate einer bestimmten Spur gemessen und der gemessene Wert wurde mit B1 bezeichnet. Als nächstes wurden die Spuren benachbart zu dieser Spur mit (1-7) RLL-Aufzeichnungssignalen 1.000 mal aufgezeichnet und wurde die Bit-Fehlerrate der bestimmten Spur erneut gemessen und mit B2 bezeichnet. Die Verschlechterung der Bit-Fehlerrate wurde als B2/B1 berechnet. Die Verschlechterung der Bit-Fehlerrate beträgt vorzugsweise bis zu 3.
  • Die Ergebnisse der Messungen sind in der Tabelle 1 gezeigt, gemeinsam mit Pw, Pe, der Wellenlänge λ des Laserstrahls zur Aufzeichnung/Wiedergabe, der numerischen Apertur NA des optischen Systems, das zum Überschreiben verwendet wurde, dem Reflektionsvermögen des kristallinen Bereichs der Probe, der Lineargeschwindigkeit VO der Probe beim Überschreiben, K = (λ/NA)/P und (Pw/Pe) × k2. Tabelle 1 λ = 0,68 [μm], NA = 0,60 Reflektionsvermögen 25% V0 = 12 [m/s]
    Figure 00330001
    • *) Ein Wert außerhalb des Bereichs der Erfindung oder außerhalb des bevorzugten Bereichs.
  • Wie in der Tabelle 1 gezeigt, erhöht sich das Übersprechen beim Löschen drastisch, wenn k = (λ/NA)/P ≥ 1,78, nämlich dann, wenn die Aufzeichnungsdichte einen bestimmten Wert übersteigt und die Erhöhung im Übersprechen beim Löschen geht einher mit einer drastischen Verschlechterung der Bit-Fehlerrate und deren Verschlechterungsrate.
  • Experiment 2
  • Proben, die in der Tabelle 2 gezeigt sind, wurden so wie im Falle der Probe Nr. 105 gemäß der Tabelle 1 präpariert, mit der Ausnahme, dass die erste dielektrische Schicht auf die Dicke abgeschieden wurde, die in der Tabelle 2 gezeigt ist. Es sei angemerkt, dass die Dicke der ersten dielektrischen Schicht deshalb variiert wurde, um das Reflektionsvermögen zu ändern. Die Proben wurden hinsichtlich des Übersprechens beim Löschen wie im Falle des Experiments 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt, gemeinsam mit den Ergebnissen der Probe Nr. 105.
  • Figure 00350001
  • Wie in der Tabelle 2 gezeigt, kann selbst dann, wenn gilt k = (λ/NA)/P ≥ 1,78, das Übersprechen beim Löschen innerhalb des Pegels von bis zu 0,3 dB aufrecht erhalten werden, wenn gilt (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5. Außerdem kann in den Proben mit niedrigem Reflektionsvermögen die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung dazu verwendet werden, um die Bedingung zu realisieren: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5.
  • Experiment 3
  • Proben für optische Aufzeichnungsplatten mit einer Absorptions-Kontrollstruktur mit dem Aufbau, wie in der 2 beschrieben, wurden präpariert. Die erste dielektrische Schicht 31 war so wie in dem Fall gemäß Probe Nr. 105, mit der Ausnahme, dass die Dicke so wie in der Tabelle 3 gezeigt ist, war. Die Dicke wurde deshalb geändert, um das Verhältnis Ac/Aa zu verändern, wie vorstehend beschrieben. Die Aufzeichnungsschicht 4 hatte eine Zusammensetzung von Ge:Sb:Te von 2:2:5 sowie eine Dicke von 20nm. Die zweite dielektrische Schicht 32 war, wie in dem Fall von Probe Nr. 105, mit der Ausnahme, dass die Dicke 15 nm betrug. Die Reflektionsschicht 5 wurde durch Sputtern in einer Argon-Atmosphäre unter Verwendung von Si als Target ausgebildet. Die Reflektionsschicht 5 wurde bis auf 50 nm abgeschieden. Die dritte dielektrische Schicht 33 wurde wie in dem Fall der ersten und zweiten dielektrischen Schicht ausgebildet, mit der Ausnahme, dass die Dicke 60 nm betrug.
  • Die so hergestellten Proben wurden durch eine unspezifische Löschvorrichtung initialisiert. Nach der Initialisierung wurde das Medium, von dem die Schutzschicht 6 entfernt worden war, von der Seite des Substrats 2 mit einem Laserstrahl bei einer Wellenlänge von 680 nm bestrahlt, um die Lichttransmission des Spiegelbereichs (kristalliner Bereich) mit einem Spektrophotometer zu messen. Die Lichttransmission wurde gemessen zu einem Wert von 3 bis 9 %. Die Proben hatten ein Verhältnis Ac/Aa, wie in der Tabelle 3 gezeigt, und zwar bei der Wellenlänge von 680 nm.
  • Die Proben wurden hinsichtlich ihres Übersprechens beim Löschen wie im Falle von Experiment 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 λ = 0,68 [μm], NA = 0,60 V0 = 12 [m/s]
    Figure 00370001
    • *) Ein Wert außerhalb des Bereichs gemäß der Erfindung oder außerhalb des bevorzugten Bereichs.
  • Wie in der Tabelle 3 gezeigt, kann in den Proben mit einer Absorptions-Kontrollstruktur, bei der Ac/Aa mindestens 0,8 beträgt, die optimale Aufzeichnungsleistung und die optimale Löschleistung dazu verwendet werden, um die Bedingung zu realisieren: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5.
  • Experiment 4
  • Die Proben, die in der Tabelle 4 gezeigt sind, wurden wie im Fall von Probe Nr. 303 gemäß der Tabelle 3 präpariert, mit der Ausnahme, dass der Spurabstand P variiert wurde. Die so präparierten Proben wurden hinsichtlich ihres Übersprechens beim Löschen durch Wiederholen der Prozedur gemäß Experiment 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt, gemeinsam mit den Ergebnissen von Probe Nr. 303. Tabelle 4 λ = 0,68 [μm], NA = 0,60 v0 = 12 [m/s]
    Figure 00380001
    • *) Ein Wert außerhalb des Bereichs gemäß der Erfindung oder außerhalb des bevorzugten Bereichs.
  • Die Ergebnisse in der Tabelle 4 demonstrieren ebenfalls den Effekt der Bedingung: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5 zur Verringerung des Übersprechens beim Löschen.
  • Experiment 5
  • Die Proben, die in der Tabelle 5 gezeigt sind, wurden wie in dem Fall von Probe Nr. 303 gemäß der Tabelle 3 präpariert mit der Ausnahme, dass die Tiefe der Vertiefung variiert wurde, wie in der Tabelle 3 gezeigt, wobei die Tiefe der Vertiefung durch den Wert a ausgedrückt wird, wenn die Tiefe der Vertiefung dG repräsentiert wird durch λ/(α·n) und n der Brechungsindex des Polykarbonat-Substrats bei der Wellenlänge von 680 nm ist (1,55). Die so präparierten Proben wurden hinsichtlich des Ausgangssignals des Spurverfolgungs-Fehlersignals und des Ausgangssignals des wiedergegebenen Signals (Ausgangssignal von (1-7) RLL-Signalen) bei einer Lineargeschwindigkeit von 12 m/s bewertet. Es sei angemerkt, dass die minimale Länge von Aufzeichnungsmarkierungen 0,44 μm beträgt. Die Stabilität der Spurführung wurde ebenfalls bei einer Lineargeschwindigkeit von 12 m/s und 8 m/s bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Die Werte des Spurführungs-Fehlerausgangssignals, die in der Tabelle 5 gezeigt sind, sind relative Werte. Bevorzugt beträgt das Ausgangssignal der (1-7) RLL-Signale mindestens 200 mW. Die Ergebnisse der Probe Nr. 303 sind ebenfalls in der Tabelle 5 gezeigt.
  • Figure 00390001
  • Die in der Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass das Ausgangssignal des Spurführungs-Fehlersignals erhöht wird, und dass das Ausgangssignal des Wiedergabesignals ebenfalls ausreichend erhöht wird, wenn die Tiefe der Vertiefung so beschaffen ist, dass gilt: λ/10n ≤ dG ≤ λ/7n.
  • Wie in den Experimenten, wie vorstehend beschrieben, demonstriert, kann das Übersprechen beim Löschen drastisch reduziert werden, und zwar unabhängig von der Struktur des Mediums, wenn (Pw/Pe) × k2 auf einen Wert unterhalb eines bestimmten Werts beschränkt wird, selbst wenn (λ/NA)/P größer oder gleich 1,78 ist, nämlich selbst dann, wenn das Verhältnis des Aufzeichnungs-Spurabstands zu dem Laserstrahl-Fleckdurchmesser klein war und die Bedingung so war, dass ein großes Übersprechen beim Löschen vor der vorliegenden Erfindung aufgetreten sein sollte.
  • Es sei angemerkt, dass die Effekte einer Begrenzung von (Pw/Pe) × k2 ähnlich zu denjenigen bei den Experimenten waren, wie vorstehend beschrieben, wenn das Übersprechen beim Löschen durch Wiederholen der Prozeduren gemäß den vorstehend beschriebenen Experimenten gemessen wurden, mit der Ausnahme, dass die Probe mit einer Lineargeschwindigkeit von 6 m/s gedreht wurde und die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht gemäß der Lineargeschwindigkeit optimiert wurde.
  • Die japanische Patentanmeldung No. 273937/1997 ist hiermit im Wege der Bezugnahme mit beinhaltet.
  • Wenngleich gewisse bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, können zahlreiche Modifikationen und Variationen an diesen im Lichte der vorgenannten technischen Lehren vorgenommen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche die Erfindung auch in anderer Weise als speziell beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Aufzeichnen von Daten auf einem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, das ein Substrat umfasst, das eine Dicke von bis zu 0,8 mm aufweist, wobei auf der Oberfläche Erhebungen und Vertiefungen auf einander gegenüberliegenden Seiten von jeder Erhebung ausgebildet sind, wobei sowohl die Erhebungen als auch die Vertiefungen als Aufzeichnungsspuren verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium mit einer Aufzeichnungsleistung Pw (mW) und einer Löschleistung Pe (mW) überschrieben wird, die der nachfolgenden Beziehung genügen: (Pw/Pe) × k2 ≤ 8,5wenn das Medium einen Aufzeichnungs-Spurabstand P (μm), das optische System zur Aufzeichnung/Wiedergabe eine numerische Apertur NA und das Aufzeichnungs-/Wiedergabelicht eine Wellenlänge λ (μm) aufweist, welche der Beziehung genügen: k = (λ/NA)/P≥ 1,78.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vertiefung eine Tiefe dG aufweist und das Substrat einen Brechungsindex n bei einer Wellenlänge λ aufweist, welche der Beziehung genügen: λ/10n ≤ dG < λ/7n.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vertiefung eine Breite wG und die Erhebung eine Breite wL aufweist, welche der Beziehung genügen: 0,76 ≤ wL/wG ≤ 1,31.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem gilt: P ≤ 0,65.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das optische Aufzeichnungsmedium eine Reflektivität bei der Wellenlänge des Aufzeichnungs-/Wiedergabelichts von bis zu 17 % aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das optische Aufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsschicht aufweist und die Aufzeichnungsschicht ein Absorptionsvermögen für Licht bei der Wellenlänge des Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Laserstrahls aufweist, so dass gilt: Ac/Aa ≥ 0,8wobei das Absorptionsvermögen für Licht in dem kristallinen Bereich Ac beträgt und das Absorptionsvermögen für Licht in dem nichtkristallinen Bereich Aa beträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem gilt: λ ≤ 0,68μm.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem gilt: NA ≥ 0,6.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Absolutwert des Verhältnisses des Wiedergabe-Ausgangssignals der Erhebung und des Wiedergabe-Ausgangssignals der Vertiefung für das optische Aufzeichnungsmedium bis zu 2dB beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Absolutwert für ein Übersprechen beim Löschen bis zu 0,3dB beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Übersprechen bei der Wiedergabe bis zu –20dB beträgt.
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