DE3137528C2

DE3137528C2 - Beschreibbarer optischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE3137528C2
Application number: DE3137528A
Authority: DE
Inventors: Michael Freehold N.J. Ettenberg
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1986-03-20
Also published as: NL8104409A; JPH0427614B2; DE3137528A1; GB2084786B; JPS5786139A; FR2490858A1; FR2490858B1; GB2084786A

Abstract

Es wird ein optischer Aufzeichnungsträger mit einem eine Hauptfläche mit ersten und zweiten Zonen aufweisenden Substrat beschrieben, in welchem die ersten Zonen größere Aufzeichnungsempfindlichkeit besitzen als die zweiten Zonen. Der Aufzeichnungsträger soll so ausgebildet werden, daß eine weitere Bearbeitung nach dem Herstellen der Absorptionsschicht nicht erforderlich ist. Die Lösung ist gekennzeichnet durch ein in der Hauptfläche Vertiefungen aufweisendes Substrat und eine auf der Hauptfläche liegende und die Vertiefungen ausfüllende, Licht absorbierende Schicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen beschreibbaren optischen Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem Substrat mit einer HauDiflächc und auf dieser HauDtfläche

3 4

gelegenen ersten und zweiten Zonen, wobei die ersten rissene Spuren besitzender Träger als Vaterplatte zum

Zonen eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit als fotolithografischen Herstellen von Trägern mit emp-

die zweiten Zonen aufweisen. Sie betrifft ferner die Ver- findlichen Aufzeichnungs-Spiralrillen verwendet wer-

wendung des Aufzeichnungsträgers als Informations- den. Dieser zusätzliche Bearbeitungsschritt ist jedoch oder Datenträger bzw. Bildplatte mit Informationsspur. 5 unerwünscht, da die empfindliche Oberfläche hochgra-

In der DE-OS 26 18 773 wird ein Aufzeichnungsträ- dig vollkommen sein muß, wenn eine getreue Wiederga-

ger für in Form von reliefartigen Erhebungen und/oder be der gespeicherten Information gewährleistet werden

Vertiefungen gespeicherte Daten beschrieben. Zum soll.

Speichern einer Information wird eine Spur aus Erhe- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bebungen bzw. Vertiefungen in die Plattenoberfläche ein- 10 schreibbaren optischen Aufzeichnungsträger mit örtlich gebracht. Zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungs- wechselnder Aufzeichnungsempfindlichkeit zu schaffen, trägers und einer darüber angeordneten Schutzschicht dessen Zonen höherer Aufzeichnungsempfindlichkeit wird zusätzlich eine Farbstoffschicht zur Kontrastver- ohne Nachbearbeitung der gebildeten Absorptionsstärkung beim Auslesen vorgesehen. Besondere Vor- schicht herzustellen sind. Die erfindungsgemäße Lösung kehrungen zum Führen oder Ausblenden des jeweiligen 15 besteht für den beschreibbaren optischen Aufzeich-Aufzeichnungslichtstrahls werden nicht beschrieben. nungsträger eingangs genannter Art darin, daß das Sub-

In der US-PS 40 97 895 wird ein zweischichtiges, opti- strat in seiner Hauptfläche Vertiefungen und Erhöhun-

sches Aufzeichnungsmedium angegeben, das eine mit gen aufweist und daß diese Vertiefungen und Erhöhun-

einer Absorptionsschicht bedeckte Reflexionsschicht gen mit den ersten zweiten bzw. zweiten und ersten

besitzt Die Dicke der Absorptionsschicht wird so ge- 20 Zonen korrelieren.

wählt, daß das Reflexionsvermögen des Gesamtsystems Dadurch, daß erfindungsgemäß ein Substrat mit einer

vermindert wird. Beim Aufzeichnen wird die Absorp- Erhöhungen bzw. Vertiefungen aufweisenden Oberflä-

tionsschicht derart geschmolzen oder abgelöst, daß sich ehe eingesetzt wird, erhält eine auf die Substratoberflä-

das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums ah ehe aufgebrachte Schicht eines lichtempfindlichen Me-

den fraglichen Stellen ändert Dieser Unterschied des 25 diums von vornherein Zonen mit größerer und kleinerer

Reflexionsvermögens in den gestörten und ungestörten Schichtdicke. Da die Aufzeichnungsempfindlichkeit in

Bereichen wird beim Lesen erfaßt und in ein die gespei- diesen beiden Zonen unterschiedlich ist, erzeugt ein auf

cherte Information repräsentierendes elektrisches Si- die empfindlichere der beiden Zonen gerichteter Licht-

gnal umgewandelt strahl in der weniger empfindlichen Nachbarzone keine

Ferner wird in der US-PS 42 16 501 ein dreischichti- 30 Aufzeichnung. Aus der Nachbarzone werden daher

ges optisches Aufzeichnungsmedium beschrieben, bei auch beim Lesen keine Signale registriert

dem eine transparente Abstandsschicht zwischen die Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Aufzeich-

Reflexionsschicht und Absorptionsschichten gemäß der nungsmedium als Informations- oder Datenträger bzw.

US-PS 40 97 895 eingefügt wird. Die Dicke der Absorp- Bildplatte mit darin aufgenommener Informationsspur

tionsschicht wird im Verhältnis zur Dicke der Abstands- 35 verwendet. Die Informationsspur soll mehrere erste Zo-

schicht und der optischen Konstanten (des Brechungsin- nen mit vom Rest der ersten Zonen und von den zweiten

dex und des Extinktionskoeffizienten) der Reflexions-, Zonen abweichenden optischen Eigenschaften aufwei-

Abstands- und Absorptionsschicht so gewählt, daß das sen, wobei die jeweilige Länge sowie der gegenseitige

Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums ver- Abstand dieser die abweichenden optischen Eigenschaf-

mindert wiru; Beim Abzeichnen wird die Absorptions- 40 ten aufweisenden ersten Bereiche kennzeichnend für

schicht so geschmolzen oder abgelöst, daß sich in dieser die aufgezeichnete Information sind.

Schicht jeweils ein Loch ergibt Dadurch wird das Refle- Anhand der schematischen Darstellung von Auf-

xionsvermögen des Aufzeichnungsmediums geändert Zeichnungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der

Alternativ können zum Verändern des Reflexionsver- Erfindung erläutert Es zeigt

mögens aber auch eine Verformung der Absorptions- 45 F i g. 1 einen perspektivisch gezeichneten Aufzeichschicht ohne Bilden eines Lochs oder eine Änderung der nungsträger,

optischen Eigenschaften der Absorptionsschicht in den F i g. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines ersten

fraglichen Bereichen vorgesehen werden. Ausführungsbeispiels,

Die Aufzeichnungsmedien nach den drei vorgenann- F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines zweiten

ten Druckschriften besitzen von vornherein überall im 50 Ausführungsbeispiels,

wesentlichen die gleiche Aufzeichnungsempfindlichkeit F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil eines dritten

Die Form und die Größe einer Änderung in der Absorp- Ausführungsbeispiels,

tionsschicht, z. B. eines darin erzeugten Lochs, hängen F i g 5 einen Schnitt durch einen Teil eines Aufzeich-

daher von Form und Ausdehnung des jeweiligen Auf- nungen enthaltenden Informationsträgers,

Zeichnungslichtstrahls ab. 55 Fig. 6 einen Schott durch einen Teil eines zweiten

Ein gattungsgeinäßer beschreibbarer optischer Auf- Ausführungsbeispiels eines Aufzeichnungen enthalten-

zeichnungsträger kann der US-PS 41 76 377 entnom- den Informationsträgers und

men werden. In dieser Druckschrift wird eine Bildplatte F i g. 7 einen Schnitt durch einen Teil eines optischen

vorgeschlagen, deren Oberfläche längs einer Spiralrille Aufzeichnungsträgers mit unterschiedlich starken Ver-

für eine Aufzeichnung empfindlich ist und bei der die eo tiefungen.

Zonen zwischen aneinandergrenzenden Rillen für eine Zu dem optischen Aufzeichnungsträger 10 gemäß

Aufzeichnung unempfindlich sind. Es liegt also ein Auf- F i g. 1 gehören ein Substrat 12 mit Hauptsache 14 und

zeichnungsträger mit vorgefertigter, lichtempfindlicher eine Absorptionsschicht 16 auf der Hauptfläche. Der

Spur vor. Eine derartige Konfiguration kann mit Hilfe Aufzeichnungsträger 10 enthält erste Zonen 18 mit hö-

eines unmoduliertc» Hochleistungslasers durch thermi- es herem Absorptionsvermögen bei bestimmter Wellen-

sches Anreißen der unerwünschten Oberflächenberei- länge eines Aufzeichnungslichtstrahls als der angren-

ehe eines ursprünglich gleichmäßig empfindlichen Roh- zende, als zweite Zone 19 bezeichnete Rest des Auf-

lings erzeugt werden. Alter nativ kann ein solcher, aufge- Zeichnungsträgers. Die ersten Zonen 18 können sehr

verschiedene Formen haben. In Fig. 1 werden lediglich zur Erläuterung der Möglichkeiten auf ein und demselben Aufzeichnungsträger 10 auf der rechten Seite erste Zonen 18 in Form von Kerben, Nuten bzw. Rillen 20 und auf der linken Seite in Form eines Karomusters 22 dargestellt. Die empfindlicheren ersten Zonen 18 können jede zum Aufzeichnen von Informationen auf einem optischen Aufzeichnungsträger gewünschte Form besitzen. Wegen des stärkeren Absorptionsvermögens dieser Zonen 18 wird ein auf den Aufzeichnungsträger 10 auffallender Aufzeichnungslichtstrahl Informationen bevorzugt in Form einer Änderung der optischen Eigenschaften des Mediums in der ersten Zone 18 auch dann erzeugen, wenn er auch bis zu der jeweils benachbarten zweiten Zone 19 reicht. Bei der durch den Auf-Zeichnungslichtstrahl in der ersten Zone 18 hervorgerufenen Änderung kann es sich um eine irreversible Aufzeichnung, z. B. um eine öffnung in der Absorptionsschicht 16, oder um eine reversible Aufzeichnung, z. B. eine reversible Änderung des Kristallinitätsgrades der Absorptionsschicht 16, handeln.

In Fig. 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel 30 des optischen Aufzeichnungsträgers dargestellt. Dieses besteht aus einem Substrat 12 mit einer Hauptfläche 14, mehreren sich von der Hauptfläche 14 aus um einen gewissen Betrag in das Substrat 12 erstreckenden Vertiefungen 32 mit erhöhten Bereichen bzw. Inseln 34 zwischen den Vertiefungen 32 und einer die Vertiefungen 32 ausfüllenden und auch auf den Inseln 34 zwischen den Vertiefungen 32 liegenden Absorptionsschicht 36. Die Absorptionsschicht 36 besteht also aus zwei Bereichen, nämlich einem ersten die Vertiefungen 32 ausfüllenden Teil 40 und einem zweiten auf den Inseln 34 liegenden Teil. Ersichtlich ist der erste Teil 40 der Absorptionsschicht 36 dicker als deren zweiter Teil 42. Die Obersei- te der Licht absorbierenden Schicht 36 ist eben und kann mit einer Überzugsschicht 46 bedeckt sein. Die Stärke der Überzugsschicht 46 kann groß im Verhältnis zur Dicke der Absorptionsschicht 36 sein.

In dem in F i g. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel 50 werden mit dem Ausführungsbeispiel 30 übereinstimmende Teile ebenso wie in Fig. 1 oder 2 bezeichnet. Das zweite Ausführungsbeispiel 50 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel 30 darin, daß gemäß F i g. 3 auf der die Vertiefungen 32 und die Inseln 34 aufweisenden Hauptfläche 14 eine Reflexionsschicht 52 liegt und daß eine die Vertiefungen 32 ausfüllende Absorptionsschicht 54 auf der Reflexionsschicht 52 liegt Die Absorptionsschicht 54 kann dabei auch auf dem Teil der Reflexionsschicht 52 liegen, der die Inseln 34 zwischen den Vertiefungen 32 überdeckt. Die Absorptionsschicht 54 besteht dann aus zwei Teilen, nämlich einer ersten die Vertiefungen 32 ausfüllenden Zone 56 und einer auf den Inseln 34 zwischen den Vertiefungen 32 liegenden zweiten Zone 58. Die erste Zone 56 wird dabei dicker als die zweite Zone 58. Die ebene Oberseite 60 der Licht absorbierenden Schicht 54 kann mit einer Überzugsschicht 46 bedeckt sein.

Anhand von F i g. 4 wird ein drittes Ausführungsbeispiel 70 beschrieben. Die Bezugszeichen für mit den Elementen der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Beispiele übereinstimmende Teile werden unverändert in Fig.4 übernommen. Das dritte Ausführungsbeispiel 70 unterscheidet sich vom zweiten Ausführungsbeispiel 50 durch eine Abstandsschicht 72, die die Vertiefungen 32 an der Hauptfläche 14 ausfüüt und auch auf der Reflexionsschicht 52 oberhalb der Inseln 34 liegen kann. Die Abstandsschicht 72 besteht daher aus einer ersten Zone 74 im Bereich der Vertiefungen an der Hauptfläche 14 und einer zweiten Zone 76 oberhalb der Inseln 34 zwischen den Vertiefungen 32. Die zweite Zone 76 ist ersichtlich dünner als die erste Zone 74. Auf der Oberseite 80 der Abstandsschicht 72 liegt eine Absorptionsschicht 78 mit im wesentlichen gleichförmiger Dikke. Dieses dritte Ausführungsbeispiel 70 unterscheidet sich vom zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel 50 weiterhin darin, daß eine Deckschicht 82 auf der Oberseite 84 der Absorptionsschicht 78 liegen kann. Auf der Deckschicht 82 oder — bei Fehlen der Deckschicht — auf der Absorptionsschicht 78 kann wieder eine Überzugsschicht 46 liegen.

Das vorzugsweise in Form einer Platte vorliegende Substrat 12 kann aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid oder (Poly)methylmethakrylat, bestehen. Die Vertiefungen 32 können in einer Hauptfläche des Substrats 12 durch Kopie von einer Vaterplatte mit entsprechenden Vertiefungen gebildet werden, indem die Oberfläche 14 geprägt wird. Die Vertiefungen lassen sich aber auch durch Preßformen oder Gießen der Platte herstellen. In typischen Fällen reichen die Vertiefungen zwischen etwa 5 und 200 Nanometern tief in die jeweilige Oberfläche hinein.

Wenn in der Beschreibung von Vertiefungen in einer Hauptfläche gesprochen wird, sind darunter sowohl in die Oberfläche eingebrachte Löcher als auch erhaben aus der Oberfläche vorspringende Bereiche zu verstehen. Die Funktion der Löcher und der erhabenen Bereiche ist nämlich im Rahmen der Aufgabe, optisch empfindliche Deckschichten sich ändernder Dicke zu schaffen, gleich.

Im ersten Ausführungsbeispiel 30 gemäß F i g. 2 wird die Tiefe der Vertiefungen 32 so gewählt, daß die Dicke der die Vertiefungen 32 füllenden Absorptionsschicht 36 etwa den Betrag erreicht, bei dem zum Erzielen einer höheren Empfindlichkeit ein Gleichgewicht zwischen Absorption und Reflexion erreicht wird. Vorzugsweise soll jedoch der Betrag der so definierten Schichtdicke von der Absorptionsschicht leicht unterschritten werden. Wenn die Absorptionsschicht dünner als die definierte Solldicke ist, bringt jede zusätzliche Schichtdicke oberhalb der Vertiefung die Gesamtdicke auf den gewünschten Wert Beim ersten Ausführungsbeispiel 30 liegt die Tiefe der Vertiefungen 32 typisch zwischen etwa 5 und 40 Nanometern.

Im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 und 4 wird die Tiefe der Vertiefungen so gewählt, daß die Schichtdicke der die Vertiefungen ausfüllenden Schicht etwa den Betrag hat, der zum Minimieren des örtlichen Reflexionsvermögens des optischen Auf-äichnungsmediums erforderlich ist. Vorzugsweise soll die so definierte Dicke jedoch leicht unterschritten werden. Wenn die tatsächliche Tiefe kleiner als die Solldicke ist, führt jede zusätzliche Schichtdicke oberhalb der Vertiefung zum gewünschten Wert In typischen Fällen beträgt die Tiefe der Vertiefungen 32 bei der Doppelschichtstruktur im zweiten Ausführungsbeispiel 50 von Fig.3 etwa 20 bis 80 Nanometer und in der Dreischicht-Struktur des dritten Ausführungsbeispiels gemäß Fig.4 etwa 30 bis 200 Nanometer. Wie weiter unten ausgeführt werden wird, hängen die bevorzugten Werte der Dicke von Absorptions- oder Abstands- und Absorptionsschichten von den Eigenschaften der Materialien ab, aus denen die Schichten bestehen.

Die Refiexionsschichl 52 gemäß Fig.3 reflektiert vorzugsweise einen wesentlichen Teil, insbesondere wenigstens 50% des auffallenden Lichtes der Wellenlängen

der Aufzeichnungs- und Ausleselichtstrahlen und besteht typisch aus einem Metall, wie Aluminium oder Gold, mit bei diesen Wellenlängen hohem Reflexionsvermögen. Die Reflexionsschicht 52 ist typisch zwischen etwa 30 und 60 Nanometer dick und kann auf die die Vertiefungen umfassende Oberfläche 14 des Substrats durch Vakuumaufdampfen aufgebracht werden. Statt einer ivfetallschicht kann auch ein dielektrischer Reflektor aus einer oder mehreren Lagen benutzt werden.

Die Absorptionsschicht 36 gemäß erstem Ausführungsbeispiel 30 von Fi g. 2 und die Absorptionsschicht 54 gemäß zweitem Ausführungsbeispiel 50 von F i g. 3 werden aus einem Licht der Wellenlängen der Aufzeichnungs- und Ausleselichtstrahlen absorbierenden Material hergestellt, welches sich derart auf die Oberfläche 14 oder die Reflexionsschicht 52 aufbringen läßt, daß die Vertiefungen 32 der Hauptfläche 14 des Substrats bevorzugt gefüllt werden. Wenn die Vertiefungen 32 erst gefüllt sind, kann mit dem überschüssigen Material eine dünne Schicht über den Vertiefungen 32 und den dazwischenliegenden Inseln 34 erzeugt und damit eine glatte gleichmäßige obere Fläche der Absorptionsschicht gebildet werden. Die Absorptionsschicht kann in jedem Ausführungsbeispiel aus einem organischen Farbstoff bestehen. Dieser kann in einem Lösungsmittel gelöst und dann durch eine Sprühtechnik niedergeschlagen werden. Ein in einem Bindemittel enthaltener brauchbarer Farbstoff besteht aus einer 4,8% Gewicht-zu-Volumen-Lösung von 4-Phenylazo-l-naphthylamin in Shiplev 1350 B Photoresist, der 25 zu 1 mit 2-Methoxyethylazetat verdünnt und durch Sprühen niedergeschlagen wird. Dieses Material ist insbesondere bei Schreibund Leselichtquellen mit einer Wellenlänge von etwa 488 Nanometern brauchbar.

Die Überzugsschicht wird aus einem Material hergestellt, daß im wesentlichen bei den Wellenlängen der Schreib- und Leseüchtstrahlcn transparent ist. Die Überzugsschicht sollte etwa 0,05 bis etwa 1 mm dick sein. Staubteilchen, die sich auf die Oberfläche der Überzugsschicht niedersetzen, liegen dann so weit von der Brennebene des jeweiligen optischen Schreib- und Lesesystems entfernt, daß ihr Einfluß auf die Aufnahme oder das Wiedergabeergebnis beträchtlich vermindert wird. Ein brauchbares Material zum Herstellen der Überzugsschicht ist ein Silikonharz, welches ebenfalls durch Schleudern bzw. Sprühen aufzubringen ist.

Die Dicke der Absorptionsschicht 24 des zweiten Ausführungsbeispiels 50 gemäß F i g. 3 wird vorteilhaft so auf die optischen Konstanten der Reflexions- und Absorptionsschichten sowie, falls vorhanden, der Überzugsschicht abgestimmt, daß das Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsmediums in den erc.en Zonen vermindert und vorzugsweise entsprechend der Antireflexionsbedingung minimiert wird. Die optimalen Werte für die Dicke der Absorptionsschicht können berechnet werden. Zur Berechnung geeignet ist beispielsweise die Matrixmethode, die von O. S. Heavens, in »Optical Properties of Thin Solid Films«, Dover Publications, Inc, New York, 1965. Seite 69, beschrieben wird. Die Dicke einer Absorptionsschicht mit vermindertem Reflexionsvermögen liegt typisch zwischen etwa 20 und 100 Nanometern.

Die Dicke der Absorptionsschicht 54 ändert s'ch dann längs der Oberfläche des optischen Aufzeichnungsträgers; sie erreicht in den Zonen der Vertiefungen 32 größere Werte als in den Zonen der Inseln 34. Das erste Minimum des Reflexionsvermögens bei den Schreibund Lesewellenlängen tritt oberhalb der Vertiefungen auf. Wenn die Vertiefungen gefüllt sind, nimmt die Dikke der zweiten Zone 58 oberhalb der Inseln 34 ebenso wie die Dicke der ersten Zone 56 oberhalb der Vertiefungen 32 zu. Mit dem Ansteigen der Dicke der zweiten Zone 58 nimmt deren Reflexionsvermögen ab, während das Reflexionsvermögen der ersten Zonen nach dem Durchgang durch ein Minimum wieder ansteigt. Durch Steuern der Schichtdicken oberhalb der zweiten Bereiche 58 können die Zonen geringeren Reflexionsvermögens und höherer Empfindlichkeit also entweder über die Vertiefungen 32 oder über die Inseln 34 gelegt werden. Vorzugsweise wird die Dicke der zweiten Zone 58 minimiert und die ersten Zonen 56 oberhalb der Vertiefungen 32 werden zu Bereichen niedrigen Reflexions· Vermögens und hoher Empfindlichkeit gemacht.

Im dritten Ausführungsbeispiel 70 gemäß F i g. 4 wird die Dicke der Abstandsschicht 72 verändert. Die Abstandsschicht besteht aus einem bei den Wellenlängen der Schreib- und Leseiichtstrahien im wesentlichen transparenten Material, welches so auf die Reflexionsschicht 22 niederzuschlagen ist, daß die Vertiefungen 32 in der Oberfläche 14 des Substrats 12 vorzugsweise gefüllt werden und eine erste Zone 74 der Abstandsschicht 72 entsteht. Wenn die Vertiefungen 32 ausgefüllt sind, nehmen bei weiterem Aufbringen des Materials der Abstandsschicht die Dicke von deren erster Zone 74 und die Dicke von deren oberhalb der Inseln 34 aufgebauter zweiter Zone 76 zu. Ein geeignetes Material zum Herstellen der Abstandsschicht ist Poly-iZ-Methylstyrol, welches in Toluol gelöst durch Sprühen bzw. Schleudern aufzubringen ist.

Die auf der Abstandsschicht 72 liegende Absorptionsschicht 78 besteht aus einem Material, welches Licht der Wellenlängen der Schreib- und Leselichtstrahlen absorbiert. Geeignete Materialien zum Herstellen dieser Schicht sind Titan, Rhodium, Tellur, Selen, Legierungen auf Basis Tellur bzw. Selen, Arsentrisulfid oder Arsentriselenid. Diese Materialien können durch Vakuumaufdampfen niedergeschlagen werden. An der Atmosphäre können einige dieser Materialien oxidieren und eine Absorptionsschicht hinterlassen, die effektiv dünner als ursprünglich niedergeschlagen ist. Dieser Effekt kann kompensiert werden, indem die fragliche Schicht ursprünglich mit entsprechend dem Maß der später erfolgenden Oxidation größerer Dicke erzeugt wird.

Die Dicken der Abstands- und Absorptionsschicht 72, 78 werden im Hinblick auf Verminderung des Reflexionsvermögens der ersten oder zweiten Zonen des optischen Aufzeichnungsmediums gewählt. Die Berechnung erfolgt dabei unter Berücksichtigung der optischen Eigenschaften der Reflexions-, Abstands- und Absorptionsschichten und — falls vorhanden — der Deck- und Überzugsschichten sowie der Wellenlängen der Aufzeichnungs- und Ausleselichtstrahlen. Um eine Ab-Standsschicht mit vermindertem Reflexionsvermögen zu erhalten, wird diese Schicht typisch zwischen etwa 20 und 200 Nanometern dick gemacht Die Dicke der Absorptionsschicht liegt dann zwischen etwa 3 und 50 Nanometern.

Die Empfindlichkeit längs der Oberfläche des Informationsträgers wird durch Änderungen in der Dicke der Abstandsschicht verändert; wobei die Abstandsschicht in den Bereichen der Vertiefungen 32 dicker ist als in den Bereichen der Inseln 34. Ebenso wie im Fall der Absorptionsschicht des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels 50 gemäß F i g. 3 kann das erste Minimum des Reflexionsvermögens oberhalb der Vertiefungen auftreten. Wenn die Vertiefungen durch die

Abstandsschicht gefüllt sind, nimmt die Dicke der zweiten Zone 76 der Abstandsschicht oberhalb der Inseln 34 ebenso zu wie die Dicke der ersten Zonen 74 oberhalb der Vertiefungen 32. Bei Ansteigen der Dicke der zweiten Zone 76 wird das örtliche Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsträgers in dieser Zone geringer, während das Reflexionsvermögen der zweiten Zone — nach Erziehen des Minimums — wieder anzusteigen beginnt. Durch Steuern der Dicke der Abstandsschicht oberhalb der zweiten Zone können also die Bereiche niedrigeren Reflexionsvermögens und höherer Empfindlichkeit entweder über die Vertiefungen 32 oder über die Inseln 34 verlegt werden. Bevorzugt wird eine minimierte Dicke der zweiten Zone der Abstandsschicht, so daß die Bereiche der ersten Zone 74 oberhalb der Vertiefungen 32 das niedrigere Reflexionsvermögen und die höhere Empfindlichkeit erhalten.

Auf der Oberseite 84 der Licht absorbierenden Schicht 78 kann eine Deckschicht 82 liegen. Aufgabe der Deckschicht ist es, eine thermische Beschädigung der Überzugsschicht 46 zu verhindern, wenn bei hohen Temperaturen schmelzendes Material, wie Titan oder Rhodium, zum Herstellen der Absorptionsschicht 78 benutzt wird. Wenn jedoch ein Material mit niedriger Schmelztemperatur, wie Tellur, Selen oder eine Tellur oder Selen enthaltende Verbindung, für die Absorptionsschicht 78 verwendet wird, erübrigt sich die Deckschicht, weil die Gefahr einer thermischen Beschädigung nicht von der Absorptionsschicht ausgeht.

Wenn die Deckschicht 82 und die Abstandsschicht 72 aus Materialien hergestellt werden, die dazu geeignet sind, das Entstehen von öffnungen oder anderen permanenten Verformungen der Absorptionsschicht 78 zu verhindern, kann in letzterer eine reversible Aufzeichnung, d. h. eine zu löschende und erneut zu schreibende Aufzeichnung erzeugt werden. Für solche Ausführungsbeispiele geeignete Materialien zum Herstellen der Absorpticnsschicht 78 sind Teiiur, Seien, Legierungen auf Basis Tellur bzw. Selen, Arsentrisulfid und Arsentriselenid. Materialien für die Deckschicht, mit deren Hilfe das Entstehen irreversibler Aufzeichnungen wirksam zu verhindern ist, sind u. a. Siliziumdioxid, Siliziummonoxid. Titandioxid und Tellurdioxid. Diese Materialien können durch Elektronenstrahlverdampfung niedergeschlagen werden. Schichtdicken, die das Entstehen von öffnungen oder anderen irreversiblen Verformungen der Absorptionsschicht verhindern, liegen typisch zwischen etwa 50 und 500 Nanometern.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Überzugs- und Deckschichten 46, 82 bei einer reversiblen Aufzeichnung auch bei der Wellenlänge eines Lösch-Lichtstrahls im wesentlichen transparent sein müssen, und daß die Absorptionsschicht 78 bei der Wellenlänge des Lösch-Lichtstrahls absorbieren muß.

Die Vertiefungen in der Oberfläche des Trägers, insbesondere der Platte, können sehr verschiedener Form, z. B. wie in F i g. 1 dargestellt, angeordnet werden. Die Vertiefungen können in Form einer kontinuierlich gezackten kreisförmigen oder spiraligen Nut auf der Plattenoberfläche so angeordnet werden, daß der optische Aufzeichnungsträger oberhalb der jeweiligen Nut dikker als in den Inseln zwischen den Nuten ist Wenn der optische Aufzeichnungsträger dann in der Zone oberhalb der Nut empfindlicher ist als in der Zone oberhalb der Inseln, schreibt ein die Nut und die angrenzenden Inseln überlappender Lichtstrahl die Information vorzugsweise in die Nut und nicht auf die Inseln.

Statt dessen kann auch eine Reihe von Vertiefungen auf mit Abstand voneinander gesetzten Kreis- oder Spiralspuren so angeordnet werden, daß Vertiefungen und Inseln sich längs der Spur abwechseln. Die Vertiefungen können in diesem Fall auf jeder Spur die gleiche Winkellänge besitzen, so daß sie mit größerem Abstand von der Scheibenmitte länger werden. Die Information wird dann im ersten Fall mit variierender Frequenz aber konstanter Elementgröße auf der Platte aufgezeichnet sowie gelesen und im zweiten Fall mit konstanter Geschwindigkeit aber mit variierender Elementgröße aufgezeichnet und gelesen. Wenn das optische Aufzeichnungsmedium oberhalb der Vertiefungen empfindlicher ist als oberhalb der Inseln, wird ein längs der Spur eine Vertiefung und zugleich eine Insel überlappender Lichtstrahl seine Information vorzugsweise in den Bereich der Vertiefung schreiben.

Eine weitere Alternative ist ein Karomuster, indem eine Vertiefung längs einer Spur sowohl in Spurnchtung als auch senkrecht zur Spur von Inseln begrenzt wird.

In F i g. 5 wird ein Schnitt durch einen Doppelschicht-Informationsträger 90 mit darin aufgezeichneter Informationsspur dargestellt. Die Elemente des Informationsträgers 90, die bereits im Aufzeichnungsmedium 50 enthalten sind, werden ebenso wie in F i g. 3 bezeichnet.

Im Aufzeichnungsträger 90 verlaufen die Vertiefungen längs einer Spur und wechseln dort mit Inseln ab. Die jeweilige Information wird in Form einer Reihe von Öffnungen 92 in der Absorptionsschicht 54 aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Information wird durch Auftre-

ten oder Fehlen einer Öffnung 92 und den Abstand zwischen benachbarten Öffnungen kodiert. Statt dessen können die öffnungen auch oberhalb der Inseln 34 gebildet werden.

In F i g. 6 wird ein Schnitt durch einen Dreischicht-Informationsträger 100 dargestellt, in den eine Informationsspur eingebracht ist. Insoweit die Elemente des Informationsträgers 100 mit denjenigen des Aufzeichnungsträgers 70 von F i g. 4 übereinstimmen, werden sie in F i g. 6 ebenso wie dort bezeichnet. In dem Träger 100 wird die Information in Form einer Reihe von Bereichen 102 der Absorptionsschicht 78 aufgezeichnet, die vom Rest der Absorptionsschicht abweichende optische Eigenschaften besitzen. Diese Bereiche können die Form einer irreversiblen Deformation der Absorptionsschicht oder einer reversiblen Änderung der optischen Eigenschaften der Absorptionsschicht, z. B. als Ergebnis einer Änderung des Kristallgrades in der Absorptionsschicht, haben. Das Auftreten oder Fehlen einer Änderung in den optischen Eigenschaften der Absorptionsschicht

führt zu einer Änderung des Reflexionsvermögens des Aufzeichnungsträgers, wobei wiederum Länge und gegenseitiger Abstand dieser Bereiche kennzeichnend für die gespeicherte Information sind.

Es sei noch auf folgendes hingewiesen: Wenn der Aufzeichnungslichtstrahl Bereiche mit niedriger Empfindlichkeit überlappt und seine Energiedichte ausreichend hoch ist kann die für die aufgezeichnete Information kennzeichnende Änderung der Absorptionsschicht auch in den eine niedrigere Empfindlichkeit aufweisenden zweiten Zonen auftreten.

Der erfindungsgemäße, optische Aufzeichnungsträger besitzt Zonen, die sich wegen voneinander abweichender Schichtdicke in der Aufzeichnungsempfindlichkeit unterscheiden. Die Dickenunlerschiedc werden

bs durch die Gegenwart von Vertiefungen in der Substratoberfläche erzeugt Beim Herstellen des Substrats kann die Information durch Bilden von Vertiefungen mit einer speziellen räumlichen Verteilung oder durch Ände-

	31 37 528	11	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen	12	5
	rung der Tiefe der Vertiefungen vorregistriert werden.
	Beispielsweise kann die Tiefe eines Teils einer Spiral-
	■xler Kreisnut unter Bildung einer dritten Zone mit ei
	nem von dem Reflexionsvermögen der ersten und zwei
	ten Zonen abweichenden Reflexionsvermögen modu		10
	liert werden. Diese zusätzliche Information kann bei
	spielsweise zum Erkennen der Spur, zum Anzeigen des
	Beginns oder des Endes einer Spur oder zum Liefern
B	von Gleichlaufdaten verwendet werden. Ähnliche Ko
*"ν,ί*	dierschemen für aufzuzeichnende Informationen kön	15
■;'■'	nen für andere Anordnungen der Vertiefungen benutzt
	werden.
	In Fi g. 7 wird ein Schnitt durch einen optischen Auf
	zeichnungsträger 110 dargestellt. Die mit Fig.3 über
	einstimmenden Elemente von Fig. 7 werden ebenso	20
	wie beim optischen Aufzeichnungsträger 50 bezeichnet.
	Die Vertiefungen 12 und 114 des optischen Aufzeich
	nungsträgers 110 erstrecken sich bis zu verschiedenen
	Eiiucinuiigeri in das Substrat !2 hinein. Dadurch ent
	steht jeweils die dritte Zone.	25
■	Bei Betrieb eines optischen Schreib-, Lese- oder
	Löschsystems wird der Lichtstrahl auf die Informations
	spur zentriert. Bei dem erfindungsgemäßen optischen
	Aufzeichnungsträger wird der Lichtstrahl beim Schrei
	ben auch auf die ersten Zonen höherer Empfindlichkeit	30
	gerichtet. Wenn das Reflexionsvermögen zwischen den
	ersten unc¹ zweiten Zonen unterschiedlich ist, kann die
	ser Unterschied dazu benutzt werden, ein Signal zu lie
	fern, das der Auslenkung des Lichtstrahls quer zur Spur	35
i'i	proportional ist. Dieses Signal kann dann dazu verwen	40
t'j	det werden, den Lichtstrahl in bezug auf die Spur zu	45
I	korrigieren.	50
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Claims

Patentansprüche:

1. Beschreibbarer optischer Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem Substrat (12) mit einer Hauptfläche (14) und auf dieser Hauptfläche gelegenen ersten und zweiten Zonen (18,19), wobei die ersten Zonen (18) eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit als die zweiten Zonen (19) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12) in seiner Hauptfläche (14) Vertiefungen (32) und Erhöhungen (34) aufweist und daß diese Vertiefungen und Erhöhungen sowohl mit den ersten (18) als auch den zweiten (19) Zonen korrelieren.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hauptfläche (14) des Substrats (12) ein die Vertiefungen (32) ausfüllendes, ein- oder mehrschichtiges, lichtempfindliches Medium mit ebener Außenfläche (44,60, 84) liegt, wobei eine der Emzelschichten des Mediums eine an die ebene Außenfläche angrenzende, das Licht der Wellenlänge eines Aufzeichnungs- bzw. Schreib- und Lese-Lichtstrahls absorbierende Schicht (54, 78) ist und daß die Schichtdicke des lichtempfindlichen Mediums über den Vertiefungen (32) größer als über den Erhöhungen (34) ist (F i g. 2 bis 4).

3. Aufzeichnungsträger nae«i Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein auffallendes Licht der Wellenlänge der Aufzeichnungs- bzw. Schreib- und Lese-Lichtstrahlen reflektierende Schicht (52) zwischen dem Substrat (12) und der absorbierenden Schicht (54) und durch eine das Reflexionsvermögen der ersten Zonen (leji-erringe.Tide,insbesondere im Sinne der Antireflexiocsbedingung minimierende. Dicke der Absorptionsschicht (5 *) (F i g. 3).

4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der das Licht reflektierenden Schicht (52) liegende absorbierende Schicht (54) erste Zonen (56) mit einer ersten Schichtdicke und zweite Zonen (58) mit. einer von der ersten Schichtdicke verschiedenen zweiten Schichtdicke aufweist und daß die Dicke der das Licht absorbierenden Schicht (54) in den ersten Zonen (56) im Hinblick auf für die Wellenlänge des benutzten Lichts kleinere Reflektivität als in der zweiten Zone gewählt ist.

5. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine die Vertiefungen (32) ausfüllende Abstandsschicht (72) zwischen der reflektierenden Schicht (52) und der absorbierenden Schicht (78) und durch das Reflexionsvermögen der ersten Zonen (18) verringernd«, insbesondere im Sinne der Antireflexionsbedingung minimierende Dicken der Abstandsschicht (72) und der Absorptionsschicht (78) (F i g. 4).

6. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der für das Licht durchlässigen Abstandsschicht (72) liegende, das Licht absorbierende Schicht (78) eine im v/esentlichen gleichförmige Dicke besitzt.

7. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefungen (32) von der Hauptfläche (14) aus bis zu einer Tiefe zwischen etwa 5 und 200 Nanometern in das Substrat (12) hinein erstrecken.

8. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12) aus Kunststoff besteht.

9. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine dicke Überzugsschicht (46) auf der Absorptionsschicht (36) (Fig. 2).

10. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Deckschicht (82) mit einer dicken Oberzugsschicht (46) auf der Absorptionsschicht (18) (Fig. 4).

11. Aufzeichnungsträger nach einem odev mehre-ο ren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (36,54) aus organischem Material besteht (F i g. 2 und 3).

12. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (78) aus Titan, Rhodium, Tellur, Selen und Legierungen auf Basis Tellur, Legierungen auf Basis Selen, Arsen trisulfid oder Arsentriselenid besteht (F i g. 4).

13. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (32) der Hauptfläche (14) des Substrats (12) die" Form einer Nut bzw. Rille (20) besitzen.

14. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (32) als abwechselnde Folgen von ersten und ,»weiten Zonen (18, 19) angeordnet sind.

15. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Teil der Vertiefungen (114) um einen anderen Betrag in das Substrat (12) hineinerstreckt als der Rest der Vertiefungen (112), so daß eine dritte Zone mit einem von dem jeweiligen Reflexionsvermögen der ersten und zweiten Zone abweichenden Reflexionsvermögen entsteht (F i g. 7).

16. Verwendung des Aufzeichnungsträgers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 als Informations- oder Datenträger bzw. Bildplatte mit Informationsspur, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsspur mehrere erste Bereiche (92, 102) mit vom Rest der ersten Zone (18) und von den zweiten Zonen (19) abweichenden optischen Eigenschaften aufweist, wobei die jeweilige Länge und der gegenseitige Abstand dieser die abweichenden optischen Eigenschaften aufweisenden ersten Bereiche (92, 102) kennzeichnend für die aufgezeichnete Information sind (F i g. 5 und 6).

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (32) in Form einer Rille oder Nut (20) im wesentlichen kontinuierlich und gleich tief ausgebildet sowie spiral- oder kreisförmig angeordnet sind.

18. Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen oder Nuten

(20) in radialer Richtung auf Abstand gesetzte, spiral- oder kreisförmige Spurzonen bilden.

19. Verwendung nach AnsDruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurzonen eine Vielzahl diskreter Informationslöcher im wesentlichen gleicher Tiefe enthalten.