DE69709821T2

DE69709821T2 - Optisches Aufzeichnungsmedium mit metallischer Aufzeichnungsschicht

Info

Publication number: DE69709821T2
Application number: DE69709821T
Authority: DE
Inventors: Young-Jae Huh; Soo-Hyung Lee; Kyung-Sun Min
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-08-15
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2017-08-16
Also published as: US5976657A; CN1180225A; KR19980032215A; JP3264867B2; EP0836180A3; DE69709821D1; KR100230449B1; EP0836180B1; TW531745B; CN1077312C; JPH10124927A; EP0836180A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium, und insbesondere ein optisches Aufzeichnungsmedium, das mit einer Kompaktplatte (CD, compact disk) kompatibel ist und ein hohes Reflexionsvermögen bei einer längeren Wellenlänge als 600 nm aufweist und in und von dem Information durch ein DVDP-Gerät (DVDP, digital versatile disc player) und ein CDP-Gerät (CDP, compact disc player) aufgezeichnet und wiedergegeben werden kann, und das zu geringen Kosten produziert werden kann.
Die Aufzeichnungsfläche pro Aufzeichnungseinheit eines optischen Aufzeichnungsmediums ist kleiner als die eines herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmediums, so dass das optische Aufzeichnungsmedium als hochdichtes Aufzeichnungsmedium verwendet wurde. Das optische Aufzeichnungsmedium wird klassifiziert in den Festwertspeicher oder ROM-Typ (ROM, read only memory), der nur schon aufgezeichnete Informationen wiedergibt, den WORM-Typ (WORM, write once read many), der sich einmal aufzeichnen lässt und viele Male gelesen werden kann, und der überschreibbare Typ, der ein zum Aufzeichnen, Löschen und Überschreiben geeignetes Medium ist. Die im optischen Speichermedium aufgezeichnete Information sollte von einem Gerät für das Medium vom ROM-Typ wiedergegeben werden. Zu diesem Zweck muss das optische Aufzeichnungsmedium eine übliche Standardisierungsregel erfüllen (RED BOOK), so dass ein Reflexionsvermögen von 65% oder mehr und ein Träger-Rauschverhältnis (CNR, carrier-to-noise ratio) von 47 dB oder mehr erforderlich sind.
In einem beschreibbaren optischen Aufzeichnungsmedium kann die aufgezeichnete Information ausgehend von der Veränderung des Reflexionsvermögens wiedergegeben werden, das durch eine physikalische Modifikation, Phasenveränderung oder Veränderung einer magnetischen Eigenschaft in einer Aufzeichnungsschicht vor und nach der Aufzeichnung bewirkt ist. Auch sind, um das optische Aufzeichnungsmedium mit einer CD kompatibel zu machen, Langzeitdatenspeichereigenschaften und eine hohe Aufzeichnungsdichte erforderlich sowie das obige hohe Reflexionsvermögen und CNR-Eigenschaften. Um die Eigenschaft des optischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern und den Herstellungsprozess einfach zu machen, wurden verschiedene optische Aufzeichnungsmedien, gebildet aus verschiedenen Materialien vorgeschlagen und ein Teil davon wird praktisch verwendet.
Als herkömmliches optisches Aufzeichnungsmedium offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 63-268142 ein Aufzeichnungsmedium mit einer Struktur, in der eine Sensibilisierungsschicht gebildet aus Gelatine, Casein oder Polyvinylalkohol (PVA) und eine Metalldünnschicht als Aufzeichnungsschicht gebildet aus Chrom (Cr), Nickel (Ni) oder Gold (Au) aufeinanderfolgend auf einem Substrat aufgeschichtet sind. Gemäss dem optischen Aufzeichnungsprinzip des Aufzeichnungsmediums absorbiert die metallische Dünnschicht Wärme eines Laserstrahls und daher werden die Sensibilisierungsschicht und der Metalldünnfilm deformiert, um eine Aufzeichnungsgrube zu bilden. Die Aufzeichnungsgrube dieses Aufzeichnungsmediums ist jedoch so exponiert, dass es schwierig ist, die aufgezeichnete Information lange Zeit zu speichern.
US-Patent Nr. 4,973,520 offenbart ein Aufzeichnungsmedium, das eine Struktur aufweist, in der drei Metalldünnfilme auf einem Substrat geschichtet sind. Die Aufzeichnungscharakteristik des Aufzeichnungsmediums ist gut, jedoch kann, bedingt durch die exponierte Aufzeichnungsgrube, eine Langzeitspeicherung der aufgezeichneten Information nicht erreicht werden.
Um den obigen Fehler zu beheben, offenbart US-Patent Nr. 4,983,440 ein Aufzeichnungsmedium, das eine Struktur aufweist, in der zwei Metalldünnfilme als eine Aufzeichnungsschicht, und eine Schutzschicht zum Schutz der Aufzeichnungsschicht nacheinander auf einem Substrat aufgeschichtet sind. Dieses Aufzeichnungsmedium weist jedoch ein sehr geringes Reflexionsvermögen von ungefähr 20% auf und erfordert für die praktische Verwendung eine hochenergetische Lichtquelle. Auch kann das Aufzeichnungsmedium nicht mit einer herkömmlichen CD kompatibel sein.
Gemäss US-Patent Nr. 5,328,813 ist eine Metalldünnschicht als Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat ausgebildet und eine harte Metalloxidschicht ist auf dem Metalldünnfilm ausgebildet, um eine Informationsspeichereigenschaft und das Reflexionsvermögen auf 40 bis 69% zu steigern. Das CNR ist jedoch noch gering.
Auch US-Patent Nr. 5,155,723 offenbart ein Aufzeichnungsmedium, das eine Struktur aufweist, in der eine organische Farbstoffschicht als Aufzeichnungsschicht auf ein Substrat aufgeschichtet ist und eine Reflexionsschicht und eine Schutzschicht auf der Aufzeichnungsschicht aufgeschichtet sind. Gemäss dem Aufzeichnungsmedium absorbiert die Farbstoffschicht einen Aufzeichnungslaserstrahl, damit eine Aufzeichnung Wärme emittiert. Auch wird das Substrat durch die Erwärmung erwärmt und deformiert, so dass ein aufgezeichnetes Signal ausgehend vom Unterschied des Reflexionsvermögens gemäss der Aufzeichnung wiedergegeben werden kann. Hier beträgt das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmediums 70% oder mehr und das CNR nach der Aufzeichnung beträgt 47 dB oder mehr, so dass es mit der CD kompatibel ist. Die Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmediums weist jedoch eine geringe Beständigkeit gegen Wärme und Licht auf und die Herstellungskosten sind bedingt durch den teuren organischen Farbstoff hoch.
Auch wird während des Herstellungsprozesses eine Spinbeschichtung mit einer organischen Farbstofflösung durchgeführt. Die Dicke der Beschichtung muss jedoch bei der Herstellung einer optischen Platte mit einer Abweichung von ±3% oder weniger genau gesteuert werden, da das Reflexionsvermögen von der Dicke der Beschichtung abhängt. Auch ist kostspieliges Gerät erforderlich und die Produktivität ist gering.
EP 0019329 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium umfassend ein Substrat, eine metallische Aufzeichnungsschicht, eine Pufferschicht und eine Reflexionsschicht, die sequentiell auf dem Substrat aufgeschichtet sind. Gemäss der Erfindung weist das Substrat Vorrillen auf und der Winkel (θ) der Neigungsseite der Vorrille beträgt 30 bis 90º und die Pufferschicht weist eine Schmelzviskosität bei 140ºC von 10 bis 50000 Pa·S auf.
Bevorzugt beträgt die Breite des Bodens der Vorrille 10 bis 450 nm, die Breite am obersten Teil der Vorrille beträgt 400 bis 1000 nm und die Tiefe der Vorrille beträgt 30 bis 450 nm.
Bevorzugt ist die Pufferschicht aus mindestens einem Harz mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 70 bis 130ºC gebildet, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylalkoholharz, Vinylacetatharz, Acrylatharz, Polyesterharz, Polyetherharz, Polystyrolharz, Polyurethanharz, Celluloseharz, Fettsäureharz und Copolymeren davon. Auch kann die Pufferschicht einen Farbstoff aufweisen, der in einer für das optische Aufzeichnungsmedium verfügbaren Wellenlängenregion ein hohes Reflexionsvermögen besitzt. Hier beträgt der Farbstoffgehalt 30 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gewicht der Pufferschicht.
Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Schnittansicht darstellt, die die Struktur einer optischen Platte gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Schnittansicht darstellt, die einen aufgezeichneten Teil und einen nichtaufgezeichneten Teil in der optischen Platte von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Schaubild darstellt, das eine Veränderung des Reflexionsvermögens gemäss der Dicke einer Pufferschicht der optischen Platte von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ein Schaubild darstellt, das ein Verhältnis zwischen CNR und Aufzeichnungsleistung in der optischen Platte von Fig. 1 zeigt.
Fig. 1 zeigt die Struktur eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das optische Aufzeichnungsmedium umfasst ein Substrat 10, und eine metallische Aufzeichnungsschicht 20, eine Pufferschicht 30, eine Reflexionsschicht 40 und eine Schutzschicht 50, die sequentiell auf dem Substrat 10 aufgeschichtet sind.
Im optischen Aufzeichnungsmedium mit der obigen Sttuktur, wird die metallische Aufzeichnungsschicht 20 bei einer optischen Aufzeichnung durch einen Laserstrahl erhitzt, und die Wärme wird zum Substrat 10 und der Pufferschicht 30 übertragen. Ein Bereich des Substrats 10, benachbart zum erwärmten Bereich der metallischen Aufzeichnungsschicht 20, wird expandiert und deformiert und der erwärmte Bereich der metallischen Aufzeichnungsschicht 20 quillt durch die Expansionskraft des Substrats zur Pufferschicht 30 auf.
Fig. 2 stellt eine Schnittansicht dar, die einen aufgezeichneten Teil und einen nichtaufgezeichneten Teil im Detail zeigt, die im optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist im aufgezeichneten Teil durch die Wärme das Substrat aufgequollen und die Pufferschicht ist deformiert, so dass die Reflexionsschicht auch deformiert sein kann. Hier ist der Grad der Deformation proportional zur erzeugten Wärme aus der metallischen Aufzeichnungsschicht und abhängig von den Materialien und der Dicke der metallischen Aufzeichnungsschicht und der Pufferschicht.
In einem optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung nimmt durch die folgenden Prinzipien im Vergleich zum nichtaufgezeichneten Teil das Reflexionsvermögen des aufgezeichneten Teils beim Aufzeichnen zu.
Erstens, wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Dicke der Pufferschicht durch Expansion des Substrats während des Aufzeichnens von d&sub1; nach d&sub2; dünn. Hier schwankt das Reflexionsvermögen gemäss der Dicke der Pufferschicht wie es in Fig. 3 gezeigt ist, so dass das Reflexionsvermögen durch die Abnahme der Dicke der Pufferschicht zunimmt. Das heisst, die ursprüngliche Dicke d&sub1; der Pufferschicht nimmt durch das Aufzeichnen nach d&sub2; ab, so dass das Reflexionsvermögen nach dem Aufzeichnen erhöht ist. Hier hängt das Ausmass der Reflexionszunahme von der Dicke der Metallschicht ab.
Zweitens wird der Boden der Vorrillen durch die Expansion des Substrats während des Aufzeichnens expandiert, so dass die Tiefe der Vorrillen abnimmt, wodurch sich ein von den Seitenwänden der Vorrillen gestreutes Reflexionslicht Rw reduziert. Dagegen wird ein Reflexionslicht Kr, das vom Boden der Reflexionsschicht reflektiert wird oder ein Reflexionslicht Rg, das vom Boden der Vorrillen reflektiert wird, erhöht. Dementsprechend nimmt das Reflexionsvermögen nach dem Aufzeichnen zu.
Drittens nimmt der Lichtdurchlässigkeitsgrad des Aufzeichnungsteils der Metallaufzeichnungsschicht zu. Das heisst, das Zentrum des Aufzeichnungsteils expandiert in starkem Mass, so dass die Dicke im Zentrum der metallischen Aufzeichnungsschicht dünn werden kann oder es sich darin ein Loch ausbilden kann, wodurch das Reflexionsvermögen im Aufzeichnungsteil zunimmt.
In einem optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung sind die Grösse und Form der Vorrillen des Substrats und das Material der Pufferschicht so kombiniert, dass ausgehend von den oben beschriebenen Prinzipien zum Erhöhen des Reflexionsvermögens im Aufzeichnungsteil die Aufzeichnungscharakteristiken wie CNR, Nebensprechen oder Jitter erhöht werden.
Das heisst, das Material der Pufferschicht wird durch die Expansion des Substrats zu einem Kontaktfleck geschoben, wodurch sich die Form des Kontaktflecks verändert. Hier wirkt die Formveränderung des Kontaktflecks als ein Rauschen des aufgezeichneten Signals, was den Jitter erhöht. Um den Jitter zu vermieden, sollte der Winkel (θ, Fig. 2) einer Neigungsseite der Vorrille auf 30º bis 90º, bevorzugt nahe 90º gestellt sein, und der Bodenbereich der Vorrille sollte vergrössert sein. Auch sollte eine geeignete Viskosität der Pufferschicht vorgesehen sein, um zu verhindern, dass die Pufferschicht herausgedrückt wird.
Auch erzeugt die aus einem Metall mit einer Lichtabsorption bei der Laserwellenlänge ausgebildete metallische Aufzeichnungsschicht 20 beim Aufzeichnen Wärme, die das Substrat und die Pufferschicht aufheizt, wodurch das Substrat und die Pufferschicht deformiert werden. Andererseits wird die aufgezeichnete Information durch ein Reflexionslicht Rg' wiedergegeben, das von der metallischen Aufzeichnungsschicht reflektiert wird. Deshalb ist die metallische Aufzeichnungsschicht bevorzugt aus einem Metall mit einem hohen Reflexionsvermögen, einem hohen Absorptionskoeffizienten für ausreichende Emission und geringer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein Metall mit einem Koeffizienten k des imaginären Teils eines komplexen Brechungsindex, der grösser oder gleich 0,01 ist, verwendet. (Hier bedeutet der Brechungsindex einen komplexen Brechungsindex ausgedrückt durch "n-ki", worin n ein Koeffizient des realen Teils und k ein Koeffizient des imaginären Teils ist, und bei einer Wellenlänge ohne Absorption k = 0).
Nachfolgend werden erforderliche Eigenschaften für jede Aufbauschicht eines optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
In einer Oberfläche des Substrats 10 eines optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung sind Vorrillen zum Führen von Licht beim Aufzeichnen ausgebildet, worin die Form der Vorrillen als Faktor wirkt, der das Reflexionsvermögen und die Verfolgungscharakteristik beeinflusst.
Bevorzugt beträgt die Tiefe der Vorrille 30 bis 450 nm. Wenn die Tiefe der Vorrille 30 nm oder weniger beträgt, ist die Tiefe der in der Pufferschicht reflektierten Vorrille (Rillenabbildung) gering, so dass der Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen der Kontaktfleckseite und der Vorrillenseite verringert ist, wodurch eine Verfolgung instabil wird. Wenn hingegen die Tiefe der Vorrille 450 nm oder mehr beträgt, ist eine Grenze zwischen der Pufferschicht und der Reflexionsschicht an der Vorrillenseite (tiefe Rillenabbildung) stark verformt, was ein Streuen des Lichts bewirkt. Dementsprechend ist das Reflexionsvermögen vor der Aufzeichnung sehr gering, so dass die Aufzeichnung selbst unmöglich ist.
Auch beträgt die Breite des Bodens der Vorrille bevorzugt 100 bis 450 nm und die der obersten Vorrille 400 bis 1000 nm. Auch beträgt der Winkel (θ) der Neigungsseite der Vorrille bevorzugt 30º bis 90º, besonders bevorzugt nahe 90º. Um die leichte Deformation der Vorrillen durch die Expansion des Substrats zu verhindern und Rauschen eines aufgezeichneten Signals zu reduzieren, sollten die Seiten der Vorrillen nahezu orthogonal in Bezug auf den Boden sein und die Bodenfläche der Vorrille sollte breit sein.
Bevorzugt ist als Material für das Substrat Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA), Epoxidharz, Polyester oder amorphes Polyolefin verwendet, das in Bezug auf einen Laserstrahl transparent ist und sich durch Wärme ausdehnen und verformen lässt, und eine ausgezeichnete Stossintensität und Glasübergangstemperatur (Tg) von 80 bis 120ºC, bevorzugt 100 bis 200ºC aufweist.
Die metallische Aufzeichnungsschicht 20 des optischen Aufzeichnungsmediums gemäss der vorliegenden Erfindung wirkt als Wärmeerzeugungsschicht durch Absorption eines Aufzeichnungslaserstrahls und als teilweiser Spiegel zur Herstellung eines Kontrastunterschieds vor und nach der Aufzeichnung. Deshalb weist die metallische Aufzeichnungsschicht bevorzugt eine Dicke von 30 bis 300 Å, eine Durchlässigkeit von 5 bis 95% und ein Reflexionsvermögen von 5 bis 95% auf. Wenn die Dicke 30 Å oder weniger beträgt, ist die durch die Lichtabsorption erzeugte Wärmemenge für eine Aufzeichnung nicht ausreichend, um das Substrat zu deformieren. Wenn hingegen die Dicke 300 Å übersteigt, ist die Expansion des Substrats für die Aufzeichnung durch die metallische Aufzeichnungsschicht behindert, so dass der aufgezeichnete Teil weniger deformiert wird. Wenn die metallische Aufzeichnungsschicht dick wird, tritt eine grosse Reflexion in der metallischen Aufzeichnungsschicht auf, die das Licht streut. Dementsprechend ist es schwierig, ein hohes Reflexionsvermögen zu erreichen. Auch beträgt die thermische Leitfähigkeit der metallischen Aufzeichnungsschicht bevorzugt 4 W/cmºC oder weniger. Wenn die Wärmeleitfähigkeit der metallischen Aufzeichnungsschicht 4 W/cmºC übersteigt, kann die durch einen Laserstrahl aufgeheizte Aufzeichnungsschicht die Wärme nicht halten, während die Wärme der Aufzeichnungsschicht schnell durch die Umstände abgegeben wird, so dass es schwierig ist, die Aufzeichnungsschicht auf eine erforderliche Temperatur oder darüber aufzuheizen. Obwohl die Aufzeichnungsschicht auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt wird, können benachbarte Spuren deformiert werden, da die Grösse der Aufzeichnungsgrube erhöht ist. Auch ist es bevorzugt, dass der lineare thermische Expansionskoeffizient der metallischen Aufzeichnungsschicht gleich oder grösser als 3 · 10&supmin;&sup6;/ºC ist. Wenn der lineare Expansionskoeffizient geringer als das Niveau ist, wird die metallische Aufzeichnungsschicht durch die Expansion rissig, die durch die Deformation des Substrats für die Aufzeichnung bewirkt ist, so dass kein guter Aufzeichnungssignalwert erreicht werden kann. Die metallische Aufzeichnungsschicht kann aus Gold (Au), Aluminium (Al), Chrom (Cr), Palladium (Pd), Titan (Ti), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Platin (Pt), Silber (Ag), Tantal (Ta), Eisen (Fe) oder Legierungen davon unter Verwendung einer Vakuumabscheidung, eines Elektronenstrahlverfahrens oder Sputtern gebildet sein.
Die Pufferschicht absorbiert das Aufzeichnungslicht fast nicht und puffert die Expansionskraft des Substrats, um die Deformation der Reflexionsschicht zu verringern. Die Pufferschicht besteht aus einem Material, das sich leicht deformieren lässt und eine geeignete Fluidität aufweist, als Schicht, die die Deformation des Substrats und der metallischen Aufzeichnungsschicht absorbiert.
Deshalb beträgt die Schmelzviskosität des Materials für die Pufferschicht bevorzugt 10 bis 50000 Pa·S bei 140ºC. Wenn die Schmelzviskosität 10 Pa·S oder weniger beträgt, wird die Pufferschicht durch die Expansion des Substrats stark deformiert, was eine grosse Deformation am Kontaktfleck bewirkt, was ein aufgezeichnetes Signal verkleinert. Wenn hingegen die Schmelzviskosität 50000 Pa·S übersteigt, kann die Pufferschicht ihre Pufferfunktion nicht erfüllen.
Auch beträgt die Glasübergangstemperatur (Tg) des Materials der Pufferschicht bevorzugt 70 bis 130ºC, besonders bevorzugt weniger als eine Glasübergangstemperatur des Substrats. Wenn die Glasübergangstemperatur (Tg) der Pufferschicht 70ºC oder weniger beträgt, ist die Langzeitstabilität der Daten beeinträchtigt. Wenn hingegen die Glasübergangstemperatur (Tg) 130ºC oder mehr beträgt, ist die Deformation des Substrats behindert, was die Aufzeichnungsempfindlichkeit senkt.
Die Pufferschicht besteht aus mindestens einem ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylalkoholharz, Vinylacetatharz, Polyesterharz, Polyetherharz, Polystyrolharz, Polyurethanharz, Celluloseharz und Fettsäureharz. Auch kann die Pufferschicht ein Material enthalten, das einen hohen Brechungsindex aufweist, z. B. Farbstoff, um den Kontrast nach der Aufzeichnung zu erhöhen. Hier liegt der Farbstoffgehalt bevorzugt bei 30 Gew.-% oder weniger. Wenn der Farbstoffgehalt 30 Gew.-% übersteigt, ist das Reflexionsvermögen durch die Absorption des Lichts verringert und es entsteht ein wirtschaftlicher Verlust. Allgemein ist die Pufferschicht durch Auflösen des Materials für die Pufferschicht in einem organischen Lösemittel und dann Spinbeschichten der Lösung gebildet. Hier ist es wesentlich, das organische Lösemittel zu verwenden, das das Material für die Pufferschicht leicht auflöst, ohne das Substrat zu schädigen.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Dicke der Pufferschicht bevorzugt auf d&sub1; gesetzt, um 40% oder mehr Reflexionsvermögen zu erreichen, z. B. 50 bis 1000 nm.
Die Reflexionsschicht ist aus einem Metall gebildet, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Au, Al, Ag, Cu, Pd, Pt, Ti, Ta, Cr, Ni, Fe und Legierungen davon, bevorzugt einem Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Au, Al, Cu, Cr und Legierungen davon, durch Vakuumabscheidungsverfahren oder Sputterverfahren auf eine Dicke von 50 bis 1500 Å.
Die Schutzschicht 50 schützt andere Aufbauschichten des optischen Aufzeichnungsmediums. Die Schutzschicht 50 ist nach einem allgemeinen Verfahren ausgebildet. Beispielsweise ist die Schutzschicht 50 durch Spinbeschichten eines Epoxyacrylatharzes ausgebildet, das transparent ist und durch Ultraviolettstrahlen gehärtet werden kann und eine grosse Stossintensität aufweist, und dann Härten des spinbeschichteten Produkts durch Ultraviolettbestrahlung.
In einem optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung, mit der obigen Struktur, ist ein Wärmeerzeugungsabschnitt, der durch Absorbieren eines Laserstrahls Wärme erzeugt, auf die metallische Aufzeichnungsschicht beschränkt, so dass die Aufzeichnungscharakteristik und die Produktivität durch die kombinierten Merkmale der Vorrille auf dem Substrat und die Pufferschicht verbessert werden, ohne dass ein Farbstoff verwendet ist. Auch kann das optische Aufzeichnungsmedium, bedingt durch sein hohes Reflexionsvermögen bei der Wellenlänge von 600 nm oder darüber, mit der CD kompatibel sein.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlich mit Bezug zu den folgenden Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.

Beispiel 1

Eine Aufzeichnungsschicht aus Aluminium (Al) wird durch Vakuumabscheidung in einer Dicke von 10 nm auf ein Substrat aus Polycarbonat (PC) mit einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht, das Vorrillen von 153 nm Tiefe, 0,5 um Breite an ihrem obersten Teil, 0,25 um an ihrem Boden, 50º Winkel (θ) an ihrer Neigungsseite und 1,6 um Spurabstand aufweist. Dann wird eine Beschichtungslösung erhalten durch Auflösen von 0,9 g Polymethylmethacrylat (PMMA, MW = 9000, Schmelzviskosität = 20000 Pa·S bei 140ºC) in 10 ml Diacetonalkohol (DAA) durch Spinbeschichten auf die Al-Aufzeichnungsschicht bei 2000 Upm aufgebracht, um eine Pufferschicht auszubilden. Hier beträgt die Dicke der Pufferschicht, die der Vorrillenseite entspricht, gemessen mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM, scanning electron microscope) ungefähr 220 nm. Nach Trocknen der erhaltenen Struktur bei 40ºC in einem Vakuumofen wurde Al durch Vakuumabscheidung auf ungefähr 1000 Å abgeschieden, um einen Reflexionsschicht auszubilden. Dann wurde ein ultravioletthärtbares Epoxidacrylatharz durch Spinbeschichten auf die Reflexionsschicht aufgebracht und dann ausgehärtet, um eine Schutzschicht auszubilden, was zu einem optischen Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp gemäss der vorliegenden Erfindung führt.
Gemäss dem Ergebnis der Bestimmung der erhaltenen Platte unter Verwendung eines Bestimmungsgeräts, das einen Laserstrahl von 780 nm verwendet, betrug das Reflexionsvermögen vor der Aufzeichnung 45 % und das maximale Reflexionsvermögen Rtop betrug 66% und das CNR betrug 55 dB unter Verwendung einer Laseraufzeichnungsleistung von 0,7 mW in Bezug auf eine Platte, bei der die Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 1,3 m/sec mit 8 mW Aufzeichnungsleistung, 720 kHz Modulation vorgenommen wurde. Unter den obigen Aufzeichnungsbedingungen wurde ein aufgezeichnetes Signal mit 47 dB oder mehr CNR bei 4 mW oder mehr Aufzeichnungsleistung wiedergegeben wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Auch konnte nach Aufzeichnen eines Audiosignals in der Platte unter Verwendung eines CD-R-Recorders (RPD-1000, Pioneer) das aufgezeichnete Audiosignal mit einem CD- Player (Mark II, Philips) wiedergegeben werden. Gemäss den Aufzeichnungscharakteristiken der Platte, bestimmt durch ein CD-CATS (Audio Development Co., Schweden), erfüllten alle untersuchten Artikel den Standard der CD. Auch betrug das Reflexionsvermögen der Platte 54% bei einer Wellenlänge von 650 nm, und auf der Platte aufgezeichnete Information konnte durch ein DVDP-Gerät wiedergegeben werden.

Beispiel 2

Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material der metallischen Aufzeichnungsschicht durch CuAl mit einer Dicke von 11 nm ersetzt wurde, und das Verhalten der Platte wurde bestimmt.
Das Reflexionsvermögen vor dem Aufzeichnen betrug 47% und das durchschnittliche Reflexionsvermögen und das maximale Reflexionsvermögen Rtop betrugen 59% bzw. 66% und das CNR betrug 57 dB unter Verwendung einer Laseraufzeichnungsleistung von 0,7 mW in Bezug auf eine Platte, bei der die Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 1,3 m/sec mit 8 mW Aufzeichnungsleistung, 720 kHz Modulation vorgenommen wurde. Auch konnte nach Aufzeichnen eines Audiosignals in der Platte unter Verwendung eines CD-R-Recorders (RPD-1000, Pioneer) das aufgezeichnete Audiosignal mit einem CD-Player (Mark II, Philips) wiedergegeben werden. Gemäss den Aufzeichnungscharakteristiken der Platte, bestimmt durch ein CD-CATS (Audio Development Co., Schweden), erfüllten alle untersuchten Artikel den Standard der CD. Auch betrug das Reflexionsvermögen der Platte 51% bei einer Wellenlänge von 650 nm, und auf der Platte aufgezeichnete Information konnte durch ein DVDP-Gerät wiedergegeben werden.

Beispiel 3

Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass einer Pufferschicht ein Farbstoff 0,5 Gew.-% (Rot CV-S 300, ICI Co., Brechungsindex (n) = 2,2 bei 780 nm) zugesetzt wurde.
Das Reflexionsvermögen vor dem Aufzeichnen betrug 43% und das durchschnittliche Reflexionsvermögen und das maximale. Reflexionsvermögen Rtop betrugen 59% bzw. 65% und das CNR betrug 59 dB unter Verwendung einer Laseraufzeichnurigsleistung von 0,7 mW in Bezug auf eine Platte, bei der die Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 1,3 m/sec mit 8 mW Aufzeichnungsleistung, 720 kHz Modulation vorgenommen wurde. Unter den obigen Aufzeichnungsbecüngungen wurde ein aufgezeichnetes Signal mit 47 dB oder mehr CNR bei 4 mW oder mehr Aufzeichnungsleistung wiedergegeben wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Auch konnte nach Aufzeichnen eines Audiosignals in der Platte unter Verwendung eines CD-R-Recorders (RPD-1000, Pioneer) das aufgezeichnete Audiosignal mit einem CD-Player (Mark II; Philips) wiedergegeben werden. Gemäss den Aufzeichnungscharakteristiken der Platte, bestimmt durch ein CD-CATS (Audio Development Co., Schweden), erfüllten alle untersuchten Artikel den Standard der CD. Auch betrug das Reflexionsvermögen der Platte 47% bei einer Wellenlänge von 650 nm, und auf der Platte aufgezeichnete Information konnte durch ein DVDP-Gerät wiedergegeben werden.

Beispiel 4

Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein Substrat mit Vorrillen mit 250 nm Tiefe, 0,6 um Breite am obersten Teil, 0,3 um Breite am Boden, 61º Winkel an der Neigungsseite verwendet wurde und eine Beschichtungslösung durch Auflösen von 1,3 g Polymethylmethacrylat (PMMA, MW = 9000, Schmelzviskosität = 20000 Pa·S bei 140ºC) in 10 ml Diacetonalkohol (DAA) hergestellt wurde. Unter Verwendung eines CD-R-Recorders in der Platte aufgezeichnete Musik konnte durch ein CDP- und ein DVDP-Gerät wiedergegeben werden. Das maximale Reflexionsvermögen Rtop betrug 71% bei 780 nm, und das Reflexionsvermögen betrug 51% bei 650 nm.

Vergleichsbeispiel 1

Eine durch Auflösen von 4,4 g N-N'-2,5-Cyclohexadien-1,4-diylidenbis[4- (dibutylamino)-N-4-(dibutylamino)phenyl]-bis[(OC-6-11)-hexafluor-antimonat(10)] (NK-3219, Nippon Kanko Shinko Kenkusho CO., Ltd., λmax = 720 nm) in 100 ml DAA erhaltene Farbstofflösung wurde auf demselben Substrat abgeschieden wie in Beispiel 1, wobei ein Spinbeschichter nacheinander 5 Sekunden bei 50 Upm, 15 Sekunden bei 1500 Upm und 30 Sekunden bei 4000 Upm verwendet wurde und dann vollständig getrocknet wurde. Dann wurde eine Au-Reflexionsschicht auf 100 nm Dicke unter Verwendung eines Sputters ausgebildet. Nach Abscheiden eines UV-härtbaren Harzes auf der Au-Reflexionsschicht wurde die erhaltene Struktur durch UV-Bestrahlung gehärtet, um eine Schutzschicht mit 10 um Dicke auszubilden. Das maximale Reflexionsvermögen Rtop betrug 66% und das CNR betrug 65 dB unter Verwendung einer Laseraufzeichnungsleistung von 0,7 mW in Bezug auf eine Platte, bei der die Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 1,3 m/sec mit 8 mW Aufzeichnungsleistung, 720 kHz Modulation vorgenommen wurde. Jedoch betrug das Reflexionsvermögen 15% bei 650 nm, so dass die Platte nicht mit einem DVDP-Gerät abgespielt werden konnte.

Vergleichsbeispiel 2

Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Vorrillen des Substrats eine Tiefe von 90 nm, eine Breite von 0,6 um am obersten Teil, eine Breite von 0,08 um am Boden, einen 19º Winkel an der Neigungsseite und einen Spurabstand von 1,6 um aufweisen. Gemäss dem durch Bestimmung mit einem Bestimmungsgerät (Apex) erhaltenen Ergebnis betrug das Reflexionsvermögen vor dem Aufzeichnen 50% und das CNR und das durchschnittliche Reflexionsvermögen betrugen 50 dB bzw. 66% nach der Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 1,3 m/sec mit 8 mW Aufzeichnungsleistung. Nach Aufzeichnung unter Verwendung von EFM konnte bedingt durch die schwere Deformation an der Kontaktfleckseite kein sauberes Muster erkannt werden und das Playback nach Aufzeichnen eines Audiosignals war unmöglich.

Vergleichsbeispiel 3

Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Plattentyp wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Pufferschicht unter Verwendung von 0,6 g PMMA (MW = 38000, Schmelzviskosität = 200000 Pa·S bei 140ºC) ausgebildet wurde, und die Aufzeichnung wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 vorgenommen. Das Reflexionsvermögen betrug vor dem Aufzeichnen 52% und das durchschnittliche Reflexionsvermögen nach dem Aufzeichnen und das CNR betrugen 55% bzw. 45 dB. Auch war das Muster nicht sauber und das Playback war nach Aufzeichnung eines Audiosignals unter Verwendung eines CD-R-Recorders unmöglich.
Das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann mit einer CD kompatibel sein und im optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information kann bedingt durch sein hohes Reflexionsvermögen bei 650 nm oder mehr durch ein DVDP-Gerät wiedergegeben werden. Auch wird kaum ein Farbstoff verwendet, so dass die Herstellungskosten bei hoher Produktivität gesenkt werden.

Claims

1. Optisches Aufzeichnungsmedium umfassend ein Substrat (10), eine metallische Aufzeichnungsschicht (20), eine Pufferschicht (30) und eine Reflexionsschicht (40), die sequentiell auf dem Substrat (10) aufgeschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10) Vorrillen aufweist, der Winkel (6) auf der Neigungsseite der Vorrille 30~90º beträgt und die Pufferschicht (30) eine Schmelzviskosität von 10~50000 Pa·S bei 140ºC aufweist.

2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die Breite am Boden der Vorrille 10~450 nm, die Breite am obersten Teil der Vorrille 400~1000 nm und die Tiefe der Vorrille 30~450 nm beträgt.

3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, worin das Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsmediums bei 600~800 im 40% oder mehr beträgt.

4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Schutzschicht (50) auf der Reflexionsschicht (40) ausgebildet ist.

5. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Substrat (10) aus einem Harz gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonatharz, Polymethylmethacrylatharz, Epoxidharz, Polyesterharz und amorphem Polyolefinharz.

6. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, worin die Glasübergangstemperatur (Tg) des Substrats (10) 80~200ºC beträgt.

7. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 6, worin die Glasübergangstemperatur (Tg) des Substrats (10) 100~200ºC beträgt.

8. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsmediums nach Aufzeichnung zunimmt.

9. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens eines von Substrat (10) und metallischer Aufzeichnungsschicht (20) und Pufferschicht (30) einen deformierten Teil aufweist.

10. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, worin das Substrat (10) und die metallische Aufzeichnungsschicht (20) den deformierten Teil aufweisen und ein Teil der Pufferschicht (30), der dem deformierten Teil entspricht, eine reduzierte Dicke aufweist.

11. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, worin das Substrat (10) und die metallische Aufzeichnungsschicht (20) und die Pufferschicht (30) einander entsprechende deformierte Teile aufweisen.

12. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, worin die Reflexionsschicht (40) einen deformierten Teil aufweist, der dem deformierten Teil der Pufferschicht (30) entspricht.

13. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Dicke der metallischen Aufzeichnungsschicht (20) 30~ 300 Å beträgt und ein Koeffizient k des imaginären Teils eines komplexen Brechungsindex grösser oder gleich 0,01 ist.

14. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 13, worin die metallische Aufzeichnungsschicht (20) aus einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit von 4 W/cmºC oder weniger gebildet ist.

15. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 14, worin das Metall eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gold (Au), Aluminium (Al), Chrom (Cr), Palladium (Pd), Titan (Ti), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Platin (Pt), Silber (Ag), Tantal (Ta), Eisen (Fe) und Legierungen davon umfasst.

16. Optische Aufzeichnungsschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pufferschicht (30) eine Dicke von 50~1000 nm aufweist.

17. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Glasübergangstemperatur (Tg) der Pufferschicht (30) 70~ 130ºC beträgt.

18. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pufferschicht (30) mindestens ein Harz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylalkoholharz, Vinylacetatharz, Acrylatharz, Polyesterharz, Polyetherharz, Polystyrolharz, Polyurethanharz, Celluloseharz, Fettsäureharz und Copolymeren davon umfasst.

19. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pufferschicht (30) einen Farbstoff in 30 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gewicht der Pufferschicht (30) enthält.