DE3123539A1

DE3123539A1 - "optisches aufzeichnungsmittel und informationstraeger mit dem aufzeichnungsmittel"

Info

Publication number: DE3123539A1
Application number: DE19813123539
Authority: DE
Inventors: Michael Freehold N.J. Ettenberg
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1980-10-21
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1982-05-27
Also published as: US4383311A; NL191863C; GB2086638B; JPS5770695A; FR2492568A1; JPH0158079B2; GB2086638A; DE3123539C2; NL8102983A; FR2492568B1; NL191863B

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmittel mit einem Substrat, einer darauf liegenden, Licht der Wellenlänge eines Schreib- und eines Lese-Lichtstrahls absorbierenden Schicht, und einer hierauf liegenden, gegenüber Licht der Wellenlänge des Schreib- und Lese-Lichtstrahls durchlässigen Deckschicht. Sie betrifft ferner einen Informationsträger mit einer mit dem Aufzeichnungsmittel aufgenommenen Information. Insbesondere soll das Aufzeichnungsmittel eine relativ dicke Deckschicht besitzen.

Informationen können dadurch aufgenommen werden, daß ein optisches Aufzeichnungsmittel, das beim Bestrahlen mit einem Lichtstrahl seine optischen Eigenschaften lokal ändert, einem solchen ausgesetzt wird. Das einfachste Aufzeichnungsmittel dieser Art besteht aus einer auf ein Substrat aufgebrachten Schicht aus einem das Licht absorbierendem Material. Die Information wird dabei dadurch aufgenommen bzw. aufgeschrieben, daß das Aufzeichnungsmittel an den bestrahlten Stellen örtlich schmilzt oder abblättert, so daß eine Öffnung in der Schicht entsteht. Diese Öffnung hat dann eine örtliche Änderung der Durchlässigkeit und/oder des Reflexionsvermögens des Aufzeichnungsmittels, die beim Lesen erfaßt wird, zur Folge.

In der US-PS 40 97 895 wird ein optisches Aufzeichnungsmittel beschrieben, bei dem die Dicke der das Licht absorbierenden Schicht im Hinblick auf eine Verminderung des Reflexionsvermögens ausgewählt wird. Mit Hilfe eines auf das Aufzeichnungsmittel gerichteten, fokussierten, modulierten Lichtstrahls kann die das Licht absorbierende Schicht, d. h. die Absorptionsschicht, örtlich geschmolzen oder abgelöst werden, so daß eine Öffnung in der Absorptionsschicht entsteht und dadurch das Reflexionsvermö-

gen des Aufzeichnungsmittels geändert wird. Beim Lesen wird die Differenz des Reflexionsvermögens zwischen freigelegten und nicht freigelegten Teilen des Aufzeichnungsmittels optisch erfaßt und in ein für die gespeicherten Informationen repräsentatives, elektrisches Signal umgewandelt.

In der US-PS 42 16 501 wird ferner ein optisches Aufzeichnungsmittel mit einer Dreifachschicht beschrieben, die dadurch entsteht, daß zwischen die Reflexions- und die Absorptionsschicht gemäß vorgenannter US-PS 40 97 895 eine Abstandsschicht eingeführt wird. Die Dicke der Absorptionsschicht wird dabei so auf die Dicke der Abstandsschicht und die optischen Konstanten der Reflexions-, Abstands- und Absorptionsschichten abgestimmt, daß das optische Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmittels vermindert ist. Durch aus einem fokussierten, modulierten Lichtstrahl absorbierte Energie wird die Absorptionsschicht abgelöst bzw. abgeblättert, geschmolzen oder auf andere Weise so beeinflußt, daß ihre optischen Eigenschaften und damit das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmittels geändert werden. Das optische Aufzeichnungsmittel dieser Art läßt eine größere Auswahl von Materialien mit geringem Reflexionsvermögen zu als die durch das Ablösen der bestrahlten Bereiche funktionierenden Träger gemäß US-PS 40 97 895.

In der DE-OS 28 17 868 wird ein optisches Aufzeichnungsmittel mit darauf befindlicher dicker, schützender Deckschicht beschrieben. Die dicke Deckschicht liegt auf der Absorptionsschicht und hält Staub oder andere auf das Bauelement gelangende Teilchen fern von der Brennebene der jeweils verwendeten Aufzeichnungslinse, so daß der Einfluß solcher unerwünschter Teilchen auf die Qualität der Aufzeichnung und Wiedergabe beträchtlich vermindert wird.

Die auf dem Aufzeichnungsmittel in einem Aufzeichnungsträger befindliche Deckschicht bewirkt aber auch eine verminderte Aufnahmeempfindlichkeit, da die Deckschicht eine Wärmesenke für die in der Absorptionsschicht absorbierte Energie darstellt. Der Absorptionsschicht muß daher mehr Energie zugeführt werden, wenn die Temperatur erreicht werden soll, bei der eine Änderung der Schicht eintritt und z. B. ein Loch gebildet werden kann. Bei bestimmten Absorptionsmaterialien kann die Deckschicht in Folge von mechanischer Beschränkung der Bewegung des Absorptionsmaterials bei der optischen Aufnahme auch deformiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Aufzeichnungsmittel mit einer dicken Deckschicht zu schaffen, bei dem die vorteilhaften Wirkungen der Deckschicht erhalten und ihre unerwünschten Nebenwirkungen vermieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Deckschicht in ihrer die Absorptionsschicht berührenden Oberfläche mindestens eine Vertiefung bzw. Nut besitzt unter Bildung erster Bereiche ohne Berührung von Deckschicht und Absorptionsschicht sowie zweiter Bereiche mit Berührung von Deck- und Absorptionsschicht.

Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf ein optisches Aufzeichnungsmittel mit einer Deckschicht mit in deren die Absorptionsschicht berührender Oberfläche vorgesehener Vielzahl von Vertiefungen, Sacklöchern bzw. Nuten, derart, daß ein erster Bereich des Aufzeichnungsmittels entsteht, in dem die Deckschicht die Absorptionsschicht nicht berührt und ein zweiter Bereich gebildet wird, in dem die Deckschicht die Absorptionsschicht berührt. Gemäß weiterer Erfindung wird mit Hilfe des Aufzeichnungsmittels ein Informationsträger hergestellt, bei dem die auf-

genommene Information in dem Teil des Bauelements enthalten ist, in dem die Deckschicht die Absorptionsschicht nicht berührt.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig, 1 einen Schnitt durch ein optisches Aufzeichnungsmittel ;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Aufzeichnungsmittel;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein gegenüber Fig. 1 und Fig. 2 abgewandeltes Aufzeichnungsmittel; und

Fig. 4 einen Schnitt mit teilweiser Perspektivansicht eines Informationsträgers mit darin aufgezeichneter Informationsspur.

In Fig. 1 wird ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmittel 10 dargestellt, das aus einem Substrat 12 mit einer
ersten Hauptfläche 14, einer auf dieser liegenden Absorptionsschicht 16 und einer darauf liegenden Deckschicht 18 besteht. Die Deckschicht 18 besitzt eine oder mehrere Vertiefungen, Sacklöcher bzw. Nuten 20 in der Oberfläche, die die Absorptionsschicht 16 berührt. Durch die Nuten 20 wird ein erster Bereich 22 des Aufzeichnungsmittels 10 definiert, in welchem die Deckschicht 18 die Absorptionsschicht 16 nicht berührt, und ferner ein zweiter Bereich 24 begrenzt, in welchem die Deckschicht 18 die Absorptionsschicht 16 berührt.

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In Fig. 2 wird ein Aufzeichnungsmittel 30 dargestellt, das sich von dem Aufzeichnungsmittel 10 nach Fig. 1 darin unterscheidets daß ίine Reflexionsschicht 32 zwischen das Substrat i£ :.---i die Absorptionsschicht 16 eingefügt worden ist. Im übrigen stimmen die Teile und Bezugszeichen von Fig. 1 und 2 ü'cerei;.. =

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Auf z^P -iehnungsrni t tei 40, welches sich von; Aufzeichnungsmittel 30 nach FIg, 2 darin unterscheidet, daß zwischen die Reflexionsschicht 32 und die Absorptionsschicht 16 eine Abstandsschicht ^2 eingefügt worden ist. Iin übrigen werden in Fi^₁ 3 die^z-J.':en Teile und ßezugazeichen wie in Fig. 2 verwendet.

Das Subr~i:rs.c IZ kann aus Glas oder einen; Kunststoff, z.B. Folyvinylcni ;-:"id oder Polyme Ihylwitha'cryiät, in Form einer Scheibe hergestellt v/erden. Das Substrat 12 kann aber auch aus ^i/.-rr: Material wie Aluminium bestehen, weiches Lici"^;- der ^₁₁₁ vibv;e_i ■?:; länge reflektiert und damit die F av-Az* ionen de? Su^trats 12 .\ηά C-r Reflexionsschicht Ι·'" 7-ir-r in'.. bin oubsci^c nijji; nur ."^- äick sein, das es den Rest des Bauelements tragen kann.

Da jede Rauhigkeit der Hauptfläche 14 des Substrats 12 in der Größenordnung des Durchmessers des bei Betrieb fokussierten Lichtstrahls beim Lesen zu Störungen im Signalkanal führt, kann es vorteilhaft sein, eine Unterlagsschicht als nichtkonformen Überzug aus einem Kunststoff, z. B. ein Epoxid- oder Akryl-Harz, auf die Hauptfläche 14 aufzubringen, bevor die Absorptionsschicht 16 gebildet wird. Die Unterlagsschicht soll eine mikroskopisch glatte Oberfläche erhalten und dadurch die entsprechende Störquelle dämpfen.

BAD ORIGINM.

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Die Reflexionsschicht 32 reflektiert einen wesentlichen Anteil des auffallenden Lichts der Schreib- bzw. Lesewel- !anlangen und wird bevorzugt aus einem Metall, wie Aluminium oder Gold, hergestellt, das bei diesen Wellenlängen ein hohes Reflexionsvermögen besitzt. Vorzugsweise soll die Reflexionsschicht 32 wenigstens 50 % des auffallenden Lichtes reflektieren und etwa 30 bis 50 Nanometer diok sein. Die Reflexionsschicht 32 kann mit Hilfe einer Vakuum-Aufdampftechnik auf die Hauptfläche 14 des Substrats 12 bzw. gegebenenfalls auf die Oberfläche der Unterlagsschicht niedergeschlagen werden. Statt dessen kann auch eine Einzel- oder Mehrfachschicht eines isolierenden Reflektors verwendet werden.

Die Absorptionsschicht 16 wird aus einem Material hergestellt, das eine optisch gute Qualität besitzt und Licht der Wellenlänge des Schreiblichtstrahls absorbiert. Geeignete Materialien für die Absorptionsschicht 16 des Aufzeichnungsmittels 10 nach Fig. 1 und des Aufzeichnungsmittels 40 nach Fig. 3 wind Tellur, Selen, Logierungen SMf To Ll"'* -)der Relenbor, ί s, Wismut, Titan und Rhodium. Geeignete . .-■■■ ::>■> .".-.>*- '-.·].' <k-r Absorption::;-

oxid. L>i:r:.= :
strahl -Auf el.

BAD ORIGINAL

-ionische Materialien verwendet werden, mit denen eine glatte Oberfläche zu erzeugen ist. Diese Materialien können durch Aufdampfen, Sprühbeschichten oder durch Glimmentladung auf die Reflexionsschicht niedergeschlagen werden.

Die Dicke der Absorptionsschicht 16 des Aufzeichnungsmittels 10 wird vorzugsweise so gewählt, daß ein hohes Reflexionsvermögen und eine starke Absorption ausgewogen werden. Vorzugsweise liegt die Dicke der Absorptionsschicht 16 zwischen etwa 10 und 40 Nanometern.

Die Dicke der Absorptionsschicht 16 des Aufzeichnungsmittels 30 wird vorzugsweise so gewählt, daß das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmittels in den ersten Bereichen 22 vermindert und vorzugsweise entsprechend der Antireflexionsbedingung minimiert wird. Vorzugsweise liegt die Dicke der Absorptionsschicht 16 des Aufzeichnungsmittels 30 zwischen etwa 20 und etwa 120 Nanometern.

Bei dem Aufzeichnungsmittel 40 werden die Dicken der Abstandsschicht 42 und der Absorptionsschicht 16 den optischen Konstanten der Reflexionsschicht 32, der Abstandsschicht 42, der Absorptionsschicht 16 und der Deckschicht 18 so zugeordnet, daß das Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsmittels 40 in den ersten Bereichen 22 vermindert wird und vorzugsweise entsprechend der Antireflexionsbedingung minimiert wird. Die Dicke der Abstandsschicht 42 liegt vorzugsweise zwischen etwa 10 und 150 Nanometern. Die Dicke der Absorptionsschicht 16 liegt vorzugsweise zwischen etwa 3 und 40 Nanometern.

Die Deckschicht 18 wird aus einem Material hergestellt, das bei den Wellenlängen des Schreib- und Leselichtstrahls im wesentlichen durchlässig ist und auf der Absorptionsschicht 16 eine nichtstreuende Schicht bilden

kann. Die Deckschicht 18 ist vorzugsweise zwischen etwa 0,05 und einem Millimeter dick.

Erfindungsgemäß enthält die Deckschicht 18 eine oder mehrere Nuten 20, die auch als Vertiefungen oder Sacklöcher zu bezeichnen sind. Die Nuten 20 können als kreisförmige oder spiralförmige Rille oder als Einzelvertiefungen
längs einer Spur in der Oberfläche der Deckschicht 18 vorgesehen werden, die die Absorptionsschicht 16 berührt. In typischen Fällen erstrecken sich die Nuten bis zu einer Tiefe von mehr als 100 Nanometern, vorzugsweise etwa 200 Nanometern oder mehr, in die Deckschicht 18 hinein. Wenn die Nuten in Form von Rillen vorliegen, können diese vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und 2 Mikrometern breit sein und eine Abstand zwischen etwa 0,5 und 2,0 Mikrometern haben.

Die Deckschicht 18 kann durch Druckgießen oder Druckpressen hergestellt werden. Geeignete Materialien für die Deckschicht sind beispielsweise Epoxid- und Silikon-Harze. Diese Harze lassen sich z. B. durch Vakuumgießen in einer einen Master der in einer der Flächen herzustellenden Nuten aufweisenden Form bilden. Die Nuten bzw. Vertiefungen können aber auch durch Druckpressen eines Materials wie Polyvinylchlorid hergestellt werden. Die Deckschicht wird dann unter Verwendung geeigneter Klebemittel auf die Absorptionsschieht des optischen Aufzeichnungsmittels kaschiert.

Das so hergestellte optische Aufzeichnungsmittel enthält einen ersten Bereich 22, in dem die Deckschicht 18 die Absorptionsschieht 16 nicht berührt und einen zweiten Bereich 24, in dem die Deckschicht 18 die Absorptionsschieht 16 direkt berührt. Der Wärmeübergang von der Absorptionsschieht zur Deckschicht ist im ersten Bereich geringer als im zweiten Bereich, da der Übergang im ersten Bereich nur durch Strahlung oder Konvention möglich

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ist. Im zweiten Bereich dagegen erfolgt der Wärmeübergang wegen des Kontakts der beiden Schichten durch Wärmeleitung. Die Aufnahmeempfindlichkeit im ersten Bereich ist daher höher als im zweiten Bereich, da der Wärmeverlust im ersten Bereich geringer als im zweiten Bereich ist. Da ferner im ersten Bereich kein Kontakt zwischen der Absorptionsschicht und der Deckschicht besteht, sind mechanische Zwänge, die das Entstehen einer Veränderung bzw. Deformation in der Absorptionsschicht behindern könnten, begrenzt. Für einen Bereich auffallender Lichtenergien oberhalb der AufnahmeschwelIe wird daher das Entstehen einer Deformation in der Absorptionsschicht auf den ersten Bereich beschränkt und damit die Verwendung eines Schreiblichtstrahls mit größerem Durchmesser als die erwünschte Breite der aufgezeichneten Spur ermöglicht. Es sei aber darauf hingewiesen, daß bei ausreichend hoher Energiedichte des auf das Aufzeichnungsmittel auftreffenden Schreiblichtstrahls die erzeugte Deformation bzw. Veränderung der Absorptionsschicht sich auch in die zweiten Bereiche erstrecken kann, in denen die Deckschicht die Absorptionsschicht berührt.

In Fig. 4 wird ein Informationsträger 50 teilweise im Schnitt und teilweise perspektivisch gezeigt, in dem eine Information gespeichert ist. Diese wurde in den Träger durch Bestrahlung mit einem modulierten Schreiblichtstrahl eingebracht. Mit Fig. 3 übereinstimmende Teile werden in Fig. 4 ebenso wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden die Nuten als Folge von Vertiefungen 52 in der Deckschicht 18 angeordnet. Die Informationsspur enthält eine oder mehrere Zonen 54 im ersten Bereich mit abweichenden optischen Eigenschaften. Diese gestörten Zonen 54 werden durch ungestörte Zonen 56 des ersten Bereichs der Absorptionsschicht voneinander getrennt. Die Zonen 54 können

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als Öffnungen, Sacklöcher, bzw. Vertiefungen der Absorptionsschicht 16 vorliegen. Die Gegenwart der Zonen 54 und Variationen betreffend die Länge der Zonen längs der Spur und/oder die Abstände zwischen benachbarten Zonen 54 sind repräsentativ für die gespeicherte Information. Ein demjenigen von Fig. 4 ähnlicher Informationsträger kann auch für die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 und 2 hergestellt werden. Auch hierbei werden dann in der Absorptionsschicht eine oder mehrere Zonen mit von der Umgebung abweichenden optischen Eigenschaften gebildet.

Das Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsmittels der ersten und zweiten Zone 20, 22 unterscheidet sich, weil sich die Struktur der Deckschicht in den beiden Bereichen unterscheidet. Dieser Unterschied im Reflexionsvermögen kann dazu ausgenutzt werden, eine Spurinformation zu liefern, durch die es ermöglicht wird, den
Schreib- und Leselichtstrahl dem Weg der erfindungsgemäßen Vertiefungen bzw. Nuten folgen zu lassen.

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Claims

Dr.-Ing. Reimar König · Dipl.-lng. Klaus Bergen Deciliansllee 7B A Düsseldorf 3D Telefon 452OO8 Patentanwälte

12. Juni 1981 34 021 B

RCA Corporation, 30 Rockefeiler Plaza.

New York, NoY. 10020 (V.St.A.)

"Optisches Aufzeichnungsmittel und

mit dem Aufzeichnungsmittel"

Patentansprüche:

Optisches Aufzeichnungsmittel (1O₉ 20, 30, 40) mit einem Substrat (12), einer darauf liegenden, Licht der Wellenlänge eines Schreib- und eines Lese-Lichtstrahls absorbierenden Schicht (16), und einer hierauf liegenden, gegenüber Licht einer Wellenlänge des Schreib- und Lese-Lichtstrahls durchlässigen Deckschicht (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (18) in ihrer die Absorptionsschicht (16) berührenden Oberfläche mindestens eine Vertiefung bzw. Nut (20) besitzt unter Bildung erster Bereiche (22) ohne Berührung von Deckschicht (18) und Absorptionsschicht (16) sowie zweiter Bereiche (24) mit Berührung von Deck- und Absorptionsschicht.

2. Aufzeichnungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich unter der Absorptionsschicht (16) eine einen wesentlichen Teil von auffallendem Licht der Wellenlänge der Schreib- und Leselichtstrahlen reflektierende Schicht (32) befindet.

3. Aufzeichnungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Absorptionsschicht (16), insbesondere in den ersten Bereichen (22) im Hinblick auf eine Verminderung des Reflexionsvermögens ausgewählt ist.

4. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch -gekennzeichnet, daß zwischen die Reflexionsschicht (32) und die Absorptionsschicht (16) eine Abstandsschicht (42) eingefügt ist.

5. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dikken der Abstands- und Absorptionsschichten (42, 16), insbesondere in den ersten Bereichen (22), im Hinblick auf eine Verminderung des Reflexionsvermögens ausgewählt sind.

6. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sein Reflexionsvermögen minimiert ist.

7. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (16) aus organischem Material besteht.

8. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsschicht (42) aus Siliziumdioxid, Siliziummonoxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid besteht.

9. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsschicht (42) aus organischem Material besteht.

10. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (16) aus Titan, Rhodium, Tellur, Selen, Legierungen auf Tellur- sowie Selenbasis, Arsentrisulfid oder Arsentriselenid besteht.

11. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (20) um mehr als etwa 100 Nanometer in die Deckschicht (18) hineinreichen.

12. Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Substrat (12) und die Absorptionsschicht (16) eine Unterlagsschicht eingefügt ist.

13. Informationsträger (50) mit einer in einem Aufzeichnungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 aufgenommenen Information, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Information eine Zone (54) des ersten Bereichs (22) mit vom Rest des ersten Bereichs (22) abweichenden optischen Eigenschaften gehört.