PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69836897T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0000919997
Titel Optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenwechsel
Anmelder Ricoh Co., Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Yuzurihara, Hajime, Tokyo, JP;
Deguchi, Hiroshi, Tokyo, JP;
Shinotsuka, Michiaki, Tokyo, JP;
Shibaguchi, Takashi, Tokyo, JP;
Harigaya, Makoto, Tokyo, JP;
Kinoshita, Mikio, Tokyo, JP;
Kageyama, Yoshiyuki, Tokyo, JP;
Abe, Michiharu, Tokyo, JP
Vertreter Barz, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80803 München
DE-Aktenzeichen 69836897
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.11.1998
EP-Aktenzeichen 981226368
EP-Offenlegungsdatum 02.06.1999
EP date of grant 17.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse G11B 7/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium, umfassend ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, dessen optische Konstante durch Aufbringung von elektromagnetischen Wellen darauf, insbesondere eines Halbleiter-Laserstrahls, veränderbar ist, um die Aufzeichnung und Wiedergabe von Information durchzuführen.

Das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium ist eines der optischen Aufzeichnungsmedien, die durch Aufbringung eines Laserstrahls darauf Information wiedergeben und löschen können.

In Bezug auf die Struktur der Schichten wird ein repräsentatives Beispiel des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums in einer einzigen Abbildung gezeigt. Wie in der Abbildung gezeigt, sind in dem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium eine untere wärmebeständige Schutzschicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine obere wärmebeständige Schutzschicht 4 und eine Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht 5 aufeinanderfolgend auf einem Substrat 1 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet.

Als Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterialien zur Verwendung in der Aufzeichnungsschicht 3 ist eine Vielzahl von Materialien, zum Beispiel GeTe, GeTeSe, GeSbTe und GeSbTeSe herkömmlicher Weise bekannt. Außerdem wird ein AgInSbTe umfassendes Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, welches hohe Empfindlichkeit und hervorragende Löscheigenschaften aufweist, in den offen gelegten japanischen Patentanmeldungen 2-37466, 2-171325, 2-415581 und 4-141485 offenbart.

Die vorstehend erwähnten herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien werden dem Aufzeichnungsvorgang in einem Wärmemodus unterworfen, so dass bei der Wiederholung der Aufzeichnungs- und Löschvorgänge eine Neigung zur Verschlechterung beobachtet wird. Die Verbesserung derartiger Wiederholungseigenschaften ist daher einer der wichtigsten Forschungsgegenstände.

Um die Wiederholungseigenschaften zu verbessern, wird vorgeschlagen, der Aufzeichnungsschicht ein Stickstoffatom zuzusetzen, wie in den offen gelegten japanischen Patentanmeldungen 4-16383 und 8-287515 offenbart wird. Ferner wird, wie in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung 8-287515, um die Wiederholungseigenschaften zu verbessern eine Aufzeichnungsschicht so angeordnet, dass sie sich zwischen einer unteren wärmebeständigen Schutzschicht und einer oberen wärmeempfindlichen Schutzschicht befindet, und überdies wird über die obere wärmebeständige Schutzschicht eine andere wärmebeständige Schutzschicht als die dritte wärmebeständige Schutzschicht gelegt. In diesem Fall wird der thermische Ausdehnungskoeffizient der dritten wärmebeständigen Schutzschicht so gesteuert, dass er kleiner als diejenigen der unteren und oberen wärmebeständigen Schutzschichten ist. Als ein Ergebnis kann Verformung der Aufzeichnungsschicht, wenn Wärme auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, die leicht durch die Verschiebung von Elementen verursacht wird, welche die Aufzeichnungsschicht aufbauen, verhindert werden.

Der Zusatz von einem Stickstoffatom zu dem Aufzeichnungsmaterial erhöht jedoch die Kristallisationstemperatur des Aufzeichnungsmaterials. Als ein Ergebnis kann die anfängliche Kristallisation des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums nicht ohne weiteres durchgeführt werden, und der zum Beenden der anfänglichen Kristallisation benötigte Zeitraum wird erhöht. Ferner ist die Bereitstellung der dritten wärmebeständigen Schutzschicht vom Kostenstandpunkt her unvorteilhaft.

Demgemäß ist es ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches bei der Wiederholung der Vorgänge von Aufzeichnung, Löschung und Wiedergabe nicht schlechter wird.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, dessen anfängliche Kristallisation sehr leicht durchgeführt werden kann.

Die vorstehend erwähnten Ziele der vorliegenden Erfindung können durch ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium erreicht werden, umfassend ein Substrat und eine untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, die in der Lage ist, unter Nutzung von Veränderungen in der Phase eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials in der Aufzeichnungsschicht Information aufzuzeichnen und zu löschen, eine obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht, welche aufeinanderfolgend auf dem Substrat in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P und mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2) bestehend aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen umfasst.

Als Alkalimetallelemente sind Na und K bevorzugt.

Um spezifischer zu sein, ist es zu bevorzugen, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P und mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K umfasst.

In diesem Fall ist wünschenswert, dass die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt, durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X&egr;Y&kgr; (I) wobei X mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ist; Y mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K ist; &agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &egr; + &kgr; = 100; 0,5 ≤ &egr; ≤ 5; und 0,5 ≤ &kgr; ≤ 3 ist.

Alternativ ist es bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1') bestehend aus B, C, Al, Si und P, und ein Fluoratom (F) umfasst.

In diesem Fall ist es erwünscht, dass die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt, durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird: Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X'&rgr;Y'ϕ (II) wobei X' mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1') bestehend aus B, C, Al, Si und P ist; V' ein Fluoratom ist; &agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &rgr; + ϕ = 100; 0,5 ≤ &rgr; ≤ 5; und 0,5 ≤ ϕ ≤ 3 ist.

Überdies ist es bevorzugt, dass die untere wärmebeständige Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 10 × 10–6/°C bis 25 × 10–6/°C aufweisen

In einem solchen Fall ist es bevorzugt, dass die untere wärmebeständige Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NaF, BaF2, COF2, RbF2, SrF2, MgF2, PbF2, KF, CeF3, NdF3, ZnS und ZnO umfassen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler damit verbundener Vorteile wird ohne weiteres erhalten werden, wenn diese mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden wird, betrachtet in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung, wobei:

die einzige Abbildung eine Querschnittsansicht von einem Beispiel eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Aufzeichnungsschicht des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, das Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst. An Stelle von Ag kann Au verwendet werden. Ferner umfasst das Aufzeichnungsmaterial ferner mindestens ein zusätzliches Element mit einer großen Koordinationszahl, das zu der zweiten und dritten Reihe in dem Periodensystem gehört, welches aus der Gruppe (1), bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ausgewählt werden kann, und mindestens ein zusätzliches Element, das aus der aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen bestehenden Gruppe (2) ausgewählt ist.

Die durchschnittliche Koordinationszahl kann unter den das Aufzeichnungsmaterial bildenden Elementen durch den Zusatz des vorstehend erwähnten Elementes mit einer großen Koordinationszahl so eingestellt werden, dass sie gegen 2,35 geht. In dem Fall, wo die durchschnittliche Koordinationszahl nahe 2,35 ist, kann das Aufzeichnungsmaterial in einem kristallinen Zustand leicht glasig werden, wenn das Aufzeichnungsmaterial geschmolzen wird, gefolgt von schneller Abkühlung. Dies bedeutet eine Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristik. Zur gleichen Zeit kann die Viskosität des geschmolzenen Aufzeichnungsmaterials erhöht werden. Daher können die Elemente, welche die Aufzeichnungsschicht bilden, daran gehindert werden, sich darin zu bewegen und darin zu fließen, wenn die Aufzeichnungsschicht durch Aufbringen eines Laserstrahls darauf geschmolzen wird. Als ein Ergebnis können die Wiederholungseigenschaften des erhaltenen Aufzeichnungsmediums verbessert werden.

Jedoch ergibt der Zusatz des vorstehend erwähnten Elementes mit einer großen Koordinationszahl eine ungünstige Nebenwirkung. Und zwar kann die anfängliche Kristallisation der Aufzeichnungsschicht nicht ohne weiteres durchgeführt werden. Daher enthält gemäß der vorliegenden Erfindung das Aufzeichnungsmaterial ferner mindestens ein zusätzliches Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den vorstehend erwähnten Halogenatomen und Alkalimetallelementen besteht.

Insbesondere ist es zu bevorzugen, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst, mindestens ein zusätzliches Element, das aus der Gruppe (1), bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ausgewählt ist, und mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2'), die aus Cl, Br, I und Alkalimetallelementen besteht.

Alternativ ist es auch bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst, mindestens ein zusätzliches Element, das aus der Gruppe (1'), bestehend aus B, C, Al, Si und P ausgewählt ist, und ein Fluoratom (F).

Als Alkalimetallelemente werden in der vorliegenden Erfindung bevorzugt Na und K verwendet.

Es ist bevorzugt, dass die Menge des zusätzlichen Elements mit einer großen Koordinationszahl im Bereich von 0,5 bis 5 Atom-% liegt, bevorzugter im Bereich von 2 bis 5 Atom-% in Bezug auf die Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials.

Es ist zu bevorzugen, dass die Menge von dem anderen zusätzlichen Element, das aus der aus Halogenatomen wie Cl, Br, I und F und Alkalimetallen wie Na und K bestehenden Gruppe ausgewählt ist, in dem Bereich von 0,5 bis 3 Atom-% liegt, bevorzugter in Bereich von 1 bis 3 Atom-% in Bezug auf die Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials.

In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die die untere wärmebeständige Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 10 × 10–6/°C bis 25 × 10–6/°C aufweisen.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung beträgt 23 × 10–6/°C. Wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten nahe an demjenigen der Aufzeichnungsschicht liegen, welche sich zwischen diesen Schutzschichten befindet, sind die thermischen Ausdehnungen dieser drei Schichten beinahe die gleichen, sogar wenn für die Aufzeichnungs- und Löschvorgänge ein Laserstrahl auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird. Als ein Ergebnis wird die durch den Unterschied der thermischen Ausdehnung verursachte Spannung minimiert, und daher können die Wiederholungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums verbessert werden.

Um solche unteren und oberen wärmebeständigen Schutzschichten zu erhalten, ist es zu empfehlen, dass die untere und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht mindestens eine Verbindung umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus NaF, BaF2, CoF2, RbF2, SrF2, MgF2, PbF2, KF, CeF3, NdF3, ZnS und ZnO besteht.

Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der vorstehend erwähnten Verbindungen sind wie folgt:

NaF: 32 × 10–6/°C

BaF2: 18 × 10–6/°C

CoF2: 18 × 10–6/°C

RbF2: 34 × 10–6/°C

SrF2: 17 × 10–6/°C

MgF2: 20 × 10–6/°C

PbF2: 32 × 10–6/°C

KF: 25 × 10–6/°C

CeF3: 15 × 10–6/°C

NbF3: 15 × 10–6/°C

ZnS: 8,0 × 10–6/°C

ZnO: 8,5 × 10–6/°C

Der thermische Ausdehnungskoeffizient der unteren wärmebeständigen Schutzschicht und derjenige der oberen wärmebeständigen Schutzschicht können eingestellt werden, indem mindestens eine der vorstehend aufgeführten Verbindungen der Zusammensetzung von jeder wärmebeständigen Schutzschicht zugesetzt wird.

Die Struktur des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist gleich derjenigen wie in der einzigen Abbildung veranschaulicht.

Das heißt, eine untere wärmebeständige Schutzschicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine obere wärmebeständige Schutzschicht 4 und eine Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht 5 sind aufeinanderfolgend auf einem Substrat 1 übereinander angeordnet, welches Führungsrillen darauf trägt.

Beispiele der Materialien für das Substrat 1 sind Glas, Keramik und Harze. Im Hinblick auf die Formbarkeit ist ein aus einem Harz hergestelltes Substrat in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.

Repräsentative Beispiele des Harzes für die Herstellung des Substrates 1 beinhalten Polycarbonatharz, Acrylharz, Epoxyharz, Polystyrolharz, Polyethylenharz, Polypropylenharz, Siliconharz, Fluor-haltiges Harz, ABS-Harz und Urethanharz. Von diesen Harzen ist Polycarbonatharz in Bezug auf Verarbeitbarkeit und die optischen Merkmale davon als das Material für das Substrat am bevorzugtesten.

Das Substrat 1 kann in der Form einer Scheibe, einer Karte oder eines Blattes sein.

Die untere und obere wärmebeständige Schutzschicht 2 und 4 kann zum Beispiel durch Vakuumabscheidung, Sputtern oder Elektronenstrahlabscheidung bereitgestellt werden.

Die Dicke von jeder wärmebeständigen Schutzschicht 2 und 4 unterscheidet sich je nach den Funktionen als die wärmebeständige Schicht und als die optische interferenzschicht. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Dicke der unteren wärmebeständigen Schutzschicht 2 in dem Bereich von 500 bis 3000 Å liegt, bevorzugter in Bereich von 800 bis 2000 Å. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der oberen wärmebeständigen Schutzschicht 4 in dem Bereich von 100 bis 1000 Å liegt, bevorzugter in Bereich von 150 bis 350 Å.

Die Aufzeichnungsschicht 3 kann ebenfalls auf der unteren wärmebeständigen Schutzschicht 2 mit dem gleichen Verfahren wie vorstehend erwähnt bereitgestellt werden. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 unterscheidet sich je nach der Bandlücke des für die Aufzeichnungsschicht 3 zu verwendenden Aufzeichnungsmaterials. Wenn ein Aufzeichnungsmaterial mit einer Bandlücke von 1,0 eV oder mehr verwendet wird, ist es bevorzugt, dass die Dicke der Aufzeichnungsmaterial 3 in dem Bereich von 50 bis 500 Å liegt, bevorzugter in Bereich von 100 bis 250 Å. Wenn im Gegensatz dazu das Aufzeichnungsmaterial eine Bandlücke von weniger als 1,0 eV hat, kann die Dicke der Aufzeichnungsschicht verringert werden, so dass das durchgelassene Licht vermehrt wird.

Die Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht 5 kann aus verschiedenen Arten von Metallen und Legierungen davon hergestellt werden. Insbesondere Al-Legierungen wie Al-Ti, Al-Ni, Al-Mn, Al-Cr, Al-Zr und Al-Si und Ag-Legierungen wie Ag-Pd werden vorzugsweise für die Herstellung der Licht reflektierenden und Wärme abführenden Schicht 5 verwendet. Die Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht kann durch Vakuumabscheidung, Sputtern oder Elektronenstrahlabscheidung erzeugt werden. Es ist bevorzugt, dass die Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht eine Dicke in dem Bereich von 200 bis 3000 Å hat, bevorzugter in Bereich von 500 bis 2000 Å.

Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen ersichtlich werden, die zur Veranschaulichung der Erfindung geboten werden und nicht dazu gedacht sind, diese zu beschränken.

Beispiel 1

Auf einem Polycarbonat-Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm und einem Durchmesser von 120 mm, das Führungsrillen mit einem Spurabstand von 1,6 &mgr;m und einer Tiefe von 600 Å darauf trug, wurden mit dem Sputterverfahren eine untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht aufeinanderfolgend übereinander angeordnet. Das Material und die Dicke von jeder Schicht werden in Tabelle 1 gezeigt.

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt. Tabelle 1 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26N5Cl3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungsmedium Nr.1 wurde unter Verwendung eines Halbleiter-Laserstrahls mit hoher Energieleistung initialisiert. Die optimalen Initialisierungsbedingungen werden in Tabelle 2 gezeigt.

Die Verteilung des Reflexionsgrades wurde erhalten, indem der Reflexionsgrad um eine beliebige Spur des Aufzeichnungsmediums herum unmittelbar nachdem das Aufzeichnungsmedium initialisiert worden war gemessen wurde. Das Ergebnis wird ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.

Danach wurde eine Aufzeichnungsmarkierung derart in das Aufzeichnungsmedium Nr. 1 geschrieben, dass das Aufzeichnungssignal eines Zufallsmusters (8,64 MHz) mit Acht zu Vierzehn Modulation (EFM) auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wurde, wobei die Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums auf 2,8 m/s eingestellt war.

Die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 1 wurden ausgedrückt durch den Jitterwert in Bezug auf 3T-Signale durch Wiedergabe des überschriebenen EFM-Zufallsmusters bewertet. Bei dem Wiedergabevorgang war die Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums 2,8 m/s.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Wenn der Atomprozentsatz von Cl in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in dem optischen Aufzeichnungsmedium Nr. 1 in Beispiel 1 3 Atom-% oder weniger war, wurde Kristallisation während der Lagerung des Aufzeichnungsmediums verhindert. Mit anderen Worten war die Aufbewahrungsstabilität des Aufzeichnungsmediums hervorragend. Ferner ergaben andere Halogenatome als Cl die gleichen Auswirkungen wie in Beispiel 1.

Vergleichsbeispiel 1

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wie in Tabelle 3 gezeigt verändert wurde. Tabelle 3 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb60Te30N2 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Vergleichs-Aufzeichnungsmedium Nr. 1 hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 4 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Vergleichs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Wenn die in Tabelle 2 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in Tabelle 4 verglichen werden, ist der von dem Aufzeichnungsmedium von Beispiel 1 erhaltene Jitterwert in Bezug auf das 3T-Signal gleich demjenigen, der von dem Vergleichs-Aufzeichnungsmedium von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde, bis die Anzahl der wiederholten Überschreibungen 1000 Mal erreicht. Wenn der Überschreibungsvorgang 5000 Mal wiederholt wird, nimmt der Jitterwert in Vergleichsbeispiel 1 steil zu. Im Gegensatz dazu wird der Jitterwert in Beispiel 1 nicht so sehr verändert, sogar nachdem der Überschreibungsvorgang 5000 Mal wiederholt wurde.

Wie aus den Ergebnissen in den Tabellen 2 und 4 zu ersehen ist, ist überdies der von dem Aufzeichnungsmedium von Beispiel 1 erhaltene Jitterwert kleiner als derjenige, der von dem Vergleichs-Aufzeichnungsmedium von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde, wenn die Energie zum Aufzeichnen niedrig ist. Dies bedeutet, dass das in Beispiel 1 hergestellte Aufzeichnungsmedium in Bezug auf die Empfindlichkeit verbessert ist.

Im Hinblick auf die Initialisierungsbedingungen kann die Energie zum Initialisieren des Aufzeichnungsmediums von Beispiel 1 niedriger und die Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums von Beispiel 1 höher gemacht werden als diejenigen für das Vergleichs-Aufzeichnungsmedium von Vergleichsbeispiel 1. Das heißt, dem Aufzeichnungsmedium bei der Initialisierung auferlegte thermische Beschädigung kann in Beispiel 1 verringert werden. Es wird angenommen, dass eine solche Verringerung der thermischen Beschädigung bei der Initialisierung zu der Verbesserung der Wiederholtüberschreibungseigenschaften beiträgt.

Beispiel 2

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wie in Tabelle 5 gezeigt verändert wurde. Tabelle 5 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb59Te30N2Cl1 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 2 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 6 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 2 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 6
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Wenn die in Tabelle 2 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in Tabelle 6 verglichen werden, sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 etwas besser als die von dem Aufzeichnungsmedium Nr. 2, nachdem der Überschreibungsvorgang 5000 Mal wiederholt wurde. Der Grund hierfür ist, dass der Gehalt von N in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in Beispiel 1 geeigneter ist.

Wie aus den Ergebnissen der Verteilung des Reflexionsgrades nach Initialisierung ersehen werden kann, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 und auch die des Aufzeichnungsmediums Nr. 2 ohne weiteres durchgeführt werden. Jedoch ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 etwas besser als die des Aufzeichnungsmediums Nr. 2, wenn die Aufzeichnungsenergie niedrig ist. Solche Vorteile des Aufzeichnungsmediums Nr1 sind eine Folge des richtigen Gehaltes von Cl in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht. Es wird daher angenommen, dass Cl in der Aufzeichnungsschicht als ein Donor wirkt.

Beispiel 3

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wie in Tabelle 7 gezeigt verändert wurde. Tabelle 7 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26Si5Na3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 3 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 8 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 3 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt.

Tabelle 8
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Wenn die in Tabelle 8 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in Tabelle 4 verglichen werden, sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums Nr. 3 verbessert. Wenn jedoch die Ergebnisse in Tabelle 8 mit denen in Tabelle 2 verglichen werden, so zeigt das Aufzeichnungsmedium Nr. 3 die Neigung, dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit schlechter wird, wenn die Laserenergie zum Aufzeichnen verhältnismäßig niedrig ist. Der Grund dafür ist, dass Na anders als Cl nicht als ein Donor in der Aufzeichnungsschicht fungiert.

Wenn der Gehalt von Si in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 5 Atom-% oder weniger beträgt (in Tabelle 8 nicht gezeigt), kann die anfängliche Kristallisation leicht durchgeführt werden, und wenn der Gehalt von Na in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 3 Atom-% oder weniger beträgt, wird die Aufbewahrungsstabilität des Ladungstransportschicht verbessert. Wenn ferner der Gehalt von Si in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 2 Atom-% oder mehr beträgt, werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums bedeutend verbessert; und wenn der Gehalt von Na in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 1 Atom-% oder mehr beträgt, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums sehr leicht erreicht werden.

Beispiel 4

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wie in Tabelle 9 gezeigt verändert wurde. Tabelle 9 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26B5K3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 4 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 10 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 4 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 10 gezeigt.

Tabelle 10
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen ersehen werden kann, sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums Nr. 4 verbessert.

Wenn der Gehalt von B in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 5 Atom-% oder weniger beträgt (in Tabelle 10 nicht gezeigt), kann die anfängliche Kristallisation leicht durchgeführt werden, und wenn der Gehalt von B 2 Atom-% oder mehr beträgt, werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums bedeutend verbessert. Wenn andererseits der Gehalt von K in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 3 Atom-% oder weniger beträgt, wird die Aufbewahrungsstabilität des Aufzeichnungsmediums verbessert; und wenn der Gehalt von K in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 1 Atom-% oder mehr beträgt, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums sehr leicht erreicht werden.

Beispiel 5

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle 11 gezeigt verändert wurde. Tabelle 11 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (MgF2)55(ZnS)45 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26N5Cl3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (MgF2)55(ZnS)45 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 5 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 12 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 5 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 12 gezeigt.

Tabelle 12

  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Es wird bestätigt, dass die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums Nr. 5 durch Verwendung der unteren und oberen wärmebeständigen Schutzschicht mit solchen Zusammensetzungen wie in Tabelle 11 gezeigt verbessert werden. Der Grund für eine solche Verbesserung der Wiederholtüberschreibungseigenschaften ist, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unteren und oberen wärmebeständigen Schutzschicht nahe bei denjenigen der Aufzeichnungsschicht und der Licht reflektierenden und Wärme abführenden Schicht sind und daher die zwischen den Schichten erzeugte Spannung verringert werden kann.

Beispiel 6

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle 13 gezeigt verändert wurde. Tabelle 13 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (PbF2)40(ZnS)60 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26N5Cl3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (PbF2)40(ZnS)60 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 6 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 14 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 6 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 14 gezeigt.

Tabelle 14
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Es wird bestätigt, dass das Aufzeichnungsmedium Nr. 6 verbesserte Wiederholtüberschreibungseigenschaften ähnlich dem in Beispiel 5 hergestellten optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 5 zeigt.

Beispiel 7

Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle 15 gezeigt verändert wurde. Tabelle 15 Struktur der Schichten Filmbildungsbedingungen Material Dicke (Å) Filmbildungsverfahren Untere wärmebeständige Schutzschicht (NdF3)55(ZnS)45 (Mol-%) 1700 RF-Sputtern Aufzeichnungsschicht Ag3In5Sb58Te26N5Cl3 (Atom-%) 230 RF-Sputtern Obere wärmebeständige Schutzschicht (NdF3)55(ZnS)45 (Mol-%) 350 RF-Sputtern Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht Al-Legierung 900 Gleichstrom-Sputtern

Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 7 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades nach der Initialisierung werden in Tabelle 16 gezeigt.

Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 7 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 16 gezeigt.

Tabelle 16
  • (*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.

Es wird bestätigt, dass das Aufzeichnungsmedium Nr. 6 verbesserte Wiederholtüberschreibungseigenschaften ähnlich den in den Beispielen 5 und 6 hergestellten optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 5 beziehungsweise Nr. 6 zeigt.

Wie vorstehend erklärt wurde, kann die anfängliche Kristallisation des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung leicht durchgeführt werden. Gleichzeitig werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften und die Aufzeichnungsempfindlichkeit bedeutend verbessert.


Anspruch[de]
Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium umfassend ein Substrat und eine untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, die in der Lage ist, unter Nutzung von Veränderungen in der Phase eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials in der Aufzeichnungsschicht Information aufzuzeichnen und zu löschen, eine obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht, welche aufeinanderfolgend auf dem Substrat in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial umfasst:

Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,

mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P, und

mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2) bestehend aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen.
Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Alkalimetallelemente Na und K umfassen. Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Aufzeichnungsmaterial umfasst:

Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,

mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P, und

mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K.
Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Aufzeichnungsmaterial umfasst:

Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,

mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1') bestehend aus B, C, Al, Si und P, und

ein Fluoratom (F).
Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt, durch die Formel (I) wiedergegeben wird: Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X&egr;Y&kgr; (I) wobei X mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ist; Y mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K ist; &agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &egr; + &kgr; = 100; 0,5 ≤ &egr; ≤ 5; und 0,5 ≤ &kgr; ≤ 3 ist. Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt, durch die Formel (II) wiedergegeben wird: Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X'&rgr;Y'ϕ (II) wobei X' mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1') bestehend aus B, C, Al, Si und P ist; Y' ein Fluoratom ist; &agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &rgr; + ϕ = 100; 0,5 ≤ &rgr; ≤ 5; und 0,5 ≤ ϕ ≤ 3. Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die untere wärmebeständige Schutzschicht und die obere wärmebeständige Schutzschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 10 × 10–6/°C bis 25 × 10–6/°C aufweisen. Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei die untere wärmebeständige Schutzschicht und die obere wärmebeständige Schutzschicht mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NaF, BaF2, CoF2, RbF2, SrF2, MgF2, PbF2, KF, CeF3, NdF3, ZnS und ZnO umfassen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com