ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И СПОСОБ ЗАПИСИ/ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДЛЯ НЕГО Российский патент 2013 года по МПК G11B7/243 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к оптическому носителю записи информации и способу записи/воспроизведения для него, и, в частности, оно может быть применено к записываемому оптическому носителю записи информации.

Уровень техники

До настоящего времени в оптических носителях информации, таких как компакт-диск (CD) или цифровой универсальный диск (DVD), в качестве материала записываемого оптического носителя записи информации используется в основном органическое красящее вещество. Причина состоит в том, что относительно легко поддерживать совместимость с постоянно запоминающим устройством (ПЗУ) (ROM), от которого требуется наличие относительно высокого коэффициента отражения с точки зрения стандарта в области длин волн лазерного луча, используемого для записи/воспроизведения в случае применения органического красящего вещества. Далее, поскольку записываемый оптический носитель записи информации получается только простым процессом покрытия центрифугированием органического красящего вещества и последующего формирования отражающего слоя напылением, это выгодно также с точки зрения стоимости изготовления, инвестирования средств и тому подобного.

Однако, когда длина волны лазерного луча, используемого для записи и воспроизведения, становится короче, и начинает использоваться лазерный луч (с длиной волны примерно 400 нм) сине-фиолетового диапазона длин волн, обстоятельства меняются. В частности, нелегко синтезировать органическое красящее вещество, которое можно адаптировать к лазерному лучу с этой длиной волны с точки зрения чувствительности записи и сигнальных характеристик. Существующую простую слоевую конфигурацию оптического носителя записи информации также нелегко адаптировать к этому лазерному лучу. Далее становится ясно, что невозможность поддерживать однородность между плоскими участками и канавками из-за изготовления записывающего носителя записи информации путем покрытия центрифугированием невыгодно также с точки зрения биполярного сигнала, перекрестных помех и тому подобного при высокой плотности записи.

Чтобы ответить на эти требования, зачастую используют неорганический записывающий материал вместо органического красящего вещества. Записываемый оптический носитель записи информации, использующий неорганический записывающий материал, изучается, но не используется на практике из-за низкой совместимости с ПЗУ, имеющим высокую отражательную способность, и необходимости дорогостоящего напылительного оборудования, способного формировать многослойную пленку из материала. Однако в общем, зависимость неорганического записывающего материала от длины волны лазерного луча не выше, чем у органического красящего вещества. Помимо этого, формирование множества слоев записи информации (путем формирования множества слоев записи информации вдвое или более увеличивается емкость записи оптического диска без увеличения размера), что часто применяется в последние годы, легко выполняется не только в случае использования органического красящего вещества. Следовательно, использование неорганического записывающего материала становится главным направлением для материала оптической записи следующего поколения вместо органического красящего вещества, а также применяется на практике.

Предложены неорганические записывающие материалы различных типов. Например, предложен записываемый оптический носитель записи оптической информации, использующий слой записи в виде, сформированном путем изготовления двух или более тонких пленок различных металлов или полуметаллов в контакте друг с другом (см. патентный документ 1). В записываемом оптическом носителе записи информации многослойная пленка частично превращается в сплав под действием тепла, вырабатываемого излучением лазерного луча, для образования единой пленки, в результате чего формируется метка записи. В качестве применений этого способа предложены также различные формы с различными материалами (см., например, патентный документ 2). Предложен также записываемый оптический носитель записи информации, использующий для слоя записи состав на основе окислов (см., например, патентные документы 3 и 4).

Однако еще далеко до той ситуации, чтобы эти носители в достаточной мере удовлетворяли условиям, необходимым для записываемого оптического носителя записи информации. В частности, желательно, чтобы записываемый оптический носитель записи информации имел характеристику, когда записанная информация стабильно сохраняется в исходном состоянии длительное время (архивная характеристика), характеристику, когда сигнал не искажается лазерным лучом при воспроизведении во время воспроизведения сигнала (стабильность воспроизведения), характеристику, когда качество не изменяется при нормальном долгосрочном хранении и сохраняется характеристика записи (характеристика хранения), и тому подобное. Однако еще далеко до состояния, когда каждый из традиционных записываемых оптических носителей информации имел бы все эти характеристики. Помимо того, с точки зрения стоимости изготовления записываемого оптического носителя записи информации и гарантированного запаса надежности в процессе изготовления, требуется также, чтобы число слоев, составляющих записываемый оптический носитель записи информации, было как можно меньше, а процесс проще. Или, конкретнее, с точки зрения характеристик записи/воспроизведения, требуется также достаточная чувствительность и скорость отклика, чтобы обеспечить сигнал записи/воспроизведения, который является превосходным в широком диапазоне линейных скоростей.

Предложен записываемый оптический носитель записи информации, использующий неорганический записывающий материал, включающий в себя слой записи, имеющий состав, выраженный как Sb_aIn_bSn_cZn_dSi_eO_fS_h, где а>0, b>0, c>0, d>0, e>0, f>0, h>0 и a+b+c+d+e+f+h=100 (см. патентный документ 5). Предложен также записываемый оптический носитель записи информации, использующий слой записи, имеющий состав, выраженный как Sb_aX_bSn_cZn_dSi_eO_fS_h, где Х представляет собой элемент, выбранный из In, Ge, Al, Zn, Mn, Cd, Ga, Ti, Si, Те, Nb, Fe, Co, W, Mo, S, Ni, O, Se, Tl, As, P, Au, Pd, Pt, Hf и V, где а>0, b>0, c>0, d>0, e>0, f>0, h>0 и a+b+c+d+e+f+h=100 (см. патентный документ 6).

Далее предложен записываемый оптический носитель записи информации, имеющий множество слоев записи информации, использующий слой записи, содержащий по меньшей мере один металл М, выбранный из группы, состоящей из Ni, Си, Si, Ti, Ge, Zr, Nb, Mo, In, Sn, W, Pb, Bi, Zn и La, и элемент Х, который связан с металлом М путем облучения лазерным лучом для записи, благодаря чему генерируется кристалл из металла М и соединения (см. патентные документы 7 и 8).

Патентные документы

Патентный документ 1: выложенная заявка на патент Японии № Sho 62-204442.

Патентный документ 2: патент Японии №3066088.

Патентный документ 3: выложенная заявка на патент Японии № Sho 54-7458.

Патентный документ 4: выложенная заявка на патент Японии №2006-281751.

Патентный документ 5: выложенная заявка на патент Японии №2003-72244.

Патентный документ 6: выложенная заявка на патент Японии №2003-182237.

Патентный документ 7: выложенная заявка на патент Японии №2005-125726.

Патентный документ 8: выложенная заявка на патент Японии №2005-129192.

Раскрытие изобретения

Как описано выше, трудно получить недорогой записываемый оптический носитель записи информации, на котором записанная информация длительное время стабильно хранится в исходном состоянии, сигнал не искажается лазерным лучом при воспроизведении во время воспроизведения сигнала, качество не меняется при нормальном долгосрочном хранении, поддерживается характеристика записи и обеспечиваются превосходная чувствительность и скорость отклика, благодаря чему реализуется характеристика записи/воспроизведения, которая превосходна в широком диапазоне линейных скоростей и мощности записи.

В случае использования носителя записи, описанного в патентных документах 5 и 6, в качестве записывающего материала слоя записи информации, который не соприкасается с подложкой в записываемом оптическом носителе записи информации с множеством слоев записи информации, имеются такие проблемы, как то: степень модуляции в случае выполнения записи низка, а число проигрываний мало.

Слой записи информации, который не соприкасается с подложкой в записываемом оптическом носителе записи информации с множеством слоев записи информации, должен пропускать лазерный луч для записи информации на слой записи информации, который соприкасается с подложкой, или для воспроизведения с него.

Настоящее изобретение сделано с учетом этих проблем, и цель изобретения состоит в обеспечении оптического носителя записи информации и способа его записи/воспроизведения, которые устраняют отмеченные выше недостатки и удовлетворяют вышеуказанным условиям.

Изобретатели провели тщательное исследование для решения этих проблем. В результате у них появилась мысль использовать в оптическом носителе записи информации с множеством слоев записи информации двух или более видов между подложкой и защитным слоем слой записи, выполненный из записывающего материала с составом, удовлетворяющим нижеследующей формуле (1), в качестве одного из слоев записи информации, которые не соприкасаются с подложкой. По этой мысли вышеописанные условия удовлетворяются и реально обеспечиваются.

$${[{(ZnS)}_x{(Si{O}_2)}_{1-x}]}_y{(S{b}_z{X}_{1-z})}_{1-y},(1)$$

где 0<х≤1,0, 0,3≤y≤0,7, 0,8≤z≤1,0, и Х представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ga, Те, V, Si, Zn, Та, Sn и Tb.

То есть оптический носитель записи информации (первое изобретение) по настоящему изобретению, решающему указанные проблемы, имеет множество слоев записи информации двух или более видов между подложкой и защитным слоем. По меньшей мере один слой записи информации, который не соприкасается с подложкой, из множества слоев записи информации имеет слой записи с составом, выраженным формулой

[(ZnS)_x(SiO₂)_1-x]_y(Sb_zX_1-z)_1-y,

(где 0<х≤1,0, 0,3≤y≤0,7, 0,8≤z≤1,0, и Х представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ga, Те, V, Si, Zn, Та, Sn и Tb).

В оптическом носителе записи информации, в случае записи информации по меньшей мере на один слой записи информации, который не соприкасается с подложкой, путем облучения лазерным лучом информация записывается на слой записи за счет того, что вызывается качественное изменение, сопровождающее изменение оптической постоянной.

Оптический носитель записи информации предпочтительно имеет диэлектрический слой, предусмотренный в контакте по меньшей мере с одной стороной слоя записи по меньшей мере одного слоя записи информации, или пару диэлектрических слоев на обеих сторонах слоя записи. За счет этих диэлектрических слоев обеспечивается защита слоя записи. Для получения превосходных характеристик записи/воспроизведения толщина слоя записи предпочтительно составляет от включительно 3 нм до включительно 40 нм. Однако изобретение не ограничено этой толщиной.

Обычно лазерный луч для записи информации по меньшей мере на один слой записи информации или воспроизведение с него входит со стороны защитного слоя. Однако изобретение не ограничено вышесказанным. В случае, когда лазерный луч для записи/воспроизведения входит со стороны защитного слоя, лазерный луч для записи информации на слой записи информации, который не соприкасается с подложкой, из множества слоев записи информации, или для воспроизведения информации из него должен пройти по меньшей мере через один слой записи информации.

Длина волны лазерного луча для записи информации по меньшей мере на один слой записи информации или воспроизведение информации с него в оптическом носителе записи информации обычно составляет от включительно 385 нм до включительно 415 нм, но изобретение не ограничено этой длиной волны.

Множество слоев записи информации уложены друг на друга с промежуточным слоем между ними.

При необходимости в качестве слоев записи информации, отличных от слоя записи информации, включающий в себя слой записи с составом, выраженным формулой (1), из множества слоев записи информации используются и выбираются известный слой записи информации, перезаписываемый слой записи информации, слой постоянной записи информации и тому подобное.

Способ записи/воспроизведения для оптического носителя записи информации по настоящему изобретению (второе изобретение) записывает/воспроизводит информацию путем введения лазерного луча с длиной волны от включительно 385 нм до включительно 415 нм по меньшей мере один слой записи информации на оптическом носителе записи информации по изобретению.

В первом и втором изобретениях, выполненных как описано выше, слой записи с составом, выраженным формулой [(ZnS)_x(SiO₂)_1-x]_y(Sb_zX_1-z)_1-y, имеет стабильность, а сверх того, превосходную чувствительность и скорость отклика для лазерного луча, предпочтительно, лазерного луча с длиной волны от включительно 385 нм до включительно 415 нм.

Согласно настоящему изобретению можно получить следующие различные результаты. А именно, записанная информация стабильно сохраняется длительное время в исходном состоянии, сигнал не искажается лазерным лучом для воспроизведения во время воспроизведения сигнала, качество не изменяется при нормальном долгосрочном хранении и поддерживается характеристика записи. Число слоев, составляющих оптический носитель записи информации, может быть мало, а процесс изготовления прост, так что можно гарантировать стоимость изготовления оптического носителя записи информации и запас надежности в процессе изготовления. Помимо того, получается превосходная чувствительность и скорость отклика для лазерного луча для записи/воспроизведения. Следовательно, можно получить характеристику записи/воспроизведения, превосходную в широком диапазоне линейных скоростей и мощности записи. Оптический носитель записи информации слабо зависит от длины волны лазерного луча для записи/воспроизведения, не нуждается в инициализации, достаточно стабилен также по мощности лазерного луча для воспроизведения и имеет высокую стойкость к воздействию окружающей среды. Далее, по меньшей мере один слой записи информации, который не соприкасается с подложкой, может пропускать лазерный луч для записи информации на слой записи информации, который соприкасается с подложкой, или для воспроизведения информации из него.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематический разрез, иллюстрирующий основную часть оптического носителя записи оптической информации по первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - схематический график, иллюстрирующий изменения степени модуляции в зависимости от мощности записи оптического носителя записи информации согласно примеру 1.

Фиг.3 - схематический график, иллюстрирующий изменения дрожания в зависимости от мощности записи оптического носителя записи информации согласно примеру 1.

Фиг.4 - схематический график, иллюстрирующий связь между составом слоя записи в оптическом носителе записи информации согласно примеру 1 и характеристикой записи/воспроизведения.

Фиг.5 - схематический график, иллюстрирующий изменения степени модуляции в зависимости от отражательной способности оптического носителя записи информации согласно примеру 1.

Фиг.6 - схематический график, иллюстрирующий изменения числа воспроизведений в зависимости от мощности воспроизведения оптического носителя записи информации согласно примеру 1.

Фиг.7 - схематический разрез, иллюстрирующий основную часть оптического носителя записи информации согласно второму варианту осуществления изобретения.

Фиг.8 - схематический график, иллюстрирующий изменения дрожания и степени модуляции в зависимости от мощности воспроизведения оптического носителя записи информации согласно примеру 2.

Наилучшие варианты осуществления изобретения

Ниже будут описаны наилучшие варианты осуществления настоящего изобретения (именуемые здесь далее вариантами осуществления). Описание будет дано в следующем порядке.

1. Первый вариант осуществления (оптический носитель записи оптической информации).

2. Второй вариант осуществления (оптический носитель записи оптической информации).

7. Первый вариант осуществления

Носитель записи информации

Фиг.1 иллюстрирует оптический носитель 1 записи информации согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Оптический носитель 1 записи информации представляет собой двухслойный носитель записи оптической информации с двумя слоями записи информации.

В оптическом носителе 1 записи информации на подложке 10 последовательно уложены первый слой 11 записи информации, промежуточный слой 12, второй слой 13 записи информации и защитный слой 14. Второй слой 13 записи информации слой 13 включает в себя первый диэлектрический слой 13а, слой 13b записи и второй диэлектрический слой 13 с, последовательно уложенные на промежуточном слое 12.

Информация записывается на оптический носитель 1 записи информации или воспроизводится с него при помощи лазерного луча, например лазерного луча с длиной волны от включительно 385 нм до включительно 415 нм, входящего со стороны защитного слоя 14 или выходящего из него. Носитель 1 записи информации, как правило, имеет форму диска, но не ограничивается этой формой.

Материал, толщина, способ формирования и тому подобное для подложки 10 могут выбираться произвольно при условии, что обеспечиваются желаемые характеристики. В качестве материала, используемого для подложки 10, предпочтительна, с точки зрения стоимости, пластмасса, такая как поликарбонат или смола на основе акрила. Однако этот материал не ограничивается пластмассой, но можно использовать и иной материал, такой как стекло. В случае, когда лазерный луч для записи-воспроизведения входит со стороны защитного слоя 14, как описано выше, подложка 10 не обязательно является прозрачной. Следовательно, в качестве материал подложки 10 можно использовать и такой непрозрачный материал как металл. В случае использования пластмассы для подложки 10 можно использовать для формирования подложки 10, например, способ литья под давлением, фотополимерный способ (способ 2Р) с использованием отверждаемой ультрафиолетом смолы или тому подобное. Материал и способ формирования подложки 10 не ограничиваются вышеописанными материалом и способом, но могут быть произвольными при условии, что в достаточной мере обеспечиваются желаемая форма (например, форма диска толщиной 1,1 мм и диаметром 120 мм) и оптическая однородность поверхности подложки 10. Толщина подложки 10 не ограничивается, но предпочтительно составляет от включительно 0,3 мм до включительно 1,3 мм. Когда толщина подложки менее 0,3 мм, плотность оптического носителя 1 записи информации уменьшается, и оптический носитель 1 записи информации стремится покоробиться. С другой стороны, когда толщина подложки 10 больше 1,3 мм, толщина оптического носителя 1 записи информации становится больше, чем толщина 1,2 мм у CD или DVD. Поэтому может получиться, что в случае создания приводного устройства для записи/воспроизведения, поддерживающего все носители, один и тот же лоток для дисков нельзя будет использовать для всех носителей.

На поверхности на стороне, на которой сформирован первый слой 11 записи информации подложки 10, могут формироваться вогнутые-выпуклые желобковые дорожки, питы или тому подобное. Они дают возможность направлять лазерный луч для записи и воспроизведения по желобку к произвольной позиции на первом слое 11 записи информации или к подлежащей получению адресной информации. В качестве формы желобков приемлемы разнообразные формы, такие как спиральная форма, концентрическая форма, последовательность питов и тому подобное. Первый слой 11 записи информации может быть записываемым или перезаписываемым слоем записи информации или только считываемым слоем записи информации и делается из известного материала.

Промежуточный слой 12 предусматривается для отделения друг от друга первого слоя 11 записи информации и второго слоя 13 записи информации и выполнен из материала, не поглощающего свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения. Толщину промежуточного слоя 12 выбирают по необходимости, например, от 20 мкм до 30 мкм. Однако эта толщина не ограничивается 20-30 мкм. В качестве материала, не поглощающего свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, можно использовать, например, отверждаемый светом материал, такой как отверждаемая ультрафиолетом смола. В частности, промежуточный слой 12 можно формировать, например, путем нанесения отверждаемой ультрафиолетом смолы, не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения до желаемой толщины посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием или тому подобного и последующего облучения этой смолы ультрафиолетовым светом для ее отверждения. Альтернативно, промежуточный слой 12 можно формировать путем приклеивания отверждаемой светом самоклеящейся пленки (PSA), не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения и облучения этой пленки ультрафиолетовым светом для ее отверждения. Вогнутые-выпуклые желобковые дорожки могут быть перенесены с помощью вогнутых-выпуклых желобковых дорожек, полученных после облучения ультрафиолетовыми лучами. Это позволяет направлять лазерный луч для записи и воспроизведения по желобку к произвольной позиции на втором слое 13 записи информации 13 или к подлежащей получению адресной информации. В качестве формы желобков приемлемы разнообразные формы, такие как спиральная форма, концентрическая форма, последовательность питов и тому подобное.

Слой 13b записи второго слоя 13 записи информации имеет состав, удовлетворяющий вышеописанной формуле (1). Предпочтительно, в качестве способа формирования слоя 13b записи используется напыление. Однако этот способ формирования не ограничивается напылением. Первый и второй диэлектрические слои 13а и 13с второго слоя 13 записи информации предусмотрены для защиты слоя 13b записи и для управления оптическими характеристиками и тепловыми характеристиками во время записи/воспроизведения. В качестве материала первого и второго диэлектрических слоев 13а и 13с можно произвольно выбирать и использовать согласно желаемым характеристикам диэлектрик, который можно в общем использовать в традиционно известном оптическом диске, такой как SiN, ZnS-SiO₂, Ta₂O₅ или тому подобное. Каждый из первого и второго диэлектрических слоев 13а и 13с может быть выполнен из множества видов диэлектриков.

Второй слой 13 записи информации, включающий в себя первый диэлектрический слой 13а, слой 13b записи и второй диэлектрический слой 13с, имеет достаточно высокую прозрачность, чтобы первый слой 11 записи информации записывался/воспроизводился лазерным лучом для записи/воспроизведения через второй слой 13 записи информации.

В случае, когда лазерный луч для записи-воспроизведения входит со стороны защитного слоя 14, как описано выше, желательно, чтобы защитный слой 14 не обладал способностью поглощать лазерный луч. В частности, например, желательно устанавливать толщину защитного слоя 14 на 0,3 мм или менее и выбирать в качестве материала защитного слоя 14 материал с коэффициентом пропускания лазерного луча для записи/воспроизведения 90% или выше. В частности, при установке толщины защитного слоя 14 на 3-177 мкм и комбинировании толщины с высокой числовой апертурой NA (например, 0,85) объектива в оптической системе записи/воспроизведения приводного устройства для записи/воспроизведения в оптическом носителе 1 записи информации реализуется запись высокой плотности.

При условии, что вышеописанное условие удовлетворяется, конфигурация и способ формирования защитного слоя 14 не ограничиваются. В частности, защитный слой 14 можно формировать, например, посредством нанесения отверждаемой ультрафиолетом смолы, не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения до желаемой толщины 0,3 мм или менее (например, 0,1 мм) посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием или тому подобного и последующего облучения этой смолы ультрафиолетовым светом для ее отверждения. Альтернативно, защитный слой 14 можно формировать путем установки светопропускающего листа (пленки), который имеет толщину 0,3 мм или менее, выполнен из пластмассы, такой как поликарбонат или смола на основе акрила, и достаточно оптически однороден на отверждаемом ультрафиолетом клейком материале, нанесенном посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием до толщины от включительно 5 мкм до включительно 15 мкм. Альтернативно, защитный слой 14 можно формировать приклеиванием светопропускающего листа таким адгезивом, как самоклеящийся адгезив (PSA).

Далее, при необходимости, для предотвращения налипания пыли к поверхности защитного слоя 14 или царапания в его поверхности может быть сформирован защитный слой (не показан), выполненный из органического или неорганического материала, на поверхности защитного слоя 14. Для этого защитного слоя желательно использовать материал, почти не имеющий способности поглощать лазерный луч для записи/воспроизведения.

Пример 1

Оптический носитель 1 записи информации для выполнения записи и воспроизведения устройством записи/воспроизведения оптических дисков с использованием объектива второго порядка с числовой апертурой 0,85 и полупроводникового лазерного источника, который излучает лазерный луч с длиной волны 405 нм, изготавливался следующим образом.

В качестве подложки 10 изготавливалась литьем под давлением поликарбонатная подложка толщиной 1,1 мм с желобком с шагом дорожки 0,32 мкм на одной стороне. Первый слой 11 записи информации формировался на этой поликарбонатной подложке. Клейкий материал типа отверждаемого ультрафиолетом наносился на первый слой 11 записи информации до толщины 25 мкм посредством нанесения покрытия центрифугированием. Желобковая дорожка переносилась штампом из поликарбоната. Клейкий материал облучался ультрафиолетовым светом для образования промежуточного слоя 12. На промежуточном слое 12 последовательно путем напыления формировались пленка Ta₂O₅ толщиной 10 нм в качестве первого диэлектрического слоя 13а, слой 13b записи толщиной 10 нм и пленка Ta₂O₅ толщиной 30 нм в качестве второго диэлектрического слоя 13с, в результате чего формировался второй слой 13 записи информации. Защитный слой 14 формировался на втором слое 13 записи информации. Таким образом, изготавливался оптический 1 записи информации по Примеру 1.

Во время формирования слоя 13b записи путем напыления использовалась унитарная мишень, приготовленная путем смешивания ZnS, SiO₂, Sb и Ga. Совместное напыление выполнялось в состоянии, когда газ Ar при 95 см³/мин пропускался для формирования слоя 13b записи, имеющего состав, выраженный формулой (1), где х=0,8, y=0,35 и z=0,8.

Оптический носитель 1 записи информации, изготовленный как описано выше, подвергался оценке. Для этой оценки использовались ODU-1000 (с длиной волны лазерного луча 405 нм), изготовленный компанией Pulstec Industrial Co., Ltd., спектр-анализатор R3267, изготовленный компанией Advantest Corporation, анализатор дрожания LE1876, изготовленный компанией Leader Electronics Corp., и тому подобное. Оценка сигнала оптического носителя 1 записи информации выполнялась при линейной скорости 4,92 м/с и битовой длине канала 74,50 нм, согласованная со стандартом плотности Blu-ray Disc DL 50 GB. Запись сигнала выполнялась при линейной скорости 4,92 м/с, двукратной линейной скорости 9,84 м/с и четырехкратной линейной скорости 19,68 м/с.

Оптический носитель 1 записи информации подвергали оценке записи/воспроизведения. При коэффициенте отражения 4,8% и линейной скорости 4,92 м/с дрожание составляло 6,5% при мощности записи 7,1 мВт. Когда степень модуляции определялась по формуле (18H-18L)/18H для уровня сигнала 18Н в части 8Т пространства и уровня сигнала 18L в части 8Т метки, значение составляло 47% и проявлялась очень хорошая характеристика записи/воспроизведения.

При двукратной линейной скорости 9,84 м/с дрожание было 6,3%, а степень модуляции составляла 42% при мощности записи 8,4 мВт. При четырехкратной линейной скорости 19,68 м/с дрожание было 6,6%, а степень модуляции составляла 44% при мощности записи 10,0 мВт.

Результат оценки записи/воспроизведения показан на фиг.2 и 3. Как видно из фиг.2, оптический носитель 1 записи информации имеет высокую чувствительность записи при любых линейных скоростях и очень хорошую характеристику записи/воспроизведения. Как видно из фиг.3, в качестве допуска по флюктуациям мощности записи в случае, когда дрожание 10,5% установлено как верхний предел, флюктуация мощности примерно ±15% допускается при любой линейной скорости. Носитель 1 записи информации имеет достаточно широкий допуск по мощности. Фиг.4 показывает изменения в дрожании, когда «y» изменяется в случае, где состав слоя 13b записи выражается формулой (1). Как показано на фиг.4, путем изменения состава слоя 13b записи можно изменить характеристику записи/воспроизведения.

Заданная запись выполнялась на оптическом носителе 1 записи информации, и оптический носитель 1 записи информации помещался в ванну с постоянной температурой и влажностью 80°С и 85% относительной влажности. По истечении 400 часов выполнялось измерение характеристики записи/воспроизведения способом, аналогичным описанному выше. В результате, все измеренные значения коэффициента отражения, плотности записи, степени модуляции и дрожания были такими же, как перед тем, как носитель 1 записи информации был помещен в ванну. Таким образом, было установлено, что оптический носитель 1 записи информации сохраняет превосходные характеристики длительное время даже в суровых условиях окружающей среды.

Заданная запись была выполнена на оптическом носителе 1 записи информации, и воспроизведение выполнялось при условиях по мощности воспроизведения более жестких, нежели нормальные условия. В результате, даже после того, как информацию воспроизводили миллион раз при четырехкратной линейной скорости 19,68 м/с и 1,2 мВт, погрешность не менялась. Таким образом, было установлено, что оптический носитель 1 записи информации сохраняет превосходное состояние записи длительное время также при многократном воспроизведении.

Сопоставительный пример

Оптический носитель записи информации по сопоставительному примеру, использующий обычный записывающий материал на основе SbInSn, описанный в патентных документах 5 и 6, вместо записывающего материала с составом, выраженным формулой (1), в качестве материала слоя 13b записи во втором слое 13 записи информации оптического носителя 1 записи информации по Примеру 1, сравнивался с оптическим носителем 1 записи информации по первому варианту осуществления со слоем 13b записи, выполненным из материала, полученного смешиванием Sb и Ga в дополнение к ZnS и SiO₂.

Для оценки аналогично первому варианту осуществления использовались ODU-1000 (с длиной волны лазерного луча 405 нм), изготовленный компанией Pulstec Industrial Co., Ltd., спектр-анализатор R3267, изготовленный компанией Advantest Corporation, анализатор дрожания LEI 876, изготовленный компанией Leader Electronics Corp., и тому подобное.

Запись выполнялась при линейной скорости 9,84 м/с, что вдвое больше линейной скорости 4,92 м/с, согласованной со стандартом плотности 50 GB, и битовой длине канала 74,50 нм. Фиг.5 показывает изменения в степени модуляции в зависимости от коэффициента отражения традиционного оптического носителя записи информации, который выполняет запись, как описано выше, и оптического носителя записи информации по изобретению. Как видно из фиг.5, степень модуляции в оптическом носителе записи информации по сопоставительному примеру, использующему записывающие материалы, описанные в патентных документах 5 и 6, менее 40% и ниже. В противоположность этому, степень модуляции оптического носителя 1 записи информации по первому варианту осуществления, использующему записывающие материалы с составом, выраженным формулой (1), составляет 40-55% и выше. Превосходство оптического носителя 1 записи информации по Примеру 1 очевидно.

Заданная запись выполнялась на оптическом носителе записи информации по сопоставительному примеру и оптическом носителе 1 записи информации. После этого выполнялось воспроизведение при условиях по мощности воспроизведения более жестких, нежели нормальные условия, на линейной скорости 4,92 м/с. Фиг.6 иллюстрирует изменения в числе воспроизведений, после которого скорость появления битовых ошибок становится 1×10^-4 или выше, для мощности воспроизведения оптического носителя записи информации по сопоставительному примеру и оптического носителя 1 записи информации, с которого воспроизводилась информация. Как видно из фиг.6, число воспроизведений оптического носителя 1 записи информации по Примеру 1 больше, чем у оптического носителя записи информации по сопоставительному примеру, использующему записывающие материалы, описанные с патентных документах 5 и 6, и превосходство оптического носителя 1 записи информации по Примеру 1 очевидно.

Как описано выше, согласно первому варианту осуществления, поскольку слой 13b записи во втором слое 13 записи информации имеет состав по формуле (1), получается двухслойный оптический носитель записи информации с низкой стоимостью, на котором записанная информация устойчиво хранится длительное время в исходном состоянии, сигналы не искажаются лазерным лучом для воспроизведения во время воспроизведения сигнала, качество не изменяется при обычном длительном хранении, поддерживается также характеристика записи, обеспечиваются превосходная чувствительность и скорость отклика, и превосходные характеристики записи/воспроизведения сигналов реализуются в широком диапазоне линейных скоростей и мощностей записи. Лазерный луч для записи информации на первый слой 11 записи информации или для воспроизведения информации с первого слоя записи информации, который соприкасается с подложкой 10, может проходить через второй слой 13 записи информации и входить в первый слой 11. Запись и воспроизведение первого слоя 11 записи информации выполняется беспрепятственно. Записываемый оптический носитель записи информации соответственно применим в случае использования для записи/воспроизведения лазерного луча с длиной волны, например, от включительно 385 нм до включительно 415 нм.

2. Второй вариант осуществления

Оптический носитель записи информации

Фиг.7 показывает оптический носитель 2 записи информации согласно второму варианту осуществления изобретения. Оптический носитель 2 записи информации представляет собой четырехслойный оптический носитель записи информации с четырьмя слоями записи информации. В оптическом носителе 2 записи информации на подложке 20 последовательно уложены первый слой 21 записи информации, промежуточный слой 22, второй слой 23 записи информации, второй промежуточный слой 24, третий слой 25 записи информации, третий промежуточный слой 26, четвертый слой 27 записи информации и защитный слой 28. Второй слой 23 записи информации включает в себя первый диэлектрический слой 23а, слой 23b записи и второй диэлектрический слой 23с, последовательно уложенные на промежуточном слое 22.

Информация записывается на оптический носитель 2 записи информации или воспроизводится с него путем применения лазерного луча, например лазерного луча с длиной волны от включительно 385 нм до включительно 415 нм, входящего со стороны защитного слоя 28 или выходящего из него. Оптический носитель 2 записи информации, как правило, имеет дисковую форму, но не ограничивается этой формой.

Материал, толщина, способ формирования и тому подобное для подложки 20 могут выбираться произвольно при условии, что обеспечиваются желаемые характеристики. В качестве материала, используемого для подложки 20, предпочтительна, с точки зрения стоимости, пластмасса, такая как поликарбонат или смола на основе акрила. Однако этот материал не ограничивается пластмассой, но можно использовать и иной материал, такой как стекло. В случае, когда лазерный луч для записи/воспроизведения входит со стороны защитного слоя 28, как описано выше, подложка 20 не обязательно является прозрачной. Следовательно, в качестве материал подложки 20 можно использовать и такой непрозрачный материал как металл. В случае использования пластмассы для подложки 20 для формирования подложки 20 можно использовать, например, способ литья под давлением, фотополимерный способ (способ 2Р) с использованием отверждаемой ультрафиолетом смолы или тому подобное. Материал и способ формирования подложки 20 не ограничиваются вышеописанными материалом и способом, но могут быть произвольными при условии, что в достаточной мере обеспечиваются требуемая форма (например, дисковая форма толщиной 1,1 мм и диаметром 120 мм) и оптическая однородность поверхности подложки 20. Толщина подложки 20 не ограничивается, но предпочтительно составляет от включительно 0,3 мм до включительно 1,3 мм. Когда толщина подложки 20 менее 0,3 мм, оптическая плотность оптического носителя 2 записи информации уменьшается, и оптический носитель 2 записи информации стремится покоробиться. С другой стороны, когда толщина подложки 20 больше 1,3 мм, толщина оптического носителя 2 записи информации становится больше, чем толщина 1,2 мм, принятая для CG или DVD. Поэтому может оказаться, что в случае создания приводного устройства для записи/воспроизведения, поддерживающего все носители, один и тот же лоток для дисков нельзя будет использовать для всех носителей.

Далее, в поверхности на стороне, на которой сформирован первый записывающий информацию слой 21 подложки 20, могут формироваться вогнутые-выпуклые желобковые дорожки, питы или тому подобное. Они позволяют направлять лазерный луч для записи и воспроизведения по желобку к произвольной позиции на первом слое 21 записи информации или к подлежащей получению адресной информации. В качестве формы желобков приемлемы разнообразные формы, такие как спиральная форма, концентрическая форма, последовательность питов и тому подобное.

Первый, третий и четвертый слои 21, 25 и 27 записи информации могут быть записываемыми или перезаписываемыми слоями записи информации или слоями записи информации только для чтения и выполнены из известного материала.

Первый промежуточный слой 22 предусмотрен для отделения друг от друга первого слоя 21 записи информации и второго слоя 23 записи информации. Второй промежуточный слой 24 предусмотрен для отделения друг от друга второго слоя 23 записи информации и третьего слоя 25 записи информации. Третий промежуточный слой 26 предусмотрен для отделения друг от друга третьего слоя 25 записи информации и четвертого слоя 27 записи информации. Первый, второй и третий промежуточные слои 22, 24 и 26 выполнены из материала, не поглощающего свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения. Толщину первого, второго и третьего промежуточных слоев 22, 24 и 26 выбирают по необходимости, например, от включительно 10 мкм до включительно 30 мкм. Однако эта толщина не ограничивается 10-30 мкм. В качестве материала, не поглощающего свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, можно использовать, например, отверждаемый светом материал, такой как отверждаемая ультрафиолетом смола, не поглощающая свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения. В частности, первый, второй и третий промежуточные слои 22, 24 и 26 можно формировать, например, путем нанесения отверждаемой ультрафиолетом смолы, не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения до желаемой толщины посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием или тому подобного и после этого облучением этой смолы ультрафиолетовым светом для ее отверждения. Альтернативно, первый, второй и третий промежуточные слои 22, 24 и 26 можно формировать путем приклеивания отверждаемой светом самоклеящегося адгезива (PSA), не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения и облучения этой пленки ультрафиолетовым светом для ее отверждения.

Слой 23b записи второго слоя 23 записи информации имеет состав, удовлетворяющий вышеописанной формуле (1). Предпочтительно, в качестве способа формирования слоя 23b записи используется напыление. Однако этот способ формирования не ограничивается напылением. Предусмотрены первый и второй диэлектрические слои 23а и 23с второго слоя 23 записи информации для защиты слоя 23b записи и для управления оптическими характеристиками и тепловыми характеристиками во время записи/воспроизведения. В качестве материала первого и второго диэлектрических слоев 23а и 23с можно произвольно выбирать и использовать согласно желаемым характеристикам диэлектрик, который можно в целом использовать в традиционно известном оптическом диске, такой как SiN, ZnS-SiO₂, Ta₂O₅ или тому подобный. Каждый из первого и второго диэлектрических слоев 23а и 23с можно выполнять из множества видов диэлектриков.

В случае, когда лазерный луч для записи/воспроизведения входит со стороны защитного слоя 28, как описано выше, желательно, чтобы защитный слой 28 не обладал способностью поглощать лазерный луч. В частности, например, желательно устанавливать толщину защитного слоя 28, равной 0,3 мм или менее, и выбирать в качестве материала защитного слоя 28 материал с коэффициентом пропускания в отношении лазерного луча для записи/воспроизведения 90% или выше. В частности, при установке толщины защитного слоя 28 от включительно 3 мкм до включительно 177 мкм и сочетании этой толщины с высокой числовой апертурой NA (например, 0,85) объектива в оптической системе записи/воспроизведения приводного устройства для записи/воспроизведения на оптическом носителе 2 записи информации реализуется запись высокой плотности.

При условии, что вышеописанное условие удовлетворяется, конфигурация и способ формирования защитного слоя 28 не ограничиваются. В частности, защитный слой 28 можно формировать, например, посредством нанесения отверждаемой ультрафиолетом смолы, не поглощающей свет в диапазоне длин волн лазерного луча для записи/воспроизведения, после отверждения до желаемой толщины 0,3 мм или менее (например, 0,1 мм) посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием или тому подобного и после этого облучением этой смолы ультрафиолетовым светом для ее отверждения. Альтернативно, защитный слой 28 можно формировать путем установки светопропускающего листа (пленки), который имеет толщину 0,3 мм или менее, сделан из пластмассы, такой как поликарбонат или смола на основе акрила, и достаточно оптически однороден на клейком материале с отверждением ультрафиолетом, нанесенном посредством устройства нанесения покрытия центрифугированием, и облучения этого листа ультрафиолетовым светом. Альтернативно, защитный слой 28 можно формировать приклеиванием светопропускающего листа таким адгезивом как отверждающийся при давлении адгезив (PSA).

Далее, при необходимости, для недопущения налипания пыли к поверхности защитного слоя 28 или царапания в его поверхности может быть сформирован защитный слой (не показан), выполненный из органического или неорганического материала, на поверхности защитного слоя 28. Для этого защитного слоя желательно использовать материал, почти не обладающий способностью поглощать лазерный луч для записи/воспроизведения.

Пример 2

Оптический носитель 2 записи информации для выполнения записи и воспроизведения устройством записи/воспроизведения оптических дисков, использующим объектив второго порядка с числовой апертурой 0,85 и полупроводниковый лазерный источник, который излучает лазерный луч с длиной волны 405 нм, изготавливался следующим образом.

В качестве подложки 20 изготавливалась литьем под давлением поликарбонатная подложка толщиной 1,1 мм с желобком с шагом дорожки 0,32 мкм на одной стороне. Первый слой 21 записи информации формировался на этой поликарбонатной подложке. Первый промежуточный слой 22 толщиной 15 мкм формировался способом, описанным в Примере 1 для первого слоя 11 записи. На первом промежуточном слое 22 последовательно путем напыления формировались пленка Ta₂O₅ толщиной 10 нм в качестве первого диэлектрического слоя 23а, слой 23b записи толщиной 7 нм и пленка Ta₂O₅ толщиной 26 нм в качестве второго диэлектрического слоя 23с, посредством чего формировался второй слой 23 записи информации. На втором слое 23 записи информации последовательно формировались второй промежуточный слой 24, третий слой 25 записи информации, третий промежуточный слой 26, четвертый слой 27 записи информации и защитный слой 28. Таким образом, изготавливался носитель 2 записи информации по Примеру 1. Второй и третий промежуточные слои 24 и 26 формируются таким же способом, как и первый промежуточный слой 22.

Во время формирования слоя 23b записи путем напыления использовалась унитарная мишень, приготовленная путем смешивания ZnS, SiO₂, Sb и Ga. Совместное напыление выполнялось в состоянии, когда газ Ar при 95 см³/мин пропускался для формирования слоя 13b записи, имеющего состав, выраженный формулой (1), где х=0,8, y=0,35 и z=0,8.

Оптический носитель 2 записи информации, изготовленный как описано выше, подвергался оценке. Для оценки использовались ODU-1000 (с длиной волны лазерного луча 405 нм), изготовленный компанией Pulstec Industrial Co., Ltd., спектр-анализатор R3267, изготовленный компанией Advantest Corporation, анализатор дрожания LEI 876, изготовленный компанией Leader Electronics Corp., и тому подобное, как в Примере 1. Когда оценка записи/воспроизведения второго слоя 23 записи информации выполнялась при линейной скорости 4,92 м/с и битовой длине канала 74,50 нм, коэффициент отражения составлял 2,9%, а дрожание составляло 6,85% при мощности записи 9,1 мВт. Когда степень модуляции определялась посредством (18H-18L)/18H для уровня сигнала 18Н в части 8Т пространства и уровня сигнала 18L в части 8Т метки, значение составляло 46% и проявлялась очень хорошая характеристика записи/воспроизведения.

Результат оценки записи/воспроизведения показан на фиг.8. Как видно из фиг.8, в качестве допуска флюктуации мощности в случае, когда дрожание 10,5% установлено как верхний предел, флюктуация мощности примерно ±15% допускается при любой линейной скорости. Оптический носитель 2 записи информации имеет достаточно широкий допуск по мощности.

Заданная запись выполнялась на оптическом носителе 2 записи информации по Примеру 2, и оптический носитель 2 записи информации помещался в ванну с постоянной температурой и влажностью 80°С и 85% относительной влажности. По истечении 460 часов выполнялось измерение характеристики записи/воспроизведения способом, аналогичным описанному выше. В результате, все измеренные значения коэффициента отражения, плотности записи, степени модуляции и дрожания были такими же, как перед тем, как оптический носитель 2 записи информации был помещен в ванну. Поэтому было прояснено, что оптический носитель 2 записи информации сохраняет превосходные характеристики длительное время даже в суровых условиях окружающей среды.

Согласно второму варианту осуществления получен дешевый четырехслойный записываемый оптический носитель записи информации, обладающий преимуществами, аналогичными преимуществам первого варианта осуществления.

Выше описаны частные варианты осуществления и примеры по настоящему изобретению. Однако настоящее изобретение не ограничивается приведенными выше вариантами осуществления и примерами, но возможны различные модификации на основе технической идеи настоящего изобретения. Например, многочисленные значения, материалы, структуры, формы и тому подобное в первом и втором вариантах осуществления и Примерах 1 и 2 являются всего лишь примерами. При необходимости можно также использовать многочисленные значения, материалы, структуры, формы и тому подобное, отличные от вышеуказанных.

Предложены оптический носитель записи и способ записи/воспроизведения для него. Носитель записи информации содержит множество слоев записи информации. Слой записи информации не соприкасается с подложкой и имеет состав, выраженный формулой [(ZnS)_x(SiO₂)_1-x]_y(Sb_zX_1-z)_1-y, где 0<х≤1,0, 0,3≤y≤0,7, 0,8≤z≤1,0, a X представляет собой элемент, выбранный из группы, состоящей из Ga, Те, V, Si, Zn, Та, Sn и Tb. Техническими результатами являются повышение стабильности характеристик носителя с течением времени, повышение чувствительности и скорости отклика для лазерного луча. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Оптический носитель записи информации с множеством слоев записи информации двух или более видов между подложкой и защитным слоем,
причем по меньшей мере один слой записи информации, не соприкасающийся с подложкой, из множества слоев записи информации содержит слой записи с составом, выраженным формулой
[(ZnS)_x(SiO₂)_1-x]_y(Sb_zX_1-z)_1-y,
где 0<х≤1,0, 0,3≤y≤0,7, 0,8≤z≤1,0, a X представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ga, Те, V, Si, Zn, Та, Sn и Tb.

2. Оптический носитель записи информации по п.1, в котором указанный по меньшей мере один слой записи информации содержит диэлектрический слой, соприкасающийся по меньшей мере с одной стороной слоя записи.

3. Оптический носитель записи информации по п.2, в котором указанный по меньшей мере один слой записи информации содержит пару диэлектрических слоев, соприкасающихся с обеими сторонами слоя записи.

4. Оптический носитель записи информации по п.3, в котором толщина слоя записи составляет от 3 нм включительно до 40 нм включительно.

5. Оптический носитель записи информации по п.4, в котором лазерный луч для записи/воспроизведения информации на указанный по меньшей мере на один слой записи информации/с указанного по меньшей мере одного слоя записи информации входит со стороны защитного слоя.

6. Оптический носитель записи информации по п.5, в котором лазерный луч для записи/воспроизведения информации по меньшей мере на один слой записи информации по меньшей мере с одного слоя записи информации, соприкасающегося с подложкой, из множества слоев записи информации проходит через указанный по меньшей мере один слой записи информации.

7. Оптический носитель записи информации по п.6, в котором длина волны лазерного луча для записи/воспроизведения информации на указанный по меньшей мере один слой записи информации с указанного по меньшей мере одного слоя записи информации составляет от 385 нм включительно до 415 нм включительно.

8. Оптический носитель записи информации по п.7, в котором множество слоев записи информации уложены друг на друга с промежуточным слоем между ними.

9. Способ записи/воспроизведения для оптического носителя записи информации с множеством слоев записи информации двух или более видов между подложкой и защитным слоем, причем по меньшей мере один слой записи информации, не соприкасающийся с подложкой, из множества слоев записи информации содержит слой записи с составом, выраженным формулой
[(ZnS)_x(SiO₂)_1-x]_y(Sb_zX_1-z)_1-y,
где 0<х≤1,0, 0,3≤y≤0,7, 0,8≤z≤1,0, a X представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ga, Те, V, Si, Zn, Та, Sn и Tb,
характеризующийся тем, что записывают и/или воспроизводят информацию путем введения лазерного луча с длиной волны от 385 нм включительно до 415 нм включительно в указанный по меньшей мере один слой записи информации в оптическом носителе записи информации.

10. Способ записи/воспроизведения для оптического носителя записи информации по п.9, в котором лазерный луч вводят в указанный по меньшей мере один слой записи информации со стороны защитного слоя.