專利名稱：兼容制光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兼容制光盤。換句話說(shuō)，本發(fā)明涉及與專門用于重放的致密光盤(CD)兼容的可重新寫入的光盤。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種光盤，光盤中的信息可以通過(guò)用市售的標(biāo)準(zhǔn)CD唱機(jī)來(lái)重放，并且可以寫入，重新寫入和擦除。
致密光盤在工業(yè)上是很有價(jià)值的，因?yàn)樗鼈兪褂脩裟軌蚝苋菀椎匾院艿偷某杀臼褂猛ǔｉT用于重放的大的信息(聲音、圖象等)容量。盡管如此，當(dāng)需要寫入，重新寫入或部分地改變信息時(shí)，必須準(zhǔn)備新的原始光盤。這需要大量的開支和時(shí)間。因此，如果能夠使專門用于重放的致密光盤是可寫入的或可重新寫入的，并且能夠把通常專門用于重放的傳統(tǒng)的唱機(jī)用來(lái)重放存在這種光盤里的信息，則會(huì)對(duì)社會(huì)做出有價(jià)值的貢獻(xiàn)，因?yàn)榭梢杂行У乩靡呀?jīng)廣泛存在的CD唱機(jī)。
已經(jīng)集中研究了可重新寫入的光盤和附加寫入型光盤，并且已經(jīng)銷售了這種類型的光盤。
但是在這種類型的光盤里，為了增加記錄靈敏度，加強(qiáng)了光的吸收，這樣使反射率保持在一個(gè)低水平，因此不能用市售的CD唱機(jī)讀出信息。換句話說(shuō)，規(guī)定至少70%的反射率作為專門用于重放的致密光盤的標(biāo)準(zhǔn)值，并且造出唱機(jī)符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而可重新寫入的光盤或附加寫入型光盤的反射率一般低到15-50%。另外附加寫入型光盤通常是穿孔型的，即在記錄區(qū)域形成孔，因此反射率在記錄區(qū)域幾乎是0%。所以記錄區(qū)域的反射率低于記錄前的反射率，并且也是因?yàn)檫@個(gè)原因，不可能用CD唱機(jī)重放。
為了提供一個(gè)可由標(biāo)準(zhǔn)的CD唱機(jī)重放的可寫入或可重新寫入的兼容制光盤，必須增加光盤的反射率，但是這種增加導(dǎo)致記錄靈敏度的降低。
此外，為了完成記錄，記錄光束必須以信道的形式定位在光盤的預(yù)定部分上。如果已記錄了信息，就可以跟蹤信息道。但是如果光盤上沒(méi)有記錄信息并且沒(méi)有特定結(jié)構(gòu)，則定位記錄道是很困難的，并且需要制導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
通常，用一條溝槽作制導(dǎo)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)槽的形狀必須滿足一定的條件。例如，當(dāng)沿一凹陷部分(凹部)記錄一個(gè)信號(hào)時(shí)，必須滿足用下列不等式表示的條件凹部的平均反射率＜凸起部分(凸部)的平均反射率……(1)如果不滿足條件(1)，則對(duì)于采用3-光束跟蹤系統(tǒng)的CD唱機(jī)，光束跟蹤凸部并且不能重放信號(hào)。為了滿足條件(1)，必須縮小凹部的寬度，而如果縮小了凹部寬度，就會(huì)減小信號(hào)幅度和CN比(載波/噪音比)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用一種記錄材料解決上述問(wèn)題，這種材料的特征在于，在非記錄狀態(tài)下光盤的反射率低于50%，而當(dāng)通過(guò)光的輻照進(jìn)行記錄時(shí)，記錄膜的被輻照區(qū)域的反射率增加。例如，可使用相變型InSb合金晶體膜作為具有這種特性的材料。此外，使用一種形成細(xì)小凸面和凹面的薄膜，由于在凸面和凹面上散射減小了在非記錄狀態(tài)時(shí)的反射率，但是由于用光進(jìn)行輻照，弄平了凸面和凹面而增加了反射率。更詳細(xì)地說(shuō)，在光盤基片上形成一個(gè)光束導(dǎo)槽，例如一個(gè)螺旋形槽，以便沿這個(gè)導(dǎo)槽的凹部(或凸部)記錄或讀出信息，并且增加凹與凹(或凸與凸)之間的凸部(或凹部)的反射率。
更詳細(xì)地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，提供一種可以寫入或重新寫入信息的兼容制光盤。這種光盤包括一個(gè)透明基片，一條在該基片的一個(gè)表面上形成的光束導(dǎo)槽和一層記錄膜或包括一層記錄膜的多層膜，該記錄膜形成在基片的槽形表面上，通過(guò)光束沿著導(dǎo)槽的凹部或凸部輻照，實(shí)現(xiàn)信息在其中的記錄、擦除或重放;通過(guò)光的輻照改變記錄膜的反射率以記錄或擦除信息;從透明基片的一側(cè)觀察到光盤的反射率在非記錄狀態(tài)下，在基片的平坦部分低于50%，10%到45%較好，而當(dāng)通過(guò)光的輻照產(chǎn)生記錄狀態(tài)時(shí)反射率增加;當(dāng)凸部的反射率增強(qiáng)并且由于沿凹部記錄信息而使反射率局部增加時(shí)，如果從光的讀寫頭觀測(cè)該反射率，則記錄了信息的凹部的平均反射率不高于凹部與凹部之間的凸部的反射率;或者其中，當(dāng)凹部的反射率增強(qiáng)并且由于沿凸部記錄信息而使反射率局部增加時(shí)，如果從光讀寫頭觀測(cè)該反射率，則記錄了信息的凸部的平均反射率不高于凸部與凸部之間的凸部的反射率。


圖1A和1B是表示本發(fā)明的兼容制可重寫光盤的實(shí)施例的截面圖和俯視圖;
圖2是圖1A和1B中所示光盤的部分放大的剖面圖;
圖3是一種裝置的結(jié)構(gòu)框圖，該裝置在本發(fā)明兼容制可重寫光盤上記錄信息并用新信息更新已記錄的信息;
圖4是透視圖，表示在本發(fā)明的兼容制可重寫光盤中記錄、重寫或重放信息的狀態(tài);
圖5是專門用于重放的CD的示意圖。
根據(jù)CD標(biāo)準(zhǔn)，光束導(dǎo)槽包括一個(gè)螺旋槽，其旋轉(zhuǎn)的方法從槽形表面的一側(cè)看是從內(nèi)圓逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)到外沿。在本發(fā)明中，光束導(dǎo)槽的間距是1.5到2.0μm，1.6到2.0μm較好;導(dǎo)槽凹部的深度是0.03到0.11μm，0.03到0.06μm較好，導(dǎo)槽凹部或凸部的寬度是0.5到1.0μm，0.7到1.0μm較好。凹部與凹部之間的凸部最好是平的。
作為用于本發(fā)明的記錄膜的一個(gè)較佳例子，可以提到由下述公式表示的合金的晶體膜(In1-xSbx)1-yMy其中0.5≤x≤0.7(原子比)0≤y≤0.2(原子比)M是從Al，Si，P，Zn，Ga，Ce，As，Se，Ag，Cd，Sn，Te，Tl，Bi，Pb，Mo，Ti，Co，Ni，W，Au，Ge和Pt中選出的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明使用上述材料，其中由于記錄而增加反射率，沿凹部進(jìn)行記錄時(shí)，凸部和凹部的一些位上增加反射率，或者沿凸部進(jìn)行記錄時(shí)，凹部和凸部的一些位上增加反射率。因此，獲得了能使用市售CD唱機(jī)的反射率(整個(gè)光盤上的平均反射率)。如果增加導(dǎo)槽寬度以解決縮小導(dǎo)槽寬度時(shí)引起的CN比減小的問(wèn)題，則不可能滿足條件(1)。在這種情況下，可以通過(guò)增加凸部的反射率消除這個(gè)缺點(diǎn)，從而能滿足條件(1)。
因此，本發(fā)明中，即使在非記錄狀態(tài)或擦除狀態(tài)時(shí)反射率低，也不會(huì)發(fā)生問(wèn)題，并且本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)大了記錄膜材料的選擇范圍。
此外，因?yàn)闈M足了條件(1)，所以甚至通過(guò)一個(gè)3-光束頭也能獲得令人滿意的跟蹤出錯(cuò)信號(hào)，因此，可以使用市售的CD唱機(jī)由穩(wěn)定的跟蹤讀出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種光盤，其中的信息可以由CD唱機(jī)以從專門用于重放的傳統(tǒng)的CD讀出信息的同樣方式讀出，此外，光盤是可重寫的。因此，在本發(fā)明的光盤中，可以容易地按需要實(shí)現(xiàn)重寫，并且本發(fā)明的光盤容易使用，價(jià)格便宜。因此，本發(fā)明有很高的實(shí)用性和工業(yè)重要性。
現(xiàn)在參照下述實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的兼容制可重寫光盤，圖2是圖1所示光盤的部分放大的截面圖。光盤(基片)11具有由CD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形狀，即厚1.2mm，外徑120mm，內(nèi)孔直徑15mm。在專門用于重放的光盤中(一般地如圖5所示)，在基片1的表面形成的許多信息凹點(diǎn)2呈螺旋形地互相連接，一個(gè)鋁反射膜復(fù)蓋著形成凹點(diǎn)的表面。本實(shí)施例的光盤與這種傳統(tǒng)的光盤的不同在于形成一條螺旋形導(dǎo)槽12來(lái)取代凹點(diǎn)2;該導(dǎo)槽12的旋轉(zhuǎn)間距為1.6μm，從存在導(dǎo)槽12的表面一側(cè)看，螺旋線的旋轉(zhuǎn)方向是從內(nèi)圓周到外圓周逆時(shí)針的。導(dǎo)槽12具有0.05μm的深度和0.7μm的寬度，除導(dǎo)槽以外的其他部分，即凸部是平的。
在形成導(dǎo)槽的基片11上形成記錄膜13，在記錄膜13上形成保護(hù)膜14。記錄膜13是，例如，由真空淀積銦和銻獲得的合金晶體膜，該膜包括45原子百分比的銦和55原子百分比的銻。保護(hù)膜14，例如由涂覆和固化一種可紫外固化的樹脂來(lái)形成，保護(hù)膜14的厚度為50μm。
在光盤的平坦部分，盤的初始反射率大約是40%，但是如果們考す饈齔逶詼淌奔淠詵展馀?，则反蔀^試黽擁 0%。如果在這種情況下用比較弱的激光束來(lái)輻照記錄膜13，則反射率降到初始值40%。因此，如果用高反射率狀態(tài)來(lái)記錄，用低反射率來(lái)擦除，則能反復(fù)地重寫記錄。
如果將一種第三元素?fù)降絀nSb合金晶體膜中，則其作為記錄膜有價(jià)值的其他特性能夠得到改善而不降低反射率或重寫性能。例如，加入Se，Si，Ge，Te，Tl，Al，As或Sn能改善信息的長(zhǎng)期存貯，加入P，Zn，As，Cd，Ag，Ti，Au，Pd，Pt，Sn，Pb，Ga，Mo或W能增加重寫次數(shù)。此外，加入Al，Bi，Cd，Pb或Ga能改善記錄和擦除靈敏度。
日本專利申請(qǐng)No.59-255672，No.59-255673，No.59-274502，No.59-274537，No.60-6669，No.60-6670，No.60-6671和No.60-67983公開了作為通過(guò)光的輻照改變晶體狀態(tài)從而改變反射率來(lái)記錄信息的材料的InSb合金晶體膜和類似的晶體記錄膜。
在那些發(fā)明中，光盤以5米/秒的線速度旋轉(zhuǎn)，用一個(gè)光讀寫頭沿光盤表面上的凸部以10mw功率提供連續(xù)激光束;光束直徑小于1μm。凸部的反射率增加到輻照前水平的大約1.5倍，導(dǎo)槽的凹部的反射率不變。信息記錄在凹部12，該光盤在凸部具有增大或增強(qiáng)的反射率。
圖3表示在本發(fā)明兼容制可重寫光盤中，用于記錄信息或用新信息更新已記錄信息的裝置的結(jié)構(gòu)。待記錄的以8位為單元的信息21被提供給由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信號(hào)轉(zhuǎn)換(ECC或調(diào)制)22并輸出到記錄驅(qū)動(dòng)23，該驅(qū)動(dòng)實(shí)際上與傳統(tǒng)的附加寫入型裝置的記錄驅(qū)動(dòng)一樣。換句話說(shuō)，沿螺旋形槽提供會(huì)聚成光束直徑小于1μm的半導(dǎo)體激光束，以便在記錄薄膜中記錄信息。在這一步，使用已知的裝置例如跟蹤伺服24，聚焦伺服25和轉(zhuǎn)動(dòng)伺服26。根據(jù)輻照的徑向位置控制光盤的轉(zhuǎn)速，以獲得恒定的線速度(CLV)，例如1.2到1.4米/秒。
根據(jù)信息信號(hào)調(diào)制半導(dǎo)體激光的強(qiáng)度，使峰值功率保持在5到10mw。用高輸出功率激光輻照的區(qū)域中反射率增加，因此形成高反射率區(qū)域和低反射率區(qū)域，并且記錄信息。
圖4表示本發(fā)明的兼容制可重寫光盤的記錄和重放狀態(tài)。在圖4中，基片11，導(dǎo)槽12和記錄膜13與圖2中表示的相同，15表示激光束，16表示膜13的記錄了信息和增加了反射率的部分。參考號(hào)17表示具有與導(dǎo)槽12中已記錄部分16相同的狀態(tài)的并且已增加了反射率的凸部。
在該光盤中，在凸部17上反射率增加，信息以預(yù)定格式記錄在導(dǎo)槽12中，該信息甚至可以由專門用于重放的市售唱機(jī)重放。換句話說(shuō)，這個(gè)光盤是可兼容的。在這種情況下，問(wèn)題是能否穩(wěn)定地完成伺服聚焦和伺服跟蹤。在具有已增加的反射率的光盤中，根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)發(fā)生聚焦出錯(cuò)信號(hào)幅度的問(wèn)題，因此可以用市售唱機(jī)完成聚焦而不會(huì)出問(wèn)題。
當(dāng)用于跟蹤時(shí)，由于可以用兩個(gè)跟蹤系統(tǒng)，所以對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)執(zhí)行實(shí)際檢測(cè)。
第一個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)推-拉系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，利用從凹點(diǎn)衍射的光得到跟蹤信號(hào)。這個(gè)凹點(diǎn)實(shí)際上有與本發(fā)明光盤上形成的導(dǎo)槽相同的功能。作為這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)例子，可以提到由富士通公司(Fujitsu-Ten)提供的CD唱機(jī)，CD-1100SD1，當(dāng)本發(fā)明的光盤裝在這個(gè)裝置上時(shí)，能夠穩(wěn)定地重放聲音信息。
第二個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)三光束系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中光束分成三束，中心光束讀出信息信號(hào)，兩旁的兩束光束接收跟蹤信號(hào)。作為這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)例子，可以提到由索尼(SoNy)公司提供的CDP-550-ESD唱機(jī)。當(dāng)本發(fā)明的光盤裝在這個(gè)裝置上時(shí)，能穩(wěn)定地讀出聲音信息。
相反地，在不增強(qiáng)凸部反射率的光盤中，條件(1)不滿足，并且不可能穩(wěn)定地讀出。
曾被記錄的信息可以用其它信息以下述方式更新。
本發(fā)明已記錄的光盤安裝在寫入-擦除機(jī)器上，在跟蹤、聚焦和旋轉(zhuǎn)伺服(CLV)過(guò)程中和在第一次記錄時(shí)一樣，沿信息道提供光束。在這一步，用連續(xù)激光束輻照已記錄的信息道(導(dǎo)槽12)，該激光束具有相應(yīng)于記錄過(guò)程中峰值功率的40%到60%的峰值功率，從而使信息道12的反射率均勻一致地回到低水平，使已記錄的信息完全擦除。
這時(shí)，凸部的反射率保持在高水平，并且在與擦除前水平相同的水平上。因此，能夠用與上述同樣的方式在光盤上記錄新信息；瘓浠八擔(dān)蓯迪種匭礎(chǔ) 實(shí)施例2
制作與用在例1中同樣的基片，并且在該基片上真空淀積I45Sb55合金晶體膜。
然后將該光盤裝在一個(gè)記錄裝置上，用100mw功率的連續(xù)激光束沿導(dǎo)槽12(凹部)輻照該光盤的表面，同時(shí)保持5米/秒的線速度。
然后將該光盤裝在一個(gè)真空噴鍍裝置中，在0.2巴(Pa)的氬氣壓下以200w的射頻(RF)功率消除噴鍍5分鐘，從而沒(méi)被激光輻照的部分，即凸部17或平坦部分(其上沒(méi)有形成導(dǎo)槽)被刻蝕。換句話說(shuō)，In-Sb合金膜僅留在凹部。然后通過(guò)真空噴鍍淀積100nm厚的二氧化硅，接著淀積40nm厚的鋁。
從真空噴鍍裝置上取下光盤，通過(guò)光讀寫頭檢測(cè)，確認(rèn)平坦部分的反射率是75%。這時(shí)，凹部In-Sb膜處于記錄狀態(tài)，并且光盤中滿足條件(1)。當(dāng)用具有4mw功率的連續(xù)激光束輻照1.4米/秒線速度的光盤時(shí)，凹部的In-Sb合金膜回到擦除狀態(tài)?？梢匀缟纤鲈阡X層上形成保護(hù)膜14。
當(dāng)用例1所述方式在這個(gè)光盤中寫入信息時(shí)，可以用任何CD唱機(jī)重放信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種可以寫入或重新寫入信息的兼容制光盤，所述光盤包括一個(gè)透明基片(11)，一條在該基片的一個(gè)表面上形成的光束導(dǎo)槽(12)和一層記錄膜(13)或包括一層記錄膜的多層膜，該膜形成在基片的導(dǎo)槽形表面上，其中通過(guò)光束沿著所述導(dǎo)槽的凹部(12)或凸部(17)輻照，實(shí)現(xiàn)信息的記錄、擦除或重放；通過(guò)光的輻照改變記錄薄膜(13)的反射率以記錄或擦除信息；從透明基片一側(cè)觀察到光盤的反射率在非記錄狀態(tài)下低于50%，而當(dāng)通過(guò)光的輻照產(chǎn)生記錄狀態(tài)時(shí)反射率增加；當(dāng)凸部(17)的反射率增強(qiáng)并且由于沿凹部(12)記錄信息而使反射率局部增加時(shí)，當(dāng)光的讀寫頭觀察該反射率時(shí)，記錄了信息的凹部(12)的平均反射率不高于凹部與凹部之間的凸部(17)的反射率；或者其中當(dāng)凹部(12)的反射率增強(qiáng)并且由于沿凸部(17)記錄信息而使反射率局部增加時(shí)，當(dāng)光讀寫頭觀察該反射率時(shí)，記錄了信息的凸部(17)的平均反射率不高于凸部與凸部之間的凹部(12)的反射率。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中光束導(dǎo)槽(12)是一個(gè)螺旋形槽。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中信息的記錄、擦除和重放是沿著凹部(12)。
4.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中使用相變型材料作記錄膜，通過(guò)光的輻照改變其晶體狀態(tài)，以改變反射率，并且用這種改變來(lái)記錄或擦除信息。
5.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中凸部(17)保持在記錄狀態(tài)，以增強(qiáng)凸部的反射率。
6.如權(quán)利要求5所述的光盤，其中用光束連續(xù)輻照使凸部(17)處于記錄狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中記錄膜是由下式表示的合金的膜(In1-xSbx)1-yMy其中0.5≤x≤0.70≤y≤0.2M是選自Al，Si，P，Zn，Ga，Ce，As，Se，Ag，Cd，Sn，Te，Tl，Bi，Pb，Mo，Ti，W，Au，Pt，Co，Ni和Ge中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求4所述的光盤，其中凸部(17)的反射率的增強(qiáng)是通過(guò)刻蝕去掉凸部(17)的記錄膜，隨后形成鋁膜和金膜中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)的。
9.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中非記錄狀態(tài)的基片的平坦部分的反射率是10-45%。
10.如權(quán)利要求1所述的光盤，其中光束導(dǎo)槽的間距是1.5-2.0μm。
11.如權(quán)利要求10所述的光盤，其中導(dǎo)槽的深度是0.03-0.11μm。
12.如權(quán)利要求10所述的光盤，其中導(dǎo)槽的凹部(12)或凸部(17)的寬度是0.5-1.0μm。
全文摘要
一種包括記錄膜材料的兼容制光盤，其中可以用通常專用于重放的唱機(jī)來(lái)重放信息，并且可以寫入、重新寫入和擦除，其特征在于光盤平坦部分的反射率在擦除或非記錄狀態(tài)低于50％，而通過(guò)光的輻照記錄增加記錄區(qū)域的反射率，在光盤基片表面形成光束導(dǎo)槽(12)，以沿著該導(dǎo)槽的凹部(12)或凸部(17)記錄或讀出信息，以及使在凹部與凹部之間的凸部(17)或凸部與凸部之間的凹部(12)的反射率增加。
文檔編號(hào)G11B7/24GK1036851SQ89102089
公開日1989年11月1日 申請(qǐng)日期1989年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月8日
發(fā)明者內(nèi)海研一, 越野長(zhǎng)明, 后康之, 津川巖雄, 中田正弘 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社