CN1267884A - 光信息记录媒体和光信息记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种光信息记录媒体和光信息记录方法,在具有可写入结构的光信息记录媒体中使用的色素膜材料的吸光度,即记录感度,对温度具有依赖性。具体地说,是将高温下的色素材料的吸光光谱的变化作一限定,即,将光吸收层的室温下的记录光的波长的吸收度设定为Al(Abs)、光吸收层的热分解温度为T(℃)、T－50(℃)中记录光的波长的吸光度为A2(Abs)时,满足A2/A1≥1.30。

Description

光信息记录媒体及光信息记录方法
本发明涉及光信息记录媒体，特别涉及在透光性基板上至少具有光吸收层和光反射层，并可写入的光信息记录媒体。
以往具有可写入结构的光记录媒体(即，CD-R)，一般为对应高速记录的特性，除针对记录后的光盘的重放特性外，对于记录感度，即，对最适合记录的记录能力也需要有所降低。
而将记录能力降低的以往使用的光信息记录媒体，多需将光吸收层的光吸收度，即将光衰减是数增大，或增加光吸收层的膜厚度，使全体因色素膜产生的光吸收度增加以提高记录感度。
但，上述方法所提高的记录感度具有一定的界限。
即，依CD-R规格的橙色手册(Orange book)规定，最大反射率Rtop需为65％R以上，因此色素膜在增加至一定量的光吸收量时反而会引起反射率的降低，而使反射率无法合于橙色手册的规定内容。
即，以往对于提升记录感度的方法，一般是以使其对色素的光衰减是数以成比例的方式进行，为提升记录感度，虽将色素料的激光波长区域的光衰减是数增大即可，但同时却产生不能同时使反射率达到标准的问题。光衰减是数，若将色素材料中的光吸收(吸光度)以比例方式进行时，会产生光衰减是数增大时色素膜中吸收的光量的比例会增加，但反射率会降低等问题。
因此，使用光衰减是数等以往的控制方法时，将极不容易使反射率及记录感度充分满足CD-R的规格，但是，特别是在高速记录时，必须兼具记录速度及反射率此二要件。
本发明鉴于以上问题，而提供一种在高速记录中也可确保反射率等重放特性及一定记录感度的光信息记录媒体。
又，本发明复提供一种光信息记录媒体，其中使用于CD-R的色素材料是使用选自即使在记录时的高温下也可增大激光的吸收的材料以提高记录的感度。
又，本发明也提供一种光信息记录媒体，其除可将重放特性维持与以往所使用者相同外，在不利用光衰减是数，而于光吸收层中利用记录感度的温度依赖性以提高记录感度。
本发明为一种新颖的光信息记录媒体，是有关一种利用用于CD-R、或具有可供使用较其为短波的激光进行写入的构造的光信息记录媒体(即DVD-R)的色素材料膜的吸光度，即记录感度的温度依赖性，具体而言，是由高温下的色素材料的吸光光谱的变化开始，以选择一种于高温下也容易提高激光吸收度的材料的方式以提高其记录感度，其是含有一种具有透光性且形成预设凹槽的基板与，设置于此一基板上的包含由可吸收激光等记录光的色素所构成的光吸收物质的光吸收层与，设置于此一光吸收层上的可反射激光的光反射层。上记光吸收层可受上记记录光照射而记录信息的光信息记录媒体中，上记光吸收层的室温下的上记记录光的波长的吸收度设定为A1(Abs)、光吸收层的热分解温度为T(℃)、T-50(℃)中记录光的波长的吸光度为A2(Abs)时，满足A2/A1≥1.30。
若将对上记光吸收层的室温至热分解温度为止的温度下的上记记录光的波长的吸收度变化率设定为N(Abs/℃)时，满足N≥2.0×10-4。
若将上记光吸收层膜的平均膜厚设定为dav(nm)时，40≤dav≤100，0.15≤A1≤0.25。
以下，对本发明作更具体的说明。
图1表示本发明光信息记录媒体1的放大剖示图，光信息记录媒体1，具有透光性的基板2，形成于基板2上的光吸收层3(记录层)，形成于光吸收层3上的光反射层4，形成于光反射层4上的保护层5。
基板2上形成螺旋状的预设凹槽。预设凹层6的左右侧，为预设凹槽以外的部分，则设置有平坦部7。
又，基板2与光吸收层3是以第1个层界8相互连接。光吸收层3与光反射层4是以第2个层界9相连接。光反射层4与保护层5是以第3个层界相连接。
如图所示，光信息记录媒体1受到记录光(记录用激光)L1照射时，光吸收层3中的色素则因吸收到此一激光L1的能量而发热，而使基板2侧因热变形而产生凹孔部11。又，记录的部分中，光吸收层3中的色素因产生发热分解，而使凹孔部11的折射率产生变化。
此凹孔部11受重放光线(重放用光线)L2的照射，使基板2的凹孔部11产生热变形，及因凹孔部11的部分与非凹孔部分(平坦部7)因折射率的不同所产生的光学性相位差而造成光的折射现象以得到凹孔反差，而藉以读取资料。
本发明者们对上述的光信息记录媒体1中，用于CD-R或DVD-R的色素材料膜的吸光度的温度依赖性进行研究。即，光吸收层3中的色素，对于激光波长中的光吸收度依温度的不同而有所不同，其在高温度下具有较高光吸收度的倾向。
图2表示激光波长与吸光度的关系，图中实线是低温时(室温时)的吸光光谱，点线(虚线)则为高温时的吸光光谱。
如图2所示色素膜的吸光光谱本身的范围极广，其原因已知可能为色素分子相互间分子间力，及氢结合力所产生的相互作用等，在分子震动极为激剧的高温下，此相互间的作用产生变化，而使色素膜的吸光光谱产生变化。
如图所示，此依温度依赖性较大的色素材料，若在记录讯号时使用具有较大能量的激光照射时，可使色素膜升温，而使可见光区域至紫外线间的吸光光谱产生极大的变化(吸光度在室温下，及记录时至高温下会产生逆转)。
此一吸收光谱的温度依赖性，是依赖色素的分子结构，例如使用苯骈吲哚苯骈二碳花青时，因分子中支链较大，故对于欲降低缔合性的方向性材料而言，其效果降更加显著。又，在加入安定剂等添加剂时也会使吸光光谱产生显著的变化。
特别是若合于记录激光波长的吸收光谱的长波长侧的吸收度增大时，即可提高记录的感度。
此种因温度的依赖性而使吸收光谱的变化倾向增大的材料，在受激光照射产生热量的高温状态下，因可使激光的吸收能提高而可降低记录激光的能量。
即，为增大高温下的光吸收能，进行记录时的温度以200℃以上时即可增加色素膜的光吸收度，一般读取时的激光能量因温度较低，故色素膜的光吸收量较不易增加。
本发明中，若将图2所示的光吸收层3的室温中记录光L1的波长的吸光度设定为A1(Abs)、光吸收层3的热分解温度为T(℃)、T-50(℃)中记录光的波长的吸光度为A2(Abs)时，以合于A2/A1≥1.30的条件为佳。又，若未考虑高温的热分解温度T(℃)下的吸光度时，而以(T-50)℃的吸光度作定义时，则对热分解温度T℃本身则无法测定色素分解时的吸光度，是因其可测定(T-50)℃的吸光度。
A2/A1若低于1.30时，则不易得到充分的记录感度及反射率。
光吸收层3中，对室温至热解温度T为止的温度的记录光L1波长下的吸光度变化率为N(Abs/℃)时，以N≥2.0×10-4为佳。
N若低于2.0×10-4(Abs/℃)时，则未能得到充分的记录感度及反射率。
又，光吸收层3的平均膜厚设定为dav(nm)时，以40≤dav≤100，且0.15≤A1≤0.25为佳。
dav小于40nm时，记录时光吸收层将不易产生充分的光学变化，而难以确保充分的变调度(凹孔反差)。
dav若高于100nm时，因记录时光吸收层的热蓄积量过大，会产生泪滴型的凹孔变化，而使重放讯号产生紊乱。
A1小于0.15时，则未能得到充分的记录感度。
A1大于0.25时，重放时则未能得到充分的反射率。
又，上述吸光度的比A2/A1，吸光度变化率N，平均膜厚dav等数值在超过所定数值以外所产生的状况，在高速记录时会更为显著。
此外，本发明的光信息记录媒体中，光吸收层在高温记录时可使必要的激光能量降低，使重放时光吸收度为一般的水准，而不会对反射率产生不良影响可确保充分的反射率。
即，若将高温下的激光波长的光吸收度增大时，在记录激光照射时会产生光吸收度-温度上升的相乘效果，而可于低记录能量下形成凹孔。
又，重放时因温度上升降较少，故光吸收较少而可确保充分的反射率。
图1表示本发明光信息记录媒体1中一例的放大剖示图。
图2表示激光波长与吸光度的关系。
图3表示实施例1与实施例2中作为记录色素使用的花青色素的结构式。
图4表示实施例3中作为记录色素使用的花青色素的结构式。
图5表示实施例4中作为记录色素使用的花青色素的结构式。
图6表示比较例1与比较例2中作为记录色素使用的花青色素的结构式。
图7表示实施例1与比较例1中吸光度的温度依赖性。
【主要组件标号的说明】
1光信息记录媒体(图1)
2透光性的基板
3光吸收层(记录层)
4光反射层
5保护层
6螺旋状的预设凹层
7平坦部
8基板2与光吸收层3间的第1个层界
9光吸收层3与光反射层4间的第2个层界
10光反射层4与保护层5间的第3个层界
11凹孔部
L1记录光(记录用激光)
L2重放光(重放用激光)
下面，参照图3～图7对实施例14及比较例12进行说明。
【实施例1】
使用射出成型法制作一外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.55μm，凹槽深160nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
记录的色素是使用具有图3所述结构的花青色素86重量份与，作为光安定剂的铝盐的N，N-双(4-二丁基苯胺基)-铝全氯化物14重量份，以25g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav95nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(780nm)的吸光度A1为0.24Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为242℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的192℃下的吸光度A2各自为0.24Abs、0.35Abs，且A2/A1＝1.46。
又，室温(25℃)至分解温度T(242℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为6.6×10-4(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂(大日本油墨化学工业公司制，SD-211)，以紫外线照射后形成厚度10μm的保护层5，而制得光信息记录媒体1。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长787nm的激光记录机(山叶公司制，CD-R100)，以线速度5.6m/s的4倍速进行记录。
此时最适当作为记录的能量为12.6mW，其对于长时间安定地连续记录上为一极低的数值。又，此时眼孔型(eyepattern)讯号规格中的反射率Rtop为66％，而满足前记橙色手册的规格。
【实施例2】
使用射出成型法制作一外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.55μm，凹槽深160nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
记录的色素是使用具有图3所述结构的花青色素86重量份与，作为光安定剂的铝盐的N，N-双(4-二丁基苯胺基)-铝全氯化物14重量份，以25g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav42nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(780nm)的吸光度A1为0.15Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为242℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的192℃下的吸光度A2各自为0.15Abs、0.20Abs，且A2/A1＝1.33。
又，室温(25℃)至分解温度T(242℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为2.9×10-4(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂(大日本油墨化学工业公司制，SD-211)，以紫外线照射后形成厚度10μm的保护层5，而制得光信息记录媒体1。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长787nm的激光记录机(山叶公司制，CD-R100)，以线速度5.6m/s的4倍速进行记录。
此时最适当作为记录的能量为14.2mW，其对于长时间安定地连续记录上为一极低的数值。又，此时眼孔型(eyepattern)讯号规格中的反射率Rtop为72％，而满足前记橙色手册的规格。
【实施例3】
使用射出成型法制作一外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.52μm，凹槽深100nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
记录的色素是使用具有图4所述结构的花青色素100重量份，以20g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav60nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(780nm)的吸光度A1为0.18Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为223℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的172℃下的吸光度A2各自为0.18Abs、0.36Abs，且A2/A1＝2.0。
又，室温(25℃)至分解温度T(242℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为1.1×10-3(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂(大日本油墨化学工业公司制，SD-211)，以紫外线照射后形成厚度10μm的保护层5，而制得光信息记录媒体1。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长787nm的激光记录机(山叶公司制，CD-R100)，以线速度5.6m/s的4倍速进行记录。
此时最适当作为记录的能量为11.6mW，其对于长时间安定地连续记录上为一极低的数值。又，此时眼孔型讯号规格中的反射率Rtop为68％，而满足前记橙色手册的规格。
【实施例4】
使用射出成型法制作一于外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.55μm，凹槽深160nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
使用射出成型法制作一于外径120mm，内径15mm，厚度0.6mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔0.8μm，凹槽宽0.40μm，凹槽深100nm的螺旋状的预设凹槽6的基板2(DVD-R用)。
记录的色素是使用具有图5所述结构的花青色素100重量份，以25g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav60nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(635nm)的吸光度A1为0.15Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为295℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的145℃下的吸光度A2各自为0.15Abs、0.22Abs，且A2/A1＝1.46。
又，室温(25℃)至分解温度T(242℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为3.2×10-4(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上(光吸收层3上)以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂，并与外径120mm，内径15mm，厚度0.6mm的聚碳酸酯制支持基板重叠，对此支持基板以紫外线照射的方式使二基板黏结。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长640nm，实际最大出力20mW的激光记录机，以线速度7.0m/s进行记录。
此时最适当作为记录的能量为17.0mW，其对于长时间安定地连续记录上为一极低的数值。又，此时眼孔型讯号规格中的反射率Rtop为54％，而为可充分重放的程度。
【比较例1】
使用射出成型法制作一外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.55μm，凹槽深160nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
记录的色素是使用具有图6所述结构的花青色素86重量份与，作为光安定剂的铝盐的N，N-双(4-二丁基苯胺基)-铝全氯化物14重量份，以25g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav65nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(780nm)的吸光度A1为0.18Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为296℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的246℃下的吸光度A2各自为0.18Abs、0.22Abs，且A2/A1＝1.22。
又，室温(25℃)至分解温度T(296℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为1.9×10-4(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上(光吸收层3上)以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂(大日本油墨化学工业公司制，SD-211)，以紫外线照射后形成厚度10μm的保护层5，而制得光信息记录媒体1。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长787nm的激光记录机(山叶公司制，CD-R100)，以线速度5.6m/s的4倍速进行记录。
此时最适当作为记录的能量为16.4mW，其用于长时间安定地连续记录上为过高的数值。
【比较例2】
使用射出成型法制作一外径120mm，内径15mm，厚度1.2mm的聚碳酸酯制，且表面上具有预设凹槽孔1.6μm，凹槽宽0.55μm，凹槽深160nm的螺旋状预设凹槽6的基板2。
记录的色素是使用具有图6所述结构的花青色素86重量份，以20g/升的方式溶于甲基溶纤素中，将其以旋转涂布法涂布于上记基板2上，以形成膜厚dav50nm的光吸收层3。
此光吸收层3于温度(室温)25℃下的记录激光波长(780nm)的吸光度A1为0.17Abs。
此光吸收层3的差式热分析下的热分解温度T为315℃。又，于玻璃基板上使用旋转涂布法依与上记相同的膜厚度涂布吸收层3时，其于温度25℃下的吸光度A1，及(T-50)℃的265℃下的吸光度A2各自为0.17Abs、0.22Abs，且A2/A1＝1.29。
又，室温(25℃)至分解温度T(315℃)为止的激光波长的吸光度变化率N为1.9×10-4(Abs/℃)。
将上记涂附有色素膜的基板2上(光吸收层3上)以溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)制光反射层4。
其后将此光反射层4上方以旋转涂布法涂布紫外线硬化性树脂(大日本油墨化学工业公司制，SD-211)，以紫外线照射后形成厚度10μm的保护层5，而制得光信息记录媒体1。
依此方式制得的光信息记录媒体1，使用波长787nm的激光记录机(山叶公司制，CD-R100)，以线速度5.6m/s的4倍速进行记录。
此时最适当作为记录的能量为16.0mW，其用于长时间安定地连续记录上为过高的数值。
又，图7是为上述实施例1与比较例1的吸光度的温度依赖性的关系图，其曲线，即吸光度变化率N(Abs/℃)，如上述各实施例14与比较例1、2所示般，其记录感度具有明显的有效差。
如上所示般，本发明在将高温时及室温下的吸光度比例设定在一定范围时，可确保重放时充分的反射率，并提升记录的感度。

Claims (4)

1、一种光信息记录媒体，包括
具有透光性且形成预设凹槽的基板，
设置在这种基板上的包含由可吸收激光等记录光的色素所构成的光吸收物质的光吸收层，
设置在这种光吸收层上的可反射激光的光反射层，其特征在于，
在借助于将所述记录光照射在所述光吸收层上记录信息的光信息记录媒体中，所述光吸收层的室温下的所述记录光的波长的吸收度设定为A1(Abs)、光吸收层的热分解温度为T(℃)、T-50(℃)中记录光的波长的吸光度为A2(Abs)时，满足A2/A1≥1.30。
2、如权利要求1所述的光信息记录媒体，其特征在于，
所述光吸收层的室温到热分解温度为止的温度下的所述记录光的波长的吸收度变化率设定为N(Abs/℃)时，满足N≥2.0×10-4。
3、如权利要求1或2所述的光信息记录媒体，其特征在于，
所述光吸收层膜的平均膜厚设定为dav(nm)时，满足40≤dav≤100，0.15≤A1≤0.25。
4、一种光信息记录方法，对于包括具有透光性且形成预设凹槽的基板，设置在这种基板上的包含由可吸收激光等记录光的色素所构成的光吸收物质的光吸收层，设置在这种光吸收层上的可反射激光的光反射层所构成的光信息记录媒体，所述光信息记录方法借助于将所述记录光照射所述光吸收层，记录信息，其特征在于，
在借助于将所述记录光照射在所述光吸收层上记录信息的光信息记录媒体中，所述光吸收层的室温下的所述记录光的波长的吸收度设定为A1(Abs)、光吸收层的热分解温度为T(℃)、T-50(℃)中记录光的波长的吸光度为A2(Abs)时，满足A2/A1≥1.30。
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