CN1828748A - 光记录介质以及使用其的光记录－再现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种只写一次型的光记录介质，其从低速记录到高速记录都可以获得极好的记录特性。在光记录介质中包括含有有机染料的记录层，该记录层被构造为至少具有由下列化学式1(在该式中，R1表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3－6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料和由下列化学式2(在该式中，R1和R4表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3－6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料。

Description

光记录介质以及使用其的光记录-再现方法
相关申请参照
本发明包括与在日本专利局2004年10月27日申请的日本专利申请JP2004-312944相关的主题，在此其全部内容合并作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光记录介质，特别是一种使用有机染料作为记录层的光记录介质，以及使用其的光记录-再现方法。
背景技术
作为光记录介质，在记录层上使用光有机染料材料的光记录介质被构造为在如塑料的透明基片上具有其主要成分是有机染料的记录层，以及根据需要也具有反射层、保护层等，并且信息通过在此记录层上扫描激光和通过仅在被辐射面的一部分中形成凹坑以高密度进行记录。
以CD-R(只写一次(write-once)型CD：压缩盘，注册商标)为代表的有机染料记录介质由于结构简单且其能以低成本进行制造而在市场上被广泛地接受，其用于数据、图像等的备份，也用于存储音乐之用途。然而，近些年随着计算机的高速发展，期望记录介质具有更大的容量，并且要求使用有机染料的光记录介质从CD-R及其同类向DVD-R和DVD+R(只写一次型DVD：数字化通用光盘，注册商标)转换。
在使用有机染料的光记录介质上进行信息记录是在热模式下执行的。当激光辐射到记录层上时，被辐射部分的有机染料通过吸收激光产生的热量被熔化。由于有机染料熔化的部分的反射率与未熔化部分的反射率不同，一个凹坑就在记录层中形成。因此在使用有机染料的光记录介质中，吸收热量的机理变得重要。
熔化记录层中的有机染料所需的热量取决于光的吸收光谱。通常，当在某一波长下对光的吸收变大时，虽然反射率降低而记录敏感度变高。相反地，当吸收变小时，虽然记录敏感度降低而反射率变高。
虽然记录层的反射率特性和记录敏感度特性在使用有机染料的记录介质中是重要的，但那些特性具有如上文所描述的互相密切的相关性，并且因此对光记录介质的记录特性有很大的影响。在DVD中，使用比CD的波长短的650nm(DVD-R)或655nm(DVD+R)激光以增加记录密度，而由于在这个波长范围内的吸收如此地大以致于大大地偏离了最佳记录敏感度，以前用于CD-R的有机染料不可以用于DVR-R和DVD+R。
此外，即使在DVD-R和DVD+R中，对高速记录的需求也近似于CD-R。在执行高速记录的记录材料中，不仅需要高的反射率，而且需要高的记录敏感度，并且需要由加热引起的染料熔化速度要快。
适合应用于DVD-R以及同类的各种染料已经被提出(如，参照专利文献1和2)。
然而，在高速记录时的记录-再现特性没有被充分地研究。
另外，为了高速记录通过简单地提高染料的熔化速度而优化材料时，发现在低速记录时信号特性恶化，并且类似的相反情况是，为低速记录而优化材料时，在高速记录时信号特性恶化。
此外，在高敏感性的有机染料记录介质中光的稳定性特性可能恶化。
因此，在一个单一的有机染料记录介质中，从低速到高速同时满足所有的记录特性和光稳定性特性是非常困难的。
【专利文献1】日本专利申请公开第2002-52829号
【专利文献2】日本专利申请公开第2003-231359号
发明内容
本发明的目的是提供一种光记录介质，其在只写一次型光记录介质，如DVD-R和DVD+R中从低速记录到高速记录都能够获得极好的记录特性，以及使用其的光记录-再现方法。
为了解决上述问题，根据本发明具体实施方式的光记录介质被构造为具有包括有机染料的记录层结构，其中该记录层具有至少一种如下列化学式1(在该式中，R1表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，BF4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料，和由下列化学式2(在该式中，R1和R4表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，BF4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料。
【化学式1】
Figure A20051013733400071
【化学式2】
Figure A20051013733400072
进一步，根据本发明具体实施方式的光记录-再现方法使用具有本发明具体实施方式的上述构造的光记录介质。
根据本发明具体实施方式的光记录介质被构造为具有记录层，该记录层混合有如前面所描述具有上述化学式1和化学式2的通式所表示的有机染料，因此可以抑制由低速记录到高速记录，即由1X速到16X速的抖动，而这在以前是不能实现的，并且可以获得极好的记录-再现特性。
此外，可以提供一种光记录-再现方法，该方法能够通过使用这样的光记录介质进行记录和再现使其至少在1X速记录到16X速记录达到极好的记录和再现。
根据本发明具体实施方式的光记录介质，能够获得如前所说明的极好的从低速记录到高速记录的记录-再现特性。
而且，在本发明具体实施方式的光记录介质中，通过选择形成在基片中的凹槽的凹槽深度D，能够使抖动和反射率维持在一个极好的范围：
100nm≤D≤200nm
以致于能够获得从1X速记录到16X速记录的极好的记录-再现特性。
还有，在本发明具体实施方式的光记录介质中，通过选择形成在基片中的凹槽的宽度，能够使抖动维持在一个极好的范围：
230nm≤Wg≤400nm
以致于能够获得从1X速记录到16X速记录的极好的记录-再现特性。
此外，在本发明具体实施方式的光记录介质中，通过使用具有如下列化学式3所示的结构式的材料作为上述化学式1所示的有机染料，可能获得从1X速记录到16X速记录的极好的记录-再现特性。
【化学式3】
Figure A20051013733400081
再有，在本发明具体实施方式的光记录介质中，通过使用具有如下列化学式4所示的结构式的材料作为上述化学式2所示的有机染料，可能获得从1X速记录到16X速记录的极好的记录-再现特性。
【化学式4】
Figure A20051013733400082
再有，在本发明具体实施方式的光记录介质中，当将上述化学式1中所示的有机染料的重量设为W1，以及将上述化学式2中所示的有机染料的重量设为W2时，记录功率的范围可以在从低速记录到高速记录的在如下设置的适当的范围内进行选择：
0.1≤W2/(W1+W2)≤0.8
进一步，在本发明具体实施方式的光记录介质中，光的稳定性可以通过在记录层中添加减活剂得到提高。
另外，在该光记录介质中，当将上述化学式1中所示的有机染料的重量设为W1，上述化学式2所示的有机染料的重量设为W2，以及减活剂的添加量设为W3时，可以通过下列的设置提高光的稳定性，也确定地抑制抖动以及获得极好的记录-再现特性：
0.08＜W3/(W1+W2+W3)≤0.35
再有，在本发明具体实施方式的光记录介质中，当将有机染料的最大吸收波长下的光密度(Optical Density)设为OD时，可以通过下列设置进一步确定地抑制从低速记录到高速记录的抖动，以及获得极好的记录-再现特性：
0.25≤OD≤0.70
此外，通过使用本发明具体实施方式的上述构造的光记录介质执行记录和再现，能够提供一种可靠地在至少从1X速到16X速的记录速度范围内实现极好的记录-再现特性的光记录-再现方法。
附图说明
图1是示出了根据本发明具体实施方式的光记录介质的一个例子的截面构造轮廓的示意图；
图2是示出了根据本发明具体实施方式的光记录介质的一个例子的基本部分的截面构造轮廓的示意图；
图3是示出了在根据本发明具体实施方式的光记录介质中抖动和反射率相对于凹槽深度的变化的图表；
图4是示出了在根据本发明具体实施方式的光记录介质中抖动相对于凹槽宽度的变化的图表；
图5是示出了在根据本发明具体实施方式的光记录介质中1X速和16X速记录的记录功率相对于记录层材料的重量比的变化的图表；
图6是示出了在根据本发明具体实施方式的光记录介质中抖动相对于在其中添加了减活试剂的记录层材料的重量比的变化的图表；以及
图7是示出了在根据本发明具体实施方式的光记录介质中抖动相对于记录层的光密度的变化的图表。
具体实施方式
执行本发明的最好的方式的一个例子将在以下进行描述，但本发明并不局限于以下描述的实施例。
本发明涉及一种盘形光记录介质，例如，其具有由有机染料制成的记录层，尤其是提供一种能够满足DVD-R和DVD+R盘要求并还能实现高速记录的有机染料的光记录介质，以及使用其的光记录-再现方法。
图1示出了根据本发明一个具体实施方式的光记录介质的重要部分的截面构造的轮廓。所述光记录介质被构造为：记录层2例如通过旋转涂覆方法等方法形成为在厚度为0.6mm的具有光透光度的基片1之上的薄膜，由银制成的，例如由银、银合金、铝、铝合金、金以及类似物中的材料制成的反射层3通过溅射等的方法层压在记录层2上，和厚度为0.6mm的具有光透光度的基片4被例如通过紫外线固化树脂等粘结在一起。
例如，成为有机染料的溶剂的四氟丙醇(TEP)、八氟戊醇(OFP)等中的TFP，能够被作为一种用于记录层2的有机染料的涂布液体。作为记录层2的有机染料，例如可以使用具有上述化学式3所示的构造式的染料，其在上述化学式1所示的通式中。
另外，在各种有机染料中，例如可以使用具有上述化学式4所示的构造式的染料，其在上述化学式2所示的通式中。
光记录介质是由这些材料制造的，并对其检验记录-再现特性。其结果在以下说明。
当最大吸收波长λmax的透光因子设置为T时，记录层2的光密度OD(OpticalDensity)定义为：
OD＝-log(T)
并且在以下描述的实施例中设置OD＝0.50。
所使用的基片具有如图2所示的横截面轮廓构造的形状，并且制成轨道间距Tp为0.74μm，凹槽的凹槽深度D和宽度Wg分别为150nm和350nm。在此，脊部分和凹槽部分之间的斜坡中的中点的宽度定义为凹槽宽度Wg。由Pulstec Inc.制造的DDU-1000(模式名称)用于信号的记录和再现。这个评估设备的激光波长为655nm，聚焦透镜的数值孔径NA为0.65，并且当以最短的标记长度0.40μm随机地记录用于DVD的EFM加信号时，测量再现信号的抖动值。
记录条件设置为1X速记录(线速度3.5m/s)和使用根据DVD+R的1X速记录方法的标准的Pulse策略(Pulse Strategy)的2.4X速记录(线速度8.4m/s)，以及使用根据DVD+R的4X速记录方法的Block策略(Block Strategy)的4X速记录(线速度14.0m/s)，此外还有，使用根据根据DVD+R的8X速记录方法的Castle策略(Castle Strategy)的8X速记录(线速度27.9m/s)和16X速记录(线速度55.8m/s)，以及在执行1X速再现时，测量相对于记录功率的抖动值。由于再现时，抖动值指示在再现时记录标记和间隔在时间轴上的变化，因此抖动值是一个指示记录的标记和间隔准确度的指标(index)，其意味着抖动值越小，信号质量越高。
当将记录层有机染料中的上述化学式3中所示的材料的重量设置为W1，上述化学式4中所示的材料的重量设置为W2时，在重量比为W2/(W1+W2)＝0.5时，由每个记录速度方法测量抖动值。其结果显示在下表1中。
【表1】
  1X速   2.4X速   4X速   8X速   16X速
  抖动[％]   5.9   6.1   6.1   6.2   6.4
从此表1中可以理解，从1X速到16X速的所有记录速度，抖动值显著地低于DVD+R标准的上限值9.0％，并且能够获得足够的信号质量。
其次，关于凹槽的凹槽深度D的研究结果显示在图3中。在上述的重量比为W2/(W1+W2)＝0.5的条件下使用记录层，并且在凹槽的凹槽深度为100nm≤D≤200nm的区域中测量在16X速记录时的抖动的底值和反射率。
根据图3所示的结果，在D≥100nm的区域中抖动值显著低于9％，并且在D＝200nm的区域中反射率低于只写一次型DVD标准的下限45％。
然后，可以理解，同时满足信号特性和反射率的凹槽深度为：
100nm≤D≤200nm
还有，在将抖动抑制到8％之内的情况下，希望凹槽深度为：
110nm≤D
而且，在将抖动进一步抑制到7％之内的情况下，更希望凹槽深度为：
130nm≤D
另外，当反射率被设置为约46％时，希望凹槽深度为：
D≤190nm
并且进一步，当反射率被设置为47％或更高时，更希望凹槽深度为：
D≤180nm
图4显示了关于凹槽宽度Wg的研究结果。在上述的重量比为W2/(W1+W2)＝0.5的条件下使用记录层，通过将凹槽的凹槽深度D设置为150nm并改变凹槽宽度Wg，测量1X速记录和16X速记录时的抖动值，并且将最佳记录功率中的抖动值绘成曲线。从此图4可以理解，从1X速记录到16X速记录值可以获得足够的信号质量的凹槽宽度Wg的条件是：
230nm≤Wg≤400nm
还有，将抖动抑制到8％或更小的情况下，希望凹槽宽度Wg为：
240nm≤Wg≤390nm
而且，将抖动抑制到7％或更小的情况下，更希望凹槽宽度Wg为：
260nm≤Wg≤370nm
接下来，关于具有如上述化学式3所示的构造式的有机染料与具有如上述化学式4所示的构造式的有机染料的配比的研究结果显示在图5中。凹槽的凹槽深度D和凹槽宽度Wg分别设置为150nm和350nm。当1X速记录和16X速记录时的最佳记录功率设置为P0时，可以发现记录敏感度向着低敏感度侧移动，而记录功率随着W2/(W1+W2)增加而增加。
这里，由于希望16X速记录的最佳记录功率为45mW或更小，重量比W2/(W1+W2)＝0.8成为上限。
下限值由1X速记录时的最佳记录功率来定义，并且由于希望1X速记录的最佳记录功率为6mW或更大，重量比W2/(W1+W2)＝0.1成为下限。因此，可以理解，在这种情况下的合适的重量比如下：
0.1≤W2/(W1+W2)≤0.8
另外，作为更希望的条件，当1X速记录时的记录功率为6.5mW或更大并且16X记录时的记录功率为42mW或更小时，可以理解下面是合适的重量比：
0.3≤W2/(W1+W2)≤0.65
接下来，将所述光记录介质构造为：将上述化学式3和化学式4的有机染料作为记录层的材料，并且其重量比设置为W2/(W1+W2)＝0.5，并检测光的稳定性。
在这个实施例中，具有如下列化学式5所示的构造式的材料被添加到记录层2作为减活剂。
【化学式5】
Figure A20051013733400121
将上述化学式3和化学式4中所示的材料的重量设置为W1和W2，将上述化学式5中所示的材料的重量设置为W3，并且改变添加到记录层中的减活剂的添加量，使得W3/(W1+W2+W3)从0.0变化到0.4。
在测试设备中的环境温度为37℃，相对湿度为70％的条件下，通过从光记录介质的记录层的一侧照射氙灯直到变为等于蓝色标度(JIS标准)的第五级颜色降级，来进行记录层的光稳定性测试。
图6显示了照射氙灯后对光记录介质执行16X速记录时的抖动值。从此图6可以理解，为了将抖动抑制到9％或更小，减活剂的重量比W3/(W1+W2+W3)在下列范围内是合适的：
0.08＜W3/(W1+W2+W3)≤0.35
此外，为了将抖动抑制得更低，希望的重量比在下列范围：
0.1＜W3/(W1+W2+W3)≤0.3
在上述实施例中，研究的是上述化学式5中所示的材料作为减活剂的情况，但是在另一种减活剂作为减活剂的情况下，可以获得几乎类似的效果，例如，使用下列化学式6或化学式7所示的：
【化学式6】
Figure A20051013733400131
【化学式7】
Figure A20051013733400132
进一步，为了提高光的稳定性，除了上述减活剂，可以将对光稳定的酞菁染料和偶氮基系统染料添加到记录层中。
接下来，研究记录层的光密度(OD)。记录层材料的配比是这样设置的：为了制造记录层的光密度是变化的光记录介质，如上述化学式3和化学式4所示的有机染料的重量比是W2/(W1+W2)＝0.5，并且还有上述化学式5中所示的减活剂的重量比是W3/(W1+W2+W3)＝0.2。
在该实施例中，光记录介质在下列5个条件下进行制造：在最大吸收波长下的有机染料膜的光密度(OD)为：0.25，0.40，0.50，0.60和0.70，并且在1X速记录和16X速记录时分别测量抖动值。此测量结果如图7所示。
从图7所示的结果中可以理解，当记录层的光密度(OD)为0.25时，16X速记录时的抖动低于9％，并且在光密度(OD)设置为OD＝0.70的情况下，抖动值变为9％。因此，可以理解，在可以获得足够信号质量的情况下，光密度OD的范围是：
0.25≤OD≤0.70
还有，将抖动抑制到8％或更低的情况下，希望光密度OD为：
0.35≤OD≤0.60
而且，将抖动抑制到7％或更低的情况下，更希望光密度OD为：
0.35≤OD≤0.60
根据本发明具体实施方式的光记录介质，可以提供一种光记录介质，其中在此前所述的DVD光学系统中，从1X速到16X速的宽记录速度范围内可以获得足以满足只写一次型DVD标准的信号特性。
此外，可以提供一种有机染料型光记录介质，通过添加减活剂使其具有更优异的光稳定性。
应注意的是根据本发明具体实施方式的光记录介质不仅仅局限于此前所描述的每一个具体实施方式，但是，甚至当本发明应用到符合或大致符合DVD+R型标准的光记录介质，或符合或大致符合DVD-R型标准的光记录介质时，可以获得类似的效果。
在此，包括根据DVD+R型和DVD-R型光记录介质标准的用于记录和再现的光波长、聚焦透镜的数值孔径、1X线速度以及最短标记长度的公差的数值显示在下表2中：
【表2】
           DVD+R          DVD-R
  用于记录的光波长   655nm+10nm/-5nm   650nm+10nm/-5nm
  用于再现的光波长   655nm+10nm/-5nm   650±5nm
  聚焦透镜的数值孔径NA   0.65±0.01   0.60±0.01
  1X线速度   3.49±0.03m/s   3.49±0.03m/s
  最短的标记长度   0.40μm+0.003μm   0.40μm±0.003μm
应注意的是，在上述表2中，用于DVD+R的记录和再现的光的波长655nm+1nm/-5nm意味着公差为+10nm和-5nm，类似地，用于DVD-R的记录和再现的光的波长650nm+10nm/-5nm意味着公差为+10nm和-5nm。
另外，可以清楚的是，除了前面所描述的那些以外的各种调整和变化落在其保护范围之内，而并不脱离本发明的构造，以至于本发明也能应用于例如在光记录介质的构造中由染料材料制成的记录层制作为两层构造的情况。
本领域技人员应理解为，当它们落在所附的权利要求以及其等同物的范围内时，根据设计需求和其它因素进行的各种调整、组合、次级组合和变化是可以出现的。

Claims (12)

1、一种光记录介质，其包括一个含有有机染料的记录层，其中所述记录层至少具有：
由下列化学式1(在该式中，R1表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料；和
由下列化学式2(在该式中，R1和R4表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料，
【化学式1】
Figure A2005101373340002C1
【化学式2】
2、根据权利要求1所述的光记录介质，其中该光记录介质的构成是在所述光记录介质的基片中提供的凹槽的凹槽深度D为100nm≤D≤200nm。
3、根据权利要求1所述的光记录介质，其中该光记录介质的构成是在所述光记录介质的基片中提供的凹槽的凹槽宽度Wg为230nm≤Wg≤400nm。
4、根据权利要求1所述的光记录介质，其中该光记录介质的构成是在所述化学式1中所示的有机染料是一种具有在下列化学式3中所示的结构式的材料，
【化学式3】
5、根据权利要求1所述的光记录介质，其中该光记录介质的构成是在所述化学式2中所示的有机染料是一种具有在下列化学式4中所示的结构式的材料，
【化学式4】
Figure A2005101373340003C1
6、根据权利要求1所述的光记录介质，其中当将所述化学式1中所示的有机染料的重量设置为W1，将所述化学式2中所示的有机染料的重量设置为W2时，该光记录介质被构造为：
0.1≤W2/(W1+W2)≤.8。
7、根据权利要求1所述的光记录介质，其中该光记录介质被构造为在所述记录层中添加一种减活剂。
8、根据权利要求7所述的光记录介质，其中当将所述化学式1中所示的有机染料的重量设置为W1，所述化学式2中所示的有机染料的重量设置为W2，所述减活剂的重量设置为W3时，该光记录介质被构造为：
0.08≤W3/(W1+W2+W3)≤0.35。
9、根据权利要求1所述的光记录介质，其中当将所述有机染料的最大吸收波长下的光密度设置为OD时，该光记录介质被构造为：
0.25≤OD≤0.70。
10、一种光记录-再现方法，其使用一种包括含有有机染料的记录层的光记录介质，其中所述光记录介质的所述记录层中至少具有下列成分：
由所述化学式1(在该式中，R1表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料；和
由所述化学式2(在该式中，R1和R4表示碳数从1至4的烷基，R2和R3分别表示碳数从1至4的烷基和苯甲基或通过耦合形成3-6元环的基团，Y1和Y2的每个单独表示有机基团，并且X表示ClO4，FB4，PF6和SbF6)所示的通式表示的有机染料。
11、根据权利要求10所述的光记录-再现方法，其中用于所述记录介质记录和再现的光波长为655nm+10nm/-5nm，将所述激光聚焦到所述光记录介质上的聚焦透镜的数值孔径NA为0.65±0.01，将要记录到所述光记录介质上的信息的最短标记长度为0.40μm±0.003μm，1X线速度为3.49±0.03m/s，并且所述光记录介质的轨道间距为0.74μm±0.03μm。
12、根据权利要求10所述的光记录-再现方法，其中用于所述记录介质再现的光波长为650nm±5nm，用于记录的光波长为650nm+10nm/-5nm，将所述激光聚焦到所述光记录介质上的聚焦透镜的数值孔径NA为0.60±0.01，将要记录到所述光记录介质上的信息的最短标记长度为0.40μm±0.003μm，1X线速度为3.49m/s±0.03m/s，并且所述光记录介质的轨道间距为0.74μm±0.03μm。
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