DE4141857A1 - Einmal zu beschreibende optische scheibe - Google Patents

Einmal zu beschreibende optische scheibe

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einmal zu beschreibende bzw. "Write once"- optische Scheibe.
Eine sogenannte optische Scheibe vom Luft-Sandwich-Typ, die einen Zwischenraum zwischen einem Paar von inneren Teilen hält, ist als einmal zu beschreibende bzw. "Write once"-optische Scheibe wohlbekannt. Bei einer einmal zu beschreibenden optischen Scheibe vom Luft-Sandwich-Typ erhitzt die Bestrahlung einer zum Zwischenraum gewendeten reflektierenden Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl die Aufzeichnungsschicht und verursacht deren punkt- bzw. fleckenähnliche Verdampfung oder Sublimation, wodurch Informationsvertiefungen bzw. "Pits" gebildet werden, und eine Veränderung des Reflexionsvermögens, das von der Anwesenheit/Abwesenheit der Pits abhängig ist, wird ausgenutzt.
Außerdem ist auch eine einmal zu beschreibende optische Scheibe vom laminierten Typ ohne einen inneren Zwischenraum entwickelt worden. Fig. 1 veranschaulicht die Struktur dieses Typs optischer Scheibe. Bezugnehmend auf dieses Diagramm wird ein Substrat 1 aus einem transparenten Harz wie Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyolefin (PO) gebildet. Eine spurführende Vorrille bzw. Führungsrille (pregroove) 2 wird zuvor auf dem transparenten Substrat 1 gebildet, um einen Laserstrahl zu führen, wenn Information aufgezeichnet werden soll. Eine Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht 3 wird auf der Vorrille 2 gebildet, eine reflektierende Schicht 4 zur optischen Erhöhung der Menge an reflektiertem Licht wird auf die Schicht 3 aufgebracht, und eine Schutzschicht 5 aus einem ultraviolett- aushärtenden Harz wird auf der Schicht 4 gebildet.
Bei dieser optischen Scheibe wird der Laserstrahl zur Informationswiedergabe von der Seite des transparenten Substrats 1 über die Aufzeichnungsschicht 3 geführt, und wird an der reflektierenden Schicht 4 reflektiert. Die aufzeichnende Organischer Farbstoff- Schicht 3 hat die Eigenschaft, Licht einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren. Wenn ein Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge auf die Aufzeichnungsschicht 3 gestrahlt wird, um diese aufzuheizen und zu zersetzen, wird das Substrat 1, das fest an der Schicht 3 haftet, sich auch aufheizen. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Aufzeichnungsschicht 3 zur reflektierenden Schicht 4 hin dispergieren; die Aufzeichnungsschicht 3 wird jedoch von der reflektierenden Schicht 4 daran gehindert, sich in situ zu zersetzen, verliert die Farbstoffeigenschaften. Nur die lichtbestrahlten Teile in der Farbstoff-Aufzeichnungsschicht 3 bleiben daher als schwarze Flecken zurück. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vorrille 2 ein wenig weiter ausgedehnt, und das Substrat 1 wird nach unten gedrückt. Der Pit-Teil der Schicht 3 hat ein niedrigeres Reflexionsvermögen als der andere Teil, und der Lichtdurchlaßgrad wird nahzu gleich "0". Auf diese Art und Weise wird die Aufzeichnung von Informationen auf der Aufzeichnungsschicht 3 vervollständigt. Die Information auf der optischen Scheibe wird unter Verwendung der Änderung im Lichtdurchlaßgrad wiedergegeben.
Die Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht einer derartigen einmal zu beschreibenden optischen Scheibe vom laminierten Typ hat die folgenden Eigenschaften.
Unter der Voraussetzung, daß Licht mit einer Menge von "1" in die Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht eintritt, und daß R die Menge des an der Oberfläche der Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht reflektierten Lichts ist, A die Menge des in der Aufzeichnungsschicht absorbierten Lichts ist und T die Menge an Licht ist, die durch die Aufzeichnungsschicht hindurchgeht, wird die folgende Gleichung erhalten:
R+A+T=1 (1)
Eine reflektierende Schicht, wenn sie in diesem Fall vorgesehen ist, bedeutet einfach, daß T durch die Farbstoff-Aufzeichnungsschicht zur Substratseite zurückkehrt. Unter der Voraussetzung, daß a den Absorptionsindex bzw. die Extinktion darstellt, ergibt sich die folgende Gleichung:
a={1-(R+T}/(1-R) (2)
Das Licht in einer Menge von T×a wird wieder in der Farbstoff-Aufzeichnungsschicht absorbiert, und das Licht in einer Menge von T×(1-a) verläßt diese Aufzeichnungsschicht als extern reflektiertes Licht. Die Gleichung (1) kann daher umgeschrieben werden als:
R+A+T×a+T×(1-a)=1 (3)
Wenn r die Menge an Licht bezeichnet, die als das extern reflektierte Licht nach außen tritt, kann dies ausgedrückt werden als:
r=R+T×(1-a)
Durch Einsetzen der Gleichung (2) in die obige Gleichung ergibt sich:
r=R+T²/(1-R) (4)
Daher ergibt sich
r=A²/(1-R)-2 A+1 (5)
Solange die Menge des hindurchgehenden Lichts T nicht qualitativ bis zu einem bestimmten Grad hochgesetzt wird, ist ein Ansteigen der Menge des nach außen reflektierten Lichts nicht zu erwarten. Es ist daher erforderlich, eine Farbstoff- Aufzeichnungsschicht zu verwenden, die eine große Menge hindurchgehenden Lichts T sicherstellt, und eine geringe Menge reflektierten Lichts R und die geeignete Menge an absorbiertem Licht A.
Gemäß der einmal zu beschreibenden optischen Scheibe vom laminierten Typ sollte die Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht daher eine hohe Absorption bzw. Extinktion haben, um auf einen beschreibenden Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge anzusprechen, und der Nicht-Pit-Teil sollte geeignetes Reflexionsvermögen, Absorption und Lichtdurchlaßgrad haben. Es ist eine einmal zu beschreibende optische Scheibe vorgeschlagen worden, deren Aufzeichnungsschicht Cyanin-Farbstoff wie einen Indolinin- Typ enthält, die diese Erfordernisse erfüllt und mit einer reflektierenden Schicht zusammenlaminiert wird.
Da viele Cyanin-Farbstoffe sehr lichtempfindlich sind, ist eine einmal zu beschreibende optische Scheibe, die eine derartige Cyanin-Farbstoff enthaltende Aufzeichnungsschicht verwendet, anfällig gegen Störungen der Farbstoff-Eigenschaften, wenn sie einfach gewöhnlichem Licht ausgesetzt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einmal zu beschreibende optische Scheibe bereitzustellen, die eine Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht verwendet, die lange Zeit stabil ist, ein hohes Reflexionsvermögen und eine schmale Absorptionswellenlängenbande hat.
Die einmal zu beschreibende optische Scheibe nach der vorliegenden Erfindung weist ein transparentes Substrat, eine auf dem transparenten Substrat gebildete Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht und eine auf der Organischer Farbstoff- Aufzeichnungsschicht gebildete reflektierende Schicht auf, wobei die Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht ein Pentamethincyanin-Gemisch aufweist, das mindestens Pentamethincyanin enthält, das durch die unten angegebene chemische Formel 1 dargestellt wird:
wobei R eine Alkylgruppe ist, W ist Wasserstoff, eine Arylgruppe, eine aromatische Gruppe oder Halogen, und X ist Jod.
Das Substrat kann aus einem lichtdurchlässigen Material wie Polycarbonat, Polymethylmethacrylat und Polyolefin gebildet werden. Die reflektierende Schicht kann aus einem Metall wie Aluminium (Al), Gold (Au), Kupfer (Cu) und Silber (Ag) gebildet werden.
Fig. 1 stellt eine unvollständige, vergrößerte Querschnittsansicht dar, die eine einmal zu beschreibende optische Scheibe vom laminierten Typ veranschaulicht; und
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Blockfehlerrate der einmal zu beschreibenden optischen Scheibe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die eines Vergleichsbeispiels zeigt, und zwar hinsichtlich der abgelaufenen Zeit, während der die optischen Scheiben dem Licht ausgesetzt sind.
Unter Bezugnahme auf die begleitenden Abbildungen wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine einmal zu beschreibende optische Scheibe nach dieser Ausführungsform hat die gleiche Struktur wie in Fig. 1 gezeigt. Ein Substrat 1 wird aus PC oder PMMA gebildet. PC wird für das Substrat verwendet, weil es weniger hygroskopisch als PMMA ist; wohingegen PMMA mit niedriger Doppelbrechung als Substrat verwendet werden kann. Eine spurführende Vorrille 2 wird zuvor auf dem Substrat 1 gebildet, und eine Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht 3, die ein Gemisch aufweist, das Pentamethincyanin als organischen Farbstoff enthält, wird auf der Vorrille 2 gebildet. Eine reflektierende Schicht 4 aus Gold (Au) zum Reflektieren des Laserstrahls wird auf der Aufzeichnungsschicht 3 gebildet. Außerdem wird eine Schutzschicht 5 aus einem ultraviolett­ aushärtenden Harz auf der Schicht 4 gebildet.
Als konkretes Beispiel für die Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht 3, die das Pentamethincyanin-Gemisch auf dem PC-transparenten Substrat enthält, wurde ein Gemisch verwendet, das Pentamethincyanin enthält, das durch die folgende chemische Formel 2 dargestellt wird:
bei dem es sich um eine Art von Pentamethincyanin handelt, das durch die Formel 1 dargestellt wird, und Naphthoindolininpentamethin, das durch die chemische Formel 3 dargestellt wird:
In diesem Beispiel wurde ein Diaceton-Alkohol-Lösungsmittel verwendet, das das oben beschriebene Gemisch enthält, um mit einem Schleuder- bzw. Spin- Beschichtungsverfahren eine Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht zu bilden, eine reflektierende Schicht aus Au wurde mit einem Bedampfungs- bzw. Sputter-Verfahren auf der Aufzeichnungsschicht gebildet, wodurch eine einmal zu beschreibende optische Scheibe bereitgestellt wird. Das Pentamethincyanin-Gemisch hatte ein hohes Reflexionsvermögen und eine schmale Absorptionswellenlängenbande.
Als Vergleichsbeispiel wurde ein transparentes Substrat aus PMMA gebildet, eine Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht, bei der es sich um ein Gemisch handelt, das herkömmlich bekanntes lndolininpentamethin enthält, wie durch die unten angegebene chemische Formel 4 ausgedrückt:
und Naphthoindolininpentamethin, durch die Formel 3 ausgedrückt, wurde auf dem Substrat mit einem Schleuder- bzw. Spin-Beschichtungsverfahren gebildet, und zwar unter Verwendung eines Ethylenglykol-Monoethylether-Lösungsmittels, und eine reflektierende Schicht aus Au wurde mit einem Verdampfungsverfahren auf der Aufzeichnungsschicht gebildet, wodurch eine einmal zu beschreibende optische Scheibe bereitgestellt wurde.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Blockfehlerraten der einmal zu beschreibenden optischen Scheibe nach der obigen Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel hinsichtlich der abgelaufenen Zeit zeigt, während der diese Scheiben dem Licht ausgesetzt sind. Das Diagramm zeigt, daß die Blockfehlerrate im Vergleichsbeispiel zwischen 0 bis 100 Stunden Belichtung stark ansteigt (Diagramm: 0), wohingegen die Blockfehlerrate bei dieser Ausführungsform selbst nach 100 Stunden Belichtung nur wenig ansteigt (Diagramm: ).
Wie oben beschrieben, hat nach der vorliegenden Erfindung die einmal zu beschreibende optische Scheibe das transparente Substrat, die Organischer Farbstoff- Aufzeichnungsschicht enthält ein Gemisch, das Pentamethincyanin enthält, wobei es sich bei dem Gegenion X-, das in der Formel 1 angegeben ist, um ein Jodanion handelt, und eine reflektierende Schicht, die anschließend laminiert wird, um eine Struktur zu bilden. Diese optische Scheibe besitzt daher sowohl Langzeitstabilität als auch ein hohes C/N- Verhältnis und eine hohe Empfindlichkeit.

Claims (4)

1. Einmal zu beschreibende optische Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein transparentes Substrat; eine auf dem transparenten Substrat gebildete Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht; und eine auf der Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht gebildete reflektierende Schicht aufweist, wobei die Organischer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht ein Pentamethincyanin-Gemisch aufweist, das mindestens Pentamethin­ cyanin enthält, das durch die unten angegebene chemische Formel 1 dargestellt wird: wobei R eine Alkylgruppe ist, W ist Wasserstoff, eine Arylgruppe, eine aromatische Gruppe oder Halogen, und X ist Jod.
2. Einmal zu beschreibende optische Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, das aus der aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat und Polyolefin bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
3. Einmal zu beschreibende optische Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im voraus auf dem Substrat eine Voradresse oder Vorrille gebildet ist.
4. Einmal zu beschreibende optische Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht aus einem dünnen Film eines Metalls gebildet ist, das aus der aus Aluminium, Gold, Kupfer und Silber bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4519064A (en) * 1980-10-27 1985-05-21 Nippon Columbia Kabushikikaisha Optical record disc
US4626496A (en) * 1984-06-19 1986-12-02 Ricoh Co., Ltd. Optical information recording medium

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