DE4141857C2 - Einmal zu beschreibende optische Scheibe - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einmal zu beschreibende optische Scheibe mit einem
transparenten Substrat, einer auf dem transparenten Substrat gebildeten Polymethinfarbstoff-
Aufzeichnungsschicht und einer auf der Polymethinfarbstoff-Aufzeichnungsschicht gebildeten
reflektierenden Schicht.
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 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, und 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 nahezu 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) - 2A + 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,
eine geringe Menge reflektierten Lichts R und die geeignete Menge an
absorbiertem Licht A sicherstellt.
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.
In US-A-4,626,496 wird ein optisches Informationsaufzeichnungsmaterial, umfassend ein
transparentes Substrat, eine Aufzeichnungsschicht, die im wesentlichen aus einem Doppelsalz
eines organischen Farbstoffkations (Polymethinkations) und einem Metallkomplexanion
besteht, oder eine Aufzeichnungsschicht, die im wesentlichen aus dem Doppelsalz und einem
organischen Farbstoff, einer Reflexionsschicht und einer Schutzschicht besteht, beschrieben.
Das gemäß diesem Dokument bereitgestellte optische Informationsaufzeichnungsmaterial
zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Haltbarkeit, eine hohe Aufzeichnungsdichte und eine
niedrige regenerative Zersetzung aus.
Eine optische Aufzeichnungsscheibe, die ein Substrat, eine lichtreflektierende Schicht, eine
Aufzeichnungsschicht, bestehend aus einem Gemisch von beispielsweise Nitrozellulose und
einem Polymethinfarbstoff, und eine Schutzschicht mit einer niedrigen Lichtinformations-
Durchlässigkeit umfaßt, ist aus der US-A-4,519,064 bekannt. Es ist möglich, auf dieser
optischen Aufzeichnungsscheibe Information mit einer hohen Geschwindigkeit mit einem
Laserstrahl niedriger Leistung (output) bereitzustellen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einmal zu beschreibende optische Scheibe
bereitzustellen, die eine organische Farbstoff-Aufzeichnungsschicht verwendet, die lange Zeit
stabil ist, ein hohes Reflexionsvermögen und eine schmale Absorptionswellenlängenbande hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einer einmal zu beschreibenden
optischen Scheibe der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Polymethinfarbstoff-Aufzeichnungsschicht ein Pentamethincyanin-Gemisch aufweist, das
mindestens Pentamethincyanin der allgemeinen Formel (I) enthält
in der R eine Alkylgruppe und W Wasserstoff, eine Arylgruppe, eine aromatische Gruppe oder
Halogen bedeuten.
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 abgelaufenden 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:
Formel 2
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:
Formel 3
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 Indolininpentamethin enthält, wie durch die unten
angegebene chemische Formel 4 ausgedrückt:
Formel 4
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 abgelaufenden 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: ).
Die erfindungsgemäße 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 mit einem
transparenten Substrat, einer auf dem transparenten
Substrat gebildeten Polymethinfarbstoff-Aufzeichnungsschicht
und einer auf der Polymethinfarbstoff-Aufzeichnungsschicht
gebildeten reflektierenden Schicht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polymethinfarbstoff-Aufzeich
nungsschicht ein Pentamethincyanin-Gemisch aufweist, das
mindestens Pentamethincyanin der allgemeinen Formel (I)
enthält
in der R eine Alkylgruppe und W Wasserstoff, eine Arylgruppe,
eine aromatische Gruppe oder Halogen bedeuten.
2. 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. Optische Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zuvor auf dem Substrat eine Voradresse oder
Vorrille gebildet worden ist.
4. 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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---|---|---|---|
JP3072975A JPH05238149A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 追記型光ディスク |
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DE4141857A1 DE4141857A1 (de) | 1992-10-08 |
DE4141857C2 true DE4141857C2 (de) | 1995-06-08 |
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---|---|---|---|
DE19914141857 Expired - Fee Related DE4141857C2 (de) | 1991-04-05 | 1991-12-18 | Einmal zu beschreibende optische Scheibe |
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JP (1) | JPH05238149A (de) |
DE (1) | DE4141857C2 (de) |
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---|---|---|---|---|
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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1991
- 1991-04-05 JP JP3072975A patent/JPH05238149A/ja active Pending
- 1991-12-18 DE DE19914141857 patent/DE4141857C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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