DE4201495A1 - Optisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Optisches aufzeichnungsmedium

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Tatsuro Sakai
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Takashi Chuman
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aufzeichnungsfähiges optisches Aufzeichnungs­ medium und insbesondere ein optisches Aufzeichnungsmedium mit durch Superpositio­ nierung auf einem lichtdurchlässigen Substrat gebildeter lichtabsorbierender und einer lichtreflektierenden Schicht.
Die Verwendung von organischen Farbstoffen wie Cyanin- und Phthalocyaninfarbstoffen in der Aufzeichnungsmembran von "aufzeichnungsfähigen" optischen Aufzeich­ nungsmedien ist allgemein bekannt. Um Information auf ein derartiges optisches Aufzeichnungsmedium zu schreiben, wird ein Laserstrahl auf einen kleinen Bereich der Aufzeichnungsmembran fokussiert und in thermische Energie umgewandelt, die die Charakteristika bzw. Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht ändert (d. h. eine Informationsvertiefung bzw. Pit bildet). Die gebräuchliche Praxis, die angewendet wird, um eine glatte Änderung der Eigenschaften der Aufzeichnungsmembran zu gewähr­ leisten, besteht darin, daß zwei Substrate hergestellt werden, die jeweils eine Aufzeichnungsmembran tragen, und daß diese Substrate miteinander kombiniert werden, so daß sich die zwei Aufzeichnungsmembranen gegenüberstehen, wodurch eine sogenannte "Luft-Sandwich"-Struktur geliefert wird.
Der Laserstrahl, der verwendet wird, um Daten auf diesen Typ eines optischen Aufzeichnungsmediums zu schreiben, wird auf die Außenseite jedes transparenten Substrats gerichtet, um ein optisch lesbares Pit in einer oder in beiden der Aufzeichnungsmembranen zu bilden. Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Daten wird ein Lese-Laserstrahl mit einer geringeren Leistung als der Schreibstrahl auf die Pit- Oberfläche fokussiert, und der Kontrast zwischen dem Bereich, in dem die Informationsvertiefung bzw. das Pit gebildet wurde, und dem Bereich, in dem keine Informationsvertiefungen bzw. Pits gebildet wurden, wird als elektrisches Signal gelesen.
Medien vom Nurlesespeicher(ROM)-Typ mit voraufgezeichneten Daten sind ebenfalls erhältlich und werden kommerziell auf den Gebieten Tonaufzeichnung und Informa­ tionsverarbeitung verwendet. Die ROM-Medien haben keine Aufzeichnungsmembran, in der Daten aufgezeichnet werden können. Noch konkreter gesagt, werden Vor- Informationsvertiefungen bzw. Pre-Pits, die den wiederzugebenden Daten entsprechen, in der Oberfläche eines Kunststoffsubstrats durch Preßformen mit einem Mutter- bzw. Originalformstück vorgebildet. Dann wird eine reflektierende Schicht aus einem Metall wie Au, Ag, Cu oder Al über den Pre-Pits gebildet, und dann wird üblicherweise eine Schutzschicht auf der reflektierenden Schicht gebildet.
Bei einer typischen Klasse von ROM-Medien handelt es sich um Compakt-Disks, die üblicherweise als CDs bezeichnet werden. Information wird mit Signalen mit standardisierten Spezifikationen auf CDs geschrieben und davon gelesen. In Übereinstimmung mit derartigen Spezifikationen werden CD-Wiedergabevorrichtungen weitverbreitet als Compakt-Disk-Spieler (CD-Spieler) verwendet.
Die sogenannten aufzeichnungsfähigen optischen Aufzeichnungsmedien sind insofern das gleiche wie CDs, als ein Laserstrahl zum Lesen/Schreiben verwendet wird und beide Medien in Scheibenform vorliegen. Es gibt ein starkes Bedürfnis für die Entwicklung eines aufzeichnungsfähigen Mediums, das die ROM- oder CD-Spezifikationen einhält und als Ergebnis in CD-Spielern verwendbar ist. Mit den Versuchen, diese Aufgabe zu lösen, ist jedoch ein Problem verbunden.
Wenn insbesondere die Luft-Sandwich-Struktur, die in herkömmlichen Strukturen aufzeichnungsfähiger Medien weitverbreitet verwendet wird, lediglich durch die Bereitstellung einer lichtreflektierenden Schicht auf der mit Pits versehenen Oberfläche der herkömmlichen aufzeichnungsfähigen Aufzeichnungsmembran ersetzt wird, wie dies in einer ROM- oder CD-Struktur erforderlich ist, kann der Reflexions- und Modulationsfaktor eines Laserstrahls nicht ausreichend hoch gemacht werden, um die CD-Spezifikation zu erfüllen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein aufzeichnungsfähiges optisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das einen ausreichend hohen Reflexions- und Modulationsfaktor aufweist, um die CD-Spezifikationen zu erfüllen.
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums gelöst werden kann, das ein lichtdurchlässiges Substrat mit einer lichtabsorbierenden Schicht aufweist, die wiederum mit einer lichtreflektierenden Schicht überzogen ist, wobei die lichtabsorbierende Schicht einen ersten Cyaninfarbstoff und einen zweiten Cyaninfarbstoff enthält. Außerdem ist der erste Cyaninfarbstoff so ausgewählt, daß er eine Lichtabsorptionsbande im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts hat, und der zweite Cyaninfarbstoff ist so ausgewählt, daß er eine Lichtabsorptionsbande in einem kürzeren Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff hat und eine geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts. Außerdem ist der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden Schicht in einer höheren Menge als der Menge des ersten Cyaninfarbstoffs in der lichtabsorbierenden Schicht vorhanden.
In der vorliegenden Erfindung soll die Information mit Licht mit einem Wellenlängenbereich von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben werden. Daher hat der erste, der lichtabsorbierenden Schicht einzuverleibende, Cyaninfarbstoff vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (I):
wobei R1 und R2 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5 Kohlenstoffatomen stehen. X⁻ stellt ein Gegenion dar, beispielsweise ClO4⁻, I⁻ oder Br⁻.
Der zweite Cyaninfarbstoff, der auch vorzugsweise der lichtabsorbierenden Schicht einverleibt wird, hat vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (II):
wobei R3 und R4 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5 Alkylgruppen stehen. X⁻ stellt ein Gegenion dar und kann durch die gleichen Ionen veranschaulicht werden, die bereits oben für diesen Koeffizienten erwähnt wurden. In Übereinstimmung mit den breiteren Konzepten der Erfindung ist der zweite Cyaninfarbstoff mit der allgemeinen Formel (II) in der lichtabsorbierenden Schicht in einer höheren Menge als der erste Cyaninfarbstoff mit der allgemeinen Formel (I) vorhanden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Löscher- bzw. Quencherverbindung zu der lichtabsorbierenden Schicht gegeben, um die Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch Belichtung während der Handhabung zu verhüten.
Die Erfindung selbst kann sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch ihres Erfindungsverfahrens, zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen, mit Hilfe der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, besser verstanden werden.
Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts des optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 2 stellt einen vergrößerten Querschnitt des optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung dar;
die Fig. 3(a)-3(c) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von verschiedenen Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsver­ hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 1 festgehalten wurde, wohingegen die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich von 0,015 bis 0,12 mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 3(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des Potentials I1 und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig darstellt; Fig. 3(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; und Fig. 3(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile Itop, I11T und I3T zeigt;
die Fig. 4(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von verschiedenen Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsver­ hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 2 : 3 festgehalten wurde, während die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich von 0,04 bis 0,10 mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 4(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 4(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 4(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 4(d) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlerpotentials TE3b zeigt;
die Fig. 5(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von verschiedenen Potenialmessungen an Proben zeigen, in denen das Misch-Gewichtsver­ hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 3 festgehalten wurde, während die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über den Bereich von 0,075 bis 0,155 mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 5(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des Furchen- bzw. Rillenpotentials I₉ zeigt; Fig. 5(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 5(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 5(d) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlers TE3b zeigt;
Fig. 6 stellt ein Diagramm dar, das die Absorptionseigenschaften des ersten hier beschriebenen Cyaninfarbstoffs (D-1) zeigt; und
Fig. 7 stellt ein Diagramm dar, das die Absorptionseigenschaften des zweiten hier beschriebenen Cyaninfarbstoffs (D-2) zeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das optische Aufzeichnungsmedium 1 der vorliegenden Erfindung im allgemeinen ein lichtdurchlässiges Substrat 11 auf, das mit einer lichtabsorbierenden Schicht 12, ein lichtreflektierenden Schicht 13 und einer Schutzschicht 14 überzogen ist, und zwar in dieser Reihenfolge.
Unter dem Gesichtspunkt einer hohen Herstellungsrate betrachtet, wird das lichtdurchlässige Substrat 11 vorzugsweise durch Spritzgießen durchsichtiger Harze wie Polycarbonatharzen (PC) und Polymethylmethacrylatharzen (PMMA) hergestellt. Das Substrat 11 wird üblicherweise mit einer Dicke von etwa 1,0 bis 1,5 mm gebildet.
Das Substrat 11 wird mit einer lichtabsorbierenden Schicht 12 überzogen, die einen ersten Cyaninfarbstoff enthält, der so ausgewählt ist, daß er Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts besitzt, und einen zweiten Cyaninfarbstoff, der so ausgewählt ist, daß er eine Lichtabsorptionsbande in einem kürzeren Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff besitzt und eine geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden und wieder­ gebenden Lichts. Die Menge des zweiten Cyaninfarbstoffs in der lichtabsorbierenden Schicht ist höher als die Menge des ersten Cyaninfarbstoffs in der lichtabsorbierenden Schicht.
In der vorliegenden Erfindung wird die Information im allgemeinen mit Licht einer Wellenlänge im Bereich von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben. Deshalb hat der, der lichtabsorbierenden Schicht 12 einzuverleibende, erste Cyaninfarbstoff vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (I):
wobei R1 und R2 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5 Kohlenstoffatomen stehen. Wenn die Anzahl Kohlenstoffatome in R1 oder R2 8 übersteigt, tritt in einem Test unter heißen und feuchten Bedingungen beschleunigte Beeinträchtigung bzw. Schädigung ein. Außerdem wird der Farbstoff wachsartig, was Schwierigkeiten bei der Handhabung verursacht.
In der allgemeinen Formel (I) stellt X⁻ ein Gegenion dar, wie beispielsweise ClO4⁻, I⁻ oder Br⁻.
Der zweite Cyaninfarbstoff, der auch der lichtabsorbierenden Schicht 12 einzuverleiben ist, hat vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (II):
wobei R3 und R4 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1-8, vorzugsweise 3-5 Kohlenstoffatomen stehen. Wenn die Anzahl Kohlenstoffatome in R3 oder R4 8 übersteigt, treten die gleichen Nachteile auf, die in Verbindung mit der allgemeinen Formel (I) beschrieben wurden.
In der allgemeinen Formel (II) stellt X⁻ ein Gegenion dar und kann durch die bereits obenerwähnten Gegenionen veranschaulicht werden.
Der zweite Cyaninfarbstoff der allgemeinen Formel (II) ist in einer höheren Menge als der erste Cyaninfarbstoff der allgemeinen Formel (I) enthalten, und das bevorzugte Gewichtsverhältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff liegt im Bereich von 1 : 1,5 zu 1 : 3. Wenn der zweite Cyaninfarbstoff in einer Menge vorhanden ist, die gleich oder geringer ist als die des ersten Cyaninfarbstoffs, ist es unmöglich, das erforderliche Reflexionsvermögen zu erzielen, oder ein weiterer möglicher Nachteil, der auftreten könnte, besteht darin, daß die Dicke des Farbstoffilms nicht auf so einen Wert eingestellt werden kann, der einen guten Ausgang bzw. Output zwischen dem Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehler und dem Reflexionsvermögen zu erzielt.
Die lichtabsorbierende Schicht 12, die den ersten und zweiten Cyaninfarbstoff enthält, wird mit herkömmlichen Mitteln, wie Schleudergießen bzw. Spin-Beschichtung beschichtet. Um die lichtabsorbierende Schicht zu beschichten, liegt die Konzentration eines Gemischs aus erstem und zweitem Cyaninfarbstoff in Lösung im Bereich von 0,01 bis 0,20 mol/l, wobei der Bereich 0,04 bis 0,12 mol/l bevorzugter ist. Wenn die Konzentration des Farbstoffgemischs niedriger als 0,01 mol/l ist, ist die Absorptionsempfindlichkeit, die erzielt werden kann, zu gering, um die Signalaufzeichnung mit einem Halbleiterlaser zu gestatten. Wenn die Konzentration des Farbstoffgemischs 0,20 mol/l übersteigt, lösen sich die Farbstoffe in Lösungsmitteln nicht vollständig auf.
Die lichtabsorbierende Schicht 12 wird in einer Dicke aufgetragen, die vorzugsweise im Bereich von 30 bis 900 nm liegt, wobei der Bereich 100 bis 300 nm bevorzugter ist. Wenn die Dicke der Schicht 12 weniger als 30 nm beträgt, nimmt die Lichtabsorption in einem Ausmaß ab, daß die Empfindlichkeit für Licht bei der Arbeitswellenlänge eines Halbleiterlasers zu gering ist, um eine zufriedenstellende Signalaufzeichnung zu erzielen. Wenn die Dicke der Schicht 12 900 nm übersteigt, ist die Farbstoffschicht so dick, daß dadurch erhöhte Absorption und somit geringeres Reflexionsvermögen verursacht werden.
Zur Beschichtung der Absorptionsschicht 12 können verschiedene bekannte Lösungsmittel verwendet werden, beispielsweise Diacetonalkohol, Ethylcellosolve, Methanol, Tetrafluorpropanol und dgl.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Löscher bzw. Quencher in der lichtabsorbierenden Schicht 12 enthalten, um die Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch Belichtung zu verhüten.
Repräsentative Beispiele für bevorzugte Quencher sind die unten gezeigten Verbindungen (Q-1) bis (Q-4):
Unter diesen Quenchern ist der durch die Strukturformel (Q-1) dargestellte für die Verhütung der Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch Belichtung besonders bevorzugt.
Die lichtabsorbierende Schicht 12 wird dann mit einer lichtreflektierenden Schicht 13 überzogen, die aus einem Metallfilm wie Au, Ag, Cu oder Al zusammengesetzt ist. Diese Metallfilme können durch Abscheidung gebildet werden, und zwar mittels geeigneter Verfahren wie Vakuumverdampfung, Bedampfen bzw. Sputtern oder Ionplating. Die lichtreflektierende Schicht 13 hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,02 bis 2,0 µm.
Die lichtreflektierende Schicht 13 wird gewöhnlich mit der Schutzschicht 14 überzogen, um die lichtabsorbierende Schicht 12 und die lichtabsorbierende Schicht 13 zu schützen. Die Schutzschicht 14 wird üblicherweise mittels eines Verfahrens gebildet, das darin besteht, daß ein UV-härtbares Harz durch Schleuderguß bzw. Spin-Beschichtung aufgetragen und dann durch Belichtung mit UV-Bestrahlung gehärtet wird. Andere Materialien, die zur Bildung der Schutzschicht 14 verwendet werden können, umfassen Epoxyharze, Acrylharze, Siliconharze und Urethanharze. Die Schutzschicht 14 hat üblicherweise eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 100 µm.
Um das Substrat 11 vor dem in der lichtabsorbierenden Schicht verwendeten Beschichtungslösungsmittel zu schützen, kann eine Zwischenschicht zwischen dem Substrat 11 und der lichtabsorbierenden Schicht 12 vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann eine Zwischenschicht zwischen der lichtabsorbierenden Schicht 12 und der lichtreflektierenden Schicht 13 vorgesehen sein, um die Effizienz der Lichtabsorption zu steigern.
Während das Medium rotiert, wird Aufzeichnungslicht auf das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung angewendet, woraufhin ein Teil der lichtabsorbierenden Schicht 12, die von dem Licht getroffen wird, unter Bildung einer Informationsvertiefung bzw. eines Pits abgeschmolzen wird. Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Daten wird, während das Medium rotiert, Leselicht darauf angewendet, und der Unterschied zwischen der Intensität des Lichts, das von einem Bereich reflektiert wird, in dem die Informationsvertiefung bzw. das Pit gebildet wurde, und dem von einem Bereich reflektierten Licht, in dem keine Informationsvertiefungen bzw. Pits gebildet wurden, wird nachgewiesen, und der Unterschied wird als elektrisches Signal gelesen.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden nicht beschränkenden Beispiele in größerem Detail beschrieben.
Beispiele
Die unten identifizierten Farbstoffe (D-1) und (D-2) wurden als erster bzw. zweiter Cyaninfarbstoff verwendet, die in der lichtabsorbierenden Schicht enthalten sind. Diese Farbstoffe wurden in Ethylcellosolve aufgelöst, und die Lösung wurde mit einer Dicke von 250 nm auf ein Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Durch Spritzgießen wurde zuvor eine spiralförmig verlaufende Furche bzw. Rille auf dem Substrat gebildet.
Durch Vakuumverdampfung wurde eine lichtreflektierende Schicht aus Gold (Au) mit einer Dicke von 0,1 µm auf der lichtabsorbierenden Schicht abgeschieden. Dann wurde ein Photopolymer-Schutzfilm auf der lichtreflektierenden Schicht gebildet.
Mit diesem Grundverfahren wurden verschiedene Proben des optischen Aufzeichnungsmediums hergestellt, wobei das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten Cyaninfarbstoffs zum zweiten Cyaninfarbstoff variiert wurde, und zwar 1 : 1, 2 : 3 und 1 : 3, und wobei die Konzentration des Gemischs der Cyaninfarbstoffe in Lösung über den Bereich von 0,01 bis 0,16 mol/l variiert wurde.
Erster Cyaninfarbstoff (D-1)
Farbstoff der allgemeinen Formel (I), wobei R1 und R2 jeweils für n-C4H9 stehen und X⁻ ClO4⁻ darstellt. Die Absorptionseigenschaften des Farbstoffs (D-1) sind in Fig. 6 dargestellt, die zeigt, daß der Farbstoff eine Lichtabsorptionsbande bei 580-720 nm hat.
Zweiter Cyaninfarbstoff (D-2)
Farbstoff der allgemeinen Formel (II), wobei R3 und R4 jeweils für n-C3H7 stehen und X⁻ ClO4⁻ darstellt. Die Absorptionseigenschaften des Farbstoffs (D-2) sind in Fig. 7 dargestellt, die zeigt, daß der Farbstoff eine Lichtabsorptionsbande bei 540-680 nm hat.
Unter den folgenden Bedingungen wurden von den jeweiligen Medienproben EFM- Signale aufgezeichnet und wiedergegeben.
Bedingungen für die EFM-Signal/Aufzeichnung-Wiedergabe
Wellenlänge: 778 nm,
Lineare Geschwindigkeit: 1,4 m/s,
Schreibleistung: 6,0 mW,
Leseleistung: 0,5 mW.
Bei jedem der Medien, bei denen die Aufzeichnung unter den oben spezifizierten Bedingungen ausgeführt wurde, wurden die folgenden acht Potentiale gemessen: Potential im regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Teil, I0; Potential im Land, I1; Potential in der Furche bzw. Rille, Ig; Potential im hellsten bzw. breitesten Teil von aufgezeichneten Signalen, die eine Amplitude von 11 T (196 kHz) hatten, Itop; Potential aufgezeichneter Signale, die eine Amplitude von 11 T (196 kHz) hatten, I11T; Potential von aufgezeichneten Signalen, die eine Amplitude von 3 T (720 kHz) hatten, I3T; Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotential, TEpp; und Dreistrahl-Spurfehlerpotential, TE3b.
Die Ergebnisse der Potentialmessungen sind in den Fig. 3(a)-3(c), den Fig. 4(a)-4(d) und den Fig. 5(a)-5(d) gezeigt.
Die Fig. 3(a)-3(c) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 1 festgehalten wurde, wohingegen die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich von 0,015 bis 0,12 mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 3(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig darstellt; Fig. 3(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; und Fig. 3(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile Itop, I11T und I3T zeigt.
Die Fig. 4(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 2 : 3 festgehalten wurde, während die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich von 0,04 bis 0,10 mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 4(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 4(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 4(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile von Ttop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 4(d) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlerpotentials TE3b zeigt.
Die Fig. 5(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von Potenialmessungen an Proben zeigen, in denen das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 3 festgehalten wurde, während die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über den Bereich von 0,075 bis 0,155 mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 5(a) ein Diagramm dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials L und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 5(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt- Rillen- bzw. Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 5(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 5(d) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlers TE3b zeigt.
Durch Auswertung der jeweiligen Proben auf Grundlage der in den Diagrammen der Fig. 3-5 gezeigten Ergebnisse kann man erkennen, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sein sollten, um Signale in Übereinstimmung mit dem CD-Format wiederzugeben:
  • 1) I1 < Ig < und I0 < Ig;
  • 2) der Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehler TEpp muß mindestens 0,04 V betragen, um die Spurführungsservosteuerung gleichmäßig bzw. konstant durchführen und dadurch eine verläßliche Aufzeichnung sicherstellen zu können;
  • 3) da ein Reflexionsvermögen von mindestens 65% erforderlich ist, muß Itop unter den oben angegebenen Bedingungen zur Aufzeichnung und Wiedergabe mindestens 0,45 V betragen, und gleichzeitig muß das Verhältnis I11T/Itop mindestens 60% betragen, wohingegen das Verhältnis I3T/Itop im Bereich von 30 bis 70% liegen muß, um ein entsprechendes bzw. adäquates Reflexionsvermögen und einen hohen Modulationsfaktor sicherzustellen; und
  • 4) das Dreistrahl-Spurfehlerpotential TE3b muß mindestens 2,5 V betragen, was mit dem TE₃₆ von kommerziellen CDs vergleichbar ist, und dies deshalb, um sicherzustellen, daß aufgezeichnete Signale (Pits) auf CD-Spielern übereinstimmend bzw. gleichmäßig wiedergegeben werden.
Die Diagramme der Fig. 3-5 zeigen, daß die erste Bedingung, die eingehalten werden muß, um alle der oben aufgelisteten Erfordernisse (1)-(4) zu erfüllen, darin besteht, daß der zweite Cyaninfarbstoff (D-2) in einer höheren Menge als der erste Cyaninfarbstoff (D-1) in der lichtabsorbierenden Schicht vorhanden ist, z. B. (D-1)/(D-2) = 2 : 3 oder 1 : 3, wie in den Fig. 4 oder 5 gezeigt.
Die zweite Bedingung, die eingehalten werden muß, um die oben aufgelisteten Erfordernisse (1)-(4) zu erfüllen, besteht darin, daß die Konzentration der zwei Cyaninfarbstoffe (D-1) und (D-2) in Lösung für die Kombination der Farbstoffe (D-1) und (D-2) im Bereich von 0,08-0,09 mol/l liegt. Nach Fig. 5 scheint auch der Konzentrationsbereich in Nachbarschaft zu 0,15 mol/l geeignet zu sein. In diesem Bereich ist jedoch die Konzentration des Gemischs der zwei Farbstoffe so hoch, daß die Bildung einer einheitlichen Lösung mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden ist. Als Konsequenz ergibt sich, wegen der hohen Konzentration des Farbstoffgemischs, selbst wenn sich eine Lösung bildet, sehr rasch eine Ausfällung, wodurch beträchtliche praktische Probleme verursacht werden.
Es wurde nachgewiesen, daß optimale elektrische Eigenschaften durch die oben spezifizierte Kombination von Farbstoffen und die angegebenen Dicke des Farbstoffilms erzielt werden können. Wenn zusätzliche Versuche mit dem gleichen Protokoll wie oben durchgeführt wurden, mit der Ausnahme, daß die Dicke des Farbstoffilms auf ver­ schiedene, sich von 250 nm unterscheidende Werte eingestellt wurde, ergab sich, daß die Konzentration der Farbstoffe in Lösung auf keine Weise auf einen sehr engen Bereich beschränkt ist. Statt dessen wurde beobachtet, daß der optimale Farbstoff-Konzentra­ tionsbereich innerhalb des breiteren Bereichs von 0,01-0,20 mol/l variiert, und zwar insbesondere als Funktion der Farbfilmdicke.
Aus der obigen Beschreibung ist klar, daß das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung, das die beispielhaften Cyaninfarbstoffe in den beispielhaften Mengen in der lichtabsorbierenden Schicht enthalten kann, ein aufzeichnungsfähiges optisches Aufzeichnungsmedium darstellt, das ein ausreichend hohes Reflexionsvermögen und Modulationsfaktor erzielt, um die CD-Spezifikation zu erfüllen.
Obwohl die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Kerngedanken oder den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

1. Optisches Aufzeichnungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß es ein lichtdurch­ lässiges Substrat, eine auf das Substrat aufgebrachte, lichtabsorbierende Schicht und eine auf die lichtabsorbierenden Schicht aufgebrachte, lichtreflektierende Schicht aufweist, wobei die lichtabsorbierende Schicht einen ersten Cyaninfarb­ stoff und einen zweiten Cyaninfarbstoff enthält, und der erste Cyaninfarbstoff eine Lichtabsorptionsbande im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts hat und der zweite Cyaninfarbstoff eine Lichtabsorp­ tionsbande in einem kürzeren Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff und eine geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts hat, und der zweite Cyaninfarbstoff ist in der lichtabsorbierenden Schicht in einer höheren Menge als der erste Cyaninfarbstoff vorhanden.
2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Cyaninfarbstoff und der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtab­ sorbierenden Schicht in einem Gewichtsverhältnisbereich von 1 : 1,5 bis 1 : 3 vorhanden sind.
3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht aus einer Beschichtung gebildet ist, die ein Gesamtgemisch des ersten Cyaninfarbstoffs und des zweiten Cyaninfarbstoffs in einer Beschichtungslösung in einer Konzentration von 0,01 bis 0,20 mol/l vor dem Auftragen und Trocknen aufweist.
4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information in der lichtabsorbierenden Schicht in einem Wellenlängenbereich von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben wird.
5. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Cyaninfarbstoff durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt wird: wobei R1 und R2 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen, und X⁻ ein Gegenion darstellt; und der zweite Cyaninfarbstoff durch die folgende allgemeine Formel (II) darge­ stellt wird: wobei R3 und R4 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen, und X⁻ ein Gegenion darstellt.
6. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß R1 und R2 in der Formel (I) jeweils n-C4H9 darstellen, und R3 und R4 in der Formel (II) jeweils n-C3H7 darstellen, und X⁻ stellt in der Formel (I) und in der Formel (II) jeweils ClO4⁻ dar.
7. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht in einer Dicke von 30 bis 900 nm vorgesehen ist.
8. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht außerdem eine Quencherverbindung enthält, welche die Beeinträchtigung des ersten und zweiten Cyaninfarbstoffs durch Belichtung verhütet.
9. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Quencher eine durch die Formel (Q-1) dargestellte Verbindung enthält:
10. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht ein aus der Gruppe Au, Ag, Cu oder Ag ausgewähltes Metall enthält und in einer Dicke von etwa 0,02 bis 2,0 um vorhanden ist.
11. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine auf der reflektierenden Schicht aufgebrachte Schutzschicht aufweist.
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