DE60220202T2

DE60220202T2 - Optisches Informationsaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE60220202T2
Application number: DE60220202T
Authority: DE
Inventors: Michihiro Odawara-shi Shibata
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: EP1239468A3; TWI254298B; EP1239468A2; DE60220202D1; CN1374649A; JP2002269821A; EP1239468B1; US6887548B2; US20020127367A1; CN1257502C

Description

Hintergrund der vorliegenden Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, und insbesondere ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, auf dem Information aufgezeichnet und mit dem Information wiedergegeben wird, indem das Medium von der Seite des Mediums her, an der eine dünne Schutzschicht angebracht ist, mit Laserlicht bestrahlt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine CD-R ist ein beschreibbares optisches Informationsaufzeichnungsmedium (optische Disk), worauf Information nur einmal durch Bestrahlung mit Laserlicht geschrieben werden kann, und ist weithin bekannt. Eine CD-R weist typischerweise ein transparentes Disk-Substrat auf, worauf nacheinander eine Farbstoff-Aufzeichnungsschicht mit einem organischen Farbstoff, eine lichtreflektierende Schicht mit einem Metall wie Gold, und eine aus Harz hergestellte Schutzschicht angeordnet sind. Auf der optischen Disk wird Information aufgezeichnet, indem die optische Disk mit Nahinfrarot-Laserlicht (d. h. Laserlicht, das im wesentlichen eine Wellenlänge von um 780 nm hat) bestrahlt wird. Spezifischerweise absorbiert der Bereich der Farbstoff-Aufzeichnungsschicht, der bestrahlt wird, Licht, wodurch die Temperatur an dem bestrahlten Bereich ansteigt. Das Ansteigen der Temperatur erzeugt eine physikalische oder chemische Veränderung (z. B. Bildung von Vertiefungen (Pits)) zur Veränderung der optischen Eigenschaften des bestrahlten Bereichs, wodurch Information aufgezeichnet wird. Die so auf der optischen Disk aufgezeichnete Information wird gewöhnlich wiedergegeben durch Bestrahlen der optischen Disk mit Laserlicht mit derselben Wellenlängen wie derjenigen des Lichts, das zur Aufzeichnung der Information verwendet wurde, und Nachweisen eines Unterschieds im Reflexionsvermögen zwischen dem Bereich der Farbstoff-Aufzeichnungsschicht, dessen optische Eigenschaften verändert wurden (Bereich mit Aufzeichnung) und dem Bereich der Farbstoff-Aufzeichnungsschicht, dessen optische Eigenschaften nicht verändert wurden (Bereich ohne Aufzeichnung).
DVD-Rs, die beschreibbare optische Disks sind, auf denen mit einer höheren Dichte als bei CD-Rs aufgezeichnet werden kann, sind auch in weit verbreiteten Gebrauch gekommen und gewinnen weiter an Bedeutung als Medien, auf denen gewaltige Mengen an Information aufgezeichnet werden können. Zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte optischer Informationsaufzeichnungsmedien wie CD-Rs und DVD-Rs ist es wirkungsvoll, den Punktdurchmesser des Laserstrahls zu verringern. Der Punktdurchmesser ist proportional zu γ/NA (worin NA die numerische Apertur der Linse und y die Wellenlänge des Schreiblasers ist). Zur Verringerung des Punktdurchmessers ist es wirkungsvoll, die Wellenlänge des Schreiblasers zu verkürzen oder die numerische Apertur der Linse zu vergrößern. Wenn die numerische Apertur NA der Linse vergrößert wird, erhöht sich ihre sphärische Aberration im Verhältnis zur vierten Potenz der numerischen Apertur. Daher ist es notwendig, die Dicke der Oberfläche, von der man Licht auf die Aufzeichnungsschicht einfallen lässt, zu verringern. Eine DVD-R erzielt eine 7-fach größere Aufzeichnungskapazität als diejenige einer CD-R durch Vergrößern der numerischen Apertur der Linse mehr als bei einer CD-R (von 0,45 für eine CD-R auf 0,6 für eine DVD-R) und durch Verkürzen der Wellenlänge des Schreiblasers (von 780 nm für eine CD-R auf 635 mm für eine DVD-R). Darüber hinaus wird durch Erhöhen der numerischen Apertur der Linse die Substratdicke an der Seite, an der man Licht einfallen lässt, auf 0,6 nm verringert, was die Hälfte der Dicke einer CD-R ist, und die sphärische Aberration wird verringert.
Mit der Entwicklung der Lasertechnologie in den letzten Jahren sind Laser mit kurzer Wellenlänge wie blaue Laser in Gebrauch gekommen. Zusammen mit dieser Entwicklung gab es einen Fortschritt bei der Entwicklung neuer optischer Informationsaufzeichnungsmedien, auf die mit Licht, das kürzere Wellenlängen als konventionelle Aufzeichnungswellenlängen (780 nm oder 630 nm) hat, mit hoher Dichte aufgezeichnet werden kann. Wie in dem vorangehenden Absatz erwähnt, kann die Aufzeichnungsdichte um so höher werden, je kleiner der Punktdurchmesser des Laserstrahls ist, und es ist notwendig, eine Aufzeichnungsschicht an einer Stelle mit geringer Tiefe von der Oberfläche auszubilden, um den Punktdurchmesser zu verringern. Zu diesem Zweck schlägt die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2000-11454 ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einem Substrat, an dessen entgegengesetzter Seite eine dünne Schutzschicht einer vorbestimmten Dicke angeordnet ist, vor, wobei kurzwelliges Licht von der Seite des Mediums, an der die dünne Schutzschicht angeordnet ist, eingestrahlt wird, um Information auf dem Medium aufzuzeichnen. Es war üblich, lichthärtbare Harze zu verwenden, wie durch Ultraviolettlicht lichthärtbare Harze, um die Schutzschicht zu bilden.
Wenn jedoch eine dünne Schutzschicht an der Seite des Mediums, die der Seite, an der das Substrat angeordnet ist, entgegengesetzt ist, angeordnet wird, wird es notwendig, auf dem Substrat nacheinander eine lichtreflektierende Schicht, eine Aufzeichnungsschicht und die dünne Schutzschicht anzuordnen, wodurch die Aufzeichnungsschicht zur gleichen Zeit, zu der das lichthärtbare Harz mit Licht bestrahlt und dadurch lichtgehärtet wird, um die dünne Schutzschicht zu bilden, ebenfalls mit Licht bestrahlt wird. Es gibt daher das Problem, dass die Aufzeichnungssubstanz in der Aufzeichnungsschicht teilweise zersetzt wird, wenn das Medium hergestellt wird, wodurch die Aufzeichnungseigenschaften ungünstig beeinflusst werden. Insbesondere wenn die Aufzeichnungsschicht einen Farbstoff enthält, absorbiert der Farbstoff Licht von Wellenlängen, die sogar kürzer als 400 nm sind, einschließlich Ultraviolettlicht, wodurch sich die Schicht leicht zersetzt und ernsthaft verschlechtert wird.
JP-A Nr. 11-27314 schlägt ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium vor, das ein Substrat aufweist, an dem ein transparenter Film mittels eines selbstklebenden Klebstoff-Flachmaterials oder eines trockenen Polymer-Flachmaterials haftet, wodurch eine lichtdurchlässige, dünne Schutzschicht so ohne Bestrahlung mit Ultraviolettlicht gebildet wird. Es gibt jedoch das Problem, dass zwischen dem transparenten Film und dem Substrat Luftblasen erzeugt werden, wenn der transparente Film mittels des selbstklebenden Klebstoff-Flachmaterials an das Substrat geklebt wird, was zu schlechter Haftung führt.
JP-2000-063450 A offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium, das ein Polycarbonat-Substrat, einen metallischen reflektierenden Film, ein Phasenumwandlungsmedium und eine 50-200 μm dicke Schutzschicht, die aus lichthärtbarer Harz hergestellt ist, aufweist. Das lichthärtbare Harz kann durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in Erwägung der vorangehenden Probleme im Stand der Technik ausgeführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium und Verfahren zur Herstellung eines solchen Mediums bereitzustellen, das hervorragende Aufzeichnungseigenschaften aufweist, indem eine Verschlechterung einer Aufzeichnungsschicht während des Herstellungsprozesses des Mediums vermieden wird.
Die obige Aufgabe wird durch die unten beschriebene, vorliegende Erfindung gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums, aufweisend: Vorbereiten eines Substrats; Ausbilden einer lichtreflektierenden Schicht auf dem Substrat; Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet, auf der lichtreflektierenden Schicht; Aufbringen einer Beschichtungslösung, die ein durch sichtbares Licht härtendes Harz aufweist, auf der Aufzeichnungsschicht; und Bestrahlen der Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht, das eine Wellenlänge in einem Bereich von 400 nm bis 700 nm hat und durch einen UV-Ausgrenzfilter hindurch gegangen ist, um durch Härten der Beschichtungslösung eine dünne Schutzschicht auszubilden, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchlässt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums, aufweisend: Vorbereiten eines Substrats; Ausbilden einer lichtreflektierenden Schicht auf dem Substrat; Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet, auf der lichtreflektierenden Schicht; Ausbilden einer Schutzschicht auf der Aufzeichnungsschicht; Aufbringen einer Beschichtungslösung, die ein durch sichtbares Licht härtbares Harz aufweist, als eine Klebeschicht auf die Schutzschicht; Anbringen einer dünnen Schutzschicht auf der Beschichtungslösung, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchlässt; und Bestrahlen der Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht mit einer Welllenlänge in einem Bereich von 400 nm – 700 nm, so dass die dünne Schutzschicht durch Härten der Beschichtungslösung mit einer Schicht darunter zusammenhält.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, aufweisend: ein Substrat; eine auf dem Substrat ausgebildete lichtreflektierende Schicht; eine auf der lichtreflektierenden Schicht ausgebildete Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet; eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Klebeschicht, wobei die Klebeschicht aus einem photohärtbarem Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde, gemacht ist; und eine auf der Klebeschicht ausgebildete dünne Schutzschicht, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchlässt, bei dem die Klebeschicht ein photohärtbares Harz enthält, in das eine photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe in ein modifiziertes Harz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Acrylatharzen, Urethanharzen, Epoxyharzen, Polyesterharzen, Polyetherharzen, Alkydharzen, Polyvinylchloridharzen, Fluor enthaltendenden Harzen, Siliconharzen, Vinylacetatharzen und Novolakharzen besteht, eingeführt wurde.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen die Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums gemäß einem ersten und einem zweiten Aspekt.
Ein erster Aspekt ist ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, aufweisend: ein Substrat; eine auf dem Substrat ausgebildete lichtreflektierende Schicht; eine auf der lichtreflektierenden Schicht ausgebildete Aufzeichnungs schicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet; und eine unmittelbar auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete, dünne Schutzschicht, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchlässt und aus einem photohärtbarem Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde, gemacht ist.
Ein zweiter Aspekt ist ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, aufweisend: ein Substrat; eine auf dem Substrat ausgebildete lichtreflektierende Schicht; eine auf der lichtreflektierenden Schicht ausgebildete Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet; eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Klebeschicht, wobei die Klebeschicht aus einem photohärtbaren Harz; das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde, gemacht ist; und eine auf der Klebeschicht ausgebildete, dünne Schutzschicht, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchlässt.
Die optischen Informationsaufzeichnungsmedien des ersten bzw. des zweiten Aspekts weisen ein Substrat auf, auf dem nacheinander eine lichtreflektierende Schicht und eine Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet, angeordnet sind, wobei eine dünne Schutzschicht entweder unmittelbar oder mittels einer Klebeschicht auf der Aufzeichnungsschicht: ausgebildet ist. Mit diesen Medien ist es möglich, durch Bestrahlung der Medien mit Laserlicht von der Seite der Medien her, an der die dünne Schutzschicht angeordnet ist, Information darauf aufzuzeichnen und damit wiederzugeben.
In dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium des ersten Aspekts enthält die dünne Schutzschicht das Harz, das durch sichtbares Licht photogehärtet wird. In dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium des zweiten Aspekts enthält die Klebeschicht das Harz, das durch sichtbares Licht photogehärtet wird. So ist es gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitzustellen, das hervorragende Aufzeichnungseigenschaften aufweist, weil die dünne Schutzschicht ohne Bestrahlung mit Ultraviolettlicht ausgebildet wird, wodurch eine Verschlechterung der Aufzeichnungsschicht während des Verfahrens der Herstellung des Mediums vermieden wird.
Das optische Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung bzw. das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte optische Informationsaufzeichnungsmedium weist besonders bemerkenswerte Effekte auf, wenn auf der Aufzeichnungsschicht Information durch Laserlicht mit einer Wellenlänge von 380 nm – 550 nm aufgezeichnet werden kann und wenn die Aufzeichnungsschicht eine organische Verbindung wie einen Farbstoff als die Aufzeichnungssubstanz enthält.
Das sichtbare Licht, wie es hierin verwendet wird, hat einen Wellenlängenbereich von 400 nm – 700 nm. Zur Härtung des in dem Medium vorhandenen photohärtbaren Harzes hat das sichtbare Licht bevorzugt einen Wellenlängenbereich von 420 nm – 600 nm und bevorzugter von 450 nm – 550 nm.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht, die Schichten eines optischen informationsaufzeichnungsmediums gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bzw. eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, zeigt.
2 ist eine schematische Schnittansicht, die Schichten eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Ausführungsform, nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt, zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wird unter Bezugnahme auf die hieran angefügten Zeichnungen unten detailliert beschrieben.
Erste Ausführungsform
Das optische Informationsaufzeichnungsmedium (Disk) der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bzw. das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte optische Informationsaufzeichnungsmedium ist nur einmal mit kurzwelligem Licht beschreibbar. Wie in der schematischen Schnittansicht von 1 zu sehen ist, umfasst das Medium ein Substrat 12 mit einer Dicke von näherungsweise 1,0 mm – 1,2 mm und einem mittigen Loch (nicht gezeigt), das, in Draufsicht gesehen, im wesentlichen in der Mitte des Substrats 12 ausgebildet ist. Eine spiralige Vorrille ist an einem vorbestimmten Bereich auf dem Substrat 12, ausgenommen das mittige Loch und ein Außenumfangsbereich, ausgebildet. Auf dem Bereich des Substrats 12, an dem die Vorrille ausgebildet ist, sind nacheinander eine lichtreflektierende Schicht 14, eine Aufzeichnungsschicht 16, auf der durch Bestrahlung mit Laserlicht mit einem Wellenlängenbereich von 380 nm – 500 nm Information aufgezeichnet werden kann, eine Schutzschicht 18 zum Schützen der Aufzeichnungsschicht 16, eine Klebeschicht 20 und eine transparente, dünne Schutzschicht 22 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Klebeschicht 20 aus einem photohärtbaren Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde, gemacht. Die jeweiligen Schichten des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Ausführungsform sind unten detailliert beschrieben.
Das Substrat 12 kann irgendein Material sein, das aus konventionell verwendeten Substratmaterialien zur Herstellung optischer Informationsaufzeichnungsmedien geeignet ausgewählt wird. Zu veranschaulichenden Beispielen der Substratmaterialien gehören Glas, Polycarbonate, Acrylharze wie Polymethylmethacrylate, Vinylchlorid-Harze wie Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Copolymer, Epoxyharze, amorphe Polyolefine, Polyester und Metalle wie Aluminium. Diese Materialien können auch in Kombination verwendet werden. Unter den oben beschriebenen Materialien sind wegen guter Feuchtigkeitsbeständigkeit, guter Dimensionsstabilität und Preisgünstigkeit amorphes Polyolefin und Polycarbonat bevorzugt. Am meisten bevorzugt ist Polycarbonat. Bevorzugt liegt die Dicke des Substrats 12 im Bereich von 1,0 mm – 1,2 mm.
Auf dem Substrat 12 ist eine Führungsrille zum Führen oder eine konkav-konvexe Rille, die Information wie ein Adresssignal angibt, ausgebildet. Um eine höhere Aufzeichnungsdichte zu erzielen, ist es bevorzugt, ein Substrat zu verwenden, das mit einer Vorrille mit einem Spurabstand, der enger als der Spurabstand einer CD-R oder DVD-R ist, ausgestattet ist. Der Spurabstand der Vorrille beträgt bevorzugt von 0,2 μm – 0,8 μm, bevorzugter von 0,25 μm – 0,6 μm, noch bevorzugter von 0,27 μm – 0,4 μm. Die Tiefe der Vorrille beträgt bevorzugt von 0,03 μm – 0,18 μm, bevorzugter von 0,05 μm bis 0,15 μm, und noch bevorzugter von 0,06 μm – 0,1 μm.
Eine Unterschichtungs-Schicht kann zwischen dem Substrat 12 und der lichtreflektierenden Schicht 14 angeordnet sein, um die Flachheit und die Haftung der lichtreflektierenden Schicht 14 an dem Substrat zu verbessern. Zu Beispielen für Materialien zur Herstellung einer Unterschichtungs-Schicht gehören Polymere wie Polymethyl-methacrylat, Acrylsäure/Methacrylsäure-Copolymer, Styrol/Maleinsäure-anhydrid-Copolymer, Polyvinylalkohol, N-Methylolacrylamid, Styrol/Vinyltoluol-Copolymer, chlorsulfoniertes Polyethylen, Nitrocellulose, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyolefin, Polyester, Polyimid, Vinylacetat/Vinylchlorid-Copolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat; und Oberflächen-Modifikationsmittel wie ein Silan-Haftverbesserer. Die Unterschichtungs-Schicht kann beispielsweise ausgebildet werden durch Lösen oder Dispergieren des obigen Materials in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Beschichtungslösung herzustellen, und dann Auftragen der Beschichtungslösung auf die Oberfläche des Substrats unter Verwendung irgendeines Beschichtungsverfahrens wie Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Extrusionsbeschichtung. Die Dicke der Unterschichtungs-Schicht beträgt im allgemeinen von 0,005 μm – 20 μm, und bevorzugt von 0,01 μm – 10 μm.
Die lichtreflektierende Schicht 14 enthält eine lichtreflektierende Substanz mit einem hohen Reflexionsvermögen bezüglich Laserlicht. Bevorzugt beträgt das Reflexionsvermögen der Substanz mindestens 30%, bevorzugter mindestens 50%, und noch bevorzugter mindestens 70%. Zu Beispielen für die Substanz gehören Metalle und Halbmetalle wie Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn und Bi sowie rostfreier Stahl. Diese Substanzen können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Legierungen davon können ebenfalls verwendet werden. Unter diesen sind Cr, Ni, Pt, Cu, Ag, Au, Al und rostfreier Stahl bevorzugt, bevorzugter sind Au, Ag, Al und ihre Legierungen, und am meisten bevorzugt sind Ag, Al und ihre Legierungen. Die lichtreflektierende Schicht 14 kann auf dem Substrat 12 beispielsweise durch Dampfabscheidung, Sputtern oder Ionenplattierung irgendeiner der oben angegebenen lichtreflektierenden Substanzen ausgebildet werden. Die Dicke der lichtreflektierenden Schicht 14 beträgt im allgemeinen von 10 nm - 500 nm, und bevorzugt von 50 nm – 200 nm.
Die Aufzeichnungsschicht 16 kann irgendeine von einer Aufzeichnungsschicht, die einen organischen Farbstoff enthält, einer Phasenübergangs-Aufzeichnungsschicht, in der Information durch einen Phasenübergang aufgezeichnet wird, und einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht, in der Information magnetooptisch aufgezeichnet wird, sein. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Aufzeichnungsschicht 16 jedoch bevorzugt eine, die als eine Aufzeichnungssubstanz eine organische Verbindung wie einen Cyanin-Farbstoff, einen Oxonol-Farbstoff, einen Metallkomplex-Farbstoff, einen Azo-Farbstoff oder einen Phthalocyanin-Farbstoff enthält, damit auf der Aufzeichnungsschicht 16 Information durch Bestrahlung mit kurzwelligem Laserlicht mit einer Wellenlänge von 380 nm – 500 nm aufgezeichnet wird. Beispielsweise können geeigneterweise die Farbstoffe verwendet werden, die beschrieben sind in JP-A Nrn. 4-74690 , 8-127174 , 11-53758 , 11-334204 , 11-334205 , 11-334206 , 11-334207 , 2000-43423 , 2000-108513 und 2000-158818 . Die Aufzeichnungssubstanz ist nicht speziell auf derartige Farbstoffe beschränkt, und zu anderen Beispielen dafür gehören andere organische Verbindungen wie Triazol-Verbindungen, Triazin-Verbindungen, Cyanin-Verbindungen, Merocyanin-Verbindungen, Aminobutadien-Verbindungen, Phthalocyanin-Verbindungen, Cinnamat-Verbindungen, Viologen-Verbindungen, Azo-Verbindungen, Oxonol-Benzoxazol-Verbindungen und Benzotriazol-Verbindungen. Unter diesen Verbindungen sind Cyanin-Verbindungen, Aminobutadien-Verbindungen, Benzotriazol-Verbindungen und Phthalocyanin-Verbindungen besonders bevorzugt.
Die Aufzeichnungsschicht 16 kann beispielsweise hergestellt werden durch Auflösen der Aufzeichnungssubstanz, wie dem Farbstoff, zusammen mit einem Bindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Beschichtungslösung herzustellen, Aufbringen der Beschichtungslösung auf die Oberfläche des Substrats, um darauf einen Film auszubilden, und dann Trocknen lassen der Beschichtungslösung. Die Konzentration der Aufzeichnungssubstanz, die in der Beschichtungslösung vorliegt, beträgt üblicherweise von 0,01 – 15 Gew.%, bevorzugt von 0,1 – 10 Gew.%, bevorzugter von 0,5 – 5 Gew.%, und am meisten bevorzugt 0,5 – 3 Gew.%.
Zu Beispielen für das Lösungsmittel, das für die Beschichtungslösung verwendet wird, gehören Ester wie Butylacetat, Ethyllactat und Cellosolve-acetat; Ketone wie Methyl-ethyl-keton, Cyclohexanon und Methyl-isobutyl-keton; chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan und Chloroform; Amide wie Dimethylformamid; Kohlenwasserstoffe wie Methylcyclohexan; Ether wie Tetrahydrofuran, Ethylether und Dioxan; Alkohole wie Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol und Diaceton-Alkohol; Fluor enthaltende Lösungsmittel wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol; und Glycolether wie Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycol-monoethylether und Propylenglycol-monomethylether. Diese Lösungsmittel können, abhängig von der Löslichkeit der verwendeten Aufzeichnungssubstanz, entweder allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Die Beschichtungslösung kann außerdem verschiedene Zusätze wie ein Antioxidationsmittel, ein Ultraviolett-Absorptionsmittel, ein Plastifizierungsmittel und ein Gleitmittel, wie erforderlich, enthalten.
Zu Beispielen für das Bindemittel gehören natürliche organische Polymere wie Gelatine, Cellulose-Derivate, Dextran, Kolophonium und Kautschuk; und synthetische organische Polymere, beispielsweise Kohlenwasserstoffharze wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyisobutylen, Vinylharze wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und Polyvinylchlorid/Polyvinylacetat-Copolymer, Acrylharze wie Poly(methylacrylat) und Poly(methyl-methacrylat), Polyvinylalkohol, chloriertes Polyethylen, Epoxyharze, Butyralharze, Kautschuk-Derivate und Vorkondensate eines wärmehärtenden Harzes wie Phenol-Formaldehyd-Harz. Wenn das Bindemittel zusammen mit der Aufzeichnungssubstanz verwendet wird, beträgt die Menge des Bindemittels in der Aufzeichnungs schicht im Allgemeinen vom 0,01-fachen bis 50-fachen (Masseverhältnis), und bevorzugt von 0,1-fachen bis 5-fachen (Masseverhältnis) der Menge der verwendeten Aufzeichnungssubstanz. Die Konzentration der in der Beschichtungslösung vorliegenden Aufzeichnungssubstanz beträgt im allgemeinen von 0,01 – 10 Gew.%, und bevorzugt von 0,1 – 5 Gew.%.
Die Aufzeichnungsschicht 16 wird beispielsweise durch Sprühen, Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenauftrag, Rakelbeschichtung, Streichwalzenbeschichtung und Siebdruck beschichtet. Die Aufzeichnungsschicht 16 kann einschichtig oder mehrschichtig sein. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht 16 beträgt im allgemeinen von 10 nm – 500 nm, bevorzugt von 30 nm – 300 nm, und bevorzugter von 50 nm – 100 nm.
Die Aufzeichnungsschicht 16 kann gewünschtenfalls eine Vielfalt von Mitteln gegen Verfärbung enthalten, um die Lichtbeständigkeit der Schicht mit Aufzeichnung zu verbessern. Als das Mittel gegen Verfärbung werden üblicherweise Singulett-Sauerstoff-Quencher verwendet, und es können jene verwendet werden, die in Patentveröffentlichungen und anderen Veröffentlichungen beschrieben sind, einschließlich denjenigen, die beschrieben sind in JP-A Nrn. 58-175693, 59-81194, 60-18387, 60-19586, 60-19587, 60-35054, 60-36190, 60-36191, 60-44554 , 60-44555 , 60-44389 , 60-44390 , 60-54892 , 60-47069 , 63-209995 und 4-25492 ; JP-B Nrn. 1-38680 und 6-26028 ; dem deutschen Patent Nr. 350 399; und the Journal of the Chemical Society of Japan, Oktober 1992, Seite 1141. Die Menge an zu verwendendem Mittel gegen Verfärbung wie einem Singulett-Sauerstoff-Quencher beträgt im allgemeinen von 0,1 – 50 Gew.%, bevorzugt von 0,5 – 45 Gew.%, bevorzugter von 3 – 40 Gew.%, und besonders bevorzugt von 5 – 25 Gew.% des verwendeten Färbemittels.
Die Schutzschicht 18 wird angebracht, um die Aufzeichnungsschicht 16 zu schützen und um die Haftung zwischen der Aufzeichnungsschicht 16 und der dünnen Schutzschicht 22 zu verbessern. Die Materialien zur Herstellung der Schutzschicht 18 umfassen beispielsweise SiO, SiO₂, MgF₂, SnO₂, Si₃N₄ und ZnS. Ein Gemisch aus ZnS und SiO₂ kann ebenfalls zur Herstellung der Schutzschicht 18 dienen. In diesem Fall wird SiO₂ bevorzugt in einem Mischungsverhältnis von 3 – 45 mol% verwendet. Die Dicke der Schutzschicht 18 beträgt be vorzugt von 1,0 nm – 500 nm, und bevorzugter von 10 nm – 100 nm. Die Schutzschicht 18 kann durch Vakuumverdampfung wie Dampfabscheidung oder Sputtern ausgebildet werden.
Die dünne Schutzschicht 22 wird mittels der Klebeschicht 20, die aus einem photohärtbaren Harz, das durch sichtbares Licht gehärtet wurde, gemacht ist, auf der Schutzschicht 18, und bezüglich der Aufzeichnungsschicht 16 dem Substrat 12 entgegengesetzt, angebracht. Die dünne Schutzschicht 22 wird ausgebildet, um die Kratzfestigkeit und die Feuchtigkeitsbeständigkeit des optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu verbessern. Bevorzugt ist die dünne Schutzschicht aus einem transparenten Harzfilm, beispielsweise einem Polycarbonat-Film (PC-Film) oder einem Triacetylceflulose-Film (TAC-Film) gemacht. Der Begriff "transparent", wie er hierin verwendet wird, bedeutet transparent für Licht sowohl zur Datenaufzeichnung als auch zur Datenwiedergabe. Es ist auch bevorzugt, dass die dünne Schutzschicht 22 außerdem ein UV-Absorptionsmittel enthält, um die Lichtechtheit des optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu verbessern. Es ist bevorzugt, dass das für diesen Zweck verwendete UV-Absorptionsmittel das Licht bei Wellenlängen zur Informationsaufzeichnung und zur Informationswiedergabe geringfügig absorbiert.
Die dünne Schutzschicht 22 wird ausgebildet durch Auflösen eines photohärtbaren Harzes (das die Klebeschicht 20 bildet) in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Beschichtungslösung herzustellen, Aufbringen der Beschichtungslösung auf eine Schutzschicht 18 bei einer vorbestimmten Temperatur, Laminieren eines Harzfilms über die so aufgetragene Schicht, gefolgt von Bestrahlen mit sichtbarem Licht von der Seite des laminierten Harzfilms her durch einen UV-Ausgrenzfilter zum Härten der aufgetragenen Schicht, so dass die Harzfilme an der Schutzschicht 18 zur Anhaftung kommen können. Die Dicke der dünnen Schutzschicht 22 beträgt im allgemeinen von 10 μm – 300 μm, und bevorzugt von 100 μm – 200 μm.
Zur Kontrolle der Viskosität liegt die Beschichtungstemperatur bevorzugt im Bereich von 23° C – 50° C, bevorzugter von 24° C – 40° C, und noch bevorzugter von 25° C – 37° C. Um die Disk daran zu hindern, sich zu verziehen, ist es bevorzugt, einen Lichtstrahler vom Pulstyp zu verwenden, um die aufgetragene Schicht mit Licht zu bestrahlen. Das Pulsintervall liegt bevorzugt in der Größenordnung von unter ms und bevorzugter unter μs. Die pro Puls eingestrahlte Lichtmenge ist nicht spezifisch begrenzt, ist aber bevorzugt nicht mehr als 3 kW/cm², und bevorzugter nicht mehr als 2 kW/cm². Die Anzahl an Malen, die eine Bestrahlung durchgeführt wird, ist nicht spezifisch begrenzt, ist aber bevorzugt nicht mehr als 20 mal, und bevorzugter nicht mehr als 10 mal. Das Licht, mit dem die Beschichtungsschicht bestrahlt wird, kann mittels eines optischen Filters so begrenzt werden, dass es einen vorbestimmten Wellenlängenbereich hat. Die aufgetragene Schicht kann unter Verwendung einer Lichtquelle wie eines Laserstrahls mit Licht mit einem engen Wellenlängenbereich bestrahlt werden.
Es gibt keine bestimmten Beschränkungen hinsichtlich des photohärtbaren Harzes, das die Klebeschicht 20 bildet, so lange das Harz eine lichtempfindliche Gruppe, die bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht vernetzt oder polymerisiert werden kann, enthält. Zu Beispielen dafür gehören photohärtbare Harze, in die eine photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe eingeführt wurde, um Harze wie Acrylatharze, Urethanharze, Epoxyharze, Polyesterharze, Polyetherharze, Alkydharze, Polyvinylchlorid-Harze, Fluor enthaltende Harze, Siliconharze, Vinylacetat-Harze und Novolakharze zu modifizieren. Die modifizierten Harze, in die die photopolymerisierbare, ungesättigte Gruppe eingeführt wurde, können in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Das optische Informationsaufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Anspruch 15 und den davon abhängigen Ansprüchen beansprucht ist, enthält ein oben erwähntes photohärtbares Harz/die oben erwähnten photohärtbaren Harze. Zu Beispielen für die photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe gehören eine Acryloyl-Gruppe, eine Methacryloyl-Grupe, eine Vinyl-Gruppe, eine Styryl-Gruppe, eine Allyl-Gruppe, eine Cinnamoyl-Gruppe, eine Cinnamyliden-Gruppe und eine Azido-Gruppe.
Unter den oben angegebenen photohärtbaren Harzen sind jene bevorzugt, die Monomere, Präpolymere, Dimere, Trimere und andere Oligomere mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung in dem Molekül enthalten, sowie ihre Gemische und Copolymere. Bevorzugter sind die photohärtbaren Harze, die monofunktionelles oder polyfunktionelles (Meth) acrylat enthalten.
Um die Disk daran zu hindern, sich zu verziehen, ist es bevorzugt, dass das photohärtbare Harz einen niedrigen Schrumpfungskoeffizienten hat. Um die Absorption von Licht durch die Klebeschicht 20 zu verringern und das Licht-Reflexionsvermögen zu erhöhen, ist es bevorzugt, dass das photohärtbare Harz einen hohen Durchlassgrad bezüglich Licht, das sowohl zur Aufzeichnung als auch zur Wiedergabe verwendet wird, hat. Außerdem ist es, um eine durch Feuchtigkeit verursachte Beschädigung der Aufzeichnungsschicht zu minimieren und die Lagerstabilität zu verbessern, bevorzugt, dass das photohärtbare Harz eine geringe Feuchtigkeits-Durchlässigkeit hat.
Ein Beispiel für ein solches photohärtbares Harz ist Laxtrack LCR (hergestellt von Toa Gosei Co., Ltd.), das bei der vorliegenden Erfindung geeigneterweise verwendet werden kann.
Die Klebeschicht 20 hat bevorzugt eine Dicke von 0,1 μm – 100 μm, bevorzugter 1 μm – 50 μm, und noch bevorzugter von 2 μm – 20 μm, um einen ausreichenden Schutz zu erhalten und die Disk daran zu hindern, sich zu verziehen.
Information wird auf dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium (Disk) in der folgenden Weise aufgezeichnet. Während die Disk mit einer konstanten Lineargeschwindigkeit (für ein CD-Format von 1,2 – 1,4 m/s) oder mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, wird die Disk von der Seite der Disk her, an der die dünne Schutzschicht 22 angeordnet ist, mit Laserlicht bestrahlt. Der bestrahlte Bereich der Aufzeichnungsschicht 16 absorbiert das eingestrahlte Licht, wodurch die Temperatur an dem bestrahlten Bereich ansteigt. Dieser Temperaturanstieg erzeugt eine physikalische oder chemische Veränderung (z. B. Bildung von Pits), um dadurch die optischen Eigenschaften des bestrahlten Bereichs zu verändern, wodurch auf der Aufzeichnungsschicht 16 Information aufgezeichnet wird.
Beispiele für Laser, die eine Schwingungswellenlänge in einem Bereich von 380 nm – 550 nm haben und bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen beispielsweise einen blauvioletten Halbleiterlaser mit einem Schwingungswellenlängenbereich von 390 nm – 415 nm, einen blaugrünen Halbleiterlaser mit einer zentralen Schwingungswellenlänge von 515 nm, und einen blauvioletten SRG-Laser, der eine zentrale Schwingungswellenlänge von 425 nm hat und einen IR-Halbleiterlaser mit einer zentralen Schwingungswellenlänge von 850 nm und ein optisches Wellenlängen-Umwandlungselement vom Wellenleitertyp (SHG) aufweist. Um eine höhere Aufzeichnungsdichte zu erzielen, ist der blau-violette Halbleiterlaser oder der SRG-Laser, der zum Emittieren von Licht kürzerer Wellenlängen in der Lage ist, zur Verwendung besonders bevorzugt. Außerdem hat vom Standpunkt einer höheren Aufzeichnungsdichte her die als Pickup-Linse verwendete Objektivlinse bevorzugt eine NA von mindestens 0,7, und bevorzugter mindestens 0,85.
Die auf der Disk aufgezeichnete Information wird wiedergegeben durch Drehen der Disk mit derselben konstanten Lineargeschwindigkeit wie der beim Aufzeichnen verwendeten, Bestrahlen der Disk mit Laserlicht von der Seite der Disk her, an der die dünne Schutzschicht 22 angeordnet ist, und Nachweisen des reflektierten Lichts.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die dünne Schutzschicht 22 mittels der Schutzschicht 18 und der Klebeschicht 20 auf der Aufzeichnungsschicht 16 angeordnet. Die Klebeschicht 20 enthält das Harz, das photogehärtet wird, wenn es mit sichtbarem Licht bestrahlt wird. Daher kann die Klebeschicht 20 ohne die Verwendung von ultraviolettem Licht photogehärtet werden, und es wird möglich, eine Zersetzung der Aufzeichnungssubstanz (z. B. des Farbstoffs) in dem Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu unterdrücken. Deshalb ist es möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungmedium zu erhalten, das durch kurzwelliges Licht beschreibbar ist und hervorragende Aufzeichnungseigenschaften hat. Darüber hinaus kann die Klebeschicht 20 selbst dann, wenn ein UV-Absorptionsmittel in der dünnen Schutzschicht 22 enthalten ist, um die Lichtechtheit des Mediums zu verbessern, durch sichtbares Licht ausreichend gehärtet werden, so dass das Medium eine ausreichende mechanische Festigkeit und Lagerbeständigkeit erhält.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schutzschicht 18 zwischen der Aufzeichnungsschicht 16 und der Klebeschicht 20 angeordnet, wodurch eine von dem Klebstoff im Verlauf der Zeit verursachte Verschlechterung der Aufzeichnungsschicht 16 vermieden werden kann. Zusätzlich gibt es gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorteil insofern, als die dünne Schutzschicht 22 eine gleichmäßige Dicke erreicht, da diese Schicht durch Laminieren eines vorgeformten Harzfilms mit einer vorbestimmten Dicke erzeugt wird.
Außerdem wird es, weil das photohärtbare Harz, das die Klebeschicht 20 bildet, in einem Lösungsmittel gelöst wird, um eine Beschichtungslösung zu erzeugen, die auf die Schutzschicht 18 aufzubringen ist, so dass ein Harzfilm auf die aufgetragene Schicht laminiert werden kann, für Luftblasen im Vergleich zu einem Fall, wo ein transparenter Film mittels eines selbstklebenden Klebstoff-Flachmaterials oder eines trockenen Polymer-Flachmaterials auf das Substrat geklebt wird, schwierig, sich zwischen dem transparenten Film und dem Substrat zu bilden.
Zweite Ausführungsform
Das optische Informationsaufzeichnungsmedium (Disk) der zweiten Ausführungsform, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist auch nur einmal mit kurzwelligem Licht beschreibbar. Wie in der schematischen Schnittansicht von 2 zu sehen ist, umfasst das Medium ein Substrat 12 mit einer Dicke von näherungsweise 1,0 mm – 1,2 mm und einem mittigen Loch (nicht gezeigt), das, in Draufsicht gesehen, im wesentlichen in der Mitte des Substrats 12 ausgebildet ist. Eine spiralige Vorrille ist in einem vorbestimmten Bereich auf dem Substrat 12, ausgenommen das mittige Loch und ein Außenumfangsbereich, ausgebildet. Auf dem Bereich des Substrats 12, an dem die Vorrille ausgebildet ist, sind nacheinander eine lichtreflektierende Schicht 14, eine Aufzeichnungsschicht 16 und eine transparente, dünne Schutzschicht 24 zum Schützen der Aufzeichnungsschicht 16 angeordnet. Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Schutzschicht 24 das photohärtbare Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wird, enthält. Die jeweiligen Schichten des optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Ausführungsform sind unten detailliert beschrieben.
Elemente, die die gleichen sind wie die in der ersten Ausführungsform beschriebenen, sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform enthält die dünne Schutzschicht 24 das transparente photohärtbare Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde. Der Begriff "transparent", wie er hierin verwendet wird, bedeutet transparent für Licht sowohl zur Informationsaufzeichnung als auch zur Informationswiedergabe. Die dünne Schutzschicht 24 wird ausgebildet durch Auflösen eines photohärtbaren Harzes in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Beschichtungslösung herzustellen, Aufbringen der Beschichtungslösung auf die Aufzeichnungsschicht 16 bei einer vorbestimmten Temperatur, und Bestrahlen der Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht, das durch einen UV-Ausgrenzfilter hindurchgeht, um so die so aufgetragene Schicht zu härten. Es ist bevorzugt, dass die dünne Schutzschicht 24 ein UV-Absorptionsmittel enthält, um die Lichtechtheit des optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu verbessern. Die Dicke der Schicht 24 beträgt im allgemeinen von 10 μm – 300 μm, und bevorzugt von 100 μm – 200 μm.
Es gibt keine bestimmten Beschränkungen hinsichtlich des photohärtbaren Harzes, das in der dünnen Schutzschicht 24 enthalten ist, so lange das Harz eine lichtempfindliche Gruppe, die bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht vernetzt oder polymerisiert werden kann, enthält. Beispiele dafür umfassen die vorher in Verbindung mit der Klebeschicht 20 der ersten Ausführungsform aufgelisteten, photohärtbaren Harze.
Information wird in derselben Weise, wie vorher bei der ersten Ausführungsform beschrieben, auf dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium aufgezeichnet und mit dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium wiedergegeben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die dünne Schutzschicht 24 unmittelbar auf der Aufzeichnungsschicht 16 angeordnet und enthält das Harz, das bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht photogehärtet wird. Daher kann die dünne Schutzschicht 24 ohne die Verwendung von ultraviolettem Licht photo gehärtet werden und es wird möglich, eine Verschlechterung der Aufzeichnungssubstanz (z. B. des Farbstoffs) in dem Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu unterdrücken. Deshalb ist es möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, das mit kurzwelligem Licht beschreibbar ist und hervorragende Aufzeichnungseigenschaften hat. Darüber hinaus kann die dünne Schutzschicht 24 durch sichtbares Licht ausreichend gehärtet werden, so dass das Medium eine ausreichende mechanische Festigkeit und Lagerbeständigkeit erhält, selbst wenn ein UV-Absorptionsmittel in der dünnen Schutzschicht 24 enthalten ist, um die Lichtechtheit des Mediums zu verbessern: Darüber hinaus ist die dünne Schutzschicht 24 unmittelbar auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet, was Luftblasen beseitigt und den Schichtaufbau vereinfacht, um so die Herstellungskosten zu verringern.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform wurden Beispiele für optische Informationsaufzeichnungsmedien mit einer Aufzeichnungsschicht, die durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht mit Laserlicht mit einem Wellenlängenbereich von 380 nm – 500 nm beschreibbar ist, beschrieben. Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Ausführungsformen können jedoch auch auf optische Informationsaufzeichnungsmedien angewendet werden, die eine Aufzeichnungsschicht enthalten, die mit Licht mit anderen Wellenlängen beschreibbar ist.
Um die Oberfläche der Disk, auf der man während der Aufzeichnung und Wiedergabe Licht auftreffen lässt, davor zu bewahren, verkratzt zu werden, wird in konventionellen CD-Rs und DVD-Rs gelegentlich auf derselben Oberfläche eine Hartummantelungsschicht, die ein photohärtbares Harz aufweist, ausgebildet. In diesem Fall wird die Aufzeichnungsschicht ebenfalls mit Licht bestrahlt, wenn das photohärtbare Harz mit Licht bestrahlt und gehärtet wird, um die Hartummantelungsschicht zu bilden. Daher gab es das Problem, dass wegen einer teilweisen Zersetzung der in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen Aufzeichnungssubstanz die Aufzeichnungseigenschaften ungünstig beeinflusst werden, wenn die CD-R oder die DVD-R hergestellt wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird es jedoch durch Einbeziehen des photohärtbaren Harzes, das durch sichtbares Licht gehärtet wird, in die Hartummantelungsschicht möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, das hervorragende Aufzeichnungseigenschaften hat und bei dem eine Verschlechterung der Aufzeichnungsschicht während der Herstellung vermieden wird.
Es gibt auch Fälle, in denen unabhängig davon, ob die Aufzeichnungsschicht direkt mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird oder nicht, die Aufzeichnungsschicht eine chemische Verschlechterung mittels der lichtreflektierenden Schicht oder durch ultraviolettes Licht, das man auf der Rückseite der Disk auftreffen lässt, erleidet. Dementsprechend wird es durch Verwendung, wie bei der vorliegenden Erfindung, des photohärtbaren Harzes, das durch sichtbares Licht gehärtet wird, bei der Ausbildung der Schutzschicht und Schichten der Disks in konventionelle CD-Rs und DVD-Rs möglich, ein optisches informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, das hervorragende Aufzeichnungseigenschaften hat und bei dem eine Verschlechterung der Aufzeichnungsschicht während der Herstellung vermieden wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele detaillierter beschrieben, aber es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1: Zur Herstellung eines Polycarbonat-Substrats (Außendurchmesser: 120 mm; Innendurchmesser: 15 mm, Dicke: 1,1 mm), das an einer Oberfläche davon eine Spiral-Vorrille (Spurabstand: 0,3 nm; Vorrillen-Breite: 100 nm; Vorrillen-Tiefe: 100 nm) hatte, wurde Spritzgießen verwendet. Auf die Oberfläche des mit der Vorrille ausgestatteten Polycarbonat-Substrats wurde Ag gesputtert, um eine lichtreflektierende Schicht (Dicke: 150 nm) auszubilden.
Danach wurde 1,0 g einer Verbindung (A), die durch die Formel unten repräsentiert wird, unter Verwendung eines Ultraschall-Schwingungserzeugers über eine Dauer von 2 Stunden in 100 ml 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol aufgelöst, um eine Beschichtungslösung für eine Aufzeichnungsschicht herzustellen. Diese Lösung wurde auf die Oberfläche der lichtreflektierenden Schicht durch Rotationsbeschichtung aufgebracht, während die Anzahl von Umdrehungen von 300 Upm – 4000 Upm variiert wurde. Die aufgetragene Schicht wurde getrocknet, um eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 100 nm zu bilden. Dann wurde SiO₂ auf die Aufzeichnungsschicht gesputtert, um darauf eine Schutzschicht mit einer Dicke von 90 nm auszubilden.
Ein photohärtbares Harz (Laxtrack LCR, hergestellt von Toa Gosei Co., Ltd.) das als ein Klebstoff diente, wurde durch Rotationsbeschichtung auf die sich ergebende Schutzschicht aufgebracht, während die Anzahl von Umdrehungen von 100 Upm – 300 Upm variiert wurde. Dann wurde ein PC-Film mit einer Dicke von 100 nm auf die Klebeschicht laminiert, und während die Anzahl von Umdrehungen von 300 Upm – 4000 Upm erhöht wurde, um den Klebestoff auf der gesamten Oberfläche zu verteilen, wurde die sich ergebende Schicht mit sichtbarem Licht, das durch einen UV-Ausgrenzfilter hindurchgegangen war, bestrahlt, um für die Härtung einer Klebeschicht und einer dünnen Schutzschicht zu sorgen. Als ein Ergebnis des obigen Prozesses wurde eine optische Disk gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Substrat aufweist, auf dem eine lichtreflektierende Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine Schutzschicht, eine Klebeschicht und eine dünne Schutzschicht ausgebildet sind, hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1 Eine optische Disk zum Vergleich wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass für einen Klebstoff ein UV-härtbares Harz (SD318, hergestellt von Dai-Nippon Ink and Chemical Co., Ltd.) anstelle des in Beispiel 1 verwendeten photohärtbaren Harzes verwendet wurde, und dass das UV-härtbare Harz durch Bestrahlen des Harzes mit UV-Licht gehärtet wurde.
Bewertung der optischen Disks
Unter Verwendung eines blauvioletten Halbleiter-Lasers (Schwingungswellenlänge: 405 nm) wurde unter Verwendung einer Lineargeschwindigkeit von 3,5 m/s ein Signal 14T-EFM auf den wie oben hergestellten optischen Disks aufgezeichnet, und dann wurde das aufgezeichnete Signal von den Disks wiedergegeben. Das wiedergegebene Signal wurde hinsichtlich einer maximalen Aufzeichnungsleistung Pmax und einer minimalen Aufzeichnungsleistung Pmin, die beide Spielräume enthielten, bezüglich einer Standard-Aufzeichnungsleistung P₀ analysiert, um ein C/N (Trägersignal/Rausch)-Verhältnis der Disks zu bestimmen. Zur Bewertung der Disks hinsichtlich Informationsaufzeichnung und Informationswiedergabe wurde eine DDU1000, hergestellt von Pulstec Industrial Co., Ltd., verwendet.
Die Ergebnisse bestätigten, dass die im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen optischen Disks, bei denen ein UV-härtbares Harz als ein Klebstoff durch Bestrahlung mit UV-Licht gehärtet worden war, um eine dünne Schutzschicht auszubilden, in einem Anfangsaufzeichnungsverhalten wie einem C/N-Verhältnis schlechte Ergebnisse ergaben, während die im Beispiel 1 erhaltenen optischen Disks, bei denen ein photohärtbares Harz als ein Klebstoff durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet worden war, um eine dünne Schutzschicht auszubilden, eine bemerkenswerte Steigerung in einem Anfangsaufzeichnungsverhalten ergaben. Dies ist vermutlich den Tatsachen zuzuschreiben, dass bei den im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen optischen Disks die in der Aufzeichnungsschicht vorliegende Verbindung (A) während des Herstellungsprozesses der Disk durch Bestrahlung mit UV-Licht versetzt wurde, was zu einer verringerten Konzentration davon führte, während bei den in Beispiel 1 erhaltenen optischen Disks die Verbindung (A) dadurch, dass während des Herstellungsprozesses kein UV-Licht eingestrahlt wurde, davor bewahrt wurde, zersetzt zu werden.
Die wie oben hergestellten optischen Disks wurden 120 Stunden lang einem vorgeschriebenen Test unter den harten Bedingungen einer Bestrahlung mit Licht von einer Xe-Lampe (170 000 Lux) unterzogen. Nach der Bestrahlung wurden die Disks in derselben Weise wie oben hinsichtlich des C/N-Verhältnisses bewertet. Die in Beispiel 1 erhaltenen optischen Disks zeigten selbst nach dem vorgeschriebenen Test ein besseres Anfangsaufzeichnungsverhalten als die in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen optischen Disks, wobei es sich versteht, dass es eine Steigerung der Lagerbeständigkeit gab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitgestellt, das durch das Vermeiden einer Verschlechterung der Aufzeichnungsschicht während des Herstellungsprozesses des Mediums hervorragende Aufzeichnungseigenschaften aufweist.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums, aufweisend: Vorbereiten eines Substrats; Ausbilden einer lichtreflektierenden Schicht auf dem Substrat; Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet, auf der lichtreflektierenden Schicht; Aufbringen einer Beschichtungslösung, die ein durch sichtbares Licht härtbares Harz aufweist, auf der Aufzeichnungsschicht; und Bestrahlen der Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht, das eine Wellenlänge in einem Bereich von 400 nm bis 700 nm hat und durch einen UV-Ausgrenzfilter hindurchgegangen ist, um durch Härten der Beschichtungslösung eine dünne Schutzschicht auszubilden, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchläßt.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, bei dem das Material für das Substrat ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Glas, Polycarbonaten, Acrylharzen, Vinylchloridharzen, Epoxyharzen, amorphen Polyolefinen, Polyestern und Aluminium besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, bei dem die lichtreflektierende Schicht eine lichtreflektierende Substanz enthält, die ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Cr, Ni, Pt, Cu, Ag, Au, Al und rostfreiem Stahl besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 3, bei dem die Dicke der lichtreflektierenden Schicht von 10 nm bis 500 nm beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, bei dem die Aufzeichnungsschicht ein Färbemittel enthält, das ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Cyanin-Farbstoffen, Oxonol-Farbstoffen, Metallkomplex-Farbstoffen, Azo-Farbstoffen und Phthalocyanin-Farbstoffen besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, bei dem die Aufzeichnungsschicht eine Aufzeichnungssubstanz enthält, die ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Cyanin-Verbindungen, Aminobutadien-Verbindungen, Benzotriazol-Verbindungen und Phthalocyanin-Verbindungen besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 1, bei dem die Dicke der dünnen Schutzschicht von 10 – 300 μm beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums, aufweisend: Vorbereiten eines Substrats; Ausbilden einer lichtreflektierenden Schicht auf dem Substrat; Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet, auf der lichtreflektierenden Schicht; Ausbilden einer Schutzschicht auf der Aufzeichnungsschicht; Aufbringen einer Beschichtungslösung, die ein durch sichtbares Licht härtbares Harz aufweist, als eine Klebeschicht auf die Schutzschicht; Anbringen einer dünnen Schutzschicht auf der Beschichtungslösung, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchläßt; und Bestrahlen der Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von 400 nm bis 700 nm, so dass die dünne Schutzschicht durch Härten der Beschichtungslösung mit einer Schicht darunter zusammenhält.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, bei dem die Schutzschicht aus einem der Stoffe SiO, SiO₂, MgF₂, SnO₂, Si₃N₄ und ZnS gemacht ist.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, bei dem das Material für das Substrat ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Glas, Polycarbonaten, Acrylharzen, Vinylchloridharzen, Epoxyharzen, amophen Polyolefinen, Polyestern und Aluminium besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, bei dem die lichtreflektierende Schicht eine lichtreflektierende Substanz enthält, die ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Cr, Ni, Pt, Cu, Ag, Au, Al und rostfreiem Stahl besteht.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 11, bei dem die Dicke der lichtreflektierenden Schicht von 10 nm bis 500 nm beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, bei dem die Dicke der dünnen Schutzschicht von 10 μm bis 300 μm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Beschichtungslösung mit sichtbarem Licht, das durch einen UV-Ausgrenzfilter hindurchgegangen ist, bestrahlt wird.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium aufweisend: Ein Substrat; eine auf dem Substrat ausgebildete lichtreflektierende Schicht; eine auf der lichtreflektierenden Schicht ausgebildete Aufzeichnungsschicht, die bei Bestrahlung mit Laserlicht Information aufzeichnet; eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Klebeschicht, wobei die Klebeschicht aus einem photohärtbaren Harz, das durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht gehärtet wurde, gemacht ist; eine auf der Klebeschicht ausgebildete dünne Schutzschicht, wobei die dünne Schutzschicht Laserlicht, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information verwendet wird, durchläßt; bei dem die Klebeschicht ein photohärtbares Harz enthält, in das eine photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe eingeführt wurde zu einem modifizierten Harz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Acrylatharzen, Urethanharzen, Epoxyharzen, Polyesterharzen, Polyetherharzen, Alkydharzen, Polyvinylchloridharzen, Fluor enthaltenden Harzen, Silikonharzen, Vinylacetatharzen und Novolakharzen besteht, eingeführt wurde.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem die photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe eine Gruppe ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Acryloyl-Gruppe, einer Methacryloyl-Gruppe, einer Vinyl-Gruppe, einer Styryl-Gruppe, einer Allyl-Gruppe, einer Cinnamoyl-Gruppe, einer Cinnamyliden-Gruppe und einer Azido-Gruppe besteht.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem das photohärtbare Harz ein Harz umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Monomeren, Präpolymeren und Oligomeren mit mindesten einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung in dem Molekül, und deren Gemischen und Copolymeren besteht.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem das photohärtbare Harz ein monofunktionelles oder polyfunktionelles (Meth)acrylat mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung in dem Molekül umfaßt.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem die Dicke der Klebeschicht von 0,1 μm bis 100 μm beträgt.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem die Aufzeichnungsschicht ein Färbemittel enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Cyanin-Farbstoffen, Oxonol-Farbstoffen, Metallkomplex-Farbstoffen, Azo-Farbstoffen und Phthalocyanin-Farbstoffen besteht.
Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, bei dem die Aufzeichnungsschicht eine Aufzeichnungssubstanz enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Cyanin-Verbindungen, Aminobutadien-Verbindungen, Benzotriazol-Verbindungen und Phthalocyanin-Verbindungen besteht.