DE69832335T2 - Medium für optische Datenaufzeichnung - Google Patents

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Takanobu Matsumoto
Yuaki Shin
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Medium für optische Datenaufzeichnung und insbesondere ein beschreibbares Medium für optische Datenaufzeichnung umfassend mindestens eine lichtabsorbierende Schicht und eine lichtreflektierende Schicht auf einem transparenten Substrat.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Konventionelle, beschreibbare Medien für optische Datenaufzeichnung basieren auf einer Struktur, worin eine lichtabsorbierende Schicht, umfassend einen organischen Farbstoff, auf ein transparentes Substrat aufgebracht ist, welches in einem Spiralmuster vorgeprägt ist, und weiterhin eine lichtreflektierenden Schicht, umfassend einen Metallfilm oder ähnliches, auf der lichtabsorbierenden Schicht aufgebracht ist, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 07-105065.
  • Daten werden wie folgt aufgezeichnet. Ein Aufzeichnungsstrahl, wie ein Laserstrahl, wird auf das Medium für optische Datenaufzeichnung von der Substratseite her gerichtet. Die lichtabsorbierende Schicht absorbiert die Energie und eine Vertiefung wird durch die Hitze und die Zersetzung des Farbstoffes in der lichtabsorbierenden Schicht oder der thermischen Deformation des Substrats aufgezeichnet.
  • Ein solches beschreibbares Medium für optische Datenaufzeichnung ist im allgemeinen bekannt als "CD-R". Eine CD-R ist im Wesentlichen eine Kompakt-Disk (CD) für die Wiedergabe oder eine Scheibe wie eine CD-ROM; diese können nur einmal beschrieben werden und die Aufzeichnung kann nicht entfernt werden. Aus diesem Grund nahm ihre Verwendung stark zu, insbesondere im Gebiet der Datenverarbeitung.
  • Mit zunehmenden Mengen an Information, die aufgezeichnet werden muss, und den immer hoher werdenden komplexen Leveln der Datenverarbeitung, nahm sowohl die Geschwindigkeit der Aufzeichnung auf optische Aufzeichnungsmedien als auch das Lesen davon in den letzten Jahren zu. 6X-Aufnahme-Vorrichtungen und 15X-CD-ROM-Laufwerke, für lesbare Disks, waren im CD-R-Markt am Ende von 1996 allgemein verbreitet.
  • Wenn bei hohen Geschwindigkeiten aufgezeichnet wird, beispielsweise bei 6X, ist die Liniengeschwindigkeit 6-fach multipliziert und ein Laserstrahl mit hoher Ausgabe wird für ein Sechstel jedes Zeitabschnitts ausgestrahlt, welches zu jeder Vertiefung der Länge nT des EPM-Signals korrespondiert. Als ein Ergebnis wird ein Medium für optische Datenaufzeichnung mit einem aufgezeichneten Signal mit Vertiefungslängen innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches von 3T bis 11T erhalten. Folglich ist es erforderlich, dass der Aufzeichnungsapparat eine Präzision aufweist, die größer ist als diejenige von konventionellen Aufzeichnungen bei einer vergleichbaren Geschwindigkeit, um die Länge jeder aufgezeichneten Vertiefung T zu kontrollieren. Da die Vertiefungen mit vorgeschriebener Länge innerhalb eines Bruchteils der Zeit, wie sie bisher verwendet wurde, gebildet werden müssen, ist der Einfluss der während der Aufzeichnung erzeugten Wärme und der Wärmeinterferenz auf dem Aufzeichnungsmedium folglich größer als zuvor.
  • Sich daraus ergebende Probleme sind Abweichungen der Vertiefungslängen und dass die Schwankungen (Jitter), die durch die thermische Heterogenität, hervorgerufen durch die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, verursacht werden, zunehmen. Die Schwankungseigenschaften können durch Verwendung eines Cyanin-Farbstoffes, umfassend Halogenanionen wie Br– oder I– Anionen (negative Ionen von Iod), welche eine geringe Wärme erzeugen, verbessert werden, um diese thermische Heterogenität zu unterdrücken.
  • I– Anionen und Br– sind jedoch hochreaktiv und reagieren mit einer lichtreflektierenden Schicht, umfassend einen Metallfilm (wie Silber oder ähnliches) außer Gold (Au). Die Reaktion verschlechtert die lichtreflektierende Schicht und begrenzt die Kostenreduktion.
  • Weiterhin weisen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht einen höheren Grad an molekularer Diffusion auf Grund der Hitze im Film auf und verursachen Probleme bei einer Lagerhaltung unter hoher Hitze und hohen Luftfeuchtigkeitsbedingungen. In anderen Worten, selbst wenn eine lichtabsorbierede Schicht, umfassend Anionen abgesehen von I– Anionen und Br– Anionen verwendet wird, erscheint leicht die oben diskutierte molekulare Diffusion und verursacht Probleme in der Zuverlässigkeit, wenn der oben erwähnte Cyanin-Farbstoff und Additive ein niedriges Molekulargewicht von beispielsweise 600 oder weniger haben.
  • Wenn eine hoch wasserlösliche Cyanin-Form verwendet wird, wird deren molekulare Diffusion durch heißes Wasser, das die lichtabsorbierende Schicht bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit durchdringt, vermittelt. Diese molekulare Diffusion verschlechtert leicht das Aufzeichnungssignal. Viele Cyanin-Farbstoffe, die diese Eigenschaft aufweisen, enthalten I– Anionen und Br– Anionen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Medium für optische Datenaufzeichnung mit einem überragendem Widerstand gegenüber Feuchtigkeit und Wasser zur Verfügung zu stellen.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Medium für optische Datenaufzeichnung zur Verfügung zu stellen, worin die Verschlechterung des Signals unter den Bedingungen von hoher Hitze und Luftfeuchtigkeit verhindert wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Medium für optische Datenaufzeichnung zur Verfügung zu stellen, mit einem niedrigeren Grad an hitzeerzeugter Diffusion der Farbstoffmoleküle in der lichtabsorbierenden Schicht unter Bedingungen von hoher Hitze und Luftfeuchtigkeit.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Medium für optische Datenaufzeichnung zur Verfügung zu stellen, worin weniger teure Metalle, wie Ag (Silber) und Aluminium (Al), als Materialien für die lichtreflektierende Schicht anstelle des teuren Goldes (Au) verwendet werden können.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt die Strukturformel eines ersten Beispiels des Materials (Benzoindodicarbocyanin) für die lichtabsorbierende Schicht 3 in dem Medium für optische Datenaufzeichnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt die Strukturformel eines zweiten Beispiels des obigen Materials;
  • 3 zeigt die Strukturformel eines dritten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 4 zeigt die Strukturformel eines vierten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 5 zeigt die Strukturformel eines fünften Beispiels des oben genannten Materials;
  • 6 zeigt die Strukturformel eines sechsten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 7 zeigt die Strukturformel eines siebten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 8 zeigt die Strukturformel eines achten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 9 zeigt die Strukturformel eines neunten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 10 zeigt die Strukturformel eines zehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 11 zeigt die Strukturformel eines elften Beispiels des oben genannten Materials;
  • 12 zeigt die Strukturformel eines zwölften Beispiels des oben genannten Materials;
  • 13 zeigt die Strukturformel eines dreizehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 14 zeigt die Strukturformel eines vierzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 15 zeigt die Strukturformel eines fünfzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 16 zeigt die Strukturformel eines sechzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 17 zeigt die Strukturformel eines siebzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 18 zeigt die Strukturformel eines achtzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 19 zeigt die Strukturformel eines neunzehnten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 20 zeigt die Strukturformel eines zwanzigsten Beispiels des oben genannten Materials;
  • 21 zeigt einen Querschnitt des Mediums für optische Datenaufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ist ein Diagramm, welches die Strukturformel eines Benzoindodicarbocyanin-Farbstoffes zeigt, welches als haupt-lichtabsorbierende Material in dem Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
  • 23 ist ein Diagramm, welches die Strukturformel des Benzoindodicarbocyanin-Farbstoffes (Nihon Kankou Shikisou Kenkyusho (Photosensitive Dye Research Institute of Japan inoffizille Übersetzung), Nr. NK-3386) zeigt, welches in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mediums für optische Datenaufzeichnung verwendet wird;
  • 24 ist ein Diagramm, welches die Strukturformel des Indocyanin-Farbstoffes zeigt, der im ersten Vergleichsbeispiel des erfindungsgemäßen Medium für optische Datenaufzeichnung verwendet wird; und
  • 25 ist ein Diagramm, welches die Strukturformel des Benzocarbocyanin-Farbstoffes (Nr. NK-4285), das in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Insbesondere berücksichtigt die vorliegende Erfindung die hohe Wasserlöslichkeit von Farbstoffen, den Mangel an Widerstand gegenüber Wasser und Luftfeuchtigkeit und berücksichtigt daher die Einhaltung der Wasserlöslichkeit innerhalb eines geeigneten Be reichs; die vorliegende Erfindung ist ein Medium für optische Datenaufzeichnung zur Aufzeichnung von Daten mittels des Durchleuchten eines Aufzeichnungsstrahls auf einer lichtabsorbierenden Schicht, umfassend ein transparentes Substrat; eine lichtabsorbierende Schicht beinhaltend ein lichtabsorbierendes Material, umfassend einen Farbstoff zur Absorption des Aufzeichnungsstrahls von einem Laser, und welches auf diesem Substrat aufgebracht ist; und eine lichtreflektierende Schicht zum Reflektieren des Laserstrahls und welche ebenfalls auf dieser lichtabsorbierenden Schicht aufgebracht ist. In diesem Medium für optische Datenaufzeichnung ist die Löslichkeit der vorstehend erwähnten lichtabsorbierenden Schicht in Wasser bei einer Temperatur von 70°C nicht größerr als 1,0 × 10–1 Milligramm/Lieter.
  • Die Löslichkeit wird wie folgt gemessen. 10 Milligramm eines Materials werden in einem Liter Wasser bei einer Temperatur von 70°C platziert; diese Temperatur wird beibehalten, während die Mischung für 30 Minuten heftig gerührt wird. Anschließend wird die Lösung unter Verwendung eines 0,2 mm Mesh PTFE-Filters filtriert. Der Filter wird getrocknet und die Differenz zum Gewicht des Filters vor der Filtration wird als das Gewicht an Material, das auf dem Filter zurückbleibt, verwendet; die Löslichkeit in 70°C Wasser wird aus diesem Gewicht berechnet. Die Löslichkeit in 70°C Wasser des vorstehend erwähnten lichtabsorbierenden Materials umfassend die vorstehend erwähnte lichtabsorbierende Schicht kann 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger betragen. Das Molekulargewicht des vorstehend erwähnten lichtabsorbierenden Materials umfassend die vorstehend erwähnte lichtabsorbierende Schicht kann bei 600–2000 liegen.
  • Das vorstehend erwähnte lichtabsorbierende Material umfassend die lichtabsorbierende Schicht kann ein Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff sein.
  • Die Anionen in dem vorstehend erwähnten Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff können jedes der folgenden sein: ClO4 –, PF6 –, BF4 –, SbF6 –, IO4 –, CF3COO–.
  • Wenn das Molekulargewicht des Materials in der lichtabsorbierenden Schicht weniger als 600 beträgt, wird die Wasserlöslichkeit hoch und die lichtabsorbierende Schicht ändert sich leicht über einen Zeitraum auf Grund der Bewegung der Moleküle unter hoher Hitze und Luftfeuchtigkeitsbedingungen. Wenn das Molekulargewicht des Materials größer als 2000 ist, lassen sich die Materialien nicht leicht in dem Lösungsmittel für die Anwendung lösen, wenn der Film gebildet wird.
  • Außerdem weist die vorliegende Erfindung zwei Arten von Widerstand gegenüber Wasser und Luftfeuchtigkeit auf: den einen Typ, wo es möglich ist, nach den Tests zum Luftwiderstand noch aufzuzeichnen und den Typ, wo der Widerstand gegenüber Luftfeuchtigkeit nach dem Aufzeichnen gut ist.
  • Das Material in der vorstehend erwähnten lichtabsorbierenden Schicht ist ein Benzoindodicarbocyanin. Die 1 bis 20 zeigen Beispiele von Strukturformeln einer Gruppe daraus. Die Anionen in diesen Benzoindodicarbocyaninen entsprechen X– in 22 (unten diskutiert) und X– kann jedes der folgenden sein: ClO4 –, PF6 –, BF4 –, SbF6 –, IO4 –, CF3COO–.
  • Eine detailliertere Erläuterung folgt.
  • 21 ist ein Querschnitt des Mediums für optische Datenaufzeichnung 1 betreffend die vorliegende Erfindung. Das Medium für optische Datenaufzeichnung 1 umfasst ein transparentes Substrat 2, eine lichtabsorbierende Schicht 3, gebildet auf dem Substrat 2, eine lichtreflektierende Schicht 4, gebildet auf der lichtabsorbierenden Schicht 3, und eine Schutzschicht, gebildet auf der lichtreflektierenden Schicht 4.
  • Eine spiralförmige Vorprägung 6 wird auf dem Substrat 2 gebildet. Ein Teil abgesehen von der Vorprägung 6, insbesondere das Gebiet 7, ist auf jeder Seite der Vorprägung 6 lokalisiert.
  • Die absorbierende Schicht 3 umfasst ein lichtabsorbierendes Material. Das lichtabsorbierende Material umfasst ein hauptsächlich lichtabsorbierendes Material bestehend aus einem oder einer Vielzahl von Farbstoffen, welche den Laserstrahl L1 absorbieren und, wenn notwendig, weitere Materialien wie Reagenzien zum Absorbieren von langen Wellenlängen oder Stabilisatoren zum Stabilisieren des hauptsächlich lichtabsorbierenden Materials.
  • Wie unten diskutiert, zusätzlich zu dem lichtabsorbierenden Material beinhaltet die lichtabsorbierende Schicht 3 manchmal Bindemittel (das Molekulargewicht ist für gewöhnlich 2000 oder mehr) oder Lösungsmittel (das Molekulargewicht ist für gewöhnlich 600 oder weniger), die verwendet werden, wenn die Mischung aus dem hauptsächlich lichtabsorbierende Material, dem Stabilisator und dem lange Wellenlängen absorbierenden Reagenz aufgebracht wird.
  • Der Stabilisator (Lichtstabilisator) ist eine Verbindung, worin der Absorptions-Peak des Filmes innerhalb des nahen Infrarotbereiches mit einer Wellenlänge von 900–1100 nm ist und welche sich in eine schwache Lichtabsorption im Bereich der kurzen Wellenlängen abschwächt, sowie in dem Bereich, in welchem das hauptsächlich lichtabsorbierende Material absorbiert bis zu langen Wellenlängen, im Infrarotbereich von 1500 nm oder mehr. Aus diesem Grund ist der Stabilisator eine Verbindung, welche sehr wirksam in der Stabilisation des hauptsächlich lichtabsorbierenden Materiales ist, obwohl man nicht erwarten kann, dass es die Aufzeichnungssensitivität deutlich verbessert.
  • Der Stabilisator kann ein Aminiumsalz, ein Imoniumsalz oder ein Dithiolkonjugat, wie Dithiobenzol, sein.
  • Dieser Stabilisator muss in die lichtabsorbierende Schicht 3 eingefügt werden, so dass sein Gehalt 0,1–30 Gew.-%, bevorzugt 1–25 Gew.-% und bevorzugter 5–20 Gew.-% beträgt.
  • Das Reagenz, das im langem Wellenbereich absorbiert, hat einen maximalen Absorptions-Peak bei einer längeren Wellenlänge als die Wellenlänge des Aufzeichnungsstrahles L1; es kann beispielsweise ein Material mit einem Absorptions-Peak in der Nähe des Aufzeichnungsstrahles L1 sein, oder bevorzugt ein Material, worin der Peak vom Aufzeichnungsstrahl um 30–100 nm differiert.
  • Das Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, ist ein Material, das einen Filmabsorptions-Peak von ungefähr 800–900 nm ergibt, für den Fall, dass die Aufzeichnung mit einem Aufzeichnungsstrahl L1, welches ein Laserstrahl mit einer Wellenlängen von ungefähr 780 nm ist, gemacht wird. Dieses Material vergrößert die Absorption bei längeren Wellenlängen im Bereich von 780–800 nm; es wird mit der Absicht zugegeben, die Aufzeichnungssensitivität zu verbessern, indem dessen Absorptionskurve mit der des hauptsächlich lichtabsorbierenden Materials kombiniert wird. Von diesem Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, kann erwartet werden, dass es die Aufzeichnungssensitivität über einen breiteren Bereich der Wellenlängen als zuvor verbessert; außerdem, in Kombination mit den Stabilisatoren, kann von ihm erwartet werden, dass es ebenso die Lichtstabilität verbessert.
  • Das Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, ist ein Material, welches Laserlicht mit Wellenlängen in der Nähe von 780–800 nm absorbiert; das Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, ist bevorzugt ein Farbstoff wie Polymethinfarbstoff, z.B. Indotricarbocyanin oder Benzoindotricarbocyanin, oder ein Porphyrinfarbstoff wie Naphthalocyanin.
  • Dieses Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, muss in der lichtabsorbierenden Schicht 3 bis zu 0,1–5 Gew.-% betragen, bevorzugt 0,3–4 Gew.-% und bevorzugter 0,5–3 Gew.-%.
  • Außerdem müssen das Lösungsmittel, das für die Anwendung der Mischung des hauptsächlich lichtabsorbierenden Materials, das Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert, und der Stabilisator zusammen 0,01–1,0 Gew.-% der lichtabsorbierenden Schicht 3 ausmachen.
  • Das Lösungsmittel, das für die Anwendung hierin verwendet wird, kann ein Alkohol wie Isopropylalkohol oder Butanol sein; ein Alkoxyalkohol wie Methylcellosolv oder Ethylcellosolv; ein Ketoalkohol wie Diacetonalkohol oder Acetylaceton; ein Milchsäureester wie Ethyllaktat oder Methyllaktat; oder ein Alkoholfluorid wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol. Das Lösungsmittel für die Anwendung ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • Außerdem wird in der Regel Spin-Coating zur Bildung der lichtabsorbierenden Schicht 3 verwendet, da es flexibel ist, aber Dip-Coating oder Dampfabscheidungsmethoden können, falls nötig, ebenso verwendet werden.
  • Im Hinblick auf die Anwendungseigenschaften während der Beschichtung können auch Harzbindemittel der lichtabsorbierenden Schicht 3 zugefügt werden. Das zusätzliche Harz kann ein thermoplastisches Harz wie Nitrocellulose, ein Harz wie ein thermoplastisches Elastomer, flüssiges Gummi oder ähnliches sein.
  • Insbesondere kann das Harz Isobutylen, Maleinsäureanhydridcopolymer, Polypropylenchlorid, Polyethylenoxid, Nylon, Polystyrol oder ähnliches sein.
  • Das Cellulosederivat kann Carboxymethylcellulose, Nitrocellulose, MC (Methylcellulose), EC (Ethylcellulose) oder ähnliches sein.
  • Das Oligomer kann Oligostyrol, Methylstyrololigomer oder ähnliches sein.
  • Das Elastomergummi kann ein Styrolblockcopolymer, ein urethanartiges thermoplastisches Elastomer oder ähnliches sein.
  • Außerdem sind das Substrat 2 und die lichtabsorbierende Schicht 3 mittels der ersten Zwischenschicht 8 in Kontakt. Die lichtabsorbierende Schicht 3 und die lichtreflektierende Schicht 4 sind mittels der zweiten Zwischenschicht 9 in Kontakt. Die lichtreflektierende Schicht 4 und die Schutzschicht 5 sind mittels der dritten Zwischenschicht 10 in Kontakt.
  • Wie in den Abbildungen gezeigt, wenn der Aufzeichnungsstrahl L1 (Aufzeichnungslaserstrahl) das Medium für optische Datenaufzeichnung 1 trifft, absorbiert die lichtabsorbierende Schicht 3 die Energie des Laserstrahls L1 und wird dadurch erwärmt. Thermische Deformation tritt auf der Seite in Richtung des Substrates 2 auf und es bildet sich eine Vertiefung 11. Der Refraktionsindex des Teils der Vertiefung 11 wird durch die thermische Zersetzung des Farbstoffs in der lichtabsorbierenden Schicht 3 an der aufgezeichneten Stelle geändert.
  • Die Information wird durch Durchleuchten des Wiedergabestrahls (Wiedergabelaserstrahl) L2 an dieser Vertiefung 11 gelesen und durch Auffinden des Vertiefungskontrastes aus der thermischen Deformation des Substrates 2 bei der Vertiefung 11 und aus der Lichtstreuung, die durch die optische Phasendifferenz verursacht wird auf Grund der Differenz in den Refraktionsindizes der Vertiefung 11 und der nichtvertieften Stelle (Land 7).
  • Außerdem ist das hauptsächlich lichtabsorbierende Material (hauptsächlich lichtabsorbierende Reagenz) ein Material, welches den Laserstrahl L1 absorbiert und sich während der Aufzeichnung zerlegt, weiterhin Veränderungen in dem Refraktionsindex innerhalb der lichtabsorbierenden Schicht 3 verursacht und außerdem die Bildung der Vertiefung 11 verursacht.
  • In dem Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Löslichkeit der lichtabsorbierenden Schicht in 70°C Wasser 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger.
  • Spezifischer, die Lösung in 70°C Wasser des lichtabsorbierenden Materials (hauptsächlich lichtabsorbierende Material, Stabilisator, Reagenz, das im langen Wellenlängenbereich absorbiert), umfassend die lichtabsorbierende Schicht 3 beträgt 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger. Außerdem ist das Molekulargewicht des lichtabsorbierenden Materials, umfassend die lichtabsorbierende Schicht, 600–2000. Das vorstehend erwähnte lichtabsorbierende Material kann den Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff mit der Strukturformel gezeigt in 22 umfassen.
  • In dem Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Material, das in dem Farbstofffilm in der lichtabsorbierenden Schicht 3 verwendet wird, eine Löslichkeit in 70°C Wasser (heißes Wasser) von 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger und hat bevorzugt ein Molekulargewicht von 600 oder mehr und 2000 oder weniger; auf Grund dieses Materials sind die Farbstoffanionen in der lichtabsorbierenden Schicht 3 nicht negative Halogenionen. Dadurch wird es möglich, die Verlässlichkeit zu verbessern, die Verschlechterung zu verringern und die molekulare Diffusion in der lichtabsorbierenden Schicht 3 bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit zu reduzieren; gleichzeitig ist es möglich, die lichtreflektierende Schicht 4 aus Materialien wie Silber (Ag) und Aluminium (Al), welche weniger teurer als Gold (Au) sind, aufzubauen.
  • In anderen Worten, der vorstehend erwähnte CD-R-Typ des Medium für optische Datenaufzeichnung 1 weist eine lichtabsorbierende Schicht 3, umfassend einen Farbstoff oder ähnliches, zwischen dem Polycarbonatsubstrat 2 und der lichtreflektierenden Schicht 4, welches ein Metall ist, auf; die Verschlechterung der Aufzeichnung kann als Ergebnis des Zusammenbruchs dieser lichtabsorbierenden Schicht 3 und einer Deformation des Substrates 2 sowie einer optischen Phasendifferenz in Beziehung von dem nicht aufgezeichneten Teil zur aufgezeichneten Vertiefung 11 verursacht durch die Differenz im Refraktionsindex in der lichtabsorbierenden Schicht 3 hervorgerufen werden.
  • Da der Unterschied in den Diffraktionsindizes des zusammengebrochenen Farbstoffes und des nicht-zusammengebrochenen Farbstoffes ein wichtiger Faktor in dieser Phasendifferenz ist, ist es erforderlich, um die Qualität der Aufzeichnungen unter Bedingungen von hoher Hitze und Luftfeuchtigkeit zu halten, dass weder der zersetzte Farbstoff noch der nicht-zersetzte Farbstoff sich aus ihren jeweiligen Stellen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung wegbewegen. Die Erfinder haben ihre Untersuchungen unter Berücksichtigung dieses Punktes durchgeführt. Als Ergebnis schlossen sie, dass die Bewegung des Farbstoffmaterials innerhalb der lichtabsorbierenden Schicht 3 unter den Bedingungen hoher Hitze und Luftfeuchtigkeit eng mit der Löslichkeit des Farbstoffes in heißem Wasser bei dieser umgebenden Temperatur zusammenhängt.
  • In anderen Worten, innerhalb des Mediums für optische Datenaufzeichnung penetriert Wasserdampf durch das Substrat 1 und kondensiert in der lichtabsorbierenden Schicht 3, um zu heißem Wasser der gleichen Temperatur zu werden. Der darin gelöste Farbstoff bewegt sich zufällig innerhalb der lichtabsorbierenden Schicht 3. Es wurde daher gefunden, dass ein Farbstoff, welcher sich leicht in heißem Wasser löst, zu einer Verschlechterung der Aufzeichnung führt.
  • Auch Verbindungen mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht von 600 oder weniger zeigen eine deutliche Bewegung des Farbstoffmaterials; das Material mit niedrigem Molekulargewicht verursacht leicht eine Verschlechterung im Zeitablauf. Materialien mit einem Molekulargewicht von 2000 und mehr können nicht verwendet werden, da sie sich im angewendeten Lösungsmittel begrenzt lösen und auf Grund der wachsenden Fluktuation (Jitter) während der Aufzeichnung. Weiterhin wurde gefunden, dass Cyanin-Farbstoffe die folgenden Eigenschaften aufweisen. Farbstoffmaterialien umfassend schwach basische Anionen, wie I–, Br– und SCN– bewegen sich leicht herum. Farbstoffmaterialien umfassend stark basische Anionen, wie ClO4 –, PF6 –, BF4 – und SbF6 – bewegen sich mit Schwierigkeit.
  • Außerdem sind Halogenanionen wie I– und Br– hochreaktiv und können mit einem reflektierenden Film aus Ag (Silber) sowohl reagieren als ihn auch degradieren. Als Ergebnis weisen diese die Begrenzung auf, dass solche reflektierenden Filme nicht verwendet werden können.
  • Als Ergebnis, das Medium für optische Datenaufzeichnung 1, welches ein Farbstoffmaterial mit einer Löslichkeit in heißem Wasser von 0,1 Milligramm/Liter oder weniger verwendet, wird sich im Test bei hohen Temperaturen und Luftfeuchtigkeit nicht verschlechtern, bei derselben Temperatur wie heißes Wasser, und hat ein BLER, nachfolgend den Tests, welcher ausreichend den Standards genügt. Es muss weiterhin bemerkt werden, dass wenn die lichtabsorbierende Schicht 3 sogar eine Art einer Verbindung enthält, welche nicht den vorstehend erwähnten Bedingungen genügt, die Bewegung dieser Verbindung innerhalb des Filmes die Aufzeichnung verschlechtern.
  • Erste Ausführungsform
  • Die Medien für optische Datenaufzeichnung betreffend die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten erläutert.
  • Spritzgießen wurde verwendet, um ein Polycarbonatsubstrat 2 mit einer Dicke von 1,2 mm, einem äußeren Durchmesser von 120 mm und einem inneren Durchmesser von 15 mm herzustellen und auf diesem wird eine spiralförmige Vorätzung mit einer Breite von 0,55 μm, einer Tiefe von 200 nm, einem Pitch von 1,6 μm hergestellt. Als nächstes wurde ein Benzocyaninfarbstoff (Nr. NK-3386, Molekulargewicht 701) mit der Struktur wie in 23 gezeigt, der als Aufzeichnungsfarbstoff verwendet wurde, in Diacetonalkohol bei 30 Gramm/Liter gelöst. Dies wurde auf das vorstehend genannte Substrat 2 aufgebracht und eine Farbstofffilmschicht (lichtabsorbierende Schicht 3) mit einer Filmdicke von 75 nm wurde gebildet.
  • Die Löslichkeit des Materials in der lichtabsorbierenden Schicht 3 in heißem Wasser bei einer Temperatur von 70°C betrug 0,03 Milligramm/Liter.
  • Eine lichtreflektierende Schicht 4, mit einer Dicke von 100 nm und Gold umfassend wurde mittels RF Sputtern auf das Substrat 2, welches den darauf Farbstofffilm aufgebracht hat, gebildet. Ein ultraviolett-vernetzbares Harz (Dainippon Ink and Chemicals, Inc., SD-211) wurde mittels Spincoating auf diese reflektierende Schicht 4 aufgebracht und ultraviolettem Licht ausgesetzt, wodurch eine 10 μm dicke Schutzschicht 5 gebildet wurde.
  • Nach einer Aufnahme unter Verwendung eines Aufzeichnungsapparates (Pulse-tech, DDU-1000) unter Verwendung eines Laserstrahls L1 mit einer Wellenlänge von 780 nm bei einer linearen Geschwindigkeit von 1,2 m/s wurde diese Aufzeichnung wiedergegeben und unter Verwendung eines kommerziell erhältlichem CD-Players (Aurex, XR-V73) bewertet; es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I11/Itop=72,4% betrug und das BLER war 0,4 cps.
  • "Itop" ist die maximale Menge an reflektiertem Licht in dem CD-Playback-Signal. "I11" ist die optische Variationskomponente, die der Differenz zwischen der Menge an reflektiertem Licht, das von dem längsten Pit gebeugt, aufgezeichnet und zu den Objektlinsen zurückgeschickt wird und der Menge an Licht, die an den nichtvertieften Teilen reflektiert und zu den Linsen zurückgeschickt wird.
  • Diese Disk (Scheibe) wurde für 1000 Stunden bei einer Temperatur von 70°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% aufbewahrt, dann eine Stunde bei normalen Bedingungen stehen gelassen und in derselben Weise bewertet. Es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I11/Itop=72,0% war und BLER war 1,2 cps. Dem Augenschein nach wurde kein Unterschied zum Zustand vor dem Test gefunden.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Medium für optische Datenaufzeichnung 1 wurde in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform hergestellt, außer dass zur Bildung einer 73 nm dicken lichtabsorbierenden Schicht das folgende Aufzeichnungsfarbstoffmaterial verwendet wurde: 80 Gew.-% des benzoischen Cyaninfarbstoffs, der in der ersten Ausführungsform verwendet wurde, und 20 Gew.-% des Indocyanin-Farbstoffs (Molekulargewicht 539) mit der Struktur, wie sie in 24 gezeigt wurde, wurden in Diacetonalkohol bei 25 Gramm/Liter gelöst.
  • In diesem Fall betrug die Löslichkeit des Indocyanin-Farbstoffs in 24 in 70°C heißem Wasser sowie des Blends der die lichtabsorbierenden Schicht 3 bildet, jeweils 1,5 Milligramm/Liter bzw. 1,3 Milligramm/Liter.
  • Das Medium für optische Datenaufzeichnung 1, das auf diese Weise erhalten wurde, wurde überspielt und gemessen unter Verwendung desselben Aufzeichnungsapparates wie in der ersten Ausführungsform. Es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I11/Itop=70,4% war und das BLER war 0,3 cps. In der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform wurde die Disk für 1000 Stunden bei einer Temperatur von 70°C und einer relativen Feuchtigkeit von 85% aufbewahrt und in derselben Weise bewertet; es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I11/Itop=42,5% war und das BLER war 3000 cps.
  • Zweite Ausführungsform
  • Spritzgießen wurde verwendet, um ein Polycarbonatsubstrat 2 mit einer Dicke von 0,6 mm, einem äußeren Durchmesser von 120 mm und einem inneren Durchmesser von 15 mm herzustellen und auf diesem wird eine spiralförmige Vorätzung 6 mit einer Breite von 0,4 μm, einer Tiefe von 100 nm, einem Pitch von 0,8 μm hergestellt. Als nächstes wurde ein Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff (Nr. NK-4285, Molekulargewicht 638) mit der Struktur wie in 25 gezeigt, der als der Aufzeichnungsfarbstoff verwendet wurde, in Diacetonalkohol bei 20 Gramm/Liter gelöst. Dies wurde auf das vorstehend genannte Substrat 2 aufgebracht und eine Farbstofffilmschicht (lichtabsorbierende Schicht 3) mit einer Filmdicke von 58 nm wurde gebildet.
  • Die Löslichkeit des Materials in der lichtabsorbierenden Schicht 3 in heißem Wasser bei einer Temperatur von 70°C betrug 0,02 Milligramm/Liter.
  • Eine lichtreflektierende Schicht 4, mit einer Dicke von 100 nm und Aluminium (Al) umfassend wurde mittels RF Sputtern auf das Substrat 2, welches diesen Farbstofffilm enthielt, gebildet. Ein ultraviolet-vernetzbares Harz (Dainippon Ink and Chemicals, Inc., SD-211) wurde mittels Spincoating auf diese reflektierende Schicht 4 aufgebracht. Ein Polycarbonat unterstützendes Substrat mit einer Dicke von 2,6 mm, einem äußeren Durchmesser von 120 mm und einem inneren Durchmesser von 15 mm wurde darauf aufgebracht. Dies wurde ultraviolettem Licht von der Seite des unterstützenden Substrats ausgesetzt und die zwei Substrate wurden aneinander geklebt.
  • Das Medium für optische Datenaufzeichnung 1, das auf diese Weise erhalten wurde, wurde bei einer linearen Geschwindigkeit von 3,5 m/s unter Verwendung eines Aufzeichnungsapparates (Pulse-tech, DDU-1000) bespielt mit einem 640 nm Halbleiterlaser. Wenn abgespielt, wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I14/Itop=63,0% betrug und Rtop=61,5%R betrug.
  • Diese Disk wurde für 500 Stunden bei einer Temperatur von 70°C an einer relativen Feuchtigkeit von 85% aufbewahrt, dann für eine Stunde bei normalen Bedingungen stehen gelassen und in derselben Weise bewertet; es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I14/Itop=61,25% betrug, Itop=60,1% betrug und es wurde nicht gefunden, dass die Aufzeichnung Unterschiede zu derjenigen vor dem Test aufweist.
  • Dritte Ausführungsform
  • Ein Medium für optische Datenaufzeichnung wurde in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine 80 nm dicke, lichtreflektierende Schicht 4, umfassend Silber (Ag) mittels Sputtern gebildet wurde, die in derselben Weise und unter Verwendung desselben Apparates wie in der ersten Ausführungsform bewertet wurde; die Modulationsamplitude betrug I11/Itop=73,8% und das BLER betrug 0,5 cps.
  • Diese Disk wurde für 1000 Stunden bei einer Temperatur von 70°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% aufbewahrt, dann für eine Stunde bei normalen Bedingungen stehen gelassen und in derselben Weise bewertet; es wurde gefunden, dass die Modulationsamplitude I11/Itop=72,1% betrug und das BLER war 5,8 cps; das Muster war nicht verschieden zu den Mustern vor dem Test.
  • Die vorliegende Erfindung führt zu einem Medium für die optische Datenaufzeichnung mit geringer Verschlechterung der Aufzeichnung selbst unter Bedingungen wie hohe Hitze und Luftfeuchtigkeit, da die Löslichkeit der lichtabsorbierenden Schicht in heißem Wasser bei 70°C reduziert ist.

Claims (5)

  1. Medium für optische Datenaufzeichnung, umfassend: ein transparentes Substrat; eine lichtabsorbierende Schicht, aufgebracht auf dem Substrat und umfassend ein lichtabsorbierendes Material, gebildet aus einem Farbstoff, welcher den Aufzeichnungslaserstrahl absorbiert; und eine lichtreflektierende Schicht, aufgebracht auf der lichtabsorbierenden Schicht, und welche den Laserstrahl reflektiert; worin die Daten durch das Bescheinen des Aufzeichnungsstrahls auf die lichtabsorbierenden Schicht aufgezeichnet werden; und worin die Löslichkeit der lichtabsorbierendenden Schicht in 70°C Wasser 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger beträgt.
  2. Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß Anspruch 1, worin die Löslichkeit in 70°C Wasser des lichtabsorbierenden Materials, umfassend die lichtabsorbierende Schicht, 1,0 × 10–1 Milligramm/Liter oder weniger beträgt.
  3. Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß Anspruch 1, worin das Molekulargewicht des lichtabsorbierenden Materials, umfassend die lichtabsorbierende Schicht, 600–2000 beträgt.
  4. Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß Anspruch 1, worin das lichtabsorbierende Material, umfassend die lichtabsorbierende Schicht, ein Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff ist.
  5. Medium für optische Datenaufzeichnung gemäß Anspruch 4, worin die Anionen im Benzoindodicarbocyanin-Farbstoff aus den folgenden gewählt sind: ClO4 –, PF6 –, BF4 –, SbF6 –, IO4 –, CF3COO–.
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