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Die
Erfindung betrifft einen beschreibbaren optischen Datenträger, der
in der Informationsschicht als lichtabsorbierende Verbindung einen
speziellen Indolcyaninfarbstoff enthält, ein Verfahren zum Beschreiben des
optischen Datenträgers
mit blauem oder rotem Licht, ein Verfahren zur Herstellung der Indolcyanine
sowie spezielle Indolcyanine an sich.
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Die
einmal beschreibbaren optischen Datenträger unter Verwendung von speziellen
lichtabsorbierenden Substanzen bzw. deren Mischungen eignen sich
insbesondere für
den Einsatz bei hochdichten, beschreibbaren optischen Datenspeicher,
die mit blauen Laserdioden insbesondere GaN oder SHG Laserdioden (360–460 nm)
arbeiten.
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Die
einmal beschreibbare Compact Disk (CD-R, 780 nm) erlebt in letzter
Zeit ein enormes Mengenwachstum und stellt das technisch etablierte
System dar.
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Aktuell
wird die nächste
Generation optischer Datenspeicher – die DVD – in den Markt eingeführt. Durch
die Verwendung kürzerwelliger
Laserstrahlung (635 bis 660 nm) und höherer numerischer Apertur NA Laserlinse
kann die Speicherdichte erhöht
werden. Das beschreibbare Format ist in diesem Falle die DVD-R (DVD-R,
DVD+R).
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Heute
werden optische Datenspeicherformate, die blaue Laserdioden (Basis
GaN,
JP 08191171 oder Second
Harmonic Generation SHG
JP 09050629 )
(360 nm bis 460 nm) mit hoher Laserleistung benutzen, entwickelt.
Beschreibbare optische Datenspeicher werden daher auch in dieser
Generation Verwendung finden. Die erreichbare Speicherdichte hängt von
der Fokusierung des Laserspots in der Informationsebene ab. Die Spotgröße skaliert
dabei mit der Laserwellenlänge λ/NA. NA ist
die numerische Apertur der verwendeten Objektivlinse. Zum Erhalt
einer möglichst
hohen Speicherdichte ist die Verwendung einer möglichst kleinen Wellenlänge λ anzustreben.
Möglich
sind auf Basis von Halbleiterlaserdioden derzeit 390 nm.
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In
der Patentliteratur werden auf Farbstoffe basierende beschreibbare
optische Datenspeicher beschrieben, die gleichermaßen für CD-R und
DVD-R Systeme geeignet sind (JP-A 11 043 481 und JP-A 10 181 206).
Dabei wird für
eine hohe Reflektivität
und eine hohe Modulationshöhe
des Auslesesignals, sowie für
eine genügende
Empfindlichkeit beim Einschreiben von der Tatsache Gebrauch gemacht,
dass die IR-Wellenlänge 780
nm der CD-R am Fuß der
langwelligen Flanke des Absorptionspeaks des Farbstoffs liegt, die
rote Wellenlänge
635 nm bzw. 650 nm der DVD-R am Fuß der kurzwelligen Flanke des
Absorptionspeaks des Farbstoffs liegt. Diese Konzept wird beispielsweise
in WO-A 99/17 284 und US-A 5 266 699 auf den Bereich 450 nm Arbeits wellenlänge auf
der kurzwelligen Flanke und den roten und IR Bereich auf der langwelligen
Flanke des Absorptionspeaks ausgedehnt.
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Aus
WO-A 03/063151 sind ebenfalls Farbstoffe für den blauen Laser bekannt.
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Aus
beispielsweise WO 2002 080 159 sind bereits Cyanine als lichtabsorbierende
Verbindungen in der Informationsschicht von optischen Datenträgern für den blauen
oder roten Laser bekannt.
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Neben
den oben genannten optischen Eigenschaften sollte die beschreibbare
Informationsschicht eine möglichst
amorphe Morphologie aufweisen, um das Rauschsignal beim Beschreiben
oder Auslesen möglichst
klein zu halten. Dazu ist es besonders bevorzugt, dass bei der Applikation
der Substanzen durch Spin-Coating aus einer Lösung beim nachfolgenden Überschichten
mit metallischen oder dielektrischen Schichten im Vakuum Kristallisation
der lichtabsorbierenden Substanzen verhindert wird.
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Die
amorphe Schicht aus lichtabsorbierenden Substanzen sollte vorzugsweise
eine hohe Wärmeformbeständigkeit
besitzen, da ansonsten weitere Schichten aus organischem oder anorganischem
Material, die per Sputtern oder Aufdampfen auf die lichtabsorbierende
Informationsschicht aufgebracht werden via Diffusion unscharfe Grenzflächen bilden
und damit die Reflektivität
ungünstig
beeinflussen. Darüber
hinaus kann eine lichtabsorbierende Substanz mit zu niedriger Wärmeformbeständigkeit
an der Grenzfläche
zu einem polymeren Träger
in diesen diffundieren und wiederum die Reflektivität ungünstig beeinflussen.
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Ein
zu hoher Dampfdruck einer lichtabsorbierenden Substanz kann beim
oben erwähnten
Sputtern bzw. Aufdampfen weiterer Schichten im Hochvakuum sublimieren
und damit die gewünschte
Schichtdicke vermindern. Dies führt
wiederum zu einer negativen Beeinflussung der Reflektivität.
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Aufgabe
der Erfindung ist demnach die Bereitstellung von mit geeigneten
Verbindungen ausgestatteten Datenträgern, die die hohen Anforderungen
(wie Lichtstabilität,
günstiges
Signal-Rausch-Verhältnis, schädigungsfreies
Aufbringen auf das Substratmaterial, u.ä.) für die Verwendung in der Informationsschicht
in einem vorzugsweise einmal beschreibbaren optischen Datenträger für hochdichte
beschreibbare optische Datenspeicher-Formate in einem Laserwellenlängenbereich
von 360 bis 460 bzw. 600 bis 700 nm erfüllen.
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Überraschender
Weise wurde gefunden, dass lichtabsorbierende Verbindungen aus der
Gruppe spezieller Indolcyaninfarbstoffe das oben genannte Anforderungsprofil
besonders gut erfüllen
können.
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Die
Erfindung betrifft daher einen optischen Datenträger, enthaltend ein vorzugsweise
transparentes, gegebenenfalls schon mit einer oder mehreren Reflexions-
oder Schutzschichten beschichtetes Substrat, auf dessen Oberfläche eine
mit Licht beschreibbare Informationsschicht, gegebenenfalls eine
oder mehrere Reflexionsschichten und gegebenenfalls eine Schutzschicht
oder ein weiteres Substrat oder eine Abdeckschicht aufgebracht sind,
wobei die Informationsschicht eine lichtabsorbierende Verbindung
und gegebenenfalls ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet,
dass als lichtabsorbierende Verbindung wenigstens ein Indolcyaninverbindung
der Formel (I)
worin
R
1 für Alkyl,
Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Aryl steht,
R
2 für Wasserstoff,
Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl, Aryl oder Hetaryl steht,
R
3 für
Wasserstoff, Alkyl, Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, Alkoxycarbonyl
steht oder zwei benachbarte R
3 für -CH=CH-CH=CH-
stehen,
n für
eine ganze Zahl von 0 bis 4 steht,
Y für CR
4,
=CR
5a-CR
6=CR
5b- oder N steht,
R
4,
R
5a, R
5b und R
6 unabhängig
voneinander für
Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Hetaryl, Halogen oder Cyano
stehen,
X für
einen Rest der Formeln (II) oder (III)
steht, worin
R
11 für
Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Aryl steht,
R
12 für
Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl, Aryl oder Hetaryl
steht,
R
13 für Wasserstoff, Alkyl, Alkoxy,
Halogen, Cyano, Nitro, Alkoxycarbonyl steht oder zwei benachbarte
R
13 für -CH=CH-CH=CH-
stehen,
m für
eine ganze Zahl von 0 bis 4 steht,
R
21 für Alkyl,
Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Aryl steht,
Z für O, S,
CR
22R
22a oder -CH=CH-
steht,
R
22 und R
22a unabhängig voneinander
für Alkyl,
Alkenyl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Aryl stehen oder gemeinsam eine
-CH
2-CH
2-CH
2- oder -CH
2-CH
2-CH
2-CH
2-Brücke bilden,
R
23 für
Wasserstoff, Alkyl, Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, Alkoxycarbonyl
steht oder zwei benachbarte R
23 für -CH=CH-CH=CH-
stehen,
o für
eine ganze Zahl von 0 bis 4 steht und
An
- für ein Anion
steht,
verwendet wird,
wobei zwei oder mehrere gleiche
oder unterschiedliche Verbindungen der Formel (I) auch zu Dimeren,
Trimeren, Oligomeren oder Polymeren verbrückt sein können.
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Diese
Verbrückung
kann vorteilhaft über
R
1, R
3, R
11, R
13, R
21 und/oder R
23 erfolgen.
Dann stellen diese Reste eine mindestens bivalente Brücke dar.
Beispiele für
solche Brücken
sind -(CH
2)
p-, -CH
2-C
6H
4-CH
2-, -(CH
2)
q-O-(CH
2)
r-, -O-(CH
2)
p-O-, -COO-(CH
2)
p-O-CO-,
worin p, q und r unabhängig voneinander
für eine
ganze Zahl von 1 bis 10 stehen.
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Handelt
es sich um Seitenkettenpolymere, dann stehen R
1,
R
3, R
11, R
13, R
21 und/oder
R
23 beispielsweise für
wobei mit Index n eine Einheit
einer Polymerkette gekennzeichnet ist.
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Die
Informationsschicht des erfindungsgemäßer Datenträgers kann mit rotem, insbesondere
mit einer Wellenlänge
von 600-700 nm oder blauen Licht, insbesondere mit einer Wellenlänge von
360-460 nm, insbesondere Laserlicht, beschrieben und gelesen werden.
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Vorteilhaft
trägt das
Substrat eine Reflexionsschicht. Ebenfalls vorteilhaft trägt das Substrat
eine Reflexionsschicht und eine Schutzschicht. Vorteilhaft besteht
das Substrat aus einem transparenten Kunststoff, der eine vorzugsweise
spiralförmig
angeordnete Spurführungsrille
(groove) enthält,
die durch spezielle Ausformung bereits Informationen enthalten kann.
Das Kunststoffsubstrat ist vorzugsweise scheibenförmig, vorzugsweise
kreisförmig.
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Die
lichtabsorbierende Verbindung (I) sollte vorzugsweise thermisch
veränderbar
sein. Vorzugsweise erfolgt die thermische Veränderung bei einer Temperatur <600°C, besonders
bevorzugt bei einer Temperatur <400°C, ganz besonders
bevorzugt bei einer Temperatur <300°C, aber wenigstens
größer 200°C. Eine solche Veränderung
kann beispielsweise eine Zersetzung oder chemische Veränderung
des chromophoren Zentrums der lichtabsorbierenden Verbindung sein.
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Besonders
bevorzugt ist die lichtabsorbierende Verbindung (I) thermisch veränderbar,
besonders bevorzugt thermisch zersetzbar. Diese thermische Veränderung
bzw. Zersetzung erfolgt beim Schreibprozess.
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Vorzugsweise
steht
Y für
CR4 und
R4 für Wasserstoff,
Aryl, Hetaryl oder Cyano.
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Ein
erfindungsgemäßer Datenträger, der
diese vorzugsweise Ausführung
der Indolcyaninfarbstoffe der Formel (I) enthält, kann mit blauem Licht beschrieben
und gelesen werden kann.
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Ebenfalls
vorzugsweise steht
Y für
=CR5a-CR6=CR5b- und
R5a,
R5b und R6 unabhängig voneinander
für Wasserstoff,
Aryl, Hetaryl oder Cyano.
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Ein
erfindungsgemäßer Datenträger, der
diese vorzugsweise Ausführung
der Indolcyaninfarbstoffe der Formel (I) enthält, kann mit rotem Licht beschrieben
und gelesen werden kann.
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Bevorzugt
ist ein optischer Datenträger,
der als lichtabsorbierende Verbindung wenigstens einen Indolcyaninfarbstoff
der Formel (I) enthält
worin
R1 für gegebenenfalls durch Chlor,
Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl, C2-C4-Alkenyl,
C3-C7-Cycloalkyl,
C7-C10-Aralkyl oder
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro
substituiertes C6-C10-Aryl
steht,
R2 für Wasserstoff, gegebenenfalls
durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl,
C2-C4-Alkenyl, C3-C7-Cycloalkyl,
C1-C10-Aralkyl oder
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro substituiertes
C6- bis C10-Aryl
oder einen sechsgliedrigen heterocyclischen Rest steht,
R3 für
Wasserstoff, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Alkoxy, Fluor,
Chlor, Brom, Cyano, Nitro, C1-C4-Alkoxycarbonyl steht oder
zwei benachbarte R3 für -CH=CH-CH=CH- stehen,
n
für eine
ganze Zahl von 0 bis 4 steht,
Y für CR4,
=CR5a-CR6=CR5b- oder N steht,
R4,
R5a, R5b und R6 unabhängig
voneinander für
Wasserstoff, gegebenenfalls durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes
C1-C4-Alkyl, C3-C7-Cycloalkyl,
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Ethoxy, Amino, Dimethylamino,
Diethylamino, Acetamino, Chlor, Cyano oder Nitro substituiertes
C6-C10-Aryl, gegebenenfalls durch
Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro substituierte und/oder
benzannelierte fünf-
oder sechsgliedrige heterocyclische Reste, Fluor, Chlor Brom oder
Cyano stehen,
X für
einen Rest der oben genannten Formeln (II) oder (III) steht
R11 für
gegebenenfalls durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl, C2-C4-Alkenyl, C3-C7-Cycloalkyl,
C7-C10-Aralkyl oder
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro
substituiertes C6-C10-Aryl
steht,
R12 für Wasserstoff, gegebenenfalls
durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl,
C2-C4-Alkenyl, C3-C7-Cycloalkyl,
C7-C10-Aralkyl oder
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro
substituiertes C6-C10-Aryl
oder einen sechsgliedrigen heterocyclischen Rest steht,
R13 für
Wasserstoff, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Alkoxy, Fluor,
Chlor, Brom, Cyano, Nitro, C1-C4-Alkoxycarbonyl steht oder
zwei benachbarte R13 für -CH=CH-CH=CH- stehen,
m
für eine
ganze Zahl von 0 bis 4 steht,
R21 für gegebenenfalls
durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl, C2-C4-Alkenyl,
C3-C7-Cycloalkyl,
C7-C10-Aralkyl oder
gegebenenfalls durch Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Cyano oder Nitro
substituiertes C6-C10-Aryl
steht,
Z für
O, S, CR22R22a oder
-CH=CH- steht,
R22 und R22a unabhängig voneinander
für gegebenenfalls
durch Chlor, Methoxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl, C2-C4-Alkenyl, C3-C7-Cycloalkyl, C7-C10-Aralkyl stehen oder gemeinsam eine -CH2-CH2-CH2-
oder -CH2-CH2-CH2-CH2-Brücke bilden,
R23 für
Wasserstoff, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Alkoxy, Fluor,
Chlor, Brom, Cyano, Nitro, Acetamino, C1-C4-Alkoxycarbonyl steht oder zwei benachbarte
R23 für
-CH=CH-CH=CH- stehen,
o
für eine
ganze Zahl von 0 bis 4 steht und
An- für ein Anion
steht.
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Alkyl-,
Alkoxy-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, Aryl- und Hetarylreste
können
substituiert sein. Bevorzugte Reste sind nichtionische Reste. Ebenfalls
bevorzugte Reste sind Indolcyanine der Formel (I).
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Als
mögliche
Substituenten der Alkyl-, Alkoxy- bzw. Aralkyl-Reste kommen Halogen,
insbesondere Cl oder F, Nitro, Cyano, CO-NH2,
Alkoxy, Alkoxycarbonyl, Trialkylsilyl oder Trialkylsiloxy in Frage.
Die Alkylreste können
geradkettig oder verzweigt sein und sie können teil- oder perhalogeniert sein. Beispiele
für substituierte Alkylreste
sind Trifluormethyl, Chlorethyl, Cyanoethyl, Methoxyethyl. Beispiele
für verzweigte
Alkylreste sind Isopropyl, tert.-Butyl, 2-Butyl, Neopentyl. Beispiele
für Alkoxyreste
sind Methoxy, Ethoxy, Methoxyethoxy.
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Bevorzugte
gegebenenfalls substituierte C1-C4-Alkylreste sind Methyl, Ethyl, n-Propyl,
Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl, perfluoriertes
Methyl, perfluororiertes Ethyl, 2,2-Trifluorethyl, 3,3,3-Trifluorethyl,
Perfluorbutyl, Cyanethyl, Methoxyethyl, Chlorethyl.
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Als
bevorzugtes Aralkyl kommt beispielsweise Benzyl, Phenethyl oder
Phenylpropyl in Frage.
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Beispiele
für C6-C10-Aryl sind Phenyl
und Naphthyl. Beispiele für
substituierte Arylreste sind Tolyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl,
Methoxyphenyl, Nitrophenyl, Cyanophenyl, Dimethylaminophenyl, Diethylaminophenyl.
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Beispiele
für Hetrarylreste,
insbesondere für
fünf- oder
sechsgliedrige heterocyclische Reste, sind Indolyl, Pyridyl, Chinolyl,
Benzthiazolyl. Beispiele für
substituierte heterocyclische Reste sind 1,2-Dimethylindol-3-yl, 1-Methyl-2-phenylindol-3-yl.
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Besonders
bevorzugt ist ein optischer Datenträger, der als lichtabsorbierende
Verbindung wenigstens einen Indolcyaninfarbstoff der Formel (I)
enthält,
worin
R1 für
Methyl, Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl,
Cyclohexyl, Benzyl, Phenethyl oder Phenyl steht,
R2 für Wasserstoff,
Methyl, Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl,
Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl, Tolyl, Chlorphenyl, Anisyl oder Pyridyl
steht,
R3 für Wasserstoff, Methyl, Methoxy,
Fluor, Cyano, Nitro steht oder zwei benachbarte R3 für -CH=CH-CH=CH- stehen,
n
für eine
ganze Zahl von 0 bis 2 steht,
Y für CR4 oder
=CR5a-CR6=CR5b- steht,
R4 für Wasserstoff,
Chlor, Cyano, Methyl, Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanmethyl, Cyanethyl,
Chlorethyl, Cyclohexyl, Phenyl, Tolyl, Chlorphenyl, Anisyl, Dimethylaminophenyl,
Diethylaminophenyl, 1,2-Dimethylindol-3-yl, 1-Ethyl-2-methylindol-3-yl,
1-Methyl-2-phenylindol-3-yl, 1-Ethyl-2-phenylindol-3-yl oder Pyridyl
steht,
R5a und R5b unabhängig voneinander
für Wasserstoff
oder Methyl steht,
R6 für Wasserstoff,
Methyl, Chlor oder Brom steht,
X für einen Rest der Formeln (II)
oder (III) steht
R11 für Methyl,
Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl, Cyclohexyl,
Benzyl, Phenethyl oder Phenyl steht,
R12 für Wasserstoff,
Methyl, Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl,
Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl, Tolyl, Chlorphenyl, Anisyl oder Pyridyl
steht,
R13 für Wasserstoff, Methyl, Methoxy,
Fluor, Cyano, Nitro steht oder zwei benachbarte R13 für -CH=CH-CH=CH- stehen,
m
für eine
ganze Zahl von 0 bis 2 steht,
R21 für Methyl,
Ethyl, Propyl, Methoxyethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl, Cyclohexyl,
Benzyl, Phenethyl oder Phenyl steht,
Z für S oder C(CH3)2 steht,
R23 für Wasserstoff,
Methyl, Methoxy, Fluor, Chlor, Cyano, Nitro, Acetamino oder Methoxycarbonyl
steht oder zwei benachbarte R23 für -CH=CH-CH=CH-
stehen,
o für
eine ganze Zahl von 0 bis 2 steht und
An- für ein Anion
steht.
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Vorzugsweise
sind die Paare R1 und R11,
R2 und R12, R3 und R13 sowie n
und m gleich.
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Ganz
besonders bevorzugt ist ein optischer Datenträger, der als lichtabsorbierende
Verbindung wenigstens einen Indolcyaninfarbstoff der Formel (I)
enthält,
worin
R1 für
Methyl, Ethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl oder Benzyl steht,
R2 für
Methyl, Ethyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Tolyl steht,
R3 für
Wasserstoff steht,
Y für
CR4 steht,
R4 für Wasserstoff,
Methyl, Phenyl, Anisyl, Dimethylaminophenyl, Diethylaminophenyl,
1,2-Dimethylindol-3-yl, 1-Ethyl-2-methylindol-3-yl,
1-Methyl-2-phenylindol-3-yl oder 1-Ethyl-2-phenylindol-3-yl steht,
X
für einen
Rest der Formeln (II) steht
R11 für Methyl,
Ethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl oder Benzyl steht,
R12 für
Methyl, Ethyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Tolyl steht,
R12 für
Wasserstoff steht und
An- für ein Anion
steht.
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Ebenfalls
ganz besonders bevorzugt ist ein optischer Datenträger, der
als lichtabsorbierende Verbindung wenigstens einen Indolcyaninfarbstoff
der Formel (I) enthält,
worin
R1 für
Methyl, Ethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl oder Benzyl steht,
R2 für
Methyl, Ethyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Tolyl steht,
R3 für
Wasserstoff steht,
Y für
=CH-CR6=CH- steht,
R6 für Wasserstoff,
Methyl oder Chlor steht,
X für einen Rest der Formel (II)
steht
R11 für Methyl, Ethyl, Cyanethyl,
Chlorethyl, Allyl oder Benzyl steht,
R12 für Methyl,
Ethyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Tolyl steht,
R12 für Wasserstoff
steht und
An- für ein Anion steht.
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Ebenfalls
ganz besonders bevorzugt ist ein optischer Datenträger, der
als lichtabsorbierende Verbindung wenigstens einen Indolcyaninfarbstoff
der Formel (I) enthält,
worin
R1 für
Methyl, Ethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Alkyl oder Benzyl steht,
R2 für
Methyl, Ethyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Tolyl steht,
R3 für
Wasserstoff steht,
Y für
CH steht,
X für
einen Rest der Formel (III) steht
R21 für Methyl,
Ethyl, Cyanethyl, Chlorethyl, Allyl oder Benzyl steht,
Z für C(CH3)2 steht,
R23 für
Wasserstoff, Methyl, Methoxy oder Methoxycarbonyl steht,
o
für eine
ganze Zahl von 0 bis 1 steht und
An- für ein Anion
steht.
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Als
Anionen An- im Rahmen dieser Anmeldung kommen
alle einwertigen Anionen oder ein Äquivalent eines mehrwertigen
Anions oder ein Äquivalent
eines oligo- oder polymeren Anions in Frage. Vorzugsweise handelt
es sich um farblose Anionen. Geeignete Anionen sind beispielsweise
Chlorid, Bromid, Iodid, Nitrat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Sulfat,
Hydrogensulfat, Azid, Cyanat, Thiocyanat, Tetrafluoroborat, Perchlorat, Hexafluorosilicat,
Hexafluorophosphat, Methosulfat, Ethosulfat, C1-C10-Alkansulfonat, C1-C10-Perfluoralkansulfonat, (CF3SO2)2N-,
(NC)2N-, (NC)3C-, ggf. durch Chlor,
Hydroxy, C1-C4-Alkoxy
substituiertes C1- bis C10-Alkanoat,
Oxalat, gegebenenfalls durch Nitro, Cyano, Hydroxy, C1-C25-Alkyl, Perfluor-C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxycarbonyl oder Chlor substituiertes
Benzol- oder Naphthalin- oder Biphenylsulfonat, gegebenenfalls durch
Nitro, Cyano, Hydroxy, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkoxycarbonyl
oder Chlor substituiertes Benzol- oder Naphthalin- oder Biphenyldisulfonat,
gegebenenfalls durch Nitro, Cyano, Hydroxy, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkoxycarbonyl, Benzoyl, Chlorbenzoyl oder
Toluoyl substituiertes Benzoat, das Anion der Naphthalin- oder Benzoldicarbonsäure, Diphenyletherdisulfonat,
Mono-, Di- oder Trinitrophenolat, Tetraphenylborat, Cyanotriphenylborat,
Tetra-C1-C20-alkoxyborat,
Tetraphenoxyborat, 7,8- oder 7,9-Dicarba-nidoundecaborat(1-) oder
(2-), die gegebenenfalls an den B- und/oder C-Atomen durch eine
oder zwei C1-C12-Alkyl-
oder Phenyl-Gruppen substituiert sind, Dodecahydro-dicarbadodecaborat(2-)
oder B-C1-C12-Alkyl-C-phenyl-dodecahydro-dicarbadodecaborat(1-),
Polystyrolsulfonat, Poly(meth)acrylat, Polyallylsulfonat.
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Bevorzugt
sind Bromid, Iodid, Tetrafluoroborat, Perchlorat, Hexafluorophosphat,
Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, Benzolsulfonat, Toluolsulfonat,
Dodecylbenzolsulfonat, Tetradecansulfonat, Polystyrolsulfonat, ganz
besonderes bevorzugt Tetrafluoroborat, Perchlorat, Hexafluorophosphat.
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Weiterhin
können
als Anionen An- alle einwertigen Anionen
oder ein Äquivalent
eines mehrwertigen Anions eines Farbstoffs verwendet werden. Vorzugsweise
hat der anionische Farbstoff An- ein ähnliches
Absorptionsspektrum wie das kationische Azometall-Salz. Geeignete
Beispiele sind anionische Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe,
Methinfarbstoffe, Porphyrine, Phthalocyanine, Subphthalocyanine,
Cyanine, Merocyanine, Rhodamine, Metallkomplexe sowie Oxonole. Geeignete
Rhodamine als Anionen sind beispielsweise aus DE-A 101 36 064 bekannt.
Geeignete Cyanine als Anionen sind beispielsweise aus US-A-2002/0022104 bekannt.
Geeignete Metallkomplexe als Anionen sind beispielsweise aus WO-A-03/098618
bekannt. Geeignete Oxonole als Anionen sind beispielsweise aus EP-A
1 253 148 bekannt.
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Bevorzugt
ist der erfindungsgemäße optische
Datenträger,
der mit dem Licht eines blauen Lasers beschrieben und gelesen wird.
Bevorzugt liegt die Laserwellenlänge
im Bereich von 360 bis 460 nm, besonders bevorzugt im Bereich von
390 bis 420 nm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400 bis
410 nm. Die Laseroptik (Objektivlinse) hat bevorzugt eine numerische
Apertur NA ≥ 0,6,
besonders bevorzugt ≥ 0,7,
ganz besonders bevorzugt ≥ 0,8.
Dies gilt insbesondere für
die Verwendung des erfindungsgemäßen Datenspeichers zum
Beschreiben und Lesen mit entsprechendem Licht.
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Ebenfalls
bevorzugt ist der erfindungsgemäße optische
Datenträger,
der mit dem Licht eines roten Lasers beschrieben und gelesen wird.
Bevorzugt liegt die Laserwellenlänge
im Bereich von 600-700
nm, vorzugsweise von 620 bis 680 nm, ganz besonders bevorzugt von
625 bis 660 nm Die Laseroptik (Objektivlinse) hat bevorzugt eine
numerische Apertur 0,7 ≥ NA ≥ 0,5. Dies
gilt insbesondere für
die Verwendung des erfindungsgemäßen Datenspeichers
zum Beschreiben und Lesen mit entsprechendem Licht.
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Beschreiben
und Lesen des optischen Datenträgers
erfolgt vorzugsweise bei der selben Wellenlänge.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Indolcyanine garantieren eine genügend hohe Reflektivität (vorzugsweise > 10%, insbesondere > 20%) des optischen
Datenträgers
im unbeschriebenen Zustand sowie eine genügend hohe Absorption zur thermischen
Degradation der Informationsschicht bei punktueller Beleuchtung mit
fokussiertem Licht, wenn die Lichtwellenlänge im Bereich von 360 bis
460 nm oder 600 bis 700 nm liegt. Der Kontrast zwischen beschriebenen
und unbeschriebenen Stellen auf dem Datenträger wird durch die Reflektivitätsänderung
der Amplitude als auch der Phase des einfallenden Lichts durch die
nach der thermischen Degradation veränderten optischen Eigenschaften
der Informationsschicht realisiert.
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Für den erfindungsgemäßen optischen
Datenträger,
der mit blauem Licht beschrieben und gelesen werden kann, sind solche
Indolcyaninfarbstoffe als lichtabsorbierende Verbindungen bevorzugt,
deren Absorptionsmaximum λmax2 im Bereich 420 bis 550 nm liegt, wobei
die Wellenlänge λ1/2,
bei der die Extinktion in der kurzwelligen Flanke des Absorptionsmaximums
der Wellenlänge λmax2 die
Hälfte
des Extinktionswerts bei λmax2 beträgt,
und die Wellenlänge λ1/10,
bei der die Extinktion in der kurzwelligen Flanke des Absorptionsmaximums der
Wellenlänge λmax2 ein
Zehntel des Extinktionswerts bei λmax2 beträgt,
vorzugsweise jeweils nicht weiter als 80 nm auseinander liegen.
Bevorzugt weist ein solcher Indolcyaninfarbstoff bis zu einer Wellenlänge von
350 nm, besonders bevorzugt bis zu 320 nm, ganz besonders bevorzugt
bis zu 290 nm, kein kürzerwelliges
Maximum λmax1 auf.
-
Bevorzugt
sind Indolcyaninfarbstoffe mit einem Absorptionsmaximum λmax2 von
430 bis 550 nm, insbesondere 440 bis 530 nm, ganz besonders bevorzugt
450 bis 520 nm.
-
Bevorzugt
liegen bei den Metallkomplexen λ1/2 und λ1/10, so wie sie oben definiert sind, nicht
weiter als 70 nm, besonders bevorzugt nicht weiter als 50 nm, ganz
besonders bevorzugt nicht weiter als 40 nm auseinander.
-
Für den erfindungsgemäßen optischen
Datenträger,
der mit rotem Licht beschrieben und gelesen werden kann, sind solche
Indolcyaninfarbstoffe als lichtabsorbierende Verbindungen bevorzugt,
deren Absorptionsmaximum λmax2 im Bereich 500 bis 650 nm liegt, wobei
die Wellenlänge λ1/2,
bei der die Extinktion in der langwelligen Flanke des Absorptionsmaximums
der Wellenlänge λmax2 die
Hälfte
des Extinktionswerts bei λmax2 beträgt,
und die Wellenlänge λ1/10,
bei der die Extinktion in der langwelligen Flanke des Absorptionsmaximums der
Wellenlänge λmax2 ein
Zehntel des Extinktionswerts bei λmax2 beträgt,
vorzugsweise jeweils nicht weiter als 50 nm auseinander liegen.
Bevorzugt weist ein solcher Indolcyaninfarbstoff bis zu einer Wellenlänge von
750 nm, besonders bevorzugt bis zu 800 nm, ganz besonders bevorzugt
bis zu 850 nm, kein längerwelliges
Maximum λmax3 auf.
-
Bevorzugt
sind Indolcyaninfarbstoffe mit einem Absorptionsmaximum λmax2 von
530 bis 630 nm, insbesondere 550 bis 620 nm, ganz besonders bevorzugt
580 bis 610 nm.
-
Bevorzugt
liegen bei den Metallkomplexen λ1/2 und λ1/10, so wie sie oben definiert sind, nicht
weiter als 40 nm, besonders bevorzugt nicht weiter als 30 nm, ganz
besonders bevorzugt nicht weiter als 20 nm auseinander.
-
Die
Indolcyaninfarbstoffe weisen beim Absorptionsmaximum λmax2 vorzugsweise
einen molaren Extinktionskoeffizienten ε > 30000 l/mol cm, bevorzugt > 50000 l/mol cm, besonders
bevorzugt > 70000
l/mol cm, ganz besonders bevorzugt > 100000 l/mol cm auf.
-
Die
Absorptionsspektren werden beispielsweise in Lösung gemessen.
-
Der
k-Wert (Imaginärteil
des komplexen Brechungsindex) der Informationsschicht, liegt vorzugsweise im
Bereich von 0.01 bis 0.40, bevorzugt im Bereich von 0.01 bis 0.30,
besonders bevorzugt im Bereich von 0.01 bis 0.20.
-
Der
n-Wert (Realteil des komplexen Brechungsindex) der Informationsschicht
Indolcyanine liegt vorzugsweise im Bereich von 0.9 bis 1.4 oder
1.7 bis 2.8, bevorzugt im Bereich von 0.9 bis 1.3 oder 1.8 bis 2.8, besonders
bevorzugt im Bereich von 0.9 bis 1.1 oder 1.9 bis 2.8.
-
n
und k werden aus Transmissions- und Reflexionsspektren bestimmt,
die von dünnen
Dyefilmen, aufgesponnen auf Quarzglas, gemessen werden. Die Anpassung
der n und k Spektren kann z.B. mit dem Gerät von Steag Eta-Optik ETA-RT
durchgeführt
werden.
-
Die
Indolcyaninfarbstoffe werden auf den optischen Datenträger vorzugsweise
durch Spin-coaten aufgebracht. Die Indolcyanine können untereinander
oder aber mit anderen Farbstoffen gemischt werden. Diese anderen
Farbstoffe können ähnliche
oder auch verschiedene spektrale Eigenschaften wie die Indolcyanine
haben. Solche Mischungen, insbesondere die von erfindungsgemäßen Indolcyaninen
untereinander, sowie die damit hergestellten optischen Datenträger sind
ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Die Informationsschicht kann
neben den Indolcyaninfarbstoffen Additive enthalten wie Bindemittel,
Netzmittel, Stabilisatoren, Verdünner
und Sensibilisatoren sowie weitere Bestandteile. Zum Spin-Coaten
werden vorzugsweise Lösungen
der genannten Indolcyanine verwendet. Bevorzugt sind jedoch optische
Datenträger,
die in der Informationsschicht zu mehr als 95 Gew.-%, insbesondere
mehr als 98, vorzugsweise mehr als 99 Gew.-% der Indolcyanine der Formel
(I) enthalten. Besonders bevorzugt sind optische Datenträger, die
in der Informationsschicht nur ein Indolcyanin der Formel (I) enthalten.
-
Die
Erfindung betrifft weiterhin Indolcyanine der Formel (I) an sich.
Für die
Vorzugsbereiche der erfindungsgemäßen Indolcyanine gilt das gleiche,
was auch für
die Vorzugsbereiche des optischen Datenträgers hinsichtlich der Farbstoffe
gesagt wurde.
-
Die
Herstellung der Indolcyanine ist ansich bekannt, z. B. aus Chem.
Heterocycl. Compd. (engl. Transl.) 1981, 790, J. Heterocycl. Chem.
1978, 15, 433, Liebigs Ann. Chem. 1986, 1621, Aust. J. Chem. 1976, 29,
2747 oder erfolgte analog der beschriebenen Verfahrensweisen.
-
Die
Einführung
der Anionen erfolgt dann beispielsweise durch Anionenaustausch,
indem nämlich
die aus der Synthese erhaltenen Farbstoffe mit ihren synthesebedingten
Gegenionen beispielsweise mit Alkali-, Ammonium- oder Tetraalkylammonium-Salzen
der erfindungsgemäßen Anionen
in einem Lösungsmittel
umgesetzt werden. Die Lösungsmittel
werden zweckmäßig so gewählt, dass
das erfindungsgemäße Produkt
ausfällt
oder durch Zusatz eines anderen Lösungsmittels ausgefällt werden
kann. Beispiele sind Wasser; Alkohole wie Methanol, Ethanol; Ketone
wie Aceton, Butanon; Säuren
wie Ameisensäure,
Eisessig; dipolar aprotische Lösungsmittel
wie Acetonitril, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid
oder Mischungen davon. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur
bis zum Siedepunkt des Lösungsmittels,
vorzugsweise bei Raumtemperatur. Zum Ausfällen kann man z. B. Wasser
oder Toluol oder Essigester verwenden.
-
Die
erfindungsgemäßen Indolcyanine
können
untereinander oder mit anderen Farbstoffen gemischt werden. Solche
Mischungen sind ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung. Diese anderen
Farbstoffe können ähnliche
oder andere Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen. Beispielsweise
kann ein solcher anderer Farbstoff ein ähnliches Absorptionsspektrum
aufweisen wie ein erfindungsgemäßer Indolcyaninfarbstoff.
Beispielsweise kann ein solcher anderer Farbstoff aber auch bei
der benutzten Laserwellenlänge
keine oder nur eine geringe Absorption aufweisen.
-
Solche
verschiedene spektrale Eigenschaften sind beispielsweise dann wertvoll,
wenn die Indolcyanine mit dem benutzten Laserlicht wechselwirken,
d. h. in erster Linie für
die thermische Zersetzung und das Schreiben der Information verantwortlich
sind und der oder die anderen Farbstoffe für z. B. die Verbesserung der
Zersetzung, der Filmbildung der Lichtbeständigkeit oder anderer wichtiger
anwendungstechnischer Eigenschaften verantwortlich ist. Die eben
beschriebenen Verhältnisse
können
jedoch auch umgekehrt sein, d. h. das Indolcyanin übernimmt
im Wesentlichen die Rolle des Additivs und der oder die anderen
Farbstoffe sind für
den eigentlichen Schreibprozess zuständig. Die Verhältnisse
können
jedoch auch fließend
in einander übergehen,
insbesondere deshalb, weil für
einen guten Schreibprozess das Zusammenspiel von Indolcyaninen und
anderen Farbstoffen wichtig ist und sie gemeinsam eine bessere Qualität aufweisen
als jede der Komponenten einzeln.
-
Geeignete
Farbstoffe, die zugemischt werden können, sind für einen
erfindungsgemäßen Datenträger, der
mit blauem Licht beschrieben und gelesen werden kann, beispielsweise
solche aus WO 01/075 873, WO 02/086 878, WO 02/086 879, WO 02/025
648,
EP 1 083 555 ,
EP 1 193 699 , JP 2001-071
638, JP 2001-246 851,
DE 103
48 577 , JP 2005-74 852, WO 2004/079 732,
EP 1 345 217 .
-
Geeignete
Farbstoffe, die zugemischt werden können, sind für einen
erfindungsgemäßen Datenträger, der
mit rotem Licht beschrieben und gelesen werden kann, beispielsweise
solche aus
EP 0 844 243 ,
WO 2004/072 087, WO 2005/005323, WO 2005/006 987, WO 2005/007352,
WO 2004/102 551, WO 2004/088 649,
EP
0 822 544 ,
EP 0 805
441 ,
EP 1 528 548 ,
US 2004/0 142 278,
EP 1 424 691 .
-
Eine
geeignete Mischung ist beispielsweise eine solche aus
worin An
- für Perchlorat,
Tetrafluoroborat oder Hexafluorophosphat steht,
und wenigstens
einem oder beiden der folgenden Metallkomplexe:
-
Eine
weitere geeignete Mischung ist beispielsweise eine solche aus
worin An
- für Perchlorat,
Tetrafluoroborat oder Hexafluorophosphat steht,
und wenigstens
einem oder beiden der folgenden Metallkomplexe:
-
Die
erfindungsgemäßen Indolcyanine
können
auch mit beispielsweise Lichtstabilisatoren, z. B. solchen der Formel
worin
Alk für C
1- bis C
8-Alkyl,
vorzugsweise Ethyl, Propyl, Butyl, besonders bevorzugt Butyl steht,
und
An
- für ein Anion, vorzugsweise PF
6 -, ClO
4 -, SbF
6 -,
BF
4 - steht,
gemischt
werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Indolcyanine
kommen insbesondere als Pulver oder Granulat oder als Lösung, letztere
vorzugsweise mit einem Feststoffanteil von wenigstens 2 Gew.-% in
den Handel. Bevorzugt ist die Granulatform, insbesondere Granulate
mit mittleren Teilchengröße von 50 μm bis 10
mm, insbesondere 100 bis 800 μm.
Solche Granulate können
beispielsweise durch Sprühtrocknung
hergestellt werden. Die Granulate zeichnen sich insbesondere durch
ihre Staubarmut aus.
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Die
erfindungsgemäßen Indolcyanine
zeichnen sich durch eine gute Löslichkeit
in organischen Lösungsmitteln
aus. Sie sind insbesondere in nicht-fluorierten oder fluorierten
Alkoholen gut löslich.
Solche Alkohole sind beispielsweise solche mit 3 bis 6 C-Atomen,
vorzugsweise Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Diacetonalkohol,
Tetrafluorpropanol, Octafluorpentanol oder auch Mischungen aus diesen
Alkoholen wie z.B. Propanol/Diacetonalkohol, Butanol/Diacetonalkohol,
Butanol/Hexanol. Bevorzugte Mischungsverhältnisse für die aufgeführten Mischungen
sind beispielsweise 80:20 bis 99:1, bevorzugt 90:10 bis 98:2.
-
Die
Erfindung betrifft daher ebenfalls Lösungen, enthaltend
- a) wenigstens ein Indolcyanin der Formel (I) und
- b) wenigstens ein organisches Lösungsmittel.
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Sie
sind vorzugsweise wenigstens 1 gew.-%ig, vorzugsweise mindestens
2 gew.-%ig, besonders bevorzugt mindestens 5 gew.-%ig an Indolcyanin
der Formel (I), insbesondere solche der Formeln (Ia) bis (Ik). Als
Lösungsmittel
wird dabei vorzugsweise 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol, Propanol, Butanol,
Pentanol, Hexanol, Diacetonalkohol, Dibutylether, Heptanon oder
Mischungen davon verwendet. Besonders bevorzugt ist 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol.
Ebenfalls besonders bevorzugt ist Butanol. Ebenfalls besonders bevorzugt
ist Butanol/Diacetonalkohol im Mischungsverhältnis 90:10 bis 98:2.
-
Besonders
bevorzugt besteht die Lösung
zur mehr als 95 Gew.-%, insbesondere zu mehr als 98 Gew.-% aus einem
erfindungsgemäßen Indolcyaninfarbstoff
oder seiner Mischung mit einem anderen Farbstoff und/oder einem
Lichtstabilisator.
-
Bevorzugt
besteht die Informationsschicht aus wenigstens 70%, insbesondere
wenigstens mindestens 85%, besonders bevorzugt mindestens 95%, ganz
besonders bevorzugt 100% eines Indolcyanins der Formel (I).
-
Der
erfindungsgemäße optische
Datenspeicher kann neben der Informationsschicht weitere Schichten
wie Metallschichten, dielektrische Schichten, Schutzschichten sowie
Abdeckschichten tragen. Metalle und dielektrische Schichten dienen
u.a. zur Einstellung der Reflektivität und des Wärmehaushalts. Metalle können je
nach Laserwellenlänge
Gold, Silber, Aluminium u.a. sein. Dielektrische Schichten sind
beispielsweise Siliziumdioxid und Siliciumnitrid. Schutzschichten
bzw. Abdeckschichten sind, beispielsweise photohärtbare, Lacke, (drucksensitive)
Kleberschichten und Schutzfolien.
-
Siliciumdioxid
und Siliciumnitrid werden beispielsweise durch sogenanntes reactive
sputtering aufgebracht. Die Schichtdicken liegen beispielsweise
im Bereich von 1 bis 40 nm.
-
Die
Metallschichten werden beispielsweise durch Sputtern aufgebracht.
Die Schichtdicken liegen beispielsweise im Bereich von 10 bis 180
nm.
-
Schutzfolien
bestehen vorzugsweise aus lichtdurchlässigem Material, vorzugsweise
Kunststofffolien. Geeignete Materialen sind beispielsweise Polycarbonat,
Copolycarbonate, PMMA und cyclische Polyolefine. Die Dicke beträgt beispielsweise
5 bis 200 μm,
bevorzugt 10 bis 180 μm,
besonders bevorzugt 20 bis 150 μm, ganz
besonders bevorzugt 50 bis 120 μm.
-
Photohärtbare Lack
sind beispielsweise UV-härtbare
Lacke. Es handelt sich dabei beispielsweise um Acrylate und Metacrylate,
wie sie beispielsweise aus P. K. T. Oldring (Ed.), Chemistry & Technology of
UV & EB Formulations
for Coatings, Inks & Paints,
Vol. 2, 1991, SITA Technology, London, pp. 31-235 bekannt sind. Die
Dicke beträgt
beispielsweise 5 bis 200 μm,
bevorzugt 10 bis 180 μm,
besonders bevorzugt 20 bis 150 μm, ganz
besonders bevorzugt 50 bis 120 μm.
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Der
optische Datenträger
beinhaltet darüber
hinaus vorzugsweise wenigstens ein Substrat. Besonders bevorzugt
beinhaltet der optische Datenträger
ein Substrat. Ebenfalls besonders bevorzugt beinhaltet der optische
Datenträger
zwei Substrate. Das Substratmaterial ist vorzugsweise transparent.
Besonders bevorzugt ist das Substratmaterial weinigstens für die benutzt
Laserwellenlänge
transparent. Seine Dicke beträgt
mindestens 0.3 mm, vorzugsweise mindestens 0.6 mm und ganz besonders
bevorzugt mindestens 1.1 mm. Geeignete Substratmaterialien sind
vorzugsweise transparente Thermoplaste oder Duroplaste. Geeignete
Thermoplaste sind beispielsweise Polycarbonat, Copolycarbonate,
PMMA und cyclische Polyolefine. Besonders bevorzugt sind Polycarbonat
und Copolycarbonate. Ebenfalls besonders bevorzugt sind cyclische
Polyolefine. Die Substratmaterialien besitzen vorteilhaft eine vorzugsweise
spiralförmig
angeordnete Spurführungsrille (groove),
die durch spezielle Ausformung bereits Informationen enthalten kann.
Das Substrat ist vorzugsweise scheibenförmig, vorzugsweise scheibenförmig kreisförmig. Die
Dimensionen und Abstände
der Spurführungsrillen
entsprechen vorteilhaft den für
blu-ray-recordable, HD-DVD-R bzw. DVD-R bekannten.
-
Als
bevorzugte Kleberschichten werden drucksensitive Kleberschichten
verwendet.
-
Drucksensitive
Kleberschichten bestehen hauptsächlich
aus Acrylklebern. Nitto Denko DA-8320 oder DA-8310, in Patent JP-A
11-273147 offengelegt, können
beispielsweise für
diesen Zweck verwendet werden.
-
Der
erfindungsgemäße optische
Datenträger
weist beispielsweise folgenden Schichtaufbau auf (vgl. 1):
ein vorzugsweise transparentes Substrat (1), gegebenenfalls
eine Reflexionsschicht (7), gegebenenfalls eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (2), eine Informationsschicht
(3), gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (4), gegebenenfalls eine Kleberschicht (5),
eine Abdeckschicht (6). Die in 1 und 2 dargestellten
Pfeile stellen den Weg des eingestrahlten Lichtes dar.
-
Hier
und im Folgenden enthält
Substrat (1) vorzugsweise eine spiralförmig angeordnete Spurführungsrille
(groove).
-
Die
Dimensionen und Abstände
der Spurführungsrillen
entsprechen vorteilhaft den für
blu-ray-recordable
bekannten.
-
Vorzugsweise
kann der Aufbau des optischen Datenträgers:
- – ein vorzugsweise
transparentes Substrat (1) enthalten, auf dessen Oberfläche mindestens
eine mit Licht beschreibbare Informationsschicht (3), die
mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschrieben werden kann, gegebenenfalls
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4), gegebenenfalls
eine Kleberschicht (5), und eine transparente Abdeckschicht
(6) aufgebracht sind.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (1) enthalten, auf
dessen Oberfläche
eine Reflexionsschicht (7), mindestens eine mit Licht beschreibbare
Informationsschicht (3), die mit Licht, vorzugsweise Laserlicht
beschrieben werden kann, gegebenenfalls eine Schutzschicht oder
dielektrische Schicht (4), gegebenenfalls eine Kleberschicht
(5), und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht
sind.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (1) enthalten, auf
dessen Oberfläche
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2), mindestens
eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreibbare Informationsschicht
(3), gegebenenfalls eine Kleberschicht (5), und
eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht sind.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (1) enthalten, auf
dessen Oberfläche
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2), eine
Reflexionsschicht (7), mindestens eine mit Licht, vorzugsweise
Laserlicht beschreibbare Informationsschicht (3), gegebenenfalls
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4), gegebenenfalls
eine Kleberschicht (5), und eine transparente Abdeckschicht
(6) aufgebracht sind.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (1) enthalten, auf
dessen Oberfläche
gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2),
mindestens eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreibbare
Informationsschicht (3), gegebenenfalls eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (4), gegebenenfalls eine Kleberschicht
(5), und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht
sind.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (1) enthalten, auf
dessen Oberfläche
mindestens eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreibbare
Informationsschicht (3), gegebenenfalls eine Kleberschicht
(5), und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht
sind.
-
Alternativ
kann der optische Datenträger
beispielsweise folgenden Schichtaufbau aufweisen (vgl. 2):
ein vorzugsweise transparentes Substrat (11), eine Informationsschicht
(12), die mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschrieben
werden kann, gegebenenfalls eine Reflexionsschicht (13),
gegebenenfalls eine Kleberschicht (14), ein weiteres vorzugsweise
transparentes Substrat (15).
-
Hier
und im Folgenden enthält
Substrat (11) vorzugsweise eine spiralförmig angeordnete Spurführungsrille
(groove). Die Dimensionen und Abstände der Spurführungsrillen
entsprechen vorteilhaft den für HD-DVD-R
bzw. DVD-R bekannten.
-
Bevorzugt
enthält
der optische Datenträger
nur eine Informationsschicht (3) bzw. (12).
-
Ebenfalls
bevorzugt enthält
der optische Datenträger
eine Reflexionsschicht (7) bzw. (13).
-
Ebenfalls
bevorzugt enthält
der optische Datenträger
eine transparente Abdeckschicht (6).
-
Ebenfalls
bevorzugt enthält
der optische Datenträger
ein Substrat (1) bzw. (11) bzw. (15)
aus Polycarbonat oder Copolycarbonat.
-
Ebenfalls
bevorzugt hat das Substrat (1) eine Dicke von 0.3 bis 1.5
mm, vorzugsweise 0.5 bis 1.2 mm, insbesondere 1.1 mm.
-
Ebenfalls
bevorzugt hat das Substrat (11) eine Dicke von 0.05 bis
1.5 mm, vorzugsweise 0.1 bis 1.2 mm, insbesondere 0,5 bis 1.2 mm.
Ganz besonders bevorzugt hat das Susbstrat (11) eine Dicke
von 0,1 mm. Ebenfalls ganz besonders bevorzugt hat das Susbstrat
(11) eine Dicke von 0,1 mm.
-
Ebenfalls
bevorzugt hat das Substrat (15) eine Dicke von 0.3 bis
1.5 mm, vorzugsweise 0.5 bis 1.2 mm, insbesondere 0,6 mm.
-
Besonders
bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie folgt:
ein transparentes
Substrat (1), auf dessen Oberfläche eine Reflexionsschicht
(7), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib-
und lesbare Informationsschicht (3), eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (4), eine Kleberschicht (5),
insbesondere drucksensitive Kleberschicht und eine transparente
Abdeckschicht (6) aufgebracht sind. Ebenfalls besonders
bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie folgt:
ein transparentes
Substrat (1), auf dessen Oberfläche eine Reflexionsschicht
(7), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib-
und lesbare Informationsschicht (3), eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (4), und eine transparente Abdeckschicht
(6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Reflexionsschicht (7), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht
beschreib- und lesbare Informationsschicht (3), und eine
transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Reflexionsschicht (7), eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (2), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib-
und lesbare Informationsschicht (3), eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (4), eine Kleberschicht (5),
insbesondere eine drucksensitive Klebeschicht und eine transparente
Abdeckschicht (6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Reflexionsschicht (7), eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (2), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib-
und lesbare Informationsschicht (3), eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (4), und eine transparente Abdeckschicht
(6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Reflexionsschicht (7), eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (2), eine mit Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib-
und lesbare Informationsschicht (3), und eine transparente
Abdeckschicht (6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2), eine mit
Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib- und lesbare Informationsschicht
(3), eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4),
eine Kleberschicht (5), insbesondere eine drucksensitive
Kleberschicht und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht
sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2), eine mit
Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib- und lesbare Informationsschicht
(3), eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4),
und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (1), auf dessen
Oberfläche
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2), eine mit
Licht, vorzugsweise Laserlicht beschreib- und lesbare Informationsschicht
(3), und eine transparente Abdeckschicht (6) aufgebracht
sind.
-
Ebenfalls
besonders bevorzugt ist der Aufbau des optischen Datenträgers wie
folgt:
ein transparentes Substrat (11), eine mit Licht,
vorzugsweise Laserlicht beschreib- und lesbare Informationsschicht
(12), eine Reflexionsschicht (13), eine Kleberschicht
(14), ein weiteres transparentes Substrat (15).
-
Bevorzugte
erfindungsgemäße optische
Datenträger
sind weiterhin solche, die zwei Informationsschichten enthalten.
Sie können
beispielsweise folgendermaßen
aufgebaut sein:
- – eine Abdeckschicht (6),
gegebenenfalls eine Kleberschicht (5), gegebenenfalls eine
Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4), eine Informationsschicht
(3), gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (2), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht (7),
ein transparentes Substrat (1), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht
(7), gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische
Schicht (2), eine Informationsschicht (3), gegebenenfalls
eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4), gegebenenfalls
eine Kleberschicht (5), eine Abdeckschicht (6),
wobei Substrat (1) vorteilhaft auf beiden Seiten eine spiralförmig angeordnete
Spurführungsrille
(groove) enthält.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (11), eine Informationsschicht
(12), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht (13),
gegebenenfalls eine Kleberschicht (14), gegebenenfalls
eine Schutz- oder dielektrische Schicht, gegebenenfalls eine Kleberschicht
(14), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht (13),
eine Informationsschicht (12), ein weiteres vorzugsweise
transparentes Substrat (15), wobei die Substrat (11)
und (15) vorteilhaft eine spiralförmig angeordnete Spurführungsrille
(groove) enthalten.
- – eine
Abdeckschicht (6), gegebenenfalls eine Kleberschicht (5),
gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (4),
eine Informationsschicht (3), gegebenenfalls eine Schutzschicht
oder dielektrische Schicht (2), eine Informationsschicht
(3), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht (7),
gegebenenfalls eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht (2),
ein transparentes Substrat (1), wobei Substrat (1)
vorteilhaft eine spiralförmig
angeordnete Spurführungsrille
(groove) enthält.
- – ein
vorzugsweise transparentes Substrat (11), eine Informationsschicht
(12), gegebenenfalls eine Schutz- oder dielektrische Schicht,
eine Informationsschicht (12), gegebenenfalls eine Reflexionsschicht
(13), gegebenenfalls eine Kleberschicht (14),
ein weiteres vorzugsweise transparentes Substrat (15),
wobei Substrat (11) vorteilhaft eine spiralförmig angeordnete
Spurführungsrille
(groove) enthält.
-
Diese
optischen Datenträger
mit zwei Informationsschichten können
auch alle oben aufgeführten
bevorzugten Schichtaufbauten in analoger Weise enthalten.
-
Die
Erfindung betrifft weiterhin mit blauem oder rotem Licht, insbesondere
Laserlicht beschriebene erfindungsgemäße optische Datenträger.
-
Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Speicherung von Daten
auf einem erfindungsgemäßen optischne Datenträger, dadurch gekennzeichnet,
dass dieser mit blauem oder rotem Licht, insbesondere Laserlicht
beschrieben wird. Bei diesem Schreibprozess wird die erfindungsgemäße lichtabsorbierende
Verbindung in der Informationsschicht thermisch verändert, vorzugsweise
thermisch zerstört.
-
Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen optischen
Datenträgers,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein vorzugsweise transparentes,
gegebenenfalls mit einer Reflexionsschicht schon beschichtetes Substrat
mit wenigstens einem Indolcyanin der Formel (I), gegebenenfalls
in Kombination mit geeigneten Bindern und Additiven und gegebenenfalls
Lösungsmitteln
beschichtet und gegebenenfalls mit einer Reflexionsschicht, weiteren
Zwischenschichten und gegebenenfalls einer Schutzschicht oder einem
weiteren Substrat oder einer Abdeckschicht versieht.
-
Die
folgenden Beispiele verdeutlichen den Gegenstand der Erfindung.
-
Beispiele
-
Beispiel 1
-
4,14
g 1-Methyl-2-phenylindol und 1,15 g Methylorthoformiat wurden in
10 ml Acetanhydrid vorgelegt. 1,04 g Methansulfonsäure wurden
zugesetzt: exotherm und rasche Rotfärbung. 4 h wurde bei 50°C gerührt, nach
dem Abkühlen
in 100 ml Wasser ausgetragen und vom Ungelösten filtriert. Ins Filtrat
wurden 1,22 g Natriumperchlorat eingestreut. Die orange Suspension
wurde 1 h gerührt,
abgesaugt, gründlich
mit Wasser gewaschen und bei 50°C
im Vakuum getocknet. Man erhielt 4,17 g (79,3% d. Th.) eines orangen
Pulvers der Formel
mit dem Schmelzpunkt: 240-241°C (Zers.).
λ
max (in
Acetonitril) = 503 nm
ε =
55020 l/mol cm
Löslichkeit
in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol: ≥ 2%
durch
Spincoaten auf Glas: fester, glasartiger, transparenter Film.
-
Beispiel 2
-
Beispiel
1 wurde wiederholt, jedoch wurden statt 1-Methyl-2-phenylindol 2,94
g 1,2-Dimethylindol eingesetzt. Man erhielt 3,65 g (91% d. Th.)
eines baunen Pulvers der Formel
mit dem Schmelzpunkt: 254-255°C (Zers.)
(aus Eisessig)
λ
max (in Acetonitril) = 486 nm
ε = 55100
l/mol cm
Löslichkeit
in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol: ≥ 2%
durch
Spincoaten auf Glas: fester, glasartiger, transparenter Film.
-
Beispiel 3
-
Beispiel
1 wurde wiederholt, jedoch wurden statt Methylorthoformiat 1,80
g 1,1,3,3-Tetramethoxypropan eingesetzt. Man erhielt 3,73 g (67,5%
d. Th.) eines violetten Pulvers der Formel
mit dem Schmelzpunkt: 248-249°C (Zers.)
(aus Eisessig)
λ
max (in Acetonitril) = 583 nm
ε = 110400
l/mol cm
Löslichkeit
in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol: ≥ 2%
durch
Spincoaten auf Glas: fester, glasartiger, transparenter Film.
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Beispiel 4
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8,6
g C. I. Basic Orange 22 (ASTRAZON Orange R 200%) wurden in einer
Mischung aus 40 ml Eisessig und 20 ml Wasser gelöst. 3,5 g Ammoniumhexafluorophosphat
wurden langsam und unter gutem Rühren
bei Raumtemperatur eingestreut. Die orange Suspension wurde 3 h
gerührt,
abgesaugt, mit 100 ml Wasser gewaschen und bei 50°C im Vakuum
getrocknet. Man erhielt 3,97 g eines orangen Pulvers der Formel
vom Schmelzpunkt 222-224°C.
λ
max (in
Methanol/Chloroform 1:1) = 504 nm
ε = 64760 l/mol cm
Löslichkeit
in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol: ≥ 2%
durch
Spincoaten auf Glas: fester, glasartiger, transparenter Film
k
(@ 405 nm) = 0,08
n (@ 405 nm) = 1,39.
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Beispiel 5
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2,59
g des Aldehyds der Formel
und 2,07 g 1-Methyl-2-phenylindol
wurden in einer Mischung aus 30 ml Eisessig und 10 ml Acetanhydrid
6 h bei 50°C
gerührt.
Nach dem Abkühlen
wurde auf 100 ml Wasser ausgetragen. Eine Löäsung von 1,63 g Ammoniumhexafluorophosphat
in 20 ml Wasser wurde zugetropft. Nach 1 h Rühren wurde die orange Suspension abgesaugt,
mit reichlich Wasser gewaschen und bei 50°C im Vakuum getrocknet. Man
erhielt 4,88 g (82,2% d. Th.) eines orangen Pulvers der Formel
mit dem Schmelzpunkt 270-272°C (unter
Zersetzung).
λ
max (in Acetonitril) = 508 nm
ε = 73240
l/mol cm
Löslichkeit
in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol: ≥ 1%
durch
Spincoaten auf Glas: fester, glasartiger, transparenter Film.
-
Ebenfalls
geeignete Indolcyaninfarbstoffe sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt:
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Beispiel 73
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Es
wurde bei Raumtemperatur eine 4 gew.-%ige Lösung des Farbstoffs aus Beispiel
1 in 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol
hergestellt. Diese Lösung
wurde mittels Spin Coating auf ein pregrooved Polycarbonat-Substrat
appliziert. Das pregrooved Polycarbonat-Substrat wurde mittels Spritzguss
als Disk hergestellt. Die Dimensionen der Disk und der Groove-Struktur
entsprachen denen, die üblicherweise
für DVD-R
verwendet werden. Die Disk mit der Farbstoffschicht als Informationsträger wurde
mit 100 nm Silber bedampft. Anschließend wurde ein UV-härtbarer
Acryllack durch Spin Coating appliziert und mittels UV-Lampe ausgehärtet. Mit
einem dynamischen Schreibtestaufbau, der auf einer optischen Bank
aufgebaut war, bestehend aus einem Diodenlaser (λ = 405 nm), zur Erzeugung von
linearpolarisiertem Licht, einem polarisationsempfindlichen Strahlteiler, einem λ/4-Plättchen und
einer beweglich aufgehangenen Sammellinse mit einer numerischen
Apertur NA = 0,65 (Aktuatorlinse). Das von der Reflexionsschicht
der Disk reflektierte Licht wurde mit Hilfe des oben erwähnten polarisationsempfindlichen
Strahlteilers aus dem Strahlengang ausgekoppelt und durch eine astigmatische Linse
auf einen Vierquadrantendetektor fokussiert. Bei einer Lineargeschwindigkeit
V = 3,5 m/s und eine Schreibleistung Pw =
12 mW wurde ein Signal-Rausch-Verhältnis C/N = 48 dB gemessen.
Die Schreibleistung wurde hierbei als oszillierende Pulsfolge aufgebracht,
wobei die Disk abwechselnd 1 μs
lang mit der oben erwähnten
Schreibleistung Pw bestrahlt wurde und 4 μs lang mit
der Leseleistung Pr ≈ 0,44 mW (siehe 3). Die
Disk wurde solange mit dieser oszillierenden Pulsfolge bestrahlt,
bis sie sich ein Mal um sich selbst gedreht hatte. Danach wurde
die so erzeugte Markierung mit der Leseleistung Pr ≈ 0,44 mW ausgelesen
und das oben erwähnte
Signal-Rausch-Verhältnis C/N
gemessen.
-
Analog
wurden optische Datenträger
unter Verwendung der anderen Beispiele aus obigen Tabellen erhalten.