DE4027172A1 - Optisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Optisches aufzeichnungsmedium

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Tatsuto Sakai
Fumio Matsui
Akira Shimpo
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft optische Aufzeichnungsmedien, insbesondere ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht, die ein organisches Farb- bzw. Färbungsmaterial enthält.
Üblicherweise besitzen optische Aufzeichnungsmedien überlegene Eigenschaften. Sie weisen eine hohe Speicherkapazität auf und mit ihrer Hilfe kann auf nicht kontaktierende Weise geschrieben oder gelesen werden. Optische Aufzeichnungsmedien werden deshalb in großem Umfang entwickelt.
Als Beispiel für optische Aufzeichnungsmedien ist eine optische Platte vom Schreibtyp bekannt. Eine solche optische Platte wird derart benutzt, daß ein Laserstrahl in einem sehr kleinen Bereich auf einer Aufzeichnungsschicht verdichtet bzw. niedergeschlagen wird und in thermische Energie umgewandelt wird, um den Zustand der Aufzeichnungsschicht zu ändern (Löcherbildung), um dadurch Daten aufzuschreiben, und daß die entsprechenden Daten gemäß den Änderungen der Menge des Lichts, das auf die Aufzeichnungsteile und Nichtaufzeichnungsteile zurückgeworfen wird, reproduziert bzw. wiedergegeben werden.
Vorzugsweise wird die Aufzeichnungsschicht eines solchen Mediums aus einem Material gebildet, das eine große Änderung des Reflektionsvermögens erreichen kann. Bisher wurden metallische Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt, enthaltend Tellur, zur Bildung der Aufzeichnungsschicht verwendet.
Kürzlich wurden jedoch optische Aufzeichnungsmedien mit einer Aufzeichnungsschicht, die aus einem organischen Material gebildet ist, das sich hauptsächlich aus einem färbenden Stoff zusammensetzt, zur Verwendung anstelle von Tellurmaterialien vorgeschlagen, weil Tellurmaterialien toxisch sind und es notwendig ist, die Empfindlichkeit des Mediums zu verbessern und die Herstellungskosten zu verringern. Beispiele für solche Medien sind in den japanischen Patentanmeldungen 58-1 12 790, 58-1 14 989, 58-1 25 246 und 60-71 295 offenbart.
Im allgemeinen besitzt ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht, die aus einem organischen Material gebildet ist, das hauptsächlich aus einem färbenden Stoff besteht, ein Substrat, eine ultravioletthärtende Harzschicht (Photopolymerschicht), gebildet auf dem Substrat, zur Bildung von Nuten bzw. Rillen und Adressen (addresses), und eine Aufzeichnungsschicht, die auf der ultravioletthärtenden Harzschicht durch Spinnbeschichtung aufgebracht worden ist.
Das Substrat mit der Photopolymerschicht wird, wie nachstehend beschrieben, gebildet. Das ultravioletthärtende Harz wird beispielsweise auf eine Ni-Stempel- bzw. Stanzvorrichtung fallgelassen, das Substrat wird daraufgegeben, und das ultravioletthärtende Harz wird so verteilt, daß es eine ausreichend dünne Dicke besitzt, während die Bildung von Blasen zwischen der Stempelvorrichtung und dem Substrat verhindert wird. Daraufhin wird das ultravioletthärtende Harz mit Ultraviolettstrahlen durch das zu polymerisierende Substrat bestrahlt und gehärtet. Das Verfahren zur Bildung dieses Substrats ist deshalb aufwendig und mit Problemen behaftet, und es ist schwierig, die Produktivität zu verbessern. Um diese Probleme zu vermeiden, kann ein spritzgegossenes Substrat verwendet werden, das ein Kunststoffsubstrat ist, welches integral mit Rillen usw. gebildet ist, durch Spritzgießen ohne Verwendung eines ultravioletthärtenden Harzes.
Dieses spritzgegossene Substrat kann in der Praxis jedoch nicht verwendet werden, weil es eine Aufzeichnungsschicht besitzt, die direkt durch Beschichten auf seiner Oberfläche (auf der Lochseite) gebildet worden ist und deshalb durch ein Lösungsmittel, das in der Beschichtungsflüssigkeit enthalten ist, im allgemeinen beschädigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein optisches Aufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen, das ohne Beschädigung des spritzgegossenen Substrats gebildet worden ist und eine Aufzeichnungsschicht besitzt, die verbesserte Aufzeichnungs-/Wiedergabeeigenschaften besitzt.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einem Kunststoffsubstrat und einer Aufzeichnungsschicht, die auf dem Kunststoffsubstrat gebildet ist, gelöst, wobei die Aufzeichnungsschicht einen Cyanin-Farbstoff der folgenden allgemeinen Formel
worin R₁ und R₂ jeweils Alkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, und ein Löschmittel bzw. Quenchmittel (quencher) der folgenden allgemeinen Formel
worin R₃, R₄, R₅ und R₆ jeweils Wasserstoff oder Substituentengruppen bedeuten, besitzt.
Ein spritzgegossenes Substrat wird erfindungsgemäß als Kunststoffsubstrat verwendet, um die Produktivität zu verbessern. Das spritzgegossene Substrat wird derart gebildet, daß das Material durch einstufiges Spritzgießen integral zu einem flachen, plattenartigen Substrat mit Rillen, Adressen usw., gebildet auf einer Oberfläche des Substrats, gegossen wird.
Dieses Substrat ist aus einem Kunststoffmaterial, wie einem Polycarbonat(PC)-Harz oder Polymethylmethacrylat(PMMA)-Harz, gebildet.
Auf diesem Substrat wird eine Aufzeichnungsschicht gebildet. Die Aufzeichnungsschicht enthält einen Cyanin-Farbstoff der folgenden allgemeinen Formel I:
In der allgemeinen Formel I bedeuten R₁ und R₂ jeweils Alkylgruppen mit 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatomen. Wenn die Zahl der Kohlenstoffatome kleiner als 2 ist, ist die Löslichkeit des Cyanin-Farbstoffs in einem nachstehend beschriebenen Lösungsmittel schlecht, weshalb sich keine Bildung einer Schicht ergibt. Wenn die Zahl der Kohlenstoffatome größer als 4 ist, ist die Löslichkeit ebenfalls schlecht, und es ist nicht möglich, die Schicht auf dem Substrat zu bilden.
Die erfindungsgemäß verwendete Aufzeichnungsschicht enthält ein Quenchmittel der allgemeinen Formel II
worin R₃, R₄, R₅ und R₆ Wasserstoff und Substituentengruppen, die Wasserstoff ersetzen, bedeuten.
Die Substituentengruppe ist beispielsweise CH₃O-, CH₃OCH₂CH₂O-, CH₃COO-, (n-C₃H₇)₂N-, (C₂H₅)₂N-, oder Cl. Solch ein Abschreckmittel kann aus Verbindungen der folgenden Strukturformeln gewählt werden:
Unter diesen Quenchmitteln sind die der Strukturformel (Q-1) bevorzugt bezüglich der Eigenschaften des Mediums in Kombination mit dem Cyanin-Farbstoff der allgemeinen Formel I. Das Quenchmittel wird verwendet, um die Photostabilität des Cyanin-Farbstoffs zu erhöhen und insbesondere, um eine Entfärbung (Wiedergabeverschlechterung), verursacht durch Licht, zu verhindern. Das Quenchmittel ist in einer Menge von 5 bis 50 Mol, bezogen auf 100 Mol Cyanin-Farbstoff, enthalten.
Die Aufzeichnungsschicht, die dieses Quenchmittel und den vorstehend beschriebenen Cyanin-Farbstoff enthält, wird auf übliche Weise, beispielsweise durch ein Spinn- bzw. Drehbeschichtungsverfahren, gebildet. Die Dicke der gebildeten Aufzeichnungsschicht beträgt etwa 40 bis 100 nm. Als Lösungsmittel für die Beschichtung können beispielsweise Diacetonalkohol, Ethylcellosolve, Methylcellosolve, Isophoron oder Methanol verwendet werden, Diese Lösungsmittel sind geeignet, weil sie das Substrat, auf dem die Aufzeichnungsschicht gebildet wird, nicht beschädigen.
Das Laserlicht, das bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium verwendet wird, wird gemäß der Wellenlänge des Lichts, das durch den Cyanin-Farbstoff, der in der Aufzeichnungsschicht enthalten ist, absorbiert wird, gewählt. Insbesondere ist Halbleiterlaserlicht (Wellenlänge: 760 bis 830 nm) bevorzugt.
Wie vorstehend beschrieben, wird das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium aus einem spritzgegossenen Substrat und einer Aufzeichnungsschicht auf dem Substrat gebildet. Üblicherweise ist es jedoch bevorzugt, eine Luft-Sandwich-Struktur vorzusehen, worin zwei Medien dieser Art so angeordnet sind, daß die Aufzeichnungsschichtoberflächen einander gegenüberliegen.
Üblicherweise wird das erfindungsgemäße Medium mit Pulsen von Aufzeichnungslicht bestrahlt, während es rotiert.
Teile der Aufzeichnungsschicht werden dadurch geschmolzen und zur Bildung von Löchern entfernt.
Die auf diese Weise gebildeten Löcher werden gelesen, indem eine Änderung der Reflektion des Leselichts bestimmt wird, während das Medium rotiert wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiele
Jede der Verbindungen (D-1) bis (D-6), die nachstehend gezeigt sind, wurde als Färbungsmaterial, das in der Aufzeichnungsschicht enthalten ist, verwendet. Die vorstehend genannte Verbindung (Q-1) oder die nachstehend angegebene Verbindung (Q*) wurde als Quenchmittel verwendet. Das Quenchmittel war in einer Menge 1 Mol, bezogen auf 7 Mol Färbungsmaterial, enthalten. Diese Verbindungen wurden in einem Lösungsmittel, wie in Tabelle 1 gezeigt, gelöst. Die Lösung, die dabei hergestellt wurde, wurde auf ein Polycarbonat(PC)-Harzsubstrat mit einem Durchmesser von 13 cm zur Bildung einer Schicht mit einer Dicke 60 nm aufgebracht. Auf diese Weise wurden verschiedene Proben von optischen Aufzeichnungsmedien gebildet.
Färbungsmaterial
(D-1)
Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R₁ und R₂ C₂H₅ (eine Ethylgruppe) sind.
(D-2)
Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R₁ und R₂ C₃H₇ (eine Propylgruppe) sind.
(D-3)
Eine Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R₁ und R₂ C₅H11 (eine Pentylgruppe) sind.
(D-4)
Eine Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R₁ und R₂ CH₃ (eine Methylgruppe) sind.
(D-5)
Tabelle 1 zeigt den Aufbau der Proben der optischen Aufzeichnungsmedien, die auf vorstehende Weise gebildet wurden, und die Bewertungsergebnisse für diese Proben.
Es wurden die folgenden Bewertungskriterien untersucht: Löslichkeit des Färbungsmaterials und des Quenchmittels; Änderung der Höhe eines Systemkontrollsignals in einer Hochtemperatur/Hochfeuchtigkeitsumgebung (bei 70°C und 90% relativer Feuchtigkeit); Änderung der Aufzeichnungs/Wiedergabeeigenschaften unter der gleichen Bedingung, und wiederholte, Leseeigenschaften, bestimmt durch die Zahl der Lesewiederholungszeit. Die Gesamteigenschaften, bezogen auf diese Eigenschaften, wurden ebenfalls bewertet.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Das Material des Substrats der Probe Nr. 11 ist von dem der Proben Nr. 1 bis Nr. 10 verschieden; das Substrat der Probe Nr. 11 umfaßt eine Kombination aus PMMA und einer ultravioletthärtenden Harzschicht (Photopolymer).
Die erfindungsgemäßen Wirkungen sind aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich. Das erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsmedium besitzt eine Aufzeichnungsschicht, die einen speziellen Cyanin-Farbstoff und ein spezielles Quenchmittel enthält. Das Material der Aufzeichnungsschicht kann deshalb direkt auf das spritzgegossene Substrat ohne Schädigung des Substrats aufgebracht werden, wodurch eine bemerkenswerte Verbesserung der Produktivität erreicht wird verglichen mit einem Medium mit einem Substrat, das aus einer üblichen ultravioletthärtenden Harzschicht (Photopolymer) gebildet worden ist. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Medium überlegene Aufzeichnungs/Wiedergabeeigenschaften auf.

Claims (6)

1. Optisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein Kunststoffsubstrat und eine auf dem Kunststoffsubstrat gebildete Aufzeichnungsschicht dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht einen Cyanin-Farbstoff der folgenden allgemeinen Formel worin R₁ und R₂ jeweils Alkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, und ein Quenchmittel der allgemeinen Formel worin R₃, R₄, R₅ und R₆ jeweils Wasserstoff oder Substituentengruppen bedeuten, enthält.
2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Aufzeichnungsmedium enthaltene Quenchmittel die folgende allgemeine Formel besitzt.
3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R₁ und R₂ des in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen Cyanin-Farbstoffs Alkylgruppen mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen sind.
4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Cyanin-Farbstoff und das Quenchmittel in einem Lösungsmittel, gebildet aus Methylcellosolve, gelöst sind, um eine Lösung zu bilden, die auf das Kunststoffsubstrat aufgebracht wird.
5. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffsubstrat ein spritzgegossenes Substrat, integral gebildet aus einem Material mit Rillen und Adressen, gebildet auf einer Oberfläche des Substrats, einschließt.
6. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffsubstrat aus einem Polycarbonatharz gebildet ist.
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