DE4201495C2 - Optisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches
Aufzeichnungsmedium mit einem lichtdurchlässigen
Substrat, einer auf dem Substrat aufgebrachten,
lichtabsorbierenden Schicht und einer auf der lichtabsorbierenden
Schicht aufgebrachten lichtreflektierenden
Schicht.
Die Verwendung von organischen Farbstoffen wie Cyanin- und Phthalocyaninfarbstoffen
in der Aufzeichnungsmembran von "aufzeichnungsfähigen" optischen Aufzeich
nungsmedien ist allgemein bekannt. Um Information auf ein derartiges optisches
Aufzeichnungsmedium zu schreiben, wird ein Laserstrahl auf einen kleinen Bereich der
Aufzeichnungsmembran fokussiert und in thermische Energie umgewandelt, die die
Charakteristika bzw. Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht ändert (d. h. eine
Informationsvertiefung bzw. Pit bildet). Die gebräuchliche Praxis, die angewendet wird,
um eine glatte Änderung der Eigenschaften der Aufzeichnungsmembran zu gewähr
leisten, besteht darin, daß zwei Substrate hergestellt werden, die jeweils eine
Aufzeichnungsmembran tragen, und daß diese Substrate miteinander kombiniert werden,
so daß sich die zwei Aufzeichnungsmembranen gegenüberstehen, wodurch eine
sogenannte "Luft-Sandwich"-Struktur geliefert wird.
Der Laserstrahl, der verwendet wird, um Daten auf diesen Typ eines optischen
Aufzeichnungsmediums zu schreiben, wird auf die Außenseite jedes transparenten
Substrats gerichtet, um ein optisch lesbares Pit in einer oder in beiden der
Aufzeichnungsmembranen zu bilden. Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Daten wird
ein Lese-Laserstrahl mit einer geringeren Leistung als der Schreibstrahl auf die Pit-
Oberfläche fokussiert, und der Kontrast zwischen dem Bereich, in dem die
Informationsvertiefung bzw. das Pit gebildet wurde, und dem Bereich, in dem keine
Informationsvertiefungen bzw. Pits gebildet wurden, wird als elektrisches Signal gelesen.
Medien vom Nurlesespeicher(ROM)-Typ mit voraufgezeichneten Daten sind ebenfalls
erhältlich und werden kommerziell auf den Gebieten Tonaufzeichnung und Informa
tionsverarbeitung verwendet. Die ROM-Medien haben keine Aufzeichnungsmembran,
in der Daten aufgezeichnet werden können. Noch konkreter gesagt, werden Vor-
Informationsvertiefungen bzw. Pre-Pits, die den wiederzugebenden Daten entsprechen,
in der Oberfläche eines Kunststoffsubstrats durch Preßformen mit einem Mutter- bzw.
Originalformstück vorgebildet. Dann wird eine reflektierende Schicht aus einem Metall
wie Au, Ag, Cu oder Al über den Pre-Pits gebildet, und dann wird üblicherweise eine
Schutzschicht auf der reflektierenden Schicht gebildet.
Bei einer typischen Klasse von ROM-Medien handelt es sich um Compakt-Disks, die
üblicherweise als CDs bezeichnet werden. Information wird mit Signalen mit
standardisierten Spezifikationen auf CDs geschrieben und davon gelesen. In
Übereinstimmung mit derartigen Spezifikationen werden CD-Wiedergabevorrichtungen
weitverbreitet als Compakt-Disk-Spieler (CD-Spieler) verwendet.
Die sogenannten aufzeichnungsfähigen optischen Aufzeichnungsmedien sind insofern das
gleiche wie CDs, als ein Laserstrahl zum Lesen/Schreiben verwendet wird und beide
Medien in Scheibenform vorliegen. Es gibt ein starkes Bedürfnis für die Entwicklung
eines aufzeichnungsfähigen Mediums, das die ROM- oder CD-Spezifikationen einhält
und als Ergebnis in CD-Spielern verwendbar ist. Mit den Versuchen, diese Aufgabe zu
lösen, ist jedoch ein Problem verbunden.
Wenn insbesondere die Luft-Sandwich-Struktur, die in herkömmlichen Strukturen
aufzeichnungsfähiger Medien weitverbreitet verwendet wird, lediglich durch die
Bereitstellung einer lichtreflektierenden Schicht auf der mit Pits versehenen Oberfläche
der herkömmlichen aufzeichnungsfähigen Aufzeichnungsmembran ersetzt wird, wie dies
in einer ROM- oder CD-Struktur erforderlich ist, kann der Reflexions- und
Modulationsfaktor eines Laserstrahls nicht ausreichend hoch gemacht werden, um die
CD-Spezifikation zu erfüllen.
Das US-Patent-Nr. 5 019 476 beschreibt ein optisches Aufzeichnungsmedium,
umfassend ein lichtdurchlässiges Substrat, eine
auf dem Substrat aufgebrachte lichtabsorbierende Schicht und
eine auf der lichtabsorbierenden Schicht aufgebrachte lichtreflektierende
Schicht, wobei die lichtabsorbierende Schicht
zwei Cyaninfarbstoffe enthält.
Aus der US-Patent-Nr. 4 639 745 ist ein optisches Aufzeichnungsmedium
bekannt, umfassend ein Substrat und zwei darauf
aufgebrachten Aufzeichnungsschichten, die jeweils unterschiedliche
Cyaninfarbstoffe enthalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein aufzeichnungsfähiges optisches
Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das einen ausreichend hohen Reflexions- und
Modulationsfaktor aufweist, um die CD-Spezifikationen zu erfüllen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
optischen Aufzeichnungsmedium mit einem lichtdurchlässigen
Substrat, einer auf dem Substrat aufgebrachten,
lichtabsorbierenden Schicht und einer auf der lichtabsorbierenden
Schicht aufgebrachten, lichtreflektierenden
Schicht, wobei die lichtabsorbierende Schicht einen
ersten Cyaninfarbstoff und einen zweiten Cyaninfarbstoff
enthält, und der erste Cyaninfarbstoff eine Lichtabsorptionsbande
im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden
oder wiedergebenden Lichts hat und der zweite Cyaninfarbstoff
eine Lichtabsorptionsbande in einem kürzeren
Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff und
eine geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich
des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts hat, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Cyaninfarbstoff und
der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden
Schicht in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,5 bis
1 : 3 vorhanden ist.
In der vorliegenden Erfindung soll die Information mit Licht mit einem
Wellenlängenbereich von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben werden.
Daher hat der erste Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden Schicht
vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (I):
wobei R₁ und R₂ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5
Kohlenstoffatomen stehen. X- stellt ein Gegenion dar, beispielsweise ClO₄-, I- oder Br-.
Der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden Schicht
hat vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (II):
wobei R₃ und R₄ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5
Kohlenstoffatomen stehen. X- stellt ein Gegenion dar, z. B. ClO₄-, I- oder Br-.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine
Löscher- bzw. Quencherverbindung zu der lichtabsorbierenden Schicht gegeben, um die
Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch Belichtung während der
Handhabung zu verhüten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand
bevorzugter Ausführungsformen, in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, näher beschrieben.
Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts des optischen
Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 2 stellt einen vergrößerten Querschnitt des optischen Aufzeichnungsmediums der
vorliegenden Erfindung dar;
die Fig. 3(a)-3(c) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
verschiedenen Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsver
hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 1 festgehalten wurde, wohingegen
die Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich
von 0,015 bis 0,12 Mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 3(a) ein Diagramm dar,
das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des
Potentials Il und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig darstellt; Fig. 3(b) stellt ein
Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp
zeigt; und Fig. 3(c) stellt ein Diagramm dar, das die Profile Itop, I11T und I3T zeigt;
die Fig. 4(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
verschiedenen Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsver
hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 2 : 3 festgehalten wurde, während die
Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich
von 0,04 bis 0,10 Mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 4(a) ein Diagramm dar,
das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des
Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 4(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil
des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 4(c) stellt ein
Diagramm dar, das die Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 4(d) stellt ein
Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlerpotentials TE3b zeigt;
die Fig. 5(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
verschiedenen Potenialmessungen an Proben zeigen, in denen das Misch-Gewichtsver
hältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 3 festgehalten wurde, während die
Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über den Bereich von
0,075 bis 0,155 Mol/l variiert wurde. Insbesondere stellt Fig. 5(a) ein Diagramm dar, das
die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0 und des
Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 5(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil
des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 5(c) stellt ein
Diagramm dar, das die Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 5(d) stellt ein
Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlers TE3b zeigt;
Fig. 6 stellt ein Diagramm dar, das die Absorptionseigenschaften des ersten hier
beschriebenen Cyaninfarbstoffs (D-1) zeigt; und
Fig. 7 stellt ein Diagramm dar, das die Absorptionseigenschaften des zweiten hier
beschriebenen Cyaninfarbstoffs (D-2) zeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das optische Aufzeichnungsmedium 1 der vorliegenden
Erfindung im allgemeinen ein lichtdurchlässiges Substrat 11 auf, das mit einer
lichtabsorbierenden Schicht 12, einer lichtreflektierenden Schicht 13 und, wahlweise, mit einer
Schutzschicht 14 überzogen ist, und zwar in dieser Reihenfolge.
Unter dem Gesichtspunkt einer hohen Herstellungsrate betrachtet, wird das
lichtdurchlässige Substrat 11 vorzugsweise durch Spritzgießen durchsichtiger Harze, wie
Polycarbonatharzen (PC) und Polymethylmethacrylatharzen (PMMA) hergestellt. Das
Substrat 11 wird üblicherweise mit einer Dicke von etwa 1,0 bis 1,5 mm gebildet.
Das Substrat 11 wird mit einer lichtabsorbierenden Schicht 12 überzogen, die einen
ersten Cyaninfarbstoff, der so ausgewählt ist, daß er eine Lichtabsorptionsbande im
Wellenlängenbereich des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts besitzt, und einen
zweiten Cyaninfarbstoff, der so ausgewählt ist, daß er eine Lichtabsorptionsbande in
einem kürzeren Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff besitzt und eine
geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden und wieder
gebenden Lichts besitzt, enthält.
In der vorliegenden Erfindung wird die Information im allgemeinen mit Licht einer
Wellenlänge im Bereich von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben. Deshalb
hat der erste Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden Schicht 12
vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (I):
wobei R₁ und R₂ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5
Kohlenstoffatomen stehen. Wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome in R₁ oder R₂ 8
übersteigt, tritt in einem Test unter heißen und feuchten Bedingungen beschleunigte
Beeinträchtigung bzw. Schädigung ein. Außerdem wird der Farbstoff wachsartig, was
Schwierigkeiten bei der Handhabung verursacht.
In der allgemeinen Formel (I) stellt X- ein Gegenion dar, wie beispielsweise ClO₄-, I-
oder Br-.
Der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden Schicht 12
hat vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (II):
wobei R₃ und R₄ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1-8, vorzugsweise 3-5
Kohlenstoffatomen stehen. Wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome in R₃ oder R₄ 8
übersteigt, treten die gleichen Nachteile auf, die in Verbindung mit dem Farbstoff der allgemeinen
Formel (I) beschrieben wurden.
In der allgemeinen Formel (II) stellt X- ein Gegenion dar, z. B. ClO₄-, I- oder Br-.
Der zweite Cyaninfarbstoff der allgemeinen Formel (II) ist in einer höheren Menge als
der erste Cyaninfarbstoff der allgemeinen Formel (I) enthalten, und zwar liegt das
Gewichtsverhältnis des ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff im Bereich von 1 : 1,5 zu
1 : 3. Wenn der zweite Cyaninfarbstoff in einer Menge vorhanden ist, die gleich oder
geringer ist als die des ersten Cyaninfarbstoffs, ist es unmöglich, das erforderliche
Reflexionsvermögen zu erzielen, oder ein weiterer möglicher Nachteil, der auftreten
könnte, besteht darin, daß die Dicke des Farbstoffilms nicht auf so einen Wert
eingestellt werden kann, um einen guten Ausgang bzw. Output zwischen dem
Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehler und dem Reflexionsvermögen zu erreichen.
Die lichtabsorbierende Schicht 12, die den ersten und zweiten Cyaninfarbstoff enthält,
wird mit herkömmlichen Mitteln, wie Schleudergießen bzw. Spin-Beschichtung
aufgebracht. Um die lichtabsorbierende Schicht aufzubringen, liegt die Konzentration
des Gemischs aus erstem und zweitem Cyaninfarbstoff in Lösung im Bereich von 0,01
bis 0,20 Mol/l, wobei der Bereich 0,04 bis 0,12 Mol/l bevorzugter ist. Wenn die
Konzentration des Farbstoffgemischs niedriger als 0,01 Mol/l ist, ist die
Absorptionsempfindlichkeit, die erzielt werden kann, zu gering, um die
Signalaufzeichnung mit einem Halbleiterlaser zu gestatten. Wenn die Konzentration des
Farbstoffgemischs 0,20 Mol/l übersteigt, lösen sich die Farbstoffe in Lösungsmitteln
nicht vollständig auf.
Die lichtabsorbierende Schicht 12 wird in einer Dicke aufgetragen, die vorzugsweise im
Bereich von 30 bis 900 nm liegt, wobei der Bereich 100 bis 300 nm bevorzugter ist.
Wenn die Dicke der Schicht 12 weniger als 30 nm beträgt, nimmt die Lichtabsorption
in einem Ausmaß ab, daß die Empfindlichkeit für Licht bei der Arbeitswellenlänge eines
Halbleiterlasers zu gering ist, um eine zufriedenstellende Signalaufzeichnung zu erzielen.
Wenn die Dicke der Schicht 12 900 nm übersteigt, ist die Farbstoffschicht so dick, daß
dadurch erhöhte Absorption und somit geringeres Reflexionsvermögen verursacht
werden.
Zum Auftragen der Absorptionsschicht 12 können verschiedene bekannte
Lösungsmittel verwendet werden, beispielsweise Diacetonalkohol, Ethylcellosolve,
Methanol oder Tetrafluorpropanol.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
vorzugsweise ein Löscher bzw. Quencher in der lichtabsorbierenden Schicht 12
enthalten, um die Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch
Belichtung zu verhüten.
Repräsentative Beispiele für bevorzugte Quencher sind die unten gezeigten
Verbindungen (Q-1) bis (Q-4):
Unter diesen Quenchern ist die durch die Strukturformel (Q-1) dargestellte Verbindung für die
Verhütung der Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Cyaninfarbstoffe durch Belichtung
besonders bevorzugt.
Die lichtabsorbierende Schicht 12 wird dann mit einer lichtreflektierenden Schicht 13
überzogen, die aus einem Metallfilm, wie Au, Ag, Cu oder Al, zusammengesetzt ist.
Diese Metallfilme können durch Abscheidung gebildet werden, und zwar mittels
geeigneter Verfahren wie Vakuumverdampfung, Bedampfen bzw. Sputtern oder
Ionplating. Die lichtreflektierende Schicht 13 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,02
bis 2,0 µm.
Die lichtreflektierende Schicht 13 wird vorzugsweise mit einer Schutzschicht 14 überzogen,
um die lichtabsorbierende Schicht 12 und die lichtreflektierende Schicht 13 zu schützen.
Die Schutzschicht 14 wird üblicherweise mittels eines Verfahrens gebildet, das darin
besteht, daß ein UV-härtbares Harz durch Schleuderguß bzw. Spin-Beschichtung
aufgetragen und dann durch Belichtung mit UV-Bestrahlung gehärtet wird. Andere
Materialien, die zur Bildung der Schutzschicht 14 verwendet werden können, umfassen
Epoxyharze, Acrylharze, Siliconharze und Urethanharze. Die Schutzschicht 14 hat
üblicherweise eine Dicke von 0,1 bis 100 µm.
Um das Substrat 11 vor dem in der lichtabsorbierenden Schicht verwendeten
Beschichtungslösungsmittel zu schützen, kann eine Zwischenschicht zwischen dem
Substrat 11 und der lichtabsorbierenden Schicht 12 vorgesehen sein. Gegebenenfalls
kann eine Zwischenschicht zwischen der lichtabsorbierenden Schicht 12 und der
lichtreflektierenden Schicht 13 vorgesehen sein, um die Effizienz der Lichtabsorption zu
steigern.
Während das Medium rotiert, wird Aufzeichnungslicht auf das optische
Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung eingestrahlt, woraufhin ein Teil der
lichtabsorbierenden Schicht 12, die von dem Licht getroffen wird, unter Bildung einer
Informationsvertiefung bzw. eines Pits angeschmolzen wird. Zur Wiedergabe der
aufgezeichneten Daten wird, während das Medium rotiert, Leselicht eingestrahlt,
und der Unterschied zwischen der Intensität des Lichts, das von einem Bereich
reflektiert wird, in dem die Informationsvertiefung bzw. das Pit gebildet wurde, und
der Intensität des Lichts, das von einem Bereich reflektiert wird, in dem keine Informationsvertiefungen bzw. Pits
gebildet wurden, wird gemessen und als elektrisches Signal
gelesen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung weiterhin.
Die unterhalb angegebenen Farbstoffe (D-1) und (D-2) wurden als erster bzw. zweiter
Cyaninfarbstoff verwendet, die in der lichtabsorbierenden Schicht enthalten sind. Diese
Farbstoffe wurden in Ethylcellosolve aufgelöst, und die Lösung wurde mit einer Dicke
von 250 nm auf ein Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 21 mm und einer
Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Durch Spritzgießen wurde zuvor eine spiralförmig
verlaufende Furche bzw. Rille auf dem Substrat gebildet.
Durch Vakuumverdampfung wurde eine lichtreflektierende Schicht aus Gold (Au) mit
einer Dicke von 0,1 µm auf der lichtabsorbierenden Schicht abgeschieden. Dann wurde
ein Photopolymer-Schutzfilm auf der lichtreflektierenden Schicht gebildet.
Auf diese Weise wurden verschiedene Proben des optischen
Aufzeichnungsmediums hergestellt, wobei das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten
Cyaninfarbstoffs zum zweiten Cyaninfarbstoff variiert wurde, und zwar 1 : 1, 2 : 3 und 1 : 3,
und wobei die Konzentration des Gemischs der Cyaninfarbstoffe in Lösung über den
Bereich von 0,01 bis 0,16 Mol/l variiert wurde.
Farbstoff der allgemeinen Formel (I), wobei R1 und R2 jeweils für n-C4H9 stehen und X-
ClO4 - darstellt. Die Absorptionseigenschaften des Farbstoffs (D-1) sind in Fig. 6
dargestellt, die zeigt, daß der Farbstoff eine Lichtabsorptionsbande bei 580-720 nm hat.
Farbstoff der allgemeinen Formel (II), wobei R3 und R4 jeweils für n-C3H7 stehen und
X- ClO4 - darstellt. Die Absorptionseigenschaften des Farbstoffs (D-2) sind in Fig. 7
dargestellt, die zeigt, daß der Farbstoff eine Lichtabsorptionsbande bei 540-680 nm hat.
Unter den folgenden Bedingungen wurden von den jeweiligen Medienproben EFM-
Signale aufgezeichnet und wiedergegeben.
Wellenlänge: 778 nm,
Lineare Geschwindigkeit: 1,4 m/s,
Schreibleistung: 6,0 mW,
Leseleistung: 0,5 mW.
Lineare Geschwindigkeit: 1,4 m/s,
Schreibleistung: 6,0 mW,
Leseleistung: 0,5 mW.
Bei jedem der Medien, bei denen die Aufzeichnung unter den oben spezifizierten
Bedingungen ausgeführt wurde, wurden die folgenden acht Potentiale gemessen:
Potential im regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Teil, I0; Potential im Land,
I1; Potential in der Furche bzw. Rille, Ig; Potential im hellsten bzw. breitesten Teil von
aufgezeichneten Signalen, die eine Amplitude von 11 T (196 kHz) hatten, Itop; Potential
aufgezeichneter Signale, die eine Amplitude von 11 T (196 kHz) hatten, I11T; Potential
von aufgezeichneten Signalen, die eine Amplitude von 3 T (720 kHz) hatten, I3T;
Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotential, TEpp; und Dreistrahl-Spurfehlerpotential,
TE3b.
Die Ergebnisse der Potentialmessungen sind in den Fig. 3(a)-3(c), den Fig. 4(a)-4(d)
und den Fig. 5(a)-5(d) gezeigt.
Die Fig. 3(a)-3(c) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsverhältnis des
ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 1 festgehalten wurde, wohingegen die
Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich
von 0,015 bis 0,12 Mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 3(a) ein Diagramm
dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials Il
und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig darstellt; Fig. 3(b) stellt ein Diagramm dar,
das das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; und Fig. 3(c)
stellt ein Diagramm dar, das die Profile Itop, I11T und I3T zeigt.
Die Fig. 4(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
Potentialmessungen an Proben zeigen, bei denen das Misch-Gewichtsverhältnis des
ersten zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 2 : 3 festgehalten wurde, während die
Konzentration des Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über einen Bereich
von 0,04 bis 0,10 Mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 4(a) ein Diagramm
dar, das die Profile des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials I0
und des Furchen- bzw. Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 4(b) stellt ein Diagramm dar, das
das Profil des Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 4(c) stellt ein
Diagramm dar, das die Profile von Ttop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 4(d) stellt ein
Diagramm dar, das das Profil des Dreistrahl-Spurfehlerpotentials TE3b zeigt.
Die Fig. 5(a)-(d) stellen einen Satz von Diagrammen dar, die die Ergebnisse von
Potenialmessungen an Proben zeigen, in denen das Misch-Gewichtsverhältnis des ersten
zum zweiten Cyaninfarbstoff bei 1 : 3 festgehalten wurde, während die Konzentration des
Gemischs der zwei Cyaninfarbstoffe in Lösung über den Bereich von 0,075 bis 0,155
Mol/l variiert wurde. Konkreter gesagt, stellt Fig. 5(a) ein Diagramm dar, das die Profile
des regelmäßigen bzw. gerichteten bzw. gespiegelten Potentials L₀ und des Furchen- bzw.
Rillenpotentials Ig zeigt; Fig. 5(b) stellt ein Diagramm dar, das das Profil des Gegentakt-
Rillen- bzw. Spurfehlerpotentials TEpp zeigt; Fig. 5(c) stellt ein Diagramm dar, das die
Profile von Itop, I11T und I3T zeigt; und Fig. 5(d) stellt ein Diagramm dar, das das Profil
des Dreistrahl-Spurfehlers TE3b zeigt.
Durch Auswertung der jeweiligen Proben auf Grundlage der in den Diagrammen der
Fig. 3-5 gezeigten Ergebnisse kann man erkennen, daß die folgenden Bedingungen
erfüllt sein sollten, um Signale in Übereinstimmung mit dem CD-Format wiederzugeben:
- 1) I1 < Ig < und I0 < Ig;
- 2) der Gegentakt-Rillen- bzw. -Spurfehler TEpp muß mindestens 0,04 V betragen, um die Spurführungsservosteuerung gleichmäßig bzw. konstant durchführen und dadurch eine verläßliche Aufzeichnung sicherstellen zu können;
- 3) da ein Reflexionsvermögen von mindestens 65% erforderlich ist, muß Itop unter den oben angegebenen Bedingungen zur Aufzeichnung und Wiedergabe mindestens 0,45 V betragen, und gleichzeitig muß das Verhältnis I11T/Itop mindestens 60% betragen, wohingegen das Verhältnis I3T/Itop im Bereich von 30 bis 70% liegen muß, um ein entsprechendes bzw. adäquates Reflexionsvermögen und einen hohen Modulationsfaktor sicherzustellen; und
- 4) das Dreistrahl-Spurfehlerpotential TE3b muß mindestens 2,5 V betragen, was mit dem TE₃₆ von kommerziellen CDs vergleichbar ist, und dies deshalb, um sicherzustellen, daß aufgezeichnete Signale (Pits) auf CD-Spielern übereinstimmend bzw. gleichmäßig wiedergegeben werden.
Die Diagramme der Fig. 3-5 zeigen, daß die erste Bedingung, die eingehalten werden
muß, um alle der oben aufgelisteten Erfordernisse (1)-(4) zu erfüllen, darin besteht, daß das Gewichtsverhältnis des
zweiten Cyaninfarbstoffs (D-2) zum ersten
Cyaninfarbstoff (D-1) in der lichtabsorbierenden Schicht im Bereich von 3 : 2 bis 3 : 1 liegt,
wie in den Fig. 4 oder 5 gezeigt.
Die zweite Bedingung, die eingehalten werden muß, um die oben aufgelisteten
Erfordernisse (1)-(4) zu erfüllen, besteht darin, daß die Konzentration der zwei
Cyaninfarbstoffe (D-1) und (D-2) in Lösung für die Kombination der Farbstoffe (D-1)
und (D-2) im Bereich von 0,08-0,09 Mol/l liegt. Nach Fig. 5 scheint auch der
Konzentrationsbereich in Nachbarschaft zu 0,15 Mol/l geeignet zu sein. In diesem
Bereich ist jedoch die Konzentration des Gemischs der zwei Farbstoffe so hoch, daß die
Bildung einer einheitlichen Lösung mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden ist. Als
Konsequenz ergibt sich, wegen der hohen Konzentration des Farbstoffgemischs, selbst
wenn sich eine Lösung bildet, sehr rasch eine Ausfällung, wodurch beträchtliche
praktische Probleme verursacht werden.
Es wurde nachgewiesen, daß optimale elektrische Eigenschaften durch die oben
spezifizierte Kombination von Farbstoffen und die angegebenen Dicke des Farbstoffilms
erzielt werden können. Wenn zusätzliche Versuche unter den gleichen Bedingungen wie oben
durchgeführt wurden, mit der Ausnahme, daß die Dicke des Farbstoffilms auf ver
schiedene, sich von 250 nm unterscheidende Werte eingestellt wurde, ergab sich, daß die
Konzentration der Farbstoffe in Lösung auf keine Weise auf einen sehr engen Bereich
beschränkt ist. Statt dessen wurde beobachtet, daß der optimale Farbstoff-Konzentra
tionsbereich innerhalb des breiteren Bereichs von 0,01-0,20 Mol/l variiert, und zwar
insbesondere als Funktion der Farbfilmdicke.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß das optische Aufzeichnungsmedium der
vorliegenden Erfindung, das die beiden Cyaninfarbstoffe in den angegebenen
Mengen in der lichtabsorbierenden Schicht enthält, ein aufzeichnungsfähiges
optisches Aufzeichnungsmedium darstellt, das einen ausreichend hohen
Reflexions- und Modulationsfaktor besitzt, um die CD-Spezifikation zu erfüllen.
Claims (10)
1. Optisches Aufzeichnungsmedium mit einem lichtdurch
lässigen Substrat, einer auf dem Substrat aufgebrachten,
lichtabsorbierenden Schicht und einer auf der lichtab
sorbierenden Schicht aufgebrachten, lichtreflektierenden
Schicht, wobei die lichtabsorbierende Schicht einen
ersten Cyaninfarbstoff und einen zweiten Cyaninfarbstoff
enthält, und der erste Cyaninfarbstoff eine Lichtabsorptionsbande
im Wellenlängenbereich des aufzeichnenden
oder wiedergebenden Lichts hat und der zweite Cyaninfarbstoff
eine Lichtabsorptionsbande in einem kürzeren
Wellenlängenbereich als der erste Cyaninfarbstoff und
eine geringere Lichtabsorption im Wellenlängenbereich
des aufzeichnenden oder wiedergebenden Lichts hat, da
durch gekennzeichnet, daß der erste Cyaninfarbstoff und
der zweite Cyaninfarbstoff in der lichtabsorbierenden
Schicht in einem Gewichtsverhältnisbereich von 1 : 1,5 bis
1 : 3 vorhanden sind.
2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die lichtabsorbierende Schicht aus einer Beschichtung gebildet ist, die ein
Gesamtgemisch des ersten Cyaninfarbstoffs und des zweiten Cyaninfarbstoffs in
einer Beschichtungslösung in einer Konzentration von 0,01 bis 0,20 Mol/l vor
dem Auftragen und Trocknen aufweist.
3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Information in der lichtabsorbierenden Schicht in einem Wellenlängenbereich
von 780 bis 830 nm aufgezeichnet oder wiedergegeben wird.
4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Cyaninfarbstoff durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt
wird:
wobei R₁ und R₂ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
stehen, und X- ein Gegenion darstellt;
und der zweite Cyaninfarbstoff durch die folgende allgemeine Formel (II) dargestellt wird: wobei R₃ und R₄ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen, und X- ein Gegenion darstellt.
und der zweite Cyaninfarbstoff durch die folgende allgemeine Formel (II) dargestellt wird: wobei R₃ und R₄ jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen, und X- ein Gegenion darstellt.
5. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
R₁ und R₂ in der Formel (I) jeweils n-C₄H₉ darstellen, und R₃ und R₄ in der
Formel (II) jeweils n-C₃H₇ darstellen, und X- stellt in der Formel (I) und in der
Formel (II) jeweils ClO₄- dar.
6. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die lichtabsorbierende Schicht in einer Dicke von 30 bis 900 nm vorgesehen ist.
7. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die lichtabsorbierende Schicht außerdem eine Quencherverbindung enthält,
welche die Beeinträchtigung des ersten und zweiten Cyaninfarbstoffs durch
Belichtung verhütet.
8. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Quencher eine durch die Formel (Q-1) dargestellte Verbindung enthält:
9. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die reflektierende Schicht ein aus der Gruppe Au, Ag, Cu oder Al ausgewähltes
Metall enthält und in einer Dicke von etwa 0,02 bis 2,0 µm vorhanden ist.
10. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es außerdem eine auf der reflektierenden Schicht aufgebrachte Schutzschicht
aufweist.
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