專利名稱：光記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有兩個記錄層的單面光記錄介質(zhì)及其制造方法，可將信息記錄在該光記錄介質(zhì)上并且可對其單面上的信息進行再現(xiàn)。
現(xiàn)有技術(shù)除了諸如數(shù)字通用光盤(DVD)這樣的只讀光記錄介質(zhì)以外，諸如DVD+RW、DVD+R，DVD-R，DVD-RW和DVD-RAM介質(zhì)這樣的可記錄DVD介質(zhì)已經(jīng)應(yīng)用到商業(yè)實踐之中。這些DVD+R和DVD+RW介質(zhì)是基于對諸如CD-R和CD-RW介質(zhì)這樣的傳統(tǒng)可讀壓縮光盤的技術(shù)延伸這樣的技術(shù)。記錄密度(磁道間距和信號記號長度)和襯底厚度已從可滿足CD的規(guī)格發(fā)展到可滿足DVD的規(guī)格，以便確保只讀DVD介質(zhì)在再現(xiàn)過程中的容量。例如，與CD-R介質(zhì)一樣，DVD+R介質(zhì)是通過下述處理而形成的，即通過旋涂而將染料膜旋施加到襯底上以形成光學(xué)記錄層、在其背面形成一個金屬反射層以構(gòu)成一個信息記錄襯底、通過注入膠粘材料而將信息記錄襯底與其他具有同樣尺寸的襯底粘合在一起如在CD-R介質(zhì)中。這種情形下的光記錄介質(zhì)含有一種染色材料。CD-R介質(zhì)的一個特征就是它們具有高達65％的反射率以滿足CD-R體系的規(guī)格要求。為了生產(chǎn)出上述構(gòu)造的高反射率，光記錄層(光吸收層)在信息記錄和再現(xiàn)的光束波長下必須具有特定的復(fù)合折射率。染色材料具有其可滿足這些要求的光吸收特性。這同樣適用于DVD介質(zhì)。
某些只讀DVD介質(zhì)具有兩個記錄層以此增加存儲容量。圖2是一個具有兩個記錄層DVD介質(zhì)的剖面示意圖。第一個襯底1和第2個襯底2與紫外線固化樹脂所構(gòu)成的光學(xué)透明有機夾層5粘合在一起。介質(zhì)具有位于第一襯底1內(nèi)表面上的第一記錄層4以及位于第二襯底2內(nèi)表面上的第二記錄層4｀。第一記錄層4是一個半透明的介電薄膜。第二記錄層4｀通常是一個由金屬制成的反射薄膜。記錄層帶有凹凸部分以作為記錄標(biāo)記，并且從此讀取記錄信號，其結(jié)果是光束反射并且干涉以再現(xiàn)信息。由于信號從兩個記錄層進行讀取，因此介質(zhì)的存儲容量可以達到8.5GB。
第一和第二襯底的厚度各有大約0.6mm，光學(xué)透明有機夾層5的厚度是大約50μm。構(gòu)成第一記錄層的半透明薄膜按照具有大約30％的反射率進行構(gòu)造。因此，用于對第二記錄層上的信息進行再現(xiàn)的激光束被反射衰減為第一記錄層的光總量的30％，被第二記錄層的反射膜反射，并進一步在第一記錄層中被衰減，然后自介質(zhì)中射出。再現(xiàn)信息的激光束聚焦于第一記錄層或者第二記錄層，并且反射光被檢測到以從而對各個記錄層上的信息進行再現(xiàn)信號。DVD介質(zhì)的信息通常是用波長為650nm的激光束來記錄和再現(xiàn)。
上述可記錄DVD，DVD+R，DVD-R和DVD+RW介質(zhì)每個都有一個記錄層，信息可以從一面讀取。為了生產(chǎn)出高存儲容量的光記錄介質(zhì)，它們必須是雙面的介質(zhì)，信息可以從雙面進行讀取?？蓪π畔⑦M行記錄并且對其一面上的信息進行再現(xiàn)的兩層光記錄介質(zhì)具有兩個記錄層，因此，當(dāng)通過調(diào)整寫入激光束的焦距以將來自光拾取器上的信息記錄較遠的記錄層上時，第一個記錄層會削弱光束，這會導(dǎo)致這種問題，即第二記錄層不能充分吸收和反射激光束以將信息記錄在其上。
日本專利特開(JP-A)No.11-66622提出了這樣一種光記錄介質(zhì)，該光記錄介質(zhì)具有其每一個均含有有機染料的記錄層，其中信息可以被記錄在兩個記錄層上并且對該光記錄介質(zhì)一面上的信息進行再現(xiàn)。這個光記錄介質(zhì)包含兩個襯底，其中一個是激光束作用于襯底，而另一個是激光束作用于記錄層。但是這種設(shè)置仍然沒有解決在第二個記錄層無法充分吸收和反射光線的問題。
日本專利No.2796288提到這樣一種光記錄介質(zhì)，該光記錄介質(zhì)具有多層結(jié)構(gòu)并且包含兩個記錄層，它們之間插入含有染料的夾層。但是與CD-R和DVD+R介質(zhì)相比，這種光記錄介質(zhì)未采用這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過利用反射層和染料(記錄層)之間多個相互作用而具有高反射率。此外，這種結(jié)構(gòu)的目的在于通過使用多種波長的激光束來記錄信息，并且無法通過使用單一波長的激光束在兩個記錄層記錄信息來達到更高存儲容量的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種光學(xué)記錄介質(zhì)，其中信息可以從一面記錄和再現(xiàn)，并解決了上述傳統(tǒng)的技術(shù)問題，第二個記錄層具有滿足記錄信息的性質(zhì)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造該光記錄介質(zhì)的方法。
首先，本發(fā)明特別提供一種光記錄介質(zhì)，包括第一信息襯底，該第一底層選自包含第一襯底和只讀第一記錄層的襯底，第一記錄層包含反射膜并具有信息凹坑槽，和包含按順序排列的具有引導(dǎo)凹槽的第一襯底、含有機染料的第一記錄層和第一反射層的襯底，和第二信息襯底，它包括按順序排列的具有引導(dǎo)凹槽的第二襯底、至少一第二反射層、含有有機染料的第二記錄層和無機保護層。
其中第一信息襯底和第二信息襯底通過光學(xué)透明有機夾層連接，以便使第一襯底和第二襯底各自面向外，和其中光學(xué)記錄介質(zhì)設(shè)置成光線從第一個基層表面而施加到光記錄介質(zhì)上來對記錄在光記錄介質(zhì)的第一和第二記錄層的信息再現(xiàn)。
無機保護層的適宜厚度優(yōu)選為80-180nm，更優(yōu)選90-180nm。
無機保護層優(yōu)選主要包含ZnS。
無機保護層可以包括ZnS，ZnS-SiO2和ZnS-SiC的至少一種。
第二襯底的引導(dǎo)凹槽的深度優(yōu)選為20-60nm。
光記錄介質(zhì)可以進一步包含位于反射層和第二襯底之間的第二有機夾層。
光記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)可以按照這樣構(gòu)型，即通過改變?nèi)玖闲再|(zhì)和/或使染料蒸發(fā)，在接近無機保護層的第二記錄層的位置形成記錄標(biāo)記。
第二記錄層優(yōu)選在波長580-620nm處顯示最大吸收或峰值吸收。
第二記錄層在相應(yīng)于引導(dǎo)凹槽的位置，優(yōu)選具有厚度60-100nm。
第二記錄層優(yōu)選在相應(yīng)于引導(dǎo)凹槽的位置的厚度為T1、在相應(yīng)于岸臺(land)的厚度為T2，其中T1和T2的比值T1/T2為0.8-1.0。
另一方面，本發(fā)明提供了一種制造光記錄介質(zhì)的方法，該方法包括通過涂布形成第二記錄層的步驟，其中第二反射層包括銀合金。
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點將由優(yōu)選的實施方案和附圖進一步說明。


圖1是包括有機染料的記錄層的吸收光譜的示例；圖2是具有兩個記錄層的DVD介質(zhì)的剖視示意圖；圖3是按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)的一個例子的剖面示意圖，其具有只讀第一記錄層和讀/寫第二記錄層；
圖4是按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)的一個例子的剖面示意圖，其具有可讀/寫的第一和第二記錄層；圖5是按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)的第一記錄層的層構(gòu)造圖的一個例子；圖6是光記錄介質(zhì)第二記錄層的層構(gòu)造圖的一個例子；圖7給出了實施例2的DVD介質(zhì)中無機保護層厚度和調(diào)制度(I14/I14H)的關(guān)系；圖8是實施例5的光記錄介質(zhì)第一記錄層的吸收光譜；圖9是分別為實施例5和實施例6的光記錄介質(zhì)第二記錄層的吸收光譜C和D；圖10是實施例5的光記錄介質(zhì)的橫截面電子透射顯微照片；圖11是實施例7的光記錄介質(zhì)的性質(zhì)；和圖12給出了實施例8的光記錄介質(zhì)的性質(zhì)。
具體實施例方式
圖3和圖4顯示了本發(fā)明的光記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖示例。
在圖3所述的光記錄介質(zhì)中，第一記錄層是只讀層，第二記錄層是可讀/寫層。在圖4的光記錄介質(zhì)中，第一和第二記錄層都是可讀/寫層。圖3的光記錄介質(zhì)包含第一信息襯底100和第二信息襯底200。第一信息襯底100包含第一襯底1和只讀第一記錄層3，該只讀第一記錄層3包括一個反射膜并且具有信息凹坑槽。第二信息襯底200包含具有引導(dǎo)凹槽的第二襯底2，至少一第二反射層8，含有有機染料的第二記錄層7，無機保護層6，并將它們按這個順序排列。第一和第二信息襯底100和200通過插入光學(xué)透明的有機夾層5連接，以便第一襯底1和第二襯底2的表面分別相外。再現(xiàn)信息的激光束L通過第一襯底的表面作用于光記錄介質(zhì)。圖4所述的光記錄介質(zhì)包含第一信息襯底100和第二信息襯底200。第一信息襯底100包含具有凹槽的第一襯底1，包含有機染料的第一記錄層9，排列的第一反射層10，并將它們按這個順序排列。在這種情況下，第一記錄層是可記錄的，象一次寫入并讀取的(write-once-read)的許多光學(xué)記錄介質(zhì)一樣。第二信息記錄襯底200包含一個具有引導(dǎo)凹槽的第二襯底2，至少第二反射層8，包含有機染料的第二記錄層7，無機保護層6。第一和第二信息襯底100和200通過插入光學(xué)透明的有機夾層5連接，以便第一襯底1和第二襯底2的表面分別相外。再現(xiàn)信息的激光束L從第一襯底的表面作用于光記錄介質(zhì)。
本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的光記錄介質(zhì)，可以確保來自于包含有機染料的第二記錄層的信號具有良好的反射率。更加清楚的是，本發(fā)明的光記錄介質(zhì)如此構(gòu)造的目的，是減少由于與光學(xué)透明有機夾層中無機保護層的連接而導(dǎo)致的第二記錄層的損失，由于位于第二記錄層表面的多個夾層，激光束可以從第二記錄層按較高的反射率反射。
與具有兩個記錄層的DVD-ROM介質(zhì)相比，用于記錄或再現(xiàn)的激光束(其在第一記錄層和第一反射層處產(chǎn)生衰減)，施加于第二記錄層來形成記錄標(biāo)記時，激光束會由第一記錄層的吸收量產(chǎn)生衰減。這種衰減會使在第二記錄層很難達到充分的記錄密度，并由于記錄標(biāo)記的加寬而導(dǎo)致在相鄰磁道間容易產(chǎn)生串?dāng)_。而且，第二襯底的引導(dǎo)凹槽深度按要求應(yīng)少于第一襯底的引導(dǎo)凹槽。由于引導(dǎo)凹槽不能有充分的深度來防止記錄標(biāo)記的加寬，從而導(dǎo)致了記錄標(biāo)記的增寬。
根據(jù)本發(fā)明，所形成的記錄標(biāo)記不能產(chǎn)生熱變形，以便在第二記錄層確保一個充分的記錄密度，并防止記錄標(biāo)記的加寬。為了防止熱變形，起到防止熱變形的層的無機保護層就與第二記錄層排列在一起。
無機保護層同樣也作為阻擋層來阻止第二記錄層不受光學(xué)透明有機夾層的負面效果的影響。因此，將可溶解染料的粘合劑用作光學(xué)透明有機夾層，并且可很容易使兩個襯底彼此粘合。
在本發(fā)明的光記錄介質(zhì)中，可以通過染料的性質(zhì)和/或染料蒸發(fā)變化的作用在相鄰層的界面不變形下，形成記錄標(biāo)記。優(yōu)選在接近無機保護層的第二記錄層產(chǎn)生記錄標(biāo)記?！霸诮咏鼰o機保護層的第二記錄層產(chǎn)生記錄標(biāo)記”是指，形成的記錄標(biāo)記不會與反射層相接觸，并且在厚度方向上，記錄標(biāo)記的中心位于自記錄層中心的無機保護層的上游。這是因為，記錄標(biāo)記可能會形成于這樣的層附近，該層在無機保護層和反射層之間傳熱很少，例如，形成于無機保護層附近。記錄標(biāo)記位置精確性的增加可以改進信號的不穩(wěn)定性。
如果希望，光記錄介質(zhì)可以設(shè)計成具有單一記錄層的構(gòu)型，其中第一信息襯底僅包含光學(xué)透明的襯底。
無機保護層的厚度通常是約10至200nm，優(yōu)選30nm或者以上以滿意地阻止變形，更優(yōu)選80nm或以上，進一步優(yōu)選90nm或以上以確保記錄信號足夠程度的調(diào)節(jié)(對照)。此外，考慮到防止增加的不穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)的降低程度該厚度優(yōu)選為180nm或更低。
無機保護層材料的例子是具有高光透射性質(zhì)的無機物質(zhì)，如SiO、SiO2、MgF2、SnO2、ZnS和ZnS-SiO2，其中優(yōu)選具有較低結(jié)晶度和較高折射率的ZnS-SiO2。
主要由ZnS制備的薄膜，更具體地ZnS的比例為50％或更大，是優(yōu)選的。除了ZnS-SiO2外，主要由ZnS構(gòu)成膜的優(yōu)選例子是ZnS-SiO2、ZnS-SiC、ZnS-Si、和ZnS-Ge。為使膜的結(jié)晶度適中，層中ZnS的比率的優(yōu)選范圍是從約60％到大約90％摩爾。
第二記錄層的光學(xué)吸收的優(yōu)選范圍是從0.1到0.4，以在用來記錄和再現(xiàn)信息的激光束波長下的吸收表示，在襯底上僅形成染料膜時測定。如果光學(xué)吸收少于上面提到的范圍，可能會增加信號的不穩(wěn)定性(jitter)。如果光學(xué)吸收超出了上面提到的優(yōu)選吸收范圍，反射就會減少。
為了滿足較低的不穩(wěn)定性，第二記錄層(染色層)的厚度優(yōu)選范圍是60到100nm。與引導(dǎo)凹槽位置相對應(yīng)位置處的厚度T1與和第二記錄層的岸臺相對應(yīng)位置處的厚度T2的比值T1/T2優(yōu)選的范圍是0.8-1.0。
在兩層DVD-ROM介質(zhì)中，反射率的范圍從18％到30％。第一記錄層必須減少光學(xué)吸收來滿足要求，并確保第二記錄層的高光學(xué)吸收。這里的光學(xué)吸收可以通過常規(guī)的紫外光譜儀進行檢測。
第二光學(xué)記錄層的光學(xué)吸收可以通過調(diào)整其厚度或染料的光學(xué)吸收性質(zhì)來控制，其優(yōu)選的控制方式是調(diào)整染料的光學(xué)吸收屬性。在此情況下，染料膜優(yōu)選具有最大吸收波長或在波長580到620nm下的吸收峰值。如果最大的吸收波長或在某一波長下的吸收峰值少于上面提到的優(yōu)選范圍，染料膜不可能具有足夠的記錄靈敏度。如果最大的吸收波長或在某一波長下的吸收峰值超過上面提到的優(yōu)選范圍，則染料膜就不能有充分的反射。
染料優(yōu)選的熱分解溫度為250℃-350℃。如果熱分解溫度超過上述范圍，記錄靈敏度就會下降。如果熱分解溫度少于上述范圍，則熱穩(wěn)定性就會下降，記錄標(biāo)記可能會增寬。染料熱分解溫度可以容易由多種的熱平衡來決定。
圖5和圖6給出了光記錄介質(zhì)的第一和第二記錄層各自的結(jié)構(gòu)示例。記錄標(biāo)記24在第一記錄層22中相應(yīng)于第一襯底21的凹槽26的位置處形成。記錄標(biāo)記14形成于第二記錄層12中相應(yīng)于第二襯底11的岸臺(land)17的位置。為抑制記錄標(biāo)記的增寬，這些記錄標(biāo)記優(yōu)選應(yīng)在不發(fā)生熱變形下形成于第二記錄層中，由此減少串?dāng)_并且確保令人滿意地較低抖動。換句話說，通過改變?nèi)玖闲再|(zhì)和/或染料的蒸發(fā)可以獲得優(yōu)選的記錄標(biāo)記?？梢酝ㄟ^上述的涂層結(jié)構(gòu)來獲得優(yōu)選的記錄標(biāo)記。圖5給出了第一襯底21、第一反射層23、光學(xué)透明夾層25、以及第一襯底的岸臺27。圖6說明第二襯底11、第二反射層13、光學(xué)透明夾層15、第二襯底的凹槽16、無機保護層18。
如圖5和圖6所示，第一和第二襯底的凹槽的形狀是不一樣的。
在間距為0.74μm，容量為4.7GB的DVD+R和DVD-R中，第一襯底凹槽的深度為150到200nm，底部寬度為0.1至0.35μm，來滿足界面反射的要求。如圖5所示，在通過旋涂形成染料膜時，槽中通常填滿了染料。因此，在第一記錄層(染料層)和第一反射層之間界面的尺寸是由槽中染料量和槽的尺寸來決定的。上述凹槽的尺寸應(yīng)當(dāng)適應(yīng)更好的界面反射。
為了減少凹槽帶來的反射光的衰減，并確保第二記錄層的高反射，第二襯底的凹槽最佳深度為20-60nm。如圖6所示，第二襯底的槽的尺寸決定了位于第二記錄層(染料層)和第二反射層之間的界面尺寸。為了滿足利用光的界面反射，槽的深度優(yōu)選在上述范圍內(nèi)。在用于記錄和再現(xiàn)DVD介質(zhì)中信息的光的波長(大約650nm)下，引導(dǎo)凹槽優(yōu)選的寬度(底部寬度)為0.1-0.35μm。凹槽的深度超過60nm和/或底部寬度超過0.35μm，這經(jīng)常會導(dǎo)致反射的下降。凹槽的深度少于20μm和/或底部寬度少于0.1μm可以導(dǎo)致記錄標(biāo)記的形狀變化，因此增加不穩(wěn)定性。通過在第二反射層和第二襯底之間的形成第二有機界面也可以控制凹槽的深度。
DVD+R介質(zhì)中所使用的襯底通常具有其深度為150至大約200nm的引導(dǎo)凹槽。通過將有機材料旋涂到襯底上，最終的第二有機界面具有位于其表面的其深度大約100nm或更少的凹槽。染料可以用作記錄層中的有機材料。
通常通過將含有染料和溶劑的涂料溶液旋涂到帶有凹槽的襯底上而形成了含有染料的記錄層。但是第二記錄層是在金屬反射層(第二反射層)上形成的，金屬反射層的材料因此一定要具有良好的染料潤濕性。如果為了獲得較高的反射和較低成本的目的，反射層、第二記錄層都是由純銀(Ag)制成，所形成的第二記錄層(染色層)通常由于旋涂的不充分而帶有一些缺點。
因此，優(yōu)選的第二反射層含有一種銀合金，其中合金優(yōu)選主要含有Ag和少許量的Nd、CuPd、和/或In。附加的金屬元素的優(yōu)選量是0.2至大約2原子百分比。
下面將說明光記錄介質(zhì)使用的金屬。
與DVD+R和CD-R介質(zhì)一樣，根據(jù)含有染料記錄層的界面的多重作用，光記錄介質(zhì)要保證高度的反射率。各自包含有機染料的記錄層優(yōu)選應(yīng)當(dāng)具有大于2高的折射率n，和大于0.03但小于0.2的相對低的消光系數(shù)k值。通過將記錄和再現(xiàn)信息的光束波長設(shè)定為染料膜光吸收的長波長的邊緣值來獲得上述這樣的光學(xué)屬性。
圖1給出了一個包含有機染料記錄層的光譜吸收譜的例子。記錄層顯示了波長A處為最大吸收。利用波長值為大約650nm(B)激光束來對DVD介質(zhì)中的信息進行記錄和再現(xiàn)。
第一和第二記錄層適合的材料是花青染料、吡喃/硫代吡喃染料、azuleniun染料，squarylium染料、含氮染料、三苯基甲脂螯合物、諸如Ni或Cr這樣的金屬鹽復(fù)合染料，萘醌/蒽醌染料、靛酚染料、靛炭染料、三苯甲烷染料、三烯丙基甲烷染料、銨/diiminium染料和亞硝基混合物。如有必要，記錄層可以進一步包含其他的組分例如粘合劑如低分子量聚合物，和穩(wěn)定劑如抗氧劑。低分子量聚合物的例子是聚乙烯醇和聚乙烯基縮醛?？寡鮿┑睦邮亲杂苫都瘎┥鲜鋈玖现?，優(yōu)選使用四氮雜紫菜嗪染料、花青染料、含氮染料和Squarylium染料中的至少一種。這些染料可以較易溶解形成染料膜(染料層)，所得染料膜的最大吸收波長為550-650nm，如此在用于記錄和再現(xiàn)的激光束波長(大約650nm)下顯示所需的并且令人滿意的受控光學(xué)性質(zhì)。
含有染料的有機記錄層的厚度優(yōu)選值為10-500nm，特別優(yōu)選的是50-200nm。否則，記錄靈敏度將降低或反射率也將降低。
襯底材料可以從用于傳統(tǒng)光記錄介質(zhì)的多種材料中選擇。襯底材料的例子是諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)這樣的丙烯酸類樹脂；氯乙烯樹脂如聚(氯乙烯)和氯乙烯共聚物；環(huán)氧樹脂；聚碳酸酯樹脂；無定形聚烯烴類；聚酯、諸如鈉鈣玻璃這樣的玻璃、以及陶瓷。其中為滿足尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)透明度和平面度要求，優(yōu)選聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、無定形聚烯烴、聚酯和玻璃，其中為具有良好的成形性更優(yōu)選聚碳酸酯。
用于反射層的優(yōu)選材料是對激光具有高反射率的材料。例如金屬和半金屬，如Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Ft、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ca、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Si和Nd。其中最優(yōu)選的是，具有高反射率的Au、Al和Ag。這些物質(zhì)中的每一個都可以單獨使用，或者兩種或兩種以上混合，或者組成合金。
反射層的厚度通常是從5-300nm。當(dāng)?shù)谝挥涗泴訛橹蛔x反射層或當(dāng)?shù)谝环瓷鋵游挥谟糜谟涗浀暮杏袡C染料的第一記錄層之上時，將第一反射層的厚度設(shè)定為使透光系數(shù)達到40％或更高。在這些情況下，滿足透光系數(shù)的優(yōu)選厚度是5-30nm。隨著厚度的增長，趨向于透光系數(shù)。第二反射層的優(yōu)選厚度為100-300nm、優(yōu)選包括上述的銀合金(Ag合金)。
將例如由紫外線固化樹脂所構(gòu)成的保護層排列在這些反射層附近以達到物理的且化學(xué)的保護這些層。
為了形成不會熱力變形的記錄標(biāo)記并且物理的且化學(xué)的保護第二記錄層(染料層)，無機保護層排列于第二記錄層和光學(xué)透明有機夾層之間。
無機保護層合適的材料是具有高光透過性的無機物質(zhì)，例如SiO、SiO2、MgF2、SnO2、ZnS、ZnS-SiO2、ZnS-SiC，其中對于低結(jié)晶度和高折射率通常優(yōu)選包含諸如ZnS-SiO2或者ZnS-SiC這樣的ZnS的材料。
光學(xué)透明有機夾層優(yōu)選用作粘合層。這些材料的合適例子為丙烯酸脂、環(huán)氧、或氨基甲酸酯紫外線固化或者熱固性粘合劑。
下面將闡述光記錄介質(zhì)的制造。
首先，采用傳統(tǒng)的DVD+R和DVD-ROM介質(zhì)的生產(chǎn)方法制造包含第一襯底和第一記錄層的第一信息襯底。
具體地，DVD+R介質(zhì)中第一信息記錄襯底按下述的方法(a)和(b)生產(chǎn)。
過程(a)將第一記錄層的膜涂到具有凹槽和/或其表面有凹點的第一襯底上。
過程(b)通過真空涂膜方法將第一反射層涂到第一記錄層上。
含有第二襯底和其他涂層的第二信息襯底分別由如下的過程(c)、(d)、(e)來制造。
過程(c)利用真空涂膜工藝，例如真空沉積、濺射或者離子電鍍法，在具有凹槽和/或表面上有凹坑槽的第二襯底上形成第二反射層，不管襯底上是否插入夾層。
過程(d)通過涂布在第二反射層上形成包含有機染料的第二記錄層。
更具體地，將有機染料溶解于溶劑中形成涂料溶液，并將所得涂料溶液涂于襯底上。有機溶劑的實例為已知的有機溶劑，如酒精、溶纖劑、鹵代烴、酮和醚。
涂料溶液優(yōu)選通過旋涂涂布。因此，涂層的厚度可以通過調(diào)整涂料溶液的濃度和粘度、和溶劑的干燥溫度來控制。
過程(e)通過真空成膜工藝如真空沉積、濺射或者離子電鍍法，在第二記錄層上形成無機保護層。
然后，第一和第二信息襯底通過插入粘合層(光學(xué)透明有機夾層)彼此粘結(jié)。具體地，將粘合劑逐滴地加入到第二信息襯底的無機保護層中，將第一信息襯底粘合到其上，粘合劑均勻涂布，和施加紫外線射線照射使粘合劑固化。紫外線射線優(yōu)選自第一襯底施加，因為第一襯底具有高光學(xué)透明度。
本發(fā)明提供一種光記錄介質(zhì)，其中信息記錄和/或再現(xiàn)光束可以從其中一面作用于第一和第二記錄層。
此外，通過設(shè)置無機保護層的厚度為80-180nm，更優(yōu)選90-180nm，光記錄介質(zhì)可以在光記錄時顯示低串?dāng)_和降低不穩(wěn)定性的良好性質(zhì)。
將主要包含ZnS的無機保護層排列在與第二記錄層相鄰，無機保護層粘附到結(jié)晶度已降低的第二記錄層(染料層)上，并因此可以作為一個有效阻擋層。無機保護層具有低光學(xué)吸收率并且呈現(xiàn)出高信號強度(調(diào)節(jié)度)，且有助于通過對其厚度設(shè)置以產(chǎn)生適合于多相互作用的高信號強度(調(diào)節(jié)度)。
通過設(shè)定第二襯底引導(dǎo)凹槽的深度為20-60nm，或者通過將第二有機夾層排列在第二反射層和第二襯底之間，可以從第二記錄層容易地獲得高反射率的記錄信號。
反射層優(yōu)選含有銀合金。因此，可容易地制造光記錄介質(zhì)，同時避免在涂覆中形成缺陷，。
本發(fā)明將進一步通過幾個實施例和一個比較實施例詳細地進行說明，這些實施例不會限制本發(fā)明的范圍。
實施例1通過使用Ar氣體作為濺射氣體的濺射法，在第二襯底上形成銀膜，由此在其上形成形成厚度大約100nm的第二反射層。第二襯底由聚碳酸酯制成，直徑為120mm，厚度為0.6mm，具有深度大約30nm引導(dǎo)凹槽(凹陷和凸起的紋路)，磁道間距為0.74μm。
將下面結(jié)構(gòu)式1表示的squarylium染料化合物溶解于2，2，3，3四氟丙醇中形成涂料溶液。將該涂料溶液通過旋涂涂于銀反射層上形成大約80nm厚的第二記錄層。第二記錄層顯示在波長605nm處的最大吸收峰值，和在其吸收光譜最大吸收波長處的吸光率(Abs)1.81。
通過使用Ar氣體作為濺射氣體的濺射法，在第二記錄層上形成摩爾比率為8∶2的ZnS-SiO2薄膜，以形成厚度大約120nm的氧化保護層。如此制備成第二信息襯底。
此外，在由聚碳酸酯組成的、直徑為120mm、厚度為0.6mm的第一襯底上形成DVD-ROM信息凹坑槽，在其上形成Au膜以形成厚度大約為10nm的第一反射層，如此制成第一信息襯底。
將上述制備的第一和第二信息襯底通過一種紫外線可固化粘合劑(KAYARAD DVD003，Nippon Kayaku Co，Ltd.生產(chǎn))粘合，以形成具有圖3所示層結(jié)構(gòu)的光記錄介質(zhì)。Au反射層的透射率為約70％。
然后，將DVD 8-16個信號以波長657nm、數(shù)值孔徑(NA)為0.65，線速度3.84/m，記錄到光記錄介質(zhì)上，然后進行再現(xiàn)。結(jié)果，該光記錄介質(zhì)顯示記錄后的反射率(I14H)20％和調(diào)制度(I14/I14H)85％。這些性質(zhì)使用Pulstec有限公司生產(chǎn)的DDU 1000光學(xué)測試儀檢測。
實施例2除了使由ZnS-SiO2所組成的無機保護層的厚度在從25-180nm范圍內(nèi)變化之外，通過實施例1的工序生產(chǎn)光記錄介質(zhì)。
光記錄介質(zhì)的性質(zhì)可以由實施例1的工序測定。結(jié)果是，當(dāng)無機保護層厚度為80-180nm時，光記錄介質(zhì)滿足了調(diào)制程度(I14/I14H)為0.6或更高的DVD標(biāo)準(zhǔn)(如圖7)。
實施例3除了利用其具有60nm厚度的引導(dǎo)凹槽的襯底作為第二襯底之外，通過實施例1的工序生產(chǎn)光記錄介質(zhì)并測定其性能。光記錄介質(zhì)記錄之后顯示反射率18％，這滿足反射率為18％或更高的DVD規(guī)格。
實施例4將結(jié)構(gòu)式1表示的squarylium染料化合物溶解于2，2，3，3-四氟丙醇中，形成涂布溶液。將該涂布溶液通過旋涂施加于第一襯底上形成約80nm厚的第一記錄層。第一襯底由聚碳酸酯制成，直徑120mm，厚度為0.58mm，并具有深度約140nm的引導(dǎo)凹槽和0.74μm的磁道間距。然后通過使用Ar氣體作為濺射氣體的濺射法，在第一記錄層上形成Ag99.5Cu0.05的膜，由此形成15nm厚的第一反射層。如此，制備成第一信息襯底。
除了采用上述制備的第一信息襯底作為第一信息襯底之外，通過實施例1的工藝生產(chǎn)具有圖3所示涂層結(jié)構(gòu)的光記錄介質(zhì)。
光記錄介質(zhì)的性質(zhì)由實施例1的工藝來測定，發(fā)現(xiàn)其光記錄介質(zhì)在記錄之后的反射率18％(I14H)和85％的調(diào)制度(I14/I14H)。
實施例5將下述結(jié)構(gòu)式2表示的兩種squarylium染料化合物A和B以及如下結(jié)構(gòu)式3表示的三苯基甲脂螯合物按1∶6∶3(A∶B∶三苯基甲脂螯合物)溶于2，2，3，3-四氟丙醇，形成涂料溶液。將該涂料溶液旋涂到第一襯底上，形成60nm厚的第一記錄層。第一襯底由聚碳酸酯制成，直徑為120mm，厚度為0.57mm，并具有深度大約140nm、寬度0.25μm和磁道間距0.74μm的引導(dǎo)凹槽。
第一記錄層在波長603nm顯示最大吸收值，在吸收光譜上的最大吸收波長的吸光率(Abs)為0.65(圖8)。然后通過使用Ar氣體為噴涂氣體將Ag98.4Nd0.7Cu0.9合金膜噴涂到第一記錄層上形成15nm厚的第一反射層。
另外，通過使用Ar氣體作為濺射氣體的濺射法，在第二襯底上形成Ag98.4Nd0.7Cu0.9合金薄膜，由此在其上形成120nm厚的第二反射層。第二襯底由聚碳酸酯制成，直徑為120mm，厚度為0.57mm，并具有深度大約28nm、寬度0.25μm和磁道間距0.74μm的引導(dǎo)凹槽。
然后，將下述結(jié)構(gòu)式2中表示的squarylium染料化合物C通過旋涂施加于第二反射層，在其上形成80nm厚的第二記錄層。通過使用Ar氣體作為濺射氣體的濺射法，在第二記錄層上形成摩爾比率為80∶20的ZnS-SiO2薄膜，由此形成120nm厚的無機保護層。第二記錄層在607nm波長處具有最大吸收，該光譜的最大吸收波長的吸光率為1.2(圖9；C)。
將上述制備的第一和第二信息襯底通過一種紫外線固化粘合劑(KAYARAD DVD003，Nippon Kayaku有限公司生產(chǎn))粘合，形成本發(fā)明的光記錄介質(zhì)。
然后，將DVD88-16位信號以波長658nm、數(shù)值孔徑(NA)0.65、線速度9.2m/s記錄到光記錄介質(zhì)上，然后通過Pulstec工業(yè)有限公司生產(chǎn)的DDU1000檢測器以線速度3.84m/s進行再現(xiàn)。結(jié)果，光記錄介質(zhì)滿足DVD-ROM的規(guī)格(表1)。記錄策略為多路徑寬度11/16下的(n-2)多路徑系統(tǒng)。
表1

通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察光記錄介質(zhì)的橫截面，發(fā)現(xiàn)通過改變?nèi)玖闲再|(zhì)和/或染料的蒸發(fā)在第二記錄層界面上的記錄標(biāo)記沒有變形。(圖10 A第二記錄層，B無機保護層，C記錄標(biāo)記，D第二反射層)。染料層(第二記錄層)在引導(dǎo)凹槽處的厚度是80nm，在岸臺的厚度是90nm，凹槽與岸臺的厚度的比率是0.89。

結(jié)構(gòu)式2squarylium染料化合物

*化合物A與結(jié)構(gòu)式1的化合物相同。
Me是甲基，Pr是丙基，Ph是苯基。

結(jié)構(gòu)式3
實施例6通過本發(fā)明實施例5的工藝來制備根據(jù)本發(fā)明的光記錄介質(zhì)，除了使用結(jié)構(gòu)式2表示的Squarylium染料化合物D作為第二記錄層材料之外。第二記錄層在599nm波長下具有最大吸收，最大波長吸收率(Abs)為1.21(圖9，D)。
光記錄介質(zhì)的性質(zhì)由實施例5的工藝來確定，以發(fā)現(xiàn)該介質(zhì)具有與實施例5(表2)一樣的良好屬性。
通過透射電子顯微鏡(TEM)來觀察光記錄介質(zhì)的橫截面，發(fā)現(xiàn)通過改變?nèi)玖闲再|(zhì)和/或染料的蒸發(fā)，實施例5中第二記錄層界面上的記錄標(biāo)記沒有變形。
表2

實施例7通過實施例5的工藝來制備根據(jù)本發(fā)明的光記錄介質(zhì)，除了使用ZnS-SiO2(80∶20)，ZnS-SiC(80∶20)，ZnS，SiO2，Al2O3或者鋰錫氧化物作為無機保護層的材料并且厚度在從100-150nm的范圍內(nèi)變化。
光記錄介質(zhì)的性質(zhì)由實施例5的工藝來確定的。其結(jié)果是，光記錄介質(zhì)的無機保護層滿足10％或更低的不穩(wěn)定性的要求(圖11)。，其中無機保護層主要包括ZnS并且其厚度為120nm，該ZnS主要包括ZnS-SiO2，ZnS-SiC或者ZnS。
實施例8按照本發(fā)明實施例5的工藝，制備根據(jù)本發(fā)明的光記錄介質(zhì)，除了第二記錄層厚度變化范圍為60-100nm之外。
光記錄介質(zhì)的性質(zhì)是由實施例5的工藝來確定的。當(dāng)?shù)诙涗泴雍穸葹?0-100nm厚度時，光記錄介質(zhì)滿足不穩(wěn)定性為10％或更少的要求(圖12)。
比較試驗1通過實施例1的工藝來制備光記錄介質(zhì)，除了不形成無機保護層之外。光記錄介質(zhì)性質(zhì)由實施例1的工藝來確定，發(fā)現(xiàn)沒有執(zhí)行聚焦跟蹤并且記錄層被融合且被損壞。
通過參考這些最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)該明白的是本發(fā)明并不局限于所公開的實施例。與之相反，本發(fā)明可覆蓋包含在隨后權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的多種修改以及其等效配置。隨后權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)按最廣義范圍進行解釋，以便包含所有的修改和等同結(jié)構(gòu)及其功能。
權(quán)利要求
1.一種光記錄介質(zhì)，包含第一信息襯底；第一信息襯底上的光學(xué)透明有機夾層；和在光學(xué)透明有機夾層上的第二信息襯底，其中將光記錄介質(zhì)配置成通過將光從第一襯底表面施加到光記錄介質(zhì)上來再現(xiàn)記錄在第一記錄層和第二記錄層的至少一層上的信息，其中第一信息襯底選自包含第一襯底和只讀第一記錄層的襯底，第一記錄層包含反射膜并具有信息凹坑槽，和包含按順序排列的具有引導(dǎo)凹槽的第一襯底、含有機染料的第一記錄層和第一反射層的襯底，和其中第二信息襯底包括按順序排列的具有引導(dǎo)凹槽的第二襯底、至少第二反射層、含有有機染料的第二記錄層和無機保護層，該無機保護層具有的厚度為80-180nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中無機保護層主要含有ZnS。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光記錄介質(zhì)，其中無機保護層包括選自ZnS，ZnS-SiO2和ZnS-SiC中的至少一種物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第二襯底引導(dǎo)凹槽的深度為20-60nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，還包含處于第二反射層和第二襯底之間的第二有機夾層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中與第二反射層相比，無機保護層導(dǎo)熱少。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中將光記錄介質(zhì)配置成通過改變?nèi)玖闲再|(zhì)以及染料蒸發(fā)中的至少一種，在第二記錄層中接近于無機保護層的位置形成記錄標(biāo)記。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄介質(zhì)，在記錄標(biāo)記與反射層不接觸的狀態(tài)下形成第二記錄層中的記錄標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第二記錄層在波長580-620nm下顯示最大吸收或峰值吸收。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第二記錄層在相應(yīng)于引導(dǎo)凹槽相的位置具有厚度60-100nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第二記錄層在相應(yīng)于引導(dǎo)凹槽的位置的厚度為T1、在相應(yīng)于岸臺的厚度為T2，其中T1和T2的比值T1/T2為0.8-1.0。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的光記錄介質(zhì)，其中第二記錄層包含的有機染料為選自四氮雜紫菜堿染料、花青染料、偶氮染料和Squarylium染料中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第一記錄層包括有機染料，有有機染料為選自四氮雜紫菜堿染料、花青染料、偶氮染料和Squarylium染料中的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其中第一反射層和第二反射層的至少一層含有選自Ag、Al和Au中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光記錄介質(zhì)，其中第二反射層包含銀合金。
16.一種制備權(quán)利要求1所述光記錄介質(zhì)的方法，包括通過涂布在第二記錄層上形成膜的步驟，其中第二反射層包含銀合金。
全文摘要
一種光記錄介質(zhì)含有第一信息襯底以及第二信息襯底。該第一信息襯底是從下述這兩個襯底中選擇出來的，即一個是包括有第一襯底和其含有反射膜并且具有信息凹點的只讀第一記錄層、一個是包含有按此順序所排列的其具有凹槽的第一襯底，含有有機染料的第一記錄層，以及第一反射層。該第二信息襯底包括按此順序所排列的具有一凹槽的第二襯底，第二反射層，含有有機染料的第二記錄層，以及一無機保護層。第一和第二襯底通過插入一個光學(xué)透明的有機夾層而粘合，以便使第一和第二襯底每面向外，并且通過光從第一襯底表面照射來對記錄在第一和第二襯底上的信息進行再現(xiàn)。
文檔編號G11B7/257GK1577554SQ200410063579
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者八代徹, 見上竜雄, 中村有希 申請人:株式會社理光