光存儲媒介及其製造方法
2023-05-17 09:26:26 7
專利名稱：光存儲媒介及其製造方法
技術領域：
本發明是關於光存儲媒介及其製造方法，尤其是關於利用加入了添加劑的色素溶劑來形成存儲層的一種光存儲媒介及其製造方法。
(2)背景技術隨著綜合運用數據信息的多媒體時代的到來，利用光進行存儲的CD-R，DVD-R，DVD-RW等大容量光存儲磁碟作為視頻圖像存儲媒介，同時作為個人電腦的外部存儲設備被廣泛普及，而且這種趨勢有望得到進一步擴大。在利用光進行存儲的光存儲媒介中，包括通常的只讀性CD-ROM和具有雙向存取性光碟，現在只能存儲一次的一次擦寫性CD-R正在被許多人所廣泛使用。同時，比CD具有更高存儲密度的DVD(Digital Versatile Disc)存儲媒介也被開發出來了。其中包括DVD-R和DVD-ROMW等具有高度雙向交換性的光碟正在被高速普及。這種大容量光存儲磁碟通常不僅在光碟的表面具有存儲層，而且在磁碟內部也存儲面，它們大部分是將以色素為主要成份的色素膜作為存儲層來使用。例如，在追記性光存儲媒介中將有機色不作為存儲層，接收雷射照射的色素局部受熱後，部分形成凹坑，因此便能夠存儲信息。這種存儲層所利用的色素包括菁系列、氮系列、酞菁染料等色素。這種色素通常被溶在適當的有機溶劑中，並利用旋轉塗布的方法成膜，形成存儲層。此時，使色素很好地溶解到溶劑中，並形成厚度為40-200nm範圍的特定的色素膜，形成公差在10％以下的均勻的膜，在這裡，必須選擇具有適當蒸發溫度和適當色素溶解度，並且不溶解透明塑料基板的溶劑比較好。
現在所選擇的溶劑一般多使用碳原子數為6至9的碳氫化合物溶劑，使用旋轉塗布的方法將有機色素塗布到光存儲媒介上。例如，根據日本第2002-254822號專利，便將色素溶解到乙己烷(ECH)中，將己辛烷作為添加劑，來形成色素膜，與前者相比，後者對於處理錯誤比率(error rate)具有更大的優勢。依據上述專利內容，與主溶劑相比，如果添加進具有高沸點的溶劑的話，便能夠控制所得到的色素膜。
同時，凹點的反射率要對入射光的波長、基板係數、存儲層光學係數(折射率，衰減係數)和膜厚度進行綜合計算。同時，凸點的反射率也要通過對入射光的波長、基板係數、存儲層光學係數(折射率，衰減係數)和凸點中央部分厚度、反射層光學係數(折射率，衰減係數)、膜厚度進行綜合計算。在這裡，為了控制添加溶劑的色素膜，分別獨立控制凹點厚度和凸點厚度，並且分別獨立控制基板上的凹點和凸點的反射率。
但是，如上例如示，在添加新的溶劑的情況下，會招來溶解度的變化。因此會給光碟的質量造成很大的影響。同時，溶劑的變化會改變基板的特性，根據塗劑塗布的條件所存在的巨大差異，需要一種新的塗布條件，甚至如果嚴重的話，還會引發不均勻塗布等問題。
(3)發明內容因此，為了解決現有技術中所存在的問題，本發明便應運而生。本發明的目的是提供一種具有如下功能的光存儲媒介及其製造方法使用溶入了色素和勻染劑的溶劑，在具有凹點和凸點的基板上形成色素膜，作為存儲層，從而在不改變溶劑的情況下，依靠添加劑來調節凹點膜厚度和凸點膜厚度，這樣能夠調節凹點和凸點反射率，以減少光存儲媒介發生錯誤的比率，提高其信號特性。
為了實現上述目的，依據本發明一種形態(aspect)的光存儲媒介具有包括以下各部分的特徵具有凹點和凸點的基板；使用溶入了色素和勻染劑的溶劑，在上述基板上所形成的色素膜存儲層；在上述存儲層上依次塗布的反射層和保護層。
依據本發明的一形態(aspect)的光存儲媒介製造方法具有包括以下各步驟的特徵在基板上形成渦流狀或者是同心圓狀凹點和凸點步驟；在上述凹點和凸點上塗布溶入了色素和勻染劑的溶劑後，進行乾燥處理，形成存儲層步驟；在上述存儲層上依次形成反射層和保護層步驟。
上述勻染劑是為了防止原來塗膜表面張力的缺點而使用的添加劑，在本發明中，它作為能夠調整膜厚度比率的添加劑而使用的，依靠這種勻染劑，能夠影響到溶劑的表面張力，並且使表面張力的差異最小化。在向色素溶劑中添加勻染劑時，根據添加量，能夠調整凹點和凸點有膜厚度比率，通過調整膜的厚度，能夠引起凹點和凸點反射率的差異，並影響到光碟的信號特性。
在依據本發明的光存儲媒介及光存儲媒介的製造方法中，上述勻染劑如果使用矽系列或者是丙烯酸脂系列，同時，勻染劑在溶劑中的的含量如果是0.01-1.0％之間的話比較理想。在這裡，勻染劑的含量如果超過1.0％的話，其存儲性能便變差，便會引起信號不良，如果比0.01％小的話，便不能起到含有勻染劑的效果。
同時，在依據本發明的光存儲媒介及光存儲媒介的製造方法中，如果所使用的色素是具有高折射率的菁系列、氮系列、酞菁染料、卟啉和乙己烷中的一種的話比較理想。
同時，在依據本發明的光存儲媒介及光存儲媒介的製造方法中，控制所使用的溶劑的蒸發速度非常重要，因此使用沸騰點在80至160度範圍內的溶劑的話比較理想。在這個範圍內的溶劑包括n-庚烷、n-辛烷、異庚烷、異辛烷等鏈狀碳氫化合物溶劑；環己烷、甲基環己烷、丙基環己烷、1，2-二甲環己烷、1-4二甲環己烷等脂環式碳氫化合物溶劑；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氫化合物溶劑。
本發明的效果依據本發明的光存儲媒介及其製造方法具有如下效果在不改變溶劑的情況下，只依靠添加劑，便能夠調節凹點和凸點的厚度，並分別控制凹點和凸點的反射率，因此不需要為了調節膜的厚度而添加新的溶劑，從而能夠防止因溶劑溶解度的變化所造成的色素溢出，而影響到光碟的質量。同時，由於溶劑沒有變化，因此也沒有改變基板的特性，而且不需根據溶劑而使塗布條件存在大的差異，也就沒有必要設定新的塗布條件，因此也就不必擔心引起不均勻的塗布，從而也就能夠減少光存儲媒介的錯誤率，提高其信號特性。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1是概略顯示依據本發明的光存儲媒介的截面構造圖。
圖2是圖1的部分擴大圖。
圖3的(a)至(d)是概略顯示依據本發明的光存儲媒介的各製造過程截面構造圖。
附圖中主要部分的符號說明1基板 2存儲層3反射層4保護層5凹點 6凸點(5)具體實施方式
下面將參照附圖對本發明的光存儲媒介及其製造方法的實施例進行詳細說明。
圖1是概略顯示依據本發明的光存儲媒介的截面構造圖。圖2是圖1中的光存儲媒介的截面構造部分擴大圖。
如圖1和圖2所示，依據本發明的光存儲媒介包括以下各部分具有凹點5和凸點6的基板1；使用溶入了色素和勻染劑的溶劑，在上述基板1上所形成的色素膜存儲層2；在上述存儲層2上依次塗布的反射層3和保護層4。
上述基板1是透明基板，材料可以使用聚碳酸脂、聚甲基丙烯、聚丙烯腈等塑料或者是玻璃材料，特別是聚碳酸脂的強度、耐溼性特性和發散性比較理想。同時，基板1的厚度通常為0.6-1.2mm，同時基板上的凹點5一般是渦流形或者是同心圓形狀，其尺寸為0.5-2μm，深度為50-250nm，幅度為200-700nm，在凹點5中間形成凸點6。具體地說，具有4.7GB容量的DVD-R光存儲媒介中所使用的存儲用基板1的磁軌尺寸為0.74μm，凹點5的深度為140-250nm，比較理想的是150-180nm，凹點5的幅度為250-450nm，比較理想的是300-400nm最佳。
在上述凹點5和凸點6上面所疊加的存儲層2使用的色素，如果只考慮吸收存儲雷射，並依靠熱量使色素變化的因素的話，使用任何材料都可以，但是，如果使用具有高折射率的菁系列、氮系列、酞菁染料、卟啉和乙己烷的話比較理想。
上述勻染劑如果使用矽系列或者是丙烯酸脂系列，同時，所添加的勻染劑的含量如果是0.01-1.0％之間的話比較理想。在這裡，勻染劑的含量如果超過1.0％的話，其存儲性能便變差，便會引起信號不良，如果比0.01％小的話，便不能起到含有勻染劑的效果。
具有上述構成的依據本發明的光存儲媒介，從基板1的角度來看，上述凹點5的反射率和上述凸點6的反射率實際上是相同的。具體來說，上述凹點5的反射率和上述凸點6的反射率實際上是相同，便意味著凹點5的反射率是R5，凸點6的反射率是R6的話，便存在著0.90≤R5/R6≤1.10的關係，如果存在著0.93≤R5/R6≤1.07的關係的話比較理想。
凹點5的反射率要對入射光的波長、基板1光學係數、存儲層2光學係數(折射率，衰減係數)、凹點中央部分的厚度(d52)、反射層光學係數(折射率，衰減係數)和膜厚度(d53)進行綜合計算。同時，凸點6的反射率也要通過對入射光的波長、基板1係數、存儲層2光學係數(折射率，衰減係數)和凸點中央部分膜厚度(d62)、反射層3光學係數(折射率，衰減係數)、膜厚度進行綜合計算。
因此，如果在溶劑中添加勻染劑的話，根據溶劑表面張力的變化，能夠調整色素膜的形狀。如果改變旋轉塗布時的旋轉數和勻染劑的添加比的話，凹點5部分的色素膜厚度是一定的，能夠改變凸點6膜的厚度。這樣，凹點5的反射率和凸點6的反射率實際上是相同的。因為光拾取器在凹點進行跟蹤時，其反射率與在凸點時的反射率實際上是相同的，所以能夠遏制凸點信號露出。
圖3的(a)至(d)是概略顯示依據本發明的光存儲媒介的各製造過程截面構造圖。下面將參照圖3(a)至(d)對依據本發明的存儲媒介製造方法進行說明。
如圖3(a)所示，首先，利用對聚碳酸脂、聚甲基丙烯、聚丙烯腈等塑料或者玻璃等材料進行注塑的方法，使凹點5和凸點6以渦流形或者是同心圓的形狀排列，形成基板1。用來製造上述基板1的材料中，與其他材料相比，聚碳酸脂的強度、耐溼性特性和發散性比較理想。並且可以利用注塑成形的方法進行大量生產，從生產的角度來說，它被大量使用，因此，本發明也不對其進行限制。
上述基板1的厚度通常被製造成0.6-1.2mm，同時基板上的凹點5一般是渦流形或者是同心圓形狀，其尺寸為0.5-2μm，深度為50-250nm，幅度為200-700nm，在凹點5中間形成凸點6。
其後，如圖3(b)所示，在形成凹點5和凸點6的基板1上運用旋轉塗布的方法，塗布上溶解了色素和勻染劑的溶劑後，進行乾燥，並形成存儲層2。此時，所使用的色素能夠吸收存儲用雷射，並依靠此雷射所發出的熱量，引起色素的變化，原則上使用任何材料都可以，但是，如果所使用的色素是具有高折射率的菁系列、氮系列、酞菁染料、卟啉和乙己烷中的一種的話比較理想。
同時，上述勻染劑如果使用矽系列或者是丙烯酸脂系列，同時，勻染劑的含量如果是0.01-1.0％之間的話比較理想。在這裡，勻染劑的含量如果超過上述範圍的話，其存儲性能便變差，便會引起信號不良；相反，如果比以上範圍小的話，便不能起到含有勻染劑的效果。
同時，為了在塗布時，不對基板1造成損傷，控制塗布膜的形狀，旋轉塗布均勻形成特定的膜厚度，控制所使用的溶劑的蒸發速度非常重要，因此使用沸騰點在80至160度範圍內的溶劑的話比較理想。在這個範圍內的溶劑包括n-庚烷、n-辛烷、異庚烷、異辛烷等鏈狀碳氫化合物溶劑；環己烷、甲基環己烷、丙基環己烷、1，2-二甲環己烷、1-4二甲環己烷等脂環式碳氫化合物溶劑；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氫化合物溶劑。
接下來，如圖3(c)所示，上述存儲層2上通常形成厚度約為50至200nm的反射層3。反射層3的材料一般都針對判讀雷射的波長，對其反射率不進行特別限制，但是如果使用金、銀、鋁、白金等金屬或者其中2種以上的合金的話比較理想。
接下來如圖3(d)所示，在上述反射層3的表面上形成保護層4。此保護層4的材料一般都使用紫外線硬化塑料，如果使用丙烯酸脂紫外線硬化塑料的話更為理想。上述材料可以利用旋轉塗布的方法塗布為2至20μm，並依靠紫外線照射進行硬化。同時，如果是CD-R等單板形狀的光碟的話，如果在保護層4上設置一個均勻印刷層的話較好。同時，如果象DVD-R那樣，利用疊加層或者是dummy基板等構造的話也可以。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種光存儲媒介，其特徵在於包括具有凹點和凸點的基板；使用溶入了色素和勻染劑的溶劑，在所述的基板上所形成的色素膜存儲層；在所述的存儲層上依次塗布的反射層和保護層。
2.如權利要求1所述光存儲媒介，其特徵在於所述的溶劑是以下材料中任意一種n-庚烷、n-辛烷、異庚烷、異辛烷等鏈狀碳氫化合物溶劑；環己烷、甲基環己烷、丙基環己烷、1，2-二甲環己烷、1-4二甲環己烷等脂環式碳氫化合物溶劑；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氫化合物溶劑。
3.如權利要求1所述的光存儲媒介，其特徵在於所述的勻染劑是矽系列或者是丙烯酸脂系列材料。
4.如權利要求3所述的光存儲媒介，其特徵在於所述的勻染劑在所述的溶劑中的含有量為0.01至1.0％。
5.如權利要求1所述的光存儲媒介，其特徵在於所述的色素是以下材料中的一種菁系列、氮系列、酞菁染料系列、卟啉系列和乙己烷系列。
6.如權利要求1所述的光存儲媒介，其特徵在於如果所述的凹點和凸點的反射率分別是R5和R6的話，存在著0.90≤R5/R6≤1.10的關係。
7.如權利要求6所述的光存儲媒介，其特徵在於所述的反射率存在著0.93≤R5/R6≤1.07的關係。
8.如權利要求1所述的光存儲媒介，其特徵在於所述的凹點和凸點是渦流狀或者是同心圓形狀。
9.一種光存儲媒介製造方法，其特徵在於包括以下各步驟在基板上形成渦流狀或者是同心圓狀凹點和凸點的步驟；在上述凹點和凸點上塗布溶入了色素和勻染劑的溶劑後，進行乾燥處理，形成存儲層的步驟；在上述存儲層上依次形成反射層和保護層的步驟。
10.如權利要求9所述所述的勻染劑是矽系列或者是丙烯酸脂系列材料。
11.如權利要求10所述的光存儲媒介製造方法，其特徵在於所述的勻染劑在所述的溶劑中的含有量為0.01至1.0％。
12.如權利要求9所述的光存儲媒介製造方法，其特徵在於所述的色素是以下材料中的一種菁系列、氮系列、酞菁染料系列、卟啉系列和乙己烷系列。
13.如權利要求9所述的光存儲媒介製造方法，其特徵在於所述的溶劑是以下材料中任意一種n-庚烷、n-辛烷、異庚烷、異辛烷等鏈狀碳氫化合物溶劑；環己烷、甲基環己烷、丙基環己烷、1，2-二甲環己烷、1-4二甲環己烷等脂環式碳氫化合物溶劑；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氫化合物溶劑。
全文摘要
本發明關於一種光存儲媒介及其製造方法，包括使用溶入了色素和勻染劑的溶劑，在具有凹點和凸點的基板上形成色素膜，作為存儲層，從而在不改變溶劑的情況下，依靠添加劑來調節凹點膜厚度和凸點膜厚度。本發明能夠調節凹點和凸點反射率，以減少光存儲媒介發生錯誤的比率，提高其信號特性。
文檔編號G11B7/26GK1790512SQ20041008942
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月13日 優先權日2004年12月13日
發明者李彰昊 申請人:上海樂金廣電電子有限公司