专利名称：光存储媒介及其制造方法
技术领域：
本发明是关于光存储媒介及其制造方法，尤其是关于利用加入了添加剂的色素溶剂来形成存储层的一种光存储媒介及其制造方法。
(2)背景技术随着综合运用数据信息的多媒体时代的到来，利用光进行存储的CD-R，DVD-R，DVD-RW等大容量光存储磁盘作为视频图像存储媒介，同时作为个人电脑的外部存储设备被广泛普及，而且这种趋势有望得到进一步扩大。在利用光进行存储的光存储媒介中，包括通常的只读性CD-ROM和具有双向存取性光盘，现在只能存储一次的一次擦写性CD-R正在被许多人所广泛使用。同时，比CD具有更高存储密度的DVD(Digital Versatile Disc)存储媒介也被开发出来了。其中包括DVD-R和DVD-ROMW等具有高度双向交换性的光盘正在被高速普及。这种大容量光存储磁盘通常不仅在光盘的表面具有存储层，而且在磁盘内部也存储面，它们大部分是将以色素为主要成份的色素膜作为存储层来使用。例如，在追记性光存储媒介中将有机色不作为存储层，接收激光照射的色素局部受热后，部分形成凹坑，因此便能够存储信息。这种存储层所利用的色素包括菁系列、氮系列、酞菁染料等色素。这种色素通常被溶在适当的有机溶剂中，并利用旋转涂布的方法成膜，形成存储层。此时，使色素很好地溶解到溶剂中，并形成厚度为40-200nm范围的特定的色素膜，形成公差在10％以下的均匀的膜，在这里，必须选择具有适当蒸发温度和适当色素溶解度，并且不溶解透明塑料基板的溶剂比较好。
现在所选择的溶剂一般多使用碳原子数为6至9的碳氢化合物溶剂，使用旋转涂布的方法将有机色素涂布到光存储媒介上。例如，根据日本第2002-254822号专利，便将色素溶解到乙己烷(ECH)中，将己辛烷作为添加剂，来形成色素膜，与前者相比，后者对于处理错误比率(error rate)具有更大的优势。依据上述专利内容，与主溶剂相比，如果添加进具有高沸点的溶剂的话，便能够控制所得到的色素膜。
同时，凹点的反射率要对入射光的波长、基板系数、存储层光学系数(折射率，衰减系数)和膜厚度进行综合计算。同时，凸点的反射率也要通过对入射光的波长、基板系数、存储层光学系数(折射率，衰减系数)和凸点中央部分厚度、反射层光学系数(折射率，衰减系数)、膜厚度进行综合计算。在这里，为了控制添加溶剂的色素膜，分别独立控制凹点厚度和凸点厚度，并且分别独立控制基板上的凹点和凸点的反射率。
但是，如上例如示，在添加新的溶剂的情况下，会招来溶解度的变化。因此会给光盘的质量造成很大的影响。同时，溶剂的变化会改变基板的特性，根据涂剂涂布的条件所存在的巨大差异，需要一种新的涂布条件，甚至如果严重的话，还会引发不均匀涂布等问题。
(3)发明内容因此，为了解决现有技术中所存在的问题，本发明便应运而生。本发明的目的是提供一种具有如下功能的光存储媒介及其制造方法使用溶入了色素和匀染剂的溶剂，在具有凹点和凸点的基板上形成色素膜，作为存储层，从而在不改变溶剂的情况下，依靠添加剂来调节凹点膜厚度和凸点膜厚度，这样能够调节凹点和凸点反射率，以减少光存储媒介发生错误的比率，提高其信号特性。
为了实现上述目的，依据本发明一种形态(aspect)的光存储媒介具有包括以下各部分的特征具有凹点和凸点的基板；使用溶入了色素和匀染剂的溶剂，在上述基板上所形成的色素膜存储层；在上述存储层上依次涂布的反射层和保护层。
依据本发明的一形态(aspect)的光存储媒介制造方法具有包括以下各步骤的特征在基板上形成涡流状或者是同心圆状凹点和凸点步骤；在上述凹点和凸点上涂布溶入了色素和匀染剂的溶剂后，进行干燥处理，形成存储层步骤；在上述存储层上依次形成反射层和保护层步骤。
上述匀染剂是为了防止原来涂膜表面张力的缺点而使用的添加剂，在本发明中，它作为能够调整膜厚度比率的添加剂而使用的，依靠这种匀染剂，能够影响到溶剂的表面张力，并且使表面张力的差异最小化。在向色素溶剂中添加匀染剂时，根据添加量，能够调整凹点和凸点有膜厚度比率，通过调整膜的厚度，能够引起凹点和凸点反射率的差异，并影响到光盘的信号特性。
在依据本发明的光存储媒介及光存储媒介的制造方法中，上述匀染剂如果使用硅系列或者是丙烯酸脂系列，同时，匀染剂在溶剂中的的含量如果是0.01-1.0％之间的话比较理想。在这里，匀染剂的含量如果超过1.0％的话，其存储性能便变差，便会引起信号不良，如果比0.01％小的话，便不能起到含有匀染剂的效果。
同时，在依据本发明的光存储媒介及光存储媒介的制造方法中，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种的话比较理想。
同时，在依据本发明的光存储媒介及光存储媒介的制造方法中，控制所使用的溶剂的蒸发速度非常重要，因此使用沸腾点在80至160度范围内的溶剂的话比较理想。在这个范围内的溶剂包括n-庚烷、n-辛烷、异庚烷、异辛烷等链状碳氢化合物溶剂；环己烷、甲基环己烷、丙基环己烷、1，2-二甲环己烷、1-4二甲环己烷等脂环式碳氢化合物溶剂；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氢化合物溶剂。
本发明的效果依据本发明的光存储媒介及其制造方法具有如下效果在不改变溶剂的情况下，只依靠添加剂，便能够调节凹点和凸点的厚度，并分别控制凹点和凸点的反射率，因此不需要为了调节膜的厚度而添加新的溶剂，从而能够防止因溶剂溶解度的变化所造成的色素溢出，而影响到光盘的质量。同时，由于溶剂没有变化，因此也没有改变基板的特性，而且不需根据溶剂而使涂布条件存在大的差异，也就没有必要设定新的涂布条件，因此也就不必担心引起不均匀的涂布，从而也就能够减少光存储媒介的错误率，提高其信号特性。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是概略显示依据本发明的光存储媒介的截面构造图。
图2是图1的部分扩大图。
图3的(a)至(d)是概略显示依据本发明的光存储媒介的各制造过程截面构造图。
附图中主要部分的符号说明1基板 2存储层3反射层4保护层5凹点 6凸点(5)具体实施方式
下面将参照附图对本发明的光存储媒介及其制造方法的实施例进行详细说明。
图1是概略显示依据本发明的光存储媒介的截面构造图。图2是图1中的光存储媒介的截面构造部分扩大图。
如图1和图2所示，依据本发明的光存储媒介包括以下各部分具有凹点5和凸点6的基板1；使用溶入了色素和匀染剂的溶剂，在上述基板1上所形成的色素膜存储层2；在上述存储层2上依次涂布的反射层3和保护层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，特别是聚碳酸脂的强度、耐湿性特性和发散性比较理想。同时，基板1的厚度通常为0.6-1.2mm，同时基板上的凹点5一般是涡流形或者是同心圆形状，其尺寸为0.5-2μm，深度为50-250nm，幅度为200-700nm，在凹点5中间形成凸点6。具体地说，具有4.7GB容量的DVD-R光存储媒介中所使用的存储用基板1的磁道尺寸为0.74μm，凹点5的深度为140-250nm，比较理想的是150-180nm，凹点5的幅度为250-450nm，比较理想的是300-400nm最佳。
在上述凹点5和凸点6上面所叠加的存储层2使用的色素，如果只考虑吸收存储激光，并依靠热量使色素变化的因素的话，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、卟啉和乙己烷的话比较理想。
上述匀染剂如果使用硅系列或者是丙烯酸脂系列，同时，所添加的匀染剂的含量如果是0.01-1.0％之间的话比较理想。在这里，匀染剂的含量如果超过1.0％的话，其存储性能便变差，便会引起信号不良，如果比0.01％小的话，便不能起到含有匀染剂的效果。
具有上述构成的依据本发明的光存储媒介，从基板1的角度来看，上述凹点5的反射率和上述凸点6的反射率实际上是相同的。具体来说，上述凹点5的反射率和上述凸点6的反射率实际上是相同，便意味着凹点5的反射率是R5，凸点6的反射率是R6的话，便存在着0.90≤R5/R6≤1.10的关系，如果存在着0.93≤R5/R6≤1.07的关系的话比较理想。
凹点5的反射率要对入射光的波长、基板1光学系数、存储层2光学系数(折射率，衰减系数)、凹点中央部分的厚度(d52)、反射层光学系数(折射率，衰减系数)和膜厚度(d53)进行综合计算。同时，凸点6的反射率也要通过对入射光的波长、基板1系数、存储层2光学系数(折射率，衰减系数)和凸点中央部分膜厚度(d62)、反射层3光学系数(折射率，衰减系数)、膜厚度进行综合计算。
因此，如果在溶剂中添加匀染剂的话，根据溶剂表面张力的变化，能够调整色素膜的形状。如果改变旋转涂布时的旋转数和匀染剂的添加比的话，凹点5部分的色素膜厚度是一定的，能够改变凸点6膜的厚度。这样，凹点5的反射率和凸点6的反射率实际上是相同的。因为光拾取器在凹点进行跟踪时，其反射率与在凸点时的反射率实际上是相同的，所以能够遏制凸点信号露出。
图3的(a)至(d)是概略显示依据本发明的光存储媒介的各制造过程截面构造图。下面将参照图3(a)至(d)对依据本发明的存储媒介制造方法进行说明。
如图3(a)所示，首先，利用对聚碳酸脂、聚甲基丙烯、聚丙烯腈等塑料或者玻璃等材料进行注塑的方法，使凹点5和凸点6以涡流形或者是同心圆的形状排列，形成基板1。用来制造上述基板1的材料中，与其他材料相比，聚碳酸脂的强度、耐湿性特性和发散性比较理想。并且可以利用注塑成形的方法进行大量生产，从生产的角度来说，它被大量使用，因此，本发明也不对其进行限制。
上述基板1的厚度通常被制造成0.6-1.2mm，同时基板上的凹点5一般是涡流形或者是同心圆形状，其尺寸为0.5-2μm，深度为50-250nm，幅度为200-700nm，在凹点5中间形成凸点6。
其后，如图3(b)所示，在形成凹点5和凸点6的基板1上运用旋转涂布的方法，涂布上溶解了色素和匀染剂的溶剂后，进行干燥，并形成存储层2。此时，所使用的色素能够吸收存储用激光，并依靠此激光所发出的热量，引起色素的变化，原则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种的话比较理想。
同时，上述匀染剂如果使用硅系列或者是丙烯酸脂系列，同时，匀染剂的含量如果是0.01-1.0％之间的话比较理想。在这里，匀染剂的含量如果超过上述范围的话，其存储性能便变差，便会引起信号不良；相反，如果比以上范围小的话，便不能起到含有匀染剂的效果。
同时，为了在涂布时，不对基板1造成损伤，控制涂布膜的形状，旋转涂布均匀形成特定的膜厚度，控制所使用的溶剂的蒸发速度非常重要，因此使用沸腾点在80至160度范围内的溶剂的话比较理想。在这个范围内的溶剂包括n-庚烷、n-辛烷、异庚烷、异辛烷等链状碳氢化合物溶剂；环己烷、甲基环己烷、丙基环己烷、1，2-二甲环己烷、1-4二甲环己烷等脂环式碳氢化合物溶剂；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氢化合物溶剂。
接下来，如图3(c)所示，上述存储层2上通常形成厚度约为50至200nm的反射层3。反射层3的材料一般都针对判读激光的波长，对其反射率不进行特别限制，但是如果使用金、银、铝、白金等金属或者其中2种以上的合金的话比较理想。
接下来如图3(d)所示，在上述反射层3的表面上形成保护层4。此保护层4的材料一般都使用紫外线硬化塑料，如果使用丙烯酸脂紫外线硬化塑料的话更为理想。上述材料可以利用旋转涂布的方法涂布为2至20μm，并依靠紫外线照射进行硬化。同时，如果是CD-R等单板形状的光盘的话，如果在保护层4上设置一个均匀印刷层的话较好。同时，如果象DVD-R那样，利用叠加层或者是dummy基板等构造的话也可以。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种光存储媒介，其特征在于包括具有凹点和凸点的基板；使用溶入了色素和匀染剂的溶剂，在所述的基板上所形成的色素膜存储层；在所述的存储层上依次涂布的反射层和保护层。
2.如权利要求1所述光存储媒介，其特征在于所述的溶剂是以下材料中任意一种n-庚烷、n-辛烷、异庚烷、异辛烷等链状碳氢化合物溶剂；环己烷、甲基环己烷、丙基环己烷、1，2-二甲环己烷、1-4二甲环己烷等脂环式碳氢化合物溶剂；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氢化合物溶剂。
3.如权利要求1所述的光存储媒介，其特征在于所述的匀染剂是硅系列或者是丙烯酸脂系列材料。
4.如权利要求3所述的光存储媒介，其特征在于所述的匀染剂在所述的溶剂中的含有量为0.01至1.0％。
5.如权利要求1所述的光存储媒介，其特征在于所述的色素是以下材料中的一种菁系列、氮系列、酞菁染料系列、卟啉系列和乙己烷系列。
6.如权利要求1所述的光存储媒介，其特征在于如果所述的凹点和凸点的反射率分别是R5和R6的话，存在着0.90≤R5/R6≤1.10的关系。
7.如权利要求6所述的光存储媒介，其特征在于所述的反射率存在着0.93≤R5/R6≤1.07的关系。
8.如权利要求1所述的光存储媒介，其特征在于所述的凹点和凸点是涡流状或者是同心圆形状。
9.一种光存储媒介制造方法，其特征在于包括以下各步骤在基板上形成涡流状或者是同心圆状凹点和凸点的步骤；在上述凹点和凸点上涂布溶入了色素和匀染剂的溶剂后，进行干燥处理，形成存储层的步骤；在上述存储层上依次形成反射层和保护层的步骤。
10.如权利要求9所述所述的匀染剂是硅系列或者是丙烯酸脂系列材料。
11.如权利要求10所述的光存储媒介制造方法，其特征在于所述的匀染剂在所述的溶剂中的含有量为0.01至1.0％。
12.如权利要求9所述的光存储媒介制造方法，其特征在于所述的色素是以下材料中的一种菁系列、氮系列、酞菁染料系列、卟啉系列和乙己烷系列。
13.如权利要求9所述的光存储媒介制造方法，其特征在于所述的溶剂是以下材料中任意一种n-庚烷、n-辛烷、异庚烷、异辛烷等链状碳氢化合物溶剂；环己烷、甲基环己烷、丙基环己烷、1，2-二甲环己烷、1-4二甲环己烷等脂环式碳氢化合物溶剂；甲苯、p-二甲笨、o-二甲苯、乙苯等芳香族碳氢化合物溶剂。
全文摘要
本发明关于一种光存储媒介及其制造方法，包括使用溶入了色素和匀染剂的溶剂，在具有凹点和凸点的基板上形成色素膜，作为存储层，从而在不改变溶剂的情况下，依靠添加剂来调节凹点膜厚度和凸点膜厚度。本发明能够调节凹点和凸点反射率，以减少光存储媒介发生错误的比率，提高其信号特性。
文档编号G11B7/26GK1790512SQ20041008942
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者李彰昊 申请人:上海乐金广电电子有限公司