专利名称：有限运行光学存储介质及其制备方法
背景技术：
光学数据存储介质通常用于存储数据，例如音乐、计算机程序、电影、声音书籍等等。虽然通常上数据存储介质具有长期的服务寿命是理想的，但是在特定应用中，限制存储介质的寿命是理想的。例如，提供给潜在客户试用计算机程序，以便吸引他们购买该软件。意图使这些程序的使用时间有限，以便保护所有者的知识产权。此外，目前有限时间地租借音乐和电影，当期限届满时，必须返还盘片。部分电影工作室和音乐产业还希望分别最大程度地减少电影和音乐的盗版。在前述每种应用中，需要使可以有效使用数据存储介质的时间最小化，超过该时间后介质将变得不可用。
为了使有限运行介质(limited play media)成为可行产品，当其首次使用时必须具有足够的品质。然后该品质应该在预定时间内降低到不可用。最后，当不可用时，该有限运行的功能应该是不可逆的。如果为数据存储介质提供有限运行的方法可以被消费者或家庭手工业很容易地破解，则数据存储介质将不再是“有限运行的”。对于导致光盘不可运行的涂层或材料，例如对该涂层和/或材料进行的表面除去或改性会使该光盘具有无限的可运行性(playability)。因此，在光学数据存储介质中获得有限运行的特征而不会被轻易破解是广泛寻求的特征。
发明内容
本文披露了以下内容的实施方式有限运行光学存储介质、其制备方法以及在数据存储介质中有限运行的方法。在一种实施方式中，数据用有限运行光学存储介质包括反射层；包含光学透明聚合物树脂和吸光材料的控制部分，其中该控制部分在650nm处的透光率大于或等于约70％，固化指数(curing index)大于或等于约0.1和滤光指数(filtration index)大于或等于约2.5，和其中吸光材料600nm处的最小消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)大于或等于1,500mol-1.cm-1·L，在650nm处的最大消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)小于约1,000mol-1·cm-1·L，在650nm和600nm处的消光系数比小于约0.1；和布置在反射层和控制部分之间的活性层，其中活性层被设计成限制在暴露于氧之后可以获取介质上的数据(布置在活性层上与控制部分相对的侧面上)的时间。
在一种实施方式中，制备有限运行光学存储介质的方法包括组合聚合物树脂和吸光材料，形成控制组合物；将控制组合物成型为控制部分，该控制部分在650nm处的透光率大于或等于约70％，固化指数大于或等于约0.5和滤光指数大于或等于约2.5，和其中吸光材料在600nm处的最小消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)大于或等于约1,500mol-1.cm-1·L，在650nm处的最大消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)小于约1,000mol-1·cm-1·L，以及在650nm和600nm处的消光系数比小于约0.1；和在控制部分侧面上布置反射层和活性层，其中活性层布置在控制部分和反射层之间，和其中活性层被设计成限制在暴露于氧之后可以获取介质上的数据(布置在活性层上与控制部分相对的侧面上)的时间。
通过下面的附图和详细描述，上述和其他特征将会更具体化。
现在参考说明性而非限制性的附图图1表示有限运行数据存储介质的一种可能构造；图2图示了苯并吡喃红(benzopyran red)的NMR谱图；和图3图示了苯并吡喃红的红外谱图。
图4为具有单个反射数据层和单个读取面的DVD构造的示意图(DVD-5构造)；图5为具有两个反射数据层的DVD构造示意图，所述两层反射数据层都布置在基板中心的相对面上，并且每一层可以从基板的不同面读取(DVD-10构造)；图6为具有两层反射数据层的DVD构造示意图，所述两层反射数据层都布置在粘合层的相对面上，都可以从基板的同一侧面读取(标准DVD-9构造)；图7具有两层反射数据层的DVD构造示意图，所述两层反射数据层都布置在粘合层的同一面上，都可以从基板的同一侧面读取(″特殊″DVD-9和DVD-14构造)；以及图8为具有四层反射数据层的DVD构造示意图，其中两层反射数据层布置在(粘合层)的每一侧面上，且两层反射数据层可以从基板的每一侧面读取。
发明详述一种有限运行介质使用活性染料。例如，活性染料层可以是在暴露于氧气时，在所需激光波长下改变其光学性质的染料，即在氧化时，活性染料层将在该激光波长下产生吸收，该吸收足以防止从介质播放机读回(readback)。可用的染料包括吖嗪族染料(包括噻嗪、嗪等等)，任选地包含各种可以为稠环的取代基。例如，活性染料可以衍生自无色亚甲基蓝，其在暴露于氧气时逐渐氧化，并在约650纳米(nm)的读回激光波长下吸收光。当在650纳米读回激光波长下的光吸收超过一定水平时，数据存储介质变得不可读。然而，氧化的亚甲基蓝层当暴露于光(例如日光、紫外灯等等)时具有有限的稳定性，并开始降解，因此降低了在650纳米波长的光吸收。随着在650纳米的吸收越来越低，存储介质再次变得可读。因此，如果光学数据存储介质长期暴露于光下，其将潜在地变得可破解。
本文披露了有限运行光学数据存储介质。该介质可以包含基板、活性层、反射层(任选地包含数据)和保护层或者后续的基板。本质上，活性层布置在反射层和介质的读取表面(read thru surface)(即，读取介质的表面)之间。保护层和/或后续的基板(下文称作″控制部分″)布置在活性层上与控制部分相对的侧面上(即，控制部分布置在光源和活性层之间，和活性层布置在光源和反射层)之间。任选地，数据可以布置在活性层上与控制部分相对的侧面上。
应该理解存在各种类型的介质，例如，各种类型的数字化视频光盘(DVD)，其中一些在图4-8中示出。对于从读出表面读取的单一层(例如DVD5，DVD 10)，通过溅射或其他沉积方法用反射性数据薄层覆盖冲压表面(参见图4和5)。对于从同一读出表面7读取的两层数据层DVD，(例如DVD 9、DVD 14、DVD 18)，当读取第一层时，激光必须能够从第一层反射回来，而且在读取第二层时聚焦(或者传输)通过第一层(分别参见图6、7和8；DVD 9、DVD 14、DVD 18)。因此，第一层是″半透明的″(即，半反射的)，而第二层是“全反射的”。
取决于在″全反射″层上的镀金属厚度，某些光线可以传输通过该层，特别是在小于450nm的波长下。当在约300-约800nm的范围内的任何波长下，从读取面的相对侧面传输通过基板的最大透光率大于或等于约5％时，优选将控制部分布置在活性层的两个侧面上，以确保足够的破解保护。当透光率(transmission)大于或等于约3％时在两个侧面上均布置控制部分是更优选的，当透光率大于或等于约1％时在两个侧面上均布置控制部分是进一步优选的。
控制部分包含能够防止通过暴露在约450nm-约600纳米(nm)波长的光下而破解有限运行功能的吸光材料。优选控制部分能够防止通过暴露在约450nm-约600纳米(nm)波长的光下而破解有限运行功能。由于其透光率特性，在一种实施方式中，控制部分一般为红色、品红或紫色。然而，应该指出如果加入掩盖大于650nm可见波长的吸光材料，控制部分也可以具有其他暗色，例如黑色。理想的吸光能力是在能够破解有限运行功能的波长下充分的吸光能力和在生产过程中允许存储介质适当固化的能力之间的平衡。换句话说，吸光材料能够吸收可以劣化活性层功能的光线，同时允许用于读取介质的能量(例如光)传输。优选地，650nm和600nm的吸光度比(其与光盘可运行性有关)小于或等于约0.1，优选吸光度比小于或等于约0.05，更优选吸光度比小于或等于约0.02。
例如，介质的控制部分(当具有0.60毫米(mm)厚基板的形式时)能够使得在读取波长下具有透光率(例如，在约650纳米(nm)波长的光下的透光率大于或等于约70％)，而在约500-约600nm的波长下具有小于或等于约30％的透光率。优选，控制部分(当具有0.60毫米(mm)厚基板的形式时)在约600nm波长下具有小于或等于约30％的透光率，优选在约550nm的波长下的透光率小于或等于约5％，更优选小于或等于约3％，甚至更优选小于或等于约1％。而且，控制部分应该在所有加工和使用温度下是稳定的。
优选的控制部分性质可以进一步以固化指数和滤光指数描述。固化指数根据下面的方程1计算Curing Index=Σλ=330λ=450%Tcolor(λ)×Lamp Energy(λ)Σλ=330λ=450%Tclear(λ)×Lamp Energy(λ)×100---(1)]]>
其中％Tcolor(λ)表示在各个波长λ(nm)下包括具有吸光材料的控制部分的光盘基板的透光率。
％Tclear(λ)表示在各个波长λ(nm)下不含吸光材料的参考光盘基板(例如透明的聚碳酸酯基板)的透光率。
λ表示波长(nm)；Lamp Energy(λ)表示如实施例10所计算的在各个波长下的有效灯能量。
可以使用大于或等于约0.1的固化指数，优选大于或等于约0.5，更优选大于或等于约5，进一步优选大于或等于约10，特别优选大于或等于约20。
控制部分的光漂白保护效率(photobleach protection efficiency)可以用光漂白滤光指数表示，该指数的计算示于方程(2)Filtration Index=Σλ=330λ=450%Tclear(λ)Σλ=330λ=450%Tcolor(λ)---(2)]]>其中％Tcolor(λ)表示在各个波长λ(nm)下包括具有吸光材料的控制部分的光盘基板的透光率。
％Tclear(λ)表示在各个波长λ(nm)下不含吸光材料的参考光盘基板(例如透明的聚碳酸酯基板)的透光率。
λ表示波长(nm)；滤光指数例如描述树脂配方的过滤能力，并且是所有传输通过无色参考基板的光线总和(取自400nm-650nm的每个波长)除以以初始条件传输通过有色基板(即仅仅通过控制部分基板(例如含有吸光材料的一半光盘(half disk))的光线的总和的值。滤光指数大于或等于约2.5是理想的，优选大于或等于约4.0，更优选大于或等于约5.0，进一步优选大于或等于约6.0，特别优选大于或等于约7.0。
控制部分的另一优选特征是能够抑制光漂白的吸光度(″Abs″)比例(即，有限运行功能的光降解)。吸光度比是以透射模式，在两个关键波长下测量的控制部分吸光度(或光密度)的比例光致漂白的控制波长(分子)和固化波长(分母)；例如Abs@600nm/Abs@365nm或者Abs@600nm/Abs@400nm。为了获得对活性层的所需保护，至少一种用于形成控制部分的吸光材料的吸光度比优选大于或等于约3，其中吸光度比是在波长600nm(即用于光致漂白的控制波长)的光下的吸光度比上波长365nm或者400nm(取决于所用固化系统)的光下的吸光度。通常，在二氯甲烷溶液(CH2Cl2)中测量该比例，但是在塑料中测量也是可行的。应该指出基于下面的事实选择600nm的控制波长，即在上面有关数据存储介质(例如光盘、特别是DVD)描述的特定实施方式中，控制部分的透射率优选在650nm处最大，而最小透射率优选在低于650nm处获得。由于在650nm波长左右的尖锐光谱转折(spectraltransitions)是非常罕见的，显然就保护免于遭到光致漂白活性层而引起的破解的能力而言，600nm是限定控制部分光谱性质的有用波长(例如红色、品红和/或紫色)。
对于将在约650nm的波长读取的存储介质而言，需要控制部分，优选需要吸光材料在600nm与在365nm(或600nm与400nm)的吸光度比大于或等于约2，优选大于或等于约3，更优选大于或等于约5，进一步优选大于或等于约10，更进一步优选大于或等于约20。还需要吸光材料在650nm与在600nm的吸光度比小于或等于约0.15，优选小于或等于约0.10，更优选小于或等于约0.075和进一步优选小于或等于约0.05。除非另有说明，所有吸光度比是使用双光束分光光度计，在产生0.8-1.2单位/厘米(cm)光路长的最大吸收的染料浓度下测量。
进一步优选吸光材料为介质提供其他有限运行功能，即，吸光材料在所需波长(例如读取波长)下的透射率随着时间减小。例如，1，8-双(环己基氨基)蒽醌在暴露于日光下后在650nm显示出较低的透射百分率。这些吸光材料(和其他具有相似性质的吸光材料)是“活性”材料，它们不仅提供光致漂白保护，而且具有内在的破解保护，因为它们有效地有助于使得介质不可读。
参考图1，在光学数据存储介质的一种可能构造中，数字多用途光盘(例如DVD-5)1包含两个粘合塑料基板(或树脂层)3，5，每一个通常具有约0.30mm-约1.0mm的厚度。在此范围内，通常优选厚度小于或等于约0.7mm。还优选厚度大于或等于约0.4mm。第一基板包括通常布置在数据层7(例如具有凹陷和凹槽的反射层)的侧面上的反射层8；和活性层9，其通常使得光盘具有有限运行特征并且如果需要还可以用于粘合两基板。活性层9通常布置在两基板3，5之间，或者在基板3和涂层(未示出)之间。活性层9布置在基板5(还称作读取侧基板)的读取表面上，与基板表面11相对，当激光从介质1读取数据时，激光穿过该表面11。
可以用于形成基板的聚合物树脂可以是无定形的、结晶的和半结晶的热塑性材料，例如但不限于聚氯乙烯、聚烯烃(包括但不限于，直链和环状聚烯烃并包括聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(包括，但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己基亚甲酯等)、聚酰胺、聚砜(包括，但不限于氢化聚砜等)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、聚苯乙烯(包括，但不限于氢化聚苯乙烯、间同立构和无规立构聚苯乙烯、聚环己基乙烯、苯乙烯-共-丙烯腈、苯乙烯-共-马来酐等)、聚丁二烯、聚丙烯酸酯(包括，但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-聚酰亚胺共聚物等)、聚丙烯腈、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚(包括，但不限于衍生自2，6-二甲基苯酚的那些和与2，3，6-三甲基苯酚的共聚物等)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯等等，或者包括前述聚合物树脂至少之一的组合。
位于读取侧上的基板应该允许激光透射而不产生干扰(例如光散射、显著的光吸收等等)。因此，必须被激光读取的基板通常是无定形的和光学透明的。在单面DVD格式例如DVD-5或者DVD-9中，与读取侧相对的基板可以是不透明的。此时，非读取侧可以是无定形的、结晶的或半结晶的，而无需考虑在激光波长下的光学透明性。
可以用于基板的优选聚合物树脂是聚碳酸酯。在此使用的术语“聚碳酸酯”，“聚碳酸酯组分”和“包含芳族碳酸酯链单元的组分”包括含有通式(I)结构单元的组分 其中R1基团总数的大于或等于约60％是芳族有机基团和余量是脂族、脂环族、或芳族基团。优选，R1是芳族有机基团，更优选，是通式(II)的基团-A1-Y1-A2-(II)其中A1和A2各自为单环二价芳基和Y1是含有分隔A1和A2的零个、一个或两个原子的桥接基团。在示意的实施方案中，一个原子分隔A1和A2。此类型基团的说明性、非限制性例子是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亚甲基、环己基亚甲基、2-[2，2，1]-双环亚庚基、亚乙基、异亚丙基、新亚戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基等。在另一实施方式中，没有原子分隔A1和A2，其实例为双酚(OH-苯-苯-OH)。桥接基团Y1可以是烃基或饱和烃基如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。
聚碳酸酯可以通过碳酸酯前体和二羟基化合物的界面反应制备。通常，碱溶液例如(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等)和不与水混溶的有机溶剂(例如苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳或者二氯甲烷)混合，这些溶剂中含有二羟基化合物。通常使用相转移剂来促进反应。可以单独或与反应物混合物混合而加入分子量调节剂。下述的支化剂也可以单独或混合加入。
可以由其中仅一个原子分隔A1和A2的二羟基化合物的界面反应生产聚碳酸酯。在此使用的术语“二羟基化合物”包括，例如，具有如下通式(III)的双酚化合物 其中Ra和Rb各自独立地表示氢、卤素原子或一价烃基；p和q各自独立地是0-4的整数，和Xa表示通式(IV)的一种 或 其中Rc和Rd各自独立地表示氢原子或一价直链或环状烃基，和Re是二价烃基。
可以由通式(III)表示的双酚类型化合物的例子包括双(羟基芳基)链烷烃，例如1，1-双(4-羟苯基)甲烷、1，1-双(4-羟苯基)乙烷、2，2-双(4-羟苯基)丙烷(或双酚A)、2，2-双(4-羟苯基)丁烷、2，2-双(4-羟苯基)辛烷、1，1-双(4-羟苯基)丙烷、1，1-双(4-羟苯基)正丁烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、2，2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷；2，2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷等；双(羟基芳基)环烷烃，例如1，1-双(4-羟苯基)环戊烷、1，1-双(4-羟苯基)环己烷等；等等，以及包括至少一种上述双酚化合物的组合。
可以由通式(III)表示的其他双酚化合物包括X为-O-，-S-，-SO-或-SO2-的那些。这种双酚化合物的某些实例为双(羟基芳基)醚，例如4，4′-二羟基二苯基醚，4，4′-二羟基-3，3′-二甲基苯基醚等；双(羟基二芳基)硫醚，例如4，4′-二羟基二苯硫醚、4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯硫醚等；双(羟基二芳基)亚砜，例如4，4′-二羟基二苯基亚砜、4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基亚砜等；双(羟基二芳基)砜，例如4，4′-二羟基二苯基砜、4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基砜等；等，以及包含至少一种前述双酚化合物的组合。
可以用于聚碳酸酯缩聚的其他双酚化合物由通式(V)表示 其中，Rf为卤素原子或具有1-10个碳原子的烃基，或卤代烃基；n为0-4。当n为至少2时，Rf可以相同或不同。可以由通式(V)表示的双酚化合物的实例是间苯二酚；取代的间苯二酚化合物例如3-甲基间苯二酚、3-乙基间苯二酚、3-丙基间苯二酚、3-丁基间苯二酚、3-叔丁基间苯二酚、3-苯基间苯二酚、3-枯基间苯二酚、2，3，4，6-四氟间苯二酚、2，3，4，6-四溴间苯二酚等；儿茶酚；氢醌；取代的氢醌，例如3-甲基氢醌、3-乙基氢醌、3-丙基氢醌、3-丁基氢醌、3-叔丁基氢醌、3-苯基氢醌、3-枯基氢醌、2，3，5，6-四甲基氢醌、2，3，5，6-四-叔丁基氢醌、2，3，5，6-四氟氢醌、2，3，5，6-四溴氢醌、等；等，以及包含至少一种前述双酚化合物的组合。
也可以使用双酚化合物例如下面通式(VI)表示的2，2，2′，2′-四氢-3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺二[1-H-茚]-6，6′-二醇。
优选的双酚化合物是双酚A。
典型的碳酸酯前体包括碳酰卤，例如碳酰氯(光气)和碳酰溴；双-卤代甲酸酯，例如二元酚(例如双酚A、氢醌、等)的双-卤代甲酸酯，和二醇(例如乙二醇和新戊二醇)的双-卤代甲酸酯；和碳酸二芳酯，例如碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯和碳酸二萘酯。界面反应优选的碳酸酯前体是碳酰氯。
在需要使用碳酸酯共聚物而不是均聚物的情况下，还有可能使用以下聚碳酸酯，其来自两种或多种不同二元酚的聚合或二元酚与二醇或与羧基或酸封端的聚酯或与二元酸或与羟基酸或与脂族二元酸的共聚物。通常，有用的脂族二元酸含有约2-约40个碳。优选的脂族二元酸是十二烷二酸。
已经认识到硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的低温延性和阻燃性，并可以用作基体用于混入磷光颜料。这些嵌段共聚物可以通过在界面反应条件下将光气引入二元酚例如BPA和羟基芳基封端的聚二有机硅氧烷的混合物中而制备。反应物的聚合可以通过使用叔氨催化剂而加速。
可以使用的某些羟基芳基封端的聚二有机硅氧烷包括通式(VII)的苯酚-硅氧烷 其中每个R可以相同或不同，并可以选自氢、卤素、C(1-8)烷氧基、C(1-8)烷基和C(6-13)芳基；R1为C(2-8)二价脂族基团，R2选自相同或不同的C(1-13)一价有机基团，和n为大于或等于1，优选大于或等于约10，更优选大于或等于约25和最优选大于或等于约40的整数。也优选n为小于或等于1000，优选小于或等于100，更优选小于或等于约75和最优选小于或等于约60的整数。在一种实施方式中，n小于或等于50。特别优选的羟基芳基封端的聚二有机硅氧烷是下面的那些其中R2为甲基和R为氢或者甲氧基并位于酚取代基的邻位，和其中R1为丙基并位于酚取代基的邻位或对位。
上式(VII)的R内包含的某些基团是氢、卤素基团，例如溴和氯；烷基，例如甲基、乙基和丙基；烷氧基，例如甲氧基、乙氧基和丙氧基；芳基，例如苯基、氯代苯基和甲苯基。R1中包含的基团是例如，二亚甲基、三亚甲基和四亚甲基。R2中包含的基团是例如，C(1-13)烷基，卤代烷基例如三氟丙基和氰基烷基；芳基如苯基、氯代苯基和甲苯基。R2优选是甲基或甲基和三氟丙基的混合物，或者甲基和苯基的混合物。
硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的重均分子量(Mw，例如，通过凝胶渗透色谱、超离心或者光散射法测量)大于或等于约10,000，优选大于或等于约20,000。还优选重均分子量小于或等于约200,000，优选小于或等于约100,000。聚有机硅氧烷单元占硅氧烷-聚碳酸酯共聚物总重的约0.5-约80wt％通常是理想的。硅氧烷嵌段的链长对应于约10-约100个化学键合的有机硅氧烷单元。可以例如通过描述于US-A-5,530,083的方法制备它们，将该文献全部引入本文作为参考。
也可以使用多芳基化物和聚酯碳酸酯树脂或其共混物。也可以使用支化的聚碳酸酯、线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物。支化聚碳酸酯可以通过在聚合过程中加入支化剂而制备。
这些支化剂可包括含有至少三个官能团的多官能有机化合物，该官能团可以是羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基、和包括至少一种上述支化剂的组合。具体的例子包括1，2，4-苯三酸、1，2，4-苯三酸酐、1，2，4-苯三酰三氯、三-对羟基苯基乙烷、靛红-双酚、三-苯酚TC(1，3，5-三((对羟苯基)异丙基)苯)、三-苯酚PA(4(4(1，1-双(对羟苯基)乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、1，3，5-苯三酸和二苯酮四羧酸等，以及包含至少一种前述支化剂的组合。可以基于基板的总重量，以约0.05重量％-约2.0重量％的量下加入支化剂。
在一种实施方式中，可以通过二羟基化合物和碳酸二酯的熔融缩聚反应制备聚碳酸酯。可以用于制备聚碳酸酯的碳酸二酯的实例是碳酸二苯酯、双(2，4-二氯苯基)碳酸酯、双(2，4，6-三氯苯基)碳酸酯，双(2-氰基苯基)碳酸酯、双(邻硝基苯基)碳酸酯、二甲苯基碳酸酯、间-甲苯基碳酸酯、二萘基碳酸酯、双(二苯基)碳酸酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯、二丁基碳酸酯、二环己基碳酸酯等，以及包含至少一种前述碳酸二酯的组合。优选碳酸二酯是碳酸二苯酯。
优选，聚碳酸酯的重均分子量为约5,000-约100,000原子质量单元(amu)。在该范围内，重均分子量大于或等于约10,000是理想的，优选大于或等于约15,000原子质量单位。还理想的是分子量小于或等于约65,000，更优选小于或等于约35,000原子质量单位。
吸光材料结合到基板(例如读取表面)和/或布置在活性层和读取表面之间的涂层上。某些可能的吸光材料包括但不限于蒽醌衍生物、苯并吡喃衍生物或者包含至少一种前述衍生物的组合，其包括上述透射和吸收性质。通常的蒽醌衍生物可以由通式(VIII)表示。
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8相同或不同，并可以为氢原子、羟基、脂族基团、芳族基团、杂环基团、卤素原子、氰基、硝基、--COR9、--SR10，、-COOR9，-NR9R10、--NR10COR11、--NR10SO2R11-、-CONR9R10、--CONHSO2R11或者-SO2NHCOR11，其中R9和R10各自表示氢原子、脂族基团、芳族基团或者杂环基团，和R11表示脂族基团、芳族基团或者杂环基团，R9和R10可以彼此结合形成5-或6-元环；且其中R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7或者R7和R8可以彼此结合形成环。
优选的蒽醌衍生物包括下式(IX)，(X)和(XI)所示的1，4-，1，5-和1，8-蒽醌衍生物
其中R2-R7如上所述，而R是氢、含有1-20个碳原子的烷基(例如甲基、乙基、正丁基、异丙基、2-乙基己基、正癸基、正十八烷基)、含有3-20个碳原子的环烷基(例如环戊基、环己基)、含有3-20个碳原子的烯丙基，其可以含有取代基，取代基包括例如，卤素原子(例如F，Cl，Br，I)、羟基、氰基、硝基、羧酸、含有6-10个碳原子的芳基(例如苯基、萘基)、含有0-20个碳原子的氨基(例如--NH2、--NHCH3、-N(C2H5)2-、-N(C4H9)2、--N(C8H17)2、苯胺基、4-甲氧基苯胺基)、含有1-20个碳原子的酰氨基(例如乙酰胺基、己酰胺基、苯甲酰氨基、十八酰氨基)、含有1-20个碳原子的氨基甲酰基(例如未取代的氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、辛基氨基甲酰基、十六烷基氨基甲酰基)、含有2-20个碳原子的酯基(例如甲氧羰基、乙氧羰基、苯氧羰基、正丁氧羰基、十二烷氧羰基)、含有1-20个碳原子的烷氧基或芳氧基(例如甲氧基、乙氧基、丁氧基、异丙氧基、苄氧基、苯氧基、十八烷氧基)、含有1-20个碳原子的亚磺酰氨基(例如甲烷亚磺酰氨基(methanesulfonamido)、乙烷亚磺酰氨基、丁烷亚磺酰氨基、苯亚磺酰氨基、辛烷亚磺酰氨基)、含有0-20个碳原子的氨磺酰基(例如未取代的氨磺酰、甲基氨磺酰、丁基氨磺酰、癸基氨磺酰)、5-或者6-元杂环(例如吡啶基、吡唑基、吗啉代、哌啶基、吡咯基、苯并唑基)等等。上述1，4-，1，5-和1，8-蒽醌衍生物的某些实例包括1，5-和1，8-双(环己基氨基)蒽醌；1，5-和1，8-双(异丙基氨基)蒽醌；1，4-二异丙基氨基-2，3-二苯氧基-蒽醌；1，8-双(2-乙基己基氨基)蒽醌；1，8-双(N，N-二乙基氨基-丙基氨基)蒽醌和1，8-双(N，N-二乙基氨基-乙基氨基)蒽醌及其衍生物等，以及包含前述至少一种的反应产物和组合。
可以在基板中使用的其他吸光材料是具有通式(XII)的苯并吡喃衍生物
其中R为未取代或取代的芳基(单环、双环、三环或者杂环)；R8可以为烷氧羰基、硝基、氰基、烷基磺酰基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并唑基或者喹喔啉基；R1和R2是氢、未取代或取代的烷基(其中取代基可以是C1-C15一价烃基、烷氧基、氰基、卤素、羧基、烷酯基)；和R3-R7选自氢、含有1-20个碳原子的烷基、含有3-20个碳原子的环烷基、含有3-20个碳原子的烯丙基、羟基、氰基、硝基、羧酸、含有6-10个碳原子的芳基、含有小于或等于20个碳原子的氨基、含有1-20个碳原子的酰胺基、含有1-20个碳原子的氨基甲酰基、含有2-20个碳原子的酯基、含有1-20个碳原子的烷氧基或芳氧基、含有1-20个碳原子的硫化物基团、含有1-20个碳原子的亚磺酰氨基、含有小于或等于20个碳原子的氨磺酰基、5-元杂环和6-元杂环。
苯并吡喃染料的实例是通式(XIII)的苯并吡喃红 可以在基板中使用的另一吸光材料是通式(XIV)显示的还原紫染料(vatviolet dye) 其中R1、R2、R3和R4可以相同或不同，并且是氢、卤素、烷基、芳基、烷氧基、alcoyl(例如酰基、苯甲酰基等)、酰氨、醇、腈、硝基、酯、醚等。与苯并吡喃衍生物或者还原紫染料中的任一种或者与二者组合加入蒽醌衍生物可能是理想的。
较宽蒽醌染料族的另一吸光材料是通式(XV) 该染料族的实例是通式(XVI)的溶剂红52，其优选用于控制部分配方中，优选的固化波长为约400nm(使用例如氙灯) 希望前述吸光材料具有红色、品红或者紫色色调(shade)。优选，这些吸光材料在约500和约630nm范围内具有最大吸收，优选在约530-约600nm范围内具有最大吸收，更优选在约540nm-约590nm范围内具有最大吸收。通常，希望在600nm波长下，吸光材料的消光系数大于或等于1,500升/摩尔/厘米(mol-1.cm-1.L)，优选大于或等于约3,000mol-1·cm-1·L，更优选大于或等于约4,500mol-1·cm-1·L，和最优选大于或等于约6,000mol-1·cm-1·L。还希望在约650nm波长下，吸光材料的消光系数小于约1,000mol-1.cm-1·L，优选小于或等于约800mol-1·cm-1·L，和更优选小于或等于约600mol-1·cm-1·L，。除非另有指出，所有消光系数是使用双光束分光光度计，在对于1厘米(cm)光路长度而言产生0.8和1.2单元的最大吸收的染料浓度下测量。
不受理论的限制，由于前述红色、品红和紫色吸光材料的发色团的性质，当在二氯甲烷(也称作二氯甲烷或者CH2Cl2)溶液中测量时，通常在约600nm的波长下获得较高的消光系数，而在约650nm的波长下获得较低的消光系数，最大吸收位于大于或等于约520nm的波长处，优选位于大于或等于约540nm处的波长，更优选位于大于或等于约560nm的波长处。
通常需要以足以保护活性层不被光降解而不会不利地影响介质的读取性质的量下将吸光材料加入到聚合物树脂中。通常基于控制部分的总重量，使用约0.001wt％-约5.0wt％的吸光材料。在该范围内，对于大部分吸光材料，吸光材料的量小于或等于约3wt％，优选小于或等于约1wt％，更优选小于或等于约0.4wt％。在该范围内，吸光材料大于或等于约0.05wt％，更优选大于或等于约0.07wt％，特别优选大于或等于约0.1wt％。在控制部分中使用的染料的实际量取决于染料的效率，即，其在上述波长处(例如所需透射和接下来的阻断波长(blocked wavelength)、光致漂白的控制波长和固化波长)的本体吸收率(massic absorptivity)。通常，优选使用较低量的染料以降低染料和树脂之间的反应风险以及染料在模塑工艺中从聚合物基体中浸出(leach out)(″沉析(plate-out)″问题)的风险。
控制部分通常可以使用能够充分混合各种前体的反应容器制造，所述容器例如是单螺杆或双螺杆挤出机、捏合机、掺混机、轧制机等等。聚合物树脂和吸光材料一起通常可以在进料喉处加入挤出机中。在一种实施方式中，聚合物树脂在进料喉处加入挤出机中，而吸光材料可以在进料喉的下游加入挤出机中。虽然聚合物树脂可以和吸光材料在挤出机中共混，但是直接在模塑设备中混合聚合物树脂和吸光材料也是理想的。
可以使用各种模塑和/或加工技术完成存储介质的制造。可能的技术包括注塑、膜流延、挤出、压制、冲压等等。当制备了基板时，其他加工，例如电镀、涂覆技术(旋涂、喷涂、气相沉积、丝网印刷、涂刷、浸涂等等)、层压、溅射等，以及包含至少一种前述加工技术组合可以用于在基板上布置所需层(例如任选地包括控制部分)。
有限运行聚碳酸酯数据存储介质的实例包括至少两个聚合物基板，至少形成数据存储介质读取侧面的基板包含吸光材料。在两个基板之间布置各种层，例如数据层、介电层(一层或多层)、活性层(一层或多层)、UV层(一层或多层)和半反射和/或反射层(一层或多层)，以及包含至少一层前述层的组合。例如，这些层可以包括从基板开始，反射层、任选的介电层、数据存储层(一层或多层)、任选的介电层、活性层和控制部分，而任选的保护和/或润滑层布置在控制部分上。应该理解，数据存储介质的形式不局限于盘型，而是可以为适应读出装置的任何尺寸和形状。通常的数据存储介质的总厚度为约1.0-约1.3mm，外径为约65mm-约130mm。
在另一实施方式中，将具有吸光材料的控制部分与光学透明塑料(例如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等等)混合，使得控制部分将布置在活性层和读取表面之间。如果存储介质是两面的(即数据可以从介质的两面获得)，优选控制部分布置在活性介质的两面上。换句话说，优选控制部分布置在活性层和任何潜在光致漂白源之间。控制部分可以为具有埃数量级厚度的涂层，例如约50埃(例如涂层)-约1.0mm左右。控制部分也可以为自支持基板(例如具有充分厚度以自支持的基板，厚度为例如大于或等于约0.3mm，通常优选厚度为约0.5mm-约1.35mm)。优选控制部分构建在盘型基板内，以简化盘的制造工艺并且也限制最终用户改变控制部分。
数据存储层(一层或多层)可包括能够存储可取回数据(retrievable data)的任何材料，例如光学层、磁性层或者光-磁层。数据存储层可包括金属、金属合金、和氧化物，它们可以被溅射(或以其它方式沉积)形成通常小于或等于约100nm厚的薄层，并且它们在满足盘片规格的读回激光波长下提供足够的反射率。可用的材料包括氧化物(例如氧化硅)、稀土元素-过渡金属合金、镍、钴、铬、银、钽、铂、铽、钆、铁、硼、有机染料(一种或多种)(例如氰蓝或者酞菁型染料)，和无机相转换化合物(例如TeSeSn、InAgSb，等)，等，以及包含至少一种前述材料的合金和组合。通常由于经济和纯度因素，使用下面的材料例如氧化硅、铝、金、银、银合金等，以及包含这些材料中的至少一种的组合。
防止灰尘、油和其它污染物的保护层(一层或多层)的厚度可以为大于约100微米(μm)至小于约10埃，在某些实施方式中优选厚度为约300埃或者更小，特别优选厚度约100埃或更小。保护层(一层或多层)的厚度通常至少部分地取决于所用读写机理，例如磁、光或者磁-光的类型。可能的保护层包括抗腐蚀材料，例如金、银、氮化物(例如氮化硅和氮化铝等)、碳化物(例如碳化硅等)、氧化物(例如二氧化硅等)、聚合物材料(例如聚丙烯酸酯或聚碳酸酯)、碳膜(金刚石、类金刚石碳等)等，和包括至少一种前述材料的组合。
介电层布置在数据存储层的一侧或两侧，并且通常作为热控制器，介电层的厚度通常为高达或超过约1,000埃并低至约200埃或更小。在其它与环境相容并优选不与周围的层反应的材料中，可能的介电层包括氮化物(例如氮化硅、氮化铝等)；氧化物(例如氧化铝)；碳化物(例如碳化硅)；和包括至少一种前述材料的组合等。
反射层(一层或多层)应该具有充分的厚度，以反射足够的能量(例如光)以使数据可取回。通常，反射层(一层或多层)的厚度为高达约700埃左右，一般优选厚度为约200埃～约600埃。可能的反射层包括能够反射特定能量场的任何材料，包括金属(例如铝、银、金、钛和包括至少一种前述金属的合金和混合物等)。
包含载体和活性材料的活性层应该初始具有足够的透射率，以使数据能够被数据读取器件取回，并接着形成抑制数据被该器件(例如吸收足量光(例如在给定器件中，激光波长下吸收足够量的入射光、反射光或其组合))取回的层。通常，对于DVD-5可以使用允许来自反射层的初始反射率大于或等于约45％的层，对于DVD-9可以使用允许来自反射层的初始反射率大于或等于约18％的层，优选对于DVD-5初始反射率大于或等于约50％，和对于DVD-9大于或等于约20％，更优选对于DVD-5初始反射率大于或等于约55％，和对于DVD-9大于或等于约22％。甚至更优选初始反射率值对于DVD-5大于或等于约60％，对于DVD-9大于或等于约24％。应该指出对于DVD-5和DVD-9，反射率值都是指″完全″反射层(L1)。由于有限运行DVD-9的构造，L0(即，半反射层)如果位于活性层和读取面之间，则L0的反射率在暴露于空气时不改变。通常，反射回到读取装置的光百分比对于DVD-5是约45-约85％，对于DVD-9是约18-约30％，特别优选分别对于DVD-5和DVD-9，反射回来的光百分比为约50％-约80％和约20％-约28％，最优选约55％-约75％和约22％-约26％。
当介质暴露于氧气(例如空气)所需时间(例如介质的所需允许运行时间)后，该层优选包括使得介质不再可读的反射率。通常优选对于DVD-5，反射率小于或等于约30％，更优选小于或等于约20％，特别优选小于或等于约10％。优选对于DVD-9，反射率小于或等于约15％，更优选小于或等于约12％，特别优选小于或等于约10％。对于大部分介质而言，反射率小于或等于约10％使得该介质不可引导，并因此不再可读。
载体的存在量可以为约65wt％-约85wt％，基于活性层的总重。在该范围内，优选大于或等于约70wt％的量。还在该范围内，优选小于或等于约80wt％的量。可能的载体包括热塑性丙烯酸(酯)类聚合物、聚酯树脂、环氧树脂、polythiolenes、紫外固化有机树脂、聚氨酯、热固性丙烯酸(酯)类树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂等，以及包括至少一种前述载体的组合。聚酯包括，例如脂族二羧酸与二醇的反应产物，二羧酸包括例如富马酸或马来酸，二醇例如乙二醇、丙二醇、辛戊二醇等，以及包括至少前述一种的反应产物和混合物。
一些可以用作载体的环氧树脂包括单体的环氧材料、二聚的环氧材料、低聚的环氧材料和聚合的环氧材料，上述环氧材料中含有一个或多个环氧官能团。实例包括双酚-A和表氯醇的反应产物、表氯醇与酚醛树脂的反应产物等。其它有机树脂可以为聚烯烃和聚硫醇的混合物的形式，例如由Kehr等人的美国专利3,697,395和3,697,402示出的。
此处使用的术语热塑性丙烯酸(酯)类聚合物在其范围内包括指来自一种或多种丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸酯单体的聚合的热塑性聚合物。这些单体由通式XVII表示CH2＝CWCOORf(XVII)其中W是氢或甲基，和Rf是烷基，优选包括约1～约20个碳原子的烷基。Rf表示的烷基的某些非限定性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。
由式XVII表示的丙烯酸酯单体的某些非限定性实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等。由式XVII表示的甲基丙烯酸酯单体的某些非限定性实例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸丙酯等，以及包括前述至少一种的反应产物和组合。
当出现时，上述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体的共聚物也包含在术语热塑性丙烯酸(酯)类聚合物的范围内。优选，热塑性丙烯酸(酯)类聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸的共聚物。提供热塑性丙烯酸类聚合物的单体丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合可以通过任何公知聚合技术进行。热塑性丙烯酸类聚合物的特性粘度通常小于或等于约0.300立方厘米/克(cm3/g)，更通常为小于或等于约0.250cm3/g，最通常为小于约0.200cm3/g。
可能的活性材料包括能够产生上述反射率的任何材料。活性层可以包括在暴露于氧气氧化时光学性质改变的材料，其中光学性质的改变导致在激光读回波长下的光吸收，由此导致盘片不可运行。活性材料的某些实例是吖嗪族的那些(以其无色(或还原)形式)，例如噻嗪、嗪等，以及其衍生物和包含至少一种前述物质的组合，其可以包括稠环取代基。优选该活性材料在激光波长±50nm处具有最大吸收，优选在激光波长±30nm处，更优选在激光波长±10nm处。
例如，可以使用氧气敏感性无色或还原形式的亚甲基蓝、亮甲酚蓝、碱性蓝3和甲苯胺0，以及包括至少一种前述材料的反应产物和组合。这些物质中的一些结构示于下式(XVIII)-(XXI)中 亚甲基蓝 亮甲酚蓝 碱性蓝3
甲苯胺蓝0活性材料可以进一步包含含有至少一种前述活性材料的混合物。
此外，活性层可以含有光致漂白抑制剂，例如多羟基化合物。适合的多羟基化合物包括双酚、双酚衍生物、三羟基苯衍生物或其组合。多羟基化合物有效降低光致漂白。本文使用的“有效降低光致漂白”指达到具有多羟基化合物的有限运行存储介质在介质播放机中停止运行的反射率所需时间，该时间比达到在活性层中不具有多羟基化合物的有限运行数据存储介质在介质播放机中停止运行的反射率所需时间长。通常所需反射率小于约20％，和一般地反射率小于约10％。
合适的聚二羟基化合物包括但不限于通式(XXII)表示的那些 其中E1表示芳族基团，例如亚苯基、亚联苯基、亚萘基等等。Z1可以为无机原子，包括但不限于卤素(氟、氯、溴、碘)；无机基团，包括但不限于硝基；有机基团，包括但不限于一价烃基，例如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基或者环烷基，或者氧基团如OR2，其中R2为氢或者一价烃基例如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基或者环烷基。在某些具体实施方式
中，Z1包括卤素基团或者C1-C6烷基。字母″m″表示从零(包括零)到E1上可取代位置数的任何整数；″t″表示至少等于1的整数；和″u″表示零或者至少等于1的整数，条件是如果″u″为0，则“m”表示从2(包括2)到E1上可取代位置数的任何整数。
当如上式(VI)所表示的，如果存在不止一个Z1取代基时，它们可以相同或不同。在芳族残基E1上的羟基和Z1的位置可以以邻位、间位或对位变化，并且这些基团可以为相邻、不对称或对称关系，而芳族残基的两个或多个环碳原子被Z1和羟基取代。
多羟基化合物的实例包括但不限于4，4′-双酚、3，3′-双酚、2，2′-双酚、2，2′，6，6′-四甲基-3，3′，5，5′-四溴4，4′-双酚、2，2′，6，6′-四甲基-3，3′，5-三溴-4，4′-双酚、3，3′-二甲基二苯基-4，4′-二醇、3，3′-二叔丁基二苯基-4，4′-二醇、3，3′，5，5′-四甲基二苯基-4，4′-二醇、2，2′-二叔丁基-5，5′-二甲基二苯基-4，4′-二醇、3，3′-二叔丁基-5，5’-二甲基二苯基-4，4’-二醇、3，3′，5，5′-四叔丁基二苯基-4，4′-二醇、2，2′，3，3′，5，5′-六甲基二苯基-4，4′-二醇、2，2′，3，3′，5，5′，6，6′-八甲基二苯基-4，4′-二醇、3，3′-二-正己基二苯基-4，4′-二醇、3，3′-二正己基-5，5′-二甲基二苯基-4，4’-二醇、1，2，4-三羟基苯等。通常，多羟基化合物的存在量为约1重量％-约20重量％，更通常地为约3重量％-约15重量％，和最通常地为约5重量％-约10重量％，基于活性层的总重。
除了上述活性材料外，可以合成大量其它染料和光阻断材料，以操作使得数据存储介质有限运行。例如，其它可用活性材料可见于美国专利4,404,257和5,815,484。活性材料可进一步包含含有前述至少一种活性材料的混合物。
活性层中活性材料的量取决于数据存储介质的所需寿命以及介质的氧气透过性(即，氧气到达活性层，例如通过UV涂层、空气通道或其它层)。对于高达约3天的寿命，使用2微米-约30微米厚的可紫外固化涂层，活性层中活性材料的量可以为约0.1重量％(wt％)-约12wt％，基于活性层的总重。在该范围内，优选大于或等于约3wt％的量，更优选大于或等于约4wt％。在该范围内，还优选小于或等于约10wt％的量，优选小于或等于约7wt％，更优选小于或等于约6wt％，进一步优选小于或等于约5wt％。通常位于两基板之间的活性(一个基板是读取面基板)可以有助于粘合该两个基板，如果需要。注意，某些添加剂可以促进氧化动力学，这可解释为更短的可运行时间。在优选实施方式中，活性层是UV可固化粘合剂，厚度为约40微米-约70微米，并用于将盘片基板粘合在一起。通常使用的UV可固化粘合剂的厚度为约55微米。此时，可以在活性染料充填量为活性层总重的约1重量％(wt％)-约2wt％下，使得盘片可运行48小时。
在形成数据存储介质的一种实施方式中，数据布置在原始基板(例如塑料、玻璃、金属或者其它基板)的侧面上，布置于原始基板和活性层之间。活性层覆盖大部分数据存储介质，使得其可以使该介质在所选时间内有限运行。然后将控制部分布置在活性层侧面上，与介质相对。控制部分覆盖大部分活性层，以提供对光致漂白的充分保护，从而避免使得活性层的有限运行功能被破解(例如防止活性层降解)。应该理解介质不仅需要不可读而且需要保持不可读(即使在暴露于光达保护期后(例如大于或等于约7天))。任选地，其它层布置在基板上。例如，如果控制部分是涂层，可以理想地在原始基板的与数据相同的侧面上布置第二光学透明基板，例如在数据(例如反射层)和活性层之间，活性层和控制部分之间，控制部分上与活性层相对的侧面上，等等。也可以使用其它层例如另外的反射层(一层或多层)、介电层(一层或多层)、润滑层(一层或多层)和其它层。
有限运行光盘的颜色可以使用彩色分光光度计，按照标准实践ASTM1164和方法ASTM E1331测量，例如使用来自Gretag MacBeth，New Windsor，NY的Color Eye 7000A分光光度计。通常使用标准配备有积分球形几何系统(integrating sphere geometry)的设备测量各种样品的颜色。在测量前，该设备通常使用白色校准磁片和生产商提供的光肼来校准。通常根据MacBethCE7000A操作手册，校准UV过滤器位置，以模拟D65光源(UVD65设置)。所有测量(反射和透射模式)优选以包括光的镜面部件(specular component oflight included)(SCI)、包括紫外线和校准(UV included and calibrated)(UVD65)、大取景孔(large viewing aperture)(LAW)和大视野(LAV)方式进行。对于每个特定色空间的色坐标通过Gretag MacBeth ProPalette Optiview 5.2软件，从360nm和750nm之间记录的光谱曲线，对10度观察角进行计算。通常使用下面的色空间进行计算CIE(Commission Intemationale de 1′Eclairage)1931；也称作Yxy坐标；CIE 1976或者CIELab系统(即，L*a*b*坐标)，用于透射和反射系数测量；和CIE 1976LCh系统(即，亮度(L*)，彩度(C*)和色调(h°)坐标)，用于透射和反射系数测量。
注意在没有软件时，可以根据ASTM E308计算色坐标。
在一种实施方式中，在暴露于氧气前(或者恰在打开确保盘片储存在无氧环境中的密封包装之后)，有限运行盘片的读取面具有红色、紫色或者品红颜色。当在CIE 1976LCh系统中表示时，有限运行盘片的初始亮度值(L*)为小于或等于37和彩度值(C*)小于或等于46。在暴露于氧气后变得不可运行后，有限运行盘片通常变为较暗的颜色，该颜色在盘片(下文中称作″期满″盘片)变得完全不可运行至少一个星期后测量时对应于亮度值(L*)小于或等于约33和彩度值小于或等于约30。例如，″期满″盘片具有相应于亮度值小于或等于约30和彩度值小于或等于约10的黑色，更优选彩度值小于或等于约5。
下面的示例性、非限定性的实施例解释了涉及各种实施方式的有限运行数据存储介质的组合物和使用各种材料和设备的制造方法。
实施例对于实施例1-8，使用Bruker 300 MHz Avance分光计记录核磁共振(NMR)谱图，并且使用Perkin-Elmer Lambda 900UV/VIS/NIR(近红外)分光光度计进行紫外(UV)-视觉(VIS)光谱测量。二氯甲烷用作UV-VIS光谱测量的溶剂。在设备Agilent 1100上进行高效液相色谱(HPLC)分析。使用设备Electrothermal MEL-TEMP 3记录所有熔点，并且是未修正的。使用下式(XXIII)计算消光系数ε＝A/(BC) (XXIII)其中ε＝消光系数A＝吸光率B＝光程长，cmC＝浓度(摩尔浓度，摩尔/升)实施例1该实施例详细描述了1，5-双(异丙基氨基)蒽醌的合成。3.00克(g)(0.011摩尔(mol))1，5-二氯蒽醌、30毫克(mg)铜粉、30mg碘化铜(I)和20毫升(ml)(0.235摩尔)异丙胺加入30ml乙二醇中，在保持在油浴中的密闭容器中将所得悬浮液加热到160℃。加热在160℃持续16小时，之后停止加热，使容器恢复到室温。接着加入20ml甲醇到容器中，在室温下搅拌内容物30分钟。然后缓慢将所得混合物倾入50克(g)15％(重量/体积(wt/vol))冰冷(即约5℃)的HCl溶液中。然后过滤沉淀物，使用水洗涤到不含酸，在真空中100℃时干燥。产量为3.00g。如此获得的粗产物通过柱色谱，使用含有80％正己烷和20％乙酸乙酯的洗脱液纯化。使用HPLC测量，纯度为80％。使用质子NMR(1H NMR)光谱(300兆赫(MHz)表征产物，氘化氯仿(CDCl3))化学位移(δ)1.36(双峰(d)，12质子(H))，δ3.86(多峰(m)，2H)，δ6.99(d，2H)，δ7.53(m，4H)，δ9.75(连接到氮的质子(NH))。
实施例2该实施例详细描述1，5-双-(-2-N，N-二乙基氨基-乙基氨基)蒽醌的合成。将含有5.50g(0.02mole)1，5-二氯蒽醌、60mg铜粉和20g(0.17mole)N，N-二乙基乙二胺的混合物在大气压(约105帕斯卡(Pa))下加热至约120℃-约125℃达5小时。然后将所得溶液冷却到50℃，接着用40ml甲醇研磨，并在50℃另外搅拌1小时。然后将如此获得的产物倾入100ml冰冷水中。然后过滤沉淀的产物，用水洗涤并在50℃干燥过夜。产量为6.50g。使用HPLC测量，纯度为98％。通过1H NMR光谱(300MHz，CDCl3)表征产物δ1.08(三峰(t)，12H)，δ2.65(四峰(q)，8H)，δ2.82(m，4H)，δ3.40(m，4H)，δ6.98(d，2H)，δ7.54(m，4H)，δ9.75(NH)。
实施例3该实施例详细描述了1，8-双(环己基氨基)蒽醌的合成。在大气压下将含有28.00g(0.101mol)1，8-二氯蒽醌、0.3g铜粉和280ml(2.45mol)环己基胺的混合物加热到160℃，持续15小时。然后将所得溶液冷却到60℃，接着用150ml甲醇研磨，并在该温度下另外搅拌1小时。将如此获得的产物缓慢倾入1,000ml的15％(wt/vol)冰冷HCl溶液中。然后过滤沉淀的产物，用水洗涤到不含酸，在100℃真空干燥。产量为37.00g。然后在200ml甲醇中悬浮如此获得的产物，回流1小时，之后将混合物冷却到室温。过滤，用20ml冷甲醇(10℃)洗涤，抽气下干燥。使用由90vol％石油醚和10vol％乙酸乙酯构成的洗脱系统测定该阶段的TLC(薄层色谱)性能，表明存在小比例的单缩合产物。重复甲醇处理，以完全除去单取代的产物。然后将如此获得的产物分批(in lots)溶解在4升(L)二氯甲烷中，在所有情况下加热到回流，通过使用G-2烧结漏斗的C盐(硅藻土)床过滤。所得溶液在减压下蒸发，产生34g纯产物，即通过HPLC测量纯度为98％。通过1H NMR光谱表征产物(300MHz，氘化的二氯甲烷(CD2Cl2))δ1.33-2.12(m，20H)，δ3.55(m，2H)，δ7.11(d，2H)，δ7.48(m，4H)，δ9.73(NH)。
实施例4该实施例详细描述了1，8-双(异丙基氨基)蒽醌的合成。将含有3.00g(0.011摩尔)1，8-二氯蒽醌、30mg铜粉、30mg碘化铜(I)和25ml(0.29摩尔)异丙胺的混合物加入20ml(0.34摩尔)乙二醇中，在密闭容器中将所得悬浮体加热到160℃，持续15小时。然后将所得溶液冷却到室温(约23℃)，将内容物缓慢倾入100ml的15％冰冷乙酸溶液中。然后过滤沉淀的产物，洗涤到不含酸，并在100℃真空干燥。产量为3.00g。使用含有80体积％(vol％)正己烷和20vol％乙酸乙酯的溶剂混合物作为洗脱体系，对一部分样品进行柱色谱分析，得到纯态的产物。获得34g产物，通过HPLC测得纯度93％。通过1H NMR光谱表征产物(300MHZ，CDCl3)δ1.39(d，12H)，δ3.86(m，2H)，δ7.07(d，2H)，δ7.50(m，4H)，δ9.73(NH)。
实施例5该实施例详细说明了1，8-双(2-乙基己基氨基)蒽醌的合成。将4.00g(0.014摩尔)的1，8-二氯蒽醌、60mg铜粉和10g(0.077摩尔)2-乙基己基胺加入烧瓶中的35ml乙二醇中，将所得悬浮体加热到160℃，持续16小时，之后将烧瓶中的内容物冷却到室温，接着加入30ml甲醇并搅拌30分钟。然后将所得混合物缓慢倾入50g的15％冰冷HCl溶液中。过滤所得沉淀物，洗涤到不含酸，在100℃真空干燥。产量为3.50g。然后使用含有80vol％正己烷和20vol％乙酸乙酯的洗脱系统，通过柱色谱法纯化粗产物。使用HPLC测量获得纯度为93％。通过1H NMR色谱表征产物(300MHz，氘化的二甲基亚砜(DMSOD6))δ0.95(m，12H)，δ1.35-1.72(m，18H)，δ3.22(m，4H)，δ7.05(d，2H)，δ7.50(m，4H)，δ9.73(NH)。
实施例6该实施例详细说明了1，8-双-(3-N，N-二甲基氨基-丙基氨基)蒽醌的合成。将含有5.00g(0.018mol)1，8-二氯蒽醌、50mg铜粉和40g(0.39mol)N，N-二甲基氨基-3-丙胺的混合物在大气压下加热到120℃，持续3小时。然后将所得溶液冷却到60℃，使用20ml甲醇研磨，在该温度下搅拌1小时。然后将如此获得的产物缓慢倾入200ml冰冷水中。然后过滤如此获得的沉淀物，得到2g产物。然后使用含有80vol％正己烷和20vol％乙酸乙酯的溶剂混合物作为洗脱系统，对一部分粗产物进行柱色谱分离，产生纯化形式的产物，使用HPLC测量的纯度为98％。通过1H NMR色谱表征产物(300MHZ，CDCl3)δ1.94(m，4H)，δ2.29(单峰(一个或多个)，12H)，δ2.46(t，4H)，δ3.40(m，4H)，δ7.07(d，2H)，δ7.52(m，4H)，δ9.75(NH)。
实施例7
该实施例详细说明了1，8-双(-2-N，N-二乙基氨基-乙基氨基)蒽醌的合成。将含有10.00g(0.036摩尔)1，8-二氯蒽醌、0.3g铜粉和60g(0.51摩尔)N，N-二乙基乙二胺的混合物在大气压下加热到130℃，持续5小时。将所得溶液冷却到60℃，接着用25ml甲醇研磨和在该温度下另外搅拌1小时。将如此获得的产物缓慢倾入100ml冰冷水中。然后过滤沉淀的产物，用水洗涤，在50℃干燥过夜。总产量为8.00g。使用HPLC测量获得的纯度为97％。通过1H NMR色谱表征产物(300MHZ，CDCl3)δ1.11(t，12H)，δ2.65(q，8H)，δ2.82(t，4H)，δ3.40(m，4H)，δ7.03(d，2H)，δ7.51(m，4H)，δ9.72(NH)。
实施例8该实施例详细说明了苯并吡喃红的合成。通过搅拌30分钟，将9.00g(0.017mol)下式(XXIV)的亚氨基化合物溶解在150ml吡啶中。
然后将6.4g(0.0336mol)的1-萘甲酰基氯化物以细流的形式加入，然后将反应物温度在100℃另外保持1.5小时。在该阶段，使用30vol％石油醚和70vol％乙酸乙酯的洗脱系统进行TLC分析，表明反应没有完全进行。在该阶段，将2.0g(0.01mol)萘甲酰基氯化物加入，在100℃另外继续加热30分钟(min)，以确保亚氨基化合物完全转化为萘甲酰基衍生物，可由TLC确认。然后使产物冷却到室温，搅拌下缓慢倾入800ml水中，继续搅拌30min，使产物完全沉淀。然后过滤沉淀的产物，用200ml水洗涤，在吸气下干燥。然后通过在含有70vol％乙酸乙酯和30vol％石油醚的100ml溶剂混合物中回流1小时，接着将内容物冷却到室温，过滤，用50ml石油醚洗涤，以纯化粗产物。通过在50vol％乙酸乙酯和50vol％石油醚的100ml溶剂混合物中回流1小时，在室温下过滤内容物，用50ml石油醚洗涤，和在100℃真空干燥过夜，以进一步纯化产物。产物重量为8.6g，并且在254nm没有吸收。使用HPLC测量，纯度为98％。通过1H NMR光谱和IR光谱进一步表征产物((300MHZ，CDCl3)δ1.18(t，6H)，δ3.6(q，4H)，δ6.85(s，1H)，δ7.10(d，1H)，δ7.39-8.57(m，11H)，9.04(s，1H)，9.27(d，1H))。
对于实施例1-8获得的HPLC数据，使用三种方法。所有方法都使用1毫升/分钟(m/min)的流速，柱温为25℃。在方法I中，使用Zorbax EclipseXDB-C18(Agilent Technologies，Palo Alto，CA制备的HPLC柱)，4.6×150毫米(mm)，5微米(μm)和表2所示的溶剂梯度。方法II使用Zorbax EclipseXDB-C18，4.6×150mm，5微米和表3所示的溶剂梯度。方法III使用ZorbaxEclipse RX-SIL，4.6×250mm，5微米，和溶剂组成为15vol％丙烯腈85vol％二氯甲烷。
表1
1Conc.＝浓度表2
A＝水C＝含0.5％三乙胺的丙烯腈，并用冰醋酸调至pH＝7.0D＝THF表3
A＝水C＝含0.5％三乙胺的丙烯腈，并用冰醋酸调至pH＝7.0实施例9在该实施例中，制备几种蒽醌衍生物，在二氯甲烷溶液中，在300nm-800nm的波长区域，使用双光束UV/VIS Perkin-Elmer Lambda 900UV/VIS/NIR分光光度计测量其UV-VIS光谱特征。蒽醌衍生物的结构示于表4，而光学性质示于上表1。
表4 1Ex.#＝实施例号2异丙基如可以从上表1看出，所有蒽醌在600nm与365nm的波长下的吸光度比大于或等于约1.5。然而，仅仅某些1，5-蒽醌在600与365nm波长下的吸光度比大于或等于约3。因为1，8-蒽醌在600与365nm波长下的吸光度比通常大于或等于约3，在需要较高吸光度比值的某些特定应用(例如光/存储介质(非有限运行的)和传感器应用(例如传感器窗(sensor windows))，其中紫外可固化粘合剂位于将被激光束或任何其他光源(例如发光二极管)穿过的层的顶部)中，这些蒽醌可能优于1，5-蒽醌。600和365nm是波长的实例。不同的固化和读回系统可能需要不同的波长。在这方面，更优选在600nm与365nm的波长下分别显示出高吸光度比为22.4和16.3的样品7和4。
对于所有蒽醌衍生物，在650nm与600nm波长下的吸光度比以百分比表示，并且通常小于10％。在650nm，1，5-蒽醌衍生物还显示出比1，8-蒽醌衍生物更低的消光系数。通过混合1，5-蒽醌衍生物和1，8-蒽醌衍生物，可以精细调制吸光度比至所需值。当需要增加介质(例如盘片基板)在约650nm波长的透射率，同时增加在约550nm波长下吸收率时，精细调制吸光度比的能力可能是有用的。
实施例10在该实施例中，使用显示于表5的配方，制备光学品质组合物(样品9-12)。1，8-蒽醌衍生物根据前述试验过程合成。某些1，5-衍生物如前述部分合成。仅仅1，5-双(环己基氨基)蒽醌从Keystone Aniline Corporation(USA)购得，颜料索引名称为溶剂红207。还原紫染料也是从Keystone AnilineCorporation获得，颜料索引名称为VAT Violet 3。实施例8的苯并吡喃红用于样品12。亚磷酸盐稳定剂为来自Dover Chemicals的Doverphos S-9228，脱模剂为来自MitsubishiIntemational Corporation的Glycerol Monostearate。
表5
1OQ＝光学品质2Mw＝重均分子量溶剂红52和分散橙47获自Bayer Corporation(Pittsburgh，PA)，商品名分别为Macrolex Red 5B和Orange R。将表5显示的组合物挤出为0.60毫米厚的膜，相对厚度偏差为+/-10％，然后用作基板。基板的光学性质使用VarianInc.，Palo Alto，CA制造的紫外可见双光束分光光度计(型号Cary 300 BIO)，以透射模式测量。该性质即透射百分比(％T)和吸光度(Abs)比例示于表6。也可以计算这些样品的氙固化指数和光致漂白滤光指数并示于表6中。
表6
表6
对于氙灯和典型的Irgacure光引发剂(Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，NY)，在表7中示出计算固化指数(上述方程(1))的基础。Irgacure光引发剂的吸光度在330-450nm的范围内归一化，以使总和为100。选择该波长范围是因为在该范围内可以通过透明聚合物基体例如聚碳酸酯固化粘合剂层。对于氙灯，330-450nm之间的典型光谱辐照度分布(输出)示于表7。适用于固化粘合剂的氙灯可以从Xenon Corporation，Wobum，MA获得。通过将灯的输出乘以引发剂对每一波长的归一化效率(吸光度)而计算有效灯能(efficient lamp energy)。如果光引发剂的效率是未知的，对于每一波长可以使用归一化效率值0.82645，以模拟330-450nm具有等灵敏度的光引发剂。此外，在没有关于固化灯的灯输出数据时，在表7中示出的氙灯输出能量可以用作计算有效灯能的缺省值。
表7
实施例3玻璃的对比抛光在该对比中，使用相同抛光条件比较用于玻璃抛光的相同磨料。9.5cm玻璃盘基本上是纯石英玻璃，原始表面粗糙度(Ra值)为2-10nm。颗粒悬浮于0.2％的聚丙烯酸水溶液，得到6.3±0.1的pH。
表III用于玻璃盘抛光的聚丙烯酸浆料中的磨料的对比
同样，多分散胶态二氧化硅给出最高的除去速率、最少的划痕以及仅等于单分散胶态二氧化硅的表面粗糙度。
实施例4镶嵌方法中铜的抛光铜镶嵌方法中，(1)在介电层中蚀刻沟槽，(2)沉积阻挡层，薄薄地勾画沟槽和薄薄地覆盖内沟槽绝缘体，(3)以一定厚度沉积铜，注满沟槽，同时也涂布内沟槽区域，和(4)使用CMP方法将内沟槽区域中的铜抛光掉，同时在沟槽内保留尽可能多的铜。理想的是将过量铜快速抛光除去，同时在填充沟槽的铜的表面产生最小破坏以及沟槽之间绝缘体的最小侵蚀。
使用相同溶液相(水中的氨基酸、作为氧化剂的过氧化氢以及NH4OH)制备铜CMP浆料。在这些溶液中大约0.010％的颗粒是悬浮的。进行抛光实验确定铜除去速率以及浆料加速破坏和侵蚀的趋势。相对于除去的铜形成的构形的斜率称作感兴趣的结构的破坏或侵蚀“敏感性”，并且可以用作性能量度。该敏感性值是无因次的。斜率值越低，在任何除去的铜的给定量下的构形量越低而且性能越好。破坏和侵蚀敏感性根据最小平方拟合方法确定。
从表6可以看出对于所有样品，在波长600nm和365nm或600nm和400nm处的吸光度比大于或等于约2；实际上，该比例大于或等于约2.5，优选并获得了大于或等于约5的比例。对所有样品，在波长650nm和600nm处的吸光度比都小于或等于约0.15，实际上，该比例小于或等于约0.1，优选并获得了大于或等于约0.075的比例。所有样品在波长650nm显示出大于约70％的透射率，在波长600nm处的透射率小于约35％(实际上小于或等于约10％)，在波长550nm处的透射率小于约5％(实际上小于或等于约2％)。注意，样品9-13还显示出大于或等于约0.5的氙固化指数；对所有样品，该固化指数实际上大于约5，优选并获得了大于10的固化指数。此外，样品9-13显示了大于或等于约2.5的光漂白滤光指数(也参见上述方程(2))，优选并获得了大于或等于约4.0的指数，更优选并获得了大于5.0的指数。
实施例11在该实施例中，在具有受控气氛(清洁级别“级别100”)装置的设备中将来自实施例10的样品10挤出到熔体过滤生产线上，该产生线配备有10微米孔隙的过滤器，以便制造适于以高产率模塑光学数据存储介质(DVD)基板的实际光学品质树脂。挤出机为从Werner and Pfleiderer，New Jersey购得的Type ZSK-30(即，30mm挤出机)。挤出条件为区域1＝480/区域2＝500/区域3＝520/区域4＝540/区域5＝550/模头＝550/螺杆速度400-450转/分钟(rpm)。
DVD-5盘片使用标准程序从粒化原料中获得。从对应于实施例10的样品10中描述的组合物的相同的粒化原料获得L0和L1基板。Daicure SD-698紫外固化粘合剂用于粘合盘片基板。(注意，L0和L1基板都是由该材料制备，对最终盘片的组合物进行完全的电学(AudioDev DVDPro SA300Pulsetech Drive from AudioDev USA，Woodland Hills，CA)和力学(Dr.SchenkPROmeteus MT136 from Dr.Schenk，Woodbury，MN)测试。测试的详细结果见于表8
表8
1Min.＝最小值2Max＝最大值3DP＝双通路4OD＝外径表8列出的参数对应于Industry Standard ECMA publication number 267(″120mm DVD Read Only disk 3rdedition″，April 2001 available online atwww.ecma-international.org)对标准DVD盘片规定的标准参数。光学/力学参数使用Dr.Schenk PROmeteus MT136测量。电学参数使用AudioDev DVDPro SA300 PulseTech drive测量。
为了进一步证实该组合物对有限运行光学数据存储介质提供光致漂白保护的潜力，将由该组合物(样品9-12)制备的基板布置在用过的有限运行光学数据存储盘(DVD)的顶部，该盘具有透明基板并经受加速气候老化试验。透明光学品质的膜用作对照物。在Atlas(Chicago，IL)制造的Weather-o-Meter(W-o-M)model Ci4000中进行试验。W-o-M设置示于表9“加速气候老化”中，其中在W-o-M中约2.86小时(小时.)(即，2.86小时加速气候老化)等价于在Florida户外南向日光下暴露1天。使用表9中的设置以检测有限运行盘片在变得不可运行后的光漂白耐性。将盘片暴露于氧气(例如空气)，以氧化活性层，直至反射率达到10％的值，然后将该盘片在W-o-M中试验前在氧气存在下储存一周。在不存在光的条件下储存该盘片，以避免改变加速气候老化结果(预暴露于光/破解波长)。W-o-M中的试验进行约80小时(80小时加速气候老化)，以模拟在Florida户外南向日光下暴露高达约28天。在约20小时加速气候老化(模拟在Florida户外南向日光下暴露约7天)后，将盘片从W-o-M取出以测量盘片反射率，和然后再次放置在W-0-M中另外约20小时(总暴露约40小时加速气候老化，模拟在Florida户外南向日光下暴露约14天)。在测量反射率后，将盘片再次放置在W-o-M中另外约40小时，总共约80加速气候老化(模拟在Florida户外南向日光下暴露约28天)和最终取出，以测量在W-o-M中暴露约80小时后的盘片反射率。
表9
CIRA和sodalime过滤器来自Atlas，Chicago，IL。
用Dr Schenk Prometheus 136测试装置(购自Dr Schenk，Woodbury，MN)测量在650nm处的盘片反射率。参考光盘在仅仅在W-o-M中暴露20小时后，在650nm处的反射率即达到约22％。对于受到样品9-12的组合物保护的光学数据存储盘片，达到与受对照样品保护的盘片相同的反射率水平，即被光致漂白到在650nm波长处的反射率增加到约22％需要约80小时。已知最灵敏的DVD播放器可以读取反射率低至10％的盘片，该组合物能够提供对转换成在Florida日光暴露至少2周(即，盘片保持不可读(小于10％反射率(大于90％吸光度))的光致漂白的显著额外保护，大于或等于在Florida的户外南向日光下暴露14天或者加速气候老化约40小时(例如在表9设置的条件下放置在W-o-M中))。进一步指出控制部分和优选吸光材料在650nm处的透光率初始大于或等于约70％，在160小时加速气候老化后，在650nm处的初始透光率降低大于或等于约5％，优选降低大于或等于约10％。还优选在80小时加速气候老化后，在650nm的初始透光率降低大于或等于2％，更优选降低大于或等于约5％，最优选降低大于或等于约10％。
可以从上面的实施例看出，可以使用包含塑料和吸光材料的组合物，该组合物在650纳米波长下的透射率大于或等于70％，在600纳米波长下的透射率小于或等于约30％，在550纳米下的透射率小于或等于约5％，以对光学数据存储介质(例如DVD)提供对光漂白的保护。该组合物在600nm和365nm(或者600nm和400nm)处的吸光度比大于或等于约2，优选大于或等于约3，更优选大于或等于约5，进一步优选大于或等于约10。
通常，该组合物提供高光漂白滤光指数的能力导致对在光学数据存储介质中使用的活性层的有效保护。当与600nm和365nm或者600nm和400nm处的高吸光度比组合时，控制部分允许足够的获得粘合剂层固化所用的波长(即，通常约365nm或者400nm)的辐射穿透。这些组合物模塑成用于光学数据存储介质的约0.1-约1.0毫米厚读取侧基板时，能够提供对光致漂白大于或等于约48小时的保持，可能大于或等于约1周的保护，易于获得大于或等于约2周，且可能获得避免直接日光的大于或等于约4周的光致漂白保护。此外，该组合物表现出在约650nm和约600nm处的小于或等于约0.1的有限吸光度比，这不会通过过滤激光而显著地干扰激光读回波长。
实施例12存储介质的性质确定存储介质的有限运行功能可以通过各种方法确定。确定存储介质有限运行功能的一种方法包括从其包装中取出盘片，对于DVD，使用光学介质观察系统例如PROMeteus DVD测试仪(例如PROMeteus model 146，来自Dr.Schenk)测量在激光波长(例如对DVD，650nm)处的初始反射率。然后在逐渐增加在氧气中的暴露后，测量盘片反射率和时间的关系。如果盘片反射率随着在氧气中暴露的增加而降低，这指示存在限制可以在光盘上获得数据的时间的活性层。盘片反射率可以用光学介质观察系统测量的事实表示该盘片含有反射层。
在大部分盘片构造中，该反射层可以被肉眼看到。如果肉眼无法看到，可以使用光学或者电子显微镜技术以确定反射层的存在。在某些情况下，可以使用扫描电镜和能散X-射线光谱联用，以提供其它信息例如有关反射层(和半反射层，如果可用)的元素信息。注意，当控制部分从其它层分离出来时(参见以下描述)，活性层可以是可直接到达的，并且可以通过ATR光谱分析，以便提供有关其组成的定性和定量信息。
将存储介质的各个层彼此定位的一种方式是观察介质(例如盘片)的截面。可以使用光学显微镜或者SEM清楚地识别不同层。在某些情况下，易于比较盘片在暴露于氧气之前的截面和变得不可运行后的截面，因为活性层在暴露于氧气时通常改变了颜色，因此可以更容易地定位。注意，可以使用在紫外(UV)、可见(Vis)、近红外(NIR)或者红外范围内的衰减全反射(ATR)光谱鉴别活性层并不位于盘片的外表面。通常用于分析材料表面的的该技术可以用于比较例如在暴露于氧气之前和之后的盘片。如果活性层位于盘片的外表面，ATR光谱将检测到显著的光谱响应变化。
确定控制部分的性质优选在控制部分从介质的其余部分分离的条件下进行；优选在将其连接到(例如粘合到)其它层之前分析控制部分。或者，优选在分析以确定在激光波长的透光率之前将控制部分与其它层机械分离。可以使用双光束UV/Vis或者UV/Vis/NIR分光光度计(例如，来自Varian的Cary 300仪器)，以确认在激光波长(例如650nm，对于DVD)下光的透射百分比。从分光光度计以透射模式记录的控制部分光谱数据，可以如上面实施例10中所述计算固化和滤光指数。
在二氯甲烷溶液中测量控制部分中吸光材料(一种或多种)的摩尔消光系数。可以使用确认该系数的各种方法。例如，可以鉴别聚合物树脂中的吸光材料的性质。在最简单的情况下，以前为了计算透光率、固化指数和滤光指数而产生的光谱数据足以识别每种吸光材料的确切化学性质(和有可能识别填充量)。如果固体状态(solid state)的光谱数据不能够识别吸光材料(一种或多种)，则控制部分可以溶解在二氯甲烷中，用于进一步分析。可以单独或组合使用包括液相色谱(LC)、高效液相色谱(HPLC)、凝胶渗透色谱(GPC)、气相色谱(GC)、核磁共振或者UV/Vis/NIR光谱的技术，以鉴别吸光材料(一种或多种)的性质和/或填充量。可以使用组合技术例如LC/MS(液相色谱/质谱)或者GC/MS(气相色谱/质谱)，以获得有关吸光材料(一种或多种)的性质和/或分子量的其它信息。此外，可以对于所用特定分析技术建立校准曲线(一种或多种)，以确定吸光材料(一种或多种)的实际充填量，或者特征或充填量的确定可以涉及定量色谱分离(例如制备型高效液相色谱)，以便完全分离吸光材料用于分析。
当吸光材料与控制部分的其它组分分离时，可以蒸发溶剂并称量吸光材料(一种或多种)，以计算控制部分中的原始充填量。当分离吸光材料(一种或多种)时，可以使用分析技术，例如质谱，从而以最小值(at a minimum)获得化合物的分子量和可能的分子式。此时，易于通过将吸光材料重新溶解于已知量的二氯甲烷中，并通过使用UV/Vis或UV/Vis/NIR双光束分光光度计记录光谱数据来测量消光系数。
如果鉴别吸光材料(一种或多种)，可以从历史数据重新获得摩尔消光系数，或者从在二氯甲烷中的纯吸光材料溶液开始重新测量。如本文中解释的，通常使用双光束分光光度计，记录稀释到相应于吸光度值(光密度)为0.8-1.2单元的吸光材料溶液的光谱数据，除非材料的溶解度有问题。然后可以使用Beer定律，利用每种染料的已知分子量和用于产生指定波长下的记录吸光度而在溶液中使用的染料量，从而方便地计算消光系数。
如果某些未知吸光材料存在于控制部分中，而不能彼此分离以进行鉴别(或者用于分别确定消光系数)，那么有可能确定平均分子量和平均消光系数。可以使用来自GC/MS试验、GPC或者其它技术的数据计算吸光材料的平均分子量。当然，平均值需要反映每种吸光材料的相对浓度，如从可获得的分析数据中获得的最佳估计值。此时，消光系数的确定类似于计算单个分离的吸光材料，差别是使用吸光材料的组合(或全部)分子量和平均分子量来计算吸光材料在二氯甲烷溶液中的(体积)摩尔浓度。
通常，已经发现在光学介质中，可以通过将介质暴露于高强度的光线下(例如直接的太日光)一定时间(通常高达约1周)而破解有限运行功能。在日光下暴露导致活性层(例如活性层包括无色亚甲基蓝的衍生物，其在暴露于氧时逐渐氧化，并在读回激光波长下可吸收光)降解，使得其在读回激光波长下不再吸收光。换句话说，在读回激光波长下初始光透明的活性材料布置在反射层和存储介质的读取表面之间。控制部分(例如基板、层和/或涂层)布置在活性材料和读取表面之间。当打开介质包装时，活性材料开始反应(例如和氧气反应)，降低了它在读回激光波长下的透光率。最终，介质变得不可读(即，不能从介质上重新获得数据，因为激光被活性材料吸收)。
为了防止介质的有限运行能力被将介质长期暴露于高强度光线(例如日光)下而破解，使用控制部分。控制部分在读回激光波长下的透射率大于或等于约60％，优选大于或等于约70％，更优选大于或等于约78％，进一步优选大于或等于约82％。控制部分在关键控制波长(例如600nm)和固化波长(例如365nm或者400nm)下的吸光度比大于或等于约2，优选大于或等于约3，更优选大于或等于约5，最优选大于或等于约10。优选，控制部分在高强度光波长下的透射率(例如在用于破解有限运行功能的光波长下(破解波长))小于或等于约30％，更优选小于或等于约20％，更优选小于或等于约10％，最优选小于或等于约5％。在大部分情况下，可以在相对较宽范围的波长内破解有限运行功能。此时，或者在不能清楚地鉴别实际破解波长时，优选选择比激光波长低50nm的破解波长(或关键控制波长)(例如对于激光波长650nm，选择600nm)。
本发明介质和使用吸光材料(一种或多种)的其它的优势在于这些材料中的一些可以增强介质的有限运行能力。换句话说，吸光材料导致控制部分具有随时间降低的透射百分比(例如在暴露于破解波长下后)。这些吸光材料可以提供内在的破解保护。该材料的实例是1，8-双(环己基氨基)蒽醌。当在聚碳酸酯树脂类基板中用作吸光材料时，在650nm的透光率随着在直接日光下暴露的时间延长而降低。
虽然已经参考示例性实施方式描述了本发明，本领域技术人员应该理解可以对其进行各种改变和等价替换，而不脱离本发明的范围。此外，可以对本发明的教导进行多种改进以适应特定条件和材料，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意于受预期作为进行本发明的最佳方式的特定实施方式的限制，本发明将涵盖所有落在本发明权利要求中的所有实施方式。
权利要求
1.一种数据用有限运行光学存储介质，包括反射层(8)；包含光学透明聚合物树脂和吸光材料的控制部分，其中控制部分在650nm处的透光率大于或等于约70％，固化指数大于或等于约0.1和滤光指数大于或等于约2.5，且其中吸光材料在600nm处的最小消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)大于或等于1,500mol-1·cm-1·L，在650nm处的最大消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)小于约1,000mol-1·cm-1·L，且在650nm和600nm处的消光系数比小于约0.1；和布置在反射层(8)和控制部分之间的活性层(9)，其中活性层(9)被设计成限制在暴露于氧之后可以获取介质上的数据(布置在活性层(9)上与控制部分相对的侧面上)的时间。
2.权利要求1的存储介质，其中吸光材料在(600nm和365nm)或者(600nm和400nm)处的至少一个吸光度比大于或等于约5。
3.权利要求1或2的存储介质，其中当活性层(9)已经被氧化时，该介质在大于或等于约20小时的加速气候老化后具有不可运行的性质。
4.权利要求1-3中任一项的存储介质，其中控制部分的滤光指数大于或等于约4.0。
5.权利要求1-4中任一项的存储介质，其中控制部分的固化指数大于或等于约5。
6.权利要求1-5中任一项的存储介质，其中吸光材料选自蒽醌衍生物、苯并吡喃衍生物、还原紫染料、和包含这些吸光材料中的至少一种的组合。
7.权利要求1-6中任一项的存储介质，其中吸光材料包括选自下面物质的蒽醌衍生物分别具有式(IX)、(X)和(XI)的1，4-、1，5-和1，8-蒽醌衍生物和包括至少一种前述蒽醌衍生物的组合 其中R1-R7独立地选自氢原子、羟基、脂族基团、芳族基团、杂环基团、卤素原子、氰基、硝基、--COR9、-COOR9，-NR9R10、--NR10COR11、--NR10SO2R11-、-CONR9R10、--CONHSO2R11和-SO2NHCOR11，其中R9和R10独立地选自氢原子、脂族基团、芳族基团和杂环基团，其中R11选自脂族基团、芳族基团和杂环基团；和R选自氢、含有1-20个碳原子的烷基、含有3-20个碳原子的环烷基、含有3-20个碳原子的烯丙基，羟基、氰基、硝基、羧酸、含有6-10个碳原子的芳基、含有小于或等于20个碳原子的氨基、含有1-20个碳原子的酰氨基、含有1-20个碳原子的氨基甲酰基、含有2-20个碳原子的酯基、含有1-20个碳原子的烷氧基或芳氧基、含有1-20个碳原子的亚磺酰氨基、含有小于或等于20个碳原子的氨磺酰基、5-或者6-元杂环。
8.权利要求7的存储介质，其中吸光材料包括1，8双(环己基氨基)蒽醌。
9.权利要求6-8中任一项的存储介质，其中吸光材料包括具有下式(XII)的苯并吡喃衍生物 其中R为未取代或取代的芳基；R8选自烷氧羰基、硝基、氰基、烷基磺酰基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并唑基和喹喔啉基；R1和R2各自独立地选自氢、未取代或取代的烷基，其中取代基可以选自C1-C15一价烃基、烷氧基、氰基、卤素、羧基、烷酯基。
10.权利要求6-9中任一项的存储介质，其中吸光材料包括具有通式(XIV)的还原紫染料 其中R1、R2、R3和R4独立地选自氢、卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰基(alcoyl)、酰氨、醇、腈、硝基、酯和醚。
11.权利要求6-10中任一项的存储介质，其中吸光材料包括具有式(XV)的蒽醌衍生物 其中R1选自氢、脂族基团、芳族基团和杂环基团；R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地选自氢、含有1-20个碳原子的烷基、含有3-20个碳原子的环烷基、含有3-20个碳原子的烯丙基、羟基、氰基、硝基、羧酸、含有6-10个碳原子的芳基、含有小于或等于20个碳原子的氨基、含有1-20个碳原子的酰氨基、含有1-20个碳原子的氨基甲酰基、含有2-20个碳原子的酯基、含有1-20个碳原子的烷氧基或芳氧基、含有1-20个碳原子的硫化物基团、含有1-20个碳原子的亚磺酰氨基、含有小于或等于20个碳原子的氨磺酰基、5-或者6-元杂环；并且R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9中的至少一个基团不同于氢原子。
12.权利要求1-11中任一项的存储介质，其中控制部分在550nm波长处的透射率小于或等于约0.1％。
13.制造有限运行光学存储介质的方法，包括；组合聚合物树脂和吸光材料，形成控制组合物；将控制组合物成型为控制部分，该控制部分在650nm处的透光率大于或等于约70％，固化指数大于或等于约0.1和滤光指数大于或等于约2.5，且其中吸光材料在600nm处的最小消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)大于或等于1,500mol-1·cm-1·L，在650nm处的最大消光系数(在CH2Cl2溶液中测量)小于约1,000mol-1·cm-1·L，在650nm和600nm处的消光系数比小于约0.1；和在控制部分的侧面上布置反射层(8)和活性层(9)，其中活性层(9)布置在反射层(8)和控制部分之间，且其中活性层(9)被设计成限制在暴露于氧之后可以获取介质上的数据(布置在活性层(9)上与控制部分相对的侧面上)的时间。
14.数据用有限运行光学存储介质，包含反射层(8)；包含光学透明聚合物树脂和吸光材料的控制部分，其中控制部分在650nm处的初始透光率大于或等于约70％，其中在160小时加速气候老化后，在650nm处的透光率从初始透光率降低大于或等于约5％；和布置在反射层(8)和控制部分之间的活性层(9)，其中活性层(9)被设计成限制在暴露于氧之后可以获取介质上的数据(布置在活性层(9)上与控制部分相对的侧面上)的时间。
15.权利要求14的存储介质，其中在加速气候老化80小时后，透光率降低大于或等于约10％。
全文摘要
在一个实施方案中，一种数据用有限运行光学存储介质包括反射层(8)；包含光学透明聚合物树脂和吸光材料的控制部分，其中控制部分在650nm处的透光率大于或等于约70％，固化指数大于或等于约0.1和滤光指数大于或等于约2.5，且其中吸光材料在600nm处的最小消光系数(在CH
文档编号G11B7/243GK1849650SQ200480026193
公开日2006年10月18日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月15日
发明者克里什娜穆西·西瓦库马, 菲利普·肖特兰德, 比诺德·B·萨霍, 加纳帕蒂·S·尚卡林, 米拉卡尼·M·A·塞特, 阿迪尔·M·达拉 申请人:通用电气公司