光學記錄介質的制作方法

專利名稱：光學記錄介質的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種其中使用包含Ag或Ag合金的反射層的具有非常可靠的存儲穩定性的光學記錄介質。
背景技術：
近年來，包括CD和DVD(數字通用盤)作為其典型實例的光盤以及其記錄和再現的驅動器(drives)已經在世界上廣泛普及。這些盤需要非常可靠的存儲穩定性，因為它們用于存儲數據信息、圖像等。進一步，隨著盤的減價的加速，光盤制造商需要降低材料成本，但需要增加其生產率并且確保光盤的存儲可靠性。
有兩種類型的光盤，即可記錄型和可重寫型。前者，可記錄型光盤一般使用有機染料作為記錄材料，而后者，可重寫型光盤一般使用無機染料作為記錄材料。對于這些光盤，設置反射率標準，以便允許通用的驅動播放器(drive player)再現這種光盤。可記錄型光盤也要求保持高的反射率，因為應確保與驅動播放器的兼容性。選擇每一種具有高反射率的材料用于反射層，因為用于可記錄型光盤的記錄層具有吸收激光束的性能。作為典型的材料，有Au、Ag和Ag合金。在這方面，在ROM盤(只讀存儲盤)的情況中，其中沒有用于吸收激光束的層，并且ROM盤為反射提供了充足的空間，因此使用廉價的Al。Au和Ag合金分別具有(特別是Au具有)比Ag低的反射率，并且比Ag貴，但是具有優異的耐久性。迄今為止已經研究了具有反射率下降較少且耐久性好的Ag合金。也已經提交了使用Ag合金的專利申請，但是這種申請因為反射率的障礙不能用于實際用途中。另一方面，Ag反射層的成膜條件也影響記錄性能。較高速度記錄和較高密度記錄導致這種影響增加。
例如，如日本專利(JP-B)No.3373626所述，如果通過改變濺射條件來改變I(200)/I(111)以便改變Ag反射層的膜質量，則這將影響記錄性能。然后，該專利限定Ag反射層的膜質量具有I(200)/I(111)≤0.2。此外，如日本專利申請特許公開(JP-A)No.2001-344825所述，發現改變Ag膜的質量會影響光學記錄介質的存儲可靠性。該專利申請限定Ag反射層的膜質量具有I(200)/I(111)＞0.4。
然而，盡管所希望的是Ag反射層具有優異的存儲性能并且對記錄質量決不具有消極的影響，但是發現在上述專利的膜質量的范圍內形成的Ag反射層對存儲性能或記錄性能具有消極的影響。
在形成記錄凹點(pit)中，當將激光束引入盤中時，盤的記錄層吸收激光束將其變成熱，并且然后通過熱分解形成記錄凹點，并且此時熱擴散的方式對記錄性能具有極大的影響。通過改變成膜的濺射條件以形成反射層，將改變反射層的每一個表面的形成。同時，鄰近記錄層的反射層的條件改變也會影響熱傳導率。因而，反射層的成膜條件對記錄性能具有顯著的影響。
特別是在高速記錄的情況下，熱擴散的方式非常重要，因為引入具有大量能量(power)的快速入射光束。

發明內容
本發明的目的是提供一種使用包括Ag或主要由Ag制成的合金的反射層的光學記錄介質，該反射層具有高的反射率并且比金反射層便宜，消除在記錄性能中再現信號的波形的失真和在高溫和濕度條件下存儲穩定性的惡化，這兩者均是包括Ag或主要由Ag制成的合金的反射層的缺點。
以下發明可以解決上述缺點本發明提供一種光學記錄介質，包括透明基底；具有有機染料為主要成分的記錄層；光學反射層；保護層，其中記錄層、光學反射層和保護層依次在基底上形成，可在27.9m/s的記錄線速度下記錄，并且光學反射層包括Ag和主要由Ag制成的合金中的任何一種。光學反射層特征在于該層包括Ag和主要由Ag制成的合金中的任何一種，并且該光學反射層的x-射線衍射光譜滿足關系式0.2＜1(200)/I(111)＜0.4，其中I(111)是(111)面的x-射線衍射峰的強度，而I(200)是(200)面的x-射線衍射峰的強度，該強度是當相對于光學透明基底的表面的入射角為θ時通過基于θ-2θ方法的x射線衍射測定的。
具體實施例方式
下面將對上述發明進行進一步解釋為了同時滿足存儲性能和記錄性能，本發明使用滿足上述條件的光學反射層。在低記錄速度下(在1x到4x＝3.5m/s到14.0m/s的范圍內)，本發明并不顯示顯著的效果，但是在記錄速度為6x、8x和12x(＝20.9m/s、27.9m/s和42.0m/s)的情況下顯示出本發明和現有技術之間的顯著區別(在下文實施例和對比例中描述)。
可記錄的光盤的成膜通常通過在其上刻有導向槽的透明基底上形成包括有機染料的記錄層并且進一步通過在記錄層上形成反射層和保護層來進行。對于使用粘結材料的盤如DVD，通過粘結層在保護層上進一步粘結另一(覆蓋)基底。
透明基底通過使用其上預先刻有導向槽的壓模的注塑來制備，并且一般聚碳酸酯用于該材料，聚碳酸酯是非常透明并且能生產的(productive)。
對于記錄層，使用具有有機染料作為主要成分的記錄材料。在本文中，具有主要成分是指其中使用足以保證優異的記錄性能的量的染料，然而，這通常是指使用僅僅包括染料的記錄層，除了按需要添加添加劑如粘結劑和穩定劑以外。
為了形成記錄層，在普通的過程中，將有機染料溶于溶解該有機染料但是不溶解基底的溶劑中，并且由此將制備的涂覆溶液通過旋涂均勻地涂覆于基底上。在將涂覆溶液涂覆之后，使記錄層退火(anneal)，除去溶劑殘余。記錄層通常的厚度范圍為30nm到150nm。
接著，通過濺射在記錄層上形成反射層，并且然后在其上通過旋涂涂覆紫外線固化樹脂，并且通過紫外線固化，形成保護層。
有機染料該實例包括花青染料、酞菁染料、萘菁(naphthalocyanine)染料、蒽醌染料、偶氮染料、包含金屬的偶氮染料、三苯甲烷染料、方酸類(squarylium)染料、chroconium染料、甲染料、azulenium染料、二硫酚金屬配合物染料和靚苯胺金屬配合物染料。并且，對于染料涂覆溶劑，適用于以上染料的溶劑選自醇、酮、酯、醚、芳香族烴、鹵代烷等。
對于反射層，使用Ag或主要由Ag制成的合金。優選的是在合金中Ag的含量優選為98重量％或更多，以確保存儲穩定性。添加到主要由Ag制成的合金中的元素是金、銅、鈀、銻、銠、鉑、鈦、鉬、鋯、鉭、鎢、釩等。
一般使用濺射用于反射層的成膜。對于為了進行濺射而引入的氣體，一般使用惰性稀有氣體，并且根據可用性和成本主要選擇氬氣。對于濺射條件，有濺射功率、濺射時間、濺射氣體壓力等。通過改變這些條件，可以控制膜的厚度和質量。特別地，已知可以通過改變濺射氣體壓力來控制反射層的質量。
考慮到對記錄層和成膜時間沒有任何消極的影響，1kW到4kW的濺射功率范圍是合適的。
反射層的質量可以通過I(200)/I(111的數值來檢查，I(111)是(111)面的x-射線衍射峰的強度，而I(200)是(200)面的x-射線衍射峰的強度，該強度是當相對于光學透明基底的表面的入射角為θ時通過基于θ-2θ方法(如日本專利申請特許公開(JP-A)No.07-110964中所述的一種評估薄膜的方法)的x-射線衍射測定的。如果I(200)/I(111)的數值為0.4或更大，則存儲穩定性的可靠性會增加，但是其記錄性能會變差，并且如果I(200)/I(111)的數值為0.2或更小，則存儲穩定性的可靠性會變差，但是對記錄性能沒有消極的影響。因此，為了同時滿足記錄性能和存儲穩定性的可靠性，I(200)/I(111)的數值應該為0.2＜I(200)/I(111)＜0.4，更優選0.21≤I(200)/I(111)≤0.39。另外，如果增加濺射氣體壓力，該I(200)/I(111)的數值會增加。
對于反射層，尤其是當使用純Ag或包含少量的一種或多種添加劑的Ag合金，其是能實現具有在8x或更高的高記錄線速度的情況下所要求的高反射率的反射層的材料時，限定作為I(200)/I(111)的x-射線衍射強度使得能同時滿足存儲穩定性的可靠性和以8x或更高的記錄線速度的記錄性能。
反射層具有厚度為約70nm到約170nm，并且優選設置為100nm到140nm。如果膜厚度太薄，則由于透過的激光束而不能獲得滿意的反射率，而如果太厚，則記錄靈敏度和記錄性能會變差，因為熱量將在記錄時逃逸。
對于保護層，使用有機材料如紫外線固化樹脂和熱固性樹脂。尤其是，優選使用紫外線固化樹脂，因為用該樹脂容易進行成膜。
保護層通常具有厚度為約3μm到約15μm。太薄的層或太厚的層均不是優選的。如果保護層的厚度太薄，則耐久性會下降，而如果太厚，則這會導致機械性能(彎曲)的劣化。
根據本發明，可以提供一種使用包括Ag或主要由Ag制成的合金的反射層的光學記錄介質，該反射層具有高的反射率并且比金反射層便宜，消除在記錄性能中再現信號的波形的失真和在高溫和濕度條件下存儲穩定性的惡化，這兩者均是包括Ag或主要由Ag制成的合金的常規型反射層的缺點。
下文將參考實施例和對比例對本發明進行更詳細的說明；然而本發明不局限于這些公開的實施例。
為了檢查本發明的有利效果，準備DVD+R盤的生產試驗，并且對其進行評估。
將由以下化學式1表示的方酸類(squarylium)染料和由以下化學式2表示的甲染料溶于氟醇溶劑(TFP2，2，3，3-四氟丙醇)中，以制備涂覆溶液。通過旋涂將涂覆溶液涂覆到具有直徑為120mm和厚度為0.6mm的通過注塑制備的聚碳酸酯基底上，并且然后在90℃下15分鐘的退火過程中除去溶劑殘余，以便形成具有厚度為50nm的記錄層。
化學式1 化學式2接著，通過濺射形成包括純度為99.99重量％的Ag的反射層，并且將紫外線固化樹脂(由DAINIPPON INK AND CHEMICALS，INC.制造的SD1700)旋涂在其上，并且通過紫外線固化，以便形成具有厚度為4μm到8μm的保護層。
此外，由與上述基底相同的聚碳酸酯制造的假(dummy)基底通過使用粘結劑(DVD003，可以從Nippon Kayaku Co.，Ltd.得到)粘結到保護層上，以便獲得DVD+R盤。使用由Balzers制造濺射裝置用于Ag反射層的濺射，并且濺射功率固定為2kW。使用氬氣用于濺射，并且通過在仔細觀測安裝在濺射裝置上的真空計的同時調整氬氣的流速使氣體壓力在1.0×10-3毫巴到2.0×10-2毫巴的范圍內變化。
通過改變濺射時間形成Ag層，使膜厚度變成約125nm。
反射層的膜厚度的測量通過使用由CMI制造的x-射線膜測量儀來進行，并且也測量在各種條件下形成的反射層的x-射線衍射光譜。使用x-射線分光儀(X′pertPRO；由Philips Electronics N.V.制造)在以下條件下測量x-射線衍射光譜X-射線發生器 Cu密封管X-射線管電壓45kvX-射線管電流40mA通過使用由Pulstec Industrial Co.，Ltd.制造的DDU-1000(具有記錄和再現波長為658nm))來評估記錄性能，以便測量最低抖動(最小抖動值)和在改變記錄功率時的功率余量(power margin)ΔP/Po。ΔP表示能滿足抖動標準的記錄功率的寬度，并且Po表示最低抖動時的記錄功率。在8x(線速度27.9m/s)下進行記錄評估，并且在1x(線速度3.5m/s)下進行再現評估。
存儲穩定性的可靠性的評估通過測量在測試存儲穩定性之前在4x下進行記錄的盤的PI誤差(最大值)，并且然后通過在80℃的高溫和85％RH的高濕度的條件下該盤存儲300小時之后測量PI誤差(存檔(archive)測試)來進行。
表1顯示結果表1


如表1所示，當增加氬氣壓力時，I(200)/I(111)的數值增加。當I(200)/I(111)的數值為0.4或更大時，如對比例2和3，記錄性能變差(最低抖動增加，并且功率余量變窄)。
如對比例1，當I(200)/I(111)的數值為0.2或更小時，存儲穩定性變差(儲存測試之后的PI誤差顯著增加)。
在實施例2和對比例3的各個盤上以1x、4x、8x和12x進行記錄。表2顯示用實施例1中相同的方式評估的各自的最低抖動結果。
表2

表2顯示，記錄速度增加越高，反射層越可能影響記錄性能。尤其，當記錄速度在8x或更高時，記錄性能中的差距(gap)變得顯著。
實施例4和5除了使用銀合金ANC(AgNdCu)作為反射層的材料以外，用實施例1中相同的方法制備DVD+R盤并且進行評估。表3顯示該結果。應該注意NdCu的含量在表3中顯示。實施例4和實施例5的合金的精確組成比分別是Ag98.2Nd0.8Cu1.0和Ag97.7Nd1.0Cu1.3。
表3


從表3可以看出增加添加到Ag中的NdCu的量會增加存儲穩定性的可靠性但是會降低反射率。因此，Ag合金的純度優選為98重量％或更大。
權利要求
1.一種光學記錄介質，包括透明基底；具有主要成分為有機染料的記錄層；光學反射層；和保護層，其中該記錄層、該光學反射層、和該保護層依次在該基底上形成，可在記錄線速度為27.9m/s下進行記錄，其中該光學反射層包括Ag和主要由Ag制成的合金中的任何一種，并且該光學反射層的x-射線衍射光譜滿足以下關系式0.2＜I(200)/I(111)＜0.4其中I(111)是(111)面的x-射線衍射峰的強度，而I(200)是(200)面的x-射線衍射峰的強度，該強度是當相對于光學透明基底的表面的入射角為θ時通過基于θ-2θ方法的x-射線衍射測定的。
2.根據權利要求1的光學記錄介質，其中該主要由Ag制成的合金包含98重量％或更多的Ag。
3.根據權利要求1和2中任何一項的光學記錄介質，其中該光學反射層具有厚度為70nm到170nm。
4.根據權利要求2和3中任何一項的光學記錄介質，其中該主要由Ag制成的合金進一步包括Nd和Cu。
全文摘要
本發明的光學記錄介質包括透明基底、記錄層、光學反射層和保護層，其中上述后三層依次在基底上形成，并且能在記錄線速度為27.9m/s或更高下進行記錄。光學反射層的特征在于該層包括Ag和主要由Ag制成的合金中的任何一種，并且光學反射層的x－射線衍射光譜滿足關系式0.2＜I(200)/I(111)＜0.4，其中I(111)是(111)面的x－射線衍射峰的強度，而I(200)是(200)面的x－射線衍射峰的強度，該強度是當相對于光學透明基底的表面的入射角為θ時通過基于θ－2θ方法的x－射線衍射測定的。
文檔編號G11B7/24GK1930622SQ20058000813
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月14日 優先權日2004年3月16日
發明者石見知三 申請人:株式會社理光