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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmaterial
mit verbesserten optischen kennzeichnenden Merkmalen und auch ein
Verfahren zum Herstellen des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials.
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Neuerdings
sind CDs (Compact Discs) vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen
Auslesung (Write Once, Read Many Times) in aktiver Weise entwickelt
worden. Diese CDs, ungleich herkömmlichen
CDs, haben das Merkmal, dass durch kommerziell erhältliche
CD-Laufwerke Information des Anwenders aufgezeichnet und aufgezeichnete
Information wiedergegeben werden kann, weil derartige CD-Rs die
Normen der herkömmlichen
CDs erfüllen.
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Ein
Aufzeichnungs- und Wiedergabemedium des vorstehend erwähnten Typs
der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung, welches durch
Schleuderbeschichten eines Farbstoffs auf ein Substrat, um eine
Lichtabsorptionsschicht auf dem Substrat aufzubringen, und Aufbringen
einer Reflexionsschicht aus Metall auf der Rückseite des Substrates, gegenüber der
Lichtabsorptionsschicht, hergestellt werden kann, wird in der oftengelegten
japanischen Patentanmeldung 2-42652 vorgeschlagen.
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Außerdem offenbart
die offengelegte japanische Patentanmeldung 2-132656, dass geeignete
Auswahl des komplexen Brechungsindex und der Dicke der Lichtabsorptionsschicht
für eine
Compact Disc sorgt, welche die CD-Richtlinien in Bezug auf aufgezeichnete
Signale erfüllt.
Solche Compact Discs werden jetzt tatsächlich als CDs vom Typ der
einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung kommerziell verwertet.
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Jedoch
haben CDs vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung,
die Farbstoffe wie in den oftengelegten japanischen Patentanmeldungen
2-42652 und 2-132656 offenbart verwenden, nicht genügend Lichtbeständigkeit
zur Verwendung in der Praxis und haben deshalb den Mangel, dass
ihre Signalmerkmale veranlasst werden sich zu verschlechtern, wenn
sie über
einen längeren
Zeitraum Sonnenstrahlen ausgesetzt werden, und letzten Endes werden
diese CDs unfähig,
die CD-Richtlinien zu erfüllen.
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Das
vorstehend erwähnte
Problem gilt als durch die Qualitätsminderung der darin verwendeten
Farbstoffe, insbesondere der herkömmlicherweise verwendeten Cyaninfarbstoffe,
wenn die Farbstoffe dem Licht ausgesetzt werden, verursacht.
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Um
die Qualitätsminderung
derartiger Farbstoffe zu minimieren, wurde der Zusatz eines Lichtstabilisators
zu der Lichtabsorptionsschicht vorgeschlagen, wie in der oftengelegten
japanischen Patentanmeldung 63-159090 offenbart. Jedoch kann, wenn
in die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 63-159090 offenbarte
Lichtabsorptionsschicht der Lichtstabilisator in einer kleinen Menge,
spezifisch in einer Menge von weniger als 20 Gew.-% des gesamten
Gewichts der Lichtabsorptionsschicht, zugesetzt wird, zur Verwendung in
der Praxis ausreichende Lichtbeständigkeit nicht erreicht werden,
wogegen die optischen und/oder thermischen Merkmale der Lichtabsorptionsschicht
sich verändern
und verschiedenen Signalmerkmale sich daher verschlechtern, wenn
der Lichtstabilisator in einer großen Menge, spezifisch mehr
als 20 Gew.-%, zugesetzt wird.
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Die
offengelegte japanische Patentanmeldung 3-62878 offenbart eine CD
vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung, welche
eine in hohem Maß lichtbeständige Phthalocyaninverbindung
verwendet. Noch spezifischer wird im Fall dieser CD eine besondere
Gruppe in eine Phthalocyaninverbindung, die in deren Lichtabsorptionsschicht
verwendet wird, eingeführt,
und diese Phthalocyaninverbindung wird schleuderbeschichtet, wodurch
der komplexe Brechungsindex der Lichtabsorptionsschicht in angemessener Weise
eingestellt wird, so dass sie zur Verwendung in der CD vom Typ der
einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung geeignet ist. Auf
diese Weise wird eine in hohem Maß lichtbeständige CD vom Typ der einmaligen
Beschreibung, mehrfachen Auslesung erhalten. Die in der vorstehend
erwähnten
offengelegten japanischen Patentanmeldung 3-62878 offenbarte CD
vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung hat jedoch
den Mangel, dass die Qualität
der regenerativen Signale der Qualität der regenerativen Signale
derjenigen Lichtabsorptionsschichten, welche die herkömmlichen
Cyaninfarbstoffe umfassen, unterlegen ist. Noch spezifischer hat
die in der vorstehend erwähnten
japanischen Patentanmeldung 3-62878
offengelegte CD den Mangel, dass die Signallänge (Vertiefungslänge) jedes
der Signale, die regenerative Signale bilden, dazu neigt, von einem
theoretischen immanenten Wert von CD-Signalen abzuweichen, und daher
neigen Wiedergabefehler dazu, aufzutreten.
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Die
oftengelegten japanischen Patentanmeldungen 1014087 und 8002108
offenbaren optische Aufzeichnungsmedien, die Phthalocyaninverbindungen
mit VO oder Zn als zentralen Metallatomen umfassen. EP-A-285965
und 703280 beschreiben optische Aufzeichnungsmaterialien, die Mischungen
von Phthalocyaninverbindungen umfassen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein in hohem Maß lichtbeständiges optisches
Aufzeichnungsmaterial bereit zu stellen, umfassend eine Lichtabsorptionsschicht,
in welcher drei von den vorstehend erwähnten, regenerative Signale
betreffenden, herkömmlichen
Problemen freie Phthalocyaninverbindungen verwendet werden.
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Ein
zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verfahren zum
Herstellen des vorstehend erwähnten,
in hohem Maß lichtbeständigen optischen
Aufzeichnungsmaterials bereit zu stellen
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Das
erste Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch ein optisches Aufzeichnungsmaterial
erreicht werden, welches ein Substrat und eine auf dem Substrat
gebildete Lichtabsorptionsschicht, umfassend eine Phthalocyaninverbindung
(I), eine Phthalocyaninverbindung (II) und eine Phthalocyaninverbindung
(III) und mindestens eine Aminoverbindung, die mit mindestens einem
von den Zentralmetallatomen dieser Phthalocyaninverbindungen koordiniert
ist, umfasst:
worin M
1 VO
ist, einer von A
11 oder A
12,
einer von A
13 oder A
14,
einer von A
15 oder A
16 und
einer von A
17 oder A
18 jeweils
unabhängig
-O-C(R
1)(R
2)(R
3) sind und die anderen in jedem Paar ein
Wasserstoffatom sind, worin R
1 eine Fluorsubstituierte
Alkylgruppe ist, R
3 eine Fluor-substituierte
oder unsubstituierte Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und
R
2 ein unsubstituierte Phenylgruppe oder
eine mit einer Alkylgruppe substituierte Phenylgruppe ist,
worin M
2 Zn
ist, einer von A
21 oder A
22,
einer von A
23 oder A
24,
einer von A
25 oder A
26 und
einer von A
27 oder A
28 jeweils
unabhängig
-O-C(R
1)(R
2)(R
3) sind und die anderen in jedem Paar ein
Wasserstoffatom sind, worin R
1 eine Fluorsubstituierte
Alkylgruppe ist, R
3 eine Fluor-substituierte
oder unsubstituierte Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und
R
2 eine unsubstituierte Phenylgruppe oder
eine mit einer Alkylgruppe substituierte Phenylgruppe ist,
worin M
2 Zn
ist, einer von A
31 oder A
32,
einer von A
33 oder A
34,
einer von A
35 oder A
36 und
einer von A
37 oder A
38 jeweils
unabhängig
-O-R
4 oder -S-R
4 sind
und die anderen in jedem Paar ein Wasserstoffatom sind, worin R
4 eine unsubstituierte Phenylgruppe oder
eine mit einer Alkylgruppe substituierte Phenylgruppe ist, koordiniert ist.
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In
dem vorstehenden optischen Informationsaufzeichnungsmaterial ist
es zu bevorzugen, dass wenn das Molverhältnis der Phthalocyaninverbindung
(I) zur Phthalocyaninverbindung (II) zur Phthalocyaninverbindung
(III), die in der Lichtabsorptionsschicht enthalten sind, x zu y
zu z ist, x im Bereich von 0,3 bis 0,7 liegt, y im Bereich von 0,1
bis 0,4 liegt und z im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt, mit der Maßgabe, dass
x + y + z = 1 gilt.
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Das
zweite Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren
zur Herstellung eines optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
erreicht, welches die Schritte des aufeinanderfolgenden Aufbringens
(a) der vorstehend erwähnten
Lichtabsorptionsschicht, direkt oder über eine Zwischenschicht, auf
ein Substrat mit auf der Oberfläche
gebildeten Informationsvertiefungen und/oder Führungsrillen durch Filmbildungsbeschichtung,
(b) einer Lichtreflexionsschicht, direkt oder über eine Zwischenschicht, auf
die Lichtabsorptionsschicht durch Vakuumfilmbildung und (c) einer
Schutzschicht auf die Lichtreflexionsschicht umfasst.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung und vieler der mit ihr verbundenen Vorteile wird leicht erhalten
werden, da diese mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser
verstanden werden wird, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen in Erwägung
gezogen wird, in denen:
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1 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 1 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (I) zeigt, ist.
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2 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 1 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (II) zeigt, ist.
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3 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 1 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (III) zeigt, ist.
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4 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 3 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (I) zeigt, ist.
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5 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 3 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (II) zeigt, ist.
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6 ein
Schaubild, das eine thermische Analyse der in Beispiel 2 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (III) zeigt, ist.
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7 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
1 verwendeten Phthalocyaninverbindung (I) zeigt, ist.
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8 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
1 verwendeten Phthalocyaninverbindung (II) zeigt, ist.
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9 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
1 verwendeten Phthalocyaninverbindung (III) zeigt, ist.
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10 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
3 verwendeten Phthalocyaninverbindung (I) zeigt, ist.
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11 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
3 verwendeten Phthalocyaninverbindung (II) zeigt, ist.
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12 ein
Schaubild, das ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel
2 verwendeten Phthalocyaninverbindung (III) zeigt, ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
optische Informationsaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung
umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat gebildete Lichtabsorptionsschicht,
umfassend die vorstehend erwähnte
Phthalocyaninverbindung (I), Phthalocyaninverbindung (II) und Phthalocyaninverbindung
(III).
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Die
Phthalocyaninverbindung (I) hat eine Temperatur der thermischen
Zersetzung von 200°C
bis 350°C,
was eine verhältnismäßig niedrigere
Temperatur der thermischen Zersetzung als diejenige von herkömmlichen
Phthalocyaninverbindungen ist, und ist daher geeignet zur Bildung
von Aufzeichnungsvertiefungen durch thermische Zersetzung, so dass
die Phthalocyaninverbindung (I) hervorragende Aufzeichnungsempfindlichkeit
mit einer minimalen Rauschfluktuation aufweist, wenn sie in optischen
Informationsaufzeichnungsmaterialien verwendet wird, sie hat aber
den vorstehend erwähnten
Mangel, dass die Vertiefungslänge dazu
neigt, von einer notwendigen Vertiefungslänge (einem theoretischen Wert
der Länge)
abzuweichen, weil die Aufzeichnungsvertiefungen dazu neigen, sich
durch die Anwendung von Hitze auszudehnen. Außerdem liegt die Lichtabsorptionsbande
eines Films dieser Phthalocyaninverbindung (I) in einem Bereich
langer Wellenlängen
und die Lichtabsorption des Films bei der zur Aufzeichnung und Wiedergabe
verwendeten Laserdioden-Wellenlänge
(780 nm) ist übermäßig hoch,
so dass hohes Reflexionsvermögen
schwer zu erreichen ist.
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Die
Phthalocyaninverbindung (II) hat die gleichen Substituenten wie
diejenigen der Phthalocyaninverbindung (I) und hat auch die gleichen
Merkmale der thermischen Zersetzung wie diejenigen der Phthalocyaninverbindung
(I). Dagegen liegt die Lichtabsorptionsbande eines Films der Phthalocyaninverbindung
(II), im Gegensatz zur Phthalocyaninverbindung (I), in einem Bereich
kurzer Wellenlängen,
und die Lichtabsorption des Films bei der vorstehend erwähnten, zur
Aufzeichnung und Wiedergabe verwendeten Laserdioden-Wellenlänge ist
so gering, dass hohes Reflexionsvermögen erhalten werden kann, hervorragende
Aufzeichnungsempfindlichkeit aber schwierig zu erreichen ist.
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Die
Phthalocyaninverbindung (III) hat eine Temperatur der thermischen
Zersetzung von 350°C
bis 450°C,
was höher
als die Temperaturen der thermischen Zersetzung der Phthalocyaninverbindung
(I) und (II) ist, und ist daher nicht so gut wie die Phthalocyaninverbindung
(I) hinsichtlich der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Rauschfluktuation,
wenn sie in optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien verwendet
wird, hat aber das Merkmal, dass ihre Vertiefungslängen-Abweichung
klein ist.
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In
der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Temperatur
der thermischen Zersetzung" eine Temperatur
der thermischen Gewichtsveränderung,
das heißt
den thermogravimetrischen Wendepunkt einer die Veränderung
des Gewichtes einer Verbindungsprobe in der Form von Pulver anzeigenden
Kurve oder die Temperatur, bei welcher das Gewicht der Verbindungsprobe
sich unter der Anwendung von Wärme
darauf bei einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von
10°C/min
um 5% ändert,
was mit einer Thermowaage, das heißt mittels Thermogravimetrie,
gemessen wird.
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In
der vorliegenden Erfindung werden die Phthalocyaninverbindung (I),
die Phthalocyaninverbindung (II) und die Phthalocyaninverbindung
(III) in Kombination als die Hauptkomponenten für die Lichtabsorptionsschicht
verwendet, wodurch deren thermischen Merkmale und deren optischen
Merkmale wie Aufzeichnungsempfindlichkeit, Rauschfluktuation und
Vertiefungslänge
jeweils gut ausgewogen werden können.
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Um
die vorstehend erwähnten
Merkmale in wirksamerer Weise richtig ins Gleichgewicht setzen zu können, ist
es bevorzugt, dass wenn das Molverhältnis der Phthalocyaninverbindung
(I) zur Phthalocyaninverbindung (II) zur Phthalocyaninverbindung
(III), die in der Lichtabsorptionsschicht enthalten sind, x zu y
zu z ist, x im Bereich von 0,3 bis 0,7 liegt, y im Bereich von 0,1
bis 0,4 liegt und z im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt, mit der Maßgabe, dass
x + y + z = 1 ist.
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Die
Phthalocyaninverbindung (I) hat wegen der Anwesenheit eines derartigen
Substituenten, wie der durch -O-C(R1)(R2)(R3) dargestellten
Benzyloxygruppe (Phenylmethyloxygruppe), derartige Merkmale der thermischen
Zersetzung, dass ihre Temperatur der thermischen Zersetzung im Bereich
von 200°C
bis 350°C liegt.
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In
der vorstehenden Benzyloxygruppe ist R1 eine
Fluor-subsituierte Alkylgruppe, und die Temperatur der thermischen
Zersetzung und die Wellenlänge
der Lichtabsorptionsbande der Phthalocyaninverbindung () können durch
die Wahl von R1 eingestellt werden. Mit
anderen Worten kann durch Erhöhung
der Anzahl der Kohlenstoffatome in R1 die
Temperatur der thermischen Zersetzung erniedrigt werden, während durch
Erhöhung
der Anzahl der Fluoratome die Wellenlänge der Lichtabsorptionsbande
zu einer kürzeren
Wellenlänge verschoben
werden kann.
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In
dem Fall, bei dem die vorstehend erwähnte Verschiebung der Wellenlänge der
Lichtabsorptionsbande zu einer kürzeren
Wellenlänge
durch die Substitution mit Fluoratomen nicht durchgeführt werden
kann, liegt die Lichtabsorptionsbande in einem Bereich langer Wellenlängen, so
dass die Lichtabsorption des Films bei der Laserdioden-Wellenlänge (780
nm) so hoch ist, dass der Film nicht geeignet zur Verwendung in
einem Medium mit hohem Reflexionsvermögen wie einer CD-R ist.
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Das
durch M1 dargestellte Zentralmetall in der
Phthalocyaninverbindung (I) ist VO, und wegen des Vorhandenseins
dieses Zentralmetalls können
hervorragende Haltbarkeit bezüglich
Lichtbeständigkeit
und Wärmebeständigkeit
und die Auswirkung der Verschiebung der Wellenlänge der Lichtabsorptionsbande
zu einer langen Wellenlänge
erreicht werden.
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Spezifische
Beispiele der durch R1 dargestellten Fluor-substituierten
Alkylgruppe sind -CF3, -C2F5, -CF(CF3)2 und -C4F9. Je kleiner die Anzahl der Kohlenstoffatome,
wie -CF3, und -C2F5 als die durch R1 dargestellte
Fluor-substituierte Alkylgruppe in der vorliegenden Erfindung ist,
desto besser.
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Spezifische
Beispiele einer durch R
2 dargestellten unsubstituierten
Phenylgruppe oder einer mit einer Alkylgruppe substituierten Phenylgruppe
sind wie folgt:
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Wie
vorstehend erwähnt,
stellt R3 die gleiche Fluor-substituierte
Alkylgruppe wie R1, eine unsubstituierte
Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom dar. Spezifische Beispiele
der durch R3 dargestellten Fluor-substituierten
Alkylgruppe sind die gleichen wie diejenigen der spezifischen Beispiele
der durch R1 dargestellten Fluor-substituierten
Alkylgruppe. Spezifische Beispiele der durch R3 dargestellten
Alkylgruppe sind Methylgruppe, Ethylgruppe, n-Propylgruppe, Isopropylgruppe,
n-Butylgruppe, sec-Butylgruppe
und tert-Butylgruppe.
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Die
Phthalocyaninverbindung (II) ist die gleiche wie die Phthalocyaninverbindung
(I), außer
dass das Zentralmetall der Phthalocyaninverbindung (II) Zn ist,
während
das Zentralmetall der Phthalocyaninverbindung (I) VO ist. Die Substituenten
der Phthalocyaninverbindung (II) haben die gleiche Funktion wie
diejenige der Substituenten der Phthalocyaninverbindung (I).
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Das
Zentralmetall Zn der Phthalocyaninverbindung (II) hat die Funktion,
die Wellenlänge
der Lichtabsorptionsbande im Vergleich mit dem Zentralmetall VO
der Phthalocyaninverbindung (I) zu einer um etwa 30 nm kürzeren Wellenlänge zu verschieben.
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Die
Phthalocyaninverbindung (III) hat durch die Auswirkung des Substituenten
-O-R4 oder -S-R4 eine Temperatur
der thermischen Zersetzung im Bereich von 350°C bis 450°C.
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Spezifische
Beispiele einer durch R
4 dargestellten unsubstituierten
Phenylgruppe oder mit einer Alkylgruppe substituierten Phenylgruppe
sind wie folgt:
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Es
ist zu bevorzugen, dass die Substituenten-Alkylgruppe der durch
R4 dargestellten, mit einer Alkylgruppe
substituierten Phenylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, um
eine angemessene Extinktion der Lichtabsorptionsschicht pro Dickeneinheit
der Schicht und einen angemessenen komplexen Brechungsindex der
Schicht zu erhalten.
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Der
Substituent -S-R4 ist für die Phthalocyaninverbindung
(III) bevorzugter als der Substituent -O-R4 , weil
der Substituent -S-R4 in der Lage ist, die
Wellenlänge
der Lichtabsorptionsbande im Vergleich mit dem Substituenten -O-R4 um eine etwa 15 nm längere Wellenlänge langwellig
zu verschieben, wodurch eine bessere Aufzeichnungsempfindlichkeit
erhalten werden kann.
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Die
Lichtabsorptionsschicht, welche die vorstehend erwähnten Phthalocyaninverbindungen
(I), (II), und (III) umfasst, kann ohne Schwierigkeit durch die
Schritte des Auflösens
der drei Verbindungen in einem Lösungsmittel,
um eine Beschichtungsflüssigkeit
herzustellen, und Beschichten der Beschichtungsflüssigkeit auf
ein Substrat aufgebracht werden.
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Mindestens
eine Aminoverbindung wird der Lichtabsorptionsschicht zusätzlich zu
den vorstehend erwähnten
Phthalocyaninverbindungen (I), (II), und (III) zugesetzt. Das ist
so, weil Aminoverbindungen dazu neigen, mit den Zentralmetallen
M1 und M2 der Phthalocyaninverbindungen
(I), (II), und (III) koordiniert zu werden. Wenn Aminoverbindungen
mit den Zentralmetallen M1 und M2 der Phthalocyaninverbindungen (I), (II),
und (III) koordiniert werden, werden die Löslichkeiten der Phthalocyaninverbindungen
(I), (II), und (III) in Lösungsmitteln durch
die vorstehende Koordination erhöht
und deshalb werden die Filmbildungseigenschaften der Verbindungen
(I), (II) und (III) bedeutend verbessert.
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Spezifische
Beispiele solcher Aminoverbindungen sind wie folgt, jedoch sind
Aminoverbindungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung nicht
auf die Folgenden beschränkt:
N-Butylamin,
n-Hexylamin, tert-Butylamin, Pyrrol, Pyrrolidin, Pyridin, Piperidin,
Purin, Imidazol, Benzimidazol, 5,6-Dimethylbenzimidazol, 2,5,6-Trimethylbenzimidazol,
Naphthoimidazol, 2-Methylnaphthoimidazol, Chinolin, Isochinolin,
Chinoxalin, Benzochinolin, Phenanthridin, Indolin, Carbazol, Norharman,
Thiazol, Benzothiazol, Benzoxazol, Benzotriazol, 7-Azaindol, Tetrahydrochinolin,
Triphenylimidazol, Phthalimid, Benzoisochinolin-5,10-dion, Triazin,
Perimidin, 5-Chlortriazol, Ethylendiamin, Azobenzol, Trimethylamin,
N,N-Dimethylformamid, 1-(2H)-Phthalazinon,
Phthalsäurehydrazid,
1,3-Diimino-isoindolin, Oxazol, Polyimidazol, Polybenzimidazol und
Polythiazol.
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Von
den vorstehenden Aminoverbindungen sind Verbindungen mit N-Atome
beinhaltenden heterocyclischen Ringen zu bevorzugen, weil solche
Verbindungen in der Lage sind, die Assoziation der Phthalocyaninverbindungen
zu behindern und solche Verbindungen selbst lichtbeständig und
wärmebeständig sind.
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Außerdem ist
es bevorzugt, dass die Aminoverbindungen zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung einen Schmelzpunkt von 150°C oder mehr haben, um die Wärmestabilität der Lichtabsorptionsschicht aufrecht
zu erhalten und die optischen Merkmale der Lichtabsorptionsschicht
daran zu hindern, bei hohen Temperaturen und hohen Feuchtigkeiten
verändert
zu werden. Im Hinblick auf das Vorstehende sind Imidazolderivate,
Benzimidazolderivate und Thiazolderivate zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung besonders zu bevorzugen.
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Die
vorstehend erwähnten
Phthalocyaninverbindungen der Formeln (I), (II) und (III) können durch
Cyclisierung eines Gemisches ihrer jeweiligen entsprechenden Phthalonitrilverbindungen
leicht synthetisiert werden. Um spezifischer zu sein, werden die
folgenden Phthalonitrile der Formeln (IV), (V) und (VI) jeweils
mit einem Metallderivat in Alkohol reagieren gelassen, zum Beispiel
in der Gegenwart von 1,8-Diazabicyclo[5,4,0]-7-undecen
mit Anwendung von Wärme
darauf:
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Farbstoffe,
die als Aufzeichnungsmaterialien in herkömmlichen Informationsaufzeichnungsmaterialien verwendet
werden, können
auch als Licht absorbierende Materialien den vorstehend erwähnten Phthalocyaninverbindungen
(I), (II) und (III) zugesetzt werden.
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Beispiele
von solchen Farbstoffen sind Cyaninfarbstoffe, Pyryliumfarbstoffe,
Thiopyryliumfarbstoffe, Azuleniumfarbstoffe, Squaryliumfarbstoffe,
Metallkomplexfarbstoffe wie Ni-, Cr-Komplexfarbstoffe, Naphthochinon
Anthrachinon-Farbstoffe,
Indophenolfarbstoffe, Indoanilinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe,
Triarylmethanfarbstoffe, Aminium·Diimmoniumfarbstoffe und
Nitrosoverbindungen. Ferner kann wenn nötig auch eine dritte Komponente,
wie ein Bindemittel oder ein Stabilisator, zugesetzt werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Lichtabsorptionsschicht eine Dicke von 100
bis 5000 Å,
bevorzugter eine Dicke von 500 bis 3000 Å hat, um angemessene Aufzeichnungsempfindlichkeit
und angemessenes Reflexionsvermögen
zu erhalten.
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Als
das Material für
das Substrat können
eine Mannigfaltigkeit von für
das Substrat eines herkömmlichen
Informationsaufzeichnungsmaterials verwendeten Materialien verwendet
werden.
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Beispiele
der Materialien für
das Substrat für
das optische Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung sind
Acrylharze, wie Polymethylmethacrylat; Vinylchloridharze wie Polyvinylchlorid
und Vinylchlorid-Copolymer; Epoxyharz; Polycarbonatharz; amorphes
Polyolefin; Polyester; Glas, wie ein Soda-Kalk-Glas; und Keramik.
Unter den Gesichtspunkten der Dimensionsstabilität, Durchsichtigkeit und Ebenheit
sind insbesondere Polymethylmethacrylat, Polycarbonatharz, Epoxyharz,
amorphes Polyolefin, Polyester und Glas als die Materialien für das Substrat
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
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Um
die Ebenheit und das Haftvermögen
der Oberfläche
des Substrates zu verbessern und auch um die Qualitätsminderung
der Oberfläche
des Substrates zu verhindern, kann eine Grundschicht zwischen der Lichtabsorptionsschicht
und dem Substrat aufgebracht werden.
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Beispiele
der Materialien für
die Grundschicht sind Polymere wie Polymethylmethacrylat, Acrylsäure-Methacrylsäure-Copolymer,
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer,
Polyvinylalkohol, N-Methylolacrylamid, Styrol-Sulfonsäure-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer,
chlorsulfoniertes Polyethylen, Nitrocellulose, Polyvinylchlorid,
chloriertes Polyolefin, Polyester, Polyimid, Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer,
Polyethylen, Polypropylen und Polycarbonat; organische Materialien
wie Silankupplungsmittel; und anorganische Materialien, zum Beispiel
anorganische Säuren
wie SiO2 und Al2O3, und anorganische Fluoridverbindungen wie MgF2.
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Es
ist bevorzugt, dass die Grundschicht eine Dicke im Bereich von 0,005 μm bis 20 μm hat, bevorzugter
im Bereich von 0,01 μm
bis 10 μm.
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Auf
der Oberfläche
des Substrates oder der Grundschicht kann eine Vorrillenschicht
in der Form von konkaven oder konvexen Rillen zum Gleichlaufherstellen
oder zum Anzeigen von Adressensignalen aufgebracht werden. Als das
Material für
die Vorrillenschicht kann ein Gemisch von mindestens einem Monomer oder
Oligomer, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Monoacrylat, Diacrylat, Triacrylat
und Tetraacrylat, und einem Photopolymerisationsinitiator verwendet
werden.
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Außerdem kann
auf der Lichtabsorptionsschicht eine Reflexionsschicht zur Verbesserung
des Signal/Rausch-Verhältnisses
und des Reflexionsvermögens
des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials und auch zur Verbesserung
von dessen Aufzeichnungsempfindlichkeit, aufgebracht werden.
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Als
das Material für
die Reflexionsschicht wird ein Lichtreflexionsmaterial mit hohem
Reflexionsvermögen
für Laserstrahlen
verwendet.
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Spezifische
Beispiele von solchen Lichtreflexionsmaterialien sind Metalle und
Halbmetalle wie Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn,
Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ca,
In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn und Si.
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Von
den vorstehend erwähnten
Lichtreflexionsmaterialien sind Au, Al und Ag besonders bevorzugt
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung. Die vorstehend erwähnte Materialien
können
allein, in Kombination oder in der Form von Legierungen verwendet
werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Lichtreflexionsschicht eine Dicke im Bereich
von 100 Å bis
3000 Å hat.
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Die
Lichtreflexionsschicht kann zwischen dem Substrat und der Lichtabsorptionsschicht
eingeschaltet sein. In diesem Fall werden Aufzeichnung und Wiedergabe
von Information auf der Seite der Lichtabsorptionsschicht durchgeführt, welche
mit Bezug auf die Lichtreflexionsschicht gegenüber dem Substrat angeordnet
ist.
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Außerdem kann
eine Schutzschicht auf der Lichtabsorptionsschicht oder auf der
Reflexionsschicht aufgebracht werden, um die Lichtabsorptionsschicht
oder die Reflexionsschicht physikalisch oder chemisch zu schützen.
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Eine
solche Schutzschicht kann auch auf der Seite des Substrates, auf
welcher die Lichtabsorptionsschicht nicht aufgebracht ist, aufgebracht
werden, um die Kratzfestigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit
des optischen Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung
zu verbessern.
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Als
die Materialien für
die Schutzschicht können
zum Beispiel anorganische Materialien wie SiO, SiO2, MgF2 und SnO2, thermoplastisches
Harz, wärmefixierbares
Harz und UV-härtendes
Harz verwendet werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Schutzschicht eine Dicke im Bereich von
500 Å bis
50 μm hat.
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Es
wird jetzt ein Verfahren zum Herstellen des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
der vorliegenden Erfindung erklärt.
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Das
Verfahren zum Herstellen des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
umfasst die Schritte des:
- (a) Aufbringens einer
Lichtabsorptionsschicht, direkt oder über eine Zwischenschicht, auf
ein Substrat mit auf der Oberfläche
gebildeten Informationsvertiefungen und/oder Führungsrillen durch Filmbildungsbeschichtung,
wobei die Lichtabsorptionsschicht die Phthalocyaninverbindung (I),
die Phthalocyaninverbindung (II) und die Phthalocyaninverbindung
(III) umfasst,
- (b) Aufbringens der Lichtreflexionsschicht, direkt oder über eine
Zwischenschicht, auf die Lichtabsorptionsschicht durch Vakuumfilmbildung
und
- (c) Aufbringens der Schutzschicht auf die Lichtreflexionsschicht.
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[Aufbringung der Lichtabsorptionsschicht]
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In
dem Verfahren zum Herstellen des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend erwähnte Lichtabsorptionsschicht, umfassend
als die Hauptkomponenten die Phthalocyaninverbindung (I), die Phthalocyaninverbindung
(II) und die Phthalocyaninverbindung (III) direkt oder über eine
Zwischenschicht auf dem Substrat mit auf der Oberfläche gebildeten
Informationsvertiefungen und/oder Führungsrillen durch Filmbildungsbeschichtung
aufgebracht.
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Noch
spezifischer werden die Phthalocyaninverbindung (I), die Phthalocyaninverbindung
(II) und die Phthalocyaninverbindung (III) in einem Lösungsmittel
aufgelöst,
wodurch eine Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht hergestellt wird.
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Die
derart hergestellte Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht wird dann auf das Substrat
beschichtet. Als das Lösungsmittel
zum Herstellen der Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht können herkömmliche organische Flüssigkeiten
wie Alkohol, Cellosolve, halogenierter Kohlenwasserstoff, Ketone
und Ether verwendet werden.
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Als
das Beschichtungsverfahren zum Bereitstellen der Lichtabsorptionsschicht
ist das Schleuderbeschichtungsverfahren bevorzugt, weil die Dicke
der Lichtabsorptionsschicht durch Einstellen der Konzentration und
Viskosität
der Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht und der Trocknungstemperatur
der beschichteten Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht leicht gesteuert werden
kann.
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Die
vorstehend erwähnte
Grundschicht wird auf der Seite des Substrates, auf welcher die
Lichtabsorptionsschicht aufgebracht ist, aufgebracht, um die Flachheit
und das Haftvermögen
des Substrates zu verbessern, und auch um die Qualitätsminderung
der Lichtabsorptionsschicht zu verhindern.
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Die
Grundschicht kann durch die Schritte des Auflösens des vorstehend erwähnten Materials
für die Grundschicht
in einem geeigneten Lösungsmittel,
um eine Flüssigkeit
zur Bildung einer Grundschicht herzustellen, und Beschichten der
derart hergestellten Flüssigkeit
zur Bildung einer Grundschicht auf die Oberfläche des Substrates mit einem
Beschichtungsverfahren wie Schleuderbeschichtung, Tauchbeschichtung
oder Extrusionsbeschichtung, aufgebracht werden.
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[Aufbringung der Lichtreflexionsschicht]
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Lichtreflexionsschicht direkt
oder über
eine Zwischenschicht auf der Lichtabsorptionsschicht durch Vakuumfilmbildung
aufgebracht. Noch spezifischer wird irgendeines der vorstehend erwähnten Materialien
für die
Lichtreflexionsschicht auf der Lichtabsorptionsschicht zum Beispiel durch
Vakuumabscheidung, Kathodenzerstäubung
(Sputtern) oder Ionenplattieren abgeschieden.
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[Aufbringung der Schutzschicht]
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Schutzschicht auf der Lichtreflexionsschicht
aufgebracht. Noch spezifischer werden die vorstehend erwähnten Materialien
für die
Schutzschicht zum Beispiel durch Vakuumfilmbildung oder Filmbeschichtung
auf der Lichtreflexionsschicht abgeschieden. Als das Material für die Schutzschicht
ist UV-härtendes
Harz zu bevorzugen. Eine aus UV-härtendem Harz zusammengesetzte Schutzschicht
wird zum Beispiel durch die Schritte des Beschichtens von UV-härtendem Harz auf die Lichtreflexionsschicht
mittels Schleuderbeschichtung und des Härtens des beschichteten UV-härtenden
Harzes durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen erzeugt.
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Andere
Merkmale dieser Erfindung werden im Lauf der folgenden Beschreibung
beispielhafter Ausführungsformen
ersichtlich werden, die zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung
geboten werden und mit denen nicht beabsichtigt wird, diese einzuschränken.
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Beispiel 1
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Auf
einer als ein Substrat dienenden Polycarbonatscheibe mit einem Durchmesser
von 120 mm und einer Dicke von 1,2 mm, wobei Führungsrillen mit einer Tiefe
von etwa 1500 Å auf
deren Oberfläche
in der Form konkaver und konvexer Muster ausgebildet waren, wurde
eine Lichtabsorptionsschicht mit einer Dicke von etwa 1500 Å erzeugt.
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Noch
spezifischer wurde die Lichtabsorptionsschicht wie folgt erzeugt:
Die
Phthalocyaninverbindung (I), die Phthalocyaninverbindung (II) und
die Phthalocyaninverbindung (III) mit einem in Beispiel 1 in TABELLE
1 gezeigten molaren Mischungsverhältnis von 0,5/0,2/0,3 [Phthalocyaninverbindung
(I)/Phthalocyaninverbindung (II)/Phthalocyaninverbindung (III)]
und 5,6-Dimethylbenzimidazol
(auf das hierin nachfolgend als die Aminoverbindung Bezug genommen
wird) in einer Menge von 1,0, ausgedrückt als das molare Verhältnis von
5,6-Dimethylbenzimidazol zu dem Gemisch der beiden Phthalocyaninverbindungen
(II) und (III), das heißt
dem molaren Verhältnis
der Aminoverbindung/{der Phthalocyaninverbindung (II) + der Phthalocyaninverbindung
(III)}, wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus Tetrahydrofuran,
1-Methoxy-2-butanol und Ethylcyclchexan gelöst, um eine Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht herzustellen.
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Die
derart hergestellte Flüssigkeit
zur Bildung einer Lichtabsorptionsschicht wurde auf die vorstehend erwähnte Polycarbonatscheibe
schleuderbeschichtet und getrocknet, wodurch die Lichtabsorptionsschicht
mit einer Dicke von etwa 1500 Å auf
dem Substrat erzeugt wurde.
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Die
Temperaturen der thermischen Zersetzung der Phthalocyaninverbindungen
(I), (II) und (III) waren, wenn sie mit einem kommerziell erhältlichen
Gerät zur
thermischen Analyse gemessen wurden (Handelsmarke „TG8110,
TAS100", hergestellt
von Rigaku Denji Company, Ltd.), etwa 290°C, etwa 252°C beziehungsweise etwa 390°C, wie jeweils
in 1, 2 und 3 gezeigt
wird.
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Die
Wellenlänge
des Peaks der maximalen Absorption (λmax) der vorstehenden Phthalocyaninverbindung
(I) und die (λmax)
eines Films davon waren etwa 720 nm (in CH3Cl)
beziehungsweise etwa 732 nm (Film), wie in 7 gezeigt,
die Wellenlänge
des Peaks der maximalen Absorption (λmax) der vorstehenden Phthalocyaninverbindung
(II) und die (λmax)
eines Films davon waren etwa 695 nm (in CH3Cl)
beziehungsweise etwa 704 nm (Film), wie in 8 gezeigt,
und die Wellenlänge
des Peaks der maximalen Absorption (λmax) der vorstehenden Phthalocyaninverbindung
(III) und die (λmax)
eines Films davon waren etwa 721 nm (in CH3Cl)
beziehungsweise etwa 732 nm (Film), wie in 9 gezeigt,
wenn sie mit einem kommerziell erhältlichen Spektrophotometer
(Handelsmarke „UV-3100", hergestellt von
Shimadzu Seisakusho Ltd.).
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Eine
Lichtreflexionsschicht aus Au mit einer Dicke von etwa 800 Å wurde
durch Sputtern (Kathodenzerstäubung)
von Au auf der Lichtabsorptionsschicht erzeugt.
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Auf
der vorstehenden Lichtreflexionsschicht wurde eine aus einem UV-härtbaren
Harz zusammengesetzte Schutzschicht mit einer Dicke von etwa 5 μm aufgebracht,
wodurch ein optisches Aufzeichnungsmaterial Nr. 1 der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde.
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Auf
dem derart hergestellten optischen Informationsaufzeichnungsmaterial
Nr. 1 wurden EFM-Signale (Eight to Fourteen Modulation) aufgezeichnet
und die aufgezeichneten EFM-Signale wurden daraus wiedergegeben,
unter Verwendung eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge von
785 nm unter den Bedingungen dass die N.A. (numerische Apertur)
0,5 war und die Lineargeschwindigkeit davon 1,2 m/sec war. Das Ergebnis war,
dass das Reflexionsvermögen
(Itop) 73% war und dass der Cl-Fehler 220 oder weniger war. Die
Aufzeichnungsenergie β war
4 (β = 4).
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Die
Vertiefungslängen
der wiedergegebenen Signale wurden mit einem Intervallanalysator
gemessen. Das Ergebnis war, dass die Abweichung der Vertiefungslängen von
der Standard-CD (Test 5B) 40 ns oder weniger war. Dieser Wert erfüllt die
Normen für
CDs für
einmaliges Beschreiben, vielfaches Auslesen (Orange Book). Die Ergebnisse
werden in TABELLE 2 gezeigt.
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Beispiel 2 bis 7
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Die
Vorgehensweise für
die Herstellung des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die in Beispiel 1
verwendeten Phthalocyaninverbindung (I), (II) und (III) jeweils
durch die in TABELLE 1 in den Beispielen 2 bis 7 gezeigten Phthalocyaninverbindung
(I), (II) und (III) ersetzt wurden, wodurch die optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien
Nr. 2 bis 7 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
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Die
derart hergestellten optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien
Nr. 2 bis 7 wurden auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 ausgewertet.
Die Ergebnisse werden in TABELLE 2 gezeigt, sie zeigen an, dass in
Bezug auf jedes der optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien
Nr. 2 bis 7 das Reflexionsvermögen (Itop),
der Cl-Fehler und die Abweichung der Vertiefungslänge davon
die Normen für
CDs vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung erfüllen.
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4 zeigt
die Ergebnisse einer thermischen Analyse der in Beispiel 3 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (I).
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5 zeigt
die Ergebnisse einer thermischen Analyse der in Beispiel 3 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (II).
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10 zeigt
ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel 3 verwendeten Phthalocyaninverbindung
(I).
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11 zeigt
ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel 3 verwendeten Phthalocyaninverbindung (II).
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6 zeigt
die Ergebnisse einer thermischen Analyse der in Beispiel 2 verwendeten
Phthalocyaninverbindung (III).
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12 zeigt
ein Spektrum der Lichtabsorption der in Beispiel 2 verwendeten Phthalocyaninverbindung
(III).
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Vergleichsbeispiele 1
bis 5
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Die
Vorgehensweise für
die Herstellung des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die in Beispiel 1
verwendeten Phthalocyaninverbindung (I), (II) und (III) jeweils
durch die in TABELLE 3 in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 gezeigten
Phthalocyaninverbindung (I), (II) und (III) oder andere Phthalocyaninverbindungen
ersetzt wurden, wodurch die zum Vergleich dienenden optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien
Nr. 1 bis 5 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
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Die
derart hergestellten, zum Vergleich dienenden optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien Nr.
1 bis 5 wurden auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 ausgewertet.
Die Ergebnisse werden in TABELLE 4 gezeigt, sie zeigen an, dass
in Bezug auf jedes der zum Vergleich dienenden optischen Informationsaufzeichnungsmaterialien
Nr. 1 bis 5 die kennzeichnende Merkmale der wiedergegebenen Signale
die Normen für
CDs vom Typ der einmaligen Beschreibung, mehrfachen Auslesung nicht
erfüllten.
Insbesondere war die Abweichung der Vertiefungslängen davon, in den Vergleichsbeispielen
3 bis 6 als 11T-Vertiefung ausgedrückt, -60 ns oder weniger und
lag außerhalb
deren Normen.
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