專(zhuān)利名稱(chēng)：：?jiǎn)畏N有機(jī)染料薄膜的紅綠雙波長(zhǎng)存儲(chǔ)光盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是一種基于單種有機(jī)染料薄膜的紅綠雙波長(zhǎng)存儲(chǔ)光盤(pán)，適用于紅光和綠光雙波長(zhǎng)一次記錄光盤(pán)存儲(chǔ)。
背景技術(shù)：
：光存儲(chǔ)是繼磁存儲(chǔ)之后新近興起的有重要實(shí)用化意義的信息存儲(chǔ)技術(shù)，以光盤(pán)為代表的光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件已成為當(dāng)代信息社會(huì)中不可缺少的信息載體，在海量數(shù)據(jù)和活動(dòng)圖象的存儲(chǔ)等方面得到了廣泛應(yīng)用。特別是數(shù)字多用光盤(pán)(DigitalVersatileDisk，DVD)，其存儲(chǔ)密度比傳統(tǒng)的CD光盤(pán)(CompactDisk)提高了6倍，逐漸成為主流的消費(fèi)用光盤(pán)。目前正在推廣應(yīng)用只讀式DVD(如DVD-Read-OnlyMemory，DVD-ROM和DVD-Video)，5英寸光盤(pán)的存儲(chǔ)容量可達(dá)4.7GB，可錄(一次記錄)和可擦重寫(xiě)式DVD(DVD-Recordable，DVD-R和DVD-Rewritable，DVD-RW)也已制訂了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，今后將作為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和錄像機(jī)的主要存儲(chǔ)器。隨著高清晰度數(shù)字電視和數(shù)字電影以及海量網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)的下載，需要更高存儲(chǔ)密度的光盤(pán)。在遠(yuǎn)場(chǎng)光記錄中，記錄點(diǎn)的尺寸取決于聚焦光的衍射極限，聚焦光斑的直徑(d)與光波長(zhǎng)(ё)成正比而與鏡頭的數(shù)值孔徑(NA)成反比，存儲(chǔ)密度則正比于數(shù)值孔徑與波長(zhǎng)比值(NA/ё)的平方。所以，要提高存儲(chǔ)的位密度，縮短激光波長(zhǎng)是一個(gè)主要途徑。目前在CD和DVD光盤(pán)系統(tǒng)中采用的分別是波長(zhǎng)為770～830nm和630～650nm的近紅外和紅光半導(dǎo)體激光器，隨著藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器的商品化，開(kāi)發(fā)藍(lán)綠光(400～520nm)記錄的新型短波長(zhǎng)光存儲(chǔ)器件(如高密度數(shù)字多用光盤(pán)High-densityDVD，HD-DVD)成為當(dāng)前發(fā)展高密度光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)的關(guān)鍵。有機(jī)染料化合物(例如花菁、酞菁和偶氮)是當(dāng)前可錄光盤(pán)(例如CD-Recordable，CD-R和DVD-R)的主要記錄介質(zhì)。一般選擇吸收帶下降邊的末段，即吸收帶尾位于記錄/讀出波段的染料分子作為記錄材料(CD-R用酞菁薄膜的吸收帶尾一般位于750～800nm，DVD-R用偶氮薄膜的吸收帶尾一般位于600～650nm)，以獲得較高的盤(pán)片初始反射率(對(duì)于CD-R，大于70％；對(duì)于DVD-R，在45-85％范圍)，從而保證與ROM驅(qū)動(dòng)器的兼容性(可以在CD-ROM或DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器上讀出)。由于CD、DVD和HD-DVD系列光盤(pán)的工作波長(zhǎng)各不相同，目前分別選用不同種類(lèi)或結(jié)構(gòu)的染料分子作為其記錄介質(zhì)。用于紅光記錄的染料化合物不能用于藍(lán)綠光記錄，反過(guò)來(lái)也是這樣。于是，隨著激光記錄波長(zhǎng)的縮短，需要重新開(kāi)發(fā)與激光波長(zhǎng)匹配的新染料以及相配套的染料膜層工藝(dyelayerprocess)，這樣不僅研發(fā)難度加大、成本提高，而且不利于工作波長(zhǎng)不同的光盤(pán)間的兼容。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于單種有機(jī)染料薄膜的光盤(pán)，用于實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)一次記錄光盤(pán)存儲(chǔ)。即該種光盤(pán)的記錄層中僅含有一種染料，但在兩個(gè)不同波長(zhǎng)的激光作用下都可以實(shí)現(xiàn)記錄和讀出，既可以用紅光(632.8nm)記錄讀出，又可以用綠光(514.5nm)記錄和讀出。本發(fā)明的雙波長(zhǎng)光盤(pán)存儲(chǔ)所用盤(pán)片的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括光盤(pán)基片1，在基片1上覆蓋有由染料層構(gòu)成的記錄層2，在記錄層2上覆蓋有反射層3，在反射層3上覆蓋有厚度為2000～4000nm的蠟克膠構(gòu)成的保護(hù)層4。激光束透過(guò)光盤(pán)基片1聚焦于記錄層2上，染料分子吸收能量使該微區(qū)形態(tài)發(fā)生變化，與未作用區(qū)域形成反差，從而實(shí)現(xiàn)一次記錄；通過(guò)檢測(cè)經(jīng)反射層3反射的激光信號(hào)實(shí)現(xiàn)讀出。保護(hù)層4用于防止記錄層2和反射層3受到破壞(例如氧化)。本發(fā)明盤(pán)片中記錄層2的染料層是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構(gòu)成的。所說(shuō)的反射層是由厚度為50～60nm的鋁膜構(gòu)成的。如上所述，本發(fā)明通過(guò)選擇合適的反射層3、記錄層2的材料以及多層膜結(jié)構(gòu)(主要指反射層和染料層的厚度)，使得光盤(pán)可以在兩個(gè)不同的激光波長(zhǎng)處，紅光632.8nm和綠光514.5nm處，同時(shí)獲得足夠高的反射率和反射率對(duì)比度(反射率對(duì)比度的定義為C＝2|R2-R1|/(R2+R1)，式中R1和R2分別為激光記錄前后盤(pán)片的反射率)，從而實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)記錄和讀出。上述構(gòu)成記錄層2的染料層的材料是合成染料，使得其薄膜層的吸收帶的帶頭(上升邊的起始段)和帶尾(下降邊的末段)正好處于兩個(gè)特定的紅光632.8nm和綠光514.5nm激光波長(zhǎng)處，即該染料層在這兩個(gè)特定波長(zhǎng)處有相近的吸光度，如圖2所示曲線上的A點(diǎn)和B點(diǎn)處。。反射層3材料的選擇選擇反射層3材料為鋁膜，使得反射膜在上述兩個(gè)特定波長(zhǎng)處都具有較高的反射率。上述的多層膜結(jié)構(gòu)匹配，特別是染料層和反射層厚度的匹配很重要，本發(fā)明中所選擇的染料層與反射層的厚度是相互匹配的。與在先技術(shù)相比，本發(fā)明將在先技術(shù)中光存儲(chǔ)的應(yīng)用波長(zhǎng)擴(kuò)展到了更短的波段，本發(fā)明是針對(duì)兩種特定的紅光和綠光激光工作波長(zhǎng)無(wú)須選用兩種不同種類(lèi)或結(jié)構(gòu)的染料分子作為記錄介質(zhì)，利用單種有機(jī)染料可以實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)光盤(pán)記錄和讀出(分別利用吸收帶的帶頭和帶尾)，為工作波長(zhǎng)不同的光盤(pán)間的兼容以及多層多色光盤(pán)的實(shí)現(xiàn)提供了新的途徑。根據(jù)需要可以選擇分別適用于紅光(632.8nm)/紅外光(780nm)、綠光(514.5nm)/紅光(632.8nm)、藍(lán)光(405nm)/紅光(632.8nm)、藍(lán)光(405nm)/綠光(514.5nm)、紫外光(308nm)/藍(lán)光(405nm)等雙波長(zhǎng)記錄/讀出的材料和光盤(pán)結(jié)構(gòu)。圖1為本發(fā)明中雙波長(zhǎng)光盤(pán)存儲(chǔ)用盤(pán)片結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明中記錄層2所用的染料層在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長(zhǎng)一次記錄的吸收曲線圖3對(duì)紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長(zhǎng)一次記錄光盤(pán)存儲(chǔ)所用多層膜系(包括光盤(pán)盤(pán)基、染料層、反射層和保護(hù)層)的反射率曲線圖4對(duì)紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長(zhǎng)一次記錄光盤(pán)存儲(chǔ)所用多層膜系(包括光盤(pán)盤(pán)基、染料層、反射層和保護(hù)層)的激光記錄特性曲線(記錄功率8mW；讀出功率1mW，讀出脈寬200ns)具體實(shí)施例方式如圖1所示的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成記錄層2的染料層的染料為合成的三取代苯并吡咯菁染料(TC-1)，其薄膜層吸收帶的帶頭和帶尾部分正好處于氦-氖(He-Ne)激光器(632.8nm)和氬離子激光器(514.5nm)的工作波長(zhǎng)處。該薄膜層在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)波長(zhǎng)處具有相似的吸收特性(吸收系數(shù)較小而且數(shù)值相近，見(jiàn)圖2)。盤(pán)片中各層膜系結(jié)構(gòu)實(shí)施例1基片1是厚度為0.6mm的聚碳酸酯構(gòu)成，記錄層2的染料層厚度為64nm，反射層3的鋁膜厚度為60nm，保護(hù)層4的蠟克膠層的厚度為2000nm。實(shí)施例2記錄層2的染料層厚度為76nm的三取代苯并吡咯菁染料，反射層3的鋁膜厚度為55nm。其它層的厚度同實(shí)施例1。實(shí)施例3記錄層2的染料層厚度為98nm的三取代苯并吡咯菁染料，反射層3的鋁膜厚度為50nm。其它層的厚度同實(shí)施例1。上述實(shí)施例1、2、3在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)波段都能獲得較高的初始反射率(如圖3所示，反射率大于70％)，而且利用紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)記錄，都可以獲得較高的反射率對(duì)比度(如圖4所示，當(dāng)紅色(632.8nm)和綠色(514.5nm)激光能量分別為5.6和1.6nJ時(shí)，盤(pán)片的反射率對(duì)比度大于0.3)，從而利用單種有機(jī)染料薄膜實(shí)現(xiàn)了紅光和綠光雙波長(zhǎng)一次記錄光盤(pán)存儲(chǔ)。權(quán)利要求1.一種單種有機(jī)染料薄膜的紅綠雙波長(zhǎng)存儲(chǔ)光盤(pán)，盤(pán)片的結(jié)構(gòu)包括厚度為0.6mm或者0.1mm的基片(1)，在基片(1)上覆蓋有記錄層(2)，在記錄層(2)上覆蓋有反射層(3)，在反射層(3)上覆蓋有厚度為2000～4000nm的蠟克膠構(gòu)成的保護(hù)層(4)，其特征在于所說(shuō)的記錄層(2)是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構(gòu)成的；所說(shuō)的反射層(3)是由厚度為50～60nm的鋁膜構(gòu)成的。全文摘要一種單種有機(jī)染料薄膜的紅綠雙波長(zhǎng)存儲(chǔ)光盤(pán),盤(pán)片中覆蓋在基片上的記錄層是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構(gòu)成的。覆蓋在記錄層上的反射層是由厚度為50～60nm的鋁膜構(gòu)成。上述構(gòu)成記錄層的染料層吸收帶的帶頭和帶尾正好處于兩個(gè)特定的紅光和綠光的激光波長(zhǎng)處。在這兩個(gè)特定波長(zhǎng)處有相近的吸光度。而且多層膜系結(jié)構(gòu)是相匹配的,在紅光與綠光的雙波長(zhǎng)處有足夠高的反射率和反射率對(duì)比度。因此,本發(fā)明能夠在單種有機(jī)染料的記錄層上用紅光和綠光雙波長(zhǎng)一次記錄和讀出。文檔編號(hào)G11B7/24GK1385846SQ0211173公開(kāi)日2002年12月18日申請(qǐng)日期2002年5月17日優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日發(fā)明者王陽(yáng),干福熹,顧冬紅申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所