CN1565023A - 着色的dvd - Google Patents

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Abstract

这里公开了着色光盘和制造它的方法。该方法包括：在第一树脂层上设置第一半反射数据层(3)；其中第一树脂层在所需读取波长下具有大于约60％的光透射率；将第一全反射数据层(5)的顶面设置在第一半反射数据层(3)的与第一树脂层相对的那一面上；其中第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)的反射率各自是约18到约30％，和在第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)之间的反射率差异是低于约5％；在第一全反射数据层(5)和该第一半反射数据(3)层之间设置隔离层；在第一全反射数据层(5)的底面上设置第二树脂层；向光盘的至少一部分中添加颜色。

Description

着色的DVD
本发明的背景
本公开物涉及数据存储介质，和尤其涉及彩色数据存储介质。
数字通用盘(或DVD)正在逐步取代光盘(CD)。这些格式提供了比CD高得多的存储容量，因此允许记录具有高数字质量的多达8小时的视频/音频容量。市场上销售的DVD的数量在2001年全球很可能超过10亿个单元和预计在2004年达到约40亿。
为了在具有与CD同样总尺寸的盘片中获得高存储密度，该盘片构造已经发生变化。最基本的和可见的差异是DVD不再由单层1.2mm厚度塑料基片构成，而是由粘结在一起的两个0.6mm半片构成(“DVDDemystified”，Jim Taylor著，McGraw Hill编辑，1998)。另外，读取激光波长已经从CD的位于光谱的近红外部分中的780纳米(nm)变化到DVD的位于可见光谱中的635或650nm。取决于DVD的类型(DVD-5，DVD-9，DVD-10，DVD-14，DVD-18，DVD-R，DVD-RW，...)，该构造可以有较大的变化，从单面/单层(DVD-5)到双面/双层(DVD-18)，更不用说可记录的格式如DVD-R和DVD-RW。由Optical Media联盟强制的严格技术规格(European Association for StandardizingInformation and Communication Systems (“ECMA”)Specifications #267，对于1.20mm DVD-只读盘)，结合了这样的事实：激光波长位于可见光谱内使得DVD制造成为一个挑战。
基片的光学性质不是DVD的唯一要求。例如，在DVD中凹点(pit)的尺寸小得多，这意味DVD比CD对树脂质量(杂质)更敏感。由于它们的较薄规格(0.6mm，而不是1.2mm)，就模塑加工而言DVD也比CD更复杂。事实上，树脂的流变性能(流动特性)是重要的和严密控制的。另外，在盘片主体的厚度上的不一致性也是光盘缺陷的来源。DVD对于此类缺陷的存在是更加敏感的，因为它不仅是较薄的且在可见光谱内进行读取，而且它也在比常规CD更高的旋转/扫描速率下读取。多层的最先进DVD格式(例如DVD-9，DVD-14和DVD-18)体现最高的难度系数，这归因于与2层凹点(例如，形成地理定位点的图案布置)有关的全反射和半反射层两者的存在。单层DVD，即DVD-5和DVD-10，不具有半反射层且含有仅仅一层凹点。由于盘片构造上的差异，反射率要求在单层和多层的盘片之间有非常大的差异。
迄今，在市场上全部的预先录制的或可记录的多层DVD是用无色树脂制造的。在各种DVD之间的唯一审美差异来自金属化(即，数据层)。例如当使用金时获得金色盘片，且类似地，用银合金或铝获得亮银色外观。
本发明的概述
上述缺陷和缺点已经通过光盘和制造它的方法得以克服和减轻。所述光盘包括：第一全反射数据层，设置在第一全反射数据层的顶面上的第一隔离层，设置在隔离层的与第一全反射数据层相对的那一面上的第一半反射数据层，设置在与隔离层相对的第一半反射数据层的上表面上的第一树脂层，和设置在所述第一全反射数据层的底面上的第二树脂层；其中第一树脂外层在所需的读取波长下具有大于60％的光透射率；其中第一全反射数据层和第一半反射数据层的反射率各自是约18到约30％；其中在第一全反射数据层和第一半反射数据层之间的反射率的差异低于约5％；和其中该光盘的至少一部分是着色的。
制造光盘的方法包括：在第一树脂层上设置第一半反射数据层，其中第一树脂层在所需的读取波长具有大于约60％的光透射率；将第一全反射数据层的顶面设置在所述第一半反射数据层的与所述第一树脂层相对的那一面上，其中第一全反射数据层和第一半反射数据层的反射率各自是约18到约30％，并且其中在第一全反射数据层和第一半反射数据层之间的反射率的差异低于约5％；将第二树脂层设置在所述第一全反射数据层的底面上；和向该光盘的至少一部分中加色。
这些和其它特征将从以下的附图简述、详细说明、和附图变得显而易见。
附图简述
现在参见下列各图，其中：
图1是DVD9构造的示意图；
图2是具有在基片的第二面上设置的单反射层的CD的构造示意图；
图3是具有在基片之内设置的单反射数据层的DVD的构造示意图；
图4是具有在基片之内设置的两个反射数据层、半反射数据层和全反射数据层的DVD构造的示意图；
图5是具有单反射数据层和单个激光(层)的DVD构造的示意图；
图6是具有两个反射数据层的DVD构造的示意图，两层设置在基片中心的两相对面上，且各自可以从基片的不同面上读取；
图7是具有两个反射数据层的DVD构造的示意图，两层设置在基片中心的两相对面上，且两层可以从基片的相同面上读取；
图8是具有两个反射数据层的DVD构造的示意图，两层设置在基片中心的同侧面上，且两层可以从基片的相同面上读取；
图9是具有四个反射数据层的DVD构造的示意图，两个反射数据层设置在基片中心的每一面上，和两个可以从基片的每一面上读取；和
图10是在0.014wt％的负载量下在1.2mm聚碳酸酯基片中几种着色剂的光透射率的图解说明。
本发明的详细说明
参见图1，数字通用盘(DVD)包括两个粘结的塑料基片(或树脂层)1，其各自典型地具有小于或等于约1.0mm的厚度，其中小于或等于约0.7mm的厚度是优选的。至少一种基片包括一个或多个数据层(例如3、5)。第一层3，一般称作层零(或L0)，最接近于盘片的读取数据的那一面(表面7)。第二层5，一般称作层1(L1)，更远离读取面7。设置在L0(3)和L1(5)之间的典型地是粘合剂9和任选性的防护涂层或隔离层11。单面的DVD(即，从设置在DVD的一面上的单个读取表面7上读取的那些DVD)，可以另外包括设置在与读取表面7相对的DVD那一面上的标记13。
对于从读取表面7读取的单层的情况(例如DVD5，DVD10)，通过溅射或其它沉积过程，模压的(stamped)表面覆盖了薄的反射数据层。这产生了典型地为约60到约100埃()厚度的金属涂层。(参见图3、5和6)。对于从相同读取表面7上读取的两数据层DVD(例如，DVD9，DVD14，DVD18)，当读取第一层3时激光必须能够从第一层3上反射，但当读取第二层5时通过第一层3聚焦(或传输)。(参见图4，7，8，和9；分别为DVD9，DVD9，DVD14，DVD18)。因此，第一层3是“半透明的”(即，半反射)，而第二层5是“全反射的”。在由Consortium forOptical Media设定的目前标准下，对于全反射和半反射数据层的金属化结合，按照电学参数R14H来测量(如在ECMA技术规格#267中所述)，应该是在激光波长下为约18百分数(％)到约30％。在本发明DVD中，一般使用的激光波长是小于或等于约700nm，其中约400nm到约675nm是优选的，约600nm到约675nm是更优选的。虽然这些金属化标准是对于使用无色、光学质量的树脂的DVD数据层所设定的，但是它们同样地适用于使用有色树脂的DVD体系。
当着色剂被添加到树脂中时，对穿过基片和从基片反射的光透射率是有影响的。在半反射和全反射(L0(3)和L1(5))层上金属化属性和厚度将针对基片的光透射率而作调整。通过将金属化厚度与半反射数据层3的反射率加以平衡，和通过调节全反射数据层5的厚度以确保它的反射率是在所需的规格之内，能够获得所需的反射率。
通过使用各种反射材料能够获得各数据层的金属化。可以使用具有足够反射率而可以用作半反射和/或全反射数据层且可以优选地被溅射到基片上的材料，例如金属和合金等。一些可能的反射材料包括金，银，铂，硅，铝等，以及包括至少一种上述材料的合金和组合物。例如，第一/第二反射数据层金属化可以是金/铝，银合金/铝，银合金/银合金，等等。
除了各层3、5的总反射率之外，在后续的反射数据层(例如，层3、5)之间的反射率的差异应该加以控制，以便确保后续层的足够反射率。  优选地，在后续层(例如第一和第二层3、5)之间的反射率的差异小于或等于约5％，其中小于或等于约4％是优选的，小于或等于约3.0％是更优选的。进一步优选在相邻的反射数据层3、5之间具有大于或等于约0.5％的反射率差异，其中大于或等于约1％是更优选的。应该指出，虽然就两层进行了描述，但应该理解，可以使用两层以上，且在后续层之间的反射率的差异应该如上所述。
所述反射数据层典型地被溅射或以其它方式沉积到已通过模塑、压花等方法形成到基片的表面中的图案(例如，表面特征如凹点，凹槽，凸起体，启动/停止定向器，和/或类似物)上。沉积例如可以包括在第一形成图案的表面上溅射半反射数据层。然后，可将隔离层或防护涂层设置在半反射数据层上。如果需要形成多重数据层DVD(例如，DVD14，DVD18等)，则可以在隔离层的与半反射数据层相对的那一面上形成(例如模压或类似方法)第二形成图案的表面。随后，可将全反射数据层溅射或以其它方式沉积在该隔离层上。或者，对于DVD14构造，全反射数据层可沉积在第二基片(或树脂层)的形成图案的表面上。然后将隔离层或防护涂层设置在半反射数据层和全反射数据层之一或两者上。然后可将粘结剂或粘合剂设置在2个基片之间，且它们可被粘结在一起而形成如在图3-9中所示的盘片。任选地，几个半反射数据层可以以使隔离层被沉积在各后续的层之间的方式沉积。
反射数据层的反射率是大约5％到约100％，这取决于反射层的数目。如果使用单个反射数据层，则反射率优选是约30％到约100％，其中约35％到约90％是更优选的，约45％到约85％是甚至更优选的。如果使用双反射数据层，则该数据层的反射率优选是约5％到约45％，其中约10％到约40％是更优选的，约15％到约35％是甚至更优选的，约18％到约30％是尤其优选的。最后，如果使用多个反射数据层(例如，可以从单个读取表面上读取的大于2个反射数据层)，则反射率优选是约5％到约30％，其中约5％到约25％是更优选的。尤其优选的范围目前是以ECMA技术规格#267为基础，其中反射率是双层DVD(例如，至少一个全反射层和至少一个半反射层)反射率的约18％到约30％，或者是单层DVD(例如，一个全反射层)反射率的约45％到约85％。
所述基片可以包括任何光学质量的塑料，例如，在激光波长范围中能够使大于或等于约60％的光从中透射通过的任何塑料。优选地，该透射率大于或等于约65％，其中大于或等于约75％是更优选的，大于或等于约85％是尤其优选的。所述塑料基片可以包括树脂，如无定形、结晶、或半晶热塑性塑料，热固性塑料，或包含至少一种所述塑料的混合物。一些可能的塑料包括聚醚酰亚胺，聚醚醚酮，聚酰亚胺，聚氯乙烯，聚烯烃(包括但不限于线性和环状聚烯烃并包括聚乙烯，氯化聚乙烯，聚丙烯，等等)，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基二醇酯，等等)，聚酰胺，聚砜(包括但不限于聚醚砜，聚醚醚砜，氢化聚砜，等等)，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚醚砜，聚苯硫，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的聚苯乙烯，聚环己基乙烯，苯乙烯-共-丙烯腈，苯乙烯-共-马来酸酐，等等)，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，等等)，聚丙烯腈，聚缩醛，聚碳酸酯，聚苯醚(包括但不限于从2，6-二甲基苯酚衍生的那些和与2，3，6-三甲基苯酚的共聚物，等等)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，聚乙酸乙烯酯，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，四氟乙烯-碳氟化合物共聚物(例如，特氟隆)，环氧树脂，酚醛树脂，醇酸树脂，聚酯，聚酰亚胺，聚氨酯，聚硅氧烷，聚硅烷，双马来酰亚胺，氰酸酯，乙烯基树脂，和苯并环丁烯树脂，以及包括至少一种上述塑料的共混物、共聚物、混合物、反应产物和复合物。优选地，基片包括聚碳酸酯，其中主要为聚碳酸酯(例如，大于或等于约80％聚碳酸酯)的基片是尤其优选的。
这里所使用的术语“聚碳酸酯”、“聚碳酸酯组合物”和“包括芳族碳酸酯链单元的组合物”包括具有通式(I)的结构单元的组合物：
Figure A0281984300101
其中R1基团的总数中的至少约60％是芳族有机基团，其余是脂族、脂环族、或芳族基团。优选地，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中每一个是单环二价芳基基团，Y1是具有将A1与A2分开的一个或两个原子的桥连基团。在举例的实施方案中，一个原子将A1与A2分开。这一类型基团的举例的、非限制性的例子是-O-，-S-，-S(O)-，-S(O2)-，-C(O)-，亚甲基，环己基亚甲基，2-[2，2，1]-双环庚叉基，乙叉基，异丙叉基，新戊叉基，环己叉基，环十五烷叉基，环十二烷叉基，和金刚烷叉基。桥连基团Y1可以是烃基团或饱和烃基团，如亚甲基，环己叉基或异丙叉基。
聚碳酸酯可以通过其中仅一个原子分开A1和A2的二羟基化合物的界面反应来生产。这里使用的术语“二羟基化合物”包括例如具有以下通式(III)的双酚化合物：
其中Ra和Rb各自表示卤素原子或单价烃基团，且可以是相同的或不同的；p和q各自独立地是0到4的整数；Xa表示通式(IV)的基团中的一种：
Figure A0281984300112
或
其中Rc和Rd各自独立地表示氢原子或单价的线性或环状烃基团，Re是二价烃基团。
合适二羟基化合物的一些说明性、非限制性例子包括二元酚和二羟基取代的芳族烃类，由在美国专利4,217,438中的名称或结构式(同属的或特定的)所公开。可由通式(III)表示的双酚化合物类型的特定例子的非排他举例包括下列这些：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(以下“双酚A”或“BPA”)；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)甲苯；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；双(羟基芳基)链烷烃如2，2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷；1，1-双(4-羟苯基)环戊烷；和双(羟基芳基)环烷烃如1，1-双(4-羟苯基)环己烷；等等，以及包括至少一种前述化合物的混合物。
还有可能使用从两种或多种不同的二元酚的聚合反应得到的聚碳酸酯，或，对于希望使用碳酸酯共聚物而不是均聚物的情况，使用二元酚与二醇或与羟基-或酸-终端的聚酯或与二元酸或与羟基酸或与脂族二酸的共聚物。一般，有用的脂族二酸具有2-约40个碳原子。优选的脂族二酸是十二双酸。多芳基化合物和聚酯-碳酸酯树脂或它们的共混物也可以使用。支化聚碳酸酯也是有用的，以及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反应过程中添加支化剂来制备。
这些支化剂可以包括含有至少三个官能团的多官能有机化合物，这些官能团可以是羟基，羧基，羧酸酐，卤甲酰基，和包括至少一种上述基团的混合基团。特定的例子包括偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯，三-对羟基苯基乙烷，靛红-双-苯酚，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，苯均三酸和二苯甲酮四羧酸，等等。支化剂可以以约0.05到约2.0wt％的水平添加，基于树脂的总重量。支化剂和制造支化聚碳酸酯的程序被描述在美国专利3,635,895和4,001,184中。全部类型的聚碳酸酯端基在此都可以考虑。
优选的聚碳酸酯是以双酚A为基础的，其中A1和A2中的每一个均是对亚苯基，Y1是异丙叉基。优选地，聚碳酸酯的重均分子量是大约5,000到约100,000，更优选约10,000到约65,000，和最优选约15,000到约35,000。
在监视和评价聚碳酸酯合成时，特别重要的是测定在聚碳酸酯中存在的弗利斯产物的浓度。正如所指出的，大量弗利斯产物的产生可导致聚合物支化，导致无法控制的熔体行为。这里使用的术语“弗利斯”和“弗利斯产物”表示在聚碳酸酯中具有通式(V)的重复单元：
其中Xa是就上述通式(III)所描述的二价基团。
聚碳酸酯组合物也可包括通常在这一类型的树脂组合物中引入的各种添加剂。此类添加剂是，例如，填料或增强剂；热稳定剂；抗氧化剂；光稳定剂；增塑剂；抗静电剂；脱模剂；附加的树脂；发泡剂；等等，以及包括至少一种上述添加剂的混合物。填料或增强剂的例子包括玻璃纤维，石棉，碳纤维，硅石，滑石和碳酸钙。热稳定剂的例子包括亚磷酸三苯酯，三-(2，6-二甲基苯基)亚磷酸酯，三-(混合单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯，二甲苯膦酸酯和磷酸三甲酯。抗氧化剂的例子包括3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八酯，和四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯]。光稳定剂的例子包括2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑，2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。增塑剂的例子包括4，5-环氧基-六氢邻苯二甲酸二辛酯，三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯，三硬脂酸甘油酯和环氧化大豆油。抗静电剂的例子包括单硬脂酸甘油酯，硬脂基磺酸钠，和十二烷基苯磺酸钠。脱模剂的例子包括硬脂酸十八酯，蜂蜡，褐煤蜡和石蜡。其它树脂的例子包括但不限于聚丙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，和聚苯醚。可以使用任何上述添加剂的混合物。此类添加剂可以在混合各组分以形成组合物的过程中的合适时间进行混合。
除聚合物和着色剂之外，所述组合物可以任选地包括通常引入这一类型的树脂组合物中的各种添加剂。此类添加剂可以包括UV吸收剂；稳定剂，如光和热稳定剂(例如，酸性含磷化合物)；受阻酚；氧化锌，硫化锌颗粒，或它们的组合物；润滑剂(矿物油，等等)；增塑剂；抗氧化剂；抗静电剂(四烷基铵苯磺酸盐，四烷基鏻苯磺酸盐，等等)；脱模剂(季戊四醇四硬脂酸酯；单硬脂酸甘油酯，等等)；等等，以及包括至少一种上述添加剂的混合物。例如，基片可以包括约0.01重量百分数(wt％)到约0.1wt％的热稳定剂；约0.01wt％到约0.2wt％的抗静电剂；和约0.1wt％到约1wt％的脱模剂；以聚合物的总重量为基础计。
一些可能的抗氧化剂包括，例如，有机亚磷酸酯，例如，三(壬基苯基)亚磷酸酯，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等；烷基化一元酚，多元酚和多元酚与二烯烃的烷基化反应产物，例如，四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷，3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八酯，2，4-二叔丁基苯基亚磷酸酯，等等；对甲酚和双环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化对苯二酚；羟基化硫代二苯基醚；烷叉基双酚；苄基化合物；β-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，例如，二硬脂基硫代丙酸酯，二月桂基硫代丙酸酯，双十三烷基硫代二丙酸酯，等等；β-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酰胺；等等，以及包括至少一种上述抗氧化剂的混合物。
为有助于聚合物、特别是聚碳酸酯的加工，也可以使用催化剂(一种或多种)，即在挤出机或其它混合器中。该催化剂典型地协助控制所获得材料的粘度。可能的催化剂包括氢氧化物，如四烷基铵氢氧化物，四烷基  氢氧化物，等等，其中二乙基二甲基铵氢氧化物和四丁基  氢氧化物是优选的。催化剂(一种或多种)可以单独使用或与猝灭剂如酸、例如磷酸等联合使用。另外，水可以在配混过程中被注入到聚合物熔体中并通过用于除去残留挥发性化合物的排气孔作为水蒸汽被除去。
聚合物可通过使用能足够地混合各种前体的反应容器，如单或双螺杆挤出机，捏合机，混合器等来生产。然后利用模塑，挤出，辊压，模压，或类似技术，将聚合物形成为基片。
相邻的基片用粘合剂或粘结剂(例如隔离或粘结层)粘附在一起。可以使用具有所需光学质量的任何粘结剂。一些可能的粘结剂包括胶水(例如热胶)，丙烯酸酯树脂(例如，紫外线(UV)可固化丙烯酸酯树脂，其中透明的(即，大于或等于UV可固化丙烯酸酯树脂是优选的)，等等，以及包括至少一种上述粘结剂的混合物。
对于粘结剂，隔离层可包括透明材料。一些可能的隔离层包括UV可固化透明树脂。典型地，该隔离(粘结)层达到或超过几百微米(μm)厚度，其中小于或等于约100μm的厚度是有用的，且对于目前的DVD格式通常使用约40μm到约70μm的厚度。
通过将着色剂引入到基片(例如树脂层)、隔离层(一层或多层)、顶涂层、或包括至少一种上述层的任何组合中，可以将颜色加入到DVD中。盘片的着色可以以几种方式实现，例如，将预先着色的树脂用于基片(一种或多种)和/或隔离层(一层或多层)；在模塑加工机中混合无色树脂和色母料，和使用液体或粉末着色。不论在挤出过程中通过进料引入着色剂，在模塑加工之前物理混合无色粒料与色母料，或在模塑加工机中通过液体或粉末着色，所述着色剂和它的浓度经过选择后满足DVD技术规格。即使当使用着色剂时，维持该基片的透明度(例如，在读取波长下大于或等于约60％透明度)，以便获得可启动的DVD。
基片的透明度与在基片中存在的散射粒子的量和其尺寸直接有关。如果它们显著地小于可见光波长，则散射可忽略不计。因为着色剂可以是散射粒子的主要来源，该着色剂优选是经过滤，其中熔体过滤是尤其优选的，例如，在挤出过程中的添加中。优选地，过滤后的着色剂颗粒(和其聚集体)的尺寸小于或等于约200纳米(nm)，其中小于或等于约50nm的颗粒(和聚集体)尺寸是优选的。
也优选对着色剂进行选择，以使它们可溶于用于形成设置着色剂的层的材料中。可溶于用于DVD层的材料中的着色剂包括染料(例如，“溶剂染料”)，有机着色剂，颜料，等等，它们的作用就象染料一样；即，分散在塑料中并且不形成具有大于或等于约200nm的尺寸的聚集体的着色剂，其中小于或等于约50nm的聚集体尺寸是优选的。一些合适着色剂包括但不限于以下化合物类：蒽醌，苝，迫位酮(perinones)，靛蒽醌，喹吖啶酮，呫吨，嗪，噁唑啉，噻吨，靛青类，硫靛，萘二甲酰亚胺，花青，呫吨，次甲基，内酯，香豆素，双苯并噁唑基噻吩(bis-benzoxaxolylthiophenes(BBOT))，萘四羧酸衍生物，单偶氮和二偶氮颜料，三芳基甲烷，氨基酮，双(苯乙烯基)联苯基衍生物，等等，以及包括至少一种上述着色剂的组合物。
确定塑料/着色剂组合物和着色剂的用量的因素目前是以上述DVD技术规格(EMCA技术规格#267)为基础。为了获得在着色多层DVD的技术规格内(约18％到约30％)的半反射数据层和全反射数据层反射率，光透射率和着色剂浓度是被平衡的。在DVD读回激光波长下透过基片(即DVD半片)的光透射率优选大于或等于约60％。着色剂荷载以及着色剂性质(例如光谱透射曲线的形状)取决于目标颜色和光透射率。
图10说明了一些常见塑料着色剂(溶剂紫13，溶剂蓝97和溶剂绿28)的不同光透射率。在理想的波长例如在650nm下具有较低吸收率，从而在这一波长下显示最高透射率的着色剂是优选的。在所需波长下具有高吸收率的着色剂的选择限制了可能得到功能多层DVD的最高着色剂荷载。因为在所需波长下具有较低吸收率的着色剂可以以较高的荷载量用于该配制料中，所以在功能盘片中更容易获得目标颜色。例如，当试图获得蓝色时，溶剂紫13比溶剂蓝97更优选，这是因为它在650nm下的较低吸收率。
典型地，着色剂荷载量大于或等于约0.000001重量百分数(wt％)，其中大于或等于约0.00001wt％是优选的，大于或等于约0.0001wt％是更优选的，大于或等于约0.001wt％是甚至更优选的，以包括着色剂的该层的总重量为基础(例如，基片，隔离层，或顶涂层)计。进一步优选以小于或等于约0.5wt％的量使用着色剂，其中小于或等于约0.05wt％是优选的，小于或等于约0.005wt％是更优选的。
除反射层和隔离层(一层或多层)之外，诸如保护层(一层或多层)(例如，漆层等)，紫外线(UV)抑制层(一层或多层)，防潮层(一层或多层)，延性层(一层或多层)等之类的层，以及包括这些层中的至少一种的混合层，都可以使用。
本公开进一步通过下面的非限制性实施例来说明。
实施例
下列树脂组合物(A到H)已被用于制造多层DVD(DVD-9)。全部的样品包括基片，后者包括100份的具有17,700的重均分子量(Mw)的聚碳酸酯树脂，0.02份的双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，和0.03份的单硬脂酸甘油酯，以基片的总重量为基础计。基片的附加组分列于表I中。所有量均是重量份，以基片的总重量为基础计。
                                     表I
组分                                样品(以重量份计的量)
B C D E F G H
S红52 0.05
S黄93 0.05
S红135 0.05
S黄98 0.03 0.03
S绿3 0.0015 0.0035 0.0008
S紫13 0.005 0.005
S蓝97 0.003
O增白剂184 0.05 0.056
溶剂(“S”)红52，S红135，S黄93，S绿3，S紫13，和S蓝97是从BayerCorporation/Coatings and Colorants Division，Pittsburgh，PA商购；
S黄98从Clariant Pigments & Additives Division，Sulzbach(德国)商购；
光学(“O”)增白剂184是从Ciba Specialty Chemicals，Basel(瑞士)商购的。
对该配制料进行共混，然后使用单螺杆挤出机在290℃的熔体温度下挤出，并造粒。DVD-9基片是在烘箱中于120℃干燥4小时之后从造粒的材料模塑加工的。具有Seiko Geikin DVD模具的Sumitomo SD30模塑机用于模塑操作。基片(DVD两半片)通过使用Unaxis喷镀金属器溅射系统来喷涂金属。粘结操作是在Steag Hamatech Unline 3000 DVD粘结机上进行。完全的电试验是在AudioDev DVDPro SA300 PulsetechDrives上完成。其它物理和机械参数是在Dr.Schenk PROmeteusMT136上进行试验。
MacBeth Coloreye 7000A分光光度计用于测量在650nm下基片(未喷涂金属的DVD两半片)的光透射率。图II列出了在650nm下的光透射率(以透光百分率(％T)表示)和在各层上由电参数仪R14H测量的相应反射率(L0和L1)。
                               表II
配方 盘片颜色 ％T@650nm ％R14H/L0 ％R14H/L1
A 无色 90 25 23
B 紫色 89 24 23
C 黄色 90 25 24
D 红色 90 25 24
E 浅绿 83 22 20
F 中绿 62 19 18
G 浅蓝 73 不可启动 不可启动
H 浅蓝 78 24 16
所使用的金属化设定(例如，对于L0和L1导致相同的厚度)对于配方A到D相同，因为光在650nm下没有被彩色基片吸收。金或银合金用于半反射数据层(L0)，铝用于全反射数据层(L1)。由R14H分别对无色(A)，紫色(B)，黄色(C)，和红色(D)盘片测量的反射率是对于全部盘片的目标，这说明了能够获得具有与无色DVD相同性能的着色多层DVD(这里是DVD-9)。
对于配方(E)和(F)，在L0(银)和L1(铝)之间使用平衡的金属化设定。尽管配方(F)在650nm下有强吸收率(％T等于62)，但是，获得了全功能的盘片，因为L0和L1两者都满足DVD-只读技术规格(R14H在18和30％之间，且L0和L1的R14H之间的差异低于5％)。对于具有较高光透射率的基片，即为83％的配方(E)，反射率甚至可以提高而在L0上达到22％反射率和在L1上达到20％的反射率，使得可进行可操作盘片的一致性生产。
对于配方(G)和(H)，未对金属化进行平衡，但使L0上的反射率最大化，以便在L0上对于R14H达到尽可能接近24％的值。这一方法导致用配方(G)获得不可启动的盘片和获得其中L1偏出配方(H)的技术规格范围的盘片。值得注意的是，当使用平衡的金属化时，具有仅仅62％的反射率(因此更强烈的着色)的基片导致在技术规格内的全功能盘片，而在具有73％或甚至78％的光透射率的盘片中未平衡的金属化会导致非功能的DVD-9。这些实施例清楚地说明，当着色剂在650nm吸收时，光透射率本身无法确保全功能的着色多层DVD。
本领域中技术人员公知的是，层的金属化性质和厚度对反射率有显著的影响。因此通过增加金属化的厚度和/或通过固有地更具反射性的金属的使用，有可能补偿在单层DVD系统(DVD5，DVD10)中基片的低透射率。这在多层DVD系统(DVD9，DVD14，DVD18)中是不可能的，因为存在半反射数据层。半反射数据层既反射又传输光，因此在L0和L1上存在的信息可被读取。
如果目前的金属化参数适用于具有着色基片的盘片，则该盘片就会常常偏出该技术规格以外，即一层或两层的反射率低于18％。盘片制造商通常尝试按照与CD或单层DVD中同样的方式来解决这一问题，即通过显著地增加在L0上的金属化厚度以达到约24％反射率的目标值。不幸地，这一解决措施常常导致获得无功能的盘片或偏出了技术规格的盘片，因为L1的反射率极低。这一措施固有地存在缺陷的原因是，L0的金属化的任何增加将减少L1的反射率，因为较少的光穿过L0和在L1上反射。这解释了为什么L0和L1反射率紧密相关和为什么两金属化需要在多层DVD系统中加以平衡和不独立地进行处理。
通过将全反射数据层和半反射数据层两者的反射率相关联以使得在这些层之间的反射率差异低于约5％，层的透射率是至少约60％，这样获得着色的、功能的多层DVD。
功能的、着色的多层光盘的生产使得既有审美价值又延长寿命。换句话说，定制的颜色可用于产生品牌识别。最后，将着色剂加入到光盘中可提高耐候性，因为一些着色剂能够“滤掉”UV光，UV光已知会降低塑料的机械性能。
尽管已经参考举例的实施方案描述了本发明，本领域中的技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的前提下能够做各种变化并且可用等同物取代其要素。另外，在没有背离本发明主要范围的前提下能够进行许多改进，以便让具体的情形或材料适应于本发明的教导。因此希望本发明不限于作为为了实施本发明所考虑的最佳方式的具体实施方案，本发明而是包括属于所附权利要求的范围内的全部实施方案。

Claims (23)

1.制造光盘的方法，包括：
将第一半反射数据层(3)设置在第一树脂层(1)上，其中第一树脂层(1)在所需读取波长下具有大于约60％的光透射率；
将第一全反射数据层(5)的顶面设置在所述第一半反射数据层(3)的与所述第一树脂层(1)相对的那一面上，其中第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)的反射率分别是约18％到约30％，并且其中在第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)之间的反射率差异低于约5％；
将隔离层(11)设置在所述第一全反射数据层(5)和所述第一半反射数据层(3)之间；
将第二树脂层设置在所述第一全反射数据层(5)的底面上；和
向光盘的至少一部分中添加颜色。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括在第一全反射数据层(5)和第二树脂层之间设置粘结层，和在粘结层(9)和第二树脂层之间设置第二全反射数据层，其中第二全反射数据层的反射率是大约45％到约85％。
3.根据权利要求1的方法，进一步包括在第二全反射数据层和第二树脂层之间设置第二隔离层，和在第二隔离层和第二树脂层之间设置第二半反射数据层，其中在第二全反射数据层和第二半反射数据层之间的反射率差异低于约5％；和其中选自第一隔离层、第一树脂层、第二隔离层和第二树脂层中的至少一层被着色。
4.根据权利要求1的方法，其中所述反射率差异小于或等于约4％。
5.根据权利要求4的方法，其中反射率差异是大约0.5％到大约3％。
6.根据权利要求5的方法，其中反射率差异是大约1％到大约3％。
7.根据权利要求1的方法，其中添加颜色包括将着色剂添加到隔离层(11)、顶层、第一树脂层(1)、或包括上述这些层中的至少一个的组合中。
8.根据权利要求1的方法，其中所述着色剂选自蒽醌，苝，迫位酮，靛蒽醌，喹吖啶酮，呫吨，嗪，噁唑啉，噻吨，靛青类，硫靛，萘二甲酰亚胺，花青，呫吨，次甲基，内酯，香豆素，双苯并噁唑基噻吩，萘四羧酸衍生物，单偶氮和二偶氮颜料，三芳基甲烷，氨基酮，双(苯乙烯基)联苯基衍生物，等等，以及包括至少一种上述着色剂的组合物。
9.根据权利要求1的方法，其中所述树脂选自无定形的热塑性塑料，结晶热塑性塑料，半结晶热塑性塑料，热固性塑料，或包括至少一种的上述树脂的组合物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述树脂选自聚醚酰亚胺，聚醚醚酮，聚酰亚胺，聚氯乙烯，聚烯烃，聚酯，聚酰胺，聚砜，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚醚砜，聚苯硫，聚醚酮，聚醚醚酮，ABS树脂，聚苯乙烯，聚丁二烯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚缩醛，聚苯醚，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，聚乙酸乙烯酯，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，四氟乙烯碳氟化合物共聚物，环氧树脂，酚醛树脂，醇酸树脂，聚酯，聚酰亚胺，聚氨酯，聚硅氧烷，聚硅烷，双马来酰亚胺，氰酸酯，乙烯基，苯并环丁烯树脂，以及包括至少一种上述树脂的共混物、共聚物、反应产物、和复合物。
11.根据权利要求1的方法，其中所述树脂包括聚碳酸酯。
12.一种光盘，包括：
第一全反射数据层(5)，设置在第一全反射数据层(5)的顶面上的第一隔离层(11)，设置在隔离层(11)的与第一全反射数据层(5)相对的那一面上的第一半反射数据层(3)，设置在第一半反射数据层(3)的与隔离层相对的上侧上的第一树脂层(1)，和设置在第一全反射数据层(5)的底面上的第二树脂层(1)；
其中第一树脂层(1)在所需的读取波长下具有大于60％的光透射率；
其中第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)的反射率各自是约18到约30％；
其中在第一全反射数据层(5)和第一半反射数据层(3)之间的反射率差异低于约5％；和
其中光盘的至少一部分是着色的。
13.根据权利要求12的光盘，其中第一树脂层(1)是着色的。
14.根据权利要求12的光盘，其中第一隔离层(11)是着色的。
15.根据权利要求12的光盘，其中第一隔离层(11)包括多个中间层。
16.根据权利要求12的光盘，其中所述第一树脂层(1)和所述第二树脂层具有约0.4mm到约1.0mm的厚度。
17.根据权利要求16的光盘，其中厚度是大约0.5mm到约0.7mm。
18.根据权利要求12的光盘，其中反射率差异小于或等于约4％。
19.根据权利要求18的光盘，其中反射率差异是大约0.5％到大约3％。
20.根据权利要求19的光盘，其中反射率差异是大约1％到大约3％。
21.根据权利要求12的光盘，进一步包括在第一全反射数据层(5)和第二树脂层之间设置的粘结层(9)，和在粘结层和第二树脂层之间设置的第二全反射数据层，其中第二全反射数据层的反射率是大约45％到约85％。
22.根据权利要求21的光盘，进一步包括在第二全反射数据层和第二树脂层之间设置的第二隔离层，和在第二隔离层和第二树脂层之间设置的第二半反射数据层；
其中在第二全反射数据层和第二半反射数据层之间的反射率差异低于约5％；和
其中选自第一隔离层、第一树脂层、第二隔离层和第二树脂层中的至少一层被着色。
23.根据权利要求12的光盘，其中着色剂选自蒽醌，苝，迫位酮，靛蒽醌，喹吖啶酮，呫吨，嗪，噁唑啉，噻吨，靛青类，硫靛，萘二甲酰亚胺，花青，呫吨，次甲基，内酯，香豆素，双苯并噁唑基噻吩，萘四羧酸衍生物，单偶氮和二偶氮颜料，三芳基甲烷，氨基酮，双(苯乙烯基)联苯基衍生物，等等，以及包括至少一种上述着色剂的组合物。
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