CN116805496A

CN116805496A - 光盘

Info

Publication number: CN116805496A
Application number: CN202310294079.2A
Authority: CN
Inventors: 堀贤哉; 所优; 日谷元已; 樋口敏弘
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2023-09-26
Also published as: TW202338797A; JP2023141380A

Abstract

本发明提供一种能够可靠地识别记录层的光盘。该光盘由记录数据的多个记录层和位于记录层之间的树脂层构成，树脂层包含氟，通过聚合引发剂进行了紫外线固化，聚合引发剂为自由基聚合型的苯乙酮型，包含羰基，该羰基的α位的碳与1个氧原子或氮原子、2个不是环烷烃的烷基键合，包含另一侧的α位的碳的苯基未取代或与‑NC₄H₈O的官能团键合。

Description

光盘

技术领域

本公开涉及光盘。

背景技术

由于因特网的普及、广播的数字化等，数字数据的使用量逐年增加。在这样的环境下，作为光学信息记录介质的光盘由记录数据的多个记录层和作为存在于该记录层之间的中间层的树脂层构成，通过照射激光，能够记录再现数据，作为适于数据的长期保存的可靠性高的信息记录介质，随着增大的信息量而持续进行大容量化这样的进化。

为了实现更大容量的光盘，增加记录层的数量是不可或缺的。但是，光盘的记录层主要由无机化合物构成，无机化合物的透射率低，且过于耗费工时，因此难以使由无机化合物构成的记录层多层化。因此，还研究了利用由有机化合物构成的记录层进行多层化的技术，但存在如果记录层与树脂层没有折射率差，则无法识别记录层的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-137190号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，折射率低在技术上重要的材料层中，出于疏水疏油性(耐污性)的目的而使用了含氟的固化性树脂。然而，特氟隆虽然含有大量氟且为低折射率，但结晶性高而透明性低，因此存在难以透射激光的问题。

作为低折射率树脂，发明人等着眼于含有大量氟且结晶性低的化学结构，其中，着眼于能够通过旋涂等通常的工序来形成层的紫外线固化树脂。然而，即使相对于作为含有大量氟的紫外线固化树脂的丙烯酸2，2，2-三氟乙酯100份添加3份聚合引发剂进行紫外线固化，也无法得到低折射率的层，已知氟从无法得到低折射率的层的层脱离(减少)，推定氟脱离的主要原因而发现了可以得到低折射率的层的聚合引发剂。另外，记录层的识别检测激光的入射光侧的界面反射，因此相反侧的界面反射成为串扰。还发现，为了减少该串扰，可以使记录层变薄并且使树脂层变厚至记录层的界面反射与相反侧的界面反射之间的差异减小的程度。

用于解决课题的手段

本公开的光盘是由记录数据的多个记录层和位于记录层之间的树脂层构成的光盘，其特征在于，树脂层包含氟，通过聚合引发剂进行了紫外线固化，聚合引发剂为自由基聚合型的苯乙酮型，包含羰基，该羰基的α位的碳与1个氧原子或氮原子、2个不是环烷烃的烷基键合，包含另一侧的α位的碳的苯基未取代或与-NC₄H₈O的官能团键合。

发明效果

本公开的光盘能够可靠地识别记录层。

附图说明

图1是光盘的截面示意图。

图2是表示不同聚合引发剂的立体结构的图。

图3是环己烷的能量和立体结构的图。

图4是表示α’位碳的活性与官能团的关系的图。

附图标记说明

100：光盘

101、102：粘结剂

104：覆盖层

105：基材

106：伺服层

具体实施方式

以下，适当参照附图对实施方式进行详细说明。然而，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略已经公知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。需要说明的是，附图和以下的说明是为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定本发明所记载的主题。

本发明的一个方式涉及一种光盘，其由记录数据的多个记录层和位于上述记录层之间的树脂层构成，其特征在于，上述树脂层包含氟，通过聚合引发剂进行了紫外线固化，上述聚合引发剂为自由基聚合型的苯乙酮型，包含羰基，该羰基的α位的碳与1个氧原子或氮原子、2个不是环烷烃的烷基键合，包含另一侧的α位的碳的苯基未取代或与-NC₄H₈O的官能团键合。

在本发明的一个方式中，上述记录层的折射率与树脂层的折射率之差可以为0.15以上。

在本发明的一个方式中，上述树脂层的透光率可以为80％以上。

在本发明的一个方式中，上述记录层的膜厚可以为0.01～0.5μm，上述树脂层的膜厚可以为1～15μm。

在本发明的一个方式中，上述记录层的膜厚与上述树脂层的膜厚之比可以为1∶3～1∶50。

在本发明的一个方式中，上述记录层可以包含相对于上述记录层整体为1～20wt％的双光子吸收化合物。

(实施方式)

图1是本实施方式的光盘100。以下，对光盘100的一个实施例进行说明。

光盘100中，作为记录层的一个例子的粘结剂101和作为树脂层的一个例子的粘结剂102交替层叠多层，粘结剂101和粘结剂102的层数例如合计为4层～30层，优选为6层～12层，更优选为10层左右。粘结剂101包含能够通过记录激光的照射来记录信息的记录材料。粘结剂102不包含记录材料而是作为中间层发挥功能。记录材料为双光子吸收化合物，相对于记录层整体包含1～20wt％。记录材料只要通过用记录激光的照射而变为激发态或基态从而在光学上发生变化即可，没有特别限定，可举出在上述激光波长区域中具有吸收的荧光化合物。例如，有苯胺系化合物、环戊烷衍生物、薁衍生物、卟啉系化合物。记录激光例如有波长为405nm的近紫外光线。

覆盖层104以耐划伤性等为目的而设置在光盘100的最外表面。伺服层106任选地设置在基材105的表面上以用于跟踪。跟踪可以是仅在伺服层106中形成槽形状，除了记录激光以外还使用能够跟踪伺服层106的槽形状的激光的模式，或者可以设置槽而使得记录激光能够跟踪粘结剂101。

基材105成为光盘100的支撑体，只要是作为支撑体发挥功能的厚度，则也可以是几百μm至几mm左右的比较厚的基材、几百μm以下的膜。

粘结剂101和粘结剂102通常出于提高组合物的成膜稳定性、膜厚·膜密度均匀性、保存稳定性的目的而使用，因此优选与组合物的相容性优异、能够形成相容物均匀的膜、能够得到保存稳定性高的膜的粘结剂，能够单独或组合使用热塑性树脂、固化性树脂等，能够根据需要使用脱模剂、分散剂等添加剂。

粘结剂101是通过记录激光的照射使记录材料变为激发态或基态从而在光学上发生变化并能够记录信息的层，只要能够记录信息，则膜厚没有特别限定。即，在粘结剂101中含有记录材料的情况下，与单独使用记录材料的情况相比，膜厚必须变厚，但只要是能够记录信息的膜厚即可。在薄膜的情况下，在加工时的厚度精度方面容易产生问题，在厚膜的情况下，从总层厚度变厚的观点出发，例如粘结剂101的膜厚可以设为0.01～0.5μm，优选可以设为0.1～0.3μm。

对粘结剂102而言，只要能够识别粘结剂101，则膜厚没有限定，在薄膜的情况下，在加工时的厚度精度方面容易产生问题，在厚膜的情况下，从总层厚度变厚的观点出发，例如粘结剂102的膜厚可以设为1～15μm，优选可以设为1～5μm。考虑到用于层识别的反射光强度和例如在粘结剂101和粘结剂102合计层叠了30层左右的光盘中访问离激光的照射面最远的层的情况下，粘结剂101与粘结剂102的折射率差优选为0.15以上且0.25以下，更优选为0.2左右。

从容易进行记录层的相关识别、并且防止单侧树脂的薄膜化的观点出发，粘结剂101的膜厚与粘结剂102的膜厚之比优选为粘结剂101的膜厚∶粘结剂102的膜厚＝1∶3～1∶50，例如还可以设为1∶3～1∶10、1∶10～1∶50。

对光盘100而言，出于容易利用记录激光识别深度方向的粘结剂101的目的，如图1所示，每1个单元使用了在记录激光的波长区域中为透明且折射率不同的粘结剂101和粘结剂102。

粘结剂101使用在记录激光的波长区域中透明且折射率高的树脂。粘结剂101只要与作为在记录激光的波长区域中透明且折射率低的树脂的粘结剂102的折射率之差为0.15以上，就没有特别限定。作为粘结剂101中使用的树脂，可以单独或组合使用热塑性树脂、固化性树脂等。作为该热塑性树脂，可以使用苯乙烯系聚合物或共聚物、酯系聚合物或共聚物、乙烯基系聚合物或共聚物、聚碳酸酯系聚合物或共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯系聚合物或共聚物、丙烯酸酯系聚合物或共聚物、甲基丙烯酸酯系聚合物或共聚物、氨基甲酸酯系聚合物或共聚物、酰胺系聚合物或共聚物等，作为该固化性树脂，可以使用通过照射紫外线等活性能量射线而发生固化反应的树脂，热固化的酚醛系树脂、环氧系树脂、酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酰亚胺系树脂等。

粘结剂102是在记录激光的波长区域中透明且折射率低的树脂。粘结剂102只要与在记录激光的波长区域中透明且折射率高的粘结剂101的折射率之差为0.15以上，就没有特别限定。作为粘结剂102的树脂，可以单独或组合使用热塑性树脂、固化性树脂等。作为该热塑性树脂，除了上述以外，还可以使用纤维素系聚合物或共聚物、乙烯醇聚合物或共聚物、聚乳酸聚合物或共聚物、聚烯烃聚合物或共聚物、有机硅聚合物或共聚物等，作为固化性树脂，除了上述以外，还可以使用丙烯酸酯系树脂、甲基丙烯酸酯系树脂、烯烃系树脂等。出于在记录激光的波长区域中透明且确保折射率差的目的，粘结剂102优选为在其结构中包含氟的树脂。

覆盖层104的材料没有特别限定，但优选对于记录激光和读出激光是透明的。

伺服层106被设置为用于控制在记录和读出时照射的激光的跟踪。

在本实施方式中，粘结剂101与粘结剂102的记录激光的波长区域中的折射率差为0.15以上且0.25以下。即，在折射率高的粘结剂101中使用的树脂的折射率为1.7的情况下，折射率低的粘结剂102的折射率为1.55以下。作为折射率低的树脂，特别是在结构中包含氟的树脂的透明性也优异。

作为粘结剂101，为了得到高折射率的粘结剂101，可以使用能够通过旋涂等容易地加工成盘形状的树脂，例如大阪瓦斯化学制光学用聚酯树脂(OKP)、芴系丙烯酸酯(OGSOL)、聚(甲基丙烯酸1-萘酯)、TAISEI FINE CHEMICAL制高折射率涂布材料(8DK)等树脂。作为热塑性树脂的OKP等可以考虑涂布液的粘度调整而溶解在挥发性溶剂中进行旋涂，紫外线固化性的OGSOL等如果将相对于紫外线固化树脂100份添加了3份左右的Irgacure184等聚合引发剂、以及根据需要添加了挥发性溶剂的涂液进行旋涂，并对涂布膜进行紫外线照射，则能够得到高折射率的粘结剂101。使用的挥发性溶剂是与树脂材料相容性良好、能够调整粘度、不侵蚀涂布面、在旋涂后挥发的溶剂。高折射率的粘结剂101将记录材料分散在高折射率的树脂中。用分散有记录材料和树脂的涂布液进行涂布形成即可。分散可以利用搅拌、超声波等通常的方法。

作为粘结剂102，为了得到低折射率的粘结剂102，在使用低折射率的树脂，使用紫外线固化性树脂的情况下，除了使用最合适的聚合引发剂这一点以外，可以利用得到粘结剂101的方法。低折射率的热塑性树脂可以使用3M制的DYNEON THV粉末型。低折射率的紫外线固化性树脂可以使用丙烯酸2,2,2-三氟乙酯等。

对用于得到低折射率且紫外线固化性的粘结剂102最合适的聚合引发剂的化学结构进行说明。聚合引发剂根据单体来选择，如本实施方式那样，作为除了折射率以外还要求无色透明的单体，可以使用丙烯酸系单体、甲基丙烯酸系单体等。作为这样的单体中使用的聚合引发剂，使用自由基聚合引发剂，其中，大多使用苯乙酮系聚合引发剂、二苯甲酮系聚合引发剂。苯乙酮系聚合引发剂通过紫外线照射，羰基与羰基的α位碳之间激发而产生自由基。在本实施方式中，将与1个氧原子或氮原子键合的α位碳表示为α位碳，将另一侧的α位碳表示为α’位碳。

【化学式1】

自由基的产生容易度取决于波及式(1)中的羰基的碳～α位碳间、羰基的碳～α’位碳(苯环)间的电子共振，据说主要是α位碳、α’位碳(苯环)所键合的官能团和官能团数、立体结构产生较大影响。

据说在图2中，α位碳与供电子性的杂原子、苯环等键合(例如，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮的羟基、1-羟基环已基-苯基酮的羟基)，由此电子共振变强，能够确保作为自由基聚合引发剂的自由基活性。另外，据说如果该官能团位于接近羰基的碳～α位碳间的位置，则电子共振进一步变强(例如，图2中的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮的羟基与α位碳的位置关系始终相同，但1-羟基环己基-苯基酮的羟基与α位碳通过特别是船型构象中的势能的增大(图3)而变得比2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮更接近)。

另一方面，根据图4，α’位碳(苯环)根据与该苯环键合的官能团，羰基的碳～α’位碳(苯环)间的化学活性发生变化(例如，作为官能团的化学活性按照卤素＜烷基＜羟基的顺序增大，苯环的化学活性按照苯＜甲苯的顺序增大)，可以说在相同位置的电子共振也发生变化。

在此，将粘结剂层的折射率因聚合引发剂的不同而变化的课题的主要原因推定为，如果聚合膜(粘结剂)的氟量因聚合引发剂而不同，即自由基的产生容易性过多，则在聚合时单体的氟变得容易脱离，实施了使聚合引发剂的化学结构变化的聚合膜的元素分析和折射率测定。

(实施例)

关于单体，将丙烯酸2，2，2-三氟乙酯设为100份，将聚合引发剂的添加量设为3份，其他调配条件、光照射条件等全部设为相同的条件。元素分析使用JEOL制SEM(JSM-6700F)和EDS(JED-2300F)，测定聚合膜的F(氟)和C(碳)的质量％，将F[质量％]/C[质量％]的值大的聚合膜作为能够较多地维持氟量的聚合引发剂，将该值小的聚合膜作为氟的脱离多的聚合引发剂(表1)。

关于记录再生波长等处的折射率，使用株式会社小坂研究所制的微细形状测定机ET4000A，以直接测定模式测定膜厚，使用J.A.Woollam Co制alpha-SE和CompleteEASE6，以Standard mode、Sample Aligment-Robust、Angle：65°、70°进行了测定(表1)。

【表1】

根据表1可知，根据聚合引发剂的化学结构，聚合膜中所含的氟量不同。

2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮)在αC上键合有包含氧原子的-OH，作为不是环烷烃的烷基键合有2个-CH₃，包含α’C的苯基未经取代。2-benzyl-2-(dimethylamino)-4’-morppholinobutyrophenone(2-苄基-2-(二甲基氨基)-4’-吗啉基苯基丁酮)在αC上键合有包含氮的-N(CH₃)₂，作为不是环烷烃的烷基键合有-C₂H₅、-CH₂-C₆H₅，包含α’C的苯基与-NC₄H₈O键合。

粘结剂102只要能够使记录再生光充分透射且含有氟就没有特别限定，例如可以使用自由基聚合型的丙烯酸化合物、甲基丙烯酸化合物等。粘结剂102经由调配、成膜和紫外线照射工序而形成。对于各个工序详述如下。在此，能够充分透射记录再生光是指通过椭偏仪等分光器测定的透光率为80％以上。

<调配>

粘结剂102可以是混合物，但只要至少1个单体在化学结构中含有氟，则没有特别限定。为了确认聚合引发剂的差异，关于调配，将单体设为丙烯酸2，2，2-三氟乙酯，对于作为聚合引发剂的化合物，仅改变化学结构，相对于丙烯酸2，2，2-三氟乙酯100份添加3份聚合引发剂，经由如下所述的工序得到各个粘结剂。

<成膜>

制作光盘100的方法没有特别限定，使用了作为简易且廉价的涂敷的旋涂。旋涂装置使用MIKASA株式会社制的Opticoat旋涂机(MS-B200)。

<紫外线照射>

在使用自由基聚合型的单体作为粘结剂102的情况下，进行紫外线照射而得到粘结剂102。紫外线照射使用松下株式会社制的灯(ANUF82001T)作为光源。

这里，使用株式会社小坂研究所制微细形状测定机ET4000A，以直接测定模式测定的粘结剂102的膜厚为0.06μm～0.14μm。由于使用的测定机器的问题，为了折射率测定必须将膜厚设定为薄，但本发明中实际使用的粘结剂102可以使用例如1～15μm的范围内的膜厚的粘结剂。另外，粘结剂102的透射率在波长405nm下为99.9％≤的范围内。

关于粘结剂102的记录再生波长等处的折射率，使用J.A.Woollam Co制alpha-SE和CompleteEASE6，以Standard mode、Sample Aligment-Robust、Angle：65°、70°进行了测定。

如上所述，通过构成粘结剂102，光信息盘的光记录再生装置能够识别粘结剂。

产业上的可利用性

本公开的树脂层为无色透明的低折射率树脂层，能够作为光记录盘的粘结剂使用。

Claims

1.一种光盘，其特征在于，包含记录数据的多个记录层和位于所述记录层之间的树脂层，

所述树脂层包含氟，通过聚合引发剂进行了紫外线固化，

所述聚合引发剂为自由基聚合型的苯乙酮型，包含羰基，该羰基的α位的碳与1个氧原子或氮原子、2个不是环烷烃的烷基键合，包含另一侧的α位的碳的苯基未取代或与-NC₄H₈O的官能团键合。

2.根据权利要求1所述的光盘，其特征在于，所述记录层的折射率与树脂层的折射率之差为0.15以上。

3.根据权利要求1或2所述的光盘，其特征在于，所述树脂层的透光率为80％以上。

4.根据权利要求1或2所述的光盘，其特征在于，所述记录层的膜厚为0.01μm～0.5μm，所述树脂层的膜厚为1μm～15μm。

5.根据权利要求1或2所述的光盘，其特征在于，所述记录层的膜厚与所述树脂层的膜厚之比为1∶3～1∶50。

6.根据权利要求3所述的光盘，其特征在于，所述记录层的膜厚与所述树脂层的膜厚之比为1∶3～1∶50。

7.根据权利要求4所述的光盘，其特征在于，所述记录层的膜厚与所述树脂层的膜厚之比为1∶3～1∶50。

8.根据权利要求1或2所述的光盘，其特征在于，所述记录层包含相对于所述记录层整体为1wt％～20wt％的双光子吸收化合物。

9.根据权利要求3所述的光盘，其特征在于，所述记录层包含相对于所述记录层整体为1wt％～20wt％的双光子吸收化合物。

10.根据权利要求4所述的光盘，其特征在于，所述记录层包含相对于所述记录层整体为1wt％～20wt％的双光子吸收化合物。