JPS62290734A - 光記録媒体用基体およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は吸水率の低下および吸水による反りの改善され
た光記ｊｊ！媒体用基体およびその製法に関する。

［従来の技術］ 従来ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は極めて高
い透明性や抜群の耐候性等の優れた特性のため照明用、
建築用を始めとして様々な用途に用いられている。近年
は特にその低複屈折性が注目され、レーザ光により情報
を書き込みおよび／または読み出しできる記録体層を有
する光記録媒体用の基体材料として利用されている。し
かしＰＭＭＡには光記録媒体として使用した場合吸水に
より反りが生じるという問題点がある。これはデジタル
オーディオディスクのような１枚の基体からなる光記録
媒体においては致命的な欠点であり、この分野へのＰＭ
ＭＡの進出を妨げている。また、ビデオディスク等の基
体を２枚貼り合わせて用いる積層型光記録媒体において
は、反りは比較的相殺されるためデジタルオーディオデ
ィスクはど大きくはないが、それでも読み出し特性や商
品価値上吸水による反りを改善することが切望されてい
る。

更に、近年注目されつつある追記型および書き換え可能
型光記録媒体においては使用される記録体材料が水に対
して極めて不安定な合金や無機あるいは有礪材料である
ため、基体が水を透過させること自体が大きな問題点と
なる。従って吸水性が低ければ低いほど光記録媒体用基
体として好ましいものであるといえる。ポリカーボネー
トは低吸水性でありまた吸水時の反りも極めて小さいた
め、この点のみに関していえば光記録媒体用基体として
ＰＭＭＡよりも優れているが、ポリカーボネート程度の
耐水性でも、追記型および書き換え可能型°光記録媒体
用基体材料として溝足されるとは必ずしも言い難い。

近年ＰＭＭＡの耐水性の低さを表面処理により解決しよ
うとする試みが種々行なわれている。例えば無機物を真
空蒸着・イオンブレーティング・スパッタリング等の方
法で被覆するもの（特開昭５８−１３３６５０．５８−
１３７１４９．５９−４９９９５．５９−１１３５３６
．６０−２７５３２　）や、フルオロカーボンのプラズ
マ反応によって得られる膜を表面に形成するもの（特開
昭５８−１６２９且、　５９−１７１０４４＞　、ある
いは架橋高分子層を設けるものく特開昭５９−１６８９
４６　＞等が公知である。

［発明の解決しようとする問題点コ 無機化合物被覆は一般にＰＭＭＡを始めとする有機物と
の密着性が良好でなく剥離しやすく、また線膨張係数が
無機物と有機物とでは大きく異なる（有機物のほうが１
０倍程度大きい）ため加熱と冷却の繰り返しにより被覆
にクラックが生じやすいという問題点がある。また、フ
ルオロカーボンのプラズマ反応によって得られる膜は着
色しやすく、すなわち光透過率の低下を招きやすく、更
に重大な欠点として本発明者らの研究によれば、表面の
碗水性は容易に向上するものの吸水性を低下させるため
には数μｍ以上もの厚みで形成する必要があり現実的に
は実用性が極めて低い、架橋高分子層を設けるものでは
、アクリル系のものは耐久性に劣り、膜の剥離が起こり
やすく、一方シリコーン系のものは耐久性は良好である
が加熱硬化の際に光記録媒体上の記録体層の劣（ヒを招
きやすいという欠点がある。

本発明の目的は上記のような欠点がなく、吸水性が低く
また吸水による反りの極めて少ない光記録媒体用基体を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上記の目的に濫み鋭意検討した結果、ケイ
素と炭素と酸素を特定の比率で含有する′３Ｂ、を表面
に有する光記録媒体においては吸水性が大幅に低下し、
また吸水時の反りも極めて小さいことが認められ本発明
に至った。すなわち本発明はケイ素／炭素／酸素の原子
数比が１１０．１〜１０７０．１〜５の範囲でかつ酸素
／炭素の比が０．２以上であることを特徴とする有機シ
ラン系Ｊ、膜をプラスチック基体の少なくとも一面に設
けたことを特徴とする光記録媒体用基体である。

ケイ素を１とした場合の炭素の原子の数の比は膜の密着
性および安定性並びに透明性を左右する因子である。す
なわちケイ素１に対して酸素が０．１より大きくなると
膜の密着性が大福に改善される。またこの比が０．１未
満の場合には得られた膜にクラックを生じやすくなる。

一方この比が大きくなればなるほど着色が強くなり、特
に１０を超えて大きい場合は著しい着色が生起する。ケ
イ素を１とした場合の炭素原子数の比は好ましくは０．
１以上１０以下の範囲であり、特に０．２以上５以下の
範囲が好ましい。

ケイ素原子の数に対する酸素原子の数の比も同様に０．
１以上５以下の範囲に正確に制御されなければならない
、この比が小さい場合は密着性の低下や着色が生起する
。一方、この比が５を超えて大き過ぎると密着性を低下
させるばかりか耐水性改善の効果が極端に低下する。よ
り好ましいケイ素原子の数に対する酸素原子の比は０．
５以上４以下の範囲であり、特に好ましくは０．５以上
３以下の範囲である。なお、この１膜中のケイ素、炭素
および酸素の各原子の数の比は通常Ｘ線光電子分光法に
より求められる。また、本発明の薄膜には本発明の効果
を損なわない範囲で他の小割合の元素分含むことができ
る。

本発明において上記１膜の製造方法は特には限定されな
い０通常のスパッタや真空蒸着、イオンブレーティング
、プラズマ反応等によって形成されるが、特にはプラズ
マ反応がよい、以下、プラズマ反応を用いる場合３例に
とり、その製造法について詳述する。

原料としては下記一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表わさ
れる化合物群から選択された１種以上の化合物が好適に
用いられる。

Ｒ，Ｓｉ　＜０Ｒ）＝ｓ−，（Ｉ　） ｎは０．１．２．３または４゜Ｒは同一でなくてもよい
炭素数１〜８のアル キル基、シクロアルキル基、アル ケニル基、アリール基もしくはア ラルキル基。

Ｒ３５ｉ−Ｚ−ＳｉＲｚ　　　　　（ｆｆ）Ｚは結合、
−〇−および−ＮＨ−から 選ばれる構造単位６Ｒは同一でな くてもよい炭素数１〜８のアルキ ル基、シクロアルキル基、アルコ モジ基、アルケニル基、アルケニ ルオキシ基、アリール基、アリー ルオキシ基、アラルキル基もしく はアラルキルオキシ基。

これらのケイ素を含む化合物をプラズマ反応させた場合
に得られる薄膜はＲ基の炭素数が多くなるにつれて褐色
に着色しやすくなる傾向が一般に認められる。従ってＲ
基の炭素数は８以下であることがよく、好ましくは４以
下、特に好ましくは２以下がよい、好ましい化合物基と
具体的に挙げると、一般式（１）で表わされるものとし
ては、ジェトキシジフェニルシラン、ジフェニルエトキ
シメチルシラン、オクチルトリエトキシシラン、ンエチ
ルジフェニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、
テトラブチルシラン、テトラブトキシシラン、トリブチ
ルビニルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメチ
ルジフェニルシラン、テトラプロポキシシラン、テトラ
イソプロポキシシラン、テトラアリルオキシシラン、フ
ェニルトリエトキシシラン、トリエチルフニニルシラン
、フェニルトリビニルシラン、ベンジルジメチルエトキ
シシラン、メチルトリプロポキシシラン、プロピルトリ
エトキシシラン、ヘキシルオキシトリメチルシラン、シ
クロへキジルオキシトリメチルシラン、テトラエトキシ
シラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジェトキ
シシラン、ジメチルジプロピルシラン、ジェトキシジビ
ニルシラン、テトラビニルシラン、ジェトキシメチルビ
ニルシラン、ジェトキシジメチルシラン、メトキシジメ
チルビニルシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチ
ルメトキシシラン、テトラメチルシラン等がよく、特に
はテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン
、テトラメチルシランが好ましい。

一般式（ｎ）で示される化合物としては、ヘキサプロピ
ルジシロキサン、１．３−ジフェニルテトラメチルジシ
ロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、１．３−ジェト
キシテトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテト
ラメチルジシラザン、１．３−ジビニルテトラメチルジ
シロキサン、１，３−ジェトキシテトラメチルジシロキ
サン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラ
ザン、ヘキサメチルジシラン等がよく、特にはへキサメ
チルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメ
チルジシランが好ましい。

以上の好ましいケイ素化合物は単独で用いてもよく、ま
た２種以上を混合して使用してもよい。

これらのケイ素化合物の融点や沸点については特に望ま
しい範囲はないが、ガス状態でプラズマ反応させるため
、加熱等の通常の方法でガス化できるものである必要が
ある。

プラズマ反応用装置は通常使用される型のものでよい、
大別すると内部電極方式と外部電極方式（無電極方式）
とがあるが、いずれも好適に用いられる。電源としては
主として交流電源が用いられるが、直流電源でもよい０
周波数は特には限定されないが、一般には１０ＧＨｚ以
下の範囲である。

反応槽中のケイ素化合物ガスの圧力はｏ、　ｏｏｉＴｏ
ｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲が好ましく、特に好ましくは
０、０１Ｔｏｒｒ〜５Ｔｏｒｒである。　０．００１Ｔ
ｏｒｒ以下では放電が起こりにくく、また起こったとし
ても薄膜形成速度が小さく実用的でない、また、１０Ｔ
ｏｒｒを超えると放電が不安定になったり不均一な薄膜
が形成したりして好ましくない。

本発明のプラズマ反応１膜を形成するに際して、酸素や
窒素、水素といった活性ガスやアルゴンのような不活性
ガスの添加もしくはこれらのガス単独によるプラズマ処
理は重要な役割な有している。

活性ガス特に酸素については形成される薄膜の組成や特
性に与える影響が大である０本発明の特徴である薄膜の
組成は、プラズマ反応の際のケイ素化合物ガスと酸素ガ
スとの分圧比と密接な関連があり、すなわちプラズマ反
応の際のケイ素化合物ガスと酸素ガスとの分圧比の制御
により本発明の特徴である３膜の組成が達成される。最
適分圧比は使用するケイ素化合物のケイ素と炭素と酸素
の比によって変わり、酸素／ケイ素〉３かつ炭素／ケイ
素≦８のものの場合はケイ素化合物／酸素ガスの分圧比
が１００１０〜７５／２５の’ｆｆＥ’ＥＪであること
がよい、また、酸素／ケイ素≦３かつ炭素／ケイ素≦８
のケイ素ｆヒ合物ではこの値は９５１５〜２５／７５で
あることがよく、炭素／ケイ素〉８の化合物で；ま７５
／２５〜５／９５がよい、これらの分圧比の下でプラズ
マ反応させることにより得られる薄膜の組成は本発明の
請求範囲、すなわち原子数の比の分析値がケイ素／炭素
／酸素＝１１０．１〜１０１０．１〜５の範囲となる０
分圧比を上゛記以外の範囲とすると、出発原料を選定し
ても薄膜の組成を本発明の範囲に制御することが困難と
なる。

本発明において透明とは波長６００ｒ＋ｍの光の透過率
が８５％以上あることを意味する。用いられるプラスチ
ック基体の材賀・厚さは問わないが、具体的に述べるな
らばアクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート
、ポリエステルもしくはエポキシ樹脂がよく、複屈折の
低さの点からアクリル樹脂が特に好ましい、透過率が８
５％未満であると信号の読み出し／書き込みの感度が低
下して光記録媒体用基体として不適当である。

薄膜の厚さは通常０．００１μｍ〜１．０μｍの範囲で
あり、特には０．０１μｍ〜０．５μｍである。　０．
００１μｚよりも１いと吸水率の低下・耐吸水反り性の
向上は認められず、また１、０μｍよりも厚いと熱歪み
等のためか薄膜自体にクラックが入るあるいは＃Ｉ離が
起こるといった問題が生じやすく好ましくない。

本発明の特徴である薄膜は、透明プラスチック基体の片
面もしくは両面に形成することができる。

例えば１枚の基体からなるデジタルオーディオディスク
においては記録媒体層のない側に形成することにより目
的を達成することができるが、記録媒体層側にも形成す
ることにより効果をより向上させるのもよい。また、２
枚貼り合わせて用いるビデオディスクの場合は両面に薄
膜を形成すればよい、この際薄膜の形成は貼り合わせの
前でも後でもよい。更に例えば有機あるいは無機物から
成る記録媒体層をプラスチック基体の片側に設けたちの
２枚を記録媒体層が向かい合うようにして適当なスペー
サを介して貼り合わせるいわゆるエアーサンドイッチ構
造の光ディスクにおいては、各々の記録媒体層と有する
プラスチック基体の両面に薄膜を形成することにより基
体自身の吸水率の低下・吸水反りの減少を達成できると
同時に水分に対して敏感な記録媒体層自身の耐水性の改
善も可能となる。なお、本発明の薄膜は透過型光記録媒
体・反射型光記録媒体いずれに対しても用いられること
はいうまでもない、加えて、情報記録部の構成としては
公知の任意の方式を用いることができる０例えば表面に
凹凸を有する透明プラスチック基体もしくはこれに金工
反射膜を付したものや、透明プラスチック基体の表面に
酸化テルルやテルビウム−鉄−コバルト系の合金等の無
機物あるいはシアニン系色素等の有感物の薄膜を設けた
もの等である。

上述の方法により得られた本発明の薄膜を有する光記録
媒体は、他の任意の表面処理を併用することができる。

特に活性ガスもしくは不活性ガスによるプラズマ処理は
、ケイ素化合物のプラズマ反応の前および／もしくは後
に実施するとよい。

すなわちプラズマ反応の前に一般に行なわれるように基
体を酸素やアルゴン等のガスのプラズマで処理すること
により薄膜の密着性を更に向上させることができる。ま
た、本発明においてはプラズマ反応後にこれらのガスを
用いてプラズマ処理することは有効である。これにより
光透過率をプラズマ処理しない場合に比べて１〜３％程
度上昇させることができる。薄膜形成の前後のプラズマ
処理は、薄膜形成と同条件もしくはそれよりも緩やかな
条件下例えば印加電圧を下げたり処理時間を短くする等
の条件下で行なうのがよい、プラズマ反応よりも厳しい
条件下で行なうと表面の白化や荒れが起こる場合がある
。

以上、プラズマ反応を用いて製造する場合について述べ
たが、プラズマ反応の他、ケイ素を含むポリマー３用い
てスパッタや真空蒸着、イオンブレーティングにより透
明プラスチック基体の上に本発明の薄膜を形成すること
も可能である。この場合、ターゲットもしくは蒸発源と
してはケイ素／炭素／酸素の原子数の比がｉｌｏ、ｔ〜
１０１０．１〜５でかつ酸素／炭素の原子数の比が０．
２以上である含ケイ素ポリマーを用いればよい。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

肛水惚Ω可上 爽五且ユ ２０ｃ１径の平行平板型電極（極板間圧ｉｉｉｉ５ｃｍ
）を有するプラズマ反応装置のｔｉ上に５ｃｍ角、２１
１１１１１厚のＰＭＭＡ板を置き、０．０１Ｔｏｒｒま
で排気し、次いでテトラメトキシシランを導入して０．
３Ｔｏｒｒとした。冷却水によりＰＭＭＡ板を冷却しな
がら印加電圧５．０ｋＶ、電源周波数１１０ｋｆ（ｚで
５分間プラズマ反応させた。得られた膜の厚さは９０Ｏ
Ａ、Ｘ線光電子分光法により求めた原子数の比はケイ素
／炭素／酸素＝　１１０．６／２．４であった。薄膜は
無色であり、またセロハンテープで剥歪しなかった。上
記と同じ反応条件で両面に１膜形成した試料のＡＳＴン
！　　Ｄ５７０法に準拠した吸水率は０，１４％であっ
た。

夾汰匠ユ 実施例１と同じ装置を用い、同じ形状のＰＭＭＡ板分置
き０．０１ＴＯｒｒまで排気し、次いでジメチルジメト
キシシラン／酸素＝０．１５Ｔｏｒｒ１０．０５Ｔｏｒ
ｒの混合ガスを導入し、印加電圧４．５ｋＶ、電源周波
数１１０ｋＨｚで１９分間プラズマ反応させた。得られ
た膜の厚さは６００Ａ、ｘａ光電子分光法により求めた
原子数の比はケイ素／炭素／酸素＝　１１０．６／１．
９であった。薄膜は無色であり、セロハンテープにより
剥離しなかった。上記と同じ条件で両面に１膜形成した
試料のＡＳＴＭ　　Ｄ５７０法に準拠した吸水率は０．
０８％であった。

、１３〜１０　　　１〜４ 用゛いる原料化合物と反応条件を変える以外は実施例１
あるいは実施例２と同様にしてプラズマ反応を行ない、
また吸水率を測定した。

大詰ＩＬＬ 実施例２と全く同様にしてジメチルジメトキシシラン／
酸素の混合ガスを反応させた後、系を再び０．０１Ｔｏ
ｒｒまで排気し酸素ガスを導入して０．１５Ｔｏｒｒと
した。これに周波数１１０ｋＨｚで電圧３．５ｋＶを印
加し１分間プラズマ処理を行なった。得られた膜の厚さ
は６００人、Ｘ線光電子分光法により求めた原子数比は
ケイ素／炭素／酸素＝　１１０．４／２．０であった。

また、２ｍｍ厚ＰＭＭＡ板に同一条件で両面薄膜形成し
た試料の光透過率は波長４００ｎｍで９２％、６００ｎ
ｍで９３％であり、プラズマ処理しない試料（実施例２
）に比べていずれの波長においても２％透過率が向上し
ていた。

以上の結果について第１表に示す、いずれのものもセロ
ハンテープで剥離せず、十分な密着性を保持していた。

ＡＳＴＭ　　Ｄ５７０法によるＰＭＭＡの吸水率は０．
３０％であり、本発明のものはＰＭＭＡに比べて２倍か
ら４倍程度吸水率が低下し、吸水率が低いとされる光記
録媒体用基板材料であるポリカーボネートの吸水率０．
１５％と同等か、それよりも低くなっていた。

叉施盆１ｉ 透明プラスチック基体材としてポリカーボネートを用い
る以外は実施例５と全く同様にしてプラズマ反応を行な
った結果、吸水率は０．０３％と更に５倍の改善を示し
た。

１３ｃｍ径、１．２ｍｍ厚のＰＭＭＡ円板の片面に実施
例１１と同様の方法で薄膜を形成し、反対面にアルミニ
ウムを６００人厚に蒸着した試料を２３℃の蒸留水に６
６時間浸漬したところ、反り（中央部の浮き）は０゜１
市以下であった。これに対し片面にアルミニウムを６０
０Ａ蒸着しただけのブランクディスクは同じ条件下での
反りが４．２順であった。

Ｗ−ｌ　　　と　ての、 １３ｃｍ径、１．２關厚のＰＭＭＡ円板の片面にテルル
化合物を蒸着し、反対面に本発明の有機シラン系薄膜を
設けた光ディスクの書き込み／読み出し特性分計価した
結果、該薄膜を有しないものと比較して全く同等の性能
を示した。

［発明の効果］ 以上説明の通り、本発明の特定の組成含有する有機シラ
ン系薄膜をプラスチック基体の少なくとも一面に設ける
ことにより、 （１）着色の少ない、従って光記録媒体の光透過率が低
下しない。

（２）抗水性が良くかつ吸水性が低い、従って長期間の
使用に際しても吸水による反りの発生が極めて少ない。

（３）基体との密着性が良くかつクラック等を生じない
、従って耐久性がある。

等の優れた効果を奏する。それ故、本発明の光記録ｊＸ
＃用基体を用いることにより、光記録媒体としての記録
・再生特性が何ら低下しない優れた光記録媒体を提供す
ることが可能である。

以下余白

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケイ素／炭素／酸素の原子数の比が１／０．１〜
   １０／０．１〜５かつ酸素／炭素の原子数の比が０．２
   以上である有機シラン系薄膜を透明プラスチック基体の
   少なくとも一面に設けたことを特徴とする光記録媒体用
   基体。
2. （２）薄膜の厚さが０．００１μｍ〜１．０μｍの範囲
   である特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体用基体。
3. （３）透明プラスチック基体として波長６００ｎｍの光
   透過率が８５％以上であるものを用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体用基体。
4. （４）透明プラスチック基体としてアクリル樹脂、スチ
   レン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステルおよびエ
   ポキシ樹脂のうちから選ばれたものを用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体用基体。
5. （５）透明プラスチック基体がポリメチルメタクリレー
   トでありかつＡＳＴＭＤ５７０法による吸水率が０．２
   ％以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光記録媒体用基体。
6. （６）透明プラスチック基体がポリカーボネートであり
   かつＡＳＴＭＤ５７０法による吸水率が０．１％以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記
   録媒体用基体。
7. （７）透明プラスチック基体の少なくとも一面に、下記
   一般式（ I ）または（II）で表わされる化合物群から
   選択された１種以上の化合物を用いまた場合によっては
   これに酸素ガスを添加してプラズマ反応させて該有機シ
   ラン系薄膜を形成することを特徴とする光記録媒体用基
   体の製造方法。 Ｒ＿ｎＳｉ（ＯＲ）＿４＿−＿ｎ（ I ）ｎは０、１、
   ２、３または４、Ｒは同一でなくてもよい炭素数１〜８
   のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリ
   ール基もしくはアラルキル基。 Ｒ＿３Ｓｉ−Ｚ−ＳｉＲ＿３（II）Ｚは結合、−Ｏ−お
   よび−ＮＨ−から選ばれる構造単位。 Ｒは同一でなくてもよい炭素数１〜８のアルキル基、シ
   クロアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケ
   ニルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラル
   キル基もしくはアラルキルオキシ基。