光學記錄介質基板及其製造方法、光學記錄介質的製作方法

2023-06-05 03:48:56 1

光學記錄介質基板及其製造方法、光學記錄介質的製作方法
【專利摘要】本發明提供了光學記錄介質基板及其製造方法、光學記錄介質。其中，該光學記錄介質基板，包括平均分子量在15000至16000的範圍內且25℃下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯。
【專利說明】光學記錄介質基板及其製造方法、光學記錄介質
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年11月15日提交的日本在先專利申請JP 2012至251413的權益，該專利申請的全部內容通過引用併入本文。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種減少翹曲的光學記錄介質基板、利用該光學記錄介質基板的光學記錄介質以及光學記錄介質基板的製造方法。
【背景技術】
[0004]光學記錄介質作為用於提供軟體(包括音樂、視頻等)的介質是非常優異的，且由於操作方便、批量生產簡單、製造成本降低等而在廣泛的領域中變得普遍。另外，正在改善光學記錄介質的高密度，與現有技術的壓縮光碟(CD)和數字通用光碟(DVD)等相比，實現相當高的容量的藍光光碟(註冊商標)等已經變得普遍。
[0005]當這些光學記錄介質翹曲時，難以展示出良好的再現特性。這是因為光斑中出現
了像差。
[0006]在日本未經審查的專利申請公開第2009至271970中，公開了層壓由具有預定特性的活化能量線固化樹脂(active energy line curable resin)形成的光學傳輸層(透明覆蓋層)以抑制光學記錄介質(尤其是藍光光碟)翹曲的技術。

【發明內容】

[0007]順便提及，在現有技術的光學記錄介質沒有足夠的剛性且例如光學記錄介質以其兩端(中心介入在其間)插入存儲盒的保持溝槽中的水平狀態下被存儲很長一段時間時，可能會發生翹曲並且難以展示出良好的再現特性。在存儲於高溫環境時，這種情況可以被明顯示出。這是縮短光學記錄介質壽命的一個因素。如果可以減少以這種水平狀態存儲的光學記錄介質的翹曲，則這將大大有助於長期保存光學記錄介質。
[0008]期望提供一種長壽命的光學記錄介質基板，其即使當光學記錄介質在正常溫度或高溫環境下以水平狀態被長時間存放時，也可減少翹曲且具有良好的再現特性，以及使用該光學記錄介質基板的光學記錄介質。
[0009]根據本發明的一個實施方式，提供了一種光學記錄介質基板，包括:平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯。
[0010]根據本發明的另一個實施方式，提供了一種光學記錄介質，包括:光學記錄介質基板，所述光學記錄介質基板是平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯。
[0011]進一步地，根據本發明的又一實施方式，提供了一種光學記錄介質基板的製造方法，包括:在模具中填充並注塑成型平均分子量在15000至16000的範圍內的聚碳酸酯；以及在所述模具中進行冷卻達6秒以上。
[0012]由此，確保了光學記錄介質的高剛性。
[0013]根據本發明的一個或多個實施方式，即使光學記錄介質存放很長一段時間的情況下，也可抑制由於自身重量導致的翹曲，進而記錄在光學記錄介質上的音樂、視頻等可以在良好的狀態下再現。
[0014]另外，即使在光學記錄介質存放在高溫環境時，也可以抑制由於其自身重量導致的翹曲且類似獲得良好的再現特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是實施方式的光學記錄介質的層結構的說明圖；
[0016]圖2是示出了測量光學記錄介質基板的密度的方法的示圖；
[0017]圖3是示出了當記錄介質保持在水平狀態下時的形狀變化的示圖；
[0018]圖4是示出了當以水平狀態存放時光學記錄介質的翹曲的測量結果的示圖；
[0019]圖5是示出了光學記錄介質基板的密度與翹曲之間的關係的示圖；以及
[0020]圖6是示出了光學記錄介質基板的注塑成型的冷卻時間與密度之間的關係的示圖。
【具體實施方式】
[0021]下文中，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施方式。要注意的是，在該說明書和附圖中，具有大致相同功能和結構的結構元件用相同參考標號表示，並省略對這些結構元件的重複闡述。
[0022]下文中，將按以下順序描述本發明的內容。
[0023]【1.光學記錄介質的結構】
[0024]【2.製造方法】
[0025]【3.密度測量方法】
[0026]【4.實驗結果】
[0027]【5.結論】
[0028]下文中，將參照圖1描述根據實施方式的光學記錄介質、光學記錄介質基板以及光學記錄介質基板的製造方法。
[0029]本發明的技術適用於這裡描述的光學記錄介質基板且適用於使用該光學記錄介質基板的光學記錄介質。
[0030]本發明包括藍光光碟作為光學記錄介質的實例、藍光光碟基板作為光學記錄介質基板的實例以及藍光光碟基板的製造方法作為光學記錄介質基板的製造方法的實例，如下文所述。
[0031]本發明的應用範圍不限於充當藍光光碟的光學記錄介質、藍光光碟基板以及藍光光碟基板的製造方法，並且例如可以廣泛適用於各種光學記錄介質比如CD和DVD、各種光學記錄介質的基板以及各種光學記錄介質的基板的製造方法。
[0032]【1.光學記錄介質的結構】
[0033]在圖1中，包括藍光光碟(光學記錄介質I)的層結構的實例。[0034]圖1中的A示出了光學記錄介質I的層結構，其中所謂的記錄層5是單層。
[0035]光學記錄介質I具有光學記錄介質基板4，在該光學記錄介質基板的一側上形成有記錄層5。使用聚碳酸酯作為光學記錄介質基板4。在聚碳酸酯中，平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內。
[0036]記錄層5被形成為凹/凸形狀，作為包括凹坑和間隔的凹坑陣列圖案。光學記錄介質基板4例如形成有大約1.1mm的厚度。
[0037]形成用於反射雷射9的反射膜6，以便在光學記錄介質基板4的記錄層5具有凹坑陣列圖案的一側再現。反射膜6中與記錄層5相對的一側充當雷射9的入射面，光被物鏡14收集在該入射面上。
[0038]雖然銀、銀合金、鋁或鋁合金通常被用作反射膜6，但本發明不限於此，因為只要可以有效地反射405nm (其是再現雷射的波長)的光就可滿足該功能。
[0039]具有均勻優良的表面平滑度的透明覆蓋層7形成在反射膜6中的雷射9的入射面偵牝該入射面側即是信息讀出表面側。進一步地，充當保護層的硬塗層8形成在透明覆蓋層7的表面側上，該表面側即是雷射9入射到其上的那一側。
[0040]在這種情況下，雖然保護層由透明覆蓋層7和硬塗層8形成，但透明覆蓋層7和硬塗層8的總厚度例如變為95 μ m至105 μ m。雖然不特別規定透明覆蓋層7與硬塗層8之t:匕，但硬塗層8的厚度通常為1.5 μ m至5 μ m。
[0041]另外，當從光學記錄介質基板4的雷射9的入射側觀察時，相對側的表面(所謂的標籤表面)被形成為印刷側3，用於展示光學記錄介質I的內容的標籤印刷操作在該印刷側3上執行。
[0042]可能不需要形成硬塗層8。例如，當獲得通過透明覆蓋層7的表面保護功能時，可以考慮沒有形成硬塗層8的實例。可以通過省略硬塗層8的形成來簡化光碟製造工藝。
[0043]在藍光光碟中，具有兩個記錄層10和12的兩層光碟結構同樣被標準化。在圖1的B中，示出了兩層光學記錄介質2的層結構。如圖1的B所示，光學記錄介質基板4被設置在光學記錄介質I中。如上所述，聚碳酸酯用作光學記錄介質基板4。在聚碳酸酯中，平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內。
[0044]在光學記錄介質基板4的雷射9的入射表面側，形成中間層11介於其間的第一記錄層10和第二記錄層12。
[0045]第一記錄層10和第二記錄層12形成為凹/凸形狀，作為包括凹坑和間隔的凹坑陣列圖案。中間層11例如形成厚度為20μπι至30μπι。
[0046]反射膜6形成在第一記錄層10和中間層11之間。半透明反射膜13形成在第二記錄層12的表面上。在該表面上，形成有透明覆蓋層7。進一步地，充當保護層的硬塗層8形成在透明覆蓋層7的表面側，即，形成在雷射9入射到其上的一側。透明覆蓋層7和硬塗層8的總厚度例如為75 μ m。
[0047]在光學記錄介質I的情況下，可能不需要形成硬塗層8。
[0048]通過將其上預形成有凹坑陣列圖案的壓模壓在中間層11上來形成第二記錄層12。
[0049]因為藍光光碟(光學記錄介質I和2)具有單面讀取方式，即，透明覆蓋層7僅位於光學記錄介質基板4的一側，如圖1所示，藍光光碟在厚度方向上是不對稱的，且由於每層的殘留應力的影響而容易變形。
[0050]因此，藍光光碟由平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯組成，使得翹曲的發生得到特別有效地抑制並且可以獲得良好的再現特性。
[0051]【2.製造方法】
[0052]在下文中，將對光學記錄介質I的製造方法進行簡要描述。
[0053](a)首先，執行注塑成型以形成光學記錄介質基板4。通過在高溫下熔融聚碳酸酯顆粒並將熔融的聚碳酸酯顆粒填充在模具中來執行注塑成型。
[0054](b)接下來，在模具內對光學記錄介質基板4冷卻達固定時間進而從模具中取出。由此形成厚度大約為1.1mm的光學記錄介質基板4。
[0055](c)接下來，利用諸如濺射、氣相沉積和塗布技術將記錄層5和反射膜6層壓在從模具提取出來的光學記錄介質基板4的一側。
[0056](d)隨後，利用旋塗法或通過將大約100 μ m的膜層壓在反射膜6上來形成透明覆
蓋層7。 [0057](e)接下來，通過向採用旋塗或壓膜形成的透明覆蓋層7照射紫外光來硬化透明
覆蓋層7。
[0058](f)最後,形成硬塗層8。
[0059]與模具的注塑成型相關聯的製造方法也與⑶和DVD的製造相同。
[0060]接下來，將對兩層光學記錄介質2的製造方法進行簡要描述。
[0061]兩層光學記錄介質2的製造方法在形成第一記錄層10之前基本上與上述單層光學記錄介質I的情況相同。
[0062]在形成第一記錄層10之後，形成中間層11。該中間層11通過向其照射紫外光來硬化。在中間層11上，第二記錄層12和半透明反射膜13採用濺射法等來形成。之後，透明覆蓋層7和硬塗層8被形成為單層光碟。
[0063]在本發明的技術中，通過將平均分子量在15000至16000的範圍內的聚碳酸酯填充在模具中來執行注塑成型。將模具內的冷卻時間設為6秒以上。通過將冷卻時間設為6秒以上,可以具有聚碳酸酯的密度為1.1930[g/cm3]至1.2000[g/cm3]的特性。最後,利用平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的密度在1.1930[g/cm3]至1.2000[g/cm3]的範圍內的聚碳酸酯來形成光學記錄介質基板4。
[0064]由此可以抑制光學記錄介質I和2變形，可以防止由於長期存放而導致的翹曲，進而可以獲得良好的再現特性。
[0065]【3.密度測量方法】
[0066]在下文中，將描述光學記錄介質I在使用溫度環境的上限被存放固定的一段時間的情況下的翹曲狀態的實驗。首先，將參照圖2描述該實驗中所使用的測量光學記錄介質基板4的密度的方法。
[0067]作為密度測量方法，水中置換法可用於即使在光學記錄介質基板4的複雜形狀的情況下也準確獲得密度。
[0068]使用能夠測量高達0.1mg精度的電子天平30，作為用於測量密度的重力計。[0069]古典的天平或簡單的天平是一種通過利用槓桿、將樣品放置在施力點或作用位置的一側、然後將作為參考的配重放置在另一側來達到平衡從而由配重的質量獲得樣品的質量的測量裝置。另一方面，在電子天平30中，僅放置待測物理對象而不需要其他操作就可立即獲得重量的數值。
[0070]另外，在待測光學記錄介質基板4中，10[nm]的水無法穿過的無機膜形成在光學記錄介質基板4的兩側，以便抑制密度的精確性由於吸收而降低。
[0071]首先，測量光學記錄介質基板4的重量。通過將光學記錄介質基板4放置在電子天平30上測得該重量，如圖2的A所示。此時，假設重量為m[g]。
[0072]接下來，測量含有水32 (純淨水)的容器31的重量，如圖2的B所示。此時，假設重量為Ml [g]。
[0073]進一步地，當光學記錄介質基板4利用支撐杆33懸掛且漂浮在水32中時，測量該重量，如圖2的C所示。此時,假設重量為M2[g]。
[0074]從上述測量結果可知，當與重量測量時的水溫對應的水的密度為P [g/cm3]時，(M2-Ml)/P為光學記錄介質基板4的體積。光學記錄介質基板4的密度A通過將m除以(M2 - Ml) / P來獲得，m是光學記錄介質基板4的重量。
[0075]最後，獲得光學記錄介質基板4的密度A [g/cm3]的表達式如下。
[0076]A=Pm/ (M2-Ml)
[0077]根據上述方法獲得光學記錄介質基板4的密度。
[0078]【4.實驗結果】
[0079]接下來，將參照圖3至6描述常規光學記錄介質在使用溫度環境的上限下被存放固定的一段時間時的翹曲狀態以及具有本實施方式的光學記錄介質基板4的光學記錄介質I的翹曲狀態的實驗結果。
[0080]圖3直觀示出了常規光學記錄介質(光碟)的存放狀態和變形狀態並示出了光學記錄介質支撐在兩個點上並以水平狀態存放時的變形狀態。圖3的A與不發生變形和翹曲的情況對應。
[0081]圖3的B示出了在55°C溫度下的恆溫層內進行長達96小時的存放時的變形狀態。為了便於理解，圖3的B以放大的方式示出。雖然如圖3的B所示的被支撐的部分(箭頭)未變形，但其他部分由於其自身重量已經彎曲下垂或者變形成整體土豆片的形狀。在這種情況下，利用雷射的記錄或再現操作不正常。該變形是引起故障的原因。
[0082]圖4是通過具體測量圖3中所示的常規光學記錄介質的變形量(翹曲)作為距光學記錄介質中心的傾斜(角)而獲得的圖。橫軸表示光學記錄介質的半徑，豎軸表示距光學記錄介質中心的角。傾斜(角)與光學記錄介質的翅曲對應。在圖4中，表示最小值,▲表示平均值，?表示最大值。當傾斜超過±0.3度時，利用雷射的記錄或再現受阻。這是因為光斑(焦點)中出現了像差。
[0083]圖4的A與圖3的A的情況對應，示出了光學記錄介質在存放之前(緊接製造之後)的傾斜。在這種情況下，傾斜的最大值與最小值之差在±0.2度的範圍內，基本上是平坦的。這顯然在±0.3度的範圍內。相應地，利用雷射的記錄和再現都不會受阻。
[0084]圖4的B與圖3的B的情況對應，是示出了光學記錄介質在55°C溫度下以兩點支撐狀態下存放96小時之後的傾斜的圖。最大值與最小值之差達到±0.6度(大約58mm的半徑)，如圖4的B所示。在這種情況下，記錄或再現操作受阻，從而帶來麻煩。
[0085]圖5示出了光學記錄介質基板4的密度和翹曲(傾斜)之間的關係，該光學記錄介質基板具有作為光學記錄介質基板4的平均分子量在15000至16000的範圍內的聚碳酸酯。這裡，密度指的是單位體積質量。
[0086]儘管光學記錄介質基板4的翹曲在25°C溫度下的密度為1.1926 [g/cm3]以下的區域中突然增加，如圖5所示，但是翹曲量在密度為1.1926[g/cm3]以上的區域中緩慢降低。當密度為1.1920 [g/cm3]時，翹曲量大約為0.56度。
[0087]另一方面，當25°C溫度下的密度超過1.1926 [g/cm3]時，翹曲量降至0.28度以下。因此，將密度為1.1930g/cm3以上的聚碳酸酯用於光學記錄介質基板4可以充分抑制翹曲並且在實際中是優選的。
[0088]從上述測量結果可知，如果平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930[g/cm3]以上的聚碳酸酯被用作光學記錄介質基板4，可以減少翹曲並且可以獲得光學記錄介質I和2的良好的記錄或再現特性。
[0089]聚碳酸酯的密度可以在諸如成型條件和退火處理的適當條件下進行控制。這裡，通過將模具內的冷卻時間設為6秒，可以將密度設為預定值，如稍後所述。
[0090]另外，聚碳酸酯的密度的上限一般為1.2000 [g/cm3]。因此，優選地是平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930[g/cm3]至1.2000[g/cm3]的範圍內的本發明的聚碳酸酯。
[0091]圖6是示出了光學記錄介質基板4的模具內的冷卻時間和密度之間的關係的示圖。橫軸表示冷卻時間，豎軸表示密度。當冷卻時間增加時，如圖6所示，光學記錄介質基板4的密度增加。如果冷卻時間為6秒以上，則可以將光學記錄介質基板4的密度設為1.1930g/cm3 以上。
[0092]因此，在成型光學記錄介質基板4之後，通過將模具內的冷卻時間設為6秒以上，可以抑制光學記錄介質基板4和具有該光學記錄介質基板的光學記錄介質I發生翹曲。
[0093]【5.結論】
[0094]根據上文，當光學記錄介質基板(其是平均分子量在15000至16000的範圍內，且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯)用於光學記錄介質時，翹曲的發生尤其被有效抑制且可以獲得良好的再現特性。
[0095]另外，可以防止⑶和DVD以及藍光光碟中的光碟變形，可以防止由於長期存放而導致的光碟翹曲，且可以獲得良好的再現特性。
[0096]本領域技術人員應該理解，根據設計需求和其它因素可以進行各種修改、組合、子組合以及改變，只要其在所附權利要求或其等同內容的範圍之內即可。
【權利要求】
1.一種光學記錄介質基板: 所述光學記錄介質基板是平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯。
2.根據權利要求1所述的光學記錄介質基板，其中，所述聚碳酸酯的密度在退火條件下進行控制。
3.一種光學記錄介質，包括: 光學記錄介質基板，所述光學記錄介質基板是平均分子量在15000至16000的範圍內且25°C下的單位體積質量在1.1930g/cm3至1.2000g/cm3的範圍內的聚碳酸酯。
4.根據權利要求3所述的光學記錄介質，進一步包括: 透明覆蓋層，在所述光學記錄介質基板的信息讀出表面側。
5.一種光學記錄介質基板的製造方法，包括: 在模具中填充並注塑成型平均分子量在15000至16000的範圍內的聚碳酸酯；以及 在所述模具中進行冷卻達6秒以上。
6.根據權利要求5所述的光學記錄介質基板的製造方法，包括: 在從所述模具中取出所述光學記錄介質基板之後，在所述光學記錄介質基板的信息讀出表面側形成透明覆蓋層。
【文檔編號】G11B7/26GK103824571SQ201310553657
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2012年11月15日
【發明者】中山比呂史, 竹本宏之, 菊地稔, 松浦穗 申請人:索尼公司