专利名称：制备光学信息记录介质的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备光学信息记录介质的方法。具体而言，本发明涉及一种制备具有固化层的光学信息记录介质的方法，其中所述的固化层是通过固化紫外线固化性树脂而形成的。
背景技术：
通常，其中能够使用激光进行一次信息记录的WORM(一次写入多次读取)-型光学信息记录介质(光盘)被称作“CD-R”，并且为人熟知。CD-R-型光学信息记录介质典型地被构造成将包含有机染料的记录层、由金属如金制成的反射层和树脂性保护层顺序层压在透明盘状基材上。光盘中的信息记录是以以下方式进行的。用近红外线(通常，波长约780nm的激光)辐照光盘。记录层被光辐照的部分吸收辐照光(激光)。记录层该部分的温度被局部地升高。由于物理或化学变化(例如，坑生成)，记录层该部分的光学特性发生变化，从而在光盘中记录信息。另一方面，信息复制通常是通过用波长与记录用激光相同的激光辐照光盘，并且检测记录层的光学特性已经变化的部分(记录部分)和光学特性没有变化的部分(未记录部分)之间的反射率差而进行的。
作为能够比CD-R更高密度地记录信息的介质，被称作DVD-R的另一种WORM-型光盘最近已经投入实际使用，并且占据了大容量记录介质的位置。DVD-R通常具有以下结构，其中将两个盘，每个盘都是通过将包含有机染料的记录层、反射层和保护层以此顺序层压在透明盘状基材上而形成的，以将记录层设置在内侧的方式使用粘合剂相互粘合，或者具有以下结构，其中将一个这样的盘和形状与所述盘相同的盘状保护基材以将记录层设置在内侧的方式使用粘合剂相互粘合。此外，目前，可以通过辐照具有500nm或更短的较短波长的激光而进行信息记录和信息复制的蓝光光盘和HD DVD也是可商购的。
如上所述，紫外线固化性树脂通常被用于保护层的形成或盘的粘合。当固化紫外线固化性树脂时，使用紫外线灯如汞灯或金属卤化物灯作为光源(例如，参见日本专利申请(JP-A)No.2002-358698)。然而，当使用紫外线灯作为光源时，辐照盘的外周部分的紫外线的光量可能小于辐照盘内周部分的紫外线的光量。因此，可能出现辐照不均匀。此外，由于在紫外线辐照过程中产生热量，可能发生基材的翘曲。而且，灯的寿命短。
因此，需要一种制备光学信息记录介质的方法，其中可以用紫外线均匀地辐照紫外线固化性树脂层，从而可以在不产生任何缺陷如翘曲的情况下使其高效固化。
发明内容
以下的发明可以满足上述需要。
本发明提供一种制备含有紫外线固化性树脂的固化层的光学信息记录介质的方法，该方法包括用从光发射波长峰为380nm或更短的发光二极管发出的紫外线辐照所述的紫外线固化性树脂层以固化所述紫外线固化性树脂的处理。
本发明可以提供一种制备光学信息记录介质的方法，其中可以用紫外线均匀地辐照紫外线固化性树脂层，从而在没有任何缺陷如翘曲的情况下使其高效固化。
附图简述
图1是示意性地显示在固化处理中LED的布置的一个实例的平面图；和图2是示意性显示在所述的固化处理中LED的布置的该实例的局部横截面图。
实施本发明的最佳方式本发明制备光学信息记录介质的方法适用于制备具有紫外线固化性树脂的固化层的光学信息记录介质而没有特别限制。光学信息记录介质的层结构的实例包括(1)以下列顺序具有基材、反射层、记录层和粘合剂层的蓝光光盘-型结构；(2)以下列顺序具有基材、记录层、反射层和光透射层的CD-型结构；和(3)DVD或HD DVD-型结构，其中将各自以下列顺序具有基材、记录层和反射层的层压体以将记录层设置在内侧的方式使用粘合剂相互粘合，或者将一个这样的层压体和保护基材以将记录层设置在内侧的方式相互粘合。记录格式的实例包括只读型格式、WORM(一次写入多次读取)-型格式和可重写-型格式。
光学信息记录介质的粘合剂层或光透射层经常是通过固化紫外线固化性树脂形成的。通常，将紫外线灯用于包含紫外线固化性树脂的粘合剂层或光透射层(以下，粘合剂层或光透射层有时称作“紫外线固化性树脂层或紫外线固化性树脂固化层”)的固化处理。另一方面，本发明中采用这样一种固化处理，其中用由光发射波长峰为380nm或更短的发光二极管(LED)发出的紫外线辐照紫外线固化性树脂层以固化紫外线固化性树脂。
由于LED产生的热量小于紫外线灯产生的热量，因此使用LED可以防止由热造成的基材的翘曲。此外，使用多个LED能够使紫外线固化性树脂层被紫外线均匀地辐照，从而高效固化。而且，LED还具有寿命长和驱动电路便宜的优点。此外，考虑到LED不产生臭氧，使用LED还具有环保方面的显著意义。LED可从Nichia Chemical Co.，Ltd.商购。
如图1所示，优选安置LED，使得LED的数量从层压体2的内周侧向层压体2的外周侧增加。优选安置LED10以用从它们发出的光同时辐照层压体2的整个表面。然而，如图1所示，可以将LED10安置在部分层压体2处，使得LED的数量从层压体2的内周侧向外周侧增加。在这种情况下，当用紫外线辐照层压体时，优选将层压体2以1～10,000rpm(优选10～1000rpm)的旋转速度旋转。在其中用从紫外线灯发出的光辐照层压体的常规方法中，难以用紫外线均匀地辐照层压体的整个表面。因此，可能出现辐照不均匀，特别是在层压体2的内周侧和外周侧之间可能出现辐照不均匀。相反，通过在部分层压体2处安置LED10，使得LED的数量从层压体2的内周侧向外周侧增加，并且通过在旋转层压体2的同时用紫外线辐照层压体2，可以从层压体2的内周侧到外周侧消除用紫外线辐照层压体2时的不均匀度。因此，可以形成膜质量高的紫外线固化性树脂固化层。此外，只在部分层压体2处安置的LED10的数量可以小于在层压体的整个部分安置的LED10的数量，从而可以降低层压体2的制造成本。
其中安置LED使得LED的数量从层压体2的内周侧向外周侧增加的布置需要能够使紫外线辐照均匀，此外没有特别限制。然而，内周区域(离层压体2中心15～30mm的半径范围内的区域)中的LED的数量、中周区域(离中心30～45mm的半径范围内的区域)中的LED的数量和外周区域(离中心45～60mm的半径范围内的区域)中的LED的数量优选满足以下关系“内周区域中的LED的数量/中周区域中的LED的数量为1/1.5～1/4(更优选1/1.8～1/3)，“中周区域中的LED的数量/外周区域中的LED的数量为1/1.2～1/3(更优选1/1.5～1/2.5)。这种布置可以提高用紫外线从其内周侧到外周侧均匀辐照整个层压体的效果。
如图2所示，可以设置LED10，使得每个LED10发射紫外线的方向基本上垂直于层压体2的表面(上述方向和层压体2表面之间的角度几乎为90°)。然而，如图2所示，在层压体2最外周侧设置的至少一个LED10a优选以固定的角度倾斜于层压体2表面，以用紫外线辐照紫外线固化性树脂的层20的端表面(侧表面，或者图2中的垂直表面)。在基本上垂直于紫外线固化性树脂的层20的(水平)表面方向上的紫外线辐照不可能用紫外线辐照紫外线固化性树脂的层20的端表面。因此，可比发生不均匀辐照。相反，如图2所示，当用从以固定的角度倾斜于端表面的LED10a发出的紫外线辐照端表面时，端表面可以被高效固化。在此情况下的光发射角度(图2中的角度θ，或者紫外线固化性树脂的层20的表面和LED10a发射紫外线的方向之间形成的角度)优选为0～60°，更优选20～50°。此外，当将透明片材或保护基材粘合到紫外线固化性树脂的层20上时，可以用紫外线从其顶表面辐照它们。
作为本发明制备光学信息记录介质的方法的一个实例，将要描述一种制备WORM(一次写入多次读取)-型蓝光光盘的方法。WORM-型蓝光光盘是通过制造层压体的步骤(1)和粘合的步骤(2)而制备的。在粘合步骤的过程中进行上述的固化处理。以下，将解释步骤(1)和(2)中的每一个。
(1)制造层压体的步骤通过制造层压体的步骤制备在基材上具有记录层的层压体。更具体地，通过″形成记录层的步骤″和其它步骤制造层压体。在形成记录层的步骤中，在基材上形成其中可以用波长为500nm或更短的激光记录信息的记录层，所述基材具有中心孔和磁道间距为200～400nm并且槽深度为10～150nm的槽。可以适当采用其中在基材和记录层之间形成反射层的″形成反射层的步骤″和其中在记录层上形成任何其它层如阻挡层的步骤作为其它步骤。以下，作为制造层压体的步骤的具体实例，将描述制备在基材上具有反射层和记录层的层压体的方法。
形成反射层的步骤在形成反射层的步骤中，在基材的形成槽的表面上形成含有光反射性物质的反射层，该层将稍后描述。
基材的材料可以从可用作常规光学信息记录介质用的基材的材料的各种材料中选择。
其具体实例包括玻璃；聚碳酸酯；丙烯酸类树脂如聚甲基丙烯酸甲酯；氯乙烯树脂如聚氯乙烯和氯乙烯共聚物；环氧树脂；非晶态聚烯烃；聚酯；和金属如铝。如果需要，这些材料中的两种或更多种可以一起使用。
在上述材料中，从防水性、尺寸稳定性和低成本性能考虑，优选基材由非晶态聚烯烃或聚碳酸酯制成，并且更优选由聚碳酸酯制成。此外，基材的厚度优选为1.1±0.3mm。
在基材表面上形成用于示迹的导槽或者表示信息如地址信号的不规则(槽)。预槽的磁道间距为200～400nm，并且优选为250～350nm。此外，预槽的深度(槽深度)为10～150nm，优选50～100nm。通过设置具有上述磁道间距和槽深度的槽，WORM-型蓝光光盘可以具有比传统的CD-R(只读光盘)或DVD-R(数字多功能光盘)更高的记录密度。
此外，为了提高平面度并且增加粘合性，优选在基材的将要设置反射层的表面上形成底涂层。底涂层的材料的实例包括高分子物质如聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯醇、N-羟甲基丙烯酰胺、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、氯磺化的聚乙烯、硝化纤维素、聚氯乙烯、氯化的聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯；以及表面改性剂如硅烷偶合剂。
底涂层是通过将上述材料溶解或分散在合适的溶剂中以制备涂布液，随后采用涂布法将涂布液涂布导基材上而形成的，所述涂布法如旋涂法、浸涂法或挤出涂布法。底涂层的厚度通常为0.005～20μm，优选0.01～10μm。
通过气相沉积、溅射或离子镀对于激光具有高反射率的光反射性材料而在基材上形成反射层。反射层的厚度为10～300μm，优选50～200μm。此外，反射层的反射率优选为70％或更大。
具有高反射率的光反射性材料的实例包括金属和半金属，如Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn和Bi；以及不锈钢。这些光反射性材料可以单独使用，或者它们中的两种或更多种一起使用，或者可以以合金形式使用。这些实例中，优选光反射性材料是Cr、Ni、Pt、Cu、Ag、Au、Al和/或不锈钢。更优选光反射性材料是Au、Ag和/或Al，和/或它们的合金，最优选Au和/或Ag，和/或它们的合金。
形成记录层的步骤在形成记录层的步骤中，在反射层上形成其中能够用波长为500nm或更短的激光记录信息的层(记录层)。优选记录层包含作为记录物质的着色剂或染料。
记录层中含有的染料需要允许用波长为500nm或更短的激光在记录层中记录信息，此外对其没有特别限制。其实例包括花青染料、氧杂菁(oxonol)染料、金属配合物染料、偶氮染料和酞菁染料。
而且，还可以使用在JP-A Nos.4-74690、8-127174、11-53758、11-334204、11-334205、11-334206、11-334207、2000-43423、2000-108513和2000-1558818中描述的染料。
记录层是通过将记录物质如染料和任选的粘合剂以及任何其它化合物溶解在合适的溶剂中以制备涂布溶液，将涂布溶液涂布在形成在基材表面上的反射层上以形成涂膜，并且干燥涂膜而形成的。涂布溶液中的记录物质的浓度通常为0.01～15质量％，优选0.1～10质量％，更优选0.5～5质量％，最优选0.5～3质量％。
涂布溶液中的溶剂的实例包括酯类如乙酸丁酯、乳酸乙酯和乙酸溶纤剂；酮类如甲基乙基酮、环己酮和甲基异丁基酮；氯化烃类如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷和氯仿；酰胺类如二甲基甲酰胺；烃类如甲基环己烷；醚类如四氢呋喃、乙醚和二噁烷；醇类如甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和双丙酮醇；含氟溶剂如2,2,3，3-四氟丙醇；和乙二醇醚类如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和丙二醇单甲醚。
这些溶剂可以单独使用，或者考虑到所用记录物质的溶解度，它们中的两种或更多种可以一起使用。此外，根据用途，涂布溶液可以含有任何其它的添加剂如抗氧化剂、UV吸收剂、增塑剂和/或润滑剂。
当涂布溶液包含粘结剂时，其实例包括天然有机聚合物如明胶、纤维素衍生物、葡聚糖、松香和橡胶；以及合成有机聚合物，包括烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚异丁烯，乙烯基树脂如聚氯乙烯、聚1，1-偏二氯乙烯和氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，丙烯酸类树脂如聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯醇，氯化聚乙烯，环氧树脂，丁醛树脂，橡胶衍生物，以及热固性树脂如酚醛树脂的初始缩合物。当记录层包含粘结剂时，粘结剂的质量通常为记录物质质量的0.01～50倍，优选0.1～5倍。涂布溶液中记录物质的浓度通常为0.01～10质量％，优选0.1～5质量％。
涂布方法可以是喷涂法、旋涂法、浸渍法、辊涂法、刮涂法和涂布辊法(doctor-rolling method)，或者丝网印刷法。记录层可以是单层或多层。此外，记录层的厚度通常为20～500nm，优选30～300nm，更优选50～100nm。
记录层可以含有任何抗褪色剂以改善其耐光性。作为抗褪色剂，通常使用单线态氧猝灭剂。单线态氧猝灭剂可以是已知的出版物如专利说明书中描述的那些单线态氧猝灭剂中的至少一种。
其具体实例包括在JP-A Nos.58-175693、59-81194、60-18387、60-19586、60-19587、60-35054、60-36190、60-36191、60-44554、60-44555、60-44389、60-44390、60-54892、60-47069、63-209995和4-25492，以及日本专利申请公开(JP-B)Nos.1-38680和6-26028，德国专利No.350399，和the Journal of the Chemical Society of Japan，1992年10月，1141页中描述的单线态氧猝灭剂。
抗褪色剂的量，例如单线态氧猝灭剂的量，通常为染料的0.1～50质量％，优选0.5～45质量％，更优选3～40质量％，还更优选5～25质量％。
在形成记录层之后，可以形成由包含Zn、Si、Ti、Te、Sm、Mo和Ge中的至少一种的氧化物、氮化物、碳化物和/或硫化物制成的层作为阻挡层。阻挡层的材料可以是杂化的材料，如ZnS-SiO2。可以通过溅射、气相沉积或离子镀形成阻挡层，并且阻挡层的厚度优选为1～100nm。
由此，可以制备含有反射层和记录层的层压体。
(2)粘合的步骤在粘合的步骤中，将作为覆盖片的透明片粘合到层压体的记录层上以保护光学信息记录介质的内部如记录层。优选用粘合剂(紫外线固化性树脂固化层)将各透明片和层压体相互粘合。
此处，透明片由透明材料制成，此外对其没有特别限制。透明材料的典型实例包括聚碳酸酯、三乙酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯。
术语″透明的″是指具有透射记录用光和复制用光的性质(透射率90％或更高)。
透明片的厚度优选为0.03～0.15mm，更优选0.05～0.10mm，还更优选0.07～0.098mm。厚度在这种范围内的透明片在粘合步骤中容易处理，并且可以抑制彗差。
粘合用以下方式进行。首先，将预定量的作为粘合剂的紫外线固化性树脂涂布在将要粘合透明片的层压体表面(如记录层)上，并且将透明片安置在表面上。之后，通过旋涂法将紫外线固化性树脂均匀涂布在层压体和透明片之间。接着，进行上述固化处理(其中用从光发射波长峰为380nm或更短的LED发出的紫外线辐照紫外线固化性树脂层的处理)以固化紫外线固化性树脂层，从而粘合层压体和透明片。
控制将要涂布的紫外线固化性树脂的量，使得紫外线固化性树脂的固化层的厚度，即最终形成的固化层的厚度为0.1～100μm，优选2～50μm，并且更优选5～30μm。
可以将紫外线固化性树脂照原样使用，并且从分配器供应到层压体表面上。备选地，可以将紫外线固化性树脂溶解在合适的溶剂如甲基乙基酮或乙酸乙酯中以制备涂布溶液，并且可以将涂布溶液从分配器供应到层压体表面上。为了防止光学信息记录介质的翘曲，优选用于形成紫外线固化性树脂层的紫外线固化性树脂在固化时具有低收缩百分比。这样的紫外线固化性树脂可以是由Dainippon Ink and Chemicals，Incorporated制备的SD-640TM。
在粘合透明片和层压体的过程中，气氛温度优选为18℃或更高，并且气氛湿度(相对湿度)(以下，气氛湿度含义相同)优选为32％RH或更高。当气氛温度低于18℃或气氛湿度低于32％RH时，固化反应在化学上或物理上不能进行到足以进行粘合的程度。此外，当将透明片和层压体在常温和常湿下静置时，容易出现可能造成光学信息记录介质翘曲的应力，从而不能将光学信息记录介质投入实际使用。而且，当记录层中含有染料时，记录特性可能受到这种应力的不利影响。
气氛温度优选为20℃或更高，更优选为22℃或更高，还更优选为23℃或更高。另一方面，气氛湿度优选为35％RH或更高，更优选38％RH或更高。
当气氛温度太高时，可能出现粘合剂或粘着剂的退化，可能改变光学信息记录介质的光学特性，并且在气氛温度恢复到(restored to)常温时可能出现光学信息记录介质的翘曲。特别是在记录层中含有染料时，记录特性的变化可能变得相当可观。这是因为染料的含湿量可比变高，从而不利地影响记录特性。因此，温度的上限优选为50℃或更低，更优选为40℃或更低，还更优选为35℃或更低。
另一方面，当气氛湿度太高时，在器件的一部分可能出现成露现象，并且在气氛湿度恢复到常湿时可能出现光学信息记录介质的翘曲。因此，气氛湿度的上限优选为80％RH或更低，更优选为70％RH或更低，还更优选为65％RH或更低。
由此制备WORM-型蓝光光盘。然而，只要能够进行所述的固化处理，则本发明不限于上述的制备WORM-型蓝光光盘的方法的描述。所述固化处理适用于其中在透明片上还提供由紫外线固化性树脂的硬质涂层的情况。
此外，本发明的制备方法，特别是固化处理，可适用于其中将要制备的光学信息记录介质是具有包含紫外线固化性树脂的光透射层的只读光盘(CD)如CD-R的情况。而且，固化处理还可以适用于其中将要制备的光学信息记录介质是数字多功能光盘(DVD)或HD DVD-型光学信息记录介质的情况，所述的数字多功能光盘(DVD)或HD DVD-型光学信息记录介质是通过使用作为粘合剂层的紫外线固化性树脂层将层压体相互粘合或者通过将层压体和保护基材相互粘合而形成的。
权利要求
1.一种制备具有紫外线固化性树脂固化层的光学信息记录介质的方法，该方法包括用从光发射波长峰为380nm或更短的发光二极管发出的紫外线辐照所述的紫外线固化性树脂层以固化所述的紫外线固化性树脂的处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述处理过程中，发光二极管的数量从内周侧向外周侧增加。
3.根据权利要求2所述的方法，其中用从设置在最外周侧的发光二极管发出的紫外线辐照所述的紫外线固化性树脂层的端表面。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述处理过程中，在旋转具有所述紫外线固化性树脂层的层压体的同时，用紫外线辐照所述紫外线固化性树脂层。
5.根据权利要求2所述的方法，其中在所述处理过程中，在旋转具有所述紫外线固化性树脂层的层压体的同时，用紫外线辐照所述紫外线固化性树脂层。
6.根据权利要求3所述的方法，其中在所述处理过程中，在旋转具有所述紫外线固化性树脂层的层压体的同时，用紫外线辐照所述紫外线固化性树脂层。
全文摘要
本发明提供一种制备具有紫外线固化性树脂固化层的光学信息记录介质的方法，该方法包括用从光发射波长峰为380nm或更短的发光二极管发出的紫外线辐照所述的紫外线固化性树脂层以固化所述的紫外线固化性树脂的处理。
文档编号G11B7/26GK101019179SQ200580030729
公开日2007年8月15日 申请日期2005年9月12日 优先权日2004年9月14日
发明者宇佐美由久 申请人:富士胶片株式会社