JP2002157783A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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信之 高森
Hideharu Tajima
秀春 田島
Akira Takahashi
明 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度変化に伴う変形（反り）を防止で
き、かつ、その製造が容易な光情報記録媒体を提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 透明基板と、透明基板上に形成された薄
膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とする薄
膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄膜層
が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つの層
からなる単層膜又は多層膜であり、薄膜保護膜の線膨張
係数及びヤング率の少なくとも一方が、透明基板よりも
大きく、かつ薄膜保護膜の線膨張係数の値が７．０×１
０-5（１／℃）より大きく、５．０×１０-4（１／℃）
より小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、情報を記録又は
再生する光情報記録媒体に関し、特に、環境変化や経時
変化により反りを抑制できる光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に、光情報記録媒体の構成を示す断
面模式図を示す。図８に、従来の光情報記録媒体の平面
図（ａ）及び側面図（ｂ）を示す。従来、光情報記録媒
体１０は図１及び図９に示すように、ポリカーボネート
等からなる円盤状の基板２０上に、スパッタ等により、
誘電体膜４１，４３（窒化シリコン等）、記録膜４２
（ＴｂＦｅＣｏ等）、反射膜４４（Ａｌ等）等の薄膜か
らなる単層または多層の薄膜層４０が形成されている。
また、これら薄膜層４０上に樹脂膜等による薄膜保護膜
５０が形成され、基板の光入射面上には樹脂等からなる
基板保護膜３０が形成されている。
【０００３】これらの層のそれぞれの厚さは、基板２０
が約１．２［ｍｍ］、スパッタ等で形成される単層ある
いは多層薄膜層４０の厚さは１０〜３００［ｎｍ］、薄
膜保護膜厚５０が１〜３０［μｍ］、基板保護膜厚３０
が１〜３０［μｍ］であり、媒体の全厚のほとんどがポ
リカーボネート基板２０によって占められている。
【０００４】このため光情報記録媒体の剛性は、そのほ
とんどが、ポリカーボネート基板２０に依存しており、
ポリカーボネート基板２０が十分に厚いため、環境変化
（温湿度変化）による変形は非常に小さく、各層に発生
する応力や曲げモーメントのバランスは考慮する必要が
なかった。
【０００５】ところが、近年光情報記録媒体の高密度記
録再生が求められ、ビームスポットを小径化するために
対物レンズの高ＮＡ化および基板の薄型化が図られてき
ている。一般に、ディスク媒体に入射するレーザビーム
の有効直径（γ）は、レーザビームの波長（λ）と、対
物レンズの開口度（ＮＡ）を用いると、γ∝λ／ＮＡで
表される。ここで、高密度記録をするためには、レーザ
ビームの波長λを小さくする他に、ＮＡの高い対物レン
ズを用いればよい。しかし、単にＮＡを上げるだけで
は、対物レンズとディスクの角度がずれた場合、記録に
悪影響となるこま収差が生じる。このこま収差は、ＮＡ
の３乗に比例して大きくなることが知られており、こま
収差を防止するためには、基板の厚みを１／（ＮＡ）3
にする必要がある。すなわち、高密度記録をするため
に、基板厚さは、従来の１．２ｍｍ厚から、０．６ｍｍ
厚、０．５ｍｍ厚へと半分もしくはそれ以下へと薄くな
る傾向がある。
【０００６】したがって、環境変化（温湿度変化）が起
こった場合、光情報記録媒体の剛性は、ポリカーボネー
ト基板２０だけでなく、各層に発生する応力や曲げモー
メントに起因する変形が大きくなってきており、各層の
厚さなどのバランス設計が重要となってきている。
【０００７】光情報記録媒体の変形を抑制する手法とし
て、特開平４−１９５７４５号公報には基板の裏面（薄
膜層の形成されていない面）に反り防止用の誘電体膜を
設ける手法が提案されている。
【０００８】図９に、この従来の光情報記録媒体の構成
を示す断面図を示す。なお、図９においては図１と同一
の部分については同一符号を示している。図９に示すよ
うに、ここでは、ポリカーボネート基板２０の光入射側
に誘電体層６０を設けて、透明基板２０の相対する側に
位置する第１誘電体膜４１、記録膜４２及び第２誘電体
膜４３の３つの膜の熱膨張率と、光入射側の誘電体層６
０との熱膨張率を同等とすることで、光情報記録媒体の
反りを防止できるようにしている。
【０００９】また、特開平１０−６４１１９号公報に
は、薄膜保護膜５０を厚く塗布することにより、光ディ
スクの温度上昇による反りを少なくすることが記載され
ている。この光情報記録媒体の構成は、図１と同様であ
る。ここでは、ポリカーボネート基板２０上に薄膜層４
０を形成した後に３０μｍから５０μｍ程度の薄膜保護
膜５０を形成する。この薄膜保護膜５０を厚くすること
によりポリカーボネート基板２０の熱膨張量とバランス
させ、ディスク反りを低減させようとするものである。
【００１０】また、図１０に、従来の光情報記録媒体の
他の例として、特開平４−３６４２４８号公報に記載さ
れた構成の断面図を示す。この記録媒体は、薄膜保護膜
５０、薄膜層４０、基板２０、基板保護膜（誘電体層）
３０を備え、さらに湿度変化による反りを防止するため
に、基板２０と基板保護膜３０との間に、ＳｉＯ2やＡ
ｌＮからなる透湿防止膜７０を設けたものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１９５７４５号公報に記載の記録媒体も、特開平４
−３６４２４８号公報に記載の記録媒体も、基板の光入
射側にスパッタ等により誘電体層（６０，３０）を設け
る必要があるため、生産において、基板に対して一方側
の面に薄膜層４０を形成した後、その基板をひっくりか
えして反対側の面に誘電体層（６０，３０）を形成する
必要があり、工程が複雑化するとともに生産設備の高価
格化を齎し、コストアップに繋がるという問題がある。
また、特開平１０−６４１１９号公報に記載の方法で
は、薄膜保護膜５０の膜厚が厚くなりすぎ、コスト高と
なり、工程も複雑になるという問題がある。
【００１２】光情報記録媒体が光磁気情報記録媒体であ
る場合、記録時に印加する磁界を高速で反転させるに
は、磁気ヘッドコイルの発生磁界とインダクタンスを下
げるために、磁界発生手段と薄膜層４０とを近接させる
ことが望ましい。したがって、薄膜保護膜５０の膜厚を
厚くすることは、光情報記録媒体の磁気特性の低下を招
き、記録再生に問題が生じる。
【００１３】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであって、温湿度変化に伴う変形（すなわち
反り）を防止でき、かつ、その製造が容易な光情報記録
媒体を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は、透明基板
と、透明基板上に形成された薄膜層と、薄膜層の上に形
成された樹脂を主成分とする薄膜保護膜を有する光情報
記録媒体であって、前記薄膜層が、誘電体膜，記録膜及
び反射膜の少なくとも一つの層からなる単層膜又は多層
膜であり、薄膜保護膜の線膨張係数及びヤング率の少な
くとも一方が、透明基板よりも大きく、かつ薄膜保護膜
の線膨張係数の値が７．０×１０-5（１／℃）より大き
く、５．０×１０-4（１／℃）より小さいことを特徴と
する光情報記録媒体を提供するものである。この発明に
よれば、実質上記録再生に悪影響を及ぼさない程度に、
媒体自体の変形（反り）を防止でき、従来よりも記録再
生回数の信頼性を向上できる。
【００１５】ここで、この発明では、薄膜保護膜と透明
基板との関係では、（ａ）薄膜保護膜の線膨張係数＞透
明基板の線膨張係数のみを満たす、（ｂ）薄膜保護膜の
ヤング率＞透明基板のヤング率のみを満たす、（ｃ）薄
膜保護膜の線膨張係数＞透明基板の線膨張係数であって
かつ薄膜保護膜のヤング率＞透明基板のヤング率を満た
す場合のいずれかが必要であり、上記（ａ），（ｂ），
（ｃ）いずれの場合も、実用的な反り防止の観点から、
薄膜保護膜の線膨張係数は、７．０×１０-5（１／℃）
から５．０×１０-4（１／℃）の範囲内にあることが必
要である。
【００１６】また、透明基板と、透明基板上に形成され
た薄膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とす
る薄膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄
膜層が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つ
の層からなる単層膜又は多層膜であり、薄膜保護膜の線
膨張係数及びヤング率の少なくとも一方が透明基板より
も大きく、かつ薄膜保護膜のヤング率の値が２．０×１
０9（Ｐａ）より大きく１．０×１０10（Ｐａ）より小
さいことを特徴とする光情報記録媒体を提供するもので
ある。この場合も、前記した（ａ），（ｂ），（ｃ）と
同様の場合分けをすることができるが、それぞれヤング
率についてもここに示した所定の範囲内にすることが必
要である。
【００１７】ここで、前記薄膜保護膜の膜厚は、５μｍ
以上、２０μｍ以下とし、前記透明基板の材料は、たと
えばポリカーボネートまたはポリオレフィンを用いるこ
とができる。また、媒体の反りを効果的に防止するため
に、前記薄膜保護膜は、前記した線膨張係数またはヤン
グ率を満たす材料で形成されるが、たとえば紫外線硬化
樹脂、特に、ポリエステルアクリレート，エポキシアク
リレート，ウレタンアクリレート，またはポリエーテル
アクリレートなどを主成分とする紫外線硬化樹脂で形成
することができる。
【００１８】なお、この発明の光情報記録媒体には、従
来のような基板保護膜３０は設ける必要はないが、媒体
全体の厚みは少し厚くなるが傷つき防止及び反り抑制等
のために、透明基板２０の光入射面側に、基板保護膜３
０を設けてもよい。
【００１９】さらに、この発明は、透明基板と、透明基
板上に形成された薄膜層と、薄膜層の上に形成された樹
脂を主成分とする薄膜保護膜を有する光情報記録媒体で
あって、前記薄膜層が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の
少なくとも一つの層からなる単層膜又は多層膜であり、
前記透明基板がポリカーボネート又はポリオレフィンか
らなり、その厚みが０．５mmである場合に、薄膜保護膜
の線膨張係数及びヤング率の少なくとも一方が透明基板
よりも大きく、かつ薄膜保護膜の線膨張係数の値が７．
０×１０-5（１／℃）より大きく、５．０×１０-4（１
／℃）より小さくなるように、薄膜保護膜を選定する光
情報記録媒体の薄膜保護膜の選定方法を提供するもので
ある。
【００２０】また、この発明は、透明基板と、透明基板
上に形成された薄膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂
を主成分とする薄膜保護膜を有する光情報記録媒体であ
って、前記薄膜層が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少
なくとも一つの層からなる単層膜又は多層膜であり、前
記透明基板がポリカーボネート又はポリオレフィンから
なり、その厚みが０．５mmである場合に、薄膜保護膜の
線膨張係数及びヤング率の少なくとも一方が透明基板よ
りも大きく、かつ薄膜保護膜のヤング率の値が、２．０
×１０9（Ｐａ）より大きく、１．０×１０10（Ｐａ）
より小さくなるように、薄膜保護膜を選定する光情報記
録媒体の薄膜保護膜の選定方法を提供するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】最初に、温度変化時における光情
報記録媒体の変形（反り）とその原理について説明す
る。この発明で対象となる光情報記録媒体は、たとえば
図１に示すように、ポリカーボネート等の透明基板２０
上に、スパッタ等により、誘電体膜４１，４３（窒化ア
ルミニウム、窒化シリコン等）、記録膜４２（ＴｂＦｅ
Ｃｏ等）、反射膜４４（Ａｌ合金等）等の薄膜からなる
単層、または多層の薄膜層４０を形成し、さらに該薄膜
層４０の上に樹脂を主成分とする薄膜保護膜５０を形成
し、該透明基板２０の反対の面上に透明基板２０を保護
するために樹脂を主成分とする基板保護膜３０が形成さ
れたものである。
【００２２】このような構成の媒体は種々のものが市販
されているが、この発明の対象としては、光磁気記録媒
体（ＭＤ，ＭＯ等）、あるいは、薄膜層４０の内訳が反
射膜４４（Ａｌ等）のみからなる再生専用媒体（ＣＤ，
ＤＶＤ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等）、薄膜層４０の内訳が有機
色素膜・反射膜４４（Ａｕ，Ａｇ等）からなる追記型光
媒体（ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ−Ｒ等）、薄膜層４０の内訳が
誘電体膜４１，４３（ＺｎＳ−ＳｉＯ2等）、記録膜４
２（ＧｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂ等）、反射膜４４（Ａ
ｌ合金等）からなる相変化光記録媒体（ＣＤ−ＲＷ，Ｄ
ＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＲ等）などが含まれ
る。
【００２３】このように光情報記録媒体は多層で構成さ
れているので、各層の物性値である線膨張係数が異な
り、温度変化時に各層に発生する応力も異なる結果とな
る。すなわち、一般的にはポリカーボネート基板２０、
基板保護膜３０、及び薄膜保護膜５０の線膨張係数は、
単層、又は多層の薄膜層４０のそれに比較して大きく、
単層、又は多層の薄膜層４０の基板の半径方向への膨張
は、その他の各層に比較して非常に小さくなる。
【００２４】また、この時、透明基板２０の厚さは基板
保護膜３０及び薄膜保護膜５０の厚さに比較して非常に
大きく、薄膜層４０の各薄膜のヤング率が他の層に比較
して非常に大きくなる。したがって、温度変化時におけ
る変形の原因としては、薄膜層４０の膨張が小さいこ
と、基板２０の膨張が大きいことが支配的になりやす
い。その結果、光情報記録媒体１０は、その半径方向に
垂直であり、厚さ方向の基板保護膜３０側に反りが生じ
やすい。
【００２５】図２はその反りを説明する模式図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。ここで、図２
（ｂ）破線のように、薄膜保護膜５０側への反りを＋方
向とし、逆に、基板保護膜３０側（光入射面側）への反
りを−方向とする。ここで、薄膜保護膜５０の線膨張係
数、ヤング率、及び膜厚を適切に調整すれば、膜厚方向
に垂直な面を中立面として、透明基板２０および基板保
護膜３０の温度変化による曲げモーメントと薄膜保護膜
５０のそれとが釣り合い、温度変化による変形（すなわ
ち、光情報記録媒体１０の半径方向に垂直であり、厚さ
方向の基板保護膜面側への反り）が小さくなる可能性が
ある。このことから、温度変化時における変形を小さく
するための薄膜保護膜５０の線膨張係数、ヤング率、及
び膜厚の適切な値を求めるために次のような近似計算を
行った。
【００２６】光情報記録媒体１０には、温度変化時に半
径方向に働く応力（軸力）と円周方向に働く応力と膜厚
方向に働く応力が発生するが、光情報記録媒体１０は、
円盤状であるため、円周方向に働く応力は円周内で均一
になり、膜厚方向の力も各層内では一様に働くため、変
形には寄与しないと仮定できるため、光情報記録媒体１
０の変形すなわち反り（光情報記録媒体１０の半径方向
に垂直であり、厚さ方向の基板保護膜面側（−）への反
り、角度θで変形の大小を評価）はその断面部に相当す
る多層はりにおける反りに置換できる。図３はその多層
はりを示す図である。
【００２７】なお、図３ではｎ層はりを示しているが、
このｎは光情報記録媒体の層数であり、図１の光情報記
録媒体の場合にはｎ＝７である。更にこの多層はりにお
ける温度変化時の反り角度θは各層の軸力Ｐｉ（ｉ＝
１，２，３，…，ｎ）と曲げモーメントＭｉの釣り合い
から導かれる式（１）〜（５）（「はり理論による電子
デバイス」、尾田十八、金沢大学、機論、５９巻、５６
３号、１０７７７〜１０７８２頁、１９９３年、参照）
によって表すことができる。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここで、式（１）〜（５）における各記号
の意味を次に示す。 αi：ｉ層の線膨張係数、 Ｅi：ｉ層のヤング率、 ｔi：ｉ層の厚さ、 Ｐi：ｉ層における軸力、 Ｍi：ｉ層における曲げモーメント、 Ｒi：ｉ層における曲率半径、 Ｉi：ｉ層の断面２次モーメント、 ｂ：はりの幅（単位長とする）、 Ｔ：変化温度（℃）、 Ｌ：はりの長さ、 ｙ：ｎ層はりの中立面位置、 θ：最大変化部における長さ４［ｍｍ］での反り角度
【００３０】また、各層の厚さが曲率半径に比較しはる
かに小さいため、各層（ｉ＝１，２，…，ｎ）における
曲率半径は同一（Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝…＝Ｒn＝Ｒ）とす
る。変化温度Ｔとは、光情報記録媒体の使用温度環境
（一般に−１５℃〜８０℃）における温度である。
【００３１】温度変化時の反りを制御するために、θが
小さくなるように、これらの（１）から（５）までの式
により薄膜保護膜５０のヤング率と線膨張係数と膜厚を
選択する。すなわち、これらの式を用いることにより、
温度変化時における中立面位置（ｙ）を薄膜層内にする
ためのヤング率等の選択が可能になる。また、媒体を構
成している各層の中で変形速度が最も遅い薄膜層４０の
変形がごく小さくなり、実際の温度変化時に問題となる
変位のオーバーシュートも小さなものになることが予想
される。更に式（１）〜（５）より、薄膜保護膜５０の
ヤング率の値や線膨張係数を基板２０よりも高くすれ
ば、薄膜保護膜の厚さが薄くても記録膜等の薄膜層４０
の中に中立面位置（ｙ）ができ、反りを抑制できること
が分かる。
【００３２】次に、上記原理に基づき形成した光情報記
録媒体の実施例について説明する。この実施例では、薄
膜層４０が窒化アルミニウム１層のみからなると仮定し
ている。これは、薄膜層４０の変形は、一般にアルミニ
ウム等の誘電体層が主にその変形原因となることが多い
からであり、多層からなる場合もほぼ同様の変形をする
と考えても問題はない。また、ここでは、基板保護膜３
０がない光情報記録媒体の実施例を示す。もし基板保護
膜３０が存在する場合には、それをも考慮して各層（特
に薄膜保護膜５０）の膜厚等の設計を行う必要がある。
【００３３】＜実施例１＞実施例１として、ポリカーボ
ネート基板（透明基板２０）上に、窒化アルミニウム薄
膜層（薄膜層４０）と、式（１）〜（５）を用いて設計
された紫外線（ＵＶ）硬化樹脂１（薄膜保護膜５０）が
形成された媒体を形成した。また、比較例１として、ポ
リカーボネート基板上に、窒化アルミニウム薄膜層と従
来の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂２（薄膜保護膜５０）が形
成された光情報記録媒体を形成した。図１１，１２にそ
れぞれ実施例１、比較例１の構成を示す。
【００３４】図１１，図１２から分かるように、両者の
違いは、薄膜保護膜５０として用いるＵＶ硬化樹脂の線
膨張係数であり、図１１に示したこの発明の光情報記録
媒体の方が、線膨張係数が大きい。なお、透明基板２０
としては、両者とも内径φが８ｍｍ、外径φが５０ｍ
ｍ、基板厚が０．５ｍｍのものを使用している。
【００３５】ここで、この発明の光情報記憶媒体に使用
する薄膜保護膜５０として、従来使用されていたＵＶ硬
化樹脂２より大きな線膨張係数（９．５０×１０-5）を
持ち、式（１）〜（５）を用いて膜厚（１６μｍ）を決
定した薄膜保護層５０を選定した。図１２に示した従来
の光情報記録媒体と比較するために、両媒体に２５℃か
ら７０℃へと温度が上昇するような環境変化を与えた場
合の、外周部（ｒ＝２４ｍｍ）における反り角θ（図３
参照）の変化量（Δθ）の経時変化を測定した。
【００３６】図４及び図５に、相対湿度変化時における
反り角の変化量（半径方向チルト：ｍｒａｄ）と経過時
間（ｈｏｕｒ）との関係のグラフを示す。図４は、図１
２に示した従来の光情報記録媒体であり、図５は、図１
１に示したこの発明の実施例１の光情報記録媒体のグラ
フである。ここで、反り角の変化量がプラス値の場合
は、薄膜保護膜５０側に反っていることを示し、逆にマ
イナス値の場合は、基板保護膜側（光入射面側）に反っ
ていることを示す。
【００３７】図４では、線膨張係数は５．６２×１０-5
（１／℃）であり、図５では９．５０×１０-5（１／
℃）である。したがって、図４の従来の場合、薄膜保護
膜５０は低線膨張係数の材質を持ち、図５の実施例１の
場合、薄膜保護膜５０は高線膨張係数の材質を持つと言
える。
【００３８】図４において、環境温度が７０℃となる
と、反り角の変化量が＋１０ｍｒａｄ程度となり、薄膜
保護膜５０側に大きく反っていることがわかる。一方、
この発明の図５において、環境温度が７０℃の場合で
も、反り角の変化量は＋２ｍｒａｄ以内にあり、薄膜保
護膜５０側にわずかに反っているにすぎないことがわか
る。
【００３９】すなわち、この発明の光情報記録媒体で
は、従来の比較例１と比較すると、同じ温度変化でも反
り角の変化量が非常に小さくなっていることが分かる。
その結果、この発明の光情報記録媒体では、薄膜保護膜
５０の膜厚が２０μｍ以下であっても変形が抑制されて
いることが分かる。
【００４０】図７に、図１１に示したこの発明の実施例
１の光情報記録媒体の線膨張係数とヤング率の関係のグ
ラフを示す。ここで、グラフａ１，ａ２は、薄膜保護膜
５０の膜厚が２０μｍで、反りの変化量が−５ｍｒａｄ
の場合の関係グラフであり、グラフｂ１，ｂ２は、薄膜
保護膜５０の膜厚が５μｍで、反りの変化量が−５ｍｒ
ａｄの場合の関係グラフである。
【００４１】ここで、薄膜保護膜５０の膜厚が、５μｍ
から２０μｍまでの間の場合、湿度膨張係数とヤング率
の関係グラフは、グラフａ２とグラフｂ１の間に入る。
また、反りの変化量が±５ｍｒａｄの範囲に収まるよう
にするためには膜厚が２０μｍの場合はグラフａ１とａ
２の間、膜厚が５μｍの場合はグラフｂ１とｂ２の間に
納まるように、線膨張係数またはヤング率の範囲を適切
に選択する必要がある。
【００４２】たとえば、ヤング率を２．０×１０9（Ｐ
ａ）に固定した場合を考えると、薄膜保護膜５０の膜厚
を２０μｍとした場合、薄膜保護膜５０の線膨張係数
は、透明基板のそれよりも大きく、１．２×１０-4（１
／℃）から２．０×１０-4（１／℃）程度の範囲内の値
とすることが好ましい。同様に、薄膜保護膜５０の膜厚
を５μｍとした場合は、薄膜保護膜５０の線膨張係数
は、透明基板より大きく、３．２×１０-4（１／℃）か
ら４．９×１０-4（１／℃）程度の範囲内の値とするこ
とが好ましい。
【００４３】したがって、このグラフによれば、薄膜保
護膜５０の膜厚が５〜２０μｍの間の場合には、反りの
変化量を±５ｍｒａｄに抑えるためには、薄膜保護膜５
０の線膨張係数は、透明基板２０の線膨張係数よりも大
きく、かつ７．０×１０-5（１／℃）より大きく、５．
０×１０-4（１／℃）より小さいことが好ましい。さら
に好ましくは、１．０×１０-4（１／℃）より大きく、
２．０×１０-4（１／℃）より小さい範囲内であればよ
い。すなわち、透明基板２０の線膨張係数（６×１０-5
（１／℃））の１．５倍から３倍程度の範囲内の線膨張
係数を持つようにすればよい。
【００４４】以上のように、適切な数値範囲の線膨張係
数を持つように薄膜保護膜５０を選定すれば、光情報記
録媒体の反り量を実質的に記録再生に影響を与えない所
定の範囲内に抑えることができる。
【００４５】＜実施例２＞次に、ヤング率の大きなＵＶ
硬化樹脂３を使用した場合の光情報記録媒体について説
明する。図１３に実施例２の構成を示す。
【００４６】図１３の実施例２と、図１２の比較例１と
を比較すると、薄膜保護膜５０のＵＶ硬化樹脂３の材質
が異なり、さらに図１３に示したこの発明の実施例２の
光情報記録媒体の方が、ヤング率（９．００×１０
9（Ｐａ））が大きくなっている点が異なる。すなわ
ち、この実施例２の薄膜保護膜５０は高ヤング率を持つ
ものである。
【００４７】図６に、この発明の実施例２において、温
度変化時における反り角の変化量（ｍｒａｄ）と経過時
間（ｈｏｕｒ）との関係のグラフを示す。ここで、この
関係グラフは、実施例１と同様に、２５℃から７０℃へ
と温度が上昇するような環境変化を与えた場合に、媒体
の外周部（ｒ＝２４ｍｍ）における反り角θの変化量
（Δθ）の経時変化を測定したものである。
【００４８】図６によれば、温度が７０℃となると、反
り角の変化量が＋６．５ｍｒａｄ程度となり、薄膜保護
膜５０側に反っているが、これは図４に示した従来のも
のに比べて反りの変化量が少ないことがわかる。
【００４９】また、前記した図７の線膨張係数とヤング
率との関係グラフによれば、薄膜保護膜５０の膜厚が５
〜２０μｍの間において、反りの変化量を５ｍｒａｄ以
下に抑えるためには、薄膜保護膜５０のヤング率は、少
なくとも透明基板のヤング率よりも大きいことが必要で
あり、かつ２．０×１０9（Ｐａ）よりも大きく、１．
０×１０10（Ｐａ）よりも小さいことが好ましい。さら
に好ましくは、３．０×１０9（Ｐａ）から６．０×１
０9（Ｐａ）の範囲内にあればよい。
【００５０】＜実施例３＞次に、温度変化に加えて、湿
度が変化するような環境下におけるこの発明の光情報記
録媒体の実施例について説明する。一般に、温度変化に
よって媒体は変形するが、湿度が変化することによって
も媒体は変形する。したがって、温度変化による線膨張
係数に加えて、次のような湿度変化による「湿度膨張係
数」も考慮して薄膜保護膜の材質を決定するようにして
もよい。
【００５１】温度に対する基板等の変形パラメータとし
て線膨張係数を定義したが、湿度に対する基板等の変形
パラメータとして湿度膨張係数を定義する。すなわち、
薄膜保護膜の湿度膨張係数を、相対湿度差（２５℃にお
ける含有水蒸気量／飽和水蒸気量）が１％上昇したとき
の薄膜保護膜の伸びる割合（１／％）と定義する。
【００５２】反り角θを制御する場合に、薄膜保護膜５
０の線膨張係数を選択するために、前記したような５つ
の数式を用いることを示したが、湿度膨張係数の適切な
範囲を選定する場合にも同様の数式を用いることができ
る。すなわち、前記した式（１）から（５）において線
膨張係数αｉを湿度膨張係数に置きかえて、変化温度Ｔ
を変化した相対湿度（％）に置きかえれば、これらの式
が湿度膨張係数の選定に使用できる。
【００５３】前記したように、薄膜保護膜のヤング率
は、透明基板のヤング率よりも大きく、かつ２．０×１
０9（Ｐａ）よりも大きく、１．０×１０10（Ｐａ）よ
りも小さいことが好ましい範囲であるとしたが、このヤ
ング率の好適範囲を考慮すると、湿度膨張係数の好まし
い範囲は、透明基板の湿度膨張係数よりも大きく、１．
７×１０-4（１／％）よりも小さい範囲であると言うこ
とができる。
【００５４】以上より、線膨張係数、湿度膨張係数及び
ヤング率という３つの変形パラメータを考慮すると、次
の関係（ａ）〜（ｆ）をすべて満たすように薄膜保護膜
５０を選定することが好ましい。 （ａ）薄膜保護膜５０の線膨張係数＞透明基板２０の線
膨張係数 （ｂ）薄膜保護膜の湿度膨張係数＞透明基板の湿度膨張
係数 （ｃ）薄膜保護膜のヤング率＞透明基板のヤング率 （ｄ）７．０×１０-5＜薄膜保護膜の線膨張係数（１／
℃）＜５．０×１０-4 （ｅ）０＜薄膜保護膜の湿度膨張係数＜１．７×１０-4
（１／％） （ｆ）２．０×１０9＜薄膜保護膜のヤング率（Ｐａ）
＜１．０×１０10
【００５５】たとえば、図１４に示すように、これらの
条件を満たすように、線膨張係数を９．５×１０-5（１
／℃）、湿度膨張係数を１．６×１０-5（１／％）、ヤ
ング率を５．４×１０9（Ｐａ）として選定された薄膜
保護膜（ＵＶ硬化樹脂）を用いた光情報記録媒体の反り
角の変化量は、温度変化（２５℃から７０℃）、相対湿
度変化（５０％から９０％）に対して、＋０．７ｍｒａ
ｄから−１．６ｍｒａｄの範囲内であった。ここで、透
明基板２０の線膨張係数は、６．０×１０-5（１／
℃）、透明基板２０の湿度膨張係数は、７．０×１０-6
（１／％）、透明基板２０のヤング率は、２．４１×１
０9（Ｐａ）とした。また、透明基板の膜厚を０．５ｍ
ｍ、薄膜保護膜の膜厚を１６μｍとした。したがって、
この場合も前記した実施例と同様に媒体の反りは±５ｍ
ｒａｄの範囲内に収まり、実質上記録再生に問題とはな
らない範囲に媒体の反りを抑えることができる。
【００５６】
【発明の効果】この発明によれば、薄膜保護膜の線膨張
係数が透明基板のそれよりも大きく、かつ所定の線膨張
係数を持つ薄膜保護膜を用いて光情報記録媒体を構成し
ているので、薄膜保護膜の膜厚を５μｍから２０μｍ程
度に薄くした場合でも、実質的に記録再生に悪影響を及
ぼすことがないように、従来よりも反り量を抑えた情報
記録媒体を提供でき、記録再生の信頼性を向上できる。
また、薄膜保護膜のヤング率が、透明基板よりも大き
く、できるだけ大きい所定範囲のヤング率を持つ薄膜保
護膜を用いて光情報記録媒体を構成しているので、実質
的に記録再生に悪影響を及ぼすことがないように、従来
よりも反り量の少ない光情報記録媒体を提供でき、した
がって、記録再生の信頼性を向上できる。また、基板保
護膜を設けない場合には、温度変化時の反り量変化の小
さい光情報記録媒体の製造が容易かつ安価になるととも
に、連続磁気記録再生回数信頼性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光情報記録媒体の構成を示す断面模式図であ
る。
【図２】光情報記録媒体の反りを説明する図である。
【図３】多層はりを説明する図である。
【図４】従来における温度変化時における反り角の時間
依存（低線膨張係数）の関係グラフである。
【図５】この発明の実施例１の温度変化時における反り
角の時間依存（高線膨張係数）の関係グラフである。
【図６】この発明の実施例２の温度変化時における反り
角の時間依存（高ヤング率）の関係グラフである。
【図７】この発明の実施例１の線膨張係数とヤング率の
関係グラフである。
【図８】従来の光情報記録媒体の構成を示す平面図、側
面図である。
【図９】従来の光情報記録媒体の一例を示す断面模式図
である。
【図１０】従来の光情報記録媒体の他の例を示す断面模
式図である。
【図１１】この発明の実施例１の構成要素の設定値の説
明図である。
【図１２】従来の光情報記録媒体の構成要素の設定値の
説明図である。
【図１３】この発明の実施例２の構成要素の設定値の説
明図である。
【図１４】この発明の実施例３の温湿度変化時における
反り角の時間依存の関係グラフである。
【符号の説明】
１０：光情報記録媒体 ２０：透明基板 ３０：基板保護膜 ４０：薄膜層 ４１：第１誘電体膜 ４２：記録膜 ４３：第２誘電体膜 ４４：反射膜 ５０：薄膜保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３４ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３４Ｂ (72)発明者 高橋 明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D029 KA07 KB14 LA02 LB07 LC11 LC19

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板と、透明基板上に形成された薄
    膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とする薄
    膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄膜層
    が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つの層
    からなる単層膜又は多層膜であり、薄膜保護膜の線膨張
    係数及びヤング率の少なくとも一方が、透明基板よりも
    大きく、かつ薄膜保護膜の線膨張係数の値が７．０×１
    ０-5（１／℃）より大きく、５．０×１０-4（１／℃）
    より小さいことを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 【請求項２】 透明基板と、透明基板上に形成された薄
    膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とする薄
    膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄膜層
    が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つの層
    からなる単層膜又は多層膜であり、薄膜保護膜の線膨張
    係数及びヤング率の少なくとも一方が透明基板よりも大
    きく、かつ薄膜保護膜のヤング率の値が２．０×１０9
    （Ｐａ）より大きく１．０×１０10（Ｐａ）より小さい
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  3. 【請求項３】 前記薄膜保護膜の膜厚が、５μｍ以上２
    ０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２の
    いずれかに記載の光情報記録媒体。
  4. 【請求項４】 前記薄膜保護膜の線膨張係数が、透明基
    板の１．５倍から３倍の範囲内であり、１．０×１０-4
    （１／℃）より大きく、２．０×１０-4（１／℃）より
    小さいことを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒
    体。
  5. 【請求項５】 前記透明基板の材料が、ポリカーボネー
    トまたはポリオレフィンであり、その厚みが０．５ｍｍ
    程度であることを特徴とする請求項１または２のいずれ
    かに記載の光情報記録媒体。
  6. 【請求項６】 前記薄膜保護膜が、紫外線硬化樹脂で形
    成されることを特徴とする請求項１または２のいずれか
    に記載の光情報記録媒体。
  7. 【請求項７】 透明基板と、透明基板上に形成された薄
    膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とする薄
    膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄膜層
    が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つの層
    からなる単層膜又は多層膜であり、前記透明基板がポリ
    カーボネート又はポリオレフィンからなり、その厚みが
    ０．５mmである場合に、薄膜保護膜の線膨張係数及びヤ
    ング率の少なくとも一方が透明基板よりも大きく、かつ
    薄膜保護膜の線膨張係数の値が７．０×１０-5（１／
    ℃）より大きく、５．０×１０-4（１／℃）より小さく
    なるように、薄膜保護膜を選定する光情報記録媒体の薄
    膜保護膜の選定方法。
  8. 【請求項８】 透明基板と、透明基板上に形成された薄
    膜層と、薄膜層の上に形成された樹脂を主成分とする薄
    膜保護膜を有する光情報記録媒体であって、前記薄膜層
    が、誘電体膜，記録膜及び反射膜の少なくとも一つの層
    からなる単層膜又は多層膜であり、前記透明基板がポリ
    カーボネート又はポリオレフィンからなり、その厚みが
    ０．５mmである場合に、薄膜保護膜の線膨張係数及びヤ
    ング率の少なくとも一方が透明基板よりも大きく、かつ
    薄膜保護膜のヤング率の値が、２．０×１０9（Ｐａ）
    より大きく、１．０×１０10（Ｐａ）より小さくなるよ
    うに、薄膜保護膜を選定する光情報記録媒体の薄膜保護
    膜の選定方法。
  9. 【請求項９】 請求項７または８に記載された選定方法
    を用いて選定された薄膜保護膜を備えた光情報記録媒
    体。
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