JP2003059097A

JP2003059097A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2003059097A
Application number: JP2001244251A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Usami; 守宇佐美; Takeshi Komaki; 壮小巻; Hideki Hirata; 秀樹平田; Tomoki Ushita; 智樹丑田; Toshifumi Tanaka; 敏文田中
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】支持基体と共に、比較的厚い光透過層を有す
る光記録媒体において、温度の急峻な変化による光透過
層の伸縮に基づく反り発生を抑制する。【解決手段】光記録媒体１０は、ポリカーボネート製
の支持基体１２上に、反射膜１６、記録層２０、厚さ１
００μｍ程度のアクリル系樹脂からなる光透過層２４
と、これらと反対側の支持基体１２の表面に形成され
た、反り抑制層２８とを設けてなり、急峻な温度変化に
よる光透過層２４の伸縮と反り抑制層２８の伸縮とを相
殺させるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ
（Disital Versatile Disc）等の光記録媒体（ディス
ク）は、製造された状態（初期状態）において、種々特
性（電気特性や機械特性）が決められた規格内となるよ
うに製造され、更には長期信頼性の保証のため、高温高
湿保存試験などの加速試験前後での種々特性の悪化度合
いも規定されている。この長期信頼性の指標の一つとし
て、加速試験前後でのディスク全体の反り量の変化量が
一定値以内であることが要求されている。このような従
来のＣＤやＤＶＤ等は、主にポリカーボネートからなる
光透過性基板（光透過層）からなり、反りの主たる原因
が、前記ポリカーボネート基板と、記録可能に構成され
た場合は少なくとも記録層と反射層と保護層、更に再生
専用に構成された場合は少なくとも反射層と保護層、等
の伸縮による応力のバランスによるものであることか
ら、前記長期信頼性を確認する試験として加速試験（高
温高湿や、単に高温や高湿のみによる加速試験）を実施
し、十分な管理をしていた。

【０００３】一方、例えば特開１９９６−２３５６３８
号公報に開示されるように、支持基体上に、記録及び／
又は再生可能な状態に記録再生層が設けられ、その上に
光透過層を形成して、該光透過層側から記録／再生を行
うレーザビームを照射するようにした光ディスク(光記
録媒体)が提案されている。

【０００４】ここでは、前記光透過層として、接着層を
介して樹脂製フィルムを設けた場合が提案されており、
この他には、スピンコート法によって、エネルギー線硬
化型や熱線硬化型の樹脂層を設けた場合の提案もされて
いる。これらにおいて、反りの発生や応力バランスが崩
れる主な原因としては、各層の応力緩和や、樹脂層が吸
湿する事により膨張するためではないかと考えていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らは、前記光透過層の材質が前記支持体の材質と異な
り、更に光透過層の厚さが２０μｍ以上の場合、前記加
速試験直後で大きな反り量の変化が発生することを発見
した。

【０００６】この、加速試験直後での大きな反り量の変
化とは、高温保存後（例えば８０℃１２時間）や低温保
存後（０℃１２時間）に取り出し、室温環境にて反り量
を測定した場合に、短時間で急峻に変化するもので、こ
のような短時間での急峻な反りの発生は、例えば、暑い
夏の日に外から急に冷房の効いた部屋に光記録媒体を持
ち込んだ時や、寒い冬に急に暖かい部屋に光記録媒体を
持ち込んだ時に発生する可能性が高く、この場合は、しば
らくの間、光記録媒体をドライブに装着したり、使用し
たりすることができないという問題点が生じる。

【０００７】この発明は上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、短時間での急峻な温度変化によって発生す
る反りを抑制した光記録媒体を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、前記光透過層が一定以上の厚さの場合、かつ、線
膨張率が前記支持体と異なる場合、高温高湿加速試験で
の、各層の応力バランスによる反りや、ポリカーボネー
トやアクリルなどの樹脂が吸湿することによる膨張が原
因の反り発生に先立って、温度変化による短時間での急
峻な反り発生があることを発見し、この短時間での急峻
な反り発生を抑制することによって、温度変化が急峻な
場合でも、光記録媒体を使用可能にできることを見出し
た。

【０００９】即ち、次のような発明によって、上記目的
が達成される。

【００１０】（１）支持基体に形成された情報記録面を
被って、少なくとも光透過層が設けられている光記録媒
体であって、急激な温度変化による光記録媒体の反り量
の変化量が０．４度以内であることを特徴とする光記録
媒体。

【００１１】ここで言う、情報記録面は情報記録領域と
も言い、少なくとも支持基体上へのスパッタリングが終
了した時点でのスパッタリングエリア部分を示す。

【００１２】また、急激な温度変化とは、後に種々環境
の変化などを例に詳細に説明するが、ここでは１℃／mi
n以上の温度変化を急激な温度変化とした。

【００１３】（２）前記急激な温度変化に対する光記録
媒体の反り量の最大変化量が０．２度／分以下であるこ
とを特徴とする（１）の光記録媒体。

【００１４】（３）光透過層の厚さが２０〜１３０μｍ
であることを特徴とする（１）又は（２）の光記録媒
体。

【００１５】（４）前記光透過層と、前記支持体との線
膨張率が異なる材質により構成されたことを特徴とする
（１）、（２）又は（３）の光記録媒体。

【００１６】（５）前記光透過層は、その線膨張率が前
記支持基体より大きい材質により構成されたことを特徴
とする（１）乃至（４）の光記録媒体。

【００１７】（６）前記光透過層は、エネルギー線硬化
型樹脂又は熱線硬化型樹脂から構成されていることを特
徴とする（１）乃至（５）のいずれかの光記録媒体。

【００１８】（７）前記支持基体はポリカーボネート又
はポリオレフィンから構成されていることを特徴とする
（１）乃至（６）のいずれかの光記録媒体。

【００１９】（８）前記光記録媒体の温度変化に対する
反り量の変化は、少なくとも３０℃以上の温度差の雰囲
気から取り出されてから６０分間以内での反り量の変化
量であることを特徴とする（７）の光記録媒体。

【００２０】（９）前記支持基体の少なくとも前記光透
過層と反対側の面に、反り抑制手段を施したことを特徴
とする（８）の光記録媒体。

【００２１】（１０）請求項において、前記反り抑制手
段は、前記支持基体における前記光透過層と反対側の面
に設けられた反り抑制層からなり、この反り抑制層は、
線膨張率と厚さの積が前記光透過層の線膨張率と厚さの
積に対して０．３〜１．７倍となる材料から構成されて
いることを特徴とする（９）の光記録媒体。

【００２２】（１１）前記光透過層の材料と、前記反り
抑制層の材料とが同一とされたことを特徴とする（９）
又は（１０）の光記録媒体。

【００２３】（１２）前記反り抑制層と前記支持基体と
の間に、防湿層を形成したことを特徴とする（９）、
（１０）又は（１１）の光記録媒体。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００２５】図１に示されるように、この実施の形態の
例に係る光記録媒体１０は、ポリカーボネートからなる
支持基体１２上（図１においては下側）に、少なくとも
反射膜１６、第２誘電体層１８、記録層２０、第１誘電
体層２２、光透過層２４、がこの順で形成されている。
又、支持基体１２の、光透過層２４等との反対側には、
少なくとも、防湿膜２７及び反り抑制層２８が、この順
で形成されている。

【００２６】前記支持基体１２は、ここでは、ポリカー
ボネート樹脂の射出成形によって形成され、その厚さが
約１．１mmとされている。この上に、スパッタリング法
により、前記反射膜１６、第２誘電体層１８、記録層２
０、第１誘電体層２２がこの順で形成され、前記光透過
層２４は、アクリル系樹脂をスピンコートしてなるもの
であって、その厚さが１００μｍ程度とされている。

【００２７】従って、従来のＣＤやＤＶＤ等において、
この光記録媒体１０の光透過層２４の位置に相当する樹
脂層、即ち反射膜上の保護層の厚さ（約５μｍ）と比較
して、前記光透過層２４はかなり厚く形成されている。

【００２８】前記反射膜１６は、要求される反射率を満
たすものであれば限定されず種々の金属材料等が適用可
能であるが、ここではＡｇを主成分としている。第１及
び２誘電体層２２，１８も種々の材料が適用可能である
が、ここではＺｎＳ−ＳｉＯ ₂を用いた。また、記録層
２０は相変化型の記録層組成であるＧｅＳｂＴｅ系とし
た。

【００２９】前記反り抑制層２８は、光透過層２４と同
一の材料（アクリル系樹脂）、且つ、ほぼ等しい厚さで
形成されている。又、ここで設けた防湿膜２７は、スパ
ッタリングされたＡｌ層からなり、厚さが５０ｎｍとさ
れている。

【００３０】前記光透過層２４は、前述のようにポリカ
ーボネート樹脂製の支持基体１２と一体にアクリル系樹
脂により形成されているので、雰囲気に急激な温度変化
があり且つその変化が大きい場合、それぞれの単位時間
における線膨張率の違い等の理由により反りが発生す
る。

【００３１】この光記録媒体１０では、前記支持基体１
２の、前記光透過層２４と反対側の表面（図１において
上面）に、光透過層２４と同様のアクリル系樹脂からな
る反り抑制層２８を、ほぼ等しい厚さで形成しているの
で、光透過層２４の温度変化による伸縮に基づく光記録
媒体１０全体の反り量の変化量を、各層が有する応力バ
ランスを取ることにより抑制することができる。

【００３２】具体的な反り量の変化量は、初期状態から
０．４度以内の範囲となるようにする。更に具体的に
は、前記反り量の変化量を、高温保存試験で測定する。
この試験は、８０℃の雰囲気に光記録媒体１０を投入
し、１２時間程度のエージングをしてから、気温２０〜
２２℃、湿度５０〜６０％の雰囲気中に取り出し、後述
のように反り量を測定し、測定開始から最初の０〜２０
分間での、放熱による反り量の変化量を測定するもので
あり、その結果から前記変化量が、０．４度以内となる
ように管理する。

【００３３】更に好ましくは、急峻な反り抑制のため
に、前記反り量の変化量が０．２度／分となるようにす
る。

【００３４】前記防湿膜２７は、支持基体１２を防湿し
て伸びを抑制するものであり、高温保存環境から取り出
し、温度がある程度下がった後のポリカーボネート製支
持基体１２の吸湿を抑制する。

【００３５】ここで、前記反り量の変化量の測定は、例
えば図２に示されるように、レーザ光源３０から、記録
媒体１０に対してレーザビームを照射し、そのときの反
射光を半導体位置検出器（以下ＰＳＤ）により受光し
て、反射レーザビームの、該ＰＳＤ３２に対する入射位
置により、光記録媒体１０の反り量を検出するものであ
る。

【００３６】更に詳細には、図２において破線で示され
るように、光記録媒体１０が反りのない直平面状態のと
き、反射レーザビームがＰＳＤ３２の中央に入射するよ
うに設定しておき、光記録媒体１０に反りβが生じたと
き、反射レーザビームの反射角は２×βだけ増加し、こ
れがＰＳＤ３２への反射レーザビームの入射位置のズレ
となって検出される。前記あらかじめ設定した基準に対
するずれ量を、反り量の変化量とする。

【００３７】この実施の形態の例においては、前述のよ
うに、支持基体１２の、前記光透過層２４と反対側にこ
れと同一材料且つ同一厚さの反り抑制層２８を形成して
いるので、温度変化によるこれらの層の伸縮が、支持基
体１２の両側で相殺され、応力バランスが保たれること
により、ほとんど反りが発生することがない。

【００３８】なお、上記実施の形態の例において、反り
抑制層２８は、光透過層２４と同一材料且つ同一厚さに
設けられているが、本発明はこれに限定されるものでな
く、一定時間内での温度変化に対する反り量の変化量が
０．４度以内の範囲内であればよく、従って、反り抑制
層２８の材料及び厚さは上記実施の形態の例に限定され
るものでない。

【００３９】例えば、光透過層２４と同一材料で、且つ
その厚さが光透過層２４の３０％程度であっても、該光
透過層２４の反りの３割が相殺されるので、残った反り
量の変化が上記範囲内となればよい。又、逆に、反り抑
制層２８の厚さを、光透過層２４の１．７倍程度として
もよい。

【００４０】更に、上記実施の形態の例において、光透
過層２４はアクリル系樹脂から形成されているが、本発
明は、短時間での急激な温度変化によって伸縮の激しい
材料を用いる場合に一般的に適用されるものであり、紫
外線などのエネルギー線によって硬化するエネルギー線
硬化型樹脂や、熱によって硬化する熱線硬化型樹脂の中
から種々選択可能で、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂等が適用可能ある。

【００４１】更に又、前記反り抑制層２８は、光透過層
２４と同一材料とされているが、この反り抑制層２８は
光透過性が要求されないので、不透明あるいは半透明の
他の材料であってもよい。ここで、前記光透過層２４の
厚さが１００μｍとされているが、本発明は、厚さ２０
〜１３０μｍの光透過層が設けられている光記録媒体に
適用されるものである。

【００４２】前記最小値の２０μｍは、これ以下の厚さ
の場合は、温度変化による伸縮が少なく、反り抑制手段
を設ける必要がないからである。又、最大値１３０μｍ
は、情報の記録／再生時における光学式ヘッドの対物レ
ンズと前記記録層２０との距離及びこの対物レンズと光
記録媒体１０との間の許容される最小の隙間距離との関
係から決定される。

【００４３】又、支持基体１２の吸湿が少ない場合や、
吸湿による反り量変化量が少ない場合には、図３に示さ
れる本発明の実施の形態の第２例の光記録媒体４０のよ
うに、前記吸湿膜２７を設けなくてもよい。

【００４４】更に、上記実施の形態の例においては、反
り抑制層２８は、支持基体１２の、光透過層２４と反対
側の面に均一な厚さで形成されているが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、他の反り制御手段であっても
よい。従って、例えば図４に示されるように、放射方向
に長く且つ円周方向には等角度間隔で、前記反り抑制層
２８と同様の材料によって、反り抑制パターン３４を形
成してもよい。

【００４５】なお、前記支持基体１２の材料として、実
施の形態の例のようなポリカーボネート以外に、ポリオ
レフィン等を用いても良い。

【００４６】また、反り抑制層の形成の方法も特に限定
されず、スピンコート法やロールコート法、スクリーン
印刷法などの種々方法が適用可能であり、スクリーン印
刷法を用いて行う印刷層にも反り抑制の効果はある。

【００４７】

【実施例】図５に、前記図１、図３に示される実施の形
態の例におけると同様の光記録媒体を、他の比較例と共
に、８０℃で１２時間のエージングの後に２０〜２２
℃、且つ、湿度５０〜６０％の環境で、前記図２に示され
ると同様の測定方法で反り量の変化量を測定し、その変
化量を縦軸に、測定開始からの時間を横軸にして表わし
た。なお、ここでは高温環境下より取り出した直後の反
り量を０とし、そこからの差を比較した。

【００４８】図５の符号Ａは、図１の光記録媒体から反
り抑制層と防湿膜を取り除いた比較例、Ｂは図１の実施
の形態の例の光記録媒体から反り抑制層を取り除いた比
較例、Ｃは図１の実施の形態の例の光記録媒体と同様の
実施例、Ｄは図３の光記録媒体と同様の実施例、Ｅは図
１の光記録媒体から防湿層を取り除き、ここに反り抑制
層として、直径１２０ｍｍの光記録媒体の、直径４４〜
１１８ｍｍのドーナツ状の領域の約９０％程度の領域
に、一般の顔料系のインクにより印刷をした実施例の測
定値である。

【００４９】図５からも分かるように、測定開始から１
０分以内に、放熱により光透過層の収縮が生じ、これに
よって反りが急峻且つ大きく発生することが分かる。
又、反り抑制層が設けられているＣ、Ｄ及びＥの場合、温
度変化による反り量の変化量がＡ及びＢと比較して少な
いことが分かる。

【００５０】更に、放熱が全体に及ぶと、図５において
３０分〜１００分の間に、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅに見られるよ
うに、熱放散による歪みが急速に解消され、次に、１００
分から１０００分の間にかけて、Ａ、Ｄ、Ｅの場合で
は、支持基体を構成するポリカーボネートの吸湿によっ
て反り量の変化量が大きくなる。

【００５１】このとき、防湿層が設けられているＢとＣ
の場合は、ポリカーボネートの吸湿による反り量の変化
がほとんど生じないことが分かる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、支
持基体と共に、比較的厚い光透過層が設けられている光
記録媒体において、急峻な温度変化が発生しても、該温
度変化による応力バランスの崩壊によって発生する反り
量の変化量を一定値内に抑制することができるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る光記録媒体の層
構成を模式的に示す略示断面図

【図２】同実施の形態の例に係る光記録媒体の反り量の
変化量を測定するための装置を示す略示側面図

【図３】同実施の形態の第２例に係る光記録媒体を示す
図１と同様の略示断面図

【図４】同実施の形態の第２例に係る反り抑制層のパタ
ーンを示す概略図

【図５】本発明の実施例と比較例の光記録媒体におけ
る、放熱時の反り量変化量を示す線図

【符号の説明】

１０、４０…光記録媒体１２…支持基体１６…反射膜２０…記録層２４…光透過層２７…防湿膜２８…反り抑制層３０…レーザ光源３２…半導体位置検出器（ＰＳＤ）３４…反り抑制パターン

───────────────────────────────────────────────────── 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 ５３５Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３５Ａ５３５Ｂ５３５Ｇ 7/26 7/26 (72)発明者平田秀樹東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者丑田智樹東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者田中敏文東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 KA07 KA12 KC09 KC20 LB07 LB11 LC08 LC11 LC19 LC21 5D121 AA04 EE22 EE23 EE28 GG02 HH08 HH17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基体に形成された情報記録面を被っ
て、少なくとも光透過層が設けられている光記録媒体で
あって、急激な温度変化による光記録媒体の反り量の変
化量が０．４度以内であることを特徴とする光記録媒
体。
【請求項２】請求項１において、前記急激な温度変化に
対する光記録媒体の反り量の最大変化量が０．２度／分
以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】請求項１又は２において、光透過層の厚さ
が２０〜１３０μｍであることを特徴とする光記録媒
体。
【請求項４】請求項１、２又は３において、前記光透過
層と前記支持基体との線膨張率が異なる材質により構成
されたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】請求項１、２又は４において、前記光透過
層は、その線膨張率が前記支持基体より大きい材質によ
り構成されたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】請求項１又乃至６のいずれかにおいて、前
記光透過層は、エネルギー線硬化型樹脂又は熱線硬化型
樹脂から構成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記
支持基体はポリカーボネート又はポリオレフィンから構
成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記
光記録媒体の温度変化に対する反り量の変化は、少なく
とも３０℃以上の温度差の雰囲気から取り出されてから
６０分間以内での反り量の変化量であることを特徴とす
る光記録媒体。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記
支持基体の少なくとも前記光透過層と反対側の面に、反
り抑制手段を施したことを特徴とする光記録媒体。
【請求項１０】請求項９において、前記反り抑制手段
は、前記支持基体における前記光透過層と反対側の面に
設けられた反り抑制層からなり、この反り抑制層は、線
膨張率と厚さの積が前記光透過層の線膨張率と厚さの積
に対して０．３〜１．７倍となる材料から構成されてい
ることを特徴とする光記録媒体。
【請求項１１】請求項９又は１０において、前記光透過
層の材料と、前記反り抑制層の材料とが同一とされたこ
とを特徴とする光記録媒体。
【請求項１２】請求項９、１０又は１１において、前記
反り抑制層と前記支持基体との間に、防湿層を形成した
ことを特徴とする光記録媒体。