JPH0997451A

JPH0997451A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH0997451A
Application number: JP7276235A
Authority: JP
Inventors: Takashi Daiko; 高志大胡
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストを上げることなく急激な環境変化
に強いディスクを提供する。【解決手段】光透過性基板２として厚さ１．２ｍｍの
ポリカーボネイト樹脂を用いる場合、保護層４を、その
ヤング率と膜厚と吸水率と透湿度とを掛け合わせた数値
が１５ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上（但し、ヤング率と膜厚
とを掛け合わせた数値が３．０ｋｇ／ｍｍ以下）、その
硬化収縮率が１２％以下となるように構成する。このよ
うに構成することで、光ディスクの反り角変化量を小さ
くすることができるため、高密度用に適した光ディスク
とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに係わ
り、特に高密度用に適した光ディスクに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光線を用いてディスクに記録さ
れた情報信号を読み出す光ディスクは、容易に製造で
き、その容量の大きさと使い易さから広く一般に普及し
ている。図５に、再生専用型光ディスクの構造の一例を
示す。同図に示すように、光ディスク１は、ピット２Ａ
により情報信号が刻印されているポリカーボネイトある
いはポリメチルメタクリレートなどの樹脂基板２上に、
アルミニウムなどの反射層３を備え、その上に、反射層
３が腐食するのを防いだり、取扱いによる傷つきから反
射層３や情報信号が欠落するのを防ぐために、厚さ５〜
１０μｍの紫外線硬化樹脂等からなる保護層４を有して
いる。そして保護層４上に、光ディスクに記録されてい
る情報の内容を表示するためにレーベル５が印刷されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な構造を有している光ディスクは一般に、例えば０℃の
低温から２５℃の室内に持ち込みプレーヤで再生しよう
とした場合、あるいは、夏の蒸し暑い中、車の中や倉庫
内に保存していた光ディスクを取り出し、クーラーでよ
く冷えた室内に設置してあるプレーヤで再生しようとし
た場合、急激な温度湿度の変化によってディスクに反り
が発生し再生できなくなってしまうことがあった。

【０００４】例えば、図４は、従来の再生専用型光ディ
スクであるコンパクトディスクを６０℃，９５％ＲＨの
環境の中に４日間放置した後、２５℃，４０％ＲＨの環
境に戻したときの反り角の経時変化を示している。同図
に示すように、コンパクトディスクは、高温高湿環境下
から常温環境下に置いた直後からポリカーボネイト基板
の信号面側が凸となるように（この反りをマイナス側と
称することにする）急激に反り始めているのが分かる。
そして、約２時間後に−０．４゜以上になり、そのまま
の状態を４時間ほど維持した後徐々に元の初期状態に戻
っていき、最終的には初期の状態から０．２゜程プラス
方向に反った状態で平衡状態となっている。このよう
に、従来の光ディスクは、使用環境が急激に変化したと
き、反り角が−０．４〜０．２°の間で変化し、反り角
変化量が０．６゜にも及ぶのである。また、これとは逆
に、乾燥状態にあった光ディスクを高温高湿の環境に放
置した場合は、上述の場合とは逆の変化が起こり、プラ
ス側に急激に反り始め、数時間その状態を維持した後徐
々に元に戻っていく。

【０００５】このような問題に対して従来の光ディスク
の規格では、急激な温度湿度の変化があった場合にディ
スクの正常な再生ができなくなることが記載されてい
る。しかし、一般使用者に対してこのような開示のすべ
てが正しく行われていないために、光ディスク使用者に
ディスクが壊れてしまったのではないかという不安感を
抱かせることが多々あった。さらに、最近では、上記コ
ンパクトディスクよりも記録密度を高くして収録情報量
を増大させた高密度光ディスクも提案されている。この
高密度光ディスクにおいては、従来の光ディスクよりも
微小なピットをトラックピッチを狭くして記録している
ので、反り角変化量の影響が大きくなり、上述のような
温度湿度の急激な変化に対する使用者への不安感はます
ます増大する傾向にある。

【０００６】このような急激な環境変化による反り角変
化量を小さくする技術として、例えば、特開昭６２−６
０１４３号公報では、保護層と反対側の基板表面に金属
の透光性膜を設ける方法が開示されており、また特開平
４−４０６４５号公報では、保護層を低吸湿性のものと
高吸湿性のものとの二層構造にする方法が開示されてい
る。しかしながら、これらの方法では従来の光ディスク
と構造が異なるため、ディスクの製造工程が増えること
になり、製造コストが高くなってしまうという欠点を有
していた。

【０００７】そこで、本発明は上記の点に着目してなさ
れたものであり、製造コストを上げることなく急激な環
境変化に強いディスクを提供することを目的とするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための手段として、「ポリカーボネイト樹脂より
成る厚さ１．２ｍｍの光透過性基板の一面に少なくとも
光記録層または光反射層と保護層とが順次形成された光
ディスクにおいて、前記保護層を、そのヤング率と膜厚
と吸水率と透湿度とを掛け合わせた数値が１５ｋｇ／ｍ
³・２４ｈ以上（但し、ヤング率と膜厚とを掛け合わせ
た数値が３．０ｋｇ／ｍｍ以下）、その硬化収縮率が１
２％以下となるように構成したことを特徴とする光ディ
スク」を提供しようとするものである。

【０００９】本発明は、上記目的を達成するための手段
として、「光透過性基板の一面に少なくとも光記録層ま
たは光反射層と保護層とが順次形成された光ディスクに
おいて、前記光透過性基板のヤング率と厚さと吸水率と
透湿度とを掛け合わせた数値に対する前記保護層のヤン
グ率と厚さと吸水率と透湿度とを掛け合わせた数値の比
が０．１２以上（但し、前記光透過性基板のヤング率と
厚さを掛け合わせた数値に対する前記保護層のヤング率
と膜厚を掛け合わせた数値の比が０．０１以下）である
ことを特徴とする光ディスク」を提供しようとするもの
である。

【００１０】環境の急激な変化により光ディスクが反っ
てしまう原因として、ディスク材料の膨張収縮率が、基
板、反射層、保護層で大きく異なることが考えられる。
そして、その主原因としては、基板と保護層との間で吸
湿脱湿による膨張収縮の挙動が異なることである。この
吸湿脱湿による膨張収縮の挙動の違いは、基板と保護層
のヤング率、吸水率、透湿度、厚さが異なることに起因
しており、その膨張収縮による体積変化の速さと変化量
は、吸水率と透湿度と厚さから予測でき、その時に生じ
る力は、その変化量にヤング率を掛けることでおおよそ
の予測が出来るのである。

【００１１】そこで、本発明の光ディスクでは、保護層
のヤング率と膜厚と吸水率と透湿度を掛け合わせた数値
（以下特性値と呼ぶ）が１５ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上に
なるように保護層を形成している。なお、保護層の特性
値がこの条件を満たしていても、保護層の収縮率が１２
％以上の場合は反り角の変化量が０．４゜を越えてしま
う。したがって、保護層は、その収縮率が１２％以下で
あるものを使用する。また、保護層の特性値が上記の範
囲にあっても保護層のヤング率と膜厚との積が３．０ｋ
ｇ／ｍｍ以上になると、反り角の変化量が０．４゜を越
えてしまう。また、０．５ｋｇ／ｍｍ以下になると傷つ
き防止という保護層本来の機能を果たさなくなってしま
う。このため、保護層のヤング率と膜厚の積は０．５〜
３．０ｋｇ／ｍｍの範囲になるように形成する。

【００１２】また、現在は光ディスクの基板材料として
主にポリカーボネイトが使われているが、ポリカーボネ
イト基板以外の材料を用いる場合には、基板材料のヤン
グ率、厚さ、吸水率、透湿度に合わせて保護層を形成す
ることによって、いかなる基板材料においても反り角の
変化量を小さくすることができるのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施例を説明する。本発明の光ディスクは、上述し
た従来の光ディスク１（図５参照）に対して保護層４が
異なる。具体的には本発明の光ディスクでは、保護層と
基板との特性値の関係が最適するように保護層を構成し
ている。このため、光ディスクの反り角変化量を小さく
できるのである。以下、この保護層と基板との特性値と
光ディスクの反り角変化量について実験結果に基づいて
説明する。

【００１４】最初に、基板材料としてポリカーポネイト
を用いる場合について説明する。＜実施例１＞表１に示す物性を持った光ディスク用保護
層を作製した。そして、それぞれの保護層を、基板厚
１．２ｍｍのポリカーボネイト樹脂基板の信号面に、約
１０００オングストロームの厚さのアルミニウムの反射
層を付けた光ディスク基板の上に膜厚を変えて塗布し
た。そして、これらのディスクを、温度６５℃、湿度９
５％ＲＨの環境の中に９６時間入れ、取り出した直後か
ら、２３℃、４０％ＲＨの雰囲気にて再生時と同様な形
に保持し反り角の経時変化を測定した。そのときの反り
角の変化量も表１の中に示す。なお、保護層の各物性値
の測定は以下のようにして行った。ヤング率は、樹脂を
幅４ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ５０μｍの短冊状に硬化
形成し、熱応力歪測定装置（型式ＴＭＡ／ＳＳ１０、セ
イコー電子工業（株）製）を用いて、この試料に１５±
５ｇの引っ張り応力をかけた時の応力と歪の関係から求
めた。吸水率は、ＪＩＳＫ７２０９に準拠したもの
で、試験対象物の吸水前の質量と、この対象物を２３±
２℃の純水中に浸漬して吸水させた後の質量増加分との
比の百分率である。透湿度は、１００μｍのフィルム状
に硬化形成させた試験対象物を、７０℃、９５％ＲＨに
保った恒温恒湿槽に入れた時の、単位面積当たり２４時
間の透湿量である。また、収縮率は比重法で測定した値
であり、反り角の測定は、ＩＳＯ規格ＤＰ−１００８９
に準拠した評価装置により行った。

【００１５】

【表１】

【００１６】上記表１をグラフ化したものを図１に示
す。光ディスクの高密度化にともない、反り角に対する
要求も厳しくなってきており、環境変化による反り角の
変化量は０．４゜以下にすることが望ましい。図１の結
果をみると保護層の特性値がほぼ１５ｋｇ／ｍ³・２４
ｈの点を境にして光ディスクの反り角変化量が変化して
おり、しかも、それ以上では、反り角変化量が０．４゜
以下となっている。したがって、保護層の特性値を１５
ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上になるように保護層を形成する
ことによって、上記要求を満足できることがわかる。

【００１７】＜実施例２＞収縮率の異なる数種の保護層
を準備し、その特性値がそれぞれ１５、３０、５０ｋｇ
／ｍ³・２４ｈになるように膜厚を調整し保護層を形成
した。そして、実施例１と同様に環境変化にともなう反
り角の変化量を測定した。表２にその結果を示すが、保
護層の収縮率を１２％以下にすることによって反り角の
変化量を抑えられることが確認された。

【００１８】

【表２】

【００１９】＜実施例３＞上記表１の中から数種の保護
層材料を選び、その特性値が１５ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以
上になるように膜厚を変えて保護層を形成した。そして
実施例１と同様に環境変化にともなう反り角の変化量を
測定した。以下の表３にその結果を示すが、ヤング率と
膜厚の積を３．０ｋｇ／ｍｍ以下にすることによって反
り角の変化量を抑えられることが確認された。また、ヤ
ング率と膜厚の積が０．５ｋｇ／ｍｍ以下になると、傷
に対して非常に弱くなり、保護層としての機能を果たさ
なかった。

【００２０】

【表３】

【００２１】以上の結果から、上記基板２としてポリカ
ーボネイト樹脂基板２を用いる場合、保護層４を、ヤン
グ率と膜厚と吸水率と透湿度を掛け合わせた数値が１５
ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上（但し、ヤング率と膜厚を掛け
合わせた数値が３．０ｋｇ／ｍｍ以下）、硬化収縮率が
１２％以下となるように構成することで、光ディスク１
の反り角変化量を０．４゜以下とすることができる。ま
た、保護層本来の機能を考えると保護層のヤング率と膜
厚の積は０．５ｋｇ／ｍｍ以上にすることが望ましい。

【００２２】次に、ポリカーボネイト樹脂以外の材料を
用いた基板に対する保護層の特性値と光ディスクの反り
角変化量について説明する。＜実施例４＞表４に示すように、現在光ディスク用基板
として一般的に使用されているポリカーボネイト基板と
ポリメチルメタクリレート基板のそれぞれについて、厚
さの異なる４種類の基板を準備した。それぞれの基板に
対し実施例１と同様な測定を行った。そして、基板材料
の特性値に対する保護層の特性値の比と反り角の変化量
との関係を求めた。その結果を図２に示す。同図に示す
ように、ポリカーボネイト基板、ポリメチルメタクリレ
ート基板のいずれの場合においても基板材料の特性値に
対する保護層の特性値の比が０．１２を境にして変化し
ており、しかもその比が０．１２以上では光ディスクの
反り角変化量が０．４゜以下となっている。したがっ
て、基板の特性値と保護層の特性値との比が０．１２以
上になるように光ディスクを構成すれば反り角の変化量
を小さく抑えることができるのである。

【００２３】

【表４】

【００２４】＜実施例５＞表４に示される基板のそれぞ
れに対して、基板の特性値に対する保護層の特性値の比
が０．１２以上になるように膜厚を変えて保護層を形成
した。そして、実施例１と同様な測定を行った後、基板
のヤング率と厚さの積に対する保護層のヤング率と膜厚
の積の比と、反り角の変化量との関係を調べた。その結
果を図３に示す。同図から、基板のヤング率と厚さの積
に対する保護層のヤング率と膜厚の積の比を０．０１以
下にすることによって反り角の変化量を小さく抑えるこ
とができることが確認された。なお、上述のように保護
層のヤング率と膜厚を掛け合わせた数値が０．５ｋｇ／
ｍｍ以下であると傷つき防止という保護層本来の機能を
果たさなくなるので、保護層のヤング率と膜厚を掛け合
わせた数値が０．５ｋｇ／ｍｍ以上となるように保護層
を構成する。

【００２５】以上のように、基板材料としてポリカーボ
ネイト樹脂以外の材料を用いる場合には、光透過性基板
のヤング率と厚さと吸水率と透湿度とを掛け合わせた数
値に対する前記保護層のヤング率と厚さと吸水率と透湿
度とを掛け合わせた数値の比を０．１２以上（但し、光
透過性基板のヤング率と厚さを掛け合わせた数値に対す
る前記保護層のヤング率と膜厚を掛け合わせた数値の比
が０．０１以下）になるように構成すれば反り角変化量
の小さな光ディスクを構成することが可能になる。ま
た、保護層本来の機能の点から保護層のヤング率と膜厚
を掛け合わせた数値が０．５ｋｇ／ｍｍ以上にすること
が望ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ディスク
によれば、ポリカーボネイト樹脂より成る厚さ１．２ｍ
ｍの光透過性基板の一面に少なくとも光記録層または光
反射層と保護層とが順次形成された光ディスクにおい
て、前記保護層を、そのヤング率と膜厚と吸水率と透湿
度とを掛け合わせた数値が１５ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上
（但し、ヤング率と膜厚とを掛け合わせた数値が３．０
ｋｇ／ｍｍ以下）、その硬化収縮率が１２％以下となる
ように構成したので、光ディスクの反り角変化量を小さ
くすることができる。このため、高密度用に適した光デ
ィスクとすることができる。

【００２７】また、基板材料のヤング率と厚さと吸水率
と透湿度を掛け合わせた数値に対する保護層のヤング率
と膜厚と吸水率と透湿度を掛け合わせた数値の比を０．
１２以上（但し、前記光透過性基板のヤング率と厚さを
掛け合わせた数値に対する前記保護層のヤング率と膜厚
を掛け合わせた数値の比が０．０１以下）とすること
で、基板の種類や厚さに関係なく、物理的精度の高い光
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの反り角の変化量と保護層
の特性値との関係を示す図である。

【図２】本発明の光ディスクの反り角の変化量と基板の
特性値に対する保護層の特性値の比との関係を示す図で
ある。

【図３】本発明の光ディスクの反り角の変化量と基板の
ヤング率×厚さに対する保護層のヤング率×膜厚の比と
の関係を示す図である。

【図４】従来の光ディスクの環境変化にともなう反り角
の変化を示す図である。

【図５】従来及び本発明の光ディスクの構造の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１光ディスク２光透過性基板３反射層４保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリカーボネイト樹脂より成る厚さ１．２
ｍｍの光透過性基板の一面に少なくとも光記録層または
光反射層と保護層とが順次形成された光ディスクにおい
て、前記保護層を、そのヤング率と膜厚と吸水率と透湿度と
を掛け合わせた数値が１５ｋｇ／ｍ³・２４ｈ以上（但
し、ヤング率と膜厚とを掛け合わせた数値が３．０ｋｇ
／ｍｍ以下）、その硬化収縮率が１２％以下となるよう
に構成したことを特徴とする光ディスク。
【請求項２】光透過性基板の一面に少なくとも光記録層
または光反射層と保護層とが順次形成された光ディスク
において、前記光透過性基板のヤング率と厚さと吸水率と透湿度と
を掛け合わせた数値に対する前記保護層のヤング率と厚
さと吸水率と透湿度とを掛け合わせた数値の比が０．１
２以上（但し、前記光透過性基板のヤング率と厚さを掛
け合わせた数値に対する前記保護層のヤング率と膜厚を
掛け合わせた数値の比が０．０１以下）であることを特
徴とする光ディスク。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の光ディスクに
おいて、前記保護層のヤング率と膜厚とを掛け合わせた数値が
０．５ｋｇ／ｍｍ以上であることを特徴とする光ディス
ク。