光情報記録媒体及びその製造方法
【課題】記録膜を含む薄膜層が２層以上であっても、温度変化時または湿度変化時に伴う反りを確実に防止できる光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】光情報記録媒体１０ａは、基板２０ａ上に、記録膜４２ａを含む第１薄膜層４０ａ、第１樹脂層５０ａ、記録膜６２ａを含む第２薄膜層６０ａ、第２樹脂層７０ａを順に備えている。そして、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数を選択して、温度変化によって生じる変形の中立面が、上記薄膜層のうち膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第２薄膜層６０ａに存在するように設定されている。上記の構成においては、温度変化時および湿度変化時における反り変化量は、非常に小さくなる。
【解決手段】光情報記録媒体１０ａは、基板２０ａ上に、記録膜４２ａを含む第１薄膜層４０ａ、第１樹脂層５０ａ、記録膜６２ａを含む第２薄膜層６０ａ、第２樹脂層７０ａを順に備えている。そして、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数を選択して、温度変化によって生じる変形の中立面が、上記薄膜層のうち膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第２薄膜層６０ａに存在するように設定されている。上記の構成においては、温度変化時および湿度変化時における反り変化量は、非常に小さくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を記録又は再生する光情報記録媒体に関し、特に、環境変化による反りを抑制する機能を有する光情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体においては、従来は、特定の単純な構成が用いられていた。その単純な構成において、以下で説明するような反り変形が問題とされていた。
【０００３】
例えば、従来の光情報記録媒体の一例である光情報記録媒体１０は、図１３に示すように、基板２０、スパッタ等により形成される薄膜層４０、および薄膜保護のための樹脂層５０を備えた、非常に単純な構造である。
【０００４】
ここで、薄膜層４０は、例えば、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４１、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜４２、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４３、Al,Ag 等からなる反射膜４４の４層の薄膜より形成される。
【０００５】
温度変化や湿度変化などの環境変化に対して、上記構成の光情報記録媒体１０の各層は、異なる変形量で変形しようとする。すなわち、一般に各層は、線膨張係数及び湿度膨張係数などの物性値が異なるため、異なる長さになろうとする。しかし、実際には境界面における連続性という制約があるので、各層は、独立に変形する場合の長さにはなれない。そこで、光情報記録媒体１０内部に応力が生じる。この応力は、線膨張係数やヤング率によって大きさが異なる。このため、光情報記録媒体１０に反りが生じるという問題があった。
【０００６】
具体的な場合に当てはめて説明すると、一般的に、基板２０や樹脂層５０の線膨張係数は、薄膜層４０の線膨張係数よりも大きい。このため、基板２０や樹脂層５０の、薄膜層４０に接していない面は、自由に伸びようとする。一方、基板２０や樹脂層５０の、薄膜層４０に接している面は、自由に伸びることができない。そこで、基板２０および樹脂層５０の内部で応力が発生し、同様に薄膜層４０内にも応力が発生する。そして、光情報記録媒体１０は、応力が均衡するような変形をする。
【０００７】
ここで、実際の光情報記録媒体においては、基板と樹脂層とは、互いに線膨張係数及びヤング率は同程度であるが、膜厚は大きく異なっている。このため、上記のように、基板の拘束をできるだけ小さくし、樹脂層の拘束を大きくするなどの各層応力の均衡を取るために、光情報記録媒体は反り変形する。
【０００８】
一方、近年、画像データ、動画データなどサイズの大きいデータが扱われるようになり、そのため、さらなる高密度記録再生が可能な光情報記録媒体が求められている。そこで、上述の単純な構成の光情報記録媒体と比較して、複数の薄膜層（記録層）を重ねて備えさせた、高密度記録再生が可能な光情報記録媒体が提案されている。
【０００９】
例えば、新たに提案されている光情報記録媒体の一例である光情報記録媒体１０は、図１４に示すように、ポリカーボネート製の円盤状の基板２０上に、順に第１薄膜層４０、第１樹脂層５０、第２薄膜層６０、第２樹脂層７０を備えている。なお、ここでは、同じ働きをする部材は同じ符号を用いて説明する。
【００１０】
これら基板および層の厚みは、それぞれ、基板２０が約0.5 ｍｍ又は1.2 ｍｍ、第１薄膜層４０が10〜500 ｎｍ、第１樹脂層５０が 1〜50μｍ、第２薄膜層６０が10〜500 ｎｍ、第２樹脂層７０が約100 μｍである。
【００１１】
なお、第２薄膜層６０は、例えば、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６１、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜６２、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６３、Au,Al,Ag等からなる半透明膜６４の４層の薄膜から形成される。
【００１２】
上記の構成において、ヤング率、線膨張係数及び湿度膨張係数などの物性値は、一般に各層において異なっている。したがって、温度変化時または湿度変化時には、各層は異なる変形量で変形しようとする。
【００１３】
以下、典型的な場合について説明すると、次のようになる。
【００１４】
すなわち、線膨張係数は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも小さい。またヤング率は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも大きい。
【００１５】
このため、温度上昇などの温度変化時には、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の基板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。
【００１６】
したがって、上記の温度変化時において、光情報記録媒体１０は、図１５（ａ）において点線で示すように、その半径方向に垂直である厚み方向において、積層組のある面側（第２樹脂層７０側）への反りが生じ易い。
【００１７】
なお、一般に光情報記録媒体は上記のような物性値の関係をもつので、上述のような変形は、上記構成の光情報記録媒体１０だけではなく、一般の光情報記録媒体においても生じ易い。
【００１８】
また、湿度膨張係数は、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０の方が、基板２０、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０よりも大きい場合が通常である。また、上述のように、ヤング率は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも大きい。
【００１９】
このため、湿度上昇時などの湿度変化時には、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の基板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。
【００２０】
したがって、上記の湿度変化時において、光情報記録媒体１０は、図１５（ｂ）において点線で示すように、その半径方向に垂直である厚み方向において、積層組のある面の裏面側（基板２０側）への反りが生じ易い。
【００２１】
このため、温度変化や湿度変化などの環境変化時に、光情報記録媒体１０には反りが生じる。よって情報の記録再生が困難になり、記録再生動作の信頼性が損なわれるという問題があった。
【００２２】
なお、上記の図１４においては、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０を、多層の薄膜層としたが、単層の薄膜層であっても同様の問題が生じる。また、上記の膜厚は、制限がある訳ではなく、光入射面が基板２０の表面であれば第２樹脂層７０の厚みは10〜16μｍであっても同様の問題が生じる。
【００２３】
以上のように、光情報記録媒体においては、温度変化や湿度変化に応じて、光情報記録媒体内部に応力が生じ、反りが生じうるという問題があった。
【００２４】
特に、近年提案されている、複数の薄膜層を重ねて備えさせた、高密度記録再生が可能な光情報記録媒体においては、単純な構成の光情報記録媒体と比較して、構成が複雑であり、さらに反り変形が生じ易いという問題があった。
【００２５】
上述のような反り変形を防止するために、従来、上述した単純な構成の光情報記録媒体における反り変形防止の方法が開示されていた。
【００２６】
例えば、特許文献１には、光情報記録媒体の反り変形を制御する以下の手法が提案されている。上記公報に開示された光情報記録媒体１０は、図１６に示すように、光入射側に、すなわちポリカーボネート基板２０に対して薄膜層４０とは反対側に、誘電体膜８０を備えている。そして、薄膜層４０および誘電体膜８０の膨張率は、ほぼ同等となるように構成されている。これにより、光情報記録媒体１０の反りを防止できるようにしている。
【００２７】
また、特許文献２において開示された光情報記録媒体１０は、図１７に示すように、高い剛性をもつ基板保護膜３０を備えている。上記の構成によれば、基板保護膜３０の剛性により、光情報記録媒体１０の変形は低減される。
【００２８】
また、特許文献３では、湿度変化によって生じる反りを抑制する技術が開示されている。上記公報において開示された光情報記録媒体１０は、図１８に示すように、薄膜保護膜５０、薄膜層４０、基板２０、基板保護膜３０に加えて、さらに基板２０と基板保護膜３０の層との間に、SiO2やAlN などからなる透湿防止膜９０を備えている。上記の構成によれば、透湿防止膜９０は、光情報記録媒体１０が湿度変化によって反ることを抑制できる。
【００２９】
しかしながら、特許文献１における、図１６に示す光情報記録媒体１０は、スパッタ等により、基板２０の光入射側に誘電体膜８０を設ける構成である。すなわち、基板２０に対して一方側の面に薄膜層４０を形成した後、その基板２０を裏返して、基板２０の反対の面にさらに誘電体膜８０を形成する必要がある。したがって、生産工程が複雑化するともに、生産設備の高価格化を招き、光情報記録媒体のコストアップにつながるといった問題があった。
【００３０】
また、特許文献２に実施例として記載された、図１７に示す光情報記録媒体１０も、プラズマＣＶＤ等によりSiO2の基板保護膜３０が基板２０上に形成される構成である。したがって、上述の特許文献１と同様の理由により問題があった。
【００３１】
さらに、特許文献３に記載された、図１８に示す光情報記録媒体１０も、基板２０の光入射側に、スパッタ等によりAlN やSiO2による透湿防止膜９０を設ける構成である。したがって、上述の特許文献１と同様の理由により問題があった。
【００３２】
そこで、特許文献４においては、上述の問題を生じない光情報記録媒体が提案されている。上記公報に開示された光情報記録媒体１０は、図１３に示す光情報記録媒体１０とほぼ同様の構成をもち、薄膜保護膜５０、薄膜層４０、および基板２０を備えている。光情報記録媒体１０は、温度変化または湿度変化などの環境変化によって生じる、光情報記録媒体１０の変形の中立面が、上記薄膜層４０の近傍に設定されている構成である。
【００３３】
ここで、変形の中立面とは、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となるような面を意味する。
【００３４】
また、上記構成において、薄膜層４０は非常に薄いため、中立面だけでなく、薄膜層４０全体において、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計は、ほぼ０となっている。
【００３５】
上記特許文献４記載の構成によれば、薄膜層４０近傍に変形の中立面を設定することで、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体１０の反りを抑制できる。このため、上述した他の各公報に開示されているように、反り防止用の膜を別途設ける必要がない。したがって、光情報記録媒体の生産工程の増加によるコストアップを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平４−１９５７４５号公報（平成４年７月１５日公開）
【特許文献２】特開平１１−１６２１１号公報（平成１１年１月２２日公開）
【特許文献３】特開平４−３６４２４８号公報（平成４年１２月１６日公開）
【特許文献４】特開２０００−３１１３８１号公報（平成１２年１１月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
上述のように、特許文献４に記載された、図１３とほぼ同様の構成の光情報記録媒体１０は、薄膜層が１層の単純な構成である。そして、その薄膜層に中立面があるように設定されている。
【００３８】
このため、薄膜層が１層の光情報記録媒体は、例えば図１４にて示すような複数の薄膜層を有する光情報記録媒体とは、薄膜層の積層された数が異なるので、異なる構成となっている。また、複数の薄膜層のうち、どの薄膜層に変形の中立面が存在するべきか、すなわち例えば薄膜層が２層の場合に、第１、第２の２つの薄膜層のうち、どちらに変形の中立面が存在すべきか判断できない。したがって、上記特許文献４の構成は、複数の薄膜層（記録層）を有する光情報記録媒体には適用することができないという問題がある。
【００３９】
言い換えると、上記特許文献４の構成は、記録膜を含む薄膜層が１層である場合を想定しているため、中立面を単に薄膜層近傍に設定する旨が記載されているだけである。したがって、記録膜を含む薄膜層が２層以上の場合には、どの薄膜層に中立面を設定すればよいかを適切に判断できない。このため、上記技術を、そのまま薄膜層が２層以上の光情報記録媒体に適用した場合には、確実に反りを防止することができないという問題が生じる。
【００４０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層が２層以上であっても、温度変化時または湿度変化時に伴う反りを確実に防止できる光情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されていることを特徴としている。
【００４２】
ここで、湿度膨張係数とは、温度一定(25 ℃) 時に、対象物周辺の相対湿度が上昇した場合の単位長あたりの伸び量を、1 ％あたりの湿度膨張率に換算したものであり、線膨張係数の算出法と同様に算出されるものである。
【００４３】
上記構成によれば、一方の積層組の透光層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【００４４】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【００４５】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴としている。
【００４６】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されている。
【００４８】
それゆえ、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図２】（ａ）は上記光情報記録媒体を示す平面図、（ｂ）は上記光記録媒体の変形状態を示す側面図、（ｃ）は上記光情報記録媒体の変形状態を示す側面図である。
【図３】多層（ｎ層）のはりの変形状態を表す断面図である。
【図４】上記実施形態における、温度変化時の反り変化量と膜厚との関係を示すグラフである。
【図５】上記実施形態における、湿度変化時の反り変化量と膜厚との関係を示すグラフである。
【図６】上記実施形態において、温度変化時の反り変化量と第１樹脂層の線膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図７】上記実施形態において、湿度変化時の反り変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図８】上記実施形態において、温度変化時の反り変化量と第１樹脂層の線膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図９】上記実施形態において、湿度変化時の反り変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１３】従来の光情報記録媒体の断面図である。
【図１４】近年提案されている光情報記録媒体の断面図である。
【図１５】（ａ）は従来の光情報記録媒体の変形状態を示す側面図、（ｂ）は従来の光情報記録媒体の変形状態を示す側面図である。
【図１６】従来の光情報記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図１７】従来の光情報記録媒体のさらに他の一例を示す断面図である。
【図１８】従来の光情報記録媒体のさらに他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明に係る光情報記録媒体の一実施形態について以下で説明する。
【００５１】
本実施形態に係る光情報記録媒体１０ａは、温度変化および湿度変化による反り変形を防止できる光情報記録媒体である。光情報記録媒体１０ａは、図２（ａ）の平面図に示すような円盤状の構成である。
【００５２】
そして、図１に示すように、光情報記録媒体１０ａは、ポリカーボネートからなる基板２０ａ上に、第１薄膜層４０ａ、第１樹脂層５０ａ、第２薄膜層６０ａ、第２樹脂層７０ａを順に備えている。
【００５３】
第１薄膜層４０ａは、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４１ａ、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜４２ａ、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４３ａ、Al,Ag 等からなる反射膜４４ａの４層の薄膜より形成されている。
【００５４】
第１樹脂層５０ａは、ＵＶ硬化樹脂からなる。
【００５５】
第２薄膜層６０ａは、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６１ａ、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜６２ａ、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６３ａ、Au,Al,Ag等からなる半透明膜６４ａの４層の薄膜から形成されている。
【００５６】
第２樹脂層７０ａは、ＵＶ硬化樹脂からなる。
【００５７】
上記構成の光情報記録媒体１０ａにおいて、通常、薄膜層４０ａ・６０ａはスパッタにより形成され、樹脂層５０ａ・７０ａはスピンコーティングまたはポリカーボネートフィルムの貼り合せ等によって形成される。
【００５８】
なお、上記基板２０ａは、ポリカーボネートでなく、例えばアクリル系またはポリオレフィン系の樹脂よりなるものでもよい。また、樹脂層５０ａ・７０ａの材質は上記の構成に限るものではない。例えば、第２樹脂層７０ａはポリカーボネートフィルムであってもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態の光情報記録媒体１０ａは、基板２０ａ上に、第１薄膜層４０ａと第１樹脂層５０ａとからなる第１の積層組と、第２薄膜層６０ａと第２樹脂層７０ａとからなる第２の積層組との、２組の積層組が積層されている構成である。
【００６０】
さらに、光情報記録媒体１０ａは、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、樹脂層５０ａ・７０ａのうちの少なくとも一方の樹脂層の、物性値または膜厚の少なくとも一方を選択する構成である。このような選択の例については、後述の実施例において説明する。
【００６１】
ここで、中立面とは、光情報記録媒体１０ａの各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となる面を意味する。
【００６２】
本実施形態のより詳細な具体例として示す以下の媒体１〜７では、第２薄膜層６０ａが、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層として設定されている。
【００６３】
上記構成の光情報記録媒体１０ａに対して、ここで、例えば図１４に示す光情報記録媒体１０のような、本実施形態の構成のように樹脂層５０ａ・７０ａの一方の、物性値または膜厚の少なくとも一方が、適切に設定されていない光情報記録媒体を考える。すると、この光情報記録媒体１０においては、温度変化時または湿度変化時の変形の中立面は、基板２０の膜厚が樹脂層５０ａ・７０ａの膜厚と比較して厚いため、基板２０中に生じることが予想される。この場合には、環境変化時の光情報記録媒体１０の変形量は、結果として大きくなってしまう。
【００６４】
一方、例えば上記構成のように、ヤング率が大きく、光ディスクの半径方向に最も膨張し難い薄膜層のうちでもヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層に変形の中立面を設定できれば、光情報記録媒体全体の変形量を抑制できるのではないかという仮説を考えることができる。
【００６５】
その根拠は以下の通りである。
【００６６】
一般に、膜材料のヤング率が大きい薄膜は、変形し難い薄膜である。すなわち、膜材料のヤング率が大きい薄膜に外力を加えた場合は、他の薄膜に対して同じ外力を加えた場合と比べて、変形量が小さくなる。また、膜材料のヤング率が同じであれば、膜厚が大きい薄膜の方が、変形し難い薄膜である。したがって、薄膜層を構成する薄膜のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜は、環境変化による変形においても、最も変形し難い薄膜であるといえる。
【００６７】
したがって、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体１０ａに生じる変形の中立面が、他の層と比較して変形し難い薄膜層にある場合、すなわちヤング率の高い第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、より変形し難い、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜を有する第２薄膜層６０ａにある場合には、中立面自体の変形量がより小さくなるため、全体の変形量は小さくなるという予測を立てることができる。
【００６８】
以上が上記仮説の根拠である。
【００６９】
なお、中立面自体の変形量が小さいとは、曲げモーメントが均衡していれば曲がることがなく、曲がることによって発生する変形（伸び縮み）が小さいという意味である。これによって、光情報記録媒体全体の反り変形量が小さくなる。
【００７０】
このため、本実施形態において説明する薄膜層が２層の構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体の構造を選択できる。すなわち、薄膜層が２層の光情報記録媒体において、環境変化に影響されず、変形量を小さくして、記録再生動作の信頼性を高めた光情報記録媒体を提供できる。
【００７１】
以下では、上記の構成の本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、実際に光情報記録媒体１０ａの変形の中立面が、薄膜層のうち、第２薄膜層６０ａに設定されていることを確認する。
【００７２】
ここで、この中立面の位置は、直接観測できる量ではない。このため、まず、環境変化時における反り角を、中立面の位置を仮定した上で理論的に計算する。一方、対応する実際の光情報記録媒体において、環境変化時における反り角を測定する。そして、中立面の位置を仮定して計算した反り角と、実際の反り角とを比較し、反り角の値が一致する場合における理論上仮定した中立面の位置を、実際の光情報記録媒体における中立面の位置とみなすこととする。
【００７３】
そこで、まず、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の一例について説明する。
【００７４】
温度変化時には、光情報記録媒体１０ａ内部に、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とが生じている。
【００７５】
ここで、光情報記録媒体１０ａは、図２（ａ）に示すように円盤状であるため、円周方向に働く応力は円周内で均一になる。また、膜厚方向に働く応力も、各層内では一様と仮定できる。したがって、円周方向に働く応力および膜厚方向に働く応力は、変形には寄与しないと仮定できる。
【００７６】
したがって、以降では、光情報記録媒体１０ａの変形において、半径方向に働く応力のみを考慮する。すなわち、該応力によって発生する、光情報記録媒体１０ａの半径方向に垂直な、厚さ方向における反りのみを考慮する。
【００７７】
なお、実際の光情報記録媒体においては、図２（ｂ）（ｃ）に示す反り角θは、例えば温度変化する前においても０ではない。このため、温度変化によって生じる反り角の変化量として単に図２（ｂ）（ｃ）に示す反り角θを用いると、誤差を生じることとなる。したがって、以降では、変形前から変形後までの反り角θの変化量を、環境変化によって生じた反り角の変化量とする。
【００７８】
ここで、簡単のため、上述のような反り変形を、光情報記録媒体１０ａの断面部に相当する５層はりの反り変形と置換して考える。この５層はりの反り変形は、図３に示すｎ層はりの断面図において、ｎ＝５の場合に相当する。そして、変形の大小を、図に示す反り角θを用いて評価する。
【００７９】
上述のような置換を行った場合、例えば温度変化時における光情報記録媒体１０ａ内部に発生する応力〔軸力〕、曲げモーメント等の均衡は、以下の式（１）〜（５）で表すことができる。
【００８０】
【数１】
【００８１】
ここで、上記の式における各記号の意味は次の通りである。まず、ｉ番目の層に関する記号として、αi はｉ層の線膨張係数または湿度膨張係数，Ｅi はｉ層のヤング率，ｔi はｉ層の厚さ，Ｐi はｉ層における軸力，Ｍi はｉ層における曲げモーメント，Ｒi はｉ層における曲率半径，Ｉi はｉ層の断面２次モーメントを意味する。そして、ｂははりの幅（単位長とする），Ｔは変化温度または湿度，Ｌははりの長さ，ｙ（ｙバー）はｎ層はりの中立面位置，θは最大変位部における長さ２ｍｍ内での反り角を意味する。
【００８２】
なお、ｙバーで示す中立面の位置は、ｔi で示すｉ層の厚さと同じ座標方向における位置、すなわち厚み方向における位置を示すものである。
【００８３】
反り角θの変化量を計算する際には、上記の式において、各層の厚さが曲率半径に比較してはるかに小さいため、R1＝R2＝R3＝ ・・・＝ Rn ＝Ｒとして計算を行う。
【００８４】
なお、上記方程式は、線膨張係数を湿度膨張係数に置き換えることにより、湿度変化時における応力（軸力）、曲げモーメント等の均衡を表すこともできる。
【００８５】
また、上述の手順は、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の一例であって、異なる手順を用いて計算することもできる。また、上記の式（１）〜（５）も一例を示すものであって、異なる式を用いることもできる。
【００８６】
上述の手順によって、実際に材質、膜厚および物性値を特定した光情報記録媒体において、変形の中立面の位置を第１薄膜層または第２薄膜層と仮定した場合の反り角の変化量を算出することができる。
【００８７】
ここで、温度変化時における変形量の小さい本実施形態の一例として、以下の表１に、媒体１〜４を示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
媒体１〜４は、本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、反射膜または半透明膜の材料にAlを用いたものである。媒体１〜４は、それぞれ、第２樹脂層７０ａの膜厚のみが異なり、その他の構成は同じである。材質および膜厚は、表１に示す通りである。
【００９０】
ここで、Alは最も一般的に用いられる反射膜材料である。Alは、反射膜または半透明膜に使用される他の金属と、線膨張係数及びヤング率などの物性値がほぼ等しい。なお、以下の表２は、表１に示す媒体１〜４において、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの材料として用いるＵＶ硬化樹脂の物性値を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
なお、示していない物性値については、計算の際には、その材料において通常用いられる値を用いる。
【００９３】
このように構成が特定された媒体１〜４について、変形の中立面の位置を仮定して上述の手順によって反り角θの変化量を計算するとともに、以下で説明する実測において得られた反り角θの変化量と比較する。これによって、変形の中立面の位置を、間接的に確認できる。
【００９４】
上記構成の光情報記録媒体を用いて、温度変化時における変形を測定した。変形を測定するために、まず各媒体１〜４を２３℃に保持された恒温槽中に３日放置した。そして、その後、恒温槽内で媒体の反り角θを測定した。次に、恒温槽内の温度を５０℃に変更し、同様に３日放置した。そして、恒温槽内で媒体の同一点の反り角θを測定し、上記２３℃の場合の反り角θとの差を反り角θの変化量とした。
【００９５】
なお、上記の測定のために、恒温槽に３日放置しているのは、３日もあれば十分に定常状態に到達すると考えられるためである。
【００９６】
図４のグラフに、上記の実測値と、上記の式を用いて計算した理論値とを示す。図４の縦軸は、上記のように実測、または計算した反り角θの変化量（Δチルト）を示す。図４の横軸は、第２樹脂層７０ａの膜厚を示す。
【００９７】
実測値として、各媒体１〜４によって得られた結果を、それぞれ丸点によって図４に示した。図４に示すように、媒体１〜４の温度変化時の反り角θの変化量は、一般に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲内となっている。すなわち、媒体１〜４は、温度変化時における変形量の小さい光情報記録媒体である。
【００９８】
また、理論値として、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに仮定した場合と第２薄膜層６０ａに仮定した場合とについて、それぞれ上述の手順によって得た反り角θの変化量を、破線および実線にて図４に示す。
【００９９】
図４によれば、変形の中立面が第２薄膜層６０ａにあるとした場合の理論値（実線）と、実測値（丸点）とが、ほぼ一致することがわかる。したがって、本実施形態の光情報記録媒体１０ａの一例である媒体１〜４においては、変形の中立面が第２薄膜層６０ａ中にあることが確認できた。このように、変形の中立面が第２薄膜層中６０ａにあるのは、第１薄膜層４０ａより第２薄膜層６０ａのほうが厚く、より変形し難いためであると考えられる。
【０１００】
なお、ヤング率については、第１薄膜層４０ａ、第２薄膜層６０ａはともに同一材料(Al)を用いているため、両者とも同じである。
【０１０１】
以上のように、温度変化による変形の際の実測値と方程式より求めた理論値とを比較することによって、光情報記録媒体の変形の中立面の位置を確認することができた。また、この温度変化時における変形の小さい光情報記録媒体において、その変形の中立面は、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい膜を有する薄膜層である第２薄膜層にあることを示した。
【０１０２】
また、実測値と理論値とはよい一致を見せているので、上述の、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順は、妥当であることが確認できた。
【０１０３】
したがって、温度変化時において、後述する実施例において示すように、変形の中立面の位置を仮定し、その仮定によって、上記の式（１）〜（５）を用いて、例えば反り角の変化量と線膨張係数との関係を求め、好ましい線膨張係数の範囲を推測することもできる。
【０１０４】
次に、湿度変化時における変形量が小さい本実施形態の媒体の一例として、以下の表３に、媒体５〜７を示す。
【０１０５】
【表３】
【０１０６】
媒体５〜７は、本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、反射膜および半透明膜の材料に、上述の例のAlとは異なり、Niを用いたものである。媒体５〜７は、それぞれ第２樹脂層７０ａの厚みのみが異なり、その他の構成は同じである。なお、表３に示す第１樹脂層５０ａの材料であるＵＶ硬化樹脂３の物性値は、前記の表２に示したものである。また、計算の際には、上述の例と同様に、樹脂層以外の層の物性値については通常用いられる値を用いて計算する。
【０１０７】
上記構成の光情報記録媒体１０ａについて、湿度変化による反り角θの変化量（Δチルト）を測定した。湿度変化における変形を測定するために、まず各媒体を２５℃で湿度５０％に保持された恒温恒湿槽中に３日放置した。そして、その後、同恒温恒湿槽内で媒体の反り角を測定した。次に、同恒温恒湿槽内を２５℃で湿度９０％に変更し、同様に３日放置した。そして、同恒温恒湿槽内で媒体の同一点の反り角θを測定し、上記５０％の場合の反り角θとの差を反り角θの変化量とした。
【０１０８】
なお、上記の測定のために、恒温恒湿槽に３日放置しているのは、３日もあれば十分に定常状態に到達すると考えられるためである。
【０１０９】
図５のグラフに、上記の実測値と、上記の式を用いて計算した理論値とを示す。図５の縦軸は、上記のように実測、または計算した反り角θの変化量を示す。図５の横軸は、第２樹脂層７０ａの膜厚を示す。
【０１１０】
実測値として、各媒体５〜７によって得られた結果を、それぞれ丸点によって図５に示した。図５に示すように、媒体５〜７の湿度変化時の反り角θの変化量は、一般に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲内となっている。すなわち、媒体５〜７は、湿度変化時における変形量の小さい光情報記録媒体である。また、理論値として、変形の中立面を第２薄膜層６０ａに仮定した場合について計算した反り角θの変化量を、実線にて図５に示す。
【０１１１】
図５によれば、変形の中立面が第２薄膜層６０ａにあるとした場合の理論値（実線）と、実測値（丸点）とが、ほぼ一致することがわかる。したがって、本実施形態の光情報記録媒体１０ａの一例である媒体５〜７においては、変形の中立面が第２薄膜層中６０ａにあることが分かる。
【０１１２】
このことより、温度変化時と同様、湿度変化時においても、変形量が小さなときには、薄膜自体の膜厚とそのヤング率との積が最も大きな薄膜を含む薄膜層に変形中心があるといえる。
【０１１３】
また、実測値と理論値とはよい一致を見せているので、湿度変化時においても、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の妥当性が示された。
【０１１４】
したがって、湿度変化時においても、前述の温度変化時と同様に、変形の中立面の位置を仮定することができる。そして、その仮定を用いて、例えば、反り角の変化量と湿度膨張係数との関係を求め、好ましい湿度膨張係数の範囲を推測することができる。このような推測については、以下の実施例において説明する。
【０１１５】
なお、上述した本発明に係る光情報記録媒体の一例においては、変形の中立面が第２薄膜層６０ａに設定されていることが簡単に分かるように、第１薄膜層４０ａおよび第２薄膜層６０ａの材料を同じにしている。しかし、上述の構成でないとしても、本発明に係る光情報記録媒体であれば、上述のように、仮説の適否を確認し、計算の手順の妥当性を確認することができる。
【０１１６】
以上のように、従来薄膜層が複数の場合には不明確であった中立面の位置を、温度変化時または湿度変化時において生じる変形量が小さい、２層の薄膜層を有する媒体において、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層にあると特定した。
【０１１７】
また、上述のように、変形の中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の妥当性も確認した。よって、以下で説明するように、記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層が２層以上であっても、この手順を用いて、中立面の位置を特定の薄膜層に仮定した上で、例えば１つの樹脂層の膜厚または物性値を選択し、温度変化時または湿度変化時に伴う反りを確実に防止できる光情報記録媒体を得ることができる。
【０１１８】
なお、以上においては、薄膜層が２層の場合、すなわち薄膜層と樹脂層との積層組が２組の場合において、中立面の位置を仮定して反り角を計算する方法について述べたが、積層組が３組以上の場合であっても同様に中立面の位置を仮定して反り角を求めることができる。また、実際の変形の中立面の位置についても、積層組が３組以上であっても、例えば上述と同様に実測し、上述のように計算した理論値と比較することによって、膜材料のヤング率と膜厚との積が最大の薄膜を有する薄膜層に、実際の変形の中立面があることを確かめることができる。
【０１１９】
〔実施例１〕
本実施例に係る光情報記録媒体１０ａは、上述のように妥当性を示した、式（１）〜（５）および仮説を用いて、以下のように、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定される（以下、「中立面の位置を最適化する」と表現する。）ように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値または膜厚を選択する構成である。
【０１２０】
ここで、本実施形態においては、特に第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの一方の物性値を選択して、中立面の位置を最適化する場合について説明する。このように、記録特性とは無関係の樹脂層のうち、例えば一つの樹脂層の物性値を選択することによって中立面の位置を最適化すれば、最も簡単に中立面の位置を最適化して反り変形の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０１２１】
なお、一つの樹脂層のみの選択でなく、任意の組み合わせの樹脂層を選択して好ましい範囲を選択することもできる。すなわち、選択する樹脂層の数は限定されないので、例えば、全ての樹脂層の物性値を変更可能として好ましい範囲を選択することも可能である。
【０１２２】
また、樹脂層の物性値のみならず、樹脂層の膜厚を調節して反り変形を減少させることも可能である。しかし、例えば樹脂層の厚みとして２０μｍ以内とする光情報記録媒体の規格もあるので、膜厚のみを調節して反り変形を防止するのは困難である。そこで、例えば物性値の調節と膜厚の調節とを組み合わせることによって、より簡単な構成で反り変形を防止することもできる。
【０１２３】
本実施例に係る光情報記録媒体は、薄型基板と２層の薄膜層とを有する、情報の再生のみを行う光情報記録媒体（２層ＲＯＭ）である。
【０１２４】
本実施例は、薄膜層中に、金属よりなる反射膜または半透明膜のみを有する構成である。すなわち、２層の薄膜層の双方に誘電体を含んでいない構成である。したがって、本実施例の光情報記録媒体１０ａは、第１薄膜層４０ａ中には反射膜４４ａのみを含んでおり、第２薄膜層６０ａ中には、半透明膜６４ａのみを含んでいる。
【０１２５】
このような構成は、２層ＲＯＭのような光情報記録媒体においては、一般的である。また、反射膜または半透明膜に使用される何種かの材料においては、材料ごとにヤング率、線膨張係数及び好ましい膜厚は異なるが、その差異は第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａや樹脂製の基板２０ａに使用される材料における材料ごとの差異と比較して非常に小さい。したがって、一つの材料について調べて得た特性を、他の材料についても適用することができる場合がある。
【０１２６】
この２層ＲＯＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体８）は、以下の表４に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１２７】
【表４】
【０１２８】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の層の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。例えば、第１薄膜層４０ａのAlのヤング率を7.57E+10[Pa]と、第２薄膜層６０ａのAuのヤング率を8.83E+10[Pa]とする。すると、本実施例においては、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい膜を有する薄膜層は、第１薄膜層４０ａである。
【０１２９】
上記構成の媒体８において、物性値として第１樹脂層５０ａの線膨張係数を選択し、温度変化時における、この物性値の好ましい範囲を以下のように特定する。
【０１３０】
すなわち、以下で説明するように、中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、その仮定を用いて反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を求めることができる。そして、反り角θの変化量を一定の小さい範囲に限定することによって、第１樹脂層５０ａの線膨張係数の好ましい範囲を限定することができるのである。そして、第１樹脂層５０ａとして上記の範囲の線膨張係数を持つものを選択することにより、媒体の変形の中立面が、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定され、中立面の位置が最適化される。
【０１３１】
より詳細に説明すると、以下の通りである。表４に示された膜厚および材質の物性値を用い、さらに、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、上述の式（１）〜（５）に代入すると、温度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を得ることができる。
【０１３２】
このようにして得られた計算結果として、図６に、一般的なＵＶ樹脂が有するヤング率の範囲（2.0 E+9 〜5.0 E+9 [Pa]）において、第１樹脂層５０ａのヤング率を何通りか変化させた場合の、第１樹脂層５０ａの線膨張係数と反り角θの変化量、すなわちΔチルトとの関係を示す。
【０１３３】
ここで、図６においては、Δチルトが−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にあれば、一般的に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] よりも小さいので、変形量が十分に小さいとみなすことができる。したがって、図６より、線膨張係数は3.5E−5〜1.1E−4 の範囲内である場合に、変形量が十分に小さくなることが予測できる。
【０１３４】
すなわち、以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８において、第１樹脂層５０ａの線膨張係数を3.5E−5 〜1.1E−4 の範囲から選択し、作成すれば、温度変化時の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定でき、温度変化時の反り変形を小さくできる。
【０１３５】
また、例えば、線膨張係数の範囲を5.5E−5 〜8.0E−5 より選択すれば、反り角の変化量がより小さい−1.0 〜1.0[mrad] の範囲にあるので、温度変化時の反り角の変化量をより小さくできる。
【０１３６】
また、表４に示された膜厚および材質から、湿度変化させた場合の反り角の変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係も得ることができる。すなわち、上述と同様の手順によって、湿度変化させた場合の図７を得ることができる。図７を参照すると、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８において、第１樹脂層の湿度膨張係数を4.3E−5 以下の範囲から選択すれば、湿度変化時の変形量を十分に小さくできることが分かる。
【０１３７】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１３８】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１３９】
また、本実施例の媒体８は、上記積層組が２組であり、表４に示すように、第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａはいずれも金属よりなる構成である。さらに、媒体８は、第１樹脂層５０ａの線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあり、かつ、第１樹脂層の湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にある光情報記録媒体である。
【０１４０】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層５０ａを形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１４１】
〔実施例２〕
次に、薄膜層中に誘電体を含んでいる構成の光情報記録媒体について説明する。本実施例に係る光情報記録媒体は、薄型基板と２層の薄膜層とを有する、情報の再生および記録が可能な光情報記録媒体（２層ＲＡＭ）であり、２層の薄膜層の双方に、誘電体を含んでいる。
【０１４２】
上記のように誘電体を含んでいる構成の場合は、以下の理由で、誘電体の物性値や膜厚が重要となる。
【０１４３】
誘電体は、他の材料と比較してヤング率が高く、線膨張係数が低いため、他の材料と比較して変形しにくい。このような誘電体のうち、光情報記録媒体に使用される何種かの誘電体においても、材質に依存するヤング率、線膨張係数などの物性値及び好ましい膜厚などは、やはり誘電体ごとに異なるものとなっている。しかし、その差異は、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの材料同士や樹脂製の基板２０ａの材料同士の場合と比べて、非常に小さい。したがって、温度変化時における光情報記録媒体の変形において、誘電体膜の物性値や膜厚が、最も支配的になる。
【０１４４】
この２層ＲＡＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体９）は、以下の表５に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１４５】
【表５】
【０１４６】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。
【０１４７】
したがって、本実施例においては、第１薄膜層４０ａと第２薄膜層６０ａとでは、各薄膜層に含まれる薄膜における膜材料のヤング率と膜厚との積のうち、最も大きいものの値が、同じ値となっている。
【０１４８】
上記構成の媒体９において、物性値として第１樹脂層５０ａの線膨張係数を選択し、温度変化時における、この物性値の好ましい範囲を以下のように特定する。すなわち、本実施例においても、上述の実施例と同様に、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの一方である第１樹脂層５０ａの物性値の範囲を選択することによって、中立面の位置を最適化する。
【０１４９】
すなわち、以下で説明するように中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、その仮定を用いて反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を求めることができる。そして、反り角θの変化量を一定の小さい範囲に限定することによって、第１樹脂層５０ａの線膨張係数の好ましい範囲を限定することができるのである。
【０１５０】
そして、第１樹脂層５０ａとして上記の範囲の線膨張係数をもつものを選択することにより、実際に変形の中立面が、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定され、中立面の位置が最適化される。
【０１５１】
ここで、表５に示す媒体９は、図１に光情報記録媒体１０ａとして示す構成をもつものである。上述のように、本実施例の媒体９においては、第１薄膜層４０ａと第２薄膜層６０ａとでは、各薄膜層に含まれる薄膜における膜材料のヤング率と膜厚との積のうち、最も大きいものの値が、同じ値となっている。
【０１５２】
一方、上述した光情報記録媒体１０ａの構成においては、通常は、第２薄膜層６０ａの半透明膜６４ａよりも第１薄膜層４０ａの反射膜４４ａの方が厚くなっている。そのため、このような通常の場合においては、第１薄膜層４０ａの方が、第２薄膜層６０ａよりも変形し難い。
【０１５３】
そこで、以下では、このような通常の場合に対応させるため、中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して計算を行う。
【０１５４】
表５に示された膜厚および材質の物性値を用い、さらに、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、上述の式（１）〜（５）に代入すると、温度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を得ることができる。
【０１５５】
このようにして得られた計算結果として、図８に、一般的なＵＶ樹脂が有するヤング率の範囲（2.0 E+9 〜5.0 E+9[Pa] ）において、第１樹脂層５０ａのヤング率を何通りか変化させた場合の、第１樹脂層５０ａの線膨張係数と反り角θの変化量、すなわちΔチルトとの関係を示す。
【０１５６】
ここで、図８においては、Δチルトが−3.0 〜3.0 [mrad]の範囲にあれば、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さいので、変形量が十分に小さいとみなすことができる。したがって、図８より、線膨張係数を7.4E−5 〜1.6E−4 の範囲から選択した場合には、変形量を十分に小さくできることが分かる。
【０１５７】
すなわち、以上のように、第１樹脂層５０ａの線膨張係数を7.4E−5 〜1.6E−4 の範囲より選択すれば、本実施例の媒体９において、温度変化時の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定できる。したがって、中立面の位置を最適化して、温度変化時の反り変形を小さくできる。
【０１５８】
なお、上述のように、光情報記録媒体の変形においては、誘電体膜の物性値や膜厚が最も支配的となるので、上述のように得られた結果は、誘電体膜の物性値や膜厚が同じであれば、他の膜、例えば記録膜などの物性値や膜厚が多少変化したとしても、ほぼ変わらない。
【０１５９】
また、表５に示された膜厚および材質を用いて、湿度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数との関係も得ることができる。すなわち、上述の実施例と同様の手順によって、湿度変化させた場合の図９を得ることができる。図９を参照すると、媒体９では、第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数が4.8E−5 以下の時に、変形量が十分に小さくなると予測できる。
【０１６０】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体９は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層の一つである第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１６１】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１６２】
また、本実施例の媒体９は、上記積層組が２組であり、表５に示すように、第１、第２薄膜層はいずれも誘電体よりなる構成である。さらに、媒体９は、第１樹脂層の線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあり、かつ、第１の樹脂層の湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にある光情報記録媒体である。
【０１６３】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層を形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１６４】
〔実施例３〕
つぎに、２層の薄膜層を有し、その薄膜層のいずれか一方にのみ誘電体を含む光情報記録媒体（ＲＯＭ＋ＲＡＭ）について説明する。
【０１６５】
このＲＯＭ＋ＲＡＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体１０）は、以下の表６に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１６６】
【表６】
【０１６７】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。
【０１６８】
本実施例の媒体１０は、第１薄膜層４０ａ中には上述した各膜４１ａ〜４４ａを含んでおり、第２薄膜層６０ａ中には半透明膜６４ａのみを含んでいる。したがって、本実施例においては、第１薄膜層４０ａが、膜材料のヤング率と膜厚との積が最大の薄膜層に設定されている。
【０１６９】
この光情報記録媒体１０ａの場合は、上述した実施例における、双方の薄膜層に誘電体を含む場合および双方の薄膜層に誘電体を含まない場合と比較して、その中間の特性をもつことが予想される。
【０１７０】
すなわち、環境変化時における変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定すると、変形量が小さくなるような、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数の範囲は、前述の２種の光情報記録媒体の場合の範囲に、少なくとも含まれていると予想できる。よって、線膨張係数は3.5E−5 〜1.6E−4 以下の時に変形量が十分小さくなると予想できる。また、湿度膨張係数は4.8E−5 以下の時に変形量が十分に小さくなることが予想できる。
【０１７１】
これは、上記した、２層ある薄膜層の双方に誘電体が含まれている場合と、双方に誘電体が含まれていない場合とでは、誘電体が含まれている場合の方が、線膨張係数の範囲を決める境界の値が大きいことからも確認できる。
【０１７２】
したがって、光情報記録媒体１０ａの一例である媒体１０の作成において、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数を上述の範囲から選択すれば、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定して、温度変化時および湿度変化時における反り変形の小さい光情報記録媒体１０ａを形成できる。
【０１７３】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体１０は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１７４】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１７５】
また、本実施例の媒体１０は、上記積層組が２組であり、表６に示すように、各積層組の薄膜層の一方である第１薄膜層４０ａに誘電体が含まれている構成である。さらに、媒体１０は、一方の積層組の樹脂層である第１樹脂層５０ａの線膨張係数Ｘ〔1/℃〕は3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあり、かつ、第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕は０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にある光情報記録媒体１０ａである。
【０１７６】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層５０ａを形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１７７】
なお、以上に述べた実施形態および実施例１〜３においては、光情報記録媒体において一般に多く用いられる構成の材料および膜厚について、中立面の位置を決定し、反り角の変化量を少なくするような物性値の範囲を決定できることを示したが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、あまり光情報記録媒体に用いられない材料の場合であっても、上述と同様に中立面の位置を決定し、反り角の変化量を少なくするような物性値の範囲を決定できるので、上述と同様の効果を得ることができる。
【０１７８】
また、以上に述べた実施形態および実施例１〜３においては、薄膜層を２つ備えた光情報記録媒体についてのみ説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂのように、３以上の整数をｎとして、薄膜層をｎ層備えている構成でもよい。
【０１７９】
光情報記録媒体１０ｂは、基板２０ｂ上に、第１薄膜層４０ｂ、第１樹脂層５０ｂ、第２薄膜層６０ｂ、第２樹脂層７０ｂに加えて、以下、ｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｂおよび第ｎ樹脂層１１０ｂまでを、順に備えている。
【０１８０】
各薄膜層の構成は、図１に示す光情報記録媒体１０ａと同様の構成となっている。
【０１８１】
すなわち、例えば、第１薄膜層４０ｂに含まれる誘電体膜４１ｂ、記録膜４２ｂ、誘電体膜４３ｂ、反射膜４４ｂは、図１に示す光情報記録媒体１０ａの第１薄膜層４０ａに含まれる誘電体膜４１ａ、記録膜４２ａ、誘電体膜４３ａ、反射膜４４ａとそれぞれ同様の構成である。
【０１８２】
また、第２薄膜層６０ｂないし第ｎ薄膜層１００ｂの各薄膜層に含まれる、各膜６１ｂ〜６４ｂまたは各膜１０１ｂ〜１０４ｂなどの構成は、図１に示す光情報記録媒体１０ａの第２薄膜層６０ａに含まれる各膜６１ａ〜６４ａと同様である。
【０１８３】
また、上述の実施形態の光情報記録媒体１０ａは、図１で示すように、薄膜層が４層の薄膜よりなる構成としているが、これは薄膜数が多い場合の一般的な構造を表示しているのであって、本発明はこれに限られるものではない。例えば、半透明膜や反射膜等のみの単層の薄膜層や、より複雑な積層構造を持つ薄膜層を有する光情報記録媒体であってもよい。
【０１８４】
なお、上述の実施形態および実施例１〜３においては、各樹脂層が単層である場合のみを説明したが、本発明はこれに限るものではなく、多層の樹脂層であってもよい。例えば、ポリカーボネートフィルムを貼り付けるための接着剤等がそのフィルム上にある場合のように、２層の樹脂層であってもよい。また、異種のＵＶ硬化樹脂が積層されている場合のように、多層樹脂層であってもよい。
【０１８５】
また、上記図１に示した構成においては、反射膜４４ａおよび半透明膜６４ａの配置から分かるように、情報読み取りの際の光入射面は、基板側２０ａでなく、基板より最も離れた第２樹脂層７０ａ表面となっている。上記の図１０の構成においても、同様に、基板２０ｂから離れた第ｎ樹脂層１１０ｂが光入射面となる。この構成においては、光入射面となる、第２樹脂層７０ａの膜厚、または、第ｎ樹脂層１１０ｂの膜厚には、非常に高い均一性が要求される。
【０１８６】
しかし、本発明に係る光情報記録媒体は、このような均一性を不要とするような積層順の構成をもつ光情報記録媒体であってもよい。すなわち、図１１に示すように、薄膜層をｎ層有する光情報記録媒体１０ｃのような構成であってもよい。
【０１８７】
上記の図１１の構成においては、光入射面である基板２０ｃ表面は、均一性が高い圧縮成型がされる。また、薄膜層と樹脂層とからなる積層組の積層順は、図１０と同様になっている。一方、および薄膜層内の記録膜の構成、すなわち薄膜層内の積層順は、上記の図１０と比べて逆になっており、かつ一部が変更されている。
【０１８８】
この変更箇所として、反射膜４４ｂと半透明膜１０４ｂとが入れ替えられ、それぞれ半透明膜１０４ｃと反射膜４４ｃとになっている。なお、各薄膜層に含まれる、上記以外の膜、例えば、４１ｃ〜４３ｃ、６１ｃ〜６４ｃ、１０１ｃ〜１０３ｃは、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂの薄膜相中に含まれる、４１ｂ〜４３ｂ、６１ｂ〜６４ｂ、１０１ｂ〜１０３ｂと同様である。
【０１８９】
そして、基板２０ｃ表面よりレーザ光が入射し、薄膜層の内のひとつに焦点を結び、信号の再生又は記録を行うようになっている。
【０１９０】
この構造の光情報記録媒体１０ｃでは、第ｎ樹脂層１１０ｃの膜厚に高い均一性は必要ない。そのため、スピンコート等によって、基板２０ｃより最も離れた樹脂層である、 1〜30μｍの第４樹脂層１１０ｃを形成することが可能となる。
【０１９１】
言い換えると、前述の光情報記録媒体１０ｂ，１０ｃのどちらにおいても、第１樹脂層、第２樹脂層、および第３樹脂層には、基板同様に高い均一性が必要とされる。しかし、上記図１１に示す光情報記録媒体１０ｃの構成によれば、第４樹脂層の均一性は不要となり、第４樹脂層の構成は自由に選択をすることが可能となる。
【０１９２】
また、例えば図１４に示す従来の光情報記録媒体１０において、周辺湿度が上昇したときには、光情報記録媒体１０は図１５（ｂ）に示されるような角度θの−方向の反り（基板２０側への反り）を示す。このような反り変形をより確実に防止するために、各積層組の樹脂層の湿度膨張係数よりも大きな湿度膨張係数とを有する材料を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜を形成する構成も好ましい。
【０１９３】
すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、図１０に示す構成の光情報記録媒体１０ｂにさらに基板保護膜３０ｄを形成した、図１２に示す光情報記録媒体１０ｄのような構成であってもよい。
【０１９４】
この光情報記録媒体１０ｄの構成においては、基板保護膜３０ｄ以外の基板２０ｄおよび各膜４０ｄ〜１１０ｄは、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂの基板２０ｂおよび各膜４０ｂ〜１１０ｂと同様の構成である。
【０１９５】
この構成によれば、周辺湿度上昇時には、基板保護膜３０ｄが、各積層組の樹脂層よりも膨張して上述のような反り変形を打ち消すので、湿度変化時における反り変形をより確実に防止できる。
【０１９６】
また、図１２に示す光情報記録媒体１０ｄの基板保護膜３０ｄは、上記構成において、さらに、基板の線膨張係数と同等かあるいは小さな線膨張係数を有するものであってもよい。
【０１９７】
ここで、例えば図１４に示す従来の光情報記録媒体１０において、周辺温度が上昇したときには、光情報記録媒体１０は図１５（ａ）に示されるような角度θの＋方向の反り（第２樹脂層７０側への反り）を示す。
【０１９８】
一方、上述の構成によれば、例えば、線膨張係数が基板２０ｄと同程度の場合には、温度変化時における上記基板保護膜３０ｄによる効果は、基板２０ｄの厚みの誤差程度にしか過ぎなくなる。一方、基板保護膜３０ｄの線膨張係数が小さければ、上記基板保護膜３０ｄは基板２０ｄの膨張を抑制する。よって、温度変化時( 温度上昇時) における、光情報記録媒体１０ｄの変形を抑制できる。
【０１９９】
また、基板保護膜３０ｄは、スピンコート等の塗布によって形成する構成であってもよい。この構成によれば、安価に形成できるので有利である。
【０２００】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、基板より最も遠い樹脂層表面が光入射面である場合には、各樹脂膜の層は、405nm 近辺の短波長領域において、８０％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２０１】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。この構成によれば、各樹脂層の短波長領域における透過率が高いことにより、青色レーザ等の短波長レーザが信号の記録再生時に使用可能となり、より高密度記録が可能となる。
【０２０２】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、基板表面が光入射面である場合には、基板より最も離れた樹脂層を除く各樹脂膜の層および基板は、405nm 近辺の短波長領域において、８０％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２０３】
この構成によれば、基板より最も離れた樹脂層を除く各樹脂膜の層および基板の短波長領域における透過率が高いことにより、青色レーザ等の短波長レーザが信号の記録再生時に使用可能となり、さらなる高密度記録が可能となる。
【０２０４】
また、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、基板２０ｂ、第１薄膜層４０ｂ、第１樹脂層５０ｂ、第２薄膜層６０ｂ、第２樹脂層７０ｂに加えて、以下３以上の整数をｎとしてｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｂおよび第ｎ樹脂層１１０ｂまでを、順に備えている構成であってもよい。
【０２０５】
上記構成において、情報読み取り時には、第ｎ樹脂層１１０ｂ下面よりレーザを照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。また、１０４ｂ、６４ｂなどで示される薄膜は半透明膜である。各樹脂層は、レーザ光が透過するようになっている。また、さらに、基板２０ｂ上に、薄膜層とは反対の面に、基板保護膜を備えた構成であってもよい。また、上記構成における第４樹脂層の膜厚は、0.1 ｍｍないし２０μｍが好ましい。
【０２０６】
さらにまた、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、第ｎ樹脂層１１０ｂが基板２０ｂと同じ材質であるポリカーボネートフィルムよりなる構成であってもよい。情報読み取り時には、第ｎ樹脂層１１０ｂ下面よりレーザを照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。各樹脂層は、レーザ光が透過するようになっている。この構成の場合には、線膨張係数や湿度膨張係数を変化させて基板２０ｂとの応力バランスをとるための樹脂層は、第ｎ樹脂層１１０ｂ以外のものを選択する必要がある。
【０２０７】
さらにまた、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、第ｎ樹脂層以外の樹脂層が、ポリカーボネートフィルムよりなる構成であってもよい。
【０２０８】
また、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような構成であってもよい。すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、図１１に示すような断面形状をもち、基板２０ｃ、第１薄膜層４０ｃ、第１樹脂層５０ｃ、第２薄膜層６０ｃ、第２樹脂層７０ｃに加えて、以下３以上の整数をｎとしてｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｃおよび第ｎ樹脂層１１０ｃまでを、順に備えている構成であってもよい。
【０２０９】
上記構成において、情報読み取り時には、光情報記録媒体１０ｃの基板２０ｃ上面よりレーザ光を照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。また、１０４ｃ、６４ｃなどで示される薄膜は半透明膜であり、４４ｃで示される薄膜が反射膜である。また、各樹脂層はＵＶ硬化樹脂によって形成され、１１０ｃで示される第４樹脂層以外はレーザ光が通過する必要がある。また、上記構成に加えて、基板２０ｃに対して薄膜層とは反対の側に、基板保護膜を備えた構成であってもよい。この場合の基板保護膜は透明である必要がある。また、上記構成における各樹脂層の厚みは２０μｍ程度が好ましい。
【０２１０】
なお、上述の説明においては、中立面の位置を仮定して、選択を行うパラメータとして、物性値および膜厚のうち、線膨張係数を選択した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば膜厚を選択する構成であってもよい。しかし、現実の光情報記録媒体においては、例えば樹脂層の膜厚を自由に設定することはあまり現実的ではない。例えば、樹脂層の厚みとして２０μｍ以内とする光情報記録媒体の規格もある。このため、例えば上記のように線膨張係数を選択して再設定することができれば、光情報記録媒体の製作において便利である。
【０２１１】
なお、本発明に係る光情報記録媒体は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が２組以上積層され、樹脂層に発生する応力を増加させて、応力の総和である樹脂層の軸力を大きくし、基板の軸力と均衡させることにより、変形の中立面が薄膜層内に設定されるように、樹脂層の線膨張係数またはヤング率などの物性値を、基板の該物性値よりも大きくしたことを特徴とする光情報記録媒体でもある。
【０２１２】
また、本発明の実施形態における２層以上の薄膜層（情報の記録又は再生層）を持ちうる光情報記録媒体としては、CD(Compact disk)，CD-ROM(Compact disk-Read Only Memory) ，CD-R(Compact disk-Recordable) ，CD-RW(Compact disk ReWritable) ，DVD(Digital Video Disc, Digital Versatile Disc) ，DVD-ROM，DVD-R ，DVD-RW等の円盤状の光情報記録媒体が挙げられるものの、本発明の形態はこれらに限られるものではない。
【０２１３】
また、本発明は上述した具体例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる構成の具体例としてそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２１４】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。
【０２１５】
すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されていることを特徴としている。
【０２１６】
上記構成において、中立面とは、光情報記録媒体の各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となる面を意味する。
【０２１７】
また、上記構成において、一般に薄膜層は非常に薄いため、中立面だけでなく、中立面が設定された薄膜層全体において、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計は、ほぼ０となっている。
【０２１８】
ここで、一般に、膜材料のヤング率が大きい薄膜は、変形し難い薄膜である。すなわち、膜材料のヤング率が大きい薄膜に外力を加えた場合は、他の薄膜に対して同じ外力を加えた場合と比べて、変形量が小さくなる。また、膜材料のヤング率が同じであれば、膜厚が大きい薄膜の方が、変形し難い薄膜である。したがって、２組以上の積層組にそれぞれ含まれた薄膜層を構成する薄膜のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜は、環境変化による変形においても、最も変形し難い薄膜である。
【０２１９】
上記構成のように、この最も変形し難い薄膜を有する薄膜層中に、環境変化時における変形の中立面を設定すれば、以下の発明の実施の形態において示すように、環境変化時における変形を従来より抑制できる。すなわち、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体に生じる変形の中立面を、他の層と比較して変形し難い薄膜層である、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜層に設定すれば、中立面自体の変形量がより小さくなるため、光情報記録媒体全体としての変形量を小さくできる。
【０２２０】
したがって、例えば薄膜層が２層の構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体の構造を選択できる。すなわち、例えば薄膜層が２層の光情報記録媒体において、環境変化に影響されず、変形量を小さくして、記録再生動作の信頼性を高めた光情報記録媒体を提供できる。
【０２２１】
また、上記の構成によれば、基板の片側に薄膜層および樹脂層が設けられるので、光情報記録媒体を製造する際には基板上に順に薄膜層および樹脂層を形成すればよい。したがって、基板保護のための層を、基板に対して薄膜層とは反対の側に形成する必要がない。よって、製造工程を複雑化させず、製造コストを削減できる。
【０２２２】
すなわち、上記の構成によれば、温度変化時または湿度変化時における光情報記録媒体の変形量を小さくして、再生動作の信頼性を高めることができるだけでなく、さらに、光情報記録媒体の製造コストを削減できる。
【０２２３】
なお、上記薄膜層は、誘電体膜、記録膜、反射膜、半透明膜などの薄膜よりなる単層または多層の薄膜層である。
【０２２４】
また、上記の構成において、各々の樹脂層は単層でも多層であってもかまわない。
【０２２５】
本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、上記樹脂層の物性値または膜厚の少なくとも一方を設定したことを特徴としている。
【０２２６】
ここで、通常は、光情報記録媒体の基板と記録膜との材料および膜厚は、一定の記録特性が見込まれる所定の物性値を有する材料および膜厚から、使用目的に応じて決まった材料および膜厚を選択して用いられる。
【０２２７】
このように決定された基板と記録膜との材料および膜厚に対して、上記構成のように、記録特性とは無関係の樹脂層の物性値および膜厚を設定すれば、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０２２８】
すなわち、環境変化時における変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、樹脂層の物性値または膜厚を設定すれば、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０２２９】
なお、物性値または膜厚をどの樹脂層に対して設定するかは任意であり、樹脂層の何れか１つ以上を適宜選択すればよい。ただし、どの樹脂層にどのような値の物性値または膜厚を割り当てるかは、樹脂層の選択の仕方に応じて変化する。
【０２３０】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層にそれぞれ誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２３１】
ここで、湿度膨張係数とは、温度一定(25 ℃) 時に、対象物周辺の相対湿度が上昇した場合の単位長あたりの伸び量を、1 ％あたりの湿度膨張率に換算したものであり、線膨張係数の算出法と同様に算出されるものである。
【０２３２】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２３３】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２３４】
なお、上記構成において、誘電体が含まれていると規定するのは、以下の理由による。すなわち、誘電体は、薄膜に用いる他の材料と比較してヤング率が高く、線膨張係数が低いため、他の層と比較して変形しにくい。このため、温度変化時における光情報記録媒体の変形において、誘電体膜の物性値や膜厚が、最も支配的になる。また、ここで誘電体のうち、光情報記録媒体に使用される何種かの誘電体においても、材質に依存するヤング率、線膨張係数などの物性値及び好ましい膜厚などは、やはり誘電体ごとに異なるものとなっている。しかし、その差異は、第１，２樹脂層の材質同士や樹脂製基板の材質同士の場合と比べて、非常に小さい。このため、具体的な物質を特定せず、誘電体と規定している。
【０２３５】
また、上記構成において、一方の樹脂層の物性値のみを設定すればよい、言い換えると、基板に近い第１の樹脂層の物性値を設定してもよいし、または基板から遠い第２の樹脂層の物性値を設定してもよいのは、以下のような理由による。すなわち、以下の実施の形態において説明するように、第１の樹脂層と第２の樹脂層との構成を交換したとしても、軸力は双方変わらず、中立面からの距離の差も非常に小さい。このため、構成を交換したとしても、その構成による効果はほとんど変わらないと推測できるからである。
【０２３６】
なお、上記構成において、例えば7.4E−5 として示す表記のE-5 は、１０の-5乗を意味する。
【０２３７】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層がいずれも誘電体を含まない場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２３８】
上記構成において、各積層組の薄膜層は何れも誘電体を含まない。したがって、各積層組の薄膜層は、例えば金属や色素などより成る。
【０２３９】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２４０】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２４１】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層のいずれか一方に誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２４２】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２４３】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２４４】
なお、上記構成における線膨張係数および湿度膨張係数の範囲は、以下のように決定したものである。すなわち、誘電体はヤング率が非常に高いため、基板および樹脂層への拘束力が強い。このため、光情報記録媒体の薄膜層が誘電体を含む場合には、基板に発生する応力とのバランスをとるために樹脂層の線膨張係数などを大きくしなければならない。例えば、上記した、２層ある薄膜層の双方に誘電体が含まれている場合と、双方に誘電体が含まれていない場合とでは、誘電体が含まれている場合の方が、線膨張係数の範囲を決める境界の値が大きい。以上のことより、一方の薄膜層に誘電体が含まれている場合には、双方に誘電体が含まれている場合と双方に誘電体が含まれていない場合との両方を含んでいるような範囲内に存在することが分かる。
【０２４５】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層は、スピンコートにて塗布可能な樹脂により形成されていることを特徴としている。
【０２４６】
上記構成によれば、スピンコートにより樹脂層を形成するので、ポリカーボネート製フィルムを貼り合せる等の工程により樹脂層を形成する場合と比較して、生産コストが掛らなくなり、より安価な光情報記録媒体の生産が可能となる。
【０２４７】
なお、上記構成の光情報記録媒体においては、情報読み取りの際の光入射面は、基板表面であっても上記のスピンコートによって形成される樹脂層の表面であってもよい。しかし、上記のスピンコートによって形成される樹脂層の膜厚の均一性が十分には高くない場合には、情報読み取りの際の光入射面を基板表面とすることが望ましい。
【０２４８】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板に対して同等もしくはより小さな線膨張係数と各樹脂層より大きな湿度膨張係数とを有する樹脂を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜が形成されていることを特徴としている。
【０２４９】
上記構成によれば、温度変化時と湿度変化時とにおける変形量を小さくすることが容易となり、簡単な構成で信頼性を高めることができる。
【０２５０】
すなわち、上記構成によれば、温度上昇時には上記基板保護膜は基板の膨張を抑制するので、上述したような温度変化時における光情報記録媒体の反り変形をより確実に防止できる。
【０２５１】
また、上記構成によれば、周辺湿度上昇時には、基板保護膜が各積層組の樹脂層よりも膨張して、上述のような湿度変化時における光情報記録媒体の反り変形を打ち消すので、湿度変化時における反り変形をより確実に防止できる。
【０２５２】
なお、上記構成において、光情報記録媒体の読み取りの際の光の入射方向が、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層側でなく、基板保護膜側の場合には、上記基板保護膜は透明である必要がある。
【０２５３】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、各樹脂層は、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されていることを特徴としている。
【０２５４】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。
【０２５５】
上記構成によれば、各樹脂層の短波長領域における透過率が高いことにより、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、より高密度記録が可能となる。
【０２５６】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板が、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されていることを特徴としている。
【０２５７】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。
【０２５８】
上記構成によれば、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板の短波長領域における透過率が高いことにより、基板面を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、さらなる高密度記録ができる。
【０２５９】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されている構成である。
【０２６０】
それゆえ、上述のように、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体に生じる変形の中立面を、他の層と比較して変形し難い薄膜層である、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜層に設定すれば、中立面自体の変形量がより小さくなるため、光情報記録媒体全体としての変形量を小さくできるという効果を奏する。また、複数の薄膜層を有する構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。
【０２６１】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、上記樹脂層の物性値または膜厚の少なくとも一方を設定した構成である。
【０２６２】
それゆえ、記録特性とは無関係の樹脂層の物性値および膜厚を設定して、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【０２６３】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層にそれぞれ誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６４】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６５】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層がいずれも誘電体を含まない場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６６】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６７】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層のいずれか一方に誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６８】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６９】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層は、スピンコートにて塗布可能な樹脂により形成されている構成であってもよい。
【０２７０】
それゆえ、スピンコートにより樹脂層を形成するので、ポリカーボネート製フィルムを貼り合せる等の工程により樹脂層を形成する場合と比較して、生産コストが掛らなくなり、より安価な光情報記録媒体の生産が可能となるという効果を奏する。
【０２７１】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板に対して同等もしくはより小さな線膨張係数と各樹脂層より大きな湿度膨張係数とを有する樹脂を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜が形成されている構成であってもよい。
【０２７２】
それゆえ、温度変化時と湿度変化時とにおける変形量を小さくすることが容易となり、簡単な構成で信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２７３】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、各樹脂層は、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２７４】
それゆえ、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、より高密度記録が可能となるという効果を奏する。
【０２７５】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板が、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２７６】
それゆえ、基板面を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、さらなる高密度記録ができるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０２７７】
本発明は、情報を記録又は再生する光情報記録媒体、特に、環境変化による反りを抑制する機能を有する光情報記録媒体に好適なものである。
【符号の説明】
【０２７８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 光情報記録媒体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 基板
３０ｄ 基板保護膜
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ 第１薄膜層（薄膜層）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ 記録膜
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ 反射膜
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 第１樹脂層（樹脂層）
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 第２薄膜層（薄膜層）
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 記録膜
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ 半透明膜
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ 第２樹脂層（樹脂層）
１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 第ｎ薄膜層（薄膜層）
１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ 記録膜
１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 半透明膜
１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 第ｎ樹脂層（樹脂層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を記録又は再生する光情報記録媒体に関し、特に、環境変化による反りを抑制する機能を有する光情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体においては、従来は、特定の単純な構成が用いられていた。その単純な構成において、以下で説明するような反り変形が問題とされていた。
【０００３】
例えば、従来の光情報記録媒体の一例である光情報記録媒体１０は、図１３に示すように、基板２０、スパッタ等により形成される薄膜層４０、および薄膜保護のための樹脂層５０を備えた、非常に単純な構造である。
【０００４】
ここで、薄膜層４０は、例えば、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４１、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜４２、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４３、Al,Ag 等からなる反射膜４４の４層の薄膜より形成される。
【０００５】
温度変化や湿度変化などの環境変化に対して、上記構成の光情報記録媒体１０の各層は、異なる変形量で変形しようとする。すなわち、一般に各層は、線膨張係数及び湿度膨張係数などの物性値が異なるため、異なる長さになろうとする。しかし、実際には境界面における連続性という制約があるので、各層は、独立に変形する場合の長さにはなれない。そこで、光情報記録媒体１０内部に応力が生じる。この応力は、線膨張係数やヤング率によって大きさが異なる。このため、光情報記録媒体１０に反りが生じるという問題があった。
【０００６】
具体的な場合に当てはめて説明すると、一般的に、基板２０や樹脂層５０の線膨張係数は、薄膜層４０の線膨張係数よりも大きい。このため、基板２０や樹脂層５０の、薄膜層４０に接していない面は、自由に伸びようとする。一方、基板２０や樹脂層５０の、薄膜層４０に接している面は、自由に伸びることができない。そこで、基板２０および樹脂層５０の内部で応力が発生し、同様に薄膜層４０内にも応力が発生する。そして、光情報記録媒体１０は、応力が均衡するような変形をする。
【０００７】
ここで、実際の光情報記録媒体においては、基板と樹脂層とは、互いに線膨張係数及びヤング率は同程度であるが、膜厚は大きく異なっている。このため、上記のように、基板の拘束をできるだけ小さくし、樹脂層の拘束を大きくするなどの各層応力の均衡を取るために、光情報記録媒体は反り変形する。
【０００８】
一方、近年、画像データ、動画データなどサイズの大きいデータが扱われるようになり、そのため、さらなる高密度記録再生が可能な光情報記録媒体が求められている。そこで、上述の単純な構成の光情報記録媒体と比較して、複数の薄膜層（記録層）を重ねて備えさせた、高密度記録再生が可能な光情報記録媒体が提案されている。
【０００９】
例えば、新たに提案されている光情報記録媒体の一例である光情報記録媒体１０は、図１４に示すように、ポリカーボネート製の円盤状の基板２０上に、順に第１薄膜層４０、第１樹脂層５０、第２薄膜層６０、第２樹脂層７０を備えている。なお、ここでは、同じ働きをする部材は同じ符号を用いて説明する。
【００１０】
これら基板および層の厚みは、それぞれ、基板２０が約0.5 ｍｍ又は1.2 ｍｍ、第１薄膜層４０が10〜500 ｎｍ、第１樹脂層５０が 1〜50μｍ、第２薄膜層６０が10〜500 ｎｍ、第２樹脂層７０が約100 μｍである。
【００１１】
なお、第２薄膜層６０は、例えば、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６１、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜６２、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６３、Au,Al,Ag等からなる半透明膜６４の４層の薄膜から形成される。
【００１２】
上記の構成において、ヤング率、線膨張係数及び湿度膨張係数などの物性値は、一般に各層において異なっている。したがって、温度変化時または湿度変化時には、各層は異なる変形量で変形しようとする。
【００１３】
以下、典型的な場合について説明すると、次のようになる。
【００１４】
すなわち、線膨張係数は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも小さい。またヤング率は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも大きい。
【００１５】
このため、温度上昇などの温度変化時には、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の基板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。
【００１６】
したがって、上記の温度変化時において、光情報記録媒体１０は、図１５（ａ）において点線で示すように、その半径方向に垂直である厚み方向において、積層組のある面側（第２樹脂層７０側）への反りが生じ易い。
【００１７】
なお、一般に光情報記録媒体は上記のような物性値の関係をもつので、上述のような変形は、上記構成の光情報記録媒体１０だけではなく、一般の光情報記録媒体においても生じ易い。
【００１８】
また、湿度膨張係数は、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０の方が、基板２０、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０よりも大きい場合が通常である。また、上述のように、ヤング率は、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の方が、基板２０、第１樹脂層５０および第２樹脂層７０よりも大きい。
【００１９】
このため、湿度上昇時などの湿度変化時には、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０の基板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。
【００２０】
したがって、上記の湿度変化時において、光情報記録媒体１０は、図１５（ｂ）において点線で示すように、その半径方向に垂直である厚み方向において、積層組のある面の裏面側（基板２０側）への反りが生じ易い。
【００２１】
このため、温度変化や湿度変化などの環境変化時に、光情報記録媒体１０には反りが生じる。よって情報の記録再生が困難になり、記録再生動作の信頼性が損なわれるという問題があった。
【００２２】
なお、上記の図１４においては、第１薄膜層４０および第２薄膜層６０を、多層の薄膜層としたが、単層の薄膜層であっても同様の問題が生じる。また、上記の膜厚は、制限がある訳ではなく、光入射面が基板２０の表面であれば第２樹脂層７０の厚みは10〜16μｍであっても同様の問題が生じる。
【００２３】
以上のように、光情報記録媒体においては、温度変化や湿度変化に応じて、光情報記録媒体内部に応力が生じ、反りが生じうるという問題があった。
【００２４】
特に、近年提案されている、複数の薄膜層を重ねて備えさせた、高密度記録再生が可能な光情報記録媒体においては、単純な構成の光情報記録媒体と比較して、構成が複雑であり、さらに反り変形が生じ易いという問題があった。
【００２５】
上述のような反り変形を防止するために、従来、上述した単純な構成の光情報記録媒体における反り変形防止の方法が開示されていた。
【００２６】
例えば、特許文献１には、光情報記録媒体の反り変形を制御する以下の手法が提案されている。上記公報に開示された光情報記録媒体１０は、図１６に示すように、光入射側に、すなわちポリカーボネート基板２０に対して薄膜層４０とは反対側に、誘電体膜８０を備えている。そして、薄膜層４０および誘電体膜８０の膨張率は、ほぼ同等となるように構成されている。これにより、光情報記録媒体１０の反りを防止できるようにしている。
【００２７】
また、特許文献２において開示された光情報記録媒体１０は、図１７に示すように、高い剛性をもつ基板保護膜３０を備えている。上記の構成によれば、基板保護膜３０の剛性により、光情報記録媒体１０の変形は低減される。
【００２８】
また、特許文献３では、湿度変化によって生じる反りを抑制する技術が開示されている。上記公報において開示された光情報記録媒体１０は、図１８に示すように、薄膜保護膜５０、薄膜層４０、基板２０、基板保護膜３０に加えて、さらに基板２０と基板保護膜３０の層との間に、SiO2やAlN などからなる透湿防止膜９０を備えている。上記の構成によれば、透湿防止膜９０は、光情報記録媒体１０が湿度変化によって反ることを抑制できる。
【００２９】
しかしながら、特許文献１における、図１６に示す光情報記録媒体１０は、スパッタ等により、基板２０の光入射側に誘電体膜８０を設ける構成である。すなわち、基板２０に対して一方側の面に薄膜層４０を形成した後、その基板２０を裏返して、基板２０の反対の面にさらに誘電体膜８０を形成する必要がある。したがって、生産工程が複雑化するともに、生産設備の高価格化を招き、光情報記録媒体のコストアップにつながるといった問題があった。
【００３０】
また、特許文献２に実施例として記載された、図１７に示す光情報記録媒体１０も、プラズマＣＶＤ等によりSiO2の基板保護膜３０が基板２０上に形成される構成である。したがって、上述の特許文献１と同様の理由により問題があった。
【００３１】
さらに、特許文献３に記載された、図１８に示す光情報記録媒体１０も、基板２０の光入射側に、スパッタ等によりAlN やSiO2による透湿防止膜９０を設ける構成である。したがって、上述の特許文献１と同様の理由により問題があった。
【００３２】
そこで、特許文献４においては、上述の問題を生じない光情報記録媒体が提案されている。上記公報に開示された光情報記録媒体１０は、図１３に示す光情報記録媒体１０とほぼ同様の構成をもち、薄膜保護膜５０、薄膜層４０、および基板２０を備えている。光情報記録媒体１０は、温度変化または湿度変化などの環境変化によって生じる、光情報記録媒体１０の変形の中立面が、上記薄膜層４０の近傍に設定されている構成である。
【００３３】
ここで、変形の中立面とは、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となるような面を意味する。
【００３４】
また、上記構成において、薄膜層４０は非常に薄いため、中立面だけでなく、薄膜層４０全体において、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計は、ほぼ０となっている。
【００３５】
上記特許文献４記載の構成によれば、薄膜層４０近傍に変形の中立面を設定することで、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体１０の反りを抑制できる。このため、上述した他の各公報に開示されているように、反り防止用の膜を別途設ける必要がない。したがって、光情報記録媒体の生産工程の増加によるコストアップを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平４−１９５７４５号公報（平成４年７月１５日公開）
【特許文献２】特開平１１−１６２１１号公報（平成１１年１月２２日公開）
【特許文献３】特開平４−３６４２４８号公報（平成４年１２月１６日公開）
【特許文献４】特開２０００−３１１３８１号公報（平成１２年１１月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
上述のように、特許文献４に記載された、図１３とほぼ同様の構成の光情報記録媒体１０は、薄膜層が１層の単純な構成である。そして、その薄膜層に中立面があるように設定されている。
【００３８】
このため、薄膜層が１層の光情報記録媒体は、例えば図１４にて示すような複数の薄膜層を有する光情報記録媒体とは、薄膜層の積層された数が異なるので、異なる構成となっている。また、複数の薄膜層のうち、どの薄膜層に変形の中立面が存在するべきか、すなわち例えば薄膜層が２層の場合に、第１、第２の２つの薄膜層のうち、どちらに変形の中立面が存在すべきか判断できない。したがって、上記特許文献４の構成は、複数の薄膜層（記録層）を有する光情報記録媒体には適用することができないという問題がある。
【００３９】
言い換えると、上記特許文献４の構成は、記録膜を含む薄膜層が１層である場合を想定しているため、中立面を単に薄膜層近傍に設定する旨が記載されているだけである。したがって、記録膜を含む薄膜層が２層以上の場合には、どの薄膜層に中立面を設定すればよいかを適切に判断できない。このため、上記技術を、そのまま薄膜層が２層以上の光情報記録媒体に適用した場合には、確実に反りを防止することができないという問題が生じる。
【００４０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層が２層以上であっても、温度変化時または湿度変化時に伴う反りを確実に防止できる光情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されていることを特徴としている。
【００４２】
ここで、湿度膨張係数とは、温度一定(25 ℃) 時に、対象物周辺の相対湿度が上昇した場合の単位長あたりの伸び量を、1 ％あたりの湿度膨張率に換算したものであり、線膨張係数の算出法と同様に算出されるものである。
【００４３】
上記構成によれば、一方の積層組の透光層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【００４４】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【００４５】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴としている。
【００４６】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係る光情報記録媒体及びその製造方法は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されている。
【００４８】
それゆえ、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図２】（ａ）は上記光情報記録媒体を示す平面図、（ｂ）は上記光記録媒体の変形状態を示す側面図、（ｃ）は上記光情報記録媒体の変形状態を示す側面図である。
【図３】多層（ｎ層）のはりの変形状態を表す断面図である。
【図４】上記実施形態における、温度変化時の反り変化量と膜厚との関係を示すグラフである。
【図５】上記実施形態における、湿度変化時の反り変化量と膜厚との関係を示すグラフである。
【図６】上記実施形態において、温度変化時の反り変化量と第１樹脂層の線膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図７】上記実施形態において、湿度変化時の反り変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図８】上記実施形態において、温度変化時の反り変化量と第１樹脂層の線膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図９】上記実施形態において、湿度変化時の反り変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係について、計算した結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る光情報記録媒体の断面図である。
【図１３】従来の光情報記録媒体の断面図である。
【図１４】近年提案されている光情報記録媒体の断面図である。
【図１５】（ａ）は従来の光情報記録媒体の変形状態を示す側面図、（ｂ）は従来の光情報記録媒体の変形状態を示す側面図である。
【図１６】従来の光情報記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図１７】従来の光情報記録媒体のさらに他の一例を示す断面図である。
【図１８】従来の光情報記録媒体のさらに他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明に係る光情報記録媒体の一実施形態について以下で説明する。
【００５１】
本実施形態に係る光情報記録媒体１０ａは、温度変化および湿度変化による反り変形を防止できる光情報記録媒体である。光情報記録媒体１０ａは、図２（ａ）の平面図に示すような円盤状の構成である。
【００５２】
そして、図１に示すように、光情報記録媒体１０ａは、ポリカーボネートからなる基板２０ａ上に、第１薄膜層４０ａ、第１樹脂層５０ａ、第２薄膜層６０ａ、第２樹脂層７０ａを順に備えている。
【００５３】
第１薄膜層４０ａは、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４１ａ、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜４２ａ、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜４３ａ、Al,Ag 等からなる反射膜４４ａの４層の薄膜より形成されている。
【００５４】
第１樹脂層５０ａは、ＵＶ硬化樹脂からなる。
【００５５】
第２薄膜層６０ａは、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６１ａ、TbFeCo，GeSbTe等からなる記録膜６２ａ、窒化シリコン，ZnS,SiO2等からなる誘電体膜６３ａ、Au,Al,Ag等からなる半透明膜６４ａの４層の薄膜から形成されている。
【００５６】
第２樹脂層７０ａは、ＵＶ硬化樹脂からなる。
【００５７】
上記構成の光情報記録媒体１０ａにおいて、通常、薄膜層４０ａ・６０ａはスパッタにより形成され、樹脂層５０ａ・７０ａはスピンコーティングまたはポリカーボネートフィルムの貼り合せ等によって形成される。
【００５８】
なお、上記基板２０ａは、ポリカーボネートでなく、例えばアクリル系またはポリオレフィン系の樹脂よりなるものでもよい。また、樹脂層５０ａ・７０ａの材質は上記の構成に限るものではない。例えば、第２樹脂層７０ａはポリカーボネートフィルムであってもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態の光情報記録媒体１０ａは、基板２０ａ上に、第１薄膜層４０ａと第１樹脂層５０ａとからなる第１の積層組と、第２薄膜層６０ａと第２樹脂層７０ａとからなる第２の積層組との、２組の積層組が積層されている構成である。
【００６０】
さらに、光情報記録媒体１０ａは、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、樹脂層５０ａ・７０ａのうちの少なくとも一方の樹脂層の、物性値または膜厚の少なくとも一方を選択する構成である。このような選択の例については、後述の実施例において説明する。
【００６１】
ここで、中立面とは、光情報記録媒体１０ａの各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となる面を意味する。
【００６２】
本実施形態のより詳細な具体例として示す以下の媒体１〜７では、第２薄膜層６０ａが、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層として設定されている。
【００６３】
上記構成の光情報記録媒体１０ａに対して、ここで、例えば図１４に示す光情報記録媒体１０のような、本実施形態の構成のように樹脂層５０ａ・７０ａの一方の、物性値または膜厚の少なくとも一方が、適切に設定されていない光情報記録媒体を考える。すると、この光情報記録媒体１０においては、温度変化時または湿度変化時の変形の中立面は、基板２０の膜厚が樹脂層５０ａ・７０ａの膜厚と比較して厚いため、基板２０中に生じることが予想される。この場合には、環境変化時の光情報記録媒体１０の変形量は、結果として大きくなってしまう。
【００６４】
一方、例えば上記構成のように、ヤング率が大きく、光ディスクの半径方向に最も膨張し難い薄膜層のうちでもヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層に変形の中立面を設定できれば、光情報記録媒体全体の変形量を抑制できるのではないかという仮説を考えることができる。
【００６５】
その根拠は以下の通りである。
【００６６】
一般に、膜材料のヤング率が大きい薄膜は、変形し難い薄膜である。すなわち、膜材料のヤング率が大きい薄膜に外力を加えた場合は、他の薄膜に対して同じ外力を加えた場合と比べて、変形量が小さくなる。また、膜材料のヤング率が同じであれば、膜厚が大きい薄膜の方が、変形し難い薄膜である。したがって、薄膜層を構成する薄膜のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜は、環境変化による変形においても、最も変形し難い薄膜であるといえる。
【００６７】
したがって、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体１０ａに生じる変形の中立面が、他の層と比較して変形し難い薄膜層にある場合、すなわちヤング率の高い第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、より変形し難い、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜を有する第２薄膜層６０ａにある場合には、中立面自体の変形量がより小さくなるため、全体の変形量は小さくなるという予測を立てることができる。
【００６８】
以上が上記仮説の根拠である。
【００６９】
なお、中立面自体の変形量が小さいとは、曲げモーメントが均衡していれば曲がることがなく、曲がることによって発生する変形（伸び縮み）が小さいという意味である。これによって、光情報記録媒体全体の反り変形量が小さくなる。
【００７０】
このため、本実施形態において説明する薄膜層が２層の構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体の構造を選択できる。すなわち、薄膜層が２層の光情報記録媒体において、環境変化に影響されず、変形量を小さくして、記録再生動作の信頼性を高めた光情報記録媒体を提供できる。
【００７１】
以下では、上記の構成の本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、実際に光情報記録媒体１０ａの変形の中立面が、薄膜層のうち、第２薄膜層６０ａに設定されていることを確認する。
【００７２】
ここで、この中立面の位置は、直接観測できる量ではない。このため、まず、環境変化時における反り角を、中立面の位置を仮定した上で理論的に計算する。一方、対応する実際の光情報記録媒体において、環境変化時における反り角を測定する。そして、中立面の位置を仮定して計算した反り角と、実際の反り角とを比較し、反り角の値が一致する場合における理論上仮定した中立面の位置を、実際の光情報記録媒体における中立面の位置とみなすこととする。
【００７３】
そこで、まず、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の一例について説明する。
【００７４】
温度変化時には、光情報記録媒体１０ａ内部に、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とが生じている。
【００７５】
ここで、光情報記録媒体１０ａは、図２（ａ）に示すように円盤状であるため、円周方向に働く応力は円周内で均一になる。また、膜厚方向に働く応力も、各層内では一様と仮定できる。したがって、円周方向に働く応力および膜厚方向に働く応力は、変形には寄与しないと仮定できる。
【００７６】
したがって、以降では、光情報記録媒体１０ａの変形において、半径方向に働く応力のみを考慮する。すなわち、該応力によって発生する、光情報記録媒体１０ａの半径方向に垂直な、厚さ方向における反りのみを考慮する。
【００７７】
なお、実際の光情報記録媒体においては、図２（ｂ）（ｃ）に示す反り角θは、例えば温度変化する前においても０ではない。このため、温度変化によって生じる反り角の変化量として単に図２（ｂ）（ｃ）に示す反り角θを用いると、誤差を生じることとなる。したがって、以降では、変形前から変形後までの反り角θの変化量を、環境変化によって生じた反り角の変化量とする。
【００７８】
ここで、簡単のため、上述のような反り変形を、光情報記録媒体１０ａの断面部に相当する５層はりの反り変形と置換して考える。この５層はりの反り変形は、図３に示すｎ層はりの断面図において、ｎ＝５の場合に相当する。そして、変形の大小を、図に示す反り角θを用いて評価する。
【００７９】
上述のような置換を行った場合、例えば温度変化時における光情報記録媒体１０ａ内部に発生する応力〔軸力〕、曲げモーメント等の均衡は、以下の式（１）〜（５）で表すことができる。
【００８０】
【数１】
【００８１】
ここで、上記の式における各記号の意味は次の通りである。まず、ｉ番目の層に関する記号として、αi はｉ層の線膨張係数または湿度膨張係数，Ｅi はｉ層のヤング率，ｔi はｉ層の厚さ，Ｐi はｉ層における軸力，Ｍi はｉ層における曲げモーメント，Ｒi はｉ層における曲率半径，Ｉi はｉ層の断面２次モーメントを意味する。そして、ｂははりの幅（単位長とする），Ｔは変化温度または湿度，Ｌははりの長さ，ｙ（ｙバー）はｎ層はりの中立面位置，θは最大変位部における長さ２ｍｍ内での反り角を意味する。
【００８２】
なお、ｙバーで示す中立面の位置は、ｔi で示すｉ層の厚さと同じ座標方向における位置、すなわち厚み方向における位置を示すものである。
【００８３】
反り角θの変化量を計算する際には、上記の式において、各層の厚さが曲率半径に比較してはるかに小さいため、R1＝R2＝R3＝ ・・・＝ Rn ＝Ｒとして計算を行う。
【００８４】
なお、上記方程式は、線膨張係数を湿度膨張係数に置き換えることにより、湿度変化時における応力（軸力）、曲げモーメント等の均衡を表すこともできる。
【００８５】
また、上述の手順は、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の一例であって、異なる手順を用いて計算することもできる。また、上記の式（１）〜（５）も一例を示すものであって、異なる式を用いることもできる。
【００８６】
上述の手順によって、実際に材質、膜厚および物性値を特定した光情報記録媒体において、変形の中立面の位置を第１薄膜層または第２薄膜層と仮定した場合の反り角の変化量を算出することができる。
【００８７】
ここで、温度変化時における変形量の小さい本実施形態の一例として、以下の表１に、媒体１〜４を示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
媒体１〜４は、本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、反射膜または半透明膜の材料にAlを用いたものである。媒体１〜４は、それぞれ、第２樹脂層７０ａの膜厚のみが異なり、その他の構成は同じである。材質および膜厚は、表１に示す通りである。
【００９０】
ここで、Alは最も一般的に用いられる反射膜材料である。Alは、反射膜または半透明膜に使用される他の金属と、線膨張係数及びヤング率などの物性値がほぼ等しい。なお、以下の表２は、表１に示す媒体１〜４において、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの材料として用いるＵＶ硬化樹脂の物性値を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
なお、示していない物性値については、計算の際には、その材料において通常用いられる値を用いる。
【００９３】
このように構成が特定された媒体１〜４について、変形の中立面の位置を仮定して上述の手順によって反り角θの変化量を計算するとともに、以下で説明する実測において得られた反り角θの変化量と比較する。これによって、変形の中立面の位置を、間接的に確認できる。
【００９４】
上記構成の光情報記録媒体を用いて、温度変化時における変形を測定した。変形を測定するために、まず各媒体１〜４を２３℃に保持された恒温槽中に３日放置した。そして、その後、恒温槽内で媒体の反り角θを測定した。次に、恒温槽内の温度を５０℃に変更し、同様に３日放置した。そして、恒温槽内で媒体の同一点の反り角θを測定し、上記２３℃の場合の反り角θとの差を反り角θの変化量とした。
【００９５】
なお、上記の測定のために、恒温槽に３日放置しているのは、３日もあれば十分に定常状態に到達すると考えられるためである。
【００９６】
図４のグラフに、上記の実測値と、上記の式を用いて計算した理論値とを示す。図４の縦軸は、上記のように実測、または計算した反り角θの変化量（Δチルト）を示す。図４の横軸は、第２樹脂層７０ａの膜厚を示す。
【００９７】
実測値として、各媒体１〜４によって得られた結果を、それぞれ丸点によって図４に示した。図４に示すように、媒体１〜４の温度変化時の反り角θの変化量は、一般に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲内となっている。すなわち、媒体１〜４は、温度変化時における変形量の小さい光情報記録媒体である。
【００９８】
また、理論値として、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに仮定した場合と第２薄膜層６０ａに仮定した場合とについて、それぞれ上述の手順によって得た反り角θの変化量を、破線および実線にて図４に示す。
【００９９】
図４によれば、変形の中立面が第２薄膜層６０ａにあるとした場合の理論値（実線）と、実測値（丸点）とが、ほぼ一致することがわかる。したがって、本実施形態の光情報記録媒体１０ａの一例である媒体１〜４においては、変形の中立面が第２薄膜層６０ａ中にあることが確認できた。このように、変形の中立面が第２薄膜層中６０ａにあるのは、第１薄膜層４０ａより第２薄膜層６０ａのほうが厚く、より変形し難いためであると考えられる。
【０１００】
なお、ヤング率については、第１薄膜層４０ａ、第２薄膜層６０ａはともに同一材料(Al)を用いているため、両者とも同じである。
【０１０１】
以上のように、温度変化による変形の際の実測値と方程式より求めた理論値とを比較することによって、光情報記録媒体の変形の中立面の位置を確認することができた。また、この温度変化時における変形の小さい光情報記録媒体において、その変形の中立面は、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい膜を有する薄膜層である第２薄膜層にあることを示した。
【０１０２】
また、実測値と理論値とはよい一致を見せているので、上述の、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順は、妥当であることが確認できた。
【０１０３】
したがって、温度変化時において、後述する実施例において示すように、変形の中立面の位置を仮定し、その仮定によって、上記の式（１）〜（５）を用いて、例えば反り角の変化量と線膨張係数との関係を求め、好ましい線膨張係数の範囲を推測することもできる。
【０１０４】
次に、湿度変化時における変形量が小さい本実施形態の媒体の一例として、以下の表３に、媒体５〜７を示す。
【０１０５】
【表３】
【０１０６】
媒体５〜７は、本実施形態の光情報記録媒体１０ａにおいて、反射膜および半透明膜の材料に、上述の例のAlとは異なり、Niを用いたものである。媒体５〜７は、それぞれ第２樹脂層７０ａの厚みのみが異なり、その他の構成は同じである。なお、表３に示す第１樹脂層５０ａの材料であるＵＶ硬化樹脂３の物性値は、前記の表２に示したものである。また、計算の際には、上述の例と同様に、樹脂層以外の層の物性値については通常用いられる値を用いて計算する。
【０１０７】
上記構成の光情報記録媒体１０ａについて、湿度変化による反り角θの変化量（Δチルト）を測定した。湿度変化における変形を測定するために、まず各媒体を２５℃で湿度５０％に保持された恒温恒湿槽中に３日放置した。そして、その後、同恒温恒湿槽内で媒体の反り角を測定した。次に、同恒温恒湿槽内を２５℃で湿度９０％に変更し、同様に３日放置した。そして、同恒温恒湿槽内で媒体の同一点の反り角θを測定し、上記５０％の場合の反り角θとの差を反り角θの変化量とした。
【０１０８】
なお、上記の測定のために、恒温恒湿槽に３日放置しているのは、３日もあれば十分に定常状態に到達すると考えられるためである。
【０１０９】
図５のグラフに、上記の実測値と、上記の式を用いて計算した理論値とを示す。図５の縦軸は、上記のように実測、または計算した反り角θの変化量を示す。図５の横軸は、第２樹脂層７０ａの膜厚を示す。
【０１１０】
実測値として、各媒体５〜７によって得られた結果を、それぞれ丸点によって図５に示した。図５に示すように、媒体５〜７の湿度変化時の反り角θの変化量は、一般に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲内となっている。すなわち、媒体５〜７は、湿度変化時における変形量の小さい光情報記録媒体である。また、理論値として、変形の中立面を第２薄膜層６０ａに仮定した場合について計算した反り角θの変化量を、実線にて図５に示す。
【０１１１】
図５によれば、変形の中立面が第２薄膜層６０ａにあるとした場合の理論値（実線）と、実測値（丸点）とが、ほぼ一致することがわかる。したがって、本実施形態の光情報記録媒体１０ａの一例である媒体５〜７においては、変形の中立面が第２薄膜層中６０ａにあることが分かる。
【０１１２】
このことより、温度変化時と同様、湿度変化時においても、変形量が小さなときには、薄膜自体の膜厚とそのヤング率との積が最も大きな薄膜を含む薄膜層に変形中心があるといえる。
【０１１３】
また、実測値と理論値とはよい一致を見せているので、湿度変化時においても、中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の妥当性が示された。
【０１１４】
したがって、湿度変化時においても、前述の温度変化時と同様に、変形の中立面の位置を仮定することができる。そして、その仮定を用いて、例えば、反り角の変化量と湿度膨張係数との関係を求め、好ましい湿度膨張係数の範囲を推測することができる。このような推測については、以下の実施例において説明する。
【０１１５】
なお、上述した本発明に係る光情報記録媒体の一例においては、変形の中立面が第２薄膜層６０ａに設定されていることが簡単に分かるように、第１薄膜層４０ａおよび第２薄膜層６０ａの材料を同じにしている。しかし、上述の構成でないとしても、本発明に係る光情報記録媒体であれば、上述のように、仮説の適否を確認し、計算の手順の妥当性を確認することができる。
【０１１６】
以上のように、従来薄膜層が複数の場合には不明確であった中立面の位置を、温度変化時または湿度変化時において生じる変形量が小さい、２層の薄膜層を有する媒体において、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層にあると特定した。
【０１１７】
また、上述のように、変形の中立面の位置を仮定して反り角を理論的に計算する手順の妥当性も確認した。よって、以下で説明するように、記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層が２層以上であっても、この手順を用いて、中立面の位置を特定の薄膜層に仮定した上で、例えば１つの樹脂層の膜厚または物性値を選択し、温度変化時または湿度変化時に伴う反りを確実に防止できる光情報記録媒体を得ることができる。
【０１１８】
なお、以上においては、薄膜層が２層の場合、すなわち薄膜層と樹脂層との積層組が２組の場合において、中立面の位置を仮定して反り角を計算する方法について述べたが、積層組が３組以上の場合であっても同様に中立面の位置を仮定して反り角を求めることができる。また、実際の変形の中立面の位置についても、積層組が３組以上であっても、例えば上述と同様に実測し、上述のように計算した理論値と比較することによって、膜材料のヤング率と膜厚との積が最大の薄膜を有する薄膜層に、実際の変形の中立面があることを確かめることができる。
【０１１９】
〔実施例１〕
本実施例に係る光情報記録媒体１０ａは、上述のように妥当性を示した、式（１）〜（５）および仮説を用いて、以下のように、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａのうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定される（以下、「中立面の位置を最適化する」と表現する。）ように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値または膜厚を選択する構成である。
【０１２０】
ここで、本実施形態においては、特に第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの一方の物性値を選択して、中立面の位置を最適化する場合について説明する。このように、記録特性とは無関係の樹脂層のうち、例えば一つの樹脂層の物性値を選択することによって中立面の位置を最適化すれば、最も簡単に中立面の位置を最適化して反り変形の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０１２１】
なお、一つの樹脂層のみの選択でなく、任意の組み合わせの樹脂層を選択して好ましい範囲を選択することもできる。すなわち、選択する樹脂層の数は限定されないので、例えば、全ての樹脂層の物性値を変更可能として好ましい範囲を選択することも可能である。
【０１２２】
また、樹脂層の物性値のみならず、樹脂層の膜厚を調節して反り変形を減少させることも可能である。しかし、例えば樹脂層の厚みとして２０μｍ以内とする光情報記録媒体の規格もあるので、膜厚のみを調節して反り変形を防止するのは困難である。そこで、例えば物性値の調節と膜厚の調節とを組み合わせることによって、より簡単な構成で反り変形を防止することもできる。
【０１２３】
本実施例に係る光情報記録媒体は、薄型基板と２層の薄膜層とを有する、情報の再生のみを行う光情報記録媒体（２層ＲＯＭ）である。
【０１２４】
本実施例は、薄膜層中に、金属よりなる反射膜または半透明膜のみを有する構成である。すなわち、２層の薄膜層の双方に誘電体を含んでいない構成である。したがって、本実施例の光情報記録媒体１０ａは、第１薄膜層４０ａ中には反射膜４４ａのみを含んでおり、第２薄膜層６０ａ中には、半透明膜６４ａのみを含んでいる。
【０１２５】
このような構成は、２層ＲＯＭのような光情報記録媒体においては、一般的である。また、反射膜または半透明膜に使用される何種かの材料においては、材料ごとにヤング率、線膨張係数及び好ましい膜厚は異なるが、その差異は第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａや樹脂製の基板２０ａに使用される材料における材料ごとの差異と比較して非常に小さい。したがって、一つの材料について調べて得た特性を、他の材料についても適用することができる場合がある。
【０１２６】
この２層ＲＯＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体８）は、以下の表４に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１２７】
【表４】
【０１２８】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の層の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。例えば、第１薄膜層４０ａのAlのヤング率を7.57E+10[Pa]と、第２薄膜層６０ａのAuのヤング率を8.83E+10[Pa]とする。すると、本実施例においては、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい膜を有する薄膜層は、第１薄膜層４０ａである。
【０１２９】
上記構成の媒体８において、物性値として第１樹脂層５０ａの線膨張係数を選択し、温度変化時における、この物性値の好ましい範囲を以下のように特定する。
【０１３０】
すなわち、以下で説明するように、中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、その仮定を用いて反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を求めることができる。そして、反り角θの変化量を一定の小さい範囲に限定することによって、第１樹脂層５０ａの線膨張係数の好ましい範囲を限定することができるのである。そして、第１樹脂層５０ａとして上記の範囲の線膨張係数を持つものを選択することにより、媒体の変形の中立面が、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定され、中立面の位置が最適化される。
【０１３１】
より詳細に説明すると、以下の通りである。表４に示された膜厚および材質の物性値を用い、さらに、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、上述の式（１）〜（５）に代入すると、温度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を得ることができる。
【０１３２】
このようにして得られた計算結果として、図６に、一般的なＵＶ樹脂が有するヤング率の範囲（2.0 E+9 〜5.0 E+9 [Pa]）において、第１樹脂層５０ａのヤング率を何通りか変化させた場合の、第１樹脂層５０ａの線膨張係数と反り角θの変化量、すなわちΔチルトとの関係を示す。
【０１３３】
ここで、図６においては、Δチルトが−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にあれば、一般的に好ましい範囲である−5.0 〜5.0[mrad] よりも小さいので、変形量が十分に小さいとみなすことができる。したがって、図６より、線膨張係数は3.5E−5〜1.1E−4 の範囲内である場合に、変形量が十分に小さくなることが予測できる。
【０１３４】
すなわち、以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８において、第１樹脂層５０ａの線膨張係数を3.5E−5 〜1.1E−4 の範囲から選択し、作成すれば、温度変化時の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定でき、温度変化時の反り変形を小さくできる。
【０１３５】
また、例えば、線膨張係数の範囲を5.5E−5 〜8.0E−5 より選択すれば、反り角の変化量がより小さい−1.0 〜1.0[mrad] の範囲にあるので、温度変化時の反り角の変化量をより小さくできる。
【０１３６】
また、表４に示された膜厚および材質から、湿度変化させた場合の反り角の変化量と第１樹脂層の湿度膨張係数との関係も得ることができる。すなわち、上述と同様の手順によって、湿度変化させた場合の図７を得ることができる。図７を参照すると、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８において、第１樹脂層の湿度膨張係数を4.3E−5 以下の範囲から選択すれば、湿度変化時の変形量を十分に小さくできることが分かる。
【０１３７】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体８は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１３８】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１３９】
また、本実施例の媒体８は、上記積層組が２組であり、表４に示すように、第１、第２薄膜層４０ａ・６０ａはいずれも金属よりなる構成である。さらに、媒体８は、第１樹脂層５０ａの線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあり、かつ、第１樹脂層の湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にある光情報記録媒体である。
【０１４０】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層５０ａを形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１４１】
〔実施例２〕
次に、薄膜層中に誘電体を含んでいる構成の光情報記録媒体について説明する。本実施例に係る光情報記録媒体は、薄型基板と２層の薄膜層とを有する、情報の再生および記録が可能な光情報記録媒体（２層ＲＡＭ）であり、２層の薄膜層の双方に、誘電体を含んでいる。
【０１４２】
上記のように誘電体を含んでいる構成の場合は、以下の理由で、誘電体の物性値や膜厚が重要となる。
【０１４３】
誘電体は、他の材料と比較してヤング率が高く、線膨張係数が低いため、他の材料と比較して変形しにくい。このような誘電体のうち、光情報記録媒体に使用される何種かの誘電体においても、材質に依存するヤング率、線膨張係数などの物性値及び好ましい膜厚などは、やはり誘電体ごとに異なるものとなっている。しかし、その差異は、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの材料同士や樹脂製の基板２０ａの材料同士の場合と比べて、非常に小さい。したがって、温度変化時における光情報記録媒体の変形において、誘電体膜の物性値や膜厚が、最も支配的になる。
【０１４４】
この２層ＲＡＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体９）は、以下の表５に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１４５】
【表５】
【０１４６】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。
【０１４７】
したがって、本実施例においては、第１薄膜層４０ａと第２薄膜層６０ａとでは、各薄膜層に含まれる薄膜における膜材料のヤング率と膜厚との積のうち、最も大きいものの値が、同じ値となっている。
【０１４８】
上記構成の媒体９において、物性値として第１樹脂層５０ａの線膨張係数を選択し、温度変化時における、この物性値の好ましい範囲を以下のように特定する。すなわち、本実施例においても、上述の実施例と同様に、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの一方である第１樹脂層５０ａの物性値の範囲を選択することによって、中立面の位置を最適化する。
【０１４９】
すなわち、以下で説明するように中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、その仮定を用いて反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を求めることができる。そして、反り角θの変化量を一定の小さい範囲に限定することによって、第１樹脂層５０ａの線膨張係数の好ましい範囲を限定することができるのである。
【０１５０】
そして、第１樹脂層５０ａとして上記の範囲の線膨張係数をもつものを選択することにより、実際に変形の中立面が、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きい薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定され、中立面の位置が最適化される。
【０１５１】
ここで、表５に示す媒体９は、図１に光情報記録媒体１０ａとして示す構成をもつものである。上述のように、本実施例の媒体９においては、第１薄膜層４０ａと第２薄膜層６０ａとでは、各薄膜層に含まれる薄膜における膜材料のヤング率と膜厚との積のうち、最も大きいものの値が、同じ値となっている。
【０１５２】
一方、上述した光情報記録媒体１０ａの構成においては、通常は、第２薄膜層６０ａの半透明膜６４ａよりも第１薄膜層４０ａの反射膜４４ａの方が厚くなっている。そのため、このような通常の場合においては、第１薄膜層４０ａの方が、第２薄膜層６０ａよりも変形し難い。
【０１５３】
そこで、以下では、このような通常の場合に対応させるため、中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して計算を行う。
【０１５４】
表５に示された膜厚および材質の物性値を用い、さらに、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定して、上述の式（１）〜（５）に代入すると、温度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの線膨張係数との関係を得ることができる。
【０１５５】
このようにして得られた計算結果として、図８に、一般的なＵＶ樹脂が有するヤング率の範囲（2.0 E+9 〜5.0 E+9[Pa] ）において、第１樹脂層５０ａのヤング率を何通りか変化させた場合の、第１樹脂層５０ａの線膨張係数と反り角θの変化量、すなわちΔチルトとの関係を示す。
【０１５６】
ここで、図８においては、Δチルトが−3.0 〜3.0 [mrad]の範囲にあれば、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さいので、変形量が十分に小さいとみなすことができる。したがって、図８より、線膨張係数を7.4E−5 〜1.6E−4 の範囲から選択した場合には、変形量を十分に小さくできることが分かる。
【０１５７】
すなわち、以上のように、第１樹脂層５０ａの線膨張係数を7.4E−5 〜1.6E−4 の範囲より選択すれば、本実施例の媒体９において、温度変化時の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定できる。したがって、中立面の位置を最適化して、温度変化時の反り変形を小さくできる。
【０１５８】
なお、上述のように、光情報記録媒体の変形においては、誘電体膜の物性値や膜厚が最も支配的となるので、上述のように得られた結果は、誘電体膜の物性値や膜厚が同じであれば、他の膜、例えば記録膜などの物性値や膜厚が多少変化したとしても、ほぼ変わらない。
【０１５９】
また、表５に示された膜厚および材質を用いて、湿度変化させた場合の反り角θの変化量と第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数との関係も得ることができる。すなわち、上述の実施例と同様の手順によって、湿度変化させた場合の図９を得ることができる。図９を参照すると、媒体９では、第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数が4.8E−5 以下の時に、変形量が十分に小さくなると予測できる。
【０１６０】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体９は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層の一つである第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１６１】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１６２】
また、本実施例の媒体９は、上記積層組が２組であり、表５に示すように、第１、第２薄膜層はいずれも誘電体よりなる構成である。さらに、媒体９は、第１樹脂層の線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあり、かつ、第１の樹脂層の湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にある光情報記録媒体である。
【０１６３】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層を形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１６４】
〔実施例３〕
つぎに、２層の薄膜層を有し、その薄膜層のいずれか一方にのみ誘電体を含む光情報記録媒体（ＲＯＭ＋ＲＡＭ）について説明する。
【０１６５】
このＲＯＭ＋ＲＡＭの一例である本実施例の光情報記録媒体（媒体１０）は、以下の表６に示す材質および膜厚を備えた構成である。
【０１６６】
【表６】
【０１６７】
この構成において、第１樹脂層５０ａ以外の物性値は、通常用いられる物性値として設定されている。
【０１６８】
本実施例の媒体１０は、第１薄膜層４０ａ中には上述した各膜４１ａ〜４４ａを含んでおり、第２薄膜層６０ａ中には半透明膜６４ａのみを含んでいる。したがって、本実施例においては、第１薄膜層４０ａが、膜材料のヤング率と膜厚との積が最大の薄膜層に設定されている。
【０１６９】
この光情報記録媒体１０ａの場合は、上述した実施例における、双方の薄膜層に誘電体を含む場合および双方の薄膜層に誘電体を含まない場合と比較して、その中間の特性をもつことが予想される。
【０１７０】
すなわち、環境変化時における変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａと仮定すると、変形量が小さくなるような、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数の範囲は、前述の２種の光情報記録媒体の場合の範囲に、少なくとも含まれていると予想できる。よって、線膨張係数は3.5E−5 〜1.6E−4 以下の時に変形量が十分小さくなると予想できる。また、湿度膨張係数は4.8E−5 以下の時に変形量が十分に小さくなることが予想できる。
【０１７１】
これは、上記した、２層ある薄膜層の双方に誘電体が含まれている場合と、双方に誘電体が含まれていない場合とでは、誘電体が含まれている場合の方が、線膨張係数の範囲を決める境界の値が大きいことからも確認できる。
【０１７２】
したがって、光情報記録媒体１０ａの一例である媒体１０の作成において、第１樹脂層５０ａの線膨張係数および湿度膨張係数を上述の範囲から選択すれば、変形の中立面の位置を第１薄膜層４０ａに設定して、温度変化時および湿度変化時における反り変形の小さい光情報記録媒体１０ａを形成できる。
【０１７３】
以上のように、本発明に係る光情報記録媒体の一例である媒体１０は、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層である第１薄膜層４０ａに設定されるように、第１、第２樹脂層５０ａ・７０ａの物性値が選択されている。本実施例においては、第２樹脂層７０ａの物性値は固定し、第１樹脂層５０ａの物性値の好ましい値を選択した。
【０１７４】
したがって、上記の構成によれば、温度変化や湿度変化などの環境変化による光情報記録媒体の変形量を小さくすることができる。
【０１７５】
また、本実施例の媒体１０は、上記積層組が２組であり、表６に示すように、各積層組の薄膜層の一方である第１薄膜層４０ａに誘電体が含まれている構成である。さらに、媒体１０は、一方の積層組の樹脂層である第１樹脂層５０ａの線膨張係数Ｘ〔1/℃〕は3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあり、かつ、第１樹脂層５０ａの湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕は０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にある光情報記録媒体１０ａである。
【０１７６】
したがって、上記構成によれば、第１樹脂層５０ａを形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）が上記の範囲に含まれるので、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。
【０１７７】
なお、以上に述べた実施形態および実施例１〜３においては、光情報記録媒体において一般に多く用いられる構成の材料および膜厚について、中立面の位置を決定し、反り角の変化量を少なくするような物性値の範囲を決定できることを示したが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、あまり光情報記録媒体に用いられない材料の場合であっても、上述と同様に中立面の位置を決定し、反り角の変化量を少なくするような物性値の範囲を決定できるので、上述と同様の効果を得ることができる。
【０１７８】
また、以上に述べた実施形態および実施例１〜３においては、薄膜層を２つ備えた光情報記録媒体についてのみ説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂのように、３以上の整数をｎとして、薄膜層をｎ層備えている構成でもよい。
【０１７９】
光情報記録媒体１０ｂは、基板２０ｂ上に、第１薄膜層４０ｂ、第１樹脂層５０ｂ、第２薄膜層６０ｂ、第２樹脂層７０ｂに加えて、以下、ｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｂおよび第ｎ樹脂層１１０ｂまでを、順に備えている。
【０１８０】
各薄膜層の構成は、図１に示す光情報記録媒体１０ａと同様の構成となっている。
【０１８１】
すなわち、例えば、第１薄膜層４０ｂに含まれる誘電体膜４１ｂ、記録膜４２ｂ、誘電体膜４３ｂ、反射膜４４ｂは、図１に示す光情報記録媒体１０ａの第１薄膜層４０ａに含まれる誘電体膜４１ａ、記録膜４２ａ、誘電体膜４３ａ、反射膜４４ａとそれぞれ同様の構成である。
【０１８２】
また、第２薄膜層６０ｂないし第ｎ薄膜層１００ｂの各薄膜層に含まれる、各膜６１ｂ〜６４ｂまたは各膜１０１ｂ〜１０４ｂなどの構成は、図１に示す光情報記録媒体１０ａの第２薄膜層６０ａに含まれる各膜６１ａ〜６４ａと同様である。
【０１８３】
また、上述の実施形態の光情報記録媒体１０ａは、図１で示すように、薄膜層が４層の薄膜よりなる構成としているが、これは薄膜数が多い場合の一般的な構造を表示しているのであって、本発明はこれに限られるものではない。例えば、半透明膜や反射膜等のみの単層の薄膜層や、より複雑な積層構造を持つ薄膜層を有する光情報記録媒体であってもよい。
【０１８４】
なお、上述の実施形態および実施例１〜３においては、各樹脂層が単層である場合のみを説明したが、本発明はこれに限るものではなく、多層の樹脂層であってもよい。例えば、ポリカーボネートフィルムを貼り付けるための接着剤等がそのフィルム上にある場合のように、２層の樹脂層であってもよい。また、異種のＵＶ硬化樹脂が積層されている場合のように、多層樹脂層であってもよい。
【０１８５】
また、上記図１に示した構成においては、反射膜４４ａおよび半透明膜６４ａの配置から分かるように、情報読み取りの際の光入射面は、基板側２０ａでなく、基板より最も離れた第２樹脂層７０ａ表面となっている。上記の図１０の構成においても、同様に、基板２０ｂから離れた第ｎ樹脂層１１０ｂが光入射面となる。この構成においては、光入射面となる、第２樹脂層７０ａの膜厚、または、第ｎ樹脂層１１０ｂの膜厚には、非常に高い均一性が要求される。
【０１８６】
しかし、本発明に係る光情報記録媒体は、このような均一性を不要とするような積層順の構成をもつ光情報記録媒体であってもよい。すなわち、図１１に示すように、薄膜層をｎ層有する光情報記録媒体１０ｃのような構成であってもよい。
【０１８７】
上記の図１１の構成においては、光入射面である基板２０ｃ表面は、均一性が高い圧縮成型がされる。また、薄膜層と樹脂層とからなる積層組の積層順は、図１０と同様になっている。一方、および薄膜層内の記録膜の構成、すなわち薄膜層内の積層順は、上記の図１０と比べて逆になっており、かつ一部が変更されている。
【０１８８】
この変更箇所として、反射膜４４ｂと半透明膜１０４ｂとが入れ替えられ、それぞれ半透明膜１０４ｃと反射膜４４ｃとになっている。なお、各薄膜層に含まれる、上記以外の膜、例えば、４１ｃ〜４３ｃ、６１ｃ〜６４ｃ、１０１ｃ〜１０３ｃは、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂの薄膜相中に含まれる、４１ｂ〜４３ｂ、６１ｂ〜６４ｂ、１０１ｂ〜１０３ｂと同様である。
【０１８９】
そして、基板２０ｃ表面よりレーザ光が入射し、薄膜層の内のひとつに焦点を結び、信号の再生又は記録を行うようになっている。
【０１９０】
この構造の光情報記録媒体１０ｃでは、第ｎ樹脂層１１０ｃの膜厚に高い均一性は必要ない。そのため、スピンコート等によって、基板２０ｃより最も離れた樹脂層である、 1〜30μｍの第４樹脂層１１０ｃを形成することが可能となる。
【０１９１】
言い換えると、前述の光情報記録媒体１０ｂ，１０ｃのどちらにおいても、第１樹脂層、第２樹脂層、および第３樹脂層には、基板同様に高い均一性が必要とされる。しかし、上記図１１に示す光情報記録媒体１０ｃの構成によれば、第４樹脂層の均一性は不要となり、第４樹脂層の構成は自由に選択をすることが可能となる。
【０１９２】
また、例えば図１４に示す従来の光情報記録媒体１０において、周辺湿度が上昇したときには、光情報記録媒体１０は図１５（ｂ）に示されるような角度θの−方向の反り（基板２０側への反り）を示す。このような反り変形をより確実に防止するために、各積層組の樹脂層の湿度膨張係数よりも大きな湿度膨張係数とを有する材料を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜を形成する構成も好ましい。
【０１９３】
すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、図１０に示す構成の光情報記録媒体１０ｂにさらに基板保護膜３０ｄを形成した、図１２に示す光情報記録媒体１０ｄのような構成であってもよい。
【０１９４】
この光情報記録媒体１０ｄの構成においては、基板保護膜３０ｄ以外の基板２０ｄおよび各膜４０ｄ〜１１０ｄは、図１０に示す光情報記録媒体１０ｂの基板２０ｂおよび各膜４０ｂ〜１１０ｂと同様の構成である。
【０１９５】
この構成によれば、周辺湿度上昇時には、基板保護膜３０ｄが、各積層組の樹脂層よりも膨張して上述のような反り変形を打ち消すので、湿度変化時における反り変形をより確実に防止できる。
【０１９６】
また、図１２に示す光情報記録媒体１０ｄの基板保護膜３０ｄは、上記構成において、さらに、基板の線膨張係数と同等かあるいは小さな線膨張係数を有するものであってもよい。
【０１９７】
ここで、例えば図１４に示す従来の光情報記録媒体１０において、周辺温度が上昇したときには、光情報記録媒体１０は図１５（ａ）に示されるような角度θの＋方向の反り（第２樹脂層７０側への反り）を示す。
【０１９８】
一方、上述の構成によれば、例えば、線膨張係数が基板２０ｄと同程度の場合には、温度変化時における上記基板保護膜３０ｄによる効果は、基板２０ｄの厚みの誤差程度にしか過ぎなくなる。一方、基板保護膜３０ｄの線膨張係数が小さければ、上記基板保護膜３０ｄは基板２０ｄの膨張を抑制する。よって、温度変化時( 温度上昇時) における、光情報記録媒体１０ｄの変形を抑制できる。
【０１９９】
また、基板保護膜３０ｄは、スピンコート等の塗布によって形成する構成であってもよい。この構成によれば、安価に形成できるので有利である。
【０２００】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、基板より最も遠い樹脂層表面が光入射面である場合には、各樹脂膜の層は、405nm 近辺の短波長領域において、８０％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２０１】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。この構成によれば、各樹脂層の短波長領域における透過率が高いことにより、青色レーザ等の短波長レーザが信号の記録再生時に使用可能となり、より高密度記録が可能となる。
【０２０２】
また、本発明に係る光情報記録媒体は、基板表面が光入射面である場合には、基板より最も離れた樹脂層を除く各樹脂膜の層および基板は、405nm 近辺の短波長領域において、８０％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２０３】
この構成によれば、基板より最も離れた樹脂層を除く各樹脂膜の層および基板の短波長領域における透過率が高いことにより、青色レーザ等の短波長レーザが信号の記録再生時に使用可能となり、さらなる高密度記録が可能となる。
【０２０４】
また、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、基板２０ｂ、第１薄膜層４０ｂ、第１樹脂層５０ｂ、第２薄膜層６０ｂ、第２樹脂層７０ｂに加えて、以下３以上の整数をｎとしてｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｂおよび第ｎ樹脂層１１０ｂまでを、順に備えている構成であってもよい。
【０２０５】
上記構成において、情報読み取り時には、第ｎ樹脂層１１０ｂ下面よりレーザを照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。また、１０４ｂ、６４ｂなどで示される薄膜は半透明膜である。各樹脂層は、レーザ光が透過するようになっている。また、さらに、基板２０ｂ上に、薄膜層とは反対の面に、基板保護膜を備えた構成であってもよい。また、上記構成における第４樹脂層の膜厚は、0.1 ｍｍないし２０μｍが好ましい。
【０２０６】
さらにまた、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、第ｎ樹脂層１１０ｂが基板２０ｂと同じ材質であるポリカーボネートフィルムよりなる構成であってもよい。情報読み取り時には、第ｎ樹脂層１１０ｂ下面よりレーザを照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。各樹脂層は、レーザ光が透過するようになっている。この構成の場合には、線膨張係数や湿度膨張係数を変化させて基板２０ｂとの応力バランスをとるための樹脂層は、第ｎ樹脂層１１０ｂ以外のものを選択する必要がある。
【０２０７】
さらにまた、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような形態であってもよい。すなわち、上記した図１０と同様の断面形状をもち、第ｎ樹脂層以外の樹脂層が、ポリカーボネートフィルムよりなる構成であってもよい。
【０２０８】
また、上記した本発明に係る光情報記録媒体は、以下のような構成であってもよい。すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、図１１に示すような断面形状をもち、基板２０ｃ、第１薄膜層４０ｃ、第１樹脂層５０ｃ、第２薄膜層６０ｃ、第２樹脂層７０ｃに加えて、以下３以上の整数をｎとしてｎ番目の積層組の第ｎ薄膜層１００ｃおよび第ｎ樹脂層１１０ｃまでを、順に備えている構成であってもよい。
【０２０９】
上記構成において、情報読み取り時には、光情報記録媒体１０ｃの基板２０ｃ上面よりレーザ光を照射し、各薄膜層に焦点を合わせて信号読み取りを行う。また、１０４ｃ、６４ｃなどで示される薄膜は半透明膜であり、４４ｃで示される薄膜が反射膜である。また、各樹脂層はＵＶ硬化樹脂によって形成され、１１０ｃで示される第４樹脂層以外はレーザ光が通過する必要がある。また、上記構成に加えて、基板２０ｃに対して薄膜層とは反対の側に、基板保護膜を備えた構成であってもよい。この場合の基板保護膜は透明である必要がある。また、上記構成における各樹脂層の厚みは２０μｍ程度が好ましい。
【０２１０】
なお、上述の説明においては、中立面の位置を仮定して、選択を行うパラメータとして、物性値および膜厚のうち、線膨張係数を選択した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば膜厚を選択する構成であってもよい。しかし、現実の光情報記録媒体においては、例えば樹脂層の膜厚を自由に設定することはあまり現実的ではない。例えば、樹脂層の厚みとして２０μｍ以内とする光情報記録媒体の規格もある。このため、例えば上記のように線膨張係数を選択して再設定することができれば、光情報記録媒体の製作において便利である。
【０２１１】
なお、本発明に係る光情報記録媒体は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が２組以上積層され、樹脂層に発生する応力を増加させて、応力の総和である樹脂層の軸力を大きくし、基板の軸力と均衡させることにより、変形の中立面が薄膜層内に設定されるように、樹脂層の線膨張係数またはヤング率などの物性値を、基板の該物性値よりも大きくしたことを特徴とする光情報記録媒体でもある。
【０２１２】
また、本発明の実施形態における２層以上の薄膜層（情報の記録又は再生層）を持ちうる光情報記録媒体としては、CD(Compact disk)，CD-ROM(Compact disk-Read Only Memory) ，CD-R(Compact disk-Recordable) ，CD-RW(Compact disk ReWritable) ，DVD(Digital Video Disc, Digital Versatile Disc) ，DVD-ROM，DVD-R ，DVD-RW等の円盤状の光情報記録媒体が挙げられるものの、本発明の形態はこれらに限られるものではない。
【０２１３】
また、本発明は上述した具体例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる構成の具体例としてそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２１４】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。
【０２１５】
すなわち、本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されていることを特徴としている。
【０２１６】
上記構成において、中立面とは、光情報記録媒体の各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計が０となる面を意味する。
【０２１７】
また、上記構成において、一般に薄膜層は非常に薄いため、中立面だけでなく、中立面が設定された薄膜層全体において、各層において発生する曲げモーメントの総和と、その中立面にかかる各層の軸力による曲げモーメントの総和との合計は、ほぼ０となっている。
【０２１８】
ここで、一般に、膜材料のヤング率が大きい薄膜は、変形し難い薄膜である。すなわち、膜材料のヤング率が大きい薄膜に外力を加えた場合は、他の薄膜に対して同じ外力を加えた場合と比べて、変形量が小さくなる。また、膜材料のヤング率が同じであれば、膜厚が大きい薄膜の方が、変形し難い薄膜である。したがって、２組以上の積層組にそれぞれ含まれた薄膜層を構成する薄膜のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜は、環境変化による変形においても、最も変形し難い薄膜である。
【０２１９】
上記構成のように、この最も変形し難い薄膜を有する薄膜層中に、環境変化時における変形の中立面を設定すれば、以下の発明の実施の形態において示すように、環境変化時における変形を従来より抑制できる。すなわち、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体に生じる変形の中立面を、他の層と比較して変形し難い薄膜層である、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜層に設定すれば、中立面自体の変形量がより小さくなるため、光情報記録媒体全体としての変形量を小さくできる。
【０２２０】
したがって、例えば薄膜層が２層の構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体の構造を選択できる。すなわち、例えば薄膜層が２層の光情報記録媒体において、環境変化に影響されず、変形量を小さくして、記録再生動作の信頼性を高めた光情報記録媒体を提供できる。
【０２２１】
また、上記の構成によれば、基板の片側に薄膜層および樹脂層が設けられるので、光情報記録媒体を製造する際には基板上に順に薄膜層および樹脂層を形成すればよい。したがって、基板保護のための層を、基板に対して薄膜層とは反対の側に形成する必要がない。よって、製造工程を複雑化させず、製造コストを削減できる。
【０２２２】
すなわち、上記の構成によれば、温度変化時または湿度変化時における光情報記録媒体の変形量を小さくして、再生動作の信頼性を高めることができるだけでなく、さらに、光情報記録媒体の製造コストを削減できる。
【０２２３】
なお、上記薄膜層は、誘電体膜、記録膜、反射膜、半透明膜などの薄膜よりなる単層または多層の薄膜層である。
【０２２４】
また、上記の構成において、各々の樹脂層は単層でも多層であってもかまわない。
【０２２５】
本発明に係る光情報記録媒体は、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、上記樹脂層の物性値または膜厚の少なくとも一方を設定したことを特徴としている。
【０２２６】
ここで、通常は、光情報記録媒体の基板と記録膜との材料および膜厚は、一定の記録特性が見込まれる所定の物性値を有する材料および膜厚から、使用目的に応じて決まった材料および膜厚を選択して用いられる。
【０２２７】
このように決定された基板と記録膜との材料および膜厚に対して、上記構成のように、記録特性とは無関係の樹脂層の物性値および膜厚を設定すれば、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０２２８】
すなわち、環境変化時における変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、樹脂層の物性値または膜厚を設定すれば、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができる。
【０２２９】
なお、物性値または膜厚をどの樹脂層に対して設定するかは任意であり、樹脂層の何れか１つ以上を適宜選択すればよい。ただし、どの樹脂層にどのような値の物性値または膜厚を割り当てるかは、樹脂層の選択の仕方に応じて変化する。
【０２３０】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層にそれぞれ誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２３１】
ここで、湿度膨張係数とは、温度一定(25 ℃) 時に、対象物周辺の相対湿度が上昇した場合の単位長あたりの伸び量を、1 ％あたりの湿度膨張率に換算したものであり、線膨張係数の算出法と同様に算出されるものである。
【０２３２】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２３３】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２３４】
なお、上記構成において、誘電体が含まれていると規定するのは、以下の理由による。すなわち、誘電体は、薄膜に用いる他の材料と比較してヤング率が高く、線膨張係数が低いため、他の層と比較して変形しにくい。このため、温度変化時における光情報記録媒体の変形において、誘電体膜の物性値や膜厚が、最も支配的になる。また、ここで誘電体のうち、光情報記録媒体に使用される何種かの誘電体においても、材質に依存するヤング率、線膨張係数などの物性値及び好ましい膜厚などは、やはり誘電体ごとに異なるものとなっている。しかし、その差異は、第１，２樹脂層の材質同士や樹脂製基板の材質同士の場合と比べて、非常に小さい。このため、具体的な物質を特定せず、誘電体と規定している。
【０２３５】
また、上記構成において、一方の樹脂層の物性値のみを設定すればよい、言い換えると、基板に近い第１の樹脂層の物性値を設定してもよいし、または基板から遠い第２の樹脂層の物性値を設定してもよいのは、以下のような理由による。すなわち、以下の実施の形態において説明するように、第１の樹脂層と第２の樹脂層との構成を交換したとしても、軸力は双方変わらず、中立面からの距離の差も非常に小さい。このため、構成を交換したとしても、その構成による効果はほとんど変わらないと推測できるからである。
【０２３６】
なお、上記構成において、例えば7.4E−5 として示す表記のE-5 は、１０の-5乗を意味する。
【０２３７】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層がいずれも誘電体を含まない場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２３８】
上記構成において、各積層組の薄膜層は何れも誘電体を含まない。したがって、各積層組の薄膜層は、例えば金属や色素などより成る。
【０２３９】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２４０】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２４１】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層のいずれか一方に誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０２４２】
上記構成によれば、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の物性値として、膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、以下の発明の実施の形態において説明するように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができる。具体的には、環境変化時における反り変化量を例えば−3.0 〜3.0[mrad] の範囲にでき、一般に好ましい変化量である−5.0 〜5.0[mrad] の範囲よりも小さくできる。
【０２４３】
すなわち、線膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として温度が変化した場合に反り変形を小さくできる。また、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化として湿度が変化した場合に、反り変形を小さくできる。さらに、線膨張係数を上記の範囲に限定するとともに、湿度膨張係数を上記の範囲に限定すれば、環境変化によって温度および湿度が変化した場合に反り変形を小さくできる。
【０２４４】
なお、上記構成における線膨張係数および湿度膨張係数の範囲は、以下のように決定したものである。すなわち、誘電体はヤング率が非常に高いため、基板および樹脂層への拘束力が強い。このため、光情報記録媒体の薄膜層が誘電体を含む場合には、基板に発生する応力とのバランスをとるために樹脂層の線膨張係数などを大きくしなければならない。例えば、上記した、２層ある薄膜層の双方に誘電体が含まれている場合と、双方に誘電体が含まれていない場合とでは、誘電体が含まれている場合の方が、線膨張係数の範囲を決める境界の値が大きい。以上のことより、一方の薄膜層に誘電体が含まれている場合には、双方に誘電体が含まれている場合と双方に誘電体が含まれていない場合との両方を含んでいるような範囲内に存在することが分かる。
【０２４５】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層は、スピンコートにて塗布可能な樹脂により形成されていることを特徴としている。
【０２４６】
上記構成によれば、スピンコートにより樹脂層を形成するので、ポリカーボネート製フィルムを貼り合せる等の工程により樹脂層を形成する場合と比較して、生産コストが掛らなくなり、より安価な光情報記録媒体の生産が可能となる。
【０２４７】
なお、上記構成の光情報記録媒体においては、情報読み取りの際の光入射面は、基板表面であっても上記のスピンコートによって形成される樹脂層の表面であってもよい。しかし、上記のスピンコートによって形成される樹脂層の膜厚の均一性が十分には高くない場合には、情報読み取りの際の光入射面を基板表面とすることが望ましい。
【０２４８】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板に対して同等もしくはより小さな線膨張係数と各樹脂層より大きな湿度膨張係数とを有する樹脂を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜が形成されていることを特徴としている。
【０２４９】
上記構成によれば、温度変化時と湿度変化時とにおける変形量を小さくすることが容易となり、簡単な構成で信頼性を高めることができる。
【０２５０】
すなわち、上記構成によれば、温度上昇時には上記基板保護膜は基板の膨張を抑制するので、上述したような温度変化時における光情報記録媒体の反り変形をより確実に防止できる。
【０２５１】
また、上記構成によれば、周辺湿度上昇時には、基板保護膜が各積層組の樹脂層よりも膨張して、上述のような湿度変化時における光情報記録媒体の反り変形を打ち消すので、湿度変化時における反り変形をより確実に防止できる。
【０２５２】
なお、上記構成において、光情報記録媒体の読み取りの際の光の入射方向が、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層側でなく、基板保護膜側の場合には、上記基板保護膜は透明である必要がある。
【０２５３】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、各樹脂層は、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されていることを特徴としている。
【０２５４】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。
【０２５５】
上記構成によれば、各樹脂層の短波長領域における透過率が高いことにより、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、より高密度記録が可能となる。
【０２５６】
本発明に係る光情報記録媒体は、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板が、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されていることを特徴としている。
【０２５７】
ここで、405nm 近辺の短波長領域とは、青色レーザ等の短波長レーザの波長領域を意味する。
【０２５８】
上記構成によれば、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板の短波長領域における透過率が高いことにより、基板面を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、さらなる高密度記録ができる。
【０２５９】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されている構成である。
【０２６０】
それゆえ、上述のように、温度変化または湿度変化のような環境変化の際に光情報記録媒体に生じる変形の中立面を、他の層と比較して変形し難い薄膜層である、ヤング率と膜厚との積がより大きな薄膜層に設定すれば、中立面自体の変形量がより小さくなるため、光情報記録媒体全体としての変形量を小さくできるという効果を奏する。また、複数の薄膜層を有する構成であっても、より変形が小さくなる薄膜層に中立面を設定して、変形を小さくできる光情報記録媒体を実現できるという効果を奏する。
【０２６１】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された樹脂層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層され、温度変化または湿度変化によって生じる変形の中立面が、上記各積層組を構成する薄膜層のうち、膜材料のヤング率と膜厚との積が最も大きな薄膜を有する薄膜層に設定されるように、上記樹脂層の物性値または膜厚の少なくとも一方を設定した構成である。
【０２６２】
それゆえ、記録特性とは無関係の樹脂層の物性値および膜厚を設定して、簡単な構成で、環境変化時における反り変化量の少ない光情報記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【０２６３】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層にそれぞれ誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が7.4E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６４】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数（線膨張係数、湿度膨張係数）を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６５】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層がいずれも誘電体を含まない場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.1E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.3E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６６】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６７】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、上記積層組が２組であり、各積層組の薄膜層のいずれか一方に誘電体が含まれている場合に、一方の積層組の樹脂層において、線膨張係数Ｘ〔1/℃〕が3.5E−5 ≦Ｘ≦1.6E−4 の範囲にあることと、湿度膨張係数Ｙ〔1/％〕が０＜Ｙ≦4.8E−5 の範囲にあることとの少なくとも一方を満たす構成が望ましい。
【０２６８】
それゆえ、一方の積層組の樹脂層を形成する樹脂の膨張係数を上記の範囲に限定するので、上述のように、環境変化時における変形量を小さくして、信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２６９】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層は、スピンコートにて塗布可能な樹脂により形成されている構成であってもよい。
【０２７０】
それゆえ、スピンコートにより樹脂層を形成するので、ポリカーボネート製フィルムを貼り合せる等の工程により樹脂層を形成する場合と比較して、生産コストが掛らなくなり、より安価な光情報記録媒体の生産が可能となるという効果を奏する。
【０２７１】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板に対して同等もしくはより小さな線膨張係数と各樹脂層より大きな湿度膨張係数とを有する樹脂を用いて、各積層組が形成されている基板の面の裏面に、基板保護膜が形成されている構成であってもよい。
【０２７２】
それゆえ、温度変化時と湿度変化時とにおける変形量を小さくすることが容易となり、簡単な構成で信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０２７３】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、各樹脂層は、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２７４】
それゆえ、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、より高密度記録が可能となるという効果を奏する。
【０２７５】
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、上記構成において、基板より最も離れた位置に形成された樹脂層を除く各樹脂層及び基板が、405nm 近辺の短波長領域において80％以上の透過率を有する透明樹脂で形成されている構成であってもよい。
【０２７６】
それゆえ、基板面を光入射面として、青色レーザ等の短波長レーザを信号の記録再生に用いることができ、さらなる高密度記録ができるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０２７７】
本発明は、情報を記録又は再生する光情報記録媒体、特に、環境変化による反りを抑制する機能を有する光情報記録媒体に好適なものである。
【符号の説明】
【０２７８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 光情報記録媒体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 基板
３０ｄ 基板保護膜
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ 第１薄膜層（薄膜層）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ 記録膜
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ 反射膜
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 第１樹脂層（樹脂層）
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 第２薄膜層（薄膜層）
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 記録膜
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ 半透明膜
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ 第２樹脂層（樹脂層）
１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 第ｎ薄膜層（薄膜層）
１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ 記録膜
１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 半透明膜
１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 第ｎ樹脂層（樹脂層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、
所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されていることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項２】
上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項４】
基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体であって、
所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／又は湿度膨張係数が限定されていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項５】
上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項４または５に記載の光情報記録媒体。
【請求項１】
基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体の製造法であって、
所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／または湿度膨張係数が限定されていることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項２】
上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項４】
基板上に、薄膜からなる記録膜、反射膜、または半透明膜を少なくとも一つ含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された透光層とで構成される積層組が少なくとも２組以上積層された光情報記録媒体であって、
所定の温度変化または所定の湿度変化によって生じる反り変化量が所定の値以下となるように上記透光層のうちのいずれかの線膨張係数及び／又は湿度膨張係数が限定されていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項５】
上記所定の温度変化が２３℃から５０℃への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記所定の湿度変化が２５℃の温度下における５０％から９０％への変化であって、上記所定の反り変化量が−５．０〜５．０mradの範囲内であることを特徴とする請求項４または５に記載の光情報記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２７７３４６（Ｐ２００９−２７７３４６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７３４３３（Ｐ２００９−１７３４３３）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【分割の表示】特願２００２−３５９９３（Ｐ２００２−３５９９３）の分割
【原出願日】平成１４年２月１３日（２００２．２．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【分割の表示】特願２００２−３５９９３（Ｐ２００２−３５９９３）の分割
【原出願日】平成１４年２月１３日（２００２．２．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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