JPH0785517A

JPH0785517A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0785517A
Application number: JP25248293A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Kaneko; 裕治郎金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JP3205921B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】過酷な条件下においてもクラックや剥離が起
きない、高寿命の、プラスチック基板を用いた光磁気記
録媒体を得る。【構成】プラスチック基板１上に少なくとも干渉層
２、記録層３、保護層４を順次設けた光磁気記録媒体に
おいて、前記干渉層が０．５〜３原子％のＡｒを含有す
る酸化物の薄膜からなることを特徴とする光磁気記録媒
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光磁気記録媒体に関し、
特に寿命を向上させた光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクは、レーザ光を用いて情
報の記録、再生および消去を行うため、従来からの光デ
ィスクと同様に記憶容量が大きく、しかも記録層に磁性
体を用いているため書き換えが可能である。また、非接
触で記録および再生ができ、塵埃の影響も受けないこと
から信頼性にも優れている。また、数年前に商品化され
て以来、光ファイルシステム等への展開が急速に進んで
おり、より高い性能への向上を目指して活発な研究が行
われている。

【０００３】この光磁気記録媒体の基板がガラスの場
合、破損しやすく、かつ、高価であることやプリブルー
ブの形成が容易でないため、射出成形によって得られる
ポリカーボネート（ＰＣ）やアモルファスポリオレフィ
ン（ＡＰＯ）等のプラスチック基板が一般に用いられて
いる。

【０００４】また、光磁気記録層（以下、記録層と略記
す）の材料としては、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦ
ｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ等の希土類−遷移金属（以
下、ＲＥ−ＴＭと略記す）非晶質合金が粒界ノイズが無
く、スパッタリングを用いることによって容易に垂直磁
化膜が得られることから現在最も多く用いられている。

【０００５】しかしながら、このＲＥ−ＴＭ非晶質合金
の特に希土類（以下、ＲＥと略記す）成分は酸化腐食を
受けやすく、経時とともに膜の保磁力や垂直磁気異方性
等の磁気特性が劣化するという欠点がある。この酸化腐
食は記録層の形成時に真空槽内に残存する酸素、プラス
チック基板の表面に吸着した酸素や水、真空槽内のター
ゲット材中に含有されている酸素、大気中の酸素や水等
によるものであるが、特に大きな影響を及ぼすのは基板
および大気からの酸素や水の侵入である。そこで酸素や
水の侵入を防止する手段としてＳｉＮ膜等の誘電体膜で
記録層を両面から被覆する方法が採用されている。

【０００６】一方、高温高湿あるいは急激な温湿度変化
等の過酷な環境条件に対しては、プラスチック基板を用
いた光磁気記録媒体は、基板と各層との線膨張係数の違
いによって局部的に膜にクラックや剥離が生じ、これを
核として膜全体に腐食が進行し、寿命が低下するといっ
た問題点が存在する。

【０００７】この問題に対して、例えばプラスチック基
板の成膜面に逆スパッタリングを施し、基板表面を改変
させることによって基板と各層間の密着性向上を図り、
クラックや剥離の発生を防止するといった手段が提案さ
れている。

【０００８】しかしながら、逆スパッタリングは弱過ぎ
ると効果が無く、又、強く行うと基板温度が上昇して基
板の機械特性（反り、面振れ）が悪化したり、基板表面
の凹凸が大きくなって再生信号のノイズレベルが高くな
ってしまうといった不具合がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、クラックや剥
離を防止するためには、プラスチック基板と記録層との
間にプラスチック基板との密着力の強い材料からなる干
渉層を設けることが考えられる。また、この干渉層には
屈折率の高い（通常１．８以上）誘電体を用いることが
必要であり、この干渉層での再生光の多重反射を利用し
て、見かけのカー回転角（θｋ）を増大させ、それによ
ってＣ（キャリア）レベルを上げ、また、反射率を小さ
くすることでＮ（ノイズ）レベルを下げ、トータルでＣ
／Ｎを向上させるようにする。

【００１０】さらに、前述のようにＲＥ−ＴＭ非晶質合
金のような酸化等による腐食を起こしやすい材料を記録
層に用いた場合、この干渉層は記録層の腐食を防止する
役割も兼ね備えていなければならない。それには基板か
らの水や酸素の侵入を防ぎ、それ自身の耐食性が高く、
かつ記録層との反応性が小さいことが必要である。

【００１１】このような具体的な材料としては、Ｓｉ
Ｏ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の酸化物が挙げら
れる。これら酸化物はプラスチック基板として一般に用
いられているポリカーボネート（ＰＣ）との密着力が強
く、しかも前述した干渉層としての条件を備えている。

【００１２】しかしながら、干渉層が酸化物の場合、干
渉層中に含有されている酸素が記録層中の酸化されやす
いＲＥ（希土類）等に悪影響を及ぼすために、経時的な
変化を起こしやすく寿命の点で問題がある。

【００１３】本発明の目的は、ＰＣ等のプラスチック基
板との密着力が強く、かつ記録層の保護機能に優れた干
渉層を採用することによって過酷な環境条件下において
もクラックや剥離のない高寿命、高信頼性の光磁気記録
媒体を得ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、プラスチック基板上に少なくとも
干渉層、記録層、保護層を順次設けた光磁気記録媒体に
おいて、前記干渉層が０．５〜３原子％のＡｒを含有す
る酸化物の薄膜からなることを特徴とする光磁気記録媒
体が提供される。

【００１５】以下に本発明の光磁気記録媒体の構成を図
１の構成例に基いて説明する。図１において、１はプリ
グルーブ付きのプラスチック基板、２は干渉層、３は記
録層、４は保護層、５は反射層である。

【００１６】プラスチック基板１としては、ポリカーボ
ネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）、アモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等の樹脂
からなる基板が挙げられる。これら基板はディスク形状
で、厚みは０．６〜１．２ｍｍ程度である。

【００１７】本発明においては、前記プラスチック基板
１と記録層３との間に干渉層２が設けられる。干渉層２
には前述したように屈折率の高い（１．８以上）透明な
膜を用い、この層における再生光の多重反射を利用して
見かけのカー回転角（θｋ）を増大させ、それによって
Ｃ（キャリアレベル）を上げ、また、反射率を小さくす
ることでＮ（ノイズ）レベルを下げ、トータルでＣ／Ｎ
を向上させる。さらに、記録層３を腐食させないための
保護層としての役割も果たす必要がある。なおかつ、プ
ラスチック基板１との強い密着力を有する材料を用いる
必要がある。表１に各種酸化物等を干渉層２に用いてデ
ィスクを作製し、温湿度サイクル試験（Ｚ／ＡＤ試験、
図２参照）を行った結果を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１のごとくＳｉＯやＴａ₂Ｏ₅等の酸化物
の薄膜は、他の窒化物薄膜等に比べてポリカーボネート
基板（ＰＣ）との密着力が強いため試験後のディスクに
膜のクラックや剥離が見られない。

【００２０】しかしながら、干渉層２が酸化物の場合、
干渉層２中に含有されている酸素が記録層３を酸化しや
すい。そこで本発明においては干渉層２を形成するこれ
ら酸化物にＡｒを含有させ、その含有率を０．５〜３原
子％とすることによりプラスチック基板１との密着力を
損なうことなく記録層３に悪影響を及ぼさない干渉層２
が得られることを見出したもので、中でもＡｒを含有し
たＴａ₂Ｏ₅、殊に下記一般式（Ｉ）の酸化物によれば優
れた特性が得られる。

【化１】〔Ｔａ_XＯ₁₀₀__X〕_YＡｒ₁₀₀__Y …（Ｉ）（式中、ＸおよびＹの値は、２０≦Ｘ≦４０、９７≦Ｙ
≦９９．５である。）上記干渉層２中のＡｒ含有量は、
各スパッタ条件により膜形成速度を変えることでコント
ロールできる（図３参照）。この干渉層２は、２層構成
の薄膜であってもよく、膜厚は屈折率によっても異なる
が、通常トータルで５００〜１２００Å、好ましくは８
００〜１２００Åである。干渉層２が２層構成からなる
場合は、上記特定の酸化物の薄膜はプラスチック基板１
側に設ける。

【００２１】次に記録層３としては、ＴｂＦｅＣｏ、Ｎ
ｄＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどのＲＥ−ＴＭの
非晶質合金薄膜、ＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉、ＣｏＦｅ₂Ｏ₄、（Ｂ
ｉ、Ｙ）₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂等の酸化物薄膜、ＭｎＢｉ、ＣｏＰ
ｔ等の多結晶合金薄膜が挙げられ、中でもＲＥ−ＴＭ非
晶質合金薄膜が粒界ノイズがなく、また、作製しやすい
ことから記録層３に適している。さらに、これらはいず
れも膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有している。厚み
は合金薄膜の場合、好ましくは２００〜１０００Å、酸
化物薄膜の場合、多くは記録再生光に対して透光性が大
きいので特に厚みに制約はないが１０００〜５０００Å
が好ましい。また、記録層３は、単層膜に限らず多層膜
でもよい。

【００２２】通常、記録層３の上には保護層４が設けら
れる。保護層３は設けなくても本発明の効果が損なわれ
ることはない。この保護層４は空気中（片面仕様の場
合）、また、接着剤（両面仕様の場合）からの水分や酸
素またはハロゲン元素のように記録層３に有害な物質の
侵入を防止し、記録層３を保護する目的で設けられるた
め、干渉層２同様、それ自身の耐食性が高く、記録層３
との反応性が小さいことが必要である。具体的な材料は
表１に挙げたもの等と同様である。ただ、その内でも作
りやすさや熱伝導率の点からＳｉ、Ｂ、Ｏ、Ｎのうちか
ら選択される２種以上の原子からなる化合物で、少なく
ともＳｉとＮを含む化合物（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＢ
ＮＳｉＢＯＮ）で適している。この保護層４の膜厚は
Ｃ／Ｎや記録感度にも大きな影響を及ぼすが、通常０〜
６００Åが好ましい。

【００２３】反射層５の記録層３の上に直接もしくは保
護層４を介して設けてもよい。記録媒体の高Ｃ／Ｎ、高
感度化のために、この反射層５は再生光に対して反射率
が高く、熱伝導率は小さい方がよい。また、当然、耐食
性がなければならない。具体的な材料としてＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａの１種以上を
含むＡｌ合金、特に下記一般式（II）からなるＡｌ合金
が好ましい。

【化２】Ａｌ_X Ｍｅ₁₀₀__X …（II）（式中、ＭｅはＴｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、
ＰｄまたはＰｔを表す。また、Ｘの値は、９５≦Ｘ≦１
００である。）反射層５の膜厚は薄過ぎるとＣ／Ｎが低
下し、厚過ぎると記録感度が悪くなるため３００〜６０
０Åが適当である。

【００２４】基板上に各層を形成する手段としては、ス
パッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、
プラズマＣＶＤのような化学蒸着法等が用いられる。

【００２５】

【実施例】以下の実施例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明する。

【００２６】実施例１直径８６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのプリグルーブ付きＰＣ
成形基板を予め大気中にて９０℃、２時間でプリベーク
した後、スパッタ装置の真空槽内にセットし、真空圧が
５×１０^-7Ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。その
後、真空槽内にＡｒとＯ₂の混合ガスを導入し、圧力を
５×１０^-2Ｔｏｒｒに調節し、金属Ｔａをターゲットと
してＲＦマグネトロンスパッタリングによってＴａ₂Ｏ₅
（Ａｒ）膜を１１００Åの厚さに形成し干渉層とした。
次いで記録層としてＴｂ₂₁Ｆｅ₇₀Ｃｏ₉膜を２００Å、
保護層としてＳｉ₃Ｎ₄膜を２５０Å、反射層としてＡｌ
₉₉Ｔｉ₁膜を５００Åに形成した後、真空槽から大気中
へ搬出して本発明の光磁気記録媒体を得た。この媒体を
ＲＢＳ（ラザフォード・後方散乱法）によって深さ方向
の組成分布を調べた結果を図４に示す。

【００２７】実施例２〜５干渉層の材料および膜厚を表２に示すとおりとし、その
他は実施例１と同様にして実施例２〜５の光磁気記録媒
体を得た。

【００２８】比較例１〜４干渉層にＡｒが含有されていない他は実施例１〜４と同
様にして比較例１〜４の光磁気記録媒体を得た。

【００２９】なお、実施例１〜５、比較例１〜４の光磁
気記録媒体の反射層上にはアクリル系紫外線硬化樹脂か
らなるカバー層をスピナーによって５〜１０μｍ塗布し
た。その後、各媒体を８０℃、８５％ＲＨの環境下で２
０００時間放置し、寿命加速試験を行った。試験前後の
ビットエラーレート（ＢＥＲ）を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２より明らかにように、比較例の光磁気
記録媒体は、８０℃、８５％ＲＨ環境下で２０００時間
放置した場合、初期に比べてＢＥＲが一桁以上増加して
いる。一方、本発明による実施例の方はほとんどＢＥＲ
の増加が見られない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラスチ
ック基板と記録層との間にＡｒを特定の量含有する酸化
物の薄膜からなる干渉層を介在させることによってプラ
スチック基板と各層との密着性が向上し過酷な環境下に
おいてもクラックや剥離が発生ぜず、しかも記録層の酸
化など経時的な変化のない高寿命、高信頼性の光磁気記
録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる光磁気記録媒体の断面図であ
る。

【図２】干渉層の温湿度サイクル試験における保持時間
−温度、保持時間−湿度を示すグラフである。

【図３】スパッタリングによる膜形成速度と干渉層中の
Ａｒ含有量の関係を示すグラフである。

【図４】本光磁気記録媒体の深さ方向の組成分布を示す
グラフである。

【符号の説明】

１透明基板（プラスチック基板）２干渉層３記録層４保護層５反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック基板上に少なくとも干渉
層、記録層、保護層を順次設けた光磁気記録媒体におい
て、前記干渉層が０．５〜３原子％のＡｒを含有する酸
化物の薄膜からなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】前記干渉層が下記一般式（Ｉ）で表され
る酸化物の薄膜からなることを特徴とする請求項１に記
載の光磁気記録媒体。【化１】〔Ｔａ_XＯ₁₀₀__X〕_YＡｒ₁₀₀__Y …（Ｉ）（式中、ＸおよびＹの値は、２０≦Ｘ≦４０、９７≦Ｙ
≦９９．５である。）
【請求項３】前記干渉層が２層構成の薄膜であって、
そのうちの基板側の層が前記酸化物の薄膜からなること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】前記記録層が希土類−遷移金属非晶質合
金薄膜からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】前記保護層がＳｉ、Ｂ、Ｏ、Ｎのうちか
ら選択される２種以上の原子からなる化合物であって少
なくともＳｉとＮを含む化合物薄膜からなり、かつ該保
護層上に下記一般式（II）で表されるＡｌ合金の薄膜か
らなる反射層を設けたことを特徴とする請求項１〜４の
いずれか一項に記載の光磁気記録媒体。【化２】Ａｌ_X Ｍｅ₁₀₀__X …（II）（式中、ＭｅはＴｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、
ＰｄまたはＰｔを表し、また、Ｘの値は、９５≦Ｘ≦１
００である）