DE3500314C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lichtaufzeichnungsmaterial,
bei dem die Aufzeichnung und Wiedergabe mit Hilfe eines
Lichtstrahls bewirkt werden kann, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Als Lichtaufzeichnungselemente oder Materialien für die
optische Aufzeichnung auf Disketten, Karten, Bändern usw.
sind bisher Seltenerd-Übergangsmetall-Legierungsfilme,
Filme aus reduzierten Oxiden, etwa Chalcogenverbindun
gen, die einen Phasenübergang zwischen amorphen und kri
stallinen Zuständen ausnützen, Wärmeaufzeichnungsmateria
lien, thermoplastische Aufzeichnungsmaterialien usw. be
kannt geworden. Bei optisch-magnetischen Aufzeichnungsma
terialien aus Seltenerd-Übergangsmaterialien sind insbeso
dere polykristalline Filme aus MnNi und MnCuBi, amorphe
Filme aus GdCe, GdFe, TbFe, DyFe, GdTbFe, TdDyFe, GdFeCo,
TbFeCo und GdTbCo und Einzelkristall-Filme aus GdIG be
kannt geworden.
Unter diesen Lichtaufzeichnungsmaterialien in Form von
Filmen wurden die vorstehend erwähnten amorphen Filme in
neuerer Zeit im Hinblick auf die nachfolgenden Eigen
schaften als ausgezeichnet anerkannt: ausgezeichnete
Filmformbarkeit zur Herstellung von großflächigen Filmen
bei Raumtemperatur, ausgezeichnete Schreibleistung zum
Aufschreiben von Signalen bei geringer Lichtwärmeenergie
und ausgezeichnete Ausleseleistung zum Auslesen von ge
schriebenen Signalen bei einem guten Signal/Rausch-Ver
hältnis. Insbesondere wurde GdTbFe als optimales Licht
wärmeaufzeichnungsmaterial angesehen, da es einen großen
Kerr-Rotationswinkel und einen Curiepunkt von etwa
150°C aufweist.
Jedoch hat das Lichtaufzeichnungsmaterial im allgemeinen
den Nachteil, daß es eine geringe Korrosionsbeständig
keit besitzt. Wenn daher ein Lichtaufzeichnungsmaterial
der Atmosphäre oder Feuchtigkeit ausgesetzt wird, wird
allmählich die Aufzeichnungsleistung herabgesetzt, bis es
vollständig oxidiert ist, wobei seine Eigenschaften als
Aufzeichnungsmaterial verloren gehen. Insbesondere haben
amorphe magnetische Materialien, etwa GdTbFe eine geringe
Korrosionsbeständigkeit.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde vorgeschlagen,
eine Schutzabdeckung, etwa eine Schutzschicht aus bei
spielsweise SiO₂ oder SiO und ein in einem Inergas
versiegeltes Aufzeichnungsmaterial in Diskettenform vor
zusehen.
Es wurde jedoch befunden, daß der Schutzeffekt eines
Oxidfilmes, etwa ein Film aus SiO, SiO₂ oder Al₂O₃ nicht
ausreichend ist, wenn das Lichtaufzeichnungsmaterial so
dünn wie einige 10 nm oder dünner ist. Es wird angenom
men, daß bei Verwendung eines Oxidfilms, der in dem Oxid
selbst vorhandene Sauerstoff mit dem Lichtaufzeichnungs
material verbunden wird, daß ferner der Film aus einem
Oxid porös ist und daß Moleküle, beispielsweise Wasser
dampf leicht eindringen können.
Andererseits ist ein Film aus einem Nitrid, beispiels
weise aus AlN oder Si₃N₄ als Schutzschicht verwendet
worden. Ein solcher Nitridfilm hat jedoch im Vergleich
zu einem Oxidfilm ein geringeres Haftvermögen an einem
Kunststoffsubstrat und es zeigt den Nachteil, daß es
einen zu hohen Brechungsindex besitzt.
Die EP-A2-0 045 183 beschreibt ein Lichtaufzeichnungsmaterial,
welches schichtartig aufgebaut ist mit einem Träger, einer
metallischen Aufzeichnungsschicht, einer oder zwei
Stabilisierungsschicht(en) und einer Oberflächenschicht, die
eine Mischung einer Metallverbindung und eines Metalls
enthält. Eine erste Stabilisierungsschicht zwischen Träger und
Aufzeichnungsschicht besteht aus einem Metalloxid, während eine
zweite Stabilisierungsschicht zwischen Aufzeichnungsschicht und
Oberflächenschicht ausgebildet sein kann. Die gegebenenfalls
vorhandene zweite Stabilisierungsschicht besteht aus einer
metallischen Verbindung, wobei Oxide, Nitride und Fluoride
spezieller Metalle bevorzugt werden.
Es hat sich gezeigt, daß auch ein solches Aufzeichnungsmaterial
weiterhin Nachteile wie eine geringe Haftung der Schutz- bzw.
Stabilisierungsschichten auf einem Träger, insbesondere einem
Kunststoffträger, keine ausreichende Schutzwirkung und
mangelhafte Beständigkeit gegenüber mikroskopischen Defekten
und Beanspruchungen aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Lichtaufzeichnungsmaterials mit verbesserter Kor
rosionsbeständigkeit und Haltbarkeit als auch ausgezeich
neter Schreib- und Ausleseleistung.
Die Aufgabe wird durch ein Lichtaufzeichnungsmaterial nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine im
Lichtaufzeichnungsmaterial enthaltende filmartige Schicht eine
Mischung aus Siliciumnitrid und Siliciumoxid oder eine Mischung
aus Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid im Gewichtsverhältnis des
Nitrides zu dem Oxid zwischen 9 : 1 und 1 : 9 umfaßt.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Film aus einem Siliciumnitrid-Siliciumoxid-Gemisch
oder Aluminiumnitrid-Aluminiumoxid-Gemisch hat im Vergleich zu einem Film aus
einem Oxid alleine eine überlegene Korrosionsbeständigkeit und Halt
barkeit und hat eine ausgezeichnete Haftung an einem
Kunststoffsubstrat. Ferner kann der Brechungsindex des
Filmes aus einer Siliciumnitrid-Siliciumoxid-Mischung oder Aluminiumnitrid-
Aluminiumoxid-Mischung in einfacher Weise
variiert und durch Änderung des Mischungsverhältnisses
zwischen dem Nitrid und dem Oxid zwischen 9 : 1 bis 1 : 9 eingestellt werden,
daß die Schreib- und Ausleseleistung verbessert wer
den.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert. In der folgenden Beschreibung
beziehen sich die Ausdrücke "Teile" und "Prozent" der
Zusammensetzungen auf das Gewicht, wenn nichts anderes
angegeben ist.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt einer Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Lichtaufzeichnungsmate
rials.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Lichtaufzeichnungsmaterials ist ein Schichtaufbau
eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials für die op
tische Aufzeichnung und Wiedergabe in der Zeichnung ge
zeigt. In der Zeichnung sind auf einem Kunststoffsubstrat
oder einer Grundplatte 1 der Schreibseite nacheinander
ein Gemischfilm 2, eine magnetische Aufzeichnungs
schicht 3, eine Abstandhalteschicht 4, eine Reflektions
schicht 5 und eine Klebeschicht 6 ausgebildet. Das resul
tierende Laminat ist ferner durch die Klebeschicht 6 mit
einem äußeren Kunststoffsubstrat oder einer äußeren
Grundplatte 1b verbunden, wodurch ein magnetisches Auf
zeichnungsmaterial erhalten wird.
Das Kunststoffsubstrat 1 kann vorzugsweise eine transpa
rente Kunststoffsubstratscheibe mit einer Dicke von etwa
1 mm sein, die beispielsweise aus Acrylharz besteht.
Der Gemischfilm oder die Schicht 2 umfaßt erfindungsgemäß eine Mischung
aus Siliciumnitrid und Siliciumoxid oder eine Mischung aus Aluminiumnitrid
und Aluminiumoxid im Gewichtsverhältnis des Nitrides zu dem Oxid
zwischen 9 : 1 bis 1 : 9.
Bevorzugte Nitrid-Oxid-Gemische für die
Schicht 2 sind Mischungen von AlN
und Al₂O₃, Si₃N₄ und SiO sowie Si₃N₄ und SiO₂.
Die Herstellung dieser Gemischfilme kann im allgemeinen
durch ein übliches Verfahren erfolgen, jedoch wird bevor
zugt, daß reaktive Dampfabscheidungsverfahren bzw. Auf
dampfverfahren oder das reaktive Zerstäubungsverfahren
unter Verwendung von Al, Si, AlN, Si₃N₄ usw. als Ver
dampfungsquelle durchgeführt werden. Wenn diese Verfahren zur
Bildung des Gemischfilmes angewandt werden, kann das
Mischungsverhältnis zwischen dem Oxid und dem Nitrid in
Abhängigkeit von dem Verhältnis der Strömungsgeschwindig
keiten des die Verfahrensatmosphäre bildenden O₂ und N₂
in einfacher Weise variiert werden, so daß das erfindungs
gemäße Gewichtsverhältnis des Nitrides zu dem Oxid im Gemischfilm gebildet wird.
Demgemäß kann für ein Mischungssystem aus
Si₃N₄-SiO₂ ein gewünschter Brechungsindex des Gemischfil
mes erhalten werden, der im Bereich von 1,505 (Brechungs
index eines Gemischfilms Si₃N₄-SiO₂ im Gewichtverhältnis 1 : 9) bis 1,945
(Brechungsindex eines Gemischfilms Si₃N₄-SiO₂ im Gewichtsverhältnis 9 : 1)
liegt. Für den Gemischfilm aus AlN-Al₂O₃
kann der gewünschte Brechungsindex des Gemisch
filmes im Bereich von 1,67 (Brechungsindex eines Gemischfilms AlN-Al₂O₃ im
Gewichtsverhältnis 1 : 9) bis 2,23 (Brechungsindex eines Gemischfilmes AlN-Al₂O₃
im Gewichtsverhältnis 9 : 1) erhalten werden.
Die Dicke des Gemischfilmes 2 liegt zweckmäßigerweise in
der Größenordnung von 50 bis 300 nm. Das Verhältnis des
Siliciumnitrides zum -oxid oder des Aluminiumnitrides zum -oxid in dem Gemisch
film liegt bei einem
gewünschten Wert innerhalb des Bereiches von 9 : 1 bis
1 : 9, vorzugsweise im Bereich von 7 : 3 bis 3 : 7.
Ferner ist es möglich, die Zusammensetzung in Richtung
der Dicke und damit den Brechungsindex zu variieren.
Als magnetische Aufzeichnungsschicht 3 wird im allge
meinen ein amorpher Film aus einem ternären Gemisch von
GdTbFe oder ein amorpher Film aus einem quarternären
Gemisch von GdTbFeCo mit einer Dicke im Bereich von etwa
20 nm verwendet.
Als Abstandhalteschicht 4 wird ein Film aus SiO₂ oder
SiO oder ein Gemischfilm entsprechend der Schicht 2
vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 300 nm
verwendet.
Die Klebeschicht 6 kann beispielsweise durch einen Sili
conklebstoff mit einer Dicke in der Größenord
nung von 10 µm gebildet werden.
Das äußere Kunststoffsubstrat 1b kann vorzugsweise eine
Acrylharzplatte wie das Kunststoffsubstrat 1 sein.
Wie vorstehend beschrieben enthält das Lichtaufzeich
nungsmaterial eine Siliciumnitrid/Siliciumoxid- oder
Aluminiumnitrid/Aluminiumoxid-Gemischschicht auf
einer Seite und beiden Seiten einer Lichtaufzeichnungs
schicht. Auf Grund der erfindungsgemäßen Gemischschicht wird die Haltbar
keit der Aufzeichnungsschicht verbessert, insbe
sondere wenn das Substrat eine Kunststoffplatte, etwa
aus einem Arcylharz ist. Ferner wird das Lichtaufzeich
nungsmaterial im Hinblick auf die Schreib- und Auslese
leistung verbessert, indem das Mischungsverhält
nis des Nitrides und des Oxides von Silicium oder Aluminium und damit der Bre
chungsindex der Gemischschicht im Gewichtsverhältnis-Bereich zwischen 9 : 1 und
1 : 9 eingestellt wird.
Die Erfindung wird ferner unter Bezugnahme auf die fol
genden Beispiele erläutert.
Ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial für optische
Zwecke wurde hergestellt, das im wesentlichen den in der
Zeichnung gezeigten Schichtaufbau aufwies.
Auf ein 1 mm starkes Kunststoffsubstrat der Schreibseite
wurde als Grundierschicht eine Gemischschicht 2, be
stehend aus Si₃N₄ und SiO₂ in einem Gewichtsanteil von
6 : 4 und mit einem Brechungsindex von etwa 1,7 und mit
einer Dicke von 100 nm durch das reaktive Aufdampfverfah
ren unter Verwendung eines Si-Targets unter verminderten
Druck in einer Gasmischung aus N₂, O₂ und Ar in einem
Volumenverhältnis von 2 : 1 : 7 hergestellt. Auf der Gemisch
schicht 2 wurde eine magnetische Aufzeichnungsschicht 3
aus einem 20 nm dicken amorphen Film aus quarternärem
GdTbFeCo, der Gd, Tb, Fe und Co in einem Atomverhältnis
von 1 : 1 : 6 : 2 durch das Zerstäubungsverfahren und ferner
einer Reflektionsschicht 5 aus einem 100 nm dicken
Al-Film aufgebracht, auf welcher eine 1 mm dicke Außen
platte 1b aus Acrylharz unter Vermittlung einer 10 µm
dicken Schicht eines Siliconklebstoffs aufgebracht wurde.
In dem so erhaltenen Aufzeichnungsmaterial war die Haf
tung zwischen dem Substrat und dem Gemischfilm fest und
nach einem 200stündigen Feuchtigkeitsbeständigkeitstest
(Bedingungen: 45°C und 90% relative Feuchtigkeit) wurde
weder Korrosion, Rißbildung noch eine Änderung im Aus
sehen der Magnetschicht oder der Gemischschicht beobach
tet. Ferner war die Beeinträchtigung der Magneteigen
schaft der Magnetschicht gering, wie durch das Verhält
nis zwischen den Koerzitivkräften vor und nach dem obi
gen Feuchtigkeitsbeständigkeitstest mit einem Wert von
0,9 belegt ist. Somit wurde eine verbesserte Haltbarkeit
erreicht. Im Vergleich mit einem Kontrollaufzeichnungs
material, bei dem ein Film aus SiO₂ mit einem Brechungs
index von 1,45 an Stelle des Gemischfilmes gebildet wurde,
zeigte ferner das vorstehend erhaltene Aufzeichnungs
material eine verbesserte Schreibleistung infolge der
Herabsetzung des Reflektionsvermögens von 35 auf 25%,
wie durch ein Testgerät zur Bestimmung des Spektralre
flektionsvermögens gemessen wurde, sowie eine verbesserte
Ausleseleistung infolge der Erhöhung des Kerr-Rota
tionswinkels.
Ein Lichtaufzeichnungsmaterial wurde im wesentlichen in
gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß ein
100 nm dicker Gemischfilm aus AlN und Al₂N₃ in Gewichts
anteilen von 6 : 4 und mit einem Brechungsindex von etwa
1,8 an Stelle des Gemischfilmes aus Si₃N₄-SiO₂ durch das
reaktive Zerstäubungsverfahren unter verminderten Druck
in einem Gasgemisch aus N₂, O₂ und Ar in Volumenanteilen
von 2,5 : 0,5 : 7,0 gebildet wurde. Es wurde gefunden, daß
das so erhaltene magnetische Lichtaufzeichnungsmaterial
eine verbesserte Haltbarkeit sowie Schreib- und Auslese
leistung ähnlich wie das Aufzeichnungsmaterial von Bei
spiel 1 aufwies.
Claims (3)
1. Lichtaufzeichnungsmaterial mit einem Substrat (1) und
einer auf dem Substrat abgeschiedenen Aufzeichnungsschicht (3)
für die optische Aufzeichnung und einer einseitig oder beid
seitig auf der Aufzeichnungsschicht angeordneten filmartigen
Schicht (2), die wenigstens eine Verbindung, ausgewählt von
Oxiden und Nitriden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die
filmartige Schicht eine Mischung aus Siliciumnitrid und Sili
ciumoxid oder eine Mischung aus Aluminiumnitrid und Aluminium
oxid im Gewichtsverhältnis des Nitrides zu dem Oxid zwischen
9 : 1 bis 1 : 9 umfaßt.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gemischfilm eine Dicke von 50 bis 300 nm
hat.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gemischfilm eine Mischung von Si₃N₄
und SiO₂, eine Mischung von Si₃N₄ und SiO oder eine Mischung
von AlN und Al₂O₃ enthält.
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CA1185013A (en) * | 1981-01-14 | 1985-04-02 | Kenji Ohta | Magneto-optic memory medium |
JPS58105441A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光情報記録媒体及び光情報記録・読み取り方法 |
JPS58212623A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-10 | Hitachi Condenser Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法 |
NL8301072A (nl) * | 1983-03-28 | 1984-10-16 | Philips Nv | Optische registratieschijf. |
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1985
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1988
- 1988-09-12 US US07/244,541 patent/US4920007A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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