JP2000103883A - プラスチックスの表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体 - Google Patents
プラスチックスの表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体Info
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- JP2000103883A JP2000103883A JP10278665A JP27866598A JP2000103883A JP 2000103883 A JP2000103883 A JP 2000103883A JP 10278665 A JP10278665 A JP 10278665A JP 27866598 A JP27866598 A JP 27866598A JP 2000103883 A JP2000103883 A JP 2000103883A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一で表面を劣化させず、多くの工数を必要
としないテクスチュア構造を形成するプラスチックスの
表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体を提供す
る。 【解決手段】 質量分離型のイオン照射装置１ａは、ア
ルゴンイオンによるスパッタ式のイオン源２、引き出し
電極３、質量分離用電磁石４、加速管５、走査電極６、
基板７から構成される。照射されるイオンは、アルゴン
イオンによるスパッタ式のイオン源２より発生させ、発
生したイオンは引き出し電極３によりイオン源２から引
き出され、その後質量分離用電磁石４の磁場を通過する
ことにより、同一質量のイオンのみが取り出される。取
り出されたイオンは加速管５で所定のエネルギーまで加
速され、照射室内の基板７に照射される。
としないテクスチュア構造を形成するプラスチックスの
表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体を提供す
る。 【解決手段】 質量分離型のイオン照射装置１ａは、ア
ルゴンイオンによるスパッタ式のイオン源２、引き出し
電極３、質量分離用電磁石４、加速管５、走査電極６、
基板７から構成される。照射されるイオンは、アルゴン
イオンによるスパッタ式のイオン源２より発生させ、発
生したイオンは引き出し電極３によりイオン源２から引
き出され、その後質量分離用電磁石４の磁場を通過する
ことにより、同一質量のイオンのみが取り出される。取
り出されたイオンは加速管５で所定のエネルギーまで加
速され、照射室内の基板７に照射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックスの表
面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体に関し、さ
らに詳しくは、プラスチックスの表面にテクスチュア構
造を形成するプラスチックスの表面改質方法およびこれ
を用いた情報記録媒体に関する。
面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体に関し、さ
らに詳しくは、プラスチックスの表面にテクスチュア構
造を形成するプラスチックスの表面改質方法およびこれ
を用いた情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックスの基板を用いる光ディス
ク、光磁気ディスクまたは磁気ディスクなどでフライン
グヘッドを記録再生に使用する用途においては、ディス
クとヘッドが貼り付くおそれがあるために、ディスク表
面にテクスチュア構造を形成している。このような、テ
クスチュア構造の形成方法としては、レーザ加工や機械
的にディスク表面をひっかくことによる方法があるが、
これらは処理に多くの時間を要する。
ク、光磁気ディスクまたは磁気ディスクなどでフライン
グヘッドを記録再生に使用する用途においては、ディス
クとヘッドが貼り付くおそれがあるために、ディスク表
面にテクスチュア構造を形成している。このような、テ
クスチュア構造の形成方法としては、レーザ加工や機械
的にディスク表面をひっかくことによる方法があるが、
これらは処理に多くの時間を要する。
【０００３】また、基板上に微粒子を分散させてから、
磁性層などの記録層の成膜を行うパーティクルテクスチ
ュア、基板上にスパッタ粒子の島状の核を形成してその
上に記録層を成膜を行うスパッタテクスチュアなどの方
法があるが、いずれも均一なテクスチュア構造を得るこ
とは困難であった。また、減圧雰囲気中でプラズマ処理
により表面にテクスチュア構造を形成することも可能で
あるが、基板が高分子のプラスチックスである場合、基
板中に未結合部分が生じ、時間がたつと基板中からガス
が発生するおそれがあった。
磁性層などの記録層の成膜を行うパーティクルテクスチ
ュア、基板上にスパッタ粒子の島状の核を形成してその
上に記録層を成膜を行うスパッタテクスチュアなどの方
法があるが、いずれも均一なテクスチュア構造を得るこ
とは困難であった。また、減圧雰囲気中でプラズマ処理
により表面にテクスチュア構造を形成することも可能で
あるが、基板が高分子のプラスチックスである場合、基
板中に未結合部分が生じ、時間がたつと基板中からガス
が発生するおそれがあった。
【０００４】一方、従来から、プラスチックスの表面を
改質することにおいて、摩擦特性、表面硬度、電気抵抗
率などを向上させる目的でイオンの照射が行われてい
る。これらについては、例えば、特開昭６２−２５６４
２８号公報、米国特許第４，７４３，４９３に上記の目
的が記載されており、さらに第４５回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集（No.2,p687,29-ZB-10）において
は、ポリマーの表面にイオンを注入して表面にＤＬＣを
形成する試みが行われている。
改質することにおいて、摩擦特性、表面硬度、電気抵抗
率などを向上させる目的でイオンの照射が行われてい
る。これらについては、例えば、特開昭６２−２５６４
２８号公報、米国特許第４，７４３，４９３に上記の目
的が記載されており、さらに第４５回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集（No.2,p687,29-ZB-10）において
は、ポリマーの表面にイオンを注入して表面にＤＬＣを
形成する試みが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点に鑑み、均一で表面を劣化させず、多くの工数を必要
としないテクスチュア構造を形成するプラスチックスの
表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体を提供す
ることを課題とする。
点に鑑み、均一で表面を劣化させず、多くの工数を必要
としないテクスチュア構造を形成するプラスチックスの
表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体を提供す
ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の情報記録媒体の
表面改質方法は、イオン源を用いて、プラスチックスに
イオンを照射する工程を有し、プラスチックスの表面に
テクスチュア構造を形成することを特徴とする。イオン
は、炭素イオン、チタンイオン、アルミニウムイオン、
タングステンイオン、アルゴンイオン、窒素イオンおよ
びシリコンイオンのうちの少なくともいずれか１種であ
ることが望ましい。イオン源が、質量分離型イオン源、
カソーディックアークイオン源、ＩＣＰイオン源、ＥＣ
Ｒプラズマイオン源およびヘリコン波プラズマイオン源
のうちのいずれか１種を用いることが望ましい。プラス
チックスが、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリカーボネートおよびアモルファスポリオレフ
ィンのうちのいずれか１種であることが望ましい。イオ
ン照射密度が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上であることが
望ましい。プラスチックスの表面にＤＬＣが形成される
ことが望ましい。プラスチックスが光ディスク、光磁気
ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれか１種の基
体に用いられることが望ましい。
表面改質方法は、イオン源を用いて、プラスチックスに
イオンを照射する工程を有し、プラスチックスの表面に
テクスチュア構造を形成することを特徴とする。イオン
は、炭素イオン、チタンイオン、アルミニウムイオン、
タングステンイオン、アルゴンイオン、窒素イオンおよ
びシリコンイオンのうちの少なくともいずれか１種であ
ることが望ましい。イオン源が、質量分離型イオン源、
カソーディックアークイオン源、ＩＣＰイオン源、ＥＣ
Ｒプラズマイオン源およびヘリコン波プラズマイオン源
のうちのいずれか１種を用いることが望ましい。プラス
チックスが、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリカーボネートおよびアモルファスポリオレフ
ィンのうちのいずれか１種であることが望ましい。イオ
ン照射密度が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上であることが
望ましい。プラスチックスの表面にＤＬＣが形成される
ことが望ましい。プラスチックスが光ディスク、光磁気
ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれか１種の基
体に用いられることが望ましい。
【０００７】本発明の情報記録媒体は、請求項１に記載
の情報記録媒体の表面改質方法により改質された基体を
具備することを特徴とする。情報記録媒体が光ディス
ク、光磁気ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれ
か１種であることが望ましい。
の情報記録媒体の表面改質方法により改質された基体を
具備することを特徴とする。情報記録媒体が光ディス
ク、光磁気ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれ
か１種であることが望ましい。
【０００８】本発明のプラスチックスの表面改質方法お
よびこのプラスチックスを用いた情報録媒体によれば、
質量分離型イオン源、またはカソーディックアークイオ
ン源などの高密度プラズマイオン源を用いるとともに、
イオンを分離、加速、走査することにより、樹脂基板の
表面でイオン密度を大とし、イオン電流密度を大とでき
るので、基板表面に優れた硬度特性のＤＬＣを形成する
とともに、表面粗度の微小なテクスチュア構造を形成す
ることができる。また、このプラスチックスの基板を用
いることにより、記録再生時にヘッドの貼り付きがない
安定な記録記録媒体を得ることができる。
よびこのプラスチックスを用いた情報録媒体によれば、
質量分離型イオン源、またはカソーディックアークイオ
ン源などの高密度プラズマイオン源を用いるとともに、
イオンを分離、加速、走査することにより、樹脂基板の
表面でイオン密度を大とし、イオン電流密度を大とでき
るので、基板表面に優れた硬度特性のＤＬＣを形成する
とともに、表面粗度の微小なテクスチュア構造を形成す
ることができる。また、このプラスチックスの基板を用
いることにより、記録再生時にヘッドの貼り付きがない
安定な記録記録媒体を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のイオン照射によるプラス
チックスの表面改質方法の実施の形態例を、質量分離型
イオン源およびカソーディックアークイオン源を用いる
イオン照射装置によるプラスチックスの表面改質方法の
一例である図１〜図５を参照して説明する。
チックスの表面改質方法の実施の形態例を、質量分離型
イオン源およびカソーディックアークイオン源を用いる
イオン照射装置によるプラスチックスの表面改質方法の
一例である図１〜図５を参照して説明する。
【００１０】実施の形態例１ 質量分離型イオン源を用いたイオン照射装置の一例であ
る図１を参照して、プラスチックスへのイオン照射方法
を以下に説明する。質量分離型のイオン照射装置１ａ
は、図１のように、アルゴンイオンによるスパッタ式の
イオン源２、引き出し電極３、質量分離用電磁石４、加
速管５、走査電極６、基板７から構成される。照射され
るイオンは、アルゴンイオンによるスパッタ式のイオン
源２より発生させ、発生したイオンは引き出し電極３に
よりイオン源２から引き出され、その後質量分離用磁石
４の磁場を通過することにより、同一質量のイオンのみ
が取り出される。取り出されたイオンは加速管５で所定
のエネルギーまで加速され、照射室内の基板７に照射さ
れる。
る図１を参照して、プラスチックスへのイオン照射方法
を以下に説明する。質量分離型のイオン照射装置１ａ
は、図１のように、アルゴンイオンによるスパッタ式の
イオン源２、引き出し電極３、質量分離用電磁石４、加
速管５、走査電極６、基板７から構成される。照射され
るイオンは、アルゴンイオンによるスパッタ式のイオン
源２より発生させ、発生したイオンは引き出し電極３に
よりイオン源２から引き出され、その後質量分離用磁石
４の磁場を通過することにより、同一質量のイオンのみ
が取り出される。取り出されたイオンは加速管５で所定
のエネルギーまで加速され、照射室内の基板７に照射さ
れる。
【００１１】この場合、イオンビームは基板の前で静電
的に偏向することができるので、例えばテクスチュア構
造の均一性を得るために照射部をＸ−Ｙ的に走査するこ
とも可能である。また、Ｘ−Ｙ方向の走査と照射エネル
ギーの制御を組み合わせることにより、所望のテクスチ
ュア構造が得られるように照射深さおよび照射量の２次
元分布を得ることも可能である。プラスチックスとして
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、アモルファス
ポリオレフィンなどを用いることができる。照射するイ
オンの種類は、炭素イオン、チタンイオン、アルミニウ
ムイオン、タングステンイオン、アルゴンイオン、窒素
イオンおよびシリコンイオンなどを用いることができ
る。
的に偏向することができるので、例えばテクスチュア構
造の均一性を得るために照射部をＸ−Ｙ的に走査するこ
とも可能である。また、Ｘ−Ｙ方向の走査と照射エネル
ギーの制御を組み合わせることにより、所望のテクスチ
ュア構造が得られるように照射深さおよび照射量の２次
元分布を得ることも可能である。プラスチックスとして
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、アモルファス
ポリオレフィンなどを用いることができる。照射するイ
オンの種類は、炭素イオン、チタンイオン、アルミニウ
ムイオン、タングステンイオン、アルゴンイオン、窒素
イオンおよびシリコンイオンなどを用いることができ
る。
【００１２】基板７には、プラスチックスとして、例え
ばアモルファスポリオレフィンを用い、高純度で、高真
空におけるイオン照射を達成するために、上記のイオン
照射装置１ａにより２０ｋｅＶの炭素正イオンを基板７
表面に１平方ｃｍ当たりのイオン量が１０16、１０17、
５×１０17の３種類のイオン照射試験を行った。この場
合の背景真空度は、１．３３×１０-8Ｐａである。アル
ゴンイオンによるスパッタ式のイオン源２を用いて、純
度９９．９９９％の高配向性の炭素ターゲットにより炭
素イオンを発生させ、炭素イオンのみを基板７に到達さ
せるために、上記の質量分離用電磁石４と加速管５およ
び走査電極６からなるイオン搬送系により加速、減速を
行い、基板７には１０ｅＶ以上１００ｋｅＶまでの炭素
イオンが到達する。ターゲットとしては、純度が９９．
９９９のグラファイトでも可能であった。イオン照射に
よる注入の深さは、コンピュータソフトとしてＳＩＭＳ
などの使われているトリムソフトでの計算では２０ｋｅ
Ｖでは表面から０．１μｍ程度までの注入が行われた。
ばアモルファスポリオレフィンを用い、高純度で、高真
空におけるイオン照射を達成するために、上記のイオン
照射装置１ａにより２０ｋｅＶの炭素正イオンを基板７
表面に１平方ｃｍ当たりのイオン量が１０16、１０17、
５×１０17の３種類のイオン照射試験を行った。この場
合の背景真空度は、１．３３×１０-8Ｐａである。アル
ゴンイオンによるスパッタ式のイオン源２を用いて、純
度９９．９９９％の高配向性の炭素ターゲットにより炭
素イオンを発生させ、炭素イオンのみを基板７に到達さ
せるために、上記の質量分離用電磁石４と加速管５およ
び走査電極６からなるイオン搬送系により加速、減速を
行い、基板７には１０ｅＶ以上１００ｋｅＶまでの炭素
イオンが到達する。ターゲットとしては、純度が９９．
９９９のグラファイトでも可能であった。イオン照射に
よる注入の深さは、コンピュータソフトとしてＳＩＭＳ
などの使われているトリムソフトでの計算では２０ｋｅ
Ｖでは表面から０．１μｍ程度までの注入が行われた。
【００１３】１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ2 の試料において
は、表面に凹凸を形成することができたが、イオン照射
により、基板７中の高分子結合が切られた不安定な分子
状態が生じ、この基板７を用いて磁気記録層や光記録層
を成膜した磁気ディスクや光ディスクは、時間の経過と
ともに、基板中からのガスの発生による膨れが起こり、
使用不能な状態であった。
は、表面に凹凸を形成することができたが、イオン照射
により、基板７中の高分子結合が切られた不安定な分子
状態が生じ、この基板７を用いて磁気記録層や光記録層
を成膜した磁気ディスクや光ディスクは、時間の経過と
ともに、基板中からのガスの発生による膨れが起こり、
使用不能な状態であった。
【００１４】それに対して、１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以
上の試料では、照射層はＤＬＣ化していた。図２は、こ
の基板の試験結果のラマン分光測定によるスペクトルを
示し、（ａ）はイオン照射前、（ｂ）はイオン照射後の
スペクトルを示す。（ｃ）は、理解容易のために（ｂ）
の拡大図を示す。（ａ）のイオン照射前に見られるアモ
ルファスポリオレフィン基板中の５員環に起因する多数
の鋭いピークは、（ｂ）では見られなくなり、ブロード
なピークを有する波形が見られ、これを拡大した（ｃ）
ではＤＬＣ構造を示す波形が見られた。（図の波数１３
５０ｃｍ-1のピークを有するＡ部と、図の波数１５３０
ｃｍ-1にピークを有するＢ部は上記の波形を分離したも
のである） この場合の、ＤＬＣ層のＥＥＬＳ(Electron Energy Los
s Spectroscopy) の解析によれば、ＳＰ2 結合に比べて
ＳＰ3 結合を多く含む構造となっていることがわかっ
た。
上の試料では、照射層はＤＬＣ化していた。図２は、こ
の基板の試験結果のラマン分光測定によるスペクトルを
示し、（ａ）はイオン照射前、（ｂ）はイオン照射後の
スペクトルを示す。（ｃ）は、理解容易のために（ｂ）
の拡大図を示す。（ａ）のイオン照射前に見られるアモ
ルファスポリオレフィン基板中の５員環に起因する多数
の鋭いピークは、（ｂ）では見られなくなり、ブロード
なピークを有する波形が見られ、これを拡大した（ｃ）
ではＤＬＣ構造を示す波形が見られた。（図の波数１３
５０ｃｍ-1のピークを有するＡ部と、図の波数１５３０
ｃｍ-1にピークを有するＢ部は上記の波形を分離したも
のである） この場合の、ＤＬＣ層のＥＥＬＳ(Electron Energy Los
s Spectroscopy) の解析によれば、ＳＰ2 結合に比べて
ＳＰ3 結合を多く含む構造となっていることがわかっ
た。
【００１５】上記の１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上の試料
では、照射層はＤＬＣ化しており、安定な状態となって
いるため、時間の経過とともにガスの発生がなかった。
そのために、この基板により作製した磁気ディスク、光
ディスクおよび光磁気ディスクなどの情報記録媒体はテ
クスチュア構造が作用して、記録再生ヘッドとの貼り付
きが見られなかった。
では、照射層はＤＬＣ化しており、安定な状態となって
いるため、時間の経過とともにガスの発生がなかった。
そのために、この基板により作製した磁気ディスク、光
ディスクおよび光磁気ディスクなどの情報記録媒体はテ
クスチュア構造が作用して、記録再生ヘッドとの貼り付
きが見られなかった。
【００１６】上記の試料について、ＡＦＭ装置（原子間
力顕微鏡）［米国SPARK 社製］により表面粗度を測定し
た例を図３〜図５に示す。図３は、イオン照射前の表面
のＡＦＭ像（１０μｍ×１０μｍ）を、図４は、１０17
ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上のイオン照射密度のイオン照射後
の表面のＡＦＭ像（１０μｍ×１０μｍ）を、図５は、
図４を拡大したもの（１μｍ×１μｍ）を示す。上記の
ＡＦＭ像から照射後の平均面粗度は、１．５ｎｍから３
ｎｍ程度であることがわかった。
力顕微鏡）［米国SPARK 社製］により表面粗度を測定し
た例を図３〜図５に示す。図３は、イオン照射前の表面
のＡＦＭ像（１０μｍ×１０μｍ）を、図４は、１０17
ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上のイオン照射密度のイオン照射後
の表面のＡＦＭ像（１０μｍ×１０μｍ）を、図５は、
図４を拡大したもの（１μｍ×１μｍ）を示す。上記の
ＡＦＭ像から照射後の平均面粗度は、１．５ｎｍから３
ｎｍ程度であることがわかった。
【００１７】実施の形態例２ 図６はカソーディックアークイオン源を用いたイオン照
射装置の一例を示し、図７はカソーディックアークイオ
ン源の一例の拡大図を示す。カソーディックアークイオ
ン源を用いるイオン照射装置を使用して炭素イオンをプ
ラスチックスの基板に照射する事例を説明する。イオン
照射装置１ｂは、図６のように、カソーディックアーク
イオン源８、引き出し電極３、質量分離用電磁石４、加
速管５、走査電極６およびプラスチックの基板７により
構成される。この装置の到達真空度は１．３３×１０-6
Ｐａであり、また、プラスチックの基板７の裏側には冷
却水または液体窒素が循環しており、基板温度が５０℃
以上に上昇しないようになっている。
射装置の一例を示し、図７はカソーディックアークイオ
ン源の一例の拡大図を示す。カソーディックアークイオ
ン源を用いるイオン照射装置を使用して炭素イオンをプ
ラスチックスの基板に照射する事例を説明する。イオン
照射装置１ｂは、図６のように、カソーディックアーク
イオン源８、引き出し電極３、質量分離用電磁石４、加
速管５、走査電極６およびプラスチックの基板７により
構成される。この装置の到達真空度は１．３３×１０-6
Ｐａであり、また、プラスチックの基板７の裏側には冷
却水または液体窒素が循環しており、基板温度が５０℃
以上に上昇しないようになっている。
【００１８】カソーディックアークイオン源８は、図７
のように、高真空に保たれた装置内に設けられ、カソー
ド８ａは、例えば炭素をターゲットとし、アノード８ｂ
はコイル状であり双方とも水冷されており、カソード８
ａ−アノード８ｂ間には、イオン化電圧として例えば５
０Ｖを供給し、トリガー手段８ｃによりアーク放電を励
起し、プラズマイオン源９を発生させ、イオンビーム１
０として引き出す。カソード８ａ部は、コイル８ｄによ
りイオンが収束されるように制御されている。この炭素
ターゲットからのイオンビームは、図４において、例え
ば中心磁場３００Ｇの質量分離用電磁石４により、中性
粒子や巨大な粒子が除去されて炭素イオンが引き出され
る。さらに、例えば３段の加速管５により、１０ｅＶ〜
１００ｋｅＶまで加速され、走査電極６により、例えば
プラスチックの基板７面内を一定速度で走査することが
できる。上記のプラズマイオン源９としては、炭素イオ
ンの他に、チタンイオン、アルミニウムイオン、タング
ステンイオン、あるいは導入ガスによりアルゴンイオ
ン、窒素イオンあるいはシリコンイオンなどを用いるこ
とができる。
のように、高真空に保たれた装置内に設けられ、カソー
ド８ａは、例えば炭素をターゲットとし、アノード８ｂ
はコイル状であり双方とも水冷されており、カソード８
ａ−アノード８ｂ間には、イオン化電圧として例えば５
０Ｖを供給し、トリガー手段８ｃによりアーク放電を励
起し、プラズマイオン源９を発生させ、イオンビーム１
０として引き出す。カソード８ａ部は、コイル８ｄによ
りイオンが収束されるように制御されている。この炭素
ターゲットからのイオンビームは、図４において、例え
ば中心磁場３００Ｇの質量分離用電磁石４により、中性
粒子や巨大な粒子が除去されて炭素イオンが引き出され
る。さらに、例えば３段の加速管５により、１０ｅＶ〜
１００ｋｅＶまで加速され、走査電極６により、例えば
プラスチックの基板７面内を一定速度で走査することが
できる。上記のプラズマイオン源９としては、炭素イオ
ンの他に、チタンイオン、アルミニウムイオン、タング
ステンイオン、あるいは導入ガスによりアルゴンイオ
ン、窒素イオンあるいはシリコンイオンなどを用いるこ
とができる。
【００１９】この場合、例えば、炭素イオンの照射を２
０ｋｅＶで１平方センチメートルあたり１０17イオン行
うものとして、そのイオン源として、イオンを分離前の
イオン電流が１０Ａ／ｃｍ2 で、質量分離用電磁石４に
より中心磁場３００Ｇで分離後、３段の加速管５により
１０ｅＶ〜１００ｋｅＶまで加速されたイオンを、走査
電極６によりビーム走査しながら、基板７面上に照射す
る。その場合、ラングミュアプローブによる測定では、
基板７上で数１００ｍＡ／ｃｍ2 のイオン電流密度を
達成できた。この場合、例えば、１６ｃｍ2 の面積のポ
リカーボネートやアモルファスポリオレフィンなどのプ
ラスチックスのディスク基板へのイオン照射時間は、ほ
ぼ１５秒であった。
０ｋｅＶで１平方センチメートルあたり１０17イオン行
うものとして、そのイオン源として、イオンを分離前の
イオン電流が１０Ａ／ｃｍ2 で、質量分離用電磁石４に
より中心磁場３００Ｇで分離後、３段の加速管５により
１０ｅＶ〜１００ｋｅＶまで加速されたイオンを、走査
電極６によりビーム走査しながら、基板７面上に照射す
る。その場合、ラングミュアプローブによる測定では、
基板７上で数１００ｍＡ／ｃｍ2 のイオン電流密度を
達成できた。この場合、例えば、１６ｃｍ2 の面積のポ
リカーボネートやアモルファスポリオレフィンなどのプ
ラスチックスのディスク基板へのイオン照射時間は、ほ
ぼ１５秒であった。
【００２０】上記のカソーディックアークイオン源を用
いて、基板にイオン照射した場合にも、基板はＤＬＣ化
され、また、基板表面は表面粗度の小さいテクスチュア
構造を形成されることがわかった。さらに、この基板を
用いた磁気ディスク、光ディスクおよび光磁気ディスク
などの情報記録媒体では安定な記録再生を行うことがで
きた。
いて、基板にイオン照射した場合にも、基板はＤＬＣ化
され、また、基板表面は表面粗度の小さいテクスチュア
構造を形成されることがわかった。さらに、この基板を
用いた磁気ディスク、光ディスクおよび光磁気ディスク
などの情報記録媒体では安定な記録再生を行うことがで
きた。
【００２１】本発明の実施の形態は、上記の実施の形態
例になんら限定されるものではなく、高密度プラズマイ
オン源として、ＩＣＰイオン源、ＥＣＲプラズマイオン
源やヘリコン波プラズマイオン源を用いることもでき
る。図８はＩＣＰイオン源、図９にＥＣＲプラズマイオ
ン源、および図１０にヘリコン波プラズマイオン源の発
生装置を示す。
例になんら限定されるものではなく、高密度プラズマイ
オン源として、ＩＣＰイオン源、ＥＣＲプラズマイオン
源やヘリコン波プラズマイオン源を用いることもでき
る。図８はＩＣＰイオン源、図９にＥＣＲプラズマイオ
ン源、および図１０にヘリコン波プラズマイオン源の発
生装置を示す。
【００２２】ＩＣＰイオン源１１は、図８のように、例
えば炭素イオンのプラズマイオン源９の発生には、容量
結合型のＲＦコイル１１ａによる高周波放電を用いてい
る。イオンビーム１０の引き出し系は、例えばカウフマ
ン式のグリッド電極１１ｄで構成し、このグリッド電極
１１ｄは水冷されている。イオン源の炭素イオンの導入
ガスとしては、ガス導入管１１ｂにより例えばメタンガ
スなどの炭化水素ガスを用いる。プラズマイオン源９と
しては、炭素イオンの他に、導入ガスによりアルゴンイ
オン、窒素イオンあるいはシリコンイオンなどを用いる
ことができる。このプラズマイオン源９はイオンビーム
１０として、不図示のイオン搬送系により基板方向に引
き出される。
えば炭素イオンのプラズマイオン源９の発生には、容量
結合型のＲＦコイル１１ａによる高周波放電を用いてい
る。イオンビーム１０の引き出し系は、例えばカウフマ
ン式のグリッド電極１１ｄで構成し、このグリッド電極
１１ｄは水冷されている。イオン源の炭素イオンの導入
ガスとしては、ガス導入管１１ｂにより例えばメタンガ
スなどの炭化水素ガスを用いる。プラズマイオン源９と
しては、炭素イオンの他に、導入ガスによりアルゴンイ
オン、窒素イオンあるいはシリコンイオンなどを用いる
ことができる。このプラズマイオン源９はイオンビーム
１０として、不図示のイオン搬送系により基板方向に引
き出される。
【００２３】図９のＥＣＲプラズマイオン源１２におい
て、マイクロ波発生器１３から発生し、導波管１４に導
入された２．４５ＧＨｚのマイクロ波１５はコイル１６
による８７５Ｇの磁界と相互作用し、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）を励起し、マイクロ波導入窓１７から
反応室１８に導入され、シリンダ状導波管１９から供給
されるガス２０をプラズマ化してプラズマイオン源９を
発生する。このプラズマイオン源９はコイル２１により
プラズマ分布を制御される。このプラズマイオン源９は
イオンビーム１０として、不図示のイオン搬送系により
基板方向に引き出される。
て、マイクロ波発生器１３から発生し、導波管１４に導
入された２．４５ＧＨｚのマイクロ波１５はコイル１６
による８７５Ｇの磁界と相互作用し、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）を励起し、マイクロ波導入窓１７から
反応室１８に導入され、シリンダ状導波管１９から供給
されるガス２０をプラズマ化してプラズマイオン源９を
発生する。このプラズマイオン源９はコイル２１により
プラズマ分布を制御される。このプラズマイオン源９は
イオンビーム１０として、不図示のイオン搬送系により
基板方向に引き出される。
【００２４】図１０のヘリコン波プラズマイオン源２２
において、石英チャンバ２３に巻かれたループアンテナ
２４により供給される１３．５６ＭＨｚの高周波２５
が、同様に石英チャンバ２３に巻かれた２個のソレノイ
ドコイル２６によりヘリコン波を励起し、反応室２７に
導入されるとともにガス２８をプラズマ化し、プラズマ
イオン源９を発生する。このプラズマイオン源９は磁石
２９によりプラズマ分布を制御される。このプラズマイ
オン源９はイオンビーム１０として、不図示のイオン搬
送系により基板方向に引き出される。
において、石英チャンバ２３に巻かれたループアンテナ
２４により供給される１３．５６ＭＨｚの高周波２５
が、同様に石英チャンバ２３に巻かれた２個のソレノイ
ドコイル２６によりヘリコン波を励起し、反応室２７に
導入されるとともにガス２８をプラズマ化し、プラズマ
イオン源９を発生する。このプラズマイオン源９は磁石
２９によりプラズマ分布を制御される。このプラズマイ
オン源９はイオンビーム１０として、不図示のイオン搬
送系により基板方向に引き出される。
【００２５】
【発明の効果】本発明の情報記録媒体の表面改質方法お
よび情報記録媒体によれば、質量分離型イオン源、また
はカソーディックアークイオン源などの高密度プラズマ
イオン源を用いるとともに、イオンを分離、加速、走査
することにより、プラスチックの表面でイオン密度を大
とし、イオン電流密度を大とできるので、基板表面に優
れた硬度特性のＤＬＣを形成するとともに、表面粗度の
微小なテクスチュア構造を形成することができる。この
ディスク基板を用いることにより、記録再生時にヘッド
の貼り付きがない安定な記録媒体用のプラスチックディ
スク基板を得ることができる。
よび情報記録媒体によれば、質量分離型イオン源、また
はカソーディックアークイオン源などの高密度プラズマ
イオン源を用いるとともに、イオンを分離、加速、走査
することにより、プラスチックの表面でイオン密度を大
とし、イオン電流密度を大とできるので、基板表面に優
れた硬度特性のＤＬＣを形成するとともに、表面粗度の
微小なテクスチュア構造を形成することができる。この
ディスク基板を用いることにより、記録再生時にヘッド
の貼り付きがない安定な記録媒体用のプラスチックディ
スク基板を得ることができる。
【図１】 本発明に用いられる質量分離型イオン源を用
いたイオン照射装置の一例である。
いたイオン照射装置の一例である。
【図２】（ａ）イオン照射前のプラスチックスのラマン
スペクトルの一例である。 （ｂ）〜（ｃ）本発明の１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上の
イオン照射密度のイオン照射後のプラスチックスのラマ
ンスペクトルの一例である。
スペクトルの一例である。 （ｂ）〜（ｃ）本発明の１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上の
イオン照射密度のイオン照射後のプラスチックスのラマ
ンスペクトルの一例である。
【図３】 イオン照射前のプラスチックス表面のＡＦＭ
像（１０μｍ×１０μｍ）である。
像（１０μｍ×１０μｍ）である。
【図４】 本発明の１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上のイオ
ン照射密度のイオン照射後のプラスチックス表面のＡＦ
Ｍ像（１０μｍ×１０μｍ）である。
ン照射密度のイオン照射後のプラスチックス表面のＡＦ
Ｍ像（１０μｍ×１０μｍ）である。
【図５】 図４を拡大したもの（１μｍ×１μｍ）であ
る。
る。
【図６】 カソーディックアークイオン源を用いたイオ
ン照射装置の一例である。
ン照射装置の一例である。
【図７】 カソーディックアークイオン源の一例であ
る。
る。
【図８】 ＩＣＰイオン源の一例である。
【図９】 ＥＣＲプラズマイオン源の一例である。
【図１０】 ヘリコン波プラズマイオン源の一例であ
る。
る。
１ａ，１ｂ…イオン照射装置、２…イオン源、３…引き
出し電極、４…質量分離用電磁石、５…加速管、６…走
査電極、７…基板、８…カソーディックアークイオン
源、８ａ…カソード、８ｂ…アノード、８ｃ…トリガー
手段、８ｄ…コイル、９…プラズマイオン源、１０…イ
オンビーム、１１…ＩＣＰイオン源、１１ａ…ＲＦコイ
ル、１１ｂ…ガス導入管、１１ｃ…石英管、１１ｄ…グ
リッド電極、１２…ＥＣＲプラズマイオン源、１３…マ
イクロ波発生器、１４…導波管、１５…マイクロ波、１
６…コイル、１７…マイクロ波導入窓、１８…反応室、
１９…シリンダ状導波管、２０…ガス、２１…コイル、
２２…ヘリコン波プラズマイオン源、２３…石英チャン
バ、２４…ループアンテナ、２５…高周波、２６…ソレ
ノイドコイル、２７…反応室、２８…ガス、２９…磁石
出し電極、４…質量分離用電磁石、５…加速管、６…走
査電極、７…基板、８…カソーディックアークイオン
源、８ａ…カソード、８ｂ…アノード、８ｃ…トリガー
手段、８ｄ…コイル、９…プラズマイオン源、１０…イ
オンビーム、１１…ＩＣＰイオン源、１１ａ…ＲＦコイ
ル、１１ｂ…ガス導入管、１１ｃ…石英管、１１ｄ…グ
リッド電極、１２…ＥＣＲプラズマイオン源、１３…マ
イクロ波発生器、１４…導波管、１５…マイクロ波、１
６…コイル、１７…マイクロ波導入窓、１８…反応室、
１９…シリンダ状導波管、２０…ガス、２１…コイル、
２２…ヘリコン波プラズマイオン源、２３…石英チャン
バ、２４…ループアンテナ、２５…高周波、２６…ソレ
ノイドコイル、２７…反応室、２８…ガス、２９…磁石
Claims (9)
- 【請求項１】 イオン源を用いて、プラスチックスにイ
オンを照射する工程を有し、 前記プラスチックス表面にテクスチュア構造を形成する
ことを特徴とするプラスチックスの表面改質方法。 - 【請求項２】 前記イオンは、炭素イオン、チタンイオ
ン、アルミニウムイオン、タングステンイオン、アルゴ
ンイオン、窒素イオンおよびシリコンイオンのうちの少
なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項１
に記載のプラスチックスの表面改質方法。 - 【請求項３】 前記イオン源が、質量分離型イオン源、
カソーディックアークイオン源、ＩＣＰ(Inductive Cou
pled Plasma)イオン源、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Re
sonance)プラズマイオン源およびヘリコン波プラズマイ
オン源のうちのいずれか１種を用いることを特徴とする
請求項１に記載のプラスチックスの表面改質方法。 - 【請求項４】 前記プラスチックスが、アクリル系樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートお
よびアモルファスポリオレフィンのうちのいずれか１種
であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック
スの表面改質方法。 - 【請求項５】 イオン照射密度が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 以上であることを特徴とする請求項１に記載のプラス
チックスの表面改質方法。 - 【請求項６】 前記プラスチックスの表面にＤＬＣ(Dia
mond Like Carbon)が形成されることを特徴とする請求
項１に記載のプラスチックスの表面改質方法。 - 【請求項７】 前記プラスチックスが光ディスク、光磁
気ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれか１種の
基体に用いられることを特徴とする請求項１に記載のプ
ラスチックスの表面改質方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載のプラスチックスの表面
改質方法により改質された基体を具備することを特徴と
する情報記録媒体。 - 【請求項９】 前記情報記録媒体が光ディスク、光磁気
ディスクおよび磁気ディスクのうちのいずれか１種であ
ることを特徴とする請求項８に記載の情報記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278665A JP2000103883A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | プラスチックスの表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278665A JP2000103883A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | プラスチックスの表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000103883A true JP2000103883A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17600462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10278665A Pending JP2000103883A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | プラスチックスの表面改質方法およびこれを用いた情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000103883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10259197B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-04-16 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Decorative product and method of manufacturing decorative product |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10278665A patent/JP2000103883A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10259197B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-04-16 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Decorative product and method of manufacturing decorative product |
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