JP2506935B2

JP2506935B2 - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2506935B2
Application number: JP63118643A
Authority: JP
Inventors: 喜光小林; 欣幸城阪; 聡彦大屋; 敏史川野; 昌生小松
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPH01287848A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学的記録に用いる光磁気記録媒体に関す
る。

（従来の技術とその課題）光メモリー素子の中でも追加記録、消去が可能なイレ
ーザブル型メモリーは、光磁気記録棒式が最も実用化に
近い段階にいる。光磁気記録媒体の記録層としては総合
的な特性から見て、現在の所希土類・遷移金属薄膜が多
く用いられている。

この光磁気記録媒体として、レーザー光照射時の記録
・再生効率を向上させる為に基板上の光磁気記録層上に
反射層を設ける方式も提案されている。この方式はカー
効果とファラデー効果の併用により高いC/N比を得られ
るという点で優れている。

記録層上に設けられる反射層は一般的には高反射率の
物質が考えられるが、Au、Ag、Ptはコストが高くCuは腐
食を起こし易いためAlまたはAlの合金の薄膜が多く用い
られる。

しかしながら、AlやAl合金を使用した場合には耐蝕性
という点で問題がある。すなわちAlやAl合金は表面に自
然酸化膜をつくるため全体腐食に対しては強固な特性を
示すが一度ピンホールが生成すると腐食電流の集中が起
こりピンホールの拡大をもたらすことになる。この反応
は特に水分の存在下において顕著である。

従来、こういった光磁気記録媒体は２枚を接着層を介
して貼り合わせることが多かった。しかし最近、媒体の
簡素化や磁界変調方式の上から媒体を単板のまま用いた
いという要望が強い。

こういった単板での使用に際しては媒体の酸化劣化が
最も大きな問題となり、通常用いられているSiO₂、Si
O、Si₃N₄、AlN等の無機保護膜に加えUV硬化樹脂等の有
機保護膜を最外層に用いる方法が提案されている。

しかし、これまでの有機保護膜ではまだ媒体の保護能
力が充分であるとは言えず、また硬化時の応力の為に全
体に反りを生じ機械特性を劣化させると共に応力腐食を
発生させる原因となる。

（課題を解決するための手段）本発明者等は上述の欠点を克服した、単板のディスク
でも高耐蝕性を持つ光磁気記録媒体を提供するべく鋭意
検討した結果、特定の物質で最外層保護層を構成するこ
とにより非常に経時安定性に優れた光磁気記録媒体が得
られることを見出した。

〔発明の構成〕

本発明の要旨は、基板、金属酸化物又は金属窒化物か
らなる干渉層、希土類金属と遷移金属の合金からなる光
磁気記録層、該記録層に接して設けられた反射層、及び
最外層有機保護層をこの順に設けてなる光磁気記録媒体
において、反射層がAlにTa、Ti、Zr、Mo、Pt、Ｖ、Cr、
Pdの少なくとも一種を0.1〜15原子％添加した合金で構
成され、前記最外層有機保護層が下記（イ）及び（ロ）
の特性を有することを特徴とする光磁気記録媒体。

（イ）JIS Ｋ 6301で規定された100％引張応力が50kg
f/cm²以下（ロ）JIS Ｚ 0208で規定された透湿度が24時間で20g
/m²以下以下、本発明を詳細に説明する。

まず、本発明において用いられる基板としてはガラ
ス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチ
ック、又はガラス上に溝つき樹脂を形成した基準等が挙
げられる。

基板の厚みは１〜2mm程度が一般的である。

光磁気記録層としては、たとえば、TbFe、TbFeCo、Tb
Co、DyFeCoなどの希土類と遷移金属の非晶質磁性合金が
用いられる。光磁気記録層としては単一の層を用いても
良いしGdTbFe/TbFeのように２層以上の記録層を重ねて
も良い。光磁気記録層の膜厚は250〜500Åである。

上記基板と光磁気記録層の間には干渉層を設ける。こ
の層は高屈折率の透明膜による光の干渉効果を用い反射
率を落とすことでノイズを低下させC/N比を向上させる
ためのものである。干渉層は単層膜でも多層膜でもよ
い。干渉層としては金属酸化物や金属窒化物が用いられ
る。金属酸化物としてはAl₂O₃、Ta₂O₅、SiO₂、SiO、TiO
₂等の金属酸化物単独あるいはこれらの混合物、あるい
はAl−Ta−Ｏの複合酸化物等が挙げられる。また更にこ
れらに他の元素、例えばTi、Zr、Ｗ、Mo、Yb等が酸化物
の形で単独あるいはAl、Taと複合して酸化物を形成して
いてもよい。これらの金属酸化物は緻密で外部からの水
分や酸素の侵入を防ぎ、耐食性が高く記録層との反応性
も小さく、また基板として樹脂基板を使用する場合にも
樹脂との密着性に優れる。

干渉層としての金属酸化物は特に酸化タンタルを用い
て良好である。

酸化タンタルの干渉層は窒化物からなる干渉層に比べ
内部応力が小さくクラックの入る確立ははるかに小さく
なる酸化タンタルの組成としては化学量論的組成比（Ta₂O
₅）に近い組成が好ましい。過剰な酸素は記録層の酸化
をもたらすことになる。また、酸素が不足している場合
には未酸化部分に腐食が集中し、ピンホールが発生し易
くなる。

好ましい酸化状態での屈折率は633nmの波長で測定し
たときの複素屈折率をｎ^＊＝ｎ−iKとしたとき2.0≦ｎ
≦2.2でありかつ|K|＜0.15の範囲である。

金属窒化物を干渉層として用いる場合は窒化シリコ
ン、窒化アルミニウム等が挙げられる。特に窒化シリコ
ンを用いて良好である。

窒化シリコンのSiとＮの比率はＮが多すぎれば膜の屈
折率が低下し緻密性も悪くなる。またＮが少なすぎれ
ば、膜に吸収を生じキャリアレベルの低下をもたらす。
従ってSiとＮとの比は化学量論的組成比（Si₃N₄）もし
くはそれより多少Siが多い状態が好ましい。具体的に
は、SiとＮの原子比はSi/Nで0.75〜1.0の範囲が良い。
窒化シリコンの屈折率は633nmの波長で測定したときの
複素屈折率（ｎ^＊）をｎ^＊＝ｎ−iK（ｉは虚数を現す）
としたとき2.0≦ｎ≦2.5でかつ０＜Ｋ＜0.2の範囲であ
るのが良い。

この干渉層の膜厚は屈折率により最適膜厚が異なる
が、通常400Å〜1500Å程度、特に500〜1000Å程度が適
当である。

本発明の光磁気記録媒体は反射型の光磁気記録媒体で
あり記録層上に反射層を有する。反射層は一般的には高
反射率の物質が考えられ、Au、Ag、Pt、Cu、AlまたはAl
の合金等の薄膜を用いる。

本発明においてはAlにTa、Ti、Zr、Mo、Pt、Ｖ、Cr、
Pdの少なくとも１種を0.1〜15原子％程度好ましくは１
〜10原子％程度添加した合金を用いる、この合金は、高
反射率であり、熱伝導度も低く高C/N比、感度共に良好
な特性をもたらす。

反射層を設ける場合その膜厚としては100〜1000Å程
度、好ましくは200〜600Å程度である。厚すぎた場合感
度が低下し、薄すぎる場合には反射率が低下し、C/N比
も落ちる。

反射層上には更に金属酸化物や金属窒化物からなる保
護層を設けても良い、金属酸化物や金属窒化物は前述し
た干渉層として用いたものがそのまま用いられる。

また、保護層として金属酸化物を用いた場合において
は反射層が酸化されること等が考えられるが、Alまたは
Al合金の反射層は表面に強固な酸化被膜を形成するため
深さ数十Å以上の酸化は起こらない。

この保護層の膜厚は厚いほど保護能力が大きいが、厚
いほど感度の低下も大きいので、通常50Å〜500Å程度
が適当である。

基板上に干渉層、記録層、反射層、保護層等の各層を
形成する方法には、スパッタリング等の物理蒸着法（PV
D）、プラズマCVDのような化学蒸着法（CVD）等が適用
される。

PVD法にて干渉層、光磁気記録層、反射層及び保護層
等を成膜形成するには、所定の組成をもったターゲット
を用いて電子ビーム蒸着またはスパッタリングにより基
板上に各層を堆積するのが通常の方法である。

また、イオンプレーティングを用いる方法も考えられ
る。

膜の堆積速度は早すぎると膜応力を増加させ、遅すぎ
れば生産性に影響するので通常0.1Å/sec〜100Å/sec程
度とされる。

保護層の場合、Ta₂O₅ターゲット等を用いたRFスパッ
タ法、Taターゲットなどを用いたArとO₂ガスによるDCま
たはRF反応性スパッタ法、電子ビーム蒸着法等が好まし
い。これらのうち、酸素量の制御が可能であること、成
膜速度が速いこと、基板温度の上昇が小さいこと等の点
からTaターゲット等を用いたArとO₂ガスによるDC反応性
スパッタ法が好ましい。

本発明においては、光磁気記録層の上に最外層有機保
護層、すなわち最も外側の外気と接する保護層として特
殊の物性を有する有機物を用いる。最外層有機保護層と
しては、JIS K6301にて規定された100％引張応力が50K
gf/cm²以下で、かつJIS Ｚ 0208で規定された透湿度
が24時間で20g/m²以下のものが用いられる。好ましくは
上記規定の100％引張応力30Kgf/cm²以下、かつ上記規定
の透湿度が24時間で10g/m²以下の有機物が良好な結果を
もたらす。

この最外層有機保護層を形成する有機物としては炭化
水素系ポリオールを使用するポリウレタンが好ましく採
用される。

このポリウレタンとしては、吸湿性の低い炭化水素系
ポリオールを主成分とし、イソシアネート化合物をNCO/
OH＝0.8〜1.3好ましくはNCO/OH＝0.9〜1.1となるような
配分比で混合し、硬化せしめたものが好ましい。

このような炭化水素系ポリオールは公知の、例えば特
開昭50−90694号に記載のブタジエンポリマーを水添す
る等の方法により、また、これを用いたポリウレタンは
公知の、例えば特開昭50−142695号に記載の、上記ポリ
オールにポリイソシアネートを反応させる等の方法によ
り容易に製造される。

この最外層有機保護層を設けることで媒体の耐蝕性は
大きく向上する。すなわち内部応力が低いので媒体にク
ラックや反りを生じさせず、また透湿性が低いので水分
による腐食を良好に抑えられる。

接着層の膜厚は１μｍ〜200μｍ好ましくは３μｍ〜1
00μｍ程度である。

最外層有機保護層の成膜法としてはスピンコート法、
その他通常の塗布法により容易に成膜することが可能で
ある。

〔実施例〕

以下に実施例をもって本発明を更に詳細に説明するが
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１ 130mmφのポリカーボネート基板をスパッタリング装
置に導入し、先ず８×10^-7torr以下まで排気し、Arを20
sccm、O₂を5sccm導入し、圧力を0.8Paに調整した。

直流スパッタリング装置を用いて500Wのパワーで直径
４インチのTaターゲットをスパッタし４Å／秒の堆積速
度で酸化タンタルの干渉層を800Å形成した。この膜の6
33nmで測定した屈折率はｎ^＊＝2.1−0.03iであった。

チャンバーを一度排気した後、Arガスを30sccm0.3Pa
の圧力となるように導入してTbターゲットとFe₉₀Co₁₀タ
ーゲットの同時スパッタリングを行いTb₂₂（Fe₉₀Co₁₀）
₇₈の記録層を干渉層の上に300Å形成した。

更にTaチップを配したAlターゲットを用いArガス中で
スパッターしAl₉₇Ta₃の合金からなる300Åの反射層を形
成した。

この反射層の上に下記のようにして得たポリウレタン
からなる最外層有機保護層を設けた。

「成分Ａの製造」 “ポリテールHA"（商品名）（三菱化成工業株式会社
製、数平均分子量：約2000、水酸基等量:0.907meq/gの
ポリオレフィンポリオール）100g、 “アデカクオドール”（商品名）（旭電化株式会社
製、４官能ポリオール、水酸基等量13.7meq/g）19.8g、 “パラフィン系プロセスオイル”（共同石油株式会社
製、Ｐ−200）110g、 “スズ系ウレタン化触媒”（MD化成株式会社製、UL−
22）138mg、これらを50℃で均一に混合し成分Ａとした。この粘度
は25℃で1800cpsであった。

「成分Ｂの製造」 “ポリテールHA"100g、 “パラフィン系プロセスオイルＰ−200"116g、これらをセパラブルフラスコ中で室温で均一に混合す
る。ついで、2,4−トリレンジイソシアネート14.2gを添
加し、80℃で６時間反応して成分Ｂを得た、粘度は25℃
で3800cpsであった。

このようにして作成したＡ液とＢ液を重量比1:5で混
合し、真空脱泡を行った後ディスクに塗布し、80℃、60
分硬化させ保護層とした。

同様にして作成した液を用いプレスシートを作り物性
値を測定したところ JIS K6301での100％引張応力は3
kgf/cm²引張強度は7kgf/cm²であった。また、JISZ0208
で規定された透湿度は厚さ200μｍのフイルムで24時間
で5g/cm²であった。

このようにして作成したディスクを70℃、85％RHの条
件で1500時間加速試験し、ドロップ・イン・エラーレー
トの増加を経時的に観察した。1500時間経過した後もエ
ラーレートは2.5倍に抑制できた。結果を第１図に示
す。

比較例１反射層までを実施例１と同じ構造とし、最外層保護層
としてアクリレート系の樹脂を用いた。この樹脂は透湿
度は24時間で15g/m²であるが100％引張応力は100％まで
伸びない、すなわち、かなり固いものである。このよう
にして作成したディスクを70℃、85％RHの条件で1500時
間加速試験し、ドロップインエラーレートの増加を経時
的に観察したところ1500時間経過後にはクラツクが全面
に発生してしまい測定不能であった。結果を第１図に示
す。

比較例２反射層までを実施例１と同じ構造とし、最外層保護層
として透湿度が24時間で120g/m²100％引張応力40Kg/cm²
のポリウレタン系樹脂を用いた。このようにして作成し
た貼り合わせディスクを70℃、85％RHの条件で1500時間
加速試験し、ドロップインエラーレートの増加を経時的
に観察した。

1500時間経過後には全面に腐食が発生しエラーレート
は約27倍に増加した。結果を第１図に示す。

実施例２干渉層を750Åの窒化シリコンとし他の構成を実施例
１と同様にしてディスクを作成した。このようにして作
成したディスクを70℃、85％RHの条件で1500時間加速試
験し、ドロップインエラーレートの増加を経時的に観察
したところ1500時間経過後でもエラーレートは3.6倍に
抑制できた。結果を第２図に示す。

比較例３反射層までを実施例２と同じ構造とし、最外層保護層
として比較例１と同じアクリレート系の樹脂を用いた。
このようにして作成したディスクを70℃、85％RHの条件
で加速試験し、ドロップインエラーレートの増加を経時
的に観察したところ1000時間経過後にはクラツクが全面
に発生してしまい測定不能であった。結果を第２図に示
す。

比較例４反射層までを実施例２と同じ構造とし、最外層保護層
として比較例２と同じポリウレタン系の樹脂を用いた。
このようにして作成したディスクを70℃、85％RHの条件
で1500時間加速試験し、ドロップインエラーレートの増
加を経時的に観察したところ1500時間経過後には腐食が
かなり進行しエラーレートは約27倍に増加した。結果を
第２図に示す。

〔発明の効果〕

本発明の光磁気記録媒体は耐候性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はは実施例及び比較例の加速試験によ
るエラーレートの増加を経時的に測定した結果である。図中イは実施例１、ロは比較例１、ハは比較例２、ニは
実施例２、ホは比較例３、ヘは比較例４の場合である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川野敏史神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者小松昌生神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成工業株式会社総合研究所内 (56)参考文献特開平１−273247（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、金属酸化物又は金属窒化物からなる
干渉層、希土類金属と遷移金属の合金からなる光磁気記
録層、該記録層に接して設けられた反射層、及び最外層
有機保護層をこの順に設けてなる光磁気記録媒体におい
て、反射層がAlにTa、Ti、Zr、Mo、Pt、Ｖ、Cr、Pdの少
なくとも一種を0.1〜15原子％添加した合金で構成さ
れ、前記最外層有機保護層が下記（イ）及び（ロ）の特
性を有することを特徴とする光磁気記録媒体。（イ）JIS Ｋ 6301で規定された100％引張応力が50kg
f/cm²以下（ロ）JIS Ｚ 0208で規定された透湿度が24時間で20g
/m²以下