JPH02152046A

JPH02152046A - 光磁気メディア

Info

Publication number: JPH02152046A
Application number: JP30544488A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yoneda; 米田　幹生; Masaru Kinoshita; 木下　勝
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はレーザー光によって情報を記録、再生、消去す
ることが可能な光情報記録媒体（メディア）に関するも
のであり、特に、光磁気ディスク等の光磁気記録媒体層
の保護膜の改良に関するものである。

従来の技術レーザー光を使用して情報の記録、再生及び消去を行う
光磁気ディスクは、情報を非接触で高密度に記録・再生
でき、しかも、ランダムアクセスができ、情報の消去や
オーバーライドができる等の特徴を有しているため、コ
ンピュータ用の記録メディアとして近年特に注目されて
いる。

一般的に、光磁気記録媒体の光情報記録材料としてはＴ
ｂ−Ｆｅ系、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｇｄ　−Ｔｂ−Ｆｅ
系、Ｎｄ−Ｄｙ　−Ｆｅ−Ｃｏ系等の希土類−鉄族系の
非晶質合金が使用されている。しかし、これらの非晶質
合金は全て希土類金属を含んでいるために使用環境であ
る大気中で酸化劣化し易い。そのため、記録層の酸化劣
化を防止するために保護膜または保護効果のある誘電体
膜や反射膜が記録層の片側あるいは両側に設けられてい
る。

一般的に、光磁気ディスクは、第１図に示すように、樹
脂またはガラスの材料で作られた透明基板１上に保護層
（誘電体層を兼ねることもある）２と、磁性膜すなわち
記録層３と、保護層４　（反射層を兼ねることもある）
とを順次形成することによって構成される薄膜と、樹脂
オーバーコート層５とを有する構造になっている。記録
メディアとしては、この構造のものをそのまま単板で用
いることもできるが、一般には２枚貼り合わされて用い
られる。

上記保護層２は一般的に５ｉｎ２、ＳＩＯ，５１３Ｎ４
、Ｓ＋−０−Ｎ、ＺｎＳ、ＡＩＮ等の材料を用いて形成
され、一方、上記保護層４は上記保護層２と同じ物質か
、Ａ１、Ａｕ、　Ａｇなどの反射膜となる物質を用いて
形成される。

しかし、このような構造を有する光磁気ディスクの基板
１として樹脂を用いた場合には、樹脂と保護層２との密
着力が弱いためと、上記薄膜に大きな応力が存在するた
めに、経時的に、あるいは厳しい環境下に放置した場合
（例えば、耐久テストを行った際）に、基板と第１層目
の保護層との界面で上記薄膜が浮き上がったり、剥離が
生じることがある。

すなわち、第２図に示すような温度・湿度のサイクル試
験（例えば、［ＥＣＰｕｂｌ、　Ｎｏ、６８−２−３８
．　Ｔｅ５ｔ２／ＡＤ）を数十サイクル行うと、基板と
薄膜との間の密着力の弱い箇所から「ブリスター」とい
われる水ぶくれの様なふくれが発生する。このブリスタ
ーは、高温・高湿度（例えば６０℃、９０％ＲＨ）に長
時間（数十時間以上）放置した後、常温・常湿環境下に
取り出した場合にも、取り出し後１０分程すると、発生
し始める。発注したブリスターの代表的な断面を第３図
に示す。サイズは基板と膜の間の密着力の強さ、耐久試
験の程度により異なるが、概ね数十ミクロンから数百ミ
クロンの幅を有し、基板のグループ方向に長く成長し易
い。また、高さは数ミクロン程度である。

このようにして発生したブリスターは、常温常湿環境下
に１０時間程度放置しておくと消失してしまうという特
徴がある。消失後の光磁気ディスクには、しばらくの間
、僅かなブリスターの痕跡が観察されるだけであるが、
繰り返しブリスターが発生した光磁気ディスクでは、ブ
リスタ一部分に先ずクラックが発生し、この部分より侵
入する酸素や水分等によって磁性膜の酸化が進行し、最
後には使用できなくなる。このクラック発生の原因は、
成膜初期には薄膜はその弾性限度内で変形しているが、
ブリスターが反復的に発生すると、薄膜の内部応力が弾
性限度を超えるため、連続した薄膜としての形状を維持
することができなくなるためと考えられる。

さらに、ブリスター発生後の光磁気ディスクでは基板と
薄膜と間の密着力が大幅に低下するため薄膜が剥離し易
い。また、ブリスターが発生すると、ブリスタ一部の信
号の記録・再生ができなくなるため、エラー率が増加す
る。ブリスター消失後は、この部分の記録再生が可能と
なるが、上記の様にクラックの発生にまで至って劣化し
たものは記録メディアとして使用できなくなる。いずれ
にせよ、ブリスターの発生は、光磁気ディスクの記録・
再生特性を低下させるため好ましくない。

本発明者は、この様なブリスター発生の原因について数
々の検討を行った。

先ず、基板の影響であるが、ガラス基板の様な全く透湿
性のない基板の場合にはブリスターの発生はＳ忍められ
なかった。また、ポリメチルメタアクリレート基板の場
合にもブリスターの発生は非常に少なかった。一方、ポ
リカーボネート基板では上記のブリスターが発生し易か
った。

一般にアクリル基板はポリカーボネート基板よりも吸湿
性が高いので、上記のアクリル基板とポリカーボネート
基板とでのブリスター発生頻度の差の原因は単に樹脂基
板に起因する吸湿性によるものだけとは考えられないが
、高温・高湿度下で基板側から透湿してきた水分が、急
激な温度・湿度の低下により基板に過飽和に含まれるよ
うになり、次に、その水分が時間の経過とともに基板か
ら抜は出そうとする際に、基板と膜との界面の密着力の
弱い箇所から滲み出し、薄膜を押し上げることがブリス
ター発生の一つの原因であることには間違いない。しか
し、ブリスター発主には、これ以外に、樹脂基板の表面
表面張力や樹脂基板と薄膜との間のアフィニティーの強
さ等のファクターが複合して関係しているものと考えら
れる。

本発明者達は、基板と第１層目の保護膜層との界面で、
薄膜が経時的あるいは耐久テストを行った際に浮き上が
ったり、剥離するのを防止するための手段を実験によっ
て種々検討した結果、本発明を完成した。

従って、本発明の目的は、上記従来の欠点のない耐久性
に優れた光磁気メディアを提供することにある。

課題を解決するための手段本発明の提供する光磁気メディアは、透明基板と、この
透明基板上に形成された保護膜層と、この保護層上に形
成された光磁気記録層とを有する光ビームを照射して情
報の書込みと読出しとを行う光磁気記録メディアにおい
て、上記保護膜層がＮｂ、　Ｔａ、　ＺｒおよびＭＯよ
りなる群から選択された少なくとも一つの金属を含有す
ることを特徴としている。

作用上記金属の上記保護膜層中での添加量は１原子％から３
０原子％であるのが好ましい。この添加量が１原子％未
満てはブリスター抑制効果がない。

この金属添加量は、多い程その効果は大きくなるが、こ
の金属添加量が多くなると、膜の屈折率が高くなり、さ
らには光線透過率も低下するので、自ずから限界がある
。従って、一般に、本発明による金属添加量は１原子％
〜３０原子％にするのが好ましい。この金属添加量が３
０原子％を超えるとＮｂ添加量と記録特性（ＣＮ比）の
関係を示す第４図からも明らかなように、ＣＮ比が急速
に低下する。従って、本発明の金属を過剰に添加するの
は記録特性を悪化させる原因となるので避けなければな
らない。

上記保護膜層は公知の材料、特に５ｉＯ７，５ｉＯ１Ｓ
ｉ３Ｎ、、５ｉ−０−ＮＳ２ｎＳ、ＡＩＮ等によって構
成することができ、単一の層または複数の層で構成する
ことができる。本発明の好ましい実施例では、この保護
膜層が無アルカリガラスまたは窒化珪素の単独層膜、無
アルカリガラスと窒化珪素との２層膜によって構成され
ている。

上記保護膜層の膜厚は１００八〜２０００人であるのが
好ましい。１００Å以下では保護効果が無く、また、２
０００Å以上では光の吸収等の欠点が現れる。

上記保護膜層の屈折率は１．５０〜２，４０であるのが
好ましい。この屈折率は保護膜層を構成する材料によっ
てほぼ決まるが、本発明による添加金属によって上記の
値から大幅にずれないようにする。

上記の保護膜層と光磁気記録層は公知の任意の薄膜形成
方法、例えば、スパッタリング、イオンブレーティング
、真空蒸着等の物理蒸着方法によって基板上に形成する
ことができる。

本発明による上記添加金属は物理蒸着技術で公知の任意
の方法を用いて保護膜層に添加することができる。−例
としては、以下の方法を挙げることができる。

スパッタリングの場合には、（１）ターゲット上に上記金属元素のチップを載せるで
スパッタリングする方法、（２）ターゲット材料中に上記金属元素、またはその酸
化物を混合した混合ターゲットを作り、この混合ターゲ
ットを用いてスパッタリングする方法、（３）保護膜層用のターゲットと添加金属用のり−ゲソ
トとを用意し、これら２つのターゲットを同時にスパッ
タリングする方法、があり、また、真空蒸着の場合には、電子ビーム加熱あ
るいはボート加熱によって、保護膜層用原料と添加金属
用原料との混合物を蒸発させるか、これら２つの原料を
別体とし、それらを同時に蒸発させて成膜する方法があ
る。しかし、これらの特定の方法に限定されるものでは
ない。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１直径１３０＋＋＋＋ｎ、厚さ１．２順のポリカーボネー
ト樹脂製スパイラル溝付ディスク基板に、ＲＦマグネト
ロンスパッタリング法により、１０ｍ１０ｍｍＸ１０１
ｍｍ厚さのＮｂチップを数枚置いた無アルカリガラス（
コーニング７０５９）ターゲットを用いて、６００人の
保護膜層を成膜した。なお、この場合のＮｂの含有量は
、他のサンプルで同様に成膜し、蛍光Ｘ線分析によって
調べた。その結果、得られた無アルカリガラス保護膜層
中のＮｂ含有率は１０原子％であった。

次いで、この保護膜層上に同じＲＦマグネトロンスパン
タリング法によりＺｎＳ膜を８００人成膜し、さらに、
ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＴｂ−Ｆｅ−
、Ｃｏ膜を５００人成膜し、最後に、反射膜としてＡＩ
を５００人成膜した。

こうして基板上に形成された（Ｎｂ含有無アルカリガラ
ス膜層＋ＺｎＳ膜層＋Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜層十ＡＩ膜層
）よりなる薄膜の上に、ＵＶ硬化性樹脂をスピンコータ
ーで塗布したものを２枚用意し、これら２枚をホットメ
ルト接着剤を用いて貼り合わせて光磁気ディスクとした
。

得られた光磁気ディスクを第２図に示す温度・湿度のサ
イクル試験に２０サイクルかけた。その結果上記光磁気
ディスクにはブリスターは全く生じなかった。また、Ｃ
Ｎ比の劣化も無かった。

比較例１実施例１を繰り返したが、この比較例ではＮｂチップを
用いずに、保護膜を無アルカリガラス（コーニング７０
５９　）ターゲットのみを用いて形成した。

この比較例により作成した光磁気ディスクには第３図に
示す様なブリスターが多数生じた。

実施例２実施例１と同じディスク基板に、ＲＦマグネトロンスパ
ッタリング法により、１０［１１１１１Ｘ１０１１１１
１１Ｘ　１　ｍｍ厚さのＮｂｚＯｓチップを数枚置いた
無アルカリガラス（コーニング７０５９）ターゲットを
用いて、６００人の薄膜を成膜した。この場合のＮｂ含
有率は５原子％であった。

次いで、この上にＲＦマグネトロンスパッタリング法に
よりＺｎＳ膜を８００人、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法によりＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を５００人、さらに反
射膜としてＡＩを５００人順吹成膜した。

さらにこの上にＵＶ硬化樹脂をスピンコーターで塗布し
、ホットメルト接着剤で２枚貼り合わせ光磁気ディスク
とした。

上記方法により作成した光磁気ディスクを第２図に示す
温度・湿度のサイクル試験に２０サイクルかけたが、ブ
リスターは全く生じなかった。

実施例３直径８６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート樹脂
製の同心円溝付光ディスク基板に、１０ｍｍ　ｘ　１０
＋ｎｍ　ｘｌｍｍ厚さのＴａチップを１０枚装いたＳ１
ターゲツトを用い、Ａｒガス中で反応ガスとしてＮ２を
３０％導入したマグネトロンスパッタリング装置を用い
て、ＤＣｌ　ｋＷの反応スパッタリング法により８００
への薄膜を成膜した。この場合のＴａ含有率は２０原子
％であった。

次いで、この上にＤＣマグネトロンスパッタリング法に
よりＴｂ　−Ｆｅ　−Ｃｏ膜を８００人、外側保護膜と
してＳｉＯ□を８００人成膜した。さらにこの上にＵＶ
硬化樹脂をスピンコーターで塗布して光磁気ディスクと
した。

実施例４実施例１と同じディスク基板に、無アルカリガラス　（
コーニング７０５９）　　ターゲットとＮｂターゲット
とを同時にスパッタすることによって同時に蒸発させ、
８００への薄膜を成膜した。次いで、この上にＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法によりＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を
５００人、外側保護膜として窒化シリコン膜を５００人
、反射膜としてＡＩを５００人成膜した。さらにこの上
にＵＶ硬化樹脂をスピンコーターで塗布しホットメルト
接着剤で貼り合わせ光磁気ディスクとした。

上記方法により光磁気ディスクを第２図に示す温度・湿
度のサイクル試験に３０サイクルかけたがブリスターは
全く生じなかった。

発明の効果本発明による光磁気ディスクは、高温・高湿度下に長時
間暴露した後に、急激に温度・湿度を変動（低下）させ
た場合でもブリスターが発生しないので、長期信頼性を
高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気ディスクの断面構造を示す概念図、第２図は温度・湿度サイクル試験の１サイクルの例を示
した図、第３図はブリスターの代表的な形状を示す概念図、第４図は保護膜へのＮｂ添加世を増加させた場合のＣＮ
比の変化を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板と、この透明基板上に形成された保護膜
層と、この保護層上に形成された光磁気記録層とを有す
る、光ビームを照射して情報の書込みと読出しとを行う
光磁気記録メディアにおいて、上記保護膜層がＮｂ、Ｔ
ａ、ＺｒおよびＭｏよりなる群から選択された少なくと
も一つの金属を含有することを特徴とする光磁気メディ
ア。
（２）上記保護膜層中の上記金属の添加量が１原子％か
ら３０原子％であることを特徴とする請求項１に記載の
光磁気メディア。
（３）上記保護膜層が無アルカリガラスおよび／または
窒化珪素の薄膜であることを特徴とする請求項１または
２に記載の光磁気メディア。
（４）上記保護膜層の膜厚が１００Å〜２０００Åであ
ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記
載の光磁気メディア。
（５）上記保護膜層の屈折率が１．５０〜２．４０であ
ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記
載の光磁気メディア。