JPH02285533A - 光記録媒体 - Google Patents

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】 ［利用分野］ 本発明は、レーザ等の光により情報の記録・再生・消去
等を行う光記録媒体に関する。更に詳細には、保護層又
は／及び反射層として金属膜を有する光記録媒体に関す
る。

［従来技術］ 光記録媒体は高密度・大容量の情報記録媒体として種々
の研究が行なわれている。特に情報の書き換え可能な光
磁気記録媒体は応用分野が広く種々の材料・システムが
発表されておりその実用化が待望されている。

上述の光磁気記録材料としては、例えば特開昭５２−３
１７０３号公報記載ノＴｂＦｅ、特開昭５８−７３７４
６号公報記載のＴｂＦｅＣｏ、　Ｄｙ［ｅＣｏ等、既に
多くの提案かある。しかし、これらの光磁気記録媒体の
実用化には、記録再生特性及び耐久性のより一層の向上
が必要と言われている。

この解決策として、記録・再生特性向上のためには、透
明基板と記録層の間に透明な誘電体層を設ける方法、及
びまたは記録層の裏面に反射層を設ける方法等が検討さ
れている。これらは、エンハンスメン１−効果により、
見かけの磁気光学効果を高め、ＣＮ比の向−Ｌをはかる
というものである。

反射層としては、現在各種の検討が行われているが再生
ＣＮ比を高めるためには、性能指数ＪＲ−θｋ（Ｒ：反
射率、θに：にｅｒｒ回転角）を高める必要かあり、そ
のためには反射率の高いＡＩ。

Ｃｕ、　Ａｇ、　Ａｕ等を反射膜として用いるのが好ま
しいとされている。ところが、これらの材料は熱伝導率
が高いためにレーザー光で加熱してビットを記録する際
の熱の拡散が大きく、ビット形状の乱れを生じ、ＣＮ比
が低下してしまうという欠点がある。

また、この金属反射層に、記録層の１に食を防止するた
めの保護層としての役割も兼ね備えさせると構成が簡単
になるが、前述の＾ｌ、　Ｃｕ、　Ａ［＋、　へＬＩ等
は耐環境性試験によるピンホールの発生の問題があり、
また更に一層の耐久性の向」二のためそのにに有機保護
層を設けた場合にはその樹脂中に残存する塩素や酸によ
る記録層及び／または金属層自身の劣化等の問題があり
、かかる金属層のより一層の改良が必要であることかわ
かった。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、前記の保護
層又は／及び反射層として金属膜か設けられた光記録媒
体、中でも光磁気記録媒体の記録・再生特性及び耐久性
の一層の向上を目的とするものである。具体的には、該
金属膜の耐湿性、耐酸性を改良して媒体全体の耐久性を
向上させること、該金属膜を反射率が実用）十分で熱伝
堺性の低いものに改良することにより、記録ビット形状
を安定化すると同時に再生信号の反射光量を高めること
で記録・再生特性の向」二をはかることである。

［発明の構成・作用］ 上述の目的は、以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は保護層又は／及び反射層として金属膜を
有する光記録媒体において、該金属膜が、＾ｌ、　Ｃｕ
、八〇、＾Ｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の
金属元素ｉ４とＲｅとの合金からなることを特徴とする
光記録媒体である。

、［１述の本発明は以下のようにしてなされたものであ
る。すなわち前述の反射性能の良いＡＩ、　Ｃｕ。

Ａｇ、　Ａｕの金属膜の欠点解消を他の元素の添加に着
目し種々を検討したところ、Ｒｅの添加によりＡＩ。

Ｃｕ、　ＡＱ、＾りのみからなる反射膜を用いる場合に
比べ、ビット記録時の感度、ならびにＣＮ比が向上する
と共に媒体の耐久性も大幅に改善されることを見出し、
なされたものである。なおかかる改善は、Ｉｔｅを添加
することにより、金属膜の熱伝導率か低減され、ビット
記録時の熱の拡散が抑えられるため、ビット形状の安定
化が実現されたこと並ひに膜自体の耐湿性、耐酸性が改
善されたことによるものと考えられる。

十述の点より本発明の金属膜は、反射性能の良い八１．
　ＣＵ、　ＡＵ、　Ａｕよりなる群より選ばれた少なく
とも１種の金属元素ＨとＲｅとの合金１４１ｏｏ−ｘＲ
ｅｘ（×は原子％）からなるものである。この合金膜中
のＲｅ含有量Ｘは、記録時の熱拡散を抑え且つ膜自身及
び媒体全体の耐久性を高める点から１．ａｔ（原子）％
以上である。そして、保護層としての耐久性向上面から
Ｒｅは多いほど好ましいか、コスト等の実用面から保護
層としては、９５ａｔ％以下が好ましい。又Ｒｅが多過
ぎると反射率か低下するなめ反射層として用いる場合に
は８０ａｔ％以下が好ましい。更にＲｅが高価であるこ
とを考えるといずれの場合もＲｅの含有量Ｘは、５０ａ
ｔ％以下が特に好ましい。

また、本発明の金属膜の特性から、光磁気記録媒体等の
透明基板と記録層との間に該金属膜を設けることにより
、特にプラスチックス基板を用いた場合の、基板から記
録層への水分、酸素、塩素等の拡散を抑え、耐酸化性、
耐透湿性の向」二を実現でき、また、中でも透明誘電体
層と記録層の間に設けることにより、誘電体層から記録
層ノ＼の水分、酸素、塩素等の拡散が抑えられ、媒体全
体のｍｌ久性を向］二できる。

この金属膜の膜厚は、基板側からの記録・再生の面から
５０Å以下であることか必要で、特に媒体のＣＮ比を高
めるという点から２０Å以下が好ましい。一方反射層と
して用いる場合の前記金属膜の膜厚は、５００人以、Ｉ
−であれば充分である。

ところで、前述の合金ＨＲｅ　　よりなる金１００−ｘ
　　ｘ 属膜に、更にＣｒ、　ｌｉ、　Ｔａ、　ｌｒの群より選
ばれた１種以上の添加元素Ｎを添加することにより、金
属膜の保護性能具体的には耐酸性、耐透湿性をさらに向
−トさせることができ、媒体の耐久性を一層向上させる
ことができる。その組成はこの合金膜の１０（１−ｘ　
　ｘ　　１ｏｏ−ｙ　　Ｎｙ（ｘ元素組成を一般式（Ｍ
　　　　Ｒｅ　　）■は原子％）と表わしたとき、金属
元素Ｈの含有量Ｘは前述の通りである６まな、添加元素
Ｎの含有量ｙの範囲は添加量を増すことで耐久性を向上
することは可能であるか合金膜自身の反射率が低下しず
ぎないように設定する必要かあり好ましくは５０ａｔ％
以下さらに好ましくは３ｏｏ１％以下である。

本発明における前記金属膜の製造方法としては、公知の
真空蒸着法、スパッタリング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）
法等の薄膜形成法で作られるが、高温高温耐環境性試験
で生じる剥離・亀裂を生じさせないために、界面での接
着性か大きい膜を作製することが好ましく、この為には
スパッタリング法が好ましい６ 本発明の光記録媒体の記録層としては、公知のコンパク
トディスクのビット方式、光磁気記録方式、相変化記録
方式等全て適用できるが、中でも前述の問題を有する光
磁気記録方式に効果的に適用できる。かかる光磁気記録
方式の記録層としては光磁気効果により記録・再生でき
るものであれはよく、公知の膜面に垂直な方向に磁化容
易方向を有し、任意の反転磁区を作ることにより光磁気
効果に基いて情報の記録・再生が可能な磁性金属薄膜、
例えば公知の−ｒｂＦｅｃｏ合金、　Ｇｄ’ｒｂＦｅ合
金、　ＮｄＤｙＦｅＣｏ合金、　ＮｄＦｅ合金、　Ｐｒ
Ｆｅ合金、　ｃｅｒｅ合金等が適用できるにれらは公知
の真空蒸着法、スパッタリング法等で作製できる。

本発明の光記録媒体の透明基板としてはポリ力−ボネー
１〜樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂４−メチル−ペ
ンテン樹脂などまたそれらの共重合体による合成樹脂基
板またはガラス基板などが適用できるが、機械強度、耐
候性、耐熱性、透湿性、コストの点でポリカーボネート
樹脂基板が好ましい。

本発明の光記録媒体において干渉によるエンハンス効果
を得るため記録層と基板との間に設ける透明誘電体層及
び／または、記録層の基板と反対側に設Ｇｌる透明誘電
体層としては、外界から記録層への酸素、水分、塩素等
の侵入を防ぐため、亀裂・ピンホールの少ない物質が好
ましく　ＡｌＮＨｇＦ２．　ＺｎＳ　、Ｃｅｒ３ＡＩＦ
３３ＮａＦ、　Ｓｉ　Ｎ、　、　Ｓｈｏ　。

５ｉＯｚ　　、ＴｉＯ７、７ｒ　　０３　　、　　Ｉｎ
　　０３　　、ＳｎＯ□　、　　八Ｉ　０３　。

ｌａ　Ｏ５，Ｂｉ　０３などの窒化物、弗化物、酸化物
硫化物、またはこれらの複合体などが適用できる。

これらは公知の真空蒸着法、スパッタリング法等で作製
できる。

」−述の本発明の作用効果は以下の通りである。

透明基板上に、保護層又は／及び反射層として金属膜を
有する光記録媒体において、前述の通り金属層として代
表的な公知のＡＩ、　Ｃｕ、八ｇ、　Ａｕ等の金属もし
くはこれらの合金を用いてディスクを構成した場合、こ
れらの材料は熱伝導率か大きいために、レーザー光で加
熱してビットを記録する際に、加熱部分から前記金属層
への熱の拡散が大きく、記録ビット形状が乱れ、ＣＮ比
も低下してしまう。　これに対して本発明による、ＡＩ
、　Ｃｕ、＾９＾１の群から選ばれた少なくとも１種の
金属元素とＲｅ金属との合金膜を用いた光記録媒体では
後述の実施例の通り記録ビット形状の乱れかなく、ＣＮ
比も向上できる。これは、該合金膜の熱伝導率が小さい
ために、レーサー光による加熱部分からの熱拡散が少な
く、ビット形状か安定化されたためであると考えられる
。

また、前記Ｒｅの合金膜を用いた光記録媒体は、ＡＩ、
　Ｃｕ、　Ａｑ、　Ａｕ等の金属もしくはこれらの合金
のみからなる金属膜を用いた場合に比べ、後述の実施例
の通り高温高湿雰囲気下での加速劣化試験における耐久
性が大幅に向−Ｌするにれは、Ｒｅ金属を添加すること
により、膜自身の耐酸性、耐透湿性が向上したためと考
えられる。この効果は、通常の環境下での長期安定性に
対し特に有効となる。

この点は後述の実施例で本発明のＲｅの合金膜を用いた
ディスクでは、光磁気記録層の酸化等によるピンポール
の発生は全く見られなかったことからも首肯できる。

また、本発明のＲｅの合金膜を、基板と光記録層との間
に設けることにより、基板及び／または透明誘電体層か
らの酸素・塩素・水分等、劣化をひき起こす因子が記録
層に侵入するのを防止することができる。

更に、本発明の前述のＲｅの合金膜に、Ｃｒ、　ＴＴａ
　　２：ｒの群より選ばれた１種以上の元素を添加する
ことにより、媒体の耐久性を一層向上させることかでき
る。

以上の通り、本発明は保護層又は／及び反射層として金
属膜を有する光記録媒体において、該金属層か、ＡＩ、
　Ｃｕ、　Ａｑ、　Ａｕからなる群から選ばれた】１ 少なくとも１種の金属元素とｌｌｅとの合金膜であるこ
と、さらにはこの合金膜に更にＣｒ、　Ｔｉ、　Ｔａ、
　７ｒの群より選ばれた１種以トの金属を添加した合金
膜であること特徴とし、高記録感度、高ＣＮ比を有し、
且つ耐環境性に優れた光記録媒体を実現したものであり
、工業十人きな寄与をなすものである。

以下、本発明を光磁気記録媒体に適用した実施例を説明
する。なお、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はない。

［実施例１〜８］ 以下のようにして第１図に示す構成の光磁気記録媒体を
作成し評価した。

直径１３０＋ｎｍ、厚さ１．２ｍｍの円盤で、１．６μ
ｍピッチのグループを有するポリカーボネート樹脂（Ｐ
Ｃ）のディスク基板１を、３ターゲツトの高周波マグネ
トロンスパッタ装置（アネルバ■製、５ＰＦ−４３０１
１型）の真空層内に固定し、４　ｘ　１０−７　Ｔｏｒ
ｒ以下になるまで排気する。なお、膜形成においては基
板１は１５ｒｐｍで基板中心点口りに回転させた。

次に、Ａｒ／Ｎｚ混合カス（Ｎ２含有量：　　３０Ｖｏ
１％）を真空槽内に導入し、圧力５１ＴＯｒｒになるよ
うに＾ｒ／Ｎ２混合カスの流量を調整した６ターゲツＩ
・とじては、直径１００＋ｎｍ、厚さ５　ｍｍで、Ａｌ
５ｏＳ！ｓｏ　（添数字は組成（原子％）を示す）の焼
結体からなる円盤を用い、放電電力１００Ｗ、放電周波
数１３．５６１１２の放電条件で高周波スパッタリング
を行い、誘電体層２としてＡｌ５ｉＮを約８００人堆積
した。

続いて前面保護層３として、ターゲットを、Ａ１の円盤
−にに、表１の各サンプルの金属膜に対応してＲｅ　　
Ｃｒ　　Ｔｉ、　Ｔａ、　Ｚｒの各チップ（−５Ｘ　５
　Ｘ　１　ｍｍｔ）を適宜配置したものに変え、肘カス
（５Ｎ）を真空槽内に導入し、前述と同じ放電条件で前
面保護層３の金属膜を約１５Ａ堆積した。膜組成は、表
１の実施例１〜８の各サンプルの金属膜組成の棚に示し
た値となるようチップの数を調整した。

次に、光磁気記録層４として、ターゲットを１ｂ２３［
Ｏ６゜ＣＯ８合金（添数字は組成（原子％）を示す）の
円盤に変え、前述の前面保護層３と同じスバッタ条件で
ＴｂＦｅＣｏ合金膜を約４００人堆積した。

続いて保護層を兼ねた反射層５としてターゲットを前述
の前面保護層３のターゲットすなわちへの円盤−ヒに表
１の金属膜に対応してＲｅ、　Ｃｒ、　’ＩＴａ、　ｌ
ｒの各チップを配置したものに戻し、前面保護層３と同
じスパッタ条件で前面保護層３と同じ金属膜を約５００
人堆積した。

以上の手順で積層構成が第１図に示すところの、ＰＣ／
八１へｉＮ　／前面保護層／　ＴｂＦｅＣｏ／反射層で
、前面保護層３及び反射層５か表１の金属）摸からなる
光磁気記録ディスクの各サンプルを得た。

この各サンプルのＣＮ比（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　ｎｏ
ｉｓｅｒａｔｉｏ　）　、及び記録感度の測定には、光
磁気記録再生装置（ナカミチ０８３−１０００Ｔｙｐｅ
ｎＩ　）を用い、１８００ｒｐｎでディスクを回転させ
、２．０ＭＨｚの信号を半導体レーサーで記録したのち
、０．８＋ＩＩＷの半導体レーザー光で再生を行った。

記録・消去時の印加磁界は５００エルステツドである６
記録時の最適レーザーパワーは、再生信号の１次高調波
と２次高調波との差か最大となる値とし、これをもって
各−リーンプルの記録感度の比較を行った。測定結果を
表１の実施例１〜８に示す。

又各サンプルの表面を目視により観察したところ、ピン
ホールは観察されなかった。次にこの各サンプルを加速
劣化テスト具体的には８０℃８５％ＲＨの高温高湿下に
５００時間放置した。そしてテスト後のＣＮ比、記録感
度を測定した。結果を表１の実施例１〜８に示す。

また加速劣化テスト後の各サンプルの表面もピンポール
の発生は全く見られなかった。

［実施例９〜１６］ 実施例１〜８と全く同じようにしてその前面保護層３及
び反射層５を表１の実施例９〜１６に示す組成の金属膜
とする以外は全く同じ構成の第１図に示すＰＣ／八１へ
ｉＮ　／前面保護層／　Ｔｔ］ＦｅＣｏ／反射層からな
る光磁気ディスクの各サンプルを作成し、評価した。

なお、前面保護層３．及び反射層５もターゲットを八〇
の円盤上に表１の実施例９〜１６の各組成に対応するＲ
ｅ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　Ｉａ、　Ｚｒの各チップを配置
したものを用いる以外は実施例１〜８と全く同じ条件及
び同じ厚さで各金属膜を堆積しな。得られた各サンプル
の加速劣化テスト並びにその前後のＣＮ比、及び記録感
度の測定も実施例１〜８と同じようにして行なった。結
果を表１の実施例９〜１６に示す。また各サンプルの表
面を観察したところ、実施例１〜８と同様加速劣化テス
１〜の前後共にピンホールは観察されなかった。

［比較例１，２］ 実施例１〜８と全く同じようにしてその前面保護層３及
び反射層５を表１の比較例１，２に示ず組成の金属膜と
する以外は全く同じ構成の第１図に示すＰＣ／Ａｌ５ｉ
Ｎ　／前面保護層／Ｔｂ１ｅＣＯ／反射層からなる光磁
気ディスクの各サンプルを作成し、評価した。

なお、前面保護層３．及び反射層５もターゲットに八ｌ
、Ａｇの各円盤ターゲラ１〜を用いる以外は実施例１〜
８と全く同じ条件及び同じ厚さで各金属膜を堆積した。

この各サンプルのＣＮ比、及び記録感度を実施例１〜８
と同じ条件で測定した。結果を表１の比較例１，２に示
す。

又各ザンプルの表面を観察したところ、ピンポール等の
欠陥は見られなかった。次にこの各サンプルに実施例１
〜８と同じ加速劣化テストをしたところ、サンプルの前
面にわたって腐食か発生しており、ＣＮ比、記録感度の
測定はできなかった。

「 喝 表　　１ ［実施例７７〜２４コ 実施例１〜８と全く同じようにしてその前面保護層３及
び反射層５を表２の実施例１７〜２４に示す組成の金属
膜とする以外は全く同じ構成の第１図に示ずＰＣ／＾１
ｓｉＮ　／前面保護層／’１ｂＦｅｃＯ／反射層からな
る光磁気ディスクの各サンプルを作成し、評価しな。

なお、前面保護層３．及び反射層５もターゲットをＣｕ
の円盤−■二に表２の実施例１７〜２４の各組成に対応
するＲｅ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　ｌａ、　Ｚｒの各チップ
を配置したものを用いる以外は実施例１〜８と全く同じ
条件及び同じ厚さで各金属膜を堆積しな。得られた各サ
ンプルの加速劣化テスト並びにその前後のＣＮ比、及び
記録感度の測定も実施例１〜８と同じようにして行なっ
た。結果を表２の実施例１７〜２４に示ず。また各サン
プルの表面を観察したところ、実施例１〜８と同様加速
劣化テストの前後共にピンポールは観察されなかった。

［実施例２５〜３２］ 実施例１〜８と全く同じようにしてその前面保護層３及
び反射層５を表２の比較例２５〜３２に示す組成の金属
膜とする以外は全く同じ構成の第１図に示すＰＣ／八１
へｉＮ　／前面保護層／　ＴｂＦｅＣｏ／反射層からな
る光磁気ディスクの各サンプルを作成し、評価した。

なお、前面保護層３．及び反射層５もターゲットにＡｕ
の各円盤に表２の実施例２５〜３２の各組成に対応する
Ｒｅ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　ｉａ、　Ｚｒの各チップを配
置したものを用いる以外は実施例１〜８と全く同じ条件
及び同じ厚さで各金属膜を堆積した。得られた各サンプ
ルの加速劣化テスト並びにその前後のＣＮ比、及び記録
感度の測定も実施例１〜８と同じようにして行なった。

結果を表２の実施例２５〜３２に示す。また各サンプル
の表面を観察したところ、実施例１〜８と同様加速劣化
テストの前後共にピンポールは観察されなかった。

１つ ［比較例３，４］ 実施例１〜８と全く同じようにしてその前面保護層３及
び反射層５を表２の比較例３．４に示す組成の金属膜と
する以外は全く同じ構成の第１図に示すＰＣ／Ａｌ５ｉ
Ｎ　／前面保護層／Ｔｂｌ’ｅＣｏ／反射層からなる光
磁気ディスクの各サンプルを作成し、評価しな。

なお、前面保護層３．及び反射層５もターゲットにＣｕ
、＾Ｕの各円盤ターゲットを用いる以外は実施例１〜８
と全く同じ条件及び同じ厚さで各金属膜を堆積した。

この各サンプルのＣＮ比、及び記録感度を実施例１〜８
と同じ条件で測定しな。結果を表２の比較例３，４に示
す。

又各ザンプルの表面を観察したところ、ピンホール等の
欠陥は見られなかった。次にこの各サンプルに実施例１
〜８と同じ加速劣化テストをしたところ、サンプルの前
面にわたって腐食が発生しており、ＣＮ比、記録感度の
測定はできなかった６以上の結果から、本発明の八ｔ、
　Ｃｕ、　Ａｇ、　八ｕの群から選ばれた金属元素と金
属Ｒｅとの合金膜からなる金属膜を保護層又は／及び反
射層とした光記録媒体は、Ｒｅを含有しない金属膜に比
べ、媒体のＣＮ比、記録感度、耐久性の向上か可能であ
ることかわかった。更にＲｅに加え、Ｃｒ、　Ｔｉ、　
Ｔａ、　２ｒの群より選ばれた１種以上の元素を添加す
ることにより、耐久性をさらに向」−できることがわが
っな。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の光磁気ディスクの積層構成の説明図で
ある。 に基板、２：誘電体層、３：前面保護層４：光磁気記録
層、５：反射層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、保護層又は／及び反射層として金属膜を有する光記
   録媒体において、該金属膜がＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕか
   らなる群より選ばれた少なくとも１種の金属元素とＲｅ
   との合金膜からなることを特徴とする光記録媒体。 ２、前記金属膜が保護層であり、そのＲｅ含有量が１〜
   ９５ａｔ％の範囲である請求項第１項記載の光記録媒体
   。 ３、前記金属膜が反射層であり、そのＲｅ含有量が１〜
   ８０ａｔ％の範囲である請求項第１項又は第２項記載の
   光記録媒体。 ４、前記金属膜が、前記合金にＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ
   の群より選ばれた少なくとも１種の添加元素が添加され
   た合金である請求項第１項〜第３項記載のいずれかの光
   記録媒体。５、前記添加元素の含有量が５０ａｔ％以下
   である請求項第４項記載の光記録媒体。 ６、光記録層が光磁気記録層である請求項第１項〜第５
   項記載のいずれかの光記録媒体。