JPH03108137A - 光情報記録媒体およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録層を有する光情報記録媒体に関し、さら
に詳しくは、合成樹脂製の透明基板と保護膜および記録
層との密着性に優れた光情報記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

近年、光ディスクやビデオディスクなどの多種類の光情
報記録媒体が開発され、市販されている。これらの光情
報記録媒体は、回転するディスク上にレーザー光を集光
し、ディスクからの反射光の強弱を検出する基本構成を
採用しており、ポリカーボネートやポリメチルメタクリ
レートなどの透明な合成樹脂からなる基板上に記録層を
設けたものが代表的なものである。

ところで、記録層に用いられる記録媒体用材料として、
Ｔｅ、Ｔｉなとの金属または金属合金、Ｔｅ低酸化物、
有機染料薄膜、銀塩薄膜、フォトクロミック化合物など
が広く提案され、また、使用されているが、これらはい
ずれも酸化や加水分解されやすい材料であるため、記録
層の劣化を防ぐための保護膜の開発が進められている。

一般に、光磁気記録層を有する光ディスクにおいては、
光磁気記録層の上下面ともＳＳ１０１Ｓｔｏ　、Ｓｉｎ
　Ｎ４．５ｉＡＩ２ＯＮ、ＳｉＡｌＮ、ＭｇＦｘ　、Ａ
ｌ２Ｎなどの透明誘電体層（保護膜）を積層することに
より、酸化や加水分解を防止するとともに、昇温により
記録層が劣化するのを防ぎ、断熱性も向上させている。

ところが、これらの透明誘電体材料は、基板となる合成
樹脂との密着性に劣るため、従来、密着性改善のために
、積層構成や基板の表面処理などについて種々の工夫が
なされてきた。

例えば、特開昭６１−２２７２４３号公報には、基板上
に、５ｉｎｓ　、Ｔｉ０ｚ　、Ａβ、０゜などの酸化物
膜、ＳＬ、Ｎ、、ＡＪ２Ｎ、ＢＮなとの窒化物膜、光磁
気記録層をこの順に形成し、さらに該記録層上に窒化物
膜および酸化物膜を形成することにより、記録層の酸化
等による劣化を防ぐとともに、基板に対する付着力の改
善を計ることが開示されている。

しかしながら、合成樹脂基板と無機酸化物とは、元来性
質が全く異なるため、スパッタや蒸着により基板上に無
機酸化物膜を形成しても、両者の界面ではファン・デル
・ワールスカ程度の弱い力で結び付いているだけであり
、化学結合のような強い結合が生成していない。そのた
め、保護膜や記録層の剥離、クラックの発生などが生じ
易く、長期的信頼性が不充分であるという問題がある。

そこで、合成樹脂基板の表面を予めプラズマ処理する方
法が提案されている（例えば、特開昭６２−２４１１５
４号、特開昭６３−１０３５７号、特開昭６３−４６６
３６号など）。

しかし、従来のプラズマ処理法では、保護膜との密着性
改善効果は未だ充分ではない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、合成樹脂製の透明基板上に保護膜を介
して記録層を有する光情報記録媒体において、透明基板
と保護膜および記録層との密着性に優れた光情報記録媒
体を提供することにある。

また、本発明の目的は、加速劣化試験（８０℃、９０％
ＲＨ１１００時間）を行なっても、保護膜や記録層の剥
離およびクラックの発生が抑制された長期的信頼性を有
する光情報記録媒体を提供することにある。

本発明者らは、従来技術の有する前記問題点を解決する
ために鋭意研究した結果、合成樹脂製の透明基板上に保
護膜を介して記録層を有する光情報記録媒体において、
透明基板を加熱下にプラズマ処理した後、該プラズマ処
理面に保護膜を形成することにより、上記目的を達成で
きることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明によれば、合成樹脂製の透明基板上に
保護膜を介して記録層を有する光情報記録媒体において
、透明基板を加熱下にプラズマ処理した後、該プラズマ
処理面に保護膜を形成して成ることを特徴とする光情報
記録媒体およびその製造方法が提供される。

以下、本発明の各構成要素について説明する。

（光情報記録媒体） 本発明で使用する光情報記録媒体は、合成樹脂製の透明
基板上に保護膜を介して記録層を有するものである。

本発明において、保護膜とは、記録層の上下表面を保護
する層であって、保護層のみならずいわゆる誘電体層を
も意味する。

基板の材料となる合成樹脂としては、ポリカーボネート
樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など一般に光情報記
録媒体用として用いられている透明性に優れた合成樹脂
であれば良く、特に制限されない。

記録層としては、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ。

ＴｂＣｏ、ＤｙＦｅ％ＮｄＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、Ｇ
ｄＦｅ８１％ＧｄＴｂＦｅなどからなる記録膜、あるい
は相変化型記録材料や色素系記録材料からなる膜など従
来公知のものがいずれも使用可能である。

保護膜の材料としては、例えば、ＳｉＯやＳｉＯ＊など
のＳｉｎ、（２≧Ｘ≧１）ＳｉｓＮ４などのＳ　Ｉ　Ｎ
　ｘ％５ｉＡＪ２ＯＮ、Ｓ　ｉ　Ａｊ２Ｎ％ＭｇＦｚ、
ＡβＮ％ＴｉＯ□、Ａｊ２．Ｏ，、ＢＮなと従来公知の
保護膜用材料または誘電体材料が使用できるが、それら
の中でも基板との密着性の観点からＳｉ系の透明な層を
形成する誘電体材料が好ましく使用できる。

本発明で使用する光情報記録媒体の積層構成は、基本的
に、合成樹脂基板／該基板表面のプラズマ処理層／保護
膜／記録層を含み、通常、記録層の上にはさらに保護膜
（または誘電体層）、あるいは保護膜と反射膜などが設
けられたものである。保護膜は、単層のものだけではな
く、例えば、酸化物膜／窒化物膜などの多層であっても
よい。

また、単板構成のものだけではなく、合成樹脂製の透明
基板上に保護膜／記録層／保護膜などを設けた２枚の光
情報記録媒体を、接着層を介して記録層側の面どうし張
り合せた構造のものであってもよい。このような張り合
せ構造のものは、ソリの問題が少ない。

基板上に保護膜や記録層を設ける方法としては、蒸着、
スパッタ、ＣＶＤ法など各種の薄膜化技術を採用するこ
とができる。

（プラズマ処理） 本発明においては、合成樹脂製の透明基板を加熱下にプ
ラズマ処理する。基板を加熱してプラズマ処理すること
により、保護膜との密着性が向上する。

加熱は、通常、４０℃以上、好ましくは５０℃以上であ
って、基板を構成する合成樹脂のガラス転移温度（Ｔ　
ｇ）以下、好ましくはＴｇよりも１０℃以下の温度とな
るように行なう。例えば、Ｔｇが１３８℃のポリカーボ
ネート樹脂基板では、４０〜１００℃、好ましくは７０
〜９０℃の温度範囲に加熱する。加熱は、加熱できる電
極を用いるか、場合によっては、予め別の加熱手段で加
熱した基板をプラズマ処理装置に入れることにより行な
う。

プラズマ処理は、一般に、アルゴン、窒素、空気などの
ガスを用い、通常、１０１〜１ＯＴｏｒｒの低圧ガスの
グロー放電を行なって、合成樹脂成形体の表面に対して
、物理化学的な表面処理を加えるものである。

プラズマ処理装置としては、ペルジャー内に２つの電極
を対向配置し、これら電極間に高周波出力を印加する内
部電極型装置、ペルジャー型の外部電極型装置、または
反応器の外部から誘導結合式あるいは容量結合式に放電
を起こさせる無電極型装置などの公知の装置を用いるこ
とができる。

使用ガスとしては、酸素、窒素等があり、キャリヤーガ
スとしてアルゴン、ヘリウム等が使用できる。

プラズマ処理の条件は、用いる装置の形状と大きさ、使
用するガスの種類と流量、ガスの圧力、放電電圧、減圧
度、放電周波数、基板温度などの数多くのパラメーター
があり、当業者であれば、適宜予備実験を行なうことな
どにより、好適な条件設定を行なうことができる。プラ
ズマ発生源としては、高周波放電の他に、マイクロ波放
電、交流放電等いずれも使用できる。

本発明におけるプラズマ処理の好ましい条件は、例えば
、ペルジャー型の内部電極型プラズマ処理装置を使用す
る場合、放電電力はｌＯ〜１００Ｗ、ガス流量５０〜２
００ｍｇ／分、ガス圧力０．５〜２．０　丁ｏｒｒ　、
処理時間は３０秒〜２分程度とすることが望ましい。

プラズマ処理により、主として合成樹脂基板の表面およ
び表面下が変化する。合成樹脂基板をガス中でプラズマ
処理すると、ガス分子が解離またはイオン化して発生し
たラジカルやイオンが合成樹脂基板表面と反応して、該
表面に各種の官能基が生成する。酸素プラズマが存在す
る場合には、該表面にカルボキシル基や水酸基等が生成
し、窒素プラズマが存在する場合には、アミノ基等が多
く生成する。そして、プラズマ処理によって、このよう
な官能基が合成樹脂基板表面に生成することにより、保
護膜との密着性が改善されるが、基板を加熱下にプラズ
マ処理することにより、密着性が著しく改善される。

〔作　用〕

従来のシラン系カップリング剤などのケイ素化合物によ
るブライマー処理では、ブライマーと合成樹脂基板表面
との間に強固な化学結合は生じない。また、放射線、電
子線、コロナ放電等を使用した表面処理法では、エネル
ギーが大きい等のため、その作用が合成樹脂基板内部に
まで及び材料のバルク特性が変化したり、合成樹脂の種
類によっては表面層が劣化する恐れがある。

これに対し、低圧ガスのグロー放電を使うプラズマ処理
によれば、合成樹脂基板を変質させず、基板表面に保護
膜との結合を強める各種官能基を生成させることができ
、しかもグロー放電の性質から均一な表面処理が可能で
ある。

また、前記したとおりプラズマ処理により、合成樹脂基
板の表面にカルボキシル基や水酸基、アミノ基などの各
種の官能基が生成するが、基板を加熱することにより、
これらの官能基の生成が促進される。そして、これらの
官能基が酸化ケイ素膜などの無機保護膜を形成する過程
で保護膜との界面で化学結合を生成したり、水素結合を
生じたりして密着性を高めるものと思われる。

本発明では、基板を加熱しているが、基板を構成する合
成樹脂のＴｇ以下、通常、Ｔｇよりも数十℃低い温度領
域で、せいぜい数分間程度までの加熱を行なっているに
過ぎないため、基板を劣化させることはない。

〔実施例Ｊ 以下、本発明について実施例および比較例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。なお、実施例および比較例における物
性評価の方法は、次のとおりである。

く密着力の評価〉 実施例および比較例により作成した光磁気ディスクの表
面に１ｍｍ間隔で１１本の傷をカッターで入れ、次いで
、先に引いた傷と直角になるように１ｍｍ間隔で１１本
の傷をつけ、１ｍｒｒｒの正方形を１００（基盤目）作
った。この基盤目部分に粘着テープを貼り、引き剥した
際に１ｍｒｒｒの正方形がい（つ剥れるかを測定した。

評価は剥離枚数な％で表わす。

く加速劣化試験〉 光磁気ディスクを８０℃、９０％ＲＨの雰囲気下に１０
０時間保持した後、前記と同様にして剥離試験を行ない
密着力を評価した。

［実施例１］ ポリカーボネート樹脂からなる光デイスク基板（直径１
３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）の表面に下記の条件でプラ
ズマ処理を行なった。

ペルジャー型の内部電極型プラズマ重合装置を用い、一
方の電極板上に上記光ディスクを載せ、加熱電極（ヒー
ター）で加熱しながら、下記の条件でプラズマ処理を行
なった。

１５Ｘヱ亙１逢丑 酸素ガス　　　　−一一ガス流量５０ｍｇ／分アルゴン
ガス（キャリヤーガス） 一一一ガス流量５０ｍβ／分 ガス圧力　　　　−−−１、５Ｔｏｒｒ放電周波数　　
　−−−１３，５６ＭＨｚ放電電力　　　　−−−１０
０Ｗ 放電時間　　　　−１分 基板加熱温度　　−ｍ−７５℃ まず、ガラス製ペルジャーの中に光ディスクを入れ、−
旦１０−’　Ｔｏｒｒの真空に引いた後、処理ガスとし
て酸素、キャリヤーガスとしてアルゴンガスをそれぞれ
５０ｍｊ２／分の割合で導入して、ガス圧力を１　、５
　Ｔｏｒｒに保ちながら、放電電力１００Ｗ、放電周波
数）３．５６ＭＨｚにて１分間処理を行なった。基板温
度は７５℃になるように加熱電極を調節した。

このようにしてプラズマ処理して得た光ディスクの表面
に、カルボキシル基や水酸基が生成していることは、Ｅ
ＳＣＡ　（Ｘ線光電子分光装置）分析により確認された
。処理された表面層の厚みは、表面より約５０人であっ
た。

次いで、スパッタ法により、基板のプラズマ処理面に保
護膜としてＳ　ｉｓ　Ｎ４を９００人の厚みで製膜し、
その上に、記録層としてＴ　ｂ　ｍｓＦ　８６７Ｇｏｍ
ａを８００人の厚みで、さらにその上に保護膜として５
ｉｓＮ４を９００人の厚みでそれぞれ製膜し、光磁気デ
ィスクを作成した。

得られた光磁気ディスクについて、大気放置後（空冷後
）および加速劣化試験後の密着力試験の結果を第１表に
示す。

［実施例２］ プラズマ処理条件を下記のとおりにかえた以外は、実施
例１と同様にして光磁気ディスクを作成し、同様に評価
した。

プラズマ 窒素ガス　　　　−ｍ−ガス流量５０ｍｊ２／分酸素ガ
ス　　　　−−−ガス流量５０ｍβ／分ガス圧力　　　
　−−−１、５Ｔｏｒｒ放電周波数　　　−＝　１３．
５６ＭＨｚ放電電力　　　　−１５０Ｗ 放電時間　　　　−一−３０秒 基板温度　　　　−ｍ−９０℃ なお、このようにして得られた基板表面には、カルボキ
シル基、水酸基、アミノ基が生成していることがＥＳＣ
Ａにより確認された。また、処理厚みは５０人程度であ
った。

［実施例３］ プラズマ処理条件を下記のとおりにかえた以外は、実施
例１と同様にして光磁気ディスクを作成し、同様に評価
した。

ヱ盈ノ］り旧ｌ免丘 アルゴンガス（キャリヤーガス） 一一一ガス流量３０＋ｎｊ２／分 酸素ガス　　　　−一一ガス流量５０ｍβ／分窒素ガス
　　　　−−−ガス流量２０ｍ忍／分ガス圧カ　　　　
−−−１、５Ｔｏｒｒ放電周波数　　　−−−１３，５
６ＭＨｚ放電電力　　　　−１００Ｗ 放電時間　　　　−ｍ−６０秒 基板温度　　　　−一−８０℃ なお、このようにして得られた成形体表面には、カルボ
キシル基、水酸基、アミノ基が生成していることがＥＳ
ＣＡにより確認された。また、処理厚みは５０人程度で
あった。

［比較例１］ プラズマ処理を行なわなかった以外は、実施例１と同様
にして光磁気ディスクを作成し、同様に評価した。

〔比較例２］ プラズマ処理の代わりに、スパッタ法により３００人の
厚みのＳｉＯｘ膜を形成した以外は、実施例１と同様に
して光磁気ディスクを作成し、同様に評価した。

［比較例３］ 基板の加熱を行なわなかった以外は、実施例１と同様に
して光磁気ディスクを作成し、同様に評価した。

実施例１〜３および比較例１〜３で得られた光磁気ディ
スクについて密着力試験を行なった結果を一括して第１
表に示す。

第１表 （以下余白） 第１表から明らかなように、基板を加熱下にプラズマ処
理してから保護膜および記録層を積層した実施例１〜３
の光磁気ディスクは、優れた密着力を示し、加速劣化試
験後の剥離％も少ないのに対して、プラズマ処理を行な
わなかった場合（比較例１〜２）、プラズマ処理を行な
っても、基板を加熱しなかった場合（比較例３）には、
密着力が悪く、特に加速劣化試験後の密着力は劣悪であ
り、耐久性のないものであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、透明基板と保護膜および記録層との密
着性に優れ、加速劣化試験を行なっても、保護膜や記録
層の剥離およびクラックの発生が抑制された長期的信頼
性を有する光情報記録媒体を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂製の透明基板上に保護膜を介して記録層
   を有する光情報記録媒体において、透明基板を加熱下に
   プラズマ処理した後、該プラズマ処理面に保護膜を形成
   して成ることを特徴とする光情報記録媒体。
2. （２）合成樹脂製の透明基板上に保護膜を介して記録層
   を有する光情報記録媒体の製造方法において、透明基板
   を加熱下にプラズマ処理した後、該プラズマ処理面に保
   護膜を形成することを特徴とする光情報記録媒体の製造
   方法。