JPH03280507A - 光磁気記録材料及びその製造方法 - 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、光磁気記録材料及びその製造方法に関するも
のである。

（従来の技術） 近年、エレクトロニクス分野、特にコンピュータ産業の
急速な発展と共に、記録材料の重要性がますます指摘さ
れるようになってきている。特に。

高密度記録に対する期待は非常に大きいものがある。磁
性体を用いた記録媒体のうち、従来の長手方向磁化より
も桁違いに高密度な記録が可能な方式として、垂直磁気
記録が注目されており、コンピュータ用の外部記憶装置
としての磁気ディスクやビデオテープなどが盛んに研究
されている。また、更に高機能化を目指した光磁気記録
材料が現在大きな脚光を浴びている。光磁気記録材料は
。

他の記録媒体と比較して、以下のような特長がある。

■垂直磁化記録方式であるので、高密度記録が可能であ
る。

■非接触で記録及び再生を行うことができる。

■補償点記録も可能なため記録、消去の感度が高い。

上記のような特長を有するためコンピュータメーカーを
中心に光磁気記録材料の開発が急がれている。一方、光
磁気記録材料に用いられる磁性薄膜としては次のような
特性が要求される。

■キュリー点が低い。

■偏光面が回転する角度すなわちカー回転角が大きく、
再生信号のＳＮ比が大きい。

■耐食性があり、経時劣化が少ない。

■光の反射率が大きい。

また、磁性層をなす磁性薄膜を形成するための非磁性基
板は寸法安定性や化学的安定性等が要求されるが、一般
に記録や再生のためのレーザー光の照射は基板を通して
行われるため、透明で複屈折の少ないものが望まれてい
る。代表的な光磁気ディスクの基板としては、ガラス基
板、アクリル。

ポリカーボネート、エポキシ樹月旨等のプラスチック基
板の透明なものが使用されている。光磁気ディスクの基
板の表面には９通常０．６μｍ〜１μｍ幅の光ガイド用
の溝が、１．６μｍ〜２．５μｍピッチでスパイラル状
にディスク全面に設けられている。このような光ガイド
用溝は、ガラスのディスクの場合には１表面をプラズマ
エツチングするか。

ガラス上に光硬化樹脂をスピンコードした後、溝付きの
原盤に重ねて圧力を加えながら溝を転写させる方法によ
って作られる。また、プラスチック基板の場合には、射
出成形法によってディスク基板の成形と同時にガイド用
の溝を形成する。装置の小型軽量化、製造プロセスの簡
略化を考慮すると、プラスチック基板を用いることが望
ましいと言える。

以上のようにして作られた溝付きディスク基板上に、ス
パッタリング法や真空蒸着法により磁性層が形成される
が９通常は保護膜、磁性膜、保護膜の順に薄膜が形成さ
れる。基板上に形成する磁性膜としては、一般に希土類
−遷移金属系アモルファス合金が用いられ、Ｔｂ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金やＧｄ−Ｔｂ−Ｆｅ系合金等が主として用
いられる。これらのアモルファス合金は、磁化が膜面に
垂直に配向する垂直磁化膜である。ところで、上記のよ
うに、光磁気記録材料においてはカー回転角の大きいも
のが望まれるが、カー回転角が大きくなれば、一般にキ
ュリー温度が高くなるので。

記録パワーを上げる必要があり、またアモルファスの結
晶化温度に近くなりすぎるという問題も生じる。

（発明が解決しようとする課題） 従来、光磁気記録材料用の基板としては、上記のように
アクリル、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等の材料が
用いられているが、光磁気記録材料用の基板としては、
特に複屈折の値が問題であり、複屈折が大きいと偏光性
のノイズの原因となる。したがって、複屈折ができるだ
け小さな材料が望まれる。また、基板上に磁性層、保護
層９反射層等を真空装置を用いて成膜する際、基板の温
度上昇にともない、基板が変形するという問題があった
。このような基板の変形は基板を冷却することによっで
ある程度の基板の温度上昇を防ぐことができるが、十分
ではなく、プラスチック基板を用いる場合は成膜時の基
板の温度上昇をさらに抑えることが要求されている。

一方、光磁気記録材料において磁性層を形成する際には
、成膜時の条件の最適化、外部磁場の導入等を行い、磁
化が膜面に垂直に配向するようにコントロールしなけれ
ばならない。すなわち、垂直方向の異方性エネルギーＫ
ｕが静磁エネルギー２πＸＭｓ’よりも大きくなる条件
が満足されなければならない。この点に関して、対向タ
ーゲット式スパッタリング法による製造方法の改良（特
公平１−４２０４７号公報）又は製造条件を改良する方
法（特公平１−４３３６６号公報）等が提案されている
ように、垂直磁気異方性の優れた薄膜を作成する研究が
進められている。

垂直磁気異方性の原因としては、■応力によるもの、■
膜に垂直な方向に形成される柱状構造による形状異方性
等の種々の原因が考えられるが。

明確には解明されていない。また、実用的な観点からも
作成条件が検討されているが、生産性を鑑みた上で光磁
気記録材料の垂直磁化膜を製造する方法の確立は充分達
成されていないのが現状である。

本発明の課題は、透明で高い熱変形温度を有し。

光学的異方性が小さい光磁気記録材料及びかかる光磁気
記録材料を生産性よく製造することができる方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、特定の芳香族ポリエステルを基板とする光磁気記
録材料によって上記の課題が解決でき、またかかる材料
を特定の方法により生産性よく製造することができるこ
とを見出し１本発明に到達した。

すなわち、第１の発明の要旨は次に述べるとおりである
。

非磁性基板上に磁性層を形成した光磁気記録材料におい
て、上記非磁性基板が下記の芳香族ポリエステル（Ａ）
又は芳香族ポリエステル（Ｂ）からなることを特徴とす
る光磁気記録材料。

芳香族ポリエステル（Ａ）： 下記の一般式（１）で示される繰返し単位からなり。

対数粘度が０．２ 以上である芳香族ポリエステル。

ただし、（１）式中、−ｘ−は、−〇−１−８−８０２
−、−Ｃ〇−、アルキレン基、アルキリデン基及び下記
の（２）式で示される基からなる群から選ばれ、Ｒ，、
Ｒ２，Ｒ，、Ｒ，、Ｒ６，Ｒ，。

Ｒ，、Ｒ，は、水素原子、ハロゲン原子及び炭化水素基
からなる群から選ばれる。

芳香族ポリエステルＣＢ）： 下記一般式（３）及び（４）で示される繰返し単位から
なる芳香族ポリエステル共重合体であって、その繰返し
単位の比が５：９５ないし９５：５であり。

酸成分がイソフタル酸とテレフタル酸であって。

そのモル比が３＝７ないし７：３であり、かつ対数粘度
が０．２以上である芳香族ポリエステル共重合体。

ただし９式中Ｒ１，ＲＩＧは水素、メチル基、エチル基
、フェニル基を示し、これらは同一でも異なっても良い
。

対数粘度： フェノールとテトラクロルエタンの等重量混合溶媒中、
Ｓ度１ｇ／ＩＤＤｍ１．２５℃にて測定。

また、第２の発明の要旨は次に述べるとおりである。

非磁性基板上に磁性層を形成した光磁気記録材料をスパ
ッタリング法によって製造する際に。

方の磁極がターゲット下部に設置した磁石に磁気的に結
合し、他方の磁極がターゲット上部に突出した中央誘導
磁極と外周誘導磁極により磁束をターゲット上部の空間
に誘導することを特徴とする光磁気記録材料の製造方法
。

まず１本発明の光磁気記録材料について詳細に説明する
。

本発明の光磁気記録材料は基板として、上記の芳香族ポ
リエステルＡ又は芳香族ポリエステルＢを用いるもので
ある。

ここで、芳香族ポリエステルＡは、上記の一般式（１）
で表される繰返し単位を有するものであるが。

ジフェン酸を酸成分とし、ビスフェノール類をグリコー
ル成分とするものである。ここで代表的なビスフェノー
ルとしては、２．２−ビス（４−４：）’ロキシフェニ
ル）−プロパンが挙げられる。

次に、芳香族ポリエステルＢとしては、上記の一般式（
３）で示される繰返し単位と、一般式（４）で示される
繰返し単位とからなるものである。

一般式（３）で示される繰返し単位としては、テレフタ
ル酸及びイソフタル酸を酸成分とし、２．２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）−プロパンをグリコール成分と
するものが挙げられ、また、一般式（４）で示される繰
返し単位としては、テレフタル酸及びイソフタル酸を酸
成分とし、９．９−１：ｌ−”ス（４ヒドロキシフエニ
ル）−フルオレンをグリコール成分とするものが挙げら
れる。

ここで、一般式（３）と（４〕で示される繰返し単位の
比は、５：９５ないし９５：５である。一般式（４）で
示される繰返し単位の比率が９５を超えると。

熱変形温度が高すぎて射出成形が困難になることがあり
、一般式（３）で示される繰返し単位の比率が５未満の
場合には十分に複屈折を低くすることができない傾向が
ある。

また、酸成分のイソフタル酸とテレフタル酸のモル比が
３ニアないし７：３である。モル比が３＝７ないし７：
３を満足しない場合は、芳香族ポリエステルが結晶性を
示す傾向があるので、十分な透明性が得られないことが
ある。

さらに１本発明の芳香族ポリエステル八及び芳香族ポリ
エステルＢは、何れも対数粘度が０．２以上、好ましく
は０．４〜０．８である。対数粘度が０゜２未満のもの
は９機械的性質が不十分になる傾向がある。

本発明の光磁気記録材料は、上記のような芳香族ポリエ
ステルからなる基板の上に、磁性層が形成されたもので
あるが、かかる磁性層としては：光磁気記録材料として
使用されている希土類−遷移金属系アモルファス合金等
が用いられる。例えば、　Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金やＧ
ｄ−Ｔｂ−Ｆｅ系合金等が用いられる。

本発明の光磁気記録材料は、上記のような芳香族ポリエ
ステルを基板とするので、透明性に優れ。

高い熱変形温度を有していて耐熱性にも優れるものであ
る。しかも、光学的異方性すなわち複屈折が小さいもの
である。

次に１本発明の光磁気記録材料の製造方法について詳細
に説明する。

本発明の光磁気記録材料の製造方法は、上記のように非
磁性基板上に、スパッタリングによって磁性層を形成す
るに際し、上記のような特定の誘導磁極によってスパッ
タ粒子を制御して基板上に磁性層を形成するものである
。

すなわち１本発明の方法はマグネトロン放電に必要な電
界に垂直な方向の磁界を誘導磁極を用いて直接ターゲッ
ト上に印加することが特徴であり。

強力な磁界を維持することが容易なことから大きな電力
が投入できる。したがって、成膜速度を非常に速くする
ことが可能であり、所定の膜厚の磁性膜を形成するため
に必要な時間が非常に短くて済み、従来の方向に比べて
基板温度の上昇を抑えることができる。さらに１本発明
の方法では、マグネトロン放電に必要な磁界を誘導磁極
により直接印加するために、ターゲット上の空間の磁界
分布を容易に制御することができる。スパッタ粒子の飛
翔方向すなわちスパッタ粒子の基板への入射磁界、電界
等に大きく依存しているが１本発明の誘導磁極を利用す
る方法は、それらを非常に容易かつ精密に制御できるた
緬、基板上に形成される薄膜の特性、すなわち異方性磁
界やカー角度、密度、付着力等を適切な状態にすること
ができる。

なお、ターゲット下部の磁石を電磁石にした場合には、
成膜中に磁界を変化させることも可能である。また、タ
ーゲットに平行に磁束が走るためターゲットの使用効率
が格段に向上させることができ、生産性に優れていて量
産にも適している。

本発明の方法において、基板として上記のような特定の
芳香族ポリエステルを選択すると、上記本発明の光磁気
記録材料を生産性より、シかも基板の温度上昇を抑えて
製造することができる。

本発明の方法は、上記芳香族ポリエステル以外を基板と
する光磁気記録材料の製造にも勿論適用することができ
る。また１本発明の光磁気記録材料は９本発明の方法以
外の方法によっても得ることができる。

以下１本発明の光磁気記録材料の製造方法について９図
面を用いて詳しく説明する。第１図は。

本発明の光磁気記録材料を製造するためのマグネトロン
カソードの概略側面図を表したものである。

このマグネトロンカソードは図示していない真空容器内
に設けられ、またこの真空容器内には基板が装着される
ようになっている。ターゲット１の下方にはマグネトロ
ン放電を起こすために、中央部と外周部に磁石２及び３
がそれぞれ異なる極がターゲットに向くように配置され
ている。ここで。

磁石は永久磁石でも電磁石でもかまわない。またこれら
の磁石はＮ極とＳ極のどちら側の磁極がターゲット側を
向いていても良いが、中央部の磁石と外周部の磁石は互
いに異なる極がターゲット側となるように、すなわちど
ちらかの磁石がターゲット側の磁極がＮ極の場合、他方
の磁石はＳ極をターゲットに向けなければならない。中
央部の磁石２には中央誘導磁極４が、外周部の磁石３に
は外周誘導磁極５が、それぞれ接続される。これらの誘
導磁極は磁石から放射される磁束が強磁性体であるター
ゲット１にできるだけトラップされずにターゲット上部
の空間に誘導されるように設置されるものである。誘導
磁極４及び５の材料は。

透磁率、飽和磁束密度の高い軟磁性材料である純鉄や軟
鋼、パーマロイなどを用いればよい。磁石２及び３のタ
ーゲット側でない磁極は、バックヨーク６で短絡される
。

このような装置を用いて本発明の光磁気記録材料を製造
するためには９例えば次のような条件で薄膜を作成すれ
ばよい。ターゲット母材は極力−効果の大きなもの、特
に遷移金属−希土類金属系の合金１例えばＴｂ−Ｆｅ−
Ｃｏの合金ターゲットなどが望ましく、Ｔｂが１５〜３
５原子％、Ｆｅが４５〜７０原子％、Ｃｏが７から３０
原子％の組成が好ましい。特にターゲットは、焼結した
ものが好ましい。ターゲツト材は銅等のプレートにＩｎ
等の易融金属により固定し、成膜中の温度上昇を防ぐた
めに水冷される。基板（図示していない）は、基板ホル
ダーに支持された真空装置内の適切な位置に設置される
が、このとき基板ホルダーを水冷ジャケット又は水冷鋼
管等によって十分冷却し、基板が成膜中に加熱されるこ
とをできるだけ、抑えるようにすることが好ましい。

スパッタリング時の装置内の圧力は合金組成や装置の構
造によって最適な圧力が異なるが、おおむねｌＸｌ０−
’Ｔｏｒｒから９Ｘ１０−’Ｔｏｒｒの範囲が望ましい
。動作ガスとしては９通常高純度のＡｒガスが用いられ
る。ターゲットには直流または高周波（ラジオ周波数）
の電圧を印加する。

成膜時に希土類金属元素の選択的再スパツタや成膜中の
膜の酸化を防止するためには、基板に正または負の電圧
を印加してもよい。

（実施例） 以下９本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

参考例１ ジフェン酸ジクロリド０．１５モルを塩化メチレンに対
し濃度６重量％となるように溶解した。一方。

４Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に０．１５モルの２．２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−プロパンを濃度６
重量％となるように溶解し、これにｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルフェノール０．４ｇとトリメチルベンジルアンモニウ
ムクロリド０．１７ｇを滴下した。

この水酸化ナトリウム水溶液を約１０℃に保ち。

ホモミキサーで撹拌しながら、先に調製したジフェン酸
ジクロリドの塩化メチレン溶液を一度に添加し、約１０
℃に保ちながら約４時間重合させた。

重合後、溶液を酢酸水溶液で中和し、油相だけを分別し
て、アセトンを多量に添加し、得られたポリマーを沈澱
させた。このポリマーの対数粘度は０．７であった。

参考例２ イソフタル酸ジクロリドとテレフタル酸ジクロリドの等
量混合物合計０．１４５モルを塩化メチレンに対して濃
度６重量％になるように溶解した。

方、２．５Ｎの水酸化す）　ＩＪウム水溶液を５０〜６
０℃に温めながら０．０１４モルの９．９−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）−フルオレンと０　、１３２モル
の２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン
を濃度６重量％となるように溶解し、これにｐ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェノール０．４ｇとトリメチルベンジルア
ンモニウムクロリド０．１７ｇを滴下した。この水酸化
ナトリウム水溶液を約１０℃に保ち、ホモミキサーで撹
拌しながら、先に調製したイソフタル酸ジクロリドとテ
レフタル酸ジクロリドの塩化メチレン溶液を一度に添加
し、約１０℃に保ちながら約４時間重合させた。重合後
、溶液を酢酸水溶液で中和し、油相だけを抽出して大過
剰のメタノールに添加し、生成したポリマーを沈澱させ
た。このポリマーの対数粘度は０．７であった。

参考例３ さらに別に等モル量のテレフタル酸とイソフタｔ＋、［
と、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
とから得られた市販の芳香族ポリエステル（対数粘度０
．７）を用意した。

参考例１〜３において得られたポリマーを射出成形法に
より５インチのディスクを成形した。得られたディスク
は、セナルモン型コンペンセータを備えた日本光学製の
ニコンオプチフオ）−ＰＯＬ　（ＮＩＫＯＮ　　０ＦＴ
ＩＰＨＯＴＯ−ＰＯＬ）偏光顕微鏡を用いて、シングル
パスのリターゼーションを測定した。得られた結果を表
１に示す。

表１　　リターゼーション（ｎｍ） 表１から明らかなように、参考例３の芳香族ポリエステ
ルからなるディスクと比較して９本発明を満足する芳香
族ポリエステルからなるディスク（参考例１．２）は、
極めて低いリターゼーションを示しており、極めて小さ
い複屈折を有することが分かる。

実施例１ 参考例１において射出成形した５インチのディスクを基
板とし、その上に直流マグネトロンスパツタリング法を
用いて、垂直磁化膜を形成した。

ディスクは基板ホルダーによって冷却し、膜厚分布を均
一にするために２ｒｐｍで回転させた。ターゲット母材
としては、ＴｂｚｏＦｅａｓｃＯ＋ｓ　（原子％）組成
のターゲット（純度９９．９９％）を用いた。マグネト
ロンカソードの形状は、第１図に示したものを用いた。

この際、外周誘導磁極と中央誘導磁極の面積比は５：４
とした。

まず、ペルジャー（真空装置）内をボンバード処理（導
入ガス：Ａｒガス、真空度：４Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ）し
た。次に、ペルジャー内を１０−’Ｔｏｒｒまで減圧し
た後、Ａｒガスを導入して３×１０−’Ｔｏｒｒに保ち
、電圧５００Ｖ、電流２０Ａの直流電界をｌ０ＫＷをマ
グネトロンカソードに印加した。約２５分プレスパツタ
を行った後。

ディスク基板上に厚さ約５０００人の磁性膜を成膜した
。得られた磁性膜を有するディスクのカー回転角（θに
度）を測定した。その結果を表２に示した。なお、カー
回転角は、溝尻光学社製ＤＶＡ−３６ＶＷ−ＫＰ型を用
いて測定１．た。

実施例２ 第２図に示すような誘導磁極を利用しない通常のプレー
ナー型のマグネトロンカソードを用い。

かつ中央に穴の開いていないターゲットを設置した以外
は、実施例１と同様にして磁性層を有するディスクを製
造した。得られた磁性層を有するディスクのカー回転角
（θに度）を測定し、その結果を表２に示した。

表２　　カー回転角（θに度） 表２から明らかなように、実施例１のように誘導磁極を
利用したマグネトロンカソードを用いると、より大きな
カー回転角を有する磁性層を有するディスクが得られる
ことが分かる。

（発明の効果） 本発明の光磁気記録材料は、透明で高い熱変形温度を有
し、しかも光学的異方性が小さいものである。したがっ
て、光磁気ディスク等として好適に利用することができ
る。

また９本発明の製造方法によると、光磁気記録材料を生
産性よく製造することができ、また、基板の温度上昇を
抑えて磁性層を形成することができる。また１本発明の
製造方法は、光磁気記録材料のみならず１通常の磁性膜
、金属膜、金属酸化膜等の形成にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気記録材料を製造する方法に用い
られる磁気誘導型のマグネトロンカソードの概略側面図
、第２図はプレーナー型のマグネトロンカソードの概略
側面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板上に磁性層を形成した光磁気記録材料
   において、上記非磁性基板が下記の芳香族ポリエステル
   （Ａ）又は芳香族ポリエステル（Ｂ）からなることを特
   徴とする光磁気記録材料。 芳香族ポリエステル（Ａ）： 下記の一般式（１）で示される繰返し単位からなり、対
   数粘度が０．２以上である芳香族ポリエステル。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・（１） ただし、（１）式中、−Ｘ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ
   Ｏ＿２−、−ＣＯ−、アルキレン基、アルキリデン基及
   び下記の（２）式で示される基からなる群から選ばれ、
   Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４、Ｒ＿５、Ｒ＿６、Ｒ
   ＿７、Ｒ＿８は、水素原子、ハロゲン原子及び炭化水素
   基からなる群から選ばれる。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・（２） 芳香族ポリエステル（Ｂ）： 下記一般式（３）及び（４）で示される繰返し単位から
   なる芳香族ポリエステル共重合体であって、その繰返し
   単位の比が５：９５ないし９５：５であり、酸成分がイ
   ソフタル酸とテレフタル酸であって、そのモル比が３：
   ７ないし７：３であり、かつ対数粘度が０．２以上であ
   る芳香族ポリエステル共重合体。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・（３） ▲数式、化学式、表等があります▼・・（４） ただし、式中Ｒ＿３、Ｒ＿１＿０は水素、メチル基、エ
   チル基、フェニル基を示し，これらは同一でも異なって
   も良い。 対数粘度： フェノールとテトラクロルエタンの等重量混合溶媒中、
   濃度１ｇ／１００ｍｌ、２５℃にて測定。
2. （２）非磁性基板上に磁性層を形成した光磁気記録材料
   をスパッタリング法によって製造する際に、一方の磁極
   がターゲット下部に設置した磁石に磁気的に結合し、他
   方の磁極がターゲット上部に突出した中央誘導磁極と外
   周誘導磁極により磁束をターゲット上部の空間に誘導す
   ることを特徴とする光磁気記録材料の製造方法。