JPH04251448A - 光ディスク - 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】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は光ディスクの保護層に関
し、特に保護層に導電性フィラーを含有させた光ディス
クに関する。

【０００２】

【従来技術】第３７回応用物理学会関係連合講演会予講
集のページ９２３（講演番号２９ａ−Ｇ−９）は、光デ
ィスクの保護層に平均粒径０．７μｍのアルミナ粒子と
ステア　リン酸系の潤滑剤とを添加することを提案して
いる。また同ページ９２２（講演番号２９ａ−Ｇ−８）
は、スピンコートによる塗布が困難なため、表面をフロ
ストしたスタンパーを用いて樹脂を光記録層上にパター
ン転写し、表面を粗くした保護層を転写形成することを
提案している。これらはフライングヘッド方式を用いた
光ディスクに関し、フライングヘッドとの摩擦による保
護層の剥離の問題を解決するためのものである。即ち保
護層にアルミナを添加するのは、保護層の強度を増し、
剥離を防止することを目的とする。またスタンパーで保
護層表面を粗面化するのは、フライングヘッドの保護層
への貼り付きを防止し、滑らかにフライングヘッドが光
ディスクから浮上できるようにすることを目的とする。

【０００３】しかしながらここで用いられたアルミナは
粒径が小さいため、保護層の表面は平滑で、フライング
ヘッドの吸着防止には有効ではない。またアルミナは絶
縁体で、保護層への埃等の付着防止にも有効ではない。 スタンパーによる保護層の転写では、スタンパーの作成
と樹脂の転写が複雑で、生産工程が複雑化する。

【０００４】保護層の粗面化の意義は、フライングヘッ
ドを用いる場合に限るものではない。貼り合わせ型の光
ディスクでは、保護層表面を粗面化することにより貼り
合わせに用いる接着剤とのなじみを改善し、貼り合わせ
強度を改善できる。

【０００５】

【発明の課題】この発明は、スタンパーを用いずに、簡
単な工程で表面を粗面化した保護層を形成することを課
題とする。保護層表面を粗面化すれば、フライングヘッ
ドの貼り付きを防止できる。また貼り合わせ型の光ディ
スクに用いる場合には、貼り合わせに用いるホットメル
ト接着剤等の接着剤と保護層とのなじみを改善し、貼り
合わせの信頼性を向上させることができる。更にこの発
明では保護層に導電性を持たせ埃等の付着を防止すると
ともに、帯電の防止によりフライングヘッドとの摩擦係
数を更に減少させることを課題とする。

【０００６】

【発明の構成】この発明は、基板の一方の主面上に光記
録層と樹脂保護層とを積層した光ディスクにおいて、保
護層に導電性フィラーを含有させたことを特徴とする。

【０００７】ここで好ましくは、保護層を下部層と上部
層との２層に分け、下部層には導電性フィラーを含有さ
せず、上部層に導電性フィラーを含有させるようにする
。これは、導電性フィラーが光記録層に接触すると、フ
ィラーと光記録層との酸化還元反応により、光記録層の
酸化が促進される恐れが有ることと、この場合にフィラ
ーの導電性により、酸化が促進されることとによる。

【０００８】

【実施例１】ポリカーボネート樹脂基板にマグネトロン
スパッタリング装置により、非晶質のイットリウムサイ
アロン誘電体層（１００ｎｍ厚）、非晶質Ｇｄ−Ｄｙ−
Ｆｅ垂直磁化膜（２０ｎｍ厚）、更に上記と同じ非晶質
イットリウムサイアロン誘電体層（３０ｎｍ厚）、金属
Ａｌ反射層（１００ｎｍ厚）をスパッタリングした。こ
れらの４つの層を全体として光磁気記録層と呼ぶ。実施
例では光記録層としてＧｄ−Ｄｙ−Ｆｅ系の光磁気記録
層を用いたが、光磁気記録層の種類は任意で、光磁気記
録層ではなく相変化型の光記録層等を用いても良い。基
板の種類はポリカーボネートに限らず任意で、誘電体層
や反射層の材料も任意である。

【０００９】光磁気記録層上に、Ｓｂ添加のＳｎＯ２導
電性フィラーを含有させた紫外線硬化　樹脂保護層を形
成した。導電性フィラーはＳｎＯ２系に限らず、導電性
のあるセラミックであれば良く、例えばＩＴＯ（ＳｎＯ
２添加のＩｎ２Ｏ３），Ｓｂ２Ｏ３，ＩｒＯ２，ＭｏＯ
２，ＮｂＯ２，ＰｔＯ２，ＲｕＯ２，ＷＯ２等の酸化物
、ＭｏＣ，ＮｂＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＷＣ等の炭化物、
ＮｂＮ，Ｔａ２Ｎ，ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＶＮ等の窒化物等
でも良い。また保護層には導電性フィラーの他に、絶縁
性セラミックを加えてもよい。保護層に用いる樹脂には
、紫外線硬化樹脂に限らず、熱硬化型重合樹脂、嫌気性
重合樹脂、湿度硬化型重合樹脂等も用い得る。紫外線硬
化樹脂の種類は任意で、例えばアクリル系、エポキシ系
、ポリエステル系、アクリル酸エステル系、ウレタンア
クリレート系、ポリエーテル系、シリコーン系等の物を
用い得るが、好ましくはアクリル系、アクリル酸エステ
ル系、ウレタンアクリレート系等の、なんらかの意味で
アクリル酸を含むものを用いる。

【００１０】保護層の形成にはスピンコートを用い、紫
外線硬化樹脂にはアクリル酸エステル系樹脂（ＳＤ−１
７）、ウレタンアクリレートとアクリル酸エステルのコ
ポリマー（ＳＤ−３０１）、ポリエステル系樹脂（ＳＤ
−２２）を用いた。これらの樹脂はいずれも無溶剤タイ
プの樹脂で、イソプロパノールとブタノールの１：１混
合溶剤を加えて用いた。これらの樹脂はいずれも大日本
インキ株式会社製で、“ＳＤ−１７”，“ＳＤ−３０１
”，“ＳＤ−２２”は商品名である。

【００１１】得られた光ディスクの断面を図４に示す。 図において、２はポリカーボネート基板、４はＧｄ−Ｄ
ｙ−Ｆｅ系光磁気記録層、６は導電性フィラー含有の紫
外線硬化樹脂保護層、８は導電性フィラーである。

【００１２】最初に、樹脂と導電性フィラー８との親和
性について検討した。導電性フィラー８の平均粒径を４
．５μｍ，樹脂の塗布厚を６．１μｍ，樹脂中の導電性
フィラー８の濃度を１２ｗｔ％とし、８０℃，ＲＨ９０
％の雰囲気での１０００時間の耐久テストによる、ビッ
トエラーレイト（ＢＥＲ）の変化を求めた。結果を表１
に示す。アクリル酸エステル系（ＳＤ−１７）やウレタ
ンアクリレート系（ＳＤ−３０１）では耐久テストによ
るＢＥＲの増加は見られないが、ポリエステル系樹脂（
ＳＤ−２２）では耐久テストによりＢＥＲが１０倍以上
増加した。

【００１３】

【表１】

【００１４】耐久性の差は、樹脂と導電性フィラー８と
の密着性の差によるものと推定できる。樹脂中の水酸基
やカルボン酸基、カルボキシル基等の官能基が多い程、
無機質のフィラー８と樹脂との密着性が向上する。官能
基の少ないポリエステル系樹脂では密着性が低く、樹脂
とフィラー８との界面を介して酸素や水等が光磁気記録
層４に拡散し易い。一方官能基を多数含み、密着性の高
いＳＤ−１７やＳＤ−３０１では、フィラー８と樹脂と
の界面を介しての酸素や水の拡散が進行しにくく、ＢＥ
Ｒは増加しない。表１の結果から、保護層６に用いる樹
脂にはアクリル酸やその誘導体を何らかの意味で含むア
クリル酸樹脂が好ましいことが分かった。

【００１５】表１の結果から、ウレタンアクリレート系
樹脂（ＳＤ−３０１）を用いて実験を行い、保護層６の
最適厚や導電性フィラー８の最適平均粒径を求めた。樹
脂中の導電性フィラー８の含有量は１２ｗｔ％である。 結果を、表２と図１，図２に示す。表面粗さは表面粗さ
計で測定し、ハードディスク用の摩擦測定機で、フライ
ングヘッドに対する保護層６の動摩擦係数と静止摩擦係
数とを測定した。フライングヘッドには、Ｍｎ−Ｚｎフ
ェライト系のハードディスク用フライングヘッドを　用
いた。なお表面粗さは光ディスクの直径方向に沿った表
面粗さの平均値を表し、導電性フィラー８径はフィラー
の平均粒子径を表す。

【００１６】

【表２】 １）　試料Ｈでは８０℃，９０％ＲＨの耐久テストで光
磁気記録層４に腐食が多発、２）　導電性フィラーを加
えず、紫外線硬化樹脂のみを１０μｍ厚に塗布、３）　
磁気ハードディスクを用いた比較例。

【００１７】いずれの試料でも導電性フィラー８を添加
すると無添加の試料より表面粗さが増加し、摩擦係数が
減少する。フィラー８のより好ましい平均粒径や樹脂保
護層６の塗布厚等を検討すると、塗布厚が１０μｍを越
えると保護層６の硬化に手間取るので、塗布厚は１０μ
ｍ以下が好ましい。一方２．５μｍ以下では保護効果が
不　足し、より好ましくは３μｍ以上必要である。次に
平均粒径１１μｍのフィラ　ーを用いた試料Ｈでは、耐
久テストによる腐食が多発したことから、導電性フィラ
ー８の平均粒径は１０μｍ以下で、保護層６の膜厚より
小さいものが好ましい。これは、導電性フィラー８の平
均粒径が保護層６の塗布厚に対して大きいと、フィラー
表面を介しての酸素や水の拡散が考えられるためである
。またフィラー８の平均粒径が塗布厚の５０％未満（試
料Ｆ）では表面粗さが小さいことから、フィラー８は塗
布厚の５０％以上の平均粒径が好ましい。表面粗さが０
．０４μｍ（試料Ｆ）や０．０３μｍ（試料Ｇ，平均粒
径０．４μｍ）では静止摩擦係数が１を越える。このた
め表面粗さは０．１μｍ以上が好ましく、導電性フィラ
ー８の平均粒径は１μｍ以上が好ましい。そして表面粗
さ１．１２μｍの試料Ｈは、腐食が発生した。このこと
から表面粗さは、０．１〜１．０μｍが好ましい。

【００１８】これらのことを整理すると好ましい条件は
、保護層６の塗布厚で２．５〜１０　μｍ、より好まし
くは３〜１０μｍ、導電性フィラー８の平均粒径は１〜
１０μｍが好ましく、かつ保護層６の塗布厚の５０〜１
００％とすることがより好ましい。また表面粗さは０．
１μｍ〜１μｍとすることが好ましい。

【００１９】次に導電性フィラー８の平均粒径を４．５
μｍ，塗布厚を６μｍ程度として、保　護層６中のフィ
ラー８濃度の最適値を求めた。結果を表３と図３に示す
。

【表３】 ＊　　フィラー含有量はｗｔ％単位，塗布厚，表面粗さ
はμｍ単位。

【００２０】表３から明らかなように、導電性フィラー
８の好ましい濃度は７〜１６ｗｔ％で、より好ましくは
９〜１６ｗｔ％である。

【００２１】

【実施例２】図５に第２の実施例を示す。図において、
１０は導電性フィラーを含有しない保護層の下部層で、
１２は導電性フィラーを含有した保護層の上部層、１６
は全体としての保護層である。この実施例は特に示した
点以外は、図４の実施例と同様である。保護層６，１６
には僅かな通気性が有り、光記録層４の表面には水蒸気
や酸素が存在する。導電性フィラー８が光記録層４に触
れると、フィラー８と記録層４の間の酸化還元により、
記録層４が腐食されることがある。またフィラーの導電
性は、腐食を促進する。この傾向は、フィラー８の粒径
が保護層６の膜厚よりも大きくなると、特に著しい。そ
こで保護層１６を、導電性フィラー無含有の下部層１０
と導電性フィラー８を含有した上部層１２とに分け、上
部層１２に適度の表面粗さと導電性とを持たせ、下部層
１０にはフィラー８を加えず、光記録層４の腐食を防止
する。

【００２２】導電性フィラー８の粒径が１〜１０μｍが
好ましいことから、上部層１２の膜厚は３〜１０μｍ程
度が好ましく、フライングヘッドと光記録層４との距離
が２５μｍ程度以下であることから、下部層１０の膜厚
は例えば２〜２０μｍ、より好ましくは４〜１５μｍと
する。なお導電性フィラー８の粒径は、例えば０．０５
〜０．３μｍ程度と小さくしても良い。この場合には、
導電性フィラー８の他にＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３
Ｎ４，ＴｉＮ，ＳｉＣ，ＣｄＳ，ＺｎＳ，ＳｉＯ等の絶
縁体を加え、この絶縁体の粒径を例えば１〜１０μｍ程
度とする。

【００２３】保護層１６以外は、図４の実施例と同様に
調製した光ディスクに対し、ウレタンアクリレート系の
紫外線硬化樹脂ＳＤ−３０１を１０μｍ厚にスピンコー
トし、下部層１０とした。この上部にＳＤ−３０１にア
ンチモン含有のＳｎＯ２（平均粒径８μｍ）を１０〜１
５重量％、ここでは１２重量％加えた樹脂を厚さ９μｍ
にスピンコートで塗布し、上部層１２とした。この光デ
ィスクを試料Ａとする。

【００２４】下部層１０を試料Ａと同様に調製し、アン
チモン含有のＳｎＯ２（平均粒径０．１５μｍ）を６重
量％、ＳｉＯ２（平均粒径８μｍ）を１０〜１５重量％
含有させたＳＤ−３０１を９μｍ厚に塗布し、上部層１
２とした。この光ディスクを試料Ｂとする。

【００２５】試料Ａ，Ｂに対し、表１，表２と類似の、
８０℃，ＲＨ９０％の雰囲気への１０００時間の耐久テ
ストと、表面粗さのテストとを行なった。結果を表４に
示す。

【００２６】

【表４】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実施例２の
特性試料　　　　　　　　　　　　ＢＥＲ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　外観　　　　　　　　表面粗
さ　　　　　　　耐久テスト前　　　　　　テスト後　
　　　　　　テスト後　　　　ＲＡ（μｍ）Ａ　　　　
１．３×１０−５　　１．３×１０−５　　　　異常な
し　　　　０．２６Ｂ　　　　１．０×１０−５　　１
．０×１０−５　　　　異常なし　　　　０．３３

【０
０２７】

【発明の効果】この発明では、スタンパーを用いずに、
スピンコート等で表面を粗面化した保護層を形成できる
。そして保護層表面を粗面化すれば、フライングヘッド
の貼り付きを防止できる。また貼り合わせ型の光ディス
クに用いる場合には、貼り合わせに用いるホットメルト
接着剤等の接着剤と保護層とのなじみを改善し、貼り合
わせの信頼性を向上させることができる。更にこの発明
では保護層に導電性を持たせ埃等の付着を防止するとと
もに、帯電の防止によりフライングヘッドとの摩擦係数
を更に減少させる。

【００２８】請求項２の発明のように、保護層を導電性
フィラー無含有の下部層と、導電性フィラーを含有した
上部層との２層とすれば、フィラーを介しての光記録層
の腐食をさらに防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例での表面粗さを示す特性図である。

【図２】実施例での静止摩擦係数を示す特性図である。

【図３】実施例での導電性フィラー含有量と表面粗さと
の関係を示す特性図である。

【図４】実施例の光磁気ディスクの断面図である。

【図５】他の実施例の光磁気ディスクの断面図である。

【符号の説明】

２　　　　　　　　基板 ４　　　　　　　　光磁気記録層 ６，１６　　保護層 ８　　　　　　　　導電性フィラーの粒子１０　　　　
　　下部層 １２　　　　　　上部層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板の一方の主面上に光記録層と樹脂
   保護層とを積層した光ディスクにおいて、上記樹脂保護
   層に導電性フィラーを含有させたことを特徴とする、光
   ディスク。
2. 【請求項２】　　前記保護層を下部層と上部層とを順次
   積層した２層で構成するとともに、上部層に導電性フィ
   ラーを含有させたことを特徴とする、請求項１に記載の
   光ディスク。