JPH06243525A - 光情報記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現行よりも波長の短い６００ｎｍ以下の波長
の光を用いた高記録密度の光磁気記録システムを提供す
ることを目的とする。 【構成】 基板上に少なくとも、誘電体層、光磁気記録
層、Ａｇを主成分とする反射層、トリアジンチオール系
化合物を含有する紫外線硬化樹脂からなる保護層を順次
有する光磁気記録媒体に、波長６００ｎｍ以下のレーザ
光を用いて情報の記録再生を行うことを特徴とする光情
報記録再生方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光情報記録再生方法に関
し、光磁気記録媒体を用いた情報の記録再生方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の飛躍的な増大に伴い、情
報記録媒体に対する記録密度向上の要求が高まってい
る。光ディスクは記録密度が高い上に、ランダムアクセ
ス性、可搬性に優れている。特に光磁気ディスクは繰り
返し記録が可能で、信頼性にも優れるため、コンピュー
タ用外部記憶装置、録音装置の記録媒体として既に商品
化されている。

【０００３】現在商品化されている光磁気ディスクの記
録密度は直径５．２５インチのディスク片面当り３００
メガバイト（ＭＢｙｔｅ）程度である。これを１ギガバ
イト（ＧＢｙｔｅ）程度まで高めるために、トラックピ
ッチを短くすることや記録信号の変調方式を変更するこ
とが提案されており、実用化の目処が立ちつつある。し
かしながら、現行技術の範囲内で記録密度を更に向上さ
せるのは、記録密度が既に理論的な限界に近づいている
ことから不可能であると言わざるを得ない。光ディスク
における記録密度の理論的限界を決定するのは記録再生
に使われるレーザ光の集光スポットの大きさである。

【０００４】従って更に記録密度を高めるためにはレー
ザ光のスポットをより小さく絞ることが不可欠である。
レーザ光のスポット径ｄは使用するレーザ光の波長λと
対物レンズの開口数ＮＡにより次式で表される。ただ
し、ｋはレンズの開口形状、入射光束の強度分布によっ
て決まる定数である。 ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ ・・・（１） レーザ光のスポット径ｄを小さくするためには、波長λ
の短い光源を用いること、及び開口数ＮＡの大きな対物
レンズを用いることが必要である。

【０００５】レンズの開口数を大きくすると、焦点深度
が浅くなり、またディスクの傾きや基板の厚み斑に対す
る許容度が急激に低下してしまうため、光ヘッドのサー
ボ能力が低下してしまう。従って、レンズの開口数は現
行の０．５５程度よりさほど大きくすることはできな
い。よって、レーザ光のスポット径を小さくして記録密
度を向上させるためには、光ヘッドの光源として現行の
８２５ｎｍ、７８０ｎｍよりも短い波長の光源を使用す
ることが不可欠である。

【０００６】光磁気ディスクの再生信号の品質を支配す
るのは反射率と磁気カー回転角であり、より具体的には
反射率の平方根と磁気カー回転角との積という形で表さ
れる。これを性能指数と呼ぶこととする。現在商品化さ
れている光磁気ディスクの記録層としては、ＴｂＦｅＣ
ｏに代表される重希土類−遷移金属アモルファス合金が
使われている。

【０００７】これら合金の性能係数は現行光磁気ディス
クドライブのレーザ光の波長８００ｎｍ程度では比較的
大きな値を示すが、光の波長が短くなって６００ｎｍ以
下になると急激に減少してしまう。またドライブの信号
検出に使われている光検出素子のフォトダイオードの検
出感度も、８００ｎｍ付近では高いが６００ｎｍ以下に
なると急激に低下してしまう。

【０００８】これらの事実は現行の技術では短波長側で
再生信号の強度が極端に低下してしまい、安定した記録
信号の再生が不可能になることを意味している。以上に
述べてきたように、記録密度の向上を狙った短波長光源
を用いた光磁気ディスクシステムを実現するには、短波
長側での再生信号強度の低下が問題となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、大
きな再生信号を得るためには記録媒体の性能係数を大き
くすることと光検出素子の感度を向上させる事が重要で
ある。光磁気ディスクドライブで用いられている光検出
素子、フォトダイオードにおける光の検出は、光がｐｎ
接合付近の電子を伝導帯に励起し、伝導帯の電子がｐｎ
接合を移動し、フォトダイオードを電流が流れることに
よりなされる。

【００１０】フォトダイオードを構成するＳｉ半導体の
光吸収係数は短波長側で大きくなるため、短波長の光は
フォトダイオード表面近傍で吸収されてしまい、ｐｎ接
合付近まで到達しにくくなる。その結果ｐｎ接合付近で
励起される電子の数が減少するため、光の検出感度が低
下してしまう。よって短波長側で光検出素子の検出感度
を向上させるのは理論的に困難であり、短波長側で大き
な再生信号を得るためには記録媒体の性能係数を大きく
することが重要である。

【００１１】光磁気ディスクは一般的には、透明基板上
に、光磁気記録層、光干渉層、光反射層、保護層等、複
数の層を設けることにより構成される。再生信号強度を
支配する性能係数はこれらの全ての層を総合して考慮し
なければならない。本発明は全ての層を構成する材料、
層厚、及び層構成を最適化し、光磁気ディスクの６００
ｎｍ以下の波長での性能係数を高めて、６００ｎｍ以下
の短波長光を用いた光磁気ディスクシステムを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に少な
くとも、誘電体層、光磁気記録層、Ａｇを主成分とする
反射層、トリアジンチオール系化合物を含有する紫外線
硬化樹脂からなる保護層を順次有する光磁気記録媒体
に、波長６００ｎｍ以下のレーザ光を用いて情報の記録
再生を行うことを特徴とする光情報記録再生方法であ
る。

【００１３】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
て用いられる光磁気記録媒体の基板としては、ガラス、
ポリカーボネート等のプラスチック、あるいはガラス上
に光ヘッド案内用の溝付き樹脂を形成した基板などが挙
げられる。溝の深さ、及び間隔は使用する波長に合わせ
て最適化、つまり波長が短くなるほど溝を浅くし、間隔
を細かくするのが好ましい。このような基板の複屈折
は、光磁気信号の品質を損なわないよう極力小さいこと
が望ましい。

【００１４】また基板の厚みは１〜２ｍｍ程度が一般的
である。誘電体層は光を干渉させる層であり、基板と光
磁気記録層との間に設けられ、基板と光磁気記録層との
間で光を多重反射させ、見かけ上の磁気カー回転角を増
大させる役割、干渉効果を担う。その厚みは使用する光
の波長に合わせて変化させなければ、充分な干渉効果が
得られない。

【００１５】波長が６００ｎｍ程度の場合は、誘電体層
の厚みを４０ｎｍ〜５５ｎｍ程度（一次干渉点を利用す
る場合）あるいは１８０ｎｍ〜１９５ｎｍ程度（二次干
渉点を利用する場合）とするのが好ましく、波長が４０
０ｎｍ程度の場合は、誘電体の厚みを２５ｎｍ〜３５ｎ
ｍ程度（一次干渉点を利用する場合）あるいは１２０ｎ
ｍ〜１３０ｎｍ程度（二次干渉点を利用する場合）とす
るのが好ましい。

【００１６】また、誘電体層は基板と光磁気記録層との
密着性を高める役割、光磁気記録層と基板を断熱する役
割、プラスチック基板を通して侵入してくる水分から光
磁気記録層を保護する役割等を合わせ持つ。誘電体層は
更に光磁気記録層と反射層の間にも設けることができ
る。これにより更に光の干渉効果を高め、磁気カー回転
角を増大させることが可能である。２つの誘電体層の厚
みは使用する光の波長に合わせてそれぞれ変化させなけ
れば、充分な干渉効果が得られない。

【００１７】光磁気記録層と反射膜との間に設けられる
誘電体層は光を干渉させる役割の他に、光磁気記録層と
反射層を断熱する役割等を担う。誘電体層として用いら
れる材料としては窒化シリコン、酸化タンタル、酸化シ
リコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫化亜鉛等や
これらの混合物からなるアモルファス薄膜が一般的であ
る。

【００１８】光磁気記録層はレーザ光を集光させて加熱
し、熱磁気記録を行う層である。記録が行われるために
は、磁化が膜面に対して垂直に向かなければならないの
で、光磁気記録層としては垂直磁気異方性の大きいこと
が望ましい。光の波長が短くなって集光スポット径が小
さくなると、単位面積当りの光のエネルギー密度が高く
なるため、再生光を照射したときの光磁気記録層の温度
は従来の８００ｎｍ程度の波長の場合よりも高くなりや
すい。

【００１９】光磁気記録層の温度が高くなると磁気カー
回転角が減少し、再生信号の出力が低下するが、低下の
割合は光磁気記録層のキュリー温度が低いほど著しい。
よって６００ｎｍ以下の波長の光を用いて記録再生を行
うための光磁気記録層の材料としては従来の８００ｎｍ
程度の波長用の光磁気記録層のキュリー温度１７０〜２
００℃よりも高いキュリー温度を持つものを使うのが好
ましい。

【００２０】また大きな再生信号を得るためには使用す
る光の波長でカー回転角が大きいことが好ましく、特に
は２２０℃〜２８０℃のキュリー温度であるのが好まし
い。以上のような条件を満たす光磁気記録層としてはＴ
ｂ濃度１５〜２５原子％、Ｃｏ濃度１０〜５０原子％の
ＴｂＦｅＣｏアモルファス合金、Ｃｏ濃度２０〜５０原
子％のＮｄＴｂＦｅＣｏアモルファス合金、Ｃｏ／Ｐｔ
人工格子等が例として挙げられる。

【００２１】光磁気記録層の膜厚は、レーザ光のパワー
に対する記録感度、性能係数等を考慮して使用する波長
に合わせて決定するのが好ましく、通常１０ｎｍ〜４０
ｎｍ程度とされる。反射層は光磁気記録層を透過した光
を反射して再び光磁気記録層に戻す役割を担う。これに
より光の利用効率を高めると共に、反射率と磁気カー回
転角が増大し、性能係数が増大する。

【００２２】また、反射膜は光磁気記録媒体としての熱
伝導率に影響を与える。現在商品化されている８００ｎ
ｍ程度の波長に対応する光磁気ディスクの反射層として
はアルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用されて
いるのに対し、本発明ではＡｇを主体とする反射層が使
用されるのが特徴的である。反射層として、従来のアル
ミニウム、アルミニウム合金、あるいは金を用いると６
００ｎｍ以下の波長で充分な性能係数を得ることができ
ないが、Ａｇを主体とする反射層を用いることによりは
じめて良好な性能係数を得ることが可能になった。Ａｇ
単体では硫化ガスにより腐食されやすいため、腐食防止
効果を持つ元素、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等をＡｇに
添加して反射層としてもよい。添加元素の添加量は０．
５〜１５原子％程度である。反射層の厚みは２００〜５
００Å程度が好ましい。

【００２３】保護層は外部環境、機械的損傷から媒体を
保護する役割を担う。特に、ＡｇやＡｇ合金等は比較的
腐食され易いため、保護層としてはＡｇ合金等の腐食を
抑制する効果を持たなければならない。トリアジンチオ
ール系化合物を含有する紫外線硬化剤をＡｇを主体とす
る反射層の外側にコートし、紫外線照射により硬化させ
て保護層とすることにより、反射層の腐食が著しく抑え
られ、記録媒体としての信頼性が高まる。トリアジンチ
オール化合物としては、下記の一般式［１］で示される
化合物が特に好適である。

【００２４】

【化１】 一般式［１］中の−Ｒは、−ＳＲ¹、−ＮＲ²Ｒ³ を表
し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素原子または炭化水素基である
が、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、
アリール基が好ましく挙げられる。紫外線硬化樹脂とし
ては、アクリル系の紫外線硬化樹脂を用いるのが好適で
あり、トリアジンチオール系化合物を通常０．００１〜
０．０５重量％、好ましくは０．０１〜０．０３重量％
の割合で溶かし込み、スピンコートやスクリーン印刷等
の手法によりコートされる。

【００２５】保護層の厚みは任意に設定できるが、２〜
２０μｍ程度とするのが好適である。

【００２６】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 基板として厚さ１．２ｍｍのガラス基板を用いた。基板
上に誘電体層として、酸化タンタル薄膜を反応性スパッ
タリング法により形成した。

【００２７】その後、その表面を高周波プラズマで５分
間エッチングし、表面を平滑化した。エッチング後の酸
化タンタル層の厚みが約３５ｎｍとなるように初期の膜
厚を設定した。次にこの酸化タンタル層の上にＴｂ₂₀Ｆ
ｅ₆₄Ｃｏ₁₆（原子％）アモルファス合金、約２０ｎｍを
直流マグネトロンスパッタリング法により形成し、光磁
気記録層とした。

【００２８】その上にＡｇ約５０ｎｍを直流マグネトロ
ンスパッタリング法により形成し、反射層とした。反射
膜の上に、下記構造式［２］で示されるトリアジンチオ
ール系化合物を０．０２重量％の割合で紫外線硬化剤Ｓ
Ｄ−３１８（大日本インキ化学社製）に溶解させたもの
をスピン塗布し、紫外線を照射して硬化させ保護層とし
た。

【００２９】

【化２】 以上のようにして作製された光磁気記録媒体について６
００ｎｍ以下の波長での光磁気記録再生特性を調べた。
記録特性、及び再生特性は磁気カーヒステリシス曲線と
反射率を測定することにより確認した。

【００３０】即ち、ヒステリシス曲線の角型比が１で、
保磁力が大きければ、良好な記録特性を示すことが分か
り、反射率の平方根と磁気カー回転角との積が使用する
波長で大きければ良好な再生特性を示すことが分かる。
反射率の測定は、ディスクの鏡面部分で基板を通して行
った。まず入射角２度として分光光度計でアルミニウム
膜に対する相対反射率を測定し、予め測定したアルミニ
ウム膜の絶対反射率を用いて校正した。

【００３１】実際のドライブでは、基板表面で反射した
光は信号に寄与しないので、ガラス基板の光学定数から
基板表面で反射する光を計算し、測定値から差し引いて
反射率とした。磁気カーヒステリシス曲線の測定は偏光
面変調法により、反射率の場合と同様、ディスクの鏡面
部分で基板を通して行った。

【００３２】磁気カー回転角の決定は、ヒステリシス曲
線とグラントムソンプリズム検光子を単位角度回転させ
た場合の出力変化とを比較して行った。ただし、この場
合も基板表面で反射した偏光面の回転のない光を含んで
いるため、見かけ上実際よりも小さな回転角が得られ
る。そこで、得られた回転角に基板表面での反射光を考
慮して補正を加えることにより、実際の磁気カー回転角
を決定した。測定の波長は４５０ｎｍを一例として選ん
だ。

【００３３】ヒステリシス曲線の形状より角型比が１で
保磁力は８００ｋＡ／ｍ程度であることが分かった。こ
れは現在商品化されている８００ｎｍ程度の波長用の光
磁気ディスクと同等のレベルであるから、良好な記録特
性を示していると言える。また、４５０ｎｍでの反射率
は１０．３％、磁気カー回転角は１．３３度であり、反
射率の平方根と磁気カー回転角の積で与えられる性能係
数としては４．３という値が得られた。

【００３４】ちなみに現在商品化されている光磁気ディ
スクの８００ｎｍでの性能は反射率：２３．１％、磁気
カー回転角：１．００、性能係数：４．８程度であるか
ら、優れた再生特性を示していると言える。信頼性を調
べるために、上記媒体を８５℃、８５％ＲＨの条件で高
温高湿劣化加速試験を５００時間行い、腐食が発生して
いるかどうかを観察した。加速試験による腐食の発生は
見られず、反射率にも有意の差は見られなかったことか
ら、信頼性に優れると言える。

【００３５】実施例２ 紫外線硬化剤に溶解するトリアジンチオール系化合物を
構造式［３］で示される化合物とした以外は実施例１と
同様の方法でディスクを作製した。

【００３６】

【化３】 実施例１と同じ方法で、記録特性、再生特性、信頼性を
評価したが、評価結果に実施例１と有意の差は見られ
ず、良好な特性を示した。 比較例１ 反射層をアルミニウム約５０ｎｍとした以外は実施例１
と同様の方法でディスクを作製した。実施例１と同様の
方法で記録特性と再生特性を評価した。

【００３７】角型比は１で、保磁力は８００ｋＡ／ｍ程
度であり、良好な記録特性を示す。しかし、４５０ｎｍ
での反射率は１６．１％、磁気カー回転角は０．８４度
であり、性能係数としては３．４という低い値しか得ら
れず、良好な再生特性を示さなかった。 比較例２ 反射層を金約５０ｎｍとした以外は実施例１と同様の方
法でディスクを作製した。実施例１と同様の方法で記録
特性と再生特性を評価した。

【００３８】角型比は１で、保磁力は８００ｋＡ／ｍ程
度であり、良好な記録特性を示す。しかし、４５０ｎｍ
での反射率は１１．３％、磁気カー回転角は１．０３度
であり、性能係数としては３．５という低い値しか得ら
れず、良好な再生特性を示さなかった。 比較例３ 保護層形成に使用する紫外線硬化剤ＳＤ−３１８をその
まま用いたこと以外は実施例１と同様の方法でディスク
を作製した。実施例１と同様の方法で記録特性、再生特
性、信頼性を評価した。

【００３９】記録特性、再生特性の評価結果については
実施例１と有意の差は見られず、良好な特性を示した。
しかしながら、実施例１と同じにして劣化加速試験を行
ったところ反射層に腐食が発生しており、信頼性に問題
があることが分かった。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、現
行よりも波長の短い６００ｎｍ以下の波長の光を用いた
高記録密度の光磁気記録システムが提供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に少なくとも、誘電体層、光磁気
   記録層、Ａｇを主成分とする反射層、トリアジンチオー
   ル系化合物を含有する紫外線硬化樹脂からなる保護層を
   順次有する光磁気記録媒体に、波長６００ｎｍ以下のレ
   ーザ光を用いて情報の記録再生を行うことを特徴とする
   光情報記録再生方法。