JPH0766580B2

JPH0766580B2 - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0766580B2
Application number: JP61081945A
Authority: JP
Inventors: 敬三原田; 直治藤森
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS62239351A

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体に関する。更に詳しくいえば、量
産性、耐久性を改善するためにダイヤモンド状炭素膜を
設けた高性能の光磁気記録媒体に関するものである。

従来の技術高度情報社会への移行を背景として、小型化、大容量化
を目的とした高密度記録媒体の開発が必要となってきて
おり、そのための有力な手段として磁気記録がある。磁
気記録としては、磁気テープ、磁気ディスク、磁気バブ
ルメモリーなどが知られ、これらはいずれも記録、再
生、消去に磁束を利用したものである。また、記録や再
生に光を利用する方法も光磁気メモリーとして知られ、
これは従来の磁気記録に比してより高密度記録が可能で
あり、またランダムアクセスが可能であり、非接触で記
録再生が可能であるなどの各種利点を有している。

後者の光磁気メモリーでは、レーザによる加熱と外部印
加磁界を併用して記録し、磁化の向きによる光の振動面
の回転方向の違いを利用して再生を行う。ここで、光磁
気メモリーの記録密度を高めるために、一般に記録媒体
に対して磁化は垂直とされる。記録方法としては、
（ｉ）記録部分の温度をキューリー点以上に上げ、一時
的に磁化を消失させることからなるキューリー点記録と
（ii）室温近傍に補償温度をもつ記録媒体を部分加熱
し、低下した保磁力を上まわる外部磁界を印加して磁化
を反転させることからなる補償温度記録法とが知られて
いる。

また、再生法は、ファラデー効果、カー効果即ち磁気光
学効果を利用するものであり、前者では記録媒体を透過
する光を利用しており、一方後者では反射光を利用する
ものであり、これらはいずれも磁化の向きによる偏光面
の回転方向の違いを読取ることからなっている。即ち、
例えば直線偏光を記録ビット部分に照射し、記録ビット
の磁化の正負の向きに応じて、透過光または反射光の偏
光面を右または左に回転させ、このいずれかの回転方向
に直交するように検光子の透過軸を設定することによ
り、意図した一方の向きの磁化に対応した記録ビット部
分のみを選択的に検出する。

以上の如く光磁気記録媒体に記録された情報を再生する
場合には、偏光された光が磁性体表面で反射もしくは透
過する際に偏光面が回転する、いわゆる磁気カー効果を
利用しており、従って再生の際には信号と雑音との比S/
Nが極めて重要なファクターとなり、これをできるだけ
大きくする必要がある。この雑音の発生原因としてはキ
ャリアのふらつきによるショット雑音、熱雑音、媒体の
不均一性からくる雑音などがある。そのS/Nは雑音の大
部分がショット雑音である場合には、（ここでＰは検出器、例えばアバランシェフォトダイオ
ード（APD）などに到達する光量であり、Q_Kはカー回転
角である）に比例する。従って、このS/Nを大きくする
ためには上記カー回転角（Q_K）を大きくすることが必要
となる。

一般に、このような光磁気記録媒体を作製するめたの磁
性材料としては、例えばGdFe、GdCo、GdFeCo、TbFe、Tb
Co、TbFeCo、GdTbFe、GdTbCo等の希土類−遷移金属多元
合金の非晶質膜が用いられ、また基板としてはガラス、
プラスチックなどを使用できるが、射出成形によりガイ
ド・トラック入りの製品が大量に複製できることからプ
ラスチック材料を使用することが、量産性、コスト等の
点から好ましいとされている。

発明が解決しようとする問題点以上述べたように、垂直記録体や光磁気記録媒体などを
用いた高密度、大容量記録が盛んに研究されており、従
来から磁気ドラムに代る電算機用記録媒体等として期待
され、一部では既に実用化されている。

ところで、この記録媒体用の基板材料としては、射出成
形によりガイド・トラックを有するものが大量生産で
き、またその他の基板材料としてのガラスなどと比較し
てコスト的に有利であることから、プラスチック材料が
支配的に使用されている。しかしながら、基板としてプ
ラスチック材料を用いた場合、磁性材料としての希土類
−遷移金属合金が極めて酸化され易い性質を有している
ために、基板としてのプラスチックから侵入してくる水
分等により磁性材料膜が腐食され、記録媒体の性質、信
頼性が著しく損なわれるという大きな問題があった。

また、このような光磁気記録媒体において、特にカー効
果を利用するものにおいては、S/Nをできるだけ大きく
して、再生感度を高める必要があり、そのためにはカー
回転角（Q_K）をできるだけ大きくする必要がある。しか
し、非晶質垂直磁化膜の場合にはQ_Kが小さいという問題
があった。そこで、これに対する解決策として、従来は
第２図に示すように非晶質磁性膜１を基板２とAu、Cu等
の反射膜３としてサンドイッチ状に挟んだ構成とし、多
重反射を利用することによってQ_Kを大きくさせる方法が
採用されていた。

しかしながら、上記解決策によれば、反射率が極端に小
さくなるために、S/N比が減少し、信号検出に不都合が
生じるという新たな問題を提示したにすぎなかった。

そこで、経済的に有利な、また量産性に富むプラスチッ
ク基板を用いた光磁気記録媒体をより有利に実用化し得
るものとするために、Q_Kを大きくし得、しかも耐久性を
改善し得る新しい技術を開発することは、この光磁気記
録媒体において極めて重要であり、これに対する大きな
要求がある。

本発明の目的は量産性に富み、しかも耐久性の優れた光
磁気記録媒体を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段本発明者等は大容量、高密度記録可能な光磁気記録媒
体、特にプラスチック基板を用いた記録媒体における上
記の如き現状に鑑みて、その諸欠点を解消し、Q_Kを大き
くし、S/N比を大巾に改善し、記録された情報の再生・
読出し感度を向上させ、しかも耐久性等の高い信頼性を
確保すべく種々検討・研究した結果、プラスチック基板
と磁性膜との間に特定の介在層を設けることが極めて有
効であることを見出し本発明を完成した。

即ち、本発明の光磁気記録媒体はプラスチック基板と、
その上に形成された希土類−遷移金属多元合金からなる
非晶質垂直磁化膜と、上記プラスチック基板と非晶質垂
直磁化膜との間に設けられたダイヤモンド状炭素膜とを
含むことを特徴とするものである。

本発明の光磁気記録媒体はプラスチック基板と、非晶質
垂直磁化膜との間に不透湿性のダイヤモンド状炭素膜を
形成したことにあり、従って基板、磁化膜用材料として
は特に制限はなく、従来公知の各種材料がいずれも利用
でき、その典型例を挙げると、例えばプラスチック基板
材料としてはアクリル樹脂〔ポリメチルメタクリレート
（PMMA）〕、ポリカーボネート、ポリアミド、シリコー
ン樹脂などが、また磁化膜材料としては上記の如き希土
類−遷移金属多元合金、例えばGdFe、GdCo、GdFeCo、Tb
Fe、TbCo、TbFeCo、GdTbFe、GdTbCoなどの非晶質膜など
を挙げることができる。

本発明の光磁気記録媒体は選ばれたプラスチック基板上
に、まずダイヤモンド状炭素膜を形成する。グラファイ
トをターゲットとする高周波スパッタ蒸着などの物理的
成膜法の他、メタン、エタン、エチレンなどの低級飽和
もしくは不飽和炭化水素ガスの熱分解などの従来から知
られた方法のいずれかを使用して実施することができ
る。また、最近注目されているイオンビーム蒸着、イオ
ンビームスパッタ蒸着などの物理的成膜法、メタンと水
素との混合ガスなどの熱分解、プラズマ中での分解など
の手法も当然利用でき、本発明の範囲内にはいる。尚、
基板がプラスチックであることから、低温で成膜できる
プラズマ分解法が最も好ましい方法である。

かくして、ダイヤモンド状炭素膜を基板上に形成した
後、非晶質磁性膜を形成する。これはスパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの物理的
蒸着法などが利用できるが、この場合にも同様に基板と
してプラスチックを使用する必要上、低温条件下で成膜
し得る方法を採用することが有利であり、これは熱変形
等の欠陥の発生を未然に防止する上で重要である。

本発明の光磁気記録媒体においては、上記３層構造のも
のの他、上記非晶質磁性膜上の更にダイヤモンド状炭素
膜を設けた四層構造のものとすることができ、非晶質磁
性層の経時安定性を更に一層良好なものすることができ
る。

本発明の光磁気記録媒体において、タイヤモンド状炭素
膜の厚さは、一般に500〜2000Åの範囲内とすることが
有利であり、これによって以下に述べる種々の効果を確
保することができる。更に、非晶質磁性膜上に設けられ
るダイヤモンド状炭素膜の厚さも上記同様である。

作用以上述べたように、従来の特に基板としてプラスチック
材料を用いた光磁気記録媒体において問題となっていた
点は、その上に設けられて実際の情報の記録、再生を行
う非晶質磁性膜、即ち希土類−遷移金属合金が極めて酸
化され易いことに基き、基板のプラスチックから侵入し
てくる水分により、膜が腐食され、性能の劣化を招くこ
とにあった。更に非晶質垂直磁化膜においてはQ_Kが小さ
いという問題もあり、その対策として例えば多重反射を
利用する試みがなされたが、満足できるものではなかっ
た。

しかしながら、これら従来の諸問題点は、本発明によっ
てほぼ満足に解決し得ることとなった。即ち、まず本発
明の光磁気記録媒体では基板と非晶質磁性膜との間、あ
るいは更に非晶質磁性膜上にダイヤモンド状の炭素膜を
設けており、プラスチック基板からの水分などの侵入を
未然に防止し、これに基く非晶質磁性膜の酸化等による
劣化の問題を解決し、ひいてはその記録媒体としての性
能・信頼性を大巾に改善することが可能となった。

また、非晶質磁性膜上にもダイヤモンド状炭素膜を設け
た場合には不慮の摩擦等によるキズの形成が防止でき、
耐久性に優れた、長寿命の製品を得ることが可能とな
る。

更に、本発明の光磁気記録媒体においては、上記ダイヤ
モンド状炭素膜の厚さを適当に調節することにより、以
下の実施例で証明するようにかなり大きな値まで高める
ことができる。従って、このカー回転角の観点並びに保
護層としての機能の観点からダイヤモンド状炭素膜の厚
さは、上記の如く500〜2000Åの範囲内とすることが好
ましく、この範囲内に保つことにより上記の如き、従来
法にみられた各種問題点を有利に解決し得ることにな
る。

このような本発明の光磁気記録媒体は従来のものと同様
に、情報の記録はレーザ光による加熱と外部印加磁界と
を併用することにより実施され、また再生は磁気光学効
果（カー効果）を利用して、磁化の向きによる光の振動
面の回転方向の違いを利用して行う。また、この光磁気
記録媒体の適用分野としては、従来のものと同様にラン
ダムアクセスが可能な電子計算機用メモリーをはじめと
する各種敷ディスク等として広く利用することができ
る。

実施例以下、実施例および製造例によって本発明の光磁気記録
媒体につき更に詳しく説明すると共にその奏する効果を
明らかにする。しかしながら本発明は以下の例により何
等制限されるものではない。

実施例１添付第１図に本発明の光磁気記録媒体を模式的に断面図
で示した。本例は基板と磁性膜との間にダイヤモンド状
炭素膜を介在させた３層構造のものである。図から明ら
かな如く円板状のポリメチルメタクリレート樹脂基板10
と、介在層としての厚さ800Åのダイヤモンド状炭素膜1
1と、500Åの厚さの非晶質磁性膜12とで構成される。

製造例１厚さ2mm、直径20mmの円板状のアクリル樹脂（PMMA）を
基板として高周波分解法によりダイヤモンド状炭素膜を
厚み1,000Åで蒸着し、次いで磁性膜としてTbFeをスパ
ッタリングにより厚み500Å蒸着し、更にその上にダイ
ヤモンド状炭素膜を厚さ1,000Åで同様に高周波分解に
より形成し４層構造の光磁気記録材料を作製した。ま
た、比較サンプルとして、同様なPMMA樹脂基板上に直接
TbFeを蒸着し、その上にダイヤモンド状炭素膜を形成し
たものも作製した。

実施例２製造例１で作製した本発明のサンプルと比較サンプルに
つき、保磁力H_cの経時変化を測定した。結果を添付第３
図に示した。この第３図の結果から明らかな如く、本発
明に従ってPMMA樹脂基板とTbFe層との間にダイヤモンド
状炭素膜を設けた構造のものでは測定期間（45日以上）
を通じて殆ど一定であり、磁性膜の劣化は殆どみられな
かった。一方、比較サンプルでは測定開始直後から低下
し始め、25日前後で殆ど零となってしまうことがわかっ
た。尚、第３図において、縦軸は時間零における保磁力
H_c（０）に対する所定の時間経過後の測定値H_c（ｔ）の
割合を表し、横軸は経過時間を表す。

実施例３製造例１に従って、ただしダイヤモンド状炭素膜の厚さ
を種々変化させて本発明の構成の光磁気記録媒体を作製
した。かくして得ら各サンプルにつきカー回転角（Q_K）
を測定し、Q_Kのダイヤモンド状炭素膜の膜厚依存性を調
べた結果を第４図に示した。また、製造例１で作製した
比較サンプルについてもQ_Kの測定を行った。

第４図の結果から明らかな如く、Q_Kは、ダイヤモンド状
炭素膜の膜厚800Å近傍に最大値を示し、これを境にし
て徐々に低下する。また、この膜厚でのレーザ光（830n
m）対する透過率は80％以上であった。図示のように、
比較サンプルではカー回転角は約13minであるが、本発
明の製品では最大25minと大巾にカー回転角を高めるこ
とができることがわかる。

発明の効果以上詳細にのべたように、本発明に従って樹脂基板と非
晶質磁性膜との間に、基板からの水分等の磁性膜への侵
入を有効に防止できるダイヤモンド状炭素膜を介在層と
して設けたことにより、磁性膜の酸化による変質・劣化
が防止でき、耐用寿命を大巾に改善することができる。

再に、光磁気記録媒体にとって最も重要と思われるカー
回転角の点でもダイヤモンド状炭素膜を設けたことによ
り大巾な改善を図ることが可能であり、従来の製品に比
して最大２倍ものカー回転角が実現できた。再に、記録
・再生時に使用される、例えばλ＝830nmのレーザ光に
対しても大きな透過率を保っており、情報の記録・再生
に有利である。

かくして、本発明によれば、電算機用の磁気ディスクを
はじめする各種高密度記録用材料として有利な光磁気記
録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

添付第１図は本発明の光磁気記録媒体の好ましい１実施
例の基本的な構成を模式的な断面図で示した図であり、第２図は従来の光磁気記録媒体の典型例を説明するため
の第１図と同様な図であり、第３図は本発明の、および従来の構成の各光磁気記録媒
体につき、保磁力H_cの経時変化を調べた結果を比較して
プロットしたグラフであり、第４図は光磁気記録媒体におけるダイヤモンド状炭素膜
の厚さの、カー回転角に対する影響を調べた結果をプロ
ットしたものである。（主な参照番号）１……非晶質磁性膜、２……基板、３……反射膜、10……プラスチック基板、 11……ダイヤモンド状炭素膜、12……TbFe膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂基板と、該基板上に配設されたダイヤ
モンド状炭素膜と、該ダイヤモンド状炭素膜上に設けら
れた非晶質磁性体膜とを含むことを特徴とする光磁気記
録媒体。
【請求項２】上記非晶質磁性体膜上にダイヤモンド状炭
素膜を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光磁気記録媒体。
【請求項３】上記ダイヤモンド状炭素膜が500Å〜2000
Åの範囲内の厚さを有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】上記ダイヤモンド状炭素膜がプラズマ分解
法で得られたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１〜３項のいずれか１項に記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】上記非晶質磁性体膜が、GdFe、GdCo、GdFe
Co、TbFe、TbCo、TbFeCo、GdTbFeおよびGdTbCoからなる
群から選ばれた少なくとも１種の材料で形成されたもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のい
ずれか１項に記載の光磁気記録媒体。