JPS62270041A - 光デイスク - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔概要〕 透明基板からの酸化を抑制して記録媒体の長期安定性を
確保する方法として基板と接する第１の保護層を不動態
金属か、或いは透明な誘電体と不動態金属との複合層で
形成した光ディスク。

〔産業上の利用分野〕

本発明は長期安定性をもつ光ディスク特に光磁気ディス
クの構成に関する。

光ディスクは磁気ディスクに較べると記録容量が大きく
、非接触で記録と再生を行うことができ、また塵埃の影
響を受けないなど優れた特徴をもっている。

すなわちレーザ光はレンズによって直径が約１μｍの小
さなスポットに絞りこむことができ、従って１ビツトの
情報記録に要する面積が１８ｍ２程度で足りる。

そのため、磁気ディスク或いは磁気テープが１ビツトの
情報記録に数ｌＯ〜数１００μｍ２の面積が必要なのと
較べて遥かに少なくて済み、従って大容量記録が可能で
ある。

またレンズで絞り込まれたレーザ光の焦点面までの距離
は１〜２１■とれるので、磁気ディスクで問題となるヘ
ンドクラソシュがなく、また塵埃の影響を抑制すること
ができる。

次に光ディスクは狭義の所謂る光ディスクと光磁気ディ
スクとに分類することができるが、この両者を比較する
と、光ディスクは記録媒体として低融点の金属あるいは
合金を用い、情報の書き込′みを穴（ビット）の有無に
より行い、読み出しを反射率の差を利用して行う追記形
メモリ　（ＷｒｉｔｅＯｎｃｅ　Ｍｓｍｏｒｙ）が主流
であり、既に実用化されている。

一方、光磁気ディスクはもともと書き換え可能なメモリ
（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｍｅｍｏｒｙ）として開発が進め
られているもので、レーザ照射による記録媒体の温度上
昇によって記録媒体の保磁力が低下し、磁化反転が容易
になるのを利用して情報の書き込みを行うものである。

ここで、記録媒体として光ディスクにはテルル（Ｔｅ）
単体やテルル・セレン（ＴｅＳｅ）、砒素・テルル・ゲ
ルマニウム（Ａｓ　　Ｔｅ　　Ｇｅ）などＴｅを中心と
した非金属が用いられており、また光磁気ディスクには
テルビウム・鉄（Ｔｂ　　Ｆｅ）、ガドリウム・テルビ
ウム・ｔｃ（Ｇｄ　Ｔｂ　Ｆｅ）、テルビウム・鉄・コ
バルト（Ｔｂ　Ｆｅ　Ｃｏ）などＴｂを中心とした金属
あるいは非金属元素が用いられている。

これら媒体材料は酸化に対して耐久性を備えておらず、
そのため特に書き換え可能なメモリにおいては酸化によ
る特性劣化を防ぐことが必須条件となる。

〔従来の技術〕

光ディスクを長期に互って安定に使用するためには記録
媒体の劣化防止が必要であり、第３図の模式図に示すよ
うに透明基板１の上に第１の保護層２．記録層３．第２
の保護層４とサンドイッチ構造がとられている。

ここで透明基板１にはポリメチルメタクリレート（略称
ＰＭＭＡ）　、ポリカーボネート（略称ＰＣ）のような
透明なプラスチック基板あるいはガラス基板が用いられ
ており、プラスチック基板の場合は型成形により同心円
状または渦巻き状の案内溝（プリグループ）が設けられ
ている。

一方ガラス基板の場合は、この上に紫外線硬化樹脂を塗
布した後、金型を圧着して溝形成を行った後、ガラス基
板を通して紫外線を照射して硬化せしめて案内溝つき基
板を作る技術が開発され使用されている。

かかる透明基板１の上に酸化物、弗化物、窒化物などの
透明な誘電体よりなる第１の保護層２を被覆して耐酸化
処置を行った後、記録Ｎ３を形成′　−２し、更にこの
上に金属或いは誘電体よりなる第２の保護層４を形成し
て上方からの耐酸化処理が施されている。

そして、情報の書き込みはレンズで集光したレーザ光を
透明基板ｌと第１の保護層２を通して記録Ｎ３の案内溝
に投射し、光ディスクの場合には情報に応じて六開けを
行い、また光磁気ディスクの場合には磁界の下で磁化反
転を行って情報の記録が行われている。

然し、この構造によっても、透明基板１を構成するプラ
スチック、またガラス基板の場合には紫外線硬化樹脂　
の中には未反応のラジカル、活性なモノマーや水分が存
在し、この拡散と浸透によって記録層３が酸化する現象
は完全には阻止されていない。

また第１の保護層２を真空蒸着法、スパッタ法などの方
法により形成する際に誘電体の結合が部分的に切れ、不
安定で且つ活性な酸素原子、弗素原子、窒素原子が層中
に存在しており、この拡散によって記録層３の酸化が促
進されることも確認されている。

このように従来の光ディスクの耐酸化処理は不完全であ
って、長期安定性を確保するには不充分であり、この改
良が必要であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上記したように第１の保護層として透明な酸化物、弗
化物、窒化物などの誘電体薄層を用いて行う方法は記録
層の酸化を防止するには不完全であり、これに優る酸化
防止構造を実用化するのが課題である。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記の問題はガイドトラックを有する透明な基板の上に
第１の保護層、記録層、第２の保護層と層形成されてな
る光ディスクにおいて、第１の保護層が不動態金属から
なるか、或いは透明な誘電体と不動態金属との複合層か
らなる構造をとる光ディスクの使用により解決すること
ができる。

〔作用〕

本発明は不動態金属層が記録層の酸化防止に顕著な効果
があることに着目してなされたものである。

すなわち不動態金属は容易に酸素と反応する金属である
が、厚さが数１０人の極めて緻密な酸化物層を表面に形
成し、遊離酸素や水の浸透を阻止して酸化防止作用を行
うものである。

ここで発明者等はかかる不動態金属は本来金属光沢をも
ち不透明の金属であるが、厚さが２００人程変電での範
囲では透過率はそれほど低下せず第１の保護層として使
用できることを見出した。

すなわち、不動態金属としてチタン（Ｔｉ）を例にとる
と膜厚が２０人の場合はレーザ光の透過率は８０％であ
り、また膜厚が２００人の場合は４０％であって、この
範囲の透過率では充分に実用に耐えることができる。

第１図（Ａ）はこの構成を示すもので、透明基板１の上
に不動態層５．記録層３．第２の保護層４と層形成した
状態を示している。

然し、Ｔｉの膜厚が２０Å以下の状態では酸化防止作用
は不完全で記録層の酸化は徐々に進行し、またＴｉの膜
厚が２００人を越すと耐酸化性は向上するもの＼、透過
率が４０％以下に下がるために実用的でなくなる。

そこで、発明者等は透過率を余り下げないで耐酸化性を
向上する方法として従来用いられている透明な誘電体層
と不動態層との複合層を第１の保護層として用いること
を見出した。

第１図（Ｂ）はこの構成を示すもので、透明基板１の上
に誘電体［６，不動態層５．記録Ｎ３゜第２の保護層４
と層形成した状態を示している。

このようにすると従来のように誘電体層６により透明基
板１からの水分やラジカルなどの拡散は相当程度抑制さ
れているため、不動態層５の厚さは薄くてよく、従って
光透過率を僅かしか下げないで記録層３の酸化防止を行
うことができる。

なお実験の結果、本発明に有効な不動態金属はＴｉ、ク
ローム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）　、アルミニウム（
Ａβ）、ニオブ（Ｎｂ）などである。

〔実施例〕

以下、長期安定性の確保には耐酸化性の向上が絶対に必
要な光磁気ディスクについて、本発明の詳細な説明する
。

透明基板としてガラス円板上に紫外線硬化樹脂による溝
形成を行ったものを用い、また記録層として厚さが１０
００人のＴｂ　Ｆｅ　Ｃｏを用いた。

また第２の保護層としては厚さが１０００人の窒化シリ
コン（Ｓ１３Ｎ４）を用い、第１の保ｉ１！層の構成材
を次のように変えて４種類の光磁気ディスクを作った。

■　第１の保護層なし、 ■　Ｔｉ層（厚さ５０人） ■　５ｉ０２層（厚さ１０００人） ■　Ｓｉ０２層（厚さ１０００人）とＴｉ層（厚さ５０
人）第２図はこのようにして試作した光磁気ディスクを
１５０℃の環境温度に置いた場合の保磁力の変化を示す
ものである。

ここで、光磁気ディスクにおいて、記録層の酸化の度合
を示す目安としては保磁力の変化が用いられているが、
これは酸化によってＴｂ　Ｆｅ　ＣａＯ中のＴｂの成分
比が減少するに従って、保磁力が顕著に変化する現象を
用いるものである。

すなわち、■の場合はＳｉＯ□層に含まれる遊離酸素に
よってＴｂが酸化して実効の成分比が減少し、そのため
Ｔｂ　Ｆｅ　Ｃｏは保磁力がピークを示す補償組成を経
て更に酸化によって実効の成分比が減少しでゆくことを
示している。

また■の場合は１．透明基板に含まれる水、ラジカル、
モノマーなどにより徐々にＴｂの酸化が進んで少しなが
ら実効の成分比が減少してゆくことを示している。

一方、■と■は本発明を適用したＴｉ層によって酸化が
阻止されている状態を示している。

このように本発明の適用により記録層の劣化を防ぐこと
ができる。

次に、■と■の光磁気ディスクを温度１２０″Ｃ１相対
湿度９０％の条件で放置し、Ｃ／Ｎ　（キャリアレベル
／ノイズレベル）の変化を調べたところ、■の構造のも
のは２００時間以上に亙って初期値を保持していたのに
対し、■のちのは僅か１０時間で書き込みと読み出しが
不可能になった。

なお、この実施例は不動態金属としてＴｉを用いたが、
Ｃｒ　＋　Ｔ　ａ　＋＾ｆ、Ｎｂを用いた場合も類似の
結果を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施により透明基板あるいは
基板に接した誘電体層からの遊離酸素や水などの浸透を
阻止することが可能となり、光ディスクの長期安定性の
確保が達成できる。

【図面の簡単な説明】

りの断面図、 第２図は光磁気ディスクの経時変化、 第３図は従来の光ディスクの断面図、 である。 図において、 ■は透明基板、　　　　　２は第１の保護層、３は記録
層、　　　　　　４は第２の保護層、５は不動態層、　
　　　６は誘電体層、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガイドトラックを有する透明な基板の上に第１の保護層
   、記録層、第２の保護層と層形成されてなる光ディスク
   において、 第１の保護層が不動態金属からなるか、或いは透明な誘
   電体と不動態金属との複合層からなることを特徴とする
   光ディスク。