JPS6344340A - 光磁気記録素子及びその製法 - 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〕 本発明はプラスチック製基体に対する非磁性体層の密着
力を大きくして高信頼性且つ長寿命化を達成した光磁気
記録素子並びにその製法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、光磁気記録媒体を用いた高密度記録が盛んに研究
されており、これはレーザー光を投光して記録媒体を局
部加熱することによりビットを書き込み、磁気光学効果
を利用して読み出すという大量の情報を高密度に記録す
る方式であり、この光磁気記録媒体には希土類元素−遷
移金属から成る非晶質金属垂直磁化膜が用いられる。

この光磁気記録方式によれば、光磁気特性を向上させる
ために記録媒体の改善と共に記録媒体との間に透光性非
磁性体層を設けることが提案されており、この非磁性体
層用材料にはＣｅＯ□、ＺｒＯ２゜Ｔｉ０ｚ、ＡＩｚＯ
ｉ、ＳｉＯなどの酸化物、５ｉＪｎ＋八ＩＮ、ＺｎＳ。

Ｓ　ｉ　Ｃ＋　Ｍ　ｇ　Ｐ　ｚなどの非酸化物がある。

一方、この高密度記録に用いられる光デイスク用基板に
は軽量、低価格、耐久性及び安全性、並びに射出成型に
よるガイドトランク入り基板を大量に複製できることか
らプラスチック材料が使用されるようになり、とりわけ
優れた透光性を有する高分子材料、例えばポリカーボネ
ート樹脂やボリメチルメタクリレート樹脂などを用いて
光磁気記録用基板が製作されている。

しかしながら、このプラスチック基板上に非磁性体層を
介して磁性層を形成した光磁気記録素子によれば、非磁
性体層とプラスチ・ツク基板との間は密着性に劣ってい
るので環境条件によっては部分的な密着不足が生じ、こ
れにより、記録された情報を正確に読み出せなくなり、
その結果、素子自体の信頼性を著しく損なっている。

そこで、この問題を解決するためにプラスチック基板の
成膜面に洗剤や有機溶剤による洗浄、熱処理、プラズマ
処理などを施してその成膜面に付着した汚染物質を物理
的に除去したり、化学的に分解するなどの方法が採られ
ているが未だ満足するような密着力が得られていない。

また、逆スパツタなどを用いてプラスチック基板面を工
・ノチングし、これにより、その面を粗面化して非磁性
体層との密着力を向上させるということも提案されてい
るが、プラスチック基板表面の粗面化によりＣ／Ｎ比等
の動特性に悪影響が生じるという問題がある。

〔発明の目的〕

従って本発明の目的は叙上の問題点を解決してプラスチ
ック基体に対する膜の密着力を大きくし、これによって
高信鎖性且つ長寿命化を達成した光磁気記録素子を提供
することにある。

本発明の他の目的は上記の如き優れた光磁気記録素子の
製法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、プラスチック製基体上に非磁性体層を
介して光磁気記録媒体を形成した光磁気記録素子におい
て、この基体の被膜形成面に対する純水の接触角を５０
〜８０″に設定したことを特徴とする光磁気記録素子が
提供される。

更に本発明によれば、プラスチック製基体の被膜形成面
に紫外線を照射してこの面に対する純水の接触角を５０
〜８０°に設定し、次いで該基体に非磁性体層を介して
光磁気記録媒体を形成したことを特徴とする光磁気記録
素子の製法が提供される。

本発明の光磁気記録素子は磁性層の被着用基体として種
々の形状を取り得るが、以下、ディスク用基板を例にと
って詳細に説明する。

第１図は本発明に係る光磁気記録素子の典型的な層構成
を示しており、プラスチック製ディスク用基板１の上に
第１非磁性体層２を介して磁性層３を積層し、その上に
第２非磁性体層４及び保護層５を順次形成している。

本発明は、この基板１の被膜形成面を紫外線照射すると
その面のプラスチック化学組成が改質されて非磁性体層
２との密着力が向上するという本発明者等の知見に基づ
いて完成されたものであり、そして、その被膜形成面の
改質状態を純水の接触角によって言い表わすことができ
る。

即ち、基板用プラスチック材には通常ポリカーボネート
樹脂（以下、ＰＣ樹脂と略す）やポリメチルメタクリレ
ート樹脂（以下、ＰＭＭＡ樹脂と略す）などが用いられ
ており、これらの樹脂に対する純水の接触角は約９０″
であるが、この基板の被膜形成面を紫外線で照射すると
その照射時間が長くなるのに伴ってこの接触角が大きく
なり、所定範囲の照射時間であれば基板１と非磁性体層
２の密着力が顕著に大きくなる。かかる密着力に対して
この紫外線照射時間に対応する接触角で表わした場合、
５０〜８０°１望ましくは５５〜７５°の範囲内に設定
すればよいことを見い出した。

尚、本発明にて述べる純水の接触角とは、第２図に示す
通り、プラスチック基板１と純水の水滴６と空気７との
界面で形成される室温下の角θのことである。

本発明者等はかかる紫外線照射によるプラスチック基板
の表面改質現象については、未だ確定的でな（て推論の
域を脱し得ないが、この照射に伴ってプラスチック化学
組成中水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン
基等の酸素や窒素を含む極性基（親水基）が生じて、こ
れが密着力向上に大きく寄与したものと考えられる。

本発明によれば、前記のプラスチック基板に適用し得る
第１磁性体層２としてＳｉ３Ｎ４．ＳｉＣ，ＡＩＮ。

ＺｎＳ、　＋　ＭｇＦｚ、　ｃｃｉｓ、　ＺｎＳ、　Ｂ
Ｎ、　ＴｉＮ、　Ｔ　ｉＣ＋　５ｂｚＳｉ等々の非酸化
物、また、Ｃｅ　Ｏｚ　＋　Ｚ　ｒ　０２１　Ｔ　１０
　ｚ　＋　Ａ　Ｉ　ｚ　Ｏ３１Ｃｒ　ｚ　Ｏ：ｌ　ｌ　
Ｍ　ｇ　Ｏ＊ＳｉＯ’、ＳｉＯ２，Ｃｅｏｚ等々の酸化
物があり、これらを単独又は組合せて用いることできる
。

次に本発明の光磁気録素子を製作するに当たって、先ず
プラスチック基板の被膜形成面を高圧水銀灯などを用い
て紫外線照射を行う。この水銀灯を用いる場合を例にと
れば、その発光波長は通常１８４．９ｎｍ及び２５３．
７ｎｍであってこの発光波長に対しては被膜形成面の紫
外線照射量を単位面積当たり０．３〜５．ＯＪ／ｃｍ”
、望ましくは０．５〜３．ＯＪ／ｃｍｚにすると所要の
表面改質現象が得られる。

かくして得られたプラスチック基板を第３図のマグネト
ロンスパッタリング装置に設置して成膜を行い、本発明
の光磁気記録素子を得る。

図中、真空槽８の内部には例えば窒化珪素からなる第１
ターゲツト９、磁性体合金から成る第２ターゲソ目０、
回転駆動されることにより組合せ薄膜が形成されるディ
スク状基板１１が配置されている。第１ターゲツト９と
基板１１の間には高周波スパッタリングが、また、第２
ターゲツト１０と基板１１の間には高周波電圧もしくは
直流電圧の印加によりスパッタリングが行われる。この
第１、第２ターゲット９．１０の下側にはプレーナーマ
グネトロン型カソードが備えつけられ、これによって電
場と磁場の直交するペニング放電現象を利用して放電ガ
ス分子のイオン化効果が高められ、量産に適した高速成
膜が可能となる。

本発明によれば、上述した装置内で非磁性層と磁性層の
形成とを任意の積層順で行う。

先ず、装置内をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下の高真空
に脱気した後、スパッタリング用の不活性ガス、例えば
アルゴンを所定の圧力になるように導入する。

雰囲気ガスがＩ　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒ未満では安定
な放電状態が得られず、成膜が困難となり、５０　Ｘ　
１０”　”ｒ。

ｒｒを越えると磁性薄膜中に含まれるアルゴンや酸素が
増加して膜特性が劣化し、優れた光磁気特性並びに均−
性及び安定性が得られず、Ｉ　Ｘｌ０−’〜５０　Ｘ　
１０−　’Ｔｏｒｒ、好適には３　Ｘ１０−３〜２０Ｘ
１０−３Ｔｏｒｒの範囲内に設定される。

第１図に示す素子を製作する場合、アルゴンガスを所定
のガス圧となるように導入すると共に第１ターゲツト９
と基板１１との間に高周波電力を印加して窒化珪素系第
１磁性体層を形成させ、所定の膜厚が得られるとスパッ
タリングを停止させる。

次いで第２ターゲツト１０と基板１１との間にも同様に
高周波電力もしくは直流電圧を印加して磁性層を形成し
、所定の膜厚になったとき、このスパッタリングを停止
して磁性層３を得る。

本発明の光磁気記録素子はプラスチック基板の上に上述
した通り第１非磁性体Ｎ２を介して磁性層３である膜面
に垂直な方向に磁化容易軸を有する非晶質金属垂直磁化
膜、例えばＴｂＦｅ、　ＧｄＣｏ。

ＴｂＦｅＣｏ　、　ＧｄＤｙＦｅ、　ＤｙＦｅＣｏ　、
　ＧｄＴｂＦｅＣｏ、　ＧｄＤｙＦｅＣｏ等を形成し、
更にその上に磁性層３の酸化等の防止のために再度スパ
ッタリングにより第２非磁性体層４を形成する。このＮ
４も窒化珪素系非磁性体層にするのがよく、これにより
、共通の同一ターゲットを用いることができる。

また、必要により第２非磁性体層４の上に更に梼脂保護
層５を形成させることができる。この樹脂保護層５とし
ては、それ自体公知の紫外線硬化型のアクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂等を用いること
ができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を述べる。

（例　１） ディスク用基板としてＰＣ基板を用いると共にこの基板
の被膜形成面を高圧水銀灯により３５秒間紫外線照射（
これは単位面積当たり１．７５Ｊ／ｃｍ”の照射量に相
当する）を行ってディスク用基板を製作した。

次に、第２図の高周波二元マグネトロンスパッタリング
装置で窒化珪素をターゲットとして設置し、そして、上
記のディスク用基板を備えつけ、アルゴンガスを導入し
てスパッタリングにより膜厚７５０人の第１非磁性体層
２を形成した。然る後、ＤＣパワー６００ＷにてＧｄＤ
ｙＦｅ層を膜厚１０００人で形成した。更に、この磁性
Ｎ３の上に第１非磁性体層２と同一の製作条件で第２非
磁性体層４を１０００人の厚みで被覆した。

かくして得られた素子について、第２非磁性体層４の表
面全体にセロハンテープを貼り付け、次いで引き剥がす
ことによって膜形成した全面に対する剥離した部分の面
積を百分率で表わし、このテスト１０回の平均値によっ
て密着力の評価をしたところ、いずれの評価も０％とな
り、全く剥離しなかった。

また、この素子を高温高湿の環境下（６５℃ＲＴ。

９０〜９５χＲＨ）に放置してＳｙｍｂｏｌ　Ｅｒｒｏ
ｒ　Ｒａｔｅ（これは８ビツトを１つのシンボルとして
この８ビツト中少なくとも１つのビットにエラーがあっ
た場合にそのシンボル自体エラーと見做すというもので
あり、以下、これを５−Ｅ−Ｒと略す）の経時変化を追
ったところ、第４図に示す通りの結果が得られた。

図中、○印は本例にて得られた素子の放置時間に対する
５−Ｅ−Ｒ増加量のプロットであり、・印は本例中基板
に対する紫外線照射を行わずに得られた比較例の素子に
対応するプロットであり、ａ、ｂはそれぞれの特性曲線
である。

第４図より明らかな通り、本発明の光磁気記録素子は１
０００時間放置してもわずかにＳ−Ｅ・Ｒが増加する程
度であり、これに対して比較例の素子は５−Ｅ−Ｒ増加
量が著しく大きくなっている。

（例　２　） （例１）中葉外線の照射時間を変えて７種類のディスク
用基板を作製し、これらの基板を用いて（例１）と同じ
条件でそれぞれの素子を作った。

これらの素子に対して密着力試験及び耐環境試験を行っ
たところ、第１表に表す通りの結果が得られた。

密着力試験は（例１）にて用いた試験方法を採っており
、耐環境試験は６５℃、９０〜９５％ＲＨの高温高湿下
に１２時間放置した後の密着力試験によりその特性を表
わしており、いずれもテストを１０回行ってその平均値
をとっている。

第１表 第１表から明らかな通り、試料隘２〜６は密着力及び耐
環境性に優れており、特に試料１’ｈ３〜５が顕著であ
る。これに対して試料阻１．７は密着力及び耐環境性に
劣っており、実用に不向きである。

また、本発明者等は上記実施例のなかでＰＣ基板に代え
てＰＭＭＡ基板をディスク用基板に用いて同じテストを
行ったところ、同様な結果が得られた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の光磁気記録素子によれば、プラス
チック基体に対する非磁性体層の密着性が著しく向上し
、これにより、素子自体の性能を高めて高信顛性且つ長
寿命化を達成した光磁気記録素子が提供される。

また、本発明の光磁気記録素子の製法によれば、このよ
うな高性能光磁気記録素子を得んがために紫外線をプラ
スチック基体に照射すればよく、更にこの照射量の増大
に伴って基体に対する純水の接触角が大きくなることを
見い出し、これにより、この接触角を目安にして紫外線
照射量の制御が容易となり、その結果、製造歩留り及び
製造コストが改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気記録素子の典型例を示す断面図
、第２図はプラスチック基体に対する純水の接触角を表
わす説明図、第３図は本発明の実施例に用いられる高周
波二元マグネトロンスパッタリング装置の概略図、第４
図は本発明の実施例にて製作した光磁気記録素子の高温
裔湿下の放置時間に対するＳｙｍｂｏｌ　Ｅｒｒｏｒ　
Ｒａｔｅ増加量を表わす線図である。 １・・・プラスチック製ディスク用基板２・・・第１非
磁性体層 ３・・・磁性層 ４・・・第２非磁性体層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック製基体上に非磁性体層を介して光磁
   気記録媒体を形成した光磁気記録素子において、前記基
   体の被膜形成面に対する純水の接触角を５０〜８０°に
   設定したことを特徴とする光磁気記録素子。
2. （２）プラスチック製基体の被膜形成面に紫外線を照射
   してこの面に対する純水の接触角を５０〜８０°に設定
   し、次いで該基体に非磁性体層を介して光磁気記録媒体
   を形成したことを特徴とする光磁気記録素子の製法。