JPH0340245A - 光磁気ディスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光によって映像、音声等の各種情報
の記録、再生及び消去が可能である光磁気ディスクに関
する。

〔従来の技術〕

レーザー光を使用して情報の記録、再生及び消去を行な
い得るようにした光磁気ディスクは高い密度の情報記録
を可能ならしめ、又、情報の消去。

追加記録等を簡単且つ迅速に行なうことができて優れた
情報処理能力を有している。第１１図により従来より知
られている光磁気ディスクの構成例を説明すると、これ
は、ガラス若しくは有機樹脂の透明基板ｌｌ上に、光磁
気効果を促進させるための誘電体干渉層１２．情報を記
録するための光磁気記録層１３．該光磁気記録層１３を
保護するための厚さ６００−１５００人の誘電体保護層
１４及び紫外線硬化型樹脂層１５を順次積層することに
より構成されている。そして、かかる光磁気ディスクに
よれば、情報の高密度化、大容量化並びに高速アクセス
が可能になる上に、書換え性に優れていると共に耐久性
が向上して光磁気ディスクとしての有用性は極めて高く
評価されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような構成の従来の光磁気ディス
クは、特に４５０ｒ、ｐ、ｍ以下の低速回転時にキャリ
ア・ノイズ比（ＣＮＲ）が低く、又、記録時のレーザー
光出力を大きくすると、やはりキャリア・ノイズが低下
する等の欠点があった。

そして更に、高速回転時には適正な記録を行なうために
レーザー光出力を大きくする必要があるが、ディスク基
板としてエポキシやポリカーボネイト等の有機樹脂を用
いた場合、該ディスク基板自体の耐熱性が不十分になっ
てしまい、このため記録時のレーザー光出力を一定の範
囲内に制限しておかなければならないという問題があっ
た。一方、このような問題に対して光磁気記録層の化学
組成を変更したり、又は該光磁気記録層を多層化する等
の解決策が試みられた。ところが、光磁気記録層の化学
組成を変更し、そしてそれに応じた最適記録のために必
要なレーザー光出力が小さくなった場合、カー回転角（
Ｋｅｒｒ　Ｒｏｔａｔｉｏｎ　）の減少や読み出し安定
性が悪くなるという問題があった。

他方、光磁気記録層を多層化することは理論設計上では
可能であるが、製作条件として難しくならざるを得ず、
実際上は大量生産に利用することが困難になることから
、これも現実的な解決方法であるとは言えない。

本発明はかかる実情に鑑み、特に低速回転時でもキャリ
ア・ノイズ比は高く、又、最適記録に必要なレーザー光
出力を低くすることができると共に、記録時にレーザー
光出力を大きくしてもキャリア・ノイズ比が低下しない
ようにした光磁気ディスクを提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明による光
磁気ディスクは、透明基板上に誘電体干渉層、光磁気記
録層、誘電体保護層及び紫外線硬化型樹脂層を順次積層
して成るが、上記誘電体保護層は窒化物の第一誘電体保
護層と酸化物の第二誘電体保護層とにより構成され、上
記第一誘電体保護層の熱拡散率が上記光磁気記録層の熱
拡散率よりも大きいか又は同程度の大きさになるように
選定されていると共に、上記第二誘電体保護層の熱拡散
率が上記第一誘電体保護層の熱拡散率よりも小さく且つ
上記紫外線硬化型樹脂層の熱拡散率よりも大きくなるよ
うに選定されている。

上記第一誘電体保護層は、その熱拡散率が光磁気記録層
の熱拡散率よりも大きいので、低速回転時に情報を書き
込む際、該光磁気記録層に熱が過度に集中するのを防ぐ
ことができる。又、このとき光磁気記録層で発生する熱
量は増えてきているが、第二誘電体保護層はこの熱の吸
収体として作用する。一方、高速回転時にはレーザー光
の照射時間が短いために、第一誘電体保護層と第二誘電
体保護層との境界面の温度上昇が小さいため、第一誘電
体保護層よりも熱拡散率が小さい第二誘電体保護層は断
熱層として作用する。これにより低速回転域から高速回
転域に亘って最適記録に必要なレーザー光出力を大きく
変化させることなく適正な大きさのピットを形成するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第５図に基づき本発明による光磁気デ
ィスクの一実施例を説明する。先づ、上記光磁気ディス
クの積層構造を示している第１図において、ｌはポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネイト若しくはエポキ
シ等の有機樹脂材料又はガラスから成る平板状の透明基
板である。そして、この透明基板１としては第２図に示
したように、深さ６００〜１０００人で断面ピッチ１〜
３μｍの溝１ａを同心円状若しくは渦巻状に形成したも
の、又は第３図（平面図）に示したように、溝１ａ’と
溝１ａ’との間に所望のフォーマット信号を表わすよう
にピット列ｔｂ、ｔｂを形成したもの等を使用すること
ができる。尚、このように形成されている溝１ａ又は溝
１ａ’は、光磁気ディスクに対する情報の記録、再生若
しくは消去のために使用されるレーザー集光ビームのト
ラッキングφアクセス用として用いられる。

２は透明基板ｌからの水分等の浸透を防ぐと共に使用さ
れるレーザー光の波長との関係でレーザー光に対する吸
収性の無いものとして選ばれた材料を用いて真空蒸着法
又はスパッタリング法等の方法により透明基板ｌ上に成
膜形成された誘電体干渉層である。この誘電体干渉層２
の材料とじては、例えば、Ｓ　ｉＯ，Ｓ　ｉｏ２．Ｃｅ
ｎｔ　。

Ｚｒ０ｚ　　、　ＴｉＯ２、ＢｉＯ２、ＷＯ＋。

Ｓｎｕｇ　　、　Ｓｂ２０ｓ　　、　　Ａｌｔ　　Ｏｈ
　　、ＭｇＯ。

Ｔｈａ２．Ｉ　ｎ（Ｌ　、Ｎｄｔ　０３若しくはＴａ２
０５等の酸化物、ＡＩＮ、Ｓｉ３Ｎ、等の窒化物、Ｚｎ
Ｓ、Ｓｂｔ　ＳＳ若しくはＣｄＳ等の硫化物、ＴｈＦ＋
　＋　ＭｇＦ２．ＬａＦｘ　。

ＮｄＦ、若しくはＣｅ　Ｆ　Ｉ等のフッ化物又はＳｉ。

Ｇｅ等の半導体が選ばれ得るが、これらのうち特に５ｉ
０２．Ｔａ２０５．Ｓｉｓ　Ｎ４．ＡＩＮ及びＳｉが好
適である。

３は真空蒸着法又はスパッタリング法等の方法により上
記誘電体子ｅ５層２上に成膜形成されたアモルファス合
金膜で成る光磁気記録層である。上記アモルファス合金
膜はＧｄ、Ｔｂ、ＤＶ若しくはＨｏ等の希土類金属とＦ
ｅ＋Ｃｏ若しくはＮｉ等の遷移金属との合金であり、例
えば、ＧｄＣｏ。

ＧｄＴｂＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ。

ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ。

ＧｄＴｂＤｙＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＤｙＣｏ。

ＴｂＦｅＮｉ等が選ばれ得るが、これらのうち特にＴｂ
ＦｅＣｏ及びＧｄＴｂＦｅＣｏが好適である。そして、
かかる光磁気記録層３の膜厚は、湿気、温度等の耐候性
及び生産性並びに記録のために必要なレーザー光出力等
の観点から２５０〜１５００人の範囲が好ましい。

４は厚さ６００−１０００人の窒化物から戊る第一誘電
体保護層４ａと厚さ３００〜６００人の酸化物から成る
第二誘電体保護層４ｂとが、真空蒸着法又はスパッタリ
ング法等の方法により上記光磁気記録層３上に成膜形成
されて成る誘電体保護層である。上記第一誘電体保護層
４ａの窒化物としては５ｉｓＮｔ及びＡ６Ｎ等が選ばれ
、一方、第二誘電体保護層４ｂの酸化物としてはＳｉＯ
２゜Ｔａ２０５　＊　　Ｉ　ｎｚ　Ｏｓ　、Ａｌｔ　Ｏ
ｈ及びＳ　ｎ　０２等が選ばれ得るが、第一誘電体保護
層４ａの熱拡散率は前記光磁気記録層３の熱拡散率より
も大きいか又はそれと同程度の値になっていて、又、第
二誘電体保護層４ｂの熱拡散率は該第−誘電体保護層４
ａの熱拡散率よりも一桁以上小さく且つ後述する紫外線
硬化型樹脂層の熱拡散率よりも１桁以上大きい値になっ
ている。

５はアクリル系、エポキシ系若しくは不飽和ポリエステ
ル系の紫外線硬化型樹脂をスピンコーター等の塗布方法
により上記第二誘電体保護層４ｂ上にオーバーコートし
た後、紫外線の照射により硬化せしめられて成る厚さ１
−１０μｍ程度の紫外線硬化型樹脂層である。

本発明による光磁気ディスクは上記のように構成されて
いるから、先づ、誘電体保護層４の第一誘電体保護層４
ａの熱拡散率が光磁気記録層３の熱拡散率よりも大きい
か又は同程度の大きさになっているので、特に低速回転
時での情報の書込みの際（尚、このときレーザーの照射
時間としては長くなっているが）、該光磁気記録層３ヘ
レーザー光出力による熱が過度に集中してしまうのを防
ぐことができる。又、この第一誘電体保護層４ａの厚さ
は６００〜１０００Ａになっているが、先づ６００Å以
上であるから、それ未満の場合に有効に防止することが
できない水分等の浸透による耐候性の欠陥の発生を防ぐ
ことができる。ここに耐候性の判断基準としては、温度
８０℃、湿度８０％程度の雰囲気中で行なわれる耐久試
験の結果によるが、かかる耐候性を向上し得るように一
定の膜厚以上に設定されている。他方、第一誘電体保護
層４ａの厚さが、１０００人を超えている場合、レーザ
ー光出力による熱の光磁気記録層３との境界面を介して
拡散してくる度合が強まるため、１８００　ｒ、ｐ、ｍ
以上の高い回転数で情報の書込みを行なう際にレーザー
光出力に対する光磁気記録層３の温度が適正な書込みの
ために必要な温度に達することができなくなる。これに
対して１０００Å以下の膜厚に設定されているので、特
に高速回転時においても光磁気記録層３の温度が小さく
なり過ぎるのを防止することができるが、このように第
一誘電体保護層４ａの厚さを設定したことにより耐久性
の向上及び適正ｉｉ２緑等が保証されている。

ところで、回転数１８０Ｏｒ、９１ｍ以上の高速回転時
と回転数６００　ｒ、ｐ、ｍ以下の低速回転時との場合
で同じ大きさのピットを形成するためのレーザー光の照
射時間としては、前者の場合９０ｎ　ｓｅｅ以下、又後
者の場合２７０ｎｓｅｃ以上にしなければならず、書込
みを行なう際のレーザー光の照射時間は回転数によって
変化する。一方、長時間に亘る情報の読出しを行なう場
合、記録されている情報が変化しないようにするために
は書込みのために必要なレーザー光出力が低いことは好
ましくなく、従って最適記録に必要なレーザー光出力は
特に低速回転時に低くなり過ぎないことが不可欠である
。

さて、第二誘電体保護層４ｂの熱拡散率は第一誘電体保
護層４ａの熱拡散率よりも一桁以上小さくなっているの
で、１８００　ｒ、ｐ、ｍ以上の高い回転数で書込みを
行なう場合には上述のようにレーザー光の照射時間が短
い（９０ｎｓｅｃ）ために第一誘電体保護層４ａ及び第
二誘電体保護層４ｂの境界面での温度上昇が少なく、従
って第二誘電体保護層４ｂに蓄えられる熱量が小さくな
り、第二誘電体保護層４ｂは断熱層として作用する。又
、６００「、ｐ、ｍ以下の低い回転数で書込みを行なう
場合、レーザー光の照射時間が長い（２７０ｎ　ｓｅｅ
　）ために光磁気記録層３で発生する熱量は増大するが
、両誘電体保護層４ａ、４ｂの境界面での温度上昇が高
く、従って第二誘電体保護層４ｂに蓄えられる熱量は大
きくなる。更に、第二誘電体保護層４ｂの熱拡散率が紫
外線硬化型樹脂層５の熱拡散率よりも大きくなっている
ので、第二誘電体保護層４ｂでは紫外線硬化型樹脂層５
におけるよりも熱が拡散し易くなり、これらにより該第
二誘電体保護層４ｂは光磁気記録層３に発生した熱の吸
収体として作用するようになる。このように低速回転域
から高速回転域において光磁気記録層３の過剰な熱は吸
収されると共に不足する場合には補なわれるようにした
ので、６００　ｒ、ｐ、ｍ以下の低速回転時でもｌ　８
００　ｒ、ｐ、ｍ以上の高速回転時でも最適記録に必要
なレーザー光出力を大きく変化させることなく適正な大
きさのピットを形成することができる。又、この第二誘
電体保護層４ｂの厚さは３００〜６００人が好ましい。

それは、３００Ａ未満では、上記吸熱層的に振舞う作用
が希薄になり、一方、６００Ａを超えると、回転数１８
００　ｒ、ｐ、ｍ以上の高速で書き込む際、レーザー出
力が低くなり過ぎ易くなるためである。

次に本発明に従って実際に製作した光磁気ディスク並び
にその主要特性について行なった試験結果を従来の光磁
気ディスクと比較して説明する。

−例として、記録領域が５．２５インチの光磁気ディス
クにおいて４５０　ｒ、ｐ、ｍ乃至１８００　ｒ、ｐ、
ｍの回転数に亘り、長さ０．７μｍ１間隔１．４μｍの
磁界が反転したピットを形成する場合を考え、この場合
、最適記録レーザー出力；２．５〜９．０ｍＷ、最適消
去レーザー出力；４〜１３ｍＷ、再生時レーザー出力；
０．８ｍＷ及びキャリア・ノイズ比（ＣＮＲ）；５０ｄ
Ｂ以上となる動特性を満足するように目標値設定を行な
った。、 そこで、先づ、透明基板１として深さ６００人。

溝幅０，４μｍ、断面ピッチｌ、６μｍの渦巻状の溝を
有するポリカーボネイト基板（直径１５０ｍｍ。

厚さ１．２　ｍｍ　）を用い、この透明基板１上に窒化
珪素を窒素ガス導入下で反応性スパッタリングにより厚
さ９００人になるように成膜して成る誘電体干渉層２を
形成し、引続き真空を保持したまま該誘電体干渉層２上
にＴｂＦｅＣｏから成るアモルファス合金をスパッタリ
ングにより厚さ７５０人になるように成膜し、て成る光
磁気記録層３を形成する。更に、窒化珪素を窒素ガス導
入下で反応性スパッタリングにより厚さ７５０人になる
ように成膜して成る第一誘電体保護層４ａと酸化珪素を
酸素ガス導入下でスパッタリングにより厚さ４００Ａに
なるように成膜して成る第二誘電体保護層４ｂとを上記
光磁気記録層３上に順次形成して誘電体保護層４となし
、次にスピンコーターを用いてネオペンチルグリコール
・ジアクリレートとウレタン・アクリレートを主成分と
するアクリル系の紫外線硬化型樹脂を第二誘電体保護層
４ｂ上に塗布した後通過型の紫外線照射装置によりディ
スクに対し、て９００　ｍ　、Ｊ　／ｃｉの強度の紫外
線を照射して硬化せしめることによって紫外線硬化型樹
脂層５を形成したが、その厚さは８μｍである。

このように製作した光磁気ディスクの直径は５゜２５イ
ンチであるが、情報を記録し得る領域の最内側半径及び
最外側半径は夫々３０ｍａ＋、６６叩であるからディス
クの回転数を４５　Ｏｒ、り、１１１から１８０　Ｏｒ
、ｐ、ｍまで変化させるとディスクの回転方向の線速度
としては１．４　ｍ　／　ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｅの
範囲で変化する。そこで、ディスクの線速度を１．４　
ｍ　／　ｓｅｅから１２ｍ／ｓｅｃまで変化させて動特
性の試験を行なったが、第４図はそのうち線速度１．４
　ｍ　／　ｓｅｅの場合の記録レーザー出力に対するキ
ャリア（Ｃ）、ノイズ（Ｎ）、キャリア・ノイズ比（Ｃ
ＮＲ）及び二次高周波の信号強度を夫々表わしている。

この第４図において、キャリア・ノイズ比が急激に変化
する点ａは該キャリア・ノイズ比が立ち上がるレーザー
出力を意味し、又、二次高周波が極小になる点しは最適
記録レーザー出力を意味しているが、図から明らかなよ
うにこの線速度１．４　ｍ　／　ｓｅｅの場合のキャリ
アーノイズ比は５３ｄＢであり、これは前記目標値（５
０ｄＢ）を上回っている。又、最適消去レーザー出力と
しては、光磁気ディスク上のｔｏｏｏトラック程度に最
適記録条件で記録を行ない、更にそれを１００トラツク
毎に消去を行なってその部分のキャリア・ノイズ比を測
定し、この測定結果からキャリア・ノイズ比が０になっ
た最低のレーザー出力値を以って決定した。第５図は、
上記のように設定されるキャリア・ノイズ比立上りレー
ザー出力、最適記録レーザー出力及び最適消去レーザー
出力と線速度との関係を示しており、線速度１、４　ｍ
　／　ｓｅｃから１２ｍ／ｓｅｅの範囲ではそれら何れ
も一目標値として設定された前記の動特性を満足してい
る。

上記のように本発明による光磁気ディスクは優れた動特
性を備えているが、更にここで比較例として製作した光
磁気ディスクの動特性を参照して比較評価を行なう。比
較例１として、窒化珪素により単一の誘電体保護層を形
成し、その上に直接紫外線硬化型樹脂層を塗布し、これ
以外は前記実施例と同様に構成したが、第６図は線速度
１．４　ｍ／ｓｅｃでの記録レーザー出力に対するキャ
リア、ノイズ、キャリア・ノイズ比及び二次高周波の信
号強度を夫々表わしている。又、第７図はキャリア・ノ
イズ比立上りレーザー出力、最適記録レーザー出力及び
最適消去レーザー出力と線速度との関係を示しているが
、第６図から明らかなように最適記録に必要なレーザー
出力は本発明の場合よりも大きくなっていて（点ｂ′）
、又、この最適記録レーザー出力等は第７図に示される
ように高速回転時には前記目標値（最適記録レーザー出
力；２，５〜９、ＯｍＷ）を大きく上回−〕で満足して
いない。

比較例２として、酸化珪素により単一の誘電体保護層を
形成した以外は比較例１と同様に構成（またが、線速度
１．４　ｍ　／　ｓｅｃでの記録レーザー出力に対する
キャリア、ノイズ、キャリア・ノイズ比及び二次高周波
の信号強度を夫々表わした第８図から明らかなように、
この比較例２の場合、キャリア・ノイズ比は目標値５０
ｄＢに達しておらず、更に記録レーザー出力に対して極
大値をとった後急激に低下してしまっている。

比較例３として、誘電体干渉層及び誘電体保護層を窒化
アルミニウムにより形成した以外は比較例１と同様に構
成したが、第９図及び第１０図は、この比較例３におけ
る上記と同様なキャリア等の信号強度及びキャリア・ノ
イズ比立上りレーサー出力等と線速度との関係を示して
おり、これらの図から明らかなように比較例３の場合も
やはり設定目標値を満足していない。

尚、上記実施例における特に第一誘電体保護層４ａ及び
第二誘電体保護層４ｂの膜厚等の具体的数値は必ずしも
それに限定されるものではなく、用いる材料の種類や光
磁気ディスクの仕様等に応じて最適のものが設定され得
る。そして最適記録レーザー出力、最適消去レーザー出
力等の大きさを必要により適宜変更した光磁気ディスク
を製作することは勿論可能である。

〔発明の効果〕

上述のように本発明の光磁気ディスクによれば、特に回
転数４５０　ｒ、ｐ、ｍ乃至１８　ｆｉｌ　Ｏｒ、ｐ、
ｍの範囲で最適記録レーザー出力や最適消去レーザー出
力を一定の範囲内に抑えることができ、即ち、これらを
大きく変化させることなくピットを形成することができ
る。その上に、キャリア・ノイズ比を５０ｄＢ以上にし
た優れた動特性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光磁気ディスクの積層構造を示す
縦断面図、第２図は本発明の光磁気ディスクにおける透
明基板の一例の縦断面図、第３図は上記透明基板の他の
例の部分平面図、第４図は本発明による光磁気ディスク
の記録レーザー出力に対するキャリア・ノイズ比等の信
号強度を表わすグラフ、第５図は本発明の光磁気ディス
クのキャリア・ノイズ比立上りレーザー出力等とディス
ク回転時の線速度との関係を示すグラフ、第６図は本発
明に対する比較例１の光磁気ディスクの記録レーザー出
力に対するキャリア・ノイズ比等の信号強度を表わすグ
ラフ、第７図は上記比較例１の光磁気ディスクのキャリ
ア・ノイズ比立上りレーザー出力等と線速度との関係を
示すグラフ、第８図は比較例２の光磁気ディスクの記録
レーザー出力に対するキャリア・ノ・ｒズ比等の信号強
度を表わすグラフ、第９図は比較例３の光磁気ディスク
の記録レーザー出力に対するキャリア・ノイズ比等の信
号強度を表わすグラフ、第１０図は比較例３の光磁気デ
ィスクのキャリア・ノイズ比立上りレーザー出力等と線
速度との関係を示すグラフ、第１１図は従来の光磁気デ
ィスクの積層構造を示す縦断面図である。 ｌ・・・・透明基板、ｌａ、Ｉａ’・・・・溝、１ｂ・
・・・ピット列、、２・・・・誘電体干渉層、３・・・
・光磁気記録層、４・・・・誘電体保護層、４ａ・・・
・第一誘電体保護層、４ｂ・・・・第二誘電体保護層、
５・・・・紫外線硬化型樹脂層。 叫）二′Ｌ 第 図 ＾φ忙 矛 図 第 図 記録レーザー出力 （ｍＷ） ＾ダ１ 弔 図 線速度 （ｍ／５ｅｃ） 第 図 記録レーザー出力 （ｍＷ） 第 図 線速度 （ｍ／５ｅａ） 第 図 記録レーザー出力 （ｍＷ） 第９ 図 記録レーザー出力 （ｍＷ） 第１０ 図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上に誘電体干渉層、光磁気記録層、誘電体保護
   層及び紫外線硬化型樹脂層を順次積層して成る光磁気デ
   ィスクにおいて、上記誘電体保護層は窒化物の第一誘電
   体保護層と酸化物の第二誘電体保護層とにより構成され
   、上記第一誘電体保護層の熱拡散率が上記光磁気記録層
   の熱拡散率よりも大きいか又は同程度の大きさになるよ
   うに選定されていると共に、上記第二誘電体保護層の熱
   拡散率が上記第一誘電体保護層の熱拡散率よりも小さく
   且つ上記紫外線硬化型樹脂層の熱拡散率よりも大きくな
   るように選定されていることを特徴とする光磁気ディス
   ク。