JP2000173019A

JP2000173019A - 磁気光学素子及び磁気ヘッドアレイ

Info

Publication number: JP2000173019A
Application number: JP10341403A
Authority: JP
Inventors: Tadao Katsuragawa; 忠雄桂川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より高いコントラストのカラー画像が得
られる磁気光学素子及び該素子にカラー画像を形成する
磁気ヘッドを提供する。【解決手段】高屈折率誘電体及び低屈折率誘電体の順
にかつ交互に積層して構成する第１の誘電体多層膜（１
１）と、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する
透明磁性層（１２）と、低屈折率誘電体及び高屈折率誘
電体の順にかつ交互に積層して構成する第２の誘電体多
層膜（１３）とを順に積層した構造体と、カラーフィル
タ（１４）とを順に積層した構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気光学素子及び該
磁気光学素子に画像を形成する磁気ヘッドアレイに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁性体の磁気光学効果につい
ての研究が進められており、例えば電子情報通信学会
信学技報ＭＲ９４−８８，Ｐ．１５−Ｐ．２２１９
９５年２月及び日本応用磁気学会誌Ｖｏｌ２１，Ｎ
ｏ．４−１，Ｐ．１８７−Ｐ．１９２（１９９７年）並
びに電気学会マグネティックス研究会資料Ｖｏｌ．ＭＡ
Ｇ−９５，Ｎｏ．１３１−１４１Ｐ．９−１８１９
９５年には、積層構造を持つ多層薄膜における磁気光学
ファラデー効果の理論が開示されている。詳細には、積
層構造を持つ多層薄膜のユニークな光学特性に着目し、
透光性磁性媒体であるビスマス置換鉄ガーネット薄膜と
誘電体膜であるＳｉＯ₂ を不規則に多層積層した多層薄
膜の磁気光学ファラデー効果が大変有効であることを見
い出したというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における画像は白黒であり、カラーについては考慮
されていなかった。つまり、従来例では、磁気光学効果
に大きな波長依存性があるために白黒であって、液晶デ
ィスプレイで用いられるカラーフィルタを単に設けても
３原色（ＲＧＢ）がバランス良く得られなかったという
問題点があった。また、従来例では、１つの画像をＲＧ
Ｂに分割するため高分解能（白黒画像の３倍）の磁気記
録が必要であったが、微細な磁気ヘッドの作製が困難で
あるために高精細なカラー画像を得ることができなかっ
たという問題点があった。

【０００４】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、従来より高いコントラストのカラー画像が
得られる磁気光学素子及び該素子にカラー画像を形成す
る磁気ヘッドアレイを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、高屈折率誘電体及び低屈折率誘電体の順
にかつ交互に積層して構成する第１の誘電体多層膜と、
膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する透明磁性
層と、低屈折率誘電体及び高屈折率誘電体の順にかつ交
互に積層して構成する第２の誘電体多層膜とを順に積層
した構造体と、カラーフィルタとを順に積層した構成を
有することに特徴がある。また、構造体を複数積層す
る。よって、ファラデー効果が増大してより一層高いコ
ントラストのカラー画像を表示できる。

【０００６】また、構造体を挟んで一対の偏光子層を設
けたことにより、磁気記録像の可視化が可能となり、更
にコントラストの大きなカラー画像が得られる。

【０００７】更に、構造体の第１及び第２の誘電体多層
膜における材料、積層数、膜厚を同一にし、かつ構造体
の第１と第２の誘電体多層膜とを透明磁性層に対して対
称とすることにより、磁気光学効果が大幅に増大してカ
ラー画像のコントラストを向上できる。

【０００８】また、透明磁性層の平均膜厚を１００ｎｍ
〜１μｍとすることにより、磁気特性や光透過率の良好
なカラー画像が得られる。

【０００９】更に、構造体及びカラーフィルタを挟んで
一方の端面に偏光子層、他方の端面に反射層を設けたこ
とにより、反射層側から容易に磁気記録ができ、コント
ラストの高い反射カラー画像が得られる。

【００１０】次に、別の発明としては、磁気光学素子に
画像を形成する磁気ヘッドアレイについて、複数の磁気
コイルを複数列にかつ千鳥状に配列して構成することに
特徴がある。よって、微細コイル作製が容易になり、高
分解能なカラー画像が得られる。

【００１１】また、複数の磁気コイルへの電流値を、カ
ラーフィルタの色毎に所定の割合で変えて通電すること
により、色再現性の良いカラー画像が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】高屈折率誘電体及び低屈折率誘電
体の順にかつ交互に積層して構成する第１の誘電体多層
膜と、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する透
明磁性層と、低屈折率誘電体及び高屈折率誘電体の順に
かつ交互に積層して構成する第２の誘電体多層膜とを順
に積層した構造体と、カラーフィルタとを順に積層した
構成を有する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。はじめに、本発明における磁気光学素子の基本的
な構成について同素子の基本的な構成を示す図１に従っ
て説明する。同図において、本発明における磁気光学素
子１は、低屈折率及び高屈折率の誘電体を交互に積層し
た、一対の誘電体多層膜１１，１３と、この一対の誘電
体多層膜で挟んだ透明磁性層１２とからなる構造体と、
カラーフィルタ１４とが順に積層されて設けられた構成
を有している。

【００１４】また、透明磁性膜の厚みはファラデー回転
角を増大させたい波長λの１／２ｎ（ｎは透明磁性層の
屈折率）にする。これで波長λに関して大きな回転角が
得られる。可視光の広い波長範囲で均一に大きな回転角
を得る場合は図１の誘電体多層膜１１／透明磁性層１２
／誘電体多層膜１３の構成を繰り返して積層したり、低
屈折率及び高屈折率の誘電体の厚みや各々の層数を変化
させたりする。

【００１５】更に、ファラデー回転角が絶対的な大きさ
において不十分な場合が生ずる。この場合上述したよう
な対策をとることによって解決することができる。ま
た、図１の透明磁性層１２の厚みを整数倍にすることも
ファラデー回転角を増大することに有効である。

【００１６】このような構成によれば、ファラデー回転
角が増大するので、有効な磁気記録メモリとして利用す
ることができる。例えば、レーザ光の吸収熱と、弱いバ
イアス磁界を用いて磁気記録した後、偏光面の回転角度
を検出して読み出すような記録再生方式が考えられる。

【００１７】また、本発明における基本的な構成に更に
図２のようにカラーフィルタ１４直上に偏光子層１５を
設けたのは、図１の誘電体多層膜１１／透明磁性層１２
／誘電体多層膜１３の構成において透明磁性体の磁化さ
れた部位で得られた大きなファラデー回転角を、画像と
して可視化するためである。即ち、透明磁性体の磁化さ
れた部位に対応して、大きなファラデー回転角が得ら
れ、磁化していない部位に対しては光の偏光面は回転し
ない。更に、２枚の偏光子の偏光軸（吸収又は透過軸）
を、上記偏光面回転部位と非回転部位でコントラストが
最も大きくなるように回転させておくと、偏光面回転部
位では透過光のため白く、非回転部位では両偏光子を通
過できないために黒く見えることになる。当然ながら磁
化の方向を逆（＋と−）にして、同様な原理で明暗を出
せばコントラストは２倍となり効果が増大する。

【００１８】以上の説明は、光が図１の誘電体多層膜１
１／透明磁性層１２／誘電体多層膜１３を通過する場合
であるが、図１の誘電体多層膜１１／透明磁性層１２／
誘電体多層膜１３の構成の一方の端部に反射膜１６を設
けて他方の端部に偏光子層１５を設ければ（図２参
照）、偏光面の回転した光は元に戻れず暗くなり、回転
しない光は入射したもとの１枚の偏光子を通過して明る
くなり、コントラストが得られる。なお、図示していな
いが偏光子層／誘電体多層膜／透明磁性層／誘電体多層
膜／偏光子層／反射層／基板のように偏光子層を従来通
り２枚使用することも可能である。

【００１９】以上説明したように、本発明では透明磁性
層を誘電体多層膜で挟む構造を有するので共振器構造と
なり、光の局在化が生じて、大きなファラデー回転角が
得られる。従って、大きな画像コントラストが得られ
る。

【００２０】また、本発明は図１に示すようにカラーフ
ィルタ（液晶ディスプレイに用いられるもの）を積層し
てカラー画像を実現している点に特徴がある。付加する
積層位置は図１の誘電体多層膜１１／透明磁性層１２／
誘電体多層膜１３（又はこの構造の繰り返し）のどちら
かの誘電体多層膜の外側でも良い。透明磁性層のファラ
デー回転角の波長依存性は一般的に大きく、可視光域で
フラットな波長依存性の場合は少ない。従って、透明磁
性層にカラーフィルタを付加用するのみでは、忠実な色
再現（平坦な波長依存性による）は困難である。本発明
の第１の実施例は誘電体多層膜で挟むことにより、上記
したように可視光域でのファラデー回転角と光透過率の
双方の波長依存性をほとんどカラー画像として問題無い
程度に平坦化することができる。なお、カラー画像は２
００ｄｐｉ以上、できれば４００ｄｐｉの解像度が要求
される。カラー写真などに利用する場合は特に解像度は
重要である。４００ｄｐｉの白黒画像の場合、１画素の
ピッチは約６３．５μｍとなる。しかし、４００ｄｐｉ
のカラー画像を得るためには、１画素のピッチは約２０
μｍと小さくなる。通常この磁性層の面積を高速度に磁
化するには、上記した熱磁気方式では膨大な熱エネルギ
ーが必要となって実用的ではない。また、電磁コイルで
も高速度に磁化するには、従来のような１個の磁気ヘッ
ドを移動させる方式では時間がかかりすぎて実用的では
ない。最も適しているのは、２０μｍのピッチの電磁コ
イルアレイを用いることである。しかし、電磁コイルア
レイを直線状に並べて製作するには、要求されるピッチ
（面積）が小さすぎて、適するサイズのコイル製作は困
難であった。

【００２１】また、図１の透明磁性膜１２には、垂直磁
化膜と言われる、膜面に垂直な方向に磁気異方性を有す
る膜が用いられる。光は膜面に垂直なスピンと相互作用
してファラデー回転角を得るからである。従って、磁気
ヘッドには垂直方向に大きな強度分布を有する、いわゆ
る垂直磁気ヘッドが用いられる。そこで、上記約２０μ
ｍピッチで、カラー（ＲＧＢ）に対応する部位の磁化を
可能とするために、図３に示すような電磁コイルアレイ
とその配列を提案する。本発明の磁気光学素子はこの電
磁コイルアレイと接しながら、一定方向に移動するので
画像を再現するためには各電磁コイルへの通電は特別に
設計されたタイミング、つまり図３の第１列と第２列へ
の通電タイミングが必要となる。図３の電磁コイルアレ
イは千鳥状に配列されているので、１列に全コイルを配
列した場合よりもコイルの径を大きくすることができ
る。しかも磁束を効率良く集中させてシャープな画像を
得るために中心部にコアを形成する高透磁率軟磁性体の
面積は小さくできるので高い画像分解能が得られる。コ
イルやコアの形状は、図３のような円形に限らず、任意
の形状が選択できることはもちろんである。

【００２２】更に、本発明によれば、上記透明磁性層の
ファラデー回転角の波長依存性を均一になるように補正
するために、上記磁気ヘッドのコイルへの電流値をカラ
ーフィルタの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎に、一定の割合で変え
て通電する。例えば緑色（Ｇ）のファラデー回転角が他
の色（Ｒ，Ｂ）に比較して少なければ、緑色フィルタに
対応する記録部位の電磁コイルの通電電流値をＲ，Ｂに
比較して一定の割合で大きくしてファラデー回転角即ち
色調を補正する。なお、各ＲＧＢの色調は、各ＲＧＢの
フィルタを通過する光量を電磁コイルの電流値を変化さ
せ、結果としてファラデー回転角を変化させて制御す
る。

【００２３】次に、図１の誘電体多層膜１１，１３に
は、図２に示す材料が用いられる。これらの材料の中か
ら適宜選択しても良いし、またこれ以外の例えば有機物
であっても構わない。多層膜の各膜厚は５０ｎｍから２
００ｎｍ程度が好ましい。特定波長（λ）の磁気光学効
果増大を目的とする場合、誘電体の膜厚はλ／４ｎ（ｎ
はλにおける誘電体の屈折率である）とする。また、低
屈折率及び高屈折率の誘電体を積層したものを１ペアと
すると、ペア数に制限はないが、３〜２０の層が性能上
又はコスト上好ましい。透明磁性体と接する２つの誘電
体多層膜はまったく同一の構成を有することが好ましい
が必ずしもこれに限定するものではない。ただし、透明
磁性体に直接に接する膜の種類は同じ誘電体を用いるの
で、積層順序は逆になる。

【００２４】また、図１の支持体１７には、石英ガラ
ス、サファイア、結晶化透明ガラス、パイレックスガラ
ス、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｒＯ₂ 、Ｙ₂Ｏ
₃ 、ＴｈＯ₂ ・ＣａＯ、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット）などの無機材料や、ＭＭＡ、ＰＭＭ
Ａ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル系樹
脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアリレート、ポ
リサルフォン、ポリエーテルサルフォン、エポキシ樹
脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、フッ素化ポリイミ
ド、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフェイン系
樹脂、ナイロン樹脂等の透明プラスチックフィルムが用
いられる。プラスチックフィルムを用いると、軽くて曲
げやすい等の利点があるので利用しやすい。

【００２５】更に、図１の偏光子層１５には、各種の市
販の偏光フィルムや、ビームスプリッターを用いた高透
過率偏光子などが用いられる。偏光フィルムには大別し
て多ハロゲン偏光フィルム、染料偏光フィルム、金属偏
光フィルムなどがある。多ハロゲン偏光フィルムは２色
性物質にヨウ素を用いているために、可視領域全般につ
いてフラットな特性を有するが、湿度、高温等に弱いと
いう欠点を有する。また、染料偏光フィルムは偏光性能
においてヨウ素より劣るものの、熱、光、そして湿度に
対して耐性が大きいという特徴を有している。偏光子層
の露出面には傷が付きやすいので保護膜を設けることが
好ましい。次のような各種の偏光子も利用できるがこれ
らに制限されるものではない。

【００２６】（１）強磁性体微粒子からなる多数の棒状
素子を含む偏光層を基板表面に一定方向に配列して固着
形成することにより光学的特性の優れた偏光板がある
（特開平１−９３７０２号公報）。

【００２７】（２）２．５μｍより長い波長の光に対す
る偏光子は、透明基板（臭化銀、ポリエチレン等）に微
小な間隔で金やアルミニウムの線を引いたものがある
（東京農工大学佐藤勝昭教授著「現代人の物理１−光
と磁気」１９８８年出版第１０３頁に記載）。この偏光
子はワイヤグリッド偏光子とよばれ、線の間隔をｄ、波
長をλとすると、λ≫ｄの波長の光に対して、透過光は
当該線に垂直な振動面を持つほぼ完全な直線偏光になる
ことを利用しているものである。中赤外用（２．５μｍ
から２５μｍ）としては臭化銀基板にｄ＝０．３μｍ間
隔で金線を引いたものが、遠赤外用（１６μｍから１０
０μｍ）としてはポリエリレン板にｄ＝０．７μｍでア
ルミニウムを引いたものが用いられる。偏光度は９７％
程度といわれている。

【００２８】（３）長く延伸させた金属銀をガラス自身
の中に一方向に配列させることにより、偏光特性をもた
せたガラスで、従来の有機物偏光素子と異なり、耐熱
性、耐湿性、耐化学薬品性、レーザに対する耐性におい
て非常に優れている。赤外線用が主であるが、特殊仕様
として可視光用がある。

【００２９】（４）東北大学のグループによって報告さ
れているもので、赤外線用にアルミニウムの表面を陽極
酸化させてアルミナとし、微細な穴を開けてこの中にＮ
ｉやＣｕなどの金属を入れた偏光子があり、マイクロワ
イヤアレイと呼ばれている。

【００３０】（５）東北大学電気通信研究所の川上彰二
郎教授が１９９１頃に発表されたもので、可視光用にＲ
Ｆスパッタリング法で６０〜８０Åの厚みのＧｅ（ゲル
マニウム）と、１μｍの厚みのＳｉＯ₂ を交互に６０μ
ｍの厚みになるまで積層して作製したものがある。これ
は積層型偏光子と呼ばれている。０．６μｍの波長で測
定した性能指数α_TE／α_TM（この比はＴＥ波とＴＭ波に
対する減衰定数の比である）は４００近くであり、０．
８μｍの波長で測定した消光比は３５ｄＢ、挿入損出は
０．１８ｄＢであり、可視光に対して十分なものであ
る。

【００３１】（６）薄膜を何層も重ねて作製した反射タ
イプ（ＳとＰの偏光のうち一方を反射して、他方を通過
させる）の偏光子があり、反射型偏光子と呼ばれている
ものがある。

【００３２】また、図１の透明磁性層１２には、従来一
般に用いられている磁気光学効果を示す透明磁性材料で
良いが、ファラデー効果が大きくて、透明性の大きい所
謂性能指数の多きい磁性材料が好ましい。例えば５０ｎ
ｍ以上の粒子径を有する、鉄、コバルト、Ｎｉ等の強磁
性金属は、大きな磁気光学効果を示すが、光の吸収も大
きいためにそのままの薄膜では用いられなかったが、超
微粒子膜とすると大きな性能指数を有するようになる。
また、粒子径の制御によって、適当な保磁力を得ること
ができる。他に希土類鉄ガーネットやコバルトフェライ
ト、Ｂａフェライト等の酸化物、ＦｅＢＯ₃ 、ＦｅＦ
₃ 、ＹＦｅＯ₃ 、ＮｄＦｅＯ₃ などの複屈折が大きな材
料、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢｉ、ＰｔＣｏなどがある。磁
気光学効果は、光の進行方向とスピンの方向とが平行の
場合に最も大きな効果が得られるので、これらの材料は
膜面に対して垂直に磁気異方性を有する膜が好ましい。
これらの透明磁性材料には、一般的なスパッタ、真空蒸
着、ＭＢＥ、などのＰＶＤ法やＣＶＤ法、メッキ法等が
用いられる。これらの磁性材料のファラデー効果には、
材料固有の波長依存性がある。本発明でこれらの磁性材
料を用いる場合は、この波長依存性に基づいて膜厚を決
定しなければならない。例えば希土類鉄ガーネットの
内、Ｃｅ置換ＹＩＧ（Ｃｅ₁ Ｙ₂ Ｆｅ₅ Ｏ₁₂）の場合は
図４に示す波長依存性を示す。

【００３３】更に、上述したカラー画像を実現するため
のカラーフィルタ１４には、液晶ディスプレイに一般的
に利用されるものが適用できる。このカラーフィルタ
は、有機、無機顔料及び染料である着色剤を、印刷法、
染色法、電着法、蒸着法などを用いて、厚さ１０μｍ以
下で作製され、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素を
並べて作製される。

【００３４】また、図１の反射層１６には、金属又は金
属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などと金属との混合
物、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｈｆ等の金属やこ
れらの合金、これらとＺｒ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒
化物、Ａｌ、Ｈｆ、Ｐｄの合金などは膜の形成が容易で
あり、好ましい。膜厚は１０〜３００ｎｍの範囲で、好
ましくは５０〜１５０ｎｍの範囲とするのが良い。膜は
各種のＰＶＤ、ＣＶＤ法を用いて作製される。

【００３５】次に、本発明の実施例について詳細に説明
する。先ず、３０μｍ厚のジルコニア（Ｙ₂ Ｏ₃ を３モ
ル％混合）板上に、真空蒸着法を用いて２００ｎｍ厚の
Ａｌ膜を設けた。次いで、このＡｌ膜の上に、イオンプ
レーティング法を用いて、ＳｉＯ₂ （低屈折率層、屈折
率ｎ＝１．４７）を８８．４ｎｍ、Ｔａ₂ Ｏ₅ （高屈折
率層、ｎ＝２．１５）を６０．５ｎｍとして交互に２層
積層した。基板温度は３００℃、酸素ガス圧力はＳｉＯ
₂ の場合１．０×１０^-4Ｔｏｒｒ、Ｔａ₂ Ｏ₅の場合は
１．１×１０^-4Ｔｏｒｒであった。製膜レイトはＳｉＯ
₂ の場合、２ｎｍ／秒、Ｔａ₂ Ｏ₅ の場合０．５ｎｍ／
秒であった。各誘電体膜の膜厚分布は、最も厚いところ
と薄いところの差異が全膜厚の３％であった。そして、
上記誘電体多層膜の上に、イオンビームスパッタ法を用
いてＣｅ置換希土類鉄ガーネット膜（膜組成：Ｃｅ₁ Ｙ
₂ Ｆｅ₅ Ｏ₁₂ ）を、平均膜厚が２８０ｎｍとなるよう
に作製した。基板温度は４００℃とした。ＶＳＭで磁界
を膜面に対して垂直に印加して測定した保磁力は５４０
エルステットであった。次いで、このＣｅ置換希土類鉄
ガーネット膜上にイオンプレーティング法を用いて、上
記と全く同様に、ＳｉＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅ の２層を作製し
た。Ｃｅ置換希土類鉄ガーネット膜に接している膜はＴ
ａ₂ Ｏ₃ であり、最表面側はＳｉＯ₂ である。そして、
このＳｉＯ₂の膜上に、同様にしてスパッタ法を用いて
Ｃｅ置換希土類鉄ガーネット膜を作製した。このガーネ
ット膜の上に上記と全く同様に、ＳｉＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅
の２層を作製し、その上にＣｅ置換希土類鉄ガーネット
膜を作製した。最後に、同様にＳｉＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅ の
２層を作製した。最終的に最表面はＳｉＯ₂膜である。
即ち、ＳＴＣＴＳＣＳＴＣＴＳ／基板（ここでＳ：Ｓｉ
Ｏ₂ ，Ｔ：Ｔａ₂ Ｏ₅ ，Ｃ：Ｃｅ₁ Ｙ₂ Ｆｅ₅ Ｏ₁₂）の
構成を有する１１層膜を石英基板上に作製したことにな
る。次いでこの基板上の膜を空気中、６５０℃で３時間
加熱した。

【００３６】このようにして作製した１１層膜（石英基
板上に同時に製膜)のファラデー回転角の波長依存性は
可視光域でほぼフラットであった。なお、磁気光学効果
測定装置には日本分光株式会社製Ｋ２５０を用い、ビー
ム径２ｍｍ角で測定した。

【００３７】図２からわかるように、以上の多層膜構成
物上に、市販のカラーフィルタと市販のヨウ素タイプフ
ィルム偏光子を貼り付け磁気光学素子とした。カラーフ
ィルタのＲＧＢの幅は各約５０μｍであった。

【００３８】次に、以下のような磁気ヘッドアレイを作
製した。ピッチ１５０μｍで銅線の円形コイルを全長約
５０ｎｍとなるように、図３に示すように２ラインを第
１列と第２列に分けて無電界メッキ法を用いて作製し
た。電磁コイル用銅線の幅は約５μｍ、深さ約１０μｍ
で３層とし、コイルの巻数は合計で１２ターンとした。
コイルの間の絶縁層にはポリイミドを用いた。コイルの
中心にはパーマロイ（Ｎｉ８０％）を、円柱状に磁束を
集中させるようにして電気メッキ法で作製した。

【００３９】作製した磁気ヘッドアレイ上に、偏光子／
（誘電体多層膜／透明磁性層／誘電体多層膜）×３／Ａ
ｌ反射層／ジルコニア支持体／ポリカーボネート製磁気
カードの磁気光学素子を各カラーフィルタと電磁コイル
の位置が合うように調整して配置した。第１列（図３の
Ａの列）の電磁コイル列に１つずつ順に、約１００ｍＡ
の電流を１０ｍ秒づつ流した。次いで、第２列（図３の
Ａ’，Ａ’’の列）の電磁コイル列に第１列の印字列が
合致するように移動した後、同様に電流を流して印字し
た。Ａ，Ａ’，Ａ’’の３つで１画素（Ａ→Ｒ，Ａ’→
Ｇ，Ａ’’→Ｂ）を構成するようにしてカラー画像を得
た。特にファラデー回転角の小さいＧ（緑）などには、
電流値を増大させて流して色調を制御した。コイル中心
の表面磁界強度は１６６０ガウスであった。画像のコン
トラストは５．６であった。画像は永久磁石を移動する
ことによって容易に消去でき、また再記録することがで
きる。

【００４０】ここで、従来の方法である下記の各比較例
と下記の各実施例との比較について説明する。第１の比
較例は、誘電体多層膜を作製しなかった以外は全く第１
の実施例と同様にして、磁気光学素子と磁気ヘッドアレ
イを作製した。画像濃度は薄くてほとんど確認できなか
った。

【００４１】また、第２の比較例は、Ｃｅ置換希土類鉄
ガーネット膜を１膜として、ＳＴＣＴＳの膜構成とした
以外は全く第１の実施例と同様にして磁気光学素子と磁
気ヘッドアレイを作製した。画像のコントラストは１．
６と第１の実施例に比して大幅に低下した。

【００４２】更に、第３の比較例は、Ｃｅ置換希土類鉄
ガーネット膜を２膜として、ＳＴＣＴＳの膜構成とした
以外は全く第１の実施例と同様にして磁気光学素子と磁
気ヘッドアレイを作製した。画像のコントラストは２．
７と第１の実施例に比して大幅に低下した。

【００４３】次に、第２の実施例として、１ｍｍ厚の石
英基板上に（Ａｌ膜を設けないで）直接ＳｉＯ₂ とＴａ
₂ Ｏ₅ 膜を設けた以外は全く第１の実施例と同様にして
磁気光学素子と磁気ヘッドアレイを作製した。第１の実
施例の３０μｍ厚のジルコニア基板に比較して基板が１
ｍｍと厚いため画像は観察できなかった。そこで、表面
磁束密度が２Ｋガウスの永久磁石が付いた磁気ペンで偏
光子層側から文字を書いた。単色文字部分のコントラス
トは５．３であった。

【００４４】ここで、磁気ヘッドアレイの比較例につい
て説明すると、第４の比較例としては、ＲＧＢが１ライ
ンに並ぶように電磁コイルのピッチを７５μｍとなるよ
うにした以外は全く第１の実施例と同様にして磁気コイ
ルアレイを作製した。しかし、この場合はパーマロイの
コアを作製するスペースが小さくなり、電磁コイルの内
に設けることができなくなった。よって、磁束を集中さ
せることができなくなり、画像は第１の実施例よりボケ
たものとなった。また、画像のコントラストも２．３と
低下した。

【００４５】また、第５の比較例としては、ファラデー
回転角の小さいＧ（緑）に、電流値を調整することなく
流した。この結果、カラー画像において緑味が少なく、
第１の実施例より少しすくんだ色調であった。

【００４６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高屈折率誘電体及び低屈折率誘電体の順にかつ交互に積
層して構成する第１の誘電体多層膜と、膜面に対して垂
直な方向に磁気異方性を有する透明磁性層と、低屈折率
誘電体及び高屈折率誘電体の順にかつ交互に積層して構
成する第２の誘電体多層膜とを順に積層した構造体と、
カラーフィルタとを順に積層した構成を有することに特
徴がある。また、構造体を複数積層する。よって、ファ
ラデー効果が増大してより一層高いコントラストのカラ
ー画像を表示できる。

【００４８】また、構造体を挟んで一対の偏光子層を設
けたことにより、磁気記録像の可視化が可能となり、更
にコントラストの大きなカラー画像が得られる。

【００４９】更に、構造体の第１及び第２の誘電体多層
膜における材料、積層数、膜厚を同一にし、かつ構造体
の第１と第２の誘電体多層膜とを透明磁性層に対して対
称とすることにより、磁気光学効果が大幅に増大してカ
ラー画像のコントラストを向上できる。

【００５０】また、透明磁性層の平均膜厚を１００ｎｍ
〜１μｍとすることにより、磁気特性や光透過率の良好
なカラー画像が得られる。

【００５１】更に、構造体及びカラーフィルタを挟んで
一方の端面に偏光子層、他方の端面に反射層を設けたこ
とにより、反射層側から容易に磁気記録ができ、コント
ラストの高い反射カラー画像が得られる。

【００５２】次に、別の発明としては、磁気光学素子に
画像を形成する磁気ヘッドアレイについて、複数の磁気
コイルを複数列にかつ千鳥状に配列して構成することに
特徴がある。よって、微細コイル作製が容易になり、高
分解能なカラー画像が得られる。

【００５３】また、複数の磁気コイルへの電流値を、カ
ラーフィルタの色毎に所定の割合で変えて通電すること
により、色再現性の良いカラー画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における磁気光学素子の基本構成の積層
構造を示す概略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における磁気光学素子の
積層構造を示す概略断面図である。

【図３】本発明における磁気ヘッドアレイの配列を示す
概略平面図である。

【図４】本発明におけるファラデー回転角の波長依存性
特性を示す図である。

【図５】本発明における誘電体多層層の誘電体磁気材料
を示す図である。

【符号の説明】

１磁気光学素子１１，１３誘電体多層膜１２透明磁性層１４カラーフィルタ１５偏光子層１６反射層１７支持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高屈折率誘電体及び低屈折率誘電体の順
にかつ交互に積層して構成する第１の誘電体多層膜と、
膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する透明磁性
層と、低屈折率誘電体及び高屈折率誘電体の順にかつ交
互に積層して構成する第２の誘電体多層膜とを順に積層
した構造体と、カラーフィルタとを順に積層した構成を
有することを特徴とす磁気光学素子。
【請求項２】前記構造体を複数積層する請求項１記載
の磁気光学素子。
【請求項３】前記構造体を挟んで一対の偏光子層を設
けた請求項１又は２記載の磁気光学素子。
【請求項４】前記構造体の前記第１及び第２の誘電体
多層膜における材料、積層数、膜厚を同一にし、かつ前
記構造体の前記第１と第２の誘電体多層膜とを前記透明
磁性層に対して対称とする請求項１〜３のいずれか１項
に記載の磁気光学素子。
【請求項５】前記透明磁性層の平均膜厚を１００ｎｍ
〜１μｍとする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁
気光学素子。
【請求項６】前記構造体及び前記カラーフィルタを挟
んで一方の端面に偏光子層、他方の端面に反射層を設け
た請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気光学素子。
【請求項７】磁気光学素子に画像を形成する磁気ヘッ
ドアレイについて、複数の磁気コイルを複数列にかつ千
鳥状に配列して構成することを特徴とする磁気ヘッドア
レイ。
【請求項８】複数の前記磁気コイルへの電流値を、前
記カラーフィルタの色毎に所定の割合で変えて通電する
請求項７記載の磁気ヘッドアレイ。