JP2653520B2

JP2653520B2 - 光磁気記録媒体

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Publication number: JP2653520B2
Application number: JP18918689A
Authority: JP
Inventors: 裕三山本; 幸一郎鈴木; 和男槙
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JPH0354748A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学記録媒体、特に光磁気記録媒体に関す
る。さらに詳しくは記録用媒体層の記録磁区形状の制御
が容易で、高密度記録、高速データ転送に適した新規な
光磁気記録媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報処理の大容量化に伴い、高密度記録の可能
な各種記録技術が開発されている。特に、所謂磁気光学
効果を利用した書き換え可能な光磁気ディスクが有望視
されている。このような光磁気ディスク等の記録媒体
は、主にディスク面に対して垂直な方向に磁化容易軸を
有する垂直磁化薄膜を、ガラス、樹脂等の基板上に形成
したもので、情報の書き込みには上記磁性薄膜へのレー
ザ光による熱磁気書き込みを用い、再生時には磁気光学
効果による上記磁性薄膜からの反射光、もしくは透過光
の偏光面回転を検出することで、記録媒体に貯えられて
いる磁気的情報を読み出すものである。

情報を記憶する垂直磁化薄膜としては、近年は希土類
遷移金属アモルファス膜あるいはその合金のアモルファ
ス膜が主流となっている。このような材料としては、Gd
Fe,NdFe,DyFe,TbFe等が挙げられ、更に、これらに第３
元素としてSb,Gd,Co等を添加することによって多元合金
化すると記憶特性が改善されることも知られている。

通常、この非晶質希土類・遷移金属合金薄膜の製造
は、日本金属学会会報第24巻第７号（1985）p581〜p587
やトリケップス社「光磁気ディスク」（1986）p43〜p81
に記載されているように、真空蒸着法、直流２極スパッ
タ法、３極スパッタ法、高周波スパッタ法、プレナー製
マグネトロンスパッタ法などによってなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した金属薄膜を記録層とする光磁
気記録媒体は、高密度記録媒体として大きな注目、期待
が寄せられてはいるが、工業化に際しては克服すべきい
くつかの重大な課題を残していた。

即ち、大きな課題としては、記録磁区の形状が第２図
に示すように涙滴状となるため、ピットエッジの位置決
めや磁区幅の制御が困難で、記録密度の一層の向上が難
しく、ひいては高速転送の実現の大きな妨げとなってい
た。

この課題に対して様々な工夫が既になされてはいる
が、未だ克服するには至っていない。例えば、上記課題
の克服については、イ）媒体の加熱効率を良くするこ
と、つまり熱伝導率が小さいこと、ロ）キュリー点が低
いこと等が望まれるが、未だこれらの要求を十分に満た
す金属薄膜材料は得られていないのが実情である。

従って、本発明の目的は、効率良く高密度・高速記録
のできる光磁気記録媒体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はかかる現状に鑑みて、熱伝導度の小さい記録
膜材料を開発すべく種々検討した結果、光磁気記録媒体
の記録層中に有機物を複合すれば上記の目的を達成でき
ることを見出し、本発明の完成に至ったものである。

即ち本発明は、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有
し、かつカー回転軸が0.1度以上、キュリー点が400℃以
下の金属磁性膜中に、重量平均分子量が500未満の有機
物の１種以上を含有する有機複合膜からなる記録層を有
することを特徴とする有機複合光磁気記録媒体に係るも
のである。

本発明における光磁気記録媒体に使用される金属磁性
膜は膜面に垂直な磁化容易軸を有し、かつカー回転角が
0.1度以上、好ましくは0.2度以上、キュリー点が400℃
以下の範囲のものであることを要する。つまり垂直磁気
記録用に用いられるCoCr,CoNiP等の薄膜材料は、キュリ
ー点が高く、半導体レーザ光による熱磁気書き込みを行
うことが難しく、光磁気記録媒体としては実用的でない
ため除外される。

本発明によれば、上記の如き金属連続薄膜中に重量平
均分子量が500未満の有機物の１種以上を複合した磁性
膜を記録層として用いることによって、高密度・高速記
録を可能にした光磁気記録媒体が提供される。

本発明の光磁気記録媒体に於いては、有機物の適量と
金属元素とを、金属薄膜の有する本来の磁気光学特性を
劣化させることなく複合化させ、この複合化した有機物
の作用によって記録層の熱伝導度を低下させることがで
きる。つまり熱伝導度を小さくすることによって記録磁
区の不必要なふくらみを防止し、且つ形状が精密にコン
トロールされた微小な記録磁区を高密度に形成できるた
め、高密度・高速記録が可能となった。さらには本発明
によると、加熱効率も高められるため、出力の制約され
た半導体レーザーを光源に用いても短時間で書き込みを
行うことが可能である。

従来、媒体の熱伝導を妨げる手段として、保護膜に熱
伝導率の小さいTa₂O₅等を用いることなどが提案されて
いる。しかしこれらの方法では、実際に情報が記録され
る記録膜自身の熱特性が何ら改善されず、記録磁区が涙
滴状となることは妨げない。また、保護膜に要求される
透過率、屈折率、保護特性などの特性を満足し、かつ熱
伝導度が十分小さい保護膜材料は見出されていなかっ
た。これらの従来の提案は、記録膜自身の熱伝導度を低
下させることを可能にした本発明とは本質的に異なるも
のであるが、また、本発明を保護膜に応用すれば、従来
使用されている保護膜材料の熱伝導度を更に低下させる
ことも可能である。

一方、レーザ光加熱により情報を記録する光記録媒体
としては、光磁気型以外に有機薄膜やカルコゲナイト系
の材料等を用いた相変化型あるいは穴あけ型光ディスク
が知られている。本発明は主として光磁気記録媒体に関
するものであるが、他のヒートモード光記録媒体に関し
ても、特に記録媒体に合金等熱伝導率の大きい材料が用
いられているものについては、本発明を応用して記録感
度を高めることができる。

本発明で使用できる金属磁性膜材料としては、膜面に
垂直な方向に磁化容易軸を有し−即ち垂直磁気異方性エ
ネルギーが正であり−、半導体レーザによる熱磁気書き
込みに適したキュリー温度あるいは補償温度を有するこ
とが好ましい。

このような材料としては、希土類−遷移金属アモルフ
ァス合金が一般には好ましいが、結晶体の形式であって
もよい。これらの例としては、GdFe,TbFe,GdCo,DyFe,Gd
TbFe,TbDyFe,TbFeCo,NdDyFe,NdDyFeCa,GdTbCo,GdTbFeC
o,GdFeBi,GdTbFeCe;あるいはこれらにBi,Ni,Pt,Ta,In,C
r,Ti,Sr,Ce等の添加元素が添加されたもの;MnBi,PtCo,P
tMnSb,MnCuBi,MnAlCe等が挙げられる。

本発明で使用できる有機物は特に制約はないが、次の
条件を満たしていることが好ましい。

１）実用波長域で光の吸収が小さい２）希土類及び遷移金属に対して酸化剤とならない３）融点が少なくとも記録膜のキュリー点より高い４）ノイズの原因となる様な光学活性を示さないまた、有機複合膜を真空蒸着法により製造する場合、
有機物の添加量を制御するために有機物は室温で固定で
あることが望ましいが、有機粉末が常温で液体或いは基
体であっても、真空蒸着法で膜中に有機物を複合させる
ことは可能である。

有機物の添加量は、0.001〜10重量％の範囲が使用で
きるが、好ましくは有機物の種類にもよるがおおむね0.
01〜５重量％の範囲が良い。

有機物の添加量が0.001重量％未満では、本発明によ
る熱伝導率の低下がほとんど認められず、0.01重量％以
上であればおおむね上記の効果が認められる。また、有
機物の添加量が10重量％を超えると、得られる記録膜の
耐食性が低下して問題となる。５重量％以下であれば、
耐食性低下も緩和され、本発明の目的に最も合った記録
膜が得られる。

本発明で使用される有機物の重量平均分子量は500未
満である。有機物の重量平均分子量が500未満のものは
実用波長域の吸収が極めて低いため、磁気光学特性の劣
化を気にかけることなく複合化できる点に大きなメリッ
トがある。また、分子量の下限としては常温で固体のも
のが好ましく、重量平均分子量が100以上のものが好ま
しい。

膜厚は光磁気記録媒体の記録層として100〜2000Åの
範囲が好ましい。

薄膜を形成する基板としては、ポリカーボネート、ポ
リオレフィンあるいはガラス等の透明基板、もしくはそ
の上に窒化物、酸化物等の透明下地層が形成されたもの
を用いることができる。

また、記録層の上に更にスパッタリング等により保護
膜等を形成し、例えば第１図の様な多層構造としても良
い。この様な多層構造としたとき、保護膜、反射膜等に
用いることができる材料としては、Cu,Al,Ti,Pt,Au,Ni,
Mn,Bi,Cr,Ag,Sn等の金属や、AlN,Si₃N₄,AlSiN,CeF₂,MgF
₂,LaF₃,CaF₂,NaF,ZnS,SiO,SiO₂,CeF₃,AlF₃,Ta₂O₅,CoFe₂
O₄,Y₃Fe₅O₁₂,Bi₃Fe₅O₁₂,（BiY）₃Fe₅O₁₂等の誘電体を挙
げることができる。

〔作用〕

本発明による光磁気記録媒体は以下１）〜５）の特徴
的作用を有する。

１）有機物の作用により膜の緻密性、表面平滑性が増
大し、読み出し時の媒体ノイズが低減される。

２）有機物の作用により膜の熱伝導が抑制され、書き
込みレーザ光による加熱効率が向上し、書き込み速度が
向上する。

３）熱伝導が小さいため、レーザ光束が照射されない
部分への熱の伝播を防ぐことができ、書き込みレーザ光
の軌跡に忠実に微小な記録磁区が形成され、記録密度の
増大が可能となる。

４）上記２）による書き込み時間の短縮と、上記３）
による線記録密度の増大により、従来の書き込みレーザ
出力及びディスク回転数で光磁気ディスクの高速データ
転送が可能となる。

５）磁気光学特性を損なうことなく、上記１）の効果
を得ることができる。

〔実施例〕

以下実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

成膜方法電子銃付真空蒸着装置を用いて希土類金属用、遷移金属
用及び有機物用るつぼを各々セットし、３元同時蒸着を
行った。有機物の蒸発源は一部抵抗加熱を用いた。

本実施例で用いた有機物を表１に示す。

有機物含有量の測定金属中炭素分析装置（堀場製作所製、EMIA−110）を
用いて1000〜1350℃に加熱し、発生するCO₂,COを定量す
る方法、UV吸収法、もしくは蛍光Ｘ線法のいずれかによ
り定量した。

金属組成の分析 ICP法（日本ジャーレルアッシュ社製、ICAP−575型）
を用いて分析した。

膜厚の測定触針式段差測定機、又は繰り返し反射干渉計により測
定した。

磁気光学特性の測定カー効果測定装置（日本分光Ｋ−250）によりカー回
転角（θｋ）、保磁力（Hc）及びキュリー点（Tc）を測
定した。

耐食性試験 0.1N NaCl溶液を膜面に均一に噴霧した後、60℃,90％
RHの環境下で連続100時間放置試験を行い、その前後で
の膜の腐食部分の面積率を画像解析装置により求めた。
100時間放置後の腐食部分の面積率により、次の３段階
で評価した。

A:30％未満 B:60％未満 C:60％以上熱伝導率の測定ポリイミド及びPETフィルム上に膜厚１〜５μｍで成
膜した試料についてレーザフラッシュ法により測定し
た。

膜構造及び表面形状透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製2000FX）、電解
放射型走査型電子顕微鏡（日立Ｓ−4000）を用いて膜の
微細構造、非晶質性、表面形状等の観察を行った。

結果表２に本発明品の金属組成、使用有機物（表１に示し
たものの番号）及び成膜方法と熱伝導率及び比較例とし
て有機物を含まない場合の例と共に示す。

まず、熱伝導率は、有機物の添加によりいずれも低下
している。また、カー回転角は金属組成により0.30〜0.
42度の範囲で金属組成が等しい場合は±0.02度の範囲内
でほぼ一定であった。保磁力は6kG以上、キュリー点は1
50〜200℃の範囲であった。有機物を添加したことによ
る磁気光学特性の劣化（カー回転角の減少、保磁力の低
下及びキュリー点の上昇）は、添加量５重量％以下の範
囲内では認められていない。

その他GdTbFeCo,GdTbFe,NdDyFeCo,NdDyFe,TbFeのいず
れの系（No.16〜19）においても有機物の添加による同
様の効果が認められた。

以上の如く本発明により得られる有機複合希土類遷移
金属合金膜を記録層に用いることにより、その熱伝導率
が低下するため高密度・高速記録のできる光磁気記録媒
体を提供できることがわかった。

【図面の簡単な説明】第１図は一般的な光磁気記録媒体の構成を示す断面略示
図、第２図は従来の媒体に書き込まれた記録磁区の形状
を模式的に示す図である。 1,2:媒体の熱伝導率が大きいために涙滴状となった記録
磁区 3:ビーム走査方向 4:ビーム照射時間が異なるときの磁区幅の差 5,6:理想的な記録磁区形状 7:ピットエッジの位置ずれ 11,21:基板 12,22:記録層 13,23:保護層 14,24:下地層 15:封止材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−261049（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−271744（ＪＰ，Ａ) 特開平１−107351（ＪＰ，Ａ) 特開平１−165050（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−183459（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有し、か
つカー回転軸が0.1度以上、キュリー点が400℃以下の金
属磁性膜中に、重量平均分子量が500未満の有機物の１
種以上を含有する有機複合膜からなる記録層を有するこ
とを特徴とする複合光磁気記録媒体。
【請求項２】金属磁性膜の主成分が希土類金属及び遷移
金属元素の中から選ばれた１種以上である請求項１記載
の光磁気記録媒体。
【請求項３】金属磁性膜がTb,Gd,Nd,Dyの中から選ばれ
る希土類元素を少なくとも１種以上含み、かつFe,Coの
どちらか一方又は両方を含むものである請求項１又は２
記載の光磁気記録媒体。