JPH0271440A - 複合光磁気記録媒体 - 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、一般的には、新規な複合光磁気記録媒体に関
するものであり、特に、文書ファイル、画像ファイル、
コンピューターの外部メモリー等の分野で用いられる光
磁気ディスク、光磁気カード、光磁気テープ等に有効に
利用することのでき発明が解決しようとする課題 高速・高密度の記録・再生・消去が可能な書換え可能な
メモリーとしての磁気光学効果を利用した光磁気記録媒
体では、磁性体層の所定の領域に光を照射することによ
る光−熱効果で逆磁区を形成して情報を記録し、磁気光
学効果によって書込んだ情報を読み出す。

上記の光磁気記録媒体では、読出し時の信号強度は光磁
気記録材料層の反射率とカー（Ｋｅｒｒ）回転角（θ）
とに強く依存するので、光磁気記録媒体としての特性を
向上するためには、カー回転角を大きくすることが一つ
の課題となる。しかし、従来一般に使用されている希土
類−遷移金属系の合金膜の場合のθえは０．２〜０．３
度程度である。

そこで、見掛けのθうを大きくするために、従来から、
磁性層の上に誘電体層を重ねた干渉膜構造や、磁性層の
下に反射膜を設けた反射膜構造等が提案されている。

しかし、干渉膜構造の場合には、干渉膜構造を形成する
誘電体層の厚さを極めて厳密に制御する必要があるため
、生産性が悪いという欠点がある。

一方、反射膜構造の場合には高い反射率を得るのに反射
層を金属にしなければならないため、情報書込み時の光
−熱効果が熱拡散により低下し、記録感度が低下すると
いう欠点がある。

さらに、反射膜構造の改良型として、磁性層と反射層の
間に５ｉｎ２のような透明誘電体層を設けて、誘電体層
と反射層とによる仮想屈折率を０に近づけるこ吉により
、反射層のみの場合よりも高い［生能を実現させると同
時に、誘電体層によって反射層による熱拡散を抑止しよ
うとするものが提案されている。しかし、この方式の場
合にも、仮想屈折率は誘電体層の厚さに強く依存するた
め、膜厚の制御を非常に厳密に行う必要がある。

このように、従来から提案されている光磁気記録媒体の
構造では、わずかなカー回転角の向上のために極必で精
密な膜厚制御が要求される。しかし、膜厚依存性のある
上記のような製品は、製造技術の上で問題となるだけで
なく、実際にカー回転角（θ。）がエンハンスされる波
長がレーザビームの入射角変動により移動する等の実用
上の問題もある。

従って、本発明の目的は、新しい原理に基づいて反射率
を大幅に大きくし、その結果、信号強度を大幅に大きく
した複合光磁気記録媒体を提供することにある。

発明の構成 本発明の提供する複合光磁気記録媒体は、基板と、この
基板上に形成された光磁気記録材料層とを含む光磁気記
録媒体において、記録および／または再生用の光源の波
長領域において電子遷移を起こす物質によって構成され
る少なくとも一層の薄膜が上記光磁気記録材料層に隣接
して設けろれていることを特徴としている。

上記光磁気記録媒体は基板の形状に応じて、ディスク、
ドラム、テープ、カード等の任意の形状にすることがで
き、記録層はこれらの片面または両面に形成することが
できる。構造的には、表面続出し型、背面読出し型、反
射型、透過型、エアサンドインチ型、密着貼合わせ型等
の任意形式のものを使用することができる。

基板材料としては、金属、ガラス、プラスチック、セラ
ミフクス等の任意の材料を用いることができる。記録・
再生は一般に基板を介して行われるので、基板材料とし
てはポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレイト、ア
モルファスポリオレフィン等の透明プラスチックを用い
るか、ＧＧＧ等の透光性セラミックまたは強化ガラスを
用いるのが好ましい。

また、この基板上には記録・再生光を案内したりアドレ
スするための情報列を形成しておくことができる。具体
的には、書込み／続出しレーザービームのトラッキング
用のプレグルーブあるいはプレピット、アドレスやエラ
ー訂正または同期信号用のプレピット、さらにはプレフ
ォーマット信号に対応するビア）列等を予め形成してお
くことができる。

上記光磁気記録材料層はカー効果および／またはファラ
デー効果を示す公知の任意の光磁気記録材料で構成する
ことができる。具体的には、非晶質の希土類−遷移金属
（Ｒ−Ｔ）合金膜、スピネルフェライト、六方晶フェラ
イト等が例示できる。

本発明の特徴は、記録および／または再生用の光源の波
長領域において電子遷移を起こす物質によって構成され
る少なくとも一層の薄膜が上記光磁気記録材料層に隣接
して設けられている点にある。

上記の電子遷移を起こす物質は紫外部、可視部および赤
外部の少なくとも一つの波長領域において電子遷移を起
こす物質であればよいが、実用上は、可視部および近赤
外部領域において電子遷移を起こす物質であるのが好ま
しい。

すなわち、現在実際に光磁気記録において実用上用いら
れている記録・再生用光源は半導体レーザー、Ａｒレー
ザー、ヘリウムレーザー等のレーザー光源、特に、可視
部および近赤外部に吸収を有する小型の半導体レーザー
であるので、上記の電子遷移を起こす物質は可視部およ
び近赤外部領域において電子遷移を起こす物質が好まし
い。しかし、より高密度な記録密度を達成するために、
より波長の短い光源、例えば、４００ｎｍ付近の波長の
半導体レーザーが将来開発された場合にも、本発明は適
用することができる。

一般に、上記条件を満足する物質としては、可視部に吸
収を有する色素すなわち染料および／または顔料として
用いられている物質を始めとして、紫外部および赤外部
において電子遷移と吸収のあるその他の物質を用いるこ
とができる。

なお、この紫外部、可視部および赤外部において電子遷
移と吸収のある物質の層は別体の層として形成するのが
一般的であるが、透明基板自体の少なくとも一部と一体
に形成することもできる。

一般に、本発明では上記２つの薄膜、すなわち、磁性薄
膜および本発明による電子遷移を起こす物質によって構
成される少なくとも一層の薄膜の少なくともいずれか一
方を支持する支持体をさらに含んでいる。この支持体が
透明な基板である場合には、光をこの基板を介して入射
することができる。逆に、不透明基板の場合には、反射
型のメディアとして両面を用いることもできる。

上記の紫外部、可視部および赤外部の少なくとも一つの
波長領域において電子遷移を起こす物質によって構成さ
れる薄膜は上記基板側に設けてもよく、逆に、上記光磁
気効果を示す材料側に設けてもよい。

なお、上記光磁気記録層が酸化されやすい物質の場合に
は、上記の紫外部、可視部および赤外部の少なくとも一
つの波長領域において電子遷移を起こす物質と光磁気記
録層との間に保護層を設けることもできる。

さらに、上記の紫外部、可視部および赤外部の少なくと
も一つの波長領域において電子遷移を起こす物質によっ
て構成される薄膜は少なくとも２層以上積層して用いる
こともできる。

作用 本発明による上記構成の複合記録媒体のカー回転角が増
大する機構はメディアの積層構造、上記電子遷移を起こ
す物質の種類、光ヘッドによる読み出しの方向等に依存
するので、必ずしも単一のメカニズムによるものとはい
えないが、電子遷移領域での屈折率の大きな変化による
ものと考えられる。すなわち、電子遷移を行う物質は共
鳴波長あるいは共鳴波長領域において第１図に示すよう
な複素誘電率の変化を示す。従って、複素誘電率の実数
部がほとんど零となり且つ虚数部が十分率さい波長領域
においては、反射率が増大する。換言すれば、この物質
は波長に得意な高効率の反射膜として機能する。

上記のような電子遷移と誘電率の変化並びに物質の波長
特異的な反射効果自体は物理光学において周知のことで
ある。例えば、１．Ｐｏｃｋｒａｎｄ達の論文「表面プ
ラスモンスペクトロスコピーによる有機染料の光学的性
質Ｊ　（Ｊ、　Ｃｈｅｍ、Ｐｈｙｓ、６９（９）。

Ｉ　Ｎｏｖ、　１９７８．１１１１４００１−４０１１
）　　には、銀−有機染料の複合膜の反射率の波長特異
的な反射効果について記載されている。

この波長特異的な反射効果を反射膜として利用すれば、
磁性体層に入射した光を多重反射させてカー効果を多重
反射回数だけエンハンスさせ、あるいは、磁性体層を通
過した光のファラデー効果を多重反射光路長だけエンハ
ンスさせることができる。

本発明は、上記の波長特異的な反射効果を磁性体層と組
み合わせて光磁気記録媒体として応用したものである。

本発明の特徴である光磁気記録材料層と、それに隣接し
て設けられる記録および／または再生用の光源の波長領
域において電子遷移を起こす物質との組合せは、下記の
基準に基いて選択される：（１）成膜特性すなわちノイ
ズの無い薄膜が形成できること、および、 （２）　　光磁気記録材料を劣化させないこと、特に希
土類−遷移金属アモルファス膜のように空気中の酸素に
よって極めて劣化し易い膜の場合には、真空チャンバー
内で成膜できること、 上記の組合せは適宜実験によって求めることができる。

この場合には、上記の材料および物質を下記に例示する
公知のものの中から選択することができる。

光磁気記録材料： ここで用いられる磁性体は熱磁気効果で磁区が容易に反
転し、室温付近で磁区が安定に保持されるようなキュリ
ー温度や補償温度を有するものが好ましく、磁区を小さ
く記録密度を上げるため垂直磁化膜であることが望まし
く、遷移金属−希土類金属及びこれらの合金の群から選
ばれる磁性薄膜が好ましい。

具体的には、以下のものが挙げられる。

（１）ガーネット：　Ｒ，Ｆｅ５０＋ｓ、Ｒ３（ＦｅＡ
ｌ）　５０＋　２、Ｒ３（ＦｅＧａ）　５０，２（Ｒ−
希土類元素、例えば、Ｂｉ、Ｙ、　Ｓｍ、　Ｅｕ、　Ｇ
ｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈａ、Ｅｒ、　Ｔｍ。

Ｙｂ５Ｌｕ）、 （ｉｉ　）　　スピネルフェライト：　ＭＦｅ２０＜　
（Ｍ＝Ｍｎ。

Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎ＋、Ｃｕ、　Ｍｇ、　Ｌｌｏ、　５
Ｆｅｏ、　ｓ）、（ｉｉｉ　）六方晶フェライト：　Ｍ
ＦｅＢＯ＋ｑ　（Ｍ＝Ｂａ。

Ｐｂ、　Ｓｒ、　Ｃａ、、Ｎｉｏ、　５Ｆｅｏ、　５、
Ａｇｏ、　５Ｌａｏ−Ｓ）　　、（ｉｖ）多結晶膜：Ｍ
ｎＢ１、！、Ｉ　ｎ　Ｃｕ　Ｂ　ｉ、ＭｎＡｌＧｅ、、
ＭｎＧａＧｅ。

ＰｔＣｏ、　Ｅｕ０１Ｐｔ！、１ｎＳｂ。

（ｖ）希土類−遷移金属膜：　Ｇｄ−Ｃｏ、　Ｇｄ−Ｆ
ｅ、　ＤｙＦｅ５Ｔｂ−Ｆｅ、　Ｇｄ　−Ｔｂ−Ｆｅ、
　Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ。

Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、　Ｇｄ　−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、（Ｇ
ｄ−Ｉ’ｅ）Ｂｉ、　（Ｇｄ　−Ｆｅ）　−３ｎ、　Ｎ
ｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ。

（ｖｉ）複合膜：　ＣｒＯ□／ガーネット、希土類−遷
移金属／ガーネット、希土類−遷移金属／希土類−遷移
金属（例えば、ＴｂＦｅ／ＧｄＦｅＣｏ）特に、ガーネ
ットやフェライトはスピンコードで膜を形成できるとい
う利点がある。

紫外から赤外の領域で電子遷移を起こす物質紫外から赤
外の領域で電子遷移を起こす物質は赤外域〜可視域に電
子遷移の波長を有するものあればよく、特に限定されな
いが以下のものを挙げることができる。

（ｉ）近赤外用 鉛フタロシアニン、ＣＯフタロシアニン、ＶＯアフタン
アニン、Ｐｂフタロシアニン等のフタロシアニン系色素
； ナフトキノン系色素 ナフタロシアニン系色素； １Ｌ６−シフエニルピランー２−イリデン−スクアリウ
ム等のスクアリウム系色素 １１’−ジエチル−４，４°−キノカルボシアニンアイ
オダイド； シアニン系色素； アズレニウム系色素； クロコニウム系色素； ジチオール・ニッケル錯体系色素； （１１）可視部用 クリスタルバイオレット、 アクリジン、 ローダミンＢ１ ピグメントイエロー　３７．　Ｃ１７７１９９、ピグメ
ントイエロー　３５．　ＣＩ　７７１１７、ピグメント
オレンジ　２０．　ＣＩ　７７１９６、ピグメントレッ
ド　　１０８　ＣＩ　７７２０２、ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン ピグメン トオレンジ　２１ トイエロー　３４ トゲリーン　１７゜ トゲリーン　１８゜ ドブルー　　２８゜ ドブルー　　２７゜ トバイオレット トオレンジ　２３゜ ドブラウン　６゜ トレッド　　１１３ トレッド　　１０４ トイエロー　５３゜ トレッド　　１０１ トレッド　　１０５ ドブラウン　７゜ トイエロー　３２゜ ドブルー　　２９゜ トバイオレット ドブラウン　７゜ トレッド　　１０６ ＣＩ　　７７６０１、 Ｃ１７７６０３、 ＣＩ　　７７２８８、 Ｃ１７７２８９、 ＣＩ　　７７３４６、 ＣＩ　　？７５１０． １６、　　ＣＩ　　７７４４２、 ＣＩ　？？２０１、 ＣＩ　７７４９９． ０７７２旧、 Ｃ１７７６０５、 ＣＩ　　７７７８８、 Ｃ１７７４９１、 口１　７７５７８、 Ｃ７７４９９、 ＣＩ　　７７８３９、 Ｃ７７００７， １５、口１　７７００７、 ＣＩ　　７７４９９、 ＣＩ　　７７７６６、 ピグメントイエロー　３６．　ＣＩ　７７９５５、ピグ
メントブラウン　１１．　ＣＩ　７７４９５、ピグメン
トイエロー　３６．　Ｃ１７７９５５、プルシアンブル
ー コバルトバイオレット、 アンチモニーレッド。

上記の各層は、公知の任意の方法、例えば、蒸着、スパ
ッタリング等の物理蒸着方法やスピンコード、ディッピ
ング、スプレー噴霧等の塗装方法で形成することができ
る。上記の物質は必要に応じて溶剤、バインダー等に溶
解・分散させて用いることができる。

本発明による上記２つの材料、物質および基板を積層す
る場合の順番は、特に問題がない。一般には、例えば、
基板上に磁性層、有機色素層の順に作製した複合膜、基
板上に有機色素層、磁性層の順に作製した複合膜のどち
らの場合もそれぞれ固有の光の波長においてθ、増大が
認められる。

光ビームの入射、信号の読み出しの方向も、基板側から
、または記録膜側からの両者が可能である。

上記の基板、磁性体層および色素層の構成に加え、記録
媒体の劣化防止あるいは損傷からの保護と断熱のために
付加的な層や付加的な反射膜を設けることも可能である
が、この場合には、磁性体層と色素層との間は直接接触
している必要がある。

かくして、従来から使われてきたエンハンス膜のように
、カー回転角（θ、）のエンハンスされる波長が、作製
時の膜厚のばらつきや、レーザビームの入射角変化によ
り移動することがなく、さらに、金属を使った反射膜構
造の記録媒体のように、熱拡散による記録感度の低下も
ない。

以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は以
下の実施例に何等限定されるものではない。

実施例１ 先ず、ＲＦスパッタリング法によりガラス基板上に２０
００人厚さのコバルト膜を成膜した。次いで、このコバ
ルト膜上に蒸着法によって鉛フタロンアニン色素膜を厚
さ約１μｍ蒸着した。

次いで、上記コバルト膜の膜面に垂直方向に外部磁場１
４．２　Ｋ　Ｇをかけてコバルトを膜面に対して垂直方
向に飽和磁化した。

膜面側からモノクロメータの光を入射し、光の波長を連
続的に変化させながら、上記コバルト膜の膜面にほぼ垂
直にレーザー光を入射させた場合のカー回転角（θＫ）
の波長依存性を測定した。

測定結果を第２図へに示す。

比較のため、鉛フタロシアニン自体の透過スペクトルを
第３図に示す。この第３図かられかるように、鉛フタロ
シアニン自体は３００ｎｍと７００ｎｍ付近に大きな吸
収がある。

さらに、比較のため、ＲＦスパッタリング法によりガラ
ス基板上に厚さ２０００人コバルト膜のみを成膜し、実
施例１と同条件でθ、の波長依存性を測定した結果を第
２図已に示しである。

第２図のＡおよびＢ１さらには第２図のＡと第３図を比
較することによって、本発明に従って作成された実施例
では、鉛フタロシアニンの電子遷移の波長の一つである
３０Ｏｎｍ付近にθつの大きな変化が観測されることが
わかる。

実施例２ ガラス基板上に、２０００人の厚さの鉛フタロシアニン
色素膜を蒸着し、その上にスパッタリング法によって、
厚さ１００人のコバルト膜を光が透過するように成膜し
た。このようにして作製した試料に、膜に対して垂直方
向に１４．２　Ｋ　Ｇの外部磁場をかけ、膜面に対して
垂直方向にコバルトを飽和磁化させ、膜面入射によりカ
ー回転角（θ、）を測定した。測定結果を第４図に示す
。

第４図から吠らかなように、この層構成の場合にも、鉛
フタロシアニンの電子遷移による吸収波長の３（］Ｏｎ
ｍおよび７００ｎｍ付近に、カー回転角（θＫ）の変化
が見られる。特に、７００ｎｍ付近では、カー回転角（
θ、）が非常に増大している。

実施例３ ガラス基板上にコバルトを、実施例１と同様に１００　
人の厚さにスパッタし、次いで、このコバルト薄膜上に
クリスタルバイオレットのイソプロピルアルコール溶液
を塗布して２０００人の色素層を形成した。

このようにして作製した試料を、実施例１と同様に垂直
方向に飽和させ、ガラス側からモノクロメータの光を入
射してカー回転角（θＫ）を測定した。ガラスのファラ
デー効果による回転角の増加分を除去するため、上記で
使用したのと同様のガラス基板に、銀を蒸着してガラス
側から測定した回転角を差し引いた値を第５図に示しで
ある。

クリスタルバイオレットの薄膜での電子遷移による吸収
は、５６０ｎｍ付近に強い吸収があるが、これより少し
短波長の４７０ｎｍ付近にカー回転角（θＫ）の増大が
見られる。

実施例４ 実施例３のクリスタルバイオレットの代りにアクリジン
を使って、実施例３と同様な方法で試料を作製してカー
回転角を測定した。得られた結果は第６図に示しである
。

アクリジンの薄膜の吸収は５４０ｎｍ付近にあるが、そ
のカー回転角（θ、）は４７０ｎｍで増大することが示
されている。

実施例５ 実施例３のクリスタルバイオレットの代りにローダミン
Ｂを使って、実施例３と同様な方法で試料を作製してカ
ー回転角を測定した。得られた結果は第７図に示しであ
る。

ローダミンＢの薄膜の吸収は５８０ｎｍ付近にあるが、
そのカー回転角（θう）は５００ｎｍで増大することが
示されている。

実施例６ ＲＦスパッタリング法によりＧｄ２６Ｃ０７４合金ター
ゲットを用い、バイアス電圧−１００Ｖを印加してＧｄ
Ｃｏアモルファス薄膜をガラス基板上に１００Ａ厚さに
成膜した。次いで、このＧｄＣｏアモルファス薄膜上に
蒸着法によって鉛フタロシアニン色素膜を厚さ２．００
０　人の厚さで形成した。

次いで、上記ＧｄＣｏアモルファス薄膜の膜面に垂直方
向に外部磁場３ＫＧをかけてＧｄＣｏアモルファス薄膜
を膜面に対して垂直方向に飽和磁化した。

ガラス側からモノクロメータの光を入射し、光の波長を
連続的に変化させながら、上記ＧｄＣｏアモルファス薄
膜の膜面にほぼ垂直にレーザー光を入射させた場合のカ
ー回転角（θ、）の波長依存性を測定した。測定結果を
第８図に示す。なお、この第８図ではガラスのファラデ
ー効果による回転角の増加分を除去して示しである。

発明の効果 本発明の原理に基づく光磁気記録媒体の場合には、上記
のような従来技術の欠点が無く、極めて大きなカー回転
角（θ。）のエンハンス効果が得られるだけでなく、そ
の膜厚依存性がないので生産性の観点でも問題はない。

上記実施例によって明らかなように、本発明の構成、す
なわち、磁性体層と色素層の積層構造により、特定波長
においてθ、が大幅に増大することが明らかとなった。

その波長は色素の種類、積層構造によって固有なものと
なり、逆に用いられるレーザー波長に合った膜組成およ
び構造のデザインが可能となる。

色素層を磁性体層に隣接させ磁性体側から光入射及び読
み出しを行う構成においては、前述のような従来の誘電
体層によるエンハンス法に比べ、膜厚のコントロールに
さほど厳密性が要求されず、または、色素層の熱伝導率
は一般に反射膜に用いられる金属のそれに比べて小さい
ので、熱拡散による記録感度の低下を防ぐことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための波長と誘電率
との間の関係を示すグラフである。 第２図は、実施例１および比較例１のカー回転角θにの
波長依存性を示すグラフであり、第３図は、鉛フタロシ
アニンの透過スペクトルを示すグラフであり、 第４図は実施例２の場合のカー回転角θイの波長依存性
を示すグラフであり、 第５図は実施例３の場合のカー回転角θイ長依存性を示
すグラフであり、また、 第６図は実施例４の場合のカー回転角θ。 長依存性を示すグラフである。 第７図は実施例５の場合のカー回転角θ。 長依存性を示すグラフである。 第８図は実施例６の場合のカー回転角θ、長依存性を示
すグラフである。 の波 の波 の波 の波 特許出願人　　工　業　技　術　院　長ダイセル化学工
業株式会社 代理人・複代理人　弁理士　越　項 第２図 粗枦 区 ！■− ネ宏 第３図 波長 （ｎｍ） 第４図 波長 第６図 （分） 波長 第５図 第７図 （分） ８００（ｎｍ） 波長 手続補正書 （自発） 平成元年？月／／日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、この基板上に形成された光磁気記録材料
   層とを含む光磁気記録媒体において、記録および／また
   は再生用の光源の波長領域において電子遷移を起こす物
   質によって構成される少なくとも一層の薄膜が上記光磁
   気記録材料層に隣接して設けられていることを特徴とす
   る複合光磁気記録媒体。