JPH02193341A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH02193341A
JPH02193341A JP1125789A JP1125789A JPH02193341A JP H02193341 A JPH02193341 A JP H02193341A JP 1125789 A JP1125789 A JP 1125789A JP 1125789 A JP1125789 A JP 1125789A JP H02193341 A JPH02193341 A JP H02193341A
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JP
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magneto
optical recording
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thickness
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JP1125789A
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Manabu Higuchi
学 樋口
Ryoichi Yamamoto
亮一 山本
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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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、高速データファイルや映像記録等の記録媒体
として用いられる光磁気記録媒体に関し、特に反りの小
さい機械特性の優れた光磁気記録媒体に関する。
[従来技術及びその問題点] 高記録密度で大容量であること、記録再生ヘッドと媒体
とが非接触であること、更に消去、再記録ができること
から光磁気記録媒体は近年開発が盛んに行われており、
一部実用化が成されている。
光磁気記録媒体は、基板上に記録層や保護層の薄膜より
なる光磁気記録層を有しており、前記記録層用材料とし
ては例えばMnB i、MnAlGa。
MnCuB1等の結晶材料、GdCo、GdFe。
TbFe、DyFe、GdFeB1.GdTbFe。
GdFeCo、TbFeCo、TbFeNi等の非晶質
材料の強磁性金属が用いられ、その磁化の変化を利用し
て情報が記録され、再生光の偏光状態の変化を睨みとる
上記の記録層用材料の中でも低温での成膜が可能である
こと、媒体としたときのノイズが小さいこと、感度が適
度の大きさであること等の長所を持つことからQd、T
b、D’1等の希土類金属とFe、Co、Ni等の遷移
金属との非晶質合金の薄膜が用いられている。
上記の希土類遷移金属の31膜よりなる記録層は希土類
金属を含む関係上極めて酸化され易く酸化されると保磁
力等の磁気特性が劣化してしまい記録再生が困難になっ
たりする。従って、希土類遷移金属よりなる記録層の酸
化を防止することが光磁気記録媒体の実用化上の大きな
課題となっている。
希土類遷移金属よりなる記録層中にAI、Ti。
Cr、PL等の金属原子を添加して記録層の腐食を防止
する試みもなされているがこの方法では光磁気特性を維
持して耐腐食性の向上を図るのに限界があって大幅な改
良は望めなかった。
一方、記録層に重ねて酸化物、窒化物、硫化物等の誘電
体保護層の薄膜を設けることによって希土類遷移金属か
らなる希土類遷移金属の酸化劣化を防止する方法が有効
であり、例えばSiOx。
SiNx、AlNx、ZnS等の誘電体の薄膜が前記誘
電体保護層として用いられている。
前記誘電体保護層は、前記記録層を保護するだけでなく
記録層と基板との間に設けることによって、記録層の光
磁気効果(カー回転角)を増幅するいわゆるエンハンス
効果をもたらす。
従って、多くの場合前記誘電体保護層は、記録層の上下
に設けられることが多い。
前記誘電体像iIWの中でもS fox等の酸化物はそ
の製法によっては記録層の磁気特性をむしろ低下させる
という問題もあった。
それに対して、窒化物や硫化物は非酸化物であり、外気
遮断効果は優れている。中でもS iNxは膜が緻密で
あり、保護層として最適である。
以上のように、光磁気記録媒体の光磁気記録層にあって
は、記録層の保8i層としてもまたエンハンス層として
も誘電体保護層の使用は不可欠となっている。
しかしながら、前記誘電体保護層の保護効果を高めるた
めにその膜厚を厚くすると成膜時間が長くなるという製
造適性上の問題だけでなく、内部応力によるクラックが
発生し易くなりそのため誘電体保護層として充分な膜厚
にすることができなかった。
さらに、前記誘電体保護層にS iNxを用いた場合、
特に顕著であるが、誘電体保護層体強い内部応力を持つ
ので、数100人の膜厚であっても最終的に得られる光
磁気記録媒体に大きな反りを与えるという問題があった
一方、前記光磁気記録層の上にホットメルト樹脂、電子
線硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等の塗布膜よりなる有機樹
脂保護層を設けて希土類遷移金属よりなる前記記録層の
保護をより充分にすることも行われており、例えば、ホ
ットメルト樹脂として、特開昭61−68750号公報
に開示されており、紫外線硬化樹脂としては、特開昭6
1−144744号公報、特開昭61−80532号公
報、特開昭61−133067号公報に開示されている
有機樹脂保護層として、ホットメルト樹脂は耐熱性が充
分でないという欠点もある。電子線硬化樹脂は、その膜
形成の為に高価で大規模な設備を要する。それに対して
、紫外線硬化樹脂は電子線硬化樹脂の場合はどの設備投
資は必要とせず塗布膜も形成し易く厚膜化が容易であり
、また耐熱性、耐擦傷性にも優れ、ピンホールも発生し
にくく有機樹脂保WtNの材料として最も優れている。
従って、希土類遷移金属の記録層の保護層としては窒化
物、硫化物等の誘電体薄膜の誘電体保護層の上に紫外線
硬化樹脂塗布膜の有機樹脂保護層を重ねた形態が効果的
であり、広く使用されている。
そして、前述した誘電体保護層に付随する媒体の反りの
問題を、紫外線硬化樹脂よりなる前記有機樹脂保護層の
引っ張り応力とSiNよりなる前記誘電体保護層の圧縮
応力とを関係づけて解決しようとする試みも提案されて
いる。(1988年、応用物理学会報告、4p−ZD−
15,845頁)しかしながら、光磁気記録層に不可欠
な前記誘電体保護層と前記有機樹脂保護層の膜厚と関連
させて反り、記録層の保存安定性、光磁気特性とを同時
に満足させる方法は未だ明らかでなく、問題点として残
されていた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来技術の問題点に鑑がみなされたもので
あり、光磁気記録層の特性の経時劣化がなく且つ機械特
性の優れた光磁気記録媒体を提供することを目的とする
[問題点を解決するための手段] 上記本発明の目的は、基板上に、記録層の薄膜と誘電体
保護層の薄膜を少なくとも一層含む光磁気記録層を有し
且つ該光磁気記録層の上に紫外線硬化樹脂よりなる有機
樹脂保護層がある光磁気記録媒体において、該誘電体保
護層の薄膜の膜厚の合計が900乃至2’000 Aで
あって該有機樹脂保ii層の硬化収縮率にとμmを単位
とする膜厚をは式(1)で表される関係にあることを特
徴とする光磁気記録媒体 5−42に≦t≦4l−243k   (1)によって
達成される。
本発明の光磁気記録媒体は、第1図に示すように基Fi
、1上に第1誘電体保護層2、その上に記録層3、さら
にその上に第2誘電体保護層4の薄膜がこの順に順次成
膜された構成の光磁気記録層5を設け、該光磁気記録層
5の最上層である前記第2誘電体保護N4の上に紫外線
硬化樹脂よりなる有機樹脂保護層6の塗付膜が前記光磁
気記録N5の上面及び側面全体を覆うように設けられて
いる。
本発明の光磁気記録層の最上層にAt、Ti。
Cr等の金属反射層を設けてファラデー効果とカー効果
の双方を利用できるようにして、C/Nを高め、記録ビ
ットの形状の対称性をよくしてビットシフトがおこらな
いようにすることもある。
金属反射層を光磁気配!!層の最上層にもうける場合は
、光の透過性をあげるために前記第2誘電体保護層4の
膜厚及び前記記録WI3の膜厚を幾分低めにする。
本発明においては前記第1誘電体保護層2及び第2誘電
体保護層4の成膜時にそれらの内部に蓄積された内部応
力に起因する光磁気記録媒体の反りを前記光磁気記録層
の上に設けた紫外線硬化樹脂よりなる前記有機樹脂保護
N6の硬化収縮率と膜厚とを前記式(1)に従う特定の
関係で選択することにより防止している。
その結果、本発明の光磁気記録媒体はジッター量変化の
小さい機械特性に優れ、そして特性の経時劣化が起こり
にくくなっている。
さらに、本発明の光磁気記録媒体においては、前記第1
誘電体保3i層2の膜厚と前記第2誘電体保護居4の膜
厚との合計は、900乃至2000人であることが好ま
しく、特に好ましくは1100乃至2000人である。
すなわち、前記第1誘電体保護N2は、前記記録層3に
エンハンス効果を及ぼすのに最も効果的な膜厚として7
00乃至1000人であることが必要であり、また前記
第2誘電体保![N4の膜厚はその保護効果を充分に発
揮するためには300Å以上の膜厚であることが必要で
あり、内部応力を抑えるには1000Å以下であること
が必要となる。
なお、前記光磁気配1ifii5の最上層に前述したよ
うに金属反射層を設ける場合は、前記第2誘電体保護M
4の膜厚は200乃至700人であることが望ましい。
以上、誘電体保護層の記録層に対する保護効果とエンハ
ンス効果、また金属反射層の効果を阻害しないという観
点から、本発明においては、誘電体保護層の膜厚の合計
は900乃至2000人の範囲で選択される。
前記記録層3の膜厚は、800乃至1000人であり、
前記光磁気記録層屡の最上層に金属反射層がある場合は
、100乃至400人である。
前記有機樹脂保i!JW6は、紫外線硬化樹脂を前記光
磁気記録層5上に塗付し、次にその塗付膜に紫外線を照
射することにより形成される。硬化処理する過程におい
て硬化収縮が起こり前記有機樹脂保護層6内に引っ張り
応力が発生し、前記第1誘電体保護層2や前記第2誘電
体保護層4内の圧縮応力とバランスすることで光磁気記
録媒体の反りをなくすことができる。しかし、反りを小
さくするために前記有機樹脂保ff1層6の引っ張り応
力だけをコントロールしただけでは必ずしも反りは改善
できず、本発明ではその膜厚と関係づけて変化させるこ
とで従来の光磁気記録媒体よりも有効に反りを小さくす
ることができた。
すなわち、本発明の光磁気記録媒体においては前記有機
樹脂保護層6内の引っ張り応力が前記光磁気記録N5を
構成する前記第1誘電体保護層2及び前記第2誘電体保
護層4の内部応力に抗した結果光磁気記録媒体全体の反
りを小さくすることができる。
光磁気記録媒体の反りを記録ジッターとは密接な関係に
あり、データの記録再生時の精度を考慮した場合、記録
ジッターは少ないほどよく記録ジッター量の変化として
は1Qnsec以下、望ましくは3 n5ec以下であ
ることが要求される0例えば、第2図に示すように、半
径60mmの基板の光磁気記録媒体であれば、記録ジッ
ター量の変化を望ましい範囲内にするためにその反りは
絶対値で5s+rad以下、望ましくは3 mrad以
下であることが必要であることが分かる。
一方、光磁気記録媒体の□反りは誘電体保護層の合計膜
厚に依有し、ており、記録層や金属反射層の膜厚にはあ
まり依有し、ないことが、本発明に至る過程で分かった
そして、本発明の光磁気記録媒体における誘電体保護層
の合計膜厚の範囲においては、光磁気記録層の上に形成
する有機樹脂保護層の膜厚をその硬化収縮率kに応じて
式(I)に従い選ぶことによって、光磁気記録媒体の反
りを望ましい範囲に抑え、且つ有機樹脂像i層の保護効
果を充分なものとすることができる。
すなわち、本発明の光磁気記録媒体においては紫外線硬
化樹脂よりなる有機樹脂保護層の膜厚t(μm)は、最
大(41−243k)pmであり、最小(5−42k)
μmの範囲である。
有機樹脂保護層の厚さがこの領域を越えると光磁気記録
媒体の反りが大きくなるので好ましくない。
また、有機樹脂保護層の厚さが、小さすぎると有機樹脂
保護層の保護効果が低下するので好ましくない。
本発明の光磁気記録媒体における有機樹脂保護層の膜厚
は、保護効果の面から少なくともlum以上であること
が望ましい。
また、有機樹脂像M層の硬化収縮率が小さいと膜厚を大
きくせねばならず、光磁気記録媒体のコストの面から有
機樹脂保護層の厚さの上限としては、30μm以下その
ためには硬化収縮率には0゜04以上であることが望ま
しい。
また、硬化収縮率が余り大きくなると光磁気記録層との
密接が悪くなって、剥がれたりするので、kの上限とし
ては0.15であることが望まれる。
以上述べた本発明の光磁気記録媒体の紫外線硬化樹脂よ
りなる有機樹脂保護層の硬化収縮率と膜厚との関係を示
すと第3図のようになる。
本発明の光磁気記録媒体における第1誘電体保1層及び
第2誘電体保護層に使用される該誘電体としては、AI
N、Sin、Sing * SiNx。
5iA1ON等がある。中でもS iNxは、緻密な膜
を形成するので最も望ましい。
本発明の光磁気記録媒体の前記記録N3には、各種の酸
化物及び金属の磁性体の薄膜が使用できる0例えばAI
やCu、MnAlGe、MnCuB1等の結晶性材料、
Gd1G、B1SmErGa IG、B1SmYbCo
Ge IG、等の単結晶材料、さらに、GdCo、Gd
Fe、TbFe。
DYFe、GdFeB1.GdTbFe、GdFeCo
、TbFeCo、TbFaNi等の非晶質材料を用いた
薄膜である。中でも感度、C/N等の点で希土類遷移金
属合金を主体とする記録層が最も好ましく、単一層とし
てもまた遷移金属からなる薄膜と希土類金属からなる薄
膜とが交互に積層した形態でも使用される。
また、前記記録層の耐腐食性を高め為ために希土類遷移
金属合金の薄膜の双方もしくはいずれかにCr、Ti、
Pt、AI等の金属を添加することも行われている。
また、前述した光磁気記録層の最上層の設けられること
の在る金属反射層は、通常反射率の高い金属の薄膜であ
り、例えば、AI、Au、Cu。
Pt、Ta及びTi等の単体もしくは合金が使用され、
中でも特にコストが安価であること、反射率さらに熱伝
導性が比較的良好であること等の理由からAI、Cuが
主に検討されている。
以上の光磁気記録層を構成する各層の薄膜は、通常マグ
ネトロンスパッタ等のスパッタ法により前記基板1上に
成膜される。
前記基板1としては、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレート、ポリオレフィン、エポキシ等の樹脂基板
である。
本発明の光磁気記録媒体の前記有機樹脂保護層6の紫外
線硬化樹脂としては、ウレタンアクリレート、ポリエス
テルアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマ
ーや多官能上ツマ−に光開始剤を加えた組成物またはこ
れに希釈剤として単官能モノマーを加えたものが使用で
き、スピンコード法により均一な塗膜を形成後紫外線を
照射し、硬化処理を施し、前記光磁気記録層5の上に前
記有機樹脂保護層6が形成される。
[発明の効果] 本発明の光磁気記録媒体は、光磁気記録層を構成する誘
電体保護層の膜厚の合計を900乃至2000人として
、かつ、光磁気記録層の最上層に設ける有機樹脂保1層
の膜厚t(μm)をその硬化収縮率をkとしたときに(
5−24k)μm以上(41−243k)μm以下の範
囲とすることによって、光磁気記録層の特性の経時劣化
がなく、且つ反りにより機械特性が問題となるようなこ
とのない良好な光磁気特性とすることができる。
(紫外線硬化樹脂組成物の作成) ウレタンアクリレート、多官能ポリエステルアクリレー
ト、希釈剤としてN−ビニルピロリドン光開始剤(メル
ク社製 Darocur 1173 )を用いて夫々の
配合を変えて、硬化収縮率の異なる紫外線硬化樹脂を作
成した。
なお、硬化収縮率は、紫外線硬化樹脂の硬化前後の比重
変化を測定して求めた。
試料A ウレタンアクリレート      60重量部多官能ポ
リエステルアクリレート 20重量部N−ビニルピロリ
ドン      zoom部光開始剤(メルク社製 D
arocur 1173)2重量部 硬化収縮率          0.044試料B ウレタンアクリレート      20重量部多官能ポ
リエステルアクリレート 50重量部N−ビニルピロリ
ドン      30重量部光開始剤(メルク社製 D
arocur 1173)2重量部 硬化収縮率          0.114試料C 多官能ポリエステルアクリレート 80重量部N−ビニ
ルピロリドン      20重量部光開始剤(メルク
社製 Darocar 1173)2重量部 硬化収縮率          0.138試料り 多官能ポリエステルアクリレート 20重量部ジペンタ
エリスリトールヘキサア クリレート           70重量部光開始剤
(メルク社製 Darocur 1173)2重量部 硬化収縮率          0.170(光磁気記
録媒体の作成) [実施例−1] 射出成形により、その片面に案内溝(グループ)が設け
られた130tmφ、圧さ1.2sjのポリカーボネー
ト基板を、真空槽内に装着し、真空槽内の真空度が5 
X 10−’ Torr以下となるまで排気した。
次いで、Arガスを真空槽内の真空度が5X10−3T
orrとなるまで導入し、真空槽内に設置されたS i
 3N4のターゲットに1.OkWのRF電力を投入し
て、前記ポリカーボネート基板の案内溝のある面に膜厚
800人の窒化ケイ素からなる第1誘電体保護層の薄膜
を成膜した。
次に、Tbターゲットに800WのRF電力を、FaC
oターゲットにはi、okwのRF電力を投入して2元
同時スパッタにより1000人の膜厚のTbFeCoの
記録層の薄膜を前記第1誘電体保護層の上に成膜した。
前記記録層の上に、第1誘電体保護層と同一の成膜条件
で700人の膜厚の窒化ケイ素からなる第2誘電体保護
層の薄膜を成膜した。
以上のようにして、ポリカーボネート基板上に光磁気記
録層の薄膜が成膜されている媒体を、スパッタ装置の真
空槽から取り出し、光磁気記録層の最上層である第2誘
電体保護層の上に前記の試料Cの紫外線硬化樹脂をスピ
ンコード法により厚さ5μmとなるようにて塗布した。
塗布後、高圧水銀灯を前記紫外線硬化樹脂の塗布面にお
いて、100mW/cdの条件で1分間照射することに
より硬化処理を行って、紫外線硬化樹脂よりなる有機樹
脂保護層を前記光磁気記録層の上に形成した。
[実施例−2] 第1誘電体保護層の膜厚を900人、第2誘電体保護層
の膜厚を1000人とした。
そして、有機樹脂保護層としては、試料Aの紫外線硬化
樹脂を厚さ29.5μmで光磁気記録層の上に形成した
その他の条件は、実施例−1と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
[実施例−3] 有機樹脂保護層として、試料Cの紫外線硬化樹脂を厚さ
7μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、実施例−2と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
[実施例−4] 第1誘電体保護層の膜厚を700人、第2誘電体保護層
の膜厚を300人とした。
そして、有機樹脂保護層としては、試料Aの紫外線硬化
樹脂を厚さ7.5μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、実施例−1と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
[実施例−5] 有機樹脂保護層として、試料Cの紫外線硬化樹脂を厚さ
2.0μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、実施例−4と同一にして光磁気記録媒
体を作廖した。
[比較例−1] 第1誘電体保護層の膜厚を600人、第2誘電体保護層
の膜厚を200人とした。
そして、有機樹脂保護層としては、試料Bの紫外線硬化
樹脂を厚さ15μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、実施例−4と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
[比較例−2〕 有機樹脂保護層として、試料Aの紫外線硬化樹脂を厚さ
1μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、比較例−1と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
[比較例−3] 有機樹脂保護層としては、試料りの紫外線硬化樹脂を厚
さ2μmで光磁気記録層の上に形成した。
その他の条件は、比較例−1と同一にして光磁気記録媒
体を作成した。
以上のようにして作成した光磁気記録媒体の試料におけ
る有機樹脂保護層の膜厚と光磁気記録媒体の反りの値を
、第1表に示す。
なお、反りの測定は、光ピツクアップを被測定基体面に
焦点が合うように調整し、該光ピツクアップが光磁気記
録媒体に追随する時の変位置を求め、基板の半径をLと
し、基板の垂直方向の該変位置をDとしたとき、D/L
をもって反りの値とした。
実施例−1から実施例−5の光磁気記録媒体は、その反
りがいずれも−3tsradから3 l5radの範囲
内にあり機械特性上問題のない値であった。
比較例−1の光磁気記録媒体は、室温(25℃)中でほ
ぼ24時時間待したところ、光磁気記録層上にクラック
が見られた。
比較例−2の光磁気記録媒体は、反りが−3mrad以
下となった。
比較例−3の光磁気記録媒体では、紫外線硬化樹脂の硬
化収縮率kが大きいためか硬化収縮1&該有機樹脂保護
層が光磁気記録層の表面から剥離してしまった。
[比較例−4] 第1誘電体保護層の厚さを600人、第2誘電体保護層
の厚さを100人とした以外は実施例1と同一の条件で
光磁気記録媒体を作成した。
[比較例−5] 第1誘電体保護層の厚さを1300人、第2誘電体保護
層の厚さを1200人とした以外は実施例−1と同一の
条件で光磁気記録媒体を作成した。
上記の比較例−4及び比較例−5の光磁気記録媒体につ
き、反り及びC/Nを測定した。
C/Nは、キャリヤー周波数3.7MHz、回転数18
0Orpm、R=30mmの条件で測定した。
得られた測定結果を、第2表に示す。
比較例−4及び比較例−5の光磁気記録媒体は、実施例
−1に比べてC/Nがかなり低くなった。
これは、第1誘電体保護層の膜厚が不適当であるためと
思われる。
また、比較例−4の光磁気記録媒体はその第2誘電体保
護層の厚さが薄いためか室温で約100Hr経時後記録
層の表面に酸化によると思われる腐食痕がみられた。
比較例−5の光磁気記録媒体では、誘電体保護層の合計
の膜厚が2500人と厚いためか、室温(25℃)で約
50時間経時後には、誘電体保護層及び光磁気記録層に
円周方向に沿ってクラックが入ってしまった。
第2表
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光磁気記録媒体の断面図である。 第2図は、光磁気記録媒体における反りとジッター量変
化の関係を表した図。 第3図は、本発明の光磁気記録媒体の紫外線硬化樹脂よ
りなる有機樹脂保護層の硬化収縮率にと膜厚t (μm
)との関係を示す図。 1 ・・・ 基板 2 ・・・ 第1誘電体保1IN 3 ・・・ 記録層 4 ・・・ 第2誘電体保護層 光磁気記録層 有機樹脂保護層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に、記録層の薄膜と誘電体保護層の薄膜を
    少なくとも一層含む光磁気記録層を有し、且つ該光磁気
    記録層の上に紫外線硬化樹脂よりなる有機樹脂保護層が
    ある光磁気記録媒体において、該誘電体保護層の薄膜の
    膜厚の合計が900乃至2000Åであつて該有機樹脂
    保護層の硬化収縮率kとμmを単位とする膜厚をは式(
    I )で表される関係にあることを特徴とする光磁気記
    録媒体5−42k≦t≦41−243k( I )
  2. (2)前記有機樹脂保護層の膜厚をが、1μm以上であ
    る請求項1記載の光磁気記録媒体。
  3. (3)前記有機樹脂保護層の硬化収縮率kが0.044
    乃至0.15である請求項1記載の光磁気記録媒体。
JP1125789A 1989-01-20 1989-01-20 光磁気記録媒体 Pending JPH02193341A (ja)

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JP1125789A Pending JPH02193341A (ja) 1989-01-20 1989-01-20 光磁気記録媒体

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6153060A (en) * 1999-08-04 2000-11-28 Honeywell International Inc. Sputtering process

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6153060A (en) * 1999-08-04 2000-11-28 Honeywell International Inc. Sputtering process
US6261423B1 (en) * 1999-08-04 2001-07-17 Honeywell International Inc. Sputtering process

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