JPH0322233A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH0322233A
JPH0322233A JP15632789A JP15632789A JPH0322233A JP H0322233 A JPH0322233 A JP H0322233A JP 15632789 A JP15632789 A JP 15632789A JP 15632789 A JP15632789 A JP 15632789A JP H0322233 A JPH0322233 A JP H0322233A
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JP
Japan
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magneto
optical recording
layer
recording medium
protective layer
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JP15632789A
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Ryoichi Yamamoto
亮一 山本
Shizuo Umemura
梅村 鎮男
Kiichi Kato
喜一 加藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
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、光磁気記録媒体に間し、特に偏光の楕円化が
少なく、即ち位相差が小さくもってドライブによるC 
/ Nのばらつきが少ない光磁気記録媒体に間するもの
である。
[従来技術及びその問題点] 近年、光磁気記録媒体は、レーザー光による読み出し可
能な媒体として大容量データファイル等に広く利用され
ている。
光磁気記録媒体は、ポリカーボネート等の樹脂、ガラス
等の透明な基板上にスパッタ法等の真空成膜法により誘
電体保護屠や記録層よりなる光磁気記録層の薄膜が形成
された形態であるのが一般的である。
そして、前記記録層としては、Tb,Nd,DySGd
等の希土類金属とFe,Co等の遷移金属等を体とする
非品質合金の薄膜が使用されている。
さらに、前記記録層を保護しかつその特性を高めるため
に、誘電体保護層の薄膜が通常設けられる。
光磁気記録層の感度及びC/Nを良好なものとするため
に、前記光磁気記録層の構成として、基板側より読み出
しを行う場合、第1誘電体保護層、記録層及び第2誘電
体保護層をこの順て成膜して、第1誘電体保護層での光
の繰り返し干渉を利用してカー回転角をエンハンスする
ようないわゆる3層構造の光磁気記録層が使用されてい
る。
また、ビット形状を改良しざらにC/Nを高めるために
、前記3層構造の光磁ヌ記録層の最上層に金属反ill
層の蕩膜を設けた4層構造の4膜とする等反射膜構造の
光磁気記録媒体が、特開昭55一・87332号公報、
特開昭57−120253号公報等に開示されている。
一方、力一効果によって偏光面の回転(力一回転角)が
生ずると共に、一般的に楕円化が起こる。
これは、光が光磁気記録媒体で反射する場合に位相差Φ
が生ずるためである。
位相差が生ずるとキャリャー出力が低下し、C/Nが低
下するという問題を引き起こす。
位相差は、光磁ヌ記録媒体で光が反躬する場合は勿論の
ことドライブのビックアップ光学系においても生ずる。
すなわち、ビックアップには光磁気記録媒体からの反射
光を導く45度ミラー ビームスブリッター等の反削光
学系を有しており、この反射面は、通常誘電体の多層膜
からなり位相差を生ずる要因となっている。
さらに問題なのは、前記ピックアップ光学系の位相差δ
の個体差が大きく同じ光磁気記録媒体を使用してもドラ
イブによって得られるC/Nが異なり、ばらつくという
問題があった。
そして、光磁気記録媒体の位相差φが大きいほど前記の
ドライブによるC/Nのばらつきは大きかった。
すなわち、ピックアップの光学系位相差8は一般にO度
を中心に振れているが、光磁気記録媒体の位相差ΦがO
度に近ければ近いほどビックアップ光学系の個体差の影
響を受けにくくなる。
従って、光磁気記録媒体に起因する位相差Φを小さくす
ることは、ドライブによってC/Nがばらつくという問
題を軽減させる上で重要な課題である。
しかしながら、そのための有効な手段はいまだ提案され
ていない。
また、光磁気記録媒体の記録層に要求される重要な項目
として、力一回転角(θk)を太きして光磁気記録媒体
のC/Nを高くすることがある。
カー回転角を大きくするために、例えば、基板と記録屡
の間に高屈折率のSiN等の誘電体層を設けて、カーエ
ンハンス効果をもたせる方法が、特開昭57−1699
96号公報に開示されている。
しかしながら、いずれの方法においても前記の位相差を
小さくすることと両立させることは難しかった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、従来技術の問題点に鑑みなされたものであり
、ドライブによってC/Nがばらつくという問題が軽減
された光磁気゛記録媒体を提供することを目的としてい
る。
さらに、感度が良好な光磁気記録媒体を提供することも
目的としている。
また、別の目的としては、記録層のθkを高めること、
及び耐久性の良好な光磁気記録媒体を提供することであ
る。
[問題点を解決する手段コ 本発明の前記目的は、基板上に、第1誘電体保謹層、記
録層、第2誘電体保護層及び金属反射層がこの順で成膜
された光磁気記録層を有する光磁2記録媒体において、
前記第1誘電体保護層の膜厚が950乃至1300Å、
前記記録層の膜厚が200乃至350Å、前記第2誘電
体保護層の膜厚が300乃至600A及び前記金属反射
層の膜厚が200乃至800Aであることを特徴とする
光磁気記録媒体により達成される。
本発明の光磁気記録媒体においては、その光磁気記録層
が、第1誘電体保護層、記録層、第2誘電体保護層及び
金属反射層の4N構成であり、かつ各層の膜厚を特定の
範囲とすることにより、反削光の偏光面の回転による位
相差がその絶対値で15度以下と小さくするすることが
できるので、偏光の楕円化が起こりにくく、キャリャー
出力の低下が防止できる。
そのために、ドライブの個体差による影響を受けにくく
ドライブによるC/Nのばらつきが小さくなっている。
さらにまた、光′8!!.%記録層を構成する4層の各
膜厚を特定範囲で組み合わせた結果、力一回転角(θk
)も高くなっている。
一般に、光磁気記録層からの反躬光はカー効果により、
偏光面の回転と楕円化が発生している。
入射光方向の偏光面を持つ成分の振幅反射率をrX、そ
れに直交する戊分の振幅反射率をryとすると rx=IrχIexp(iφX) ry =l ry l exp (iφy)とあらわす
ことができる。
ここで、反射光の位相差をΦとすると Φ=Φy一φXとなり、 また、tanα=lrxl/lrソ 1とすると、カー
回転角(θk)、力一楕円率(ηk)は、tari(2
θk)=tan (2α)cos (φ)j an (
2ηk)= t arl(2a) s i n (φ)
と表すことができる。
従って、光磁気記録媒体の位相差Φの増加は、カー回転
角を減少させることになる。
一方、光磁気記録媒体要のビックアップは、一般に光磁
気記録媒体からの反射光を導く光路中に45度ミラー、
ビームスブリッターのような反射光学系を持っている。
これらの反飼面は、P偏光及びS偏光(前記光磁気記録
媒体からの反射光のX及びy方向の偏光に当たる。)の
間に位相差δを生じさせる。すると最終的に受光される
光の力一回転角e及びカー楕円率Hは、 tan20=tan (2α)cos (Φ一δ)ta
n2H=tan (2a)s in (Φ−δ)と表す
ことができる。
ピックアップ光学系の位相差δによるC/Nの変化のグ
ラフを示した第1図において、位相差δの異なるビック
アップA,B,Cに対して位相差Φが殆ど0である光磁
気記録媒体aについては、C/Nの低下は微量でありか
つピックアップ間におけるC/Nの差は小さい。しかし
、位相差φが大きな光磁気記録媒体bでは、ビックアッ
プCにおいてはΦとδが相殺するのでC/Nの低下は兄
とないが、ビックアップBでは、Φとδが加算されてC
/Nの低下が大きくなっている。
結局、通常、ピックアップの光学系位相差δはO度を中
心に振れるので、光磁気記録媒体の位相差ΦもO度近く
に置けばピックアップの個体差の影響を受けにくくなる
本発明の光磁気記録媒体には、光磁気記録層の位相差を
少なくすることにより、ドライブによるC/Nのばらつ
きが小さくなっている。
本発明の光81気記録媒体に於いては、前記第1誘電体
保tw層の膜厚を950乃至1300Aの範囲に特定す
ることにより、前記光磁気記録層の反射光の位相差の膜
厚の変化に対する変動を小さくすることができ、特性を
安定化させている。
本発明の光磁気記録媒体は、ガラスやポリカーボネート
等の透明樹脂基板上に、スバッタ法等の真空成膜法によ
り第1誘電体保護層、記録層、第2誘電体保護層及び金
属反射層の薄膜を順次この順で成膜した4層構成の光磁
気記録層を形成する。
前記記録層の膜厚は、200乃至350Aである。
膜厚があまり小さいと、耐久性が低下し、また膜厚が余
り大きくなると光磁気記録層の位相差が大きくなると同
時にカー回転角(θk)が小さくなる。
前記第2誘電体保護層の膜厚は、300乃至600Aで
ある。
膜厚が小さすぎるとカー回転角(θk)が低下し、また
膜厚が大きすぎると、位相差Φが大きくなってしまう。
本発明の光磁気記録媒体の前記金属反射層の薄膜の素材
としては、反射率の面から、AlやAu(金)が望まし
く、さらにコストを考慮すると、Alの単体もしくはそ
の合金が望ましい。さらに、光磁気記録層の耐候性を高
めるためには、AlとTaやTiとの合金であることが
望ましい。
前記金属反射層の膜厚は、200乃至800Aであるこ
とが望ましい。膜厚が小さ過ぎると、位相差の絶対値が
大きくなり、また大きすぎると熱容量が大きくなって、
感度が低下したり、材料コストの上昇、製造工程時間の
増大を招くので好ましくない。
以上のように、本発明の光磁気記録媒体においては・4
層構成の光磁気記録層を構成する各層の膜厚を特定の範
囲にして組み合わせることにより、光磁気記録層からの
反射光の位相差を小さくしてドライブによるC/Nのば
らつきを抑え、力一回転角を大きく、かつ耐久性を大き
く改良できる。
本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層の前記記録層と
しては各種の酸化物及び金属の磁性体の薄膜が使用でき
る。例えば、MnBi,MnAlGe,MnCuBi等
の結晶性材料、GdIC;,B ismErGa IC
,B ismYbcoGe IG,等の単結晶材料、さ
らに、GdCo,CdFe,TbFe,DyFe,Gd
FeBi,GdTbFe,C;dFeCo,TbFeC
o,TbFeNi等の非晶質材料を用いた薄膜である。
中でも感度、C/N等の点て希土類金属、遷移金属を主
体とする記録層が好ましく、特に耐候性も良好であるこ
とからTbFeCoCrの非晶質合金が最も好ましい。
前記記録層に隣接させてその上下に前記第1誘電体保!
!屠及び前記第2誘電体保護層の薄膜が設けられる。前
記基板の直上には前記記録層に対しカーエンハンス効果
がある第1誘電体保護層を設け、その上に設けた前記記
録層の上に更に記録層の保護層として第2誘電体保護層
を形成する。
本発明で用いることができる前記第1誘電体保護層及び
第2誘電体保!!眉用の材料としては、例えばS fo
x,S i Nx , Al Nx及びZnS等の酸化
物、窒化物及び硫化物等の誘電体が使用できる。中でも
光学的特性、保護機能の面から、Siの窒化物、Alの
窒化物もしくはその混合物が最も好ましい。
また、前記第1誘電体保護層及び前記第2誘電体保護層
の屈折率は、2.0乃至2,3であることが望ましい。
以上の光磁気記録層を構成する各層の薄膜は、スパッタ
法、イオンブレーティング法、真空蒸着法等の真空成膜
法によって形成される。中でも、スバッタ法が最も良く
、マグネトロンスパツタ法等が採用される。
本発明の光磁気記録媒体の前記碁板の材質としては、ポ
リカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エボキシ
、ガラス等であるが、本発明の光記録媒体の特徴が最も
効果的に現れるのがポリカーボネート、ポリメチルメタ
クリレート、エボキシ等の樹脂基板である。
前記樹脂基板の中でもポリカーボネート基板は、吸水率
が小さく、ガラス転移点が高い等の利点を有し、本発明
の光記録媒体においても使用することが好ましい。
本発明の光81気記録媒体の光磁気記録層の上面及び側
面を、紫外線硬化樹脂等よりなる有機樹脂保!!層で覆
うこともできる。
また、ホットメルト樹脂などの接着剤層を介して前記基
板の光磁気記録層のない面を外側に向けて貼り合わせて
、両面記録型光磁気記録媒体とすることもできる。
[発明の効果] 本尭明の光磁ヌ記録媒体においては、基板上に設けられ
た光磁気記録層を、第1誘電体保護屠、記録層、第2誘
電体保護層及び金属反射層がこの1順で成膜された4層
構成とし、かつ各層の膜厚を、第1誘電体保!!層が9
50乃至1300A,記録層が200乃至350Å、第
2誘電体保護層が300乃至600A及び金属反削屠が
200乃至800Aの範囲に特定することによって、反
射光の位相差を小さく、その偏光面の楕円化を防止して
ドライブによるC/Nのばらつきを抑えることができ、
さらにカー回転角(θk)を増大させてC/Nを高め、
かつ耐久性の優れた光磁気記録媒体を得ることができる
本発明の光81気記録媒体の新規な効果を以下の実施例
及び比較例によりなお一層明確にする。
[実施例−1コ 射出成形により片面に案内溝が設けられた径130mr
n,厚さ1.2mrnのポリカーボネート基板の前記案
内溝がある面に、以下の手順で光磁気記録層を形成した
前記基板をスバッタ装置の回転基板ホルダー上にセット
して、前記スバッタ装置の成膜室をアルゴンガス圧1m
mTorrの雰囲気にして、夕一ゲットに1.0k〜V
のRF電力を投入し、マグネトロンスバッタ法により、
第1誘電体保護層として950AのSiNxの薄膜を、
その上に光磁気記録層として270AのTbFeCoC
rの薄膜を、さらにその上に第2誘電体保護層として4
5OAのS i Nxの薄膜を、最後にTaが2原子%
であるAlTa合金の薄膜を金属反射層として350A
の厚さで成膜して光磁気記録層を形成した。
次いで、紫外線硬化樹脂の塗布液を、前記光磁気記録層
の上面及び側面に、スピンコート法により3000rp
m,20秒の条件で塗布して、照射強度1 0 0 m
W/ c m2の紫外線を1分間照射して硬化を行い、
10μrnの厚さの有機樹脂保護層を形成した。前記紫
外線硬化樹脂としては、大日本インキ(株)U#SD−
17を使用した。
以上の条件で作成した光磁気記録媒体の試料を2枚作成
して、前記基板の光磁気記録層のない面を外側に向け、
前記有機81!保護層の上に東亜合成化学(株)製ホッ
トメルト接着剤#XW− 1 3を130℃で溶融して
ロールコーターを用いて10μmの厚さに塗布した後、
加圧接着して両面記録型の光磁気記録媒体の試料を得た
[実施例−2コ 第1誘電体保護層の膜厚をIIOOAとした以外は、実
施例−1と同一の条件で両面記録型の光!気記録媒体の
試料を得た。
[実施例−3コ 第1誘電体保護層の膜厚を1300Aとした以外は、実
施例−1と同一の条件で両面記録型の光81気記録媒体
の試料を得た。
[比較例−1コ 第1誘電体保it層の膜厚な90OAとした以外は、実
施例−1と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の
試料を得た。
[比較例−2] 第1誘電体保護層の膜厚な1350Aとした以外は、実
施例−1と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の
試料を得た。
以上のようにして得られた光81気記録媒体の試料につ
いて、以下の測定条件で、反射光の偏光の楕円化を示す
位相差Φ、感度、C/N、力一回転角(θk)及びBE
R (ピットエラーレート)変化による耐久性を評価し
た。
位相差Φ: 第2図に要部を示した測定系において、半
導体レーザー1からの出射光をコリメートレンズ2によ
り光磁気記録媒体3上に収束させた。
(このとき、前記光磁気記録媒体3からの反射光4はカ
ー効果により偏光面の回転及び楕円化を起こしている。
この楕円化は入射光偏光面とそれに直交する面とに分解
された振幅成分r x, r yの位相差により発生す
る。)前記反射光4の光路にバビネソレイユ補償板5進
相軸方向Xまたはy軸のに合わせて置き、r x, r
 y間の位相量を補償した。
そして、消光位に設定された検光子6を通過する光量が
最小となるようにして前記バビネソレイユ補償板5を通
過した光を直線偏光にして前記光磁気記録媒体3で発生
する位相量を補償した。その補償量を計測して光磁気記
録媒体の位相差Φの測定値とした。
感度 = 光磁気記録ドライブの回転数を180Orp
mとし、キャリャ一周波数3.7MHzで記録したどき
にC/Nの立ち上がる書き込みパワーの測定値(Pw 
)をもって感度とした。
カー回転角(θk)  二 カーループ測定機で最大磁
場15kOeを印加して測定した。
BER変化 二 回転数180Orpm,キャリャ一周
波数3.7MHzの条件で評価したBEHの80℃90
%RH中に2500時間保存した前後における変化を測
定した。
80℃90%RH中に保存した後のBERを保存前のB
ERで除した値をもってBER変化とした。
測定結果を第1表に示す。
第1表 [実施例−4] 前記記録層の膜厚を200人とした以外は、実施例−2
と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料を作
成した。
[実施例−5] 前記記録層の膜厚゛を27OAとした以外は、実施例−
2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料を
作成した。
[実施例−61 前記記録層の膜厚を350Aとした以外は、実施例−2
と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料を作
成した。
[比較例−3] 前記記録層の膜厚を150Aとした以外は、実施例−2
と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料を作
成した。
[比較例−4コ 前記記録層の膜厚を400Aとした以外は、実施例−2
と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料を作
成した。
以上のようにして得られた光磁気記録媒体の試料につい
て、各特性を測定した結果が第2表である。
第2表 [実施例−7] 前記第2誘電体保護層の膜厚を300Aとした以外は、
実施例−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体
の試料を作成した。
[実施例−8] 前記第2誘電体保!!層の膜厚を450Aとした以外は
、実施例−2と同一の条件で両面記録型の光Siス記録
媒体の試料を作成した。
[実施例−9] 前記第2誘電体保護層の膜厚を600Aとした以外は、
実施例−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体
の試料を作成した。
[比較例−5] 前記第2誘電体保護層の膜厚を25OAとした以外は、
実施例−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体
の試料を作成した。
[比較例−6] 前記第2誘電体保!!層の膜厚を650Aとした以外は
、実施例−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒
体の試料を作成した。
以上のようにして得られた光磁気記録媒体の試料につい
て、各特性を測定した結果が第3表である。
第3表 [実施例−10コ 前記金属反射層の膜厚な200Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[実施例−11] 前記金属反射層の膜厚を250Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[実施例−12] 前記金属反射履の膜厚を35OAとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[実施例−13] 前記金属反射層の膜厚を450Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[実施例−・14] 前記金属反射層の膜厚を800Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[比較例−7] 前記金属反射層の膜厚な150Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
[比較例−8] 前記金属反射層の膜厚を850Aとした以外は、実施例
−2と同一の条件で両面記録型の光磁気記録媒体の試料
を作成した。
以上のようにして得られた光磁気記録媒体の試料につい
て、各特性を測定した結果が第4表である。
第4表 [実施例一l5コ 前記金属反射層の組成をTiが2原子%のAl−Ti合
金を用い、その膜厚を500Aとした以外は、実施例−
7と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成しk. [実施例−16] 前記金属反躬層の組成をTiが2原子%のAl−Ti合
金を用い、その膜厚を500Aとした以外は、実施例−
8と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成した。
[実施例−17] 前記金属反射層の組成をTiが2原子%のAl−Ti合
金を用い、その膜厚を500Aとした以外は、実施例−
9と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成した。
[比較例−91 前記金属反射層の組成をTiが2原子%のAl−Ti合
金を用い、その膜厚を5ooAとした以外は、比較例−
5と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成した。
[比較例−10] 前記金属反射層の組成をTiが2原子%のAl一Ti合
金を用い、その膜厚な500人とした以外は、比較例−
6と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成した。
以上のようにして得られた光磁気記録媒体の試科につい
て、各特性を測定した結果が第5表である。
第5表 4 ・・・ 光磁気記録媒体からの反射光5 ・・・ 
バビネソレイユ襦償板 6 ・・・ 検光子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に、第1誘電体保護層、記録層、第2誘電
    体保護層及び金属反射層がこの順で成膜された光磁気記
    録層を有する光磁気記録媒体において、前記第1誘電体
    保護層の膜厚が950乃至1300Å、前記記録層の膜
    厚が200乃至350Å、前記第2誘電体保護層の膜厚
    が300乃至600Å及び前記金属反射層の膜厚が20
    0乃至800Åであることを特徴とする光磁気記録媒体
  2. (2)前記金属反射層がAl(アルミニウム)の合金の
    薄膜である請求項1記載の光磁気記録媒体。
  3. (3)前記金属反射層が、Ta(タンタル)及び/また
    はTi(チタン)を含有するAlの合金の薄膜である請
    求項1記載の光磁気記録媒体。
  4. (4)前記記録層が、希土類金属及び遷移金属よりなる
    非晶質合金の薄膜である請求項1記載の光磁気記録媒体
  5. (5)前記記録層が、TbFeCoCrの非晶質合金の
    薄膜である請求項1記載の光磁気記録媒体。
  6. (6)前記第1誘電体保護層及び前記第2誘電体保護層
    が、Siの窒化物、Alの窒化物又はそれらの混合物で
    ある請求項1記載の光磁気記録媒体。
  7. (7)前記金属反射層の膜厚が、250乃至450Åで
    ある請求項1、請求項2及び請求項3記載の光磁気記録
    媒体。
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