JPH0329135A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH0329135A
JPH0329135A JP16339389A JP16339389A JPH0329135A JP H0329135 A JPH0329135 A JP H0329135A JP 16339389 A JP16339389 A JP 16339389A JP 16339389 A JP16339389 A JP 16339389A JP H0329135 A JPH0329135 A JP H0329135A
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隆 山田
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梅村 鎮男
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、光磁気記録媒体に関し、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コ 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バツタ法等の真空成膜法により誘
電体保護層や記録層よりなる光磁気記録層の1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, Dy、cd
等の希土類金属とFe,Co等の遷移金属との非品質合
金の薄膜が主に使用されている。
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$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@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!LIj層、記録層及び第
2誘電体保護層をこの順で成膜して、第1誘電体保ff
Ff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層構造の光磁気記録層の最上層に金属反駒屡の
1膜を設けた4層構造の薄膜である反射膜構造の光磁気
記録媒体が、特開昭55−87332号公報、特開昭5
7− 1 20253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fi1気記録媒体で反射する際に位相差
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、光磁気記録媒体で光が反躬する場合は勿論の
ことドライブのピ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射光
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@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δ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ピ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。
[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、感度が良好でかつ性能指数が大きい、すなわち
高いC/Nが得られさらに耐久性の優れた光磁気記録媒
体を提供することも目的としている。
[問題点を解決する手段] 本発明の前記目的は、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飼屠がこの順で成膜
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aooÅ)前記第2誘電
体保護層の膜厚が100乃至500Å及び前記金属反射
層の膜厚が200乃至800人であることを特徴とする
光81気記録媒体により達成される。
本発明の光′81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i!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、反射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
ドライブによろC/Nのばらつきが小さくなっている。
さらに、光磁気記録層を構成する各層の膜厚を前記の特
定範囲とすること、特に、前記第1誘電体保護層の膜厚
を950乃至1300Aに設定することにより、前記の
特徴に加え高いC/Nが得られ、同時に高温高湿度下に
おかれてもBER (ピットエラーレート)等の増加が
あまりなく、耐久性が優れた光磁気記録媒体となってい
る。
一般に、光磁気記録屠からの反射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It率をrN、
それに直交する成分のS幅反劇率をryとすると rx=lr^ rexp<iφκ) ry = I ry I 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、tana=I rx  l/l ry  lとす
ると、力一回転角(θk)、力一楕円率(ηk)は、j
an(2θk)=tan (2a)cos (Φ)ja
n (2ηk)=tan (2a)s in (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、光磁気記録媒体用のピックアップは、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
 ビームスプリッターのような反射光学系を持っている
。これらの反射面は、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
る光のカー回転角e及びカー楕円串Hは、 tan2e=tan (2α)cos (φ一δ)ta
n2H=tan (2a)s i n (Φ一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Oてある光磁
気記録媒体aについては、C/Nの低下は微量でありか
つビ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、ピックアッ
プCにおいてはΦとδが相殺するのでC/Nの低下は殆
どないが、ピックアップ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0度を中
心に振れるので、光81気記録媒体の位相差Φも0度近
くに置けばピックアップの個体差の影V!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。
本発明の光磁気記録媒体に於いては、前記第1誘電体保
護層の膜厚を950乃至1aooi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、かつ高C/Nと高耐久性とが両立できる膜厚構
成となっている。
すなわち、本発明の光磁気記録媒体では、第1誘電体保
護層が前記の比較的厚い領域にあると、C/Nが安定す
るだけでなく、その値も大きくすることができる。これ
は、他の層の膜厚構成と組み合わせたときに光学的に最
もエンハンスメント効果が効き易い膜厚設計になってい
るためと推定される。
また同時に、第1誘電体保護層が厚いために基板を通し
て侵入してくる水分、オリゴマー、基板の加水分解物等
の影響が緩和されて、その結果、高酎久性が実現されて
いるためと考えられる。
本発明の光磁気記録媒体は、ガラスもしくはポリカーボ
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4N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300Aである。
前記膜厚があまり小さいと、耐久性が低下し特に、高温
高湿度下での性能劣化が著しくなる。また前記膜厚が余
り大きくなるとカー回転角の減少と反11率の増大が顕
著となって、記録層の性能指数としては最良の範囲を逸
脱するようになる。
前記第2誘電体保護層の膜厚は、100乃至500Åで
ある。
前記膜厚が小さすぎると感度が低下し、また前記膜厚が
大きすぎると、位相差Φの絶対値が大きくなって15度
以上にもなって本発明の目的が達成できなくなる。
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、A1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、A1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800Å)好まし
くは250乃至460Aである。
前記膜厚が小さ過ぎると、位相差Φ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、かつ嗣久性が優れていて、さらに感度が
良好でかつ高C/Nとすることができる。
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3膜が使用でき
る。例えば、MnB i , MnA IGe,MnC
uBi等の結晶性材料、Gd IG,BiSrnErG
aIG,BiSmYbCoGelG,等の単結晶材料、
さらに、GdCo,GdFe,TbFe,DyFe,G
dFeBi,GdTbFe,GdFeCo,TbFeC
o,TbFeNi等の非晶質材料を用いた蕩膜である。
中でも感度、C / N等の点で希土類金属、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誘電体保護
層及び前記第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誘電体保護層用の材料としては、例えばS iox
,S iNx .AlNx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ろ。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誘電体保謹層
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、真空煎着法等の真空成膜
法によって形成される。中でも、スパッタ法が最も良く
、マグネトロンスパッタ法等が採用される。
本発明の光磁気記録媒体の前記基板の材質としては、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。
本発明の光磁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護層で覆うこ
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てきる。
[発明の効果コ 本発明の光磁気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4rw
!構成とし、かつ各層の膜厚を、第1誘電体保tuti
が950乃至1300A,記録層が200乃至aooÅ
)第2誘電体保護層が100乃至500Å及び金属反射
層が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
きかつ耐久性も良好であって、また高感度でかつ高C/
Nとすることができる。
本発明の光磁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] 射出成形により片面に案内溝が設けられた径130mm
,厚さ1.2mm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。
前記基板をスパッタ装置の回転基板ホルダー上にセット
して、前記スパッタ装置の成膜室をアルゴンガス圧1n
〕mTorrの雰囲ヌにして、夕一ゲットに1.OkW
のRF電力を投入して、マグネトロンスパッタ法により
、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250AのT b 21
F e 60C o 1:3Cr6の薄膜を、さらにそ
の上に第2誘電体保護層として350AのS i N 
xの薄膜を、最後にTiが2原子%であるAlTi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100rnW/
cm  の紫外線を1分間照射して硬化を行い、10μ
m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)製#SD−17を使
用した。
以上の条件で作成した光81%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
、前記有機樹脂保護層の上に130℃に溶融しk束亜合
成化学(株)製ホットメルト接着剤#XW− 1 3を
ロールコーターを用いてlOμm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] 第1誘電体保tINの膜厚な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81気記録媒
体の試料を得た。
[実施例−3] 第1誘電体保護層の膜厚を1300人とした以外は、実
施例−l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−1] 第1誘電体保vi層の膜厚を850人とした以外は、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コ 第1誘電体保護層の膜厚を1400A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磁気記録媒体の試料につい
て、以下の測定条件で、反剥光の偏光の楕円化を示す位
相差φ、感度、C/N及びBER変化率を評価した。
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からの反躬光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rx,ry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kはy軸のに合わせて置き、rxrry間の位
相量を補償した.そして、消光交位に設定した検光子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て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。
使用したレーザー光は、波長が7 8 0 n mのも
のを使用した。
感度 : 光磁気記録ドライブの回転数を1800 r
 p rnとし、キャリャー周波数3.7MHzで記録
したときにC/Nの立ち上がる書き込みパワーの測定値
(Pth)をもって感度とした。
C/N  :  波長780nmのレーザー光を使用し
、ドライブの回転数が1800rprnではキャリャ一
周波r′13.71MHzとして測定した。なお、ドラ
イブの光学系ビックアップの位相差はOとなるように¥
A整した。
BER変比率 : 80℃、90%RHの条件に設定さ
れた恒温恒湿槽中に1 500時間保存した前後におけ
るBERを測定して、保存前に対する保存後のその倍率
をもってBER変比率とした。
測定結果を第1表に示す。
第1表 第1表に示した結果から、第1誘電体保護層の厚さを9
50乃至1300Aの範囲に特定することにより位相差
Φが小さく、C/Nも比較的良好な値であって、またB
ER変比率も小さく嗣久性も優れていることが分かった
[実施例−4] 前記記録層の膜厚を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81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−6] 前記記録層の膜厚を3ooi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81気記録媒体の試料を
作成した。
[比較例−4] 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。
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。
なお、各記録層のカー回転角(θk)と反射率Rをそれ
ぞれ測定してその積をもって性能指数とした。
第2表 記録層の厚さが小さくなり本発明の光磁ス記録媒体の範
囲をはずれると耐久性が劣化してBER変化率が大きく
なることが分かった。
また、記録層の厚さが大きくなり過ぎても位相差Φが大
きくなって本発明の目的を達成できないことが分かった
[実施例−7コ 前記第2誘電体保護層の膜厚を1oo,L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誘電体保護層の膜厚を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ス記録媒体
の試料を作成した。
[実施例−91 前記第2誘電体保護層の膜厚を60OA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80Aとした以外は、実
施例−2と同一の条件で両面記録型の光81気記録媒体
の試料を作成した。
[比較例−6コ 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 前記金属反劃層の膜厚を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81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。
[実施例−13コ 前記金属反射層の膜厚を45OA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80OA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を15OA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コ 前記金属反射層の膜厚を90OA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8i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−15コ 前記第2誘電体保護層の膜厚をIOOAとし、前記金属
反射層の組成をTaが5原子%のAl−は、実施例−2
と同一の条件で光磁気記録媒体の試料を作成した。
[実施例一l6コ 前記第2誘電体保護層の膜厚を35OAとし、前記金属
反射層の組成をTaが5原子%のAl−Ta合金を用い
、その膜厚を40OAとした以外は、実施例−2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コ 前記第2誘電体保護層の膜厚を350Aとし、前記金属
反射層の組成をTaが5原子%のAl−Ta合金を用い
、その膜厚を400Aとした以外は、実施例−2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−9] 前記第2誘電体保護層の膜厚を80入とし、前記金属反
射層の膜厚を400Aとした以外は、実施例−2と同一
の条件で光81気記録媒体の試料を作成した。
[比較例−10] 前記第2誘電体保護層の膜厚を650Aとし、前記金属
反射層の膜摩をqooAとした以外は、実施例−2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料につい
て、各特性を測定した結果が第5表である。
v.5表
【図面の簡単な説明】
第1図は、ピックアップ光学系の位相差δによる光磁気
記録媒体のC/Nの低下量を示すグラフ。 第2図は、光磁気記録媒体に起因する位相差Φの測定系
の要部を示した概格図。 1 ・・・ 半導体レーザー 2 ・・・ コリメートレンズ 3 ・・・ 光磁気記録媒体 光磁気記録媒体からの反射光 バビネソレイユ補償板 検光子 第1図 C/Nnイ氏下量 l T

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300Å、前記第2誘電体保護層の膜厚
    が100乃至500Å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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