JP3159375B2 - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザを用いて情
報を記録再生する情報記録媒体に関し、詳しくは情報記
録面を2層以上備えた情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、2層以上の情報記録面を備えた情
報記録媒体としては、例えば市販されているDVD−R
OMの2層光ディスクが知られている。この2層光ディ
スクの半透明反射膜には、Au(金)又はAl(アルミ
ニウム)等の金属薄膜や、シリコンカーバイド又はシリ
コン系の酸化物(国際特許WO96/04650参照)
が使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
情報記録媒体では、635nmの赤色レーザ波長に対し
ては第1情報記録面及び第2情報記録面での再生が可能
であるものの、400nm台のブルーレーザに対しては
半透明反射膜の光の吸収率や反射率が増大するため第2
情報記録面が再生できないという不都合が生じていた。
その理由は、従来の情報記録媒体では、前述したとおり
半透明反射膜にAu又はAl等の金属薄膜又はシリコン
系の酸化物等を使用しているためである。なお、レーザ
の入射側から見て、手前が第1情報記録面、奥が第2情
報記録面である。
【0004】また、半透明反射膜は、Au又はAl等の
金属薄膜等を使用した場合、635nmの赤色レーザ波
長に対しても吸収率が高いため、膜厚を15nm以下に
する必要がある。その結果、成膜マージンが非常に狭く
なるという不都合が生じていた。
【0005】ここで、DVD−ROMの2層ディスクの
媒体構成において、半透明反射膜にAu又はシリコン酸
化膜を使用した場合の不都合を、図9と図10を用いて
具体的に説明する。
【0006】図9は、半透明反射膜をAu、高反射率膜
をAl(膜厚80nm固定)としたときの、レーザ波長
650nm、635nm及び600nmにおける、半透
明反射膜による反射率と高反射率膜による反射率との半
透明反射膜の膜厚依存性を示すグラフである。図中、□
○△が半透明反射膜、■●▲が高反射率膜を示し、□■
がレーザ波長650nmの光学計算値、○●がレーザ波
長635nmの光学計算値、△▲がレーザ波長600n
mの光学計算値を示す。この光学計算結果より、各レー
ザ波長に対してDVD−ROMの反射率規格(25%〜
40%)を満足するAuの膜厚範囲は、波長650nm
で13.2nm〜14.8nm、波長635nmで1
3.6nm〜15nm、波長600nmで16.1nm
(ピンポイント)である。したがって、半透明反射膜に
Auを用いた場合、再生波長限界が約600nmまでで
あるので、ブルーレーザ等の短波長には対応できないこ
とがわかる。
【0007】図10は、半透明反射膜にシリコン酸化膜
を用いた場合の再生波長の短波長限界を示すグラフであ
る。再生波長には460nmを用いた。図中、実線が半
透明反射膜、破線がAlからなる高反射率膜を示す。こ
の場合、460nmの再生レーザ光に対して、酸素濃度
が0.56≦X≦0.60の範囲にわたり、DVD−R
OMの反射率の規格値をピンポイントで満足する。この
ように、SiOX 膜を半透明反射膜として用いた場
合、SiOX 膜の膜厚及び酸素濃度を調整しても短波
長限界は約460nmまでである。
【0008】また、635nmレーザ波長に対応して半
透明反射膜の膜厚を調整した2層ディスクの媒体構成に
対する再生可能な短波長限界は、半透明反射膜にAuを
用いた場合が600nm程度、半透明反射膜にシリコン
カーバイドの酸化膜を用いた場合が550nm程度であ
る。そのため、将来、再生波長が400nm台の短波長
になった場合、再生ができなくなるので、再生用ドライ
ブのレーザ波長を複数用意しなけらばならないと言う不
都合があった。
【0009】
【発明の目的】そこで本発明の目的は、かかる従来例の
有する不都合を改善し、特に複数の再生レーザ波長に対
して、媒体構成を変えることなく、多層の情報記録面の
再生を可能にするとともに、ドライブの将来の短波長化
に対して、再生互換を確保できる情報記録媒体を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の情報記録媒体
は、情報記録面を有する透明基板上に、半透明反射膜と
情報記録面を有する透明スペース層とを交互にそれぞれ
複数層重ね合わせ、波長が400nmから650nmま
でのレーザを用いる光学式の情報記録媒体において、前
記半透明反射膜がRb(ルビジウム)であり、その膜厚
が35nm以下であることを特徴とする。
【0011】このような半透明反射膜を用いることで、
半透明反射膜の反射率、吸収率及び透過率の波長依存性
を小さくでき、400nmから650nmまでのレーザ
波長に対して安定した再生が可能となる。これは、40
0nmから650nmまでのレーザ波長で再生しても、
半透明反射膜の反射率、吸収率、透過率の変動が小さい
ことに由来するものである。
【0012】また本発明の情報記録媒体は、情報記録面
を有する透明基板上に、一層の半透明反射膜を設け、前
記半透明反射膜上に情報記録面を有する一層の透明スペ
ース層を設け、前記透明スペース層の情報記録面上に高
い反射率を有する一層の高反射率膜を設けて、波長が4
00nmから650nmまでのレーザを用いる光学式の
情報記録媒体において、前記半透明反射膜は、膜厚が4
2nmから53nmのRb(ルビジウム)の膜であるこ
とを特徴とする。このような構成により、400nmか
ら650nmの波長範囲にわたって安定した反射光量が
得られる反射率25%〜40%を満足しているから、4
00nmから650nmまでのレーザ波長に対して安定
した再生が可能になる。
【0013】また本発明の情報記録媒体は、情報記録面
を有する透明基板上に、一層の半透明反射膜を設け、前
記半透明反射膜上に情報記録面を有する一層の透明スペ
ース層を設け、前記透明スペース層の情報記録面上に高
い反射率を有する一層の高反射率膜を設けて、波長が4
00nmから650nmまでのレーザを用いる光学式の
情報記録媒体において、前記半透明反射膜は、膜厚が5
8nmのCs(セシウム)の膜であることを特徴とす
る。このような構成によっても、400nmから650
nmの波長範囲にわたって安定した反射光量が得られる
反射率25%〜40%を満足しているから、400nm
から650nmまでのレーザ波長に対して安定した再生
が可能になる。
【0014】また本発明の情報記録媒体は、情報記録面
を有する透明基板上に、一層の半透明反射膜を設け、前
記半透明反射膜上に情報記録面を有する一層の透明スペ
ース層を設け、前記透明スペース層の情報記録面上に高
い反射率を有する一層の高反射率膜を設けて、波長が4
00nmから650nmまでのレーザを用いる光学式の
情報記録媒体において、前記半透明反射膜は、膜厚が2
2nmのLi(リチウム)の膜であることを特徴とす
る。このような構成によっても、400nmから 650
nmの波長範囲にわたって安定した反射光量が得られる
反射率25%〜40%を満足しているから、400nm
から650nmまでのレーザ波長に対して安定した再生
が可能になる。
【0015】また本発明の情報記録媒体は、情報記録面
を有する透明基板上に、一層の半透明反射膜を設け、前
記半透明反射膜上に情報記録面を有する一層の透明スペ
ース層を設け、前記透明スペース層の情報記録面上に高
い反射率を有する一層の高反射率膜を設けて、波長が4
00nmから650nmまでのレーザを用いる光学式の
情報記録媒体において、前記半透明反射膜は、膜厚が2
2nmから27nmのNa(ナトリウム)の膜であるこ
とを特徴とする。このような構成によっても、400n
mから650nmの波長範囲にわたって安定した反射光
量が得られる反射率25%〜40%を満足しているか
ら、400nmから650nmまでのレーザ波長に対し
て安定した再生が可能になる。
【0016】さらに本発明は、上記した半透明反射膜
上下に保護膜を備えている、という構成を採用すること
ができる。この場合、半透明反射膜の上下に保護膜を備
えることで、半透明反射膜の酸化を防止するとともに、
エンハンス効果により半透明反射膜の反射率、透過率、
吸収率を制御することが可能となる。
【0017】この半透明反射膜の上下に保護膜として窒
化シリコン、窒化アルミ等の窒化物又はフッ化ナトリウ
ム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化マグネ
シウム等のフッ化物を用いることができる。このよう
に、半透明反射膜の上下に保護膜として窒化物又はフッ
化物を用いることで、保護膜に酸素が含まれていないた
め半透明反射膜の酸化を防止できるから、反射膜の反射
率、透過率、吸収率を制御することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕本発明の第1実
施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。
【0019】図1において、情報記録媒体10は、情報
記録面111を有する透明基板101上に、半透明反射
膜121〜12nと、情報記録面112〜11nを有す
る透明スペース層131〜13(n−1)とを交互に積
層した構造を備えている。これによって、n層の情報記
録面111〜11nを備えた情報記録媒体10が形成さ
れている。ここで、情報記録面111,…は、例えば
「0」「1」に対応した凹凸によって形成されている。
【0020】情報記録面111,…に被着される半透明
反射膜121,…としては、400nmから650nm
までのレーザ波長に対して有効となるRb(ルビジウ
ム)が使用される。
【0021】透明スペーサ層131,…としては、例え
ば紫外線硬化樹脂が使用される。透明基板101は、例
えば、外形が円盤状で、その材質がポリカーボネイトで
あり、透光性を備えている。また、半透明反射膜12
1,…の上下に酸化防止用の保護膜を備える構成として
もよい。
【0022】次に、半透明反射膜121としてルビジウ
ム(Rb)を用いた場合の有用性(特に再生レーザ波長
に対する反射率、吸収率、透過率のRb膜厚依存性)に
ついて説明する。図2は、レーザ波長400nmと65
0nmに対する、半透明反射膜121にRbを用いたと
きの、反射率(R)、透過率(T)、吸収率(A)のR
b膜厚依存性について光学計算を行った場合の算定結果
を示す。
【0023】この図から明らかなように、Rbの膜厚が
35nm以下ではR,T,Aの波長依存性がきわめて少
なく、400nmから650nmまでの再生レーザの波
長域において安定したR,T,Aが得られることが明ら
かとなった。
【0024】図3は、半透明反射膜121,…にRbを
用い、Rの膜厚を25nmと35nmとし、半透明反
射膜121,…を5層構造としたときの、半透明反射膜
121,…の反射率を示したものである。実線は650
nmの再生レーザ波長に対する反射率、破線は400n
mの再生レーザ波長に対する反射率を、それぞれ示して
いる。尚、d(膜厚)=25(nm)の場合は、破線が
全て実線と一致している。
【0025】この図から明らかなように、再生レーザ波
長が400nmから650nmに変化しても、各半透明
反射膜からの反射率の変化は極めて小さい(波長依存性
が極めて少ない)。すなわち、再生レーザ波長に400
nmから650nmまでのレーザを用いても、安定した
再生信号が得られる。
【0026】〔第2実施形態〕本発明の第2実施形態を
図4乃至図8に基づいて説明する。
【0027】図4において、情報記録媒体20は、情報
記録面211を有する透明基板201上に、半透明反射
膜221と情報記録面212を有する透明スペース層2
31とが交互に重ね合わされ、レーザの入射側から見て
一番奥の情報記録面212上に高い反射率を有する高反
射率膜22が設けられている。これによって、2層の情
報記録面211,212を備えた情報記録媒体20が形
成されている。情報記録面211,212は、第1実施
形態における情報記録面111,…と同様に、「0」
「1」に対応した凹凸によって形成されている。
【0028】情報記録面211に被着される半透明反射
膜221としては、400nmから650nmまでのレ
ーザ波長に対して、ルビジウム(Rb)、セシウム(C
s)、リチウム(Li)又はナトリウム(Na)が使用
される。更に、高反射率膜222としては、例えばAl
(アルミニウム)が使用される。その他の構成は、第1
実施形態と同一となっている。
【0029】次に、半透明反射膜221としてルビジウ
ム(Rb)、セシウム(Cs)、リチウム(Li)又は
ナトリウム(Na)を用いた場合の、第2実施形態にお
ける有用性(特に再生レーザ波長に対する反射率の
b,Cs,Li,Na膜厚依存性)について説明する。
【0030】図5は、レーザ波長650nm、510n
m、400nmにおいて、半透明反射膜をRb、高反射
率膜をAl(膜厚80nm固定)としたとき、半透明反
射膜の反射率と高反射率膜の反射率とのRb膜厚依存性
を示す。図中、破線が半透明反射膜からの反射率、実線
が高反射率膜からの反射率を示す。
【0031】光学計算結果より、再生光学系が安定した
信号を得るための反射率25%〜40%を満足するRb
の膜厚範囲は、波長650nmで42nm〜62nm、
波長510nmで40nm〜57nm、波長400nm
で36nm〜53nmである。したがって、42nm
53nmの膜厚範囲は再生レーザに400nm〜650
nmの波長を用いても安定した反射光量が得られ、再生
波長依存性が極めて少ないことがわかる。
【0032】図6は、レーザ波長650nm、510n
m、400nmにおいて、半透明反射膜をCs、高反射
率膜をAl(膜厚80nm固定)としたとき、半透明反
射膜の反射率と高反射率膜の反射率とのCs膜厚依存性
を示す。図中、破線が半透明反射膜からの反射率、実線
が高反射率膜からの反射率を示す。
【0033】光学計算結果より、再生光学系が安定した
信号を得るための反射率25%〜40%を満足するCs
の膜厚範囲は、波長650nmで58nm〜65nm、
波長510nmで52nm〜60nm、波長400nm
で50nm〜58nmである。したがって、58nmの
膜厚は、再生レーザに400nm〜650nmの波長を
用いても安定した反射光量が得られ、再生波長依存性が
極めて少ないことがわかる。
【0034】図7は、レーザ波長650nmと400n
mとにおいて、半透明反射膜をLi、高反射率膜をAl
(膜厚80nm固定)としたとき、半透明反射膜の反射
率と高反射率膜の反射率とのLi膜厚依存性を示す。図
中、破線が半透明反射膜からの反射率、実線が高反射率
膜からの反射率を示す。
【0035】光学計算結果より、再生光学系が安定した
信号を得るための反射率25%〜40%を満足するLi
の膜厚範囲は、波長650nmで16nm〜22nm、
波長400nmで22nm〜26nmである。したがっ
て、22nmの膜厚は、再生レーザに400nm〜65
0nmの波長を用いても安定した反射光量が得られ、再
生波長依存性極めて少ないことがわかる。
【0036】図8は、レーザ波長650nm及び400
nmにおいて、半透明反射膜をNa、高反射率膜をAl
(膜厚80nm固定)としたとき、半透明反射膜の反射
率と高反射率膜の反射率とのNa膜厚依存性を示す。図
中、破線が半透明反射膜からの反射率、実線が高反射率
膜からの反射率を示す。
【0037】光学計算結果より、再生光学系が安定した
信号を得るための反射率25%〜40%を満足するNa
の膜厚範囲は、波長650nmで17nm〜27nm、
波長400nmで22nm〜34nmである。したがっ
て、22nm〜2nmの膜厚範囲は、再生レーザに4
00nm〜650nmの波長を用いても安定した反射光
量が得られ、再生波長依存性が極めて少ないことを示し
ている。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、情報記録
面を有する透明基板上に半透明反射膜と情報記録面を有
する透明スペース層を交互に重ね合わせた光学式の情報
記録媒体において、半透明反射膜の材質と膜厚とを特定
することにより、400nmから650nmのレーザ波
長に対して再生波長依存性の少ない、従って複数のレー
ザ波長の再生に対して良好な再生信号が得られる情報記
録媒体を提供することができる。
【0039】また、半透明反射膜にアルカリ金属、N
a、Li、Rb又はCsを用いると、400nmから6
50nmのレーザ波長に対して屈折率の変化が小さく、
消衰係数が小さいため、半透明反射膜の反射率、吸収率
及び透過率が安定し、400nmから650nmのレー
ザ波長域のどの再生波長を用いても、各情報記録面から
十分な反射率を得ることができるため、再生波長依存性
の少ない良好な再生信号を得ることが可能となる。
【0040】次に、半透明反射膜の上下に保護膜を備え
ることで、半透明反射膜の酸化を防止するとともに、エ
ンハンス効果により半透明反射膜の反射率、透過率、吸
収率を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る情報記録媒体の第1実施形態を示
す概略断面図である。
【図2】図1の情報記録媒体において半透明反射膜とし
てRbを用いた場合の、反射率、透過率及び吸収率のR
b膜厚依存性を示すグラフである。
【図3】図1の情報記録媒体において半透明反射膜を五
層とし、かつ半透明反射膜としてRbを用いた場合の、
各層からの反射率を示すグラフである。
【図4】本発明に係る情報記録媒体の第2実施形態を示
す概略断面図である。
【図5】図4の情報記録媒体において半透明反射膜とし
てRb、高反射率膜としてAlを用いた場合の、反射率
のRb膜厚依存性を示すグラフである。
【図6】図4の情報記録媒体において半透明反射膜とし
てCs、高反射率膜としてAlを用いた場合の、反射率
のCs膜厚依存性を示すグラフである。
【図7】図4の情報記録媒体において半透明反射膜とし
てLi、高反射率膜としてAlを用いた場合の、反射率
のLi膜厚依存性を示すグラフである。
【図8】図4の情報記録媒体において半透明反射膜とし
てNa、高反射率膜としてAlを用いた場合の、反射率
のNa膜厚依存性を示すグラフである。
【図9】従来技術において半透明反射膜としてAuを用
いた場合の、反射率のAu膜厚依存性を示すグラフであ
る。
【図10】従来技術において半透明反射膜としてシリコ
ン酸化物を用いた場合の、反射率のシリコン酸化物膜厚
依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
10,20 情報記録媒体 101,201 透明基板 111〜11n,211,212 情報記録面 121〜12n,221 半透明反射膜 131〜13(n−1),231 透明スペース層 222 高反射率膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−263874(JP,A) 特開 平6−243509(JP,A) 特開 平7−105568(JP,A) 特開 平6−282868(JP,A) 特開 平3−286432(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報記録面を有する透明基板上に、半透
    明反射膜と情報記録面を有する透明スペース層とを交互
    にそれぞれ複数層重ね合わせ、波長が400nmから6
    50nmまでのレーザを用いる光学式の情報記録媒体に
    おいて、 前記半透明反射膜がRb(ルビジウム)であり、その膜
    厚が35nm以下である ことを特徴とする情報記録媒
    体。
  2. 【請求項2】 情報記録面を有する透明基板上に、一層
    の半透明反射膜を設け、前記半透明反射膜上に情報記録
    面を有する一層の透明スペース層を設け、前記透明スペ
    ース層の情報記録面上に高い反射率を有する一層の高反
    射率膜を設けて、波長が400nmから650nmまで
    のレーザを用いる光学式の情報記録媒体において、 前記半透明反射膜は、膜厚が42nmから53nmのR
    b(ルビジウム)の膜である ことを特徴とする情報記録
    媒体。
  3. 【請求項3】 情報記録面を有する透明基板上に、一層
    の半透明反射膜を設け、前記半透明反射膜上に情報記録
    面を有する一層の透明スペース層を設け、前記透明スペ
    ース層の情報記録面上に高い反射率を有する一層の高反
    射率膜を設けて、波長が400nmから650nmまで
    のレーザを用いる光学式の情報記録媒体において、 前記半透明反射膜は、膜厚が58nmのCs(セシウ
    ム)の膜である ことを特徴とする情報記録媒体。
  4. 【請求項4】 情報記録面を有する透明基板上に、一層
    の半透明反射膜を設け、前記半透明反射膜上に情報記録
    面を有する一層の透明スペース層を設け、前記透明スペ
    ース層の情報記録面上に高い反射率を有する一層の高反
    射率膜を設けて、波長が400nmから650nmまで
    のレーザを用いる光学式の情報記録媒体において、 前記半透明反射膜は、膜厚が22nmのLi(リチウ
    ム)の膜である ことを特徴とする情報記録媒体。
  5. 【請求項5】 情報記録面を有する透明基板上に、一層
    の半透明反射膜を設け、前記半透明反射膜上に情報記録
    面を有する一層の透明スペース層を設け、前記透明スペ
    ース層の情報記録面上に高い反射率を有する一層の高反
    射率膜を設けて、波長が400nmから650nmまで
    のレーザを用いる光学式の情報記録媒体において、 前記半透明反射膜は、膜厚が22nmから27nmのN
    a(ナトリウム)の膜である ことを特徴とする情報記録
    媒体。
  6. 【請求項6】 前記半透明反射膜の上下に保護膜を備え
    ていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれ
    かに記載の情報記録媒体。
  7. 【請求項7】 前記保護膜が窒化シリコン、窒化アルミ
    ニウム等の窒化物又はフッ化ナトリウム、フッ化カルシ
    ウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム等のフッ化
    物であることを特徴とする請求項6記載の情報記録媒
    体。
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