JPH0317841A - 光記録媒体 - Google Patents
光記録媒体Info
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- JPH0317841A JPH0317841A JP1151609A JP15160989A JPH0317841A JP H0317841 A JPH0317841 A JP H0317841A JP 1151609 A JP1151609 A JP 1151609A JP 15160989 A JP15160989 A JP 15160989A JP H0317841 A JPH0317841 A JP H0317841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective layer
- layer
- alloy
- thickness
- recording
- Prior art date
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- Pending
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
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。
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〕
本発明は光ビーム照射により情報の記録を行なう光記録
媒体に関し,特に保護層を改良した光記録媒体に関する
。
媒体に関し,特に保護層を改良した光記録媒体に関する
。
レーザー光のような光ビームの照射により結晶−アモル
ファス間で可逆的に相変化が可能な材料(以降「相変化
材料」ということがある)を記@層に用いた光記録媒体
(いわゆる′゛光ディスク″)が近年いろいろなかたち
で紹介されている。この種の相変化型光記録媒体は記録
の際に形状変化を伴なわないので、穴あけ型の光記録媒
体に比べて保護層を設けたときの感度低下が少なく,従
って、この相変化型光記録媒体はエア・サンドインチ構
造をとる必要がなく、記録層上に保?sJf!を設け,
コンパクトディスクのような単板で用いたり,あるいは
2枚のディスクの密着貼合せ構造をとることが可能であ
り、光記録媒体の?1型化に有利である.従来の相変化
型光記録媒体に使用されている保iFI層材料としては
Sin,、ZnO等の透明誘電体材料が一般的である。
ファス間で可逆的に相変化が可能な材料(以降「相変化
材料」ということがある)を記@層に用いた光記録媒体
(いわゆる′゛光ディスク″)が近年いろいろなかたち
で紹介されている。この種の相変化型光記録媒体は記録
の際に形状変化を伴なわないので、穴あけ型の光記録媒
体に比べて保護層を設けたときの感度低下が少なく,従
って、この相変化型光記録媒体はエア・サンドインチ構
造をとる必要がなく、記録層上に保?sJf!を設け,
コンパクトディスクのような単板で用いたり,あるいは
2枚のディスクの密着貼合せ構造をとることが可能であ
り、光記録媒体の?1型化に有利である.従来の相変化
型光記録媒体に使用されている保iFI層材料としては
Sin,、ZnO等の透明誘電体材料が一般的である。
しかしながら、これらの材料は安定性の面では優れてい
るものの、保護層膜厚の変動により光の反射率が大きく
変動するため、保:S層の膜厚を正確に制御する必要が
ある。
るものの、保護層膜厚の変動により光の反射率が大きく
変動するため、保:S層の膜厚を正確に制御する必要が
ある。
本発明は,上記のような欠点を除去し、保F[の膜厚が
多少変動しても光反身・{串の変動がなく、従って,保
護層の成膜時に精密な膜原制御を必要としない光記録媒
体の提供を目的とするものである. 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、透明基板上に,光ビーム照射により可逆的な
相変化が可能な記録層と、その上に保護層を設けた光記
録媒体において、前記保護層がTi、Zr又はそれらの
合金を主或分とし、かつ、その保誇暦の膜厚が40nm
以上であることを特徴としている. ちなみに,本発明者らは相変化型光記録媒体において、
特定の保[fが用いられることにより,前記目的が達戒
できるとともに、保護層成膜条件の冗長度が増し、成膜
歩留りの向上、コストの低減が期待できることを確めた
.本発明はこれによりなされたものである。
多少変動しても光反身・{串の変動がなく、従って,保
護層の成膜時に精密な膜原制御を必要としない光記録媒
体の提供を目的とするものである. 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、透明基板上に,光ビーム照射により可逆的な
相変化が可能な記録層と、その上に保護層を設けた光記
録媒体において、前記保護層がTi、Zr又はそれらの
合金を主或分とし、かつ、その保誇暦の膜厚が40nm
以上であることを特徴としている. ちなみに,本発明者らは相変化型光記録媒体において、
特定の保[fが用いられることにより,前記目的が達戒
できるとともに、保護層成膜条件の冗長度が増し、成膜
歩留りの向上、コストの低減が期待できることを確めた
.本発明はこれによりなされたものである。
本発明の光記録媒体は、端的にいえば、保護層の材料及
び膜厚に特徴があるが、保護層の材料としてTi.Zr
又はその合金を選定するとともに、保護層の膜厚を40
n+m以上に特定した理由を相変化材料としてGeTe
を用いた例で以下に説明する。
び膜厚に特徴があるが、保護層の材料としてTi.Zr
又はその合金を選定するとともに、保護層の膜厚を40
n+m以上に特定した理由を相変化材料としてGeTe
を用いた例で以下に説明する。
GeTaは、蒸着あるいはスパッタなどにより成膜でき
るが、威膜時はアモルファスであり、その光学定数はお
およそ(Na. Ka) = (4,0.9)である.
このアモルファス状のGeTeは光ビーム照射により結
晶化し,その光学定数はおおよそ((Nc. Kc)=
(5.4.3.6)となる。いま,屈折率1.5の基板
上にGaTe膜を約100nm厚に設け、更にその上に
、従来使用されているZnSの保護層を設けた場合を考
える。なお、ZnSの光学定数はおおよそ(2.3、0
)である。
るが、威膜時はアモルファスであり、その光学定数はお
およそ(Na. Ka) = (4,0.9)である.
このアモルファス状のGeTeは光ビーム照射により結
晶化し,その光学定数はおおよそ((Nc. Kc)=
(5.4.3.6)となる。いま,屈折率1.5の基板
上にGaTe膜を約100nm厚に設け、更にその上に
、従来使用されているZnSの保護層を設けた場合を考
える。なお、ZnSの光学定数はおおよそ(2.3、0
)である。
この場合の保護層膜厚と反射率(基板側から光を入射し
た場合)との関係を第1図に示した。図中、aはアモル
ファスを表わし、Cは結晶を表わしている(以下同じ)
.第1図から、記録層がアモルファスであれば、保護層
の膜厚によって光反射率の変動することがわかる.但し
この場合、この変動はあまり大きくない。従って、保護
層の膜厚が多少変動してもよいように思われる。
た場合)との関係を第1図に示した。図中、aはアモル
ファスを表わし、Cは結晶を表わしている(以下同じ)
.第1図から、記録層がアモルファスであれば、保護層
の膜厚によって光反射率の変動することがわかる.但し
この場合、この変動はあまり大きくない。従って、保護
層の膜厚が多少変動してもよいように思われる。
ところで、最近は,高感度化及び高密度化のために記録
層の膜厚を薄くするようにしている.具体的には、記録
層には約5Or++++以下の膜厚が採用されている。
層の膜厚を薄くするようにしている.具体的には、記録
層には約5Or++++以下の膜厚が採用されている。
そこで、記録層としてのGeTe膜のnさを例えば約3
0nmとした場合のGeTe膜に対するZnS保護層膜
厚と光反射率との関係を調べると,第2図のようになる
.この場合、保護層膜厚に対する光反射率の変動は大き
く、保謹層膜厚の精密な制御が必要なことがわかる。こ
のような光反射率変動は保護層が透明なため干渉効果が
あることに起因していると思われる.従来,このような
透明誘電体層を用いていた理由の1つとして透明誘電体
の高い耐熱性及び化学的安定性が挙げられる。相変化材
料はn丁逆型メモリとして用いる場合、アモルファスの
結晶化は比較的低い温度で行なわれるが、結晶のアモル
ファス化は記録層の融点以上に昇温し、反応活性な溶融
状態を経て行なわれるため,保謹層は安定な耐熱材料で
なければならなかった.しかし,相変化材料をアモルフ
ァス膜に結晶化マークを記録する追記型メモリとしての
み用いるのであれば保護層材料の耐熱性や安定性は多少
犠牲することが許される. このような事情から,本発明者らは、種々の材料を検討
した結果、先に触れたように、保護刑材料としてTi.
Zr又はそれらの合金を主成分に選ぶことにより、約
40nm以上の膜厚において光反射率に影響を与えず、
且つ,保護層としても良好な特性が示されることを見出
すにいたった.本発明の保護層材料の特性を従来のZn
Sと比較するために,約30nm厚のGeTe膜(記録
Nj)に対するTi保ff/#膜厚と反射率との関係を
第3図に示した.第3図からわかるように、保護層の膜
厚が約40nm以上であれば光反射率は一定である。こ
れは,この材料の光学定数がおおよそ(3.6.4)で
あって、消衰係数が4と大きいことから、約4On+*
以上の膜厚では、干渉効果がなくなるからであると思わ
れる.なお、第3図に示される傾向はZr保護層にも認
められる. このような光学的な効果のみを考えれば多くの金属が使
用可能であるが,本発明の保護層に用いられるTi,
Zr及びそれらの合金は他のいくつかの優れた特性を合
わせ持っているという点で他の金属とは相違している. 即ち、第一にTiやZrは優れた耐食性を有しており、
第二にTiやZrは高融点であることである。Tiの融
点は1668℃、Zrの融点はl852℃である。第三
にTiやZrは熱伝導度が小さいことである.Ti及び
Zrの熱伝導度は夫々0.041Cal/CIII−S
eC−deg、0.04cal/evsec−degで
あり,例えば金の0.777cal/cvsec−de
gの約1/19, ZnSの0.006Cal/CPS
eC−degの高々7倍であって、しかも保護層のTi
やZr自身が記8層を透過して来た光をほぼ完全に吸収
して発熱するため、保護層を設けた場合の記録感度低下
はわずかである. このような保護層はスパッタ法、蒸着法等で記録層上に
形威される.なお,保護層中には本来的にTi. Zr
等に含まれる不純物戒分が含まれていてもかまわない. 次に、本発明における記録層について説明を加える。
0nmとした場合のGeTe膜に対するZnS保護層膜
厚と光反射率との関係を調べると,第2図のようになる
.この場合、保護層膜厚に対する光反射率の変動は大き
く、保謹層膜厚の精密な制御が必要なことがわかる。こ
のような光反射率変動は保護層が透明なため干渉効果が
あることに起因していると思われる.従来,このような
透明誘電体層を用いていた理由の1つとして透明誘電体
の高い耐熱性及び化学的安定性が挙げられる。相変化材
料はn丁逆型メモリとして用いる場合、アモルファスの
結晶化は比較的低い温度で行なわれるが、結晶のアモル
ファス化は記録層の融点以上に昇温し、反応活性な溶融
状態を経て行なわれるため,保謹層は安定な耐熱材料で
なければならなかった.しかし,相変化材料をアモルフ
ァス膜に結晶化マークを記録する追記型メモリとしての
み用いるのであれば保護層材料の耐熱性や安定性は多少
犠牲することが許される. このような事情から,本発明者らは、種々の材料を検討
した結果、先に触れたように、保護刑材料としてTi.
Zr又はそれらの合金を主成分に選ぶことにより、約
40nm以上の膜厚において光反射率に影響を与えず、
且つ,保護層としても良好な特性が示されることを見出
すにいたった.本発明の保護層材料の特性を従来のZn
Sと比較するために,約30nm厚のGeTe膜(記録
Nj)に対するTi保ff/#膜厚と反射率との関係を
第3図に示した.第3図からわかるように、保護層の膜
厚が約40nm以上であれば光反射率は一定である。こ
れは,この材料の光学定数がおおよそ(3.6.4)で
あって、消衰係数が4と大きいことから、約4On+*
以上の膜厚では、干渉効果がなくなるからであると思わ
れる.なお、第3図に示される傾向はZr保護層にも認
められる. このような光学的な効果のみを考えれば多くの金属が使
用可能であるが,本発明の保護層に用いられるTi,
Zr及びそれらの合金は他のいくつかの優れた特性を合
わせ持っているという点で他の金属とは相違している. 即ち、第一にTiやZrは優れた耐食性を有しており、
第二にTiやZrは高融点であることである。Tiの融
点は1668℃、Zrの融点はl852℃である。第三
にTiやZrは熱伝導度が小さいことである.Ti及び
Zrの熱伝導度は夫々0.041Cal/CIII−S
eC−deg、0.04cal/evsec−degで
あり,例えば金の0.777cal/cvsec−de
gの約1/19, ZnSの0.006Cal/CPS
eC−degの高々7倍であって、しかも保護層のTi
やZr自身が記8層を透過して来た光をほぼ完全に吸収
して発熱するため、保護層を設けた場合の記録感度低下
はわずかである. このような保護層はスパッタ法、蒸着法等で記録層上に
形威される.なお,保護層中には本来的にTi. Zr
等に含まれる不純物戒分が含まれていてもかまわない. 次に、本発明における記録層について説明を加える。
記録層に使用される相変化材料としては前述のGaTa
以外に、GaとTet−x(0<x<1)とで表わされ
るGe−Te合金. In−Sb合金、In−Se合金
、Sb−Te合金等や,それらにAu, Ag.Ni.
Co,Al. Zn, Ga,In. Tl.Sb.
Bi等の第三元素を添加したもの等、光ビームの照射に
より結品〜アモルファス間で相変化が可能な材料であれ
ば使用できる.これらの材料は、原理的に可逆型メモリ
材料として用いることが可能むものであるが,本発明に
おいては,アモルファス状態を未記録状態とし,そこに
結晶化マークを記録する追記型メモリ材料として用いる
のが効果的である. このような相変化材料を用いて記@層を形或するには,
基板上にスパッタ法,蒸着法等の方法で前記記録層材料
を成膜すればよい.こうして形或される記@層の厚さは
200〜2000人程度が適当である。
以外に、GaとTet−x(0<x<1)とで表わされ
るGe−Te合金. In−Sb合金、In−Se合金
、Sb−Te合金等や,それらにAu, Ag.Ni.
Co,Al. Zn, Ga,In. Tl.Sb.
Bi等の第三元素を添加したもの等、光ビームの照射に
より結品〜アモルファス間で相変化が可能な材料であれ
ば使用できる.これらの材料は、原理的に可逆型メモリ
材料として用いることが可能むものであるが,本発明に
おいては,アモルファス状態を未記録状態とし,そこに
結晶化マークを記録する追記型メモリ材料として用いる
のが効果的である. このような相変化材料を用いて記@層を形或するには,
基板上にスパッタ法,蒸着法等の方法で前記記録層材料
を成膜すればよい.こうして形或される記@層の厚さは
200〜2000人程度が適当である。
基板材料としては,ポリカーボネート、PMMA、PE
T等の樹脂やガラス等の記録・再生光に対し透明な材料
を用いることができるが、記録感度の点からは樹脂材料
が好ましい. 本発明では、必要に応じて、基板と記録層との間にSi
n,、ZnS等の下引き層を設けたり,あるいは、本発
明に係る保:S層の上に更に別の保WI層を設けてもよ
い.この別の保護層の材料選択の範囲は任意である。こ
れは本発明光記録媒体では基板からの入射光は本発明に
係る保護層によりほぼ完全に吸収されるので、この保護
層上に別の保護層を設けても光学的な不都合は生じない
ためである.〔実施例〕 以下に、実施例及び比較例を示す. 実施例t ポリカーボネートの射出或形ディスク基板に(GeTe
).。Bi、。をスバッタ法により約30n■厚に成膜
して記録層を設けた後,その上に、Tiをスバッタ法に
より約100nm厚に成膜して保護層を設けて本発明の
光記録媒体をつくった. 実施例2 Ti保護層の膜厚を約150nmとした以外は実施例l
と同様にして本発明の光記録媒体をつくった.実施例3 Ti保護層の上に更に紫外線硬化性樹脂によるハードコ
ートを約10μ1厚に設けた以外は実施例lと同様にし
て本発明の光記録媒体をつくった.実施例4 Tiの代りにZrを用いて保護層を形戊した以外は実施
例lと同様にして本発明の光記録媒体をつくった・ 実施例5 Tiの代りにTi−Zr合金を用いて保護層を形或した
以外は実施例1と同様にして本発明の光記録媒体をつく
った.但し、Ti−Zr合金保護周はTi−Zr(Ti
:14.8重量%.Zr65.2重量$)合金ターゲッ
トをスパッタすることにより得た。
T等の樹脂やガラス等の記録・再生光に対し透明な材料
を用いることができるが、記録感度の点からは樹脂材料
が好ましい. 本発明では、必要に応じて、基板と記録層との間にSi
n,、ZnS等の下引き層を設けたり,あるいは、本発
明に係る保:S層の上に更に別の保WI層を設けてもよ
い.この別の保護層の材料選択の範囲は任意である。こ
れは本発明光記録媒体では基板からの入射光は本発明に
係る保護層によりほぼ完全に吸収されるので、この保護
層上に別の保護層を設けても光学的な不都合は生じない
ためである.〔実施例〕 以下に、実施例及び比較例を示す. 実施例t ポリカーボネートの射出或形ディスク基板に(GeTe
).。Bi、。をスバッタ法により約30n■厚に成膜
して記録層を設けた後,その上に、Tiをスバッタ法に
より約100nm厚に成膜して保護層を設けて本発明の
光記録媒体をつくった. 実施例2 Ti保護層の膜厚を約150nmとした以外は実施例l
と同様にして本発明の光記録媒体をつくった.実施例3 Ti保護層の上に更に紫外線硬化性樹脂によるハードコ
ートを約10μ1厚に設けた以外は実施例lと同様にし
て本発明の光記録媒体をつくった.実施例4 Tiの代りにZrを用いて保護層を形戊した以外は実施
例lと同様にして本発明の光記録媒体をつくった・ 実施例5 Tiの代りにTi−Zr合金を用いて保護層を形或した
以外は実施例1と同様にして本発明の光記録媒体をつく
った.但し、Ti−Zr合金保護周はTi−Zr(Ti
:14.8重量%.Zr65.2重量$)合金ターゲッ
トをスパッタすることにより得た。
比較例l
Ti保護層を設けなかった以外は実施例lと同様にして
比較の光記録媒体をつくった。
比較の光記録媒体をつくった。
比較例2
Tiの代りにZnSを用いて保FJFt!jを形成した
以外は実施例lと同様にして比較の光記録媒体をつくっ
た・ これらの光記録媒体に対し波長780rv+の半導体レ
ーザーを用いて記録及び再生特性を評価し、その結果を
表−1に示した.なお,線速は5 . 6m/ see
、記録周波数は3.5MHzとした. 表一l 表一lから保護層の膜厚が50nm違っても記録感度が
わずかに異なるだけで特性的には殆んど影響を受けない
ことがわかる(実施例lと2との比較).なお,比較例
1のC/Nが低いのは(GeTe)qaBina薄膜(
膜厚約3On+m)の記録層単層では結晶化前後の光反
射率の差が大きくむいので、信号コントラストがとれな
かったためと考えられる.他の実施例及び比較例は保護
層を設けたことにより信号コントラストが向上しており
、記録層材料と保護層材料との組み合わせによってはこ
のような効果も期待できる。
以外は実施例lと同様にして比較の光記録媒体をつくっ
た・ これらの光記録媒体に対し波長780rv+の半導体レ
ーザーを用いて記録及び再生特性を評価し、その結果を
表−1に示した.なお,線速は5 . 6m/ see
、記録周波数は3.5MHzとした. 表一l 表一lから保護層の膜厚が50nm違っても記録感度が
わずかに異なるだけで特性的には殆んど影響を受けない
ことがわかる(実施例lと2との比較).なお,比較例
1のC/Nが低いのは(GeTe)qaBina薄膜(
膜厚約3On+m)の記録層単層では結晶化前後の光反
射率の差が大きくむいので、信号コントラストがとれな
かったためと考えられる.他の実施例及び比較例は保護
層を設けたことにより信号コントラストが向上しており
、記録層材料と保護層材料との組み合わせによってはこ
のような効果も期待できる。
本発明の光記録媒体は保護層の主成分としてTi、Zr
又はそれらの合金を用いたので・、保護層の膜厚が多少
変動しても記録媒体の反対率に影響を与えない.従って
保護層の成膜時に従来のような精密な膜厚制御が不要と
なって保護層或膜条件の冗長度が増し,成膜歩留りの向
上,コストの低減につながるという利点がある.
又はそれらの合金を用いたので・、保護層の膜厚が多少
変動しても記録媒体の反対率に影響を与えない.従って
保護層の成膜時に従来のような精密な膜厚制御が不要と
なって保護層或膜条件の冗長度が増し,成膜歩留りの向
上,コストの低減につながるという利点がある.
第1図は約100nm厚のGaTe記録層上にZnS保
護層を設けた従来の光記録媒体における保護層膜厚と光
反射率との関係図を表わしたものである。 第2図は第1図の光記録媒体の記録層の膜厚を約30n
mとした場合の保護層膜厚と光反射率との関係図を表わ
したものである. 第3図は第2図は同じく約30nm厚のGeTe記録層
上にTi保護層を設けた本発明の光記録媒体における保
護層膜厚と反射率との関係図を表わしたものである.
護層を設けた従来の光記録媒体における保護層膜厚と光
反射率との関係図を表わしたものである。 第2図は第1図の光記録媒体の記録層の膜厚を約30n
mとした場合の保護層膜厚と光反射率との関係図を表わ
したものである. 第3図は第2図は同じく約30nm厚のGeTe記録層
上にTi保護層を設けた本発明の光記録媒体における保
護層膜厚と反射率との関係図を表わしたものである.
Claims (1)
- (1)透明基板上に、光ビーム照射により可逆的な相変
化が可能な記録層とその上に保護層とを設けた光記録媒
体において、前記保護層はTi、Zr又はそれらの合金
を主成分としかつその膜厚が40nm以上であることを
特徴とする光記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151609A JPH0317841A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151609A JPH0317841A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317841A true JPH0317841A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15522276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151609A Pending JPH0317841A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317841A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222567A (en) * | 1991-04-26 | 1993-06-29 | Genus Inc. | Power assist device for a wheelchair |
| US5652036A (en) * | 1994-09-21 | 1997-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Information recording medium and method of manufacturing the same |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151609A patent/JPH0317841A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222567A (en) * | 1991-04-26 | 1993-06-29 | Genus Inc. | Power assist device for a wheelchair |
| US5652036A (en) * | 1994-09-21 | 1997-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Information recording medium and method of manufacturing the same |
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