JPH05189803A - 追記形光記録媒体およびその記録再生方法 - Google Patents

追記形光記録媒体およびその記録再生方法

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JPH05189803A
JPH05189803A JP4003233A JP323392A JPH05189803A JP H05189803 A JPH05189803 A JP H05189803A JP 4003233 A JP4003233 A JP 4003233A JP 323392 A JP323392 A JP 323392A JP H05189803 A JPH05189803 A JP H05189803A
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JP4003233A
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Masaki Ito
雅樹 伊藤
Tsutomu Itano
勉 板野
Tadashi Adachi
忠史 安達
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射率増大モード記録で、浮遊性塵あいの悪
影響がなく、高温多湿環境での保存性の良好な追記形光
記録媒体および記録再生方法を提供する。 【構成】 基板1上に、ZnSとSiO2 との混合物か
ら成る第一の透明干渉層2、Ge2 SbX Te5 (2.0
<X <3.0 )の活性記録層3、ZnSとSiO2との混
合物から成る第二の透明干渉層4、AuCuの反射層5
をこの順に積層し、且つ、これら各層2、3、4、5の
厚みを、夫々200 〜1000、50〜120 、700〜1100、200
〜2000オングストロームとし、活性記録層は結晶状態に
する。このようにして作製した媒体に高パワーのレーザ
ー光6を基板1を通して照射し、照射部の反射率を照射
前より高くして記録・再生を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光により情報
の記録(書込)・再生(読出)を行う光ディスク等の追
記形光記録媒体およびその記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】追記形光記録媒体は、記録密度が高いこ
とから大容量記憶装置として優れた特徴を有している。
この追記形光記録媒体としては、当初はTaとPbが用
いられていた[サイエンス(Science )154、155
0、(1966)]が、その後、数々の材料、層構造のもの
が開発された。
【0003】図2は従来の代表的な追記形光記録媒体の
層構造を示す概略断面図であり、基板1の上にAlCr
の反射層22が設けられ、その上にSiO2 の透明干渉
層23、プラズマ重合前のトリガ層24、Crの活性記
録層25が順に積層されている。 基板1としてはポリ
カーボネイト樹脂板や、フォトポリマーのついたガラス
板やフォトポリマーのついたアクリル樹脂板が用いら
れ、この基板1には、トラッキング・サーボ用に案内溝
や案内ピットが一般に形成されている。
【0004】記録および再生用のレーザー光6は、基板
1を通さずに活性記録層側から入射され、活性記録層の
近傍でおよそφ1. 4[μm]になるようにフォーカシ
ング・サーボにより集光される。レーザー光源としては
波長8300オングストローム前後の半導体レーザーが
用いられる。
【0005】情報を記録するときには、記録したい情報
に対応させて高パワーのレーザー光を照射することによ
り、活性記録層25にレーザー光のエネルギーを吸収さ
せ、それを熱エネルギーに変換させ、昇温させる。この
とき、下層のトリガ層24も昇音し、これが分解するこ
とにより上層の活性記録層25に記録マークである記録
ピットが形成される。この高パワーが照射されて記録ピ
ットが形成された部分は、反射層22からの反射光がそ
のまま戻ってくるので、反射率は高くなる。
【0006】情報の再生(読出)は、低パワーのレーザ
ー光を移動させながら記録マークに照射することによ
り、記録マークのあるところからの反射光が大きくなる
ことを検出することによる。
【0007】このような追記形光記録媒体は、記録前の
活性記録層での吸収率を大きくすることができ、しかも
記録前後の反射率の変化量を大きくすることができるの
で、記録感度が良く、しかも再生信号振幅も大きくでき
るとう長所を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
層構造の追記形光記録媒体では、追記形光記録媒体に浮
遊性の塵あいが付着するとその部分近傍が記録不良や再
生不良になる問題があった。
【0009】本発明はかかる問題点を解決することがで
きる追記形光記録媒体およびその記録再生方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の追記形光記録媒
体は、基板上に第一の透明干渉層と活性記録層と第二の
透明干渉層と反射層とをこの順に少なくとも形成し、レ
ーザー光を基板を通して活性記録層に集束して照射する
ことにより情報の記録を行なうとともに、レーザー光を
前記基板を通して前記活性記録層に集束して移動させな
がら照射することにより情報の再生を行うようにしたも
のであって、前記第一及び第二の透明干渉層はZnSと
SiO2 との混合物の膜であり、前記活性記録層はGe
2 Sb2Te5 の化合物組成の膜またはGe2 SbX T
e5 (2.0 <X <3.0 )からなるSbリッチの膜であ
り、前記反射層はAuCu合金の膜であり、且つ、各層
の厚さは、第一の透明干渉層が200オングストローム
ないし1000オングストローム、活性記録層が50オ
ングストロームないし120オングストローム、第二の
透明干渉層が700オングストロームないし1100オ
ングストローム、反射層が200オングストロームない
し2000オングストロームの範囲に設定されているこ
とを特徴とする。
【0011】また、本発明の追記形光記録媒体の記録再
生方法は、基板上にZnSとSiO2 との混合物の膜で
厚さが200オングストロームないし1000オングス
トロームの第一の透明干渉層と、Ge2 Sb2 Te5 の
化合物組成の膜またはGe2SbX Te5 (2.0 <X <
3.0 )の膜で厚さが50オングストロームないし120
オングストロームの活性記録層と、ZnSとSiO2 と
の混合物の膜で厚さが700オングストロームないし1
100オングストロームの第二の透明干渉層と、AuC
u合金の膜で厚さが200オングストロームないし20
00オングストロームの反射層とがこの順に少なくとも
積層され、記録すべき領域の活性記録層は、予め結晶状
態であるようにした光記録媒体を用い、且つ、記録した
い情報に対応させて所定パワーのレーザー光を基板を通
して照射することにより情報の記録・再生を行う方法で
あって、前記レーザー光照射部の反射率を照射前の反射
率よりも高くして記録することを特徴とする。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0013】図1は本発明の一実施例に係る追記形光記
録媒体の層構造を示す概略断面図であり、基板1上にZ
nSとSiO2 との混合物の膜からなる第一の透明干渉
層2を設け、その上に、Ge2 Sb2 Te5 の化合物組
成の膜からなる活性記録層3を設け、その上にZnSと
SiO2 との混合物の膜からなる第二の透明干渉層4を
設け、そしてその上にAuCu合金の反射層5をこの順
に設けたものである。
【0014】追記形光記録媒体は、図1のような層構造
のままで、レーザー光を基板1を通して入射することに
より情報の記録・再生を行う場合もあるが、反射層5の
上にホットメルト剤を塗布することにより、図1の層構
造の追記形光記録媒体二組を各基板1が外側になるよう
に貼合わせて記録・再生を行う場合もある。このとき、
反射層5の上にはUV硬化樹脂のオーバーコートを行っ
てから貼合わせることもある。また、他の保護層を設け
てから貼合わせることもある。
【0015】また、図1の層構造の追記形光記録媒体二
組を基板1が外側、反射層5が内側になるようにして空
気間隙を内側に設けるというエアサンドイッチ構造で貼
合わせて記録・再生を行う場合もある。このとき、反射
層5の上にはUV硬化樹脂のオーバーコートを行った
り、他の保護層を設けてからエアサンドイッチ構造で貼
併せる場合もある。
【0016】記録・再生用のレーザー光は、基板1を通
して入射し、活性記録層3の近傍で、およそφ1.4
[μm]になるようにフォーカシング・サーボにより集
光される。レーザー光源としては波長8300オングス
トローム前後の半導体レーザーが用いられる。
【0017】基板1としては、ポリカーボネイト樹脂
板、フォトポリマーのついたガラス板、あるいはフォト
ポリマーのついたアクリル樹脂板を用いる。この基板1
には、トラッキング・サーボ用に案内溝や案内ピットを
形成しておくことが望ましい。
【0018】活性記録層3は、成膜直後は非晶状態にな
っているので、アニール処理を行い、記録前の状態とし
て予め結晶状態にしておく。
【0019】このようにされた追記形光記録媒体に、
「1」と「0」の二値情報を記録するときは、「1」に
対応させて高パワーのレーザー光を照射することによ
り、「1」を記録したい部分の活性記録層3は融解後急
冷されるようにして非晶状態になるようにする。
【0020】このように、記録前の結晶状態から記録後
に非晶状態にするためには、第一および第二の透明干渉
層2、4の熱伝導率・比熱・密度・屈折率・膜厚と、活
性記録層3の材料組成・膜厚と、反射層5の熱伝導率・
比熱・密度・複素屈折率・膜厚とを最適化しなければ実
現できないものである。
【0021】また、記録前の結晶状態から記録後に活性
記録層3が非晶状態になることにより媒体の反射率が増
大するようにするためには、第一および第二の透明干渉
層2、4の屈折率・膜厚と、反射層5の複素屈折率・膜
厚と、活性記録層3の結晶状態の複素屈折率・非晶状態
の複素屈折率・膜厚とを最適化しなければ実現できな
い。
【0022】記録再生信号の品質も活性記録層3の物性
のみならず、第一および第二の透明干渉層2、4、反射
層5の膜物性にも大きく依存するので、この観点からも
最適化が必要である。
【0023】更にまた、高温多湿環境での長時間保存性
の観点からも、第一および第二の透明干渉層2、4、活
性記録層3、反射層5の材料を最適化しなければならな
い。
【0024】本発明に係る追記形光記録媒体は、明確な
指導原理に基づいてなされたものではないが、種々の実
験を行った結果、以下に述べるような優れた効果が得ら
れたものである。
【0025】活性記録層3の材料がGe1 Sb2 Te4
の場合には、高温状態での保存性がGe2 Sb2 Te5
よりも良くなく、同じ特性の追記形光記録媒体を安定に
作製できないので、Ge2 Sb2 Te5 の化合物組成の
膜であることが望ましい。
【0026】なお、光記録媒体再生装置を安価にするた
めには、再生信号振幅の大きな光記録媒体が望ましい。
光記録媒体の再生信号振幅を大きくするためには、活性
記録層をGe2 SbX Te5 (2.0 <X <3.0 )という
Ge2 Sb2 Te5 化合物組成からSbリッチの膜にし
た光記録媒体の方が望ましいが、この場合には安定に製
造することがやや困難になる点に留意する。
【0027】第一および第二の透明干渉層2、4として
は、ZnSとSiO2 との混合物の膜で、屈折率が2.
2前後の膜が望ましい。
【0028】反射層5にはAuCu合金の膜が望まし
い。これは、反射率が高いことと、ZnSとSiO2 と
の混合物の膜との付着性が良いこと、更には、耐酸化性
に優れるためである。
【0029】なお、本発明の追記形光記録媒体の記録メ
カニズムは、主には活性記録層3が結晶状態から非晶状
態に変化することであるが、第二の透明干渉層4や反射
層5に膜変形が生じても一向に構わない。
【0030】次に本実施例の具体例について、図1を用
いて説明する。 [第一具体例]フォトポリマーによって案内溝が形成さ
れている直径305.5[mm]、厚さ1.18[m
m]のガラスディスクを基板1とし、これをスパッタ装
置内に載置し、1×10-6[Torr]以下に真空排気
した後、フォトポリマー層をおよそ2オングストローム
程度逆スパッタし、しかる後、ZnSとSiO2 との混
合物(SiO2 の含有率は17モル%)の焼結ターゲッ
トをアルゴンガスでスパッタすることにより、600オ
ングストローム厚のZnSとSiO2 との混合物の第一
の透明干渉層2を設けた。
【0031】次に、Ge2 Sb2.5 Te5 ターゲットを
アルゴンガスでスパッタすることで、80オングストロ
ーム厚のGe2 Sb2.5 Te5 の活性記録層3を形成し
た。
【0032】更に、ZnSとSiO2 との混合物(Si
O2 の含有量は17モル%)の焼結ターゲットをアルゴ
ンガスでスパッタすることにより、950オングストロ
ーム厚のZnSとSiO2 との混合物の第二の透明干渉
層4を設けた。
【0033】その上にAuCu(Cuの含有率は10重
量%)ターゲットをアルゴンガスでスパッタすることに
より、500オングストローム厚のAuCuの反射層5
を設け、図1のような層構造のディスクを形成した。
【0034】その後、スパッタ装置からこのディスクを
大気中に取り出した。そして、このようにして得た二枚
のディスクを、基板1が外側、各膜が内側になるように
してエアサンドイッチ構造で貼合わせた。これを媒体線
速度5[m/sec]一定で楕円形状のレーザー光を楕
円の半分が1回転後に重なるように送りながら照射する
ことにより、情報を記録すべきディスク領域の活性記録
層3を結晶状態に揃えるという初期化を行い、追記形光
記録媒体を作製した。
【0035】この追記形光記録媒体を媒体線速度8.0
1[m/sec]で回転させ、波長8300オングスト
ロームの半導体レーザー光を基板1を通して活性記録層
3上でおよそφ1.4[μm]に絞って照射した。トラ
ッキング・サーボおよびフォーカシング・サーボにも用
いる再生パワーは1.5[mW]とした。記録周波数
6.28[MHz]の信号をパルス幅50[nse
c]、記録パワー10[mW]で記録を行ったところ、
記録後の反射率が増大するというモードで52[dB]
のC/Nが得られ、記録感度が良く、且つ信号品質も良
い追記形光記録媒体であることが確認された。
【0036】この追記形光記録媒体を80[℃]、80
[%]の高温多湿環境に500時間保存した後でも酸化
や剥離はなく、実用に供せる追記形光記録媒体であるこ
とが確認された。 [第二具体例]フォトポリマーによって案内溝が形成さ
れている直径305.5[mm]、厚さ1.18[m
m]のガラスディスクを基板1とし、これをスパッタ装
置内に載置し、1×10-6[Torr]以下に真空排気
した後、フォトポリマー層をおよそ2オングストローム
程度逆スパッタし、しかる後、ZnSとSiO2 との混
合物(SiO2 の含有率は17モル%)の焼結ターゲッ
トをアルゴンガスでスパッタすることにより、300オ
ングストローム厚のZnSとSiO2 との混合物の第一
の透明干渉層2を設けた。
【0037】次に、Ge2 Sb2 Te5 ターゲットをア
ルゴンガスでスパッタすることで、80オングストロー
ム厚のGe2 Sb2 Te5 の活性記録層3を形成した。
【0038】更に、ZnSとSiO2 との混合物(Si
O2 の含有量は17モル%)の焼結ターゲットをアルゴ
ンガスでスパッタすることにより、850オングストロ
ーム厚のZnSとSiO2 との混合物の第二の透明干渉
層4を設けた。
【0039】その上にAuCu(Cuの含有率は10重
量%)ターゲットをアルゴンガスでスパッタすることに
より、300オングストローム厚のAuCuの反射層5
を設け、図1のような層構造のディスクを形成した。
【0040】その後、スパッタ装置から大気中に取り出
した。次に、この反射層5の上にUV硬化樹脂をスピン
コートし、UV照射することによりUV硬化樹脂の9.
5[μm]厚の機械的保護膜を形成し、このような二枚
のディスクを、基板1が外側、各膜が内側になるように
してエアサンドイッチ構造で貼合わせた。これを媒体線
速度4[m/sec]一定で楕円形状のレーザー光を楕
円の半分が1回転後に重なるように送りながら照射する
ことにより、情報を記録すべきディスク領域の活性記録
層3を結晶状態に揃えるという初期化を行い、追記形光
記録媒体を作製した。
【0041】この追記形光記録媒体を媒体線速度8.0
1[m/sec]で回転させ、波長8300オングスト
ロームの半導体レーザー光を基板1を通して活性記録層
3上でおよそφ1.4[μm]に絞って照射した。トラ
ッキング・サーボおよびフォーカシング・サーボにも用
いる再生パワーは1.5[mW]とした。記録周波数
6.28[MHz]の信号をパルス幅50[nse
c]、記録パワー10[mW]で記録を行ったところ、
記録後の反射率が増大するというモードで49[dB]
のC/Nが得られ、記録感度が良く、且つ信号品質も良
い追記形光記録媒体であることが確認された。
【0042】この追記形光記録媒体を80[℃]、80
[%]の高温多湿環境に500時間保存した後でも酸化
や剥離はなく、実用に供せる追記形光記録媒体であるこ
とが確認された。 [第三具体例]第二具体例と同様にして、第一の透明干
渉層2の膜厚を300オングストローム、活性記録層3
の膜厚を100オングストローム、第二の透明干渉層4
の膜厚を800オングストローム、反射層5の膜厚を3
00オングストロームの追記形光記録媒体を作製した。
【0043】そして、第二具体例と同様な要領で記録・
再生特性と耐候性とを評価したところ、実用に供せる追
記形光記録媒体であることが確認された。 [第四具体例]第二具体例と同様にして第一の透明干渉
層2の膜厚を700オングストローム、活性記録層3の
膜厚を80オングストローム、第二の透明干渉層4の膜
厚を1000オングストローム、反射層5の膜厚を40
0オングストロームの追記形光記録媒体を作製した。
【0044】そして、第二具体例と同様な要領で記録・
再生特性と耐候性とを評価したところ、実用に供せる追
記形光記録媒体であることが確認された。 [第五具体例]第一具体例と同様にして第一の透明干渉
層2の膜厚を600オングストローム、活性記録層3の
膜厚を80オングストローム、第二の透明干渉層4の膜
厚を1000オングストローム、反射層5の膜厚を60
0オングストロームの追記形光記録媒体を作製した。
【0045】そして、第一具体例と同様な要領で記録・
再生特性と耐候性とを評価したところ、実用に供せる追
記形光記録媒体であることが確認された。 [第六具体例]第一具体例と同様にして第一の透明干渉
層2の膜厚を600オングストローム、活性記録層3の
膜厚を80オングストローム、第二の透明干渉層4の膜
厚を900オングストローム、反射層5の膜厚を600
オングストロームの追記形光記録媒体を作製した。
【0046】そして、第一具体例と同様な要領で記録・
再生特性と耐候性とを評価したところ、実用に供せる追
記形光記録媒体であることが確認された。 [第七具体例]第一具体例と同様にして第一の透明干渉
層2の膜厚を600オングストローム、活性記録層3の
膜厚を80オングストローム、第二の透明干渉層4の膜
厚を950オングストローム、反射層5の膜厚を400
オングストロームの追記形光記録媒体を作製した。
【0047】そして、第一具体例と同様な要領で記録・
再生特性と耐候性とを評価したところ、実用に供せる追
記形光記録媒体であることが確認された。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の追記形光
記録媒体では、成膜直後は非晶状態になっている活性記
録層にアニール処理を行い、記録前の状態として予め結
晶状態にしておくとともに、二値情報を記録するときは
高パワーのレーザー光を照射することにより記録したい
部分が融解後急冷されるようにして非晶状態になるよう
にしたので、媒体の反射率が従来よりも更に増大する効
果がある。
【0049】また、活性記録層をGe2 Sb2 Te5 化
合物組成からなる膜で形成することで、浮遊性の塵あい
の悪影響がなく、且つ、高温多湿環境での保存性に優
れ、且つ同じ特性の媒体を安定に作製できる効果があ
る。
【0050】なお、この活性記録層をGe2 SbX Te
5 (2.0 <X <3.0 )というSbリッチの膜にすること
で再生信号振幅の大きな光記録媒体が得られ、光記録媒
体再生装置が安価になる効果がある。
【0051】また、第一および第二の透明干渉層をZn
SとSiO2 との混合物の膜で形成するとともに、反射
層5をAuCu合金の膜で形成したので、反射率が高
く、且つ膜間の付着性と耐酸化性に優れる効果があり、
高温多湿環境での情報の長時間保存と記録再生信号の高
品質化が図れるようになった。
【0052】更にまた、本発明の追記形光記録媒体の記
録再生方法によれば、記録感度が良く、再生信号振幅が
大きいという反射率増大モード記録で、しかも、浮遊性
の塵あいの悪影響がなく、且つ、高温多湿環境での長時
間保存性に優れた光記録が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る追記形光記録媒体の層
構造を示す概略断面図である。
【図2】従来の追記形光記録媒体の層構造を示す概略断
面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 第一の透明干渉層 3、25 活性記録層 4 第二の透明干渉層 5、22 反射層 6 記録再生用レーザー光 23 透明干渉層 24 トリガー層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 7/24 511 7215−5D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に第一の透明干渉層と活性記録層
    と第二の透明干渉層と反射層とをこの順に少なくとも形
    成し、レーザー光を基板を通して活性記録層に集束して
    照射することにより情報の記録を行なうとともに、レー
    ザー光を前記基板を通して前記活性記録層に集束して移
    動させながら照射することにより情報の再生を行うよう
    にした追記形光記録媒体であって、 前記第一及び第二の透明干渉層はZnSとSiO2 との
    混合物の膜であり、前記活性記録層はGe2 Sb2 Te
    5 の化合物組成の膜であり、前記反射層はAuCu合金
    の膜であり、 且つ、各層の厚さは、第一の透明干渉層が200オング
    ストロームないし1000オングストローム、活性記録
    層が50オングストロームないし120オングストロー
    ム、第二の透明干渉層が700オングストロームないし
    1100オングストローム、反射層が200オングスト
    ロームないし2000オングストロームの範囲に設定さ
    れていることを特徴とする追記形光記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記活性記録層をGe2 SbX Te5
    (2.0 <X <3.0 )からなるSbリッチの膜としたこと
    を特徴とする請求項1記載の追記形光記録媒体。
  3. 【請求項3】 基板上にZnSとSiO2 との混合物の
    膜で厚さが200オングストロームないし1000オン
    グストロームの第一の透明干渉層と、Ge2 Sb2 Te
    5 の化合物組成の膜で厚さが50オングストロームない
    し120オングストロームの活性記録層と、ZnSとS
    iO2 との混合物の膜で厚さが700オングストローム
    ないし1100オングストロームの第二の透明干渉層
    と、AuCu合金の膜で厚さが200オングストローム
    ないし2000オングストロームの反射層とがこの順に
    少なくとも積層され、記録すべき領域の活性記録層は、
    予め結晶状態であるようにした光記録媒体を用い、且
    つ、記録したい情報に対応させて所定パワーのレーザー
    光を基板を通して照射することにより情報の記録・再生
    を行う方法であって、前記レーザー光照射部の反射率を
    照射前の反射率よりも高くして記録することを特徴とす
    る追記形光記録媒体の記録再生方法。
  4. 【請求項4】 前記活性記録層をGe2 Sb2 Te5 の
    化合物組成の膜に代え、Ge2 SbX Te5 (2.0 <X
    <3.0 )の膜で形成したことを特徴とする請求項3記載
    の追記形光記録媒体の記録再生方法。
JP4003233A 1992-01-10 1992-01-10 追記形光記録媒体およびその記録再生方法 Withdrawn JPH05189803A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0965984A1 (en) * 1997-02-28 1999-12-22 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Phase-changeable optical recording medium, method of manufacturing the same, and method of recording information on the same

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