JPH10275367A - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

光記録媒体の製造方法

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JPH10275367A
JPH10275367A JP1663198A JP1663198A JPH10275367A JP H10275367 A JPH10275367 A JP H10275367A JP 1663198 A JP1663198 A JP 1663198A JP 1663198 A JP1663198 A JP 1663198A JP H10275367 A JPH10275367 A JP H10275367A
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recording layer
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JP1663198A
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Toshinaka Nonaka
敏央 野中
Masami Yashiro
雅美 家城
Takao Amioka
孝夫 網岡
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Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光学系を必要とするレーザーや、ハロゲンラン
プのような特殊で効果な装置を必要とせず、低コストで
容易に光記録媒体の初期化を行う。 【解決手段】基板上に、少なくとも記録層を有する光記
録媒体に、該光記録媒体以上の温度を有する気体、液
体、固体を該光記録媒体に接触させることにより、記録
層を加熱し、非晶質から結晶質に相変化させることによ
り行うことを特徴とする光記録媒体の初期化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により、
情報の記録、消去、再生が可能である光情報記録媒体に
関するものである。特に、本発明は、記録情報の消去、
書換機能を有し、情報信号を高速かつ、高密度に記録可
能な光ディスクなどの書換可能相変化型光記録媒体の初
期化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の書換可能相変化型光記録媒体の初
期化方法は、以下のごときものである。スパッタリング
法などにより基板上に誘電体層などと積層させるように
非晶質状態で形成された記録層に、Arレーザー光、半
導体レーザー光、ハロゲンランプ光などを照射して、加
熱し、結晶化せしめる(特開平2−5246号公報)と
いうものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の光記録媒体の初
期化方法では、レーザーを用いる場合は集光のための高
精度な光学系を必要とし、ハロゲンランプを光学系なし
で用いる場合は高出力のものを用いる必要があるため、
光源と電源のシステムが高価なものとなるため、製造コ
スト高の要因となる。
【0004】本発明の目的は、前述の従来の光記録媒体
の初期化方法の課題を解決し、容易でかつ安価にできる
初期化方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された記録層に光を照射することによって、情報の記
録、消去、再生が可能であり、情報の記録及び消去が、
非晶相と結晶相の間の相変化により行われる光記録媒体
を製造するに際し、基板上に、少なくとも記録層を形成
した後に、該光記録媒体以上の温度を有する気体、液体
または固体を該光記録媒体に接触させることにより、記
録層を加熱し、非晶質から結晶質に相変化させることを
特徴とする光記録媒体の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】オーブン、電気炉、ガス炉などの
内部で光記録媒体以上の温度を有する気体、液体または
固体を該光記録媒体に接触させることにより、基板を含
めた光記録媒体全体を均一に加熱することで、記録層を
非晶質から結晶質に相変化させることができる。光記録
媒体に接触させる気体、液体または固体の温度として
は、100℃以上、230℃以下が好ましい。記録層の
結晶化と基板の耐熱性の兼ね合いを考慮した場合、10
5℃以上、180℃以下がより好ましい。110℃以
上、160℃以下がさらに好ましく、最も好ましくは、
115℃以上、145℃以下である。
【0007】記録層の結晶化温度が基板の耐熱温度以上
である場合などのように、基板を高温にするのが好まし
くない場合、記録層面もしくは記録層、誘電体層などか
らなる積層面側にのみに高温にした気体、液体もしくは
固体を接触させることで、記録層を加熱し非晶質から結
晶質に相変化させてもよい。記録層面もしくは記録層、
誘電体層などからなる積層面側に高温にした気体、液体
もしくは固体を接触させる方法としては、熱風を当て
る、スチーム蒸気を当てる、高温にした金属、セラミッ
クス、ガラス、樹脂、などを近付ける、接触させる、高
温にした液体をかける、液面に近付ける、接触させる方
法などがある。また、さらにはこの方法において基板面
側を積極的に冷却してもよい。基板面側を積極的に冷却
する方法としては、冷風を当てる、低温に維持した金
属、セラミックス、ガラス、樹脂などを接触させるなど
がある。
【0008】本発明で用いる光記録媒体は、基板上に形
成された記録層のみからなるものでもよいが、記録層や
基板の保護のために基板、第一誘電体層、記録層、第二
誘電体層の順に2つの誘電体層を記録層に接して設けた
ものが好ましい。また、良好な記録再生特性を得るため
に、第二誘電体層の上に反射層などを設けたものでよ
い。さらには、第一誘電体層、第二誘電体層のいずれと
もそれぞれが2層以上の誘電体層からなっていてもよ
く、第二誘電体層と反射層の間に光吸収効果のある金
属、半導体などからなる層を設けてもよい。
【0009】本発明に用いる光記録媒体は以下の方法な
どにより製造することができる。記録層、誘電体層、金
属層などを基板上に形成する方法としては、真空中での
薄膜形成法、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング
法、スパッタリング法などがあげられる。特に組成、膜
厚のコントロールが容易であることから、スパッタリン
グ法が好ましい。形成する記録層などの厚さの制御は、
水晶振動子膜厚計などで、堆積状態をモニタリングする
ことで、容易に行える。
【0010】記録層などの形成は、基板を固定したま
ま、あるいは移動、回転した状態のどちらでもよい。膜
厚の面内の均一性に優れることから、基板を自転させた
り、さらには公転を組み合わせてもよい。
【0011】また、反射層などを形成した後、傷、変形
の防止などのため、ZnS、SiO2 、これらの混合物
などの誘電体層あるいは紫外線硬化樹脂などの樹脂保護
層などを必要に応じて設けてもよい。また、反射層など
を形成した後、あるいはさらに前述の樹脂保護層を形成
した後、2枚の基板を対向して、接着材で張り合わせて
もよい。さらには、レーザーが入射する基板面に樹脂ハ
ードコート層を設けてもよく、この層の形成は、第一誘
電体層などの形成前でも、反射層などの形成後に行って
もよい。
【0012】本発明の第1及び第2誘電体層には、記録
時に基板、記録層などが熱によって変形し記録特性が劣
化することを防止するなど、基板、記録層を熱から保護
する効果のみでなく、光学的な干渉効果により、再生時
の信号コントラストを改善する効果がある。
【0013】第1誘電体層の厚さd1は、基板や記録層
から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難いことか
ら、通常50nm以上400nm以下である。記録再生
信号の高コントラスト化による高キャリア対ノイズ比
(C/N)化を図るためには、さらに好ましくは、d1
は記録、再生に用いる光の波長λに対して0.25λ/
n1≦d1≦0.70λ/n1である。n1は第一誘電
体層の屈折率の実部。
【0014】第一誘電体層および第二誘電体層として
は、ZnS、SiO2 、窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機薄膜がある。特にZnSの薄膜、Si、G
e、Al、Ti、Zr、Ta、Ceなどの金属の酸化物
の薄膜、Si、Alなどの窒化物の薄膜、Ti、Zr、
Hfなどの炭化物の薄膜及びこれらの化合物の混合物の
膜が、耐熱性が高いことから好ましい。また、これらに
炭素や、MgF2 などのフッ化物を混合したものも、膜
の残留応力が小さいことから好ましい。特にZnSとS
iO2 の混合膜あるいは、ZnSとSiO2 と炭素の混
合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、
C/N、消去率などの劣化が起きにくいことから好まし
く、特にZnSとSiO2 と炭素の混合膜が好ましい。
ZnSとSiO2 のモル比がZnS/SiO2 =85/
15〜65/35であり、(ZnS+SiO2 )とCの
モル比が(ZnS+SiO2 )/C=99/1〜80/
20であることが好ましい。
【0015】特に、記録感度が高く、高速でワンビーム
・オーバーライトが可能であり、かつ消去率が大きく消
去特性が良好であることから、次のごとく、光記録媒体
の主要部を構成することが好ましい。
【0016】反射層の材質としては、光反射性を有する
Al、Auなどの金属、及びこれらを主成分とし、T
i、Cr、Hfなどの添加元素を含む合金及びAl、A
uなどの金属にAl、Siなどの金属窒化物、金属酸化
物、金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したも
のなどがあげられる。Al、Auなどの金属、及びこれ
らを主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導
率を高くできることから好ましい。前述の合金の例とし
て、AlにSi、Mg、Cu、Pd、Ti、Cr、H
f、Ta、Nb、Mnなどの少なくとも1種の元素を合
計で5原子%以下、1原子%以上加えたもの、あるい
は、AuにCr、Ag、Cu、Pd、Pt、Niなどの
少なくとも1種の元素を合計で20原子%以下1原子%
以上加えたものなどがある。特に、材料の価格が安くで
きることから、Alを主成分とする合金が好ましく、と
りわけ、耐腐食性が良好なことから、AlにTi、C
r、Ta、Hf、Zr、Mn、Pdから選ばれる少なく
とも1種以上の金属を合計で5原子%以下0.5原子%
以上添加した合金が好ましい。とりわけ、耐腐食性が良
好でかつヒロックなどの発生が起こりにくいことから、
反射層を添加元素を合計で0.5原子%以上3原子%未
満含む、Al−Hf−Pd合金、Al−Hf合金、Al
−Ti合金、Al−Ti−Hf合金、Al−Cr合金、
Al−Ta合金、Al−Ti−Cr合金、Al−Si−
Mn合金のいずれかのAlを主成分とする合金で構成す
ることが好ましい。
【0017】記録層としては、特に限定するものではな
いが、少なくともTe、Seのいずれかを含むものが消
去時間が短くできるという点から好ましく、例えば、G
e−Te、Pd−Ge−Sb−Te合金、Nb−Ge−
Sb−Te合金、Pd−Nb−Ge−Sb−Te合金、
Pt−Ge−Sb−Te合金、Ge−Sb−Te合金、
Co−Ge−Sb−Te合金、In−Sb−Te合金、
Ag−In−Sb−Te合金、In−Se合金などがあ
る。多数回の記録の書き換えが可能であることから、P
d−Ge−Sb−Te合金、Nb−Ge−Sb−Te合
金、Pd−Nb−Ge−Sb−Te合金、Ge−Sb−
Te合金がより好ましい。
【0018】特にPd−Ge−Sb−Te合金、Nb−
Ge−Sb−Te合金、Pd−Nb−Ge−Sb−Te
合金は、消去時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰
り返しが可能であり、C/N、消去率などの記録特性に
優れるところから好ましい。また、これら合金に対し、
さらに10原子%以下の窒素が含まれていてもよい。
【0019】窒素以外の記録層の組成は次式で表される
範囲内にあることがさらに好ましい。 Mz (Sbx Te1-x 1-y-z (Ge0.5 Te0.5 y 0.35≦x≦0.5 0.2 ≦y≦0.5 0.0005≦z≦0.01 ここで、Mはパラジウム、ニオブ、白金、銀、金、コバ
ルトから選ばれる少なくとも一種の金属を表す。また、
x、y、z、及び数字は、各元素の原子の数(各元素の
モル数)を表す。
【0020】また、本発明においては、記録、再生に用
いる光の波長をλ、第1誘電体層の厚さをd1 、屈折率
(実部)をn1 、記録層の厚さをdr 、第二誘電体層の
厚さをd2 、屈折率(実部)をn2 、反射層の厚さをd
f とするとき、次式 0.25λ/n1≦d1 ≦0.70λ/n1 10≦dr ≦40(単位nm) 10≦d2 ≦60(単位nm) 40≦df ≦200 2≦n1 ≦2.5 2≦n2 ≦2.5 を満足するように、層厚さが設定されることが好まし
い。
【0021】本発明の基板の材料としては、透明な各種
の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほこり、基
板の傷などの影響をさけるために、透明基板を用い、集
束した光ビームで基板側から記録を行うことが好まし
く、この様な透明基板材料としては、ガラス、ポリカー
ボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリオレフィ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などがあげられ
る。特に、光学的複屈折が小さく、吸湿性が小さく、成
形が容易であることからポリカーボネート樹脂、アモル
ファス・ポリオレフィン樹脂が好ましい。
【0022】基板の厚さは特に限定するものではない
が、0.01mm〜5mmが実用的である。0.01m
m未満では、基板側から集束した光ビームで記録する場
合でも、ごみの影響を受け易くなり、5mm以上では、
対物レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照
射光ビームスポットサイズが大きくなるため、記録密度
をあげることが困難になる。基板はフレキシブルなもの
であっても良いし、リジッドなものであっても良い。フ
レキシブルな基板は、テープ状、シート状、カード状で
使用する。リジッドな基板は、カード状、あるいはディ
スク状で使用する。また、これらの基板は、記録層など
を形成した後、2枚の基板を用いて、エアーサンドイッ
チ構造、エアーインシデント構造、密着貼合せ構造とし
てもよい。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 (分析、測定方法)反射層、記録層の組成は、ICP発
光分析(セイコー電子工業(株)製)により確認した。
また、反射率は分光測色計(ミノルタ(株)製CM2002)
により測定した。記録層中の窒素量は核反応法により分
析した。記録層、誘電体層、反射層の形成中の膜厚は、
水晶振動子膜厚計によりモニターした。
【0024】実施例1 厚さ1.2mm、直径12cm、1.2μmピッチのス
パイラルグルーブ付きポリカーボネート製基板を毎分4
0回転で回転させながら、マグネトロンスパッタ法によ
り、記録層、誘電体層、反射層を形成した。
【0025】まず、真空容器内を6×10-4Paまで排
気した後、2×10-1PaのArガス雰囲気中で、Si
2 を20mol%添加したZnSをスパッタし、基板
上に膜厚150nmの屈折率2.1の第1誘電体層を形
成した。さらに、Ge、Sb、Teからなる合金のター
ゲットをスパッタして、Ge0.17Sb0.264 Te0.56 6
の膜厚23nmの記録層を形成した。さらに再び、第1
誘電体層と同様の材質の第2誘電体層を35nm形成
し、次にPd0.001 Hf0.02Al0.979 合金の膜厚70
nmの反射層を形成した。
【0026】このディスクを真空容器より取り出した
後、この反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂(大日本
インキ(株)製SD-101)をスピンコートし、紫外線照射
により硬化させて膜厚10μmの樹脂層を形成した。
【0027】次に、上記のようにして作製したディスク
を熱風オーブン中で123℃、20分間のアニールを行
ったところ、図1に示すように反射率の向上が認められ
た。波長680nmで13%の反射率向上があった。
【0028】その後、線速度12m/秒の条件で、対物
レンズの開口数0.47、半導体レーザーの波長790
nmの光学ヘッドを使用して、周波数8.87MHz
で、ボトムパワーをピークパワーの半分にし、ピークパ
ワー8〜17mWの間で変化させて、1条件につき1回
のみの信号記録をそれぞれ別のトラックで行った。次に
この記録信号を、再生パワー1.0mW、バンド幅30
kHzの条件でキャリアとノイズを測定しC/N値を求
めた。その結果を図2に示した。記録パワー13mW以
上で実用上十分な50dB以上のC/Nが得られた。次
に、上記のようにして信号記録したトラックに、周波数
だけを3.33MHzに変えて、同様の信号記録を行っ
た後に、前記と同様にして8.87MHzのキャリアを
測定し、この値と前記キャリア値との差を消去率として
求めた。その結果を図3に示した。実用上十分な20d
B以上の消去率が、5.4mWから7.6mの広い範囲
で得られていることがわかる。
【0029】同様にして100回オーバーライト記録し
た後の、C/Nおよび消去率の測定結果を図4、5に示
した。C/N、消去率のいずれも一回記録の場合同様、
実用上十分な特性が得られていることがわかる。
【0030】さらに線速12m/sでピーク・パワー1
3mW、ボトムパワー6.5mW、周波数8.87MH
zの条件で、ワンビーム・オーバーライトの繰り返しを
1万回行った後、同様の測定を行ったが、C/N、消去
率の変化は、いずれも2dB以内でほとんど劣化が認め
られなかった。
【0031】実施例2 ZnSとSiO2 と炭素を含むターゲットを用いて作製
した結果、第一誘電体層に炭素を2.5原子%添加した
以外は実施例1と同様にして作製したディスクを用い
て、実施例1と同様にしてアニールしたところ、アニー
ル前後で波長680nmで13%の反射率向上があっ
た。
【0032】実施例3 ZnSとSiO2 と炭素を含むターゲットを用いて作製
した結果、第二誘電体層に炭素を5原子%添加した以外
は実施例1と同様にして作製したディスクを用いて、実
施例1と同様にしてアニールしたところ、アニール前後
で波長680nmで13%の反射率向上があった。
【0033】実施例4 記録層に組成Ge0.222 Sb0.223 Te0.555 のものを
用いた以外は実施例1と同様にして作製したディスクを
温度を128℃とした以外は実施例1と同様にしてアニ
ールしたとことろ波長680nmで14%の反射率向上
があった。
【0034】実施例5 記録層に組成Pd0.0016Nb0.0064Ge0.168 Sb
0.263 Te0.561 のものを用いた以外は実施例1と同様
にして作製したディスクを温度を130℃とした以外は
実施例1と同様にしてアニールしたとことろ波長680
nmで12%の反射率向上があった。
【0035】実施例6 記録層に組成Pd0.0012Ge0.168 Sb0.265 Te
0.565 のものを用いた以外は実施例1と同様にして作製
したディスクを温度を128℃とした以外は実施例1と
同様にしてアニールしたとことろ波長680nmで12
%の反射率向上があった。
【0036】実施例7 記録層に組成Ge0.176 Sb0.256 Te0.568 のものを
用いた以外は実施例1と同様にして作製したディスクを
温度を128℃とした以外は実施例1と同様にしてアニ
ールしたとことろ波長680nmで13%の反射率向上
があった。
【0037】実施例8 記録層に組成Ge0.201 Sb0.241 Te0.558 のものを
用いた以外は実施例1と同様にして作製したディスクを
温度を128℃とした以外は実施例1と同様にしてアニ
ールしたとことろ波長680nmで14%の反射率向上
があった。
【0038】実施例9 記録層に組成Ge0.183 Sb0.264 Te0.553 のものを
用いた以外は実施例1と同様にして作製したディスクを
温度を130℃とした以外は実施例1と同様にしてアニ
ールしたとことろ波長680nmで14%の反射率向上
があった。
【0039】実施例10 記録層に組成Ge0.185 Sb0.271 Te0.544 のものを
用いた以外は実施例1と同様にして作製したディスクを
温度を140℃とした以外は実施例1と同様にしてアニ
ールしたとことろ波長680nmで12%の反射率向上
があった。
【0040】実施例11 基板に厚さ1.2mmのガラス基板を用い、記録層の組
成をAg4.6In6.4Sb62Te27を用いた以外は実施例
1と同様にして作製したディスクを温度を200℃とし
た以外は実施例1と同様にしてアニールしたところ、波
長400〜800nmの全域で10%以上の反射率上昇
があった。
【0041】実施例12 厚さ0.6mm、直径12cm、0.74μmピッチの
スパイラルグルーブ付きポリカーボネート製基板を毎分
30回転で回転させながら、マグネトロンスパッタ法に
より、記録層、誘電体層、反射層を形成した。
【0042】まず、真空容器内を6×10-4Paまで排
気した後、2×10-1PaのArガス雰囲気中で、Si
2 をスパッタし、基板上に膜厚35nmのSiO2
を形成し、次にSiO2 を20mol%添加したZnS
をスパッタし、基板上に膜厚102nmの屈折率2.1
の層を形成した。さらに、Ge、Sb、Teからなる合
金のターゲットをスパッタして、Ge0.183Sb0.273
Te0.544 の膜厚19nmの記録層を形成した。さらに
再び、第1誘電体層と同様の材質の第2誘電体層を16
nm形成し、次にPd0.001 Hf0.02Al0.979 合金の
膜厚160nmの反射層を形成した。
【0043】このディスクを真空容器より取り出した
後、この反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂(大日本
インキ(株)製SD-101)をスピンコートし、紫外線照射
により硬化させて膜厚5μmの樹脂層を形成した。
【0044】次に、上記のようにして作製したディスク
を熱風オーブン中で135℃、70分間のアニールを行
ったところ、図6に示すように反射率の向上が認められ
た。波長680nmで16%の反射率向上があった。
【0045】その後、線速度6m/秒の条件で、対物レ
ンズの開口数0.6、半導体レーザーの波長680nm
の光学ヘッドを使用して、8−16変調したランダムパ
ターンでウィンドウ幅34.2nsの条件で繰り返し記
録を行い、タイムインターバルアナライザーで、エッジ
・トゥ・エッジのジッタ測定を行った。その結果を図7
に示した。10万回繰り返し記録時でも、ジッタが実用
レベル目標であるウインドウ幅の15%以下に収まって
いることがわかる。
【0046】
【発明の効果】本発明により、低コストで容易に光記録
媒体の初期化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加熱処理による光記録媒体の反射率の
変化を示した図である。
【図2】本発明の光記録媒体のピークパワーに対するC
/N値を示した図である。
【図3】本発明の光記録媒体のボトムパワーに対する消
去率を示した図である。
【図4】本発明の光記録媒体の100回オーバーライト
後のピークパワーに対するC/N値を示した図である。
【図5】本発明の光記録媒体の100回オーバーライト
後のボトムパワーに対する消去率を示した図である。
【図6】本発明の光記録媒体の波長に対する反射率を示
した図である。
【図7】本発明の光記録媒体の繰り返し記録時のジッタ
を示した図である。
【符号の説明】
1:アニール前の反射率 2:アニール後の反射率

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された記録層に光を照射す
    ることによって、情報の記録、消去、再生が可能であ
    り、情報の記録及び消去が、非晶相と結晶相の間の相変
    化により行われる光記録媒体を製造するに際し、基板上
    に、少なくとも記録層を形成した後に、該光記録媒体以
    上の温度を有する気体、液体または固体を該光記録媒体
    に接触させることにより、記録層を加熱し、非晶質から
    結晶質に相変化させることを特徴とする光記録媒体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 記録層が少なくともTeもしくはSeを
    含むことを特徴とする請求項1記載の光記録媒体の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 記録層が少なくともTe、Ge、Sbを
    含むことを特徴とする請求項1記載の光記録媒体の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 光記録媒体が透明基板上に、少なくとも
    第1誘電体層、記録層および第2誘電体層をこの順に積
    層した構造を有することを特徴とする請求項1記載の光
    記録媒体の製造方法。
  5. 【請求項5】 光記録媒体が透明基板上に、少なくとも
    第1誘電体層、記録層、第2誘電体層および反射層をこ
    の順に積層した構造を有することを特徴とする請求項1
    記載の光記録媒体の製造方法。
  6. 【請求項6】 光記録媒体に接触させる気体、液体また
    は固体の温度が100℃以上、230℃以下であること
    を特徴とする請求項1記載の光記録媒体の製造方法。
  7. 【請求項7】 光記録媒体に接触させる気体、液体また
    は固体の温度が105℃以上、180℃以下であること
    を特徴とする請求項1記載の光記録媒体の製造方法。
JP1663198A 1997-02-03 1998-01-29 光記録媒体の製造方法 Pending JPH10275367A (ja)

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