JPH04109441A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JPH04109441A
JPH04109441A JP2226757A JP22675790A JPH04109441A JP H04109441 A JPH04109441 A JP H04109441A JP 2226757 A JP2226757 A JP 2226757A JP 22675790 A JP22675790 A JP 22675790A JP H04109441 A JPH04109441 A JP H04109441A
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pregroove
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浜田 恵美子
Yoshikazu Takagishi
高岸 吉和
Toru Fujii
徹 藤井
Takashi Ishiguro
隆 石黒
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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 本発明は光情報記録媒体にかかわるもので。
とくにプリグルーブの深さおよび幅の値を所定値に設定
することにより、ジッターおよびブロックエラーレート
等の信号特性を改善した光情報記録媒体に関するもので
ある。
[従来の技術] この種の光情報記録媒体としては、スパイラル状に案内
溝としてプリグルーブを形成した透光性の基板と、この
基板上に設けるとともに有機色素を含む光吸収層と、こ
の光吸収層の上に設けた光反射層と、さらにこの光反射
層の上に設けた保#!贋とを有し、情報を光学的に書き
込みおよび読み出し可能なものである。そして再生信号
がCD規格を満足する光情報記録媒体が公知である。
こうした従来公知の光情報記録媒体のプリグルーブの形
状としては、トラックピッチが1.5−1. 7μrn
、  @が0. 5−0.  ”7pm、深さが60〜
90 n mである。この光情報記録媒体に記録パワー
約7.6mWのレーザ光を照射して基板を約30〜40
nmだけ変形させることにより十記プリグルーブ部分に
ビットを形成し、光情報の記録を行っていた。
しかしながら、CI)規格におけるジッター(ディジタ
ル信号の時間軸方向の揺れないしゆらぎ)およびブロッ
クエラーレートが悪いという問題がある。
[発明が解決しようとする11!g] 本発明は以上のような問題にかんがみてなされたもので
、有機色素からなる光吸収層を用い、記録光により基板
を変形させることによって光情報記録をおこなう光情報
記録媒体において、記録信号を明確に得ることができる
光情報記録媒体を提供することを1Ngとする。
さらには、CD規格を満足可能な光情報記録媒体におい
て、ジッターを40ns以下、かつブロックエラーレー
トを3X10−’以下にすることができる光情報記録媒
体を提供することを課題とする。
ciugを解決するための手段] すなわち本発明は、一方の主面にプリグルーブを形成し
た透光性を有する基板と、この基板上に設けるとともに
、記録光を吸収する光吸収物質を含む光吸収層とを有し
、該記録光を上記基板を透過して光吸収層に照射するこ
とにより情報を記録する光情報記録媒体であって、上記
プリグルーブの左右に位置するランドの部分における上
記光吸収層と上記基板との層外から、上記プリグルーブ
の部分におけるこの層外の最底部までの深さをd su
bとし、上記プリグルーブの幅をw subとしたとき
に、d sub≧150nmおよびw sub≦0. 
6μmとするとともに、上記光吸収層が上記記録光を吸
収することにより、上記プリグルーブ部分の上記基板の
主面が変形することを特徴とする光情報記録媒体である
。。
なお、上記ランドの部分における。[:、配光吸収層の
表面から1−記ブリグルーブの部分における該表面の最
底部の深さをd absとしたときに、d abs≦0
. 8 X d subとすることができ゛る。
また、上記先板な清の上に、前記記録光を反射する光反
射層を形成することができる。
さらに、上記光吸収層の複素屈折率の虚部をk abs
とするとともに、その実数部をnabsとし、上記光吸
収層の膜厚をdavとし、再生光の波長をλとし、さら
にρ=nabs−dav/λとしたときに、0.05≦
ρ≦1.6、およびk abs≦0.3とすることがで
きる。
なお、本発明における上記プリグルーブの深さd su
bとは、換言すれば基板の水平面を基準としたときのプ
リグルーブの最深部と最頂部との差をいい、ブリ゛グル
ープの@wsubとはこの深さd subに対する半値
@(深さd subの1/2の深さにおける幅の値)を
いうもので、従来のプリグルーブに比較してその深さを
より深くし、その幅をより狭くすることによフて、光吸
収層による記録光の吸収効果を高め、基板の変形つまり
ビットの形成をより明確にしようとするものである。
つぎに、第1図ないし第5図にもとづき本発明をより具
体的に説明する。
第1図は、本発明による光情報記録媒体1の一部切り欠
き斜視図、第2図は同光情報記録媒体1の記録前の要部
縦断面図、第3図は同光情報記録媒体1の記録後の要部
縦断面図である。
この光情報記録媒体1は透光性の基板2と、この基板2
上に形成した光吸収層3と、この光吸収層3の」二に形
成した光反射層4と、この光反射層4の上に形成した保
護層5とを有する。なお、必要に応じて基板2と光吸収
層3との間、および光吸収層3と光反射層4との間には
中間N(図示せず)を設けることもある。
上記基板2には案内溝としてスパイラル状にプリグルー
ブ6を形成しである。このプリグルーブ6の左右には、
このプリグルーブ6以外の部分すなわちランド7が位置
している。
なお、基板2と光吸収層3とは第一の層外8により7f
いに接している。光吸収M3と光反射層4とは第°、の
IW層界により接している、光反射層4と保M贋5とは
第三の層外10により接している。
第3図に示すように、光情fil記録媒体1に記録光(
記録用レーザー光)L、1を照射しメ=ときに、光吸収
層:3がこのレーザー光T、 ]のエネルギーを吸収す
ることにより発熱し、基板2側に熱変形が生じてビット
11を形成している。あるときには、光吸収層3に光学
的変化が生ずる場合もある。
とくに第2図に示すように、プリグルーブ6の左右に位
置するランド7の部分における上記第一の層外8から、
プリグルーブ6の部分における第一の層外8の最底部ま
での深さをd subとする。
上記ランド7の部分における上記第二、の層外9から、
プリグルーブ6の部分における第二の層外9の最底部の
深さ(ランド7の部分における光吸収層3の表面から、
プリグルーブ6の部分における該表面の最底部の深さ)
をd absとする。
光吸収層3の複素屈折率の虚部をk abSとするとと
もに、その実数部をnabsとする。
光吸収M3の平均膜厚をdavとする。なお、ここで平
均膜厚davとは、 (光吸収M3の体積)/(光吸収
N3が形成された領域の面積)により表される。
光吸収層3のプリグルーブ6の部分における膜厚をdg
rとする。
光吸収WI3のランド7の部分における膜厚をdinと
する。
また、再生光(再生用レーザー光)■、2の波長をλと
する。
つぎに、ρ=TIabs−dav/λにより定義される
光学的パラメーターについて説明する。
本発明者らによる実験およびシュミレーションの結果か
ら、光吸収13の膜厚に関するこのρ=nabs−da
v/λが非常に重要なパラメーターであることに着目し
た。
すなわち、基板2上に光吸収M3および光反射層4を設
けた構成を有する光情報記録媒体1において、CD規格
に規定している反射率が70%以上、かつ再生信号にお
ける変調振幅の変調度として示されるI 11/ I 
t;oph<o、  6以丘、および変調度I 3/ 
I topが0. 3〜0. 7という出力信号を得る
ためには、光吸収層3の複素屈折率の実数Nn II 
absと、プリグルーブ6部分の膜厚dにrとランド7
部分の膜厚dinとの平均の*、厚ないしはその平均膜
厚davと、再生光の波長λとてダえら肛るρ=nab
s−dav/λを0.05≦ρ≦1.6の範囲内に設定
することにより、容易に反射率をC丁〕規格に適合する
反射率70%以上とすることができることがわかってい
る。
上記ρが0.05よりも小さい場合には、光吸収N3の
膜厚davを0.05μm以下と、相当薄くシなければ
ならないため、製造上実用的ではない。
したがって、0.05≦ρ≦0. 6の範囲においては
、0.30≦ρ≦0. 6の範囲が実用的であり、十分
な変調度を取るためには、0.1以上の範囲が望ましく
、変調度の大きい安定した記録特性を得るためには0.
45±0. 1の範囲が最も望ましい範囲であるという
ことができる。
さらに、第4図に示すようにρが0. 6以上の範囲で
あっても、グラフ上でのピーク点であれば、反射率が7
0%を越えることが可能である。。
0.6〈ρ〈1.6の範囲においては、ピーク点は2点
あり、常に0.6〈ρく1゜10の範囲と、1.10<
ρ<1.6の範囲とにあり、それらのピーク点において
高い反射率を得ることができることがわかっている。
ρ〉1.6の時には膜厚が厚くなるため、膜厚の制御が
困難になり、製造り実用的ではない。
このρと反射率との関係を示すグラフは、指数関数と周
期関数との組み合わされた関数として表され、ρが大き
くなるにしたがって周期関数の振幅が大きくなる。
こうした周期関数の振幅は、光情報記録媒体1を構成す
る層の複素屈折率、膜厚、それらの均質性等をパラメー
ターとして変化する。たとえば。
光吸収!j13から光が入射する側にある屑の屈折率が
小さいと、反射率はグラフ全体とじて反射率が高くなる
方向にシフトする等である。
また、このグラフは先板収贋3の複素屈折率の虚部k 
abs、およびdavをパラメーターとする指数関数で
表され、ff15図に示すようにkabsが大きくなる
ほどグラフ全体の反射率の減衰が人きくなるということ
もわかっている。
光吸収N3が均質であり、その複素屈折率の実部nab
s、膜厚davに不均一な分布がない限り、上記グラフ
のピークを示す点の周期には変化がないことが本発明者
らのシミュレーションによりわかっている。
なお、条件により、第4図におけるグラフのボトム点の
反射率についても、上記パラメーター条件を制御するこ
とによりこれを高くすることが可能であるが、ρをボト
ム点付近に設定した場合には、変調度を大きく取ること
が困難であり、ある場合には、記録前よりも反射率が上
昇してしまう場合も生じる。したがって、ρはピーク点
付近に設定することが望ましい6 上記kabsについても言及する。
高い反射率を得るためにはこのk absが0. 3以
下であることが必要である。
なお本発明者らは、k absの数(L1!設定が¥C
,要なパラメーターであることを見い出している。すな
わちこのk absが0.3以下であれば、Oに近くな
るほど反射率は向上する。したがって、この範囲が最も
望ましい。しかしOに近づくほど記録感度が悪くなるた
め、Oより大きいことが必要である。
具体的には、0.01以との範囲が望ましく、実際には
0.05前後が望ましい。
上記ρが0.05〜0.6の範囲においては同層の複素
屈折率の虚部k absは0. 3以下であることが望
ましい。またρが0. 6〜1.6の範囲においては、
k absは0.2以下であることが望ましい。
つぎに、各層の材質ないし物性等について説明する。
まず、透光性の基板2は、レーザー光に対する屈折率が
1.4〜1.6の範囲内の透明度の高い材料て、#fg
fI撃性に優れた主として樹脂により形成したもの、た
とえばガラス板、アクリル板、エポキシ板等を用いる。
なお、ポリカーボネート等の@脂を射出成形により成形
することが望ましい。また基FJ、2上に他の贋、たと
えば5i02等の耐溶剤層やエンハンス層をコーティン
グしておいてもよい。
これらの材料を射出成型法等の手段により成型する。基
@2の厚さは、CD規格に準拠するように、1.Imm
〜1..5mmが望ましい。
こうした基板2の光吸収I′W3側の表面に形成するト
ラッキングガイド手段としては、スパイラル状に形成し
た前記プリグルーブ6(第2図、第3図)が望ましい。
プリグルーブ6は、データ信号を記録するときのトラッ
キングをガイドするために用いられる。こうしたプリグ
ルーブ6はスパイラル状に限らず、蛇行していてもよい
このプリグルーブ6部分の深さ、つまり前記d sub
は、150nm以上、好ましくは160nm以−1;が
望ましい。
またプリグルーブ6の@wsubは、0.6μm以下、
好ましくは0.5μm以下が望ましい。
光吸収層3部分の深さの比d abs/ d subは
、0.8以下、好ましくは0. 6以下が望ましい。
記録光のパワーが約7.5〜7.9mWの範囲において
変形する基板2の部分の高さ、つまりビット11の高さ
は、プリグルーブ6部分の深さd subのおよそ半分
で、50nm以上であることが確認されている。
プリグルーブ6とこれに隣合うプリグルーブ6との間の
間隔いわゆるトラックピッチは1.6μmが望ましい。
つぎに、前記光吸収層3はこうした基板2のトラッキン
グガイド手段の上に形成した光吸収性の物質からなる層
で、レーザーを照射することにより、発熱、溶融、昇華
、変形または変性をともなう贋である。この光吸収JW
3はたとえばシアニン色素等の光吸収性の有機色素含有
層であることが望ましい。すなわちたとえば溶剤により
溶解したシアニン系色素等を、スピンコード法等の手段
により、基板2の表面に一様にコーティングすることに
よってこれを形成する。
つぎに、前記光反射M4は必要に応じて形成するもので
、金属膜であり、たとえば、金、銀、銅、アルミニラl
\、あるいはこれらを含む合金を、蒸着法、スパッタ法
等の手段によりこれを形成する。反射率70%以上を有
することが必要なため、これらの中でも、金または金を
含む合金を主体とする金属膜が望ましい。
また、光反射層4の酸化を防止するため、光反射層4の
上に耐酸化層等の他の贋を設けてもよい。
つぎに、前記保FfI#5は同じく必要に応じて形成す
るもので、基板2と同様の耐衝撃性に優れた樹脂により
これを形成する。たとえば、紫外線硬化樹脂をスピンコ
ード法により塗布し、これに紫外線を照射して硬化させ
ることによりこれを形成する。このほか、エポキシ樹脂
、アクリル樹脂、シリコーン系ハードコート樹脂等を使
用することもある。
[作用] 本発明による光情報記録媒体は公知のyC情報記録装置
によって記録を行うことができる。光情報記録装置のレ
ーザー照射手段すなわちピックアップを設けた側に透光
性の基板2の表面が面するように光情報記録媒体1を配
置する。この光情報記録媒体1をスピンドルモータによ
り回転させながら、CD規格に準拠した信号に変調され
たレーザースポットを、前記トラッキングガイド手段に
したがってトラッキングしながら、ピックアップにより
光情報記録媒体1の光吸収層3に照射することによって
、光吸収層が熱を発生し、その熱により基板2を変形さ
せ、これによりビット11を形成する。
なお記録にあたっては、波長λが780nm付近のレー
ザースポットを照射することが望ましい。またCD規格
との関連から、線速度は1.2〜1.4m/seaであ
る必要があり、記録パワーは6〜9mW程度でよい。
本発明においては、プリグルーブ6の形状としてその深
さd subを150 n m以h、かつその幅W s
uhを0. 6μm以下にすることにより、狭いプリグ
ルーブ6内に光吸収性の材料を多く取容することとなり
、吸収した熱がここに閉じこめられ、エツジの良いきれ
いなビット11を作ることができる。すなわち、光吸収
層3の記録用レーザー光L1の吸収にもとづく熱が外部
に拡散する割合を抑えられてプリグルーブ6内に閉じこ
められ、基板2表面に明瞭な変形部(ビット11)を形
成することができる。
さらに光吸収層3のプリグルーブ6部分の深さd ab
sを、基板2のプリグルーブ6の深さd subの0.
 8倍以下に形成することにより、従来の光情報記録媒
体に比較してプリグルーブ6部分の光吸収層3の膜厚d
grがプリグルーブ6以外の部分(ランド7部分)の膜
厚dlnよりも厚くなる。
しかして、光吸収層3の膜厚は厚いほど概して高感度で
あるため、プリグルーブ6内はランド7内より高感度と
なる。したがって、記録されたビット11はプリグルー
ブ6の幅より広い領域に広がりにくく、基板2表面に明
瞭で大きな変形部を形成することが容易となり、物理的
にプリグルーブ6に直行する方向(光情報記録媒体1の
半径方向、ないしはプリグルーブ6の幅方向)が仕切ら
れるため、ビット11の幅が広がらず、再生信号におけ
るクロストーク(未記録状態の反射率を基準としたとき
の、ビット11があるべき部分の反射率に対する、ビッ
トILがない部分の反射率の比)、およびジッターの原
因を抑制可能となり、これらの値を小さくすることがで
きる。
なお、記録用レーザー光L1を反射する光反射層4を光
吸収層3の上に形成することにより、基板2を変形させ
易くし、記録効率の良好な光情報記録媒体を得ることが
できる。
さらに、光吸収層3の膜厚に関するパラメーターp=n
abs−dav/λを0.05−1−.6の範囲にする
とともに、光吸収層のri素屈折率の虚部kabsを0
. 3以下とすることにより、CD規格を満足しかつブ
ロックエラーレートおよびジッターの低い光情報記録媒
体とすることができる。
[実施例] つぎに本発明による光情報記録媒体に−)いてその実施
例を以−ドに説明する。なお、実施例1は基板上に色素
含有層を形成したものであり、実施例2は基板、色素含
有層、光反射層、保ff層からなるものである。
(実施例1) @0. 5μm、深さ165 n m、およびピッチ1
.6μmのスパイラル状のプリグルーブを形成した円板
状の基板Hに、シアニン色素として濃度100g/リッ
トルの3. 3. 3’  3’テトラメチル4y5H
4’5’ −ジベンゾインドジカーボシアニンパークロ
レート(日本感光色素株式会社製、NK−321,9)
と、PA1006(三井重圧ファイン社製)との2: 
1溶液をスピンコードすることにより、平均膜厚dav
が1100nの色素含有層(光吸収#)を形成した。
上記基板のプリグルーブにおける深さd subは16
5nm、プリグルーブの@ W 5LIbはO,E5p
m、光吸収層のプリグルーブにおける深さdabSは8
0mmである。
光吸収層の複素屈折率の虚部kabsは0.08、実数
部nabSは2.5、再生光の波長λは7800mであ
るから、このときの光学パラメータρは0゜32である
こうして得た光情報記録媒体に基板入射により、波長7
80nmの半導体レーザーでEFM信号をプリグルーブ
に記録したところ、ブロックエラーレートが0,5X]
、0−2、およびジッターは7 n sと良好であった
。ビット11の高さは30mmであった。
(実施例2) 110.55μm、深さ1.80 n m、およびピッ
チ1.6μmでスパイラル状にプリグルーブを設けた円
形状基板上に濃度120g/リットルの第6図に示す化
合物(シアニン色素)と、IRG003(日本化薬社製
)との2: 1溶液をスピンコードして平均膜厚140
 n mの色素含有層を形成した。さらにスパッタリン
グ法により膜厚50nmの金を?J膜してこ九を光反射
層とし、この1−二にIJV硬化した保#!贋を設け、
光情報記録媒体を作成した。
上記基板のプリグルーブにおける深さclsubは18
0 n m、  プリグルーブの@wsubはO−55
71m、光吸収層のプリグルーブにおける深さd ab
sは80mm、である。
光吸収層の複素屈折率の虚部に、absは0.1−1実
数部n、absは2.7、再生光の波長λは800nm
であるから、このときの光学パラメータρは0゜47で
ある。
こうして得た光情報記録媒体に実施例1と同様に波長8
00nmの半導体レーザーでEFM信号をプリグルーブ
に記録し、この記録部を実施例1と同様に再生したとこ
ろ、ブロックエラーレートが1.0XIO−3、ジッタ
ー22n sであった。
これらはCD規格に定める基準を十分に満足している。
なおビット11の高さ80mmであった。
[発明の効果コ 以−ヒのように本発明によれば、プリグルーブを従来の
ものより深くかつ狭く形成したので、基板や光吸収層の
変形をともなう記録を行う場合、基板の変形がプリグル
ーブの幅および深さにより限定されることとなるため、
ビットの幅およびエツジの整った記録を行うことができ
る。したがって、現在のCD規格に準拠した、とくにC
D規格に定められたブロックエラーレートおよびジッタ
ーの規格値を満足することが可能な光情報記録媒体を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光情報記録媒体1−の−部切り欠
き斜視図、 第2図は同、光情報記録媒体1およびこの光情報記録媒
体1への光情報記録方法を説明するための要部縦断面図
、 第3図は同、プリグルーブ6にビット]−1を形成した
状態の要部縦断面図。 第4図はρ (=nabs−dav/λ)と反射率との
関係のグラフ、 第5図は光吸収層3のri素屈折率k absと反射率
との関係のグラフ、 第6図は実施例2の光吸収層を形成するためのシアニン
色素を示す図である。 1、、、、、、、、光情報記録媒体 2 、、、、、、透光性の基板 3 、、、、、、光@成層 4、、、、、、、光反射層 5 、、、、、、保護層 6 、、、、、、プリグルーブ(案内溝)7 、、、、
、、ランド 8、、、、、、第一の層外 9 、、、、、、第二の層外 10、、、、、、第三の層外 11 、、、、、、ビット d sub、、、、、ランド7の部分における光吸収I
W3ど基板2との第一の層外8から、 プリグルーブ6の部分における第一 の層外8の最底部の深さ dabs、、、、、ランド7の部分における光吸収N3
と光反射rqI4との第二の層界9から。 プリグルーブ6の部分における第二 の層外9の最底部の深さ nabs、、、、、光吸収N3の複素屈折率の実数部k
abs、−−1.光吸収N3の複素屈折率の虚数部d 
av、、、、、、光吸収N3の平均膜厚d gr、、、
、、、先板1115!13のプリグルーブ6の部分にお
ける膜厚 d In、、、、、、光吸収N3のランド7の部分にお
ける膜厚 wsub、、、、、プリグルーブ6の幅λ、89000
1.再生光の波長 L L 、、、、、、記録用レーザー光L 2 、、、
、、、再生用レーザー光第  1 図 特詐出廓人 太陽誘電株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)一方の主面にプリグルーブを形成した透光性を有
    する基板と、 この基板上に設けるとともに、記録光を吸収する光吸収
    物質を含む光吸収層とを有し、 該記録光を前記基板を透過して光吸収層に照射すること
    により情報を記録する光情報記録媒体であつて、 前記プリグルーブの左右に位置するランドの部分におけ
    る前記光吸収層と前記基板との層界から、前記プリグル
    ーブの部分における該層界の最底部までの深さをdsu
    bとし、 前記プリグルーブの幅をwsubとしたときに、dsu
    b≧150nm、および wsub≦0.6μmとするとともに、 前記光吸収層が前記記録光を吸収することにより、前記
    プリグルーブ部分の前記基板の主面が変形することを特
    徴とする光情報記録媒体。 (2)前記ランドの部分における前記光吸収層の表面か
    ら、前記プリグルーブの部分における該表面の最底部の
    深さをdabsとしたときに、dabs≦0.8×ds
    ub であることを特徴とする請求項(1)記載の光情報記録
    媒体。 (3)前記光吸収層の上に、前記記録光を反射する光反
    射層を有することを特徴とする請求項(1)記載の光情
    報記録媒体。 (4)前記光吸収層の複素屈折率の虚部をkabsとす
    るとともに、その実数部をnabsとし、前記光吸収層
    の膜厚をdavとし、再生光の波長をλとし、さらに ρ=nabs・dav/λとしたときに、 0.05≦ρ≦1.6、およびkabs≦0.3 であることを特徴とする請求項(1)記載の光情報記録
    媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7778145B2 (en) 2004-07-16 2010-08-17 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Optical recording medium and optical recording method of the same

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JPS61129747A (ja) * 1984-11-26 1986-06-17 Tdk Corp 光記録媒体
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JP2741101B2 (ja) 1998-04-15

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