KR100282753B1 - 광 디스크 - Google Patents

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미찌노부 미에다
나오야스 이께따니
이뻬이 스즈끼
요시떼루 무라까미
아끼라 다까하시
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마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 광 디스크는, 광 입사면측에 투명 유전체막을 설치함으로써, 광 기록면에 형성된 광 기록막과 기판의 열팽창율의 차이에 의해 생기는 바이메탈 효과를 반대면측의 상기 투명 유전체막에 의해 억제하고, 온도 변화에 따른 휘어짐(tilt)량 변화를 억제한다. 또한, 상기 투명 유전체막의 굴절율을 최적화함에 따라, 다중 간섭에 의해 생기는 불필요한 반사를 동시에 저감시키는 것이다.

Description

광 디스크
본 발명은 레이저광의 조사에 의해 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 광 디스크에 관한 것이다.
레이저광의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 행해지는 광 디스크로서 각종 디스크가 실용화되고 고밀도 기록화가 진행되고 있다.
고밀도 기록화는, 반도체 레이저의 파장 λ를 짧게 하는 것, 혹은 집속 대물 렌즈의 개구수 NA를 크게 함으로써, 빔 스폿의 직경 w를 작게 하면 실현할 수 있다. 그러나, 현재 기술로는 레이저 파장 λ의 단파장화가 곤란하기 때문에, 대물 렌즈의 개구수 NA를 될 수 있는 한 크게 하는 시도가 이루어지고 있다.
그런데, 대물 렌즈의 개구수 NA를 크게 하면, 광 빔의 광축에 대한 디스크의 기울기(skew)나 디스크의 휘어짐(tilt)에 의해 생기는 수차가 커지기 때문에, 디스크의 기울기에 대한 허용도가 작아진다. 이 때문에, 서보의 편차, 서보의 스키핑(skipping)이 발생하기 쉬워져 기록 재생 특성이 나빠진다.
현재 이용되고 있는 기록 재생 시스템으로서 CD (Compact Disk : 기판 두께 1.2 ㎜)를 예로 들면, 대물 렌즈의 개구수 NA는 0.45이고, 이 경우 상기 수차를 소정 범위 내로 억제하기 위한 디스크의 이상 수평면(理想 水平面)으로부터의 경사각 θ의 허용도는 ±0.6 deg 정도이다. 수차가 증대하는 비율은, NA의 3승에 비례하기 때문에, 상기 CD에서, 고밀도 기록화를 위해 대물 렌즈의 개구수 NA를 더욱 크게 하고자 하면, 경사각 θ의 허용도가 매우 작아지고, 실용화는 거의 불가능해진다.
그러나, 이러한 광 디스크에서도, 대물 렌즈의 개구수 NA를 크게 하는 경우에, 경사각 θ의 허용도를 확보하기 위한 개선 수단으로서, 디스크 기판의 두께 d를 작게 하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 기판의 두께를 작게 함으로써, 디스크의 기울기나 휘어짐에 의해 발생하는 수차를 저감시킬 수 있고, 경사각 θ의 허용도를 확보할 수 있기 때문에, 실용화가 가능해진다.
즉, 고밀도 기록화를 위해서는, 디스크 기판의 두께 1 ㎜ 이하의 박형화가 바람직하여, 최근 0.6 ㎜ 두께 기판이나 0.8 ㎜ 두께 기판을 이용한 광 디스크가 제안, 실용화되고 있다. 예를 들면, DVD(Digital Video Disk)에서는, 0.6 ㎜ 두께의 디스크 두 개를 접합함으로써, 경사각 θ의 허용도가 확보되고 있다. 그러나, 광 자기 기록 방식의 자계 변조 오버라이트에서는, 자기 헤드가 기록 매체에 근접할 필요가 있기 때문에, 단일 기판일 필요가 있다. 또한, 생산 비용의 관점에서도 단일 기판이 유리한 경우가 있다.
또한, 단일 기판을 이용하는 경우, 막의 응력이나 환경의 온도 및 습도의 변화에 따라 기판에 휘어짐이 발생하는 경우가 있다. 기판에 휘어짐이 생기면, 디스크에 입사광 빔에 대한 경사각이 생기게 되어, 수차가 발생하고 만다. 이 때문에, 휘어짐을 가능한 저감시켜 이상적인 평면으로 하는 것이 바람직하다.
그와 같은 휘어짐 저감의 방법으로서 몇 개의 선행 기술이 있고, 일본 특허 공개 공보 평4-67332호에서는, 기판 보호용 합성 수지막의 응력과 광 기록막의 보호용 합성 수지막의 응력을 조정함으로써 광 기록막의 내부 응력으로부터 생기는 휘어짐을 저감시키고 있다.
또한, 일본 특허 공개 공보 평5-303769호에서는, 기판 기록면의 반대측의 면에 습기 침투 방지막(anti-moisture permeance film)과 그 보호막이 형성되므로, 기판이 종래와 같이 광 입사면측으로부터만 흡습하여 팽창하는 일이 없고, 그 결과로서 디스크에 발생하는 휘어짐이 방지된다.
그런데, 상기 종래의 구성에서는 어느 정도의 기판 두께를 갖는 광 디스크에서 발생하는 휘어짐을 저감시킬 수는 있지만, 상술한 바와 같이 디스크 기판이 박형화된 경우와 같이, 기판의 강성이 저하하고 기판의 휘어짐이 보다 발생하기 쉬운 광 디스크에 대해서는, 휘어짐의 저감을 얻는 효과가 충분하지 않다고 하는 문제가 발생한다.
여기서, 기판의 박형화가 강성이나 휘어짐에 미치는 영향에 대해 아래에 설명한다.
디스크 기판 등의 균일 평판의 굽힘 강성 D는 다음의 수학식 1로 나타내어진다.
여기서, E는 판의 종탄성 계수 (영율), d는 판의 두께, ν는 판의 프와송비(Poisson's ratio)이다.
즉, 굽힘 강성(flexural rigidity) D는 기판의 두께의 3승에 비례하므로, 기판의 두께가 작아짐에 따라 굽힘 강성율이 급격히 작아져 구부러지기 쉬워진다.
광 디스크에서의 기록 매체막 (이하, "광 기록막"이라 함)은 디스크 기판 상에 증착이나 스퍼터 등의 수단을 이용하여 형성된다. 이 성막 공정에 의해 막 자체에 내부 응력이 남고, 디스크 완성품에 휘어짐을 생기게 하는 경우가 있다. 이 경향은, 상술한 바와 같이 박형화에 의해 굽힘 강성이 작아진 광 디스크에는 특히 현저히 나타나게 된다. 이러한 휘어짐각은 기록 재생시에는 경사각이 되므로, 박형 기판을 채용하여 경사각 θ의 허용도를 확보하려고 해도, 기판의 휘어짐 자체가 커져, 결국 경사각 θ가 큰 값이 되어 허용도를 넘어버려서는 의미가 없다.
또한, 상술한 바와 같이 형성된 광 기록막과 디스크 기판간에는, 기계적인 물리적 특성치에 차이가 있다. 즉, 디스크 기판 등의 균일 평판이 열팽창의 차이에 의해 바이메탈 효과로 휘어지는 경우, 광 기록막과 디스크 기판의 계면에서의 변형(Strain)이 동일하고, 광 기록막의 막 두께 df가 기판의 두께 ds에 비해 충분히 작게 하고, 반경 방향의 휘어짐각 φ도 매우 작다고 하면, 디스크 중심으로부터의 반경 r에서의 반경 방향의 휘어짐각 φ는 다음의 수학식 2로 나타내어진다.
여기서, 첨자 f 및 s는 각각 광 기록막 및 디스크 기판을 나타내고, E는 종탄성 계수(modulus of longitudinal elasticity) (영율: Young's modulous), ν는 프와송비, d는 광 기록막의 막 두께 혹은 디스크 기판의 두께, α는 선열팽창 계수(linear thermal expansion coefficient), △T는 온도 변화이다. 휘어짐각 φ는 기판이 연장되는 방향이 포지티브이다.
수학식 2에 따르면, 디스크 기판에 상기 디스크 기판과는 선열팽창 계수 및 종탄성 계수 (영율)가 다른 광 기록막이 형성되어 있는 경우, 이층의 열팽창의 차이가 온도 변화에 비례한 바이메탈 효과를 야기하고, 결과적으로 광 디스크에 휘어짐을 발생시킨다.
광 디스크의 실용 동작 온도는, 영하 수℃∼+60℃ 정도의 범위가 요구된다. 이 때문에, 이 범위 내에서 25℃ 내지 55℃의 온도차를 △T = 30℃, 디스크 기판을 직경 120 ㎜, 두께 0.6 ㎚의 폴리카르보네이트, 광 기록막을 두께 200 ㎚의 Fe로 하고, 이들을 물리적 값으로 변환시키면, 디스크 반경 r = 60 ㎜에서의 반경 방향의 휘어짐각 φ는 1.6 deg의 값을 나타낸다. 이 결과는, 25℃에서 휘어짐각 0의 완전 평판을 가정하면, 55℃에서는 바이메탈 효과에 의해 1.6 deg의 휘어짐을 나타내며, 즉 ±30℃의 온도 변화에 따라 휘어짐이 초기치로부터 ±1.6 deg의 변화를 나타내게 된다. 이 값은 종래의 CD나 DVD, 광 자기 디스크 규격 등으로 규정되어 있는 값 ±0.4∼0.6 deg에 비하면 너무나도 큰 값이어서, 실용적인 통상 동작 온도 범위 내에서의 사용이 불가능하다.
실제로 반복 기록이 가능한 광 자기 디스크를 예로 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 도 6 및 도 7에 상기 광 자기 디스크의 단면도를, 도 8에 온도를 변화시킨 경우의 정상 상태에서의 반경 방향의 휘어짐각의 변화량을 나타낸다. 도 6 및 도 7에서는 직경 120 ㎜, 두께 0.6 ㎜의 폴리카르보네이트제 기판(101)의 기록면에 광 자기 기록막(102)을 약 200 ㎚ 형성하고, UV 경화 수지로 이루어지는 보호막(103)을 실시한 광 자기 디스크를 나타내고 있다.
상기 광 자기 디스크의 온도를 상승시킨 경우, 기판(101)의 팽창율이 광 기록막(102)의 팽창율보다 크기 때문에, 도 7에 도시한 바와 같이, 바이메탈 효과를 야기하여 기판(101)이 연장되는 방향의 휘어짐을 발생시킨다. 그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 광 자기 디스크의 온도가 25℃로부터 55℃로 변화했을 때의 반경 방향의 휘어짐각 φ의 변화는 평균적으로 0.8 deg 상승하고 있다.
상기한 바와 같은 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화나, 형성시의 내부 응력에 의해 생기는 초기 휘어짐의 문제는, 이미 설명한 바와 같이 고밀도 기록화에 유리하도록 디스크 기판을 박형으로 하면 할수록, 현저하게 나타나게 된다. 즉, 고밀도 기록화를 목표로 하기 위해서는, 상기 초기 휘어짐이나 휘어짐량 변화를 어떠한 수단으로라도 억제할 필요가 있다.
각각의 막의 내부 응력이나 흡습에 의해 생기는 휘어짐을 저감시키는 수단으로서, 상술한 바와 같이 일본 특허 공개 공보 평4-67332호나 일본 특허 공개 공보 평5-303769호 등의 기술이 공지되어 있지만, 상술한 바와 같이 구부림에 대한 유연성이 낮고, 또한 바이메탈 효과를 무시할 수 없는 박형의 디스크 기판에 적용하기 위해서는 모두 불충분한 점이 있다.
일본 특허 공개 공보 평4-67332호에서는, 응력(stress) 조정 수단을 합성 수지막에 의한 것으로 하기 때문에, 큰 휘어짐각을 저감시키는 것은 불가능하다. 즉, 박형 기판에서 현저히 나타나는, 온도 변화에 따른 반경 방향의 휘어짐각 변화를 개선하는 수단으로서는 불충분하다.
또한, 일본 특허 공개 공보 평5-303769호에 대해서도 습기 침투 방지막의 막 두께가 작기 때문에, 큰 휘어짐각을 저감시키는 것은 마찬가지로 불가능하다. 즉, 박형 기판에서 현저히 나타나는, 온도 변화에 따른 반경 방향의 휘어짐각 변화를 개선하는 수단으로서는 불충분하다.
본 발명의 목적은 고밀도 기록이 가능한 박형 디스크 기판을 탑재한 광 디스크에서 바이메탈 효과에 따른 디스크의 휘어짐을 방지할 수 있게 하는 것에 있다.
본 발명의 광 디스크는, 상기한 목적을 달성하기 위해, 투광성을 갖는 기판, 상기 기판의 한 쪽 표면에 형성된 광 기록막, 및 상기 기판에 대해 상기 광 기록막과 반대측에 형성되어, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 의한 바이메탈 효과를 억제하는 투명 유전체막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 고밀도화에 유리한 박형 기판에서 특히 현저하게 나타나는, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 의해 생기는 바이메탈 효과에 따른 휘어짐의 개선 수단으로서, 상기 기판에 대해 상기 광 기록막과 반대측 (기판의 광 입사면측)에 투명 유전체막이 설치된다.
이 때, 상기 투명 유전체막의 물리적 특성치를 최적치로 설정함에 따라, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 의해 생기는 바이메탈 효과를 반대면측의 상기 투명 유전체막에 의해 억제할 수 있다. 그 결과, 형성시에 생기는 광 기록막의 전체 응력과, 상기 투명 유전체막의 전체 응력이 거의 균형을 이루므로, 초기적인 휘어짐 특성에 대해서도 개선 효과를 얻을 수 있다.
상기 투명 유전체막이 AlN, SiN 및 AlSiN 중의 어느 하나로 이루어지고, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하면, 상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)가 0.1x ＜ d ＜ x 인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막이 AlN, SiN 및 AlSiN 중의 어느 하나로 한 경우, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하고, 상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)를 0.1x ＜ d ＜ x로 함에 따라, 광 디스크의 휘어짐 특성이 양호한 상태로 개선된다.
또한, 상기 투명 유전체막이 AlN으로 이루어지고, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하면, 상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)가 다음의 식
0.1x ＜ d ＜ x
[x : 상기 광 기록막의 막 두께]
를 만족시키고, 상기 투명 유전체막의 굴절율이 1.90 이하인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막이 AlN인 경우, 형성시의 조건을 제어하여 투명 유전체막의 굴절율을 1.90 이하로 저감시킴에 따라, 투명 유전체막의 굴절율을 상기 투명 기판의 굴절율에 가깝게 하고, 투명 기판의 광 입사측에서의 에너지 반사율을 저하시켜 반사광량을 저감시키고, 광 이용 효율을 높여, 신호 특성을 개선할 수 있다.
상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n은 상기 기판의 굴절율보다 크고, 또한 거의 λ/2 d의 정수배인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상술한 휘어짐 특성을 개선할 목적으로, 광 입사면측에 상기 투명 유전체막을 형성함으로써, 광 빔이 광 기록막에 도달할 때 까지 반사되는 광량이 커지고, 광 이용 효율이 저하될 뿐만 아니라 노이즈 신호가 포함된다고 하는 문제가 생긴다.
이에 대해, 상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막의 굴절율 n이 기판의 굴절율보다 큰 경우, 형성시의 조건을 제어하여 굴절율 n을 거의 λ/2d의 정수배로 설정하면, 기판의 광 입사측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높이고 신호 특성을 개선할 수 있다.
상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n은 상기 기판의 굴절율보다 작고, 또한 거의 λ/4 d의 홀수배인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 설치함으로써, 종래의 광 디스크에 비해 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제에 대해, 상기 투명 유전체막의 굴절율 n이 기판의 굴절율보다 작은 경우, 형성시의 조건을 제어하여 굴절율 n을 거의 λ/4d의 홀수배로 설정하면, 기판의 광 입사면측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높여 신호 특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 디스크는, 상기 투명 유전체막의 광 입사면측에 인접하여, 상기 투명 유전체막과 굴절율이 다른 적어도 다른 한 층의 반사 방지막이 적층되어 있고, 상기 반사 방지막 중 가장 광 입사측에 위치하는 층의 굴절율을 n1, 막 두께를 d1(㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n1은 기판의 굴절율보다 작고, 또한 거의 λ/4d1의 홀수배인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 설치함으로써, 종래의 광 디스크에 비해 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제를 해소하기 위하여, 적어도 한 층의 반사 방지막을 설치하고, 상기 반사 방지막 중 가장 광 입사측에 위치하는 층을 상기한 광학적 조건을 만족하도록 배치한다.
이에 따라, 휘어짐 특성 개선을 위한 투명 유전체막의 재료나 최적의 막 두께의 선정을 자유롭게 행할 수 있다. 또한, 기판의 광 입사면측의 에너지 반사율을 저감시킬 수 있고, 에너지 투과율을 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 광 이용 효율을 향상시켜, 신호 특성의 개선을 꾀할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
그 결과, 종래에 비해 휘어짐 특성과 광학 특성을 동시에 개선할 수 있다.
상기 투명 유전체막은 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 화합물에 의해 형성할 수 있다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2중 어느 하나의 화합물에 의해 형성함에 따라, 충분한 투광성을 얻을 수 있고, 휘어짐의 초기치, 온도 변화에 따른 휘어짐 변화도 개선할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수성은 이하에 기재한 설명에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조로 한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 4에 따른 광 디스크의 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 2는 실시예 1에서의 상기 광 디스크의 휘어짐량 변화를 나타내는 그래프.
도 3은 실시예 4에서의 상기 광 디스크의 기판의 광 입사면측의 에너지 반사율을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 것으로서, 실시예 5에 따른 광 디스크의 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 5는 실시예 5에서의 상기 광 디스크의 기판의 광 입사면측의 에너지 반사율을 나타내는 그래프.
도 6은 종래의 광 디스크의 개략 단면도.
도 7은 종래의 광 디스크에서, 바이메탈 효과에 의해 휘어짐이 발생한 광 디스크의 단면도.
도 8은 종래의 광 디스크에서의 휘어짐량 변화를 나타내는 그래프.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 기판
2 : 광 기록막
3 : 제1 보호막
4 : 투명 유전체막
5 : 제2 보호막
6, 7, 8, 9 : 계면
〔실시예 1〕
본 발명의 일 실시예에 대해 도 1 및 도 2에 기초하여 설명하면 아래와 같다.
본 실시예에 따른 광 디스크는, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(1)(이하, 단순히 "기판(1)"이라 함)의 기록면측에 형성된 광 기록막(2), 광 기록막(2)의 표면을 코팅하는 UV 경화 수지로 이루어지는 제1 보호막(3) (보호막), 기판(1)의 광 입사면측에 형성된 투명 유전체막(4), 및 투명 유전체막(4)의 표면을 코팅하는 상기 제1 보호막(3)과 동일한 제2 보호막(5) (보호막)을 포함한다.
본 발명의 광 디스크의 구성은 상기한 것에 특히 한정되는 것이 아니라, 광 자기 디스크, CD, DVD, 추기형(追記型) 광 디스크, 포토크로믹형 디스크 및 상변화형 디스크 등이어도 상관없다. 본 발명이 적용되는 광 디스크의 구성에 따라, 상기 광 기록막(2)의 막 구성 및 막 두께는 다르다.
기판(1)은 고밀도 기록화를 위해 종래예의 1.2 ㎜ 두께로부터 DVD에서 실용화되고 있는 0.6 ㎜ 두께로 박형화되어 있고, 그 지름은 120 ㎜이다. 기판(1)의 재질로서는, 투광성을 갖고, 온도 변화에 따른 변형량이 적은 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 대표적인 재질로서는 폴리카르보네이트제 기판 등을 들 수 있지만, 이 밖에 아크릴 수지, 에폭시 수지등으로 만들어진 기판을 이용할 수 있다. 본 실시예에서는, 두께 0.6 ㎜, 직경 120 ㎜의 폴리카르보네이트 기판을 이용하였다.
상기 광 기록막(2)은 전체 막 두께 150∼300 ㎚ 정도의 광 자기 기록막으로 이루어져 있고, 구체적으로는 투명 유전체층(2'), 희토류-천이 금속 비정질 자성 합금층, 비자성 금속층, 금속 반사층 등의 여러 층이 적층된 구성으로 되어 있다. 본 실시예에서는, 전체 막 두께를 200 ㎚로 하고, 광 기록막(2)의 형성은 스퍼터링에 의해 행하였다.
상기 제1 보호막(3) 및 제2 보호막(5)은, 예를 들면 UV 경화 수지로 이루어지고, 제1 보호막(3)은 광 기록막(2)을 보호하기 위한 것이고, 제2 보호막(5)은 투명 유전체막(4)을 보호하기 위한 것이다. 이들 보호막의 재료로서는, 아크릴 우레탄계 UV 경화 수지등을 이용할 수 있다. 특히, 제2 보호막(5)은 신호 기록 재생시에 광 빔이 투과되므로, 광 이용 효율을 높이기 위해 투광성이 우수한 수지를 이용할 필요가 있다.
이들 보호막의 두께는 통상 2∼20 ㎛이고, 이 제1 보호막(3)과 제2 보호막(5)은, 기판(1)의 양면에서, 그 자체의 흡습 및 방습에 따른 휘어짐을 상쇄할 수 있도록, 막 두께가 거의 동일한 것이 바람직하다. 본 실시예 1에서는, 폴리우레탄 아크릴레이트계의 UV 경화형 수지를 이용하여, 제1 보호막(3) 및 제2 보호막(5) 모두 거의 동일한 두께 약 10 ㎛로 하였다. 또, 제1 보호막(3) 위에 윤활막 혹은 대전 방지막을 더 설치해도 된다.
윤활막은, 윤활성이 우수한, 예를 들면 불소계 수지나 유지계 수지로 이루어지고, 상기 윤활막을 기록막이 형성되어 있는 표면에 형성함으로써, 부상형(浮上型) 자기 헤드를 이용한 경우, 부상형 자기 헤드와 광 자기 디스크 사이의 윤활성을 향상시킬 수 있다. 또한, 미끄럼 이동형 자기 헤드의 경우에도, 자기 헤드와 광 자기 디스크가 접촉할 때의 마찰을 저감시켜, 윤활성을 향상시킬 수 있다. 윤활막의 막 두께는 약 2 ㎛정도이다.
대전 방지막은 투명 도전성 필러를 함유하는 도전성 필러 혼합 수지계의 조성물로 이루어진다. 상기 대전 방지막은, 광 디스크의 표면에 먼지가 부착되는 것을 방지함과 동시에, 부상형 자기 헤드를 이용한 경우의 먼지에 의한 흠집의 발생을 방지하기 위한 것으로서, 경질이고 또한 표면 저항율이 비교적 낮은 것이 좋다. 이 경도(硬度)는, 통상 HB 이상의 연필 경도를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이 표면 저항율은, 통상 약 1013Ω이하가 바람직하다.
상기 대전 방지막은, 합성 수지 또는 그 원료와 투명 도전성 필러를 소정의 혼합비로 혼합하여, 기판 상에 형성할 수 있다. 상기 합성 수지로서는, 예를 들면 아크릴우레탄계 UV 경화 수지, 아크릴계 UV 경화 수지 등이 이용된다. 형성 방법으로는, 예를 들면 스핀코트(spin coat)법, 롤코트(roll coat)법, 딥코트(dip coat)법 등에 따라 기판 상에 도포하고, 이용하는 합성 수지에 의해 UV광 조사, 가열 또는 냉각 등의 수단에 의해 경화시킨다. 상기 대전 방지막의 막 두께는, 통상 1∼20 ㎛가 바람직하다.
투명 도전성 필러 조성으로는, 산화 주석에 인을 도핑한 것이 투광성 및 안정성을 양립시키고 있어 바람직하다. 또한, 산화 주석에 인을 도핑하는 것은 액상으로부터의 공침 소성 방법(co-precipitation baking method)에 따라 행할 수 있고, 인 공급원으로서는 인산, 인산 나트륨 등을 들 수 있다. 산화 주석에 대한 도핑량은 도전성 필러 전체의 3∼7wt%가 바람직하다. 대전 방지막 중의 도전성 필러의 함유량은 25∼45wt%가 바람직하다. 또한, 도전성 필러의 평균 입경은 0.15 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시예 1에서는, 도시는 하지 않았지만, 이하에 기술하는 모든 광 디스크의 제1 보호막(3)의 표면에 대전 방지막을 약 4 ㎛ 도포하고 있는 것으로 한다.
투명 유전체막(4)은 적어도 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장 영역에서 투광성을 도시하면 된다. 이 투명 유전체막(4)의 재질은 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2등의 무기 화합물로 형성할 수 있다. 이들 중에서, AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, MgF2등이 특히 바람직하고 적당하다. 투명 유전체막(4)의 막 두께는 재질에 따라 다르다.
본 실시예 1에서는, 200 ㎚의 광 기록막(2)과 기판(1)에 의한 바이메탈 효과를 캔슬할 목적으로, 투명 유전체막(4)으로서 AlN 막 두께가 각각 30 ㎚, 60 ㎚, 100 ㎚, 150 ㎚, 200 ㎚의 5 종류의 광 디스크를 제작하였다. 그 중에서, 막 두께 100 ㎚의 것을 실시예 1로 하였다. 또, 실시예 1 내지 5에서는 투명 유전체막(4)의 형성은 스퍼터링에 의해 행하였다.
도 2는 각 광 디스크의 온도 변화 (25℃로부터 55℃로)에 대한 반경 방향의 휘어짐각의 변화량을 도시한다. 또한, 도 8에서 이미 도시한 종래예는 AlN 막 두께가 0 ㎚인 경우에 해당한다.
또, 상기 투명 유전체막(4)의 AlN 막 두께가 어떠한 막 두께의 디스크에서도, 휘어짐각은 다음의 방법으로 측정하였다. 우선, 항온 용기 내의 측정기에 광 디스크를 세트하고, 광 디스크의 기준 각도로부터 90°씩 회전시켜, 각각의 각도에서 반경 30 ㎜∼58 ㎜까지 4 ㎜ 간격으로 레이저 변위계를 이용하여 변위를 측정하였다. 각각의 각도에서의 반경 방향이 서로 인접하는 두 점의 변위차로부터 경사각을 구하고, 각각의 각도 (0°, 90°, 180°, 270°)에서의 휘어짐각을 평균하여, 각 반경 위치에서의 휘어짐각으로 하였다. 상기 측정은 25℃ 및 55℃의 각 온도에서 상대 습도 30%에서 행하였으며, 항온 용기의 온도가 정상 상태가 되고 나서 소정 시간 경과 후 각 측정을 행하였다. 25℃ 및 55℃의 각 온도에서 동일한 측정을 행하고, 각 온도에서의 휘어짐각의 차이를 구해 휘어짐각 변화량으로 하였다.
이상적인 광 디스크이면, 원주 방향에 대해서는 완전 대칭이 되므로, 온도 변화에 따른 바이메탈 효과에 의한 휘어짐의 변화는 원주 방향으로는 발생하지 않는다. 한편, 바이메탈 효과는 반경 방향에 크게 영향을 미치기 때문에, 이번의 평가는 반경 방향에 대해서만 고려하였다. 실제로 측정 결과를 비교해도, 원주 방향의 휘어짐 변화는 반경 방향의 휘어짐 변화에 비하면 매우 작다.
도 2에 따르면, 종래예 (AlN 막 두께 0 ㎚)에서는, 온도를 상승시킨 경우, 기판(101)의 팽창율이 광 기록막(102)의 팽창율보다 크기 때문에, 바이메탈 효과를 야기하여 기판(101)이 연장되는 방향의 휘어짐을 발생시킨다 (도 7 참조). 상기 종래예에서는, 30℃의 온도 변화에 따라 반경 방향의 휘어짐각이 평균적으로 +0.82 deg 상승하고 있다. 또한, 막 두께 30 ㎚에서는 마찬가지로 평균 +0.5 deg, 막 두께 60 ㎚에서는 +0.19 deg, 막 두께 100 ㎚의 실시예 1에서는 +0.01 deg, 막 두께 150 ㎚에서는 -0.12 deg, 막 두께 200 ㎚에서는 -0.25 deg이라는 결과가 되었다. 표 1에 AlN 막 두께에 대한 휘어짐량 변화의 평균치를 나타낸다.
AlN 막 두께 (㎚) △Radial tilt (deg)
0(종래예) +0.82
30 +0.50
60 +0.19
100(실시예 1) +0.01
150 -0.12
200 -0.25
표 1에 나타내는 결과로부터 분명히 알 수 있듯이, 투명 유전체막(4)으로서 AlN막을 광 입사면측에 형성 (및 보호막으로 코팅)함으로써, 온도 변화에 따른 광 기록막(2)과 기판(1)의 열팽창 및 영율의 차이로부터 발생하는 휘어짐량 변화를 저감시킬 수 있다. 광 기록막(2)이 막 두께 200 ㎚의 광 자기 기록막으로 이루어지는 경우, 온도 변화에 따른 휘어짐 변화를 방지하는 관점에서는, AlN의 막 두께는 거의 100 ㎚가 최적치이고, 30 ㎚∼200 ㎚의 막 두께에서 온도에 따른 휘어짐량의 변화를 종래예보다 개선할 수 있다고 하는 결과가 되었다. 즉, 광 입사면측의 투명 유전체막(4) (본 형태에서는 AlN)의 막 두께가 30 ㎚∼200 ㎚의 범위 내에 있으면, 광 디스크의 과도적 휘어짐이나, 온도 변화에 따른 상기 바이메탈 효과에 의한 휘어짐의 변화를 방지할 수 있다.
또, 상기 측정에서 25℃에서의 휘어짐량을 실온에서의 휘어짐의 초기치로 하여 그 결과를 표 2에 나타낸다.
AlN 막 두께 (㎚) Radial tilt (deg)
0(종래예) -0.18
30 -0.16
60 -0.12
100(실시예 1) +0.02
150 +0.18
200 +0.22
표 2에 나타낸 바와 같이, 반경 방향의 휘어짐각의 평균치는, 종래예에서는 -0.18 deg, 막 두께 30 ㎚에서는 -0.16 deg, 막 두께 60 ㎚에서는 -0.12 deg, 막 두께 100 ㎚의 실시예 1에서는 +0.02 deg, 막 두께 150 ㎚에서는 +0.18 deg, 막 두께 200 ㎚에서는 +0.22 deg이라는 결과가 되었다.
이 결과로부터, 종래예에서는, 광 기록막(2)의 형성시의 내부 응력이, 광 기록막(2)이 연장되는 방향 (압축 응력)에 남아 있고, 그 내부 응력을 개방하고자 하는 방향으로 광 디스크가 휘어져 있다. 이에 반해, 광 입사면측에 투명 유전체막(4)을 형성한 광 디스크에서는, 투명 유전체막(4)도 마찬가지로 압축 응력을 남기고 있어, 결과적으로 광 기록막(2)의 내부 응력을 캔슬하는 방향으로 작용한다. 상기 투명 유전체막(4)의 압축 응력은 막 두께가 커질수록 커지고, 광 기록막(2)과 투명 유전체막(4)의 내부 응력이 균형을 이루는 경우에, 광 디스크 전체로서의 초기 휘어짐도 작아진다. 표 2의 결과에서는, 막 두께 100 ㎚인 실시예 1일 때에, 초기 휘어짐이 가장 작아진다고 하는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
즉, 실시예 1의 구성에 따르면, 투명 유전체막(4)의 내부 응력과 광 기록막(2)의 내부 응력이 균형을 이루어 초기 휘어짐을 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 광 기록막(2)의 열팽창율과 기판(1)의 열팽창율의 차이에 따라, 온도 변화에 의해 발생하는 바이메탈 효과를 억제하여, 휘어짐 변화를 저감시킬 수 있다.
또한, 온도에 따른 휘어짐량 변화를 저감시키기 위해 최적의 투명 유전체막(4)의 막 두께가, 광 기록막(2)의 막 두께에 따라 어떻게 변화하는지를 조사하기 위해, 광 기록막(2)의 막 두께를 100 ㎚로 하고, 투명 유전체막(4)의 막 두께를 각각 0 ㎚, 15 ㎚, 30 ㎚, 60 ㎚, 및 100 ㎚로 한 광 디스크를 제작하여, 마찬가지로 측정을 행하였다. 25℃로부터 55℃로의 온도 변화에 따른 반경 방향의 휘어짐량의 변화의 평균치를 표 3에, 실온에서의 광 디스크의 반경 방향의 휘어짐의 평균치를 표 4에 나타낸다. 측정 조건은, 광 기록막(2)의 막 두께가 200 ㎚인 경우와 동일하다. 이 결과, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화 및 실온에서의 초기 휘어짐과 함께, 막 두께 60 ㎚ 부근에서 최적치를 나타냄을 알 수 있었다.
AlN 막 두께 (㎚) △Radial tilt (deg)
0 +0.63
15 +0.52
30 +0.30
60 -0.06
100 -0.22
AlN 막 두께 (㎚) Radial tilt (deg)
0 -0.16
15 -0.14
30 -0.08
60 +0.04
100 +0.15
즉, 바이메탈 효과를 억제할 목적으로 투명 유전체막(4)을 광 입사면측에 형성하는 경우, 최적의 개선 효과를 얻기 위한 투명 유전체막(4)의 막 두께는 광 기록막(2)의 막 두께에 거의 비례하는 것이 분명해졌다.
상술한 박막의 내부 응력이란, 기판 상에 형성된 박막의 내부에 임의의 단면을 생각했을 때, 단면의 한 쪽이 다른 쪽에 미치고 있는 단위 단면적당의 힘을 가리킨다. 내부 응력은 진공 증착, 스퍼터링, 혹은 기상 성장 등으로 만들어진 박막 중에는 많든 적든 반드시 존재하고, 박막, 기판의 물질 및 박막 형성의 조건 등에 따라 이 값은 변한다. 내부 응력에 막 두께를 곱한 값을 전체 응력이라고 하고, 광 디스크의 휘어짐은 정확하게는 이 전체 응력의 크기와 방향에 기인한다.
본 실시예에 따른 광 디스크에서는, 온도 변화나, 막 형성에 의해 발생하는 광 기록막(2)의 전체 응력을, 기판(1)의 광 입사면측에 설치한 투명 유전체막(4)의 전체 응력과 균형을 이루게 함에 따라, 광 디스크의 휘어짐의 발생을 억제하고, 특히 최적 상태를 얻는 방법으로서, 제어하기 쉬운 투명 유전체막(4)의 막 두께를 변화시킴으로써 광 기록막(2)과 투명 유전체막(4)의 전체 응력이 균형을 잘 이루는 상태를 얻을 수 있었다. 광 기록막(2)의 내부 응력이 동일해도, 막 두께가 반이 되면 그 때의 전체 응력은 반이 되기 때문에, 전체 응력이 균형을 이루기 위한 투명 유전체막(4)의 막 두께도 동일하게 거의 반이 된다는 것도 분명해졌다.
본 실시예 1에서는 투명 유전체막(4)으로서 AlN을 적용했지만, AlN의 우위성은, 다음의 실시예 2에서 이용하는 SiN에 비해 형성 속도가 빠른 것, 열전도율이 높은 것 등을 들 수 있다.
바이메탈 효과를 억제하는 AlN의 최적의 막 두께가, 광 기록막(2)의 막 두께에 비해 작게 되는 이유는 다음과 같다. 즉, AlN은 광 기록막(2)과 비교하면 선열팽창 계수가 작으므로, 광 기록막(2)에 비해 열팽창이 큰 기판(1)이 연장하려고 함으로써 생기는 바이메탈 효과를, 기판(1)의 광 입사면측에서 적은 막두께로 효과적으로 억제할 수 있다고 생각되어진다.
〔실시예 2〕
본 발명에 따른 광 디스크의 다른 실시예에 대해 설명한다.
본 실시예 2에서는, 투명 유전체막(4)에 SiN을 이용한 경우의 결과를 나타낸다. 광 기록막(2)의 막 두께를 200 ㎚로 하고, 실시예 1과 마찬가지로, SiN의 막 두께가 0 ㎚, 30 ㎚, 60 ㎚, 100 ㎚, 150 ㎚ 및 200 ㎚의 각 광 디스크에 대해, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화와 휘어짐의 초기치를 측정하였다. 그 결과를 표 5 및 표 6에 나타낸다. 또, 광 기록막(2)과 투명 유전체막(4)의 형성은 스퍼터링에 의해 행하였다.
SiN 막 두께 (㎚) △Radial tilt (deg)
0 +0.82
30 +0.41
60 +0.04
100 -0.12
150 -0.19
200 -0.28
SiN 막 두께 (㎚) Radial tilt (deg)
0 -0.18
30 -0.11
60 -0.02
100 +0.13
150 +0.21
200 +0.28
표 5에는, 투명 유전체막(4)의 막 두께를 변화시킨 각 디스크에 대해, 25℃로부터 55℃로의 온도 변화에서의 반경 방향의 휘어짐량의 변화의 평균치를 나타낸다. 표 6에는, 마찬가지로 각 디스크의 초기 휘어짐의 평균치를 나타낸다. 표 5 및 표 6에 나타내는 결과로부터 알 수 있듯이, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화 및 실온에서의 초기 휘어짐과 함께, 최적의 SiN의 막 두께는 60 ㎚ 정도이고, 실시예 1의 AlN의 경우에 비해 작은 막 두께로 동일한 효과를 실현할 수 있다.
이어서, 상술한 실시예 1과 마찬가지로, 온도에 따른 휘어짐량 변화를 저감시키기 위해 최적의 투명 유전체막(4)의 막 두께가, 광 기록막(2)의 막 두께에 따라 어떻게 변화하는지를 조사하기 위해, 광 기록막(2)의 막 두께를 100 ㎚로 하고, 투명 유전체막(4)의 막 두께를, 각각 15 ㎚, 30 ㎚, 60 ㎚, 및 100 ㎚로 한 디스크를 제작하고, 마찬가지로 측정을 행하였다. 25℃로부터 55℃로의 온도 변화에 따른 반경 방향의 휘어짐량의 변화의 평균치를 표 7에, 실온에서의 디스크의 반경 방향의 휘어짐의 평균치를 표 8에 나타낸다. 측정 조건은 광 기록막(2)의 막 두께가 200 ㎚인 경우와 동일하다. 이 결과, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화 및 실온에서의 초기 휘어짐과 함께, 막 두께 30 ㎚부근에서 최적치를 나타냄을 알 수 있었다.
SiN 막 두께 (㎚) △Radial tilt (deg)
0 +0.63
15 +0.45
30 +0.04
60 -0.12
100 -0.30
SiN 막 두께 (㎚) Radial tilt (deg)
0 -0.16
15 -0.08
30 -0.02
60 +0.04
100 +0.16
즉, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 바이메탈 효과를 억제할 목적으로 투명 유전체막(4)을 광 입사면측에 형성하는 경우, 최적의 개선 효과를 얻기 위한 투명 유전체막(4)의 막 두께는, 광 기록막(2)의 막 두께에 거의 비례함이 분명해졌다.
본 실시예 2에서는, 투명 유전체막(4)으로서 SiN을 적용했지만, SiN의 우위성은, 실시예 1에서 이용한 AlN에 비해, 광 기록막(2)에 기인하는 바이메탈 효과를 억제하기 위한 막 두께가 적게 되는 점을 들 수 있다. 이 이유로서, SiN은 광 기록막(2)이나 AlN과 비하면 선열팽창 계수가 매우 작으므로, 광 기록막(2)에 비해 열팽창이 큰 기판(1)이 연장하려고 함으로써 생기는 바이메탈 효과를, 기판(1)의 광 입사면측에서 적은 막 두께로 효과적으로 억제할 수 있다고 생각되어진다.
또, 실시예 1에서 투명 유전체막(4)에 이용한 AlN과, 실시예 2에서 이용한 SiN의 화합물인 AlSiN을 이용한 경우, 실시예 1 및 2와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
〔실시예 3〕
본 발명에 따른 광 디스크의 또 다른 실시예에 대해 설명한다.
실시예 3에서는, 투명 유전체막(4)의 재료로서 SiO2를 이용하였다. 광 기록막(2)을 200 ㎚로 하고, SiO2의 막 두께를 각각 200 ㎚, 300 ㎚, 400 ㎚ 및 500 ㎚로 한 광 디스크를 작성하여, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화와 휘어짐의 초기치를 측정하였다. 그 측정 결과를 표 9 및 표 10에 나타낸다.
SiO2막 두께 (㎚) △Radial tilt (deg)
0 +0.82
200 +0.79
300 +0.51
400 +0.10
500 -0.19
SiO2막 두께 (㎚) Radial tilt (deg)
0 -0.82
200 -0.16
300 -0.10
400 +0.02
500 +0.20
표 9에는, 투명 유전체막(4)의 막 두께를 변화시킨 각 디스크에 대해, 25℃로부터 55℃로의 온도 변화에서의 반경 방향의 휘어짐량의 변화의 평균치를 나타낸다. 표 10에는, 마찬가지로 각 디스크의 휘어짐 초기치의 평균치를 나타낸다. 이 결과, 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화 및 실온에서의 초기 휘어짐과 함께, 최적의 SiO2의 막 두께는 400 ㎚ 정도이고, 실시예 1 또는 2의 경우에 비해 동일한 효과를 얻기 위해 매우 큰 막 두께를 필요로 하고 있다.
단, SiO2를 이용하는 것은 이하와 같은 우위성이 있다. 즉, 투명 유전체막(4)의 굴절율은, 다음의 실시예 4에서 설명하는 바와 같이, 광 이용 효율의 면에서 기판(1) 및 제2 보호막(5)의 굴절율에 가깝게 하는 (가능하면, 더욱 작게 함) 것이 바람직하기 때문에, 굴절율 1.46의 SiO2는 광 이용 효율의 면에서 우위가 된다.
또, 실시예 1 내지 3에서는, 투명 유전체막(4)으로서, AlN, SiN, SiO2를 이용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 실제로는 AlN, SiN, SiO2이외에도 AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2등을 이용하는 것도 가능하다.
〔실시예 4〕
본 발명에 따른 광 디스크의 또 다른 실시예에 대해, 도 3에 기초하여 설명한다.
본 실시예의 광 디스크의 막 구조는 실시예 1 내지 3과 공통이다.
상기 실시예 1 내지 3에서는, 투명 유전체막(4)을 기판(1)의 광 입사면측에 형성하여, 디스크 전체의 실온에서의 휘어짐 특성을 개선하고, 또한 온도 변화에 따른 휘어짐량의 변화를 억제하는 것을 실현하고 있다. 그러나, 상기 구성의 광 디스크에서는 광 입사면측에 형성한 투명 유전체막(4)의 굴절율과 막 두께의 값에 따라서는, 신호의 기록 재생 특성이 나빠질 가능성이 있다. 다음으로, 기록 재생 특성 악화의 이유와 그 개선 방법을 자세히 설명한다.
광 디스크에서는, 광 빔이 집광되어 광 기록막에 조사되고, 상기 광 기록막의 표면 (즉, 기판과 광 기록막과의 계면)으로 반사되어, 신호의 기록 및/또는 재생이 행해진다.
종래의 광 디스크 (도 7 참조)에서는, 광 빔이 광 디스크에 입사하여 광 기록막(102)에 도달할 때 까지는 기판(101)밖에 존재하지 않는다. 그 때문에, 광 기록막(102) 이외에서 반사되는 광은 공기와 기판(101)의 계면(106)에서의 반사뿐이었다. 기판(101)의 재질을, 대표적으로 사용되고 있는 폴리카르보네이트 (굴절율 1.58)로 하면, 계면(106)에서의 에너지 반사율은 약 5%로 이루어진다. 즉, 광 빔의 5%가 광 기록막(102)까지 도달할 수 없고 계면(106)에서 반사되어, 실제의 기록 신호와는 다른 노이즈광을 되돌리게 된다.
이에 반해, 실시예 1 내지 3에 따른 광 디스크에서는, 광 기록막(2)에 도달할 때까지 광 빔이 투과해야 하는 층이, 제2 보호막(5), 투명 유전체막(4) 및 기판(1)의 삼층으로 되어 있다. 이 때문에, 이 삼층을 투과하는 광 빔은 광 기록막(2)에 도달할 때 까지, 공기와 제2 보호막(5)의 계면(6), 제2 보호막(5)과 투명 유전체막(4)의 계면(7), 및 투명 유전체막(4)과 기판(1)의 계면(8)의 모두 3 개의 계면에서 반사되게 된다.
상기 제2 보호막(5)의 굴절율을 1.50로 하여, 기판(1)과 거의 동일하다고 보면, 광 입사시의 최초의 계면(6)에서, 종래예와 거의 동일한 광량 (전체의 약 5%)이 반사되게 된다. 상기 제2 보호막(5)을 투과한 광 빔은, 또한 계면(7 및 8)에서도 반사되므로, 종래예보다 더 많은 노이즈광을 되돌리게 됨과 동시에, 광 이용 효율도 나빠진다.
계면에서의 에너지 반사율은, 그 계면을 사이에 두고 있는 두 층의 굴절율에 의해 결정되고, 두 층의 굴절율이 가까울수록 에너지 반사율은 작아진다. 즉, 노이즈광을 저감시키도록, 계면(7 및 8)에서의 반사 광량을 현저히 감소시키기 위해서는, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 기판보다 큰 경우에는, 그 굴절율을 될 수 있는 한 작게 하여 기판(1) 및 제2 보호막(5)의 굴절율에 가깝게 할 필요가 있다. 구체적으로는, 기판(1)의 굴절율을 1.58 (대표적인 폴리카르보네이트의 경우), 제2 보호막(5)의 굴절율을 1.50 (대표적인 폴리우레탄 아크릴레이트계 UV 경화 수지의 경우)로 하면, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 가능한 한 작게 하고, 1.58에 가깝게 할 필요가 있다.
본 실시예 4에서는, 투명 유전체막(4)에 실시예 1과 마찬가지로 AlN을 사용하였다. AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2등의 투명 유전체막(4)은, 통상 스퍼터 장치에 의해 형성되지만, 스퍼터 조건을 바꿈으로써, 이들 재료의 굴절율을 약 1.7∼2.6의 범위 내에서 제어할 수 있다.
예를 들면, AlN, SiN, AlSiN, AlTaN의 막 형성은, 각각 Al, Si의 타겟, 또는 AlSi, AlTa의 합금 타겟을 이용함과 함께, 스퍼터 가스로서 N2, 혹은 N2+Ar을 이용하여 반응성 스퍼터법에 의해 형성된다. 이 때, 스퍼터 가스의 압력, 유량, 혹은 혼합 가스이면 그 혼합 비율 등의 스퍼터 조건을 바꿈으로써, 이들 재료의 굴절율을 상기한 범위로 제어할 수 있다.
본 발명에서는, 실시예 1에서 설명한 휘어짐 초기치를 저감시키고, 온도 변화에 따른 휘어짐 변화를 억제하는 영율과 열 팽창을 실현하는 범위에서, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 될 수 있는 한 기판(1)의 굴절율 1.58, 제2 보호막(5)의 굴절율 1.50에 가깝게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 제어함으로써, 광 빔이 광 기록막(2)에 도달하기 이전에 어느 정도 반사가 일어나 노이즈광이 될지, 시뮬레이션 계산으로 비교한 결과를 도 3에 도시한다.
단, 상기 계산을 간단히 하기 위해, 광 입사측으로부터 순서대로, 공기층과, 제2 보호막(5), 투명 유전체막(4), 및 기판(1)의 삼층이 있다고 가정하고, 이 광 디스크의 광 입사면측의 세 층에 수직 방향으로 광 빔을 입사한 경우의 토탈 에너지 반사율을 계산하였다. 실제로는 기판(1)에는 광 기록막(2)이 인접하고 있으므로, 계면(9)에서의 에너지 반사율이 존재하지만, 여기서는 광 빔이 계면(9)에 도달할 때 까지의 에너지 반사율을 고려하기 때문에, 기판(1)의 투과광은 그 후 반사되지 않는 것으로 한다. 또, 광 빔의 파장은, DVD에서 이용되고 있는 파장 650 ㎚로 하였다. 이하, 특히 지정하지 않는 한, 파장 λ은 650 ㎚로 한다.
공기층의 굴절율은 1.00이고, 제2 보호막(5)의 굴절율을 1.50, 기판(1)의 굴절율을 1.58로 한다. 상기 세 층의 막 두께는, 광 빔의 파장 λ에 비해 충분히 두꺼우므로, 빛이 다중 간섭하지 않는다고 해도, 세 층 모두 막 두께는 무한대라고 가정하였다. 투명 유전체막(4)의 굴절율을 각각 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.5 및 3.0으로 했을 때에, 막 두께를 0∼200 ㎚까지 변화시켰을 때의 에너지 반사율을 도 3에 도시한다.
상기 도 3으로부터 다음의 사실을 확인할 수 있다. 굴절율 n = 1.60의 경우는 기판(1), 투명 유전체막(4) 및 제2 보호막(5)의 세 층의 굴절율이 거의 가까워지고, 전체적인 반사는, 주로 공기층과 제2 보호막(5)의 계면(6)에서 발생한다. 이 때문에, 에너지 반사율은, 종래예와 거의 동일하게 거의 5%가 된다. 그러나, 굴절율 n = 2.5로 커지면, 막 두께 65㎚, 195 ㎚의 각 점에서, 에너지 반사율은 최대치를 나타내고, 40 %이하 정도의 에너지 반사율이 된다.
이 이유는, 첫째, 인접하는 두 층간의 굴절율의 차가 커짐에 따라 계면(7 및 8)에서의 각 에너지 반사율이 커졌기 때문이다. 그리고, 둘째, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 커져, 상기 투명 유전체막(4) 내의 광로 길이도 커지고, 막 두께에 대한 다중 간섭의 주기가 줄어들었기 때문이다. 즉, 상기 다중 간섭에 따른 반사율은, 투명 유전체막(4) 내의 광로 길이가, 광 빔의 파장의 1/4배, 혹은 3/4배로 될 때에 가장 커지지만 [단, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 기판(1) 및 제2 보호막(5)의 굴절율보다 큰 경우], 상기 광로 길이는 실제의 막 두께의 굴절율배이기 때문에, 굴절율이 커질수록 실제의 막 두께에 대한 다중 간섭의 주기는 짧아진다. 그 때문에, 작은 막 두께 (50∼100 ㎚)에서, 다중 간섭에 따른 반사율이 커져 버린다.
즉, 신호 이외의 반사 광량을 저감시키기 위해서는, 제1 방법으로서, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 기판(1) 및 제2 보호막(5)의 굴절율에 가능한 한 가깝게 하여 에너지 반사율을 저하시키는 방법이 있다. 또한, 제2 방법으로서, 실시예 1에서 설명한 휘어짐 특성을 개선하는 투명 유전체막(4)의 최적막의 막 두께치에서, 다중 간섭에 의한 광 입사측의 세 층의 에너지 반사율을 가능한 한 낮추도록, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 제어하는 방법이 있다.
구체적으로는, 제2 보호막(5) 및 기판(1)의 굴절율이 상기 시뮬레이션 계산에서 가정했던 값이라고 할 때, 제1 방법에 따르면, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 1.5에 가능한 한 가깝게 하게 된다 (가능하면, 굴절율을 더욱 저하시켜 반사 방지막으로 함). 이 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 에너지 반사율은 상기 투명 유전체막(4)의 막 두께에 관계없이 5% 정도로 종래와 같은 수준으로 억제된다. 따라서, 투명 유전체막(4)의 막 두께는 임의로 설정 가능해지므로, 휘어짐 변화를 저감하기 위해 최적의 막 두께치 (예를 들면, 실시예 1의 경우에는 100 ㎚)로 설정하면 된다.
그러나, 상기 제1 방법에서는, 제어할 수 있는 투명 유전체막(4)의 굴절율의 범위에 제한이 있고, 상기 투명 유전체막(4)의 재질 등에 따라서는, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 제2 보호막(5) 및 기판(1)의 굴절율보다 크거나, 혹은 작아져야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 제2 방법을 이용함으로써 에너지 반사율을 작게 할 수 있다.
즉, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 기판(1)보다 커지는 경우에는, 휘어짐 변화를 저감시키기 위한 막 두께의 최적치 (예를 들면, 실시예 1의 경우에는 100 ㎚)와 광 빔의 파장 λ로부터 굴절율을 계산하면 된다. 구체적으로는, 투명 유전체막(4)의 굴절율이, 거의 λ/2d (파장 650 ㎚, 막 두께 100 ㎚이면 n = 3.25)의 정수배 부근이 되도록 하면, 휘어짐 변화를 저감시키는 막 두께의 최적치에서, 다중 간섭에 따른 에너지 반사율이 최소치를 취하도록 할 수 있고, 광 빔이 광 기록막(2)에 도달하지 않은 사이에 반사되는 광량을 가능한 한 저감시킬 수 있다. 이 때 에너지 투과율이 최대가 되므로, 광 이용 효율을 높일 수 있다.
한편, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 기판(1)보다 작아지는 경우에는, 투명 유전체막(4)의 굴절율이, 거의 λ/4d의 홀수배가 되도록 하면, 상기 투명 유전체막(4)을 반사 방지막으로 할 수 있다.
실제로, 투명 유전체막(4)의 재질을 AlN으로 하여, 이하의 각 조건에서 제작된 광 디스크에 대해, 신호의 반사광량 (광 빔의 파장은 650 ㎚)을 측정하였다. 여기서 이용되는 광 디스크는, 투명 유전체막(4)의 조건 이외에는 전부 공통이고, 전부 광 기록막(2)의 막 두께는 200 ㎚이다. 투명 유전체막(4)에 대해서는, 굴절율을 약 2.00로 하고, 막 두께가 각각 60 ㎚, 100 ㎚ (실시예 1), 150 ㎚로 한 광 디스크와, 굴절율을 약 1.80으로 하고, 막 두께가 100 ㎚ (실시예 2로 함)로 한 광 디스크를 이용하였다. 그 측정 결과를 표 11에 나타낸다. 또한, 표 11에서는, 비교를 위해 종래예의 광 디스크의 결과도 함께 나타낸다.
AlN 굴절율 AlN 막 두께(㎚) 반사광량(%) 손실광량(%) 계산 투과율(%)
종래예 - 0 15.9 84.1 60.1
2.0 60 14.6 85.4 52.6
실시예 1 2.0 100 14.5 85.5 52.3
2.0 150 15.8 84.2 59.5
실시예 2 1.8 100 15.2 84.8 55.9
상기 표 11에 나타낸 결과로부터 다음의 사실을 확인할 수 있다. 투명 유전체막(4)의 굴절율이 2.0인 경우, 손실광량은 투명 유전체막(4)의 막 두께 100 ㎚ (실시예 1)일 때에 가장 크고, 막 두께 150 ㎚일 때에는 종래예 (막 두께 0 ㎚인 경우)와 거의 변함이 없다. 이 결과는, 도 3에 도시한 n = 2.00일 때의 광 입사면측의 세 층 [즉, 제2 보호막(5), 투명 유전체막(4), 기판(1)]의 에너지 반사율의 막 두께 의존성의 계산 결과와 일치한다. 계산 결과로부터는, 막 두께 150 ㎚에서는 d = λ/2n이 되어 다중 간섭에 의한 에너지 반사율은 종래예와 거의 동일한 값으로 되어 있다. 즉, 막 두께 150 ㎚인 경우의 손실 광량은 종래예와 동일해지는 것을 예상할 수 있고, 측정 결과에서도 손실광량이 종래예와 거의 일치하고 있다.
이어서, 막 두께 60 ㎚, 막 두께 100 ㎚ (실시예 1)인 경우에는, 다중 간섭에 의해 에너지 반사율이 증대하므로, 실제의 손실광량도 커지는 것을 예상할 수 있고, 측정 결과에서도 종래예 및 막 두께 150 ㎚의 결과에 비하면 손실광량이 크다. 따라서, 휘어짐 특성을 개선할 목적으로 투명 유전체막(4)의 막 두께를 100 ㎚로 해도, 이에 따라 에너지 반사율이 커지고, 광량의 손실이 커져 버리기 때문에 광학적으로 불리해진다.
그래서, 실시예 1과 마찬가지로 투명 유전체막(4)의 막 두께를 100 ㎚로 한 광 디스크에서, 투명 유전체막(4)의 형성 조건을 바꿔 굴절율을 1.80로 한 실시예 2의 측정 결과를 보면, 손실 광량이 종래예와 실시예 1의 거의 중간 값으로 되어 있다. 이 결과는, 도 3의 계산 결과와도 일치하고 있다. 즉, 광 디스크의 휘어짐 특성을 개선하기 위해, 투명 유전체막(4)을 막 두께 100 ㎚로 고정했을 때에, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 1.80으로 하면, 이 경우의 에너지 반사율은, 1.60과 2.00일 때의 거의 중간 값으로 된다.
즉, 실시예 2에서는, 실시예 1과 마찬가지로 휘어짐 특성의 개선 효과를 얻음과 동시에, 또한 실시예 1인 경우에 비해 투명 유전체막(4)의 굴절율을 기판(1)에 가깝게 함으로써, 광 디스크로서의 손실 광량을 저감시키고, 광학 특성을 향상시킬 수 있었다. 또한, 제2 방법을 이용하여 에너지 반사율을 작게 하는 경우에도, 투명 유전체막(4)의 굴절율은 기판(1)의 굴절율에 가깝게 한 쪽이 유리하다.
이 결과, 기계적으로도 광학적으로도 신뢰성이 높은 광 디스크를 실현할 수 있다. 또한, 광 기록막(2)에 광 빔이 도달할 때 까지의 삼층에서의 에너지 반사율은, 되도록 15% 정도 이하인 것이 바람직하고, 투명 유전체막(4)의 굴절율과 기판(1)의 굴절율의 차이는 0.3 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 광 자기 기록막 등에 굴절율 2.00 정도에서 이용되는 AlN을 투명 유전체막(4)에 이용한 경우, 그 굴절율은 1.90 이하인 것이 바람직하다. 이 때, 투명 유전체막(4)을 AlN 막 두께 100 ㎚로 한 경우의, 세 층에서의 토탈 에너지 반사율은 14.7% 정도가 된다.
본 실시예 4에서는, 광 이용 효율을 상승시키기 위해, 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율에 대해 검토했지만, 광 기록막(2)에 도달하는 광 빔의 광량은, 실제로는 에너지 투과율에 의해 정해진다. 그래서, 상기 모델에서 광 빔이 광 기록막(2)과 기판(1)의 계면(9)에 도달할 때 까지의 에너지 투과율을 계산하였다. 그 결과를 상기 표 11에 함께 나타낸다.
이에 따르면, 광 빔이 계면(9)에 도달할 때 까지의 에너지 투과율은 반사 광량의 대소와 대응하는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 광 디스크의 경우, 기판(1)의 광 입사면측에서의 에너지 반사율을 저감시키는 것은 에너지 투과율을 상승시켜, 광 디스크 전체의 광 이용 효율을 높이는 효과를 초래함을 알 수 있다.
또, 이번의 측정 결과로부터 도 3의 시뮬레이션 계산 결과가 타당하다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 휘어짐 특성을 개선하기 위해 투명 유전체막(4)의 막 두께 d를 최적화하였을 뿐만 아니라, 상기 투명 유전체막(4)의 굴절율 n을 거의 λ/2d의 정수배가 되도록 제어하여 에너지 반사율을 최저치로 하면, 기계적으로도 광학적으로도 신뢰성이 높은 광 디스크를 실현할 수 있다.
또, 상기 투명 유전체막(4)의 재질은 AlN에 한정되지 않는다. 투명 유전체막(4)의 굴절율은 재질에 따라 다르고, 일반적으로 무기 물질의 투명 유전체막(4)의 굴절율은 1.7∼2.6의 범위이지만, 실시예 1에서 설명한 바와 같은 효용을 나타내고, 또한 형성 조건을 제어하여 기판(1)이나 제2 보호막(5)의 굴절율에 가깝게 함으로써 에너지 반사율을 저하시킬 수 있으면, AlN 이외에도 SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2등의 투명 유전체막을 이용할 수 있다.
그 중에서도, SiO2는 굴절율이 1.46으로 매우 작기 때문에, 광 빔이 광 기록막(2)에 도달하지 않는 동안에 반사되어 버리는 광량을 가능한 한 저감시킬 수 있어, 광학적으로 바람직하다. MgF2(굴절율 1.38)도 마찬가지이다. 이와 같이, 투명 유전체막(4)의 굴절율이 기판(1)보다 작은 경우는, 막 두께가 거의 λ/4 n의 홀수배일 때, 에너지 반사율이 가장 작은 값을 취하는 것이 알려져 있고, 반사 방지막이라고 한다.
이 반사 방지막은 도 3에 도시한 시뮬레이션 계산의 결과에도 나타나고 있다. 구체적으로는 투명 유전체막(4)의 굴절율이 1.50일 경우, 막 두께 120 ㎚ 부근에서 에너지 반사율이 가장 작아진다. 본 실시예의 경우, 투명 유전체막(4)이 반사 방지막이 되면, 기판(1)의 광 입사면측에서의 에너지 반사율을 종래보다도 더욱 작게 할 수 있으므로, 휘어짐 특성의 개선뿐만 아니라, 한층더 광학적인 개선도 가능해진다.
〔실시예 5〕
본 발명의 광 디스크의 또 다른 실시예에 대해, 도 4 및 도 5에 기초하여 설명한다.
본 실시예 5에 따른 광 디스크는, 도 4에 도시한 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서의 투명 유전체막(4)과 제2 보호막(5)간에, 투명 유전체막(4)과는 굴절율이 다른 한 층의 반사 방지막(10)이 형성되어 있다. 즉, 구체적으로는, 상기 광 디스크에서는 제2 보호막(5), 반사 방지막(10), 투명 유전체막(4), 및 기판(1)이 광 입사측으로부터 순서대로 적층되어 있다.
상기 반사 방지막(10) (굴절율 n1, 막 두께 d1)은, MgF2(n = 1.38), 혹은 SiO2(n = 1.46) 등의, 굴절율이 기판(1)보다 작은 재료로 이루어지고, 막 두께 d1은, 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율이 낮아지도록, d1이 거의 λ/4n1의 홀수배가 되도록 설정된다.
일반적으로 알려져 있는 반사 방지막 구조는, 단층 구조로부터 사층 구조의 것까지 여러가지가 있지만, 어떤 구조에서도, 이들 반사 방지층 중 가장 광 입사측에 위치하는 층을 MgF2(n = 1.38) 등과 마찬가지로 굴절율이 작은 재료를 이용하여 형성하고, 상기 층의 막 두께 d를 λ/4n의 홀수배로 한 경우에, 해당 층이 파장 λ의 광 빔에 대한 반사 방지막으로서 작용한다. 이러한 반사 방지막은 많이 실용화되고 있다.
본 실시예 5에서도, 기판(1)의 광 입사측의 에너지 반사율을 저감시키는 것이 바람직하므로, 다중 간섭에 관계한 투명 유전체막(4)의 광 입사측에 위치하는 반사 방지막(10)이 상기 조건을 만족시키도록 설정한다.
투명 유전체막(4)은, AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2등으로 이루어지고, 본 실시예 5에서는 투명 유전체막(4)과 반사 방지막(10)이, 전체적으로 실시예 1 내지 3에서 설명한 바와 같이 휘어짐 특성을 개선하도록 하는 막 두께로 설정되어 있다. 단, 바이메탈 효과에 의해 생기는 휘어짐 특성의 변화는, 기판과 바로 접하는 광 기록막(2) 및 투명 유전체막(4)에 의해 거의 결정된다.
실시예 4와 동일한 요령으로, 광 입사측으로부터 공기층, 제2 보호막(5), 반사 방지막(10), 투명 유전체막(4) 및 기판(1)이 형성된 광 디스크를 가정하고, 상기 광 디스크에서 마찬가지로 에너지 반사율을 시뮬레이션 계산한 결과를 도 5에 도시한다.
여기서, 반사 방지막(10)은 굴절율 n1= 1.38의 MgF2로 하고, 빛의 파장 λ = 650 ㎚, 막 두께 d1(㎚)은 d1= λ/4n1= 118 (㎚)로 하였다. 이 때의 투명 유전체막(4)의 굴절율 n2를 변화시켜, 에너지 반사율의 막 두께 d2에의 의존성을 계산하였다.
도 5의 결과에 따르면, n2가 1.6∼1.9인 넓은 범위에서, d2의 값에 관계없이, 에너지 반사율은 1% 이하의 매우 작은 값을 나타내고 있다. 이번의 계산 결과에서는, d2가 200 ㎚까지로 했지만, 에너지 반사율은 막 두께 d2의 주기 함수가 되므로, 이 결과는 d2의 값이 커져도 변하지 않는다. 이와 같이, 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율을 1% 이하로 저감시킬 수 있다는 것은, 광 이용 효율을 높인다는 점에서 바람직하다.
이어서, 반사 방지막(10)으로서 SiO2(n1 = 1.46)를 이용한 경우에 대해서도 마찬가지로 시뮬레이션 계산을 행하였다. 여기서는, 빛의 파장 λ = 650 ㎚, d1= λ/4n1= 111 (㎚)로 하여, 투명 유전체막(4)의 굴절율 n2와 막 두께 d2를 변화시켜 계산을 행하였다. 그 결과는 도시하지 않았지만, 이 경우에도 d2의 값에 관계없이 굴절율 n2가 1.6∼2.0의 범위에서, 에너지 반사율이 2% 이하로 억제되는 것이 분명해졌다.
반사 방지막(10)의 굴절율 n1은, 기판(1)의 굴절율과 공기의 굴절율의 곱의 제곱근인 것이 가장 바람직하지만, 화학적 또한 기계적으로 안정적인 재료가 적으므로, n = 1.38의 MgF2가 반사 방지막(10)으로서 가장 바람직하고, 많이 실용화되고 있다. 그러나, 에너지 반사율을 완전히 0으로 할 필요가 없는 경우에는, 생산성의 면 등으로부터, MgF2의 대체물로서 n = 1.46의 SiO2등의 기판의 굴절율보다 작은 재료를 이용해도, 종래보다 광학 특성의 개선을 꾀할 수 있다.
이상의 시뮬레이션 계산 결과로부터, 상기 조건을 만족시키는 반사 방지막(10)을 설치함에 따라, 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율을 1∼2% 이하로 억제한 상태에서, 투명 유전체막(4)의 막 두께 d2를 자유롭게 설정할 수 있음을 알 수 있었다. 이에 따라, d2를 휘어짐 특성을 개선하는 최적치로 설정하면, 실시예 1 내지 4에서 설명한 바와 같은 휘어짐 특성과, 광학 특성을 동시에 개선할 수 있다. 또한, 투명 유전체막(4)의 굴절율 n2는 1.6∼19까지 자유롭게 선정할 수 있으므로, 적은 막 두께로 효율적으로 휘어짐 특성을 개선할 수 있는 재료를 선정할 수 있어, 바람직하다.
본 실시예 5에서는, 실제로 광 기록막(2)을 형성할 때에 이용하는 스퍼터링 장치로 마찬가지로 형성할 수 있는 것을 주안에 두고, 반사 방지막(10)으로서 SiO2를 사용하여 세 종류의 광 디스크를 제작하고, 실시예 4와 마찬가지로 광 디스크의 신호의 반사광량을 측정하였다.
상기 반사 방지막(10)은, 모든 광 디스크에서, 굴절율 n1 = 1.46의 SiO2를 막 두께 d1= λ/4n1= 111 (㎚)로 하여, 스퍼터링으로 형성되어 있다. 투명 유전체막(4)으로서는, 실시예 1 및 4와 마찬가지로, AlN을 이용하고, 막 두께는 각각 60 ㎚, 100 ㎚ (실시예 3으로 함), 150 ㎚로 하였다. 또한, 상기 투명 유전체막(4)의 굴절율 n2는, 모두 1.80이 되도록 스퍼터 내의 조건을 제어하였다. 그 이외의 구성은 실시예 4와 공통이다.
이상의 광 디스크 신호의 반사광량의 측정 결과를 표 12에 나타낸다. 비교를 위해 종래예와 실시예 2의 결과도 함께 나타낸다.
SiO2막 두께(㎚) AlN 굴절율 AlN 막 두께(㎚) 반사광량(%) 계산 투과율(%)
종래예 - - - 15.9 60.1
실시예 2 - 1.8 100 15.2 55.9
111 1.8 60 16.4 62.9
실시예 3 111 1.8 100 16.5 63.2
111 1.8 150 16.3 62.3
이 결과, 실시예 3이 가장 반사광량이 크고, 광 이용 효율이 높다. 이것은, 이미 상술된 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율 및 투과율의 계산 결과와 경향은 일치한다. 또한, 표 12에는 표시되어 있지 않지만, 휘어짐 특성의 개선 효과도 실시예 3이 가장 높다. 이에 따라, 종래예에 비해 휘어짐 특성과 광학 특성을 동시에 개선하는 광 디스크를 얻을 수 있었다.
또한, 계산 투과율이나 신호의 반사광량의 측정 결과는 실시예 4에 비해 투명 유전체막(4)의 막 두께 d2에 그다지 의존하지 않는다. 즉, 반사 방지막(10)에 대해 굴절율이나 막 두께를 광학적으로 조건 설정함으로써, 투명 유전체막(4)은 휘어짐 특성을 개선하기 위한 층으로서, 굴절율이나 막 두께에 대해 거의 자유롭게 선정할 수가 있다. 따라서, 상기 투명 유전체막(4)에서, 휘어짐 특성 개선을 위한 막 두께의 최적화를 보다 정밀하게 행하는 것이 가능해졌다.
또, 이러한 반사 방지막(10)의 구조는 단층 구조로부터 이층, 삼층, 사층 구조라도 가능하다는 것이 이론 계산으로부터 구해지고 있다. 단, 원래, 상기 반사 방지막(10)을 N층 구조로 하는 것은, 이론 상 N개의 파장에서 반사율을 0으로 할 수 있으므로, 넓은 파장 범위에서 이용하는 경우에 이용할 수 있다.
그러나, 본 발명과 같은 광 디스크에서는, 통상 특정한 레이저 파장으로 이용하도록 최적화되어 있기 때문에, 일 파장에서만 반사율을 저감할 수가 있으면 충분하다. 또한, 상기 반사 방지막(10)을 다층 구조로 한 경우, 입사광의 입사각이 작은 값이라도 반사율이 증대하기 시작한다고 하는 문제도 생긴다.
즉, 본 실시예 5에서 도시한 바와 같이, 에너지 반사율을 1∼2% 이하로 저감하기 위해서는, 투명 유전체막(4)과 반사 방지막(10)의 이층만으로 충분한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 반사 방지막(10)을 삼층 구조로 한 경우에도, 이들 반사 방지층 중, 가장 광 입사측에 위치하는 층을 상기 반사 방지막(10)과 동일한 조건에서 반사 방지가 이루어지는 것이 알려져 있다.
이상의 실시예 1 내지 5에서, 투명 유전체막(4)으로서 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2중 어느 하나를 이용한 경우의 우위성에 대해 설명한다.
우선, 상기한 모든 재료는 광 디스크, 그 중에서도 광 자기 기록 방식의 광 디스크에서, 광 기록막(2)의 광 자기 기록막에 이용되는 희토류-천이 금속 합금막의 산화를 방지하기 위해, 광 자기 기록막의 양측 혹은 한 쪽에 형성되는 재료이다. 따라서, 광 자기 디스크의 장기 신뢰성을 확보하는 우수한 방습·산화 방지층에 적합하다. 또한, 방습·산화 방지층으로서의 기능 이외에, 신호 품질을 향상시키기 위한 자기 광학 효과 인핸스먼트층으로서의 기능도 갖고 있다.
또한, 상기 재료는 광 자기 기록 방식뿐만 아니라, 상변화형(相變化型) 기록 방식이나 그 외의 방식에 대해서도, 기록층의 산화 방지, 장기 신뢰성 확보를 위한 보호층, 기록 신호를 인핸스먼트하는 다중 간섭층으로서도 이용되고 있다.
또한, 상기 재료는 상기 기록 방식의 광 디스크의 경우, 광 기록막(2)을 형성하기 위해 이용되는 스퍼터 장치 등의 박막 제조 장치를 그대로 이용하여, 투명 유전체막(4)을 형성할 수 있기 때문에, 제조 공정 상에도 효율적이다.
단, 상기 기록 방식으로 이용되는 광 기록막(2) 중의 투명 유전체층(2')은, 종래, 다중 간섭 효과를 얻고, 또한 제조 상의 효율을 상승시키기 위해, 굴절율을 상승시키고 또한 막 두께를 작게 하는 수단이 채용되고, 굴절율이 높은 재료가 바람직하였다. 그 때문에, 실시예 4에서 상술한 바와 같이, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 기판(1)에 가깝게 하여 작게 한다는 것은, 광 기록막(2) 중의 투명 유전체층(2')을 제작하는 경우와는 상반되는 요구이다.
즉, 제조 공정 상의 효율화를 위해, 광 기록막(2)을 형성하기 위해 이용하는 스퍼터 장치 등의 박막 제조 장치를 그대로 이용하여, 동일한 재료로 투명 유전체막(4)을 형성하는 경우에는, 스퍼터 조건을 바꿔 굴절율을 변화시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 광 기록막(2)은 상기 투명 유전체막(4)과 동일한 재료로 이루어지고, 굴절율이 다른 투명 유전체층(2')을 포함하도록 구성함으로써, 광 기록막(2)을 형성하기 위해 이용하는 스퍼터 장치 등의 박막 제조 장치를 그대로 이용하여, 투명 유전체막(4)을 형성할 수 있고, 제조 공정상 효율적이라는 효과를 발휘한다. 구체적으로는, 광 기록막(2)의 투명 유전체층(2')의 굴절율을 크게 하고, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 실시예 1 내지 5에서 설명한 휘어짐 특성 개선을 위한 투명 유전체막(4)의 최적의 막 두께에 대해 설명한다. 실시예 1∼5에서는, 광 기록막(2)으로서 전체 막 두께 200 ㎚ 및 100 ㎚의 광 자기 기록막을 이용했지만, 본 발명에 따른 광 디스크의 광 기록막(2)은 광 자기 기록에 한정되지 않는다. 즉, 광 기록막(2)은 광 자기 디스크, CD, DVD, 추기형 광 디스크, 포토크로믹형 디스크, 혹은 상변화형 디스크 등에서 사용되는 각종 광 기록 매체이어도 좋다. 중요한 점은, 기판의 광 빔조사면측에 특정한 투명 유전체막(4)이 설치되어 있고, 광 기록막(2)과 기판(1)의 열팽창차를 원인으로 하는 바이메탈 효과를 반대면측의 투명 유전체막(4)에 의해 억제하는 것을 필수로 하고 있다.
그 경우, 광 기록막(2)의 막 구성 물질이나 막 두께에 차가 있기 때문에, 휘어짐 특성 개선을 위한 투명 유전체막(4)의 최적의 막 두께 d (㎚)에도 차이가 생기지만, 광 기록막(2)의 막 두께를 x (㎚)로 하면, 투명 유전체막(4)의 재질이 AlN, SiN, AlSiN인 경우에는, 대체로 0.1x ＜ d ＜ x, 투명 유전체막(4)의 재질이 SiO2인 경우에는 대체로 x ＜ d ＜ 3x의 범위 내가 바람직하다.
이상과 같이, 상기 각 실시예에 따른 광 디스크는, 투광성을 갖는 기판(1)의 한 쪽 표면에 광 기록막(2)이 형성되고, 광 기록막(2)의 표면에 제1 보호막(3)이 형성되고, 기판의 다른 표면에 투명 유전체막(4)이 형성되고, 투명 유전체막(4)의 표면에 제2 보호막(5)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 투명 유전체막(4)의 막 두께가 상기 광 기록막(2)과 상기 기판(1)의 열팽창차를 원인으로 하는 바이메탈 효과를 억제하는 막 두께로 되어 있다.
이와 같이, 고밀도화에 유리해지도록 박형화된 기판(1)에서 현저히 나타나는 휘어짐의 개선 수단으로서, 기판(1)의 광 입사면측에 투명 유전체막(4)을 설치하고, 또한 그 표면에 제2 보호막(5)을 설치하고, 상기 투명 유전체막(4)을 최적치로 설정함으로써, 상기 광 기록막(2)과 상기 기판(1)의 열팽창차를 원인으로 하는 바이메탈 효과를 반대면측의 상기 투명 유전체막(4)에 의해 억제할 수가 있다. 또한, 그 결과, 형성시에 생기는 광 기록막(2)의 전체 응력과 상기 투명 유전체막(4)의 전체 응력이 거의 균형을 이루므로, 초기적인 휘어짐 특성에 대해서도 개선 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 휘어짐 특성을 개선할 목적으로, 광 입사면측에 상기 투명 유전체막(4)을 실시함에 따라, 광 빔이 광 기록막(2)에 도달할 때 까지 반사되는 광량이 커져, 광 이용 효율이 저하될 뿐만 아니라 노이즈 신호가 포함된다고 하는 문제가 생기지만, 상기 투명 유전체막(4)의 굴절율과 상기 기판(1)의 굴절율의 차이를 0.3 이하로 함으로써, 상기 투명 유전체막(4)의 형성시의 조건을 제어하여 굴절율을 저감시키고, 상기 기판(1)의 굴절율에 가깝게 함으로써, 기판(1)의 광 입사측에서의 에너지 반사율을 저하시켜 반사광량을 저감시키고, 광 이용 효율을 높여, 신호 특성을 개선할 수가 있다.
또한, 상기 투명 유전체막(4)을 실시함에 따라, 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제에 대해, 상기 투명 유전체막(4)의 굴절율 n이 기판(1)의 굴절율보다 큰 경우, 형성시의 조건을 제어하여 굴절율 n을, 거의 λ/2d의 정수배로 설정하면, 기판(1)의 광 입사측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높여서, 신호 특성을 개선할 수 있다.
한편, 상기 투명 유전체막(4)의 굴절율 n이 기판(1)의 굴절율보다 작은 경우, 형성시의 조건을 제어하여 굴절율 n을, 거의 λ/4d의 홀수배로 설정하면, 기판(1)의 광 입사면측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높여서, 신호 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 투명 유전체막(4)에 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2중 어느 화합물을 이용함에 따라, 충분한 투광성을 얻을 수 있고, 또한 휘어짐의 초기치, 온도 변화에 수반하는 휘어짐 변화도 개선할 수 있다.
또한, 상기 투명 유전체막(4)이 AlN, SiN 및 SiAlN 중 어느 하나로 이루어지는 경우, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)라고 하면, 상기 투명 유전체막(4)의 막 두께 d (㎚)를 0.1x ＜ d ＜ x로 함으로써, 상술한 광 디스크의 휘어짐 특성이 양호한 상태로 개선된다.
특히, 상기 투명 유전체막(4)이 AlN인 경우, 형성 시의 조건 제어를 행하여 투명 유전체막(4)의 굴절율을 1.90 이하로 저감시킴으로써, 투명 유전체막(4)의 굴절율을 상기 기판(1)의 굴절율에 가깝게 하고, 기판(1)의 광 입사측에서의 에너지 반사율을 저하시켜 반사광량을 저감시켜, 광 이용 효율을 높여서, 신호 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 투명 유전체막(4)이 SiO2로 이루어지는 경우, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하면, 상기 투명 유전체막(4)의 막 두께 d (㎚)를 0.1x ＜ d ＜ x로 함으로써, 상술한 광 디스크의 휘어짐 특성이 양호한 상태로 개선된다.
또한, 상기 광 기록막(2)이, 상기 투명 유전체막(4)과 공통된 원소로 구성되고, 또한 굴절율이 다른 투명 유전체층(2')을 내부에 갖추고 있는 경우, 광 기록막(2)을 형성하기 위해 이용하는 스퍼터 장치 등의 박막 제조 장치를 그대로 이용하여, 투명 유전체막(4)을 형성할 수 있기 때문에, 제조 공정상 효율적이다.
또한, 상기 투명 유전체막(4)과 상기 제2 보호막(5)간에, 상기 투명 유전체막(4)과 굴절율이 다른 적어도 일 층의 반사 방지막(10)을 적층하고, 상기 반사 방지막(10) 중 가장 광 입사측에 위치하는 층에 대해, 그 굴절율을 n1, 막 두께를 d1(㎚), 기록 및/또는 재생광의 파장을 λ (㎚)로 하고, n1이 기판의 굴절율보다 작고, 또한 n1×d1이 λ/4의 거의 홀수배가 되도록 조건화한다.
이에 따라, 상기 투명 유전체막(4)을 설치함으로써, 종래의 광 디스크에 비해, 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제에 대해, 휘어짐 특성 개선을 위한 투명 유전체막(4)의 재료나 최적의 막 두께의 선정을 자유롭게 행할 수 있을 뿐만 아니라, 기판(1)의 광 입사면측의 에너지 반사율을 저감시켜, 에너지 투과율을 높이고, 광 이용 효율을 올려 신호 특성을 개선할 수 있다. 그 결과, 종래에 비해 휘어짐 특성과 광학 특성을 동시에 개선할 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에서, 기판(1)의 두께와 투명 유전체막(4)의 막 두께간에, 수량적인 상관 관계는 없다. 즉, 본 발명은 종래의 기판 두께에서는 문제가 없지만, 기판을 박형화함에 따라 생긴 문제를 해결하는 것으로, 박형화된 기판에서는 그 굽힘 강성이 작아지기 때문에, 투명 유전체막(4)의 휘어짐 억제를 위한 최적의 막 두께는 광 기록막(2)의 막 두께에는 크게 의존하지만, 기판(1)의 두께에 의해 크게 변화되는 일은 없다고 생각되어진다.
또한, 상기 기판(1)의 재료는, 비용이나 성능의 면에서 수지가 이용되고, 각 실시예에서는 폴리카르보네이트가 이용되고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 또한, 사용되는 수지의 종류에 따라, 본 발명에서 문제가 되는 선팽창 계수, 굽힘 강성율 계수 및 굴절율 등의 물리적 특성치는 다르지만, 광 기록막(2)이나 투명 유전체막(4)에서의 재질의 차이에 따른 물리적 특성치의 차와 비교하면, 그 차는 충분히 작으므로, 기판(1)에 어떠한 재질을 이용해도, 상기 물리적 특성치의 각치는 거의 같다고 간주할 수 있게 된다.
이상의 실시예에서는, 모두 투명 유전체막(4) 혹은 반사 방지막(10)의 광 입사면측에 제2 보호막(5)을 설치한 구성을 개시하였지만, 상기 투명 유전체막(4) 혹은 반사 방지막(10)이 사용 환경에 대해 충분한 내구성을 갖추고 있는 것 (예를 들면, SiO2혹은 MgF2등)이면, 제2 보호막(5)이 없는 구성을 취할 수도 있다. 제2 보호막(5)이 있는 경우와 없는 경우를 비교하면, 광학적인 조건은 다르다. 그러나, 다중 간섭에 의한 반사율을 저감시키는 것이 본 발명에서의 광학적인 목적이므로, 상술한 내용과 마찬가지로, 막 두께 및 굴절율을 설정하여 반사율을 저감시킬 수 있으면, 제2 보호막(5)을 구비하지 않는 구성이라도 상관없다. 예를 들면, 이미 실용화되고 있는 반사 방지막은 표면에 MgF2등이 형성되어, 제2 보호막(5) 없이도 충분히 사용할 수 있는 것으로 되어 있다.
본 발명의 광 디스크는, 투광성을 갖는 기판의 한 쪽 표면에 광 기록막이 형성되고, 광 기록막의 표면에 제1 보호막이 형성되어 이루어지는 광 디스크에서, 상기 기판에 대해 상기 광 기록막과 반대측에, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 따른 바이메탈 효과를 억제하는 투명 유전체막이 형성되는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 고밀도화에 유리한 박형 기판에서 특히 현저히 나타나는, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 의해 생기는 바이메탈 효과에 따른 휘어짐의 개선 수단으로서, 상기 기판에 대해 상기 광 기록막과 반대측 (기판의 광 입사면측)에, 투명 유전체막이 설치된다.
이 때, 상기 투명 유전체막의 물리적 특성치를 최적치로 설정함으로써, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차를 원인으로 하는 바이메탈 효과를 반대면측의 상기 투명 유전체막에 의해 억제할 수가 있다. 그 결과, 형성시에 생기는 광 기록막의 전체 응력과, 상기 투명 유전체막의 전체 응력이 거의 균형을 이루므로, 초기적인 휘어짐 특성에 대해서도 개선 효과를 얻을 수 있다.
상기 투명 유전체막이 AlN, SiN 및 AlSiN 중 어느 하나로 이루어지고, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)라고 하면, 상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)가 0.1x ＜ d ＜ x인 구성으로 해도 된다.
상기의 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막이 AlN, SiN 및 AlSiN 중 어느 하나인 경우, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하고, 상기 투명 유전체막 AlN의 막 두께 d (㎚)를 0.1x ＜ d ＜ x로 함에 따라, 광 디스크의 휘어짐 특성이 양호한 상태로 개선된다.
상기 투명 유전체막이 SiO2로 이루어지고, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하면, 상기 투명 유전체막 SiO2의 막 두께 d (㎚)가 x ＜ d ＜ 3x인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 SiO2로 한 경우, 광 기록막의 막 두께를 x (㎚)로 하고, 상기 투명 유전체막 SiO2의 막 두께 d (㎚)를 x ＜ d ＜ 3x로 함에 따라, 광 디스크의 휘어짐 특성이 양호한 상태로 개선된다.
상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n은 상기 기판의 굴절율보다 크고, 또한 거의 λ/2d의 정수배인 구성으로 해도 된다.
상술한 휘어짐 특성을 개선할 목적으로, 광 입사면측에 상기 투명 유전체막을 실시함에 따라, 광 빔이 광 기록막에 도달할 때까지 반사되는 광량이 커져, 광 이용 효율이 저하될 뿐 아니라 노이즈 신호가 포함된다고 하는 문제가 생긴다.
이에 반해, 상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막의 굴절율 n이 기판의 굴절율보다 큰 경우, 형성 시의 조건을 제어하여 굴절율 n을 거의 λ/2d의 정수배로 설정하면, 기판의 광 입사측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높이고, 신호 특성을 개선할 수 있다.
상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n은 상기 기판의 굴절율보다 작고, 또한 거의 λ/4d1의 홀수배인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 설치함에 따라, 종래의 광 디스크에 비해, 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제에 대해, 상기 투명 유전체막의 굴절율 n이 기판의 굴절율보다 작은 경우, 형성 시의 조건을 제어하여 굴절율 n을 거의 λ/4d의 홀수배로 설정하면, 기판의 광 입사면측에서의 반사광량을 저감시켜 광 이용 효율을 높이고, 신호 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 광 디스크는, 또한 상기 투명 유전체막의 광 입사면측에 인접하여, 상기 투명 유전체막과 굴절율이 다른 적어도 일 층의 반사 방지막이 적층되어 있고, 상기 반사 방지막 중 가장 광 입사측에 위치하는 층의 굴절율을 n1, 막 두께를 d1(㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n1은 기판의 굴절율보다 작고, 또한 거의 λ/4d1의 홀수배인 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 투명 유전체막을 설치함으로써, 종래의 광 디스크에 비해 광 이용 효율이 저하된다고 하는 문제에 대해, 적어도 일 층의 반사 방지막을 설치하고 상기 반사 방지막 중 가장 광 입사측에 위치하는 층을 상기한 바와 같이 광학적으로 조건화함에 따라, 휘어짐 특성 개선을 위한 투명 유전체막의 재료나 최적의 막 두께의 선정을 자유롭게 행할 수 있다. 또한, 기판의 광 입사면측의 에너지 반사율을 저감시키고, 에너지 투과율을 높여, 광 이용 효율을 올리고 신호 특성도 개선할 수 있다.
그 결과, 종래에 비해 휘어짐 특성과 광학 특성을 동시에 개선할 수 있다. 본 발명의 디스크는, 또한 광 입사면측에 제2 보호막이 형성되는 구성으로 해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 상기 광 디스크의 광 입사면측에 형성되는 투명 유전체막 혹은 반사 방지막의 표면에, 제2 보호막이 더 형성된다. 이 때문에, 상기 투명 유전체막 혹은 반사 방지막에 사용 환경에 대한 내구성을 제공할 수 있다.
상술한 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확히 하기 위한 것이며, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 범위 내에서 여러가지로 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (21)

  1. 투광성을 갖는 기판,
    상기 기판의 한 쪽 표면에 형성된 광 기록막,
    상기 기판에 대해상기 광 기록막과 반대측에 형성되고, 상기 광 기록막과 상기 기판의 열팽창차에 따른 바이메탈 효과를 억제하는 투명 유전체막을 포함하는 광 디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막이 AlN, SiN 및 AlSiN 중 어느 하나로 이루어지고,
    상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)가 다음의 식
    0.1x ＜ d ＜ x
    [x : 상기 광 기록막의 막 두께 (㎚)]
    를 만족시키는 광 디스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막이 AlN으로 이루어지고,
    상기 투명 유전체막의 막 두께 d (㎚)가 다음의 식
    0.1x ＜ d ＜ x
    [x : 상기 광 기록막의 막 두께 (㎚)]
    를 만족시키며,
    상기 투명 유전체막의 굴절율이 1.90 이하인 광 디스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막이 SiO2로 이루어지고,
    상기 투명 유전체막 SiO2의 막 두께 d (㎚)가 다음의 식
    x ＜ d ＜ 3x
    [x : 상기 광 기록막의 막 두께 (㎚)]
    를 만족시키는 광 디스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면 , n은 상기 기판의 굴절율보다 크고 거의 λ/2d의 정수배인 광 디스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 굴절율을 n, 막 두께를 d (㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n은 상기 기판의 굴절율보다 작고 거의 λ/4d의 홀수배인 광 디스크.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투명 유전체막은 SiO2로 이루어지는 광 디스크.
  8. 제6항에 있어서, 상기 투명 유전체막은 MgF2로 이루어지는 광 디스크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 광 입사면에 인접하여, 상기 투명 유전체막과 굴절율이 다른 적어도 일 층의 반사 방지막이 적층되어 있고, 상기 반사 방지막 중 가장 광 입사측에 위치하는 층의 굴절율을 n1, 막 두께를 d1(㎚), 광 디스크에 조사되는 광 빔의 파장을 λ (㎚)라고 하면, n1은 기판의 굴절율보다 작고 거의 λ/4d1의 홀수배인 광 디스크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반사 방지막은 SiO2로 이루어지는 광 디스크.
  11. 제9항에 있어서, 상기 반사 방지막은 MgF2로 이루어지는 광 디스크.
  12. 제9항에 있어서, 상기 반사 방지막의 굴절율 n1은 상기 기판의 굴절율과 공기의 굴절율의 곱의 거의 제곱근인 광 디스크.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광 기록막의 표면에 형성된 보호막을 더 포함하는 광 디스크.
  14. 제1항에 있어서, 광 입사측에 형성된 보호막을 더 포함하는 광 디스크.
  15. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막은 AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, TaO, SiO, SiO2, TiO2, ZnS, Al2O3, SiAlOH, MgF2로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 화합물에 의해 형성되어 있는 광 디스크.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광 기록막 및 상기 투명 유전체막은, 각각의 내부 응력에 막 두께를 곱한 전체 응력이 상호 균형을 이루도록 형성되어 있는 광 디스크.
  17. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 굴절율은 상기 기판의 굴절율과 대략 동일한 광 디스크.
  18. 제14항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 굴절율은 상기 기판 및 광 입사측에 형성된 보호막의 각 굴절율과 대략 동일한 광 디스크.
  19. 제1항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 굴절율과 상기 기판의 굴절율의 차이는 0.3 이하인 광 디스크.
  20. 제1항에 있어서, 상기 광 기록막은 상기 투명 유전체막과 동일한 재료로 이루어지고, 굴절율이 다른 투명 유전체층을 포함하는 광 디스크.
  21. 제20항에 있어서, 상기 투명 유전체층은 상기 투명 유전체막의 굴절율보다 큰 광 디스크.
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