KR100312365B1 - 정보기록매체및이것을사용한정보기록재생장치 - Google Patents

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마코토 미야모토
모토야스 데라오
유키오 후쿠이
게이키치 안도오
노부히로 도쿠슈쿠
데츠야 니시다
아케미 히로츠네
야스시 미야우치
고이치 모리타니
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사토 도리
히다치 마쿠세루가부시키가이샤
가나이 쓰도무
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

에너지빔의 조사에 의해 정보의 기록이 실행되는 정보기록매체, 또 이것을 사용한 정보기록재생장치에 관한 것으로서, 기록감도가 양호하고 또한 양질인 재생 신호가 얻어지는 정보기록매체 및 이 정보기록매체를 사용해서 정보의 기록재생시에 신뢰성이 높은 정보기록재생장치를 제공하기 위해서, 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 기록마크의 기록이 기록층에 실행되고, 기록층에 기록된 기록마크가 에너지빔 조사에 의해 재생되고, 적어도 기록층의 에너지 빔 입사측과는 반대측에 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 그 중 기록층에 가까운 측에 위치하는 제1 금속층의 조성은 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상이고, 제2 금속층의 조성은 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 제1 금속층의 그것보다 큰 구성으로 하였다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 정보의 기록재생을 실행할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

정보기록매체 및 이것을 사용한 정보기록재생장치{INFORMAT10N RECORDING MEDIUM AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 에너지빔의 조사에 의해 정보의 기록이 실행되는 정보기록매체, 또 이것을 사용한 정보기록재생장치에 관한 것으로서, 특히 상변화 광디스크 또는 광자기 디스크 등의 소거가능형 광디스크, 더 나아가서는 상기 소거가능형 광디스크와 재생전용형 광디스크로부터의 정보의 재생을 실행하는 정보기록재생장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 기술로서는 일본국 특허공개공보 평성3-272O32가 있고, 이 문헌에는 금속층을 2층 마련하고, 기록층에 가까운 쪽의 제1 금속층의 열전도율을 저열전도율로 하고, 제1 금속층의 기록층 측과는 반대측에 상대적으로 열전도율이 큰 제2 금속층을 마련하는 것이 기재되어 있다.
또, Proceeding of International Symposium on Optical Memory 1995, pp.151-152에는 상기 제1 금속층 대신에 투과율이 큰 Si 등의 반도체 박막을 적층하는 것이 기재되어 있다.
일반적으로는 트랙킹서보, 포커스서보 등의 안정성이 고려되어 매체반사율은 15%이상, 재생신호 변조도는 재생신호의 신호품질이 고려되어 50%이상의 값이 요구되며, 이것이 재생전용형 광디스크와의 재생 호환성의 조건으로 된다.
이 요구를 만족시키는 정보기록매체로서는 J.H.Coombs외 저의 "A CD-comp atible erasable disc", Proceedings of Topical Meeting on 0ptical Data Storage, 1994, pp.94-106에 기재되어 있는 바와 같이 Au 등의 고반사율 금속을 사용한 정보기록매체가 알려져 있다.
또, 광기록 디스크로서는 일본국 특허공개공보 평성6-76361의 문헌에 기재된 것이 있다.
본 발명의 목적은 기록감도가 양호하고 또한 양질인 재생신호가 얻어지는 정보기록매체 및 상기 정보기록매체를 사용해서 정보의 기록재생시에 신뢰성이 높은 정보기록재생장치를 제공하는 것이다.
제1도는 본 발명의 정보기록매체의 단면도,
제2도는 본 발명의 정보기록재생장치의 블럭도,
제3도는 본 발명의 다른 정보기록매체의 단면도,
제4도는 본 발명의 다른 정보기록매체의 단면도,
제5도는 본 발명의 다른 정보기록매체의 단면도.
본 발명의 실시예에 있어서의 제1의 특징은 정보기록매체가 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 의해서 정보(기록마크)와 기록이 실행되는 기록층을 구비하고, 적어도 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 이중 기록층에 가까운 측에 위치하는 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상인 점에 있다.
또, 제2 금속층의 조성을 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합을 제1 금속층보다 크게 할 수 있다.
본 발명의 제2의 특징은 정보재생장치가 상기한 제1의 특징의 정보기록매체를 갖고, 상기 기록매체는 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 정보(기록마크)의 재생이 실행되는 기록층을 구비해서 기록층에 기록된 기록마크가 에너지빔 조사에 의해 재생되고, 또 기록매체는 적어도 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 이중 기록층에 가까운 측에 위치하는 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상이고, 정보재생장치는 또 정보기록매체에서 기록마크를 재생하기 위한 레이저빔 조사회로와 상기 정보기록매체상에 마련된 어드레스정보 마크를 재생하는 것에 의해 얻어지는 전기신호에서 어드레스정보를 검출하는 어드레스정보 검출회로를 갖는 점에 있다. 또한, 정보기록매체는 가환형이라도 좋다.
본 발명의 제3의 특징은 정보기록재생장치가 상기한 제1의 특징의 정보기록매체를 갖고, 상기 기록매체는 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 정보(기록마크)의 기록재생이 실행되는 기록층을 구비하고, 기록층에 기록된 기록마크가 에너지빔 조사에 의해 기록재생되고, 또 기록매체는 적어도 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 이중 기록층에 가까운 측에 위치하는 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상이고, 또 정보기록재생장치는 정보기록매체에 기록마크를 기록재생하기 위한 레이저빔 조사회로와 정보신호에 대응한 길이의 기록마크를 기록하기 위한 기록신호 변조회로 및 재생신호 복조회로를 갖는 점에 있다.
상기한 구성에 의해, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 정보기록매체에서는 반사율을 트랙킹서보, 포커스서보에 충분한 15%이상으로 함과 동시에 재생신호 변조도를 50%이상으로 할 수 있다. 또, 여러개의 금속층을 갖기 때문에, 광학적인 요구를 제1 금속층의 반사에 의해 만족시키고, 열적인 특성을 다른 금속층에 의한 열전도에 의해 만족시킬 수 있다.
특히, 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고 이들 원자의 조성비의 합이 70%이상 85%이하인 경우, 상기 금속을 단독으로 사용한 경우에 비해 열전도율을 1/10이하로 하는 것이 가능하므로 기록시의 기록감도가 향상된다.
또, 이들 고반사율 금속중에서도 Al은 반사율의 광파장 의존성이 작고 비교적 염가이며 미량의 첨가물에 의해 용이하게 열전도율을 저하시킬 수 있다는 점에 있어서 가장 우수하다.
또, 제1 금속층의 광입사측과는 반대측에 제1 금속층과는 조성이 다른 제2 금속층을 마련하고, 제2 금속층의 조성을 제1 금속층보다 고열전도율, 고강도로 되도록 하면, 기록시의 마크간 열간섭 억제효과가 높고 재생신호 품질이 양호하며 또 양산성이 높은 정보기록매체를 제공할 수 있다.
또, 비교적 저열전도율의 제1 금속층을 마련하면, 기록감도를 저하시키기 않고 금속막의 총막두께를 두껍게 할 수 있다. 이 결과, 기록막 유동억제 효과가 높은 정보기록매체로 된다.
또, 제1 금속층보다 반사율이 높은 제3 금속층을 제2 보호층과 제1 금속층 사이에 마련하면, 정보기록매체의 반사율, 변조도 등의 광학 특성을 더욱 개선시킬수 있다.
또, 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 저열전도율의 비금속층을 마련한 경우, 열적인 특성은 더욱 개선되고 기록감도를 향상시킬 수 있으며 기록마크간의 열간섭을 억제할 수 있다.
또, 본 발명은 투명기판상에 홈이 마련되고, 그루브(groove)와 랜드(lane) 양쪽에 기록마크를 기록하는 랜드/그루브 기록방식의 정보기록매체에 대해서는 특히 큰 효과를 발휘한다. 트랙피치가 에너지빔 직경(레이저빔을 에너지빔으로서 사용한 경우에는 레이저파장을 λ, 정보기록매체상에 레이저를 수렴하기 위한 대물렌즈의 개구수를 NA로 한 경우, λ/NA에 대응)보다 작은 경우에 있어서도 크로스 이레이즈(cross erase)가 발생하지 않는 고밀도 기록을 실현할 수 있다.
또, 본 발명의 제4의 특징은 기록매체의 보호층을 2층의 적층막으로 하는 것이다. 제1 보호층(2)에는 (ZnS)80(SiO2)20(몰비율) 또는 이것 대신에 다소 기록감도나 지터가 나빠지지만 ZnS와 SiO2의 혼합비를 변경한 것(SiO2가 15~20몰%), ZnS와 하기 산화물 10~40몰%의 혼합조성에 가까운 조성의 재료가 바람직하다. 혼합하는 산화물은 SiO2, SiO, TiO2, Al2O3, Y2O3, CeO, La2O3, In2O3, GeO, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, Sc2O3, Ta2O5, ZrO2가 바람직하다. 이 이외에, Si-N계 재료, Si-O-N계 재료, Si-Al-O-N계 재료 등의 산화물, TaN, AlN, Si3N4, Al-Si-N계 재료, Ge-N계 재료(예를 들면 AlSiN2) 등의 질화물, ZnS, Sb2S3, CdS, In2S3, Ga2S3, GeS, SnS2, PbS, Bi2S3등의 황화물, SnSe2, Sb2Se3, CdSe, ZnSe, In2Se3, Ga2Se3, GeSe, GeSe2, SnSe, PbSe, Bi2Se3등의 셀렌화물, CeF3, MgF2, CaF2등의 플루오르화물 또는 상기 재료에 가까운 조성의 것을 사용한 보호층을 사용해도 좋다. 또, 이들 혼합재료의 층이라도 좋다. ZnS와 산화물로 이루어지는 보호층과 그 이외의 상기 재료의 제3 보호층과 같이 성분이 다른 보호층을 중첩시킨 다중층의 보호층으로 하는 것이 이익이 크다. 이 경우, 상기 ZnS와 산화물로 이루어지는 재료 이외의 재료 중에서는 산화물, 질화물, 플루오르화물 중의 어느 1개인 것이 더욱 바람직하다.
그 밖에, 제3 보호층의 Al2O3를 대신하는 재료로서는 Al2O3를 주성분으로 하는 재료, SiO2, SiO2를 주성분으로 하는 재료가 후에지의 리라이트 회수 10~100회 부근에 보이는 지터상승을 저감할 수 있어 더욱 바람직하다.
상기 제3 보호층의 효과는 제1 보호층 재료와 기록막 재료의 상호확산에 의해 다수회의 오버라이트에 의해서 반사율이 변화하는 것을 방지하는 것으로서, 막두께가 2nm 미만인 경우에는 효과가 작았다. 2nm이상에서 반사율 변화를 실용레벨의 3%이하로 억제할 수 있고, 4nm에서는 반사율 변화는 2%로 되었다. 그 이상의 막두께에서는 반사율 변화에 관해서는 4nm인 경우와 큰 차이는 없지만, 제3 보호층 재료는 (ZnS)80(SiO2)20보다 열전도율이 높으므로, 제3 보호층의 막두께는 2nm이상 20nm 이하의 범위가 바람직하며, 4nm이상 8nm이하의 범위가 특히 바람직하다. 이와 같은 2층 보호층은 본 발명의 제1 금속층이 없는 경우나 Si로 이루어지는 경우, 또 기판과 제1 보호층 사이에 리드광을 50%이상 투과시킬 정도로 얇은 금속층을 추가한 적층구조와 같이 다른 층을 추가한 적층구조 등 다른 적층구조라도 제1 보호층 재료가 기록막내로 확산하는 것에 의한 악영향을 방지하는 효과가 있다. 또, 기록막과 제2 보호층 사이에 상기 제3 보호층으로 사용할 수 있는 어느 1개의 재료로 이루어지는 제4 보호층을 마련하면 더욱 효과가 높아진다. 막두께도 제3 보호층과 마찬가지이면 좋다.
또, 본 발명의 정보기록매체에서는 기록시의 마크간 열간섭의 영향이 극력 억제되고 있으므로, 마크에지기록을 실행한 경우에 있어서도 기록마크의 길이를 적정한 길이로 제어하는 것이 가능하게 된다.
또, 광자기 디스크로 대표되도록 일정 레벨의 레이저빔을 조사하고 외부자계의 방향을 변조하는 것에 의해 정보의 기록을 실행하는 방식(자계변조 기록방식)에 사용하는 경우에 있어서도 본 발명의 정보기록매체는 적합하지만, 에너지빔(레이저빔)의 파워레벨을 변조해서 정보의 기록을 실행하는 방식(광강도 변조방식)에 사용하는 경우에 특히 큰 효과를 발휘한다. 즉, 광강도 변조기록의 경우에 통상의 정보기록매체에서는 기록층 평면상에 있어서 열이 전달되기 쉽기 때문에, 이 열이 전에 기록된 기록마크의 형상 또는 나중에 기록되는 기록마크의 형상에 영향을 미치기 쉽지만(열간섭), 본 발명의 정보기록매체에서는 선택적으로 제1 금속층에서 제2 금속층으로 열을 확산시키므로 기록층 평면상의 열확산을 극력 억제할 수 있다.
또, 상변화 기록방식에서는 일반적으로 다수회 리라이트시에 기록막의 유동 또는 형상변화가 발생하기 쉽지만, 본 발명의 정보기록매체에서는 이들의 열화를 용이하게 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 정보기록매체에 적합한 조성의 기록층을 사용하는 것에 의해 MPEG2와 같은 영상압축방식에 의해 압축된 영상정보 또는 동등 데이타전송레이트의 정보기록이 가능하게 된다.
또, 상기 정보기록재생장치에 본 발명의 정보기록매체를 사용하는 것에 의해 고밀도 기록이 가능하며 양호한 품질의 재생신호가 얻어지고 또 재생전용형 광디스크의 재생도 가능한 정보기록재생시장치를 실현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명에서는 여러개의 박막을 적층하고, 각 박막의 특성을 살린 구조로 하고 있지만 반드시 각 층이 엄밀하게 분리되어 있을 필요는 없고, 예를 들면 10nm이하 정도이면 층간의 경계부근에서의 조성비가 연속적으로 변화하고 있어도 관계없다. 또, 본 발명에서는 각 막의 조성은 원자%로 표시하고 있다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 정보기록매체의 1예를 도시한 것으로서, 이 기록매체(1)에는 폭 0.74㎛, 깊이 0.07㎛의 그루브가 1.48㎛ 피치로 마련되고, 랜드와 그루브의 양쪽에 정보를 기록하기 위한 어드레스정보가 각 섹터의 선두부에 마련되고, 또한 기록매체(1)은 두께 0. 6mm의 랜드/그루브 기록용 폴리카보네이트 기판상에 도 1에 도시한 구조의 각 박막 즉 제1 보호층(12)로서의 (ZnS)80(Si2O)20이 두께 80nm, 기록층(13)(상변화 기록층)으로서의 Ag2.5Ge21Sb21Te55.5가 두께 20nm, 제2 보호층(14)로서의 (ZnS)80(SiO2)20이 두께 20nm, 제1 금속층(15)로서의 Al75Cr25가 두께 140nm, 제2 금속층(16)으로서의 Al97Ti3이 두께 140nm, 이들을 순차 스퍼터링 프로세스에 의해 형성한 것이다. 또, 제2 금속층(16)상에 유기보호층(17)로서 자외선 경화수지를 약10㎛ 스핀코트법에 의해 도포해서 자외선 경화시킨다. 이와 같이 형성한 상변화의 기록매체(1)을 2장, 보호층(17)을 도포한 면을 접합시킨다. 또한, 폴리카보네이트 기판 대신에 아크릴, APO기판, 유리기판 등도 사용할 수 있다.
이 기록매체(1)의 반경방향에는 사용자 기록용 구간(zome)이 24개 있고, 구간내 1주내에는 17~40개의 섹터가 존재하고 있다. 기록재생을 실행할 때의 모터제어방법으로서는 기록재생을 실행하는 구간마다 디스크의 회전수를 변화시키는 ZCLV(Zone Constant Lenear Velocity)방식을 채용하고 있다. 이 포맷에서는 각 구간내의 최내주와 최외주에서는 디스크 선속도가 다르며, 최내주와 최외주의 디스크 선속도는 각각 6. Om/s, 6. 35m/s이다. 또한, 기록매체(1)의 모터제어방법에 대해서는 H. Miyamoto에 의한 미국출원번호08/600,730 및 08/863,126 또 M. Miyamoto에 의해 1997년 4월 10일에 출원된 Information Recording Method and Information Recording Apparatus에 기재된 장치를 이용할 수 있다.
상기 기록매체(1)과 도 2에 도시한 정보기록 재생장치에 의해 정보의 기록을 실행한다. 이하, 본 정보기록재생장치의 동작을 설명한다.
정보기록재생장치 외부로부터의 정보는 8비트를 1단위로 해서 8-16변조기(8)로 전송된다. 기록매체(1)상에 정보를 기록할 때에는 정보 8비트를 16비트로 변환하는 변조방식 소위 8-16변조방식을 사용해서 기록을 실행한다. 이 변조방식에서는 기록매체(1)상에 8비트의 정보에 대응시킨 3T~11T의 마크길이의 정보의 기록을 실행하고 있다. 도면중의 8-16변조기(8)은 이 변조를 실행하고 있다. 또한, 여기에서 T라는 것은 정보기록시의 클럭의 주기를 나타내고 있고, 여기에서는 34.2ns이다.
8-16변조기(8)에 의해 변환된 3T~14T의 디지탈신호는 기록파형 발생회로(6)으로 전송되고, 고파워펄스의 폭을 약 T/2로 하고, 고파워펄스의 레이저조사 사이에 폭이 약 T/2인 저파워펄스의 레이저조사를 실행하고, 상기 일련의 고파워펄스 사이에 중간파워펄스의 레이저조사가 실행되는 다중펄스 기록파형이 생성된다. 이때, 기록마크를 형성하기 위한 고파워펄스를 11.0mW, 기록마크의 소거가능한 중간 파워펄스를 4. 5mW, 중간파워펄스보다 낮은 저파워펄스를 0. 5mW로 한다.
기록파형 발생회로(6)에 의해 생성된 기록파형은 레이저 구동회로(7)로 전송되고, 레이저 구동회로(7)은 생성된 기록파형에 따라 광헤드(3)내의 반도체 레이저를 발광시킨다.
본 기록장치에 탑재된 광헤드(3)에는 정보기록용 에너지빔으로서 광파장 650 nm의 반도체레이저가 사용되고 있다. 또, 이 레이저광을 렌즈NA 0. 6의 대물렌즈에 의해 상기 기록매체(1)의 기록층(13)상에 초점맞춤하고, 상기 기록파형에 대응한 에너지의 레이저빔을 조사하는 것에 의해 정보의 기록을 실행한다. 이 때, 레이저빔의 직경은 약 1㎛이고, 레이저빔의 편광을 원편광으로 한다.
또, 본 기록장치는 그루브와 랜드(즉, 그루브간의 영역)의 양쪽에 정보를 기록하는 방식 소위 랜드-그루브 기록방식을 채용한다. 본 기록장치에서는 랜드/그루브 서보회로(9)에 의해 랜드와 그루브에 대한 트랙킹을 임의로 선택할 수 있다.
기록된 정보의 재생도 상기 광헤드(3)을 사용해서 실행한다. 기록시와 동일한 크기로 수렴된 레이저빔을 기록된 마크상에 조사하고, 마크와 마크 이외의 부분으로부터의 반사광을 검출하는 것에 의해 재생신호를 얻는다. 이 재생신호의 진폭을 프리앰프회로(4)에 의해 증폭시켜 8-16복조기(10)으로 전송한다. 8-16복조기(10)에서는 16비트마다 8비트의 정보로 변환된다. 이상의 동작에 의해 기록된 마크의 재생이 완료된다.
이상의 조건에서 상기 기록매체(1)에 기록을 실행한 경우, 최단마크인 3T마크의 마크길이는 대략 0.62㎛, 최장마크인 14T마크의 마크길이는 약 3.08㎛로 된다.
또, 고파워펄스, 중간파워펄스 및 저파워펄스로 이루어지는 다중펄스파형중 고파워펄스를 조사한 기록매체(1)의 부분은 비정질상태로 되고, 중간파워펄스의 레이저빔을 조사한 부분은 결정질로 되도록 기록층(13)의 결정화 속도를 조정하고 있다.
상기 기록재생장치에 의해 재생을 실행했을 때의 상기 기록매체(1)의 반사율은 17%이다. 또, 14T마크에서 재생된 반사광을 광헤드(3)내의 광전 변환소자에 의해 전압으로 변환했을 때의 전압레벨을 V14, 기록마크가 기록되어 있지 않은(결정 상태) 영역으로부터의 반사광을 광전 변환소자에 의해 전압으로 변환했을 때의 전압 레벨을 V0으로 한 경우의 (V0-V14)/V0을 재생신호 변조도라 부르지만, 기록매체(1)의 상기 조건에서 기록재생을 실행한 경우의 재생신호 변조도는 60%이다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 상기 정보기록 재생장치에 본 발명의 정보 기록매체를 사용하는 것에 의해 정보의 고밀도 기록이 가능하며 양호한 품질의 재생신호가 얻어지고, 또 재생전용형 기록매체의 재생도 가능한 정보기록 재생장치가 실현된다. 또한, 이상의 실시예에서는 결정영역 쪽이 기록마크영역(비정질 영역)보다 반사율이 높은 경우에 대해서 설명했지만, 특별히 결정영역 쪽이 기록마크영역보다 반사율이 높을 필요는 없고 기록마크 쪽이 결정영역보다 반사율이 높아도 상관없다. 이 경우, 재생신호 변조도를 (V14-V0)/V14로 하고 이 값이 50%이상으로 되도록, 14T마크에서 재생된 반사광의 반사율이 15%이상으로 되도록 설계하면 좋다. 상기 기록재생장치는 본 발명의 기록매체(1)을 고정적으로 구비한 소위 하드디스크라도 좋고, 또 기록매체(1)을 교환가능하게 해도 좋다.
[실시예 2]
도 1에 따라서 설명한 기록매체(1)의 특징에 대해서 설명한다.
상기 기록매체(1)의 제1 금속층(15)의 첨가원소를 Co로 하고 기록층(13)을 결정상태로 한 경우의 반사율 및 기록에 필요한 레이저파워(기록파워)를 설명한다.
제1 금속층(15)의 Co첨가량이 5%보다 낮은 경우에 충분히 큰 재생신호 변조도가 얻어지지만, 기록파워가 13mW이상으로 되어 버려 실용적이지는 않다. 또, Co 첨가량이 35%이상인 경우에 기록파워는 9mW이하의 충분히 낮은 값이 얻어지지만, 재생신호 변조도가 50%이하로 되어 버려 실용적인 재생신호 품질이 얻어지지 않는다. Co첨가량이 5%이상 35%이하인 경우에 기록파워는 13mW이하, 재생신호 변조도가 50%이상으로 실용적인 값을 얻을 수 있다. 이 때, 결정상태로부터의 반사율은 15~24%로 양호한 값을 나타낸다. 또, 첨가원소로서 Co이외의 Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B 및 C에 대해서도 마찬가지 결과가 얻어진다. 특히, 첨가원소가 Co, Cr, Ti, Ni, Fe인 경우에 큰 효과가 있다. 또, Al의 함유량은 첨가원소에 관계없이 65~95%일 때 큰 효과가 나타나고, 특히 Al의 함유량을 70~80%로 한 경우에 기록감도가 양호하고 큰 재생신호 변조도가 얻어진다.
또, Al이외에 Cu, Ag, Pt, Pd 등의 고반사율 금속에 상기 원소Co를 첨가하면 마찬가지의 효과가 나타난다. 특히, Al, Au는 내부식성 시험후 및 다수회 리라이트시의 재생신호 품질의 신뢰성이 높아 제1 금속층(15)로서 우수하다.
또, 상기 고반사율 금속정도는 아니지만 Co, Ni 등도 비교적 고반사율이고, 상기 첨가원소를 함유시키는 것에 의해 고반사율, 고변조도, 고기록감도의 기록매체(1)이 실현된다.
또, 본 발명의 기록매체(1)에서는 제1 금속층(15)가 존재하는 것에 의해 기록시에 기록층(13)에 있어서 발생한 열이 기록층(13)의 평면방향으로 확산되기 어렵고, 선택적으로 제1 금속층(15)에서 제2 금속층(16)으로 흐르기 쉽게 되는 경향이 있다. 이 때문에, 마크에지 기록시에 문제로 되는 레이저빔 조사시에 발생하는 마크간 열간섭을 억제할 수 있고, 저지터의 고품질 신호를 얻을 수 있다.
[실시예 3]
또, 도 1에 도시한 기록매체(1)의 다른 특징에 대해서 설명한다. 상기 기록 매체(1)의 제2 금속층(16)의 첨가원소를 Co로 하고 기록층(13)을 결정상태로 한 경우의 재생신호의 지터를 설명한다. Al함유량이 90%보다 낮은 경우, 재생신호의 지터값은 10%이상으로 실용적인 값을 얻을 수 없지만, Al함유량이 90%이상인 경우에는 10%이하의 양호한 지터값을 얻을 수 있다. 이 때, 결정상태로부터의 반사율은 17%, 재생신호 변조도는 65%, 기록파워는 13mW이하로 양호한 값을 얻을 수 있다. 또, 첨가원소로서 Co 이외의 Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B 및 C에 대해서도 마찬가지 결과가 얻어진다. 특히, 첨가원소가 Co, Cr, Ti, Ni, Fe인 경우에 큰 효과가 있다. 또, Al의 함유량은 첨가원소에 관계없이 90%이상일 때에 큰 효과가 나타나고, 특히 Al의 함유량을 95~98%로 한 경우에 기록감도가 양호하며 충분히 낮은 지터값이 얻어진다.
또, Al 이외에 Cu, Ag, Pt, Pd, Mo 등의 고열전도율 금속에 상기 원소Co를 첨가한 경우에 마찬가지 효과가 나타난다. 특히, Al, Au, Mo는 내부식성 시험후 및 다수회 리라이트시의 재생신호 품질의 신뢰성이 높아 제2 금속층(16)으로서 우수하다.
또, 상기 고열전도율 금속정도는 아니지만 Co, Ni 등도 비교적 고반사율이고, 상기 첨가원소를 함유시키는 것에 의해 고반사율, 고재생신호 변조도, 고기록감도의 기록매체가 실현된다.
또, 본 발명의 기록매체(1)에서는 제2 금속층(16)이 존재하는 것에 의해, 기록시에 기록층(13)에 있어서 발생한 열이 제1 금속층(15)에 축열되는 일없이 선택적으로 제1 금속층(15)에서 제2 금속층(16)으로 흐르기 쉽게 되는 경향이 있다. 이 때문에, 마크에지 기록시에 문제로 되는 레이저빔 조사시에 발생하는 마크간 열간섭을 억제할 수 있고, 또 기록층(13)을 급냉시킬 수 있으므로, 다수회 리라이트후에 있어서 기록막 유동 등의 문제가 거의 발생하지 않는다. 이 때문에, 저지터의 고품질 신호를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 기록매체(1)로서 Ge, Sb, Te, In, Ag 등을 주성분으로 하는 상변화 기록층(13)에 대해서 기록을 실행하고 있지만, 본 발명의 기본은 에너지 빔에 의해 열이 발생하고 이 열에 의해 기록마크의 기록을 실행하는 기록매체(1)의 광학 특성(반사율, 재생신호 변조도)과 함께 열특성(온도분포, 냉각속도분포)을 제어하는 것에 있으므로, 특히 상변화 광디스크에 한정되는 것은 아니고 Tb, Fe, Co, Dy, Gd 등을 주성분으로 하는 광자기 기록층에 대한 기록에 있어서도 효과를 발휘한다. 또, 소거가능형 정보기록매체에 한정되는 것은 아니다. 또, 기판(11)이나 기록층(13)의 형상을 변화시켜 기록을 실행하는 유기색소 기록인 경우, 고파워펄스의 레이저빔을 조사한 경우에만 변화가 일어나고, 이 변화가 비가역적이지만 상술한 바와 같이 본 발명의 기본은 에너지빔에 의해 열이 발생하고 이 열에 의해 기록마크의 기록을 실행하는 기록매체의 광학특성(반사율, 변조도)과 함께 열특성(온도분포, 냉각속도분포)을 제어하는 것에 있으므로, 특히 소거가능형 광디스크에 한정되는 것은 아니고 추기형 광디스크에 적용할 수도 있다.
[실시예 4]
도 1에 따라서 또 정보기록매체(1)의 다른 특징을 설명한다. 본 발명의 기록매체(1)에서는 제1 금속층(15), 제2 금속층(16)의 막두께의 최적 범위가 존재한다. 제1 금속층(15)가 너무 얇은 경우에 기록감도저하, 기록마크가 완전히 소거되지 않은 것에 의한 지터상승 등의 문제가 발생하고, 너무 두꺼운 경우에는 생산성의 저하, 기록마크형상 흔들림(기록시에 기록마크 주변에 발생하는 거친 결정입자의 영향)에 의한 지터상승 등의 문제가 발생한다. 또, 제2 금속층(16)이 너무 얇은 경우에 기록마크형상 흔들림에 의한 지터상승, 기록막 유동 등의 문제가 발생하고, 너무 두꺼운 경우에 기록감도 저하, 완전히 소거되지 않은 것에 의한 지터상승 등의 문제가 발생한다. 제1 금속층(15)의 조성을 Al77Cr23, 제2 금속층(16)의 조성을 Al95Cu5로 하여 실험을 실행하여 제1 금속층(15)의 막두께와 재생신호 지터의 관계를 구한다.
제1 금속층(15)의 막두께가 30nm보다 얇은 경우 또는 300nm보다 두꺼운 경우에 지터값이 상승하여 실용적인 값인 10%이하의 지터값을 얻을 수 없지만, 30nm이상 300nm 이하인 경우에는 10%이하의 양호한 지터를 얻을 수 있다. 또, 이 때 반사율, 재생신호 변조도, 기록파워는 각각 20%, 65%, 9. 5~12. 5mW로 양호한 값을 나타낸다.
또, 본 발명의 기록매체(1)의 10만회 리라이트후의 재생신호지터 및 기록파워의 제2 금속층(16)의 막두께 의존성을 설명한다. 이 때, 제1 금속층(15)의 조성을 Al77Ni28, 제2 금속층(16)의 조성을 Mo로 한다.
제2 금속층(16)의 막두께가 50nm보다 얇은 경우, 기록파워는 9. 5mW이하로 양호한 값을 얻을 수 있지만, 10만회 리라이트후의 재생신호지터는 10%이상으로 되어 버려 실용적이지는 않다. 한편, 제2 금속층(16)의 막두께가 250nm보다 두꺼운 경우에 10만회 리라이트후의 재생신호지터는 8%이하로 양호하였지만, 기록파워는 13mW 이상으로 실용적인 값은 아니다. 또, 제2 금속층(16)의 막두께가 50nm이상 250nm 이하인 경우, 10%이하의 양호한 지터값과 13mW이하의 고기록감도를 양립시킬 수 있다. 또, 이 때 반사율, 재생신호 변조도, 기록파워는 각각 15%, 55%로 양호한 값을 나타낸다. 또, 상기 제2 금속층(16)을 Mo로 하는 것에 의해 기록막 유동이 대폭 억제된다.
[실시예 5]
도 1에 따라서 정보기록매체(1)의 다른 특징을 설명한다. 본 발명의 기록 매체(1)에서는 제1 금속층(15)의 반사율이 Al, Cu, Au, Ag, Pt, Pd 등의 고반사율 금속에 비해 낮아지는 경향이 있으므로, 제1 보호층(12), 제2 보호층(14), 기록층(13)의 막두께는 광학적으로 반사율 15%이상, 재생신호 변조도 50%이상으로 되도록 하기 위해서는 적당한 영역으로 제어할 필요가 있다. 제1 보호층(12)는 레이저파장을 λ, 제1 보호층(12)의 굴절율을 n으로 한 경우, λ/(3n)~ λ/(6n)으로 하면 좋다. 이렇게 하는 것에 의해, 기록층(13) 표면과 투명기판(11) 표면 사이에서 레이저광이 간섭하여 고재생 신호 변조도를 얻을 수 있다.
또, 제1 보호층(12)에는 굴절율이 1. 5이상인 산화물, 저산화물, 황화물, 질화물 또는 흡수율이 작은 Si 등의 반도체 등을 사용할 수 있고, 예를 들면 SiO, SiO2, In2O3, Al2O3, Ge0, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, Ta2O5, TiO2, ZrO2, CdS, ZnS, CdSe, ZnSe, In2S3, InSe3, Sb2S3, Sb2Se3, Ga2S3, Ga2Se3, MgF2, GeS, GeSe, GeSe2, SnS, SnSe, PbS, PbSe, Bi2S3, Bi2Se3, TaN, Si3N4, AlN, Si중의 적어도 1개 또는 2개 이상의 혼합물에 가까운 조성인 것이 바람직하다. 일반적으로, 기계적 강도 또는 폴리카보네이트 기판(11)에서 침투하는 수분과 기록층(13)의 화학변화를 방지하기 위해서, 최저 50nm정도의 막두께가 필요하게 된다.
또, 제1 보호층(12)의 막두께가 너무 두꺼우면 상기 레이저광의 간섭조건에서 벗어나므로, 100nm정도가 상한으로 된다. 특히, 제1 보호층(12)의 막두께가 70~90nm인 경우에 반사율 15%이상, 재생신호 변조도 50% 이상의 조건을 만족시킨다는 것은 기록매체(1)에 레이저광의 폭의 1/2이하의 폭과 1배 이상의 길이로 기록된 비정질 상태의 기록마크로부터의 반사광 레벨Rr과 기록마크가 기록되어 있지 않은 결정상태의 부분으로부터의 반사광 레벨Rn의 비(Rr/Rn)이 0. 5이하 또는 2. 0이상을 의미하는 것으로서, 충분한 기계적 강도가 얻어지고 또 폴리카보네이트 기판(11)에서 침투하는 수분과 기록층(13)의 화학변화를 방지할 수 있다. 특히, 기록층(13)이 상변화 기록막과 같은 다수회 기록에 의한 기록막 유동이 발생하여 재생신호를 열화시키는 경우, 제1 보호층(12)의 막두께를 70~90nm로 하는 것에 의해서 기록막 유동을 억제할 수 있다.
또, 광학적으로 기록층(13)의 막두께로서는 5nm이상 30nm이하가 적합하다. 특히, 기록층(13)의 막두께가 15nm이상 25nm 이하인 경우에 반사율을 15%이상으로 할 수 있고, 재생신호 변조도를 50%이상으로 할 수 있다. 그러나, 통상 상변화 기록층과 같이 기록막 유동에 의해 재생신호가 열화하는 기록층에서는 기록층(13)이 25nm이하인 경우에 기록층(13)의 강도가 약해 열화되기 쉽다. 본 발명에 있어서 사용되는 제1 금속층(15)는 통상의 고반사율 금속에 비해 열팽창계수가 작아지므로, 강도적으로 우수하고 기록층(13)의 막두께를 25nm 이하로 한 경우에 있어서도 기록막 유동을 억제할 수 있다.
제2 보호층(14)에 사용할 수 있는 물질로서는 제1 보호층(12)와 마찬가지 물질을 사용할 수 있다. 광학적으로는 가능한 한 얇은 것이 요구되지만, 제2 보호층(14), 기록층(13)과 제1 금속층(15)의 반응 또는 기록층(13)을 가열하기 쉽게 하기 위해 10nm 이상 40nm 이하가 적합하다. 특히, 15nm 이상 30nm 이하인 경우에 양호한 열특성과 광학 특성이 얻어진다.
또, 상기 설명에서는 제1 보호층(12), 제2 보호층(14), 기록층(13)이 단일의 층으로 구성되는 경우에 대해서 설명했지만, 중요한 점은 기록층(13)의 광입사측에 위치하는 투명기판(11)과 기록층(13) 사이에 상기 레이저광의 간섭조건을 만족시키도록 50nm 이상 100nm 이하의 제1 보호층(12)가 마련되어 있는 것이고, 제1 보호층(12)와는 조성이 다른 제3 보호층(20)이 도 5에 도시한 바와 같이 제 1 보호층(12)에 인접해서 존재하고 있어도 상관없다. 특히, 제1 보호층(12)와 기록층(13) 사이에 제3 보호층(20)이 존재하고 또한 제3 보호층(20)에 Al과 O의 화합물이 첨가되어 있던 경우, 다수회 리라이트에 의한 반사율 변화 또는 재생신호 변조도 변화를 억제할 수 있다.
[실시예 6]
본 실시예에서는 제1 보호층(12)를 (ZnS)80(SiO2)20(몰비율)에 의해 형성하고 있지만, 이것 대신에 다소 기록감도나 지터가 나빠지지만 ZnS와 SiO2의 혼합비를 변경한 것(SiO2가 15~20몰%), ZnS와 하기 산합물 10~40몰%의 혼합조성에 가까운 조성의 재료가 바람직하다. 혼합하는 산화물은 SiO2, SiO, TiO2, Al2O3, Y2O3, CeO, La2O3, In2O3, GeO, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, Sc2O3, Ta2O5, ZrO2가 바람직하다. 그밖에, Si-N계 재료, Si-O-N계 재료, Si-Al-O-N계 재료 등의 산화물, TaN, AlN, Si3N4, Al-Si-N계 재료, Ge-N계 재료(예를 들면 AlSiN2) 등의 질화물, ZnS, Sb2S3, CdS, In2S3, Ga2S3, GeS, SnS2, PbS, Bi2S3등의 황화물, SnSe2, Sb2Se3, CdSe, ZnSe, In2Se3, Ga2Se3, GeSe, GeSe2, SnSe, PbSe, Bi2Se3등의 셀렌화물, CeF3, MgF2, CaF2등의 플루오르화물 또는 상기 재료에 가까운 조성의 것을 사용한 보호층을 사용해도 좋다. 또, 이들 혼합재료의 층이라도 좋다. 또, 본 실시예와 같이 ZnS와 산화물로 이루어지는 보호층과 그 이외의 상기 재료의 제3 보호층과 같이 성분이 다른 보호층을 중첩시킨 다중층의 보호층이라도 좋다. 이 경우, 상기 ZnS와 산화물로 이루어지는 재료 이외의 재료중에서는 산화물, 질화물, 플루오르화물 중의 어느 1개인 것이 더욱 바람직하다.
그 밖에, 제3 보호층의 Al2O3을 대신하는 재료로서는 Al2O3을 주성분으로 하는 재료, SiO2, SiO2를 주성분으로 하는 재료가 후에지의 리라이트회수 10~100회 부근에 보이는 지터상승을 저감할 수 있어 더욱 바람직하다.
상기 제3 보호층의 효과는 제1 보호층의 재료와 기록막의 재료의 상호확산에 의해 다수회의 오버라이트에 의해서 반사율이 변화하는 것을 방지하는 것으로서, 막 두께가 2nm미만인 경우에는 효과가 작았다. 2nm이상에서 반사율변화를 실용레벨의 3%이하로 억제할 수 있고, 4nm에서는 반사율변화는 2%로 되었다. 그 이상의 막두께에서는 반사율변화에 관해서는 4nm인 경우와 큰 차이는 없지만, 제3 보호층재료는 (ZnS)80(SiO2)20보다 열전도율이 높으므로 8nm를 초과하면 기록감도저하가 10%를 초과하고, 20nm를 초과하면 기록감도저하가 15%를 초과하였다. 따라서, 제3 보호층 막두께는 2nm이상 20nm이하의 범위가 바람직하며, 4nm이상 8nm이하의 범위가 특히 바람직하다. 이와 같은 2층 보호층은 본 발명의 제1 금속층이 없는 경우나 Si로 이루어지는 경우, 또 기판과 제1 보호층 사이에 리드광을 50% 이상 투과시킬 정도로 얇은 금속층을 추가한 적층구조와 같이 다른 층을 추가한 적층구조 등 본 실시예 이외의 적층구조라도 제1 보호층재료가 기록막내로 확산하는 것에 의한 악영향을 방지하는 효과가 있다. 또, 기록막과 제2 보호층 사이에 상기 제3 보호층으로 사용할 수 있는 어느 1개의 재료로 이루어지는 제4 보호층을 마련하면 더욱 효과가 높아졌다. 막두께는 제3 보호층과 마찬가지인 것이 좋았다.
또한, 기록층(13), 제2 보호층(14)에 대해서는 특히 단일 층에 의해 구성할 필요는 없고, 여러개의 조성이 다른 층에 의해 구성해도 좋다.
도 3에 따라서 기록매체(1)의 다른 예를 설명한다. 본 발명의 기록매체(1)에서는 제2 보호층(14)와 제1 금속층(15) 사이에 제1 금속층(15)보다 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 등의 고반사율 금속의 함유량이 큰 제3 금속층(18)을 마련하는 것에 의해, 반사율이나 재생신호 변조도를 모두 더욱 향상시킨다. 단, 제3 금속층(18)의 막두께의 최적 범위가 존재한다. 제3 금속층(18)이 너무 두꺼운 경우에는 지터상승, 기록감도 저하 등의 문제가 발생한다.
그래서, 본 발명의 기록매체(1)의 기록파워와 재생신호 변조도의 제3 금속층(18)의 막두께 의존성을 설명한다. 이 때, 제1 금속층(15)의 조성을 Al71Co29, 제2 금속층(16)의 조성을 Al98Ti2, 제3 금속층(18)의 조성을 Al98Ti2로 한다.
제3 금속층(18)의 막두께가 30nm보다 두꺼운 경우, 기록파워가 상승하여 실용적인 값인 13mW이하의 기록파워에서는 기록할 수 없지만, 30nm이하인 경우에 13mW이하의 기록파워에서 기록할 수 있다. 또, 이 때 재생신호 변조도는 제3 금속층(18)의 막두께와 함께 상승하고, 제3 금속층(18)이 30nm에서는 약 70%로 된다. 또, 이때 반사율은 17%로 양호한 값을 나타낸다.
[실시예 7]
도 4에 따라서 기록매체(1)의 다른 예를 설명한다. 본 발명의 기록매체(1)에서는 제1 금속층(15)와 제2 금속층(16) 사이에 다음에 설명하는 금속(반도체)의 산화물, 저산화물, 황화물, 질화물, Si 등의 반도체 예를 들면 SiO, SiO2, In2O3, Al2O3, GeO, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, Ta2O5, TiO2, ZrO2, CdS, ZnS, CdSe, ZnSe, In2S3, InSe3, Sb2S3, Sb2Se3, Ga2S3, Ga2Se3, MgF2, GeS, GeSe, GeSe2, SnS, SnSe, PbS, PbSe, Bi2S3, Bi2Se3, TaN, Si3N4, AlN, Si 중의 적어도 1개를 함유하는 중간층(19)를 적층하는 것에 의해 기록막 유동을 억제함과 동시에 기록강도 향상, 지터 저감을 도모할 수 있다. 또, 상기 중간층(19)로서 금속에 상기 산화물, 저산화물, 황화물, 질화물, Si 등의 반도체를 첨가한 재료를 사용해도 좋다. 본 발명의 중간층(19)에 필요한 조건은 열전도율이 적어도 제2 금속층(16)보다 작은 것이다. 또, 바람직하게는 제1 금속층(15)보다 작은 쪽이 좋다. 제1 금속층(15)와 제2 금속층(16) 사이에 중간층(19)를 마련한 경우의 제1 금속층(15)의 최적 막두께로서는 30nm이상 100nm이하이다. 30nm보다 얇은 경우, 제1 금속층(15)가 레이저광을 투과시켜 중간층(19)의 광학적 성질(굴절율, 막두께)이 재생신호에 영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다. 또, 100nm보다 두꺼운 경우, 기록층(13)의 냉각속도가 너무 저감되어 기록층 열화, 재결정화에 의한 기록마크형상의 왜곡이 발생한다. 제1 금속층(15)의 막두께가 50nm이상 80nm이하인 경우에 특히 큰 효과가 나타난다.
또, 상기 중간층(19)의 막두께에도 적당한 값이 존재한다. 상기 중간층(19)의 막두께가 200nm보다 두꺼운 경우에 기록감도는 양호하게 되지만, 기록마크의 주변에 발생하는 거친 결정입자의 영향에 의해 재생신호의 지터가 대폭 증가한다. 상기 중간층(19)의 막두께가 200nm이하인 경우, 재생신호의 지터는 실용레벨인 10% 이하의 값으로 된다. 또, 상기 중간층(19)의 막두께가 50nm이상 100nm이하인 경우, 상변화 기록막 특유의 기록막 유동이 억제되어 10만회 리라이트후에 있어서도 양호한 지터값과 기록막 유동억제 효과가 나타난다.
[실시예 8]
본 발명의 정보기록매체(1)에 MPEG2와 같은 화상압축방식에 의해 압축된 영상정보를 기록하는 경우, 또는 상기 영상정보의 기록에 필요한 정보전송레이트와 동등한 정보전송레이트로 기록하는 경우, 또는 본 발명의 정보기록재생장치를 MPEG2와 같은 화상압축방식에 의해 압축된 영상정보를 기록할 수 있도록 설계한 경우, 또는 상기 영상정보의 기록에 필요한 정보전송레이트와 동등한 정보전송레이트로 기록하는 경우, 또 이와 같은 압축방식에 의해 압축된 영상이 기록되어 있는 재생전용형 광디스크의 재생을 실행하도록 설계한 경우, 기록층(13)의 조성에는 최적 범위가 존재한다. 이하, 이 이유를 설명한다. 또한, 재생전용형 광디스크에 대해서는 S.Yonezawa에 의한 미국출원번호 08/744, 760 및 마찬가지로 S.Yonezawa에 의해 1997년 9월 17일자로 출원한 2건의 계속출원에 기재된 것을 사용할 수 있다.
통상, MPEG2와 같은 영상압축방식에 의해 기록된 재생전용형 광디스크에서 정보의 재생을 실행하는 경우, 또는 영상정보를 MPEG2와 같은 영상압축방식에 의해 압축하여 정보기록매체에 기록을 실행하는 경우, 정보기록시의 데이타전송레이트(정보전송레이트)에는 적당한 값이 존재한다. 예를 들면, MPEG2에 의해 압축된 영상정보의 데이타전송레이트는 약 6Mb/s이지만, 이 정도의 전송레이트의 정보를 본 발명의 정보기록매체(1)에 기록 또는 재생하는 경우에는 3~12m/s의 디스크 선속도로 기록재생할 필요가 있다. 이것은 디스크 선속도가 작은 경우에 영상정보를 실시간으로 기록재생하는 것이 불가능하게 되고, 이 이상 디스크 선속도가 큰 경우에 연속적으로 전송되는 영상정보를 고속으로 처리할 수 없게 되어 버리기 때문이다.
또, 상변화 기록방식의 기록층(13)에는 정보기록매체(1)의 구조와 디스크 선속도에 대응한 최적의 조성이 존재한다. 본 발명의 정보기록매체(1)을 사용한 경우에 제2 보호층(14)와 제2 금속층(16) 사이에 비교적 열전도율이 작은 제1 금속층(15)가 존재하므로, 제1 금속층(15)가 존재하지 않는 일반적인 정보기록매체(1)과는 다른 범위의 조성의 기록층(13)이 유효하게 된다.
예의 연구의 결과, 디스크 선속도를 3~12m/s로 하고, 본 발명의 정보기록매체(1)에 최단마크 길이가 0. 2~0. 7㎛로 되도록 정보의 기록을 실행하는 경우, 적어도 Ge, Sb, Te를 주성분으로 하고, Ge, Sb, Te, Ag, In, Co, Se, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Ta, W, Ir, Pb, B 및 C로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1원소 이상으로 이루어지는 첨가원소M이 첨가되며, 조성비가 (Ge2Sb2Te5)(1-x)+Mx(단, 0. 015 <x <0. 20)인 기록층(13)이 적합하다는 것을 알 수 있다.
여기서, M이라고 하는 것은 반드시 단일 원소를 나타내고 있을 필요는 없고, 여러개의 원소로 이루어져 있어도 상관없다. 여기서, 중요한 것은 Ge2Sb2Te5조성의 화합물에 대해서 상기 첨가원소를 1종류 이상 첨가하고, 상기 첨가원소의 조성비의 합을 1. 5%이상 10%이하로 한다는 것을 의미한다. 상기 첨가원소의 조성비의 합이 1. 5%보다 작은 경우에는 기록마크 주변에 노이즈상승의 원인으로 되는 재결정화(거친 결정화; rough crystallization)영역이 커지므로, 12m/s이하에서의 고밀도 기록재생이 불가능하게 되고, 상기 첨가원소의 합이 10%보다 큰 경우에는 기록마크의 소거(결정화)가 불가능하게 되고(완전히 소거되지 않은 것이 발생하고), 정보의 겹쳐쓰기(오버라이트)가 불가능하게 되므로 재생신호 지터가 대폭으로 상승해 버린다. 상기 첨가원소의 조성비의 합이 1. 5%이상 10%이하인 경우, 기록마크 주변의 재결정화에 의한 노이즈상승 및 완전히 소거되지 않은 것에 의한 지터상승은 발생하지 않아 양호한 기록재생을 실현할 수 있다.
상기한 구성에 의해, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 정보기록매체에서는 반사율을 트랙킹서보, 포커스서보에 충분한 15%이상으로 함과 동시에 재생신호 변조도를 50%이상으로 할 수 있다. 또, 여러개의 금속층을 갖기 때문에 광학적인 요구를 제1 금속층의 반사에 의해 만족시키고, 열적인 특성을 다른 금속층에 의한 열전도에 의해 만족시킬 수가 있다.
특히, 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd를 주성분으로 하고, 이들 원자의 조성비의 합이 70%이상 85%이하인 경우에 상기 금속을 단독으로 사용한 경우에 비해 열전도율을 1/10이하로 하는 것이 가능하므로, 기록시의 기록감도가 향상된다.
또, 이들 고반사율 금속중에서도 Al은 반사율의 광파장 의존성이 작고 비교적 염가이며 미량의 첨가물에 의해 용이하게 열전도율을 저하시킬 수 있다는 점에 있어서 가장 우수하다.
또, 제1 금속층의 광입사측과는 반대측에 제1 금속층과는 조성이 다른 제2 금속층을 마련하고, 제2 금속층의 조성을 제1 금속층보다 고열전도율, 고강도로 되도록 하면, 기록시의 마크간 열간섭 억제효과가 높고 재생신호 품질이 양호하며 또 양산성이 높은 정보기록매체를 제공할 수 있다.
또, 비교적 저열전도율의 제1 금속층을 마련하면, 기록감도를 저하시키지 않고 금속막의 총막두께를 두껍게 할 수 있다. 이 결과, 기록막 유동억제 효과가 높은 정보기록매체로 된다.

Claims (33)

  1. 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 기록마크의 기록이 기록층에 실행되고, 상기 기록층에 기록된 상기 기록마크가 에너지빔 조사에 의해 재생되고, 적어도 상기 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 그 중 상기 기록층에 가까운 측에 위치하는 상기 제1 금속층의 조성은 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상이고, 상기 제2 금속층의 조성은 Al, Cu. Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 상기 제1 금속층의 그것보다 큰 정보기록매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속층은 Al을 65%이상 95%이하 함유하는 정보기록매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속층에는 Ti, Cr, Co, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B 및 C로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1원소가 주성분으로서 첨가되는 정보기록매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속층의 막두께가 30nm이상 300nm이하인 정보기록매체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 금속층은 Al을 90%이상 함유하는 정보기록매체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 금속층의 막두께가 50nm이상 250nm이하인 정보기록매체.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 상기 에너지빔 입사측에 투명기판을 더 갖고, 상기 투명기판과 상기 제1 금속층 사이에 제1 보호층과 제2 보호층의 2개의 보호층을 갖고, 상기 제1 보호층과 제2 보호층 사이에 상기 기록층을 갖는 정보기록매체.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 상기 제1 보호층과 제2 보호층 중의 어느 하나에 Zn과 S가 함유되는 정보기록매체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 보호층과 제2 보호층 중 상기 투명기판에 가까운 측의 상기 제1 보호층의 막두께가 50nm이상 100nm이하이고, 상기 기록층의 막두께가 5nm이상 30nm이하이고, 상기 제2 보호층의 막두께가 10nm이상 40nm이하인 정보기록매체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 보호층과 기록층 사이에 Al과 O의 화합물을 함유하는 제3 보호층을 더 갖는 정보기록매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제3 보호층의 막두께가 2nm이상 20nm이하인 정보기록매체.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 금속층과 제2 금속층의 막두께의 합이 130nm이상 400nm이하인 정보기록매체.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 금속층과 기록층 사이에 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 상기 제1 금속층보다 큰 제3 금속층을 더 갖는 정보기록매체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제3 금속층은 Al을 90%이상 함유하는 정보기록매체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 금속층과 제3 금속층이 인접해서 존재하고, 상기 제3 금속층의 막두께가 30nm이하인 정보기록매체.
  16. 제7항에 있어서, 상기 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 두께가 200nm이하인 비금속층을 더 갖는 정보기록매체.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기록층에는 그루브와 랜드가 형성되고, 상기 그루브와 랜드의 양쪽에 기록마크를 기록하기 위한 어드레스정보 마크가 마련되어 있는 정보기록매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 그루브와 랜드에는 정보신호에 대응한 여러개의 길이의 기록마크를 기록하는 방식에 의해 기록되는 정보기록매체.
  19. 제1항에 있어서, 상기 에너지빔은 그의 제1 파워레벨이 제2 파워레벨보다 높고, 상기 제1 파워레벨에 의한 제1 상태가 비정질상태이고, 상기 제2 파워레벨에 의한 제2 상태가 결정상태인 정보기록매체.
  20. 제17항에 있어서, 상기 기록층은 적어도 Ge, Sb, Te를 주성분으로 하고 Ge, Sb, Te, Ag, In, Co, Se, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Ta, W, Ir, Pb, B 및 C로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1원소 이상으로 이루어지는 첨가원소M이 첨가되며, 조성비가 (Ge2Sb2Te5)(1-x)+Mx(단, 0. 015<x<0. 20)인 정보기록매체.
  21. 제1항에 있어서, 상기 에너지빔은 상기 정보기록매체의 기록재생에 관한 규격에 의해 정해진 것이고, 상기 에너지빔 폭의 1/2이하의 폭 및 1배이상의 길이로 상기 정보기록매체에 기록된 비정질상태의 기록마크로부터의 반사광 레벨Rr과 기록마크가 기록되어 있지 않은 결정상태의 부분으로부터의 반사광 레벨Rn의 비(Rr/Rn)이 0. 5이하 또는 2. 0이상인 정보기록매체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 반사광 레벨의 최고레벨Rh가 15~24%인 정보기록매체.
  23. 제1항에 있어서, 상기 기록층은 상기 에너지빔의 파워레벨의 적어도 제1 파워레벨과 제2 파워레벨에 의해 기록마크의 기록이 실행되고, 상기 제1 파워레벨의 조사에 의해 비정질상태로, 제2 파워레벨의 조사에 의해 결정상태로 변화하는 정보기록매체.
  24. 제7항에 있어서, 상기 제1 보호층과 상기 기록층 사이에 제3 보호층을 갖고, 제3 보호층이 산화물, 질화물, 플루오르화물 중의 어느 하나인 정보기록매체.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제3 보호층의 막두께가 2nm이상 20nm이하인 정보기록매체.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제2 보호층과 상기 기록층의 사이에 제4 보호층을 갖고, 제4 보호층이 산화물, 질화물, 플루오르화물 중의 어느 하나인 정보기록매체.
  27. 정보기록매체에서 정보를 재생하는 정보기록재생장치로서, 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 기록마크의 기록이 실행되는 기록층 및 적어도 상기 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 형성된 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 이중 상기 기록층에 가까운 측에 위치하는 상기 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상인 정보기록매체; 상기 정보기록매체에서 정보를 재생하기 위한 레이저빔 조사회로 및; 상기 정보기록매체상에 마련된 어드레스정보마크를 재생하는 것에 의해 얻어지는 전기신호에서 어드레스정보를 검출하는 어드레스정보 검출회로를 갖는 정보기록재생장치.
  28. 정보기록매체에 대해 정보의 기록재생을 실행하는 정보기록재생장치로서, 에너지빔의 조사에 의해 원자배열변화 또는 전자상태변화에 따라서 기록마크의 기록이 실행되는 기록층 및 적어도 상기 기록층의 에너지빔 입사측과는 반대측에 형성된 조성이 다른 제1 금속층과 제2 금속층을 구비하고, 이중 상기 기록층에 가까운 측에 위치하는 상기 제1 금속층의 조성이 Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd 중의 적어도 1개를 주성분으로 하고, 이들 원자의 함유량의 합이 60%이상인 정보기록매체; 상기 정보기록매체에 기록마크를 형성하고 또한 상기 기록마크를 재생하기 위한 레이저빔 조사회로 및; 정보신호에 대응한 여러개의 길이의 기록마크를 기록하는 방식에 의해 기록을 실행하기 위한 기록신호 변조회로와 재생신호 복조회로를 갖는 정보기록재생장치.
  29. 제28항에 있어서, 기록마크 기록용 상기 에너지빔은 광파장이 600~700nm인 레이저를 렌즈개구수 0. 56이상 0. 66이하인 대물렌즈에 의해 집광시킨 것이고, 상기 여러개의 길이의 기록마크중 최단기록마크길이가 0. 2㎛이상 0. 7㎛이하인 정보기록재생장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 에너지빔은 그의 광파장이 600~700nm인 것이고, 이것을 렌즈개구수 0. 56이상 0. 66이하의 대물렌즈에 의해 집광시키는 상기 레이저빔 조사회로와 상기 여러개의 길이의 기록마크중 최단기록마크길이가 0. 2㎛이상 0. 7㎛이하로 되도록 최단기록마크를 기록하기 위한 에너지빔 조사시간을 제어하는 기록파형 발생회로를 더 갖는 정보기록재생장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 에너지빔의 파워레벨을 제1 파워레벨과 제2 파워레벨 사이에서 변조하기 위한 파워레벨 변조회로를 더 갖는 정보기록재생장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 정보기록매체는 비가환형인 정보기록재생장치.
  33. 제28항에 있어서, 상기 정보기록매체로부터의 반사광 레벨의 고저를 전기신호로 변환하는 광전변환회로를 더 갖는 정보기록재생장치.
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