KR100365675B1 - 광학적정보 기록매체와 그 제조방법, 기록재생방법 및기록재생장치 - Google Patents

광학적정보 기록매체와 그 제조방법, 기록재생방법 및기록재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고밀도·고선속도인 오버라이트에서의 C/N비, 소거율 및 감도가 모두 높고, 크로스 소거가 작은 광학적정보 기록매체를 제공하고자 하는 것이다.
투명 기판상(1)에 적어도 제1 정보층(2), 분리층(3), 제2 정보층(4), 보호기판(5)을 이 순서대로 구비하고, 제2 정보층(4)은 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층(6), 하측 보호층(7), 기록층(8), 상측 보호층(9) 및 반사층(10)을 이 순서대로 적층한 광학적정보 기록매체로 한다. 반사층(10)은 레이저 광(11)의 파장(λ)에서의 굴절률을 2.5이상으로 한다. 또, 제2 정보층(4)은 투명기판측에서 입사하는 상기 레이저 광에 대해, 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높아지는 반사율 증가형으로 한다. 광간섭층(6)을 생략하여, 기록층의 파장(λ)에서의 기록후 굴절률(n2)에 대한 기록전 굴절률(n1)의 비 n1/n2를 0.8 이하로 해도 좋다.

Description

광학적정보 기록매체와 그 제조방법, 기록재생방법 및 기록재생장치{Optical information recording medium and method of manufacturing the same, recording regeneration method, and recording regeneration device}
본 발명은 기판상에 형성된 박막에 레이저 빔 등의 고 에너지 빔을 조사함으로써, 신호품질이 높은 정보신호를 기록·재생할 수 있는 광학적정보 기록매체와 그 제조방법, 기록재생방법 및 기록재생장치에 관한 것이다.
종래로부터, 기판상에 형성된 칼코겐 재료의 박막에 레이저 광선을 조사하여 국소적인 가열을 하고, 조사조건의 차이에 따라 광학정수(굴절률(n), 소쇠(消衰)계수(k))가 다른 비정질상과 결정상의 사이에서 상변화시킬 수 있다는 것이 알려져 있고, 이 현상을 응용한, 소위 상변화형 광학적정보 기록매체의 개발이 행해져 왔다.
상변화형 광학적정보 기록매체에서는, 단일한 레이저 빔만을 사용하여, 레이저 출력을 기록레벨과 소거레벨의 두 레벨 사이에서 정보신호에 따라 변조하여 정보 트랙상에 조사함으로써, 기존의 신호를 소거하면서 새로운 신호를 기록할 수 있다. 이 방법은 광자기 기록과 같이 자기회로부품이 불필요하므로 헤드를 간소화할 수 있다는 점, 소거와 기록을 동시에 행할 수 있기 때문에, 고쳐쓰기 시간을 단축할 수 있다는 점에서 정보의 기록에 유리하다.
이러한 광학적정보 기록매체에서는, 반복사용할 때의 기록층의 증발, 기판의 열변형 등을 방지할 목적으로 내열성에 뛰어난 유전체를 보호층으로서 기록층의 상하에 설치하고, 또 기판과 반대측의 보호층의 위에 입사광을 효율적으로 사용하여, 냉각속도를 향상시켜 비정질화되기 쉽게 할 목적으로 금속재료의 반사층을 설치한 4층 이상의 박막을 적층한 구성이 일반적이다.
상변화형 광학적정보 기록매체를 고밀도화·대용량화하기 위해, 일반적으로는 기록에 이용하는 광원의 단파장화, 대물렌즈의 고NA(개구수)화 등에 의해 보다 작은 마크를 형성하여, 기록 마크의 기판상에서의 둘레 방향의 선밀도 및 직경 방향의 트랙 밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 선밀도 향상을 위해, 마크길이에 정보를 가지게 하는 마크에지기록은 트랙 밀도향상을 위해, 기판상에 설치된 레이저 광 안내용의 홈인 그루브와 그 안내 홈 사이의 랜드의 양쪽을 기록 트랙으로 하는 랜드 그루브 기록이 각각 제안되어, 도입되고 있다.
또, 이러한 기록가능한 정보층을 분리층으로 통해 다수 적층하여, 용량을 배증시키는 기록매체(특개평 9-212917호 공보 등) 및 이러한 다수의 정보층 중 어느 하나를 선택하여 기록재생을 행하기 위한 층인식수단 및 층절환수단(특표평 10-505188호 공보 등)이 제안되어 있다.
또, 고밀도화뿐만 아니라, 정보처리속도, 즉 정보의 기록재생의 속도를 향상시키는 것도 중요하고, 이를 위해 같은 반경위치에서도 높은 회전수로 디스크를 회전시켜 기록재생하는 고선속도화도 검토되고 있다.
단일 빔에 의한 오버라이트의 경우, 비정질과 결정부에서 광흡수율이 다르고, 또 결정부에서는 융해체열이 필요하기 때문에, 같은 파워의 빔을 조사한 경우, 양자에는 도달온도의 차가 발생한다. 이 때문에, 오버라이트시에 오버라이트 전의 신호의 영향을 받아 마크 형상의 변형이 발생해 버린다. 이에 따라, 재생신호의 시간축 방향의 오차(지터)의 증대나 소거율의 저하가 일어나게 된다. 이 현상은 고선속도·고밀도가 될 수록 현저한 과제가 된다.
이 과제를 해결하기 위해, 결정부 및 비정질부에 같은 파워의 빔을 조사한 경우의 양자의 도달온도를 같게 하는 방법이 제안되고 있다(특개평 1-149238호 공보 등). 이 방법에 의하면, 결정부의 융해체열분을 보상하기 위해, 파장(λ)의 레이저 광선에 대한 결정부의 흡수율을 Ac, 비정질부의 흡수율은 Aa로 하고, 흡수율비 Ac/Aa는 1.0보다 큰 것이 필요하다. 덧붙여, 큰 신호진폭 및 높은 C/N비를 얻기 위해서는 파장(λ)의 레이저 광선에 대한 결정부의 반사율을 Rc, 비정질부의 반사율을 Ra로 하고, 반사율차 △R=Rc-Ra의 절대값은 클수록 바람직하다.
△R의 절대값을 크게 하는 데는, △R이 양의 값을 갖는 반사율 감소형과, △R이 음의 값을 갖는 반사율 증가형의 두 가지가 있다. 반사율 감소형에서는 Rc를 크게하기 쉽기 때문에, 베이스가 되는 반사율을 높게 할 수 있고, Ra를 거의 0으로 할 수 있기 때문에 신호의 콘트라스트를 크게 할 수 있는 이점이 있기는 하지만, 상술한 바와 같이 Ac/Aa도 동시에 크게 하기 위해서는 입사광의 일부를 투과시키거나, 또는 기록층 이외에 흡수시키거나 하는, 어느 한 방법이 필요하게 되어, 입사광을 효율적으로 이용하는 데에, 그리고 광학설계상의 자유도의 점에서 불리하다.한 편, 반사율 증가형에서는 △R의 절대치를 크게 할 수록, Ac/Aa도 동시에 커지므로, 입사광의 일부를 투과시키거나 기록층 이외에 흡수시키거나 할 필요가 없으므로, 입사광을 효율적으로 이용하고, 또 광학설계상의 자유도의 점에서 유리하다.
이러한 반사율 증가형의 기록매체의 구성예로서는, 기판상에 Au 등의 반투과성의 광간섭층, 하측 보호층, 기록층, 상측 보호층, 반사층의 적어도 5층을 이 순서대로 설치하고, 특히 상기 광간섭층에 의한 광의 간섭효과를 이용하여 반사율 증가형에서 △R의 절대치를 크게 하는 구성(특개평 7-78354호 공보, 특개평 7-105574호 공보, 특개평 7-262607호 공보 등), 또는 기판상에 고굴절률 보호층, 저굴절률 보호층, 고굴절률 보호층, 기록층, 상측 보호층, 반사층의 적어도 6층을 이 순서대로 적층한 구성 등이 개시되어 있다.
종래의 반사율 증가형의 기록매체에서는, 반사층으로서 Au, Al 등의 금속재료, 또는 이들을 주성분으로 하는 합금재료를 이용했다. 이들의 반사층 재료는 모두 굴절률(n)이 2.5미만 또는 소쇠계수(k)가 3이상이고, 열전도율이 50W/(m·K)보다도 커서, 박막재료 내에서는 열전도율이 높은 부류에 들어간다. 따라서, 반사층에 의한 냉각효과가 너무 커지므로, 현재 입수가능한 레이저 다이오드에서는 파워부족으로 충분히 기록층을 승온시킬 수 없어, 완전히 마크를 형성할 수 없는 경우가 있다(감도부족). 또는, 기록시에 막 내면에서의 열확산이 커져, 인접 트랙의 마크를 지워 버릴 우려도 있다(크로스 소거).
상술한 바와 같이, 용량을 배증시키기 위해 정보층을 분리층을 통해 다수 적층한 기록매체에서는, 기록재생용의 레이저 광이 입사하는 측으로부터 세어 2번째 이하의 정보층에 대해서는 첫번째의 정보층을 투과할 때에 반사 및/또는 흡수에 의해 감쇠한 광량으로 기록재생을 행하기 때문에, 감도부족이 보다 큰 문제가 된다.
또, 고밀도 기록화를 도모하기 위해 레이저 광을 단파장화하면, 레이저 광원으로부터의 출력이 저하하는 경향이 있다. 이 때문에, 감도부족은 단일의 정보층을 구비한 매체에서도 문제가 될 가능성이 있다.
따라서, 본 발명은 고밀도·고선속도인 오버라이트에서의 C/N비, 높은 소거율, 작은 크로스 소거를 실현하면서도, 감도가 높은 광학적정보 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은 이 광학적정보 기록매체의 제조방법, 기록재생방법 및 기록재생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 광학적정보 기록매체는 투명기판상에, 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명 기판측으로부터 입사하는 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 한다.
상기 광학적정보 기록매체는 소위 반사율 증가형의 범주에 속하고, 반사층과 함께 광간섭층이 이용된다. 이 광간섭층은 광간섭에 의해 반사율의 증가(기록전후의 반사율의 차)를 확대하는 층이다.
광간섭층은 구체적으로는 파장(λ)에서의 굴절률이 2이상에서 소쇠계수가 2이하이거나, 파장(λ)에서의 굴절률이 1이하에서 소쇠계수가 3이상인 것이 바람직하다.
또, 광간섭층의 열전도율은 50W/(m·K)이하인 것이 바람직하다. 감도향상에 유리하기 때문이다.
상기 광학정보 기록매체에서는 광간섭층이 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 제1 광간섭층 및 제2 광간섭층의 2층으로 되어도 좋다. 이 경우, 파장(λ)에서, 상기 제2 광간섭층의 굴절률은 상기 제1 광간섭층의 굴절률 및 하측 보호층의 굴절률보다도 작고, 상기 제1 광간섭층의 소쇠계수 및 상기 제2 광간섭층의 소쇠계수는 모두 1이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제2 광학정보 기록매체는 투명기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 분리층상에 상기 하측 보호층이 직접 형성되어, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절룰(n1)의 비 n1/n2가 0.8이하이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사하는 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로한다.
상기 광학적정보 기록매체도, 이른바 반사율 증가형의 범주에 속하지만, 분리층과 하측 보호층 사이에 광 간섭층은 개재하지 않는다. 이 매체에서는 광 간섭층을 이용하는 대신, 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2가 0.8이하인 기록층이 이용되고 있다.
상기 제1 및 제2 광학적정보 기록매체에서는, 제1 정보층은 적어도 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층을 가지고, 상기 제1 정보층은 기록에 이용하는 광 빔에 대해 30%이상의 투과율을 가지는 것이 바람직하다. 감도향상에 유리하기 때문이다.
상기 제2 광학적정보 기록매체에서의 기록층은 두 개의 정보층을 구비한 매체에 한하지 않고, 널리 적용할 수 있다. 이 기록층을 가지는 본 발명의 제3 광학적정보 기록매체는, 투명기판상에 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이하인 반사층을 구비하고, 상기 투명기판상에 상기 하측 보호층이 직접 형성되어, 상기 기록층에서 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비(n1/n2)가 0.8이하이고, 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록 후의 반사율이 높은 것을 특징으로 한다.
상기 제1∼제3 광학적정보 기록매체에서는, 반사층의 파장(λ)에서의 굴절률이 3.0이상인 것이 바람직하다. 또, 반사층의 파장(λ)에서의 소쇠계수는 4.0이하인 것이 바람직하다.
또, 반사층의 열전도율은 50W/(m·K)이하가 적합하다. 특히, 광간섭층과 반사층의 열전도율을 모두 상기 범위로 하면, 감도향상에 특히 적합한 매체로 할 수 있다.
또, 상기 광학적정보 기록매체에서는, 하측 보호층과 기록층 사이의 계면 및 기록층과 상측 보호층 사이의 계면에서 선택된 적어도 한 쪽에, 다시 계면층을 구비하는 것이 바람직하다.
또, 상기 광학적정보 기록매체에서는 기록층이 적어도 Ge, Sb 및 Te를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 광학정보 기록매체에서는, Ge, Sb 및 Te의 원자수의 비 Ge:Sb:Te를 x:y:z(x+y+z=1)로 표시했을 때에, 0.10≤x≤0.50, 0.40≤z≤0.60인 것이 바람직하다.
또, 상기 광학적정보 기록매체에서는 반사층이 적어도 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Zn, Cd, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi 및 Te에서 선택된 적어도 한 종류의 원소를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학적정보 기록매체의 제조방법은, 상기 제1 또는 제2 광학적정보 기록매체를 제조하는 방법에서, 상기 투명기판상에 상기 제1 정보층을, 상기 보호기판상에 상기 제2 정보층을 각각 적층하는 성막공정과, 상기 제1 정보층과 상기 제2 정보층이 서로 마주보도록 상기 투명기판과상기 보호기판을 상기 분리층을 통해 접합시키는 밀착공정과, 상기 제1 정보층 및 상기 제2 정보층을 모두 기록가능한 초기상태로 하는 초기화 공정으로 된 것을 특징으로 한다.
상기 광학적정보 기록매체의 기록방법에서는, 광 빔의 파장(λ)에서의 반사층의 소쇠계수가 4.0이하이고, 밀착공정 후에 제1 정보층에 대해 투명기판측에서, 제2 정보층에 대해 보호기판측에서 각각 광을 조사하여 초기화 공정을 행하는 것이 바람직하다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학적정보 기록매체의 기록재생방법은, 상기 제1 또는 제2 광학적 정보기록매체의 기록재생방법에 있어서, 상기 제1 정보층 및 제2 정보층에 상기 투명기판측에서 입사한 상기 광 빔에 의해 정보의 기록재생을 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 광학적정보 기록매체의 기록재생방법에서는 기록층의 조사부를 순간 용융시키기 데에 충분한 파워 레벨을 P1, 조사부를 순간 용융시킬 수 없는 파워 레벨을 P2 및 P3(단, P1>P2≥P3≥0)으로 표시했을 때에, 상기 파워 레벨(P1)과 상기 파워 레벨(P3)의 사이에서 변조하는 다수의 펄스열을 그리는 광빔에 의해 기록하고자 하는 적어도 일부의 마크를 상기 기록층에 기록하고, 마크를 형성하지 않을 때에는 상기 광 빔을 상기 파워 레벨(P2)에서 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
또, 상기 광학적정보 기록매체의 기록재생방법에서는 기록펄스열의 마지막 펄스 후에, 파워 레벨(P4)(단, P2>P4≥0)의 냉각구간을 설치하는 것이 바람직하다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학정보 기록매체의 기록재생장치는 상기 제1 또는 제2 광학적정보 기록매체의 기록재생장치에서, 상기 제1 정보층 및 제2 정보층에 상기 투명기판측으로부터 입사한 상기 광 빔에 의해 정보의 기록재생을 행하기 위한 층인식수단 및 층절환수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 광학적정보 기록매체의 기록재생장치는 기록층의 조사부를 순간 용융시키는 데에 충분한 파워 레벨을 P1, 조사부를 순간 용융시킬 수 없는 파워 레벨을 P2 및 P3(단, P1>P2≥P3≥0)으로 표시했을 때, 상기 파워 레벨(P1)과 상기 파워 레벨(P3) 사이에서 변조하는 다수의 펄스열을 그리는 광 빔에 의해 기록하고자 하는 적어도 일부의 마크를 상기 기록층에 기록하고, 마크를 형성하지 않을 때에는 상기 광 빔을 상기 파워 레벨(P2)에서 일정하게 유지하는 광빔강도 변조수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또, 상기 펄스열의 마지막 펄스 후에 파워 레벨(P4)(단, P2>P4≥0)의 냉각구간을 설치하는 광빔강도 변조수단을 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 광학적정보 기록매체의 일 형태의 구성단면도,
도 2는 본 발명의 광학적정보 기록매체의 다른 일 형태의 구성단면도,
도 3은 본 발명의 광학적정보 기록매체의 또 다른 일 형태의 구성단면도,
도 4는 본 발명의 광학적정보 기록매체의 또 다른 일 형태의 구성단면도,
도 5는 본 발명의 광학적정보 기록매체의 기록재생장치의 구성의 개략을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 광학적정보 기록매체의 기록재생에 이용하는 펄스파형의 예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 투명기판 2 : 제1 정보층
3 : 분리층 4 : 제2 정보층
5 : 보호기판 6 : 광간섭층
7 : 하측 보호층 8 : 기록층
9 : 상측 보호층 10 : 반사층
11 : 레이저 광 12 : 레이저 다이오드
13 : 반투명 거울 14 : 대물 렌즈
15 : 모터 16 : 광디스크
17 : 포토 디텍터
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 광학적정보 기록매체의 일 형태의 구성단면도이다. 이 매체는 투명기판(1)상에, 제1 정보층(2), 분리층(3), 제2 정보층(4) 및 보호기판(5)을 이 순서대로 구비하고 있다. 제2 정보층은 투명기판(1)에 가까운 측으로부터 순서대로 광간섭층(6), 하측 보호층(7), 기록층(8), 상측 보호층(9), 반사층(고굴절률 재료층)(10)을 이 순서대로 구비하고 있다.
본 발명의 광학적정보 기록매체는 도 2와 같이, 광간섭층(6)으로서투명기판(1)에 가까운 측으로부터 순서대로, 제1 광간섭층(61) 및 제2 광간섭층(62)의 2층의 적층체를 이용해도 좋다.
또, 기록층(8)의 광학정수에 따라서는 도 3과 같이 광간섭층(6)을 형성하지 않아도 좋다. 이 경우는, 도 4에 도시한 바와 같이, 단일의 정보층을 구비한 기록매체로서도 이용해도 좋다.
또, 본 발명의 광학적정보 기록매체에는 도시한 층 이외의 막이 포함되어도 된다.
이들의 매체는 투명기판(1)의 측에서 레이저 광(11)을 조사함으로써, 제1 정보층(2) 및 제2 정보층(4)의 양쪽에 대해 기록재생할 수 있다.
투명기판(1)의 재료로는 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 아톤 수지, 유리 등을 이용할 수 있다. 기판(1)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.1∼2.0㎜정도가 적합하다. 또, 투명기판(1)의 막을 형성하는 쪽의 표면에는 레이저 광(11)의 트랙킹 안내용 스파이럴 형상 또는 동심원 형상의 홈이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
광간섭층(6)으로서는 반사율 증가형(기록에 따른 반사율의 차이(△R)가 음)이 되고, 그 절대치를 크게 하는 것을 용이하게 할 목적으로, 레이저 광(11)의 파장(λ)에서, 굴절률이 2이상 또는 소쇠계수가 2이하이거나, 또는 굴절률이 1이하 또는 소쇠계수가 3이상인 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
또, 감도를 높이기 위해서는 광간섭층(6)은 열전도율이 낮은 것(예컨대, 50W/(m·K)이하), 또는 열전도율이 50W/(m·K)이하에서도 막 두께가 20㎚이하인 것이 바람직하다. 예컨대, 파장 600∼800㎚정도의 적색 파장역에서는, Au, Ag, Cu 등의 단체 또는 이들 원소의 적어도 한 종류를 주성분으로 하여 적당히 다른 원소를 첨가한 Ag-Pd, Ag-Cu-Pd, Ag-Pd-Ti 등을 굴절률(n)이 1이하 또는 소쇠계수(k)가 3이상인 재료로 이용할 수 있다. 또, Si, Ge 등의 단체, 또는 이들의 원소의 적어도 한 종류를 주성분으로 하여 적당히 다른 원소를 첨가한 Si-W, Si-Cr, Ge-Si-Cr 등을 굴절률(n)이 2이상 또 소쇠계수(k)가 2이하인 재료로서 이용할 수 있다.
하측 보호층(7) 및 상측 보호층(9)으로서는 레이저 광(11) 조사시의 보호기판, 기록층 등의 열적손상에 의한 노이즈 증가의 억제, 레이저 광에 대한 반사율, 흡수율 및 반사광의 위상의 조정 등의 목적으로, 물리적·화학적으로 안정되고, 기록층의 융점보다도 융점 및 연화온도가 높고, 기록층의 재료와 서로 고용하지 않는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 재료로는 예컨대, Y, Ce, Ti, Zr, Nb, Ta, Co, Zn, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Te 등의 산화물, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb 등의 질화물, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si 등의 탄화물, Zn, Cd 등의 황화물, 셀렌화물 또는 텔루르화물, Mg, Ca 등의 플루오르화물, C, Si, Ge 등의 단체, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유전체 또는 유전체에 준하는 재료를 들 수 있다. 하측 보호층(7)과 상측 보호층(9)은 필요에 따라 다른 재료를 이용해도 되고, 동일한 재료를 이용할 수도 있다.
기록층(8)으로는 레이저 광을 조사함으로써 그 광학정수(굴절률(n), 소쇠계수(k))가 변화하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료로서는, Te나 Se를 베이스로 하는 칼코게나이드, 예컨대, Ge-Sb-Te, Ge-Te, Pd-Ge-Sb-Te, In-Sb-Te, Sb-Te, Ag-In-Sb-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sb-Se-Te, Ge-Sn-Te, Ge-Sn-Te-Au, Ge-Sb-Te-Cr, In-Se, In-Se-Co 등을 주성분으로 하는 합금계, 또는 이들에 질소, 산소 등을 적당히 첨가한 합금계를 들 수 있다. 또, 반사층(고굴절률 재료층)(10)으로는, 반사율 증가형으로 즉, △R이 음의 값을 가지고, 그 절대치를 크게하는 것을 용이하게 하고, 또 냉각속도를 조정할 목적으로, 레이저 광의 파장(λ)에서, 굴절률(n)이 2.5이상, 보다 바람직하게는 3.0이상인 재료를 이용한다. 예를 들면, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Zn, Cd, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Te의 군에서 선택된 하나 또는 다수의 원소를 포함하는 재료를 이용할 수 있다. 이들의 재료는 감도를 높일 목적으로 열전도율이 낮은(예를 들면 50W/(m·K)이하) 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 원소의 산화물, 질화물, 탄화물, 플루오르화물, 붕화물, 황화물, 셀렌화물 또는 다수 원소의 화합물 등을 이용하는 경우는, 화학량론 조성 근방의 것을 이용해도 되고, 필요에 따라 화학량론 조성에서 어긋난 조성의 것을 이용해도 되며, 이들의 혼합물을 이용해도 좋다.
도 2에 도시한 바와 같이, 광간섭층(6)으로서, 제1 광간섭층(61) 및 제2 광간섭층(62)을 적층하여 이용하는 경우는, 하측 보호층(7) 및 상측 보호층(9)용으로서 예시한 유전체 또는 유전체에 준하는 재료를 이용할 수 있다. 단, 반사율 증가형에서 즉 △R이 음의 값을 가지고, 그 절대값을 크게하는 것을 용이하게 할 목적으로 레이저 광의 파장(λ)에서, 제2 광간섭층의 굴절률이 인접하는 층인 제1 광간섭층 및 하측 보호층(7)의 굴절률보다도 작아지도록, 각 층의 재료를 조합하는 것이 바람직하다.
제1 정보층(2)으로서는 제2 정보층(4)과 마찬가지로, 레이저 광(11)에서 기록재생할 수 있는 정보층이면 좋지만, 예컨대 기록층(8)용으로 예시한 기록재료의 기록층과, 이 기록층의 양쪽에 설치된 보호층용으로서 예시한 재료의 보호층을 적어도 포함하는 다층구성으로 할 수 있다. 단, 제2 보호층(4)에 대해 기록재생을 하기 위해서는 레이저 광(11)의 광량의 30%이상이 제1 정보층을 투과하는 것이 바람직하다.
또, 제1 정보층(2)은 기록은 할 수 없지만, 미리 투명기판(1)의 표면상에 요철 패턴으로 저장된 정보를 재생하기 위한 재생전용층이어도 좋다. 매체 1장당 저장된 정보량이 작게는 되지만, 제1 정보층 및 분리층은 필수이지는 않다.
분리층(3)으로는 제1 정보층 및 제2 정보층의 각각에 대해 레이저 광(11)에서 기록재생하기 때문에, 레이저 광의 파장(λ)에서 투명하고, 내열성 및 접착성이 높은 재료인 것이 바람직하며, 접착수지(예컨대 자외선 경화성 수지), 양면 테이프, 유전체 막 등을 이용할 수 있다. 또, 분리층(3)의 두께는 제1 정보층(2) 및 제2 정보층(4) 중 어느 한 쪽에 대해 기록재생을 할 때, 다른 쪽에 기록되어 있는 신호정보가 누설되는 것을 방지하기 위해, 예컨대 2㎛이상인 것이 바람직하다. 또, 제1 정보층(2) 및 제2 정보층(4) 모두 레이저 광(11)을 포커싱(focusing)하기 때문에, 기재 두께의 합계를 기재두께 공차의 범위내로 하는 것이 바람직하며, 예컨대 100㎛가 적합하다.
보호기판(5)으로는 예컨대, 투명기판과 같은 것을 이용할 수 있는데, 투명하지 않은 재료를 이용해도 좋고, 투명기판(1)과는 두께, 홈 형상이 달라도 좋다. 예컨대, 스파이럴 방향은 반대이어도 좋다. 또, 분리층의 제2 정보층의 표면에, 제2 정보층용의 안내홈을 2P법으로 형성할 수도 있다. 보호기판은 접착제 등을 이용하여 제2 정보층을 접합시켜도 되고, 스핀코트법으로 오버코트 수지층으로서 형성해도 좋다.
또, 하측 보호층(7)과 기록층(8)의 사이 및 기록층(8)과 상측 보호층(9)의 사이 중 어느 한 쪽 또는 양쪽의 계면에 반복기록시의 층계면에서의 원자의 상호확산을 억제하기 위해 계면층을 설치해도 좋다. 또, 제1 정보층의 기록층에 인접하여 같은 계면층을 설치해도 좋다.
계면층은 보호층용으로서 예시한 재료에서, 상기 역할을 하는 유전체 재료를 적당히 선택하여 형성하면 되지만, 특히 Ge, Si, Al, Cr 등의 질화물, 산화물, 탄화물 또는 이들의 혼합물을 주성분으로 하는 재료가 가장 적합하다.
이하, 광학적정보 기록매체의 제조방법의 일 형태에 대해서 설명한다. 이 제조방법은, 성막공정, 밀착공정, 초기화 공정을 포함하고, 이 순서대로 각 공정이 실시된다.
성막공정에서는 안내 홈이 미리 형성된 투명기판(1)의 표면에 제1 정보층(2)을, 안내홈이 미리 형성된 보호기판(5)의 표면에 제2 정보층(4)을 각각 형성한다. 이들의 정보층은 예를 들면 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, MBE(Molecular Beam Epitaxy)법 등 통상의 기상박막 퇴적법으로 형성하면 된다. 성막 레이트, 제조비용, 얻어지는 막의 품질 등의 관점에서는 스퍼터링법이 가장 밸런스(balance)가 좋다. 성막은 일반적으로는 고진공상태의 챔버 내의 불활성 가스를 흐르게 하면서 행하지만, 산소, 질소 등 다른 기체를 혼입시키면서 성막하는 경우도 있다. 이에 따라, 막 중에 O원자, N원자 등을 혼입시켜, 막의 특성이나 각 원자의 결합상태를 조정할 수 있다. 이들의 원자의 혼입은 반복 특성이나 내습성의 향상에 유효한 경우가 있다.
밀착공정에서는 투명기판(1)과 보호기판(5)이 막면끼리 서로 마주보도록(제1 정보층과 제2 정보층이 내측이 되도록), 분리층(3)을 통해 접합된다. 밀착공정은 예컨대, 어느 한 쪽의 막면상에 자외선 경화성 수지를 스핀코트 등의 방법으로 도포하여 양 기판을 가압·밀착시키고, 자외광을 조사하여 자외선 경화성 수지를 경화시켜 행해진다.
초기화 공정에서는 제1 정보층(2) 및 제2 정보층(4)에 대해 각각 투명기판(1)측 및 보호기판(5)측으로부터 레이저 광 등의 에너지 광을 조사함으로써 전면을 초기화(통상은 결정화)시킨다.
여기에서, 상기 매체의 광학적 특성에 대해 설명한다. 다층막에 대해서 각 층의 재료의 굴절률, 소쇠계수 및 막 두께를 결정하여, 모든 계면에 대해서 에너지 보존측에 따라 각 계면에서의 광 에너지 수지(收支)의 연립방정식을 세워 이것을 풀면, 다층막 전체로서 입사하는 광 빔에 대한 반사율, 투과율 및 각 층의 흡수율을 구할 수 있다. 이 수법은 예컨대, 매트릭스법으로서 공지되어 있다(久保田廣著「波動光學」岩波書店, 1971년 등).
여기에서는 그 일예로서 제2 정보층과 같이 레이저 광(여기에서는 파장 660㎚으로 한)입사측으로부터 순서대로, 기판 또는 수지층/광간섭층/하측 보호층/기록층/상측 보호층/반사층/기판 또는 수지층, 의 다층구조매체에 대해서 Rc, Ra, Ac, Aa 등의 값을 계산했다. 각 층의 굴절률(n) 및 소쇠계수(k)를 기판 또는 수지층이 n=1.6, k=0.0, 광간섭층이 n=4.0, k=0.2(막 두께 30㎚), 하측 보호층이 n=2.1, k=0.0, 기록층이 비정질 상태에서 n=4.1, k=1.6, 결정상태에서 n=3.9, k=4.2(막 두께 10㎚), 상측 보호층이 n=2.1, k=0.0으로 하여 다양한 고귤절률 재료로 이루어진 반사층의 n 및 k의 조합에 대해 하측 보호층, 상측 보호층 및 반사층의 막 두께를 변화시키면서, Rc≥15%의 범위에서 △R이 음의 값을 가지는 경우의 그 절대값의 최대값 │△R│max를 구한 결과를 표 1에 나타낸다.
(표 1)
표 1에서 큰 │△R│max을 얻은 반사층의 광학정수(n,k)의 범위는 대략 n이 2.5미만 또는 3.0이상의 영역과, n이 2.5이상의 영역에 있다. 또, 어떤 n,k에서도 Ac/Aa의 값은 1.5보다도 컸다.
종래, 반사율 증가형의 기록매체의 반사층으로서 이용되어 온 Al, Au 또는 이들의 합금 등의 재료는 모두 n이 2.5미만 또는 3.0이상이고, 큰 │△R│max를 얻을 수 있는 영역에 있다(표 1). 그러나, 이들의 재료는 모두 열전도율이 커서, 감도향상에는 적합하지 않다. 또, 기록시에서의 기록층의 열분포가 막 두께 방향으로 급준하여 면 안쪽으로 완만하게 되어 버리기 때문에, 크로스 소거도 커진다.
이에 대해, n이 2.5이상의 영역에서는 Si, Ge를 비롯하여, 각종 유전체 재료, 반금속·반도체 재료, 금속재료에서도 저열전도율인 재료 등, 열전도율이 낮은 재료가 존재한다. 이들의 재료를 이용한 반사층은 Al, Au 또는 이들의 합금 등을 이용한 반사층과 비교하여 광학적으로 뒤떨어지지 않는, 즉, 반사율 증가형에서 충분한 반사율 변화를 얻을 수 있다는 것은 표 1로부터 확인할 수 있다. 또, 열전도율이 낮으므로 높은 감도가 얻어지는 것도 기대할 수 있다. 또, 기록시에서의 기록층의 열분포가 면 안쪽으로 급준하고 또 막 두께 방향으로 완만하게 되므로, 크로스 소거를 작게하는 효과도 있다고 여겨진다.
또, 반사층으로서 열전도율이 낮은 재료를 이용하고, 또 광간섭층으로서도 마찬가지로 열전도율이 낮은 재료를 이용하거나 광간섭층을 생략하면, 기록시에서의 기록층의 냉각속도가 늦어져 기록층이 비정질화되기 어려운 문제가 발생할 우려가 있다. 그러나, 이 문제는 기록층의 재료를 결정화 속도가 빠른 화학양론 조성근방에서 적당히 먼 조성으로 하거나 또는 구성원소 이외의 불순물이 되는 원소를 적당히 포함한 조성으로 비정질화함으로써 용이하게 해결할 수 있다.
또, 상기의 과제는 냉각능력이 높은 추가의 반사층을 기록층에서 보아 먼 쪽에 형성함으로써도 해결할 수 있다. 냉각능력이 높은 반사층은 통상적으로, 기록층의 승온을 방지하여 감도저하의 원인이 되는데, 상기 형태와 같이 열전도율이 낮은 반사층과 병용하면, 감도저하는 문제되지 않는다.
또, 상기 광간섭층을 대신하여, 레이저 광 입사측으로부터 순서대로, 제1 광간섭층 및 제2 광간섭층을 이 순서대로 설치한 다층구조의 매체(도 2)에 대해서도, 제1 광간섭층을 n=2, k=0.0, 막 두께 70㎚, 제2 광간섭층을 n=1.5, k=0.0, 막 두께 100㎚으로 하여, 상기와 같은 계산을 행했다. 그 결과, 표 2에 도시한 바와 같이 표 1과 거의 같은 결과를 얻을 수 있었다.
(표 2)
또, 광간섭층을 제외한 막 구성(도 3)에서 상기와 같은 계산을 행한 결과를 표 3에 나타낸다. 또, 광간섭층을 제외하고, 또 기록층의 결정상태의 굴절률을 작게 하여(n=2.0), 같은 계산을 행한 결과를 표 4에 나타낸다.
(표 3)
(표 4)
표 3에서는 단순히 광간섭층을 생략하고 있기 때문에, 전체적으로 △R의 값이 작아진다. 이에 대해 표 4에서는 광간섭층을 생략함에도 불구하고, 기록층의 굴절률을 조정하고 있기 때문에, 광간섭층을 형성한 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 기록층의 결정상태에서의 굴절률(nc)를 작게 하여, 비정질 상태의 굴절률(na)에 대한 비(nc/na)를 0.95(3.9/4.1)에서 0.49(2.0/4.1)로 저하시켰기 때문이다. 상기와 같은 계산에 의해, 상기 굴절률의 비율(nc/na)를 0.8이하로 하면, 광간섭층이 없어도, 반사율 증가형의 구성의 매체에서 △R을 실용상 바람직한 정도로 크게 할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
또, 재료에 따라서는 파장(λ)에 의해 상기 굴절률의 비율(nc/na)이 크게 변화하는 경우가 있다. 구체적으로는, 파장이 짧을수록 상기 비율(nc/na)은 작아지는 경우가 많다. 따라서, 특히 광간섭층을 이용하지 않는 경우에는, 레이저 광의 파장(λ)은 500㎚이하로 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 의한 광학적정보 기록매체의 기록·재생을 하기 위한 장치의 개략도이다. 이 장치에서는 레이저 다이오드(12)에서 나온 레이저 광(11)은 반투명 거울(half-mirror)(13) 및 대물렌즈(14)를 지나, 모터(15)에 의해 회전되는 광 디스크(16)상에 포커싱되어, 정보신호의 기록·재생이 이루어진다.
정보신호의 기록을 할 때에는, 도 6에 도시한 펄스파형을 이용하여 레이저를 변조한다. 즉, 레이저 광(11)의 강도를 적어도 광을 조사한 경우에서도 조사부를 순간 용융시키는 데 충분한 파워 레벨(P1), 광을 조사해도 조사부를 순간 용융시키는 것이 불가능한 파워 레벨(P2, P3)(단, P1>P2≥P3≥0)의 사이에서 변조한다. 또, 레이저 강도의 변조는 반도체 레이저의 구동전류를 변조하여 행하는 것이 바람직하지만, 전기광학 변조기, 음향광학 변조기 등의 수단을 이용하여 행해도 좋다.
또, 상기에서 순간 용융이란, 상세하게는 레이저 광의 주사속도에 의존하는 상기 레이저 광의 조사시간 내에서 용융한다는 의미이다.
마크를 형성하는 부분에 대해서는, 파워 레벨(P1)의 단일 구형 펄스이어도 좋지만, 특히 긴 마크를 형성하는 경우는 과잉인 열을 없애, 마크폭을 균일하게 또 크로스 소거를 저감할 목적으로, 파워 레벨(P1), (P2) 및 (P3)의 사이에서 변조된 다수의 펄스의 열로 이루어진 기록 펄스열을 이용하는 것이 바람직하다. 마크를 형성하지 않거나 마크를 소거하는 부분에 대해서는 펄스 레벨(P2)에서 일정하게 유지해도 된다.
또, 상기 다수의 펄스열 직후에 펄스 레벨(P4)(단, P2>P4≥0)의 냉각구간을 설치하면, 특히 열과잉이 되기 쉬운 마크 후단 부분의 열을 제거할 수 있다. 이 냉각구간을 설치하면, 크로스 소거를 저감하는 효과를 높일 수 있다. 반대로, 비정질화하기 어려운 마크폭이 좁아지기 쉬워 마크전단 부분에서는, 마크폭을 후단과 정렬하기 위해, 다수의 펄스열 중, 선두의 펄스만큼 폭을 넓히거나(도 6), 그 펄스 레벨을 P1보다도 높게 해도 좋다.
한 편, 다수의 펄스열의 각 펄스 및 펄스 사이의 길이를 일정하게 하면, 단일 주파수에서 변조할 수 있기 때문에 변조수단을 간략화할 수 있다.
여기에서, 마크의 길이나 그 전후 스페이스의 길이, 또 이웃한 마크의 길이 등의 각 패턴에 의해 마크 가장자리 위치에 정렬이 되지 않은 경우가 발생하여, 지터 증대의 원인이 되는 경우가 있다. 상기 기록재생방법은 이것을 방지하여, 지터값을 개선하기 위해, 상기 펄스열의 각 펄스의 위치 또는 길이를 패턴마다 에지 위치가 정렬되도록 필요에 따라 조정·보상하여 행하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 기록된 정보신호를 재생하는 경우에는, 제1 정보층(2) 및 제2 정보층(4)에 기록된 정보가 소거되지 않을 정도의 파워의 레이저 광(11)을 광 디스크(16)에 조사하고, 그 반사광을 포토 디텍터(17)에 입사시켜, 그 반사광량 변화를 재생신호로서 검출하면 된다.
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세히 설명하겠는데, 본 발명은 이하의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
투명기판으로서, 폴리카보네이트 수지로 이루어지고, 직경 12㎝, 두께 0.58㎜, 그루브 및 랜드폭은 모두 0.6㎛, 그루브 깊이는 약 70㎚의 것을 이용했다. 이 투명기판의 그루브가 형성된 표면상에, 제1 정보층으로서 ZnS-SiO2(분자수비 ZnS:SiO2=80:20)타깃을 이용하여 막 두께 약 100㎚의 하측 보호층, Ge-Sb-Te(원자수비 Ge:Sb:Te=29:21:50)타깃을 이용하여 막 두께 약 7㎚의 기록층, ZnS-SiO2(분자수비 ZnS:SiO2=80:20)타깃을 이용하여 막 두께 약 110㎚의 상측 보호층의 각층을 스퍼터링법으로 순차 적층했다.
또, 같은 기판을 보호기판으로 이용하고, 그 그루브가 형성된 표면상에 제2 정보층으로서 Si타깃을 이용하여 막 두께 40㎚의 반사층, ZnS-SiO2(분자수비ZnS:SiO2=80:20)타깃을 이용하여 막 두께 약 80㎚의 상측 보호층, Ge-Sb-Te(원자수비 Ge:Sb:Te=29:21:50)타깃을 이용하여 막 두께 약 10㎚의 기록층, ZnS-SiO2(분자수비 ZnS:SiO2=80:20)타깃을 이용하여 막 두께 약 70㎚의 하측 보호층, Si타깃을 이용하여 막 두께 약 30㎚의 광간섭층의 각층을 스퍼터링법으로 순차 적층했다. 여기에서, 제2 정보층은 레이저 광입사측에서 보아 역순, 즉 안쪽에 있는 층으로부터 순서대로 적층한다. 모두 직경 10㎝, 두께 6㎜정도의 타깃을 이용하고, 기록층 이외는 Ar가스, 기록층은 Ar과 N2의 혼합가스(N2가스 분압은 약 5%)를 스퍼터 가스로 성막했다.
다음에, 제2 정보층의 막면상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 제1 정보층과 막면끼리를 서로 마주보게 하여 양자를 가압·밀착시키고, 자외선광을 조사하여 자외선 경화성 수지를 경화시켜, 두 개의 정보층을 가지는 한 장의 디스크로 했다(디스크 A). 그 후, 제1 정보층 및 제2 정보층에 대해, 각각 투명기판 및 보호기판의 측에서부터 레이저광으로 어닐링(annealing)함으로써, 전면을 초기화, 즉 결정화시켰다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예로서, Si로 이루어진 광간섭층 대신에, SiO2의 타깃을 이용하여 막 두께 약 100㎚의 제 2 광간섭층, ZnS-SiO2(분자수비 ZnS:SiO2=80:20)타깃을 이용하여 막 두께 약 70㎚의 제1 광간섭층을 보호기판에 가까운 쪽부터 순서대로 적층한 것 이외는 디스크 A와 완전히 같은 디스크 B를 제작했다.
또, 비교예로서, 반사층 Si 대신에 Al-Cr 타깃(원자수 Al:Cr=98:2)를 이용하여 막 두께 약 20㎚의 반사층을 설치한 것 이외는 디스크 A와 완전히 같은 방법으로 제작한 디스크 C도 준비했다.
여기에서 실제 측정에 의해 구한 파장660㎚에서의 광학정수((표 1)의 계산에는 이 값을 이용했다)는 기판 및 수지 모두 n=1.6, k=0.0, Si는 n=4.0, k=0.2, ZnS-SiO2는 n=2.1, k=0.0, Ge-Sb-Te는 비정질 상태에서 n=4.1, k=1.6, 결정상태에서 n=3.9, k=4.2, SiO2는 n=1.5, k=0.0, Al-Cr은 n=2.0, k=6.0이었다.
이들의 디스크를 파장 660㎚, NA 0.6의 광학계를 이용하여, 선속 8.2㎧(반경 위치 약 40㎜, 회전수 약 2000rpm)의 조건에서 마크에지기록을 행하여, 이하의 측정을 했다. 먼저, 그루브 및 랜드에 9.7㎒의 3T신호와 2.6㎒의 11T신호를 교대로 11회 기록하고, 3T신호가 기록된 상태에서 이 트랙을 재생하여 이 C/N 및 소거율을 스펙트럼 애널라이저(spectrum analyzer)로 측정했다. 여기에서, 소거율이란, 3T신호의 진폭과 11T 잔류신호의 진폭비로 했다. 다음에, 크로스 소거를 측정했다. 먼저, 그루브에 9.7㎒의 3T신호를 기록하고, 이 트랙을 재생하여, 3T신호 진폭(A0)을 스펙트럼 애널라이저로 측정한다. 다음에, 이 그루브의 양 주변의 랜드에 2.6㎒의 11T신호를 다수회(여기에서는 1만회) 반복기록하고, 다시 그루브를 재생하여 3T신호진폭(A1)을 스펙트럼 애널라이저로 측정한다. 이렇게 하여 측정한 3T신호진폭의 감쇠비 △A=A1-A0을 크로스 소거평가의 지표로 한다. 이와 같은 방법을 랜드와 그루브를 반대로 행하여, 마찬가지로 3T신호진폭 감쇠비(△A)를 측정한다.
또, 신호를 기록할 때의 레이저 변조파형은, 3T신호의 경우는 펄스폭 51.3ns(파워 레벨(P1))의 단일구형펄스로 하고, 11T신호의 경우는 9개의 펄스로 이루어진 펄스열(파워 레벨(P1))로 하여, 그 선두는 51.3ns, 두번째 이하는 모두 17.1ns의 펄스폭으로, 각 펄스간(파워 레벨(P3))의 폭도 17.1ns로 했다. 마크를 기록하지 않은 부분에서는 파워 레벨(P2)의 연속광으로 했다. 파워 레벨의 결정방식으로는, 기록 파워 레벨(P1)은 3T신호를 기록한 경우에 그 C/N비가 45dB를 넘는 파워의 하한값의 1.5배, 파워 레벨(P2, P3)은 소거율이 15dB를 넘는 파워범위의 중앙값, 재생 파워 레벨은 제1 정보층을 재생하는 경우는 2.0mW, 제2 정보층을 재생하는 경우는 2.5mW로 했다.
상기 측정을 행한 결과를 표 5에 나타낸다.
(표 5)
어떤 디스크의 어떤 정보층에서도 50dB이상의 C/N비 및 20dB이상의 소거율이 얻어져, 실용적인 기록매체로서 이용하는 것에 충분하고, 양호한 신호품질이라고 말할 수 있다. 그런데, 비교예의 디스크 C의 제2 정보층에서는 기록 파워 레벨은 약 13mW로, 현재 양산되어 입수가능한 적색 반도체 레이저로서는 한계에 가까운 출력이므로, 실용적인 기록매체로서는 바람직하다고는 말할 수 없다. 또, 디스크 C의 제2 정보층에서는 인접 트랩에 반복기록했을 때의 진폭감쇠비(△A)는 3∼4dB이고, 그루브 및 랜드폭 등, 디스크의 사양에도 좋지만, 고밀도인 기록매체로서는 불충분하다. 이에 대해, 본 실시예의 디스크 A 및 디스크 B의 제1 정보층 및 제2 정보층에서는, 기록 파워 레벨(P1)은 11㎽ 정도 또는 그 이하이고, 인접 트랙에 반복기록했을 때의 진폭감쇠비(△A)는 1dB 정도 또는 그 이하이므로, 모든 관점에서 고밀도 기록에 적합한 고감도인 기록매체라고 말할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 고밀도·고선속도인 오버라이트에서의 C/N비, 소거율 및 감도가 모두 높고, 크로스 소거가 작은 대용량의 광학적 정보기록매체를 제공할 수 있다.

Claims (26)

  1. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측으로부터 입사하는 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  2. 제 1항에 있어서, 광간섭층의 파장(λ)에서의 굴절률은 2이상이고, 소쇠계수는 2이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  3. 제 1항에 있어서, 광간섭층의 파장(λ)에서의 굴절률은 1이하이고, 소쇠계수는 3이상인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  4. 제 1항에 있어서, 광간섭층의 열전도율은 50W/(m·K)이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  5. 제 1항에 있어서, 광간섭층은 투명기판에 가까운 측으로부터 제1 광간섭층 및 제2 광간섭층의 두 층으로 이루어지고, 파장(λ)에서 상기 제2 광간섭층의 굴절률은 상기 제1 광간섭층의 굴절률 및 하측 보호층의 굴절률보다도 작고, 상기 제1 광간섭층의 소쇠계수 및 상기 제2 광간섭층의 소쇠계수는 모두 1이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  6. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 분리층상에 상기 하측 보호층이 직접 형성되고, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2는 0.8이하이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측으로부터 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 제1 정보층은 적어도 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층을 가지고, 상기 제1 정보층은 기록에 이용하는 광 빔에 대해 30%이상의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  8. 투명 기판상에 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태사이에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 구비하고, 상기 투명기판상에 상기 하측 보호층이 직접 형성되고, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2는 0.8이하이고, 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  9. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반사층의 파장(λ)에서의 굴절률은 3.0이상인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  10. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반사층의 파장(λ)에서의 소쇠계수는 4.0이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  11. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반사층의 열전도율은 50W/(m·K)이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  12. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 하측 보호층과 기록층 사이의 계면 및 기록층과 상측 보호층 사이의 계면에서 선택된 적어도 한 쪽에, 계면층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  13. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 기록층은 적어도 Ge, Sb 및 Te를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  14. 제 13항에 있어서, Ge, Sb 및 Te의 원자수의 비 Ge:Sb:Te를 x:y:z(x+y+z=1)로 표시했을 때에, 0.10≤x≤0.50, 0.40≤z≤0.60인 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  15. 제 1항, 제 6항, 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 반사층은 적어도 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Zn, Cd, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi 및 Te에서 선택된 적어도 한 종류의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체.
  16. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 광학정보 기록매체의 제조방법에 있어서,
    상기 투명기판상에 상기 제1 정보층을, 상기 보호기판상에 상기 제2 정보층을 각각 적층하는 성막공정과, 상기 제1 정보층과 상기 제2 정보층이 서로 마주보도록 상기 투명기판과 상기 보호기판을 상기 분리층을 통해 접합시키는 밀착공정과, 상기 제1 정보층 및 상기 제2 정보층을 모두 기록가능한 초기상태로 하는 초기화 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 제조방법.
  17. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 분리층상에 상기 하측보호층이 직접 형성되고, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2는 0.8이하이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 제조방법에 있어서,
    상기 투명기판상에 상기 제1 정보층을, 상기 보호기판상에 상기 제2 정보층을 각각 적층하는 성막공정과, 상기 제1 정보층과 상기 제2 정보층이 서로 마주보도록 상기 투명기판과 상기 보호기판을 상기 분리층을 통해 접합시키는 밀착공정과, 상기 제1 정보층 및 상기 제2 정보층을 모두 기록가능한 초기상태로 하는 초기화 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 제조방법.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서, 광 빔의 파장(λ)에서의 반사층의 소쇠계수는 4.0이하이고, 밀착공정 후에 제1 정보층에 대해 투명기판측에서부터, 제2 정보층에 대해 보호기판측에서 각각 광을 조사하여 초기화 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록매체의 제조방법.
  19. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사하는 상기 기록에 이용하는 광빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 광학정보 기록매체의 기록재생방법에 있어서,
    상기 제1 정보층 및 제2 정보층에, 상기 투명기판측에서 입사하는 상기 광 빔에 의해, 정보의 기록재생을 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생방법.
  20. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 분리층상에 상기 하측보호층이 직접 형성되고, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2는 0.8이하이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 재생방법에 있어서,
    상기 제1 정보층 및 제2 정보층에 상기 투명기판측으로부터 입사하는 상기 광 빔에 의해, 정보의 기록재생을 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생방법.
  21. 제 19 또는 제 20항에 있어서, 기록층의 조사부를 순간 용융시키는 데 충분한 파워 레벨을 P1, 조사부를 순간 용융시킬 수 없는 파워 레벨을 P2 및 P3(단, P1>P2≥P3≥0)으로 표시했을 때에, 상기 파워 레벨(P1)과 상기 파워 레벨(P3)의 사이에서 변조하는 다수의 펄스열을 그리는 광 빔에 의해 기록하고자 하는 적어도 일부의 마크를 상기 기록층에 기록하고, 마크를 형성하지 않았을 때에는 상기 광 빔을 상기 파워 레벨(P2)에서 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생방법.
  22. 제 21항에 있어서, 기록 펄스열의 마지막 펄스 후, 펄스 레벨(P4)(단, P2>P4≥0)의 냉각구간을 설치한 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 재생방법.
  23. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 광간섭층, 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 상기 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사하는 상기 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 광학적정보 기록매체의 기록재생장치에 있어서,
    상기 제1 정보층 및 제2 정보층에 상기 투명기판측으로부터 입사하는 상기 광 빔에 의해, 정보의 기록재생을 행하기 위한 층인식수단 및 층절환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생장치.
  24. 투명 기판상에 적어도 제1 정보층, 분리층, 제2 정보층 및 보호기판을 이 순서대로 구비하고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판에 가까운 측으로부터 순서대로 적어도 하측 보호층, 광 빔의 조사에 의해 광학적으로 검출가능한 다른 두 개 이상의 상태간에서 변화하는 기록층, 상측 보호층 및 기록에 이용하는 광 빔의 파장(λ)에서의 굴절률이 2.5이상인 반사층을 적층한 것이고, 상기 분리층상에 상기 하측보호층이 직접 형성되고, 상기 기록층에서, 상기 파장(λ)에서의 기록후의 굴절률(n2)에 대한 기록전의 굴절률(n1)의 비 n1/n2는 0.8이하이고, 상기 제2 정보층은 상기 투명기판측에서 입사한 상기 기록에 이용하는 광 빔에 대해 기록전의 반사율보다도 기록후의 반사율이 높은 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생장치에 있어서,
    상기 제1 정보층 및 제2 정보층에 상기 투명기판측으로부터 입사하는 상기 광 빔에 의해, 정보의 기록재생을 행하기 위한 층인식수단 및 층절환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생장치.
  25. 제 23 또는 제 24항에 있어서, 기록층의 조사부를 순간 용융시키는 데 충분한 파워 레벨을 P1, 조사부를 순간 용융시킬 수 없는 파워 레벨을 P2 및 P3(단, P1>P2≥P3≥0)으로 표시했을 때에, 상기 파워 레벨(P1)과 상기 파워 레벨(P3) 사이에서 변조하는 다수의 펄스열을 그리는 광빔에 의해 기록하고자 하는 적어도 일부의 마크를 상기 기록층에 기록하고, 마크를 형성하지 않았을 때에는 상기 광 빔을 상기 파워 레벨(P2)에서 일정하게 유지하는 광빔강도 변조수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적정보 기록매체의 기록재생장치.
  26. 제 25항에 있어서, 기록 펄스열의 마지막 펄스 후, 펄스 레벨(P4)(단, P2>P4≥0)의 냉각구간을 설치한 광빔강도 변조수단을 구비하고 있는 것을 특징으로하는 광학적정보 기록매체의 기록재생장치.
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