KR100756599B1 - 광기록 디스크 - Google Patents

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히로시 후지
다카시 기쿠카와
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샤프 가부시키가이샤
티디케이가부시기가이샤
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Abstract

기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만인 경우에도, 이들 기록마크 및 블랭크 영역을 포함하는 기록마크 열에 의해 구성된 데이터를, 원하는 대로, 기록하고, 재생할 수 있고, 기록용량을 대폭 증대시키는 것이 가능하게 되는 광기록 디스크를 제공한다. 레이저빔(L)이 조사되어, 데이터가 기록되고, 재생되도록 구성된 광기록 디스크로서, 백금 산화물을 주성분으로 포함하는 분해반응층(5)과, 광흡수층(7)이 제 2 유전체층(6)을 사이에 끼우고 형성된 적층체를 포함하고, 레이저빔(L)이 조사되었을 때에, 공동이 형성됨과 동시에, 백금 미립자가 공동내에 석출함으로써, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성되고, 백금 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
레이저빔, 데이터, 광기록 디스크, 귀금속 산화물, 분해반응층, 광흡수층, 유전체층, 적층체, 기록마크, 미립자

Description

광기록 디스크{OPTICAL RECORDING DISK}
본 발명은 광기록 디스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만인 경우에도, 이들 기록마크 및 블랭크 영역을 포함하는 기록마크 열(列)에 의해 구성된 데이터를, 원하는 대로, 기록하고, 재생할 수 있고, 기록용량을 대폭 증대시키는 것이 가능하게 되는 광기록 디스크에 관한 것이다.
종래로부터, 디지털 데이터를 기록하기 위한 기록매체로서, CD나 DVD로 대표되는 광기록 디스크가 널리 이용되고 있는데, 최근에는, 더욱 대용량이고, 또한, 높은 데이터 전송률을 갖는 광기록 디스크의 개발이 한창 행해지고 있다.
이러한 광기록 디스크에 있어서는, 데이터의 기록·재생에 사용하는 레이저빔의 파장(λ)을 작게 하는 동시에, 대물렌즈의 개구수(NA)를 크게 하고, 레이저빔의 빔 스폿 직경을 작게 조임으로써, 광기록 디스크의 기록용량의 증대가 도모되고 있다.
(발명이 이루고자 하는 기술적 과제)
광기록 디스크에서는, 광기록 디스크에 기록된 기록마크의 길이, 및 이웃하는 기록마크 사이의 길이, 즉, 기록마크가 형성되어 있지 않은 영역(이하, 「블랭크 영역」이라고 한다)의 길이가 해상한계 미만이 되면, 광기록 디스크로부터 데이터를 재생하는 것이 불가능하게 된다.
해상한계는 레이저빔의 파장(λ)과, 레이저빔을 수속하기 위한 대물렌즈의 개구수(NA)에 의해 결정되고, 기록마크와 블랭크 영역의 반복 주파수, 즉, 공간 주파수가 2NA/λ 이상인 경우에, 기록마크 및 블랭크 영역에 기록된 데이터의 판독이 불가능하게 된다.
따라서, 판독 가능한 공간주파수에 대응하는 기록마크 및 블랭크의 길이는, 각각, λ/4NA 이상이 되고, 파장(λ)의 레이저빔을 개구수(NA)의 대물렌즈에 의해, 광기록 디스크의 표면에 집광시킬 때는, λ/4NA의 길이의 기록마크 및 블랭크 영역이, 읽어낼 수 있는 최단의 기록마크 및 블랭크 영역이 된다.
이와 같이, 데이터를 재생하는 경우에는, 데이터의 재생이 가능한 해상한계가 존재하고, 재생할 수 있는 기록마크의 길이 및 블랭크 영역의 길이에 제한이 있다. 따라서, 해상한계 미만의 길이의 기록마크 및 블랭크 영역을 형성하여, 데이터를 기록해도, 기록된 데이터를 재생할 수 없으므로, 광기록 디스크에 데이터를 기록할 때에 형성가능한 기록마크의 길이 및 블랭크 영역의 길이가 필연적으로 제한되기 때문에, 통상은, 해상한계 미만이 되는 길이의 기록마크 및 블랭크 영역을 형성하여, 광기록 디스크에 데이터를 기록하는 일이 없다.
따라서, 광기록 디스크의 기록용량을 증대시키기 위해서는, 데이터의 재생에 사용하는 레이저빔의 파장(λ)을 짧게 하거나, 또는, 대물렌즈의 개구수(NA)를 크게 함으로써, 해상한계를 작게 하여, 보다 짧은 기록마크와 블랭크 영역으로 이루어지는 데이터를 재생할 수 있게 하는 것이 요구된다.
그렇지만, 데이터의 재생에 사용하는 레이저빔의 파장(λ)을 짧게 하거나, 또는, 대물렌즈의 개구수(NA)를 크게 하는데는 한계가 있고, 따라서 해상한계를 작게 함으로써, 광기록 디스크의 기록용량을 증대시키는 것에는 한계가 있었다.
또, 어떠한 방법으로, 광기록 디스크의 기록용량을 증대시키는 경우에도, 본래의 재생특성이 저하되지 않도록, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생했을 때에, 양호한 신호특성을 갖는 재생신호를 얻을 수 있는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만인 경우에도, 이들 기록마크 및 블랭크 영역을 포함하는 기록마크 열에 의해 구성된 데이터를, 원하는 대로 기록하고, 재생할 수 있고, 기록용량을 대폭 증대시키는 것이 가능하게 되는 광기록 디스크를 제공하는 것에 있다.
(발명을 해결하기 위한 수단)
본 발명이 이러한 목적은 레이저빔이 조사되어, 데이터가 기록되고, 재생되도록 구성된 광기록 디스크로서, 귀금속 산화물을 주성분으로서 포함하는 분해반응층과, 광흡수층이, 적어도 유전체층을 사이에 끼우고 형성된 적층체를 포함하고, 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 공동(空洞)이 형성됨과 동시에, 상기 귀금속의 미립자가 상기 공동내에 석출함으로써, 상기 분해반응층에 기록마크가 형성되고, 상기 귀금속의 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 광기록 디스크에 의해 달성된다.
본 발명자의 연구에 의하면, 귀금속 산화물을 주성분으로서 포함하는 분해반응층을 구비한 광기록 디스크에, 레이저빔이 조사되었을 때에, 분해반응층내에 공동이 형성됨과 동시에, 귀금속의 미립자가 공동내에 석출하고, 분해반응층에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되고, 이렇게 하여, 데이터가 광기록 디스크에 기록된 경우에는, 기록마크 열을 구성하는 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가 해상한계 미만일 때에도, 데이터가 재생가능한 것이 발견되고 있다.
레이저빔이 조사되었을 때에, 분해반응층내에 공동이 형성됨과 동시에, 귀금속의 미립자가 공동내에 석출하고, 분해반응층에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록된 경우에, 기록마크 열을 구성하는 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가 해상한계 미만일 때라도, 데이터를 재생할 수 있다는 이유는 반드시 명확하지 않지만, 공동내에 석출한 귀금속의 미립자에 재생용의 레이저빔이 조사됨으로써, 근접장 광이 발생하여, 해상한계가 없어졌기 때문이거나, 또는, 공동내에 석출한 귀금속의 미립자와 조사된 레이저빔의 상호작용에 의해, 해상한계가 작아졌기 때문으로 추측된다.
또한, 본 발명에서는, 레이저빔이 조사되었을 때에, 분해반응층내에 공동이 형성됨과 동시에, 귀금속의 미립자가 공동내에 석출하고, 분해반응층에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되었을 때, 귀금속의 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 구성되어 있다.
본 발명자의 연구에 의하면, 레이저빔이 조사되었을 때에, 분해반응층내에 공동이 형성됨과 동시에, 귀금속의 미립자가 공동내에 석출하고, 분해반응층에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되었을 때, 귀금속의 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖는 경우에는, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호에 포함되는 노이즈 신호를 억제할 수 있는 동시에, 재생신호의 진폭의 편차를 적게 할 수 있는 것이 발견되고 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 광기록 디스크에 데이터가 기록될 때에, 귀금속의 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 구성되어 있기 때문에, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호에 포함되는 노이즈 신호를 억제할 수 있는 동시에, 재생신호의 진폭의 편차를 적게 할 수 있다.
본 발명에서는, 백금 미립자는 2nm 내지 12㎜의 입경을 갖는 것이, 보다 바람직하고, 2nm 내지 10nm의 입경을 갖는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서, 상기 분해반응층이 상기 레이저빔이 조사되었을 때, 상기 분해반응층에 주성분으로서 포함되어 있는 상기 귀금속 산화물이 귀금속과 산소로 분해되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 분해반응층에 주성분으로서 포함되는 귀금속 산화물은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 산화물의 형성 용이성, 근접장 광의 발생효율의 관점에서, 은, 백금 및 팔라듐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 일종의 귀금속을 포함하는 산화물이 바람직하고, 특히, 백금 산화물 PtOx가 분해온도가 높기 때문에, 바람직하다.
백금 산화물 PtOx는 다른 귀금속 산화물에 비해 분해온도가 높고, 따라서, 기록용의 파워로 설정된 레이저빔을 조사하여 기록마크를 형성할 때에, 레이저빔이 조사된 영역으로부터 주위의 분해반응층에 열이 확산해도 레이저빔이 조사된 영역 이외의 영역에서 백금 산화물 PtOx의 분해반응이 발생하는 것이 방지되기 때문에, 분해반응층의 원하는 영역에 공동을 형성하여 기록마크를 형성하는 것이 가능하게 된다.
또, 높은 파워의 재생용 레이저빔이 조사되어, 데이터가 재생되는 경우에서도, 백금 산화물 PtOx는 다른 귀금속 산화물에 비해, 분해온도가 높기 때문에, 백금 산화물이 백금과 산소로 분해될 우려가 없고, 따라서, 반복, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생해도, 기록마크의 형상이 변화되지 않고, 공동이 형성되고, 또, 기록마크가 형성된 영역 이외의 영역에, 새롭게 공동이 형성되는 일도 없기 때문에, 광기록 디스크의 재생 내구성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명에서, 분해반응층에 형성되는 공동은 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 생성되는 산소가스에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 광흡수층은 레이저빔의 흡수율이 높고, 열전도율이 낮은 재료를 포함하고 있는 것이 바람직하고, Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 광흡수층에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 한쪽을 포함하는 합금으로서는 (SbaTe1 -a)1- bMb 또는 {(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dX1 -d로 표시되는 조성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 여기에, 원소 M은 Sb 및 Te를 제외한 원소를 나타내고, 원소 X는 Sb, Te 및 Ge를 제외한 원소를 나타낸다.
광흡수층에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금이 (SbaTe1 -a)1-bMb로 표시되는 조성을 갖는 것일 때는, a 및 b는 0≤a≤1, 또한, 0≤b≤0.25인 것이 바람직하다. b가 0.25를 초과했을 때는, 광의 흡수계수가 광흡수층에 요구되는 값보다도 낮아지고, 또, 열전도성이 광흡수층에 요구되는 값보다도 낮아져, 바람직하지 못하다.
원소 M은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, In, Ag, Au, Bi, Se, Al, Ge, P, H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Mn, Ti, Sn, Pb, Pd, N, O 및 희토류원소(Sc, Y 및 란타노이드)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 광흡수층(7)에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금이 {(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dX1-d로 표시되는 조성을 갖는 것일 때는, 1/3≤c≤2/3, 또한, 0.9≤d로 설정하는 것이 바람직하다.
원소 X는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, In, Ag, Au, Bi, Se, Al, P, H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Mn, Ti, Sn, Pb, Pd, N, O 및 희토류원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 주성분으로서 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 레이저빔이 조사되어 분해반응층이 귀금속과 산소로 분해되고, 공동이 형성될 때에, 유전체층 및 광흡수층이 변형하는 것이 바람직하다.
유전체층 및 광흡수층이 변형한 영역은 유전체층 및 광흡수층이 변형하지 않는 영역과, 광학특성이 상이하므로, 보다 양호한 신호특성을 갖는 재생신호를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시태양에 관계되는 광기록 디스크의 대략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 A로 표시된 부분의 개략 확대 단면도이다.
도 3(a)는 데이터가 기록되기 전의 광기록 디스크의 일부 확대된 개략적인 단면도이고, 도 3(b)는 데이터가 기록된 후의 광기록 디스크의 일부 확대된 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 따른 광기록 디스크의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 B에서 도시된 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 스펙트럼 애널라이저의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #1의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 7은 스펙트럼 애널라이저의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #2의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 8은 스펙트럼 애널라이저의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #3의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 9는 스펙트럼 애널라이저의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #4의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 10은 오실로스코프의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #1의 재생신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 11은 오실로스코프의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #2의 재생신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 12는 오실로스코프의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #3의 재생신호의 파형을 도시하는 도면이다.
(부호의 설명)
1 광기록 디스크 2 광투과성 기판
4 제 1 유전체층 5 분해반응층
6 제 2 유전체층 7 광흡수층
8 제 3 유전체층 10 광기록 디스크
12 지지기판 13 광투과층
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 첨부된 도면에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시태양에 대해, 상세하게 설명을 가한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시태양에 따른 광기록 디스크의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광기록 디스크의 트랙에 따른 단면 중, A로 표시되는 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시태양에 따른 광기록 디스크(1)는 광투과성 기판(2)을 구비하고, 광투과성 기판(2)상에, 제 1 유전체층(4)과, 분해반응층(5)과, 제 2 유전체층(6)과, 광흡수층(7)과, 제 3 유전체층(8)이 이 순서로 적층되어 있다.
본 실시태양에서는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 광기록 디스크(1)는 광투과성 기판(2)측으로부터, 레이저빔(L)이 조사되어, 데이터가 기록되고, 기록된 데이터가 재생되도록 구성되어 있다. 레이저빔(L)은 635nm 내지 660nm의 파장(λ)을 갖고, 개구수(NA)가 0.59 내지 0.66의 대물렌즈(도시 생략)에 의해, 광기록 디스크(1)에 집광된다.
광투과성 기판(2)은 후술하는 분해반응층(5)에 데이터가 기록되거나, 또는, 분해반응층(5)에 기록된 데이터가 재생될 때에, 레이저빔(L)이 투과하는 층이며, 광기록 디스크(1)에 요구되는 기계적 강도를 확보하기 위한 지지체로서의 역활을 수행한다.
광투과성 기판(2)은 디스크 형상으로 형성되고, 기록재생에 사용되는 광학계의 설계에 의해, 약 0.6mm의 두께를 갖도록 형성되어 있다.
또, 광투과성 기판(2)은 일방의 주면(主面)이 레이저빔(L)이 입사하는 입사면을 구성하고, 타방의 주면에 중심부 근방으로부터 외측 가장자리부를 향해서, 그루브(도시 생략) 및 랜드(도시 생략)가 나선 형상으로 형성되어 있다.
그루브 및 랜드는 분해반응층(5)에 데이터를 기록하는 경우, 및 분해반응층(5)에 기록된 데이터를 재생하는 경우에 있어서, 레이저빔(L)의 가이드 트랙으로서 기능한다.
광투과성 기판(2)을 형성하기 위한 재료는 635nm 내지 660nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)에 대해 광투과성을 갖고, 광기록 디스크(1)의 지지체로서 기능할 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를들면, 유리, 세라믹스, 수지 등에 의해 형성할 수 있다. 이러한 수지로서는, 폴리카보네이트 수지, 올레핀 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 실리콘 수지, 불소계 수지, ABS 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 가공성, 광학특성 등의 점에서, 폴리카보네이트 수지, 올레핀 수지가 특히 바람직하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 광투과성 기판(2)의 표면에는, 제 1 유전체층(4)이 형성되어 있다.
본 실시태양에서는, 제 1 유전체층(4)은 후술하는 분해반응층(5) 및 광투과성 기판(2)을 물리적, 화학적으로 보호하는 기능을 갖고 있다.
제 1 유전체층(4)을 형성하기 위한 유전체 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를들면, 산화물, 황화물, 질화물 또는 이것들의 조합을 주성분으로 하는 유전체재료에 의해, 제 1 유전체층(4)을 형성할 수 있고, 제 1 유전체층(4)은, 바람직하게는, Si, Zn, Al, Ta, Ti, Co, Zr, Pb, Ag, Sn, Ca, Ce, V, Cu, Fe, Mg로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하는 산화물, 질화물, 황화물, 불화물, 또는, 이것들의 복합물에 의해 형성된다.
제 1 유전체층(4)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제 1 유전체층 (4)은 5nm 내지 300nm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 유전체층(4)의 표면상에는, 분해반응층(5)이 형성되어 있다.
본 실시태양에서는, 분해반응층(5)은 기록층의 일부로서 사용되고, 광기록 디스크(1)에 데이터가 기록될 때에, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성된다.
본 실시태양에서, 분해반응층(5)은 백금 산화물 PtOx를 주성분으로 포함하고 있다.
본 실시태양에서, 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만인 경우에도, 양호한 신호특성을 갖는 재생신호를 얻기 위해서는, 1.0≤x<3.0인 것이 보다 바람직하다.
분해반응층(5)은 2nm 내지 20nm의 두께를 갖도록 형성되고, 4nm 내지 20nm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하고, 이 범위내이면, 분해반응층(5)의 두께는 각별히 한정되는 것은 아니다.
분해반응층(5)의 두께가 지나치게 얇은 경우에는, 분해반응층(5)을 연속막으로서 형성할 수 없는 경우가 있고, 반대로, 분해반응층(5)의 두께가 지나치게 두터운 경우에는, 분해반응층(5)이 변형되기 어렵게 되어, 형성할 기록마크의 길이가 짧아질 수록, 원하는 형상의 공동이 형성되기 어려워진다고 생각되므로, 이것들을 고려하면, 분해반응층(5)의 두께는 2nm 내지 20nm의 두께를 갖도록, 바람직하게, 4nm 내지 20nm의 두께를 갖는 것이 보다 바람직하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 분해반응층(5)의 표면상에는 제 2 유전체층(6) 이 형성되어 있다.
본 실시태양에서, 제 2 유전체층(6)은 분해반응층(5) 및 후술하는 광흡수층(7)을 물리적, 화학적으로 보호하는 기능을 갖고 있다.
제 2 유전체층(6)을 형성하기 위한 재료는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를들면, 제 2 유전체층(6)은 제 1 유전체층(4)과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
제 2 유전체층(6)은 5 내지 100nm을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 제 2 유전체층(6)의 표면상에는 광흡수층(7)이 형성되어 있다.
본 실시태양에 있어서, 광흡수층(7)은 광기록 디스크(1)에 기록용의 파워에 설정된 레이저빔(L)이 조사되었을 때에, 레이저빔(L)을 흡수하고, 발열하여, 생성된 열을 분해반응층(5)으로 전달하는 기능을 갖고 있다.
본 실시태양에서는 광흡수층(7)은 광의 흡수계수가 높고, 열전도율이 낮은 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금에 의해 형성되어 있다.
광흡수층(7)에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금으로서는, (SbaTe1-a)1-bMb, 또는 {(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dX1-d로 표시되는 조성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 여기에, 원소 M은 Sb 및 Te를 제외한 원소를 나타내고, 원소 X는 Sb, Te 및 Ge를 제외한 원소를 나타낸다.
광흡수층(7)에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금이, (SbaTe1-a)1-bMb로 표시되는 조성을 갖고 있을 때는, a 및 b는 0≤a≤1, 또한, 0≤b≤0.25인 것이 바람직하다. b가 0.25를 초과했을 때는, 광의 흡수계수가 광흡수층(7)에 요구되는 값보다도 낮아지고, 또, 열전도성이 광흡수층(7)에 요구되는 값보다도 낮아져, 바람직하지 못하다.
원소 M은 특별히 한정되는 것이 아니지만, In, Ag, Au, Bi, Se, Al, Ge, P, H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Mn, Ti, Sn, Pb, Pd, N, O 및 희토류원소(Sc, Y 및 란타노이드)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 광흡수층(7)에 포함되는 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금이 {(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dX1-d로 표시되는 조성을 갖고 있을 때는, 1/3≤c≤2/3, 또한, 0.9≤d로 설정하는 것이 바람직하다.
원소 X는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, In, Ag, Au, Bi, Se, Al, P, H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Mn, Ti, Sn, Pb, Pd, N, O 및 희토류원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.
광흡수층(7)은 5nm 내지 100nm의 두께를 갖고 있는 것이 바람직하다. 광흡수층(7)의 두께가 5nm 미만인 경우에는, 광흡수량이 지나치게 낮고, 한편, 광흡수층(7)의 두께가 100nm를 초과하면, 후술과 같이, 분해반응층(5)에 공동이 형성될 때에, 광흡수층(7)이 변형되기 어렵게 되어, 바람직하지 못하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 광흡수층(7)의 표면상에는 제 3 유전체층(8)이 형성되어 있다.
본 실시태양에서, 제 3 유전체층(8)은 제 2 유전체층(6)과 함께, 광흡수층(7)을 물리적, 화학적으로 보호하는 기능을 갖고 있다.
제 3 유전체층(8)을 형성하기 위한 재료는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를들면, 제 3 유전체층(8)은 제 1 유전체층(4)과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
제 3 유전체층(8)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 5nm 내지 300nm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성을 갖는 광기록 디스크(1)는 다음과 같이 하여 제조된다.
우선, 사출성형법에 의해, 그루브 및 랜드가 형성된 광투과성 기판(2)이 제작된다.
이어서, 광투과성 기판(2)의 그루브 및 랜드가 형성된 표면상에 제 1 유전체층(4)이 형성된다. 제 1 유전체층(4)은 예를들면, 제 1 유전체층(4)의 구성원소를 포함하는 화학종을 사용한 기상성장법에 의해, 형성할 수 있다. 기상성장법으로서는 진공증착법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
또한, 제 1 유전체층(4)의 표면상에 분해반응층(5)이 형성된다. 분해반응층(5)은 분해반응층(5)의 구성원소를 포함하는 화학종을 사용한 기상성장법에 의해, 형성할 수 있다.
본 실시태양에서는, 기상성장법으로서, 반응성 스퍼터링법이 사용되고, Ar과 산소와의 혼합가스중에서, 백금을 주성분으로 포함하는 타겟을 스퍼터링 함으로써, 백금 산화물을 주성분으로 포함하는 분해반응층(5)이 형성된다.
반응성 스퍼터링법에 의해, 분해반응층(5)이 형성되는 경우에는, 성막상의 기본적인 조건으로서, 타겟에 투입하는 전력인 성막 파워, 즉 타겟에 투입하는 파워를 타겟의 단위면적당을 환산한 수치인 파워 밀도와, 챔버내에, Ar가스 및 산소가스를 도입하고, Ar과 산소의 혼합 가스를 생성했을 때의 챔버내의 압력인 가스 압력과, Ar과 산소의 혼합가스에서의 Ar과 산소의 비율을 들 수 있는데, 본 실시태양에서는, 성막 파워 및 가스 압력을 제어함으로써, 후술하는 바와 같이, 기록마크를 형성한 후에, 백금 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 분해반응층(5)이 형성된다.
이어서, 분해반응층(5)의 표면상에 제 2 유전체층(6)이 형성된다. 제 2 유전체층(6)은 제 2 유전체층(6)의 구성원소를 포함하는 화학종을 사용한 기상성장법에 의해 형성할 수 있다. 기상성장법으로서는, 제 1 유전체층(4)을 형성하는 방법과 동일하게 진공증착법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
또한, 제 2 유전체층(6)의 표면상에 광흡수층(7)이 형성된다. 광흡수층(7)은 광흡수층(7)의 구성원소를 포함하는 화학종을 사용한 기상성장법에 의해, 형성할 수 있다. 기상성장법으로서는, 제 1 유전체층(4)을 형성하는 방법과 동일하게, 진공증착법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
이어서, 광흡수층(7)의 표면상에 제 3 유전체층(8)이 형성된다. 제 3 유전체층(8)은 제 3 유전체층(8)의 구성원소를 포함하는 화학종을 사용한 기상성장법에 의해 형성할 수 있다. 기상성장법으로서는, 제 1 유전체층(4)을 형성하는 방법과 동일하게, 진공증착법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
이렇게 하여, 광기록 디스크(1)가 제작된다.
이상과 같이 구성된 광기록 디스크(1)에는, 다음과 같이 하여 데이터가 기록되고, 데이터가 재생된다.
도 3(a)는 데이터가 기록되기 전의 광기록 디스크(1)의 일부 확대된 개략적인 단면도이고, 도 3(b)는 데이터가 기록된 후의 광기록 디스크(1)의 일부 확대된 개략적인 단면도이다.
광기록 디스크(1)에 데이터를 기록할 때는, 광투과성 기판(2)측으로부터 광기록 디스크(1)에 레이저빔(L)이 조사된다.
본 실시태양에서는, 635nm 내지 660nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)을 0.59 내지 0.66의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈에 의해, 광기록 디스크(1)에 집광하도록 구성되어 있다.
또, 레이저빔(L)의 파워는 4mW 보다 높고, 30mW 이하로 설정된다. 여기에, 레이저빔(L)의 파워는 광기록 디스크(1)의 표면에서의 레이저빔(L)의 파워로서 정의된다.
기록용의 파워에 설정된 레이저빔(L)이 광투과성 기판(2)을 통하여, 광기록 디스크(1)에 조사되면, 광흡수층(7)이 광의 흡수계수가 높은 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하는 합금에 의해 형성되어 있기 때문에, 레이저빔(L)이 조사된 광흡수층(7)의 영역이 가열된다.
광흡수층(7)에서 생성된 열은 분해반응층(5)에 전달되고, 분해반응층(5)의 온도가 상승한다. 이렇게 하여, 분해반응층(5)이 백금 산화물의 분해온도 이상으로 가열되고, 분해반응층(5)에 주성분으로 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해된다.
그 결과, 도 3(b)에 도시되는 바와 같이, 백금 산화물이 분해하여, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)중에 공동(5a)이 형성되고, 백금 미립자(5b)가 공동(5a)내에 석출한다.
본 실시태양에서는, 이렇게 하여, 공동(5a)내에 석출한 백금 미립자(5b)가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖고 있다. 여기에, 백금 미립자(5b)의 입경은 백금 미립자(5b)가 구체라고 가정했을 때의 그 구체의 직경으로서 정의된다.
본 발명자의 연구에 의하면, 분해반응층(5)에 주성분으로서 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해되고, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)내에 공동(5a)이 형성됨과 동시에, 백금 미립자(5b)가 공동(5a)내에 석출하고, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되었을 때, 백금 미립자(5b)가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖는 경우에는, 광기록 디스크(1)에 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호에 포함되는 노이즈 신호를 억제할 수 있는 동시에, 재생신호의 진폭의 편차를 적게 할 수 있는 것이 발견되었다.
또, 본 실시태양에서는, 동시에, 도 3(b)에 도시되는 바와 같이, 산소가스의 압력에 의해, 분해반응층(5)과 함께, 제 2 유전체층(6) 및 광흡수층(7)이 변형된다.
이렇게 하여, 공동(5a)이 형성되고, 분해반응층(5), 제 2 유전체층(6) 및 광 흡수층(7)이 변형된 영역은, 다른 영역과는 다른 광학특성을 갖기 때문에, 공동(5a)이 형성되어, 분해반응층(5), 제 2 유전체층(6) 및 광흡수층(7)이 변형된 영역에 의해 기록마크가 형성된다.
본 실시태양에서는, 이렇게 하여 형성되는 기록마크 및 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역 속에는, λ/4NA 보다도 길이가 짧은 것이 포함되고, 해상한계 미만의 기록마크 열이 형성된다.
본 실시태양에서는, 분해반응층(5)이 분해온도가 높은 백금 산화물을 주성분으로 포함하고 있기 때문에, 기록용의 파워에 설정된 레이저빔(L)을 조사하여, 기록마크를 형성할 때에, 레이저빔(L)이 조사된 영역으로부터, 열이 주위의 분해반응층(5)으로 확산한 경우에도, 레이저빔(L)이 조사된 영역 이외의 영역에서, 백금 산화물의 분해반응이 발생하는 것이 방지되고, 따라서, 분해반응층(5)의 원하는 영역에, 공동(5a)을 형성하고, 기록마크를 형성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시태양에서는, 분해반응층(5)에 주성분으로서 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해되고, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)내에 공동(5a)이 형성됨과 동시에, 백금 미립자(5b)가 공동(5a)내에 석출하고, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되었을 때, 공동(5a)내에 석출한 백금 미립자(5b)가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖고 있기 때문에, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호에 포함되는 노이즈 신호를 억제할 수 있는 동시에, 재생신호의 진폭의 편차를 적게 할 수 있다.
이렇게 하여, 광기록 디스크(1)에 데이터가 기록되고, 광기록 디스크(1)에 기록된 데이터는 이하와 같이 하여 재생된다.
광기록 디스크(1)에 기록된 데이터를 재생할 때는, 먼저, 635nm 내지 660nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)을 0.59 내지 0.66의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈에 의해 광기록 디스크(1)에 집광시킨다.
본 실시태양에서는, 데이터를 재생하기 위해서 광기록 디스크(1)에 조사되는 레이저빔(L)의 파워는 통상보다도 높고, 1mW 내지 5mW로 설정된다.
본 발명자의 연구에 의하면, 이렇게 하여, 635nm 내지 660nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)을 0.59 내지 0.66의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈를 사용하여, 광투과성 기판(2)을 통하여, 광기록 디스크(1)에 집광함으로써, 기록마크 열을 구성하는 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가 해상한계 미만일 때에도, 데이터가 재생가능한 것이 발견되었다.
분해반응층(5)에 주성분으로 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해되고, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)내에 공동(5a)이 형성됨과 동시에, 백금 미립자(5b)가 공동(5a)내에 석출하고, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록된 경우에, 기록마크 열을 구성하는 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만일 때라도, 데이터를 재생할 수 있다고 하는 이유는 반드시 명확하다고는 할 수 없지만, 공동(5a)내에 석출한 백금 미립자(5b)에 재생용의 레이저빔(L)이 조사됨으로써, 근접장 광이 발생하여, 해상한계가 사라졌기 때문이거나, 또는, 공동(5a)내에 석출한 백금 미립자(5b)와 조사된 레이저빔(L)의 상호작용에 의해, 해상한계가 작아졌기 때문일 것으로 추측 된다.
본 실시태양에서는, 분해반응층(5)은 분해온도가 높은 백금 산화물을 주성분으로 포함하고 있기 때문에, 높은 파워의 재생용 레이저빔(L)이 조사되어, 데이터가 재생되는 경우에도, 백금 산화물이 백금과 산소로 분해될 우려가 없고, 따라서, 반복하여, 광기록 디스크(1)에 기록된 데이터를 재생해도, 기록마크의 형상이 변화되지 않고, 공동(5a)이 형성되고, 또한 기록마크가 형성된 영역 이외의 영역에, 새롭게 공동이 형성되는 일도 없기 때문에, 광기록 디스크(1)의 재생 내구성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 따른 광기록 디스크의 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 4의 B로 표시된 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 본 실시태양에 따른 광기록 디스크(10)는 지지기판(12)을 구비하고, 지지기판(12)상에 제 3 유전체층(8), 광흡수층(7), 제 2 유전체층(6), 분해반응층(5), 제 1 유전체층(4), 및 광투과층(13)이 이 순서로 적층되어 있다.
본 실시태양에서는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 광기록 디스크(10)는 광투과층(13)측으로부터, 레이저빔(L)이 조사되어, 데이터가 기록되고, 기록된 데이터가 재생되도록 구성되어 있다. 레이저빔(L)은 390nm 내지 420nm의 파장(λ)을 갖고, 개구수(NA)가 0.70 내지 0.90의 대물렌즈에 의해, 광기록 디스크(10)에 집광된다.
지지기판(12)은 광기록 디스크(10)에 요구되는 기계적 강도를 확보하기 위한 지지체로서 기능한다.
지지기판(12)을 형성하기 위한 재료는 광기록 디스크(10)의 지지체로서 기능할 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 도 2에 도시되는 광투과성 기판(2)과 동일하게, 예를들면, 유리, 세라믹스, 수지 등에 의해 형성할 수 있다.
본 실시태양에서는, 지지기판(12)은 폴리카보네이트 수지에 의해 형성되고 약 1.1mm의 두께를 갖고 있다.
광투과층(13)은 레이저빔(L)이 투과하는 층이고, 그 표면은 레이저빔(L)의 입사면을 형성하고 있다.
광투과층(13)을 형성하기 위한 재료는 광학적으로 투명하고, 사용되는 레이저빔(L)의 파장영역인 390nm 내지 420nm에서의 광학흡수 및 반사가 적고, 복굴절이 작은 재료이면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 스핀코팅법 등에 의해, 광투과층(13)이 형성되는 경우에는, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 열경화형 수지 등이 광투과층(13)을 형성하기 위해서 사용되고, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지 등의 활성 에너지선 경화형 수지가, 광투과층(13)을 형성하기 때문에, 특히 바람직하게 사용된다.
광투과층(13)은 제 1 유전체층(4)의 표면에 광투과성 수지에 의해 형성된 시트를 접착제를 사용하여 접착함으로써 형성되어도 좋다.
광투과층(13)의 두께는 스핀코팅법에 의해 광투과층(13)을 형성하는 경우에는 10㎛ 내지 200㎛가 바람직하고, 광투과성 수지에 의해 형성된 시트를 접착제를 사용하여 제 1 유전체층(4)의 표면에 접착하여 광투과층(13)을 형성하는 경우에는 50㎛ 내지 150㎛가 바람직하다.
이상과 같은 구성을 갖는 광기록 디스크(10)에는 다음과 같이 하여, 데이터가 기록되고, 기록된 데이터가 재생된다.
광기록 디스크(10)에 데이터를 기록할 때에는, 광투과층(13)을 통하여 광기록 디스크(10)에 레이저빔(L)이 조사된다.
본 실시태양에서는, 390nm 내지 420nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)이 0.7 내지 0.9의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈에 의해, 광기록 디스크(10)에 집광된다.
기록 파워에 설정된 레이저빔(L)이 조사되면, 분해반응층(5)이 백금 산화물의 분해온도 이상으로 가열되고, 분해반응층(5)에 주성분으로 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해된다.
그 결과, 도 3(b)에 도시되는 광기록 디스크(1)와 마찬가지로, 백금 산화물이 분해하고, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)중에, 공동(5a)이 형성되어, 2nm 내지 15nm의 입경을 갖는 백금 미립자(5b)가 공동(5a) 내에 석출하는 동시에, 산소가스의 압력에 의해, 분해반응층(5)과 함께 제 2 유전체층(6) 및 광흡수층(7)이 변형된다.
이렇게 하여, 광기록 디스크(10)에 기록된 데이터는 390nm 내지 420nm의 파장(λ)을 갖는 레이저빔(L)을 0.7 내지 0.9의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈에 의해, 광기록 디스크(10)에 집과시키고, 광기록 디스크(10)에 의해 반사된 레이저빔(L)의 반사광을 판독함으로써 재생된다.
이상과 같이, 본 실시태양에 의하면, 분해반응층(5)에 공동을 형성하는 동시 에, 백금 미립자를 공동내에 석출시켜, 분해반응층(5)에 기록마크를 형성함으로써, 기록마크 열을 구성하는 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가 해상한계 미만일 때라도, 데이터의 재생이 가능하게 되기 때문에, 광기록 디스크(10)에, 보다 고밀도로 데이터를 기록할 수 있고, 따라서, 광기록 디스크(10)의 기억 용량을 대폭 증대시키는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시태양에 의하면, 분해반응층(5)에 주성분으로서 포함되어 있는 백금 산화물이 백금과 산소로 분해되어, 생성된 산소가스에 의해, 분해반응층(5)내에 공동(5a)이 형성됨과 동시에, 백금 미립자(5b)가 공동(5a) 내에 석출하여, 분해반응층(5)에 기록마크가 형성되어, 데이터가 기록되었을 때, 공동(5a)내에 석출한 백금 미립자(5b)가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖고 있기 때문에, 광기록 디스크에 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호에 포함되는 노이즈 신호를 억제할 수 있는 동시에, 재생신호의 진폭의 편차를 적게 할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명의 효과를 보다 명료하게 하기 위해서, 실시예를 든다.
0.6mm의 두께와 120mm의 직경을 갖는 광투과성 기판을, 시바우라메카트로닉스 주식회사제의 스퍼터링 장치 「CFS-4ES-231」(상품명)에 세팅하고, 광투과성 기판상에, ZnS와 SiO2의 혼합물을 타겟으로 하여, 스퍼터링법에 의해, 130nm의 두께를 갖는 제 1 유전체층을 형성했다. ZnS와 SiO22의 혼합물 타겟은 ZnS와 SiO22의 몰비가 85:15의 것을 사용했다.
이어서, 제 1 유전체층의 표면에 Ar과 산소의 혼합가스 분위기중에서, 백금을 주성분으로 포함하는 타겟을 스퍼터링 함으로써, 백금 산화물을 주성분으로 포함하고, 4nm의 두께를 갖는 분해반응층을 형성했다. 분해반응층을 형성할 때에는, Ar과 산소의 비율을 유량비로 10:2.5로 하는 동시에, 스퍼터링 장치의 성막 파워를 50W, 타겟에 투입하는 파워를 타겟의 단위면적당으로 환산한 수치인 파워 밀도를 1.09W/cm2, Ar가스 및 산소가스를 챔버내에 도입했을 때의 챔버내의 압력을 0.5Pa로 했다.
이어서, 분해반응층의 표면에 ZnS와 SiO2의 혼합물을 타겟으로 하여, 스퍼터링법에 의해, 40nm의 두께를 갖는 제 2 유전체층을 형성했다. ZnS와 SiO2의 혼합물 타겟은 ZnS와 SiO2의 몰비가 85:15의 것을 사용했다.
이어서, 제 2 유전체층의 표면에 Ag6 .0In4 .5Sb60 .8Te28 .7의 조성을 갖는 합금을 타겟으로 하여, 스퍼터링법에 의해, 60nm의 두께를 갖는 광흡수층을 형성했다. 광흡수층의 조성은 타겟의 조성과 동일하게, 원자비로 Ag6 .0In4 .5Sb60 .8Te28 .7이었다.
또한, 광흡수층의 표면에 ZnS와 SiO2의 혼합물로 이루어지는 타겟을 사용하여, 스퍼터링법에 의해 100nm의 두께를 갖는 제 3 유전체층을 형성했다. ZnS와 SiO2의 혼합물 타겟은 ZnS와 SiO2의 몰비로 85:15의 것을 사용했다.
이렇게 하여 광기록 디스크 샘플 #1을 제작했다.
광기록 디스크 샘플 #1을 펄스텍 공업주식회사제의 광기록 디스크 평가 장치 「DDU1000」(상품명)에 세팅하고, 파장이 635nm의 적색 레이저빔을 기록용 레이저빔으로서 사용하고, NA(개구수)가 0.60인 대물렌즈를 사용하여, 레이저빔을 광투과성 기판을 통하여, 집광하고, 기록마크의 길이가, 200nm가 되도록, 이하의 조건으로, 광기록 디스크 샘플 #1의 분해반응층에 기록마크를 형성했다. 여기에, 기록 파워는 11.0mW로 설정했다.
기록선속도: 6.0m/s
기록방식: 온 그루브 기록
기록마크의 형성후, 투과전자현미경을 사용하여, 광기록 디스크 샘플 #1의 분해반응층의 상태를 확인하고, 분해반응층에 형성된 공동내에 석출한 백금 미립자의 입경을 측정한 바, 백금 미립자가 9.8nm의 입경을 갖는 것이 확인되었다. 여기에, 백금 미립자의 입경은 분해반응층의 공동내에 석출한 다수의 백금 미립자로부터, 무작위로 약 10개의 미립자를 선택하고, 이들 약 10개의 백금 미립자의 입경을 측정하고 그 평균값을 산출함으로써 구했다. 또, 백금 미립자의 입경은 백금 미립자가 구체라고 가정했을 때의 그 직경으로서 규정했다.
이어서, 분해반응층을 형성할 때, 스퍼터링 장치의 성막 파워를 100W, 파워 밀도를 2.19W/cm2, Ar가스 및 산소가스를 챔버내에 도입했을 때의 챔버내의 압력을 2.0Pa로 한 점을 제외하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여 광기록 디스크 샘플 #2를 제작했다.
이렇게 하여 제작한 광기록 디스크 샘플 #2에, 상기의 광기록 디스크 평가 장치를 사용하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여, 기록마크를 형성하고, 데이터를 기록했다. 여기에서, 레이저빔의 기록 파워는 14.0mW로 설정했다. 기록마크의 형성 후, 투과전자현미경을 사용하여 광기록 디스크 샘플 #2의 분해반응층의 상태를 확인하고, 백금 미립자의 입경을 측정한 바, 백금 미립자가 8.2nm의 입경을 갖는 것이 확인되었다.
이어서, 분해반응층을 형성할 때, 스퍼터링 장치의 성막 파워를 100W, 파워 밀도를 2.19W/cm2, Ar가스 및 산소가스를 챔버내에 도입했을 때의 챔버내의 압력을 0.5Pa로 한 점을 제외하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여, 광기록 디스크 샘플 #3을 제작했다.
이렇게 하여 제작한 광기록 디스크 샘플 #3에, 상기의 광기록 디스크 평가 장치를 사용하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여, 기록마크를 형성하고, 데이터를 기록했다. 여기에서, 레이저빔의 기록 파워는 10.0mW로 설정했다.
기록마크의 형성 후, 투과전자현미경을 사용하여, 광기록 디스크 샘플 #3의 분해반응층의 상태를 확인하고, 백금 미립자의 입경을 측정한 바, 백금 미립자가 14.1nm의 입경을 갖는 것이 확인되었다.
이어서, 분해반응층을 형성할 때, 스퍼터링 장치의 성막 파워를 200W, 파워 밀도를 4.39W/cm2, Ar가스 및 산소가스를 챔버내에 도입했을 때의 챔버내의 압력을 0.5Pa로 한 점을 제외하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여, 광기록 디스 크 샘플 #4를 제작했다.
이렇게 하여 제작한 광기록 디스크 샘플 #4에, 상기의 광기록 디스크 평가 장치를 사용하고, 광기록 디스크 샘플 #1과 동일하게 하여, 기록마크를 형성하고, 데이터를 기록했다. 여기에서, 레이저빔의 기록 파워는 8.0mW로 설정했다.
기록마크의 형성후, 투과전자현미경을 사용하여, 광기록 디스크 샘플 #4의 분해반응층의 상태를 확인한 바, 공동내에 석출한 백금 미립자는 입상이 아니고, 이웃하는 백금 미립자끼리가 결합하여, 끈 모양의 형상을 갖고 있었던 것이 확인되고, 이 때문에 입경을 측정할 수 없었다.
이어서, 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #4에 대해, 상기의 광기록 디스크 평가 장치를 사용하여, 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #4에 기록된 데이터를 재생하고, 스펙트럼 애널라이저를 사용하여, 재생신호의 신호특성을 평가했다. 여기에서, 레이저빔의 재생 파워는 4.0mW로 설정하고, 재생 선속도는 6.0m/s로 설정했다.
스펙트럼 애널라이저의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #4의 주파수 스펙트럼은 각각, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9에 도시되어 있다. 여기에, 도 6 내지 도 9에서는, 세로축이 신호레벨을 가리키고, 가로축이 주파수를 나타내고 있다.
이어서, 오실로스코프를 사용하여, 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #4에 대해, 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호의 파형을 평가했다.
오실로스코프의 표시화면에 표시된 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #3의 재생신호의 파형은 각각, 도 10, 도 11, 도 12에 도시되어 있다. 여기에, 도 10 내지 도 12에 도시되는 재생신호의 파형에서는, 세로축이 반사광을 광전변환 했을 때의 전압값을 나타내고, 가로축이 시간을 나타내고 있다.
또, 광기록 디스크 샘플 #4에 대해서는, 재생신호의 파형을 오실로스코프의 표시화면에 표시한 바, 재생신호의 파형이 대단히 흐트러져 있었기 때문, 신호특성의 적절한 평가를 할 수 없고, 따라서, 광기록 디스크 샘플 #4에서, 평가불능으로 판단했다.
도 6 내지 도 9로부터 명확한 바와 같이, 백금 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖는 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #3에서는, 200nm의 기록마크를 형성하여, 기록된 데이터를 재생했을 때에, 200nm의 기록마크의 공간주파수인 15MHz 보다도 낮은 주파수인 10MHz 이하의 주파수 대역의 노이즈 강도에 착안하면, 백금 미립자가 입상이 아니고, 이웃하는 백금 미립자끼리가 결합하여, 끈 모양의 형상을 갖고, 입경을 측정할 수 없었던 광기록 디스크 샘플 #4에 비해 노이즈가 적고, 따라서, 광기록 디스크 샘플 #1 내지 #3에서는 재생신호에 포함되는 노이즈 신호가 억제되는 것이 확인되었다.
또, 도 10 내지 도 12로부터 명확한 바와 같이, 백금 미립자가 12nm 이하의 입경을 갖는 광기록 디스크 샘플 #1 및 #2에서는, 200nm의 기록마크를 형성하여, 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호의 진폭이 거의 일치하고, 진폭의 불균일이 작은 것이 확인되고, 백금 미립자의 입경이, 2nm 내지 15nm의 범위내이지만, 12nm를 초과하는 광기록 디스크 샘플 #3에서는, 200nm의 기록마크를 형성하여, 기록된 데이터를 재생했을 때의 재생신호의 진폭에 약간의 편차가 있는 것이 확인되 었다.
본 발명은 이상의 실시태양 및 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재된 발명의 범위내에서 여러 변경이 가능하고, 그것들도 본 발명의 범위내에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.
예를들면, 도 1 및 도 2에 도시되는 실시태양에 따른 광기록 디스크(1)에서는, 광투과성 기판(2)상에 제 1 유전체층(4), 분해반응층(5), 제 2 유전체층(6), 광흡수층(7), 및 제 3 유전체층(8)이 적층되어서 구성되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 레이저빔(L)에 대한 반사율을 향상시키기 위해서, 제 3 유전체층(8)의 표면상에 반사층이 형성되어도 좋고, 또, 제 3 유전체층(8)의 표면을 보호하기 위해 보호 코트층이 형성되어도 좋고, 또는, 광기록 디스크(1)의 강성을 향상시키기 위해서, 제 3 유전체층(8)측으로부터 다른 기판이 첩부되어도 좋다.
또, 도 4 및 도 5에 도시되는 실시태양에 관계되는 광기록 디스크(10)에서도, 광기록 디스크(1)와 동일하게, 레이저빔(L)에 대한 반사율을 향상시키기 위해서, 제 3 유전체층(8)과 지지기판(12) 사이에, 반사층이 형성되어도 좋다.
또한, 도 1 및 도 2, 및 도 4 및 도 5에 도시되는 실시태양에 따른 광기록 디스크(1, 10)에서는, 레이저빔(L)의 광입사면으로부터, 분해반응층(5), 제 2 유전체층(6), 및 광흡수층(7)이 순차적으로 적층되어 있는데, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를들면, 레이저빔(L)의 광입사면의 반대측으로부터 분해반응층(5), 제 2 유전체층(6), 및 광흡수층(7)이 순차적으로 적층되어도 좋고, 또는, 레이저빔(L)의 광입사면 또는 광입사면의 반대측으로부터 광흡수층, 유전체층, 분 해반응층, 유전체층, 및 광흡수층이 순차적으로 적층되어도 좋고, 즉, 본 발명에서는 광기록 디스크가 분해반응층과, 광흡수층이 적어도 유전체층을 사이에 끼우고 형성된 적층체를 갖고 있으면 좋다.
본 발명에 의하면, 기록마크의 길이나, 이웃하는 기록마크 사이의 블랭크 영역의 길이가, 해상한계 미만인 경우에도, 이들 기록마크 및 블랭크 영역을 포함하는 기록마크 열에 의해 구성된 데이터를, 원하는 대로, 기록하고, 재생할 수 있고, 기록용량을 대폭 증대시키는 것이 가능하게 되는 광기록 디스크를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (10)

  1. 레이저빔이 조사되어, 데이터가 기록되고, 재생되도록 구성된 광기록 디스크로서, 귀금속 산화물을 주성분으로 포함하는 분해반응층과 광흡수층이 유전체층을 사이에 끼우고 형성된 적층체를 포함하고, 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 공동이 형성됨과 동시에, 상기 귀금속의 미립자가 상기 공동내에 석출함으로써, 상기 분해반응층에 기록마크가 형성되고, 상기 귀금속의 미립자가 2nm 내지 15nm의 입경을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분해반응층이 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 상기 분해반응층에 주성분으로 포함되어 있는 상기 귀금속 산화물이 귀금속과 산소로 분해되는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 귀금속 산화물이 백금 산화물로 구성되고, 상기 광투과층을 통하여, 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 백금과 산소로 분해되는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 공동은 상기 레이저빔이 조사되었을 때에, 생성되는 산소가스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광흡수층이 Sb 및 Te의 적어도 하나를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체층 및 상기 광흡수층이 상기 분해반응층에 상기 공동이 형성되는 것에 수반하여, 변형하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 유전체층 및 상기 광흡수층이 상기 분해반응층에 상기 공동이 형성되는 것에 수반하여, 변형하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 유전체층 및 상기 광흡수층이 상기 분해반응층에 상기 공동이 형성되는 것에 수반하여, 변형하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 유전체층 및 상기 광흡수층이 상기 분해반응층에 상기 공동이 형성되는 것에 수반하여, 변형하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 유전체층 및 상기 광흡수층이 상기 분해반응층에 상 기 공동이 형성되는 것에 수반하여, 변형하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록 디스크.
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