KR19990007172A - 다층 광 디스크 - Google Patents

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Abstract

제 1의 정보층과 제 2의 정보층을 가지고 있는 다층 광 디스크에서, 보다 품질이 우수한 재생이 가능해진다. 결국, 1 장의 광 디스크를 형성하기 위해 상기 제 1의 정보층과 제 2의 정보층이 적층되어 있는 구성이 제공된다. 이때, 상기 제 1의 정보층은 770 nm ∼ 830 nm의 파장 범위를 가지고 있는 제 1의 재생광에 대한 90% 이상의 반사율을 가진 금속 반사막을 가지고 있고, 상기 제 2의 정보층은 반투명 반사막을 가지도록 구성되어 있으며, 이때 위에서 언급한 제 1의 재생광에 대한 굴절률(ns1)과 615 nm ∼ 655 nm의 파장 범위를 가지고 있는 제 2의 재생광에 대한 굴절률(ns2)의 각각의 실수부간의 비(ns2/ns1)는 1.05 이상이다.

Description

다층 광 디스크
발명의 배경
본 발명은 다층 광 디스크(multi-layer optical disk)에 관한 것으로, 특히, 정보층(information layer)으로 이루어진 두 개의 층을 쌓음으로써 한 장의 디스크로 형성된 광 디스크에 관한 것이다.
최근에 있어서, 대용량의 정보를 취급하는 정보 기록 매체에 대한 요구가 증가하고 있으며, 또한, 이러한 경우에 있어서, 목적으로 하는 정보에 대한 임의적인 접근을 행하고 목적으로 하는 정보를 재생할 수 있기 위해서 대용량의 광 디스크에 대한 요구가 증가하고 있다.
이러한 대용량을 취급할 수 있는 광 디스크로서, 다층 디스크 또는 한 장의 디스크, 특히 두 개의 정보층이 쌓인, 즉 적층된 디스크로 형성된 광 디스크가 제안되었다.
여러 종류의 다층 디스크가 제안되었는데, 그 중에서, 금속 반사막으로 피복된 제 1의 정보층과 반사율, 투과율 등과 같은 그 분광 특성(spectroscopic characteristics)이 파장 의존성을 갖는 반투과 반사막으로 피복된 제 2의 정보층으로 형성되고, 두 개의 상이한 파장으로 이루어진 제 1 및 제 2의 재생광을 사용함으로써 상기 제 1 및 제 2의 정보층으로부터 정보를 판독하도록 이루어진 다층광 디스크가 있다(일본 공개 공보 제 2-223030호 및 일본 공개 공보 제 8-339574호를 참조하라).
제 1 및 제 2의 재생광을 사용하여 정보의 재생을 수행하기 위한 제 1 및 제 2의 정보층을 구비하는 다층 광 디스크에 있어서, 다층 광 디스크가 예를들면 제 1의 재생광으로서, 종래 범용의 예를들면 재생 전용의 컴팩트 디스크(CD)의 재생 플레이어에서의 파장 범위의 재생광에 의한 재생이 가능한 것으로 되었지만, 다른 정보층에 관해서는 종래의 CD의 동일한 재생 플레이어에 의한 재생이 가능한 것이 제안되어 있다.
도 1의 개략적인 단면도에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2의 정보층으로 적층된 광 디스크는, 예를들면, 제 1의 광 투과성 기판(1f) 및 상기 기판 위에 피복되고 침착된 금속 반사막(3f)으로 이루어진 기판 상에 형성된 제 1의 정보 피트(2f)로 이루어진 제 1의 정보층(4f) 및 제 2의 광 투과성 기판(1s) 및 상기 기판 위에 피복되고 침착된 반투명 반사막(3s)으로 이루어진 기판 상에 형성된 제 2의 정보 피트(2s)로 이루어진 제 2의 정보층이 제 1의 광 투과성 기판(1f)의 제 1의 정보층이 형성된 측의 반대 표면과 제 2의 광 투과성 기판(1s)의 제 2의 정보층(4s)이 형성된 측 상의 표면이 투명 접착물(5)로 결합되도록 구성되어 있다.
그리하여, 제 2의 광 투과성 기판(1s)의 배면측으로부터, 제 1의 재생광(Lf)으로서, 종래의 범용의 예를들면 재생 전용의 컴팩트 디스크(CD)의 재생 플레이어에서의 재생광의 770㎚∼830㎚의 파장 범위(이하 제 1의 파장으로 칭함)의 레이저광을 조사하여 제 1의 정보층(4f)의 정보의 재생을 수행하고, 제 2의 재생광(Ls)으로서, 제 1의 파장보다 파장이 짧은 양산화가 가능한 반도체 레이저의 615㎚∼655㎚의 파장 범위(이하 제 2의 파장으로 칭함)의 레이저광을 제 2의 정보층(4s)에 포커싱하도록 조사하는 것에 의해 제 2의 정보층(4s)의 정보의 재생이 수행된다.
이러한 광 디스크를 사용하여 제 1의 정보층(4f)으로부터 고품질의 재생 신호를 얻기 위해서,
(ⅰ) 제 1의 파장에 의해 제 1의 재생광(Lf)에 대한 금속 반사막(3f)의 반사율(Rf1)이 높아야 하고,
(ⅱ) 제 1이 파장의 광에 대한 제 2의 정보층(4s)의 투과율(Ts1)이 가능한 한 높아야 하고, 즉, 제 1의 파장의 광에 대한 광 흡수율(As1)이 가능한 한 낮아야 하고, 제 1의 파장의 광에 대한 반사율(Rs1)이 가능한 한 작아야 한다.
또한, 제 2의 정보층(4s)으로부터 고품질의 재생 신호를 얻기 위해서,
(ⅲ) 제 2의 파장의 제 2의 재생광에 대한 반투명 반사막(3s)의 반사율(Rs2)이 높아야 한다.
(ⅳ) 그러므로, 상술한 (ⅱ) 및 (ⅲ)으로부터, 제 2의 정보층(4s)의 반투명 반사막(3s)은, Rs2-Rs1이 가능한 한 큰(Rs2가 Rs1보다 가능한 한 큰) 특성을 갖는 것이 바람직하다.
제 2의 정보층(4s)의 반투명 반사막(3s)을 형성하는 물질로서, 실리콘(Si)이나, 유전체의 다층막 구성을 채용하는 것이 제안되어 있다.
상기 (ⅱ)에서 상술된 바와 같이, 제 1의 파장을 갖는 광의 광 흡수율이 가능한 한 작아야 하기 때문에, 실리콘이 사용되는 경우, 실리콘이 그 자체로 우수한 결정성을 갖는 박막으로서 성막하는 것이 바람직하지만, 플라스틱 기판의 열적 안정성 문제로 인해, 양산성이나 비용 등에서 우수한 광 투과성 기판, 특히, 폴리카보네이트(poly-carbonate; PC) 등으로 구성된 플라스틱 기판 상에서 Si를 우수한 막 성질을 갖는 막으로 성막하는데 몇 몇 제한이 있다.
또한, 유전체 기판이 다층막 구조를 위해 사용되는 경우, 제조 공정이 단일 층 막의 형성에 비해 아주 복잡하게 되고, 그로 인한 고 비용의 문제점이 있다.
또한, 광 투과성 기판으로서는, 가격, 신뢰성, 양산성 등을 고려하여 주로 폴리카보네이트(PC)로 형성된다. 그러나, 이러한 경우에 있어서, 유리(glass)와 비교해서 복굴절이 상당히 크게되는 문제점이 있다. 복굴절은 기판의 아주 얇은 표면 층(거의 수십 ㎛ 두께의 부분)에 주로 집중하는 것으로 알려져 있지만, 기판의 두께에는 무관하다. 따라서, 복굴절의 문제점은 기판의 두께에 의존하는 것이 아니라 목적으로 하는 재생광이 기판의 표면을 얼마나 여러 번 통과하는가에 의존하며, 따라서, 도 1에 도시된 두 장의 광 투과성 기판(1s 및 1f)이 사용되는 경우, 제 1의 정보층(3f)의 재생광은 두 장의 광 투과성 기판(1s 및 1f)의 양면의 표면층을 통과하고 복굴절의 영향은 단일 층의 경우보다 2배로 된다.
그런데, 이러한 광 디스크에서 고품질의 재생 신호를 얻을 수 있기 위해서, 제 1의 파장의 광에 대한 반사율이 60% 이상으로 되는 것이 바람직하다. 이 값은 범용의 컴팩트 디스크(CD)에서의 규격 값(normalized value)에서 높은 재생 신호를 획득하는 하나의 지표로 만들어질 수 있다. 또한, 제 2의 파장의 광에 대한 반사율이 15%∼30%인 것이 바람직하다. 이 값은 소위 DVD(Digital Versatile Disk; 디지털 다기능 디스크)의 두 층 디스크에서 규격화된 값에 의해 고품질의 재생 신호를 획득하는 하나의 지표로 만들어질 수 있다.
발명의 요약
상기 언급된 제 1 및 제 2의 정보층이 적층된 상기 언급된 다층 디스크에서 고품질의 재생이 수행될 수 있음을 보증하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에 따른 다층 광 디스크는 제 1의 정보층 및 제 2의 정보층이 적층되어 한 장의 광 디스크를 형성하는 구조를 갖는다. 이때, 제 1의 정보층은 770㎚∼830㎚의 파장 범위(제 1의 파장)를 갖는 제 1의 재생광에 대한 반사율이 60% 이상인 금속 반사막을 구비하며 제 2의 정보층은, 상기 제 1의 재생광에 대한 굴절율(ns1)과 615㎚∼655㎚의 파장 범위(제 2의 파장)의 제 2의 재생광에 대한 굴절율(ns20의 각각의 실수부에서의 비(ns2/ns1)가 1.05 이상인 반투명 반사막을 갖도록 구성된다.
또는, 제 2의 정보층은 상기 언급된 제 1의 재생광에 대한 굴절율의 허수부가 0.05 이하의 반투명 반사막을 갖도록 구성된다.
본 발명에 따른 상기 언급된 구조를 갖는 광 디스크는 제 1 및 제 2의 정보층에 관해서 제 1 및 제 2의 재생광에 의해 고품질의 재생을 수행할 수 있고, 제 1의 정보층에 관해서는 범용의 CD 플레이어에 의해서도 고품질의 재생을 수행할 수 있도록 만들어진다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 광 디스크 및 종래의 다층 광 디스크의 일 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 다층 광 디스크의 반투명 반사막의 구성을 설명하기 위해 사용되는 비정질의(amorphous) SiO의 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 다층 광 디스크의 반투명 반사막의 구성을 설명하기 위해 사용되는 비정질의 SiH의 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 다층 광 디스크의 반투명 반사막의 구성을 설명하기 위해 사용되는 비정질의 SiHO의 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 다층 광 디스크의 반투명 반사막의 구성을 설명하기 위해 사용되는 비정질의 Si의 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 다층 광 디스크의 반투명 반사막의 구성을 설명하기 위해 사용되는 결정질(crystal)의 Si의 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프.
♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1f : 제 1의 광 투과성 기판 1s : 제 2의 광 투과성 기판
2s : 제 1의 정보 피트 2s : 제 2의 정보 피트
3f : 금속 반사막 3s : 반투명 반사막
4f : 제 1의 정보층 4s : 제 2의 정보층
5 : 투명 접착물 6 : 보호층
Lf : 제 1의 재생광 Ls : 제 2의 재생광
본 발명에 따른 다층 광 디스크는 제 1의 정보층 및 제 2의 정보층이 적층되어 한 장의 광 디스크를 형성하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광 디스크는 제 1 및 제 2의 정보층(2f 및 2s)이 각각 형성된 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)이 적층되고 투명 접착물(5)로 서로 접착된다.
상기 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)은, 각각 예를들면 폴리카보네이트(PC) 등의 플라스틱을 사용하여 사출성형(injection molding)에 의해 형성되고, 이러한 형성과 동시에, 성형 금형의 공동(cavity) 내에 배치된 스탬퍼(stampers), 예를들면 니켈 스탬퍼에 의해 각각의 주 표면에 제 1 및 제 2의 정보층(4f 및 4s)의 정보 피트(2f 및 2s)를 전사 성형하고, 그 다른 주 표면을 각각 평활 표면으로 형성한다.
또는, 제 1 및 제 2의 투과성 기판(1f 및 1s)은 평활 기판으로서 PC 등과 같은 플라스틱이나 또는 유리로부터 형성되고, 정보 피트(2f 및 2s)는 그 각 주 표면에, 예를들면 자외선 경화 수지의 도포, 스탬퍼의 압축, 경화 처리에 의한 소위 2P법(photopolymerization 법; 광 중합법)에 의해 정보 피트(2f 및 2s)를 형성하는 것도 가능하다.
제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)은, 사출 성형 시의 금속 온도, 압력, 압력 보존 시간 등의 선정에 의해, 그 복굴절율이 50㎚ 이하의 가판으로서 구성된다.
그래서, 제 1의 정보층(4f)은 증착, 스퍼터링 등에 의해 제 1의 광 투과성 기판(1f)이 형성되는 전체 표면 상에 금속 반사막(3s)을 침착함으로써 형성된다. 또한, 보호층(6)이 제 1의 정보층(4f) 전체를 덮도록 형성된다.
다층 광 디스크는 제 1의 정보층(4f)이 형성된 측과는 반대측의 제 1의 광 투과성 기판(1f)의 표면과 제 2의 정보층(4s)이 형성된 측의 제 2의 광 투과성 기판의 표면이 예를들면 자외선 경화 수지와 같은 투명 접착물(5)로 서로 접착되도록 구성된다.
이러한 구성에 있어서, 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)의 두께의 합은 1.1㎜∼1.3㎜가 되도록 선택된다. 예를들면, 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)의 각 두께를 0.6㎜로 하고, 투명 접착물(5)의 두께를 0.05㎜로 해서 전체 두께를 1.25㎜로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다층 광 디스크의 제 1의 정보층(4f)으로부터의 정보 판독, 즉 재생은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1의 파장의 제 1의 재생광(Lf), 예를들면 종래의 범용의 재생 전용의 CD 플레이어에서의 재생광의 파장 범위(770㎚830㎚)의 반도체 레이저광이 제 2의 광 투과성 기판(1s)의 배면측으로부터 조사되어 금속 반사막(3f)으로부터의 반사광이 검출된다.
또한, 제 2의 정보층(4s)으로부터의 정보의 재생은 제 2의 파장을 갖는 제 2의 재생광, 즉 615㎚∼655㎚의 파장을 갖는 반도체 레이저광이 제 2의 광 투과성 기판(1s)의 배면측으로부터 제 2의 정보층(4s)에 유사하게 포커싱되고, 그 반사광이 검출되어 재생 신호를 얻는 식으로 수행된다.
이때, 특히, 본 발명에 따르면, 제 1의 정보층(4f)을 구성하는 금속 반사막(3f)은 770㎚∼830㎚의 파장 범위를 갖는 제 1의 재생광에 대해서 60% 이상의 반사율을 갖는 금속 반사막으로 구성된다.
금속 반사막(3f)을 구성하는 금속은, 예를들면, Au, Ag, Cu 또는 이들의 합금의 증착, 스퍼터링 등에 형성된다. 금속 반사막(3f)의 막 두께는 확실히 높은 반사율을 얻는 것이 가능한 50㎚ 이상 또는 양호하게는 70㎚ 이상으로 설정된다.
금속 반사막(3f) 상에 형성된 보호막(6)은 자외선 경화 수지를 도포 경화하는 것에 의해 구성될 수 있다.
제 2의 정보층(4s)을 형성하는 반투명 반사막(3s)은 제 1의 파장의 광에 대한 투과율(Ts1)이 높고, 즉 제 1의 파장의 광에 대한 광 흡수율(As1)이 작고, 제 1의 파장의 광에 대한 반사율(Rs1)이 작고, 또한 제 2의 파장을 갖는 제 2의 재생광(Ls)에 대한 반사율(Rs2), 즉, Rs2-Rs1을 크게 한다. 구체적으로는, 박막에 있어서, 굴절율이 클수록 반사율이 크게되고, 굴절율이 작을수록 반사율이 작게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2의 파장을 갖는 광에 대한 반투명 반사막(3s)의 굴절율이 ns1및 ns2로 설정되는 경우, ns2/ns1은 크게되고, 특히, 굴절율(ns1) 및 굴절율(ns2)의 각각의 실수부에서의 비(ns2/ns1)는 1.05 이상이 되도록 설정된다.
또한, 반투명 반사막(3s)은 제 1의 재생광에 대한 굴절율의 허수부가 0.05 보다 작은 반투명 반사막 물질로 형성된다.
반투명 반사막(3s)은 비정질의 SiH, 비정질의 SiO, 비정질의 SiN의 단일 물질, 또는 이들 및 비정질의 Si의 두 개 이상의 혼합 물질, 예를들면 Si(HO), Si(HNO)로 구성되는 비정질 막의 단층 구조로서 형성된다.
또한, 반투명 반사막(3s)은 Ge, 비정질의 Ge, 비정질의 GeH, 비정질의 GeO, 비정질의 GeN, 또는 이들의 두 개 이상의 혼합 물질, 예를들면 Ge(HNO)로 이루어진 비정질 막이나, 또는, 비정질 SiGe, 비정질 SiGeH, 비정질 SiGeO, 비정질 SiGeN, 또는 SiGe(HON)과 같은 이들의 두 개 이상의 혼합 물질로 이루어진 비정질 막, 또는 비정질의 SiC, 비정질의 SiCH, 비정질의 SiCO, 비정질의 SiCN, 또는 SiC(HON)과 같은 이들의 두 개 이상의 혼합 물질로 이루어진 비정질의 막으로 형성될 수 있다.
또한, 반투명 반사막(3s)은 22㎚ 이하, 즉 막 두께가 작고, 후술하는 분광 특성의 막 두께 의존성에 대한 요구되어지는 반사율을 얻는 것이 가능한 막 두께 허용치가 얻어지는 측의 영역(zone; 1)에 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 반투명 반사막(3s)의 일 실시예가 상술될 것이다. 반투명 반사막(3s)은, 예를들면 결정 규소(Si) 또는 다결정 규소를 원재료로 하여, 스퍼터링 또는 진공 증착법에 의해, 비정질 Si(이하 a-Si로 칭함)막으로서 형성되고, 그 막 형성 시에 산소 또는 수소가 혼입된다.
예를들면, 진공 증착의 경우에 있어서, 진공 증착이 수행되는 진공 챔버의 내부가, 예를들면 10-4pa 정도의 고 진공 상태로 된 후, 작은 양의 산소 또는 수소 또는 이들 둘 다가 진공 챔버로 유입되고, 제 2의 정보 피트(2s)가 형성된 제 2의 광 투과성 기판에 대해 진공 증착이 수행되어, 그로 인해 목적하는 반투명 반사막(3s)이 형성된다.
또한, 스퍼터링의 경우에 있어서, 유사하게, Ar 등과 같은 불활성 가스와는 다른 작은 양의 산소 또는 수소 또는 이들 둘 다가 스퍼터링이 수행되는 챔버 안으로 유입되어 소위 반응성 스퍼터링을 수행하고, 그 결과 목적하는 반투명 반사막(3s)을 형성한다.
한편, Si가 산소 또는 수소와 완전하게 반응한 후 SiO2또는 SiH4가 생성되지만, 본 발명에 따른 반투명 반사막(3s)의 형성에 있어서는, 이러한 완전한 반응이 수행되는 것이 아니라, Si 원자와 Si 원자가 공유 결합되지 않은 소위 댕글링 본드(dangling bond)로 산소나 수소를 결합시킨 구조가 제공되어, 광의 흡수를 제어하고, 이 때문에 산소나 수소의 첨가는 Si 원자에 대해서 산소나 수소의 비가 2∼30 원자% 정도로 선택된다.
제 1 및 제 2의 정보층(4f 및 4s)이 각각 이러한 방식으로 형성된 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f 및 1s)은 제 1의 정보층(4f)이 형성된 측과 반대측의 제 1의 광 투과성 기판(1f)의 표면과 제 2의 정보층(4s)이 형성된 측의 제 2의 광 투과성 기판의 표면이 투명 접착물(5)로 접착되는 식으로 형성된다.
투명 접착물(5)을 통한 접착은, 예를들면 반투명 반사막(3) 상에 액상의 자외선 경화 수지로 이루어진 투명 접착물(5)을 도포하고, 양 기판(1f 및 1s)을 상호 소정의 위치 관계로 설정하여 적층하고, 자외선 조사를 수행하여 투명 접착물(5)을 경화해서 기판(1f 및 1s)의 접착을 수행하는 식으로 수행된다.
다음으로, 반투명 반사막(3s)의 광학적 특성에 대해 고찰할 것이다.
이 경우에, 각각의 PC 기판의 요철이 없는 미러 표면과 같은 각각의 주요면상에는 본 발명의 구성에 따른 비정질 SiO(a - SiO), 비정질 SiH(a - SiH), 비정질 SiHO(a - SiHO), 또한 비교를 위한 비정질 Si 및 결정 Si(a - Si)가 각각의 막을 형성하기 위해서 각각 제조되고, 이들 위에, 상기 다른 기판과 본딩하는데 사용되는 자외선 경화 수지로부터의 30μm의 보호층을 도포함으로써 각각의 테스트 샘플이 제조되었다. 또한, 상기 테스트 샘플에서, 10 nm - 100 nm 두께 범위의 각각의 막을 형성함으로써, 파장이 780 nm인 경우와 파장이 650 nm인 경우에서, 막 두께, 광 투과율 및 반사율의 측정에 의해 복굴절률이 얻어졌다. 그 결과가 하기의 표 1에 나타내어져 있다. 한편, 표 1에는, 비교를 위한 예로서 결정 Si를 가지고 설명하였지만, 그 값에 대해서는 문헌치를 이용하였다. 또한, 표 1에는, 각각의 테스트 샘플의 굴절률의 실수부들간의 비(n2/n1)가 함께 예시되어 있다.
성막 재료 굴절률(780 nm)n1+ ik1 굴절률(650 nm)n2+ ik2 굴절률 비(n2/n1)
a - SiO 3.55 + i0.04 3.75 + i0.15 1.056
a - SiH 4.05 + i0.05 4.43 + i0.26 1.094
a - SiHO 3.13 + i0.01 3.33 + i0.03 1.064
a - Si 3.70 + i0.08 3.86 + i0.34 1.043
결정 Si 3.71 + iO.007 3.85 + i0.016 1.038
상기 표 1을 기초로 한 굴절률을 이용함으로써, 상기 각각의 성막 재료가 상기 제 2의 정보층의 반투명 반사막으로서 제조된 경우에, 780 nm의 파장에 대한 상기 제 1의 정보층의 반사율(R1)과 650 nm의 파장에 대한 상기 제 2의 정보층의 반사율(R2)이 계산에 의해서 얻어진다. 이 경우에, 상기 제 1의 정보층(4f)의 금속 반사막(3f)이 100 nm 두께의 Au 막으로 형성되도록 구성되어 있다고 가정하면, 상기 제 1의 광 투과성 기판(1f)과 상기 금속 반사막(3f)간의 경계면의 반사율은 95%로 설정된다. 각각의 상기 샘플에 대한 계산에 의한 분광 특성의 막 두께 의존성이 도 2 내지 도 6에 각각 도시되어 있다. 즉, 도 2는 a - SiO의 경우이고, 도 3은 a - SiH의 경우이며, 도 4는 a - SiHO의 경우이고, 도 5는 산소와 수소가 함유되지 않은 a - Si의 경우이고, 도 6은 결정 Si의 경우이다.
도 6의 결정 Si의 경우에는, 막 두께가 0에서부터 두꺼워짐에 따라, 상기 반사율(R1)이 감소하고 R2는 증가한다. 이때, 두께가 13 nm 부근일 때에는, R1이 70% 보다 커지고(R170%), 동시에 R2는 18% 보다 커지며(R218%)(이하, 이 두께 영역을 영역 1이라고 함), 이에 따라 서두에서 언급한 굴절률이 충족되어, 우수한 재생 신호를 얻을 수 있다. 이때, 상기 막 두께가 다시 130 nm 부근으로 더욱 증가하면, 상기 조건이 적당한데, 즉 R1이 70%보다 크고, 동시에 R2는 18% 보다 크다(이하, 이 두께 영역을 영역 2라고 함). 이때, 증가와 감소가 반복되지만, 제조시에 수반되는 문제점 때문에 상기 제 2의 영역보다 훨씬 두꺼운 영역이 실제적으로 회피되면 바람직하다. 그러므로, 상기 막 두께의 상한치와 하한치간의 범위가 막 두께 허용치[%]로서 괄호내에 나타낸 중심으로부터의 비율과 함께 나타내어져 있으며, 이때, 필요한 반사율, 즉 R170% 및 동시에 R218%가 각각의 단층 재료의 영역 1과 영역 2에서 얻어질 수 있다.
단층막 재료 영 역 1 영 역 2
a - SiO 13.9∼15.1 nm(±3.8%) 102.9∼121.1 nm(±8.1%)
a - SiH 9.5∼11.1 nm(±7.8%) 87.8∼104.2 nm(±8.5%)
a - SiHO 18.3∼21.8 nm(±8.7%) 116.7∼144.9 nm(±10.8%)
a - Si 13.6∼14.5 nm(±3.2%) 101.5∼109.4 nm(±3.7%)
결정 Si 12.5∼14.0 nm(±5.7%) 97.1∼118.6 nm(±10.0%)
이 경우에, 실제적으로 원하는 허용치는 대략 ±5%이며, 이로부터 a - SiH, a - SiHO, 또한 결정 Si가 사용되면 바람직함을 알 수 있다. 하지만, 서두에서 설명한 바와 같이, 결정 Si는 이 결정 Si에 의해 상기 광 투과성 기판상에 막이 형성되기가 어렵기 때문에 실용적이지 않다. 또한, 도 5에서 a - Si의 막 두께의 실제 허용치는, 도 6과 비교해 보면 분명한 바와 같이, 비교적 작은데, 이는 광 흡수가 상기 결정 Si에 비해 보다 많아지기 때문이다. 이와 대조적으로, 산소와 흡수된 a - SiO의 경우에는, 상기 광 흡수가 a - Si에 비해 780 nm로 보다 적어지고, n2/n1은 보다 커지며, 이에 따라 상기 영역 2에서의 반사율(R1)이 보다 커지고, 결과적으로 상기 영역 2에서의 막 두께의 허용치는 ±5% 보다 높은 값을 나타낸다. 이와 유사하게, 수소와 혼합된 a - SiH의 경우에는, 상기 광 흡수가 감소하고 n2/n1이 혼합된 산소에 비해 커지기 때문에, 상기 영역 1에서도 충분 막 두께 허용치가 얻어졌다. 이때, 막 두께가 얇은 상기 영역 1에서도 충분한 막 두께 허용치가 얻어진다는 사실에 의해, 얇은 막 두께의 상기 영역 1에서의 반투명 반사막(3s)이 형성될 수 있고, 결과적으로 상기 막 등을 형성할 때의 감소로부터 매우 실용적인 장점이 생긴다. 또한, 산소와 수소가 혼합된 a - SiHO에 따라, 상기 광 흡수가 추가적으로 감소하며, 이에 따라 상기 막 두께 허용치는 상기 영역 2에서뿐만 아니라 상기 영역 1에서 커지며, 결과적으로 생산에 의한 수익성이 증가된다.
상기 표 1과 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 2의 정보층(4s)을 구성하고 있는 상기 반투명 반사막(3s)의 일부분에서의 광 흡수를 지시해 주는 굴절률의 허수부의 값은 780 nm에서 0.05 이하이면 바람직하다. 또한, 상기 제 2의 정보층(4s)과 같이 상기 굴절률의 실수부들간의 비(n2/n1), 즉 ns1/ns2는 1.05 이상이면 바람직하다.
이때, 이러한 점과 관련하여, 상기 제 1의 정보층(4f)의 금속 반사막(3f)이 종래 경우에서와 같이 예컨대 Al로 제조되면, 각각의 재료에서의 막의 R1값은 도 2 내지 도 6에서의 R1값에, 780 nm의 파장에 대한 Al의 반사율(81%)과 Au의 유사한 반사율(95%)간의 비, 즉 0.85를 곱함으로써 얻어진 값이 된다. 즉, Al의 반사막의 경우에는, R1이 Au의 막에 비해 15% 만큼 낮아지면, 상기 막 두께 허용치가 보다 커질 수 없다.
한편, 위에서 언급한 예는 상기 제 2의 정보층(4s)의 반투명 반사막(3s)이 산소 또는 수소 또는 이들 둘을 a - Si 계에 도입한 구성 재료로 형성된 경우이지만, 산소 또는 수소 또는 이들 둘이 도입된 경우와 유사하게, 상기 Ge, SiGe 또는 a - Ge 계 또는 a - SiGe 계를 도입한 그러한 구성 재료를 형성함으로써, 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따라, 상기 제 1의 정보층(4f)의 금속 반사막(3f)과 상기 제 2의 정보층(4s)을 구성하고 있는 반투명 반사막(3s)의 각각의 광학 특성을 특정함으로써, 상기 제 2의 정보층(4s)에 대한 제 2의 파장을 가진 상기 제 2의 재생광이 지표 18%로 도출되며, 이에 따라 우수한 품질의 재생광이 얻어질 수 있고, 동시에, 상기 제 1의 파장을 가지고 있는 상기 제 1의 재생광이 상기 제 2의 정보층(4s)을 충분히 투과하도록 함으로써, 또한 상기 금속 반사막이 상기 반사율의 90% 이상을 가지도록 함으로써, 상기 제 1의 정보층(4f)으로 향하는 상기 제 1의 재생광은 이 제 1의 재생광이 상기 제 2의 정보층(3s)에서 어느 정도 감소하더라도 충분히 높은 효율로 반사될 수 있다.
이때, 상기 제 1의 파장을 가지고 있는 제 1의 재생광이 770 nm - 830 nm 파장 범위에 속하면, 예컨대 범용 CD 플레이어가 사용될 수 있다. 즉, 상기 제 1의 정보층(4f)의 재생이 가능해진다.
또한, 도 1의 구성에서는, 상기 제 1의 정보층(4f)의 제 1의 재생광이 상기 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f,1s)의 표면을 통해 4회 투과하지만, 위에서 언급한 바와 같이, 그 복굴절은 50 nm 이하로 설정되어 있기 때문에, 종래 CD 및 DVD에서의 100 nm의 복굴절값에 필적하는 동일한 값의 재생 신호가 얻어질 수 있다.
또한, 위에서 언급한 예는 2장의 상기 광 투과성 기판이 사용된 경우이지만, 도면에 도시된 예에 한정되지 않는 경우가 존재하며, 이에 따라 형태에 대한 각종 변경이 가능해지며, 상기 제 1 및 제 2의 정보층의 피트가 2-p 법에 의해 한 장의 상기 광 투과성 기판 상에 형성되거나, 다른 정보층의 피트가 상기 2-p 법에 의해 형성되는 동안에 상기 광 투과성 기판의 사출성형이 실행될 때 하나의 정보층의 피트가 동시에 형성된다. 또한, 도 1의 구성에서는, 상기 제 2의 정보층(4s)의 기록 밀도가 상기 제 1의 정보층(4f)의 기록 밀도보다 높다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따라 상기 제 1의 정보층(4f)의 금속 반사막(3f)과 상기 제 2의 정보층(4s)을 구성하고 있는 반투명 반사막(3s)의 각각의 광학 특성을 특정함으로써, 상기 제 2의 정보층(4s)의 제 2의 파장을 가지고 있는 제 2의 재생광이 18% 이상의 지표로서 설정된 반사율에 의해 도출되며, 이에 따라 우수한 품질의 재생광이 얻어질 수 있고, 동시에, 상기 제 1의 파장을 가지고 있는 상기 제 1의 재생광이 상기 제 2의 정보층(4s)을 투과하도록 함으로써, 또한 상기 금속 반사막이 상기 반사율의 90% 이상을 가지도록 함으로써, 상기 제 1의 정보층(4f)을 향하는 상기 제 1의 재생광은 이 제 1의 재생광이 상기 제 2의 정보층(3s)에서 어느 정도 감소하더라도 충분히 높은 효율을 가지고 반사될 수 있다. 따라서, 상기 제 1의 정보층(4f)으로부터의 상기 정보의 제 1의 재생광에 의한 재생에 대해서도 품질이 우수한 재생 신호가 얻어질 수 있다.
이때, 상기 제 1의 파장을 가지고 있는 제 1의 재생광이 770 nm ∼ 830 nm 파장 범위에 속하면, 예컨대 범용 CD 플레이어가 사용될 수 있다. 즉, 상기 제 1의 정보층(4f)의 재생이 가능해진다.
또한, 도 1의 구성에서는, 상기 제 1의 정보층(4f)의 제 1의 재생광이 위에서 언급한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2의 광 투과성 기판(1f,1s)의 표면을 통해 4 회 투과하지만, 위에서 언급한 바와 같이, 그 복굴절이 50 nm 이하로 설정되어 있기 때문에, 종래 CD 및 DVD에서의 100 nm의 복굴절값에 필적하는 동일한 값의 재생 신호가 얻어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구성에서는, 상기 제 2의 정보층(4s)이 단층막으로 제조됨에 따라, 유전체막이 다층으로 적층된 구성을 사용하는 경우와 비교해 볼 때, 상기 정보층의 설계 및 생산의 간소화, 따라서 생산성의 향상이 실현될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 위에서 언급한 실시예에 한정되지 않고 첨부된 특허 청구 범위에 정의된 본 발명의 사상이나 범위로부터 이탈하지 않고 당업자에 의해 각종 변형 및 수정이 행해질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (12)

  1. 제 1의 정보층과 제 2의 정보층이 1장의 광 디스크를 형성하기 위해 적층되어 있는 다층 광 디스크에 있어서,
    상기 제 1의 정보층에 형성되어 있고, 770 nm - 830 nm의 파장 범위를 가지고 있는 제 1의 재생 광에 대해 90 % 이상의 반사율을 가지고 있는 금속 반사막, 및
    상기 제 2의 정보층에 형성되어 있는 반투명 반사막으로서, 상기 제 1의 재생광에 대한 굴절률(ns1)과 615 nm ∼ 655 nm의 파장 범위를 가지고 있는 제 2의 재생광에 대한 굴절률(ns2)의 각각의 실수부간의 비(ns2/ns1)가 1.05 이상인 반투명 반사막을 구비하고 있는 다층 광 디스크.
  2. 제 1의 정보층과 제 2의 정보층이 1장의 광 디스크를 형성하기 위해 적층되어 있는 다층 광 디스크에 있어서,
    상기 제 1의 정보층에 형성되어 있고, 780 nm - 820 nm의 파장 범위를 가지고 있는 제 1의 재생 광에 대해 90 % 이상의 반사율을 가지고 있는 금속 반사막, 및
    상기 제 2의 정보층에 형성되어 있고, 0.05 이하의 상기 제 1의 재생광에 대한 굴절률의 허수부를 가지고 있는 반투명 반사막을 구비하고 있는 다층 광 디스크.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1의 재생광에 대한 상기 반투명 반사막의 굴절률의 허수부가 0.05 이하인 다층 광 디스크.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 반투명 반사막이 각각의 비정질 SiH, 비정질 SiO 및 비정질 SiN의 단일 재료, 또는 이들과 비정질 Si 중 2 이상의 혼합 재료로 이루어진 비정질 막으로 형성되어 있는 다층 광 디스크.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 반투명 반사막이 각각의 비정질 SiH, 비정질 SiO 및 비정질 SiN의 단일 재료, 또는 이들과 비정질 Si 중 2 이상의 혼합 재료로 이루어진 비정질 막으로 형성되어 있는 다층 광 디스크.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 반투명 반사막이 각각의 비정질 SiH, 비정질 SiO 및 비정질 SiN의 단일 재료, 또는 이들과 비정질 Si 중 2이상의 혼합 재료로 이루어진 비정질 막으로 제조되어 있는 다층 광 디스크.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 반투명 반사막의 막 두께가 22nm 이하로 설정되어 있는 다층 광 디스크.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 반투명 반사막의 막 두께가 22nm 이하로 설정되어 있는 다층 광 디스크.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 반투명 반사막의 막 두께가 22nm 이하로 설정되어 있는 다층 광 디스크.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제 1의 정보층을 가지고 있는 제 1의 플라스틱 기판과 상기 제 2의 정보층을 가지고 있는 제 2의 플라스틱 기판이 투명 접착제로 함께 본딩되어 있고,
    상기 제 1 및 제 2의 기판의 각각의 복굴절이 50 nm 이하로 행해지는 다층 광 디스크.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 제 1의 정보층을 가지고 있는 제 1의 플라스틱 기판과 상기 제 2의 정보층을 가지고 있는 제 2의 플라스틱 기판이 투명 접착제로 함께 본딩되어 있고,
    상기 제 1의 및 제 2의 기판의 각각의 복굴절이 50 nm 이하로 행해지는 다층 광 디스크.
  12. 제 3항에 있어서, 상기 제 1의 정보층을 가지고 있는 제 1의 플라스틱 기판과 상기 제 2의 정보층을 가지고 있는 제 2의 플라스틱 기판이 투명 접착제로 함께 본딩되어 있고,
    상기 제 1의 및 제 2의 기판의 각각의 복굴절이 50 nm 이하로 행해지는 다층 광 디스크.
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