KR20040020063A - 고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치 - Google Patents

고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 청색 또는 이것 보다 짧은 파장의 레이저광을 이용한 고속추기형 광기록매체, 이것에 기록하기 위한 광기록방법 및 광기록장치에 관한 것으로서, 고속추기형 광기록매체(10)는 지지기체(12)상에 기록층(18), 광투과층(22)을 이 순서로 구비하여 이루어지고, 기록층(18)은 Ａｌ 및 Ｓｂ을 각각 주성분으로 하는 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)을 적층하여 이루어지고, 청색의 파장의 레이저광을 레이저광원(24)으로부터 광투과층(22)을 사이에 두고 기록층(18)에 조사하여 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)에 함유되는 Ａｌ, Ｓｂ가 조사에 의해 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 반사율이 불가역적으로 변화된 기록마크가 형성되도록 하고 있고, 이 때의 기록층(18)의 두께는 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송속도로 기록 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치{OPTICAL RECORDING MEDIUM}
최근, 고밀도 고속기록이 가능한 광기록매체가 요구되고 있고, 그 하나로서 청색파장의 레이저광에 의한 기록/재생을 할 수 있는 광기록매체가 검토되고 있다.
또, 이와 같은 청색파장의 레이저광을 이용한 광기록매체 중, ＲＯＭ(read only memory)타입의 광기록매체 또는 ＲＷ(rewritable)타입의 광기록매체가 제안되어 있지만, 청색파장보다도 짧은 파장의 레이저광에 의해 고속기록을 할 수 있는 추기형 광매체는 제안되지 않고 있다.
이것은 종래, 추기형 광기록매체의 기록층으로서 유기색소를 도포한 것이 보급되고 있지만, 이 유기색소에서는 고속기록을 실시하기 위해 기록 감도가 불충분하고, 또 기록 밀도를 올리기 위해 레이저광의 파장을 짧게 해 가면, 특히 청색이하의 짧은 파장의 레이저광에 대응할 수 있는 색소의 합성이 어렵기 때문이다.
또, 기록층에 상변화 재료를 이용한 청색파장의 레이저광에 의한 고속기록은 제안되어 있지만, 추기형의 것은 없었다.
또 무기재료에 의해 기록층을 형성한 것이 있지만, 이것들은 고속기록이 맞지 않거나, 기록 상태의 보존 신뢰성이 불충분하거나, 재생 내구성이 부족하거나 하는 문제점이 많아 어느쪽의 경우도 고속추기형 광기록에 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 추기형(追記型) 기록층을 갖는 광기록매체, 특히 고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치에 관한 것이다
제 1 도는 본 발명의 실시형태의 제 1 예에 따른 고속추기형 광기록매체를 모식적으로 확대하여 도시한 단면도,
제 2 도는 본 발명의 실시형태의 제 2 예에 따른 고속추기형 광기록매체를 모식적으로 확대하여 도시한 단면도,
제 3 도는 상기와 동일한 고속추기형 광기록매체에 광기록을 하기 위한 광기록장치를 도시한 블록도,
제 4 도는 본 발명의 실시예 2의 광기록매체의 광기록 전후의 반사율과 기록층의 두께와의 관계를 도시한 선도 및
제 5 도는 본 발명의 실시예 3의 광기록매체의 기록가능한 레이저 파워와 기록층의 두께와의 관계를 도시한 선도이다,
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 무기재료를 이용하여, 청색파장 이하의 짧은 파장의 레이저광에 의해 고속추기형 광기록이 가능하고, 장기보존 신뢰성, 높은 재생 내구성을 갖는 고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 다음과 같은 본 발명에 의해 달성된다.
(1) 지지기체상에 적어도 기록층, 광투과층이 이 순서로 형성되어 이루어지고, 상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 또, 청색 또는 이것보다 짧은 파장의 레이저광이 상기 광투과층측에서 조사되는 것에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분 금속이 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 반사율이 불가역적으로 변화된 기록마크가 형성 가능하게 되고, 또 상기 기록층의 두께가 3∼50nm이 되고, 상기 레이저광의 파장을 200∼450nm, 이 레이저광의 조사에 이용하는 대물렌즈의 개구수가 0.8이상의 렌즈계를 이용한 시스템에 의해 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송 속도로 기록가능해지도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
(2) 상기 부기록층의 두께가 1∼30nm으로 된 것을 특징으로 하는 (1)의 고속추기형 광기록매체.
(3) 상기 광투과층의 두께를 50∼150㎛으로 한 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)의 고속추기형 광기록매체.
(4) 상기 부기록층 중 적어도 1층은 Ａｌ을 주성분으로 하고, 다른 적어도 1층은 상기 Ａｌ을 주성분으로 하는 부기록층에 인접하여 설치되고, 또 Ｓｂ을 주성분으로 하고, 상기 레이저광의 조사에 의해, 상기 각 부기록층에 함유되는 Ａｌ과 Ｓｂ이 확산되어 혼합되도록 된 것을 특징으로 하는 (1), (2)또는 (3)의 고속추기형 광기록매체.
(5) (1), (2) 또는 (3)에 있어서, 상기 부기록층 중 적어도 1층은 Ｓｉ를 주성분으로 하고, 다른 적어도 1층은 상기Ｓｉ를 주성분으로 하는 부기록층에 인접해서 설치되고, 또 Ｃｕ를 주성분으로 하고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 Ｓｉ와 Ｃｕ가 혼합하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
(6) 상기 부기록층 중 적어도 1층에 있어서의 주성분 금속과, 상기 부기록층에 인접하여 설치된, 다른 적어도 1층에 있어서의 주성분금속은 Ａｇ/Ｓｉ, Ｚｎ/Ｓｉ, Ａｕ/Ｓｉ, Ａｌ/Ｇｅ, Ｃｕ/Ｇｅ, Ａｇ/Ｇｅ, Ｚｎ/Ｇｅ, Ａｕ/Ｇｅ 중, 어느하나의 조합으로부터 선택되고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 2개의 주성분 금속이 혼합하도록 된 것을 특징으로 하는 (1), (2)또는 (3)의 고속추기형 광기록매체.
(7) 지지기체상에 적어도 반사층, 기록층, 광투과층이 이 순서로 설치되어이루어진 광기록매체에 있어서의 상기 기록층에, 상기 광투과층측에서 레이저광을 조사하여 기록마크를 형성하는 광기록방법으로서, 상기 레이저광은 청색 또는 이것보다 짧은 파장이 되고, 상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분 금속을 확산해서 혼합시켜, 이 혼합에 의해 반사율을 불가역적으로 변화시켜 기록마크를 형성하고, 또한, 이 기록 전송 속도를 35Ｍｂｐｓ이상으로 한 것을 특징으로 하는 광기록방법.
(8) 상기 레이저광의 파장을 200∼450nm로 하고, 상기 레이저광을 두께 50∼150㎛의 상기 광투과층측에서 개구수 0.8이상의 대물렌즈에 의해 상기 기록층에 조사하는 것을 특징으로 하는 (7)의 광기록방법.
(9) 청색을 포함하는, 이것보다 짧은 파장의 레이저광을 사출하는 레이저광원과, 지지기체상에 적어도 기록층, 광투과층을 이 순서로 설치하여 이루어진 광기록매체의 상기 기록층에 상기 레이저광원으로부터 레이저광을 인도하고, 상기 광투과층측에서 상기 기록층에 집광시키는 기록 광학계와, 상기 광기록매체를 지지하고, 또, 상기 레이저광의 집광 위치에 대해 상대적으로 이동시키는 광기록매체 구동장치를 구비하여 이루어지고, 상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 청색 또는 이것 보다 짧은 파장의 레이저광의 조사에 의해, 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분금속이 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 반사율이 불가역적으로 변화된 기록마크가 형성 가능하게 되어, 상기 레이저광의 조사 에너지, 상기 광기록매체의 상대이동 속도, 상기기록층의 두께는 상기 레이저광에 의해 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송 속도로 기록가능하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록장치.
(10) 상기 레이저광의 파장은 200∼450nｍ, 상기 기록 광학계에 있어서의 대물렌즈의 개구수는 0.8이상으로 된 것을 특징으로 하는 (9)의 고속추기형 광기록장치.
이하, 본 발명의 실시형태의 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태의 예에 따른 고속추기형 광기록매체(이하, 광기록매체)(10)는 지지기체(12)상에 반사층(14), 제 2유전체층(16), 기록층(18), 제 1 유전체층(20) 및 광투과층(22)을 이 순서로 설치한 것이고, 기록용 레이저광원(24)으로부터 파장 200∼450nm, 예를 들면 405nm의 청색 레이저광을 광투과층(22)을 통해서 상기 기록층(18)에 조사하므로써 조사 영역의 반사율을 변화시키고, 이것을 기록마크로 하도록 한 것이다.
상기 기록층(18)은 Ａｌ을 주성분으로 하는 제 1 부기록층(18A)과, Ｓｂ을 주성분으로 하는 제 2 부기록층(18B)을 적층해서 구성한 것이며, 이 적층기록층에 기록광으로서의 청색 레이저광을 조사하면, 조사 영역에 있어서, 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)에 함유되는 상기 주성분 금속인 Ａｌ과 Ｓｂ가 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 생기는 반응 생성물이 조사 영역의 반사율을 변화시키고, 이것이 기록마크가 되도록 되어 있다. 이와 같은 2개의 주성분금속이 확산해서 혼합하는 반응은 불가역적이기 때문에 이 기록층(18)은 추기형의 광기록이 가능해 진다.
상기 지지기체(12)는 예를 들면 1.1mm의 두께의 폴리카보네이트로 이루어지고, 또, 상기 반사층(14)은 스퍼터링법 등에 의해 상기 지지기체(12)상에,예를 들면 은합금층을 형성한 것이며, 그 두께는 10∼200nm정도로 되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 유전체층(16, 20)은 모두 ＺｎＳ-ＳｉＯ2타겟(ＺｎＳ:80몰％、ＳｉＯ2:20몰％)을 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성한 것이며, 제 2 유전체층(16)은 두께 5∼200nm으로 상기 반사층(14)상에, 또 제 1 유전체층(20)은 두께 5∼200nm으로 상기 기록층(18)을 제 2 유전체층(16)과 함께 끼우도록 해서 설치되어 있다.
상기 광투과층(22)은 제 1 유전체층(20)상에 스핀코팅법에 의해 형성하거나 미리 형성된 시트형상 부재를 접착하는 것이며, 예를 들면 두께가 100㎛정도의 자외선경화수지층이나 폴리카보네이트 시트로 이루어져 있다.
상기 기록층(18)의 두께는 3∼50nm, 바람직하게는 5∼20nm으로 한다. 이것은 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)을 구성하는 주성분금속인 Ａｌ과 Ｓｂ 또는 그 합금이 기록층(18)에 파장 405nm의 청색 레이저광을 조사했을 때, 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송 속도에 의해 혼합해서 기록마크가 형성되고, 기록가능하도록 선택한다 (상세하게는 후술).
여기서 말하는 기록 전송 속도 35Ｍｂｐｓ라는 것은 (1,7)ＲＬＬ의 변조 방식으로, 채널비트길이를 0.12㎛, 기록선속도 5.3m/s, 채널클록 66MHz, 포맷 효율을 80%으로 했을 때의 효율을 고려한 기록 전송 속도이다.
한편, 상기 광투과층(22) 및 제 1 유전체층(20)의 두께는 상기 레이저광원(24)로부터의 레이저광을 기록층(18)에 조사시키는 대물렌즈(26)의 개구수 (ＮＡ)를 0.85으로 했을 때, 청색 레이저광이 기록층(18)에 집광될 수 있도록 선택된다.
또, 상기 제 2 및 제 1 유전체층(16, 20)은 산화물, 황화물, 질화물, 불화물, 탄화물, 이것들의 혼합물 등의 각종 유전체재료로 이루어지고, 상기 기록층(18)을 수증기나 그밖의 가스로 보호하는 것이다. 또, 상기 유전체층은 기록층(18)에 있어서의 광기록 전후에서의 반사율차를 간섭광을 이용하여 크게 하는 것이 가능하고, 재료의 종류 및 두께는, 광기록매체(10)의 광학적 설계 및 열적 설계에 따라서 적당히 결정된다.
또, 상기 기록층(18)을 구성하는 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)은 상기한 바와 같이 Ａｌ 및 Ｓｂ을 주성분 금속으로 하고, 이 주성분 금속만을 함유해도 좋지만, 다른 원소가 첨가되어 있어도 좋다.
이 경우, 각 부기록층의 주성분 금속의 함유량은 바람직하게는 80원자％이상, 보다 바람직하게는 90원자％이상이다. 부기록층중의 주성분금속의 함유량이 너무 적으면, 기록마크의 열적 안정성을 충분히 높게 하는 것이 곤란해진다.
Ａｌ을 주성분으로 하는 제 1 부기록층(18A)에 첨가되는 원소로서는 Ｃｒ, Ｔｉ, Ｎｉ등의 내식성을 향상시키는 금속 원소의 적어도 1종류가 바람직하고, Ｓｂ를 주성분으로 하는 제 2 부기록층(18)에 첨가되는 원소로서는 IIIb, IVb, Vb, VIb의 각 족(族)에 속하는 원소의 적어도 1종류가 바람직하다.단, 제 2 부기록층(18B)은 Ｓｂ만으로 구성되는 것이 가장 바람직하다.
또, 상기 기록층(18)은 제 1 부기록층(18A)과 제 2 부기록층(18B)을 직접 접촉시키고 있지만, 이것은 다른 원소를 주성분으로 하는 개재층(도시 생략)을 양자간에 존재시켜도 좋다.
개재물을 위한 다른 원소로서는 상기 제 1 부기록층(18A) 또는 제 2 부기록층(18B)에 있어서 첨가원소로서 이용되는 각 원소의 적어도 1종류를 예로 들 수 있다. 또, 개재층은 융점이 500∼1000℃의 범위내에 있는 화합물로 구성되어 있어도 좋다. 이 개재층의 두께는 바람직하게는 5nm이하, 보다 바람직하게는 3nm이하이며, 개재층이 너무 두꺼우면 Ａｌ과 Ｓｂ의 혼합이 방해받는 경우가 있다.
또, 상기 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)에 있어서의 주성분 금속의 융점은 모두 550℃ 이상인 것이 바람직하다. 융점이 낮은 주성분 금속을 함유하는 부기록층이 존재하면, 재생시 및 고온환경하에서의 보존시에 고상(固相)반응에 의한 확산이 진행되어버려 재생 내구성 및 보존 신뢰성이 저하된다.
상기한 바와 같이, 2개의 부기록층을 적층하여 형성된 기록층(18)은 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)의 융점 미만의 온도에서도 고상반응에 의해 확산을 생기게 하여 반사율을 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들면, Ａｌ 및 Ｓｂ을 주성분 금속으로 하는 조합에서는 400℃이상, 또 융점 미만의 온도로 충분한 고상반응을 생기게 할 수 있다.
단, 고속으로 기록하기 위해서는 확산 속도가 빠른 액상(液相) 반응에 의한 확산을 이용하는 것이 바람직하므로 기록광을 조사했을 때, 제 1 및 제 2부기록층(18A, 18B)의 적어도 한쪽이 용융하는 것이 바람직하고, 모든 부기록층이 용융하는 것이 보다 바람직하다.
그 경우에 기록 감도를 높이기 위해서는 주성분 금속의 융점이 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)의 적어도 1층에 있어서, 바람직하게는 양쪽에 있어서 1000℃이하인 것이 바람직하다. 또, 상기와 같이 Ａｌ과 Ｓｂ는 융점이 가깝기 때문에 양 부기록층(18A, 18B)을 동시에 용융시키는 것은 용이하다.
또한, 고속기록을 실시하기 위해서는 각 부 기록층에 함유되는 주성분금속의 융점이 서로 가까운 것이 바람직하고, 구체적으로는 각 부기록층의 융점이 폭 200℃이하의 온도영역, 특히 폭 100℃이하의 온도영역내에 들어가 있는 것이 바람직하다.
기록시의 반응이 각 주성분 금속의 융점 미만의 온도에서 진행되는 경우라도, 각 주성분금속의 융점이 가까우면 양 부기록층을 활성한 상태로 할 수 있으므로 비교적 빠른 속도로 진행한다. 상기와 같이 Ａｌ과 Ｓｂ은 융점이 충분히 가깝다.
이 실시형태의 예에 따른 광기록매체(10)에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)의 주성분 금속은 기록마크중에 있어서 혼합된 상태로 되어 있고, 금속간 화합물로서 존재하거나, 금속간 화합물을 생성하지 않아도 적어도 주성분금속끼리 결합된 상태의 혼합물로서 존재한다고 생각된다.
예를 들면, Ａｌ을 주성분으로 하는 제 1 부기록층(18A)과 Ｓｂ을 주성분으로 하는 제 2 부기록층(18B)으로 이루어지는 기록층(18)의 경우 금속간 화합물인 ＡｌＳｂ이 생성되어 있다고 생각된다. 단, ＡｌＳｂ와 같은 금속간 화합물은 결정성장해 있을 필요는 없고, 전자선회절에 의해 검출할 수 없을 정도의 미결정상태라도 기록이 가능하다.
또, 상기 기록층(18)에 형성된 기록마크 중의 반응생성물의 열안정성이 기록전에 있어서, 단지 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)이 적층된 미기록 상태에서의 열안정성보다 높아지는 것이 본 발명의 특징이다.
구체적으로는 기록마크가 이미 형성되어 있는 기록층(18)에 기록마크의 형성이 가능한 파워레벨의 기록광(레이저광)을 조사했을 때, 기록층(18)에 있어서 혼합이 생기지 않는 영역에서는 상기 혼합이 생겨 반사율이 변화하고, 이미 기록마크가 형성되어 있는 영역에서는 기록광의 조사에 의해 반사율이 변화하지 않는 것을 의미한다.
여기서, Ａｌ의 융점은 660℃, Ｓｂ의 융점은 631℃도이고, 양자 모두 단체(單體)로 열적으로 충분히 안정되고, 또 레이저광 조사에 의한 용융이 가능하다.또, Ｓｂ과 Ａｌ의 반응에 의해 각각의 단체보다도 융점이 충분히 높고, 저온과 고온에서 결정구조가 변화되지 않는 안정된 금속간 화합물(ＡｌＳｂ)(융점:1060℃)을 생성할 수 있다.
상기 광기록매체(10)는 기록 후에 고온환경하에서 보존해도 상기 반응 생성물로 이루어지는 기록마크가 변화되기 어려워 안정적이다. 형성된 기록마크를 판독할 때는 비교적 낮은 파워의 재생용 레이저광을 조사하지만, 그 조사 영역에서는 기록층(18)의 온도가 수십℃정도 올라가 버린다. 열안정성이 낮은 기록마크에서는 재생에 의해, 특히 반복재생에 의해 기록마크가 변화되어버리지만, 이 광기록매체(10)에서는 재생에 의해 기록마크는 변화되기 어렵고, 재생내구성이 우수하다.
또, 본 발명의 광기록매체(10)에서의 기록마크의 열안정성이 높기 때문에, 기록시에 인접 트랙의 기록마크를 지워버리는 현상(크로스이레이즈)이 실질적으로 생기지 않는다. 이 때문에, 기록 트랙 피치를 좁게 할 수 있으므로 고밀도기록에 유효하다.
이에 대해 조성이 상위한 2층의 금속층을 레이저광에 의해 순식간에 가열해서 확산시키고, 이 확산에 의해 생성되는 생성물이 비평형 상태일 경우, 예를 들면생성물이 공융혼합물이나 준안정구조를 가질 경우에는 가열에 의해,또는 실온에서의 장기간 보존에 의해 평형 상태로의 상태변화 (예를 들면 상분리)가 생긴다. 이 때문에, 비평형 상태의 생성물로 이루어지는 기록마크는 본 발명의 광기록매체(10)의 기록마크에 비해 열안정성이 현저하게 낮아져 재생 내구성 및 보존 신뢰성이 나쁘다.
상기 기록층(18)의 두께, 즉 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)의 합계 두께는 3∼50nm, 특히 5∼20nm인 것이 바람직하다. 기록층(18)이 너무 얇으면 기록전후에 있어서, 기록마크의 충분한 반사율차를 확보하는 것이 곤란하고, 기록층(18)이 너무 두꺼우면 그 열용량이 커지므로 기록 감도가 저하해버린다.
또, 기록층을 두껍게 하면 어느 정도는 반사율이 증가하지만, 이용하는 금속 박막재료가 가지는 반사율의 한계가 있어 너무 두껍게 하려고 해도 재료의 증가나 제조 택트 시간의 증가 등의 악영향이 된다. 또 후술하는 실시예 3, 도 4와 같이 두꺼운 기록층에 대해서는 그나름대로의 레이저파워가 필요하고, 가령 기록했다고 해도 기록층의 깊이 방향에서의 기록마크의 확산 혼합불균형이 발생하여 얻어지는 신호 품질에 악영향을 주어버린다. 이상의 이유에 의해 기록층의 최대두께는 50nm, 바람직하게는 20nm이 된다.
상기 각 부기록층의 두께는 1∼30nm, 특히 2∼20nm인 것이 바람직하다. 부기록층이 너무 얇은면 기록전후에 있어서 충분한 반사율차를 확보하는 것이 어렵고, 한편, 너무 두꺼우면 부기록층을 적층한 기록층(18)의 열용량이 커져 기록 감도가 저하해버린다.
각 부기록층의 두께는 열안정성이 높고, 또 반사율차가 큰 기록마크가 형성되도록 적당히 결정하면 좋다. 예를 들면, Ａｌ주성분의 부기록층과 Ｓｂ주성분의 부기록층을 조합시키는 경우, Ａｌ과 Ｓｂ가 1:1로 결합된 금속간화합물이 생성된다고 생각되므로, 기록층(18)중의 Ａｌ과 Ｓｂ의 비율(원자비)이 1:1로부터 크게 벗어나지 않도록 각 기록층의 두께를 설정하는 것이 바람직하다.
계속해서, 이하 본 발명의 실시형태의 제 2 예를 상세히 설명한다.
이 실시형태의 제 2 예의 광기록매체(40)는 제 2 도에 도시되는 바와 같이, 상기 실시형태의 제 1 예에 따른 광기록매체(10)와 동일한 구성이고, 지지기체(12)상에 반사층(14), 제 2 유전체층(16), 기록층(48), 제 1 유전체층(20) 및, 광투과층(22)을 이 순서로 설치한 것이고, 기록용 레이저광원(24)로부터 파장 200∼450nm, 예를 들면 405nm의 청색 레이저광을 광투과층(22)을 통해 상기 기록층(48)에 조사 함으로써 조사 영역의 반사율을 변화시키켜, 이것을 기록마크로 하도록 한 것이다.
상기 기록층(48)은 상기 기록층(18)과 달리 Si를 주성분으로 하는 제 1 부기록층(48A)과, Cu를 주성분으로 하는 제 2 부기록층(48B)을 적층해서 구성한 것이며, 이 적층기록층에 기록광으로서의 청색 레이저광을 조사하면 조사 영역에 있어서, 제 1 및 제 2 부기록층(48A, 48B)에 함유되는 상기 주성분 금속인 Si와 Cu가 혼합되어, 조사 영역의 반사율을 변화시키고, 이것이 기록마크가 되도록 되어 있다. 이러한 2개의 주성분 금속이 혼합하는 반응은 불가역이기 때문에 이 기록층(48)은 추기형 광기록이 가능해진다.
상기 지지기체(12), 상기 제 1 및 제 2 유전체층(20, 16), 상기 광투과층(22)의 구성은 상기 광기록매체(10)와 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 기록층(48)의 두께는 상기 기록층(18)과 마찬가지로 3∼50nm, 바람직하게는 5∼20nm으로 한다.
또한, 상기 광투과층(22) 및 제 1 유전체층(20)의 재료의 종류 및 두께도 광기록매체(10)와 동일하게 결정된다.
또, 상기 기록층(48)을 구성하는 제 1 및 제 2 부기록층(48A, 48B)은 상기한 바와 같이 Ｓｉ 및 Ｃｕ를 주성분 금속으로 하고 있고, 이 주성분금속만을 함유해도 좋지만, 다른 원소가 첨가되어 있어도 좋다.
이 경우, 제 1 부기록층(48A)에 있어서의 Ｓｉ의 함유량은 바람직하게는 80원자％이상, 보다 바람직하게는 90원자％이상이며, 실질적으로 Ｓｉ만으로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 부기록층중에 있어서의 주성분금속인 Ｓｉ의 함유량이 너무 적으면 기록마크의 반사율 변화가 작아지고, C/N의 저하, 지터의 변화를 초래한다.
또, Ｓｉ와 Ｃｕ를 주성분금속으로 하고 있는 경우, 제 2 부기록층(48B)에서는 Ｃｕ만으로는 보존 신뢰성이 저하하므로 다른 원소를 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량은 Ｃｕ의 함유량을 초과하지 않으면 특히 한정되지 않지만, Ｓｎ, Ａｌ, Ｚｎ, Ａｕ, Ａｇ, Ｎｉ, P, Ｔｉ, Ｃｒ, Ｍｎ, Ｆｅ, Ｍｇ, Ｓｉ, Ｇｅ의 적어도 1종류가 바람직하고, Ａｌ, Ｚｎ, Ａｕ, Ｓｎ, Ｍｇ등이 내식성향상의 관점에서 더욱 바람직하다. 특히 원자％로 5≤Ａｌ <45, 2≤Ｚｎ <45, 5≤Ｍｇ <30, 5≤Ａｕ <45, 2≤Ｓｉ<30이 바람직하다.
Ｓｉ를 주성분으로 하는 제 1 부기록층(48A)에 첨가되는 원소로서는 IIIb, IVb, Vb, VIb의 각 족에 속하는 원소의 적어도 1종류가 바람직하고, Ｓｎ, Ａｌ, Ｚｎ, Ａｕ, Ａｇ, Ｎｉ, P, Ｔｉ, Ｃｒ, Ｍｎ, Ｆｅ, Ｍｇ, Ｓｉ, Ｇｅ의 적어도 1종류가 바람직하고, Ａｌ, Ｚｎ, Ａｕ, Ｓｎ, Ｍｇ 등이 내식성향상의 관점에서 더욱 바람직하다.
또, 상기 기록층(48)은 제 1 부기록층(48A) 제 2 부기록층(48B) 사이에 다른 원소를 주성분으로 하는 개재층을 존재시켜도 좋고, 개재물을 위한 다른 원소, 두께도 광기록매체(10)와 동일하다.
이 실시형태의 예에 따른 광기록매체(40)에 있어서, 상기 제1 및 제 2 부기록층(48A, 48B)의 주성분 금속은 기록마크 중에 있어서 혼합된 상태로 되어 있다.
이 광기록매체(40)도 기록 후에 고온환경하에서 보존해도 상기 반응 생성물로 이루어진 기록마크가 변화되기 어려워 안정적이며, 반복재생에 의해 기록마크는 변화되기 어렵고, 재생 내구성이 우수하며, 또, 기록시의 크로스이레이즈가 실질적으로 생기지 않기 때문에 기록 트랙 피치를 좁게 할 수 있어 고밀도기록에 유효하다.
또, 상기 기록층(48)의 두께, 즉 제 1 및 제 2 부기록층(48A, 48B)의 합계 두께에 대해서도 광기록매체(10)와 동일하다.
또, 상기 제 1 및 제 2 부기록층의 주성분 금속은 Ａｌ/Ｓｂ 또는 Ｓｉ/Ｃｕ의 조합으로 되어 있지만, 이것들의 주성분 금속의 조합은 Ａｇ/Ｓｉ, Ｚｎ/Ｓｉ,Ａｕ/Ｓｉ, Ａｌ/Ｇｅ, Ａｇ/Ｇｅ, Ｚｎ/Ｇｅ, Ａｕ/Ｇｅ중 어느하나의 조합에서 선택해도 좋다. 상기 어느것의 조합이라도 Ａｌ/Ｓｂ 또는 Ｓｉ/Ｃｕ의 조합에 준한 작용, 효과를 얻을 수 있었다.
한편, 상기 실시형태의 예에 따른 광기록매체(10)에 있어서, 기록층(18)은 제 1 및 제 2 유전체층(16, 20) 사이에 설치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 반드시 한측 또는 양측에 유전체층을 설치할 필요는 없다.
또, 기록층(18)은 제 1 및 제 2 부기록층(18A, 18B)으로 구성되어 있지만, 이는 적어도 2층의 부기록층으로 이루어진 것이면 좋고, 부기록층은 3층이상이라도 좋고, 어느쪽의 부기록층이 입사광측에 있어도 좋다.
또, 상기 광투과층(22)은 기록층(18)을 보호하고, 기록재생광을 투과하면 좋고, 그 재료는 자외선경화수지나 폴리카보네이트 등의 시트부재에 한정되지 않는다.
또, 상기 실시형태의 예에 따른 광기록매체(10)에서는 은합금으로 이루어진 반사층을 이용하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 반드시 반사층을 이용할 필요는 없다. 또 반사층 재료로서는 기록재생광을 반사하면 좋고, 금속(반금속을 포함한다)막이나 유전체다층막 등으로 구성하면 좋다.
계속해서, 상기와 같은 고속추기형 광기록매체(10)(또는 (40))에 정보를 기록하는 방법 및 그를 위한 광기록장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 예에 따른 광기록장치(30)를 도시한 것이고, 디스크형상의 광기록매체(10)를 회전 구동하기 위한 모터(32)와, 상기레이저광원(24)과, 이 레이저광원(24)을 구동하기 위한 레이저드라이버(34)와, 상기 레이저광원(24) 및 대물렌즈(26)을 포함해서 구성되고, 레이저광의 상기 기록층(18)상에서의 조사 위치를 제어하기 위한 광학식 헤드(36)와, 상기 레이저드라이버(34), 모터(32), 광학식 헤드(36)를 제어하기 위한 제어장치(38)를 구비하여 구성되어 있다.
상기 레이저광원(24)은 제어장치(38)에 의해 레이저드라이버(34)를 사이에 두고, 소정의 정보에 대응하여 레이저광을 출사하도록 되어 있다.
또, 광학식 헤드(36)는 광기록매체(10)에 형성되어 있는 기록 트랙에 추종해서 대물렌즈(26)를 이동시키고, 광기록매체(10)의 기록층(18)을 모터(32)의 회전에 따라서 이동하여 차례로 조사할 수 있게 되어 있다.
여기서, 제어장치(38)는 상기 모터(32)의 속도 및 레이저광원(24)으로부터 출사되는 레이저광을, 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송 속도로 기록할 수 있도록 모터(32), 레이저드라이버(34) 및 광학식 헤드(36)를 제어하도록되어 있다.
또, 상기실시형태의 예에 있어서, 레이저광원(24)은 파장 405nm의 청색파장광을 출사하는 것이지만, 본 발명은 청색파장광보다도 짧은 파장의 레이저광을 이용하는 경우에 대해서 적용되는 것이고, 예를 들면 보라색의 파장광을 이용하는 경우라도 좋다. 상기실시형태의 예에 있어서, 대물렌즈(26)는 개구수 0.85의 2군 대물렌즈이지만, 본 발명은 개구수 0.8이상의 대물렌즈에 적용되는 것이다. 또, 본 발명은 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송속도로 이용할 수 있는 고속추기형 광기록매체 및 광기록방법, 광기록장치에 대해서 적용되는 것이다.
[실시예 1]
상기 광기록장치(30), 광기록매체(10)을 이용하여 특성평가를 실시했다.
이 때의 광기록매체(10)의 각 층의 구성을 하기에 나타낸다.
반사층(14):은합금 50nm
유전체층:ＺｎＳ+ＳｉＯ2(80:20mol％）
제 1 유전체(20):80nm 제 2 유전체(16):95nm
제 1 부기록층(18A):ＡｌＣｒ (98:2at％）4nm
제 2 부기록층(18B):Ｓｂ6nm
측정 조건은 다음과 같다.
기록 신호:1-7변조(비트길이0.12㎛)
기록선속도:5.3m/s (35Ｍｂｐｓ상당), 10.6m/s (70Ｍｂｐｓ상당)
재생파워:0.4mW
상기 조건으로 광기록장치(10)에 의해 멀티펄스스트래티지를 이용하여 광기록매체(10)로의 신호의 기록재생을 실시한 바,
35Ｍｂｐｓ:기록 파워 4mW 지터 7.5%
70Ｍｂｐｓ:기록 파워 4.5mW 지터 8.6%
와, 35Ｍｂｐｓ이상의 고속기록에 있어서 양호한 신호품질을 얻을 수 있고, 기록 파워도 5mW이하로 실용적인 범위이었다.
[실시예 2]
상기 광기록장치(30), 광기록매체(10)를 이용하여 광기록매체의 기록전후의 반사율을 평가했다.
이 때의 광기록매체(10)의 각 층의 구성을 하기에 나타낸다(반사층은 없다).
유전체층:ＺｎＳ+ＳｉＯ2(80:20mol％)
제 1 유전체(20):60nm 제 2 유전체(16):70nm
제 1 부기록층(18A):ＡｌＣｒ (98:2at％）
제 2 부기록층(18B):Ｓｂ
제 1 부기록층(18A)의 두께와 제 2 부기록층(18B)의 두께의 비를 1:1.5로 하고, 기록층의 막두께를 0∼21nm의 범위로 변화시키고, 상기 광기록장치에 의해 기록을 실시하고, 이 때의 기록전후의 반사율을 상기 광기록장치에 의해 평가했다.
결과를 도 3에 도시한다.
상기 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 기록층의 두께가 3nm이상이면 반사율차가 3%이상 있고, 신호로서 검출하는 것이 가능하지만, 3nm미만에서는 반사율차가 작고, 신호 품질이 나쁘고, 신호의 검출이 어려워진다.
[실시예 3]
상기 광기록장치(30), 광기록매체(10)을 이용하여 광기록매체의 기록이 가능한 레이저파워(반사율이 변화되기 시작하는 레이저파워)를 측정했다.
이 때의 광기록매체(10)의 각 층의 구성을 하기에 나타낸다(반사층은 없다).
유전체층:ＺｎＳ+ＳｉＯ2(80:20mol％)
제 1 유전체(20):60nm 제 2 유전체(16):70nm
제 1 부기록층(18A):ＡｌＣｒ (98:2at％)
제 2 부기록층(18B):Ｓｂ
측정 조건은 다음과 같다.
기록신호:1-7변조(비트길이0.12㎛)의 최대 마크(8T)의 단일신호
기록선속도:5.3m/s (35Ｍｂｐｓ상당), 10.6m/s (70Ｍｂｐｓ상당)
재생 파워:0.4mW
광기록장치에 의해 기록을 실시하여 반사율 변화가 1%이상이 된 기록파워를 기록가능한 레이저 파워로 했다.
그 결과를 도 4에 도시한다.
[실시예 4]
반사층(14):은합금 100nm
유전체층:ＺｎＳ+ＳｉＯ2(80:20mol％)
제 1 유전체(20):25nm 제 2 유전체(16):28nm
제 1 부기록층(48A):Ｓｉ 5nm
제 2 부기록층(48B):Ｃｕ 5nm
측정 조건은 다음과 같다.
기록신호:1-7변조(비트길이0.12㎛)
기록선속도:5.3m/s(35Ｍｂｐｓ상당), 10.6m/s (70Ｍｂｐｓ상당), 21.2m/s(140Ｍｂｐｓ상당)
재생 파워:0.4mW
상기 조건으로 광기록장치(10)에 의해 멀티펄스스트래티지를 이용하여 광기록매체(40)로의 신호의 기록 재생을 실시한 바,
35Ｍｂｐｓ:기록 파워 4.0mW 지터 7.7%
70Ｍｂｐｓ:기록 파워 4.2mW 지터 7.8%
140Ｍｂｐｓ:기록 파워 4.6mW 지터 8.9%
와, 35Ｍｂｐｓ이상의 고속기록에 있어서 양호한 신호품질이 얻어지고, 기록 파워도 5mW이하로 실용적인 범위이었다.
[실시예 5]
반사층(14):은합금 100nm
유전체층:ＺｎＳ+ＳｉＯ2(80:20mol％）
제 1 유전체(20):23nm 제 2 유전체(16):28nm
제 1 부기록층(48A):Ｓｉ 5nm
제 2 부기록층(48B):ＣｕＡｌＡｕ 5nm (64:23:13at％)
측정 조건은 다음과 같다.
기록신호:1-7변조(비트길이0.12㎛)
기록선 속도:5.3m/s (35Ｍｂｐｓ상당), 10.6m/s (70Ｍｂｐｓ상당), 21.1m/s (140Ｍｂｐｓ상당)
재생 파워:0.4mW
상기조건으로 광기록장치(10)에 의해 멀티펄스스트래티지를 이용하여, 광기록매체(40)로의 신호의 기록재생을 실시한 바,
35Ｍｂｐｓ:기록파워 4.0mW 지터 6.7%
70Ｍｂｐｓ:기록파워 4.2mW 지터 7.5%
140Ｍｂｐｓ:기록파워 4.5mW 지터 8.8%
과, 35Ｍｂｐｓ이상의 고속기록에 있어서 양호한 신호품질이 얻어지고, 기록파워도 5mW이하로 실용적인 범위이었다.
또, 광기록장치(30)에서는 15mW이상의 레이저를 발진할 수 없으므로 기록층 두께가 60nm인 샘플에는 기록할 수 없었다.
광기록장치로 청색 레이저의 발진이 가능한 출력은 현상(現狀) 15mW미만이므로 청색 레이저를 이용한 광기록장치로 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송 속도로 기록을 실시하기 위해서는 기록층의 두께를 50nm이하로 할 필요가 있다.
또, 기록층의 두께가 20nm이하이면 양산(量産)이 검토되어 있는 출력이 10mW이하의 청색 레이저를 이용해도 35Ｍｂｐｓ이상 (70Ｍｂｐｓ)이라도 가능해져 청색 레이저를 이용한 고속추기형 기록매체에 적합하다.
본 발명은 상기한바와 같이 구성했으므로 청색 또는 이것 보다 짧은 파장의 레이저광을 이용하여 고속추기형 광기록매체, 광기록방법 및 광기록장치를 달성할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 지지기체상에 적어도 기록층, 광투과층이 이 순서로 형성되어 이루어지고, 상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 또, 청색 또는 이 보다 짧은 파장의 레이저광이 상기 광투과층측에서 조사됨으로써 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분금속이 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 반사율이 불가역적으로 변화된 기록마크가 형성 가능해지고, 또 상기 기록층의 두께가 3∼50nm가 되고, 상기 레이저광의 파장을 200∼450nm, 이 레이저광의 조사에 이용하는 대물렌즈의 개구수가 0.8이상의 렌즈계를 이용한 시스템에 의해 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송속도로 기록가능하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부기록층의 두께를 1∼30nm으로 한 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광투과층의 두께를 50∼150㎛으로 한 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부기록층 중 적어도 1층은 Ａｌ을 주성분으로 하고, 다른 적어도 1층은 상기 Ａｌ을 주성분으로 하는 부기록층에 인접하여 설치되고, 또 Ｓｂ을 주성분으로 하고 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 Ａｌ과 Ｓｂ이 확산되어 혼합하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부기록층 중 적어도 1층은 Ｓｉ를 주성분으로 하고, 다른 적어도 1층은 상기 Ｓｉ를 주성분으로 하는 부기록층에 인접하여 설치되고, 또 Ｃｕ를 주성분으로 하고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 Ｓｉ와 Ｃｕ가 혼합하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부기록층 중 적어도 1층에 있어서의 주성분 금속과 이 부기록층에 인접하여 설치된 다른 적어도 1층의 주성분 금속은 Ａｇ/Ｓｉ, Ｚｎ/Ｓｉ, Ａｕ/Ｓｉ, Ａｌ/Ｇｅ, Ｃｕ/Ｇｅ, Ａｇ/Ｇｅ, Ｚｎ/Ｇｅ, Ａｕ/Ｇｅ 중 어느 하나의 조합으로부터 선택되고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 2개의 주성분금속이 혼합하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록매체.
  7. 지지기체상에 적어도 기록층, 광투과층을 이 순서로 설치되어 이루어지는 광기록매체의 상기 기록층에 상기 광투과층측에서 레이저광을 조사하여 기록마크를 형성하는 광기록방법에 있어서,
    상기 레이저광은 청색 또는 이 보다 짧은 파장이 되고, 상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분 금속을 확산하여 혼합시키고, 이 혼합에 의해 반사율을 불가역적으로 변화시켜 기록마크를 형성하고, 또, 이 기록 전송속도를 35Ｍｂｐｓ이상으로 한 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저광의 파장을 200∼450nm으로 하고, 이 레이저광을 두께 50∼150㎛의 상기 광투과층측에서 개구수 0.8이상의 대물렌즈에 의해 상기 기록층에 조사하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  9. 청색 또는 이 보다 짧은 파장의 레이저광을 사출하는 레이저 광원과, 지지기체상에 적어도 기록층, 광투과층을 이 순서로 설치하여 이루어진 광기록매체의 상기 기록층에 상기 레이저광원으로부터 레이저광을 인도하여, 상기 광투과층측에서 상기 기록층에 집광시키는 기록 광학계와, 상기 광기록매체를 지지하고, 또 상기 레이저광의 집광 위치에 대해 상대적으로 이동시키는 광기록매체구동장치를 구비하여 이루어지고,
    상기 기록층은 각각 1종류의 금속을 주성분으로 하는 적어도 2층의 부기록층을 적층하여 이루어지고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 각 부기록층에 함유되는 주성분금속이 확산되어 혼합되고, 이 혼합에 의해 반사율이 불가역적으로 변화된 기록마크가 형성 가능하게 되고, 상기 레이저광의 조사 에너지, 상기 광기록매체의 상대 이동속도, 상기 기록층의 두께는 상기 레이저광에 의해 35Ｍｂｐｓ이상의 기록 전송속도로 기록가능하도록 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이저광의 파장은 200∼450nm, 상기 기록 광학계의 대물렌즈의 개구수는 0.8이상으로 된 것을 특징으로 하는 고속추기형 광기록장치.
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