KR20090129331A - 광 정보 기록 매체 - Google Patents

광 정보 기록 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR20090129331A
KR20090129331A KR1020090048743A KR20090048743A KR20090129331A KR 20090129331 A KR20090129331 A KR 20090129331A KR 1020090048743 A KR1020090048743 A KR 1020090048743A KR 20090048743 A KR20090048743 A KR 20090048743A KR 20090129331 A KR20090129331 A KR 20090129331A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric
information recording
recording layer
layer
refractive index
Prior art date
Application number
KR1020090048743A
Other languages
English (en)
Inventor
코타로 쿠로카와
Original Assignee
소니 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 가부시끼가이샤 filed Critical 소니 가부시끼가이샤
Publication of KR20090129331A publication Critical patent/KR20090129331A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B7/2578Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035Recording layers
    • G11B7/24038Multiple laminated recording layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/254Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of protective topcoat layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25706Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing transition metal elements (Zn, Fe, Co, Ni, Pt)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25715Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing oxygen
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25716Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing sulfur
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21Circular sheet or circular blank

Abstract

반투과 정보 기록층에서 기록 재료부나 금속부의 두께를 극단적으로 얇게 하지 않아도 다층 디스크에 요구되는 투과율을 실현할 수 있도록 한다.
반투과 정보 기록층은, 레이저광의 입사측에서 보아 차례로, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 기록 재료부와, 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 금속부와, 제3 유전체부를 가지는 구조로 한다. 또, 제3 유전체부도 굴절률이 2.4 이상인 재료를 이용한다. 또, 제3 유전체부는, 제1 유전체부가 2.4 이상의 어떤 굴절률로 된 경우에 있어서, 해당 반투과 정보 기록층의 투과율이 그의 최대 투과율로부터 투과율 저하가 1% 이내의 범위로 되는 굴절률 범위의 굴절률로 되도록 한다.
디스크, 지지 기판, 제1 정보 기록층, 제1 중간층, 제2 정보 기록층, 제2 중간층, 제3 정보 기록층, 광투과 보호층.

Description

광 정보 기록 매체{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 광의 조사에 의해 기록층의 상태를 변화시키고 그 변화를 광학적인 응답의 변화로서 판독(讀取; read)함으로써 정보의 기록, 소거 및 판독이 행해지는 광 정보 기록 매체에 관한 것이다.
[특허 문헌 1] 국제 공개 제03/025922호 팜플렛
레이저 빔의 조사에 의한 정보의 기록, 재생 및 소거가능한 광 메모리 매체의 하나로서, 결정-비정질간, 혹은 결정 1-결정 2의 2개의 결정상 사이의 전이(轉移)를 이용하는, 이른바 상변화형 광 기록 매체가 알려져 있다. 이 상변화형 광 기록 매체로서는 예를 들면 CD-RW(Compact Disc-Rewritable), DVD-RW(Digital Versatile Disc-Rewritable), DVD-RAM(Digital Versatile Disc-Random Access Memory) 등이 상품화되어 있다.
상변화 기록 방식에 이용되는 기록층 재료로서는, GeSbTe, AgInSbTe 등을 주성분으로 하는 기록 재료가 널리 알려져 있으며, 개서(書換; rewrite)가능한 광 디스크로서 실용화되어 있다.
요즈음에는 블루레이 디스크(Blu-ray disc: 등록 상표)로 대표되는 청색 레 이저 파장에 대응한 고밀도 광 디스크나, 그것에 대응하는 디스크 드라이브 장치가 제품화되어 있다. 그리고, 블루레이 디스크 등의 고밀도 광 디스크의 규격중에서는, 개서형(상변화형) 광 디스크중, CD-RW, DVD-RW, DVD-RAM에서는 볼 수 없었던 2층 디스크의 규격이 포함(盛入)되어 실용화되어 있다.
개서형에서 2층 디스크가 실현된 기술적 배경에는, 청색 레이저광에 대해서 상변화 기록 재료나 정보 기록층내에서 사용되고 있는 금속 박막이 적색 레이저광에 비해서 광을 통과시키기 쉬운 것이 있다. 또, 광 정보 기록 매체에 대해서는 대용량 기록, 장시간 녹화라는 요구가 항상 존재하며, 이 점에서도 2층 디스크의 개발이 촉진되었다.
2층 디스크의 구조(디스크의 두께 방향의 층 구조)를 도 15의 (a)에 모식적으로 도시한다.
상변화형 2층 디스크는, 폴리카보네이트 등의 플라스틱으로 이루어지는 지지 기판(100) 위에, 제1 정보 기록층(101)이 형성된다. 그리고, 그 위에 기록 재생 레이저광의 파장에 대해서 투명한 중간층(102)을 거쳐서 제2 정보 기록층(103)이 형성되고, 그 위에 기록 재생 파장에 대해서 투명한 광투과 보호층(커버층)(104)이 형성된 층 구조를 가진다.
기록 재생에 이용하는 레이저광은 광투과 보호층(104)측으로부터 도시하지 않는 대물 렌즈를 통해서 입사된다. 대물 렌즈를 통과한 레이저광은 제1 정보 기록층(101) 혹은 제2 정보 기록층(103)에 집광되고, 정보의 기록 재생이 행해진다.
상변화형 2층 디스크에서 특징적인 것은 제2 정보 기록층(103)이며, 스퍼터 링 장치를 이용해서 유전체, 금속, 상변화 기록 재료 등을, 기록 재생 성능을 발휘할 수 있도록 적층해서 형성한다.
예를 들면, 전형적인 적층 구조는, 도시하는 바와 같이, 레이저광 입사측에서 보아, 제1 유전체부(111), 기록 재료부(112), 제2 유전체부(113), 금속부(114), 제3 유전체부(115)로 된다. 즉, 디스크 제조시에는, 중간층(102) 위에, 차례로, 제3 유전체부(115), 금속부(114), 제2 유전체부(113), 기록 재료부(112), 제1 유전체부(111)를 적층해 감으로써, 해당 층 구조가 형성된다. 또한, 기록 재료부(112)는, 상변화 기록 재료로 형성된다. 금속부(114)는, 레이저광에 대한 반사막으로서의 기능을 가진다.
이와 같은 제2 정보 기록층(103)은, 제1 정보 기록층(101)의 기록 재생을 위해서 광을 투과하는 성질을 가지는 반투과 정보 기록층으로 되고, 대략 45%에서 55%의 광 투과율을 가지게 하며, 광 디스크 기록 재생 장치(드라이브)에서 보아 제1 정보 기록층과 제2 정보 기록층의 기록 재생 파워나 반사율이 일치하도록 설계되어 있다.
상기 특허 문헌 1에는, 이와 같은 높은 광 투과율을 얻는 방법으로서, 반투과 정보 기록층에서, 반투과 정보 기록층으로부터 지지 기판측에 배치된 중간층 재료와 반투과 정보 기록층 중의 금속 반사막 사이에 배치하는 유전체에 고굴절률 투명 유전체를 배치하는 방법이 기재되어 있다.
상기와 같이, 상변화형 2층 디스크는, 광 입사측의 반투과 정보 기록층(제2 정보 기록층(103))에 50% 전후라는 높은 광 투과율을 얻을 필요가 있으며, 이를 위해, 기록 재료부(112)나 금속부(114)(금속 반사막)를 극단적으로 얇게 하는 수법을 취하고 있다.
그런데 이 때문에, 광 디스크 미디어의 보존에서의 신뢰성이나 정보의 기록 재생 신호 특성을 확보하는 것이 곤란한 상황에 빠져 있다.
기록 재료부(112)나 금속부(114)의 두께를 줄이는 일 없이 광 투과율을 높일 수 있다면, 그 만큼을 기록 재료부(112)나 금속부(114)를 두껍게 하는 방향으로 설계할 수 있으며, 신뢰성이나 기록 재생 신호 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 반투과 정보 기록층에서 기록 재료부(112)나 금속부(114)를 극단적으로 얇게 하는 일 없이, 광 투과율을 높이는 기술의 개발이 요망되고 있다.
또, 디지털 방송의 본격 가동 등의 상황에서, 보다 대용량의 정보 기록 매체에의 수요가 높아져, 광 디스크도 한층더 대용량화가 요구되도록 되어 왔다.
대용량화에의 하나의 방법으로서, 광 디스크의 더 높은 다층화가 있다. 예를 들면, 블루레이 디스크의 단층 디스크는 표준으로 25GB(Giga Byte), 2층 디스크로 50GB이다. 3층으로 할 수 있으면 75GB로 되며 4층이면 100GB를 실현할 수 있다. 또, 최신의 신호 처리 기술을 조합하면 3층에서 100GB, 4층에서 130GB나 실현가능하게 될 것으로 예상되고 있다.
3층 디스크를 실현하는 경우, 제2 정보 기록층보다 광투과 보호층 측에, 기록 재생 레이저광에 대해서 투명한 중간층을 거쳐서 제3 정보 기록층을 형성한다. 즉, 도 15의 (b)에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 지지 기판(200) 위에, 제1 정보 기록층(201), 제1 중간층(202), 제2 정보 기록층(203), 제2 중간층(204), 제3 정보 기록층(205), 광투과 보호층(206)이 형성된 층 구조로 한다. 제2 정보 기록층(203), 제3 정보 기록층(205)은, 반투과 정보 기록층으로 되며, 도 15의 (a)의 제2 정보 기록층(103)과 마찬가지로, 레이저광 입사측에서 보아, 제1 유전체부(111), 기록 재료부(112), 제2 유전체부(113), 금속부(114), 제3 유전체부(115)를 가지는 구조로 되는 것이 생각된다.
이미 실용화되어 있는 2층 디스크를 발전시켜서, 이와 같이 제3 정보 기록층(205)을 형성하여, 3층 디스크를 실현하는 경우, 제3 정보 기록층(205)의 투과율은 65%∼75%가 요구된다. 이것은, 2층 디스크의 각 기록층의 반사율 및 제2 정보 기록층의 투과율(약 50%)을 고려하고, 각 정보 기록층으로부터의 반사율이나 기록 파워의 밸런스를 고려함으로써 얻어지는 투과율 범위이다.
제1, 제2 정보 기록층(201, 203)으로부터의 반사율을 높이려고 하면, 제3 정보 기록층(205)의 투과율은 더 높은 값이 요구된다.
반투과 정보 기록층으로서의 정보 기록층, 다시 말해 제1 정보 기록층(101, 201) 이외의 정보 기록층에서, 투과율을 내리는(저하시키는) 주된 요인은, 금속부(114)나 상변화 재료에 의한 기록 재료부(112)에서의 광 흡수에 있다.
금속부(114)나 기록 재료부(112)는, 기록 재생에 관계되는 열적인 특성이나 개서 성능 등에 깊이 관계되므로, 그 재료를 대폭 변경할 수는 없다.
이 때문에, 이들 금속부(114)나 기록 재료부(112)의 두께를 줄임으로써 투과 율 향상을 도모하는 것이 생각되지만, 상술한 바와 같이 대폭적인 두께 저감은 피하기 바란다.
상기와 같이 정보 기록층은 적층막이며, 광학적으로는 다중 광 간섭막이므로, 적층되는 각 막의 두께를 최적화함으로써 보다 투과율이 높은 상태로 설계하는 것은 가능하다. 상기 특허 문헌 1에서는, 2층 디스크에 대한 기술이기는 하지만, 제2 정보 기록층(103)의 투과율을 높이기 위해서 제2 정보 기록층(103)에서 중간층(102)과 접하는 제3 유전체부(115)에 가능한 한 굴절률이 높은 재료를 배치하는 것을 제안하고 있다. 그 굴절률은 2.4 이상이다.
그렇지만, 이 구성으로 실현할 수 있는 광 투과율은 많게 어림잡아(見積)도 65% 미만이다. 3층 디스크에 요구되는 투과율 65%∼75%를 실현하려면 또 다른 요소가 필요하다.
그래서, 본 발명은, 반투과 정보 기록층에서, 금속부나 기록 재료부의 두께를 극단적으로 줄이는 일 없이, 보다 높은 투과율을 실현하는 기술을 제안함으로써 3층 디스크, 4층 디스크 등을 실용화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광 정보 기록 매체는, 지지 기판과, 기록 재생 레이저광의 입사측의 층으로 되는 광투과 보호층 사이에, 파장이 400∼410㎚인 기록 재생 레이저광에 대해서 투명한 중간층에 의해서 이간(離間)된 복수의 정보 기록층을 가진다. 그리고, 상기 복수의 정보 기록층 중(內)에서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 정보 기록층 이외의 1 또는 복수의 정보 기록층은, 상기 레이저광을 투과하는 성질을 가 지는 반투과 정보 기록층으로 된다. 이 1 또는 복수의 반투과 정보 기록층의 전부 또는 일부는, 레이저광의 입사측에서 보아 차례로, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 기록 재료부와, 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 금속부와, 제3 유전체부를 가지는 구조로 되어 있는 것으로 한다.
또, 상기 제3 유전체부도, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상으로 된다.
또, 상기 반투과 정보 기록층의 상기 제3 유전체부는, 상기 제1 유전체부가 2.4 이상의 어떤 굴절률로 된 경우에 있어서, 해당 반투과 정보 기록층의 투과율이 그의 최대 투과율로부터 투과율 저하가 1% 이내의 범위로 되는 굴절률 범위의 굴절률로 됨으로써, 해당 반투과 정보 기록층의 광 투과율이 65% 이상으로 되어 있다.
또, 상기 제1 유전체부 및 상기 제3 유전체부의 소쇠(消衰; extinction) 계수를 0.04 이하로 한다.
또, 상기 정보 기록층으로서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 제1 정보 기록층과, 상기 반투과 정보 기록층으로 되는 제2 정보 기록층 및 제3 정보 기록층이 형성된 3층 기록 매체로 한 경우, 상기 제3 정보 기록층이, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 상기 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 상기 기록 재료부와, 상기 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 상기 금속부와, 상기 제3 유전체부를 가지는 구조로 된다.
또, 상기 정보 기록층으로서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 제1 정보 기 록층과, 상기 반투과 정보 기록층으로 되는 제2 정보 기록층, 제3 정보 기록층 및 제4 정보 기록층이 형성된 4층 기록 매체로 한 경우, 상기 제3 정보 기록층 및 제4 정보 기록층이, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 상기 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 상기 기록 재료부와, 상기 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 상기 금속부와, 상기 제3 유전체부를 가지는 구조로 된다.
또, 상기 제1 유전체부는, 굴절률이 2.4 이상인 유전체 재료에 의한 1층 구조로 이루어진다. 
혹은, 상기 제1 유전체부는, 굴절률이 2.4 이상인 유전체 재료를 포함하는, 복수의 유전체 재료가 적층된 구조로 이루어진다.
또, 상기 제1 유전체부, 및/또는 상기 제3 유전체부는, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3의 적어도 하나를, 단일 유전체 재료의 형태로 혹은 복합 유전체 재료의 일부로서 가진다.
또, 상기 제1 유전체부는, 복수의 투명 유전체 재료가 적층되어 이루어지는 경우에 있어서, 상기 기록 재료부와 접하는 유전체를 Y, 해당 유전체 Y의 레이저광 입사측에 배치되는 유전체를 X라고 했을 때에, 상기 유전체 Y는, 그의 굴절률이,
(유전체 Y의 굴절률)≥-3.6×(유전체 X의 굴절률)+11
의 범위의 값을 가지는 투명 유전체 재료이다.
이와 같은 본 발명의 광 정보 기록 매체는, 반투과 정보 기록층이, 제1 유전 체부, 기록 재료부, 제2 유전체부, 금속부, 제3 유전체부를 가지는 구조로 되는 경우에 있어서, 특히 제1 유전체부의 굴절률이 2.4 이상으로 되도록 하고, 이것에 의해 투과율을 향상시킨다. 또, 기록 재료부로서는, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께를, 또 금속부로서는 적어도 7㎚ 이상의 두께를, 각각 확보함으로써, 기록 재생 성능이나 보존성을 양호하게 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 반투과 정보 기록층이, 제1 유전체부, 기록 재료부, 제2 유전체부, 금속부, 제3 유전체부를 가지는 구조로 되는 경우에 있어서, 제1 유전체부의 굴절률이 2.4 이상으로 되도록 해서 투과율을 향상시킬 수 있으며, 다층 디스크 등의 실현에 이바지(기여)할 수 있다. 또, 이 경우, 기록 재료부로서는, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께를, 또 금속부로서는 적어도 7㎚ 이상의 두께를, 각각 확보한 상태에서 투과율 향상을 도모할 수 있으며, 광 정보 기록 매체의 양호한 기록 재생 성능이나 보존성을 확보할 수 있다.
또, 제3 유전체부도, 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상으로 되고, 또 제3 유전체부는, 제1 유전체부가 2.4 이상의 어떤 굴절률로 된 경우에 있어서, 해당 반투과 정보 기록층의 투과율이 그의 최대 투과율로부터 투과율 저하가 1% 이내의 범위로 되는 굴절률 범위의 굴절률로 됨으로써, 반투과 정보 기록층의 광 투과율을 65% 이상으로 할 수 있으며, 3층 기록 매체나 4층 기록 매체에 매우 적합한 것으로 된다.
이하, 본 발명의 실시형태를 다음 순서대로 설명한다.
[1. 디스크 구조]
[2. 필요한 광학 특성 및 실현 수법]
[3. 반투과 정보 기록층의 예]
[1. 디스크 구조]
실시형태의 상변화형 광 디스크(1)로서, 도 1에 3층 디스크의 구조를, 또 도 2에 실시형태의 4층 디스크의 구조를 모식적으로 도시한다.
도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 3층 디스크는, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 혹은 유리로 이루어지는 지지 기판(2) 위에, 제1 정보 기록층(3)이 형성된다. 그리고, 그 위에 기록 재생 레이저광의 파장에 대해서 투명한 제1 중간층(4)을 거쳐서 제2 정보 기록층(5)이 형성된다. 또, 그 위에 기록 재생 레이저광의 파장에 대해서 투명한 제2 중간층(6)을 거쳐서 제3 정보 기록층(7)이 형성된다. 그리고, 그 위에 기록 재생 레이저광의 파장에 대해서 투명한 광투과 보호층(커버층)(8)이 형성된 층 구조를 가진다.
기록 재생에 이용하는 레이저광은 광투과 보호층(8)측으로부터 입사된다. 디스크 기록 재생 장치로부터 출사되어, 광투과 보호층(8)측으로부터 입사된 레이저광은, 디스크 기록 재생 장치측의 포커스 제어에 따라서, 제1 정보 기록층(3) 혹은 제2 정보 기록층(5) 혹은 제3 정보 기록층(7)에 집광되고, 정보의 기록 재생이 행해진다.
또, 4층 디스크의 경우는, 3층 디스크의 구조에 부가해서 제3 중간층(10), 제4 정보 기록층(9)이 형성된다. 즉, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 지지 기판(2) 위에, 제1 정보 기록층(3), 제1 중간층(4), 제2 정보 기록층(5), 제2 중간층(6), 제3 정보 기록층(7), 제3 중간층(10), 제4 정보 기록층(9), 광투과 보호층(커버층)(8)이 형성된 층 구조로 된다.
광투과 보호층(8)측으로부터 입사된 레이저광은 제1, 제2, 제3, 제4 정보 기록층(3, 5, 7, 9)의 어느것인가에 집광되고, 정보의 기록 재생이 행해진다.
여기서, 도 1의 3층 디스크의 경우는, 가장 지지 기판(2)측으로 되는 제1 정보 기록층(3) 이외의 정보 기록층, 즉 제2 정보 기록층(5), 제3 정보 기록층(7)이, 반투과 정보 기록층으로 되고, 도 1의 (b)에 도시하는 층 구조를 가지게 된다.
또, 도 2의 4층 디스크의 경우도, 가장 지지 기판(2)측으로 되는 제1 정보 기록층(3) 이외의 정보 기록층, 즉 제2 정보 기록층(5), 제3 정보 기록층(7), 제4 정보 기록층(9)이, 반투과 정보 기록층으로 되고, 도 2의 (b)에 도시하는 층 구조를 가지게 된다.
이 반투과 정보 기록층은, 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광투과 보호층(8)측(레이저 입사측)에서 보아, 제1 유전체부(11), 기록 재료부(12), 제2 유전체부(13), 금속부(14), 제3 유전체부(15)로 된다.
즉, 디스크 제조시에는, 그 반투과 정보 기록층의 바로 아래(直下)의 중간층 위에, 차례로, 제3 유전체부(15), 금속부(14), 제2 유전체부(13), 기록 재료부(12), 제1 유전체부(11)로서의 각 박막이 스퍼터링 장치를 이용해서 적층되어 형 성된다.
이와 같은 반투과 정보 기록층의 제1 유전체부(11), 제2 유전체부(13), 제3 유전체부(15)는, 각각 1종류의 유전체 재료에 의한 1층 구조에 의해서 구성될 뿐만 아니라, 복수의 유전체 재료가 적층된 구조이더라도 좋다.
예를 들면, 제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)는, 상변화 기록 재료나 지지 기판측에서 접하는 중간층 등의 재료와의 상성(相性)이 있어, 기록 재생 신호 특성에 영향을 주거나 부식 등 보존상의 신뢰성에 영향을 주기 때문에, 각각 적합한 재료로 복수의 유전체가 적층된 구조로 되는 일이 있다.
도 3에 적층 구조예를 도시한다.
도 3은, 반투과 정보 기록층으로서 예를 들면 도 1의 제3 정보 기록층(7)을 들어서 도시하고 있지만, 예를 들면 제1 유전체부(11)는, 유전체 a, b, c가 적층된 층 구조로 된다.
제2 유전체부(13)는, 유전체 d에 의한 1층 구조로 된다.
제3 유전체부(15)는, 유전체 e, f가 적층된 층 구조로 된다.
이것은 1예이며, 제1 유전체부(11), 제2 유전체부(13), 제3 유전체부(15)로서는 다른 구조도 생각된다. 예를 들면, 제1 유전체부(11)는, 1층 구조로 되거나, 2개의 유전체 재료에 의한 적층 구조로 되는 경우도 있다. 제2 유전체부(13), 제3 유전체부(15)에 대해서도 마찬가지로 다른 구조가 생각된다.
또한, 반투과 정보 기록층에 대한 반사율, 투과율의 정의를 설명해 둔다.
도 3에서 화살표로 레이저광 성분을 나타내고 있지만, 반사율은 도면중의 r 을 가지고서 반사율로 한다. 즉, 디스크 기록 재생 장치로부터 광 디스크에 조사되는 레이저 입사광을 「1」이라고 했을 때, 광투과 보호층(8)의 표면에서 반사하는 광 성분 rs, 반투과 정보 기록층에 입사하는 광 성분 ti, 반투과 정보 기록층에서 반사하는 광 성분 ri, 광 성분 ri중에서 광투과 보호층(8)의 표면에서 반사하는 광 성분 ris가 있지만, 다시 말해 반사율 r은, 입사광=1에 대한 반투과 정보 기록층에서 반사해서 디스크 기록 재생 장치의 대물 렌즈측으로 되돌아오는 광 성분이다. 다시 말해, 디스크 밖에서 보아, 입사광에 대한 반투과 정보 기록층으로부터의 반사광 성분의 비율이다.
후술하는 도 5의 (b), (d), 도 6의 (b), 도 7의 (b)에서 이용하는 반사율은, 이 반사율 r이다.
단, 도 5의 (a), (c), 도 6의 (a), 도 7의 (a), 및 후술하는 구체예로서의 도 9에서는 반사율 (ri/ti)를 이용하고 있으며, 이것은 반투과 정보 기록층에서만 본 입사광에 대한 반사광의 비율이다.
투과율 t는 도면중의 광성분 ti와, 반투과 정보 기록층을 투과하는 광 성분 to를 이용하고, t=to/ti를 가지고서 투과율로 한다.
여기서, 반투과 정보 기록층의 기록 재료부(12), 금속부(14)의 두께에 대해서 기술해 둔다.
기록 재료부(12)는, 상변화 재료에 의한 박막으로서 형성된다.
금속부(14)는, Ag 합금 등에 의한 반사막으로서 형성된다.
반투과 정보 기록층의 투과율은, 이 기록 재료부(12) 및 금속부(14)의 두께 에 강하게 의존하지만, 투과율을 올리기 위해서는, 각각을 얇게 하는 것이 하나의 수법으로서 생각된다. 그런데, 앞서 기술한 바와 같이, 이들을 얇게 할수록 내부식성이 악화되어, 보존성이 악화되거나, 신호 개서 성능(소거비)이 저하하거나 한다.
이 때문에 본예에서는, 이들 기록 재료부(12) 및 금속부(14)의 두께로서 하한을 마련한다(정한다).
도 4의 (a)에 Ag 합금 두께에 대한 내부식성: 신뢰성 시험에서의 결함 증가율의 측정 결과를 도시한다. 두께 7㎚를 초과하면 결함이 증가하고 있다는 것을 알 수 있다.
또, 도 4의 (b)에는 기록 재료의 두께에 대한 신호 개서 특성: 소거비의 측정 결과를 도시한다. 소거비의 하한값 26dB를 파선(破線)으로 나타냈지만, 기록 재료 두께 5.2㎚ 이상에서 이것을 상회한다는 것을 알 수 있다.
이들에 의해, Ag 합금에 의한 금속부(14)는 7㎚, 기록 재료부(12)는 5.2㎚가, 이용가능한 하한값이었다.
또한, 실제 대량 생산 공정에서의 각종 마진을 고려한 경우에서의 바람직한 하한값으로서 생각하면, 금속부(14)는 8㎚, 기록 재료부(12)는 5.5㎚가 하한으로서 적절하다고 말할 수 있다.
[2. 필요한 광학 특성 및 실현 수법]
본 실시형태에서 실현하는 광학 특성 및 실현 수법에 대해서 설명한다. 
상기 도 1, 도 2에서는 3층 디스크, 4층 디스크를 예시했지만, 본 발명의 광 정보 기록 매체(광 디스크)로서는 2층 이상의 정보 기록층을 가지는 것을 대상으로 한다.
그리고, 제2 이상의 정보 기록층은, 가장 지지 기판측인 제1 정보 기록층까지 기록 재생 레이저광을 도달시키기 위해서, 투광 성능을 가질 필요가 있기 때문에, 상기와 같이 반투과 정보 기록층으로 된다.
이미 상품화되어 있는 2층 디스크에서는 제2 정보 기록층의 광 투과율은 45∼55%의 광 투과율을 가지고 있다.
여기서, 2층 디스크에서의 각 기록층의 광학 특성을 도 5의 (a)에 도시하고, 입사광의 사용 방법을 도 5의 (b)에 도시한다.
도 5의 (a)는 제1 정보 기록층과 제2 정보 기록층에 대한 광학 특성으로서 반사율 (ri/ti), 투과율, 흡수율을 도시하고 있다. 또, 도 5의 (b)는, 2층 디스크에의 입사 에너지를 100%로 했을 때의 제1 정보 기록층과 제2 정보 기록층의 에너지 배분을, 반사율 (r), 흡수율로 나타내고 있다.
도 5의 (b)에 있는 바와 같이, 각 정보 기록층에 흡수되는 광 에너지에는 1할(一割; 10%) 정도의 차가 있으며, 기록 파워도 동일한 정도의 차로 되지만, 기록 파워의 언밸런스로서는 허용 범위이다.
다층 디스크에서는, 각 정보 기록층에서의 흡수 에너지가, 어느 층에서도 거의 동등하게 되도록 설계함으로써, 각 층의 기록 감도를 맞추는 것이 가능하게 된다.
제1, 제2 정보 기록층에 부가해서 제3 정보 기록층을 형성하여 3층 디스크를 구성하는 경우에는, 디스크 밖에서 본 각 기록층의 반사율 (r)과 기록 감도를 맞추도록 설계하게 된다.
이 경우의 각 정보 기록층의 광학 특성은 도 5의 (c)와 같이 되며, 입사광의 에너지 배분은 도 5의 (d)와 같이 된다.
마찬가지로, 4층 디스크에서는 각 정보 기록층의 광학 특성은 도 6의 (a)와 같이 되며, 입사광의 에너지 배분은 도 6의 (b)와 같이 된다.
각 정보 기록층은 단독으로 기록 감도나 반사율의 값을 미(微)조정하는 것도 가능하므로, 도시한 반투과 정보 기록층의 광 투과율은 엄밀한 것은 아니다. 도 5의 (c)에서는 제3 정보 기록층의 투과율을 70%로 하고 있지만, 제3 정보 기록층을 형성하는 경우에는 65∼75%의 광 투과율이면 확실히 미디어로서의 광학 밸런스나 기록 파워의 밸런스를 확보할 수 있다. 예를 들면, 3층 디스크에서 제3 정보 기록층의 투과율이 65%인 경우에 있어서, 도 5의 (d)의 반사율에 맞추는 경우, 제1, 제2 정보 기록층의 반사율을 약간 높여서 도 7의 (a)의 광학 특성으로 함으로써, 3층 디스크로서의 에너지 밸런스를 도 7의 (b)와 같이 제어(追入; control)할 수가 있다.
이 경우, 각 층의 광 흡수율에 차가 나지만, 제2 정보 기록층의 흡수율에 대해서 타층의 흡수율은 1할 정도 어긋나 있다. 이 1할의 차분이면 기록층의 열 설계를 최적화함으로써 기록 감도를 맞출 수가 있다.
마찬가지로, 4층 디스크로서 제4 정보 기록층을 형성하는 경우에는 73∼83%의 광 투과율이 있으면 광학 밸런스를 확보할 수 있다.
이와 같이 정보 기록층의 층 수가 증가할수록 가장 광 입사측의 정보 기록층은 보다 높은 광 투과율이 요구된다.
개서형 디스크에서, 제2 이상의 정보 기록층과 같은 반투과 정보 기록층에 대해서는, 상술한 바와 같이 상변화형 기록 재료, 유전체, 금속 등의 재료를 스퍼터링 장치로 적층해서 형성한다. 즉, 그의 기본적인 구성은 광 입사측으로부터 제1 유전체부(11), 기록 재료부(12), 제2 유전체부(13), 금속부(14), 제3 유전체부(15)로 된다.
이와 같은 반투과 정보 기록층에 있어서, 본 예에서는, 제3 정보 기록층, 제4 정보 기록층으로서 요구되는 투과율을 실현하기 위해서, 제1 유전체부(11)의 굴절률을 2.4 이상으로 한다.
또한, 제1 유전체부(11)가 복수의 유전체 재료의 적층 구조(예를 들면, 상기 도 3의 유전체 a, b, c의 적층 구조)로 되는 경우에는, 그 적층 구성 중의 적어도 하나의 유전체 재료의 굴절률이 2.4 이상이면 좋다.
또, 반투과 정보 기록층중에서 흡수를 가지는 기록 재료나 금속막의 두께를 줄이지 않고 가능한 한 투과율을 높이기 위해서는, 제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)가 모두 굴절률 2.4 이상인 것이 바람직하다.
또, 제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)에 2.4 이상의 고굴절률 재료를 배치한 경우에, 가장 투과율을 높이기 위해서는, 제1 유전체부(11)와 제3 유전체부(15)의 굴절률 사이에 적절한 관계가 있다는 것이 판명되었다.
즉, 제1 유전체부(11) 혹은 제3 유전체부(15)의 한쪽의 굴절률이 결정된 경 우에, 최대의 투과율을 얻으려면, 다른쪽의 유전체의 굴절률을 도 8의 점선내의 조합으로 되도록 선택하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.4일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.4에서 2.5의 범위로 되도록 한다.
또, 제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.5일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.4∼2.7의 범위로 되도록 한다.
제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.6일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.4∼2.9의 범위로 되도록 한다.
제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.7일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.4∼3.0의 범위로 되도록 한다.
제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.8일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.5∼3.0의 범위로 되도록 한다.
제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.9일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.6∼3.0의 범위로 되도록 한다.
제1 유전체부(11)의 굴절률이 3.0일 때는, 제3 유전체부(15)의 굴절률은 2.7∼3.0의 범위로 되도록 한다.
후술하지만, 이 도 8의 점선내의 조합은, 제1 유전체부(11)가 2.4 이상의 어떤 굴절률로 된 각 경우에 있어서, 반투과 정보 기록층의 투과율이 그의 최대 투과율로부터 투과율 저하가 1% 이내의 범위로 되는 굴절률 범위의 굴절률로 되는 경우이다.
제1 유전체부(11)나 제3 유전체부(15)에 배치하는 2.4 이상의 굴절률을 가지는 재료로서는, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3 등의 재료가 존재한다.
즉, 제1 유전체부(11)나 제3 유전체부(15)는, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3의 적어도 하나를, 단일 유전체 재료의 형태로 혹은 복합 유전체 재료의 일부로서 가지도록 한다. 또한, 단일 유전체 재료라 함은 SiO2나 ZnS 등의 기본 구조를 가지는 유전체에 의한 재료이며, 복합 유전체 재료라 함은, 예를 들면 SiO2나 ZnS 등의 기본 구조를 가지는 복수의 유전체가 원자 레벨로 균일하게 뒤섞인 것이다.
또, 고굴절률 재료는 복소 굴절률중 소쇠 계수를 0으로 하는 것이 비교적 어렵다. 소쇠 계수가 증가하면 정보 기록층의 광 투과율이 감소하기 때문에, 제3 정보 기록층, 제4 정보 기록층으로 사용하는 경우에는 원하는 투과율을 만족시키는 것이 보다 곤란하게 된다. 이 때문에, 제3 정보 기록층에 필요한 투과율 65%∼75%를 얻기 위해서는 소쇠 계수 k는 0.04 이하가 필요하며, 0.01 이하인 것이 바람직하다.
상변화 기록 재료에는 조성식 GeaSb2Tea +3, GeaBi2Tea +3 (1≤a≤20)이나, 이들에서 Ge, Te의 양을 미조정한 것, GeaSb2Tea +3과 GeaBi2Tea +3을 뒤섞은 바와 같은 조성의 것, 또 이들 재료의 기록 정보 보존 성능 등을 향상시키기 위해 용도에 따라서 원소가 첨가된 것 등이 반투과 정보 기록층의 기록 재료로서 사용되고 있다.
금속부(14)의 박막은 주로 기록 재료층에서 발생한 열을 효율좋게 방산(逃; dissipate)하는 용도로 설치되어 있으며, 상변화형 광 정보 기록 매체에서는 Ag 합금이 널리 사용되고 있다. Ag는 청색 파장대에서 다른 금속 재료에 비해 투광성이나 반사율이 높은 재료이므로, 반투과 정보 기록층에서도 금속부(14)로서 이용되고 있다.
[3. 반투과 정보 기록층의 예]
이하, 반투과 정보 기록층으로서의 구체예를 설명한다.
또한, 상술한 바와 같이, Ag 합금에 의한 금속부(14)는 7㎚, 기록 재료부(12)는 5.2㎚가, 이용가능한 하한값이지만, 이하에서는 금속부(14)는 8㎚, 기록 재료부(12)는 5.5㎚로서 두께를 고정한 다음 각종에 구체예를 나타낸다.
또, 반사율 r은 기록 재료가 결정일 때의 값(Rc)이 1.8%∼2.2%, 비정질일 때의 값(Ra)과의 비율: Rc/Ra>4 부근으로 되도록 각 재료층의 두께를 맞추었다(조절했다).
반사율 r의 설정 범위는 다른 범위, 예를 들면 2.3%∼2.7% 등으로 설정해도 마찬가지로 취급할 수가 있다.
각 구체예에서는, 반투과 정보 기록층은 도 3에 도시한 구조를 가진다. 즉, 지지 기판측으로부터 중간층 위에 유전체 f, 유전체 e, Ag 합금, 유전체 d, 상변화 기록 재료, 유전체 c, 유전체 b, 유전체 a의 순으로 재료가 적층되어 있다.
Ag 합금은 두께 8㎚이고 굴절률 0.14-i2.2인 것을 이용했다.
상변화 기록 재료는 두께 5.5㎚, 결정시의 굴절률이 1.8-i3.6, 비정질시의 굴절률이 2.8-i2.6인 재료를 이용했다.
광투과 보호층과 기록층보다 지지 기판측의 중간층 재료에는 굴절률이 1.55인 재료를 이용했다.
또한, Ag 합금 두께나 기록 재료 두께를 이번(今回)의 설정보다도 두껍게 하면, 투과율이 감소한다.
도 9에 샘플 S1∼S10으로서, 각종 유전체 재료의 조합과, 그 조합에 대한 반사율, 투과율의 결과로서, 구체예를 도시한다. 이 도 9에 도시하는 반사율은 상술한 (ri/ti)이다.
또한, 샘플 S1, S2는 비교예로 하고 있다.
본 실시형태에 상당하는 실시예는 샘플 S3∼S10으로 된다.
또한, 도 9의 제1 유전체부(11)로서 유전체 a, b, c를 나타내고 있지만, 유전체 b뿐인 샘플은, 그 제1 유전체부(11)가 1층 구조로 형성되어 있는 것이다. 또, 유전체 a, b, 유전체 b, c, 또는 유전체 a, b, c가 나타내어진(포함된) 샘플은, 그 제1 유전체부(11)가 적층 구조로 형성되어 있는 것이다.
또, 제3 유전체부(15)로서 유전체 e, f를 나타내고 있지만, 유전체 e뿐인 샘플은, 그 제3 유전체부(15)가 1층 구조로 형성되어 있는 것이고, 유전체 e, f가 나타내어진 샘플은, 그 제3 유전체부(15)가 적층 구조로 형성되어 있는 것이다.
각 샘플은 다음과 같다. 또한, 전(全)샘플에 있어서, 제2 유전체부(13)에 대해서는, 굴절률 2.1의 SiN을 이용하고, 샘플 S1 이외에는, 그 두께는 3㎚로 하고 있다.
<S1>
비교예로서의 샘플 S1은 제1 유전체부(11), 제2 유전체부(13), 제3 유전체부(15)의 각각의 유전체 재료로서 SiN을 이용하고 있다. SiN의 굴절률은 2.1이다. 두께는, 제1 유전체부(11)는 35㎚, 제2 유전체부(13)는 10㎚, 제3 유전체부(15)는 15㎚이다.
<S2>
비교예로서의 샘플 S2는 제1 유전체부(11), 제2 유전체부(13)의 유전체 재료로서 SiN을 이용하고, 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서 Nb2O5를 이용하고 있다. SiN의 굴절률은 2.1, Nb2O5의 굴절률은 2.55이다. 두께는, 제1 유전체부(11)는 35㎚, 제2 유전체부(13)는 3㎚, 제3 유전체부(15)는 10㎚이다.
<S3>
샘플 S3은 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 2.55의 Nb2O5를 이용하고, 제2 유전체부(13), 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서 SiN을 이용하고 있다. 두께는, 제1 유전체부(11)는 29㎚, 제3 유전체부(15)는 37㎚이다.
<S4>
샘플 S4는 제1 유전체부(11) 및 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서 굴절률 2.55의 Nb2O5를 이용하고 있다. 두께는, 제1 유전체부(11)는 32㎚, 제3 유전체부(15)는 25㎚이다.
<S5>
샘플 S5는 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 2.55의 Nb2O5를 이용하고, 두께는 30㎚로 하고 있다. 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.77이고 두께 5㎚의 TiO2와, 굴절률 2.55이고 두께 21㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다.
<S6>
샘플 S6은 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5와, 굴절률 2.1이고 두께 5㎚의 SiN을 이용하고 있다. 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다.
<S7>
샘플 S7은 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5와, 굴절률 2.1이고 두께 5㎚의 SiN을 이용하고 있다. 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.77이고 두께 5㎚의 TiO2와, 굴절률 2.55이고 두께 20㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다.
<S8>
샘플 S8은 제1 유전체부(11)의 유전체 b로서 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5를 이용하고, 유전체 a, c로서 굴절률 2.1이고 두께 5㎚의 SiN을 이용하고 있다.
제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.55이고 두께 22㎚의 Nb2O5 를 이용하고 있다.
<S9>
샘플 S9는 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 1.48이고 두께 10㎚의 SiO2와, 굴절률 2.55이고 두께 32㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다. 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다.
<S10>
샘플 S10은 제1 유전체부(11)의 유전체 재료로서 굴절률 1.48이고 두께 10㎚의 SiO2와, 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다. 제3 유전체부(15)의 유전체 재료로서는, 굴절률 2.55이고 두께 25㎚의 Nb2O5를 이용하고 있다.
이 도 9에서, 제1 유전체부(11)(유전체 a, b, c), 제3 유전체부(15)(유전체 d, f)에 2.4 이상의 고굴절률 유전체를 포함하지 않는 샘플 S1에 대해서, 제1 유전체부(11)에 고굴절률 유전체인 Nb2O5를 포함하는 샘플 S3∼S10은 투과율이 높여져 있다는 것을 알 수 있다.
또, 제3 유전체부(15)에 고굴절률 유전체를 포함하고, 제1 유전체부(11)에 고굴절률 유전체를 포함하지 않는 샘플 S2에 대해서, 제1 유전체부(11) 및 제3 유전체부(15)에 고굴절률 유전체 (Nb2O5)를 포함하는 샘플 S4∼S10도, 투과율이 높여져 있다.
즉, 제1 유전체부(11)에 고굴절률 유전체를 배치함으로써 반투과 정보 기록 층의 투과율을 향상시키는 것이 가능하다.
또, 제1 유전체부(11)와 제3 유전체부(15)에 대해서, 모두 고굴절률 재료인 Nb2O5(굴절률 2.55) 등을 포함하는 샘플 S4∼S10 기록층은, 투과율 65%를 충분히 확보하고 있으며, 3층 디스크의 제3 정보 기록층(7)으로서의 광학적인 특성을 만족시킬 수가 있다.
또, 후술하는 바와 같이, 보다 투과율을 높여, 4층 디스크의 제4 정보 기록층(9)으로서의 광학적인 특성을 만족시킬 수가 있다.
제1 유전체부(11)에만 고굴절률 유전체를 가지는 샘플 S3에 대해서는, 투과율은 60% 정도이며, 3층 디스크의 제3 정보 기록층(7)으로서는, 조금 투과율이 부족하다고도 생각되지만, 2층 디스크의 제2 정보 기록층으로서는 매우 적합하다. 2층 디스크의 제2 정보 기록층으로 하는 경우는, 충분 이상의 투과율이 얻어지는 것을 이용하고, 역으로 금속부(14)나 기록 재료부(12)의 두께를 두껍게 하는 것도 상정(想定)할 수 있다. 또한, 이 점에 대해서는 샘플 S4∼S10에 대해서도 말할 수(적용할 수) 있는 것이다.
또한, 이상의 샘플 S3∼S10은, 1예에 불과하며, 본 발명에 해당하는 반투과 정보 기록층의 재료, 구조는 각종 다양하게 생각할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
여기서, 예를 들면 샘플 S6과 같이, 제1 유전체부(11)(유전체 b) 및 제3 유전체부(15)(유전체 e)에 동일한 재료를 배치하는 경우를 상정하고, 그의 굴절률을 파라미터로 해서 투과율을 계산한 결과를 도 10에 도시한다.
이 도 10으로부터, 굴절률값이 높아질수록 투과율이 향상된다는 것과, 굴절률값이 2.4 이상이면 투과율 65% 이상을 달성할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 앞서 기술한 바와 같이, 제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)에 2.4 이상의 고굴절률 재료를 배치한 경우에 있어서, 가장 투과율을 높이려고 하는 경우에는, 제1 유전체부(11)와 제3 유전체부(15)의 굴절률 사이에 적절한 관계가 있다.
제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)가 여러 가지 굴절률을 취하는 경우의 각 굴절률에 대한 최대 투과율의 계산 결과를 도 11에 도시한다.
도 11에서는, 제3 유전체부(15)의 굴절률이 2.3∼3.0으로 한 각각의 경우에 대해서, 각 선 P1∼P8에 의해, 제1 유전체부(11)의 굴절률이 2.3∼3.0인 범위로 된 경우의 투과율을 도시한 것이다.
이 도 11로부터, 제1 유전체부(11)를 결정했을 때에는, 그의 굴절률에 대해서 투과율을 최대로 하는 제3 유전체부(15)의 굴절률 범위가 존재한다는 것을 알 수 있다. 각 선 P1∼P8에서 ●가, 투과율이 최대값으로 되어 있는 포인트를 나타내고 있다.
여기서, 제1 유전체부(11)의 굴절률을 결정했을 때에 얻어지는 최대 투과율에 대해서, 반투과 정보 기록층의 투과율이 1% 저하하는 제3 유전체부(15)의 굴절률 범위를 나타낸 것이, 상술한 도 8에서, 점선으로 둘러싸인 영역이다.
다시 말해, 이 점선내의 영역에 상당하는 바와 같은, 제1 유전체부(11)의 굴절률과 제3 유전체부(15)의 굴절률의 조합을 이용함으로써 양호한 투과율 특성을 얻을 수 있으며, 해당 반투과 정보 기록층으로서의 광 투과율을 65% 이상, 예를 들면 70% 정도로까지 높일 수도 있다.
다음에, 소쇠 계수에 대해서 기술한다.
제1 유전체부(11) 및 제3 유전체부(15)의 유전체 재료가 광에 대해서 흡수를 가지는 경우, 투과율이 감소해 버린다. 이 때문에, 유전체 재료의 소쇠 계수에 대한 광 투과율의 감소 경향을 계산에 의해 조사했다.
제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)가, 굴절률 2.4∼3.0의 범위를 취하는 경우에, 그 유전체 재료의 소쇠 계수가 발생했을 때의 투과율의 감소 경향을 도 12에 도시한다. 각 선 Q1∼Q7은, 굴절률 2.4∼3.0의 각 경우에 있어서의, 소쇠 계수와 투과율의 관계를 나타내고 있다.
도 12로부터, 3.0 상당의 고굴절률 유전체를 이용했다고 해도, 그의 소쇠 계수가 0.04를 초과하면 투과율 65%를 얻을 수 없다는 것을 알 수 있다. 따라서, 제1 유전체부(11) 및 제3 유전체부(15)의 소쇠 계수는 0.04 이하인 것이 필요하다. 특히, 0.01 이하인 것이 바람직하다.
굴절률 2.4 이상의 고굴절률 투명 유전체에 대해서는 다음과 같다.
제1 유전체부(11), 제3 유전체부(15)에서 필요하게 되는 고굴절률 투명 유전체를 조사하고, 예를 들면 블루레이 디스크에서 이용되고 있는 레이저광 파장 405㎚에서의 굴절률 측정을 행한 결과, 도 14에 도시하는 재료를 얻었다. 즉, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3 등의 재료가 존재한다.
단, 스퍼터링 조건에서 굴절률, 소쇠 계수는 변화하므로, 도 14의 값을 얻었을 때의 각 재료의 박막의 상태가, 그 박막의 상태로서 반드시 최적이지는 않다.
Bi2O3은 소쇠 계수가 다소 높지만, 투명 유전체 재료와의 복합화에 의해 소쇠 계수를 저하할 수 있다. 예를 들면, Bi12SiO20 (Bi2O3:SiO2=6:1)은 광학 결정으로서 알려져 있으며, 소쇠 계수는 0.01을 충분히 하회한다.
또, 제1 유전체부(11)가 3층의 유전체에 의한 적층 구조를 가지고, 레이저 입사측으로부터 유전체 a, 유전체 b, 유전체 c로 될 때에, 투과율 65% 이상을 얻는 것이 가능한 유전체 b, c의 굴절률의 조합 범위를 조사했다.
또한, 유전체 c는, 기록 재료부에 접하는 유전체이다. 또, 유전체 b는, 유전체 c의 레이저광 입사측에 배치되는 유전체이다.
유전체 b와 제3 유전체부(15)(유전체 e)는, 상술한 각 사정을 고려하면 동일 재료인 것이 바람직하다. 따라서, 여기서는 유전체 b와 제3 유전체부(15)에는 동일한 굴절률을 배치했다. 그 결과, 도 13의 결과를 얻었다.
도 13에서 유전체 b와 유전체 c의 굴절률의 관계를 도시하지만, 사선부가 투과율 65% 이상으로 된다.
이것에 의해 투과율 65%를 얻기 위해서 필요한 유전체 b와 c의 굴절률의 관계는 도 9의 직선상으로 되며, 투과율 65% 이상을 취하는 범위는 이 직선의 상측의 사선부, 즉
(유전체 c의 굴절률)≥-3.6×(유전체 b의 굴절률)+11
을 만족시키는 영역이었다.
따라서, 이와 같은 조건을 만족시키는 유전체 재료가 선정되는 것이 적절하게 된다.
또한, 유전체 a의 굴절률은 1.4∼3.0의 범위에서 어떠한 재료를 배치해도, 막 두께를 최적화함으로써, 유전체 a를 배치하지 않는 경우의 최대 투과율과 동등한 투과율을 얻을 수 있었다. 단, 유전체 a에 흡수가 없는 경우이다.
또, 이 예에서는 본 발명 청구항 11에서 말하는 유전체 Y에 상당하는 것은 유전체 c이며, 유전체 X에 상당하는 것은 유전체 b인 것을 부기(付記)해 둔다.
이상, 실시형태에 대해서 설명해 왔지만, 실시형태에서 기술한 반투과 정보 기록층은, 제1 유전체부(11), 또는 제1 유전체부(11)와 제3 유전체부(15)의 양쪽에서, 굴절률이 2.4 이상이다.
특히, 제1 유전체부(11)와 제3 유전체부(15)에 포함되는 고굴절률 유전체의 굴절률값 조합이 도 8의 점선내의 조합을 취하도록 함으로써, 기록 재생 레이저 파장에 대해서 광 투과율 65% 이상을 달성하는 것을 가능하게 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 3층 디스크의 층 구조의 설명도,
도 2는 실시형태의 4층 디스크의 층 구조의 설명도,
도 3은 실시형태의 반투과 정보 기록층의 구조의 설명도,
도 4는 실시형태의 금속부 및 기록 재료부의 두께 설정의 설명도,
도 5는 2층 디스크 및 3층 디스크의 광학 특성 및 에너지 배분의 설명도,
도 6은 4층 디스크의 광학 특성 및 에너지 배분의 설명도,
도 7은 3층 디스크의 광학 특성 및 에너지 배분의 설명도,
도 8은 실시형태의 굴절률의 조합의 설명도,
도 9는 실시형태의 반투과 정보 기록층 재료의 각종 실시예의 설명도,
도 10은 실시형태의 굴절률과 최대 투과율의 관계의 설명도,
도 11은 실시형태의 굴절률의 조합 마다의 최대 투과율 관계의 설명도,
도 12는 실시형태의 소쇠 계수와 투과율의 관계의 설명도,
도 13은 실시형태의 투과율 65%를 얻는 유전체 관계의 설명도,
도 14는 실시형태에서 채용할 수 있는 유전체 재료의 설명도,
도 15는 2층 디스크와 3층 디스크의 설명도.
[부호의 설명]
1: 디스크, 2: 지지 기판, 3: 제1 정보 기록층, 4: 제1 중간층, 5: 제2 정보 기록층, 6: 제2 중간층, 7: 제3 정보 기록층, 8: 광투과 보호층, 9: 제4 정보 기록층, 10: 제3 중간층, 11: 제1 유전체부, 12: 기록 재료부, 13: 제2 유전체부, 14: 금속부, 15: 제3 유전체부.

Claims (11)

  1. 지지 기판과, 기록 재생 레이저광의 입사측의 층으로 되는 광투과 보호층 사이에, 파장이 400∼410㎚인 기록 재생 레이저광에 대해서 투명한 중간층에 의해서 이간(離間)된 복수의 정보 기록층을 가지고,
    상기 복수의 정보 기록층 중에서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 정보 기록층 이외의 1 또는 복수의 정보 기록층은, 상기 레이저광을 투과하는 성질을 가지는 반투과 정보 기록층으로 되고,
    1 또는 복수의 상기 반투과 정보 기록층의 전부 또는 일부는, 레이저광의 입사측에서 보아 차례로, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 기록 재료부와, 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 금속부와, 제3 유전체부를 가지는 구조로 되어 있는 광 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 유전체부는, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 광 정보 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반투과 정보 기록층의 상기 제3 유전체부는, 상기 제1 유전체부가 2.4 이상의 어떤 굴절률로 된 경우에 있어서, 해당 반투과 정보 기록층의 투과율이 그 최대 투과율로부터 투과율 저하가 1% 이내의 범위로 되는 굴절률 범위의 굴절률로 됨으로써, 해당 반투과 정보 기록층의 광 투과율이 65% 이상으로 되어 있는 광 정보 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유전체부 및 상기 제3 유전체부의 소쇠(消衰; extinction) 계수가 0.04 이하인 광 정보 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정보 기록층으로서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 제1 정보 기록층과, 상기 반투과 정보 기록층으로 되는 제2 정보 기록층 및 제3 정보 기록층이 형성되고,
    상기 제3 정보 기록층이, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 상기 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 상기 기록 재료부와, 상기 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 상기 금속부와, 상기 제3 유전체부를 가지는 구조로 되어 있는 광 정보 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정보 기록층으로서, 가장 상기 지지 기판측으로 되는 제1 정보 기록층 과, 상기 반투과 정보 기록층으로 되는 제2 정보 기록층, 제3 정보 기록층 및 제4 정보 기록층이 형성되고,
    상기 제3 정보 기록층 및 제4 정보 기록층이, 상기 기록 재생 레이저광의 파장에 대한 굴절률이 2.4 이상인 상기 제1 유전체부와, 적어도 5.2㎚ 이상의 두께의 상기 기록 재료부와, 상기 제2 유전체부와, 적어도 7㎚ 이상의 두께의 상기 금속부와, 상기 제3 유전체부를 가지는 구조로 되어 있는 광 정보 기록 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체부는, 굴절률이 2.4 이상인 유전체 재료에 의한 1층 구조로 이루어지는 광 정보 기록 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체부는, 굴절률이 2.4 이상인 유전체 재료를 포함하는, 복수의 유전체 재료가 적층된 구조로 이루어지는 광 정보 기록 매체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체부는, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3의 적어도 하나를, 단일 유전체 재료의 형태로 혹은 복합 유전체 재료의 일부로서 가지는 광 정보 기록 매체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 유전체부는, Nb2O5, TiO2, ZnS, CeO2, Bi2O3의 적어도 하나를, 단일 유전체 재료의 형태로 혹은 복합 유전체 재료의 일부로서 가지는 광 정보 기록 매체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체부는, 복수의 투명 유전체 재료가 적층되어 이루어지는 경우에 있어서,
    상기 기록 재료부와 접하는 유전체를 Y, 해당 유전체 Y의 레이저광 입사측에 배치되는 유전체를 X라고 했을 때에,
    상기 유전체 Y는, 그의 굴절률이,
    (유전체 Y의 굴절률)≥-3.6×(유전체 X의 굴절률)+11
    의 범위의 값을 가지는 투명 유전체 재료인 광 정보 기록 매체.
KR1020090048743A 2008-06-11 2009-06-02 광 정보 기록 매체 KR20090129331A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-00153200 2008-06-11
JP2008153200A JP4605257B2 (ja) 2008-06-11 2008-06-11 光情報記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090129331A true KR20090129331A (ko) 2009-12-16

Family

ID=41415059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090048743A KR20090129331A (ko) 2008-06-11 2009-06-02 광 정보 기록 매체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8216655B2 (ko)
JP (1) JP4605257B2 (ko)
KR (1) KR20090129331A (ko)
CN (1) CN101604540B (ko)
TW (1) TWI390527B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109326308A (zh) * 2018-09-17 2019-02-12 中国科学院上海光学精密机械研究所 多层三维光信息存储体的制造方法及读取方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4789355B2 (ja) * 2001-06-26 2011-10-12 京セラ株式会社 光記録媒体
CN1244098C (zh) 2001-09-12 2006-03-01 松下电器产业株式会社 光学信息记录媒体
US7449225B2 (en) * 2002-09-13 2008-11-11 Panasonic Corporation Information recording medium and method for manufacturing the same
JP2004110911A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Ricoh Co Ltd 2層相変化型情報記録媒体およびその製造方法
JP2004185798A (ja) * 2002-11-22 2004-07-02 Tdk Corp 光記録媒体
JP2006073053A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Tdk Corp 光記録媒体
JP4462431B2 (ja) * 2005-07-13 2010-05-12 日本電気株式会社 光学的情報記録媒体及び光学的情報記録再生装置
JP2007290350A (ja) * 2006-03-31 2007-11-08 Hitachi Maxell Ltd 情報記録媒体
JP2008097794A (ja) * 2006-09-14 2008-04-24 Ricoh Co Ltd 片面2層光記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP4605257B2 (ja) 2011-01-05
CN101604540B (zh) 2011-05-18
TW201005740A (en) 2010-02-01
US20090311461A1 (en) 2009-12-17
JP2009301622A (ja) 2009-12-24
US8216655B2 (en) 2012-07-10
TWI390527B (zh) 2013-03-21
CN101604540A (zh) 2009-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7276274B2 (en) Optical recording medium and method for recording and reproducing data
WO2010095467A1 (ja) 情報記録媒体
JP2004213720A (ja) 光記録媒体
EP1378895A2 (en) Optical recording medium
KR20040063839A (ko) 광기록 매체
KR20080066054A (ko) 광학적 정보 기록 매체 및 그 제조 방법
JPH09198709A (ja) 多層光ディスク及び記録再生装置
JP2002050080A (ja) 光情報媒体
JP4108553B2 (ja) 光情報記録媒体及び光情報記録装置
CN101512647B (zh) 多层相变光学记录介质
TWI442391B (zh) 光學記錄媒體
KR20090129331A (ko) 광 정보 기록 매체
JP2005302264A (ja) 相変化型光情報記録媒体及び2層相変化型光情報記録媒体
JP4252482B2 (ja) 読み出し専用型多層型光情報記録媒体及びその製造方法
JPH11283278A (ja) 光記録媒体
US8437235B2 (en) Optical information recording medium and recording/reproducing method therefor
KR20120011781A (ko) 광기록 매체
JP4352343B2 (ja) 光学的情報記録媒体
JP2008186588A (ja) 光記録媒体
KR100708102B1 (ko) 청색 레이저용 상변화 디스크
KR100628100B1 (ko) 초해상 광기록매체
JP2005004948A (ja) 光学的情報記録媒体およびその製造方法
JP2009080929A (ja) 測定方法および評価方法
JP2005182860A (ja) 光記録媒体
JP2006202447A (ja) 光記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application