KR20130060171A - 광 기록 매체 - Google Patents

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recording layer
layers
specific
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다케시 미키
마나미 미야와키
유키 다우치
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소니 주식회사
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

1층당 25GB 정도 이상의 대용량으로 추기형의 광 기록 매체에 대응 가능하고, 다층 기록층 구성으로 하였을 때에 양호한 기록 특성을 갖는 광 기록 매체를 제공한다. 기판(21)과, 2층 이상 4층 이하의 기록층(221, 222)을 갖고, 이들 기록층(221, 222) 중 적어도 1 이상의 기록층(222)은 PdO와, PdO2를 포함함과 함께, 완전하게 산화된, In, Zn, Al, Sn(즉, In2O3, ZnO, Al2O3, SnO2) 중 적어도 하나를 포함하는 조성의 특정 기록층으로 한다. 그리고, 이 특정 기록층에 인접하여, In 및 Al 중 적어도 어느 하나를 주성분으로 하는 In/Al 산화물층으로 이루어지는 유전체층(232a, 232b)을 형성한다.

Description

광 기록 매체{OPTICAL RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 광 디스크 등의 광 기록 매체에 관한 것으로, 특히 고기록 밀도로 기록 가능한 광 기록 매체에 관한 것이다.
최근, 대용량 광 디스크로서 블루레이 디스크[BD:Blu-ray Disc(등록 상표), 이하 본 명세서에서는 「대용량 광 디스크」라고 기재함]가 제품화되고 있다. 이 대용량 광 디스크는, 기록 재생용 광 파장을 405㎚ 정도, 기록 재생용 광학계의 집광 렌즈의 개구수 NA를 0.85 정도로 하여, 약 25GB의 기록 용량을 실현하고 있다.
이 대용량 광 디스크형의 광 기록 매체에 있어서, 추기 가능한 기록층 재료가 다양하게 검토되고 있다. 종래의 추기형 광 디스크의 기록층 재료로서는, 유기 색소 재료가 알려져 있다. 한편, 유기 색소 재료를 이용하는 경우의 생산성, 또한 기록 신호의 장기 안정 보존성의 문제점을 개선하기 위해, 무기 재료를 추기형 기록층 재료에 이용하는 것이 다양하게 검토되고 있다. 예를 들면 하기 특허문헌 1에는, 승온에 의해 고속으로 결정화하여 광학 변화를 발생시키는 Te-O 등을 포함하는 기록층을 갖는 광 기록 매체가 제안되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2008-112556호 공보
그런데, 상술한 대용량 광 디스크형의 추기형 광 기록 매체에 있어서 더욱 대용량화를 도모하기 위해, 다층화가 진행되고 있다. 단층의 대용량 광 디스크에 대해서는 지터, 변조도, 에러율 등의 기록 특성에 관한 적절한 범위가 설정되어 있고, 다층형의 매체에 있어서도 이 범위의 기록 특성을 달성하는 것이 요구되고 있다.
이상의 과제를 감안하여, 본 발명은, 상술한 대용량 광 디스크형이며 추기형의 광 기록 매체에 대응 가능하고, 다층화에 의한 기록 특성의 저하를 억제하고, 단층 기록층 구성과 동일 정도의 기록 특성을 갖는 광 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광 기록 매체는, 기판과, 2층 이상 4층 이하의 기록층을 갖고, 이들 기록층 중 적어도 1 이상의 기록층은 PdO와, PdO2를 포함한다. 또한, 완전하게 산화된, In, Zn, Al, Sn(즉 In2O3, ZnO, Al2O3, SnO2) 중 적어도 하나를 포함하는 조성의 특정 기록층으로 한다. 그리고, 이 특정 기록층에 인접하여, In 또는 Al 중 적어도 어느 하나를 주성분으로 하는 In/Al 산화물층이 형성되는 구성으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, In 또는 Al 중 적어도 어느 하나를 주성분으로 한다 함은, In을 주성분으로 하는 산화물층이거나, Al을 주성분으로 하는 산화물층이거나, 또는 In과 Al의 합을 주성분으로 하는 산화물층이면 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광 기록 매체에 있어서는, 기록층을 2층 이상 4층 이하의 다층 구성으로 함과 함께, 적어도 1 이상의 기록층을 특정 기록층으로 하여, 그 조성에 PdO와 PdO2를 포함하는 것으로 한다. 이 특정 기록층에 레이저광을 조사하면, 그 밖의 In2O3이나 Al2O3과 같은 안정된 산화물이 아니라, PdO, PdO2가 반응한다. 즉, 기록용 광의 조사에 의해 PdO는 Pd와 O2로 분해되고, 또한 PdO2는 PdO와 O2로 분해되도록 반응한다. 이때 O2가 발생함으로써, 평탄한 박막 형상의 기록층에 팽창이 생기는 구조가 된다. 이로 인해 기록용 광을 조사한 위치에, 주위와는 반사율이 다른 기록 마크가 형성된다.
또한, 이 특정 기록층은 PdO, PdO2 외에, 완전하게 산화된 In, Zn, Al, Sn 중 적어도 하나를 포함하는 것이다. 이와 같은 조성으로 하는 경우, 조성비를 조정함으로써 투과율을 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 예를 들면, Zn의 조성비를 크게 하면 투과율은 저하하고, Al의 조성비를 크게 하면 투과율은 증가한다. 또한, Pd의 조성비를 크게 하면 투과율은 크게 저하하고, 반대로 Pd의 조성비를 작게 하면 투과율은 크게 증가하는 경향이 있다. 이와 같은 조성비에 대한 투과율의 변화를 이용하여, 용이하게 또한 정밀도 좋게 기록층의 투과율을 조정할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.
또한 본 발명에 따른 광 기록 매체는, 이 특정 기록층에 인접하여, In 또는 Al 중 적어도 어느 하나를 주성분으로 하는 In/Al 산화물층을 형성하는 것이다. 이와 같은 산화물층을 특정 기록층의 광 입사측과는 반대측에 형성하는 경우, 기록 파워의 마진이 보다 커진다. 한편, 광 입사측에 형성하는 경우는, 그 두께를 조정함으로써, 특정 기록층을 포함하는 전체의 반사율과 투과율을 개별로 조정하는 것이 가능해진다. 따라서, 특정 기록층의 상하 어느 하나에 인접하여 In/Al 산화물층을 형성함으로써, 다층 기록 매체로 하는 경우에 양호한 기록 특성을 실현할 수 있다. 이에 의해, 대용량 광 디스크형의 광 기록 매체에 있어서, 2층 이상 4층 이하의 다층 기록층 구성으로 하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 대용량형 광 디스크이며 추기형의 광 기록 매체에 있어서, 단층 기록층 구성과 동등한 기록 특성을 갖는 다층 기록층 구성의 광 기록 매체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 개략 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 개략 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 개략 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 광 기록 매체의 특정 기록층을 단층 구성으로 한 제1 참고예에 있어서의 기록 특성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 광 기록 매체의 특정 기록층을 단층 구성으로 한 제2 참고예에 있어서의 기록층의 특성을 비교예의 기록층의 특성과 비교하여 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 광 기록 매체의 특정 기록층을 단층 구성으로 한 제3 참고예에 있어서의 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 각 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 각 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 기록층(L3)의 특성을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 기록층(L3)의 특성을 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체의 각 기록층의 특성을 도시하는 도면이다.
이하, 발명을 실시하기 위한 최량의 형태(이하, 실시 형태라고 함)에 대해서 설명한다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 광 기록 매체의 구성(기록층을 2층, 3층 및 4층 구성으로 하는 예)
2. 참고예(특정 기록층만의 단층 구성으로 한 광 기록 매체의 기록 특성)
3. 실시예(기록층을 2층, 3층 및 4층 구성으로 하는 예의 기록 특성)
<1. 광 기록 매체의 구성>
[광 기록 매체의 구조]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 기록 매체(10)의 개략 단면 구성도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 광 기록 매체(10)는 기판(11) 위에, 2층의 기록층[121(L0) 및 122(L1)]이 형성된다. 또한, 다층 기록 매체에 있어서는 통상적으로, 기판에 가장 가까운 기록층을 L0, 다음으로 L1, L2, …으로 하므로, 편의상 병기하여 나타낸다.
본 예의 광 기록 매체(10)는, 상술한 대용량 광 디스크[Blu-ray Disc,(등록 상표)]형의 구성으로 하는 경우는, 두께가 약 1.1㎜이고, 외경이 약 120㎜인 원반 형상의 기판(11)이 이용된다. 그리고 그 일면측, 예를 들면 워블링 그루브로서의 요철이 형성된 면 위에, 기록층(121, 122)이 광 투과성 재료로 이루어지는 중간층(14)을 개재하여 형성된다. 또한, 각 기록층(121, 122) 위 또는 아래, 도시의 예에서는 상하에 인접하여, 유전체층(131a, 131b, 132a, 132b)이 형성된다. 이 유전체층은, 위 또는 아래 중 어느 한쪽에 인접하여 형성되어 있어도 좋다. 이들 기록층(121, 122) 중 적어도 1층, 바람직하게는 광 입사측의 기록층(122)은 PdO와, PdO2를 포함한다. 또한, 완전하게 산화된, In, Zn, Al, Sn(즉 In2O3, ZnO, Al2O3, SnO2) 중 적어도 하나를 포함하는 조성의 특정 기록층으로 한다. 또한, 특정 기록층의 상하에 인접하는 유전체층(131a, 131b, 132a, 132b) 중 적어도 어느 것은, In 또는 Al을 주성분으로 하는 In/Al 산화물층으로 구성한다.
또한 기록층(122) 위에는 광 투과성 재료로 이루어지는 보호층(15)이 형성된다. 이 보호층(15)의 두께는, 기록층(121)으로부터 상층 두께의 총합이 약 100㎛가 되도록 선정되고, 기판(11)을 포함하는 전체의 두께가 1.2㎜로 구성된다. 대용량 광 디스크형 구성으로 하는 경우, 기록용 광의 입사측은 보호층(15)측이 된다. 또한, 본 발명은 대용량 광 디스크형 구성으로 하는 경우에 한정되는 것이 아니라, 디스크 형상이 아닌 카드 형상 등의 기판을 이용하거나, 또한 기판(11)이나 보호층(15)의 두께, 디스크 형상으로 하는 경우의 외경 등은 용도에 따라서 적절히 선정 가능하다.
도 2 및 도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 기록 매체(20, 30)의 개략 단면 구성도이다.
도 2에 도시하는 예에 있어서는, 기록층을 3층 구성으로 하는 광 기록 매체(20)의 구성을 도시한다. 이 예에서는, 기판(21) 위에, 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로 워블링 그루브로서의 요철이 형성되고, 그 요철 형성면 위에, 기판(21)측으로부터 순서대로 기록층[221(L0), 222(L1), 223(L2)]이, 중간층(241, 242)을 개재하여 형성된다. 도시의 예에서는, 기록층(221, 222, 223)의 상하에 인접하여 유전체층(231a, 231b, 232a, 232b, 233a, 233b)이 각각 형성된다. 그리고 기록층(221 내지 223) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 기록층(222, 223) 중 적어도 어느 하나는, 상술한 조성에 의한 특정 기록층으로 구성한다. 또한 특정 기록층의 상하에 인접하여 형성되는 유전체층 중 적어도 어느 하나는, In/Al 산화물층으로 구성한다. 기록층[223(L2)] 상에는, 보호층(25)이 형성된다. 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로, 대용량 광 디스크형의 구성으로 하는 경우는, 기판(21)의 외경이나 두께, 보호층(25)의 두께를 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.
도 3은, 기록층을 4층으로 하는 경우의 광 기록 매체(30)의 구성을 도시한다. 이 예에서는, 기판(31) 위에, 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로 워블링 그루브로서의 요철이 형성된다. 그리고 이 요철 형성면 위에, 기판(31)측으로부터 순서대로 기록층[321(L0), 322(L1), 323(L2), 324(L3)]이, 중간층(341, 342, 343)을 개재하여 형성된다. 또한 기록층(321 내지 324)의 상하에 인접하여, 유전체층(331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b)이 형성된다. 이 경우도, 기록층(321 내지 324) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 기록층(322 내지 324) 중 적어도 어느 하나를 상술한 조성의 특정 기록층으로서 구성한다. 또한, 이 특정 기록층의 상하에 인접하여 형성하는 유전체층 중 적어도 어느 하나를, In/Al 산화물층으로 구성한다. 그리고 기록층[324(L3)] 위에는, 보호층(35)이 형성된다. 이 경우도 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로, 대용량 광 디스크형의 구성으로 하는 경우는, 기판(31)의 두께나 외경, 보호층(35)의 두께를 도 1에 도시하는 예와 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1 내지 도 3에 도시하는 각 실시 형태에 따른 광 기록 매체에 있어서의 기판, 기록층, 중간층 및 보호층의 각 부의 적용 가능한 구조나 재료 등에 대해서 설명한다.
[기판의 구조]
기판(11, 21, 31)은, 예를 들면 폴리카보네이트 등의 수지 등의 재료로 이루어지고, 사출 성형 등에 의해, 마스터링 원반으로부터 트랙킹용의 워블링 그루브의 요철 형상이 전사되어 형성된다. 또한, 본 발명의 광 기록 매체에 있어서 그루브 형상은 필수적이지 않고, 트랙킹이 가능하고, 또한 기록 트랙간 크로스 토크가 적절하게 억제되는 구조이면 된다. 또한, 기록 트랙은 광 입사측에서 보아 그루브 상 또는 랜드 상으로 할 수 있고, 기록 방식은 불문한다.
[기록층 재료]
본 예에 있어서 적어도 1 이상의 기록층, 예를 들면 기록층(122, 223, 324) 등은, 상술한 바와 같이, PdO와, PdO2를 포함하는 것으로 한다. 또한, 완전하게 산화된, In, Zn, Al, Sn 중 적어도 하나를 포함하는 조성의 특정 기록층으로서 구성한다.
이 특정 기록층에, 예를 들면 중심 파장 405㎚ 근방의 레이저 등의 광을 조사하였을 때에, PdO는 Pd와 O2로, PdO2는 PdO와 O2로 분해하고, O2의 발생에 의해 구조적으로 팽창이 생긴다. 이에 의해, 주위와 반사율이 다른 기록 마크가 형성된다.
그리고 이 특정 기록층은, 완전하게 산화된, In, Zn, Al 또는 Sn 중 적어도 하나, 즉 In2O3, ZnO, Al2O3, SnO2 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 한다. 상술한 바와 같이, Zn의 조성비를 크게 하면 투과율은 저하하고, Al의 조성비를 크게 하면 투과율은 증가한다. 또한, Pd의 조성비를 크게 하면 투과율은 크게 저하하고, 반대로 Pd의 조성비를 작게 하면 투과율은 크게 증가하는 경향이 있다. 이와 같은 조성비에 대한 투과율의 변화를 이용하여, 용이하게 또한 정밀도 좋게 기록층의 투과율을 조정할 수 있다. 이 때문에, 기록층을 다층 구성으로 하는 경우에, 기록층 중 어느 하나의 층을 특정 기록층으로 함으로써, 대용량 광 디스크형 구성으로 또한 다층 구성으로 하는 광 기록 매체에 있어서 양호한 기록 특성을 실현할 수 있다.
즉 이 특정 기록층은, 2층 이상 4층 이하로 하는 기록층 모두에 적용할 필요는 없고, 특히 광 입사측의 기록층의 1층 이상으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면 2층 구성으로 하는 경우는, 제2 기록층[122(L1)]만을 특정 기록층으로 해도 좋다. 3층 구성으로 하는 경우는, 제2 기록층(222)이나 제3 기록층(223) 중 어느 하나, 또는 제2 및 제3 기록층(222, 223)을 특정 기록층으로 할 수 있다. 또한, 4층 구성으로 하는 경우는, 제2, 제3 또는 제4 기록층(322, 323, 324) 중 어느 하나를 특정 기록층으로 해도 좋다. 또한, 제2 및 제3 기록층(322, 323)이나, 제3 및 제4 기록층(323, 324)을 특정 기록층으로 해도 좋다. 또한, 제2 내지 제4 기록층(322 내지 324)을 모두 특정 기록층으로 해도 좋다.
한편, 광 입사측과는 반대측의 기록층, 즉 대용량 광 디스크의 경우, 가장 기판(11, 21, 31)측의 기록층(121, 221, 321, L0)은, 특정 기록층으로 구성하지 않아도 되고, 그 밖의 재료를 이용해도 된다. 그 밖의 재료로서는, 다층 기록층 구성으로 한 경우에 양호한 기록층으로서의 기록 특성이 얻어지는 재료이면 이용 가능하고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 추기형의 기록 재료나 재기입형 기록 재료로 이루어지는 기록층을 형성하는 것도 가능하거나, 혹은 재생 전용형의 기록층을 형성할 수도 있다.
또한, 이 특정 기록층에는, 그 밖의 In, Zn, Al, Sn 중 완전 산화물로 하는 원소 이외의 원소의 불완전 산화물을 포함하고 있어도 된다. 어떠한 경우에도, 공통의 성막 장치를 이용하여 기록층의 형성이 가능한 재료로 구성하면, 생산성상 적절하다.
특정 기록층 이외의 기록층으로서 적용 가능한 재료로서, 예를 들면 PdO와 PdO2를 포함하는 기록층 재료를 들 수 있다. 이 경우, 적어도 Zn, In, Sn 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, Zn-Pd-O, In-Pd-O, Sn-Pd-O 중 어느 하나로 할 수 있다. 또한, Zn-In-Pd-O, Zn-Sn-Pd-O, In-Sn-Pd-O, Zn-In-Sn-Pd-O 중 어느 하나로 해도 좋다. 어떠한 경우도 투과율에 대하여 영향이 적어, 기록 특성에 큰 차이가 생기는 일이 없다. 그리고, O는 Zn, In 또는 Sn을 완전 산화시켰을 때(ZnO, In2O3, SnO2)의 화학 양론 조성보다도 많이 포함되도록 한다. 이와 같이 함으로써, 상술한 바와 같이 이 기록층이 PdO 또는 PdO2를 포함하고, 대용량 광 디스크형 구성으로 한 경우에 양호한 기록 특성이 얻어지고, 또한 상술한 특정 기록층과 공통의 성막 장치를 이용하여 기록층 형성이 가능하고, 생산성상 적절하다. 또한, 본 명세서에 있어서 「원소-O」란, 그 원소와 산소를 성분으로서 포함하는 재료를 나타내고, 그 원소와 산소를 포함하는 화합물, 그 원소의 산화물(완전 산화에 한정되지 않음)을 포함한다.
또한, 특정 기록층의 상하 편측 또는 양측에 인접하여 형성하는 In/Al 산화물층은, 다른 유전체 재료를 포함해도 된다. 다른 재료로서는 예를 들면 Zn-O, Sn-O, Ga-O, Si-O, Ti-O, V-O, Cr-O, Nb-O, Zr-O, Hf-O, Ta-O, Bi-O 등의 산화물(완전 산화에 한정되지 않음) 등을 들 수 있다. 또한, SiN, AlN 등의 질화물, SiC 등의 탄화물도 포함하고 있어도 된다.
In 또는 Al의 조성비는, O, N이나 C를 제외한 다른 원소, 즉 Zn, Sn, Ga, Si, Ti, V, Cr, Nb, Zr, Hf, Ta, Bi 등의 원소에 대한 조성비가 30원자%를 초과하고, 바람직하게는 50원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, In과 Al을 양쪽 모두 포함하는 경우는, 이들 조성비의 합이 30원자%를 초과하는 값, 바람직하게는 50원자% 이상이면 된다. 이와 같은 조성의 산화물층을 특정 기록층에 인접하여 형성하는 경우, 특정 기록층의 내구성을 높일 수 있음과 함께, 다층 구성으로 해도 양호한 기록 특성이 얻어진다.
이와 같은 구성으로 하는 In/Al 산화물층은, 특정 기록층의 상층 또는 하층에 인접하여 형성해도 되고, 상하에 인접하여 형성해도 된다. 상층, 즉 광 입사측에 형성하는 경우는 그 두께를 조정함으로써, 반사율과 투과율을 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 또한, 하층, 즉 광 입사측과는 반대측에 형성하는 경우는, 기록 파워의 마진을 크게 할 수 있다. 따라서, 상층 또는 하층 중 어느 하나, 바람직하게는 상하에 인접하여 형성함으로써, 다층 기록층 구성으로 하는 경우의 특정 기록층에 있어서의 기록 특성을 양호하게 유지하는 것이 가능하다. 또한, 다른 재료의 유전체층을 인접하여 형성하는 경우와 마찬가지로, 내구성의 향상의 효과를 얻을 수도 있다.
또한 이 In/Al 산화물층으로 하는 유전체층(131a, 131b, 231a, 231b, … 등)의 두께는, 수㎚ 내지 수십㎚이면 되고, 바람직하게는 3㎚ 이상 50㎚ 이하이면 된다. 3㎚ 미만으로 하는 경우, 막 두께 정밀도를 유지하는 것이 어렵고, 또한 2층 내지 4층 구성으로 하는 경우의 바람직한 투과율, 반사율의 범위로 하는 것이 어렵다. 한편, 50㎚를 초과하는 막 두께로 해도 다른 효과는 얻어지지 않고, 성막 시간이 길어져 생산성에 영향을 준다. 이 때문에, 막 두께는 3㎚ 이상 50㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 특정 기록층의 상층 또는 하층에 인접하여 형성하는, 산화물층으로 이루어지는 유전체층을, 특히, In-Sn-O층(ITO층)이나 In-Si-Zr-O층 등으로 한 경우에는, 보존 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
In/Al 산화물층으로 이루어지는 유전체층을 형성하지 않는 경우, 혹은 형성하지 않는 측에 특정 기록층에 인접하여, 보호막으로서의 기능을 갖는 다른 재료로 이루어지는 유전체층을 형성해도 된다. 이 경우는, 두께 수㎚ 내지 수십㎚ 정도의 광 투과성의 유전체 재료이면 된다. 적용 가능한 재료를 예시하면, In-O, Zn-O, Al-O, Sn-O, Ga-O, Si-O, Ti-O, V-O, Cr-O, Nb-O, Zr-O, Hf-O, Ta-O, Bi-O 등의 산화물을 들 수 있다. 또한, SiN, AlN 등의 질화물, SiC 등의 탄화물도 이용 가능하다. 이들의 재료를 이용하는 경우에 있어서도, 기록층의 내구성을 높일 수 있다.
또한 도 1에 도시하는 기록층(121)과 기록층(122) 사이 등, 각 기록층의 사이에는, 광 투과성 재료로 이루어지는 중간층(14, 241, 242, 341 내지 343)이 형성된다. 중간층(14, 241 등)의 재료로서는, 기록 특성에 영향을 미치지 않는 충분한 광 투과성이 있으면 되고, 그 두께는 층간 크로스 토크를 소정값 이하로 억제할 수 있는 범위이면 된다. 적용 가능한 재료로서는 자외선 경화성 수지 등을 들 수 있다.
[제조 방법]
특정 기록층을 포함하는 각 기록층(121, 122, 221, … 등)의 성막은 증착법이나 스퍼터법 등에 의해 행할 수 있다. 예를 들면 특정 기록층을 스퍼터링법에 의해 형성하는 경우, Pd 타깃과, 그 밖에 In2O3, ZnO, Al2O3, SnO 중 어느 하나 이상의 타깃을 사용한다. 또는, 목적으로 하는 조성비의 합금 타깃을 이용해도 된다. 그리고, O2 가스 외에, Ar 가스나 N2 가스를 흘리면서, 스퍼터법에 의해 성막한다.
이때, 특히 N2 가스를 이용하여 특정 기록층을 형성함으로써, Pd와 산소의 결합 상태를 제어할 수 있다. 이에 의해, 특정 기록층의 투과율 및 반사율을 원하는 값으로 제어하는 것이 가능해진다. 특히, 특정 기록층의 투과율을 높게, 또한 반사율을 낮게 하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이 특정 기록층은 PdO와 PdO2를 포함하는 것이다. 이와 같이 PdO와 PdO2를 포함하는 기록층을 형성할 때에, O2 가스와 Ar 가스만을 이용하여 스퍼터법에 의해 성막하면, 기록층 중 Pd와 산소의 결합 상태를 제어함으로써, 기록층의 투과율을 높게 할 수 있다.
이에 반하여, 산소 가스 외에 질소 가스를 흘려서 스퍼터법에 의해 성막하는 경우는, 기록층 중 Pd와 산소의 결합 상태를 제어하여, 기록층의 투과율을 더 높게 하는 것이 가능해진다. 산소 가스 외에 질소 가스를 흘린 경우에는, 2개의 산소 원자와 결합하고 있는 상태(PdO2)보다도, 1개의 산소 원자와 결합하고 있는 상태(PdO)의 Pd 원자가 증가하는 경향이 보인다.
따라서, 특정 기록층을 형성하는 경우, 특히 광 입사측에 특정 기록층을 형성하는 경우는, 그 성막 시에 O2 가스 외에 N2 가스를 흘려서 스퍼터법에 의해 성막하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 또한, 산소 가스 및 질소 가스의 유량은, 임의의 양으로 하는 것이 가능하지만, 보다 바람직하게는, 산소 가스의 유량을 10sccm 내지 100sccm의 범위 내로 하고, 질소 가스의 유량을 2sccm 내지 50sccm의 범위 내로 한다.
또한, 각 유전체층(131a, 131b, …, 334a, 334b)을 형성하는 경우도, 마찬가지로, 각 유전체층의 재료를 타깃에 이용한 스퍼터법 등에 의해 성막할 수 있다.
중간층(14, 241 등)의 재료로서는, 예를 들면 자외선 경화성 수지 등의, 광 경화성, 또는 열경화성의 수지 등을 이용할 수 있다. 이 경우, 스핀 코트 등에 의해 도포한 후, 가열 또는 광 조사에 의해 형성된다.
또한, 기록용 광 입사측에 형성하는 보호층[13(23, 33)]은, 열 또는 광 경화성의 수지 재료가 이용 가능하다. 이들 재료를 스핀 코트법 등에 의해 도포하여 성막한 후, 가열이나 광 조사, 예를 들면 자외선 조사에 의해 경화하여 형성할 수 있다. 또는, 자외선 경화성 수지 등과 폴리카보네이트 등의 수지 시트나, 접착층과 폴리카보네이트 등의 수지 시트 이용하여 보호층(13)을 형성할 수도 있다.
또한, 도시하지 않지만, 보호층[13(23, 33)]의 표면(레이저 조사면)에, 예를 들면 기계적인 충격, 손상에 대한 보호, 또한 이용자의 취급 시의 먼지나 지문의 부착 등으로부터, 정보 신호의 기록 재생 품질을 보호하기 위한 하드 코트를 설치해도 된다. 하드 코트에는, 기계적 강도를 향상시키기 위해 실리카겔의 미분말을 혼입한 것이나, 용제 타입, 무용제 타입 등의 자외선 경화성 수지를 이용할 수 있다. 기계적 강도를 갖고, 발수성이나 발유성을 갖게 하기 위해서는, 두께를 1㎛ 내지 수㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 광 기록 매체(10, 20, 30)에 따르면, 후술하는 실험예에 있어서 설명하는 바와 같이, 매우 양호한 기록 재생 특성을 얻을 수 있었다. 예를 들면 재생 신호의 반사율, 투과율, 기록 감도, 기록 마진 등의 점에서, 대용량 광 디스크로서 충분한 특성이 얻어졌다.
<2. 참고예(특정 기록층의 단층 구성으로 한 광 기록 매체의 기록 특성)>
우선, 특정 기록층을 포함하는 다층광 기록 매체의 기록 특성을 검토하기 전에, 특정 기록층 단독 구성으로 한 광 기록 매체의 기록 특성에 대해서, 참고예로서 검토하였다.
제1 참고예에서는, 광 기록 매체의 기판으로서, 외경 120㎜, 두께 1.1㎜인 디스크 형상의 폴리카보네이트로 이루어지는 기판을 이용하였다. 이 기판 위에, In-Zn-O로 이루어지는 두께 15㎚의 하층 유전체층, In-Zn-Sn-Al-Pd-O로 이루어지는 두께 40㎚의 특정 기록층, In-Zn-O로 이루어지는 두께 15㎚의 상층 유전체층을 형성하였다. 게다가 이 위에, 기록용 광 입사측 최표면의 소위 커버층으로서, 자외선 경화성 수지로 이루어지는 두께 100㎛의 보호층을 형성하였다.
각 층은, 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 하층 및 상층의 유전체층을 성막할 때의 타깃은 In2O3, ZnO를 이용하고, 특정 기록층을 성막할 때의 타깃으로서는, In2O3, ZnO, SnO, Al2O3, Pd를 이용하였다. 각 층 모두 각 타깃의 스퍼터 전력을 컨트롤함으로써 조성을 조정하였다. 상하의 유전체층의 조성비는, In:Zn=8:2로 하고, 즉 In을 주성분으로 하는 산화물에 의해 구성하였다. 또한, 특정 기록층의 조성비는, In:Zn:Sn:Al:Pd=48:16:4:12:20으로 하였다.
또한, 스퍼터 성막 시의 가스의 유량은, 유전체층의 성막 시는 Ar:70sccm, O2:30sccm, 기록층의 성막 시는 Ar:70sccm, O2:30sccm, N2:10sccm로 하였다.
이와 같이 하여 제작한 광 기록 매체에 대해, Blu-ray Disc(등록 상표)용의 평가 장치에 있어서 1 배속 기록(클럭 66㎒, 선속 4.92㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 지터를 측정하였다. 이 평가 장치에 있어서의 기록용 광의 파장은 405㎚, 집광 렌즈의 개구수 NA는 0.85, 1층당의 기록 용량은 약 25GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, 지터 보텀값은 4.4%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 4에 이 광 기록 매체의 지터의 기록 특성을 나타낸다.
또한, 이 광 기록 매체의 기록층에 대해서, 그 조성이나 막 두께, 상하에 인접하여 형성하는 유전체층의 막 두께에 의해, 반사율을 컨트롤할 수 있다. 또한, 주로, 기록층의 조성에 의해, 투과율을 컨트롤할 수 있다. 예를 들면, Al의 첨가량을 올릴수록 투과율은 조금씩 높게 할 수 있다. Zn은 첨가량을 올릴수록, 반대로 투과율이 조금씩 낮아진다. 한편, Pd는 첨가량을 올리면 투과율은 크게 감소하고, 첨가량을 내리면 투과율은 크게 증대한다.
상기의 제1 참고예에 의한 광 기록 매체의 기록층은, 반사율 6.0%, 투과율 65%이다. 이것은, 예를 들면 2층 구성의 광 기록 매체에 있어서의 기록용 광 입사측의 제2 기록층[122(L1)]에, 또한 3층 구성의 경우는 제2 또는 제3 기록층[222, 223(L1, L2)]에 이용하면 적절하다. 또한, 4층 구성의 경우는 제2 기록층[322(L1)]에 이용하면 적절하다.
그 밖의, 조성이나 두께를 바꿈으로써, 다른 기록층에 이용하는 것이 가능하다.
제2 참고예에서는, 광 기록 매체의 기판으로서, 제1 참고예와 마찬가지로, 외경 120㎜, 두께 1.1㎜인 디스크 형상의 폴리카보네이트로 이루어지는 기판을 이용하였다. 이 기판 위에, In-Sn-O로 이루어지는 두께 8㎚의 하층 유전체층, Zn-W-Pd-O로 이루어지는 두께 30㎚의 특정 기록층, In-Sn-O로 이루어지는 두께 15㎚의 상층 유전체층을 형성하였다. 게다가 이 위에, 기록용 광 입사측 최표면의 소위 커버층으로서, 자외선 경화성 수지로 이루어지는 두께 100㎛의 보호층을 형성하였다.
각 층은, 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 하층 및 상층의 유전체층을 성막할 때의 타깃은 In2O3, SnO를 이용하고, 특정 기록층을 성막할 때의 타깃으로서는, ZnO, W, Pd를 이용하였다. 각 층 모두 각 타깃의 스퍼터 전력을 컨트롤함으로써 조성을 조정하였다. 상하의 유전체층의 조성비는, In:Sn=9:1로 하고, 즉 In을 주성분으로 하는 산화물에 의해 구성하였다. 또한, 특정 기록층의 조성비는, Zn:W:Pd=60:25:15로 하였다.
또한, 스퍼터 성막 시의 가스의 유량은, 유전체층의 성막 시는 Ar:50sccm, O2:5sccm, 특정 기록층의 성막 시는 Ar:30sccm, O2:30sccm로 하였다.
이와 같이 하여, 제2 참고예의 광 기록 매체를 제작하였다.
또한, 특정 기록층에 대하여, 상하의 In-Sn-O 유전체층을 형성하지 않고, 특정 기록층의 단일막만으로 하여, 그 밖에는 제2 참고예와 마찬가지의 구성으로 한, 비교예의 광 기록 매체를 제작하였다.
이와 같이 하여 제작한 각각의 광 기록 매체에 대해, 제1 참고예와 마찬가지의 평가 장치에 있어서, 2배속 기록(클럭 132㎒, 선속 7.68㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 i-MLSE를 측정하였다.
도 5에, 제2 참고예 및 비교예의 광 기록 매체의 i-MLSE(차세대 광 디스크용 평가 기준)의 기록 특성을 나타낸다. 도 5 중 ○ 표시는 제2 참고예의 결과를 나타내고, ● 표시는 비교예의 결과를 나타낸다.
도 5로부터, 특정 기록층의 상하에 In-Sn-O막을 형성한 제2 참고예의 경우, 비교예의 특정 기록층의 단일막의 경우와 비교하여, i-MLSE값도 기록 파워 마진도 대폭 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 특정 기록층을 ZnWPdO로 한 경우도, In을 포함하는 유전체층을 형성함으로써, 매우 양호한 특성이 얻어지고, i-MLSE값도 기록 파워 마진도 매우 양호한 결과가 얻어졌다.
제3 참고예에서는, 특정 기록층의 Zn-W-Pd-O의 두께를 40㎚로 하고, 조성비를 Zn:W:Pd=70:20:10으로 하고, In-Sn-O로 이루어지는 하층 유전체층의 두께를 10㎚로 하여, 그 밖에는 제2 참고예와 동일한 구성으로 한 광 기록 매체를 제작하였다.
또한, 스퍼터 성막 시의 가스의 유량은, 유전체층의 성막 시는 Ar:50sccm, O2:5sccm, 특정 기록층의 성막 시는 Ar:30sccm, O2:30sccm로 하였다.
제3 참고예의 광 기록 매체에 대해서, 제1 참고예와 마찬가지의 평가 장치를 이용하여, 특정 기록층에 있어서의 에러율을 조사하였다. 에러율의 결과를, 도 6에 도시한다.
도 6으로부터, 에러율이 충분히 낮고, 파워 마진도 매우 양호한 결과가 얻어졌다.
제2 참고예 및 제3 참고예의 광 기록 매체에 있어서는, 특정 기록층이 ZnWPdO이고, 특정 기록층에 In을 포함하고 있지 않지만, 양호한 결과가 얻어졌다.
따라서, 특정 기록층에 인접하여 In-Sn-O 유전체층을 형성하고 있음으로써, 특정 기록층에 In을 포함하고 있지 않아도, 양호한 기록 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
제2 참고예 및 제3 참고예에 의한 광 기록 매체의 기록층도, 예를 들면 2층 구성의 광 기록 매체에 있어서의 기록용 광 입사측의 제2 기록층[122(L1)]에, 또한 3층 구성의 경우는 제2 또는 제3 기록층[222, 223(L1, L2)]에 이용하면 적절하다. 또한, 4층 구성의 경우는 제2 기록층[322(L1)]에 이용하면 적절하다. 또한, 조성이나 두께를 바꿈으로써, 다른 기록층에 이용하는 것이 가능하다.
<3. 실시예(기록층을 2층, 3층, 4층 구성으로 하는 예의 기록 특성)>
다음으로, 상술한 특정 기록층을 포함하는 2층 내지 4층의 광 기록 매체를 제작하고, 그 기록 특성을 각각 검토하였다. 각 예 모두, 광 기록 매체의 기판으로서는, 외경 120㎜, 두께 1.1㎜의 디스크 형상의 폴리카보네이트로 이루어지는 기판을 이용하였다. 중간층으로서는 아크릴계의 자외선 경화성 수지를 이용하고, 또한 기록용 광 입사측의 최표면의 보호층, 소위 커버층으로서, 아크릴계의 자외선 경화성 수지를 이용하였다. 제1 기록층으로부터 보호층까지의 전체 두께를 100㎛가 되도록 구성하고, 전체적으로 1.2㎜의 두께가 되도록 하였다. 또한 이들 중간층 및 보호층은 스핀 코트법에 의해 성막한 후 자외선을 조사하여 경화함으로써 형성하였다. 이하 각 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
(1) 실시예 1(2층 구성, 도 1 참조)
상술한 구성의 기판(11) 위에, 하기의 제1 기록층[121(L0)], 중간층(14), 제2 기록층[122(L1)], 보호층(15)을 형성하였다. 각 기록층(121, 122)의 상하에 인접하여, In/Al 산화물로서, 이 경우는 In을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 하층의 유전체층(131a, 132a) 및 상층의 유전체층(131b, 132b)을 형성하는 구성으로 하였다. 각 층의 재료 및 두께는 하기와 같다.
(제1 기록층 L0):하층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 5㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Pd-O(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 5㎚)
(제2 기록층 L1):하층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Pd-O(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 15㎚)
각 층은 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 가스의 유량은, 각 유전체층의 성막 시는 Ar:70sccm, O2:30sccm로 하였다. 또한 기록층의 성막 시는, L0의 경우는 Ar:70sccm, O2:30sccm, L1의 경우는 Ar:70sccm, O2:30sccm, N2:10sccm로 하였다.
또한, 각 층의 조성을 원자%의 비로 나타내면 하기와 같다.
(L0 상하 유전체층) In:Zn:Sn=70:20:10
(L0 기록층) In:Zn:Sn:Pd=25:35:5:35
(L1 상하 유전체층) In:Zn:Sn=70:20:10
(L1 기록층) In:Zn:Sn:Pd=35:35:10:20
또한, 제1 기록층[121(L0)]의 반사율은 7.7%, 제2 기록층[122(L1)]의 반사율은 7.5%, 투과율은 56%이다.
이 실시예 1에 있어서의 광 기록 매체에 대해, 상술한 참고예와 마찬가지의 평가 장치에 있어서 1 배속 기록(클럭 66㎒, 선속 4.92㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 지터를 측정하였다. 이 경우 1층당의 기록 용량은 약 25GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, 지터 보텀값은 제1 기록층[121(L0)]에서 4.6%, 제2 기록층[122(L1)]에서 5.2%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 7에 이 광 기록 매체의 지터의 기록 특성을 나타낸다. 도 7 중 실선 a1 및 a2는 각각 제1 기록층(121), 제2 기록층(122)의 결과를 나타낸다.
이 경우, 제1 및 제2 기록층(121, 122)을 특정 기록층으로 하고, 또한 그 상하에 In/Al 산화물층으로 이루어지는 유전체층(131a, 131b, 132a, 132b)을 형성하고 있다. 그리고 유전체층(131a, 131b)과, 유전체층(132a, 132b)을 각각 동일한 재료로 하고 있지만, 상하가 다른 재료, 조성비로 하는 것도 가능하고, 마찬가지로 양호한 기록 특성을 얻는 것이 가능하다.
(2) 실시예 2(3층 구성, 도 2 참조)
상술한 구성의 기판(21) 위에, 하기의 제1 기록층[221(L0)], 중간층(241), 제2 기록층[222(L1)], 중간층(242), 제3 기록층[223(L2)], 보호층(25)을 형성하였다. 이 예에서는, 각 기록층(221 내지 223)을 모두 특정 기록층으로 하고, 그 상하의 유전체층(231a, 231b, …, 233a, 233b)을 모두, In/Al 산화물, 이 경우 In을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 유전체에 의해 구성하였다. 각 층의 재료 및 두께는 하기와 같다.
(제1 기록층 L0):하층 유전체층 In-Sn-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Sn-O(두께 15㎚)
(제2 기록층 L1):하층 유전체층 In-Zn-Ga-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Ga-O(두께 25㎚)
(제3 기록층 L2):하층 유전체층 In-Si-Zr-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Si-Zr-O(두께 30㎚)
각 층은 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 가스의 유량은, 각 유전체층의 성막 시는 Ar:70sccm, O2:30sccm로 하였다. 또한 기록층의 성막 시는, L0의 경우는Ar:70sccm, O2:30sccm, L1 및 L2의 경우는 Ar:70sccm, O2:30sccm, N2:10sccm로 하였다.
또한, 각 층의 조성을 원자%의 비로 나타내면 하기와 같다.
(L0 상하 유전체층) In:Sn=90:10
(L0 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=48:16:4:12:20
(L1 상하 유전체층) In:Zn:Ga=86:7:7
(L1 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=55:15:5:13:12
(L2 상하 유전체층) In:Si:Zr=50:20:30
(L2 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=55:15:5:15:10
또한, 제1 기록층[221(L0)]의 반사율은 3.1%, 제2 기록층[222(L1)]의 반사율은 2.7%, 투과율은 75%이다. 또한, 제3 기록층[223(L2)]의 반사율은 3.0%, 투과율은 80%이다.
이 실시예 2에 있어서의 광 기록 매체에 대해, 상술한 참고예 및 실시예 1과 마찬가지의 평가 장치에 있어서 2 배속 기록(클럭 132㎒, 선속 7.36㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 i-MLSE(차세대 광 디스크용 평가 기준)를 측정하였다. 이 경우의 1층당의 기록 용량은 약 33.4GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, i-MLSE의 값은 제1 기록층[221(L0)]에서 9.7%, 제2 기록층[222(L1)]에서 10.0%, 제3 기록층[223(L2)]에서 10.2%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 8에 이 광 기록 매체의 i-MLSE의 기록 특성을 나타낸다. 도 8 중 실선 b1 내지 b3은 각각 제1 기록층(221), 제2 기록층(222) 및 제3 기록층(223)의 결과를 나타낸다.
이 경우, 제1 내지 제3 기록층(221 내지 223)을 특정 기록층으로 하고, 또한 그 상하에 In/Al 산화물층으로 이루어지는 유전체층(231a, 231b, …, 233a, 233b)을 형성하고 있다. 그리고 특정 기록층을 사이에 두는 상하의 유전체층(231a, 231b, …, 233a, 233b)을 각각 동일한 재료로 하고 있지만, 상하가 다른 재료, 조성비로 하는 것도 가능하고, 그 경우도 마찬가지로 양호한 기록 특성을 얻는 것이 가능하다.
(3) 실시예 3(4층 구성, 도 3 참조)
상술한 구성의 기판(31) 위에, 하기의 제1 기록층[321(L0)], 중간층(341), 제2 기록층[322(L1)], 중간층(342), 제3 기록층[323(L2)]을 형성하였다. 게다가 이 위에, 중간층(343), 제4 기록층[324(L3)], 보호층(35)을 형성하였다. 이 예에서는, 각 기록층(321 내지 324)을 모두 특정 기록층으로 하였다. 또한 그 상하의 유전체층(331a, 331b, …, 334a, 334b)을 모두, In/Al 산화물, 이 경우 In을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 유전체에 의해 구성하였다. 각 층의 재료 및 두께는 하기와 같다.
(제1 기록층 L0):하층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 5㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Pd-O막(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Sn-O(두께 5㎚)
(제2 기록층 L1):하층 유전체층 In-Zn-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O막(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-O(두께 15㎚)
(제3 기록층 L2):하층 유전체층 In-Zn-Ga-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O막(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Ga-O(두께 25㎚)
(제4 기록층 L3):하층 유전체층 In-Zn-Al-O(두께 10㎚)/기록층 In-Zn-Sn-Al-Pd-O막(두께 40㎚)/상층 유전체층 In-Zn-Al-O(두께 30㎚)
각 층은 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 가스의 유량은, 각 유전체층의 성막 시는 Ar:70sccm, O2:30sccm로 하였다. 또한 기록층의 성막 시는, L0의 경우는 Ar:70sccm, O2:30sccm, L1 내지 L3의 경우는 Ar:70sccm, O2:30sccm, N2:10sccm로 하였다.
각 층의 조성을 원자%의 비로 나타내면 하기와 같다.
(L0 상하 유전체층) In:Zn:Sn=70:20:10
(L0 기록층) In:Zn:Sn:Pd=25:35:5:35
(L1 상하 유전체층) In:Zn=80:20
(L1 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=48:16:4:12:20
(L2 상하 유전체층) In:Zn:Ga=86:7:7
(L2 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=55:15:5:13:12
(L3 상하 유전체층) In:Zn:Al=50:10:40
(L3 기록층) In:Zn:Sn:Al:Pd=55:15:5:15:10
또한, 제1 기록층[321(L0)]의 반사율은 2.5%, 제2 기록층[322(L1)]의 반사율은 3.3%, 투과율은 65%이다. 또한, 제3 기록층[323(L2)]의 반사율은 3.2%, 투과율은 75%, 제4 기록층[324(L3)]의 반사율은 3.6%, 투과율은 80%이다.
이 실시예 3에 있어서의 광 기록 매체에 대해, 상술한 참고예, 실시예 1 및 2와 마찬가지의 평가 장치에 있어서, 우선 1 배속 기록(클럭 66㎒, 선속 4.92㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 지터를 측정하였다. 이 경우의 1층당의 기록 용량은 약 25GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, 지터 보텀값은 제1 기록층[321(L0)]에서 5.1%, 제2 기록층[322(L1)]에서 5.1%, 제3 기록층[323(L2)]에서 4.7%, 제4 기록층[324(L3)]에서 4.7%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 9에 이 광 기록 매체의 지터의 기록 특성을 나타낸다. 도 9 중 실선 c1 내지 c4는 각각 제1 기록층(321) 내지 제4 기록층(324)의 결과를 나타낸다.
다음으로, 마찬가지의 평가 장치에 있어서, 2배속 기록(클럭 132㎒, 선속 7.68㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 i-MLSE를 측정하였다. 이 경우의 1층당의 기록 용량은 약 32GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, i-MLSE의 값은 제1 기록층[321(L0)]에서 9.3%, 제2 기록층[322(L1)]에서 8.4%, 제3 기록층[323(L2)]에서 8.8%, 제4 기록층[324(L3)]에서 8.8%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 10에 이 광 기록 매체의 i-MLSE의 기록 특성을 나타낸다. 도 10 중 실선 d1 내지 d4는 각각 제1 기록층(321) 내지 제4 기록층(324)의 결과를 나타낸다. 또한, 이 경우의 제4 기록층[324(L3)]에 있어서의 에러율과 변조도를 도 11 및 도 12에 도시한다.
이 경우에 있어서도, 제1 내지 제4 기록층(321 내지 324)을 특정 기록층으로 하고, 또한 그 상하에 In/Al 산화물층으로 이루어지는 유전체층(331a, 331b, …, 334a, 334b)을 형성하고 있다. 그리고 특정 기록층을 사이에 두는 상하의 유전체층(331a, 331b, …, 334a, 334b)을 각각 동일한 재료로 하고 있지만, 상하로 다른 재료, 조성비로 하는 것도 가능하다. 이들의 예를 포함하고, 1층당의 기록 용량을 약 25GB, 약 32GB로 하는 경우 중 어느 하나에 있어서도 양호한 기록 특성을 얻는 것이 가능하다.
(4) 실시예 4(4층 구성, 실시예 3의 변형예)
실시예 3에 있어서, 제1 기록층(321)만을 특정 기록층으로 하지 않고, 다른 재료를 이용하여 광 기록 매체를 구성하고, 그 기록 특성을 측정하였다. 이 예에 있어서의 제1 기록층(321)의 재료 및 두께는 하기와 같다. 또한, 기판(31)과 제1 기록층(321) 사이에 Ag로 이루어지는 두께 100㎚의 반사층을 형성하였다.
(제1 기록층 L0):하층 유전체층 InSnO(두께 10㎚)/기록층 ZnS-SiO2(두께 10㎚)/기록층 Sb-ZnS-SiO2(두께 20㎚)/상층 유전체층 InSnO(두께 20㎚)
또한, 기록층을 구성하는 각 층의 조성비는 하기와 같다.
(In-Sn-O층) In:Sn=90:10
(ZnS-SiO2층) ZnS:SiO2=80:20
(Sb-ZnS-SiO2층) Sb:ZnS-SiO2=4:6
(단 ZnS-SiO2에 대해서는 ZnS:SiO2=80:20)
이와 같은 구성의 제1 기록층[321(L0)]으로 하는 경우에 있어서도, 상술한 각 예와 마찬가지의 평가 장치에 있어서, 2배속 기록(클럭 132㎒, 선속 7.68㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 i-MLSE를 측정하였다. 이 경우의 1층당의 기록 용량은 약 32GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, i-MLSE=9.8%가 얻어졌다.
이상 설명한 각 실시예 1 내지 4에 있어서, 지터 및 i-MLSE의 값은 매우 작아, 기록 파워 마진은 충분히 얻어졌고, 매우 양호한 기록 특성이 얻어졌다.
특히, 3층 구성으로 하는 실시예 2에 있어서, 1층당의 기록 용량을 33.4GB, 4층 구성으로 하는 실시예 3 및 4에 있어서 1층당의 기록 용량을 32GB로 하는 경우에 있어서도, 매우 양호한 기록 특성이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
(5) 실시예 5(4층 구성)
상술한 구성의 기판(31) 위에, 하기의 제1 기록층[321(L0)], 중간층(341), 제2 기록층[322(L1)], 중간층(342), 제3 기록층[323(L2)]을 형성하였다. 게다가 그 위에, 중간층(343), 제4 기록층[324(L3)], 보호층(35)을 형성하였다. 이 예에서는, 각 기록층(321 내지 324)을 모두 특정 기록층으로 하였다. 또한 그 상하의 유전체층(331a, 331b, …, 334a, 334b)을 모두, In/Al 산화물, 이 경우 In을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 유전체에 의해 구성하였다. 각 층의 재료 및 두께는 하기와 같다.
(제1 기록층 L0):하층 유전체층 In-Sn-O(두께 10㎚)/기록층 Zn-Pd-O막(두께 30㎚)/상층 유전체층 In-Sn-O(두께 5㎚)
(제2 기록층 L1):하층 유전체층 In-Sn-O(두께 10㎚)/기록층 Zn-W-Pd-O막(두께 30㎚)/상층 유전체층 In-Sn-O(두께 15㎚)
(제3 기록층 L2):하층 유전체층 In-Sn-O(두께 10㎚)/기록층 Zn-W-Pd-O막(두께 30㎚)/상층 유전체층 In-Sn-O(두께 22㎚)
(제4 기록층 L3):하층 유전체층 In-Si-Zr-O(두께 10㎚)/기록층 Zn-W-Pd-O막(두께 30㎚)/상층 유전체층 In-Si-Zr-O(두께 30㎚)
각 층은 각각 타깃을 이용하여 성막하였다. 유전체층을 성막할 때의 타깃은 In2O3, SnO, SiO2, ZrO2를 이용하고, 특정 기록층을 성막할 때의 타깃으로서는, ZnO, W, Pd를 이용하였다. 가스의 유량은, In-Sn-O 유전체층의 성막 시는 Ar:50sccm, O2:5sccm, In-Si-Zr-O 유전체층의 성막 시는 Ar:50sccm, O2:1sccm로 하였다. 또한 각 기록층의 성막 시는, Ar:30sccm, O2:30sccm로 하였다.
각 층의 조성을 원자%의 비로 나타내면 하기와 같다.
(L0 상하 유전체층) In:Sn=9:1
(L0 기록층) Zn:Pd=60:40
(L1 상하 유전체층) In:Sn=9:1
(L1 기록층) Zn:W:Pd=60:20:20
(L2 상하 유전체층) In:Sn=9:1
(L2 기록층) Zn:W:Pd=60:30:10
(L3 상하 유전체층) In:Si:Zr=50:25:25
(L3 기록층) Zn:W:Pd=60:30:10
이 실시예 5에 있어서의 광 기록 매체에 대해, 상술한 참고예, 실시예 1 내지 4와 마찬가지의 평가 장치에 있어서, 2배속 기록(클럭 132㎒, 선속 7.68㎧)에 의해 연속 5 트랙을 기록하고, 중앙의 트랙의 i-MLSE를 측정하였다. 이 경우의 1층당의 기록 용량은 약 32GB를 실현하는 기록 방식이다. 이 결과, i-MLSE의 값은 제1 기록층[321(L0)]에서 9.5%, 제2 기록층[322(L1)]에서 9.1%, 제3 기록층[323(L2)]에서 9.3%, 제4 기록층[324(L3)]에서 9.0%로 양호한 결과가 얻어졌다. 도 13에 이 광 기록 매체의 i-MLSE의 기록 특성을 나타낸다. 도 13 중 실선 e1 내지 e4는 각각 제1 기록층(321) 내지 제4 기록층(324)의 결과를 나타낸다.
실시예 5에서는, 특정 기록층에 인접하는 유전체층에, InSnO층(ITO층)이나 InSnZrO층을 사용하였다. 이들 InSnO층(ITO층)이나 InSnZrO층은, 실시예 1 내지 실시예 4의 특정 기록층의 재료나 그 밖의 특정 기록층의 재료에 대해서도 마찬가지로, 특정 기록층에 인접하는 유전체층으로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 기록 매체는 상술한 각 실시예에서의 구성에 한정되는 것이 아니라, 특정 기록층을 1층만 형성하는 경우에 있어서도, 마찬가지로 양호한 기록 특성을 실현할 수 있다. 또한, 특정 기록층에 인접하여 형성하는 In/Al 산화물층도, 상술한 각 실시예의 구성에 한정되는 것이 아니라, 상측 또는 하측에만 형성하거나, 또한 상하로 다른 재료로 하는 것도 가능하다.
또한, 복수의 특정 기록층을 형성하여 그 상하, 또는 편측에 In/Al 산화물층을 인접하여 형성하는 경우, 각 특정 기록층에 인접하여 형성하는 In/Al 산화물층은, 상술한 각 예에 있어서는 다른 조성을 포함하고 있다. 이에 반하여, 각 특정 기록층에 인접하여 형성하는 In/Al 산화물층을 모두 동일한 조성으로 하고, 막 두께만을 변화시키는 구성으로 해도 된다.
그 밖에, 본 발명은 상술한 예에 한정되는 일 없이, 본 발명 구성을 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형, 변경이 가능하다.
10, 20, 30 : 광 기록 매체
11, 21, 31 : 기판
121, 122, 221, 222, 223, 321, 322, 323, 324 : 기록층
131a, 131b, 132a, 132b, 231a, 231b, 232a, 232b, 233a, 233b, 331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b : 유전체층
14, 241, 242, 341, 342, 343 : 중간층
15, 25, 35 : 보호층

Claims (8)

  1. 기판과,
    2층 이상 4층 이하의 기록층을 갖고,
    상기 기록층 중 적어도 1 이상의 기록층은 PdO와, PdO2를 포함함과 함께, 완전하게 산화된, In, Zn, Al, Sn 중 적어도 하나를 포함하는 조성의 특정 기록층이 되고,
    상기 특정 기록층에 인접하여, In 및 Al 중 적어도 어느 하나를 주성분으로 하는 In/Al 산화물층이 형성되는
    광 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 기록층의 하층 및 상층의 양측에 인접하여, 상기 In/Al 산화물층이 형성되는 광 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기록층 중, 기록용 광의 입사측과는 반대측의 1층을 제외하고 적어도 1 이상의 기록층이, 상기 특정 기록층이 되는 광 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기록층은, 기록용 광의 파장 405㎚, 집광 렌즈의 개구수 NA0.85의 광학계에 대하여, 1층당의 기록 용량이 25GB 이상으로 되는 광 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기록층이 3층 이상으로 되고,
    상기 기록층은, 기록용 광의 파장 405㎚, 집광 렌즈의 개구수 NA0.85의 광학계에 대하여, 1층당의 기록 용량이 30GB 이상으로 되는 광 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 In/Al 산화물층이 InSnO층 또는 InSiZrO층인 광 기록 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 특정 기록층이 Zn 및 W를 포함하고, 상기 특정 기록층에 인접하여 In을 주성분으로 하는 산화물층이 형성되는 광 기록 매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 특정 기록층에 인접하는 상기 In을 주성분으로 하는 산화물층이 InSnO층 또는 InSiZrO층인 광 기록 매체.
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