KR860002121B1 - 광학정보 기록부재 - Google Patents

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KR860002121B1
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마쓰시다덴기산교 가부시기가이샤
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Abstract

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Description

광학정보 기록부재
제1도는 본 발명에 의한 광학정보 기록부재가 가진 기록박막에 있어서의 Te, O, Au의 유효한 조성영역을 표시한 조성도.
제2도 및 제4도는 본발명에 의한 광학정보 기록부재의 일례를 표시한 요부단면도.
제3도는 본 발명에 의한 광디스크에 정보신호를 기록, 재생하는 장치의 개략구성도.
제5도, 제6도는, 반도체 레이저 출력과 C/N 및 2차 고조파와의 관계를 표시한 그래프.
제7도, 제8도는, 방열층의 막두께와 C/N과의 관계를 표시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(4), (5), (7), (12), (15) : 렌즈 (6) : 미러
(8) : 디스크 (9) : 스토트
(11) : 하아프미러 (13) : 광감응다이오우드
(14) : 반도체레이저
본 발명은, 광, 열등을 사용해서 고속, 고밀도하게 광학적인 정보를 기록, 재생할 수 있는 광학정보 기록부재에 관한 것이다. 레이저광선을 이용해서 고밀도한 정보의 기록, 재생을 행하는 기술을 공지되어 있다. 이와같은 기록재생에 사용하는 기록매체로서 기판사에 Te와 TeO2의 혼합물인 TeOx(O<X<2)을 주성분으로 한 박막을 형성한 것이 있다(일본특개소 50-46317호 공보, 일본특개소 50-46318호 공보, 일본특개소50-46319호 공보, 미국특허 제 3971874호 명세서). 첨가성분으로서는 PbOx(O<X<1), SbOx(O<X<1.5), VOx(O<X<2.5)등이 사용된다.
이와같은 기록매체는 재생용의 광비임의 조사(照射)에 있어서 투과율변화를 크게 얻을 수 있다.
그러나, 기록, 재생장치의 소형화, 간이화를 도모할 경우에 사용할 수 있는 레이저 광원의 출력에도 한도가 있어, 소형의 출력 20mW이내의 He-Ne 레이저 발진장치, 반도체레이저 발진장치등을 사용해서 기록, 재생을 행하는 데는 종래의 TeOx(O<X<2)을 주성분으로 하는 박막을 구비한 기록매체로는 감도가 불충분하다. 또, 정보를 반사광량변화로 재생하는 경우에 충분한 변화량을 얻을 수 없다.
다음에, 상기 결점을 보충하는 것으로서, TeOx(O<X<2)에, 융점이 낮은 첨가재료를 적용하여, 상태변화의 최저한계온도를 낮추는 시도, 예를들면, TlOx(O<X<1.5) (Tl2O융점 300℃)을 첨가하는 방법이 있다. (일본특개소 55-38616).
한편 상태변화에 따른 광학특성의 변화를 크게하기 위하여, 매체의 굴절율을 크게하는 방법이있으며, 이를위해서, 이온분극율이 크고 또 밀도가 큰 첨가재료를 사용하는 시도가 행해지고 있다. 예를들면 BiOX, InOx(O<X<1.5) 등이다. (일본특개소 55-38616, 일본특개소 55-163638)
이들 방법에 의해서, TeOx을 주성분으로하는 기록매체는, 반도체레이저에의한 반사, 광량변화에 의한 재생등이 가능해졌다. 그러나, 정보사회의 진선에 수반해서, 지금까지 이상으로 정보전달의 고속화가 요구되게 되면 종래이상의 기록속도, 이에따르는 기록감도의 향상도 필요해져 간다.
본 발명은, 종래의 TeO2와 Te 의 혼합물인 TeOx을 주성분으로 한 광학기록막을 개량하여, TeOx박막에 소향에 Au를 첨가하므로서 TeOx의 장점, 예를들면 내습성이 좋다고하는 이점을 남기는 동시에, 기록속도, 기록감도가 종래에 비해서 대폭향상된 광학정보 기록부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학정보 기록부재는, 기판상에 적어도 Te, O, Au의 3원소로 구성되고, 상기 3원소의 막중의 원자수의 비율이 제1도의 A, B,C, D로 둘러싸인 영역에 있는 광기록 박막을 가지므로서 구성되는 것으로서, 종래의 TeOx 박막을 가진 광학정보 기록부재 보다도 기록속도, 기록감도, C/N 비에서 대폭적으로 우수한 것이고, 또 뛰어난 내습성을 가진 가이다.
또, Te-O-Au 기록층의 표면 혹은 이면의 어느 한쪽 혹은 쌍방에 기록층보다 열전도성이 양호한 금속, 예를들면 Al, Au, Ni, Pd의 방열층을 형성하므서, 기록비트의 균일화, 안정화를 촉진시키고, 필요 이상의 기록파우어가 투입되었을 때도 기록비트의 찌그러짐을 억제하여 양호한 재생신호를 얻게한 것이다. TeO2와 Te의 혼합물인 TeOx박막은, 레이저광등의 고밀도한 광을 조사하면 그 광학정수(光學定數)가 변화하여 보기에 검게된다. 이 변화를 이용해서 정보를 광학적으로 기록, 재생하는 셈이지만, 이변화는, 광조사-흡수-승온이라는 과정을 거쳐서, 막중의 Te입자의 상태변화, 즉, 결정입자가 성장하므로 인한 광학적 변화에 의거한 것이 아닌가 생각된다. 그래서, 기록속도를 높이기 위해서는, 이 상태변화를 어떻게 빨리 종료시키느냐 하는 것이 아닌가 생각된다. 그런데, 종래의 TeOx계 박막에 있어서는, 기록시에 Te입자가, 상태변화를 이르킬 경우, TeO2의 장벽층이 있기 때문에 안정된 결정 상태가 되기위한 구조완화에 약간의 시간을 요하는 경우가 있었다. 이러한 기록부재는, 정보로서 영상(映像)등을 기록하는 경우에는 하등문제가 되지않으나, 고속의 응답성을 필요하는 콤퓨터용 디스크로 사용하는 경우등은, 기기설계상의 제한이 가해지게 되어 바람직하지 못하다.
본 발명은, 이와같은 현상을 감안하여 이루어진 것으로서 Te와 TeO2의 혼합물인 TeOx에 소량의 Au를 첨가하고, 또 막중의 Te, O, Au의 원자수의 비율이 제1도의 A, B, C, D의 영역에 있는 막을 기판상에 가지므로서 구성되는 것으로서, 종래의 TeOx계 기록박막 보다도, 훨씬 짧은 시간에 기록이 완료된다. 즉, 훨씬고속으로 기록, 재생이 가능해진다.
종래, Te 또는 Te와 TeO2와의 혼합물에 제3의 물질을 첨가하여 광학기록특성을 향상시킨 예가 있다. 이들 예로서는, Ge나 Sn, Pb, Si, Sb, Se등, 비교적 공유결합성이 강한원소로 Te 또는 TeO2와의 혼합물과 용이하게 "유리"상채를 만들기 쉬운 물질에 한정되어 있었다. 본 발명은, 첨가하는 물질로서 금속결합성이 강한원소 Au, Ag, Cu 등의 가운데서 특히 Au를 선택한 것으로서, 본 발명의 범위에 있는 경우에 한해서 특히적으로 Au의 첨가효과가 발휘된다. 본 발명에 있어서의 Au의 역할은 이하와같이 추찰
Figure kpo00001
된다.
Au는 TeOx계 박막중에 있어서 기록시, Te의 상태변화를 촉진시키는 것으로서, 결국 결정핵과 같은 작용을 하고 있는 것으로 생각되며, 고속으로 기록을 완료하기 위해서 소량으로 큰 효과를 얻는 것으로 상상된다. 또, 기록시 고속으로 Te의 상태변화가 완료된다고 하는 것은, 예를들면 레이저광의 조사부가 연화 혹은 용융하는 것으로 생각했을 때, 막의 점성이 작은 동안에 상태변화에 완료된다고 하는 것을 의미하고 있으며, 따라서 결정성이 보다 진척된 Te의 결정입자가 생성되어 있는 것으로 생각된다. 그 결과로서, 재생광의 보다큰 반사율 변화를 얻게 되고, 높은 C/N비를 얻게 되는 것으로 생각된다. 또, TeOx는 Au를 첨가하므로서 광의 흡수효율이 커진다. 이결과, 보다 낮은 파우어의 레이저 광으로도 써 넣기가 가능하게 되어 고감도가 된다. 또 Au는 그 성질상 산화를 받지않기 때문에 기지의 TeOx막의 뛰어난 내습성을 손상시키는 일은 없는 것으로 생각된다.
다음에, 본 발명의 Au의 첨가량이 제1도에 있어서의 A, B, C, D에 둘러싸인 영역에 한정되는 이유에 대해서 설명한다(좌표 A, B, C, D를 결정한 근거는 후술하는 "실시예 1"에서 상세하게 설명한다)
제1도에 있어서 직선 AB부근보다 좌측의 조성영역에서는 Te가 상대적으로 대단히 많고, O가 적다. 즉 막중에 Te가 많고 TeO2가 적다는 것을 의미하고 있다. 막중에서 TeO2의 작용은, 상온에서 Te가 용이하게 상태변화를 이르키는 것을 막고, 또 수증기의 존재하에서 Te가 산화되는 것을 방지하는 것으로 생각되나 Te-O-Au계 박막에 있어서는 직선AB부근의 조성에서부터 우측의 영역이 기록박막의 안전성의 점에서 실용적으로 사용하기 쉬운 것을 알 수 있었다. 또, 직선 CD부근보다 우측의 조성영역은 Te가 적고, O가 대단히 많은 곳으로서, 막중에 Te가 적고 TeO2가 많은 것을 의미하고 있다. 본 발명의 기록박막에의 기록은 막중의 Te의 상태변화를 이용하는것으로서, 막중의 Te가 적어지면 광흡수효율이 저하되는 동시에, 기록시에 Te의 충분한 결정입자가 생성되지 않고, 충분한 광학농도 변화를 얻을 수 없다. Te-O-Au박막에 있어서는 직선 CD부근의 조성에서부터 좌측의 영역에서, 실용상 충분한 기록감도, 광학농도 변화를 얻을 수 있었다.
다음에 Au의 첨가농도에 대해서 설명한다.
제1도의 C점에서부터 D점에 걸쳐서는 TeOx막에 Au를 첨가하면 광의 흡수효율이 향상되고, 기록감도가 좋아지는 영역이지만, 더욱 Au를 너무 첨가하면 막중의 Te의 상대량이 감소되고, 기록전후의 반사광량변화가 저하되어 버린다. 따라서, TeO2함량이 많은 영역이고 또 D점 부근보다 Au농도가 높은 영역에서는 반사광량변화의 크기에 점에서 실용적이 못된다.
또 B점에서부터 A점에걸쳐서는 막중에 Te가 충분히 함유된 영역으로서, Te의 상태변화, 즉, 결정입자의 증대를 촉진시키는 Au를 너무 첨가하면 상온에서도 Te가 상태변화를 이르키기 쉽게 되어, 막의 안정성이 저하된다. 또 Au자체 금속결합성이 강하므로, 막이 비결정질상태에서는 존재하기 힘들게 된다. 그 위에 막종의 O의 상대량, 즉 TeO2의 상대량도 감소되게 때문에 내습성이 저하되는 것을 알 수 있었다. 또 Te가 많은 영역에, 다량의 Au를 첨가하면, 미기록상태에서의 반사율이 대단히 커져서 광흡수 효율이 저하되어 감도가 저하되는 동시에, 기록 전후에 있어서의 반사율의 변화량이 작아져서 높은 C/N비를 얻을 수 없게 되었다.
따라서, Te합량이 많은 영역에서는, A점부근보다 Au농도가 높은 영역은, 기록박막의 안전성과, C/N비의 저하의 점에서 실용적이 못된다. 또 Au는 막중에 소량 존재하는 것만으로도 Te의 상태 변화에 요하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있으나, 직선 BC보다 아래의 Au의 보다 적은 영역에서는 결정핵의 성분이 적어져서, 고속으로 기록을 완료한다고 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 상기 이유로, 막중에 있어서의 Te, O, Au의 원자수의 비율은 제1도의 A, B, C, D에 둘러싸인 영역으로 한정시켰다. 그런데, 제1도에서의 A~E의좌표는 아래와 같다.
(Te, O, Au) at%
A : (72, 18, 10) D : (32, 48, 20)
B : (78, 20, 2) E : (36, 54, 10)
C : (39, 59, 2)
이상 설명한 이유에 의해서, 본 발명에 의한 광학정보 기록부재는, 고속으로 기록이 완료되고, 또 고감도, 고 C/N비를 얻을 수 있고, 그 위에 뛰어난 내습성을 가진 것이다.
다음에 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 광학정보 기록부재의 단면도이다.
(1)은 기판이며, 금속, 예를들면 알루미늄, 구리등, 유리, 예를들면, 석영, 파이렉스, 소오다유리등, 혹은 수지, 예를들면 ABS수지, 폴리스티렌, 아크릴, 염화비닐등, 또 투명필름으로서는, 아세테이트, 테프론, 폴리에스텔등이 사용가능하다. 그중에서도, 폴리에스텔필름, 아크릴판등을 사용할 경우, 투명성이 뛰어나 있으며, 형성시킨 신호상을 광학적으로 재생활 때 유효하다.
(2)는 기록박막으로서, 기판(1)상에 증착, 스파타링등에 의해서 형성된다. 즉착에는 저항가열과 같이 다부(多部)로부터 가열하는 방법과 전자비임과 같이 시료를 직접 가열하는 방법이 있으며, 어느쪽도 사용가능하다. 그러나, 증착의 제어성, 양산성등으로 생각애서 전자 비임법쪽이 우수하다. 이하, 전자비임법을 사용해서, Te, O, Au의 3원소로 이루어지는 박막을 제조하는 방법에 대해서 설명한다.
기판상에는 Te, O, Au의 혼합물을 형성하는 셈이지만, 실재로는 Te, TeO2, Au의 혼합물을 형성하게 되는 것으로서, 이를 위해서 3원증착이 가능한 증착기를 사용해서 각각의 소오스로부터 TeO2, Te, Au를 증착한다. 또 2원 소오스를 사용하는 경우는, 한쪽으로부터 Au를 증착하고, 다른쪽으로 부터는 TeO2와 TeO2를 일부 환원시키는 작용을 가진금속분말, 예를들면, Al, Cu, Fe, Cr등을 혼합시켜서, 소정의 온도로 열처리 한것을 사용하여 TeO2와 Te를 동시에 증착해서 기판상에 TeO2, Te, Au의 혼합물을 형성한다. 또 1원 소오스를 사용할 경우는, 상기 2원소오스를 사용하는 경우의 TeO2와 Te를 증착하는 쪽의 소오스에 Au도 혼합시켜서, TeO2, Te, Au를 1원으로부터 증착시키는 것도 가능하다. 이하, 보다 구체적인 예로 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
3원증착이 가능한 전자비임 증착기를 사용해서, TeO2, Te, Au를 각각의 소오스로부터, 150rpm로 회전하는 두께가 1.1mm, 직경이 200mm의 아크릴수지 기판상에 증착시켜서, 광디스크를 시작(試作)했다. 증착은 진공도가 1×10-5Torr이하에서 행하고, 박막의 두께는 1,200Å로 했다. 각 소오스로부터의 증착속도는 기록박막중의 Te, O, Au의 원자수의 비율을 조정하기 위해서 여러가지로 변화시켰다.
상기 방법에 의해서 작성한 여러가지의 광디스크의 오제전자 분광법(이하 AES라고 약기함)에 의한 원소 분석결과와, 1,800rpm으로 회전하는 광디스크 중심으로부터 75mm의 위치에 기록완료시에 가장 C/N비가 크도록한 레이저 파우어로 써넣은 단일주파수 5MHz의 신호의 기록후 33msec(레이저광을 조사해서부터 광디스크가 1회전 하는데에 소요되는 시간)의 C/N비와 2min(모든 광디스크로 기록은 완료되어 있었다)의 C/N비, 및 내습성 시험의 결과를 제 1표에 표기한다.
[제 1표]
Figure kpo00002
또, 상기 기록재생 시험은 제3도와 같은 계(系)로 행하였다. 반도체 레이저(14)를 출발한 파장 830nm의 광은 제1렌즈(15)에 의해서 의사 평행광(3)이 되고 제2의 렌즈(4)에서 둥굴게 정형한 뒤, 제3의렌즈(5)에서 재차 평행광이되어 미러(6)에서 광축을 변환시킨 후 하아프미러(11)를 개재해서 제4의 렌즈에서, 광디스크상에 파장한게 약 0.8㎛의 크기의 스포트(9)로 집광된다. 이 원스포트(9)에 의해서 조사된 광디스크(8)상의 기록막은 Te의 상태변화에 의한 흑화 변태를 해서 기록이 행해진다. 여기서 반도체 레이저를 변조해서 광디스크상에 정보신호를 기록할 수 있다.
신호의 검출은, 광디스크면(8)으로부터의 반사광(10)을 하아프미러(11)를 개재해 받아서 렌지(12)를 통해서 광감응다이오우드(13)를 가지고 행하였다.
제1표에 있어서 레이저 광조사후 33msec보다 2min쪽이 C/N비가 큰 것은 33msec후에는 아직박막중에서 Te의 결정입자의 성장이 진행되고 있는 것으로 생각되어 기록이 아직 완료되어 있지 않다는 것을 가리키며, 레이저 광조사후 33msec와 2min에서 C/N비가 같은 것은 33msec후에 기록이 완료되어 있다는 것을 가리키고 있다.
또, 내습성 시험은 광디스크 제작시에 유리기판상(18×18×O02mm)에도 기록박막을 증착해서 내습성 시험을 샘플로해서, 50℃, 90% RH중에 방치시키므로서 행하였으며, 제1표에서의 내습성 평가는, 10일째의 상태가 현미경 관찰에서 하등변화를 볼 수 있는 것이 ○표시이고, 다소의 변화를 볼 수 있었던 것이 △표시 결정화가 진행되어 검은모양을 볼 수 있었던 것, 혹은 막중의 Te가 산화해서 투과율이 증대한 것을 ×표시했다.
제1표에서 명백한 바와같이, 기록완료후의 C/N비가 50dB이상이고, 또 레이저 광조사후 33msec에는 기록이 완료되어 있으며, 동시에 내습성이 양호한 Te-O-Au계 박막의 조성을 제1도에서의 A, B, C, D에 둘러싸인 영역에 있다. 특히 A, B, C, E에 둘러싸인 영역은 C/N비가 55dB를 넘는 영역으로서, 실용에 가장 적당하다.
그런데, 제1도에서의 ①~
Figure kpo00003
은 본실시예에 있어서의 광디스크의 조성에 대한 도면중에서의 위치를 표시한 것이다.
또, 제2표에 본실시예에 있어서의 Au대신에 참고예로서 Ag 및 Cu를 사용해서, Te-O-Au계 박막 및 Te-O-Cu계 박막을 가진 광디스크를 제작하고, 또 본실시예와 마찬가지의 시험을 행한결과를 표시한다. 제2표에서 명백한 바와같이 Ag 및 Cu를 첨가한 경우에는 Au를 첨가한 경우와 같은 신호의 고속도 기록완료는 얻을 수 없었다.
[제 2표]
Figure kpo00004
[실시예 2]
2원소오스에 의하여 증착가능한 전자비임 증착기를 사용해서 한쪽의 소오스로부터 Au를, 다른쪽의 소오스로부터 Te와 TeO2를 증착해서 광디스크를 제작했다. 여기서 1개의 소오스로부터 Te와 TeO2를동시에 증착한 방법에 대해서 설명한다. 먼저 출발원료로서 TeO285중량%, Al 15중량%를 소량의 알코올을 사용해서 혼합하고, 분말 25g을 석영보우트에 실어서, 전기로를 사용하여 700℃로 N2가스를 흐르게 하면서 2시간 소성해서 TeO2의 일부를 환원시키고 그위 이소성물을 분쇄하여 프레스해서 성형체(펠릿트)를 얻어, 이것을 증착했다. 상기의 방법에 의해서 실시예 1과 마찬가지의 아크릴 수지기판사에, 증착속도가 Au는 1Å/S, (Te+TeO2)는 20Å/S로 증착하고, 1,200Å의 기록박막을 형성하여 광디스크를 제작했다. 상기 기록박막을 AES에 의해서 원소분석한 결과 Te : 60at%, O : 35at%, Au : 5at%이고 또 실시예 1과 마찬가지의 기록 재생시험 및 내습성시험을 행한바, 레이저 광조사후 33msec와 2min에서의 C/N비는 공히 62dB로서 고속으로 기록이 완료되어 있음을 확인할 수 있었으며, 또 내습성 평가는 ○이였다.
[실시예 3]
1개만의 소오스로부터 증착해서 Te-O-Au 박막을 얻기 위하여 출발원료로서, TeO2: 60중량%, Al : 01중량%, Au : 30중량%을 소량의 알코올을 사용해서 혼합하여 분말 25g을 석영보우트에 실어서, 전기로를 사용하여 700℃에서 N2가스를 흐르게 하면서 2시간 소성해서 TeO2의 일부를 Al로 환원시키고, 그후, 이 소성을 분쇄하여 프레스해서 펠릿트를 얻어, 이것을 증착했다. 상기 방법에 의해서 실시예 1에 사용한 아크릴 수지 기판상에, 증착속도를 20Å/S로 증착시켜서 1,200Å의 기록박막을 형성하여 광디스크를 제작했다. 상기 기록박막을 AES에 의해서 분석한 결과 Te : 57at%, O : 36at%, Au : 7at%이고, 또 실시예 1과 마찬가지의 기록 재생시험 및 내습성 시험을 해하였던바, 레이저 광조사후 33msec와 2min에서의 C/N비는 공히 60dB였으며, 고속으로 기록이 완료되어 있음을 확인할 수 있었고, 또 내습성 평가는 ○이였다.
이상의 실시예에서 상세히 설명해온 바와같이 Te-O-Au계기록 박막은 종래의 TeOx박막에 비해서, 기록속도, 기록감도, C/N비의 점에서 대폭적으로 뛰어난 광학정보 기록부재를 제공하는 것이다. 그러나, 상기 Te-O-Au계 기록박막은 신호기록시에는 필요 이상의 기록파우어를 투입했을 경우, 기록비트의 변형이나, 비트내의 재료의 광학적 농도의 분포가 생기는 일이있어, 2로인해서, 기록비트를 광학적으로 재생했을 경우에 그 신호가 찌그러지고, 얻어진 신호의 C/N은 낮아지고, 또 2차고조파 성분이 커져서 양호한 신호를 얻을 수 없게 된다고 하는 현상을 보는 경우가 있다.
그래서 우리들은 다음과 같은 발명에 제안하여, Te-O-Au계 기록박막이 보다 폭넓은 사양으로 사용될 수 있도록 개량했다. 즉, Te-O-Au계가 기록박막의 표면 혹은 이면의 어느 한쪽 혹은 쌍방에, 기록층보다 열전도성이 양호한 금속의 방열층을 형성하므로서, 기록비트의 균일화, 안정화를 촉진시킨 것이다. 이하 제2의 발명을 실예로서 설명한다.
제4도에 본 발명의 개략도를 표시한다. 도면에서(16)은 기재(基材), (17)은 기록층, (18)은 방열층, (19)는 기록용광원의 위치를 표시하고 있다. (a), (b)는 한쪽에만 방열층을 형성한 것으로서, (c)는 양쪽에 형성한 경우를 표시하고 있다.
방열층(18)은, 기록층(17)의 어느한쪽, 혹은양쪽에 배치해도 좋지만, 제조공정의 간략화를 위해서 어느한쪽으로 하는 것이 유익하다. 말할 것도 없이 방열효과는, 기록층의 양쪽에 위치시키는 편이 좋다. 어느 한쪽에 형성할 경우는, 기록용 광원과는 반대쪽에 위치시키는 편이 바람직하다. 그 이유는, 방열층(18)에금속으로 구성되는 재료를 사용했을 경우, 기록용광원, 즉 레이저 광에 대해서 반사율이 커져서 광이 기록층(17)에 도달하기전에 반사되어서 흡수율이 나빠지고 감도가 저하되는 데 있다.
본 발명에 있어서의 방열층(18)의 조건으로서는 기록층(17)의 열전도성보다 양호해야 한다는 것이 필요하다. Te-O-Au로 구성되는 기록층보다 열전도성이 우수한 것으로는 금속이 있으나, 산화물로는 알미나(AlO3), 베릴리아(BeO), 또 비산화물로서는 BN등이 있다.
본 발명에서는, 이들물질을 사용하는 것은 가능하지만 바람직한 것은 금속이다.
금속중에서도, 특히 Au, Al, Ni, Pd가 바람직하다. 이 이유는 우선첫째로 내식성에 뛰어나 있다는 것이 다. 다음에 Au, Ni, Pd는 융점이 높아서(Au : 1,063℃, Ni : 1,455℃, Pd : 1,555℃) 레이저광의 열에 의해서 응용하지 않는다는 것이다. Al은 융점이 낮아서(660℃), 레이저광의 열에 의해서 용융하는 경우도 있으나, 열전도율이 크므로 상기한 재료에서 막두께를 크게 하므로서 용융을 저지가능하다. 이들 재료중에서, 특히 바람직한 재료는 Au이다. Au는 상기한 방열층에 요구되는 조건을 모두 만족시키고 있을 뿐만아니라, 기록층의 구성이 Te, O, Au로 이루어저 있으므로, 제조법도 간단하다. 단지, Au를 사용할 경우의 난점으로서는, 가격이 높다는 것이다. 따라서 정황에 따라 상기한 재료를 구별지어 사용할 필요가 있다.
다음에, 방열층에 필용한 막두께에 대해서 설명한다. Te, O, Au로 구성되는 기록층의 막두께는 통상 1,000~12,000Å이다. 이 막두께는, 기록전의 반사율과, 기록후의 반사율의 차이가 최대가되는 막두께로 결정된다. 적정한 막두께보다 얇은 경우, 막의 열용량의 작아지기 때문에, 감도는 향상되지만, 기록막의 반사율의 변화량이 적고, C/N는 저하된다.
반대로 두꺼울 경우도 C/N은 저하된다. 그러나, Te, O, Au로 구성되는 기록층은 본질적으로 기록전후의 광학적 변화가 크다. 즉 반사율변화가 크므로, 적성(適性)한 막두께보다 얇게해도 실용에 가능한 C/N을 얻을 수 있다. 따라서, 기록감도를 상승시키기 위하여 얇게하는 것도 가능하다. 기록막이 얇을 경우는 방열층도 얇게할 수 있으며, 반대로 두꺼울 경우는, 두껍게할 필요가 있다. 이와같은 조건으로 방열층에 필요한 막두께는, 기록층의 막두께에 의해서 결정되며, 본 발명에서는 기록층에 비해서, 10~80%내의 막두께라야 한다는 것이 필요하다. 단지, 이들 필요한 막두께는 방열층의 재질에 따라 다르며, Au의 경우는 15~40%이고, Pd, Ni은 10~35%, Al은 35~80%이다. 이 본 발명의 방열층에 필요한 막두께는, 방열층이 1층의 경우 기록용 광원에 대해서, 어느 위치에 있느냐에 따라서는 적절한 범위가 달라지지만 일반적으로, 광원쪽에 있는 경우는 상기한 범위내의 적은 쪽으로 하고, 반대쪽은 많게한다. 또 기록층의 양쪽에 있는 경우는, 양층을 합친 막두께가 본 발명의 범위에 있으면 된다.
이하 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
[실시예 4]
TeO2: 60중량%, Al : 10중량%, Cu ; 30중량%로 이루어지는 혼합물 30g을 675℃로 10시간 소결하여, TeO2의 일부가 환원되어, Te-TeO2로 되어있는 소결체를 얻었다. Al, Cu는 TeO2의 환원제이다.
이 소결체를 분쇄하여 프레스후 3g의 펠릿트를 얻었다. 이 Te-TeO2의 펠릿트를 1소오스로 하고, 다른쪽을 Au로한 2소오스로서 전자비임 증착법에 의해서 실시예 2와 마찬가지로 아크릴 수지기판상에 증착을 행하였다.
증착속도는(Te+TeO2)가 20Å/S, Au는 2Å/S로 행하였으며, 막두께는 1,200Å로 했다. 방열층으로서는 Au를 사용하여, Au만을 상기한 기록층의 위에 300Å부착시켰다. 이 Au층은 레이저광이 조사되어야 할 쪽의 반대쪽에 위치하고 있다. 증착후의 시료는, 기재와 동질의 아크릴판을 UV수지를 사용해서 맞붙어서 시험용 디스크로 했다. 그런데, 상기 기록층의 AES원소분석 결과는 Te‥52at%, O : 39at%, Au : 9at%이고, 제1도의 A, B, C, D로 둘러싸인 영역내에 있었다.
이상과 같이해서 작성한 디스크의 평가를 실시예 1과 마찬가지로 제3도에 표시한 평가장치로 행하였다. 디스크는 600rpm으로 회전시켜, 중심으로부터 55mm부근에서, 0.875MHz로 변조된 반도체 레이저(파장 λ=830nm)의 단일주파수를 사용해서 신호의 기록, 재생을 행하였다.
결과를 제5도에 표시한다. 동도면의 횡축은 제3도의(9)의 개소에서의 반도체 레이저(λ=830nm)의 출력을 표시하고 있다.
제5도에서 명백한 바와같이 방열층이 있는 경우에는 출력이 커져도, 비트의 변형에 의한 C/N의 저하는 볼 수 없으며, 또 SH의 값도 낮다. 도면에 있어서, "방열층 없음"이란, 본실시예에 있어서, Au의 방열층만을 형성하고 있지 않는 것으로서 그 외는 동일 조건에서 디스크를 작성한 것이다.
[실시예 5]
실시예 4에 있어서, Au의 방열층에 대신에 각각, Ni, Pd, Al을 250, 300, 및 700Å 부착시킨 시료를 작성했다. 이 시료의 기록특성 결과를 제6동 표시했다. 도면에서, (24)와 (25)는 Pd의 C/N와 SH를 표시하며, (20)과 (21)은 Ni, (22)와 (23)은 Al을 표시한다.
[실시예 6]
실시예 4에 있어서, Au의 방열층의 막두께를 100Å, 180Å, 250Å, 400Å, 700Å, 960Å, 1,000Å로 변화시켜서 반도체 레이저 출력 9mW에서의 C/N을 측정한 결과를 제7도에 표시했다.
층이 180Å보다 얇을 경우, 즉 기록층(1,200Å)에 비해서, 15%이하의 경우는 방열층으로서의 역할을 충분히 발휘하고 있지 않으므로, 파형(波形)변형이 생기고, C/N가 낮다. 반대로, 960Å(80%)보다 두껍게 되면 Au방열층에서 레이저의 열이 빼앗겨 버리기 때문에, C/N은 재차 감소된다. 따라서, Au방열층 경우의 적성막두께는 기록층이 막두께의 10%(120Å)~80%(960Å)이며, 특히 15%(180Å)~40%(480Å)가 좋다.
[실시예 7]
실시에 4에 있어서 방열층은 Al로 하고 막두께를 300,400,500,700,960,1,000Å로 변화시켰다. 결과를 제8도에 표시한다. 제8도는 실시예 6과 동일조건으로 측정한 것이다. Al을 방열층에 사용하는 경우, C/N은 전체적으로 방열층이 없는 경우보다 낮으나, 이것은, Al의 일부가 막중에 융해했기 때문으로 생각된다. Al을 사용했을 경우의 막두께의 적정치는, 400~960Å이며 기록막에 대해서 약 35~80%이다.
이상, Te와 TeO2의 혼합물로 이루어진 종래의 TeOx박막중에 소량의 Au를 첨가하고, 또 막중의 Te, O, Au의 원자수의 비율을 한정시킨 본 발명에 의한 광학정보기록 부재에 의해서, 종래의 TeOx박막을 가진 광학정보기록 부재 보다 기록속도가 대폭 뛰어나고, 신호기록부, 즉시 재생가능이 필요한 계산기의 메모리로서도 사용가능한 광디스크가 제공되었다.
또, 본 발명에 의한 광학정보기록 부재는, 기록속도 뿐만아니라 기록 감도, C/N비의 점에서도 종래의 TeOx 박막을 가진 광학정보 기록부재보다 대폭적으로 우수하며, 동시에 내습성도 대산히 양호한 것이 판명되었다.
또한, 본 발명에 의한 Te-O-Au계기록 박막의 표면 혹은 이면의 어느 한쪽 혹은 양쪽에 기록박막보다 열전도성이 양호한 금속의 방열층을 형성하므로서, 기록비트의 균일화, 안정화가 이루어지고, 필요이상의 기록파우어가 투입되었을 때도 기록비트의 찌그러짐이 작게 되도록 억제될 수 있어, 보다 폭넓은 사양으로 사용가능한 광디스크가 제공되었다.

Claims (9)

  1. 적어도 Te, O, Au로 이루어지는 박막으로서, 상기 Te, O, Au의 원자수의 비율이 제1도의 A, B, C, D로 둘러싸인 영역에 있는 광학적으로 정보의기록, 재생이 가능한 박막을 가진 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  2. 제1항에 있어서, O의 일부는 적어도 Te의 산화물 TeO2로서 함유되는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  3. 제1항에 있어서, Te, O, Au의 원자수의 비율이 제1도의 A, B, C, E로 둘러싸인영역에 있는 것을 특징으로하는 광학정보 기록부재
  4. 적어도 Te, O, Au로 이루어지는 광학정보 기록박막을 가지며, 상기 기록박막의 표면혹은 이면의 한쪽면, 혹은 양쪽면에 금속으로 된 방열층을 형성한 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  5. 제4항에 있어서, 방열층이 Au, Al, Ni, Pd로부터 선택되는 금속으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  6. 제4항에 있어서, 방열층이, 기록용 광원으로 부터의 조사를 받아야할 쪽의 반대쪽에만 형성된 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  7. 제4항에 있어서, 방열층이 Au인 것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  8. 제4항에 있어서, 방열층이 막두께가 기록층의 막두께의 10~80% 내인것을 특징으로 하는 광학정보 기록부재
  9. 방열층의 막두께가, 기록층의 막두께에 비해서 15~40%내인 것을 특징으로하는 광학정보 기록부재.
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