KR100903575B1

KR100903575B1 - 다층형 상변화 광기록 매체

Info

Publication number: KR100903575B1
Application number: KR1020070052605A
Authority: KR
Inventors: 히로시 타바타; 신지 히구치
Original assignee: 닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2009-06-23
Also published as: JP4686779B2; TW200818174A; CN101159149A; US20080084812A1; JP2008090984A; TWI360120B; KR20080031773A; CN101159149B

Abstract

(과제) 정보층을 복수층 가지는 상(相)변화형 광기록 매체에 있어서, 레이저광의 입사측에 가까운 정보층의 투과율이 높은 광기록 매체를 제공한다.

(해결수단) 광기록 매체(D)는, 레이저광(L)이 입사하는 입사면(1A)을 바닥면으로 한 제1 기판(1) 상에, 적어도 제1 보호막(2), 계면막(3), 반투과 기록막(4), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6), 반투과 반사막(7)을 이 순서로 적층한 정보층(D1)을 구비한다. 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1과, 계면막(3)의 열전도율 σk와, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2와, 보호막(6)의 열전도율 σ3이, σ2>σk>(σ1,σ3)이 되는 재료를 이용하여 형성한다.

상변화, 다층형, 투과율

Description

다층형 상변화 광기록 매체 {MULTI-LAYER TYPE PHASE-CHANGE OPTICAL RECORDING MEDIUM}

도1 은 본 발명의 일 실시형태인 다층형 광기록 매체(D)를 나타내는 확대 단면도이다.

도2 는 본 발명의 일 실시형태인 기록 펄스열(列)을 나타내는 도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 제1 기판(기판)

2 : 제1 보호막

3 : 계면막

4 : 반투과 기록막

5 : 제2 보호막

6 : 제3 보호막

7 : 반투과 반사막

본 발명은, 빛(예를 들면 레이저광)의 조사(照射)에 의해 정보의 기록·재생 또는 소거를 행하는 상(相)변화형 광기록 매체에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 기록막을 가지는 투과율이 높은 정보층을 복수 구비하는 다층형의 상변화형 광기록 매체에 관한 것이다.

상변화형 광기록 매체란, 예를 들면 근년의 CD-RW, DVD-RW, DVD-RAM이나 BD-RE(Blu-ray Disc Rewritable)이며, 기록막을 형성하는 재료를 빛에 의해 결정상(結晶相)과 비결정상과의 사이에서 가역적으로 변화시켜, 기록막에 대하여 정보를 기록 또는 소거하는 기록 매체이다. 그 중에서도 DVD-RW나 DVD-RAM, BD-RE는, 주로 영상 정보와 같은 정보량이 큰 것의 기록·재기입에 사용되는 일이 많다.

더 큰 정보량을 기록하려면, 기록 밀도를 증대시키는 것이 고려되어, 일본공개특허공보 2001-243655호(특허문헌1)에는, 기판의 편면측에 기록막과 반사막으로 이루어진 정보층을 2층 이상 중첩시킨, 다층형 광기록 매체가 기재되어 있다.

상기한 바와 같은 복수의 정보층을 가지는 다층형 광기록 매체에 있어서, 레이저광은 레이저광 입사측으로부터 보아 바로 앞측의 정보층에 있어서 크게 감쇄하기 때문에, 바로 앞측의 정보층의 투과율을 높이는 것이 요구된다. 이것에는, 기록막이나 반사막의 두께를 10nm보다 얇게 하는 것이 필요하게 된다.

본 발명자는, 바로 앞측의 정보층을 일본공개특허공보 평5-217211호 (특허문헌2)에 개시되어 있는 바와 같은 구성으로 하고, 기록막 및 반사막이 10nm 미만의 경우에 대하여 검토했지만, 양호한 기록 특성 및 오버라이트 특성이 얻어지지 않았다.

[특허문헌1] 일본공개특허공보 2001-243655호

[특허문헌2] 일본공개특허공보 평 5-217211호

상기한 바와 같이, 기판 상에 정보층을 복수 형성하면, 바로 앞의 정보층의 투과율을 높이기 위해서, 기록막이나 반사막을 10nm보다 얇게 형성할 필요가 있지만, 이와 같은 조건에서는 양호한 기록 특성 및 오버라이트 특성이 얻어지지 않는다.

거기서 본 발명은, 상기한 문제를 해결하기 위해서, 정보층을 복수 가지는 다층형 상변화 광기록 매체에 있어서 빛이 입사하는 측에 가까운 정보층이, 높은 광 투과율를 가져서, 최적한 기록 재생을 실현할 수 있는 광기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 다음의 (a)∼(c)를 제공하는 것이다.

(a) 빛에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 광기록 매체에 있어서, 제1 면에 대하여 상기 빛이 입사되는 기판(1)과, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면상에 적어도 2층인 복수의 정보층을 구비하고, 상기 기판으로부터 보아 가장 안쪽에 위치하는 정보층 이외의 적어도 하나의 정보층은, 적어도 제1 보호막(2)과 계면막(3)과 반투과 기록막(4)과 제2 보호막(5)과 제3 보호막(6)과 반투과 반사막(7)이 상기 기판으로부터 보아 이 순서로 적층되어 있고, 상기 반투과 반사 막의 막두께는 10nm 미만이며, 상기 제1 보호막, 상기 계면막, 상기 제2 보호막, 상기 제3 보호막의 열전도율을 각각, σ1, σk, σ2, σ3으로 했을 때, σ2>σk> (σ1, σ3)가 되는 재료로 상기 제1 보호막, 상기 계면막, 상기 제2 보호막, 상기 제3 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.

(b) (a)에 있어서, 상기 제1 보호막의 열전도율 σ1은, 10W/m/K 미만이며, 상기 계면막의 열전도율 σk는, 10W/m/K 이상 50W/m/K 미만이며, 상기 제2 보호막의 열전도율 σ2는, 50W/m/K 이상 180W/m/K 미만이며, 상기 제3 보호막의 열전도율 σ3은, 10W/m/K 미만인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.

(c) (a) 또는 (b)에 있어서, 상기 제1 보호막은, ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하는 재료로 이루어지고, 상기 계면막은, GeN을 주성분으로 한 재료로 이루어지고, 상기 제2 보호막은, SiC을 주성분으로 한 재료로 이루어지고, 상기 제3 보호막은, ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

<<광기록 매체의 구성>>

상변화 재료를 이용하여 형성된 기록막을 가지는 정보층을 복수층 구비하는 광기록 매체(이하, 다층형 광기록 매체)로서는, 정보를 반복하여 오버라이트 가능한 CD-RW, DVD-RW, BD-RE(Blu-ray Disc Rewritable) 등의 상변화형 광디스크, 광카드 등의 매체를 들 수 있다. 또한 이하의 설명에 있어서는 본 발명의 다층형 광기 록 매체의 일 실시형태로서, DVD-RW인 다층형 광기록 매체(D)를 이용하지만, 마찬가지의 다층형의 구성을 구비하고, DVD보다도 짧은 파장의 레이저광으로 기록되는 광기록 매체(예를 들면 BD-RE)에 대해서도 본 발명을 적용 가능하다.

도1 은, 본 발명의 일 실시형태인 다층형 광기록 매체(D)를 나타내는 확대 단면도이다. 광기록 매체(D)는 그 기본적인 구성으로서, 기록·재생 또는 소거용 레이저광(L)이 입사되는 입사면(1A)을 바닥면으로 하는 제1 기판(1) 상에, 제1 정보층(D1)과 중간층(9)을 개재시켜 제2 정보층(D2)과 제2 기판(14)을 적층한 것이다.

광기록 매체(D)에 있어서 입사면(1A) 측에 위치하는 제1 정보층(D1)은 제1 보호막(2), 계면막(3), 반투과 기록막(4), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6), 반투과 반사막(7), 광학 조정막(8)을 순서대로 적층한 것이다. 레이저광(L)의 입사면(1A)으로부터 보아 안쪽측에 위치하는 제2 정보층(D2)은, 제2 기판(14)의 레벨면(14B)을 바닥면으로 한 제2 기판(14) 상에 형성되고, 반사막(13), 제5 보호막(12), 기록막(11), 제4 보호막(10)을 순서대로 적층한 것이다. 제1 정보층(D1)의 광학 조정막(8)과 제2 정보층(D2)의 제4 보호막(10)이 중간층(9)을 개재시켜 대향하도록 접착되어 있다.

제1 기판(1)의 재료로서는, 각종 투명한 합성수지, 투명 유리 등을 사용할 수 있다. 제2 기판(14)은, 제2 정보층(D2)으로의 기록 재생이 입사면(1A)으로부터 제1 정보층(D1)을 통하여 행해지기 때문에 투명할 필요는 없지만, 제1 기판(1)과 같은 재료라도 좋다. 이러한 제1 기판(1) 및 제2 기판(14)의 재료로서 예를 들면, 유리, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸·메타크릴레이트, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 광학적 복굴절 및 흡습성이 작고, 성형이 용이하다는 것으로부터 폴리카보네이트 수지가 바람직하다.

제1 기판(1) 및 제2 기판(14)의 두께는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 전체 두께가 1.2mm인 DVD나 BD와의 호환성을 고려하면 0.01mm∼0.7mm가 바람직하고, 그 중에서도 DVD는 0.55mm∼0.6mm, BD는 0.05mm∼0.10mm가 가장 바람직하다.

제1 기판(1)의 두께가 0.01mm 미만이 되면, 제1 기판(1)의 입사면(1A) 측으로부터 수속(收束)된 레이저광으로 기록할 때에 먼지의 영향을 받기 쉽게 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한 광기록 매체(D)의 전체 두께에 제한이 없는 것이면, 실용적으로는 0.01mm∼5mm의 범위 내이면 좋다. 5mm 이상이 되면 대물렌즈의 개구수를 크게 하는 것이 곤란해지며, 조사 레이저광의 스폿 사이즈가 커지기 때문에, 기록 밀도를 올리는 것이 곤란해진다. 따라서, 기록 밀도를 증대시키기 위해서 복수층의 기록막을 설치한 본 실시형태의 광기록 매체(D)에는, 바람직하지 않다.

제1 기판(1) 및 제2 기판(14)은 플렉시블(flexible)한 것이라도 좋고, 리지드(rigid)한 것이어도 좋다. 플렉시블한 제1 기판(1) 및 제2 기판(14)은, 테이프 형상, 시트 형상, 카드 형상의 광기록 매체에서 사용한다. 리지드한 제1 기판(1) 및 제2 기판(14)은, 카드 형상, 또는 디스크 형상의 광기록 매체에서 사용한다.

제1 보호막(2), 제3 보호막(6), 제4 보호막(10) 및 제5 보호막(12)은, 제1 기판(1), 반투과 기록막(4), 기록막(11) 등이 기록시의 발열에 의해 변형되어 기록 특성이 열화(劣化)되는 것을 방지한다. 또한 광학적인 간섭 효과에 의해 재생 신 호의 콘트라스트를 개선하는 효과를 가진다.

제1 보호막(2), 제3 보호막(6), 제4 보호막(10) 및 제5 보호막(12)은 각각, 기록·재생 또는 소거용의 레이저광에 대하여 투과성을 가지고, 굴절률 n이 1.9≤n≤2.3의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 보호막(2), 제3 보호막(6), 제4 보호막(10) 및 제5 보호막(12)의 재료는 열특성의 점에서, SiO₂, SiO, ZnO, TiO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, ZrO₂, MgO 등의 산화물, ZnS, In₂S₃, TaS₄ 등의 황화물, SiC, TaC, WC, TiC 등의 탄화물, 이중 어느 단체(單體) 또는 이들의 단체의 혼합물이 바람직하다. 그 중에서도, ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하고 있는 재료가 바람직하고, 게다가 ZnS와 SiO₂의 혼합막은, 기록, 소거의 반복에 의해서도, 기록 감도, C/N, 소거율 등의 열화가 일어나기 어렵다는 점에서 특히 바람직하다. 또한 ZnS와 SiO₂와의 혼합막에 있어서, SiO₂가 5% 내지 50%의 범위로 혼합의 비율을 변화시키면 좋다.

여기서 기록 감도란, 기록에 이용되는 레이저광(L)의 파워에 대하여 기록막이 결정 상태에서 비결정 상태로, 또는 비결정 상태에서 결정 상태로 상변화하는 가역 변화를 생기게 하는 정도로서, 낮은 파워에서도 기록·소거를 양호하게 행할 수 있는 기록막은 기록 감도가 높다(고감도)고 한다.

또한 제1 보호막(2), 제3 보호막(6), 제4 보호막(10) 및 제5 보호막(12)은, 동일한 재료, 조성이 아니어도 좋고, 다른 종류의 재료로 구성되어 있어도 상관없 다.

제1 보호막(2) 및 제4 보호막(10)의 두께는, 대략 5nm∼500nm의 범위이면 좋다. 그리고, 제1 보호막(2) 및 제4 보호막(10)의 두께는, 소망하는 광학 특성이 얻어지고, 또한 제1 기판(1)이나 반투과 기록막(4)이나 중간층(9)이나 기록막(11)으로부터 박리되기 어렵고, 크랙(crack) 등의 결함이 생기기 어려운 것이 바람직하다. 이들을 고려하면, 제1 보호막(2) 및 제4 보호막(10)의 두께는, 20nm∼300nm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 20nm보다 얇으면 소망하는 광학 특성을 확보하기 어렵고, 300nm보다 두꺼우면 크랙이나 박리를 생기게 하고, 나아가서는 생산성이 떨어진다.

그 중에서도, 제1 보호막(2)은 광학 콘트라스트 및 투과율의 쌍방을 만족시킬 수 있는 40nm∼80nm의 범위, 제4 보호막(10)은 고반사율을 얻을 수 있는 100nm∼170nm의 범위가 바람직하다. 그리고, 제4 보호막(10)은 굴절률이 다른 재료로 형성된 복수의 막을 조합시켜, 고반사율을 실현시켜도 좋다.

제3 보호막(6) 및 제5 보호막(12)의 두께는, C/N, 소거율 등의 기록 특성을 양호하게 하고, 안정되게 다수회의 재기입이 가능하도록, 0.5nm∼50nm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 0.5nm보다 얇으면 반투과 기록막(4) 및 기록막(11)의 열 확보가 어렵게 되기 때문에, C/N이나 소거율이 양호하게 되는 최적 기록 파워가 상승하고, 50nm보다 두꺼우면 열이 체류하기 쉽기 때문에 반투과 기록막(4) 및 기록막(11)의 열에 의한 손실이 크고, 오버라이트 시의 C/N이나 소거 특성의 악화를 초래하여, 바람직하지 않다.

그 중에서도, 제3 보호막(6)은, 반투과 반사막(7)에 의해 방열성이 방해되기 때문에 2nm∼10nm의 범위의 두께가 바람직하고, 제5 보호막(12)은, 반투과 기록막(4)이 고감도가 되도록, 20nm∼40nm의 범위의 두께가 바람직하다.

계면막(3)의 재료로서는, 황물질을 포함하지 않는 것이 중요하다. 황물질을 포함하는 재료를 계면막으로 이용하면, 오버라이트의 반복에 의해 계면막에 포함되는 황이 반투과 기록막(4) 속으로 확산되어, 기록 특성이 열화되는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.

예를 들면, 질화물, 산화물, 탄화물 중 적어도 한 종류를 포함하는 재료가 바람직하고, 구체적으로는 질화 게르마늄, 질화 실리콘, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 크롬, 탄화 실리콘, 탄소 중 적어도 한 종류를 포함하는 재료가 바람직하다. 또한, 이들의 재료에 산소, 질소, 수소 등을 함유시켜도 좋다. 전술한 질화물, 산화물, 탄화물은 화학양론 조성이 아니라도 좋고, 질소, 산소, 탄소가 과잉 또는 부족해도 좋다.

그 중에서도 산화물, 질화물은 일반적으로, 제1 보호막(2)이나 제3 보호막(6)에 이용한 재료의 열전도율보다 크고, 후술하는 제2 보호막(5)에 이용한 재료의 열전도율보다 작고, 또한 융점이 높다는 점에서, GeN, SiN, Ta₂O₅, Nb₂O₅, ZrO₂, TiO₂, Al₂O₃를 한 종류 이상 포함하는 재료, 또는 기술(旣述)한 것 중 하나를 주성분으로 하는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 주성분으로 한다는 것은, 계면막(3)을 구성하는 전(全) 재료 중 기술한 재료가 차지하는 비율이 전 재 료의 50%를 초과하는 경우를 가리키고, 90% 이상의 경우가 바람직하다.

또한 계면막(3)은, 기록 시에 고온이 되는 반투과 기록막(4)과 용융하지 않도록, 융점이 높은 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

반투과 기록막(4) 및 기록막(11)은, Sb-Te 합금에 Ag, Si, Al, Ti, Bi, Ga, In, Ge 중 적어도 한 종류 이상을 포함하는 조성, 또는 Ge-Sb에 In, Sn, Bi 중 적어도 한 종류 이상을 포함하는 조성, 또는 Ga-Sb에 In, Sn, Bi 중 적어도 한 종류 이상을 포함하는 조성으로 구성되는 합금막이다. 반투과 기록막(4)에 Sb-Te 합금을 주성분으로 한 재료를 이용한 경우에는, 계면막(3)에 특히 GeN을 이용하는 것이 바람직하다.

반투과 기록막(4)의 막두께는, 3nm 이상 10nm 이하가 바람직하다. 막두께가 3nm보다 얇으면 결정화 속도가 저하되어 기록 특성이 악화 되고, 10nm보다 두꺼우면 제1 정보층(D1)의 투과율이 저하된다. 또한 기록막(11)의 막두께는 10nm∼25nm가 바람직하다. 10nm보다 얇게 하면, 광 흡수가 작아져 발열되기 어려워지기 때문에 기록 감도가 악화되고, 25nm보다 두껍게 하면 기록 시에 큰 레이저 파워가 필요하게 된다.

반투과 기록막(4)과 기록막(11)은, 동일한 재료, 조성이 아니어도 좋고, 다른 종류의 재료로 구성되어 있어도 상관없다.

또한 기록막(11)의 레이저광(L)의 입사면측의 편면, 또는 양면에 접하는 계면막(도시하지 않음)을 설치해도 좋다. 계면막은, 상기한 마찬가지의 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 제1 정보층(D1)이 높은 투과율을 가지도록, 가능한 한 얇게 한(10nm 미만) 반투과 반사막(7)을 이용하고 있다. 이 때문에, 반투과 기록막(4)에 정보를 기록할 때에 반투과 기록막(4)에 레이저광(L)에 의한 열이 체류하고(축열), 충분히 열이 방출(방열)되지 않아 냉각 부족이 되기 쉽다. 그 때문에, 반투과 기록막(4)으로부터 열을 보내기 쉽게 하도록, 반투과 기록막(4)과 반투과 반사막(7)과의 사이의 막을 반투과 기록막(4)보다도 높은 열전도율을 가지는 재료에 의해 형성하는 것이 고려된다.

그러나, 반투과 기록막(4)과 반투과 반사막(7)과의 사이의 막을 열전도율이 높은 재료만으로 형성하면, 기록에 필요한 열이 충분히 축적되지 않아 양호한 기록 마크(비결정 마크)가 형성되지 않는다. 따라서 광기록 매체(D)를 재생했을 때의 재생신호 강도(이하, 신호 강도)가 감소하여, 기록 특성도 바람직하지 않다.

본 실시형태에서는, 반투과 기록막(4)과 반투과 반사막(7)과의 사이에 형성되어 있는, 제2 보호막(5)에 높은 열전도율의 재료를 이용하고, 제3 보호막(6)에 제2 보호막(5)의 것보다 낮은 열전도율의 재료를 이용하여, 상기한 반투과 기록막(4)에 있어서의 방열과 축열의 밸런스를 기록 특성이 양호하게 되도록 유지한다.

제2 보호막(5)의 재료로서는, 기술한 바와 같이 제3 보호막(6)의 재료보다도 열전도율이 높은 것이 바람직하다. 그리고, 제1 보호막(2)이나 계면막(3)의 재료보다도 열전도율이 높은 것이 바람직하다.

예를 들면, 질화 알루미늄 또는 탄화 실리콘의 단체 또는, 이들 단체를 주성분으로 한 혼합물이 바람직하고, 특히 시간 경과에 따른 안정성의 면에서 질소를 포함하지 않는 탄화 실리콘의 단체 또는 탄화 실리콘을 주성분으로 한 산화물 등과의 혼합물이 바람직하다. 여기서, 주성분으로 한다는 것은, 제2 보호막(5)을 구성하는 전 재료 중 기술한 재료가 차지하는 비율이 전 재료의 50%를 초과할 경우를 가리키고, 90% 이상의 경우가 바람직하다.

제2 보호막(5)의 두께는, 제2 보호막(5)에 이용되는 재료의 열전도율이나 굴절율에 의존하지만, 1nm∼10nm의 범위가 바람직하다. 1nm보다도 얇으면 기록 특성이나 오버라이트 특성 개선 효과가 흐릿해져 버리고, 10nm보다도 두꺼우면 반투과 기록막(4)의 방열성이 방해되고, 양호한 신호 강도가 얻어지지 않게 되기 때문에 바람직하지 않다. 특히 제1 보호막(2) 및 제3 보호막(6)에 ZnS와 ZiO₂의 혼합물을 사용한 경우에는, 제2 보호막(5)의 두께가 5nm 미만, 더욱이 2nm∼4nm가 보다 바람직하다. 반투과 기록막(4)의 방열과 축열의 열 밸런스가 양호하게 되어, 재생 신호의 불균형(asymmetry)이 오버라이트의 횟수에 의존하여 변동하지 않도록 억제시킬 수 있다.

또한, 제1 정보층(D1)을 구성하는 제1 보호막(2), 계면막(3), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6)(각 보호막)의 각 재료는 융점이 1500℃ 이상인 것이 필요하다. 후술하는 초기화 시에 이들의 조성물이 용융하여 반투과 기록막(4)의 조성물과 섞이는 것을 방지하기 위해서이다.

또한, 각 보호막의 각 재료는 소쇄(消衰)계수가 1 이하인 것이 바람직하다. 이러한 재료를 이용하여 제1 정보층(D1)을 구성하면, 제2 정보층(D2)으로 정보를 기록, 또는 제2 정보층(D2)으로부터 정보를 재생할 때에, 레이저광(L)의 투과율을 높일 수 있다.

반투과 반사막(7) 및 반사막(13)의 재료로서는, 광 반사성을 가지는 Al, Au, Ag 등의 금속, 이들의 금속을 주성분으로 하여 한 종류 이상의 금속 또는 반도체로 이루어진 첨가 원소를 포함하는 합금, 및 이들의 금속에 Al, Si 등의 금속 질화물, 금속 산화물, 금속 칼코겐화물 등의 금속 화합물을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 여기서, 주성분으로 한다는 것은, 반투과 반사막(7)을 구성하는 전 재료 중 Al, Au, Ag 등의 금속이 차지하는 비율이 전 재료의 50%를 초과할 경우를 가리키며, 90% 이상의 경우가 바람직하다.

그 중에서도 Au, Ag 등의 금속, 및 이들의 금속을 주성분으로 하는 합금은, 광 반사성이 높고, 또한 열전도도를 높게 할 수 있는 점에서 바람직하다. 합금의 예로서는, Al에 Si, Mg, Cu, Pd, Ti, Cr, Hf, Ta, Nb, Mn, Zr 등 중 적어도 한 종류의 원소를 혼합한 것, 또는 Au 또는 Ag에 Cr, Ag, Cu, Pd, Pt, Ni, Nd, In 등 중 적어도 한 종류의 원소를 혼합한 것 등이 일반적이다.

그러나 고선속도(高線速度) 기록을 고려한 경우에는, 특히 열전도율이 높은 Ag를 주성분으로 하는 금속 또는 합금이, 기록 특성이라는 점에서 바람직하다. 또한 반투과 반사막(7)은 기록광의 파장에 있어서 투과하기 쉬운 재료가 바람직하며, 특히 굴절률이 1보다 작은 Au, Ag가 바람직하다.

반투과 반사막(7)의 두께는, 반투과 반사막(7)을 형성하는 재료의 열전도율의 크기에 따라 변화하지만, 3nm 이상 10nm 미만으로 하는 것이 바람직하다. 반투 과 반사막(7)의 두께가 3nm보다 얇으면, 반투과 기록막(4)의 방열을 충분히 흡수할 수 없기 때문에 반투과 기록막(4)을 급냉할 수 없어, 기록 특성이 떨어져 바람직하지 않다. 10nm보다 두꺼우면, 제1 정보층(D1)의 투과율이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.

또한 반사막(13)의 두께도, 반사막(13)을 형성하는 재료의 열전도율의 크기에 따라 변화하지만, 50nm∼300nm으로 하는 것이 바람직하다. 반사막(13)의 두께가 50nm 이상이면, 반사막(13)은 광학적으로는 변화되지 않아 반사율의 값에 영향을 주지 않지만, 반사막(13)의 두께가 늘어나면 냉각 속도로의 영향이 커진다. 또한, 300nm을 초과하는 두께를 형성하는 것은 제조상 많은 시간을 요한다. 따라서 열전도율이 높은 재료를 이용함으로써, 반사막(13)의 층두께를 상기한 최적 범위로 제어한다.

단, 반투과 반사막(7) 또는 반사막(13)에 순은이나 은합금을 이용한 경우에는, 에러 레이트(error rate)의 요인이 되는 AgS 화합물의 생성을 방지하기 위해, 반투과 반사막(7) 또는 반사막(13)에 접하는 막은 S를 함유하지 않은 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

여기서, 반투과 반사막(7) 또는 반사막(13)에 Ag 또는 Ag 합금을, 제3 보호막(6) 또는 제5 보호막(12)에 ZnS의 단체나 혼합물을 이용하는 경우에는, 제3 보호막(6)과 반투과 반사막(7)과의 사이 또는 제5 보호막(12)과 반사막(13)과의 사이에 확산 방지막(도시하지 않음)을 삽입하는 것이 바람직하다. 이것은 제3 보호막(6)이나 제5 보호막(12) 중의 S와 반투과 반사막(7)이나 반사막(13) 중의 Ag와의 화학 반응에 의해 생성되는 AgS 화합물에 의한 반사율의 저하를 억제시키기 위한 것이다.

확산 방지막의 재료는, 상기한 계면막과 마찬가지로 황물질을 포함하지 않은 재료인 것이 중요하며, 구체적인 재료는, 계면막의 재료와 같은 것이나 금속, 반도체, 질화 실리콘, 질화 게르마늄, 질화 게르마늄 크롬을 이용할 수 있다.

광학 조정막(8)은, 제1 정보층(D1)의 투과율을 향상시키기 위해, 반투과 반사막(7)의 재료보다도 높은 굴절률을 가지고, 소쇄계수는 1보다도 작은 것이 바람직하다. 또한, 광학 조정막(8)의 막두께는 20nm∼300nm의 범위가 바람직하고, 광학 조정막(8)의 굴절률이나 투과하는 레이저의 파장을 고려하여 제1 정보층(D1)의 투과율이 커지도록 설정한다. 예를 들면, 레이저가 660nm의 파장을 가지고, 광학 조정막(8)의 굴절률이 2.1인 경우에는, 40nm∼60nm 또는 190nm∼210nm의 범위의 막두께가 바람직하다.

광학 조정막(8)의 재료로서는, SiO₂, SiO, ZnO, TiO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, ZrO₂, MgO 등의 산화물, ZnS, In₂S₃, TaS₄ 등의 황화물, SiC, TaC, WC, TiC 등의 탄화물의 단체 또는 혼합물이, 굴절률이 비교적 높아 바람직하다. 그 중에서도, ZnS와 SiO₂의 혼합막은, 스퍼터 레이트(sputter rate)가 빠르고, 생산성이 높다는 점에서 특히 바람직하다.

<<광기록 매체(D)의 제조방법>>

제1 보호막(2), 계면막(3), 반투과 기록막(4), 제2 보호막(5), 제3 보호 막(6), 반투과 반사막(7), 광학 조정막(8), 제4 보호막(10), 기록막(11), 제5 보호막(12), 반사막(13) 등을 제1 기판(1) 또는 제2 기판(14) 상에 적막하는 방법으로서는, 공지의 진공 중에서의 박막 형성법을 들 수 있다. 예를 들면, 진공 증착법(저항 가열형이나 전자 빔 형), 이온 플레이팅법, 스퍼터링법(직류나 교류 스퍼터링, 반응성 스퍼터링)이며, 특히, 조성, 막두께의 콘트롤이 용이하다는 점에서, 스퍼터링 법이 바람직하다.

또한 진공조내에서 복수의 기판을 동시에 성막하는 배치(batch)법이나, 기판을 1매씩 처리하는 매엽식 성막 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 형성하는 각각의 막의 막두께의 제어는, 스퍼터 전원의 투입 파워와 시간을 제어하거나, 수정 진동형 막두께계(計)로 퇴적상태를 모니터링 하거나 함으로써 용이하게 행할 수 있다.

또한 상기한 각 막의 형성은, 기판을 고정한 상태, 또는 이동, 회전한 상태의 어느쪽에서 행해도 좋다. 막두께의 면내의 균일성이 우수하다는 점에서, 기판을 자전(自轉)시키는 것이 바람직하며, 게다가 공전(公轉)을 조합시키는 것이 보다 바람직하다. 성막시에 있어서의 기판의 발열 상황에 따라서는, 필요에 따라 제1 기판(1)이나 제2 기판(14)의 냉각을 행하면 제1 기판(1)이나 제2 기판(14)의 휨 양을 감소시킬 수 있다.

광기록 매체(D)를 형성하려면, 제1 기판(1) 상에 제1 보호막(2), 계면막(3), 반투과 기록막(4), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6), 반투과 반사막(7), 광학 조정막(8)을 순서대로 성막한 것과, 제2 기판(14) 상에 반사막(13), 제5 보호막(12), 기록막(11), 제4 보호막(10)을 순서대로 성막한 것을, 점착 시트 또는 자외선 경화 수지에 의해 형성되는 중간층(9)을 개재시켜 접착을 행하는 방법(제1 형성방법)이 있다.

또한 그 외의 형성 방법에는, 제1 기판(1) 상에 제1 보호막(2), 계면막(3), 반투과 기록막(4), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6), 반투과 반사막(7), 광학 조정막(8)을 순서대로 성막한 후, 자외선 경화 수지를 도포하고, 홈 전사(轉寫)용의 클리어 스템퍼를 밀어 붙이면서, 자외선 조사에 의해 경화시켜 중간층(9)을 형성하고, 클리어 스템퍼를 박리한다. 그 후, 중간층(9) 상에 제4 보호막(10), 기록막(11), 제5 보호막(12), 반사막(13)을 순서대로 성막하고, 마지막에 제2 기판(14)을 점착 시트 또는 자외선 경화 수지에 의해 접착시키는 방법(제2 형성 방법)이 있다.

생산성을 고려하면, 제2 형성 방법보다도 제1 형성 방법 쪽이 바람직하다.

상기 형성 방법에 의해 형성된 광기록 매체(D)를 초기화하기 위해서, 계속해서 반투과 기록막(4) 및 기록막(11)에 레이저광, 또는 크세논 플래시 램프 등의 빛을 조사하여, 반투과 기록막(4) 및 기록막(11)의 구성 재료를 가열하여 결정화 시킬 필요가 있다. 재생 노이즈가 적다는 점에서 레이저광에 의한 초기화가 바람직하다.

<<각 보호막의 열전도율의 검토>>

본 발명자는, 광기록 매체(D)에 있어서 레이저광(L)의 입사측에 가까운, 제1 정보층(D1)을 고투과율로 하기 위해서, 반투과 반사막(7)을 10nm 미만의 막두께로 형성했다. 본 실시형태의 광기록 매체(D)의 제1 정보층(D1)에 있어서, 반투과 기록막(4)의 기록 특성 및 오버라이트 특성을 양호하게 하는 제1 보호막(2), 계면막(3), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6)(각 보호막)의 조건을, 이하의 각 실시예 및 각 비교예에 기초하여 조사했다.

이하의 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의 각 보호막의 열전도율의 값은, 다음과 같이 구했다. 실리콘 기판 상에 각 보호막과 같은 재료를 200nm의 두께가 되도록 스퍼터 성막한 샘플을 작성하고, 알박 리코 주식회사 제조의 2ω법 나노 박막 열전도율계(TCN-2ω)를 이용하여, 열전도율을 측정했다.

또한, 파장이 660nm의 레이저 다이오드, NA=0.60의 광학 렌즈를 탑재한 펄스 테크 고교 주식회사 제조의 광디스크 드라이브 유닛(ODU-1000)을 이용하여 기록을 행했다. 기록선속도는 7.7m/s (DVD-ROM 2층 규격, 2배속 상당)로, 최단기록 마크 길이는 0.440㎛, 8-16(EFM+) 변조 랜덤 패턴을 이용하여 제1 정보층(D1)의 반투과 기록막(4)에 대하여 DVD-ROM과 같은 밀도의 기록을 행했다. 이 때, 본 실시형태의 광기록 매체(D)의 용량은, 2층으로 8.5G 바이트에 상당한다.

기록은, 최적 기록 조건에서 인접 트랙도 포함하여 0회와 1회와 10회와 1000회 오버라이트 한 후, 그 재생 신호의 진폭의 중심에서 슬라이스하고, 클록·투·데이터·지터(clock to data jitter)를 측정했다. 또한 재생 파워는 1.4mW로 일정하게 했다.

기록 전략(strategy)은, 도2 에 나타낸 기록 펄스열(列)을 이용했다. 기록 펄스열은 1T 멀티 펄스열을 기초로 하고, 소거 선두 펄스(Tet)를 가진다.

기록 펄스열은, 소거 파워(Pe)로부터 상승하여 최초로 기록막에 레이저광을 기록 파워(Pw)로 인가하는 선두 펄스(Ttop)와, 선두 펄스(Ttop)에 이어지는 펄스이며, 기록 파워(Pw)와 보톰 파워(Pb)를 교호적으로 인가하는 멀티 펄스(Tmp)와, 레이저광을 보톰 파워(Pb)로부터 소거 파워(Pe)까지 상승시키는 냉각 펄스(Tcl)와, 그 후에 소거선두 파워(Pet)를 인가하는 소거 선두 펄스(Tet)로 구성되고, 소거 선두 펄스(Tet)는 각 마크에 대응한 기록 펄스열의 종단이 된다. 선두 펄스(Ttop)와 멀티 펄스(Tmp)는 기록막에 대하여 기록 마크를 형성하기 위한 가열펄스(기록 펄스)가 되어 있다. 또한, 멀티 펄스(Tmp)가 없이 선두 펄스(Ttop) 만으로 기록 펄스열이 형성되는 경우도 있다.

각 기록 파라미터는, 기록 파워 Pw=23.0 [mW], 소거 파워 Pe=4.6 [mW], 보톰 파워 Pb=0.0 [mW], 소거 선두 파워 Pet=23.0 [mW] 로, 선두 펄스 Ttop=0.23[T], 멀티 펄스 Tmp=0.23[T], 냉각 펄스 Tcl=0.73[T], 소거 선두 펄스 Tet=0.23 [T]를 이용했다. 1T(단위 클록 시간)는 19.1ns로 했다.

본 실시형태에서는, 기록 펄스열에 기초하여, 4개값(기록 파워(Pw), 소거 파워(Pe), 보톰 파워(Pb), 소거 선두 파워(Pet))의 레이저 강도로 변조하고, 소망의 마크 길이에 대응하여 펄스수를 증감시키는 멀티 펄스열로 반투과 기록막(4)에 기록했다. 레이저광(L)의 입사측에 가까운 제1 정보층(D1)의 기록 특성 및 오버라이트 특성을 평가했다.

(실시예1)

직경이 120mm, 판두께가 0.6mm의 폴리카보네이트 수지 제조의 제1 기판(1) 상에, 후술하는 각 막을 형성했다. 제1 기판(1)에는 트랙피치가 0.74㎛로 빈 홈이 형성되어 있다. 이 홈 깊이는 25nm이며, 그루브 폭과 랜드 폭의 비는, 대략 50:50이었다. 또한 그루브는 레이저광(L)의 입사 방향으로부터 보아 볼록 형상이 되어 있다.

우선, 진공조 내를 3×10^-4Pa까지 배기한 후, 2×10^-1Pa의 Ar가스 분위기 중에서 SiO₂를 20mol% 첨가한 ZnS 타겟을 이용하여 고주파 마그네트론 스퍼터법에 의해, 제1 기판(1) 상에 두께 70nm의 제1 보호막(2)을 형성했다. 계속해서 계면막(3)을, 아르곤가스와 질소 가스의 혼합기체 중(아르곤 가스 유량:질소 가스 유량=3:7)에서, 고주파 마그네트론 스퍼터링법에 의해 GeN 타겟으로 두께 2nm로 하여 형성했다 . 계속해서 반투과 기록막(4)을 Ag-In-Sb-Te의 합금 타겟으로 두께 8nm로 하여 형성했다. 계속해서 제2 보호막(5)을 SiC 타겟으로 두께 2nm, 제3 보호막(6)을 제1 보호막(2)과 같은 재료로 두께 7nm, 반투과 반사막(7)을 Ag-Pd-Cu 합금 타겟으로 두께 7nm, 광학 조정막(8)을 제1 보호막(2)과 같은 재료로 두께 60nm로 하여 순서대로 적층하여, 제 1 정보층(D1)을 작성했다.

다음으로, 제1 기판(1)과 동일하게 성형된 제2 기판(14) 상에 제1 정보층(D1)과 같은 조건의 스퍼터로, 반사막(13)을 반투과 반사막(7)과 같은 재료로 두께 90nm, 제5 보호막(12)을 제1 보호막(2)과 같은 재료로 두께 30nm, 기록막(11)을 반투과 기록막(4)과 같은 재료로 두께 20nm, 제4 보호막(10)을 제1 보호막(2)과 같은 재료로 두께 140nm로 하여 순서대로 적층하여, 제2 정보층(D2)을 작성했다.

계속해서, 제1 정보층(D1)의 광학 조정막(8) 상에 아크릴계 자외선 경화 수지(다이닛폰 잉키 가가쿠고교 주식회사 제조의 SD661)를 스핀코트 하여, 막두께가 50㎛의 중간층(9)을 자외선 조사에 의해 경화시켜 형성하고, 제2 정보층(D2)의 제4 보호막(10)이 광학 조정막(8)과 서로 마주 보도록 붙여 도1 에 나타내는 광기록 매체(D)를 얻었다.

이렇게 하여 제작한 광기록 매체(D)에, 트랙 방향의 빔폭이 광기록 매체(D)의 반경 방향의 빔폭보다 넓은 형태를 하고 있는 와이드 빔의 레이저광을 조사하여, 반투과 기록막(4)과 기록막(11)을 결정화 온도 이상으로 가열하고, 초기화 처리를 행했다. 계속해서, 제1 기판(1)의 입사면(1A)측으로부터 그루브상의 반투과 기록막(4)에 레이저광(L)의 포커스를 맞추어, 정보를 기록했다.

표1 에, 실시예1의 광기록 매체(D)의 각 막에 이용한 재료의 열전도율, 오버라이트 0회, 1회, 10회, 1000회시의 지터를 나타낸다. 여기서 지터는, 에러 레이트에 주는 영향이 적고, 기록된 정보를 재생할 수 있다고 여겨지는 13.0%를 상한치로 하여, 그것보다 작은 값을 양호로 했다. 판정란은, 모든 오버라이트 시에 있어서 지터가 13.0% 이하이면 양호, 그 외에는 불량을 기입했다. 표1 에는 후술하는 실시예 및 비교예의 측정치도 마찬가지로 나타낸다.

SiO₂를 20mol% 첨가한 ZnS 타겟을 이용한 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1 및 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 5.5W/m/K, GeN를 이용한 계면막(3)의 열전도율 σk는 11W/m/K, SiC 타겟을 이용한 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 60W/m/K이다. 따라서 실시예1 에 있어서 각 막의 열전도율은 σ2>σk>σ1=σ3이라는 관계를 만족시킨다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.1%, 오버라이트 1회시의 지터는 8.2%, 오버라이트 10회시의 지터는 7.6%, 오버라이트 1000회시의 지터는 8.8% 로서, 모두 13.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예2)

제3 보호막(6)을 SiO₂타겟으로 두께 4nm로 하여 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 1.4W/m/K이며, 각 막의 열전도율은 σ2>σk>σ1>σ3이라는 관계를 만족시킨다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.6%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.2%, 오버라이트 10회시의 지터는 7.9%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.2%로서, 모두 13.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예3)

제1 보호막(2)을 InCeO 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다. 또한, 본 실시형태에 있어서 최적한 막두께란, 지터가 최소가 되는 두께로 한다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1은 9.0W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σ2>σk>σ1 >σ3 이라는 관계를 만족시킨다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.6%, 오버라이트 1회시의 지터는 10.0%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.1%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.9%로서, 모두 13.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예4)

제1 보호막(2)을 Ta₂O₅ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 계면막(3)을 Al₂O₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1은 15W/m/K, 계면막(3)의 열전도율 σk는 29W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σ2>σk>σ1>σ3 이라는 관계를 만족시킨다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.9%, 오버라이트 1회시의 지터는 10.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.6%, 오버라이트 1000회시의 지터는 12.3%로서, 모두 13.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예5)

계면막(3)을 SiC-A1₂O₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 AlN 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 45W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 170W/m/K이며, 각 막의 열전도율은,σ2>σk>σ1=σ3 이라는 관계를 만족시킨다.

오버라이트 0회시의 지터는 6.8%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.6%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.2%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.5%로서, 모두 13.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(비교예1)

제2 보호막(5)을 형성하지 않고, 그 외에는 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

제2 보호막(5)을 설치하지 않기 때문에, 비교예1의 광기록 매체(D) 각 막의 열전도율은, σk>σ1=σ3 이라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 6.9%, 오버라이트 1회시의 지터는 13.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.1%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.4%로서, 오버라이트 1회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 2)

계면막(3)을 SiO₂타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 1.4W/m/K이며, 각 막의 열전도율은,σ2>σ1=σ3>σk 이라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.3%, 오버라이트 1회시의 지터는 14.1%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.4%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.9%로서, 오버라이트 1회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예3)

계면막(3)을 SiC 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 GeN 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 60W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 11W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σk>σ2>σ1=σ3 이라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.4%, 오버라이트 1회시의 지터는 13.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.8%, 오버라이트 1000회시의 지터는 13.8%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 4)

계면막(3)을 SiC 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 SiO₂ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 60W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 1.4W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σk>σ1=σ3>σ2라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.7%, 오버라이트 1회시의 지터는 14.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 11.8%, 오버라이트 1000회시의 지터는 16.7%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 5)

제1 보호막(2)을 AlN 타겟으로 두께 100nm로 하여 형성하고, 제3 보호막(6)을 AlN 타겟으로 두께 12nm로 하여 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1과 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 170W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σ1=σ3>σ2>σk라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 10.2%, 오버라이트 1회시의 지터는 16.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 12.8%, 오버라이트 1000회시의 지터는 17.4%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 6)

제1 보호막(2)을 AlN 타겟으로 두께 100nm로 하여 형성하고, 계면막(3)을 SiC 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 GeN 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제3 보호막(6)을 AlN 타겟으로 두께 12nm로 하여 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1과 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 170W/m/K, 계면막(3)의 열전도율 σk는 60W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 11W/m/K이며, 각 막의 열전도율은, σ1=σ3>σk>σ2 라는 관계가 된다.

오버라이트 0회시의 지터는 13.2%, 오버라이트 1회시의 지터는 19.2%, 오버라이트 10회시의 지터는 15.3%, 오버라이트 1000회시의 지터는 21.1%로서, 모든 오버라이트에 있어서 지터가 13.0%를 초과했기 때문에 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

표1에 나타낸 실시예1∼실시예5 및 비교예1∼비교예6의 결과로부터, 제1 보호막(2), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6) 및 계면막(3)의 각 열전도율은, 실시예1∼실시예5와 같이 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2가 제일 크고, 계면막(3)의 열전도율σk가 다음으로 크고, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1과 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 σk보다 작다는 관계를 만족시키면, 지터가 양호해지는 것을 알았다. 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1과 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은, σ1이 σ3보다 커도, σ1과 σ3이 같은 크기라도, σ2가 제일 크고 σk가 다음으로 크다는 관계이면, 지터에 영향이 없는 것을 알았다. 이에 따라 본 실시형태에서는 상기한 관계를, σ2>σk> (σ1,σ3)으로 나타낸다.

한편, 비교예1과 같이 제2 보호막(5)을 형성하지 않고, 반투과 기록막(4)과 반투과 반사막(7)과의 사이가 제3 보호막(6) 한 층 뿐인 광기록 매체(D)는, 오버라이트 1회시의 지터가 13.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다. 또한, 비교예2∼비교예 6과 같이 각 막의 열전도율이 σ2>σk> (σ1,σ3)의 관계를 만족하지 않으면, 오버라이트 특성이 마찬가지로 양호하지 않았다.

이것은 1회째의 오버라이트 시에, 반투과 기록막(4)에 있어서 정보가 오버라이트 되는 범위가, 이미 기록 마크가 형성되어 비결정 상태인지, 결정 상태인지에 의해 광 흡수율이 다른 것에 의한다고 생각된다. 반투과 기록막(4)이 결정 상태 쪽이 비결정 상태보다도 광흡수율이 크기 때문에, 반투과 기록막(4)의 온도가 상승하여 일정하게 되는 최고 온도도 결정 상태 쪽이 높아진다. 또한, 비결정 상태와 결정 상태에서는, 레이저광(L)의 조사를 멈춘 시점으로부터의 반투과 기록막(4)이 냉각되는 속도도 다르다.

상기한 바와 같이 오버라이트 되는 범위의 반투과 기록막(4)의 상(相)상태(비결정 또는 결정)에 의해 최고 온도가 다르기 때문에, 오버라이트 되어 형성된 기록 마크에 변형(오버라이트 변형)이 생긴다. 비교예2∼비교예 6과 같이 각 보호막의 열전도율이 σ2>σk> (σ1,σ3)의 관계를 만족시키지 않으면, 반투과 기록막(4)의 방열과 축열의 균형을 잡을 수 없고, 오버라이트 변형을 보정할 수 없었기 때문에, 1회째의 오버라이트 특성이 악화되었다.

이상의 것으로부터, 광기록 매체(D)의 제1 정보층(D1)에 있어서 각 보호막을, 열전도율이 σ2 >σk> (σ1 ,σ3)인 관계를 만족시키도록 형성하면, 정보를 기록할 때의 반투과 기록막(4)에 있어서의 방열과 축열의 밸런스가 최적이 되어, 반투과 기록막(4)을 바람직한 상태로 냉각할 수 있다. 따라서, 소망한 크기의 기록 마크를 형성할 수 있고, 오버라이트 변형도 보정할 수 있어 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호해진다.

이상의 실시예1∼5 및 비교예1∼6에서는 2층 DVD-RW를 다층형 상변화 광기록 매체로 하여 일 실시예로서 검증했지만, 3층 이상의 정보층을 가진 다층형 상변화 광기록 매체의 경우에도 마찬가지의 양호한 특성을 얻을 수 있다. 3층 이상의 정보층을 가지는 경우에는, 기록·재생 레이저광의 입사측으로부터 보아, 가장 안쪽측의 정보층을 제외한 바로 앞측의 반투과 특성을 가지는 각 정보층에 대하여, 각 보호막의 열전도율이 σ2>σk> (σ1 ,σ3)인 관계를 만족하도록 형성하면 좋다. 또한 기록·재생에 이용하는 레이저 파장이 DVD보다 짧은 경우에도, 마찬가지로 양호한 특성을 얻을 수 있다.

<<각 보호막의 열전도율의 범위의 검토>>

다음으로, 제1 보호막(2), 제2 보호막(5), 제3 보호막(6) 및 계면막(3)의 각 열전도율이 σ2>σk>(σ1,σ3)인 관계를 만족시키는 광기록 매체(D)를 이용하여, 각 열전도율이 양호한 기록 특성 및 오버라이트 특성을 얻을 수 있는 범위를 검토했다.

우선, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2의 바람직한 범위에 대하여 검토를 행했다. 실시예1에서 이용한 광기록 매체(D) 및, 후술하는 실시예6, 실시예7, 비교예7, 비교예8에서 이용한 각 광기록 매체(D)의 측정치를 표2 에 나타낸다.

여기서 지터는, 재생 호환 마진이 충분히 잡히는 11.0%를 상한치로 했다. 재생 호환이란, 여러 가지의 광기록 매체 재생 장치에 있어서 재생 가능한 것을 의미한다.

실시예1의 광기록 매체(D)는, 모든 오버라이트 시에 지터가 11.0%를 밑돌아, 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예6)

제2 보호막(5)을 SiC-AlN 혼합물을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 110W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 6.8%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.2%, 오버라이트 10회시의 지터는 7.8%, 오버라이트 1000회시의 지터는 9.6% 로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예7)

계면막(3)을 SiC-A1₂O₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)를 AlN를 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 45W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 170W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 6.8%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.6%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.2%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.5%로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(비교예 7)

제2 보호막(5)을 A1₂0₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 29W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.8%, 오버라이트 1회시의 지터는 12.6%, 오버라이트 10회시의 지터는 10.6%, 오버라이트 1000회시의 지터는 12.8%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 11.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 8)

제2 보호막(5)을 SiC-A1₂0₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 45W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.3%, 오버라이트 1회시의 지터는 11.1%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.5%, 오버라이트 1000회시의 지터는 12.1%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 11.0%를 초과하여, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

이상의 실시예1, 6, 7 및 비교예7, 8로부터, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2의 바람직한 범위는, 50W/m/K 이상 180W/m/K 미만인 것을 알았다. 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2가 50W/m/K 미만이면, 반투과 기록막(4)으로부터의 방열이 방해되어, 반투과 기록막(4)이 급냉되지 않는다. 따라서 오버라이트 변형을 보정하기 어려워지기 때문에, 오버라이트 1회째의 지터가 악화된다. 또한, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2가 180W/m/K 이상이면, 기록 시에 조사된 레이저광(L)에 의한 열이 반투과 기록막(4)에 체류하지 않기 때문에, 양호한 기록 마크가 형성되지 않고, 신호 강도도 낮다.

다음으로, 계면막(3)의 열전도율 σk의 바람직한 범위에 대하여 검토를 행했다. 실시예1에서 이용한 광기록 매체(D) 및, 후술하는 실시예8, 실시예9, 비교예9, 비교예10에서 이용한 각 광기록 매체(D)의 측정치를 표3 에 나타낸다.

실시예1의 광기록 매체(D)는, 모든 오버라이트 시에 지터가 11.0%를 밑돌아, 기록 특성 및, 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예8)

계면막(3)을 Al₂O₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 29W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.0%, 오버라이트 1회시의 지터는 8.8%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.0%, 오버라이트 1000회시의 지터는 9.8%로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예9)

계면막(3)을 SiC-A1₂0₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 AlN 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

(비교예 9)

계면막(3)을 InCeO 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 9.0W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.8%, 오버라이트 1회시의 지터는 11.1%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.1%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.6%로서, 오버라이트 1회시의 지터가 11.0%를 초과했기 때문에, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

(비교예 10)

계면막(3)을 SiC 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 제2 보호막(5)을 AlN 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 계면막(3)의 열전도율 σk는 60W/m/K, 제2 보호막(5)의 열전도율 σ2는 170W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.9%, 오버라이트 1회시의 지터는 11.3%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.4%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.9%로서, 오버라이트 1회시의 지터가 11.0%를 초과했기 때문에, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

이상의 실시예1, 8, 9 및 비교예9, 10으로부터, 계면막(3)의 열전도율 σk의 바람직한 범위는, 10W/m/K 이상 50W/m/K 미만인 것을 알았다. 열전도율 σk가 10W/m/K 이상이면, 반투과 반사막(7)의 냉각 부족을 보충할 수 있기 때문에, 정보를 기록하기 위한 기록 마크가 양호하게 형성할 수 있어, 양호한 기록 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 50W/m/K 미만임으로써, 제2 보호막(5)보다도 열전도율이 낮아져, 양호한 오버라이트 특성을 얻을 수 있다.

계면막(3)의 열전도율 σk가 10W/m/K 미만이면, 양호한 기록 마크를 형성하기 위해서 필요한 반투과 기록막(4)의 냉각을 충분히 얻지 못하고, 신호 강도가 악화된다. 50W/m/K 이상이면, 기록시에 조사된 레이저광(L)에 의한 열이 반투과 기록막(4)에 체류하지 않기 때문에, 신호 강도가 낮다. 열전도율 σk가 10W/m/K미만 또는 50W/m/K 이상이면, 반투과 기록막(4)에 있어서의 방열과 축열의 밸런스가 유지되지 못하고, 오버라이트 변형을 보정하기 어려워지기 때문에, 오버라이트 1회째의 지터가 11.0%를 약간 상회하여, 악화된다.

계속해서, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1의 바람직한 범위에 대하여 검토를 행했다. 실시예1에서 이용한 광기록 매체(D) 및, 후술하는 실시예10, 실시예11, 비교예11에서 이용한 각 광기록 매체(D)의 측정치를 표4 에 나타낸다.

(실시예10)

제1 보호막(2)을 SiO₂ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1은 1.4W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.3%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.9%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.3%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.3%로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예11)

제1 보호막(2)을 InCeO 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1은 9.0W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.6%, 오버라이트 1회시의 지터는 10.0%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.1%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.9%로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(비교예 11)

제1 보호막(2)을 Ta₂0₅ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 계면막(3)을 A1₂0₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1은 15W/m/K, 계면막(3)의 열전도율 σk는 29W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 8.9%, 오버라이트 1회시의 지터는 10.4%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.6%, 오버라이트 1000회시의 지터는 12.3%로서, 오버라이트 1000회시의 지터가 11.0%를 초과했기 때문에, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

이상의 실시예1, 10, 11 및 비교예 11로부터, 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1의 바람직한 범위는, 10W/m/K미만인 것을 알았다. 제1 보호막(2)의 열전도율 σ1이 10W/m/K 이상이면, 반투과 기록막(4)을 충분히 축열할 수 없기 때문에, 이미 형성되어 있던 기록 마크를 오버라이트 시에 다 소거하지 못하고, 이러한 반투과 기록막(4)에 오버라이트를 복수회 계속함으로써, 오버라이트 특성이 악화되었다.

계속해서, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3의 바람직한 범위에 대하여 검토를 행했다. 실시예1에서 이용한 광기록 매체(D) 및, 후술하는 실시예12, 실시예13, 비교예12에서 이용한 각 광기록 매체(D)의 측정치를 표5 에 나타낸다.

(실시예 12)

제3 보호막(6)을 SiO₂ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 1.4W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.6%, 오버라이트 1회시의 지터는 9.2%, 오버라이트 10회시의 지터는 7.9%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.2%로서, 모두 11.0%을 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(실시예13)

제3 보호막(6)을 InCeO 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 9.0/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.4%, 오버라이트 1회시의 지터는 8.9%, 오버라이트 10회시의 지터는 8.6%, 오버라이트 1000회시의 지터는 10.7%로서, 모두 11.0%를 밑돌아 기록 특성 및 오버라이트 특성이 양호했다.

(비교예 12)

제3 보호막(6)을 Ta₂0₅ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성하고, 계면막(3)을 A1₂0₃ 타겟을 이용하여 최적한 막두께로 형성한 것 외에는, 실시예1과 마찬가지의 조건으로 광기록 매체(D)를 작성했다.

실시예1과 마찬가지로 열전도율을 측정한 바, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3은 15W/m/K, 계면막(3)의 열전도율 σk는 29W/m/K이다.

오버라이트 0회시의 지터는 7.6%, 오버라이트 1회시의 지터는 11.6%, 오버라이트 10회시의 지터는 9.4%, 오버라이트 1000회시의 지터는 12.4%로서, 오버라이트 1회, 1000회시의 지터가 11.0%를 초과했기 때문에, 오버라이트 특성이 양호하지 않았다.

이상의 실시예1, 12, 13 및 비교예12로부터, 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3의 바람직한 범위는, 10W/m/K미만인 것을 알았다. 제3 보호막(6)의 열전도율 σ3이 10W/m/K 이상이면, 반투과 기록막(4)으로의 기록시에 레이저광(L)에 의한 열이, 반투과 기록막(4)에서 충분히 축열하지 못하고 반투과 반사막(7)으로 방열되어, 반투과 기록막(4)의 방열과 축열의 밸런스가 방해된다. 따라서, 오버라이트 변형을 보정하기 어려워져, 오버라이트 1회째의 지터가 약간 악화된다.

또한, 실시예1의 광기록 매체(D)와 같이, 제1 보호막(2) 및 제3 보호막(6)의 재료는 ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하고 있고, 계면막(3)의 재료는 GeN을 주성분으로 하고, 제2 보호막(5)의 재료는 SiC을 주성분으로 하면, 표1에 나타내는 바와 같이, 오버라이트 0회, 1회, 10회, 1000회시의 지터는 모두 9.0%를 밑돌아, 보다 바람직한 결과가 얻어졌다.

본 발명에 의하면, 복수의 정보층을 가지는 다층형 상변화 광기록 매체에 있어서, 바로 앞측의 정보층이 높은 투과율을 가지고, 또한 양호한 기록 재생 특성이 얻어진다.

Claims

빛에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 광기록 매체에 있어서,

제1 면에 대하여 상기 빛이 입사되는 기판과,

상기 기판에 있어서의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 적어도 2층인 복수의 정보층을 구비하고,

상기 기판으로 보아 가장 안쪽에 위치하는 정보층 이외의 적어도 하나의 정보층은, 적어도 제1 보호막과 계면막과 반투과 기록막과 제2 보호막과 제3 보호막과 반투과 반사막이 상기 기판으로부터 보아 이 순서로 적층되어 있고,

상기 반투과 반사막의 막두께는 10nm 미만이며,

상기 제1 보호막, 상기 계면막, 상기 제2 보호막, 상기 제3 보호막의 열전도율을 각각, σ1, σk, σ2, σ3으로 했을 때,

σ2>σk> (σ1, σ3)가 되는 재료로 상기 제1 보호막, 상기 계면막, 상기 제2 보호막, 상기 제3 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
제1항에 있어서,

상기 제1 보호막의 열전도율 σ1은, 10W/m/K 미만이며,

상기 계면막의 열전도율 σk는, 10W/m/K 이상 50W/m/K 미만이며,

상기 제2 보호막의 열전도율 σ2는, 50W/m/K 이상 180W/m/K 미만이며,

상기 제3 보호막의 열전도율 σ3은, 10W/m/K 미만인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 보호막은, ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하는 재료로 이루어지고,

상기 계면막은, GeN을 주성분으로 한 재료로 이루어지고,

상기 제2 보호막은, SiC을 주성분으로 한 재료로 이루어지고,

상기 제3 보호막은, ZnS와 SiO₂와의 적어도 한쪽을 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록 매체.