JP4037120B2

JP4037120B2 - 相変化型光ディスクの初期化方法

Info

Publication number: JP4037120B2
Application number: JP2002035028A
Authority: JP
Inventors: セオ，フン
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: KR100748492B1; JP2002304738A; CN1237531C; US20020110069A1; US6845070B2; KR20020066737A; CN1374650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型光ディスクの初期化方法に係るもので、詳しくは、光ディスクの記録特性及び消去率を向上し得る相変化型光ディスクの初期化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、相変化型光ディスクは、記録層の可逆的相変化を利用して情報を記録及び消去できるようにしたもので、情報の反復的な記録及び再生を可能にした光記録媒体の一種である。
【０００３】
上記相変化型光ディスクは、集束されたレーザービームを記録層の局部的な領域に照射してその領域を溶融させて、熱の拡散が速く行われるように設計したディスク構造を利用して急冷させることで、結晶質マトリックスに非晶質マークを作ることで情報を記録し、消去時には記録時より低いパワーにより再びその部位を加熱して非晶質マーク部位を結晶質に変えて記録された情報を消去させる機能を有する。
【０００４】
上記のような相変化型光ディスクは、情報を記録する前にマトリックス部分を結晶質に作る過程を経るが、これは、結晶質から非晶質に転移する過程を、情報を記録する過程の第１段階とするためである。このように非晶質の初期状態から結晶質に変化させる過程を初期化という。
【０００５】
図７は、従来の相変化型光ディスクを構成する各層を示した概略断面図で、図８は、従来の相変化型光ディスクの初期化方法による光ディスクの記録層を示した部分拡大図である。
【０００６】
図７に示したように、相変化型光ディスク１０は、透明で所定の強性を有する部材で形成された円板状の基板１１と、基板１１の上面に厚さ方向に順に、下部誘電体層１２、記録層１３、上部誘電体層１４、反射層１５及び保護層１６が形成されている。
【０００７】
上記基板１１は、通常、透明で所定の強性を有するガラス及び合成樹脂などが使用される。比較的軽くて射出性が優れ、レーザービームの入射時に複屈折によるＳＮ比の減少を防止するためポリカーボネートが広く用いられている。
【０００８】
記録層１３は、非晶質状態と結晶質状態との相互間に可逆的変化が可能な材料であって、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系に代表される三成分系合金の金属間化合物が広く用いられている。最近では低線速度で消去率を向上できるとともに信号記録品質を向上できるように設計されたＡｇ−Ｉｎ−Ｂ−Ｔｅ系の合金が注目されている。
【０００９】
記録層１３の上下には、光学的特性及び熱的な特性を維持するために誘電体層を形成している。これらにはＺｎＳ−ＳｉＯ₂系薄膜が利用されている。反射層１５としては、光反射量を向上させるとともに、レーザービームの照射後に適切な冷却速度を確保し得るようにアルミニウム合金、銀及び金などの薄膜が利用されている。
【００１０】
又、反射層１５の上面に形成される保護層１６は、通常、紫外線硬化樹脂をスピンコーターなどを利用して所定の厚さにコーティングした後に紫外線ランプを利用して硬化させることで形成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような多層膜構造を有する相変化型光ディスク１０は、情報の記録前に記録層１３にレーザービームを照射して、非晶質状態を結晶質状態に変化させるいわゆる初期化を実施する。
【００１２】
相変化型光ディスク１０は、初期化を実施すると、結晶質状態が変化して光学信号である反射率が変わる。これは、光ディスクの薄膜構造設計値によって大きくなる場合又は、小さくなる場合があるが、一般的に反射率が増加する構造を有するように設計されている。
【００１３】
初期化後の相変化型光ディスク１０の反射率が５０％以上と高くなりすぎた場合は、エネルギーの吸収が相対的に低くなって、通常の記録レーザービームのパワーでは記録特性が悪くなるという不都合な点があった。
【００１４】
一方、反射率が低くなり１０％以下になると、レーザービームのトラックキングに問題が発生するか又はエネルギーの過度吸収に起因して記録層１３の劣化が促進されるという不都合な点があった。
【００１５】
従って、このような問題点を考慮して、相変化型光ディスク１０は、通常、初期化後の反射率が２０〜４０％になるように形成される。又、与えられた薄膜構造で可能なかぎり反射率レベルが高くなるように初期化レーザービームのパワーを所定値以上に増加させて初期化する。
【００１６】
上述のように、初期化後に相変化型光ディスクは結晶質状態に変化する。この結晶質は、結晶粒の大きさの分布がばらつき反射率に差が生じる。結晶粒が大きくなったり又は小さくなると、記録特性及び反復記録特性が悪くなるので、この結晶粒の大きさは、適切な大きさに均一に存在すべきである。
【００１７】
従来のような初期化方法では、適正に初期化レベルを調節するのが難しいという問題があった。過度に初期化すると飽和値に近い高反射率になってしまう。その過度に初期化された薄膜構造は、図８に示したように、記録層１３に極端に大きい結晶粒１８が形成される。そのため、通常の記録パワー範囲内では記録が行われず、又、たとえ高いパワーによって記録したとしても記録されたマークの消去を簡単に行えなず、消去率が悪くなるという問題があった。
【００１８】
一方、初期化レベルがあまりに低いと、マトリックスを形成している結晶質の結晶率が低くて記録自体がよく行われないという不都合な点があった。
【００１９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、相変化光ディスクの適正な初期化条件を迅速に得て、与えられたディスク薄膜構造における記録層の記録特性を向上させ、かつ、反復記録時に以前に記録されたマークの消去率を向上させることができる相変化型光ディスクの初期化方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明による、基板上に連続的に上部誘電体層、記録層、下部誘電体層及び反射層等の積層構造を有する相変化型光ディスクの初期化方法は、試験用光ディスクに所定のパワーを有するレーザービームを照射する段階と、所定比率でレーザービームのパワーを増加させる段階と、レーザーのパワーを増加させながらその試験用光ディスクから反射されるレーザービームの反射率を検出する段階と、レーザービームによる試験用光ディスクの飽和値反射率を検出する段階と、飽和値の７０％〜９０％以内の反射率を有する範囲でレーザービームの最適パワーを検出する段階と、新たに初期化しようとする相変化型光ディスクに、得られた最適パワーを有するレーザービームを照射して初期化する段階とを有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る相変化型光ディスクの第１実施形態の初期化方法を説明するための工程図、図２は、図１の各相変化型光ディスクのレーザーパワー及び反射率の関係を示した図、図３は、図２のレーザーパワーによる相対反射率の変化を示した図、図４は、図１の相変化型光ディスクのアニーリング時間による結晶化率の変化を模式的に示した図、図５は、本発明に係る相変化型光ディスクの第１実施形態の初期化後の記録層を示した部分拡大図、図６は図３の各相変化型光ディスクの消去率とＳＮ比の反射率に対するグラフである。
【００２２】
本発明に係る相変化型光ディスクの第１実施形態の初期化方法を図１に基づいて説明する。図示のように、試験用光ディスク上に所定のパワーを有するレーザービームを照射する段階Ｓ１０と、所定比率でレーザービームのパワーを増加させる段階Ｓ２０と、レーザーパワーを増加させながら光ディスクから反射されるレーザービームの反射率を検出する段階Ｓ３０と、レーザービームの飽和値反射率を検出する段階Ｓ４０と、飽和値の７０％〜９０％以内の反射率を有する範囲でレーザービームの最適パワーを検出する段階Ｓ５０と、初期化する相変化型光ディスクに、得られた最適パワーを有するレーザービームを照射して初期化する段階Ｓ６０とを有することを特徴とする。
【００２３】
より詳しく説明すると、それぞれ異なるレーザーパワーレベルで初期化された各試験用相変化型光ディスク（Ｄ１〜Ｄ７）の反射率Ｒを検出してＳ３０、その検出された各反射率Ｒをそれぞれのディスクで連結することで、図２に示したような、各試験用光ディスクの反射率曲線２１ａ〜２１ｇを得る。それぞれの反射率曲線２１ａ〜２１ｇから各試験用相変化型光ディスクの飽和値反射率（Ｒｍａｘ）を検出するＳ４０。
【００２４】
図２及び図３のＤ１〜Ｄ７は、それぞれ異なる薄膜構造を有する一般的な相変化型光ディスクを意味する。
【００２５】
ここで、図２に示した相変化型光ディスクの反射率曲線２１ａ〜２１ｇの一つの試験用の光ディスクＤ１の反射率曲線２１ａを例として詳細に説明する。
【００２６】
第１試験用相変化型光ディスクＤ１の記録層は、レーザービームの照射前ａは非晶質状態で一番低い反射率Ｒである。その後レーザービームのパワーを徐々に増加させる。ａ〜ｂの区間では極わずか反射率Ｒが増加する。
【００２７】
レーザービームのパワーレベルがさらに増加し、ｂ〜ｃ区間では反射率Ｒが急激に増加する。ｃ〜ｄ区間では反射率Ｒが漸進的に増加する。
【００２８】
又、ｄ〜ｅ区間では反射率Ｒの増加率が相対的に緩くなりｅ点を通過すると、レーザーのパワーを増加させてもそれ以上反射率Ｒが増加しなくなる。この時のｅ点の値を第１試験用相変化型光ディスクＤ１の飽和値反射率（Ｒｍａｘ）とする。
【００２９】
このようにして、試験用相変化型光ディスクの反射率曲線２１ａ〜２１ｇから初期化すべき相変化型光ディスクＤ１〜Ｄ７の飽和値の反射率が検出されるとＳ４０、その試験用相変化型光ディスクの各反射率Ｒを検出された飽和値反射率（Ｒｍａｘ）で割った相対反射率（Ｒｎ＝Ｒ／Ｒｍａｘ）を求める。
【００３０】
得られた相対反射率Ｒｎの値を相互連結すると、図３に示したような相対反射率曲線３１ａ〜３１ｇが得られる。
【００３１】
各試験用相変化型光ディスクＤ１〜Ｄ７にそれぞれ異なるパワーレベルを有するレーザービームを照射して初期化する場合に、レーザーのパワーレベルによる記録層の組織変化は、図４に示したように、初期非晶質から結晶質に「Ｓ型」の相転移曲線を形成する。その場合、熱処理温度が高い場合には、低い場合に比べて結晶質への転移速度が速い。
【００３２】
すなわち、図４は、温度が高いほど相転移速度が速くなることを示しており、温度を増加させるか又はレーザービームの入射エネルギーを増加させると、相変化が急速に進むことを示している。
【００３３】
初期化された記録層の微細組織を検査すると、図５に示したように、飽和値反射率（Ｒｍａｘ）に対する相対反射率Ｒｎの値が０．７〜０．９の範囲内であるときに結晶粒２８が比較的均一な大きさに形成されることが分かった。
【００３４】
そして、相対反射率の値が１に近づく場合には、図８に示したように、過度な結晶粒１８が形成されて上述した問題が発生し、相対反射率が０．７以下では、非晶質から結晶質への転移が完全に起こらないために、記録特性が不良になる原因になる。
【００３５】
飽和値反射率に対する相対反射率の値を０．７５〜０．８５の範囲に限定すると、より均一で稠密な記録層の相転移を得ることができる。
【００３６】
図６は、図１の各相変化型光ディスクの消去率と信号対雑音比（ＳＮ比）を示した図である。
【００３７】
図６に示したように、消去率曲線４１ａは、相対反射率Ｒｎが比較的小さい０．１〜０．６区間では緩慢に増加するが、相対反射率が０．９を過ぎたあと急激に減少する。即ち、本発明の第１実施形態として明示した０．７〜０．９の範囲では、記録再生特性が優秀であると同時に、反復記録特性の基礎になる消去特性が優秀であることが分かる。同様に、ＳＮ比に関しても相対反射率０．７〜０．９の範囲で十分高い。
【００３８】
従って、試験用相変化型光ディスクＤ１〜Ｄ７から飽和値反射率（Ｒｍａｘ）が求められるとＳ４０、その飽和値反射率（Ｒｍａｘ）に対して初期化させようとする相変化型光ディスク１０の初期化後の反射率Ｒの相対反射率Ｒｎが０．７〜０．９の範囲を有するように初期化レーザービームのパワーレベルを調節するＳ５０。次いで、一旦、初期化レーザービームのパワーレベルが調節されるとＳ５０、初期化させる相変化型光ディスク１０をそのパワーレベルで継続して初期化させるＳ６０。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る相変化型光ディスクの初期化方法においては、初期化させる相変化型光ディスクの飽和値反射率を検出して、その相変化型光ディスクの飽和値反射率に対する初期化後の反射率の相対反射率が０．７〜０．９の範囲を有するように初期化レーザーのパワーレベルを調節して相変化型光ディスクを初期化するようにしたので、結晶粒が過度に大きくなるのを防止し、かつ、未初期化部分の発生を最小化して記録再生信号の劣化、特に、反復記録時の記録した信号の消去特性に悪影響を与える主原因を除去することができ、信号品質に優れ、信頼性が優秀な反復記録の可能な光ディスクを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る相変化型光ディスクの初期化方法の第１実施形態を説明するための工程フローチャートである。
【図２】図１の各相変化型光ディスクのレーザーパワー及び反射率の関係を示したグラフである。
【図３】図２のレーザーパワーによる相対反射率の変化を示したグラフである。
【図４】図１の相変化型光ディスクのアニーリング時間による結晶化率の変化を模式的に示したグラフである。
【図５】本発明に係る相変化型光ディスクの第１実施形態の初期化後の記録層を示した部分拡大図である。
【図６】図１の各相変化型光ディスクの消去率及びＳＮ比を示したグラフである。
【図７】従来相変化型光ディスクを構成する各層を示した概略断面図である。
【図８】従来相変化型光ディスクの初期化方法による光ディスクの記録層を示した部分拡大図である。
【符号の説明】
１１：基板、１２：下部誘電体層、１３：記録層、１４：上部誘電体層、１５：反射層、１６：保護層、２８：結晶粒

Claims

基板上に連続的に上部誘電体層、記録層、下部誘電体層及び反射層の積層構造を有する相変化型光ディスクを反射率が増加するように初期化する方法であって、
前記相変化型光ディスクと同一構造を有する試験用光ディスクに所定のパワーを有するレーザービームを照射する段階と、
所定比率でレーザービームのパワーを増加させる段階と、
レーザーのパワーを増加させながら試験用光ディスクから反射されるレーザービームの反射率を検出する段階と、
前記試験用光ディスクの飽和値反射率を検出する段階と、
飽和値の７０％−９０％以内の反射率を有する範囲で前記試験用光ディスクに対するレーザービームの最適パワーを検出する段階と、
新たに初期化する相変化型光ディスクに、得られた最適パワーを有するレーザービームを照射して初期化する段階と、
を有することを特徴とする反射率が増加するように初期化する相変化型光ディスクの初期化方法。
上記レーザービームの最適パワーは、飽和値の７５％−８５％以内の反射率を有する範囲で決定されることを特徴とする請求項１記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記上部誘電体層及び下部誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂材質により形成されて、上記記録層は、ＧｅＳｂＴｅにより形成されることを特徴とする請求項１記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記上部誘電体層及び下部誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂により形成されて、上記記録層は、ＡｇＩｎＢＴｅにより形成されることを特徴とする請求項１記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
基板上に連続的に上部誘電体層、記録層、下部誘電体層及び反射層の積層構造を有する相変化型光ディスクを反射率が増加するように初期化する方法であって、
照射されたレーザービームのパワーと前記相変化型光ディスクと同一構造を有する試験用光ディスクから反射されたレーザービームの反射率との間の関係を導出する段階と、
前記試験用光ディスクの飽和値反射率を検出する段階と、
飽和値の７０％〜９０％以内の反射率を有する範囲で前記試験用光ディスクに対するレーザービームの最適パワーを検出する段階と、
新たに初期化する相変化型光ディスクに、得られた最適パワーを有するレーザービームを照射して初期化する段階と、
を有することを特徴とする反射率が増加するように初期化する相変化型光ディスクの初期化方法。
飽和値の７５％〜８５％以内の反射率を有する範囲で上記レーザービームの最適パワーを検出することを特徴とする請求項５記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記記録層は、ＧｅＳｂＴｅにより形成されることを特徴とする請求項５記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記記録層は、ＡｇＩｎＢＴｅ材質により形成されることを特徴とする請求項５記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記上部誘電体層及び下部誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂により形成され、上記記録層は、ＧｅＳｂＴｅにより形成されることを特徴とする請求項５記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
上記上部誘電体層及び下部誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂により形成され、上記記録層は、ＡｇＩｎＢＴｅにより形成されることを特徴とする請求項５記載の相変化型光ディスクの初期化方法。
照射されたレーザービームのパワーと、初期化される相変化型光ディスクと同一構造を有する試験用光ディスクから反射されたレーザービームの反射率との間の関係を導出する段階と、
試験用光ディスクの飽和値反射率を検出する段階と、
飽和値の７０％−９０％以内の反射率を有する範囲で試験用光ディスクに対するレーザービームの最適パワーを検出する段階と、
新たに初期化する相変化型光ディスクに、得られた最適パワーを有するレーザービームを照射して初期化する段階と、
を有することを特徴とする反射率が増加するように初期化する相変化型光ディスク初期化方法。
上記レーザービームの最適パワーは、飽和値の７５％−８５％以内の反射率を有する範囲で決定されることを特徴とする請求項１１記載の相変化型光ディスクの初期化方法。