KR100218211B1 - 광학적정보기록매체의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

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카츠미 카와하라
시게아키 후루카와
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모리시타 요이찌
마츠시타 덴키 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 레이저광선 등의 에너지빔조사에 의해서 광학적특성의 가역적변화를 발생하는 재료박막(1)을 기판(2)상에 구비한 상변화형 광학적정보기록매체(3)의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다. 초기결정화공정을 플래시광원(7)으로부터의 조사광원(4)에 의해 행할 때, 소정의 시간 발광시킨 후에는 순간에 발광강도를 실질적으로 0레벨까지 강하시키는 수단(차단회로부(10)을 구비함으로써 큰 조사파워와의 짧은 조사시간을 양립시키고, 여러 가지의 열피해를 저감시킨다. 이 방법에서는, 쓸데없는 전기에너지를 소비하지 않으므로 다음의 방전발광을 위한 전기에너지의 충전완료시간을 단축할 수 있다. 또, 인가전압과 충전전압과의 차를 크게 유지하는 수단(축적회로부(8), 트리거회로(9))를 구비함으로써 충전완료시낙을 한층 단축할 수 있고, 초기화공정의 처리속도를 높일 수 있다. 또, 특히 단일판구성의 광학적정보기록부재의 제조공정에서는, 수지보호층의 형성공정 혹은 기록박막초기화공정과 조합에서 어닐링공정을 부가함으로써, 자외선경화수지층이나 기록박막층의 수축에 기인하는 매체의 휘어짐이나 비뚤어짐을 저감하고, 혹은 교정할 수 있고, 서보특성이 뛰어난 광학적정보기록매체를 얻을수 있다. 또, 휘어짐이나 비뚤어짐을 발생하기 어려운 양면형의 광학적정보기록매체의 구성방법으로서, 접착하는 2매의 매체의 한쪽을 적어도 3

Description

광학적정보기록매체의 제조방법 및 제조장치
제1도는 본 발명의 초기화방법에 적용되는 차단회로를 구비한 초기화장치의 일실시예에 있어서의 주요구성을 표시한 도면.
제2도는 본 발명의 초기화장치에 사용하는 차단회로부(10)의 동작원리를 설명하는 도면.
제3도는 본 발명의 플래시초기화장치에 있어서의 플래시광의 발광파형을 오실로스코프에 의해서 관착한 결과를 표시한 도면으로서,
(a)도는 본 발명의 차단회로를 사용하지 않고 방전발광시킨 경우.
(b)도는 본 발명의 차단회로를 발광개시후 2에서 작동시킨 경우.
(c)도는 본 발명의 차단회로를 발광개시후 1에서 작동시킨 경우.
(d)도는 본 발명의 차단회로를 발광개시후 0.5에서 작동시킨 경우.
제4도는 본 발명의 초기화방법을 적용해서 초기결정화처리를 행하는 광디스크매체의 구성의 일예를 표시한 단면도로서,
(a)도는 서냉구성의 일예.
(b)도는 급랭구성의 일예.
제5도는 본원 발명에 의한 광학적기록매체의 초기화장치를 일실시예로서, 충전시간을 단축하기 위한 기능을 부가한 구성을 표시한 도면.
제6도는 본 발명의 일실시예에 있어서, 플래시램프의 발광에네지를 축적하기 위한 메인콘덴서를 충전할때의 충전시간과 충전전압고의 관계를 표시한 도면으로서, 메인콘덴서의 전압인가조건의 차이에 의한 충전속도의 차를 표시하고 있다.
제7도는 종래의 초기화장치에 있어서의 회로구성을 설명하기 위한 도면.
제8도는 종래의 초기화장치에 있어서의 메인콘덴서에의 충전시간과 충전전압의 과정을 설명하기 위한 도면.
제9도는 본 발명의 광학적정보기록매체의 제조방법의 일실시예의 공정도.
제10도는 상변화기록매체의 구성예의 단면구성을 표시한 도면으로서,
(a)도는 단일판구조의 디스크구성일 경우.
(b)도는 핫멜트접착제를 사용해서 형성된 종래의 양면구조의 디스크구성일 경우.
제11도는 본 발명의 광학적정보기록매체의 제조방법에 있어서의 디스크고정지그를 사용해서 어닐링을 행하는 공정의 몇가지 예를 표시한 도면으로서,
(a)도는 광학적정보기록매체의 내주부를 고정할 경우.
(b)도는 광학적정보기록매체의 외주부를 고정할 경우.
(c)도는 광학적정보기록매체의 내주부와 외주부를 각각 별개로 고정할 경우.
(d)도는 광학적정보기록매체의 어닐링공정전의 휘어짐각과 반대의 방향의 휘어짐각을 가지도록 고정할 경우.
제12도는 본 발명의 광학적 정보기록매체의 제조방법에 있어서, 디스크고정지그를 사용해서 다수의 디스크를 한번에 어닐링하는 방법을 표시한 구성도.
제13도는 본 발명에서 적용한 휘어짐각의 계측방법을 설명하는 도면.
제14도는 본 발명의 광학적정보기록매체의 제조방법의 제조공정중에서, 플래시초기화에 사용하는 방전회로의 일실시예를 표시한 회로도.
제15도는 본 발명의 광학적정보기록매체의 제조방법에 있어서, 기판면이 오목면이 되도록 교정하면서 플래시조사를 행하는 일실시예의 공정도.
제16도는 본 발명의 광학적정보기록매체의 제조방법에 있어서, 어닐링공정을 적외선램프를 사용해서 행하는 일실시예의 개략구성도.
제17도는 자외선경화수지를 접착층에 사용해서 구성한 본 발명의 양면형광학적정보기록매체의 일실시예의 구성을 표시한 단면도.
제18도는 본 발명의 양면형광학적정보기록매체의 제조공정의 일실시예를 표시한 개략공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,42,66 : 기록박막(층) 2,40 : 기판
3.39 : 광학적정보기록매체 4 : 플래시광선
5 : 스위치회로부 6,19 : 지지대
7 : 플래시광원 8 : 축적회로부
9 : 트리거회로 10 : 차단회로부
11 : 반사판 12,23 : 전원
13 : 트리거전극 14 : 하부형성유전체층
15 : 상부형성유전체층 16,44 : 반사층
17,45 : 보호층 18 : 광기록매체
20 : 램프 21 : 메인콘덴서
22 : 전압계 24 : 설정회로
25 : 절환스위치 26 : 릴레이
27 : 트리거코일 28 : 트리거콘덴서
29 : 제어수단 30 : 충전저항
41,65 : 제1유전체층 43,67 : 제2유전체층
47 : 기판면 48 : 보호층면
49 : 접착제 51 : 구리판
52 : 디스크형상매체 53,57 : 나사
56,58 : 받침대 59 : 분동
68 : 금속반사층
본 발명은 레이저광선등의 조사에 의해서 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 기판상에 구비한 광학적정보기록매체의 제조공정 및 그것에 적용되는 제조장치에 관한 것이다.
디스크형, 카드형, 시트형 혹은 필름형을 한 기판상에 예를들면 Ge-Sb-Te이나 In-Se등의 Te,Se를 베이스로 하는 칼코게나이드박막, 혹은 In-Sb등의 반금속박막을 정보기록층으로서 구비한 것은, 상변화광기록매체로서 이미 알려져 있다. 상변화광기록에서는 예를들면, 상기 상변화재료로 이루어진 기록박막층에 서브미크론정도사이즈의 광스폿에 집광한 레이저빔을 순간 조사하고, 조사부를 국부적으로 소정의 온도로 가열함으로써 조사부에 원자결합상태의 변화를 일으킨다. 조사부분의 도달온도가 결정화온도이상이 되면 미소부분만을 결정상태로 전환할수 있고, 융점이상이 되면 미소부분만을 비정질하할 수 있다. 이와 같은 비정질상, 결정상의 어느 하나를 기록상태, 소거상태(또는 미기록상태)라고 정의하면, 가역적인 정보의 기록 또는 소거가 행해지게 된다. 이와같은 기록박막층에서는, 결정상고 비정질상과의 사이에서 광학적인 특성이 다르므로, 이 특성차를 광학적으로 검출함으로써 신호를 재생할 수 있다.
물질의 상변화를 정보의 기록에 응용하는 것으로서는 이와같은 비정질상-결정상간의 상변화를 이용하는 것과는 별도로, 결정상태의 고온상과 저온상간의 상변화를 이용하는 것도 있다. 고온상을 비정질상, 저온상을 결정상으로 해서, 거의 마찬가지로 취급하는 것이 가능하다는 것이 알려져 있다.
통상, 상기 비정질-결정간의 상변화광학적기록매체에서는, 기록방향을 결정으로부터 비정질에의 변화로 하므로, 기록을 행하는 전제로서, 기록박막을 미리 결정상태로 전환해두는 것이 행해진다. 이것을 초기화라고 부르고 있다.
초기화의 방법으로서, 현재 실용화되고 있는 것은, 예를들면 일본국 특개소 60-106031호 공보등에 기재되어 있는 것과 같은 레이저빔에 의한 순차처리의 방법이다. 즉, 기록, 재생에 사용하는 레이저다이오드보다도 훨씬 대출력인 레이저를 사용하고, 수십~수백폭의 광스폿을 형성한다. 매체를 일정속도에서 보내면서, 이 광스폿을 조사함으로써, 1회의 조작으로 다수의 트랙을 한번에 결정화할수 있다. 이 수법의 경우한번에 가열하는 면적이 작으므로, 열부하가 작고, 크랙이 생기기 어렵다는 장점이 있는 반면, 초기화에 시간이 걸린다는 단점이 있다.
이에 대하여, 플래시광을 사용해서 디스크면전체를 일괄해서 결정화하는 방법이 있다. 이것은 예를들면 일본국 특개소 62-250533호 공보등에서 제안되고 있다. 동공보에서는, 유기질로 이루어진 기판(아크릴수지)에 결정질과 비정질의 사이에서 상변화를 발생하는 기록막(예를들면 두께 100의 Si02층사이에 끼워진 두께 70의 TegoGe10기록층)을 형성하고, 이 기록막에 플래시노광을 행함으로써 초기결정화를 행하는 방법이 개시되어 있다. 동 공보에서는, 광원으로서 크세논플래시를 사용하는 것, 반사경을 사용하는 것, 노광시간이 1㎲~1인 것, 1MW의 출력으로 500㎲동안의 조사를 행한 것(에너지는 500J)이 기재되어 있으나, 플래시광의 정확한 발광파형의 구체에, 발광파형의 제어방법, 전원의 구성 등에 대해서는 개시는 일절없다.
또, 동 공보에 명시되어 있는 실시예는, 모두 플래시조사를 기록막쪽으로부터 행하는 것이고, 기판쪽으로부터 프래시노광하는 것에 대해서는 개시가 없다.
다른 선행기술인 일본국 특개소 63-261553호 공보는, 광디스크를 형성하는 경우의 도중의 단계에 있어서도, 플래시광을 사용한 초기화의 가능성이 있는 것을 개시하고 있다. 동공보의 명세서에는, 기판(폴리카보네이트)상에 기록막(두께 120의 Sb-Se-Bi막)을 형성한 단계, 보호막(자왼선경화수지 혹은 두께50~1의 Si02막)을 형성한 단계, 2매의 디스크를 접착제에 의해서 맞붙인 단계의 3가지의 경우에서의 초기화실험의 결과가 표시되어 있다. 동시에, 여기서는 기판쪽으로부터 조사를 행하는 경우와, 보호층쪽으로부터 조사를 행하는 경우의 차이에 관한 실험결과가 표시되어 있다. 즉, 기판쪽으로부터 조사를 행하는 경우에는 기판표면(조사쪽과는 반대쪽에서 기록막을 형성한 쪽)에 열피해에 의해서, 미소한 오목볼록이 발생하기 쉽다는 것이 개시되어 있다. 또 동 명세서중에는, 이것을 해결하는 수단으로서, 플래시광을 조사할 때, 디스크의 내주부와 외주부를 마스크에 의해서 덮는 방법이 개시되어 있다. 단, 이 선행예의 경우, 개시되어 있는 플래시광의 조사조건은 0.5~2와 같은 플래시램프의 발광시간뿐이고, 플래시광의 발광파형의 변형예, 혹은 발광파형을 최적파형으로 제어하는 방법에 대해서는 전혀 언급되지 않고 있다.
플래시광의 조사파형을 제어하는 것에 관한 선행기술로서는, 예를들면 일본국 특개평 3-35424호 공보를 들 수 있다. 동 공보의 명세서중의 실시예 5에서는, 발광개시로부터 발광강도가 피이크에 달할때까지의 시간△t3과 피이크에 달한 후 발광이 정지할때까지의 시간 △t4의 관계를 △t4△t3가 되도록 발광심킴으로써 열피해가 작은 결정화를 행할 수 있는 것을 개시하고 있고, 그 수단으로서 그 명세서에 첨부한 도면(제11도)에서 회로를 표시하고 있다. 그러나, 상기 회로는 플래시램프를 방전발광시키기 위한 일반적인 회로이고, 이 경우에는 발광시간(방전시간)은 회로의 시정수에 의해서 일의적으로 결정된다. 즉, 이 선행기술에 개시되어 있는 회로에서는, t3 및 t4를 독립해서 임의로 설정하는 것은 곤란하다. 즉, 뒤에 상세하게 설명하는 본원발명과 같이, 일정시간의 방전후에는, 방전을 순간에 강제적으로 정지시키는 발명과는 다른다.
또, 동 공보에는, 발광파워의 변화속도(상승, 하강)를 여러 가지로 선택할 수 있다는 기재가 있으나, 변화속도가 급준한 편이 좋다거나, 완만한 편이 좋다거나에 관해서는, 판단이 표시되어 있지 않다. 오히려, 동공보의 명세서중, 제 4페이지왼쪽상란 제 1~제 2행째에는, 동공보에 첨부된 도면(제3도)을 예로들고, 이 상승, 하강의 변화형상에는 특별한 의미가 없다는 것이 설명되고 있다. 특히 동 공보에 첨부된 제3도 (혹은 동제 1도, 동제 6도)의 발광파형과 같이 하강을 급준하게 하기 위해서는, 얼마간의 특별한 연구가 필요하다고 생각된다. 이것을 실현하는 수단은 전혀 기재되어 있지 않다.
일반적으로 통상의 방전회로에 의해서 상기 제3도와 같은 급격한 하강을 얻기 위한 가장 간편한 수법은, 회로의 시정수를 작게 하는 것이지만, 그 경우엔은 에너지를 저장해두는 콘덴서의 용량을 작게 하는 것이 필요하게 되고, 그에 따라서 발광에너지도 작게 되는 것이 통상이다. 발광에너지를 크게 유지하고, 또한 급준한 하강을 실현하는 방법, 또, 그에 따른 효과가 어떠한 것인지에 대해서 개시된 선행문헌은 없다.
상기한 각 선행문헌에도 기재되어 있는 바와같이 플래시초기화방법의 과제는, 수지기판을 사용한 경우에, 기판이 열피해(수축, 비뚤어짐, 휘어짐 등을)받기 쉽다는 점에 있고, 이것을 해결하기 위하여, 종래부터 몇가지의 제안이 이루어져왔다. 단 종래의 어느 방법에는 공통해서 말할 수 있는 것은, 방전시간의 절대치는 회로의 시정수에 의존해서 일의적으로 결정되는 스타일의 것이고, 발광시간, 상승속도, 하강속도등의 발광파형을 기록매체에 맞추어서 손쉽게 또한 임의로 설정하는 것은 행해지지 않았다.
일반적으로 방전회로의 시정수는 콘덴서용량에 반비례하므로, 발광의 에너지를 크게 하는것과, 방전시간을 짧게 하는 것과는 상반되는 것이고, 이제까지는, 조사파워와 조사기간을 독립한 변수로서 임의로 선택할 수 없다는 불편이 있었다. 바꿔말하지만, 여러 가지 특성을 가진 매체, 즉 결정화온도나 결정화속도가 다른 여러 가지 매체에 대해서, 각각에 최적조건을 부여하는 것은 용이하지 않고, 장치의 범용성은 낮았다.
상변화기록매체의 구성으로서는, 예를 들면 제10도(a)에 표시한 바와같이, 기판(40)의 위에 유전체층(41)(43)에 의해서 샌드위치된 기록박막층(42)을 형성하고, 또 반사층(44), 보호층(45)을 순차형성한 구성이 가장 일반적이다. 보호층(45)으로서는, 예를들면 스핀코팅 등의 방법에 의해서 자외선경화수지를 수십두께로 도포하고, 이것에 자외광선을 조사해서 경화시킨 것이 많이 사용된다. 통상, 이 형상으로 디스크면의 한쪽만을 사용하는 경우를 단일판구조라고 칭한다. 또, 예를들면 제10도(b)에 표시한 바와같이, 단일판구조의 매체를 막면을 안쪽으로해서 2매 맞붙인 경우를 양면구조라고 부르고 있다. 양면형매체의 경우에는, 상기의 방법에 의해서 자외선경화수지층에 의한 보호층을 형성한 2매의 단일판기판을 서로 보호층며을 안쪽으로 해서, 핫멜트접착제에 의해서 접합하는 방법이 사용되고 있다. 이 접착공정을 분해하면 적어도 1)각각의 단일판매체에 자외선경화수지층을 도표하는 공정, 2)이것에 자외선을 조사해서 경화시키고 보호층을 형성하는 공정, 3)각각의 보호층면에 액체상태로 한 핫멜트접착제를 도포하는 공정, 4)접착제를 도포한 면과 면을 맞붙여서 냉각하고, 접착면을 고정하는 공정의 4공정이 필요하고 단일판구성의 제조에 비해서 공정이 많았다.
양면형의 경우에, 자외선경화수지를 접착제로서 사용하지 않는 이유는 이하와 같다. 즉, 상변화형의 광디스크의 경우(광자기디스크여도 마찬가지이나)금속반사층을 사용하고 있는 등의 이유에서, 자외선경화수지를 경화시키기 위한 자외광이 기판쪽으로부터는 거의 투과하지 않기 때문이다. 즉, 어느 면으로부터 자외선을 조사해도 접착층까지 광이 도달하지 않으므로 자외선경화수지층을 경화시키는 것이 곤란하다는 이유에 의해서 였다. 상기 종래기술은, 이 근본적과제에의 해결방법을 가리키고 있지않다.
그런데, 단일판구성의 매체에서는, 상하의 구성이 비대칭이므로, 어느한 방향으로 휘어짐이 발생하기 쉽다는 경향이 있다. 즉, 보호층(45)은 예를들면 광디스크등과 같은 광학적정보기록매체의 기록에 직접 관계되는 층을, 예를들면 먼지, 습도 또는 외력등의 영향을 받지 않도록 보호하기 위하여, 이 분야에서는 통상으로 설치되는 층으로서, 작업성, 강도 및 접착성 등의 관점에서 오로지 자외선경화수지가 사용되고 있다. 그런, 현재의 자외선경화수지는 중합해서 경화하는 단계에 수축하고, 이것이 광학적정보기록매체에 휘어짐 및/또는 비뚤어짐을 발생시키는 원인이 된다. 휘어짐이나 비뚤어짐의 다른원인으로서, 기록박막층의 체적변화도 들 수 있다. 상변화공기록매체에서는 상기한 바와 같이, 기록박막을 미리 결정상태로 전환해두나, 결정화시에는 기록박막층이 역시 수축하는 경향을 가지고, 휘어짐발생의 한 원인이 된다. 어느 원인이든 예를들면 제10도(a)의 단일판구성에서는, 보호층의 쪽이 수축해서 오목면이 되고, 기판쪽이 볼록해지는 경향이 있었다.
플래시조사에 의한 초기화시에는, 열이 매체전면에 일거에 가해지므로, 상기 결정화에 의한 스트레스에 추가해서 자외선경화수지의 수축에 의한 스트레스도 동시에 발생한다. 즉 스트레스를 완하하는 것이 어렵고, 휘어짐이나 비뚤어짐이 현저하게 발생하기 쉽다는 과제가 있었다.
요컨대, 단일판구조의 디스크에서는 초기화작업의 결과로서, 다소의 휘어짐이 생기는 것은 피하기 어려운 경향으로서 남아버린다. 실시예에서 설명한 바아 같이, 기록매체의 발새안 휘어짐이나 비뚤어짐은, 그것을 구동하는 경우에 포커스불량, 트랭킹불량 등의 서보불량을 일으키는 큰 원인이 되어 바람직하지 않다. 단일판구성에서는, 또 다른 과제로서, 표층에 형성된 보호층의 경화가 충분하지 않은 경우에는, 예를 들면 고온고습조건하 등에 당해 광학적정보기록매체를 노출시키면, 예를들면 기록박막층이 변질 또는 박리하는 등에 의해, 기록박막층으로서의 기능이 소상되는 등의 과제도 있었다.
또한, 초기화시에 기록층으로부터 발생하는 열에 의한 응력이나, 상변화에 의한 기록층의 체적변화에 의해 저하한 기록층과 유전체층의 계면의 밀착성을 회복시킬 목적에서, 초기화후의 광기록매체를 30~90의 조건에서 6시간~24시간 열처리하는 선행기술이 있다(일본국 특개평 5-151623호 공보).
단, 이 선행기술의 목적은 초기화작업시에 발생하는 열 등의 영향에 의해서 현실적으로 휘어짐이나 비뚤어짐이 발생한 경우, 그 휘어짐이나 비뚤어짐을 교정하기 위하여 열처리를 행하는 본 발명의 목적과는 다른다. 또 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는, 후술하는 바와 같이 열처리시의 매체의 유지형태나, 외력을 가하는 방식 등의 점이 중요하게 되나, 이 선행기술의 문헌에서는 그 점에 관해서는 일절 언급되고 있지 않다. 또, 서행기술에서는 레이저 초기화에 의한 실시예만이 표시되고 있고, 플래시법의 경우에 문제가 되는 접착층의 승온에 기인하는 문제등은 일절생각되고 있지 않다.
플래시램프를 섬광시키는 장치로서는, 제7도에 표시한 바와 같은 전기회로구성이 되고 있는 것이 일반적이었다. 즉, 플래시램프(31)를 섬광시키는데 필요한 전기에너지를 축적하는 메인콘덴서(32)와, 이 메인콘덴서(32)에 전기에너지를 충전하기 위한 전원(33)과, 플래시램프(31)의 섬광을 개시시키기 위하여 트리거전압을 발생시키기 위한 트리거코일(34)과, 방전스위치(35)와, 메인콘덴서(32)의 충전과 방전을 절환하기 위한 절한스위치(36)와, 충전시의 전류치제어를 위한 저항(37)으로 이루어진 회로를 기본으로 하고 있다. 제7도의 전기회로구성의 초기화장치를 사용해서, 광학적기록매체를 초기화시키기 위해서는, 이하의 방법이 일반적이다. 즉, 절환스위치(36)를 충전으로 절환하고, 전원(33)의 출력에는, 플래시램프(31)의 섬광 강도를 결정하는데 필요한 전압치와 동일한 전압을 설정한다. 이 전압설정은 주로메인콘덴서(32)의 내압에 의해서 결정되고, 내압이상으로 설정하면, 플충전시에 메인콘덴서(32)의 내압을 넘어서 메인콘덴서(32)가 파괴되므로 섬광강도를 결정하는 전압과 동일하게 해두는 것이 일반적이다. 전원(33)과 메인콘덴서(32)의 단자와의 사이에는 전위차가 발생하기 때문에, 전원(33)으로부터 저항(37)을 통해서 메인콘덴서(32)에 전기에너지가 공급된다. 메인콘덴서(32)의 단자전압은, 전기에너지의 공급과 함께 높아지고, 최종적으로는 전원(33)의 출력전압과 메인콘덴서(32)의 단자전압이 동일하게 될 때까지(즉, 전위차가 없어질때까지)전기에너지가 공급된다. 이와 같이 해서, 메인콘덴서(32)의 충전후, 절환스위치(36)를 OFF상태로 한다. 그후, 방전스위치(35)를 ON하면, 트리거코일(34)의 1차쪽에 펄스형상의 전압이 발생한다. 이에 의해 트리거코일의 2차쪽에는 약 10kV의 전압이 발생하고, 플래시램프(31)가 섬광한다. 이 섬광에 의해 조사된 광에 의해, 광학적기록매체(38)가 초기화 된다.
일반적으로 이상과 같은 방버으로 초기화행정이 진행되고 있으나, 플래시광에 의한 초기화에서는, 광학적기로개체의 전체면을 일괄해서 초기화하므로, 초기화(결정화) 그 자체는 1~2이하에서 행해진다. 따라서, 초기화에 필요한 시간은 메인콘덴서(32)에의 충전시간에 의해서 거의 결정된다.
종래에는, 이 충전에 요하는 시간이 상당히 길다는 과제가 있었다. 플래시에 의한 초기화의 경우, 소요시간의 대부분은, 콘덴서의 충전에 필요한 시간이고, 이 시간을 단축함으로써, 플래시법의 이점을 더욱 큰 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 본 발명자들이 실제로 메인콘덴서(32)에의 충전시간을 측정하면, 이하와 같이 되었다. 예를 들면, 플래시램프(31)를 12개 동시에 섬광시키도록하고, 플래시램프(31)의 양극의 섬광시전압을 700V로한 경우를 상정한다. 전워전압은 700V로 설정하고, 또 메인콘덴서(32)의 용량은 12개를 동시에 섬광시키므로 36,000uF의 정전용량이 된다. 이 조건에서, 메인콘덴서(32)를 충전하면, 충전시간은 약5분정도 필요했다.
여기서, 메인콘덴서(32)의 충전시간과 도달전압과의 관계를 측정하면, 제8도의 실선과 같이된다. 즉, 충전개시직후에는, 메인콘덴서(32)에는 거의 전하가 축적되어 있지 않으므로, 메인콘덴서(32)의 단자전압은 OV근처로 낮다. 이 때문에, 전원전압과 메인콘덴서(32)단자간의 전위차가 크고, 흐르는 전류도 크르모, 메이콘덴서(32)는 급속하게 충전된다. 그러나, 충전이 계속되는 과정에서 메인콘덴서(32)의 단자전압도 상승하고, 전원전압과의 전위차가 작게 되므로, 흐르는 전류도 작아진다. 이 현상을 충전이 진행됨에 따라 영향이 커지고, 그결과, 메인콘덴서(32)의 단자전압이 플래시램프(31)의 섬광전압에 달성할때까지, 상당한 시간이 필요하게 되었다.
한편, 오늘날의 광학적기록매체의 제조에는, 약1분정도의 텍트타임이 요구되는 경우가 많다. 따라서, 플래시광에 의한 초기화시간을 단축하기 위해서는, 메인콘덴서의 충전시간을 제8도의 파선과 같이 단축할 필요가 있다.
본 발명의 제1목적은, 방전발강시간(조사시간), 방전발광파워(조사광파워)를 임의로 설정하는 것이 가능한 플래시초기화장치를 제공하는 것, 및 그 장치를 사용하는 열피해가 적은 초기화방법을 제공하는데 있다.
봉 발명의 제조방법은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 초기화를 위하여 조사하는 플래시광의 파형을 제어하고, 결정화가 일어나면, 순간에 발광을 정지시키는 방법을 사용한다. 그리고 상기 방법을 실현하기 위하여 본 발명의 제조방법은, 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 기판상에 구비한 광학적정보기록매체를 지지하는 지지대와, 방전에 의해 플래시광을 방출하는 광원과, 상기 광원에 공급하는 전기에너지를 축적해두는 축적회로부와 상기 광원의 방전을 개시시키기 위한 트리거회로부와, 상기 방전을 소정의 발광시간후에 강제적으로 중단하고, 발광의 강도를 소정의 강도로부터 실효적으로 0레벨까지 순간에 저감시키는 차단회로부를 구비한 플래시노광장치를 구비하고 있다. 상기 광학적정보기록매체의 초기결정화를 행하는 경우에는, 미리결정한 인가전압에 의해서 상기 축적회로부를 충전하고, 상기 트리거회로부를 통작시켜서 방전을 개시시켜 플래시광을 방출시키고, 미리 정한 방전시간경과후엔은 사기 차단회로부를 작동시켜서 방전을 강제적으로 정지시킨다.
수지기판이나 기록박막층이나 보호층에 열적인 부하를 되도록 부여하지 않고, 결정화에 의한 초기화를 실시하기 위해서는, 기록박막층에서 발생한 열이 주위에 확산하는 시간을 되도록 짧게하는 것이 필요하다. 실제의 결정하시간은, 고작해야 수㎲의 정도이므로 기록박막층을 순간에 결정화온도까지 승온하고, 당해기록박막층을 결정화한 후에는 되도록 빨리 냉각하는 것이 중요하다. 환언하면, 승온속도와 냉각속도는 되도록 빠르게 하고, 또한 기록박막층이 결정화하기 위하여 요하는 시간동안 당해 기록박막층을 고온상태로 유지할 필요가 있다. 그러나, 통상, 플래시폭로를 실시하면, 발광강도의 피이크치를 넘은 후에도 발광의 꼬리부가 길게 계속되고, 이것이 기록박막 및 기판에 열적손상을 주고 있었다고 생각된다.
그래서, 본 발명의 차단회로를 구비하는 구성에 의하면, 광학적정보기록매체에의 플래시조사를 결정화에 필요한 최소한의 시간내에 억제하고, 또한, 임의의 시간에 강제적으로 발광을 정지할 수 있으므로, 발광의 꼬리부의 영향을 없앨 수 있고, 초기화시의 열피해르 크게 저감하는 것이 가능하게 된다.
또, 이때, 방전 그 자체를 정지시킴으로써, 콘덴서에는 미사용이 전하가 방전되지 않고 남고, 다음의 충전에 요하는 시간을 첫회보다 훨씬 짧게 할 수 있다. 즉, 초기화를 반복해서 행할 경우에는, 총시간을 단축할 수 있고, 생산혹도를 높일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에서는 방전시간을 최대 2로 한다.
또, 바람직하게는, 본 발명에서는 광학정보기록매체에 사용하는 기록박막의 성분을 Ge-Sb-Te합금을 주성분으로 하는 것으로 한다.
본 발명의 제2목적은 초기화를 반복해서 행할 경우에, 총 초기화시간을 더욱 단축한 플래시초기화장치, 및 그 장치를 사용해서, 초기화시간의 짧은 초기화방법을 제공하는데 있다.
즉, 플래시초기화방법에서는, 초기화에 요하는 시간의 대부분이 플래시광의 에너지원인 축적부에의 축적부에의 충전시간인 것에 주목하고, 이 충전속도를 높인은 방법 및 그것을 실현하는 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 제조장치는, 결정상태와 비정질상태와의 사이에서 상변화를 발생하는 기록박막을 기판상에 구비한 광학적기록매체에 플래시광을 조사하고, 상기 기록박막의 소정의 영역을 일괄해서 초기상태인 결정상태로 전환하는 장치에 있어서, 상기 광학적기록매체를 지지하는 수단과, 방전에 의해 플래시광을 방출하는 광원과, 이 광원에 공급하는 에너지를 축적해두는 축적수단과, 이 축적수단에 에너지를 보내는 공급수단과, 상기 광원의 방전을 개시시키기 위한 방전개시수단과, 상기 축적수단에는 축적된 에너지량을 검출하는 축적량검출수단과, 상기 공급수단에는 에너지를 공급하는 양을 설정하는 공급량설정수단을 설치하고, 사기 축적량검출수단에 의해서 검출한 검출량에 따라서, 상기 공급량 설정수단에 의해서 설정하는 공급량을 상기 축적수단의 에너지의 도달량 또는 도달량의 규정치보다도 크게 되도록 상기 공급수단을 제어하고, 상기 축적수단의 에너지량이 소정의 값에 도달했을때에, 상기 공급수단으로부터 상기 축적수단으로의 에너지의 공급을 차단하는 절환수단에 의해 차단하고, 방전개시수단에 의해 광원을 발광시키도록 제어하는 제어수단을 구비한다. 이에 의해서 메인콘덴서의 충전시간을 단축하는 동시에, 방전파워를 임의로 설정가능하게 한다.
축적수단의 에너지의 도달량의 규정치보다도 공급수단의 공급량을 크게 했기 때문에, 축적 수단으로의 에너지축적량이 크게 되어도 공급수단과 축적수단의 에너지량에 항상 소정의 차가 확보된다. 따라서, 에너지공급량의 감소정도가 작아지고, 축적수단으로의 에너지공급시간이 짧아지기 때문에 광학적기록매체의 초기화시간이 대폭으로 단축된다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는, 공급수단의 엔어지공급량 및 축적수단의 에너지축적량을 전압량에 의해서 검지하고, 상기 축적수단의 축적완료시의 전압치보다도, 상기 공급수단의 전압치의 쪽을 높게 한다.
또, 본 발명에 있어서, 바람직하게는, 공급수단의 에너지공급량 및 축적수단의 에너지축적량을 전압량에 의해서 검지하고, 상기 공급수단의 전압치와 상기 축적수단의 도달전압치와의 차를 대략 일정하게 한다.
본 발명의 제3목적은 보호층을 형성하는 공정 및 초기화공정의 각 공정을 통해서, 매체의 휘어짐 및/또는 비뚤어짐(이하 양자를 아울러서 「휘어짐」이라고 칭함)을 저감한 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제조방법은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 기판상에 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 구비하고, 또한 최상층에 자외선경화수지를 포함하는 경솨성수지를 경솨시킨 보호층을 구비한 광학적정보기록매체에 있어서, 초기결정화공정을 종료한 후, 어닐링공정을 실시해서 상기 보호층을 완전경화하는 방법을 사용한다.
초기화까지의 단계에서는 보호층의 재료로서 적용시키는 자외선경화수지의 중합이 미완성이므로, 어느 정도의 구조유연성을 가지고 있다. 따라서, 어닐링공정을 실시함으로서, 당해 보호층의 자외선경화수지를 완전경화하고, 광학적정보기록매체로서의 보호층의 성막을 완성할수 있다. 이때, 휘어짐을 교정하는 방향으로 힘이 가해지는 상태로 유지하면서, 혹은 적극적으로 휘어짐을 교정하는 외력을 가하면서 어닐링처리를 행한다. 이에 의해, 당해 각 공정에서 발생하는 휘어짐을 교정할 수 있고, 어닐링후의 상태는 휘어짐이 교정된 상태에서 고정 된다.
이에 의해서, 광학적정보기록매체의 보호층의 신뢰성을 높이는 동시에, 초기화공정에서의 휘어짐에 기인하는 불량수를 줄이고, 제조상수율을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 광학적정보기록매체로서, 기판의 위에, 제1유전체층, 기록박막층, 제2전체층, 반사층을 적층하고, 최상층에 보호층을 형상한 구성의 것을 사용한다.
또, 바람직하게는 기록박막층에 Ge-Sb-Te를 주성분으로 하는 합금박막을 사용한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정이 광학적정보기록매체를 휘어짐이 없는 상태로의 교정, 또는 휘어짐을 교정하는 방향으로 외력을 부여하는 교정의 어느 하나의 교정처리를 겸한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정에 있어서, 디스크형상을 가진 광학적정보기록매체의 외경보다도 약간 작은 직경의 구멍을 가진 받침대의 위에 광학적정보기록매체를 놓고, 그때, 광학적 정보기록매체의 중시과 상기 구멍과의 중심을 맞추고, 또한, 고아학적정보기록매체의 볼록면이 위가 되도록 유지한다. 그리고, 광학적정보기록메체가 거꾸로 볼록하게, 또는 평탄하게 되도록, 광학적정보기록매체의 센터부에 가증하고, 또는 센터부를 고정한다.
또, 바람직하게는 어닐링공정이 교정처리를 겸하고, 기판면 또는 보호층면의 적어도 어느 한쪽의 면을 평탄한 면위에 엎어놓은 상태로 방치하면서 어닐링공정을 행한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정이 교정처리를 겸하고, 기판면, 보호층면의 최내주부 또는 최외주부의 적어도 어느 1개를, 평탄한 면을 가진 물체에 압압하면서, 어닐링공정을 행한다.
또, 바람직하게는, 평탄한 면이 어닐링공정의 온도이상의 내열성을 가진 물체의 일면이고, 상기 물체를 미리 소정의 온도로 가열한 상기 물체의 평탄면위에 광학적정보기록매체를 높은 상태에서 어닐링공정을 행한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정이 교정처리를 겸하고, 단일판구조의 광학적정보기록매체를 복수매겹쳐쌓은 상태에서, 양쪽으로부터 힘을 가하면서 어닐링공정을 행한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정의 온도를 기록박막층의 상변하가 발생하는 온도이하로 한다.
또, 바람직하게는, 어닐링온도를 100이하로 한다. 또한, 하한치는 60정도이다.
또, 바람직하게는, 초기결정화공정을 플래시노광에 의해 행한다.
또, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 방법으로서 기판상에 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 포함한 다층구성의 기록층을 구비하고, 상기 기록층의 상층에 자외선경화 수지를 함유하는 경화피막의 보호층을 구비한 구조의 광학적기록부재의 제조공정에 있어서, 본 발명의 제조방법은, 상기 자외서경하수지층을 형성한 후, 상기 광학적기록부재의 상기 기록층 및 상기 보호층을 형성한 기판면과 대향하는 기판면에 교정력을 가하면서 자외광선의 조사를 행하는 자외선조사공정과, 상기 자외선조사공정종료후의 초기결정화공정을 포함한다.
통상, 단일판의 광학적정보기록매체(이하 광디스크라고 칭함)는, 보호층형성에 기인하는 휘어짐의 방향과, 초기화에 기인하는 휘어짐의 방향이 동일하게 되기 때문에, 이들 처리를 가한 후의 광디스크의 휘어짐을 증폭하고, 광디스크의 기록에 관한 층의 평면성이 손상된다.
따라서, 적어도 보호층경화공정시에, 휘어짐이 발생하는 방향과 반대의 방향으로 교정력을 인가하면서 보호층을 형성함으로써 초기화공정후의 휘어짐을 억제할 수 있다.
바람직하게는, 초기화공정을 교정력이 가해진 상태에서 행한다.
또, 바람직하게는 자외광조사공정과 초기화공정고의 상이에, 광학적기록매체를 가열하는 어닐링공정을 행한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정을 교정력을 인가한 상태에서 행한다.
또, 바람직하게는, 어닐링공정의 열원을 적외공램프의 조사로 한다.
또, 바람직하게는, 초기화공정을 플래시광조사에 의해 행한다.
본 발명에 의해서, 비정질상-결정상간의 상변화형광디스크매체의 초기화후의 휘어짐 및/또는 비뚤어짐이 저감되고, 서보특성을 향상할 수 있다.
본 발명에 제4목적은, 플래시초기화방법에 적합한 매체구성인 양면형매체의 제조공정수를 줄이기 위한 광학적정보기록매체의 구성, 및 상기 광학적정보기록매체의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여 투명기판상에 레이저광선에 조사에 의해서 광학적으로 검출가능한 변화를 발생하는 기록박막층 및 금속반사층을 포함한 다층구조막을 구비한 2매의 광학적기록부재를, 자외선감응경화성분을 함유하는 수지를 개재해서, 상기 다층구조막쪽이 서로 안쪽이 되도록 해서 맞붙인 매체구성을 채용하고, 또한, 상기 2매의 광학적기록부재의 적어도 어느 한쪽이, 상기 수지의 자외선감응파장영역에 대략 3이상의 투과율울 가지도록 구성한다. 상기 구성을 취함으로써, 기판을 개재해서 외부로부터 자외선을 조사함으로써 접착층을 경화시키는 것이 가능하게 된다.
여기서, 바람직하게는, 기롭박막층이, 비정질상-결정상간의 상변화현상에 따른 광학적특성의 변화를 응용하는 것으로서, 광학적기로부재의 적어도 어느 한쪽의 상기 기록박막층이 비정질상태일 경우에는, 수지의 자외선감응파장영역에 대략 3이상의 투과율을 가진 것으로 한다.
또, 바람직하게는, 금속반사층으로서 Au를 주성분하는 합금 Au100xMx(M은 Cr, Al, Ag, Cu, Ni, Si, Pt등의 금속원소, 100x≥0)을 사용한다.
이와 같은 광학적정보기록매체는, 상기 2매의 광학적기록부재의 적어도 어느 한쪽의 상기 다층구조막이 상기 수지의 자왼선감음파장영역에 대략 3이상의 투과율을 가지도록 막형성을 행하는 성막공정과, 상기 2매의 광학적기록부재를 서로 상기 다층구조막이 형성된 면이 마주보도록 배치하는 배치공정과, 상기 대향하는 다층구조막간의 공간에 상기 수지를 충전하는 충저공정과, 자외광의 노광에 의해 상기 수지를 경화시키는 노광공정을 포함한 제조방법에 의해서 얻을 수 있다.
일반적으로, 자외선감응경화성분을 경화속도에 대한 영향은, 조사하는 자외선의 파장 및 감응성분의 양자수율(자외선조사강도에 비례한다)등에 의존한다. 그러나, 본 발명자들의 실험에 의하면, 자외선조사에 의해서 경화시키는데 있어서의 율속은 (당해 조사강도에 의해 경화 속도는 약간 변화하지만), 주로 자외선의 파장에 의해서 결정된다. 즉, 자외선조사에 의해서 중합을 개시하는 성분을 감응시키는 특정파장이 존재하면, 적어도 대략 3정도의 투과율에서도, 자외선조사에 의해서 중합을 개시하는 감응성분으로의 조사강도자체는 충분하고, 경화속도에는 그다지 영향을 미치지 않는 것이 판면되었다. 따라서, 상기 구성에 의하면, 2매의 디스크의 접착면의 사이에 자외선경화수지를 충전하고, 자외선을 조사하는 것만으로도, 양면형의 광학적정보기록매체를 형성할 수 있고, 종래에 비교해서 제조공정수를 훨씬 적게 할 수 있다.
여기서, 바람직하게는, 광학적기록부재의 양쪽의 면으로부터 노광을 행한다.
또, 바람직하게는, 노광공정후, 광학적정보기록매체에 에너지선을 조사해서 초기화한다.
또, 바람직하게는 에너지선으로서 레이저빔을 사용한다.
또, 바람직하게는, 에너지선으로서 플래시광을 사용한다.
또, 바람직하게는, 상기 2매의 광학적기록부재중의 적어도 한쪽이 재생전용타입이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거해서 설명한다. 먼저, 본 발명의 제1목적인, 방전발광시간(조사시간), 발정발광파워(조사광파워)를 임의로 설정하는 것이 가능한 플래시초기화장치를 제공하는 것, 및, 그 장치를 사용해서 열피해가 작은 초기화방법을 제공하는 것을 달성하기 위한 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
제1도는, 방전발광시간(조사시간), 방전발광파워(조사광파워)를 임의로 설정하는 것이 가능한 플래시초기화장치의 일실시예의 주요구성을 표시한 도면으로서, 이 장치를 사용해서 이하에 설명하는 바와같이 열피해가 작은 초기화를 행할 수 있다.
초기화시에는, 먼저 상변화재료로 구성되는 기록박막(1)(최초에는 비정질상태)를 수지기판(2)위에 구비한 광학적정보기록매체(3)를, 기판면을 위로해서 지지대(6)의 위에 놓는다.
여기서는, 기판면을 위로 했으나, 기판면을 아래로 하는 구성도 가능하고, 장치구성에 따라 자유로운 형태를 취할 수 있다.
(7)은 플래시광원이고, 전기에너지를 축적하는 축적회로부(8)에 연결되어 있다. 이 실시예에서는, 광원(7)으로서 길이 35㎝의 크세논플래시램프 24개를 1mm의 공간을 형성해서 평면위에 배열한 구성으로 했다.
축적회로(8)는, 저항기와 콘덴서로 구성되어 있고, 전원(12)에 접속되고, 이에 의해 소정의 전압이 될 때까지 충전한다.
또, (9)는 트리거회로이고, 상기 축적회로부의 콘덴서가 소정의 전압으로 충전된 후에, 이회로를 작동시켜서 상기 플래시광워내부를 통전가능한 상태로 변화시키고, 상기 축적회로에 축적된 전하를 상기 방전회로내에 일거에 흐르게 한다. 이 결과, 상기 플래시광원(7)으로부터는 강한 플래시광선(4)이 방출되게 된다. 또한(11)은 반사판이고, 매체에의 조사효율을 높이는 작용을 하나, 본 발명을 완결하기 위한 필수요소는 아니다.
상기 기록박막(1)은 상기 플래시광선(4)을 흡수, 승온하고 결정화전이한다. 또, 상기 방전회로에는, 방전차단회로부(10)를 장착하고 있고, 소정의 시간 방전시킨 후, 강제적으로 방전을 정지시키고, 발광의 강도를 실효적으로 0레벨까지 저하시킬 수 있다.
제2도에 의해서, 본 발명의 초기화장치를 사용하는 차단회로부(10)의 동작원리를 설명한다. 먼저, 방전을 시킬 경우 방전을 일으키는 전제로서, 먼저 축적회로부(8)의 콘덴서C1을 소정의 전압이 될 때까지 충전해둔다. 다음에, 스위치회로(5)에 의해서, 트리거회로(9)의 SCR(이하, 다이리스터라고 한다)S1에 게이트단자에 ON신호를 인가하고, 트리거회로(9)의 트리거트랜스의 양단부에 전압을 인가한다.
상기 전압은 승압되고, 고압이 플래시광원(7)의 트리거전극에 인가되는 동시에, 차단회로(10)의 다이리스터S2를 ON으로 한다. 이 결과, 플래시관의 내부의 전기저항이 급격하게 저하하는 동시에 메인콘덴서 C1양단부의 전아이 플래시관양단부에 인가되고, 램프의 음극-양극간에서 방전이 개시되고 발광이 얻어진다.
이어서, 방전을 강제적으로 중단할 경우, 차단회로중의 다이리스터S3의 게이트단자에 ON신호를 인가한다. 이때, ON신호를 내는 회로(도시생략)에는 타이머를 구비시키고, 방전개시의 스위치ON후, 소정의 시간이 경과했을때에, 상기 ON신호를 내도록 설정한다.
차단회로중에는, 차단전류를 발생하기 위한 콘덴서C2가 충전된 상태에서 접속되어 있다. 다이리스터S3가 ON상태가 되면, C2양단부의 전압이 다이리스터S2에 반대방향으로 인가되고, 역전류가 발생함으로써 S2를 순간에 OFF상태로 전환한다. 이 결과, 메인콘덴서로부터의 방전을 정지시킬 수 있다. 즉, 회로의 시정수와는 관계없이, 임의의 발광시간을 설정하는 것이 가능하다.
차단회로로서는, 예를 들면 선스타스트로보(주)제의 배리커트장치(VARICUT24)를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 실효적인 발광시간을 0,1~10msec의 동안에 임의로 제어할 수 있다.
제3(a)-(d)도에, 이 회로를 사용해서 방전발광시킨 크세놈램프로부터의 발광을 핀다이오드에서 받은 발광패턴예를 표시한다. 각 도면의 가로축은 시간축이고, 제3(a)-(c)도에 대해서는 1눈금 0.5, 제3(d)도에 대해서는 1눈금 0.2이다. 또 세로축은 포토디텍터의 출력전압으로 환산한 발광강도를 표시한다. 또, 회로중으 l축적부의 콘덴서용량은 6000uF, 충전전압은 800V이다.
제3(a)도는 방전차단회로(10)를 작동하지 않는 경우, 제3(b)-(d)도는 각각 차단회로(10)를 작동시킨 경우이고, 차례로 발광시간을 각각 2, 1, 0.5m설정한 경우에 상당한다.
이들 도면으로부터 설정시가경가후에는, 발광이 완전히 정지하고, 시속하게 0레벨로 저하하는 것을 알 수 있다. 제3(b)(c)(d)도에서 정지하기 직전에, 발광강도가 순간에 커지고 있는 것은, 콘덴서C2로부터의 전류가 순간적으로 플래시관의 쪽에도 흐르기 때문이다.
제4(a)도는 본 발명의 초기화방법을 적용해서 초기결정화처리를 행하는 광디스크매체의 구성예를 표시한 단면도이다. 통상, 서냉구성이라고 하고 있다. 폴리카보네이트제의 직경 200mm, 두께 1,2mm의 기판(2)위에 두께90의 ZnS-SiO2(SiO2:20mol)막(하부형성유전체층(14)), 두께 30의 Ge2Sb2Te5합금박막층(기록박막층(1)), 두께 154의 ZnS-SiO2(SiO2:20mol)막(상부형성유전체층(15)), 두께10의 Au박막층(반사층(16))을 스퍼터링에 의해 적층했다.
형성한 상태 그대로에서는, 기록막은 비정질상태였다. 다음에 최상층에 자외선경화수지를 스핀코팅해서 두께 20의 층을 형성하고, 그 후, 수은램프에 의해서 조사해서 경하시키고 보호층(17)으로 했다.
표 1은, 제4(a)도의 구성의 매체에 제3도의 플래시조사를 행한 결과를 표시한다. 램프, 매체의 가격은 10mm, 충전전압은 650, 675, 700, 750, 800V의 5조건으로 했다.
표 1중, [OK]의 조건에서는, 크랙이나 박리 등의 열피해를 나타내는 일없이 디스크전체면의 결정화를 할 수 있는 것, 「손상」은 결정화하거나 하지 않거나에 관계없이 주름이 발생하거나, 크랙이 발생하는 등, 약간의 파손이 생긴 것, 「부분남은」은 박광강도가 비교적 약한 부분에서 결정화되지 않고 남는 부분이 발견된 것, 또 「불가」는 전혀결정화하지 않은 것을 각각 표시하고 있다. 결정화하고 있는 것은, 광학적인 농도가 커지고 있는 것이므로 육안으로도 용이하게 판정할 수 있으나, 학실히 하기 위해 X선회절법에 의해서도 확인했다.
여기서, 표 1로부터 명백한 바와 같이, 차단회로를 작동시키지 않고 조사를 행한 A의 경우에는 충분한 결정화가 발생하기 이전에 열적손상이 발생해버리는 것을 알 수 있었다.
또, 차단회로를 동작시켜서 발광의 꼬리부를 차단함으로써 여분의 가열을 저감하는 것이 가능하게 되고, 열피해가 없는 결정화를 달성하는 것이 가능하게 되었다.
상기 표중에는 표시되어 있지않으나, 발광시간으로서는, 2보다도 긴조건 및 0.5보다도 짧은 조건도 시도하였다. 그 결과, 차단회로를 동작시킬때까지 시간을 3로한 경우엔은 초기화가능한 조건이 존재하였으나, 3를 초과하면 손상이 현저하게 나타나 바람직하지 않았다. 2이하에서는, 아름다운 초기화상태를 얻을 수 있는 조건이 넓게 존재하였다. 또, 0.5보다도 시간을 짧게한 조건, 예를들면 0.2, 0.1의 조사시간으로도 전혀 손상이없는 초기화가 가능하였다. 단, 이경우에는 필요한 충전전압이 2kV, 4kV로 커지므로, 큰 전원이 필요하게 된다.
상기 초기결정화를 행한 디스크를 평가데크에 걸어서기록·재생을 행하였다. 디스크를 선속 27m/s에서 구동하고, 파장 780의 레이저(개구수:NA=0.55)를 2치변조(피이크파워 24mW, 바이어스파워 10mW)하고, 기록주파수f1=18MHz의 신호와 f2=6.75MHz의 신호를 교호로 오버라이트기록했다. f1의 C/N, 소거율을 측정한 바, 52dB의 C/N과 26dB의 소거율이 얻어지고, 문제 없이 초기화하 행해지고 있는 것을 알 수 있었다.
다음에, 급랭구성으로 통상 불리고 있는, 다른 구성의 광디스크를 사용하여, 본 발명의 초기결정화방법을 실시해보았다. 제4도(b)에 표시한 바와 같이, 본 실시예에서는,13㎝의 폴리카보네이트의 수지기판을 사용하고, 이 위에 두께 170의 ZnS-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께25의 Ge2Sb2Te4합금박막, 두께 45의 ZnS-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 90의 AlCr(Cr:3원자)을 순차 스퍼터링의 방법에 의해서형성했다. 형성한 상태 그대로에서는 기록막은 비정질상태였다.
다음에, 최상층에 자외선경하수지를 스핀코팅해서 두께 20의 층을 형성하고, 그 후, 수은램프에 의해서 조사해서 경화시키고, 보호층으로 했다. 이 구성의 광디스크에 대해서도, 앞의 실시예와 마찬가지로 초기화실험을 행하였다. 이때, 전압은, 625, 650, 675, 700, 750의 5단계로 했다.
매체의 구성을 바꾸어서 행한 이 실시예에서도 표2로부터 명백한 바와 같이, 차단회로를 작동시키지 않고 조사를 행한 경우에는 충분한 결정화가 발생하기 이전에 열적손상이 발생해버리는 것을 알 수 있었다. 또, 차단회로를 동작시킨 경우에는, 발광시간에 따라서 적당한 충전전압이 있고, 그 조건에서는 열피해가 없는 결정화를 행할 수 있는 것이 확인되었다.
서냉구성의 경우와 마찬가지로, 이 경우에도, 2보다도 긴조건 및 0.5보다도 짧은 조건도 시도 하였으나, 경향은 동일하였다.
상기 초기결정화를 행한 디스크를 평가데크에 걸어서기록·재생을 행하였다. 디스크를 선속 10m/s에서 구동하고, 파장 780의 레이저(개구수:NA=0.50)를 2치변조(피이크파워 24n, 바이어스파워 7mW)하고, 기록푸자수 f1=6.66MHz의 신호와 f2=2.5MHz의 신호를 교호로 오버라이트기록했다. f1의 C/N, 소거율을 측정한 바, 55dB의 C/N과 26dB의 소거율이 얻어지고, 문제 없이 초기화가 행해지고 있는 것을 알 수 있었다.
위의 2예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 초기화방법, 초기화장치는 매체의 구성에 의한 것은 아니고, 매체를 구성하는 각층의 재질, 막두께를 바꾸어도 적용가능하다.
기판재료로서는 예를 들면 PMMA나 폴리올레핀등의 투명한 고분자재료, 예를들면, 유리등의 투명한 무기재료, 예를들면 Cusk 알루미늄등의 금속등을 적용할 수 있다.
유전체재료로서는, 예를들면 Zr-O, Ta-O, Ge-O, Ti-O, Al-O등의 산화물, 예를들면 Al-N, Zr-N, Si-N, Ti-N등의 질화물, 예를들면 Si-C, Ti-C등의 탄화물, 예를 들면 Ca-F, La-F등의 불화물을 사용할 수 있다.
또, 기록박막층으로서는 예를들면 Ge-Sb-Te계나 이 계에 CO, Bi, Pd, O, N, Se 등을 첨가한계(또는, 이들에 의해서 일부를 치환한 계), Sb-Te계, In-Sb-Te계, Ge-Sb계, Ag-Sb-In-Te계, Ge-Bi-Te계, Ge-Sn-Te계, Ge-Bi-Te-Se계, Ge-Te-Sn-Au 등의 계, 혹은 이들의 계에 산소, 질소등의 첨가물을 첨가한 계에 대표되는 바와 같이, 이들 상변화를 응용한 상변화기록 박막등을 사용할 수 있다.
또, 반사층재료로서는, Au, Al, Ni, Cr등의 금속, 또는 이들을 베이스로 한 합금이 사용된다.
또, 매체구성으로서는, 예를들면 제4도(a) 혹은(b)에 표시한 매체와 동일한 것을 2매 맞붙인 양면형 매체등에도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 매체구성에는 좌우되는 것이 아니다.
초기결정화에 필요한 조사파워는, 매체와 광원과의 거리를 선택함으로써 변화시킬 수 있다.
즉 가깝게 하면 조사시간을 짧게할 수 있고, 혹은 충전전압을 낮게할 수 있다. 반대로 멀어지면, 조사시간을 길게하는 것, 혹은 충전전압을 높게하는 것이 필요하게 된다. 상기 거리를 어떻게 선택할지는 장치의 설계사항이다.
다음의 실시예는, 충전에 요하는 시간이다. 앞의 제3도(a),(b),(c),(d)에 대응해서 최초에 750V까지 충전할때의 충전시간과, 1회 방전시킨 후, 방전전의 전압까지 가장 충전하는데 필요한 시간을 조사했따. 전압을 750V로 유지한 그대로에서의 충전시간을 측정했다. 결가를 표 3에 표시한다.
표 3에 표시한 바와 같이, 최초의 충전에는 4분을 요했으나, 한번 방전시킨 후의 다음의 충전시에는 방전시간에 대응해서 충전시간에 차가 생기고 있다. 즉, 방전시간이 2일 경우에는, 첫회의 절반인 2분에 다음의 충전이 완료하고 있다.마찬가지로, 방전시간이 1, 0.5의 조건에서는 다음의 충전시간은 1분, 30초로 단축되고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 방전차단회로를 사용하고, 초기결정화등에는 필요최소한의 방전발광만을 행하게 하므로써, 초기결정화의 소요시간이 대폭으로 단축되는 것을 확인할 수 있었다.
다음에 본 발명의 제2목적인 프래시초기화 방법에 요하는 시간을 단축하기 위한 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예에서는, 플래시초기화방법에 있어서의 소요시간의 대부분이, 플래시광의 에너지원인 축적부에의 충전시간인 것에 주목하고, 이 충전소도를 높이는 방법 및 그것을 실현하는 장치를 제공한다.
제5도는 초기화시간을 단축한 초기하장치의 구성예를 설명하는 구성도이다. 초기화시에는 광기록매체(18)를 지지대(19)에 얹는다. 광기록매체(18)에 상대해서, 플래시램프(20)(이하, 간단히 「램프」라고 함)가 배치된다. 본 도면에서는 램프(20)로서 1개만 기재되고 있으나, 매체의 형상이나 표면적에 맞추어서 직선형상의 것을 복수개 병력해서 배열해도 되고, 또 소용돌이형상을 한 램프를 배치해도 된다.
램프(20)를 섬광시키는데 필요한 전기에너지를 축적하는 메인콘덴서(21)가 램프(20)의 단자와 병렬로 접속되고, 메인콘덴서(21)에는, 전하의 충전량을 메인콘덴서(21)의 단자전압으로서 검출하기 위한 전압계(22)가 병렬고 접속되어 있다. 이 전압계(22)에는, 측정한 전압을 다른 회로에 출력하기 위한 측정치출력단자가 설치되어 있다.
(23)은 메인콘덴서(21)를 충전하기 위한 전원이다. 이 전원(23)에는 전원의 출력단자전압을 자동적으로 제어할 수 있는 전압설정회로(24)가 형성되어 있다.
(2)는 절환스위치이고, 메인콘덴서(21)의 충전, 차단, 및 과잉충전량의 방전을 절환하기 위하여 설치되어 있다.
릴레이(26), 트리거코일(27) 및 트리거콘덴서(28)는 램프(20)를 섬광시키기 위하여 설치된 것이다. 트리거콘덴서(28)에는 미리 저항(30)을 통해서 전압 Vt로 충전된다. 이 상태에서 릴레이(26)를 닫으면 트리거콘덴서(28)에 축적된 에너지는, 트리거코일(27)에 의해 고주파·고전압의 에너지로 변환되어 램프(20)의 트리거전극에 인가된다.
이 고주파·고전압에 의해 램프(20)의 내부의 크세논가스가 절연파괴되고, 음양극간에 급격한 방전이 개시된다. 이에 의해메인콘덴서(21)에 축적된 에너지는 광의 에너지가 되고 순간적으로 발광한다.
제어수단(29)은, 전압계(22)의 측정치신호를 도입하는 제어, 설정회로(24)의 설정전압을 결정하기 위한 신호를 보내는 제어, 절환스위치(25)의 위치(포지션)를 바꾸는 신호를 보내는 제어, 그리고 릴레이(26)를 닫기 위한 신호를 보내는 제어를 하기 위하여 설치되어 있다.
다음에, 상기 장치를 사용해서 광기록매체(18)를 초기화하기 위한 제어의 흐름을 이하에 기재한다.
램프(20)의 발광강도는 램프(20)를 섬광시키는데 필요한 전기에너지를 축적하는 메인콘덴서(21)의 충전량에 의해서 결정되나, 콘덴서용량이 일정하면, 멘인콘던세(21)의 단자전압(즉, 램프의 단자간전압)의 크기에 의해서 결정된다. 인가전압의 최대허용치나 발광한계의 하한치등은 램프(20)의 설계에 의존하나, 여기서는 정격 700V의 램프를 사용한 예를 설명한다.
상기 700V를 램프단자간에 인가하기 위해서는 메인콘덴서(21)의 전압도 또 700V가 되도록 충전할 필요가 있다. 그래서,
1) 제어수단(29)에 의해 메인콘덴서(21)의 충전완료전압을 700V로 설정하면, 제어수단(29)에 의해 절환스위치(25)가 충전쪽이 되도록 신호가 보내지고, 충전이 개시된다.
2) 동시에, 제어수단(29)으로부터 설정회로(24)에 신호가 보내지고, 전원(23)의 출력전압이 설정된다.
3) 충전을 계속함에 따라서 메인콘덴서(21)의 단자전압이 상승하므로, 이 단자전압을 전압계(22)에 의해서 검출하고, 그 측정치를 제어수단(29)에 보낸다.
4) 제어수단(29)은 전원(23)으로부터의 출력전압과 상기 메인콘덴서(21)의 단자전압과의 전위차가 항상 700V가 되도록 설정회로(24)에 신호를 보내고, 설정회로(24)는 전원(23)의 출력전압이 전압계(22)에서의 측정전압보다도 700V만큼 크게 되도록 제어된다.
5) 전압계(22)가 700V(또는 그것을 넘는 값)를 검출한 동시에, 제어수단(29)은 절환스위치(25)가 차단의 위치가 되도록 신호를 보내고, 메인콘덴서(21)에의 충전이 종료한다.
6) 충전종료후 제어수단(29)은 릴레이(26)에 신호를 보내고, 릴레이(26)가 닫힘으로써 램프(20)가 발광하고, 광기록매체(18)에 플래시광이 조사되고 초기화가 행해진다.
제6도는 충전시간과 메인콘덴서(21)의 관계를 나타낸 것이다. 도면중, 실선으로 표시한 직선이 상기 실시예에서 표시한, 전위차를 항상 700V로 유지한 경우의 모양잉고, 메인콘덴서(21)의 단자전압은 충전종료전압까지 직선적으로 승압된다. 이것과, 인가전압은 일정치로 한경우(도면중 파선의 커브)를 비교하면, 본 실시예의 방법을 사용한 경우에는 훨씬 단시간에 충전을 완료시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 방법의 경우에는, 충전완료까지의 시간과 메인콘덴서(21)의 단자전압의 증가량의 일정하므로, 충전완료시간을 용이하게 구할 수 있어 편리하다.
전원(23)의 출력전압의 설정방법은 상기에 한정되지 않는다. 가장 간편하게는, 출력전압을 전원(23)의 설정전압의 상한에 고정해두는 것도 가능하다. 예를 들면, 전원(23)의 최대정격 전압이 1kV이면, 전원(23)의 출력전압이 1kV가 되도록, 제어수단(29)을 통해서 설정회로(24)에서 제어한다. 이 경우 충전개시직후의 전위차는 1kV이고, 충전종료시의 전위차는, 메인콘덴서(21)의 충전완료전압을 700V로 해서, 300V이므로, 메인콘덴서(21)의 단자전압은 제6도중, 일점쇄선으로 표시한 바와 같은 변화를 표시하고, 전원(23)의 전압을 충전완료시의 전압인 700V로 설정해서 충전하는 것보다 단시간에 충전할 수 있다.
여하튼, 본 발명에서는 메인콘덴서(21)의 충전종료전압보다도 전원(23)의 출력전압을 높게 유지함으로써 양자의 전위차를 가능한 한 높게해서 메인콘덴서(21)에 유입하는 전류치를 증가시키도록 제어한다. 이에 의해서 충전시간을 짧게하고, 초기화에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 초기화장치의 특징의 하나는, 에너지공급수단에 설치한 공급량설정수단, 에너지축적수단에 축적한 에너지량을 검출하는 축적량검출수단, 및 공급설정수단과 축적검출수단으로부터 출력에 의거해서 공급수단과 절환수단과 방전개시수단에 신호를 출력하는 제어수단을 구비한 점이다.
공급량설정수단 및 축적량검출수단에 의해서 검출하는 대상으로서는, 에너지를 직접 검출하는 전하량, 에너지를 환산한 전압등이 있으나, 플래시광을 발광하는 관점에서는 전압에 의해서 관리하는 것이 바람직하다.
또, 축적량검출수단에 의해서 검출한 검출량에 따라서, 공급량설정수단에 의해서 설정한 공급량을, 축적수단의 소정의 도달량 또는 도달량의 설정치보다도 크게 되도록 공급수단을 제어하는 제어수단을 구비한 점도 본 발명의 초기화장치의 특징의 하나이다. 여기서 축적수단의 소정의 도달량이란 플래시가 발광하기 위하여 요하는 에너지량 또는 전압치를 말하고, 설정치와 동일하게 하는 것도 가능하고, 예를 들면 방전을 보다 원활하게 개시시키기 위하여 소정의 값보다도 설정치의 쪽을 약간 높게 설정하는 것도 가능하다. 단, 상기한 축적수단의 설정치는 모두, 축적수단의 포화축적량보다도 낮게 설정하는 것은 물론이다.
원리적으로는 공급량이 축적수단의 소정의 도달치 또는 도달량의 규정치의 어느하나보다도 크면 본 발명의 효과는 발휘된다. 또, 양자간의 차가 클수록, 그 효과는 현저해진다. 단, 예를들면 전압에 의해서 검지할 경우에는, 통상은 공급수단의 전압변동을 고려하지 않으면 안되므로, 축적수단의 소정의 도달량 또는 도달량의 규정치의 어느 하나의 1.1배이상이면 효과가 나타나고, 실제조를 고려하면 1.3배정도이상이 바람직하다. 상한은, 일반적로는 공급수단의 능력에 한계가 있고, 5배 정도이하의 능력을 가진 공급수단이 입수하기 쉽기 때문에 바람직하다. 또한, 이 공급량과 축적수단의 도달량 또는 도달량규정치의 어느하나와의 비는, 에너지를 대상으로 하는 경우에 있어서도, 전압을 대상으로 하는 경우에 있어서도 변함없다는 것은 물론이다.
또, 본 발명의 또 하나의 특징은, 공급설정수단에 의해서 설정하는 공급량을 축적수단의 도달량 또는 도달량의 규정치의 어느하나보다도 크게 되도록 공급수단을 제어하는 동시에, 축적수단의 축적량이 소정의 값에 도달했을때에, 절환수단을 제어하고, 공급수단으로부터 축적수단으로의 공급을 차단하고, 방전개시수단에 신호를 보내는 제어수단을 구비한 점이다.
즉 축적수단에 축적된 축적량(예를들면 단자간전압)을 검출하는 검출수단의 신호를 개재해서 절환수단을 제어하기 때문에, 메인콘덴서를 과충전해버리는 등의 염려가 없고, 최단시간으로 충전을 왈료하여, 방전발광으로 이행할 수 있다고 하는 특징도 가진다.
본 발명에 적용할 수 있는 광기록매체(18)의 구성으로서는, 이미 제4도(a), 제4도(b)에서 설명한 바와 같다. 예를들면, PMMA, 폴리카보네이트 등의 수지 혹은 유리 등으로 이루어진 기판상에 ZnS-SiO2재료로 이루어진 유전체층, Ge-Sb-Te계 등으로 구성된 결정상태와 비정질상태를 가역적으로 변화하는 상변하기록층, Au, Al, Cr등의 금속원소 혹은 이들 합금으로 이루어진 반사층등의 박막을 적층한다.
이와 같은 광기록매체(18)의 형태는, 상기 적층한 박막상에 수지를 스핀코팅한 구성도 가능하다. 또, 기판과 마찬가지의 수지판, 유리판을 접착제를 사용해서 맞붙이는 것도 가능하다. 또, 2조의 기록부재를 중간기판을 사용해서 맞붙이는 것도 가능하다. 혹은 막쪽을 안쪽으로 해서 접착제에 의해 맞붙임으로써 양면으로부터 기록, 재생, 소거가능한 구조로 하는 것도 가능하다.
광기록매체(18)는 기록, 재생, 소거를 할 수 있는 광기록매체이면 어느 제법이어도 된다. 또, 디스크형상, 카드형상, 시트형상, 혹은 필름형상의 모양을 하고 있어도 되고, 발명은 광기록매체(18)의 형태에는 구애받지 않는다.
다음에, 본 발명의 제3목적인 보호층을 형성하는 공정 및 초기결정화공정을 통해서 발생하는 매체의 휘어짐이나 비뚤어짐을 저감하는 실시예에 대해서 설명한다.
제9도에 본 발명에 의한 강학적정보기록매체의 제조방법의 일실시예로서 단일판의 광학적어보기록매체(이하 광디스크매체라고 칭한다)(39)를 제조하는 공정을 표시한다. 제9도에서는 생략했으나, 광디스크매체(39)는, 기판상에 상변화를 발생하는 기록박막층과, 보호층을 포함한 것이다.
공정(A)는 기판상에 기록박막층등을 형성하는 공정이다. 상기 기판재료로서 유기수지기판을 사용하는 경우에는, 예를들면 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리올레핀등의 수지가 사용되고, 무기기판을 사용할 경우에는, 예를 들면 유리판의 외에, 구리나 알루미늄등의 금속판도 사용할 수 있다. 디스크기판표면에는, 광을 안내하기 위한 홈 혹은 피트열이 동심원상 또는 스파이럴선상에 새겨져 있고, 센터구멍이 뚫려 있다. 기판재료에 예를들면 유리판의 외에, 구리나 알루미늄등의 금속판 등의 무기기판재료를 사용하는 경우에은, 예를들면 스템핑전자법(2P법)등에 의해서 상기 가이드홈이나 피트열을 형성해둔다.
이 기판상에, 스퍼터링, 진공증착 등의 방법에 의해서 성막공정(A)을 행하고, 필요에따른 층수의 다층막을 형성한다. 예를들면, 제10(a)도에 표시한 바와같이, 기판(40)의 위에 제1유전체층(41), 기록박막층(42), 제2유전체층(43), 반사층(44)의 4층을 겹쳐쌓은 구성이 대표적이나. 각 층이 복수의 재료층으로 이루어진 경우도 있고, 먼저 제1반사층(45)을 형성하고, 다음에, 제1유전체층(41), 기록박막층(42), 제2유전체층(43), 제2반사층(46)의 순으로 형성하는 경우도 있다. 또, 어느하나 또는 양방의 반사층이 없는 구성, 또, 어느하나 또는 양방의 유전체층이 없는 구성도 취할 수 있다.
유전체층(41)(43)의 재료로서는, ZnS-SiO2혼합막이 대표적이나, Zr-O, Ta-O, Ti-O, Al-O등의 산화물, Al-N, Zr-N, Si-N, Ti-N등의 질화물, Si-C, Ti-C등의 탄화물, Ca-F, La-F등의 불화물 혹은 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
기록박막층(42)의 재료에는, 예를들면, 상변화를 응용한 상변화기록박막, 대표적으로는 Ge-Sb-Te계나 이 계에 Co, Bi, Pd, O, N, Cr, In, Sn, Se등을 첨가 또는, 이들에 의해서 일부를 치환한 계, Sb-Te계, In-Sb-Te계, Ga-Sb계, Ge-Te계, Ag-Sb-In-Te계, Ge-Bi-Te계, Ge-Sn-Te계, Ge-Bi-Te-Se계, Ge-Te-Sn-Au등의 계, 혹은 이들의 계에 산소, 질소 등의 첨가물을 첨가한계 등을 사용할 수 있다.
또, 반사층(45)의 재료로서는, Au, Al, Ni, Ag, Ti, Cr 등의 금속, 또는 이들을 베이스로 한 합금, 예를들면, Ag-Cr, Al-Cr, Al-Tr, Ni-Cr, Au-Cr등이 사용된다.
성막공정을 종료한 디스크형상매체는, 공정(B)의 보포층형성공정에 이행한다. 여기서는, 먼저 자외선경화수지를 스핀코팅 등의 방법에 의해서 표면에 도포하고, 이어서 자외선에 노광해서 경화시키고 보호층(45)으로 한다.
보호층을 형성한 후, 공정(C)의 초기화공정으로 옮긴다. 초기화공정은, 래이저법이든 플래시법이든 어느것이든 좋다. 초기화공정을 마친 디스크형상매체는, 이미 설명한 2가지의 이유, 즉 자외선경화수지의 중합에 따른 수축, 및 기록박막의 결정화에 따른 수축의 영향에 의해서 통상은 기판면(47)(즉 기록층 등을 성막하고 있지 않은 기판면쪽)이 볼록해지는 방향으로 휘어짐을 발생한다. 본 실시예에서는, 이 휘어짐을 저감하는 방법을 설명한다.
초기화종료후, 공정(D)의 어닐링공정을 행한다. 이 공정은 본 발명의 특징이다 본 실시예에서는 나사구멍을 뚫은 평탄한 면(50)을 가진 구리판(51)위에, 볼록면(여기서는 기판면(47))을 위로 향해서 광디스크매체(52)를 놓고, 광디스크센터부를 나사(53)에 의해서 고정하고, 디스크매체(52)를 평탄면(50)에 압압하여, 휘어짐이 없는 상태로 유지한다. 이 상태에서, 전체를 소정온도로 가열한 드리아오븐에 투입하고 어닐링을 행한다. 어닐링후에는, 전체를 냉각하고, 냉각이 멈춘단계에서 나사를 풀면, 휘어짐이 작아진 디스크매체가 얻어지게 된다.
휘어짐을 교정하는 방법으로서는 상기한 나사(53)를 광디스크센터부를 개재해서 구리판(51)의 나사구멍에 고정하는 방법이외에, 여러 가지 변형이 있다. 이 변형에 대해서, 이하, 구체예를 들어서 설명한다.
[예1]
직경 130mm, 두께 1,2mm의 폴리카보네이트기판상에, 두께 170의 Zns-SiO2막, 25의 Ge2Sb2Te5막, 두께 40의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 80의 AlCr(Cr:3원자)막을 차례로 스퍼터법에 의해서 형성하고, 최상층에 약 20의 두께로 아크릴계의 자외선경화수지를 스핀코팅에 의해서 도포한 후, 수은램프를 조사해서 경화시켰다.
다음에, 길이 35㎝의 크세논플래시램프를 12개 배열해서 동시에 방전발광시키고, 상기 디스크매체를 일괄해서 결정화시켰다. 이 상태에서 휘어짐각을 측정한 바, 10밀리라디안으로서 큰 값이 되었다.
그래서, 제11도(a)에 표시한 구리제 지그의 평탄면위에, 상기 디스크기판(40)의 기판면(47)(볼록면)을 위로 해서 최내주부(54)만을 고정하고, 100의 오븐속에 1시간 방치했다.
자연냉각후, 보호층은 완전히 경화하고 있는 것이 확인되고, 또, 휘어짐각을 재차 측정한바, 5밀리라디안으로서 작아지고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 휘어짐각은 제13도에 정의하고 있다.
[예2]
예1과 완전히 마찬가지로 형성한 휘어짐이 있는 매체를, 이번에는 보호층면(48)을 위로해서 어닐링했다. 하나는 제11도(b)에 표시한 바와 같이 외주부(55)만을 고정하고, 다른 하나는 제11(c)도에 표시한 바와 같이, 외주부(55)와 내주부(54)의 양방을 고정해서 동일조건에서 어닐링했다.
자연냉각후, 해방한 바, 보호층은 모두 완전경화되고 있는 것이 확인되었으나, 외주부(55)만을 고정한 매체에서는 디스크매체의 센터부가 떠오르고, 역방향으로 무작위한 휘어짐이 발생해 버렸다. 한편, 내주부(54)와 외주부(55)를 동시에 고정해서 어닐링한 디스크매체에서는 휘어짐각이 5밀리라디안으로서 작아지고 있었다.
즉, 기판면을 위로 해서 어닐링하는 경우에는, 내주부만을 고정하면 되나, 보호층면(48)을 위로 하는 경우에는, 내주부와 외주부를 모두 고정할 필요가 있다는 것을 알 수 있었다.
[예3]
예1과 마찬가지로 형성한 휘어짐이 있는 매체를, 제11도(d)에 표시한 받침대(56)에 고정하고, 역방향으로 3밀리라디안정도 휘어지도록 중앙부를 나사(57)에 의해서 조이고, 앞 실시예와 마찬가지로 어닐링했다.
자연냉각후, 보호층은 완전경화하고 있는 것이 확인되고, 또, 휘어짐각을 측정한 바, 휘어짐각은 매우 저감되고, 기판면이 볼록의 방향으로 1밀리라이단이하였다.
[예4]
예1과 마찬가지로 형성한 휘어짐이 있는 매체를 30매 준비하고, 동일 방향에서 겹쳐쌓고, 제12도와 같이 분동(59)을 놓고 센터부를 받침대(58)위에 고정했다. 이 상태에서 100의 오븐속에 투입하고, 3시간 방치했다.
자연냉각후, 보호층은 완전경화하고 있는 것이 확인되고, 또. 각 매체의 휘어짐각을 측정한바, 모두 5밀리라디안이하로 저감되고 있었다.
[예5]
예1의 매체를 레이저법에 의해서 결정화시켰다. 디스크를 5m/s의 속도에서 회전시키고, 파장 830, 출력1W의 반도체레이저를 절반치폭 20의 폭으로 성형한 레이저빔을 10피치로 보내면서 전체면을 결정화시켰다. 이 상태에서 휘어짐각을 측정한 바, 7밀리라디안으로서 플래시법에 비하면 작은 값이 얻어졌다.
예1과 마찬가지로, 기판면(볼록면)(47)을 위로해서 최내주부(54)만을 고정하고, 100의 오븐속에 1시간 방치했다.
자연냉각후, 보호층은 완전경화하고 있는 것이 확인되고, 또 휘어짐각을 재차 측정한 바, 5밀리라디안으로서 작아지고 있는 것을 알 수 있었다.
예5와 예1을 비교해보면, 어닐링공정이 휘어짐교정처리도 겸하는 경우에는, 플래시초기화의 경우에, 보다 현저한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
[예6]
예1과 마찬가지로 형성한 휘어짐이 있는 매체 10매를 미리 100로 가열해둔 알루미늄제, 알루미나제 및 유리제의 3가지의 평판의 각각의 평면위에 기판면(40)을 위로 해서 놓고, 30분간 방치후 자연냉각시켰다.
보호층은 완전결정화하고 있는 것이 확인되고, 또, 휘어짐각을 측정한바, 어느 평판을 사용한 경우에도, 어닐링후의 휘어직막은 5~7밀리라디안의 범위였다.
평판을 알룸미나, 유리로 바꾸어 보았으나 마찬가지의 효과를 얻었다.
[예7]
예1에서 어닐링온도를 60-120마다 행하였다. 이 결과, 어닐링온도가 높아질수록 휘어짐의 교정효과가 컸으나, 110를 넘으면, 기판재료로서 폴리카보네이트를 사용했기 때문에, 홈형상에 약간 이상을 볼 수 있었다.
상기 실시예는 모두 기판재료로서 내열성이 낮은 폴리카보네이트를 사용한 예를 표시했으나, 기판재료를 내열성이 높은 예를 들면 유리등의 무기재료를 사용해서 행하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 어닐링처리 전후의 보호층의 경화의 모양 및 휘어짐의 모양은 거의 마찬가지이나, 어닐링처리온도가 110이상이어도 홈형상에 이상은 확인되지 않았다. 즉, 어닐링처리효과는 충분히 발휘되고, 고온처리의 쪽이 처리시간의 단축등의 효과도 부가되었다.
또, 상기 실시예는 모두, 유전체막을 구비한 형태를 예시했으나, 본 발명의 제조방법은 유전체막의 유무에 관계없이 유효하다.
또, 본 발명의 제조방법은, 보호층을 완전경화시킴으로써 광학적정보기록매체의 신뢰성을 높이고, 동시에 기록박막층 및 보호층 등의 성막 및/또는 초기화의 각 공정을 통해서 어쩔 수 없이 발생하는 휘어짐이나 비뚤어짐을 저감할 수 있는 기술이기 때문에 기록박막층, 유전체층 또는 기판등의 재료가 무엇이든, 그 효과에 변화가 없는 것은 물론이다.
다음에, 본 발명의 제3목적인 보호층을 형성하는 공정 및 초기결정화공정을 통해서 발생하는 매체의 휘어짐이나 비뚤어짐을 저감하기 위한 다른실시예에 대해서 설명한다.
이 실시예에서는, 직경 130mm, 두께 1.2mm의 폴리카보네이트기판상에 하부형성유전체층으로써 두께 170의 Zns-SiO2막, 기록박막층으로서 25의 Ge2Sb2Te5막, 상부형성유전체층으로서 두께 40의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 반사층으로서 두께 80의 AlCr(Cr:3원자)막을 차례로 스퍼터법에 의해서 형성하고, 최상층에 약 20의 두께로 아크릴계의 자외선경화수지를 스핀코팅에 의해서 도포한 디스크매체를 복수매 준비하고, 이하의 비교실험을 행하였다.
디스크매체A는 그 상태대로(교정력을 인가하지 않은 상태)에서 수은램프에 의해서 조사해서 자외선경화수지를 경화시키고, 플래시법에 의해서 초기화를 행하였다. 또한, 플래시에 의한 초기호에는, 제14도에 표시한 방전회로를 사용하고, 크세논방전관을 방전발광시킴으로써 노광조사를 행하였다.
디스크매체B는 자외선조사를 행하여 수지층을 경화시킨 후, 다음에 제15도에 표시한 바와 같이 기판면(47)이 오목해지는 상태로 교정력(61)을 가하면서 플래시초기화를 행하였다.
디스크매체C는, 자외광선(60)의 조사를 행한 후, 디스크매체B와 동일하게 교정력(61)을 가하면서, 100의 오븐속에 투입하고, 1시간 어닐링한 후, 교정력(61)을 제거해서 플래시초기화를 행하였다.
디스크매체D는, 자외광선(60)의 조사를 행한후, 디스크매체C와 마찬가지로 교정력(61)을 가해서, 어닐링, 플래시초기화를 행하였다.
디스크매체E는, 처음부터 교정력(61)을 가하면서 수은램프를 조사하고, 자외선경화수지를 경화시켰다. 그 후, 어닐링은 행하지 않고, 상기 교정력(61)을 제거한 상태에서 플래시초기화를 행하였다.
디스크매체F는, 디스크매체B와 마찬가지로 자외선조사를 행한 후, 상기 교정력(61)을 가한 상태에서 100의 오븐속에 투입하고, 1시간 어닐링한 후 상기 교정력(61)을 제거한 상태에서 플래시초기화를 행하였다.
디스크매체G는, 상기한 교정력(61)을 가한 상태에서, 자외선조사, 플래시초기화까지를 행하였다.
각 디스크매체A~G의 휘어짐량을 제13도에 표시한 휘어짐각도로 비교평가했다. 결과를 표4에 표시한다. 표중에서, 「휘게하는 양」은 교정력을 가해서 휘게 한 크기를 휘어짐각으로 정의한 것, 「휘어짐」은 각 공정이 끝난후에의 실제의 휘어짐각을 측정한 결과를 표시한다. 또, 「No」는 표중에 표시한 바와같이, 각 공정을 간략화했거나, 생략했거나의 어느 하나를 의미하고 있다. 또, 표중의 숫자의 「+」의 부호는 기판면이 볼록해지는 경우, 「-」의 부호는 오목해지는 경우를 표시하고 있다. 또한, 복수회 행한 것도 있으나, 이것은 가하는 힘의 크기를 가감하여, 휘게 하는 양을 조절했기 때문이다. 제조상 용이함을 고려해서, 휘게하는 양의 최대치는 5밀리라디안으로 했다. 단, 최종적으로는 7밀리라디안정도이하이면 된다.
표 4의 결과로부터, 자외선경화수지를 경화시킨 후의 어닐링공정을 생략한 A,B,E의 경우에는, 자외선광조사의 조건에 관계없이, 초기화후에는 자외선경화수지층이 오목해지는 큰 휘어짐이 발생했다.
한편, 자외선조사시에는 특히 교정하지 않고, 어닐링시에 기판면이 오목해지는 힘을 가한 C,D의 경우, 또, 자외선조사공정과 어닐링공정에서 교정력을 가한 F의 경우, 자외선조사공정, 어닐공정, 초기화공정을 통해서 교정력을 가한 G의 어느 경우에도, 휘어짐량이 매우 작아지고, 교정력을 가하면서 언일링처리를 항해는 것이 매우 효과적인 것을 알 수 있었다.
상기 각 디스크를 실제로 데크에 얹어서 서보특성을 조사했다. 디스크의 회전수를 1800rpm으로 했다. 레이저파장은 780, 대물렌즈의 NA는 0.55로한 바, C,D,F,G의 디스크에서는 포커싱, 트래킹 모두 양호했으나, A,B,E에서는 포커싱이 어려웠다.
어닐링의 방법으로서는, 디스크매체전체를 오븐속에 투입하는 방법도 있으나, 재16도에 표시한 바와같이, 적외선램프(62)를 사용해서, 적외광선(63)에 의해서 가열하는 방법이 고속으로 가열할 수 있는 점에서 편리했다. 상기 실시예의 C,D,F,G에 관하여, 적외선램프(62)에 의한 어닐링을 시험했으나 마찬가지의 결과가 되었다.
또한, 본 발명의 요지는, 적어도 보호층의 자외선경화공정과 초기화공정에 휘어짐을 교정하는 방향으로 교정력을 인가시키는 제조방법이기 때문에, 초기결정화를 필요로 하는 상변화광기록매체이면 이미 제4도, 제10도에서 설명한 어느 매체에도 적용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제4목적인 제조공정수를 삭감한 양면형매체의 구성예, 및 그 제조공정을 표시한 실시예를 설명한다.
제17도는 본 발명의 양면형광학적정조기록 매체의 일실시예의 구성을 단면도로서 표시한 것이다. 이 실시예에서는, 폴리카보네이트제의 두께 1.2mm의 투명기판(64)상에, 제1유전체층(65)으로서 두께 90의 Zns-SiO2막, 기록박막층(66)으로서 두께 30의 Ge2Sb2Te5합금박막층, 제2유전체층(67)으로서 두께 154의 Zns-SiO2막,금속반사층(68)으로서 두께 10의 Au박막층을 스퍼터링에 의해 적층해서 구성한 단일판의 광학적기록부재(70)를 2매준비하고, 막쪽을 서로 안쪽으로 해서 자외선감응성분을 함유하는 수지(이하, 「자외선경화수지」라고 한다)를 사용해서 접착층(69)을 형성하고, 맞붙였다.
이 자외선경화수지의 경화에 사용한 수은등의 파장(250~350)근처에서, 상기 단일판의 광학적기록부재를 개재한 투과율은 약 5였다.
단, 투명기판(64)의 재료로서는, 상기한 폴리카보네이트의 외에, 예를들면 PMMA나 유리여도 된다. 또, 제1유전체층 및 제2유전체층의 재료로서는, 상기 Zns-SiO2의 외에, 예를들면 SiO2, Ta2O5등의 산화물계의 유전체, SiN이나 AlN등의 질화물이어도 된다. 또, 기록박막층(66)의 재료로서는, 이 밖에 예를들면 In-Sb-Te계의 상변화재료를 사용해도 된다. 여하튼, 본 발명의 양면형강학적정보기록매체를 구성하는 재료에 제한을 받는 것은 아니다.
제18도는 본 발명의 실시예에 있어j서의 양면형광학적기록매체의 맞붙임 프로세스를 표시한 공정도이다. 폴리카보네이트제의 투명기판(71)(72)상에는, 기록층을 형성하는 박막(73)(74)이 다층으로 형성되어 있고 광학적 기록부재(70)를 구성하고 있다.
먼저 공정(A)에 표시한 바와 같이, 이 박막(73)(74)이 형성되어 있는 면을 서로 안쪽으로해서, 기판(71)과 기판(72)을 대향시킨다. 박막(73)(74)간의 공간은, 적당해도 되나 3m정도가 타당하다. 다음에, 공정(B)에 표시한 바와 같이, 이 공간에 자외선경화수지(75)를 주입한다. 주입 후, 기판(71)과 기판(72)을 밀착하여 일체화시키면, 공정(C)에 표시한 바와같이 자외선경화수지(75)는 박막(73)(74)의 표면전체에 퍼진다. 또, 상기한 밀착법에 추가해서, 예를들면 기판(71)(72)을 회전시키면, 자외선경화수지의 균일도포가 촉진되어서 바람직하다. 공정(C)와 같이 자외선경화수지(75)가 균일하게 도포된 후, 자외선(76)을 기판(72)쪽으로부터 조사하면 공정(D)에 표시한 바와 같이 조사한 자외선(76)의 약 5가 자외선경화수지(75)에 도달하고, 자외선경화수지가 경화한다. 이상의 공정에 의해 기판(71)과 기판(72)이 일체화하고, 양면형광학적정보기록매체를 제조할 수 있다.
또한, 제18도에서는, 자외선을 광학적정보기록매체의 투명기판의 한쪽면(기판(72)쪽)으로 부터만 조사한 경우에 대해서 표시하고 있으나, 이 조사는 각 투명기판(71)(72)의 양면으로부터 동시에 행해도 되고, 이 경우는 양면으로부터 자외선경화수지(75)의 경화가 촉진되므로, 또 단시간에 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임을 행할 수 있다.
또, 본 발명의 광학적정보기록매체의 광학적기록부재의 자외선투과율은, 기록박막층과 금속반사층만으로 구성되는 경우에서도, 또는, 예를들면 제17도에 표시한 바와 같이 2층의 유전체층에 의해서 끼워진 기록층을 가지고, 또한 한쪽의 유전체층에 금속반사층을 구비한 구성의 경우에서도, 모두 금속반사층의 재료 및 막두께에 의존한다. 따라서, 본 발명의 주지의 감응파장영역의 자외서투과율의 제어에는, 주로 금속반사층의 재료 및 당해반사층의 성막을 제어함으로써, 자외선의 투과율을 설정한다.
또한, 금속반사층의 재료로서는, Al, Cr, Ag, Cu, Ni, Au등의 순금속재료를 비롯하여, 다른 금속재료와의 합그재료 등도 적요할 수 있고, 본 발명의 요청을 만족시키기 위해서는 어느 재료를 사용해도, 대략 20~50의 범위내에 있으면 달성할 수 있으나, 특히 Au 혹은 Au를 주성분으로 하는 합금, 즉 199x≥0으로 하면 Au100-xMx(단 M은 합금을 형성하는 금속원소)가 반사율과 자외선과 투과율의 양쪽을 만족하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같이 금속반사층의 재료 및/또는 막두께가 주요 요인이기는 하나, 투명기판, 기록박막층의 막두께 또는 유전체층의 막두께에 의한 기여도 있고, 이들에 사용하는 재료에 의해 막두께를 적당히 선택할 필요가 있는 경우도 발생한다. 일반적으로는 자외선파장영역에서 3이상 정도이면 만족할 수 있다.
단, 기록박막층이 비정질상-결정상의 상전이에 의해서 발생하는 광학특성의 변화를 응용하는 경우에는, 일반적으로 기록박막층작성시에는 비정질상태이기 때문에, 기록박막층이 비정질상태에서의 자외선투과율을 대략 3이상으로 할 필요가 있다.
그래서, 상기 공정에 의해 맞붙인 양면형광학적정보기록매체에 있어서의 투과율과, 자외선경화수지의 경화정도에 대해서 평가했다. 양면형광적정보기록매체의 자외선투과율은, 박막(73)(74)의 막구성을 변화시키고 0, 1, 2, 3, 5로 했다.
또한, 투과율 0의 양면형가학적정보기록매체의 박막(73)(74)의 구성은, 투명기판(71)(72)상에 두께 70의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 25의 Ge2Sb2Te5합금박막, 두께 45의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 90의 AlCr(Cr:3원자)를 형성한 구조로 했다.
또, 투과율이 1, 2, 3및 5의 양면형광학적정보기록매체의 박막(73)(74)의 구성은, 투명기판(71)(72)상에 두께 92의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 20~40정도의 Ge2Sb2Te5합금박막, 두께 160의 Zns-SiO2(SiO2:20mol)막, 두께 5~30전후의 Au막을 형성한 구조호로 하고, 합금박막과 Au반사층의 막두께를 바꾸어서 투과율을 조정했다. 결과를 표 5에 표시한다.
표 5에 표시한 바와 같이, 상기 투과율0의 양면형광학적정보기록매체를 맞붙이려고 자외선을 조사해서 자외선경화수지의 경화를 시도했으나, 경화할 수 없었다.
다음에, 투과율이 1의 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임할때에, 자외선을 조사해서 자외선경화수지의 경화를 시험한 바, 자외선 경화수지는 일부의 영역만 경화하고, 10분이상 계속해서 자외선을 조사해도, 경화는 촉진되지 않고 불충분했다. 또 자외선투과율이 2의 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임할때에, 자외선을 조사해서 자외선경화수지의 경화를 시험한 바, 자외선경화수지는 경화했으나, 약 10분정도의 조사시간을 요했다. 이 경화시간은, 오늘날의 양면형공학적정보기록매체의 제조에는 2~3분정도의 텍트타임이 필요하므로, 불충분했다.
한편, 자외선투과율이 3의 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임할때에, 자외선을 조사해서 자외선경화수지의 경화를 시험한 바, 약 4~5분정도에서 자외선경화수지가 경화했다. 또, 자외선조사를 양면형광학적정보기록매체의 양쪽으로부터 행한바, 약 2분에 자외선경화수지가 경화했다.
최후에, 자외선투과율이 5의 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임할때에, 자외선을 양면형광학적정보기록매체의 한쪽면으로부터 조사해서 자외선경화수지의 경화를 시험한 바, 자외선경화수지는 불과 1분이하에 경화했다.
이상의 내용으로부터, 양면형광학적정보기록매체를 자외선경화수지에 의해서 맞붙일 경우, 박막(73)(74)의 자외선투과율은, 경하정도와 텍트타임의 관계로부터 3이상을 추장할 수 있다.
이와 같이 해서 작성한 양면형광학적정보기록매체의 맞붙임강도에 대해서 평가했다. 평가 방법은, 낙하시험과 고온고습에 행하였다. 낙하시험은, 양면형광학적정보기록매체를 이 기록매체의 녹화재생에 사용하는 카트리지내에 삽입해서, 이 카트리지를 높이 75㎝로부터 콘크리트면위에 6회 낙하시켰다. 그 결과, 투과율이 3와 5의 양면형광학적정보기록매체는, 접착해서 맞붙인 부분의 박리도 없이 이상은 확인되지 않았다. 또, 2의 것은 4회째까지는 이상이 없고, 5회째에서 일부가 박리했다.
또, 양면형광학적정보기록매체를 80, 80RH의 분위기에 300시간 방치해서 꺼낸 결과, 투과율이 3와 5의 양면형광학적정보기록매체는, 접착의 벗겨짐이나 크랙의 발생은 없었다. 2의 것은 100시간까지는 이상없었으나, 300시간후에는 일부 벗겨짐이 보였다.
표5중, ◎, ○는 종합적으로 뛰어난 특성을 표시한 조건 ×는 실용적으로 불가의 조건, △는 그 사이의 조건이고, 경우에 따라서는 실용적으로 사용할 수 있는 것을 표시한다.
다음에, 작성한 양면형광학적정보기록매체의 초기화를 행하였다. 초기화란, 통상, 상기 비정질-결정간의 상변화광학적정보기록매체에서는, 기록방향을 결정으로부터 비정질으로의 변화로 하므로, 기록을 행하는 전제로서, 기록박막을 미리 결정상태로 전환해두는 것이 행해지는 것을 말한다.
초기화의 방법으로서는 이미 설명한 2가지의 방법을 시험했다. 즉 예를들면 일본국 특개소 60-106031호 공보등에 개시되어 있는 레이저빔에 의한 순차처리의 방법을 행하였다. 즉, 녹화재생에 사용하는 레이저다이오드보다도 훨씬 대출력인 레이저를 사용하고, 수십~수백폭의 광스폿을 형성한다. 매체를 일정속도에서 보내면서, 이 광스폿을 조사함으로써, 1회의 조작으로 다수의 트랙을 한번에 결정화할 수 있다.
또 예를들면 일본국 특원소62-250533호 공보등에서 제안되고 있는 크세논램프를 사용한 플래시광을 사용해서 디스크면전체를 일괄해서 단시간에 결정화하는 방법에 의해서도 행하였다.
이상의 2종류의 방법으로 초기화를 행하고, 종래부터 행해지고 있던 핫멜트접착제에 의해서 맞붙인 양면형광학적정보기록매체와, 본 실시예의 제17도의 자외선경화수지에 의해서 맞붙인 양면형광학적정보기록매체와의 초기화상태를 비교했다.
레이저빔에 의해 초기화한 경우, 쌍방의 디스크 모두 크랙, 상처 혹은 발리등의 이상은 확인되지 않고, 양호하게 초기화할 수 있었다.
또, 플래시광에 의해서 초기화한 경우, 핫멜트접착제에 의해서 맞붙인 양면형광학적정보기록매체에서는, 미소한 박리, 주름, 또는 크랙이 수개소 보이는 경우가 있었으나, 본 발명의 예를들면 제17도에 표시한 바와 같은 양면형광학적정보기록매체에서는, 상처, 크랙 혹은 박리 등의 이상은 볼 수 없었다.
다음에, 초기화한 제17도의 양면형광학적정보기록매체를 기록재생장치에 장착하고, 디스크의 기록재생평가를 행하였다. 디스크를 서속 27m/s에서 구동하고, 파장 780의 레이저(게구율:NA=0.55)를, 2치변조(피이크파워 24mW, 바이어스파워 12mW)하고, 기록주파수f1=18NHz의 신호와 f2=6.75NHz의 시호를 교호로 오버라이트기록했다.
f1의 캐리어대 노이즈비(이하, 「C/N」라고 칭함), 소거율을 측정한 바, 52dB의 C/N과 26dB의 소거율이 얻어지고, 문제없이 초기화가 행해지고 있는 것을 알 수 있었다. 또 반복해서 오버라이트기록했으나, 초기의 시호품질이 유지되고있고 C/N이나 소거율의 열화는 확인되지 않았다.
이상과 같이 본발명의 광학적정보기록매체에서는, 자외선경화수지를 접착층재료로서 적용하고, 다층구성의 기록층의 구성을 연구하여, 자외선경화수지의 감응광파장영역에서 대략 3이상의 투과율을 가지도록 각 층의 막두께를 선정하고, 자외선을 조사하면, 다층구성의 기록층을 투과한 자외선에 의해, 자외선경화수지가 경화하고, 단시간 또한 적은 행정으로 양면형광학적정보기록매체를 제조할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 맞붙인 2매의 광학적기록부재가 동일 사양일 경우에 대해서 설명했으나, 본 발명의 본질은, 적어도 한쪽의 광학적기록부재의 자외선투과율이 대략 3이상이면되므로, 양면형광학적정보기록매체의 한쪽의 광학적지록부재는, 예를들면, CD나 CD-ROM으로 대표되는 재생전용이어도 된다. 또, 예를들면 한쪽의 광학적기록부재는 기록박막층과 금속반사층만으로 구성되어 있어도 되고, 또 2매의 광학적기록부재의 각각의 유전체층, 기록박막층 및 금속반사층의 재료 및/또는 막두께가 변화한 구성이어도 되는 것은 물론이다.
또, 본 발명의 광학기록부재를 접착하는 수지로서는, 적어도 자외선감응경화성분을 함유하면 되고, 즉 종래기술의 핫멜트접착제 등에 혼입시키는 형태에서도, 본 발명의 효과가 발휘되는 것은 물론이다.

Claims (38)

  1. 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 기판상에 구비한 광학적정보기록매체에 플래시광을 조사하고, 상기 기록박막의 소정의 부분을 일괄해서 초기상태인 결정상태로 전환하는 방법에 있어서, 상기 광학적정보기록매체를 소정의 위치에 지지하는 공정파, 플래시광원에 공급하는 전기에너지를 축적회로부에 충전하는 공정파, 상기 플래시광원에트리거를 동작시켜서 발광을 개시시키는 공정과, 상기 발광을 소정의 시가 계속시킨 후, 상기 플래시광원에 접속된 차단회로부를 작동시키고, 상기 방전을 강제적으로 순간에 종료시켜서 발광강도를 실질적으로 0레벨까지 강하시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 초기화방법.
  2. 제1항에 있어서, 방전시간을 최대 2로 한 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 초기화방법.
  3. 제1항에 있어서, 기록박막층을 Ge-Sb-Te합금을 주성분으로 하는 박막으로 한 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록매체의 초기화방법.
  4. 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 기판상에 구비한 광학적정보기록매체에 플래시광을 조사하고, 상기 기록박막의 소정의 부분을 일괄해서 초기상태인 결정상태로 전환하는 방법에 있어서, 상기 광학작정보기록매체를 지지하는 지지대와, 방전에 의해 플래시광을 방출하는 광원과, 상기 광원에 공급하는 전기에너지를 축적해두는 축적회로부와 상기 광원의 방전을 개시시키기 위한 트리거회로부와, 상기 방전을 소정의 발광시간후에 강제적으로 중단하고, 발광의 강도를 소정의 강도로부터 실효적으로 0레벨까지 순간에 저감시키는 차단회로부를 구비한 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 초기화장치.
  5. 결정상태와 비정질상태와의 사이에서 상변화를 발생하는 기록박막을 기판상에 구비한 광학적기록매체에 플래시광을 조사하고, 상기 기록박막의 소정의 영역을 일괄해서 초기상태인 결정상태로 전환하는 장치에 있어서, 상기 광학적 기록매체를 지지하는 수단과, 방전에 의해 플래시광을 조사하는 광원과, 이 광원에 공급하는 에너지를 축적해두는 축적수단과, 이 축적수단에 에너지를 보내는 공급수단과, 상기 광원의 방전을 개시시키기 위한 방전개시수단과, 상기 축적수단에는 축적된 에너지량을 검출하는 축적량검출수단과, 상기 공급수단에는 에너지를 공급하는 양을 설정하는 공급량설정수단과, 상기 축적량검출수단에 의해서 검출한 검출량에 따라서, 상기 공급량설정수단에 의해서 설정하는 공급량을 상기 축적수단의 에너지의 도달량 또는 도달량의 규정치의 어느 하나보다도 크게되도록 상기 공급수단을 제어하고, 상기 축적수단의 에너지량의 소정의 값에 도달했을때에, 상기 공급수단으로부터 상기 축적수단으로의 에너지의 공급을 차단하는 절환수단에 의해 차단하고, 방전개시수단에 의해 광원을 발광시키도록 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학적기록매체의 초기화장치.
  6. 제5항에 있어서, 공급수단의 에너지공급량 및 축적수단의 에너지축적량을 전압치에 의해서 검지하고, 상기 축적수단의 축적수단의 축적완료시의 전압치보다도, 상기 공급수단의 전압치의 쪽을 높게 하는 것을 특징으로 하는 광학적기록매체의 초기화장치.
  7. 제5항에 있어서, 공급수단의 에너지공급량 및 축적수단의 에너지축적량을 전압치에 의해서 검지하고, 상기 공급수단의 전압치의 상기 축적수단의 도달전압치와의 차가 대략 일정한 것을 특징으로 하는 광학적기록매체의 초기화장치.
  8. 기판상에 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 포함한 다층구성의 기록층과, 상기 기록층의 상층에 자외선경화수지를 함유하는 경화피막의 보호층을 포함한 구조의 광학적기록부재의 제조방법에 있어서, 상기 자외선경화수지막을 형성한 후, 상기 광학적기록부재의 상기 기록층 및 상기 보호층을 형서안 기판면과 대향하는 기판면에, 고정력을 가하면서 자외광선의 조사를 행하는 자외선 조사공정과, 상기 자외선조사공정종료후에 행하는 초기결정화공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 자외광조사공정과 초기화공정과의 사이에, 광학적기록매체를 가열하는 어닐링공정을 행하는 것을 특지으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 어닐링공정을, 교정력을 인가한 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 어느 한 항에 있어서, 어닐링공정의 열원이, 적외광램프의 조사인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 초기화공정을 교정력을 가한 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  13. 제8항, 제9항 또는 제12항에 있어서, 초기화공정을 플래시광조사에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  14. 기판상에 결정-비정질간의 상변화를 발생하는 기록박막층을 구비하고, 또한 최상층에 자외선경화수지를 포함하는 경화성추지를 경화시킨 보호층을 구비한광학적정보기록매체의 제조방법에 있어서, 초기결정화공정을 종료한 후, 어닐링공정을 실시해서 상기 보호층을 완전경화하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 광학적정보기록매체가 기판의 위에, 제1유전체층, 기록박막층, 제2유전체층, 반사층을 적층하고, 최상층에 보호층을 형성해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 기록박막층이 Ge-Sb-Te를 주성분으로 하는 합금박막인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, 어닐링공정에 있어서 광학적정보기록매체를 휘어짐이 없는 상태로 교정하는 처리 또는 휘어짐을 교정하는 방향으로 외력을 부여하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서, 어닐링공정에 있어서, 디스크형상을 가진 광학적정보기록매체의 외경보다 약가 작은 직경의 구멍을 가진 받침대의 위에 상기 광학적정보기록매체의 외주부가 지지되도록, 또한 상기 광학적정보기록매체의 중심과 상기 구멍과의 중심을 맞춘 상태에서, 상기 광학적정보기록매체의 볼록면이 위가 되도록 상기 광학적정보기록매체를 유지하고, 상기 광학적정보기록매체의 반대방향으로 볼록하게, 또는 평탄해지도록, 상기 광학적정보기록매체의 센터부에 가중하고, 또느 센터부를 고정하는것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  19. 제14항에 있어서, 어닐링공정에서 교정처리를 행하고, 기판면 또는 보호층면의 적어도 어느 한쪽의 면을 평활한 면위에 엎어놓은 상태로 방치하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  20. 제14항에 있어서, 어닐링공정에서 교정처리를 행하고, 기판면 또는 보호층면의 초내주부 또는 최외주부의 적어도 어느 1개를, 평탄한 면을 가진 물체에 압압하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  21. 제14항, 제19항 또는 제20항에 있어서, 평탄한 면이 어닐링공정의 온도이상의 내열성을 가진 물체의 일면이고, 미리 소정의 온도로 가열한 상기 물체의 평탄면 위에 광학적정보기록매체를 놓은 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  22. 제14항, 제17항 또는 제20항에 있어서, 어닐링공정에서 교정처리를 행하고, 단일판구조의 광학적정보기록매체를 복수매겹쳐 쌓은 상태에서, 양쪽으로부터 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  23. 제14항 또는 제17항 내지 제20항중 어느 한 항에 있어서, 어닐링공정의 온도가 기록박막층의 상변화가 발생하는 온도이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 어닐링공정의 온도가 100이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  25. 제14항에 있어서, 초기결정화공정을 플래시노광에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  26. 레이저광선의 조사에 의해서 광학적으로 검출가능한 변화를 발생하는 기록박막층 및 금속반사층을 포함한 다층구조막을 투명기판상에 구비한 광학적기록부재를 2매 맞붙인 광학적정보기록매체에 있어서, 상기 2매의 광학적정보기록부재를, 상기 다층구조막이 안쪽이 되도록 대향시키고, 자외선에 감응해서 경화하는 성분을 함유하는 수지를 개재해서 상기 2매의 광학적정보기록부재를 맞붙이고, 상기 2매의 광학적기록부재중의 적어도 한쪽이, 상기 수지의 자외선감응파장영역에 있어서 3이상의 투과율을 가진 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 기록박막층은, 비정질상-결정상간의 상벼화현상에 따른 광학적특성의 변화를 응용하는 것으로서, 상기 2매의 광학적기록부재중의 적어도 한쪽의 기록박막층이 비저질상태일 경우에는, 수지의 자외선감응파장영역에 있어서 3이상의 투과율을 가진 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체.
  28. 제26항에 있어서, 금속반사층이 Au를 주성분으로 하는 합금Au100xMx(M은 금속원소, 100x≥0)인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체.
  29. 투명기판상에, 레이저광선의 조사에 의해서 광학적으로 검출가능한 변화를 발생하는 기록박막층 및 금속반사층을 포함한 다층구조막을 구비해서 이루어진 2매의 광학적기록부재를, 자외선감응경화성분을 함유하는 수지를 사용해서 맞붙인은 공정을 가진 제조방법에 있어서, 상기 2매의 광학적기록부재의 적어도 한쪽의 상기다층구조막에 대해서 상기 수지의 자외선감응파장영역에 있어서 3이상의 투과율을 가진 막을 형성하는 성막공정과, 상기 2매의 광학적기록부재를 서로 상기 다층구조막이 형성된 면이 마주보도록 배치하는 배치공정과, 상기 대향하는 다층구조막간의 형성된 면이 마주보도록 배치하는 배치공정과, 상기 대향하는 다층구조막가의 공간에 상기 수지를 충전하는 충전공정과, 자외광의 노광에 의해서 상기 수지를 경화시키는 노광공정을 구비한 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 노광을 광학적기록부재의 양쪽의 면으로부터 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 노광공정후, 광학적정보기록매체에 에너지선을 조사해서 초기화를 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 에너지선이 레이저빔을 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 에너지선이 플래시광인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  34. 제26항에 있어서, 상기 2매의 고아학적기록부재중의 적어도 한쪽이 재생전용타입인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체.
  35. 제29항에 있어서, 상기 2매의 광학적기록부재중의 적어도 한쪽이 재생전용 타입인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  36. 제8항에 있어서, 상기 광학적정보기록매체를, 그 자체의 무게에 의해서 휘어짐이 교정되는 방향으로 배치해서 자외선의 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  37. 제21항에 있어서, 어닐링공정의 온도가 기록박막층의 상변하가 발생하는 온도이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
  38. 제22항에 있어서, 어닐링공정의 온도가 기록박막층의 상변화가 발생하는 온도이하인 것을 특징으로 하는 광학적정보기록매체의 제조방법.
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