KR100342622B1 - 상변화광디스크,및광디스크의광정보기록및재생방법 - Google Patents

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닛본 덴기 가부시끼가이샤
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Abstract

상 변화 기록막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차는 약 180도±5도로 설정된다. 상기 상 변화 기록막의 비결정 상태에서의 광 흡수율에 대한 결정 상태에서의 광 흡수율의 비는 0.9 내지 1.1 사이에 있도록 설정된다. 상기 레이저 광의 파장이 λ인 경우, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 광 깊이는 λ/9 내지 λ/6 사이에 있도록 설정된다. 사용되는 상기 레이저의 파장이 635nm 내지 650nm의 범위에 있을 때, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 깊이는 40nm 내지 70nm의 범위에 있다. 이러한 광 디스크에서, 반사광으로부터 볼 때, 재생시의 그루브의 그루브 영역과 그루브의 랜드 영역은 광학적으로 동일하다. 이 때문에, 기록막의 결정부로부터 반사된 레이저 광과 비결정부로부터 반사된 레이저 광의 광 위상차가 0인 경우와 동일하며, 따라서 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 레벨의 일치를 달성하는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 이중 트랙 밀도 기록 및 마크 에지 기록을 행하는 것이 가능하게 된다.

Description

상 변화 광 디스크, 및 광 디스크의 광 정보 기록 및 재생 방법{PHASE CHANGE OPTICAL DISK AND A METHOD FOR RECORDING AND PI AYBACKING OPTICAL INFORMATION ON OR FROM AN OPTICAL DISK}
본 발명은 레이저 광의 조사에 의한 온도 상승 및 냉각의 열적 이력에 따라 결정 구조와 비결정 구조간의 구조 변화와 광학적 성질의 변화를 나타내는, 상(phase) 변화 광 디스크로 알려진, 광 정보 저장 매체에 관한 것이다.
레이저 빔을 사용하는 광 디스크 기록 방법은 대용량 기록이 가능하며, 이러한 방법의 비접촉성과 고속성으로 인해 대용량 메모리에서와 같이 이 방법의 실제 사용에 진보가 있어 왔다.
광 디스크는 3개 유형, 즉 컴팩트 디스크 및 레이저 디스크로 알려진 판독 전용 디스크, 사용자에 의해 추가될 수 있는 1회 기록형 디스크, 및 반복적인 기록 및 소거가 가능한 재기록 가능형 디스크로 분류될 수 있다. 1회 기록형 및 재기록 가능형 광 디스크들은 컴퓨터용 외부 메모리, 및 문서 또는 화상 화일용 저장 매체로서 사용된다.
2 가지 유형의 재기록 가능 디스크, 즉 기록막의 상 변화를 이용하는 상 변화형 광 디스크와, 수직 자화막의 자화 방향의 변화를 이용하는 광자기 디스크가 있다.
이들 중에서, 상 변화 광 디스크는 외부 자기장을 요구하지 않을 뿐만 아니라 쉽게 재기록이 가능하고 판독 전용 디스크와 같은 재생 방법을 사용하는 장점을 갖기 때문에, 이러한 유형의 디스크가 재기록 가능형 디지탈 화상 디스크와 같은 응용 분야에서 사용되는 주요 유형이 될 것으로 예상된다.
과거에는, 재기록이 가능하고 노광에 응답하여 결정상과 비결정상 사이에서변화되는 상을 나타내는 기록막을 사용한 소위 상 변화 광 디스크가 공지되어 왔다.
상 변화 광 디스크에서는, 기록막 상에 기록될 정보에 대응하는, 고출력 레이저로부터의 레이저 광 스폿이 기록막 위로 조사되어 기록막의 국소적인 온도 상승을 유발하고, 이로 인해 결정상과 비결정상간의 상 변화가 발생하여 기록막의 광학 상수를 변화시킴으로써 기록을 행하여 왔는데, 광학 상수의 변화는 재생시 저출력 레이저 빔을 사용하여 반사 광 강도의 차이로서 판독될 수 있다.
예컨대, 비교적 느린 결정화 시간을 가진 기록막을 사용한 상 변화 디스크에서, 디스크는 회전하고 레이저 빔이 디스크 상에 형성된 기록막 위로 조사되며, 기록막의 온도는 그 융점 이상으로 상승하여, 레이저 광이 그 곳을 통과한 후에 고속 냉각이 수행되어 그 부분에 정보가 비결정 상태로 기록된다.
소거시에는, 기록막의 온도가 결정화가 가능한 온도 범위로 유지되는데, 이 범위는 결정화 온도 이상, 융점 이하의 범위이며 충분히 긴 시간 동안 결정화가 진행되어 기록막의 결정화가 이루어지는 범위이다.
이를 위한 하나의 공지 방법은 이동 방향으로 길어진 타원형 레이저 빔을 조사하는 것이다. 이미 기록된 데이타가 소거되면서 새로운 정보가 기록되는 경우에, 이것은 2개의 빔을 사용하는 의사 재기록 시스템인데, 소거를 위한 타원 레이저 빔이 원형 기록 레이저 빔의 앞에 조사되도록 배치된다.
고속 결정화가 가능한 정보 기록막을 사용하는 디스크에서는 원형으로 조정되는 단일 레이저 빔이 사용된다.
이를 위한 하나의 공지 방법은 레이저 빔의 출력을 2개 레벨 사이에서 변경함으로써 결정화 또는 비결정상 변화를 유발하는 것이다.
즉, 충분한 출력을 가진 레이저로부터의 레이저 빔을 조사하여 기록막의 온도를 융점 이상으로 상승시킴으로써, 고속 냉각이 이루어졌을 때 비결정 상태가 거의 전체적으로 나타나게 된다.
이와 반대로, 기록막의 온도가 결정화 온도 이상, 융점 이하가 될 정도의 출력을 가진 레이저로부터의 레이저 빔을 조사함으로써 이러한 빔이 조사된 부분이 결정화된다.
상 변화 광 디스크의 기록막은 GeSbTe, InSbTe, InTe, AsTeGe, TeOx-GeSn, TeSeSn, SbSeBi, 및 BiSeGe 등과 같은 칼코겐 화합물의 성장막으로 형성되는데, 모든 경우에 이러한 막은 저항 가열 진공 증착 방법, 전자 빔 진공 증착 방법, 또는 스퍼터링 등의 방법으로 형성된다.
기록막 형성 직후의 막의 상태는 비결정 상태를 나타내며, 기록막에 기록을 행하여 기록 비결정부를 형성하기 위하여, 초기화 처리를 먼저 행하여 전체 기록막을 결정 상태로 변경하는 것이 필요하다. 그 다음, 결정화된 기록막의 부분들을 비결정 상태로 변경함으로써 기록이 행해진다.
과거에는 상 변화 광 디스크에서 마크 에지 기록을 제안한 방법이 있었는데, 이 방법에서는 정보가 기록 마크 에지에 기록된다.
높은 선 속도에서의 사용을 전제할 때 마크 에지 기록에 적합한 디스크 구성은 투과형 반사막, 특히 실리콘 반사막을 사용하는 구성을 갖도록 제안되었다(예컨대, 일본 미심사 특허 공보 4-102243, 8-77596 및 8-124218).
저 선형 속도 마크 에지 기록에 사용되는 광 디스크 매체로서 사용하기 위해, 금속 반사막을 사용하는 예가 제안되었다(예컨대, 1994년 11월, 이시다 등의 제6회 상 변화 기록 연구 심포지엄의 프리프린트의 70쪽).
기판 상에 형성된 트래킹 가이드 그루브의 요철부에 기록이 행해지는 트랙 및 그루브 기록 방법이 공지되어 있다. 이 방법을 사용하여, 트랙 방향 기록 밀도의 2배 증가가 원리적으로 가능한데, 이것은 고밀도 기록을 가능하게 한다(예컨대, 1993년 11월, 오노 등의 제5회 상 변화 기록 연구 심포지엄의 114쪽).
전술한 바와 같이, 마크 에지 기록 과 트랙 및 그루브 기록의 조합적 사용은 고밀도 기록 방법으로 효과적이다. 상 변화 재기록에 있어서, 비결정 마크가 고반사율을 가진 결정부에 기록되는 공지의 기록 방법을 사용하여 결정부와 비결정부간 사이에 큰 반사율 차이가 잇는 반사율 차이 재생 매체의 마크 에지 기록을 행할 때 매체는 광을 통과시키지 않기 때문에 결정부의 흡수율은 비결정부에서보다 다소 낮으며, 이것은 재기록시 기록된 에지의 왜곡을 억제할 수 없는 문제를 유발한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 결정부와 비결정부의 반사율 차이를 작게하여 이들 사이의 광학 위상 차이를 크게 설정하는 방법이 제안되었다(예컨대, 일본 미심사 특허 공보 2-73537, 2-113451 및 7-93804).
이러한 방법이 사용될 때, 결정부의 흡수율을 비결정부의 흡수율과 거의 같거나 크게 하는 것이 가능하며, 따라서 재기록시 기록 마크의 왜곡을 작게 억제할 수 있다.
그러나, 2배 트랙 밀도 기록에 있어서는, 랜드와 그루브 재생을 행할 때 균일한 신호 레벨을 달성할 필요가 있고 단지 광 위상차를 확보하여 결정부의 흡수율을 비결정부의 흡수율과 같거나 크게 함으로써 결정부와 비결정부 사이의 광 위상차를 거의 0으로 설정해야 하기 때문에, 랜드 재생과 그루브 재생간의 레벨 균형은 이루어지지 않아 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 기록의 조합을 사용하여 양호한 기록에 적합한 매체를 얻는 것이 불가능하다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 기록의 조합을 사용하는 매체의 문제점을 해결하고 소정의 마크 에지 기록을 위한 재기록 특성을 유지하면서 고밀도 기록이 가능한 상 변화형 광 디스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광 조사로 유발된 기록막의 상 변화에 의해 기록, 재생 및 소거를 행하기 위하여 결정과 비결정 구조간의 가역 상 변화를 이용하는 상 변화형 광 디스크를 제공한다.
이 디스크에서, 기판 상에 기판 보호막, 상 변화 기록막, 상부 보호막, 금속 반사막, 및 보호 수지막이 순차적으로 적층되어 있다.
전술한 기판 상에는, 레이저 빔 트래킹을 위해 먼저 나선형 또는 동심원형의, 그루브 및 랜드 형태의 가이드 그루브가 형성되며, 정보의 상 변화 기록이 전술한 가이드 그루브의 그루브 및 랜드에서 행해지고, 전술한 상 변화 기록 막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차는 180도±5도가 되도록 설정된다.
본 발명에서, 결정 상태에 있는 상 변화 기록막의 광 흡수율과 비결정 상태에서의 광 흡수율의 비는 0.9 내지 1.1이다.
본 발명에서, 사용되는 레이저 광의 파장이 λ일 때, 기판에 형성된 가이드 그루브의 광 투과 깊이는 λ/9 내지 λ/6이 된다.
본 발명에서, 사용되는 레이저 광의 파장은 635nm 내지 650nm이며, 기판에 형성된 가이드 그루브의 깊이는 40nm 내지 70nm이다.
본 발명에서, 폴리카보네이트로 된 기판 상에 ZnS-SiO2로 된 기판 보호막, GeSbTe를 주성분으로 하는 상 변화 기록막, ZnS-SiO2로 된 상부 보호막, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속 반사막, 및 자외선으로 처리된 보호 수지막이 순차적으로 형성된다.
또한, 본 발명에서,금속 반사막은 알루미늄을 주성분으로 하며, 0 내지 2의 중량 %의 티타늄이 추가된다.
본 발명에서, 상 변화형 광 디스크의 구성을 정제하여 기록막의 상 변화를 수반하는 반사광의 광 위상이 변경된다. 이 때문에, 결정부와 비결정부의 반사율 차이를 크게 하지 않고도 재생 신호를 얻을 수 있다.
따라서, 기록막이 결정 상태에 있는 경우에 기록막의 흡수율을 크게 만들기 쉬우며, 이것은 비결정부의 경우와 같거나 크게 만들 수 있기 때문에, 마크 에지 기록에서 양호한 재기록 특성을 얻을 수 있다.
랜드 및 그루브 이중 트랙 기록에 있어서, 결정 상태에서 반사된 레이저 광과 랜드의 비결정부에서 반사된 레이저 광의 광 위상차는 180도±5도가 된다.
이러한 광 위상차에서, 반사광으로부터 볼 때, 재생시의 그루브의 그루브 영역과 그루브의 랜드 영역은 광학적으로 동일하다.
이 때문에, 기록막의 결정부로부터 반사된 레이저 광과 비결정부로부터 반사된 레이저 광의 광 위상차가 0인 경우와 동일하며, 따라서 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 레벨의 일치를 달성하는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, 이중 트랙 밀도 기록 및 마크 에지 기록을 행하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 상 변화형 광 디스크의 일 실시에의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 다른 상 변화형 광 디스크의 광학 특성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 상 변화형 광 디스크의 누화 특성을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판
2 : 기판 보호막
3 : 상 변화 기록막
4 : 상부 보호막
5 : 금속 반사막
6 : 보호 수지막
10 : 광 디스크
본 발명의 실시예들이 첨부된 관련 도면들을 참조하여 아래에 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 상 변화형 광 디스크의 구성을 나타내는 단면도이다. 도면에서, 상 변화형 광 디스크(10)는 기판(1)을 구비하며, 기판의 표면에는 기판 보호막(2), 상 변화 기록막(3), 상부 보호막(4), 금속 반사막(5) 및 보호 수지막(6)이 순차적으로 형성되어 있다.
상기 기판(1) 위에는 레이저 빔 트래킹을 위해 먼저 나선형 또는 동심원형의 그루브 및 랜드 형태의 가이드 그루브(도시되지 않음)가 형성되며, 상기 가이드 그루브의 그루브 및 랜드에 정보의 상 변화 기록이 행해진다.
디스크형 유리 또는 플라스틱이 기판(1)으로 사용된다. 기판 보호막(2)과상부 보호막(4)의 재료로는 SiO2, Si3N4, AlN, TiO2, ZnS, ZnS-SiO2등이 사용된다. 상 변화 기록막(3)으로는 GeSbTe, InSbTe, InSe, InTe, AsTeGe, TeOx-GeSn, TeSeSn, SbSeBi, 및 BiSeGe 등과 같은 칼코겐 화합물이 사용된다. 금속 반사막(5)으로는 금속 합금막이 사용된다.
예컨대, 알루미늄, Al-Ti, Al-Si, Al-Ta, Al-Cu, Al-Ni, Al-Co 등이 사용될 수 있다. 보호 수지막(6)으로는 대개 UV 처리된 수지가 사용된다.
단일 디스크가 사용될 수 있지만, 접착제를 사용하여 동일한 사양을 가진 디스크들을 접착시켜 양면 디스크를 제조할 수도 있다. 디스크의 강도를 증가시키기 위하여, 하나의 기판에 다른 기판을 접착하는 것도 허용될 수 있는데, 다른 기판에는 기록막이 형성되지 않으며, 결과적인 디스크는 단면 디스크로 사용된다.
도 2는 5nm 내지 300nm의 두께를 가진 ZnS-SiO2의 기판 보호막(2), 3 내지 12nm 두께의 Ge2Sb2Te5상 변화 기록막(3), 25nm 두께의 ZnS-SiO2상부 보호막, 5 내지 100nm 두께의 Al-Ti 금속 반사막(5), 및 6 내지 10μm의 두께와 1.5의 굴절률을 가진 보호 수지막이 순차적으로 형성된 폴리카보네이트 기판(1)에 대해 640nm의 파장에서 광 디스크의 결정 및 비결정 상태에 대한 반사율 Rc 및 Ra, 및 대응하는 흡수율 Ac 및 Aa 및 광 위상차 Δ가 결정되는 경우를 나타내는 도면이다.
기판 보호막 두께가 60nm 및 200nm인 영역들에서 광 위상차 Δ는 180도이며, 이 점에서 기록막(3)의 결정 상태의 흡수율은 기록막(3)의 비결정 상태의 흡수율과 같은 레벨이거나 크다.
상 변화 기록막(3)의 결정 상태에서의 광 흡수율과 비결정 상태에서의 흡수율의 비가 0.9 내지 1.1인 경우에, 재기록시 결정 상태와 비결정 상태의 온도 상승은 작게 될 수 있기 때문에, 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다.
도 3은 가이드 그루브의 광 깊이가 λ/6.3인 경우에 상 변화 기록막으로부터 반사된 광의 광 위상차에 대한 누화 특성을 측정한 결과를 나타낸다.
허용 가능한 누화 레벨이 -26dB인 것으로 가정하면, 광 위상차를 180도±5도로 억제해야 한다.
본 발명의 제1 실시예에서, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성을 이루기 위하여, 기판(1) 위에 기판 보호막(2), 상 변화 기록막(3), 상부 보호막(4), 금속 반사막(5) 및 보호 수지막(6)이 순차적으로 형성된다.
기판(1)으로는 120mm의 직경을 가진 폴리카보네이트 기판이 사용되는데, 이 기판은 0.6mm의 두께, 1.2μm의 트랙 피치, 0.6μm의 랜드 폭, 0.6μm의 그루브 폭, 및 55nm의 그루브 깊이를 갖는다.
이 기판(1) 위에 스퍼터링 방법으로 ZnS-SiO2로 된 기판 보호막(2)(두께 200nm), Ge2Sb2Te5상 변화 기록막(3)(두께 12nm), ZnS-SiO2상부 보호막(4)(두께 25nm), 및 Al-Ti(1.0 중량 %의 티타늄)가 형성된 다음, UV 처리된 보호 수지막(6)(대일본 잉크사에서 제조된 SD301, 두께 10μm)이 스핀 코팅에 의해 도포된다.
그 다음, 본 발명의 효과를 검증하기 위하여, 640nm의 파장을 가진 반도체 레이저를 사용하는 광 헤드가 사용되어 광 디스크 상에 기록을 시도한다. 먼저 광디스크를 미리 주어진 출력으로 DC 레이저 광에 노출시킴으로써, 전체 기록막은 결정화되어 디스크는 초기화된다.
기록에 사용된 광 헤드의 사양은 시준 렌즈의 개구수 NA가 0.60이고 최대 출력은 15nW이다.
광 디스크는 6.0m/sec의 선 속도로 구동되며, 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에는 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 교대로 재기록된다. 마크 에지 기록을 평가하는 중요한 수단인 지터는 양 신호 A와 B의 10회 재기록 후 3.0ns 범위에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행하는 것이 가능하다는 증거를 제공했다. 랜드 대 그루브 누화는 -30dB이었다.
또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 1.0dB 안에 있었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용할 수 있다는 증거를 제공했다.
본 발명의 제2 실시예에 있어서, 실시예의 구성은 제1 실시예의 구성과 유사한데, 광 디스크는 순수 알루미늄 금속 반사 디스크(5)로 제조된다.
4.0m/s의 선 속도에서 디스크에 대한 평가가 이루어졌다. 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
재기록 후의 지터는 양 신호 A 및 B에 대해 4.0ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다.
랜드 대 그루브 누화는 -26dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 0.8dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
본 발명의 제3 실시예에 있어서, 실시예의 구성은 제1 실시예의 구성과 유사한데, 광 디스크는 2.0 중량 %의 티타늄을 가진 Al-Ti 금속 반사 디스크(5)로 제조되었다.
8.0m/s의 선 속도로 디스크에 대한 평가가 이루어졌다. 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
재기록 후의 지터는 양 신호 A 및 B에 대해 2.5ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다.
랜드 대 그루브 누화는 -32dB이었다.
또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 1.1dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
본 발명에 제4 실시예에 있어서, 실시예의 구성은 제1 실시예와 유사하였으며, 광 디스크는 40nm의 그루브 깊이를 가진 기판으로 제조되었다.
6.0m/s의 선 속도로 디스크에 대한 평가가 이루어졌다. 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
재기록 후의 지터는 양 신호 A 및 B에 대해 3.0ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다.
랜드 대 그루브 누화는 -26dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 0.8dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
(제1 비교예)
제1 실시예와 동일한 구성을 사용하여 35nm의 그루브 깊이를 가진 기판(1)으로 디스크가 제조되었다. 6.0m/s의 선 속도로 디스크에 대한 평가가 이루어졌다.
0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
10회 재기록 후의 지터는 3.0ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다. 랜드 대 그루브 누화는 -20dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 1.8dB로 증가했다.
제1 실시예에 있어서, 본 실시예의 구성은 제1 실시예의 구성과 유사하며, 70nm의 그루브 깊이를 가진 기판(1)으로 광 디스크가 제조되었다.
6.0m/s의 선 속도로 디스크에 대한 평가가 이루어졌다.
0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
10회 재기록 후의 지터는 양 신호 A 및 B에 대해 3.0ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다. 랜드 대 그루브 누화는 -27dB이었다.
또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 0.9dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
(제2 비교예)
제1 실시예와 동일한 구성을 사용하여 75nm의 그루브 깊이를 가진 기판(1)으로 디스크가 제조되었다. 6.0m/s의 선 속도로 디스크에 대한 평가가 이루어졌다.
0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
10회 재기록 후의 지터는 3.0ns 안에 있었으며, 따라서 양호한 마크 에지 기록을 행할 수 있다는 증거를 제공했다. 그러나, 랜드 대 그루브 누화는 -20dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 1.8dB로 증가했다.
제6 실시예에 있어서, 랜드와 그루브에 신호 기록되는 제1 실시예와 동일한 광 디스크가 635nm의 파장을 가진 전용 재생 헤드를 사용하여 재생되었다.
사용된 광 헤드의 사양은 시준 렌즈의 개구수 NA가 0.60이며 최대 재생 출력이 3.0mW이었다.
디스크는 6.0m/s의 선 속도롤 회전되었으며, 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 1.0mW의 재생 출력으로 재생되었다.
지터는 양 신호 A 및 B에 대해 2.8ns이었으며, 양호한 에지 마크 신호가 가능하다는 것을 입증했다.
랜드 대 그루브 누화는 -31dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 0.8dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
제7 실시예에 있어서, 제1 실시예와 동일한 광 디스크가 650nm의 파장을 가진 전용 재생 헤드를 사용하여 재생되었다.
사용된 광 헤드의 사양은 시준 렌즈의 개구수 NA가 0.60이며 최대 재생 출력이 19mW이었다.
디스크는 6.0m/s의 선 속도롤 회전되었으며, 0.40μm의 마크 길이를 가진 신호 A와 0.50μm의 마크 길이를 가진 신호 B가 디스크의 랜드 부분과 그루브 부분에 교대로 재기록되었다.
마크 에지 기록을 평가하는 중요한 수단인 지터는 양 신호 A 및 B의 기록 후 3.2ns이었으며, 양호한 마크 에지 기록이 가능하다는 것을 입증했다.
랜드 대 그루브 누화는 -28dB이었다. 또한, 랜드 재생과 그루브 재생간의 신호 출력 레벨 차이는 0.9dB이었으며, 따라서 광 디스크가 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 트랙 기록을 위해 충분히 사용될 수 있다는 증거를 제공했다.
본 발명의 다른 특징에서, 광 디스크를 사용하여 광 정보를 기록, 재생 또는 소거하는 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은 결정과 비결정 사이의 가역 상 변화를 이용하는 광 디스크를 사용하고 레이저 광을 조사함으로써 발생하는 기록막의 상 변화를 이용하여 광 정보를 기록, 재생 또는 소거하기 위한 방법으로서, 상기광 디스크는 기판 보호막, 상 변화 기록막, 상부 보호막, 금속 반사막 및 보호 수지가 상부에 순차적으로 형성된 기판을 포함하며, 상기 기판 상에는 레이저 빔 트래킹을 위해 나선형 또는 동심원형의 가이드 그루브가 그루브 및 랜드 형태로 먼저 형성되고, 상기 가이드 그루브의 상기 그루브 및 상기 랜드 각각에 상 변화 정보 기록이 행해지는 방법에 있어서, 상기 상 변화 기록막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차를 약 180도±5도로 설정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 전술한 구성에 한정되지 않으며 고밀도 광 디스크 기록을 위한 마크 에지 기록과 랜드 및 그루브 기록 모두를 위해 광범위한 상 변화 광 디스크에 적용될 수 있다는 것을 당해 분야의 전문가들은 이해할 것이다.
위에서 상세히 설명한 상 변화 광 디스크에 있어서, 상 변화 기록막의 결정부와 비결정부로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차는 180도±5도가 되기 때문에, 결정 상태의 흡수율을 비결정 상태의 흡수율과 같거나 크게 하는 것이 가능하다.
따라서, 기록막이 결정 상태에 있는 경우에 기록막의 흡수율을 크게 하는 것이 쉬워지며 소정의 마크 에지 기록을 위한 재기록 특성을 유지하면서 고밀도 기록을 행할 수 있기 때문에 과거에는 불가능했던 고밀도 기록을 달성할 수 있다.
또한, 상 변화 기록막(3)의 결정 상태에서의 광 흡수율과 비결정 상태에서의 광 흡수율의 비가 0.9 내지 1.1의 범위에 있도록 확보되기 때문에 재기록시 결정상태와 비결정 상태의 온도 상승 차이를 작게 하는 것이 가능하다.

Claims (11)

  1. 기록막에 레이저 광을 조사함으로써 야기되는 기록막의 상 변화를 이용하여 기록, 재생 및 소거를 행하기 위하여 결정과 비결정 사이의 가역 상 변화를 이용하는 상 변화형 광 디스크에 있어서,
    상부에 기판 보호막, 상 변화 기록막, 상부 보호막, 금속 반사막 및 보호 수지가 순차적으로 형성된 기판을 포함하되,
    상기 기판 상에는 레이저 빔 트래킹을 위해 나선형 또는 동심원형의 가이드 그루브가 그루브 및 랜드 형태로 먼저 형성되고, 상기 가이드 그루브의 상기 그루브 및 상기 랜드 각각에 상 변화 정보 기록이 행해지고, 상기 상 변화 기록막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차는 약 180도±5도가 되도록 구성되고, 상기 상 변화 기록막의 비결정 상태에서의 광 흡수율에 대한 결정 상태에서의 광 흡수율의 비는 0.9 내지 1.1 사이에 있는 것을 특징으로 하는 상 변화형 광 디스크.
  2. 기록막에 레이저 광을 조사함으로써 야기되는 기록막의 상 변화를 이용하여 기록, 재생 및 소거를 행하기 위하여 결정과 비결정 사이의 가역 상 변화를 이용하는 상 변화형 광 디스크에 있어서,
    상부에 기판 보호막, 상 변화 기록막, 상부 보호막, 금속 반사막 및 보호 수지가 순차적으로 형성된 기판을 포함하되,
    상기 기판 상에는 레이저 빔 트래킹을 위해 나선형 또는 동심원형의 가이드 그루브가 그루브 및 랜드 형태로 먼저 형성되고, 상기 가이드 그루브의 상기 그루브 및 상기 랜드 각각에 상 변화 정보 기록이 행해지고, 상기 상 변화 기록막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차는 약 180도±5도가 되도록 구성되고, 사용되는 상기 레이저 광의 파장이 λ인 경우, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 광 깊이는 λ/9 내지 λ/6 사이에 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 상 변화형 광 디스크.
  3. 제2항에 있어서, 사용되는 상기 레이저의 파장은 635nm 내지 650nm의 범위에 있고, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 깊이는 40nm 내지 70nm가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 상 변화형 광 디스크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리카보네이트로 된 기판 상에 ZnS-SiO2로 된 기판 보호막, GeSbTe를 주성분으로 하는 상 변화 기록막, ZnS-SiO2로 된 상부 보호막, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속 반사막, 및 자외선으로 처리된 보호 수지막이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 상 변화 광 디스크.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속 반사막은 알루미늄을 주성분으로 하고 0 내지 2 중량 퍼센트의 티타늄이 추가된 것을 특징으로 하는 상 변화 광 디스크.
  6. 결정과 비결정 사이의 가역 상 변화를 이용하는 광 디스크를 사용하고 기록막에 레이저 광을 조사함으로써 야기되는 기록막의 상 변화를 이용하여 광 정보를 기록, 재생 또는 소거하기 위한 방법으로서, 상기 광 디스크는 기판 보호막, 상 변화 기록막, 상부 보호막, 금속 반사막 및 보호 수지가 상부에 순차적으로 형성된 기판을 포함하며, 상기 기판 상에는 레이저 빔 트래킹을 위해 나선형 또는 동심원형의 가이드 그루브가 그루브 및 랜드 형태로 먼저 형성되고, 상기 가이드 그루브의 상기 그루브 및 상기 랜드 각각에 상 변화 정보 기록이 행해지는 방법에 있어서,
    상기 상 변화 기록막의 결정 상태와 비결정 상태로부터 반사된 레이저 광들 사이의 광 위상차를 약 180도±5도로 설정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록, 재생 또는 소거 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상 변화 기록막의 비결정 상태에서의 광 흡수율에 대한 결정 상태에서의 광 흡수율은 0.9 내지 1.1 사이에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 사용되는 상기 레이저 광의 파장이 λ인 경우, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 광 깊이는 λ/9 내지 λ/6 사이에 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 사용되는 상기 레이저의 파장은 635nm 내지 650nm의 범위에 있고, 상기 기판에 형성된 상기 가이드 그루브의 깊이는 40nm 내지 70nm가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 폴리카보네이트로 된 기판 상에 ZnS-SiO2로 된 기판 보호막, GeSbTe를 주성분으로 하는 상 변화 기록막, ZnS-SiO2로 된 상부 보호막, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속 반사막, 및 자외선으로 처리된 보호 수지막이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 금속 반사막은 알루미늄을 주성분으로 하고 0 내지 2 중량 퍼센트의 티타늄이 추가된 것을 특징으로 하는 방법.
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