KR100510663B1 - 상변화형 광 디스크의 기록 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정보 저장용 상 변화형 광 디스크에서 마크를 기록하기 위해 레이저를 조사시에 냉각 펄스(cooling pulse)를 조사하여 지터 특성을 향상시킬 수 있도록한 상변화형 광 디스크의 기록 방법에 관한 것으로, 상변화형 광디스크에 레이저 펄스 파형을 이용하여 마크를 기록할 때에 레이저 펄스 파형에서 기록 펄스(writing pulse)를 인가하기 전에 냉각 펄스(cooling pulse)를 인가하는 것에 의해 뚜렷한(sharp) 비정질과 결정질의 경계를 만들어 줄 수 있어 마크 첫 단의 지터 특성을 향상시키고, 초기 반복 기록시에 발생했던 지터 증가 현상을 감소시킬 수 있도록 한다.

Description

상변화형 광 디스크의 기록 방법{Method for recoding of phase change type optical disk}

본 발명은 정보 저장용 상 변화형 광 디스크에 관한 것으로, 특히 마크를 기록하기 위해 레이저를 조사시에 냉각 펄스(cooling pulse)를 조사하여 지터 특성을 향상시킬 수 있도록한 상변화형 광 디스크의 기록 방법에 관한 것이다.

동화상 및 정지화상을 포함한 비디오 신호, 오디오 신호 및 컴퓨터 데이터 정보를 종합적으로 다루는 멀티미디어 시대의 도래와 함께, 패키지 미디어(예, CD, DVD를 비롯한 각종 디스크)가 폭 넓게 보급되고 있다.

패키지 미디어, 예를 들어, 컴팩트 디스크(CD)와 디지털 비디오(또는 versatile) 디스크(DVD)는 크게 기판과 정보를 기록하고 있는 기록막 및 보호막으로 구성되어 있다.

이들 광 디스크들 가운데, 재생전용 (Read-only memory, ROM) 디스크는 서보나 위치정보 혹은 피트 형태의 미세한 홈이 원주방향으로 형성되어 있고 반사층이 존재한다.

한편, 정보를 오직 한번 기록할 수 있는 추기형(Recordable, -R)인 경우와 반복해서 정보를 쓰고, 읽고, 지울 수 있는 반복기록형(Rewritable, -RAM, -RW) 디스크의 경우는 프리 피트(pre-pits)와 반사층 외에도 기록 가능 다이(Recordable Dye)나 상변화 또는 광자기 방식의 기록층과 보호층 등으로 구성된다.

이들 디스크에 정보를 기록하거나 읽어내기 위해서 레이저 광원이 조사될 때, 상기한 종류의 디스크에서는 레이저 광이 투명한 기판을 먼저 통과하여 보호층이나 정보가 기록된 정보 기록층, 그리고 반사층 순서로 입사되고, 다시 반사층에서 반사되어 광 센서 쪽으로 되돌아가는 디스크 구조를 갖는다.

반복 기록형 디스크 중 상변화 방식에서는 결정질 매트릭스 위에 비정질 마크로 정보를 기록한다.

상변화형 광 디스크는 레이저 빔의 조사에 의해 비정질과 결정질로 상변화(Phase change)되어 반사도와 흡수도가 변화하게 되고, 이들 변화의 차이를 이용하여 특정의 데이터를 기록하고 재생할 수 있다.

즉, 적당한 출력과 시간의 레이저 빔이 광기록 매체에 조사되면 광 디스크가 가열되어 광 디스크의 기록층이 원자들의 규칙적인 배열에 의해 결정질 상태(crystalline state)로 된다.

또한, 짧고 강한 펄스의 레이져 빔을 광 디스크에 조사한 후 기록층을 급작히 냉각시키면 상기 펄스 빔이 조사된 기록층은 원자들의 배열이 불규칙하게 되는 비정질 상태(amorphous state)로 된다.

따라서, 이러한 광 디스크는 기록용 레이저의 출력과 지속 시간에 따라 결정질상(crystalline phase)과 비정질상(amorphous phase)의 두 안정된 상태를 갖으며, 결정질상에서 비정질상으로 변화하는 상변화로 인해 광학 특성이 변화되므로 기록된 정보를 소거하고 임의의 정보를 기록할 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 상변화형 광 디스크 및 정보 기록을 위한 레이저 멀티 펄스에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술의 상변화형 광 디스크의 정보 기록을 위한 레이저 멀티 펄스 파형도이고, 도 2는 종래 기술의 레이저 멀티 펄스를 이용하는 경우의 지터 특성 그래프이다.

상변화형 광디스크와 같은 고쳐 쓰기 가능형 광디스크는 기판상의 기록막을 레이저 광으로 조사하여 서로 다른 상의 변화를 일으켜 정보를 기록하고 반사율의 차이로 신호를 재생한다.

기록 원리는 레이저 광을 집속시켜 매체의 융점 이상으로 가열하여 용융시킨 후 급냉 시킴으로써 형성되는 비정질과 결정화온도 이상으로 가열시켜 형성되는 결정상을 얻는다.

고속 기록을 위해 이러한 기록과 소거 과정이 연이어 거의 동시에 진행되어야 한다.

그리고 상변화형 광디스크의 기록 기술로는 마크 포지션(mark position) 기록 방식과 마크 에지(mark edge) 기록 방식이 있다.

주로 사용되는 상변화형 광디스크의 기록 기술은 마크 에지 기록 방식이다.

마크 포지션 기록 방식이 디스크의 트랙을 따라 써 있는 일정 신호의 위치에 따라 신호를 해독하게 되는 것인데 반해, 마크 에지 기록 방식은 쓰여져 있는 마크 길이(에지 신호)에 따라 정보를 해독하게 되는 것이다.

기록된 신호의 마크의 길이 및 그 편차의 제어를 고려하여 레이저를 멀티 펄스(multi-pulse)형태의 방법으로 조절한다.

이는 트랙 방향으로의 열 축적으로 인한 마크 형태의 변형을 막기 위한 방법으로 이를 통하여 마크가 일정한 폭으로 균일하게 쓰여질 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

즉, 비정질 마크를 생성시키기 위해서는 레이저 펄스를 조사해야 하는 데, 단일 펄스(single pulse)를 사용할 때에 누적되는 열로 인하여 마크 형상을 잘 조절할 수 없기 때문에 도 1과 같은 멀티 펄스 (multi pulse)를 이용하고 있다.

멀티 펄스로 기록하기 위해서는 상변화 광 디스크의 재질 및 조성 상태에 따라 가열 온도, 가열기간에 따른 결정 구조의 변화가 차이가 있으므로 각 디스크에 기록되는 데이터의 기록 패턴을 여러 개의 변수를 이용하여 디스크의 특성에 맞도록 조성해야 한다.

기록 펄스 파형(write pulse waveform)에서 P_w은 기록 파워(writing power)이고, P_E는 소거 파워(erasing power)이고, P_B는 기저 파워(bottom power)이고, P_C 는 냉각 파워(cooling power)이다.

이와 같은 종래 기술의 멀티 펄스를 이용한 기록 방법에서는 도 2에서와 같이 마크 끝단(trailing edge)의 지터는 우수하지만, 마크 첫 단(leading edge)의 지터는 끝단에 비해서 열악한 특성을 보인다.

이와 같이 마크 끝 단(trailing edge)의 지터가 마크 첫 단(leading edge)의 지터보다 우수한 이유는 레이저 멀티 펄스의 끝 부분에 냉각 펄스(cooling pulse)가 있기 때문이다.

즉, 비정질 마크를 만들기 위해 레이저를 조사해서 녹는점 이상으로 온도를 올린 후에, 소거 파워가 가해지기 전에 냉각 펄스 파워(레이저 파워를 off함)를 가해줌으로써, 마크 끝 부분에서 급냉 효과가 일어나고 마크 끝단 에지 부분이 뚜렷(sharp)하게 된다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 상변화형 광 디스크의 정보 기록 방법에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

멀티 펄스를 이용하여 상변화형 광 디스크에 정보를 기록하는 종래 기술에서는 도 2에서와 같이 마크 끝단(trailing edge)의 지터는 우수하지만, 마크 첫 단(leading edge)의 지터는 끝 단에 비해서 열악한 특성을 보인다.

이는 마크 첫 단의 경우에는 소거 파워(erasing power)가 가해진 다음에 바로 기록 파워(writing power)가 오게 됨으로써 마크 첫 에지 부분에서는 끝단 에지에 비하여 서냉 효과가 있고, 마크 첫 에지는 뚜렷(sharp)하지 않게 된다.

또한 초기 반복 기록시에 지터가 증가하는 현상도 발생한다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 상변화형 광 디스크의 정보 기록 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 정보 저장용 상 변화형 광 디스크에서 마크를 기록하기 위해 레이저를 조사시에 냉각 펄스(cooling pulse)를 조사하여 지터 특성을 향상시킬 수 있도록한 상변화형 광 디스크의 기록 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상변화형 광 디스크의 기록 방법은 상변화형 광디스크에 레이저 펄스 파형을 이용하여 마크를 기록하는 경우에 있어서, 레이저 펄스 파형에서 기록 펄스(writing pulse)를 인가하기 전에 냉각 펄스(cooling pulse)를 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 상변화형 광 디스크 기록 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 상변화형 광 디스크의 정보 기록을 위한 레이저 멀티 펄스 파형도이고, 도 4는 본 발명에 따른 레이저 멀티 펄스를 이용하는 경우의 지터 특성 그래프이다.

본 발명은 마크 첫 단에 경우 소거 파워(erasing power)가 가해진 다음에 바로 기록 파워(writing power)가 오게되어 발생하는 서냉 효과에 의해 마크 첫 에지가 뚜렷(sharp)하지 않게 되는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 도 3에서와 같이 비정질 마크를 만들기 위해 멀티 펄스의 레이저를 조사할 때에 펄스를 가하기 전에 새로운 냉각 펄스(New cooling pulse)를 가해 줌으로써 마크 첫 단(leading edge)에 급냉 효과를 줄 수 있도록한 것이다.

그 구성은 상변화형 광디스크에 레이저 펄스 파형을 이용하여 마크를 기록할 때, 레이저 펄스 파형에서 기록 펄스(writing pulse)가 오기 전에 냉각 펄스(cooling pulse)를 사용하는 것이다.

여기서, 냉각 펄스의 파워는 기록 펄스의 파워의 0-10% 범위에 있고, 냉각 펄스의 시간은 기록하고자 하는 정보의 시간 길이(NRZI)의 0-10% 범위에 있다.

이와 같이 기록 펄스가 오기 전에 냉각 펄스를 사용하는 것에 의해 뚜렷한(sharp) 비정질과 결정질의 경계를 만들어 줄 수 있어 마크 첫 단의 지터 특성을 향상시키고, 초기 반복 기록시에 발생했던 지터 증가 현상을 감소시킬 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명의 상변화형 광 디스크 기록 방법의 구체적인 실시예를 설명한다.

상변화형 광 디스크를 내경 15mm, 외경 120mm, 두께 1.1mm, 트랙 피치 0.32㎛(land와 groove를 갖는)의 도우넛 형태의 폴리카보네이트 기판위에 Ag alloy 반사층, ZnS-SiO₂ 유전체 보호층, Sb-Te-Ge 기록층, ZnS-SiO₂ 유전체 보호층을 순서대로 적층한다.

그리고 폴리카보네이트 기판 위에 두께 0.80㎛의 커버 시트(cover sheet)를 UV 큐어링 수지(curing resin)를 이용해서 스핀 코팅시키는 방법을 이용하여 0.1mm두께의 커버층(cover layer)을 접합시킨다.

이 디스크를 초기화 장비를 이용해서 결정화시킨 후에 광디스크 드라이버 또는 평가 장비를 이용해서 도 3과 같은 레이저 펄스 파형을 이용해서 정보를 기록하고, 이를 재생한다.

기록 및 재생 조건은 다음과 같다.

채널 클럭 비트(channel bit clock) 주기에 의해 표준화된 PLL 클럭을 이용하여 마크 첫단(leading edges)과 마크 끝단(trailing edges)의 지터를 각각 나누어 측정한다.

하나의 트랙에 Pw=Pw0의 기록 파워(write power)로 랜덤한 데이터가 n번의 반복 기록(overwritten)이 이루어진 후에 지터 측정을 한다.

여기서, 채널 클럭 비트(Channel bit clock)는 66MHz(1Tw=15.15ns), 선형 속도(Linear velocity)를 5.3m/s 그리고 디스크의 용량(Expecting Disc capacity)을23.0GB/single side로 한다.

그리고 샘플링 횟수를 30,000 그리고 읽기 레이저 파워(Reading laser power)는 0.35mW, 기저 레이저 파워(Bottom laser power)는 0.1mW, 기록 레이저 파워(Writing laser power)는 3.2mW, 소거 레이저 파워(Erasing laser power)는 1.6mW, Position = 45mm이다.

그리고 그루브상의 레코딩(On groove recording)을 위한 레이저 파장(Laser wavelength)은 407nm이다.

이와 같은 조건으로 DOW(Direct Overwrite) 사이클을 진행한 상태에서의 마크 첫단(leading edges)과 마크 끝단(trailing edges)의 지터 특성은 도 4에서와 같다.

도 4에서 보면, 마크 첫 단에서의 지터 특성이 향상되고, 초기 반복시에 나타나던 지터 증가 현상을 감소되는 것을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 상변화형 광 디스크 기록 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 레이저 펄스 파형에서 기록 펄스(writing pulse)가 오기 전에 냉각 펄스(cooling pulse)를 사용하는 것에 의해 뚜렷한(sharp) 비정질과 결정질의 경계를 만들어 줄 수 있다.

이는 랜덤 신호를 반복 기록했을 때에 마크 첫 단(leading edge)에 가해지는 급냉 효과에 의한 것으로 지터 특성의 향상을 얻을 수 있다.

또한, 초기 반복시에 나타나던 지터 증가 현상을 감소시키는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 종래 기술의 상변화형 광 디스크의 정보 기록을 위한 레이저 멀티 펄스 파형도

도 2는 종래 기술의 레이저 멀티 펄스를 이용하는 경우의 지터 특성 그래프

도 3은 본 발명에 따른 상변화형 광 디스크의 정보 기록을 위한 레이저 멀티 펄스 파형도

도 4는 본 발명에 따른 레이저 멀티 펄스를 이용하는 경우의 지터 특성 그래프

Claims (4)

1. 상변화형 광디스크에 레이저 펄스 파형을 이용하여 마크를 기록하는 경우에 있어서,

   레이저 펄스 파형에서 기록펄스의 마크 첫단과 마크 끝단 전에 특정 파워의 냉각 펄스(cooling pulse)를 인가하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광 디스크 기록 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 냉각 펄스의 파워는 기록 펄스의 파워의 0-10% 범위인 것을 특징으로 하는 상변화형 광 디스크 기록 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 냉각 펄스가 가해지는 시간은 기록하고자 하는 정보의 시간 길이(NRZI)의 0-10% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상변화형 광 디스크 기록 방법.