KR100937269B1 - 광학 기록 매체의 초기화 방법 - Google Patents

광학 기록 매체의 초기화 방법 Download PDF

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Abstract

복수의 광학 기록층을 갖는 기록 매체에 대해, 기록층의 정보 기록 재생 신호 특성을 열화하는 일 없이, 초기화할 때에 생기는 광간섭에 의한 초기화 불균일을 저감할 수 있는 광학 기록 매체의 초기화 방법을 제공한다. 기판(11) 상에 제2 광학 기록층(12) 및 제1 광학 기록층(16)이 중간층(17)을 거쳐서 차례로 적층되고, 또한 제1 광학 기록층(16)의 상층에 보호층(18)이 형성되어 있고, 적어도 제1 광학 기록층(16)의 기록막이 상변화형 기록 재료를 갖고, 기록 재생시에는 보호층(18)측으로부터 기록 재생광(LTR)을 조사하는 광학 기록 매체의 초기화 방법이며, 중간층(17)을 구성하는 재료는 기록 재생광(LTR)의 파장에 대해 충분한 투과율을 갖고, 또한 초기화광(LTI)의 파장에 대해서는 흡수를 갖고, 제1 광학 기록층(16)에 보호층(18)측으로부터 초기화광(LTI)을 조사하여 초기화하는 공정에 있어서, 초기화광(LTI)으로서 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 레이저광을 이용하여 초기화를 행한다.
보호층, 중간층, 광학 기록층, 기록 재생광, 기판

Description

광학 기록 매체의 초기화 방법{OPTICAL RECORDING MEDIUM INITIALIZATION METHOD}
본 발명은, 광학 기록 매체(이하 광디스크라고도 함)의 초기화 방법에 관한 것으로, 특히 상변화형 재료를 기록 재료로 하는 광학 기록층을 갖는 다층 광디스크의 초기화 방법에 관한 것이다.
최근, 정보 기록의 분야에 있어서는 광학 정보 기록 방식에 관한 연구가 각처에서 진행되고 있다. 이 광학 정보 기록 방식은 비접촉으로 기록 및 재생을 행할 수 있는 것, 재생 전용형, 추기형, 재기록 가능형의 각각의 메모리 형태에 대응할 수 있는 등의 수많은 이점을 갖고, 저렴한 대용량 파일의 실현을 가능하게 하는 방식으로서 산업용으로부터 민생용까지 폭넓은 용도가 고려되고 있다.
상기한 각종 광학 정보 기록 방식용의 광학 기록 매체(이하, 광디스크라고도 함)의 대용량화는, 주로 광학 정보 기록 방식에 이용하는 광원이 되는 레이저광의 단파장화와 고개구수의 대물 렌즈를 채용함으로써, 촛점면에서의 스폿 사이즈를 작게 함으로써 달성해 왔다.
예를 들어, CD(콤팩트 디스크)에서는 레이저광 파장이 780 ㎚, 대물 렌즈의 개구수(NA)가 0.45이며, 650 MB의 용량이었지만, DVD - ROM(디지털 다용도 디스크 - 재생 전용 메모리)에서는 레이저광 파장이 650 ㎚, NA가 0.6이고, 4.7 GB의 용량으로 되어 있다.
또한, 차세대 광디스크 시스템에 있어서는 광학 기록층 상에 예를 들어 100 ㎛ 정도의 얇은 광투과성의 보호막(커버층)이 형성된 광디스크를 이용하여 보호막측으로부터 기록 재생용의 레이저광을 광학 기록층에 조사하고, 이 기록 재생용의 레이저광 파장을 450 ㎚ 이하로 하고, 대물 렌즈의 개구수(NA)를 0.78 이상으로 함으로써 대용량화가 검토되고 있다.
그런데, 최근 상변화형 기록 재료를 이용하고, 또한 2층의 광학 기록층을 갖는 재기록형의 다층 광디스크의 개발이 진행되고 있다. 이후는, 이와 같이 복수의 광학 기록층을 갖는 광디스크를 다층 광디스크라, 1층의 광학 기록층을 갖는 광디스크를 단층 광디스크라, 각각 부르는 경우가 있다.
본 발명자들은, 상변화형 다층 광디스크의 개발을 진행해 오고 있고, 1999년의 Optical Data Storage(ODS) 학회나, 2001년의 ODS 학회에서 발표를 행하였다.
상변화형 광디스크는 단층 광디스크와 다층 광디스크에 관계없이, 시장에 출하하기 전에 초기화라 불리우는 공정을 필요로 한다.
상변화형 광디스크의 제조 공정에 있어서는, 일반적으로 스패터링 장치에 의해 상변화형 기록 재료를 폴리카보네이트 수지 등의 기판 상에 성막하지만, 성막을 끝낸 단계인 as - deposited에서는 상변화형 기록 재료의 상 상태는 비정질에 가까운 상태로 되어 있다.
상변화형 광디스크에서는, 정보 기록을 행할 때에는 상변화형 기록 재료의 상 상태가 기록 전에는 결정 상태인 것이 요구되고, 이 성막 직후의 비정질 상태를 결정 상태로 변화시키는 공정을 초기화 공정이라 부른다.
현재 널리 이용되고 있는 초기화 장치는, 초기화를 행하는 광학 기록층 상에 레이저광을 집광하여 상변화형 기록 재료를 가열하면서 광학 기록층 전체면을 주사함으로써, 광학 기록층 전체면의 결정화를 행하고 있다.
이 때 광학 기록층 상에 집광되는 레이저광의 빔 형상은, 예를 들어 디스크 회전 방향으로는 1 ㎛ 정도, 반경 방향으로는 100 ㎛ 정도의 빔 폭을 갖는다.
이러한 초기화 장치를 이용하여, 광입사측으로부터 제1층째에 설치된 상변화형의 광학 기록층을 갖는 다층 광디스크의 상기 광학 기록층을 초기화하는 경우에는, 일본 특허 공개 2001-250265호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 제1 광학 기록층과 제2 광학 기록층 사이의 중간층의 두께 불균일에 의해 발생하는 광간섭에 의해, 초기화광의 광강도 변조가 제1 기록층 상에서 발생하여 초기화 불균일을 야기시키는 것이 알려져 있다.
일본 특허 공개 2001-250265호 공보에서는 파장 810 ㎚ 부근의 레이저와, 이 파장에 흡수를 갖고, 파장 400 ㎚ 부근에서는 흡수를 갖지 않는 중간층 재료를 이용하는 것이 제안되어 있고, 일예로서 중간층 재료에 파장 810 ㎚ 부근에서 흡수를 갖는 색소 재료를 혼합하는 것이 기재되어 있다.
그러나, 실제로 중간층을 구성하는 재료에 상기 색소 재료를 혼합하면, 중간층 재료와 색소 재료의 상호 작용이 발생하여, 파장 400 ㎚ 부근에서 흡수가 발생하는 경우가 있다.
상기 색소 재료 단일 부재의 광흡수 스펙트럼과, 중간층 재료에 상기 색소 재료를 혼합한 경우의 광흡수 스펙트럼을 도1a 및 도1b에 도시한다. 중간층 재료에는, 도1a와 같은 광흡수 특성 이외에도 기계 특성, 열 특성 등 광디스크에 적합한 특성을 구해야만 한다.
광흡수 특성까지 충족시키는 재료를 개발하는 것은, 개발을 진행시키면 해결 가능하다고는 생각되지만, 용이하지는 않다.
본 발명은 상기의 상황에 비추어 이루어진 것이고, 따라서 본 발명의 목적은 각 기록층의 정보 기록 재생 신호 특성을 열화하는 일 없이, 초기화할 때에 생기는 광간섭에 의한 초기화 불균일을 저감할 수 있는 광학 기록 매체의 초기화 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학 기록 매체의 초기화 방법은 기판 상에 제2 광학 기록층 및 제1 광학 기록층이 중간층을 거쳐서 차례로 적층되고, 또한 상기 제1 광학 기록층의 상층에 보호층이 형성되어 있어, 적어도 상기 제1 광학 기록층의 기록막이 상변화형 기록 재료를 갖고, 기록 재생시에는 상기 보호층측으로부터 기록 재생광을 조사하는 광학 기록 매체의 초기화 방법이며, 상기 중간층을 구성하는 재료는 상기 기록 재생광의 파장에 대해 충분한 투과율을 갖고, 또한 초기화광의 파장에 대해서는 흡수를 갖고, 상기 제1 광학 기록층에 상기 보호층측으로부터 초기화광을 조사하여 초기화하는 공정에 있어서, 상기 초기화광으로서 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 레이저광을 이용한다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체의 초기화 방법은, 적합하게는 상기 초기화광은 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 Ar 가스 레이저이며, 상기 중간층을 구성하는 재료는 폴리카보네이트 수지 등의 유기계 재료이다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체의 초기화 방법에 있어서는, 제1 광학 기록층에 초기화광을 조사하여 초기화하는 공정에 있어서, 초기화를 행하는 제1 광학 기록층 상에 초기화광인 레이저를 집광할 때, 초기화를 행하는 광학 기록층 상에 조사된 초기화광의 일부는 제1 광학 기록층을 투과하여 제2 광학 기록층에 도달하고, 또한 제2 광학 기록층에 있어서 반사하여 제1 광학 기록층으로 복귀하고, 초기화를 행하는 제1 광학 기록층을 조사한다.
초기화시의 층간 간섭에 의한 초기화 불균일을 저감하기 위해서는, 상기한 제2 광학 기록층에 있어서 반사하여 제1 광학 기록층으로 복귀하는 복귀광의 광강도를 저감할 수 있으면 좋다.
여기서 초기화광의 파장에 대해 제1 광학 기록층의 투과율 및 제2 광학 기록층의 반사율이 충분히 작으면, 초기화시의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭에 의한 초기화 불균일의 저감이 가능하다.
그러나, 제1, 제2 광학 기록층의 광학적 특성은 상기 다층 광디스크의 기록 재생 파장에 대해 설계하므로, 제1, 제2 광학 기록층의 광학 특성이 초기화광의 파장에 대해 상술한 특성을 얻는다고는 단언할 수 없다.
따라서, 중간층을 구성하는 재료가 기록 재생광의 파장에 대해 충분한 투과율을 갖고, 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭이 허용 범위로 억제되는 정도가 되도록, 초기화광의 파장에 대해 흡수율을 갖고 있으면, 초기화시의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭의 문제를 해결할 수 있다.
현재까지 보고되어 있는 광디스크에 이용되고 있는 기록 재생광은, 최단이라도 400 ㎚보다 장파장이다.
여기서, 중간층을 구성하는 재료에 이용하는 것이 가능하고, 기록 재생광으로서 이용되고 있는 가시광 영역에 있어서 충분한 투과율을 갖는 유기계 재료의 광학 특성을 조사하면, 파장 200 내지 400 ㎚의 범위에서 광흡수를 갖는 것이 많이 존재한다.
이 특성을 이용하여, 초기화광으로서 파장이 200 내지 400 ㎚ 범위의 것을 이용하여, 중간층으로서 이 초기화광의 파장 영역에 흡수를 갖고, 400 ㎚보다 장파장인 기록 재생광에 대해서는 충분한 투과율을 갖는 재료를 이용함으로써, 초기화시의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭에 의한 초기화 불균일의 문제를 해결할 수 있다.
도1a 및 도1b는 종래 예에 있어서의 색소 재료 단일 부재의 광흡수 스펙트럼과, 중간층 재료에 상기 색소 재료를 혼합한 경우의 광흡수 스펙트럼이다.
도2a는 본 발명의 실시 형태에 관한 광디스크의 광조사의 모습을 도시하는 모식 사시도이며, 도2b는 모식 단면도이다.
도3a 및 도3b는 실시 형태에 관한 광디스크의 제조 방법의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.
도4a 및 도4b는 도3b의 연속 공정을 도시하는 단면도이다.
도5a 및 도5b는 도4b의 연속 공정을 도시하는 단면도이다.
도6a 및 도6b는 도5b의 연속 공정을 도시하는 단면도이다.
도7a 및 도7b는 도6b의 연속 공정을 도시하는 단면도이다.
도8은 도7b의 연속 공정을 도시하는 단면도이다.
도9는 실시 형태에 있어서 이용하는 초기화 장치의 모식 구성도이다.
도10은 실시 형태에 있어서 이용하는 초기화광의 스폿 형상 및 광강도 프로파일을 도시하는 모식도이다.
도11은 실시 형태에 관한 광디스크의 제1 광학 기록층을 초기화하는 경우의 초기화광의 배치를 도시하는 모식도이다.
도12는 실시예에서 초기화광의 강도 변조도에 대해 예측한 결과를 나타내는 도면이다.
도13은 실시예에 있어서의 중간층 재료의 투과 스펙트럼이다.
도14는 실시예에 있어서의 중간층 재료의 투과 스펙트럼이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 제2 광학 기록층용 스탬퍼
11 : 디스크 기판
12 : 제2 광학 기록층
13 : 수지 필름
14 : 전사층
14a : 적외선 경화 수지
15 : 제1 광학 기록층용 스탬퍼
16 : 제1 광학 기록층
17 : 중간층
17a : 감압성 접착 시트
18 : 보호막
10', 11', 14', 15' : 요철 형상
AR : 제2 광학 기록층에 있어서의 반사광의 제1 광학 기록층 조사 영역
BS : 빔 스플리터
CA : 클램프 영역
CH : 센터 홀
DC : 광디스크
DR : 드라이브 방향
DRrad : 반경 방향
FC : 촛점
HD : 광학 헤드
LD : 레이저 다이오드
LS : 집광 렌즈
LTI : 초기화광(입사광)
LTI' : 복귀광
LTR : 기록 재생광
MR : 거울
OL : 대물 렌즈
PD : 포토 디텍터
RA : 정보 기록 재생 영역
SM : 스핀들 모터
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
본 실시 형태는 광학 기록 매체(광디스크)의 초기화 방법에 관한 것이다.
도2a는 본 실시 형태에 관한 2층의 광학 기록층을 설치한 광디스크의 광조사 모습을 도시하는 모식 사시도이다.
광디스크(DC)는 중심부에 센터 홀(CH)이 개구된 대략 원반 형상을 하고 있으며, 내주부가 클램프 영역(CA)이 되고, 그 외측에 정보 기록 재생 영역(RA)이 설치되어 드라이브 방향(DR)으로 회전 구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는, 광디스크(DC) 속의 광학 기록층에 대해, 예를 들어 개구수가 0.8 이상인 대물 렌즈(OL)에 의해 400 ㎚보다 장파장인 청색 내지 적외색 영역의 레이저광인 기록 재생광(LTR)이 조사된다.
도2b는 도2a 중의 A - A'에 있어서의 모식 단면도이다.
예를 들어, 두께가 1.1 ㎜, 외주 직경이 120 ㎜, 센터 홀(CH)의 내주 직경이 15 ㎜인 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(11) 중 한 쪽 표면에 제2 광학 기록층(12)이 형성되어 있다. 한편, 수지 필름(131) 중 한 쪽 표면에 자외선 경화 수지로 이루어지는 전사층(14)이 형성되고, 그 표면에 제1 광학 기록층(16)이 형성되어 제1 광학 기록층(16)과 제2 광학 기록층(12)이, 예를 들어 20 ㎛ 정도의 막 두께로, 기록 재생광의 파장에 대해 투명한 중간층(17)에 의해 접합되어 있다. 전사층(14)과 수지 필름(13)을 합쳐서 예를 들어 90 ㎛의 막 두께의 광투과성 보호막(18)이 구성된다.
제2 광학 기록층(12) 및 제1 광학 기록층(16)은, 각각 상층측으로부터 예를 들어 유전체막, 상변화형 기록 재료 등의 기록막, 유전체막 및 반사막 등이 이 순서로 적층된 구성이며, 적어도 제1 광학 기록층(16)의 기록막은 상변화형 기록 재료를 포함하는 구성이다.
여기서, 디스크 기판(11)의 한 쪽 표면에 요철 형상(11')이 설치되어 있고, 이 요철 형상에 따라서 제2 광학 기록층(12)이 형성되어 있다. 또한, 전사층(14)의 표면에도 요철 형상(14')이 설치되어 있고, 이 요철 형상에 따라서 제1 광학 기록층(16)이 형성되어 있다. 제1 광학 기록층(16) 및 제2 광학 기록층(12)은 상기의 요철 형상(14') 혹은 요철 형상(11')에 기인한 요철 형상을 구비하고 있고, 이 요철 형상에 의해 예를 들어 랜드 및 그루브라 불리우는 트랙 영역으로 구분된다.
상기한 광디스크를 기록 혹은 재생하는 경우에는, 도1b에 도시한 바와 같이 대물 렌즈(OL)에 의해 레이저광 등의 기록 재생광(LTR)을 광투과성 보호막(18)측으로부터 제1 광학 기록층(16) 혹은 제2 광학 기록층(12)에 어느 쪽이든 포커싱하도록 조사한다. 재생시에 있어서는, 제1 및 제2 광학 기록층(16, 12) 중 어느 한 쪽에서 반사된 복귀광을 수광하여 재생 신호가 취출된다.
또한, 제2 광학 기록층(12)에 대해서는 요철 형상(11')을 기록 데이터에 대응하는 길이를 갖는 피트로 하고, 광학 기록층을 알루미늄막 등의 반사막으로 구성함으로써, 재생 전용의 광학 기록층으로 할 수도 있다.
다음에, 상기한 2층의 광학 기록층을 갖는 광디스크의 제조 방법의 일예에 대해 설명한다.
여기서는, 제1 광학 기록층(16)뿐만 아니라 제2 광학 기록층(12)도 상변화형 기록 재료의 기록막을 포함하는 구성으로 하여 설명한다.
우선, 종래부터 알려져 있는 소정의 방법에 의해, 제2 광학 기록층용 패턴인 요철 형상(10')을 표면에 갖는 제2 광학 기록층용 스탬퍼(10)를 작성한다.
다음에, 상기한 제2 광학 기록층용 스탬퍼(10)를 금형의 캐비티 내측을 향하도록 설치하고, 예를 들어 용융 상태의 폴리카보네이트 수지를 사출하는 사출 성형에 의해, 도3a에 도시한 바와 같이 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 디스크 기판(11)을 작성한다. 이 때, 금형의 형상을 설정함으로써 디스크 기판(11)에 센터 홀(CH)의 형상을 형성한다.
여기서, 디스크 기판(11)의 표면에는 제2 광학 기록층용 스탬퍼(10)의 요철 형상(10')에 대응하여 요철 형상(11')이 형성된다.
상기한 제2 광학 기록층용 스탬퍼(10)로부터 이형함으로써, 도3b에 도시한 바와 같은 표면에 요철 형상(11')이 형성된 디스크 기판(11)을 얻을 수 있다.
다음에, 도4a에 도시한 바와 같이 디스크 기판(11)의 표면에 공기나 질소 가스 등의 가스를 송풍하여 먼지를 제거한 후, 예를 들어 스패터링법 혹은 CVD(화학 기상 증착)법 등에 의해, 알루미늄막으로 이루어지는 전반사성의 반사막, 유전체막, 상변화형 기록 재료의 기록막, 유전체막을 차례로 적층시켜 제2 광학 기록층(12)을 형성한다.
다음에, 성막을 끝낸 단계인 as - deposited에서는 비정질에 가까운 상태로 되어 있는 제2 광학 기록층(12)의 상변화형 기록 재료를 결정화하기 위해, 도4b에 도시한 바와 같이 초기화광(LTI)을 대물 렌즈(OL)로 집광하여 제2 광학 기록층(12)에 조사하면서 제2 광학 기록층(12)의 전체면에 스위프하여 제2 광학 기록층(12)을 초기화한다.
초기화광(LTI)으로서는, 예를 들어 적외 레이저나 400 ㎚ 미만 파장의 레이저 등을 이용할 수 있다.
한편, 도5a에 도시한 바와 같이, 예를 들어 80 ㎛ 두께의 중심에 센터 홀(CH)을 갖는 대략 원형의 수지 필름(13) 상에 전사층이 되는 적량의 자외선 경화 수지(14a)를 공급하여 스핀 도포한다.
다음에, 미리 제1 광학 기록층용 패턴인 요철 형상(15')을 표면에 갖는 제1 광학 기록층용 스탬퍼(15)를 형성해 두고, 도5b에 도시한 바와 같이 자외선 경화 수지(14a)에 제1 광학 기록층용 스탬퍼(15)를 접합하고, 충분한 양의 자외선을 조사하여 자외선 경화 수지(14a)를 고화시켜 전사층(14)으로 한다.
여기서, 전사층(14)의 표면에는 제1 광학 기록층용 스탬퍼(15)의 요철 형상(15')에 대응하여 요철 형상(14')이 형성된다.
다음에, 도6a에 도시한 바와 같이 제1 광학 기록층용 스탬퍼(15)와 전사층(14)의 경계면에서 박리함으로써, 전사층(14)의 표면에 요철 형상(14')을 전사한다.
다음에, 도6b에 도시한 바와 같이 전사층(14)의 표면에 공기나 질소 가스 등의 가스를 송풍하여 먼지를 제거한 후, 예를 들어 스패터링법 혹은 CVD법 등에 의해 알루미늄막으로 이루어지는 반투과성 반사막, 유전체막, 상변화형 기록 재료의 기록막, 유전체막을 차례로 적층시켜 제1 광학 기록층(16)을 형성한다.
다음에, 도7a에 도시한 바와 같이 디스크 기판(11)에 형성된 제2 광학 기록층(12) 상에 감압성 접착 시트(17a)를 배치하고, 도7b에 도시한 바와 같이 감압성 접착 시트(17a)를 접합용 중간층(17)으로서, 제2 광학 기록층(12)과 제1 광학 기록층(16)을 대향시켜 중심을 맞추어 접합시킨다.
여기서, 상기에서 형성하는 중간층(17)을 구성하는 재료로서는, 광디스크의 기록 재생광의 파장에 대해 충분한 투과율을 갖고, 또한 후술하는 200 내지 400 ㎚ 범위의 초기화광의 파장에 대해서는 흡수를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다.
다음에, 제2 광학 기록층(12)과 마찬가지로 성막을 끝낸 단계인 as - deposited에서는 비정질에 가까운 상태로 되어 있는 제1 광학 기록층(16)의 상변화형 기록 재료를 결정화하기 위해, 도8에 도시한 바와 같이 초기화광(LTI)을 대물 렌즈(OL)로 집광하여 제1 광학 기록층(16)에 조사하면서 제1 광학 기록층(16)의 전체면에 스위프하여 제1 광학 기록층(16)을 초기화한다.
여기서, 상기한 초기화광(LTI)으로서는 파장이 200 내지 400 ㎚ 범위의 레이저광을 이용한다.
이상으로, 도2에 도시한 구성의 광디스크를 제조할 수 있다.
또한, 상기한 제조 방법은 제1 실시 형태이고, 예를 들어 제2 광학 기록층(12)의 상층에, 표면에 제1 광학 기록층용 요철 패턴을 갖는 중간층(17)을 형성하고, 그 상층에 제1 광학 기록층(16)을 형성하고, 그 상층에 광투과성 보호막(18)을 형성하는 방법 등, 다른 방법에 의해 제조하는 것도 가능하다. 단, 어떠한 경우도 제1 광학 기록층(16)의 초기화는 상술한 바와 같이 중간층(17)을 거쳐서 제2 광학 기록층(12)과 적층한 후에 행하는 것으로 한다.
도9는, 상기한 제1 광학 기록층(16)의 초기화에 이용하는 광디스크 플레이어식의 초기화 장치의 모식도이다. 제1 광학 기록층(16)에 한정되지 않으며, 도4b에 도시한 제2 광학 기록층(12)의 초기화 공정에도 이용할 수 있다.
제1 광학 기록층(16) 및 제2 광학 기록층(12)의 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크(DC)는, 스핀들 모터(SM)에 의해 회전 구동되고, 이 회전하는 광디스크(DC)에 대해 광디스크의 반경 방향(DRrad)으로 이동 가능한 광학 헤드(HD) 에 의해 초기화광(LTI)을 조사하도록 되어 있다.
광학 헤드(HD)는 초기화광 광원인 레이저 다이오드(LD), 빔 스플리터(BS), 반사 거울(MR), 대물 렌즈(OL)를 구비하고 있고, 광디스크(DC)로부터의 복귀광을 빔 스플리터(BS) 및 집광 렌즈(LS)를 거쳐서 포토 디텍터(PD)로 유도하여, 이를 모니터하는 구성으로 되어 있다.
레이저 다이오드(LD)의 발광 파장은 200 내지 400 ㎚의 범위 내이며, 예를 들어 300 ㎚이다. 또한 대물 렌즈(OL)의 개구수는 0.35이다.
이 초기화 장치에 의해 광디스크(DC)의 제1 광학 기록층(16) 상에 집광되는 초기화광(LTI)의 스폿 형상 및 광강도(LI) 프로파일을 도10에 도시한다.
초기화광(LTI)은 타원형의 스폿 형상이며, 디스크의 반경 방향(x)으로 폭(x1)의 프로파일(Px), 트랙 방향(y)으로 폭(y1)의 프로파일(Py)을 갖는다. 폭(x1)은 절반치 폭으로서 50 ㎛ 정도, 폭(y1)은, 예를 들어 절반치 폭으로서 0.7 ㎛ 정도이다.
다음에, 상술한 초기화 장치에 의한 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크의 초기화 방법에 대해 설명한다.
스핀들 모터에 의해 구동되는 회전 테이블 등에 의해, 광디스크를 적절한 회전수로 회전시키고, 초기화광인 레이저 수렴광을 그 촛점 위치를 초기화하고자 하는 기록층면 위치에 오도록 포커스 서보라 불리우는 기술을 이용하여 촛점을 연결 시킨다.
레이저 수렴광은 광디스크 1 회전당 반경 방향으로 일정한 거리, 예를 들어 5 ㎛ 이동한다.
이 동작에 의해 광디스크의 정보 기록 재생 영역(RA) 전체면을 초기화한다.
하기의 실시예로부터도 명백해지도록, 종래 방법에 있어서는 제1 광학 기록층을 초기화할 때에 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭에 의해 초기화 불균일이 커져 버리는 데 대해, 상기한 실시 형태에 관한 광디스크의 초기화 방법에 따르면, 광디스크에 있어서의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 중간층을 구성하는 재료를 기록 재생광의 파장에 대해 충분한 투과율을 갖고, 또한 초기화광의 파장에 대해서는 흡수를 갖는 재료로 구성하고, 제1 광학 기록층에 보호층측으로부터 초기화광을 조사하여 초기화하는 공정에 있어서, 초기화광으로서 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 레이저광을 이용함으로써, 제1 광학 기록층을 초기화할 때에 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭의 문제를 대폭 저감하여, 초기화 불균일을 억제하는 것이 가능하다.
(실시예)
이하에, 본 실시 형태 및 종래예에 관한 광디스크의 초기화 방법에 의한 초기화광의 강도 변조도를 예측한 결과에 대해 설명한다.
우선, 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크에 있어서의 제1 광학 기록층(16)의 초기화에 있어서, 종래예에 관한 중간층(17)이 초기화광의 파장 및 기록 재생광의 파장에 대해 동시에 거의 광흡수를 갖지 않는 경우에 대해 서술한다.
도11에, 다층(이층)의 광학 기록층을 갖는 광디스크의 제1 광학 기록층(16)을 초기화하는 경우의 초기화광의 배치를 도시한다. 또한, 도11에서는 각 기록층 상에 원래 존재하는 안내 홈의 표시를 생략한다.
대물 렌즈(OL)에 의해 제1 광학 기록층(16) 상에 촛점(FC)을 연결한 초기화광의 입사광(LTI)의 일부는, 제1 광학 기록층(16) 및 중간층(17)을 투과하여 제2 광학 기록층(12)에서 반사하고, 다시 중간층(17)을 투과하여 복귀광(LTI')으로서 제1 광학 기록층(16)에 조사된다. 도11 중에 제2 광학 기록층에 있어서의 반사광의 제1 광학 기록층 조사 영역(AR)을 도시한다.
이 경우, 제1 광학 기록층(16)으로 수렴하는 초기화광의 입사광(LTI)과 제2 광학 기록층(3)으로부터의 복귀광(LTI')은, 제1 광학 기록층(16) 상에서 광간섭을 일으킨다. 광간섭이 일어나면, 제1 광학 기록층(16)에 있어서의 레이저광 강도가 제2 광학 기록층(12)으로부터의 반사광이 없는 경우에 대해 변동하고, 그 변동량은 중간층(17)의 두께(D)에 대해 변화한다.
광간섭에 의한 제1 광학 기록층(16) 상의 레이저광 강도의 변화는 중간층(17)의 두께(D)의 변화에 대해 주기적이고, 중간층(17)의 초기화광의 파장(λI)에 대한 굴절율을 nI로 한 경우, 중간층(17)의 두께(D)의 증가량에 따라서 λI/(2nI)의 주기에서 제1 광학 기록층(16) 상의 레이저광의 강도 변동이 발생한다.
예를 들어, 초기화광의 파장 λI = 350 ㎚, 중간층(17)의 굴절율 nI = 1.5라 하면, 제1 광학 기록층(16) 상의 광강도는 중간층(17)의 두께(D)가 0.12 ㎛ 변동할 때마다 강약을 반복한다.
예를 들어, 중간층(17)의 두께(D)를 20 ㎛로 하는 경우, 중간층(17)의 두께 오차를 0.01 ㎛ 이하로 제어하는 것이 필요해지지만, 현실적으로는 불가능하며, 실제로는 1 ㎛ 이상의 막 두께 오차를 디스크면 내에서 갖는다. 이로 인해 디스크면 내에서 간섭의 정도를 일정하게 유지할 수 없다.
초기화용 레이저광의 파장이 300 ㎚, 대물 렌즈의 개구수가 0.35, 촛점 위치에 있어서의 초기화용 레이저광의 스폿 형상이 반경 방향의 절반치 폭이 50 ㎛, 트랙 방향의 절반치 폭 0.7 ㎛라는 구체적인 구성의 초기화 장치에 의해, 중간층(17)의 두께 및 굴절율이 각각 20 ㎛와 1.5인 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크를 초기화하는 경우의 광간섭에 의해 발생하는 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광의 강도 변조도를 예측한 결과에 대해, 도12를 참조하여 설명한다.
도12에 있어서, 횡축(X)은 제1 광학 기록층(16)의 투과율을 T16, 중간층(17)의 투과율을 T17[= 1 - 중간층의 흡수율(A17)], 제2 광학 기록층(12)의 반사율을 R 12라 하였을 때에, 다음 [수학식 1]에 나타내는 값을 얻는다.
[수학식 1]
X = T16 2 × T17 2 × R12
종축은 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광의 강도 변조도를 나타내고 있고, 간섭 결과 서로 강해지는 경우의 강도를 Imax, 서로 약해질 때의 강도를 Imin으로 하여 Imax/Imin으로 나타내는 값을 얻는다.
초기화광(LTI)의 파장에 대해 제1 광학 기록층(16)의 투과율이 50 ％이며, 제2 광학 기록층(12)의 반사율이 50 ％이며, 중간층(17)의 투과율이 100 ％, 굴절율이 1.5, 두께가 20 ㎛인 광학 기록층을 갖는 광디스크에 대해, 초기화용 레이저광의 파장이 300 ㎚, 대물 렌즈의 개구수가 0.35, 촛점 위치에 있어서의 초기화용 레이저광의 스폿 형상이 반경 방향의 절반치 폭이 50 ㎛, 트랙 방향의 절반치 폭이 0.7 ㎛라는 구성의 초기화 장치를 이용하여 제1 광학 기록층(16)을 초기화하는 경우, 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광(LTI)의 강도 변조도는 T16 = 0.5(50 ％), T17 = 1(100 ％), R12 = 0.5(50 ％)로부터, X = 0.125이므로, 대략 Imax /Imin = 1.6이다. 즉, 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광의 광강도는 Imax와 Imin의 중간점을 기준으로 하여, ±약 30 ％의 변동 폭을 갖게 되어, 초기화할 때에 생기는 광간섭에 의한 초기화 불균일을 저감할 수는 없다.
한편, 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크에 있어서의 제1 광학 기록층(16)의 초기화에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 관한 중간층(17)이 초기화광의 파장에 대해 흡수를 갖고, 기록 재생광의 파장에 대해 동시에 거의 광흡수를 갖지 않는 경우에 대해 서술한다.
예를 들어, 가시광 영역에 있어서 투명한 유기계 재료에는, 200 내지 400 ㎚ 의 파장 영역에서는 흡수를 갖는 재료가 많다.
도13은 중간층으로서 이용할 수 있는 가시광 영역에서는 투명한 유기계 재료(Z)의 막 두께 20 ㎛에 있어서의 투과 스펙트럼이다. 여기서 이용하는 투과율의 정의로서, 빛이 재료(Z) 속을 20 ㎛ 진행하는 동안에 재료(Z)에 흡수되는 광에너지의 비율을 AI라 하였을 때에, 투과율 TI = 1 - AI라 한다.
물론, 상기한 재료(Z) 이외라도 200 내지 400 ㎚의 파장 영역에서 흡수를 갖는 재료는 존재한다.
상기한 재료(Z)는 파장 300 ㎚에 있어서 막 두께 20 ㎛당 10 ％ 정도의 광투과율을 갖는다.
초기화광(LTI)의 파장에 대해 제1 광학 기록층(16)의 투과율이 50 ％이며, 제2 광학 기록층(12)의 반사율이 50 ％이며, 재료에 상기한 재료(Z)를 이용한 중간층(17)의 투과율이 10 ％, 굴절율이 1.5, 두께가 20 ㎛인 광디스크에 대해, 초기화용 레이저광의 파장이 300 ㎚, 대물 렌즈의 개구수가 0.35, 촛점 위치에 있어서의 초기화용 레이저광의 스폿 형상이 반경 방향의 절반치 폭이 50 ㎛, 트랙 방향의 절반치 폭이 0.7 ㎛라는 구성의 초기화 장치를 이용하여 제1 광학 기록층(16)을 초기화하는 경우, 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광(LTI)의 강도 변조도는, T16 = 0.5(50 ％), T17 = 0.1(10 ％), R12 = 0.5(50 ％)로부터, X = 0.00125이므로, 대략 Imax/Imin = 1.2이다. 즉, 제1 광학 기록층(16) 상에서의 초기화광의 광강도는, I max 와 Imin의 중간점을 기준으로 하여, ± 약 10 ％의 변동 폭을 갖게 되어, 상술한 중간층(17)이 초기화광의 파장 및 기록 재생광의 파장에 대해 동시에 거의 광흡수를 갖지 않는 경우에 비해, 초기화시의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭의 문제를 대폭 저감하여, 초기화 불균일을 억제하는 것이 가능하다.
도14는 중간층으로서 이용할 수 있는 가시광 영역에서는 투명한 유기계의 재료로서 이용하는 것이 가능한 폴리카보네이트 수지의 막 두께 20 ㎛에 있어서의 투과 스펙트럼이다.
폴리카보네이트 수지는 파장 275 ㎚에 있어서 막 두께 20 ㎛당의 광투과율이 4 ％ 정도이다. 따라서, 초기화광(LTI)의 파장에 대해 제1 광학 기록층(16)의 투과율이 50 ％이며, 제2 광학 기록층(12)의 반사율이 50 ％이며, 재료에 폴리카보네이트 수지를 이용한 중간층(17)의 투과율이 4 ％, 굴절율이 1.5, 두께가 20 ㎛인 광디스크를 이용한 경우, X의 값은 X = 0.0002가 되고, 도12로부터 Imax/Imin = 1.1 정도가 되며, 초기화시의 제1 및 제2 광학 기록층 사이의 광간섭의 정도를 대폭 저감 할 수 있어, 초기화 불균일을 억제할 수 있다.
초기화에 이용하는 레이저광원에는, 와트 클래스가 큰 파워 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. 와트 클래스가 큰 파워 레이저를 조합함으로써 효율적으로 초기화를 행하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 있어서 초기화광으로서 이용하는 것이 가능한 200 내지 400 ㎚ 파장의 와트 클래스의 레이저의 예를 표 1에 나타낸다. 표 1은, 모두 Ar 레이 저(Coherent사 Innova sabre)의 데이터이다.
가스 레이저의 종류
파장 발진 모드 출력
351 ㎚ 싱글 1.7 W
334.5 ㎚ 싱글 0.5 W
302.4 ㎚ 싱글 0.38 W
275.4 ㎚ 싱글 0.35 W
333 내지 363.8 ㎚ 멀티 7 W
300 내지 336 ㎚ 멀티 3 W
275 내지 306 ㎚ 멀티 1.6 W

표1에 나타낸 바와 같이, 200 내지 400 ㎚ 파장 영역의 와트 클래스 레이저의 선택의 폭은 넓다.
따라서, 레이저광원과 그에 맞는 중간층(17)용의 재료와의 조합을 최적화하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크의 제1 광학 기록층을 초기화하는 경우에, 정보 기록 재생 신호 특성을 열화하는 일 없이, 초기화할 때에 생기는 광간섭에 의한 초기화 불균일을 저감할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 상변화형 광디스크 중, 2층 이상의 재기록형 혹은 한 번만 기록을 행할 수 있는 광학 기록층을 갖는 다층의 광학 기록층을 갖는 광디스크의 초기화를 행함에 있어, 초기화에 이용하는 레이저에 200 내지 400 ㎚ 사이의 파장을 갖는 레이저를 이용하고, 또한 중간층의 재료에 상기 레이저 파장에 대해 충분히 광투과율이 낮고, 또한 광디스크의 기록 재생에 이용하는 레이저 파장에 대해서는 충분히 투과율이 높은 재료를 이용함으로써, 각 광학 기록층 사이의 광간 섭이 원인이 되어 발생하는 초기화면에서의 광강도 변조의 정도가 저감하여 초기화 불균일을 억제한 양호한 초기화를 행하는 것이 가능해진다.
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않는다.
예를 들어, 초기화 대상으로 하는 디스크 구조는, 도2에 도시한 구조에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도2의 구조에 있어서 제1 광학 기록층(16) 상에 형성된 광투과성의 보호막(18)이 없는 상태에서 초기화를 행해도 좋다.
기타, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 행할 수 있다.
본 발명에 의해, 상변화형의 광학 기록층을 갖는 광학 기록 매체를 초기화할 때에, 각 기록층의 정보 기록 재생 신호 특성을 열화하는 일 없이 초기화할 때에 생기는 광간섭에 의한 초기화 불균일을 저감할 수 있다.
본 발명은, 상변화형 재료를 기록 재료로 하는 광학 기록층을 갖는 재기록 가능형 등의 메모리 형태에 대응할 수 있고, 저렴한 대용량 파일의 실현을 가능하게 하는 광디스크의 제조 방법에 있어서 이용하는 광디스크의 초기화 방법에 이용 가능하다.

Claims (3)

  1. 기판 상에 제2 광학 기록층 및 제1 광학 기록층이 중간층을 거쳐서 차례로 적층되고, 또한 상기 제1 광학 기록층의 상층에 보호층이 형성되어 있고, 적어도 상기 제1 광학 기록층의 기록막이 상변화형 기록 재료를 갖고, 기록 재생시에는 상기 보호층측으로부터 기록 재생광을 조사하는 광학 기록 매체의 초기화 방법이며,
    상기 중간층을 구성하는 재료는 상기 기록 재생광의 파장은 투과시키고, 또한 초기화광의 파장은 흡수하고,
    상기 제1 광학 기록층에 상기 보호층측으로부터 초기화광을 조사하여 초기화하는 공정에 있어서, 상기 초기화광으로서 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 레이저광을 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체의 초기화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초기화광은 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 Ar 가스 레이저이며,
    상기 중간층을 구성하는 재료는 유기계 재료인 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체의 초기화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 초기화광은 200 ㎚ 내지 400 ㎚ 범위 파장의 Ar 가스 레이저이며,
    상기 중간층을 구성하는 재료는 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체의 초기화 방법.
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