KR19990026434A

KR19990026434A - 광기록매체의 초기화 방법 및 그의 장치

Info

Publication number: KR19990026434A
Application number: KR1019970048544A
Authority: KR
Inventors: 여운성; 김명룡; 김창종; 서훈
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR100248299B1; US20010043550A1; CN1212421A; JPH11154358A; TW472254B; CN1129126C; JP3182128B2; US6570833B2

Abstract

본 발명에 따르면, 상변화형 광디스크의 기록막에 전기적인 에너지를 가하여 기록막에 흐르거나 유도되는 전류에 의한 주울열을 얻음으로써, 그 열에 의해 기록막의 구성재료를 초기화 온도 이상까지 가열하여 상기 구성재료의 상을 결정질화시키는 방법 및 그 장치를 제공한다. 본 발명의 일면에 따르면, 기록막에 직접 도선을 접속하여, 전기에너지를 제공한다. 또한, 본 발명의 또다른 면에 따르면, 유도가열법을 이용하여 기록막에 전류를 제공한다.

Description

광기록매체의 초기화 방법 및 그의 장치

본 발명은 광기록매체를 초기화하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히, 단시간에 상변화형 광디스크를 초기화하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

상변화형 광매체는 대용량이면서도 휴대성과 신뢰성이 높아 멀티미디어 정보기록 매체로서, 상변화형 광디스크 및 광디스크 재생장치로 구성된다.

상변화형 광디스크의 기록재생은 기판상의 기록막을 레이저 광을 조사, 가열 승온시켜, 결정학적으로 서로 다른 상의 변화 (phase transformation) 를 일으켜 정보를 기록하고 소거한다. 즉, 상 변화시 수반되는 두 상간의 광학상수 (n k) 를 바꾸어 반사율의 변화를 검출함으로써 정보를 재생한다. 레이저광을 이용해 기록막을 구성하는 재료의 상을 가역적으로 변화시켜 이때 형성된 상 (결정질/비결정질) 이 갖는 광학적 특성 (반사도) 의 차이를 이용해 정보를 기록하고 판독한다.

비정질-결정질 상변화의 경우, 레이저 광을 조사하여 융점이상으로 가열해 용융시킨 후, 급냉시킴으로써 비정질을 얻고, 결정화온도 이상으로 가열시켜 결정상을 얻는다.

이러한 상변화형 광디스크는 단일빔에 의한 직접 덮어쓰기가 가능하여 기록시간이 단축되기 때문에, 디지탈 동화상 및 음성기록에 유리하고, 오직 광학적인 수단으로만 정보를 읽고 소거하므로 광학계가 간단한 장점이 있다. 자장 인가에 필요한 자석없이도 정보의 기록이 가능하여 장치의 박형화가 쉽고, 광원의 단파장화에 따른 대응이 용이하여 고밀도화가 쉬운 특징을 가지고 있다.

특히, 광자기 디스크에 비해, 기록과정에서 외부자계를 필요로 하지 않기 때문에 바이어스 자장 인가에 필요한 자기헤드없이 레이저 광만으로 기록과 재생이 가능하여, 광학계가 단순화되므로, 시스템의 저가격화, 호환성 및 슬림화 등이 가능하다.

또, 기록과 소거가 레이저 광의 파워변조에 의해 행해질 수 있으므로, 직접 덮어쓰기가 가능하다.

두상간의 광반사율 변화를 검출하여 신호를 재생하므로, 반사된 광량의 변화에 의해 재생신호를 얻을 수 있기 때문에 CD 등의 재생전용 디스크나 추기형 디스크 (write-once) 와의 호환이 용이한 장점이 있다.

이하, 이러한 상변화형 광디스크의 일반적인 제조공정을 설명한다.

디지탈 콘솔 (digital console) 을 통하여 디지탈로 신호처리하여 디지탈 마스터 테이프를 작성하고, 디스크 정보를 나타내는 서브 코드를 삽입하여 레이저 커팅을 하는 코드 엔코딩 작업을 수행한다.

그후, 평평하게 정밀 연마하여 초음파 세정된 글래스 (glass) 에 스피너를 회전시키면서 포토 레지스터를 몇방울 떨어뜨리고, 포토레지스터의 점도와 스피너의 회전수로서 0.1um 정도의 두께로 도포한다.

그후, 아르곤 레이저 (457.9 nm 의 파장) 나 He-Cd 레이저 (441.6 nm 의 파장) 를 이용하여 포토레지스터를 감광, 현상하여 글래스 마스터를 제작한다.

그후, 그 레지스터 원반에 도금을 하여 메탈 마스터 1장을 제작하여 다시 여러장의 마더를 제작하고, 이로부터 다시 여러장의 스탬퍼를 제작하여 이 스템퍼를 트리밍 (trimming) 처리하여 성형기에 부착한다.

다음으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 용융된 폴리카보네이트를 사출성형하여 폴리카보네이트 기판 (1) 을 제조하고, 제 1 유전층 (2), 기록층 (3), 제 2 유전층 (4) 및 반사층 (5) 을 스퍼터링법으로 순차적층하고, 피막의 열화를 방지하기 위하여 보호막 (미도시됨) 을 스피닝 (spinning) 법으로 형성하고, 기록막을 초기화시킨 후, 평가를 실시하여 디스크의 품질을 검사한다.

한편, 이러한 공정중에서 초기화 공정은 상변화형 광디스크에 고유한 공정으로서, 초기화란 기록막 구성재료가 스퍼터링 (sputtering) 법으로 50 내지 500Å 정도로 적층된 기록막을 결정화 온도 이상으로 가열하여 결정질화하는 것을 지칭한다. 초기화 전, 후의 상변화형 광디스크의 기록막 구성재료의 원자배열 모식도가 도 2a 및 2b 에 각각 도시되어 있다.

종래 초기화 방법들은 일본국 특개소 60-106031 호 공보와 일본국 62-250533호 공보에 개시되어 있다.

일본국 특개소 60-106031 호 공보에는 레이저 빔을 이용해 내주에서 외주로 한 트랙씩 순차가열하는 방법이 개시되어 있다. 특히, 그 공보에는 기록재생에 사용되는 레이저 다이오드보다 고출력의 레이저 다이오드를 사용하여 수 내지 수백 um 사이즈 (통상은 0.5 내지 1 um) 의 광 스팟을 얻고, 한 트랙씩 순차 가열하여 초기화시킨다. 그러나, 이는 그 이전의 기록재생에 사용되는 레이저 다이오드를 이용한 경우보다 어느정도 초기화 시간을 개선하고, 한 트랙씩 가열함으로써 열부하가 적어 크랙의 발생을 방지할수 있는 효과는 있으나, 여전히 한 트랙씩 초기화를 수행함으로써, 디스크 전체를 초기화시키는데 소요되는 시간이 30분 내지 1시간 정도되어, 여전히 초기화 시간이 긴 문제점이 있었으며, 나아가 디스크를 대량생산할 경우에는, 생산성을 악화시키고, 제조비용을 증대시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 일본국 특개소 62-250533 호공보에서는 램프를 사용하여 플래시광을 디스크 전체에 조사함으로써, 기록층을 일괄 결정화 시키는 방법이 개시되어 있다. 특히, 그 공보에는 광원으로 크세논 램프를 사용하여, 출력 1MW 와 노광시간 500us로 초기화에 요구되는 온도인 결정화 온도까지 열을 가하기 위하여 약 500J 의 열량을 가하여 일부 초기화시킨다. 그후, 순간적인 노광에 기인하는 스트레스로 인해 휜 디스크를 다수개 적층하여 수은 램프로서 광을 조사하여 어닐링시킴으로써 휜 디스크를 평평하게 한다. 그 다음 디스크를 고속으로 회전시키면서, 상술한 일본국 특개소 60-106031 호 공보에 개시된 방법으로 다시 초기화시켜, 초기화공정을 완결한다.

그러나, 이러한 방법은 매우 강한 크세논 램프로서 열에너지를 순간적으로 불균일하게 디스크에 전달함으로써, 디스크가 휘게 되므로 어닐링 공정 등의 디스크를 평평하게 하는 부수적인 공정이 요구된다. 따라서, 생산성의 감소과 그에 따른 제조비용이 증가되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 디스크 전체를 동시에 초기화하여, 초기화 시간을 단축시킬뿐만아니라 변형량도 최소화시킴으로써, 생산성을 향상함과 동시에 생산수율을 향상시킬 수 있는 상변화형 광디스크의 초기화 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상변화형 광디스크의 기록막에 전기적인 에너지를 가하여 기록막에 흐르는 전류에 의한 주울열을 얻음으로써, 그 열에 의해 기록막의 구성재료를 결정화 온도 이상까지 가열하여 상기 재료의 상을 결정질화시키는 것을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기록막에 직접 도선을 접촉하여 전류를 제공함으로써 주울열로서 기록막을 가열하는 초기화 방법 및 장치가 개시된다.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 기록막에 직접 도선을 접촉함이 없이, 유도가열법을 이용하여 기록막에 유도전류를 생성하고, 그 유도전류에 의해 발생된 주울열에 의해 상변화형 광디스크를 초기화시키는 방법 및 그 장치가 개시된다.

또한, 상기 도선은 광디스크의 기록막의 내주에 한쌍의 도선이 서로 마주보도록 접촉부를 통하여 접지하고, 기록막의 외주에 한쌍의 도선이 서로 마주보도록 배치하여 초기화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 초기화 방법은, 상변화형 광디스크의 기록막을 초기화시키는 방법에 있어서, 유도가열법을 이용하여 상기 기록막에 유도전류를 생성하고, 그 유도전류에 의해 발생된 주울열에 의해 상변화형 광디스크를 초기화시키는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 초기화 장치는, 상변화에 의해 광학적 성질이 변화되는 기록막을 갖는 상변화형 광디스크의 초기화장치에 있어서, 전류를 인가하는 전원과, 일단이 상기 전원에 접속되며, 타단이 상변화형 광디스크의 기록막에 접속된 전기 도선과, 상기 도선과 기록막에 접속된 콘택과, 상기 전원의 전원인가를 단속하는 스위치를 구비하고, 상기 스위치가 온되는 경우, 상기 전원으로부터 전원을 공급하여, 상기 기록막에 전류에 의한 주울열을 발생시켜 결정화 온도이상까지 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전류를 인가하는 고전압 교류전원과, 상기 교류전원의 전원인가를 단속하는 스위치와, 상기 광디스크의 외부에 수회 감은 유도가열코일을 구비하고, 상기 스위치가 온되는 경우, 상기 전원으로부터 상기 유도가열코일에 전원을 공급하여, 상기 유도코일의 내부에 자력선을 발생시키고, 그에 의해 상기 기록막에 유도된 전류에 의한 주울열을 발생시켜 결정화 온도이상까지 가열하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주울열은 H=I²RT 에 따라 결정되며, 여기서, I는 유도전류, R은 기록막의 저항 및 T 는 전류인가시간이다.

주울열은 초기화 대상인 기록막의 초기화 요구온도, 열전도율 등에 의해 결정되며, 상기 기록막 재료의 저항 등의 전기적 특성에 의해 인가전압 및 시간을 결정한다.

상기 기록막의 구성재료로는 Ge-Sb-Te 계 및 Ag-In-Sb-Te 계 합금이 바람직하며, 그 성분은 특히 이에 한정되지 않는다.

도 1 는 상변화형 광디스크의 구조를 나타낸 도면.

도 2a 는 초기화전의 상변화형 광디스크 기록막의 원자배열 모식도이고, 도 2b 는 초기화후의 상변화형 광디스크 기록막의 원자배열 모식도.

도 3 은 본 발명에 따른 실시예 1 을 개략적으로 나타낸 도면.

도 4 는 본 발명에 따른 실시예 1 의 또다른 예를 나타낸 도면.

도 5 는 본 발명에 따른 실시예 2 를 나타낸 도면.

도 6 은 본 발명에 따른 실시예 1 의 공정도.

도 7 은 본 발명에 따른 실시예 1 에 사용하기 위한 전원 차단회로도.

도 8 은 본 발명에 따른 실시예 2 의 공정 흐름도.

도 9 는 본 발명에 따른 실시예 2 의 또다른 예를 나타낸 도면.

도 10 은 본 발명에 따른 실시예 2 에 사용하기 위한 전원 차단회로의 일예를 나타낸 회로도.

도 11 은 본 발명에 따른 실시예 2 의 또다른 예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 41 : 기판 2, 42 : 제 1 유전층

3, 43 : 기록층 4, 44 : 제 2 유전층

5, 45 : Al 반사층 6 : 광디스크

13 : 기록막 17 : 접촉부

18 : 도선 19 : 스위치

20, 47 : 전원 48 : 유도코일

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 좀더 자세하게 설명한다.

실시예 1

본 발명의 일면에 따르면, 광디스크에 도선을 직접 연결하여 전원을 인가함으로써 기록막을 가열하여 초기화시키는 장치와 그 방법이 제공된다.

일반적으로 저항체에 전류를 흘리면, 그 저항에 의해 주울 열이 발생되는 것이 알려져 있다. 이때, 발생되는 열량은 H=I²RT 로 표시되며, 여기서 I는 인가된 전류, R 은 저항체의 저항이며, T는 인가시간이다. 따라서, 저항체만 존재하기만 하면, 전류를 인가하여 가열할 수 있음을 알수 있다.

따라서, 상변화형 광디스크의 기록막이 전도성을 지니므로, 이러한 원리에 따라 기록막을 결정화 온도까지 충분히 가열시킬 수 있게 된다.

한편, 이러한 원리를 기록막에 적용하여 초기화에 필요한 결정화 온도를 얻기 위해서는 인가 전류, 기록막의 저항 및 전류 인가시간 조건이 필요함을 알수 있다. 이러한 조건중에서, 기록막이 선택되면, 기록막의 저항이 결정된다. 그외, 인가전류와 전류 인가시간은 초기화 필요한 열량인 약 500J ~ 550J 의 열량을 얻을 수 있는 값이면 모두 가능하다. 만약 500J 보다 낮게 되면, 초기화율이 작아지는 문제점이 있으며, 550J 을 초과하면, 디스크가 열화되는 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 기록막의 재질로 Ge-Sb-Te 계 및 Ag-In-Sb-Te 계 합금이 사용되는 경우, 그 저항을 알면 전류 인가시간과 인가 전류량을 적절히 선택하는 것이 가능하다. 또한, 기록막의 주변에 존재하는 부재의 종류 및 크기, 기록막의 두께, 주위 환경에 의한 열용량의 변화에 따라서 인가전류량이 적절히 선택될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 초기화 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 초기화장치는 전원 (20) 에 접속된 도선의 일단 (18b) 이 분기되어 광디스크의 기록막 (13) 의 내주에, 타단 (18a) 은 외주에, 접촉부 (17) 에 의해 서로 대칭으로 접속된다.

전원 (20) 은 통상 600 내지 1000 V 가 바람직하나, 특히 이에 한정되지 않으며, 초기화에 필요한 열량을 얻을 수 있으면, 상기 식을 만족하는 어떠한 범위내에서 적절히 선택될 수 있다.

또한, 도선 (18a 및 18b) 은 금, 은, 구리 등이 가장 전도 효율이 좋아 바람직하나, 경제성 등의 관점에서 구리가 가장 바람직하다.

이때, 전원 (20) 을 대신하여, 도선 (18) 의 양단부에는 전류인가후 에너지가 잔류하는 것을 방지하기 위하여, 도 7 에 도시된 일반적인 차단회로를 접속하여, 고전압을 인가하고, 소정의 초기화 시간이 경과된 후 전원을 차단함으로써 기록막에 에너지가 잔류되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이외에도, 600 내지 1000 V 전압을 출력할 수 있는 당해분야에서 널리 공지된 일반적인 회로도 사용하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 3 을 참조하여, 광디스크 제조공정시, 이러한 초기화 장치를 이용하여 초기화시키는 방법을 설명한다.

먼저, 폴리카보네이트 기판에 ZnS-SiO₂재질의 제 1 유전체 층을 스퍼터링법으로 80 내지 300 nm 두께로 형성한 후, 기록막을 스퍼터링 법으로 두께 10 내지 40 nm 로 형성한다. 여기서, 기록막의 재질로는 GeSbTe, Ge₂Sb₂Te₅, Ge₁Sb₂Te₄, Ge₁Sb₄Te₇및 Ag-In-Sb-Te 계 합금 등이 가능하다.

그후, 광디스크의 내주에 서로 마주보게 도선 (18a 및 18b) 을 각각 접속하고, 외주에도 각각 대칭적으로 접속한 후, 스위치 (19) 를 온시켜 전류를 흘린다.

마지막으로, ZnS-SiO₂재질의 제 2 유전체층을 스퍼터링법으로 약 10 내지 90 nm 로 형성하고, Al 반사층을 형성시켜 상변화형 광디스크를 제조할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 실시예 1 의 또다른 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

기록막 (26a) 의 외주에 도선을 서로 대향되게 배치하고, 기록막의 내주에는 배치하지 않은 것을 제외하고는 도 3 과 동일하다. 기록막 (26a) 의 저항과 전원의 전류가 도 3에 도시된 기록막과 동일하다고 가정할 때, 이 예는 결정화에 소요되는 초기화시간에 좀더 길어지는 단점이 있으나, 도 3 의 예보다 더 간단하게 구성할 수 있는 이점이 있다.

도 5 는 본 발명의 실시예 1 에 따른 초기화장치의 또다른 예를 나타낸 것이다.

도 5 에 나타낸 바와 같이, 이는 광디스크 (3a) 의 내주에 직경이 작은 내부 원통 (38a) 과 그 내부원통 (38a) 보다 직경이 더 큰 외부원통을 갖는 것외에는 도 4와 동일하다. 이 예는, 도 3 및 도 4 에 나타낸 것보다 기록막의 국부영역에 전류부하가 집중되는 것을 방지함으로써, 기록막의 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

외부원통의 직경은 약 12cm 인 광디스크의 직경을 고려하여, 약 10 ~ 11.5 cm 가 바람직하다. 또한, 내부직경도 디스크의 내직경을 고려하여, 약 3 ~ 5 cm 가 바람직하다.

또한, 원통의 재료로는, 전도효율이 좋은 금, 은, 구리 등이 좋으나, 경제성 등의 관점에서 구리가 바람직하다.

또, 원통의 높이는 어떠한 수치로도 가능하나, 자체의 중량에 의해 기록막과 적절히 접촉될 수 있는 정도가 적당하다. 원통의 두께도 어떠한 수치 범위도 가능하지만, 두께가 너무 얇으면, 기록막과 접촉성이 저하되며, 기록막에 손상을 줄 수 있어, 대략 0.5 mm 내지 5 mm 가 바람직하다.

실시예 2

본 발명의 또다른 면에 따르면, 유도가열법에 의한 상변화형 광디스크의 초기화 방법이 제공된다.

유도가열법이란 도체를 부하로 하고, 그 부하 (charge) 안에 전자기적 유도작용으로 전류를 흐르게 하여, 부하의 저항으로 가열하는 방법을 말한다. 여기서 참고되어진, 이러한 유도가열법에 대하여는 1953년 John Wiley Son, Inc. 에서 발행된 A.U. SEYBOLT, ph.D. 과 J.E. BURKE, ph.D. 의 Experimental Metallurgy 에 상세히 개시되어 있다.

도 9 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 초기화 장치의 일예를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 2 는 다수개의 광디스크 (6) 를 포위하도록 배치된 유도코일 (48) 과, 전원 (47) 으로 구성된다.

유도코일 (48) 은 나선형 또는 원통형으로 감겨지며 유도 자기장이 유효하게 광디스크의 기록막에 전달되어지는 구조이면 충분하다. 광디스크의 직경보다 더 큰 직경으로 광디스크를 포위한다. 유도코일 (48) 의 재질로는 금, 은, 구리 등 도전성이 양호한 코일이 바람직하나, 경제성등을 고려하여 구리로 하는 것이 더 바람직하다.

이 경우, 광디스크의 적층높이 (또는 개수) 는 유도 자력선의 침투깊이에 따라 적절히 조절될 수 있다.

이러한 유도가열법으로 초기화시킬 경우에는 자력선의 유효 침투깊이까지 디스크를 적층시켜 초기화할 수 있기 때문에, 전체 광디스크 제조공정면으로 볼 때, 실시예 1 보다 더욱 더 초기화 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

이하, 이와 같은 초기화장치를 이용하여 상변화형 광디스크를 초기화시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 8 은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 초기화 방법 적용시, 광디스크의 제조공정을 나타낸 것이다.

도 8 에 나타낸 바와 같이, 보호막 형성 공정후의 상변화형 광디스크를 적층한다.

그후, 적층된 광디스크의 둘레에 유도코일을 수회 감는다. 이때, 감는 회수는 유도코일에 의해 유도되어질 전자선의 투과깊이가 적층된 디스크의 높이와 같거나 조금더 높게 되도록, 코일을 감는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 10 에 도시된 바와 같은, 전원 차단회로를 이용하여 소정 초기화시간이 지난 후, 전원을 차단하여 초기화 공정을 완결한다.

이때, 초기화 조건으로는, 약 250V 내지 750V 의 범위에서 약 10 내지 60초간 초기화시키는 것이 바람직하며, 약 250V 보다 낮아지면, 초기화시간이 길어지는 문제점이 있어 바람직하지 못하며, 750V 보다 높아지면, 초기화시간은 짧아지나, 기록막을 열화시킬 염려가 있어 바람직하지 못하다.

도 11 은 본 발명의 실시예 2 의 다른 예로서, 광디스크의 상하부에 각각 도 9 의 초기화 장치를 배치한 초기화 장치를 나타낸 것이다.

도 11 을 참조하면, 상부의 제 1 초기화 장치 (52) 와 하부의 제 2 초기화 장치 (51) 를 설치하고, 그 중간에 상변화형 광디스크 (6) 를 배치하고, 전원을 통하여 유도코일에 전류가 흐르게 하여 광디스크 (6) 를 초기화시키도록 구성되어 있다. 이때, 주의할 점은 상, 하부 초기화 장치의 유도코일의 전류흐름 방향이 서로 같으면, 상부의 유도코일과 하부의 유도코일에서 유도된 자력선의 방향이 서로 다르게 되어 상쇄 되므로, 상, 하부의 유도가열 코일의 자력선의 방향은 서로 동기시켜야 한다.

아울러, 전원은 광디스크에 전류인가후 에너지 잔류로 인해 디스크가 박리, 손상 등을 방지하기 위하여 도 10 에 나타낸 바와 같은 전원 차단회로를 사용하는 것이 좋다.

한편, 본 실시예에서는 유도가열법을 이용한 초기화장치를 상, 하부에 각각 설치한 것으로 나타내었으나, 실제 제조라인에 적용시에는, 상,하부에 각각 설치된 초기화 장치를 일조로 하여 복수 조를 제조라인을 따라서 직렬로 설치함으로써 광디스크를 초기화시킬 수도 있다.

이하, 상기 실시예 1 및 2 에 따른 상변화형 광디스크의 초기화방법을 구체적인 실험예를 통하여 좀더 상세하게 설명한다.

(예 1)

광디스크의 기록막에 직접 접촉시켜 초기화시키는 본 발명의 실시예 1 에 따른 광디스크의 초기화 방법에 있어서, 광디스크가 초기화되는 최적조건을 찾기 위하여, 다음과 같이 실험하였다.

먼저, 폴리카보네이트 기판에 ZnS-SiO₂재질의 제 1 유전체 층을 스퍼터링법으로 150 nm 두께로 형성한 후, GeSbTe 재질의 기록막을 스퍼터링 법으로 두께 30 nm 로 형성하였다.

그후, 도 3 에 도시된 바와 같이, 광디스크의 내주에 서로 마주보게 구리 도선을 각각 접속하고, 또한, 외주에도 각각 대칭적으로 접속한 후, 스위치 온시켜 1초단위로 1초에서 6초까지 400, 600, 800 및 1000V 로 교류전압을 흘려, 기록막을 초기화시켰다.

마지막으로, ZnS-SiO₂재질의 제 2 유전체층을 스퍼터링법으로 약 30 nm 로 형성하고, Al 반사층을 약 100 nm 두께로 형성시켜 상변화형 광디스크를 제조하였다.

이와 같이 제조된 상변화형 광디스크를 육안 및 스펙트로 포토미터를 이용하여, 초기화 여부를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 1 에 나타내었다.

	400V	600V	800V	1000V
1.0sec	X	△	○	○
2.0sec	X	△	○	○
3.0sec	X	△	○	□
4.0sec	X	△	□	□
5.0sec	X	○	□	□
6.0sec	X	○	□	□

여기서, X 는 초기화가 안된 상태, △ 는 초기화가 일부진행된 상태, ○ 는 기록막이 완전히 초기화된 상태, □ 는 기록막이 열화된 상태를 나타낸다.

상기 표 1 에 나타낸 바와같이, 본 발명의 실시예 1 에 따라 제조된 상변화형 광디스크는 400V 에서는 1 내지 6 초동안에 초기화된 디스크가 존재하지 않았으며, 600V 에서는 1 내지 4 초동안에 초기화시킨 경우에는 일부만이 초기화가 진행된 반면, 5 내지 6 초 동안에 초기화시킨 경우에는 대부분의 광디스크에서 초기화가 이루어졌다. 또한, 800V 에서는 1 내지 3 초에서 초기화가 완전히 이루어졌음이 관찰되었으나, 4 내지 6 초에서는 기록막이 손상되었음이 관찰되었다. 또, 1000V 에서는 1 내지 2 초에서는 대부분이 초기화되었으나, 3 내지 6 초에서는 열화되었음이 관찰되었다.

따라서, 600V 전압에서 약 5 내지 6 초간, 800V 전압에서 약 1 내지 3 초간 및 1000V 전압에서 약 1 내지 2 초간 초기화시키는 것이 유효함을 알 수 있었다.

또한, 이렇게 초기화된 광디스크중에서 완전히 초기화된 광디스크를 이용하여, 평가 데크 (deck) 에서 기록재생하였다. 이때 기록재생은 개구수 (NA) 가 0.6 인 대물렌즈와 파장 680nm 의 레이저 다이오드를 사용하여, 피크 전압 11mW, 바이어스 파워 5mW 로 하여 C/N 비와 소거율을 측정한 결과, C/N 비는 55dB, 소거율 29dB 를 얻었다.

따라서, 양호하게 초기화가 되었음을 알수 있었다.

(예 2)

유도가열법으로 상변화형 광디스크를 초기화시키는 본 발명의 실시예 2 에 따른 광디스크의 초기화 방법에 있어서, 광디스크가 초기화되는 최적조건을 찾기 위하여, 다음과 같이 실험하였다.

상기 예 1과 동일하게 제작된 상변화형 광디스크 18 매를 도 9 의 48 과 같이, 일반적으로 널리 사용되는 주파수 유도가열장치에 적재하였다. 그후, 인가전압 250V, 500V 및 750V 에서 10초단위로 60초까지 가열하여 각 디스크의 초기화 진행여부를 spectrophotometer 와 육안으로 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 2 에 나타내었다.

출력전압과 인가전압에 따른 초기화 상관 관계 (주파수 100kHz ~ 1MHz)

	250V	500V	750V
10 sec	X	△	○
20 sec	X	△	□
30 sec	X	○	□
40 sec	X	○	□
50 sec	X	○	□
60 sec	○	□	□

상기 표 2 에 나타낸 바와 같이, 250V 에서는 60초간 유도가열한 광디스크가 양호하게 초기화되었으며, 500V 에서는 30초 내지 50 초간, 750V 에서는 약 10초간 유도가열한 것이 양호하게 초기화되었음을 알수 있었다.

또한, 이렇게 가열한 디스크의 초기화 상태를 확인하기 위하여, 평가 데크에서 기록재생 테스트를 파장이 680nm 인 레이저 다이오드와 개구수: 0.6 인 대물렌즈를 사용하여 피크 파워 11mW, 바이어스 파워 5 mW의 조건하에서 기록재생 테스트를 수행하였다. 그 결과, C/N 비가 54dB 이상, 소거율은 27dB 로 얻었다. 따라서, 좋은 상태의 초기화가 이루어졌다.

(예 3)

다음으로, 상기 예 1 의 상변화형 광디스크를 기록막 재료를 Ge-Sb-Te 계 대신에 AgIn-Sb-Te 계를 사용한 것외에는 상기 예 2 와 동일한 조건에서 유도가열법으로 초기화시켰다. 그 결과를 하기 표 3 에 나타내었다.

	250V	500V	750V
10 sec	X	△	○
20 sec	X	○	□
30 sec	X	○	□
40 sec	X	○	□
50 sec	○	□	□
60 sec	○	□	□

상기 표 3 에 나타낸 바와 같이, 250V 의 경우, 50 sec 이상의 상태와, 500V 에서는 20 내지 40 sec 수준에서 초기화가 양호하였으며, 750V 에서는 약 10초간 초기화 시킨 것이 양호하였다. 그후, 이렇게 초기화시킨 광디스크를 평가데크에서 상기의 조건 (레이저 파장: 680nm, 피크 파워: 11mW, 바이어스 파워: 5mW 에서 테스트하였다. 그 결과, C/N 비가 57dB, 소거율은 30dB 을 얻었다. 따라서, 초기화가 양호하게 이루어졌음을 알 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상변화형 광디스크의 기록막에 전기적인 에너지를 가하여 기록막에 흐르거나 유도되는 전류에 의한 주울열을 얻음으로써, 그 열에 의해 기록막의 구성재료를 결정화 온도 이상까지 가열하여 기록막의 상을 결정질화시키는 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 단시간에 상변화형 광디스크를 초기화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

광기록매체의 기록막에 전기적인 에너지를 가하여 기록막에 흐르는 전류에 의한 열을 얻음으로써, 그 열에 의해 기록막의 구성재료를 결정화 온도 이상까지 가열하여 상기 재료의 상을 결정질화시키는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
상변화형 재료로 구성된 기록막을 갖는 광기록매체의 기록막을 초기화시키는 방법에 있어서,

상기 기록막에 도선을 직접 접촉하고, 기록막에 전류를 공급함으로써 주울열로서 기록막을 가열하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 도선은 광기록매체의 기록막의 내부에 한쌍의 도선이 서로 마주보도록 접촉부를 통하여 접촉시킨 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 광기록매체의 외부에 마주보도록 한쌍의 도선을 접촉부를 통하여 접촉시키고, 내부에 서로 마주보도록 한쌍의 도선을 접촉시킨 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
상변화형 재료로 된 기록막을 갖는 광기록매체의 기록막을 초기화시키는 방법에 있어서,

상기 기록막에 유도전류를 생성시켜, 그 유도전류에 의해 발생된 주울열에 의해 광기록매체의 초기화 방법.
제 1 항, 제 2 항, 또는 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록막의 구성재료가 GeSbTe, Ge₂Sb₂Te₅, Ge₁Sb₂Te₄, Ge₁Sb₄Te₇및 Ag-In-Sb-Te 계 합금임을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 주울열은 H=I²RT 에 따라 결정되며, 여기서, I는 인가전류, R은 기록막의 저항 및 T 는 전류인가시간인 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 방법.
기록막을 갖는 광기록매체의 초기화장치에 있어서,

전류를 인가하는 전원 발생부와,

상기 전원을 기록막에 접촉시키는 접촉부와,

상기 교류전원의 전원인가를 단속하는 스위치부를 구비하고,

상기 스위치가 온되는 경우, 상기 전원으로부터 전원을 공급하여, 상기 기록막의 구성재료에 전류에 의한 주울열을 발생시켜 결정화 온도이상까지 가열시키는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 장치.
상변화형 재료로된 기록막을 갖는 광기록매체의 초기화장치에 있어서,

전류를 인가하는 전원 발생부와,

상기 전원의 전원인가를 단속하는 스위치부와,

상기 광디스크의 외부에 수회 감은 유도가열코일을 구비하고,

상기 스위치가 온되는 경우, 상기 전원으로부터 상기 유도가열코일에 전원을 공급하여, 상기 유도코일의 내부에 전자선을 발생시키고, 그에 의해 상기 기록막의 구성재료에 유도된 전류에 의한 주울열을 발생시켜 결정화 온도이상까지 가열시키는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 주울열은 H=I²RT 에 따라 결정되며, 여기서, I는 인가전류, R은 기록막의 저항 및 T 는 전류인가시간인 것을 특징으로 하는 광기록매체의 초기화 장치.