KR19990086849A - Multi-layer optical recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층의 기록층을 가지고 광을 이용하여 기록 및/또는 재생을 하기 위한 광기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording medium and a method of manufacturing the same for recording and / or reproducing using light with a multilayer recording layer.
본 발명에 따른 다층 광기록 매체 및 그 제조방법은 기록층들 중 적어도 하나의 기록층을 광의 강도에 따라 투과율이 달라지는 비선형 재료로 형성하게 된다.In the multilayer optical recording medium and the method of manufacturing the same according to the present invention, at least one recording layer of the recording layers is formed of a nonlinear material whose transmittance varies according to the intensity of light.
본 발명에 따른 광기록 매체 및 그 제조방법에 의하면 광세기가 클수록 투과율이 증가하는 특성을 가지는 비선형 재료층을 형성함으로써 초해상 특성을 가지게 되어 다층의 기록층 중 어느 기록층에서도 피트 사이즈가 최소화될 수 있고 트랙피치를 조밀하게 할 수 있음으로 고밀도의 기록매체 구현에 적합하게 된다.According to the optical recording medium and a method of manufacturing the same according to the present invention, a nonlinear material layer having a characteristic of increasing transmittance as the light intensity increases has super resolution characteristics, so that the pit size can be minimized in any recording layer of the multilayer recording layer. And the compactness of the track pitch makes it suitable for high density recording media.
Description
본 발명은 광기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 다층의 기록층을 가지고 광을 이용하여 기록 및/또는 재생을 하기 위한 광기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording medium and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an optical recording medium and a method of manufacturing the same for recording and / or reproducing by using light having a multilayer recording layer.
광을 이용한 기록매체로서 이미 일반화된 CD 및 DVD 등의 광기록 매체에 있어서는 레이저광을 기록층에 조사하여 데이터를 기록하거나 재생하게 된다. 이러한 광기록 매체는 재생전용과 재기록 가능한 매체로 대별되며 전자의 경우 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 ROM 타입이 있으며, 후자의 경우 재기록 가능 횟수에 따라 WORM(Write Once Read Many) 타입, Rewritable 타입, RAM 타입 등으로 나뉘어진다. 통상, 광기록매체는 기판으로 사용되는 광투과층과, 광투과층 위에 형성된 반사막과, 반사막위에 형성되는 보호막으로 이루어 진다. 광투과층에서 반사막 측은 피트 또는 마크가 형성된다. 광기록 매체에 데이터를 기록 또는 재생하기 위해서는 광픽업의 대물렌즈에 의해 집광된 레이저광이 광투과층을 투과하여 기록층에 조사됨으로써 이루어진다.In optical recording media such as CD and DVD, which have already been generalized as a recording medium using light, laser light is irradiated onto the recording layer to record or reproduce data. Such optical recording media are classified into read-only and rewritable media. In the former case, there are ROM types such as CD-ROM and DVD-ROM. In the latter case, WORM (Write Once Read Many) type and Rewritable type according to the number of rewritable times. , RAM type, etc. In general, an optical recording medium is composed of a light transmitting layer used as a substrate, a reflective film formed on the light transmitting layer, and a protective film formed on the reflective film. Pits or marks are formed on the reflective film side in the light transmitting layer. In order to record or reproduce data on the optical recording medium, laser light collected by the objective lens of the optical pickup is transmitted through the light transmitting layer and irradiated to the recording layer.
광기록 매체는 동영상과 같은 큰 정보를 수용할 수 있도록 대용량화 추세에 있다. 광기록 매체의 대용량화를 위한 연구는 트랙피치를 조밀하게 하고 DVD-RAM과 같이 기록층을 상하면의 두 기록층으로 하는 광기록 매체를 개발하게 되었다. 최근에는 미국특허 4,450,553에서 제안된 바 있는 두 개 이상의 다층 기록층을 가지는 다층 광기록 매체가 주목을 받고 있다. 이 다층 광기록 매체는 다층 기록층 중 특정 기록층에 레이저광의 초점위치(Focal position)가 놓이도록 광픽업을 제어하여 데이터를 기록 또는 재생하게 된다. 즉, 정확한 기록 또는 재생이 되기 위해서는 하나 또는 그 이상의 광투과층(기판)을 투과하여 광스폿이 특정 기록층에 놓이도록 광픽업을 제어하여야 한다. 여기서, 각각의 기록층을 재생하는 경우 광의 경로가 달라지기 때문에 광원으로부터 가까운 기록층과 광원에서 먼 기록층에 집광되는 광스폿의 크기가 달라지게 된다. 즉, 광원에서 먼 기록층으로 갈수록 광경로가 길어지게 됨에 따라 구면수차가 증가하여 도 1에서 알 수 있는 바, 광원에서 가장 가까운 제1 기록층(2)에 집광되는 광스폿의 직경 D1보다 제2 기록층(2)에 집광되는 광스폿의 직경 D2가 더 커지게 된다. 따라서, 각 기록층의 피트 또는 마크를 동일한 형태로 제작하게 되면 각 기록층에서의 광스폿 크기와 피트 또는 마크 크기의 상관 관계가 매 기록층 마다 달라지게 되어 재생된 신호에서 인접 피트 또는 마크에 의한 노이즈 성분이 포함된다. 재생신호에 노이즈가 포함되면 디스크에 기록된 신호를 정확하게 재생하는 것이 불가능하게 되어 재생시의 신뢰성이 떨어지게 된다. 또한, 도 1에서와 같이 제2 기록층(4)에 도달하게 되는 광은 제1 광투과층(6), 제1 기록층(2) 및 제2 광투과층(6)을 통과하게 되므로 각 층에서의 반사율 만큼 광효율이 떨어지게 되어 광품질 자체도 열화된다. 이와 같이 재생신호는 광학계의 집광 스폿 크기와 디스크에 형성된 피트 또는 마크의 크기에 좌우된다.Optical recording media are on the increase in capacity to accommodate large information such as moving pictures. The research for increasing the capacity of the optical recording medium has led to the development of an optical recording medium having a compact track pitch and two recording layers having upper and lower recording layers such as a DVD-RAM. Recently, multilayer optical recording media having two or more multilayer recording layers, which have been proposed in US Pat. No. 4,450,553, have attracted attention. In this multilayer optical recording medium, the optical pickup is controlled so that the focal position of the laser light is placed on a specific recording layer of the multilayer recording layer to record or reproduce data. In other words, in order to ensure accurate recording or reproduction, the optical pickup must be controlled so that the light spot passes through one or more light transmitting layers (substrates) so that the light spot is placed on a specific recording layer. Here, when reproducing each recording layer, since the path of light is different, the size of the light spot condensed on the recording layer close to the light source and the recording layer far from the light source is changed. That is, as the optical path becomes longer toward the recording layer farther from the light source, the spherical aberration increases, and as can be seen in FIG. 1, the diameter of the light spot focused on the first recording layer 2 closest to the light source is greater than the diameter D1. The diameter D2 of the light spot focused on the two recording layers 2 becomes larger. Therefore, if the pit or mark of each recording layer is produced in the same shape, the correlation between the light spot size and the pit or mark size in each recording layer is different for each recording layer, and the adjacent pit or mark in the reproduced signal Noise component is included. If noise is included in the reproduction signal, it becomes impossible to accurately reproduce the signal recorded on the disc, resulting in poor reliability during reproduction. Further, as shown in FIG. 1, the light reaching the second recording layer 4 passes through the first light transmitting layer 6, the first recording layer 2, and the second light transmitting layer 6. The light efficiency is lowered by the reflectance in the layer, and the light quality itself is also degraded. Thus, the reproduction signal depends on the size of the condensed spot of the optical system and the size of the pits or marks formed on the disc.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 각 기록층에서의 광스폿 사이즈에 대응하여 각 기록층마다 원반 제작시의 노광 펄스열의 강도 또는 길이를 변화시킴으로써 피트 또는 마크의 폭과 길이를 변화시켜 형성하는 방법이 일본 특허 공개 9-54989에서 기재된 바 있다. 또한, 다층 광기록 매체에 있어서 매 기록층에 형성되는 피트 또는 마크를 동일하게 하더라도 이 피트 또는 마크는 단층(Single layer) 광기록 매체에 형성되는 피트 또는 마크보다 더 길게 하는 방안이 DVD 규격으로 책정된 바 있다. 그러나 이러한 방법들은 디스크 제작시 동일한 사이즈를 가지는 피트 또는 마크에 대해 층마다 다른 광강도, 개구수를 가지는 광이 집광되어야 하기 때문에 이를 제어하는 방법이 매우 어려운 문제점이 있다. 이와 아울러, 광원으로부터 가까운 기록층보다 광원으로부터 먼 거리에 위치한 기록층에서는 피트 또는 마크 사이즈가 커지기 때문에 광원으로터 먼 거리에 위치한 기록층들은 기록밀도가 그 만큼 떨어지게 되어 대용량의 디스크를 구현할 수 없게 된다.In order to solve the above problems, a method of changing the width and length of pits or marks by changing the intensity or length of an exposure pulse train at the time of production of a disc corresponding to the light spot size in each recording layer is made in Japan. It was described in patent publication 9-54989. In addition, even if the pits or marks formed on every recording layer in the multi-layer optical recording medium are the same, the method of making the pits or marks longer than the pits or marks formed on the single layer optical recording medium is formulated in the DVD standard. It has been. However, these methods have a problem that the method of controlling them is very difficult because light having different light intensities and numerical apertures must be collected for each layer for pits or marks having the same size. In addition, since the pit or mark size is larger in the recording layer located farther from the light source than the recording layer closer to the light source, the recording layers farther away from the light source have a lower recording density, which makes it impossible to implement a large-capacity disk. .
따라서, 본 발명의 목적은 대용량에 적합하도록 한 다층 광기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multilayer optical recording medium and a method for manufacturing the same, which are suitable for large capacity.
본 발명의 다른 목적은 정보 재생의 신뢰성을 향상시키도록 한 다층 광기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multilayer optical recording medium and a method of manufacturing the same, which improve the reliability of information reproduction.
도 1은 일반적인 다층 광기록 매체 구조 및 기록층간 반사광빔 사이즈의 관계를 나타내는 종단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a relationship between a general multilayer optical recording medium structure and a reflected light beam size between recording layers.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록매체에서 비선형 재료층의 투과율 특성을 나타내는 특성도.2 is a characteristic diagram showing transmittance characteristics of a non-linear material layer in a multilayer optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록매체에서 비선형 재료층의 다른 투과율 특성을 나타내는 특성도.3 is a characteristic diagram showing other transmittance characteristics of a nonlinear material layer in a multilayer optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록 매체의 종단면도.4 is a longitudinal sectional view of a multilayer optical recording medium according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록 매체에 입사되는 입사광의 광세기 특성을 나타내는 특성도.Fig. 5 is a characteristic diagram showing light intensity characteristics of incident light incident on the multilayer optical recording medium according to the embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 도시된 입사광이 입사되는 경우 도 2와 같은 비선형 재료층의 투과율 특성과 전반사 재료층의 반사율 특성을 나타내는 특성도.FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating the transmittance characteristics of the nonlinear material layer and the reflectance characteristics of the total reflection material layer when the incident light illustrated in FIG. 5 is incident;
도 7은 도 6의 투과율 및 반사율 특성에 따른 입사광과 반사광의 정규화값(Normalized Value)을 나타내는 특성도.7 is a characteristic diagram illustrating normalized values of incident light and reflected light according to the transmittance and reflectance characteristics of FIG. 6.
도 8은 도 5에 도시된 입사광이 입사되는 경우 도 3과 같은 비선형 재료층의 투과율 특성과 전반사 재료층의 반사율 특성을 나타내는 특성도.FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating the transmittance characteristics of the nonlinear material layer and the reflectance characteristics of the total reflection material layer when the incident light illustrated in FIG. 5 is incident;
도 9는 도 8의 투과율 및 반사율 특성에 따른 입사광과 반사광의 정규화값(Normalized Value)을 나타내는 특성도.FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating normalized values of incident light and reflected light according to the transmittance and reflectance characteristics of FIG. 8; FIG.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 광기록 매체의 종단면도.Fig. 10 is a longitudinal sectional view of a multilayer optical recording medium according to another embodiment of the present invention.
도 11은 도 4에 도시된 다층 광기록 매체의 제조 수순을 단계적으로 나타내는 공정도.FIG. 11 is a process chart showing step by step the manufacturing procedure of the multilayer optical recording medium shown in FIG. 4; FIG.
도 12는 도 10에 도시된 다층 광기록 매체의 제조 수순을 단계적으로 나타내는 공정도.FIG. 12 is a process chart showing step by step the manufacturing procedure of the multilayer optical recording medium shown in FIG. 10; FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
2,4,14,16,221∼22n: 기록층 6,12,30,36 : 광투과층(기판)2,4,14,16,22 1 to 22 n : recording layer 6,12,30,36: light transmitting layer (substrate)
16a,22na,26,26′: 비선형 재료층 16b,22nb,28 : 전반사 재료층16a, 22 na , 26,26 ′: nonlinear material layer 16b, 22 nb , 28: total reflection material layer
32 : UV 수지 34 : 스탬퍼32: UV resin 34: stamper
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다층 광기록 매체는 기록층들 중 적어도 하나의 기록층이 입사된 광세기에 따라 투과율이 달라지는 비선형 기록층을 구비한다.In order to achieve the above objects, the multilayer optical recording medium according to the present invention includes a nonlinear recording layer whose transmittance varies according to the light intensity at which one of the recording layers is incident.
본 발명에 따른 다층 광기록 매체는 제1 내지 제n 번째 기판중 적어도 하나 이상의 기판에 형성되어 입사되는 광의 강도에 따라 투과율이 달라지는 비선형 기록층을 구비한다.The multilayer optical recording medium according to the present invention includes a nonlinear recording layer whose transmittance varies depending on the intensity of incident light formed on at least one of the first to nth substrates.
본 발명에 따른 다층 광기록 매체의 제조방법은 기록층들 중 적어도 하나의 기록층을 광의 강도에 따라 투과율이 달라지는 비선형 재료로 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a multilayer optical recording medium according to the present invention includes forming at least one recording layer of the recording layers from a nonlinear material whose transmittance varies depending on the intensity of light.
본 발명에 따른 다층 광기록 매체의 제조방법은 제1 내지 제2 기판을 마련하는 단계와, 제1 기판위에 제1 비선형 물질층을 성막하는 단계와, 제2 기판 위에 제전반사 재료층과 제2 비선형 재료층을 순차적으로 형성하는 단계와, 제1 내지 제2 기판을 접합하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a multilayer optical recording medium according to the present invention comprises the steps of preparing a first to second substrate, depositing a first nonlinear material layer on the first substrate, and an antistatic reflection material layer and a second on the second substrate. Sequentially forming the nonlinear material layer, and bonding the first to second substrates.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도 2 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 12.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비선형 재료의 특성을 나타내는 것으로 광의 세기에 대한 비선형 재료의 투과율 변화를 나타내는 특성도이다.FIG. 2 is a view illustrating characteristics of a nonlinear material according to an exemplary embodiment of the present invention and showing characteristics of transmittance of the nonlinear material with respect to light intensity.
도 3에서 알 수 있는 바, 본 발명의 비선형 재료는 광의 세기가 커질수록 비선형적인 상승곡선을 따라 투과율이 커지게 된다. 즉, 비선형 재료층은 광의 세기에 비례하여 증대되는 특성을 가지게 된다. 이러한 비선형 재료로는 CdS, CdTe, CdSe, AlGaAs 등의 물질이 알려진 바 있고 이들 외에 반도체 물질 및 유기 고분자 합성물질 등이 있다. 이러한 비선형 재료를 기록층으로 적용할 때 ns를 광투과층(기판)의 굴절율, n을 비선형 재료의 굴절율이라면 비선형 박막 재료의 반사율 R은 ｜{(n-ns)/(n+ns)｜2에 비례하게 된다. 비선형 재료의 굴절율 n은 아래의 수학식 1과 같다.As can be seen in FIG. 3, the nonlinear material of the present invention has a larger transmittance along a nonlinear upward curve as the light intensity increases. In other words, the nonlinear material layer has a characteristic of increasing in proportion to light intensity. As such nonlinear materials, materials such as CdS, CdTe, CdSe, AlGaAs have been known, and in addition, there are semiconductor materials and organic polymer composite materials. When applying such a nonlinear material as a recording layer, if n s is the refractive index of the light transmitting layer (substrate) and n is the refractive index of the nonlinear material, then the reflectance R of the nonlinear thin film material is | {(nn s ) / (n + n s ) | It is proportional to two . The refractive index n of the nonlinear material is expressed by Equation 1 below.
여기서 , n0는 선형 굴절율(Linear Refractive Index), n2는 비선형 굴절율(Nonlinear Refractive Index), I는 입사광의 광세기(광강도)(W/cm2)이다. 비선형 굴절율 n2는 아래의 수학식 2와 같다.Here, n 0 is a linear refractive index, n 2 is a nonlinear refractive index, and I is a light intensity (light intensity) (W / cm 2 ) of incident light. Nonlinear refractive index n 2 is represented by Equation 2 below.
여기서, χ(3)는 3차 비선형 서셉티빌리티(Susceptibility)(esu), C는 빛의 속도(3×1010cm/sec)이다.Where χ (3) is the third order nonlinear Susceptibility (esu), and C is the speed of light (3 x 10 10 cm / sec).
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비선형 재료의 특성을 나타내는 것으로 광의 세기에 대한 비선형 재료의 투과율 변화를 나타내는 특성도이다.FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a change in transmittance of a nonlinear material with respect to light intensity by showing characteristics of the nonlinear material according to another embodiment of the present invention.
도 3에서 알 수 있는 바, 본 발명의 비선형 재료는 광의 세기가 커질수록 특정 광세기 Ic에 도달하게 되면 계단(Step) 형의 상승곡선을 따라 투과율이 급격하게 커지게 된다. 이러한 특성을 가지는 비선형 재료로는 유기 고분자 합성물질(Organic Polymer), 반도체 물질등이 알려진 바 있다.As can be seen in FIG. 3, the nonlinear material of the present invention rapidly increases the transmittance along a step-type rising curve when the light intensity reaches a specific light intensity Ic. As nonlinear materials having such characteristics, organic polymers, semiconductor materials, and the like have been known.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록 매체를 도시한 것으로, 2 층 구조의 기록층을 가지는 2 층 광기록 매체의 종단면도이다.4 shows a multilayer optical recording medium according to an embodiment of the present invention, which is a longitudinal cross-sectional view of a two-layer optical recording medium having a two-layer recording layer.
도 4의 구성에서, 본 발명의 실시예에 따른 2층 광기록 매체는 비선형 재료로 이루어지는 제1 기록층(14)과, 비선형 재료층(16a)과 전반사 재료층(16b)으로 이루어지는 제2 기록층(16)을 구비한다. 제1 기록층(14)과 제2 기록층(16) 아래에는 광투과층(12)이 형성된다. 제1 기록층(14)은 비선형 재료층의 단층으로 형성되지만 비선형 재료층과 종래 기록층으로 사용되는 반투과 재료층(예를 들면, 유전체 재료층등)의 복층으로 형성될 수도 있다. 제2 기록층(16)에서, 비선형 재료층(16a)은 도 2 또는 도 3과 같은 투과율 특성을 가지게 되며 전반사 재료층(16b)은 높은 반사율 특성을 가지게 되는 재료(예를 들면, Al 등의 금속)이다.In the configuration of Fig. 4, the two-layer optical recording medium according to the embodiment of the present invention has a first recording layer 14 made of nonlinear material, a second recording made of nonlinear material layer 16a and total reflection material layer 16b. Layer 16. A light transmitting layer 12 is formed below the first recording layer 14 and the second recording layer 16. The first recording layer 14 is formed of a single layer of a nonlinear material layer, but may be formed of a multilayer of a nonlinear material layer and a semi-transparent material layer (for example, a dielectric material layer, etc.) used as a conventional recording layer. In the second recording layer 16, the nonlinear material layer 16a has a transmittance characteristic as shown in FIG. 2 or 3 and the total reflection material layer 16b has a material having high reflectance characteristics (for example, Al, etc.). Metal).
제1 기록층(14)을 목적 기록층으로하여 레이저광을 조사하는 경우 제1 기록층(14)에서 광스폿이 맺힌 후, 광검출기쪽으로 광로를 역행하게 된다. 이 때, 제1 기록층(14)에서 반사되는 광빔은 투과율 만큼의 손실분을 제외한 반사율로 반사된다. 제2 기록층(16)을 목적 기록층으로하여 레이저광을 조사하는 경우 제1 기록층(14)과 광투과층(12)을 경유하여 제2 기록층(16)에 도달한 광은 유효경의 중심에서 가장 높은 광세기 Imax를 가지게 되며 유효경의 외주측으로 갈수록 낮은 광세기로 비선형 재료층(16a)에 입사된다. 비선형 재료층(16a)에서는 입사된 광 중, 유효경 중심에서 최대 광세기 Imax로 입사되는 광을 가장 높은 투과율로 전반사 재료층(16b) 쪽으로 투과시키며 유효경의 외주측으로 갈수록 낮은 투과율로 전반사 재료층(16b) 쪽으로 투과시키게 된다. 그러면 전반사 재료층(16b)에서 반사되어 광로를 역행하게 되는 반사광의 유효경은 입사광의 유효경보다 작아지게 된다.When the laser beam is irradiated with the first recording layer 14 as the target recording layer, light spots are formed in the first recording layer 14, and then the optical path is returned toward the photodetector. At this time, the light beam reflected from the first recording layer 14 is reflected at a reflectance excluding a loss equal to the transmittance. When the laser beam is irradiated with the second recording layer 16 as the target recording layer, the light reaching the second recording layer 16 via the first recording layer 14 and the light transmitting layer 12 is of the effective diameter. It has the highest light intensity Imax at the center and is incident on the nonlinear material layer 16a at a lower light intensity toward the outer circumferential side of the effective diameter. In the nonlinear material layer 16a, the light incident from the center of the effective diameter at the maximum light intensity Imax is transmitted to the total reflection material layer 16b with the highest transmittance, and the total reflection material layer 16b has a lower transmittance toward the outer peripheral side of the effective diameter. Permeate toward). The effective diameter of the reflected light reflected by the total reflection material layer 16b and traveling back to the optical path becomes smaller than the effective diameter of the incident light.
이를 도 5 내지 도 9를 결부하여 상세히 하면, 도 5와 같이 유효경의 직경이 D인 입사광은 유효경의 중심에서 최대 광세기 Imax로 비선형 재료층(16a)에 입사되고 유효경의 외주측으로 갈수록 낮은 광세기로 입사된다. 이러한 입사광이 도 2의 투과특성을 가지는 비선형 재료층(16a)에서 최대 광세기 Imax를 가지는 유효경의 중심에서 최대 투과율로 전반사 재료층(16b)으로 입사되고 유효경의 외주측으로 갈수록 광세기 I가 점진적으로 낮아지는 만큼 낮은 투과율로 전반사 재료층(16b)으로 입사된다. 전반사 재료층(16b)에서는 자신에게 입사되는 입사광을 일률적인 반사율로 반사시키게 된다. 도 5의 입사광의 광세기 특성에 대한 비선형 재료층(16b)의 투과율과 전반사 재료층(16b)의 반사율은 도 6과 같다. 도 6에 있어서, 수평축은 광세기 I를 나타내며 수직축은 비선형 재료층(16a)의 투과특성과 전반사 재료층(16b)의 반사특성을 나타낸다. 따라서, 비선형 재료층(16a)으로부터 입사되는 입사광이 유효경 중심에서 가장 광세기가 높게 되므로 그 만큼 높은 광세기로 반사시키게 되고 입사광의 유효경 외주측으로 갈수록 낮은 광세기로 입사광이 입사되기 때문에 그 만큼 낮은 광세기로 반사된다. 이 때, 전반사 재료층(16b)에서 광로를 역행하여 반사되는 반사광의 유효경 직경 d는 도 7과 같이 입사광의 유효경 직경 D보다 작아지게 된다. 비선형 재료층(16a)이 도 3과 같은 투과특성을 가지게 되면 도 5의 입사광에 대하여 도 8에서와 같이 비선형 재료층(16a)의 투과특성이 최대 광세기 Imax로 입사되는 유효경 중심으로부터 특정 광세기 Ic에 이르는 유효경의 외주변에서 높은 투과율 Tt로 전반사 재료층(16b) 쪽으로 투과시키고 특정 광세기 Ic 이하가 되는 유효경의 외주변은 상대적으로 낮은 투과율 Tb로 전반사 재료층(16b) 쪽으로 투과시키게 된다. 전반사 재료층(16b)에서는 비선형 재료층(16a)으로부터 입사되는 입사광이 유효경 중심에서 가장 광세기가 높게 되므로 그 만큼 높은 광세기로 반사시키게 되고 입사광의 유효경 외주측으로 갈수록 낮은 광세기로 입사광이 입사되기 때문에 그 만큼 낮은 광세기로 반사된다. 이 때, 전반사 재료층(16b)에서 광로를 역행하여 반사되는 반사광은 도 9와 같이 유효경 직경 d가 입사광의 유효경 직경 D보다 작아지게 된다. 그리고 전반사 재료층(16b)에서 반사되는 반사광은 유효경 중심에서 특정 광세기 Ic에 대응하는 지점까지는 점진적으로 낮아지는 반사율로 반사되고 특정 광세기 Ic보다 낮은 광세기로 입사되는 입사광에 대하여는 제로("0")에 가까운 반사율로 반사된다. 이에 따라, 제2 기록층(16)에서의 입사광 대 반사광의 특성은 초해상(Super Resolution) 특성을 가지게 됨으로써 피트 또는 마크의 사이즈를 하위 기록층에 형성된 피트 또는 마크와 동일 사이즈 또는 그 보다 작은 사이즈로 형성하더라도 인접 피트 또는 마크에 의한 노이즈는 제거되고 목적 피트 또는 마크만을 검출할 수 있게 된다. 또한, 초해상의 특성을 가짐으로써 트랙 피치(Track Pitch)를 조밀하게 할 수 있게 된다.5 to 9, the incident light having the diameter of the effective diameter D as shown in FIG. 5 is incident on the nonlinear material layer 16a at the maximum light intensity Imax at the center of the effective diameter and becomes lower toward the outer circumferential side of the effective diameter. Incident. This incident light is incident on the total reflection material layer 16b at the maximum transmittance at the center of the effective diameter having the maximum light intensity Imax in the nonlinear material layer 16a having the transmission characteristic of FIG. 2, and the light intensity I gradually increases toward the outer peripheral side of the effective diameter. As it becomes lower, it is incident on the total reflection material layer 16b with a low transmittance. The total reflection material layer 16b reflects the incident light incident upon itself with a uniform reflectance. The transmittance of the nonlinear material layer 16b and the reflectance of the total reflection material layer 16b with respect to the light intensity characteristics of the incident light of FIG. 5 are the same as those of FIG. 6. In FIG. 6, the horizontal axis represents the light intensity I and the vertical axis represents the transmission characteristics of the nonlinear material layer 16a and the reflection characteristics of the total reflection material layer 16b. Therefore, since the incident light incident from the nonlinear material layer 16a has the highest light intensity at the center of the effective diameter, the incident light is reflected at that high light intensity and the incident light is incident at a lower light intensity toward the outer side of the effective diameter of the incident light. Reflected by the intensity. At this time, the effective diameter diameter d of the reflected light reflected from the total reflection material layer 16b in the reverse direction of the optical path becomes smaller than the effective diameter diameter D of the incident light as shown in FIG. 7. When the nonlinear material layer 16a has the transmission characteristics as shown in FIG. 3, the transmission characteristics of the nonlinear material layer 16a are incident to the incident light of FIG. From the outer periphery of the effective diameter up to Ic, it is transmitted toward the total reflection material layer 16b with a high transmittance Tt, and the outer periphery of the effective diameter below the specific light intensity Ic is transmitted toward the total reflection material layer 16b with a relatively low transmittance Tb. In the total reflection material layer 16b, the incident light incident from the nonlinear material layer 16a has the highest light intensity at the center of the effective diameter, so that the reflected light is reflected at that high light intensity and incident light is incident at a lower light intensity toward the outer side of the effective diameter of the incident light. Because of that, it is reflected at low light intensity. At this time, the effective light diameter d becomes smaller than the effective light diameter D of the incident light as reflected light reflected from the total reflection material layer 16b in the reverse direction of the optical path. The reflected light reflected by the total reflection material layer 16b is reflected at a gradually lower reflectance from the center of the effective mirror to a point corresponding to the specific light intensity Ic, and zero (0) for incident light incident at a light intensity lower than the specific light intensity Ic. Reflected with a reflectance close to "). Accordingly, the characteristic of incident light to reflected light in the second recording layer 16 has a super resolution characteristic, so that the size of the pit or mark is the same size or smaller than the size of the pit or mark formed in the lower recording layer. Even if it is formed as, the noise caused by the adjacent pits or marks is removed and only the target pits or marks can be detected. In addition, the track pitch can be densified by having the super resolution characteristic.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 광기록 매체를 도시한 것으로, n개의 기록층을 가지는 다층 광기록 매체의 종단면도이다.Fig. 10 shows a multilayer optical recording medium according to another embodiment of the present invention, which is a longitudinal cross-sectional view of a multilayer optical recording medium having n recording layers.
도 10의 구성에서, 본 발명에 따른 다층 광기록 매체는 비선형 재료층으로 형성되는 제1 기록층 내지 제n-1 기록층(221∼22n-1)과, 비선형 재료층(22na)과 전반사 재료층(22nb)으로 이루어지는 제n 기록층(22n)을 구비한다. 제1 기록층 내지 제n 기록층(221∼22n) 아래에는 광투과층으로 사용되는 기판층(36)이 형성된다. 제1 기록층 내지 제n-1 기록층(221∼22n-1)은 비선형 재료층의 단층으로 형성되지만 비선형 재료층과 반투과층(유전체층)의 복층으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 기록층(221)은 비선형 재료층 또는 반투과층 중 어느 하나의 단층으로도 할 수 있고 비선형 재료층과 반투과층의 복층으로 형성할 수도 있다. 그리고 제2 내지 제n-1 기록층(222∼22n-1)은 비선형 재료층과 반투과층의 복층으로 이루어진다. 여기서, 제1 내지 제n-1 기록층(221∼22n-1)에서 사용되는 비선형 기록층은 도 2 또는 도 3의 특성도와 같이 광의 세기가 커질수록 투과율이 커지게 된다. 제n 기록층(22n)에서, 비선형 재료층(22na)은 도 2 또는 도 3과 같은 투과율 특성을 가지게 되며 전반사 재료층(22nb)은 높은 반사율 특성을 가지게 되는 재료가 사용된다. 따라서, 도 5 내지 도 9에서 설명한 바와 같이 제n 기록층(2n)에서 반사된 광신호는 초해상 특성을 가지게 된다. 한편, 제1 기록층(221)이 비선형 재료층으로만 구성될 수 있는데, 이 경우 비선형 재료층의 특성은 중간층(222∼22n-1) 또는 제n 기록층(22n)의 비선형 재료층과 달리 광의 세기가 커질수록 반사율이 커지는 특성을 가진 비선형 재료로 구성됨이 바람직하다. 여기서, 광의 세기가 커질수록 반사율이 커지는 특성을 가진 비선형 재료로는 a-Si, InSb, ZnTe, ZnSe, CdSSe, GaAs, GaSb 등의 물질이 알려진 바 있다.In the configuration of FIG. 10, the multilayer optical recording medium according to the present invention includes the first to nth recording layers 22 1 to 22 n-1 and the nonlinear material layer 22 na formed of a nonlinear material layer. and provided with a total reflection material layer (22 nb) the n-th recording layer (22 n) comprising a. Under the first to nth recording layers 22 1 to 22 n , a substrate layer 36 used as a light transmitting layer is formed. The first to nth recording layers 22 1 to 22 n-1 are formed of a single layer of a nonlinear material layer, but may be formed of a multilayer of a nonlinear material layer and a semi-transmissive layer (dielectric layer). In this case, the first recording layer (22 1) may be formed of a multi-layer of any one of a single layer can also have a non-linear material layer and the semi-permeable layer of non-linear material layer or the semi-permeable layer. And the second to the n-1 recording layer (22 ~22 2 n-1) is formed of a double layer of non-linear material layer and the transflective layer. Here, the nonlinear recording layer used in the first to n-1th recording layers 22 1 to 22 n-1 has a larger transmittance as the light intensity increases, as shown in the characteristics of FIG. 2 or 3. In the nth recording layer 22 n , the nonlinear material layer 22 na has a transmittance characteristic as shown in FIG. 2 or 3 and the total reflection material layer 22 nb has a material having high reflectance characteristic. Therefore, as described with reference to FIGS. 5 to 9, the optical signal reflected from the nth recording layer 2n has a super resolution characteristic. On the other hand, the first recording layer 22 1 may be composed of only a nonlinear material layer, in which case the characteristics of the nonlinear material layer are nonlinear of the intermediate layers 22 2 to 22 n-1 or the nth recording layer 22 n . Unlike the material layer, it is preferable that the material is made of a nonlinear material having a property of increasing reflectance as light intensity increases. Herein, materials such as a-Si, InSb, ZnTe, ZnSe, CdSSe, GaAs, and GaSb have been known as nonlinear materials having a characteristic of increasing reflectance as light intensity increases.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다층 광기록 매체의 제조 수순을 단계적으로 나타내는 공정도를 도시한 것으로서, 도 4에 도시된 2층 광기록 매체의 제조공정을 나타낸다.FIG. 11 is a flowchart showing the manufacturing procedure of the multilayer optical recording medium according to the embodiment of the present invention step by step, showing the manufacturing process of the two-layer optical recording medium shown in FIG.
마스터링 공정 등을 통하여 형성된 스탬퍼(Stamper)를 성형기에 취부한 후, 제1 기판(광투과층)과 제2 기판(보호층)(24) 물질(예를 들면, 글래스 또는 폴리카보네이트)을 성형기에 주입하게 되면 스탬퍼의 형상에 따라 이진 정보로 표현되는 피트 패턴이 형성되는 기록막이 된다. 제1 기판(24)에서 기록막 위에 증착 또는 스퍼터링 등의 진공증착법 또는 프린팅법(유기 고분자 합성물질류)으로 비선형 재료층(26)을 성막하게 된다. 제2 기판(24)에서 피트 패턴이 형성된 기록막 위에 증착 또는 스퍼터링 등의 진공증착방법으로 전반사 재료층(28)을 형성시키고 진공증착법 또는 프린팅법 등으로 비선형 재료층(26′)을 전반사 재료층(28) 위에 성막한다. 여기서, 비선형 재료층(26,26′)은 CdS, CdTe, CdSe, AlGaAs 외 반도체 물질과 유기 고분자 합성물등 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있고 전반사 재료층(28)으로는 Al 등 반사율이 높은 금속물질을 사용할 수 있다. 최종적으로, 액상 상태의 투명수지(기판물질과 광학적 특성은 동일함)를 제1 기판(24)과 제2 기판(24) 중 어느 하나에 도포하고 다른 하나의 기판(24)을 올려 놓은 후, 여기에 자외선(UV)을 조사하게 되면 응고됨으로써 제1 기판과 제2 기판(24) 사이의 광투과층(30)이 형성된다.After attaching a stamper formed through a mastering process or the like to a molding machine, a material (for example, glass or polycarbonate) of the first substrate (light transmitting layer) and the second substrate (protective layer) 24 is formed. When injected into the film, the recording film forms a pit pattern represented by binary information according to the shape of the stamper. In the first substrate 24, the nonlinear material layer 26 is formed on the recording film by vacuum deposition or printing (organic polymer composite material) such as deposition or sputtering. The total reflection material layer 28 is formed on the recording film on which the pit pattern is formed on the second substrate 24 by a vacuum deposition method such as deposition or sputtering, and the non-linear material layer 26 'is formed on the total reflection material layer by vacuum deposition or printing. (28) We form the tabernacle above. Here, the nonlinear material layers 26 and 26 'may be selected from any one of CdS, CdTe, CdSe, AlGaAs, and other semiconductor materials and organic polymer composites, and the total reflection material layer 28 may be a metal having high reflectivity such as Al. Substances can be used. Finally, the transparent resin in the liquid state (substrate material and optical properties are the same) is applied to either one of the first substrate 24 and the second substrate 24, and then placed on the other substrate 24, When the ultraviolet rays (UV) are irradiated thereto, the light-transmitting layer 30 between the first substrate and the second substrate 24 is formed by solidification.
도 12는 도 10에 도시된 다층 광기록 매체의 제조수순을 단계적으로 나타내는 공정도를 도시한 것이다.FIG. 12 is a process chart showing step by step the manufacturing procedure of the multilayer optical recording medium shown in FIG.
(A) 단계에서, 스탬퍼를 성형기에 취부한 후, 기판물질을 사출 성형함으로써 피트패턴이 형성된 제1 기판(36)을 마련한다. 그리고 제1 기판(36)에서 피트패턴이 형성되어진 제1 기록막 위에 증착 또는 스퍼터링 등의 진공증착법 또는 프린팅법으로 비선형 재료층 또는 반투과층 중 어느 하나의 단층(또는 비선형 재료층 및 반투과층의 복층)으로 제1 기록층(221)을 형성한다. (B) 단계에서, 액상 상태의 UV 수지(UV Resin)(32)를 제1 기록층(221) 위에 도포한 후 스탬퍼(34)를 UV 수지(32) 위에 가압하여 제2 기록막용 피트패턴을 형성한다. (C) 단계에서 스탬퍼(34)를 분리해 낸다. 이 때, 자외선(UV)을 조사하여 UV 수지(32)를 응고시키게 된다. (D) 단계에서, 피트패턴이 형성된 제2 기록막 위에 비선형 재료층과 반투과층의 복층으로 제2 기록층(222)을 형성한다. (A) 내지 (D) 단계를 제n-1 기록층(22n-1)이 형성될 때까지 반복한 후, (E) 단계에서 제n 기록막 위에는 진공 증착법 또는 프린팅법 등으로 비선형 재료층(22na)과 전반사 재료층(22nb)을 순차적으로 성막하게 된다. 전반사 재료층(22nb) 위에는 도시하지 않은 보호막을 기판재료(Carbonate, Glass 등)로 형성시킨다.In step (A), after attaching the stamper to the molding machine, the substrate material is injection molded to prepare the first substrate 36 having the pit pattern formed thereon. A single layer (or a nonlinear material layer and a semitransmissive layer) of either the nonlinear material layer or the transflective layer is formed on the first recording film on which the pit pattern is formed on the first substrate 36 by vacuum deposition or printing such as deposition or sputtering. First recording layer 22 1 . In step (B), the UV resin 32 in a liquid state is applied onto the first recording layer 22 1 , and then the stamper 34 is pressed onto the UV resin 32 to pit the second recording film. To form. In step (C), the stamper 34 is removed. At this time, ultraviolet (UV) is irradiated to solidify the UV resin 32. (D) In the step, a second recording layer (22 2) on the second recording film is formed in a pit pattern of the multi-layer non-linear material layer and the transflective layer. After repeating steps (A) to (D) until the n-th recording layer 22 n-1 is formed, in step (E), the non-linear material layer is deposited on the n-th recording film by vacuum deposition or printing. The film 22 na and the total reflection material layer 22 nb are sequentially formed. On the total reflection material layer 22 nb , a protective film (not shown) is formed of a substrate material (Carbonate, Glass, etc.).
이러한 다층 광기록 매체의 다른 제조방법으로는 (A) 단계에서, 스탬퍼를 성형기에 취부한 후 기판물질을 사출 성형함으로써 피트패턴이 형성된 제1 기판(36)과 제n 기판(36)을 마련한다. 제n 번째 기판(36)에서 제n 기록막의 피트패턴이 형성되어진 제n 기록막 위에 전반사층(22nb)과 비선형 재료층(22na)을 순차적으로 형성한다. 그리고 (B) 및 (C) 단계를 반복 수행하여 비선형 재료층과 반반투과층이 성막되는 중간 기록층(222∼22n-1)을 형성하고 (A) 단계에서 마련된 제1 기판(36)과 제n 기판(36)을 각각 제2 기록층(222)이 성막된 제2 기판 아래와 제n-1 기록층(22n-1)이 성막된 제n-1 기판 위에 접착하게 되면 도 10과 같은 다층 광기록 매체가 완성된다.According to another method of manufacturing the multilayer optical recording medium, in step (A), the stamper is attached to the molding machine and the substrate material is injection molded to prepare the first substrate 36 and the n-th substrate 36 having the pit pattern formed thereon. . The total reflection layer 22 nb and the nonlinear material layer 22 na are sequentially formed on the nth recording film on which the pit pattern of the nth recording film is formed on the nth substrate 36. Then, steps (B) and (C) are repeated to form an intermediate recording layer 22 2 to 22 n-1 on which a nonlinear material layer and a semi-transmissive layer are formed, and the first substrate 36 prepared in step (A). and the n substrate 36, respectively the second recording layer (22 2) the second when the second substrate below the n-1 recording layer (22 n-1) adhered on the n-1 substrate is deposited 10 film-forming A multilayer optical recording medium such as this is completed.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 광기록 매체 및 그 제조방법에 의하면 광세기가 클수록 투과율이 증가하는 특성을 가지는 비선형 재료층을 형성함으로써 초해상 특성을 가지게 되어 다층의 기록층 중 어느 기록층에서도 피트 사이즈가 최소화될 수 있고 트랙피치를 조밀하게 할 수 있음으로 고밀도의 기록매체 구현에 적합하게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 광기록 매체 및 그 제조방법에 의하면 광세기가 클수록 투과율이 증가하는 특성을 가지는 비선형 재료층을 형성하여 기록층이 초해상 특성을 가지게 됨으로써 어느 기록층에 기록된 정보라도 정보를 재생하는데 있어서 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the multilayer optical recording medium and the method of manufacturing the same according to the present invention, by forming a non-linear material layer having a characteristic of increasing transmittance as the light intensity increases, the recording layer has super-resolution characteristics, and any of the recording layers in the multilayer The pit size can be minimized and the track pitch can be made compact, making it suitable for high density recording media. Furthermore, according to the optical recording medium and the manufacturing method thereof according to the present invention, a nonlinear material layer having a property of increasing transmittance as the light intensity increases, the recording layer has super-resolution characteristics, and thus information recorded on any recording layer It is possible to improve the reliability in reproducing.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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1998
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