KR20040094896A - 광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도 - Google Patents

광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도 Download PDF

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KR20040094896A
KR20040094896A KR10-2004-7015539A KR20047015539A KR20040094896A KR 20040094896 A KR20040094896 A KR 20040094896A KR 20047015539 A KR20047015539 A KR 20047015539A KR 20040094896 A KR20040094896 A KR 20040094896A
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마르텐스후베르투스씨.에프.
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔(9)을 사용하여 기록하기 위한 광 데이터 저장매체(10)가 기술된다. 기록중에 빔은 매체의 입사면(8)을 통해 입사한다. 매체는 깊이 g를 갖는 안내 그루브를 포함하는 기판(1)을 적어도 포함한다. 입사면의 반대측에 위치하는 기판측에 안내 그루브가 존재한다. 안내 그루브측에 있는 기판(1)에 인접하여 복수의 층으로 이루어진 기록 적층체(2, 3)가 존재한다. 이 적층체는, 파장 λ에서 복소 굴절률=nR-i*kR을 갖는 물질로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 dRG를 갖고, 그루브들 사이의 부분에서는 두께 dRL을 갖는 1회 기록형 기록층(2)을 포함한다. 거의 투명한 재료로 이루어진 비금속층(3)이 1회 기록형 기록층(2)에 인접하여 존재한다. λ가 nm 단위로 표시될 때, 그루브 깊이 g는 (λ/655)*20nm<g<(λ/655)*140nm의 범위를 갖는다. 이와 같은 범위는 충분한 푸시풀 트랙킹 신호와 기록된 마크들의 충분한 변조도를 제공한다.

Description

광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도{OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND USE OF SUCH MEDIUM}
본 발명은, 파장 λ를 갖고, 기록중에 매체의 입사면을 통해 입사한 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 기록을 하며, 적어도,
- 깊이 g를 갖고 입사면의 반대측의 기판측에 존재하는 안내 그루브를 포함하는 기판과,
- 안내 그루브 측의 기판 상에 위치하는 복수의 층들로 이루어진 기록 적층체를 구비하고,
상기 적층체가,
- 파장 λ에서 복소 굴절률=nR-i*kR을 갖는 물질로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 dRG를 가지며, 그루브들 사이의 부분에서는 두께 dRL을 갖고, 기판에 인접하여 존재하는 1회 기록형(write once) 기록층과,
- 거의 투명한 물질로 이루어지고, 1회 기록형 기록층에 인접하여 존재하는 비금속층을 구비한 광 데이터 저장매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 표준 광 데이터 저장매체 판독/기록장치에의 이와 같은 광 데이터 저장매체의 용도에 관한 것이다.
광 데이터 저장 분야에서의 추진요소들 중의 한가지는 데이터 용량의 증가이다. 현재, 이중층 디지털 다기능 디스크 레코더블 매체(DL-DVD+R)가 개발중인데, 이것은 12cm의 DVD 레코더블 디스크 상에서 데이터 저장용량을 거의 2배만큼 증가시키게 되는 것으로, 즉 단일층 DVD+R의 4.7GB와 비교할 때 이중층 DVD-R은 8.5GB의 저장용량을 갖는다. 4중층(quadruple-stack) DVD 레코더블 디스크(QL-DVD+R)로 전환함으로써, 추가적인 2배의 데이터 저장용량이 얻어질 수 있다. 아마, 이와 같은 4중층 매체도 반사형 저장층들에 기반을 두게 될 것이다. 예를 들면, 감온변색, 감광변색 또는 전자변색 등의 전환가능한 층들이 현재에는 고려되지 않을 것으로 보인다. 이때, 적층체가 2개 이상의 층들을 포함하기는 하지만, 용어 적층체는 층으로도 불리는 경우가 있다는 점에 주목하기 바란다.
이중층 DVD+R 디스크의 경우에는, 기록/판독 파장에서의 고유한 높은 투명성으로 인해, 염료가 기록재료로서 가장 유망한 후보자라는 것이 인식되어 왔다. 따라서, 다층 디스크에 대해서도, 염료가 기록 재료로서 사용될 것이다. 아마도, 가장 깊은 층에 대해, 통상적인 DVD+R 적층체 구조가 사용될 수 있을 것이다. 다층 적층체 구조는 부호 Ln으로 표시될 수 있는데, 이때 n은 0 또는 양의 정수이다. 방사빔이 제일 먼저 도달하는 적층체, 즉 입사면에 가장 근접한 적층체는 L0로 불리는 한편, 방사원에서 더 멀리 떨어지는 각각의 적층체는 L1…Ln으로 표시된다. 따라서, 이중층 매체의 경우에는, 2개의 적층체 L0와 L1이 존재하는데, 이와 같은 구조에서는 L0가 "상부" 기록층을 표시하고, L1이 "가장 깊은" 기록층을 표시한다. 이중층 DVD+R의 L0 적층체는 얇은 반투명 금속 반사층, 예를 들면 10nm의 Ag층을사용할 수 있다. 이와 같은 L0 적층체는 dir 60%의 투과율을 갖는다. 그러나, QL-DVD+R 디스크에서는, 추가적인 L2 및 L3 적층체들이 존재하며, 더 깊은 L2 및 L3 적층체들로부터 충분한 신호를 얻기 위해, L0 및 L1 적층체들이 70-80%의 더 높은 투과율 값을 필요로 한다. 더 얇은 금속층을 사용하여 투과율을 증가시키는 것은, 층 균일성이 문제가 되므로 선택사항이 아니다. 그러나, 염료를 당업계에서 공지된 비금속 반사층들, 예를 들면 유전체 거울층들과 결합함으로써 높은 투명도가 얻어질 수 있다.
실제로 유용한 적층체 구조들을 위해서는, 적층체들 각각에 대한 반사율과 투과율, 기록된 마크들의 변조도와, 서보 트랙킹 신호와 같은 다수의 파라미터들이 동시에 최적화되어야 한다.
비어 있는 기록형 광 디스크(단일층, 이중층 또는 다층)를 트랙킹할 수 있기 위해서는, 기판이나, 광 기록 적층체가 적층되는 중간층 내부에 소위 안내 그루브들 또는 프리그루브들이 존재해야 한다. 프리그루브들은, 그루브들에서 반사된 빛과 이들 그루브들 사이에 있는 부분(랜드들)에서 반사된 빛 사이에 위상차를 일으킨다. 랜드와 그루브 상에서의 서로 다른 복잡한 반사 진폭들의 결과로써, 들어온 방사빔, 예를 들면 레이저광이 회절된다. 적절히 검출하면, 반사광의 ±1차 및 0차 회절차수들 사이의 간섭이 소위 푸시풀 신호를 발생하는데, 이 푸시풀 신호는 광학 트랙킹 시스템에 의해 사용되어, 레이저광 스폿을 프리그루브들 상에 유지할 수 있다. 실제로, 이와 같은 방법은 광 데이터 저장매체에서 반사된 빔의 경로에 배치된 2개의 방사선 감지 검출기들을 사용하여, 검출기들이 반사빔의 반경방향으로 서로다른 부분들을 수신한다. 이들 2개의 검출기의 출력신호들의 차이는 그루브에 대한 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대한 정보를 포함한다. 출력신호들이 동일하면, 레이저 스폿의 중심이 그루브의 중심 또는 2개의 인접한 그루부들 사이의 중심과 일치한다. 따라서, 기록중에, 초점이 맞추어진 레이저빔에 의해 기록층에 형성된 레이저광 기록 스폿의 그루브에 대한 반경방향의 위치를 검출하기 위해 그루브가 사용되어, 기록 스폿의 반경방향의 위치가 교정될 수 있다. 이 결과, 기록 빔과 광 데이터 저장매체를 서로에 대해 이동시키기 위한 구동 및 안내 기구에 대해 덜 엄격한 요구조건이 부과될 필요가 있으므로, 기록장치에 대해 더욱 간단하고 더욱 저렴한 구성이 사용될 수 있도록 한다. 광학 드라이브가 비어 있는 트랙을 적절히 트랙킹하기 위해서는, 푸시풀 신호가 정확한 부호와 충분한 값을 갖는 것이 필수적이다. 필요한 값들이 보통 특정한 광 디스크의 표준에 지정되어 있다. 일반적으로, 푸시풀 신호의 부호와 진폭은, 대부분 랜드와 그루브에서 반사된 빛 사이의 위상차에 의해 좌우된다. 보통, 안내 그루브 또는 프리그루브 트랙은 투명 기판 또는 중간층에 나선형 그루브를 포함하며, 기록층은 예를 들면 유기 염료로 이루어진 박막층이다. 안내 그루브는 광 데이터 저장매체 표면 전체를 가로질러 연장된다. 충분히 높은 강도를 갖는 초점이 맞추어진 레이저광 빔은 기록층에 광학적으로 검출가능한 변화 또는 마크를 형성할 수 있다. 이와 같은 기록된 마크들의 변조도 M은, 그루브의 미기록 부분에서 수신된 광 강도와 그루브의 기록 부분에서의 광강도의 차이를 이들 2가지 강도의 최대값에 대해 정규화한 값으로 정의된다.
특정한 염료들의 층들이 프리그루브가 형성된 광 데이터 저장매체 기판 상의기록층으로 사용하는데 매우 적합하다는 것이 판명되었다. 이와 같은 염료는, 예를 들어 시아닌 염료 또는 아조 염료일 수 있는데, 이들 염료는 이러한 염료의 용액을 기판 표면에 스핀코팅하여 적층할 수 있다. 염료의 층이 프리그루브가 형성된 광 데이터 저장매체 기판에 도포되면, 그루브들이 부분적으로 또는 전체가 채워지며, 그루브들의 위치에 있는 층의 두께 dRG가 일반적으로 그루브들 사이의 두께 dRL보다 커진다. 그루브들 사이의 영역은 온-랜드(on-land)로도 불린다. dRG-dRL인 층 두께의 이와 같은 차이의 결과로써, 그루브의 위치에 있는 기록층에서 반사된 방사빔과 랜드의 위치에 있는 기록층에서 반사된 방사빔 사이에서 추가적인 위상 편이가 일어난다. 이러한 추가적인 위상 편이는, dRG=dRL인 경우와는 다른 차동 트랙킹 신호를 발생한다. 두께 균일도(leveling) 파라미터는 L=(dRG-dRL)/g로 정의될 수 있다. L=1이면, 그루브들이 기록층에 의해 완전히 평탄화되는데, 즉 기판에 대향하는 기록층의 표면에는 그루브 구조가 더 이상 존재하지 않는다. 이것은 매우 얕은 그루브들(g<<dRG)에 대해 발생할 수 있다. 그러나, 가장 실제적인 경우, 예를 들면 콤팩트 디스크 레코더블(CD-R) 또는 DVD 레코더블(DVD+R) 디스크들에서는, 두께 균일도 파라미터 L이 0.2 내지 0.5의 범위를 갖는다. 예를 들면, 일반적인 DVD+R에 대해서는, 그루브 깊이가 160nm이고, 그루브 내부의 염료 두께가 10nm이며, 온-랜드의 염료 두께가 40nm이므로, L=(100-40)/160=0.375이다. 증착 등의 이와 다른 기술에 의해 염료를 적층하면, 두께 균일도가 거의 제로값이 될 수 있는데, 온-랜드와 인-그루브(in-groove)에서 동일한 두께가 된다.
결국, 본 발명의 목적은, 기록된 마크들의 충분한 푸시풀 신호와 충분한 변조도를 갖는 서두에 기재된 것과 같은 종류의 광 데이터 저장매체를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에 따르면, λ가 nm 단위로 표현될 때, 상기 그루브 깊이 g가 (λ/655)*20nm<g<(λ/655)140nm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 서두에서 언급된 것과 같은 광 데이터 저장매체에 의해 달성된다.
본 발명은, 비금속 반사층을 갖는 서두에 따른 광 저장매체에 대해, 그루브의 푸시풀 신호의 값과 마크 변조도의 값이 충분하지 않다는 문제의 인식에 기반을 두고 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 금속 및 비금속 반사층의 경우에 (아래에서 정의되는) 정규화된 푸시풀 신호 PP 사이에 상당한 차이가 존재한다. 더욱 중요한 것은, 금속 반사층을 갖는 단일층 DVD+R에서 사용된 170nm의 통상적인 그루브 깊이에 대해, 유전체 적층체 상의 염료의 경우에 푸시풀은 거의 제로값으로, 이것은 이와 같은 디스크 상에서의 트랙킹이 실용적으로 불가능하다는 것을 의미한다. 일반적으로 나선으로 형성된 안내 그루브는, 피치 p를 갖고, p의 0.3 내지 0.7배의 범위를 갖는 평균 폭 w를 지닌다. DVD에 대해, 피치 p는 대략 0.74㎛이다. DVD에 대해, 파장 λ는 대략 655nm이다. 이와 다른 파장들에 대해서는, 최적의 범위가 이에 따라 증감될 필요가 있는데, 예를 들어, λ=405nm에 대해서는 405/655를 곱할 필요가 있다. 따라서, λ=405nm에 대한 최적의 범위는 (405/655)*20nm<g<(405/655)*140nm가 될 것이다. 일반적으로, 푸시풀 신호는, 안내 그루브의 주사중에 레이저빔의 반사된 광경로에 존재하는 분할 검출기의 우측 및좌측 검출기 절반부로부터의 신호들 IR및 IL을 감산하여 유도된다. 광 디스크 표준 사양에서, 푸시풀 신호는 보통 정규화된 파라미터 PP=<I R -I L >/[I R +I L ]로 정의되는데, 이 식에서<I R -I L >은, 레이저 스폿이 안내 그루브들을 가로질러 반경방향의 바깥쪽으로 움직일 때,I R -I L 의 최대 차이값을 표시하고,[I R +I L ]은I R +I L 의 평균값을 표시한다. 이때, 이와 같은 PP는(I R -I L )로 정의될 수 있는PP(이태릭체)로 표시되는 정규화된 푸시풀 신호와 동일하지 않다는 점에 주목하기 바란다. 금속 반사층을 포함하는 적층체에 대한 정규화된 푸시풀 신호 PP의 그루브 깊이의 함수로써의 그래프의 형태는, 도 3에 도시된 통상적인 금속 반사층을 사용한 경우와는 상당히 다르다. 다른 트랙 피치 및/또는 그루브 깊이는 푸시풀의 진폭에 약간 영향을 미칠 수도 있지만, 이와 같은 효과는 그루브 깊이의 효과보다 상당히 작다. 일반적으로, 그루브는 도 1에 도시된 것과 같은 형상을 갖는데, 이 도면에는 그루브 깊이의 정의가 표시되어 있다. DVD+R 표준에 따르면, 그루브의 위상 깊이가 90도를 초과하지 않아야 하는데, 이것은, 제시된 계산에서, 정규 적층체의 푸시풀이 양의 값이 되어야 한다는 것을 의미한다.
위에서 개괄적으로 설명한 인식된 문제점은, 금속 반사층을 갖는 통상적인 디스크에 대한 150nm 내지 180nm의 그루브 깊이의 일반적인 범위와 달리, 비금속 반사층의 경우에 특허청구된 범위를 갖는 그루브 깊이를 이용하여 해결할 수 있다. 이와 같은 해결책의 이점은, 비금속 반사층을 지닌 적층체를 갖는 이와 같은 디스크 상에서의 반경방향의 푸시풀 트랙킹이 가능해질 뿐 아니라, 기록된 마크들의 변조도가 충분하다는 것이다.
일 실시예에서, 비금속층은, 투명 플라스틱, 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 탄화물로 이루어진 그룹에서 선택된 1종의 재료를 주로 함유한다.
이들 재료들은, 비교적 높은 투명도를 갖고 비교적 안정하기 때문에, 적절한 후보 물질에 해당한다. 다른 적절한 유전 재료로는 ZnS-SiO2및 일반적인 산화물과 질화물을 들 수 있다.
예를 들어, DVD용으로 사용되는 λ=655nm에 대해서는, 20nm<g<125nm인 것이 바람직하다. 신뢰성있는 판독을 위해서는, 변조도가 최대로 되는 것이 중요하다. 그루브 깊이 범위 g>125nm에서는, 변조도 M이 비교적 작은 값으로 떨어진다. 따라서, 비금속 반사층의 기록형 DVD형 적층체에 대한 상기한 그루브 깊이 g의 범위가 바람직하다.
λ=655nm에 대해서는, 매우 얕은 그루브들에 대해 푸시풀 신호 PP가 비교적 너무 작아져 신뢰할 수 없는 트랙킹을 제공할 수 있으므로, 50nm<g<125nm인 것이 바람직하다.
λ=655nm인 일 실시예에서는, 기록층이 두께 dRG를 갖고, 145nm≤dRG*nR<245nm이고, 비금속층은 주로 SiO2를 함유하며 10nm≤dT≤120nm 범위의 두께 dT를 갖는다. 이와 같은 비금속층 재료를 갖는 바람직한 실시예에서는, 다음과 같은 근사값들, 즉 dT=110nm, dRG=80nm, g=80nm가 적용되며, 염료는 기록 파장에서=2.45-i*0.08을 갖는 아조 염료이다.
λ=655nm인 또 다른 실시예에서, 기록층은 두께 dRG를 갖고, 132nm≤dRG*nR<220nm이며, 비금속층은 주로 SiC를 함유하고 10nm≤dT≤60nm 범위의 두께 dT를 갖는다. 이와 같은 비금속층 재료를 갖는 바람직한 실시예에서는, 다음과 같은 근사값들, 즉 dT=52nm, dRG=70nm, g=120nm가 적용되며, 염료는 기록 파장에서=2.24-i*0.02를 갖는 아조 염료이다.
λ=655nm인 또 다른 실시예에서, 기록층은 두께 dRG를 갖고, 154nm≤dRG*nR<264nm이며, 비금속층은 주로 비정질 Si(a-Si)을 함유하고 1nm≤dT≤20nm 범위의 두께 dT를 갖는다. 이와 같은 비금속층 재료를 갖는 바람직한 실시예에서는, 다음과 같은 근사값들, 즉 dT=10nm, dRG=100nm, g=120nm가 적용되며, 염료는 기록 파장에서=2.24-i*0.02를 갖는 아조 염료이다.
또 다른 실시예에서는, g와 동일한 범위를 갖는 깊이 g를 지닌 안내 그루브를 포함하는 추가적인 기판에 인접하여 적어도 1개의 추가적인 기록 적층체가 존재하며, 상기 안내 그루브는 입사면의 반대측에 위치하는 추가적인 기판측에 존재하고, 상기 추가적인 기록 적층체는,
- 파장 λ에서 복소 굴절률=n'R-i*k'R을 갖는 재료로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 d'RG를 갖고 그루브들 사이의 부분에서는 두께 d'RL을 가지며, 기판에 인접하여 존재하는 추가적인 1회 기록형 기록층과,
- 거의 투명한 재료로 이루어지고, 상기 추가적인 1회 기록형 기록층에 인접하여 존재하는 추가적인 비금속층을 포함한다. 다층 기록형 매체를 얻기 위해, 비금속 반사층을 포함하는 기록 적층체가 반복 설치될 수도 있다. 비금속 반사층으로 비교적 높은 투과율을 얻을 수 있으므로, 비금속층의 사용이 바람직하다. 특히, 3개 이상의 기록 적층체들을 사용할 때, 이들의 비교적 높은 광 투과율로 인해 비금속층들이 유리하다.
광 데이터 저장매체의 기판은 방사빔 파장에 대해 적어도 투명하다. DVD에 대해, 기판은 디스크 형태를 갖고 120nm의 직경과 0.6mm의 두께를 가지며, 0.6mm 두께의 추가적인 기판을 갖고, 기록 적층체는 기판과 추가적인 기판 사이에 삽입된다. 안내 그루브는, 나선형 그루브로 구성되는 경우에 많으며, 주입성형 또는 프레싱 중에 몰드를 사용하여 기판이나 추가적인 기판 내부에 형성된다. 이와 달리, 이들 그루브들은, 경화 후에 축적인 기판으로서의 역할을 하는, 예를 들면 UV 광경화 아크릴레이트 등의 합성수지에서의 복제공정으로 형성될 수 있다.
표준 기록형 광 데이터 저장매체의 안내 그루브 상에서 푸시풀 방법을 사용하여 트랙킹하는데 적합한 표준 광 데이터 저장매체 기록/판독장치에서의 본 발명에 따른 광 데이터 저장매체의 사용은, 기록/판독장치의 푸시풀 신호 처리회로에 어떠한 변형도 필요하지 않다는 이점을 갖는다. 푸시풀 신호는 충분한 값을 갖게 된다.
이하, 다음의 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다:
도 1은 본 발명에 따른 광 저장매체의 개략적인 배치이고,
도 2는 2개의 기록 적층체를 갖는 본 발명에 따른 광 저장매체의 개략적인 배치이며,
도 3은 λ=655nm에서 그루브 깊이 g에 대한 금속제(Ag) 금속 반사층과 유전체(SiO2) 반사층 상의 염료의 정규화된 푸시풀을 나타낸 것이고,
도 4a는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의 값에 대한 80nm 아조 염료/110nm SiO2적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP를 나타낸 것이며,
도 4b는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의 값에 대한 80nm 아조 염료/110nm SiO2적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이고,
도 5a는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의 값에 대한 70nm 아조 염료/52nm SiC 적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP를 나타낸 것이며,
도 5b는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의 값에 대한 70nm 아조 염료/52nm SiC 적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이고,
도 6a는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의 값에 대한 100nm 아조 염료/10nm a-Si 적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP를 나타낸 것이며,
도 6b는 λ=655nm에서 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3개의값에 대한 100nm 아조 염료/10nm a-Si 적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이다.
도 1에는, 초점이 맞추어진 방사빔(9)을 사용하여 기록하기 위한, 본 발명에 따른 광 데이터 저장매체(10)의 개략적인 단면도가 예시되어 있다. 방사빔은 레이저 빔이고 대략 655nm의 파장 λ를 가지며 기록중에 매체의 입사면(8)을 거쳐 입사한다. 초점이 맞추어진 빔의 개구수(NA)는 0.65이다. 이 매체는 깊이 g를 갖는 안내 그루브를 포함하는 기판(1)을 구비한다. 안내 그루브는 입사면(8)의 반대측에 위치한 기판측에 존재한다. 안내 그루브측의 기판(1) 상에 복수의 층으로 이루어진 기록 적층체(2, 3)가 존재한다. 기록 적층체는, 이 파장에서 복소 굴절률=2.45-i*0.08을 갖고, 그루브 부분에서는 두께 dRG=80nm을 가지며 그루브들 사이의 부분에서는 두께 dRL=32nm를 갖는 아조 염료로 이루어진 1회 기록형 기록층(2)을 구비하는데, 이때 이들 두께는 두께 균일도 L=0.4에 해당한다. 1회 기록형 기록층(2)은 기판(1)에 인접하여 존재한다. 1회 기록형 기록층(2)에 인접하여, SiO2로 제조된 비금속층(3)이 존재한다. 그루브 깊이 g=80nm이다. SiO2층에 인접하여 추가 기판(4)이 존재한다. 정규화된 푸시풀 신호 PP와 변조도 M의 값은 각각 0.96 및 0.42이며, 이들 값은 적절한 트랙킹과 판독을 위해 충분한 값이다.
도 2에는, 본 발명에 따른 광 데이터 저장매체의 또 다른 실시예의 개략적 단면도가 도시되어 있다. 참조번호들 1, 2, 3, 4, 8 및 9는 도 1에서 설명한 구성요소들을 표시한다. 추가 기판(4)에 인접하여 추가적인 기록 적층체(2', 3')가 존재한다. 이 추가적인 기록 적층체(2', 3')는 기록 적층체(2, 3)와 동일한 재료를 함유할 수도 있다.
도 3에는, 그루브 깊이 g에 대한 금속제 Ag 반사층과 유전체 SiO2반사층 상의 염료의 정규화된 푸시풀 신호 PP가 비교 도시되어 있다. 그루브에 있는 염료 두께는 80nm이고, 두께 균일도 L=0.4이며, 염료의 굴절률의 실수부는 2.3이며, NA=0.65이다. 금속제 또는 유전체 반사층의 경우의 정규화된 푸시풀 PP는 상당히 다르다. 금속제 반사층을 갖는 단일층 DVD+R에서 사용되는 170nm의 통상적인 그루브 깊이에 대해서는, 유전체 적층체 상의 염료의 경우에 정규화된 푸시풀이 거의 제로값에 가까우므로, 이와 같은 디스크 상에서의 트랙킹은 실용적으로 불가능하다는 것이 더욱 더 중요하다. 도 4a-도 6b에 대한 이하의 설명에서는, 사용된 파장이 λ=655nm이고, NA=0.65이다.
도 4a에는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 80nm 아조 염료/110nm SiO2적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP가 도시되어 있다. 이때, g=125nm를 벗어나면, 정규화된 푸시풀 값 PP가 감소를 나타내어, 적절한 트랙킹을 위해서는 값이 너무 작아진다. 작은 값, 예를 들면 <20nm인 g에 대해서도 동일한 사실이 성립한다.
도 4b는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 80nm 아조 염료/110nm SiO2적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이다. 이 적층체에 대한 바람직한 그루브 깊이 g는 80nm이다.
도 5a는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 70nm 아조 염료/52nm SiC 적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP를 나타낸 것이다. 이때, 대략 g=180nm까지 PP 값이 허용가능한 레벨로 유지된다는 점에 주목하기 바란다. 그러나, 더 낮은 값의 g에서는, 변조도 M이 감소하는 경향이 있다. 따라서, PP와 M 사이에서 타협점이 찾아진다.
도 5b는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 70nm 아조 염료/52nm SiC 적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이다. 이때, g=125nm를 벗어나면, 변조도 값이 감소를 나타내어, 적절한 판독을 위해서는 너무 낮은 값이 된다는 점에 주목하기 바란다. 이 적층체에 대한 바람직한 그루브 깊이는 120nm이다.
도 6a는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 100nm 아조 염료/10nm a-Si 적층체에 대한 정규화된 푸시풀 PP를 나타낸 것이다.
도 6b는, 그루브 깊이 g의 함수로써의 두께 균일도 L의 3가지 값에 대한 100nm 아조 염료/10nm a-Si 적층체에 대한 변조도 M을 나타낸 것이다. 이때, g=125nm를 벗어나면, 변조도 값 M이 감소를 나타내어, 적절한 판독을 위해서는 너무 낮은 값이 된다는 점에 주목하기 바란다. 이 적층체에 대한 바람직한 그루브 깊이 g는 120nm이다.
이때, 전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 본 발명을 예시하는 것이며, 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 다양한 또 다른 실시예가 설계될 수 있다는 점에 주목하기 바란다. 청구항에서, 괄호 안에 놓인 참조번호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 용어 "구비한다"는 청구항에 나열된 것 이외의 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소 앞의 용어 "a" 또는 "an"은 이와 같은 복수의 구성요소의 존재를 배제하는 것이 아니다. 서로 다른 종속항들에서 특정한 구성요소가 반복적으로 언급된다는 단순한 사실이 이들 구성요소들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 시사하는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 기록하기 위한 광 데이터 저장매체가 기술된다. 기록중에 빔은 매체의 입사면을 통해 입사한다. 매체는 깊이 g를 갖는 안내 그루브를 포함하는 기판을 적어도 포함한다. 입사면의 반대측에 위치하는 기판측에 안내 그루브가 존재한다. 안내 그루브측에 있는 기판에 인접하여 복수의 층으로 이루어진 기록 적층체가 존재한다. 이 적층체는, 파장 λ에서 복소 굴절률=nR-i*kR을 갖는 물질로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 dRG를 갖고, 그루브들 사이의 부분에서는 두께 dRL을 갖는 1회 기록형 기록층을 포함한다. 거의 투명한 재료로 이루어진 비금속층이 1회 기록형 기록층에 인접하여 존재한다. λ가 nm 단위로 표시될 때, 그루브 깊이 g는 (λ/655)*20nm<g<(λ/655)*140nm의 범위를 갖는다. 이와 같은 범위는 충분한 푸시풀 트랙킹 신호와 기록된 마크들의 충분한 변조도를 제공한다.

Claims (10)

  1. 파장 λ를 갖고, 기록중에 매체의 입사면(8)을 통해 입사한 초점이 맞추어진 방사빔(9)을 사용하여 기록을 하며, 적어도,
    깊이 g를 갖고 입사면(8)의 반대측의 기판측에 존재하는 안내 그루브를 포함하는 기판(1)과,
    안내 그루브 측의 기판(1) 상에 위치하는 복수의 층들로 이루어진 기록 적층체(2, 3)를 구비하고,
    상기 적층체가,
    파장 λ에서 복소 굴절률=nR-i*kR을 갖는 물질로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 dRG를 가지며, 그루브들 사이의 부분에서는 두께 dRL을 갖고, 기판에 인접하여 존재하는 1회 기록형 기록층(2)과,
    거의 투명한 물질로 이루어지고, 1회 기록형 기록층(2)에 인접하여 존재하는 비금속층(3)을 구비한 광 데이터 저장매체에 있어서,
    λ가 nm 단위로 표현될 때, 상기 그루브 깊이 g가 (λ/655)*20nm<g<(λ/655)140nm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비금속층(3)은, 투명 플라스틱, 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 탄화물로 이루어진 그룹에서 선택된 1종의 재료를 주로 함유하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 파장은 대략 655nm인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  4. 제 3항에 있어서,
    g<125nm인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    g>50nm인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기록층(2)은 두께 dRG를 갖고, 145nm≤dRG*nR<245nm이고, 비금속층은 주로 SiO2를 함유하며 5nm≤dT≤120nm 범위의 두께 dT를 갖는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  7. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기록층은 두께 dRG를 갖고, 132nm≤dRG*nR<220nm이며, 비금속층은 주로 SiC를 함유하고 5nm≤dT≤60nm 범위의 두께 dT를 갖는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  8. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기록층은 두께 dRG를 갖고, 154nm≤dRG*nR<264nm이며, 비금속층은 주로 비정질 Si을 함유하고 1nm≤dT≤20nm 범위의 두께 dT를 갖는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(10).
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    g와 동일한 범위를 갖는 깊이 g를 지닌 안내 그루브를 포함하는 추가적인 기판(4)에 인접하여 적어도 1개의 추가적인 기록 적층체(2', 3')가 존재하며, 상기 안내그루브는 입사면(8)의 반대측에 위치하는 추가적인 기판(4)측에 존재하고,
    상기 추가적인 기록 적층체(2', 3')는,
    파장 λ에서 복소 굴절률=n'R-i*k'R을 갖는 재료로 이루어지고, 그루브 부분에서는 두께 d'RG를 갖고 그루브들 사이의 부분에서는 두께 d'RL을 가지며, 기판에 인접하여 존재하는 추가적인 1회 기록형 기록층(2')과,
    거의 투명한 재료로 이루어지고, 상기 추가적인 1회 기록형 기록층(2')에 인접하여 존재하는 추가적인 비금속층(3')을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(20).
  10. 금속 반사층 근처에 존재하는 표준 기록형 광 데이터 저장매체의 안내 그루브 상에서 푸시풀 방법을 사용하여 트랙킹하는데 적합한 표준 광 데이터 저장매체 기록/판독장치에서의 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 광 데이터 저장매체(10, 20)의 용도.
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