KR20060004925A - 광 기록 매체와 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20060004925A
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

이 광 기록 매체는, 한쪽 면에 제1피트를 갖는 제1기판과, 제1기판의 제1피트를 갖는 면 위에, 제1피트의 요철(凹凸)을 반영(反映)해서 형성된 제1반사층과, 제1반사층 위에 형성되어, 제1반사층과 반대 측 면에 제2피트를 갖는 제2기판과, 제2기판의 제2피트를 갖는 면 위에, 제2피트의 요철을 반영해서 형성된 제2반사층과, 제2반사층 위에 형성된 커버층을 구비한다. 제1반사층의 요철의 차(差)인 제1피트 깊이 d1과, 신호 재생용 레이저 광(光)의 파장 λ와, 상기 제2기판의 굴절률 n1은, λ/(5n1)≤d1≤λ/(3n1), 또한, d1≠λ/(4n1)의 관계식을 만족한다. 또한, 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 커버층의 굴절률 n2는, λ/(5n2)≤d2≤λ/(3n2), 또한, d2≠λ/(4n2)의 관계식을 만족한다.

Description

광 기록 매체와 그 제조 방법{OPTICAL RECORDING MEDIUM AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 재생을 목적으로 한 고밀도 다층식의 광(光) 기록 매체 및 그 광 기록 매체를 쌓아 중첩하는 방법 또는 붙여 맞추는 방법에 의해 제작하는 제조 방법에 관한 것이다.
최근에, 정보 기기(機器)·영상 음향 기기 등이 필요하게 되는 정보량의 확대화에 따라, 데이터 액세스(data access)의 용이함, 대용량 데이터의 축적, 기기의 소형화가 우수한 광 디스크가 기록 매체로서 주목받아, 기록 정보의 고밀도화가 이루어지고 있다. 예를 들면, 광 디스크의 고밀도화 수단으로서, 레이저 광의 파장을 약 400nm로 하고, 레이저 광을 좁히는 수광(收光) 렌즈로서 개구 수(NA) 0.85의 재생 헤드(head)를 이용하여, 단층에서 25GB 정도, 2층에서 50GB 정도 용량의 광 기록 매체가 제안되어 있다. 예를 들면, 한쪽 면으로부터 2층 신호 기록층의 기록 재생이 가능해서, 약 4시간의 BS 디지털 방송의 정보를 기록 재생할 수 있다.
이하에, 종래의 광 디스크인 2층 광 디스크의 구조 및 제조 방법에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다(일본국 특개2002-092969호 공보). 도 2는, 종래의 광 디스크인 2층 광 디스크의 단면도이다. 종래의 광 디스크는, 제1기판(201), 제1반사 층(202), 제2기판(203), 제2반사층(204), 및 커버층(205)이 순서대로 쌓여 중첩되어서 구성되어 있다. 제1기판(201)의 한쪽 면에는 평면 형상이 나선(螺旋) 형상으로 연속되어 있으며, 단면 형상이 오목 형상인 피트(pit)로서 이루어지는 제1피트가 형성되어 있다. 제1기판(201)은, 두께가 1.1mm 정도로 설정되어 있다. 이것은, 디스크 강성(剛性)의 강화 및 CD나 DVD 등의 디스크와 두께 호환(互換)을 갖게 하기 위해서, 디스크의 총 두께를 1.2mm 정도로 하기 위해서이다. 제1기판(201)의 제1피트 위에, 제1피트의 요철(凹凸)을 반영(反映)한 제1반사층(202)이 형성되어 있다. 제1반사층(202)에는, 트랙 피치(track pitch)(207)가 0.32㎛ 정도, 깊이가 70nm 정도의 레이저 광으로부터 보아서 오목 형상 피트로서 이루어지는 제1신호면(206)이 형성되어 있다. 또한, 제1반사층(202)은, 커버층(205) 측으로부터 입사(入射)하는 레이저 광을 반사한다. 제1반사층(202)의 두께는 50nm이며, 파장 400nm의 레이저 광에 대하여 반사율이 70% 정도가 되도록 설정되어 있다.
제2기판(203)에는, 제1기판(201)과 반대 측인 커버층(205) 측의 면에 볼록 형상의 제2피트가 형성되어 있다. 또한 제2기판(203)의 제2피트 위에 제2피트의 요철을 반영한 제2반사층(204)이 형성되어 있다. 제2반사층(204)에는, 제1반사층(202)의 제1신호면(206)과 마찬가지로 트랙 피치가 0.32㎛ 정도, 깊이가 70nm 정도의 레이저 광의 조사(照射) 측에서 보아서 볼록 형상 피트로서 이루어지는 제2신호면(208)이 형성되어 있다. 제2신호면(208)의 피트의 요철은, 제1신호면(206)의 피트와 역방향을 향하고 있으며, 이 피트에 의해 신호가 기록되어 있다. 이 제2기판(203)은, 레이저 광을 거의 투과(透過)시키는 재료로서 이루어진다. 제2반사층 (204)은, 제1반사층(202)과 동일한 재료에 의해 구성되어, 스퍼터링법(sputtering method)에 의해 두께가 20nm 정도로 형성되어 있다. 제2반사층(204)은, 얇게 함으로써 레이저 광을 일부는 투과시키고, 일부는 반사시킬 수 있다. 제2반사층(204)을 투과한 레이저 광은, 제1반사층(202) 위의 제1신호면(206)에서 반사되어, 다시 제2반사층(204)을 투과한 후에 재생 헤드에 되돌아온다. 그래서, 제2반사층(204)의 두께를 20nm로 함으로써, 제1반사층(202) 위에 형성된 제1신호면(206)에서 반사되어, 재생 헤드에 되돌아온 레이저 광 강도와, 제2반사층(204) 위에 형성된 제2신호면(208)에서 반사되어, 재생 헤드에 되돌아온 레이저 광 강도를 같게 할 수 있다. 커버층(205)은, 두께가 0.1mm 정도로 레이저 광을 거의 투과하는 재료로서 이루어진다.
상기 구성으로 50GB를 달성하기 위해서는, 예를 들면, 반도체 레이저 파장 400nm, NA를 0.85의 재생 헤드를 이용한 경우, 제1기판(201)과 제2기판(203)에 형성되는 신호의 트랙 피치 TP는 0.32㎛, 신호 변조 방식으로서 1-7 변조 방식을 채용했을 때의 최단 피트가 되는 2T 신호의 피트 길이는 0.149㎛가 된다.
또한, 종래의 광 디스크의 제조 방법에 대해서 설명한다.
(a) 한쪽 면에 평면 형상이 나선 형상으로 연속되어 있으며, 단면 형상이 오목 형상인 피트로서 이루어지는 신호가 형성된 금형 스탬퍼(stamper)를 이용해서 사출 압축 성형함으로써, 그 스탬퍼의 피트가 전사(轉寫) 형성된 제1피트를 갖는 수지제(樹脂製)의 제1기판(201)을 형성한다.
(b) 제1기판(201)의 제1피트 위에 두께가 균일하게 되도록 스퍼터링이나 증 착(蒸着) 등의 방법에 의해, 예를 들면 Ag 등의 제1반사층(202)을 형성한다. 이것에 의해, 제1반사층(202)에 제1피트의 요철을 반영한 제1신호면(206)이 형성된다.
(c) 제1반사층(202) 위에 광 경화성 수지 등의 재료를 도포하고, 그 위에 오목 형상 피트의 전사 신호면을 갖는 전사용 기판을 포개서, 광 경화성 수지의 표면에 전사 신호면의 요철 형상을 전사한 볼록 형상의 제2피트를 형성한다.
(d) 광 경화성 수지를 광 경화시켜서 제2피트를 갖는 제2기판(203)을 형성한다.
(e) 제1반사층(202)과 마찬가지로, 제2피트의 위에 두께가 균일하게 되도록 스퍼터링이나 증착 등의 방법에 의해 제2반사층(204)을 형성한다. 이것에 의해, 제2반사층(204)에 제2피트의 요철을 반영한 제2신호면(208)이 형성된다. 제2반사층(204)의 두께는, 판독 레이저 광을 커버층 측에서 입사했을 때에 각각의 반사층으로부터 재생 헤드에 되돌아오는 광량이 동등하게 되도록 설정된다.
(f) 제2반사층(204) 위에, 레이저 광에 대하여 거의 투명한 재료로서 이루어지는 시트(sheet)를 광 경화성 수지나 감압성 접착제 등으로 붙여 맞추거나, 광 경화성 수지를 스핀코팅(spin-coating) 한 후, 광 경화시켜서 커버층(205)을 형성한다.
이상의 각각의 공정에 의해서 광 디스크가 제작된다.
또한, 상기 구성의 종래의 2층 광 디스크의 각각의 신호면에 기록된 정보를 재생하는 방법에 대해서 설명한다.
(a) 제1반사층(202) 위에 형성된 제1신호면(206)을 재생할 경우, 예를 들면 디스크를 원하는 회전수로 회전시켜, 재생 헤드의 수광 렌즈에 의해 판독 레이저 광을 좁혀서, 레이저 광의 스폿(spot)을 원하는 회전수로 회전하고 있는 광 디스크의 제1신호면 위로 초점 제어한다.
(b) 계속해서, 기지(旣知)의 트래킹 제어를 실행해서 신호 열(列)을 추종(追從)시켜, 신호면에서의 반사광을 수광 소자로 검출하고, 전압 변화의 아날로그 신호로서 판독한다.
(c) 또한, 또 한쪽의 신호면인 제2반사층(204) 위에 형성된 제2신호면(208)을 재생할 경우도 제1신호면(206)을 재생할 때와 마찬가지로, 재생 헤드의 수광 렌즈에 의해 판독 레이저 광을 좁혀서, 레이저 광의 스폿을 원하는 회전수로 회전하고 있는 광 디스크의 제2신호면 위로 초점 제어한다.
(d) 계속해서, 기지의 트래킹 제어를 실행해서 신호 열을 추종시켜, 신호면에서의 반사광을 수광 소자로 검출하고, 전압 변화의 아날로그 신호로서 판독한다.
상기 재생의 때에는, 신호면에 형성되어 있는 요철로서 이루어지는 신호 피트의 깊이는 재생 신호 진폭이 최대가 되도록 광학적 깊이 d가 거의 λ/(4n)(n은 신호면 위에 형성되어 있는 재료의 굴절률)에 일치하도록 설정되어 있다. 그 때문에, 판독 전용 기억 장치(ROM)의 광 디스크 재생에는, 트래킹 제어를 실행하기 위한 트래킹 에러 신호 검출 방법으로서, 재생 신호 진폭이 최대일 때에 트래킹 에러 신호도 최대가 되는 위상차(位相差) 트래킹 방식이 많이 채용되고 있다.
상기 광 디스크의 각각의 신호면을 재생했을 경우의 재생 신호 특성에 대해서 이하에 설명한다. 상기 신호 재생에 있어서, 기지의 푸시풀 트래킹 에러 신호 (push-pull tracking error signal) TEpp는 0.02이었다. 푸시풀 트래킹 에러 신호 TEpp는, 미리 디스크의 반사율이 신호 진폭에 영향을 주지 않도록, 푸시풀 트래킹 에러 신호 TEpp-org를, 푸시풀 트래킹 에러 신호 TEpp-org를 생성하고 있는 수광 소자의 광량의 합계를 전압 변환한 합계 신호 TEsum에 의해 나누어 계산함으로써 정규화하고 있다. 그러나, 이 TEpp의 신호 진폭의 크기에서는 트래킹 제어를 위한 게인(gain)이 불충분해서, 진동이나 디스크의 제조 편차에 의한 형상 변화에 의해 영향을 받음으로써 트래킹 제어를 실행할 수 없었다.
또한, 트래킹 방식을 위상차 트래킹 방식으로 변경해서 트래킹 제어를 실행하고, 제1신호면(206) 위의 신호 피트를 재생했을 때의 재생 신호 RF의 진폭의 크기를 나타내는 변조도(變調度)((최장 피트의 재생 신호 진폭)/(최장 피트의 최대 반사율의 DC량))는 0.45이며, 신호 품질을 나타내는 재생 신호 지터(jitter)는 5.3% 이었다. 이때, 재생 신호 지터의 측정에는 기지의 한계 등화기(limit equalizer)를 사용했다. 또한, 제2반사층(202) 위에 형성되어, 레이저 광 조사 측에서 보아서 볼록 형상의 신호 피트에 형성된 제2신호면(208) 위에 재생 헤드의 재생 렌즈에 의해 좁혀진 스폿을 갖도록 기지의 초점 제어를 실행했을 때의 푸시풀 트래킹 에러 신호 TEpp는 0.03이었다. 또한, 재생 신호 RF의 진폭의 크기를 나타내는 변조도는 0.40, 신호 품질을 나타내는 재생 신호 지터는 6.7%로서, 제1신호면(206)을 재생했을 때와 비교해서, 푸시풀 트래킹 에러 신호 TEpp는 거의 동일한 신호이지만, 재생 신호 RF의 진폭의 크기를 나타내는 변조도나 신호 품질을 나타내는 재생 신호 지터는 신호면의 전사 부족에 의한 영향에 의해 양호한 신호 품질이 얻 어질 수 없다고 생각된다.
이것에 의해, 소비 전력이 큰 위상차 트래킹 방식을 채용하지 않으면 트래킹 제어를 실행할 수 없고, 재생 신호 품질을 나타내는 지터의 값도 충분하지 않다.
종래 기술의 광 디스크는 신호의 광학적 깊이 d로서, 거의 λ/(4n)을 채용하고, 트래킹 제어 방식으로서, 위상차 트래킹 방식을 채용하고 있는 경우가 많다. 그러나, 이 위상차 트래킹 방식에서는, 소비 전력이 커진다고 하는 문제가 있다. 한편, 다른 트래킹 제어 방식인 푸시풀 트래킹 제어 방식은, 소비 전력이 위상차 트래킹 방식보다 작다. 그러나, 이 푸시풀 트래킹 제어 방식을 채용했을 경우에는, 신호면 피트의 광학적 깊이를 정확히 λ/(4n)으로 설정하고 있는 것이 원인으로, 트래킹 에러 신호의 진폭을 충분히 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 광 경화성 수지를 이용해서 광학적 깊이 λ/(4n)을 갖는 신호 피트를 전사 형성할 때에, 신호의 고밀도화에 따르는 피트의 미세화에 의해 신호면 전체면에서 균일한 전사를 실행할 수 없고, 재생에 충분한 재생 신호 품질을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 트래킹 제어 방식으로서 위상차 트래킹 제어 방식 및 푸시풀 트래킹 제어 방식의 양쪽 방식 중 어느 하나에서도 신호 재생이 가능하고, 또한, 기록 신호의 재생 특성이 우수한 광 기록 매체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 이하의 본 발명에 의해 해결된다. 즉, 본 발명에 관련하는 광 기록 매체는, 한쪽 면에 피트를 갖는 기판과,
상기 기판의 상기 피트를 갖는 면 위에, 상기 피트의 요철을 반영해서 형성된 반사층과,
상기 반사층 위에 형성된 커버층을 구비하고,
상기 반사층의 요철의 차(差)인 피트 깊이 d와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n과는, λ/(5n)≤d≤λ/(3n), 또한, d≠λ/(4n)의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련하는 광 기록 매체는, 한쪽 면에 제1피트를 갖는 제1기판과,
상기 제1기판의 상기 제1피트를 갖는 면 위에, 상기 제1피트의 요철을 반영해서 형성된 제1반사층과,
상기 제1반사층 위에 형성되어, 상기 제1반사층과 반대 측 면에 제2피트를 갖는 제2기판과,
상기 제2기판의 제2피트를 갖는 면 위에, 상기 제2피트의 요철을 반영해서 형성된 제2반사층과,
상기 제2반사층 위에 형성된 커버층을 구비하고,
상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 제2기판의 굴절률 n1은,
λ/(5n1)≤d1≤λ/(3n1), 또한, d1≠λ/(4n1)
의 관계식을 만족하는 동시에,
상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n2는,
λ/(5n2)≤d2≤λ/(3n2), 또한, d2≠λ/(4n2)
의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1기판의 제1피트와 상기 제2기판의 제2피트는, 오목 형상 피트와 볼록 형상 피트와의 조합이어도 좋다. 혹은, 상기 제1기판의 제1피트와 상기 제2기판의 제2피트는, 볼록 형상 피트와 오목 형상 피트와의 조합이어도 좋다.
또한, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
4n1d1＜λ＜4n2d2
의 관계식을 만족해도 좋다.
또한, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
4n2d2＜λ＜4n1d1
의 관계식을 만족해도 좋다.
또한, 상기 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2피트 깊이 d2는, d2＜d1의 관계식을 만족해도 좋다.
또한, 상기 제1기판의 제1피트와 상기 제2기판의 제2피트는, 함께 오목 형상 피트의 조합, 또는, 함께 볼록 형상 피트의 조합이어도 좋다.
또한, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
λ＜4n1d1, 또한, λ＜4n2d2
의 관계식을 만족하고 있어도 좋다.
또한, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
4n1d1＜λ, 또한, 4n2d2＜λ
의 관계식을 만족하고 있어도 좋다.
또한, 상기 제2기판은, 자외선 경화 수지 혹은 광 경화성 수지에 의해 형성되어 있어도 좋다.
또한, 상기 제1반사층의 제1피트, 또는, 상기 제2반사층의 제2피트 중 적어도 한쪽에 트래킹 극성(極性)의 정보를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 트래킹 극성의 정보는, 사행(蛇行) 피트 열에 의해 기록되어 있어도 좋다.
또한, 상기 사행 피트 열의 사행은, 주파수 변조에 의해 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 관련하는 광 기록 매체는, 상기 커버층에 대신하여, 상기 제2반사층 위에 형성되어, 상기 제2반사층과 반대 측 면에 제3피트를 갖고, 굴절률 n2를 갖는 제3기판과,
상기 제3기판의 제3피트를 갖는 면 위에, 상기 제3피트의 요철을 반영해서 형성된 제3반사층과,
상기 제3반사층 위에 형성된 커버층을 추가로 구비하고,
상기 제3반사층의 요철의 차인 제3피트 깊이 d3과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n3은,
λ/(5n3)≤d3≤λ/(3n3), 또한, d3≠λ/(4n3)
의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련하는 광 기록 매체의 제조 방법은, 한쪽 면에 제1피트를 갖는 제1기판을 형성하는 공정과,
상기 제1기판의 제1피트 위에, 상기 제1피트의 요철을 반영시킨 제1반사층을 형성하는 공정과,
상기 제1반사층의 위에 광 경화성 수지를 적층(積層)하는 공정과,
상기 광 경화성 수지 위에, 한쪽 면에 전사 피트 면을 갖는 전사용 기판을 중첩하는 공정과,
상기 전사용 기판의 측으로부터 상기 광 경화성 수지를 향해서 광을 조사하여, 상기 광 경화성 수지를 경화시켜서, 상기 광 경화성 수지의 표면에 상기 전사용 기판의 전사 피트 면을 전사한 제2피트를 형성하는 공정과,
상기 제2피트의 요철을 반영시킨 제2반사층을 형성하는 공정과,
상기 제2반사층의 위에 커버층을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 제2기판의 굴절률 n1은,
λ/(5n1)≤d1≤λ/(3n1), 또한, d1≠λ/(4n1)
의 관계식을 만족하는 동시에,
상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n2는,
λ/(5n2)≤d2≤λ/(3n2), 또한, d2≠λ/(4n2)
의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련하는 광 기록 매체에서는, 피트 깊이 d를 재생 신호가 충분히 얻어지는 범위(λ/(5n)≤d≤λ/(3n))로 하고 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 충분한 크기의 진폭을 얻을 수 없는 깊이 λ/(4n)을 제외하고 있다. 이것에 의해, 반사층의 피트로서 이루어지는 신호면에 대해서 충분한 재생 신호가 얻어지는 동시에, 푸시풀 트래킹 제어 방식으로 트래킹 제어할 수 있다.
본 발명의 여러 가지 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조하면서 이하에 설명하는 바람직한 실시형태에 의해 밝혀질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 디스크의 단면도.
도 2는 종래의 기술에 관련하는 광 디스크의 단면도.
도 3(a)는, 제1기판을 회전 테이블에 흡착 고정하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 3(b)는, 자외선 경화성 수지를 도포하는 공정을 나타내는 도면이며, 도 3(c)는, 전사용 기판을 중첩하는 공정을 나타내는 도면.
도 4(a)는, 자외선을 조사해서 자외선 경화 수지를 경화시키는 공정을 나타내는 도면이고, 도 4(b)는, 전사용 기판을 박리(剝離)시키는 공정을 나타내는 도면이며, 도 4(c)는, 제2반사층을 형성하는 공정을 나타내는 도면.
도 5(a)는, 커버판을 회전 테이블에 흡착 고정하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 5(b)는, 자외선 경화성 수지를 도포하는 공정을 나타내는 도면이며, 도 5(c)는, 커버판에 제2반사층을 대향시켜서 중첩하는 공정을 나타내는 도면.
도 6(a)는, 자외선을 조사해서 자외선 경화 수지를 경화시키는 공정을 나타내는 도면이며, 도 6(b)는, 제작된 광 디스크의 단면도.
도 7은, 피트 깊이에 대한 재생 신호의 지터와 푸시풀 트래킹 에러 신호의 진폭의 관계를 나타낸 도면.
도 8은, 피트 깊이와 재생 신호의 진폭 및 푸시풀 트래킹 에러 신호와의 관계를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 기록 매체의 별도 예의 단면도.
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 관련하는 광 기록 매체의 단면도.
도 11은 본 발명의 제3실시형태에 관련하는 광 기록 매체의 단면도.
도 12는 본 발명의 제4실시형태에 관련하는 광 디스크의 정보 배치도.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 각각의 도면에 있어서 동일한 부호는 동일한 구성 요소 또는 동일한 작용, 동작을 하는 것을 나타낸다.
(제1실시형태)
본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 기록 매체 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. 이 광 기록 매체(100)의 신호 재생계로서는, 반도체 레이저 파장 400nm, NA 0.85의 재생 헤드를 이용한다. 또한, 광 기록 매체의 제1신호층과 제2신호층에 형성되는 신호의 트랙 피치 TP를 0.32㎛, 신호 변조 방식으로서 1-7 변조 방식을 채용했을 때의 최단 피트가 되는 2T 신호의 피트 길이가 0.149㎛가 되는 경우에 대해서 이하에 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 디스크의 단면도이다. 이 광 디스크(100)는, 제1기판(101), 제1반사층(102), 제2기판(103), 제2반사층(104), 및 커버층(105)이 순서대로 쌓여 중첩되어서 구성되어 있다. 제1기판(101)의 한쪽 면에는 평면 형상이 나선 형상으로 연속되어 있으며, 단면 형상이 오목 형상인 피트가 형성되어 있다.
제1기판(101)은, 두께가 1.1mm 정도로 설정되어 있다. 디스크의 총 두께를 1.2mm 정도로 함으로써, 디스크 강성의 강화 및 CD나 DVD 등의 디스크와 두께 호환을 갖도록 되어 있다. 제1기판(101)의 한쪽 면에는, 레이저 광 입사 측에서 보아서 트랙 피치(107)가 0.32㎛ 정도, 깊이가 70nm 정도의 오목 형상 피트가 형성되어 있다. 제1기판(101)은, 전사성(轉寫性)이 양호한 폴리카보네이트 수지를 사출 압축 성형 방법을 이용해서 형성한다. 또한, 제1반사층(102)은, 제1기판(101)의 오목 형상 피트 위에, 그 요철을 반영해서 오목 형상 피트와 거의 같은 오목 형상 피트로서 이루어지는 제1신호면(106)이 형성되어 있다. 또한, 제1반사층(102)은, 예를 들면 Ag 등으로 이루어지고, 커버층(105) 측으로부터 입사하는 레이저 광을 반사한다. 제1반사층(102)이 적층됨으로써 제1신호면(106)의 신호 패턴이 구성된다. 제1반사층(102)의 두께는 50nm이며, 파장 400nm의 레이저 광에 대하여 반사율이 거의 포화하는 70% 정도가 되는 두께로 설정되어 있다. 제1반사층(102)은 제1기판(101)의 오목 피트 상에서, 또한 재생 레이저 광 입사 측에 형성되어 있으므로, 층의 두께에 따라서는 피트 형상이 변화되어 버린다. 따라서 두께를 50nm 정도로 함으로써, S/N이 양호하고 또한 반사율이 포화하여, 신호 형상이 변화되지 않는 두께로 하고 있다.
제1반사층(102)의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1은, 재생 레이저 광의 파장을 λ, 제1반사층(102) 위에 형성되는 제2기판(103)의 재료의 굴절률을 n1이라고 하면,
λ/(4n1)＜d1≤λ/(3n1) (1)
의 관계식 (1)을 만족하도록 설정한다. 상기 식은, 후술하는 바와 같이, 제1기판(101)의 제법(製法)으로서 전사성이 양호한 폴리카보네이트 수지의 사출 압축 성형 방법을 이용하는 것이나, 재생 시의 신호 특성 및 푸시풀 트래킹 에러 신호를 고려하고 있다.
여기서, 제1반사층(102) 위에 형성되는 제2기판(103)에는 굴절률 n1이 1.5 정도의 광 경화성 수지를 이용하므로 제1피트 깊이 d1의 범위는, 즉,
67nm＜d1≤89nm (2)
의 관계식 (2)를 만족하는 범위로 된다.
제2기판(103)에는, 제1기판(101)과는 반대 측인 커버층(105) 측의 면에 볼록 형상 피트가 형성되어 있다. 제2기판(103)에는, 제1기판(101)과 마찬가지로 트랙 피치가 0.32㎛ 정도, 깊이가 70nm 정도의 레이저 광의 조사 측에서 보아서 볼록 형상 피트로서 이루어지는 기록 신호가 형성되어 있다. 제2기판의 피트는, 제1기판의 피트와 역방향을 향하고 있으며, 이 피트에 의해 신호가 기록되어 있다. 이 제2기판(103)은, 레이저 광을 거의 투과시키는 재료로서 이루어진다. 제2기판(103) 위에는, 제1반사층(102)과 마찬가지로 Ag로서 이루어지는 제2반사층(104)이 스퍼터링법 에 의해 두께 20nm 정도로 형성되어 있으며, 파장 400nm의 레이저 광에 대하여 반사율이 20% 정도가 되도록 설정되어 있다. 제2반사층(104)에는, 제2기판(103)의 볼록 형상 피트 위에 그 요철을 반영해서 볼록 형상 피트와 거의 같은 모양의 볼록 형상 피트로서 이루어지는 제2신호면(108)이 형성된다. 제2반사층(104)을 얇게 함으로써, 레이저 광의 일부를 반사하고, 일부를 투과시킬 수 있다. 제2반사층(104)을 투과한 레이저 광은, 제1반사층(102) 위의 제1신호면(106)에서 반사되어, 다시 제2반사층(104)을 투과한 후에 재생 헤드에 되돌아온다. 그래서, 제2반사층(104)의 두께를 20nm로 함으로써, 제1반사층(102) 위에 형성된 제1신호면(106)에서 반사되어, 재생 헤드에 되돌아온 레이저 광 강도와, 제2반사층(104) 위에 형성된 제2신호면(108)에서 반사되어, 재생 헤드에 되돌아온 레이저 광 강도를 같게 할 수 있다. 커버층(105)은, 두께가 0.1mm 정도로 레이저 광을 거의 투과하는 재료로서 이루어진다.
제2피트 깊이 d2는, 광 경화성 수지 재료의 연신(延伸)에 의한 신호 피트의 전사성이 폴리카보네이트의 사출 압축 성형의 신호 피트의 전사성과 비교해서 나쁜 것과, 재생 시의 신호 특성 및 푸시풀 트래킹 에러 신호를 고려해서, 재생 레이저 광의 파장을 λ, 제2반사층(104) 위에 형성되는 커버층(105)의 재료의 굴절률을 n2라고 하면,
λ/(5×n2)≤d2＜λ/(4×n2) (3)
의 관계식 (3)을 만족하도록 설정하고 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제2반사층(104) 위에 형성되어 있는 커버층(105)의 재료로서 굴절률 n2가 1.5 정도의 광 경화성 수지 혹은 감압성 접착제를 이용한다. 그래서, 제2피트 깊이 d2는, 즉
53nm≤d2＜67nm (4)
의 관계식 (4)를 만족하는 범위로 된다.
제2반사층(104)의 위에는 두께가 0.08mm 정도의 커버층(105)이 형성되어 있다. 커버층(105)은, 두께가 70㎛ 정도의 폴리카보네이트 수지제의 시트를 10㎛ 정도의 광 경화성 수지 혹은 감압성 접착제에 의해 붙여 맞추어서 형성되어 있다. 상기 구성의 광 디스크는 커버층(105)을 통과해서 재생된다.
또한, 상기 설명의 디스크 구성에서는 반사층으로서 Ag의 반사층 재료를 이용해서 설명했지만 이것에 한정되지 않고, Al이나 Ag 합금을 이용해도 좋다. 또한, 커버층(105)으로서 폴리카보네이트 수지제의 시트를 광 경화성 수지에 의해 붙여 맞추거나, 감압성 접착제로 붙여 맞추거나 한 구성을 이용했을 경우에 대해서 설명했지만 이것에 한정되지 않고, 광 경화성 수지만으로 커버층(105)을 구성해도 좋다.
도 3 내지 도 6은, 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 디스크의 제조 방법의 각각의 공정을 나타내는 단면도이다. 이 광 디스크의 제조 방법에 대해서 설명한다.
(a) 우선, 폴리카보네이트 재료를 이용한 사출 압축 성형에 의해, 한쪽 면에 오목 형상 피트를 갖는 두께 대략 1.1mm의 원판 형상의 제1기판(301)을 형성한다.
(b) 제1기판(301)의 오목 형상 피트의 요철 위에 그 요철을 반영하는 제1반사층(102)의 막(膜)을 형성한다. 이것에 의해, 제1반사층(102)에, 요철의 차인 제1피트 깊이 d1이 67nm 내지 89nm의 오목 형상 피트로서 이루어지는 제1신호면이 형성된다.
(c) 제1기판(301)을 회전 테이블(302) 위에 흡착 고정한다. 회전 테이블(302)의 회전축에 대하여 편심량(偏心量)이 작아지도록 센터링 치구(centering jig)(303)가 회전 테이블(302)의 거의 중앙에 설치되어 있다. 제1기판(301)은, 센터링 치구(303)에 의해 센터링되어, 회전 테이블(302)의 상면에 복수 개 설치된 작은 진공 구멍에 의해 흡착 고정된다(도 3(a)).
(d) 흡착된 제1기판(301) 위에, 자외선 경화 수지(304)를 디스펜서(dispenser)에 의해 원하는 반경 위에 대략 동심원 형상으로 도포한다(도 3(b)). 이 자외선 경화 수지에 의해 제1반사층(102)의 요철을 메운다. 또한, 여기서는 자외선 수지를 이용했지만 이것에 한정되지 않고, 가시 광 영역의 광 조사에 의해 경화하는 광 경화성 수지를 이용해도 좋다.
(e) 또한, 제1기판(301)의 위에 도포한 자외선 경화 수지(304)의 위에, 한쪽 면에 오목 형상 피트의 전사용 정보면을 갖는 전사 스탬퍼(305)를 그 전사용 정보면이 대향하도록 포갠다(도 3(c)).
(f) 제1기판(301)과 전사 스탬퍼(305)를 일체화시킨 상태에서 회전 테이블 (302)을 스핀 회전시킴으로써 자외선 경화 수지(304)를 연신시킨다. 동시에 전사 스탬퍼(305)의 전사용 정보면의 신호 피트의 요철 형상을 자외선 경화 수지(304)에 전사하고, 그 요철과 반대인 볼록 형상 피트를 형성한다. 이때, 전사 스탬퍼(305)의 전사용 정보면에 형성된 오목 형상 피트의 깊이는 53nm로부터 67nm의 사이가 되도록 형성된다. 또한, 자외선 경화 수지와의 박리를 양호하게 하기 위해서, 전사 스탬퍼(305)는, 제1기판(301)과 동등한 폴리카보네이트 재료를 사출 압축 성형해서 제작되어 있다. 자외선 경화 수지(304)의 점도로서는 약 150Pa·s, 전사 스탬퍼(305)로서 지름 120mm, 두께 0.6mm, 중심에 지름 30mm의 중심 구멍을 갖는 원판을 사용하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 전사 스탬퍼에 폴리카보네이트 재료를 이용했을 경우에 대해서 설명하고 있지만, 폴리올레핀계 수지나 아크릴계 수지 등의 자외선 경화 수지와 박리성이 양호한 수지 재료를 이용해도 좋다. 또한, 자외선 경화 수지(304)로서 1종류의 수지를 이용했을 경우에 대해서 설명하고 있지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1반사층(102)과 밀착성이 좋은 수지 A와, 전사 스탬퍼(305)와의 박리성이 좋은 수지 B와, 수지 A 및 수지 B와 밀착성이 좋은 수지 C를 조합시켜서 구성함으로써, 디스크의 강성을 강화할 수 있고, 또한, 광 디스크의 생산성을 개선할 수 있다. 또한, 자외선 경화 수지를 스핀 회전에 의해 연신함으로써, 디스크 면 내의 전사성이나 자외선 경화 수지의 두께를 균일화할 수 있다.
(g) 자외선 조사기(照射機)(306)에 의해 제1기판(301)과 전사 스탬퍼(305) 사이의 자외선 경화 수지(304)에 자외선을 조사해서, 자외선 경화 수지(304)를 경화시킨다(도 4(a)).
(h) 전사 스탬퍼(305)를 경화한 자외선 경화 수지(304)로부터 박리해서(도 4(b)), 경화한 자외선 경화 수지(304)의 위에 전사 스탬퍼(305)의 전사용 정보면의 요철 깊이를 전사한 볼록 형상 피트(307)를 형성한다.
(i) 볼록 형상 피트(307)를 형성한 후, 볼록 형상 피트(307) 위에는, 종래 와 마찬가지의 방법을 이용해서, 제2반사층(104)으로서 Ag 등의 반사층을 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성한다(도 4(c)). 이것에 의해, 제2반사층(104)에 볼록 형상 피트(307)의 요철을 반영한 볼록 형상 피트로서 이루어지는 제2신호면이 형성된다.
(j) 두께 70㎛ 정도의 원판으로 이루어지는 박형(薄型) 기판(308)을 회전 테이블(302) 위에 흡착 고정한다(도 5(a)). 이 박형 기판(308)은, 기록 재생하는 레이저 광에 대하여 거의 투명, 즉 광이 거의 투과한다.
(k) 박형 기판(308)의 위에 자외선 경화 수지(309)를 도포하고(도 5(b)), 디스펜서에 의해 원하는 반경 위에 대략 동심원 형상으로 도포한다.
(l) 자외선 경화 수지(309)를 도포한 박형 기판(308)의 위에, 도 4(c)에서 얻은 적층체(積層體)인 제2반사층(104)의 면을 서로 대향시켜서 포갠다(도 5(c)).
(m) 자외선 조사기(306)에 의해 제2기판(301)과 박형 기판(308) 사이의 자외선 경화 수지(309)에 자외선을 조사해서, 자외선 경화 수지(309)를 경화시켜(도 6(a)), 전체를 일체의 적층체, 즉 다층형의 광 디스크(100)가 제작된다. 또한, 경화한 자외선 경화 수지(투명층)(309)는, 기록 재생 광에 대하여 거의 투명하다. 이 박형 기판(308)과 경화한 자외선 경화 수지(309)는, 이 광 디스크(100)의 커버층이다.
또한, 여기서는 박형 기판(308)의 위에 자외선 경화 수지를 도포하고, 그 위에 제2반사층을 대향시켜서 포갰지만, 반대로, 제2반사층(104)의 위에 자외선 경화 수지(309)를 도포하고, 그 위에 박형 기판(308)을 포개도 좋다. 또한, 자외선 경화 수지(309)를 도포한 후에 스핀 회전시킴으로써 자외선 경화 수지(309)에 혼입하는 기포(氣泡)의 제거나 두께 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 의해 제작된 광 디스크(100)는, 커버층(105)의 측으로부터 재생 헤드의 레이저 광을 입사했을 경우, 제1기판(101)의 제1신호면은 오목 형상의 신호 피트가 되고, 제2기판(103)의 제2신호면은 볼록 형상의 신호 피트가 된다. 이것에 의해, 푸시풀 트래킹 방식에 의해 각각의 신호 피트에 트래킹 제어를 실행할 경우, 신호 피트의 깊이가 제1신호면과 제2신호면에서 동일할 경우는 트래킹 극성을 다른 극성으로 변경할 필요가 있다. 그러나, 디스크를 재생하는 플레이어는 디스크 정보를 탐색하는 시간이나 회로 구성의 간이화를 도모하기 위해서도 트래킹 극성의 변경 동작을 회피할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1이 아래의 식 (5)를 만족하도록 설정한다.
λ/(4n1)＜d1≤λ/(3n1) (5)
또한, 제2기판의 제2피트 깊이 d2를 아래의 식 (6)을 만족하도록 설정한다.
λ/(5n2)≤d2＜λ/(4n2) (6)
상기한 바와 같이 제1반사층의 제1피트 깊이 d1과, 제2반사층의 제2피트 깊 이 d2에 굴절률 n1, n2를 곱한 2n1d1과 2n2d2에 대해서, λ/2를 끼워서 아래의 식에 나타낸 바와 같이 대소 관계를 갖도록 차를 갖게 하고 있다.
2n2d2＜λ/2＜2n1d1 (7)
상기 관계식을 변형하면,
4n2d2＜λ＜4n1d1 (8)
의 관계식이 얻어진다.
또한, 경계가 되는 깊이 λ/(4n1), λ/(4n2)는, 각각 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성이 바뀌는 깊이, 즉 푸시풀 트래킹 에러 신호가 대략 제로(zero)가 되는 깊이이다. 그래서, 피트 깊이 d1, d2로서는, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 충분한 크기의 진폭을 얻을 수 없는 깊이 λ/(4n1), λ/(4n2)를 각각 제외하고 있다. 또한, 상기 깊이(λ/(4n1), λ/(4n2))를 경계로 해서 극성이 바뀌므로, 깊이 λ/(4n1)와, λ/(4n2)를 끼워서 각각의 피트 깊이에 차를 갖게 함으로써, 플레이어(player)가 제1신호면과 제2신호면을 서로 바꾸어서 재생했을 경우에도 재생계에 있어서의 트래킹 극성을 변경할 필요가 없다. 한편, 피트 깊이 d1이 λ/(5n1)∼λ/(3n1)의 범위 내, 및, 피트 깊이 d2가 λ/(5n2)∼λ/(3n2)의 범위 내에서, 각각 위상차 트래킹을 충분히 실행할 수 있다. 이것에 의해, 이 광 디스크를 푸시풀 트래킹 방식과 위상차 트래킹 방식의 양(兩) 트래킹 방식으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1기판(101)은 사출 압축 성형에 의해 구성되어 있다. 기판의 사출 압축 성형에서는, 피트 깊이가 얕게 될수록 기판의 스탬퍼로부터의 형 분리가 양호한 것이 알려져 있다. 그래서, 제1피트 깊이 d1의 범위의 상한으로서, 깊어도 사출 압축 성형에 의해 안정되게 신호 전사 및 형 분리시킬 수 있는 깊이 이하인 것이 필요하다. 또한, 하한으로서는, 얕아도 재생 신호의 S/N을 손상하지 않기 위해서 재생 신호 품질을 나타내는 재생 신호 지터가 6.5% 이하가 되는 깊이 이상인 것이 필요하다. 또한, 제1기판(101)은, 종래의 피트 깊이(λ/(4n))보다도 얕고, 또는, 깊게 함으로써, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 진폭을 0.08 이상 확보할 수 있다. 이것에 의해, 푸시풀 트래킹 방식에서의 트래킹 제어를 실행할 수 있다.
또한, 상기 제2기판(103)은, 자외선 경화 수지 혹은 광 경화성 수지에 의해 구성되어 있으며, 전사 스탬퍼 상의 피트 깊이가 깊어지면 자외선 경화 수지 혹은 광 경화성 수지의 점성과의 균형으로부터 제2기판에의 전사가 어렵게 된다. 특히 피트가 작아질수록 전사성은 악화한다.
도 7은, 피트의 깊이에 대한 재생 신호의 지터와 푸시풀 트래킹 에러 신호의 진폭과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7의 가로 축은, 피트 깊이를 보통과는 반대로 오른쪽으로부터 왼쪽으로 크게 되도록 나타내고 있다. 이것은, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 굴절률 n과, 정수 m과를 이용한 λ/(m×n)와의 관계를 나타내기 위해서이다.
도 8은, 피트 깊이와, 재생 신호와 푸시풀 트래킹 에러 신호와의 일반적인 관계를 나타내는 도면이다. 도 8에서, 재생 신호는, 피트 깊이 λ/(4n)을 피크로 해서, 더욱 깊어짐에 따라 대칭적으로 재생 신호의 크기는 감소하고, 2λ/(4n)에서 다시 0이 된다. 한편, 푸시풀 트래킹 에러 신호는, 피트 깊이 λ/(8n)에서 피크를 취하고, λ/(4n)에서 0이 된다. 더욱 피트 깊이가 증가하면, 신호의 크기는 다시 증가하지만, 극성이 반대로 된다. 도 8로부터, 푸시풀 트래킹 제어를 위해서는, 피트 깊이로서, 푸시풀 트래킹 에러 신호가 0이 되는 피트 깊이 λ/(4n)을 제외할 필요가 있다. 그 한편, 재생 신호의 크기는 피트 깊이 λ/(4n)에서 최대가 되므로, 피트 깊이 λ/(4n)을 끼운 범위가 바람직한 것을 안다.
또한, 도 7로부터, 재생 신호의 지터가 6.5% 이하를 만족하기 위해서는 피트 깊이로서, λ/(5n) 이상 필요한 것이 시사되어 있다. 또한, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 진폭이 0.08 이상을 만족하기 위해서는 피트 깊이는, λ/(4n) 정도의 깊이를 제외하고, λ/(4n)보다 깊을지, 또는 λ/(4n)보다 얕지 않으면 안 되는 것이 시사되어 있다. 푸시풀 트래킹 에러 신호의 트래킹 극성이 바뀌는 피트 깊이인 λ/(4n)에 대하여, 제1기판(101) 위의 제1피트 깊이 d1과 제2기판(103)의 제2피트 깊이 d2와의 재생 가능 마진(margin)을 고려하면, 제1기판(101) 위의 제1피트 깊이 d1은,
λ/(4n)＜d1
의 관계식을 만족할 필요가 있다.
단, 피트 깊이가 깊어질 경우는, 피트의 전사성이 곤란하게 되고, 양호한 형상의 피트 형성이 곤란하게 되는 것이 예측되기 때문에, 피트는 깊더라도 λ/(3n) 이하인 것이 바람직하다. 즉,
λ/(4n)＜d1≤λ/(3n)
의 관계식을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7로부터 제1기판(101) 위의 제1피트 깊이 d1은,
83nm≤d1≤89nm
의 관계식을 만족하도록 설정하는 것이 안정된 크기의 푸시풀 에러 신호를 얻을 수 있다고 생각된다.
또한, 제2기판(103)의 제2피트 깊이 d2는,
λ/(5n)≤d2＜λ/(4n)
의 관계식을 만족할 필요가 있다.
또한, 도 7로부터, 제2기판(103)의 제2피트 깊이 d2는,
53nm≤d2≤63nm
의 관계식을 만족하도록 설정하는 것이 안정된 크기의 푸시풀 에러 신호를 얻을 수 있다고 생각된다.
또한, 위상차 트래킹 방식에서는 피트 깊이 d가,
λ/(5n)≤d≤λ/(3n)
의 범위에서 문제없이 제어할 수 있다.
도 7로부터, 제1피트 깊이 d1은,
83nm＜d1≤89nm
의 관계식을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 예에서는 제2기판(103)의 굴절률 n1과 커버층(105)의 굴절률 n2를 편의적으로 동일한 굴절률 n으로서 취급하고 있다.
본 실시형태에 관련하는 광 디스크를 재생하면, 신호 품질을 나타내는 재생 신호의 지터 및 푸시풀 트래킹 에러 신호의 진폭이 함께 양호했다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 제1피트 깊이 d1 또는 제2피트 깊이 d2를 각각 λ/(4n)에 근접시킴으로써, 재생 RF 진폭의 S/N을 한없이 크게 할 수 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있고, 위상차 트래킹과 푸시풀 트래킹 방식의 양 트래킹 방식으로 트래킹 제어를 할 수 있다. 그래서, 플레이어의 트래킹 방식을 한정하지 않고, 양호한 재생 신호 품질을 얻을 수 있다.
또한, 오목 형상의 제1피트의 깊이 d1과 볼록 형상의 제2피트의 깊이 d2를 깊이 λ/(4n)을 끼워서 대소 관계를 갖게 함으로써, 푸시풀 트래킹의 극성을 동일하게 할 수 있다. 그래서, 푸시풀 트래킹 방식을 채용하는 플레이어에 있어서, 재생하는 신호면을 바꾸어도 트래킹 극성을 전환할 필요가 없고, 탐색 시간의 단축 및 플레이어의 회로 구성의 간이화를 도모할 수 있다.
또한, 복수의 신호면을 구성하는 피트의 단면 형상에 따라서 각각의 피트 깊이를 제어함으로써 각각의 신호면에서의 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하 게 할 수 있다. 예를 들면, 2개의 신호면을 구성하는 피트의 단면 형상이 서로 상이한 경우에는, 각각의 피트 깊이 d1 및 d2를 λ/(4n1) 또는 λ/(4n2)를 끼워서 설정함으로써, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다. 한편, 피트의 단면 형상이 동일할 경우에는, 각각의 피트 깊이 d1 및 d2를 λ/(4n1) 또는 λ/(4n2)에 대하여 함께 크던가, 또는, 함께 작게, 같은 측에 설정함으로써, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다.
또한, 피트 깊이를 d1＞λ/(4n)에 형성할 필요가 있는 제1기판의 제1신호면은, 볼록형 피트 형상의 스탬퍼를 이용해서 수지의 사출 압축 성형에 의해 깊게 오목 형상의 피트를 형성하는 것이 가능하다. 한편, 피트 깊이가 d2＜λ/(4n)에서 충분한 제2기판의 제2신호면은, 오목 형상의 피트가 형성된 전사 스탬퍼로부터 자외선 경화 수지 혹은 광 경화성 수지를 이용해서 전사함으로써 볼록 형상의 신호 피트를 형성할 수 있다. 그래서, 제1기판으로부터 각층을 순서대로 적층해 가는 공정을 이용해서 신호 특성이 양호한 다층 광 디스크를 제작할 수 있다.
또한, 이 제1실시형태에서는, 제1반사층의 제1피트 깊이 d1이 제2반사층의 제2피트 깊이 d2보다 깊을 경우(d2＜d1)에 대해서 설명하고 있지만, 이것은 일례(一例)이다. 본 발명에 관련하는 광 기록 매체는, 반대로, 제2반사층의 제2피트 깊이 d2가 제1반사층의 제1피트 깊이 d1보다 깊을 경우(d1＜d2)이어도 좋다. 이 경우에는, 상기의 관계식에 있어서, d1과 d2를 교체한 관계식으로 하면 좋다.
또한, 이 광 디스크(100)는, 도 1의 단면도에 나타낸 바와 같이, 제1기판(101) 위의 제1피트와 제2기판(103) 위의 제2피트와의 볼록부와 오목부가 서로 대응해서 배치되어 있는 예가 나타나 있지만, 이것은 본 발명에 관련하는 광 기록 매체의 일례에 지나지 않는다. 본 발명에 관련하는 기록 매체는, 상기 구성에 한정되지 않는다. 도 9는, 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 광 디스크(100a)의 별도 예의 단면도이다. 이 광 디스크(100a)에서는, 단면도에 나타낸 바와 같이, 제1기판(101) 위의 제1피트의 요철과 제2기판(103) 위의 제2피트의 요철은, 서로 어긋나서 배치되어 있다. 이렇게 각층의 피트의 요철은, 각각 대응해서 배치되어 있어도, 또는, 서로 어긋나서 배치되어 있어도 좋다.
(제2실시형태)
도 10은, 제2실시형태에 관련하는 광 디스크(100b)의 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 이 광 기록 매체(100b)는, 제1실시형태에 관련하는 광 디스크와 비교하면, 신호를 기록하는 신호면이 1층뿐인 점에서 상위(相違)하다. 이 광 디스크(100b)는, 한쪽 면에 볼록 형상의 피트를 갖는 기판(101)과, 제1기판(101)의 볼록 형상 피트 위에 그 요철을 반영한 반사층(102)과, 반사층(102)의 위에 형성된 커버층(105)을 구비한다. 이 반사층(102)에는, 볼록 형상의 피트로서 이루어지는 신호면(106)이 형성되어 있다.
이 광 디스크(100b)는, 반사층(102)의 요철의 차인 피트 깊이 d와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 커버층(105)의 굴절률 n은, λ/(5n)≤d≤λ/(3n), 또한, d≠λ/(4n)의 관계식을 만족한다. 이 광 디스크(100b)에서는, 피트 깊이 d를 재생 신호가 충분히 얻어지는 범위 λ/(5n)≤d≤λ/(3n)로 하고 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 충분한 크기의 진폭을 얻을 수 없는 깊이 λ/(4n)을 제외하고 있다. 이것에 의해, 충분한 재생 신호를 얻을 수 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 제어에서의 트래킹 제어를 할 수 있다.
(제3실시형태)
도 11은, 제3실시형태에 관련하는 광 디스크(100c)의 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 이 광 디스크(100c)는, 제1실시형태에 관련하는 광 디스크와 비교하면, 신호를 기록하는 신호면이 3층인 점에서 상위하다. 이 광 디스크(100c)는, 제1기판(101), 제1반사층(102), 제2기판(103), 제2반사층(104), 제3기판(111), 제3반사층(112), 커버층(105)이 순서대로 형성되어 있다. 제1기판(101)은, 한쪽 면에 오목 형상의 제1피트를 갖는다. 제1반사층(102)은, 제1기판(101)의 오목 형상의 제1피트 위에 그 요철을 반영해서 형성되어 있다. 이 제1반사층(102)은, 오목 형상의 피트로서 이루어지는 제1신호면(106)을 갖는다. 제2기판(103)은, 제1반사층(102)의 위에 형성되어, 제1반사층(102)과 반대 측 면에 볼록 형상의 제2피트를 갖는다. 제2반사층(104)은, 제2기판(103)의 볼록 형상의 제2피트 위에 그 요철을 반영해서 형성된다. 이 제2반사층(104)은, 볼록 형상의 피트로서 이루어지는 제2신호면(108)을 갖는다. 제3기판(111)은, 제2반사층(104)의 위에 형성되어, 제2반사층(104)과 반대 측 면에 볼록 형상의 제3피트를 갖는다. 제3반사층(112)은, 제3기판(111)의 볼록 형상의 제3피트 위에 그 요철을 반영해서 형성된다. 이 제3반사층(112)은, 볼록 형상의 피트로서 이루어지는 제3신호면(110)을 갖는다. 커버층(105)은, 제3반사층 위 에 형성된다. 이 광 디스크(100c)는, 제1실시형태에 관련하는 광 디스크에 대하여, 구체적으로는, 제2반사층(104)과 커버층(105)과의 사이에, 제3피트를 갖는 제3기판(111)과 제3반사층(112)을 추가로 설치하고 있다.
이 광 디스크(100c)에서는, 제1실시형태에 관련하는 광 디스크와 마찬가지로, 제1반사층(102)의 오목 형상의 제1피트의 깊이 d1은,
λ/(4n1)＜d1≤λ/(3n1)
의 관계식을 만족한다. 또한, 제2반사층(104)의 볼록 형상의 제2피트의 깊이 d2는,
λ/(5n2)≤d2＜λ/(4n2)
의 관계식을 만족한다.
이것에 의해 오목 형상의 제1피트로서 이루어지는 제1신호면과 볼록 형상의 제2피트로서 이루어지는 제2신호면은, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다. 그래서, 각각의 신호면의 트래킹 제어를 계속해서 실행할 경우에도 극성을 반전시킬 필요가 없다.
또한, 이 광 디스크(100c)에서는, 제3반사층(112)의 요철의 차인 제3피트 깊이 d3과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 커버층(105)의 굴절률 n3은,
λ/(5n3)≤d3≤λ/(3n3), 또한, d3≠λ/(4n3)
의 관계식을 만족한다. 이것에 의해, 제3피트 깊이 d3을 재생 신호가 충분히 얻어지는 범위(λ/(5n3)≤d3≤λ/(3n3))로 하고 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 충분한 크기의 진폭을 얻을 수 없는 깊이 λ/(4n3)을 제외하고 있다. 이것에 의해, 제3반사층(112)의 제3피트로서 이루어지는 제3신호면에 대해서 충분한 재생 신호를 얻을 수 있는 동시에, 푸시풀 트래킹 방식에서의 트래킹 제어를 할 수 있다.
또한, 광 디스크(100c)의 레이저 광 입사 측에서 보아서, 제1피트를 오목 형상 피트, 제2피트를 볼록 형상 피트, 제3피트를 볼록 형상 피트로 할 경우, 상술한 조건,
λ/(4n1)＜d1≤λ/(3n1)
λ/(5n2)≤d2＜λ/(4n2)
에 추가해서, 또한,
λ/(5n3)≤d3＜λ/(4n3)
를 만족하도록 한다. 이것에 의해, 오목 형상의 제1피트로서 이루어지는 제1신호면, 볼록 형상의 제2피트로서 이루어지는 제2신호면, 볼록 형상의 제3피트로서 이루어지는 제3신호면의 어느 신호면을 푸시풀 트래킹 제어할 경우에도, 그 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다.
또한, 추가로 4층 이상의 신호면을 형성할 경우에도, 신호면을 구성하는 피트의 단면 형상에 따라서 피트 깊이를 제어함으로써, 각각의 신호면에 대해서 푸시 풀 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다.
(제4실시형태)
본 발명의 제4실시형태에 관련하는 광 디스크에 대해서 도 12를 이용해서 설명한다. 도 12는, 이 광 디스크의 정보 배치도이다. 예를 들면, 이 광 디스크에서는, 디스크의 주 기록 데이터의 길이 및 디스크를 제어하는 데이터가 포함되어 있는 디스크 정보부(501)와, 주 데이터가 기록되어 있는 주 데이터부(502)와, 디스크의 주 데이터부 종료 후에 기록되어 있는 디스크 외주 단부를 나타내는 리드 아웃부(503)로서 구성되어 있다. 디스크 정보부(501)는, 디스크를 재생할 때에 주 데이터부를 판독하기 전에 처음으로 재생되는 정보부이다. 디스크 정보부(501)에는 미리 사행(蛇行)의 피트 열이 형성되어 있으며, 피트 열에 트래킹 제어를 실행하기 전에 그 피트의 사행의 주파수를 판독함으로써 그 디스크의 각각의 신호층의 푸시풀 트래킹 극성을 판독할 수 있다.
이 사행 피트의 형성 방법은, 이하와 같은 공정으로 실행할 수 있다.
(a) 예를 들면, 포토레지스트(photoresist)가 도포된 Si 웨이퍼 등의 기초 부재를 회전시키면서 전자선(電子線)을 조사하는 프로세스를 이용한다. 이 프로세스는, 기초 부재 상에서 초점을 맺는 전자선의 포인팅(pointing)을 기체 부재의 회전 방향에 대하여 수직 방향으로 편향 장치를 이용해서 흔듦으로써 실현할 수 있다.
(b) 전자선이 조사된 포토레지스트부는, 현상(現像) 프로세스를 경유하고, 그 후 제거되어, Si 웨이퍼의 표면이 노출된다.
(c) Si 웨이퍼 위에, 도전 막의 Ni 스퍼터링을 실행한 후, Ni 도금을 시행함으로써, 사행 신호 피트가 볼록 형상으로 형성된 금형(스탬퍼)이 제작된다.
(d) 이어서, 스탬퍼를 사출 압축 성형기의 금형으로서 설치하고, 폴리카보네이트 등의 수지 재료를 이용해서 사출 성형함으로써, 사행 신호 피트가 오목 형상으로 형성된 기판을 제작할 수 있다.
또한, 이것 이후의 광 디스크의 제조 방법에 대해서는 제1실시형태에서 설명하고 있으므로 그 설명을 생략한다.
또한, 본 발명은 여러 가지 실시형태에 나타내는 이하의 구성을 취할 수 있다.
제1의 구성에 의하면, 본 발명에 관련하는 광 기록 매체는, 한쪽 면에 오목 형상의 제1피트를 갖는 제1기판과,
상기 제1기판의 상기 제1피트를 갖는 면 위에, 상기 제1피트의 요철을 반영해서 형성된 제1반사층과,
상기 제1반사층 위에 형성되어, 상기 제1반사층과 반대 측 면에 볼록 형상의 제2피트를 갖는 제2기판과,
상기 제2기판의 제2피트를 갖는 면 위에, 상기 제2피트의 요철을 반영해서 형성된 제2반사층과,
상기 제2반사층 위에 형성된 커버층을 구비하고,
상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서, 4n1d1＜λ＜4n2d2, 또는 4n2d2＜λ＜4n1d1의 어느 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 각각 푸시풀 트래킹 방식으로 트래킹 제어했을 경우에, 푸시풀 트래킹 에러 신호의 극성이 역전하는 λ/(4n)을 끼워서 대소 관계를 갖도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 제1반사층과 제2반사층의 각각의 신호면을 푸시풀 트래킹 방식으로 트래킹 제어할 때의 트래킹 에러 신호의 극성을 동일하게 할 수 있다. 그래서, 재생하는 신호면을 바꾸었을 경우에도 트래킹 에러 신호의 극성을 전환할 필요가 없다. 또한, 푸시풀 트래킹 에러 신호를 얻을 수 있고, 위상차 트래킹 제어 방식과 푸시풀 트래킹 제어 방식의 양 방식 어느 것으로도 트래킹 제어할 수 있다.
제2의 구성에 의하면, 상기 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2피트 깊이 d2는, d1＜d2의 관계식을 만족한다. 이것에 의해, 제1기판을 피트 깊이가 깊어지는 전사성이 좋은 사출 성형 방식을 이용해서 형성하고, 한편, 제2기판을 피트 깊이가 얕아지기 쉬운 전사용 기판에서의 전사에 의해 형성할 수 있다.
제3의 구성에 의하면, 상기 제1피트 깊이 d1이
λ/(4n1)＜d1≤λ/(3n1)
의 관계식을 만족하는 동시에, 상기 제2피트 깊이 d2가
λ/(5n2)≤d2＜λ/(4n2)
의 관계식을 만족한다.
상기의 구성에 의하면, 어느 쪽의 피트 깊이 d1, d2도 λ/(5n)로부터 λ/(3n)의 사이에 있으므로, 각각의 신호면에서 충분한 크기의 재생 신호를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시형태에 의해 상세히 설명되어 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 기술적 범위 내에 있어서 많은 바람직한 변형 예 및 수정 예가 가능한 것은 당업자에 있어서 자명한 것일 것이다.

Claims (15)

  1. 한쪽 면에 피트(pit)를 갖는 기판과,
    상기 기판의 상기 피트를 갖는 면 위에, 상기 피트의 요철(凹凸)을 반영(反映)해서 형성된 반사층과,
    상기 반사층 위에 형성된 커버층을 구비하고,
    상기 반사층의 요철의 차(差)인 피트 깊이 d와, 신호 재생용의 레이저 광(光)의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n은, λ/(5n)≤d≤λ/(3n), 또한, d≠λ/(4n)의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  2. 한쪽 면에 제1피트를 갖는 제1기판과,
    상기 제1기판의 상기 제1피트를 갖는 면 위에, 상기 제1피트의 요철을 반영해서 형성된 제1반사층과,
    상기 제1반사층 위에 형성되어, 상기 제1반사층과 반대 측 면에 제2피트를 갖는 제2기판과,
    상기 제2기판의 상기 제2피트를 갖는 면 위에, 상기 제2피트의 요철을 반영해서 형성된 제2반사층과,
    상기 제2반사층 위에 형성된 커버층을 구비하고,
    상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 제2기판의 굴절률 n1은,
    λ/(5n1)≤d1≤λ/(3n1), 또한, d1≠λ/(4n1)
    의 관계식을 만족하는 동시에,
    상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n2는,
    λ/(5n2)≤d2≤λ/(3n2), 또한, d2≠λ/(4n2)
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1기판의 제1피트와 상기 제2기판의 제2피트는, 오목 형상 피트와 볼록 형상 피트와의 조합, 또는, 볼록 형상 피트와 오목 형상 피트와의 조합인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
    4n1d1＜λ＜4n2d2
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
    4n2d2＜λ＜4n1d1
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2피트 깊이 d2는, d2＜d1의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1기판의 제1피트와 상기 제2기판의 제2피트는, 함께 오목 형상 피트의 조합, 또는, 함께 볼록 형상 피트의 조합인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
    λ＜4n1d1, 또한, λ＜4n2d2
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2는, 상기 제2기판의 굴절률 n1과, 상기 커버층의 굴절률 n2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ에 대해서,
    4n1d1＜λ, 또한, 4n2d2＜λ
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  10. 제2항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2기판은, 자외선 경화 수지 혹은 광 경화성 수지에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  11. 제2항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1반사층의 제1피트, 또는, 상기 제2반사층의 제2피트 중 적어도 한쪽에 트래킹 극성(極性)의 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 트래킹 극성의 정보는, 사행(蛇行) 피트 열(列)에 의 해 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 사행 피트 열의 사행은, 주파수 변조에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  14. 제2항에 있어서, 상기 커버층에 대신해서, 상기 제2반사층 위에 형성되어, 상기 제2반사층과 반대 측 면에 제3피트를 갖고, 굴절률 n2를 갖는 제3기판과,
    상기 제3기판의 제3피트를 갖는 면 위에, 상기 제3피트의 요철을 반영해서 형성된 제3반사층과,
    상기 제3반사층 위에 형성된 커버층을 추가로 구비하고,
    상기 제3반사층의 요철의 차인 제3피트 깊이 d3과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n3은,
    λ/(5n3)≤d3≤λ/(3n3), 또한, d3≠λ/(4n3)
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
  15. 한쪽 면에 제1피트를 갖는 제1기판을 형성하는 공정과,
    상기 제1기판의 제1피트 위에, 상기 제1피트의 요철을 반영시킨 제1반사층을 형성하는 공정과,
    상기 제1반사층 위에 광 경화성 수지를 적층(積層)하는 공정과,
    상기 광 경화성 수지 위에, 한쪽 면에 전사(轉寫) 피트 면을 갖는 전사용 기판을 중첩하는 공정과,
    상기 전사용 기판의 측으로부터 상기 광 경화성 수지를 향해서 광을 조사(照射)하여, 상기 광 경화성 수지를 경화시켜서, 상기 광 경화성 수지의 표면에 상기 전사용 기판의 전사 피트 면을 전사한 제2피트를 형성하는 공정과,
    상기 제2피트의 요철을 반영시킨 제2반사층을 형성하는 공정과,
    상기 제2반사층 위에 커버층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제1반사층의 요철의 차인 제1피트 깊이 d1과, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 제2기판의 굴절률 n1은,
    λ/(5n1)≤d1≤λ/(3n1), 또한, d1≠λ/(4n1)
    의 관계식을 만족하는 동시에,
    상기 제2반사층의 요철의 차인 제2피트 깊이 d2와, 신호 재생용 레이저 광의 파장 λ와, 상기 커버층의 굴절률 n2는,
    λ/(5n2)≤d2≤λ/(3n2), 또한, d2≠λ/(4n2)
    의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
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