KR20060016771A - 광 저장매체 - Google Patents

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KR20060016771A
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optical
laser
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Application number
KR1020057021103A
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Inventor
안드레 미예리츠키이
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 저장매체는 저장층(4); 및 저장층(4)을 덮는 제1 층(5)을 구비한다. 제1 층(5)은 제1 파장(W1)을 갖는 레이저(8)를 이용해서 저장층으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공한다. 제2 층은 제1 층(5)을 덮으며, 제2 파장(W2)을 갖는 레이저를 이용해서 저장층(4)으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공한다.
광저장매체, 파장, 저장층

Description

광 저장매체{OPTICAL STORAGE MEDIUM}
본 발명은 광 저장매체에 관한 것이다.
광 기록매체는 주로 컴퓨터 및 소비자 전자제품 내의 메모리 장치로서 사용된다. 콤팩트 디스크(DC)의 출현으로 디지털 비디오 디스크(DVD) 및 블루레이(Blue-ray) 디스크(BD)와 같은 광 기록매체가 기록매체의 저장 용량을 향상시키기 위해서 개발되어 왔다. 통상적으로 디스크 내의 정보 비트(피트(pit) 혹은 마크(mark)로 표시)의 사이즈를 줄여서 데이터 용량을 증가시킨다. 이것은 대물 렌즈의 개구수(numerical aperture: NA)를 증가시키고 판독/기록 레이저 빔의 파장을 감소시킴으로써 달성된다. 작은 스폿(spot) 내에 집광된 레이저 빔은 광 기록매체에 저장된 정보를 판독하기 위해 그 매체의 데이터 층을 스캔한다. CD는 780nm의 파장을 가지며 0.45의 개구수(NA)를 갖는 렌즈에 의해 집광되는 레이저에 의해 스캔된다. DVD는 NA=0.65를 갖는 렌즈와 650~670nm의 파장을 갖는 레이저를 필요로 하며, BD는 405nm의 파장을 가지며 NA=0.85를 갖는 렌즈에 의해 집광되는 레이저로 스캔된다.
신형 광 저장 시스템의 성공은 주로 구형 시스템과의 호환성에 의존한다. 소비자들은 DVD 플레이어와 같은 신형 저장장치에서 CD와 같은 구형 기록매체를 사용할 것을 기대한다. 중요한 쟁점 중의 하나는 그 매체가 그 드라이브의 요건들과 호 환성이 있는가이다. 통상적으로 CD 레이저 스폿은 DVD의 것보다는 훨씬 크며 그것은 몇몇 데이터 트랙 및 많은 데이터 피트/마크들을 동시에 커버하기 때문에, 구형(예를 들면, CD) 드라이브로 신형 (높은 용량) 매체(예를 들면 DVD 매체 등)를 판독하는 것은 불가능하다. 그에 반해서, 신형 드라이브로 구형 매체의 싱글 데이터 트랙을 추적하는 것은 가능하다. 그러나, 신형 시스템의 레이저 파장에서 구형 매체의 광 특성(반사율 및 신호 변조 등)이 신형 시스템의 요건들에 대응하지 않는 경우가 종종 있다. 이 이유로, CD를 판독할 수 있는 DVD 드라이브는 판독을 위해 2개의 서로 다른 파장을 사용한다. 제1 파장은 780nm의 CD 파장이고, 제2 파장은 670nm의 DVD 파장이다. 이들 DVD 드라이브는 서로 다른 파장을 발생시키는 2개의 다른 레이저 다이오드와 CD로부터 DVD를 구별하는 수단을 필요로 한다. 결과적으로, DVD 드라이버는 더 비용이 많이 들고 복잡하다. 동일한 원리가 DVD를 판독할 수 있는 BD 드라이브에서 구현될 것으로 기대된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 것에 그 목적이 있다.
상기의 문제점은 독립항 제1항에 따른 광 저장매체에 의해 해결된다. 이 광 저장매체는 저장층과, 저장층을 덮는 제1 층을 갖는다. 제1 층은 제1 파장(W1)을 갖는 레이저를 이용해서 저장층으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공한다. 따라서, 데이터는 제1 파장(W1)을 갖는 레이저를 사용하여 저장층으로부터 판독될 수 있다. 레이저 빔은 저장층 상의 제1 층을 통해서 전달되며 저장층으로부터 반사된다. 정보는 통상적으로 제1 파장(W1)을 갖는 레이저를 사용하여 광 저장매체 상에 기록된다. 본 발명에서는, 광 저장매체가 제1 층을 덮는 제2 층을 더 구비한다. 제2 층은 제1 파장(W1)에서 매체의 광 특성을 저하시키는 일없이 제2 파장(W2)을 갖는 레이저를 이용해서 저장층으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공한다. 결과적으로 데이터는 2개의 서로 다른 파장(W1, W2)을 이용해서 저장매체로부터 판독될 수 있다. 저장매체는 광 특성이 관계되어 있는 한 다른 광 저장 시스템과 호환성을 갖는다.
바람직하게는 제1 파장에 대한 제1 층의 굴절율 NL1(W1)과 제1 파장에 대한 제2 층의 굴절율 NL2(W1)은 굴절율[NL1(W1)-NL2(W1)]/NL1(W1) 간의 상대적인 차가 0.1을 넘지 않도록 선택된다. 이 기준의 목적은 제1 파장을 갖는 레이저 빔이 제2 층에 의해 굴절되고 데이터가 저장 층으로부터 판독되지 않는 것을 방지하기 위함이다.
제1 층은 670nm의 제1 파장(W1)을 갖는 레이저 빔(DVD)을 이용해서 저장층으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공하고, 제2 층은 405nm의 제2 파장(W2)을 갖는 레이저 빔(BD)을 이용해서 저장층으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공한다. 이 광 저장매체는 DVD-드라이브 및 BD-드라이브에 사용될 수도 있다. 제2 층이 2-에틸렌(Ethylen)-2-시아노(cyano)-4-(3-메틸(methyl)-2-옥사졸리닐리덴(oxazolinylidene))-크로톤(crotonate)(C17H26N2O3)으로 형성되면, 가장 좋은 광 특성을 달성한다는 것을 알았다. 제2 층의 두께는 60~70nm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 DVD 저장 매체의 단면도를 나타낸다.
도 2는 670nm의 파장을 갖는 레이저 빔에 대한 제1 층(L1)의 두께의 작용으로서 도 1의 종래의 DVD의 광 콘트라스트와 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 405nm의 파장을 갖는 레이저 빔이 사용될 때 제1 층(L1)의 두께의 작용으로서 도 1의 종래의 DVD 광 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 레이저 빔의 파장의 작용으로서 제2 층(L2)으로서 바람직한 실시예에 사용된 물질 C17H26N2O3의 굴절율과 흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 670nm의 파장을 갖는 레이저 빔이 사용된 경우에 보정층(L2)의 두께의 작용으로서 바람직한 실시예에 따른 광 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 제2 층(보정층; L2)의 두께의 작용으로서 405nm의 파장을 갖는 단색 레이저 빔에 대한 바람직한 실시예에 따른 광 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 1에 나타낸 DVD 매체는 폴리카보나이트(polycarbonate)로 형성된 더미 기판(1)을 구비한다. 더미 기판은 대략 0.6mm의 두께를 갖는다. 반사층(2)은 더미 기 판(1)의 상면에 형성된다. 반사층은 은 합금으로 이루어져 있다. 반사층의 두께는 대략 120nm이다. 25nm의 두께를 갖는 유전체층(3)은 반사층의 상면에 형성되며 ZnS:SiO2로 형성된다. 유전체층은 670nm 및 405nm의 파장을 갖는 레이저 빔에 대하여 투광성(transparent)을 갖는다. 기록층(4)은 유전체층(3)의 상면에 형성된다. 기록층은 15nm의 두께를 가지며 도핑된 Sb-Te 합금으로 형성된다. 기록층의 물질은 비결정질 또는 결정성을 갖는다. 기록층의 비결정질 및 결정성 영역은 그 층에 인코딩된 정보 비트를 나타낸다. 비결정질 및 결정성 기록층의 다른 광 특성은 이 층(4)을 가로질러 주사되는 레이저 빔(8)의 반사에 의해 검출될 수 있다. 광 콘트라스트(optical contrast)는 기록층의 비결정질 및 결정성 영역으로부터 반사된 방사선과 기록층의 결정성 영역으로부터 반사된 방사선과의 차로서 정의된다. 반사율은 방사선 입력과 결정성 기록층으로부터 반사된 방사선 간의 비율(ratio)이다. 레이저 방사선(8)은 기록층(4)의 상면에 연속적으로 형성된 제1 층(5)과 기판(6)을 통과한다. 이들 층(2,3,4,5)은 기록매체의 기록 스택(7)을 형성한다. 제1 층(L1)은 ZnS:SiO2로 형성되며, 대략 85nm의 두께를 갖는다.
도 2는 제1 층(5)의 두께가 증가 혹은 감소되는 경우에, 공지된 DVD 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율이 어떻게 변화하는가를 나타낸다. 기록매체의 최대 광 콘트라스트는 85nm의 층 두께에서 도달된다. 이 시점에서, 광 콘트라스트는 0.999(혹은 99.9 %)이고, 반사율은 0.256(혹은 26.6%)이다. 반사율은 대략 60nm의 층 두께에서 최대에 도달한다. 670nm의 파장을 갖는 레이저 빔에 대한 DVD 매체의 광 콘트라스트 및 반사율은 도 2에 산정되어 있다.
도 3에서는, 공지된 DVD 기록 매체의 광 콘트라스트 및 반사율이 한번 더 도시되어 있다. 여기서는 405nm의 파장을 갖는 레이저 빔이 광 콘트라스트 및 반사율을 검출하기 위해 사용되었다. 광 콘트라스트는 대략 75nm의 층 두께에서 최대를 가지며 25nm 및 115nm의 층 두께에서 최소를 갖는다. 반사율은 40nm 및 130nm의 층 두께에서 최대를 갖는다. 광 콘트라스트는 85nm의 층 두께에서 0.223(혹은 22.3%)이다. 반사율은 동일한 층 두께에서 0.242(혹은 24.2%)이다. 광 콘트라스트는 기록층 상에 기록된 데이터를 판독하는 데는 충분하지 않다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도 1에 도시한 공지된 기록매체의 모든 층을 구비한다. 추가적으로, 제2 층(L2)은 제1 층(5)과 기판(6) 사이에 설치된다. 제2 층(L2)은 C17H26N2O3으로 형성된다. 서로 다른 파장에 대하여 이 물질의 굴절율과 흡수율은 도 4에 도시되어 있다. 이 물질의 흡수율 k는 대략 380nm의 파장에서 최대를 갖는다. 이 물질의 굴절율 n은 대략 420nm의 파장에서 최대를 갖는다. 이 물질은 670nm의 파장에 대하여 대략 1.589의 굴절율 n을 갖는다. 흡수율 k는 670nm의 파장에 대하여 0.000이다.
제2 층(L2)은 670nm의 파장에 대한 광 콘트라스트에 부정적인 영향을 미치는 일없이 405nm의 파장에 대한 기록매체의 광 콘트라스트를 상당히 향상시킨다. 이것은 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.
도 5는 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율에 미치는 제2 층(보정층)의 영향 을 나타낸다. 670nm의 DVD 파장에 대하여 그 값이 검출된다. 0.99(혹은 99%)의 광 콘트라스트는 0~150nm의 범위의 층 두께에 대해서는 영향을 받지 않는다. 0.256의 반사율도 영향을 받지 않는다.
도 6은 405nm의 파장을 갖는 레이저 빔에 대한 바람직한 실시예에 따른 기록매체의 광 콘트라스트와 반사율을 나타낸다. 보정층의 두께가 66nm으로 선택되면 이 파장에서는 광 콘트라스트가 피크를 갖는다. 반사율은 대략 95nm의 층 두께에서 최대를 갖는다. 광 콘트라스트의 기록 값은 0.692(혹은 69.2%)이다. 이것은 보정층 없이 기록매체에서 검출된 22.3%의 광 콘트라스트와 비교하면 상당한 향상이다. 반사율은 66nm의 보정층 두께에서 0.06(혹은 6%)이다. 이것은 BD 디스크 표준에 의해 규정된 반사 범위 내에 포함된다.

Claims (5)

  1. 저장층(4)과, 제1 파장(W1)을 갖는 레이저를 이용해서 상기 저장층(4)으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공하는 제1 층(5)을 구비하는 광 저장매체에 있어서,
    제2 파장(W2)을 갖는 레이저를 이용해서 상기 저장층(4)으로부터의 데이터 판독에 충분한 광 특성을 제공하는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 저장매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 파장에 대한 상기 제1 층의 굴절율 nL1(W1)과 상기 제1 파장에 대한 상기 제2 층의 굴절율 nL2(W1)은 굴절율[nL1(W1)-nL2(W1)]/nL1(W1) 간의 상대적인 차가 0.1을 넘지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광 저장매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 층은 2-에틸헥실(Ethylhexyl)-2-시아노(cyano)-4-(3-메틸(methyl)- 2-옥사졸리닐리덴(oxazolinylidene))-크로톤(crotonate)(C17H26N2O3)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 저장매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 파장은 650~670nm의 범위 내에 있으며, 상기 제2 파장은 405nm인 것을 특징으로 하는 광 저장매체.
  5. 제 1 항 및 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 층은 60~70nm의 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 저장매체.
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