KR920010020B1 - 광정보 기록 매체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광정보 기록 매체

제1도는 본 발명의 기본적인 스텝을 도시한 흐름도.

제2a도 및 제2b도는 상변화막의 결정화율과 조사파워의 관계를 설명하기 위한 프로파일의 시계열 표현도.

제3a도 및 제3b도는 각각 본 발명의 1실시예를 설명하기 위한 특성도.

제4a도 및 제4b도는 각각 C/N비와 소거비에 관한 본 실시예와 종래예의 비교 결과를 도시한 조사 파워 프로파일.

제5도는 본 발명의 실시예에 의한 기록 처리 순서를 도시한 흐름도.

제6a도 및 제6b도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 기록 방법을 설명하기 위한 온도 프로파일로서, 양프로파일의 시계열 표현의 형태를 취하는 특성도.

제7도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기록 처리 순서를 도시한 흐름도.

제8도 및 제9는 각각 결정화 파워 P₂대 소거비의 특성도와 비정질 파워 P₁대 P₂의 특성도.

제10도, 제11도 및 제13도는 각각 본 발명의 실시예에 의한 기록 매체의 구조 단면도.

제12a도 및 제12b도는 각각 본 발명의 실시예에 의한 광디스크의 상변화 특성도와 레이저 조사 파워대 반사율의 특성도.

제14a도, 제14b도 및 제14c도는 각각 본 발명의 실시예4의 광디스크의 상변화 특성도와 레이저 파워대 반사율 특성도.

제15도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기록 처리 순서를 나타낸 흐름도.

제16a도 및 제16b도는 제15도의 실시예에 의한 기록법을 설명하기 위한 온도 프로파일의 시계열도.

제17도 및 제18도는 각각 선속도 대 소거비의 비교 특성도 및 누화와 C레벨 특성도.

제19도는 본 발명의 1실시예에 의한 광정보 기록 장치의 블럭도.

제20a도 및 제20b도는 각각 본 발명의 실시예에 의한 광정보기록 재생 장치의 블럭도및 그것에 사용하는 제어 기록을 갖는 광디스크의 구조도.

제21도∼제23도는 종래 기술을 설명하기 위한 도면으로서, 제21도는 광디스크와 레이저 빔 조사의 관계를 도시한 도면, 제22도는 레이저 파워의 프로파일, 제23도는 기록막의 상변화 특성도.

제24도는 결정화 시간의 온도 특성도.

제25도∼제29도는 각각 결정화 온도 영역을 설명하기 위한 특성도.

제30a도 및 제30b도는 각각 상변화막의 결정화율의 결정화 모드와 비정질화 모드에서의 기록막의 결정화 과정을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 기판 12 : 간섭막

13 : 기록막 15 : 반사막

16,17 : 보호막 191 : 레이저 광원

192 : 기록매체 193,221 : 광픽업

194 : 레이저 구동 회로 195 : 이동 기구

196,229 : 시스템 제어 회로 197 : 통과 시간 제어 회로

222 : 광픽업 위치 제어 회로 223 : 수광 신호 처리 회로

224 : 반도체 레이저 구동 회로 225 : 디스크 회전 모터

226 : 턴테이블 227 : 광디스크

228 : 기록 조건 식별 처리 회로 230 : 외부 입출력 단자군

본 발명은 광정보 기록 매체에 관한 것으로서, 특히 하나의 레이저 빔으로 오버라이트가능하고 또 높은 오버라이트 소거비를 얻는데 적합한 광정보 기록 매체에 관한 것이다.

광정보 기록 재생 방법으로서, 기록 매체에 상변화막을 사용하고, 레이저 조사 파워를 변화시키는 것에 의해 상변화를 일으켜 광학적 특성을 변화시켜서 정보를 기록하고 재생할 수 있는 것이 알려져 있다. 특히 상변화막을 사용한 것 중에서도 하나의 레이저 빔의 조사 강도를 변조시키면서 이전 데이타 위에서 새로운 데이타 오버라이트할 수 있는 것이 전자정보토인학회 기술연구보고, 신학기보 Vol.87,No.310 CPM87-88,89,90에 기재되어 있다.

이들 문헌에 기재되어 있는 1빔 오버라이트의 동작을 요약하면, 제21도에 도시한 바와 같이 상변화 기록막을 갖는 광디스크(기록매체)에 제22도에 도시한 파워 프로파일을 갖는 레이저를 조사한다. 이 레이저의 파워 프로파일은 기록 위치를 결정으로 해서 정보를 기록하기 위한 직류적인 파워 P₂에 기록 위치를 비정질로해서 정보를 기록하기 위한 펄스 파워를 중첩시키도록 되어 있다.

제23도는 기록막의 레이저 조사 펄스폭, 조사 파워와 상변화의 관계를 도시한 도면으로서, 소정의 펄스폭을 선택하면 조사 파워를 변화시키는 것에 의해 기록막을 결정, 비정질로 변화시킬 수 있는 것을 나타내고 있다.

그러나, 상기 종래 기술은 상변화 1빔 오버라이트를 실현하기 위한 기본적인 동작에 대해서 도시되어 있는 것이지만, 높은 소거비를 얻기 위하여 필요로 하는 기록막의 특성 기록 소거 조건에 대한 배려가 되어 있지 않아 실용화에 있어 필요로 하는 충분한 큰 소거비를 달성하는 것에 대해서 배려가 되어 있지 않고, 소거비가 낮고, 이전 데이타의 불완전한 소거에 의한 에러율을 크게 해버려 신뢰성을 만족시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

다음에 문제점을 상세하게 설명한다. 상변화 방식의 기록 과정의 개요는 기록막의 결정화 상태로 표현된다. 결정화 상태는 Johnson Mehl Avrami의 식(이하, JMA식이라 한다)에 의해 표시되는 것이 문헌 “Japan Journal of Applied Phusics, Vol.26(1987)Supplement 26-4”호에 개시되어 있다.

먼저, 기록박의 온도 T(˚K)에서의 결정화 시간 τ(T)는

여기서, ν는 결정핵 빈도 인자, Ea는 활성화 에너지, k는 볼쯔만 정수, Tm은 기록막의 융점, A는 반응 정수이다.

제24도는 식(1)의 온도 T와 결정화 시간τ(T)의 관계를 도시한 것이다. 도면에서는 온도(횡축)를 1000/T로 나타내고 있다. 도면중, 우측의 저온 영역에서는 온도가 높게 될 수록 결정화 시간 τ(T)는 짧아진다. 그러나 기록막의 융점 Tm에 가깝게 되면, 원자가 해리할 확률이 높기 때문에 융점 Tm근처의 온도 영역에서는 반대로 온도가 높게 될 수록 결정화 시간 τ(T)가 크게된다.

즉, 식(1)은 융점 Tm보다 약간 낮은 온도인 곳에서 결정화 시간 τ(T)가 가장 작게 되고, 기록막이 결정화하기 쉬운 온도가 있는 것을 나타내고 있다. 이 결정화 시간 τ(T)가 가장 작게 되는 온도는 코끝과 같이 있으므로, 노우즈 온도 Tn이라 한다.

노우즈 온도 Tn에서는

이며, Tn은 식(1)의 미분을 열으로 한 다음의 식(2)의 근이다.

즉,

근은 제25도에 도시한 바와 같이, 좌표(Y,T)=(0,Tm)을 통과 하는 계수-1의 3차 곡선

과 좌표(Y,T)=(0,Tm/3)을 통과하는 기울기 3xAxK/Ea의직선

과의 교점은 T좌표로 주어진다.

반응 정수A가 크게 되면 직선의 기울기가 크게 되기 때문에 교점은 T가 작은 쪽으로 변화하고, 활성화 에너지 Ea가 크게 되면, 직선의 기울기는 작게 되기 때문에 교점은 T가 큰 쪽으로 변화한다.

제26도는 Ak/Ea와 노우즈 온도 Tn의 관계를 카아던(Cardann) 공식을 사용해서 구한 결과로서 표시한 것이다. 다음에 온도 T에 δT의 시간을 유지시켰을때의 결정화율 δX는

여기서, n은 반응 정수이다. 상변화 기록막에서는 n=2∼3으로 되어 있다.

기록막에 레이저를 조사하여 기록막을 실온에서 고온으로 가열하였을 때의 기록막의 졀정화는 상기 식(3)에 대해서 각 온도에서의 결정화율 δX를 온도 변화 프로파일에 따라 적분한 것으로 된다.

상변화형 광디스크에서 레이저 가열은 1마이크로초이내의 짧은 시간으로 종료하고 가열 온도 범위는 융점이상으로 되기 때문에, 온도변화 프로파일을 통해서의 결정화는 결정화 시간 τ(T)가 장 작게 되는 노우즈 온도 Tn부근에서 생기고 있다. 노우즈 온도 Tn에서의 결정화 시간 τ(Tn)보다 결정화 시간이 1자리수 이상 큰 곳에서는 δt/τ(T)＜1로 간주하여, 결정화율 δT의가 대략 0이므로, 결정화에 관여하지 않는다. 결정화에 관계되는 결정화 시간 τ(T)＜｛10xτ(Tn)｝인 온도 영역을 결정화 온도 영역이라 한다.

제27도에서 제29도 Tm=600℃로 하였을 때에 활성화 에너지 Ea 각각을 0.5eV, 1eV, 2eV 대 반응 정수 A의 변화에 대한 노우즈 온도 Tn의 결정화 온도 영역의 변화를 나타낸 것이다. A가 크게 되면 Tn은 저하하고, Ea가 크게 되면 결정화 온도 영역의 폭은 좁게 된다.

제22도는 단일빔 오버라이트시의 조사 레이저 파워 프로파일을 나타낸 도면이다. 연속적으로 발광하는 결정화 파워P₂와 그것에 펄스를 중첩시킨 비정질화 파워 P₁의 2개의 레벨을 갖는 프로파일로 되어 있다.

제14도에 도시한 레이저 파워 프로파일에서의 결정화 파워 P₂및 비정질화 파워 P₁조사시의 기록막 온도와 상술한 JMA식에 의한 결정화의 상황을 모식적으로 제30a도, 제30b도에 도시한다. 디스크의 회전수 1800rpm, 선속도 10m/s, 레이저 스포트 직경 1㎛이다.

기록막이 노우즈 온도 Tn부근의 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간 tc에 대해서 보면, 레이저가 로우 파워로 연속 발광하는 결정화 모드에서 결정화 온도 영역의 통과 시간 tcl은 레이저 스프트가 선속도 10m/s로 통과하는 시간으로 되기 때문에 tcl=약 0.1마이크로초이다.

한편, 레이저 빔의 조사 파워 P₂에 펄스 형상의 파워가 중첩되는 비정질화 모드에서 온도 프로파일은 상기 결정화 모드의 프로파일에 펄스분의 온도 프로파일이 중첩된 프로파일로 된다. 결정화 온도 영역의 통과 시간에 대해서는 융점이상에서 기록막은 일단 융해되기 때문에, 융해후의 냉각 과정만에 대해서만 고려하면 되고, 결정화 온도 영역의 통과 신간tc2는 약 0.05마이크로 초로 tcl의 1/2의 짧게된다.

그러나, 단일빔 오버라이트에서 2빔 오버라이트와 같이 기록 위치를 비정질화시키는 비징질화 모드와 결정화시키는 결정화 모드에서 레이저 스프트 직경을 변화시킬 수 없으므로, 이와 같이 비정질화모드와 결정화 모드에서 결정화 온도 영역의 통과 시간의 변화는 대략 1/2이며 통과 시간을 크게 변화시킬 수가 없다.

여기서, 비정질화 머드와 결정화 모드의 결정화율에 대해서 생각해 본다. 결정화는 온도 프로파일에 따라 적분되는 것이지만, 대개는 노우즈 온도 Tn부근의 온도 영역을 기록막이 통과하는 통과시간tc와 노우즈 온도에서의 결정화 시간 τ(Tn)의 비 t/τ(Tn)으로 결정되고, 통과 시간 tc≫τ(Tn)이면, 결정화율 100％, 즉 완전한 결정상이고, 통과시간 tc≪τ(Tn)이면, 결정화율 0％, 즉 완전한 비정질상이다.

결정화 시간 τ(Tn)은 기록막으로 결정되고 있으며, 통과 시간tc는 상기와 같이 대략 1/2밖에 변하지 않는다. 이때문에, 제22도의 단일빔 오버라이트 파워 프로파일에서의 결정화 모드 및 비정질화 모드의 결정화는 각각 제30a도, 제30b도에 도시한 바와 같이, 결정화 모드에서는 100％의 결정화율을 얻을 수 없고, 또 비정질 모드에서는 0％의 결정화율로서 비정질화할 수가 없다.

소거에 있어서 결정화율을 100％로 하기 위하여 결정화 시간 τ(Tn)이 작은 기록만을 선택하면, 결정화 모드에서의 통과 시간 tc≫ τ(Tn)가 만족된다. 그러나, 비정질화 모드와 결정화 모드에서의 통과 시간 tc의 변화는 상술한 바와 같이 1/2로 작기 때문에 비정질화 모드에서도 통과시간 tc≫ τ(Tn)으로 되어 버린다. 이 때문에 기록에 있어서, 비정질상을 얻고자 하여도 상당히 결정화해 버려 결정화 모드와 비정질화 모드에서 결정화율에 차가 없게 되어 버리는 결과로 된다. 기록 재생에는 결정화율의 차가 반사율의 차로 되는 것을 사용하기 때문에 결정화율에 차가 없게 되면, 실질적으로 신호의 기록 재생을 할 수 없게 된다.

필요한 재생 신호 레벨이 얻어지는 기록을 하기 위해서는 기록막의 결정화 시간 τ(Tn)을 적당히 크게하여 결정화 모드에서의 통과 시간 tcl과 비정질화 모드에서의 통과 시간 tc2의 중간의 시간 ta에 대해서 τ(Tn)=Ta정도로 설정해두는 것이 필요하다. 따라서, 결정화 모드에서 결정화율을 100％로 할 수는 없다. 제30a도, 제30b도에 있어서는 노우즈 온도 Tn에서의 τ(Tn)을 40ns로 하고 있기 때문에, 결정화 모드에서의 결정화율은 80％, 비정질화모드에서의 결정화율은 40％로 되어 버린다.

종래의 단일빔 오버라이트에서는 이상과 같은 제약을 갖고 있다. 그 제약하에서 오버라이트시의 비정질화 모드에서의 결정화율 및 결정화 모드에서의 결정화율에 대해서 생각해 본다.

비정질화 모드에서는 일단 융해해서 액상으로 되고, 액상에서 고체 상태로의 급냉 과정에서 다시 결정화하므로, 결정화율은 이전 이력에 관계없이 일정하며, 그 결정화율은 40％이다. 한편, 결정화 모드에서는 융해되지 않은 것 및 1회의 결정화 모드의 경과에서는 결정화율 100％의 환전한 결정 상태를 얻을 수 없기 때문에 결정화시키기 전의 결정화율이 이전 이력으로서 남는다. 이전 이력이 소거 상태이었으면 이미 결정화율은 80％이며, 금회의 결정화모드에서 미결정화부의 20％에 대해서 결정화가 촉진되게 된다.

레이저를 1회 조사해서 소거(결정화)할 때의 비정질부(미결정화부)의 결정화율은 80％이다. 따라서, 결정화 모드를 거친후의 결정화율은 초기의 값 80％에 미결정화부의 새로운 결정화 촉진부 16％가 가해져서 96％의 결정화율로 된다. 또 이전 이력이 직전에 비정질화 모드를 거친 상태이었으면, 초기 결정화율은 40％이며, 금회 결정화 모드 경과후의 결정화율은 초기 결정화율 40％에 미결정화부의 결정화 촉진부 48％가 가해져 88％로 된다.

이와같이 결정화 모드에 있어서, 이전 이력의 차에 해서 동일한 기록막을 결정화시키는 경우이더라도 결정화율 96％의 부분과 88％의 부분이 생겨 버린다. 이 차가 불완전한 소거로 되어 어버라이트시의 이전 이력의 소거비가 충분히 얻어지지 않는 문제점으로 된다.

특히, 회전 속도가 일정한CAV(Constant Angular Velocity)방식의 광디스크에서는 안, 바깥둘레에서의 선속도가 다르기 때문에 이 문제점은 현저하다. 기록 위치를 결정화시키기 위한 레이저의 조사 시간은 레이저 스포트의 통과 시간내에 한정되어 있다. 레이저 스포트의 통과 시간t는 t=(레이저 스포트 직경)/(선속도)이며, 레이저 스포트 직경은 일정하다. CAV디스크에서는 바깥둘레에는 선속도가 크게 되기 때문에 기록 위치를 결정화시키기 위한 레치저조사 시간은 바깥둘레에서 짧게 되어 버린다. 이 때문에, 결정화 모드의 결정화를 충분히 촉진시킬 수가 없고, 바깥둘레에서 특히 소거비가 저하해 버리는 문제점이 있었다.

또 종래 기술에서는 비정질화 모드에서의 조사 파워 p₁과 결정화 모드에서의 조사 파워 p₂를 각각 20mW,10mW, P₁/P₂≒2가까이에 설정되어 있으며, 기록 위치에서의 가열 영역이 비정질호 모드와 결정화 모드에서 트랙폭 방향으로 변화하기 때문에 이 변화분도 불완전한 소거의 원인으로 된다느 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 하나의 레이저 빔으로 높은 소거비를 얻으면서 오버라이트를 가능하게 한 광정보 기록 재생 방법 및 그의 장치에 사용하는 광정보 기록 매체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 조사 레이저 파워의 동작점을 비정질화 모드와 결정호 모드에 대해서 기록막을 융점이상으로 가열할 수 있는 파워로 설정함과 동시에, 기록막 및 인접 부재의 방열 특성을 조성해서 용융후의 냉각 시간(냉각 과정에서 기록막 결정화 온도 영역을 통과하는 시간)이 조사 레이저 파워에 의해 변화하도록 구성하고, 또 기록막의 결정화 시간도 상기 레이저 파워에 의한 냉각 시간의 제어 범위 이내로 하는 것에 의해 상변화형 광정보 기록 매체의 레이저 조사시의 상변화 특성으로서 비정질화 영역 및 다음의 재결정화 영역을 갖게 하고, 재결정화 영역과 비정질화 영역사이에서 상변화 시키는 것에 의해 정보를 기록한다. 상기 기록처리는 다음에 기술하는 바와 같이. 제1도의 스템(101)∼(103)에 의해 표시된다. 제23도에 도시한 바와 같이, 레이저 조사 시간tp(단, 제23도에서는 펄스폭)을 호이축, 레이저 조사 파워 P를 종축으로 하였을때 tp및 P에 의해 기록막의 상변화 상태가 결정되고, 불변 영역 결정화 영역, 비정질화 영역, 과열파손 영역으로 나누어진다. 각 영역은 기록막의 도달 온도에 기본적인 것에 의한 것이며, 로우 파워측에서 불변 영역, 결정화 경계선 ℓ₁(온도 Tn에 해당)이상에서 결정화 영역, 비정질화 경계선 ℓ₂(펄스톡 tp10³ns 이하인 영역에서의 융점 Tm에 해당) 이상에서 비정질화 영역, 파손 경계선ℓ₃이상에서 파손 영역으로 된다. 도달 온도는 조사 에너지(tpxP)에 대략 비례하므로, 각 경계선은 대개 tpxP=일정하게 한 선이며, 오른쪽으로 하강하는 경향으로 된다. 조사 시간이 길게 되면 조사 시간에 따라 열확산이 생기므로, 도달 온도를 갖게 유지하기 위해서는 조사 시간이 길게 될수록 큰 파워를 필요로 하고, 경계선은 장시간측에서 tpxP의 값이 일정한 선보다도 기울기는 완만하게 된다.

여기서, 상술한 바와 같이 기록막의 결정화 시간과 냉각 시간을 조정하는 것에 의해 레이저 조사 시간 tp가 큰 영역에 있어서 비정질화 영역의 경계선 ℓ₂를 tp가 작은 영역에서 오른쪽으로 하강하는 것에서 오른쪽 상승으로 할 수가 있다(제3a도).

이때, tp가 작은 영역에서의 비정질화 영역 경계선 ℓ₂를 결정화 영역 경계선 ℓ₁과 평행하도록 tp가 큰 영역에서 외부에서 삽입한 선 ℓ₄를 고려한다. 이 외부 삽입선 ℓ₄는 tp가 작은 영역에서의 비정질화(즉, 기록막이 융점에 도달한 것을 나타낸다)를 외부 삽입한 것이며, 결정화 영역 경계선 ℓ₁에 대략 평행하게 외부에서 삽입한 것이므로, 도달 온도가 일정하며 기록막의 온도가 융점에 도달하는 경계(이하, 멜트 라인이하 한다)라고 간주할 수가 있다.

여기서, 이 멜트 라인과 비정질 영역 경계선으로 구분된 영역은 결정화를 일으키는 영역이지만, 멜트 라인이하의 결정화와는 동작이 다르다. 멜트 라인이하의 결정화는 고체 상태에서 단순히 결정화가 촉진되는 것인 것에 대해서 멜트 라인 이상에서의 결정화는 기록막이 일당 융점 이상에서 융해하여 액상 상태로 된 것이 냉각과정에서 재결정화하는 것이며, 이것을 재결정화 영역으로 하였다.

본 발명의 작용을 개략적으로 설명한다.

발명에 의하면, 재결정화는 융점에서의 냉각 과정에서의 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간 tc와 결정화 시간 τ(Tn)의 비로 결정되고 tc/τ(Tn)가 클(≫1)때, 액상에서 천천히 냉각되므로, 재결정화가 일어나기 쉽고, tc/τ(Tn)가 작을(1≪1)때, 액상에서 급냉되므로, 재결정화가 일어나기 어려워 비정질상으로 된다.

통과 시간 tc는 매체 구성에 의존할 방열 시정수로 결정되는 제1의 통과 시간 인자 tcα와 레이저 조사 파워로 결정되는 제2의 통과 시간 인가 tcβ 및 조사 시간에서 열의 확산이 변화하는 것에 의한 냉각 특성이 변화하는 제3의 통과 시간 인자 tcγ의 합(tc=tcα+tcβ+tcγ)로 표시된다. 그리고, 방열시정수로 결정되는 제1의 통과 시간 인자 tcα는 기록막의 열용량이 작아 인접 부재의 열전도가 클 수록 작게 된다. 또 방열시정수를 일정하게 하였을 때 조사 파워를 높이면, 단위 시간당 온도 변화가 크게 되기 때문에 결정화 온도 영역을 통과하는 시간은 짧게 되기 때문에, 제2의 통과 시간 인자 tcβ는 작게 된다. 또 조사 시간 tp를 크게하면, 레이저 스포트부에서의 조사중의 열확산을 위하여 실효적인 열용량이 크게 된것과 같이 되고, 실효적 방열시정수가 크게 되어 냉각 속도가 작게 되기 때문에 제3의 통과 시간 인자 tcγ가 크게 된다.

나머지 tc와 τ(Tn)의 비에서 tcα,tcβ,tcγ 어느 것이 지배적으로 되는 가로 재결정화의 상황이 결정된다.

높은 소적비를 얻는 단일빔 오버라이트에서는 기록 위치를 용융시키면서도 조사 레이저 파워 프로파일을 제어해서 비정질과 재결정과의 사이에서 상변화시키는 것이 필요하다.

이를 위해, 디스크 구성으로 결정되는 고정 성분인 제1의 통과 시간 인자 tcα를 작게 해서 제2, 제3의 통과 시간 인자 tcβ,tcγ를 지배적으로 할 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 디스크 구성에서 방열 특성을 크게 하면 방열시정수를 작게할 수 있고, 제1의 통과 시간 인자 tcα를 작게할 수 있다.

방열을 좋게한 구성에서는

로 된다.

상술한 바와 같이, 파워를 크게 하면, 제2의 통과 시간 인자 tcβ는 작게 되고, 조사 시간을 크게 하면, 제3의 통과 시간 인자 tcγ가 크게 된다. 따라서, (tcβ+tcγ)는 레이저 파워 프로파일로 제어된다. 제어 범위내에서의 (tcβ+tcγ)의 평균값을 ta로 하였을 때 기록막으로서 결정화 시간 τ(Tn)이 ta와 같은 기록막을 사용하는 것에 의해, (tcβ+tcγ)/τ(Tn)의 값을 조사 레이저 파워 프로파일을 변화시키는 것에 의해 1을 중심으로 해서 변화시킬 수 있다.

(tcβ+tcγ)/τ(Tn)≫1일 때, 기록막은 융점후 서서히 냉각되므로, 재결정화하고, (tcβ+tcγ)/τ(Tn)≪1일때, 기록막은 융점후 급냉되므로, 비정질화한다.

제2a도, 제2b도는 제1의 통과 시간 인자 tcα를 작게 하도록 방열 특성이 좋은 금속막을 기록막에 열적으로 결합시켜 마련하였을 때의 제2도의 기록막의 온도 프로파일을 시계열 표현으로 도시한 것이다. 제1의 통과 시간 인자 tcα가 작게 되면, 레이저 조사시의 열응답 속도가 향상하기 때문에 온도 프로파일은 레이저 스포트 통과시의 레이저 스포트 자체의 가우스 분포 형상의 파워 프로파일에 응답할 수 있도록 된다. 이 때문에 온도 프로파일도 가우스 분포 형상과 비슷한 것으로 되고, 온도 프로파일의 정상 부근에서 완만한 변화를 나타내고, 온도 프로파일의 절반부근에서 급격한 변화를 나타낸다. 여기서, 로우 파워를 조사하였을 때, 제2a도에 도시한 바와 같이, 액상에서 온도 변화가 완만한 곳에서 결정화 온도 영역을 통과하기 때문에 로우 파워 조사시의 통과 시간 tc3는 길게 되고, 기록막은 서서히 냉각되어 재결정화한다.

한편, 하이 파워를 조사하였을 때, 제2b도에 도시한 자와 같이 액상에서 온도 변화가 급한 곳에서 결정화 온도 영역을 통과하므로 하이 파워 조사시의 통과 시간 tc4는 짧아 지고, 기록막은 급냉되어 비정질로 된다.

(tcβ+tcγ)/τ(Tn)=1의 조건이 재결정화와 비정질화의 경계의 기준이다. 이 경계에 대해서 파워 및 조사 시간의 관계에서 생각해 본다. 파워를 크게 하면, 제2의 통과 시간 인자 tcβ는 작게 되고, 조사 시간을 길게 하면, 제3의 통과 시간 인자 tcγ는 크게 되기 때문에 조사 시간이 짧을 때에 (tcβ+tcγ)=τ(Tn)을 만족시키는 파워보다도 조사 시간이 길 때에 (tcβ+tcγ)=τ(Tn)을 만족시키는 파워쪽이 크게 된다. 따라서, 조사 시간을 횡축에, 파워를 종축으로 하여 재결정화 영역과 비정질화 영역을 구분하였을 때, 그 경계선은 오른쪽 상승선으로 된다. 또, 조사 파워 프로파일의 조정을 실행하여 제2의 통과 시간 인자 tcβ의 변화를 크게 하고, 한편 열확산을 조정해서 제3의 통과 시간 인자 tcγ의 변화를 억제하는 것에 의해, 제2의 통과 시간 인자 tcβ를 보다 지배적으로 설정하는 것에 의해서 재결정화 영역과 비정질화 영역의 경계선의 기울기를 완만하게 할 수도 있다. 반대로, 제2의 통과 시간 인자 tcβ의 변화를 억제해서 제3의 통과 시간 인자 tcγ를 보다 지배적으로 설정하는 것에 의해 그 경계선의 기울기를 급격하게 할 수도 있다.

이상과 같이, 재결정화 영역을 가지며, 비정질화 영역과의 경계의 기울기를 조정한 매체를 억을 수가 있고, 1빔 오버라이트를 재결정화 영역과 비정질화 영역사이에서 동작시키면, 동작점은 모두 융점에 있고, 오버라이트하였을 때의 불완전한 소거의 원인으로 되어 있는 이전 이력의 결정화도의 차는 융해되어 일단 액상을 지나는 것에 의해서 완전하게 소거되므로, 높은 소거비를 얻을 수가 있다.

상변화형 광정보 기록 매체에 있어서, 재결정화 영역을 갖는 특성에는 상술한 신학기보 Vol.87, No.31 OCPM 87-80에 있어서 개시되어 있지만 1빔 오버라이트 동작에 재결정화 영역의 이용, 또 매체를 조정해서 재결정화 영역을 이용하는 것에 의해 소거비를 현저하게 향상시키는 기술에는 이르고 있지 않다. 재결정화 영역의 이용의 전단계적 수단인 3빔 오버라이트형의 개시에 그치고 있다.

또, 상변화의 구분도 정지계에서 행하고 있으며, 재결정화는 미묘한 열밸런스의 상에 입각하는 것으로서, 이동계에서의 기록막중의 레이저 조사전후의 열전파를 추가해서 생각해야할 점이 배려되어 있지 않는 것에 주의하여야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 여기서, 본 발명은 1988년 6월 24일에 출원된 일본국 특허 출원 소화 63-154743호에 따라 출원하고자 하는 미국 출원에 개시된 박막 구조의 광디스크에 적용할 수도 있다.

제3a도는 본 발명의 1실시예에 의한 광디스크의 레이저 조사 파워, 조사 시간에 대한 상변화 영역의 특성도이다. 레이저 스포트 직경 1㎛ψ의 광픽업을 사용해서 디스크 회전수, 반경, 레이저 조사 파워 P를 변화시켜서 측정한 것이다. 조사 시간 tp는

여기서, ψ는 레이저 스포트 직경, R은 반경, N은 회전수(rpm)이다.

비정질화 영역의 경계선을 (1), 결정화 영역의 경계선을 (2), 파손 영역의 경계선을 (3), 멜트 라인을 (4)로 나타내었다.

비정질화 영역 경계선(1)은 레이저 조사 시간 tp=tpo=0.1㎲에서 최소로 되고,tp＞0.1㎲에서 오른쪽 상승선으로 되어 있다. 멜트 라인(4)는 tp=0.05㎲에서의 비정질화 영역 경계선(1)을 결정화 영역 경계선(2)와 평행하게 tp＜0.1㎲의 조사 시간 영역에 외부 삽입한 선이다. 멜트 라인(4)와 비정질화 영역 경계선(1)사이의 영역(5)가 재결정화 영역이다.

제3b도는 제3a도에서 tp=0.2㎲(N : 1800rpm, R : 30mm)로 해서 재결정화 영역(5)를 통과하도록 하여 레이저 조사 파워 P를 변화시켰을 때의 조사 파워 P와 반사율과의 관계를 도시한 것이다. 실선은 초기 상태가 결정 상태인 그래피이고, 점선은 초기 상태가 비정질 상태인 그래프이다. 결정에서 시작한 것은 조사 파워 9mW에서 반사율이 증대하기 시작하여 조사 파워 14mW이상에서 포화하고, 비정질의 반사율로 되는 비정질에서 시작한 것은 조사 파워 6mW에서 반사율이 저하하기 시작하여 조사 파워 9mW에서 결정의 반사율로 되어 다시 증가하고, 조사 파워 14mW이상에서 포화하여 다시 비정질의 반사율로 된다.

여기서, 결정 및 비정질의 반사율의 중간 레벨을 상변화의 경계로 하였을 때, 조사 파워 7mW에서 결정화 파워, 조사 파워 12mW가 비정질화 파워이며, 조사 파워 9mW가 멜트 파워 P_M이다.

제4a도에 주파수 2MHz,3MHz에서 반복하여 1빔 오버라이트하였을 때의 캐리어 신호 레벨대 노이즈비(C/N비), 소거비(2MHz상에서 3MHz를 라이트하였을 때 2MHz신호가 어느 만큼 소거되는 가)의 특성을 본 발명의 실시예와 종례예로 비교하여 도시한다.

실시예 ①은 제4b도에 도시한 1빔 오버라이트의 조사 파워 프로파일에서 비정질화를 위한 제1의 조사파워 P₁을 하이 파워의 P₁=12.5mW로 해서 모두 기록 위치를 융점이상으로 가열할 수 있고, 멜트 파워 P_M=9mW 이상으로 하고, 조사 시간 tp는 조사 파워 P₁,P₂조사시 모두 tp=0.2㎲로 하고, 제3a도, 제3b도에서의 비정질화 영역내의 비정질화 동작점 B와 재결정화 영역내의 결정화 동작점 A사이에서 동작시키도록 한 예이다.

기록 위치의 상의 상태를 비정질과 결정으로 선택하는 동작은 상술한 제2a도, 제2b도와 같이, 조사 레이저 파워를 변경하는 것에 의해 결정화 온도 영역의 통과 시간 t의 하이파워 조사시의 통과 시간 tc4를 짧게 하고, 로우 파워 조사시의 통과 시간 tc3을 길게 하는 것에 의해서 달성되고 있다. 제5도는 동작을 실시하기 위한 스텝(501)∼(508)을 도시한다.

C/N 49dB, 소비거 41dB를 얻고, 높은 C/N을 얻음과 동시에 동작점을 융점이상으로 설정한 것에 의해 높은 소거비를 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.

실시예 ②는 결정화를 위한 제2의 조사 파워 P₂가 실시예 ①과 마찬가지로, P₂=9.5mW(A점)이다. 한편, 비정질화를 위한 제1의 조사 파워 P₁에 대해서는 P₁=16mW로 함과 동시에 기록펄스의 듀티를 작게 해서 비정질화를 위한 제1의 조사 시간 tp1을 결정화를 위해 제2의 조사 시간 tp2=0.2㎲보다도 작고, tp1=50ns로 해서 기록(C점)한 예이다. 제3a도에 있어서, 재결정화 영역 상부가 아닌 비정질화 영역과 재결정화 영역사이에서 동작시킨 예이다.

이 실시예에서의 동작을 제6a도, 제6b도에 도시한 기록막의 온도 프로파일에 의해 설명한다. 제6a도는 실시예 ①, 즉 제2a도와 같은 레이저 파워, 펄스폭이며, 동일한 온도 프로파일을 나타낸다. 제6b도의 온도 프로파일은 기록막의 최고 온도가 제6a도와 동일하게 되도록 펄스폭을 작게, 파워를 크게 하고 있다. 이때, 기록막의 온도는 펄스폭을 작게 하였기 때문에 기록막의 기록점은 레이저 스포트가 통과하지 않는 중에 레이저 조사가 중지되기 때문에 급격하게 온도 저하를 나타내게 된다. 제6a도의 온도 프로파일은 레이저 빔의 통과에 따르고 있으며, 레이저 빔의 스포트의 파워 분포의 영향을 받아서 완만하게 온도가 저하한다. 이 때문에, 제6a도의 온도 프로파일은 로우 파워, 펄스폭이 클 때의 통과 시간 tc7은 길게 되고, 한편 제6b도의 온도 프로파일은 하이파워, 펄스폭이 작을 때의 통과 시간 tc8은 짧게 되고, 통과 시간을 tc7,tc8로 제어한 것에 의해서 기록막의 기록점은 비정질 또는 결정으로 상변화시킬 수가 있었다. 제7도는 상기 기록법에 따라 정보를 기록하기 위한 스텝(701)∼(705)(스텝(706)은 수의)를 도시한다.

C/N 52dB, 소거비 40dB를 얻었다. 실시예 ①과 마찬가지로 동작점을 기록 소거와 함께 융점이상으로 설정하는 것에 의해서 높은 소거비를 얻었다. 또, 기록을 펄스적을 실행하는 것에 의해 냉각 속도를 높이고, 비정질화를 촉진해서 반사율 변화를 크게 하는 것에 의해 보다 높은 C/N비를 얻는 효과가 있다. 또 실시예 ①에 있어서, 기록 위치를 통과하는 레이저 빔 스포트의 통과 시간은 0.2㎲인 것에 대해서 2MHz의 신호에서의 기록 레이저 조사 시간은 0.25㎲(듀티 50％)이며, 기록 가능한 파형은 펄스적인 것뿐만 아니라 긴 비트의 신호도 기록 가능한 것을 나타내고 있다. 반대로 실시예 ②에서는 스포트의 통과 시간 0.2㎲보다 짧은 기록 펄스 0.05㎲의 기록도 가능한 것을 나타내고 있다. 이것은 재결정화 영역 상측의 비정질화 영역 경계선을 완만한 오른쪽 상승으로 조정하는 것에 의해 기록 가능한 비트길이의 크기의 범위를 확대할 수 있는 효과도 갖는 것을 나타내고 있다.

결정화 파워(제2의 조사 파워) P₂의 설정은 상기 P₂=9.5mW에 한정되지 않는다. 제8도는 제2의 조사 파워 P₂와 소거비와의 관계를 나타낸 도면으로서, 재결정화 영역으로 되는 P₂=9mW이상에서 소거비 30dB이상을 달성하고 있으며, 제2의 조사 파워 P₂는 멜트 라인상의 파워 P_M이상의 재결정화 영역에서 동작하도록 설정하면 좋다.

종래의 ①은 결정화 모드의 조사 파워를 기록점을 융점이상으로 가열할 수 없는 제3의 조사 파워 P₃=8mW로 설정하고, 비정질화 모드의 제1의 조사 파워 P₁=14mW와 재결정화 영역이 아닌 결정화 영역과 비정질화 영역사이에서 상변화하는 종래의 1빔 오버라이트 동작시킨 예이며, 소거 결정화 모드의 기록 동작이 융점이하에서 실행되기 때문에, 이전 이력을 융해 소거할 수 없어 높은 C/N 54dB로 높게 되지만, 소거비는 20dB로 낮다.

또 종래예 ②는 실시예 ②와 마찬가지로 짧은 조사 시간 tp에서 비정질환 모드의 기록을 한 예이다. 보다 급냉되어 비정질화가 촉진되기 때문에 C/N 54dB로 높게 되지만, 소거비는 20dB로 크게 저하한다. 이전 이력에 있어서, 비정질과 결정의 결정화도에 큰차가 생기기 때문에, 이전 이력을 융해할 수 없는 종래예에서는 높은 C/N으로 되지만 소거비가 저하하였다.

실시예 ①과 ②에서는 소거비에 대략 차가 없이 조사 시간 tp의 길이에 의존하지 않는 높은 소거성능을 갖는 효과가 있다.

또 종래예 ②에서는 짧은 조사 시간으로 비정질화 모드의 기록을 실행하기 때문에 기록 비정질화를 위한 제1의 조사 파워 P₁을 16mW로 높일 필요가 있으며, 한편 결정화를 위한 조사 파워 P₃은 8mW로 낮고, 이 때문에 P₁/P₃비가 크고, 같은 레이저 조사 파워면밀도의 영역이 비정질화 모드의 기록 부분과 결정화모드의 기록 부분에서는 크게 변화하여 기록 트랙상에서 구불구불해진다. 이 구불구불함도 불완전한 소거를 크게 하는 원인으로 된다.

한편, 실시예에 있어서는 재결정화 영역을 형성해서 이것을 결정화 모드의 동작점을 선택하고 있다. 재결정화 영역은 단순한 결정화 영역보다도 강한 파워측에 설정되므로,P₁/P₂비를 작게할 수 있어 부완전한 소거를 억제하는 효과가 있다.

제9도는 P₂=9∼10mW로 하였을 때의 P₁/P₂와 소거비와의 관계를 나타낸 것이며, 특히 P₁/P₂≤1.5로 하는 것에 의해 30dB이상의 소거비를 얻는 효과가 있다.

제10도는 상기 실시예에서의 광디스크의 구성을 도시한 것이다. 광디스크는 트랙킹홈을 마련한 직경 130ψ의 유리 기판(11)위에 간섭막(12)로서 질화알루미늄막(AIN막)(12)를 70mm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 그 위에 기록막(13)으로서, 인듐-안티몬-텔루르(In-Sb-Te) 3원계 기록막을 50nm두께로 스퍼터링을 형성하고, 그 위에 다시 AIN막을 70nm의 두께로 스퍼링으로 형성하고, 또 반사막(15)로서 금(Au)막을 100nm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 그 위에 보호막(16)으로서 AIN막을 100nm, 마지막으로 자외선 경화 수지막(17)을 10㎛의 두께로 스핀 코팅한 구성으로 되어 있다.

상기 실시예는 회전수 N=1800rpm, 30mm, 즉 선속도 V≒6m/s에서의 예였지만, 본 발명은 선속도를 변화시켜 이용할 수도 있다.

제11도는 CD(Compact Disk)등의 선속도 V가 V=1m/s정도의 시스템에 대응하도록 재결정화 영역을 긴 레이저 조사 시간측에 설정하였을 때의 디스크의 구성이다. 트랙킹홈을 갖는 폴리카보네이트 사출 성형 레블리커 기판(11₁)상에 간섭겸 내열 보호막(12₁)로서 5산화탄탈륨막(Ta O₅막)을 70mm의 두깨로, 그 위에 기록막(13₁)로서 안티몬-셀렌-비스무트(Sb-Se-Bi)계 3원막을 90nm의 두께로, 그 위에 보호막 (16₁)로서 Ta₂O₅막을 100nm 스퍼터링으로 형성하고, 또 자외선 경화 수지(17₁)을 10㎛의 두께로 스핀 코팅하고 있다.

제12a도는 상기 디스크 상변화 영역 구분을 도시한 도면이다. 내열 보호막에 AIN보다 저열전도의 Ta₂O₅를 사용하고, 기록막으로서 결정화 시간이 In-Sb-Te보다 긴 Sb-Se-Bi막을 사용하였다. 이 때문에 제3a도에 비해 재결정화 영역은 긴 레이저 조사 시간측으로 시프트하고, 0.3㎲∼2㎲의 사이에서 높은 조사 파워측에 비정질화 영역을 갖는 재결정화 영역의 특성을 실현할 수 있었다.

제12b도는 레이저 조사 시간 1㎲(선속도 1m/s)에서의 레이저 조사 파워와 반사율의 관계를 도시한 도면이다. 실선으로 초기 상태를 결정, 점선으로 비정질을 표시하였다. 이 디스크에서는 비정질과 결정의 반사율은 제3b도에서 도시한 예와는 역전하고 있으며, 결정쪽의 반사율이 크다. Sb-Se-Bi의 N,k와 막두께 및 사용 레이저 파장(λ=830nm)에 의해 결정하는 것이며, 본 발명에서는 비정질과 결정의 반사율의 대소는 관계하지 않는다.

제3b도와 마찬가지로 해서 결정화 파워 6mW, 멜트 파워 10mW, 비정질화 파워 13mW이다. 1빔 오버라이트의 동작점은 비정질화 파워(제1의 조사 파워) P₁=15mW(B점), 결정화 파워(제2의 조사 파워) P₂=11mW(A점)으로서 멜트 파워이상으로 설정하고, 주파수 0.5MHz, 0.7MHz로 오버라이트를 반복하였다.

멜트 파워이상으로 동작점을 설정한 것에 의해 이전 이력을 융해시킬 수 있어 높은 C/N 48dB를 얻음과 동시에 소거비 40dB를 얻었다. 주파수, 펄스폭을 변경하고, 조사시간 tp를 변경하여도, 기록할 수 있는 것은 실시예 ① 및 ②와 마찬가지이며, 저선속도에서도 높은 C/N비, 높은 소거비를 얻는 효과가 있다.

제13도는 5.25인치의 데이타용의 CAV(각속도 일정)방식의 디스크에서 선속도가 안쪽 둘레와 바깥 둘레에서 5m/s∼12m/s로 변화하는 사용 방법에 대응시킨 광디스크의 구성도이다. 트랙킹홈을 갖는 유리 기판 (11₂)위에 간섭막으로 질화실리콘(SiN)막 (12₂)를 70nm의 두께로, 다음에 기록막으로서 In-Sb-Te계 3원막(13₂)를 두께 60nm의 두께로, 다음에 SiN막(14₂)를 150nm의 두께로, 그 위에 반사막으로서 구리(Cu) 막(15₂)를 80nm의 두께로, 또 SiN막(16₂)를 100nm두께로 스퍼터링으로 형성하고, 그 위에 자외선 경화 수지(17₂)를 10㎛의 두께로 스피 코팅한 구성이다.

제13도의 디스크의 구성은 예 ①,②에서 사용한 디스크(제10도)와 디스크의 기본적인 구조는 동일하지만, 재결정화 영역의 조정을 위하여 간섭막의 재료에 AIN으로 변환해서 굴절율은 동일한 3≒2이지만, 열전도율이 AIN보다 작은 SiN을 사용해서 재결정화의 개시를 앞당기고, 반대로 반사막으로서 Au로 변화해서 반사율은 동일하지만, 열전도율이 Au보다 큰 Cu를 사용해서 레이저 조사에 의한 기록막의 열이 SiN막(14₂)를 거쳐서 반사막(15₂)로 전파되어 왔을 때에 신속하게 냉각하여 하이 파워, 장시간 조사시의 재결정화를 억제하도록 구성하고 있으며, 재결정화 영역과 비정질화 영역의 경계가 급격히 상승하는 것을 억제하고, 비정질화 영역을 상측에 갖는 재결정화 영역과 조사 시간 방향의 폭을 넓히도록 구성하였다.

제14a도는 상기 디스크의 상변화영역 구분을 도시한 것이다. 비정질화 영역 경계선은 조사, 시간 0.08㎲보다 장시간측에서 완만한 오른쪽 상승 커브를 나타내고 있다. (4)는 멜트 라인이며, 영역(5)는 재결정화 영역, (6)은 비정질화 영역에서 측정한 경우이다. 레이저 조사 시간 0.08㎲∼1㎲까지의 넓은 범위에서 재결정화 영역위에 비정질화 영역을 갖고 있다.

제14b도는 레이저 조사 시간 0.1㎲(레이저 스포트 직경 1㎲, 회전수 N=1800rpm, 반경 60mm와 같음)에서의 레이저 조사 파워와 반사율과의 관계를 도시한 것이다.

제14c도는 레이저 조사 시간 0.2㎲에서의 레이저 조사 파워와 반사율과의 관계를 나타내 도면이고, 제14b도가 디스크의 바깥둘레, 제14c도가 디스크의 안쪽둘레 R30mm로 측정한 경우이다. 제14a도∼제14c도중 A,C는 결정화 모드의 동작점을 나타내고, B,D는 비질정화 모드의 동작점을 나타낸다.

실선으로 초기 상태를 결정, 점선으로 비정질을 표시하였다. 제14b도에서, 결정화 파워 8mW, 멜트 파워 10mW, 비정질화 파워 12mW이다. 제14c도에서 결정화 파워 5mW, 멜트 파워 8mW, 비정질화 파워 14mW이다. 안쪽둘레에서의 제1의 조사 파워 P₁=15mW(B점), 제2의 조사 파워 P₂=11mW(A점), 바깥둘레에서의 제1의 조사 파워 P₁=15mW(D점), 제2의 조사 파워 P₁=11mW(C점)으로 해서 주파수 2.5MHz 와 3.75MHz에서 오버라이트를 반복하였다. 안쪽둘레에서 C/N 48dB, 소거비 40dB, 바깥둘레에 있어서 C/N 50dB, 소거비 37dB를 얻고, 선속도가 다른 안밖둘레 모두 동작점 P₁,P₂를 멜트 라인 4이상으로 설정해서 재결정화 영역과 비정질화 영역사이에서 상변화시킨 것에 의해 이전 이력을 융해할 수 있어 안밖둘레 모두 35dB이상의 높은 소거비를 얻었다.

또 펄스폭에 대해서도 펄스폭을 제어하는 것에 의해 기록막의 기록 위치의 상의 상태를 제어할 수가 있다. 이 경우에 대한 정보 기록의 흐름을 제15도에 스템(1502)∼(1508)로 나타낸다. 또 이 경우의 기록막의 온도 프로파일을 제16a,b도에 도시한다. 제16a도에 도시한 바와 같이, 조사 시간이 큰 경우에는 파워를 동일하게 하면, 에너지가 크게 되기 때문에 기록막의 최고 도달 온도는 제16b의 조사 시간이 작은 경우 보다도 높게 된다. 온도를 높게한 것에 의해 결정화 온도 영역을 통과하는 프로파일을 프로파일중에서 제2의 완만한 변화 영역으로 설정할 수가 있다. 여기서, 제2의 완만한 변화 영역이라 함은 온도 프로파일이 피크부근에서 제1의 완만한 변화를 나타내고, 도중에서 급격한 온도 변화를 나타내고, 저온도 영역에서 다시 제2의 완만한 변화를 나타내기 때문에 이 저온 영역에서의 완만한 변화 영역을 가르킨다.

또, 조사 시간을 크게 하고 있기 때문에 프로파일의 기울기는 조사 시간이 작을 때보다 완만하게 된다.

한편, 조사 시간을 작게하였을 때 결정화 온도 영역을 통과하는 프로파일은 최고 온도가 너무 높지 않기 때문에 급격한 부분이며, 또 조사 시간이 작기 때문에 프로파일의 기울기 자체가 급격하게 되다. 이 때문에 조사 시간이 클때의 결정화 온도 영역의 통과 시간 tc5는 길고, 조사 시간이 작을 때의 통과 시간 tC6은 짧게 할 수가 있다. 이 통과 시간의 제어에 의해 기록 위치의 상의 상태를 비정질 또는 결정으로 제어할 수가 있어, 기록 위치를 일단 융점이상으로 가열해서 오버라이트할 수가 있다. 이 때의 결정화의 동작점은 제14a도∼제14c도중의 E점, 또 비정질화의 동작점은 F점에 대응한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기본은 제1도의 흐름도에 도시한 바와 같이, 기록막의 기록 위치를 일단 융점이상으로 가열하고 그후 기록해야 할 정보가 비정질이던가 또는 결정화에 의해 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간을 변화시키는 것이며, 그것에 의해 오버라이트시의 이전 이력을 융해해서 높은 소거비로 오버라이트가 가능하게 되는 효과가 있다.

제17도는 선속도 V와 소거비와의 관계를 도시한 도면이다. 본 발명의 동작 ○표는 3m/s∼12m/s사이에서 35dB이상의 높은 소거비를 얻고 있으며, 또 속도에 의존하지 않는다. 한편, 종래에 ×표의 소거비는 저속도에서는 레이저 조사 시간이 길게 되기 때문에 소거비가 향상하지만, 고속도측에서는 레이저 조사 시간이 짧게 되기 때문에 결정화가 충분히 촉진되지 않아 저속거비로 되어 있다.

본 발명은 속도에 의존하지 않고 높은 소거비를 얻는 효과가 있다.

여기서, 선속도가 작은 안쪽 둘레쪽이 조사 파워를 크게 하고 있다. 즉, 조사 파워 선밀도는 안쪽둘레쪽이 크게 되어 있으며, 열의 트랙폭 방향의 넓이를 고려하면, 안쪽둘레에서 크고 넓게 누화의 증대, 인접 트랙의 소거의 문제가 발생하게 된다.

선속도가 변화하는 시스템에서는 안밖둘레에서 장해가 없는 기록을 실행하기 위해서는 재결정화 영역 상측의 비정질환 경계선의 레이저 조사 시간에 대한 기울기를 규정하는 것이 필요하다.

제18도는 제10도의 디스크 및 제13도의 디스크에서 반사막 Au,Cu의 막두께를 변경하고, 또 Au,Cu보다 낮은 열전도의 알루미늄(Al)막을 사용해서 비정질화 경계의 기울기를 변화시켰을 때의 기울기 M과 안쪽둘레에서의 기록 피트의 폭의 넓이에 의한 누화, 인접 트랙의 소거비(인접 트랙의 C레벨 저하)의 증가를 나타낸 것이다. 여기서, 각 동작점의 조사 파워 P₁,P₂는 높은 C/N비 높은 소거비를 얻도록 최적화해서 실행하고 있다.

비정질화 경계의 기울기 M

여기서, P_P1는 레이저 조사 시간 tp1에서의 비정질화 경계 파워, P_P2는 레이저 조사 시간 tp2에서의 비정질화 경계 파워, tp1은 바깥둘레에서의 레이저 조사 시간, tp2는 안쪽둘레에서의 레이저 조사 시간이라 할때, M＞3이상에서 기록 피트폭은 급증하여 인접 트랙을 소거하게 되고, 또 누화도 허용 한계의 -30dB이상으로 된다.

M≤3으로 하는 것에 의해 누화, 인접 트랙 소거를 억제해서 선속도가 2배 변화하는 광디스크에 대해서도 높은 소거비의 1빔 오버라이트를 할 수 있다는 효과가 있다.

또, 데이타용의 광디스크에서는 사용 반경비를 2배이상으로 설정하는 것이 기록 용량상 유리하며, 그때 tp2/tp1≥2로 된다. 이때에 동작의 요동에 대한 마진을 1.5배로 하여 tp2/tp1≥3으로 하는 것이 바람직하다.

제19도는 본 발명의 광정보 기록 장치의 1실시예의 구성 블럭도이다.

도면에서(191)은 기록 매체(192)의 기록막중의 소정의 기록위치에 하나의 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 광원이다. (193)은 하나의 레이저 광원(191)을 갖는 광픽업이다. (194)는 광픽업(193)의 레이저 광원(191)을 구동하는 레이저 구동회로이다. (195)는 기록 매체(192)를 광픽업(193)에 대해서 상대적으로 이동시키는 이동 기구이고, (196)은 이동 기구(195)를 제어함과 동시에 소정의 정보에 따라 레이저 구동회로(14)를 제어하는 시스템 제어 회로이다. 시스템 제어회로(196)중에는 기록해야할 정보에 관계없이 기록 매체(192)중의 기록 위치를 융점이상으로 가열해야 하는 레이저 구동 회로(194)를 제어하고, 기록 위치를 융점이상으로 가열한 후 기록해야할 정보에 따라 상기 기록 위치가 기록 매체의 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간을 제어하기 위한 통과 시간 제어회로(197)을 구비하고 있다.

정보를 기록하는 경우에 시스템 제어회로(196)은 먼저 이동 기구(195)에 이동 제어 신호를 보내고, 기록 매체(192)를 광픽업(193)에 대해서 상대적으로 이동시키도록 한다. 다음에, 시스템 제어회로(196)은 통과 시간 제어 회로(197)을 참조해서 레이저 구동회로(194)에 기록해야할 정보에 따른 레이저 구동 제어신호를 보낸다.

기록해야할 정보를 비정질의 기록 위치로 해서 기록하는 경우에는 레이저 빔을 조사하는 기록 위치를 융점이상으로 가열하고, 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간을 짧게 하기 위한 제어 신호를 레이저 구동 회로(194)에 보낸다. 레이저 구동 회로(194)는 이 제어 신호에 따라 레이저 광원(191)을 구동하기 위한 구동 신호를 보낸다. 레이저 광원(191)은 구동 신호에 따라 레이저빔을 기록 매체(192)에 조사한다. 비정질화시키기 위해서는 기록 방법에서 기술한 바와 같이, 예를들면 하이 파워로 조사 시간이 짧게 되도록 좁은 펄스폭으로 레이저를 조사하므로, 기록 매체(192)의 결정화 온도 영역을 통과하기 위한 통과 시간을 짧게 할 수 있고 기록 위치는 비정질화 한다.

한편, 기록해야 할 정보를 결정의 기록 위치로 하여 기록하는 경우에는 레이저 빔의 조사하는 기록 위치를 융점이상으로 가열하고, 통과 시간 제어 회로(197)을 참조해서, 예를들면 로우 파워로 조사 시간이 길게되도록 넓은 펄스폭의 레이저를 조사하도록 레이저 광원(191)을 구동한다. 기록 방법에서 기술한 바와 같이, 기록 매체(192)의 결정화 온도 영역을 통과하는 통과 시간을 길게 할 수 있으므로, 기록 위치는 결정화 한다. 이상과 같이 본 장치에 의해 기록 위치를 융점이상으로 가열해서 오버라이트시의 이전 이력을 융해해서 높은 소거비의 에러가 적은 광정보 기록 장치를 제공할 수 있다.

또한, 통과 시간 제어 회로(197)은 시스템 제어 회로(196)의 바깥에 배치하여도 좋다.

제20a도는 본 발명의 1실시예에 의한 광정보 기록 재생 장치의 구성도이다.

상기 장치는 트랙킹 가이드를 갖는 광디스크(227)에 레이저 빔(231)을 조사하기 위한 광픽업(221), 광픽업 위치 제어 회로(222), 수광신호처리회로(223), 반도체 레이저 구동회로(224), 디스크 회전 모터(225), 턴테이블(226), 광디스크 기록막의 기록 조건 식별 처리회로(228), 시스템 제어회로(229), 외부 입출력 단자군(230)을 포함한다.

광디스크(227)은 제20b도에 도시한 바와 같이, 유리기판(270)위에 AIN막(271)을 70mm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 그 위에 기록막으로서 In-Sb-Te계의 박막(272)를 50mm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 그위에 다시 AIN막(273)을 70nm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 또 Au막(274)를 100mm의 두께로 스퍼터링으로 형성하고, 또 그위에 보호막으로서 AIN막(275)를 100nm, 마지막으로 자외선 경화 수지 보호막(276)을 10㎛의 두께로 스핀 코팅하여 형성한 것이다.

광디스크(227)은 턴테이블(226)위에 탑재되고, 턴테이블(226)은 모터(225)에 의해 회전해서 광디스크(227)을 회전시키는 구성으로 되어 있다. 회전의 온 오프는 외부 입출력 단자(230)에서 시스템 제어 회로(229)를 거쳐 실행된다.

광 디스크(227)에는 광픽업(221)에서 레이저빔(231)이 조사되어 있다. 레이저빔(231)의 반사광은 광픽업(221)로 되돌아가서 수광 신호 처리 회로(223)을 거쳐 광픽업 높이 신호, 트랙상의 편차 신호를 출력하고, 이들 신호에 의해 광픽업 위치 제어 신호(222)을 거치는 것에 의해 광픽업(221)을 디스크(227)에 대해서 포커싱, 트랙킹이 얻어지도록 구성하고 있다. 포커싱, 트랙킹의 온 오픈는 외부 입출력 단자(230)에서 시스템 제어 회로(229)를 거쳐서 실행된다.

또, 광픽업(221)은 반도체 레이저 구동 회로(224)를 거쳐서 시스템 제어 회로(229)에 의해 임의의 조사 파워로 시시각각 설정할 수가 있고, 하나의 빔으로 오버라이트할 수 있는 구성으로 되어 있다.

광디스크(227)의 안쪽둘레 또는 바깥둘레에 마련한 제어 트랙(232)중에 광디스크(227)의 기록막의 융점 또는 기록 위치를 융점이상으로 가열하기 위하여 필요한 조사 파워, 비정질화, 결정화시키기 위한 통과 시간 또는 조사 시간등의 기록 조건의 데이타기록(233)이 있으며, 이 데이타(233)은 광픽업(221), 수광 신호 처리 회로(223)을 거쳐서 기록 조건 식별 처리 회로(228)에 입력되고 식별 결과는 시스템 제어 회로(229)를 거쳐서 반도체 레이저 구동 회로(224)에 입력되고, 1빔 오버라이트시의 제1의 조사 파워 P₁, 제2의 조사 파워 P₂를 융점으로의 가열에 필요한 파워이상으로 설정하는 구성으로 되어 있다. 재생시의 정보는 단순히 식별 처리 회로(228)을 통과하여 시스템 제어 회로(229)를 거쳐서 외부 입출력 단자군(230)으로 출력된다.

기록 조건 식별 처리 회로(228)은 상기 기록 조건 데이타 기록(233)을 해독하여 융점이상의 온도에서 오버라이트할 수도 있고, 또 더미 트랙을 사용해서 실제로 레이저를 조사하면사 반사율 변화를 구하고, 반사율 변화에서 융점으로 가열하는 멜트 파워 P_M을 구하여도 좋다. 또한 기록 조건 데이타는 예를 들면 기록 조건 데이타의 개시를 나타내는 8비트로 되는 스타트 코드, 32비트의 기록막의 융점 데이타, 32비트의 용융후의 비정질화시키기 위한 통과 사간 데이타, 32비트의 용융후의 결정화시키기 위한 통과 시간 데이타 8비트의 기록 조건 데이타의 종료를 나타내는 8비트로 되는 엔드 코드로 되어 있다. 또 8비트의 스타트 코드, 기록 막을 융점이상으로 가열해서 비정질화시키기 위한 32비트의 조사 파워의 데이타, 32비트의 조사 시간의 데이타, 기록막을 융점이상의 온도로 가열해서 결정화시키기 위한 32비트의 조사 파워의 데이타 32비트의 조사 시간의 데이타, 8비트의 엔드 코드로 되어 있다.

본 발명에 의하며, 상기 기록한 정보의 내력을 새로운 정보를 오버라이트할 때에 기록, 소거 동작과 함께 기록막을 일단 융점이상으로 가열 융해하는 것에 의해 해제할 수 있으므로, 높은 소거비가 얻어지고, 또한 기록막의 결정화 시간을 레이저 조사 시간보다도 길게 설정한 것에 의해 1빔에 있어서 높은 C/N비를 달성할 수 있으므로, 높은 소거비 1빔 오버라이트가능한 광정보 기록 매체를 제공할 수 있다.

이상 본 발명에 의해 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (1)

1. 트래킹 가이드를 갖는 기판, 상기 기판상에 마련되고, 외부에서 공급되는 레이저 빔에 의해 가열되어 융점이상의 온도에 도달한 후에 소정의 결정화 온도 영역을 통과하고, 상기 통과 시간에 따라 비정질과 결정의 어느 것인가로 상변화하고, 상기 상의 상태에 따라 기록 정보를 표시하는 기록막, 상기 기록막을 봉지하는 보호막과 상기 기록막의 융점을 나타내는 융점 데이타와 상기 기록막을 비정질화하기 위한 통과 시간을 나타내는 제1의 통과시간 데이타와 상기 기록막을 결정화시키기 위한 통과 시간을 나타내는 제2의 통과 시간 데이타의 적어도 하나를 사전에 기록한 트랙을 포함하는 광정보 기록 매체.