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KR100506553B1 - 광정보 기록매체, 그 기록 및 재생방법, 및 광정보 기록 및 재생장치 - Google Patents

광정보 기록매체, 그 기록 및 재생방법, 및 광정보 기록 및 재생장치 Download PDF

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KR100506553B1
KR100506553B1 KR10-1999-0017144A KR19990017144A KR100506553B1 KR 100506553 B1 KR100506553 B1 KR 100506553B1 KR 19990017144 A KR19990017144 A KR 19990017144A KR 100506553 B1 KR100506553 B1 KR 100506553B1
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KR
South Korea
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layer
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recording
recording medium
optical information
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나가타겐이치
니시우치겐이치
야마다노보루
아카히라노부오
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

다층 광정보 기록매체는 레이저 빔에 대해 입사측에 위치된 제1정보층 및 그 후면의 다른 정보층(4)을 갖는다. 그러므로, 그것은 대용량을 갖는다. R1a < R1c 및 R2a > R2c의 관계가 기록된 부분 및 비-기록된 부분에서 정보층(2)의 반사율(R1a 및 R1c) 및 기록된 부분 및 비-기록된 부분에서 정보층(4)의 반사율(R2a 및 R2c)에 대해 유지한다. A1a < A1c의 관계가 결정(crystalline) 상태 및 비정질(amorphous) 상태에서 제1정보층의 흡수율들(A1c 및 A1a)간에 유지한다. 비슷하게, A2a < A2c의 관계가 결정 상태 및 비정질 상태에서 제2정보층의 흡수율들(A2c 및 A2a)간에 유지한다. 그러므로, 신호들은 빠른 속도 및 고감도로 기록매체에 쓰여질 수 있다.

Description

광정보 기록매체, 그 기록 및 재생방법, 및 광정보 기록 및 재생장치{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM, RECORDING AND REPRODUCING METHOD THEREFOR AND OPTICAL INFORMATION RECORDING AND REPRODUCTION APPARATUS}
본 발명은 대용량 정보를 레이저 빔으로써 기록 및 재생하는 광디스크인 광정보 기록매체, 및 그 기록 및 재생방법에 관한 것이다.
레이저 빔을 사용하는 판독전용 광기록매체는 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크(LD) 및 디지털 비디오 디스크(DVD)라 불리우는 광디스크를 포함한다. 시판중인 판독전용 광정보 기록매체 중에서, DVD 디스크는 신호를 최고 밀도로 기록할 수 있다. DVD 포맷에 따르면, 판독전용 DVD는 120 mm의 직경, 편면판독 단일층 형태에서는 최대로 4.7 GB의 사용자 용량, 양면판독 단일층 형태에서는 9.4 GB의 사용자 용량, 또는 편면판독 2층 형태에서는 8.5 GB의 사용자 용량을 갖는다. 예를 들어, 편면판독 2층 형태의 DVD는 제1 및 제2정보층을 가지며, 제1 및 제2정보층 중 어느 하나에 기록된 신호는 광디스크의 한면으로부터 조사된 레이저 빔으로써 재생될 수 있다. 다층 구조를 갖는 판독전용 DVD를 제조하는 방법은 미국 특허 제5,126,996호에서 예를 들어 설명된다.
레이저 빔으로써 신호를 기록 및 재생할 수 있는 광정보 기록매체는 상변화형 광디스크(phase-change type optical disk), 광자기 디스크(magneto-optical disk) 및 색소 디스크(dye disk)를 포함한다. 상변화형(phase-change type) 광디스크에서는, 칼코겐화물(chalcogenide)이 기록 박막재료로서 보통 사용된다. 일반적으로, 기록 박막재료가 결정 상태(crystalline state)에 있을 때, 그것은 비기록 상태(non-recorded state)로 간주된다. 레이저 빔을 조사시키고, 자기 박막재료를 융해하여 그것을 급속히 냉각시켜서 비정질 상태(amorphous state)로 함으로써 신호가 기록된다. 기록된 신호가 소거될 때에는, 기록할 때보다 낮은 파워 출력(power)을 갖는 레이저 빔이 조사되어 기록층을 결정 상태로 변화시킨다. 칼코겐화물 자기박막(chalcogenide magnetic thin film)은 비정질 상태에서 증착되어 형성되기 때문에, 미리 기록영역의 모든 표면을 결정화하여 비기록 상태로 되도록 하는 것이 필요하다. 그 초기 결정화는 디스크 제조단계의 일부에 보통 포함된다. 기록 박막은 레이저 광원 또는 플래시 광원으로써 결정화된다.
기록 및 소거가 가능한 상변화형 광디스크에 대한 신호 기록속도를 향상시키기 위해, 높은 선형속도 기록(high linear speed recording)에 적합한 소위 광흡수 정정(light absorption correction)이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개공보 평5-298747호/1993년, 일본 특허공보 평8-1707호/1996년, 일본 특허 공개공보 평7-78354호/1995년 및 평7-262612호/1995년). 상기 모든 제안에서는, 기록용 레이저 빔에 대한 기록 박막의 광 흡수율(light absorptance)이 기록 박막의 비정질 상태보다 결정상태에서 더 크다.
광흡수 정정을 하지 않는 일반적인 상변화형 광디스크에 대해, 기록용 레이저 빔에 대한 기록 박막의 흡수율은 비정질 상태에서보다 결정상태에서 적다. 이러한 광디스크에 대해서는, 레이저 빔으로써 융해할 때 도달되는 기록 박막의 온도가 레이저 조사 전에 결정이었던 영역보다 레이저 조사전에 비정질이었던 영역에서 더 높아진다는 점이 알려져 있다. 이것은 잠열(latent heat)이 결정 상태의 시작점으로부터 융해시 공급될 필요가 없으나 비정질 상태의 시작점으로부터는 그렇치 않다는 것이 원인이다. 또한, 열 전도율이 결정 상태보다 비정질 상태에서 낮으므로 비정질 상태가 효과적으로 고온으로 열처리될 수 있다는 것도 그 원인이다. 또한, 광흡수 정정을 하지 않는 광디스크에 대해서는, 융해할 때 도달되는 큰 온도차가 특히 높은 선형속도 기록(linear velocity recording) 중에 발생한다. 그 이유는 레이저 조사로 인한 직접적인 온도 상승 이외의 온도 상승 효과, 즉 레이저 조사점 주위의 열 확산으로 인한 온도 상승이 낮은 선형속도 기록에서의 대응하는 것(counterpart)보다 적기 때문이다. 기록 박막이 기록을 위한 레이저 조사 전에 비정질 또는 결정이었냐에 따라, 또는 그것이 기록된 마크 또는 비기록 영역임에 따라 융해시 도달되는 온도가 변화된다면, 겹쳐쓰기(overwriting)에 의해 새롭게 형성된 기록 마크의 형태가 왜곡되고, 양호한 재생지터(reproduction jitter)가 얻어질 수 없다. 광흡수 정정은, 기록 박막이 비정질 또는 결정인지에 따라 결정되는 온도 상승 프로파일(profile)에서의 상기 언급된 차이를 제거함으로써 높은 선형 속도기록에 대한 양호한 겹쳐쓰기 특성을 실현하기 위해 제안되어 있다.
또한, 기록이 가능한 광디스크, 또는 기록 및 소거가 모두 가능한 광디스크의 기록밀도를 증가시키기 위해, 기판 표면 상에 형성된 홈(groove)과 이 홈 사이의 랜드(land) 상에 신호가 기록되는 소위 랜드 및 홈 기록이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제5-282705호/1993년).
또한, 기록 및 소거가 모두 가능한 광디스크의 기록용량을 증가시키기 위해, 정보가 그 한쪽으로부터 판독되는 2층 구조가 이미 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제9-212917호/1997년). 2층 구조의 광디스크는 2개의 상변화 기록막(phase-change recording film)을 가지며, 광디스크의 한쪽 면으로부터 레이저 빔을 조사시킴으로써 기록막 각각에서 정보가 판독 또는 소거된다. 2개의 기록막을 사용함으로써 기록 용량은 2배로 증가된다. 2층 구조의 광디스크의 초기화에 관해서, 2개의 기록층을 동시에 조사시킴으로써 초기화 시간을 단축하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제9-91700호/1997년).
기록 및 소거가 모두 가능한 광디스크의 2층 구조의 개념이 기록용량을 향상시키기 위해 이미 제안되어 있지만(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제9-212917호/1997년), 그것은 다음의 문제가 해결되지 않았기 때문에 실제로 사용되지 않았다. 이하에서, 「제1정보층」은 기록 및 재생용 입사 레이저 빔으로부터 보이는 전면에 위치된 기록가능한 층을 나타내고, 「제2정보층」은 입사 레이저 빔으로부터 보이는 후면에 위치된 기록가능한 층을 나타낸다.
삭제
1) 신호의 기록, 소거 및 재생을 위한 레이저 빔의 파장에서 투과율(transmittance)이 높고, 기록감도(recording sensitivity)가 높으며, 랜드 및 홈 기록이 가능하며, 기록 및 소거의 반복특성(repetition characteristic)이 양호한 제1정보층의 구조는 알려져 있지 않다.
2) 신호의 기록, 소거 및 재생을 위한 레이저 빔의 파장에서 기록감도가 높고, 비기록 부분의 반사율(reflectance)이 충분히 높으며, 랜드 및 홈 기록이 가능하며, 기록 및 소거의 반복특성이 양호한 제2정보층의 구조는 알려져 있지 않다.
3) 제1 및 제2정보층에 고속으로 겹쳐쓰기가 가능한 2층 광디스크의 구조는 알려져 있지 않다.
4) 2층의 상변화 기록박막(phase-change recording thin film)을 갖는 광기록 매체의 초기 결정화(initial crystallization)에서는, 초기 결정화의 감도가 제1 및 2정보층 사이에서 다르고, 서로 다른 초기화 조건에서 초기화를 수행하는 것이 필요하다. 정보층 각각에 대해 초점 서보(focus servo)로 초기화하는 것이 제안되어 있지만(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제9-91700호/1997년), 이것은 분리층의 두께보다 좁은 초점 깊이(focal depth)를 갖는 광시스템을 필요로 한다. 그러므로, 이것은 대규모 영역에 걸친 레이저 조사에 의한 고속 초기화용 장치에 대해서는 문제점으로 된다.
5) 제1정보층의 투과율은 신호가 기록되는 경우와 신호가 기록되지 않는 경우에 서로 다르다. 그러므로, 제2정보층에 대한 재생 신호의 진폭(amplitude)은 2개의 경우 사이에서 서로 다르고, 이것은 제2정보층에 대한 판독에러를 야기시킨다. 또한, 기록감도는 2개의 경우 사이에서 서로 다르고, 제2정보층에 대한 최적의 기록 파워 출력(power)은 결정될 수 없다.
6) 다층 구조를 갖는 기록가능한 광정보 기록매체에 대해서, 제2정보층으로부터 신호를 재생시키기 위하여 제1정보층의 투과율은 높아야 한다. 제1정보층의 흡수율이 어느 정도 높지 않으면 제1정보층의 기록은 가능하지 않다. 그러면, 제1정보층의 반사율은 반드시 낮아진다. 따라서, 제1정보층에 기록된 신호를 양호하게 재생하는 것은 어려워진다.
7) 제2정보층에 기록된 신호는 광을 2배로 흡수하는 제1정보층을 투과하는 광으로써 재생되기 때문에, 재생신호는 매우 적다. 그러므로, 제2정보층에 기록된 신호를 재생하는 것은 어렵다.
본 발명의 주요 목적은 상기 문제를 해결하는 다층 구조를 갖는 광정보 기록 매체, 그 기록 또는 재생방법 및 광정보 재생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양태에서, 광정보 기록매체는, 광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태간의 가역적인 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 갖는 제1정보층과, 광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태간의 가역적인 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 갖는 제2정보층을 구비한다. 2개의 정보층에 관해서, 제1기록층이 결정상태에 있을 때의 제1정보층의 반사율(R1c), 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 제1정보층의 반사율(R1a), 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 제2정보층의 반사율(R2c) 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 제2정보층의 반사율(R2a) 사이에는 R1a < R1c 및 R2a > R2c의 관계가 유지된다. 양호하게는, 광정보 기록매체에서, 제1기록층이 결정상태에 있을 때의 제1정보층의 흡수율(A1c)과, 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 제1정보층의 흡수율(A1a) 사이에서 A1a < A1c의 관계가 유지된다. 이와 유사하게, 광정보 기록매체에서는, 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 제2정보층의 흡수율(A2c)과, 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 제2정보층의 흡수율(A2a) 사이에는 A2a < A2c의 관계가 양호하게 유지된다.
본 발명의 제2양태에서, 광정보 기록매체는, 광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질상태 간의 가역적인 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 갖는 제1정보층과, 광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질상태 간의 가역적인 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 갖는 제2정보층을 구비한다. 2개의 정보층에 관해서, 흡수율(A1c, A1a, A2c 및 A2a) 사이에 A1a < A1c 및 A2a < A2c의 관계가 유지된다. 양호하게는, 광정보 기록매체에서, 반사율(R1a 및 R1c) 사이에 R1a < R1c라는 관계가 유지된다. 이와 유사하게, 광정보 기록매체에서, 반사율(R2c 및 R2a) 사이에 R2a > R2c의 관계가 양호하게 유지된다.
본 발명의 제3양태에서는, 광정보 기록매체가 제조될 때, 초기 결정화가 2개의 정보층을 접착시키기 전에 수행된다. 즉, 광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태간의 가역적인 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1 및 제2기록층을 각각 갖는 제1 및 제2정보층이 구비된다. 그 다음에, 제1 및 2정보층중 적어도 하나가 초기 결정화되며, 제1 및 2정보층은 접착된다.
본 발명의 제4양태에서, 광정보 기록매체는, 광빔으로의 노출에 의해 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 갖는 제1정보층과, 이 제1정보층 상에 형성된 중간 투명층(intermediate transparent layer)과, 광빔으로의 노출에 의해 정보가 기록될 수 있는 제2기록층과, 제1정보층과 중간 투명층 사이 또는 제2정보층과 중간 투명층 사이에 형성된 오버코트층(overcoat layer)을 구비한다. 적어도 하나의 오버코트층을 구비함으로써, 기록의 반복특성이 개선될 수 있다.
본 발명의 제5양태에서, 광정보 기록매체는, 광빔으로의 노출에 의해 정보가 기록될 수 있는 제1기록층과, 제1기록층을 투과하는 광빔으로의 노출에 의해 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 구비한다. 이 제1기록층은 기록 마크가 형성된 영역을 포함한다. 이 마크는 제1기록층이 신호가 기록된 영역과 거의 동일한 투과율을 갖도록 형성된다.
본 발명의 제6양태에서는, 정보가 다층 광정보 기록매체의 제2기록층에 기록될 때, 기록매체에 대한 재생위치가 설정되고, 신호들이 재생위치 앞의 제1기록층에 기록되었는지가 결정된다. 그 다음에, 신호들이 재생위치 앞의 제1기록층에 기록된 것으로 결정된 때에만, 제1기록층을 투과하는 레이저 빔으로써 제2기록층에 신호들이 기록된다.
본 발명의 제7양태에서는, 광정보 기록매체의 제1 및 2기록층에 기록된 정보가 재생될 때, 신호들이 제1기록층으로부터 재생되는지 또는 제2기록층으로부터 재생되는지가 결정된다. 그 다음에, 신호들이 제1파워 출력(power)의 레이저 빔으로 제1기록층으로부터 재생될 때에는 제1기록층에 기록된 신호들이 재생되고, 신호들이 제2기록층으로부터 재생될 때에는 제1기록층을 투과하는 레이저 빔으로 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력으로써 제2기록층에 기록된 신호들이 재생된다. 그러므로, 제1 및 2기록층을 갖는 다층 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하는 장치는, 다층 광정보 기록매체를 지지 및 구동하는 회전 구동기와, 이 회전 구동기에 의해 회전되는 기록매체에 광을 방출하는 광원과, 이 기록매체로부터 반사된 광을 검출하는 검출기와, 신호가 제1기록층으로부터 재생될 때의 제1파워 출력 또는 신호가 제2기록층으로부터 재생될 때의 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력을 갖는 광빔을 광원으로 하여금 방출하도록 하는 제어기를 구비한다.
본 발명의 제8양태에서는, 기록매체의 한면 및 제2판독전용 광정보 기록매체로부터의 광빔으로 기록 및 재생이 수행되는 2개의 기록층을 갖는 제1다층 광정보 기록매체로부터 신호가 재생될 때, 재생되는 광정보 기록매체가 제1 또는 제2광정보 기록매체인지 판별된다. 그 다음에, 제2광정보 기록매체가 판별된 때에는 제1파워 출력의 레이저 빔으로 제2광정보 기록매체로부터 신호가 재생되고, 제1광정보 기록매체가 판별된 때에는 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력의 레이저 빔으로 제1광정보 기록매체로부터 신호가 재생된다. 그러므로, 제1 및 제2광정보 기록매체로부터 신호를 재생하는 장치는, 제1 또는 제2기록층을 갖는 제1 또는 제2광정보 기록매체를 지지 및 구동하는 회전 구동기와; 제1 또는 제2광정보 기록매체에 광빔을 방출하는 광원 및, 제1 또는 제2광정보 기록매체로부터 반사된 광을 검출하는 검출기를 포함하는 광헤드(optical head)와; 신호가 제2광정보 기록매체로부터 재생될 때의 제1파워 출력 또는 신호가 제1광정보 기록매체로부터 재생될 때의 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력을 갖는 광빔을 광헤드의 광원으로 하여금 방출하도록 하는 제어기를 구비한다.
상기 목적은 주 청구항과, 본 발명의 유익한 실시예를 더욱 한정하는 종속항에서 설명된 특징들의 결합에 의해 해결되고, 발명에 관한 본 란은 모든 필요한 특징을 반드시 설명하지는 않으므로, 상기 설명된 특징의 하위결합(sub-combination)으로도 발명이 될 수 있다.
본 발명의 장점은 광정보 기록매체가 한면으로부터 2개의 정보층에 데이터를 기록할 수 있고 큰 저장용량을 갖는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 다층 광정보 기록매체에 대해 신호가 양호하게 기록 및 재생될 수 있다는 것이다.본 발명의 이러한 목적 및 특징들은 첨부한 도면을 참조로 하는 바람직한 실시예와 관련된 아래의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도면에서, 같은 도면부호는 수개의 도면에 걸쳐 동등하거나 대응하는 부분을 나타내고, 도 1은 본 발명의 일실시예의 다층 광정보 기록매체(광디스크)의 층구조를 방사상 방향(radial direction)에서의 단면도이다. 광디스크는 복수의 정보층을 가진다. 도 1에 도시했듯이, 기판(1), 제1정보층(2), 광 분리층(optical separation layer)(3), 제2정보층(4) 및 또다른 기판(5)이 연속해서 층을 이룬다. 광 분리층(3)을 경유해서 층을 이룬 2개의 정보층(2 및 4)은 기록 박막(도시 되지 않음)을 가지며, 정보는 2개의 정보층(2 및 4)에 기록될 수 있다.
도 2는 제1정보층(2) 및 제2정보층(4)의 구조에 대한 예를 도시한다. 제1정보층(2)은, 연속적으로 층을 이룬 보호층(protection layer)(21), 계면층(interface layer)(22), 제1기록층(23), 또다른 계면층(24) 및 또다른 보호층(25)을 구비한다. 또한, 제2정보층(4)은, 연속적으로 층을 이룬 반투명층(semitransparent layer)(41), 보호층(42), 계면층(43), 제2기록층(44), 또다른 계면층(45), 또다른 보호층(46) 및 반사층(reflection layer)(47)을 구비한다. 기록 및 재생용 레이저 빔은 기판(1)쪽으로부터 입사한다.
다층 광정보 기록매체의 구성요소는 아래에서 설명된다. 기판(1)은 폴리카보네이트(polycarbonate) 혹은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)와 같은 수지판(resin plate), 또는 자외선 세팅 수지(ultra-violet rays setting resin), 유리판 또는 투명 무기성 박막(transparent inorganic thin film)으로 제조된다. 기판의 표면(26)은 나선형의 연속 홈(spiral continuous groove) 또는 동축의 연속 홈(coaxial continuous groove)(가이드 홈, 트랙)으로 덮여 있다. 기판(1)에는 또한 스핀 코팅(spin coating)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2정보층(4)이 보호 기판(5) 상에 증착된 후, 연속의 나선형 홈 또는 연속의 동심 홈(가이드 홈, 트랙)으로 덮여 있는 광 분리층(3)이 2P 공정(2P process)으로써 형성된다. 또한, 제1정보층(2)은 홈으로 덮여 있는 광 분리층의 표면 상에 증착된다. 그 다음에, 기판(1)에 스핀 코팅이 형성된다. 이 경우에, 기판(1)의 두께는 일반적으로 약 수십 마이크로미터 이하이다.
보호층(21, 25, 42 및 46)은 물리적으로 그리고 화학적으로 안정한 재료, 즉, 제1 및 제2기록층(23 및 44)의 기록재료의 융해점(melting point)보다 높은 융해점 및 연화 온도(softening temperature)를 가지며, 고용체(solid solution)를 형성하지 않도록 기록재료와 용해할 수 없는 재료로 제조됨이 바람직하다. 예를 들어, 그것은 Al2O3, SiOx, Ta2O5, MoO3, WO3, ZrO2, ZnS, AlNx, BN, SiNx, TiN, ZrN, PbF2 또는 MgF2, 또는 그 조합인 유전체 재료(dielectric material)이다. 그러나, 보호층(21, 25, 42 및 46)의 재료는 유전체 재료 또는 투명 재료로 될 필요가 없다. 예를 들어, 그것은 가시광선 및 자외선을 흡수할 수 있는 ZnTe 등으로 제조될 수 있다. 보호층(21 및 25)이 보호층(42 및 46)과 다른 재료로 제조되면, 디스크 설계의 자유도가 열적으로 그리고 광학적으로 확장되는 장점이 있다. 물론, 이들은 동일한 재료일 수도 있다.
계면층(22, 24, 43 및 45)은 인접한 층에서 구성소자의 상호 이동을 억제하기 위해 구비된다. 제1기록층(23)은 2개의 보호층(유전체층)(21 및 25)에 의해 그 사이에 끼워 넣어지고, 계면층(22, 24)은 제1기록층(23)과 보호층(21) 사이 또는 제1기록층(23)과 보호층(25) 사이에 적어도 구비된다. 제2기록층(44)은 2개의 보호층(유전체층)(42 및 46)에 의해 그 사이에 끼워 넣어지고, 계면층(43, 45)은 제2기록층(44)과 보호층(42) 사이 또는 제2기록층(44)과 보호층(46) 사이에 적어도 구비된다. 계면층(22, 24, 43 및 45)은 질화물(nitride) 또는 카바이드(carbide), 그리고 X-N, X-O-N의 일반적인 식을 갖는 재료로 제조된다. 양호하게는, X는 Ge, Cr, Si, Al 또는 Te중 적어도 하나이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 계면층을 구비함으로써, 제1 및/또는 제2기록층(23, 44)의 구성소자와 보호층(21, 25, 42 및 46)의 유전체층의 구성소자 사이에서 상호 확산(mutual diffusion)이 억제되고, 기록 및 소거의 반복특성이 개선된다. 예를 들어, 계면층의 장점은 일본 특허 공개공보 제4-52188호/(1992년)에서 상세하게 설명된다. 또한, 그것은 더미 기록(dummy recording)을 참고로 나중에 설명된다.
제1정보층(2)에 포함된 제1기록층(23)의 재료와, 제2정보층(4)에 포함된 제2기록층(44)의 재료는 결정 및 비정질 상태 사이에서 그 구조를 변화시키는 재료이다. 예를 들어, 그 재료는 Te, In, Se 등을 주성분으로 갖는 상변화 재료(phase change material)이다. 예를 들어, 공지된 상변화 재료의 주성분은 Te-Sb-Ge, Te-Ge, Te-Ge-Sn, Te-Ga-Sn-Au, Sb-Se, Sb-Te, Sb-Se-Te, In-Te, In-Se, In-Se-Tl, In-Sb, In-Sb-Se, In-Se-Te이다. 제1 및 제2기록층(23 및 44)은 비정질 상태에서 보통 박막으로서 증착된다. 레이저 빔 등의 에너지를 흡수함으로써, 그것은 결정화되어 광학 상수(optical constant)(굴절 지수(n) 및 감쇄 계수(k))를 변화시킨다. 기록 및 재생용의 양호한 반복특성을 갖는 재료 및 그 재료의 합성물은 실험으로써 탐색되었고, Ge, Sb 및 Te의 3개의 원소를 포함하는 재료가 양호하다고 밝혀졌다. 그 원자비가 GexSbyTez로서 표시되면, x + y + z =1일 때 0.10 ≤ x ≤ 0.35, 0.10 ≤ y ≤ 0.65, 및 0.45 ≤ z ≤ 0.65 이다.
광 분리층(3)은 제1정보층(2)과 제2정보층(4) 사이에 배열된 중간층이다. 그것은 제1 또는 제2정보층(2, 4)이 재생될 때 다른 층으로부터의 재생신호의 효과가 무시할 정도로 작게 만들기 위해 구비된다. 그 두께는 보통 10과 100 마이크로미터(micrometer) 사이, 양호하게는 30과 60 마이크로미터 사이에 있다. 광 분리층(3)의 재료는 제2정보층(4)에서 신호를 기록 또는 재생하기 위해 조사하는 레이저 빔의 파장에서 투명하다. 그것은 제1 및 제2정보층(2 및 4)을 광학적으로 분리하는 기능을 가질 수도 있다. 예를 들어, 그 재료는 자외선 세팅 에폭시 수지(ultraviolet-rays setting epoxy resin) 또는 광디스크의 접착용 양면 테이프(예를 들어, Nitto Kogyo KK의 접착 시트 DA-8320)이다.
광 분리층(3)은 스핀 코팅, 2P 공정 등으로써 형성된다. 그것은 두가지 방식의 2P 공정으로써 형성될 수 있다. 첫째, 제1정보층(2)이 기판(1) 상에 증착된 후, 연속 나선형 홈 또는 연속 동심 홈(가이드 홈, 트랙)으로 덮여 있는 광 분리층(3)이 2P 공정으로써 형성된다. 또한, 제2정보층(4)이 그 위에 증착된다. 이 경우에, 보호 기판(5)은 필요로 하지 않는다. 둘째로, 제2정보층(4)이 보호 기판(5) 상에 증착된 후, 연속 나선형 홈 또는 연속 동심 홈(가이드 홈, 트랙)으로 덮여 있는 광 분리층(3)이 2P 공정으로써 형성된다. 또한, 제1정보층(2)이 홈으로 덮여 있는 광 분리층의 표면 상에 증착된다. 이 경우에, 기판(1)은 스핀 코팅으로써 형성된다.
반투명층(semitransparent layer)(41)은 주요 원소로서 Au, Al 또는 Si와 같은 금속원소 또는 그 합금으로 제조된다. 그것은 제2정보층(4)의 제2기록층(44)에서 광흡수 정정(optical absorption correction)의 구조를 용이하게 하기 위해 양호하게는 구비되나, 그것은 반드시 구비될 필요가 없다. 제2정보층(4)의 기록감도를 향상시키기 위해, 반투명층(41)의 두께는 100과 4 나노미터(nanometer) 사이에 있다. 반투명층(41)의 특성과 비슷한 광특성은 반투명층(41) 대신에 상이한 굴절 지수를 갖는 2종류의 유전체층을 층으로 형성함으로써 실현될 수 있다.
반사층(47)은 주요 원소로서 Au, Al, Ni, Fe 또는 Cr 등의 금속원소 또는 그 합금으로 제조된다. 그것은 제2기록층(44)에서 광흡수 효율을 향상시키기 위해 양호하게는 구비된다.
예를 들어, 보호 기판(5)은 스핀 코팅으로 형성된 수지층 또는 기판(1)과 비슷한 수지 또는 유리판으로 제조된다. 제2정보층(4)을 위한 가이드 홈이 2P 공정으로 광분리층(3)의 표면 상에 형성될 때, 보호 기판(5)의 표면은 평평하고, 그것은 제2정보층(4) 상에 접착제로 접착될 수 있다. 제2정보층(4)을 위한 홈이 광 분리층(3)의 표면 상에 형성되지 않으면, 나선형 연속 홈 또는 동심 홈(가이드 홈, 트랙)은 보호 기판(5)의 표면(51) 상에 형성된다. 이 경우에, 제2정보층(4)은 보호 기판(5)의 표면(51) 상에 직접적으로 형성되고, 그것은 광 분리층(3)을 경유해서 제1정보층(2)과 접착된다.
또한, 광정보 기록매체는 2개의 제1정보층(2)을 접착제로 접착함으로써 2개의 2층 광정보 기록매체로부터 구성될 수 있다. 4층 광정보 기록매체에서는, 기록 및 재생이 양면으로부터 가능하다.
상기 언급된 제1기록층(23), 제2기록층(44), 보호층(21, 25, 42 및 46), 계면층(22, 24, 43 및 45), 반투명층(41), 반사층(47) 등은 전자빔 증착(electron beam deposition), 스퍼터링(sputtering), 이온 플레이팅(ion plating), 화학증착(chemical vapor deposition), 레이저 스퍼터링(laser sputtering) 등으로 보통 형성된다.
다음으로, 제1정보층(2)의 기본 구조가 설명된다. 제1정보층(2)에 대해 바람직한 가장 중요한 특성은 높은 투과율(transmittance), 높은 감도(sensitivity), 고속의 겹쳐쓰기(overwrite)를 실현한 광흡수 정정 구조, 비기록 영역에 대한 어느 정도의 큰 반사율(reflectance)이다. 투과율을 증가시키기 위해서는, 제1기록층(23) 이외에는 반사층과 같은 광흡수층이 구비되지 말아야 한다.
상기 언급했듯이, 광흡수 정정구조에서는, 비정질 상태의 제1기록층(23)을 갖는 제1정보층(2)의 광흡수율"A1a"은 결정 상태의 제1기록층(23)을 갖는 제1정보층(2)의 광흡수율"A1c"보다 낮다(A1a ＜ A1c). 광 흡수 정정을 하지 않는 일반적인 디스크의 구조에 대하여, 또는 제1정보층(2)의 광흡수율이 결정 상태보다 비정질 상태의 제1기록재료에 대해 더 높은 구조에 대하여, 6 m/s를 초과하는 기록 선형 속도(recording linear velocity)에서 소거 특성(erasion characteristic)이 충분하지 않다는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 보통 기록용 레이저 빔의 파장은 재생용의 것과 동일하다. 그래서, 레이저 빔의 파장은 기록용과 재생용이 같다고 가정한다.
비정질 상태와 결정 상태의 평균 투과율을 증가시켜서 평균 기록 감도를 증대시키기 위해서는, 비정질 상태 및 결정 상태에서의 제1기록층(23)의 제1정보층(2)에서의 하나의 반사율은 가능한 한 제로(zero)에 가까워지는 것이 필요하다. 다른 한편으로, 비기록 영역(non-recorded region)이 어느 정도 높은 반사율을 가지지 않으면, 포커스(focus) 및 트랙킹(tracking) 서보 특성(servo characteristic)이 얻어질 수 없고, 피트 어레이(pit array)로 구성되는 어드레스 영역이 기판(1)의 표면에 형성되면, 어드레스 신호는 재생될 수 없다. 상기 언급했듯이, 상변화 재료를 제1기록재료로서 사용하는 재기록가능한 광디스크에서는, 결정 영역이 비기록 영역에 대응하고 비정질 영역은 기록 마크에 대응한다. 그러므로, 결정 상태의 제1기록층(23)을 갖는 제1정보층(2)에서 하나의 반사율이 제로에 가까워지는 것은 불가능하다. 그러므로, 비정질 상태의 제1기록층(23)을 갖는 제1정보층(2)의 반사율은 가능한 한 제로에 가까워져야 한다. 즉, 기록 박막이 결정 상태에 있는 기록 영역의 반사율 "R1c"은 기록층이 비정질 상태에 있는 비기록 영역의 반사율 "R1a"보다 높아야 한다(R1a < R1c).
또한, 제1정보층(2)이 랜드(land) 및 홈(groove) 기록에 알맞은 구조를 가지기 위해서는, 제1정보층(2)에 기록된 신호를 재생하기 위하여 제1기판(1)을 통해 광빔을 조사하는 광 시뮬레이션으로부터 아래의 관계식이 유도되고,
(2n - 1)* < ø1a - ø1c < (2n + 0.1)*,
여기서 ø1a는 제1기록층(23)이 비정질 상태에 있을 때의 제1정보층(2)로부터의 반사광의 위상이고, ø1c는 제1기록층(23)이 결정 상태에 있을 때의 제1정보층(2)로부터의 반사광의 위상이다. 예를 들어, 제1기록층(23)은 두께 7nm의 Ge-Sb-Te(Ge:Sb:Te = 4:3:7)로 제조된다. 또한, 두께 100 nm의 ZnS-20mol% SiO2층의 보호층(21)은 제1정보층(2)을 위한 기판(1)측에 구비되고, 두께 110 nm의 보호층(25)은 기판(1)의 반대측에 구비된다. 상기 관계는 충족되고 기록 및 소거의 반복은 양호하다는 점이 확인되었다. 상기 결과는 그 예를 나중에 설명한다.
다음으로, 제2정보층(4)의 구조가 설명된다. 제2정보층(4)에 대해 바람직한 가장 중요한 특징은 높은 감도, 높은 반사율, 고속 겹쳐 쓰기 기록을 실현하는 광흡수 정정구조이다. 상기 언급했듯이, 광흡수 정정구조에서는, 비정질 상태의 제2기록층(44)을 위한 제2정보층(4)의 광흡수율 "A2a"이 결정 상태에서의 광흡수율"A2c"보다 낮다. 광흡수를 하지 않는 일반적인 디스크의 구조에 대하여, 또는 결정 상태보다 비정질 상태의 제2기록재료에 대한 제2정보층(4)의 광흡수율이 더 높은 구조에 대하여, 6 m/s를 초과하는 기록 선형 속도에서 소거 특성이 충분하지 않다는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 비정질 및 결정 상태에서 평균 기록 감도를 개선시키기 위해서는, 제2정보층(4)의 투과율이 가능한 한 적어야 좋다. 즉, 제2정보층(4)에 입사하는 레이저 빔은 제2기록층(44)에 의해 주로 흡수되고 그 나머지는 가능한 한 많이 반사되는 것이 바람직하다. 광흡수 정정을 실현시키기 위해서는, 제2정보층(4)에서, 제2기록층(44)의 광흡수율"A2a"은 결정 상태의 광흡수율"A2c"보다 비정질 상태에서 더 적다. 입사하는 광을 효과적으로 사용하기 위해서는, 제2기록층(44)의 비정질 상태에서의 반사율"R2a"이 결정 상태에서의 반사율"R2c"보다 더 큰 것이 바람직하다(R2a > R2c).
또한, 제2정보층(4)이 랜드 및 홈 기록에 알맞은 구조를 가지기 위해서는, 제2정보층(44)에 기록된 신호를 재생하기 위하여 제1기판(1)을 통해 레이저 빔을 조사하는 광 시뮬레이션(optical simulation)으로부터 다음의 관계가 유도되며,
(2n - 1)* < ø2a - ø2c < (2n + 0.1)*,
여기서, ø2a는 제2기록층(44)이 비정질 상태에 있을 때의 제2정보층(4)으로부터의 반사광의 위상이고, ø2c는 제2기록층(44)이 결정 상태에 있을 때의 제2정보층(4)으로부터의 반사광의 위상이다. 예를 들어, 제2정보층(4)은 Au로 된 반투명층, ZnS-20mol% SiO2의 보호층(42), Ge-Sb-Te(Ge:Sb:Te = 4:2.7:7)의 기록층(44), ZnS-20mol% SiO2의 보호층(46), 두께 10, 70, 10, 80 및 16 nm의 Al-2at% Cr로 된 반사층(47)을 가지며, 광 분리층(3) 상에서 이러한 순서로 연속적으로 층을 이룬다. 상기 제2정보층(4)이 상기 조건을 만족시키고, 기록 및 소거가 양호하게 반복될 수 있다는 점이 확인되었다.
제1 및 제2정보층(2, 4)을 포함하는 광정보 기록매체의 광특성은 앞에 설명되어 있다. 레이저 파워 출력이 제한되는 현재의 상황에서, 상기 언급했듯이, 다층 구조를 갖는 기록 가능한 광디스크에서는, 레이저 광의 입사방향에 대한 전면 측에 위치한 제1정보층(2)은 기록 후에 더 적어지는 반사율을 가지며, 레이저 광의 입사방향에 대한 후면 측에 위치한 제2정보층(4)은 기록 후에 더 커지는 반사율을 가진다(즉, R1a < R1c 및 R2a > R2c). 그래서, 실제로 사용될 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다. 이 경우에, 기록신호를 재생하는 구동은 기록으로 인한 반사율의 변화가 반대의 방향인 2개의 층을 재생해야 한다. 물론, 레이저 파워 출력(power)이 장래에 크게 증가하면, 예를 들어, 제2정보층의 반사율은 기록으로 인해 감소하도록 설정될 수 있고, 또는 2개 층의 반사율 변화 특성이 같아진다.
양호하게는, 제1정보층(2)에서 제1기록층(23)의 광흡수율은 A1a < A1c의 관계를 만족시킨다. 또한, 양호하게는, 제2정보층(4)에서 제2기록층(44)의 광흡수율은 A2a < A2c의 관계를 만족시킨다. 가장 양호하게는, 제1 및 제2정보층은 R1a < R1c, R2a > R2c, A1a < A1c 및 A2a < A2c의 관계를 만족시킨다.
다른 방법에 있어서, 제1 및 제2정보층(2, 4)을 포함하는 광정보 기록매체는 A1a < A1c 및 A2a < A2c의 광흡수율에 관한 관계를 만족시킨다. 그래서, 실제로 사용될 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다. 양호하게는, 제1정보층(2)의 반사율은 R1a < R1c의 관계를 만족시키거나, 양호하게는 제2정보층(4)의 반사율은 R2a > R2c의 관계를 만족시킨다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 2층의 상변화형 기록 박막을 갖는 광정보 기록매체를 위한 초기 결정화에서는, 초기 결정화를 위한 감도는 제1 및 제2정보층 사이에서 보통 다르다. 그러므로, 초기화는 다른 조건에서 수행되어야 한다. 각각의 제1 및 제2정보층이 포커스 서보(focus servo)(예를 들어, 일본 특허 공개공보 제9-91700호/1997년)로써 초기화되는 것이 제안되었지만, 이것은 분리층의 두께보다 더 깊은 포커스 깊이(focal depth)를 갖는 광시스템(optical system)을 필요로 한다. 이것은 레이저 빔을 큰 영역에 걸쳐 조사함으로써 초기화 장치가 고속 초기화용으로 제조될 때 문제가 된다.
그래서, 제1정보층(2)이 광분리층(3)을 경유해서 접착되기 전에, 제1 및 제2정보층(2및 4)에서 기록층(박막) 중 적어도 하나가 초기 결정화용 장치로써 초기화된다. 이 새로운 초기화 방법에서는, 2층 광정보 기록매체가 제조될 때, 기록층을 포함하는 제1정보층(2)이 기판(1) 상에 형성된다. 비슷하게, 기록층을 포함하는 제2정보층(4)은 보호 기판(5) 상에 형성된다. 나선형 또는 동심 연속 홈(가이드 홈, 트랙)의 불규칙한 패턴은, 예를 들어 기판(1 및 5) 상에 형성된다. 그래서, 그들을 광 분리층(3)을 경유해서 접착하기 전에, 제1 및 제2정보층(2 및 4)에서 기록층 중 적어도 하나, 예를 들어, 제2정보층의 기록층은 레이저 초기화 장치로써 초기화된다. 그 다음에, 2개의 정보층(2 및 4)은 광 분리층(3)을 경유해서 접착된다. 이 방법에 따르면, 넓은 포커스 깊이를 갖는 상대적으로 낮은 비용의 장치를 사용함으로써 각 정보층(2, 4)에 대한 초기 결정화 조건에서 기록층이 초기화될 수 있다.
제1정보층(2)은 높은 투과율을 가지기 때문에, 그것은 기판(1)측으로부터 또는 기판(1)을 투과함이 없이 제1정보층(2)측으로부터 레이저 광을 입사함으로써 초기 결정화가 되도록 할 수도 있다. 다른 한편으로, 제2정보층(4)은 높은 투과율을 가지기 때문에, 보호 기판(5)을 투과하는 광에 의해 초기 결정화는 보통 어렵다. 초기화되는 2개의 기판 상의 정보층(2, 4)은, 예를 들어 에폭시 자외선 세팅 수지(epoxy ultraviolet rays setting resin)를 사용한 자외선 조사로 인해 서로 대향 및 접착된다. 이 경우에, 접착층은 광 분리층(3)으로 된다. 그 두께는, 제1 또는 제2정보층(2, 4)이 재생될 때 나머지 층에 의한 재생신호의 효과가 무시할 수 있게 적고 두께가 가능한 한 적어지도록 설정된다.
제1 및 제2정보층(2, 4)이 서로 접착된 후, 광 분리층(3)의 두께보다 더 큰 포커스 깊이를 갖는 상대적으로 낮은 비용의 장치로써 이 층들이 초기 결정화되는 공정에서는, 초기 결정화에 대한 상대적으로 낮은 감도를 갖는 그들 중 하나에 대해 특히 문제가 발생한다. 상대적으로 낮은 감도의 층이 충분히 큰 파워 출력(power)으로써 초기화되면, 높은 감도의 층은 최적 조건보다 더 큰 과도한 파워 출력(power)을 받게 되어 나쁜 경우에는 파괴된다. 그러므로, 상대적으로 낮은 감도를 갖는 그들 중 하나는 접착하기 전에 초기 결정화되고, 높은 감도의 다른 층은 접착 후에 초기 결정화될 수 있다. 각 정보층의 결정화 감도의 크기는 그 구조 및 초기 결정화를 위해 사용된 레이저 파장에 따라 결정된다.
예를 들어, 제1 및 제2정보층(2 및 4)은, 도 2에 도시했듯이, 상변화형(phase-change type) 기록층을 포함하고, 바람직하게는, 반사율(R1c, R1a, R2c 및 R2a) 사이에서 R1a < R1c 및 R2a > R2c의 관계가 유지된다.
다음으로, 본 발명의 제3실시예를 설명한다. 제1 및 제2정보층(2 및 4) 중 적어도 하나가 접착하기 전에 초기 결정화될 때, 기록 및 재생에 관한 반복 특성은 접착하기 전에 초기 결정화되는 정보층에 대해 충분하지 않음이 밝혀져 있다. 우리는, 작은 열전도성을 갖는 공기 중에서 초기 결정화가 수행될 때, 열이 불필요하게 정보층에 누적되므로, 기록 및 재생에 관한 반복특성이 기판의 열적 변형등의 악화로 인해 악화되는 현상이 있다고 간주하였다. 그래서, 초기화되는 정보층의 표면을 오버코트층(overcoat layer)으로 피복하였고, 기록 및 재생의 반복특성이 개선된다는 것을 알게 되었다.
도 3은 다층 광정보 기록매체(광디스크)를 도시한다. 이 광디스크는 기판(101), 제1정보층(102), 오버코트층(103), 광 분리층(104), 또다른 오버코트층(105), 제2정보층(106) 및 또다른 기판(107)을 구비하며, 이들은 연속적으로 층을 이룬다. 광 분리층(104)을 경유해서 층을 이룬 2개의 정보층(102 및 106)은 기록 박막(도시되지 않음)을 가지며, 정보는 2개의 정보층(102 및 106)에 기록될 수 있다. 예를 들어, 기판(101, 107), 2개의 정보층(102, 106) 및 광 분리층(104)은 제1실시예에서의 대응하는 부분과 동일한 구조를 가진다. 광디스크는 2개의 오버코트층(103 및 105)을 가지지만, 그들 중 하나만이 구비될 수도 있다.
오버코트층(103, 105)은, 예를 들어 아크릴 자외선 세팅 수지(acrylic ultravioletrays setting resin)의 스핀 코팅(spin coating)과 자외선으로의 노출에 의해 형성된다. 오버코트층(103, 105)과 광 분리층(104)은 2개의 정보층(102 및 106) 사이에 배열된 복수의 층으로 구성되는 중간층에 대응한다고 말할 수 있다. 오버코트층(103, 105)과 광 분리층(104)의 전체 두께는, 제1 및 제2정보층 중 하나가 재생될 때, 다른 정보층으로부터의 재생신호의 효과가 무시할 수 있을 정도로 적어지고, 그 전체 두께가 가능한 한 적어지도록 선택된다. 디스크 평면에서 오버코트층의 막두께(film thickness)의 균일성을 개선시키기 위해서는, 오버코트층은 10 μm 이하인 얇은 두께를 가지는 것이 바람직하다는 것을 알게 되었다. 이것을 달성하기 위한 기술로서, 예를 들어, 오버코트층은 광 분리층(104)보다 낮은 점도(viscosity)를 갖는 수지로 제조된다. 실험 데이터는, 오버코트층(103 및 105)이 형성된 후에 초기 결정화를 수행하고, 그 다음에 그들을 광 분리층(104)을 경유해서 접착시킴으로써 기록 및 재생의 반복특성이 매우 개선된다는 것을 보여준다.
제조 방법에서, 제1정보층(102)이 불규칙한 패턴을 갖는 기판(101) 상에 형성되고, 불규칙한 패턴을 갖는 광분리층(104)은 2P 공정 등으로써 제1정보층(102) 상에 형성되고, 제2정보층(106)은 광 분리층(104) 상에 형성된다. 이 방법에서는, 같은 이유에 따라, 제1정보층(102)이 형성된 후, 오버코트층(103)이 그 위에 형성되고, 제1정보층(102)은 초기 결정화된다. 그래서, 광 분리층(104)과 제2정보층(106)은 연속적으로 형성된다. 최종적으로, 제2정보층(106)이 초기 결정화된다. 제1정보층이 제2정보층보다 적은 초기 결정화의 감도를 가질 때 광디스크를 위한 제조 방법은 당연히 장점을 갖는다.
다음으로, 본 발명의 제4실시예의 다층 광정보 기록매체(광디스크)를 설명한다. 기록 가능한 제1정보층과, 레이저 빔의 입사에 대해 제1정보층의 후면에 있는 적어도 하나의 제2정보층을 갖는 다층 광정보 기록매체에서는, 비기록 상태와 기록 상태 사이에서 서로 상이한 제1정보층의 투과율로 인해 어떤 문제가 일어나는지에 대해 이후에 설명한다. 제2정보층에 기록된 신호가 재생될 때, 제2정보층으로부터 재생되는 신호의 진폭은 재생될 제2정보층 영역의 전면에서 신호가 제1층에 기록되는지의 여부에 따른다. 예를 들어, Tnr은 신호가 제1정보층에 기록되지 않을 때의 투과율을 나타내고, Tr은 신호가 제1정보층에 기록될 때의 투과율을 나타내면, 신호가 제1정보층에 기록될 때의 제2정보층의 재생신호의 진폭은 신호가 제1정보층에 기록되지 않을 때의 제2정보층의 재생신호 진폭의 (Tnr/Tr)*(Tnr/Tr)배이다. 즉, 그것은 제1정보층의 투과율의 제곱에 비례한다. 신호가 제2정보층에 기록될 수 있다면, 제2정보층의 기록감도는 신호가 제1기록층에 기록되는지에 영향을 받게 된다. 즉, 신호가 제1기록층에 기록될 때의 제2정보층의 기록감도는 신호가 제1기록층에 기록되지 않을 때의 그것의 (Tnr/Tr)배이다.
이러한 단점을 해결하기 위해, 본 발명의 제4실시예에 따른 다층 광정보 기록매체는 사전에 기록마크(recorded mark)를 가진다. 이 기록마크는 일반적인 신호가 기록되는 영역에서의 투과율과 거의 동일한 투과율을 갖도록 형성된 마크를 나타낸다. 예를 들어, 더미 신호(dummy signal)는 기록 가능한 제1정보층(2)에 미리 기록된다. 더미 신호는 일반적인 신호와 거의 동일한 투과율을 갖도록 기록된다면 충분하다. 물론, 더미 신호가 재생될 수 있도록 제1정보층(2)에 기록되면 각종의 장점이 실현되지만, 그들이 반드시 재생되도록 할 필요는 없다.
중요한 요점은 더미 신호가 기록되지 않은 영역에 대한 더미 신호가 기록된 영역의 비율이다. 신호가 빈 곳이 없이 제1정보층에 기록될 때, 상기 비율이 신호가 기록되지 않은 영역에 대한 신호가 기록된 영역의 비율과 거의 동일하다면, 위의 문제는 충분히 해결된다. 신호가 최대 밀도로 제1정보층(2)에 기록될 때에도, 기록마크에 의해 점유되는 영역은 50%를 초과하지 않는다. 또한, 기록마크에 의해 점유된 영역이 20%보다 작을 때, 이 실시예의 장점은 충분히 얻어지지 않음을 실험적으로 확인하였다.
더미 신호는 각종의 방법으로 기록될 수 있다. 예를 들어, 이 신호는 DC 신호와 같은 약한 기록 파워 출력(power)으로써 기록 가능한 트랙에 기록될 수도 있다. 이 신호는 DC 신호와 같은 일반적인 기록 파워 출력(power)으로써 그 밖의 모든 트랙에 기록될 수도 있다. 일정한 주기의 기록마크가 기록 가능한 트랙에 기록될 수 있다. 신호는 상기 언급했듯이 그로부터 정보를 인출할 수 있도록 기록될 수 있다.
도 4는 기록마크가 단위 영역당 30%의 영역을 점유하도록 기록된 예를 도시한다. 기록마크(비정질 상태)(29)는 평행하게 형성된 가이드 홈(트랙)(27)의 비기록 영역(결정 상태)(28)에 기록된다. 도면에서, 신호는 좌측의 6개의 가이드 홈(27)에 빈 곳 없이 기록된다. 다른 한편으로, 신호는 우측의 6개의 가이드 홈에는 기록되지 않고, 더미 신호는 그 내부에 미리 기록된다. 이 예에서, 더미 신호는 일반적인 기록 파워 출력(recording power)을 갖는 DC 신호로써 모든 기록 가능한 트랙에 기록된다.
특히, 제2정보층이 기록, 소거 및 재생이 가능한 매체이면, 기록 파워 출력 마진(recording power margin)을 확보하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 이 실시예의 장점은 제1 및 제2정보층(2, 4)이 기록 및 소거가 가능한 상변화형 기록 박막(phase-change type recording thin film)을 가질 때 최대로 활용된다. 그 이유는, 상변화형 기록 박막을 갖는 광정보 기록매체용 재생신호의 품질이 제1 및 제2정보층 각각에 대한 반사율의 변화와, 레이저 입사 측에서 제1정보층(2)의 투과율에 따른다는 것이다.
충분히 큰 투과율을 가지며, 기록 및 소거가 가능한 제1정보층(2)을 실현하는 것은 쉽지 않다. 우리는, 적당한 조성의 Ge-Sb-Te 기록재료로 제조된 기록층(23)이 5 및 9 nm 사이의 두께를 가지며, 기록재료 이외에 1.0 이상의 흡수 계수를 갖는 다른 층이 없는, 도 2에 도시된 구조를 갖는 제1정보층에 대하여 상기 특성이 충족된다는 것을 알게 되었다. 특히, 기록 및 재생의 반복특성은, 제1정보층을 따라 계면층(22 및/또는 24)(특히, 질화물 계면층(22))이 구비될 때의 구조에 대해 매우 양호하다. 그 상세한 것은 예를 통해 나중에 설명된다.
그러나, 제1정보층에 기록된 더미 신호를 갖는 다층 광정보 기록매체의 상기 언급된 장점은 상변화형 광디스크에 뿐만 아니라 기록가능한 다층 광정보 기록매체에도 적용될 수 있다. 특히, 장점은 자기-광 기록재료(magneto-optical recording material) 또는 기록가능한 유기 염료재료(recordable organic dye material)로 제조된 기록 박막을 갖는 광정보 매체에서 얻어질 수 있다.
다음에, 본 발명의 제5실시예를 설명한다. 더미 신호는, 적어도 기록 가능한 제1정보층과 레이저 입사 측에 대해 제1정보층의 후면에 있는 제2정보층을 갖는 다층 광정보 기록매체에 미리 기록되지 않는다고 가정한다. 이 경우에는, 신호가 제1정보층에 기록된 후, 제2정보층에 기록된다. 그래서, 제2정보층에 기록된 신호는 안정되게 기록 및 재생될 수 있다. 그러나, 신호가 제1정보층의 모든 기록 가능한 영역에 기록된 후에는, 신호가 반드시 제2정보층에 기록되지는 않는다. 필요한 요점은 신호가 제2정보층의 영역에 기록될 때, 제2정보층의 영역 전면에 있는 제1정보층에 신호가 기록되어야 한다는 것이다. 그래서, 본 실시예에서는, 신호가 2층 광정보 기록매체에 기록될 때, 제2정보층의 레이저 입사위치 앞에 위치된 제1정보층에 신호가 기록되어 있기만 하면, 신호가 기록된다. 도 5는 기록 및 재생장치를 도시한다. 광디스크는 스핀들 모터(302)에 의해 회전되고, 모터 구동기(303)는 스핀들 모터(302)를 구동한다. 다른 한편으로, 광디스크(301) 위에 배열된 광헤드(311)에서는, 기록 및 재생을 위해 레이저 광원(323)으로부터 방출된 레이저 빔이 반거울(half mirror)(313)을 투과하여 대물 렌즈(314)를 통해 광디스크(301)로 전파한다. 광디스크(301)로부터 반사된 광은 반거울(313)에 의해 반사되어, 광검출기(photodetector)(315)에 의해 검출된다. 광헤드(311)는 캐리어 메카니즘(carrier mechanism)(316)에 의해 구동되고, 광디스크(301)를 위한 포커스 서보(focus servo) 및 트래킹 서보(tracking servo)를 수행한다. 중앙 처리 장치(central processing unit)를 갖는 제어기(321)는 모터 구동기(302)와 캐리어 메카니즘(316)을 제어한다. 장치의 상기 언급된 구조는 종래의 것과 같다. 또한, 제2정보층의 레이저 입사 위치 앞에 위치한 제1정보층에 신호가 기록되었을 때만, 제어기(321)는 제2정보층에 신호를 기록한다.
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그러므로, 신호가 기록 가능한 다층 광정보 기록매체의 제2정보층에 기록될 때, 제2정보층의 전면에 위치한 제1정보층에 신호가 기록되어 있는지를 확인하기 위한 공정이 필요하다. 적어도, 제1정보층(2)에 신호가 기록되어 있는 위치의 정보는 관련된 다층 광정보 기록매체의 어딘가에 기록된다.
도 6은 제어기(321)에 의한 기록제어의 흐름을 도시한다. 우선, 레이저 입사 위치(기록 위치)가 설정된다(단계 S20). 그래서, 레이저 입사위치를 토대로 제2정보층에 기록이 되었는 지는가 결정된다(단계 S22). 제2정보층에 기록이 되어 있는 것으로 결정되면, 그 다음에, 제2정보층의 레이저 입사위치 앞에 위치한 제1정보층에 신호가 기록되었는지 결정된다(단계 S24). 제2정보층의 레이저 입사위치 앞에 위치한 제1정보층에 신호가 기록된 것으로 결정되면, 기록은 제2정보층에서 레이저 입사위치로 실행된다(단계 S26). 제2정보층의 레이저 입사위치 앞에 위치한 제1정보층에 신호가 기록되지 않은 것으로 결정되면, 흐름은 단계 S20으로 복귀하고, 상기 언급된 처리는 새로운 입사위치에 관해 반복된다. 단계 S22에서 제2정보층에 기록이 되지 않은 것으로 결정되면, 기록은 제1정보층에 대해 실행된다. 그래서, 제1정보층에서의 기록위치가 기록매체의 소정 영역에 저장된 후, 흐름은 기록을 위해 단계 S26으로 진행한다(단계 S28).
이 기록방법이 적용될 수 있는 다층 광정보 기록매체는 제1 및 제2정보층(2, 4) 각각이 기판(1,5)의 불규칙한 패턴 상에 형성되고 광 분리층(3)을 경유해서 서로 접착되게 제조될 수 있다. 이 기록매체는 2P 공정으로 제1정보층(2) 상에 광분리층(3)을 형성하고, 그 위에 제2정보층(4)을 형성함으로써 제조될 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제6실시예를 설명한다. 기록 가능한 제1정보층과, 레이저 입사측에 대해 제1정보층의 후면에 적어도 제2정보층을 갖는 다층 광정보 기록매체에 관해, 제1 및 제2정보층에 기록된 신호를 효과적으로 재생하는 방법이 설명되어 있다. 상기 언급했듯이, 제2정보층에 기록된 신호의 재생진폭은 제1정보층의 투과율의 제곱에 비례한다. 그러므로, 제2정보층의 반사율은 가능한 한 크고 제1정보층의 투과율은 가능한 한 크지만, 이들은 한계값을 가지도록 설계된다. 제2정보층에 기록된 신호로부터 반사된 광의 양은 적기 때문에, 구동(driving)시의 신호 잡음효과는 크고, 양호한 신호 대 잡음비가 얻어지지 않는다.
이러한 점을 해결하기 위해, 실시예의 광정보 재생장치에서는, 제1정보층 후면의 제2정보층에 기록된 신호가 재생될 때, 재생 광의 파워 출력(power)은 제1정보층에 기록된 신호가 재생될 때의 대응하는 것보다 더 크다. (물론, 이 장치도 신호를 기록할 수 있다.) 재생장치에 따르면, 제1정보층으로부터의 재생신호의 진폭은 제2정보층으로부터의 그것과 같게 정합될 수 있다. 대안적으로, 제1정보층으로부터의 반사광량은 제2정보층으로부터의 그것과 같게 정합될 수 있다. 여하튼, 본 발명은 재생 광의 파워 출력(power)이 동일하게 유지되면 제2정보층의 S/N 비율이 제1정보층의 그것보다 작은 경우에 다층 광정보 기록매체에 대해 큰 장점을 가지며, 제1정보층의 S/N비를 제2정보층의 그것과 대략 동일하게 정합하는 것이 가능해진다. 재생 광 파워 출력(power)의 상한은 레이저의 허용 가능한 출력 값(output value) 외에 각 층에 기록된 신호를 재생 광으로써 저하시키지 않는 파워 출력(power)의 관점으로부터 결정된다. 실시예를 실현하는 광정보의 재생방법은, 재생중인 층이 제1정보층인지 또는 제2정보층인지를 결정하는 단계와, 제2정보층이 재생되도록 결정되면 재생 광의 파워 출력(power)을 증가시키는 단계를 갖는다.
이와 유사하게, 판독전용 광정보 기록매체 및 기록 가능한 다층 광정보 기록매체 모두를 재생할 수 있는 광정보 재생장치에서, 재생 광의 파워 출력(power)이 판독전용 광정보 기록매체에서보다 기록 가능한 다층 광정보 기록매체에서 더 큰 것이 2개의 매체에 기록된 신호의 양호한 재생의 관점에서 볼 때 매우 유리하다. (물론, 장치는 신호를 기록할 수도 있다.) 이것은 다층 광정보 기록매체에서 각층으로부터의 반사광의 양이 판독전용 광정보 기록매체에서보다 기록 가능한 다층 광정보 기록매체에서 보통 더 적기 때문이다. 이 실시예를 실현하는 광정보의 재생방법은, 재생중인 층이 높은 반사율을 갖는 판독전용 광정보 기록매체에 있는지 또는 낮은 반사율을 갖는 기록 가능한 다층 광정보 기록매체에 있는지를 결정하는 단계와, 다층 광정보 기록매체가 재생되도록 결정되면 재생 광의 파워 출력(power)을 증가시키는 단계를 갖는다.
상기 설명했듯이, 본 발명에 따른 광정보의 기록 및 재생방법 및 장치는 판독전용 광정보 기록매체 또는 단일층 구조를 갖는 재기록 가능한 광디스크 등과 같은 본 발명에 따른 다층 광정보 기록매체를 제외한 광정보 기록매체에서 신호를 기록 및 재생(또는 어떤 경우에는 소거)을 할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 다층 광정보 기록매체를 식별하기 위한 식별자(discriminator)가 제1 또는 2정보층(2, 4) 중 적어도 하나의 소정 영역에 구비되는 것이 바람직하다. 식별 영역에 기록된 정보를 판독함으로써, 기록 및 재생(그리고 어떤 경우에는 소거)은 광정보 기록매체의 종류에 따라 제어된다. 광정보 기록매체에서 식별 영역은 예를 들어, 인입 영역(lead-in area)의 내부 또는 외부 주변에 구비된다. 식별 영역은 제1정보층에서 내부 주변의 인입 영역에서 구비됨이 바람직하다.
본 발명의 실시예는 예를 참고로 더 상세하게 설명된다.
광정보 기록매체가 제조될 때, 반경 120 mm 및 두께 0.58 mm를 갖는 폴리카보네이트(polycarbonate)로 제조된 제1기판이 구비되고, 그것은 피치 0.60 μm 및 홈 깊이 70 nm를 갖는 가이드 홈(guide groove)으로 덮여 있다. 그 다음에, ZnS-20mol% SiO2의 보호층(protection layer), Ge29Sb21Te50의 기록층(recording layer), 및 두께 100,7 및 110 nm의 ZnS-20mol% SiO2의 또다른 보호층이 제1기판상에 연속적으로 제1정보층(102)으로서 마그네트론 스퍼터링 공정(magnetron sputtering process)에 의해 형성된다. 이와 유사하게, 반경 120 mm 및 두께 0.6 mm을 갖는 폴리카보네이트(polycarbonate)로 제조된 제2기판은 피치 0.60 μm 및 홈 깊이 70 nm를 갖는 가이드 홈으로 덮여 있다. 그 다음에, Al-2at% Cr의 반투명층(semi-transparent layer), ZnS-20mol% SiO2의 보호층(protection layer), Ge29Sb21Te50의 기록층, ZnS-20mol% SiO2의 또다른 보호층, 두께 16, 80, 10, 70 및 10 nm로 된 Au의 반사층(reflection layer)은 제2정보층(106)으로서 제2기판 상에 연속적으로 마그네트론 스퍼터링 공정(magnetron sputtering process)에 의해 형성된다. 제1 및 2기판(101, 107)의 홈폭은, 홈 상에 기록된 신호가 홈 사이에 기록된 것과 동일한 진폭에서 재생되도록 선택된다. 보통, 제1 및 2기판의 홈폭은 서로 다르다.
제1정보층(102)이 증착된 후, 아크릴 자외선 세팅 수지(acrylic ultraviolet-rays setting resin)가 두께 5 μm로의 스핀 코팅(spin coating)으로써 막 표면에 도포된다. 그 다음에, 그것은 자외선의 조사로써 세트(set)된다. 이와 유사하게, 제2정보층이 증착된 후, 아크릴 자외선 세팅 수지가 두께 5 μm로의 스핀 코팅으로써 막 표면에 도포된다. 그 다음에, 그것은 자외선의 조사(irradiation)로써 세트(set)된다.
도 8에 도시된 초기 결정 장치를 사용함으로써, 오버코팅(overcoating)되는 제1 및 2정보층(102, 106) 각각에 대해, 그 내부에서 기록층(Ge-Sb-Te 박막)은 결정화된다. 초기 결정 장치에서, 오버코트층(overcoat layer)으로 덮인 정보층을 갖는 기판(201)은 스핀들 모터(202)에 의해 회전된다. 초기화용 레이저 광원으로부터의 레이저 광은 미러(mirror)(204)에 의해 반사되고, 대물 렌즈(205)를 통해 기판(201)(및 그 내부의 정보층)에 조사한다. 미러(204) 및 대물 렌즈(205)를 포함하는 광헤드(optical head)는 포커스 서보(focus servo) 제어 하에서 기판(201) 위의 캐리어 메카니즘(206)에 의해 이동된다.
제1정보층(102)은 제1기판(102) 또는 오버코트층(103)을 통해 기록재료를 결정화하도록 조사될 수 있다. 그러나, 제2정보층(106)이 오버코트층(105)만을 통해 기록재료를 결정화하도록 조사될 수도 있다. 레이저 빔이 제2기판(107)을 통해 조사하면, 대부분의 레이저 빔은 흡수되거나 Al-Cr 반사층에 의해 반사되고, 충분한 광량이 기록층에 전파하지 않는다.
초기 결정화후 제2정보층(106)의 오버코트층(105) 상에서, 에폭시 자외선 세팅 수지(epoxy ultraviolet-rays setting resin)는 스핀 코팅으로써 두께 30 μm로 코팅된다. 그 다음에, 제1정보층(102)은 제2정보층(106) 상에 놓여져서 그 오버코트층(105)과 마주본다. 그 후, 자외선이 그 위에 조사된다. 그러므로, 광디스크는 제1기판, 제1정보층, 오버코트층, 중간 수지층, 나머지 오버코트층, 제2정보층 및 제2기판이 연속적으로 증착되는 구조를 갖는다. 이 예에서, 제2기판(107)은 보호 기판이다.
광디스크에서, 기록재료의 결정 상태는 비기록 상태로서 얻어지고, 비정질 상태는 기록 마크로서 얻어진다. 표 1은 파장 650 μm의 광특성의 설계값을 도시하고, 표 2는 홈(groove)으로 인한 회절(diffraction)의 영향을 제거하기 위해 가이드 홈이 없는 반영 평면(specular plane)을 갖는 기판을 사용하여 광학 특성이 측정되는 경우의 측정값을 도시한다.
표 1 및 표 2에 도시된 반사율 및 투과율 값에 따르면, 그 제조된 광디스크가 설계된 광특성을 갖게 된다. 제2정보층이 접착 후 디스크로부터 재생될 때, 제2정보층의 효과적인 반사율은 제2정보층 전면에서 제1정보층의 존재로 인해 제1정보층의 투과율의 제곱 배인 제1정보층의 반사율이다. 예를 들어, 제1정보층 상에서 기록이 실행되지 않으면, 기록되지 않은 제2정보층의 반사율은 오직 38% * 45% * 45% = 8%이다.
[표 1]파장 650 μm에서 광특성의 설계값
파장 650 μm에서 광특성의 측정값
제1정보층(접촉전) 제2정보층(접촉전)
반사율(증착됨) 3% 37%
반사율(결정) 10% 15%
기록층의 흡수율(증착됨) 70% -
기록층의 흡수율(결정) 45% -
도 6에 도시된 기록 및 재생장치를 사용함으로써, 신호는 가이드 홈(이하에서는 홈으로 불림) 및 그 가이드 홈들 사이의 영역(이하에서는 랜드(land)로 불림)에 기록되고 그 가이드 홈 및 그 사이의 영역으로부터 재생된다. 기록 및 재생하는데 사용되는 레이저 광원(312)은 파장 650 nm의 레이저 다이오드이고, 대물렌즈의 개구수(numerical aperture)는 0.6이다. 기록되는 정보는 8/16 RLL(2, 10)의 변조로써 기록된다. 기록 선형 속도는 8 m/s이고, 기록신호의 선형밀도는 0.31 μm/bit이다. 기록펄스의 듀티비(duty ratio)가 50 %로 설정되면, 신호는 13 mW의 피크파워 출력(peak power)을 사용함으로써 제1 및 2정보층에 겹쳐 쓰인다.
도 9는 기록펄스의 변조파형을 도시한다. 기록시 상부 펄스의 형태는 적응형(adpative type)으로서 결정되어 재생지터가 대칭 마크의 길이 및 그 대칭 마크 앞에 기록된 마크와의 거리에 따라 최소로 된다. 또한, 기록시 최종 펄스의 형태는 적응형으로서 결정되어 재생지터가 대칭 마크의 길이 및 그 대칭 마크 다음에 기록된 마크와의 거리에 따라 최소로 된다.
표 3은 기록조건 및 재생특성을 도시한다. 그러나, 신호가 제2정보층에 기록될 때, 신호가 제2정보층에 기록하는 위치에 대해 전면측에서의 제1정보층의 홈 및 랜드에서 사전에 기록된다. 표 3에서 기준 부호("G" 및 "L")는 홈 및 랜드의 기록특성을 나타내고 "O/W"는 겹쳐쓰기 기록(overwrite recording)을 나타낸다.
기록조건 및 재생특성
기록 및 재생조건 제1정보층(G/L) 제2정보층(G/L)
기록전력(mW)(Pp-Pb) 12.5-6.0/1.5-6.0 13.0-6.0/13.0-6.0
(재생전력:1.0mW)재생지터(한번 기록됨) 15%/15% 23%/27%
(재생전력:1.5mW)재생지터(한번 기록됨 11%/11% 14%/14%
(재생전력:2.0mW)재생지터(한번 기록됨) 9%/9% 10%/10%
(재생전력:2.5mW)재생지터(한번 기록됨)재생지터(100배 Q/W)재생지터(104배 Q/W)재생지터(105배 Q/W) 9%/9%9%/9%10%/10%10%/10% 9%/9%10%/10%10%/10%11%/11%
표 3은 재생파워 출력(reproduction power)이 충분히 높을 때 제1 및 2정보층의 홈 및 랜드 상에 기록된 신호가 양호한 지터값으로 재생될 수 있음을 보여준다. 최소 재생지터를 갖는 최소 재생파워 출력은 제1정보층에 대해서는 2.0 mW이고 제2정보층에 대해서는 2.5 mW이다. 말할 필요도 없이, 그 절대 값은 기록 및 재생장치의 회로 및 그 재생장치의 광시스템에서 잡음 진폭에 따른다.
또한, 재생지터는 실제로 저하되지 않게 된다. 그러나, 제1 및/또는 제2정보층이 오버코팅 없이 공기에 노출된 후 접착되는 광디스크에서는, 초기화가 각종의 방법으로 최적화되더라도 지터는 1,000배의 반복기록에서 큰 정도로 증가한다. 그래서, 초기화가 접착 전에 실행될 때, 초기화가 오버코트층을 구비한 후 실행됨이 바람직하다.
또한, 기록 선형 속도가 10 m/s로 증가될 때 재생지터의 저하가 관찰되지 않는다.
또한, 디스크의 제1정보층에서는, 제1정보층의 막 두께를 변화시킴으로써 그 디스크 구조가 연구된다. 제1정보층의 막 두께가 5 nm보다 얇을 때, 재생신호 진폭 및 소거 특성은 매우 저하되거나 기록매체로서의 그 특성은 불충분하게 된다. 또한, 제1정보층의 막 두께가 10 nm보다 두꺼울 때, 평균 투과율은 50 %이하이다. 그러므로 신호는 제2정보층에서 양호한 감도로써 기록되지 않고, 제2정보층의 재생신호 진폭은 증가될 수 없다.
다음 예에서, 제1예의 디스크에서 제1 및 제2정보층의 반복 기록특성을 개선시키기 위해, 질화물로 제조된 계면층(interface layer)은 기록 박막에 인접해서 구비된다. 실험에서, 각종의 질화물로 제조된 두께 5 nm의 질화물 계면층은 제1 또는 제2정보층과 ZnS-20 mol% SiO2 보호층 사이에 삽입되고, 반복 기록특성은 연구된다. 계면층에 대해 연구중인 질화물 재료는 Al-N, Si-N, Ti-N, Cr-N, Ge-N 및 Ti-N 이다. 모든 질화물 계면층은 마그네트론 스퍼터링으로써 준비된다.
예로서, 두께 5 nm의 Ge-N 계면층이 제1 및 2정보층에서 기록재료의 양측에서 구비될 때 표 4는 반복 기록시간 및 재생지터간의 관계를 도시한다.
[표 4]반복 기록시간 및 및 재생지터간의 관계
다음의 요점은 실험결과로부터 명백해진다.
1) 질화물 계면층에서, 제1 및 제2정보층의 반복기록수(기록의 10배반복에서 재생지터가 1 %이상만큼 저하될 때 까지의 반복 기록수)는 질화물 계면층없는 그 대응하는 것보다 2배로 확장된다.
2) 질화물 계면층이 레이저빔의 입사측 및 그 반대측에서의 기록박막의 인터페이스 모두에서 기록층상에서 구비될 때도 질화물 계면층은 반복기록수를 개선할 수 있다. 질화물 계면층이 기록측의 양측에서 구비될 때 그 장점은 최대로된다.
본 발명은 첨부도면을 참고로 그 양호한 실시예와 연결해서 충분히 설명했지만, 각종의 변화 및 변경은 당업자에게는 명백하다. 그런 변화 및 변경은 벗어남이 없다면 첨부된 청구범위에 의해 형성된 본 발명의 범위내에서 포함되도록 이해된다.
본 발명은 광정보 기록매체가 한측으로부터 2개의 정보층에서 데이터를 기록할 수 있으며, 큰 저장용량을 갖고, 또한 신호가 다층 광정보 기록매체로 및 로부터 양호하게 기록 및 재생될 수 있다는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 2층 판독전용 광디스크 구조의 단면도.
삭제
도 2는 제1 및 2정보층 구조를 상세하게 예시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예의 2층 판독전용 광디스크 구조의 단면도.
도 4는 광디스크의 일부에 기록된 더미(dummy) 신호의 예의 다이어그램.
도 5는 광디스크용 기록 및 재생장치의 다이어그램.
도 6은 제어기에 의한 기록의 흐름도.
도 7은 제어기에 의한 재생의 흐름도.
도 8은 광디스크용 초기 결정화장치의 다이어그램.
도 9는 정보가 광디스크에 기록될 때 기록펄스의 변조파형의 타이밍도.* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명1, 5 : 기판 2 : 제1정보층3 : 광 분리층 4 : 제2정보층

Claims (26)

  1. 광정보 기록매체에 있어서,
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 포함하는 제1정보층과,
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 포함하는 제2정보층을 구비하며,
    제1기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1c), 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1a), 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율 (R2c), 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율(R2a) 사이에는 R1a < R1c 및 R2a > R2c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  2. 제1항에 있어서, 제1기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 흡수율(A1c) 및 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 흡수율(A1a) 사이에는 A1a < A1c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  3. 제1항에 있어서, 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 흡수율(A2c) 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 흡수율(A2a) 사이에는 A2a < A2c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 2정보층 사이에 배열되어 광을 투과하는 투명층을 더 구비하는 하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 투명층 및 상기 제1정보층 사이 또는 상기 투명층 및 상기 제2정보층 사이에 배열된 오버코트층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 오버코트층이 아크릴 수지로 제조되고 상기 투명층이 에폭시 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1기록층은 기록 마크가 형성된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  8. 제7항에 있어서, 단위영역당 상기 제1정보층의 영역에 형성된 기록 마크의 영역비는 20 및 50 % 사이 임을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1기록층의 두께는 5 및 9 nm 사이 임을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1기록층이 주로 게르마늄, 안티몬 및 텔루르를 포함하는 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1기록층이 상기 제1정보층의 제1유전체층 및 제2유전체층 사이에 삽입되고, 질화물 또는 카바이드로 제조된 계면층은 상기 제1기록층 및 상기 제1유전체층 사이 또는 상기 제1기록층 및 상기 제2유전체층 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2정보층들 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2정보층에 기록된 데이터에 관한 정보가 기록된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  13. 광정보 기록매체에 있어서,
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 포함하는 제1정보층과,
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 포함하는 제2정보층을 구비하며,
    제1기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 흡수율(A1c), 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 흡수율(A1a), 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 흡수율 (A2c), 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 흡수율(A2a) 사이에는 A1a < A1c 및 A2a < A2c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  14. 제13항에 있어서, 제1기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1c) 및 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1a) 사이에는 R1a < R1c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  15. 제13항에 있어서, 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율(R2c) 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율(R2a) 사이에는 R2a > R2c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체.
  16. 광정보 기록매체의 제조방법으로서,
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제1기록층을 포함하는 제1정보층을 형성하는 단계와;
    광빔으로의 노출에 의해 결정 및 비정질 상태 사이에서 역전가능한 상변화를 야기시킴으로써 정보가 기록될 수 있는 제2기록층을 포함하는 제2정보층을 형성하는 단계와;
    상기 제1 및 2정보층들 중 적어도 하나를 초기 결정화 하는 단계와;
    적어도 하나가 초기 결정화된 상기 제1 및 2정보층을 접착시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제1기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1c), 제1기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제1정보층의 반사율(R1a), 제2기록층이 결정상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율 (R2c), 및 제2기록층이 비정질상태에 있을 때의 상기 제2정보층의 반사율(R2a) 사이에는 R1a < R1c 및 R2a > R2c의 관계를 광빔에 대해 유지하는 것을 특징으로 하는 n개의 광정보 기록매체의 제조방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 광정보 기록매체의 제1 및 제2기록층에 정보를 기록하기 위한 방법에 있어서,
    재생위치를 상기 제2기록층에 설정하는 단계와;
    신호가 재생위치 전면의 상기 제1기록층에 기록되었는지의 여부를 결정하는 단계와;
    신호가 재생위치 전면의 상기 제1기록층에 기록된 것으로 결정된 경우에만 상기 제1기록층을 투과하는 레이저 빔으로써 신호를 상기 제2기록층에 기록하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 정보기록방법.
  23. 광정보 기록매체의 제1 및 제2기록층에 기록된 정보를 재생하기 위한 방법에 있어서,
    신호가 제1기록층 또는 제2기록층으로부터 재생되는지를 결정하는 단계와;
    신호가 상기 제1기록층으로부터 재생되는 것으로 결정될 때 제1파워 출력의 레이저 빔으로써 제1기록층에 기록된 신호를 재생하는 단계와;
    제1기록층을 투과하고 제1파워 출력보다 더 높은 제2파워 출력을 갖는 레이저 빔으로써 신호가 상기 제2기록층으로부터 재생되는 것으로 결정될 때 제2기록층에 기록된 신호를 재생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 정보재생방법.
  24. 레이저 빔으로써 제1기록층으로부터 정보가 재생되고 제1기록층을 투과하는 레이저 빔으로써 제2정보층으로부터 정보가 재생되는 다층 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하기 위한 장치에 있어서,
    제1 및 제2기록층을 갖는 다층 광정보 기록매체를 지지 및 구동하는 회전 구동기와;
    상기 회전 구동기에 의해 회전된 기록매체에 광을 방출하는 광원과, 그 기록매체로부터 반사된 광을 검출하는 검출기를 구비하는 광헤드와;
    신호들이 상기 제1기록층으로부터 재생될 때의 제1파워 출력을 갖거나 신호들이 상기 제2기록층으로부터 재생될 때 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력을 갖는 광빔을 상기 광원으로 하여금 방출하도록 하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호재생장치.
  25. 기록매체의 한쪽 면으로부터 광빔으로써 기록 및 재생이 수행되는 2개의 기록층을 갖는 제1의 다층 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하고, 제2의 판독전용 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하기 위한 방법에 있어서,
    제1 및 제2의 광정보 기록매체 중에서 재생될 광정보 기록매체를 판별하는 단계와;
    제2의 광정보 기록매체가 판별될 때 제2의 광정보 기록매체에 기록된 신호를 제1파워 출력의 레이저 빔으로써 재생하는 단계와;
    제1의 광정보 기록매체가 판별될 때 제1의 광정보 기록매체에 기록된 신호를 제1파워 출력보다 더 높은 제2파워 출력의 레이저 빔으로써 재생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호재생방법.
  26. 기록매체의 한쪽 면으로부터 광빔으로써 기록 및 재생이 수행되는 2개의 기록층을 갖는 제1의 다층 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하고, 제2의 판독전용 광정보 기록매체로부터 신호를 재생하기 위한 장치에 있어서,
    제1기록층을 갖는 제1의 광정보 기록매체 또는 제2기록층을 갖는 제2의 광정보 기록매체를 지지 및 구동하는 회전 구동기와;
    상기 회전 구동기에 의해 회전된 제1 또는 제2의 광정보 기록매체에 광빔을 방출하는 광원과, 이 제1 또는 제2의 광정보 기록매체로부터 반사된 광을 검출하는 검출기를 구비하는 광헤드와;
    신호들이 제2의 광정보 기록매체로부터 재생될 때 제1파워 출력을 갖는 광빔, 또는 신호들이 제1의 광정보 기록매체로부터 재생될 때 제1파워 출력보다 높은 제2파워 출력을 갖는 광빔을 상기 광헤드의 상기 광원으로 하여금 방출하도록 하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호재생장치.
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