KR100207581B1 - 광기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판상에 제1부분반사층, 완충층, 제2부분반사층, 반사층 및 보호층이 차례로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록매체를 개시한다. 본 발명에 따르면, 보존안정성이 우수하고 양호한 투광특성을 보유함으로써 상용 CD와 호환가능한 광기록매체를 얻을 수 있다.

Description

광기록매체

제1도는 통상적인 광기록매체를 나타낸 단면도이고,

제2도는 본 발명에 따른 광기록매체를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 금속 박막층

3 : 완충층 4 : 반사층

5 : 보호층 6 : 제2부분반사층

본 발명은 광기록매체에 관한 것으로서, 상세하기로는 우수한 보존안정성과 양호한 투광특성을 가짐으로써 상용 콤팩트 디스크(CD)와 호환가능한 광기록매체에 관한 것이다.

정보의 고도화에 따른 각종 정보량의 폭발적인 증가는 기록매체의 고밀도화, 대용량화 및 고속화를 요구하고 있다. 그런데 통상적인 자기 기록 방식으로는 기록매체의 대용량화에 한계가 있으므로 새로운 기록방식인 광자기 방식이 제안되었다.

광자기 방식은 자기 기록 방식과는 달리 자화 방향이 기록층의 표면과 수직방향으로 되어 있고, 자화 방향을 유지하려는 보자력이 자기매체에 비하여 약 5~10배 정도 높아 자화 방향을 전환하기가 어렵다. 이 때 자화 방향은 레이저광을 1㎛ 이하로 집속시켜 큐리온도 이상으로 가열한 상태에서 외부의 자계 방향으로 바꿈으로써 변환되며, 이렇게 변환된 자화 방향에 따라 정보가 기록된다.

이러한 방식에서는 정보 기록 단위가 1㎛ 이하로 작아져 자기기록 방식에 비해 10~100배의 기록 밀도를 가지면서, 비접촉식 기록 재생 방법을 사용하므로 기록 보존이 용이하고 수명이 길어진다. 그러나, 이러한 방식은 중금속계의 자성체를 사용하고 제조공정상 진공증착 또는 스퍼터링 장치를 필요로 하므로 제조상 많은 어려움이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 유기 광기록매체의 개발에 대한 관심이 집중되고 있다.

유기 광기록매체는 소거 가능 여부에 따라 1회에 한하여 기록이 가능한 추기형(Write Once Read Many:WORM) 및 기록후 소거 및 재기록이 가능한 소거가능형(Rewritable:RW)으로 구분된다.

WORM형 기록매체는 먼저 반사층 상부에 레이저를 흡수할 수 있는 색소와 고분자 수지의 혼합 조성물을 코팅하여 기록층을 형성한 다음, 그 상부에 보호층을 형성함으로써 제조된다.

상기 WORM형 기록매체의 정보 기록은, 레이저를 1㎛ 이내로 기록층에 집광시키면 기록층내의 색소가 레이저를 흡수하여 열이 발생되며, 이 때 발생된 열에 의하여 고분자 수지가 분해되어 피트가 형성됨으로써 이루어진다. 또한 이러한 기록매체에 기록되어 있는 정보의 재생은 피트가 있는 부분과 없는 부분과의 반사율 차이에 의하여 이루어진다. 이와 같이, WORM형 기록매체에서는 기록된 부분이 고분자의 분해형태이므로 기록의 소거후 재기록이 불가능하다.

RW형 기록매체는 범프(bump)나 피트(pit)를 형성, 소거시키는 방법, 액정을 사용하는 방법 또는 상변화를 이용하는 방법을 이용하여 제조되는데, 그 중에서 범프를 이용하는 방법이 널리 이용되고 있다. 이러한 RW형 기록매체에 대해서는 일본 특개소 제58-199345호, 제63-74135호, 특개평 제3-256241호, 특개평 3-256242호 및 특개평 제3-266235호에 공지되어 있다.

상기 RW형 기록매체에 대한 정보의 기록은, 레이저를 기록층에 집광시키면 기록층내의 유기색소가 레이저를 흡수하여 열이 발생되며, 이 때 발생된 열에 의하여 고분자 수지가 열팽창되어 범프를 만들고 그 형태를 유지시킴으로써 기록이 가능해진다.

상기 RW형 기록매체에 대한 정보의 재생은, 비교적 약한 파워의 레이저를 기록층에 조사하여 범프 형태로 기록되어진 부분과 미기록 부분의 반사율 차이에 의하여 이루어진다. 이 때 기록층에 분산된 색소 자체를 변화시킴으로써 반사율을 개선하고자 하는 시도가 활발하게 진행되었지만, 한계점에 도달한 실정이다.

상기 RW형 기록매체의 정보 소거는, 레이저를 소거층에 집광시켜 이를 유리전이온도(T_g)이상으로 가열하면 복원력에 의해 기록층이 원상복귀됨으로써 이루어진다. 그런데, 이러한 소거과정을 적용하는 경우, 반복 사용에 따라 신뢰성이 불량하므로 실제적으로 적용하기에는 어려움이 많다.

현재 WORM형태의 광기록매체로는 디스크 형태가 실용화되고 있다. 특히 데이터 저장용 디스크, 기록가능한 오디오 CD, 포토 CD 등의 분야가 상당히 진보되어 있다. 이러한 광기록매체가 CD와 호환가능하기 위해서는 반사율이 높고 CNR 특성이 우수해야 할 뿐만 아니라, 기록의 보존안정성과 높은 기록감도를 갖는 것이 요구된다. 이와 같이 CD와 호환성을 갖고 있는 광기록매체로서는, 기록가능한 콤팩트 디스크(Compact Disc-Recordable:CD- R)가 알려져 있다. 이 광기록매체는 투명성 기판 위에 레이저를 흡수할 수 있는 색소를 코팅하여 기록층을 형성한 후, 그 상부에 반사층을 형성하여 제조된다. 그런데 이 기록매체는 사용되는 색소가 고가이고 보존안정성이 나쁘다는 문제점을 가지고 있다.

상기 문제점을 해결하여 색소대신 기록용 흡광물질을 사용하고, 금속 박막층과 완충층을 이용한 새로운 방식의 기록가능한 콤팩트 디스크(Compact Disk-Recordable:CD- R)가 등장하게 되었다.

제1도는 상기 광기록매체의 개략적인 구조를 도시한 것으로서, 기판(1) 위에 금속 박막층(2)이 형성되어 있으며, 그 상부에 완충층(3), 반사층(4) 및 보호층(5)이 순차적으로 적층되어 있다. 이 광기록매체는, 상기와 같이 금속 박막층(2)과 반사층(4) 사아에 완충층(3)을 형성시키면, 기록광에 의하여 금속 박막층이 발열되고, 이 열에 의해 변형되는 부분이 완충층으로 팽창됨으로써 기록 부위의 산란과 경로차가 신호로 인식되는 방식을 이용한 것이다.

상기 광기록매체에서는, 전술한 바와 같이 레이저를 이용한 광기록시 금속 박막층(2)이 레이저를 흡수하여 발열, 변형됨으로써 기록피트가 형성되므로, 기록에 필요한 발열을 유도하기 위해서는 금속 박막층(2)을 충분한 두께로 형성시키는 것이 필수적이다. 그러나 이로 말미암아 투과율이 저하되고, 정보 기록시 발생된 열이 금속 박막층과 인접해 있는 층 즉, 기판 및 완충층으로 전달되기 쉽기 때문에 미기록 부위가 손상될 우려가 있다. 그 결과 트랙킹 에러가 빈번하게 발생된다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하여 금속 박막층의 흡광, 발열효율을 적정범위내로 유지하면서 양호한 투광특성을 가짐으로써 CD와 호환가능한 광기록매체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 기판상에 제1부분반사층, 완충층, 제2부분반사층, 반사층 및 보호층이 차례로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록매체를 제공한다.

상기 제1부분반사층은 금속 박막층이고, 제2부분반사층은 제2의 금속 박막층이거나 유기색소로 구성된 색소 박막층이다.

본 발명은 완충층의 상하에 금속 박막층과 부분반사층을 각각 형성함으로써 기록에 필요한 발열을 유도하고, 이 때 발생된 열을 정보 기록에 효율적으로 이용하고자 한 데 그 특징을 두고 있다.

제2도는 본 발명의 광기록매체의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다. 이를 참조하여 본 발명의 광기록매체를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.

기판(1)위에 제1부분반사층으로서 금속 박막층(2)을 형성한 다음, 그 상부에 완충층(3)을 형성한다. 그 상부에 금속 박막층 또는 색소 박막층중에서 선택된 제2부분반사층(6)을 형성한 다음, 반사층(4) 및 보호층(5)을 순차적으로 형성한다.

상기 기판(1)의 형성물질로는 레이저 빔에 대하여 투명하며, 우수한 충격강도를 가지면서 열에 의하여 팽창, 변형가능한 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 에폭시, 폴리에스테르, 비정질 올레핀 등을 사용할 수 있는데, 그 중에서도 폴리카보네이트 또는 비정질 올레핀이 바람직하다.

상기 금속 박막층(2)은 그 투과도를 적정 범위로 유지하기 위하여, 종래의 금속 박막층의 두께보다 얇게 형성시키는 것이 바람직하다. 그리고 이로 인하여 기록시 부족된 발열량은 부분반사층 즉, 제2의 금속 박막층이나 색소 박막층의 발열에 의하여 보완한다.

금속 박막층은, 근적외선 영역의 광원에 대한 흡광 특성이 우수한 Al, Ni, Pd, Co, Cr, Cu, Pt, Ag, Fe, Ti, Ta 및 Tn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 스퍼터링 방법에 의하여 약 0.1~10㎚ 두께로 형성한다. 이렇게 형성한 금속 박막층의 투과도는 65내지 90%정도가 적당하다.

상기 기판(1)과 금속 박막층(2)의 변형을 흡수하는, 완충층(3)은 변형이 용이하며, 적당한 유동성을 갖는 유기물로 형성하는 것이 바람직하다. 이 기록 완충층(3)은 유리전이온도(T_g)가 50~180℃ 범위인 고분자 수지를 함유하는 조성물로 스핀코팅하여 20~150㎚ 정도의 두께로 형성한다. 여기에서 완충층의 Tg가 50℃이하이면 기록의 보존안정성이 저하된다.

상기 완충층(3)의 형성물질로는 비닐알콜 수지, 비닐 아세테이트 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 우레탄 수지, 셀룰로오스 수지 및 지방산중에서 선택된 화합물 및 그 공중합체를 이용할 수 있다.

상기 제2부분반사층(6)으로는 전술한 바와 같이, 제2의 금속 박막층 또는 색소 박막층을 이용한다. 특히 제2부분반사층으로서 색소 박막층을 사용하는 경우에는 기록층의 발열 효과를 매우 증대시킬 수 있다. 여기에서 제2부분반사층으로서 금속 박막층은 상기 전술한 금속 박막층(2)과 거의 동일한 특성을 갖고 있으며, 두께는 1 내지 50㎚정도가 적당하다. 또한 상기 색소 박막층은 시안(cyannine)계, 프틸로시아닌(phthalocyannine)계 및 나프탈로시아닌(naphthalocyannine)계의 근적외선 색소를 이용하여 20~250㎚ 두께로 형성한다. 색소로서 시안계 색소를 사용하는 경우 650~790㎚ 영역에서 최대의 흡광계수를 갖는다.

상기 반사층(4)은 Au, Al, Ni, Pd, Cu, Pt, Ag, 및 Fe중에서 선택된 금속을 이용하여 50~150㎚ 두께로 형성한다.

상기 보호층(5)은 기록매체를 보호하기 위한 것으로서, 충격강도가 강하고 투명하며 UV에 의해 경화가능한 물질인 에폭시계 또는 아크릴레이트계 경화수지를 스핀코팅하여 형성한다. 이 때 두께는 10내지 20㎛인 것이 적당하다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

프리그루브가 형성되어 있는 제오넥스(zeonex) 280(일본제온사)기판에 스퍼터링 방법을 사용하여 약 6㎚ 두께의 제1알루미늄층을 형성하였다. 그 후, 그 상부에 T_g가 약 80℃인 폴리메타크릴산메틸(PMMA)(알드리치사)을 약 50㎚ 두께로 코팅하여 완충층을 형성하였다.

상기 완충층 상부에 부분반사층으로서 약 10㎚ 두께의 제2알루미늄층을 형성하였다. 그 후 Au을 증착시켜 약 100㎚ 두께의 반사층을 형성하였다. 아크릴계 UV 경화수지를 이용하여 약 15㎛ 두께의 보호층을 형성하였다. 이 때 형성된 상기 제1 및 제2 알루미늄층의 투과도는 각각 약 80%였다.

[실시예 2]

제1 및 제2의 알루미늄층의 투과도가 각각 약 85%가 되도록 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

[실시예 3]

부분반사층으로서 색소 박막층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형성하였다. 이 때 색소 박막층은 NK-3267(일본감광색소) 0.2g을 메틸셀로솔브 10㎖에 용해한 조성물을 이용하여 약 50㎚ 두께로 형성하였다.

[비교예 1]

프리그루브가 형성되어 있는 제오넥스 280(일본 제온사)기판에 스퍼터링 방법을 사용하여 약 (10)㎚ 두께의 알루미늄층을 형성하였다. 그리고 나서 그 상부에 PMMA(알드리치사)를 약 50㎚ 두께로 코팅하여 완충층을 형성하였다.

상기 기록 완충층 상부에 Au을 증착시켜 약 100㎚ 두께의 반사층을 형성하고 나서, 아크릴계 UV 경화수지를 이용하여 약 15㎛ 두께의 보호층을 형성하였다. 이 때 형성된 상기 알루미늄층의 투과도는 약 50%였다.

[비교예 2]

상기 알루미늄층의 투과도가 약 60%가 되도록 조절한 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법과 동일한 방법으로 실시하였다.

[비교예 3]

기판위에 NK-3267(일본감광색소) 0.5g을 메틸셀로솔브 10㎖에 용해한 조성물을 스핀코팅하여 약 5㎚두께의 기록층을 형성하였다. 이 상부에 PMMA(알드리치사)를 약 50㎚ 두께로 코팅하여 완충층을 형성하였다. 상기 완충층 상부에 Au를 증착시켜 약 10㎚ 두께의 반사층을 형성하고 나서, 아크릴계 UV 경화수지를 이용하여 약 15㎛ 두께의 보호층을 형성하였다.

파이오니아(Pioneer)사의 RPD-1000, 필립스(philips) 522 및 APEXOHMT 300을 이용하여 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 광기록매체의 CNR을 측정하였고, 이를 표 1에 나타내었다.

상기 표 1로부터, 실시예 1-3의 경우는 비교예 1-2의 경우보다 금속 박막층의 두께를 보다 얇게 유지하여 그 금속 박막층에서의 투과도가 향상될 뿐만 아니라, 기록시 발생된 열이 정보 기록에 효율적으로 이용됨으로써 기록 재생 특성인 CNR이 보다 양호함을 알 수 있었다. 또한 실시예1-3의 경우는 비교예 1-3의 경우와는 달리, 보다 작은 함량의 색소를 사용하거나 또는 사용하지 않으면서도 우수한 기록 재생 특성을 나타내었다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 제1부분반사층인 금속 박막층의 두께를 얇게 형성하므로, 투광성이 우수하고 기록시 발생된 열이 인접영역으로 전달되는 것이 최소화되어 기록 재생 특성이 우수할 뿐만 아니라, 발생된 열이 인접영역으로 전달되어 미기록부위가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 기록층의 투광특성이 개선되므로 반사층의 형성물질로서 고가의 금대신 저가의 금속으로 대체하는 것이 가능하다.

셋째, 고가인 색소를 사용하지 않을 뿐만 아니라, 사용되는 색소의 함량이 적어서 경제적인 면에서 유리할 뿐만 아니라, 보존안정성이 우수하다.

Claims (17)

1. 기판상에 제1부분반사층, 완충층, 제2부분반사층, 반사층 및 보호층이 차례로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
2. 제1항에 있어서, 제2부분반사층이 금속 박막층인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속 박막층이 Al, Ni, Pd, Co, Cr, Cu, Pt, Ag, Fe, Ti, Ta, Tn 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
4. 제2항에 있어서, 상기 금속 박막층의 두께가 1~50㎚인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
5. 제2항에 있어서, 상기 금속 박막층의 투과도가 65~90%인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2부분반사층이 유기색소를 함유하고 있는 색소 박막층인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 유기색소가 시아닌계, 프탈로시아닌계 및 나프탈로시아닌계로 이루어진 군으로부터 선택된 근적외선 흡수 색소인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
8. 제6항에 있어서, 상기 색소 박막층의 두께가 20~250㎚인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
9. 제1항에 있어서, 상기 완충층이 유리이전온도가 50~180℃인 고분자수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
10. 제9항에 있어서, 상기 완충층의 두께가 20~150㎚인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
11. 제1항에 있어서, 상기 제1부분반사층이 금속 박막층인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
12. 제11항에 있어서, 상기 금속 박막층이 Al, Ni, Pd, Co, Cr, Cu, Pt, Ag, Fe, Ti, Ta, Tn 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
13. 제11항에 있어서, 상기 금속 박막층의 두께가 0.1~10㎚인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
14. 제11항에 있어서, 상기 금속 박막층의 투과도가 65~90%인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
15. 제1항에 있어서, 상기 반사층이 Au, Al, Ni, Cu, Pt, Ag, Fe 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
16. 제15항에 있어서, 상기 반사층의 두께가 50~150㎚인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
17. 제1항에 있어서, 상기 보호층의 두께가 10~20㎛인 것을 특징으로 하는 광기록매체.