KR100227084B1

KR100227084B1 - 광학 기록 매체

Info

Publication number: KR100227084B1
Application number: KR1019920008784A
Authority: KR
Inventors: 조옥경; 민경선; 김권영
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-05-23
Filing date: 1992-05-23
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR930023944A

Abstract

본 발명은 유기색소를 사용한 광기록매체에 관한것으로, 특히 하기 일반식 ①의 유기색소단결정의 단독반사층이나 기록용 유기색소와의 혼합기록층을 가진것으로, 혼합기록

층 형성시 유기색소 단결정 및 기록용색소로 이루어진 전체적색소류의 함량이20-70wt%이고, 전체 색소류중 일반식①로 표시되는 유기색소 단결정의 함량이 50%이내인 것을 특징으로 하며, 별도의 금속반사층을 형성할 필요가 없어 공정이 간단해지고, 유기색소단결정에 의해 매체의 반사율이 증가하여 콘트라스트 및 C/N비가 우수하게 된다.

Description

광학 기록 매체

제1, 2, 3도는 본 발명의 광학기록매체 단면도,

제4도는 본 광학기록매체의 기록방식 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 유기색소 단결정의 반사층

3 : 유기박막기록층 4 : 유기색소 단결정과 유기색소의 혼합기록층

5 : 보호층 6 : 레이저 광선

본 발명은 레이저, 특히 반도체 레이저에 의해 기록 및 재생 가능한 광학기록매체에 관한 것으로 광 디스크 및 광 테이프, 광 카드등에 적용할 수 있는 광학 기록매체에 관한 것이다.

최근 정보의 다양화와 정보량의 확대에 따라, 고밀도, 대용량의 메모리 기술로써 레이저를 사용한 광 메모리가 주목받고 있다. 특히, 문자, 도형등의 화상이나 음성등의 데이터를 기록하고 재생하는 수단으로서 열방식(Heat Mode)에 의한 추기형 광기록 매체(WORM형 ; Write Once Read Many의 약어)가 사용되고 있다.

추기형 광기록 매체는 정보가 이미 기록되어 있는 CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)과는 달리 사용자가 1회 기록이 가능한 타입으로서 정보의 기록, 저장, 보관에 매우 적합한 기록 매체이다. 이와 같은 추기형 광기록 매체의 재료로서는 Te과 Bi 같은 저융점금속의 증착막이나 산화 Te박막, Calcogenide계 비정질 글라스막등이 사용되어져 왔다. 그러나, 금속박막은 막형성에 있어 스퍼터링이라는 공정을 사용하여 기록층 형성의코스트가 상승하고, 유기계 기록층보다 열전도가 크며, 공기중에 산화가 일어나기 쉬운 등 단점이 많아 최근에는 유기색소를 사용한 유기계 기록매체가 개발되어 실용화되고 있다.

이들 유기색소로서는 시아닌계 및 멜로시아닌색소(일본특개소 63-179792), 트리아릴메탄계색소, 폴리메친계색소(일본특개소 58-194595), 스쿠아릴리움계색소, 아줄레니움계색소(일본특개소 64-71791, 동 64-71792), 프탈로시아닌계색소(일본특개소 58-77043, 미국특허제 4,458,004), 나프토퀴논계색소(일본특개소 58-224793), 피랄리움계색소(일본특개소 62-163050, 미국특허제 4,513,071)등이 사용되고 있다. 이들 색소중 시아닌계 화합물은 광이나 열에 대해 불안정하고, 프탈로시아닌계는 기록감도가 낮고 분해점이 높아 증착이 어렵고 용제용해성이 매우 낮으며, 나프토퀴논계는 증착은 쉬우나 반사율이 낮은 등의 단점이 있다.

특히, 이들 유기색소는 금속과는 달리 반사율이 낮아 콘트라스트가 낮은 단점이 있어 이의 극복을 위해 유기박막 기록층외에 A1과 같은 금속 반사층을 따로 설계(일본특개소 54-84702, 동특공평 1-14038)한다거나, 반사율이 높은 금속 미립자를 유기재료중에 분산(일본특공소 64-1316)시키거나, Sb₂S₃와 같은 물질로 중간층을 설계(J.Appl.Phys., 54(7), 3710, 1983)하거나 하여 반사율을 증가시키거나, 구조를 변형한 프탈로시아닌계 색소(일본특개소 55-97033, 동57-212639)나 나프토퀴논계 색소의 증착막(일본특개소 63-233886)으로부터 색소자체의 반사율을 높이는 시도가 이루어져 왔다. 그러나, 위의 방법은 기록매체의 반사율향상을 위해 금속반사층 설계를 위한 스퍼터링공정을 또다시 거쳐야 한다거나, 금속 미립자와 유기재료의 분산 및 코팅의 문제, 반사율이 높은 신규재료 합성 및 코팅(대부분 용해성이 좋지 않음)의 어려움과 반사율이 충분치 않은 등의 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 극복하여 기록 매체의 반사율을 증가시켜 콘트라스트를 향상시킴을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 광기록 매체는 아래와 같은 일반식①로 표시되는, 금속적인 반사를 나타내는 유기색소단결정의 단독 반사층이나 유기색소와의 혼합 기록층을 가지는 것이다.

본 발명은 광학기록 매체를 제1∼3도의 도면을 참조하여 우선 설명하면, 기판 (1)위에 상기의 일반식 ①로 표시되는 유기색소 단결정의 단독 반사층 (2)을 설계(제1도 참조)하거나, 일반식 ①의 유기색소 단결정과 기타 유기색소를 혼합한 혼합기록층 (4)을 설계(제2도 참조)하거나, 유기박막기록층 (3)위에 보호층 (5)을 설계(제3도 참조)할 수 있다.

기판재료로서는 폴리 에스테르, 아크릴수지, 폴리 올레핀 수지, 폴리 카보네이트등의 플라스틱이나 글라스, 혹은 금속류등이 이용될 수 있다.

일반식 ①의 유기색소 단결정은 그 자체만으로도 반사율이 80% 이상으로 A1과 같은 금속물질의 스퍼터링 공정에 의한 반사층형성 방법을 따르지 않고도 이물질의 단독 증착막이나 코팅막을 형성할 수 있는 이점이 있다. 또한, 일반식 ①의 유기색소 단결정을 앞의 종래 기술에서 언급한 일반적인 유기색소들과 혼합하여 유기박막의 혼합기록층을 형성하면 기록매체의 반사율을 높일 수 있게 된다.

유기박막의 기록층 형성방법은 색소를 진공 증착시켜 형성하거나 바인더중에 분산시켜 도공법(예; 침적 코팅법, 스프레이 코팅법, 스핀 코팅법, 로라 코팅법, 바코딩법)에 의해 형성될 수 있다. 바인더로는 일반적으로 사용하는 광범위한 수지들로 부터 선택되어질 수 있으며 투명하고 비정질적인 수지이면 좋다. 예를들면, 폴리 비닐 알코올, 폴리 비닐 아세테이트, 폴리 비닐 포름알, 폴리 비닐 부티랄, 폴리 스티렌, 폴리 메칠 메타아크릴레이트, 폴리 아릴레이트, 폴리 카보네이트, 일레스토머 등이다. 도공에 사용하는 유기 용제는 상기의 일반식 ①과 유기색소 및 바인더를 녹일 수 있으며 비정질 상태가 유지될 수 있는 용제를 사용하는데 일반적으로 알코올류, 케톤류, 이미드류, 설폭사이드류, 에테르류, 지방족 할로겐화 탄화수소류 및 방향족류등에서 선택 사용함이 바람직하다.

일반식①의 유기색소 단결정과 기록색소 및 바인더를 사용하여 혼합기록층을 형성할 때 색소류의 첨가량은 20∼70wt% 첨가하는 것이 좋으며 이중 일반식 ①의 첨가량은 전체 색소류첨가량에 대해 50wt%를 넘지 않는 것이 좋다. 이는 색소류의 함량이 너무 많으면 색소의 이동(migration)에 의해 기록층 표면에 색소가 석출되는 문제가 발생하고 일반식①의 물질이 많으면 흡수보다는 상대적으로 반사가 많아져서 기록 감도가 떨어지는 단점이 있기 때문이다. 바인더의 분자량은 기록층의 물성을 고려하여 적어도 2,000 이상이어야 하며, 5,000∼10,000 정도면 좋다. 기록층의 두께는 0.1∼10㎛ 정도이며 기록 레이저 파워나 기록 밀도를 고려하여 0.2∼2㎛가 적당하다.

본 발명의 광학기록 매체에 레이저광선(6)을 조사하면 기록층(3) 또는 혼합기록층(4)의 색소가 레이저의 열에너지를 흡수하여 용융되거나 분해됨으로써 기록층(3) 또는 혼합기록층(4)의 형상변화(구멍 형성)가 일어나 기록부가 형성되며(제4도 참조), 기록 레이저 파워보다 적은 파워로 기록부와 미기록부의 반사율의 변화를 읽어내므로써 재생된다.

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

모든 실험은 기판으로 글래스를 사용하였으며 일반식 ①의 유기색소 단결정의 반사층(A로 표기) 및 기록용색소(B로 표기)와의 혼합기록층의 조성은 아래표2와 같이 하였다. 이때 바인더 수지로는 색소와의 분산성 및 코팅성이 좋은 폴리비닐 부티랄(Polyvinylbutyral)로 한정하였고, 기록용 유기색소로는 일본화약의 IR-820(Polymethine계)과 CY-9(Cyanine계)을 사용하였다. 유기용매로는 CHCL₃. 메틸에틸케톤(MEK ; Methyl ethyl ketone)가 좋으며 벤젠, 톨루엔 등도 사용가능하나 메틸에틸케톤을 사용하였다.

[실시예1-4]

표 1과 같은 실시예 1 내지 4는 일반식 ①의 유기색소 단결정의 반사층을 형성한 경우로써(제1도), 그위에 두께 1㎛ 이내의 기록용 색소로 구성된 유기박막을 만든후, GaAlAs 반도체 레이저를 사용하여 8mW로 기록한 후, 1mW의 파워로 재생했을때의 C/N비(Carrier to noise ratio)를 구한 결과이다. 매체의 반사율은 DIGICROM 240(monochromator 장비)을 사용하여 거울면의 반사와 매체의 반사를 측정후 반사율을 계산한 것이다.

[비교예 1,2]

일반식 ①의 유기색소 단결정의 반사층대신 A1으로 한것외에는 실시예1과 동일하게 실시하였으며 그 특성을 역시 표1에 함께 나타내었다.

[표 1]

[실시예 5∼10]

표 2와 같은 조성으로써 제2도에서의 혼합기록층(제2도의 (4))을 형성하되, 일반식 ①의 물질과 기록용색소와의 조성에 따른 효과를 관찰하기 위해, 혼합기록층의 조성(바인더+색소류)중 전체색소가 차지하는 양을 40%로 고정하였으며, 유기색소 단결정의 반사층(A)과 기록층 색소(B)의 함량은 그들의 비로 나타내었다. 그외는 실시예 1∼4와 동일하게 실시하여 그 특성을 역시 표 2에 나타내었다.

[비교예 3-6]

제2도에서 유기색소 단결정(A)을 포함하지 않는 기록용 색소(B) 단독의 기록층(4)을 사용한것 외에는 실시예 5∼10과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 2에 동시에 나타내었다.

[표 2]

위의 표1 및 표2 결과에서 알 수 있듯이 기록용 색소(B) 단독의 기록매체에서는(비교예 3,4)에서는 반사율이 매우 떨어져 C/N 비가 매우 낮으나, 일반식 ①의 유기색소 단결정의 반사층을 설계(실시예 1∼4)하거나 금속 반사막층을 설계(비교예 1,2)하면 기록전후의 반사율의 차가 커져 C/N비가 증가한다. 그러나, 이경우도 미기록부위의 반사율이 충분하지 않아 C/N비가 그다지 증가하지 않는데, 기록용색소(B)와 금속적 반사를 갖는 유기색소 단결정(A)를 함께 혼합하여 혼합기록층(4)을 형성한 경우는 A와 B의 비에 따라 C/N비가 상당히 증가함을 알수 있다. 여기서도 반사성능이 좋은 A의 함량이 50% 이상으로 많아지면(비교예 5,6) 매체의 반사율은 향상되나 상대적으로 기록시의 흡수가 적어져서 C/N비가 감소됨을 알수 있다.

따라서 본 발명의 광기록매체는 일반식 ①의 유기색소 단결정의 단독 반사층이나 기록용색소와의 혼합기록층을 형성함으로써 공정이 간단해지고, 기록용색소만 기록층으로 사용한 경우보다 매체의 반사율이 증가하여 콘트라스트가 향상되고, C/N비가 증가하는 효과가 있다.

Claims

유기색소를 사용한 광학기록매체에 있어서,

하기 일반식 ①로 표시되는 유기색소 단결정의 단독 반사층이나 기록용색소와의 혼합기록층을 가지는 것을 특징으로 하는 광학기록 매체.
제1항에 있어서,

혼합기록층 형성에 유기색소 단결정 및 기록용색소로 이루어진 전체적색소류의 함량이 20-70wt%인 것을 특징으로 하는 광학기록매체.
제1항에 있어서,

혼합기록층 형성시 유기색소 단결정 및 기록용색소로 이루어진 전체적색소류중 일반식 ①로 표시되는 유기색소 단결정 함량이 50% 이내인 것을 특징으로 하는 광학기록매체.