KR100304878B1 - 광기록매체 - Google Patents

Abstract

정전기 발생을 최소화할 수 있는 광 기록 매체에 관한 것으로, 기판상에 제 1 유전체층, 기록층, 제 2 유전체층, 보호층을 순차적으로 형성하고, 기판 하부 표면상에 Au, Ag, Cu 중 어느 하나이거나 또는 그들의 화합물로 이루어지는 정전기 방지층을 형성함으로써, 광 디스크 표면에서 발생할 수 있는 정전기의 발생을 최소화하여 파티클, 오염 등의 부착을 억제할 수 있다.

Description

광 기록 매체{optical recording medium}

본 발명은 정전기 발생을 최소화할 수 있는 광 기록 매체에 관한 것이다.

최근들어 고밀도 정보기록/재생에 대한 요구가 커지면서 레이저 광의 열적에너지를 이용하거나 이에 덧붙여 자기장을 추가로 인가하여 이를 구현하는 고밀도 기록매체가 점차 확산 추세에 있다.

전자의 경우는 주로 기록층에 있어서 재료의 상변태를 이용하는 상변화형 광디스크가 이에 해당되고, 후자의 경우는 광자기 디스크에 해당된다.

상변화형 광디스크는 집속된 레이저 빔을 기록층의 국부적인 영역에 조사하여 승온/용융시키고 열의 확산속도를 빠르게 설계한 디스크 구조를 이용해 급냉시켜 비정질 마크를 결정질 기지(matrix)에 만들어줌으로써 정보를 기록하고, 이를 다시 기록시보다 낮은 파워로 가열해 비정질 마크 부위를 결정질로 만들어줌으로써 기록된 정보를 소거시킨다.

결정과 비정질 사이의 가역적 변태를 이용해 정보를 기록하는 상변화형 광기록매체에서 기록층 재료로 폭 넓게 쓰이고 있는 것 중의 하나가 Ge-Sb-Te계로 대표되는 3원계 합금의 금속간 화합물이다.

또한, 저선속에서 소거율 특성과 신호기록 감도를 높일 수 있도록 설계된 Ag-In-Sb-Te계 합금계도 최근 주목을 받고 있다.

이러한, 기록층의 상/하에는 광학적 특성 및 열적 특성을 유지해주기 위해 유전체층을 두는데, 유전체층으로는 ZnS-SiO₂계 박막이 많이 쓰이고 있다.

그리고, 광 반사량을 높이면서 비정질 마크의 형성을 위한 적절한 냉각속도를 얻기위해 반사 방열층을 형성하게 되는데 이들 재료로는 Al합금, Ag, Au 등의 박막이 많이 쓰이고 있다.

광자기 디스크의 경우에는 수직자화 박막에 자기장을 가하면서 레이저 광의 열적 효과를 이용하여 비트를 형성하여 기록하고, 자기광학효과를 이용하여 정보를판독하는 것으로 상변화형 광디스크와 마찬가지로 기록층을 주위로 상하에 유전체층을 형성하며, 마지막으로는 반사 방열층을 형성한다.

기록층 재로로는 희토류-천이금속 합금계(RE-TM)를 많이 사용하고 있다.

여기서, 천이금속은 강자성 원소인 Fe, Co 등이며, 희토류 원소는 Tb, Dy, Gd, Sm, Ho 등이다.

또한, 유전체 보호막으로는 Si₃N₄, AIN, SiO₂, Al₂O₃등이 이용되고, 반사 방열층으로는 Al합금, Ag, Au 등의 박막이 많이 사용된다.

기판의 재료로는 글래스, 플라스틱 등이 사용될 수 있는데, 가벼우면서 사출성이 좋고 레이저 빔의 입사시에 복굴절에 의한 SNR(signal-to-noise ratio)의 감소를 방지하기 위하여 폴리카보네이트(polycarbonate)를 많이 사용하고 있다.

위에서 기술한 종래의 광 기록 매체의 대표적인 모식도를 도 1에 나타내었다.

그러나, 이러한 종래의 광 기록 매체의 경우는 공기중에서 여러 가지 원인, 가령 마찰에 의해 폴리카보네이트 기판에서 정전기가 발생한다.

이때, 디스크에 발생된 정전기의 인력에 의해 대기중에 떠돌아 다니는 여러 가지 미립자나 먼지 등이 부착되고, 오염물질이 용이하게 달라붙으며, 지문 등이 쉽게 부착이 된다.

이들은 상당한 외부의 힘에 의해서도 잘 제거되지 않는 문제가 발생한다.

현재, HDD(Hard Di나 Driver)와 같은 자기기록 미디어에서는 컴퓨터의 1차기억장치로 사용되는 디스크와 헤드가 클리인-스페이스(clean-space)에 밀폐되어 사용되므로 그다지 문제가 되지 않으나, 광방식에 의한 정보의 기록과 재생에서는 사무실과 같은 대기환경에서 사용되므로 위에서 기술한 먼지나 미립자가 정전기에 의해 디스크 표면에 묻거나 오염이 되면, 기록과 재생시에 오류율을 크게 증가시킨다.

이같은 오류율의 증가는 디스크 표면에 부착된 먼지나 오염으로 인해 기록층에서 정보의 기록이나 재생시 요구되는 파워를 만족시키지 못함으로써, 상변화 디스크의 경우, 불완전한 초기화가 되거나 기록된 마크의 크기가 실제 원하는 크기보다 작게 기록되는 문제가 발생한다.

따라서, 현재 디스크 표면에서의 정전기 발생을 억제할 수 있는 광 기록 매체가 절실히 요구되고 있다.

종래 기술에 따른 광 기록 매체에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

디스크에서 발생하는 정전기에 의해 표면에 파티클이 부착됨으로써 기록과 재생시 오류율을 크게 증가시킨다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 디스크 표면에서 나타나는 정전기 발생을 최소화시킬 수 있는 광 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광 기록 매체를 보여주는 구조단면도

도 2은 본 발명에 따른 광 기록 매체를 보여주는 구조단면도

도 3은 본 발명의 정전기 방지층의 파장에 따른 반사도를 보여주는 그래프

도 4는 본 발명의 정전기 방지층의 파장에 다른 투과도를 보여주는 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 제 1 유전체층

3 : 기록층 4 : 제 2 유전체층

5 : 반사층 6 : 보호막

7 : 정전기 방지층

본 발명에 따른 광 기록 매체의 주요 특징을 기판 표면에서의 정전기 발생 억제를 위해 기판 하부 표면 위에 Au, Ag, Cu, 중 어느 하나이거나 또는 그들의 화합물로 이루어지는 정전기 방지층을 형성하는데 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 기술사상은 전기전도도가 좋고 반사도가 낮으며 투과도가 높은 물질을 사용하여 기판 표면에서 발생하는 정전기를 억제시킴으로써 정전기에 의한 이물질 부착이나 오염을 없애는데 있다.

도 2은 본 발명에 따른 광 기록 매체를 보여주는 구조단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 폴리카보네이트 기판(1)상에 ZnS-20 mo1% SiO₂타겟을 이용하여 RF-마크네트론 스퍼터링 방법으로 아르곤 가스를 주입하면서 RF 파워를 인가하여 소정의 두께로 제 1 유전체층(2)을 형성한다.

그리고, 제 1 유전체층(2)상에 Ge₂Sb₂Te₅타겟을 이용하여 DC-마그네트론 스퍼터링 방법으로 기록층(3)을 소정의 두께로 형성한 후, 기록층(3)상에 제 1 유전체층(2)과 동일한 조건으로 제 2 유전체층(4)을 형성한다.

이어, 제 2 유전체층(4)상에 Al 합금 타겟을 이용하여 반사층(5)을 소정의 두께로 형성하고, 반사층(5)상에 보호막(6)으로 자외선 경화수지를 3∼6㎛범위로 스핀 코터(spin coater)를 이용하여 2000∼5000rpm으로 회전하면서 코팅한 뒤, 유브이(UV) 램프를 이용하여 1500∼2000 mj/cm²의 광량으로 경화시킨다.

그리고, 기록/재생시의 레이저 광이 입사되는 면인 기판(1) 하부 표면에 정전기 방지층(7)을 약 50∼ 2000Å의 두께로 형성하여 광 디스크를 제작한다.

여기서, 가장 중요한 것은 정전기 방지층(7)에 사용되는 물질의 선택이다.

정전기 방지를 위한 정전기 방지층(7)에 사용되어야 할 물질은 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

첫째, 전기 전도도가 좋아야 한다.

정전기란 이동하지 않는 정지된 상태의 전기를 말하는데, 이들은 물체 표면위에 대전되어 동종의 전기는 반발하고 이종의 전기는 끌어 당김으로써 외부의 이물질들을 물체 표면에 달라 붙게 한다.

그러므로 이 정전기들을 없애기 위해서는 표면에 대전된 전하들을 이동시켜야 하는데, 현재 광 디스크의 기판 물질은 대부분이 전도성이 없으므로 그 표면에 정전기들이 발생되기 쉽지만 그 표면에 전도성이 좋은 물질을 형성하게 되면 전하들이 쉽게 이동되어 정전기 발생을 억제할 수 있는 것이다.

둘째, 반사도가 낮고 투과도가 좋아야 한다.

일반적으로 광 디스크에 정보를 기록하고 재생하기 위해서는 광이 기판쪽으로 입사되기 때문에 광의 입사면이 반사도가 낮고 투과도가 좋아야 정보의 기록 및 재생에 오류가 없다.

본 발명에서는 이와 같은 조건에 만족시키는 Au, Ag, Cu, Au-SiO₂, Au-TiO₂, Ag-SiO₂, Ag-TiO₂, Cu-SiO₂, Cu-TiO₂등의 물질들을 정전기 방지층에 사용하였다.

여기서, Au-SiO₂, Au-TiO₂, Ag-SiO₂, Ag-TiO₂, Cu-SiO₂, Cu-TiO₂에서 SiO₂와 TiO₂는 각각 해당하는 금속 물질에 약 5 ∼ 50% 혼합된 것이다.

일예로 Au는 전기 전도도가 좋고, 약 410nm의 파장 대역에서는 반사도가 낮고 투과도가 높기 때문에 블루(blue) 대역에서 사용하기 적합한 물질이다.

도 3은 본 발명의 정전기 방지층의 파장에 따른 반사도를 보여주는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 정전기 방지층의 파장에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레드(red)와 같은 장파장 대역에서는 투과도는 낮고 반사도는 높은 반면에 블루와 같은 단파장 대역에서는 광투과도는 높고 반사도는 낮게 나타난다.

이와 같이 본 발명의 정전기 방지층은 장파장 대역에서는 사용할 수 없지만 단파장 대역에서는 좋은 조건을 갖추므로 광 디스크 표면에 나타나는 정전기 발생을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 광 기록 매체에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 광 기록 매체의 정전기 방지층은 전기전도가 낮아 정전기의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 반사도가 낮고 광투과도가 높은 물질로 구성되어 있어 정보기록 및 재생시의 오류를 없앨 수 있으므로 광디스크 표면에서 발생할 수 있는 정전기의 발생을 최소화하여 파티클, 오염등의 부착을 억제하고, 기록 및 재생 신호의 열화, 특히 신호의 오류율에 악영향을 줄 수 있는 주 원인을 제거하여 신호품질과 신뢰성이 우수한 광 디스크를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 기판상에 유전체층, 기록층, 반사층 및 보호층을 갖는 광 기록 매체에 있어서,

   상기 기판 하부 표면상에 정전기 방지층이 형성되고, 상기 정전기 방지층은 광투과층을 형성하고 Au, Ag, Cu 중 어느 하나이거나 또는 그들의 화합물인 Au-SiO₂, Au-TiO₂, Ag-SiO₂, Ag-TiO₂, Cu-SiO₂, Cu-TiO₂중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 SiO₂와 TiO₂는 각각 해당하는 금속 물질에 5 ∼ 50% 혼합되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.