KR100444711B1 - 광정보 기록 매체 - Google Patents

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KR100444711B1
KR100444711B1 KR10-2001-0070740A KR20010070740A KR100444711B1 KR 100444711 B1 KR100444711 B1 KR 100444711B1 KR 20010070740 A KR20010070740 A KR 20010070740A KR 100444711 B1 KR100444711 B1 KR 100444711B1
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노부유끼 다까모리
히데하루 다지마
아끼라 다까하시
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

광정보 기록 매체에는 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막이 포함된다. 상기 박막층은 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량)의 차가 1 ％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))는 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 1.7×10-4(1/％)보다 작다.

Description

광정보 기록 매체 {Optical Data Recording Medium}
본 발명은 정보를 기록 또는 재생하는 광정보 기록 매체에 관한 것으로, 특히 환경 변화 및 경시 변화에 의한 휘어짐을 억제할 수 있는 광정보 기록 매체에 관한 것이다.
도 1에 광정보 기록 매체의 구조를 나타내는 단면 모식도를 표시한다. 도 8(a) 및 8(b) 각각에 종래의 광정보 기록 매체의 평면도 (a) 및 측면도 (b)를 나타낸다.
광정보 기록 매체는 도 1에 나타낸 바와 같이 폴리카보네이트 등으로 이루어진 원반형의 기판 (20) 위에 스퍼터링 등에 의해 하나 이상의 유전체막 (41, 43) (질화규소 등), 기록막 (42) (TbFeCo), 반사막 (44) (Al)을 포함하는 단층 또는 다층의 박막층 (40)이 형성되어 있다. 박막층 (40) 상에 수지막 등과 같은 박막층 보호막 (50)이 형성된다. 또한, 기판의 광입사면 상에는 기판을 보호하기 위한 수지막과 같은 기판 보호막 (30)이 형성되어 있다.
기판 (20)이 약 1.2 mm, 스퍼터링에 의해 형성되는 단층 또는 다층 박막층 (40)의 두께가 10 내지 300 nm, 박막층 보호막 (50)의 두께가 1 내지 30 ㎛, 기판 보호막 (30)의 두께가 1 내지 30 ㎛이다.
광정보 기록 매체의 거의 전체 두께를 폴리카보네이트 기판 (20)이 차지하기 때문에, 광정보 기록 매체의 강성은 그 대부분이 폴리카보네이트 기판 (20)에 의존하며, 폴리카보네이트 기판 (20)이 충분히 두껍기 때문에 환경 변화 (온습도 변화)에 의한 매체의 변형은 매우 작으며, 각 층에 발생하는 응력 및 굽힘 모멘트의 균형은 고려할 필요가 없었다.
그런데, 최근 광정보 기록 매체의 고밀도 기록 및 재생이 요구되고, 빔 스폿 (beam spot)을 감소시키기 위해 대물 렌즈의 고NA화 및 기판의 박형화가 도모되고 있다. 기판 두께로서는 종래의 1.2 mm 두께로부터 0.6 mm 두께, 0.5 mm 두께로 반 또는 그 이하로 얇아지는 경향이 있다. 이경우, 광정보 기록 매체의 강성은 폴리카보네이트 기판 (20) 뿐만 아니라 층에서 발생하는 응력 또는 굽힘 모멘트에 좌우된다. 환경 변화 (온습도 변화)가 발생했을 경우, 상기 매체는 현저하게 휘어질 것이다. 따라서, 각 층의 두께 등의 적합한 균형을 달성하는 것이 중요해지고 있다.
광정보 기록 매체의 휘어짐을 억제하는 방법으로서, 일본특허공개 평4-195745호 공보에는 기판의 뒷면 (박막층이 형성되어 있지 않은 면)에 휨 방지용 유전체막을 설치하는 방법이 제안되어 있다.
도 9에 상기 문헌의 광정보 기록 매체의 단면도를 표시한다. 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 나타내었다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 투명한 폴리카보네이트 기판 (20)의 광입사면에 유전체층 (60)이 형성된다. 투명 기판 (20)의 광입사면의 상대편에 위치하는 제1 유전체막 (41), 기록막 (42) 및 제2 유전체막 (43)의 3개 막의 습도 팽창 계수와 광입사면의 유전체층 (60)과의 습도 팽창 계수를 동등하게 함으로써 광정보 기록 매체의 휘어짐을 방지하고 있다.
또한, 도 10에 일본특허공개 평4-364248호 공보에 따른 종래의 광정보 기록 매체의 다른 예의 단면도를 나타낸다.
이 기록 매체는 기판 (20), 기판 보호막 (유전체층) (30), 박막층 (40), 박막층 보호막 (50)을 포함한다. 또한, 습도 변화에 의한 휘어짐을 방지하기 위해서 기판 (20)과 기판 보호막 (30) 사이에 SiO2나 AlN으로 이루어지는 투습 방지막 (70)을 설치한 것이다.
그러나, 상기 언급한 두 문헌에 따른 기록 매체는 기판의 광입사면에 스퍼터링 등에 의해 유전체층 (30, 60)이 설치되어야만 한다. 따라서, 생산시 기판의 한쪽면에 박막층 (40)을 형성한 후, 그 기판을 뒤집어 반대쪽면에 유전체층 (60, 30)을 형성한다. 따라서, 공정이 복잡화되고, 생산 설비의 고가격화를 초래하여 제조 비용이 증가한다.
습도 팽창 계수는 폴리카보네이트 기판 (20)보다 박막층 보호막 (50)쪽이 상당히 커지는 경우가 대부분이다. 이 때, 박막층 보호막 (50)을 가능한 한 얇게 하면 습도 상승에 의해 박막층 보호막 (50)이 팽창함으로써 광정보 기록 매체 (10)의 휘어짐은 조절된다. 그러나, 자계 발생 수단과 박막층 (40)이 지나치게 근접하면 자계 발생 수단과 광정보 기록 매체 (10)의 습동에 의해 박막층 보호막 (50)에 스크래치가 들어가기 때문에, 박막층 보호막 (50)의 막 두께를 얇게 하는 것은 매체 (10)의 수명을 단축하게 된다는 문제가 있었다.
본 발명은 온습도 변화에 따른 변형 (휘어짐)을 방지할 수 있고, 제조가 용이한 광정보 기록 매체를 제공하는 것을 과제로 한다.
도 1은 광정보 기록 매체의 구조를 나타내는 단면 모식도.
도 2는 광정보 기록 매체의 휘어짐을 설명하는 도면.
도 3은 다층 빔 (beam)을 설명하는 도면.
도 4는 종래의 매체의 상대 습도 변화시의 휘어짐 각의 시간 의존성 (높은 습도 팽창 계수, 높은 영률)을 설명하는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 매체의 상대 습도 변화시의 휘어짐 각의 시간 의존성 (낮은 습도 팽창 계수, 높은 영률)을 설명하는 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 매체의 상대 습도 변화시의 휘어짐 각의 시간 의존성 (낮은 영률, 높은 습도 팽창 계수)를 설명하는 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 매체의 습도 팽창 계수와 영률의 관계를 설명하는 그래프.
도 8(a) 및 8(b)는 종래의 광정보 기록 매체의 구조를 나타내는 평면도 및 측면도.
도 9는 종래의 광정보 기록 매체의 일례를 나타내는 단면 모식도.
도 10은 종래의 광정보 기록 매체의 다른 예를 나타내는 단면 모식도.
도 11은 본 발명의 실시예 1에 따른 매체의 구성 요소의 설정치의 설명도.
도 12는 종래의 매체의 구성 요소의 설정치의 설명도.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 매체의 구성 요소의 설정치의 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명>
10: 광정보 기록 매체
20: 투명 기판
30: 기판 보호막
40: 박막층
41: 제1 유전체막
42: 기록막
43: 제2 유전체막
44: 반사막
50: 박막층 보호막
본 발명은 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체로서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 박막층 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량)의 차가 1 ％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))가 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 1.7×1O-4(1/％)보다 작은 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 출원의 상기와 같은 목적은 하기 상세한 설명에 의해 보다 용이하게 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시양태인 상세한 설명 및 특정한 실시예는 단지 예시를 위한 것이며, 이러한 상세한 설명으로부터 본 발명의 사상 및 범위내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 당업계의 숙련인들에게 명백한 것이다.
본 발명은 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체로서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25℃에서의 수증기량/포화 수증기량)차가 1 ％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))가 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 1.7×10-4(1/％)보다 작은 광정보 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 실질적으로 기록 및 재생에 악영향을 미치지 않을 정도로 매체 자체의 변형 (휘어짐)을 방지할 수 있고, 종래의 매체에 비하여 정보의 기록 및 재생을 통한 매체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체로서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 박막층 보호막의 영률이 투명 기판의 영률보다도 크며 2.0×109(Pa)보다 크고, 1.0×1010(Pa)보다 작은 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체를 제공하는 것이다.
여기에서, 상기 박막층 보호막의 막 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛이다. 투명 기판은 폴리카보네이트 또는 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다.
매체의 휘어짐을 효과적으로 방지하기 위해서, 박막층 보호막은 상기한 습도 팽창 계수 또는 영률을 만족하는 재료로 이루어진다. 이러한 재료의 예로는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 또는 폴리에테르 아크릴레이트 등을 주성분으로 하는 자외선 경화 수지가 포함된다.
박막층 보호막은 습도 팽창 계수를 될 수 있는 한 작게 하기 위해서 친수성이 적은 성분을 많이 포함하는 재료로 이루어진다.
또한, 본 발명의 광정보 기록 매체에는 종래의 매체에 설치된 기판 보호막 (30)은 설치할 필요가 없다. 그러나, 스크래치 방지 및 휘어짐 억제 등을 위해 매체 전체의 두께가 조금 두꺼워지기는 해도 투명 기판 (20)의 광입사면에 기판 보호막 (30)이 설치될 수도 있다.
또한, 본 발명은 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 상기 투명 기판이 폴리카보네이트 또는 폴리올레핀으로이루어지며, 그 두께가 0.5 mm인 경우에 박막층 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량)의 차가 1 ％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))가 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 동시에 1.7×10-4(1/％)보다 작아지도록 박막층 보호막을 선택하는 광정보 기록 매체의 박막층 보호막의 선택 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 상기 투명 기판이 폴리카보네이트 또는 폴리올레핀으로 이루어지며, 그 판 두께가 0.5 mm인 경우에 박막층 보호막의 영률이 투명 기판의 영률보다 크며 2.0×109(Pa)보다 크고, 1.0×1010(Pa)보다 작아지도록 박막층 보호막을 선택하는 광정보 기록 매체의 박막층 보호막의 선택 방법을 제공하는 것이다.
먼저, 습도 변화시의 광정보 기록 매체의 변형 (휘어짐)과 그 원리에 대하여 설명한다.
본 발명에서 대상으로 하는 광정보 기록 매체는, 예를 들면 폴리카보네이트로 이루어진 투명 기판 (20), 스퍼터링에 의해 형성된 유전체막 (41, 43) (질화 알루미늄, 질화규소), 기록막 (42) (TbFeCo), 반사막 (44) (Al 합금 등) 등의 박막을 포함하는 단층, 또는 다층의 박막층 (40)으로 이루어진다. 이 박막층 (40) 위에 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막 (50)을 형성하여 박막층 (40)을 보호한다.또한, 기판 (20)을 보호하기 위해 수지를 주성분으로 하는 기판 보호막 (30)이 기판의 광입사면 상에 형성된다.
이러한 구조의 매체는 여러가지의 것이 시판되고 있다. 본 발명의 대상으로서는 광자기 기록 매체 (MD, MO 등), 박막층 (40)이 반사막 (44) (Al 등)만을 포함하는 재생 전용 매체 (CD, DVD, DVD-ROM), 박막층 (40)이 유기 안료막 및 반사막 (44) (Au, Ag)를 포함하는 추기형 광매체 (CD-R, DVD-R), 박막층 (40)이 유전체막 (41, 43) (ZnS-SiO2등), 기록막 (42) (GeSbTe, AgInSb 등), 반사막 (44) (Al 합금 등)을 포함하는 상변화 광기록 매체 (CD-RW, DVD-RW, DVD-RAM, DVR) 등이 포함된다.
이와 같이 광정보 기록 매체는 다층으로 구성된다. 층은 습도 팽창 계수와 같은 물성 및 습도 변화시에 각 층에 발생하는 응력이 상이해진다.
즉, 일반적으로는 투명한 폴리카보네이트 기판 (20), 기판 보호막 (30) 및 박막층 보호막 (50)의 습도 팽창 계수는 단층, 또는 다층의 박막층 (40)의 습도 팽창 계수보다 크다. 따라서, 단층 또는 다층의 박막층 (40)의 기판의 반경 방향으로의 팽창은 그 밖의 층과 비교하여 매우 작아진다.
이 경우, 투명 기판 (20)의 두께는 기판 보호막 (30) 및 박막층 보호막 (50)의 두께와 비교하여 매우 크다. 또한, 박막층 (40)의 각 박막의 영률이 다른 층과 비교하여 매우 커진다. 따라서, 습도 변화시의 변형 원인으로서는 박막층 (40)의 팽창이 작고, 기판 (20) 또는 박막층 보호막 (50), 기판 보호막 (30)의 팽창이 큰것이 지배적이 되기 쉽다.
습도 팽창 계수는 폴리카보네이트로 이루어진 투명 기판 (20)보다 UV 경화형 수지로 이루어지는 박막층 보호막 (50) 또는 기판 보호막 (30) 쪽이 일반적으로 크다고 알려져 있다. 그 결과, 광정보 기록 매체 (10)은 그 반경 방향, 즉 두께의 방향에 대해 수직인 습도 팽창률이 작은 박막층 보호막 (50) 또는 기판 보호막 (30) 중 어느 하나를 향해 휘어지기 쉽다. 특히, 기판 보호막 (30)이 없는 경우, 또는 그의 두께가 매우 얇은 경우에는 매체가 광입사면 (도 1 지면의 윗방향)으로 휘어지기 쉬워진다.
도 2는 매체의 휘어짐을 설명하는 모식도이며, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다. 도 2(b)와 같이 광입사면 (기판 보호막 (30))으로의 휘어짐을 (-)방향으로 하고, 박막층 보호막 (50)으로의 휘어짐을 (+)방향으로 한다.
여기에서, 박막층 보호막 (50)의 습도 팽창 계수, 영률 및 막 두께를 적절하게 조정하면, 막 두께 방향으로 수직인 면을 중립면으로서 투명 기판 (20) 및 기판 보호막 (30)의 습도 변화에 의한 굽힘 모멘트와 박막층 보호막 (50)의 굽힘 모멘트가 균형을 이룬다. 따라서, 습도 변화에 의한 변형 (반경 방향에 대해 수직인 막 두께 방향에 있어서 기판 보호막 또는 광입사면으로의 휘어짐)이 작아질 가능성이 있다.
이러한 점으로부터, 습도 변화시의 매체의 변형을 감소시키기 위한 박막층 보호막 (50)의 습도 팽창 계수, 영률 및 막 두께의 적절한 값을 구하기 위해 다음과 같은 근사 계산을 행하였다.
광정보 기록 매체 (10)에는 습도 변화시에 반경 방향으로 작용하는 응력 (축력)과 원주 방향으로 작용하는 응력과 막 두께 방향으로 작용하는 응력이 발생한다. 광정보 기록 매체 (10)은 원반형이기 때문에 원주 방향으로 작용하는 응력은 원주 내에서 균일하다. 또한, 막 두께 방향의 응력도 각 층 내에서는 균일하게 작용한다. 따라서, 이러한 응력이 변형에는 기여하지 않는다고 가정할 수 있다. 따라서, 광정보 기록 매체 (10)의 변형, 즉 휘어짐 (막 두께 방향에 있어서 박막층 보호막 (+ 방향) 또는 광입사면 (- 방향)으로의 휘어짐, 휘어짐 각 θ로 평가)는 매체의 단면부에 상당하는 다층 빔에서의 휘어짐으로 대체할 수 있다. 도 3은 그 다층 빔을 나타낸 것이다.
도 3에서는 n층 빔을 나타낸다. 이 n은 광정보 기록 매체의 층수이고, 도 1의 광정보 기록 매체의 경우에는 n=7이다.
이 다층 바늘에서의 습도 변화시의 휘어짐 각 θ는 각 층의 축력 Pi (i=1, 2, 3, ...., n)와 굽힘 모멘트 Mi의 균형으로부터 얻는 수학식 1 내지 5 ("다층 빔 이론에 의한 전자 장치", 오다 쥬하찌, 가나자와 대학, 기론, 59권, 563호, 1777내지 1782쪽, 1993년)에 의해 나타낼 수 있다.
수학식 1 내지 5에서의 각 기호의 의미를 이하에 나타낸다.
αi: i층의 습도 팽창 계수,
Ei: i층의 영률,
ti: i층의 두께,
Pi: i층에서의 축력,
Mi: i층에서의 굽힘 모멘트,
Ri: i층에서의 곡률 반경,
Ii: i층의 단면 2차 모멘트,
b: 빔의 폭 (단위 길이로 정의됨),
T: 습도 변화량 (％),
L: 빔의 길이,
y: n층 빔의 중립면 위치, 및
θ: 최대 휘어짐이 일어나는 길이 4 mm에서의 휘어짐 각.
또한, 각 층의 두께가 곡률 반경과 비교하여 훨씬 작기 때문에 모든 층 (i=1, 2, ..., n)에서의 곡률 반경은 동일 (R1=R2=R3=…=Rn=R)해 진다. 상대 습도차가 1 ％ 상승했을 경우에 물질이 신장하는 비율을 양의 습도 팽창 계수라고 정의하고, 단위는 1/％로 한다. 여기에서 상대 습도차란, 25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량을 말한다.
상대 습도 변화시의 매체의 휘어짐을 제어하기 위해서 θ가 작아지도록, 상기 수학식을 사용하여 박막층 보호막 (50)의 영률과 습도 팽창 계수와 막 두께를 선택한다. 즉, 상기 수학식을 사용함으로써 습도 변화시의 중립면 위치 (y)를 박막층 내에 배치시키기 위한 영률 등의 선택이 가능해진다. 또한, 상기 수학식으로부터 박막층 보호막 (50)의 영률 값 및 습도 팽창 계수가 기판 (20)과 동일한 정도로 낮은 경우에는 기록막과 같은 박막층 (40) 내에 중립면 위치 (y)를 배치시킴으로써 휘어짐을 억제할 수 있음을 알았다.
상기 원리에 기초하여 형성한 광정보 기록 매체를 실시예로 설명한다. 본 실시예에서는 기판 보호막 (30)이 없는 광정보 기록 매체의 실시예를 나타낸다. 만약 기판 보호막 (30)이 존재하는 경우에는, 그도 고려하여 다른 층 (특히 박막층 보호막 (50))의 두께를 적절하게 결정해야만 한다.
<실시예 1>
실시예 1의 광정보 기록 매체로서 폴리카보네이트 기판 (투명 기판 (20)) 상에 질화 알루미늄 박막층 (박막층 (40))과 수학식 1 내지 5를 사용하여 설계된 자외선 (UV) 경화 수지 1 (박막층 보호막 (50))이 형성된 매체를 형성하였다. 또한, 비교예 1의 광정보 기록 매체로서 폴리카보네이트 기판 상에 박막층과 종래의 자외선 (UV) 경화 수지 2 (박막층 보호막 (50))가 형성된 광정보 기록 매체를 형성하였다. 도 11, 12에 각각 실시예 1, 비교예 1의 매체의 구조를 나타낸다.
도 11, 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 두 광정보 기록 매체는 UV 경화 수지의 습도 팽창 계수가 상이하다. 도 11에 나타낸 실시예 1의 광정보 기록 매체가 비교 매체보다 습도 팽창 계수가 작다. 또한, 투명 기판 (20)으로서는 양자 모두 내경이 8 mm, 외경이 50 mm, 기판 두께가 0.5 mm인 것을 사용하였다.
본 발명의 실시예 1에 따른 광정보 기록 매체에 있어서 박막층 보호막 (50)으로서 종래 사용되고 있던 UV 경화 수지 2보다 작은 습도 팽창 계수 (1.60×10-5)를 갖고, 수학식 1 내지 5를 사용하여 막 두께 (16 ㎛)를 결정한 박막 보호층 (50)을 선택하였다. 도 12에 나타낸 종래의 광정보 기록 매체와 비교하기 위해서, 양 매체에 25 ℃, 50 ％RH에서 25 ℃, 90 ％RH로 습도가 상승하도록 환경 변화를 부여하였다. 외주부 (r=24 mm)에서의 휘어짐 각 θ의 변화량 (Δθ)의 경시 변화를 측정하였다.
도 4 및 도 5에 상대 습도 변화시의 휘어짐 각의 변화량 (반경 방향 틸트:mrad)과 경과 시간 (hour)과의 관계 그래프를 나타낸다. 도 4는, 도 12에 나타낸 종래의 광정보 기록 매체의 그래프이고, 도 5는 도 11에 나타낸 본 발명의 실시예 1의 광정보 기록 매체의 그래프이다.
여기에서, 휘어짐 각의 변화량이 플러스 값인 경우에는, 박막층 보호막 (50)으로 휘는 것을 나타내고, 반대로 마이너스 값인 경우에는 기판 보호막 (30) (광 입사면)으로 휘는 것을 나타낸다.
도 4 및 5에 따르면, 종래의 매체 및 본 발명의 매체의 습도 팽창 계수는 각각 6.25×10-5(1/％) 및 1.60×10-5(1/％)이다.
따라서, 도 4의 종래의 매체에 있어서 박막층 보호막은 높은 습도 팽창 계수 및 높은 영률을 나타내며, 도 5의 본 발명에 따른 실시예 1의 경우, 박막층 보호막은 낮은 습도 팽창 계수 및 높은 영률을 나타낸다.
도 4에 있어서, 습도가 90 ％로 증가하면 휘어짐 각의 변화량이 약 -7.0 mrad 정도가 되며, 통상의 매체는 광입사면으로 크게 휘어짐을 나타낸다.
한편, 도 5에 있어서, 습도가 90 ％로 증가하여도 휘어짐 각의 변화량은 -0.7 mrad 정도이며, 본 발명의 매체는 광입사면으로 매우 조금 휘어짐을 나타낸다.
즉, 본 발명의 광정보 기록 매체에 따르면, 비교예 1의 매체와 비교하여, 동일한 습도 변화에서도 휘어짐 각의 변화량이 매우 작아진다. 즉, 본 발명의 매체에서는 박막층 보호막 (50)의 막 두께가 10 ㎛ 이상이어도 변형이 억제된다.
도 7에, 도 11에 나타낸 본 발명의 실시예 1의 광정보 기록 매체의 습도 팽창 계수와 영률의 관계를 설명하는 그래프를 나타낸다. 도 7에서, 곡선 a는 박막층 보호막 (50)의 막 두께가 5 ㎛이고, 휘어짐 각의 변화량이 -5 mrad인 매체로부터 유도된다. 곡선 b는 박막층 보호막 (50)의 막 두께가 20 ㎛이고, 휘어짐 각의 변화량이 -5 mrad인 매체로부터 유도된다.
박막층 보호막 (50)의 막 두께가 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 경우, 습도 팽창 계수와 영률의 관계 그래프는 곡선 a와 곡선 b 사이에 들어간다. 또한, 휘어짐 각의 변화량이 0 내지 5 mrad의 범위에 들어가도록 습도 팽창 계수 또는 영률을 적절하게 선택할 필요가 있다.
예를 들면, 영률을 2.0×109(Pa)로 고정하고, 박막층 보호막의 막 두께를 20 ㎛로 했을 경우, 박막층 보호막의 습도 팽창 계수는 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 1.7×10-4(1/％)보다 작은 것이 바람직하다.
따라서, 박막층 보호막 (50)의 막 두께가 5 내지 20 ㎛ 사이인 경우에는, 휘어짐 각의 변화량을 0 내지 5 mrad로 조절하기 위해서 박막층 보호막 (50)의 습도 팽창 계수는 1.7×10-4(1/％)보다 작고, 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 7.0×10-5(1/％)보다 작고 5.O×10-5(1/％) 보다 큰, 즉 투명 기판의 습도 팽창 계수 (7.0×10-6(1/％))의 7배 정도면 충분하다.
이상과 같이 적절한 범위의 습도 팽창 계수를 갖도록 박막층 보호막을 선택한다. 따라서, 광정보 기록 매체의 휘어짐을 실질적으로 정보의 기록 및 재생에영향을 주지 않는 소정의 범위 내로 조절할 수 있다.
<실시예 2>
이어서, 영률이 작은 UV 경화 수지 3을 사용했을 경우의 광정보 기록 매체에 대하여 설명한다. UV 경화 수지 3은 영률이 상이함을 제외하고는 실시예 1의 매체와 사실상 동일하다. 도 13에 실시예 2의 매체의 구성을 나타낸다.
도 13의 실시예 2의 매체와 도 12의 비교예 1의 매체를 비교하면 박막층 보호막 (50)의 UV 경화 수지 3의 재료가 상이하다. 또한, 실시예 2의 광정보 기록 매체의 영률 (9.00×109(Pa))이 비교예 1의 매체보다 작다는 점이 다르다. 즉, 본 실시예 2의 박막층 보호막 (50)은 낮은 영률, 높은 습도 팽창 계수를 갖는 것이다.
도 6은 상대 습도 변화시의 휘어짐 각의 변화량 (mrad)과 시간 (hour)과의 관계 그래프를 나타낸다.
실시예 1과 동일하게 25 ℃, 50 ％RH에서 25 ℃, 90 ％RH로 습도가 상승하는 환경 변화를 두 매체에 제공하였다. 이어서, 매체의 외주부 (r=24 mm)에서의 휘어짐 각 θ의 변화량 (△θ)의 경시 변화를 측정하였다.
도 6에 따르면, 습도가 90 ％가 되면 휘어짐 각의 변화량이 약 -4.0 mrad 정도가 되고 매체가 광입사면으로 휘게 된다. 그러나, 도 4에 나타낸 종래의 것보다 휘어짐의 변화량이 적은 것을 알 수 있다.
또한, 상기한 도 7의 습도 팽창 계수와 영률과의 관계 그래프에 따르면, 박막층 보호막 (50)의 막 두께가 5 내지 20 ㎛인 경우, 휘어짐 각의 변화량을 5 mrad이하로 조절하기 위해서는 박막층 보호막 (50)의 영률은 적어도 투명 기판의 영률보다 큰 것이 필요하며, 2.0×109(Pa)보다 크고 1.0×1010(Pa)보다 작은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 박막층 보호막 (50)의 영률이 3.0×109(Pa)에서 6.0×109(Pa)의 범위 내에 있으면 된다.
본 발명에 따르면, 박막층 보호막의 습도 팽창 계수가 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 동시에 소정의 습도 팽창 계수를 갖는 박막층 보호막을 사용하여 광정보 기록 매체를 구성한다. 따라서, 박막층 보호막의 막 두께를 10 ㎛ 이상으로 형성했을 경우에도 실질적으로 정보의 기록 및 재생에 악영향을 미치는 경우가 없도록, 종래의 매체보다도 효과적으로 매체의 휘어짐을 조절할 수 있다.
또한, 투명 기판보다 크고, 가능한 한 작은 소정 범위의 영률을 갖는 박막층 보호막을 사용하여 광정보 기록 매체를 구성하고 있기 때문에, 종래보다도 휘어짐이 적은 광정보 기록 매체를 제공할 수 있고, 따라서 정보의 기록 및 재생의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기판 보호막을 설치하지 않는 경우에는, 상대 습도 변화에 의한 휘어짐을 감소시킬 수 있는 광정보 기록 매체의 제조 비용이 저렴해지고, 정보의 연속적인 기록 및 재생을 통한 매체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체로서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 박막층 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량)의 차가 1 ％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))이 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크고, 1.7×10-4(1/％)보다 작은 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 박막층 보호막의 막 두께가 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 박막층 보호막의 습도 팽창 계수가 투명 기판의 습도팽창 계수의 7배 이하이며 7×10-6(1/％)보다 크고 5×10-5(1/％)보다 작은 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판이 폴리카보네이트 또는 폴리올레핀으로 이루어지고, 그 두께가 약 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 박막층 보호막이 자외선 경화 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  7. 투명 기판과 투명 기판 상에 형성된 박막층과 박막층 상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막층 보호막을 포함하는 광정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막층이 유전체막, 기록막 및 반사막 중의 하나 이상의 층을 포함하는 단층막 또는 다층막이고, 상기 투명 기판이 폴리카보네이트 또는 폴리올레핀으로 이루어지며, 그 두께가 0.5 mm인 경우에, 박막층 보호막의 습도 팽창 계수 (상대 습도 (25 ℃에서의 수증기량/포화 수증기량)의 차가 1％ 상승했을 때의 팽창률 (1/％))가 투명 기판의 습도 팽창 계수보다 크며 1.7×10-4(1/％)보다 작아지도록 박막층 보호막을 선택하는 광정보 기록 매체의 박막층 보호막의 선택 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 기재된 선택 방법을 사용하여 선택된 박막층 보호막을 구비한 광정보 기록 매체.
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