KR100556452B1 - optical recording medium - Google Patents
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Abstract
확산억제용 산화물 계면층을 가지는 광 기록 매체에 관한 것으로, 폴리카보네이트 기판 위에 하부 유전체층, 제 1 확산억제층, 기록층, 제 2 확산억제층, 상부 유전체층, 반사층, 보호층이 순차적으로 적층된 구조로 이루어지고, 확산억제층은 유전체층의 구성원소가 반복기록과 소거시에 기록층으로 확산되는 것을 효과적으로 막기 위한 것으로, SiO2 등과 같은 규소산화물이나 또는 Cr2O3 등과 같은 크롬산화물을 확산억제층의 재료로 사용함으로써, 레이저에 의한 반복기록과 소거시에 유전체층의 구성원소가 기록층으로 확산하여 초래하는 매체의 열화를 막아 광 디스크의 반복기록 특성 및 매체의 수명을 향상시킨다.An optical recording medium having a diffusion inhibiting oxide interface layer, comprising: a structure in which a lower dielectric layer, a first diffusion suppression layer, a recording layer, a second diffusion suppression layer, an upper dielectric layer, a reflective layer, and a protective layer are sequentially stacked on a polycarbonate substrate The diffusion suppression layer is a diffusion suppression layer that effectively prevents the elements of the dielectric layer from diffusing into the recording layer during repeated recording and erasing. The diffusion suppression layer contains a silicon oxide such as SiO 2 or a chromium oxide such as Cr 2 O 3 . By using this material, it is possible to prevent deterioration of the medium caused by diffusion of the elements of the dielectric layer into the recording layer during repeated recording and erasing by laser, thereby improving the repeatable recording characteristics of the optical disk and the life of the medium.
Description
본 발명은 확산억제용 산화물 계면층을 가지는 광 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to an optical recording medium having an oxide interfacial layer for diffusion suppression.
최근 들어 고밀도 정보 기록/재생에 대한 요구가 커지면서 레이저 광의 열적 에너지를 이용하거나, 이에 덧붙여 자기장을 추가로 인가하여 이를 구현하는 등의 고밀도 기록 매체가 점차 확산 추세에 있다.Recently, as the demand for high-density information recording / reproducing increases, high-density recording media such as using thermal energy of laser light or additionally applying a magnetic field to implement it are gradually spreading.
전자의 경우는 주로 기록층에 있어서 재료의 상변태를 이용하는 상변화형 광 디스크가 이에 해당되고, 후자의 경우는 광자기 디스크가 이에 해당된다.In the former case, the phase change type optical disk mainly using the phase transformation of the material in the recording layer corresponds to this, and in the latter case, the magneto-optical disk corresponds to this.
이 두 기록 방식 중에서 상변화형 기록 매체는 직접 덮어쓰기가 가능하고, 오직 광학적인 수단만으로 정보를 기록하고 재생하므로 매체간의 호환성의 확보가 원리적으로 가능한 강점이 있어 근래 각광을 받고 있다.Among these two recording methods, the phase change type recording medium can be directly overwritten, and since information is recorded and reproduced only by optical means, the compatibility between the media can be secured in principle.
상변화형 광 디스크는 집속된 레이저 빔을 기록층의 국부적인 영역에 조사하여 승온/용융시키고 열의 확산속도를 빠르게 설계한 디스크 구조를 이용해 급냉시켜 비정질 마크를 결정질 기지(matrix)에 만들어 줌으로써 기록된 정보를 소거시킨다.The phase change type optical disk is recorded by irradiating a focused laser beam to a local area of the recording layer to raise / melt it and quench it by using a disk structure designed for a rapid diffusion rate of heat to make an amorphous mark on a crystalline matrix. Clear the information.
결정과 비정질 사이의 가역적 변태를 이용해 정보를 기록하는 상변화형 광 기록 매체에서 기록층 재료로 폭넓게 쓰이고 있는 것 중의 하나가 Ge-Sb-Te계로 대표되는 3원계 합금의 금속간 화합물이다.One of the widely used recording layer materials in a phase change type optical recording medium that records information by using a reversible transformation between crystal and amorphous is an intermetallic compound of a tertiary alloy represented by Ge-Sb-Te system.
또한, 저선속에서 소거율 특성과 신호 기록 감도를 높일 수 있도록 설계된 Ag-In-Sb-Te계 합금계도 최근 주목되고 있다.In addition, the Ag-In-Sb-Te-based alloy system designed to increase the erasure rate characteristic and signal recording sensitivity at low flux has also been recently noticed.
이러한 기록층의 상/하에는 광학적 특성 및 열적인 특성을 효과적으로 제어하기 위해 유전체층을 설치하게 된다.Dielectric layers are provided above and below the recording layer to effectively control the optical and thermal characteristics.
이 유전체층 재료로는 현재 ZnS-SiO2계 박막이 많이 쓰이고 있으며, 이 재료는 박막내의 잔류 응력이 낮고, 비교적 안정한 광학적 성질을 가지고 있는 것이 특징이다.ZnS-SiO 2 -based thin films are widely used as the dielectric layer materials, which are characterized by low residual stress in the thin film and relatively stable optical properties.
도 1은 일반적인 반복기록가능한 광 디스크의 구조를 보여주는 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 기판/하부 유전체층/기록층/상부 유전체층/반사층/보호층으로 구성된다.FIG. 1 is a view showing the structure of a general repeatable optical disc, and is composed of a substrate / lower dielectric layer / recording layer / upper dielectric layer / reflective layer / protective layer as shown in FIG.
그러나, 최근 연구에 의하면 이 유전체층을 스퍼터링으로 성막시키는 과정에서 ZnS-SiO2 화합물 중에서 황(S)과 아연(Zn)이 유리원소(타원소와 결합하지 않는 원소) 형태로 존재함이 확인되었다.However, recent studies have confirmed that sulfur (S) and zinc (Zn) exist in the form of free elements (elements that do not bond with other elements) among the ZnS-SiO 2 compounds in the process of forming the dielectric layer by sputtering.
또한, 반복기록과 소거시 ZnS가 분해하여 유리원소를 형성하였다.In addition, during repeated recording and erasing, ZnS decomposed to form a glass element.
그 결과, 이들 원소가 기록층으로 확산하여 감으로써 초기에 최적화시킨 기록층의 조성과 두께의 변화를 초래하여 광 디스크의 열화를 일으키는 문제를 야기시켰다.As a result, the diffusion of these elements into the recording layer causes a change in the composition and thickness of the initially optimized recording layer, causing a problem of deterioration of the optical disc.
이들 유리원소는 온도가 높을수록 확산이 많이 되는데, 하부 유전체층의 온도가 상부 유전체층의 온도보다 높기 때문에 하부 유전체층에서 기록층으로 확산이 다소 많이 일어난다.These glass elements are more diffused at higher temperatures. However, since the temperature of the lower dielectric layer is higher than the temperature of the upper dielectric layer, some diffusion occurs from the lower dielectric layer to the recording layer.
종래 기술에 따른 광 기록 매체에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.In the optical recording medium according to the prior art, there are the following problems.
유전체층의 유리원소들이 기록층으로 확산됨으로써, 기록층의 열화를 일으켜 기록층의 반사도(굴절율)를 저하시킨다.As the glass elements of the dielectric layer diffuse into the recording layer, the recording layer is deteriorated and the reflectivity (refractive index) of the recording layer is lowered.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 유전체층과 기록층 사이에 확산억제층을 형성하여 매체의 열화를 방지할 수 있는 광 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an optical recording medium capable of preventing deterioration of a medium by forming a diffusion suppression layer between a dielectric layer and a recording layer.
본 발명에 따른 광 기록 매체는 기판 상에 유전체층, 기록층, 반사층을 갖는 광 기록 매체에서, 상기 기록층과 유전체층 사이에 형성되고, 규소산화물 또는 크롬산화물 중 어느 하나로 이루어지며, 레이저에 의한 반복 기록과 소거시에 상기 유전체층의 유리 원소의 확산을 방지하는 확산억제층을 갖는 것을 특징으로 한다.An optical recording medium according to the present invention is formed between a recording layer and a dielectric layer in an optical recording medium having a dielectric layer, a recording layer, and a reflective layer on a substrate, and made of either silicon oxide or chromium oxide, and repeated recording by laser And a diffusion suppression layer that prevents diffusion of free elements in the dielectric layer during over-erasing.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention having the features as described above are as follows.
먼저, 본 발명의 개념은 유전체층과 기록층 사이에 규소산화물 또는 크롬산화물로 이루어진 확산억제층을 도입함으로써, 레이저에 의한 반복기록과 소거시에 유전체층의 구성원소가 기록층으로 확산하여 초래하는 매체의 열화를 막아 광 디스크의 반복기록 특성 및 매체의 수명을 향상시키는데 있다.First of all, the concept of the present invention is to introduce a diffusion suppression layer made of silicon oxide or chromium oxide between a dielectric layer and a recording layer, so that the elements of the dielectric layer diffuse into the recording layer during repeated recording and erasing by a laser. This is to prevent deterioration and to improve the repeat recording characteristics of the optical disk and the life of the medium.
도 2은 본 발명에 따른 광 디스크의 구조를 보여주는 도면으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 디스크는 폴리카보네이트 기판(1) 위에 하부 유전체층(2), 제 1 확산억제층(3), 기록층(4), 제 2 확산억제층(5), 상부 유전체층(6), 반사층(7), 보호층(8)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진다.FIG. 2 is a view showing the structure of an optical disk according to the present invention. As shown in FIG. 2, the optical disk of the present invention has a lower dielectric layer 2 and a first diffusion suppression layer 3 on a polycarbonate substrate 1. ), The recording layer 4, the second diffusion suppression layer 5, the upper dielectric layer 6, the reflective layer 7, and the protective layer 8 are sequentially stacked.
본 발명은 광학적 설계의 기본은 종래와 동일하지만 기록층(4)과 유전체층(2,6) 사이에 확산억제층(3, 5)이 형성되었다는 점에서 종래와 차이가 있다.The present invention is the same as that of the conventional optical design, but differs from the conventional in that the diffusion suppression layers 3 and 5 are formed between the recording layer 4 and the dielectric layers 2 and 6.
여기서, 확산억제층(3, 5)은 유전체층의 구성원소가 반복기록과 소거시에 기록층으로 확산되는 것을 효과적으로 막기 위한 것으로, 본 발명에서는 SiO2 등과 같은 규소산화물이나 또는 Cr2O3 등과 같은 크롬산화물을 확산억제층(3, 5)의 재료로 사용하였다.Here, the diffusion suppression layers 3 and 5 are for effectively preventing the elements of the dielectric layer from diffusing into the recording layer during repetitive recording and erasing. In the present invention, silicon oxide such as SiO 2 or Cr 2 O 3 or the like Chromium oxide was used as a material for the diffusion suppressing layers 3 and 5.
이들 산화물을 확산억제층으로 사용하는 이유는 화학적으로 안정하여 분해가 되지 않고, 내부식성이 강하며, 미세조직이 치밀하여 원소의 확산을 효과적으로 억제하기 때문이다.The reason why these oxides are used as the diffusion suppression layer is that they are chemically stable and do not decompose, have strong corrosion resistance, and have a fine microstructure, which effectively suppresses diffusion of elements.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 디스크의 제조공정을 간략히 설명하면 다음과 같다.The manufacturing process of the optical disk according to the present invention configured as described above will be briefly described as follows.
먼저, 폴리카보네이트 기판(1)상에 ZnS-20 mol% SiO2 타겟을 이용하여 RF-마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 방법으로 아르곤(Ar) 가스를 주입하면서 RF 파워를 인가하여 소정의 두께로 하부 유전체층(2)을 형성한다.First, a lower dielectric layer is formed on a polycarbonate substrate 1 by applying RF power while injecting argon (Ar) gas using a ZnS-20 mol% SiO 2 target by RF-magnetron sputtering. (2) is formed.
그리고, 하부 유전체층(2)상에 SiO2 타겟을 이용하여 RF-마그네트론 스퍼터링 방법으로 아르곤 가스나 또는 아르곤 + 산소(Ar + O2) 가스를 주입하면서 RF 파워를 인가하여 50 ∼ 100Å의 두께로 제 1 확산억제층(3)을 형성한다.Then, RF power is applied to the lower dielectric layer 2 while injecting argon gas or argon + oxygen (Ar + O 2 ) gas by using an RF 2 magnetron sputtering method using a SiO 2 target to form a thickness of 50 to 100 kHz. 1 The diffusion suppression layer 3 is formed.
여기서, 제 1 확산억제층(3)은 후 공정에 형성될 제 2 확산억제층보다 다소 두껍게 형성한다.Here, the first diffusion suppression layer 3 is formed somewhat thicker than the second diffusion suppression layer to be formed in a later step.
그 이유는 매체의 기록동작시 하부 유전체층(2)의 온도가 상부 유전체층의 온도보다 더 높기 때문에 하부 유전체층(2)의 구성원소들이 기록층으로 확산이 더 많이 이루어지기 때문이다.The reason is that since the temperature of the lower dielectric layer 2 is higher than the temperature of the upper dielectric layer during the recording operation of the medium, more elements of the lower dielectric layer 2 diffuse into the recording layer.
다음으로 제 1 확산억제층(3)상에 Ge2Sb2Te5 타겟을 이용하여 DC-마그네트론 스퍼터링 방법으로 기록층(4)을 소정의 두께로 형성한 후, 기록층(4)상에 SiO2 타겟을 이용하여 RF-마그네트론 스퍼터링 방법으로 아르곤 가스나 또는 아르곤 + 산소(Ar + O2) 가스를 주입하면서 RF 파워를 인가하여 30 ∼ 80Å의 두께로 제 2 확산억제층(5)을 형성한다.Next, after the recording layer 4 is formed on the first diffusion suppressing layer 3 using a Ge 2 Sb 2 Te 5 target by a DC-magnetron sputtering method to a predetermined thickness, SiO is deposited on the recording layer 4. The second diffusion suppression layer 5 is formed to a thickness of 30 to 80 kHz by applying RF power while injecting argon gas or argon + oxygen (Ar + O 2 ) gas by using an RF-magnetron sputtering method using a 2 target. .
이어, 제 2 확산억제층(5)상에 하부 유전체층(2)과 동일한 조건으로 상부 유전체층(6)을 형성하고, 상부 유전체층(6)상에 Al 합금 타겟을 이용하여 반사층(7)을 소정의 두께로 형성한다.Subsequently, the upper dielectric layer 6 is formed on the second diffusion suppression layer 5 under the same conditions as the lower dielectric layer 2, and the reflective layer 7 is formed on the upper dielectric layer 6 by using an Al alloy target. Form to thickness.
마지막으로, 반사층(7)상에 보호층(8)으로 통상의 자외선 경화 수지를 3 ∼ 6㎛ 범위로 스핀 코터(spin coater)를 이용하여 2000 ∼ 5000rpm으로 회전하면서 코팅한 뒤, UV 램프를 이용하여 1500 ∼ 2000mj/cm2 의 광량으로 경화시킴으로써, 광 디스크를 제작한다.Finally, the protective layer 8 is coated on the reflective layer 7 with a conventional UV curable resin while rotating at 2000 to 5000 rpm using a spin coater in a range of 3 to 6 μm, and then using a UV lamp. To harden at a light quantity of 1500 to 2000mj / cm 2 , thereby producing an optical disk.
여기서는 제 1, 제 2 확산억제층(3, 5)으로서 SiO2인 규소산화물을 사용하였는데, Cr2O3과 같은 크롬산화물을 사용할 수도 있다.Here, a silicon oxide of SiO 2 is used as the first and second diffusion suppressing layers 3 and 5, but a chromium oxide such as Cr 2 O 3 may be used.
여기서 사용되는 산화물은 성막 상태에서 안정한 비결정질 상태를 유지하고, 미세조직이 치밀하기 때문에 유전체층의 원소들이 기록층으로 확산되는 것을 확실히 막아줄 수 있는 잇점이 있다.The oxide used here has the advantage of maintaining a stable amorphous state in the film forming state and having a fine microstructure, which can reliably prevent the elements of the dielectric layer from diffusing into the recording layer.
또한, 이 산화물들은 매체의 다른 구성층들처럼 스퍼터링(sputtering)법이나 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 형성하므로 공정이 간단하고 두께가 균일하며 표면이 평활하다.In addition, these oxides are formed by sputtering or chemical vapor deposition (CVD), like other constituent layers of the medium, so that the process is simple, uniform in thickness, and smooth in surface.
그리고, 규소산화물의 경우 굴절율이 1.46으로 기판으로 사용되고 있는 폴리카보네이트(polycarbonate)의 굴절율 1.58과 유사하므로 디스크의 광학적인 설계의 변화를 필요로 하지 않는 잇점이 있다.In the case of silicon oxide, the refractive index is 1.46, which is similar to the refractive index of 1.58 of polycarbonate, which is used as a substrate, and thus does not require a change in the optical design of the disk.
이와 같은 특성을 갖는 확산억제층은 본 발명에 그치지 않고 모든 기록 매체에 적용이 가능하다.The diffusion suppression layer having such characteristics can be applied to all recording media, not just the present invention.
본 발명에 따른 광 기록 매체에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The optical recording medium according to the present invention has the following effects.
본 발명의 광 기록 매체는 레이저에 의한 반복기록과 소거시 유전체층의 구성원소가 기록층으로 확산되는 것을 방지함으로써, 광 디스크의 반복기록 특성 및 매체의 수명을 향상시킬 수 있다.The optical recording medium of the present invention can prevent the elements of the dielectric layer from diffusing into the recording layer during repeated recording and erasing by a laser, thereby improving the repeatable recording characteristics of the optical disk and the life of the medium.
또한, 본 발명의 확산억제층은 기록 매체의 다른 층들처럼 스퍼터링으로 성막이 가능하므로 공정이 간단하고 간편하다.In addition, the diffusion suppressing layer of the present invention can be formed by sputtering like other layers of the recording medium, so that the process is simple and simple.
도 1은 종래 기술에 따른 광 기록 매체를 보여주는 구조단면도1 is a structural cross-sectional view showing an optical recording medium according to the prior art.
도 2은 본 발명에 따른 광 기록 매체를 보여주는 구조단면도2 is a structural sectional view showing an optical recording medium according to the present invention;
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 기판 2 : 하부 유전체층1 substrate 2 lower dielectric layer
3 : 제 1 확산억제층 4 : 기록층3: first diffusion suppression layer 4: recording layer
5 : 제 2 확산억제층 6 : 상부 유전체층5: second diffusion inhibiting layer 6: upper dielectric layer
7 : 반사층 8 : 보호층7: reflective layer 8: protective layer
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Legal Events
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |