KR19990068999A

KR19990068999A - 추기형 광기록 매체

Info

Publication number: KR19990068999A
Application number: KR1019980002951A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 이수형; 민경선
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-09-06

Abstract

추기형 광기록 매체가 개시된다. 안내골이 형성되어 있는 기판위에 입사광을 흡수하여 그 발열에 의해 주위소재의 팽창변형을 유발시키도록 금속소재로 형성된 금속박막층, 열에 의해 그 변형 또는 열분해가 쉬운 물질로 된 완충층, 발생되는 열의 외부전도를 차단하기 위한 단열층, 입사광에 대한 반사율을 높이기 위한 반사층 및 이 반사층을 보호하기 위한 보호층이 순차적으로 마련된 구조를 갖는다. 이러한 광기록매체는 600nm이상의 파장영역에서 높은 반사율을 갖고, 기록후 CD와의 호환재생이 가능하며, 장기보관 및 사용에 대한 검증절차인 가혹 실험조건에서도 그 신뢰성이 입증되었다.

Description

추기형 광기록 매체

본 발명은 추기형 광기록 매체에 관한 것으로서, 상세하게는 600㎚ 이상의 파장 영역에서 고반사율을 갖는 기록특성을 유지하여 기록과정이후 CDP(Compact Disc player)와 DVDP (Digital Video Disc Player)에 의해 호환 재생이 가능한 광기록 매체에 관한 것이다.

광기록 매체는 자기기록 매체에 비해 단위 기록 당 필요 면적이 작은 고밀도 기록 매체로서, 자기기록 매체를 대체해가고 있다. 이러한 기록 매체는 기록된 정보를 재생만하는 재생전용(Read Only Memory: ROM)형, 1회에 한하여 기록 가능한 추기(Write Once Read Many: WORM)형 및 기록후 소거와 재기록이 가능한 소거 가능(Erasable)형으로 구분된다. 광기록 매체에 기록된 정보는 재생시 ROM형 매체의 재생기에서 재생이 될 수 있어야 한다. 이를 위해서는 광기록 매체가 기존의 표준화 규정(RED BOOK)을 만족시켜야 하므로, 65% 이상의 반사율과 47dB의 CNR(Carrior to Noise Ratio)이 요구된다.

기록 가능한 광기록 매체에서는 기록 전후 기록층의 물리적인 변형, 상변화, 자기적 성질 변화 등에 기인한 반사율 변화로 기록의 재생이 이루어질 수 있게 된다. 이러한 광기록 매체가 현재 널리 사용되고 있는 재생전용형 광디스크인 CD와 호환가능한 기록매체로서 사용되기 위해서는 상기의 고반사율, CNR 특성 이외에도 기록의 장기보존성 및 높은 기록감도가 요구된다. 이와 같이, 광기록 매체의 특성 향상과 제조상의 용이성을 위해 다양한 재료를 이용한 다양한 광기록 매체가 제안되었고, 그 일부가 실용화되어 있다.

종래의 광기록 매체로서, 일본특허출원공개 소화63-268142호에는 기판상에 젤라틴, 카제인 또는 PVA(Polyvinyl Alcohol)등으로 이루어진 증감층(sensitizing layer)과, 이 증감층 위에는 Cr, Ni, Au 등의 금속박막기록층이 적층되어 있는 구조의 기록 매체가 개시되어 있다. 이 기록매체의 광기록 원리는, 금속박막 기록층이 조사되는 레이저광의 열을 흡수하고, 이에 따라 증감층과 금속박막 기록층이 변형됨으로써 기록 피트(pit)가 형성되는 점을 이용한다. 그러나, 이 기록매체에서는 기록 피트가 노출되어 있어 기록의 장기보존이 어렵다.

미국특허 제4,983,440호에는, 기판상에 2층의 금속박막을 기록층으로 하고, 그 위에 기록층을 보호하는 보호층이 형성되어 있는 구조의 기록매체가 개시되어 있으나, 이 기록매체는 반사율이 20%로 너무 낮아, 이를 실용화하기 위해서는 고출력 광원을 사용하여야 하고, 또한 기존의 CD와 호환이 불가능하다는 단점이 있다.

미국특허 제5,328,813호에 의하면. 기판위에 금속박막을 기록층으로 마련하고, 그 위에 단단한 금속 산화물층을 형성하여 기록 보존성을 높히고 반사율을 40 내지 60%로 향상시켰으나 CNR은 여전히 낮다는 문제가 있다.

또한, 미국특허 제5,155,723호에는 기판상에 기록층으로서 유기색소층이 적층되어 있고 그 위에 반사층과 보호층이 적층된 구조의 기록 매체가 개시되어 있다. 이 기록매체에 의하면, 기록시 색소층에서 기록 레이저를 흡수, 발열하고, 이 열에 의해 기판이 가열, 변형됨으로써 기록 전후의 반사율 변화로 기록신호를 재생하게 되는데, 반사율이 70% 이상, 기록후 CNR이 47dB 이상으로 CD 호환가능하다. 그러나, 이 기록매체의 기록층은 내열성 및 내광성이 약하고, 특히 유기 색소의 가격이 매우 비싸므로 제조비용이 높다는 단점이 있다. 또한, 색소에 의한 광흡수율이 파장에 따라 변동되어 그 반사율이 크게 변화되는 단점이 있다. 그리고, 제조과정에서 색소를 유기 용매에 녹여 스핀 코팅을 하는 방식이 주로 이용되는데, 반사율은 코팅층의 두께에 따라 크게 변하기 때문에 광디스크의 제조시 ±3% 이하의 편차로 코팅층의 두께를 정밀히 제어하여야 하므로, 고가의 설비가 필요하며 생산성이 낮다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, CD와의 호환 재생이 가능하도록 780nm파장영역에서는 65%이상, 630 내지 660nm 파장영역에서는 40%이상으로 유지되는 반사율과, 47dB 이상의 CNR을 가지고 있어 DVDP에서도 재생가능한 추기형 광기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 추기형 광기록매체를 나타내보인 단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 광기록매체에 형성된 기록부위와 미기록부위를 나타내보인 단면도이고,

도 3은 도 1의 광기록매체의 완충층의 두께변화에 따른 반사율을 나타내보인 그래프이고,

도 4는 도 1의 광기록매체에 대하여 기록 파워에 따른 CNR의 변화를 나타내는 그래프이고,

도 5는 도 1의 광기록매체에 대하여 가혹실험에 대한 기록특성변화를 나타내보인 그래프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 기판 11: 안내골

12: 미기록부위 13: 기록부위

20: 금속박막층 30: 완충층

40: 단열층 50: 반사층

60: 보호층

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 추기형 광기록매체는 기판과; 입사광을 흡수하여 그 발열에 의해 상기 기판의 팽창변형을 유발시키도록 상기 기판 위에 금속소재로 형성된 금속박막층; 상기 금속박막층의 발열에 의해 그 변형 또는 열분해가 쉬운 물질로 상기 금속박막층 위에 마련된 완충층; 상기 완충층에서 발생되는 열의 그 상층으로의 전도를 차단하기 위해 상기 완충층 위에 마련된 단열층; 입사광에 대한 반사율을 높이기 위해 상기 단열층 위에 형성된 반사층; 및 상기 반사층을 보호하기 위해 상기 반사층 위에 마련된 보호층;을 구비한다.

바람직하게는 상기 금속박막층은 입사광에 대한 그 복소굴절률의 허수부 계수가 1.0 이상인 금속소재로서, 30 내지 300Å의 두께로 형성되고, 상기 단열층은 ZnSe, ZnTe, 산화물, 니트리계 화합물 및 황화물로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 추기형 광기록 매체를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광기록 매체의 구조를 나타내 보인 단면도이다.

도면을 참조하면, 광기록 매체는 기판(10)과, 상기 기판(10)위에 차례로 형성되어 있는 금속박막층(20), 완충층(30), 단열층(40), 반사층(50) 및 보호층(60)을 구비한다.

이와 같은 구조의 본 발명의 광기록 매체에서는, 광기록시 레이저빔이 금속박막층(20)을 가열하고, 이 열은 기판(10) 및 완충층(30)으로 전달된다. 금속박막층(20)의 가열된 영역에 인접한 기판(10)의 영역이 팽창, 변형되고 그 팽창력에 의해 금속박막층(20)의 가열된 영역은 완충층(30) 쪽으로 부풀어 오르게 된다. 한편, 완충층(30) 위에 있는 단열층(40)은 기록시 열에 의한 반사층의 변형을 줄여 기록시 지터(jitter)특성을 향상시키고, 보호층(60) 형성과정에서 보호층용 소재의 완충층(30)이하으로 투과를 차단시켜 기록특성에 직접적인 영향을 미치는 완층층(30) 이하 층들의 손상을 보호한다.

도 2는 본 발명에 따른 광기록매체에 형성된 기록부위와 미기록부위를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 기록부위(13)에서는 금속박막층(20)이 레이저빔에 의해 발열하고, 이 열에 의해 기판(10)이 부풀어 오르고, 열전달에 의해 완충층(30)도 함께 가열 및 변형된다. 이때 변형되는 정도는 금속박막층(20)에서 발생되는 열에 비례하게 되며, 또한, 금속박마가층(20)과 완충층(30) 구성성분의 종류 및 두께에 따라 변화된다. 이러한 열변형에 의한 형상변화 이외에도 그 광학적 성질의 변화, 열분해등에 의한 특성변화등이 함께 이루어진다. 여기서, 열전달에 의한 변형은 단열층(40)에 의해 완층층(30)까지로 제한된다.

본 발명에서는 기록 부위(13)의 반사율이 미기록 부위(12)의 반사율에 비해 저하되어 기록 부위(13)와 미기록 부위(12)의 반사율에 차이가 생기며, 이러한 반사율 차이에 따라 기록 및 재생이 이루어지는 것이다. 여기서, 기록 부위(13)는 미기록 부위(12)에 비해 다음과 같은 원리에 의해 반사율이 저하되게 된다.

첫째, 기록부위(13)에서 완충층(30)의 두께 변화에 의한 페브리-페롯(Fabry-Perot) 효과때문이다. 즉, 기록 레이저에 의해 기판(10)이 팽창되면 완충층(30)의 두께는 기록 전의 두께 "d1"에서 기록 후의 두께 "d2"로 얇아지게 된다. 이때 완충층(30)의 두께에 따른 반사율은 도 3과 같이 변화되어 상대적으로 두께가 얇아진 기록 부위(13)의 반사율이 미기록부위(12)의 반사율보다 급격히 감소한다. 즉, 반사율은 완충층(30)의 두께에 비례하게 된다.

둘째, 초기 완충층(30)의 두께(d₁)는 완충층(30)의 복소굴절율 "n-ki"가 최대 반사율을 갖도록 최적화되어 있다. 기록광이 조사되어 금속박막층(20)이 빛을 흡수하고 빛을 흡수한 부위가 국부적으로 가열되어 온도가 급격히 상승하면, 완충층(30)의 재료가 열변형에 의해 광학적 성질, 즉 복소굴절율이 "n'-k'i"로 변화된다. 따라서, 미기록 부위(12)와 기록 부위(13) 사이에 광경로차가 발생함에 따라 기록부위(13)에서는 반사율이 떨어지게 된다.

셋째, 안내골(11) 부위에서 반사되는 반사광(Rg)와, 랜드(land) 부위에서 반사되는 반사광(Rl)과의 소멸간섭에 의해 기록부위(13)의 반사율이 저하된다. 도 2를 참조하여 설명하면, 초기 상태 즉 미기록부위영역에서의 안내골(11)의 깊이 "g1"은 기판(10)의 안내골(11) 부위에서 반사되는 반사광(Rg)와 랜드 부위에서 반사되는 반사광(Rl)이 보강간섭을 일으킬 수 있는 두께이다. 그러나, 기록 레이저로 기록 후, 기판(10)과 금속박막층(20)이 완충층(30) 방향으로 팽창하여 기판(10)의 안내골(11)의 깊이가 "g2"로 줄어들므로(이때, 완충층(30)의 두께는 "d₁"에서 "d₂"로 얇아진다), 안내골(11)의 깊이가 얇아져 Rg와 Rl간에 소멸간섭이 일어난다. 따라서, 광조사시 미기록 부위(12)에서 보강 간섭이 일어나는 반면, 기록부위(13)에서는 소멸 간섭이 일어나 반사율이 저하되는 것이다.

이와 같은 현상을 이용하여 600nm 이상 더욱 좋게는 500nm이상의 파장대역에서 입사광에 대한 흡수 또는 반사율의 대한 변화가 적거나, 아예 500nm이상의 파장에서 파장과 무관한 고반사율을 제공할 수 있도록 적절한 소재로 금속박막층(20)과 완충층(30)을 형성하여 만든 광기록매체가 CD-R기록기로 기록후, CDP 및 DVDP에서 재생이 가능하도록 갖추어야할 조건들을 살펴본다.

먼저, 레이저빔을 흡수하여 발열현상을 나타내는 작용을 금속박막층(20)이 담당하도록 한다. 이를 위해 금속박막층(20)은 그 충분한 발열을 위해 복소굴절율중 허수부계수인 흡수계수가 크고, 열전도율이 낮은 물질로 형성된다("n-ki"로 표시되는 복소굴절률에서, n은 실수부계수이며, k는 허수부계수이고, 특정 파장의 빛에 대한 흡수가 없는 경우, 그 파장에서 k는 0이 된다.). 또한, 기록재생시 금속박막층(20)에서도 반사(Rg, Rw; 도2참조)가 이루어지는데, 이때 Rg는 페브리-페롯 효과에 의해 반사율을 감소시킬수 있으나, Rw는 기록후 안내골(11) 깊이의 감소에 의한 벽면(11a)의 각도변화로부터 그 반사율을 증대시킬 수 있어, 결국 광기록매체로부터 반사되는 반사광의 총량 변화에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 반사율이 작은 재료가 선택되는 것이 바람직하다.

완충층(30)은 기록광의 파장영역에서 광흡수능력이 거의 없고, 열에 의해 쉽게 변형되며, 기록전후의 반사율 차이가 커질 수 있도록 굴절률(복소굴절률의 실수부 계수 n값)이 1.7 이상인 소재가 적용되는 것이 바람직하다. 또한, 완충층(30) 재료의 열분해온도는 100 내지 300℃, 열분해온도와 용융온도의 차이는 80℃ 이하인 것이 바람직하다. 열분해온도와 용융온도의 차이가 80℃를 초과하는 경우에는 완충층(30)의 용융이 쉽게 일어나 기록부위(13)의 랜드쪽까지 손상되어 신호특성이 크게 저하되므로 바람직하지 않다.

한편, 단열층(40)은 투명하고, 경도가 큰 무기물질로서 산화물, 황화물, 니트리계 화합물, ZnSe, ZnTe등이 적용될 수 있고, 그 두께는 재생용 광에 대한 큰 반사율을 갖도록 조절된다. 그리고, 반사층(50)은 고반사율을 얻기위한 금속소재로 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 광디스크의 각 구성요소에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 기판(10)은 레이저에 대하여 투명성을 유지하며 우수한 충격 강도를 갖고 있고 80 내지 200℃의 온도에서 쉽게 팽창 변형할 수 있는 재료로 되어 있다. 이러한 특성을 만족하는 재질로는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMAA), 에폭시 수지, 폴리에스테르, 비정질 폴리올레핀 등이 있으며, 유리전이온도(Tg)가 100 내지 200℃인 것이 바람직하다. 또한, 기판(10) 표면에는 기록 또는 재생시 입사 레이저 광을 안내하기 위한 안내골(11)이 형성되어 있으며, 그 깊이는 50∼300㎚인 것이 바람직하다. 골의 깊이가 50㎚ 미만인 경우에는 기록 후 기판(10) 팽창에 의해 반사율이 크게 증가되어 기록신호에 노이즈(noise)가 많게 되며, 반면에 300㎚를 초과하는 경우에는 완충층(30)에도 골이 깊게 생길 수 있어 반사율이 감소되고, 또한 완충층(30) 형성시 스핀 코팅에 의해 균일한 완충층(30)을 얻기가 어렵다.

금속박막층(20)은 레이저빔을 흡수하여 발열하는 발열층 역할과 기록 전, 후의 콘트라스트 차이를 일으키는 부분 반사막(partial mirror) 역할을 한다. 따라서, 금속의 광학 특성은 복소굴절율의 허수부계수 k값이 1 이상인 것이 바람직하다. 이 허수부계수 k값이 1 미만인 경우에는 기록시 광흡수율이 낮기 때문에 기록부위의 변형이 작아서 기록 감도가 저하된다.

또한, 금속박막층(20)은 투과율이 95 내지 5%, 흡수율이 5 내지 95%이고, 두께는 30 내지 300Å인 것이 바람직하다. 두께가 30Å 미만인 경우에는, 기록시 광흡수에 의한 발열량이 작아서 기판(10)의 변형이 어려울 뿐만아니라, 균일한 막형태로의 실질적인 제조가 어렵다.

두께가 300Å를 초과하는 경우에는 첫째, 기록시 기판(10)의 팽창이 금속박막층(20)에 의해 방해되어져 기록 부위(13)의 변형이 작아진다. 둘째, 두꺼운 금속박막층(20)에 대해 기록시 상대적으로 작은 완층층(30)의 두께변화에 의한 반사율 저하폭 감소로부터 기록부위(13)의 콘트라스트가 낮아진다. 셋째, 두께가 두꺼우면 상대적으로 금속박막층(20)에서의 반사가 커져 산란에 의한 고반사율을 얻기 어렵다. 넷째, 두께가 두꺼우면 금속박막층(20)의 열전도율이 높아져 기록부위(13)의 열변형이 어렵게 된다.

그외에 금속박막층(20)의 열전도도는 4(W/㎝·℃) 이하인 것이 바람직하다. 4(W/㎝·℃)를 초과하는 경우에는 레이저로 기록 가열시 금속박막층(20)으로부터 발생되는 열이 기록부위(13)로만 집중되지 못하고, 주위로 급속하게 전도되어 필요온도 이상으로의 가열이 어렵고, 가열되더라도 기록 피트의 크기가 커서 인접한 트랙까지 변형시킬 가능성이 있다.

또한, 금속박막층(20)의 선팽창계수는 3×10^-6／℃ 이상인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만이면, 기록시 기판(10)의 변형에 의한 팽창으로 인해 금속박막층(20)에 균열이 발생하여 균일한 기록 신호를 얻을 수 없다.

이러한 조건을 만족시키기 위해 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt), 은(Ag), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금을 사용하여 진공증착법, 전자빔(E-beam)법, 스퍼터링법 등에 의해 금속박막층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 완충층(30)은 금속박막층(20)으로부터 전달된 열에 의한 열변형 또는 분해가 쉬운 소재로, 기록용 레이저 파장영역에서 굴절률(복소굴절률의 실수부 계수 n값)이 1.7이상, 열분해온도가 80 내지 300℃ 범위이내이고, 열분해온도와 용융온도의 차이가 100℃ 이내이고, 코팅이 용이하게 유기용매에 잘녹는 소재가 적용된다. 그리고, 600∼800㎚ 파장의 영역에서 고반사율을 갖기 위해, 상기 영역에서 흡광성이 낮은 소재가 적용된다. 완충층(30)의 두께는 반사율이 60% 이상되는 50 내지 100nm가 적당하다(도 3참조).

완충층(30)의 재료로서는 상기 조건을 만족하는 색소, 또는 유기물질이 사용된다. 먼저 색소는 안트라퀴논(anthraquinone)계, 디옥사딘(dioxadine)계, 트리페노디티아진(triphenodithiazine)계, 페난트렌(phenanthrene)계, 시아닌(cyanine)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 나프탈로시아닌(naphthalocyanine)계, 메로시아닌(merocyanine)계, 피릴륨(pyrylium)계, 크산틴(xanthine)계, 트리페닐메탄(triphenylmethane)계, 크로코늄(croconium)계, 아조(azo)계, 인디고이드(indigoid)계, 메틴(methine)계, 아줄렌(azulene)계, 스쿠아륨(squarium)계, 설파이드(sulfide)계, 메탈 디티올레이트(methal dithiolate)계 색소로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 색소를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유기물질로서는 방향족 화합물, 지방족 화합물, 아미드화합물, 에스테르화합물, 우레아, 아민, 황화합물, 하이드록시 화합물 또는 이들의 혼합물로서 상기 조건을 만족하는 것이 적용된다. 이러한 유기물질은 스핀코팅성 향상을 위해 고분자 수지와 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 고분자 수지의 첨가량은 상기 유기물질에 대해 50중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이러한 고분자 수지의 예로는 비닐알콜계, 비닐아세테이트계, 아크릴레이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 폴리스티렌계, 폴리우레탄계, 셀룰로오스계 및 지방산계 수지를 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 완충층(30)은 전술한 재료를 사용하여 통상적인 방법으로 형성된다. 예들 들면, 전술한 완충층(30) 재료를 유기 용매에 용해한 다음, 이를 금속박막층(20) 위에 스핀 코팅함으로써 형성된다. 이때, 유기 용매는 금속박막층(20)등 타 층들을 손상시키지 않으면서도, 완충층(30) 재료가 쉽게 용해될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

단열층(40)은 ZnSe, ZnTe, 산화물, 니트리계 화합물 및 황화물로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된다. 산화물로는 SiO₂, SiO, TiO₂, MgO, GeO₂등이 적용될 수 있고, 니트리계 화합물로는 Si₃N₄, BN, AlN등이 적용될 수 있다. 이러한 물질을 소재로 리액티브 스퍼터링(reactive sputtering), 진공증착법등에 의한 방법에 의해 단열층(40)을 형성하는 것이 바람직하다.

반사층(50)은 통상적인 방법에 따라 형성되며, 예를 들어 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 팔라듐(Pd) 등의 금속 또는 이들의 합금을 전자빔법, 스퍼터링 또는 진공증착법에 의해 500∼2500Å의 두께로 형성한다.

보호층(60)은 광기록 매체의 다른 구성층들을 보호하는 작용을 한다. 이러한 보호층(60)은 통상의 방법에 따라 형성된다. 예를 들면, 충격강도가 크고 투명하며 자외선에 의해 경화 가능한 물질로서 에폭시계 또는 아크릴레이트계 자외선 경화성 수지를 반사층(50) 위에 스핀 코팅한 다음, 자외선으로 경화시킴으로써 형성한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 특징을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 반드시 하기 실시예 범위로만 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1 >

깊이 190㎚, 최상부의 폭이 0.6㎛, 바닥면의 폭이 0.22㎛, 트랙 피치 1.6㎛인 안내골(11)을 갖고 있는 1.2㎜ 두께의 폴리카보네이트(PC) 기판(10)위에 4㎚의 Ni박막을 진공증착하여 금속박막층(20)을 만들었다. 그 위에 룩솔(Luxol; Aldrich사 제조) 0.4g을 DAA(diacetone alcohol) 10㎖에 녹여 만든 코팅 용액을 4000rpm으로 스핀 코팅하여 완충층(30)을 만들었다. 이때 안내골(11) 부위의 완충층(30) 두께를 SEM으로 측정한 결과 약 280㎚이었다. 40℃의 진공 오븐에서 4시간 동안 건조시킨 후, 200nm의 SiO₂및 100nm의 Al을 진공증착하여 단열층(40) 및 반사층(50)을 순차적으로 형성하였다. 그 위에 에폭시아크릴레이트계 자외선 경화성 수지(40025; 필립스사 제조)를 스핀 코팅한 후 경화시켜 디스크를 완성하였다.

상기 디스크를 780㎚의 레이저를 사용하는 평가설비(Apex사, OHMT-500 CD-R 테스터)를 이용하여 평가한 결과 기록전 반사율이 74%였고, 기록속도 1.3m/sec, 기록파워 8mW, 720kHz로 기록후 0.7mW 레이저로 기록재생할 때, 최대 반사율(Rtop)이 67%, CNR이 65dB였다. 위 기록 조건에서 기록 파워 변화시 도 4에서와 같이 4mW 이상에서 47dB 이상의 CNR로 기록신호를 재생할 수 있었다. 이 디스크를 파이오니어의 RPD-1000 CD-R(CD recordable) 레코더를 이용하여 오디오 기록한 후, 필립스사의 CD 플레이어 마크 Ⅱ를 이용하여 재생할 수 있었고, CD-CATS(Audio Developement사; 스웨덴)로 기록 특성을 평가한 결과 전항목이 CD 규격을 만족시켰다. 이 디스크를 80℃, 상대습도 80%의 가혹조건에서 기혹실험한 결과, 기록부위의 BLER(block error rate)값이 도 5에서와 같이 3일간 큰 변화가 없었다.

< 실시예 2 >

상기 실시예 1중 단열층(40)을 150nm의 Si₃N₄재료로 대체형성한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 디스크를 제조하여 그 성능을 평가하였다. 디스크의 성능 평가 결과, 지터값이 27ns이었고, 가혹실험결과 3일간 큰 변화가 없었다.

< 비교예 1 >

실시예 1에서 단열층(40)을 개재하지 않고 디스크를 제조하였다. 이를 동일한 방법으로 평가한 결과 지터가 33ns로 CD규격은 만족하였으나, 단열층(40)을 개재한 경우보다 큰 값을 나타내었고, 신뢰성 실험을 한 결과 도 5에서와 같이 기혹실험시 기록부위의 특성이 저하됨을 알 수 있다.

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 추기형 광기록 매체에 의하면 600nm이상의 파장영역에서 높은 반사율을 갖고, CD와의 호환재생이 가능하며, 장기보관 및 사용에 대한 검증절차인 가혹 실험조건에서도 그 신뢰성이 입증되었다. 또한, 가격이 비싼 유기색소를 소량 또는 사용하지 않고서도 원하는 재생특성조건을 만족시킬 수 있어 저가격화가 가능하다. 특히 기록/재생용 레이저광의 파장대에서 흡수가 없는 물질로 완충층을 형성하고, 금속박막층을 얇게 하여 고반사율을 얻음으로써, 반사층으로 Au는 물로 반사율이 상대적으로 낮으나, 가격이 매우 저렴한 저가의 Al 등을 사용가능케 함으로써 저가격화를 실현하였다. 장기보관 및 사용에 대한 신뢰성은 완충층과 반사층 사이에 개재된 단열층에 의하여 강화되었고, 부가적으로 지터특성이 향상되었다.

Claims

기판과;

입사광을 흡수하여 그 발열에 의해 상기 기판의 팽창변형을 유발시키도록 상기 기판 위에 금속소재로 형성된 금속박막층;

상기 금속박막층의 발열에 의해 그 변형 또는 열분해가 쉬운 물질로 상기 금속박막층 위에 마련된 완충층;

상기 완충층에서 발생되는 열의 그 상층으로의 전도를 차단하기 위해 상기 완충층 위에 마련된 단열층;

입사광에 대한 반사율을 높이기 위해 상기 단열층 위에 형성된 반사층; 및

상기 반사층을 보호하기 위해 상기 반사층 위에 마련된 보호층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 기판은 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 에폭시수지, 폴리에스테르, 비정질 폴리올레핀을 포함하는 군중 선택된 어느 하나의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 기판에는 입사광을 안내하기 위한 안내골이 형성되어 있으며, 이 안내골의 깊이는 50nm 내지 300nm정도 인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록매체.
제2항에 있어서, 상기 기판 소재는 그 열변형온도가 80 내지 200℃인 것이 적용되는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 금속박막층은 입사광에 대한 그 복소굴절률의 허수부 계수가 1.0 이상인 금속소재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제5항에 있어서, 상기 금속박막층은 30 내지 300Å의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제5항에 있어서, 상기 금속박막층은 입사되는 600 내지 800㎚ 파장대역의 레이저빔에 대한 흡수율이 5 내지 95%를 갖는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제5항에 있어서, 상기 금속박막층은 그 열전도도가 4W/cm℃ 이하인 소재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록매체.
제5항에 있어서, 상기 금속박막층은 그 선팽창계수가 3×10^-6/℃ 이상인 소재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제5항에 있어서, 상기 금속박막층은 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt), 은(Ag), 탄탈륨(Ta) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 완충층은 그 열분해온도가 80 내지 300℃인 유기물로 형성된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제11항에 있어서, 상기 완충층의 유기물질은 열분해온도와 용융온도의 차이가 100℃ 이내인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제11항에 있어서, 상기 완충층의 유기물질은 굴절율이 1.7 이상인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 완충층은 안트라퀴논계, 디옥시딘계, 트리페노디티아진계, 페난트렌계, 시아닌계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 메로시아닌계, 피릴륨계, 크산틴계, 트리페닐메탄계, 크로코늄계, 아조계, 인디고이드계, 메틴계, 아줄렌계, 스쿠아륨계, 설파이드계, 메탄 디티올레이트계 색소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 색소를 포함하는 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 완충층은 방향족 화합물, 지방족 화합물, 아미드, 에스테르, 아민, 우레아, 황화합물 및 하이드록시 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 유기물질인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
제15항에 있어서, 상기 완충층은 상기 유기물질에 대해 50중량% 이하의 고분자물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
제16항에 있어서, 상기 고분자 물질은 비닐알콜계 수지, 비닐아세테이트계 수지, 아크릴레이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 지방산계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 완충층의 두께는 50 내지 1000㎚인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 단열층은 산화물, 니트리계 화합물 및 황화물로 이루어진 군중 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
제19항에 있어서, 상기 산화물은 SiO₂, SiO, TiO₂, MgO, GeO₂중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제19항에 있어서, 상기 니트리계 화합물은 Si₃N₄, BN, AlN중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 단열층은 ZnSe, ZnTe중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록매체.
제1항에 있어서, 상기 반사층은 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제23항에 있어서, 상기 반사층의 두께는 500 내지 2500Å인 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 보호층은 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리실옥산 수지, 자외선 경화수지를 포함하는 군중 선택된 어느 하나의 수지가 주성분으로 적용된 것을 특징으로 하는 추기형 광기록 매체.