KR20000058171A - 광 정보 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

광 정보 기록 매체는, 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성되어 기록막을 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 박막 보호막과, 투명 기판상에 형성된 기판 보호막을 포함한다. 상기 광 정보 기록 매체의 습도 변화에 기인하는 변형의 중립면은 박막층내에 있다. 이것에 의해, 온습도 변화에 따른 변형(비틀림)을 방지할 수 있으며, 그 제조가 용이한 광 정보 기록 매체를 제공할 수 있다.

Description

광 정보 기록 매체{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM}
본 발명은 정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 기록 매체에 관한 것으로, 특히 환경 변화나 시간 변화에 의한 비틀림을 억제할 수 있는 광 정보 기록 매체에 관한 것이다.
정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 기록 매체의 일례로서 얇은 디스크형이 공지되어 있다. 도 6(a)는 그와 같은 광 정보 기록 매체의 평면도이며, 도 6(b)는 그 측면도이다.
도 7은 종래의 광 정보 기록 매체(110)의 구성을 도시한 단면 모식도이다.
종래의 광 정보 기록 매체(110)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 폴리탄산에스테르등으로 이루어진 디스크(도 6(a) 참조)의 기판(120)상에, 스퍼터등에 의해 유전체막(141, 143)(질화실리콘등), 기록막(142)(TbFeCo등), 반사막(144)(Al등)등의 박막으로 이루어진 단층, 또는 다층으로 이루어진 박막층(140)이 형성되어 있다.
또한, 이 박막층(140)상에 수지막등에 의한 박막 보호막(150)이 기판(120)의 광입사면상에는 수지등으로 이루어진 기판 보호막(130)이 형성되어 있다.
이들 각각의 층 및 막의 두께는 기판(120)이 약 1.2㎜, 스퍼터등으로 형성된 단층 또는 다층으로 이루어진 박막층(140)의 두께는 10∼300㎚, 박막 보호막(150)의 두께는 1∼30㎛, 기판 보호막(130)의 두께는 1∼30㎛이며, 전체 두께의 대부분이 폴리탄산에스테르로 이루어진 기판(120)에 의해 확보되어 있다.
이로 인해 광 정보 기록 매체(110)의 강성은, 그 대부분이 기판(120)에 의존하며, 기판(120)이 충분히 두껍기 때문에 환경 변화(온습도 변화)에 의한 변형은 매우 적었다. 이로 인해, 통상은 각 층에 발생하는 응력이나 휨 모멘트의 밸런스는 대부분의 경우 고려되지 않았다.
그러나, 광 정보 기록 매체에 있어서는, 고밀도 기록 재생이 더욱 요구되고 있으며, 수차의 발생을 억제하기 위해 기판이 박형화하는 경향(예 1.2㎜ 두께 → 0.6㎜ 두께)이 있다. 이 경우, 물론 광 정보 기록 매체의 강성은 저하하며, 환경 변화(온습도 변화)에 의해 광 정보 기록 매체를 형성하는 각 층에 발생하는 응력에 기인하는 변형이 커지며, 정보의 기록 재생이 곤란해진다는 문제가 생긴다. 따라서, 기판이 얇거나 강성이 저하한 경우에 있어서도 대 환경 성능이 높은 광 정보 기록 매체가 요구되고 있다.
광 정보 기록 매체의 변형을 억제하는 수법으로서, 일본국 공개 특허 공보 「특개평 4-195745호 공보(공개일 1992년 7월 15일)」에는 기판의 이면(박막층이 형성되지 않은 측의 면)에 비틀림 방지용 유전체막을 설치하는 수법이 제안되어 있다(종래 기술 ①).
도 8은 이 광 정보 기록 매체(종래 기술 ①)의 구성을 도시한 단면도이다. 또, 도 8에서 도 7과 동일한 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 여기서는 폴리탄산에스테르으로 이루어진 기판(120)의 광입사면측에 유전체층(160)을 설치하여 투명 기판(120)의 양측에 위치하는 기록막(142)과 유전체층(160)과의 팽창률을 동등한 것으로 하며, 광 정보 기록 매체를 상기 기판(120)에 관하여 대칭 구조로 하여 이것에 의해 광 정보 기록 매체의 비틀림을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 일본국 공개 특허 공보 「특개평 10-64119호 공보(공개일 1998년 3월 6일)」에는, 박막 보호막을 두께 (30∼50㎛)로 도포함으로써 광 디스크의 온도 상승에 의한 비틀림을 적게 하는 것이 기재되어 있다(종래 기술 ②).
또한, 광 정보 기록 매체는 온도 변화에 의해 휘는 것을 문제로 하여, 도 9에 도시된 바와 같은 박막 보호막(150), 박막층(140), 기판(120), 기판 보호막(130)을 갖는 광 정보 기록 매체에 있어서, 기판(120)과 기판 보호막(130) 사이에 SiO2나 AlN으로 이루어진 유습 방지막(170)을 설치한 것이 일본국 공개 특허 공보 「특개평 4-364248호 공보(공개일 1992년 12월 16일)」에 제안되어 있다(종래 기술 ③). 또, 도 9에서 도 7, 도 8과 동일 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여한다.
그러나, 특개평 4-19574호 공보에 기재된 수법(도 8 참조, 종래 기술 ①)에서는, 기판(120)의 광입사측에 스퍼터등에 의해 유전체층(160)을 설치할 필요가 있기 때문에, 생산시 기판(120)에 대하여 일측의 면에 박막층(140)을 형성한 후, 그 기판(120)을 뒤집어 반대측면에 유전체층(160)을 형성할 필요가 있어 공정이 복잡해짐과 동시에 생산 설비의 고가격화로 인해 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.
또한, 특개평 10-64119호 공보에 기재된 수법(종래 기술 ②)에서는, 박막 보호막의 두께가 두꺼워 제조가 곤란해진다는 문제가 있다. 또한, 예를 들면 광 정보 기록 매체가 광 자기 기록 매체인 경우, 기록시에 인가하는 자계를 고속으로 반전시키는 자계 발생 수법과 박막층을 근접하는 것이 바람직하며, 박막 보호막의 두께가 두꺼운 경우는 자기 특성의 열화를 초래하는 문제가 있다.
게다가, 특개평 4-364248호 공보에 기재된 수법(도 9 참조, 종래 기술 ③)에서도, 기판(120)의 광입사측에 스퍼터에 의해 SiO2나 AlN으로 이루어진 유습 방지막(170)을 설치할 필요가 있기 때문에, 생산시 기판(120)에 대하여 일측면에 박막층(140)을 형성한 후, 그 기판(120)을 뒤집어 반대측면에 유습 방지막(170)을 형성할 필요가 있어 공정이 복잡해짐과 동시에 생산 설비의 고가격화로 인해 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 온습도 변화에 따른 변형(비틀림)을 방지할 수 있으며, 그 제조가 용이한 광 정보 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광 정보 기록 매체는 기판상에 형성되어, 정보의 기록 또는 재생을 행하기 위한 박막층과, 상기 박막층상에 형성되어, 상기 박막층을 보호하는 박막 보호막을 포함하며, 온도 변화에 의한 두께 방향의 변형의 중립면이 상기 박막층 근방에 존재하는 것을 특징으로 한다.
지금까지, 상술한 바와 같은 다층 구조를 갖는 광 정보 기록 매체는, 기판을 얇게 하면 강성이 저하하여 온도등이 변화하면 두께 방향에서 박막 보호막으로 향하는 방향으로 비틀림이 생긴다는 문제가 있었다.
그래서, 종래의 광 정보 기록 매체에 있어서는, 얇은 기판을 사용하여 상기 문제를 회피하기 위해 상기 비틀림 방지를 위한 유전체층을 별도 설치하였다. 따라서, 이와 같은 새로운 층을 설치하여 공정수 및 비용이 증가한다는 문제를 갖고 있었다. 특히, 상기 유전체층을 기판의 반대측(박막층을 형성한 측과 반대인 측)에 형성하기 위해 박막층 형성후 기판을 회전시킬 필요가 있으므로 제조 공정이 복잡해짐과 동시에 생산 설비의 고가격화도 초래하므로 제조 비용이 증가된다.
이에 대해, 본 발명의 상기 구성에 따르면, 상기 박막층 근방에 온도 변화에 의한 두께 방향의 변형의 중립면이 존재한다. 즉, 온도 변화에 의해 상기 박막층에 대해 기판측 및 박막 보호막측으로부터 작용하는 휨 모멘트가 서로 상쇄한다.
즉, 상술한 바와 같은 광 정보 기록 매체의 박막 보호막 방향으로의 비틀림은 기판측으로부터 박막층으로의 휨 모멘트에 기인하여 생겼지만, 본 발명의 상기 구성에 따르면, 기판측으로부터 박막층으로의 휨 모멘트는 박막 보호막측으로부터 상기 박막층으로의 휨 모멘트에 의해 상쇄되며, 박막층 근방이 두께 방향의 변형의 중립면으로 된다. 따라서, 본 발명의 광 정보 기록 매체에서는, 그 두께 방향의 어느 방향으로도 비틀림이 생기지 않는다.
이에 따라, 종래의 구성과는 차이가 있으며, 비틀림 방지를 위해 유전체층을 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 제조 공정의 복잡화나 제조 비용 증가의 문제점을 해결할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광 정보 기록 매체는 기판상에 형성되어, 정보의 기록 또는 재생을 행하기 위한 박막층과, 상기 박막층상에 형성되어, 상기 박막층을 보호하는 박막 보호막과, 상기 기판의, 상기 박막층이 형성된 측과 반대인 측에 형성되어 상기 기판을 보호하기 위한 기판 보호막을 포함하며, 상기 기판 보호막의 투습도는 상기 박막 보호막의 흡습도보다 작은 것을 특징으로 한다.
기판의 일측에 박막층 및 박막 보호막이 형성되며, 기판의 다른 측에 기판 보호막이 형성되는 광 정보 기록 매체에서는, 박막 보호막측에서는, 박막층을 개재하기 위해 외부로부터 흡수되어 기판에 도달하는 수분량은 미소인 반면, 기판 보호막측으로부터는 수분이 용이하게 기판에 도달한다. 이로 인해, 습도 변화에 기인하여 상기 기판의 국부적인 체적 변화가 생겨 광 정보 기록 매체의 비틀림을 초래한다는 문제가 있었다.
그래서, 종래의 광 정보 기록 매체에서는, 상기와 같은 온도 변화에 기인한 비틀림 방지를 위한 투습 방지막을 별도 설치하였다. 따라서, 이와 같은 새로운 층을 설치하여 공정수 및 비용이 증가한다는 문제를 갖고 있었다. 특히, 상기 투습 방지막을, 기판과 기판 보호막 사이에 형성하기 위해 박막층 형성후 기판을 회전시킬 필요가 있으므로 제조 공정이 복잡해짐과 동시에 생산 설비의 고가격화도 초래하므로 제조 비용이 증가된다.
이에 대해, 본 발명의 상기 구성에 따르면, 상기 기판 보호막의 투습도는 상기 박막 보호막의 흡습도보다 작다. 이로 인해, 기판 보호막측으로부터의 수분의 흡수를 감소시킬 수 있으며, 습도 변화에 의한 광 정보 기록 매체의 비틀림을 억제할 수 있다.
이에 따라, 종래의 구성과는 차이가 있으며, 비틀림 방지를 위한 투습 방지막을 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 제조 공정의 복잡화나 제조 비용 증가의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 도시한 기재 내용에 의해 충분히 알 수 있다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 것이며, 광 정보 기록 매체의 구성을 도시한 단면 모식도.
도 2(a), (b)는 광 기록 정보 매체의 비틀림을 설명하는 도면.
도 3은 다층 빔을 설명하는 도면.
도 4는 온도 변화시에 비틀림 각의 변화량의 시간 의존성을 도시한 도면.
도 5는 습도 변화시에 비틀림 각의 변화량의 시간 의존성을 도시한 도면.
도 6(a)는 일반적인 광 정보 기록 매체의 구성을 도시한 평면도이며, 도 6(b)는 그 측면도.
도 7은 종래의 광 정보 기록 매체의 구성을 도시한 단면 모식도.
도 8은 종래의 광 정보 기록 매체의 일례를 도시한 단면 모식도.
도 9는 종래의 광 정보 기록 매체의 다른 예를 도시한 단면 모식도.
도 10은 본 발명의 한 실시예인 광 정보 기록 매체의 온도 변화시에 비틀림 각의 변화량의 시간 의존성을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 한 실시예인 광 정보 기록 매체의 습도 변화시에 비틀림 각의 변화량의 시간 의존성을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 광 정보 기록 매체
20: 투명 기판
30: 기판 보호막
40: 박막층
50: 박막 보호막
(실시예 1)
이하, 본 실시예의 광 정보 기록 매체에 대해 설명한다. 먼저, 본 발명의 원리를 설명한다.
① 원리
종래 기술의 항에서 설명한 바와 같이, 특개평 4-19574호 공보(도 8 참조)에 기재된 광 정보 기록 매체에서는, 투명 기판(120)에 관하여 대칭이 되도록 층을 구성하여 광 정보 기록 매체의 비틀림을 억제하였다.
이에 대하여, 본 발명자는, 예를 들면 도 1의 단면 모식도에 도시한 바와 같은 박막 보호막(50), 박막층(40), 투명 기판(기판, 20), 기판 보호막(30)을 갖는 광 정보 기록 매체(10)에 있어서, (a) 박막층(40)(또는 그 근방)을 온도 변화에 의한 변화의 중심으로 하면, 즉 광 정보 기록 매체(10)를 박막층(40)에 관하여 대칭으로 구성하여 광 정보 기록 매체(10)의 비틀림을 억제할 수 있는 점, 및 (b) 비틀림을 억제하면서 박막 보호막(50)의 두께를 얇게 할 수 있는 점이 나타났다. 이하, 보다 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 광 정보 기록 매체(10)는 폴리탄산에스테르등의 투명 기판(20)상에 스퍼터등에 의해 유전체막(41, 43)(질화실리콘등), 기록막(42)(TbFeCo등), 반사막(44)(Al등)등의 박막으로 이루어진 단층 또는 다층의 박막층(40)을 가지며, 그 박막층(40)상에 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막(50)이 형성됨과 동시에, 그 투명 기판(20)의 반대면상에 투명 기판(20)을 보호하기 위해 수지를 주성분으로 하는 기판 보호막(30)이 형성된다.
이와 같이 광 정보 기록 매체는 통상 다층으로 구성되며, 이로 인해 각 층의 물성치인 선팽창 계수가 서로 상이하기 때문에 온도 변화등에 각 층에 발생하는 응력이 달라지는 결과가 된다.
구체적으로는, 일반적으로 폴리탄산에스테르로 이루어진 투명 기판(20), 및 기판 보호막(30), 박막 보호막(50)의 선팽창 계수는 박막층(40)의 선팽창 계수와 비교하여 크며, 박막층(40)의 기판의 반경 방향으로의 팽창은 그 다른 각 층과 비교하여 매우 작아진다. 또한, 투명 기판(20)의 두께는 기판 보호막(30) 및 박막 보호막(50)의 두께와 비교하여 매우 크며, 박막층(40)의 각 박막의 영률(Young's modulus)이 다른 층과 비교하여 매우 커진다. 이로 인해, 온도 변화가 생기면, 박막층(40)의 팽창이 작은 것에 비해 투명 기판(20)의 팽창이 커지며, 결과적으로 광 정보 기록 매체(10)는 막 두께 방향으로의 박막 보호막(50)측을 따라 반경 방향에 수직으로 비틀림이 생기기 쉬어진다. 도 2(a)는 그 비틀림을 모식적으로 설명하는 평면도이며, 도 2(b)는 그 측면도이다.
본 실시예에서는 그 비틀림을 방지하기 위해, 박막층(40)상에 형성되는 박막 보호막(50)의 선팽창 계수, 영률, 및 막 두께를 조정하는 것이며, 박막층(40)에 대하여 투명 기판(20)에 의한 휨 모멘트와 역방향의 휨 모멘트를 제공하며, 그리고 박막층(40)내(또는 그 근방)에 포함되며, 막면과 평행한 면을 변형의 중립면으로 하며, 온도 변화에 의한 변형(도 2(a), (b)에 도시한 바와 같은 비틀림)을 억제한다.
즉 본 발명의 광 정보 기록 매체(10)는 온도 변화에 의한 두께 방향으로의 변형의 중립면이 상기 박막층(40) 근방에 존재하는 구성을 갖고 있다. 다시 말하면, 본 발명의 광 정보 기록 매체(10)는 온도 변화에 의해 상기 박막층(40)에 대하여 기판(20)측 및 박막 보호막(50)측으로 작용하는 휨 모멘트는 서로 상쇄되는 구성을 갖는다.
그리고, 상기와 같은 구성을 실현하기 위해, 기판(20), 박막층(40), 및 박막 보호막(50)의 각각에 대해(특히 박막 보호막(50)에 대해) 그 두께, 영률, 및 선팽창 계수가 소망의 값으로 설정된다.
상기와 같은 박막 보호막(50)의 선팽창 계수, 영률, 및 막 두께의 설정은 다음과 같은 근치 계산에 의해 행해진다.
광 정보 기록 매체(10)에는, 온도 변화시에 반경 방향으로 작용하는 응력(축력)과 원주 방향으로 작용하는 응력과 막 두께 방향으로 작용하는 응력이 생기기만, 광 정보 기록 매체(10)는 디스크형이기 때문에, 원주 방향으로 작용하는 응력은 원주 내에서 균일해지며, 막 두께 방향의 힘도 각 층내에서는 동일하게 작용하기 때문에, 변형에는 기인하지 않는 것으로 판정할 수 있기 때문에, 광 정보 기록 매체(10)의 변형, 즉 비틀림(도 2(a), (b) 참조)은 그 단면부에 상응하는 다층 빔에서의 비틀림으로 치환할 수 있다. 도 3은 그 다층 빔을 도시한 도면이다. 또, 도 3에서는 n층 빔을 도시하고 있지만, 그 n은 광 정보 기록 매체의 층수이며, 도 1의 광 정보 기록 매체(10)의 경우에는 n=7이다.
이 다층 빔에서의 온도 변화시의 비틀림 각도 θ는 각 층의 축력 Pi(i=0, 1, 2, …, n)과 휨 모멘트 Mi과 조합으로부터 도출되는 수학식 (1) ∼ (5)에 의해 표시할 수 있다.
또, 수학식 (1) ∼ (5)에 있어서의 각 기호는,
αi: i층의 선팽창 계수
Ei: i층의 영률
ti: i층의 두께
Pi: i층에 있어서의 축력
Mi: I층에 있어서의 휨 모멘트
Ri: 곡률 반경
Ii: i층의 단면 2차 모멘트
b: 빔의 폭(단위 길이로 함)
T: 변화 온도
L: 빔의 길이
y: n층 빔의 중립면 위치
θ: 최대 변위부에 있어서의 길이 l=4㎜에서의 휨 각도(도 3 참조)를 도시하고 있다. 또한, 각 층의 두께는 곡률 반경과 비교하여 휠씬 작기 때문에, 각 층(i=1, 2, …, n)에 있어서의 곡률 반경은 동일(R1=R2=R3=…=R)로 한다. 또한, 변화 온도 T는 광 정보 기록 매체의 사용 온도 환경(일반적으로 15℃∼18℃)내에서의 변화 온도이다.
그리고, 상기 수학식 (1)∼(5)에 있어서 y를 박막층(40)내에 설정했을 때의 θ가 작아지도록, 즉 곡률 반경 R이 커지도록 각 층(특히 박막 보호막(50)(박막층)(40)에 대해서는 광 정보 기록 매체의 특성에 의해 미리 결정되는 경우가 다수임)의 두께, 선팽창 계수 α, 영률 E를 결정하면, 온도 변화에 따라 도 2(a), (b)의 비틀림을 억제할 수 있는 광 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
부수적으로, 광 정보 기록 매체에서의 박막 보호막(50)의 두께가 두꺼워지면, 그것을 스핀 코팅으로 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 광 정보 기록 매체가 광자기 기록 매체의 경우에 박막 보호막(50)의 두께가 두꺼워지면, 자기 헤드와 박막층(40)과의 거리가 이격되어지며, 자기 특성상 바람직하지 않다. 이들의 경우로부터 박막 보호막(50)의 두께는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 박막 보호막(50)으로서는, 상기 막 두께 조건(30㎛ 이하(바람직하게는, 20㎛ 이하))를 만족함과 동시에, 상기 수학식 (1)∼(5)에 있어서의 θ를 작게 할 수 있는 선팽창 계수 α, 영률 E의 재료를 선정하는 것이 필요하다. 수학식 (1)∼(5)에 따르면, 선팽창 계수 α, 영률 E의 적어도 한쪽이 크면, 막 두께는 적어도 θ를 작게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 광 정보 기록 매체(10)에서는 박막층(40)내(또는 그 근방)에 온도 변화시에 있어서의 변형의 중립면이 되도록 각 층(특히 박막 보호막(50))을 설정하기 때문에, 비틀림의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 광 정보 기록 매체(10)를 구성하는 각 층내에서 변형 속도가 가장 느린 박막층(40)의 변형이 작아지며, 실제의 온도 변화시에 문제가 되는 변위의 오버슈트(overshoot)도 작아진다. 게다가, 투명 기판(20)의 광 입사측에는 수지를 주성분으로 하는 기판 보호막(30)만을 형성하면 좋기 때문에, 스핀 코팅등에 의해 간략하게 제조할 수 있으며, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또, 상기 설명에서는, 광 정보 기록 매체(10)를 구성하는 모든 층의 재료 특성을 이용하여, 온도 변화에 의한 변형의 중립면이 박막층(40)의 내부(또는 그 근방)에 존재하도록 각 층(특히 박막 보호막(50))의 설정을 행하는 것에 대해 설명했지만, 일반적으로 광 정보 기록 매체에 있어서의 박막층(40)을 구성하는 각 층은 매우 얇은 것이기 때문에, 박막층(40)을 1개의 층으로 보면, 박막층(40)에 대하여 그 양측(한쪽측이 투명 기판(20) 및 기판 보호막(30), 다른 쪽측이 박막 보호막(50))이 온도 변화에 의해 제공하는 휨 모멘트가 서로 상쇄하도록 각 층(특히 박막 보호막(50))을 설정해도 좋다. 이 경우에도, 박막층(40)의 온도 변화에 의한 비틀림을 완전히 제거할 수 있다. 이 때, 박막 보호막(50)의 두께를 작게 하는(30㎛ 이하(바람직하게는 20㎛ 이하))에는 투명 기판(20)의 두께가 커지는 것을 감안하면 박막 보호막(50)의 선팽창 계수 α, 영률 E중 적어도 한쪽은 투명 기판(20)보다도 클 필요가 있다.
② 실시예 1, 2 및 비교예 1
다음에, 상기 원리에 기초하여 형성한 광 정보 기록 매체(10)의 실시예에 대해 설명한다. 또, 본 실시예 1, 2 및 비교예 1에서는, 박막층(40)이 질화 알루미늄(1)층만으로 이루어진 것으로 가정한다. 이것은, 박막층(40)의 변형은 일반적으로 질화 알루미늄등의 유전체층이 주로 그 원인이 되는 경우가 다수이기 때문이다. 또한, 본 실시예 1, 2 및 비교예 1에서는 기판 보호막(30)이 없는 예를 도시한다. 기판 보호막(30)이 존재하는 경우도 역시 고려하여 각 층(특히 박막 보호막(50))의 설정을 행할 필요가 있다.
실시예 1에 대해 폴리탄산에스테르로 이루어진 기판(투명 기판)(20)상에 질화 알루미늄 박막층(박막층(40))과 수학식 (1)∼(5)를 이용하여 설계된 조건의 자외선(UV) 경화 수지(1)(박막 보호막(50))이 형성된 매체를 형성하였다. 또한, 비교예 1으로서, 폴리탄산에스테르 박막층과 종래의 자외선(UV) 경화 수지(2)(박막 보호막)이 형성된 광 정보 기록 매체를 형성하였다. 표 1, 2에 각각 실시예 1, 2의 구성을 도시한다.
실시예 1
재질 막 두께 영률(Pa) 선팽창 계수(1/℃)
투명 기판 폴리탄산에스테르 0.6㎜ 2.41E+09 6.00E-05
박막층 질화 알루미늄 79㎚ 3.43E+11 5.60E-06
박막 보호막 UV 경화 수지 1 16㎛ 1.80E+09 7.10E-05
비교예 1
재질 막 두께 영률(Pa) 선팽창 계수(1/℃)
투명 기판 폴리탄산에스테르 0.6㎜ 2.41E+09 6.00E-05
박막층 질화 알루미늄 79㎚ 3.43E+11 5.60E-06
박막 보호막 UV 경화 수지 1 15㎛ 1.80E+09 5.62E-05
표 1, 2로부터 알 수 있듯이, 양자(실시예 1 및 비교예 1)의 차이는 주로 UV 경화 수지(박막 보호막(50))의 선팽창 계수이며, 실시예 1의 쪽이 선팽창 계수가 큰 것을 사용하고 사용하고 있다. 또, 투명 기판(20)으로서는, 양자 모두 내경 φ15㎜, 외경 120㎜인 것을 사용하고 있다.
실시예 1과 비교예 1의 매체에 대하여 25℃→55℃로 상승하는 온도 변화(상기 T=30℃)를 제공하여, 그 때의 외주부(r=56㎜)에서의 비틀림 각 θ의 변화량의 경과 시간 변화를 측정하였다. 또, 비틀림 각 그 자체 대신에 비틀림 각 변화량을 측정한 이유는, 상온 상태에서 매체는 독자의 비틀림 각을 갖고 있기 때문에 온도 변화에 의한 변형을 나타내는데는 부적격하기 때문이다.
도 4는 그 결과를 도시한 도면이다. 실시예 1의 매체의 비틀림 각의 변화량은 최대치 및 정상 상태치 모두 비교예 1의 매체보다 작고, 변형을 억제한다는 것을 알 수 있다. 또한, 이 도면으로부터, 실시예 1에 따르면, 20㎛ 이하의 막 두께에서도 온도가 변화함에 따라 일반적으로 큰 비틀림이 생기지 않는다는 것을 알 수 있다. 게다가, 도 4에는, 상기 수학식 (1)∼(5)를 이용하여 예상한 비틀림 각의 변화량을 도시하였지만, 상기 수학식 (1)∼(5)에 의한 근사가 실제값에 매우 근접하며, 그 근사는 실제에 적합하다는 것을 알 수 있다.
다음에, 영률이 큰 UV 경화 수지 3을 사용한 매체(실시예 2)에 대해 설명한다. 본 실시예 2의 매체는 실시예 1의 매체와 UV 경화 수지의 특성이 다르다는 것이다. 표 3은 실시예 2의 구성을 나타낸다.
재질 막 두께 영률(Pa) 선팽창 계수(1/℃)
투명 기판 폴리탄산에스테르 0.6㎜ 2.41E+09 6.00E-05
박막층 질화 알루미늄 79㎚ 3.43E+11 5.60E-06
박막 보호막 UV 경화 수지 1 16㎛ 3.60E+09 5.68E-05
본 실시예 2의 매체에 대해 상기 수학식 (1)∼(5)을 이용하여 비틀림 각 θ의 변화량을 예상하면, 그 값은 5.18[mrad]이며, 상술한 비교예 1에 비해 큰 폭으로 온도 변화에 기인하는 비틀림이 감소한다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 광 정보 기록 매체에 따르면, 온도 변화에 의해 일시적으로 큰 비틀림이 생기는 것을 억제할 수 있기 때문에, 기록 재생시의 온도 상승에 의해서도 재생 불량률의 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다. 또한, 박막 보호막(50)의 두께를 얇게 할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 온도 변화에 의한 변형을 방지할 수 있는 광 정보 기록 매체에 대해 설명한다.
① 원리
상술한 도 1에 기재된 광 정보 기록 매체(10)는 투명 기판(20)으로서 폴리탄산에스테르등으로 이루어진 기판을 이용하기 때문에, 주변이 고습으로 되었을 때, 투명 기판(20)이 흡습에 의해 팽창한다. 그리고, 이것에 의해 광 정보 기록 매체(10)에 변형이 생긴다. 특히, 기판 보호막(30)의 투습 및 박막 보호막(50)의 흡습도에 비해 큰 경우는, 기판(20)의 변형 속도가 박막 보호막(50)의 변형 속도보다 커지기 때문에, 실제의 습도 변화시에 큰 변위의 오버슈트가 발생하여 실용상에 큰 문제로 되었다.
본 실시예에서는, 기판 보호막(30)의 투습도를 박막 보호막(50)의 투습도에 비해 작아 상기 오버슈트를 억제함으로써 실용상의 문제를 해결한다.
② 실시예
실시예 3으로서 상술한 실시예 1에 기재된 매체에 UV 경화 수지 4로 이루어진 기판 보호막(30)을 부가한 매체를 형성하였다. 또한, 비교하기 위해 비교예 2로서 상술한 실시예 1에 기재된 매체에 UV 경화 수지 5로 이루어진 기판 보호막(30)을 부가한 매체를 형성하였다. 본 실시예 3, 비교예 2에 있어서의 각 UV 경화 수지의 투습도에 대해 표 4에 나타나 있다.
기판 보호막 박막 보호막
막 종류 투습도(g/㎡·day) 막 종류 투습도(g/㎡·day)
실시예 3 UV 경화 수지 4 2.20E+02 UV 경화 수지 1 4.60E+02
비교예 2 UV 경화 수지 5 9.70E+02 UV 경화 수지 1 4.60E+02
본 실시예 3, 비교예 2의 매체에 대하여 습도 변화(주변 습도를 50%→90%로 변화)를 제공하여 각 매체의 외주부(r=56㎜)에 있어서의 비틀림 각 θ의 변화량의 시간 경과 변화를 측정하였다.
도 5는 그 결과를 도시한 도면이다. 실시예 3의 비틀림 각의 변화량의 최대값(오버슈트시에 발생)에 비교예 2의 비틀림 각에 비해 매우 작아지며, 습도 변화에 의한 변형이 억제된다는 것을 알 수 있다.
또한, 이들의 원리는 실시예 1∼3보다 얇은 폴리탄산에스테르 기판등을 사용한 경우에서도 성립한다. 이하, 그 실시예에 대해 설명한다.
실시예 4로서, 막 두께 0.5㎜의 기판(투명 기판)(20)을 이용하여 상술한 실시예 3과 마찬가지로 형성한(구성은 표 5에 도시함) 매체의 습도 변화시, 및 습도 변화시에서의 비틀림 각 θ의 변화량을 측정하였다.
재질 막 두께 영률(Pa) 선팽창계수(1/℃) 투습도(g/㎡·day)
기판 보호막 UV 경화 수지 6 3㎛ 6.8E+09 5.0E-05 2.2E+02
투명 기판 폴리탄산에스테르 0.5㎜ 3.3E+09 6.0E-05
박막층 질화 알루미늄 79㎚ 3.4E+11 5.6E-06
박막 보호막 UV 경화 수지 7 12㎛ 5.9E+09 7.2E-05 4.6E+02
도 10 및 도 11은 그 결과를 도시한 도면이며, 도 10은 습도 변화시(25℃, 50%→70%, 30%로 변화)에서의 반경 방향 틸트의 과도적 변화량을 나타낸 것이며, 도 11은 습도 변화시(25℃, 60%→25%, 90%로 변화)에서의 반경 방향 틸트의 변화량을 도시한 것이다. 또, 투명 기판(20)으로서는 내경 φ7㎜, 외경 φ50㎜인 것을 사용하였다. 이들 결과에 의해 투명 기판(20)의 두께가 보다 얇은 경우에서도, 이전의 원리는 성립하며, 비틀림의 변화량을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 광 정보 기록 매체에 따르면, 습도가 변화해도 일시적으로 큰 비틀림이 생기지 않고 기록 재생시에 재생 불량률의 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시예의 광 정보 기록 매체에 있어서도, 실시예 1에 기재된 바와 같이 박막층(40)내(또는 그 근방)에 습도 변화에 의한 변형의 중립면을 갖도록 박막 보호막(50)에 기인하는 변형을 방지할 뿐만 아니라, 습도 변화에 기인하는 변형도 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 광 정보 기록 매체를 습도 변화에 의한 변형시의 중립면이 자성막등의 박막층내(또는 그 근방)에 있도록 구성함으로써 습도 변화시에서의 변형량을 작게 하여 기록 재생의 신뢰성을 높힐 수 있다.
또한, 상기 광 정보 기록 매체에 있어서, 투명 기판보다도 영률, 선팽창 계수중 적어도 한쪽이 큰 박막 보호막을 설치함으로써, 박막 보호막의 두께를 얇게 할 수 있다. 이것에 의해 제조가 용이해짐과 동시에, 광 자기 기록 매체의 경우, 그 자기 성능을 향상할 수 있다.
또한, 광 정보 기록 매체에 있어서의 박막 보호막의 투습도보다 작은 투습도를 갖는 기판 보호막을 설치함으로써, 습도 변화시에서의 변형량이 작아지며, 기록 재생의 신뢰성을 높힐 수 있다.
본 발명의 광 정보 기록 매체는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 기록막 또는 반사막중 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 갖는 광 정보 기록 매체에 있어서, 기록 재생시의 습도 변화에 의한 막 두께 방향의 변형의 중립면이 상기 박막층 근방에 존재하는 구성이어도 좋다.
또한, 본 발명의 광 정보 기록 매체는, 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 기록막 또는 반사막중 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 갖는 광 정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막층이 그 막 두께 방향에서의 양측으로부터 받는 휨 모멘트가 거의 동일한 구성이어도 좋다.
또한, 본 발명의 광 정보 기록 매체는, 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 기록막 또는 반사막중 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 갖는 광 정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막 보호막이 그 영률 및 선팽창 계수중 적어도 한쪽이 상기 투명 기판보다도 큰 구성이어도 좋다.
또한, 본 발명의 광 정보 기록 매체는, 상기 박막 보호막의 두께가 20㎛ 이하인 구성이어도 좋다.
또한, 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성된 기록막 또는 반사막중 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 갖는 광 정보 기록 매체에 있어서, 상기 박막 보호막의 투습도보다 상기 기판 보호막의 투습도가 작은 구성이어도 좋다.
또, 상기 변형의 중립면은 상술한 수학식 (1)∼(5)에서, 비틀림 각 θ가 거의 0으로 될 때에, y값에 의해 표시된 면을 도시한다.
이와 같이 본 발명이 설명되었지만, 동일한 것이 다양한 방식으로 변화될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 변화는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 기술 분야의 당업자에게 명백한 모든 수정이 다음의 특허청구의 범위내에 포함될 수 있는 것이다.

Claims (14)

  1. 광 정보 기록 매체에 있어서,
    기판상에 형성되어, 정보의 기록 또는 재생을 행하기 위한 박막층과,
    상기 박막층상에 형성되어, 상기 박막층을 보호하는 박막 보호막
    을 포함하며,
    온도 변화에 의한 두께 방향의 변형의 중립면이 상기 박막층 근방에 존재하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  2. 광 정보 기록 매체에 있어서,
    기판상에 형성되어, 정보의 기록 또는 재생을 행하기 위한 박막층과,
    상기 박막층상에 형성되어, 상기 박막층을 보호하는 박막 보호막
    을 포함하며,
    온도 변화에 의해 상기 박막층에 대해 기판측 및 박막 보호막측으로부터 작용하는 휨 모멘트가 서로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    온도 변화에 의한 두께 방향 변형의 중립면이 상기 박막층 근방에 존재하도록, 상기 기판, 상기 박막층 및 상기 박막 보호막 각각에 대해 그 두께, 영률, 및 선팽창 계수가 소망의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 박막 보호막의 영률 및 선팽창 계수중 적어도 한쪽이 상기 기판의 그것보다 큰 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 박막 보호막의 두께는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판의, 상기 박막층이 형성된 측과 반대인 측에 형성되고, 상기 기판을 보호하기 위한 기판 보호막을 더 포함하며,
    상기 기판 보호막의 투습도는 상기 박막 보호막의 투습도보다 작은 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  7. 광 정보 기록 매체에 있어서,
    기판상에 형성되어, 정보의 기록 또는 재생을 행하기 위한 박막층과,
    상기 박막층상에 형성되어, 상기 박막층을 보호하는 박막 보호막과,
    상기 기판의, 상기 박막층이 형성된 측과 반대인 측에 형성되어 상기 기판을 보호하기 위한 기판 보호막
    을 포함하며,
    상기 기판 보호막의 투습도는 상기 박막 보호막의 투습도보다 작은 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  8. 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성되어, 기록막 또는 반사막중 어느 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 포함하는 광 정보 기록 매체에 있어서,
    기록 재생시의 온도 변화에 의한 막 두께 방향의 변형의 중립면이 상기 박막층 근방에 있는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  9. 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성되어, 기록막 또는 반사막중 어느 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 포함하는 광 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 박막층이 그 막 두께 방향에서의 양측으로부터 받는 휨 모멘트가 거의 동일한 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  10. 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성되어, 기록막 또는 반사막중 어느 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막을 적어도 포함하는 광 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 박막 보호막은 그 영률 및 선팽창 계수중 적어도 한쪽이 상기 투명 기판보다 큰 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  11. 제8항에 있어서, 상기 박막 보호막의 두께는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  12. 제9항에 있어서, 상기 박막 보호막의 두께는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  13. 제10항에 있어서, 상기 박막 보호막의 두께는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
  14. 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 형성되어, 기록막 또는 반사막중 어느 한쪽을 적어도 포함하는 박막층과, 상기 박막층상에 형성된 수지를 주성분으로 하는 박막 보호막과, 상기 투명 기판의 광입사측에 형성된 수지를 주성분으로 하는 기판 보호막을 적어도 포함하는 광 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 박막 보호막의 투습도보다 상기 기판 보호막의 투습도가 작은 것을 특징으로 하는 광 정보 기록 매체.
KR10-2000-0009000A 1999-02-24 2000-02-24 광 정보 기록 매체 KR100424602B1 (ko)

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