KR20010098826A - 광학 기록 매체 - Google Patents

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KR20010098826A
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유쿠모토토모미
야마자키다케시
가시와기도시유키
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

광학 기록 매체 (optical recording medium)를 구성하는 기록층에서 부식 발생을 억제하고 광전송층의 분리를 방지하기 위해, 비자기성 지지 기판상에는 피트 (pit) 및/또는 그루브 (groove)로 구성된 신호 영역, 기록층, 및 광전송층이 형성된다. 기록층은 전체 신호 영역에 형성되지만, 비자기성 기판의 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에 있는 신호 영역 이외의 영역에 형성되지 않는다.

Description

광학 기록 매체{Optical recording medium}
본 발명은 광학 기록 매체에 관한 것이다.
최근에, 방송의 디지털화가 가속화되어, 디지털 고선명도 (high definition, HD) 방송이 예정된다. 일반적으로, 디지털 고선명도에 필요한 기록 용량은 한 시간에 11 GB인 것으로 언급된다.
단일층 구조의 기록층을 갖춘 컴팩트 디스크 크기 (이후 CD라 칭하여지는)의 기존 광학 기록 매체로는 3.0 - 5.2 [GB]의 기록 용량을 갖는 포맷이 실제 사용되도록 제안되어 실현되었다.
예를 들면, GIGA-station, NEC: DVD-R/W, Pioneer: DVD+R/W, Philips: DVD-RAM, PANASONIC 등과 같이, 기본적으로 공통된 광학 매개변수를 갖는 광학 기록 매체, 또는 그루브 (groove) 구조 및 기록 물질에 의존하여 다른 포맷을 갖는 DVD-ROM (Digital Versatile Disc-Read Only Memory)가 공지되어 있다.
그러나, 3.0 - 5.2 [GB]인 기록 용량의 조건하에서는 표준적인 화상질 (SD: Standard Definition)로 2시간 동안 화상을 기록하도록 의도되는 경우 기존의 VHS와 비교해 화상질이 감소되는 문제점이 있다. 그래서, 실제로는 표준적인 화상질을 실현하더라도 기록 시간이 약 1시간으로 제한된다.
종래의 기술로 제공되는 기록 용량은 디지털 HD 방송을 이루기 위한 요구조건을 만족시킬 수 없다.
이러한 실제적인 조건을 근거로 광학 기록 매체의 기록 용량을 증가시키기 위해서는 기록 속도를 증가시키도록 기록 레이저의 스폿 (spot) 크기를 감소시키는 것이 효과적이다.
더욱 구체적으로는, 기록 레이저의 스폿 크기를 감소시키기 위해, 레이저빔의 파장 λ을 감소시키는 방법과 광학 기록 매체에 레이저빔을 집중시키도록 대물 렌즈의 수치적 애퍼쳐 (numerical aperture, N.A.)를 증가시키는 방법이 제안되었다.
특히, 레이저빔의 파장 λ을 감소시키는 방법과 대물 렌즈의 수치적 애퍼쳐 (N.A.)를 증가시키는 방법을 모두 사용함으로써, 레이저빔의 스폿 크기는 이들 중 어느 하나를 각각 사용하는 것 보다 더 작게 만들어질 수 있다.
예를 들면, 파장에서 λ= 405 [nm] 대역 부근의 청보라색 레이저빔을 사용하고 N.A. = 0.85의 수치적 애퍼쳐를 갖는 대물 렌즈를 사용함으로서, 이론적으로 더 높은 밀도의 기록을 이루는 것이 가능하다.
이 방법으로 기록 밀도를 높이기 위해서는 (λ/N.A.)의 값을 감소시킬 필요가 있다.
상술된 바와 같이, 파장에서 λ= 405 [nm] 대역 부근의 청보라색 레이저빔을 사용하고 N.A. = 0.85의 수치적 애퍼쳐를 갖는 대물 렌즈를 사용함으로서, 파장 λ= 0.65 [μm] 및 수치적 애퍼쳐 N.A. = 0.60의 종래 DVD 광학 매개변수를 갖는 포맷과 비교해 (0.65/0.405) x (0.85/0.60)2= 5.17 [배]의 큰 기록 용량이 이루어질 수 있다.
그러므로, 상술된 포맷에 따라서, 3.0 - 5.2 [GB]와 비교해 15.5 - 26.9 [GB]의 기록 용량이 이루어질 수 있다.
도 20은 종래 광학 기록 매체(100)의 한 예에 대한 구조도를 도시한다.
적색 레이저빔 내지 청색 레이저빔을 적용할 수 있는 현재 이용가능한 광학 기록 매체를 고려하여, 레이저빔으로 조사되도록 한 측면의 표면에 형성된 광전송층(103)의 두께는 바람직하게 3 - 177 [μm]이다.
도 20에 도시된 광학 기록 매체(100)는 예를 들면, 표면에 형성된 소정의 피트 (pit) 및/또는 그루브 (groove)와 같이 섬세한 불균일성(110)을 갖는 유리, 폴리카보네이트 수지 (polycarbonate resin), 폴리올레핀 수지 (polyolefine resin)등으로 구성된 비자기성 지지 기판(101)을 포함한다. 기판(101)상에는 예를 들면, Al, Ag 등으로 구성된 금속 반사층, Si3N4등으로 구성된 유전체층, 및 TbFeCo, GdFeCo와 같은 자기성 기판으로 구성된 기록 물질층과 같이, 다양한 광학 기록 매체에 대응하여 기록층(102)이 형성된다. 기록층(102)상에는 예를 들어, 자외선 경화 수지로 구성된 광전송층(103)이 형성된다.
도 20에 도시된 광학 기록 매체(100)에서 정보의 기록 또는 재생이 실행되면, 소정의 레이저빔(L)은 대물 렌즈(111)로 모아져 비자기성 지지 기판(101)측에 반대되는 메인 표면에, 또는 도 20에서 광전송층(103)이 형성된 표면측에 조사된다.
DVD 매개변수를 갖는 포맷에서, 신호 영역면이나 신호 기록 영역을 덮는 광전송층은 약 0.6 mm로 설정되므로, 높은 수치적 애퍼쳐 N.A. (= 0.85)가 기록 밀도의 개선에 사용되면, 구형 수차 (spherical aberration) 및 코마 수차 (coma aberration)가 문제가 된다.
구형 수차는 광전송층(103)의 두께와 상관관계를 갖는다. 광전송층(103)의 두께로 설정된 값에 대해 그 두께가 Δt 만큼 쉬프트 (shift)되면, 구형 수차는 수치적 애퍼쳐 N.A.의 4제곱에 비례하여 증가된다. 그러므로, DVD의 광전송층(103)의 두께 편차가 ±30 [μm]이라 가정하고, 대물 렌즈의 수치적 애퍼쳐 N.A.가 0.85이면, 구형 수차는 이후 설명되는 [식 1] 때문에 ±7.4 [μm]로 제한된다.
[식 1]
±30 x (0.60/0.85)4= ±7.4 [μm]
한편, 코마 수차는 수치적 애퍼쳐 N.A.의 3제곱에 비례한다. 그러므로, 이는 이후 설명되는 [식 2] 때문에 0.4°인 DVD의 스큐 (skew) 표준에 대해 ±0.14°로 제한된다.
[식 2]
±0.4 x (0.60/0.85) = ±0.14°
또한, 이러한 수차는 파장에 반비례하기 때문에, 적용되는 레이저빔의 파장이 예를 들어 λ= 405 [nm]이면, 두께의 편차는 이후 설명되는 [식 3] 때문에 ±4.6 [μm]으로 제한된다.
[식 3]
±7.4 [μm] x (0.405/0.650) = ±4.6 [μm]
또한, 코마 수차는 이후 설명되는 [식 4] 때문에 ±0.087°로 제한된다.
[식 4]
±0.14°x (0.405/0.650) = ±0.087°
한편, 코마 수차는 광전송층(103)의 두께를 감소시킴으로서 정정될 수 있다. 예를 들어, 광전송층(103)의 두께를 0.6 [mm] 내지 0.1 [mm]로 감소시킴으로서, 6배의 스큐 마진이 얻어질 수 있다.
즉, 이후 설명되는 [식 5] 때문에 ±0.522°가 되도록 허용된다.
[식 5]
±0.087°x 6 = ±0.522°
그러나, 광전송층(3)의 두께 편차는 상술된 바와 같이 ±4.6 [μm]으로 제한되어야 한다. 특히, 기록 및 재생 모두를 실행할 수 있는 광학 기록 매체에서는 기록 및 재생 모두에 대해 소정의 정확도가 요구된다. 그래서, 두께의 편차는 이렇게 분포되어야 하고, 결과적으로 두께의 편차는 상술된 값의 절반인 ±2.3 [μm]으로 제한되어야 한다.
단파 레이저 및 높은 수치적 애퍼쳐 N.A.를 갖는 기록/재생 시스템에서, 미래 HD (High Definition)의 기록 및 재생은 ±2.3 [μm]의 두께 편차로 100 μm 두께의 광전송층을 이루어 실현된다.
상술된 바와 같이, 고밀도 기록을 위한 광학 기록 매체에서는 기록층(102)의 신호 피트 (pit) 또는 그루브 (groove)가 섬세하고 광전송층(103)의 두께가 매우 얇기 때문에, 특히 기록층(102)의 부식 저항을 증가시킬 필요가 있다.
즉, 고밀도 기록을 위한 광학 기록 매체의 경우, 기록층(102)은 도 20의 광학 기록 매체(100) 중 가장 외부 주변부(100a) 및 가장 내부 주변부(100b)에서 공기에 가깝다. 그러므로, 이 부분에서 부식이 일어나기 쉽다. 예를 들어, 기록 정보가 광학 기록 매체(100)로부터 재생될 때, 이러한 부식은 재생 실패를 일으킬 수 있으므로, 광학 기록 매체(100)의 확실성에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
도 20에 도시된 광학 기록 매체에서, 다양한 물질로 구성된 기록층(102)이 가장 외부의 주변부(100a) 및 가장 내부의 주변부(100b)에서 비자기성 지지 기판(101)과 광전송층(103) 사이에 존재하기 때문에, 광전송층(103)의 두께가 감소됨에 따라 이 부분으로부터 분리되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명자에 의해 누적된 연구의 결과로, 기록 빔 또는 재생 빔이 광전송층 측으로부터 조사되는 높은 확실성의 광학 기록 매체가 제공되어, 큰 용량의 광학 기록 매체를 구성하는 기록층의 부식 발생이 방지되고, 디스크 중 가장 외부의 주변부(100a) 및 가장 내부의 주변부(100b)에서 광전송층의 분리가 억제된다.
본 발명은 정보 피트 및/또는 그루브로 구성된 신호 영역이 디스크 형상의 비자기성 지지 기판의 메인 표면에 형성되고, 3 - 177 [μm]의 광전송층, 반사층, 및 기록층이 신호 영역에 형성되어, 정보 재생 및/또는 기록이 레이저빔으로 광전송층 측을 조사함으로서 실행되고, 기록층 또는 반사층은 전체적인 신호 영역에 형성되지만, 디스크 형상의 비자기성 기판 중 가장 외부의 주변부 및 가장 내부의 주변부에 있는 신호 영역 이외의 다른 영역에서 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 광학 기록 매체에서는 기판 및 광전송층이 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에서 서로 직접 접촉하여 이루어지기 때문에, 부착력이 개선되므로, 디스크 강도가 개선될 수 있다.
또한, 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에서 기록막의 부식 발생이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 기록 매체의 예를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 3은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 4는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 5는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 6은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 7은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 8은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 9는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 10은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 11은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 12는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 13은 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 14는 본 발명의 광학 기록 매체의 예에 대한 제작 처리도.
도 15는 본 발명의 광학 기록 매체에서 디스크의 중심으로부터의 거리와 에러 비율 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 16은 종래 광학 기록 매체에서 디스크의 중심으로부터의 거리와 에러 비율 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 광학 기록 매체의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 18은 본 발명의 광학 기록 매체의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 19는 본 발명의 광학 기록 매체의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 20은 본 발명의 광학 기록 매체의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 기판 2 : 기록층
3 : 광전송층 4 : 부착제층
10 : 광학 기록 매체 20 : 유리 기판
본 발명의 광학 기록 매체는 정보 피트 (pit) 및/또는 그루브 (groove)로 구성된 신호 영역, 타켓 기록 매체의 종류에 대응하는 물질로 이 신호 영역을 코팅 (coating)함으로서 형성된 기록층 및/또는 반사층, 및 자외선-경화 수지로 구성된 3-177 [μm] 두께의 광전송층으로 구성되고, 이들 층은 예를 들어 폴리카보네이트 (polycarbonate)로 구성된 비자기성 지지 기판의 주요 표면상에 형성된다. 레이저빔으로 광전송층 측을 조사함으로서, 정보의 재생 및/또는 기록이 실행된다. 기록층 또는 반사층은 비자기성 지지 기판에서 전체적인 신호 영역상에 형성된다. 디스크 형상의 비자기성 기판 중 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에 있는 신호 영역 이외의 영역에는 막이 형성되지 않는다. 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에서는 광전송층과 비자기성 지지 기판 사이에 기록층이나 반사층이 존재하지 않는다.
이후에는 본 발명의 광학 기록 매체에 대한 실시예가 한 예를 통하여 설명된다. 본 발명의 광학 기록 매체는 이후 설명될 예에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 광학 기록 매체(10)의 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 1에 도시된 광학 기록 매체(10)는 예를 들어 폴리카보네이트 수지 (polycarbonate resin), 폴리올레핀 수지 (polyolefine resin) 등으로 형성되고 소정의 피트, 그루브 등과 같이 섬세한 불균일성을 갖는 비자기성 지지 기판(1), 및 Al로 구성된 금속층, ZnS-SiO2로 구성된 유전체 물질층, GeSbTe로 구성된 광학 기록층, 및 ZnS-SiO2로 구성된 유전체 물질층이 연속적으로 형성되어 구성된 기록층(2)을 구비한다. 이어서, 이 기록층(2)상에는 예를 들어, 자외선 경화 수지의 부착제층(4)을 통해 광전송층(3)이 형성된다.
그루브가 비자기성 지지 기판(1)에 형성되면, 레이저빔은 가이드 (guide) 그루브로서 그루브를 사용하여 디스크에서 임의의 위치로 이동될 수 있다. 피트는 레이저빔으로 피트를 조사함으로서 기록된 정보가 판독되도록 하는 정보 신호로 작용한다.
이와 같이 섬세한 불균일 부분은 비자기성 지지 기판(1)상에서 소정의 구성을 갖고 나선형으로 또는 동축으로 형성된다.
도 1에 도시된 광학 기록 매체(10)에 대해 정보 재생 및 기록이 실행될 때는 소정의 레이저빔(L)이 비자기성 지지 기판(1)에 반대되는 면의 메인 표면에, 즉 도 1에서 광전송층(3)이 형성된 측에 초점을 투사되어 초점을 맞춘다.
비자기성 지지 기판(1)을 구성하는 물질로는 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 다른 종류의 수지, 및 유리가 사용될 수 있다.
비자기성 지지 기판(1)은 주입 몰딩 (injection molding) 방법 (주입 방법) 또는 광중합 (photo polymerization) 방법 (2P 방법)에 의해 제작될 수 있다.
본 발명의 광기록 매체(10)에서는 레이저빔(L)이 광전송층(3) 측에서 메인 기판으로부터 투사되기 때문에, 비자기성 지지 기판(1)은 레이저빔(L)에 대해 투명한 물질뿐만 아니라 금속과 같은 불투명한 물질로도 형성될 수 있다.
광전송층(3)은 바람직하게 재생 및 기록을 위해 소정의 파장의 레이저빔을 흡수하는 기능을 갖는 물질로 형성된다. 보다 특별하게, 레이저빔에 대해 90% 이상의 투과율을 갖는 물질이 바람직하다.
본 발명의 광학 기록 매체(10)에서, 광전송층(3)의 두께는 큰 용량을 이루기 위해 3-177 [μm]로 설정된다. 높은 수치적 애퍼쳐 (numerical aperture, N.A.) (예를 들면, N.A. = 0.85)를 갖는 대물 렌즈와 이를 조합함으로서, 고밀도 기록 용량의 광학 기록 매체가 이루어진다.
광전송층(3)은 균일한 두께를 갖는 열가소성 수지 (thermoplastic resin)를 비자기성 지지 기판(1)에 결합시킴으로서 형성될 수 있다. 또한, 광전송층(3)은 또한 열가소성 수지막과 비자기성 지지 기판(1) 사이에 자외선 경화 수지를 삽입하고, 이들 성분을 결합시켜 자외선으로 경화시킴으로서 형성될 수도 있다.
이 광전송층(3)은 또한 부착력을 갖는 열가소성 수지막을 비자기성 지지 기판(1)에 결합시킴으로서 형성될 수 있다. 또한, 광전송층(3)은 또한 자외선 경화 수지로 비자기성 지지 기판(1)의 상단면을 스핀 코팅 (spin-coating)하고 이 층위에 열가소성 수지막을 결합시킴으로서 형성될 수 있다. 막이 자외선 경화 수지를 통해 결합되면, 광전송층(3)의 두께는 열가소성 수지막과 경화된 이후의 자외선 경화 수지의 두께의 합이 되고, 본 발명의 광학 기록 매체에서는 이것이 3 - 177 [μm]이다.
열가소성 수지막의 물질로는 예를 들면, 폴리카보네이트 수지 또는 폴리올레핀이 사용될 수 있다.
폴리카보네이트 수지는 예를 들면, 포스겐 방법 (phosgene method)에 따라 수산화나트륨과 같은 산성 결합기의 존재하에서 포스겐으로 비스페놀 (bisphenol) A와 같은 디페놀기 (diphenol base)를 반응시킴으로서 제작될 수 있다.
통상적인 폴리카보네이트 수지에 부가하여, 페놀기 하이드록실 그룹 (phenol base hydroxyl group)을 갖는 분기 폴리카보네이트가 분기제 (branching agent)로 사용될 수 있고, 롱-체인 알킬산 클로라이드 (long-chain alkyl acid chloride) 또는 롱-체인 알킬 에스터 치환 페놀 (long-chain alkyl ester substituted phenol) 등이 단말부 중단제 (end stop agent)로 사용될 수 있다. 분기제 및 단말부 중단제 모두로 사용되도록 단말부 롱-체인 알킬 분기 폴리카보네이트 수지 또는 그 물질의 혼합체가 사용될 수 있다.
이어서, 상술된 열가소성 수지는 종래에 사용되는 압출기에 장착되고 히터를 통해 녹여진다. 이는 시트의 형태로 압출 성형되고, 다수의 냉각 롤을 사용하여 수지 시트 (resin sheet)로 형성된다.
본 발명의 광학 기록 매체(10)가 상전이형 (phase change type) 광학 기록 매체로 제작되면, 상전이 물질이 기록층(2)을 구성하는 물질층으로 사용된다.
상전이 물질은 레이저빔이 조사될 때 역전가능한 조건 변화를 발생시키는 물질이다. 특히, 비결정질 상태와 결정질 상태 사이에서 역전가능한 상전이를 발생하는 물질이 바람직하고, 칼코겐 (chalcogen) 화합물 및 단일-원소 칼코겐과 같이 종래에 공지된 물질이 사용될 수 있다.
예를 들면, Te, Ge, Ge-Sb-Te, Ge-Te, Sb-Te, In-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te, Au-In-Sb-Te, Ge-Sb-Te-Pb, Ge-Sb-Te-Se, In-Sn-Se, Bi-Te, Bi-Se, Sb-Se, Ge-Sb-Te-Bi, Ge-Sb-Te-Co, Ge-Sb-Te-Au를 포함하는 시스템 또는 질소, 산소와 같은 기체 부가물을 더 포함하는 시스템이 언급될 수 있다. 이러한 물질 중에서, Sb-Te 시스템을 주로 포함하는 물질이 특히 바람직하다. 이 물질에는 적용가능한 물질로 예를 들면, Se, Pd, 또는 In과 같은 소자를 부가하는 것이 가능하다.
본 발명의 광학 기록 매체는 자기-광학 기록 매체 뿐만 아니라 상전이형 광학 기록 매체에도 적용될 수 있다.
이 경우에는 도 1의 기록층(2)과 같이, 자기-광학 물질의 층이 형성된다. 예를 들면, Tb-Te 시스템, Tb-Fe-Co 시스템, Gd-Fe 시스템, 및 Gd-Fe-Co 시스템과 같이 종래에 공지된 자기-광학 기록 물질이 적용될 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체(10)가 기록층(2)을 구성하는 물질층으로 ROM (Read Only Disc)형 광학 디스크의 형태로 형성되면, Al, Ag와 같이 공지된 금속 물질을 사용하여 반사층이 형성된다.
다음에는 본 발명의 광학 기록 매체(10)에 대한 제작 과정이 설명된다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 표면이 충분하게 폴리싱 (polishing) 처리된 유리 기판(10)이 주어진다. 이 유리 기판은 회전대 (도시되지 않은)에 놓이고, 이어서 소정의 회전 속도로 이를 회전시킴으로서, 포토레지스트 (photo-resist)(21)가 도 3에 도시된 바와 같이 똑같은 두께로 적용된다.
다음에는 도 4에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(21)가 기록 레이저빔(L)에 의해 소정의 패턴으로 노출된다. 이와 같이 노출되면, 유리 기판(20)을 회전시킬 때, 기록 레이저빔(L)이 유리 기판(20)의 방사 방향으로 각 회전마다 똑같은 거리 만큼 공급되므로, 포토레지스트(21)에는 예를 들면, 나선형으로 소정의 간격을 가지고 그루브 잠재 영상이 발생된다.
본 발명의 목적은 22 [GB]의 큰 용량에 대응하는 고밀도 기록을 이룰 수 있는 광학 기록 매체를 구하는 것이므로, 상술된 노출 처리에서 고밀도 가이드 그루브 및 어드레스를 형성할 필요가 있다. 이때, 절단 피치 (cutting pitch)를 약 0.6 [μm]로 설정하여 노출이 실행되었다. 이전 처리에서 제작된 기록층 및 물질층이 이 절단 처리에 의해 형성된 그루브에 파묻히기 때문에, 노출 영역은 비교적 더 넓게 형성될 필요가 있다.
예를 들면, 보다 특별하게, 0.37 ±0.01 [μm]의 그루브가 형성될 수 있다.
지름이 120 [mm] (반지름이 60 [mm])인 광학 기록 매체에서, 예를 들면, 신호 영역은 반지름이 24 - 58 [mm]인 영역이다. 상술된 피치를 가지고 0.13 [μm/bit]의 선형 밀도로 기록이 실행되면, 신호 효율성이 80%라 가정하는 경우, 최종적으로 22 [GB]의 대용량을 갖는 광학 기록 매체가 얻어질 수 있다.
다음에는 도 5에 도시된 바와 같이, 유리 기판(20)이 노출 부분을 제거하도록 알칼리 피착 용액으로 피착된다. 결과적으로, 소정의 패턴의 섬세한 불균일 부분(21a)이 유리 기판(20)상에 형성된다.
다음에는 도 6에 도시된 바와 같이, 섬세한 불균일 부분상에 약 100 nm의 두께를 갖는 NiP의 무전기 도금층(electroless plating layer)(22)을 형성하도록 무전기 도금에 의해 표면 전도 처리가 실행된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전기캐스트 도금 (electrocast plating) 또는 전기 도금 (electro-plating)을 실행함으로서, 금속 도금층(23)이 예를 들면, 0.3 mm의 두께로 무전기 도금층(22)에 형성된다.
다음에는 무전기 도금층(22) 및 금속 도금층(23)이 도 8에 도시된 금속 마스터 디스크 (metal master disc)(24)를 만들도록 유리 기판(20)으로부터 제거된다.
다음에는 이 금속 마스터 디스크(24)에 고온에서 열처리가 실행된다. 이 열처리는 예를 들면, 약 30분 동안 정상 압력의 대기에서 200℃ 이상의 온도로 실행된다. 비록 이 열처리가 자연 대류형 고온 건조기로 실행되지만, 원적외선 방사 가열 및 핫 플레이트 (hot plate) 가열 뿐만 아니라 다른 다양한 가열 방법이 사용될 수 있다.
금속 마스터 디스크(24)의 표면에 부착되는 불순물은 확실성이 더 개선될 수 있도록 이러한 열 처리에 의해 제거될 수 있다.
또한, 표면은 원적외선으로 금속 마스터 디스크(24)의 표면을 조사하고 플라스마 (plasma) 조사를 실행함으로서 정화되어, 확실성을 개선시킨다.
다음에는 도 9에 도시된 바와 같이, 금속 마스터 디스크(24)에 금속 도금층(25)을 형성하도록 전기 도금이 실행된다. 이어서, 금속 도금층(25)은 도 10에 도시된 바와 같이 스탬퍼 중복 디스크 (stamper duplication disc)(26)를 만들도록 금속 마스터 디스크(24)로부터 분리된다.
이이서, 예를 들면, Ni 금속의 도금층이 이 스탬퍼 중복 디스크(26)에 형성되고 도 11에 도시된 바와 같이 분리되므로, 광디스크 기판에 정보 신호를 전달하기 위한 스탬퍼(28)가 구해진다.
상술된 방식으로 만들어진 스탬퍼(28)를 사용하여, 도 12에 도시된 바와 같이, 소정의 패턴의 섬세한 불균일 부분이 예를 들면, 주입 몰딩에 의해 전달되므로, 도 13에 도시된 비자기성 지지 기판이 만들어진다.
한편, 비자기성 지지 기판(11)의 섬세한 불균일 부분이 전달된 영역은 신호 영역(30)으로 동작한다.
다음에는 이 비자기성 지지 기판(1)상에 기록층(2)이 형성된다.
이 기록층(2)은 예를 들면, ROM형 디스크, 상전이형 광디스크 등과 같이 다양한 광학 기록 매체에 대응하는 물질로 형성된다.
예를 들면, Al의 금속층, ZnS-SiO2로 구성된 유전체층, GeSbTe의 광학 기록층, 및 ZnS-SiO2의 유전체층이 기록층(2)을 형성하도록 이 순서대로 비자기성 지지 기판(1)상에 형성된다.
본 발명의 광학 기록 매체에서, 기록층(2)은 비자기성 지지 기판(1)의 표면 중 전체적인 영역에 형성되지 않는다. 비록 기록층(2)이 도 13에 도시된 신호 영역(30)의 전체 표면에 형성되지만, 이는 디스크의 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부에 있는 신호 영역 이외의 영역에 형성되지 않는다.
즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 반지름 "a"가 60 [mm]인 디스크의 경우, 기록층(2)은 중심으로부터 b [mm], 예를 들면 22 [mm] 만큼 떨어진 영역과 디스크의 외부 끝부분으로부터 c [mm], 예를 들면 1.5 [mm] 만큼 떨어진 영역에 형성되지 않는다.
즉, 상술된 예에서, 반지름 a = 60 [mm]인 디스크의 경우, 기록층(2)은 중심으로부터 22 [mm]에서 58.5 [mm]까지의 영역 d [mm]에 형성된다.
다음에, 도 1에 도시된 바와 같이, 부착제층(4)을 만들도록 예를 들면, 기록층(2)이 형성된 비자기성 지지 기판(1)의 중심으로부터 20 - 60 [mm] 거리내에서, 30 [μm]의 두께로 자외선 경화 수지가 그 영역에 코팅된다. 그 이후에, 예를 들면, 지름이 119.5 [mm]이고 두께가 70 [μm]인 투명 열가소성 수지막이 압력에 의해 결합되고, 자외선의 조사로 인해 경화된다.
결과적으로, 편차가 ±2 [μm]인 100 [μm]의 두께로 광전송층(3)이 형성되어, 본 발명의 광학 기록 매체(10)가 만들어질 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 광학 기록 매체(10)에서, 비자기성 지지 기판(1) 및 광전송층(3)은 비자기성 지지 기판(1)의 가장 외부 주변부(1a) 및 가장 내부 주변부(1b)에서 부착제층(4)을 통해 서로 접촉하여 위치하므로, 거기에는 기록층(2)을 형성하는 물질층이 존재하지 않는다. 그래서, 이 부분의 부착성이 개선되므로, 광전송층(4)의 분리가 효과적으로 방지되어 디스크 강도가 개선될 수 있다.
또한, 비자기성 지지 기판(1)의 가장 외부 주변부(1a) 및 가장 내부 주변부(1b)에 있는 신호 영역 이외의 영역에 기록층(2)이 형성되지 않으므로, 기록층(2)의 물질이 디스크 끝부분에서 공기와 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 그에 의해 이 부분을 통한 기록층(2)의 부식이 효과적으로 방지된다. 그 결과로, 뛰어난 부식 저항 및 광학 성능을 갖춘 광학 기록 매체가 구해질 수 있다.
다음에는 도 1에 도시된 본 발명의 광학 기록 매체(10) 및 도 20에 도시된 종래에 이미 공지된 구조를 갖춘 광학 기록 매체를 사용하여 소정의 조건하에서 저장 전후에 에러 비율을 측정함으로서, 이들 광학 기록 매체의 기록층(102, 2)의 부식 정도가 조사되었다.
저장 조건은 1000 시간 동안 80%의 습도, 80℃이다.
도 15는 도 1에 도시된 본 발명의 광학 기록 매체(10)의 에러 비율에 대한 측정 결과를 도시한다. 세로축은 에러 비율을 나타내고, 가로축은 광학 기록 매체(10)의 중심으로부터의 거리를 나타낸다.
도 15에서, 선(71)은 상술된 조건하에서 저장 이전의 에러 비율의 상태를 나타내고, 선(72)은 상술된 조건하에서 저장 이후의 에러 비율의 상태를 나타낸다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광학 기록 매체(10)에서는 그 광학 기록 매체의 모든 위치에서 에러 비율의 증가가 매우 작아 기록층(2)의 부식이 거의 진행되지 않았음을 볼 수 있다.
한편, 도 16은 도 20에 도시된 종래의 구조를 갖는 광학 기록 매체(100)에서 에러 비율의 측정 결과를 나타낸다. 이 경우, 세로축은 에러 비율을 나타내고, 가로축은 광학 기록 매체(100)의 중심으로부터의 거리를 나타낸다.
도 16에서, 선(81)은 상술된 조건하에서 저장 이전의 에러 비율의 상태를 나타내고, 선(82)은 상술된 조건하에서 저장 이후의 에러 비율의 상태를 나타낸다.
도 16에 도시된 바와 같이, 종래의 광학 기록 매체(100)에서는 특히 디스크의 중심 부근, 즉 가장 내부 부분과 디스크의 끝부분, 즉 가장 외부 주변부에서 상술된 조건하의 저장 이후에 에러 비율의 증가가 큰 것으로 나타나, 기록층(102)의 부식이 현저하게 진행되었음을 나타낸다.
본 발명의 광학 기록 매체에서는 도 17에 도시된 바와 같이, 비자기성 지지 기판(1)의 중심 홀 (hole)(1h) 부근이 주변 부분 보다 더 두껍게 형성되도록 돌출된다.
중심 홀(1h) 부근을 더 두껍게 형성함으로서, 중심 홀(1h)로부터의 기록층(2)의 부식이 효과적으로 방지될 수 있으므로, 중심 홀 부근의 광전송층(3)의 분리가 방지될 수 있고, 그에 의해 디스크 강도가 개선된다.
또한, 본 발명의 광학 기록 매체에서는 도 18에 도시된 바와 같이 자외선 경화 수지로 기록층(2)을 스핀 코팅하고 자외선 방사로 이를 경화시킴으로서, 예를 들면, 100 [μm]의 광전송층(3)이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라, 도 19에 도시된 바와 같이, 광전송층(3)을 형성하는 열가소성 수지막의 표면에 예비적으로 피트 및 그루브와 같은 섬세한 불균일 부분을 형성하고, 소정의 물질층을 적용함으로서 기록층(40)을 형성하고, 이어서 다수의 기록층을 갖는 광학 기록 매체를 만들도록 부착제층(4)을 통해 기록층(2)에 이를 결합시키는 것이 가능하다.
이 경우, 비록 광전송층(3)의 비자기성 지지 기판(1)과 결합된 측에 형성된 기록층(40)이 광전송층(3)의 표면에서 전체 신호 영역상에 형성되더라도, 이는 광학 기록 매체의 가장 외부 주변부(3a) 및 가장 내부 주변부(3b)에서 신호 영역 이외의 영역에 형성되지 않는다.
결과적으로, 기록층(2) 및 기록층(40)에서 모두 부식 발생이 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 열가소성 수지 시트에 예비적으로 피트 또는 그루브를 형성하기 위해, 종래에 공지된 방법, 즉 주입 몰딩 방법 또는 광중합 방법이 적용될 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체(10)에서는 기록층(2) (반사층)을 형성하는 물질층이 비자기성 지지 기판(1)의 가장 외부 주변부(1a) 및 가장 내부 주변부(1b)에서 비자기성 지지 기판(1)과 광전송층(3) 사이의 경계에 존재하지 않는다. 결과적으로, 이 부분에서의 비자기성 지지 기판(1)과 광전송층(3) 사이의 부착력은 광전송층(4)의 분리가 효과적으로 방지될 수 있도록 개선되고, 그에 의해 광디스크의 강도 및 내구력을 개선시키게 된다.
또한, 기록층(2)이 비자기성 지지 기판(1)의 가장 외부 주변부(1a) 및 가장 내부 주변부(1b)에 있는 신호 영역 이외의 영역에 형성되지 않으므로, 디스크의 끝부분에서 기록층(2)을 구성하는 물질이 공기와 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 이 부분으로부터 기록층(2)의 부식 발생이 방지될 수 있다. 그 결과로, 뛰어난 광학 부식 저항 및 특성을 갖춘 광학 기록 매체가 구해질 수 있다.
첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않고, 첨부된 청구항에서 정의된 본 발명의 의도 또는 범위에서 벗어나지 않고 종래 기술에 숙련된 자에 의해 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (5)

  1. 디스크 형상의 비자기성 지지 기판의 메인 표면상에 형성된 정보 피트선 및/또는 그루브로 구성된 신호 영역과, 상기 신호 영역 내에 형성된 3 - 177 [μm] 두께의 광전송층과 기록층 및/또는 반사층을 포함하며, 따라서, 정보 재생 및/또는 기록이 청보라색 레이저빔으로 상기 광전송층 측을 조사함으로써 수행되는, 광학 기록 매체 (optical recording medium)에 있어서,
    상기 기록층 또는 반사층이 전체적인 신호 영역에 형성되지만, 상기 지지 기판의 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부 내에서 상기 신호 영역 이외의 다른 영역에는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전송층은 열가소성 수지막(thermoplastic resin film)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전송층은 열가소성 수지막 및 부착제층 (adhesive agent layer)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전송층은 열가소성 수지막으로 형성되고,
    상기 정보 피트선 및/또는 그루브로 구성된 신호 영역은 상기 지지 기판과 결합하는 측 상에서 상기 열가소성 수지막 내에 형성되고, 기록층 및/또는 반사층은 상기 신호 영역에 형성되며,
    상기 열가소성 수지막과 결합하는 측 상에 있는 상기 기록층 또는 반사층은 상기 열가소성 수지막의 상기 전체 신호 영역에 형성되지만, 상기 열가소성 수지막의 가장 외부 주변부 및 가장 내부 주변부 내에서 상기 신호 영역 이외의 영역에는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 기판은 상기 지지 기판의 레이저 조사측 상에서 중심 보어 (bore) 주위에 형성되고 주변 부분 보다 큰 두께를 갖는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 기록 매체.
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