KR20020021793A - 추기형 광학 기록 매체 - Google Patents

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오야마다미쓰아키
이와무라다카시
다무라신이치로
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은, 기록층과 광 투과성 보호층이 지지체 위에 순서대로 형성되어 있고 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 광 투과성 보호층 측에 조사하여 기록과 재생을 수행하는 추기형 광학 기록 매체에 있어서, 기록층의 광학 흡수 계수가 최대로 되는 파장을 λmax로 할 때, λmax≤ 370nm임을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체에 관한 것이다.

Description

추기형 광학 기록 매체{Write-once optical record medium}
최근, 레이저광에 의해 정보의 기록 및 재생이 가능한 광학 기록 매체의 개발 및 실용화가 진행되고 있다.
특히, 동화(動畵) 등의 방대한 양의 데이터를 보존할 수 있고, 또한 저렴한 광학 기록 매체로서, 단지 1회의 정보 기록이 가능한 소위 추기형 광학 기록 매체가 주목되고 있다.
추기형 광학 기록 매체로서는, CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)과 동일한 포맷으로 기록 재생이 가능한 CD-R(Compact Disc-Recordab1e)이 널리 사용되고 있다.
그리고, CD-ROM보다도 기록 용량이 큰 광학 기록 매체로서, DVD-ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory)도 개발 실용화되고 있고, DVD-ROM과 동일한 포맷으로 기록 재생할 수 있는 DVD-R(Digital Versatile Disc-Recordab1e)도 개발이 진행되고 있다.
추기형 광학 기록 매체인 CD-R과 DVD-R은 각각 780nm, 650nm의 레이저광에 의해 기록 재생이 이루어지고 있다.
여기서, 광학 기록 매체의 기록 밀도는 원리적으로 광 파장의 2승에 반비례하여 커진다.
즉, 보다 고밀도인 기록을 수행하기 위해서는, 사용하는 레이저광의 파장이 단파장화되는 것이 필요하다.
최근, GaN이나 SHG(2차 고주파) 등을 사용한 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 출사(出射)할 수 있는 레이저가 개발되어 있고, 이것에 의해 더욱 대용량인 광학 기록 매체로의 개발이 활발히 수행되고 있다.
그러나, 현재는, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 사용한 추기형 광학 기록 매체를 실현하는 데 있어서의 기록층용 재료에 관해서는, 아직 충분한 개발이 이루어지고 있지 않다.
또한, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광은 에너지 밀도가 높아, 레이저 빔 직경이 작게 되는 개구수 NA가 큰 광학계에서는, 판독시에 파워가 작아도 기록층에 손상을 줄 우려가 있기 때문에, 반복 판독시의 안정성이 문제가 된다.
따라서, 본 발명자들은 상기의 문제점에 관해서 예의 연구를 수행한 결과, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 사용한 추기형 광학 기록 매체에 적합한 기록용 재료를 적용한 광학 기록 매체를 제공하여, 반복 판독에 있어서 높은 안정성을 갖는 광학 기록 매체를 실현하였다.
본 발명은 추기형 광학 기록 매체에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 추기형 광학 기록 매체의 일례의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 추기형 광학 기록 매체의 다른 일례의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 3은 화학식 5의 화합물의, 흡수 계수 k의 파장 의존성을 나타낸다.
발명을 실시하기 위한 최상의 양태
본 발명의 추기형 광학 기록 매체는 파장이 380 내지 450nm인 레이저광에 의해 기록 및 재생이 가능한 것이며, 열가소성 수지로 이루어진 지지체 표면 위에 안내홈과, 이 지지체 표면 위에 기록층과, 이 기록층 위에 광 투과성 보호층이 형성되어 이루어지고, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 광 투과성 보호층 측의 면에 조사하여, 신호의 기록 및 재생을 실시하도록 이루어진 것이다.
이하, 본 발명의 추기형 광학 기록 매체에 관해서, 이의 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명의 추기형 광학 기록 매체는 이하에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1에, 본 발명의 추기형 광학 기록 매체의 일례의 개략적인 단면도를 나타낸다.
본 발명의 추기형 광학 기록 매체(100)는 열가소성 수지로 이루어진 지지체(10)의 표면에 안내홈(12)이 형성되어 이루어지고, 지지체 위에 기록층(14)을 갖고, 기록층(14) 위에 광 투과성 보호층(16)이 형성되어 이루어진다.
이 추기형 광학 기록 매체(100)에 있어서는, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하여 정보 신호의 기록 및 재생이 이루어진다.
열가소성 수지로 이루어진 지지체(10)는, 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀 등을 사용할 수 있고, 안내홈 전사용 요철을 갖는 스탬퍼를 사용하여 사출 성형에 의해서 제조할 수 있다.
또한, 지지체(10)는 레이저광에 대하여 투명하여도 불투명하여도 무방하다.
지지체(10) 위의 기록층(14)은 유기 및 무기의 기록용 재료로 이루어지고, 기록층(14)의 형성 방법으로서, 기록용 재료를 소정의 용매에 용해시키고, 이 용액을 스핀 피복에 의해 도포하고, 건조 처리를 수행하여 형성시키는 스핀 피복법이나, 진공조 내에 지지체(10)와 기록용 재료를 세팅하고, 기록용 재료를 가열하여 이것을 승화시켜 지지체(10) 위에 퇴적시켜 형성시키는 진공 증착법 등을 들 수 있다.
판독 안정성의 관점에서, 기록층에 요구되는 물성으로서, 흡수 계수 k를 들 수 있다. 기록층의 광학 정수(定數) 중, 레이저광의 파장에 있어서, 흡수 계수 k의 값이 크면, 약간의 파워라도 기록층의 변화를 일으키는 데 충분한 열량이 발생하기 때문에, k의 값이 작은 것이 필요하다. 또한, 레이저광의 파장보다도 장파장 광인 가시광선, 적외선에 의한 기록층의 변화를 억제하기 위해서는 가시광선, 적외선 영역에서 k의 값이 작은 것이 바람직하다.
이러한 조건을 만족하는 흡수 스펙트럼을 고려하면, k가 극대가 되는 점, 즉 흡수 피크가 레이저광의 파장보다도 단파장에 있으면 좋다.
기록층(14)에 사용하는 기록용 재료로서는, 화학식 1의 화합물을 들 수 있다.
위의 화학식 1에서,
Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물의 구체적인 예로서는, Ar1, Ar3=페닐기이고, Ar2, Ar4=4'(디페닐아미노)비페닐-4-일기인 하기 화학식 2의 화합물이나, Ar1, Ar3=페닐기이고, Ar2, Ar4=나프틸기인 하기 화학식 3의 화합물이나, Ar1, Ar3=페닐기이고, Ar2, Ar4=4'(디페닐아미노)페닐기인 하기 화학식 4의 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 기록층(14)에 사용하는 기록층 재료로서는, 화학식 5의 화합물을 사용할 수 있다.
위의 화학식 5에서,
Ar5, Ar6, Ar7, Ar8, Ar9및 Ar10은 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 5의 화합물의 구체적인 예로서는, Ar5, Ar7, Ar9=페닐기이고, Ar6, Ar8, Ar10=3-(메틸)페닐기인 하기 화학식 6의 화합물을 들 수 있다.
또한, 기록층(14)에 적용하는 기록용 재료에는, Cn(여기서, n은 기하학적 구상(球狀) 화합물을 형성할 수 있는 정수이다), 특히 n=60인 푸라렌을 적용할 수 있다.
또한, 기록층(14)에 적용하는 기록용 재료로는 화학식 7의 화합물을 사용할 수 있다.
위의 화학식 7에서,
Ar11, Ar12, Ar13및 Ar14는 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 화학식 7의 화합물의 구체적인 예로서는, Ar11, Ar12, Ar13, Ar14=페닐기인 하기 화학식 8의 화합물을 들 수 있다.
상기한 기록층(14) 위에 광 투과성 보호층(16)이 형성된다. 이 보호층(16)은 광 투과성 열가소성 수지나 유리나 접착층에 의해서 구성할 수 있고, 두께는 10 내지 177μm 정도로 한다.
또한, 광 투과성 접착층을 개재시킬 때에는, 광 투과성의 양면 점착 시트나, 광 경화성 수지를 적용할 수 있고, 필요에 따라서, 또한 투명 보호층을 형성시킬 수 있다.
이러한 투명 보호층으로서는, Mg, Al, Si, Ti, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Sb, Ba, Hf, Ta, Sc, Y 등의 희토류 원소의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 등의 단일 물질 및 이의 혼합물로 구성되는 재료를 적용할 수 있다.
본 발명의 추기형 광학 기록 매체는 도 2에 나타낸 구조로 할 수도 있다.
도 2에 나타낸 추기형 광학 기록 매체(200)는 열가소성 수지로 이루어진 지지체(10)의 표면에 안내홈(12)이 형성되고, 이 지지체(10) 위에 반사층(18)과 기록층(14)이 형성되어 이루어지고, 이 기록층(14) 위에 광 투과성 보호층(16)이 형성되어 이루어지는 구성을 갖는다.
이 추기형 광학 기록 매체(200)에서는, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광에 의해 보호층(16) 측에 광 조사를 수행하여, 신호의 기록 및 재생이 이루어지는 것으로, 반사층(18)을 형성시킨다는 점에서 도 1에 나타낸 추기형 광학 기록 매체(100)와 다른 것이다.
또한, 반사층(18)은 Al, Ag, Au의 단체 또는 합금 등을 사용하여, 스퍼터링법에 의해서 형성할 수 있다.
다음에, 본 발명의 추기형 광학 기록 매체에 관해서, 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
실시예 1
안내홈(12)이 형성된 폴리카보네이트로 제조된 지지체(10) 위에, 진공 증착법에 의해, 상기 화학식 2의 화합물(굴절률 2.3)의 기록층(14)을 막 두께 100nm로 형성시킨다.
이 화학식 2의 화합물의, 흡수 파장 계수 k의 파장 의존성을 도 3의 곡선 31로 나타내고, 굴절률 n의 파장 의존성을 곡선 32로 나타낸다.
흡수 계수의 최대 파장(λmax)은 370nm이다.
이 기록층(14) 위에 광 투과성 보호층(16)으로서, 지지체(10)와 동일한 크기의 두께 100μm의 폴리카보네이트로 제조된 투명한 접착 필름을 개재하여 접합시켜 보호층(16)을 형성하여 추기형 광학 기록 매체(100)를 제조한다.
이렇게 하여 제조한 추기형 광학 기록 매체(100)에, 405nm의 여기 파장을 갖는 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하고, 레이저 파워 3mW로 기록을 수행한 바, 기록층(14)에 피트(pit)가 형성된다.
광학계로서는, 대물 렌즈의 개구수 NA가 0.85인 것을 사용한다.
이하의 실시예, 비교예에 있어서도 동일하게 한다.
또한, 이 기록된 광학 기록 매체(100)의 판독을 광 투과성 보호층(16) 측에 레이저광을 조사하고, 기록시보다도 약한 레이저 파워 0.2mW로 수행하여, 1만회 반복하여 판독을 수행한다. 기록 직후의 CNR은 50.0dB이고, 1만회 반복하여 판독한 후의 CNR은 49.6dB로 기록 직후의 값과 달라지지 않았다.
실시예 2
안내홈(12)이 형성된 폴리카보네이트로 제조된 지지체(10) 위에, 진공 증착법에 의해, 상기 화학식 6의 화합물(굴절률 2.3)의 기록층(14)을 형성시킨다. 이 화학식 6의 화합물의 흡수 파장 피크(λmax)=360nm이고, 기록층 막 두께는 100nm로 한다.
이 기록층(14) 위에, 광 투과성 보호층(16)으로서, 지지체(10)와 동일한 크기의 두께 100μm의 폴리카보네이트로 제조된 투명한 접착 필름을 개재하여 접합시켜 보호층(16)을 형성하여 추기형 광학 기록 매체(100)를 제조한다.
이렇게 하여 제조한 추기형 광학 기록 매체(100)에, 405nm의 여기 파장을 갖는 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하고, 레이저 파워 3mW로 기록을 수행한 바, 기록층(14)에 피트가 형성된다.
또한, 이 기록된 광학 기록 매체(100)의 판독을, 광 투과성 보호층(16) 측에 레이저광을 조사하고, 기록시보다도 약한 레이저 파워 0.2mW로 수행하여, 1만회 반복 판독을 실시한다. 기록 직후의 CNR은 48.9dB이고, 1만회 반복 판독후의 CNR은 48.6dB로 거의 기록 직후의 값과 달라지지 않았다.
실시예 3
안내홈(12)이 형성된 폴리카보네이트로 제조된 지지체(10) 위에, 진공 증착법에 의해, 푸라렌(C60)의 기록층(14)(굴절률 2.5)을 형성시킨다. 이 푸라렌의 흡수 계수의 피크의 파장(λmax)=335nm이고, 기록층의 막 두께는 100nm로 한다.
기록층(14) 위에 광 투과성 보호층(16)으로서, 지지체(10)와 동일한 크기의 두께 100μm의 폴리카보네이트로 제조된 투명한 접착 필름을 개재하여 접합시켜 보호층(16)을 형성하여 추기형 광학 기록 매체(100)를 제조한다.
이렇게 하여 제조한 추기형 광학 기록 매체(100)에, 405nm의 여기 파장을 갖는 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하고, 레이저 파워 3mW로 기록을 수행한 바, 기록층(14)에 피트가 형성된다.
또한, 이 기록된 광학 기록 매체(100)의 판독을 광 투과성 보호층(16)측에서 레이저광을 조사하고, 기록시보다도 약한 레이저 파워 0.2mW로 수행하여, 1만회 반복하여 판독을 수행한다. 기록 직후의 CNR은 47.7dB이고, 1만회 반복 판독 후의 CNR은 47.3dB로 거의 기록 직후의 값과 달라지지 않았다.
실시예 4
안내홈(12)이 형성된 폴리카보네이트로 제조된 지지체(10) 위에, 진공 증착법에 의해, 상기 화학식 8의 화합물(굴절률 2.3)의 기록층(14)을 형성시킨다.
이 화학식 8의 화합물의 흡수 계수의 피크의 파장(λmax)=308nm이고, 기록층의 막두께는 100nm로 한다.
이 기록층(14) 위에, 광 투과성 보호층(16)으로서, 지지체(10)와 동일한 크기의 두께 100μm의 폴리카보네이트로 제조된 투명한 접착 필름을 개재하여 접합시켜 보호층(16)을 형성하여 추기형 광학 기록 매체(100)를 제조한다.
이렇게 하여 제조한 추기형 광학 기록 매체(100)에, 405nm의 여기 파장을 갖는 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하고, 레이저 파워 3mW로 기록을 수행한 바, 기록층(14)에 피트가 형성된다.
또한, 이 기록된 광학 기록 매체(100)의 판독을 광 투과성 보호층(16) 측에 레이저광을 조사하고, 기록시보다도 약한 레이저 파워 0.2mW로 수행하여, 1만회 반복하여 판독을 실시한다. 기록 직후의 CNR은 48.8dB이고, 1만회 반복 판독 후의 CNR은 48.3dB로 거의 기록 직후의 값과 달라지지 않았다.
비교예
안내홈(12)이 형성된 폴리카보네이트로 제조된 지지체(10) 위에, 스핀 피복법에 의해 하기 화학식 9의 화합물의 시아닌 색소의 기록층(14)을 형성시킨다.
이 화학식 9의 화합물의, 흡수 계수의 피크의 파장(λmax)=405nm이고, 기록층의 막 두께는 100nm로 한다.
이 기록층(14) 위에, 광 투과성 보호층(16)으로서, 지지체(10)와 동일한 크기의 두께 100μm의 폴리카보네이트로 제조된 투명한 접착 필름을 개재하여 접합시켜 보호층(16)을 형성하여 추기형 광학 기록 매체(100)를 제조한다.
이렇게 하여 제조한 추기형 광학 기록 매체(100)에, 405nm의 여기 파장을 갖는 레이저광을 광 투과성 보호층(16) 측에 조사하고, 레이저 파워 3mW로 기록을 수행한 바, 기록층(14)에 피트가 형성된다.
또한, 이 기록된 광학 기록 매체(100)의 판독을 광 투과성 보호층(16) 측에 레이저광을 조사하고, 기록시보다도 약한 레이저 파워 0.2mW로 수행하여, 1만회 반복 판독을 실시한다. 기록 직후의 CNR은 40.8dB이고, 1만회 반복 판독후의 CNR은 피트의 형상이 크게 변화하였기 때문에, 신호를 재생시킬 수 없다.
본 발명에 의하면, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 사용한 경우에 있어서, 레이저 빔 직경이 작게 되는 개구수 NA가 큰 광학계를 사용하여 기록 재생을 실시한 경우에 있어서도, 안정성이 높은 정보의 재생 및 기록이 가능하게 되어, 다수회 반복 판독을 실시한 경우에 있어서도, 기록층의 저하를 효과적으로 방지한 높은 신뢰성을 갖는 추기형 광학 기록 매체를 제공하는 것이 가능해진다.
인용 부호의 설명
(10) 지지체
(12) 안내홈
(14) 기록층
(16) 안내홈
(18) 반사층
(100), (200) 추기형 광학 기록 매체
본 발명의 추기형 광학 기록 매체는 지지체 위에 기록층과 당해 기록층 위에 광 투과성 보호층이 형성되어 이루어지고 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 광 투과성 보호층 면에 조사하여 신호의 기록과 재생을 수행하도록 이루어진 것으로, 기록층의 광학 흡수 계수가 최대로 되는 파장을 λmax로 할 때, λmax≤ 370nm임을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 사용한 경우에 있어서, 레이저 빔 직경이 작게 되는 개구수 NA가 큰 광학계를 사용하여 반복 판독을 수행하는 경우에 있어서도, 높은 안정성을 갖는 추기형 광학 기록 매체가 얻어진다.

Claims (6)

  1. 기록층과 광 투과성 보호층이 지지체 위에 순서대로 형성되어 있고 파장이 380 내지 450nm인 레이저광을 광 투과성 보호층 측에 조사하여 기록과 재생을 수행하는 추기형 광학 기록 매체(write-once optical record medium)에 있어서,
    기록층의 광학 흡수 계수가 최대로 되는 파장을 λmax로 할 때, λmax≤ 370nm임을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 기록층이 화학식 1의 화합물을 함유함을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
  3. 제1항에 있어서, 기록층이 화학식 5의 화합물을 함유함을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
    화학식 5
    위의 화학식 5에서,
    Ar5, Ar6, Ar7, Ar8, Ar9및 Ar10은 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
  4. 제1항에 있어서, 기록층이 Cn(여기서, n은 60 이상의 기하학적 구상 화합물을 형성할 수 있는 정수이다)을 함유하여 이루어짐을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서, Cn의 n이 60임을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서, 기록층이 화학식 7의 화합물을 함유함을 특징으로 하는 추기형 광학 기록 매체.
    화학식 7
    위의 화학식 7에서,
    Ar11, Ar12, Ar13및 Ar14는 각각 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 비페닐기이고, 동일하거나 상이할 수 있다.
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