KR20090032170A - 추기형 정보 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추기형 정보 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는, 정보의 추기는 가능하나 개서는 할 수 없는 추기형 정보 기록 매체에 있어서, 상기 정보 기록 매체의 기록층 재료는 Bi, Fe 및 N의 화합물로 구성된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는, 기판 및 상기 기판위에 형성되고, 입사된 기록용 광빔에 의해 정보가 기록되는 영역의 상변화가 발생하고 반사되는 광을 이용하여 정보를 재생하도록 하는 기록층을 포함하며, 상기 기록층은 Bi, Fe 및 N의 화합물을 그 구성재료로 한다.
상기와 같은 Bi-Fe-N 합금재료로서 기록층을 구성함으로써, 데이터의 기록 및 재생 특성이 우수한 정보 기록 매체를 제작할 수 있다.
추기형, 정보, 기록층, 지터, CNR

Description

추기형 정보 기록 매체{RECORDABLE INFORMATION RECORDING MEDIUM}
본 발명은 추기형 정보 기록 매체의 기록층 물질에 관한 것이다.
정보 기록 매체는 비접촉식으로 정보의 기록/재생을 수행하는 광픽업장치의 정보 저장 매체로서 이용된다. 이 정보 기록 매체는 그 기능에 따라, 재생 전용형(Read Only Memory : ROM type)과 1회에 한하여 기록이 가능한 추기형(Write Once Read Many type : WORM type) 및 기록 및 재기록이 자유로운 재기록 가능형(Rewritable type)으로 구분된다.
널리 알려진 바와 같이, ROM형 광디스크에서는 제조 단계에서 기판에 형성된 프리피트에 의해 정보가 기록되는 것이 매우 일반적이고, 재기록 가능형에서는 기록층의 재료로 상변화 재료를 사용하여 재료의 상변화에 기초한 광학 특성의 변화를 이용하여 정보를 기록하는 것이 일반적이다. 이에 반해, 상기 추기형 정보 기록 매체는 기록층의 재료로서 시아닌계 색소, 프타로시아닌계 색소, 아조 색소 등의 유기 색소를 사용하여 재료의 화학적 변화 및 물리적 변형이 수반됨에 기초한 광학 특성의 변화를 이용하여 정보를 기록하는 것이 일반적이다.
최근에는 HD(High Definition)급의 정보 기록 매체가 개발/적용되고 있으며, 이를 위해서는 현재보다 높은 정보 전송 속도를 필요로 하고, 고밀도 대용량의 저장 매체를 실현하기 위해서 개구율은 크고 파장이 짧은 레이저에 대응하는 저장 매체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나, 추기경 정보 기록 매체의 경우 매우 짧은 파장에 대응하기 위해서는 유기물질의 분자 골격 구조의 크기를 작게 하여야 하는데, 이는 흡수 계수와 굴절율을 감소시키는 문제점이 있다. 이를 위해서는 그루브(groove)의 깊이가 깊은 기판이 사용되어야 하는데, 이러한 특성의 기판은 결과적으로 제작된 정보 기록 매체의 양호한 특성을 어렵게 한다. 따라서, 파장이 짧은 레이저에 충분히 적용 가능한 유기물질의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 추기형 정보 기록 매체의 기록층의 재료 물질을 제안함으로써, 정보의 기록 및 재생 특성이 우수한 정보 기록 매체를 제안함을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 큰 개구율과 짧은 레이저 파장에 대응하기 위해서 정보 기록 매체의 기록층을 Bi-Fe-N의 화합물로 구성한다.
추기형 정보 기록 매체를 구성하는 기록층의 새로운 구성 물질을 제안함으로써, 정보의 기록 특성 및 재생 특성이 우수한 추기형 정보 기록 매체를 제공할 수 있다.
또한, 동일한 기록 레이저 파워를 인가해 종래의 추기형 정보 기록 매체에 비해 반송파대 잡음비(CNR)를 향상시키고, 지터 효과를 최소화할 수 있다.
본 발명은 추기형 정보 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는, 정보의 추기는 가능하나 개서는 할 수 없는 추기형 정보 기록 매체에 있어서, 상기 정보 기록 매체의 기록층 재료는 Bi, Fe 및 N의 화합물로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는, 기판; 및 상기 기판 위에 형성되고, 입사된 기록용 광빔에 의해 정보가 기록되는 영역에 상변화가 발생하고 반사되는 광을 이용하여 정보를 재생하도록 하는 기록층을 포함하며, 상기 기록층은 Bi, Fe 및 N의 화합물을 그 구성재료로 한다.
바람직하게, 상기 기록층은 (Bi1 - xFex)1-y Ny의 구성을 하고 있으며, 여기서 x는 0.001~0.6의 범위이고 y는 0.001~0.6의 범위이다.
바람직하게, 상기 기록층은 1개 이상이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 구조의 추기형 정보 기록 매체(10)를 도시한 개략적인 단면도이다.
도1a에 도시된 바와 같이, 단층 구조의 추기경 정보 기록 매체(10)는 기판(11)과 기판(11) 위에 순차적으로 반사층(12), 제1보호층(13), 기록층(14), 제2보호층(15) 및 커버층(16)이 적층된 구조를 형성한다.
상기 반사층(12)은 상기 커버층(16)을 투과하여 상기 기록층(14)에 입사된 광을 상기 커버층(16)쪽으로 반사시킨다.
상기 제1 및 제2 보호층(13,15)은 유전체막으로서, 상기 기록층(14)을 보호함과 아울러, 상기 기록층(14)에 대한 정보가 기록된 영역과 기록되지 않은 영역 사이의 굴절율을 크게 만든다.
상기 기록층(14)은 재생용 빔의 강도보다 큰 강도를 가지는 기록용 레이저 빔에 의해 1회 기록이 가능한 층이다. 상기 기록층(14)은 유기 물질 내지는 상변화 물질로 구성되는 것이 일반적이다.
그러나, 상기한 바와 같이 기록층의 구성 물질을 유기물로 하는 경우에 발생하는 문제점으로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체(10)는 상기 기록층(14)을 Bi(비스무스), Fe(철) 및 N(질소)의 화합물로 구성함을 특징으로 한다.
보다 구체적으로는, 상기 기록층(14)은 (Bi1 - xFex)1-y Ny의 구성을 하고 있으며, 여기서 x는 0.001~0.6의 범위이고 y는 0.001~0.6의 범위의 값을 가진다.
상기한 바와 같이, 추기형 정보 기록 매체(10)는 입사되는 광이 기록층의 구성 물질을 상변화시킴으로써 정보를 기록하고, 반사된 광을 이용하여 기록된 정보를 재생한다.
상기 상변화는 용해, 조성 변화, 확산, 결정 상태 변화, 산화, 환원 중 적어도 어느 하나 이상의 원인에 의해 상태가 변화하는 것이다.
상기 x 및 y의 범위는, 정보의 기록시에 사용되는 기록층 물질의 열적 특성과 정보의 재생시 사용되는 기록층 물질의 광학 특성 모두를 최적화할 수 있는 가장 적절한 비율이다.
상기 기판(11)은 약 1.1mm의 두께로 설정되고, 유리, 세라믹, 수지와 같은 재료를 사용할 수 있으며, 이들 중 성형이 용이한 수지를 사용하는 것이 바람직하 다. 또는 상기 기판(11)은, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타아크릴레이(PMMA), 비정질 폴리올레핀(APO) 등을 재료로 할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호층(13,15)은, 레이저 빔 조사 등의 에너지에 의해 광반사율들의 광학 특성이 변화되는 재료를 포함하여 구성되어 있으며, 특히 ZnS-SiO2로 이루어진 유전체를 구성되는 것이 바람직하다. 또는 SiOx, SiNx 등의 유전체 물질을 사용할 수도 있다.
상기 각 층의 구성 물질 및 각 층의 역할은 후술할 다층 구조의 추기형 정보 기록 매체에도 동일하게 적용할 수 있다.
도1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 추기형 정보 기록 매체(20)를 도시한 개략적인 단면도이다.
도1b는 4층 구조를 갖는 추기형 정보 기록 매체(20)를 예시적으로 도시하였다. 이러한 다층 구조는 정보 기록 매체에 있어 그 기록밀도를 높이기 위해서 구현된다.
도1b를 참조하면, 기판(21)과, 상기 기판(21) 위에 형성된 일층의 반사층(22)과, 상기 반사층(22) 위에 순차적으로 적층된 1층 내지 4층 구조(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)와, 그 위에 형성된 커버층(38)을 포함한다. 여기서, 1층 내지 4층 구조(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ) 사이 각각에는 스페이서(26,30,34)가 마련되어 있다. 그리고 1층 내지 4층 구조(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ) 각각은 순차적으로 형성된 제1 유전체층(23,27,31,35)과, 기록층(24,28,32,36) 및 제2유전체층(25,29,33,37)을 포함한 다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는 기록층이 1개 이상을 포함하며, 그 실시예로서 단층 구조의 정보 기록 매체(10), 다층 구조의 정보 기록 매체(20)를 각각 도1a 및 도1b에 도시하였다.
도1b와 같은 다층 구조에 포함된 각 기록층은 상기한 바와 같이 Bi,Fe 및 N의 화합물로 구성되어, 정보의 기록 밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 데이터의 기록 및 재생 특성이 우수한 정보 기록 매체를 형성할 수 있다.
이러한 정보 기록 매체에 대한 정보의 기록/재생은 광픽업장치를 통하여 비접촉식으로 이루어진다. 이 광픽업장치는 소정 파장의 레이저 광을 조사하는 광원과 상기 광원에서 조사된 광을 정보 기록 매체에 집속시키는 대물렌즈(OL), 정보 기록 매체에서 회절 반사된 광을 수광하여 오차 신호 및 정보 신호를 검출하는 광검출기(photo detector)를 포함한다.
여기서, 정보 기록 매체에 대해 정보의 기록/재생을 위한 광픽업장치의 실시예로는, 파장 300 내지 800 [nm]의 광을 조사하는 광원과, 개구수 약 0.6 내지 0.85를 가지는 대물렌즈가 사용된다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체의 기록 레이저의 파워 변화에 따른 CNR(Carrier to Noise Ratio)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도2에서 A는 기록층의 재료를 Bi-Fe-N을 사용한 경우를 나타낸 것이고, B는 기록층의 재료를 종래와 같이 Si와 금속 합금 물질의 2층 구조를 사용한 경우를 나타낸 것이다.
도2에 도시된 바와 같이, 동일한 파워를 가한 경우에 있어서, A의 경우가 B의 경우보다 더 높은 CNR 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
예컨대, 45dB의 CNR 값을 산출하기 위해서, 종래의 기록층 구조에는 6mW의 파워를 가해야 하지만, 본 발명의 실시예예 따른 추기형 정보 기록 매체에는 5mW의 파워만 인가하면 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 종래의 추기형 정보 기록 매체가 45dB의 CNR 값을 갖도록 하는 파워인 6mW에서 본 발명의 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체는 약 50dB 이상의 CNR 값을 갖는다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체의 기록 레이저의 파워 변화에 따른 지터(Jitter)의 변화를 나타낸 그래프이다.
상기 지터(Jitter)는, 일반적으로 신호에서 파동의 일부 양상이 일탈하거나 변위되는 것을 말한다. 이러한 지터 현상으로 인해 잡음이 발생하고, 이는 시스템에 나쁜 영향을 미치게 된다.
도3에서 A는 기록층의 재료를 Bi-Fe-N을 사용한 경우를 나타낸 것이고, B는 기록층의 재료를 종래와 같이 Si와 금속 합금 물질의 2층 구조를 사용한 경우를 나타낸 것이다.
도3에 도시된 바와 같이, A 및 B의 경우 모두 기록 레이저의 파워를 증가시키면, 지터 값은 감소하여 최소값에 이르고 다시 증가하는 양상을 보인다.
A의 경우 기록 레이저 파워 값이 7mW 일 때 지터 값은 8.5%로서 최소값을 나타내고, B의 경우 기록 레이저 파워 값이 9mW 일 때 지터 값은 8.8%의 최소값을 나타낸다. 즉, 지터의 최소값은 A의 경우가 B의 경우보다 0.3% 정도 낮은 값을 나타 내며, 이때의 지터 최소값을 나타내는 기록 레이저의 파워는 A의 경우가 2mW 정도 낮음을 알 수 있다.
이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체의 기록층이 종래의 기록층 구조에 비해서, 열 전도율이 상대적으로 낮아 기록을 위해 입사된 레이저에 의한 기록막 온도 상승이 쉬어, 좀더 낮은 기록 레이저 파워에서 정밀한 기록이 가능하기 때문이다.
상기 도2 및 도3에 도시된 그래프는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체를 사용하고, 정보 기록에 사용하는 레이저 빔의 파장을 청색 파장(405nm)을 사용하였으며, 대물렌즈의 개구수를 0.85로 설정하여 도출한 것이다.
그러나, 상기 레이저 빔의 파장 및 대물렌즈의 개구수는 예시적인 것이며, 다른 범위의 파장 및 개구수를 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이제까지 본 발명에 대해서 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상이 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다.
여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 구조의 추기형 정보 기록 매체를 도시한 개략적인 단면도.
도1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 추기형 정보 기록 매체를 도시한 개략적인 단면도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체의 기록 레이저의 파워 변화에 따른 CNR의 변화를 나타낸 그래프.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추기형 정보 기록 매체의 기록 레이저의 파워 변화에 따른 지터의 변화를 나타낸 그래프.

Claims (6)

  1. 정보의 추기는 가능하나 개서는 할 수 없는 추기형 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 정보 기록 매체의 기록층 재료는 Bi, Fe 및 N의 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기록층은 (Bi1 - xFex)1-y Ny의 구성을 하고 있으며, 여기서 x는 0.001~0.6의 범위이고 y는 0.001~0.6의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기록층의 개수가 1개 이상인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체.
  4. 기판; 및
    상기 기판 위에 형성되고, 입사된 기록용 광빔에 의해 정보가 기록되는 영역에 상변화가 발생하고 반사되는 광을 이용하여 정보를 재생하도록 하는 기록층을 포함하며, 상기 기록층은 Bi, Fe 및 N의 화합물을 그 구성재료로 하는 것을 특징으 로 하는 추기형 정보 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기록층은 (Bi1 - xFex)1-y Ny의 구성을 하고 있으며, 여기서 x는 0.001~0.6의 범위이고 y는 0.001~0.6의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기록층의 개수가 1개 이상인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체.
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