KR20090087508A - 광 기록용 재료, 광 기록 매체, 및 광 기록 매체의 기록 재생 방법 - Google Patents

광 기록용 재료, 광 기록 매체, 및 광 기록 매체의 기록 재생 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단면 1층 광 기록 매체, 및 제1 기록층 및 제2 기록층을 갖는 단면 2층 광 기록 매체 모두에 있어서, 고속 기록시에도 우수한 기록 신호 특성을 얻을 수 있어 내구성이 우수한 광 기록용 재료를 제공한다. 상기 광 기록용 재료는 특정 구조를 갖는 시아닌 화합물 및 스쿠아릴륨 화합물을 광 기록층용 염료로서 함유한다.

Description

광 기록용 재료, 광 기록 매체, 및 광 기록 매체의 기록 재생 방법{OPTICAL RECORDING MATERIAL, OPTICAL RECORDING MEDIUM, AND RECORDING AND REPRODUCING METHOD OF OPTICAL RECORDING MEDIUM}
본 발명은 광 기록 분야에 사용될 수 있는 광 기록용 재료, 상기 광 기록용 재료를 사용하는 광 기록 매체, 및 상기 광 기록 매체의 기록 재생 방법에 관한 것이며, 특히 시아닌 화합물 및 스쿠아릴륨(squarylium) 화합물 재료를 사용하는 광 기록용 재료에 관한 것이다.
재생 전용 DVD(디지털 범용 디스크)와 같은 광 기록 매체 외에, 기록 가능 DVD(DVD+RW, DVD+R, DVD-RW, DVD-RAM 등)이 실용화되어 있다.
DVD+R, DVD+RW 등은 종래의 기록 가능 CD-R 및 기록 가능 CD-RW(기록 가능 컴팩트 디스크) 기술의 연장 상에 위치하고 있다. 그러나, 재생 전용 DVD와의 재생 호환성을 확보하기 위해, 기록 밀도[트랙 피치(track pitch), 신호 마크 길이] 및 이의 기판 두께 등을 CD 조건으로부터 DVD 조건에 맞을 수 있도록 DVD+R 및 DVD+RW를 설계하고 있다. 예컨대, DVD+R은 CD-R과 유사하게 기판 상에 기록층을 형성시키고 상기 기록층 상에 반사층을 형성시킨 정보 기록용 기판을 정보 기록용 기판과 동일한 형상의 다른 기판과 적층하여 제조한다. 기록층에는 유기 염료계 재료가 사 용된다.
CD-R의 특성 중 하나는 CD 기준을 만족시키는 고반사율(65%)을 갖는다는 것이다. 상기 언급한 구성으로 고반사율을 얻기 위해서는, 기록층이 기록 재생 광의 파장으로 특정 복소 굴절율을 만족시킬 필요가 있다. CD-R의 기록층에 유기 염료계 재료를 사용하는 이유는 유기 염료계 재료의 광 흡수 특성이 무기 재료보다 더욱 적절하기 때문이다. 광 흡수 특성은 DVD에서도 요구된다.
또한, 재생 전용 DVD 분야에서는, 기록 용량을 증가시키기 위해 2층의 기록층을 갖는 재생 전용 DVD가 제안되어 있다. 예컨대, 도 1은 2개의 기록층을 갖는 DVD 구조를 도시하는 단면도이다. 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은 자외선 경화형 수지로 형성된 중간층(105)을 그 사이에 끼워 서로 적층하고 있다. 제1 기판(101)의 내면에는 제1 기록층(103)이 형성되어 있고, 제2 기판(102)의 내면에는 제2 기록층(104)이 형성되어 있다. 제1 기록층(103)은 반투명막으로서 형성되어 있고, 유전체 막 등을 이용하여 형성되어 있다. 제2 기록층은 반사막으로서 형성되어 있고, 금속막으로 형성되어 있다. 제1 기록층(103)의 표면 상에는, 요철형 기록 마크가 형성되어, 재생 레이저 광을 반사 및 간섭하는 효과에 의해 기록 신호를 판독한다. 도 1에 도시된 DVD에서는 2개의 기록층으로부터 기록을 판독하여, 최대 약 8.5 GB의 기억 용량을 얻을 수 있다.
여기서, 제1 기판(101)의 두께 및 제2 기판(102)의 두께는 각각 약 0.6 ㎜이며, 중간층(105)의 두께는 약 50 ㎛이다. 반투명 막으로서 작용하는 제1 기록층(103)은 반사율이 약 30%가 되도록 형성되어 있고, 제2 기록층(104)을 재생하기 위해 조사되는 레이저 광은 제1 기록층(103)에서 전체 광량의 약 30%가 반사되어 감쇠된다. 그 다음, 레이저 광은 제2 기록층(104)의 반사막에서 반사되어, 제1 기록층(103)에서 더 감쇠된 후, 광 기록 매체로부터 출사된다. 그 다음, 재생 광으로서의 레이저 광을 제1 기록층 또는 제2 기록층 상에 초점이 위치하고 반사광을 검출함으로써 각각의 기록층에 저장된 신호를 재생할 수 있다. DVD의 경우, 기록 재생 레이저 광의 파장은 약 650 ㎚이다.
재생 전용 DVD와 유사하게, 기록 가능 DVD에서, 단면 2층형 기록 재생 방법에 기초한 광 기록 매체로서 DVD+R 및 DVD-R이 검토되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
그러나, 최근의 고속 기록 시스템의 개발에 따라, 높은 선속도에서의 기록에 적절한 디스크 성능이 필요하지만, 종래의 기록 매체는 이 요구에 대응하기 어렵다.
즉, DVD의 단면 1층 기록 매체는 3.49 m/s의 표준 기록/재생 선속도를 달성하기 위해 설정되어 있고, DVD의 단면 2층 기록 매체는 3.83 m/s의 표준 기록/재생 선속도를 달성하기 위해 설정되어 있다. 최근, 이들 표준 선속도보다 12 내지 18 배 높은 기록 선속도를 달성하기 위한 대응이 필요하다. 안타깝게도, 이러한 높은 선속도 조건 하에서, 기록 마크의 열 간섭이 용이하게 발생하며, 신호 지터(jitter)가 증가한다.
상기 이외에, 단면 2층 광 기록 매체는 이것이 단면 2층 광 기록 매체라 할지라도 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 종래의 단면 1층 기록 매체에 비해 충분한 기록 속도 및 충분한 기록 감도를 얻을 수 없다는 문제가 있다.
그 이유는, 단면 2층 기록 재생형 광 기록 매체는 2개의 기록층을 갖기 때문에, 광학 픽업으로부터 최외 위치에 배치된 기록층에 레이저 광의 초점을 맞추어 기록 레이저 광을 조사하여 신호를 재기록할 때, 레이저 광이 제1 기록층에서 감쇠되어 제2 기록층에 신호를 기록하는 데에 필요한 광 흡수 및 광 반사 모두를 얻기 어렵기 때문이다.
특히 제2 기록층에 대해서는, 기존의 CD-R 및 DVD+R과는 상이한 층 구성을 갖기 때문에 기록 마크의 형성이 어렵다는 문제가 있다. 기존의 단층 기록 재생 매체에서는, 매체의 광 입사측으로부터 보았을 때 기판, 염료층, 반사층 및 보호층의 순서로 형성된다. 그러나, 2층 기록 재생 매체 내 제2 기록층 상에는, 광 입사층으로부터 보았을 때(제1 기록층에 광 투과된 레이저 광으로부터 보았을 때) 적층층, (유기 보호층), 기록층, 반사층 및 기판의 순서로 형성된다. 따라서, 2층 기록 재생 매체와 CD-R 등의 사이에서 제2 기록층(인접층) 상의 기록 마크 형성의 주위 환경이 상이하다. 이러한 이유로, 기록 선속도가 높은 경우 기록 마크 형성의 제어가 어렵고, DVD 시스템에 이용될 수 있는 변조도 및 지터와 같은 기록 재생 특성이 잘 얻어지지 않는다.
한편, DVD 기록층용 염료 재료로서, 시아닌 염료, 아조 염료, 스쿠아릴륨 염료 등이 실용화되어 왔다. 이들 재료 중에서, 고속 기록 성능에 적절한 염료 재료로서, 시아닌 염료가 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3 참조). 그러나, 시아닌 염료는 실용적인 내구성의 확보가 불가능하다. 즉, 시아닌 염료는 80℃-80% RH와 같은 고온 및 고습 환경 하에서의 디스크 내구성 시험에서 데이터를 유지하기가 어렵다. 따라서, 내구성이 우수하여 표준 기록 속도보다 12 내지 18 배 높은 기록 속도에서도 우수한 신호 특성을 얻을 수 있는 단면 1층 광 기록 매체를 즉시 개발하고, 단면 2층 기록 재생형 광 기록 매체를 개발할 것이 요망되는 것이 현상황이다.
특허 문헌 1 일본 특허 출원 공개(JP-A) 제2006-44241호
특허 문헌 2 일본 특허(JP-B) 제3698708호
특허 문헌 3 일본 특허 출원 공개(JP-A) 제2005-205874호
발명의 개시
본 발명은 현 상황을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 종래의 문제를 해결하고 하기 목적을 달성하는 것이다. 즉, 본 발명은 단면 1층 광 기록 매체, 및 제1 기록층 및 제2 기록층을 갖는 단면 2층 광 기록 매체에 있어서, 고속 기록에서도 우수한 신호 기록 특성을 얻을 수 있고 내구성이 우수한 광 기록용 재료, 상기 광 기록용 재료를 사용하는 광 기록 매체, 및 상기 광 기록 매체를 이용하는 광 기록 매체의 기록 재생 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 언급한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 특정 구조를 갖는 시아닌 화합물("시아닌 염료"로 지칭할 수 있음) 및 스쿠아릴륨 화합물을 기록층에 사용되는 염료료서 사용함으로써, 645 내지 675 ㎚의 파장 범위를 갖는 레이저를 이용하는 DVD 광 기록 디스크 시스템으로서 유용하고 개선된 광학 특성을 갖는 광 기록 매체를 얻을 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이 발견에 기초한 것이다.
즉, 본 발명은 하기 (1) 내지 (13)에 기재된 바의 광 기록용 재료, 광 기록 매체 및 광 기록 매체의 기록 재생 방법으로 구성된다.
(1) 하기 화학식 A로 표시되는 시아닌 화합물 및 하기 화학식 I로 표시되는 스쿠아릴륨 화합물을 포함하는 광 기록용 재료:
Figure 112009042044557-PCT00001
Figure 112009042044557-PCT00002
상기 화학식들에서,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기를 나타내고;
R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 복소환 기를 나타내며;
Q는 배위능을 갖는 금속 원자를 나타내고;
q는 2 또는 3의 정수이며;
R3 및 R4는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, R3 및 R4는 서로 결합하여 지환식 탄화수소 고리 또는 복소환 고리를 형성할 수 있고;
R5는 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내며;
R6은 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 니트로기, 시아노기 또는 치환기를 가질 수 있는 알콕시기를 나타내고;
p는 0 내지 4의 정수이며, 여기서 p가 2 내지 4의 정수인 경우, 각각의 R6은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 또한 2개의 인접 R6은 2개의 인접 탄소 원자에 결합하여 치환기를 가질 수 있는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 시아닌 화합물(A)과 스쿠아릴륨 화합물(I)의 혼합 비율(A/I)은 중량 비로 10/90 내지 70/30인 것인 광 기록용 재료.
(3) 상기 (1)에 있어서, Q는 알루미늄인 것인 광 기록용 재료.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, R1은 페닐기이고, R2는 비치환 또는 할로겐 치환 알킬기인 것인 광 기록용 재료.
(5) 상기 (4)에 있어서, R2는 트리플루오로메틸기인 것인 광 기록용 재료.
(6) 상기 (4)에 있어서, R2는 분지쇄를 갖는 알킬기인 것인 광 기록용 재료.
(7) 상기 (6)에 있어서, R2는 이소프로필기인 것인 광 기록용 재료.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, R3 및 R4는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있고, 각각 치환기를 가질 수 있는 벤질기인 것인 광 기록용 재료.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, R5는 벤질기인 것인 광 기록용 재료.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, R6은 벤젠 고리와 함께 형성된 나프틸기인 것인 광 기록용 재료.
(11) 기판, 및 상기 기판 상에 형성된, 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나의 광 기록용 재료를 포함하는 광 기록 매체.
(12) 상기 (11)에 있어서, 기록층은 포르마잔(formazan) 킬레이트 화합물을 더 포함하는 것인 광 기록 매체.
(13) 상기 (11)의 광 기록 매체에 580 내지 720 ㎚의 기록 파장을 갖는 레이저 광을 기판 표면측에서 조사하여 신호 정보의 기록 및 재생 중 어느 하나를 수행하는 것을 포함하는, 광 기록 매체의 기록 재생 방법.
본 발명은 상기 언급한 종래의 문제를 해결할 수 있고 내구성이 우수하며 우수한 기록 신호 특성을 얻을 수 있는 단면 1층 광 기록 매체 단면 2층 광 기록 매체를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 광 기록 매체의 층 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 기록층에 사용되는 염료의 흡수 스펙트럼과 기록 재생 파장의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 광 기록 매체의 제1 정보층의 층 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 광 기록 매체의 제2 정보층의 층 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 광 기록 매체의 층 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 광 기록 매체의 다른 층 구성의 일례를 도시하는 도면이 다.
도 7은 실시예 2 및 비교예 1 및 2의 신호 평가 결과(8 배 속도에서 기록시 지터의 기록 파워에 대한 의존성)를 도시하는 그래프이다.
도 8은 실시예 9의 신호 평가 결과(16 배 속도에서 기록시 지터의 기록 파워에 대한 의존성)를 도시하는 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 광 기록 매체는 단면 1층 기록 매체로서 기판, 및 기판 상에 유기 염료를 함유하는 기록층을 가지며, 필요에 따라 반사층 및 보호층을 더 갖는다.
또한, 본 발명의 광 기록 매체는 중간층을 개재하여 단면 2층 광 기록 매체로서 제1 정보층 및 제2 정보층을 가지며, 필요에 따라 다른 층을 더 갖는다.
본 발명의 광 기록 매체의 제1 구체예에 따른 제1 정보층은 제1 기판, 및 제1 기판 상에 형성된 반사막으로 구성된 재생 전용 제1 기록층을 가지며, 필요에 따라 다른 층을 더 갖는다.
본 발명의 제2 구체예에 따른 제1 정보층은 제1 기판, 및 상기 제1 기판 상에 적어도 유기 염료를 함유하는 제1 기록층 및 제1 반사층(반투명층)을 가지며(이 순서로 형성됨), 필요에 따라 보호층, 언더코트층(undercoat layer), 하드코트층(hardcoat layer)과 같은 다른 층을 더 갖는다.
즉, 제1 정보층은 반사층이 반투명인 것을 제외하고는, 단면 1층 기록 매체와 동일한 층 구성을 갖는다.
또한, 제2 정보층은 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 적어도 반사층, 유기 염 료를 함유하는 제2 기록층 및 보호층을 가지며(이 순서로 형성됨), 필요에 따라 보호층, 언더코트층, 하드코트층과 같은 다른 층을 더 갖는다.
광 기록 매체에 580 내지 720 ㎚의 기록 파장을 갖는 레이저 광을 제1 기판 표면측으로부터 조사하여 제1 기록층 및 제2 기록층에 저장된 신호 정보를 기록 및 재생하는 것 중 적어도 어느 하나를 수행한다.
여기서, 제1 기록층 및 제2 기록층을 갖는 2층 광 기록 매체에 있어서, 제1 기록층 및 반사층(또는 제2 반사층)에서 감쇠된 재생 광으로 제2 기록층 상에 기록 마크를 형성시키는 경우, 2층 ROM(DVD-ROM 등)에서의 광 감쇠에 비해 제1 기록층에 흡수된 빛의 양에 의해 더욱 많은 광 감쇠가 유도된다. 그 결과, 제2 기록층에서는 높은 기록 감도가 거의 얻어지지 않는다. 또한, 제2 기록층에서는 광학 수차(optical aberration)로 인해 포커스 오프셋(focus offset)이 용이하게 발생하고, 기록 마크가 넓어지며, 이로 인해 인접 트랙 사이에서 크로스톡(cross-talk)이 증가하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 제2 기판의 홈 형상이 크로스톡 증가를 발생시킨다. 즉, 볼록부의 극성을 입사면측에서 보았을 때 제2 기록층의 오목부의 극성에 맞추기 위해 조정할 경우, 홈간부(inter-groove portion)(볼록부)에 기록 마크가 형성되어, 홈에 의해 기록 마크가 넓어지는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 없다. 제2 기록층 상에 홈간부에 기록 마크가 형성되는 경우, 제2 기록층의 주요 반사면은 기록층과 반사층(또는 제2 반사층) 사이의 계면이 되어, 제1 기록층과 유사한 반사율을 얻기 위해서는, 제1 기판의 홈 깊이보다 제2 기록층의 홈 깊이를 얕게 할 필요가 있다. 이에 따라, 제2 기록층 상에서 크로스톡이 증가하는 경향이 있다. 이러한 이유로, 특히 높은 선속도(15 m/s 이상)로 기록하는 경우, 높은 파워가 필요하고, 기록 마크가 넓어져서 지터 값이 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 있어서, 제2 기록층의 기록 감도를 증가시키고 기록 마크가 넓어지는 것을 회피하면서 우수한 신호 특성을 얻기 위해, (i) 제2 기록층이 하기 특정 구조 A를 갖는 시아닌 화합물["시아닌 화합물(A)"로 지칭할 수 있음] 및 스쿠아릴륨 화합물(I)로부터 선택되는 1종 이상을 함유하고, (ii) 열 변형을 방지하기 위해 변형 방지층으로서 제2 기록층과 접촉하여 보호층을 형성하고, 또한 (iii) 제2 기록층으로부터 고반사율을 얻기 위해 제2 기판 상에 형성된 안내 홈(guide groove)의 깊이를 최적화하는 것이 바람직하다.
상기 기록층은 시아닌 화합물(A) 및 화학식 I로 표시되는 스쿠아릴륨 화합물["스쿠아릴륨 화합물(I)"로 지칭할 수 있음]로부터 선택되는 1종 이상을 함유한다:
화학식 A
Figure 112009042044557-PCT00003
상기 시아닌 화합물(A)에서, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기를 나타낸다. 시아닌 화합물(A)에서, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 바람직하게는 10 개 이하의 탄소 원자를 가지며, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이다. 탄소 원자의 수가 증가할 경우, 열 분해 온도가 감소하여 내구성이 감소한다. 한편, 탄소 원자의 수가 감소하는 경우, 코팅 용매 중 용해도가 감소하여 스핀 코팅에 의해 막을 형성하기 어려워진다.
시아닌 화합물(A) 중에서, 하기 시아닌 화합물(A')이 더욱 바람직하다:
화학식 A'
Figure 112009042044557-PCT00004
스쿠아릴륨 화합물 중에서, 인돌리늄기의 3 위치에 벤질기를 갖는 알루미늄 착체가 형성된 스쿠아릴륨 화합물이 크로스톡을 덜 발생시키기 때문에 특히 바람직하다.
화학식 I에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각 각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 복소환 기를 나타내며;
Q는 배위능을 갖는 금속 원자를 나타내고;
q는 2 또는 3의 정수이며;
R3 및 R4는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, R3 및 R4는 서로 결합하여 지환식 탄화수소 고리 또는 복소환 고리를 형성할 수 있고;
R5는 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내며;
R6은 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 니트로기, 시아노기 또는 치환기를 가질 수 있는 알콕시기를 나타내고;
p는 0 내지 4의 정수이며, p가 2 내지 4의 정수인 경우, 각각의 R6은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 또한 2개의 인접 R6은 2개의 인접 탄소 원자에 결합하여 치환기를 가질 수 있는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
또한, Q는 바람직하게는 알루미늄이다.
그리고, R1은 페닐기이고, R2는 바람직하게는 비치환 또는 할로겐 치환 알킬기이다.
R2가 분지쇄를 갖는 알킬기인 것이 또한 바람직하다.
또한, R2가 트리플루오로메틸기 또는 이소프로필기인 것이 더욱 바람직하다.
또한, R3 및 R4 각각은 바람직하게는 비치환 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 벤질기이다.
또한, R6은 바람직하게는 벤젠 고리와 함께 형성된 나프틸기이다.
여기서, 화학식 I의 비치환기의 정의에 있어서, 알킬기 및 알콕시기 내 알킬 부분에 대해서는, 1 내지 6 개의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄소 원자를 각각 갖는 알킬기, 및 3 내지 8 개의 탄소 원자를 각각 갖는 환식 알킬기가 예시된다. 이의 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, tert-펜틸기, 헥실기, 시클로프로필기, 시클로헵틸기 및 시클로옥틸기가 있다.
아랄킬기는 바람직하게는 7 내지 19 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 7 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는다. 이의 예로는 벤질기, 페네틸기, 페닐프로필기 및 나프틸메틸기가 있다.
아릴기는 바람직하게는 6 내지 18 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 14 개의 탄소 원자를 갖는다. 이의 예로는 페닐기, 나프틸기, 안트릴기 및 아줄 레닐기가 있다.
할로겐 원자의 예로는 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자 및 요오드 원자가 있다.
배위능을 갖는 금속 원자 M의 예로는 알루미늄, 아연, 구리, 철, 니켈, 크롬, 코발트, 망간, 이리듐, 바나듐 및 티타늄이 있다. 이들 중에서, 알루미늄을 사용시 광 기록 매체가 우수한 광학 특성을 나타낸다는 점에서 알루미늄이 특히 바람직하다.
인접 탄소 원자에 결합된 2개의 인접 R6에 의해 형성된 방향족 고리는 바람직하게는 6 내지 14 개의 탄소 원자를 갖는다. 이의 예로는 벤젠 고리 및 나프탈렌 고리가 있다.
복소환 기 내 복소환 고리의 예로는 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자에서 선택되는 1 이상의 원자를 포함하는 5 또는 6원 단환식 방향족 및 지환식 복소환 고리; 3 내지 8 원 고리가 축합된 이환식 또는 삼환식 질소 원자; 및 산소 원자 및 황 원자에서 선택되는 1 이상의 원자를 포함하는 축합 또는 지환식 복소환 고리가 있다. 이의 특정 에로는 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 프탈라진 고리, 퀴나졸린 고리, 퀴녹살린 고리, 나프틸리딘 고리, 신놀린 고리, 피롤 고리, 피라졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 테트라졸 고리, 티오펜 고리, 푸란 고리, 티아졸 고리, 옥사졸 고리, 인돌 고리, 이소인돌 고리, 인다졸 고리, 벤즈이미다졸 고리, 벤조트리아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 푸린 고리, 카르바졸 고리, 피롤리딘 고리, 피페리딘 고리, 피페라진 고리, 모르폴린 고리, 티오모르폴린 고리, 호모피페리딘 고리, 테트라히드로피리딘 고리, 테트라히드로퀴놀린 고리, 테트라히드로이소퀴놀린 고리, 테트라히드로푸란 고리, 테트라히드로피란 고리, 디히드로벤조푸란 고리 및 테트라히드로카르바졸 고리가 있다.
아랄킬기, 아릴기, 알콕시기, 복소환 기, 및 인접 탄소 원자에 결합된 2개의 인접 R6에 의해 형성된 방향족 고리의 치환기로는, 바람직하게는 6 내지 14 개의 탄소 원자를 가지며 각각이 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있는 1 내지 5 개의 치환기가 예시된다. 이의 구체예로는 히드록실기, 카르복실기, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 니트로기, 및 비치환 또는 치환 아미노기가 있다. 할로겐 원자, 알킬기 및 알콕시기의 예는 상기 기재한 것과 동일하다.
알킬기의 치환기로는, 각각이 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있는 1 내지 3개의 치환기가 예시된다. 이의 구체예로는 히드록실기, 카르복실기, 할로겐 원자 및 알콕시기가 있다. 할로겐 원자 및 알콕시기의 예는 상기 기재한 것과 동일하다.
아미노기의 치환기의 예로는 각각이 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있는 1 내지 2 개의 알킬기가 있다. 알킬기의 예는 상기 기재한 것과 동일하다.
화학식 I로 표시되는 스쿠아릴륨 화합물은 WO02/50190에 기재된 통상적인 제조 방법에 따라 제조할 수 있다.
스쿠아릴륨 화합물의 구체예를 하기 표 1에 나타낸다. 하기 표 1에서, Ph는 페닐기를 나타내고, CF3은 트리플루오로메틸기를 나타내며, CH3은 메틸기를 나타내고, t-Bu은 3차 부틸기를 나타내며, i-Pr은 이소프로필기를 나타내고, 시클로헥실은 R4에 결합된 R3으로 형성된 6원 고리를 나타낸다.
Figure 112009042044557-PCT00005
<No. 1>
Figure 112009042044557-PCT00006
<No. 8>
Figure 112009042044557-PCT00007
<No. 11>
Figure 112009042044557-PCT00008
시아닌 염료(A)와 스쿠아릴륨 화합물(I)의 혼합 비율(A/I)은 중량 비로 10/90 내지 70/30이다.
시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)은 바람직하게는 광 기록용 재료 중에 50 중량% 이상 함유된다.
시아닌 화합물(A)의 첨가량이 혼합 비율로 10%보다 적으면, 고속 기록 특성(16 배 속도의 기록시 지터 및 기록 감도)가 저하될 수 있고, 70%를 초과하면, 반사율 및 내구성이 저하할 수 있다.
또한, 기록층에는 내광제를 혼합하는 것이 바람직하다. 이러한 내광 재료의 예로는 포르마잔 금속 킬레이트 착체, 아조 화합물, 디임모늄(diimmonium) 화합물, 비스티올 금속 착체 및 니트로소 화합물이 있다.
특히, 하기 화학식 II 또는 화학식 III으로 표시되는 포르마잔 화합물 및 금속으로 구성되는 금속 착체가 기록층에 형성된 포르마잔 금속 킬레이트 화합물을 첨가하는 것이 바람직한데, 이는 광 기록 매체의 저장 안정성이 개선되기 때문이다:
Figure 112009042044557-PCT00009
Figure 112009042044557-PCT00010
상기 화학식들에서, 고리 A, 고리 B 및 고리 C는 각각 비치환 또는 치환 질소 함유 5원 또는 질소 함유 6원 고리를 나타내고; Z, Z1 및 Z2는 각각 고리 A, 고리 B 및 고리 C를 제공할 수 있는 원자군을 나타낸다. 이들 원자군은 탄소 원자 외에 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 헤테로 원자의 예로는 질소 원자(-N-), 황 원자(-S-), 산소 원자(-O-) 및 셀레늄 원자(-Se-)가 있다.
고리 A, 고리 B 및 고리 C 각각에는, 다른 고리 D가 결합할 수 있다. 이 경우 고리 D는 탄소 고리 외에 복소환 고리를 포함할 수 있다. 탄소 고리의 경우, 탄소 고리를 구성하는 탄소 원자의 수는 바람직하게는 6 내지 20 개, 더욱 바람직하게는 6 내지 10 개이다. 이의 구체예로는 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 및 시클로헥산 고리가 있다. 한편, 복소환 고리의 경우, 복소환 고리를 구성하는 원자의 수는 바람직하게는 5 내지 20 개, 더욱 바람직하게는 5 내지 14 개이다. 이의 구체예로는 피롤리딘 고리, 티아졸 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 피라졸 고리, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 퀴놀린 고리, 인돌린 고리 및 카르바졸 고리가 있다.
고리 A, 고리 B 및 고리 C의 구체예로는 티아졸 고리, 이미다졸 고리, 티아디아졸 고리, 옥사졸 고리, 트리아졸 고리, 피라졸 고리, 옥사디아졸 고리, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리 및 트리아진 고리가 있다.
고리 A, 고리 B 및 고리 C에 결합하는 치환기의 구체예로는 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 히드록실기, 카르복실기, 아미노기, 카르바모일기, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 복소환 기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기, 치환기를 가질 수 있는 알킬티오기, 치환기를 가질 수 있는 아릴티오기, 치환기를 가질 수 있는 알킬아미노기, 치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시카르보닐기, 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시카르보닐기, 치환기를 가질 수 있는 알킬카르복스아미드기, 치환기를 가질 수 있는 아릴카르복스아미드기, 치환기를 가질 수 있는 알킬카르바모일기, 치환기를 가질 수 있는 아릴카르바모일기, 치환기를 가질 수 있는 알케닐기 및 치환기를 가질 수 있는 알킬설파모일기가 있다.
화학식 II 및 III에 있어서, A, A1 및 A2는 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알킬카르보닐기, 치 환기를 가질 수 있는 아릴카르보닐기, 치환기를 가질 수 있는 알케닐기, 치환기를 가질 수 있는 복소환 기 또는 치환기를 가질 수 있는 알콕시카르보닐기를 나타낸다. 이 경우 알킬기 및 알케닐기는 쇄형의 것 및 환형의 것을 포함한다. 알킬기 및 알케닐기는 쇄형의 것 및 환형의 것을 포함한다. 알킬기내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 1 내지 15 개, 더욱 바람직하게는 1 내지 8 개이다. 알케닐기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 2 내지 8 개, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 개이다.
화학식 II에 있어서, B는 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 알케닐기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다. 이 경우 알킬기 및 알케닐기는 쇄형의 것 및 환형의 것을 포함한다. 알킬기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 1 내지 15 개, 더욱 바람직하게는 1 내지 8 개이다. 알케닐기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 2 내지 8 개, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 개이다. 아릴기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 6 내지 18 개, 더욱 바람직하게는 6 내지 14 개이다.
화학식 III에 있어서, B1 및 B2는 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬렌기, 치환기를 가질 수 있는 알케닐렌기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴렌기를 나타낸다. 이 경우 알킬기 및 알케닐렌기는 쇄형의 것 및 환형의 것을 포함한다. 알킬렌기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 1 내지 15 개, 더욱 바람직하게는 1 내지 8 개이다. 알킬렌기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 2 내지 8 개, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 개이다. 알릴렌기 내 탄소 원자의 수는 바람직하게는 6 내지 18 개, 더욱 바람직하게는 6 내지 14 개이다.
알킬기 각각은 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는다. 이의 구체예는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기 및 n-데실기와 같은 직쇄형 알킬기, 이소부틸기, 이소아밀기, 2-메틸부틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 4-메틸펜틸기, 2-에틸부틸기, 2-메틸헥실기, 3-메틸헥실기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기, 2-에틸펜틸기, 3-에틸펜틸기, 2-메틸헵틸기, 3-메틸헵틸기, 4-메틸헵틸기, 5-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 3-에틸헥실기, 이소프로필기, sec-부틸기, 1-에틸프로필기, 1-메틸부틸기, 1,2-디메틸프로필기, 1-메틸헵틸기, 1-에틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 1-메틸헥실기, 1-에틸헵틸기, 1-프로필부틸기, 1-이소프로필-2-메틸프로필기, 1-에틸-2-메틸부틸기, 1-프로필-2-메틸프로필기, 1-메틸헵틸기, 1-에틸헥실기, 1-프로필펜틸기, 1-이소프로필펜틸기, 1-이소프로필-2-메틸부틸기, 1-이소프로필-3-메틸부틸기, 1-메틸옥틸기, 1-에틸헵틸기, 1-프로필헥실기, 1-이소부틸-3-메틸부틸기, 네오펜틸기, tert-부틸기, tert-헥실기, tert-아밀기 및 tert-옥틸기와 같은 분지쇄형 알킬기; 및 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-에틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 4-(2-에틸헥실)시클로헥실기, 보르닐기, 이소보르닐기 및 아다만틸기와 같은 시클로알킬기가 있다. 이들 중에서, 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 것들이 바람직하다.
이들 알킬기 각각은 히드록실기, 할로겐 원자, 니트로기, 카르복실기, 시아노기 등으로 치환될 수 있거나, 또는 특정 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 복소환 기 등으로 치환될 수 있다(예컨대 할로겐 원자 또는 니트로기로 치환될 수 있음). 또한, 이들 알킬기 각각은 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자와 같은 헤테로 원자를 통해 알킬기 중 어느 하나와 같은 다른 탄화수소 기로 치환될 수 있다.
산소 원자를 통해 다른 탄화수소 기로 치환되는 알킬기의 예로는 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 부톡시에틸기, 에톡시에톡시에틸기, 페녹시에틸기, 메톡시프로필기 및 에톡시프로필기와 같은 알콕시기, 아릴옥시기 등으로 치환된 알킬기가 있다. 알콕시기 및 아릴옥시기 각각은 치환기를 가질 수 있다.
황 원자를 통해 다른 탄화수소 기로 치환된 알킬기의 예로는 메틸티오에틸기, 에틸티오에틸기, 에틸티오프로필기 및 페닐티오에틸기와 같은 알킬티오기, 아릴티오기 등으로 치환된 알킬기가 있다. 알킬티오기 및 아릴티오기 각각은 치환기를 가질 수 있다.
질소 원자를 통해 다른 탄화수소 기로 치환된 알킬기의 예로는 디메틸아미노에틸기, 디에틸아미노에틸기, 디에틸아미노프로필기 및 페닐아미노메틸와 같은 알킬아미노기, 아릴아미노기 등으로 치환된 알킬기가 있다. 알킬아미노기 및 아릴아미노기 각각은 치환기를 가질 수 있다.
알케닐기는 바람직하게는 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는다. 이의 구체예로는 비닐기, 알릴기, 1-프로페닐기, 메타크릴기, 크로틸기(crotyl group), 1-부테닐기, 3-부테닐기, 2-펜테닐기, 4-펜테닐기, 2-헥세닐기, 5-헥세닐기, 2-헵테닐기 및 2-옥테닐기가 있다. 알케닐기의 치환기의 예는 알킬기에서 기재한 것과 동일하다.
아릴기의 구체예로는 페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 플루오레닐기, 페나레닐기, 페난트라닐기, 트리페니레닐기 및 피레닐기가 있다.
알킬렌기 및 알케닐렌기에 대해서는, 상기 언급한 알킬기 및 알케닐기 각각으로부터 1개의 수소 원자를 제거한 것이 예시된다.
알릴렌기에 대해서는, 상기 언급한 아릴기 각각으로부터 1개의 수소 원자를 제거한 것이 예시된다.
아릴기 및 아릴렌기는 알킬기, 알케닐기, 히드록실기, 할로겐 원자, 니트로기, 카르복실기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 특정 치환기를 가질 수 있는(예컨대, 할로겐 원자 또는 니트로기로 치환될 수 있는) 아릴기, 또는 특정 치환기를 가질 수 있는(예컨대, 할로겐 원자 또는 니트로기로 치환될 수 있는) 복소환 기로 각각 치환될 수 있다. 여기서, 알킬기, 알케닐기 및 아릴기에 대해서는, 상기 기재한 것과 동일한 것이 예시된다. 할로겐 원자에 대해서는, 하기 기재하는 것이 예시된다.
복소환 기의 구체예로는 푸릴기, 티에닐기, 피롤릴기, 벤조푸라닐기, 이소벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 인돌리닐기, 이소인돌리닐기, 카르바졸일기, 피리딜기, 피페리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 옥사졸릴기, 이소옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 피라질기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 퀴녹살리닐기가 있다.
복소환 기는 히드록실기, 알킬기, 할로겐 원자, 니트로기, 카르복실기, 시아노기, 특정 치환기를 가질 수 있는(예컨대, 할로겐 원자 또는 니트로기로 치환될 수 있는) 아릴기, 또는 특정 치환기를 가질 수 있는(예컨대, 할로겐 원자 또는 니트로기로 치환될 수 있는) 복소환 기로 치환될 수 있거나, 또는 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자와 같은 헤테로원자르 통해 상기 언급한 알킬기와 같은 탄화수소 기로 치환될 수도 있다. 여기서, 알킬기, 알케닐기 및 아릴기에 대해서는, 상기 기재한 것과 동일한 것이 예시된다. 할로겐 원자에 대해서는, 하기 기재하는 것과 동일한 것이 예시된다.
할로겐 원자의 구체예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자가 있다.
치환기를 가질 수 있는 알콕시기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 산소 원자에 직접 결합된 알콕시기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 산소 원자에 직접 결합된 아릴옥시기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬티오기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 황 원자에 직접 결합된 알킬티오기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬티오기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 황 원자에 직접 결합된 알킬티오기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬아미노기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 질소 원자에 직접 결합된 알킬아미노기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다. 또한, 알킬기가 서로 결합하여 산소 원자 또는 질소 원자를 포함하는 고리, 예컨대 피페리디노기, 모르폴리노기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 인돌리닐기 및 이소인돌리닐기를 형성할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴아미노기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 질소 원자에 직접 결합된 아릴아미노기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬카르보닐기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 카르보닐기의 탄소 원자에 직접 결합된 알킬카르보닐기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴카르보닐기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 카르보닐기의 탄소 원자에 직접 결합된 아릴카르보닐기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알콕시카르보닐기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 산소 원자에 직접 결합된 알콕시카르보닐기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴옥시카르보닐기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 산소 원자에 직접 결합된 아릴옥시카르보닐기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬카르복스아미드기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 카르복스아미드의 탄소 원자에 직접 결합된 알킬카르복스아미드기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴카르복스아미드기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 카르복스아미드의 탄소 원자에 직접 결합된 아릴카르복스아미드기이면 특별히 한정되지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬카르바모일기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 카르바모일기의 질소 원자에 직접 결합된 알킬카르바모일기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다. 또한, 알킬기가 서로 결합하여 산소 원자 또는 질소 원자를 포함하는 고리, 예컨대 피페리디노기, 모르폴리노기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 인돌리닐기 및 이소인돌리닐기를 형성할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴카르바모일기는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기가 카르바모일기의 질소 원자에 직접 결합된 아릴카르바모일기이면 특별히 한정되 지 않는다. 아릴기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알킬설파모일기는, 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 설파모일기의 질소 원자에 직접 결합된 알킬설파모일기이면 특별히 한정되지 않는다. 알킬기 및 치환기의 구체예에 대해서는, 상기 언급한 이의 구체예를 예시할 수 있다.
포르마잔 금속 킬레이트 화합물의 금속 성분은, 포르마잔 및 킬레이트를 형성할 수 있는 금속 또는 금속 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 이의 예로는 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 이의 산화물 및 이의 할라이드가 있다. 이들 중에서, 광 기록 매체가 우수한 광학 특성을 나타낼 수 있다는 점에서, 바나듐, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 팔라듐이 특히 바람직하다. 할라이드에 대해서는, 염화물이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 기록층에서의 유기 염료의 열 분해 온도는 바람직하게는 150 내지 300℃ 범위이다. 열 분해 온도가 300℃를 초과하는 경우, 기록층의 기록 감도가 저하될 수 있고, 특히 고속 기록 특성이 거의 얻어지지 않는다. 한편, 열 분해 온도가 150℃ 미만인 경우, 광 기록 매체의 열 안정성이 저하될 수 있고 기록 마크가 넓어지기 쉽다. 여기서, 유기 염료의 열 분해 온도는 범용 열저울을 이용하여 용이하게 측정할 수 있다.
단면 2층 광 기록 매체의 제2 기록층의 층 두께는 바람직하게는 40 내지 100 ㎚(400 내지 1000 Å), 더욱 바람직하게는 50 내지 80 ㎚이다. 제2 기록층의 층 두께가 40 ㎚ 미만인 경우, 우수한 지터 특성 및 우수한 변조도를 얻을 수 없다. 층 두께가 100 ㎚를 초과하는 경우, 크로스톡이 증가할 수 있고 지터 값이 증가할 수 있다. 또한, 안내 홈부에서의 제2 기록층의 두께와 안내 홈간부(inter-guide groove)에서의 제2 기록층의 두께의 비율(기록 안내 홈부/기록 안내 홈간부의 두께)은 바람직하게는 80 내지 100% 범위이다.
기록층의 광 흡수 성능은 기록층의 층 두께를 조정하여 광 흡수 특성을 변경하여 제어할 수 있지만, 본 발명의 광 기록 매체에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 기록층 내 유기 염료의 최대 흡수 파장 또는 흡수 피크 파장은 바람직하게는 580 내지 630 ㎚이다. 기록층 내 유기 염료의 최대 흡수 파장 또는 흡수 피크 파장이 이 범위에 있을 경우, 기록 감도 및 반사율 측면에서 바람직하다.
제2 기록층 상에 형성되는 보호층은 또한 중간층으로부터 기록층을 보호하는 배리어층으로서의 효과를 가지므로, 중간층으로서 유기 염료를 용해할 수 있는 접착제를 사용하여 2장의 기판을 용이하게 적층할 수 있다.
보호층에 사용되는 재료의 바람직한 예로는 SiO, SiO2, Si-N, MgF2, SnO2, SnS, ZnS 및 ZnS-SiO2와 같은 높은 광 투과성을 갖는 무기 재료가 있다. 이들 중에서, 결정성이 낮고 굴절율이 높은 ZnS를 주로 함유하는 재료가 특히 바람직하다.
ZnS를 주로 함유하는 재료의 바람직한 예로는 ZnS-SiO2 외에, ZnS-SiC, ZnS-Si, ZnS-Ge, ZnS-ZnO-GaN 및 ZnS-ZnO-In2O3-Ga2O3이 있다. ZnS를 주로 함유하는 재료 내 ZnS 함량비는 바람직하게는 결정성의 측면에서 60 내지 90 몰%이다.
보호층의 막 두께는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 굴절율이 높은(n > 2) 재료를 선택하는 경우, 보호층의 층 두께에 따라 반사율의 피크 변동이 생기기 때문에, 반사 피크 부근의 반사율이 얻어질 수 있는 층 두께를 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, ZnS를 주로 함유하는 재료의 층 두께는 바람직하게는 5 내지 30 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 80 내지 180 ㎚이다. 상기 언급한 층 두께 범위에서는, 만족스러운 반사율 및 만족스러운 기록 신호 변조도(콘트라스트)를 얻을 수 있다.
제2 기판의 안내 홈 깊이는 바람직하게는 20 내지 60 ㎚(200 내지 600 Å)이다. 안내 홈 깊이를 20 내지 60 ㎚로 설정함으로써, 제2 기판 상에 형성된 안내 홈이 존재함으로 인해 발생되는 광 감쇠를 용이하게 방지할 수 있어, 반사율이 높은 제2 기록층을 용이하게 얻을 수 있다.
여기서, 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 단면 2층 광 기록 매체의 정보층의 층 구성을 도시한다. 도 3은 제1 정보층의 층 구성을 개략 도시하는 도면이며, 도 4는 제2 정보층의 층 구성을 개략 도시하는 도면이다.
도 3에서, 제1 정보층 상의 기록 마크 형성부(4)(마크 형성부)가 제1 기판(1)의 홈부(기판 홈부)에 형성된다. 상기 기재한 바와 같이, 단면 1층 광 기록 매체는 단면 2층 광 기록 매체의 제1 정보층과 유사한 층 구성을 가지며, 제1 정보층 및 더미(dummy) 기판을 접착제를 통해 적층한 층 구성을 가짐을 유의하라.
도 4에서, 제2 정보층 상의 기록 마크 형성부(14)는 제2 기판(11)의 안내 홈 간 위치(기판 안내 홈간부)(17)에 형성된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기판(1) 상에 형성되는 홈의 형상은 제2 기판(11) 상에 형성되는 홈의 형상과 상이하다. 예컨대, 4.7 GB의 기억 용량 및 0.74 ㎛의 홈 피치(groove pitch)를 갖는 DVD+R 또는 DVD-R의 경우, 제1 기판 상에 형성된 홈의 홈 깊이는 바람직하게는 150 내지 200 ㎚(1500 내지 2000 Å)이고, 홈 폭(바닥 폭)은 바람직하게는 0.1 내지 0.35 ㎛이다. 제1 기판 상에 형성된 홈의 홈 깊이 및 홈 폭이 각각 이 범위 내에 있을 경우, 계면 반사를 이용할 수 있다는 점에서 바람직하다. 그 이유는 도 3에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅에 의해 층을 형성하는 경우, 홈의 내부가 층 코팅액에 사용되는 염료로 충전되는 경향이 있어서, 제1 기록층과 반사층 사이의 계면 형상은 충전량 및 기판의 홈 형상에 의해 결정되기 때문에, 제1 기판 상에 상기 언급한 범위 내로 홈을 형성함으로써 계면 반사가 이용 가능하기 때문이다. 단면 1층 광 기록 매체는 제1 기판과 설계가 동일할 수 있다.
제2 기판 상에 형성된 홈의 홈 깊이는 바람직하게는 20 내지 60 ㎚(200 내지 600 Å)이고, 이의 홈 폭(바닥 폭)은 바람직하게는 0.1 내지 0.35 ㎛이다. 제2 기판 상에 상기 언급한 범위로 홈을 형성함으로써, 제2 기판 상에 형성된 홈 단차로 인해 발생되는 반사광 감쇠를 억제할 수 있어서, 반사율이 높은 제2 기록층을 용이하게 얻을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 기록층과 반사층 사이의 계면 형상은 제2 기판의 홈 형상에 의해 결정된다. 제2 기판 상에 형성된 홈의 홈 깊이 및 홈 폭이 각각 이 범위에 있을 경우, 계면 반사를 이용할 수 있다는 점에서 바람 직하다.
또한, DVD의 기록 재생 파장(약 650 ㎚) 측면에 있어서, 제2 기판의 홈 폭(바닥 폭)은 바람직하게는 0.1 내지 0.35 ㎛이다. 제2 기판의 홈 폭이 0.1 ㎛ 미만 0.35 ㎛ 초과일 경우, 기록 마크의 형상이 불균일해지기 쉽고 지터 값이 증가하기 쉽다.
다음으로, 본 발명의 단면 2층 광 기록 매체의 층 구성을 첨부 도면을 참조로 하여 하기에 설명할 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 구체예에 따른 광 기록 매체의 층 구성의 일례를 도시한다. 이 예에서, 제1 기록층(203)은 재생 전용 기록층이고, 제2 기록층(207)은 기록 재생 기록층이다. 도 5에서, 광 기록 매체는 제1 기판(201), 제2 기판(202), 재생 전용 반사막으로 구성된 제1 기록층(203), 중간층(205), 보호층(206), 유기 염료를 함유하는 제2 기록층(207) 및 제2 반사층(208)으로 구성된다. 기록 및 재생 중 어느 하나는 제1 기판 표면측으로부터 조사된 레이저 광에 의해 수행한다.
도 6은 본 발명의 제2 구체예에 따른 광 기록 매체의 층 구성의 일례를 도시한다. 이 예에서, 제1 기록층(209) 및 제2 기록층(207) 모두가 기록 재생에 사용된다. 도 6에서, 광 기록 매체는 제1 기판(201), 유기 염료를 함유하는 제2 기록층(209), 제1 반사층(210), 제2 기판(202), 중간층(205), 보호층(206), 유기 염료를 함유하는 제2 기록층(207) 및 제2 반사층(208)으로 구성된다. 기록 및 재생 중 어느 하나는 제1 기판 표면측으로부터 조사된 레이저 광에 의해 수행한다.
본 발명에서는, 도 5 및 도 6에 도시된 광 기록 매체가 또한 제1 기록층을 갖지 않는 1층 기록층의 광 기록 매체로서 구성될 수 있음을 유의하라.
본 발명의 광 기록 매체는 유기 염료 함유 기록층(염료 기록층)의 양쪽 계면의 다중 간섭에 의해 고반사율을 얻을 수 있는, DVD+R 및 CD-R과 유사한 구성을 갖는다. 이들 기록층은 바람직하게는 굴절율 n이 높고 감쇠 계수 k가 비교적 낮은 광학 특성을 갖는다. 굴절율 및 감쇠 계수가 n > 2 및 0.03 < k < 0.2를 만족시키는 것이 특히 바람직하다. 이러한 광학 특성은 염료 기록층의 흡수 띠의 장파 단부의 특성을 이용하여 얻을 수 있다.
-기록층-
상기 언급한 기록층에 대해, 제1 정보층 내 제1 기록층으로서 재생 전용 반사막으로 구성된 기록층, 및 유기 염료를 함유하는 기록층이 예시된다. 또한, 제2 정보층 내 제2 기록층은 상기 설명한 바와 같이 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)을 함유한다.
제2 기록층에 사용되는 광 기록용 재료에서, 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)의 총 중량은 광 기록용 재료의 총 중량에 대해 바람직하게는 50 중량% 이상이다. 시아닌 화합물(A)의 총 중량이 50 중량% 미만일 경우, 고속 기록 성능 및 내구성의 유지가 어렵다.
또한, 제2 기록층에 사용되는 광 기록용 재료는 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I) 이외의 재료를 함유할 수 있다. 적절한 재료는 하기에 기재한다.
반사막은 하기에 기재하는 반사층 재료와 유사한 금속 또는 합금으로 구성된 막이며, 정보 피트(pit)를 그 위에 형성하고 있다.
제1 기록층 내 유기 염료는 제2 기록층의 경우와 같이 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)을 함유하는 것이 바람직하며, 목적 용도에 따라 다른 재료를 함유할 수 있다. 다른 재료의 예로는 시아닌 염료, 테트라아자폴피라진 염료, 프탈로시아닌계 염료, 피릴륨계/티오 피릴륨계 염료, 아줄레늄계 염료, 스쿠아릴륨계 염료, 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물, 포르마잔 킬레이트계 염료, 금속 착체계 염료, 예컨대 Ni 및 Cr, 나프토퀴논계/안트라퀴논계 염료, 인도페놀계 염료, 인도아닐린계 염료, 트리페닐메탄계 염료, 트리알릴 메탄계 염료, 알루미늄계/디임모늄계 염료 및 니트로소 화합물이 있다. 이들 유기 염료 각각은 단독 사용하거나 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 이들 유기 염료는 필요에 따라 제2 기록층에 첨가할 수 있다.
이들 유기 염료 중에서, 유기 염료 함유 기록층의 광 흡수 스펙트럼의 최대 흡수 파장 또는 흡수 피크 파장이 580 내지 630 ㎚ 범위에 있어, 레이저 광 파장(약 650 ㎚)을 이용하여 소정의 광학 특성을 용이하게 얻을 수 있고, 용매 도포에 의해 성막성 및 광학 특성을 용이하게 제어할 수 있다는 점에서, 테트라아조폴피라진 염료, 시아닌계 염료, 아조계 염료, 스쿠아릴륨계 염료, 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물 및 포르마잔 킬레이트계 염료에서 선택되는 1 이상이 바람직하다.
제1 기록층의 층 두께는 바람직하게는 10 내지 500 ㎚(100 내지 5000 Å)이고, 더욱 바람직하게는 40 내지 80 ㎚(400 내지 800 Å)이다. 제1 기록층의 층 두께가 10 ㎚ 미만인 경우, 기록 감도가 저하될 수 있고, 500 ㎚를 초과하는 경우, 반사율이 저하될 수 있다.
제1 기록층은 증착법, 스퍼터링법, CVD법(화학 기상 증착법) 및 용액 도포법과 같은 통상 사용되는 방법에 의해 형성할 수 있고, 하기 설명하는 광 기록 매체의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
또한, 제1 기록층 및 제2 기록층은 필요에 따라 다른 성분, 예컨대 고분자 재료, 안정화제, 분산제, 난연제, 윤활제, 대전 방지제, 계면활성제, 가소제 등을 더 함유할 수 있다.
고분자 재료로서, 예컨대 아이오노머 수지, 폴리아민계 수지, 비닐 수지, 천연 중합체, 실리콘 및 액형 고무와 같은 다양한 재료, 실란 커플링제 등을 분산 혼합하여 사용할 수 있다. 안정화제의 예로는 전이 금속 착체가 있다.
제2 기록층은 또한 증착법, 스퍼터링법, CVD법(화학 기상 증착법) 및 용액 도포법과 같은 통상 사용되는 방법에 의해 형성할 수 있고, 하기 설명하는 광 기록 매체의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
-기판-
기판은 기판 표면측으로부터 기록 및 재생 중 어느 하나를 수행하는 경우에만 사용되는 레이저 광에 대해 투명해야 한다. 기록층측으로부터 기록 및 재생 중 어느 하나를 수행하는 경우, 기판은 투명할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 580 내지 720 ㎚의 기록 파장을 갖는 레이저 광을 제1 기판 표면측으로부터 조사하기 때문에, 제1 기판이 투명하기만 하면 제2 기판은 사용되는 레이저 광에 대해 투명 또는 불투명해도 된다.
기판에 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 폴리에스테르 수지, 아크릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 페놀 수지 및 에폭시 수지와 같은 플라스틱, 유리, 세라믹, 금속 등을 사용할 수 있다.
기판은 일반적으로 원반 형상으로 형성된다. 기판의 트랙 피치는 바람직하게는 0.7 내지 1.0 ㎛이며, DVD 기억 용량을 위한 용도의 경우에 트랙 피치는 약 0.74 ㎛이다.
-반사층-
반사층에 사용되는 재료로는, 사용되는 레이저 광에 대해 높은 반사율을 나타낼 수 있는 재료가 바람직하다. 이러한 재료의 예로는 Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ca, In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn, Si 및 SiC와 같은 금속 또는 반금속이 있다. 이들 중에서, 높은 반사율을 얻을 수 있는 점에서 Au, Al 및 Ag가 특히 바람직하다. 이들 금속 각각은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 병용할 수 있거나, 또는 합금으로서 사용할 수 있다.
일반적으로, 반사층의 층 두께는 바람직하게는 5 내지 300 ㎚(50 내지 3000 Å)이고, 반사층을 제1 기록층에 대한 반투명층으로서 사용하는 경우, 층 두께는 바람직하게는 5 내지 30 ㎚(50 내지 300 Å)이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 15 ㎚(100 내지 150 Å)이다. 제1 기록층이 재생 전용 반사막이고 유기 염료를 함유하는 기록층이며, 반사층이 그 위에 추가로 형성되는 경우, 광 투과율이 40% 이상이 되도록 반사층의 층 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 반사층이 더 얇은 두께를 갖는 경우, 광 투과율이 거의 감쇠되지 않기 때문에 바람직하다. 상기 언급한 층 두께 범위 내에서 내구성을 확보하기 위해서는, 반사층이 반사 효과가 가장 높은 Ag를 주로 함유하는 재료로 구성되며, Nd, Cu, Pd 및 In과 같은 금속을 Ag에 미량 첨가한 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 금속의 첨가량은 바람직하게는 약 0.2 내지 2 질량%이다.
반사층(제2 반사층)의 층 두께는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있고, 바람직하게는 100 내지 300 ㎚(1000 내지 3000 Å)이다.
-기판 표면 상에 형성되는 하드코트층-
기판 표면 상에 형성되는 하드코트층은 (1) 기록층을 스크래치, 먼지, 오염 등으로부터 보호하고, (2) 기록층(반사 흡수층)의 보존 안정성을 증가시키고, (3) 반사율을 증가시킬 목적으로 사용된다. 이들 목적을 달성하기 위해, 언더코트층에 기재하는 바와 같은 무기 재료 또는 유기 재료를 사용할 수 있다. 유기 재료에 대해서는, 예컨대 SiO, SiO2 등이 바람직하게 사용된다. 유기 재료로서는, 예컨대 열연화성 수지, 열 융융성 수지 및 자외선 경화형 수지, 예컨대 폴리메틸 아크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 에폭시 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 수지, 셀룰로오스, 지방족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 천연 고무, 스티렌 부타디엔 수지, 클로로프렌 고무, 왁스, 알키드 수지, 건성유 및 로진이 바람직하게 사용된다. 이들 재료 중에서, 자외선 경화형 수지가 생산성이 우수하다는 점에서 기판 표면 상에 형성되는 하드코트 층으로서 특히 바람직하다. 자 외선 경화형 수지는 또한 생산성이 우수하다는 점에서 보호층으로서 특히 바람직하다.
기판 표면 상에 형성되는 하드코트층의 층 두께는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택될 수 있고, 이는 바람직하게는 0.01 내지 30 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 10 ㎛이다.
-중간층-
중간층에 사용되는 재료는, 제1 정보층 및 제2 정보층을 결합할 수 있는 투명 재료라면 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 그러나, 생산성의 측면에서, 아크릴레이트계, 에폭시계, 우레탄계의 자외선 경화성 접착제 또는 열 경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 등이 바람직하다.
중간층의 층 두께는 특별히 한정되지 않으며, 사용되는 기록 재생 시스템에 대한 광학 조건에 따라 적절히 선택할 수 있다. DVD 시스템을 사용하는 경우, 중간층의 층 두께는 바람직하게는 40 내지 70 ㎛이다.
-언더코트층-
언더코트층은 (1) 접착 특성을 증가시키고, (2) 물, 가스 등의 침입을 방지하며, (3) 기록층의 보존 안정성을 증가시키고, (4) 반사율을 증가시키며, (5) 용매로부터 기판 및 기록층을 보호하고, (6) 안내 홈, 안내 피트 또는 프리포맷(preformat)을 형성할 목적으로 사용된다.
상기 기재된 (1)을 목적으로, 고분자 재료, 예컨대 아이오노머 수지, 폴리아미드 수지, 비닐 수지, 천연 수지, 천연 중합체, 실리콘 및 액형 고무와 같은 다양 한 재료, 또는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 상기 기재된 (2) 및 (3)을 목적으로, 상기 언급한 고분자 재료 이외에, 무기 화합물, 예컨대 SiO2, MgF2, SiO, TiO2, ZnO, TiN 및 SiN을 사용할 수 있고, 또한 금속 또는 반금속, 예컨대 Zn, Cu, Ni, Cr, Ge, Se, Au, Ag 및 Al을 사용할 수 있다. 상기 기재된 (4)를 목적으로, 금속, 예컨대 Al, Ag 등을 사용할 수 있거나, 또는 금속 광택을 갖는 유기 박막, 예컨대 메틴 염료, 크산텐 염료 등을 사용할 수 있다. 상기 기재된 (5) 및 (6)을 목적으로, 자외선 경화형 수지, 열 경화성 수지, 열가소성 수지 등을 사용할 수 있다.
언더코트층의 층 두께는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있고, 이는 바람직하게는 0.01 내지 30 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 10 ㎛이다.
본 발명에 있어서는, 기록층의 경우와 같이, 기판 표면 상에 형성되는 언더코트층, 보호층 및 하드코트층 각각은 필요에 따라 안정화제, 분산제, 난연제, 윤활제, 대전 방지제, 계면활성제, 가소제 등과 같은 다른 성분을 함유할 수 있다.
(광 기록 매체의 제조 방법의 예)
본 발명의 단면 2층 광 기록 매체의 제조 방법은 적어도 제1 정보층 형성 단계, 제2 정보층 형성 단계 및 적층 단계를 포함하고, 필요에 따라 다른 단계를 더 포함한다.
<제1 정보층 형성 단계>
제1 정보층 형성 단계는 적어도 제1 반사층 형성 단계 및 제1 기록층 형성 단계를 포함하며, 목적 용도에 따라 다른 단계를 더 포함한다. 제1 기록층이 형성된 기판은 종래의 DVD+R 및 DVD-ROM과 유사한 공정으로 제조할 수 있다.
-제1 기록층 형성 단계-
제1 기록층 형성 단계는 홈 및 피트 중 적어도 어느 하나가 형성되는 제1 기판의 표면 상에 유기 염료를 함유하는 제1 기록층 코팅액을 도포하고, 도포된 코팅액을 건조시켜 제1 기록층을 형성하는 단계이다. 유기 염료는 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)을 함유한다.
제1 기록층 코팅액을 도포하는 방법의 예로는 스피너 코팅법, 스프레이 코팅법, 롤러 코팅법, 디핑법 및 스핀 코팅법이 있다. 이들 중에서, 제1 기록층 코팅액의 농도 및 점도 및 사용 용매의 건조 온도를 조정함으로써 층 두께를 제어할 수 있다는 점에서 스핀 코팅법이 바람직하다.
코팅에 사용되는 유기 용매는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 이의 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 및 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올과 같은 알콜; 아세톤, 메틸에틸케톤 및 시클로헥사논과 같은 케톤; N,N-디메틸포름아미드 및 N,N-디메틸아세트아미드와 같은 아미드; 디메틸설폭시드와 같은 설폭시드; 테트라히드로푸란, 디옥산, 디에틸에테르 및 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르와 같은 에테르; 아세트산메틸 및 아세트산에틸과 같은 에스테르; 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 및 사염화탄소와 같은 지방족 할로겐화 탄화수소; 벤젠, 크실렌, 모노클로로벤젠 및 디클로로벤젠과 같은 방향족 화합물; 메톡시 에탄올 및 에톡시 에탄올과 같은 셀로솔브; 및 헥산, 펜탄, 시클로헥산 및 메틸 시클로헥산과 같은 탄화수소류가 있다. 또한, 기록층에 남아 있는 잔류 용매를 완전히 제거하기 위해 건조 코팅액을 어닐링 처리하는 것이 바람직하다. 어닐링 온도는 60 내지 100℃이다.
-제1 반사층 형성 단계-
제1 반사층 형성 단계는 반사층을 성막 방법에 의해 제1 기록층 상에 형성시키는 단계이다. 성막 방법의 예로는 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마 CVD법, 광 CVD법, 이온 플레이팅법 및 전자빔 증착법이 있다. 이들 방법 중에서, 대량 생산성 및 막 품질이 우수하다는 점에서 스퍼터링법이 바람직하다.
<제2 정보층 형성 단계>
제2 정보층 형성 단계는 적어도 제2 반사층 형성 단계, 제2 기록층 형성 단계 및 보호층 형성 단계 포함하며, 필요에 따라 다른 단계를 더 포함한다. 제2 기록층이 형성된 기판은 종래의 DVD+R 및 DVD-ROM과 동일한 공정으로 제조할 수 있다.
-제2 반사층 형성 단계-
제2 반사층 형성 단계는 홈 및 피트 중 적어도 어느 하나가 형성되는 제2 기판의 표면 상에 반사층을 성막법에 의해 형성하는 단계이다.
성막법의 예로는 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마 CVD법, 광 CVD법, 이온 플레이팅법 및 전자빔 증착법이 있다. 이들 방법 중에서, 대량 생산성 및 막 품질이 우수하다는 점에서 스퍼터링법이 바람직하다.
-제2 기록층 형성 단계-
제2 기록층 형성 단계는 제2 반사층의 표면 상에 시아닌 화합물(A) 및 스쿠아릴륨 화합물(I)을 함유하는 제2 기록층 코팅액을 도포하고, 도포된 코팅액을 건조시켜 제2 기록층을 형성시키는 단계이다.
제2 기록층 코팅액을 도포하는 방법은 제1 기록층에서 상기 기재한 것과 동일하다.
-보호층 형성 단계-
보호층 형성 단계는 제2 기록층 상에 보호층을 형성시키는 단계이다. 보호층의 형성 방법의 예로는 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마 CVD법, 광 CVD법, 이온 플레이팅법 및 전자빔 증착법이 있다. 이들 중에서, 대량 생산성 및 막 품질이 우수하다는 점에서 스퍼터링법이 바람직하다.
<적층 단계>
적층 단계는 제1 정보층 및 제2 정보층을 중간층을 개재하여 서로 적층하여 제1 기록층 및 제2 기록층이 각각 내측이 되도록 하는 단계이다.
보호층이 그 위에 형성된 제2 정보층의 표면에 접착체를 적하하고, 제1 정보층을 제2 정보층 위에 위치시키면서 접착제를 균일하게 편 후, 제1 및 제2 정보층을 자외선 조사에 의해 경화시키는 것이 바람직하다. 높은 광 투과성을 얻기 위해 자외선 조사에 의해 경화될 수 있는 자외선 경화성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
다른 단계의 예로는 언더코트층 형성 단계 및 하드코트층 형성 단계가 있다.
(광 기록 매체의 기록 재생 방법)
본 발명의 광 기록 매체의 기록 재생 방법은 본 발명의 광 기록 매체에 580 내지 720 ㎚의 기록 파장을 갖는 레이저 광을 조사하여 제1 기록층 및 제2 기록층에 저장된 신호 정보의 기록 및 재생 중 적어도 어느 하나를 수행하는 것을 포함한다.
구체적으로는, 본 발명의 광 기록 매체를 소정의 선속도 또는 소정의 정각 속도로 회전시키면서, 대물 렌즈를 통해 기록 광 빔(light beam)(예컨대 650 ㎚의 발진 파장을 갖는 레이저 광)으로 광 기록 매체를 조사한다. 광 빔을 조사함으로써, 제1 기록층 및 제2 기록층이 각각 빛을 흡수하여 국소적으로 이의 온도를 증가시켜, 예컨대 피트가 형성되고 기록층의 광학 특성이 변경되어, 제1 기록층 및 제2 기록층 상에 정보가 기록될 수 있다. 상기 설명한 바와 같이 기록된 정보는 광 기록 매체를 소정의 선속도로 회전시키면서 레이저 광을 제1 기판 표면측에서 조사하고 그 반사광을 검출함으로써 재생할 수 있다.
(광 기록 장치)
본 발명의 광 기록 장치에 있어서, 광 기록 매체에 광원으로부터의 레이저 광을 조사하여 광 기록 매체 상에 정보를 기록하는데, 광 기록 매체는 본 발명의 광 기록 매체이다.
광 기록 장치는 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 레이저 광을 출사하는 반도체 레이저와 같은 레이저 광원, 레이저 광원에서 출사된 레이저 광을 스핀들에 장착된 광 기록 매체에 집광하도록 배치된 집광 렌즈, 레이저 광원에서 출사된 레이저 광의 일부를 검출하도록 배치된 레 이저 광 검출기, 및 레이저 광원에서 출사된 레이저 광을 집광 렌즈 및 레이저 광 검출기로 유도하도록 배치된 광학 소자를 구비하며, 필요에 따라 다른 수단을 더 구비한다.
광 기록 장치에 있어서, 레이저 광원에서 출사된 레이저 광을 광학 소자에 의해 집광 렌즈에 유도하여, 집광 렌즈에 의해 레이저 광을 광 기록 매체 상에 집광 및 조사하여 광 기록 매체 상에 정보를 기록한다. 이 때, 광 기록 장치는 레이저 광원에서 출사된 레이저 광의 일부를 레이저 광 검출기에 유도하고, 레이저 광 검출기에 의해 레이저 광의 검출량을 기준으로 레이저 광원의 광량을 제어한다.
레이저 광 검출기는 레이저 광의 검출량을 전압 또는 전류로 변환시키고 검출량 신호로서 출력하도록 배치된다.
다른 수단의 예로는 제어 수단이 있다. 제어 수단은 상기 언급한 수단 각각의 작동을 제어할 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 목적 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 이의 예로는 시퀀서 및 컴퓨터와 같은 장비가 있다.
본 발명의 광 기록 장치는 우수한 기록 신호 특성을 얻을 수 있게 하며, 이는 기록 마크 사이의 크로스톡량을 억제할 수 있는 본 발명의 광학 기록 매체를 사용하고 있어서, 정보를 높은 반사율 및 높은 변조도로 안정하게 기록할 수 있다.
이하, 특정 실시예를 참고로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다.
-광 기록 매체의 제조 및 기록 특성 평가-
실시예 1
깊이 33 ㎚, 홈 폭(바닥 폭) 0.25 ㎛ 및 트랙 피치 0.74 ㎛의 안내 홈 요철 패턴을 갖는 직경 120 ㎜ 및 두께 0.57 ㎜의 폴리카보네이트 수지로 구성된 제2 기판을 준비하였다. 제2 기판상에, Ar을 스퍼터링 가스로서 사용하여 스퍼터링에 의해 두께 약 140 ㎚의 AgIn(Ag/In= 99.5/0.5)으로 구성된 제2 반사층을 형성시켰다. 다음으로, AgIn 반사층의 표면에, 시아닌 화합물(A) 및 표 1에 나타내 바와 같이 화합물 No. 8로 표시되는 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물을 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올에 용해한 코팅액을 스핀 코트하여, AgIn 반사층 상에 두께 약 80 ㎚의 제2 기록층을 형성시켰다. 시아닌 화합물(A) 대 스쿠아릴륨 화합물(No. 8)의 혼합 중량 비는 60/40으로 설정하였다.
다음으로, 제2 기록층 상에, Ar을 스퍼터링 가스로서 사용하여 스퍼터링에 의해 ZnS-SiC(몰 비율; ZnS/SiC= 8/2)로 구성된 보호층을 두께 15 ㎚가 되도록 형성시켜 제2 정보층을 제조하였다. 한편, 직경 120 ㎜ 및 두께 0.58 ㎜의 폴리카보네이트 수지로 구성된 제1 기판의 표면 상에 DVD-ROM 정보 피트를 형성시켰다. 제1 기판 상에, AgIn(약 99.5/0.5)로 구성된 반사층을 두께가 10 ㎚가 되도록 형성시켜 제1 정보층을 제조하였다. 다음으로, 제1 정보층 및 제2 정보층을, 자외선 경화성 접착제(니폰 가야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 KAYARAD DVD802)를 사용하여 서로 적층하여, 도 5에 도시하는 바와 같은 층 구성을 갖는 2층형의 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체의 제2 기록층 상에, 파장 659 ㎚, 렌즈 NA 0.65 및 선속도 30.64 m/s(8 배속)의 조건 하에서 DVD 신호(8-16)를 기록한 후, 파장 650 ㎚, 렌즈 NA 0.60 및 선속도 3.83 m/s의 DVD ROM 재생 조건 하에서 재생 특성을 평가하였다. 그 다음, DVD+R 표준을 만족시키는 평가 결과를 얻을 수 있었다. 구체적으로, 평가 결과는 하기와 같다. 기록 후의 반사율(I14H): 22%, 변조도(I14/I14H): 63%, 지터: 7.1% 및 PIsum 8:50. 기록을 평가하기 위한 광 기록 장치로서, 펄스텍 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드 제조의 ODU1000을 사용하였다. 또한, 정보가 기록된 광 기록 매체를 80℃ 및 85%의 상대 습도의 환경 하에서 100 시간 동안 보관하고, PIsum8를 측정하였다. 그 결과, PIsum8은 8:50 이하였고, 광 기록 매체는 우수한 내구성을 갖는 것으로 인정되었다.
실시예 2
우선, 실시예 1과 동일한 방식으로, 깊이 33 ㎚, 홈 폭(바닥 폭) 0.25 ㎛ 및 트랙 피치 0.74 ㎛의 안내 홈의 요철 패턴을 갖는 직경 120 ㎜ 및 두께 0.57 ㎜의 폴리카보네이트 수지로 구성된 제2 기판 상에, 제3 정보층을 제조하였다. 한편, 깊이 160 ㎚, 홈 폭(바닥 폭) 0.25 ㎛ 및 트랙 피치 0.74 ㎛의 안내 홈의 요철 패턴을 갖는 직경 120 ㎜ 및 두께 0.58 ㎜의 폴리카보네이트 수지로 구성된 제1 기판을 준비하였다. 제1 기판의 표면에, 시아닌 염료(A) 및 표 1에 나타낸 바와 같은 화합물 No. 8로 표시되는 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물을 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올에 용해한 코팅액을 스핀 코트하여 두께 약 50 ㎚의 제1 기록층을 제1 기판 상에 형성시켰다. 시아닌 화합물(A) 대 스쿠아릴륨 화합물(No. 8)의 혼합 중량 비는 60/40으로 설정하였다.
다음으로, 제1 기록층 상에, Ar을 스퍼터링 가스로서 사용하여 스퍼터링에 의해 두께 10 ㎚의 AgIn(99.5/0.5)으로 구성되는 반사층을 형성시켜 제1 정보층을 제조하였다. 다음으로, 제1 정보층 및 제2 정보층을 자외선 경화성 접착제(니폰 카야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 KAYARAD DVD802)를 사용하여 서로 적층하여 도 6에 도시된 바와 같은 층 구성을 갖는 2층형의 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체의 제1 기록층 및 제2 기록층에 대하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 기록 재생 특성을 평가하였고, 제1 기록층 및 제2 기록층 양쪽에 대해 DVD+R 표준을 만족시키는 평가 결과를 얻을 수 있었다.
<제1 기록층>
기록 후의 반사율(I14H): 18%, 변조도(I14/I14H): 65%, 지터: 6.5% 및 PIsum8: 8:50 이하.
<제2 기록층>
기록 후의 반사율(I14H): 17%, 변조도(I14/I14H): 62%, 지터: 7.8% 및 PIsum8: 8:50 이하.
또한, 정보가 기록된 광 기록 매체를 80℃ 및 85%의 상대 습도의 환경 하에서 100 시간 동안 보관한 후, PIsum8을 측정하였다. 그 결과, PIsum8은 8:50 이하였고, 광 기록 매체는 우수한 내구성을 갖는 것으로 인정되었다.
실시예 3
실시예 2에서 제2 기록층에 사용된 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물을 표 1에 나타낸 바와 같은 스쿠아릴륨 화합물 No. 11로 변경하고 시아닌 화합물(A) 대 스쿠아릴륨 화합물 No. 11의 혼합 중량 비(A/No. 11)를 15/85로 설정한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체의 제2 기록층에 대하여, 실시예 2와 동일한 방식으로 기록 재생 특성을 평가하였다. 그 결과, 광 기록 매체는 DVD+R 표준을 만족시키는 신호 특성 및 우수한 내구성을 갖는 것이 확인되었다. 하기 표 2는 평가 결과를 나타낸다.
실시예 4
실시예 2에서 제1 기록층에 사용된 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물을 표 1에 나타낸 바와 같은 스쿠아릴륨 화합물 No. 1로 변경하고 시아닌 화합물(A) 대 스쿠아릴륨 화합물 No. 1의 혼합 중량 비(A/No. 1)를 50/50으로 설정한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 광 기록 매체를 제조하였다. 그 결과, 광 기록 매체는 DVD+R 표준을 만족시키는 신호 특성 및 우수한 내구성을 갖는 것이 확인되었다. 하기 표 2는 평가 결과를 나타낸다.
실시예 5 내지 8
실시예 2에서 제2 기록층에 사용된 시아닌 화합물(A) 대 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물의 혼합 비를 하기 표 2에 기재된 대로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체에 대하여, 실시예 2와 동일한 방식으로 기록 재생 특성을 평가하였다. 그 결과, 광 기록 매체는 DVD+R 표준을 만족시키는 신호 특성 및 우수한 내구성을 갖는 것이 확인되었다. 하기 표 2는 평가 결과를 나타낸다.
비교예 1
제2 기록층에 있어서 표 1에 나타낸 바와 같은 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화 합물 No. 1만을 사용한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체 및 실시예 2의 광 기록 매체의 제2 기록층 각각에 대해, 파장 659 ㎚, 렌즈 NA 0.65 및 선속도 30.64 m/s(8 배속)의 조건 하에서 DVD 신호(8-16)를 기록한 후, 파장 650 ㎚, 렌즈 NA 0.60 및 선속도 3.83 m/s의 DVD ROM 재생 조건 하에서 재생 특성을 평가하였다. 그 다음, 지터 특성의 기록 파워 의존성을 평가하였다. 실시예 2의 광 기록 매체는 비교예 1의 광 기록 매체보다 더욱 우수한 지터 특성을 가짐이 확인되었다. 하기 표 2는 결과를 나타낸다.
비교예 2
하기 화학식 IV로 표시되는 화합물을 시아닌 염료로서 사용하고, 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물 No. 8 대신에 표 1에 나타낸 바와 같은 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물 No. 2를 사용하고, 혼합 비(IV/No. 2)를 60/40(IV/No. 2)으로 설정한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 광 기록 매체를 제조하였다.
얻어진 광 기록 매체 및 실시예 2의 광 기록 매체의 제2 기록층 각각에 대해, 파장 659 ㎚, 렌즈 NA 0.65 및 선속도 30.64 m/s(8 배속)의 조건 하에서 DVD 신호(8-16)를 기록한 후, 파장 650 ㎚, 렌즈 NA 0.60 및 선속도 3.83 m/s의 DVD ROM 재생 조건 하에서 재생 특성을 평가하였다. 구체적으로, 지터 특성의 기록 파워 의존성을 평가하였다. 실시예 2의 광 기록 매체는 비교예 2의 광 기록 매체보다 더욱 우수한 지터 특성을 가짐이 확인되었다. 도 7은 결과를 도시한다. 또한, 광 기록 매체는 실시예 2의 광 기록 매체보다 내구성이 뒤떨어졌다.
실시예 9
깊이 160 ㎚, 홈 폭(바닥 폭) 0.25 ㎛ 및 트랙 피치 0.74 ㎛의 안내 홈의 요철 패턴을 갖는 직경 120 ㎜ 및 두께 0.60 ㎜의 폴리카보네이트 수지로 구성된 제1 기판을 준비하였다.
제1 기판의 표면에 시아닌 염료(A), 표 1에 나타낸 바와 같은 스쿠아릴륨 금속 킬레이트 화합물 No. 8 및 하기 화학식 IV로 표시되는 추가의 포르마잔 금속 킬레이트 화합물을 4/3/3의 질량 비(A/No. 8/IV)로 혼합하고, 혼합물을 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올에 용해한 코팅액을 스핀 코트하여, 두께 약 45 ㎚의 제1 기록층을 형성시켰다. 또한, 포르마잔 금속 킬레이트 화합물을 내광성 안정화제로서 첨가하였다.
다음으로, 제1 기록층 상에, Ar을 스퍼터링 가스로서 사용하여 스퍼터링에 의해 두께 100 ㎚의 AgIn(99.5/0.5)으로 구성되는 반사층을 형성시켜 제1 정보층을 형성시켰다. 다음으로, 제1 정보층, 및 제1 기판과 동일한 형상을 갖는 폴리카르보네이트 더미 기판을 자외선 경화성 접착제(니폰 카야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 KAYARAD DVD802)를 사용하여 서로 적층하여 단면 1층 광 기록 매체를 제조하였다. 얻어진 광 기록 매체에 대해, 파장 659 ㎚, 렌즈 NA 0.65 및 선속도 55.84 m/s(16 배속)의 조건 하에서 DVD 신호(8-16)를 기록한 후, 파장 650 ㎚, 렌즈 NA 0.60 및 선속도 3.49 m/s의 DVD ROM 재생 조건 하에서 재생 특성을 평가하였다. 그 다음, 지터 특성의 기록 파워 의존성을 평가하였다. 그 결과, 광 기록 매체는 DVD+R 표준을 만족시키는 신호 특성을 가짐이 확인되었다. 도 8은 결과를 도시한다.
Figure 112009042044557-PCT00011
Figure 112009042044557-PCT00012
Figure 112009042044557-PCT00013

Claims (13)

  1. 하기 화학식 A로 표시되는 시아닌 화합물 및 하기 화학식 I로 표시되는 스쿠아릴륨(squarylium) 화합물을 포함하는 광 기록용 재료:
    화학식 A
    Figure 112009042044557-PCT00014
    화학식 I
    Figure 112009042044557-PCT00015
    상기 화학식들에서,
    Ra, Rb, Rc 및 Rd는 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기를 나타내고;
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 복소환 기를 나타내며;
    Q는 배위능을 갖는 금속 원자를 나타내고;
    q는 2 또는 3의 정수이며;
    R3 및 R4는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 각각 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, R3 및 R4는 서로 결합하여 지환식 탄화수소 고리 또는 복소환 고리를 형성할 수 있고;
    R5는 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내며;
    R6은 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 니트로기, 시아노기 또는 치환기를 가질 수 있는 알콕시기를 나타내고;
    p는 0 내지 4의 정수이며, 여기서 p가 2 내지 4의 정수인 경우, 각각의 R6은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 또한 2개의 인접 R6은 2개의 인접 탄소 원자에 결합하여 치환기를 가질 수 있는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서, 시아닌 화합물(A)과 스쿠아릴륨 화합물(I)의 혼합 비율(A/I)은 중량 비로 10/90 내지 70/30인 것인 광 기록용 재료.
  3. 제1항에 있어서, Q는 알루미늄인 것인 광 기록용 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R1은 페닐기이고, R2는 비치환 또는 할로겐 치환 알킬기인 것인 광 기록용 재료.
  5. 제4항에 있어서, R2는 트리플루오로메틸기인 것인 광 기록용 재료.
  6. 제4항에 있어서, R2는 분지쇄를 갖는 알킬기인 것인 광 기록용 재료.
  7. 제6항에 있어서, R2는 이소프로필기인 것인 광 기록용 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R3 및 R4는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있고, 각각 치환기를 가질 수 있는 벤질기인 것인 광 기록용 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, R5는 벤질기인 것인 광 기록용 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, R6은 벤젠 고리와 함께 형성된 나프틸기인 것인 광 기록용 재료.
  11. 기판, 및
    상기 기판 상에 형성된, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 광 기록용 재료
    를 포함하는 광 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서, 기록층은 포르마잔(formazan) 킬레이트 화합물을 더 포함하는 것인 광 기록 매체.
  13. 제11항의 광 기록 매체에 580 내지 720 ㎚의 기록 파장을 갖는 레이저 광을 기판 표면측에서 조사하여 신호 정보의 기록 및 재생 중 어느 하나를 수행하는 것을 포함하는, 광 기록 매체의 기록 재생 방법.
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