KR870002142B1 - 광학 기록 매체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Description

광학 기록 매체 및 그의 제조방법

제 1 도는 특수한 폭발성 피복층에 형성된 정보 표시 홈을 나타내는 본 발명의 기록 디스크의 확대단면도.

제 2 도는 광반사 금속피복층 및 보호층들을 포함하는 완성된 제 1 도 기록 디스크를 나타내는 도면.

제 3 도는 제 2 도에 도시된 타입의 접합된 디스크 절반부들로 이루어진 양면 디스크를 나타내는 도면.

제 4 도는 얕은 깊이의 홈을 갖는 제 2 도의 것과 유사한 기록 디스크를 나타내는 도면.

제 5 도는 특수한 폭발성 피복층에 형성된 금속화되고 보호된 정보 표시 융기부를 나타내는 본 발명의 기록 디스크의 다른 예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 플라스틱 기판 4 : 폭발성 피복층(광흡수층)

7,19 : 대물렌즈 8 : 기록 광비임

10 : 홈 11 : 융기부

12 : 금속피복층(광반사층) 16 : 보호층

20 : 판독 광비임 24 : 접착제

본 발명은 정보기록 매체에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 정보가 광학기술을 사용하여 기록 및 판독될 수 있는 타입의 기록매체와 그의 제조방법에 관한 것이다.

이런 특정 타입의 기록 매체들은 복사판(replica)디스크의 제조에 사용하기 위한 마스터 디스크와, 대량 생산과 관련하여 부여되는 엄중한 제어 없이 쉽게 제조 및 재생될 수 있는 단일의 기록 디스크 모두에 사용하는데 특히 적합하였다. 양 경우, 마스터링기는 적절한 기록이 즉석에서 확인될 수 있도록 기록하면서 그러한 디스크들이 직접 판독될 수 있게 하기 위해 설계될 수 있다. 또한, 양 경우, 정보신호는 디스크가 소정의 방식으로 회전될 때, 정보신호에 따라 디스크의 어떤 특성(그의 반사율과 같은)을 변경시키도록 강도 변조된 기록광 비임이 그 디스크상에 촛점을 이루도록 투사되는 복사광의 흡수 과정에 의해 그러한 디스크에 기록되는 것이 보통이었다.

마스터 디스크로 사용될 수 있는 기록 매체는 연마된 상부표면을 가진 유리 기판에 포토레지스트(photoresist)물질 또는 금속 물질을 얇게 피복하여 만들어지는 것이 일반적이었다. 포토레지스트 물질을 피복하는 경우에는, 강변 도조된 기록 광비임이 피복층상의 일련의 떨어져 있는 미세 지역들을 노출시키도록 작용하며, 그 노출 지역들이 기록되는 정보 신호를 나타낸다. 다음, 포토레지스트 물질을 현상하므로써, 일련의 떨어져 있는 미세한 홈들이 형성된 마스터 디스크가 제조된다. 다음, 이러한 마스터 디스크는 초기의 열증발에 의한 진공 석출 단계와 다음의 전기도금 단계를 사용하여 니켈과 같은 금속 물질의 얇은 층으로 적당히 피복될 수 있다. 다음, 그 금속층은 디스크 복사판들을 제조하는 적당한 성형장치에 사용하기 위한 스탬퍼(그의 하측면에 정보신호가 기록되어 있는)로서 작용하도록 마스터 디스크로부터 제거될 수 있다.

디스크 복사판의 제조에 사용될 수 있는 마스터 디스크의 제조에 일반적으로 만족스러울지라도, 그러한 포토레지스트 기록 매체는 여러 이유로 전적으로 만족한 것이 못되었다. 이러한 불만족의 하나의 이유는 기록된 디스크를 현상단계 전에 판독하는 것이 불가능하다는 것이다. 그리하여, 디스크가 기록되고 있을 때 비임강도 및 촛점과 같은 각종 기록 파라메터를 최적화하기 위해 기록 장치를 연속적으로 조정하는 것이 불가능하게 된다. 또 다른 결점은, 약 0.5 미크론 이하의 직경을 갖는 홈들을 기록 매체상에 형성하는 것이 곤란하다는 것과, 디스크상의 홈들이 너덜너덜하고 나뭇결 모양의 가장자리들은 간혹 가질 수 있어, 복사판 디스크를 손상시킬 수 있는 스탬퍼가 제조될 수 있다는 것이다. 또 다른 결점은 포토레지스트 물질을 현상하는 부가 단계를 필요로 하는 것이다.

얇은 금속 필름을 포함하는 마스터 디스크에 있어서, 강도 변조된 기록 광비임이 정보 신호를 나타내는 일련의 떨어져 있는 구멍들을 얇은 금속 필름에서 용융시키도록 작용한다. 그러한 마스터 디스크상에 기록된 신호가 기록된 직후 판독될 수 있을지라도, 금속 필름의 비교적 높은 열전도율 때문에, 포토레지스트 물질 피복층을 가진 마스터 디스크에 형성된 것보다 큰 정보 표시 구멍들이 필름에 형성된다. 이것은 기록 밀도를 제한한다. 따라서, 금속 잔여물이 각 구멍 주위에 형성되는 것이 보통이고, 그리하여 복사판 디스크의 재생시 달성될 수 있는 신호대 잡음비가 제한된다.

기록후 직접 판독(DRAW) 기록장치에서 단일 기록 디스크로 사용될 수 있는 기록매체는 플라스틱 기판 위에 배치되는 얇은 금속 필름, 또는 높은 반사성의 상부표면을 가진 기판위에 배치되는 높은 광흡수성의 유전물질의 얇은층을 포함하는 것이 일반적이었다. 그러한 디스크는 또한, 먼지 및 마모로부터 피복층을 보호하기 위해, 피복된 기판 위에 떨어져 배치된 부재를 포함하는 것이 보통이다. 금속 필름을 가진 기록 후 직접 판독 디스크에 있어서, 강도 변조된 광비임은 기록되는 정보를 나타내는 일련의 떨어져 있는 구멍들을 필름에 용융시키도록 작용한다. 그러나, 그러한 금속 필름 기록 디스크는 금속 필름 마스터 기록 디스크에 관하여 전술한 결점들을 가지며, 그리하여 전적으로 만족스러운 것이 못되었다. 특히, 이것은 기록 밀도 및 신호대 잡음비를 제한한다.

유전물질 피복층을 가진 전형적인 기록후 직접 판독 기록 디스크에 있어서, 일련의 떨어져 있는 미세한 홈들이 피복층의 증발 또는 용발(ablating)에 의해 그 유전물질 피복층에 형성된다. 그 홈들이 전술한 금속필름 매체에서 보다 다소 작게 그 매체에 형성될 수 있어 높은 기록밀도가 실현될 수 있으나, 용발공정은 각 홈 주위에 물질의 잔여물을 형성하여, 재생시 달성될 수 있는 신호대 잡음비에 불리하게 영향을 끼칠 수 있다.

기록비임의 용발 효과를 받는 통상의 유전물질층에 대한 개량이 본출원인의 미국 특허 제4,430,401호에 기술되어 있다. 상기 특허에서, 폭발성 물질의 층이 유전물질층 대신 사용된다. 변조된 기록 광비임의 가열작용을 받을 때, 그 폭발성 피복층이 그 기록 광비임에 의해 선택적으로 에너지를 받아 그 피복층에 일련의 폭발을 일으켜, 기록될 데이타 신호를 나타내는 불균일부들이 그 피복층의 외측 표면에 형성된다.

가열효율을 증진시키고 폭발성 피복층에 큰 선명도를 제공하기 위해 기록매체의 기판을 회복하기 전에 염료가 그 폭발성 피복층(예를들어, 니트로 셀루로오즈)에 부가된다. 그 결과, 완성된 제품은 투명한 플라스틱 기판과, 홈을 가지고 염색된 정보 피복층으로 이루어진 기록매체로 된다. 염색되든 아니든, 기록된 피복층은 정보 수용표면을 제공하여 플레이어의 판독장치가 홈지역과 홈없는 지역을 구분하기 위해 설계되어야 한다. 상기 특허는 판독신호의 신호대 잡음비를 개선하기 위해 기판상에 평면이고 거울과 같은 중간 금속층을 부착하는 것을 제안한다. 그러나, 그 기록매체의 반사 특성은 겸용식의 비표준 판독기를 요한다. 대량 생산된 레이저 비데오 디스크가 플레이어의 판독헤드에 높은 반사성의 금속화된 정보 수용 표면을 제공하기 때문에, 불행하게도 그 플레이어는 바람직하지 않은 전기-광학적 개조없이는 상기 특허의 디스크를 판독할 수 없다.

그리하여, 현상단계를 요하지 않고, 또한 디스크의 재생시 달성될 수 있는 신호대 잡음비에 불리하게 영향을 끼칠 수 있는 잔여물질 또는 거친 가장자리들의 형성없이, 작은 정보 수용표면 불균일부들이 형성될 수 있는 기록 디스크가 요구된다는 것이 인식될 것이다. 유사하게, 높은 기록밀도 및 높은 신호대 잡음비가 달성될 수 있도록 작고 잔여물이 없는 정보 수용표면 불균일부들을 가진 기록후 직접 판독 기록디스크가 요구된다는 것이 인식될 것이다. 마지막으로, 상업적으로 호평을 받고 대량 생산된 디스크를 복사하는 플레이어에 적합한 디스크를 제조하기 위해, 표준 디스크 플레이어에서 플레이어될 수 있는 전술한 타입의 디스크가 실제로 요구된다. 이들 및 기타 다른 요구들이 본 발명에 의해 충족된다.

기본적으로, 본 발명은 기록매체가 소정의 방식으로 이동될 때 기록매체상에, 기록될 데이타 신호에 따라 강도 변조된 기록 광비임을 투사하는 타입의 기록장치에 사용하기 위한 개량된 기록매체에 구체화된다. 본 발명에 따른, 기록매체는 효과적인 양의 광흡수 피복층이 표면에 부착된 기판을 포함하며, 그러한 광흡수 피복층은 폭발성 물질을 포함한다. 여기서, 기록매체가 강도 변조된 기록 광비임에 대하여 이동될 때, 광흡수 피복층이 그 기록 광비임에 의해 선택적으로 가열되어 그 광흡수 피복층에 간격을 가지고 떨어져 있는 폭발부들을 형성하며, 그리하여 데이타 신호를 나타내는 불균일부들이 그 광흡수 피복층의 외측표면에 형성된다. 이들 불균일부는 홈 또는 융기부 중 어느 한 형태일 수 있고, 또한 그 불균일부들이 홈형태일 때 그들은 피복층을 완전히 관통하거나 또는 소정 깊이까지만 연장할 수 있다. 광반사성층이 표면 불균일부를 가진 광흡수 피복층 위에 부착되어, 대략 생산된 디스크를 플레이하도록 설계된 플레이어에 적합한 기록매체가 제조된다.

특히, 본 발명에 따른 기록매체는 단일의 독특한 일종류 기록디스크 및(또는) 기록 후 직접 판독 기록디스크로 사용하는데 적합하게 되어 있다. 어느 경우에도, 사용되는 기록장치는 디스크가 소정의 각속도로 회전될 때, 강조변조된 기록광비임 및 일정 강도의 판독 광비임을 디스크상에 집중시켜 촛점을 이루도록 작동한다. 그 기록 광비임은 디스크상의 폭발성 물질의 층에 표면 불균일부들을 형성하고, 그 불균일부들을 포함하는 전체표 면에 높은 반사성 물질이 피복된다. 판독 광비임은 기록 광비임에 의해 기록된 표면 불균일부들의 패턴에 따라 디스크상의 광반사층에 의해 반사된다.

기판위에 배치된 특수한 광흡수 피복층은 니트로셀루로우즈, 트리니트로 아닐린, 또는 트리니트로 토루엔과 같은 폭발성 물질의 층으로 이루어질 수 있고, 그 물질들 모두는 집중된 기록 광비임에 의해 소정의 자동발화 온도까지 선택적으로 가열된 때 비응축성 가스를 생성하도록 자동적으로 화학 반응한다. 그 광흡수 피복층에 의해 흡수되는 강도 변조된 광비임으로부터의 에너지의 양은, 그 광비임이 부딪치는 광흡수 피복층의 선택된 부분들이 부분적으로 폭발되거나 또는 완전히 폭발되도록 조절될 수 있다. 부분적인 폭발은 광흡수 피복층의 외측표면에 융기부를 형성하고, 완전 폭발은 홈을 형성한다. 무색의 폭발성 물질에서는, 기록 광비임을 흡수하고 색안정성이며, 폭발성 물질과 함께 용액으로 유지되는 적당한 염료를 그 폭발성 물질에 첨가하는 것이 바람직하다.

기판은 평활한 평면의 상부 표면을 가진 유리와 같은 아몰퍼스(amorphous) 중합체의 얇은 플라스틱 디스크인 것이 바람직하며, 특수한 폭발성 물질 피복층에 형성된 표면불균 일부들은 적어도 약 1000Å의 깊이를 가지는 것이 바람직하다. 제조된 디스크는 데이타 신호를 나타내는 일련의 홈들 또는 융기부들을 가지며, 그들은 기록 광비임의 촛점 직경의 1/e²보다 좁아서, 기록밀도가 증진될 수 있다.

본 발명의 일양태에 따라, 그 광흡수 피복층은 폭발성 물질과 선택된 염료(요구되는 경우)를 적당한 용제로 혼합함에 의해 플라스틱 기판상에 부착된다. 다음 그러한 액체용액이 기판의 상부 표면에 부어지고, 전체표면 위에 균일한 두께의 액체 피복층이 얻어질 때까지 상기 피복된 기판이 소정의 각 속도로 회전된다. 소정의 각속도로 계속 회전시키므로서 용제가 증발하고 소정 두께의 특수한 광흡수 피복층(폭발성 피복층)만이 남는다. 그 피복층 두께는 용액의 점도와 디스크의 회전 각속도를 변경시킴에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 얇은 금속층(바람직하게는, 알루미늄)이 기록된 특수한 피복층 위에 진공 석출된다. 그 금속층이 큰 반사성(일반적으로 80% 이상)을 가지기 때문에, 그 금속층은 판독 광비임에 의한 기록된 데이타 신호의 판독을 용이하게 하며, 그리하여 그 디스크가 표준 레이저 디스크 플레이어에 의해 판독 가능하게 된다.

종래 기술의 기록후 직접 판독(DRAW) 디스크 기록/재생시스템은 일종류의 프로그램 또는 주문 기록된 프로그램을 요하는 적용예에 주로 유용하다. 예를들어, 일정시간에 걸쳐 변하는 데이타의 54000페이지까지 중 어느 한페이지에의 신속 접근을 요하는 업무에 있어서, 단일 디스크의 일측면만이 요구된다. 그리하여, 현재의 업무 데이타를 반영하도록 정규적인 간격으로 새로운 디스크가 제조될 수 있다. 또한, 그러한 업무레코오드에의 접근의 완전 제어가 실현되어 각 데이타 셋트의 단일 복사물(copy)만을 모니터하는 것이 필요하고 낡은 복사물은 쉽게 폐기될 수있다. 이러한 특수한 적용, 즉 정보 데이타의 단일 복사물의 필요성의 결과, DRAW기는 낮은 비용, 마스터링의 용이성 및 작동의 단순화와 같은 특정 제한점들에 따라 설계되었다. 진공 석출이 집안이나 사무소안에서 할 수 있는 것이 아니기 때문에, DRAW기는 비표준 정보표면을 플레이하는 재생 판독헤드를 요하였다. 금속과 같은 반사성 피복층을 요하는 본 발명은 일종류 또는 프루우프(proof)복사물이 요구되는 경우 소량의 전문적인 제조작업으로 제조되는 디스크에도 양호하게 적용될 수 있다. 복제가 요구되지 않기 때문에 디스크 프레싱 비용 및 시간이 제거된다.

전술한 미국특허 제4,430,401호에 기술된 것과 같은 DRAW기의 개량은 데이타를 수용하는 폭발성 피복층의 사용에 주로 기인하여 높은 신호대 잡음비 및 높은 정보기록밀도를 제공한다. 그러나, 반사성 층이 없으면, 판독헤드는 비표준 구조로 되어야 한다. 상기 특허는 또한 폭발성 피복층 위에 부착된 금속층을 가지는 또 다른 디스크 구조를 제안하고 있다. 그러나, 그러한 금속층은 기록 전에 폭발성 피복층에 부착된다. 그 결과, 완성된 제품은 비금속화 디스크보다는 만족한 개량점은 제공하지만, 여러가지 피할 수 없는 인자들에 기인하여 더 개량될 여지를 가진다. 먼저, 금속층이 기록전에 부착되기 때문에, 특수한 폭발성 피복층의 선택된 부분들을 오직 부분적으로만 폭발시키는 것이 필요하다. 이러한 "부분적" 폭발은 특수한 폭발성 피복층이 부풀게 하고 완전히 용발되지 않게 하여, 적어도 약간의 폭발(완전 폭발이 아닌)을 야기하도록 하기 위해 기록 광비임 강도의 제어에 엄밀한 공차를 요한다. 더우기, 그러한 "부분적" 폭발은 완전 폭발이 일어날 때 형성된 날카로운 가장자리를 갖는 홈들과 반대로 둥근 융기부들을 형성한다. 마지막으로, 금속층이 팽창하는 폭발성 피복층과 함께 팽창하기 때문에, 각 융기부에서의 반사도가 그 융부기의 팽창지역 위에서의 금속층의 국부적인 팽창에 기인하여 바람직하지 못할 정도로 변한다.

상기 특허의 디스크에 있어서는 전술한 인자들이 이미 기록된 폭발성 층위에 알루미늄 반사층을 부착함에 의해 제거된다. 그리하여, 완전폭발을 포함하는 공정에서, 양호하게 형성된 홈들이 금속 처리된 때 양호하게 형성된 반사홈들(기판을 통하여 볼 때는 융기부들)을 형성한다. 유사하게, "부분" 폭발 공정에서, 금속처리된 융기부는 금속층이 부착되기 전에 그 융기부가 형성되기 때문에 어떤 반사율 변동없이 유지된다.

단일의 기록표면을 가진 디스크에서, 플라스틱 보호층이 반사층 위에 부착되어 그 반사층을 먼지 및 마모로부터 보호한다. 강도 변조된 기록 광비임은 위로부터 보호층을 통하여 또는 아래로부터는 기판을 통하여 반사층에 입사될 수 있고, 그 후자는 표준 플레이어에 적당한 판독 모우드이다. 2개의 기록표면을 가진 디스크에서, 금속처리되고 보호된 특수한 피복층들이 부착된 2개의 별개의 플라스틱 기판들이 보호층들이 서로 대면하도록 하는 방식으로 서로 접합된다. 이 예에서, 데이타 신호는 적당한 기판을 통해 금속처리된 특수 피복층에 판독 광비임을 투사함에 의해 판독된다.

표면 불균일부가 융기부 형태인 기록매체의 예에서, 폭발성 피복층에 형성된 각 융기부는 후속 공정에서 부착되는 반사성 금속층에 상응하는 융기부를 형성하도록 작용한다. 그 금속층은 제조된 디스크의 반사율을 증진시켜, 표준레이저 디스크 플레이어에 의한 기록된 데이타 신호의 판독을 용이하게 한다.

본 발명의 다른 특징 및 잇점들은 본 발명의 원리를 예시하는 첨부도면과 관련하여 기술된 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

제 1 도에 회전가능한 기록디스크(1)에 주파수 변조된 비데오신호 또는 디지탈 신호와 같은 데이타 신호를 기록하기 위한 디스크 기록장치(도시안됨)의 대물렌즈(7)이 도시되어 있다. 그 기록장치는 상기 디스크가 소정 각속도로 회전될 때 기록 광비임(8)을 기록디스크(1)에 입사시키도록 작용한다. 그 기록 광비임은 기록될 데이타 신호에 따라 강도가 변조된다. 그리하여, 기록 디스크상에 나선 또는 동심원 패턴으로 다수의 사실상 원형인 기록 트랙들에 배치된 일련의 미세한 홈(10) 또는 융기부(11)(제 5 도)가 형성된다.

DRAW기에서, 기록장치는 기록 광비임(8)의 피이크 강도보다 작은 일정한 강도를 가지고 하우징(6)내 대물렌즈(7)로부터 발산하는 판독 광비임(도시안됨)을 그 디스크상에 집중시켜, 홈(10) 또는 융기부(11)이 기록 광비임에 의해 형성된 직후 그 홈 또는 융기부를 주사하도록 작동한다. 그리하여, 기록 광비임의 출력수준 및 촛점을 연속적으로 제어할 수 있어 신호가 전체 디스크 위에 적절히 기록될 수 있게 한다.

제 2 도는 표준 레이저 재생장치에 사용될 수 있는 기록디스크의 개략적인 단면도이다. 그 기록디스크는, 상부 표면에 평활한 표면(3)을 가지고 있고 그 표면에 광흡수성의 특수한 얇은 폭발성 피복층(4)(광흡수성층)가 부착된 플라스틱 기판(2)을 포함한다. 기록 광비임(8)은 기록디스크에 인접한 공기매체를 통하여 전도되고, 상기 특수한 폭발성 피복층의 외측표면상의 회절제한 스폿트에 집중되어 촛점을 이룬다.

본 발명에 따라, 특수한 폭발성 피복층(4)는 폭발성 물질을 형성하도록 용발성 결합제(셀루로우즈 니트레이트)내 적당한 적색 투과 청색 흡수염료를 추가한 것으로 이루어져 있다. 상기 폭발성 물질은 강도 변조된 청색의 아르곤 이온 기록 광비임(8)에 대해 높은 흡수성을 가지며, 그리하여 기록디스크(1)이 그 기록 광비임에 대하여 회전될 때, 특수한 폭발성 피복층이 기록 광비임에 의해 선택적으로 에너지를 받아(즉, 가열되어) 그 피복층에 일련의 폭발을 야기하여 데이타 신호를 나타내는 미세한 홈(10)들의 형태인 불균일부들을 형성한다. 그 홈(10)들은 어떤 잔여물질을 가지지 않으며 날카로운 모서리와 거친 측벽을 갖지 않는다. 따라서, 그러한 기록 디스크로부터 회수된 데이타 신호의 신호대 잡음비가 매우 높은 값으로 된다. 또한, 홈의 단면 크기는 촛점을 이룬 기록 광비임의 회절제한 스폿트에 비해 작게 만들어질 수 있고, 그리하여 그 기록 디스크로부터 회수될 수 있는 데이타 신호의 밀도를 더 증가시킬 수 있다.

광을 흡수하는 특수한 폭발성 피복층(4)에 포함된 폭발성 물질은 그의 자동 발화 온도까지 가열된 때 가스를 발생시키도록 신속한 화학 반응을 받는 즉, 폭발하는 물질이다. 그 폭발성 피복층은, 강도 변조된 기록 광비임(8)이 실제로 부딪치는 그 피복층의 부분들만이 임계온도까지 가열되도록 비교적 낮은 열전도율을 가지는 것이 바람직하다. 더우기, 신속한 화학 반응에 의한 기체상 생성물은 냉각후, 폭발성 피복층 위 또는 기록장치의 부분 위에서 응축하지 않는 것이 중요하다. 적당한 폭발성 물질은 니트로 셀루로우즈, 트리니트로 아닐린 및 트리니트로토루엔이다.

투명한 플라스틱 기판(2)은 폴리메틸메타크릴레이트, "TROGAMID"라는 상표하에 판매되는 투명한 아몰퍼스 나일론, 또는 글리콜카보네이트 DRG CR-39 단량체 주조 수지로 만들어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 예에서, 기록 광비임(8)은 대략 457,488 및 514 나노미터의 성분들을 갖는 비임을 발생시키는 통상의 아르곤 이온 레이저에 의해 발생되고, 기록장치의 광학 소자들은 3개의 파장 중 하나에 최적하게 된다. 따라서, 강도 변조된 기록 광비임에 의해 가열되기 위해서는 폭발성 피복층(4)는 그들 파장에 흡수성이어야 한다. 그들 폭발성 물질이 이용될 때 니트로 셀루로우즈 또는 트리니트로토루엔 어느 것도 고유적으로 그들 파장을 크게 흡수하지 않으로, 그 폭발성 피복층은 그 파장들을 크게 흡수하는 적당한 오렌지색 또는 적색 염료를 더 포함한다. 그 염료는 색안정성을 가져야 하고, 사용되는 폭발성 물질에 쉽게 용해될 수 있어야 한다. 바람직한 염료는 "AMPLAS ORANGE CR"이라는 상표하에 "아메리칸 칼더 앤드 케미컬 컴페니"에서 판매되는 것이지만, 상기 회사에서 판매되는 다른 염료들도 적당하다. 그 염료들 중 하나는 "ANAPLAST-SCARLET MM"이라는 상표하에 판매되는 것이고, 또한, 각각 "OIL ORANGE" 및 "OIL RED"라는 상표하에서 "듀퐁사"에서 판매되는 1-페닐-아조-2-니프톨 및 아조벤젠-4-아조-2-나프톨이 적당한 염료이다.

특수한 폭발성 피복층(4)가 폭발성 물질과 염료가 적당한 용제와 혼합되는 특수한 공정을 사용하여 기판(2)의 상부 표면에 부착된다. 바람직한 공정에서는, 10중량부의 니트로셀루로우즈, 3중량부의 AMPLAS ORANGE CR 염료, 및 약 300-400 중량부의 솔벤트 셀로솔브 아세테이트를 혼합하여 약 3-5센티포이즈의 점도를 갖는 용액을 생성한다. 폭발성 물질 및 염료 혼합물을 위한 다른 적당한 용제는 부틸 아세테이트 및 아밀아세테이트이다.

다음, 액체 용액을 기판(2)의 상부표면에 부은 다음, 그 피복된 기판(2)를, 그 용액이 전체 표면에 걸쳐 균일한 두께를 가질 때까지 약 100rpm의 각 속도로 회전시킨다. 약 20-30초 동안 약 1000rpm으로 계속 회전시키므로써, 셀로솔브 아세테이트가 완전히 증발하고 기판의 상부 표면에 접합된 고체 용액형태의 특수한 폭발성 피복층(4)가 남는다.

그 폭발성 피복층(4)의 두께는 용액의 점도 및(또는) 회전속도를 변화시킴에 의해 조절될 수 있다. 약 1300-14000Å의 최종 두께가 바람직한데, 그 이유는 그 후에 피복층에 형성되는 홈(10)이 상기 두께에 상용하는 깊이를 가지므로써 기록 디스크의 판독성을 증진시키기 때문이다. 특히, 6328Å의 파장을 갖는 통상의 헬륨-네온 레이저를 이용하는 디스크 재생장치의 양호한 성능에 1300-1400Å 두께가 최적임이 밝혀졌다.

상기 두께를 가지며 소정의 상대 비율의 니트로셀루로우즈 및 특정염료를 갖는 폭발성 피복층(4)에서, 약 0.3 미크론의 폭을 갖는 미세한 홈들이, 약 0.5 미크론의 1/e²직경으로 집중되고 50 나노세컨드에서 약 20 밀리왓트의 피이크 출력을 갖는 기록 광비임(8)에 의해 형성된다. 기록 광비임(8)이 약 100 나노세컨드보다 적은 시간동안 기록 디스크(1)상의 선택된 위치에 부딪치고 폭발성 피복층(4)가 비교적 낮은 열전도율을 가지기 때문에, 폭발부들이 기록 광비임에 의해 실제로 조명되는 폭발성 피복층의 부분들에 한정되는 것으로 믿어진다. 기록 광비임을 비례적으로 많이(또는 적게) 흡수할 수 있는 피복층에서, 기록 광비임의 강도가 동일 결과를 달성하기 위해 그에 상응하여 낮거나 또는 높아야 한다는 것이 인식될 것이다.

데이타 신호를 나타내는 미세한 홈(10)들의 패턴이 기록 디스크(1)에 형성된 후, 광을 반사하는 금속피복층(12)(광반사층)가 기록된 폭발성 피복층(4)위에 적당히 부착된다. 그 금속 피복층(12)는, 기록 디스크의 위 또는 아래로부터 그 금속피복층(12)에 부딪치도록 투사될 수 있는 판독광비임(20)에 의해 회수되는 데이타의 질을 향상시키기 위해 폭발성 피복층(4)에 형성된 홈들에 높은 광반사특성을 제공한다.

금속피복층(12)를 부착하기 위한 하나의 적당한 기술은, 정보를 지닌 폭발성 피복층(4)의 상부 표면에 직접 200Å 두께의 알루미늄층을 열증발에 의해 진공 석출시키는 초기 단계를 포함한다. 기록된 데이타 신호는 융기부 형태로 기록 디스크의 하측면에서, 또는 홈형태로 기록 디스크의 상측면에서 판독 가능하게 된다. 그 홈은 제 1 도에 도시된 기록 디스크의 홈(10)과 일치하며 날카로운 모서리와 거친 측벽을 가지지 않고 대략 0.3 미크론의 폭을 갖는다.

"Neocryl A 601이라는 상표하에서 판매되는 것과 같은 플라스틱 물질의 보호층(16)이 광반사성의 금속피복층(12) 위의 부착되어, 먼지 및 마모로부터 그 금속피복층(12)를 보호하도록 할 수 있다. 더우기, 그러한 보호층(16)은 양면 디스크를 형성하기 위해 2개의 디스크 절반부들을 서로 접합할 때 중요하다. 그 보호층(16)은 사용되는 접착제의 타입 및 금속피복층(12)을 형성하는데 사용되는 금속(바람직하게는, 알루미늄)의 타입에 불활성인 어떤 적당한 플라스틱과 같은 피복층일 수 있다.

제 3 도는 디스크가 2개의 정보수용 표면들을 가진 본 발명에 따른 기록 디스크의 다른 예를 나타낸다. 그 기록 디스크는 각 기판에 특수한 폭발성 피복층(4)가 부착된 2개의 플라스틱 기판(2)로 이루어져 있다. 금속피복층(12)가 기록된 폭발성 피복층(4) 위에 배치되고 각 금속피복층(12)에는 플라스틱의 보호층(16)이 피복되어 있다. "Pliobond"라는 상표하에 판매된 것과 같은 접착제(24)가 2개의 디스크 절반부들을 접합하고 있는 것으로 도시되어 있다.

제 4 도에 도시된 본 발명에 따른 기록 디스크의 또다른 예에서, 폭발성 피복층(4)는 제1-3도에 도시된 예에 도시된 것보다 더 두꺼우며, 약 1 미크론 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 표면 불균일부들은 폭발성 피복층(4)의 상부 표면내로 부분적으로만 연장하는 홈 형태로 되어 있다. 강도 변조된 기록 광비임(8)이 기록 디스크 위로부터 폭발성 피복층의 상부 표면에 촛점을 이루도록 집중된다. 그러나 기록 광비임의 촛점 깊이가 약 0.2 미크론으로 제한되기 때문에, 촛점을 이룬 기록 광비임이 표면 아래 짧은 거리만큼 발산하기 시작한다. 그 결과, 그 기록 광비임의 강도는 상부 표면의 약 0.4-0.6미크론 내에서만 자동발화 온도까지 폭발성 물질을 가열하는데 충분히 높다.

제 5 도는 본 발명에 따른 또 다른 예의 기록디스크(1')의 개략 단면도이다. 이 기록디스크(1')는 제 2 도의 기록디스크(2)와 구조가 동일하나, 이 기록디스크(1')가 강도 변조된 기록 광비임(8)로부터 적은 에너지를 흡수하는데 적합하게 되어 있다는 점이 다르다. 이 예에서, 융기부들이 아래로부터, 폭발성 피복층(4)에 기록 광비임을 입사시킴에 의해 형성된다. 제 2 도의 폭발성 피복층에 대해 설명된 것과 동일한 조성을 갖는 폭발성 피복층(4)에서, 강도 변조된 기록 광비임(8)은 오직 약 1 밀리왓트의 출력 수준만을 가질 필요가 있다. 그 결과, 그 에너지는 주사 기록 광비임에 의해 조명되는 폭발성 피복층상의 떨어져 있는 지역들에 단지 불완전한 폭발을 야기하는데 충분하게 되어, 융기부(11)이 그러한 각 지역에 형성된다. 각 융기부는 기록 광비임에 의해 가열될 때 폭발성 피복층에서 일어나는 신속한 화학 반응에서 발생되는 가스의 트랩핑(trapping)에 의해 형성되는 것으로 믿어진다.

하우징(18)내 대물렌즈(19)로부터 나오는 판독 광비임(20)은, 그 판독 광비임 파장에서의 폭발성 피복층(4)의 낮은 흡수성에 주로 기인하여 폭발성 피복층을 그의 자동발화 온도까지 가열하는데 볼충분한 일정한 강도를 갖는다. 그리하여 폭발성 피복층(4)의 외측표면에 어떤 불균일부를 형성하지 못한다. 따라서 제 2 도의 기록 디스코에서 판독 광비임이 홈을 갖지 않은 기록디스크(1)의 부분들에 부딪칠 때, 그 광비임은 폭발성 피복층(4)를 관통하여 투과되고 그 하부의 금속피복층(12)에 의해 대물렌즈(19)쪽으로 반사된다. 한편, 그 광비임이 홈(10)에 촛점을 이룬 때는 금속피복층(12)에 의해 반사되지만, 판독 광비임의 파장에 비하여 홈의 크기가 작아서 판독 광비임이 그 홈에 의해 회절 또는 산란되고 그 광비임의 작은 비율만이 대물렌즈에 의해 수집된다. 이것은, 특히 비교적 낮은 수치의 구경을 갖는 렌즈가 이용될 때의 경우이다. 그리하여, 대물렌즈에 의해 수집된 반사 광비임은 홈들의 기록된 패턴에 의해 강도가 변조된다.

유사하게, 제 5 도의 기록디스크(1')에 사용될 때는, 판독 광비임은 융기부(11)이 없는 폭발성 피복층(4)의 일부분에 부딪칠 때마다 대물렌즈(19)쪽으로 반사되지만, 그러한 융기부에의 충돌시에는 회절에 의해 산란된다. 그리하여, 대물렌즈에 의해 수집된 반사 광비임은 융기부의 기록된 패턴에 의해 유사하게 강도가 변조된다.

데이타 신호를 기록 및 재생하기 위한 적절한 전기-광학 장치들은 전술한 미국 특허 제4,430,401호 및 미국 특허 제4,225,873 와 같은 각종 선행기술 문헌들중 어느 하나에서 발견될 수 있다.

폭발성 피복층(4)는 요구되는 경우 약 10000Å의 두께를 가질 수 있고 ; 그리하여 용제가 하부 플라스틱 기판에 끼칠 수 있는 효과가 정보표시 불균일부들이 형성될 폭발성 피복층의 상부분에는 덜 영향을 끼친다. 또 다르게는, 예를들어 평편한 홈 지부가 요구되지 않을 때는 용발성층에서 홈들을 용발시키는데 잇점이 있다.

전술한 바로부터, 본 발명은, 완성된 제품이 광학적으로 판독가능한 융기부 또는 홈들형태의 매우 작은 불균일부들을 가진 특수한 폭발성 피복층 위에 기록 후 부착되는 광반사성 금속피복층을 가지는, 일종류 기록장치와 기록 후 직접 판독장치 모두에 사용하기 위한 개량된 정보 기록매체를 제공함을 알수 있을 것이다. 상기 특수한 폭발성 피복층은 폭발성 물질로 되어 있고, 표면융기부 또는 홈들이, 기록디스크의 플레이 특성에 불리하게 영향을 끼칠 수 있는 어떤 잔여물 또는 거친 가장자리들의 형성없이 그 폭발성 피복층에 형성될 수 있다. 그 결과, 데이타 신호는 매우 높은 신호대 잡음비로 기록매체에 기록될 수 있고, 그 기록 디스크는 표준레이저 판독 비데오 디스크 플레이어에서 재생될 수 있다.

Claims (17)

1. 기록될 데이타 신호에 따라 변하는 소정 강도를 가지는 광비임을 그에 대한 기록매체의 이동시 기록매체에 입사시키는 기록장치에 사용하기 위한 기록매체에 있어서, 상부 표면을 가진 기판 ; 그 기판의 상부 표면위에 배치되고, 폭발성 물질을 포함하며, 기록매체가 강도 변조된 기록 광비임에 대하여 이동될 때, 간격을 두고 떨어져 있는 폭발부들을 형성하도록 그 기록 광비임에 의해 선택적으로 에너지를 받으므로써, 상기 강도 변조된 기록 광비임으로부터의 충분한 에너지를 흡수하여 기록 광비임이 부딪치는 층의 선택된 부분들이 완전히 폭발되어, 데이타 신호를 나타내는 홈들을 층의 적어도 외측표면에 형성하도록된 광흡수층 ; 및 그 광흡수층 위에 배치되는 광반사층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 기록매체.
2. 제 1 항에 있어서, 광흡수층에 형성된 홈들이 그 층의 아래 기판을 노출시키도록 그 층을 완전히 관통하여 연장하는 상기 기록매체.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광흡수층들이 폭발성 물질과 용액을 이루는 염료를 포함하며, 그 염료가 강도 변조된 광비임을 흡수하여 광흡수층을 소정 양만큼 가열하는 상기 기록매체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이, 디스크형태이고 기록된 데이타 신호를 회수하는데 사용되는 플레이어 장치의 판독 광비임이 투과하는 폴리메틸 메타크릴레이트로 형성된 상기 기록매체.
5. 제 4 항에 있어서, 광반사층을 먼지 및 마모로부터 보호하기 위해 상기 광반사층 위에 배치되는 플라스틱 물질의 보호층을 포함하는 상기 기록매체.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발성 물질이 니트로셀루로우즈를 포함하는 상기 기록매체.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발성 물질이 트리니트로아닐린을 포함하는 상기 기록매체.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발성 물질이 트리니트로토루엔을 포함하는 상기 기록매체.
9. 제 4 항에 있어서, 제디스크형 기판, 그 제 2 기판 위에 배치되고 폭발성 물질을 포함하는 제 2 의 선택적으로 에너지를 받는 광흡수층, 상기 제 2 광흡수층 위에 배치되는 제 2 광 반사층, 제 2 광 반사층 위에 배치되는 플라스틱 물질의 제 2 보호층, 및 양면 기록디스크를 형성하도록 상기 2개의 보호층을 서로 접합하는 접착제층을 포함하고 ; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판이 기록된 데이타 신호를 회수하는데 사용되는 플레이어 장치의 판독 광비임을 투과시키고, 판독 광비임이 상기 기판들중 어느 하나를 선택적으로 통과하여 해당 광반사층에 부딪칠 수 있게 된 상기 기록매체.
10. 기판과 그 기판위에 배치되는 폭발성 물질로 된 광흡수 피복층을 가진 타입의 가동 기록 매체상에 데이타 신호를 기록하기 위한 방법에 있어서, 기록매체를 소정 방식으로 이동시키고 ; 기록될 데이타 신호에 따라 기록 광비임의 강도를 변조하고 ; 강도 변조된 기록 광비임을 기록매체가 그에 대하여 이동할 때 그 기록 매체상에 입사시켜, 상기 광흡수 피복층이 그 기록 광비임에 의해 선택적으로 에너지를 받아 광흡수 피복층에 폭발을 일으키도록 선택된 피이크 강도를 갖는 상기 기록 광비임이 데이타 신호를 나타내는 불균일부들을 상기 광흡수 피복층의 외측표면에 형성하게 하고 ; 상기 불균일부들이 형성된 상기 광흡수 피복층의 표면위에 광반사 물질의 층을 배치하는 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 기록매체에의 데이타 신호 기록방법.
11. 제10항에 있어서, 강도 변조된 기록 광 비임의 피이크 강도는 기록 광 비임이 충돌하는 광흡수 피복층의 선택된 부분에 완전한 폭발을 야기하여, 데이타 신호를 나타내는 홈을 광흡수 피복층의 적어도 외측 표면에 형성하는데 충분한 상기 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 강도 변조된 기록광 비임의 피이크 강도는 기록 광비임이 충돌하는 광흡수 피복층의 선택된 부분에 부분 폭발을 야기하여, 데이타 신호를 나타내는 융기부를 광흡수 피복층에 형성하는데 충분한 상기 방법.
13. 기록된 데이타 신호를 나타내는 표면 불균일부들을 정보 수용층에 가지는 광학 기록매체를 제조하는 방법에 있어서, 폭발성 물질을 포함하는 피복층을 기판의 평활하고 평편한 표면상에 배치하고, 그 피복층에 기록될 데이타 신호에 따라 강도가 변조되는 광비임에 대하여 상기 피복된 기판을 소정 방식으로 이동시키면서, 폭발을 일으키도록 상기 광비임에 의해 상기 피복층을 선택적으로 가열하여, 그 피복층을 화학적으로 현상하는 별도의 단계를 요하지 않고, 데이타 신호를 나타내는 불균일부들이 상기 피복층의 외측표면에 형성되게 하고, 표면 불균일부들이 형성된 후, 상기 피복된 기판에 광반사성 물질의 외층을 부착하는 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 기판이 폴리메틸메타크릴레이트 물질을 포함하고, 상기 광반사성 물질의 외측 부착단계가 상기 표면 불균일부를 갖는 피복측의 외측표면에 금속물질의 외층을 진공 석출시키는 단계를 포함하는 상기 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 외측 금속층이 알루미늄인 상기 방법.
16. 제13항에 있어서, 폭발성 물질을 포함하는 피복층을 부착하는 상기 단계가, 폭발성 물질과 용제를 포함하는 액체용액을 기판에 배치하고, 그 액체 용액이 기판의 전체 표면위에 균일한 두께로 도포될 때까지 제 1 의 소정 각속도로 상기 기판을 회전시키고, 상기 액체용액내 용제가 완전히 증발되고, 기판의 표면에 부착된 피복층만이 남아있게 될 때까지 제 2 의 소정 각속도로 상기 기판을 회전시키는 단계들을 포함하는 상기 방법.
17. 제13항에 있어서, 광반사층을 먼지 및 마모로부터 보호하기 위해 상기 광반사층 위에 보호 플라스틱층을 부착하는 단계를 포함하는 상기 방법.

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