KR950005035B1 - 광정보 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

광정보 기록 매체
제1도는 본 발명의 광정보 기록 매체의 구조물의 한 구현예를 도식적으로 나타낸 부분 사시 단면도이다.
제2도는 제1도의 부분 A의 확대도이다.
제3도는 제1도의 부분 B의 확대도이다.
제4도는 기록한 후의 부분 B의 또다른 구현예의 도식적인 단면도이다.
제5∼7도는 실시예들에서 제조된 광디스크를 상용으로 구입가능한 CD 플레이어에 의하여 재생시켰을 때 수득된 출력파형을 나타낸 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광투과 기판 2 : 광흡수층
3 : 광반사층 4 : 보호층
5 : 요홈 6 : ROM 영역
7 : 정보 기록가능 영역 8 : 선구요홈
9 : 선구홈
본 발명은 레이저빔으로 스케닝하여 기록된 데이터를 재생시키는 유형의 광정보 기록 매체에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 본 발명은 데이터가 이미 기록되어 있는 롬(ROM) 영역 및 데이터를 기록할 수 있는 정보 기록가능 영역으로 구성된 광정보 기록 매체에 관한 것이다.
레이저 빔에 의해 정보를 기록할 수 있는 종래의 소위 쓰기가능 정보 기록 매체는 예를 들어 Te, Bi 또는 Mn같은 금속 및 시아닌, 메로시아닌 또는 프탈로시아닌 같은 염로의 기록층을 가지는데, 그들은 레이저 빔으로 조사될 때 상기 기록층이 변형, 승화, 증발 또는 변성되어 요홈을 형성하도록 하는 방식으로 데이터를 기록하도록 설계된다. 상기 기록층을 갖는 광정보 기록 매체로써, 기록층 뒷면에 공간을 형성시켜 요홈 형성을 위한 변형, 승화, 증발 또는 변성을 촉진시키는 것이 통상적이다. 대표적인 예로는, 한 쌍의 기판을 서로 공간을 띄우고 적층시킨 공기식 샌드위치 구조물로 불리는 적층 구조물이다.
상기 유형의 광정보 기록 매체를 가지고, 쓰기 레이저빔을 투명기판을 통해 조서시켜서 광학식으로 판독가능한 요홈을 기록층에 형성시킨다. 기록된 데이터의 재생을 위해서, 쓰기 레이저빔보다 출력이 더 적은 판독 레이저빔을 기판을 통해 조사시키고, 요홈에서의 반사광과 무요홈 지역에서의 반사광 사이의 콘트래스트를 전기적 신호로써 판독한다.
반면에, 데이터가 이미 기록되어 있지만 데이터를 더 이상 기록할 수 없고 기록된 데이터는 더 이상 삭제 또는 다시 쓰기 되지 않는 소위 롬(ROM : 읽기 전용 메모리) 유형의 광정보 기록 매체가 음향 기록 및 정보 처리 분야에서 실제적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 상기 유형의 광정보 기록층은 상술한 바와 같은 기록층을 갖지 않는다. 재생되는 데이터에 해당하는 선구요홈 또는 선구홈을 예를 들어 폴리카르보네이트의 기판위에 예를 들어 가압 성형에 의하여 형성시키고, Au, Ag, Cu 또는 Al의 금 속의 반사층을 그위에 형성시키고, 그리고 보호층을 그위에 더 제공한다.
상기 ROM 유형의 가장 대표적인 광정보 기록 매체는 소위 CD로 불리는 콤팩트 디스크인데, 이것은 음향 기록 정보처리 분야에서 널리 사용된다. 상기 CD용 기록 및 판독-출력 신호에 대한 견적서는 표준화되어 있는데, 상기 표준에 따른 재생 및 플레이 백 장치들은 콤팩트 디스크 플레이어(CD 플레이어)로서 널리 시판된다.
상술한 광정보 기록 매체는 모두 회전 축에의 고정을 위한 중앙 구멍을 갖는 디스크 형태, 즉 광디스크 형태를 취한다.
지금까지, 상기 판독가능한 광정보 기록 매체 및 ROM 유형 광정보 기록 매체는 분리 매체로서 독립적으로 구입할 수 있었다.
ROM 유형 광정보 기록 매체는 동일한 데이터를 갖는 매체를 대량으로 생산할 수 있으며, 기록된 데이터는 부주의에 의해서도 삭제되지 않는다. 그러나, 사용자는 임의의 데이터를 그위에 기록할 수 없다.
한편, 쓰기가능 광정보 기록 매체의 경우에는, 사용자는 어떠한 임의의 데이터라도 기록할 수 있다. 그러나, 상기 기록 매체는 동일한 데이터를 대량으로 기록하는데는 적절하지 않으며, 또한 기록된 데이터가 부주의에 의해 삭제될 수도 있다라는 단점이 있다.
개별적인 특성이 관점에서 그들의 용도는 자연적으로 서로 서로 차이가난다. 따라서, 종래의 광학식 정보 기록 메채는 두가지 우형의 적용 중의 하나에 대하여 사용할 때에 제한받는다.
이런 상황하에, 그러한 종래의 문제점을 해결하고 기록가능 영역 및 ROM 영역을 둘다 가지는 광학식 정보 기록 매체를 제옥하는 것이 본 발명의 목적이다.
즉, 본 발명은 기록된 데이터를 레이저빔으로 스캐닝함으로써 재생시키는 유형의 광정보 기록 매체를 제공하는데, 이것은 임의적 판독가능한 요홈이 이미 형성되어 있는 ROM 영역 및 임의적 판독가능한 요홈을 쓰기 레이저빔으로 조사시켜 형성시킬 수 있는 정보 기록가능 영역으로 구성되어 있으며, 여기서 정보 기록 가능 영역은 변형성 표면을 갖는 광투과 기판, 변형성 표면위에 적층되어 있어 쓰기 레이저빔을 흡수하는 광흡수층, 및 광흡수층위에 적층되어 있는 광반사층으로 구성되어 있는데, 전술한 변형성 표면은 광흡수층에 의한 쓰기 레이저빔의 흡수로 생성된 에너지에 의해 변형될 수 있어 임의 판독가능 요홈들을 형성한다.
본 발명의 광정보 기록 매체는 단일 기판 위에 정보 기록가능 영역 및 ROM 영역을 가지는데, 이에 의해 ROM 영역에서는 동일한 데이터를 예를 들어 압착 성형에 의하여 대량으로 기록할 수 있고 기록된 데이터의 부주위에 의한 삭제 위험성이 없으며, 정보 기록가능 영역에서는 어떠한 소망 데이터도 사용자에 의해 마음대로 기록할 수도 있다.
또한, 광흡수층을 코우팅에 의하여 기판위에 형성시키는 경우에는, 그러한 광흡수층은 기판에 이전에 형성되어 있는 선구홈들을 메꾸도록 형성될 수도 있으며, 그래서 선구홈들에서의 반사광과 대지에서의 반사광 사이의 간섭으로 인한 광감소가 억제될 것이고, 이에 의해 선구홈 부분에서의 재새용 반사율은 높아질 것이며, 그리고 정보 기록가능 영역에 형성된 요홈의 변조도도 높아질 것이다. 따라서, 정보 기록가능 영역에 형성된 요홈에서의 판독-출력 신호 및 기판위의 선구요홈에서의 판독-출력 신호들을 둘다 적절한 변조도를 갖는다.
이제, 본 발명의 바람직한 구현예들이 도면들을 참고로하여 상세하게 기술되는데, 도면들은 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 광정보 기록 매체의 구조물의 한 구현예를 도식적으로 나타낸 부분 사시 단면도이다.
제2도는 제1도의 부분 A의 확대도이다.
제3도는 제1도의 부분 B의 확대도이다.
제4도는 기록한 후의 부분 B의 또다른 구현예의 도식적인 단면도이다.
제5∼7도는 실시예들에서 제조된 광디스크를 사용 구입가능한 CD 플레이어에 의하여 재생시켰을 때 수득된 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
제1∼3도는 본 발명에 따른 광정보 기록 매체의 구조를 도식적으로 설명한다. 이들 도면에서, 참고 부호 1은 광투과 기판을 나타내며, 부호 2는 그위에 형성된 광흡수층을 나타내며, 이것은 조사된 레이저빔의 흡수로 인해 열을 발생시켜서 용융, 증발, 승화, 변형 또는 변성되어 기판(1)의 표면위에 또는 광흡수층(2)에 요홈을 형성시킨다. 참고 부호 3은 그위에 형성된 광반사층이며, 부호 4는 그위에 부착된 부호층을 나타낸다.
광투과 기판(1)은 레이저빔에의 투과성이 높은 물질로 제조되며, 대개로는 폴리카프보네이트, 아크릴레이트 수지 또는 에폭시 수지와 같이 강도가 탁월한 수지로 제조된다. 그러나, 기판은 그것이 쓰기 및 판독 레이저빔에 투명성이며 정보 기록가능 영역(7)에 있는 광흡수층(2)에 인접한 적어도 표면층은 쓰기 레이저빔의 흡수시에 광흡수층에 의해 발생되는 에너지에 의해 변형할 수 있어 광학식 판독가능 요홈을 형성하는 한도가 하중 4.6kg/cm²하에 ASTM D648에 준하여 측정된 바로서 바람직하게는 85∼200℃, 더욱 바람직하게로는 90∼150℃의 범위내이고, 록웰 경도가 ASTM D785에 준하여 측정된 바로서 바람직하게로는 M200∼M75, 더욱 바람직하게로는 M105∼M80의 범위이내이다. 기판의 열변형 온도 또는 록웰 경도가 상술한 범위이내일 때는, 쓰기 레이저빔의 흡수시에 광흡수층에 의하여 발생하는 에너지는 기판(1)의 표면층의 국부적 변형에 의하여 흡수되어서 어떠한 실질적 스트레인도 형성된 요홈에 잔류하지 않으며, 이에 의해 기록된 데이터의 안정성이 보장된다. 만일 열변형 온도 또는 경도가 너무 낮으면, 형성된 요홈이 열 또는 외부 힘에 의하여 용이하게 변형되는 경향이 있으므로 안정성이 빈약해진다. 한편, 만일 열변형 온도 또는 경도가 너무 높으면, 광흡수층(2)에의하여 발생한 에너지가 기판(1)의 변형 형태로 거의 흡수될 수 없어 명확한 요홈(5)를 형성하기가 어려우며, 이에 의해 변조도가 높은 판독-출력 신호를 수득하기가 어렵다.
기판(1)의 두께는 엄밀하지 않지만, 대개 1.1∼1.5mm의 범위이내이다.
정보 기록가능 영역(7)의 광흡수층(2)은 광투과 기판(1)을 통해 들어오는 레이저빔을 흡수하는 층으로서, 여기에서는 열을 발생시키고 동시에 용융, 증발, 승화, 반응, 분해 또는 변성을 이행한다. 그것은 대개로는 시아닌 염료 같은 염료 물질을 기판(1)위에 스핀-코우팅함으로써 형성된다. 광흡수층(2)는 형성되어 또한 ROM 영역(6)를 덮을 수도 있다.
광흡수층(2)의 두께는 대개로는 20∼50nm, 바람직하게는 100∼300nm의 범위이내이다.
광반사층(3)은 대개로는 금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 제조한다. 광반사층(3)의 두께는 대개로는 30∼150nm, 바람직하게는 40∼130nm의 범위이내이다.
보호층(4)는 광투과층(1) 같이 내충격성이 탁월한 수지로 제조하며, 가장 통상적으로는 자외선 경화성 수지를 스핀-코우팅에 의하여 코우팅하고 이어서 경화를 위해 자외선으로 조사시킴으로서 형성된다. 다른 물질로서는, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지 및 실리코운 경질 외피 수지를 대개 사용한다. 또한, 우레탄 수지와 같은 탄력성 물질을 사용하여 쿠션 효과를 수득하는 것도 또한 가능하다.
보호층(4)의 두께는 엄밀하지 않으며 대개로는 3∼30μm, 바람직하게는 5∼15μm의 범위내이다.
이제 상기 구조물의 특정 실시예를 설명할 것이다.
실시예 1
두께 1.2mm, 외경 120mm 및 내경 15mm이며, 직경 46∼80mm의 범위(ROM 영역(6)) 폭 0.6μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성되어 있는 CD 포맷 신호 재생가능한 나선형 선구요홈(8)을 가지고, 직경 80∼117mm의 범위(정보 기록가능 영역(7))에서는 폭 0.8μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성된 나선형 선구홈(9)(트랙킹 가이드 홈)를 가지는 디스크 형상의 폴리카르보네이트 기판(1)을 사출 성형에 의해 형성시켰다.
광흡수층을 형성시키기 위한 유기 색소로서, 1,1'-디부틸-3,3,3',3'-테트라메틸-4,5,4',5'-디벤조인도 디카르보시아닌[닛뽄 강꼬 시끼소 가부시끼가이샤(Nippon Kanko Shikiso K.K)제품의 제품 번호 NK3219] 0.65g를 디아세톤 알코올 용매 10ml에 용해시켰다. 용액을 기판(1)의 외부 영역에 해당하는 부분, 즉 80mm의 직경 외측에 있는 정보 기록가능 영역(7)의 표면위에 스핀-코우팅에 의해 코우팅하여 두께 0.13μm의 광감성 색소 필름의 광흡수층(2)를 형성시켰다.
그런 다음, 두께 400Å의 금박 필름을 상기 디스크의 직경 45∼118mm의 영역의 전체 표면에 걸쳐서 스퍼터링에 의해 형성시켜 광반사층(3)을 형성시켰다. 자외선 경화성 수지를 상기 광반사층(3)위에 더 스핀-코우팅시키고, 자외선을 조사시킴으로써 경화시켜 두께 10μm의 보호층(4)를 형성시켰다. 그렇게 수득된 광디스크의 정보 기록가능 영역(7)에, 파장 780nm의 반도체 레이저빔을 선형 속도 1.2m/초에서 기록 출력 6.0mW로 조사시켜 EFM 신호를 기록하였다. 그런 다음, 상기 광디스크를 상용으로 구입가능한 CD 플레이어[아우렉스(Aurex) XR-V73, 기록 레이저빔의 파장 λ=780nm]로 재생시키고, 이에 의해 내측의 ROM 영역(6)으로부터 수득된 판독-출력 신호의 파장은 제5도에 나타내었는데, 상기 영역에서, 반도체 레이저빔의 반사율은 85%이고 I11/Itop는 0.7이고 I₃/Itop는 0.47이었다. 또한, 외측의 정보 기록가능 영역(7)로부터 수득된 판독-출력 신호의 파장은 제6도에 나타내었는데, 상기 영역에서, 반도체 레이저빔의 반사율은 72%이고 I11/Itop는 0.65이고 I₃/Itop는 0.35이었다.
CD 표준은 반사율이 적어도 70%이고 I11/Itop이 적어도 0.6이고 I₃/Itop이 0.3∼ 0.7임을 규정한다. 본 실시예의 광디스크는 이들 표준을 ROM 영역 및 정보 기록가능 둘다와 충족시킨다.
실시예 2
두께 1.2mm, 외경 120mm 및 내경 15mm이며, 직경 46∼80mm의 범위(ROM 영역(6))에서는 폭 0.6μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성되어 있는 CD 포맷 신호 재생가능한 나선형 선구요홈(8)을 가지고, 직경 100∼117mm의 범위(정보 기록가능 영역(7))에서는 폭 0.8μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성된 나선형 선구홈(9)를 가지는 디스크 형상의 폴리카르보네이트 기판(1)을 사출 성형에 의해 형성시켰다.
기판의 직경 100mm이내의 부분, 즉 ROM 영역(6)을 은폐시키고, 두께 900Å의 GaAs 필름을 외측 원주부분, 즉 정보 기록가능 영역(7)에 스퍼터링에 의해 형성시켜 광흡수층(2)를 형성시켰다.
두께 400Å의 금 필름을 상기 디스크의 직경 45∼118mm의 영역의 전체 표면에 걸쳐서 스퍼터링에 의해 형성시켜 광반사층(3)을 형성시켰다.
그렇게 수득된 광디스크의 정보 기록가능 영역(7)에, 파장 780nm의 반도체 레이저빔을 선형 속도 1.2m/초에서 기록출력 6.0mW로 조사시켜 EFM 신호를 기록하였다. 그런 다음, 상기 광디스크를 실시예 1에서 사용된 바와 동일한 CD 플레이어로 재생시키고, 이에 의해 내측의 ROM 영역(6)으로부터 수득된 판독-출력 신호의 파장은 제5도에 나타내었는데, 상기 영역에서, 반도체 레이저빔의 반사율은 85%이고 I11/Itop는 0.7이고 I₃/Itop는 0.47이었다. 또한, 외측의 정보 기록가능 영역(7)로부터 수득된 판독-출력 신호의 파장은 제7도에 나타내었으며, 상기 영역에서, 반도체 레이저빔의 반사율은 72%이고 I11/Itop는 0.65이고 I₃/Itop는 0.35이었다.
CD 표준은 반사율이 적어도 70%이고 I11/Itop이 적어도 0.6이고 I₃/Itop이 0.3∼ 0.7임을 규정한다. 본 실시예의 광디스크는 이들 표준을 ROM 영역 및 정보 기록가능 둘다와 충족시킨다.
실시예 3
두께 1.2mm, 외경 120mm 및 내경 15mm이며, 직경 46∼70mm 및 85∼102mm의 범위(ROM 영역(6))에서는 폭 0.5μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성되어 있는 CD 포맷 신호 재생가능한 나선형 선구요홈(8)을 가지고, 직경 70∼85mm 및 102∼117mm의 범위(정보 기록가능 영역(7))에서는 폭 0.6μm, 깊이 0.08μm 및 피치 1.6μm로 형성된 나선형 선구홈(9)를 가지는 디스크 형상의 폴리카르보네이트 기판(1)을 사출 성형에 의해 형성시켰다.
지경 46∼70mm 및 85∼102mm의 범위에 해당하는 부분, 즉 ROM 영역(6)을 은폐시키고, 두께 900Å의 GaAs 필름을 나머지 부분, 즉 정보 기록가능 영역(7)에 스퍼터링에 의해 형성시켜 광흡수층(2)를 형성시켰다.
두께 400Å의 금 필름을 상기 디스크의 직경 45∼118mm의 영역의 전체 표면에 걸쳐서 스퍼터링에 의해 형성시켜 광반사층(3)을 형성시켰다.
그렇게 수득된 광디스크의 정보 기록가능 영역(7)에, 파장 780nm의 반도체 레이저빔을 선형 속도 1.2m/초에서 기록출력 6.0mW로 조사시켜 EFM 신호를 기록하였다. 그런 다음, 상기 광디스크를 실시예 1에서 사용된 바와 동일한 CD 플레이어로 재생시켰는데, 이에 의해 내측의 ROM 영역(6) 및 외측의 정보 기록 가능 영역(7) 둘다에서의 판독-출력 신호의 파장, I11/Itop및 I₃/Itop는 실시예 2에서와 실질적으로 동일하였다.
종래의 정보 기록 매체에서는 공간과 같은 충격 흡수 부위를 정보 기록가능층 뒤에 형성시켜 기록가능층이 레이저빔을 흡수하여 열을 발생하고 이에 의해 용융, 증발, 승화, 변형 또는 변질될 때에 상기 열적 변화가 상기 충격 흡수 부위에 의해 흡수되어 요홈이 기록층 그 자체에 형성되도록 하는 것이 통상적이다. 반면에, 본 발명의 광정보 기록 매체는 광흡수층(2)의 후면에는 광흡수층(2)을 및 광흡수층(3)의 후면에는 보호층(4)를 가지며, 그리고 기판(1)보다도 거의 열변성되지 않는 물질로 광흡수층(2)를 형성시킴으로써, 광흡수층(2)의 열적 변화를 기판(1)에 흡수시켜 돌출물, 파형 요홈 또는 치아형과 같은 임의 변형 요홈이 기판위에 형성되도록 할 수 있다.
예를 들어 상기 실시예 1에서, 폴리카르보네이트 기판(1)은 록웰(Rockwell) 경도(ASTM D785)가 M75이며 4.6kg/cm²의 하중하에 열변형 온도(ASTM D648)가 150℃이었다. 반면 경화후에는, 보호층(4)는 록웰(Rockwell) 경도(ASTM D785)가 M90이며 4.6kg/cm²의 하중하에 열변형 온도(ASTM D648)가 150℃이었다. 즉, 상기 실시예의 광정보 기록 매체에서는, 광흡수층(2)의 후면의 보호층은 기판보다도 거의 열-변성되지 않는 물질로 제조되며, 이에 의해 광흡수층(2)의 열적 변화를 기판(1)의 표면위에 흡수시켜 돌출물 형태의 요홈을 기판의 표면위에 형성되도록 한다. 따라서, 제4도에 도식적으로 나타낸 바처럼, 기록된 후에, 돌출물 형태의 요홈(5)가 광흡수층(2)에 접촉되어 있는 광디스크의 기판(1)의 표면위에 판촉된다.
상술한 바처럼, 본 발명의 광정보 기록 매체는 동일한 매체에 ROM 영역 및 정보 기록가능 영역을 둘다 가지는데, 이에 의해 ROM 영역에서는, 동일한 데이터를 대량으로 기록할 수 있으며 기록된 데이터를 부주의에 의한 삭제 없이 재생시킬 수 있으며, 정보 기록가능 영역에서는, 사용자가 어떠한 임의의 데이터도 기록할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광정보 기록 매체는 광범위한 적용에 유용하다.

Claims (8)

  1. 광학적으로 판독가능한 요홈(pits)이 이미 형성되어 있는 ROM 영역 및 광학적으로 판독가능한 요홈이 쓰기 레이저빔으로 조사함으로써 형성될 수 있는 정보 기록가능 영역을 구비하고, 기록된 데이터는 레이저빔으로 그들을 스캐닝함으로써 재생되는 광정보 기록 매체에 있어서, 상기 정보 기록가능 영역은 변형성 표면을 갖는 광투과 기판, 상기 변형성 표면을 중첩하고 쓰기 레이저빔을 흡수하는 광흡수층, 및 상기 광흡수층을 중첩하는 광반사층 구비하고, 상기 변형성 표면은 상기 광흡수층에 의한 쓰기 레이저빔의 흡수로 인해 발생한 에너지에 의해 변형가능하여 광학적으로 판독가능한 요홈을 형성시킴을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서. 광투과 기판이 4.6kg/cm²의 하중하에 ASTM D648을 따라서 측정된 85∼200℃ 범위내의 열변형 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광투과 기판이 ASTM D785에 따라서 측정된M200∼M75의 범위내의 록웰(Rockwell) 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판이 폴리카르보네이트 수지, 아클리레이트 수지 또는 에폭시 수지로 제조됨을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광흡수층이 시아닌 색소를 함유함을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반사층이 금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들의 함금으로 제조됨을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판의 변형성 표면층은 광학적으로 판독가능한 상기 요홈이 형성되는 트랙킹 가이트 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호층이 최상층으로서 제공됨을 특징으로 하는 광정보 기록 매체.
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