KR100186544B1 - 고밀도 광디스크 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고밀도 광기록매체에 관한 것으로서, 특히 온도에 따른 광투과도가 상이한 VTD 폴리머(VTD polymer)와 반복기록 가능의 재료를 사용하여 제조한 ROM과 RAM의 복합체를 갖는 고밀도 광디스크에 관한 것으로, 폴리카보네이트 기판과, 상기 기판상에 VTD 폴리머로 형성된 ROM층과, 상기 ROM층상에 형성된 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층상에 상기 반복기록 물질로 형성되는 RAM층과, 상기 RAM층상에 형성되는 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층상에 형성되는 반사막 및 보호막을 포함함을 특징으로 한다.

Description

고밀도 광디스크 및 그의 제조방법

제1도는 종래의 CD-E 구조의 단면을 모식적으로 나타낸 도면.

제2도는 종래의 ROM-RAM 일체형의 광디스크의 단면을 모식적으로 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 ROM-RAM의 일체형의 상변화형 광디스크의 단면을 모식적으로 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 ROM층을 형성하는 VTD 폴리머의 온도에 따른 광투과도를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명의 일실시예의 기록정보의 재생원리를 설명하기 위한 설명도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,7,8,14 : 기판 2 : Au 반투명막

3,11,13,16,18 : 보호막으로 사용되는 유전체막

4,12,17 : 기록막 8,15 : ROM층

6,19 : 반사막 20 : UV 수지층

본 발명은 고밀도 광기록매체에 관한 것으로서, 특히 온도에 따른 광투과도가 상이한 가변투과도 유기화학물(Variable Transmittance organic Dye : 이하 VTD라 약칭한다)과 반복기록 가능의 재료를 사용하여 ROM부와 RAM부의 복합구조를 형성한 고밀도 광디스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

멀티미디어 시대의 광디스크는 고속의 정보처리 능력과 함께 대용량의 정보를 탑재할 수 있는 기술을 필요로 한다. 특히, 광자기 디스크나 상변화형 광디스크는 다같이 상품화되어 결합되고 있는 사실로 미루어볼 때 고밀도화는 이들의 사활을 결정짓는 주요한 변수가 될 수 있다.

현재까지 알려진 고밀도 광기록 기술로서는 광자기 디스크와 상변화형 광디스크에서 공통적으로 사용되고 있는 랜드/그루브 기록방식, 마크엣지 기록장치, 초해상 재생방식, 단과장 레이저 및 큰 N.A(개구수)를 가진 대물렌즈 사용방식, 얇은 기판의 양면접차과 신호처리방법 및 광자기 다치(multivalue) 기록방식이 있다.

일반적으로 광디스크의 설계시 반사도를 높게 하면, 광의 흡수가 낮기 때문에 균일한 비정질층이 트랙간의 영역에서 결정화하는 것이 다소 곤란하게 되므로 반사도는 반복기록이 진행됨에 따라 점점 감소하게 된다.

상술한 바의 정보기록용의 요구와 함께 반사도 및 반복기록에 의한 변조도의 감소방지에 부응하는 것으로써 최근 CD-훼미리(CD-family)에서 관심을 끄는 주요기술 중에는 제1도에 도시된 필립스(사)제조의 광디스크, 기존의 CD-ROM과 호환가능한 CD-E가 있다. 즉, 상기 CD-E는 폴리카보네이트 기판(1)상에 전면거울(Pre-mirror)인 Au 반투명막(2)이 적층되고, Au 반투명막(2)상에는 ZnS-SiO₂로 형성되는 유전체막(3), GeTeSe로 형성되는 기록막(4), ZnS-SiO₂로 형성되는 유전체막(5) 및 Al합금으로 되는 금속반사막(6)이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다.

상기 필립스(사)의 광디스크는 기록막(4)을 형성하고 있는 상변화형 물질을 기존의 GeSbTe 대신에 GeTeSe로 사용함과 동시에 기록막(4)으로 입사되는 광의 효율을 조절하도록 기판(1)위에 Au의 반투명막(2)을 적층하였기 때문에 광디스크 부터의 최대반사를 허용하면서도 변조도 역시 증가하게 되어서 반사도 70이상, 변조도 60이상을 요구하는 CD의 기본사양을 만족하도록 하고 있다.

그러나, 상기 필립스(사)가 제안한 적층(stack)구조의 광디시크는 반복기록 횟수가 10회 미만으로 대단히 나쁘다. 이는 아직까지 광디스크의 매체조성이나 적층디자인 등의 최적화 되지 아니하였으며, 커다란 비정질의 광흡수도의 차이는, CD와 같은 마크엣지 기록을 할 때 지터(Jitter)의 증가라던지 등의 기록된 마크에 있어 여러 가지 문제점이 야기되고 있다.

따라서 상기 종래의 구조로는 만족할만한 반복기록 특성을 가진 CD-E 사양을 만족시킬 수 없을 뿐만 아니라 ROM-RAM 구조가 아니기 때문에 고밀도화에는 적당하지 않다는 결점이 있었다.

한편, 고밀도 기록의 위하여 최근 일본식 마쓰시다(사)에서는 ROM-RAM 일체형의 디스크를 개발하였다.

상기 ROM-RAM 일체형의 디스크 구조는, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, PC기판(7) 일측상에 형성된 정보피트(Information Pit)위체 ZuS의 RON층(8)을 형성하여 ROM부를 구성하고, 다른 또하나의 PC기판(9)의 그루부(G) 및 ZnS-SiO₂의그루부(G) 및 랜드(L)상에 Al합금으로 하는 반사막(10), ZnS-SiO₂의 유전체증(11), GeSbTe의 기록막(12) 및 ZnS-SiO₂와 유전체층(13)이 순차적으로 적층되어 형성된 RAM부를 구하여, 상기 ROM부와 상기 RAM부를 UV 수지로 도포하여 접착시킨후 UV를 조사 경화시켜 일체형으로 구성하고 RAM부와 ROM부로의 레이저빔의 포커싱(Focusing)만 달리함으로서, RAM부 ROM부의 정보를 각각 재생하도록 하고 있다.

그러나 상기 마쓰시다(사)의 ROM과 RAM일체형의 디스크는 ROM부와 RAM부를 각각 다르게 제작한 다음 접착하여야 하므로 제조종정이 번거롭다는 문제점이 있었다. 또한 상기의 필립스(사)나 마쓰시다사(사)의 상변화형 광디스크에서는 결정질과 비정질간의 가역적인 상의 변화에 따른 반사도를 검출하여 정보를 읽어내며, 이 반사도는 광디스크를 이루는 각층들의 두께의 조합에 의해 결정되므로 광기록 매체는 설정된 두께에서 결정질과 비정질의 반사도를 독립적으로 조절하지 못하기 때문에 임의로 어느 한쪽을 높게 하거나 낮게 설정할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 거승로서,온도에 따른 광투과도가 다른 VTD 폴리머(VTD polymer)와 반복기록 가능의 재료를 사용하여 각각 ROM과 RAM의의 복합구조의 광디스크를 형성함으로써,차-DHK 완전한 호환성을 가지면서도 제조가 간단하고 고밀도로 할 수 있는 광디스크를 제공함을 목적으로 하고 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본원발명의 고밀도의 광디스크는 폴리카보네이트 기판과, 상기 기판상에 소정 정보 피트가 형성된 VTD 폴리머로 이루어진 ROM층과, 상기 ROM층상에 형성되는 제1유전체 제1유전체층과, 상기 제1유전체층상에 반복기록 가능한 물질로 형성되는 RAM층과, 상기 RAM증상에 형성된 유진체층과, 상기 제2유전체층상에 형성된 반사막과 보호막을 포함함을 특징으로 하고 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 근거하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 실시예의 단면을 모식적으로 나타낸 단면도로서, 본 실시예의 고밀도 광디스크는 폴리카보네이트 기판(14)과, 상기 기판(14)상에 VTD 폴리머로 도포되고 소정의 피트가 형성된 ROM층(15)과, 상기 ROM층(15)상에 보호막으로서 ZnS-SiO₂로 형성된 제1 유전체층(16)과, 상기 제1유전체층(18)과, 제2 유전체층(28)상에 순차적으로 적층되는 Al-합금의 반사막(19) 및 UV 수지층(10)으로 구성되어 있다.

상기 VTD 폴리머는 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 광학성인 광투과도가 상온에서는 낮고, 온도(예를들어 100이상)에서는 높으며, 특히 호환형의 CD-E등에 적용되기 위해서는 반사도가 70이상이 되는 두께 및 재료를 선택하면 된다.

그리고 열전도도가 좋지만 열팽창계수는 작게 설계되어야 하며, 계속되는 온도변화에 따른 광학상의 작은 것이어야 한다.

상기 제1실시예 구조의 광학 디스크에 의하면, 재생 레이터 파워(최소한 5mW 이상)만을 변조하는 것이 특징으로 기록과 재생은 독립적이다. 기록은 반복기록 영역에 레이저를 포커싱하여 기록하고, 재생은 VTD 폴리머의 온도를 승온시킬 수 있도록 포커싱한 다음 온도에 때문에 반복기록 영역인 RAM층(17)에 기록된 신호를 검출하기 위해서는 보호막(16, 18) 및 RAM층(27)의 두께를 포함하여 비정질의 신호를 최대한 낮게 설정하면 CD-E에 충분히 적용하게 된다.

보다 구체적으로 본 발명의 광디스크에 있어서의 재생과정에 대하여 설명하면, 2P(Photo Polymer)법에 의하여 ROM 신호가 수록된 VTD 폴리머로 되는 ROM층(15)은, 상온 재생시에는 광이 투과되지 못하므로 ROM층(15)의 윗측에 있는 재기록 영역인 RAM층(17)의 정보가 인식되지 아니하므로 VTD 폴리머로된 ROM층(15)의 윗측에 있는 재기록 영역인 RAM층(17)의 정보는 일반적인 방식에서와 같이 상변화 물질의 온도변화에 결정질과 비정질간의 반사도에 근거하여 읽어지는 것이 아니라, 제5도의 재생빔의 온도분포(통상적으로 중앙보다 고온이고 주변부가 저온으로 되는 부분)를 이용하여 재생빔의 고온영역에서 VTD 폴리머의 ROM층(15)을 광이 투과하여 상변화 RAM층(19)의 비정질 반사도를 읽어내고, 재생빔의 저온영역에서는 광이 VTD폴리머의 ROM층(15)을 투과하지 못하고 ROM층으로부터 반사할때의 반사도를 읽어내어 이들 반사도의 차이로써 신호를 읽어내게 되며, VTD 폴리머의 반사도를 70를 유지하게 설정함으로써, CD-E에 적응시킬수 있게 된다.

따라서 상기 실시예에서는 간단히 레이저 파워 모듈레이션(Laser Power Modulation)에 의하여 CD-ROM형 정보와 CD-E형 정보를 읽을수 있는 장점을 가진다.

그리고, 상기의 구조는 상변화형 광디스크의 결정질과 비정질간의 반사도를이용하는 것이 아니라, 상온과 약 100사이에서는 광투과율이 거의없이 반사만 일어나는 VTD 폴리머의 반사도를 읽어 재생신호로 채택함으로써 높은 반사도를 기대할 수 있고 재생파워를 증가시켜 VTD 폴리머를 일정온도로 승온시킴으로써 고온에서는 비정질 신호를 검출할 수 있다.

따라서 이런 구조의 광디스크는 반복기록에 따른 RAM 매체의 열화가 진행되더라도 ROM의 기본적인 반사도값만 유지시켜 준다면 반복기록은 아무런 문제가 없게 된다.

한편, 본 발명의 과밀도 광디스크의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

폴리 카보네이트 기판상에 온도에 따라 투과도가 변하고 점도가 낮은(∼1000CP 이하)VTD 폴리머를 스핀코터를 사용 고속(6000rpm)으로 소정두께로 도포한후 2P법으로 상기 도포층에 정보기록 스템퍼를 압착시키고 UV를 조사하여 정보피트를 형성한다.

이어 다시 상기 정보피트 형성층위에 다시 동일의 VTD 폴리머를 도포한 후 그위에 소정의 랜드 및 그루브를 형성시키며 이들 VTD 폴리머의 두께는 전체가 1∼2㎛가 되게 한다.

이어 통상의 상변화형 광디스크의 제조방법에 따라 보호막인 ZnS-SiO₂의 제1 유전체층, 상변화형 기록물질인 GeSbTe 나 AgFnSbFe를 스퍼터링하여 소정두께의 기록막을 순차적으로 각각 증착한후, 다시 상기 기록막위에 보호막인 ZnS-SiO₂의 제2 유전체층과 Al 합금으로 되는 반사막을 증착하고, 이어 UV수지를 도포하여 공정을 완료한다.

상기 실시예에서는 RAM층(17)의 반복 기록물질로서 상변화형 기록물질을 사용하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 필요에 따라 광자기 기록물질을 사용할 수도 있다.

상기의 제조방법은 종래의 ROM-RAM 일체형의 고밀도 광디스크의 제조방법과는 달리 하나의 기판상에 ROM층과 RAM층을 형성시킬수 있기 때문에 제조공정이 간단하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 고밀도 광디스크의 구조는 CD-ROM과 CD-RAM을 조합함으로써 고밀도의 광디스크를 제작할 수 있으며, 특히 VTD폴리머의 광학적 특성과 온도를 조절함으로써 높은 재생 반사도를 요구하는 CD-ROM에서도 재생이 가능하며, 반복기록으로 인한 계속되는 온도변화에서도 내구성이 뛰어난 VTD 폴리머로 구성되어 반사율의 저하가 작기 때문에 변조도의 감소를 막을수 있으며 또한 제조공정이 한 디스크로 이루어지기 때문에 간단하다는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 폴리카보이트 기관과, 상기 기판상에 VTD 폴리머로 형성된 ROM층과, 상기 ROM층상에 형성된 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층상에 반복기록 물질로 형성되는 RAM층과, 상기 RAM층상에 형성되는 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층상에 형성되는 반사막 및 보호막을 포함함을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 RAM층의 반복기록물질은 상변화형 기록물질임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
3. 제1항에 있어서, 상기 RAM층의 반복기록물질은 광자기 기록물질임을 특징으로하는 고밀도 광디스크.
4. 제1항에 있어서, 상기 VTD 폴리머로 형성된 ROM층은 그 하부에 ROM을 이루는 정보피트가 형성되고, 그 상부는 랜드와 그루브가 형성됨을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
5. 제1항에 있어서, VTD 폴리머로 형성된 ROM층은 1∼2㎛ 두께로 성막됨을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
6. 제1항에 있어서, 상기 ROM층을 이루는 VTD는 상온에서 반사율이 70이상, 100의 고온에서는 반사율이 20미만임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
7. 기판상에 VTD 폴리머로 형성된 ROM층과 상기 ROM층의 상부에 상변화형 기록물질로 형성된 RAM층을 포함하여 구성된 디스크의 기록정보 재생방법에 있어서, 상기 RAM층 재생시에는 광이 투과하는 레이저 스폿의 고온영역의 RAM층과 광이 투과되지 않는 저온영역의 VTD 폴리머층과의 반사도 차이로 기록정보를 검출하여 재생하고, VTD 폴리머로 형성된 ROM층의 정보재생시에는 조사광의 ROM에 대한 반사만으로 기록정보를 검출하여 재생하도록 함을 특징으로 하는 광디스크의 기록정보 재생방법.
8. 폴리카보네이트 기판상에 온도에 따라 투과도가 변하는 VTD 폴리머를 도포한후 기록하고자 하는 정보가 일측에 형성된 정보기록 스텝퍼를 압착하여 ROM층을 형성하는 과정과, 상기 ROM층상에 보호막인 제1 유전체층을 증착하는 과정과, 상기 제1 유전제층상에 상변화형 기록물질을 스퍼터링하여 RAM층을 형성하는 과정과, 상기 RAM층상에 보호막인 제2 유전체층을 증착하는 과정과, 상기 제2 유전체층상에 Al 합금의 반사막과 UV 수지층을 순차로 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상변화형 기록물질은 GeSbTe나 AgInSbTe중의 어느 하나임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 제조방법.
10. 제8항에 있어서, ROM층의 형성시 정보기록 스텝퍼를 압착하여 정보기록 피트를 형성한후 다시 VTD 폴리머를 도포하고, 이 도포층위에 랜드와 그루브를 형성하도록 함을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 VTD 폴리머로 형성되는 ROM층의 두께는 1∼2㎛임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 제조방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 VTD 폴리머는 반사율이 상온에서 70이상이고, 100이상의 고온에서 반사율이 20이하로 되는 물질임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크 제조방법.