KR100203829B1 - 광디스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴팩트 디스크와 같은 광디스크에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 광디스크에 있어서, 자외선 경화수지 접착부의 일면예 제2기판, 반사막, 상호 보호막이 형성되고, 이의 반대면에 부분 반사막, 제1기판 및 하부 보호막이 형성된 광디스크에 있어서, 상기 부분 반사막이 고굴절 유전체막(24), 저굴절 유전체막(25) 및 고굴절 유전체막(26)으로 형성된 광디스크를 제공하므로써 저장 정보의 용량을 향상시킬 수 있는 2층구조의 광디스크에 관한 것이다.

Description

광디스크
제1도는 종래의 광디스크 층구조를 개략적으로 도시한 단면도.
제2도는 본 발명의 광디스크 층구조를 개략적으로 도시한 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 2층 광디스크의 재생시의 동작원리를 개략적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20, 30 : 상부 보호막 11, 21, 31 : 반사막
12, 22, 32 : 제2기판 18, 28, 38 : 하부 보호막
23, 33 : 자외선 경화수지 접착부 24 : 고굴절 유전체막
25 : 저굴절 유전체막 26 : 고굴절 유전체막
27, 37 : 제1기판 14, 34 : 부분 반사막
51 : 집광된 광 52 : 집광렌즈
53 : 렌즈 이동거리
본 발명은 컴팩트 디스크와 같은 광디스크에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 광디스크에 있어서, 디스크의 층구조를 2층으로 하므로써 저장 정보의 저장용량을 향상시킬 수 있는 2층구조의 광디스크에 관한 것이다.
종래의 일반적으로 알려진 광디스크는 컴팩트 디스크, 레이저디스크 등이 있다. 레이저디스크는 아날로그로 된 화상과 음성정보를 30㎝직경의 디스크 양면에 저장시킬 수 있는 것이며, 컴팩트 디스크는 디지탈 자료 65메가바이트를 12㎝직경의 디스크 단면에 저장시킬 수 있는 재생전용형 미디어이다.
제1도는 종래의 광디스크의 층구조를 개략적으로 도시한 단면도로서 기판(12)상에 반사막(11)이 형성된 디스크의 상하부에 자외선 경화수지로 상부 및 하부 보호막(10,18)이 적층된 구조로 이루어진다.
이와 같은 광디스크는 음향정보를 70분까지 저장하거나 압축비가 높은 MPEG1의 화상과 음향을 74분간 저장할 수 있는 잇점이 있다.
그러나, 이러한 MPEG1방식은 정보를 압축하므로써 화질이 종래의 방식인 비디오 테이프, 레이저 디스크 등에 비해 상대적으로 좋지 않은 문제점이 있었고, 또한 정보용량도 다른 기록매체에 비해 상대적으로 적은 것이 단점이었다.
최근 이러한 문제점을 해결하기 위하여 디스크적인 개선방법과 디스크외적인 개선방법으로 연구가 활발히 진행되고 있는데, 디스크외적인 개선방법으로 MPEG2, MPEG3등과 같은 디지탈 동화상 방식이 제안되었다. 그러나, 현재의 광디시크의 용량으로 불과 수분의 영상자료 밖에는 저장할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 디스크적인 개선방법으로 디스크의 층구조를 다층으로 변경하므로써 정보의 저장용량을 향상시키고자 하였으나 다층으로 디스크를 제조할 경우 디스크를 구성하는 각층의 반사율이 기록된 정보를 재생시킬 수 있을 정도의 소정의 반사율을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 광흡수율이 낮고, 광디스크의 반사율과 투과율을 적절히 조절할 수 있도록 광디스크 층구조를 변경하므로써 정보의 저장용량을 배가시킨 2층의 광디스크를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광디스크는 자외선 경화수지 접착부의 일면에 제2기판, 반사막, 상부 보호막이 형성되고, 이의 반대면에 부분 반사막, 제1기판 및 하부 보호막이 형성된 광디스크에 있어서, 상기 부분 반사막(14)이 고굴절 유전체막(24), 저굴절 유전체막(25) 및 고굴절 유전체막(26)으로 형성된 것으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명자들은 광디스크의 층구조를 2층으로 하고, 각각의 층에 필요한 소정의 반사율을 얻기 위하여 1층에 3층으로 된 유전체를 적층시켜 높은 광투과율, 낮은 광흡수율 및 충분한 광반사율을 가진 부분 반사막으로 이용하므로써 광디스크의 저장용량을 향상시키도록 하였다.
제2도는 본 발명의 광디스크 층구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 본 발명의 광디스크는 제2도에 도시된 바와 같이 자외선 경화수지 접착부의 일면에 제2기판, 반사막, 상부 보호막이 형성되고, 이의 반대면에 부분 반사막, 제1기판 및 하부 보호막이 형성된 광디스크에 있어서, 상기 부분 반사막(14)이 고굴절 유전체막(24), 저굴절 유전체막(25) 및 고굴절 유전체막(26)으로 형성된 것으로 이루어진다.
특히, 본 발명의 광디스크는 부분 반사막(14)이 빛을 고반사 및 저흡수할 수 있고, 또한 반사막이 충분한 반사율을 가질 수 있도록 고굴절 유전체막(24), 저굴절 유전체막(25), 고굴절 유전체막(26)으로 된 것을 특징으로 하는데, 상기 고굴절 유전체막(26,24)은 광 흡수율이 낮은 SiNx, AIN, AISiN, TiN등과 같은 질화물, 비정질 질화규소 유전체 또는 ZnS등과 같은 황화물이 사용되며, 두께는 레이저 파장과 각층의 굴절율에 따라서 통상 20-200㎚이 바람직하다. 만약, 이의 두께가 20㎚보다 얇아지면 너무 얇아 막이 불안정하게 되고, 200㎚보다 두꺼워지게 되면 반사막의 반사율이 감소되고 제조비용도 증가하게 되므로 바람직하지 않다. 이때, 고굴절 유전체막(24,26)의 제조방법으로는 통상 스퍼터링법이 바람직하나, 본 발명의 효과를 달성할 수 있다면 또다른 방법의 사용도 가능할 것이다.
저굴절 유전체막(25)은 SiO2, AlO등의 산화물 또는 MgF등의 불화물을 사용하고, 이의 두께는 100-150㎚이 바람직하다. 만약, 이의 두께가 100㎚보다 얇아지거나 150㎚보다 두꺼워지게 되면 반사율이 낮아지는 문제점이 있으므로 적절하지 못하다.
또한, 자외선 경화접착부(23)는 제1기판 및 제2기판과 광학상수가 비슷한 아크릴계의 자외선 경화수지로 접착시킨다. 경화전의 밀도는 통상적으로 50-5000cps로 하고, 두께는 20um에서 수 백um이 되게 접착한다.
제1기판 및 제2기판은 종래의 방식대로 폴리카보네이트 레진의 사출성형으로 피트형상의 정보를 가진 스템프를 복제하므로써 제조하고, 그 두께는 각각 0.5-2um로 한다.
한편, 본 발명의 광디스크에 기록된 정보를 재생시키는 동작원리는 제3도에 도시한 바와 같이 집광렌즈(52)의 위치(53)를 상하로 조절하므로써 1층 및 2층에 집광시킬 수 있다. 이때, 집광렌즈(52)가 상하로 이동되는 거리(Δh)는 본 발명의 2층 디스크의 경우에 하기 일반식 1과 같이 주어진다.
[일반식 1]
여기서, NA는 대물렌즈의 개구수(numerical aperture)이고, n은 기판의 굴절을, t1은 입사면에서 면 쪽의 제1기판(37)의 두께이다.
이하, 본 발명을 실시예 1-9를 통하여 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기예가 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
2장의 PC기판중에서 한장에는 종래의 컴팩트 디스크와 같이 반사막으로 알루미늄을 발저스사(balzars)의 모델명 SD S130으로 통상의 조건에서 스퍼트링법으로 약 50㎚두께로 성막하고, 다른 한장에는 고굴절을 가진 SiNx유전체를 두께 90㎚, 저굴절율의 유전체인 SiO2를 두께 115㎚ 및 고굴절 유전체인 SiNx을 두께 90㎚로 성막하고, 이와 같이 제조된 2장의 디스크를 상용의 아크릴계 보호코팅제인 일본국 DIC사의 상품명 SD301로 접합시켰다. 이후, 두께 10um의 보호막을 반사막과 기판의 외부에 자외선 경화수지를 스핀코팅법으로 도포하고 자외선으로 경화시켜 최종적으로 디스크를 제조하였다.
[실시예 2]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 90㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 125㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 90㎚로 한것 외에는 상기 실시에 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 3]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 90㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 135㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 90㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 4]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 100㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 115㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 100㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 5]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 100㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 125㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 100㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 6]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 100㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 135㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 100㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 7]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 110㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 115㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 110㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 8]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 110㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 125㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 110㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
[실시예 9]
고굴절 유전체막(24)을 SiNx으로 두께 110㎚, 저굴절 유전체막(25)을 SiO2로 두께 135㎚ 및 고굴절 유전체막(26)을 SiNx으로 두께 110㎚로 한것 외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 디스크를 제조하였다.
이와 같이 제조된 최종 광디스크를 파장이 780㎚인 반도체레이저광을 디스크의 반사막에 집광시켜 반사되는 광량을 포토 다이오드로 검출하여 SiNx고굴절막의 두께(㎚) 변화에 대한 1층과 2층(여기서, 1층은 부분반사막의 디스크층을 말하고, 2층은 알루미늄 전반사막의 디스크층을 말한다)에 대한 반사율을 ％단위로 측정한 것을 하기 표 1에 기재하였다.
상기 표 1에 기재된 바와 같이 상기 실시예 1-9에 따른 고굴절 유전체막과 저굴절 유전체막의 두께 변화에 따라서 1층의 반사율이 약 25％이상이 되므로 현재 상용의 광자기 디스크나 약 15-20％인 국제규격을 충분히 만족시킴을 알 수 있었고, 또한 2층의 반사율도 크게 감소되지 않아 본 발명에 따른 부분 반사막 및 반사막이 기록 및 재생시의 충분한 신호를 나타내게 될 것임을 알 수 있었다.
그러므로, 본 발명의 광디스크는 종래의 단층 디스크와 달리 디스크 2층으로 제조할 수 있도록 디스크의 반사투과율과 흡수율이 적은 유전체막을 적층시키므로써 다층의 광디스크 제조를 용이하게 하고, 디스크의 정보저장 용량을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 자외선 경화수지 접착부의 일면에 제2기판, 반사막, 상부 보호막이 형성되고, 이의 반대면에 부분 반사막, 제1기판 및 하부 보호막이 형성된 광디스크에 있어서, 상기 부분 반사막이 고굴절 유전체막(24), 저굴절 유전체막(25) 및 고굴절 유전체막(26)으로 형성된 것을 특징으로 하는 광디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고굴절 유전체막(24,26)이 SiNx, AIN 또는 TiN등과 같은 질화물, 또는 ZnS등과 같은 황화물로 형성된 것을 특징으로 하는 광디스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기, 고굴절 유전체막(24,26)의 두께가 20-200㎚임을 특징으로 하는 광디스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저굴절 유전체막(25)이 SiO2, AlO등과 같은 산화물, 또는 MgF등과 같은 불화물임을 특징으로 하는 광디스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저굴절 유전체막(25)의 두께가 100-150㎚임을 특징으로 하는 광디스크.
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