KR100230245B1 - 다층 광 기록 매체의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

다층 광 기록 매체 제조방법 및 그 제조장치가 개시되어 있다. 광 기록 매체 제조장치는 이송수단과, 이 이송수단에 의해 소정의 속도로 이송되는 기판 이송 테이블과, 상기 이송기판 테이블과 대향되는 부위에 설치되며 상기 외주면의 속도가 상기 기판 이송테이블과 동일 속도로 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 외주면에 설치되어 정보기록 피트를 형성하기 위한 스템퍼와, 상기 테이블에 지지된 기판과 스템퍼 사이에 용융된 수지를 주입하는 수지 공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광 기록 매체 제조장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 용융된 수지를 이용하여 다층 유니트를 연속성형 할 수 있으므로 생산성의 향상을 도모할 수 있는 이점을 가진다.

Description

다층 광 기록 매체의 제조방법 및 그 장치

제1도는 종래의 광 기록 매체 구조를 나타낸 개략도.

제2도는 필립스(Pilips)사에서 제안한 광 기록 매체를 도시한 단면도.

제3도는 파이오니어(Pioneer)사에서 제안한 광 기록 매체의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 광 기록 매체의 제조장치를 도시한 사시도.

제5도는 제4도에 도시된 광 기록 매체의 제조장치를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 이송수단 60 : 기판 이송 테이블

70 : 스템퍼 80 : 회전드럼

90 : 수지공급수단

본 발명은 비디오 디스크 혹은 컴팩트 디스크 등과 같은 광 기록 매체의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 다층 광 기록 매체의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

제1도는 종래의 전형적인 광 디스크 구조를 나타낸 개략도이다. 종래의 광 디스크는 일반적으로 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 혹은 폴리카보네이트(polycarbonate)등과 같은 투명수지물질로 만들어지며 그 상면에 소정패턴의 피트로 이루어진 기록면을 가진 투명기판(10)과, 이 투명기판(10) 상에 증발법 혹은 스퍼터링 등의 증착방법으로 금속이 증착되어 형성된 반사막(12)과, 상기 반사막(12) 상에 형성된 보호막(14) 또는 기판을 구비한 구조를 갖는다. 이때 상기 반사막(12) 및 상기 투명기판(10)의 피트(pit) 패턴은 동일한 모양으로 형성된다.

상기 구조에 의하면, 광학적 수단에 의해 반사막에 형성되어 있는 정보, 즉 피트 패턴이 읽혀지게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 전형적인 광 디스크 구조는, 대용량의 정보, 예컨대 음성정보 뿐만 아니라 화상정보 저장이 요구되는 디스크에 적용되기에는 그 용량이 불충분한 단점이 있다.

이에 따라, 대용량의 정보저장 용량을 보유하도록 하는 한 방법으로써 다층의 광 기록 매체 구조가 제안되고 있다. 1979년 필립스사에서는 반사계수가 서로 다른 반사층을 갖고 있는 다층 기록재생 광 기록 매체 구조를 제안한 바 있으며(미합중국 특허 제4,450,553호), 1988년 파이오니아사에서는 제1반사층은 실리콘으로 제2반사층은 알루미늄으로 구성되는 다층 광 기록 매체 구조가 제안된 바 있다(미합중국 특어 제5,126,996호).

제2도는 필립스(Philips)사에서 제안한 광 기록 매체 구조를 도시한 개략도이다. 상기 광 기록 매체를 간략히 설명하면, 1mm정도의 두꺼운 PVC 판으로 된 투명 기판(20)과 상기 투명기판(20)상에 형성되고 자외선 처리된 제1 수지층(22), 싱기 제1 수지층(22) 상에 형성된 제1반사막(24), 상기 제1반사막(24) 상에 형성된 제1 접착층(26), 상기 제1 접착층(26) 상에 형성되고 0.15mm 정도의 두꺼운 PVC 판으로 형성된 스페이싱 시트(28), 상기 스피이싱 시트(28) 상에 형성된 제2접착층(30), 상기 제2접착층(30) 상에 형성된 제2 반사막(32), 상기 제2반사막(32) 상에 형성되고 자외선 처리된 제2 수지층(34), 및 제2투명 PVC 판(36)의 구조로 형성되어 있다. 상기 제1반사막(24)은 제1접착층(26)에 의해 스페이싱 시트(28)와 접착되고, 상기 제2반사막(32)은 상기 제2접착층(30)에 의해 상기 스페이싱 시트(28)와 접착된다.

상기와 같이 구성된 종래의 광 기록 매체는, 적어도 두 층의 반사 광학 구조로 구성되고, 각각의 광학 구조에 있어서의 반사막들은 서로 다른 반사계수를 갖도록 구성된다. 상기 반사막들로부터 반사되어 되돌아오는 빛의 세기가 클수록 반사막에 기재되어 있는 정보를 읽기가 쉬우며, 입사광과 반사광의 비는 상기 광학 구조의 갯수에 의존한다. 제2도에서와 같이 두 층의 반사 광학 구조로 형성된 경우, 제1반사막(24)은 광원으로부터의 빙사빔(λ) 일부를 통과시키도록, 예컨대 유전물질로 형성된다. 상기와 같은 구조에서, 제1 및 제2 반사막(24)(32)에 저장된 정보를 정확하게 독출하기 위해서는 적정한 수준의 반사율이 요구되며, 제1반사막(24)의 반사율은 25∼40%, 제2반사막(32)의 반사율은 45∼100%인 것이 바람직한 것으로 얻어졌다.

상기와 같은 광 기록 매체를 제조하기 위한 제조하기 위한 방법으로는 제3도에 도시된 바와 같이 투명기판(31)위에 실리콘을 이용한 첫 번째 반사층(32)을 형성하고, 이 반사층(32)의 위에 수지층(33)형성하기 위해 액상의 수지를 주입한 후 스템퍼(34)를 밀착시킨 후 수지를 경화시키기 위한 빔을 조사하고, 투명한 수지층(33)의 상부에 또 다른 반사층(32)과 보호막(도시되지 않음)을 형성하여 제작하는 방법이 제안되었다.(미국 특허출원 제5,171,392호)

그러나 상술한 바와 같은 광 기록 매체의 제조방법은 스템퍼(34)와 투명기판(31) 사이에 수지를 개재시킨 후 스템퍼(34)를 밀착시키고 수지를 경화시키기 위한 빔을 조사하여 경화시킴으로써 수지층을 형성하는 것은 작업공정이 번거로워 생산성의 향상을 도모할 수 없는 문제점이 내재되어 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하면서 창출된 것으로, 수지층의 소재선택이 자유롭고, 종래의 방식에서 파생되는 복굴절 현상을 방지할 수 있는 광 기록 매체 제조방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그 생산성의 향상을 도모할 수 있는 제조방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

기록면이 형성된 기판의 상면에 반사막을 형성하는 단계와, 이 반사막이 형성된 기판을 소정의 속도로 이송시키는 단계와, 상기 이송되는 기판과 소정의 곡율을 가진 스템퍼가 소정간격 이격된 상태에서 동일한 속도로 스템퍼를 회전시키는 단계와, 상기 기판과 스템퍼 사이에 용융된 수지를 소정의 폭으로 주입하는 단계를 포함하여 된 것으 특징으로 하는 기록매체 제조방법을 제공한다.

본 발명의 기록매체 제조방법에 있어서, 상기 소정의 폭을 갖는 용융된 수지의 주입은 기판과 스템퍼가 대향된 시점에서 기판이 이송되고 상기 스템퍼가 회전되어 기판과 스템퍼의 대향되는 끝점에 도달하는 지점까지 공급함이 바람직하고, 상기 기판과 스템퍼는 임의의 부위에 대해서 동일한 속도가 유지되도록 함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

기록면과 이 기록면이 상부에 반사층이 형성된 기판의 상면에 기록층을 갖는 투명기판을 형성하는 광 기록 매체 제조장치에 있어서,

이송수단과, 이 이송수단에 의해 소정의 속도로 이송되는 기판 이송 테이블과, 상기 이송기판 테이블과 대향되는 부위에 설치되며 상기 외주면의 속도가 상기 기판 이송테이블과 동일 속도로 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 외주면에 설치되어 정보기록 피트를 형성하기 위한 스템퍼와, 상기 테이블에 지지된 기판과 스템퍼 사이에 용융된 수지를 주입하는 수지 공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광 기록 매체 제조장치를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 광 기록 매체 제조방법은 적어도 두 개 이상의 기록면을 가지는 다층 광 기록 매체를 제조하기 위한 방법으로 상면에 기록면이 형성된 기판에 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 제1반사막을 형성하는 단계와, 상기 제1반사막이 형성된 기판을 소정의 속도로 이송시키는 기판이송단계와, 상기 이송되는 기판과 소정의 곡율을 가진 스템퍼를 기판의 적어도 일측이 소정 간격 이격되며 평행을 이루도록 상기 스템퍼를 회전시키는 스템퍼 회전단계와, 회전 및 이송되는 스템퍼 사이에 용융된 수지를 소정의 폭으로 공급하는 수지 공급단계를 구비한다. 그리고 상기 기판과 스템퍼 사이에 수지가 공급되어 기판에 수지층이 형성된 상태에서 상기 기판의 가장자리로 돌출된 수지를 절단하는 절단단계와, 상기 기판 수지층의 상면에 증발법 또는 스퍼터링 법에 의해 제2반사막을 형성하는 제2반사막 형성단계와, 상기 제2반사막의 상면에 보호막을 형성하는 보호막 형성단계가 구비된다.

상술한 바와 같은 광 기록 매체 제조방법에 있어서는 상기 소정의 폭을 갖는 용융된 수지의 주입은 기판과 스템퍼가 대향된 시점에서 기판이 이송되고 상기 스템퍼가 회전되어 기판과 스템퍼의 대향되는 끝점에 도달하는 지점까지 공급함이 바람직하고, 상기 기판과 스템퍼는 임의의 부위에 대해서 동일한 속도가 유지되도록 함이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 광 기록 매체 제조장치는 기판의 상면에 기록층이 형성되고 기록층의 상면에 제1반사막이 형성된 상태에서 기록층을 갖는 기록매체 유니트를 형성하기 위한 것으로, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이 기록면과 이 기록면이 상부에 제1반사막이 형성된 투명기판(100)이 장착되는 기판 안착부(61)가 마련되고 소정의 이송수단(50)에 의해 이송되는 기판이송 테이블(60)과, 상기 기판이송 테이블(60)과 대향되는 부위에 설치되며 상기 외주면의 속도가 상기 기판이송 테이블(60)과 동일 속도로 회전하는 드럼(70)과, 상기 드럼(70)의 외주면에 설치되어 정보기록 피트를 형성하기 위한 스템퍼(80)와, 상기 기판이송 테이블(60)에 지지된 투명기판(100)과 스템퍼(80) 사이에 용융된 수지를 주입하는 수지 공급수단(90)으로 대별된다.

상기 이송수단(50)은 통상적인 리드 스크류 또는 체인 콘베이어 등이 사용된다 상기 체인 콘베이어를 사용하는 경우에는 이 체인에 소정의 간격으로 상기 기판 이송 테이블(60)이 연속적으로 이송될 수 있도록 되어 있으며, 상기 드럼(70)과 대향되는 부위의 컨베이어에는 기판이송 테이블(60)이 흔들리지 않도록 가이드 레일이 설치된다. 그리고 상기 각 기판이송 테이블(60)에는 기판 안착부(61)에 기판을 고정하기 위한 고정수단이 마련되어 있는데. 이 고정수단을 그 저면에 흡착패드가 설치되어 기판을 흡착함으로써 고정할 수 있도록 되어 있다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 투명기판(100)을 냉각시키기 위한 별도의 냉각수단이 설치된다.

그리고 상기 회전드럼(70)은 상기 투명기판(100)과 소정 간격 예컨대, 기판(100)의 상면에 기록층을 갖는 기판 유니트의 두께에 해당하는 만큼의 간격을 유지한 상태로 설치되어 회전되게 된다. 이때에 상기 회전드럼(70)의 외주면에 설치된 임의의 부위의 속도는 상기 기판이송 테이블(60)의 이송속도와 동일한 속도로 회전된다. 이때에 상기 회전드럼(70)을 회전시키기 위한 회전수단(75)을 정역회전이 가능한 스테핑 모우터를 사용함이 바람직하고, 상기 회전드럼(70)에는 이를 냉각시키기 위한 별도의 냉각수라인이 설치되어 회전드럼(70)을 냉각시킬 수 있도록 함이 바람직한데, 이 냉각수라인에 대한 냉각수의 공급은 드럼의 회전측에 형성된 중공을 통하여 이루어지도록 함이 바람직하며, 상기 회전축(72)의 중공부에는 냉각수를 공급하는 공급관과 로터리 조인트(76)에 의해 연결된다.

그리고 상기 회전드럼(70)의 외주면에는 후술하는 수직 공급수단에 의해 공급되는 수지에 기록층을 형성하기 위한 스템퍼(80)가 설치되는데, 이 스템퍼(80)는 회전시 시작부와 끝부가 상기 기판이송 테이블(60)에 설치되어 이송되는 기판(100)의 시작부와 끝부가 일치되게 된다.

상기 수지 공급수단(90)은 기판(100)과 스템퍼(80) 사이에 수지를 공급하는 것으로, 소정의 폭과 스템퍼(80)의 폭보다 넓은 관통공(91a)이 형성된 노즐(91)과, 상기 노즐(91)에 용융된 수지를 가압하여 소정의 폭과 두께로 압출시키는 압출수단(92)을 구비하여 구성된다. 상기 압출수단(92)은 상기 노즐(91)과 연통되도록 설치된 실린더부재(92a)와 이 실린더부재(92a)에 왕복이송 가능하게 설치된 가압 피스톤부재(92b)를 구비하여 구성된다. 여기에서 상기 피스톤의 실린더부재(92a)에는 용융된 수지를 공급하기 위한 밸브가 설치되고 상기 노즐에는 온도 제어용 냉각수 공급라인이 더 설치된다.

이와 같이 구성된 광 기록 매체 제조장치의 작동을 통하여 기록매체 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1기록면에 형성된 상면에 제1반사막이 형성된 기판의 상면에 제2기록층을 갖는 수지층을 형성하기 위해서는 먼저 상기 기판 이송 테이블(60)의 기판안착부(61)에 상기 기판(100)을 고정시킨다. 그리고 이송수단(50)과 드럼(70)의 회전수단(75)인 모우터를 구동시켜 상기 기판이송 테이블(60)과 드럼(70)을 회전시킴과 아울러 상기 수직공급수단(90)과 노즐(91)로부터 수지를 공급한다. 이때에 상기 기판(100)과 스템퍼(80) 사이로 공급되는 수지는 소정의 폭과 두께로 공급되게 되므로 용융된 수지가 기판(100)에 가압됨과 아울러 스템퍼(80)에 형성된 패턴 즉, 소정 패턴의 피트가 형성된다.

상기와 같이 스템퍼(80)와 소정 간격 이격된 상태로 기판이송 테이블(60)의 기판 안착부(61)에 안착된 기판의 상면에는 용융된 수지가 경화됨으로써 기판 유니트층이 형성되게 된다.

상기와 같이 기판 유니트 층의 형성이 완료되면 상기 기판을 기판 이송테이블로부터 분리한 후 기판의 가장자리로 돌출된 수지를 제거하고 이의 상면에 제2반사막 및 보호막을 형성하여 광 기록 매체 즉, 다층 광 기록 매체의 제작을 완료한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 광 기록 매체 제조방법 및 그 장치는 용융된 수지와 스템퍼를 이용하여 기판 유니트 층을 형성하게 되므로 연속적으로 제작이 가능하여 생산성의 향상을 도모할 수 있으며, 인젝션 몰딩 방식에서 나타나는 복굴절 현상을 근본적으로 해결할 수 있는 이점을 가진다.

본 발명에 있어서, 광 기록 매체 제조방법 및 그 장치는 두층의 광기록매체를 일예로 들어 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고 기록층이 있는 투명기판 대신에 기록층이 없는 밋밋한 기판을 사용할 경우 한 개의 기록층만 있는 광디스크 기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 두층 이상의 구조에 적용될 수 있음은 물론이며, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명이 속한 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 명백하다.

Claims (6)

1. 기록면이 형성된 기판의 상면에 반사막을 형성하는 단계와, 상기 반사막이 형성된 기판을 소정의 속도로 이송시키는 단계와, 상기 이송되는 기판과 소정의 곡율을 가진 스템퍼가 소정 간격 이격된 상태에서 동일한 속도로 상기 스템퍼를 회전시키는 단계와, 상기 기판과 상기 스템퍼 사이에 용융된 수지를 소정의 폭으로 주입하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 폭을 갖는 용융된 수지의 주입은 상기 기판과 상기 스템퍼가 대향된 시점에서 상기 기판이 이송되고 상기 스템퍼가 회전되어 상기 기판과 상기 스템퍼의 대향되는 끝점에 도달하는 지점까지 공급되는 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
3. 기록면과 기 기록면이 상부에 반사층이 형성된 기판의 상면에 기록층을 갖는 투명기판을 형성하는 광 기록 매체 제조장치에 있어서, 이송수단과, 이 이송수단에 의해 소정의 속도로 이송되는 기판 이송 테이블과, 상기 기판 이송 테이블과 대향되는 부위에 설치되며 상기 외주면의 속도가 상기 기판 이송테이블과 동일 속도로 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 외부면에 설치되어 정보기록 피트를 형성하기 위한 스템퍼와, 상기 테이블에 지지된 상기 기판과 상기 스템퍼 사이에 용융된 수지를 주입하는 수지 공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 이송수단이 체인컨베이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 수지 공급수단이 상기 소정의 폭과 길이의 분사구를 가진 노즐과, 상기 노즐과 연통되어 용융된 수지를 상기 분사구를 통하여 압축되도록 하는 가압수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 가압수단이 상기 노즐과 연통되도록 설치된 실린더와, 상기 실린더에 왕복 이송 가능하게 설치된 피스톤을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 기록매체 제조방법.