KR100254904B1 - 광 디스크 제조방법과 그 제조방법에 의한 광디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 디스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 광 디스크의 반사면(신호가 기록되는 면)상에 임의의 정보 및 디자인을 인쇄할수 있도록 함과 함께 재생시 리드 아웃(READ OUT)하는데 문제가 없도록 한 광 디스크 제조방법 및 이러한 제조방법에 의해 만들어진 광디스크에 관한 것이다.

종래는 광 디스크의 단면 기록층으로 형성된 디스크의 경우 반대면(비 기록면)에 한하여 디자인 인쇄가 가능하여 인쇄가능 면적의 제한을 초래하게 되고, 또한 양면을 모두 기록면으로 사용하는 DVD 경우 인쇄면이 별도로 구비되지 않아 특정부위를 인쇄면으로 할당하여 인쇄하므로서, 기록면적의 제한을 받게되는 문제가 있다.

본 발명은 광 디스크의 반사면의 반대면에 종래와 같이 인쇄가 가능하도록 함과 아울러 반사면상에 반사되는 반사광의 굴절차로 인하여 육안으로 식별할수 있는 그림이나 글씨 등의 임의의 정보 및 디자인을 인쇄할수 있도록 하면서 본래의 데이터 기록 재생기능을 가능하도록 한 것이다.

Description

광 디스크 제조방법과 그 제조방법에 의한 광디스크

본 발명은 광 디스크에 있어서, 특히 광 디스크의 반사면(기록면)의 반대면에 인쇄할수 있도록 함과 아울러 기록층 형성에 앞서 임의의 디자인을 인쇄할수 있도록 하면서 본래의 광 디스크의 데이터 기록재생이 가능하도록 한 것이다.

종래의 광 디스크의 제조방법은 제1도에 도시된 바와같이, 제조하고자 하는 디스크의 포맷(Format)에 맞게 기록하고자 하는 마이크(1)등을 통한 소오스(Source) 신호를 원하는 디스크(Disk)에 기록가능하도록 하기 위하여 원하는 기록형태에 따라 변경하여 마스터 테이프(Master tape)(2)나 마스터 디스크(Master disk)(3)에 저장하는 프리-마스터링(Pre-Mastering)단계와, 평평한 포터 그래스(Photo Grass) 기판(4)에 균일한 포터 레지스트(PR; Photo Resist)를 코팅(Coating)하기 위해 글래스 기판(4)을 연마 페이퍼(5)를 이용하여 클리닝(Cleaning)하고, 그 위에 스핀 코팅(Spin Coating)방식으로 포터 레지스트를 코팅하여 PR면(4A)을 형성하는 레지스트 마스터링(Resist Martering)단계와, 상기 PR코팅면(4A)이 형성되면 글래스 기판(4)을 베이킹(Baking) 한 후 코팅면(4A)을 레이저 빔(6)으로 드롭-아웃(Drop-out) 테스팅하고, 포터 레지스트면(4A)에 프리-마스터링 단계에서 변형시킨 신호를 기록하기 위해 전기신호를 레이저 빔(Laser Beam)(7)으로 변환하여 포터 레지스트에 조사하는 방식으로 기록하는 레이저 빔 레코팅(Laser Beam Recordering)단계와, 상기 레이저 빔 레코딩에 의해 형성된 피트(Pit)를 현상하기 위해 현상액(Developing)을 이용하여 포터 레지스트를 식각하고, 상기 pit면에 도금을 하기위해 무전해 도금(Electroless Plating) 및 스퍼터링(Sputtering)방법으로 금속막(Metallization)을 입히는 현상(Developing) 및 메탈 리제이션(Matalization)단계와, 상기 단계후 다량생산을 위한 일정 두께의 스템퍼(Stamper)(8)을 제작하기 위하여 금속막이 입혀진 피트(Pit)면에 전해 도금을 하고, 상기 그래스(4)로부터 스템퍼(8)를 분리(세퍼레이팅)시킨 다음 후면이 사출시전사가 일어나지 않도록 하기위해 연마 페이퍼(Paper)(5A)를 이용하여 폴리싱(Polishing)한 후 스템퍼(8) 제작을 완료시키는 전해 도금(Electro Plating) 및 스템퍼 제작 단계와, 광 디스크의 원판(10)을 제작하기 위해 상기 제작된 스템퍼(8)를 사출기 금형(9)에 장착하고 폴리 카보나이트(Polycarbonate) 수지(투명한 기판)를 사용하여 사출하는 인젝션(Injection)단계와, 상기 사출된 광 디스크 원판(10)의 Pit 형성면에 반사효과를 높이기 위해 특정한 금속을 이용하여 스퍼터링(Sputtering)방법으로 코딩하는 반사막 코팅단계와, 상기 코팅된 반사막을 보호하기 위하여 원 적외선(UV;UltraVilot) 래커(lacquer)(11)를 모터(12)의 회전으로 코팅하고 UV램프(13)로 경화시키는 보호막 코팅 단계와, 상기 광디스크(10)내에 기록되는 내용을 대표하는 디자인을 반사면과 반대면(10A)에 오프셋(Offset)이나 실크 스크린(Silk Screen)(14)방식으로 프린팅(Printing)하는 인쇄단계와, 상기 인쇄된 광 디스크를 케이스(15)로 포장하는 패킹(Packing)단계로 진행된다.

상기와 같은 단계으로 진행되는 종래 광 디스크 제조방법에 대하여 제1도내지 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1(aa)도와 같이 프리-마스터링 단계는 기록하고자 하는 소오스 신호, 즉 마이크(1)를 통한 신호를 원하는 디스크에 기록가능 하도록 하기위하여 원하는 기록 형태에 따라 변경(Encoding)하여 마스터 테이프(2)나 마스터 디스크(3)에 저장한다.

상기 프리-마스터링 단계에서 변형시킨 신호를 기록하게 되는데, 제1(ab),(ac)도와 같이, 포터 레지스트 단계는 글래스 기판(4)을 연마하고 그 위에 스핀 코팅방식으로 포터 레지스트를 코팅하여 글래스 기판(4)에 균일한 포터 레지스트면(4A)을 형성하고, 상기 포터 레지스터면(4A)이 형성되면 베이킹 후 포터 레지스터 면(4A)이 균일하게 하기 위하여 테스팅하고, 글래스 기판(4)에 형성된 포터 레지스트 면(4A)에 프리-마스터링 단계에서 저장 신호를 기록하기 위하여 전기신호를 레이져 빔(7)으로 변환하여 포터 레지스트 면(4A)에 조사하는 방식으로 기록하게 된다.

상기 기록된 형상을 이용하여 제1(ad),(be)도에 도시된 바와같이, 사출을 통한 다량생산을 위하여 스템퍼(8)을 제작하게 되는데, 상기 그래스(4)면을 현상액을 이용하여 포터 레지스트를 식각하여 피트를 현상한 후 피트면에 금속막을 입히게 되고, 상기 금속막이 입혀진 피트면에 무전해 도금을 하고 글래스 기판(4)으로부터 스템퍼(8)를 세퍼레이팅(분리) 한 다음 후면이 사출시 전사가 일어나지 않도록 연마 페이퍼(5A)를 이용하여 폴리싱한 후 펀칭하여 다량생산을 위한 스템퍼(8) 제작을 완료하게 된다.

상기 완성된 스템퍼(8)를 제1(bf)도와 같이, 사출기 금형(9)에 장착하고 폴리 카보나이트 수지(투명한 기판)를 사용하여 사출하므로서, 광 디스크 원판(10)이 제작된다.

상기 제작된 광 디스크 원판(10)의 피트 형성면에 반사효과를 높이기 위해 반사막을 특정한 금속을 이용하여 스퍼터링 방법으로 코딩하게 되고, 상기 코팅된 반사막을 보호하기 위한 보호막을 원 적외선 래커(11)를 이용하여 코팅하고 UV램프(13)로 경화시키게 된다. 이의 도면은 제1(bf),(bg),(bh)도이다.

상기 광 디스크(10)내에 기록된 내용을 대표하는 디자인을 반사면의 반대면(10A)에 오프셋이나 실크 스크린(14) 방식으로 프린팅하므로서 인쇄되 광디스크(10)가 제작되면 케이스(15)에 포장하여 완료된다. 이의 도면은 제1(bi),(bj)도이다.

상기와 같이 제작된 광 디스크의 데이터 재생원리는 피트가 형성된 디스크 표면에 픽업장치를 통하여 레이저 빔을 조사하고 피트의 유무에 따라 반사되는 광량의 차이를 이용하여, 반사된 광량으로 전기신호를 변환하는 방식이다.

따라서, 디스크의 표면의 피트의 형상(재질, 깊이, 배열등)은 제품의 품질을 좌우하는 가장 큰 요인으로 작용하게 되는데, 제2도와 같이, 소정 두께(1.2mm)의 폴리 카보나이트 수지(투명한 기판)에 피트를 성형 사출하여 제작하고, 스퍼터링 방법을 이용하여 반사층을 형성시키고, 상기 반사층위에 반사막이 입혀진 피트 형성면을 보호하기 위한 보호층이 코팅되며 내용물을 소비자가 인식할수 있도록 할수 있도록 보호층위에 디자인된 그림이나 글씨 등을 인쇄하도록 하게 된다.

이와같이 제작된 광 디스크는 동작원리, 품질 및 호환성 등을 확보하기 위하여 제품의 품질특성(여기서는 CD-DA을 기준으로 함)을 만족시켜야 한다.

상기와 같이 종래의 광 디스크의 제조방법은 단면 기록층으로 형성된 디스크의 경우 반대면(비 기록면)에 한하여 디자인 인쇄가 가능하며 인쇄가능 면적의 제한을 초래하게 되며, 특히 DVD와 같이 양면을 모두 기록면으로 사용가능한 디스크의 경우에는 인쇄면이 별도로 구비되지 않아 특정부위를 인쇄면으로 할당해야 하므로 기록 면적이 제한을 받는 문제가 있게된다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 수평유지에 대비하여 허용오차(굴곡)범위내에서 디자인 삽입단계에서 기록층을 임의의 굴곡시켜서 기록면을 형성시키므로서, 디스크의 기록면의 굴곡에 의해 반사되는 반사광의 굴절차로 인해 임의의 문자 또는 디자인이 형성될수 있게하기 위함이다.

제1도는 종래 광 디스크의 제조과정을 도시한 도면.

제2도는 종래 광 디스크의 단면을 보인 도면.

제3도는 본 발명 광 디스크의 제조과정을 도시한 도면.

제4도는 본 발명 광 디스크의 제조과정에 있어서, 디자인 삽입단계를 상세히 보인 도면.

제5(a)도는 본 발명 광 디스크의 단면을 보인 도면.

제5(b)도는 제5(a)도의 단면에 의한 굴곡에 따른 피트의 변위 발생도.

본 발명 광 디스크의 제조방법에 대하여 종래와 동일부분에 대하여 동일부호로 처리하여 동일부분 구성은 생략하여 제3도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

포터 그래스(Photo Grass) 기판(4)에 균일한 포터 래지스트(Photo Resist)를 코팅(Coating)하기 위해 글래스 기판(4)을 연마하고 그 위에 스핀 코팅(Spin Coating)방식으로 포터 레지스트를 코팅하여 PR코팅면(4A)을 형성하는 레지스트 마스터링(Resist Mastering) 단계 후 PR코팅면(4A)에 그림이나 글자 등의 무늬를 삽입하여 식각시키고, 식각된 면에 포터 레지스트 재 코팅하여 PR코팅면(4A)를 형성시키는 디자인 삽입단계으로 진행되며, 상기 디자인 삽입 단계후 레이저 빔 레코딩(Laser Beam Recordering)과 이후는 기존과 동일하게 진행된다.

제4도에 도시된 바와같이, 상기 디자인 삽입단계는 레지스트 마스터링 단계에서 PR 코팅면(4A)에 디자인 필름(21)을 안착시키도록 하고, 상기 안착된 디자인 필름(21)을 통해 초 자외선 램프(UV lamp)(13A)로 투광시키도록 하고, 상기 UV램프(13A)의 투광에 의해 PR코팅면을 식각되도록 하여 재 PR코팅하게 된다.

상기와 같은 단계으로 진행되는 광 디스크 제조방법에 대하여 종래와 동일부분에 대하여 동일부호로 처리하여 제3도내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제3(aa)도에 도시된 바와같이, 프리-마스터링 단계는 기록하고자 하는 마이크(1)를 통한 소오스 신호를 원하는 디스크에 기록가능하도록 하기위하여 원하는 형태에 따라 변경하여 마스터 테이프(2)나 마스터 디스크(3)에 저장하게 된다.

그리고, 레지스터 마스터링 단계는 제3(ab)도와 같이, 평평한 그래스 기판(4)에 균일한 포터 레지스트를 코팅하기 위하여 그래스 기판(4)을 연마하고, 상기 연마된 그래스 기판으로 스핀 코팅방식으로 포터 래지스트를 코팅하여 PR코팅면(4A)을 형성하게 된다.

이때, 상기 레지스터 마스터링 단계에서 형성된 포터 레지스트 면(4A)으로 그림이나 문자 등의 무늬를 삽입하기 위하여 제4도에 도시된 바와같이, 그래스 기판(4)의 PR코팅면(4A)위에 그림이나 글자가 형성된 디자인 필름(21)을 제4(b)도와 같이 안착시키고, 상기 안착된 필름(21)에 제4(c)도와 같이 UV램프(13A)를 이용하여 포터 레지스트를 식각하는 방식으로 그림이나 글씨 등의 디자인을 제4(d)도와 같이 형성하게 된다.

상기와 같은 디자인 삽입에 의해 식각된 면에 제3(ac)도와 같이 포터 레지스트를 재 코팅한 후 PR코팅면(4A)에 마스터 테이프(2)나 마스터 디스크(3)의 신호를 기록하기 위하여 전기신호를 레이저 빔(7)으로 변환하여 PR코팅면(4A)에 조사하는 방식으로 기록하게 된다.

이의 도면은 제3(ad)도이다.

상기 조사 후 피트를 현상하기 위하여 현상액을 이용하여 포터 레지스트를 식각하고, 상기 피트면에 도금을 하기위해 금속막을 입히게 된다. 이의 도면은 제3(ae)도이다.

상기 식각후 금속막이 입혀지면 일정두께의 스템퍼(8)를 제작하기 위하여 금속막이 입혀진 피트면에 전해 도금을 하고, 그래스 기판(4)으로부터 스템퍼(8)를 떼어낸 다음 반사 후면이 사출시 전사가 일어나지 않도록 하기위해 연마 페이퍼(5A)를 이용하여 폴리싱한 후 펀칭하여 스템퍼(8) 제작을 완료하게 된다. 이의 도면은 제3(bf)도이다.

그리고, 제3(bg)도와같이, 광 디스크의 원판(10)을 제작하기 위하여 마스터링 공정에서 완성된 스템퍼(8)를 사출기 금형(9)에 장착하고, 폴리 카보나이트 수지(투명한 기판)를 사용하여 사출하게 된다.

사출된 광 디스크의 원판(10)의 피트 평성면에 반사효과를 높이기 위해 특정한 금속을 이용하여 스퍼터링 방법으로 코팅하게 되고, 반사막을 코팅하기 위하여 UV래커(11)를 코팅하고 UV램프(13)로 경화시키게 된다. 이의 도면은 제3(bh),(bi)도이다.

광 디스크내에 기록된 내용을 대표하는 디자인을 반사면과 반대편(10A)에 오프셋이나 실크 스크린(14) 방식으로 프린팅하여 케이스(15)에 포장을 하여 완료된다. 이하 도면은 제3(bj),(bk)도이다.

상기와 같이 데이터 기록재생을 위한 반사면을 스템퍼를 제작하는 단계에서 굴곡을 형성, 빛의 반사차이를 이용하여 그림이나 문자 등의 디자인된 내용을 삽입하고 그 위에 피트를 형성시키므로서, 본래의 데이터 기록 재생기능을 확보함과 동시에 데이터 기록 재생기능과 육안으로 그림이나 문자등의 내용을 식별할수 있도록 하였다.

상기와 같이 제작된 광 디스크의 기록면에 픽업을 통한 데이터 기록재생시 픽업(Pick-UP)을 통한 기판의 형성된 피트에 레이저 빔을 조사하고 피트의 유무에 따라 반사되는 빛의 반사정도를 이용하여 재생하는 것은 기존과 동일하게 동작하게 된다.

그리고, 제5(a)도와 같이 상기 피트가 형성된 면을 굴곡을 주므로서, 즉 특정한 그림이나 문자를 포터 레지스터 식각을 통하여 삽입하기 위하여 의도적으로 형시키므로 픽업시 피트의 유무에 따라 빛의 반사차이로 기록과 재생을 하듯이 육안으로 굴곡이 발생된 면을 볼 때 빛의 반사차이로 인하여 그림이나 글자 등의 형상이 나타나게 된다.

즉, 광 디스크는 투명한 기판(폴리 카보나이트 기판)에 디장인 삽입층과 반사층, 보호층, 디자인 인쇄층의 형성된다.

또한 제5(b)도와 같이, 육안으로 형상을 관찰하기 위한 굴곡을 형성시킬때 픽업(Pick-UP)을 통해 반사되는 레이저 빔을 벗어나지 않게 그림이나 문자등이 삽입된 영역(A)과 삽입되지 않는 영역(B)사이를 허용오차 굴곡내에서 최소 0.12um(b)정도를 확보하여야 하며, 디자인 삽입공정에서 포터 레지스트의 코팅두께(a)를 0.1um정도로 하여 코팅한 그림이나 문자를 삽입하여야 한다.

여기서, DVD는 기록밀도가 CD보다 조밀하므로, 상기 a,b보다 굴곡의 크기가 작아야 한다.

상기와 같이 허용오차 굴곡내에서 디스크를 제조할 경우 품질항목을 만족하므로서, 광 디스크 본래의 기능인 데이터 재생기능과 반사면에 광 디스크에 기록되어 있는 항목을 대표하는 그림이나 문자로 디자인된 내용을 삽입하여 육안으로 확인할수 있도록 하게된다.

본 발명의 다른 실시예로서의 빛의 반사를 이용하여 데이터를 기록 재생하는 기록매체(CD-DA, CD-R, DVD등)의 반사면에 특정한 문자, 숫자, 그림 등을 디자인하여 삽입할수 있으며, 또한 복제방지를 위하여 적용이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 광 디스크의 반사면(기록면)에 디스크내에 기록되어 있는 항목을 대표하는 문자, 숫자, 그림등을 이용할 디자인을 삽입하는 기술로서 기존에 단순히 반사면에 인쇄하던 제품과 디자인에서 차별화 할수있으며, 또한 기존 인쇄방식 대비 저렴한 가격으로 인쇄하므로서 가격을 절약할수 있고, 스템퍼 제작시 삽입하므로서 원본과 복제본의 식별용이로 인하여 복제방지의 효과가 있으며, 기록용량을 증대시키기 위하여 양면을 기록재생 영역으로 사용하는 디스크의 경우 항목을 대표하는 디자인을 인쇄할수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 광 디스크 제조방법에 있어서, 그래스 기판위에 균일한 포터 레지스트를 코팅하기 위하여 유리기판을 연마한 후 상기 포터 레지스트를 코팅하는 레지스트 마스터링 단계와, 상기 레지스터 마스터링 단계후 PR코팅된 그래스 기판상에 임의의 그림이나 글자를 삽입하고, 재PR코팅하는 디자인 삽입단계와, 상기 디자인 삽입 단계후 임의의 그림이나 글자가 삽입된 PR코팅면 상에 레이저 빔을 이용하여 임의의 신호를 조사하는 방식으로 기록층을 형성하는 레이저 빔 레코딩단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 디자인 삽입단계는 PR 코팅면에 임의의 그림이나 글자가 형성된 필름을 그래스 기판 상에 안착시키고, 초자외선 램프를 이용하여 투광시키므로서 포커 레지스트를 식각시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 디자인 삽입은 수평유지에 대한 임의의 허용오차 범위내에서 반사면(기록면)에 굴곡을 형성하도록 하고, 상기 굴곡 형성 후 기록면을 형성하여 디스크 기록면의 굴곡에 의해 반사되는 반사광의 굴절차로 인하여 임의의 문자 또는 디자인이 시각적으로 인식될 수 있도록 한 것을 특직으로 하는 광 디스크 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 광 디스크는 투명한 기판에 디자인 삽입층과 이의 상단으로 반사층, 보호층, 디자인 인쇄층으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 디자인을 삽입하기 위하여 포터 레지스터를 소정의 투께로 코팅하고, 디자인 삽입영역과 삽입하지 않는 영역간의 일정한 간격을 유지하여 데이터 기록재생과 디자인 식별이 가능한 광 디스크를 제조한 것을 특징으로한 광 디스크 제조방법.
6. 투명층과 신호가 기록된 반사층과 보호층으로 구성된 광디스크내에서 요구되는 문자 또는 숫자, 또는 디자인에 따라 상기 투명층 또는 기록층 또는 반사층의 깊이를 달리하여 외부의 빛이 상기 기록층에 반사되는 정도를 다르게 하도록 함을 특징으로 하는 광디스크의 제조방법.
7. 투명층과 신호가 기록된 기록층과 반사층과 보호층으로 구성된 광디스크에 있어서, 외부의 빛에 대한 기록층의 반사정도에 따라 광디스크상에서 문자 또는 숫자, 또는 디자인의 인식이 가능하도록 한 제6항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광디스크.

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