KR100268495B1 - 재생전용고밀도광디스크 - Google Patents

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:
레이저를 이용하여 기록된 정보를 재생하는 광기록매체에 관한 기술임.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:
기록용량을 증대시킬 수 있으며 내구성도 보장된 구조의 재생전용 고밀도 광디스크를 제공한다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지:
본 발명은, 광디스크에 있어서, 양면에 정보가 기록된 하나의 기판 양면에 반사막을 형성시키고, 한쪽면에 정보가 기록된 두개의 기판에 반투명막을 형성시킨 후, 하나의 기판의 양쪽에 상기 한쪽면에 정보가 기록된 기판을 접착시킨 구조를 가진다.
라. 발명의 중요한 용도:
고밀도 광디스크

Description

재생전용 고밀도 광디스크{READ ONLY HIGH DENSITY OPTICAL DISC}
본 발명은 레이저를 이용하여 기록된 정보를 재생하는 광기록매체에 관한 것으로, 특히 정보의 고밀도 기록 및 그의 재생이 가능한 고밀도 기록매체에 관한 것이다.
요즈음에는 오디오, 비디오의 기록매체로서 각광을 받고 있는 고밀도 광디스크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고화질 및 고음질의 정보 전달매체의 대명사인 DVD(Digital Video Disc)시스템은 디지털의 영상정보 및 음성정보의 통합을 이룩한 멀티미디어시대의 개념을 탄생시키었다. DVD시스템의 탄생은 영상 및 음성정보의 디지털화라는 기술적 혁신 이외에도 현재의 아날로그 영상방식인 VCR(Video Cassette Recorder) 및 LD(Laser Disc)의 대체 수요라는 커다란 상업적 시장의 전망을 포함하고 있다. 따라서 차세대 멀티미디어 시장의 도래에 대응하여 기록용량을 증대시킬 수 있는 고밀도기판 제조방법이 요망되었다.
본원 출원인에 의해 특허출원된 특허 출원번호 제95-1802호에서는 고밀도 기판제조를 위한 기술이 개시되어 있다. 제95-1802호에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 양면에 홈(groove)과 피트가 형성된 일체형 기판 1의 하부에 반투명막 2와 보호막 4B가 그리고 상부에는 반사막 3과 보호막 4A가 차례로 형성되어 있다. 제95-1802호에 개시된 광디스크의 기판은 빔(beam)이 입사되는 방향에 먼지나 오염물이 묻는 경우 빔의 스폿이 산란되어 재생시 에러가 발생할 소지가 있다. 또한 정보면이 외부로 노출되어 사용자의 디스크 취급시 정보면이 손상될 염려도 있어 내구성 측면에서의 보완이 요구된다.
본 발명의 목적은 기록용량을 증대시킬 수 있으며 내구성도 보장된 구조의 재생전용 고밀도 광디스크를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 디스크 성형공정중의 하나인 2P(photo Polymerization)법 공정이 없이 작업이 간단하고 공정상의 수율도 올릴 수 있는 고밀도 광디스크를 제공하는데 있다.
도 1은 종래기술에 따른 광디스크 단면 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 단면 구조를 보여주는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
통상 광디스크를 제작하기 위해서는, 마스터링(mastering) 공정, 스템퍼 메이킹(stamper making) 공정, 디스크 성형 공정, 반사막 및 보호막 형성 공정, 후공정 등의 순서를 거치게 된다. 마스터링공정은 포토 리소그래피(photo-lithography)방식에 의해서 글래스(glass)원판에 도포된 포토 레지스트(photo-resist)상에 미세 피트를 형성시켜 글래스마스터를 만드는 공정이고, 스템퍼 메이킹 공정은 상기 글래스마스터에 형성된 미세 피트를 도금처리를 이용하여 스템퍼로 전사시키는 공정이다. 디스크 성형 공정은 스템퍼를 이용하여 광디스크기판을 대량 복제하는 공정이다. 디스크 성형 공정의 기법에는 압축성형(compression), 사출성형(injection), 및 2P(photo polymerization)법 등이 있다. 반사막 및 보호막 형성공정은 반사막 및 보호막을 형성시키는 공정이다. 반사막 형성은 통상 진공증착법 또는 스포터링법(sputtering) 등에 의해 이루어지며, 보호막 형성은 통상 스피닝(spinning)법에 의해서 이루어진다.
본 발명의 실시 예에서는 성형공정(사출성형의 예임)시 기존의 디스크 성형공정(사출성형의 예임)과는 달리 정보가 기록된 스템퍼 2개를 성형기의 금형 양면에 장착시켜 디스크를 성형한다. 그후 하나의 기판의 양면에 정보가 기록된 피트를 형성시킨다. 그리고 반사막 및 보호막 형성 공정시 스퍼터장치의 챔버(chamber) 양면에 타겟을 걸어 하나의 기판 양면에 동시에 반사막이 형성되도록 한다.
본 발명의 실시 예에서는 스템퍼(stamper)를 만드는 스템퍼메이킹 공정에서 트랙피치를 예컨대, 0.6㎛로 하여 스템퍼를 제작한다. 또한 본 발명의 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1과 같은 기존의 기판구조를 약간 개조하여 0.6㎜ 또는 1.2㎜기판의 양면에 정보 피트가 기록된 디스크에 대해 상기 디스크의 상부와 하부 각각에 0.6㎜기판을 UV본딩방식으로 접합시켜 정보면이 4면이 되도록 하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 단면 구조를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 양면에 피트가 형성된 기판 10의 양면 위에 Al반사막 12A,B와, UV본딩층 14A,B와, 반투명막 16A,B와 일측면에만 피트가 형성된 기판 18A,B가 차례로 형성되어 있다. 본 발명의 실시 예에서는 기존의 경우와는 달리 스템퍼 2개를 금형 양면에 장착시킨 후 성형하여 하나의 기판 양면에 정보가 기록된 피트를 형성시킨 기판 10과 일반적인 성형법에 의해 금형의 한쪽면에 스템퍼를 장착시킨 후 성형하여 기판의 일측면만 정보가 기록된 피트를 형성시킨 2개의 기판 18A,B를 제조한다. 상기 2개의 기판 18A,B는 상기한 바와 같이 0.6㎜기판이다.
그후 양면에 정보가 기록된 기판 10은 그 양면 상에는 Al 또는 Al-Ti의 반사막 12A,B을 형성시키고, 일반적인 성형법에 의해 만든 기판의 피트가 형성된 면에는 Si-N 또는 Si-C, Au 등의 반투명막 16A,B를 형성시킨다. 기판10 및 18A,B를 성막시킨 후에는 양면에 정보가 기록된 기판 10의 양측에 일측면에 정보가 기록된 기판 2매를 UV본딩방식으로 접착시킨다. 이때 UV본딩에 의해서 형성되는 UV본딩층 14A,B의 두께는 30∼40㎛가 바람직하다. 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 구조에는 종래기술과 같은 보호층(4A,4B)이 없다. 그렇지만 본 발명의 광디스크의 외측에는 일측면에 피트가 기록된 기판(18A,18B)이 있어 종래 기술에 비해 향상된 내구성을 보장된다. 뿐만 아니라 본 발명의 광디스크는 디스크 표면에 먼지가 묻어 있더라도 종래기술보다 훨씬 용이하게 포커싱을 수행한다. 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 광디스크 외측에 있는 기판(18A,18B)의 두께가 0.6㎜인데 비해 종래기술에서의 보호층(4A,4B)의 두께는 30∼40㎛정도이다. 그러므로 동일한 크기의 먼지가 종래의 보호층(4A,4B) 및 기판(18A,18B)상에 존재하면, 본 발명은 종래기술에 비해 기판(18A,18B)의 두께가 0.6㎜정도로 종래기술의 보호층(4A,4B)보다 훨씬 두껍다. 이는 본 발명에서의 광 픽업의 초점거리(focusing distance)가 종래기술에 비해 여유가 있는 것이므로 본 발명의 광디스크 구조는 디스크의 외부 표면상에 먼지가 동일한 크기로 있더라도 포커싱을 종래기술에 비해 용이하게 할 수 있게 한다. 예컨대, 종래 기술에서는 디스크 외부표면에 지름 5㎛ 크기의 먼지가 존재하면 포커싱을 수행하기에 어려움이 있지만 본 발명에서는 쉽게 포커싱을 수행한다.
본 발명에서는 도 2와 같은 구조의 광디스크에서 정보를 재생하기 위해 하기와 같이 방법으로 설계된다. 먼저 도 2의 상부의 기판 18A를 통해 파장 635㎚의 적색레이져 빔을 조사하여 상부 기판 18A의 정보를 읽도록 하고, 반투명막 16A 및 UV본딩층14A를 투과한 적색 레이져 빔을 이용해 양면에 정보가 기록된 기판 10의 상부층의 정보도 재생 가능토록 설계된다. 이때 디스크 10의 상부층의 감지는 반사율 차에 의해 이루어진다. 반사율 차의 의한 상기 상부층 감지를 위해 반투명막 16A인 SiN은 반사율 30%, 반사막 12A인 Al은 반사율 90%로 성막된다. 상부층의 광픽업이 감지하는 반사율은 반투명막 16A의 정보층이 30%, 반사막 12A의 정보층이 약 44%로 차이가 나서 감지가 가능하게 된다.
한편 광디스크의 하부층에 대한 정보 재생은 그 하부층에 따로 픽업을 설치하여 수행하도록 하고 있다.
하기 표 1은 도 1에 따른 기존 광디스크에서의 용량과 도 2와 함께 설명된 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크에서의 용량을 비교한 것이다.
최소 피트 길 이 트랙피치 채널비트 길이(1T) 해상도 기록 용량
기존 디스크 0.4㎛ 0.74㎛ 0.1333㎛ 0.01㎛ 9.4GB/장
본 발명의디 스 크 0.36㎛ 0.60㎛ 0.1197㎛ 0.01㎛ 30GB/장
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 기존 광디스크에서의 용량은 트랙피치 0.74㎛에서 장당 9.4GByte인 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크에서의 용량은 트랙피치 0.6㎛에서 장당 30GByte이다. 상기 표 1에서 최소 피트 길이(minimum pit length)는 3T 기준이므로 채널 비트 길이(1T)는 표 1에서 볼 수 있듯이, 최소 피트 길이의 1/3에 해당한다. 그리고 기록 밀도에 영향을 주는 요소로는 최소 피트 길이, 트랙 피치, 기록 가능한 정보면 수이므로 표 1에 의거해 본 발명의 실시 예에 따른 기록용량을 계산하고, 그에 따른 총 기록 증대 효과를 설명하면 하기와 같다.
(a) 최소 피트 길이의 효과: 0.4㎛/0.36㎛ = 약 1.333
(b) 트랙피치의 효과: 0.74㎛/0.6㎛ = 약 1.233
(c) 정보 기록 가능한 면수의 효과: 4면/2면 = 2
(d) 총 기록 증대 효과 = (a) x (b) x (c) = 약 3.3배
최소 피트 길이와 트랙 피치의 조절은 레이저 비임 레코더 성능에 의해 좌우되므로 상기 레이지 비임 레코더 성능에 의해 상기 총 기록 증대 효과가 떨어지는 것을 고려하더라도 본 발명의 실시 예에 따른 총 기록 증대효과는 기존방식에 비해 적어도 2배 이상의 기록밀도 향상을 가져온다.
상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다. 첫 번째로, 정보층이 4면이므로 기존의 DVD의 기록용량에 비해 2배의 기록밀도 향상을 얻을 수 있다. 두 번째로, DVD의 경우 2P(photo polymerization)법 공정에 의해 이층(dual layer)을 제작해야 하므로 공정이 복잡하나 본 발명의 경우 2P법 공정이 없이 작업이 간단하고 공정상의 수율도 올릴 수 있다. 세 번째로는, 양면에 정보가 기록된 기판의 장점에 0.6mm기판을 상,하부에 각각 접착시킴으로써 양면에 정보가 기록된 기판의 단점이 되고 있는 낮은 내구성을 보완할 수 있다.

Claims (9)

  1. 광디스크에 있어서,
    양면에 정보가 기록된 하나의 기판 양면에 반사막을 형성시키고, 일측면에 정보가 기록된 두개의 기판들 각각에 반투명막을 형성시킨 후, 상기 하나의 기판의 양측에 상기 한쪽면에 정보가 기록된 두개의 기판들을 각각 대응시켜 접착시킨 구조를 가지는 고밀도 광디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판에 대한 접착은 UV본딩방법에 의해 수행됨을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착된 층의 두께는 바람직하게 30∼40㎛임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반투명막의 재질은 Si-C임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  5. 제3항에 있어서, 상기 반사막의 재질은 Al임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  6. 제3항에 있어서, 상기 반사막의 재질은 Al-Ti임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 양면에 정보가 기록된 하나의 기판은 양면중 한쪽면에의 정보가 각각 기록된 2개의 스템퍼를 성형기의 금형 양면에 장착시킨 후 성형됨을 특징으로 하는 광디스크.
  8. 제3항에 있어서, 상기 반투명막의 재질은 Si-N임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
  9. 제3항에 있어서, 상기 반투명막의 재질은 Au임을 특징으로 하는 고밀도 광디스크.
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