KR100276461B1 - 광디스크의 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트랙피치 0.7㎛이상 두께 0.6㎜의 프리피트가 있는 랜드와 그루브 기록형 광디스크 기판에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면, 광디스크의 그루브 영역으로부터 얻을 수 있는 신호중 서어보와 관계되는 신호인 푸시풀, 디바이디드 푸시풀, 온트랙신호들을 적정 수준 내로 유지시켜 트랙킹을 원활히 하고 트랙킹 채널에서의 서어보 신호를 만족시키는 광디스크의 기판에 관한 것이다.

본 발명은 예시도면 도 3 과 같이, 레이저 광 파장 630 ∼ 660nm이며 대물렌즈의 NA가 0.6인 광학계의 광 픽업에 적용되는 그루브 앤드 랜드 기록방식의 광디스크 기판에 있어서, 트랙피치가 0.7㎛ 이상, 그루브(2)와 프리피트(2′)가 70 ∼ 100nm인 것을 특징으로 하는 광디스크의 기판이다.

따라서, 본 발명은 트랙킹을 원활히 하고 트랙킹 채널에서의 서어보 신호를 만족시키는 효과가 있다.

Description

광디스크의 기판

본 발명은 트랙피치 0.7㎛이상 두께 0.6㎜의 프리피트가 있는 랜드와 그루브 기록형 광디스크 기판에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면, 광디스크의 그루브 영역으로부터 얻을 수 있는 신호중 서어보와 관계되는 신호인 푸시풀, 디바이디드 푸시풀, 온트랙신호들을 적정 수준 내로 유지시켜 트랙킹을 원활히 하고 트랙킹 채널에서의 서어보 신호를 만족시키는 광디스크의 기판에 관한 것이다.

먼저, 일반적인 광디스크를 설명하면 예시도면 도 1과 같이 폴리카보네이트로 된 기판(1)상에 디지탈 정보를 이루는 마크인 프리피트(2′)가 형성되어져 기록층을 구성하게 되며, 프리피트(2′)면에는 레이저빔을 반사시키는 알루미늄 반사층(3)과 그위에 기록내용을 표시하는 라벨인쇄와 보호코팅면(4)이 형성된 구조로 이루어지고, 도면의 부호 a는 기록시작면, b는 프로그램면, c는 기록끝면을 나타낸다.

이러한 광디스크, 즉 일반적인 CD를 성형하는 공정은 도 2와 같아서, 잘 연마된 글래스 원판(5)상에 포토레지스트(6)를 코팅시키고, 이 포토레지스트(6)에 레이저빔을 조사시켜 프리피트(2′)가 생기도록 반응을 시키고, 현상공정을 거쳐 글래스마스터(7)를 형성시킨 다음 이를 기초로 하여 니켈도금을 반복하여 광디스크 사출성형의 원판인 스탬퍼(8)를 완성하여 광디스크를 대량으로 복제하여 생산하게 된다.

본 발명은 기록층을 이루는 부분을 가열 및 냉각속도를 제어하여 결정질 구조와 비정질 구조로 변화시켜 기록하는 상변화(Phase Change)형 광디스크를 안출대상으로 하고 있다.

이런 종류의 광디스크에서는 원빔을 이용하여 이분할 포토다이오드로 부터의 차신호를 얻어 트랙킹을 하는데, 드라이브의 재생 방식 및 디스크의 막의 종류에 따라 요구되는 신호특성이 다르다.

랜드 앤드 그루브 기록형 상변화형 광디스크에서는 푸시풀이 0.175 ∼ 0.525, 디바이디드 푸시풀은 0.55 ∼ 0.825, 온트랙신호는 0.56 ∼ 0.84가 요구된다.

이중 푸시풀 신호는 포토다이오드의 차신호등 미러면에서의 반사광량으로 정규화한 신호이며, 디바이디드 푸시풀 신호는 디스크의 임의의 점에서의 포토 다이오드의 최대 합신호를 나타내며, 온트랙 신호는 그루브와 랜드에 레이저가 각각 조사되었을 때 반사광량으로써 미러면에서의 포토 다이오드 합신호로 정규화된 신호이다.

따라서, 본 발명은 광디스크의 그루브 영역으로부터 얻을 수 있는 신호중 서어보와 관계되는 신호인 푸시풀, 디바이디드 푸시풀, 온트랙신호들을 적정 수준 내로 유지시켜 트랙킹을 원활히 하고 트랙킹 채널에서의 서어보 신호를 만족시키는 광디스크의 기판을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 그루브 및 프리피트의 깊이를 70 ∼ 90nm로 한정함에 의해 양호한 서어보 특성을 갖는 광디스크 기판구조이다.

도 1의 (가)는 일반적인 광디스크의 정보영역을 나타낸 외관 설명도,

(나)는 광디스크의 구조를 나타낸 (가)도의 A-A선 단면도,

도 2는 스템퍼의 제조공정도,

도 3은 본 발명에 따른 광디스크의 픽업 설명도,

도 4는 표 1의 조건으로 도시한 지오메트리 형태를 보인 설명도,

도 5는 그루브의 깊이 변화에 따른 푸시풀 신호의 변화 그래프,

도 6은 그루브의 깊이 변화에 따른 디바이디드 푸시풀 신호의 변화 그래프,

도 7은 그루브 온트랙 신호의 측정위치를 보인 설명도,

도 8은 그루브 깊이 변화에 따른 온 트랙 신호 변화 그래프,

도 9는 벽면 각도 변화시 레이저 빔의 조사위치를 보인 설명도,

도 10은 그루브 벽면에서의 각도를 변화시켰을 때 푸시풀 신호 변화 그래프,

도 11은 벽면에서의 그루브 각도를 변화시켰을 때 디바이디드 푸시풀 신호 변화 그래프,

도 12는 그루브 각도를 변화시켰을 때의 온트랙 신호 변화 그래프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 기판, 2 - 그루브(Groove),

2′- 프리피트,

Tp - 트랙피치, h - 깊이.

본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 레이저 광 파장 630 ∼ 660nm이며 대물렌즈의 NA가 0.6인 광학계의 광 픽업에 적용되는 그루브 앤드 랜드 기록방식의 광디스크 기판에 있어서, 트랙피치(Tp)가 0.7㎛ 이상, 그루브(2)와 프리피트(2′)의 깊이(h)가 70 ∼ 90nm인 것을 특징으로 하는 광디스크의 기판이다.

본 발명에서 사용된 광디스크용 픽업은 예시도면 도 3과 같이 설계 하였으며, 이런 종류의 픽업을 이용하여, 광디스크 표면의 트랙킹 채널에 레이저를 조사한 후 2분할 포토 디텍터로 반사되는 광량을 계산하여 각각의 서어보 신호에 적합한 그루브의 깊이를 선택하였다.

본 발명에서 발견한 내용에 의하면 임의의 그루브 깊이에서의 그루브의 옆면의 각도가 35도 ∼ 75도 사이에서는 서어보 신호에 큰 영향을 주지 않는다. 대신 그루브 및 프리피트(2′)의 깊이는 서어보 신호에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

이에 근거하여 본 발명은 그루브 및 프리피트(2′)의 깊이를 70 ∼ 90nm로 한정함에 의해 양호한 서어보 특성을 갖는 광디스크를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

실시예 1은 그루브 벽면 각도와 반사율이 고정된 상태에서 그루브 깊이 변화에 따른 푸시풀, 디바이디드 푸시풀, 온트랙 신호의 변화를 보인 것으로, 조건치는 표 1에 나타난 바와 같다.

	반사율	벽면각도	그루브 깊이
값	0.2 (고정)	55°(고정)	46nm ∼ 140nm

실시예 1의 실험방법으로는 랜드와 그루브가 있는 트랙을 가로질러서 입사되는 빛을 이분할 포토다이오드에서 차광량을 계산한 푸시풀과 디바이디드 푸시풀 신호와 유사하나 순간적인 I₁-I₂와 I₁+I₂의 비를 기준으로 하는 디바이디드 푸시풀을 계산하여 적정 수준과 비교하여 보고 레이저 빔이 그루브와 랜드를 트랙킹 상태로 따라가면서 발생하는 채널에서의 신호인 온트랙 신호를 계산하여 적정 수준인지를 확인한다.

상기한 실험방법에 따른 실시예 1의 실험결과를 설명하면 다음과 같다.

푸시풀신호의 적정수준은 0.175≤(I₁-I₂)pp/(I₁+I₂)_a≤0.525와 같고, 여기서 (I₁+I₂)_a는 기록 가능영역에서 미기록 및 그루브가 없는 미러면에서 얻어지는 합신호와 같다. 즉, 반사율이 20% 일때 0.039761이다.

따라서, 예시도면 도 5은 반사율이 20%일때 0.039761로 나눠진 값을 도시하였다. 이에 의하면 그루브 깊이가 얕을수록 푸시풀 신호는 커지며, 그루브 깊이가 70 ∼ 90nm로 사이의 값에서 적정수준의 값을 가짐을 알 수 있다. 또한 110nm 이상의 깊이에서는 푸시풀의 신호가 역전현상을 나타내는데, 이는 트랙킹 서보가 랜드는 그루브는 랜드로 이동시키는 문제를 발생시킨다.

디바이디드 푸시풀 신호( 그루브 각도 = 55°, 반사율 = 0.2 일때 )의 적정수준은 0.55≤[(I₁-I₂)/(I₁+I₂)]pp≤0.825 이며, 예시도면 도 6의 결과와 같이, 디바이디드 푸시풀 신호는 그루브 깊이가 90nm보다 더 작을 때는 신호가 포화되어 더 이상 증가하지 않으며 그루브 깊이와 관계없이 적정 수준을 유지함을 알 수 있다.

온트랙 신호( 벽면각도 = 55°, 반사율 = 0.2일때 )는 레이저 빔이 그루브와 랜드를 트랙킹 상태로 따라가면서 발생하는 신호인데, 적정수준은 0.56≤I_ot/I_o≤0.84 이다. 랜드와 그루브에 대해서 도 7와 같이 각각 계산하여 적정 수준인지를 확인하였다. 그 결과를 예시도면 도 8에 도시하였다.

여기서, 그루브의 깊이가 얕아지면 온트랙 신호는 점점 커지며, 65nm 이상의 깊이에서 적정 수준을 유지함을 확인했다. 또한 랜드와 그루브의 각각에 대한 온 트랙 신호는 유사한 결과를 보였다.

실시예 2는 반사율이 고정된 상태에서 벽면각도 변화에 따른 푸시풀, 디바이디드 푸시풀, 온트랙 신호의 변화를 보인 것으로, 조건치는 표 2에 나타난 바와 같다.

조건	반사율	벽면 각도	그루브 깊이
값	0.2 (고정)	35°∼ 75°	46nm ∼ 140nm

실시예 2의 실험방법으로는 실시예 1에서 확인된 바와 같이, 그루브 벽면에서 푸시풀과 디바이디드 푸시풀이 최대가 되므로 광학계를 벽면에 고정시켜 두고 각도를 변화시키면서 신호를 계산후 적정수준에 있는지 확인한다. 또 온트랙 신호는 그루브 또는 랜드 트랙킹 상태에서 각도를 변화시키면서 신호를 계산후 적정수준에 있는지 확인한다. 그 개념도를 나타내면 예시도면 도 9과 같다.

상기한 실험방법에 따른 실시예 2의 실험결과를 설명하면 다음과 같다.

푸시풀신호의 적정신호 수준은 실시예 1의 푸시풀 신호 수준과 동일하며, 결과는 예시도면 도 10에 도시한 바와 같다. 예를 들어 83㎚에서 그루브 각도 변화에 관계없이 푸시풀이 적정 수준의 신호 특성을 만족시키며, 그루브 깊이가 얕아질수록 각도 변화에 대한 신호 변화의 폭이 줄어드는 현상을 보인다.

디바이디드 푸시풀신호의 모든 실험조건은 실시예 2의 푸시풀 신호계산에서와 동일하며 요구되는 적정 신호 수준도 또한 실시예 1에서의 디바이디드 푸시풀과 동일하다. 그 결과는 예시도면 도 11과 같으며, 디바이디드 푸시풀신호도 그루브 깊이가 얕아질수록 각도 변화에 대한 신호변화의 폭이 줄어드는 현상이 있으며, 특히 80㎚ 보다 얕은 경우에 대해서는 각도 변화에 대한 신호 변화가 거의 없다.

온트랙신호의 적정수준은 실시예 1의 온트랙신호와 동일하며, 그 결과를 예시도면 도 12에 나타낸 바와 같이, 65㎚ 이상에서 벽면 각도와 관계없이 적정한 신호 수준을 나타낸다.

상기한 실시예 1과 2를 종합해 보면, 푸시풀 신호는 70㎚∼100㎚ 사이에서, 디바이디드 푸시풀신호는 90㎚ 이하에서, 온트랙 신호는 65㎚ 이상에서 트랙킹 서어보에 적합한 신호수준을 가지므로 레이저 광 파장 630∼660㎚, 대물렌즈의 NA가 0.6인 광학계의 광 픽업에 적용되는 그루브 앤드 랜드 기록방식의 기판구조에 있어서, 트랙피치가 0.7㎛ 이상인 광 디스크에서 서어보 특성이 적정 수준을 유지하기 위해서는 그루브와 프리피트(2＇)가 70∼100㎚인 것이 적절하다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 그루브 및 프리피트(2＇)의 깊이를 70 ∼ 90nm로 한정하므로써 트랙킹을 원활히 하고 트랙킹 채널에서의 서어보 신호를 만족시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 레이저 광 파장 630 ∼ 660nm이며 대물렌즈의 NA가 0.6인 광학계의 광 픽업에 적용되는 그루브 앤드 랜드 기록방식의 광디스크 기판에 있어서,

   트랙피치(Tp)가 0.7㎛ 이상, 그루브(2)와 프리피트(2＇)의 깊이(h)가 70 ∼ 100nm인 것을 특징으로 하는 광디스크의 기판.
2. 제 1 항에 있어서, 그루브(2)와 프리피트(2＇)의 깊이(h)가 70 ∼ 90㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광 디스크의 기판.