KR100499479B1 - 고밀도 광디스크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고밀도 광디스크의 데이터 기록층 위에 형성되는 커버층을 제조하는데 있어 손쉽게 균일한 두께로 구현할 수 있는 고밀도 광디스크 구조를 제공하기 위한 것으로서, 데이터 기록층과 커버층이 형성되어 있고, 그 중심에 디스크의 내주부의 무신호부 영역이 형성되어 있는 광 디스크 기판에 있어서, 상기 데이터 기록층과 커버층이 형성된 쪽의 광 디스크 기판의 내주부의 무신호부 영역 위에 소정 높이 및 소정 폭을 갖는 돌출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고밀도 광디스크 구조{Digital Versatile Disc of high density}

본 발명은 고밀도 광디스크 구조에 관한 것으로, 특히 데이터 기록층과 커버층이 형성된 쪽의 광 디스크 기판의 내주부의 무신호부 영역 위에 일정한 높이와 폭을 갖는 돌출부위를 형성시킨 고밀도 광디스크에 관한 것이다.

두께 1.2mm, 지름 12cm인 CD의 개발이래 광 디스크의 기록 밀도를 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어진 결과, 현재 두께 0.6mm, 지름 12cm의 기판 두 장이 접합된 형태를 기본으로, 기록 밀도를 높이기 위한 다양한 구조를 지닌 DVD(-5/-9/-10/-18 타입), 일회 기록 가능한 DVD-R, 재기록이 가능한 DVD-RAM 등 DVD 패밀리의 연구가 거의 완료 단계이며 새로운 광 디스크 시장을 형성해 가고 있다.

DVD(Digital Versatile Disc)-5 타입 광 디스크의 경우 편면 4.7 Gbyte의 기록용량을 가지고 있으며, 이것은 CD의 용량 780Mbyte의 약 7배에 상당한다.

기록 밀도의 향상은 광 스폿(spot)의 미소화, 변조 부호나 에러 정정부호의 신호처리 효율화 및 광디스크의 물리적 변화 즉, 피트(pit) 사이즈, 트랙 피치(pitch)의 축소, 그리고 광 입사면과 광 반사면 사이의 거리 감소 등에(두께 감소 CD : 1.2mm, DVD : 0.6mm) 의해 실현되었다.

현재까지 개발되어 상용화되고 있는 CD, DVD계의 재생전용(Read-Only Memory : ROM), 정보를 한번 기록할 수 있는 추기형(Recordable : -R), 반복해서 정보를 읽고, 쓰고, 지울 수 있는 반복 기록형(Rewritable, -RAM, -RW)이 있다.

그리고 이러한 광디스크들은 도 1에서 나타낸 것과 같이 디스크의 커버층 표면으로 수직 입사되는 레이저빔이 우선 투명한 기판 매체(substrate)를 통해 입사되고, 그 다음에 정보 기록층(20)을 거쳐 반사층에 도달했을 때, 반사되어 포토 디텍터 쪽으로 되돌아가는 구조를 취하고 있다.

이때, 상기 기록층(20)은 이러한 디스크의 신호면으로서 물리적 피트(pit) 패턴으로 기록되어 있는 리드-온리(read-only) 타입의 기록층이나 사용자에 의해 기록이 가능한 타입의 기록층으로 구성될 수 있으며, 커버층 표면으로부터 이들 기록층까지의 거리는 컴팩트 디스크(CD)의 경우 약 1.2mm 정도 떨어져 위치하게 된다.

그리고 도 2에서 나타내고 있는 DVD의 경우는 커버층 표면으로부터 기록층까지의 거리가 약 0.6mm 정도 떨어져 위치하게 된다.

이때, 광디스크 구동장치에서 광디스크의 신호를 읽기 위한 픽업의 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture : NA)는 CD의 경우 0.45, DVD는 0.6을 갖는다.

도 3 은 일반적인 고밀도 광디스크(HD-DVD)를 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 고밀도 광디스크도 일반 광디스크와 마찬가지로 1.2mm인 전체 디스크의 두께와 120mm인 디스크 직경, 그리고 중앙을 관통하는 홀(center hole)로 이루어져 있다.

다만 디스크의 피트(pit) 패턴으로 된 데이터 기록층이나 기록가능형 정보기록재생층이 있는 기록층은 기록되는 광디스크 구동장치에 있는 광 픽업의 대물렌즈에 수직 방향으로 디스크 데이터 면의 외부표면(cover layer)으로부터 약 0.1mm 떨어진 위치에 형성된다.

또한 위의 고밀도 광디스크(HD-DVD)용 광 픽업의 대물 렌즈 개구수는 0.85로, 개구수가 0.45인 CD나 0.6인 DVD용 장치에 비해 높은 개구값을 갖으며, 또한 고밀도 정보저장을 위한 미세 피트 형상의 데이터나 기록가능 매체의 기록재생을 위하여 CD 및 DVD에 비해 파장이 짧은 400nm 근처의 단파장 레이저빔을 사용한다.

도 4를 참조하면, 고밀도 광디스크는 0.1mm 두께의 커버층(50)을 데이터 기록층(30) 상면에 형성하고 있는데, 그 방법으로 투명 플라스틱 필름(예를 들어 polycarbonate sheet)을 정보기록층 위에 붙여 형성하는 방법과 자외선 경화선 수지를 스핀 코팅 방법을 이용하여 형성하는 방법이 있다.

이들 중 주로 사용되고 있는 스핀 코팅 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 자외선 경화성 수지를 디스크의 정보기록층의 데이터가 시작되는 디스크의 내주부분에 액체상태로 도포한다.

그리고 스핀닝(spinning)에 의한 원심력을 이용하여 자외선 경화성 수지를 디스크의 외주부분으로 소정의 두께로 코팅되도록 한 후, 자외선을 통해 경화시킨다.

그러나 자외선 경화성 수지를 스핀 코팅하는 방법은 도 5와 같이 스핀 코팅시 중앙 홀을 중심으로 자외선 경화성 수지(60) 코팅면의 단면이 내주에서 외주 방향으로 따라가면서 점차 두께가 두꺼워지는 쇄기 모양으로 코팅되게 된다. 따라서 디스크 반경 방향의 위치에 따라서 레이저빔이 입사되는 커버층의 두께 편차가 크게 나타나게 된다.

이에 따라 자외선 경화성 수지를 스핀 코팅하는 방법을 이용하여 디스크 신호면사에 0.1mm 두께의 커버층을 일정하게 형성하는데 어려움이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고밀도 광디스크의 신호면 위에 형성되는 커버층을 제조하는데 있어 손쉽게 균일한 두께로 구현할 수 있는 고밀도 광디스크 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 디스크의 양면에 형성된 돌출부의 외주부쪽에 소정의 각도를 형성시킴으로 기판 사출시 플라스틱 수지의 흐름을 원활하게 할 수 있는 고밀도 광디스크 구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 특징은 데이터 기록층과 커버층이 형성되어 있고, 그 중심에 디스크의 내주부의 무신호부 영역이 형성되어 있는 광 디스크 기판에 있어서, 상기 데이터 기록층과 커버층이 형성된 쪽의 광 디스크 기판의 내주부의 무신호부 영역 위에 소정 높이 및 소정 폭을 갖는 돌출부를 포함하여 구성되는데 있다. 상기 내주부의 무신호부 영역은 데이터 기록층이 형성되어 있지 않은 디스크 중심상의 영역을 나타내는 것이다.

이때, 상기 돌출부는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm 사이에 소정의 폭과, 0.1mm이상 0.6mm이하의 높이로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 돌출부는 신호면과 접촉되는 부분의 접촉각이 90도 이상, 160도 이하의 각도로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6 은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조를 나타낸 도면이다.

도 6과 같이, 광디스크 기판(40)과, 상기 광디스크 기판(40)위에 형성된 데이터 기록층(30) 및 커버층(50)과, 디스크 제조시 혹은 기록재생시 광디스크 기판(40)을 고정시키는 중앙 홀을 갖는 내주부의 무신호부 영역(80)과, 상기 내주부의 무신호부 영역(80)에 형성된 소정 높이 및 소정 폭을 갖는 돌출부(70)로 구성된다.

이때, 상기 중앙 홀의 지름은 15mm이고, 상기 돌출부(70)는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm 사이에 소정의 폭에, 0.1mm이상 0.6mm이하의 높이로 구성되며, 또한 상기 돌출부(70)는 광 디스크 기판(40)과 접촉되는 부분의 접촉각이 90도 이상, 160도 이하의 각도로 구성된다.

도 7(a)(b)은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 7(a)(b)과 같이, 돌출부(70)는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm 사이에 형성되어 폭, 위치 그리고 측면각에 따라 형태가 조금씩 달라지고 있지만, 데이터 기록층(30)에 겹치지 않는 내주부의 무신호부 영역(80) 위에 형성된다.

즉, 광디스크 기판(40)의 중앙 홀 지름 44mm 이내에는 데이터 기록층(30)이 존재하지 않으며, 그 외의 영역에 데이터 기록층(30)이 형성된다. 따라서 상기 돌출부(70)는 데이터 기록층(30)이 존재하지 않는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm 사이의 어느 곳에서나 형성될 수 있으며, 또한 광 디스크 기판(40)과 접촉되는 돌출부(70)의 외주부쪽 면은 반드시 90도 이상, 160도 이하의 기울기를 갖도록 구성한다.

따라서, 도 11(a)(b)에 나타낸 바와 같이 고밀도 광디스크 내의 이러한 형상으로 인하여 고밀도 광디스크의 커버층(50)이 직접 바닥에 닿지 않도록 함으로서, 바닥에 닿았을 때 발생 할 수 있는 커버층 표면상의 스크래치나 오염이 발생하지 않도록 하는 부가적인 역할을 수행할 수도 있다.

이하 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 신호면에 돌출부를 형성한 구조에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8 은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 상세 단면도를 나타내고 있다.

도 8과 같이, 광 디스크 기판(40)과, 데이터 기록층(30)과 데이터 기록층의 보호를 위한 커버층(50)으로 구성되어 있다.

그리고 고밀도 광디스크내의 광디스크 장치에 설치된 클램퍼(clamper)에 의해 클램핑되는 직경 23mm~직경 33mm의 클램핑 영역(80)이 있으며, 이 클램핑 영역을 포함하는 직경 15mm에서 44mm사이의 위치에 광 디스크 기판(40)과 접촉되는 부분이 90도에서 160도 사이의 기울기를 갖는 돌출부(70)가 형성된다. 일반적으로, 상기 클램핑 영역은 상기 디스크 내주부의 무신호부 내에 위치하고 있다.

이어 상기 커버층(50)은 상기 데이터 기록층(30) 위에 자외선 경화수지를 도포하여 형성된다.

이때, 상기 고밀도 광디스크는 두께가 1.2mm, 직경이 120mm, 그리고 15mm 직경의 중앙 홀을 형성하고 있으며, 광디스크 장치에 포함된 광픽업의 대물렌즈가 데이터 기록층(30)에 수직방향으로, 그리고 커버층(50) 표면으로부터 약 0.1mm 떨어진 위치에 형성된다.

한편 상기와 같은 돌출부(70)가 형성된 고밀도 광디스크에 커버층(50)을 형성하는 스핀 코팅 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 9와 같이 돌출부(70)와 데이터 기록층(30) 사이인 디스크의 내주면에 자외선 경화성 수지(60)를 소정 양만큼 도포한다.

이어 광디스크 장치에 있는 모터 구동부를 통해 디스크를 회전시키면 상기 자외선 경화성 수지(60)에 원심력이 작용하여 도 10과 같이, 자외선 경화성 수지(60)가 외부로 퍼져나가게 되어 신호면 위에 얇은 두께로 형성된다.

이때, 상기 돌출부(70)가 형성되어 있으므로, 디스크를 회전시켜 자외선 경화성 수지(70)를 스핀 코팅할 경우 초기 액상으로 도포된 자외선 경화성 수지(70)가 디스크의 내주로의 흐름을 방지할 수 있어서 디스크 내주부의 무신호부면(80)의 불균일화나 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 돌출부(70)가 90도에서 160도 사이로 기울어져서 형성되어 있으므로, 회전에 의한 원심력이 작용하여 자외선 경화성 수지(70)가 외부로 퍼져 나갈 때, 디스크 면에서 발생되는 공기의 흐름이 디스크 면쪽에서 더욱 빠르게 발생되어 전체 면에서의 자외선 경화성 수지의 흐름을 일정하고 원활하게 유지시킬 수 있게 되어 스핀 코팅시 커버층 두께를 보다 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.

아울러, 이와 같이 돌출부가 있는 고밀도 광디스크 구조에 의해 기판 사출시 수지의 투입구를 넓게 형성할 수가 있어 사출시 초기 수지의 흐름을 원활하게 함으로서 고밀도 사출이 용이하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 고밀도 광디스크에서 신호면상에 소정 높이로 돌출부를 형성시킴으로서, 자외선 경화성 수지가 내주로 흐름을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 스핀 코팅 후 형성되는 커버층의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있다.

둘째, 고밀도 광디스크 내의 이러한 형상을 구현하기 위한 금형 구조 형태는 수지의 투입구가 넓어지는 형태이므로 초기 수지의 흐름을 원활하게 함으로써 사출시 스탬퍼의 고밀도 피트 패턴의 전사를 용이하도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

삭제

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1 은 일반적인 광디스크인 CD 구조를 나타낸 도면

도 2 는 일반적인 광디스크인 DVD 구조를 나타낸 도면

도 3 은 일반적인 고밀도 광디스크(HD-DVD)를 나타낸 도면

도 4 는 일반적인 고밀도 광디스크의 단면도를 나타낸 도면

도 5 는 일반적으로 고밀도 광디스크에 스핀 코팅 방법을 이용하여 자외선 경화수지를 형성한 후의 문제점을 나타낸 도면

도 6 은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 간략화된 도면

도 7(a)(b)은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 다른 실시예를 나타낸 도면

도 8 은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 구조의 상세한 도면

도 9 는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크에 자외선 경화성 수지를 소정 양 도포한 상태를 나타낸 도면

도 10 은 돌출부가 형성된 고밀도 광디스크에서 스핀 코팅하여 0.1mm 두께의 커버층을 형성한 고밀도 광디스크의 도면

도 11(a),(b)는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 신호면이 직접 바닥에 닿지 않는 것을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 데이터 기록층 40 : 광디스크 기판

50 : 커버층 60 : 자외선 경화성 수지

70, 70' : 돌출부 80 : 내주부의 무신호부 영역

Claims (13)

1. 데이터 기록층과 커버층이 형성되어 있고, 그 중심에 디스크의 내주부의 무신호부 영역이 형성되어 있는 광 디스크에 있어서,

   상기 광 디스크의 내주부의 무신호부 영역 위에 직경 23mm부터 33mm에 위치하는 클램핑 영역과, 소정 높이 및 소정 폭을 갖고, 적어도 한쪽이 기울어진 측면을 가진 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 광디스크의 중앙홀 부근에 형성되고, 상기 기록층은 상기 커버층의 표면으로부터 0.1mm 떨어진 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 중앙 홀 지름 15mm부터 23mm 사이에 소정폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 0.1mm이상 0.6mm이하의 높이로 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 신호면과 접촉되는 부분의 접촉각과 90도 이상, 160도 이하의 각도로 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크 구조.
5. 삭제
6. 직경 15mm를 가진 중앙홀과,

   데이터가 기록되는 제1 영역과,

   데이터 기록이 불가능한 제2 영역과,

   상기 제2 영역은 직경 23mm부터 33mm에 위치하는 클램핑 영역과,

   상기 고밀도 광 디스크의 표면이 상기 고밀도 광 디스크가 놓이는 표면과 직접 접촉하지 않도록 형성된 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 소정 높이 및 소정 폭을 갖고 적어도 한쪽이 기울어진 측면을 가지며, 광 디스크의 중앙홀에 가까운 위치에 형성되고 상기 클램핑 영역내에 위치하거나 또는 클램핑 영역보다 내측에 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 적어도 한쪽의 기울어진 측면은 상기 고밀도 광 디스크의 중앙 홀을 기준으로 바깥쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 돌출부는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm사이에 소정 폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 돌출부는 양쪽의 기울어진 측면을 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 돌출부는 중앙 홀 지름 15mm부터 44mm사이에 소정 폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 돌출부는 상기 제2 영역의 전체 또는 제2 영역의 일 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
12. 제 6 항에 있어서,

    기록층과 커버층을 포함하고 상기 기록층은 커버층 표면으로부터 0.1mm 두께를 가진 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.
13. 제 6 항에 있어서,

    상기 돌출부는 중앙 홀 지름 15mm 부터 23mm 사이의 소정 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 디스크.