KR100546643B1 - 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 기록매체 표면의 안정도 특성을 향상시키기 위한 보호층(protective layer)의 특성을 정량화할 수 있도록한 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법에 관한 것으로, 광을 이용한 정보 기록/재생층을 갖고 표면에 보호층이 형성되는 기록매체의 오염도 평가를 위하여, 상기 보호층상에 액상의 테스트 물질층을 일정 크기로 점착시키는 단계;상기 점착된 테스트 물질층의 접촉각을 측정하여 그 결과에 따라 양품/불량 판정을 하는 단계를 포함한다.

광 디스크, 내오염성, Wetting angle test

Description

광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법{Method for testing Anti-Contamination of Optical record media Surface}

도 1은 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가를 위한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가시의 물 접촉각에 따른 특성 그래프

도 3은 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가시의 인공 지문 접촉각에 따른 특성 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 광 디스크 12. 테스트 물질층

본 발명은 광 기록매체에 관한 것으로, 특히 광 기록매체 표면의 안정도 특성을 향상시키기 위한 보호층(protective layer)의 특성을 정량화할 수 있도록한 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법에 관한 것이다.

지금까지 기록 매체로는 자기 기록 방식의 테이프와, 광디스크로서의 LD(Laser Disc) 또는 CD(Compact Disc) 및 최근 대용량의 정보 저장능력을 갖고 탄 생된 DVD(Digital Video Disc)등을 들 수 있다.

이러한 기록매체 중에서 광디스크는 이전에 사용하였던 자기 기록 방식의 테이프와 기록 방식이 다른 디지털 기록방식을 사용하고 있고, 매우 작은 부피 및 무게를 갖기 때문에 보관 및 이동에 매우 효율적이라는 것에 의하여 소비자들에게 그 호응도가 매우 높은 편이다.

그러나 어떠한 제품에 있어서든지 제조된 제품이 아무런 하자 없이 사용이 가능해야 하고, 만약 제품의 품질에 문제가 발생되었을 경우에는 제품을 생산한 생산자의 신뢰를 떨어뜨리는 일이 될 것이다.

이와 같은 부분은 광디스크에서도 마찬가지이다. 특히, 매우 미세한 신호 특성을 갖는 광디스크는 스크래치, 성형 불량, 지문 및 제조 과정 중에 이물질 부착 등으로 인해 품질이 양호하지 못하다는 결과를 가져오기도 하였다.

그래서 제조가 완료된 광디스크는 그 다음 공정으로써 품질 검사를 행하게 되고, 그 다음에 광디스크 시장으로 출하되었다.

종래 기술에서 광디스크의 품질 검사는 일반적으로 4개의 측정 드라이브에 의해서 검사하도록 하고 있다.

우선, 동일 장치로부터 제조된 광디스크들의 특성이 같다는 가정하에서 생산자는 제조된 모든 광디스크 중에서 임의의 광디스크를 선택하여 측정 시스템에 장착한다.

첫 번째 측정 드라이브에서는 광디스크로부터 재생되는 신호에 의하여 고주파신호 및 지터를 측정한다.

두 번째 측정 드라이브에서는 광디스크로부터 재생되는 신호에 기초해서 서보 신호(포커싱 에러신호 및 트랙킹 에러신호)를 측정한다.

세 번째 측정 드라이브에서는 품질 검사 수행중인 광디스크의 기계적 특성을 검출한다.

그리고 마지막 네 번째 측정 드라이브에서는 광디스크의 광학 특성을 검출한다.

이와 같이 종래의 광디스크 품질 검사는 정보 기록의 정확성과, 광디스크의 기계적 특성 및 광학 특성 등을 검사하게 된다.

이중, 고밀도 광디스크의 사용중 정보기록/재생용 레이저 빔의 입사 표면에 발생할 수 있는 화학적 물리적 오염, 예를 들어 지문 등은 광디스크 신호의 열화뿐만 아니라 데이터의 손실, 심한 경우에는 디스크에 정보를 기록하거나 재생하는 것이 가능하지 않게 되는 상황까지도 발생할 수 있다.

따라서, 이를 방지하기 위해서 디스크 표면에 내오염(anti-contamination) 정도나 표면 안정도를 향상시키기 위하여 보호막(protective coating film)을 형성한다.

그러나 이런 기능을 목적으로 디스크 표면에 보호막을 형성한 후 그 보호막의 내오염도는 효율적인 디스크의 사용을 위하여 정량화되어야 한다.

그럼에도 불구하고 종래 기술에서는 고밀도 광디스크의 표면에 발생하는 내오염도를 정량화하여 평가하기 위한 방법이 없고, 다만 정성적으로 실제 지문이나 임의의 오염 물질을 묻혀서 물질의 묻는 정도 제거되는 정도를 판단하는 정도의 방 법이 사용된다.

이와 같은 종래 기술의 광디스크의 평가 방법에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.

표면 오염이 광디스크의 품질에 큰 영향을 미치면서도 종래 기술에서는 광디스크 표면의 오염 정도를 정량화하는 방법이 특별히 없어서, 이에 대한 개발이 시급한 실정이다.

종래 기술에서는 디스크 표면에 보호막을 형성한 후 고밀도 광디스크의 표면에 발생하는 내오염도를 정량화하여 평가하기 위한 방법이 없고, 다만 정성적으로 실제 지문이나 임의의 오염 물질을 묻혀서 물질의 묻는 정도 제거되는 정도를 판단하는 정도의 방법이 사용된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 광디스크의 평가 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 광디스크 표면의 안정도 특성을 향상시키기 위한 보호층(protective layer)의 특성을 정량화할 수 있도록한 광디스크 표면의 내오염성 평가 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가 방법은 광을 이용한 정보 기록/재생층을 갖고 표면에 보호층이 형성되는 디스크의 오염도 평가를 위하여, 상기 보호층상에 액상의 테스트 물질층을 일정 크기로 점착시키는 단계;상기 점착된 테스트 물질층의 접촉각을 측정하여 그 결과에 따라 양품/불량 판정을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 접촉각은 표면 장력(σ_SV)과 반대로 가해지는 힘을(σ_SL)이라 하고, 테스트 물질층이 점착된 경계에서 테스트 물질층의 높이 방향으로 가해지는 힘을 (σ_LV)라 할때, (σ_SL)과 (σ_LV)이 이루는 θ각도인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 테스트 물질층을 순도 99% ~ 100%의 순수를 이용하는 물 접촉각(θ) 측정과, 지문 물질과 동일한 성분의 물질을 액상으로 만든 후에 이를 사용하는 인공 지문 접촉각 측정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가를 위한 구성도이다.

그리고 도 2는 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가시의 물 접촉각에 따른 특성 그래프이고, 도 3은 본 발명에 따른 광디스크 표면의 내오염성 평가시의 인공 지문 접촉각에 따른 특성 그래프이다.

본 발명은 광디스크의 표면 오염 정도를 정량화할 수 있는 평가 방법을 제안한다.

이를 위하여 본 발명은 액상의 테스트 물질층을 디스크 표면에 점착시키고 표면 장력에 의한 접촉각을 측정하는 방법을 사용한다.

표면 장력(surface tension)은 비누 방울이나 액체 속의 기포, 물방울 등이 구상(球狀)이 되도록 하는 힘을 가리키는 것으로, 표면 장력은 액면의 근소한 더러움에도 영향을 받으며, 더러운 액체 표면에는 액체 내부와는 관계없이 표면 장력의 크기에 기인하는 표면 독자적인 운동이 나타난다.

표면 장력의 세기는 액면에 가정한 단위길이의 선의 양쪽에 작용하는 장력에 의해 표시된다. 그 값은 액체의 종류에 따라 결정되는 상수이지만, 온도에 따라서도 변한다.

본 발명은 이와 같은 액상의 테스트 물질층으로 99% 이상의 순수(純水)를 이용한 습윤(濕潤) 각도 테스트(Wetting Angle Test)를 이용한다.

구체적으로, 도 1에서와 같이, 보호층 형성이 완료된 광디스크(11)상에 테스트 물질층(12)을 점착시킨 후에 표면 장력(σ_SV)은 다음과 같이 계산될 수 있다.

즉, 표면 장력(σ_SV)은 σ_SL + σ_SV cos θ[dime/cm]로 계산된다.

여기서, 표면 장력(σ_SV)은 도 1에서와 같이, 테스트 물질층이 점착된 경계를 기준으로 외측 방향으로 가해지는 힘이고, (σ_SL)은 표면 장력(σ_SV)과 반대로 가해지는 힘이다.

그리고 테스트 물질층이 점착된 경계에서 테스트 물질층의 높이 방향으로 가해지는 힘을 (σ_LV)라 할때, (σ_SL)과 (σ_LV)의 각이 접촉각 θ이다.

그러므로 θ= 90°일 때 cos 90 = 0 이므로, 표면 장력(σ_SV)은 σ_SL + 0이 고, θ= 0°일 때 cos 0 = 1 이므로, 표면 장력(σ_SV)은 σ_SL + 1이 된다.

여기서, θ값이 커질수록 표면 장력(σ_SV)이 작아져서 오염도가 작아지고, θ값이 작아질수록 표면 장력(σ_SV)이 커져서 오염도가 커지는 것을 알 수 있다.

왜냐하면, 표면 장력이 작아진다는 것은 오염 물질의 제거가 용이하다는 것을 의미하는 것으로 광디스크의 정상적인 사용이 가능한 상태로 환원시키는 것이 용이함을 뜻한다.

본 발명에서는 이를 이용하여 표면 장력의 차이에 의한 테스트 물질층의 접촉각(θ)을 기준으로 오염도를 측정할 수 있도록한 것이다.

본 발명은 내오염도 측정을 첫째, 순도 99% 이상의 순수를 이용한 물 접촉각(θ) 측정과 둘째, 지문 물질과 동일한 성분의 물질을 액상으로 만든 후에 이를 사용하여 테스트 물질층을 형성한 후에 접촉각을 측정하는 것으로 나눌 수 있다.

먼저, 순도 99% 이상(99% ~ 100%)의 순수를 이용한 물 접촉각 테스트는 정보 기록 재생층을 갖는 디스크의 보호층 형성이 완료된 모든 광디스크 중에서 임의의 광디스크를 선택하여 광디스크(11) 표면에 접촉각을 측정 가능한 크기로 순수로 이루어진 테스트 물질층(12)을 떨어뜨리고, 현미경등을 사용하여 접촉 각도를 측정한다.

그리고 이와 같은 접촉 각도의 측정 결과에 따라 양품 처리를 하거나, 불량 처리를 한다.

본 발명에서는 측정 결과 광디스크 표면에서의 접촉각이 80°이상인 경우에 이를 양품 처리한다.

이는 도 2의 그래프에서와 같이, 물 접촉각이 80°이하인 경우에는 테스트 물질층의 제거를 위한 스크로크 회수가 급격하게 증가되는데, 이는 오염 물질층을 제거하여 정상적인 사용이 가능한 상태로 광디스크를 환원시키는 것이 어렵다는 것을 의미하는 것으로 오염도가 크다는 것을 알 수 있다.

물론, 양품/불량 처리의 기준을 광디스크의 종류, 보호층을 형성하기 위한 물질층의 종류등의 여러 가지를 고려하여 달리 정하는 것이 가능함은 당연하다.

여기서, 도 2의 그래프는 접촉각과 오염 물질을 제거할 때의 제거 정도의 상관 관계를 나타낸 것으로 스트로크 회수는 오염 물질이 완전히 제거되는 상태까지의 지우는 회수를 나타낸다.

마찬가지로, 지문에 의한 오염도를 측정하기 위하여, 정보 기록 재생층을 갖는 디스크의 보호층 형성이 완료된 모든 광디스크 중에서 임의의 광디스크를 선택하여 광디스크(11) 표면에 접촉각을 측정 가능한 크기로 지문 물질과 동일 성분의 액상 테스트 물질층을 점착시키고, 현미경등을 사용하여 접촉 각도를 측정하고 접촉 각도의 크기에 따라 양품 처리를 하거나, 불량 처리를 한다.

본 발명에서는 측정 결과 광디스크 표면에서의 인공 지문 접촉각이 60°이상인 경우에 이를 양품 처리한다.

이는 도 3의 그래프에서와 같이, 인공 지문 접촉각이 60°이하인 경우에는 테스트 물질층의 제거를 위한 스크로크 회수가 급격하게 증가되는데, 이는 오염 물 질층을 제거하여 정상적인 사용이 가능한 상태로 광디스크를 환원시키는 것이 어렵다는 것을 의미하는 것으로 오염도가 크다는 것을 알 수 있다.

물론, 양품/불량 처리의 기준 각도를 광디스크의 종류, 보호층을 형성하기 위한 물질층의 종류 등의 여러 가지를 고려하여 달리 정하는 것이 가능함은 당연하다.

이와 같이 내오염도 테스트를 진행 한후에 다음과 같은 특성 평가를 진행한다.

우선, 제조된 모든 광디스크 중에서 임의의 광디스크를 선택하여 측정 시스템에 장착하여, 광디스크로부터 재생되는 신호에 의하여 고주파신호 및 지터를 측정하고, 서보 신호(포커싱 에러신호 및 트랙킹 에러신호) 측정 및 광디스크의 기계적 특성 평가, 광학적 특성 평가 등을 진행한다.

이와 같은 본 발명은 광디스크의 오염도 측정시에 생산자의 단순한 감각을 이용하는 것이 아니고, 오염 물질의 점착후에 접촉각을 측정하여 그 결과를 기준으로 양품,불량을 판정하므로 평가의 객관성이 확보될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 광디스크의 품질에 큰 영향을 미치는 표면 오염 정도를 객관적인 기준으로 정량화하여 평가할 수 있다.

둘째, 광디스크 표면의 안정도 특성을 향상시키기 위한 보호층(protective layer)의 특성을 정량화할 수 있으므로 평가 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

셋째, 표면 오염 정도에 따른 양품/불량 판정이 객관적인 기준으로 정확하게 이루어지므로 제품의 균일한 특성 및 사용자의 높은 신뢰성 등을 확보할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 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.

Claims (5)

1. 광을 이용한 정보 기록/재생층을 갖고 표면에 보호층이 형성되는 기록매체의 오염도 평가를 위하여,

   지문 물질과 동일한 성분으로 된 액상 테스트 물질을 상기 보호층상에 일정 크기로 점착시키는 단계;

   상기 점착된 액상 테스트 물질층의 인공 지문 접촉각을 측정하여 그 결과에 따라 양품/불량 판정을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인공 지문 접촉각은 표면 장력 σ_SV과 반대로 가해지는 힘을 σ_SL이라 하고, 테스트 물질층이 점착된 경계에서 테스트 물질층의 높이 방향으로 가해지는 힘을 σ_LV라 할때, σ_SL과 σ_LV이 이루는 θ 각도인 것을 특징으로 하는 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 인공 지문 접촉각이 60℃ 이상이면 양품으로 판정하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 물질층의 접촉각을 이용한 내오염도 측정을 광 기록매체의 기계적 특성 평가, 광학적 특성 평가를 하기 전에 진행하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체 표면의 내오염성 평가 방법.

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