KR100782805B1 - 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법 - Google Patents

편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판 및 시트 제조시 각각의 외주부에 편심 제어용 정보를 형성하여 편심을 용이하게 제어할 수 있는 광디스크 제조 방법이 개시되어 있다.
개시된 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법은, 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 외주부에 편심 제어용 제1정보를 형성하는 단계; 소정 두께의 시트를 준비하는 단계; 상기 시트의 외주부에 상기 기판의 편심 제어용 제1정보에 대응되는 제2정보를 형성하는 단계; 상기 제1정보에 제2정보를 맞추어 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계; 상기 시트가 접합된 기판의 외주부를 절삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하여 최종적으로 얻고자 하는 디스크의 직경보다 큰 기판의 외주부에 편심 제어용 정보를 기록하고, 이를 기준으로 기판에 시트를 접합함으로써 용이하게 편심을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 편심 제어용 정보를 기록하는 영역을 데이터가 기록되는 영역과 별도로 마련하여 기록 용량을 감소시키지 않으면서 편심을 조절하여 보다 양호한 디스크를 제조할 수 있다.

Description

편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법{Optical disk manufacturing method controlling eccentricity easily}
도 1은 종래의 광디스크 제조 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 편심 제어가 용이한 광디스크 제조 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 3은 본 발명의 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법에 따른 광디스크 제조 과정에서의 기판 또는 시트의 개략적인 평면도,
도 4는 본 발명의 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법에 따라 광디스크를 절삭하는 공정을 나타낸 도면,
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법에 따라 기판의 사출 성형시 성형 수지가 충전되어 가는 과정을 나타낸 도면.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...기판 15...PSA 시트
20...시트 23...시트가 접합된 기판
25...중심홀 30,33...편심 제어용 정보
35...절삭기 40...지지대
본 발명은 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 및 시트 제조시 각각의 외주부에 편심 제어용 정보를 형성하여 편심을 용이하게 제어할 수 있는 광디스크 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광디스크는 비접촉식으로 정보를 기록/재생하는 광픽업 장치의 정보 기록 매체로 널리 채용되며, 정보 기록 용량에 따라 컴팩트 디스크(CD)와 디지털 다기능 디스크(DVD;Digital Versatile Di나)로 구분된다. 한편 디지털 다기능 디스크(이하 DVD라고 함)에 있어서는 최근 정보량의 비약적인 증가와 더불어 정보 기록 매체로서 고밀도화 및 대용량화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
광디스크의 기록 밀도를 증가시키는 일반적인 방법은 기록 재생에 사용하는 레이저 빔의 스폿 직경을 작게 하는 것이다. 레이저 스폿 직경(r)은 사용하는 레이저 빔의 파장( λ)이 작을수록 그리고 대물렌즈의 개구수(NA)가 클수록 작아진다. 즉, 다음 수학식 1의 관계식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112001016968151-pat00001
따라서, 광디스크의 고밀도화를 해결하기 위해 재생빔의 단파장화 및 대물렌즈의 고개구수화가 추구된다. 이에 레이저 빔은 650nm의 적색 레이저에서부터 480nm의 청색 레이저까지 사용 가능하게 되었고, 대물렌즈의 개구수는 0.5∼1.5 범위까지 가능하게 되었다.
그런데, 기록 밀도 증가를 위한 고개구수화 또는 단파장화에는 일정한 한계가 따른다. 그것은 기록 신호를 재생하는 경우 재생 신호의 열화(W31)가 개구수(NA)의 3승에 비례하고 레이저 빔의 파장(λ)에 반비례, 디스크의 두께(d)에 비례하여 나타나기 때문이다. 이를 식으로 나타내면 수학식 2와 같다.
Figure 112001016968151-pat00002
상기 수학식 2에서 알 수 있듯이 개구수(NA)를 증가시키고 파장(λ)을 짧게 하면 빔 스폿의 직경은 작아지는 대신 수차가 현저하게 증대되어 재생 신호 특성을 열화시킨다. 이러한 이유로, 고밀도화를 위해 고개구수화 또는 단파장화하는 데에는 한계가 있다. 따라서, 고개구수화 또는 단파장화를 통해 기록 밀도를 증가시키기 위해서는 이에 수반되는 수차 문제를 해소하지 않으면 안된다.
디스크의 기록 밀도를 증가시키면서 동시에 수차도 줄이기 위해서는 기판 두께를 얇게 하는 것이 요구된다. 이 때문에 DVD는 CD와의 호환을 위해 디스크 전체 두께는 기존의 CD와 같이 1.2mm로 유지하되 0.6mm 기판 2장을 합치는 구조로 되어 있다. 또한 0.6mm 기판 외에도 근래에는 고밀도화의 요구에 따라 기판의 두께가 0.3mm 또는 0.4mm인 얇은 기판을 2장 또는 3장으로 구성하여 2피스(piece) 또는 3피스 구조의 디스크를 만들고 있다. 여기에, 다층 기록을 하는 방법을 이용하여 기록 용량을 더욱 늘리고 있다.
종래 이중 기록층을 갖는 디스크를 제조하는 방법으로, 소정 두께의 기판에 스핀 코팅법에 의해 덮개층을 형성하는 방법이 있다. 스핀 코팅법에 의해 덮개층을 형성하는 경우, 상기 덮개층에는 기록층을 형성할 수 없으므로 상기 기판에 제1 및 제2 기록층을 형성해야 한다. 이때, 상기 제2기록층이 먼저 형성되고, 그 위에 2P(photo polymerization) 프로세스에 의해 제 1기록층을 형성한다. 2P 프로세스를 사용하기 위해서는 상기 제2기록층을 통해 자외선을 투과시켜 상기 제1기록층을 경화시켜야 한다. 그런데, DVD-RAM의 경우와 같이 기록층을 형성하는데 있어 일반적으로 4층막 이상이 필요한 때에는 4층막 이상의 막을 통해 자외선이 투과되는 것이 어렵기 때문에 스핀 코팅법에 의해 이중 기록층을 제조하는데에는 여러 가지 문제점이 있다.
이에, 이중 기록층을 갖는 디스크를 제조하고자 할 때에는 도 1에 도시된 바와 같이 기판(100)에 시트 형태의 덮개층(110)을 접합 시트(105)를 이용하여 접합시키는 방법을 사용한다. 이러한 방법을 사용할 경우, 상기 덮개층(110)에 제1기록층(L0)을 형성하고, 상기 기판(100)에 제2기록층(L1)을 형성한다. 여기서, 상기 덮개층(110)의 내경(Фif)을 기판(100)의 내경(Фid)보다 크게 하고, 덮개층(110)의 외경(φof)을 기판(100)의 외경(φod)보다 작게 제조하여 상기 기판(100)에 덮개층(110)을 접합시킬 때 상기 제1기록층(L0)과 제2기록층(L1)의 트랙을 용이하게 정렬할 수 있도록 한다. 하지만, 상기 기판(100)과 덮개층(110)을 접합할 때 디스크 중심을 맞출 수 있는 기준이 없기 때문에 디스크의 편심을 정밀하게 제어하는데는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판과 시트의 외주부에 편심 제어용 정보를 기록함으로써 편심 제어가 용이하도록 한 광디스크 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법은, 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 외주부에 편심 제어용 제1정보를 형성하는 단계; 소정 두께의 시트를 준비하는 단계; 상기 시트의 외주부에 상기 기판의 편심 제어용 제1정보에 대응되는 제2정보를 형성하는 단계; 상기 제1정보에 제2정보를 맞추어 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계; 상기 시트가 접합된 기판의 외주부를 절삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판 또는 시트의 직경은 적어도 120mm 보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1정보 및 제2정보는, 상기 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 크고 상기 기판 및 시트의 직경보다 작은 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1정보 및 제2정보는, 피트 또는 그루브 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시트는 적어도 0.1mm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시트에 제1기록층을 형성하고 그 위에 반투명막을 형성하는 단 계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판에 제2기록층을 형성하고 그 위에 반사막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계에서, 상기 기판에 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 시트를 올리고 그 위에 상기 시트를 올려 접합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계에서, 상기 시트에 자외선 경화 수지를 토출하여 회전시킨 다음 상기 제1정보 및 제2정보를 맞추어 상기 시트와 기판을 접합하고, 여기에 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화성 수지를 경화시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시트가 접합된 기판의 외주부에서 상기 절삭 단계에서 절삭되는 내측 경계부의 두께가 적어도 0.6mm 이하인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법은 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판(10)을 준비한다. 즉, 최종적으로 얻고자 하는 디스크의 직경을 d라 하고, 상기 기판(10)의 전체 직경을 D라 할 때, D>d의 관계를 만족하는 기판(10)을 준비한다. 바람직하게는, 상기 기판(10)의 직경(D)은 120mm보다 큰 것이 좋다.
한편, 상기 기판(10)은 사출 성형에 의해 제2기록층(L1)이 형성되고, 그 위 에 반사막(13)이 형성된다. 그리고, 그 위에 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 시트(15)가 부착된다. 여기서, 상기 기판(10)의 전체 두께를 T라 할 때, T는 대략 1.1mm 이하로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 PSA 시트(15)는 대략 25㎛ 두께를 갖는다.
또한, 상기 기판(10)과 별도로 소정 두께의 시트(20)를 준비한다. 상기 시트(20)는 폴리카보네이트 재질로 이루어져 있으며, 2P(Photo polymerization) 프로세스에 의해 제1기록층(L0)이 형성된다. 상기 시트(20)의 두께를 t라 할 때, t는 적어도 1mm 이하의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 대략 75㎛일 수 있다. 따라서, 상기 시트(20)는 상기 PSA 시트(15)와 함께 대략 1mm 두께를 가질 수 있다.
한편, 상기 기판(10)의 마스터링 공정시 상기 기판(10)의 외주부(E)에 편심 제어용 제1정보를 형성하는 단계를 더 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1정보는 피트(30) 형태로 기록될 수 있다. 그밖에 그루브 형태(미도시)로 기록될 수 있다. 또한, 상기 시트(20)의 외주부(E)에 상기 제1정보(30)에 대응되는 편심 제어용 제2정보(33)를 형성하는 단계를 더 포함한다. 그 위에 반투명막(21)이 형성된다. 상기 제1정보(30) 및 제2정보(33)는 최종적으로 완성될 디스크의 직경(d)보다 크고 상기 기판(10) 및 시트(20)의 직경(D)보다 작은 영역인 외주부(E)에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 외주부(E)는 데이터가 기록되는 영역을 제외한 영역으로서 (D-d)의 영역이 된다.
상기와 같이 준비된 기판(10)과 시트(20)를 상기 PSA 시트(15)에 의해 접합한다. 이때, 상기 제1정보(30)와 제2정보(33)를 맞추어 편심을 잡은 상태에서 상기 기판(10)과 시트(20)를 접합할 수 있다. 상기 제1정보(30)와 제2정보(33)를 기준으로 편심을 잡을 때 3차원 현미경을 이용하여 디스크의 편심을 잡을 수 있다.
한편, 상기 기판(10)과 시트(20)를 접합시 PSA 시트(15)에 의해 접합하는 대신 스핀 코팅법을 이용하여 접합할 수 있다. 상기 시트(20)에 자외선 경화 수지를 토출한 후 스피닝(spinning) 시킨 다음 이동이 가능한 스테이지상에서 현미경을 이용하여 상기 제1정보(30)와 제2정보(33)를 맞추어 기판(10)과 시트(20)의 편심을 잡는다. 이때, 상기 기판(10)과 시트(20) 사이에 기포 발생을 억제하기 위해 진공 쳄버에서 5-10초 정도 진공을 걸어 기포를 제거한 후, 자외선을 조사함으로써 자외선 수지를 경화시켜 상기 기판(10)과 시트(20)를 접합시킨다.
여기서, 상기 시트(20)가 접합된 기판(10) 전체를 도면 부호 23으로 표시한다. 상기 시트가 접합된 기판(23)의 중앙부에 디스크 척킹을 위한 중심홀(25)을 형성한다. 그리고, 상기 시트가 접합된 기판(23)의 외주부(E)를 절삭한다. 도 4를 참조하면, 상기 외주부(E)를 절삭하는데 있어서 상기 시트가 접합된 기판(23)을 올려 놓을 지지대(40)를 마련하는데, 상기 지지대(40)에는 상기 시트가 접합된 기판(23)을 안착시킬 수 있도록 상기 중심홀(25)에 대응되는 돌기부(43)가 구비된다. 상기 지지대(40)에 안착된 기판(23)의 외주부(E)를 절삭기(35)에 의해 절삭하여 제거한다. 상기 절삭기(35)는 디스크의 형태대로 원형의 커터(35a)를 구비한다.
상기 외주부 영역(E)은 절삭 공정시 절삭력을 최소화하기 위하여 절삭되는 경계부를 상대적으로 얇게 제조하는 것이 좋다. 즉, 절삭될 부분인 상기 외주부 영역(E)의 내측 경계부(Eb)의 두께를 m이라 하고, 상기 기판(10)의 두께를 T라 할 때, T<m의 관계를 만족하도록 설계한다. 상기 내측 경계부(Eb)의 두께(m)는 대략 0.6mm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 외주부 영역(E)이 제거될 것을 고려하여 최종적으로 얻고자 하는 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판(10)과 시트(20)를 마련함으로써 데이터 기록 영역을 감소시키지 않고 편심 제어를 위한 정보를 기록할 영역을 별도로 확보하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 상대적으로 큰 직경을 갖는 기판(10)을 사출 성형시 성형 수지가 금형 내부로 충전되어 가는 과정을 실험하였다. 다음은 상기 외주부(E)의 내측 경계부(Eb)의 두께를 변화시키면서 사출 성형시 기판의 휨이나 틸트를 실험한 결과를 표로 나타낸 것이다.
외주부의 내측 경계부 두께(mm) 충전 압력 (MPa) 파트 질량 (g) 런너 질량 (g) 체적 수축률 (%) Z 변위 (mm) 틸트 (deg)
0.1 79.17 1.292 3.973 1.62~9.77 -0.15~0.15 0.138
0.3 79.7 1.31 3.97 1.74~9.8 -0.15~0.15 0.138
0.6 80.232 1.335 3.97 5.27~9.84 -0.15~0.15 0.138
1.05 81.345 1.371 3.97 8.65~9.81 -0.13~0.13 0.12
표 1에서 파트는 금형에 의해 사출되어 나온 기판을 나타내며, Z 변위는 기판의 휨정도를 나타내는 두께 방향의 변위 분포를 나타낸다. 그리고, 틸트는 기판의 기울어진 정도를 각도 단위로 나타낸 것이다. 여기에서, 상기 외주부의 내측 경계부 두께(Eb)를 얇게 하여도 Z 변위나 틸트에 대한 영향이 크지 않음을 알 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 상기 기판(10)의 직경을 최종적으로 얻고자 하는 디스크의 직경보다 크게 하여 사출 성형하는 경우 성형 수지가 금형 내부에서 충전되어 가는 과정을 도시한 것이다. 도 5e에 도시된 바와 같이 직경을 상대적으로 크게 제조하고, 상기 외주부의 내측 경계부(Eb)의 두께를 기판 두께보다 얇게 제조하는 경우에도 성형 수지가 금형의 외주부까지 완전하게 충전됨을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법은, 최종적으로 얻고자 하는 디스크의 직경보다 큰 기판의 외주부에 편심 제어용 정보를 기록하고, 이를 기준으로 기판에 시트를 접합함으로써 용이하게 편심을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 편심 제어용 정보를 기록하는 영역을 데이터가 기록되는 영역과 별도로 마련하여 기록 용량을 감소시키지 않으면서 편심을 조절하여 보다 양호한 디스크를 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 외주부에 편심 제어용 제1정보를 형성하는 단계;
    소정 두께의 시트를 준비하는 단계;
    상기 시트의 외주부에 상기 기판의 편심 제어용 제1정보에 대응되는 제2정보를 형성하는 단계;
    상기 제1정보에 제2정보를 맞추어 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계;
    상기 시트가 접합된 기판의 외주부를 절삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 또는 시트의 직경은 120mm 이상인 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제1정보 및 제2정보는,
    상기 최종적으로 완성될 디스크의 직경보다 크고 상기 기판 및 시트의 직경보다 작은 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1정보 및 제2정보는,
    피트 또는 그루브 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 시트는,
    적어도 0.1mm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 시트에 제1기록층을 형성하고 그 위에 반투명막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기판에 제2기록층을 형성하고 그 위에 반사막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계에서,
    상기 기판에 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 시트를 올리고 그 위에 상기 시트를 올려 접합하는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 상기 시트를 접합하는 단계에서,
    상기 시트에 자외선 경화 수지를 토출하여 회전시킨 다음 상기 제1정보 및 제2정보를 맞추어 상기 시트와 기판을 접합하고, 여기에 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화성 수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 시트가 접합된 기판의 외주부에서 상기 절삭 단계에서 절삭되는 내측 경계부의 두께가 적어도 0.6mm 이하인 것을 특징으로 하는 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법.
KR1020010041210A 2001-07-10 2001-07-10 편심 제어를 위한 광디스크 제조 방법 KR100782805B1 (ko)

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WO2000007189A1 (fr) * 1998-07-31 2000-02-10 Sony Corporation Support d'enregistrement en forme de disque et lecteur de disque

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WO2000007189A1 (fr) * 1998-07-31 2000-02-10 Sony Corporation Support d'enregistrement en forme de disque et lecteur de disque

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