KR20010010565A - 2층 광디스크 - Google Patents

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윤두섭
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Abstract

소정의 굴절율을 가지는 투광성 제1기판상에 반투명막과 스페이서층, 전반사막 및 제2기판이 순차 적층된 상태로 형성된 2층 광디스크에 있어서, 반투명막으로서 GaP, Al, Ag 중에서 선택된 어느 하나의 재료를 각각 7nm 내지 16nm, 3nm 내지 7nm, 15nm 내지 25nm 범위의 두께를 가지는 박막 단층으로 형성함으로써, 재생 광원으로 400nm 내지 500nm 범위의 파장을 가지는 청색 레이저빔을 사용하였을 경우 두 기판의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 동일한 값을 가지는 규격을 만족시키는 2층 광디스크.

Description

2층 광디스크{Optical recording medium}
본 발명은 콤팩트 디스크나 레이저 디스크 등과 같은 광정보 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2층 구조의 신호면을 가지는 재생 전용의 광디스크에 관한 것이다.
예컨대, 콤팩트 디스크(CD)나 레이저 디스크(LD) 및 디지탈 비디오 디스크(DVD) 등과 같은 재생 전용형 광디스크는 대표적인 광정보매체로 잘 알려져 있다. 이러한 광디스크는 최근 보다 대용량, 고밀도의 정보를 기록하기 위하여, 필요한 정보가 기록되는 피트 또는 그루브를 가지는 반사층을 다층구조로 형성한 소위, 다층구조의 광디스크 형태로 많이 제조되고 있다.
도 1은 다층구조를 가지는 광정보 매체의 한 전형으로서, 2층 구조의 신호면을 가지는 재생 전용 광디스크(이하, 2층 광디스크)를 나타내 보인 수직 단면도이다. 도 1을 참조하면 종래의 2층 광디스크는 도시된 바와 같이 상호 대향되게 배치된 제1기판(11)과 제2기판(15)을 가진다.
상기 제1기판(11) 및 제2기판(15)은 통상 투명한 합성수지를 사출성형하여 소정 두께의 원반형으로 형성한 투광성 기판으로서, 도시된 바와 같이 서로 대면되는 편면에 각각 광정보 기록을 위한 피트(또는 그루브)(11a, 15a)가 나선상이나 동심원상으로 형성되어 요철부를 이루고 있는 신호면을 가진다.
상기 제1기판(11)에는 그 편면에 형성된 요철부를 따라 밀착되어 그와 동일한 요철형상을 이루도록 박막의 반투명막(12)이 피복 형성되어 있다. 상기 반투명막(12)은 일정한 반사율 및 투과율을 가지는 것으로서, 통상 Au 단층막이나 3층 구조의 유전체막이 형성되는데, 실제 제조에 있어서는 제조단가면에서 유리한 Au 단층막이 주로 적용되어진다.
그리고, 상기 반투명막(12)상에는 투광성의 자외선 경화수지 등으로 이루어진 스페이서(13)가 소정 두께로 적층되어 상기 제1기판과(11)과 제2기판(15)을 접합시키는 역할을 하게 되는 동시에, 정보 재생시 두 기판(11)(15)의 신호면 사이의 상호 간섭(cross-talk)을 감소시키는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 스페이서(13)상에는 상기 제2기판(15)의 편면에 형성된 요철부를 따라 밀착되어 그와 동일한 요철형상을 이루도록 전반사막(14)이 피복 형성되어 있다. 상기 전반사막(14)은 통상 반사율이 높은 금속박막으로 이루어지는데, 주로 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금이 사용된다.
상기 구성의 2층 광디스크는 도시된 바와 같이 광픽업(미도시)으로부터 출사되는 재생광(L1)(L2)의 초점이 각각 상기 제1기판(11)의 신호면과 상기 제2기판(15)의 신호면에 맺히도록 하여 각 신호면에 형성된 피트(또는 그루브)에 의해 변조된 반사광을 수광함으로써 원하는 정보의 재생이 가능하게 된다.
이러한 2층 광디스크는 보다 대용량, 고밀도의 정보를 기록하기 위해서는 반사층에 형성되는 피트 또는 그루브가 보다 소형이면서 고밀도로 형성되어야 하며, 단파장의 레이저빔을 재생광원으로 사용하므로, 두 기판(11)(15)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 서로 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시켜야 정확하고 안정된 정보 재생이 가능하게 된다.
그런데, 상기한 바와 같이 Au 단층막이 반투명막으로 형성되어 있는 종래의 2층 광디스크는 재생 광원으로서 410nm 이상과 650nm 이하의 파장을 가지는 청색 레이저를 사용하는 경우, Au 단층막의 반사율과 투과율이 모두 감소되어 각 기판(11)(15)의 신호면에서 14% 이상의 반사율을 얻을 수 없으므로 그 규격을 만족시키지 못하여 정확하고 안정된 정보 재생이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 2층 광디스크가 가지는 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단파장의 청색 레이저를 재생 광원으로 사용하는 경우에 있어서도 각 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되어 정확하고 안정된 정보 재생이 가능한 규격을 만족시킬 수 있는 단층의 반투명막을 가지는 2층 광디스크를 제공하기 위함이다.
도 1은 종래의 2층 광디스크의 구조를 개략적으로 나타내 보인 수직 단면도,
도 2는 본 발명에 2층 광디스크의 구조를 개략적으로 나타내 보인 수직 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 반투명막으로 형성된 GaP층의 두께에 따른 각 기판 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프,
도 4는 알루미늄(Al)층이 반투명막으로 형성된 본 발명의 다른 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 Al층의 두께에 따른 각 기판 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프,
도 5는 은(Ag)이 반투명막으로 형성된 본 발명의 또 다른 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 은(Ag)의 두께에 따른 각 기판 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉
11, 21...제1기판 12, 22...반투명막
13, 23...스페이서 14, 24...전반사막
15, 25...제2기판
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 2층 광디스크는, 소정의 굴절율을 가지는 제1기판상에 반투명막과 스페이서층, 전반사막 및 제2기판이 순착 적층된 상태로 형성된 2층 광디스크에 있어서, 상기 반투명막은 박막으로 GaP층으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 반투명막은 GaP가 7nm 내지 16nm 범위의 두께를 가지는 박막층으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 반투명막은 알루미늄(Al)을 박막층으로 형성할 수 있으며, 이 경우 알루미늄(Al)층이 3nm 내지 7nm이하의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 반투명막은 은(Ag)을 박막층으로 형성할 수 있으며, 이 경우 은(Ag)이 15nm 내지 25nm 범위의 두께를 가지는 박막층으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 2층 광디스크의 경우, 상기 제1기판과 상기 제2기판의 각 신호면에 400nm 내지 500nm 범위의 파장을 가지는 청색 레이저빔이 재생광으로 조사되어 정보를 재생하도록 된 점에 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2층 광디스크를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 2층 구조의 재생 전용 광디스크를 나타내 보인 수직 단면도로서, 그 구조는 도 1에 도시된 종래의 2층 광디스크와 실질적으로 동일하나, 반투명막의 재료 및 그 두께가 기존의 것과는 다르다는 점과 각 기판의 신호면에 조사되는 재생광의 파장이 400nm 내지 500nm 범위를 가지는 청색 레이저빔이 사용된다는 점에 특징이 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 2층 광디스크는 도시된 바와 같이 상호 대향되게 배치된 제1기판(21)과 제2기판(25)을 가진다. 상기 제1기판(21) 및 제2기판(25)은 통상 투명한 합성수지를 사출성형하여 소정 두께의 원반형으로 형성한 투광성 기판으로서, 도시된 바와 같이 서로 대면되는 편면에 각각 광정보 기록을 위한 피트(또는 그루브)(21a, 25a)가 나선상이나 동심원상으로 형성되어 요철부를 이루고 있는 신호면을 가진다.
상기 제1기판(21)에는 그 편면에 형성된 요철부를 따라 밀착되어 그와 동일한 요철형상을 이루도록 박막의 반투명막(22)이 피복 형성되어 있다. 상기 반투명막(22)은 그 재료와 두께에 의하여 상기 각 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율을 결정지우게 된다.
본 발명에 의한 2층 광디스크에 따르면, 상기 반투명막(22)은 그 재료가 GaP로서 7nm 내지 16nm 범위의 두께를 가지도록 박막의 단층로 형성된 점에 그 특징이 있다.
도 3은 본 발명에 의한 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 반투명막(22)으로 형성된 GaP층의 두께에 따른 각 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프이다. 도 3을 참조하면, 두 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시키는 GaP층의 두께는 도시된 바와 같이 7nm 내지 16nm 범위임을 알수가 있다. 특히, 위의 규격을 만족시키면서 반사율이 28.3%으로 가장 높게 나타나는 경우의 GaP의 두께는 10.4nm이므로, 본 발명에 의한 2층 광디스크에서 반투명막을 알루미늄(Al)으로 형성하는 경우 그 두께를 10.4nm 전후로 형성하는 것이 최적 조건이다.
따라서, 본 발명에 의한 2층 광디스크는 반투명막(22)으로 GaP를 박막단층으로 형성하되, 그 두께를 7nm 내지 16nm 범위로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 2층 광디스크의 다른 실시예로서, 상기 반투명막(22)을 알루미늄(Al)으로 이루어진 박막단층으로 형성할 수 있다.
도 4는 알루미늄(Al)층이 반투명막으로 형성된 본 발명의 다른 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 Al층의 두께에 따른 각 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프이다. 도 4를 참조하면, 두 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시키는 알루미늄(Al)층의 두께는 도시된 바와 같이 3nm 내지 7nm 범위임을 알수가 있다. 특히, 위의 규격을 만족시키면서 반사율이 25.8%로 가장 높게 나타나는 경우의 알루미늄(Al)의 두께는 4.8nm이므로, 본 발명에 의한 2층 광디스크에서 반투명막을 알루미늄(Al)으로 형성하는 경우 그 두께를 4.8nm 전후로 형성하는 것이 최적 조건이다.
따라서, 본 발명에 의한 다른 2층 광디스크는 반투명막(22)으로 알루미늄(Al)를 박막단층으로 형성하되, 그 두께를 3nm 내지 7nm 범위로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 2층 광디스크의 또 다른 실시예로서, 상기 반투명막(22)을 은(Ag)으로 이루어진 박막단층으로 형성할 수 있다.
도 5는 은(Ag)이 반투명막으로 형성된 본 발명의 또 다른 2층 광디스크의 재생 광원으로서 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하였을 경우에 있어서 은(Ag)의 두께에 따른 각 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율에 대한 변화상태를 나타내 보인 그래프이다. 도 5를 참조하면, 두 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시키는 은(Ag)의 두께는 도시된 바와 같이 15nm 내지 25nm 범위임을 알수가 있다. 특히, 위의 규격을 만족시키면서 반사율이 28.3%로 가장 높게 나타나는 경우의 은(Ag)의 두께는 19.3nm이므로, 본 발명에 의한 2층 광디스크에서 반투명막을 은(Ag)으로 형성하는 경우 그 두께를 19.3nm 전후로 형성하는 것이 최적 조건이다.
따라서, 본 발명에 의한 또 다른 2층 광디스크는 반투명막(22)으로 은(Ag)을박막단층으로 형성하되, 그 두께를 15nm 내지 25nm 범위로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 2층 광디스크는 상술한 바와 같이, 반투명막(22)으로서 GaP, 알루미늄(Al), 은(Ag)중에서 선택된 어느 하나의 재료를 각각 7nm 내지 16nm, 3nm 내지 7nm, 15nm 내지 25nm 범위의 두께를 가지는 박막 단층으로 형성함으로써, 재생 광원으로 410nm 파장의 청색 레이저빔을 사용하는 경우에도 두 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 서로 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시켜 정확하고 안정된 정보 재생이 가능한 2층 광디스크를 제공할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 2층 광디스크에 따르면, 상기 반투명막(22)상에는 기존과 마찬가지로 투광성의 자외선 경화수지 등으로 이루어진 스페이서(23)가 소정 두께로 적층되어 상기 제1기판과(21)과 제2기판(25)을 접합시키는 역할을 하게 되는 동시에, 정보 재생시 두 기판(21)(25)의 신호면 사이의 상호 간섭(cross-talk)을 감소시키는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 스페이서(23)상에는 상기 제2기판(25)의 편면에 형성된 요철부를 따라 밀착되어 그와 동일한 요철형상을 이루도록 전반사막(24)이 피복 형성되어 있다. 상기 전반사막(24)은 통상 반사율이 높은 금속박막으로 이루어지는데, 주로 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금이 사용된다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 2층 광디스크에 따르면, 광픽업(미도시)으로부터 출사되는 재생광(L1)(L2)이 각각 상기 제1기판(21)의 신호면과 상기 제2기판(25)의 신호면에 초점을 맺도록 하여 각 신호면에 형성된 피트(또는 그루브)에 의해 변조된 반사광을 수광함으로써 원하는 정보의 재생이 가능하게 된다. 이때, 상술한 바와 같은 상기 반투명막(22)으로 형성되는 재료 및 두께에 의해 두 기판(21)(25)의 신호면에서의 반사율이 18% 이상이 되고, 서로 동일한 값을 가져야 된다는 규격을 만족시킬 수가 있게 된다.
본 발명에 따른 2층 광디스크에 따르면, 400nm 내지 500nm 범위의 단파장을 가지는 청색 레이저빔을 재생 광원으로 사용하는 경우에 있어서도 각 기판의 신호면에서 18% 이상의 반사율을 얻을 수 있으므로 정확하고 안정된 정보 재생동작이 가능하게 된다.

Claims (4)

  1. 소정의 굴절율을 가지는 투광성 제1기판상에 반투명막과 스페이서층, 전반사막 및 제2기판이 순차 적층된 상태로 형성된 2층 광디스크에 있어서,
    상기 반투명막은 GaP가 박막층으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 광디스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반투명막은 7nm 내지 16nm 범위의 두께를 가지도록 GaP층이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 광디스크.
  3. 소정의 굴절율을 가지는 투광성 제1기판상에 반투명막과 스페이서층, 전반사막 및 제2기판이 순차 적층된 상태로 형성된 2층 광디스크에 있어서,
    상기 반투명막은 3nm 내지 7nm 범위의 두께를 가지도록 Al층이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 광디스크.
  4. 소정의 굴절율을 가지는 투광성 제1기판상에 반투명막과 스페이서층, 전반사막 및 제2기판이 순차 적층된 상태로 형성된 2층 광디스크에 있어서,
    상기 반투명막은 15nm 내지 25nm 범위의 두께를 가지도록 Ag층이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 광디스크.
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