KR20040094703A - 광 디스크 매체 - Google Patents

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KR20040094703A
KR20040094703A KR10-2004-7012893A KR20047012893A KR20040094703A KR 20040094703 A KR20040094703 A KR 20040094703A KR 20047012893 A KR20047012893 A KR 20047012893A KR 20040094703 A KR20040094703 A KR 20040094703A
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optical disk
recording layer
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optical disc
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KR10-2004-7012893A
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니시키오리게이지
가와사키요시히로
오노에이지
하야시가즈히로
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

고밀도화에 적합한, 높은 정도로 미세하고 고정밀도의 광 디스크 매체는, 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주 영역 및 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 기록층과, 기록층 상에 배치된 광 투과층을 구비하고, 또한, 광 투과층을 통해서 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 기록층의 광 투과층 측의 면의 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하고, 또한, 기록층의 광 투과층 측의 면의 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있는 동시에, 광 디스크 매체의 광 투과층과 반대측의 면에, 기록층의 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치하였다.

Description

광 디스크 매체{OPTICAL DISC MEDIUM}
최근에, 광 디스크의 AV(audio-visual)에의 응용이 활발하다. 예를 들면, 주로 영화 콘텐츠를 향한 DVD(Digital Versatile Disc)에서는, DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW라고 하는 추기형(追記型)이나 재기록형의 포맷(format)이 개발되어, VTR의 차세대 녹화기(錄畵機)로서 보급되고 있다. 금후 BS 디지털 방송이나 광대역 통신의 보급으로, 더욱 고화질(高畵質)의 압축 영상을 기록할 수 있는 광 디스크·포맷이나, 동일한 용량에서도 더욱 소형의 휴대용으로 네트워크 친화성이 높은 광 디스크·포맷의 등장이 기대된다.
이것들 차세대의 광 디스크에서는, 고밀도화가 필수적이다. 현재 제안되어 있는 DVD에서는, 직경 120mm의 디스크 내에 4.7GB의 용량을 갖지만, 디지털 방송과 동일한 화질(畵質)의 ROM이나, 기록 재생을 실행하기 위해서는 용량에서는 20GB 이상이 필요하게 된다. 이 때, 밀도는 5배 이상이 필요하다.
보통, 광 디스크의 밀도는, 기록 재생의 광 빔(beam)의 스폿(spot) 직경에 의존하고, 광 빔의 스폿 직경은, λ/NA (λ: 파장, NA: 대물 렌즈의 개구수(開口數))에 의해 결정된다. 따라서, 고밀도화하기 위해서는, 파장을 짧게 해서, 높은 NA화를 도모하는 것이 필요하게 된다. 파장을 일정하게 했을 경우, NA를 높게 해 가면, 디스크의 경사로부터 기인하는 코마 수차(收差)(coma aberration)가 문제로 되기 때문에, 광 빔이 투과하는 층을 얇게 하는 방법이 취해진다. 이러한 방법을 이용한 광 디스크 매체가, 일본국 특개평10-326435호 공보에 제안되어 있다.
도 12는, 종래의 광 디스크(300)의 단면을 나타낸다. 종래의 광 디스크(300)는, 광 투과층(透過層)(301)과, 상기 광 투과층(301)을 통해서 레이저 스폿(laser spot)(304)을 받는 기록층(302)과, 기판(303)을 포함한다. 기판(303)은, 보통 폴리카보네이트(polycarbonate)로서 형성되어 있다. 광 투과층(301)은, 폴리카보네이트의 얇은 시트(sheet)와, 접착제로서의 UV 수지 또는 감압성(感壓性) 접착제 등으로 구성되어 있으며, 두께는 약 0.003∼0.177mm의 범위이다. 이러한 구성의 광 디스크(300)를 이용하고, 종래보다도 협소 트랙 피치화 함으로써, 기록 재생 빔의 파장을 400nm 전반, NA O.85의 대물 렌즈를 이용하여, DVD의 5배 이상의 밀도를 확보할 수 있다.
그러나, 협소 트랙 피치를 실현하기 위해서는, 높은 정도로 미세하고, 고정밀도의 광 디스크 기판의 개발이 불가결하다. 그 중에서도, 성형 공정은, 협소 피치의 트랙이나 미세한 프리피트(pre-pit)를 어떻게 정밀도 좋게 전사(轉寫)할 수 있을지가 중요하게 된다. 이러한 형상의 전사를 신호 기록면의 내주(內周)로부터 외주(外周)까지 균일하게 성형하는 것은 대단히 곤란하다. 보통은, 성형기의 금형 온도를 상승시킴으로써, 내외주의 전사는 어느 정도 동등하게 할 수 있다. 그러나,금형 온도를 상승시키면, 기판 자체의 휨이 커지고, 시스템으로서 성립되지 않게 된다.
본 발명은, 고밀도(高密度)에 대응한 광(光) 디스크 매체(媒體)에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 광 디스크의 기판을 성형하기 위한 디스크 성형 금형의 단면도.
도 2는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 광 디스크의 단면도.
도 3은, 도 2의 광 디스크 기판의 성형 시의 반경과 전사율(轉寫率)의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는, 도 2의 광 디스크의 오목부의 크기와 전사율의 관계를 나타내는 표.
도 5는, 도 2의 광 디스크의 트랙 피치와 전사율의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 광 디스크의 단면도.
도 7(a)와 도 7(b)는, 도 6의 광 디스크의 제1변형 예인 광 디스크의 단면도.
도 8은, 도 6의 광 디스크의 제2변형 예인 광 디스크의 단면도.
도 9는, 도 6의 광 디스크를 장착한 모터 드라이브(motor drive)의 단면도.
도 10은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 광 디스크의 단면도.
도 11은, 도 10의 광 디스크의 변형 예인 광 디스크의 단면도.
도 12는, 종래의 광 디스크의 단면도.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 기판 성형, 신호 품질이 안정적으로 장치의 박형화(薄型化)에 적합하고, 고밀도인 광 디스크 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광 디스크 매체는, 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주 영역 및 상기 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 기록층과, 상기 기록층 상에 배치된 광 투과층을 구비하고, 상기 광 투과층을 통해서 상기 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 면(面)의 상기 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하는 광 디스크 매체에 있어서, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 상기 면의 상기 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있으며, 또한, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과층과 반대측의 면에, 상기 기록층의 상기 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치한 것이다.
이하에, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 광 디스크의 기판을 성형하기 위한 디스크 성형 금형(200)을 나타낸다. 이 디스크 성형 금형(200)을 성형기에 부착함으로써, 광 디스크 기판을 제작한다. 기판은, 고정측(固定側) 금형(202)과 가동측(可動側) 금형(203)의 사이에 이루어지는 캐비티(cavity)(209)라고 불리우는 간극(間隙)에, 도입구(導入口)(208)로부터 기판 재료가 되는 수지(樹脂)를 충전함으로써 형성된다. 신호의 기록 재생 영역이 되는 홈 또는 피트(pit)를 형성한 스탬퍼(stamper)(201)는, 스탬퍼 걸림부(204)에 의해고정되어 기판에 홈 또는 피트가 전사된다. 또한, 고정측 금형(202)과 가동측 금형(203)은, 각각, 형 분리 기체 도입로(205, 206)를 갖는다.
이어서 성형 시의 동작을 설명한다. 최초로, 가동측 금형(203)이 고정측 금형(202)에 접하기 전(前)에 수지 도입구(208)로부터, 고온으로 용해된 수지를 캐비티(209)에 도입한다. 가동측 금형(203)이 고정측 금형(202)과 접하고, 압력을 가함으로써, 캐비티(209)의 간극에 디스크가 형성된다. 이 때 도입하는 수지의 온도는, 380℃ 정도, 고정측 금형(202)과 가동측 금형(203)의 온도는, 120℃ 정도로 설정한다. 금형의 온도가 수지 온도에 비해서 낮은 것은, 금형 안에서, 디스크를 냉각해서 굳히기 때문이다.
본 발명의 광 디스크의 기판은, 이 디스크 성형 금형(200)을 이용해서 제조하고, 기판의 오목부의 형상은, 환상(環狀) 돌출부(207)에 의해 여러가지 크기로 제작하였다.
(제1실시형태)
도 2는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 광 디스크(30)의 단면을 나타낸다. 광 디스크(30)는, 디스크 성형 금형(200)에 의해 성형한 기판(33), 기록층(32)과 광 투과층(31)을 포함한다. 디스크 성형 금형(200)에 의해 오목부(34)를 설치한 기판(33)은, 보통 폴리카보네이트로서 형성되어 있다. 광 투과층(31)은, 폴리카보네이트의 얇은 시트와, 접착제로서의 UV 수지 또는 감압성 접착제 등으로 구성되어 있다. 도 2에 있어서, 기록층(32)의 상면(上面)의 외주측의 신호 영역(107)(도 8)이 레이저 광 투입면으로 되는 한편, 기록층(32)의 상면의 내주측의 디스크 클램프(disc clamp) 영역(108)(도 8)이 평탄하게 형성된다. 도 8의 외주측 신호 영역(107)과 내주측 디스크 클램프 영역(108)은 신호 개시 경계에 의해 분리된다. 또한, 오목부(34)는, 기록층(32)의 디스크 클램프 영역(108)에 대응하는 영역 내에서 기판(33)에 설치되어 있다. 여기서는, 광 투과층(31)이 100 미크론의 두께를 갖도록, 폴리카보네이트 시트의 두께가 70 미크론, UV 수지의 두께가 30 미크론으로 설정된다. 본 실시형태에서는, UV 수지를 스핀 코트(spin coat)함으로써, 폴리카보네이트 시트를 기록층(32)에 접착하였다. 또한, 기록 재생용의 안내 홈을 기판(33)에 설치하는 구성으로 하고, 안내 홈의 깊이를 140nm로 하였다. 또한, 광 디스크(30)는 중심 구멍(35)을 갖는다.
도 3은, 광 디스크(30)의 기판(33)의 성형 시의 반경(半徑)과 전사율의 관계를 나타낸다. 전술한 종래의 광 디스크(300)(도 12)의 기판(303)의 값을 비교를 위해 도 3에 나타냈다. 도 3에 있어서, 가로 축은 기판(33)의 반경(mm)을 나타내고, 세로 축은, 홈 깊이(nm)의 전사율을 나타낸다. 종래의 광 디스크 기판이 외주부로 감에 따라, 전사가 악화되는 것에 대해, 본 발명의 광 디스크(30)의 기판(33)에서는, 금형 온도가 동일하면서도 내주로부터 외주까지, 동일한 홈 깊이를 얻을 수 있다.
이것은, 광 디스크(30)의 기판(33)에 오목부(34)를 설치하고 있는 것에 기인한다. 기판(33)의 성형 시, 수지는 고온인 채로 금형 내에 도입된다. 그러나, 금형 온도는, 수지가 고화(固化)하는 온도이기 때문에, 수지의 도입과 동시에 냉각이 시작된다. 여기서, 종래의 광 디스크(300)의 기판(303)과 같이 광 투입면 및 반대면에 요철이 없을 때는, 수지는 냉각되면서 외주부에 도달하기 때문에, 스탬퍼 상에 형성된 고밀도의 홈, 즉 가는 홈에 수지가 잘 들어가지 않고, 결과적으로, 전사성이 악화된다.
한편, 본 발명의 광 디스크(30)의 기판(33)의 경우, 금형 내에 들어온 수지는, 한번 오목부(34)에서 좁혀진다. 이 때, 좁혀진 것에 의해 수지의 압력이 높아지고, 온도는, 재가열된 상태로 된다. 따라서, 오목부(34)를 통과한 수지는, 온도가 높은 채 기판(33)의 외주부까지 도달하는 결과, 고밀도로 구성된 홈에도 수지가 완전히 전사된다. 또한, 금형 온도를 낮은 채로 기판(33)의 성형이 가능하게 되기 때문에, 금형 온도가 고온으로 될 때의 기판(33) 틸트(tilt)의 증대가 없다.
(표 1)은, 기판(33)의 두께를 1.1mm, 외경을 80mm로 설정하고, 오목부(34)의 크기를, 기판 내경으로부터 2mm, 깊이를 0.3mm로 하였을 때의, 중심 구멍(35)의 직경, 즉, 디스크 내경 w(mm)와 디스크 반경 방향 위치 r(mm)에서의 전사율을 나타낸다. 전사율은, 트랙 피치 0.3 미크론, 홈 폭 0.2 미크론, 홈 깊이 30nm 스탬퍼를 이용하고, 성형한 기판(33)의 홈 깊이를 스탬퍼의 홈 깊이로 제산(除算)해서 계산하였다. 성형 시의 수지의 온도는 380℃, 금형 온도는 125℃로 하였다. 형성한 홈의 직경은, 22∼79mm이다.
(표 1)
내경 w(mm) 전사율(%)(r = 22) 전사율(%)(r = 30) 전사율(%)(r = 39)
6 100 98 97
10 100 99 98
15 100 100 98
20 100 100 100
(표 1)로부터, 디스크 내경 w가 6mm로 대단히 작은 디스크에 있어서도 전사율이 97％로 대단히 좋은 값을 얻을 수 있다. 디스크 내경이 작을 경우, 수지의 냉각으로부터 신호 외주부의 전사가 어렵게 되지만, 본 발명에 의하면, 디스크 내경 w가 20mm보다도 작을 경우 충분한 전사율을 얻을 수 있고, 또한 디스크 내경 w가 6mm 이하이어도 사용 가능한 디스크를 제조할 수 있다.
도 4는, 기판(33)의 두께를 1.1mm, 외경을 80mm로 설정하고, 오목부(34)의 크기를 다양하게 변화시켰을 때의, 오목부의 크기와 전사율의 관계를 나타낸다. 오목부(34)의 깊이는 0.3 미크론으로 하였다. 전사율은, 트랙 피치 0.3 미크론, 홈 폭 0.2 미크론, 홈 깊이 30nm 스탬퍼를 이용하고, 성형한 기판(33)의 홈 깊이를 스탬퍼의 홈 깊이로 제산해서 계산하였다. 비율 W는, 디스크 내경을 w(mm)로 하고, 오목부(34)의 직경을 wl(mm)로 했을 때의 (w/wl)로서 나타냈다. 이 때, 오목부(34)의 폭 b(mm)는, 식{b = (wl-w)/2}로 표현된다.
도 4로부터, 내경 w에 따르지 않고, 비율 W가 0.89에서는, 약간의 전사율의 저하가 보여지지만, 95％ 정도이기 때문에, 기록 재생에는 거의 영향이 없는 레벨이라고 생각된다. 또한, 기록 재생을 만족한 레벨에서 실행하기 위해서, 전사율은 90％를 초과하는 것이 바람직하다. 본 발명의 광 디스크 기판(33)을 이용한 실시형태에 의해, 내경 w가 8∼15mm까지에 있어서, W가 0.44∼0.89까지의 사이에서 충분한 전사율을 얻는 것이 가능하게 되었다.
또한, 도 4에서 내경 w가 15mm 또는 16mm에서, W=1일 때는, 종래의 디스크형상과 동일하지만, 내경 w가 16mm의 경우, 본 발명의 효과는 거의 얻을 수 없는 것을 알았다. 이것은, 내경 w가 크기 때문에, 수지의 도입로가 크게 되어, 전사율이 오르는 것으로 생각된다. 본 실시형태에서는, 내경 w가 15mm에 있어서, W=1과의 차이가 인정되기 때문에, 내경 w가 15mm 이하의 디스크에 있어서, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(표 2)
d1 - d(mm) 전사율(%)(r = 22) 전사율(%)(r = 30) 전사율(%)(r = 39)
0.1 98 98 96
0.2 100 100 98
0.4 100 100 98
0.6 100 100 99
0.8 100 100 99
1.1 100 94 90
1.2 100 89 80
(표 2)는, 기판(33)의 두께를 1.2mm, 외경을 80mm로 설정하고, 오목부(34)의 깊이를 다양하게 변화시켰을 때의, 오목부(34)의 깊이와 전사율의 관계를 나타낸다. 디스크 내경 w와 오목부(34)의 직경 wl의 비율 W는, 0.7로 하였다. 전사율은, 먼저와 마찬가지로 트랙 피치 0.3 미크론, 홈 폭 0.2 미크론, 홈 깊이 30nm 스탬퍼를 이용하고, 성형한 기판(33)의 홈 깊이를 스탬퍼의 홈 깊이로 제산해서 계산하였다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 오목부(34)의 깊이는, 오목부(34)의 영역의 깊이를 d, 디스크 본체, 즉, 부재(31∼33)의 합계 두께를 dl로 해서, (dl-d)로 표현된다. 오목부(34)의 깊이 (dl-d)는 오목부(34)의 저면(底面)에서 광 투과층(31)의 표면까지의 거리를 나타내고 있다. 여기서는, 오목부(34)의 깊이 (dl-d)를 1.2(즉, 오목부(34)가 없는 상태)로부터, 0.1까지 변화시켰다.
오목부(34)의 깊이(dl-d)를 1.2mm로부터 1.1mm로 하는 것만으로 극적으로 전사율이 좋아지는 것을 알았다. 반대로, 오목부(34)의 깊이 (dl-d)가 0.1에서는, 디스크 본체의 남아있는 두께가 0.1mm 밖에 없기 때문에, 수지의 충전이 불충분하게 되어 전사율이 떨어진다. 또한, 이 경우는 성형 공정으로부터 막 형성 공정으로 이동시킬 때의 기판(33)의 취급 시에 있어서, 디스크 내경이 변형되어 버려, 현실에서는 사용에 견디지 못하는 것으로 되었다. 그러나, 오목부(34)의 깊이 (dl-d)가 0.2mm로 되면, 전사율과 취급이 동시에 좋아진다. 디스크 본체의 강성은, 대체로 두께의 3승(乘)에 비례하기 때문에, 취급 시에 디스크가 변형되는 것이 없어지는 것으로 생각된다. 이 것으로부터, 오목부(34)의 깊이 (dl-d)는, 0.12mm보다도 작고, 또한 0.1mm보다도 두꺼운 범위에서, 본 발명이 성립하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 오목부(34)의 강성을 생각하면, 오목부(34)의 깊이 (dl-d)는 0.3∼0.8mm의 범위가 가장 좋다.
도 5는, 광 디스크(30)의 기판(33)의 트랙 피치와 전사율의 관계를 나타낸다. 여기서 이용한 본 발명의 광 디스크(30)는, W=0.8, dl-d=0.6mm의 것을 이용하였다. 성형 시에 이용한 스탬퍼는, 홈의 깊이가 30nm, 홈의 오목부(그루브)와 볼록부(랜드)의 폭의 비는 1:1이며, 트랙 피치를 존(zone)마다에 변화시킨 것이다. 도 5에 있어서, 트랙 피치가 0.4㎛보다도 좁게 되면, 종래의 광 디스크에서는, 홈에의 전사가 악화된다. 한편, 본 발명의 광 디스크를 이용하면, 트랙 피치 0.2㎛에 있어서도, 충분한 전사가 가능하게 되었다.
또한, 본 실시형태에서는, 외형을 80mm로 설정해 실험을 실행했지만, 이 외형에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 외형이 약 50mm나 120mm의 광 디스크 기판에 있어서도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(제2실시형태)
도 6은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 광 디스크(50)의 단면을 나타낸다. 광 디스크(50)는, 디스크 성형 금형(200)에 의해 성형된 기판(51), 기록층(52)과 광 투과층(53)을 포함하는 동시에, 오목부(54)를 갖는다. 디스크 성형 금형(200)에 의해 오목부(54)를 설치한 기판(51)은, 보통 폴리카보네이트로서 구성되어 있다. 광 투과층(53)은, 폴리카보네이트의 얇은 시트와, 접착제로서의 UV 수지 또는 감압성 접착제 등으로 구성되어 있다. 여기서는, 광 투과층(53)이 100 미크론의 두께를 갖도록, 폴리카보네이트 시트의 두께가 70 미크론, UV 수지의 두께가 30 미크론으로 설정된다. 또한, 기록 재생용의 안내 홈을 기판(51)에 설치하는 구성으로 하고, 안내 홈의 깊이를 140nm로 하였다. 또한, 자성체로서 이루어지는 허브(hub)(55)를, 기판(51)의 오목부(54)에 장착한다. 허브(55)는, 오목부(54) 위에 접착제로써 고정되든가, 또는 기판(51)의 일부를 초음파 용착해서 고정된다.
보통, 광 디스크(50)의 턴 테이블에의 고정은, 디스크의 상면에 위치하는 허브에 의해 기계적으로 고정하는 방법과, 턴 테이블에 디스크 고정 클로(claw)를 가지고, 디스크를 밑에서부터 찔러 맞닿게 함으로써 고정하는 방법, 자성체(磁性體)로서 이루어지는 허브를 장착해 모터 상에 자석을 배치함으로써 고정하는 방법이 있다. 디스크의 상면에 허브를 배치하면, 허브 부분의 높이가 필요하게 되기 때문에, 디스크 드라이브의 박형화를 생각하는 점에서는, 불리하게 된다. 그래서 본 발명에서는, 도 6에 나타낸 자성체로서 이루어지는 허브(55)를 본 발명의 광 디스크(50)의 오목부에 장착하였다.
자성 허브(55)는, 오목부(54)의 외주면을 눌러 쭈그려서 고정해도 좋지만, 오목부(54)의 형상을 변화시킴으로써 간단히 제작할 수 있다.
도 6의 광 디스크(50)에 있어서 자성 허브(55)를 확실하게 기판(51)에 장착하기 위해서, 도 7(a)와 도 7(b)는, 도 6의 광 디스크(50)의 제1변형 예인 광 디스크(90)를 나타낸다. 기판(91), 기록층(92), 광 투과층(93), 오목부(94)와 자성 허브(95)에 추가해서, 광 디스크(90)는, 기판(91)에 자성 허브(95)를 용착하는 볼록부(96)를 구비한다. 광 디스크(90)의 자성 허브(95)는 도 6의 자성 허브(55)와 등가이다. 도 7(b)는, 볼록부(96)를 초음파 용착 또는 열에 의해 광 디스크(90)의 반경 방향에서 내부 쪽으로 눌러 쭈그린 후의 용착부(97)의 형상을 나타내고 있다. 오목부(94)의 원주면에 볼록부(96)를 설치함으로써, 간단히 자성 허브(95)를 기판(91)에 장착할 수 있다. 이 때, 초음파 용착에 필요한 볼록부(96)의 높이는, 초음파 용착한 후에, 자성 허브(95)가 기판(91)으로부터 탈착되지 않으면 된다. 본 발명의 광 디스크(90)는, 오목부(94)를 갖고 있기 때문에, 탈착 기초가 적게 완료된다. 볼록부(96)를 포함하는 광 디스크(90)의 전체 높이를 d2로 하고, 디스크 본체의 두께, 즉, 부재(91∼93)의 합계 두께를 dl로 하여, 볼록부(96)의 높이 (d2-dl)은, 기판(91)의 광 투입면과 반대측에 1mm 정도 있으면 충분하지만, 실험한 바 바람직하게는 1mm로부터 5mm가 좋다.
또한, 볼록부(96)의 폭은, 0.1mm 이상을 기판(91) 상에 형성함으로써, 용착부(97)를 구성할 수 있다. 실험의 결과, 볼록부(96)의 폭은, 0.2mm 이상이 바람직하지만, 0.2∼10mm가 더욱 바람직하다.
그러나, 예를 들면, 폭 0.1mm, 높이 5mm의 볼록부(96)를 사출 성형하였을 때, 볼록부(96)에의 수지의 전사가 불안정하게 된다. 또한, 오목부(94)를 통과한 수지는, 볼록부(96)가 존재하기 때문에, 수지의 흐름이 난류로 되어, 볼록부(96)의 하면(下面), 즉, 디스크를 클램프하는 영역도 불안정하게 될 가능성이 있다.
그래서, 볼록부(96)를 안정적으로 형성하기 위해서, 도 8은, 도 6의 광 디스크(50)의 제2변형 예인 광 디스크(100)를 나타낸다. 광 디스크(100)는, 기판(101), 기록층(102), 광 투과층(103), 오목부(104), 자성 허브(105)와 볼록부(106)를 구비하는 동시에, 기록층(102)의 외주측과 내주측에, 각각, 배치된 신호 영역(107)과 디스크 클램프 영역(108)을 갖는다. 신호 영역(107)과 디스크 클램프 영역(108)은 신호 개시 경계에 의해 분리된다. 도 8에 있어서, 기록층(102)의 하면의 신호 영역(107)이 레이저 광 투입면을 점유하는 한편, 기록층(102)의 하면의 디스크 클램프 영역(108)이 평탄하게 형성된다. 또한, 오목부(104)는, 기록층(102)의 디스크 클램프 영역(108)에 대응하는 영역 내에서 기판(101)에 설치되어 있다. 광 디스크(100)에서는, 볼록부(106)가, 2개의 단부 tl과 t2를 갖는다. 볼록부(106)가 2개의 단부(tl과 t2)를 구비함으로써, 수지는, 광 디스크(100)에 있어서 도 7의 광 디스크(90)보다도 원활하게 유동한다. 그 때문에, 디스크 클램프 영역(108)을 희생으로 하는 일 없이, 용착 기초를 제작할 수 있다. 볼록부(106)의 내주면(fl)과 외주면(f2)은, 광 투입면에 수직하여도 상관없지만, 광 투입면에 수직한 면에 대하여 경사시키는 쪽이 수지의 유동성 때문에 더욱 바람직하다. 도 8의 볼록부(106)에서는, 내주면(fl)은 광 투입면에 수직이며, 외주면(f2)만을 광 투입면에 수직한 면에 대하여 경사시키고 있다.
또한, 볼록부(106)의 외주면(f2)을, 광 디스크(100)의 반경 방향에 있어서 기록층(102)의 신호 개시 경계에 대응하는 위치의 내측에 배치함으로써, 사출 성형 시의 압력이 신호 영역(107)에서 다시 높아지기 때문에, 전사가 유리하게 이루어지는 동시에, 디스크 클램프 영역(108)의 강도가 높아진다고 하는 2개의 이점을 얻을 수 있다. 실험에 의하면, 경사시킨 영역(f2)도 포함해서 볼록부(106)의 폭은, 1mm 이상 있으면 좋지만, 2∼8mm가 더욱 바람직하다.
도 9는, 도 6의 광 디스크(50)를 장착한 모터 드라이브의 단면을 나타낸다. 자성 허브(55)를 장착한 광 디스크(50)가, 카트리지(cartridge)(113) 내에 도입된다. 광 디스크(50)는, 모터(114) 내에 배치한 자석(111)에 의해 지지된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 광 디스크(50)를 이용한 경우에는, 자성 허브(55)를 이용함으로써, 기계적으로 디스크를 고정하는 경우보다도 모터 드라이브를 얇게 설계할 수 있는 동시에, 오목부를 갖지 않은 광 디스크의 형상에 비교해서, 카트리지(113) 자체의 두께도 얇게 할 수 있다.
(제3실시형태)
도 10은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 광 디스크(120)의 단면을 나타낸다. 광 디스크(120)는, 광 투과층(121), 제1기록층(122), UV 수지로서 이루어지는 중간층(123), 제2기록층(124)과 디스크 성형 금형(200)에 의해 성형한 기판(125)을 포함하는 동시에, 오목부(126)를 갖는다. 디스크 성형 금형(200)에 의해 오목부(126)를 설치한 기판(125)은, 보통 폴리카보네이트로서 형성되어 있다. 광 투과층(121)은, 폴리카보네이트의 얇은 시트와, 접착제로서의 UV 수지 또는 감압성 접착제 등으로 구성되어 있다.
본 발명의 광 디스크(120)의 중간층(123) 및 제1기록층(122)의 제작 방법을 설명한다. 우선 기판(125)을 성형한 후, 신호의 기록 재생을 실행하는 제2기록층(124)을 스퍼터링(sputtering)에 의해 막을 형성한다. 막의 형성 후, UV 수지를 스핀 코트함으로써 중간층(123)을 형성한다. 제1기록층(122)용의 스탬퍼를 중간층(123)에 밀착시켜, 홈을 중간층(123)에 제작한다. 제1기록층(122)용의 스탬퍼를 떼어낸 후, 제1기록층(122)을 제2기록층(124)까지 광이 투과하는 두께로 조정하면서 스퍼터링에 의해 막을 형성하고, 또한, 제1실시형태와 마찬가지로, 폴리카보네이트 시트를 제1기록층(122)에 접착함으로써, 광 투과층(121)을 형성한다. 여기서는, 제2기록층(124)으로부터 광 투과층(121)의 표면까지의 두께가 100 미크론이 되도록, 중간층(123)의 두께를 25 미크론, 폴리카보네이트 시트의 두께를 50 미크론, UV 수지의 두께를 25 미크론으로 설정하였다.
광 디스크(120)의 기록 재생은, 기록층(122과 124)의 각각에 초점, 트래킹을 맞춰서 실행한다. 이것 때문에, 제1기록층(122)을 투과한 광 및 반사광에 의해, 제2기록층(124)을 기록 재생하는 것으로 된다. 제1기록층(122)을 통과해 온 제2기록층(124)의 반사광은, 기록층이 1층밖에 없을 때에 비해서 광량(光量)이 저하하기때문에 대단히 정밀도를 높게 하는 것이 요구된다. 본 실시형태에서는, 광 투과층(121)의 반대측의 면에 오목부(126)를 설치하는 구성으로 하고, 홈의 전사율을 증가시킬 수 있기 때문에, 종래의 광 디스크보다도 고정밀도인 홈을 제작하는 것이 가능하게 된다.
도 11은, 도 10의 광 디스크(120)의 변형 예인 광 디스크(130)를 나타낸다. 광 디스크(130)에서는, 도 6의 자성 허브(55)에 상당하는 금속 허브(135)가 오목부(126)에 장착되어 있다. 따라서, 광 디스크(130)에서는, 도 10의 광 디스크(120)의 효과에 추가해서 도 6의 광 디스크(50)의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 광 투과층에 폴리카보네이트의 시트를 이용하였지만, 한정하는 것이 아니고, 예를 들면, 올레핀계의 수지 시트나 아크릴 수지 시트, 또는 UV 수지만이나 UV 수지와 폴리카보네이트의 시트를 대용해도 좋다.
또한, 광 투과층의 두께를 0.1mm로 하였지만, 한정하는 것이 아니고, 예를 들면, 폴리카보네이트 시트의 두께를 0.25mm, UV 수지의 두께를 50㎛으로 해서 0.3mm의 광 투과층을 제작해도 마찬기지의 효과를 얻을 수 있다.
이상의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 의한 광 디스크 매체를 사용하면, 디스크 틸트를 작은 값으로 유지한 채 기판 성형 시의 전사성을 대폭적으로 향상시킬 수 있고, 또한 박형화를 도모할 수 있으므로, 디스크 틸트가 작은 값으로 억제되어 있는 동시에 대용량·고밀도·박형화에 바람직한 광 디스크를 제공할 수 있다.

Claims (28)

  1. 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주(內周) 영역 및 상기 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 기록층과, 상기 기록층 상에 배치된 광(光) 투과층을 구비하고, 상기 광 투과층을 통해서 상기 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 면의 상기 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하는 광 디스크 매체에 있어서, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 상기 면의 상기 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있으며, 또한, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과층과 반대측의 면에, 상기 기록층의 상기 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목부 영역의 직경을 11mm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중심 구멍의 직경을 w로 하고, 상기 오목부의 직경을 wl로 했을 때, W = w/wl로 나타내는 비율을 0.4∼0.9로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 오목부 영역의 깊이를 d(mm), 상기 광 디스크 매체의 디스크 본체의 두께를 dl(mm)로 했을 때, dl-d를 0.1 < dl-d < 1.2로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  5. 제1항에 있어서, 트랙 피치(track pitch)가 0.4 미크론 이하인 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  6. 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주 영역 및 상기 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 기록층과, 상기 기록층 상에 배치된 광 투과층을 구비하고, 상기 광 투과층을 통해서 상기 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 면의 상기 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하는 광 디스크 매체에 있어서, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 상기 면의 상기 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있으며, 또한, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과층과 반대측의 면에, 상기 기록층의 상기 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치하는 동시에, 자성(磁性) 플레이트(plate)를 상기 오목부에 장착한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 오목부 영역의 직경을 11mm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 중심 구멍의 직경을 w로 하고, 상기 오목부의 직경을 wl로 했을 때, W = w/wl로 나타내는 비율을 0.4∼0.9로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  9. 제6항에 있어서, 상기 오목부 영역의 깊이를 d(mm), 상기 광 디스크 매체의 디스크 본체의 두께를 dl(mm)로 했을 때, dl-d를 0.1 < dl-d < 1.2로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  10. 제6항에 있어서, 트랙 피치가 0.4 미크론 이하인 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  11. 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주 영역 및 상기 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 동시에, 적어도 2층으로서 이루어지는 기록층과, 상기 기록층 상에 배치된 광 투과층을 구비하고, 상기 광 투과층을 통해서 상기 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 면의 상기 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하는 광 디스크 매체에 있어서, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 상기 면의 상기 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있으며, 또한, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과층과 반대측의 면에,상기 기록층의 상기 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 중심 구멍의 직경을 15mm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  13. 제11항에 있어서, 상기 중심 구멍의 직경을 w로 하고, 상기 오목부의 직경을 wl로 했을 때, W = w/wl로 나타내는 비율을 0.4∼0.9로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  14. 제11항에 있어서, 상기 오목부 영역의 깊이를 d(mm), 상기 광 디스크 매체의 디스크 본체의 두께를 dl(mm)로 했을 때, dl-d를 0.1 < dl-d < 1.2로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  15. 제11항에 있어서, 트랙 피치가 0.4 미크론 이하인 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  16. 중심 구멍으로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 신호 개시 경계까지 연장 존재하는 내주 영역 및 상기 신호 개시 경계로부터 반경 방향에서 바깥 쪽으로 연장 존재하는 신호 영역을 갖는 동시에, 적어도 2층으로서 이루어지는 기록층과, 상기기록층 상에 배치된 광 투과층을 구비하고, 상기 광 투과층을 통해서 상기 기록층으로부터 정보의 재생 또는 기록과 재생을 실행하도록, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 면의 상기 신호 영역이 레이저 광 투입면을 점유하는 광 디스크 매체에 있어서, 상기 기록층의 상기 광 투과층 측의 상기 면의 상기 내주 영역이 평탄하게 형성되어 있으며, 또한, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과층과 반대측의 면에, 상기 기록층의 상기 내주 영역에 대응하는 영역 내에서 오목부를 설치하는 동시에, 금속 플레이트를 상기 오목부에 장착한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 오목부 영역의 직경을 11mm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  18. 제16항에 있어서, 상기 중심 구멍의 직경을 w로 하고, 상기 오목부의 직경을 wl로 했을 때, W = w/wl로 나타내는 비율을 0.4∼0.9로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  19. 제16항에 있어서, 상기 오목부 영역의 깊이를 d(mm), 상기 광 디스크 매체의 디스크 본체의 두께를 dl(mm)로 했을 때, dl-d를 0.1 < dl-d < 1.2로 하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  20. 제16항에 있어서, 트랙 피치가 0.4 미크론 이하인 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  21. 제6항 또는 제16항에 있어서, 상기 광 디스크 매체의 디스크 본체의 두께에 대하여 원하는 높이를 갖는 볼록부를, 상기 광 디스크 매체의 상기 광 투과면과 반대측의 상기 면에 설치한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 볼록부를 포함하는 상기 광 디스크 매체의 전체 높이를 d2(mm), 상기 디스크 본체의 두께를 dl(mm)로 했을 때, d2-dl < 5인 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  23. 제22항에 있어서, 상기 볼록부의 폭이 0.1mm보다도 큰 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  24. 제21항에 있어서, 상기 볼록부가 2개의 단차부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  25. 제24항에 있어서, 상기 볼록부의 외주면(外周面)을, 상기 광 디스크 매체의 반경 방향에 있어서 상기 기록층의 상기 신호 개시 경계에 대응하는 위치의 내측(內側)에 배치한 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  26. 제25항에 있어서, 상기 볼록부의 상기 외주면과 내주면(內周面)의 적어도 한쪽이 상기 레이저 광 투입면에 수직한 면에 대하여 경사되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  27. 제21항에 있어서, 상기 볼록부의 내주면을 변형시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
  28. 제26항에 있어서, 상기 볼록부를 초음파 또는 열로 용해함으로써 변형시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 매체.
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