KR20050040239A - Optical disk - Google Patents

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KR20050040239A
KR20050040239A KR1020030075389A KR20030075389A KR20050040239A KR 20050040239 A KR20050040239 A KR 20050040239A KR 1020030075389 A KR1020030075389 A KR 1020030075389A KR 20030075389 A KR20030075389 A KR 20030075389A KR 20050040239 A KR20050040239 A KR 20050040239A
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서훈
김종환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 오염이 잘되지 않으며 기계적 충격에도 매우 강한 보호층을 형성하여, 고밀도 기록을 위해 증가된 개구수에 의해 광 픽업과 디스크간의 거리가 작아지는 표면기록방식의 디스크에서 표면 오염 및 기계적 충격문제를 동시에 해결할 수 있는 광디스크를 제공하기 위한 것으로서, 기록층에 기록된 정보를 보호하기 위해 디스크 표면에 형성되는 보호층을 구비하는 고밀도 광디스크에 있어서, 상기 보호층은 엘라스토머(elastomer) 성질을 갖는 실리콘 고분자의 일종인 PDMS(polydimethylsiloxane) 물질로 구성되는데 있다.The present invention forms a protective layer which is not contaminated well and is very resistant to mechanical impact, so that the surface contamination and mechanical impact problem in the surface recording disk in which the distance between the optical pickup and the disk is reduced by the increased numerical aperture for high density recording. In order to provide an optical disk that can simultaneously solve the problem, a high-density optical disk having a protective layer formed on the surface of the disk to protect the information recorded in the recording layer, the protective layer is a silicone polymer having an elastomer (elastomer) properties It is composed of PDMS (polydimethylsiloxane) material.

Description

광디스크{optical disk}Optical disk

본 발명은 광디스크에 관한 것으로, 특히 실리콘 고분자의 일종인 PDMS를 이용하여 표면에 보호층을 코팅한 광디스크에 관한 것이다.The present invention relates to an optical disc, and more particularly, to an optical disc having a protective layer coated on its surface by using PDMS, which is a kind of a silicone polymer.

최근 고밀도/대용량 정보저장 기록장치에 대한 요구가 급격하게 증가하고 있는 추세에서, 가격이 싸면서도 취급이 용이한 광디스크에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.In recent years, the demand for high-density / high-capacity information recording and recording devices has been rapidly increasing, and a lot of researches on optical disks which are cheap and easy to handle are being conducted.

그 중에서도 NFR(Near-Field Recording)이나 SIL(Solid Immersion Lens)을 이용하는 표면 기록방식을 채택한 광디스크에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 그리고 모바일 폰(mobile phone) 용으로 이용될 수 있는 소형 광디스크에 대한 연구 또한 여러 회사에서 진행되고 있는데, 여기서도 표면기록방식을 채택하여 기록밀도를 증가시키려 하고 있다.Among them, a lot of research is being conducted on optical discs employing a surface recording method using NFR (Near-Field Recording) or SIL (Solid Immersion Lens). In particular, research on small optical disks that can be used for notebooks, digital cameras, camcorders and mobile phones is being conducted by various companies, and the surface recording method is also adopted to increase the recording density.

이런 광디스크에는 크게 두 가지의 방식이 있는데, 하나는 광자기 디스크이고, 다른 하나는 상변화형 광디스크이다.There are two main types of such optical discs: one is a magneto-optical disc, and the other is a phase change optical disc.

이 두 경우 모두에 있어서, 고밀도 기록을 위해서는 개구수(Numerical Aperture : NA)의 값을 크게 하는 것이 하나의 추세이다.In both of these cases, it is one trend to increase the numerical aperture (NA) for high density recording.

도 1 은 종래 기술에 따른 디스크의 기록시에 디스크와 레이저광의 인가 위치를 나타낸 도면으로서, 도 1과 같이 광 픽업 렌즈(10)에 의해 집속되는 레이저광은 디스크(100)의 기판측으로부터 입사되어져 데이터를 기록하게 된다. FIG. 1 is a view showing the application position of a disc and a laser beam when recording a disc according to the prior art. As shown in FIG. 1, the laser light focused by the optical pickup lens 10 is incident from the substrate side of the disc 100. The data will be recorded.

이때, 상기 광 픽업 렌즈(10)의 개구수(NA)는 0.5 내지 0.6의 값을 가지며, 최근 개발되고 있는 Blu-ray 디스크의 경우에는 개구수를 0.85로 그 값을 더욱 크게 형성하고 있다. 또한 차세대에 연구되는 광학계에서는 그 보다 더 큰 개구수의 값이 적용될 것이 확실시되고 있다.At this time, the numerical aperture (NA) of the optical pickup lens 10 has a value of 0.5 to 0.6, and in the case of Blu-ray discs that have been recently developed, the numerical aperture is set to 0.85, which is larger. In addition, in the optical system studied in the next generation, it is clarified that a larger numerical aperture is applied.

이렇게 큰 개구수를 이용할 경우에는 디스크(100)와 광 픽업의 렌즈(10)간 거리가 매우 짧아지기 때문에 외부의 충격이나 오염으로부터 기록막을 보호하기 위한 그 위에 보호층을 성막시켜야 한다.In the case of using such a large numerical aperture, the distance between the disk 100 and the lens 10 of the optical pickup becomes very short, and a protective layer must be formed thereon to protect the recording film from external impact or contamination.

보통 이런 보호층은 표면 오염이 잘 되지 않고, 또한 기계적인 충격에 의해서도 디스크의 표면에 스크래치와 같은 결함이 나타나지 않을 정도의 강한 재료가 선호되는 경향이 있다.Usually, such protective layers tend not to be contaminated on the surface, and strong materials tend to be preferred such that scratches do not appear on the surface of the disk even by mechanical impact.

도 2 는 현재 개발되고 있는 Blu-ray 디스크의 일반적인 구조의 단면을 나타낸 도면으로서, 폴리카보네이트와 같은 투명 기판(110) 위에 반사층(120), 제 1 유전층(130), 기록층(140), 제 2 유전층(150) 그리고 보호층(160)으로 구성된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a general structure of a Blu-ray disc currently being developed. The reflective layer 120, the first dielectric layer 130, the recording layer 140, and the first layer are formed on a transparent substrate 110 such as polycarbonate. Two dielectric layers 150 and a protective layer 160.

이와 같이, 정보가 기록된 디스크 표면을 보호하기 위하여 디스크의 맨 위에 100㎛ 두께의 보호층(160)을 형성시켜 주는데, 이때 일반적으로 상기 보호층(160)의 물질로서 자외선 경화수지나 폴리카보네이트 박막(sheet)을 사용한다.As such, in order to protect the surface of the disk on which information is recorded, a protective layer 160 having a thickness of 100 μm is formed on the top of the disk. In this case, UV curable resin or polycarbonate thin film is generally used as the material of the protective layer 160. Use sheet.

상기 자외선 경화수지는 스핀 코팅에 의해 디스크 표면에 얇게 도포시킨 후, 자외선으로 경화시키는 제조공정으로 이루어지고, 상기 폴리카보네이트 박막은 접착제에 의해 디스크 표면에 붙이는 방식의 제조공정으로 이루어진다.The UV curable resin is applied to the disk surface by a thin coating by spin coating, followed by a manufacturing process of curing with ultraviolet light, and the polycarbonate thin film is made of a manufacturing process of attaching to the disk surface by an adhesive.

이때, 상기 자외선 경화수지를 이용하여 표면 보호층을 제작하는 경우에는 두께의 균일도를 유지하기가 어려워 수십 ㎛의 보호층을 코팅하는데 어려움을 가지고 있어서, 최근 고밀도 기록을 위해 수십 ㎛ 두께를 갖는 얇은 보호층을 제작하기에는 부적합한 특성을 갖고 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 박막을 이용하여 보호층을 제작하는 경우에는 두께의 균일도를 유지하기는 쉬워 수십 ㎛ 두께를 갖는 얇은 보호층의 제작이 가능하나 강도가 작아서 표면에 스크래치의 발생 가능성이 큰 단점을 가지고 있다.In this case, when the surface protective layer is manufactured using the ultraviolet curable resin, it is difficult to maintain the uniformity of the thickness, so that it is difficult to coat a protective layer of several tens of micrometers, and thus, a thin protective layer having several tens of micrometers thickness for recent high density recording. It has unsuitable properties for producing the layer. In addition, when the protective layer is manufactured using the polycarbonate thin film, it is easy to maintain the uniformity of the thickness, and it is possible to manufacture a thin protective layer having a thickness of several tens of micrometers, but the strength is small, so that the possibility of scratches on the surface is large. Have.

따라서, 최근 개발된 0.85의 큰 개구수(NA)를 갖는 광학계를 적용한 Blu-ray 디스크의 경우는 디스크와 광 픽업 렌즈 사이의 거리가 매우 짧으면서, 폴리카보네이트 박막을 이용한 보호층을 사용하기 때문에 기록시에 광 디스크의 표면에서 발생하는 오염이나 스크래치에 의해 디스크의 작동이 변화할 소지가 크다. Therefore, in the case of a Blu-ray disc adopting an optical system having a large numerical aperture (NA) of 0.85, the distance between the disc and the optical pickup lens is very short, and the recording is performed because a protective layer using a polycarbonate thin film is used. Operation of the disk is likely to change due to contamination or scratches generated on the surface of the optical disk at the time.

이에 따라, 현재 출시되어 있는 소니(SONY)사와 TDK사의 Blu-ray 디스크에서는 0.1mm 두께의 보호층인 커버층(coverlayer)을 만들기 위하여 0.08mm 두께의 폴리카보네이드 커버박막(coversheet)을 이용하고 있으며, 이에 따라 상기 폴리카보네이트 커버박막(coversheet)으로 인한 Blu-ray 매체의 표면 오염이나 표면 스크래치 방지를 위하여 별도의 카트리지(cartridge)(300)를 같이 채용하고 있다. Accordingly, Sony and TDK Blu-ray discs currently on the market use a 0.08 mm thick polycarbonate cover sheet to make a 0.1 mm thick protective layer. Accordingly, in order to prevent surface contamination or surface scratches of the Blu-ray medium due to the polycarbonate cover sheet, a separate cartridge 300 is employed.

카트리지(300)에 채용되어 현재 출시되고 있는 소니 사의 Blu-ray 디스크를 도 3에서 나타내고 있다.3 shows a Blu-ray disc of Sony which is adopted in the cartridge 300 and is currently released.

그러나 이와 같이 카트리지(300)를 같이 채용하는 경우는 광디스크 상에 헤드의 원활한 이동을 돕는 윤활층의 형성 공간을 확보하는데 어려움이 있어서 윤활 특성을 저해시킬 뿐만 아니라, 카트리지를 통한 광디스크의 부피가 커지게 되어 현재 초소형화 광디스크가 개발 되어가고 있는 현실에서 그 적용에 한계성을 가져오게 된다. However, in the case of employing the cartridge 300 as described above, it is difficult to secure a space for forming a lubrication layer to help the smooth movement of the head on the optical disc. As a result, a miniaturized optical disc is being developed, which brings limitations to its application.

이와 같이, 현재까지 개발된 보호층은 어느 정도의 충격강도 이상이 되면 기판 표면에 스크래치와 같은 결함이 나타나고 이것은 결국 광디스크의 기록/재생에 영향을 미치게 된다. 또한 대부분의 재료의 경우 표면에 먼지 등의 오염이 심각하게 발생할 가능성이 존재하게 된다.As described above, the protective layer developed to date has a defect such as a scratch on the surface of the substrate when the impact strength exceeds a certain degree, which eventually affects the recording / reproducing of the optical disc. In addition, most materials have a possibility of serious contamination such as dust on the surface.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고밀도 기록을 위해 증가된 개구수에 의해 광 픽업과 디스크간의 거리가 작아지는 표면기록방식의 디스크에서 표면 오염 및 기계적 충격문제를 동시에 해결할 수 있는 광디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and at the same time to solve the surface contamination and mechanical impact problem in the surface recording type disk in which the distance between the optical pickup and the disk is reduced by the increased numerical aperture for high density recording The purpose is to provide an optical disk capable of.

본 발명의 다른 목적은 카트리지를 사용하지 않으면서도 표면 오염이나 기계적 충격에 의한 스크래치의 발생을 방지시킬 수 있는 소형화된 광디스크를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a miniaturized optical disc capable of preventing the occurrence of scratches due to surface contamination or mechanical impact without using a cartridge.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광디스크의 특징은 기록층에 기록된 정보를 보호하기 위해 디스크 표면에 형성되는 보호층을 구비하는 고밀도 광디스크에 있어서, 상기 보호층은 엘라스토머(elastomer) 성질을 갖는 실리콘 고분자의 일종인 PDMS(polydimethylsiloxane) 물질로 구성되는데 있다.A feature of the optical disk according to the present invention for achieving the above object is a high density optical disk having a protective layer formed on the surface of the disk to protect the information recorded in the recording layer, the protective layer has an elastomer (elastomer) properties It is composed of PDMS (polydimethylsiloxane) material which is a kind of silicon polymer having a.

이때, 상기 PDMS 보호층은 스핀 코팅(spin coating)을 통해 구성되며, 1~200㎛의 두께로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the PDMS protective layer is formed by spin coating (spin coating), preferably consisting of a thickness of 1 ~ 200㎛.

그리고 상기 PDMS 보호층 상에 헤드의 윤활 특성을 향상시키는 윤활층을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.And it is preferable to further comprise a lubrication layer to improve the lubrication characteristics of the head on the PDMS protective layer.

또한, 상기 PDMS 보호층 상에 기판의 경도를 높이는 DLC(Diamond-Like Carbon)로 형성되는 보강층을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the PDMS protective layer preferably further comprises a reinforcing layer formed of DLC (Diamond-Like Carbon) to increase the hardness of the substrate.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 PDMS를 이용한 광디스크 및 그에 따른 코팅 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a preferred embodiment of an optical disk and a coating method using the PDMS according to the present invention will be described as follows.

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 광디스크의 단면 구조의 실시예를 나타낸 도면이다.4A, 4B, and 4C show an embodiment of a cross-sectional structure of an optical disc according to the present invention.

도 4a와 같이, 폴리카보네이트(polycarbonate)로 이루어진 투명 기판(210)위에 반사층(220)을 형성하고, 상기 반사층(220) 위에 ZnS-SiO2로 이루어진 제 1 유전체층(230)과, PtOx 물질로 이루어진 기록층(240)과, ZnS-SiO2로 이루어진 제 2 유전체층(250)으로 이루어진 광디스크를 구성한다.As shown in FIG. 4A, the reflective layer 220 is formed on the transparent substrate 210 made of polycarbonate, and the first dielectric layer 230 made of ZnS-SiO 2 and the PtO x material are formed on the reflective layer 220. And an optical disk comprising a recording layer 240 made of a second dielectric layer 250 made of ZnS-SiO 2 .

그리고 상기 제 2 유전체층(250) 위에 기록층(240)에 기록된 정보를 보호하기 위한 PDMS(polydimethylsiloxane) 보호층(260)을 형성한다.A polydimethylsiloxane (PDMS) protective layer 260 is formed on the second dielectric layer 250 to protect information recorded in the recording layer 240.

이때, 상기 PDMS 보호층(260)은 기계적 충격에 매우 강한 엘라스토머(elastomer) 성질을 지니고 있어서, 종래에 사용되는 폴리카보네이트나 자외선 경화수지에 비해 표면에 오염이나 스크래치에 강한 특성을 갖는다.In this case, the PDMS protective layer 260 has an elastomer (elastomer) properties that are very resistant to mechanical impact, and has a property that is resistant to contamination or scratches on the surface compared to conventional polycarbonate or ultraviolet curable resin.

또한, 상기 PDMS 보호층(260)은 스핀 코팅(spin coating) 방법을 통해 제조되므로 PDMS의 광학적 특성에 따라 PDMS의 두께를 자유롭게 조절할 수 있으며, 1~200㎛의 두께로 형성되다.In addition, since the PDMS protective layer 260 is manufactured by a spin coating method, the PDMS thickness can be freely adjusted according to the optical characteristics of the PDMS, and is formed to a thickness of 1 to 200 μm.

아울러, 도 4c와 같이, 상기 PDMS 보호층(260) 상에 윤활층(280)을 도포하여 헤드의 윤활 특성을 향상시켜 원활한 이동을 통해 헤드와 매체 표면의 충돌을 최소화하고 있다. In addition, as shown in Figure 4c, by applying a lubrication layer 280 on the PDMS protective layer 260 to improve the lubrication characteristics of the head to minimize the collision between the head and the media surface through a smooth movement.

상기 PDMS 보호층(260) 상에 윤활층(280)을 도포하는 경우에도 사출 성형된 고분자 기판의 경도가 낮아 쉽게 디스크가 휘어지게 되어 디스크의 표면이 손상되는 문제점을 완전히 해결할 수는 없다.Even when the lubrication layer 280 is applied on the PDMS protective layer 260, the hardness of the injection-molded polymer substrate is low, so that the disk is easily bent and the surface of the disk may not be completely solved.

따라서, 도 4b와 같이, 사출 성형된 고분자 기판의 경도가 낮아 쉽게 디스크의 표면이 손상되는 문제점을 해결하기 위해 상기 PDMS 보호층(260)과 윤활층(280) 사이에 DLC(Diamond-Like Carbon)로 형성되는 보강층(270)을 더 추가하여, 디스크의 경도를 높여 기록매체의 재생시 디스크의 휨 현상을 감소시키고 있다. Therefore, as illustrated in FIG. 4B, in order to solve the problem that the surface of the disk is easily damaged due to the low hardness of the injection-molded polymer substrate, a diamond-like carbon (DLC) is formed between the PDMS protective layer 260 and the lubricating layer 280. The reinforcement layer 270 is further added to increase the hardness of the disc, thereby reducing the warpage of the disc during playback of the recording medium.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광디스크는 다음과 같은 효과가 있다.The optical disk according to the present invention as described above has the following advantages.

첫째, 고밀도 기록에 적합한 개구수가 큰 표면 기록형 광디스크를 제조할 때 표면 보호층에 발생하는 오염이나 스크래치를 줄일 수 있어, 카트리지가 제거된 형태의 광디스크를 제조할 수 있게 된다.First, when manufacturing a surface recording optical disc with a large numerical aperture suitable for high-density recording, it is possible to reduce contamination and scratches on the surface protective layer, thereby making it possible to manufacture an optical disc in which a cartridge is removed.

둘째, 카트리지 제거 형태로 제조되므로 윤활층을 도포하여 윤활 특성도 확보시킬 수 있다.Second, since it is manufactured in the form of cartridge removal, it is possible to secure the lubrication properties by applying a lubrication layer.

셋째, PDMS의 변형 특성에 의하여 광 픽업이나 플라잉 헤드에 발생할 수 있는 기계적인 충격도 대부분 완화시켜 광디스크 시스템의 안정성도 확보할 수 있다.Third, due to the deformation characteristics of the PDMS, mechanical shocks that may occur in the optical pickup or the flying head are also alleviated, thereby ensuring stability of the optical disk system.

넷째, 고밀도 기록을 위한 큰 개구수를 갖는 광학계가 적용된 드라이브 용 디스크 및 모바일(mobile) 저장매체로 사용할 수 있는 소형 광디스크에서 표면 오염이나 스크래치의 발생 가능성을 억제시켜, 카트리지가 제거된 형태의 광디스크를 제조할 수 있다. Fourth, it is possible to reduce the possibility of surface contamination or scratches in the disk for drive and the optical disk with large numerical aperture for high density recording and the small optical disk that can be used as a mobile storage medium. It can manufacture.

도 1 은 종래 기술에 따른 디스크의 기록시에 디스크와 레이저광의 인가 위치를 나타낸 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows the application position of a disc and a laser beam when recording a disc according to the prior art.

도 2 는 현재 개발되고 있는 Blu-ray 디스크의 일반적인 구조의 단면을 나타낸 도면2 is a cross-sectional view of a general structure of a Blu-ray disc currently being developed.

도 3 은 카트리지에 채용되어 현재 출시되고 있는 소니 사의 Blu-ray 디스크를 나타낸 도면3 is a view showing a Blu-ray disc of Sony, which is adopted in the cartridge and is currently released.

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 광디스크의 단면 구조의 실시예를 나타낸 도면4A, 4B, and 4C show an embodiment of a cross-sectional structure of an optical disc according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 광 픽업 렌즈 100 : 디스크10: optical pickup lens 100: disk

110, 210 : 기판 120, 220 : 반사층110, 210: substrate 120, 220: reflective layer

130, 150, 230, 250 : 유전층 140, 240 : 기록층130, 150, 230, 250: dielectric layer 140, 240: recording layer

160 : 보호막 260 : PDMS 보호막160: protective film 260: PDMS protective film

270 : DLC 층 280 : 윤활층 270: DLC layer 280: lubricating layer

Claims (6)

기록층에 기록된 정보를 보호하기 위해 디스크 표면에 형성되는 보호층을 구비하는 고밀도 광디스크에 있어서,A high density optical disc having a protective layer formed on the surface of a disc for protecting information recorded in a recording layer, 상기 보호층은 엘라스토머(elastomer) 성질을 갖는 실리콘 고분자로 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.The protective layer is an optical disc, characterized in that composed of a silicone polymer having an elastomer (elastomer) properties. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 고분자는 PDMS(polydimethylsiloxane) 물질인 것을 특징으로 하는 광디스크.The silicon polymer is an optical disc, characterized in that the PDMS (polydimethylsiloxane) material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PDMS 보호층은 스핀 코팅(spin coating)을 통해 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.And the PDMS protective layer is formed by spin coating. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 PDMS 보호층은 1~200㎛의 두께로 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.The PDMS protective layer is an optical disc, characterized in that composed of a thickness of 1 ~ 200㎛. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PDMS 보호층 상에 헤드의 윤활 특성을 향상시키는 윤활층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.And a lubrication layer for improving lubrication characteristics of the head on the PDMS protective layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PDMS 보호층 상에 기판의 경도를 높이는 DLC(Diamond-Like Carbon)로 형성되는 보강층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.And a reinforcing layer formed of DLC (Diamond-Like Carbon) for increasing the hardness of the substrate on the PDMS protective layer.
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