KR100665139B1 - 광 메모리 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

광학 메모리 장치는 기판 상에 형성된 적어도 하나의 데이타층을 가진다. 기판의 상면은 기록 매체에 의해 도포될 때 기판의 특성과는 다른 소정의 광학 특성을 얻을 수 있는 복수의 영역으로 구성되는 패턴으로 형성된다. 기판의 패터닝된 표면은 기록 매체에 의해 코팅된다. 기록 매체는 기록 영역이 소정의 광학 특성을 얻은 후 패터닝된 표면으로부터 제거된다.

광 메모리 장치, 기록 매체, 광학 특성, 표면 릴리프, 스탬퍼, 리세스, 투명 데이타층

Description

광 메모리 장치 및 그 제조 방법{AN OPTICAL MEMORY DEVICE AND A METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 콤팩트 디스크(CD), 테이프, 카드, 와이어, 실린더형 드럼 등과 같은 소위 판독 전용 메모리(ROM) 장치들의 광 메모리 장치를 제조하기 위한 방법 및 광학 수단으로 판독되는 정보에 관한 것이다.

콤팩트 디스크는 특히 재생에 널리 사용되는 공지된 광 메모리 장치이며, 음악 및 소프트웨어 구성을 추출하기 위한 컴퓨터 장치이다.
유럽특허공개 공보 0197256호는 광 기록 매체와, 이에 디지털 정보를 기록하는 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 기록 매체는 레이저 디스크 또는 카드의 형태이며, 기록 매체의 층은 기판상에서 지지된다. 동일하게 이격된 동일한 디프레션(depression) 형태의 패턴은 기록층에 형성되며, 반사층은 디프레션의 상부에서 마이크로미러를 형성하기 위하여 기록층상에 피착된다. 마이크로미러들 및 이들 사이의 공간은 1 비트 정보에 대응하는 차원을 가지고 있다. 정보의 기록은 레이저 빔에 의해 마이크로미러의 몇몇을 처리하는 것으로 이루어지며, 다른 몇몇은 처리되지 않은채 유지된다.
기록 매체 및 그 제조 방법의 다른 예는 유럽특허공개공보 0177311호에 개시된다. 광 기록 매체는 기판 및 기판상에 지지되는 활성(active) 물질의 층을 포함한다. 활성 물질은 소정의 반응에 응답하여 광학적으로 검출할 수 있는 효과를 제공하기 위한 것이다. 기판 표면상에 연속적으로 식별가능한 타깃에 자극을 가변도로 인가함에 의해, 정보는 이산 비트의 정보로서 기계-판독가능한 형태로 저장될 수 있다. 이런 목적으로, 활성 물질은 미세한 작은 수의 비트를 기록하기 위한 적당한 크기의 다수의 기록 영역으로 분할되며, 각각의 기록 영역은 기록 영역의 외주의 적어도 일부 주위에서 광학적으로 검출가능한 불연속에 의해 한정된다.
상술한 문헌에 개시된 기록층의 제조 기술은 매우 비싸고, 따라서 ROM 장치의 대량 생산에는 적당치 않음을 이해해야 한다. 더욱이, 이런 장치들은 단지 하나의 정보 운반 층을 포함하여, 한정된 양의 기록 데이터를 가질뿐이다.

광 특성이 상기 층의 인접 영역의 광 특성과 다른 정보 전달 영역을 갖는 복수개의 평행하고, 별도 이격된 층을 전형적으로 포함하는 3차원 광 메모리 장치가 개발되어 왔다. 이와 같은 장치의 하나의 예가 미국 특허 번호 제4,090,031호에 개시되어 있다. 상기 장치는 기판 및 상기 기판의 한 측면 상에 제공된 복수의 층을 구비한다. 각 층은 데이타 스팟(spots)의 선으로 형성된 데이타 트랙들을 포함한다. 데이타 스팟은 이진 코드 디지탈 정보 또는 주파수 또는 펄스 길이 변조 아날로그 신호로 교대 형성되며, 이는 사진 기록된다. 데이타 스팟은 광 반사적이 다. 재생을 위한 하나의 데이타 트랙의 선택은 하나의 데이타 층에서 다른 데이타 층까지 기록 판독 광 빔의 초점을 변경하거나, 서로 다른 광 특성을 갖는 물질의 데이타 트랙, 서로 다른 층에 대해 서로 다른 파장으로 이루어진 판독 광을 형성함으로써 달성된다. 이러한 목적을 위해, 서로 다른 색 염료 또는 서로 다른 발광 물질이 사용되고 대응하는 색 필터는 광 검출기 앞에 선택적으로 위치한다.

상기 장치는 다음 방법으로 제조된다. 데이타 층은 감광막과 같은 감광성, 반사성 물질 또는 인쇄 잉크를 포함하는 또 다른 적당한 기록 물질로 만들어 진다. 데이타 스팟은 데이타 층의 반사율과 다른 반사율을 갖는 광 반사성 금속 물질로 형성된다. 데이타 스팟은 데이타 스팟에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 통해 진공 증착 또는 포토레지스트 마스크를 통한 에칭에 의해 제조된다.

그래서 이와 같은 장치가 층으로부터 정보를 추출할 때 다중 전-반사되는 것이 그 증거이다. 실제로 판독 빔은 모든 층을 통과하며, 여기서 각 층은 반사적이다. 이는 결국 제한되는 층의 수가 둘 또는 세개의 층만이 되게 된다. 추가적으로, 포토마스크의 사용에 기초한 이와 같은 기술은 높은 정보 밀도를 제공하지 않으므로, 효과적이지 않다. 이와 같은 장치의 제조 공정은 매우 복잡하며 시간이 많이 소모됨을 알 수 있다.

<발명의 요약>

본 발명의 주 목적은 광학 메모리 장치를 제조하는 신규한 방법을 제공하려 는 것이며, 특히 광학 메모리 장치의 대량 생산에 적합한 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다층 광학 메모리 장치를 제조할 수 있는 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 기판상에 형성된 데이타 층을 갖는 판독 전용 메모리 장치의 제조 방법이 제공되는데, 상기 방법은

삭제

(a) 실질적으로 형광 물질을 유지할 수 있는 복수의 이격된 영역을 포함하는 패턴을 갖는 실질적으로 투명한 물질의 표면을 형성하는 단계;

(b) 기판의 패터닝된 표면을 실질적인 형광 물질로 코팅하는 단계;

(c) 상기 이격 영역들 사이의 공간으로부터 실질적인 형광 물질을 제거하는 단계를 포함한다.

단계 (a)에서, 패턴은 기판의 상부면상의 표면 릴리프(relief) 형태로 만들 수 있는데, 예를 들면 스탬퍼(stamper) 장치를 사용하여 기판의 상부면에 복수의 리세스(recess)를 형성하여 만들 수 있다. 이들 리세스 각각은 기록 매체로 부분적으로 채워지도록 충분한 깊이를 가진다.

패턴은 기판의 표면에 기록 매체를 접착할 수 있는 흡착성을 가진 영역을 형성함으로써 형성될 수 있다. 이것은 각각의 영역에서 기판을 처리하거나, 각 영역을 기록 매체를 유지할 수 있는 흡착제로 코팅함으로써 달성될 수 있다.

바람직하게, 기판은 투명 물질로 제조되며, 기록 매체는 형광 물질을 포함한다. 또한, 기록 매체는 형광 물질이 하부에 위치하는 반사 물질의 층을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 기판상에 각각 형성된 복수의 이격된 데이타 층으로 구성된 3차원 광학 메모리 장치를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은

(i) 실질적으로 광 투명한 기판들 각각의 표면에 실질적인 형광 물질을 유지할 수 있는 복수의 영역을 포함하는 패턴을 형성하며, 상기 이격 영역들 및 이 영역들 사이의 공간이 데이터 층에 저장될 디지털 스트림의 데이터에 따라서 배열되는 단계;

(ii) 기판의 패터닝된 표면에 실질적인 형광 물질을 코팅하는 단계;

(iii) 상기 이격된 영역들 사이의 공간으로부터 실질적인 형광 물질을 제거하는 단계; 및

(iv) 데이타 층들 사이에 접착부를 제공하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 이격된 영역으로 패터닝된 표면을 가진 데이타층을 포함하는 광학 메모리 장치가 제공된다. 여기서, 상기 이격된 영역은 실질적인 형광 물질을 포함하며, 상기 이격된 영역들 사이의 공간은 실질적인 광 투명이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 이격된 데이터층을 구비한 다층 광 메모리 장치가 제공되는데, 각 층은 복수의 이격 영역으로 패터닝된 표면을 가지며, 상기 이격 영역들은 실질적인 형광 물질을 포함하며, 상기 이격 영역들 사이의 공간은 실질적으로 광 투명이다.

특히, 본 발명은 다층 콤팩트 디스크를 제조하는데 이용되며, 이러한 응용에 대해 이하 설명되어 있다.

도 1a 내지 1i는 본 발명의 일 실시에에 따른 다중층 광 디스크를 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 2a 내지 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면.

도 3a 내지 3i는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면.

도 1a-1i를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크를 제조하는 방법의 주요 단계가 예시되어 있다. 상기 방법은 소위 "광중합 경화 기술"에 기초한다. 도 1a는 예를 들어 유리, 폴리에스테르, 폴리카보네이트와 같은 투명 물질로 형성되고, 액상 광중합체로 형성된 기판층(4)으로 코팅된 지지 베이스(base)(2)를 포함하여, 일반적으로 1로 가리켜진 구조를 도시하고 있다. 예를 들어, 층(4)은 Phillips Coating B.V., Holland사로부터 상업적으로 입수가능한 UV lacquer 1322 000 40039와 같은 물질, 또는 Nippon Kayaku Co. Ltd사로부터 상업적으로 입수가능한 UV adhesive Kayarad DVD-003 등과 같은 물질로 만들어 진다. 베이스(2)의 두께는 0.02-1.2 mm의 범위 이내인 반면, 기판(4)은 실제 약 5-30이 되도록 얇다.

도 1b는 참조 부호 8로 총칭되는 복수의 볼록부 또는 이른 바 "스탬프 범프(stamp bump)의 특정 배열로 형성되는 패터닝된 외주면(6A)을 갖는 내구 스탬퍼(6)을 도시한다. 볼록부(8)는 통상적으로 0.3 - 0.5, 볼록부 길이의 50 - 200%이다. 볼록부의 높이 및 길이는 디스크 내에 저장되는 인코딩 정보에 따라 가변된다. 볼록부는 스탬퍼의 표면(6A)의 약 10 - 30%, 바람직하게는 20%이다. 스탬퍼(6)는 이하에 설명되는 바와 같이, UV 조광이 통과될 수 있도록 투명 물질로 이루어진다. 스탬퍼(6)는 통상 레이저 빔 기록, 포토레지스트 현상, 전기 도금, 전기 주형, 에칭, 디스크 몰딩 등과 같은 공지된 기술을 실시하여, 광 디스크 메모리 산업에서 폭 넓게 사용되는 종래의 마스터링 및 전사 프로세스 중 하나를 이용하는 이른 바 "마스터 디스크"로 제조된다. 이들 기술은 공지된 것으로, 그에 대한 설명은 생략한다. 스탬퍼(6)는 현상된 포토레지스트층으로 마스터 글래스 또는 석영 디스크를 에칭함으로써 제조될 수 있다.

스탬퍼(6)는 기판층(4)의 상면(4A)에 대하여 스탬퍼를 압착하는 것에 의해 구조(1)에 도포된다. 도 1c에 나타낸 바와 같이, 이는 표면(6A)과 유사한 패턴, 즉 표면(4A) 상에 패턴을 제공하게 된다. 특히, 표면(4A)은 볼록부(8)와 마찬가지로 배열된, 참조 번호 9로 총칭되는 복수의 리세스 또는 피트(pits)에 대응하여 형성된다. 자외(UV)선은, 포토폴리머(4)를 경화시키고, 패터닝된 형태로 기판(2)에 후면을 접착하기 위해 투명 기판(2) 또는 투명 스탬퍼(6)를 통해 복사된다.

그에 따라, 작업층(10)은 도 1d에 도시된 것처럼 기판층(4)의 패터닝된 표면(4A)로 피착된다. 층(10)은 예를 들면 유기 또는 무기 염료, 광색성 물질, 백색 페인트와 같은 산란 물질, 금속 페이트와 같은 반사성 물질 등을 함유하는 형광성 물질와 같은 액정 물질(11: 기록 매체를 구성함)로 제조된다. 형광성 물질은 단량체 용제내에 또는 다양한 중합체, 탄성체 및 용제의 혼합물내에 있는 형광성 물질의 용해제이다. 작업층(10)용의 물질(11)는 메모리 장치의 내구성을 제공하기 위하여 기판층(4)에 양호한 접착 특성을 가지도록 선택됨을 명심해야 한다.

액정 물질(11)는 리세스(9)로 부분적으로 관통하여, 리세스(9)내에 영역(11A)를 한정하고, 강한 접착성으로 인해, 표면(4A)상에 부분적으로 잔류되고, 리세스(9) 사이에 위치된 영역(11B)을 한정한다. 영역(11A)의 두께(D)는 실질적으로 리세스 깊이와 동일하며, 코팅 공정을 최적화하기 위하여, 영역(11B)의 두께(d)는 아래의 조건을 만족한다.

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이를 위해서, 구조(1)는 작업 물질(11)의 피착 동안 연속적으로 회전된다. 초기에, 회전은 상대적으로 느려서, 표면(4A)에 걸쳐 작업 물질(11)의 균일한 분포를 촉진한다. 그러므로, 회전은 한편으로는 영역(11B)로부터의 작업 물질(11)의 잉여분을 제거하도록 가속되며, 다른 한편으로는 영역(11A)내의 그 분포를 균일하도록 한다. 더욱 상세하게는, 코팅 공정은 영역(11B)내의 층(10)의 두께(d)가 영역(11A)내의 층(10)의 두께(D)의 20% 미만이 된다.

접착성을 향상시키기 위해, 열적 중합 반응 또는 소위 "baking technique"를 사용하며, 여기서 "baking time"은 대략 10분 이하이다. 대안적으로, 산화 중합 반응을 적용할 수 있다.

영역(11B)으로부터 나머지 작업 기판(11)을 제거하기 위해서는, 도시되지는 않았지만 기판층(14)이 예를 들어, 에탄올, 테트라플로오로프로패놀 등의 적합한 용제에 의해 세척되고 건조된다. 이 때문에, 기판층(4)은 적합한 용제에 의해 스피닝(spinning) 및 스프레잉(spraying)을 동시에 수행함으로써 제어가능해지고 높은 균일도로 용해된다. 분산 헤드(도시 안됨)는 구조에 대해 용제를 분산시키기 위해 적당히 사용된다. 바람직하게는, 용제는 일단 구조 표면의 중심 영역에 도포된 다음, 그 주변부에 도포된다. 그런 다음 용해된 형광 물질이 회전 구조로부터 제거된다. 영역(11B)으로부터 용해된 형광 물질의 제거를 개선하기 위해서는, 용제가 적합한 함유물을 포함할 수 있다. 또한, 분산 헤드는 용해된 형광 물질의 제거를 용이하게 하는 소프트 브러시를 구비할 수 있다. 한편, 상기 함유물 및 브러시 둘다가 충분히 소프트하여 영역(11B) 아래의 기판층(4)으로의 가능한 손상을 방지하고, 다른 한편으로는 충분히 커서 영역(11A)으로부터 형광 물질의 제거를 방지하게 된다.

도 1e에서 명백히 설명된 바와 같이, 영역(1a) 내에 있는 작업 물질(1)를 리세스(9)내부에 준비하고, 상기 영역(11A)은 기판층(4)의 실질적으로 투명한 영역(11B)에 의해 둘러싸인다.

따라서, 12로 지정된 1-층 컴팩트 디스크가 제공된다. 영역(11A)은 형광 물질(1)로 형성된 데이타 스폿을 나타내며, 이것은 투명 영역(11B)과 기판층(4)에 의해 둘러싸인다. 형광 물질은 반사, 스캐터링 등의 작업 물질에 의해 대체될 수 있으며, 이에 따라 광학성 특성은 투명한 기판층의 광학적 특성과는 달라진다.

다층 구조를 제조하기 위해, 1-층 구조(12)가 외주면(14A)을 갖는 광 폴리머층(14)으로 피복된다. 투명 스탬퍼(16)가 스탬퍼(6)와 관련하여 상기에서 설명된 방법으로 표면(14A)에 도포되고, UV 광이 투명 스탬퍼(16)를 통해 층(14) 위로 조사된다. 층(14) 내에서의 UV광의 흡수는 영역(11B) 내의 형광 물질(11)가 UV 조사에 의해 표백되는 것으로부터 보호한다. 스탬퍼(16)의 투명도는 선택적이고, 대안적으로는 UV광은 투명 베이스(2)를 통해 조사될 수 있고 광 폴리머(4)에 의해 경화될 수 있다. 그 결과, 광 폴리머(14)의 표면(14A)는 복수의 리세스(18)로 형성되어진다.

형광 물질(22)로 형성된 작업층(20)은 패턴 표면(14A) 상에 적층되어 리세스(18)와의 사이 및 그 내부에 영역(22A 및 22B)이 각각 제공된다. 그 다음 빠른 스피닝, 베이킹, 세척 및 건조 공정이 (24)로 지정된 두개층의 컴팩트 디스크를 제공하기 위해 반복된다 (도 1i).

소정 수의 층들은 상술한 방법으로 제조된다. 층 수는 단지 전체 광 디스크의 허용가능 두께에 의해서만 제한되며, 이는 적당한 판독 장치와 함께 사용 가능하기 위해서는 통상 대략 1-2 ㎜이다. 이 때문에, 다층 디스크를 제조하기 위해서는 대략 5-50 개의 다른 스탬퍼를 포함하는 대응하는 스탬퍼 세트와 1 세트의 "master discs"를 미리 제조한다.

도 2a 내지 도 2f로 되돌아가면, 소위 "사출 성형 기법"에 의해 다층 광학 디스크를 제조하는 방법이 도시되어 있다. 총괄적으로 참조 번호 100으로 표시된 구조는, 예를 들어 폴리탄산에스테르, 폴리스티렌, 폴리에스테르 등의 수지를 주입하여 형성된 기판층(104)으로 코팅되는 투명 평면 기판(102)으로 이루어진다. 수지층(104)은 평면 기판(102)과 스탬퍼(106) 사이에서 가압되고, 층(104)의 표면(104A)을 패터닝하기 위한 종래의 방법으로 사출 성형된다. 후자는 특정하게 배열된 리세스(109)를 가지도록 형성된다.

그 다음, 베이스(102)는 제거될 수 있다. 성형된 표면(104A)은, 리세스(109)의 내부를 부분적으로 관통하여 영역(111A)을 한정하고, 표면(104)에 부분적으로 잔류하여 리세스들(109) 사이의 영역(111B)을 한정하는 액상 형광 물질(111)에 의해 코팅된다. 획득된 구조물을 회전시켜 영역(111B) 상에 잔류하는 형광 물질(111)를 제거하고, 베이킹하여 영역(111A) 내의 형광 물질(111)를 고정시킨다. 층(104)을 세정하고 전체 구조물을 회전시켜, 형광 물질(111)로부터 영역(111B)이 세정된 1층 메모리 장치(112)를 제공하며, 접착 공정에 의해 후자는 영역(111A) 내에 잔류하게 된다.

비가역성 수지로 이루어진 다음 층(114)이 상기 언급된 스탬퍼(116) 공급 방식으로 사출 성형되어, 복수의 리세스(116)를 가지는 층(114)의 표면(114A)을 형성한다. 상기 설명된 도 2e 및 도 2f에 도시된 바와 같이, 형광 물질(120)는 표면(114A) 상에 도포되어, 리세스(119) 내의 영역(120A)에 배치된다. 두 개의 층(112)은 전술한 것과 같은 UV 접착제, 또는 미국 Henkel, Corp.의 열가소성 클라스토머 마크로멜트 Q8740(thermoplastic clastomer Macromelt Q8740) 등의 열가소성 고용융점 접착제에 의해 접착된다. 이와 같이, 2-층 구조의 디스크(122)가 제조된다.

이제 도 3a 내지 도 3l을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 광디스크를 제조하는 방법의 주요 단계들을 살펴본다. 포토레지스트 물질(205)로 된 기판층(204)으로 코팅된 유리나 세라믹 베이스(202)로 형성된 구조(200)가 제공된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(204)은 통상적인 방법인, 소위 "모던 포토리소그래피"법으로 포토마스크(206)를 통해 적절히 노광된다. 그 결과, 베이스(200)의 표면(202A) 상에 특정하게 배열된 복수개의 포토레지스트 물질(205)의 영역들(209A)이 형성된 바람직한 패턴(208)을 제공하게 되어 영역들(209A) 사이에 배치된 영역들(209B)을 한정하게 된다. 그런 다음 패터닝된 구조는 베셀(vessel)(211)에 들어있는 형광 염료 용액(210)에 담궈진다. 포토레지스트와 형광 물질은 포토레지스트 물질이 이 형광 물질을 흡수할 수 있는 것으로 선택된다.

형광 염료(210)는 부분적으로 영역들(209A) 내의 포토레지스트 물질(205)에 침투하고, 부분적으로 영역들(209B) 내에 남는다 (도 3d). 끝으로, 베이스(202)는 염료 침투에 저항력이 강한 물질로 형성되든가 또는 그러한 물질로 코팅되어야 한다. 당연히, 이러한 보호 코팅이 도포되면, 원할 때, 영역들(209B)로부터 쉽게 제거될 수 있도록 선택된다.

그 후, 비록 구체적으로 도시되지는 않았어도, 형광 물질(210)이 세정과 세척 공정에 의해 영역들(209B)로부터 제거된다. 도 3e에 도시된 바와 같이, 그 결과의 구조는 투명 물질(213)로 만들어진, 예를 들면 감광 성분이 배제된 동일한 포토레지스트 혼합물로 코팅된, 추가의 층(212)으로 코팅된다. 만일 포토레지스트(205)가 폴리메틸메타크라이렛 (Polymetilmetacrylat, PMMA)이 주성분이면, 후자가 추가의 층(212)을 위한 물질(213)로 사용될 수 있다. 층(212)을 UV 광으로 조사 및/또는 베이킹하여 원하는 경도와 보호를 제공한다. 이에 따라, 대략 214로 표시된 1-층 디스크가 제공된다.

도 3g에 나타난 바와 같이, 다층 구조를 제공하기 위하여, 포토레지스트 물질(217)로 이루어진 추가 층(216)은 층(212) 상에 피착되고 포토레지스트 물질의 복수 개의 영역(220A)들로 형성된 소정 패턴을 얻기 위하여 포토마스크(218)를 통해 노출되며, 영역(220A)들 사이의 영역들(220B)을 정의하는 층(216)의 표면 상에 명확하게 배열된다. 형광성 염료가 영역(220A)에 삽입되고, 이 염료를 영역(220B)으로부터 제거하고 이 구조를 층간 보호층으로 피복하는 추가 공정으로 2층 광 디스크를 완성한다는 것을 이해할 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는 도 4a-4d를 참조하여 기술된다. 일반적으로 폴리카보네이트(polycarbonate) 물질로 형성된 얇은 기판층(302)를 포함하는 (300)의 구조는 스탬퍼(stamper)(304)를 도포하는 전술된 방법으로 사출 성형된다. 그 결과, 리세스(306)의 구체적인 배열은 기판층(302)의 외주면 상에서 구해진다.

우선, 비교적 얇은 작업층(308)은 고용융점 물질, 예를 들면, 알루미늄, 크롬 등을 기판층(302)의 패터닝된 표면 상에 피착하고, 리세스(306)들 내부의 영역(308a)와 리세스(306)들 간의 영역(308b)들에 의해 정의함으로써 형성된다. 리세스들 간의 영역(308b) 내의 층(308)의 두께는 리세스(306)의 깊이보다 실질적으로 얇야야만 한다.

반사층(308)은 형광 물질(311), 예를 들면 유기성 모노머(monomer), 폴리머 또는 유사한 유기성 물질로 이루어진 제2 작업 층(310)에 의해 피복된다. 층(310)의 두께는 리세스(306)들 간의 영역(311b) 내의 층(308)의 두께보다 높아야만 한다. 결국, 스핀 코팅, 딥(deep) 코팅, 압출 성형(extrusion)과 같은 절차가 수행될 수 있다. 부가적으로, 형광 물질(311)는 제1 작업 층(308)의 고용융점 금속의 에칭율보다 실질적으로 낮아야만 한다.

리세스들(306) 사이의 영역에서는 반사 물질 및 형광 물질이 모두 공지되어 있는 기술, 예를 들면 에칭법, 연마법, 화학적 연마법 등에 의해 제거된다. 통상 본 명세서에서 312로 참조된 단층의 디스크가 제공되는데, 상기 디스크는 기록 영역(311a)이 형성되어 있는 상면을 갖는 투명 기판층(302)으로 이루어진다. 상술한 예들과는 구별되게, 기록 영역(311a)은 형광 물질(311)이 코팅되어 있는 반사 물질(308)로 형성된다.

명백하게는, 이러한 반사 물질이 형광 물질 하부에 배치되어, 한편으로는 형광 물질(311)을 증가시키고, 다른 한편으로는 기판층(302)으로부터 과도한 형광 물질(311)을 제거할 때 기판층(302)을 보호한다. 명백하게는, 비록 설명되지는 않았지만, 상술한 부재 내에 장치(312)를 서로 접착함으로써 다층 구조가 얻어질 수 있다.

판독 광에 대해서 장치(312)의 반사는 제거되거나 또는 최소한 감소되는 것이 바람직하다. 이는 금속 층의 대응 측으로부터 금속층(308)을 산화시킴으로써 실현될 수 있다. 이를 위해, 층(308)의 하부면을 위한 물질로서 크롬 산화물이 사용되는 것이 바람직하다.

종래의 광 디스크 제조 기술에 비하여, 반사 기록 영역이 반사 기판 영역에 의해 분리되어 있는 본원 발명은 광 메모리 장치의 데이타 밀도를 상당히 증가시키켜 준다는 것은 명백하다. 사실상, 종래의 접근법에 따르면, 기록 영역의 높이는 대략 λ/4이고, λ는 판독광의 파장이다. 반면, 본 발명에 따르면, 투명 기판 영역들이 리세스들을 에워싼다는 사실로 인해 리세스의 높이에는 제한이 없다. 부가적으로, 기록 영역의 길이가 길수록 기록 데이타는 더 많이 포함된다는 것을 이해하여야 한다. 종래의 접근법에 따르면, 기록 영역의 길이 증가만이 내부에 저장되는 기록 데이타를 증가시키는 유일한 해결책이었다. 그러나, 이 길이는 항상 제한받는다. 반면, 본 발명은 리세스의 높이를 증가시킴으로써 기록 영역 내에 포함되는 기록 데이타를 증가시킬 수 있다. 이것은 각각의 데이타 층 내에 보다 많은 리세스들을 만들 수 있도록 최소한의 길이를 갖는 리세스들을 만들 수 있게 해준다.

본 발명은 소위 "기록가능한 광 디스크"를 제조하는데 이용될 수 있다. 이 경우에, 예를 들어 도1a-1e를 참조하면, 패턴은, 기판층(4)의 상부면(4A) 내에 제공된 나선형 리세스(9)의 형태이다. 리세스(9)는 상술한 방식으로 형광 물질(11)로 채워진다.

당업자는 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 명세서에서 예시된 본발명에 대하여 다양한 수정과 변형이 용이하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (33)

1. 데이타층이 기판 상에 형성된 광 저장 매체의 제조 방법에 있어서,

   (a) 형광 물질을 유지할 수 있는 복수의 이격 영역을 포함하는 패턴으로 투명 기판의 상위 표면을 형성하는 단계;

   (b) 상기 기판의 상기 패터닝된 표면 위로 상기 형광 물질을 공급하되, 상기 형광 물질이 상기 이격 영역들을 채우고 상기 영역들 사이의 공간에서는 제거되도록 상기 형광 물질의 속성과 상기 기판의 속성에 의하여 정의된 미리 정해진 방식으로 상기 기판을 회전시키면서 상기 공급을 수행하는 단계

   를 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 이격 영역들은 상기 기판의 상위 표면 상에 존재하고 스탬퍼 장치를 사용하여 제조되는 리세스들이고, 상기 리세스들 각각은 상기 형광 물질에 의하여 부분적으로 또는 완전히 채워지는 충분한 깊이를 갖는 광 저장 매체의 제조 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판의 상기 복수의 이역 영역들은 상기 형광 물질을 접착시키기 위한 흡착 속성들을 갖는 광 저장 매체의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 이격 영역들 내의 상기 기판을 처리하는 단계를 더 포함하되, 상기 처리 단계는 상기 이격 영역들을 흡착제 - 상기 흡착제는 상기 형광 물질을 그 위에 유지할 수 있음 - 로 코팅하는 단계를 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 미리 정해진 방식으로 상기 기판을 회전시키는 과정은,

   초기에는 상기 기판을 상대적으로 저속으로 회전시켜 상기 기판의 상위 표면 상에서 상기 형광 물질의 분포를 균일하게 하는 단계와,

   그 다음 상기 회전의 속도를 가속하여 상기 이격 영역들 사이의 공간으로부터 상기 형광 물질의 여분을 제거하고 상기 이격 영역들 내에서는 상기 형광 물질의 균일한 분포를 얻는 단계를 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 공급과 회전은 상기 이격 영역들 사이의 공간 내에서의 상기 형광 물질의 두꼐가 상기 이격 영역들 내에서의 상기 형광 물질의 두께의 20% 미만이 되도록 수행되어야 하고,

    상기 제조 방법은

    상기 형광 물질로 코팅된 상기 기판의 상위 표면 위로, 상기 형광 물질을 용해시킬 수 있는 용제를 스프레이(spraying)하는 단계와,

    상기 형광 물질로 코팅된 상기 기판의 상위 표면에 소프트 브러쉬(soft brushes)를 적용하여 상기 용해된 형광 물질을 제거하는 단계 - 상기 브러쉬는 상기 이격 영역들 사이의 공간에서의 상기 기판에서 가능한 손상을 방지할 수 있도록 충분히 소프트하고, 상기 이격 영역들에서 상기 형광 물질이 제거되지 않도록 사이즈가 충분히 큼 - 를 더 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
11. 기판 상에 각기 형성된 복수의 이격 데이터 층으로 형성된 다층 광 저장 매체의 제조 방법에 있어서,

    형광 물질을 유지할 수 있는 복수의 이격 영역을 포함하는 패턴으로 복수의 투명 기판 각각의 상위 표면을 형성하는 단계;

    상기 패터닝된 표면 위로 상기 형광 물질을 공급하되, 상기 형광 물질이 상기 이격 영역들을 채우고 상기 영역들 사이의 공간에서는 제거되도록 상기 형광 물질의 속성과 상기 기판의 속성에 의하여 정의된 미리 정해진 방식으로 상기 기판을 회전시키면서 상기 공급을 수행하는 단계; 및

    상기 데이터층들 사이를 접착시키는 단계

    를 포함하는 다층 광 저장 매체의 제조 방법.
12. 다층 광 저장 매체에 있어서,

    투명 기판의, 복수의 이격 데이터층을 포함하는 패턴을 갖는 상부 표면;

    상기 복수의 이격 데이터층 사이의 복수의 공간;

    입사광에 의해 여기되어 형광을 생성할 수 있는 형광 물질 - 상기 복수의 이격 데이터층 각각은 상기 형광 물질을 담는 영역이고, 상기 복수의 이격 데이터층 사이의 상기 복수의 공간 각각은 상기 입사광 및 상기 형광에 대해 투명하여 상기 입사광이 전체 데이터층에 액세스할 수 있도록 함 - ; 및

    상기 복수의 이격 데이터층 사이의 접착부

    를 포함하는 다층 광 저장 매체.
13. 제12항에 있어서,

    상기 입사광과 상기 형광에 대하여 반사성인 물질을 더 포함하고, 상기 반사성 물질은 상기 형광 물질을 포함하는 영역 내에 위치하여 상기 형광 물질에 의해 코팅되어 있는 다층 광 저장 매체.
14. 제12항에 있어서,

    상기 형광 물질을 포함하는 영역들은 이격 리세스들인 다층 광 저장 매체.
15. 제14항에 있어서,

    상기 리세스들은 피트(pits) 형태인 다층 광 저장 매체.
16. 제12항에 있어서,

    상기 다층 광 저장 매체는 상기 형광 물질을 포함하는 영역들이 연속적인 나선형 리세스를 형성하는 디스크의 형태를 가지며, 상기 디스크는 기록가능한 광 디스크인 다층 광 저장 매체.
17. 제1항에 있어서,

    상기 기판의 상기 패터닝된 표면을 반사성 물질로 코팅하는 단계; 및

    상기 이격 영역들 사이의 상기 공간으로부터 상기 반사성 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
18. 제11항에 있어서,

    상기 미리 정해진 기판 회전 방식은

    초기에는 상기 기판을 상대적으로 저속으로 회전시켜 상기 기판의 상위 표면 상에서 상기 형광 물질의 분포를 균일하게 하는 단계와,

    그 다음 상기 회전의 속도를 가속하여 상기 이격 영역들 사이의 공간으로부터 상기 형광 물질의 여분을 제거하고 상기 이격 영역들 내에서는 상기 형광 물질의 균일한 분포를 얻는 단계를 포함하는 광 저장 매체의 제조 방법.
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