KR20060113692A - 데이터층과 검출층을 구비한 정보매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 데이터 패턴을 형성하는 마스크층(ML)과, 상기 마스크층(ML) 위에 적층되고, 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 적어도 1개의 세그먼트를 포함하며, 상기 데이터 패턴을 검출하는 검출층(DL)을 구비한다. 용도: 광학 저장
정보매체, 마스크층, 검출층, 유기 감광 재료, 활성 영역, 비활성 영역
Description
본 발명은, 데이터를 저장하도록 의도된 새로운 형태의 정보매체와, 이와 같은 정보매체에 데이터 패턴들을 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 광 데이터 저장 분야에서 사용될 수 있다.
요즘에는, 예를 들어, DVD(Digital Versatile Disc) 표준에 기초한 저장 시스템에서, 콘텐츠 배포를 위한 광학 저장의 사용이 널리 보급되고 있다. 광학 저장은, 정보매체가 복사가 용이하고 염가로 복사할 수 있다는 점에서, 하드디스크 및 반도체 저장장치보다 큰 이점을 갖고 있다.
그러나, 드라이브에 존재하는 다량의 가동 부품들로 인해, 판독동작 중에 상기한 가동 부품들의 필요한 안정성을 고려하면, 이와 같은 판독 동작을 행할 때 이러한 종류의 저장을 이용하는 종래의 응용분야들이 충격에 대해 강건하지 않다. 그 결과, 종래의 광학 저장 해결책들은 휴대용 장치 등의 충격을 겪는 응용분야에서는 용이하게 사용이 불가능하다.
(발명의 목적 및 요약)
결국, 본 발명의 목적은.
- 데이터 패턴을 형성하는 마스크층과,
- 상기 마스크층 위에 적층되고, 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 적어도 1개의 세그먼트를 포함하며, 상기 데이터 패턴을 검출하는 검출층을 구비한 정보매체를 제공함에 있다.
데이터를 검출하기 위한 센서들로서의 역할을 하는 세그먼트들은 정보매체의 일부이다. 이에 따르면, 데이터 매체와 이와 분리된 검출기 사이의 정렬과 관련된 문제를 회피할 수 있다. 이와 같은 정보매체는 한 개의 구성요소를 이루므로 충격에 대해 강건하다.
바람직한 실시예에서는, 데이터 패턴이 투명한 기본 영역들과 불투명한 기본 영역들로 형성된다. 이와 같이 정보를 코딩하는 방식은 용이하면서도 비용효율적이다.
바람직한 실시예에서는, 각각의 센서는 복수의 기본 영역들과 대향하도록 크기가 정해진다. 이것은 비용효율적으로 저장용량의 증가를 허용한다.
또한, 본 발명의 목적은, 적어도 1개의 세그먼트를 포함하는 층을 구비한 정보매체를 제공함에 있어서, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 데이터 패턴을 형성하기 위한 활성 및 비활성 기본 영역들을 포함하며, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 상기 데이터 패턴을 검출하기 위해 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된다.
이와 같은 정보매체는 LED 세그먼트가 국부적으로 패시베이트(passivate)될 수 있는 가능성을 이용한다. 이와 같은 방법에 의해, 단일층이 데이터 검출기로 사용될 뿐만 아니라, 데이터 매체로도 사용된다. 본 실시예에서는, 마스크층이 활성 및 비활성 기본 영역들의 시퀀스로 형성된 데이터 패턴으로 교체된다. 이 정보매체도 한 개의 구성요소를 형성하므로 충격에 대해 강건하다.
또한, 본 발명의 목적은, 서로의 위에 적층된 복수의 층을 포함하는 정보매체를 제공함에 있는데, 이때 각각의 층은 적어도 1개의 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 데이터 패턴을 형성하기 위한 활성 및 비활성 기본 영역들을 포함하며, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 상기 데이터 패턴을 검출하기 위해 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된다.
이와 같은 다층 실시예는 저장용량의 증가를 허용한다.
또한, 본 발명의 목적은, 검출층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있으며, 이때 상기 데이터 패턴은 상기 검출층 상에 어두운 기본 영역들을 인쇄하는 단계에서 발생된다.
더구나, 본 발명의 목적은, 유기 감광 재료로 제조된 층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있으며, 이때 상기 데이터 패턴은 상기 재료의 특성을 변형하여 비활성 기본 영역들을 생성하는 단계에서 발생된다.
또한, 본 발명의 목적은, 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있으며, 이때 데이터 패턴은 상기 전극들 중에서 한 개를 제거하여 비활성 기본 영역들을 생성하는 단계에서 발생된다.
본 발명의 상세한 설명과 기타 발명내용은 이하에서 주어진다.
이하, 동일한 부분 또는 부속단계들이 동일하게 표시되는 다음의 첨부도면을 참조하여 주어지는 실시예를 참고하여 본 발명의 특정한 국면을 설명한다:
도 1은 정보매체 판독용 시스템의 제 1 실시예를 나타낸 것이고,
도 2는 정보매체 판독용 시스템의 제 2 실시예를 나타낸 것이며,
도 3은 매크로셀(macro-cell) 주사를 위해 사용된 구성요소들의 상세도이고,
도 4는 매크로셀 주사의 원리를 예시한 것이며,
도 5는 도 2에 도시된 두 번째 시스템의 3차원 도면이고,
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 시스템을 정보매체 위에서 이동시키기 위한 첫 번째 장치를 나타낸 것이며,
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 시스템을 정보매체 위에서 이동시키기 위한 두 번째 장치를 나타낸 것이고,
도 8은 도 7에 도시된 두 번째 장치의 구성요소들의 상세도이며,
도 9는 LED 세그먼트들의 어레이로 제조된 검출기를 나타낸 것이고,
도 10은 LED 세그먼트들의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이며,
도 11은 본 발명에 따른 제 1 정보매체를 나타낸 것이고,
도 12는 본 발명에 따른 제 1 정보매체에의 데이터 저장의 일례를 나타낸 것이며,
도 13은 본 발명에 따른 제 2 정보매체를 나타낸 것이며,
도 14는 본 발명에 따른 제 2 정보매체에의 데이터 저장의 일례를 나타낸 것이며,
도 15는 본 발명에 따른 세 번째 형태의 정보매체를 나타낸 것이고,
도 16은 LED 세그먼트의 광산화의 원리를 예시한 것이다.
도 1 및 도 2는 정보매체에 저장된 데이터를 판독하는 시스템의 제 1 및 제 2 실시예를 나타낸 것이다.
이 정보매체는 어레이(데이터 매트릭스로) 구성된 이진 데이터를 저장하도록 구성되고, 송신시에 판독되도록 구성된 것이다. 이 정보매체는 유리 또는 플라스틱으로 제조된 마스크층을 구비한다. 마스크층은 정보매체 상에 저장된 이진 데이터의 상태를 표시하는 데이터 패턴을 정의하는 거의 투명한 영역과 불투명한 영역을 포함한다.
도 1의 실시예는, 입력 광 빔(104)으로부터 광 스폿들의 어레이(103)를 발생하는 광학부재(102)를 구비하며, 이때 상기 광 스폿들의 어레이(103)는 정보매체(101)를 주사하기 위한 것이다.
광학부재(102)는 마이크로렌즈들의 2차원 어레이에 해당하며, 이것의 입력에는 코히어런트 입력 광 빔(104)이 주어진다. 마이크로렌즈들(102)의 어레이는, 광 스폿들이 정보매체에 초점이 맞추어지도록, 정보매체(101)에 평행하게 이 정보매체에서 떨어져 배치된다. 마이크로렌즈들의 개구수와 품질이 광 스폿들의 크기를 좌우한다. 예를 들면, 0.3인 개구수를 갖는 마이크로렌즈들의 2차원 어레이가 사용될 수 있다. 입력 광 빔(104)은 입력 광 빔을 확장시키는 도파로(미도시) 또는 결합된 마이크로 레이저들의 2차원 어레이로 구현될 수 있다.
광 스폿들은 정보매체(101)의 투명 영역들 또는 불투명 영역들에 가해진다. 광 스폿이 불투명 영역에 가해지면, 정보매체에 의한 응답으로 출력 광 빔이 발생되지 않는다. 광 스폿이 투명 영역에 기해지면, 정보매체에 의한 응답으로 출력 광 빔이 발생되는데, 상기 출력 광 빔은 검출기(105)에 의해 검출된다. 따라서, 검출기(105)는, 광 스폿이 가해지는 영역의 데이터의 이진값을 검출하는데 사용된다.
검출기(105)는 바람직하게는 CMOS 또는 CCD 화소들의 어레이로 제조된다. 예를 들어, 정보매체의 1개의 데이터(즉, 1 비트)를 포함하는 기존 데이터 영역에 대향하여 검출기의 1 화소가 배치된다. 이와 같은 경우에, 검출기의 1 화소는 정보매체의 1개의 데이터를 검출하도록 의도된다.
도 2의 실시예는 입력 광 빔(204)으로부터 광 스폿들의 어레이(103)를 발생하는 광학부재(202)를 구비하며, 상기 광 스폿들의 어레이(203)는 정보매체(201)를 주사하도록 구성된다.
광학부재(202)는 개구들의 2차원 어레이에 해당하며, 이것의 입력에는 코히어런트 광 빔(204)이 가해진다. 이들 개구는, 예를 들면 1 ㎛ 또는 훨씬 작은 직경을 갖는 원형 구멍들에 해당한다. 입력 광 빔(204)은 입력 레이저 빔을 확장시키는 도파로(미도시), 또는 결합된 마이크로 레이저들의 2차원 어레이로 구현될 수도 있다.
광 스폿들은 정보매체(201)의 투명 또는 불투명 영역들에 기해진다. 광 스폿이 불투명 영역에 기해지면, 정보매체에 의한 응답으로 출력 광 빔이 발생되지 않는다. 광 빔이 투명 영역에 가해지면, 정보매체에 의한 응답으로 출력 광 빔이 발생되는데, 상기 출력 광 빔은 검출기(205)에 의해 검출된다. 따라서, 도 1에 도시된 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 광 스폿이 가해지는 영역의 데이터의 이진값들을 검출하기 위해 검출기(205)가 사용된다.
검출기(205)는 바람직하게는 CMOS 또는 CCD 화소들의 어레이로 제조된다. 예를 들어, 정보매체의 데이터를 포함하는 기본 데이터 영역에 대향하여 검출기의 1 화소가 배치된다. 이와 같은 경우에, 검출기의 1 화소는 정보매체의 1개의 데이터를 검출하도록 의도된다.
광 스폿들의 어레이(203)는 다음과 같이 동작하는 회절현상인 탈버트(Talbot) 효과를 이용하는 개구들의 어레이(202)에 의해 발생된다. 입력 광 빔(204) 등의 코히어런트 광 빔이 개구들의 어레이(202) 등의 주기적인 회절 구조를 갖는(이에 따라 발광기들을 구성하는) 물체에 가해지면, 회절광들이 회절 구조로부터 예측가능한 거리 z0에 놓인 평면에서 발광기들의 동일한 상으로 재결합된다. 이 거리 z0는 탈버트 거리로 알려져 있다. 탈버트 거리 z0는 관계식 z0=2·n·d2/λ로 주어지는데, 이때 d는 발광기들의 주기적인 간격이고, λ는 입력 광 빔의 파장이며, n은 전파 공간의 굴절률이다. 더욱 일반적으로 망하면, 발광기들로부터 더 멀리 떨어지며 탈버트 거리 z의 정수배인 거리 z(m)에서 재상형성(re-imaging)이 발생하므로, z(m)=2·n·m·d2/λ이며, 이때 m은 정수이다. 이와 같은 재상형성은 m=1/2+정수에 대해서도 발생되지만, 이때에는 상기 주기의 반의 거리만큼 이동한다. m=1/4+정수 및 m=3/4+정수에 대해서도 재상형성이 일어나지만, 상기 2배의 주파수를 갖게 되는데, 이것은 개구들의 어레이의 주기에 대해 광 스폿들의 주기가 절반이 된다는 것을 의미한다.
탈버트 효과의 사용은, 광학 렌즈들을 사용할 필요가 없이, 개구들의 어레이(202)에서 비교적 큰 거리에서(z(m)으로 표시될 때, 수백 ㎛) 고품질의 광 스폿들의 어레이를 발생하는 것을 허용한다. 따라서, 예를 들면, 개구들의 어레이(202)와 정보매체(201) 사이에 커버층을 삽입하여, 정보매체의 오염(예를 들어, 먼지, 지문 등)을 방지할 수 있다. 더구나, 이와 같은 구성은 구현을 용이하게 하며, 마이크로렌즈들의 어레이를 사용하는 것에 비해, 정보매체에 가해지는 광 스폿들의 밀도를 비용효율적으로 증가시킬 수 있게 한다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 상세도를 나타낸 것이다. 이 도면에는, 정보매체(301)에 의해 발생된 출력 광 빔들에서 데이터를 검출하도록 구성된 검출기(305)가 도시되어 있다. 검출기는 302, 303, 304로 번호가 부여된 화소들을 포함하며, 이때 이해를 돕기 위해 화소들의 수를 제한하여 나타내었다. 특히, 화소 302는 정보매체의 데이터 영역 306에 저장된 데이터를 검출하도록 의도된 것이고, 화소 303은 데이터 영역 307에 조장된 데이터를 검출하도록 의도된 것이며, 화소 304는 데이터 영역 308 상에 저장된 데이터를 검출하도록 의도된 것이다. (매크로셀로도 불리는) 각각의 데이터 영역은 기본 데이터 세트를 포함한다. 예를 들어, 데이터 영역 306은 306a, 306b, 306c, 306d로 불리는 이진 데이터를 포함한다.
본 실시예에서는, 검출기의 1개의 화소는 1세트의 데이터에 의해 검출되도록 의도되며, 이 세트의 데이터 중에서 각각의 기본 데이터는 도 1에 도시된 마이크로 렌즈들의 어레이 또는 도 2에 도시된 개구들의 어레이에 의해 발생된 한 개의 광 스폿에 의해 연속적으로 판독된다. 정보매체 상에 데이터를 판독하는 이와 같은 방법을 이하에서는 매크로셀 주사(macro-cell scanning)로 부른다.
도 3에 기초한 도 4는 정보매체(401)의 매크로셀 주사의 일례를 나타낸 것이다.
정보매체(401) 상에 저장된 데이터는 흑색 영역(즉, 불투명) 또는 백색 영역(즉, 투명)으로 표시된 2가지 상태를 갖는다. 예를 들면, 흑색 영역은 "0"의 이진 상태에 해당하는 한편, 백색 영역은 "1"의 이진 상태에 해당한다.
검출기(405)의 1개의 화소가 정보매체(401)에 의해 발생된 출력 광 빔에 의해 조사될 때, 화소가 백색 영역으로 표시된다. 이 경우에, 화소는 제 1 상태를 갖는 전기 출력신호(미도시)를 발생한다. 그러나, 검출기(405)의 1 화소가 정보매체에서 발생된 출력 광 빔을 수광하지 않으면, 화소가 빗금친 영역으로 표시된다. 이와 같은 경우에는, 화소가 제 2 상태를 갖는 전기 출력신호(미도시)를 발생한다.
본 실시예에서는, 각각의 세트의 데이터가 4개의 기본 데이터를 포함하고, 1개의 광 빔이 동시에 각 세트의 데이터에 가해진다. 광 스폿들(403)에 의한 정보매체(401)의 주사는, 2개의 기본 데이터 사이의 거리와 같은 증분적인 횡방향 변위를 갖고, 예를 들어 좌측에서 우측으로 행해진다.
위치 A에서는, 모든 광 스폿이 불투명 영역들에 가해지므로, 검출기의 모든 화소들이 제 2 상태를 갖는다.
위치 B에서는, 우측으로의 광 스폿들의 변위 후에, 좌측으로의 광 스폿이 투명 영역에 가해지므로, 해당하는 화소가 제 1 상태가 되는 한편, 나머지 2개의 광 스폿들이 불투명 영역들에 가해지므로, 검출기의 2개의 대응하는 화소들이 제 2 상태에 있게 된다.
위치 C에서는, 우측으로 광 스폿들이 더 변위한 후에, 좌측에서의 광 스폿이 불투명 영역에 가해지므로, 해당하는 화소가 제 2 상태에 있게 되는 한편, 나머지 2개의 광 스폿들이 투명 영역들에 가해져, 검출기의 2개의 대응하는 화소들이 제 1 상태에 있게 된다.
위치 D에서는, 우측으로 광 스폿들이 더 변위한 후에, 중앙의 광 스폿이 불투명 영역에 가해져 해당하는 화소가 제 2 상태가 되는 한편, 나머지 2개의 광 스폿들이 투명 영역들에 가해져, 검출기의 2개의 대응하는 화소들이 제 1 상태가 된다.
광 스폿들이 검출기의 1개의 화소와 대향하는 1세트의 데이터의 모든 데이터에 가해졌을 때 정보매체(401)의 주사가 완료된다. 이것은 정보매체의 2차원 주사를 의미한다. 검출기의 1 화소에 대향하는 1 세트의 데이터를 구성하는 기본 데이터가 한 개의 광 스폿에 의해 연속적으로 판독된다.
이때, 이진 기본 데이터를 판독하는 대신에, 예를 들어, 멀티레벨 방식을 사용하여, 더 높은 해상도로 데이터가 코딩될 수도 있다. 이것의 일례는, 4개의 그레이 레벨들(0, 1/4, 1/2, 3/4)을 구별함으로써, 2개의 기본 비트들이 화소마다 검출되는 방식일 수 있다. 이것은 이진 코딩을 사용하는 시스템에 비해 데이터 밀도를 2배로 할 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 시스템의 3차원 도면이다. 이 시스템은, 정보매체(501)에 가해지는 광 스폿들의 어레이를 발생하는 개구들의 어레이(502)를 구비한다. 각각의 광 스폿은 정보매체(501)의 2차원 세트의 데이터(굵은 사각형으로 표시) 위에 가해져 주사된다. 이와 같은 광 빔에 응답하여, 정보매체는 이의 응답으로 출력 광 빔을 발생하며(광 빔이 불투명 영역에 가해지는 경우에는 발생되지 않는다), 이것은 주사되는 데이터 세트에 대향하는 검출기(503)의 화소에 의해 검출된다. 개구들의 어레이(502)를 x 및 y축을 따라 변위시킬 때 정보매체(501)의 주사가 행해진다.
개구들의 어레이(502), 정보매체(501)와 검출기(503)는 평행한 평면으로 적층된다. 유일한 가동부는 개구들의 어레이(502)이다.
이때, 도 1에 도시된 시스템의 3차원 도면은 개구들의 어레이(502)를 마이크로 렌즈들의 어레이로 교체한 도 5에 도시된 시스템의 3차원 도면과 동일할 것이다.
광 스폿들의 어레이에 의한 정보매체의 주사는 정보매체에 평행한 평면에서 행해진다. 주사장치는 정보매체의 전체 표면을 주사하기 위해 2가지 방향 x 및 y로의 광 스폿들의 병진 운동을 제공한다.
도 6에 도시된 첫 번째 구성에서는, 주사장치가 H-브리지에 해당한다. 광 스폿들의 어레이(즉, 마이크로 렌즈들의 어레이 또는 개구들의 어레이)를 발생하는 광학부재는 제 2 대차(602)에 대해 y축을 따라 움직일 수 있는 제 1 대차(601)로 구현된다. 이를 위해, 제 1 대차(601)는 가이드들(607, 608)들과 접촉하는 조인트들(603, 604, 605, 606)을 구비한다. 제 2 대차(602)는 가이드들(609, 610)과 접촉하는 조인트들(611, 612, 613, 614)을 사용하여 x축을 따라 이동가능하다. 대차들 601 및 602는, 단계식 모터, 잭(jack)으로서의 역할을 하는 자기 또는 압전 액추에이터들과 같은 액추에이터(미도시)를 사용하여 이송된다.
도 7에 도시된 두 번째 구성에서는, 주사장치가 프레임(701)에 지지된다. 프레임(701)을 매다는데 사용되는 부재들은 도 8에 상세한 3차원 도면으로 도시되어 있다. 이들 부재는 다음의 구성요소를 포함한다:
- 제 1 판 스프링(702),
- 제 2 판 스프링(703),
- x축을 따른 주사장치(701)의 구동을 제공하는 제 1 압전소자(704),
- Y축을 따른 주사장치(701)의 구동을 제공하는 제 2 압전소자(705).
도 7에 도시된 두 번째 구성은 도 6에 도시된 첫 번째 구성보다 적은 수의 기계 동력전달장치를 갖는다. 프레임(701)과 접촉하고 있는 압전소자들은, 전기적으로 제어되어(미도시), 전압 변화가 압전소자들의 치수 변화를 일으켜, x축 및 y축을 따른 프레임(701)의 변위를 발생한다.
위치 Pos1은 제 1 위치에 있는 주사장치(701)를 나타내는 한편, 위치 Pos2는 x축을 따른 변위후에 제 2 위치에 있는 주사장치(701)를 나타낸다. 판 스프링 702 및 703의 가요성이 눈에 띄게 주어져 있다.
유사한 구조가 4개의 압전소자들을 사용하여 구축될 수 있는데, 이때 2개의 추가적인 압전소자들은 판 스프링들 702 및 703을 대체한다. 이 경우에, 대향하는 쌍들의 압전 소자들은 대립하는 쌍의 근육들과 마찬가지 방식으로 함께 한가지 방향으로 작용하게 된다.
도 9는 도 1 및 도 2에서 사용된 검출기들(105, 205)의 또 다른 구성인 검출기 DEC를 나타낸 것이다. 검출기 DEC는 센서들로서의 역할을 하는 세그먼트들의 어레이로 제조되며, 각각의 센서는 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 구성된다.
검출기의 세그먼트들은, 유기 발광 다이오드(OLED), 소분자(small-molecule) OLED(smOLED), 폴리머 OLED(polyOLED), 동결/도핑된 발광 전기화학 셀(LEEC), 유기 광기전 셀, 또는 그랫젤(Gratzel) 셀로 알려진 혼성 유기/무기 태양전지로 제조된다. 이들 센서들은 이하에서는 LED 세그먼트로 불린다.
이와 같은 검출기는, 매트릭스의 각각의 구성요소가 센서로서의 역할을 하는 lED 세그먼트에 해당하는 화소화된(pixelated) 매트릭스와 동등하다. 검출기는 그것의 외주부에 전기 접점들, 즉 검출기의 행들의 어드레스를 지정하는 전기 접점들 C_R과 검출기들의 열들의 어드레스를 지정하는 전기 접점들 C_C를 구비한다.
전기 접점들은, 정보매체가 삽입되는 플레이어에서 전력을 수신하고, LED 세그먼트들에 의해 발생된 출력신호들을 상기 플레이어로 출력하는데 전용으로 사용된다.
매트릭스의 모든 세그먼트는 전기 접점들을 통해 전자회로와 논리회로에 의해 개별적으로 구동된다. 전자회로들과 논리회로들은 검출기의 기판에 직접 포함되어 액티브 매트릭스 검출기를 형성할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 센서들로의 역할을 하는 복수의 세그먼트들의 상태가 동시에 판독될 수 있다. 전자회로들과 논리회로들이 플레이어의 외부에 배치되어 패시브 매트릭스 검출기를 구성할 수도 있다. 이와 같은 경우에는, 근접선들 이외에는 어떤 회로도 기판에 포함되지 않는다. 판독 동작이 행들과 열들의 어드레스 지정에 의해 구동되어, 1개의 행이 동시에 정보를 표시한다. 빠르게 계속하여 행들을 변화시키면 검출기의 전체 상이 만들어진다.
도 10은 LED 세그먼트의 통상적인 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다. 이 도면에는, LED 세그먼트가 분극 임계값 TH 이상에서는 발광기로서의 역할을 하는 한편, 임계값 TH 이하에서는 LED 세그먼트가 수광기로서의 역할을 하는 것으로 도시되어 있다. 본 발명과 관련하여, LED 세그먼트는 전압 V로 분극되어, 수광기로서의 역할을 한다. 바람직하게는, 광 검출을 향상시키기 위해 전압 V가 음의 값을 갖는다.
도 11은 본 발명에 따른 정보매체의 단면도를 나타낸 것이다. 이 정보매체는 저장된 데이터를 표시하는 수단과 상기 데이터를 검출하는 수단을 구비한다. 이와 같은 정보매체는 LED 세그먼트들의 작은 두께를 활용하여, LED 세그먼트들과 마스크층을 적층함으로써 한 개의 유니트를 형성할 수 있게 한다. 이와 같은 정보매체는 다음과 같은 마스크층 ML과 검출층 DL을 포함한다:
- 마스크층 ML은 저장하고자 하는 데이터의 데이터 패턴을 규정한다. 마스크층은 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있는데, 이때 데이터 패턴은 저장하고자 하는 이진 데이터의 상태들을 표시하는 거의 투명한 기본 영역과 불투명한 기본 영역으로 제조된다. 이와 달리, 검출층 DL의 표면에 어두운 기본 영역들을 인쇄하는 단계(레이저 또는 잉크젯 인쇄)에 의해 거의 불투명한 기본 영역들이 제조된다.
- 검출층 DL은 마스크층 ML 위에 적층되며, 센서들로서의 역할을 하는 LED 세그먼트들 S1-S9을 구비한다(이 세그먼트들의 수는 한정적인 것은 아니다). 저장 용량을 증가시키기 위해, 전술한 것과 같이 매크로셀 주사를 사용하여 복수의 기본 영역들을 포함하는 (즉 복수의 비트를 형성하는) 매트릭스와 대향하도록 (도시된 것과 같이) 1개의 세그먼트의 크기가 결정되는 것이 바람직하다.
도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 정보매체에 있는 2개의 인접한 매크로셀 데이터의 매크로셀 주사의 일례를 나타낸 것이다. 검출기에 부착되고, 거의 불투명한 기본 영역들(흑색 사각형들)과 거의 투명한 기본 영역들(백색 사각형들)을 형성하는 마스크층에 의해 데이터 패턴이 발생된다. 세그먼트 S3는 광 스폿 LS3에 의해 광학적으로 주사되는 매크로셀 데이터에 대향하는 한편, 세그먼트 S4는 광 스폿 LS4에 의해 광학적으로 주사되는 매크로셀 데이터에 대향한다. 광 스폿들이 주사 방향 D로 (미도시된 구동수단에 의해) 동시에 그리고 횡방향으로 변위되어, 광 스폿이 각각의 매크로셀 데이터의 각각의 기본 영역에 가해진다. 기본 영역이 광 스폿에 의해 주사될 때, 대응하는 세그먼트가 2-레벨의 출력신호를 발생하는데, 주사된 기본 영역이 거의 불투명하면 제 1 레벨 L을 발생하고, 주사된 기본 영역이 거의 투명하면 제 2 레벨 H를 발생한다. 이에 따라, 마스크층에 저장된 이진 데이터 패턴을 반사시키는 투과 출력신호들 T3 및 T4가 발생될 수 있다.
도 13은 유기 감광 재료로 제조된 단일층 L1을 포함하는 본 발명에 따른 개량된 정보매체의 단면도를 나타낸 것이다. 이와 같은 단일층은, LED 세그먼트들이 센서로서의 기능을 하는 검출기의 역할을 할 뿐만 아니라, 각각의 세그먼트가 데이터 패턴을 정의하기 위한 활성 및 비활성 기본 영역들을 포함하므로, 데이터 매체의 역할도 한다.
이 정보매체는 세그먼트들 S1-S9을 포함하며(이 세그먼트들의 수는 한정적인 것은 아니다), 각각의 세그먼트는 사각형들로 표시되는 복수의 활성 및 비활성의 기본 영역들을 포함한다.
활성 기본 영역들은 LED 세그먼트의 특성이 변하지 않은 상태로 유지되는 영역들에 해당한다. 입력 광 빔이 활성 기본 영역에 가해지면, 제 1 상태를 갖는 출력신호가 대응하는 LED 세그먼트에 의해 발생되어, 이진 데이터의 제 1 상태가 유도된다.
비활성의 기본 영역들은 유기 재료의 국부적인 화학적 변형단계를 포함하는 방법에 의해 구현된다. 예를 들어, 화학 변형은, 이중결합의 파괴, 유기 재료의 도전율 감소, 유기 재료의 흡광 특성의 변형, 또는 산소 분위기에서의 표백처리에 의해 얻어진 유기 재료의 광산화에 해당할 수 있다. 폴리머의 광산화는 폴리머를 국부적으로 파괴하고 불활성화시켜, 국부적으로 높은 임피던스 거동을 발생하며, 광 스폿의 조사하에서 전류를 제공하지 않는다. 입력 광 스폿이 비활성 영역에 가해지면, 제 2 상태를 갖는 출력신호가 해당하는 LED 세그먼트에 의해 발생되어, 이진 데이터의 제 2 상태가 유도된다. 따라서, 표백처리는 용이하게 판독이 가능하며 이진 시퀀스로 변환되어 층 L1에서 저장된 데이터를 검색할 수 있는 데이터 패턴을 발생한다. 데이터 패턴은 산소 환경에서 저장하고자 하는 데이터에 의해 변조된 자외 방사빔을 발생하는데, 이것의 화학반응을 도 16에 예시하였다. 이와 달리, 이와 같은 단계는 정보매체의 제조중에 행해질 수도 있다.
이와 달리, 비활성 영역들은, LED 세그먼트의 전극들 중에서 1개(즉, 양극 또는 음극)를 제거하여 단지 1개의 전극이 남은 국부적인 영역들을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성될 수도 있다.
도 14는 도 13에 도시된 것과 같은 본 발명에 따른 정보매체에서 인접한 2개의 매크로셀 데이터의 매크로셀 주사의 일례를 나타낸 것이다. 각각의 LED 세그먼트에서 활성 기본 영역들(백색 사각형들)과 비활성 기본 영역들(흑색 사각형들)이 형성된다는 점에서 데이터 패턴이 생성된다. 센서 S3는 광 스폿 LS3에 의해 광학적으로 주사된 매크로셀 데이터와 대향하는 한편, 센서 S4는 광 스폿 LS4에 의해 광학적으로 주사된 매크로셀 데이터와 대향한다. 광 스폿들은 주사 방향 D로 (미도시된 구동수단에 의해) 동시에 그리고 횡방향으로 변위되어, 광 스폿이 각 매크로셀 데이터의 각각의 기본 영역에 가해진다. 광 스폿이 기본 영역에 가해지면, 대응하는 세그먼트가 2 레벨 출력신호를 발생하는데, 주사된 기본 영역이 비활성이면 제 1 레벨 L을 발생하고, 주사된 기본 영역이 활성이면 제 2 레벨 H를 발생한다. 이에 따라, 층 L1에 저장된 이진 데이터 패턴을 반사시키는 투과 출력신호들 T3 및 T4가 발생될 수 있다.
도 15는 서로의 위에 적층된 복수의 층들, 즉 도 13에 도시된 것과 같은 제 1 층 L1 및 제 2 층 L2를 포함하는 또 다른 개량된 정보매체를 나타낸 것이다. 이 도면에서 층들의 수는 단지 이해를 돕기 위해 2로 제한하였다.
이와 같은 다층 정보매체는, 거의 투명한 기판을 갖고, 예를 들면 인듐 주석 산화물(ITO)로 제조된 거의 투명한 전극을 포함하는 LED 세그먼트들을 사용하여 가능하게 된다.
바람직하게는, 제 1 층 L1의 LED 세그먼트들은 제 2 층 L2의 LED 세그먼트들과 대향한다. 한 개의 광 스폿이 제 1 층 L1의 기본 영역들에 가해지지만, 이 층이 거의 투명하므로, 광 스폿이 이와 동시에 제 2 층 L2의 기본 영역들에도 가해진다. 이와 같은 구성은, 층 L1 및 층 L2에 조장된 이진 데이터 패턴을 방사시키는 2개의 출력 신호들을 동시에 발생할 수 있게 한다.
바람직하게는, LED 세그먼트들에 의해 발생된 판독신호의 신호대 잡음비를 향상시키기 위해 로크인(lock-in) 증폭이 행해질 수도 있다. 이를 위해, 입력 광 스폿들의 주파수가 알려진 고주파에 맞추어 변조된 후, LED 세그먼트들에 의해 발생된 판독신호들이 이 알려진 주파수 근처에서 증폭된다.
동사 "구비한다"와 그것의 활용형의 사용이 청구항에 나열된 것 이외의 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소 앞의 관사 "a" 또는 "an"의 사용이 복수의 이와 같은 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다.
Claims (10)
- 데이터 패턴을 형성하는 마스크층(ML)과,상기 마스크층(ML) 위에 적층되고, 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 적어도 1개의 세그먼트를 포함하며, 상기 데이터 패턴을 검출하는 검출층(DL)을 구비한 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 제 1항에 있어서,상기 데이터 패턴이 투명한 기본 영역들과 불투명한 기본 영역들로 형성된 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,적어도 1개의 세그먼트는 복수의 상기 기본 영역들과 대향하도록 하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 적어도 1개의 세그먼트를 포함하는 층(L1)을 구비한 정보매체로서, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 데이터 패턴을 형성하기 위한 활성 및 비활성 기본 영역들을 포함 하며, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 상기 데이터 패턴을 검출하기 위해 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 서로의 위에 적층된 복수의 층(L1, L2)을 포함하는 정보매체로서, 각각의 층은 적어도 1개의 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 데이터 패턴을 형성하기 위한 활성 및 비활성 기본 영역들을 포함하며, 상기 적어도 1개의 세그먼트는 상기 데이터 패턴을 검출하기 위해 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 제 4항 또는 제 5항에 있어서,상기 활성 기본 영역들은, 유기 감광 재료로 이루어진 화학적으로 변형된 영역들, 또는 단지 1개의 전극을 갖는 영역들에 해당하는 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 제 1항, 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,전극들 사이에 삽입된 상기 유기 감광 재료는 OLED들, smOLED들, PolyLED, LEEC들, 유기 광기전 셀들, 또는 혼성 유기/무기 그랫젤 태양전지로 구성된 것을 특징으로 하는 정보매체.
- 검출층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법으로서, 상기 데이터 패턴은 상기 검출층 상에 어두운 기본 영역들을 인쇄하는 단계에서 발생된 것을 특징으로 하는 데이터 패턴 형성방법.
- 유기 감광 재료로 제조된 층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법으로서, 상기 데이터 패턴은 상기 재료의 특성을 변형하여 비활성 기본 영역들을 생성하는 단계에서 발생된 것을 특징으로 하는 데이터 패턴 형성방법.
- 전극들 사이에 삽입된 유기 감광 재료로 제조된 층을 포함하는 정보매체에 데이터 패턴을 형성하는 방법으로서, 상기 데이터 패턴은 상기 전극들 중에서 한 개를 제거하여 비활성 기본 영역들을 생성하는 단계에서 발생된 것을 특징으로 하는 데이터 패턴 형성방법.
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Patent event date: 20110429 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20110131 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |