KR20160002671A

KR20160002671A - 다층 광학 데이터 저장용 적층형 필름 반사층

Info

Publication number: KR20160002671A
Application number: KR1020157018081A
Authority: KR
Inventors: 유진 폴링 보든; 시아오레이 시
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2016-01-08
Also published as: US8889241B2; US9099104B2; CA2893842A1; US20150071046A1; WO2014088834A1; EP2929534A1; JP2016506589A; TW201432676A; CN104903960A; US20140162013A1

Abstract

성분은 광에 비활성인 복수의 층들을 포함하는 적층형의 교차 배치된 필름 구조체를 포함한다. 교차 배치된 층이 역 가포화 흡수제(RSA) 물질로 도핑되거나 RSA 물질이 인접한 비활성 층 사이에 위치된다. 일부 실시예에서, 비활성의 교차 배치된 층은 다른 굴절률을 가진다. 데이터 저장 디바이스 및 그 제조 방법도 개시된다.

Description

다층 광학 데이터 저장용 적층형 필름 반사층{STACKED FILM REFLECTIVE LAYERS FOR MULTI-LAYER OPTICAL DATA STORAGE}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 그 전체 내용이 참조로 여기에 포함되고 공동 양수된, 2012년 4월 30일자 출원된 "적층형 필름 광학 데이터 저장 디바이스 및 그 제조 방법"(대리인 사건 번호 제253010-1호)이란 제하의 미국 출원 제13/459,840호와 2012년 7월 31일 출원된 "적층형 필름 스레숄드 컴포넌트, 디바이스 및 그 제조 방법"(대리인 사건 번호 제253373-1호)이란 제하의 미국 출원 제13/563,194호에 부분적으로 관련된다.

기술 분야

본 발명은 다층 광학 데이터 저장용 적층형 필름 반사층에 관한 것이다.

본 발명은 전반적으로 적층된 필름 컴포넌트, 해당 컴포넌트를 채용하는 디바이스, 상기 디바이스 및/또는 컴포넌트를 제조하는 방법에 관한 것이고, 특정 실시예에서 본 발명의 여러 측면을 포함하는 디바이스 상에 홀로그램을 기록하거나 및/또는 판독하는 방법에 관한 것이다.

마이크로-홀로그램 데이터 저장은 단일층 디스크 내의 다수의 데이터 층이 높은 데이터 용량을 달성할 수 있게 한다. 데이터 층 각각에서는 마이크로-홀로그램의 존부에 의해 디지털 데이터 "0" 또는 "1"이 표현된다. 마이크로-홀로그램은 판독 빔 조사시 로컬 반사기로서 기능한다. 마이크로-홀로그램의 존부는 저장된 정보를 제공하는 "하이" 또는 "로우" 반사 신호를 제공한다.

마이크로-홀로그램의 광학 기록은 중첩하는 초점 영역을 갖는 디스크의 양측면으로부터 상반되게 전파되는 2개의 집속된 코헤런트(coherent) 레이저 빔을 필요로한다. 초점 영역에서 2개의 빔의 간섭은 마이크로-홀로그램인 굴절률 변조 패턴으로 귀결되는 물질의 국부적 변화를 유도한다. 이들 2개의 빔의 양호한 정렬은 통상적으로 동적 기록 중에 5-축 서보 시스템을 필요로 한다. 추가로, 모든 층에서 디스크의 깊이를 통한 기록은 높은 개구수(numerical aperture)에서 큰 문제인 수차(aberration)-보상된 광학 시스템을 필요로 한다. 그러므로, 광학 디바이스 및 서보 시스템 모두는 기록 및/또는 판독에 오직 단일 집속빔이 사용되는 통상의 광학 구동 시스템에서 요구되는 것보다 훨씬 더 복잡해지고 고가이다.

이러한 문제를 극복하기 위해 "프리-포맷(pre-format)"의 개념이 제안된 바 있다(미국 특허 제7,388,695호 참조). 이러한 체계에서, 공 디스크는 광학 드라이브 내에 사용되기 전에 마이크로-홀로그램 층으로 "프리-포맷"된다. 이러한 "프리-포맷" 단계는 디스크 제조시의 단계 중 하나이다. 이후 프리-포맷된 디스크는 기록 및 판독을 위해 광학 드라이브에 사용된다. 기록은 단일 집속 레이저 빔을 사용하여 마이크로-홀로그램의 삭제 또는 변형을 통해 이루어진다. 프리-포맷팅"을 위한 시스템은 고품질 고비용의 듀얼-사이드 마이크로-홀로그램 기록 시스템이다.

따라서, 기존의 광학 데이터 저장 구조, 제조 방법, 기록 방법 및/또는 판독 방법을 개선하기 위한 기회가 상존하고 있다.

본 발명은 데이터 저장 디바이스를 광학적으로 프리-포맷할 필요성을 제거함으로써 전술한 단점의 적어도 일부를 극복한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스레숄드 물질(critical material)(들)만을 사용하는 대신에 상업적으로 구매 가능한 중합체와 역 가포화 흡수제(reverse saturable absorber: RSA) 염료의 사용을 필요로 하는 적층 필름 컴포넌트 및 그 제조, 기록 및/또는 판독 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러므로, 본 발명의 일 측면에 따른 컴포넌트는 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들과 교차 배치된, 상기 제2 굴절률과 상이한 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 포함하는 적층형 필름 구조체와; 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 포함하는 복수의 층들으로서, 해당 복수의 층들 각각은 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들 중 하나와 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들 중 하나 사이에 위치된, 복수의 층들을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 제조 방법은: 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 중 적어도 하나에 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 도포(apply)하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치됨으로써 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 사이에 위치된 상기 RSA 물질을 갖는 컴포넌트를 형성하도록, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 컴포넌트는: 광에 비활성인 복수의 제2 층들이 사이에 교차 배치된 광에 비활성인 복수의 제1 층들을 포함하는 적층형 필름 구조체를 포함하고, 상기 복수의 제2 층들은 역 가포화 흡수제(RSA) 물질로 도핑된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 제조 방법은: 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 도핑된 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 더 포함하고 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치됨으로써 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과의 사이에 위치된 도핑된 RSA 물질 함유 층을 갖는 적층형 컴포넌트를 형성하도록, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 다른 특징 및 장점들은 이후의 상세한 설명 및 도면으로부터 분명해질 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점들은 유사 문자는 전체 도면에 걸쳐 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조로 이후의 상세한 설명을 검토할 때 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 필름 컴포넌트의 일부의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 기록 및 판독을 행하는 도 1의 적층형 필름 컴포넌트의 일부의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 기록 및 판독을 행하는 적층형 필름 컴포넌트의 일부의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 기록 및 판독을 행하는 적층형 필름 컴포넌트의 일부의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 기록 및 판독을 행하는 적층형 필름 컴포넌트의 일부의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 컴포넌트를 사용하는 데이터 저장 디바이스의 일부의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 컴포넌트를 제조하는 방법을 채용하고 있는 시스템의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 컴포넌트를 제조하는 방법을 채용하고 있는 시스템의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 컴포넌트를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 소정의 컴포넌트를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

여기 사용되는 기술적 및 과학적 용어는 달리 정의되지 않으면 현재 개시된 주제와 관련하여 당업자에 의해 보편적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 여기 사용되는 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서, 수량 또는 중요성을 나타내는 것이 아니라, 정확하게는 하나의 요소를 다른 요소로부터 구분하는데 사용된다. 단수형 표현(원문상 "a", "an", "the")은 수량의 한정을 나타내는 것이 아니라, 정확하게는 지칭된 항목의 적어도 하나의 존재를 나타내며, "전방", "후방", "바닥" 및/또는 "상부"의 용어는 달리 지시되지 않으면 설명의 편의만을 위해 사용되는 것으로, 임의의 일 위치 또는 공간적 배향에 한정되지 않는다.

범위가 개시되어 있다면, 동일 컴포넌트 또는 특성에 관련된 모든 범위의 종료점은 포함하는 의미이고 독립적으로 결합 가능하다(예, "약 25wt%까지"의 범위는 종료점과 "약 5wt%~ dir 25wt%" 등의 범위의 모든 중간값을 포함한다). 수량과 관련하여 사용되는 완화된 "약"이란 표현은 언급된 값을 포함하므로 문맥에 의해 구술된 의미를 가진다(예, 특정 수량의 측정과 관련된 오차 정도를 포함한다). 따라서, "약"이란 용어에 의해 완화된 값은 반드시 명시된 정확한 값으로만 한정되는 것은 아니다.

여기 사용되는 바와 같이, "비선형 감광제(sensitizer)"란 용어는 광도(light intensity)에 의존성을 갖는 감도, 즉 높은 (기록) 광도에서 높고 낮은 (판독) 광도에서 낮은 감도를 갖는 물질을 말한다.

여기 사용되는 바와 같이 "감도"란 용어는 레이저 광으로 필름의 스폿을 조사하는데 사용되는 플루엔스(fluence)의 양과 관련하여 얻어진 지수 변화량으로서 정의된다. 통상, 선형 물질 및/또는 선형 감광제에 대한 감도는 다양한 광도에 걸쳐 변하지 않는다.

여기 사용되는 바와 같이, "플루엔스"란 용어는 빔 단면의 단위 면적을 가로지른 광학 빔 에너지의 양(단위 예컨대 J/cm²)을 의미하는 반면, "광도"란 용어는 광학 방사 플럭스 밀도, 즉 단위 시간 중 빔 단면의 단위 면적을 가로지른 에너지 량(단위 예컨대 W/cm²)를 의미한다.

여기 사용되는 바와 같이, 굴절률에서의 변화와 관련된 "불변"이란 용어는 유지 시간에 걸쳐 약 0.05% 미만의 굴절률 변화를 갖는 물질 또는 그러한 물질의 조합을 포함하는 것을 의미한다.

여기 사용되는 "인접한"이란 용어는 2개 이상의 요소가 물리적으로 서로 접촉 상태에 있거나 상기 2개 이상의 요소 간에 삽입 층(들)이 존재함을 의미한다. 즉, 2개 이상의 요소는 단일 구성이 되도록 소정의 방식으로 결합된다.

여기 사용되는 "고 광도"란 용어는 약 50 MW/cm² 내지 약 500 MW/cm²의 범위의 광을 포함한다. 여기 사용되는 "저 광도"란 용어는 0.1 MW/cm² 내지 약 30 MW/cm²의 범위의 광을 포함한다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 필름 구조체 또는 구조체(10)의 단면도를 보여준다. 본 발명의 여러 측면은 상업적으로 구매 가능한 중합체 및 역 가포화 흡수제(RSA) 물질(들)의 사용을 허용한다. 즉, 본 발명의 여러 측면은 스레숄드 물질(threshold materials)이 필요치 않도록 주어진다. 구조체(10)는 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)을 포함한다. 구조체(10)는 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)을 더 포함한다. 층(12, 14)의 제1 굴절률과 제2 굴절률은 상이하다. 도시된 바와 같이, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)은 해당 층들이 구조체(10) 내에서 사이에 배치되거나 교차 배치되도록 구성된다.

도시된 바와 같이, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14) 사이에는 층(20)이 존재하고, 해당 층(20)은 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 포함한다. 상기 층 또는 RSA 층(20)은 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12) 및/또는 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14) 상에 배치될 수 있다. 어느 경우든, 종국적인 구조체(10)는 층상 구조를 가지는데, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14) 사이에 RSA 층(20)이 종국적으로 배치된다.

다양한 적절한 RSA 물질이 RSA 층(20)에 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 사용되는 RSA 물질은 약 300 nm 내지 약 800 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감하다. 다른 특정 실시예에서, 사용되는 RSA 물질은 약 380 nm 내지 약 420 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감하다.

적절한 RSA 염료는 한정되는 것은 아니지만 예컨대, Irgaphor Ultragreen Mx(Ciba로부터 상업적으로 구매 가능), 구리 프탈로시아닌, 납 프탈로시아닌, 아연 프탈로시아닌, 인듐 프탈로시아닌, 인듐 테트라-부틸 프탈로시아닌, 갈륨 프탈로시아닌, 코발트 프탈로시아닌, 백금 프탈로시아닌, 니켈 프탈로시아닌, 테트라-4-설포나토페닐프로피리나토-구리(II) 또는 테트라-4-설포나토페닐프로피리나토-아연(II) 등의 금속 프탈로시아닌 염료와 같은 광 화학적으로 안정적이고 열적으로 안정적인 염료를 포함한다. 이들 다양한 "녹색(green)" 염료를 여기시키는 것으로 알려진 적절한 레이저는 녹색 레이저(예, 532 nm)를 포함한다. 이들 다양한 녹색 RSA 염료는 여기에서의 교시 내용에 직접적으로 모순되지 않는 한 임의의 목적 또는 모든 목적을 위해 그 전체가 여기에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제11/376,545호(현재 미국 특허 제7,388,695호로서 공표됨)에 개시되어 있다.

다른 적절한 RSA 염료는 예컨대 405 nm의 파장의 입사 화학 방사선과의 충돌시 광여기(photoexcitation)될 수 있는 "청색" RSA 염료를 포함한다. 여러 종류의 적절한 RSA 염료가 여기에서의 교시 내용에 직접적으로 모순되지 않는 한 임의의 목적 또는 모든 목적을 위해 그 전체가 여기에 참조로 포함된 미국 특허 제8,182,967호(대리인 사건 번호 제236639-1호)와 미국 특허 출원 제12/551,455호(대리인 사건 번호 제236540-1호)에 개시되어 있다. 이들 청색 RSA 염료는 통상 서브프탈로시아닌 및 백금 에티닐-계 염료를 포함한다. 특정한 예로는 한정되는 것은 아니지만, 3,5-디브로모페녹시서브프탈로시아니나토]보론(III), 3-요오드페녹시서브프탈로시아니나토]보론(III), 트랜스-비스(트리부틸포핀)비스(4-에티닐비페닐)백금(PPE), 트랜스-비스(트리부틸포스핀)비스(4-에티닐-1-(2-페닐에티닐)벤젠)백금(PE2)을 포함한다.

RSA 층(20)으로서 사용되는 추가적인 적절한 RSA 염료는 포르피린의 화합물 종 등을 포함한다.

제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)은 광에 비활성이거나 광에 거의 비활성인 임의의 적절한 물질 또는 해당 물질의 조합을 포함할 수 있다. 상기 층(12, 14)에 적절한 물질의 예는 한정되는 것은 아니지만 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐 아세테이트), 이들의 조합 등을 포함한다. 상기 층(12, 14)에 적절한 다른 물질의 예는 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌)(≡PVDF), 폴리(비닐피롤리돈)(≡PVP), 또는 다양한 조성의 스티렌-아크릴로니트릴(≡SAN)을 포함한다.

도 1은 구조체(10)의 특정 실시예를 나타내지만, 본 발명을 벗어나지 않고 다른 구성이 사용될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들면, RSA 층(20)은, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 층(12, 14) 사이에 계면에 위치되는 것 이외에도, 층(14, 12) 사이의 계면에도 추가로 위치될 수 있다(도 1에는 도시 안됨). 예시만의 목적으로, 혹자는 제1 굴절률을 갖는 층(12)을 "A"로, 제2 굴절률을 갖는 층(14)을 "B"로, RSA 층(20)을 "C"로 할당할 수 있다. 이로써, 본 발명의 다양한 측면에서, 층(12, 14)과 RSA 층(20)의 조합 또는 순서의 여러 가지 가능한 실시예는 A-C-B-C-A-C-B-C-A; 또는 다른 실시예로 A-C-B-A-C-B-A-C-B-A; 또는 B-C-A-B-C-A-B-C-A-B; 또는 A-B-A-C-B-A-B-C-A-B-A-C 등을 포함한다.

소정의 실시예에서, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)의 두께는 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)의 두께는 다를 수 있다. 광에 비활성인 복수의 층들(12, 14) 각각의 두께는 예컨대 약 20 nm 내지 약 500 nm의 범위 내에 있을 수 있다. 광에 비활성인 다른 복수의 층들(12, 14)의 두께에 비해 RSA 층(20)의 두께는 통상 무시할 수 있다. RSA 층(20)의 두께는 예컨대 약 5 nm 미만일 수 있다.

또한, 도 1은 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)의 수를 각각 5개와 4개로 나타내고 있지만, 본 발명의 내용을 벗어나지 않고 다른 수량이 적용될 수 있다. 예를 들면, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(12)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(14)은 예컨대, 구조체(10) 내에 2개 층과 약 50개 층까지 사이의 층이 개재된 것을 포함하여, 실제로 임의의 수량을 가질 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, P는 수학식 1로 정의되는 바와 같이 구조체(10)의 주기로서 나타내고 있다:

P=λ/2n 수학식 1

여기서, n은 구조체(10)의 n_effective이다. 층(12)은 제1 굴절률(n₁)과 두께(d₁)를 가진다. 유사하게, 층(14)은 제2 굴절률(n₂)과 두께(d₂)를 가진다. 이 방식으로, 구조체(10)의 컴포넌트(예, 12, 14)는 수학식 2가 만족되도록 구성된다:

n₁d₁ + n₂d₂ =λ/2 수학식 2

이 방식으로, 적층형 구조체(10)는 배열이 주기적이다. 채용된 물질과 그 각각의 굴절률에 따라 물질의 상이한 두께가 보장된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 각각 기록 빔과 판독 빔이 조사되는 도 1로부터의 실시예의 순차적 단면도가 예시된다. 도 2에서, 컴포넌트(10)는 해당 컴포넌트(10)의 일부의 305 부분에 충돌되도록 집속된 기록 레이저 빔(300)이 입사된다. 집속된 기록 레이저 빔(300)의 입사된 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 컴포넌트(10)의 405 부분이 변형된다. 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 결국 RSA 물질(20; RSA 물질 또는 RSA 층으로도 지칭됨)의 22 부분이 변형된다. 어떤 RSA 물질(들)이 사용되는가에 따라, 변형된 부분(22)에 대해 RSA 물질(들)의 적절한 변형을 제공하는 적절한 집속 기록 빔(300)이 선택된다. RSA 물질에 대한 기록 빔(300)의 인가는 RSA 물질이 가열되어 왜곡되도록 함으로써 계면이 파괴되는 결과를 가져온다. 도 3에 도시된 바와 같이, 컴포넌트(10)에 집속 판독 레이저 빔(400)이 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 집속 기록 빔(300)이 입사된 405 부분(도 2 참조)에 집속 판독 레이저 빔(400)의 인가 여부에 따라 컴포넌트(10)로부터의 반사광은 다르게 반응할 것이다. 도 3의 좌측 부분에 나타낸 바와 같이, 반사광(410)은 변형이 일어남으로써 검출기로 유효 신호가 돌아가지 않는(즉, 디지털 계수 "0") 405 부분에 판독 빔(400)의 인가에 따라 산란된다. 이에 대해, 도 3의 우측 부분에서 반사광(420)은 기록 빔(300)에 의해 변형되지 않아서 반사 신호가 검출기에 의해 수신되는(즉, 디지털 계수 "1") 컴포넌트(10)의 부분에 대한 판독 빔(400)의 인가에 기인하여 다소간 산란되거나 산란되지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 필름 구조체(110)의 단면도가 예시된다. 구조체(110)는 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(24)을 포함한다. 구조체(110)는 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(30)을 더 포함한다. 층(24, 30)의 제1 굴절률과 제2 굴절률은 상이하다. 도시된 바와 같이, 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(24)과 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(30)은 해당 층들이 구조체(110) 내에서 사이에 배치되거나 교차 배치되도록 구성된다.

도시된 바와 같이, 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들(30)에는 역 가포화 흡수제(RSA) 물질로 도핑된다. 도펀트로 사용되는 적절한 RSA 물질은 여기에서 여타 부분에서 논의된다. 유사하게, 층(24, 30)에 적절한 물질은 층(12, 14)과 관련하여 다른 부분에서 논의된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 컴포넌트(110)는 해당 컴포넌트(110)의 일부의 305 부분에 충돌되도록 집속된 기록 레이저 빔(300)이 입사된다. 집속된 기록 레이저 빔(300)의 입사된 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이 컴포넌트(110)의 405 부분이 변형된다. 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 결국 도핑된 제2 층(30)의 32 부분이 변형된다. RSA 물질(들)이 층(30)에 도핑되는 것에 따라, 변형된 부분(22)에 대해 제2 층(30)의 물질(들)의 적절한 변형을 제공하는 적절한 집속 기록 빔(300)이 선택된다. RSA 물질에 대한 기록 빔(300)의 인가는 RSA 물질이 가열되어 왜곡을 형성하도록 함으로써 계면이 파괴되는 결과를 가져온다. 도 5에 도시된 바와 같이, 컴포넌트(101)에 집속 판독 레이저 빔(400)이 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 집속 기록 빔(300)이 입사된 405 부분(도 4 참조)에 집속 판독 레이저 빔(400)의 인가 여부에 따라 컴포넌트(110)로부터의 반사광은 다르게 반응할 것이다. 도 5의 좌측 부분에 나타낸 바와 같이, 반사광(410)은 변형이 일어난 405 부분에 판독 빔(400)의 인가에 따라 산란된다. 이에 대해, 도 5의 우측 부분에서 반사광(420)은 기록 빔(300)에 의해 변형되지 않은 컴포넌트(110)의 부분에 대한 판독 빔(400)의 인가에 기인하여 다소간 산란되거나 산란되지 않는다.

도 6-9를 집합적으로 참조하면, 본 발명의 다른 적층형 컴포넌트(210, 310)가 예시된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컴포넌트(210)는 광에 불할성인 복수의 제2 층들(130)이 개재된 광에 불할성인 복수의 제1 층들(124)을 포함하는 적층형 필름 구조체를 포함한다. 광에 비활성인 복수의 제2 층들(130)은 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 광에 비활성인 복수의 제1 층들(124)도 일 실시예에서 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 광에 비활성인 복수의 제2 층들(130)은 추가로 역 가포화 흡수제(RSA) 물질로 도핑된다. 적절한 RSA 물질은 여기에서 여타 부분에 논의된다. 유사하게, 층(124, 130)에 적절한 물질은 층(12, 14, 24, 30)과 관련하여 다른 부분에 논의된다.

일 실시예에서, 광에 비활성인 복수의 제2 층들(130)을 포함하는 폴리스티렌(PS) 기재를 통해 균일하게 분산된 나노-크기의 폴리에틸렌 산화물(PEO) 결정이 존재할 수 있다. 입자들은 광의 산란을 방지할 정도로 충분히 작을 수 있다(예, < 25 nm). 그러나, 결정질 상에서 이들 입자들은 PEO/PS 부피의 굴절률을 증가시킨다. RSA 염료가 초점에서 에너지를 흡수하면, 해당 염료는 급속히 방열시켜 해당 영역 내의 결정을 용융시킨다. 이후 PS 내의 비정질 PEO는 해당 영역에서 굴절률이 감소되게 한다. 결국, 가변적인 굴절률의 특징적인 줄무늬(fringe)(즉, 홀로그램)가 형성된다. 이 방식으로, 광에 비활성인 복수의 제2 층들(130)에 사용되는 RSA 염료는 블록 공중합체가 상변태를 경험하도록 블록 공중합체 내에서 가열체로서 작용한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구조체(210)의 305 부분에 집속 기록 레이저 빔(300)이 인가된다. 사용된 특정 실시예와 층(124, 130)의 굴절률 및 사용된 특정 RSA 물질에 따라, 도핑된 층(130)에 대한 빔(300)의 인가는 층(124, 130)의 굴절률이 동일하거나 유사하여 판독시 인가된 광이 컴포넌트(210)의 투과 영역(405)을 통과하여(도 7 참조) 검출기로 복귀되지 않도록 층(130)의 굴절률을 변화시킬 것이다. 굴절률 변화를 겪은 305 부분은 홀로그램(405)을 포함한다.

도 7을 참조하면, 상부에 기록된 홀로그램(405)을 갖는 컴포넌트(210)에 집속된 판독 레이저 빔(400)이 인가될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 집속된 기록 빔(300)이 입사된 홀로그램 부분(405)에 집속된 판독 레이저 빔(400)이 인가되는지 여부에 따라, 컴포넌트(210)로부터 인가된 광은 달리 반응할 것이다. 도 7의 우측 부분에 나타낸 바와 같이, 인가된 광(430)은 기록 빔(300)에 의해 변형된 컴포넌트(210)의 부분에 대한 판독 빔(400)의 인가에 기인하여 거의 산란되지 않거나 산란되지 않는다. 이들 부분(405)에서 컴포넌트(210)의 투명도에 기인하여, 광 빔(400)은 컴포넌트(210)를 통과하여 반사되지 않는다.

도 8에 도시된 바와 같이, 컴포넌트(310)는 광에 불할성인 복수의 제2 층들(230)이 개재된 광에 불할성인 복수의 제1 층들(224)을 포함하는 적층형 필름 구조체를 포함한다. 광에 비활성인 복수의 제2 층들(230)은 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 광에 비활성인 복수의 제1 층들(224)도 일 실시예에서 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 광에 비활성인 복수의 제2 층들(230)은 추가로 역 가포화 흡수제(RSA) 물질로 도핑된다. 적절한 RSA 물질은 여기에서 여타 부분에 논의된다. 유사하게, 층(224, 230)에 적절한 물질은 층(12, 14, 24, 30, 124, 130)과 관련하여 다른 부분에 논의된다.

일 실시예에서, 광에 비활성인 복수의 제2 층들(230)을 포함하는 폴리스티렌(PS) 기재를 통해 균일하게 분산된 나노-크기의 폴리에틸렌 산화물(PEO) 결정이 존재할 수 있다. 입자들은 광의 산란을 방지할 정도로 충분히 작을 수 있다(예, < 25 nm). 그러나, 결정질 상에서 이들 입자들은 PEO/PS 부피의 굴절률을 증가시킨다. RSA 염료가 초점에서 에너지를 흡수하면, 해당 염료는 급속히 방열시켜 해당 영역 내의 결정을 용융시킨다. 이후 PS 내의 비정질 PEO는 해당 영역에서 굴절률이 감소되게 한다. 결국, 가변적인 굴절률의 특징적인 줄무늬(fringe)(즉, 홀로그램)가 형성된다. 이 방식으로, 광에 비활성인 복수의 제2 층들(230)에 사용되는 RSA 염료는 블록 공중합체가 상변태를 경험하도록 블록 공중합체 내에서 가열체로서 작용한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 구조체(310)의 305 부분에 집속 기록 레이저 빔(300)이 인가된다. 사용된 특정 실시예와 층(224, 230)의 굴절률 및 사용된 특정 RSA 물질에 따라, 층(224, 230)의 굴절률은 동일하거나 유사하다. 도핑된 층(230)에 대한 빔(300)의 인가시, 층(224, 230)의 굴절률이 결국 서로 상이하게 되도록 층(230)의 굴절률을 변화시킴으로써 판독시 인가된 광(400)이 다시 컴포넌트(420)의 영역(405) 내의 검출기로 바로 반사될 것이다(도 9 참조). 굴절률 변화를 겪은 305 부분은 홀로그램(405)을 포함한다. 상기 실시예에서 305 부분의 가열은 정도가 덜 하므로 전술한 바와 같이 계면을 변형시키지 않는다. 따라서, 굴절률의 변화가 있더라도 광의 산란은 없거나 거의 없다.

도 9를 참조하면, 상부에 기록된 홀로그램(405)을 갖는 컴포넌트(310)에 집속된 판독 레이저 빔(400)이 인가될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 집속된 기록 빔(300)이 입사된 홀로그램 부분(405)에 집속된 판독 레이저 빔(400)이 인가되는지 여부에 따라(도 8 참조), 컴포넌트(310)로부터 인가된 광은 달리 반응할 것이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 기록 빔(300)에 의해 변형된 컴포넌트(310)의 부분에 대한 판독 빔(400)의 인가에 기인하여 반사광(420)은 거의 산란되지 않거나 산란되지 않는다. 컴포넌트(310)의 이들 부분(405)(즉, 홀로그램(405)이 아닌 부분)의 투명도에 기인하여, 광 빔(400)은 컴포넌트(310)를 통과할 수 있어서 반사되지 않는다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 디바이스의 일부와 데이터 저장 디바이스 컴포넌트의 단면도가 예시된다. 100으로 지시된 데이터 저장 디바이스는 데이터 저장 디바이스 컴포넌트(10, 110, 210, 310)와 다른 요소를 포함한다.

데이터 저장 디바이스(100)는 데이터 저장 디바이스 컴포넌트(10, 110, 210, 310)가 인접 배치된 기판 층(44)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 데이터 저장 디바이스 컴포넌트(10, 110, 210, 310)의 제2 측면에 인접하게 제2 기판 층(50)이 존재할 수 있다. 제2 기판 층(50)은 내부에 서보 층(46)을 더 포함할 수 있다.

데이터 저장 디바이스(100)는 디바이스(100)의 일측 또는 양측에 적절한 배리어 코팅(42)을 더 포함할 수 있다. 배리어 코팅(42)으로서 이미 알려지거나 나중에 개발될 임의의 적절한 물질이 사용될 수 있다. 또한, 데이터 저장 디바이스(100)는 스크래치 방지 코팅과 반사 방지 코팅 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스크래치 방지 코팅 및/또는 반사 방지 코팅은 데이터 저장 디바이스(100)의 양측에 배치될 수 있지만, 통상적으로 이들 코팅은 데이터 저장 디바이스(100)에 대해 판독 및/또는 기록 동작이 행해지는 측면이 상부측이므로 데이터 저장 디바이스(100)의 상부측에만 도포된다.

결국, 본 발명의 데이터 저장 디바이스(100)는 궁극적으로 마이크로-홀로그램 데이터 저장 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로-홀로그램 데이터 저장 디바이스는 디스크를 포함할 수 있다. 적절한 디스크는 한정되는 것은 아니지만 약 1.2 mm 또는 약 100 ㎛의 총 두께를 갖는 디스크(즉, "플렉시블 디스크")와 같은 표준 디스크 크기를 포함할 수 있다. 그러나, 디스크는 예컨대, 총 두께가 100 ㎛, 400 ㎛, 600 ㎛, 또는 1200 ㎛ 등의 디스크와 같이 약 100 ㎛ 내지 약 1.2 mm의 범위를 포함하는 임의의 총 두께로 구성될 수 있다.

기판 층(44, 50)은 성형 가능한 비-광중합체 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 기판 층(44, 50)을 위한 중합체 기재에 사용되는 적절한 중합체의 특정 예로는 한정되는 것은 아니지만 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐 아세테이트), 이들의 조합 등을 포함한다. 기판 층(50)은 홈 또는 홈 층 및 해당 홈 층 위의 2색(dichroic) 층을 포함하는 서보 층(46)을 내부에 더 포함할 수 있다.

적절한 기판 층(44, 50), 서보 층(46), 홈 층, 2색 층의 예는 한정되는 것은 아니지만 다음의 참조 문헌인 공동 양수된 "비트형 홀로그램 저장을 위한 디스크 구조"란 제하의 미국 특허 공개 제2011/0080823호(출원 번호 제12/966,144호)(대리인 사건 번호 제228365-3호)와 "비트형 홀로그램 저장을 위한 디스크 구조"란 제하의 미국 특허 제8,194,520호(출원 번호 제12/346,378호)(대리인 사건 번호 제228365-1호)에 열거된 물질에서 논의된다. 양자의 문헌은 참조로 그 전체가 여기에 포함된다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장 디바이스 컴포넌트(10, 110, 210, 310)의 제조 방법을 채용한 다양한 시스템의 개략도가 예시된다. 추가로, 도 13 및 도 14는 도 11 및 도 12의 2개의 시스템이 채용할 수 있는 컴포넌트의 제조 방법을 나타내는 흐름도를 나타낸다. 도 11 및 도 12는 각각 시스템(500, 600)의 일부를 보여준다. 시스템(500, 600)은 논의된 바와 같은 데이터 저장 디바이스 컴포넌트(10, 110, 210, 310) 중 적어도 층 부분(12, 14, 24, 30, 124, 130, 224, 230)을 구성하기 위해 복수의 롤러(552)와 다른 공지된 요소(도시 생략) 그리고 부착 기구(610)를 채용할 수 있다. 열 프레스, 핫-롤 라미네이션 기구(610)(예, 도 12 참조), 광 경화제 등을 포함하는 임의의 적절한 부착 기구(610)가 사용될 수 있다.

이 방법은 수백 내지 수천 층을 얻을 수 있는 층 증식 공압출 기술을 사용하는 것을 포함한다. 이 공정은 개괄적으로 다음의 다이로 이동하면서 스트림을 수직으로 분할한 후 그것을 수평으로 전개하는 일련의 다이를 통과하는 2개의 개별 중합체를 공압출하는 것을 포함한다. 따라서, 처음 2개의 층은 개별 층이 < 10 nm 두께인 최대 2048개의 층까지 2^n-1개의 층으로 수가 증가한다[참조: 2007년도 Journal of Applied Polymer Science의 103 권 1834-1841 페이지의 Y. Jin, H. Tai, A. Hiltner, E. Baer, James S. Shirk의 기고문]. 이 기술은 본 발명의 여러 측면에 필요한 것과 유사한 층 두께와 간격을 갖는 모든 중합체 용융-처리된 분산형 브래그(Bragg) 리플렉터 레이저를 만드는데 사용되었다[참조: OPTICS EXPRESS 2008의 16권 14호 10360 페이지의 Kenneth D. Singer, Tomasz Kazmierczak, Joseph Lott, Hyunmin Song, Yeheng Wu, James Andrews, Eric baer, Anne Hiltner, Christoph Weder의 기고문]. 따라서, 컴포넌트(10, 110, 210, 310)[예, 층(12, 14)]는 단일 단계로 제조될 수 있으며(예, 복수의 층들(12, 14, 24, 30, 124, 130, 224, 230) 제조) 공정의 말단에서 다른 층에 부착됨으로써 따로 적층되는 것으로 데이터 저장 디바이스(100)를 제조할 수 있는 층(12, 14)을 포함하는 데이터 저장 디바이스(100)를 제조할 수 있다. 다른 실시예에서, 증식 공압출 기술은 3-층 공압출도 포함할 수 있으므로 전체 적층물(10, 110, 210, 310)은 잠재적으로 단일 단계로 제조될 수 있고 추후 데이터 저장 디바이스(100)의 제조에 사용될 수 있다.

도 13에서 700으로 나타낸 바와 같은 방법은 710 단계에서 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계를 포함한다. 유사하게, 712 단계에서 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들이 제공된다. 714 단계에서, 광에 비활성인 복수의 층들 중 적어도 하나에 RSA 물질이 도포된다. 이후 716 단계에서, 제1 굴절률을 갖는 광의 복수의 층들이 적어도 하나의 층의 상부에 RSA 물질을 갖는 제2 굴절률을 갖는 광의 복수의 층들에 부착됨으로써 교차 배치된 컴포넌트(10, 110, 210, 310)를 형성한다.

도 12의 시스템이 사용할 수 있는 컴포넌트(110, 210, 310)의 제조를 위한 다른 방법을 나타낸 흐름도가 도 14에서 800으로 제공된다. 시스템(600)은 컴포넌트(110, 210, 310)를 제공하기에 적합한 롤러(552)와 다른 요소(도시 생략)을 포함하는 롤-대-롤 시스템을 채용할 수 있다.

방법(800)은 810 단계에서 광에 비활성인 복수의 제1 층들을 제공한다. 812 단계에서, 추가로 RSA 물질로 도핑된 광 비활성의 복수의 제2 층들이 제공된다. 814 단계에서, 복수의 제1 층들과 복수의 제2 층들(RSA 함유)이 서로 부착됨으로써 교차 배치된 구조체를 형성한다.

다른 실시예에서, 컴포넌트(10, 110, 210, 310) 및/또는 그것의 데이터 저장 디바이스(100)는 또한 다양한 필름 롤러 드럼(들)과 그 조합 및/또는 열 프레스(들)를 통해 처리됨으로써 시트를 형성할 수 있다. 추가로, 일 실시예에서, 복수의 층들(12, 14)과 복수의 다른 컴포넌트는 도 12에 도시된 롤-대-롤 시스템(600)을 통해 운반 및 정렬된다. 부착 기구(530, 610) 또는 유사 기구에 의해 부착이 이루어질 수 있다.

방법에 있어서 여러 가지 다른 측면은 한정되는 것은 아니지만 컴포넌트(10, 110, 210, 310)를 하나 이상의 기판 층에 부착하는 것을 더 포함할 수 있는데, 여기서 기판 층은 비-광중합체 플라스틱 기판과 그 내부의 서보 층을 포함함으로써 데이터 저장 디바이스를 형성한다. 데이터 저장 디바이스는 적절한 데이터 저장 디스크를 형성하기 위해 미리 정해진 크기 및 형태로 추가로 절단될 수 있다. 디스크의 일면 또는 양면에 배리어 코팅, 반사 방지 코팅 및 스크래치 방지 코팅을 포함하는 추가적인 코팅(들)이 도포될 수 있다. 배리어 코팅은 통상 디스크의 양면에 도포되는 반면, 반사 방지 코팅과 스크래치 방지 코팅은 단지 디스크의 일면(판독/기록 측)에 적용된다.

다른 실시예에서, 이들 복수의 컴포넌트(10, 110, 210, 310)는 도 11-14에 나타낸 시스템 및 방법과 관련하여 논의된 것과 유사한 수단(예, 롤-대-롤 시스템)을 통해 운반 및 정렬될 수 있다. 정렬된 복수의 단위 홀로그램과 스페이서 필름 구조체 또는 컴포넌트는 서로 부착됨으로써 컴포넌트를 형성할 수 있다. 상기 방법에 있어서 다른 필름 공정 단계는 코팅 전 표면 세척 처리, 보호 마스크 필름의 부착/제거 등을 포함할 수 있다.

코팅 기구(520)는 한정되는 것은 아니지만 슬롯-다이 코팅, 슬라이드 코팅, 커튼 코팅, 그라비아 코팅 등을 포함하고 임의의 적절한 RSA 물질(20)을 도포하기 위한 임의의 적절한 기구일 수 있다. 유사하게, 경화 기구(530)에 의해 제공되는 경화는 한정되는 것은 아니지만 가열, 자외선 경화 등을 포함하는 임의의 적절한 수단일 수 있다. 구성된 이외의 데이터 저장 디바이스를 포함하여, 방법에서의 다른 단계들은 여기 논의된 바와 같이 예컨대, 적층된 필름 구조체를 하나 이상의 기판 층에 부착하고, 디바이스를 미리 정해진 크기 및 형태로 절단하고 및/또는 다양한 코팅을 도포하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 여기 예시되고 설명된 실시예들은 광학 데이터 저장 및 검색 분야에 사용될 수 있지만, 본 발명의 여러 측면들은 그렇게 한정되지 않는다. 여러 컴포넌트들과 해당 컴포넌트를 포함하는 디바이스 및 그 제조 방법은 다른 기술 분야에 그리고 한정되는 것은 아니지만 재프로그래밍 가능한 브래그 리플렉터와 같은 다른 비선형 광학적 용도를 포함하는 다른 기술적 시도에 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 제조 방법은: 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 중 적어도 하나에 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 도포하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치됨으로써 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 사이에 위치된 상기 RSA 물질을 갖는 컴포넌트를 형성하도록, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 제조 방법은: 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 도핑된 역 가포화 흡수제(RSA) 물질을 더 포함하고 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계와; 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치됨으로써 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과의 사이에 위치된 도핑된 RSA 물질 함유층을 갖는 적층형 컴포넌트를 형성하도록, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 소정의 특징만이 여기에 예시 및 설명되었지만, 당업자에게는 다양한 변형 및 변경이 안출될 것이다. 다수의 개별 실시예들이 논의되었지만, 본 발명은 모든 이들 실시예의 모든 조합을 포괄한다. 첨부된 특허청구범위는 모든 이러한 변형 및 변경이 본 발명의 의도 내에 속하는 것으로 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims

제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들과 교차 배치된, 상기 제2 굴절률과 상이한 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 포함하는 적층형 필름 구조체; 및
상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들 중 하나와 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들 중 하나 사이에 각각 위치되는, 역 가포화 흡수제(reverse saturable absorber: RSA) 물질을 포함하는 복수의 층들
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트.
제1항에 있어서, 상기 RSA 물질은 금속 프탈로시아닌, 서브프탈로시아닌, 포르피린 및 백금 에티닐계 염료 중 적어도 하나를 포함하는 것인 컴포넌트.
제1항에 있어서, 상기 RSA 물질을 포함하는 복수의 층들은 결합제(binder) 또는 캐리어를 더 포함하는 것인 컴포넌트.
제1항에 있어서, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들 각각은 제1 두께를 가지고 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들 각각은 제2 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와 상이한 것인 컴포넌트
제1항에 있어서, 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들 각각과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들 각각은 동일한 두께를 가지는 것인 컴포넌트.
제1항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 층들 각각의 두께는 약 20 nm 내지 약 500 nm의 범위 내에 있는 것인 컴포넌트.
제1항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 층들의 수는 3개 내지 50개의 범위 내에 있는 컴포넌트.
제1항에 있어서, 상기 RSA 물질은 약 300 nm 내지 약 800 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감한 것인 컴포넌트.
제8항에 있어서, 상기 RSA 물질은 약 380 nm 내지 약 420 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감한 것인 컴포넌트.
제1항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 층들은: 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌), 폴리(비닐피롤리돈), 스티렌-아크릴로니트릴 및 이들의 조합 중 하나를 포함하는 컴포넌트.
데이터 저장 디바이스에 있어서,
성형 가능한(moldable) 비-광중합체 플라스틱 기판 및 서보 층(servo layer)을 내부에 포함하는 기판 층; 및
상기 기판 층에 인접한, 제1항에 기재된 컴포넌트
를 포함하는 데이터 저장 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 컴포넌트는 제1 굴절률(n₁)을 갖는 제1 컴포넌트와 제2 굴절률(n₂)을 갖는 제2 컴포넌트를 포함하며, n₁은 n₂와 상이한 것인 데이터 저장 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 데이터 저장 디바이스의 전방면과 후방면 중 적어도 하나 상의 코팅을 더 포함하고, 상기 코팅은 배리어 코팅, 반사 방지 코팅 및 스크래치 방지 코팅 중 하나를 포함하는 것인 데이터 저장 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 데이터 저장 디바이스의 형태는 원반(disk), 정사각형 및 직사각형 중 하나인 것인 데이터 저장 디바이스.
제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계;
상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계;
상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 중 적어도 하나에 역 가포화 흡수제(reverse saturable absorber: RSA) 물질을 도포하는 단계; 및
상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치하도록 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하고, 그에 의해 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층 사이에 위치된 상기 RSA 물질을 갖는 컴포넌트를 형성하는 단계
를 포함하는 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 컴포넌트의 일부에 집속된 기록 레이저 빔(focused recording laser beam)을 인가하고, 그에 의해 상기 컴포넌트를 변형시키는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 컴포넌트 상에 집속된 판독 레이저 빔을 인가하는 단계; 및
상기 컴포넌트로부터 반사된 광을 수신하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
광에 비활성인 복수의 제2 층들이 사이에 교차 배치된 광에 비활성인 복수의 제1 층들을 포함하는 적층형 필름 구조체를 포함하고, 상기 복수의 제2 층들은 역 가포화 흡수제(reverse saturable absorber: RSA) 물질로 도핑된 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 복수의 제2 층들은 블록 공중합체 물질을 포함하는 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 복수의 제1 층들은 블록 공중합체 물질을 포함하는 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 복수의 제1 층들과 상기 복수의 제2 층들의 두께는 동일한 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 복수의 제1 층들은 제1 두께를 가지고 상기 복수의 제2 층들은 제2 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와 상이한 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 RSA 물질은 약 300 nm 내지 약 800 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감한 것인 컴포넌트.
제23항에 있어서, 상기 RSA 물질은 약 380 nm 내지 약 420 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광에 민감한 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 상기 RSA 물질은 금속 프탈로시아닌, 서브프탈로시아닌, 포르피린 및 백금 에티닐계 염료 중 적어도 하나를 포함하는 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 층들은: 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌), 폴리(비닐피롤리돈), 스티렌-아크릴로니트릴 및 이들의 조합 중 하나를 포함하는 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 제1 층들과 광에 비활성인 상기 복수의 제2 층들은 동일한 굴절률을 가지는 것인 컴포넌트.
제18항에 있어서, 광에 비활성인 상기 복수의 제1 층들은 제1 굴절률을 가지고 광에 비활성인 상기 복수의 제2 층들은 제2 굴절률을 가지며, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률과 상이한 것인 컴포넌트.
데이터 저장 디바이스에 있어서,
성형 가능한 비-광중합체 플라스틱 기판 및 서보 층을 내부에 포함하는 기판 층; 및
상기 기판 층에 인접한, 제18항에 기재된 컴포넌트
를 포함하는 데이터 저장 디바이스.
제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계;
내부에 도핑된 역 가포화 흡수제(reverse saturable absorber: RSA) 물질을 더 포함하는, 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 복수의 층들을 제공하는 단계; 및
상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들과 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들이 교차 배치되도록 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들을 상기 제2 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 복수의 층들에 부착하고, 그에 의해 상기 제1 굴절률을 갖는 광에 비활성인 상기 층과의 사이에 위치된 상기 도핑된 RSA 물질 함유층을 갖는 적층형 컴포넌트를 형성하는 단계
를 포함하는 제조 방법.
제30항에 있어서,
상기 컴포넌트의 일부 상에 집속된 기록 레이저 빔을 인가하고, 그에 의해 상기 컴포넌트를 변형시키는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
제31항에 있어서,
상기 컴포넌트 상에 집속된 판독 레이저 빔을 인가하는 단계; 및
상기 컴포넌트로부터 반사된 광을 수신하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
제30항에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률과 상이한 것인 제조 방법.
제30항에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률과 동일한 것인 제조 방법.