KR900006306B1 - 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체 및 그 매체에 데이터를 기록하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소거 가능한 광학식 데이터 저장매체 및 그 매체에 데이터를 기록하기 위한 방법 및 장치

제 1 도는 본 발명의 데이터 저장매체의 사시도.

제 2 도는 데이터 저장매체의 비트구역이 이완된 상태인 것을 나타내는 제 1 도의 2-2선을 따라 잘라본 단면도.

제 3 도는 데이터 저장매체의 팽창된 상태를 나타내는 제 2 도와 유사한 도면.

제4a-제4c도는 본 발명의 기록방식을 설명하는데 사용되는 제 2 도 및 제 3 도와 유사한 도면.

제5a-제5b도는 본 발명의 소거방식을 설명하는데 사용되는 제 2 도 및 제 3 도와 유사한 도면.

제6a-제6b도는 본 발명의 판독방식을 설명하는데 사용되는 제 2 도 및 제 3 도와 유사한 도면.

제7a-제7b도는 본 발명의 소거-기록주기를 설명하는데 사용되는 제 3 도와 유사한 도면.

제 8 도는 본 발명의 광학식 기록장치의 한 실시예의 블록도.

제 9 도는 본 발명의 광학식 기록장치의 다른 실시예의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

10 : 데이터 저장매체 12 : 데이터 저장디스크

BA : 비트구역 14 : 기판

16 : 이중층 18 : 하부층

20 : 상부층 22 : 경계면

B : 융기 LBl,LB2 : 레이저 광선

26 : 전자광학장치 28 : 데이터 처리회로

34,36 : 레이저 38,40 : 렌즈

42 : 거울 44 : 광선 스플리터

46 : 필터 48 : 대물렌즈

50 : 감지기

본 발명은 일반적으로 데이터 저장매체 및 그 매체에 데이터를 기록하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 더구체적으로 설명하자면 본 발명은 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체 및 그 데이터 저장매체에 데이터를기록하고, 소거하며 또한 판독하는 방법과 장치에 관한 것이다.

현재, 실제적인 혹은 통상적인 데이터 기록방법은 사실상 자기 저장기법에 근거하고 있다. 일반적으로,데이터는 논리 1데이터 비트와 논리 0데이터 비트가 매체의 자화에 의하여 표시되는 디스크 및 테이프와 같은 자기매체에 저장된다. 예컨대, 데이터 저장매체의 주어진 위치 또는 비트 저장구역을 한 방향으로 자화시키는 것이 논리 1을 나타내는 반면에, 그 비트 저장구역을 다른 방향으로 자화시키는 것은 논리 0을 나타낼 수 있다. 각 데이터 비트는 주어진 비트 저장구역을 자화시키는 기록헤드를 사용하여 매체에 기록되고,각 데이터 비트는 자기 기록헤드를 사용하여 상기 주어진 비트 저장구역에 또다른 비트를 기록함으로써 소거될 수 있다. 각 데이터 비트는 주어진 비트구역의 자화를 감지하는 기록헤드를 사용하여 판독된다.

l960년대 초반 이래로 자기 기록기법이 상업적으로 성공적이고 편리한 것이었으나, 일반적으로 광학식 기록이라 알려진 기록기법이 데이터 저장을 위한 대단히 전도 유망한 대체방법으로 생각되어 왔다. 광학식 기록방법은 더 높은 데이터 저장밀도, 데이터 속도 및 긴 데이터 기록보관능력을 포함하여 자기 기록방법보다상당히 장점이 있을 가능성이 있다. 가장 가능성이 높은 광학식 기록방법의 한가지 형태는 자기 기록헤드대신에 대단히 높은 데이터 속도 및 기록밀도로 데이터를 기록 및 판독하고 또 데이터를 소거하는 초미세기록 첨될로서 고도로 집중된 레이저 광선을 사용하는 광학식 기록장치 또는 시스템이다. 이 시스템은 레이저 광선에 응답하여 데이터를 저장하는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 포함한다. 예를들면, 이 데이터 저장매체는 레이저 광선에 의하여 발생된 열에 응답하여 데이터를 소거 및 기록하고 레이저 광선의 빛에 응답하여 레이저를 판독한다.

광학식 기록 시스템에 있어서, 데이터 비트를 기록하기 위하여 레이저 광선은 소거 가능한 데이터 저장매체에 촛점이 맞추어져서 그 매체를 가열하고, 그리하여 한가지 형태학상의 또는 물리적 상대, 예컨대 비결정성 상태로부터 또 다른 형태학상의 또는 물리적 상태, 예컨대 결정성 상태로 안정된 천이를 일으킨다. 상기 두가지 물리적 상태는 각 상태의 광학적 전도 및 광학적 반사 성질들이 상이한 광학적 성질을 갖는다.따라서, 데이터 비트를 판독하기 위해서는 기록하는네 사용되는 것보다 출력레벨이 낮은 레이저 광선으로부터의 빛이 데이터 저장매체에 촛점이 맞추어지고, 그 매체의 물리적 상태에 따라서 전도되거나 반사되어서논리 1 또는 논리 0을 나타낸다. 이 데이터 비트는 더 높은 출력레벨의 레이저 광선으로 상기 재료를 다시가열시켜서 매체를 그 원래의 물리적 상태로 복귀시킴으로써 소거될 수 있다.

상기 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체는, 이미 설명한 바와같이, 가열되면 하나의 상태로부터 다른상태로 변화하는 반도체 또는 칼코겐화 재료로 만들어진다. 이 데이터 저장매체의 한가지 문제점은 이러한상태의 변화가 대단히 미소하거나 미약하다는 것, 즉 비결정성 및 결정성 상태가 광학적으로 거의 구분될수 없다는 것이다. 따라서, 데이터 비트를 판독할때 논리 1과 논리 0을 구분하기 위하여 반사된 레이저 광선의 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있다. 이 데이터 저장매체의 또 한가지 문제점은 데이터 속도, 특히기록 및 소거속도가 예컨대 1마이크로초와 같이 바람직하지 못하게 대단히 낮다는 것이다. 그 된인은 주어진 재료가 한 물리적 상태로부터 다른 물리적 상태로 변화하는데 필요한 시간이 비교적 길기 때문이다. 또한가지 문제점은 재료가 한 물리적 상태로부터 다른 물리적 상태로 변환될 수 있도록 그 재료를 가열하는데소용되는 레이저 에너지 또는 전력의 양이 비교적 많다는 것이다. 그밖에 또다른 문제점은 이 물리적 상태의 변환으로 인하여, 데이터 저장매체가 비교적 적은 회수의 소거 및 기록주기 후에 약화되는 것이다. 이와같은 약화의 요인은 1백만회 정도의 소거 및 기록주기를 달성할 수 있는 자기 기록방법과 비교될 수 없다.

오타와 그의 공동 발명자의 미국특허 제4,278,734호에는 매체의 재료가 물리적 상태를 변화시켜 광학적밀도를 증가 또는 감소시키게 되는 광학매체에 관하여 기술되어 있다. 오타와 그의 공동 발명자는 데이터가예컨대 50나노초와 같이 대단히 신속하게 기록 및 소거된다는 점에서 데이터 속도 문제는 해결한것 같다.오타와 그이 공동 발명자는 또한 물리적 상태가 광학적으로 구분될 수 있다는 점에서 대비 문제도 해결한것같다. 그러나, 상기 특허에 있어서, 한가지 결점은 국부적인 비트구역 위치가 이루어질 수 없기 때문에 데이터가 비트마다 소거될 수 없다는 것이다. 또한, 상태의 물리적 변화 또는 변환이 표면에 이상이 있거나,또는 불규칙성이 있는 표면에서는 이루어질 수 없는 것이다. 더구나, 광학매체로 사용되는 재료가 고가이다.

윌리스의 1981년 4월 28일자 미국특허 제4,264,986호에는 또 한가지 유형의 소거 가능한 광학식 데이터저장매체가 설명되어있다. 데이터 비트를 기록하기 위하여, 레이저 광선이 매체에 촛점이 맞추어져서 가열에 의하여 가열되는 비트구역의 체적팽창을 일으킴으로써 작은 융기 또는 변형을 만들어낸다. 융기가 있다는 것은 한가지 논리상태를 나타내는 반면에, 융기가 없다는 것은 다른 하나의 논리 상태를 나타내는 것이다. 이러한 가열시에 데이터 저장매체의 비트구역은 하나의 물리적 상태, 즉 결정성으로부터 또 하나의 물리적 상태, 즉 비결정성으로 변하고, 이것은 체적팽창을 야기시키는 현상으로, 그리하여 가역적으로 개변될수 있는 작은 융기를 만들어낸다. 그 비트구역에 기록에 사용되는 것보다 출력의 낮은 레이저 광선을 촛점을 맞춘 다음에 반사되는 빛의 분산량을 검출함으로써 비트가 판독된다. 융기가 있으면, 반사된 빛은 상당히 분산될 것이므로, 검출된 빛의 강도는 낮은 것이다. 융기가 없으면, 반사된 빛은 분산되지 않으므로 검출된 빛의 강도는 높을 것이다. 이 판독 및 기록방법은 논리 1과 논리 0을 구분하기 위하여 신호 대 잡음비가 양호하므로 관심을 끌고있다.

미국특허 제4,264,986호의 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체의 한가지 문제점은 소거하거나 또는 융기를 제거하기 위하여 레이저 광선이 그 매체의 재료의 융점 이상의 대단히 높은 온도로 재료를 가열해야 한다는 것이다. 이것은 고출력 레이저를 필요로 한다는 단점이 있는것이다. 더구나, 이와같이 융기를 용융하면 매체의 표면을 평활하게 높아두지 않는 것이다. 즉, 재료의 냉각시에 표면에 주름이 형성된다. 이와같이평활한 표면은 데이터 비트를 제대로 판독하기 위하여 만족할만한 융기를 지속적으로 재생되게 하는데 필요한 것이다. 그밖에, 또 하나의 문제점은 비교적 느린 냉각속도를 갖는 매체의 재료의 물리적 상태의 변화의필요성으로 인하여 데이터 속도가 비교적 느리다는 것이다. 더구나, 상태의 물리적 변화에서 유래되는 재료의 약화는 이루어질 수 있는 소거 및 기록주기의 횟수가 단지 약 1천회라는 점에 있어서 이 데이터 저장매체의 문제점이 된다.

코오넛의 1983년 2월 1일자 미국특허 제4,371,954호에는 상부 재료층과 하부 재료층의 이중층을 지지하는열팽창 계수가 낮은 기판을 포함하는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체가 설명되어 있다. 하부 재료층은비교적 팽창되지 않은 금속 또는 열팽창 계수가 높은 폴리머이고, 상부층은 주변 온도에서 마르텐사이트 상이고 열팽창 계수가 낮은 금속합금이다. 또한 하부 및 상부층은 상호간에 접착력이 낮고, 즉 서로 접착되어있지 않으며, 상부층은 변환온도 Tt가 주변 온도보다 높은 하부층의 융점보다 낮다. 변환온도 Tt 이상으로상부층은 그의 "원래(parent)"의 상으로 된다.

미국특허 제4,371,945호에 설명되어 있는 바와같이, 데이터 비트를 기록하기 위해서는 레이저 광선으로부터의 광 펄스가 이중층에 의하여 흡수되고, 두개의 층사이에 차등 팽창을 일으킬 뿐만 아니라. 그 이중층이변환온도 T 미만으로 가열된다. 하부층은 기판으로부터 박리 또는 분리되고 상부층 위에서 체적이 팽창하여 융기를 형성한다. 냉각시, 상부층은 가역적으로 고정된 융기를 형성하고 하부층은 기간 위에서 다시 수축된다.

미국특허 제4,371,954호에 기재되어 있는 바와같이, 데이터 비트를 소거하기 위해서는 마르텐사이트 상부층은 예컨대 고출력 레이저 될스에 의하여, 또는 레이저 광선을 가로질러 데이터 저장매체가 서서히 변위또는 이동하여서 변환온도 Tt를 초과하는 온도까지 올려진다. 그리하여, 상부층은 그 원래상태로 변환된다.그 다음에 상부층은 하부층위로 수축되고, 냉각되면 그 마르켄사이트 상으로 복귀된다.

상기 미국특허 제4,371,974호의 소거 가능한 광학식 데이터 저장매치의 한가지 문제점은 금속 이중층, 특히 하부층이 비교적 팽창성이 낮다는 것이다. 그 결과로, 생성될 수 있는 융기는 데이터 비트를 정확히 판독할 수 있을 정도로 바람직하게 높지 못하다. 또 하나의 문제점은 상부층이 데이터를 기록하기 위해서가아니라, 데이터를 소거하기 위해서 마르텐사이트 상과 원래의 상 사이에서 변화해야 한다는 것이다. 이러한상의 변화에 있어서 한가지 단점은 소거 모오드가 느린 동시에, 기록 모오드처럼 신속히 일어날 수 없어서각 모오드에 대하여 상당히 상이한 데이터 속도를 필요로 한다는 것이다. 또 하나의 단점은 데이터 비트를기록 및 소거하는데 상이한 레이저 출력펄스가 필요하고 소거에 필요한 출력펄스가 상당히 높아서 고출력레이저를 사용해야 되는 것이다.

미국특허 제4,371,954호의 또다른 문제점은 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체가 매체의 불완전으로 야기되는 오차인 하드(hard) 비트 오차가 생기기 쉽다는 것이다. 특히, 매체의 표면의 이상 또는 불규칙은상부층이 마르텐사이트 상과 원래의 상 사이에서 변화하는 능력에 영향을 미쳐서 비트 오차를 야기하는 것이다. 또다른 문제점은 상부층이 열팽창 계수가 낮은 금속 또는 합금으로 되는 데에서 비롯된 것이다. 이것은 이러한 유형의 재료를 팽창시키는데 고출력의 광펄스가 필요하다는 것을 의미하며, 따라서 고출력 레이저를 필요로 하는 것이다. 또다른 문제점은 데이터 비트를 기록할때 하부층이 기판에서 떨어진다는 것이다.이에 의하여, 하부층은 기판에서 점동하게 되어 매체의 사용중에 불완전을 일으키고 매체가 평활하게 유지되는 것을 방해한다.

본 발명의 목적은 신규의 데이터 저장매체를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 광학식으로 데이터를 기록하는 신규의 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.본 발명의 또다른 목적은 높은 데이터 속도로 데이터를 저장하기 위한 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 염가의 저출력 광원으로 사용하여 데이터를 저장하기 위한 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 제공하기 위한 것이다.

그밖에 본 발명의 목적은 자기 저장기법에 견줄만한 주기특성을 갖는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 제공하기 위한 것이다.

그밖에 또다른 목적은 다수의 소기의 파장들과 관련하여 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 사용하기위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 불규칙성 또는 이상을 갖는 매체에 데이터를 기록할 수 있게 하기 위한 것이다.

본 발명의 기타의 목적, 장점 및 신규한 특징들은 부분적으로 이하의 설명에서 기술될 것이고, 또 부분적으로는 이하의 설명을 검토할때 이 기술분야에 숙련된 사람들에게 자명하게 되거나 또는 본 발명의 실시에의하여 습득될 것이다.

이하, 실시예에 의하여 광범위하게 설명되는 바와같이, 본 발명의 목적에 따라 전술한 목적 및 기타 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체는 하나의 기판과 이 기판위에 위치하는 제1재료와 제2재료의 이중층으로 구성되고, 이 이중층은 열에 의해 데이터를 기록하기 위한 팽창 및열적 그라고 기계적으로 데이터를 소거하기 위한 이완 그리고 데이터의 광학식 판독이 가능하며, 상기 제1재료와 제2재료는 함께 접합되고, 또 그 이중층의 팽창 및 이완시에 각각 동일한 물리적 상태로 유지된다.

또 하나의 관점에서, 본 발명은 기판과 기간상에서 함께 접합되는 제1 및 제2재료를 가지는 소거 가능한광학식 데이터 저장매체에 데이터를 기록하는 방법에 관한 것으로서, 상기 제1재료는 탄성이 있고 제2재료는 유리천이 온도를 가지며, 제2재료를 탄력성 있게 만들기 위하여 유리천이 온도 이상으로 가열하고,제1재료를 제1재료의 탄성한계 내에서 탄성 팽창시키기 위하여 가열하며, 가열된 제1재료가 탄성적으로팽창하는 동안 가열된 제1재료가 팽창하여 가열된 제2재료를 밀어 올리게 하고, 제1재료가 팽창된 상태에 있는 동안 팽창된 제2재료를 유리천이 온도 미만으로 냉각하여, 냉각된 제2재료는 가역적으로 고정된변형을 형성하고, 제1재료를 팽창된 상태로 유지하는 단계로 구성되는 것이 특징이다.

또다른 관점에서, 본 발명은 기판과 이 기판위에 제1 및 제2재료의 이중층을 갖는 소거 가능한 광학식데이터 저장매체에 데이터를 기록하는 방법으로서, 상기 이중층은 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체 위의 하나의 비트구역에 저장되는 하나의 데이터 비트에 해당하고, 제2재료를 가열하여 제2재료가 아직 냉각되지 않은 동안 그 하나의 비트구역에 다른 데이터 비트를 기록하는 것을 포함하여 그 하나의 비트구역에저장된 데이터 비트를 소거하는 단계들로 이루어지는 것이 특징이다.

그밖에, 본 발명의 또다른 관점은 데이터 비트를 기록하기 위한 장치로서, 기판과 기판위에 위치하는 제1재료 및 제2재료의 이중층을 포함하는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 포함하고 있으며, 사익 이중층은 팽창과 이완, 열에 의한 데이터의 기록, 열적 및 기계적인 데이터의 소거, 그리고 데이터의 광학식판독이 가능하고, 제1재료 및 제2재료는 함께 접합되고 또한 이중층의 팽창 및 이완시에 각기 동일한 물리적 상태로 유지되며, 제1레이저 광선과 제2레이저 광선을 발생하는 수단, 제1레이저 광선에 대하여 제1재료는 흡수성이고 제2재료는 투과성이며, 데이터 비트를 기록하기 위하여 제1재료를 가열시켜 제2재료 위로 탄력성있게 팽창하도록 제1재료상에 제1레이저 광선을 집중시기는 수단, 제2재료를 가열하고 데이터 비트를 소거하기 위하여 제2레이저 광선을 제2재료상에 집중시키는 수단과 제1레이저 광선 및 제2레이저 광선에 대하여 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체를 이동시키는 수단을 포함한 것이 특징이다.

이하, 전체적으로 기술되는 수많은 장점들 중에서도, 본 발명은 저출력 광원을 사용하여 높은 데이터 속도로 데이터를 기록, 소거 및 판독하고, 자기 저장방법에 견줄만한 소거/기록 주기의 횟수를 갖는다.

이하, 본 발명의 실시예들을 도시한 첨부도면을 참조하여 본 발명의 원리를 설명한다.

제1도는 각 데이터 워드가 논리 1또는 논리 0인 다수의 비트를 갖는 데이터 워드들을 저장하기 위한 소거 가능한 데이터 저장매체(10)를 도해한 것이다. 이 소거 가능한 데이터 저장매체(10)는 다수의 동심 트랙(T)에 데이터 워드를 저장하는 소거 가능한 광학식 데이터 저장디스크(12)로 구성될 수 있다. 광학식 디스크(l2)는 이하 설명되는 데이터 기록목적을 위하여 화살표로 도시된 방향으로 회전한다.

제2도는 논리 1 또는 논리 0의 한 데이터 비트를 저장하기 위한 광학식 디스크(12)의 작은 비트구역BA의 단면도이다. 특히, 광학식 디스크(12)의 작은 비트구역 BA는 기판(14)과 기간(14)위에 용착된 이중층(16)을 포함한다. 더 상세히 설명되는 바와같이, 이중층(16)은 팽창 및 이완이 가능하고, 열에 의하여 데이터를 기록할 수 있으며(팽창), 열적 및 기계적으로 데이터를 소거할 수 있고(이완), 광학식으로 데이터를판독할 수가 있다. 제2도는 하나의 논리상태, 예컨대 논리 0에 해당하는 이완상태의 이중층(16)을 도시하는 반면에, 제3도는 다른 논리상태, 즉 논리 1을 나타내는 팽창상태의 이중층(16)을 도시하고 있다.

이중층(16)은 한가지 재료(18A)의 하부층(18)과 다른 재료(20A)의 상부층(20)을 가진다. 재료(18A)와재료(20A)의 어느것도 이중층(16)의 팽창 및 이완시에 물리적 상태가 변하지 않는다. 재료(18A)와 재료(20A)는 앞으로 더 상세히 설명되는 바와같이, 예컨대 데이터 비트를 높은 데이터 속도로 소거하기 위하여그들의 경계면(22)에서 함께 접착된다. 그밖에도, 재료(18A)는 경계면(24)에서 기판(14)위에 용착되어서제3도에 도시된 바와같이 이중층의 팽창시에 기판(14)으로부터 박리되지 않는다. 이에 의하여 층(18)은 기판(14)위에서 거의 점동하지 않으며, 따라서 비트구역 BA는, 이하 설명되는 바와같이, 반독되는 소거와기록주기에 걸쳐서 평활하게 유지될 것이다. 따라서, 제3도에 도시된 바와같이, 이중층(16)의 팽창시 경계면(22)에서와 경계면(24)에서의 접합으로 인하여, 재료(18A)와 재료(20A)는 계속하여 함께 접합된 상태로유지되는 한편, 재료(18A)는 기판(14)과 계속 접촉되거나, 또는 기판(14)으로부터 박리되지 않게된다.

제3도는 재료(18A)와 재료(20A)가 팽창시 변형되어 결과적으로 이중층(16)의 팽창에 응답하여 생기는기계적인 힘을 가지는 것을 도시한다. 앞으로 설명되는 바와같이, 이들 힘은 데이터 비트를 신속하게 소거할 목적으로 이중층(16)을 제2도에 도시된 상태로 이완시키는 작용을 한다.

재료(18A)는, (1) 열전도율이 낮고, (2) 열팽창 계수가 높으며, (3) 재료(20A)의 유러천이 온도보다 상당히 낮은 유리천이 온도 Tg1를 갖는데, 이 온도 미만에서 재료(18A)는 유리 상태이다. 즉, 성질(3)과 관련하여, 재료(18A)는 예컨대 유리 상태 또는 깨어지기 쉬운 상태와는 반대로 주변온도에서 탄성이 있다.이것은 탄성재료를 가열하기 위하여 단지 비교적 저전력 가열만이 필요하다는 것을 의미하고, 이들 세가지성질들이 각각으로 인하여 재료(18A)가 국부적이며, 광범위하거나 큰 그리고 신속한 팽창이 일어난다. 또한, 이 국부적인 팽창으로 인하여, 높은 데이터 저장밀도가 얻어질 수 있다. 재료(18A)는 또한 비교적 고도로 교차 결합되므로, 팽창시에 이 재료는 거의 점성유동이 없다. 그밖에, 재료(18A)는 탄성이 있고, 항복변형이 높으므로, 팽창 상태에서 유지될때, 그 탄성 한계를 초과하지 않는다. 이하에 재료(18A)의 기타성질 및 특성들을 설명한다.

재료(20A)는,(1) 예컨대 100℃으 유리천이 온도(Tg2)를 갖는데, 이 온도는 재료(18A)의 유리천이 온도보다 높으며 주변온도보다 높다. 따라서, 주변온도 또는 정상온도에서 재료(20A)는 유리와 같거나 또는깨어지기 쉬우나, 유리천이 온도 Tg2 이상으로 가열되면 그 즉시 가죽과 같거나 또는 유연한 상태를 거쳐서 탄성있는 상태로 변환한다. 재료(20A)는 또한 (2) 열전도율이 비교적 낮다. 따라서, 이들 성질들 각각으로 인하여 재료(20A)를 신속하고도 국부적으로, 그러나 단지 약간만 팽창시키는네 저출력의 열이 사용될수 있다.

재료(20A)는 가볍게 교차 결합되거나, 또는 고리 연루에 의해 과도한 흐름이 방지되도록 고리 연루에 따라서 비교적 낮은 항복변형을 갖는 열경화성 또는 열가소성이 있다. 따라서, 팽창시에 교차 결합 또는 고리연루는 점성 유동을 제한하고, 재료(20A)의 신장이 일어난다.

더구나, 재료(20A)는 온도에 따라 변화하는 탄성계수를 가진다. 이 탄성계수는 온도의 상승에 따라 감소한다. 그 결과, 낮은 경출력에서 가역점탄성 변형이 신속히 일어나서 제3도에 도시된 바와같이 융기 B가형성되게 된다.

기판(14)은 반드시 그런것은 아니지만 열팽창 계수가 낮은 재료이다.

층(18)과 층(20)은 광학적으로 결합되므로, 층(20)을 통하여 전파되는 거의 모든 빛이 층(18)에서 흡수된다. 이와같은 광학적 결합은 재료(18A)와 거의 동일한 굴절계수를 갖는 재료(20A)에 의하여 이루어진다.따라서, 이 모든 빛이 상부층(20)을 통해 하부층(18)에 결합될 수 있으므로, 광손실이 없게되고, 따라서 저출력 광원이 사용될 수 있다.

재료(18A)와 재료(20A)는 또한 다수의 소정의 또는 주어진 광파장들의 어느것에도 동조될 수 있다. 그러한 동조를 이루기 위하여, 재료(18A)와 재료(20A)는 그것에 염료 또는 색소를 첨가하여 각 재료(18A)와재료(20A)가 주어진 광파장을 흡수하게 하는 광투명 재료를 각기 구성할 수 있다. 이하 더 상세히 설명하는 이유에 의하여, 재료(18A)와 재료(20A)는 상이한 광파장을 흡수하도록 동조되어, 재료(20A)는 재료(18A)에 의하여 흡수될 수 있는 광파장에 대해 완전히는 아니지만 거의 투명하게 될 것이다. 이와같은 광학적동조는 광학식 데이터 저장매체(12)가 현재 이용될 수 있으며 염가이거나 혹은 미래에 이용될 수 있는 다양하게 상이한 레이저 공급원들과 작용하도록 동조될 수 있다는 점에서 상기 데이터 저장매체(12)를 고도로융통성있게 만든다는 장점이 있다.

[기록방식]

제4a도-제4c도는 비트구역 BA에 열에 의하여 데이터 비트를 기록하는 방법을 설명한 것이다. 제4a도에서, 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체(12)의 비트구역 BA가 제2도와 관련하여 설명된 이완된 상태에 있다고 가정하자. 이 이완된 상태에서, 전술한 바와같이 재료(18A)는 주위온도에서 그 유리천이 온도Tg1 이상이므로 탄력성이 있는 반면에 재료(20A)는 그 유리천이 온도 Tg2 미만으로 유리 상태에 있다.이때 전술한 기계적 힘중의 어느것도 발생되지 않았다. 더구나, 재료(18A)와 재료(20A)는 전술한 바와같이 상이한 성질 및 특성을 갖는다. 즉, 예컨대 재료(18A)와 재료(20A)는 각각 높은 항복변형 및 낮은 항복변형을 갖는다.

그리하여, 데이터 비트를 열에 의하여 기록하기 위하여, 상기 방법에는 재료(18A)를 그 탄성 한계내에서팽창시키도록 재료(18A)를 가열하는 방법이 포함된다. 재료(18A)를 가열할때, 재료(20A)도 역시 그 유리천이 온도 Tg2 이상으로 가열되고, 이에따라 재료(20A)가 탄력성을 띄게된다. 제4a도에 도시된 바와같이, 재료(18A)와 재료(20A)의 가열은 재료(20A)에 대해서는 투명하고 재료(18A)에 의하여 흡수되는 파장을 갖는 레이저 광선 LB1을 발생하고 이 레이저 광선을 재료(20A)를 통하여 재료(18A)에 촛점을 맞추어서 이루어지는 것이 바람직하다. 레이저 광선 LB의 빛은 재료(20A)에 의하여 약간 흡수되어 이 재료(20A)를 탄력성있게 만드는 열을 발생하고 거의 재료(18A)에 의하여 흡수되어 재료(18A)가 재료(20A)상에서탄성 팽창된다.

그리하여, 제4b도에 도시된 바와같이, 다음 단계는 가열된 재료(18A)가 팽창하는 동안 가열된 재료(18A)가 팽창하고 가열된 재료(20A)를 밀어 올려 변형 또는 용기를 만들게 하는 것이다. 제4c도에 도시된 다음 단계는 재료(18A)가 팽창된 상태인 동안 팽창된 재료(20A)를 그 유리천이 온도 Tg 미만으로 냉각하는단계를 포함한다. 냉각시에 재료(20A)는 가역적으로 고정된 변형 또는 융기 B를 형성하고 재료(l8A)를 팽창된 상태로 유지한다. 따라서, 이때 하나의 논리레벨 예컨대 논리 1의 데이터 비트가 기록되어서 비트구역BA는 제3도와 관련하여 설명된 팽창된 상태에 있는 것이다. 비트구역 BA에 논러 0이 기록되려면, 레이저 광선 LB은 작동되지 않고 비트구역 BA는 제2도에 도시된 이완된 상태로 남아 있게된다.

전술한 가열 단계의 다른 방도로서, 재료(18A)가 레이저 광선 LB1의 빛을 약간 흡수하는 대신에, 재료(20A)는 이러한 빛을 흡수하지 않아도 된다. 오히려, 재료(18A)에서 흡수되는 소량의 열이 재료(20A)로전도 또는 전달되어서 재료(20A)를 그 유리천이 온도 Tg2 이상으로 가열하는 것이다.

단지 레이저 광선 LB1만이 사용되는 제4A도에 도시된 가열단계의 또다른 방도로서, 상기 방법은 점선으로 도시된 레이저 광선 LB2를 발생하고 그 레이저 광선 LB2를 재료(20A)에 집중시킴으로써, 재료(20A)를그 유리천이 온도 Tg2이상으로 우선 가열하는 것을 포함할 수 있다. 레이저 광선 LB2는 재료(20A)에 의하여 거의 흡수되는 파장의 광선이다. 그 다음에, 즉시 기술한 바와같이 레이저 광선 LB1이 작동되어 재료(18A)에 집중되고, 열에 의하여 레이저 비트를 기록하는 방법을 포함한다. 초기에 레이저 광선 LB2를 사용하는 장점은 재료(20A)를 더 신속하게 탄성상태로 만들어서 데이터 비트를 더욱 신속하게 기록할 수 있다는 것이다.

[소거방식]

제5a-5c도는 데이터 비트를 열적으로 그리고 기계적으로 소거하는 방법을 도시한것이다. 비트구역BA는, 제4c도에서 재료(20A)가 주변온도에서 재료(18A)를 팽창된 상태로 유지하는 것과같이, 비트구역BA에 대하여 동일하게 팽창된 상태인 것을 도시한 제5a도 처럼 기록된 데이터 비트를 갖는다고 가정한다.그러면, 상기 방법은 재료(20A)를 탄력성 있게 만들기 위하여 재료(20A)를 유리천이 온도 Tg2이상으로가열하는 것을 포함한다. 제5A도에 도시된 바대로, 재료(20A)의 이와 같은 가열은 레이저 광선 LB2를 발생시켜 재료(20A)에 집중시킴으로써 이루어진다.

재료(20A)의 가열은 재료(18A)를 재료(20A)에 의하여 유지하는 것을 이완시켜서 전술한 기계적 힘이 비트구역 BA를 제4a도에 도시된 이완상태로 신속하게 복귀시키게 한다. 특히, 재료(18A)내의 탄성력이 이중층(16)을 이완상태로 신속하게 복귀하는 것을 촉진한다. 이와같이 이완될때 재료(20A) 및 전체 이중층(16)은 제5b도에 도시하고 제2도와 관련하여 기술한 바와같이 완전히 이완된 상태로 복귀한다. 이중층(16)은 냉각시에 평탄한 상태로 복귀되는 것이다.

더구나, 전술한 바와같이 이중층(16)은 이완시간이 부분적으로 재료(18A)의 점탄성에 응답하여 발생하는힘에 좌우된다.

[판독방식]

제6a-6b도는 데이터 비트를 광학식으로 판독하는 방법을 도해한 것이다. 예컨대, 전술한 바와같이, 논리 1의 데이터 비트가 융기 B가 형성되어 있는 제6a도에 도시된 바와같이 비트구역 BA에 기록되었다고가정하자. 이 데이터 비트를 판독하기 위하여 데이터 비트를 기록 또는 소거하는데 사용되는 것보다 출력레벨이 낮은 레이저 광선 LB1가 발생되어 재료(20A)의 융기 B에 촛점에 맞추어진다. 이와 유사하게, 제6b도에 도시된 바와같이 논리 0의 데이터 비트가 비트구역 BA에 기록되었다고, 즉 융기 B가 만들어지지 않았다고 가정한다. 다시, 데이터 비트를 기록 또는 소거하는데 사용된 것보다 출력레벨이 낮은 레이저 광선LB1가 발생되어 재료(20A)에 촛점이 맞추어진다.

두 경우의 모든 판독방식에 있어서, 레이저 광선 LB2의 빛은 재료(20A)로부터 반사될 것이다. 제6a도에 도시된 이중층(16)의 팽창된 상태와 제6b도에 도시된 이중층의 이완된 상태 사이의 두께 또는 높이 H의 차이로 인하여, 재료(20A)로부터 반사된 레이저 광선 LB1의 빛 사이에는 각기 위상변위가 있다. 이 위상변위 또는 차이는 논리 1과 논리 0을 구분하는 높은 신호 대 잡음비로써 검출될 수 있다. 또는, 반사된빛의 진폭의 차이가 비트구역 BA의 제6a도 및 제6b도 상태 사이에 있을 것이다. 이 진폭의 차이는 높은신호 대 잡음비로써 각기 논리 1 및 논리 0비트로서 검출될 수 있다. 제6b도 상태보다 제6a도 상태에서더 많은 광분산이, 따라서 축소된 진폭이 검출될 것이다.

[소거/기록 주기]

제7a-7b도는 하나의 비트구역 BA에 하나의 데이터 비트를 소거하고 다른 데이터 비트를 기록하는 소거/기록 주기를 설명하는데 사용된다. 더 상세히 설명되는 바와같이, 소거/기록 주기는 비트구역 BA가 대물렌즈를 가로질러 이동할때 레이저 광선 LB1과 LB2를 재료(18A)와 재료(20A)의 각각에 촛점을 맞추기위하여 사용되는 대물렌즈의 동일한 시계 내에서 급속히 일어난다.

제7a도에 도시된 바와같이, 비트구역 BA가 팽창된 상태에서 비트가 기록되었다고 가정하자. 그러면, 소거/기록 주기는 비트를 소거하기 위하여 비트구역 BA에서 재료(20A)를 우선 가열하는 것을 포함한다. 이가열은 재료(20A)에 레이저 광선 LB2를 발생하고 촛점을 맞추어 재료를 그 유리천이 온도 Tg2이상으로가열하여 탄력성 있는 상대로 만듬으로써 성취된다. 이어서, 재료(20A)가 아직 그와같이 가열되고 있는동안, 그리고 이중층(16)이 이완되기 전에, 다른 데이터 비트, 예컨대 논리 1이 기록방식과 관련하여 앞에서설명한 방식으로 비트구역 BA에 기록된다. 이 기록단계는 제7B도에 도시된 바와같이 재료(l8A)에 레이저광선 LB1을 발생하여 촛점을 맞추는 것을 포함하고, 이에 의하여 전술한 탄성팽창이 일어나며, 뒤이어 재료(20A)가 냉각된다. 그러나, 소거/기록 주기 중에 논리 0이 기록되려면, 제7a도에 도시된 바와같이 재료(20A)를 가열한 후에 이중층(16)이 소거방식과 관련하여 설명한 바와같이 이완 및 냉각되어지게 된다.

재료(18A)와 재료(20A)는 폴리머인 것이 바람직하고, 특히 비결정성 폴리머인 것이 바람직하다. 더욱구체적으로 말하자면 재료(18A)는 예컨대 상기 연가소성 성질 및 특성을 갖는 탄성재료로 될수 있다. 그탄성재료에는 부틸고무, 실리콘고무, 천연고무, 에틸렌 공중합체, 스티렌 부타디엔고무, 그리고 다른 여러가지 합성 일레스트머들이 포함될 수 있다.

재료(20A)의 비결정성 폴리머는 전술한 특성과 열경화성 또는 연가소성 성질을 갖는 폴리머들이다. 이들에는 예컨대 셀룰로오즈 아세테이트, 셀룰로오즈 아세테이트-부티레이트, 폴리스티렌, 폴리술폰아미드, 폴리 카르보네이트, 셀룰로오즈 나이트메이트, 폴리(에틸 -에타크릴레이트), 폴리(비닐부티랄), 방향족 폴리에스테르, 폴리아미드 및 상기 화합물의 각종 혼합물이 포함된다. 사용될 수 있는 다른 비결정성 폴리머에는 예컨대, 아크릴 폴리머, 폴리비닐 아세테이트, 실리콘수지, 알키드수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 니트로 셀룰로오즈, 베틸 셀룰로오즈, 폴리비닐 알콜 및 여러가지 다른 폴리머가 포함된다.

재료(18A)와 재료(20A)를 동조하는네 사용될 수 있는 염료 또는 안료의 예로는 니그로신 염료, 아닐티블루, 칼코오일블루, 크롬 옐로우, 울트라마린 블루, 퀴놀린 옐로우, 메틸렌 블루 클로라이드, 나스트랄 블루, 예라시테 그린 오잘라테, 로즈 뱅갈, 모나스트랄 레드, 수단 블랙 비엠 및 이들의 혼합물들이 있다. 염료의 다른예로는미국특허 제3,689,768호의 제3단, 제1-22행, 미국특허 제4,336,545호의 제8단, 저153-68행에 기재되어 있는 바, 이들 특허는 이 염료 또는 안료와 관련하여 참고로 예시한 것이다.

예비 실험실 제조 및 시험은 본 발명의 전술한 원리를 기초로하여 실시하였다. 제조용으로 뉴저지주 소재산도즈 코오포레이숀에서 생산된는 레드-오렌지 염료, 사비닐 알엘에스, 스카알렛으로 염색된 쉘 케미칼사의 에폭시수지 EPON 828을 재료(20A)로 사용하였다. 이 재료(20A)를 심봉(맨드릴)에 배치하여 이형제(폴리비닐 알콜)로 피복하고 3000RPM으로 회전시켜서, 3미크론 두께의 층(20A)로 만든 다음에 경화시켰다. 재료(18A)로서는 920×10-6cm/cm/℃의 열팽창 계수를 갖는 실리콘 고무인 다우 코닝 734를 산도즈 코오포레이숀에서 제조되는 블루-그린 염료, 사비닐 알엘에스 블록와 혼합하여 사용하였다. 이어서, 재료(18A)를 "나이프 스프레드(knife spread)"방법을 사용하여 재료(20A)에 부착시켰다. 그 다음에, 그 이중층(l6)을 심봉에서 풀어내어 알루미늄이 기판(14)에 올려놓았다.

제작된 기판(14)과 이중층(16)은 647나노미터의 파장을 갖는 크립톤 레이저의 "단일-슬롯"레이저 장치에투입하였다. 그리하여 데이터 비트를 기록하기 위하여, 전자광학 크리스탈을 사용하여 레이저를 50나노초동안 동작시키고 셔터, 25미크론 핀 홀 및 0.45N.A.의 반사 방지 피복된 대물렌즈를 통하여 레이저 광선을 동작시켰다. 레이저 출력은 820-880밀리 왓트이었는데, 이 출력의 20-30%를 이중층(16)에 공급시켰다. 융기 B는 직경 2.5-5미크론 범위로 만들어졌다.

제작된 기판(14)과 이중층(16)이 광학적으로 팽활하지는 못하고 균일하지 않는 심봉 표면으로 인하여 비교적 큰 오목부가 생겼으나 이들 오목부에도 융기 B가 형성되었음이 발견되었다.

심봉을 7500RPM으로 회전시키면서 전술한 것과 유사한 데이터 비트를 기록하는 제작 및 시험을 시행하였다. 이에 의하여 재료(20A)는 0.5미크론 두께로 되었다. 데이터 비트는 대략 150밀리 왓트 출력의 크립톤 레이저로 기록되었는데, 이 출력중에 40-45밀리 왓트가 이중층(16)에 공급되었다. 따라서, 감소된 두께의 제2층(20A)에 데이터를 기록하는데에는 보다 적은 출력이 필요함이 밝혀졌다.

이중층(16)에 기륵된 데이더 비트를 소거하기 위하여, 파장이 488나노미터인 아르곤 레이저의 "단일-슬롯"소거 장치를 사용하였다. 이 레이저 광선은 음향-광학 조절기를 사용하여 조절하고, 배율 20배의 대물렌즈를 사용하는 현미경 장치를 통하여 융기 B에 촛점을 맞추었다. 이 레이저는 1마이크로초 펄스 지속시간에서 55밀리 왓트 출력으로 작동되었고, 이 출력의 대략 11-12%가 이중층(16)에 인가되었다. 융기 B는전술한 바와같이 소거되었다.

제작된 기간(14) 및 이중층(16)에 기록된 데이터 비트는 융기 B의 영상을 유리판에 투사하기 위해 백광과 현미경을 사용하여 판독하였다. 그러하여, 광배율기에 걸린 광섬유 다발을 사용하여 유리판에서의 빛의강도를 검출하였다. 융기 B를 가진 유리판 구역과 융기 B가 없는 유리칸 구역 사이에 대략 2:1: 내지3:1까지의 만족스러운대비가있다는것이 밝혀졌다.

제8도는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체(12)에 데이터를 광학식으로 기록하기 위한 실제적인 전자광학장치(26)에 관한 하나의 실시예를 도시한 것이다. 특히, 제8도는 전술한 바와같이 비트를 기록, 판독및 소거하기 위한, 제2도에 도시된 비트구역 BA와 유사한 하나의 비트구역 BA를 나타내고 있다.

전자광학 장치(26)는 선(30,32)위에서의 그의 출력이 각각 가변강도의 펄스 레이저(34,36)을 제어하는 디지탈 데이터 처리회로(28)를 포함한다. 레이저(34)는 레이저 광선 LB2를 출력하고 레이저(36)는 레이저 광선 LB1을 출력한다. 한쌍의 렌즈(38,40)이 레이저 광선 LB2와 LBl을 각각 조준하고, 이 광선들은 다시거울(42)에 의하여 반사되어 광선 스플리터(44)를 통하여 전파된다.

레이저 광선 LB2와 레이저 광선 LB1은 이어서 필터(46)(예:1/4웨이브플레이트)를 통과하고, 레이저 광선을 이동하는 비트구역 BA에 촛점을 맞추는 대물렌즈(48)를 통하여 전파된다. 비트구역 BA의 재료(20A)에 의하여 반사된 빛은 렌즈(48)에 의하여 수집되고 필터(46)를 통하여 광선 스플리터(44)로 전자되어, 이곳에서 반사된 빛은 광감지기(50)에 전파된다.

도시된 바와같이, 레이저 광선 LB와 레이저 광선 LB1는 서로 공간적으로 분리되어 있다. 또한, 레이저광선 LB2은 이하 설명되는 소거/기록 목적을 위하여 비트구역 BA의 이동방향에 대하여 레이저 광선 LB1의 앞에서 비트구역 BA에 촛점이 맞추어진다.

전자광학 장치(26)를 작동시킴에 있어서, 하나의 비트는 비트구역 BA에 기록되고, 이 비트는 소거되고다른 비트가 이 비트구역 BA에 기록될 것이라고 가정하자. 이것은 소거/기록 주기를 구성할 것이다. 이주기를 설명하는네 있어서는, 본 발명의 소거/기록 주기에 관련된 앞서의 설명을 참조하여야 된다.

비트구역 BA가 대물렌즈(48)의 시계를 가로질러 이동할때, 레이저(34)는 선(30)위의 데이터 처리회로(2)의 출력에 의하여 변조되어 강도 높은 레이저 광선 LB2를 발생한다. 그리하여, 레이저 광선 LB2는 렌즈(48)에 의하여 재료(20A)에 촛점이 맞추어져서 이것을 탄성상태로 가열한다. 그다음에, 재료(20A)가 아직 탄성이 있고 비트구역 BA가 대물렌즈(48)의 동일 시계내에 계속 존재하는 동안에, 레이저(36)는 즉시선(32)을 거쳐 데이터 처리회로(28)에 의하여 조절되어 레이저 광선 LBl을 발생한다. 그결과, 레이저 광선LB은 대물렌즈(48)에 의하여 재료(l8A)에 촛점이 맞추어져서 이것을 가열하고 전술한 탄성팽창을 일으킨다.

그후에, 비트구역 BA는 대물렌즈(48)의 시계밖으로 이동하여 냉각되므로, 논리 1 또는 논리 0이 기록될것이다. 다시 말해서, 소거/기록 주기는 1비트 셀 시간내에 발생할 수 있는데, 이것은 대물렌즈(48)의 동일시계 내임을 의미한다.

소거/기록 주기 대신에 단지 소거 주기만이 필요하다고 가정하면, 비트구역 BA내에 기록된 비트는 그비트구역 BA에 다른 비트가 기록되지 않고 소거된다. 비트구역 BA가 대물렌즈(48)의 시계내에서 이동할때, 데이터 처리회로(28)는 선(30)을 통하여 레이저(34)를 변조하여 재료(20A)에 촛점이 맞추어지는 높은강도의 레이저 광선 LB2를 출력한다. 따라서, 재료(20A)는 가열된 다음에 비트 구역이 대물렌즈(48)의 시계밖으로 이동함에 따라 냉각된다. 그 결과, 비트는 전술한 방식으로 소거된다.

논리 l 또는 논리 0인 데이터 구역 BA에 저장된 비트를 판독할 필요가 있다고 가정하자. 비트구역 BA가 대물렌즈(48)의 시계내에서 이동함에 따라, 데이터 처리회로(28)는 선(30)을 거쳐서 레이저(34)를 조절하여 재료(20A)에 촛점이 맞추어지는 강도가 낮은 레이저 광선 LB1를 발생한다. 반사된 빛은 렌즈(48)에의하여 수집되고 필터(46) 및 광선 스플리터(44)에 의하여 전파되어 그 비트의 논리 상태를 검출하는 감지기(50)에 전파된다.

제9도는 공간적으로 분리된 레이저 광선 LB1과 LB2대신에, 두개의 레이저 광선들이 동심 또는 동일 직선상에 있는 제8도와 유사한 도면이다. 동일 직선상의 광선 LB1과 LB2는 비트구역 BA가 대물렌즈(48)의시계내에서 이동할때, 재료(20A)에 동일직선 상으로 촛점이 맞추어지도록 전파된다. 동일 직선상의 레이저광선 LB1과 LB2는 레이저(34)와 레이저(36)가 각 레이저로부터의 빛이 박막 광선 스플리터 BS를 통하여전파되도록 도시된 바와같이 배열함으로써 발생된다. 제9도에서, 소거/기록 주기, 소거주기 및 기록주기는제8도와 관련하여 설명된 것과 유사하게 수행된다.

전술한 본 발명의 실시예들은 도시 및 설명을 위하여 제시된 것이다. 본 발명을 설명된 그대로 국한하려는 것은 아니고, 상기 원리에 비추어 수많은 변형 및 수정이 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리를 가장잘 설명하도록 선정 및 설명된 것이며, 이를 응용하면 이 분야에 숙련된 자들은 고려된 특수한 용도에 적합한 변형에 의하여 본 발명을 여러 실시예로 이용할 수 있다.

Claims (39)

1. (a) 제1재료(18A)의 제1층(18),(b) 상기 제1재료에 인접한 제2재료(20A)의 제2층(20),(c)매체(10)로서 상기 제1 및 제2층(18,20)은 상기 제1층(18)이 소정의 제1파장(LBl)의 광방사에 의해 국부적으로 가열될때 상기 제1재료 또는 제2재료(18A,20A)의 액화나 기화없이 상기 제1재료(18A)의 열팽창에 의해 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성하기 위하여 협동하며,(d) 상기 제1재료(18A) 및 상기 제2재료(20A)는 신장 및 팽창된 상태의 상기 재1재료(18A)를 상기 제2층(20)이 유지할 수 있도록서로 충분히 접착되어 상기 광방사가 끝나고 상기 제1재료(l8A)의 냉각시, 상기 광학적으로 검출가능한변형부(B)가 형성되고 상기 제2층(20)은 신장, 팽창상태의 상기 제1재료(18A)를 유지할 수 있도록 충분히 강하고 단단한 것을 특징으로 하는 소거 가능한 광학식 데이터 저장매체.
2. 제1항에 있어서, 소거 가능한 광학식 기록매체(10)로서 상기 제1 및 제2층(18,20)은 상기 제2재료(20A)가 소정의 제2파장(LB2)의 광방사에 의해 국부적으로 가열될때 상기 제1또는 제2재료(18A,20A)의 액화 또는 기학없이 상기 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 이완하기 위하여 협동하는 것을 특징으로하는 광학식 데이터 저장매체.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 상기 소정의 제1파장(LBl)의 광선을 거의 투과시키는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
4. (a) 제1재료(18A)의 제1층(18)은 유리천이 온도(Tgl)을 갖고,(b) 제2재료(20A)의 제2층(20)은 상기 제1재료(18A)에 접착되며, 상기 제2재료(20A)는 주변온도 및 상기 유리천이 온도(Tg1)이상의유리천이 온도(Tg2)를 갖으며,(c) 상기 제l 및 제2층(18,20)은 이중층 기록매체(10)를 구성하고,(d) 상기 제1재료(18A)는 높은 열팽창 계수를 갖으며,(e) 상기 제2재료(20A)는, 상기 제2재료(20A)가 유리천이 온도(Tg2) 이상에 있을때, 상기 제1재료(18A)의 국부적인 열팽창을 가능하게 하고, 상기 제2재료(20A)가 온도(Tg2)이하로 냉각될때 그위에 접착된 상기 제1재료(18A)를 팽창된 형태로 유지하며,(f) 상기 이중층 저장매체(10)는 소정의 제1파장(LBl)의 광방사에 의해 국부적으로 가열될때 상기 제1 또는 제2재료(l8A,20A)의 기화또는 액화없이 상기 제1재료(18A)의 국부적인 열팽창에 의하여 광학적으로 검출가능한 변형부(B)가 성형 및 유지되는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
5. 제4항에 있어서, 상기 이중층 저장매체(10)는 상기 제2재료(20A)가 소정의 제2파장(LB2)의 광방사에 의해 온도(Tg2)이상의 온도로 국부적으로 가열될때 제1재료의 팽창형상으로부터 상기 제1재료(18A)의 수축을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 상기 제1파장(LBl)의 광방사는 거의 투과시키는 반면 소정의 상기 제2파장(LB2)의 광방사로부터 에너지를 흡수하기 위한 제2감광수만을 포함하는 것을 특징으로하는 광학식 데이터 저장매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2감광수단은 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
8. 제5항에 있어서, 상기 팽창된 제1재료(18A)는 수축시 상기 제2재료(20A)가 상기 이중층 저장매체(10)내의 상기 광학식으로 검출 가능한 변형부(B)를 이완시키는 것을 촉진하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
9. 제5항에 있어서, 상기 제1재료(18A)는 그위에 접착된 상기 제2재료(20A)를 끌어당김으로서 상기광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 이완시키는 탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터저장매체.
10. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2재료(18A,20A)는 폴리머인 것을 특징으로 하는 광학식 데이터저장매체.
11. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2재료(18A,20A)는 비교적 열전도성이 낮은 것을 특징으로 하는광학식 기록매체.
12. 제4항에 있어서, 상기 제1재료(18A)는 상기 제1파장(LBl)의 광방사로부터 에너지를 흡수하기 위한 제1감광수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 기록매체.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1감광수단은 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 기록매체.
14. 제4항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 상기 제1파장(LBl)의 광선을 거의 투과시키는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
15. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2재료(18A,20A)는 금속 또는 금속산화물이 아닌 것을 특징으로하는 광학식 데이터 저장매체.
16. 제4항에 있어서, 상기 제1재료(18A)는 탄력적이고, 비교적 높은 항복변형을 갖는 것을 특징으로하는 광학식 데이터 저장매체.
17. 제4항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 비교적 낮은 항복변형을 갖는 열경화성 또는 열가소성 플라스틱인 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
18. 제4항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 주변온도에서 유리상태이고 온도(Tg2)이상으로 가열될때탄성상태로 되는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
19. (a) 제1폴리머층(18), (b) 상기 제1층(18)에 접착된 제2폴리머층(20), (c) 상기 제1층(18)은 높은 열팽창 계수 및 제1유리천이 온도(Tgl)를 갖으며, 상기 제1층(18)을 가열시 국부적인 열팽창으로 인하여 변형부(B)가 형성되도록 되어 있으며, (d) 상기 제 2측(20)은 주변온도 및 Tg1이상의 유리천이 온도(Tg2)를 갖으며, 상기 제2충(20)은 상기 제2층(20)이 온도(Tg2)이상으로 가열될때 상기 제1층(18)이 국부적인 열팽창을 할수 있게 되고, 상기 제2층(20)이 온도(Tg2)이하로 냉각될때 상기 제1층(18)이 팽창된 상태로 유지되기에 적합하게 되어 있으며, (e) 상기 제 1및 제2층(18,20)은 제 1파장(LB1)의 광방사로 국부적으로 가열될때 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성하고 유지시키기 위하여 매체(10)로서 협동하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
20. 제19항에 있어서, 상기 제2층(20)은 제2파장(LB2)의 광방사에 노출될때 온도(Tg2)이상으로 국부적으로 가열하기에 적합하게 되어 있고, 상기 제1및 제2층(18,20)은 상기 제2재료(20A)가 상기 제2파장(LB2)의 광방사에 의해 국부적으로 가열될때 팽창된 상태의 상기 제1재료(18A)를 수축하게 하며 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를이완시키기 위하여 매체(10)로서 협동하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
21. 제19항에 있어서, 상기 제1및 제2층(18,20)은 상기 제1 또는 제2층(18,20)의 액화또는 기화 없이 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성하고 유지하기에 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체.
22. 탄성적인 제 1 재료(18A)의 제 1층(18) 및 유리천이 온도를 갖는 제 2 재료(20A)의 제 2층(20)을 갖는 광학식 데이터 저장매체(10)에 데이터를 기록 및 소거하는 방법에 있어서, (a) 상기 제 1 재료(18A)를 그 탄성한계 내에서 열에 의해 팽창하도록 가열하고, (b) 상기 제 2재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하여 상기 팽창하는 제 1 재료(18A)가 상기 제 2층(20)에 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성할 수 있게 하며, (C) 상기 제 1 재료(18A)를 팽창된 상태로 유지하면서 상기 제 2 재료(20A)를그 유리천이 온도 이하로 냉각시키고, (d) 상기 제 2 층(20)은 상기 제 1 재료(18A)를 팽창된 상태로 유지하게 하고, (e) 상기 제 2 재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하여 상기 팽창되어 냉각된 제 1 재료(18A)의 탄력성이 상기 제 2 층(20)을 편평하게 잡아당겨 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 소거하는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체(10)에 데이터를 기록 및 소거하는 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 제 2 재료(20A)는 유리천이 온도 이상일때 상기 제 2 재료(20A)의 점선유동을 감소하기 위한 교차결합 구조이고, 상기 제 1 재료(18A)의 팽창 및 이에따른 상기 제 2 층(20A)의 변형은 상기 제 2 재료(20A)의 교차결합을 신장시키며, 상기 제 2 재료(20A)의 가열단계는 상기 제 2 재료(20A)의 신장된 교차결합을 이완시켜 상기 광학적으로 검출가능한 변형부(B)의 소거를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 22항에 있어서, 상기 제 2 재료(20A)는 제 2파장(LB2)의 방사에너지를 적어도 부분적으로 흡수하도록 되어 있고, 상기 방법의 소거단계는 상기 제 2파장(LB2)의 제 2레이저 광선(LB2)을 발생하며 상기 레이저 광선은 상기 제 2 재료(20A)에 흡수되어 그 유리천이 온도 이상으로 상기 제 2 재료(20A)를 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 재료(18A)를 가열 및 팽창시키기 위하여 상기 제 1파장의 상기 제 1레이저 광선(LB1)을 발생하기 전에 상기 제 2 재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하기 위하여 상기 제 2파장의 상기 제 2레이저 광선(LB2)을 발생하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제 24항에 있어서, 상기 제 1파장(LB1)의 방사에너지를 거의 투과하고 상기 제 2파장(LB2)의 방사에너지를 거의 흡수하도록 염료로 상기 제 2재료(20A)를 착색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 탄성적인 제1재료(18A)의 제1층(18) 및 유리천이 온도를 갖는 제2재료(20A)의 제2층(20)으로이루어진 광학식 데이터 저장매체(10)에 데이터를 기록 하는 방법으로, (a) 상기 제1재료(18A)를 그 탄성한계 내에서 열에 의해 팽창하도륵 가열하고, (b) 상기 제2재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하여 상기 팽창하는 제 l재료(18A)가 상기 제2층(20)을 변형할 수 있게 하여 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성시키고, (c) 상기 제1재료(18A)를 팽창된 상태로 유지하면서 상기 제2재료(20A)가 그 유리천이 온도 이하로 내려가도록 상기 매체(10)를 냉각하고, (d) 상기 제2층(20)이 팽창된 상태로 상기 제1재료(18A)를 유지하게 하고 상기 층(18,20)내에 기계적인 힘이 존재하는 것을 특징으로 하는 광학식 저장매체(10)에 데이터를 기록하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 제2재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하여 상기 팽창되고 냉각된제1재료(18A)의 탄성이 상기 제2층(20)을 편평하게 끌어당겨 상기 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를소거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 그 유리천이 온도 이상일때 상기 제2재료(20A)의 점성유동을 감소하도록 교차 결합되고, 상기 제1재료(18A)의 팽창 및 이에따른 상기 제2층(20)의 변형부(B)는상기 제2재료(20A)의 교차결합을 신장시키며, 상기 제2재료(20A)를 가열하는 단계는 상기 제2재료의신장된 교차결합을 이완시키며 상기 광학적으로 검출 가능한 변형부(B)를 소거하는 것을 촉진하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제28항에 있어서, 상기 제2재료(20A)는 제2파장(LB2)의 방사에너지를 적어도 부분적으로 흡수하며, 상기 방법의 소거단계는 상기 제2파장이 제2레이저 광선(LB2)을 발생하고 상기 레이저 광선은 상기제2재료(20A)에 흡수되어 상기 제2재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 가열하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 제1재료(18A)를 가열하고 팽창하기 위하여 상기 제1파장의 상기 제1레이저 광선(LBl)을 발생하기 전에 상기 제2재료(20A)를 그 유리천이 온도로 가열하기 위한 상기 제2파장의상기 제2레이저 광선(LB2)을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 제2재료(20A)를 그 유리천이 온도 이상으로 유지하면서 상기 제1파장의 상기 제1레이저 광선(LBl)을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제30항에 있어서, 상기 제1파장(LBl)의 방사에너지를 거의 투과하고 상기 제2파장(LB2)의 방사에너지를 거의 흡수하는 염료로 상기 제2재료(20A)를 착색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제1재료(18A)의 제1층(18) 및 제2재료(20A)의 제2층(20)을 구비한 광학식 데이터 저장매체(l0)내에 데이터 기록방법으로, (a) 상기 제1재료(18A)를 열에 의해 팽창하도록 가열하고, (b) 상기 팽창하는제1재료(l8A)가 상기 제2층(20)을 변형시켜 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성하고, (c) 상기 매체(10)를 냉각하고, (d) 상기 제2층(20)이 신장된 팽창 상태로 상기 제1재료(18A)를 유지하며, 상기 층(18,20)내에 기계적인 힘이 존재하고, (e) 상기 제1재료(18A)는 제1파장(LBl)의 방사에너지를 거의 흡수하고 상기 방법은 상기 제1파장의 레이저 광선(LBl)을 발생하며 상기 광선이 상기 제2층(20)을 거의관통하고 상기 제1재료(18A)에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체(10)내의 데이터 기록방법.
35. 제34항에 있어서, 상기 제1파장(LBl)의 방사에너지를 거의 흡수하도륵 상기 제1재료(18A)를 착색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2재료(18A, 20A)는 기화, 액화 또는 그 결정구조의 변화가 없는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제 1재료(18A)의 제 1층(18) 및 제 2재료(20A)의 제 2층(20)을 갖는 광학식 데이터 저장매체(10)에 데이터를 기록하는 방법으로, (a) 상기 제 1재료(18A)를 열에 의해 팽창하도록 가열하고, (b) 상기 팽창하는 제 1재료(18A)가 상기 제 2층(20)을 변형시켜 광학적으로 검출가능한 변형부(B)를 형성하게 하고, (c) 상기 매체(10)를 냉각하고, (d) 상기 제 2층(20)이 신장된 팽창상태로 상기 제 1재료(18A)를 유지하고, 상기 층(18,20)내네는 기계적 힘이 존재하며, (e) 상기 제 1및 제 2재료(18A,20A)는 무정형인 것을 특징으로 하는 광학식 데이터 저장매체에 데이터를 기록하는 방법.
38. 제 37항에 있어서, 상기 제 1재료(18A)는 탄성적이고, 상기 방법은 그 탄성한계 내에서 상기 제 1재료를 팽창라는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
39. 제 37항에 있어서, 상기 제 1및 제 2층(18,20)을 서로 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Images