DE3604757A1 - Optisches informationsspeicherungssystem mit erweiterter kapazitaet - Google Patents
Optisches informationsspeicherungssystem mit erweiterter kapazitaetInfo
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Description
OPTISCHES INFORMATIONSSPEICHERSYSTEM MIT ERWEITERTER KAPAZITÄT
Die Erfindung betrifft die optische Informationsspeicherung.
Im Zusammenhang mit dem breiten Einsatz von Computern und Audio- und Video- und anderen Systemen wurde angesichts der
Fülle an zu speichernder Information die Informationsspeicherung zu einem Problem von immer größerer Bedeutung. Traditionell
erfolgte die Informationsspeicherung bisher unter Einsatz verschiedenster Mittel, vorwiegend magnetischer und
photographischer Aufzeichnungsmittel. Bei derartigen Systemen
ist jedoch die Menge an Information, die auf einer gegebenen Fläche gespeichert werden kann, eng begrenzt. Aus
diesem Grunde wurde nach neuen Möglichkeiten der Informationsspeicherung gesucht, bei denen der Raum effektiver genutzt
werden kann.
In den letzten Jahren hat man sich optischen Speicherungsvorrichtungen
zugewandt. Bei derartigen Vorrichtungen werden zur Modulierung einer Laserquelle für die selektive
Auf zeichnung von Datenpunkten auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen
Stoffes digitale Daten verwendet. Bei den meisten optischen Speicherungsvorrxchtungen induziert die
Laserquelle im Stoff eine dauerhafte Änderung. Daher kann bei Ausrichtung eines Niederleistungsleselasers auf die
Oberfläche des Stoffes und bei Analyse des Lichts, das vom Oberflächenmaterial selektiv durchgelassen oder reflektiert
wird - häufig μnter Verwendung eines Photodetektors - das
gespeicherte Lichtmuster wieder in das elektronische Ausgangssignal zurückverwandelt werden. Der Hauptvorteil bei
der Verwendung derartiger Systeme besteht darin, daß pro Flä-
cheneinheit weit mehr Information gespeichert werden kann als bei Verwendung magnetischer oder anderer Mittel.
Bisher sind mehrere Typen von optischen Speicherungssystemen entwickelt worden bzw. in den Handel gelangt.
Einer dieser Typen ist ein blasenbildender optischer Speicher. Bei diesem Systemtyp v/erden zwei Stoff schichten
verwendet, eine obere dünne Metallschicht (wie z.B. Gold/ Platin) und eine untere durch Wärme zersetzbare Polymerschicht»
Durch Fokussierung eines Lasers auf einen Punkt avf der Oberfläche des Mediums kann der Metallfilm weich
und biegsam gemacht werden. Gleichzeitig verursacht die vom Laser ausgehende Wärme die Zerset zung des unter dem
Brennpunkt liegenden Polymers, wodurch es zur Bildung einer Gasblase kommt. Die Gasblase beeinflußt die Kontur
der weichen und biegsamen Oberfläche und bleibt bei deren Abkühlung erhalten. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit
einer Blase bei einem gegebenen Punkt auf der Oberfläche bildet demnach ein Informationsbit (= binäre Stelle)
Ein zweiter Typ von optischen Aufzeichnungsvorrichtungen
sind wärmeabsorbierende Aufzeichnungssysteme. Bei diesen brennt der Laser ein Loch durch eine reflektierende Oberfläche,
wodurch eine darunter liegende nichtreflektierende Oberfläche freigelegt wird. Umgekehrt kann durch
eine nichtreflektierende Oberfläche ein Loch gebrannt werden, um eine darunter liegende reflektierende Oberfläche
freizulegen. In jedem Fall führt die An- oder Abwesenheit eines Lochs zur Speicherung eines Informationsbits.
Bei einem dritten Typ optischer Speicherung bedient man sich der Phasenänderung von kristallin zu amorph, wobei
der Laser den Übergang des reflektierenden oder nicht- . reflektierenden Mediums von einer Phase in die andere
bewirkt, wobei die neue Phase entweder nicht reflektie-
rend oder reflektierend ist. Analog kann dieser Typ von
Phasenänderung auf verfeinerte Weise auch so eingesetzt werden, daß die Phasenänderung bei einer einzigen Wellenlänge
des Lichts erfolgt und damit die Phasenänderung wellenlängenabhängig
ist.
Ein vierter Speicherungstyp ist die magnetisch-optische Aufzeichnung, die eine Kombination der magnetischen Speicherung
mit der optischen Speicherung darstellt, die häufig als "optisch unterstützte magnetische Aufzeichnung"
bezeichnet wird. Beide Systeme sind geeignet und bei beiden arbeitet man mit Wärme, um das Magnetfeld der Datenpunkte
im Medium umzukehren, so daß die Feldumkehrung die Ebene eines einfallenden polarisierten Laserstrahls
dreht. Sowohl magnetisch-optische Stoffe als auch Stoffe mit Phasenänderungen von kristallin zu amorph bieten
die Möglichkeit der Löschung.
Obwohl diese optischen Speicherungssysteme gegenüber traditionellen
Aufzeichnungssystemen Vorteile zeigen, sind sie doch nicht vollständig zufriedenstellend. Einige der
aufzeichnenden Medien sind nur während einer bestimmten
Zeitspanne beständig, so daß sie für dauerhafte Aufzeichnungen nicht geeignet sind. Außerdem sind diese Verfahren,
obwohl mit ihnen wesentlich mehr Information aufgezeichnet werden kann als mit einem magnetischen Aufzeichnungssystem,
beschränkt auf die Aufzeichnung eines einzelnen Informationsbits in jedem Punkt, d.h. der Punkt ist entweder anwesend
oder abwesend, was durch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lochs oder durch die An- oder Abwesenheit
einer definierten Reflexions- oder Transmissionscharateristik angezeigt wird. Jeder Punkt ist somit beschränkt auf
die Aufzeichnung eines "Ja-" oder "Nein-"Informationsbits.
Eine Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung
eines Verfahrens, bei dem mehrere Informationen, d.h. mehr als eine binäre Stelle in einem einzigen Informationspunkt
aufgezeichnet werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung
von optischen Speicherungsmedien, in denen die gespeicherte Information im wesentlichen dauerhaft festgehalten wird.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen illustriert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Speicherung unter Verwendung eines photopolymerisierbaren flüssigkristallinen
Materials mit cholesterisehen optischen Eigenschaften. Durch
selektive Einstellung der Reflexions- oder Transmissionseigenschaften des Aufzeichnungsmediums, wodurch spezifische
Wellenlängenbanden des Lichts reflektiert oder durchgelassen werden, und ferner durch im wesentlichen dauerhafte Fixierung
der Reflexions- oder Transmissionseigenschaften des Films
durch Photopolymerisation können in jedem Punkt mehrfache wellenlängenabhängige Informationen gespeichert werden.
Die Kapazität des Aufzeichnungsmediums ist somit, verglichen mit traditionellen optischen Speicherungsmedien, erheblich
erweitert.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Informationsspeicherung, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine Trägeroberfläche mit einer Beschichtung aus einem Photoinitiator und einem photopolymerisierbaren Flüssigkristal 1-stoff
überzieht, wobei die Beschichtung cholesterische optische Eigenschaften zeigt, die für die selektive Transmission oder
Reflexion der gewünschten Wellenlängenbanden des Lichts eingestellt werden können, die Eigenschaften eines Hauptanteils der
Bereiche dieser Beschichtung nachfolgend so einstellt, daß jeder
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Bereich eine ausgewählte Wellenlängenbande durchläßt oder
reflektiert und jeden Bereich photopolymerisiert, wobei
jeder Bereich im wesentlich ständig selektiv seine Wellenlängenbande
durchläßt oder reflektiert, und die Bereiche zusammen gespeicherte Daten enthalten.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft ein
Verfahren zur optischen Informationsspeicherung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Trägeroberfläche mit einer
Beschichtung aus einem Photoinitiator und einem photopolymerisierbaren
Flüssigkristallstoff überzieht, wobei die Beschichtung cholesterische optische Eigenschaften zeigt,
die so eingestellt werden können, daß sie selektiv gewünschte Wellenlängenbanden des Lichts durchlassen oder
reflektieren, nachfolgend einen Hauptanteil der Bereiche der Beschichtung mit einer Energiequelle belichtet, wobei
jeder Bereich so eingestellt wird, daß er eine gewünschte Wellenlängenbande des Lichts selektiv durchläßt oder reflektiert
und nachfolgend jeden Bereich mit einer photopol ymerisierbaren Energiequelle belichtet,wobei jeder Bereich
so photopolymerisiert wird, daß er im wesentlichen dauerhaft selektiv diese Wellenlängenbande durchläßt oder
reflektiert und die photopolymerisierten Bereiche zusammen gespeicherte Daten enthalten.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lesen eines einen photopolymerisierten cholesterischen
Flüssigkristallstoff enthaltenden optischen Speicherungsmediums, dadurch gekennzeichnet, daß man ein
Medium bereitstellt, das eine Vielzahl von einen photopolymerisierten cholesterischen Flüssigkristallstoff aufweisenden
Bereichen enthält, wobei jeder Bereich selektiv eine Wellenlängenbande durchläßt oder reflektiert, nachfolgend
jeden Bereich mit einer diese Wellenlängenbanden enthaltenden nichtzerstörenden Lichtquelle bestrahlt und wenigstens
einen Teil des reflektierten oder durchgelassenen Lichts
jedes Bereichs nachweist, wobei die Wellenlängenbanden
zusammen gespeichterte Daten enthalten.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein optisches
Datenspeicherungssystein, dadurch gekennzeichnet, daß es einen datenmodulierten Energiestrahl, einen photopolymerisierenden
Laserstrahl, einen nichtlöschenden, eine Vielzahl von Wellenlängen aufweisenden Leselichtstrahl,
lichtempfindliche Mittel, die ausgewählte Wellenlängenbanden nachzuweisen vermögen, und eine Schicht eines einen
photopolyroerisierbaren flüssigkristallinen Stoff und einen Photoinitiator aufweisenden optischen Speicherungsmediums
aufweist, wobei dieses cholesterische optische flüssigkristalline Eigenschaften besitzt, die durch Einwirkung des
Energiestrahls einstellbar sind, ausgewählte Wellenlängenbanden des Lichts selektiv durchläßt oder reflektiert und
durch den Laserstrahl so photopolymerisiert werden kann, daß die ausgewählten Wellenlängenbanden dauerhaft fixiert
werden.
Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein optisches Datenaufzeichnungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß es ein
optisches Aufzeichnungsmedium, das einen photopolymerisierbaren flüssigkristallinen Stoff mit cholesterisehen optischen Eigenschaften
und einen Photo initiator enthält, Mittel zur Datenaufzeichnung,
die einen datenmodulierten Energiestrahl und einen photopolymerisierenden Laserstrahl sowie Mittel zur Fokussierung
des Energiestrahls und des Laserstrahls in ausgewählten Bereichen des Mediums enthalten,und Mittel zur Gewährleistung
einer relativen Bewegung zwischen dem Medium und dem fokussierten Energie- und Laserstrahlen, wobei der Energiestrahl die durchgelassenen
oder reflektierten Wellenlängenbanden des Lichts ausgewählter Bereiche des Mediums selektiv einzustellen vermag und
der Laserstrahl nachfolgend das Medium zu photopolymerisieren vermag, wobei dieses die ausgewählten Wellenlängenbanden im
wesentlichen dauerhaft durchläßt oder reflektiert ,umfaßt.
Eine sechste Ausführungsform der Erfindung betrifft ein
optisch gespeicherte Daten enthaltendes Medium, dadurch gekennzeichnet, daß dieses erhalten wird aus einem photopolymerisierbaren
Flüssigkristallstoff mit cholesterischen 5 optischen Eigenschaften und einem Photoinitiator auf einer
Trägeroberfläche und eine Vielzahl von Bereichen aufweist, in denen der Flüssigkristallstoff polymerisiert ist, und
gegebenenfalls Bereiche, in denen der Flüssigkristallstoff
nicht polymerisiert ist, wobei die polymerisieren Bereiche ausgewählte Wellenlängenbanden des Lichts selektiv durchlassen
oder reflektieren und die polymerisieren und gegebenenfalls
unpolymerisierten Bereiche zusammen gespeicherte Daten enthalten.
Das optische Speicherungsmedium, das zur Durchführung der Erfindung verwendet wird, enthält ein photopolymerisierbares
Flüssigkristallmaterial, das cholesterische optische Eigenschaften zu zeigen vermag. In einer entsprechend ausgerichteten,
einen geeigneten Photoinitiator aufweisenden Beschichtung kann durch äußere Einflüsse das Material dazu gebracht werden, eine
gewünschte Wellenlängenbande des Lichts im Infrarotbereich, im sichtbaren und/oder UV-Bereich des Spektrums zu reflektieren
oder durchzulassen. Beispiele für derartige Einflüsse sind Temperatur, elektrische und magnetische Felder, Druck, Schallwellen,
chemische Dämpfe und dergleichen. Je nach den Llmgebungsbedingungen,
unter denen das Material verwendet wird, kann einer bestimmten Art dieser Einflüsse gegenüber anderen Einflüssen
der Vorzug gegeben werden. Für die hier in Betracht gezogenen Verwendungszwecke der Datenaufzeichnung und des
Lesens werden Änderungen in der Stärke von elektrischen und magnetischen Feldern und Temperatureinstellungen bevorzugt,
insbesondere letztere. Ist die entsprechende Wellenlängenbande einmal erzielt, kann das Material zur Fixierung der Eigenschaften
des Films photopolymerisiert werden. Danach ist bei Prüfung des Films mit einem Detektor die fixierte Eigenschaft des
Punktes nachweisbar. Durch die Photopolymerisation wird das
Medium spürbar beständig und behält seine fixierten optischen
Eigenschaften über Jahre, selbst unter relativ ungünstigen Bedingungen. Die erfindungsgemäßen Medien sind somit ideal
als Datenspeicherungsstoffe.
Für die Durchführung der Erfindung in Frage kommende Stoffe
sind Cholesterin- oder Dihydrochoiesterinderivate, die über die Hydroxylgruppe in 3-Stel lung mit einem Acryl at- oder
Methacrylatfragment über ein Brückenglied verknüpft sind.
Diese Verbindungen haben die Struktur der Formel
RiO O I Il M OC-0- A-C-O
-, -R3O- oder -R4O- und R2 eine
wobei
R1 H oder CH3, A
Alkylenkette mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituiertenMethylengruppen,
R3 eine Alkylenkette mit 2 bis Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppen,
R. einen Alkylen- oder niederalkylsubstituierten Alkylenether, diether
oder -triether mit insgesamt 3 bis 14 C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten, mit der Maßgabe, daß der an den Carbonatteil
anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2 C-Atomen besteht, und y 0 oder 1 bedeutet. Es versteht sich jedoch von
selbst, daß die Erfindung mit jedem beliebigen photopolymerisierbaren
Flüssigkristallmaterial durchgeführt werden kann, dessen
cholesterische optische Eigenschaften durch Photopolymerisation
fixiert werden können, und daß die Erfindung nicht auf die angeführten Verbindungen beschränkt ist.
Es versteht sich von selbst, daß es in vielen Fällen zur Durchführung der Erfindung vorzuziehen ist, das cholesterische
Flüssigkristallmaterial in einer Zusammensetzung zu verwenden, die auch noch andere Komponenten enthält, wie zum Beispiel
andere photopolymerisierbare oder nichtphotopolymerisierbare Flüssigkristallstoffe, monomere Verdünnungsmittel, Stabilisatoren
und dergleichen. Insbesondere ist festgestellt worden, daß bei Verwendung bestimmter Flüssigkristallstoffe die Einarbeitung
einer beschränkten Menge eines monomeren Verdünnungsmittels eine Viskositätsabnahme bewirken kann, so daß die Stoffe
leichter zu dünnen, einer Scherkraft ausgesetzten bzw. beschnittenen und stark ausgerichteten Beschichtungen verarbeitet werden können.
Wie weiter unten näher erläutert werden wird, ist die Dicke der Beschichtung häufig ein wichtiger Gesichtspunkt. Aus diesen und auch
noch aus anderen Gründen werden sämtliche erwähnten Kombinat ionen als in den Umfang der Erfindung miteingeschlossen betrachtet.
Die photopolymerisierbaren Zusammensetzungen können auf eine Reihe von Trägeroberflächen aufgebracht werden, wie zum Beispiel
durch Aufsprühen in Form eines Films auf eine Trägeroberfläche, die ganz glatt und gleichmäßig sein kann oder durch
Aufsprühen nach bekannten speziellen Techniken auf eine vorgängig spiralig oder konzentrisch gerillte Oberfläche, wie dies
zum Beispiel in der US-PS Nr. 4 298 975 beschrieben wird. Nach der Verteilung des Mediums auf der Trägeroberfläche wird ein
ausgewählter Bereich, das heißt ein Informationspunkt so bestrahlt, daß dieser eine gewünschte Wellenlänge oder eine Vielzahl von
Wellenlängen des Lichts reflektiert oder durchläßt. Im Idealfall wäre das Medium so eingestellt, daß jeder Punkt eine ausgewählte
Wellenlänge des Lichts durchläßt oder reflektiert. In den meisten Fällen ist es jedoch aufgrund der Schwierigkeit, sämtliche Bereiche
des Mediums dazu zu veranlassen, gleichzeitig dieselbe Reaktion zu zeigen, nicht möglich, eine Reaktion bei einer
einzigen Wellenlänge zu fixieren. Aus diesem Grunde wird hier zur Beschreibung der Reaktion des Films der Ausdruck
"Wellenlängenbande" verwendet. Dieser umfaßt eine oder mehrere angrenzende Wellenlängen des Lichts, die von einem
erfindungsgemäßen !iedium durchgelassen oder reflektiert werden.
Die Filmdicke und die molekulare Ausrichtung sind wichtige
Gesichtspunkte, welche die Zahl der Wellenlängen in einer gegebenen Wellenlängenbande beeinflussen können. Mit zunehmender
Filmdicke und abnehmendem Grad an molekularer Ausrichtung nimmt die Bandbreite an durchgelassenem oder
reflektiertem Licht zu. Die Dickenzunahme kann die Fähigkeit des Films zur Fixierung durch die photopolymerisierende Strahlung
negativ beeinflussen. So können gewisse Teile des Films mit unterschiedlicher Geschwindigkeit polymerisieren, und es kann
in den einzelnen Bereichen des Films zu unterschiedlichen optischen Reaktionen kommen.
Aus den genannten Gründen wird eine Filmdicke von höchstens ca. 25 pm gewöhnlich bevorzugt, insbesondere jedoch eine
Filmdicke von höchstens ca. 15 um. Andererseits darf der Film nicht zu dünn sein. Es ist bekannt geworden, daß cholesterische
flüssigkristall ine Stoffe bei Verminderung der Filmdicke auf ca.
2 bis 3 pm ihre cholesterischen Reaktionen verlieren. Für die Durchführung der Erfindung muß somit die Filmdicke je nach der
Art des Materials mindestens ca. 2 pm, vorzugsweise jedoch mindestens ca. 3 ™ betragen.
Die Reaktionen von dicken Filmen im Gegensatz zu dünnen Filmen gehen aus Figur 1 und 2 hervor. Figur 1 illustriert das optische
Transmissionsspektrum, das mit einem Film erzielt wurde, der,
verglichen mit dem Film, mit dem das in Figur 2 illustrierte optische Transmissionsspektrum erzielt wurde, dick war. Die
BAD ORIGINAL
Peakbreite war auf halber Höhe erheblich größer. Diese
Breitenzunahme vermindert die Zahl der Wellenlängenbanden, die bei einem gegebenen Typ von Medium aufgezeichnet werden
können, da die Banden zur Vermeidung gravierender überlappungsinterferenzen stärker verteilt werden müssen. Obwohl durch die
Verwendung von Lesevorrichtungen, die so eingestellt werden können, daß sie Reaktionen mit minimaler Peakhöhe anzeigen
und auch so eingestellt werden können, daß sie Reaktionen aus einem begrenzten Bereich der Wellenlängenbande (vorzugsweise
dem Peakmaximum) anzeigen, Interferenzprobleme auf ein Minimum beschränkt werden können, ist es dennoch zur Optimierung
der Aufzeichnungseffizienz des Mediums vorzuziehen, schmale Reaktionen zu erzielen. Als weitere Alternative kann die Anzeige
auch so erfolgen, daß man die Bereiche unter den Peaks, die den
jeweiligen Wellenlängenbanden entsprechen, integriert.
Wie oben angegeben, besteht der am meisten bevorzugte Weg zur Durchführung der Erfindung in der Temperatureinstellung der
Parameter des Films, was durch Einwirkung von Energie von außen erfolgen kann. Eine der Möglichkeiten besteht in der Fokussierung
eines Infrarotlichtstrahls auf einen ausgewählten Bereich des Mediums (eines Punktes) zur Steigerung der Te-nperatur des
Materials. Durch die Einstellung des ausgewählten Bereichs des Mediums durch Erwärmung ändert sich die durchgelassene oder
reflektierte Wellenlänge des Lichts. Deshalb ist die Bestrahlung so lange fortzusetzen, bis der Informationspunkt tatsächlich die
gewünschte Wellenlängenbande reflektiert oder durchläßt. Dies
kann durch eine entsprechende Messung oder Vorherbestimmung der für die Bestrahlung des Punktes zur Erzielung des notwendigen
Temneraturanstiegs, ausgehend von einer bekannten Ausgangstemperatur,
erforderlichen Energiemenge erfolgen. In jedem Falle wird der Punkt bei Erzielung der gewünschten Wellenlänge der Transmission
bzw. der Reflexion augenblicklich photopolymerisiert, wodurch seine optischen Eigenschaften fixiert werden.
BAD ORIGINAL
Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Vorrichtungen. Einer davon ist die hohe Aufzeichnungsgenauigkeit.
Bei den bekannten Vorrichtungen werden Informationspunkte zuerst fixiert und dann auf ihre Genauigkeit
hin überprüft. Wird ein Fehler festgestellt, muß die Information erneut aufgezeichnet werden, was einen zusätzlichen Raum auf dem
Aufzeichnungsmedium in Anspruch nimmt und außerdem einen Zeitverlust
bedeutet. Mit der vorliegenden Erfindung kann das vermieden werden, da die Transmissions- oder Reflexionscharakteristika
mit einem der erwähnten Mittel eingestellt werden können und danach, bevor die Photopolymerisation erfolgt, überprüft
werden. Die Einstellung der Transmission bzw. der Reflexion kann vor der Photopolymerisation erfolgen. Die
Redundanz und der für die Fehlerkorrektur erforderliche Raum können damit auf ein Minimum herabgesetzt werden, wodurch die
nutzbare Oberfläche des Mediums weiter gesteigert werden kann.
Die in einer Folge von Punkten gespeicherte Information kann durch Bestrahlung der Oberfläche des polymerisierten Mediums
mit einer ηichtzerstörenden Lichtquelle abgelesen werden, welche
sämtliche Wellenlängenbanden umfaßt, die im Medium gespeichert
sind. Jeder Punkt reflektiert selektiv die Wellenlängenbande entsprechend seiner Fixierung oder läßt sie durch,
und das reflektierte oder durchgelassene Licht kann mit einem geeigneten Photodetektor abgetastet werden. Wie
oben angegeben, kann dieser so eingestellt werden, daß er die gesamte Bandbreite des Punktes oder nur ein Teil
davon nachweisen kann. Figur 2 illustriert eine willkürlich gewählte Abtastbreite von ca. 10 nm (mit C angegeben).
Die obigen Ausführungen gelten für ein Medium, in dem jeder Informationspunkt aus einem diskreten Anteil des Mediums besteht
und worin im Normalfall sämtliche Anteile des Mediums polymerisiert sind. Es können aber auch Systeme verwendet werden, in
denen ein Informationspunkt nicht polymerisiert ist und unpolymerisiert bleibt, so daß er eine unterschiedliche Wellenlängenbande
durchzulassen oder zu reflektieren vermag, die nicht den
BAD ORIGINAL
anderen zugeordneten Wellenlängenbanden entspricht. Unter derartigen Umständen zeigt der Detektor die Abwesenheit
eines Signals an, was eine zugeordnete Bedeutung in Form einer zugeordneten Wellenlängenbande hat. Obwohl ein
derartiges System im wesentlichen zum selben Ergebnis führt wie das oben angeführte, ist es doch vorzuziehen, ein System
zu verwenden, bei dem sämtliche Anteile des zu lesenden Mediums polymerisiert sind, da ein derartiges System.die
Möglichkeit der Anzeige irreführender Signale auf ein Minimum
herabsetzt.
Eine andere Variante des oben angeführten Systems besteht darin,
daß jeder diskrete Informationspunkt polymerisiert wurde, jedoch von kleinen Bereichen an unpolymerisiertem Material umgeben war.
Obwohl dies in bestimmten Situationen akzeptabel sein kann, kann es dadurch dennoch zu einer unerwünschten wechselseitigen Bewegung
zwischen den Informationspunkten kommen. Außerdem können niedermolekulare
Verbindungen die Tendenz zeigen, aus den nichtpolymerisierten Bereichen in die polymerisieren Informationspunkte
einzuwandern, wodurch eine Änderung in den optischen Eigenschäften
der Punkte ausgelöst wird. Es ist daher vorzuziehen, diese umgebenden Bereiche durch Polymerisierung so zu fixieren,
daß sie keine optischen Eigenschaften zeigen oder eine für die Anzeigevorrichtung unsichtbare Wellenlängenbande des Lichts
durchlassen oder reflektieren.
Ein anderer bei der Auswahl des Aufzeichnungsmediums zu berücksichtigender Faktor ist die Sensibilität der Aufzeichnungs- und
Lesevorrichtung. Die gegenwärtig im Handel erhältlichen Vorrichtungen
vermögen bekanntlich bei hoher Geschwindigkeit zu arbeiten und dadurch rasch und zuverlässig eine Vielzahl von Informationspunkten
zu fixieren. Die Hersteller bekannter optischer Aufzeichnungsvorrichtungen
fordern jetzt, daß der Stoff sensibel genug sein soll, um von einer Belichtung mit 0,2 Nanojoule pro um
beeinflußt zu werden, und daß jeder Informationspunkt einen Durchmesser der Größenordnung von 1 um oder darunter aufweisen sollte.
BAD ORiGiNAL
Dennoch ist die hohe Geschwindigkeit nicht immer kritisch, und es können Daten bei einer Geschwindigkeit aufgezeichnet
und bei einer anderen Geschwindigkeit gelesen werden.
Die Erfindung kann unter den verschiedensten Bedingungen verwendet werden, einschließlich der Aufzeichnung und des
Lesens bei hoher und niedriger Geschwindigkeit, wobei die Wahl der Bedingungen von der Umgebung, in der das Medium letztendlich verwendet wird, abhängt (z.B. Personalcomputer einerseits
und technische Verwendung bei hohen Geschwindigkeiten andererseits). Das kann durch Anpassung der Sensibilität des Films (einschl.
Dicke, Reaktionseigenschaften, Polymerisationsempfindlichkeit und dergleichen) an die Forderungen bezüglich der Aufzeichnungs-
und/oder Lesevorrichtung erfolgen, wobei sämtliche Varianten in den Erfindungsumfang miteingeschlossen sind.
Die Vorteile der Durchführung der Erfindung sind sofort ersichtlich.
Bei dem Stand der Technik konnte nur ein Informationsbit in einem einzigen Punkt aufgezeichnet werden. Erfindungsgemäß
kann in einem einzigen Punkt wesentlich mehr als ein Bit aufgezeichnet werden. Können in einem erfindungsgemäßen optischen
Speicherungsmedium η unterscheidbare Wellenlängenbanden des
Lichts fixiert werden, dann sind bei Verwendung eines Computersystems
auf binärer Basis 2n-Kombinationen möglich. So ergeben
p zum Beispiel vier unterscheidbare Wellenlängen vier (2 ) binäre
Kombinationen: 00 01 10 11. Wird eine spezifische Wellenlänge jeder
dieser Kombination zugeordnet, dann kann in jedem Punkt eine der vier Farben (Wellenlängenbanden) fixiert werden und es können
zwei Informationsbits gegenüber einem beim Stand der Technik aufgezeichnet werden. Es kann somit bei diesem Beispiel, verglichen
mit dem, was bei Verwendung einer bekannten Vorrichtung aufgezeichnet werden kann, die Informationsmenge verdoppelt werden.
Wird ein anderes System als ein binäres verwendet, so gelten für die speicherbare Informationsmenge andere Beschränkungen.
BAD ORIGINAL
Wenn acht (2 ) verschiedene Wellenlängen des Lichts nachgewiesen und im Medium fixiert werden können, dann sind analog
dazu folgende Kombinationen möglich: 000 001 010 011 100 101 110 111. Es ist leicht einzusehen, daß diese Kombination
der Wellenlängenaufzeichnungen die Möglichkeit bietet, verglichen mit dem Stand der Technik, dreimal die Information
zu erhalten, die in einem einzigen Punkt gespeichert ist. Es ist somit offensichtlich, daß die Gesamtkapazität eines
Aufzeichnungsmediums zur Aufzeichnung von Information von
der Fähigkeit des Systems abhängt, unterschiedliche aufgezeichnete Wellenlängen anzuzeigen. Es ist ebenso auch einzusehen,
daß mit zunehmender Zahl der unterscheidbaren Wellenlängen auch die Speicherungsfähigkeit stark zunimmt. Wenn
ein erfindungsgemäßes Medium in der Lage ist, Wellenlängen im Bereich von 200 bis 1000 nm zu reflektieren oder durchzulassen
und wenn die Anzeigevorrichtung in der Lage ist, 10-nm-Wellenlängenbanden zu unterscheiden, könnten 80 Banden
unterschieden werden. Wenn man davon ausgeht, daß ein binäres System verwendet wird, dann könnte zur Datenaufzeichnung
ein Maximum von 2 , d.h. 64 Wellenlängenbanden, verwendet werden. Dies würde natürlich eine extrem hohe Betriebsfähigkeit
erfordern und aus praktischen Gründen würden vielleicht nicht mehr als 32 (2 ) Banden verwendet.
Die erfindungsgemäße verbesserte Speicherfähigkeit kann auf
verschiedene Weise sichtbar gemacht werden. Wird z.B. der Buchstabe A, für den der ASCII-Code 65 (binär 01000001)
ist, auf einem traditionellen Aufzeichnungsmedium gespeichert,
dann sind für die Aufzeichnung dieses Buchstabens acht Punktegruppen erforderlich. Erfindungsgemäß kann bei
Verwendung eines einfachen Aufzeichnungsmediums, das für
den Nachweis von vier unterscheidbaren hellen Wellenlängenbanden, wie oben beschrieben, geeignet ist, dieselbe
Information in vier Informationspunkten gespeichert werden.
BAD ORtGINAL
Wie oben ausgeführt, bedeutet dies eine Verdoppelung der
Speicherungskapazität.
Die Erfindung bietet eine Speicherungsmöglichkeit, die in manchen Beziehungen dem Stand der Technik entgegengesetzt
ist. So haben manche Computer in ihre Betriebssysteme Mit-.
tel zur Darstellung verschiedener Farben auf einem CRT-Display,
definiert durch Kombinationen binärer Stellen, eingebaut ο Ist z.B. der Computer in der Lage,, 16 Farben
zu erkennen, sind zur Codierung der Information 16 verschiedene Kombinationen (2*) von 0 und 1 erforderlich. Ist z.B.
die Farbe Grün einem Code 0001 zugeordnet, der eine von 15 möglichen Varianten von 4 binären Stellen darstellt,
erteilt der Computer den Befehl für die Wiedergabe der Farbe Grün entsprechend diesem Code. Bei der vorliegenden
Erfindung ist genau das Umgekehrte der Fall,, da der Computer
auf die Erzeugung eines binären Codes als Antwort auf eine bestimmte Farbe programmiert würde= In dem genannten
Beispiel würde somit der Computer auf die Farbe Grün mit der Codesequenz OOOl reagieren.
aus den obigen Ausführungen ist unmittelbar ersichtlich,
daß die Erfindung vorteilhafterweise die Möglichkeit bietet,
erheblich mehr Information in einem einzigen Punkt zu speichern als dies bei einem bekannten Medium der Fall
ist. Eine Wellenlängenbande aus einer Vielzahl von Wellenlängenbanden
mit einer zugeordneten Bedeutung entsprechend dem Detektorcode kann in einem bestimmten Punkt fixiert werden,
wonach die zugeordnete Bedeutung nach Anzeige und Interpretation vorzugsweise mit Hilfe eines Computers
leicht zu ermitteln ist= Statt nur die Anwesenheit oder Ab-Wesenheit
eines Punktes zu sehen, sieht der Detektor eine Vielzahl von zugeordneten Wellenlängenbanden mit fester
BAD ORIGINAL
Bedeutung. Außerdem kann diese Information in einer Vielzahl von Medien gespeichert werden, wie z.B. in
Platten, Karten, Bändern, Filmen, Diapositiven usw., mit oder ohne Schutzmantel bzw. Schutzschicht, wobei
sämtliche Medien in den Erfindungsumfang miteingeschlossen
sind. Die Information kann außerdem innerhalb eines weiten Bereichs des Spektrums, einschließlich des UV-Bereichs, des
sichtbaren Bereichs und des IR-Bereichs, aufgezeichnet
werden, und zwar zur gleichen Zeit oder nacheinander innerhalb eines bestimmten Zeitraums, mit der Maßgabe, daß
die nicht benutzten Bereiche des Mediums unpolymerisiert bleiben.
Angesichts der großen Auswahl an Wellenlängenbanden, die für einen Informationspunkt zur Verfügung gestellt werden
könnten, läßt sich eine erheblich höhere Informationsdichte erzielen. So z.B. können die gegenwärtigen magnetischen
Aufzeichnungsvorrichtungen 1,6 χ 10 Bits Infor-
2
mation pro cm aufzeichnen und optische Speicherungsvor-
mation pro cm aufzeichnen und optische Speicherungsvor-
richtungen mit 1-um-AufZeichnungspunkten ca. 10 Bits pro
2
cm . Demgegenüber können erfindungsgemäß bei einfacher Vierfarbenempfindlichkeit unter Verwendung von 1-um-Punk-
cm . Demgegenüber können erfindungsgemäß bei einfacher Vierfarbenempfindlichkeit unter Verwendung von 1-um-Punk-
o 2
ten 2 χ 10 Bits Information pro cm gespeichert werden, und steigert man die Zahl der Farben auf 8, 16 usw., nimmt
auch die Speicherungsfähigkeit des ausgewählten Mediums
sprunghaft zu. Die potentielle Kapazität des erfindungsgemäßen Systems übersteigt somit bei weitem diejenige bekannter
Systeme.
Dieses Beispiel illustriert ein relativ einfaches Verfahren zur Fixierung einer einzigen durchgelassenen Wellenlängenbande
eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums. Ein Tropfen (ca. 0,02 g) einer aus 48 Gew.-%
Dihydrocholesteryl-4-acryloyloxybutanoat, 48 Gew.-% Dihydrocholesteryl-11-acryloyloxy-undecanoat,
3 Gew.-% Pentaerythrittriacrylat-Comonomer und 1 Gew.-% Photoinitiator
Irgacure 651 bestehenden Zusammensetzung wird auf einen durchsichtigen Objektträger aufgebracht. Danach wird auf
den Tropfen ein 0,17 mm (6,5 mil) dickes durchsichtiges Deckglas gelegt und niedergedrückt, um einen zwischen den
beiden Glasplättchen einer Scherung ausgesetzten bzw. ausgebreiteten Q,03 bis 0,04 mm (1 bis 1,5 mil) dicken Flüssigkristallfilrn
zu erzeugen. Die Probe wird dann senkrecht
zum Strahl einer auf 20 mm fokussierten Infrarotlichtquelle befestigt. Zusätzlich wird dann noch ein bei 337 nm
emittierender UV-Impulslaser in ähnlicher Weise auf denselben
Lichtfleck fokussiert. Danach wird die Probe bei Raumtemperatur mit der IR-Lichtquelle so lange bestrahlt,
bis das durchgelassene Licht des Films eine Wellenlänge von ca. 500 bis 530 nm auf v/eist. Unmittelbar danach wird der
Lichtfleck mit dem UV-Impulslaser bestrahlt, wodurch der Fleck polymerisiert wird und die Transmissionseigenschaften
des Films fixiert werden. Ein sichtbares Transmissionsspektrum des polymerisierten Flecks erzeugt einen Peak im
Bereich von 500 bis 5 30 nm.
Dieses Beispiel illustriert die Wirkung der Filmdicke und Scherung bzw. Ausbreitung auf die Bandbreite bei halber
Peakhöhe. Auf zwei durchsichtige Objektträger wird jeweils ein Tropfen (ca. 0,02 g) einer aus 48 Gew.-% Dihydrocholesteryl-4-acryloyloxybutanoat,
48 Gew.-% Dihydrocholesteryl-ll-acryloyloxyundecanoat,
3 Gew.-% Pentaerythrittriacrylat und 1 Gew.-% Photoinitiator Irgacure 651 bestehenden Zusammensetzung aufgebracht. Danach wird auf
BAD ORIGINAL
jeden Tropfen ein zweiter Objektträger gelegt. Bei Beispiel 2A werden die Objektträger von Hand zusammengedrückt,
um eine ausreichende Scherwirkung zu gewährleisten, so daß eine cholesterische Reaktion sichtbar wird. Bei Beispiel 2B
werden die Objektträger an beiden Enden fest zusammengespannt, um einen unter diesen Bedingungen möglichst dünnen
und einer sehr starken Scherung ausgesetzten Film zu erzielen, der dann ebenfalls cholesterische Reaktionen zeigt.
Die beiden Proben werden denselben Temperaturbedingungen ausgesetzt und mit einer Xenon-UV-Bogenlampe so bestrahlt,
daß jeder Fleck= einer Energie von 24 J ausgesetzt ist. Das dabei erhaltene Transmissionsspektrum für die beiden Proben
ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Bandbreite bei halber Peakhöhe (A-A in Fig. 1) ca. 65 nm
beträgt, wohingegen die Breite des schmäleren Peaks (B-B in Fig. 2) ca. 40 nm beträgt. Die entsprechenden Filmdicken
der gemäß Fig. 1 und Fig. 2 verwendeten Proben betragen ca. 37 um und 13 pm. Je dicker der Film ist und je geringer der
Grad der Ausrichtung, umso größer ist demnach die erzielte Peakbreite.
Dieses Beispiel illustriert die Temperatureinstellung, die
bei einem gegebenen Medium zu unterschiedlichen Wellenlängenbandreaktionen
führt. Auf eine Reihe von durchsichtigen Objektträgern wird jeweils ein Tropfen (ca. 0,02 g) einer
Zusammensetzung aus 19,2 Gew.-% Dihydrocholesteryl-4-methacryloyloxybutanoat,
76,8 Gew.-% Dihydrocholesteryl-11-methacryloyloxy-undecanoat,
3,0 % Pentaerythrittriacrylat und 1,0 % Photoinitiator Irgacure 651 aufgebracht. Auf jeden
Tropfen wird dann ein zweiter Objektträger 'gelegt, wonach die beiden Objektträger zur Induzierung einer Scherwirkung
im Flüssigkristallfilm zusammengedrückt werden. Jede Probe wird dann einer unterschiedlichen
BAD ORIG(NAL
Außentemperatur im Bereich von 5 bis 430C ausgesetzt, um
unterschiedliche cholesterische Reaktionen zu erzeugen. Jede Reaktion wird dann durch Belichtung mit einer Xenon-UV-Bogenlampe,
wie in Beispiel 2 beschrieben, fixiert. Die entsprechenden Temperaturen, bei denen die Polymerisation
durchgeführt wird und die dabei erhaltenen Transmissionsdaten sind nachfolgend aufgeführt:
Probe
'S Λ
10 3B
Temperatur (0C) | Λ max |
5 | 850 |
10 | 620 |
15 | 575 |
25 - | 470 |
43 | 427 |
Die erhaltene Spektrenserie ist in Fig. 3 dargestellt. Daraus ist zu ersehen, daß die 15°-, 20°-, 25°- und 43°-Peaks näher
beisammen sind und daß die20°- und 25°-Peaks wohl nicht unterschieden
werden können, wenn nicht ergänzende Techniken eingesetzt v/erden. Der 43°-Peak kann jedoch vom 25°-Peak unterschieden
v/erden und der 15°-Peak vom 20°-Peak, indem man eine
ΓΓιίnimale 50%-Transmissionsgrenze auswählt und, wie angegeben,
die schmalen Wellenlängenbereiche IHA und IHB abtastet.
Diese Spektren zeigen außerdem an, daß die linearen Temperaturänderungen möglicherweise keine linearen Verschiebungen in den
Peakhöhenmaxima bewirken.
Dieses Beispiel illustriert die Erzeugung und Anzeige von vier Dä'npfungswe 11 en längenbanden des Lichts für die Verwendung in
einer einfachen optischen Aufzeichnungsvorrichtung.
BAD ORIGINAL
Eine Filmprobe wird hergestellt, wie in Beispiel 1 angegeben,
und in einer Haltevorrichtung befestigt. Die Filmtemperatur wird, indem man eine Flüssigkeit strömen läßt, auf
0°C eingestellt. Die Probe ist in der Haltevorrichtung senkrecht zu einem Infrarotlichtstrahl montiert, der auf einen
2
Punkt mit der Oberfläche von 1 mm fokussiert ist. Außerdem ist auf denselben Punkt noch ein bei 337 nm emittierender UV-Impulslaser fokussiert. Die Haltevorrichtung ermöglicht außerdem, daß die Probe so bewegt werden kann, daß der Brennpunkt auf der Probe von einer Stelle zur anderen verschoben werden kann.
Punkt mit der Oberfläche von 1 mm fokussiert ist. Außerdem ist auf denselben Punkt noch ein bei 337 nm emittierender UV-Impulslaser fokussiert. Die Haltevorrichtung ermöglicht außerdem, daß die Probe so bewegt werden kann, daß der Brennpunkt auf der Probe von einer Stelle zur anderen verschoben werden kann.
Ein erster Punkt auf der Probe wird mit einem IR-Lichtstrahl
so lange bestrahlt, bis der Punkt Wellenlängen in einer Bande von 4OQ bis 430 nm abschwächt. Unmittelbar danach wird
der Punkt mit dem UV-Laser bestrahlt, wodurch die optischen Dämpfungseigenschaften des Films dauerhaft fixiert werden.
Die Probenhaltevorrichtung wird unmittelbar danach so eingestellt, daß ein zweiter an den ersten Punkt angrenzender
Punkt so bewegt wird, daß er der IR-Lichtquelle ausgesetzt
wird und die IR- und UV-Lichtstrahlen auf dieselbe Weise einwirken. In diesem Falle jedoch wird die Dauer der Einwirkung
der IR-Lichtquelle so abgeändert, daß die gedämpfte Wellenlängenbande für den Punkt 470 bis 510 nm beträgt. Wie
der erste Punkt, so wird auch der zweite unmittelbar mit dem UV-Laser bestrahlt, um die Polymerisation zu induzieren
und die optische Transmission des Punktes zu fixieren.
Dieses Verfahren wird zweimal wiederholt, wobei die gedämpfte Wellenlängenbande des dritten Punktes 500 bis 540 nm
beträgt und diejenige des vierten Punktes 580 bis 610 nm. Es werden somit vier aufeinanderfolgende Punkte erhalten,
von denen jeder eine andere Wellenlängentransmission aufweist.
Der Nachweis und die Unterscheidung zwischen den Punkten erfolgt durch Fokussierung eines Lichtstrahls einer Wolfram-Lampe
auf jeden Punkt. Das von den einzelnen Punkten durchgelassene Licht wird durch einen Monochromator geschickt,
der das durchgelassene Licht in den folgenden Wellenlängenbereichen analysiert: 417-421 nm, 488-492 nm,
518-522 nm und 598-602 nm, wie durch 4A-4D in Fig. 4 angegeben ist. Das aus dem Monochromator austretende Licht
fällt dann auf einen Photovervielfacher, der mit einem für den Nachweis und die Aufzeichnung der aus dem Monochromator
austretenden Leistung geeigneten elektronischen Stromkreis ausgestattet ist, der über zusätzliche Mittel zur
Unterscheidung zwischen starken Signalen (Durchlässigkeit mindestens 60 %) und Hintergrundsignalen verfügt, die durch
Hintergrundstörungen oder Bandüberlappung hervorgerufen werden. Der spezielle Wellenlängenbereich, in dem jeder
Punkt das Licht der Wolfram-Lampe abschwächt, wird durch eine geringe Leistung des Photovervielfachers angezeigt.
Somit können Punkte mit unterschiedlichem Informationsgehalt durch unterschiedliche Reaktionen des Analysators, der
den Monochromator, den Photovervielfacher und den damit
verbundenen elektronischen Stromkreis umfaßt, nachgewiesen werden. Die erhaltenen Spektren und Nachweisbereiche sind
in Fig. 4 dargestellt.
Dieses Beispiel illustriert die Verwendung vier verschiedender Abschwachungswellenlängenbanden zur Informationscodierung
in einem erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsstoff. Jedem der vier nach Beispiel 4 erhaltenen Wellenlän-
genbereiche sind die nachfolgenden Bit-Paarwerte zugeordnet:
BAD ORIGINAL
4 A | 417 - 421 |
4 B | 488 - 492 |
4 C | 518 - 522 |
4 D | 598 - 602 |
- 36 Probe Wellenlängenbereich zugeordnetes Bitpaar
00 01 10 11
Die Bytewerte werden ermittelt durch Ablesen einer Folge von vier Punkten. So ist z.B. bei der festgestellten Punktfolge
von Punkt 1 (488-492 nm), Punkt 2 (417-421nm ) , Punkt
(417-421 nrn) und Punkt 4 (488-492 nm) der Bytewert 01000001. Dieser Bytewert ist 55, was dem ASCII-Code für den Buchstaben
A entspricht.
Handelt es sich andererseits um die Folge Punkt 1 (488-492 nm),
Punkt 2 (488-492 nm), Punkt 3 (518-522 nm) und Punkt 4 (518-522 nm), ist der Bytewert 01011010. Dieser Bytewert ist
90, was dem ASCII-Code für den Buchstaben Z entspricht. Daraus ist zu ersehen, daß durch entsprechende Aufzeichnungssequenzen von Punkten mit ausgewählter Wellenlängenbandenreaktion,
verglichen mit bekannten Vorrichtungen, ungefähr das Doppelte (für dieses Beispiel) an Information
in einer Sequenz aufgezeichnet werden kann.
ORIGINAL INSPECTED
Claims (61)
1. Verfahren zur optischen Informationsspeicherung, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Trägeroberfläche
mit einer Beschichtung aus einem Photoinitiator und einem photopolyinerisierbaren Flüssigkristallstoff überzieht,
wobei die Beschichtung cholesterische optische Eigenschaften zeigt, die so eingestellt werden können, daß
sie selektiv gewünschte Wellenlängenbanden des Lichts durchlassen oder reflektieren,
die Eigenschaften eines Hauptanteils der Bereiche dieser Beschichtung nachfolgend so einstellt, daß jeder Bereich
eine ausgewählte Wellenlängenbande durchläßt oder reflektiert und
jeden Bereich photopolymerisiert, wobei jeder Bereich im wesentlichen auf Dauer selektiv seine ausgewählte Welleniängenbande
durchläßt oder reflektiert, und die Bereiche zusammen gespeicherte Daten enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtung 2 unterscheidbare
Wellenlängenbanden durchläßt oder reflektiert, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende
Wellenlängenbande reflektiert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten Bereiche eine UV-Licht enthaltende
Wellenlängenbande reflektiert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß wenigstens einer der photopolymerisierten Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende
Wellenlängenbande durchläßt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2f dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolymerisierten Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens
einer der photopolymerisierten Bereiche eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Eigenschaften der
Bereiche durch Belichtung mit einer äußeren Infrarotquelle eingestellt werden.
10, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von ca» 2 bis ca» 25"pm aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet ρ daE die Beschichtung eine Dicke von
ca. 3 bis ca. 15 nm aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß jede Wellenlängenbande
vor der Photopolymerisierung des Bereichs überprüft und
gegebenenfalls eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die flüssigkristalline
Verbindung die Struktur der Formel
RiO
I «
eine
I « (9 C^=C-C-O-A-C
5 aufweist, wobei
R1 H oder CH3, A
R1 H oder CH3, A
Alkylenkette mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten
Methylengruppen, R3 eine Alkylenkette mit 2 bis
14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppen, R einen Alkylen- oder niederalkylsubstituierten Alkylenether,
-diether oder -triether mit insgesamt 3 bis 14
"' ~R3°~ oder ~
C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten,mit der Maßgabe,
daß der an den Carbonatteil anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2 C-Atomen besteht, und y 0
oder 1 bedeutet.
14. Verfahren zur optischen Informationsspeicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß man die Eigenschaften der Bereiche
durch Belichten mit einer Energiequelle und nachfolgendes Belichten jedes Bereichs mit einer photopolymerisierenden
Energiequelle einstellt.
15. Verfahren zum Ablesen eines einen photopolymerisierten cholesterischen Flüssigkristallstoff enthaltenden
optischen Speicherungsmediums, dadurch gekennzeichnet , daß man
ein Medium bereitstellt, das eine Vielzahl von einen photopolymerisierten
cholesterischen Flüssigkristallstoff aufweisenden Bereichen aufweist, wobei jeder Bereich selektiv eine Wellenlängenbande durchläßt oder reflektiert,
jeden Bereich mit einer diese Wellenlängenbanden enthaltenden nichtzerstörenden Lichtquelle bestrahlt und
wenigstens einen Teil des reflektierten oder durchgelassenen
Lichts jedes Bereichs nachweist, wobei die Wellenlängenbanden zusammen gespeicherte Daten enthalten.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 2n unterscheidbare
Wellenlängenbanden durchläßt oder reflektiert, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende
Wellenlängenbande reflektiert.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolymerisierten Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolyraerisierten Bereiche eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolymerisierten Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolymerisierten Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der
photopolymerisierten Bereiche eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch
gekennzeichnet , daß die Beschichtung eine Dicke von ca. 2 bis ca. 25 um aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtung eine Dicke von
ca. 3 bis ca. 15 pm aufweist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet , daß die flüssigkristalline
BAD ORIGINAL
Verbindung die Struktur der Formel
RiO 0
I M Il
CH2=C-C-O-A-C-O
aufweist, wobei R1 H oder CH
3,
-R2-, -R3O- oder -R4O- und
eine
Alkylenkette mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituier
tenMethylengruppov R^ eine Alkylenkette mit 2
bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppe^ R. einen Alkylen- oder niederalkylsubstituiertten
Alkylenether, -diether oder -triether mit insgesamt 3 bis 14 C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten, mit der
Maßgabe, daß der an den Carbonatteil anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2 C-Atomen besteht und
y 0 oder 1 bedeutet.
26. Optisches Datenspeicherungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß es einen datenmodulierten
Energiestrahl, einen photopolymerisierenden Laserstrahl, einen nichtlöschenden, eine Vielzahl von Wellenlängen aufweisenden
Ableselichtstrahl, lichtempfindliche Mittel, die ausgewählte Wellenlängenbanden nachzuweisen vermögen,
und eine Schicht eines einen photopolymerisierbaren flüssigkristallinen Stoff und einen Photoinitiator aufweisenden
optischen Speicherungsmediums aufweist, wobei dieses cholesterische optische flüssigkristalline Eigenschaften besitzt,
die durch Einwirkung des Energiestrahls einstellbar sind, ausgewählte Wellenlängenbanden des Lichts selektiv
durchläßt oder reflektiert und durch den Laserstrahl so
photopolyinerisiert werden kann, daß die ausgewählten WeI-lenlängenbanden
auf Dauer fixiert werden.
27. Datenspeicherungssystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 2
unterscheidbare Wellenlängenbanden durchläßt oder reflektiert, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet.
28. Datenspeicherungssystem nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium
zur Reflexion einer sichtbares Licht enthaltenden Wellenlängenbande eingestellt werden kann.
29. Datenspeichungssystem nach einem der Ansprüche 26 oder 2 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium
zur Reflexion einer Infrarotlicht enthaltenden Wellenlängenbande
eingestellt werden kann.
30. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 oder 27,dadurch gekennzeichnet , daß das
Medium zur Reflexion einer UV-Licht enthaltenden Wellenlängenbande eingestellt werden kann.
31. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 oder 27,dadurch gekennzeichnet , daß das
Medium zum Durchlassen einer sichtbares Licht enthaltenden Wellenlängenbande eingestellt werden kann.
32. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 oder 27,dadurch geken nzeichnet, daß das
Medium zum Durchlassen einer Infrarotlicht enthaltenden
Wellenlängenbande eingestellt werden kann.
33. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet , daß das
Medium zum Durchlassen einer UV-Licht enthaltenden Wellenlängenbande eingestellt werden kann.
34. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 und 29, dadurch gekennzeichnet , daß der
Energiestrahl aus einer äußeren Infrarotenergiequelle stammt.
35. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet , daß die
Beschichtung eine Dicke von ca. 2 bis ca. 25 tun aufweist.
36. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet , daß
die Beschichtung eine Dicke.von ca. 3 bis ca. 15 um aufweist.
37. Datenspeicherungssystem nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet , daß die
flüssigkristalline Verbindung die Struktur der Formel
RiO ΙΑΙΙ
0 H
CH2=C-C-O-A-C-O
aufweist, wobei R1 H oder CH
3,
-R2-, -R3O- oder -R4O- und
eine Al-
kylenkette mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengrujpen, R3 eine Alkylenkette mit 2 bis
14 Methylen- oder niederalkyl substituierten Methylengruppe^, R. einen Alkylen- oder niederalkylsubstituierten Alkylenether,
-diether oder -triether mit insgesamt 3 bis 14 C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten, mit der Maßgabe,
daß der an den Carbonatteil anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2 C-Atomen besteht, und y 0 oder
1 bedeutet.
38. Optisches Datenaufzeichnungssystem, dadurch ge
kennzeichnet , daß es
ein optisches Aufzeichnungsmedium, das einen photopolymerisierbaren
flüssigkristallinen Stoff mit cholesterisehen optischen Eigenschaften und einen Photoinitiator
enthält,
Mittel zur Datenaufzeichnung, die einen datenmodulierten
Energiestrahl und einen photopolymerisierenden Laserstrahl sowie Mittel zur Fokussierung des Energie-Strahls
und des Laserstrahls in ausgewählten Bereichen oes Mediums enthalten, und
Mittel zur Gewährleistung einer relativen Bewegung zwischen dem Medium und den fokussierten Energie- und Laserstrahlen,
wobei der Energiestrahl die durchgelassenen oder reflektierten Wellenlängenbanden des Lichts ausgewählter
Bereiche des Mediums selektiv einzustellen vermag und der Laserstrahl nachfolgend das Medium zu photopolymerisieren
vermag, wobei dieses die ausgewählten Wellenlängenbanden im wesentlichen auf Dauer durchläßt oder
reflektiert, umfaßt.
39. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38, dadurch
gekennzeichnet , daß die Beschichtung 2n
unterscheidbare Wellenlängenbanden durchläßt oder reflektiert, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet.
40. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium zur Reflexion einer sichtbares Licht enthaltenden Wellenlängenbande
eingestellt werden kann.
41. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium zur Reflexion einer Infrarotlicht enthaltenden Wellenlängenbande
- ίο - -
eingestellt werden kann.
42. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium zur Reflexion einer UV-Licht enthaltenden Wellenlängenbande eingestellt
werden kann.
43. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium so eingestellt werden kann, daß eine sichtbares Licht enthaltende
Wellenlängenbande durchgelassen wird.
44. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium so eingestellt werden kann, daß eine Infrarotlicht enthaltende
Wellenlängenbande durchgelassen wird.
45. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet , daß das Medium so eingestellt werden kann, daß eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande durchgelassen wird.
46. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 38 und 41, dadurch
gekennzeichnet, daß der Energiestrahl aus einer äußeren Infrarotenergiequelle stammt.
47. Datenaufzeichnungssystem nach einem der Ansprüche 38
bis 46, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtung eine Dicke von ca. 2 bis ca. 25 um aufweist.
48. Datenaufzeichnungssystem nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet , daß die Beschichtung eine Dicke von ca. 3 bis ca. 15 pm aufweist.
49. Datenaufzeichnungssystem nach einem der Ansprüche 38
bis 48, dadurch gekennzeichnet , daß die flüssigkristalline Verbindung die Struktur der Formel
R1O 0
aufweist, wobei
P.. H oder CE^, A -R--, -R0O- oder -R-O- und R- eine Alkylenkette
mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituiertenMethylengruppen,
R0 eine Alkylenkette mit 2 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppen,
R. einen Alkylen- oder niederalkylsubstituierten Alkylenether,
-diether oder -triether mit insgesamt 3 bis 14 C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten, mit der Maßgabe, daß
der an den Carbonatteil anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2 C-Atomen besteht, und y 0 oder 1 bedeutet.
50. Optisch gespeicherte Daten enthaltendes Medium, dadurch gekennzeichnet , daß dieses erhalten wurde
aus einem photopolymerisierbaren Flüssigkristallstoff mit
cholesterischen optischen Eigenschaften und einem Photoinitiator auf einer Trägeroberfläche und eine Vielzahl von
Bereichen aufweist, in denen der Flüssigkristallstoff polymerisiert
ist, und gegebenenfalls Bereiche, in denen der Flüssigkristallstoff nicht polymerisiert ist, wobei
die polymerisierten Bereiche ausgewählte Wellenlängenbanden des Lichts selektiv durchlassen oder reflektieren und
die polymerisierten und gegebenenfalls unpolymerisierten
Bereiche zusammen gespeicherte Daten enthalten.
51. Medium nach Anspruch 50, dadurch g e k e η η -
zeichnet , daß sämtliche Bereiche polymerisiert
sind.
52. Medium nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtung 2n unterscheidbare
Wellenlängenbanden durchläßt oder reflektiert, wobei η
eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet.
53. Medium nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
54. Medium nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
55. Medium nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande reflektiert.
56. Medium nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine sichtbares Licht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
57. Medium nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine Infrarotlicht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
58. Medium nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der photopolymerisierten
Bereiche eine UV-Licht enthaltende Wellenlängenbande durchläßt.
59. Medium nach einem der Ansprüche 51 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine
Dicke von ca. 2 bis ca. 25 pm aufweist.
60. Medium nach Anspruch 53, dadurch g e k e η η -
zeichnet,, daß die Beschichtung eine Dicke von
ca. 3 bis ca, 15 um aufweist.
61. Medium nach einem der Ansprüche 51 bis 60, dadurch lekennzeichnet, daß die flüssigkristallir-3
Verbindung die Struktur der Formel
RiO SM
CH2=C-C-O-
aufweist, wobei
R1 H oder CH3, A -R2"' "R3°~ oder ~R4°~ und R 2 eine
Alkylenkette mit 3 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppe^ R3 eine Alkylenkette mit
2 bis 14 Methylen- oder niederalkylsubstituierten Methylengruppen, R einen Alkylen- oder niederalkylsubstituierten
Alkylenether, -diether oder -triether mit insgesamt 3 bis 14 C-Atomen in den Alkylenteilen bedeuten,
mit der Maßgabe, daß der an den Carbonatteil anschließende endständige Alkylenteil wenigstens aus 2
C-Atomen besteht, und y 0 oder 1 bedeutet.
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