DE69032173T2 - Optische Speichervorrichtung - Google Patents

Optische Speichervorrichtung

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein optisches Speicherbauteil, und spezieller betrifft sie ein optisches Speicherbauteil mit einer Aufzeichnungsschicht aus einem Material mit photochromen Eigenschaften zum Ausführen von Aufzeichnungs- und Abspielvorgängen von Information unter Verwendung von Licht wie eines Laserstrahls.
    • 2. Beschreibung der einschlägigen Technik
  • In den letzten Jahren besteht für optische Speicherbauteile, die Information unter Verwendung von Licht aufzeichnen, abspielen und löschen können, zunehmende Nachfrage als Speicherbauteil hoher Dichte und mit hohem Speicherungsvermögen. Unter den herkömmlichen optischen Speicherbauteilen sind solche unter Verwendung eines photochromen Materials für eine optische Speicherschicht (eine Aufzeichnungsschicht) wohlbekannt. Eine besonders bekannte Struktur eines optischen Speicherbauteils ist dergestalt, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Substrat 11 und einer Reihe optischer Speicherschichten R&sub1;, R&sub2;, ..., Rn, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 11 angeordnet sind und jeweils aus einem photochromen Material bestehen, wobei sie Information unter Verwendung von Licht spezieller Wellenlänge λ&sub1;, λ&sub2;, ... bzw. λn aufzeichnen können, so dass durch das Einstrahlen von Licht mit speziellen Wellenlängen in jeweilige optische Schichten für eine Mehrfachaufzeichnung in n Schichten gesorgt ist (Veröffentlichung SHO 62-165751 (1987) zu einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung).
  • Beim Aufzeichnen von Information wird ein Laserstrahl hoher Energie auf die optischen Speicherschichten gestrahlt, wodurch Information durch eine chemische Änderung der Struktur des photochromen Materials in dieselben eingeschrieben wird. Beim Abspielen wird die aufgezeichnete Information auf Grundlage der Intensität transmittierten Lichts eines Laserstrahls niedriger Energie, wie er auf die optischen Speicherschichten gestrahlt wird, ausgelesen.
  • Beim herkömmlichen optischen Speicherbauteil besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass dann, wenn ein Laserstrahl auf eine i-te Schicht (i ≤ n) der optischen Speicherschichten gestrahlt wird, um Information aufzuzeichnen, die Temperatur dieser i-ten Schicht ansteigt, wobei auch die Temperaturen der benachbarten Schichten (Schichten (i - 1) und (i + 1)] ansteigen, was dazu führt, dass in den Schichten i - 1 oder i + 1 aufgezeichnete Information verschwindet oder die optische Speicherschicht (die Schicht i) selbst beeinträchtigt wird.
  • Die Erfindung wurde bewerkstelligt, um das obige Problem zu überwinden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Speicherbauteil zu schaffen, das durch Lichteinstrahlung beim Aufzeichnen von Information einen geringeren Temperaturanstieg erleidet, wodurch kein Verlust aufgezeichneter Information und keine Beeinträchtigung der optischen Speicherschicht hervorgerufen werden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, wie sie durch den Anspruch 1 definiert ist, ist ein optisches Speicherbauteil mit einem Substrat und einer Anzahl optischer Speicherschichten aus photochromem Material, die auf dem Substrat ausgebildet sind, geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die mehreren optischen Speicherschichten mittels eines wärmeleitenden, transparenten Films aufeinanderlaminiert sind.
  • Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist das durch Anspruch 13 oder 14 definierte optische Speicherbauteil geschaffen.
  • Beim erfindungsgemäßen optischen Speicherbauteil verteilt der wärmeleitende, transparente Film die in einer optischen Speicherschicht beim Zuführen von Licht zum Aufzeichnen erzeugte Wärme, um dadurch den Temperaturanstieg der optischen Speicherschicht zu begrenzen. Demgemäß kann ein Verlust aufgezeichneter Information in benachbarten optischen Speicherschichten eine Beeinträchtigung der optischen Schicht beim Zuführen von Licht zum Aufzeichnen verhindert oder merklich verringert werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau eines optischen Speicherbauteils zeigt, das gemäß einem Beispiel der Erfindung hergestellt wurde; und
  • Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, die die Struktur eines herkömmlichen Typs eines optischen Speicherbauteils zeigt.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Das bei der Erfindung verwendete Substrat dient zum Tragen der optischen Speicherschichten, und es kann z. B. aus Glas, Kunststoff (z. B. Polymethylmethacrylat, Polycarbonat), Keramik, Metall (z. B. Aluminium) und dergleichen bestehen. Darunter ist ein aus transparenten Materialien wie Glas, Kunststoff und dergleichen hergestelltes Substrat dahingehend bevorzugt, dass es es ermöglicht, dass die optischen Speicherschichten entweder von der Ober- oder der Unterseite desselben her mit Licht bestrahlt werden. Die bevorzugte Dicke des Substrats beträgt ungefähr 0,5 bis 2 mm, wenn Licht von der Unter(Rück)seite des Substrats durch dieses hindurch zuzuführen ist.
  • Das erfindungsgemäße photochrome Material wird dazu verwendet, jede optische Speicherschicht auf dem Substrat herzustellen, und es kann eine organische Verbindung sein, die eine reversible Änderung ihrer chemischen Struktur (z. B. durch Tautomerie) erfährt, wenn Licht eingestrahlt wird, wobei sie gleichzeitig ihr Absorptionsspektrum ändert. Zu Beispielen für die organische Verbindung gehören photochrome Verbindungen von Spiropyran, Fulgid, Dihydropyran, Thioindigo, Bipyridin, Aziridin, polycyclische, aromatische Stoffe, Azobenzol, Salicylidenanilin, Xanthen oder Oxazin. Genauer gesagt, können photochrome Verbindungen zur Verfügung stehen, wie sie von G. H. Brown in Techniques of Chemistry III, Wiley (1971) offenbart sind. Im allgemeinen werden mehrere photochrome Verbindungen als photochrome Materialien zum Herstellen der optischen Speicherschichten ausgewählt, die hinsichtllch der Absorptionswellenlänge (Aufzeichnungs/Abspiel-Wellenlänge) voneinander verschieden sind.
  • Eine aus einem photochromen Material bestehende optische Schicht kann alleine mit den obigen Verbindungen hergestellt werden, oder aus einem Gemisch derselben mit einem geeigneten Filmbildungsmaterial (z. B. einem organischen Polymer wie einem Acrylharz, Styrolharz oder dergleichen). Die optische Speicherschicht kann dadurch hergestellt werden, dass eine Lösung der photochromen Verbindung und des Filmbildungsmaterials in einem organischen Lösungsmittel, z. B. gemäß einem Schleuderbeschichtungsprozess, aufgetragen wird und die aufgetragene Lösungsschicht getrocknet wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Menge der photochromen Verbindung 10 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Filmbildungsmaterial beträgt. Die optische Speicherschicht kann dadurch hergestellt werden, dass die photochrome Verbindung unmittelbar abgeschieden wird, um eine Schicht mit mehreren Molekülen durch z. B. Vakuumabscheidung oder die Langmuir-Blodgett-Technik herzustellen. Für die Dicke der optischen Speicherschicht besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch beträgt sie geeigneterweise 0,1 bis 50 um, vorzugsweise 0,5 bis 10 um. Die Anzahl der optischen Speicherschichten beträgt geeigneterweise 2 bis 10.
  • Eine optische Speicherschicht kann ein beliebiges Färbungsmittel, einen Farbstoff und dergleichen außer dem photochromen Material enthalten.
  • Der wärmeleitende, transparente Film bei der Erfindung wird dazu verwendet, die im angeregten Abschnitt der optischen Speicherschicht, auf den das Licht gestrahlt wurde, erzeugte Wärme zu verteilen, um den Temperaturanstieg des optischen Speicherbauteils zu beschränken. Die wärmeleitenden, transparenten Filme werden zwischen mehrere optische Speicherschichten eingefügt, und sie müssen höhere Wärmeleitung als die optischen Speicherschichten aufweisen, und sie müssen es ermöglichen, dass das zugeführte Licht ausreichend durch sie hindurchstrahlen kann. Daher ist der wärmeleitende, transparente Film geeigneterweise ein Dünnfilm aus z. B. einem Metallnitrid oder einem Metalloxid, wie Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und dergleichen.
  • Der Dünnfilm (der wärmeleitende, transparente Film) kann selektiv z. B. durch einen CVD-Prozess oder einen Sputterprozess hergestellt werden, der geeignet für die Arten der herzustellenden Dünnfilme ist. Es ist besonders bevorzugt, dass der Dünnfilm durch einen Niedertemperatur-CVD-Prozess hergestellt wird, der bei einer Temperatur unter 100ºC ausgeführt wird. Die Dicke des Dünnfilms beträgt geeigneterweise 50 bis 350 nm, vorzugsweise entweder 60 bis 75 nm oder 330 bis 345 nm. Der wärmeleitende, transparente Film kann in geeigneter Weise zwischen mehrere optische Speicherschichten eingefügt werden, und vorzugsweise wird er ferner auf die Oberund Unterseite der onersten optischen Speicherschicht bzw. der untersten optischen Speicherschicht aufgetragen, um einen Temperaturanstieg der optischen Speicherschichten wirkungsvoller zu begrenzen.
  • Bei der Erfindung kann ein Schutzfilm aus z. B. einem durch UV-Strahlung härtbaren Harz (harter Beschichtungsfilm) auf der obersten optischen Speicherschicht angebracht werden. Bevorzugte Beispiele für das durch UV-Strahlung härtbare Harz sind solche vom Urethanacrylat- oder Epoxyacrylattyp, und die geeignete Dicke desselben beträgt ungefähr 10 bis 50 um.
    • BEISPIEL
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein Beispiel einer praxisgerechten Ausführungsform der Erfindung im einzelnen erläutert.
  • Als erstes wurde ein Aluminiumnitridfilm 2a mit einer Dicke von 0,33 um (Wärmeleitung: ungefähr 20 J/m s K, transparent) auf einem Glassubstrat 1 mit einem Durchmesser von 130 mm und einer Dicke von 1,2 mm durch einen CVD-Prozess hergestellt, wie in Fig. 1 dargestellt. Dann wurde auf dem Aluminiumnitridfilm 2a gemäß einem Schleuderbeschichtungsprozess (Lösungsmittel: Methylethylketon) eine optische Speicherschicht 3 (Dicke von ungefähr 0,7 um) aus Polymethylmethacrylat hergestellt, die 20 Gew.-% einer mit einem Oxazolderivat substituierten Heterofulgidverbindung enthielt, wie sie durch die folgende Formel repräsentiert ist, mit Empfindlichkeit auf Licht einer Wellenlänge von 462 nm:
  • Auf der optischen Speicherschicht 3 wurde ein zweiter Aluminiumnitridfilm 2b mit einer Dicke von 0,33 um hergestellt, auf dem in ähnlicher weise durch einen Schleuderbeschichtungsprozess eine optische Speicherschicht 5 (Dicke von ungefähr 0,7 um) hergestellt wurde, die für Licht einer Wellenlänge von 523 nm empfindlich ist und aus Polymethylmethacrylat bestand, das 20 Gew.-% einer mit einem Thiophenderivat substituierten Heterofulgidverbindung enthielt, wie sie durch die folgende Formel repräsentiert ist:
  • Auf der optischen Speicherschicht 4 wurde ein dritter Aluminiumnitridfilm 2c mit einer Dicke von 0,33 um hergestellt, auf dem in ähnlicher Weise durch einen Schleuderbeschichtungsprozess eine optische Speicherschicht 5 (Dicke von ungefähr 0,7 um) hergestellt wurde, die für Licht einer Wellenlänge von 614 nm empfindlich ist und aus Polymethylmethacrylat bestand, das 20 Gew.-% einer mit einem Pyrrolderivat substituierten Heterofulgidverbindung enthielt, wie sie durch die folgende Formel repräsentiert ist:
  • Als letztes wurde ein vierter Aluminiumnitridfilm 2d mit einer Dicke von 0,33 um auf der optischen Speicherschicht 5 hergestellt, um ein optisches Speicherbauteil gemäß der beanspruchten Erfindung herzustellen (Fig. 1).
  • Gemäß einem Aufzeichnungsversuch, bei dem Licht mit speziellen Wellenlängen von 462 nm, 523 nm und 614 nm von der Substratseite des Speicherbauteils her eincjestrahlt wurde, wurde klargestellt, dass das optische Speicherbauteil kelnerlei Verluste aufgezeichneter Information oder eine Beeinträchtigung der optischen Speicherschichten erfährt, und zwar wegen geringerem Temperaturanstieg der Schicht, wodurch für verbesserte Stabilität beim Aufzeichnen von Information gesorgt ist.

Claims (15)

1. Optisches Speicherbauteil mit einem Substrat (1) und einer Anzahl optischer Speicherschichten (3, 4, 5) aus einem photochromen Material, die auf dem Substrat hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren optischen Speicherschichten (3, 4, 5) mittels eines wärmeleitenden, transparenten Films (2b, 2c) aufeinanderlaminiert sind.
2. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem der wärmeleitende, transparente Film (2b, 2c) aus einem Metallnitrid oder Oxid besteht.
3. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem der wärmeleitende, transparente Film (2b, 2c) aus einem Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid besteht.
4. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem der wärmeleitende, transparente Film (2b, 2c) eine Dicke von 50 bis 350 nm aufweist.
5. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem der wärmeleitende, transparente Film (2b, 2c) eine Dicke von entweder 60 bis 75 nm oder von 330 bis 345 nm aufweist.
6. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem der wärmeleitende, transparente Film (2b, 2c) aus einer Schicht besteht, die durch einen bei einer Temperatur unter 100ºC ausgeführten Niedertemperatur-CVD-Prozess abgeschieden wurde.
7. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem das photochrome Material aus den photochromen Verbindungen Spiropyran, Fulgid, Dihydropyran, Thioindigo, Bipyridin, Aziridin, polycyclische, aromatische Verbindungen, Azobenzol, Salicylidenanilin, Xanthen und Oxazin ausgewählt ist.
8. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem die optische Speicherschicht (3, 4, 5) eine Mischung eines photochromen Materials mit einem Filmbildungsmaterial aufweist.
9. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem die optische Speicherschicht (3, 4, 5) eine Dicke von 0,1 um bis 50 um aufweist.
10. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (1) aus einem transparenten Material wie Glas oder Kunststoff besteht.
11. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (1) eine Dicke von 0,5 bis 2 mm aufweist.
12. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 1 mit einem Schutzfilm auf der obersten optischen Schicht (5).
13. Optisches Speicherbauteil mit einer Anzahl optischer Speicherschichten (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Paar benachbarter Speicherschichten (3, 4; 4, 5) ein transparentes Material (2b, 2c) angeordnet ist, das eine Wärmeleitung über der der optischen Speicherschichten (3, 4, 5) aufweist.
14. Optisches Speicherbauteil mit einer Anzahl optischer Speicherschichten (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Paar benachbarter optischer Speicherschichten (3, 4; 4, 5) eine transparente Schicht (2b, 2c) angeordnet ist, von denen jede eine Wärmeleitung über der Wärmeleitung der benachbarten optischen Speicherschichten (3, 4, 5) aufweist.
15. Optisches Speicherbauteil nach Anspruch 15, bei dem ferner eine wärmeleitende, transparente Schicht (2a, 2d) auf jeder der äußersten optischen Speicherschichten (3, 5) angeordnet ist.
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