JP2004535036A - Multilayer composite liquid crystal optical memory system with information recording and reading means - Google Patents

Multilayer composite liquid crystal optical memory system with information recording and reading means Download PDF

Info

Publication number
JP2004535036A
JP2004535036A JP2003511179A JP2003511179A JP2004535036A JP 2004535036 A JP2004535036 A JP 2004535036A JP 2003511179 A JP2003511179 A JP 2003511179A JP 2003511179 A JP2003511179 A JP 2003511179A JP 2004535036 A JP2004535036 A JP 2004535036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
data
fluorescent
data carrier
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003511179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ヴラジミール コゼンコヴ、
セルゲイ マグニットスキー、
ユージン レヴィッチ、
Original Assignee
ティアールアイ ディ ストア アイピー エルエルシー
ヴラジミール コゼンコヴ、
セルゲイ マグニットスキー、
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ティアールアイ ディ ストア アイピー エルエルシー, ヴラジミール コゼンコヴ、, セルゲイ マグニットスキー、 filed Critical ティアールアイ ディ ストア アイピー エルエルシー
Publication of JP2004535036A publication Critical patent/JP2004535036A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13475Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer is doped with a pleochroic dye, e.g. GH-LC cell
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13762Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering containing luminescent or electroluminescent additives
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035Recording layers
    • G11B7/24038Multiple laminated recording layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/25Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing liquid crystals
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/005Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store with combined beam-and individual cell access
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13725Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/04Materials and properties dye
    • G02F2202/046Materials and properties dye fluorescent

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

ROM−、WORM−、またはRW−タイプの多層データキャリヤの新しい構造と、キャリヤへ及びキャリヤからデータを書き込み、読み出し、削除、及び再書込みする一般的なモードのいくつかの実施形態が開示される。データの書込みが可能な感光性記録層として機能する光異方性材料から作られた少なくとも1つの配向層を有する電気的に制御された薄い液晶層セルを構成する複数構成要素からなる構造として、各データ保持層が作製される。異方性吸収材料は、蛍光性または非蛍光性のものであってよい。このタイプの構造により、液晶マトリクスに分散された蛍光分子の吸収及び照射能力を電気的に制御する。これにより、ピットごと及びページごとのモードの両方の読出しモードにおいて、隣接するデータ保持層からの蛍光クロストークを部分的または完全になくすことができ、キャリヤの情報層の数を増やし、読出しモードでの寄生収差ひずみを最小限にする。
【選択図】図3
Several embodiments of a new structure of a ROM-, WORM-, or RW-type multi-layer data carrier and general modes of writing, reading, deleting and rewriting data to and from the carrier are disclosed. . As a multi-component structure constituting an electrically controlled thin liquid crystal layer cell having at least one alignment layer made of a photo-anisotropic material functioning as a photosensitive recording layer capable of writing data, Each data holding layer is manufactured. The anisotropic absorbing material may be fluorescent or non-fluorescent. This type of structure electrically controls the ability to absorb and irradiate fluorescent molecules dispersed in the liquid crystal matrix. As a result, in both the pit-by-pit and page-by-page readout modes, the fluorescent crosstalk from the adjacent data holding layer can be partially or completely eliminated, the number of carrier information layers can be increased, and the readout mode can be reduced. To minimize the parasitic aberration distortion.
[Selection diagram] FIG.

Description

【技術分野】
【0001】
背景技術
本発明は、ピットごとまたはページごとに情報を記録し読み取るための光メモリシステムに関し、さらに詳しく言えば、蛍光読出し情報を有するROM、WORM、RW−多層光メモリシステム、またはそれらの組み合わせに関する。
【0002】
既存の光メモリシステムは、一層または二層の情報層を有する二次元データキャリヤを利用する。光データを記録するさいの従来の技術的解決策のほとんどは、情報層の局所領域(ピット)における反射されたレーザ照射強度の変化の記録を提案している。これらの変化は、CDまたはDVD読出し専用メモリ(ROMタイプ)のレリーフ光ディスクでの干渉効果、金属膜にある孔の燃焼、染料の脱色、広く使用されているCD−書込み1回読出し多数(WORM)−システムにおけるポリカーボネートの局所的な溶融、相転移書き換え(RW)−システムにおける反射率の変化などの結果であり得る[Bouwhuis G.ら、「光ディスクシステムの原理(Principles of Optical Discs Systems)」、Philips Research Laboratories、Eindhoven、Adam Hilger Ltd.,Bristol及びBoston]。
【0003】
記録密度を上げるために、これらのキャリヤは、大口径レンズ(高NA対物レンズ)と組み合わせたより短い波の照射源への移行[I.Ichimuraら、SPIE、3864、2280]、低減したトラックピッチ、及びランドグルーブ記録タイプの光ディスクのグルーブ深さを増大すること[S.Moritaら、SPIE、3109、167]などの方法を用いる。情報を読み取る新しい媒体及び方法は、情報の高密度記憶用[T.Vo−Dinyら、SPIE、3401、284]に、ピット深さの調整用[S.Spielmanら、SPIE、3109、98]に、及び対称パターンに配設された正方形の情報ピットを有する光ディスク用[Satohら、米国特許第5,572,508号]に用いられる。
【0004】
米国特許第4,634,850号及び同第4,786,792号(Drexler Technology Corp.)では、データ密度を高めると同時に、エラーを最小限に抑えるために、ディジタル光データの「4倍記憶密度」または「マイクロチェスボード」フォーマットが用いられており、データは、モーションピクチャフィルム(または光メモリカード)上に光学的に格納可能なディジタルデータ量の4倍の量までCCD光検出器アレイにより読み取られる。
【0005】
三次元(ホモジニアス)感光性媒体により、1立方センチメートル当たり数テラビットを超えるこのような情報記録密度を達成することができる。これらの媒体は、二光子吸収においてさまざまな光物理学的及び光化学的な非線形効果を示す。これらの三次元WORM−及びRW−情報キャリヤにおける最適な記録及び読出し性能は、感光性要素と、例えば、光発光性材料[D.Parthenopoulosら、Science、1989、245、843]または光退色材料が利用される場合、中間仮想レベルを介した光反応の生成物との両方による二光子吸収のプロセス、または光屈折結晶またはポリマー及び光ポリマーが使用される場合、屈折パラメータの変化を記録するプロセス[Y.Kawataら、Opt.Lett.、1998、23、756]及び[R.Borisovら、Appl.Phys.、1998、B67、1]である。
【0006】
原則的に、この書込み及び読出しモードにより、情報媒体内の変化した情報特性を有するピット(従来の反射CD−またはDVD−ROMで使用される情報ピットに類似)に局所的に情報を記録することができるようになる。
【0007】
しかしながら、この原理を実際に実行するには、このタイプの記録に要求されるフェムト秒レーザ照射源が高コストで大型であること、さらに、媒体の感光性が極めて低いことによる難題がある。一般的に、このように媒体の感光性が極めて低い原因として、本願発明者等が現時点で知る感光性材料の二光子吸収断面積パラメータが極めて低いことが挙げられる。
【0008】
技術的に、多層光情報キャリヤを使用することは、より効率的なことであろう。しかしながら、これらには、ある一定の制限がかかり、特に、媒体内の深くで、データキャリヤ媒体及びデータ読出しモード及びデバイス(WORM−及びRW−光メモリデタの書込みモード)のデザイン及び特性に関するさらなる問題が生じる。
【0009】
反射モードにおいて、多層光情報キャリヤの各情報層は、部分的反射コーティングで被覆される。これにより、媒体を介して所与の情報層へ通過すること、及び受信側に戻ることによる読出し及び反射情報ビームの強度が低減する。
【0010】
さらに、それらのコヒーレントな特徴により、通過中の両方のビームが、予測困難な屈折と、情報層の断片(ピット及びグルーブ)での干渉ゆがみを被る。
【0011】
このような理由から、蛍光読出しを有する多層蛍光光情報は、部分的反射コーティングがないため好ましい。この場合、屈折及び干渉ゆがみは、蛍光照射の非コヒーレント特徴、読出しレーザ波長と比較してより長い波長、及び入射レーザ及び蛍光照射に対する光媒体の透明性及び等質性(異なる層の同様の反射率)により、かなり少なくなる。したがって、多層蛍光キャリヤは、反射光メモリと比較していくつかの利点を備える。
【0012】
米国特許第4,202,491号では、データスポットが赤外線照射を発光する蛍光リンク層が使用されている。特開昭63−195838号公報では、基層の艶消し面にデータキャリヤ層が適用された蛍光読出しモードを有するWORMディスクが提案されている。書込み及び読出し照射の光拡散が強いため、WORMディスクに基づいて多層情報構造を作ることは絶対に不可能である。しかしながら、蛍光組成を用いて多層光ディスクを作ることは可能である。この技術は、米国特許第6,027,855号及び同第5,945,252号、及び欧州特許公開公報第00963571号に記載されている。
【0013】
米国特許第6,009,065号及び同第6,071,671号(V.Glushko及びB.Levich)には、多層蛍光光ディスクから情報をビットごとに読み取るためのデバイスが記載されている。
【0014】
現在、あらゆるタイプの多層蛍光データキャリヤ(光ディスク及びカード)の一般的な要求は、データキャリヤが、記録情報の最大可能量及び密度、最大可能読出し速度、及び「信号と雑音」間の高比率を備えなければならないことである。情報ピットのサイズを最小限にし、各情報層における記録密度を増大させる場合、さらに、情報層の数を増やし、波長がより短い読出し照射源を用いる場合、この要求を満たすことができる。高速読出しを達成することができるように、情報蛍光信号の最大可能容量を作り出す必要がある。
【0015】
実際の記録密度と、光データ書込みの上述したパラメータの残りは、記録照射源の波長によってだけではなく、記録用に使用される実際の記録媒体、入力/出力モード、光メモリデバイスの特性によって決定される。
【0016】
蛍光多層メモリに関して言えば、いくつかの追加の要求が満たされなければならない。すなわち、記録照射は、三次元媒体の微小位置の境界内においてのみ吸収されなければならず、その書込み及び/または読出し照射は、ある一定のしきい値効果を達成することができる程度に強いものでなければならない。そうでなければ、記録媒体内の深くにある情報ビットの記録は、媒体を通過する際に記録ビームの全ルートにそった光学特性の変化により達成されることになる。
【0017】
さらに、蛍光分子が一光子読出し照射を吸収すると、光ディスク及びカードの形態のデータ読出しモードのデザインに特定の差が観察される。読出し照射17(23)及び蛍光照射24及び25に対して透明であるポリマー層12(22)により、情報保持層11(21)が分離されている多層情報媒体10(20)内での2つの可能な読出しオプションを示す図1及び図2を参照されたい。一般的に、ディスクシステムは、鋭く集束されたレーザビーム23(図2)により達成されるビットごとのデータ読出しを利用する。
【0018】
情報ピット(26)からの蛍光照射(24)を受光収集するプロセスにある空間フィルタリングにより、層間でのクロストークがほとんど生じないようにすることができる。このクロストークは、読出し照射(23)が突き抜けるときに生じる隣接する情報層の蛍光励起(25)により発生する。したがって、これらのデータキャリヤを利用する場合、十分許容可能な低コントラストが得られる(バックグラウンド蛍光強度IFl(back)の差とそれらの総和K=(Ifl(pit)−Ifl(back))/(Ifl(pit)+Ifl(back))の比率)。K=各別々の情報層からの記録された信号の1/2〜2/3。
【0019】
これが起こると、別々の情報層(21)が完全に固化されることがある。蛍光材料は、微小ピット(情報ピット)(26)と間の空間(27)の両方を充填することがある。
【0020】
この現象により、公知の加熱成形技術(射出圧縮成形技術)を用いたり、スピンコーティング、またはローラまたは浸漬コーティングのいずれかを使って後で情報保持層(21)にコーティングを施されたレリーフマスターディスク(オリジナルディスク)からの光重合可能な組成に基づいた2Pプロセスを用いたりすることができる。
【0021】
光カードなどの多層蛍光データキャリヤにより、情報(14)の全ページの多チャネル(ページごとの)読出しを使用することができ、これらは、数千のピット(16)から構成され、これは、CCDカメラが行うものである。このとき、ページ(14)の三次元画像フィルタリングが、層間のクロストークにより著しく妨げられることがあり、このクロストークは、隣接する層により発光される蛍光(25)により発生し、その結果として、コントラストが実際に下がるため、受光器が受け取る像のコントラストが低くなることが観察される。このような理由から、光カードを使用するさい、各層に高コントラスト(K〜1.0)を達成することが重要である。高レベルのコントラストを達成するために、情報層(11)をアイランド状構造としてグループ化する一方で、情報ピット(16)のみに蛍光材料が充填されなければならない。データ保持層からなるこの構造を製造するために、非常に高度な技術を用いる必要がある。
【0022】
さらに、層内の蛍光情報ピットが全層面積の約50パーセントを占めるとき、書込みパーセンテージが上記に参照したもの同程度の大きさであっても、この層により放出され受光デバイスに進む情報信号の強度は、読出しモードで多層キャリヤから受信器に到達する全蛍光フローの強度の約1/Nであり、Nはキャリヤにある情報層の数を表す。
【0023】
本発明により、ROM−、WORM、またはRWタイプの蛍光多層データキャリヤの新しい構造と、そのキャリヤへ/キャリヤからデータの書込み及び読出しを行うタイプ及びモードのいくつかのオプションが得られる。これらのオプションにより、液晶マトリクスに希釈される蛍光分子の吸収及び照射能力を電気的に制御することができる。また、これにより、「ピットごと」または「ページごと」のモードの両方での読出し中、隣接するデータ保持層の間の蛍光クロストークを完全または部分的になくすことができる。これを行うさい、情報信号の蛍光強度を制御し、層間の距離を短くすることもでき、これにより、キャリヤの情報層の数を増やし、読出しプロセスにおける収差及びひずみを低減することができる。さらに、提案された解決策により、一回の書込みまたは再書込みのさまざまな非線形及び線形の光化学的及び光物理学的機構の応用領域が拡大される。また、データキャリヤにデータを記録、読出し、及び削除するための同一の照射源を用いることもできる。
【0024】
それに加えて、本発明は、ホスト蛍光物質として光化学的に安定した異方性吸収の非蛍光物質を使用する多層情報キャリヤの他のデザインを含む一方で、液晶マトリクスにホスト分子が全くなくてもよい。
【0025】
本発明の詳細及び利点は、本願発明者等が開発した情報キャリヤにおけるデータの書込み、読出し、及び再書込み原理をさらに詳細に記載した以下の記載を読むことにより、さらに明らかになるであろう。また、本発明の多数の図面及び説明も提供する。
【0026】
蛍光多層光データキャリヤの構造及び動作原理を理解しやすいようにするために、図面が構成部品の実際のサイズ及び比率を示していないことに注目されたい。
【0027】
以下、本発明を支持する図面を参照しながら、本発明について記載する。
【0028】
図3は、電動式ゲスト・ホスト液晶システムに基づいて製造された複合多層(動作原理を理解しやすいように、二層を選択)光データキャリア(300)からなる提案された構造の一般化されたオプションの略図的断面図である。
【0029】
主要構成部品として、データキャリヤ(300)は、「パッド」(基板)(301)が備え付けられ、複数のデータ保持層(データ層)(302)を含み、これらの層は、[米国特許第6,009,065号、同第6,071,671号、国際公開公報WO99/24527号など]に記載される公知の蛍光データキャリヤとは異なり、一層構造ではなく多層構造を構成する。一般的に、この多層構造は、電気的に作動可能であり、スペーサ(306)により分離される配向層(304及び305)がコーティングされた2つの同様の光学的に透明な電極(3030からなる薄い液晶セル(LC)としてデザインされている。スペーサ(306)により分割された配向層間の空間には、ホスト物質(308)として用いられる光化学的に安定で異方性吸収の蛍光材料を含有する、ゲスト・ホスト液晶(LC)組成(307)が充填される。
【0030】
所定のスペクトルで蛍光性になり異方性吸収が可能な光化学的に安定した物質が必要であるため、液晶組成中で十分に溶解可能であり、多数の光子(量子)の照射時に高度に蛍光性のある物質を選択した。これらの物質中、分子は強靭なロッド状またはディスク状のクラスタに揃えられ、それらの長波吸収振動子が、長軸に沿って(例えば、スチルベンなど)、または長軸に交差して(例えば、テトラセン、ペンタセン、及び他のポリアセンなど)方向付けられる。
【0031】
本発明において、マルチコア濃縮芳香族炭化水素などの芳香族炭化水素及びそれらの誘導体、アリールエチレン基及びアリールアセチレン基を含む芳香族炭化水素基及びそれらの誘導体(1.2−ジアリールエチレン、ジアリールポリエン、スチルベン官能基置換、及び1.4−ジスチリルベンゼン置換など)、及びポリフェニル炭化水素、5−(フラン、チオフェン、ピロール、及びそれらの誘導体など)を含む組成、複素環式組成、カルボニル基(クマリン及びカルボステネイト(carbostenated)物質、アントロン及び芳香族酸誘導体、オキサゾール−5置換、インジゴイド及びチオインジゴイド、キノンなど)を含む組成、ナフタル酸化合物、及びキサンテン基、アクリジン基、オキサジン基、アジン基、ペリレン基、テリレン基、ビアロントロン(vialonthrone)基、シアニン基、フタロシアニン基、ポルフィリン基などの有機配位子及び有機染料を有する金属の複合化合物を含む光化学的に安定した組成から、これらの蛍光物質を選択した。
【0032】
液晶と染料は、1:0.01〜1:0.8のモル比で混合した。液晶に関して、サーモトロピックまたはリオトロピックのスメティックまたはコレステリック液晶またはそれらの混合物を用いることができるが、ネマティック液晶または他の結晶との混合物がより好ましい。
【0033】
光化学的に安定の異方性吸収材料は、液晶特性を有する材料の分子と共有結合を有するものであってよい。照射により影響を受けそれを吸収すると蛍光発光可能であるため、蛍光剤としての役割を担うものであってよい液晶物質である。
【0034】
データ層(302)は、「中間層」(309)により分離されており、中間層は、光学的に高品質のものであり、データ(蛍光)の保持及び削除も可能な書込み及び読出し照射に対して透過性のものである。中間層は、数ミクロンから数百ミクロンの厚みのものである。保護層(310)は、機械的ダメージ及び攻撃的媒体の悪影響から光データ保持媒体を保護する。焦点が合っていない層により生じる光反射、散乱、及び回折の寄生効果をなくすためには、所与の波長に対して互いに非常に近接したすべてのデータ、中間、及び保護層に対して屈折パラメータを選択することが重要である。また、ゲスト・ホストLC組成(307)に対して同じパラメータが選択されなければならず、これは、ホメオトロピック(または、その性質及び読出し及び/または書込みモードに応じてプレーナ状態)であってよい。必要に応じて、所定の波長のデータ層(302)は、反射防止及び干渉コーティングを有する多層として組み立てられてよい。このタイプの層を組み立てるためには、何層かの追加層(図3には図示せず)を構造に追加しなければならない。
【0035】
データ層と中間層は、光または熱にさらされると固化する接着剤(311)を使って1つの多層キャリヤ(300)に接着される。
【0036】
コントローラ312が、個々の電気制御を行う。これは、電源313からの電力供給を用い、組成308のLC分子、ひいては、この組成の一部であるホスト蛍光分子(308)を配向する役目をもつ。コントローラ312及び電源(313)は、独自に動作するデータ書込み及び/または読出しデバイス(図3には図示せず)に設置されるため、多層キャリヤ(300)の外側に配置される。
【0037】
光学的に透明な電極(303)に関しては、PC液晶(LC)スクリーンに一般的に使用される透明電極層を使用した。これらの層は、インジウム・スズ酸化物(ITO)、スズ酸化物などの金属酸化物から作られる。これらの層の厚みは、約0.001〜1mmcである。これらの層は、ホモジニアス膜(303)として、または2つの相互に直交するストリップ(図4)41、42として製造されて、多層キャリヤへ(または多層キャリヤから)データを書き込み、読み出し、または削除する一般モードにおいて、電力を節約してよい。後者の場合、液晶セルの各々は、多層キャリヤ(300)のデータ層(302)の一層の所与の領域(ページ)43にあるデータを書き込み、読み出し、または削除するさい、スペクトル領域を通過するホスト蛍光励起(308)の係数を制御するシャッタアレイとして機能する。また、これは、蛍光強度を制御する。中間ガラスまたはポリマー層(309)の両側が電極(303)でコーティングされる(ガラスまたはポリマーには、マイラー(Mylar)(Dupont)、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、感光性樹脂、光重合組成物などを選択できる)。中間層は、それらの光学特性が変わらないかぎり、等方性であることが好ましい。
【0038】
配向層(304)の表面をホモジニアスにするために、従来、液晶(LC)スクリーン技術で用いられていた配向層を用いてもよい。この技術については、[P.Chatelain、Bull.Soc.Franc.Miner.66、105(1943)]にすでに記載されている。この方法は、厚みが1ミクロンより薄いポリイミドタイプのポリマー膜を使用する。膜は、一方向に機械的にラビングされ、透明電極(303)(図3)の1つまたは電極41または42の1つをコーティングする。
【0039】
しかしながら、この技術は、中間層の厚みが非常に薄い場合(約10mmc以下)や、層が微レリーフ表面(309)を使用する場合、ほとんど適用できないか、まったく適用できない。この場合、液晶層のプレーナ配列の非接触方法、例えば、ある透明材料を斜めに吹き付ける方法[J.L.Janning、Appl.Phys.Lett.21、173(1972)]、またはラングミュア・ブロジェット多層分子膜の使用[E.Guyon、Vac.Sci.Technol.10、681(1973)]など、を用いる他の公知の技術を採用してもよい。
【0040】
本発明において、いわゆる光異方性材料、すなわち、本来等方性の感光性材料を使って液晶の配向を行う技術を使用しており、これらの材料は、偏光された光照射、及び偏光されていなくても誘導された光照射を吸収するとき光異方性を示す。この技術は、本発明の発明者の一人により1990年に見い出されたものである[V.Kozenkovら、11 USSR Optic Liquid Crystal Conference、Kransnoyarsk、1990、p.130(ロシア語)]。
【0041】
材料の深さ内とその表面上の両方での配向分子分布の異方性により、光異方性が生じる。これらは、異方性の特性を有する残りの初期分子であってよく、または、光化学反応の結果として形成された新しい異方性生成物であってよい。これが起こるとき、活性化照射が光異方性材料に無事に到達すると、残りの初期分子の永久双極子の主要な配向が材料平面に従い、活性化照射の電場ベクトルに対して直交に配向されることになる。このように配向する結果、異方性材料の表面上に位置する異方性分子と、光化学反応の結果として形成される異方性生成物との組み合わせを達成する。この組み合わせは、材料平面に沿って、及び光異方性材料の表面分子の主要な配向の方向に従った一定方向に、液晶分子を配向することができる。
【0042】
本発明において、これらの材料から作られる層は、遠心技術、溶液浸漬を用いて、またはラングミュア・ブロジェット法に従って、または真空熱吹き付けにより製造されてよい。配向特性を追加するための非接触式及び非機械式の光学的方法により、超薄の中間層(309)を作ることができ、または、層表面の1つだけが微レリーフでコーティングされれば、微レリーフ表面層を作ることができる。
【0043】
データ層(302)に薄いLCセルが使用される場合、配向層(304)を用いなくてもよい。本発明において、逆透明電極303(図3)上または電極42(または41)(図4)上に設けられた配向層(305)は、その配向の役割に加えて、記録層の役割も担う。これらの層は、ポリマー層の機械的ラビング、斜め吹き付けにより製造することができ、またはラングミュア・ブロジェット膜から作ることができる(ROMタイプのデータキャリヤ用)。また、光異方性材料とうまく作用する上記に参照した光配向方法を使用することもできる(ROM−、WORM−、またはRWタイプのデータキャリヤ用)。
【0044】
後者の場合、書込みが完了した後、層は、従来のCDまたはCD−ROMシステムの反射ピットに類似したデータ(情報マークまたはピット)314を保持する多数の微小領域を含むことになる。これらは、バックグラウンド領域(315)に位置し、外面(316及び317)及びLC層(307)内の両方で、電気的に制御されたLC複合ゲスト・ホスト層307と比較すると、異なる分子クラスタ、ひいては、異なる配向性能をもつことになる。
【0045】
LC分子を電気的に制御して整列するのと同時に、LC中に希釈されたホスト蛍光異方性分子(308)も、より整列及び配向されるようになり、読出し照射を吸収し始める。これが起こると、電極303または41及び42にかかる電圧の有無に応じて、データ保持層の吸収係数及び蛍光強度も変化することになる。
【0046】
光配向層として光等方性材料を適用するさいのこのような技術的解決策には、従来使用されていたLC分子配向の接触式及び非接触式の非光学的方法と比較して、いくつかの利点がある。ここで、以下に利点を挙げる。
【0047】
・表面配向性能の所定の空間構成をもつ光パターニング配向表面を形成するさいの簡易性。
【0048】
・光品質の点から見た場合の表面上でのLC分子の良好な配向。
【0049】
・配向層表面の分子との接着性Wを制御可能なこと。
【0050】
最後に挙げた利点が特に重要であり、データ層(302)における高密度表面データ書込みのさい、LC層の厚みは、記録層(305)に記録された情報ピットのサイズに相関されなければならず、言い換えれば、ピットが約0.4mmcであれば、LC層は約0.1〜0.4mmcの厚みのものでなければならない。
【0051】
さらに、高い接着性(W)の配向表面及びプロセスを制御する実際の電場において、例えば、約0.01mmcの厚みの領域にあるネマティックLCに、分子を電気的に再配向することは不可能である。言い換えれば、中間相と直接接触するいくつかの分子層からなる層でそれを行うことは不可能である。光異方性材料の露光エネルギーを制御すれば、LCプレーナ配向の軸を形成するだけでなく、LC分子とフォトアライナの表面分子との間の接着性である接着エネルギー値(W)を制御することができるようになり、結果的に、それらの電気光学的挙動に影響を与えることができるようになる。
【0052】
したがって、本発明において、データ層(302)、層(304)(利用可能な場合)の提案された電気的に制御された複数構成要素からなる電気的構造体は、従来の配向層の役割を担うのに対して、配向層(305)も、ROM−、WORM−またはRWタイプの記録層として直接動作する。この場合、配向特性を変化させるプロセスで形をなすように情報ピットの隠れパターンが形成され、それらの変化は、LC分子に関連して表面に沿って調整される。必要であれば、このパターンは、高度の蛍光強度で自動的に読み取られて(視覚化されて)よく、これは、データ保持層302のゲスト・ホスト液晶セルにより行われる。また、この層は、ホスト(308)として異方性吸収蛍光分子を用いる配向記録層(305)を含む。
【0053】
提案された複合蛍光多層光データキャリヤは、CD−またはDVD−読出し専用メモリ(ROM:read only memory)、−書込み1回読出し多数(WORM:write once read many)、書き換え可能(RW:rewritable)、またはさまざまな光ディスク、カードまたはテープにおけるそれらを混合したタイプとして製造されてよい。このようなキャリヤの空間に沿った情報ピットの二次元分布の形状は、直線として描かれてよく、または、螺旋状または円形状のトラックであってよく、この場合、EFM(8−14変調)14ディジタルチャネル変調コードを用いて、データフローが書き込まれる。また、配向記録層(305)の表面上での二次元データ符号化のETT(8−10)法を用いて記録された4つの隣接するバイトの形で、データが書き込まれてもよい。
【0054】
蛍光を励起する読出し照射に向けられた光を発光する二色性分子(308)の軸の配向を変化させることによって、蛍光強度を制御することが可能である。吸収蛍光材料(308)の二色特性の結果として、それにより発光される光は、最大強度のものである。しかしながら、最大強度を達成するために、分子は、読出し照射の吸収が最大になるように配向されなければならない。コントローラ312により作られる電場を用いて、液晶マトリクス(307)の方向を変化させることにより、蛍光分子(308)による読出し照射の吸収強度、ひいては、それらにより発光される蛍光データ保持光の強度を制御することができる。必要であれば、読出し照射の強度を変化させることなく、電場パラメータを徐々に変化させることができ、蛍光の光強度も徐々に変化することになる。
【0055】
例えば、負の誘電異方性を有するネマティックLC(501)のホメオトロピックテクスチャ、または一方向に配向され正の誘電異方性を有するネマティックLC(502)のホモジニアス(プレーナ)テクスチャの静電変形に基づいて、提案された光メモリシステムが構造化されてよい。これらの変形は、ネマティックマトリクス(504)(図5a)に希釈された二色性蛍光物質(503)の分子の配向を相関させて変化させることにより達成される。
【0056】
ネマティック液晶、例えば、正の誘電異方性を有するネマティック液晶は、二色性を有する物質(503)の細長い分子を配向し、それらを互いに平行に配置し、さらには、LC層の分子(502)に対しても平行に配置するマトリクスの機能を果たす。電場において液晶マトリクスの配向が変化すると、二色性材料(503)の配向が変化し、その結果、読出し(または書込み)及び削除の照射(505)に対して、薄いゲスト・ホストLC層(504)の吸収性(理論的には最大ゼロ)及び発光性能(同様に最大ゼロ)が変化する。
【0057】
例えば、電圧が供給されていないとき(V=0)、電極表面(303)に対して平行に二色性分子(503)を配向したければ、正の誘電異方性(502)を有するネマティック試料に配向されたプレーナ構造を形成する必要がある。さらに、所定の波長で、読出し照射を最大限に吸収するように(図5b、曲線1)、ひいては、読出しモードにおいて最大の蛍光発光を行うように(図5b、曲線1’)、二色性を有する分子(503)を選択する必要がある。電場V=Vによる影響を受けると、マトリクスとして選択した正の異方性ネマティックLC(502)は、そのテクスチャを変化させてホメオトロピックになるのに対して、二色性物質(503)の分子は、偏光されたものであっても、偏光されていないものであってもよい光波の電気ベクトルの振動方向に対して垂直に配向することになる。分子は、実質的に透明であるため、読出し照射の波長での吸収及び蛍光発光は存在しないことになる(図5b、それぞれ曲線2及び曲線2’)。
【0058】
この場合、読出し中の層を除くすべての焦点が合っていない層に、蛍光バックグラウンド(506)が存在しなくなることにより、それらにより発生してしまう蛍光クロストークをなくし、読出しモードにおける「信号と雑音」の比を高めることができる。層504の吸収性能を実質的にゼロに最小限に抑えることができ、これにより、吸収範囲が完全または部分的に重なり合う光異方性及び蛍光材料を使用することができるようになる。
【0059】
読出しデバイスにより使用される電力を節約するために、負の誘電異方性を有するネマティック結晶を使用することが好ましい。電極(303)に電圧が供給されていないとき、すべてのデータ保持層(302)は、読出し照射を吸収せず、結果的に、まったく蛍光発光を行わない。電極(303)(または電極41及び42の特定のストリップ)に対しての電力供給の制御は、所定のデータ層(302)またはこの層の所定のデータページ(44)から読み取るためにのみ必要である。
【0060】
既存する単層蛍光データ保持システムと比較した場合、蛍光データ保持層302の提案された複数構成要素からなる構造の別の利点は、ゲスト・ホスト組成307に対して光パターニング配向層としても作用する記録層(305)が、最大、わずか10オングストロームの厚みの単層まで、望みどおりの薄さにしてよいことである。同時に、その吸収性能も非常に小さくなるが、読出し、書込み、及び削除照射の強度は、実質的に、このような多層媒体を通過するプロセスにおいて同じままである(下がらない)。
【0061】
さらに、感光性の配向記録層(305)と異方性吸収蛍光材料(308)の吸収範囲がすべてまたは部分的に重なり合う状況において、電気を用いて異方性蛍光分子の吸収性能を制御することが可能である。これにより、同一の波長を用いる照射源で、WORMまたはRWタイプのキャリヤにデータの書込み、読出し、または削除をすることができる。さらに、単一書込みまたは書き換えデータに対して、さまざまな線形及び非線形の光化学及び光物理デバイスを使用するさらなる機会が得られる。
【0062】
感光性記録層(305)の厚みを、最大、単一分子層のサイズまで薄くしても、データ書込みプロセスにおける感光性に影響を与えることがないだけでなく、従来の単層蛍光記録層ではよくあるように、読出しプロセスにおいてデータ(蛍光)信号のパラメータに影響を与えることもないことに注目されたい。これが達成されるのは、書込み中のデータが、記録層(305)の表面(316)の配向特性の変化として格納される一方で、読出しモードにあるデータ保持信号が、蛍光分子(308)を有する電気的に制御されたゲスト・ホストLC層(307)により強化されるためである。信号強化は、記録層(305)の厚みに左右されるものではなく、LC層(307)の厚みと、そこでの蛍光物質(308)の濃度によってのみ影響を与えられる。提案された読出し技術は、情報ピット(314)のサイズの変化は想定していない。さらに、焦点が合っていない層からデータピットに向かう書込み及び(または)読出し照射の寄生屈折効果をなくすために、可能な限り薄くすることが好ましい。
【0063】
このデータキャリヤの動作原理をさらに詳細に説明するために、電極(303)に制御電圧Vが印加されていない場合(V=0)と、電圧が印加されている場合(V=V)のWORM−またはRWタイプの1つのこのような複数構成要素からなるデータ層(302)、提案されたデータキャリヤ(300)の略図的平面図(図6a)と断面図(図6b)である図6a、図6bを参照されたい。
【0064】
図6aの矢印(601及び602)は、それぞれ情報ピット(314)及びバックグラウンド領域(315)の表面316及び317上での配向方向、ひいては、光学的に形状付けられた光パターニング記録配向層(305)の方向を示す。例えば、これらの方向は、90°の角度に位置されてよいのに対して、ホモジニアス層(304)の表面上の配向方向(603)は、層305にピット314が位置する領域の配向方向(601)に平行であってよい。
【0065】
この場合、ゲスト・ホストLC層(307)の三次元像(パターン)は、光パターニングの形状をとり、情報ピット(606)の表面316を越えた位置にある領域608に位置する液晶(604)分子及び蛍光分子(605)は、図面の配向方向(601)に平行に配向される。バックグラウンド領域317の前面に位置する領域607は、ねじれネマティックのような様相を示し、層表面(304)上に位置する液晶分子(604)及び蛍光分子(605)は、図面に対して平行に配向される。反対の表面上では、それらは表面に対して直角に配向され、言い換えれば、ねじれ効果の場合、反対の電極上でのLCプレーナ配向の方向は直角をなすことになる。
【0066】
読出し段階において、ゼロ電圧(V=0)でのデータ保持層(302)のこのような多層構造は、図面に示す偏光(611)を有する偏光子を用いて記録層(305)により放出される線形偏光照射を受ける。このプロセスにおいて、読出し照射は、蛍光物質の分子(605)により吸収され、ひいては、再度放出される(612)(I(pit))。しかしながら、この現象は、情報ピット(314)の表面(316)の前にあるLC組成608の領域でしか観察されず、バックグラウンド表面(317)を越えた位置にあるLC組成の領域(607)は、このタイプの読出し照射偏光の状況下でこの照射にさらされると透明になる。視覚的に、非蛍光バックグラウンド(I(back))に対して情報ピットの蛍光パターンを観察する。また、蛍光照射も偏光される。受光デバイスの前方に位置する追加の偏光子を作動すれば、外部照射に対するある一定のバックグラウンド露光過度を回避することができるようになる(図6に図示せず)。
【0067】
書込み照射偏光面の方向が直角に変化すると、負の読出しモードを生じることがあり、すなわち、非蛍光の情報ピットを有する発光バックグラウンドを観察することになる。読出しモードにおいて他の層から蛍光クロストークをなくすために、図6bに示すように、それらに電圧をかけなければならない。その結果として、マトリクスにあるすべてのLC分子(614)とマトリクスにあるLC蛍光分子(613)が、電極に対して垂直に配向する一方で、焦点が合わない層は、読出し照射に対して完全に透明なものになる。
【0068】
電圧が印加されず、LC材料が負の誘電異方性を有する場合、蛍光物質は、電極の方へ直交して配向し、読出し照射を吸収せず、層に対して直交する方向に向けられる。読出し段階において、選択されたデータ層に電圧が供給され、その結果として、蛍光物質(308)の分子をもつLC層(307)は、記録配向層(305)に記録されたデータに相関されたプレーナ配向のパターニング特徴を得ることになる。
【0069】
例えば、図7は、パターニング配向表面の形のもの、及び読出し照射の異なる偏光状態にある従来の高蛍光の読出し信号の対応するタイプに情報が記録される場合、光異方性材料から作られる記録配向層(305)を形成するいくつかのオプションを示す。このとき、キャリヤの所与の微小領域で情報ピットが利用可能であるか、または利用不能であるかということが、情報ピット位置とバックグラウンドとの間の蛍光強度の差により、定量的に検出される。また、情報を読み出すための一般的な蛍光方法、例えば、[米国特許第6,009,065号及び同第6,071,671号(Glushko及びLevich)]に記載されている方法にも同じことが当てはまる。
【0070】
図7aは、情報ピット(701)とバックグラウンド領域(702)が互いに直交する位置関係にある表面を有し、同じことがそれらの配向能力(703及び704)に当てはまることを示す。パターン化された記録層(305)のこのような配置により、線形偏光された(705または706)照射による読出しが行われる場合、K=+1または−1(正または負)に等しい最大コントラストが得られる。しかしながら、偏光されていない照射(707)は、この目的のために使用することはできず、この場合、強度に基づいた従来の読出し方法を用いれば、コントラストが下がるか、またはゼロになってしまうためである。
【0071】
この欠点は、本発明において提案するデータ読出し方法により修正可能である。この方法は、偏光された照射または偏光されていない読出し照射が吸収されているとき、蛍光信号における蛍光信号の強度の差(例えば、偏光のさまざまな程度)ではなく、異方性の有無により送信される信号を検出することができる。また、本発明の技術は、偏光光軸の方向の差を検出することもできる。
【0072】
実際、個々の異方性吸収分子の蛍光発光も異方性である。したがって、空間中で配向されず7aに示す構成の場合、線形偏光された(705または706)照射により読出しが行われているときだけではなく、偏光されていない(707)照射により行われているときであっても、蛍光データ保持照射が偏光されることになる。さらに、偏光されていない照射の場合、情報ピット位置の領域(701)とバックグラウンド領域(702)の蛍光発光の偏光ベクトルは、互いに対して直交する位置になり、読出しデバイスの受光セルの前方に位置する偏光子で容易に識別できる。
【0073】
図7bは、バックグラウンド領域(708)に配向特性(709)がなく、情報ピット表面(710)に方向付けられたプレーナ配向(711)がある場合の別の可能性のある構成を示す。この場合、強度に基づいた一般的な読出し技術によっても、偏光された照射(714)及び偏光されていない照射(712)を用いることができ、この場合、モジュールK=1/3の後にコントラストを求めることができるが、偏光された照射(713)より、蛍光信号の強度I(back)がその最大値の2倍になるとき、K=−1と等しいコントラストが得られる。偏光された読出し照射(713または714)モードの状況において、例えば、読出し照射偏光面を回転するスイッチングモジューレータを含む光学システム、及び読出し照射偏光ベクトルの二重回転周波数で蛍光発光により送信される電気信号の可変成分を引き続き光電検出するための受光デバイスを用いて、発光信号の偏光を検出できる。この場合、ランダムに配向された蛍光分子を含むバックグラウンド領域(709)により放出された蛍光の強度は変化せず、この照射により送信された電気信号のコントラスト成分がカットオフされる。
【0074】
偏光されていない読出し照射(712)が適用されると、偏光された蛍光は、情報ピット(711)によってのみ照射され、その存在は、受光デバイスの前方に配置された別の偏光子を追加することによっても検出できる。強度と偏光の両方による単一の光子読出しにより、ビットごと及びページごとの両方の読出しを実行することができるようになる。
【0075】
本発明により、配向記録層及びゲスト・ホストタイプの液晶組成を形成するために光異方性材料を用いる蛍光データ保持層の複数構成要素からなる構造が提供される。「ゲスト」には、異方性吸収が可能な光化学的に安定した蛍光物質を使用しており、これにより、ROM−、WORM−、またはRW−タイプの光キャリヤを作製することができる。さらに、ROMタイプの複数構成要素からなるデータ層は、液晶スクリーンに従来使用される配向層を利用して製造することもできる。
【0076】
図8aは、透明電極(813)及び同じ方向の配向を確保する配向層(813)を用いる同じ厚みの分割層(812)間に位置するスペーサ(811)を使用するROMタイプの提案されたデータ層(810)のオプションの1つを示す。
【0077】
この特定の場合において、スペーサ811は、情報ピット(816)に蛍光分子(815)を有するLCゲスト・ホスト層の必要な厚みを確保するだけでなく、ROMタイプのデータ層の役割も担う。これは、三次元のパターニングされた外観を有し、感光性のアクリル樹脂またはポジまたはネガのフォトレジスタから作製することができる。そこに記録されたデータは、接触または投射リソグラフィまたは電子写真術の従来の方法により、または感光性表面に沿って走査変調されたレーザ照射を行った後に現像を行う方法により形成することができる。アライナ(813)として、光異方性材料から作られるフォトアライナか、従来のLCアライナのいずれかを使用できる。本発明において、図8aに示す図において、アライナ(813)の1つまたは両方が省略されてもよい。
【0078】
図8bは、ROMタイプの蛍光データ層(802)の複数構成要素からなる構造の別のオプションを示す。この場合、データ保持微レリーフ表面(822)及び平坦な表面(823)を有する分割層(821)は、射出圧縮成形技術または光重合組成に基づいた2Pプロセスを用いて、反射性CD−またはDVD−光ディスクのように作製される。透明電極(824)は、分割層(821)の両側で吹き付けられて、配向コート825及び826がコーティングされる。データ層(826)に与える可能性のあるダメージを回避するために、配向特性を展開させるように光学的な方法及び光異方性材料を使用した。情報ピット(827)に、蛍光物質を含むゲスト・ホストLC組成828を充填した。上記に参照した場合のように、ここでも、配向層の少なくとも1つ(825または826)がなくてもよい。
【0079】
図8cは、WORM−またはRW−タイプのデータ層(830)の提案された表面の1つを示す。この場合、平坦な表面(823)と、直線、同心、または螺旋状のトラックまたはチャネル(834)を有する表面(833)とを有する分割層は、射出圧縮成形技術、または光重合圧縮に基づいた2Pプロセスを用いて作製される。トラックのサイズ及び形状は、蛍光分子836を有するゲスト・ホストLC835の配向特性と、所望のトラッキングモードとに基づいて選択される。透明電極837は、分割層(833)の両側で吹き付けられる。LC層835が非常に薄ければ(1ミクロン未満)、配向層(838)は省略されてよく、配向層(840)は、光異方性材料から作られる。
【0080】
書込みまたは削除データに同一の照射源が使用される場合、これらのプロセスは、所定の層の前、さらには所定の層にあるすべてのデータ層のゲスト・ホストLC組成(839)のホメオトロピック配向モードにおいて生じ、読出しモードにおいて、これらのプロセスは、LC組成(839)が平面に沿って配向された読出し中の層を除くすべての層において繰り返される。
【0081】
図9a、図9bは、WORMまたはRWタイプのデータ層(302)の提案された複数構成部品からなる構造の配向記録層(305)(平面図)を示し、図3にそれを一般化した図が示されており、データが書き込まれる前(図9a)と書き込まれた後(9b)を示す。光カード910(または光ディスク920)として作製されたデータキャリヤのトラック911(922)は、光異方性材料から作られる感光性の配向記録層912(922)に位置する。この層912(922)は、第1の複数構成要素からなるデータ層302において光化学的に安定した異方性吸収蛍光分子から作られるゲスト・ホストLC組成層の光パターニングされた光配向層としても作用する。例えば、この層は、ランダムに配向された分子クラスタ914(924)を有するバックグラウンド領域913(923)を有する。また、これは、直線(光カード910の場合)または螺旋状(光ディスク920の場合)のトラック911(921)を有し、ほとんどの場合、分子クラスタが主要な配向915(925)を有する。この場合、これらの分子クラスタの主要な配向の方向(矢印を使って示されている図9を参照)は、光カード(910)の直線トラック(911)の場合のように、トラックに対して一定の角度Ψに配置されてよく、または、光ディスクの同心トラック(921)の場合のように、トラックに沿って(交差して)配置されてよい。
【0082】
各感光性配向記録層i912(922)のこの表面構造は、整列した分子配向に沿って方向調整される。この配向は、表面に沿って集束及び走査される線形偏光照射(図9に図示せず)にこのi層(多層データキャリヤ300の作製前)をさらすことにより達成でき、この層の初期分子構造はまだ配向されていない状態914(924)であるため、この照射は、層の光異方性材料により吸収される。
【0083】
また、最近ではフォトリソグラフィ技術が非常に一般的になっているため、偏光照射により投射または接触式の光印刷を用いることもできる。この照射は、透明なトラックを有する金属めっきされたポジフォトテンプレートを通る。配向されていないトラック911(921)を有する構造を作製するために、配向されたバックグラウンド913(923)に対してネガフォトテンプレートを使用する必要がある。
【0084】
後に、多層複合液晶光キャリヤを作製できる。これらは、事前に準備した所与の角度Ψの配向記録層を使用して作られる。中間層(309)の一方側がそれらの層と、さらに電極303でコーティングされる。
【0085】
すでに記載したように、多層キャリヤの記録層の1つ上にデータが記録されているとき、それよりも前に電圧を印加することにより、すべての複数構成要素からなるデータ層の所望の吸収能力を達成してよく、この電力は、外部コントローラ(312)からそれらの層に供給される。
【0086】
さらに、ビットごとの書込みモードにおいて、書込みビーム(図9に図示せず)は、トラック位置領域911(921)にあるスポット916または917(926または927)上に集束され、光異方性材料で作られた記録媒体912(922)により部分的に吸収される。光物理的性質、光化学または光熱プロセスの結果として、物質内、さらに、最も重要なもの、露光領域916または917(926または927)の表面上の初期分子クラスタが修正され、これらの変化により、ゲスト・ホストLC層307に対する配向能力も変化する。これらの変化は、光異方性材料のタイプ及び書込みパルスのパラメータ(時空間でのパルスの強度及びエネルギーの分布、パルス持続時間、スポット916または917(926または927)での分子クラスタ915の配向に対する書込み照射偏光ベクトルの偏光状態及び方向)に左右される。これらの変化は、表面分子918(928)の空間配向の方向の変化(または負の場合の形成)として表れる。例えば、これらの配向方向は、微小領域916(926)において直交方向に変化するか、または、図9に示すように、正の場合、微小領域917(927)において完全にずれて配向された状態919(929)になることがある。修正された表面918、919、928、及び929と直接接触するLC層307の配向は、それに応じて変化する。
【0087】
第1の記録オプションは、光化学または光物理学的記録機構で光異方性材料を使用し、この場合、偏光ベクトルポインティングで偏光照射により、例えば、トラック911(921)にある初期分子配向916(926)に対して直交して書込みが行われる。
【0088】
第2のオプションは、光熱記録機構を用いることであり、この場合、微小領域の溶融917(927)の後、材料が冷却して、分子配向919(929)が失われることにより書込みが行われる。この方法により書き込まれたデータピットは、LC組成の蛍光分子により吸収された異なる波長をもつ照射源と、さらに、書込み用に使用した同じ照射源の両方により、図6及び図7に示すモードで読出し可能である。しかしながら、後者の場合、より低い照射強度を用いなければならない。
【0089】
線形振動子として蛍光分子を異方的に吸収するすべての振動子を与えることが完全に確実なことではないことに注目されたい。したがって、このような分子が、完全なホメオトロピッククラスタに配向されているとしても、読出し照射の一部を吸収することになる。さらに、前述したように、表面付近領域、例えば、ネマティックLCの表面付近領域と、ひいては、配向記録層912(922)の中間相と直接接触した状態にある領域に溶解した蛍光分子は、電場による影響を受けると、それらを完全に再度配向することができない。
【0090】
このようなことすべてにより、焦点が合っていない層からなる蛍光バックグラウンドの照明の不完全な損失が生じ得る。本発明では、より高い効率性でこの現象をなくすことに努め、角度Ψ個別値である追加コードを用いた。多層データキャリヤ300の記録層912(922)の各々のトラック911(921)に向いた分子クラスタ915(925)の主要な配向の方向は、角度Ψ個別値でコード化されるため、追加の特徴を有する。これは、読出し中の層の異方性(部分的に偏光された)蛍光照射を追加的に偏光分離(デコード)するための読出し段階において使用される。これは、他のすべての焦点が合っていない層からくる異方性の部分的に偏光された蛍光照射から、この層を分離するのに役立つ。
【0091】
すべての光異方性材料は、光化学機構であるか、光物理学機構であるかにかかわらず、光異方性及び、ひいては、LCを再配向する能力を生じさせる可逆性を特徴とする。この場合、光異方性とともに、これらの配向能力が削除されてもよい。言い換えれば、記録光異方性層に記録されたある局所データが、光学的または光熱的に削除できる。この記録層において、純粋な熱処理方法、すなわち、層全体を加熱する方法を用いて、完全に書込みデータを削除することができる。
【0092】
同じまたは異なる偏光ベクトルをもつ初期の光照射により偏光された誘導異方性の光軸の同一の修正配向を用いて、データが復元(または再書込み)されてよい。しかしながら、これらの可逆性サイクル数は、これらの材料の光異方性を作り出す特定の機構に応じるものである。
【0093】
本発明により、WORMタイプのデータキャリヤでの単分子の不可逆的な光化学反応または二分子の光化学反応に基づいて光異方性材料を用いることが提案される。後者の場合、低感光性または高感光性の物質を基に作られた材料を使用することがあり、例えば、ラングミュア・ブロジェット多分子膜、または10,12−カルボン酸のノナコザデイン(nonacozadein)の吹き付け膜などのジアセチレン誘導体基である[Kozenkov V.ら、Presentations、the USSR Academy of Science、1977、237、3、p.633]。しかしながら、これらの可逆性は小さく、各サイクルで光化学プロセスで使用される感光性分子の数に制限される。しかしながら、これらの材料は、分子回転をなくす状況でのWORMタイプ記録媒体として、本発明の目的に合わせて使用することができる。さらに、プロセス中または記録中、または書込み完了後の書き込まれたデータに修正を加えるために、光誘導された異方性の小さな可逆性を利用することもできる。
【0094】
また、ほとんどの光発色性材料は、光誘導された光異方性の効果を示す。しかしながら、これらは、逆照射率緩和を示し、非常に高い量子解放を有することにより、初期及び/または光誘導された状態の両方で光発色性分子の不可逆的な破壊を生じてしまうため、本発明の目的にはあまり有益ではない。
【0095】
本発明の目的に合わせて、光化学的に安定し、異方性吸収の非蛍光物質から作られる光異方性材料を最良に利用することができる。さまざまな可逆性及び不可逆性の光化学反応の結果として光誘導された光異方性の効果(ヴァイゲルト効果)を示す材料と異なり、これらの材料では、物質分子が、偏光された照射及び偏光されていないが誘導さていた照射を吸収するとき、分子配向の光物理学的プロセスの結果として、光異方性が作り出される。さらに、このプロセスは、分子クラスタのあらゆる化学的または形態的変化を伴わない。
【0096】
これが起こると、異方性の光化学的に安定した非蛍光分子の多くの部分が、光波の電場ベクトルに対して直交する方向に位置する平面に沿って、または、偏光されていない照射の場合、その伝播方向に配向される。これらの材料は、光化学的に安定したものであり、そのおかげで、記録データの修正を行うことができるだけでなく、無限数の「書込み・削除」サイクルを確保でき、言い換えれば、それらにデータの書込み及び再書込みを無限に行うことができる。このデータは、長年にわたって格納されてよい。さらに、これらの材料により、データを破壊することなくデータの読出しができるようになる。
【0097】
さらに、提案された本発明において、このような媒体でのデータの書込み、読出し、削除、及び再書込みを伴うすべての動作は、同一の照射源により実行することができる。そのパラメータ(時間、電力、及び偏光光パルス)を再設定する必要さえない。これらの材料は、ROM−、WORM−、及びRWタイプのデータキャリヤとして使用できる。これらの複合多層データキャリヤは、それらの構成が、ROM−、WORM、及びRWタイプの記録層を含むことができるため、特に有能である。これらの層は、同様または異なる組成の材料から作られてよい。これにより、これらの複合多層データキャリヤの製造技術がかなり単純化され、それらの機能の範囲が拡張する。
【0098】
これらの光異方性材料で使用される光化学的に安定し、異方性吸収の非蛍光物質は、分子レベルでポリマーマトリクス内に導入されてよく、または、それらの成膜特性を高める少数の特殊な添加物を有するホモジニアス単一物質として使用されてもよい。
【0099】
これらの可能性として、誘導または削除のさまざまな段階において偏光照射による影響を受けた単一の物質膜における誘導と光異方性照射率緩和(2ビーム屈折)の典型的な運動グラフを示す図10を参照されたい。
【0100】
図10から分かるように、材料は、初期の熱力学的安定状態で等方性を示す。この状態を論理ゼロ「0」と見なす。照射プロセスでデータが書き込まれると、材料は、光異方性の性質を獲得し、異方性が漸近的に光安定パラメータに達していく(グラフ1)。露光が非常に短い場合(または、電力がわずかな場合)、照射率緩和プロセスが観察されることがあり(グラフ2)、これにより、誘導された異方性が、ある一定の安定値まで完全または部分的に低下し、これは、露光層エネルギーの増大とともに増大する。このような低下は、ブラウン分子回転拡散の結果として生じ、光化学的に安定した分子のランダムなずれを招きかねない。しかしながら、露光エネルギーが高くなるほど、照射率緩和の速度は低速化し、さらには存在しなくなる(グラフ3)。
【0101】
さらに、活性照射の十分に高い露光(約0.1〜1nJ/η)の停止により、層の分子のさらに整列した自己配向が生じ(グラフ4)、新しい熱力学的に安定した状態に達することになる。このような「上向きの照射率緩和」の速度は、層の熱の上昇とともに増大する。このように高度に配向された状態を論理「1」と見なす。この状態は、温度が光異方性材料の溶融温度に達するまで安定した状態が続く。
【0102】
これらの媒体におけるこの光誘導された光異方性の最大値は、液晶における対応値に近づく。したがって、配向状態パラメータSは、以下のように表されてよい。
【0103】
S=(D11−D)/(D11+2D) (1)
及び2ビーム屈折率Δnの値は、
Δn=n−n11 (2)
これらの値は、それぞれ0.8及び0.3に達し得る。
【0104】
式中、n11及びD11は、活性照射の偏光ベクトルに対してそれぞれ平行または垂直であってよい活性照射偏光により作り出された測定照射の偏光成分ベクトルに対する材料の屈折指標の値と光密度の値である。
【0105】
これらの材料の光誘導された状態(表面分子の整列した配向を含む)が、少なくとも10年以上の間維持されることを確証した。
【0106】
このようにして書き込まれたデータの蛍光読出しは、図6及び図7に示すモードにおいて実行されてよい。しかしながら、このように整列して配向された層を、同様であるが、偏光されていないか、または円形に偏光された照射源に短期または低強度でさらすと、部分的なずれが生じ(グラフ5)、液晶に関して言えば、その配向特性の部分的劣化を招く。読出し照射の偏光ベクトルの方向を変え、それを直交方向にしたとき、同じ結果に達することがある。しかしながら、照射源が遮断されると、光誘起され熱力学的に安定した状態を回復でき(グラフ4’)、同じことが、液晶の配向特性にも当てはまる。光化学的に安定した異方性吸収の非蛍光物質から作られた光異方性材料のこのような特徴により、提案された複数構成要素からなる蛍光データシステムにデータが記録され配向記録層にこれらの材料が使用される場合、実質的に、データに何らダメージを与えることなく、データの読出しができるようになる。さらに、照射率緩和の記号及び速度間の相互作用により(グラフ2、4、及び4’)、吸収エネルギーが非常に小さければ、「自己削除」を誘発することがあるため(図10のグラフ2を参照)、書込みモードにおいて焦点が合っていない層の光異方性「バックグラウンド」ターゲットがなくなる。
【0107】
記録データの削除は、読出しと同じモードで行われてよいが、これにはより多くの照射エネルギーが必要である。このプロセスにおいて、削除中の微小領域において、完全な熱(光熱)分子ずれ(及び液晶を配向させる能力の損失)のいずれかを観察することがある(グラフ6)。これは、層の局所的な溶融とその後の冷却により、または直交偏光された照射による影響を領域が受けたときの直交再配向(グラフ6’)(LCに関して言えば、配向能力の方向の変化)により起こり得る。
【0108】
後者の場合、露光パワーが書込みモードの露光パワーと同じとき、別の熱力学的に安定した状況(層の融点より低い温度)に達し得ることに注目されたい。この状況は高く、初期配向状態に対して直交方向に向けられるため、それを論理負単位「−1」と見なす。これが起こると、新しいデータの削除及び書込みを同時に行ってよい。
【0109】
再書込みモードは、初期書込みに類似する(グラフ7)。本発明において、所与の感光性配向記録層におけるすべての書込み及び削除動作は、層そのものを含む所与の層の前に位置するすべての焦点が合っていない層に電圧を供給することにより実行される(正の誘電異方性をもつLC組成の場合)。他のオプションでは、所与の層にのみ電圧を供給してよい(負の誘電異方性を有するLC組成の場合)。言い換えれば、読出し中の層を除くすべてのデータ層に電圧を供給するとき(第1のオプション)か、または、読出し中の層にのみ電圧を供給するとき(第2のオプション)のいずれかで、データ読出しが可能である。
【0110】
読出しモードにおいて、本発明では、2つの機能を実行可能な所与の配向記録層912(922)の異方性光特性の大量修正を利用しない。しかしながら、これらを、品質制御用、または記録済みデータまたは書込み中のデータの修正用に使用してよい。これらの媒体において、実時間で、さらには記録処理の完了後にそれを行うことが可能である。これらの動作は、時間及び(または)空間パラメータ、及び照射強度と書込みパルスエネルギーの分布を調節することにより実行される。また、記録デバイスの偏光または記録デバイスの光学システムを調節してもよい。
【0111】
実際のところ、光異方性材料の光誘起された異方性は、これらの光配向及び光化学プロセスに必要な時間が、100ミリ秒を超えることがないため、露光プロセスにおいて直接生じる。また、発生した2ビーム屈折(TBR)は、感光性記録層のスペクトル領域外に位置する領域である透明領域に誘導される。
【0112】
これらすべてにより、光活性ではない照射を使用するとき、例えば、実時間または書込み完了後に、He−Ne(λ=632.8nm)または半導体(λ〜700nm)を用いるとき、この非破壊的方法を使って、書込み中のデータを制御することができる。
【0113】
露光段階において、読出しモードで層912(922)に偏光された光活性照射を使用するとき、蛍光データピット前駆体の出現を観察することがあり、これは、表面上の隠れ分子配向の形状をとり、等方性バックグラウンドに対して配置された三次元異方性位相(2ビーム屈折)変調パターンを与えることがある。層が非常に薄いことから、層内とその表面上(912)(922)間の整列した分子配向の程度の間に1対1の対応性を観察する。
【0114】
露光された記録層と光検出器との間に配置された偏光検光子を使って、隠れ三次元ピット前駆体パターンを三次元変調されたパターンに変換して、非光活性の偏光された照射により書込み品質を制御してよい。
【0115】
読出し照射強度の空間分布(I(x,y))は、隠れピット前駆体パターンと検光子とを通過した後、書込みプロセスに案内された2ビーム屈折(TBR)の値を用いて決定されてよい。
【0116】
I(x、y)=I×Sin(πΔn(x,y)d/λ)=Const×(Δn(x,y)) (3)
式中、Δn(x,y)=Ψ(H(x,y))−エネルギーの空間分布H(x,y)をもつ活性照射により形成及び影響されたピットの前駆体に向けられたTBR空間分布
d−記録層の厚み
λ−読出し照射の波長
−データキャリヤに到達する読出し照射の強度
Const=I×(πd/λ)
X,Y−記録層位置の平面上の三次元(空間)軸
偏光子及び検光子の両方の光軸が直交するのに対して、角度Ψに向いた対応するTBR記録I層の光軸は、これらの軸に対して45°の角度の位置にあると仮定してもよい。
【0117】
式3を簡潔に理解するために、記録層が非常に薄いことから、活性照射の波長での吸収も非常に小さく、層の深さZ内の強度、ひいては、そのTBRが同様であるのに対して、位相遅延(φ)の値も非常に小さい(φ=πΔn(x,y)d/λ)と仮定してよい。
【0118】
図11及び図12は、層内の隠れ情報ピットパターンの品質を制御及び修正するための提案された技術を用いて、データ書込みを行うための2つの可能なオプションの略図を示す。
【0119】
図11のオプションは、実時間でDRAW技術(即時書込み即時読出し)を用いて、記録された情報の隠れパターンをビットごとに読み出すことにより、ビットごとのデータ書込みの制御及び修正を行う。書込みプロセスにおいて、変調器1103が、レーザビーム1101を変調し、このレーザビームは、偏光器1102により偏光されたもので、記録信号1104により記録される。
【0120】
変調された記録ビーム(1105)は、レンズ(対物レンズ)(1106)により、多層データキャリヤ(1108)の記録層(1107)に集束される。デバイスは、各ピットが個別に露光される特別なビーム走査方法を用いる。この方法では、フォトテンプレートが不要である。所定のデータパターンを獲得するために、本発明は、ビームを走査するための特別のプログラミングデバイスを用いる。
【0121】
層912(922)内の露光領域において、蛍光情報ピットの前駆体の連続的な出現を観察することがあり、パターンは、等方性バックグラウンドに対して観察されることがある2ビーム屈折及び空間変調されたパターンの形状を獲得する。TBR値及び隠れパターンでのその空間分布(前駆体空間トポロジー)は、記録パルスエネルギーの値及び空間分布を用いて決定することができる。後者は、対応する変調コード(1104)を使って決定され、レンズ焦点の品質に左右される。
【0122】
情報ピットのこれらの位相前駆体の隠れ像は、集束光の非活性レーザ照射(1110)(例えば、照射波長が632.8nmに等しいヘリウム・ネオン・レーザ(1109))により、ビットごとのモードで実時間で読み取られてよい。これを行うために、再生ビーム(1110)は、偏光子(1111)により線形偏光ビームに変換される。このビームは、ダイクロイックミラー(1113)を通るとき、レンズ(1116)により、記録層(1107)上に書込みを行う書込みビーム(1105)の集束領域上に集束される。この層の微小領域を通過すると、蛍光ピット前駆体の書き込まれた隠れ異方性パターンを保持可能な線形偏光再生ビーム(1112)は、楕円偏光ビーム(1114)に変換され、このビームは、検光子(1115)を部分的に通過する。レンズ(1116)は、この蛍光ピット前駆体の視覚化された像を光電検出器(1117)に投影し、この検出器は、電気信号(1118)を送出する。この信号は、コンピュータにより処理された後、露光デバイス制御ユニット(図11に図示せず)に達する。
【0123】
したがって、実時間で形成され、蛍光情報ピット前駆体の隠れ像のパラメータを高精度に測定する提案された方法を用いることで、書込み照射の電力及び偏光、露光時間、さらには、レンズ焦点(1106)の補正による露光ビームの強度分布の品質を調節することにより、フィードバックを得ることができるようになる。
【0124】
図12は、光検出器(1117)としてCCDカメラ(1119)が使用された提案された方法を用いる別の可能な変形例を示す。この場合、書込みが完了するとすぐに、多層データキャリヤ(1120)の記録層において、蛍光情報ピット前駆体の隠れパターンの空間トポロジーの品質を、選択的に、または必要に応じて、完全に制御することができる。図12の読出し図は、図11に示す図に類似しており、また、偏光子(1111)及び検光子(1115)を含むが、レンズ(1116)は、記録層の全隠れパターンを即座に読み出し、これは、レンズ(1116)により、CCDカメラ(1119)の位置平面に投影される。このように隠れパターンを分析できることにより、例えば、複合多層データキャリヤのROMタイプの記録層を形成するための最適な状況を作り出すことができる。
【0125】
少なくとも1つの初期パターニング(ROMタイプのシステムの場合)または光異方性の感光性(WORM−またはRW−タイプのシステムの場合)の配向層を有する電気的に制御された薄い液晶セルを構成する複数構成要素からなる構造として、蛍光データ保持層をデザインする提案された技術的な解決策により、さまざまな構成要素の中の機能を分散させることができるようになる。
【0126】
WORM−またはRW−タイプのシステムで書込みを行うとき、記録層としても作用する配向層の1つに書込みを行う。ここで、LC層に関して言えば、表面空間変調された配向能力によりデータが書き込まれ、言い換えれば、光パターニング光配向層を形成することができる。
【0127】
読出しモードにおいて、キャリヤのタイプ(ROM−、WORM−、またはRW−タイプ)にかかわらず、異方性吸収の光化学的に安定した蛍光ホスト物質を有するゲスト・ホストLCマトリクスを使用する。WORM−またはRWタイプの複合蛍光液晶データキャリヤにおいて、書込み及び読出しモードにおける機能をこのように分散させると、これらのデバイスで使用される蛍光組成の要求が劇的に単純化される。このようなシステムに光化学的に安定した蛍光物質を使用すると、例えば、二分子光化学反応に基づき自然蛍光物質を用いるか、または光生成物が蛍光性を備えるものであるWORM−感光性システムの現在既存する蛍光データ層の照射率保存の問題を完全に解決することができる。これは、それらの発生することがある照射率熱化学または拡散プロセスに関係する。これらのプロセスは、蛍光分子から作られた跡を作り出し、また、読出しモードにおいてバックグラウンド蛍光照射を作り出すか、または、初期蛍光染料の照射率分解による蛍光信号の強度を現象させる。
【0128】
前述したように、光発色反応に基づいたRW−感光性システムには以下の欠点がある。すなわち、逆照射率プロセス、及び光発色分子の光破壊による可能な低い「書込み−削除−書込み」サイクルである。
【0129】
本発明において、ROM−、WORM−、またはRWメモリタイプの多層複合LC光システムの別のオプションをさらに提案する。蛍光異方性吸収物質ではなく、このオプションでは所定の読出し波長で異方性吸収物質にもなる非蛍光性の光化学的に安定した物質を用いる。これらの物質は、添加剤としてホスト分子に使用される。この目的にあわせて、液晶組成に十分に希釈可能な非蛍光物質を選択する必要がある。これらの分子は、ロッド状またはディスク状の形のものであり、それらの長波振動子は、長軸に沿って、または長軸に交差した位置にある。これらの物質は、ゲスト・ホスト原理で動作するLCスクリーンに用いられる。また、負の二色性をもつ異方性染料を使用することもできる。
【0130】
この場合、上記に参照したすべての光メモリデザイン(図3〜6、図7〜9、図11、図12)及びデータの書込み、読出し、及び削除動作(図7、図10)は同じままである。しかしながら、情報ピット及びバックグラウンド位置での読出し照射強度の量的な差を検出することによって、または、読出し照射の異方性の特性の有無(偏光程度)の測定または光軸の方向の差の測定を行うことによって、読出しが行われる。
【0131】
また、この読出しモードは、上述した光メモリの蛍光システムにおいても使用できることに注目されたい。
【0132】
提案された解決策の別のオプションは、非異方性蛍光または非蛍光添加物分子を含むLC組成の使用に関係する。この場合、多層データ層の組成も同じままである。
【0133】
図11及び図12に示すように、2つの偏光子間に多層データ保持構造を配置することにより、読出しが可能になる。このプロセスにおいて、偏光子の光軸は、検光子の光軸に対して直交でなければならない。データ層Iから読み取られ、情報ピットI pit位置領域及びバックグラウンドI back領域の検光子を通る照射強度は、以下のように表される。
【0134】
pit=I・Sin(2a pit)・Sin(π(Δn pit・d pit+Δn lc・d lc)/λ) (4)
back=I・Sin(2a back)・Sin(π(Δn back・d back+Δn lc・d lc)/λ)
式中、Iは、多層データキャリヤの層iに達する読出し照射の強度である。
【0135】
Δn pit,back,lc、d pit,back,lcは、配向記録層i及び隣接するLC層iの情報ピット位置領域における書込み照射により誘起されたDLP値と、それに応じた厚みである。
【0136】
pit,backは、情報ピットとバックグラウンドIデータ層位置領域のそれぞれの偏光子(検光子)の光軸とDLP光軸の方向間の角度である。
【0137】
λは、読出し照射波長である。
【0138】
1に等しい最大コントラストを得るために、偏光子に向いた角度a pitは45°に等しくなければならず、偏光子に対する角度a backは90°(または0°)に等しくなければならない。この場合、I pit値=0及びI pit=I・Sin(πΔn lc・d lc/λ)(d back<<d lc)である。
【0139】
LC組成に蛍光または異方性吸収物質を含んでも、または含まなくてもよいWORMタイプのこれらの複合多層光メモリシステムにデータを書込み別の方法は、アライナの表面のずれを使った光熱書込みである。この目的にあわせて、吸収書込み照射及び機械的にラビングされた層またはラングミュア・ブロジェット層を使用してよく、これらの層は、斜め吹き付け及び何らかの他の層でコーティングされる。書込みモードにおける吸収を高めるために、この照射を吸収できる何らかの物質を追加することもでき、それらは、LC層に追加されてもよい。これらは、熱発色性または光発色性物質のいずれかであり得る。また、VOタイプの電気発色性有機または無機物質とともに、電場発色性物質を使用することもできる。
【0140】
したがって、本発明の提案により、ROM−、WORM−、またはRW−タイプの多層複合液晶光メモリシステムの新しい構造及びこの構造へ(この構造から)のデータの書込み及び読出しを行う方法が得られる。本発明のシステムにおいて、データ保持層の液晶マトリクスに溶解された蛍光分子の吸収及び照射能力を電気的に制御することができる。また、ピットごと及びページごとのモードの両方での読出し中、隣接するデータ層からの蛍光クロストークを部分的または完全になくすことができる。
【0141】
さらに、読出し照射の強度を変えずに、蛍光データ信号の強度を電気的に制御する(及び、必要であれば、滑らかに制御する)さらなるオプションもある。特に、蛍光クロストークを削減または完全になくすことにより、層間の距離を最小限に抑えることができる。これにより、寄生収差ひずみを減少させ、キャリヤのデータ層の数が増大することができるため、読出し蛍光照射からの光をより多く集めることができ、読出し光ヘッドのデザインを単純化することができる。さらに、提案された解決策は、可能な応用領域を拡大させ、これは、単一または複数のデータ書込みのさまざまな非線形だけでなく、線形の光化学的または光物理学的機構にも当てはまる。また、これにより、このようなキャリヤへのデータの書込み、読出し、及び削除を行うために同じ照射源を用いることもできる。
【0142】
光パターニングされた光配向層の役割も担う記録媒体として、光化学的に安定した異方性吸収の非蛍光物質に基づいた光異方性材料を使用することにより、蛍光データ読出しを備えた再書込み可能な多層メモリシステムを実質的に適用することができる。
【0143】
本発明は、提案されたゲスト・ホスト液晶データ保持層の成分組成及び構造の以下の例を用いて説明されてよい。
【0144】
例1.スペーサがデータキャリヤ層としても作用するROMタイプの蛍光データ保持層
蛍光物質−1.4−bis(N,N−ジフェニルアミノフェニル−1,3,4−オキサジアジル)ベンゼンまたは1,8−ナフタレン−1’,2’ベンズイミダゾール
液晶−4−オクチルオキシ4’−シアノビジェニル(8OCB)
例2.WORMタイプの蛍光データ保持層
光アライナ−パラメトキシポリビニルシンナメート
蛍光物質−染料#1(図13)
液晶−LCM440(NIOPiK、ロシア)
例3.RWタイプの蛍光データ保持層
光アライナ−染料#2
蛍光物質−染料#1
液晶−LCM807(NIOPIK、ロシア)
例4.二色性染料を含むRWタイプのデータ保持層
光アライナ−染料#2
液晶−LCM807
二色染料―染料#3
例5.染料を含まないRWタイプのデータ保持層
光アライナ−染料#2
液晶−LCM440
上記で参照した例は、多層複合蛍光液晶光メモリシステムの提案された構造と、その構造へ/構造からのデータ書込み及び読出し方法を例示したものにすぎない。これらの例は、特許請求の範囲に記載される請求項を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0145】
【図1】読み取られることになっていない情報層により作られる蛍光バックグラウンドを有する多層蛍光情報キャリヤからのページごとのデータ読出しの略図である。
【図2】読み取られることになっていない情報層により作られる蛍光バックグラウンドを有する多層蛍光情報キャリヤからのビットごとのデータ読出しの略図である。
【図3】「液晶−蛍光染料」タイプの複合多層データキャリヤからなる提案された構造の一般的オプションの略図的断面図である。
【図4】2つの相互に直交するストリップの形をした透明電極を有するデータ保持層の略図である。
【図5】蛍光−液晶データ層の配向及びスイッチング構成である。
【図6】電極への電圧の印加時と非印加時の1つのデータ保持層の平面図及び断面図である。
【図7a.b】パターン化及び配向された表面を有する記録層を形成するさまざまなオプションと、これらの表面からの蛍光信号を読み取るモードである。
【図8a.b.c】ROM−、WORM−、またはRW−タイプの複合データ保持層の構造のオプションである。
【図9a.b】それぞれ、ビーム入射による書込み前及び後の光カード及び光ディスクに示されたトラックの略図的平面図である。
【図10】光化学的に安定した異方性吸収物質を含む光異方性材料の誘導、削除、光異方性暗緩和の運動曲線の典型的な図である。上向き(↑)と下向き(↓)の矢印は、光活性照射をオン及びオフするときを示す。記号A→B及びB←Aは、偏光された光活性照射が直交モードに切り換えられたときを示す。記号「0」、「1」、及び「−1」は、熱動力学的観点での開始位置及び2つの光誘起及び安定状況をそれぞれ示す。
【図11】ビットごとの制御と実時間でのデータ書込みの品質の調整を確保する多層蛍光液晶光データキャリヤにデータが書き込まれるときの、ビットごとのデータ書込みデバイスのオプションの1つの略図である。
【図12】多層複合蛍光液晶光キャリヤの書き込まれた記録層の品質をページごとに制御するデザインされたオプションの1つである。
【図13】染料の構造式である。
【Technical field】
[0001]
Background art
The present invention relates to an optical memory system for recording and reading information on a pit-by-pit or page-by-page basis, and more particularly, to a ROM, WORM, RW-multilayer optical memory system having fluorescent readout information, or a combination thereof.
[0002]
Existing optical memory systems utilize a two-dimensional data carrier having one or two information layers. Most of the conventional technical solutions for recording optical data propose to record the change of the reflected laser irradiation intensity in a local area (pit) of the information layer. These changes include interference effects on CD or DVD read only memory (ROM type) relief optical discs, burning of holes in metal films, decolorization of dyes, widely used CD-write single read multiple (WORM). -Local melting of polycarbonate in the system, phase change rewriting (RW)-Can be the result of changes in reflectivity in the system [Bouhuis G. et al. Et al., "Principles of Optical Disc Systems", Philips Research Laboratories, Eindhoven, Adam Hiller Ltd. , Bristol and Boston].
[0003]
In order to increase the recording density, these carriers have been transferred to shorter wave illumination sources combined with large aperture lenses (high NA objectives) [I. Ichimura et al., SPIE, 3864, 2280], reduced track pitch, and increasing the groove depth of land-groove recording type optical discs [S. Morita et al., SPIE, 3109, 167]. New media and methods for reading information have been developed for high density storage of information [T. Vo-Diny et al., SPIE, 3401, 284] for adjusting the pit depth [S. Spielman et al., SPIE, 3109, 98] and for optical discs having square information pits arranged in a symmetric pattern [Satoh et al., US Pat. No. 5,572,508].
[0004]
U.S. Pat. Nos. 4,634,850 and 4,786,792 (Drexler Technology Corp.) describe a "quadruple storage" of digital optical data to increase data density while minimizing errors. The "density" or "micro chess board" format is used, and the data is read by a CCD photodetector array to four times the amount of digital data that can be optically stored on a motion picture film (or optical memory card). Can be
[0005]
With a three-dimensional (homogeneous) photosensitive medium, such information recording densities exceeding several terabits per cubic centimeter can be achieved. These media exhibit various photophysical and photochemical nonlinear effects in two-photon absorption. Optimal recording and reading performance in these three-dimensional WORM- and RW-information carriers depends on the photosensitive element and, for example, the light-emitting material [D. Parthenopoulos et al., Science, 1989, 245, 843] or when photobleaching materials are utilized, the process of two-photon absorption, both with the product of a photoreaction via an intermediate virtual level, or a photorefractive crystal or polymer and light. If a polymer is used, the process of recording changes in refractive parameters [Y. Kawata et al., Opt. Lett. , 1998, 23, 756] and [R. See Borisov et al., Appl. Phys. , 1998, B67, 1].
[0006]
In principle, this write and read mode allows the local recording of information in pits (similar to the information pits used in conventional reflective CD- or DVD-ROMs) in the information medium with altered information characteristics. Will be able to
[0007]
However, there are difficulties in actually implementing this principle due to the high cost and large size of the femtosecond laser irradiation source required for this type of recording, and the extremely low photosensitivity of the medium. Generally, the reason why the photosensitivity of the medium is extremely low is that the two-photon absorption cross-sectional area parameter of the photosensitive material known by the present inventors at the present time is extremely low.
[0008]
Technically, using a multilayer optical information carrier would be more efficient. However, they are subject to certain limitations, in particular deep within the medium, further problems with the design and properties of the data carrier medium and the data read mode and the device (WORM- and RW-write mode of optical memory data). Occurs.
[0009]
In the reflective mode, each information layer of the multilayer optical information carrier is covered with a partially reflective coating. This reduces the intensity of the read and reflected information beams by passing through the medium to a given information layer and returning to the receiving side.
[0010]
Furthermore, due to their coherent characteristics, both beams passing through suffer from unpredictable refraction and interference distortions in the information layer fragments (pits and grooves).
[0011]
For this reason, multilayer fluorescent light information with fluorescent readout is preferred because there is no partially reflective coating. In this case, refraction and interference distortions are due to the non-coherent features of the fluorescent illumination, longer wavelengths compared to the read laser wavelength, and the transparency and homogeneity of the optical medium to the incident laser and the fluorescent illumination (similar reflection of different layers). Rate), it is much less. Thus, multilayer fluorescent carriers provide several advantages over reflected light memories.
[0012]
U.S. Pat. No. 4,202,491 uses a fluorescent link layer whose data spot emits infrared radiation. JP-A-63-195938 proposes a WORM disk having a fluorescence reading mode in which a data carrier layer is applied to a matte surface of a base layer. Due to the strong light diffusion of the writing and reading radiation, it is absolutely impossible to create a multilayer information structure based on WORM disks. However, it is possible to make a multilayer optical disc using a fluorescent composition. This technique is described in U.S. Patent Nos. 6,027,855 and 5,945,252, and EP-A-0 963 571.
[0013]
U.S. Pat. Nos. 6,009,065 and 6,071,671 (V. Glushko and B. Levich) describe devices for reading information bit by bit from a multilayer fluorescent optical disc.
[0014]
At present, the general requirement for all types of multi-layer fluorescent data carriers (optical disks and cards) is that the data carriers require the maximum possible amount and density of recorded information, the maximum possible reading speed, and the high ratio between "signal and noise". That is what we need to prepare. This requirement can be satisfied when the size of the information pit is minimized and the recording density in each information layer is increased, and when the number of information layers is increased and a readout irradiation source having a shorter wavelength is used. In order to be able to achieve high-speed reading, it is necessary to create the maximum possible capacity of the information fluorescent signal.
[0015]
The actual recording density and the rest of the above parameters of optical data writing are determined not only by the wavelength of the recording illumination source, but also by the actual recording medium used for recording, the input / output mode, and the characteristics of the optical memory device. You.
[0016]
With regard to fluorescent multilayer memories, some additional requirements must be met. That is, the recording radiation must be absorbed only within the boundaries of the microscopic location of the three-dimensional medium, and the writing and / or reading radiation is strong enough to achieve a certain threshold effect. Must. Otherwise, the recording of information bits deep within the recording medium will be achieved by a change in optical properties along the entire route of the recording beam as it passes through the medium.
[0017]
Furthermore, when the fluorescent molecules absorb the one-photon readout radiation, certain differences are observed in the design of the data readout mode in the form of optical disks and cards. Two layers in the multilayer information medium 10 (20) in which the information holding layer 11 (21) is separated by a polymer layer 12 (22) which is transparent to the readout radiation 17 (23) and the fluorescent radiations 24 and 25. Please refer to FIGS. 1 and 2 showing possible read options. Generally, disk systems utilize the bit-by-bit data readout achieved by a sharply focused laser beam 23 (FIG. 2).
[0018]
Spatial filtering in the process of receiving and collecting the fluorescent radiation (24) from the information pits (26) can minimize crosstalk between layers. This crosstalk is caused by the fluorescence excitation (25) of the adjacent information layer that occurs when the readout radiation (23) penetrates. Therefore, when utilizing these data carriers, a sufficiently acceptable low contrast is obtained (background fluorescence intensity IFl(Back) difference and their sum K = (Ifl(Pit) -Ifl(Back)) / (Ifl(Pit) + Ifl(Back)) ratio). K = 1 / to / of the recorded signal from each separate information layer.
[0019]
When this occurs, the separate information layers (21) may be completely solidified. The fluorescent material may fill both the small pits (information pits) (26) and the space (27) between them.
[0020]
Due to this phenomenon, a relief master disk whose information-bearing layer (21) has been subsequently coated using known heat-forming techniques (injection-compression-molding techniques) or by means of either spin-coating or roller or dip-coating For example, a 2P process based on a composition capable of photopolymerization from (original disc) can be used.
[0021]
With a multi-layer fluorescent data carrier, such as an optical card, a multi-channel (per page) readout of all pages of information (14) can be used, consisting of thousands of pits (16), This is what a CCD camera does. At this time, the three-dimensional image filtering of the page (14) can be significantly hindered by crosstalk between the layers, which is caused by the fluorescent light (25) emitted by the adjacent layers, so that: It is observed that the contrast actually decreases, so that the image received by the receiver has a lower contrast. For this reason, when using an optical card, it is important to achieve high contrast (K-1.0) in each layer. In order to achieve a high level of contrast, only the information pits (16) have to be filled with fluorescent material, while the information layers (11) are grouped as island-like structures. To manufacture this structure consisting of a data retention layer, very sophisticated techniques have to be used.
[0022]
Furthermore, when the fluorescent information pits in a layer occupy about 50 percent of the total layer area, the information signal emitted by this layer and traveling to the light receiving device, even if the write percentage is as large as that referred to above, The intensity is about 1 / N of the intensity of the total fluorescence flow reaching the receiver from the multilayer carrier in readout mode, where N represents the number of information layers on the carrier.
[0023]
The present invention provides a new structure for fluorescent multi-layer data carriers of the ROM-, WORM or RW type, and several options of types and modes for writing and reading data to / from the carrier. With these options, the ability to absorb and irradiate fluorescent molecules diluted in the liquid crystal matrix can be controlled electrically. This can also completely or partially eliminate fluorescent crosstalk between adjacent data retention layers during reading in both "per pit" or "per page" modes. In doing so, the fluorescence intensity of the information signal can be controlled and the distance between the layers can be reduced, thereby increasing the number of information layers of the carrier and reducing aberrations and distortion in the reading process. In addition, the proposed solution expands the application area of various non-linear and linear photochemical and photophysical mechanisms of single writing or rewriting. Also, the same irradiation source for recording, reading and deleting data on the data carrier can be used.
[0024]
In addition, the present invention includes other designs of multi-layer information carriers that use a photochemically stable anisotropically absorbing non-fluorescent material as the host fluorescent material, while maintaining the absence of host molecules in the liquid crystal matrix. Good.
[0025]
The details and advantages of the invention will emerge more clearly from a reading of the following description, which describes in more detail the principles of writing, reading and rewriting data on information carriers developed by the inventors. Also provided are a number of drawings and descriptions of the present invention.
[0026]
Note that the drawings do not show the actual sizes and proportions of the components to facilitate understanding of the structure and operating principles of the fluorescent multilayer optical data carrier.
[0027]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings supporting the present invention.
[0028]
FIG. 3 is a generalization of the proposed structure consisting of a composite multi-layer (two layers selected for easy understanding of the operating principle) optical data carrier (300) manufactured based on a motorized guest-host liquid crystal system. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an option.
[0029]
As a key component, the data carrier (300) is equipped with "pads" (substrate) (301) and includes a plurality of data retaining layers (data layers) (302), which are described in [US Pat. , 009,065, 6,071,671, International Publication WO99 / 24527, etc.], a multilayer structure is formed instead of a single layer structure. In general, this multilayer structure is electrically operable and consists of two similar optically transparent electrodes (3030) coated with alignment layers (304 and 305) separated by spacers (306). It is designed as a thin liquid crystal cell (LC), and the space between the alignment layers divided by the spacer (306) contains a photochemically stable and anisotropically absorbing fluorescent material used as a host material (308). And a guest-host liquid crystal (LC) composition (307).
[0030]
Since a photochemically stable substance that is fluorescent in a given spectrum and capable of anisotropic absorption is required, it can be sufficiently dissolved in a liquid crystal composition and has high fluorescence when irradiated with a large number of photons (quantum). Toxic substances were selected. In these materials, the molecules are arranged in tough rod-like or disk-like clusters, whose long-wave absorbing oscillators are either along the long axis (eg, stilbene, etc.) or cross the long axis (eg, Tetracene, pentacene, and other polyacene).
[0031]
In the present invention, aromatic hydrocarbons such as multi-core concentrated aromatic hydrocarbons and derivatives thereof, aromatic hydrocarbon groups containing arylethylene groups and arylacetylene groups and derivatives thereof (1.2-diarylethylene, diarylpolyene, Stilbene functional group substitution, and 1.4-distyrylbenzene substitution, etc.) and polyphenyl hydrocarbons, compositions containing 5- (furan, thiophene, pyrrole, and derivatives thereof), heterocyclic compositions, carbonyl groups ( A composition containing coumarin and carbostenated substances, anthrone and aromatic acid derivatives, oxazole-5-substitution, indigoid and thioindigoid, quinone, etc.), naphthalic acid compounds, and xanthene groups, acridine groups, oxazine groups, azine groups, Perylene group, Rylene group, Biarontoron (vialonthrone) group, cyanine group, phthalocyanine group, a photochemically stable composition comprising a complex compound of a metal having an organic ligand and an organic dye such as a porphyrin group, and select these fluorescent materials.
[0032]
The liquid crystal and the dye were mixed at a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 0.8. For liquid crystals, thermotropic or lyotropic smectic or cholesteric liquid crystals or mixtures thereof can be used, but mixtures with nematic liquid crystals or other crystals are more preferred.
[0033]
The photochemically stable anisotropic absorbing material may have a covalent bond with a molecule of a material having liquid crystal properties. It is a liquid crystal substance that can play a role as a fluorescent agent because it is affected by irradiation and can emit fluorescence when absorbed.
[0034]
The data layer (302) is separated by an "intermediate layer" (309), which is optically of high quality and provides write and read illumination that can also retain and delete data (fluorescence). On the other hand, it is permeable. The intermediate layer is several microns to several hundred microns thick. The protective layer (310) protects the optical data storage medium from mechanical damage and the adverse effects of the aggressive medium. To eliminate the parasitic effects of light reflection, scattering and diffraction caused by out-of-focus layers, the refractive parameters for all data, intermediate and protective layers very close to each other for a given wavelength It is important to choose. Also, the same parameters must be selected for the guest-host LC composition (307), which may be homeotropic (or planar depending on its nature and read and / or write mode). . If desired, the data layer of a given wavelength (302) may be assembled as a multilayer with an anti-reflective and interference coating. To assemble this type of layer, several additional layers (not shown in FIG. 3) must be added to the structure.
[0035]
The data layer and the intermediate layer are adhered to one multilayer carrier (300) using an adhesive (311) that solidifies when exposed to light or heat.
[0036]
The controller 312 performs individual electric control. This has the role of using the power supply from the power supply 313 to orient the LC molecules of composition 308, and thus the host fluorescent molecules (308) that are part of this composition. The controller 312 and the power supply (313) are located outside the multilayer carrier (300) because they are located on independently operating data writing and / or reading devices (not shown in FIG. 3).
[0037]
For the optically transparent electrode (303), a transparent electrode layer commonly used for PC liquid crystal (LC) screens was used. These layers are made from metal oxides such as indium tin oxide (ITO), tin oxide. The thickness of these layers is about 0.001-1 mmc. These layers are manufactured as a homogeneous film (303) or as two mutually orthogonal strips (FIG. 4) 41, 42 to write, read or delete data on (or from) the multilayer carrier. In the general mode, power may be saved. In the latter case, each of the liquid crystal cells passes through the spectral region when writing, reading, or deleting data in a given region (page) 43 of one layer of the data layer (302) of the multilayer carrier (300). It functions as a shutter array for controlling the coefficient of the host fluorescence excitation (308). It also controls the fluorescence intensity. Both sides of the intermediate glass or polymer layer (309) are coated with electrodes (303). (For glass or polymer, select Mylar (Dupont), polycarbonate, epoxy resin, photosensitive resin, photopolymer composition, etc.) it can). The intermediate layers are preferably isotropic as long as their optical properties do not change.
[0038]
In order to make the surface of the alignment layer (304) homogeneous, an alignment layer conventionally used in liquid crystal (LC) screen technology may be used. This technique is described in [P. Chatelain, Bull. Soc. Franc. Miner. 66, 105 (1943)]. This method uses a polyimide type polymer film with a thickness of less than 1 micron. The membrane is mechanically rubbed in one direction to coat one of the transparent electrodes (303) (FIG. 3) or one of the electrodes 41 or.
[0039]
However, this technique has little or no applicability when the thickness of the intermediate layer is very thin (less than about 10 mmc) or when the layer uses a fine relief surface (309). In this case, a non-contact method of planar alignment of the liquid crystal layer, for example, a method of obliquely spraying a transparent material [J. L. Janning, Appl. Phys. Lett. 21, 173 (1972)] or the use of Langmuir-Blodgett multilayer molecular membranes [E. Guyon, Vac. Sci. Technol. 10, 681 (1973)].
[0040]
In the present invention, a so-called optically anisotropic material, that is, a technique of aligning liquid crystals using an originally isotropic photosensitive material is used, and these materials are irradiated with polarized light, and polarized light. It exhibits optical anisotropy when absorbing induced light irradiation even if it is not. This technique was discovered in 1990 by one of the inventors of the present invention [V. Kozenkov et al., 11 USSR Optical Liquid Crystal Conference, Kransnoyarsk, 1990, p. 130 (Russian)].
[0041]
Optical anisotropy results from the anisotropy of the oriented molecular distribution both within the depth of the material and on its surface. These may be the remaining initial molecules with anisotropic properties or may be new anisotropic products formed as a result of photochemical reactions. When this occurs, once the activating radiation has successfully reached the optically anisotropic material, the main orientation of the permanent dipoles of the remaining initial molecules will be oriented according to the material plane and orthogonal to the electric field vector of the activating radiation. Will be. As a result of this orientation, a combination of anisotropic molecules located on the surface of the anisotropic material and anisotropic products formed as a result of the photochemical reaction is achieved. This combination can orient the liquid crystal molecules along the material plane and in a certain direction according to the direction of the main orientation of the surface molecules of the photo-anisotropic material.
[0042]
In the present invention, layers made from these materials may be manufactured using centrifugal techniques, solution immersion, or according to the Langmuir-Blodgett method, or by vacuum hot spraying. Non-contact and non-mechanical optical methods for adding alignment properties can produce ultra-thin interlayers (309), or if only one of the layer surfaces is coated with fine relief , A fine relief surface layer can be made.
[0043]
If a thin LC cell is used for the data layer (302), the alignment layer (304) may not be used. In the present invention, the alignment layer (305) provided on the reverse transparent electrode 303 (FIG. 3) or the electrode 42 (or 41) (FIG. 4) plays a role of a recording layer in addition to the role of the alignment. . These layers can be manufactured by mechanical rubbing, oblique spraying of polymer layers, or can be made from Langmuir-Blodgett membranes (for ROM-type data carriers). It is also possible to use the photo-alignment methods referred to above that work well with photo-anisotropic materials (for ROM-, WORM- or RW type data carriers).
[0044]
In the latter case, after the writing is completed, the layer will contain a number of small areas holding data (information marks or pits) 314 similar to the reflective pits of a conventional CD or CD-ROM system. These are located in the background area (315) and have different molecular clusters both in the outer surface (316 and 317) and in the LC layer (307) when compared to the electrically controlled LC composite guest-host layer 307. As a result, they will have different alignment performances.
[0045]
At the same time that the LC molecules are electrically controlled and aligned, the host fluorescent anisotropic molecules (308) diluted in the LC also become more aligned and oriented and begin to absorb readout radiation. When this occurs, the absorption coefficient and the fluorescence intensity of the data holding layer also change depending on the presence or absence of the voltage applied to the electrode 303 or 41 and 42.
[0046]
Such technical solutions in applying photo-isotropic materials as photo-alignment layers involve several approaches compared to the contact and non-contact non-optical methods of LC molecular orientation previously used. There are advantages. Here, the advantages are as follows.
[0047]
-Simplicity in forming a photopatterned alignment surface having a predetermined spatial configuration of surface alignment performance.
[0048]
Good orientation of LC molecules on the surface in terms of light quality.
[0049]
.Adhesion W with molecules on the surface of the alignment layer3Can be controlled.
[0050]
The last-mentioned advantage is particularly important, in writing high-density surface data in the data layer (302), the thickness of the LC layer must be correlated to the size of the information pits recorded in the recording layer (305). In other words, if the pits are about 0.4 mmc, the LC layer must be about 0.1-0.4 mmc thick.
[0051]
Furthermore, high adhesiveness (W3It is not possible to electrically reorient the molecules in a nematic LC, for example in the region of about 0.01 mmc thickness, in the actual electric field controlling the orientation surface and the process of a). In other words, it is not possible to do it with a layer consisting of several molecular layers in direct contact with the mesophase. Controlling the exposure energy of the optically anisotropic material not only forms an axis of LC planar orientation, but also provides an adhesive energy value (W) that is the adhesiveness between LC molecules and surface molecules of the photoaligner.3) Can be controlled, and consequently their electro-optical behavior can be influenced.
[0052]
Thus, in the present invention, the proposed electrically controlled multi-component electrical structure of the data layer (302), layer (304) (if available) plays the role of a conventional alignment layer. In contrast, the alignment layer (305) also operates directly as a ROM-, WORM- or RW type recording layer. In this case, hidden patterns of information pits are formed to take shape in the process of changing the alignment properties, and those changes are coordinated along the surface in relation to the LC molecules. If necessary, this pattern may be automatically read (visualized) at a high fluorescence intensity, which is performed by the guest-host liquid crystal cell of the data retention layer 302. This layer also includes an orientation recording layer (305) using anisotropically absorbing fluorescent molecules as host (308).
[0053]
The proposed composite fluorescent multilayer optical data carrier includes a CD- or DVD-read only memory (ROM), a write once read many (WORM), a rewritable (RW), Or it may be manufactured as a mixed type of them in various optical disks, cards or tapes. The shape of the two-dimensional distribution of information pits along the space of such a carrier may be drawn as a straight line or may be a spiral or circular track, in which case EFM (8-14 modulation) The data flow is written using the 14 digital channel modulation codes. Also, the data may be written in the form of four adjacent bytes recorded using the ETT (8-10) method of two-dimensional data encoding on the surface of the orientation recording layer (305).
[0054]
By changing the orientation of the axis of the dichroic molecule (308) that emits light directed to the readout radiation that excites the fluorescence, it is possible to control the fluorescence intensity. As a result of the dichroic properties of the absorbing fluorescent material (308), the light emitted thereby is of maximum intensity. However, to achieve maximum intensity, the molecules must be oriented such that the absorption of the readout radiation is maximized. The electric field generated by the controller 312 is used to change the direction of the liquid crystal matrix (307), thereby controlling the intensity of the read-out irradiation by the fluorescent molecules (308), and thus the intensity of the fluorescent light holding light emitted by them. can do. If necessary, the electric field parameters can be gradually changed without changing the intensity of the readout irradiation, and the light intensity of the fluorescent light will also change gradually.
[0055]
For example, the electrostatic deformation of a homeotropic texture of a nematic LC (501) having a negative dielectric anisotropy or a homogeneous (planar) texture of a nematic LC (502) oriented in one direction and having a positive dielectric anisotropy. Based on this, the proposed optical memory system may be structured. These deformations are achieved by correlatedly changing the orientation of the molecules of the dichroic phosphor (503) diluted in the nematic matrix (504) (FIG. 5a).
[0056]
A nematic liquid crystal, for example a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, orients elongated molecules of a dichroic substance (503), places them parallel to each other, and further comprises molecules (502 ) Also functions as a matrix arranged in parallel. When the orientation of the liquid crystal matrix changes in the electric field, the orientation of the dichroic material (503) changes, so that the thin guest-host LC layer (504) is exposed to read (or write) and delete irradiation (505). ) Changes (absolutely zero maximum) and emission performance (also maximum zero).
[0057]
For example, when no voltage is supplied (V = 0), if the dichroic molecule (503) is to be oriented in parallel to the electrode surface (303), a nematic having a positive dielectric anisotropy (502) It is necessary to form an oriented planar structure on the sample. Furthermore, at a given wavelength, the dichroism should be such that the readout radiation is maximally absorbed (FIG. 5b, curve 1) and thus the maximum fluorescence emission in the readout mode (FIG. 5b, curve 1 '). It is necessary to select a molecule (503) having Electric field V = V1, The positive anisotropic nematic LC (502) selected as the matrix changes its texture to become homeotropic, whereas the molecules of the dichroic material (503) are polarized. It will be oriented perpendicular to the direction of oscillation of the electrical vector of the lightwave, which may be polarized or unpolarized. Since the molecule is substantially transparent, there will be no absorption and no fluorescence emission at the wavelength of the readout illumination (FIG. 5b, curves 2 and 2 ', respectively).
[0058]
In this case, since the fluorescent background (506) does not exist in all the out-of-focus layers except for the layer being read, the fluorescent crosstalk caused by them is eliminated, and the “signal and read” in the read mode is eliminated. The "noise" ratio can be increased. The absorption performance of layer 504 can be minimized to substantially zero, which allows the use of optically anisotropic and fluorescent materials whose absorption ranges overlap completely or partially.
[0059]
To save power used by the readout device, it is preferable to use a nematic crystal with negative dielectric anisotropy. When no voltage is applied to the electrodes (303), all data retaining layers (302) do not absorb the read radiation and consequently do not emit any fluorescence. Control of the power supply to the electrode (303) (or a particular strip of electrodes 41 and 42) is only necessary to read from a given data layer (302) or a given data page (44) of this layer. is there.
[0060]
Another advantage of the proposed multi-component structure of the fluorescent data storage layer 302 when compared to existing single-layer fluorescent data storage systems is that it also acts as a photo-patterning alignment layer for the guest-host composition 307. The recording layer (305) may be as thin as desired, up to a single layer with a thickness of only 10 Angstroms. At the same time, its absorption performance is also very low, but the intensity of the read, write and delete radiation remains substantially the same (not reduced) in the process of passing through such multilayer media.
[0061]
Further, when the absorption range of the photosensitive alignment recording layer (305) and the absorption range of the anisotropic absorption fluorescent material (308) are completely or partially overlapped, the absorption performance of the anisotropic fluorescent molecules is controlled by using electricity. Is possible. Thus, data can be written, read, or deleted on a WORM or RW type carrier with an irradiation source using the same wavelength. In addition, there is an additional opportunity to use various linear and non-linear photochemical and photophysical devices for single written or rewritten data.
[0062]
Even if the thickness of the photosensitive recording layer (305) is reduced to the size of a single molecular layer at the maximum, not only does not affect the photosensitivity in the data writing process, but also in the conventional single-layer fluorescent recording layer, Note that, as is often the case, the readout process does not affect the parameters of the data (fluorescence) signal. This is achieved because the data being written is stored as a change in the orientation properties of the surface (316) of the recording layer (305), while the data retention signal in read mode causes the fluorescent molecules (308) to be stored. This is because it is strengthened by the electrically controlled guest / host LC layer (307). Signal enhancement is not dependent on the thickness of the recording layer (305), but is affected only by the thickness of the LC layer (307) and the concentration of the fluorescent material (308) there. The proposed readout technique does not assume a change in the size of the information pit (314). In addition, it is preferable to be as thin as possible to eliminate the parasitic refraction effects of writing and / or reading radiation from the out-of-focus layer to the data pits.
[0063]
In order to explain the operation principle of the data carrier in more detail, a case where the control voltage V is not applied to the electrode (303) (V = 0) and a case where the voltage is applied (V = V14) Schematic plan view (FIG. 6a) and cross-sectional view (FIG. 6b) of one such multi-component data layer (302) of WORM- or RW type, proposed data carrier (300). Please refer to FIG. 6A and FIG. 6B.
[0064]
The arrows (601 and 602) in FIG. 6a indicate the alignment directions on the surfaces 316 and 317 of the information pits (314) and the background area (315), respectively, and thus the optically shaped optical patterning recording alignment layer ( 305). For example, these directions may be located at an angle of 90 °, whereas the orientation direction (603) on the surface of the homogeneous layer (304) is the orientation direction (603) of the region where the pit 314 is located in the layer 305. 601) may be parallel.
[0065]
In this case, the three-dimensional image (pattern) of the guest-host LC layer (307) takes the form of optical patterning, and the liquid crystal (604) is located in the region 608 beyond the surface 316 of the information pit (606). The molecules and fluorescent molecules (605) are oriented parallel to the orientation direction (601) in the figure. The region 607 located in front of the background region 317 exhibits a twisted nematic-like appearance, and the liquid crystal molecules (604) and the fluorescent molecules (605) located on the layer surface (304) are parallel to the drawing. Oriented. On the opposite surface they are oriented at right angles to the surface, in other words, in the case of the twisting effect, the direction of the LC planar orientation on the opposite electrode will be at right angles.
[0066]
In the read phase, such a multilayer structure of the data holding layer (302) at zero voltage (V = 0) is emitted by the recording layer (305) with a polarizer having the polarization (611) shown in the figure. Receive linearly polarized light irradiation. In this process, the read-out radiation is absorbed by the molecules of the fluorescent material (605) and thus is re-emitted (612) (In(Pit)). However, this phenomenon is only observed in the region of the LC composition 608 in front of the surface (316) of the information pit (314), and in the region of the LC composition (607) beyond the background surface (317). Become transparent when exposed to this type of readout illumination in the context of polarized light. Visually, a non-fluorescent background (In(Back)) and observe the fluorescent pattern of the information pit. Also, the fluorescent radiation is polarized. Activating an additional polarizer located in front of the light receiving device allows certain background overexposure to external illumination to be avoided (not shown in FIG. 6).
[0067]
A right angle change in the direction of the write illumination polarization plane can result in a negative read mode, ie, observing a light emitting background with non-fluorescent information pits. In order to eliminate fluorescent crosstalk from other layers in read mode, they must be energized as shown in FIG. 6b. As a result, while all LC molecules (614) in the matrix and LC fluorescent molecules (613) in the matrix are oriented perpendicular to the electrodes, the out-of-focus layer is completely invisible to readout illumination. Become transparent.
[0068]
If no voltage is applied and the LC material has a negative dielectric anisotropy, the phosphor is oriented perpendicular to the electrodes, does not absorb the readout radiation, and is oriented perpendicular to the layer . In the readout phase, a voltage is applied to the selected data layer, so that the LC layer (307) with the molecules of the phosphor (308) has been correlated with the data recorded in the recording alignment layer (305). A planar orientation patterning feature will be obtained.
[0069]
For example, FIG. 7 shows that the information is recorded in the form of a patterned alignment surface, and in a corresponding type of a conventional high-fluorescence readout signal in different polarization states of the readout illumination, made of a light-anisotropic material. Some options for forming the recording alignment layer (305) are shown. At this time, whether information pits are available or unavailable in a given minute area of the carrier is quantitatively detected by the difference in fluorescence intensity between the information pit position and the background. Is done. The same applies to general fluorescent methods for reading information, for example, the methods described in [US Pat. Nos. 6,009,065 and 6,071,671 (Grushko and Levich)]. Is true.
[0070]
FIG. 7a shows that the information pits (701) and the background area (702) have surfaces that are orthogonal to each other, and the same applies to their alignment capabilities (703 and 704). Such an arrangement of the patterned recording layer (305) provides a maximum contrast equal to K = + 1 or -1 (positive or negative) when reading with linearly polarized (705 or 706) illumination. Can be However, the unpolarized illumination (707) cannot be used for this purpose, in which case the contrast will be reduced or even zero using conventional readout methods based on intensity. That's why.
[0071]
This disadvantage can be corrected by the data reading method proposed in the present invention. This method is based on the presence or absence of anisotropy rather than the difference in the intensity of the fluorescence signal (eg, varying degrees of polarization) in the fluorescence signal when polarized or unpolarized readout radiation is being absorbed. The detected signal can be detected. The technique of the present invention can also detect a difference in the direction of the polarization optical axis.
[0072]
In fact, the fluorescence emission of individual anisotropic absorbing molecules is also anisotropic. Thus, for the configuration shown at 7a that is not oriented in space, it is performed not only when reading is performed with linearly polarized (705 or 706) radiation, but also with non-polarized (707) radiation. Even so, the fluorescence data retaining illumination will be polarized. Furthermore, in the case of unpolarized irradiation, the polarization vectors of the fluorescence emission in the information pit position area (701) and the background area (702) are orthogonal to each other, and are located in front of the light receiving cells of the reading device. It can be easily identified by the polarizer located.
[0073]
FIG. 7b shows another possible configuration where there is no orientation feature (709) in the background area (708) and there is a planar orientation (711) oriented to the information pit surface (710). In this case, polarized reading (714) and unpolarized irradiation (712) can also be used with the general readout technique based on intensity, in which case the contrast is increased after module K = 1/3. The intensity I of the fluorescence signal can be obtained from the polarized irradiation (713).nWhen (back) is twice its maximum value, a contrast equal to K = -1 is obtained. In the context of the polarized read-out illumination (713 or 714) mode, for example, an optical system including a switching modulator for rotating the read-out illumination polarization plane, and electricity transmitted by fluorescence at the dual rotation frequency of the read-out illumination polarization vector The polarization of the emission signal can be detected using a light receiving device for photoelectrically detecting the variable component of the signal. In this case, the intensity of the fluorescence emitted by the background region (709) containing the randomly oriented fluorescent molecules does not change, and the contrast component of the electric signal transmitted by this irradiation is cut off.
[0074]
When unpolarized readout illumination (712) is applied, the polarized fluorescence is only illuminated by the information pits (711), the presence of which adds another polarizer located in front of the light receiving device. Can also be detected. A single photon readout by both intensity and polarization allows both bitwise and page by page readout to be performed.
[0075]
According to the present invention, there is provided a structure including a plurality of components of a fluorescent data holding layer using an optically anisotropic material to form an alignment recording layer and a guest-host type liquid crystal composition. For the “guest”, a photochemically stable fluorescent substance capable of anisotropic absorption is used, whereby a ROM-, WORM-, or RW-type optical carrier can be manufactured. Further, the data layer composed of a plurality of components of the ROM type can be manufactured using an alignment layer conventionally used for a liquid crystal screen.
[0076]
FIG. 8a shows proposed data of the ROM type using spacers (811) located between split layers (812) of the same thickness using a transparent electrode (813) and an alignment layer (813) ensuring the same orientation. One of the options for layer (810) is shown.
[0077]
In this particular case, the spacer 811 not only ensures the necessary thickness of the LC guest / host layer with the fluorescent molecules (815) in the information pits (816), but also plays the role of a ROM type data layer. It has a three-dimensional patterned appearance and can be made from photosensitive acrylic or positive or negative photoresistors. The data recorded therein can be formed by conventional methods of contact or projection lithography or electrophotography, or by performing a scan modulated laser irradiation along the photosensitive surface followed by development. As the aligner (813), either a photo aligner made of a photo-anisotropic material or a conventional LC aligner can be used. In the present invention, one or both of the aligners (813) may be omitted in the view shown in FIG. 8a.
[0078]
FIG. 8b shows another option for the multi-component structure of the ROM-type fluorescent data layer (802). In this case, the dividing layer (821) having a data-retaining fine relief surface (822) and a flat surface (823) is formed using a reflective CD- or DVD using an injection compression molding technique or a 2P process based on a photopolymerization composition. -Made like an optical disc. Transparent electrodes (824) are sprayed on both sides of the split layer (821) to coat the alignment coats 825 and 826. In order to avoid possible damage to the data layer (826), optical methods and optically anisotropic materials were used to develop the alignment properties. The information pit (827) was filled with a guest-host LC composition 828 containing a fluorescent substance. Again, as in the case referenced above, at least one of the alignment layers (825 or 826) may not be present.
[0079]
FIG. 8c shows one of the proposed surfaces of a WORM- or RW-type data layer (830). In this case, the split layer having a flat surface (823) and a surface (833) with straight, concentric or spiral tracks or channels (834) was based on injection compression molding technology, or photopolymerization compression. It is made using a 2P process. The size and shape of the track are selected based on the orientation characteristics of the guest host LC 835 having the fluorescent molecules 836 and the desired tracking mode. The transparent electrodes 837 are sprayed on both sides of the division layer (833). If the LC layer 835 is very thin (less than 1 micron), the alignment layer (838) may be omitted and the alignment layer (840) is made from a photo-anisotropic material.
[0080]
If the same illumination source is used for the write or delete data, these processes are performed in a homeotropic orientation of the guest-host LC composition (839) of all data layers before and even in a given layer. Occurs in the read mode, and in the read mode, these processes are repeated in all layers except the layer under reading where the LC composition (839) is oriented along a plane.
[0081]
9a and 9b show an orientation recording layer (305) (plan view) of a proposed multi-component structure of a WORM or RW type data layer (302), a generalized version of which is shown in FIG. Are shown before data is written (FIG. 9A) and after data is written (9b). Tracks 911 (922) of data carriers made as optical card 910 (or optical disc 920) are located on photosensitive alignment recording layer 912 (922) made of a photo-anisotropic material. This layer 912 (922) may also serve as a photo-patterned photo-alignment layer of a guest-host LC composition layer made of anisotropically absorbing fluorescent molecules that are photochemically stable in the data layer 302 comprising the first plurality of components. Works. For example, this layer has a background region 913 (923) with randomly oriented molecular clusters 914 (924). It also has straight (for optical card 910) or spiral (for optical disc 920) tracks 911 (921), and in most cases the molecular clusters have a major orientation 915 (925). In this case, the direction of the main orientation of these molecular clusters (see FIG. 9 shown using arrows) is relative to the track, as in the case of the linear track (911) of the optical card (910). Constant angle ΨiOr may be located along (crossing) tracks, as in the case of concentric tracks (921) on an optical disc.
[0082]
This surface structure of each photosensitive alignment recording layer i912 (922) is oriented along an aligned molecular orientation. This orientation can be achieved by exposing the i-layer (prior to fabrication of the multilayer data carrier 300) to linearly polarized radiation (not shown in FIG. 9) that is focused and scanned along the surface, and the initial molecular structure of this layer This irradiation is absorbed by the layer's optically anisotropic material, since is in the unoriented state 914 (924).
[0083]
In addition, since photolithography technology has become very popular recently, it is also possible to use projection or contact-type optical printing by irradiating polarized light. This irradiation passes through a metal plated positive photo template with transparent tracks. To create a structure with unoriented tracks 911 (921), it is necessary to use a negative photo template against an oriented background 913 (923).
[0084]
Later, a multilayer composite liquid crystal optical carrier can be made. These are given angles Ψ prepared in advance.IUsing an orientation recording layer. One side of the intermediate layer (309) is coated with those layers and further with the electrode 303.
[0085]
As already mentioned, when data is recorded on one of the recording layers of the multilayer carrier, the desired absorption capacity of all multi-component data layers can be obtained by applying a voltage before that. And this power is provided to those layers from an external controller (312).
[0086]
Further, in a bit-by-bit write mode, a write beam (not shown in FIG. 9) is focused onto a spot 916 or 917 (926 or 927) in the track location area 911 (921) and is made of a light anisotropic material. Partially absorbed by the created recording medium 912 (922). As a result of photophysical properties, photochemical or photothermal processes, the initial molecular clusters in the material and, most importantly, on the surface of the exposed areas 916 or 917 (926 or 927) are modified, and these changes allow the guest -The alignment ability with respect to the host LC layer 307 also changes. These changes depend on the type of optically anisotropic material and the parameters of the writing pulse (pulse intensity and energy distribution in space and time, pulse duration, orientation of molecular clusters 915 at spots 916 or 917 (926 or 927)). , The polarization state and direction of the writing irradiation polarization vector). These changes appear as changes in the direction of the spatial orientation of the surface molecules 918 (928) (or formation in the negative case). For example, these alignment directions change in the orthogonal direction in the micro regions 916 (926), or, when positive, as shown in FIG. 9, are completely shifted in the micro regions 917 (927). 919 (929). The orientation of the LC layer 307 in direct contact with the modified surfaces 918, 919, 928, and 929 changes accordingly.
[0087]
The first recording option uses anisotropic material in a photochemical or photophysical recording mechanism, in which case the initial molecular orientation 916 () on track 911 (921), for example, by polarized illumination with polarization vector pointing. 926) is written orthogonally.
[0088]
A second option is to use a photothermal recording mechanism, where the writing is done after the melting of the microregion 917 (927) and the material cools and loses the molecular orientation 919 (929). . The data pits written by this method are illuminated in the mode shown in FIGS. 6 and 7 by both the illumination source with different wavelengths absorbed by the fluorescent molecules of the LC composition and also by the same illumination source used for writing. It can be read. However, in the latter case, a lower irradiation intensity must be used.
[0089]
Note that it is not entirely reliable to provide all oscillators that anisotropically absorb fluorescent molecules as linear oscillators. Thus, even if such molecules are oriented in perfect homeotropic clusters, they will absorb some of the readout radiation. Further, as described above, the fluorescent molecules dissolved in the region near the surface, for example, the region near the surface of the nematic LC and, consequently, the region that is in direct contact with the intermediate phase of the alignment recording layer 912 (922) are affected by the electric field. When affected, they cannot be completely re-oriented.
[0090]
All of this can result in incomplete loss of illumination of the fluorescent background, which consists of out-of-focus layers. In the present invention, an attempt was made to eliminate this phenomenon with higher efficiency, and an additional code of angle / individual value was used. An additional feature is that the direction of the primary orientation of the molecular cluster 915 (925) towards each track 911 (921) of the recording layer 912 (922) of the multi-layer data carrier 300 is encoded with an angle Ψ individual value. Having. This is used in the readout phase to additionally polarization separate (decode) the anisotropic (partially polarized) fluorescent illumination of the layer being read out. This helps to separate this layer from the anisotropic partially polarized fluorescent illumination coming from all other out-of-focus layers.
[0091]
All optically anisotropic materials, whether of photochemical or photophysical mechanisms, are characterized by optical anisotropy and, consequently, reversibility, which gives rise to the ability to reorient the LC. In this case, these alignment abilities may be deleted together with the optical anisotropy. In other words, certain local data recorded in the recording light anisotropic layer can be optically or photothermally deleted. In this recording layer, the write data can be completely deleted using a pure heat treatment method, that is, a method of heating the entire layer.
[0092]
The data may be restored (or rewritten) using the same modified orientation of the optical axis of the induced anisotropy polarized by the initial light irradiation with the same or different polarization vector. However, the number of these reversible cycles depends on the particular mechanism that creates the optical anisotropy of these materials.
[0093]
According to the invention, it is proposed to use a photo-anisotropic material based on a unimolecular irreversible photochemical reaction or a bimolecular photochemical reaction on a WORM type data carrier. In the latter case, materials based on low or high photosensitivity substances may be used, for example Langmuir-Blodgett multimolecular membranes or the nonacozadein of the 10,12-carboxylic acid. A diacetylene derivative group such as a sprayed film [Kozenkov V. et al. Et al., Presentations, the USSR Academy of Science, 1977, 237, 3, p. 633]. However, their reversibility is small and is limited in each cycle by the number of photosensitive molecules used in the photochemical process. However, these materials can be used for the purposes of the present invention as WORM type recording media in situations where molecular rotation is eliminated. In addition, the small reversibility of the light-induced anisotropy can be used to modify the written data during processing or recording, or after writing is completed.
[0094]
Also, most photochromic materials exhibit the effect of photoinduced light anisotropy. However, they exhibit reverse irradiation rate relaxation and have a very high quantum release, which leads to irreversible destruction of photochromic molecules in both the initial and / or photoinduced state, Not very useful for the purpose of the invention.
[0095]
For the purposes of the present invention, photo-anisotropic materials made of non-fluorescent substances that are photochemically stable and have anisotropic absorption can be best utilized. Unlike materials that exhibit light-induced anisotropy effects (Weigert effect) as a result of various reversible and irreversible photochemical reactions, these materials have polarized irradiation and polarized light. When absorbing non-induced radiation, optical anisotropy is created as a result of the photophysical process of molecular orientation. Furthermore, this process does not involve any chemical or morphological changes of the molecular cluster.
[0096]
When this occurs, a large portion of the anisotropic photochemically stable non-fluorescent molecules will be along a plane lying in a direction perpendicular to the electric field vector of the lightwave, or in the case of unpolarized illumination, It is oriented in its propagation direction. These materials are photochemically stable, which allows not only to modify the recorded data, but also to ensure an infinite number of "write / delete" cycles, in other words Writing and rewriting can be performed indefinitely. This data may be stored for many years. Furthermore, these materials enable data to be read without destroying the data.
[0097]
Further, in the proposed invention, all operations involving writing, reading, deleting, and rewriting data on such media can be performed by the same illumination source. It is not even necessary to reset its parameters (time, power, and polarized light pulse). These materials can be used as ROM-, WORM-, and RW type data carriers. These composite multi-layer data carriers are particularly competent because their configuration can include ROM-, WORM, and RW type recording layers. These layers may be made from materials of similar or different compositions. This greatly simplifies the manufacturing techniques for these composite multi-layer data carriers and extends their range of functions.
[0098]
The photochemically stable, anisotropically absorbing non-fluorescent materials used in these optically anisotropic materials may be incorporated into the polymer matrix at the molecular level, or a small number that enhances their film-forming properties. It may be used as a homogeneous single substance with special additives.
[0099]
These potentials show typical motion graphs of induction and photo-anisotropic irradiation rate relaxation (two-beam refraction) in a single material film affected by polarized light irradiation at various stages of induction or deletion. See FIG.
[0100]
As can be seen from FIG. 10, the material is isotropic in its initial thermodynamically stable state. This state is considered a logical zero "0". As data is written in the irradiation process, the material acquires the property of optical anisotropy, and the anisotropy asymptotically reaches the photostable parameter (Graph 1). For very short exposures (or low power), an emissivity relaxation process may be observed (Graph 2), whereby the induced anisotropy is completely reduced to a certain stable value. Or partially reduced, which increases with increasing exposure layer energy. Such a reduction occurs as a result of Brownian molecular rotational diffusion and can lead to random shifts of photochemically stable molecules. However, as the exposure energy increases, the rate of relaxation of the irradiation rate decreases, and the rate of relaxation does not exist (Graph 3).
[0101]
Further, a sufficiently high exposure of the active irradiation (about 0.1 to 1 nJ / η)2The termination of () results in a more aligned self-orientation of the molecules of the layer (Graph 4), reaching a new thermodynamically stable state. The rate of such "upward radiation rate relaxation" increases with increasing heat of the layer. Such a highly oriented state is considered a logic "1". This state remains stable until the temperature reaches the melting temperature of the optically anisotropic material.
[0102]
The maximum of this photoinduced optical anisotropy in these media approaches the corresponding value in liquid crystals. Therefore, the orientation state parameter S may be expressed as follows.
[0103]
S = (D11-D1) / (D11+ 2D1(1)
And the value of the two-beam refractive index Δn is
Δn = n1-N11      (2)
These values can reach 0.8 and 0.3, respectively.
[0104]
Where n11And D11Are the values of the index of refraction and the value of the optical density of the material for the polarization component vector of the measurement illumination created by the active illumination polarization, which may be parallel or perpendicular to the polarization vector of the activation illumination, respectively.
[0105]
It has been established that the photoinduced state of these materials (including the ordered orientation of the surface molecules) is maintained for at least 10 years or more.
[0106]
The fluorescent reading of the data written in this manner may be executed in the mode shown in FIGS. However, short-term or low-intensity exposure of such aligned and oriented layers to a similar, but unpolarized, or circularly polarized radiation source results in partial displacement (graph 5) Speaking of the liquid crystal, the alignment characteristics are partially deteriorated. The same result can be achieved when the direction of the polarization vector of the readout illumination is changed and made orthogonal. However, when the irradiation source is shut off, a photoinduced and thermodynamically stable state can be restored (graph 4 '), and the same applies to the alignment properties of the liquid crystal. Due to this characteristic of photo-anisotropic material made of non-fluorescent substance with photo-chemically stable anisotropic absorption, data is recorded in the proposed multi-component fluorescent data system and these are recorded in the orientation recording layer. When the material is used, data can be read without substantially damaging the data. In addition, the interaction between the sign of emissivity relaxation and the rate (graphs 2, 4, and 4 ') can cause "self-deletion" if the absorbed energy is very small (graph 2 in FIG. 10). ), There is no optically anisotropic "background" target for out-of-focus layers in the write mode.
[0107]
Deletion of the recorded data may be performed in the same mode as the reading, but requires more irradiation energy. In this process, one of the complete thermal (photothermal) molecular shifts (and loss of ability to align the liquid crystal) may be observed in the microregion being deleted (Graph 6). This is due to the orthogonal reorientation (Graph 6 ') (Graph 6') when the region is affected by local melting and subsequent cooling of the layer, or by orthogonally polarized illumination (in terms of LC, a change in the orientation of the alignment capability). ).
[0108]
Note that in the latter case, another thermodynamically stable situation (temperature below the melting point of the layer) can be reached when the exposure power is the same as the write mode exposure power. Since this situation is high and is oriented orthogonal to the initial alignment state, it is considered a logical negative unit "-1". When this occurs, new data may be deleted and written at the same time.
[0109]
The rewrite mode is similar to the initial write (Graph 7). In the present invention, all write and delete operations in a given photosensitive alignment recording layer are performed by applying a voltage to all out-of-focus layers that precede the given layer, including the layer itself. (In the case of an LC composition having a positive dielectric anisotropy). In another option, the voltage may be applied only to a given layer (for LC compositions with negative dielectric anisotropy). In other words, either when supplying voltage to all data layers except the layer being read (first option) or when supplying voltage only to the layer being read (second option). , Data can be read.
[0110]
In the read mode, the present invention does not utilize mass modification of the anisotropic optical properties of a given orientation recording layer 912 (922) that can perform two functions. However, they may be used for quality control or for modifying recorded data or data being written. With these media, it is possible to do it in real time and even after the recording process is completed. These operations are performed by adjusting the temporal and / or spatial parameters, and the distribution of illumination intensity and write pulse energy. Also, the polarization of the recording device or the optical system of the recording device may be adjusted.
[0111]
In fact, the photo-induced anisotropy of the photo-anisotropic material occurs directly in the exposure process, since the time required for these photo-alignment and photo-chemical processes does not exceed 100 ms. Further, the generated two-beam refraction (TBR) is guided to a transparent region which is a region located outside the spectral region of the photosensitive recording layer.
[0112]
All of these make this non-destructive method when using non-photoactive irradiation, for example, when using He-Ne (λ = 632.8 nm) or semiconductors (λ-700 nm) in real time or after completion of writing. Can be used to control the data being written.
[0113]
In the exposure phase, when using polarized photoactive illumination of the layer 912 (922) in read-out mode, one may observe the appearance of fluorescent data pit precursors, which reduces the shape of the hidden molecular orientation on the surface. In some cases, a three-dimensional anisotropic phase (two-beam refraction) modulation pattern placed against an isotropic background may be provided. Since the layer is very thin, a one-to-one correspondence is observed between the degree of aligned molecular orientation within the layer and on its surface (912) (922).
[0114]
Using a polarization analyzer located between the exposed recording layer and the photodetector, the hidden three-dimensional pit precursor pattern is converted to a three-dimensional modulated pattern, resulting in non-photoactive polarized irradiation. May control the writing quality.
[0115]
The spatial distribution (I (x, y)) of the read illumination intensity is determined using the two-beam refraction (TBR) value guided through the writing process after passing through the hidden pit precursor pattern and the analyzer. Good.
[0116]
I (x, y) = I0× Sin2(ΠΔn (x, y) d / λ) = Const × (Δn (x, y))2      (3)
Where Tn space directed to the precursor of the pit formed and affected by active irradiation with a spatial distribution of energy H (x, y) = Δn (x, y) = Ψ (H (x, y)) distribution
d-thickness of recording layer
λ-wavelength of readout radiation
I0The intensity of the readout radiation reaching the data carrier;
Const = I0× (πd / λ)2
X, Y-three-dimensional (spatial) axis on the plane of the recording layer position
Assuming that the optical axes of both the polarizer and the analyzer are orthogonal, while the optical axis of the corresponding TBR recording I layer oriented at the angle Ψ is at an angle of 45 ° to these axes. May be.
[0117]
For a brief understanding of Equation 3, the absorption at the wavelength of the active radiation is very small, since the recording layer is very thin, and the intensity within the depth Z of the layer, and thus its TBR, is similar. On the other hand, it may be assumed that the value of the phase delay (φ) is also very small (φ = πΔn (x, y) d / λ).
[0118]
11 and 12 show schematics of two possible options for writing data using the proposed technique for controlling and modifying the quality of hidden information pit patterns in a layer.
[0119]
The option of FIG. 11 controls and corrects data writing for each bit by reading the hidden pattern of the recorded information bit by bit using a DRAW technique (immediate writing and immediate reading) in real time. In the writing process, a modulator 1103 modulates a laser beam 1101, which is polarized by a polarizer 1102 and recorded by a recording signal 1104.
[0120]
The modulated recording beam (1105) is focused by a lens (objective lens) (1106) on the recording layer (1107) of the multilayer data carrier (1108). The device uses a special beam scanning method in which each pit is individually exposed. This method does not require a photo template. To obtain a predetermined data pattern, the invention uses a special programming device for scanning the beam.
[0121]
In the exposed area in layer 912 (922), a continuous appearance of the precursor of the fluorescent information pits may be observed, and the pattern may be observed against an isotropic background with two-beam refraction and Obtain the shape of the spatially modulated pattern. The TBR value and its spatial distribution in the hidden pattern (precursor spatial topology) can be determined using the value and spatial distribution of the recording pulse energy. The latter is determined using the corresponding modulation code (1104) and depends on the quality of the lens focus.
[0122]
Hidden images of these phase precursors of the information pits are in bit-by-bit mode by inactive laser irradiation (1110) of focused light (eg, a helium-neon laser (1109) with an irradiation wavelength equal to 632.8 nm). It may be read in real time. To do this, the reproduction beam (1110) is converted by the polarizer (1111) into a linearly polarized beam. When this beam passes through the dichroic mirror (1113), it is focused by the lens (1116) on the focusing area of the writing beam (1105) for writing on the recording layer (1107). Upon passing through a small area of this layer, the linearly polarized reproduction beam (1112) capable of retaining the written hidden anisotropic pattern of the fluorescent pit precursor is converted to an elliptically polarized beam (1114), which is then analyzed. Partially pass through photons (1115). The lens (1116) projects the visualized image of the fluorescent pit precursor onto a photoelectric detector (1117), which emits an electrical signal (1118). After being processed by the computer, this signal reaches an exposure device control unit (not shown in FIG. 11).
[0123]
Therefore, by using the proposed method, which is formed in real time and measures the parameters of the hidden image of the fluorescent information pit precursor with high accuracy, the power and polarization of the writing irradiation, the exposure time and also the lens focus (1106) The feedback can be obtained by adjusting the quality of the intensity distribution of the exposure beam by the correction of ()).
[0124]
FIG. 12 shows another possible variant using the proposed method in which a CCD camera (1119) was used as photodetector (1117). In this case, as soon as the writing is completed, the quality of the spatial topology of the hidden pattern of the fluorescent information pit precursor in the recording layer of the multilayer data carrier (1120) is completely or selectively controlled, if necessary. be able to. The readout diagram of FIG. 12 is similar to the diagram shown in FIG. 11 and includes a polarizer (1111) and an analyzer (1115), but the lens (1116) immediately removes the entire hidden pattern of the recording layer. Readout, which is projected by the lens (1116) to the position plane of the CCD camera (1119). By being able to analyze hidden patterns in this way, it is possible to create, for example, an optimal situation for forming a ROM-type recording layer of a composite multilayer data carrier.
[0125]
Construct an electrically controlled thin liquid crystal cell with at least one initial patterning (for ROM-type systems) or photo-anisotropic photosensitive (for WORM- or RW-type systems) alignment layers The proposed technical solution of designing the fluorescence data storage layer as a multi-component structure allows the functions among the various components to be distributed.
[0126]
When writing in a WORM- or RW-type system, writing is performed on one of the alignment layers that also acts as a recording layer. Here, in the case of the LC layer, data is written by the alignment ability whose surface is spatially modulated. In other words, a photo-patterning optical alignment layer can be formed.
[0127]
In read mode, a guest-host LC matrix with a photochemically stable fluorescent host material with anisotropic absorption is used, regardless of the carrier type (ROM-, WORM-, or RW-type). In a WORM- or RW type composite fluorescent liquid crystal data carrier, this distribution of functions in the write and read modes dramatically simplifies the requirements of the fluorescent composition used in these devices. The use of photochemically stable fluorescent materials in such systems, for example, uses natural fluorescent materials based on bimolecular photochemical reactions or the current state of the art WORM-photosensitive systems in which the photoproducts are fluorescent. The problem of the preservation of the irradiation rate of the existing fluorescent data layer can be completely solved. This is related to their possible emissivity thermochemical or diffusion processes. These processes create traces made from the fluorescent molecules and also create background fluorescent illumination in read-out mode or phenomena in the intensity of the fluorescent signal due to irradiance degradation of the initial fluorescent dye.
[0128]
As mentioned above, RW-photosensitive systems based on photochromic reactions have the following disadvantages. That is, a low "write-delete-write" cycle due to the reverse irradiation rate process and the photodisruption of photochromic molecules.
[0129]
In the present invention, another option of the multilayer composite LC optical system of ROM-, WORM-, or RW memory type is further proposed. Instead of a fluorescent anisotropic absorber, this option uses a non-fluorescent, photochemically stable material that also becomes an anisotropic absorber at a given readout wavelength. These substances are used in the host molecule as additives. For this purpose, it is necessary to select a non-fluorescent substance that can be sufficiently diluted with the liquid crystal composition. These molecules are in the form of rods or disks, and their long wave oscillators are located along or across the long axis. These materials are used for LC screens that operate on the guest-host principle. Further, an anisotropic dye having negative dichroism can be used.
[0130]
In this case, all the optical memory designs (FIGS. 3-6, 7-9, 11 and 12) and the data write, read and delete operations (FIGS. 7 and 10) referred to above remain the same. . However, by detecting a quantitative difference between the read irradiation intensity at the information pit and the background position, or by measuring the presence or absence of the anisotropy characteristic of the read irradiation (degree of polarization) or the difference in the direction of the optical axis. The reading is performed by performing the measurement.
[0131]
Note also that this read mode can be used in the fluorescent system of the optical memory described above.
[0132]
Another option of the proposed solution involves the use of LC compositions containing non-anisotropic fluorescent or non-fluorescent additive molecules. In this case, the composition of the multilayer data layer remains the same.
[0133]
As shown in FIGS. 11 and 12, by arranging a multilayer data holding structure between two polarizers, reading becomes possible. In this process, the optical axis of the polarizer must be orthogonal to the optical axis of the analyzer. The information pits I read from the data layer Ii pitLocation area and background Ii backThe illumination intensity through the analyzer in the area is expressed as:
[0134]
Ii pit= I0・ Sin (2ai pit) ・ Sin2(Π (Δni pit・ Di pit+ Δni lc・ Di lc) / Λ) (4)
Ii back= I0・ Sin (2ai back) ・ Sin2(Π (Δni back・ Di back+ Δni lc・ Di lc) / Λ)
Where I0Is the intensity of the readout radiation reaching layer i of the multilayer data carrier.
[0135]
Δni pit, back, lc, Di pit, back, lcIs the DLP value induced by writing irradiation in the information pit position area of the alignment recording layer i and the adjacent LC layer i, and the thickness corresponding thereto.
[0136]
ai pit, backIs the angle between the direction of the optical axis of each polarizer (analyzer) in the information pit and the background I data layer position area and the direction of the DLP optical axis.
[0137]
λ is the read irradiation wavelength.
[0138]
To obtain a maximum contrast equal to 1, the angle a towards the polarizeri pitMust be equal to 45 ° and the angle a with respect to the polarizeri backMust be equal to 90 ° (or 0 °). In this case, Ii pitValue = 0 and Ii pit= I0・ Sin2(ΠΔni lc・ Di lc/ Λ) (di back<< di lc).
[0139]
Another method of writing data to these composite multilayer optical memory systems of the WORM type, which may or may not include a fluorescent or anisotropic absorbing material in the LC composition, is photothermal writing using misalignment of the aligner surface. . For this purpose, absorption writing radiation and mechanically rubbed or Langmuir-Blodgett layers may be used, these layers being obliquely sprayed and coated with some other layer. To enhance absorption in the write mode, some material that can absorb this radiation can also be added, and they can be added to the LC layer. These can be either thermochromic or photochromic substances. Also, VO2Electrochromic substances can also be used together with electrochromic organic or inorganic substances of the type.
[0140]
Thus, the proposal of the present invention provides a new structure of a ROM-, WORM-, or RW-type multilayer composite liquid crystal optical memory system and a method for writing and reading data to and from this structure. In the system of the present invention, the ability to absorb and irradiate fluorescent molecules dissolved in the liquid crystal matrix of the data holding layer can be electrically controlled. Also, during reading in both pit-by-pit and page-by-page modes, fluorescent crosstalk from adjacent data layers can be partially or completely eliminated.
[0141]
In addition, there are further options for electrically controlling (and, if necessary, smoothing) the intensity of the fluorescence data signal without changing the intensity of the readout illumination. In particular, the distance between layers can be minimized by reducing or completely eliminating fluorescent crosstalk. This can reduce parasitic aberration distortion and increase the number of data layers of the carrier, so that more light from the read fluorescence illumination can be collected and the design of the read optical head can be simplified. . Furthermore, the proposed solution expands the possible areas of application, which applies not only to various nonlinearities of single or multiple data writing, but also to linear photochemical or photophysical mechanisms. It also allows the same illumination source to be used to write, read, and delete data on such carriers.
[0142]
Rewriting with fluorescence data reading by using a photo-anisotropic material based on a photochemically stable non-fluorescent substance with anisotropic absorption as a recording medium that also plays the role of a photo-aligned photo-alignment layer Possible multilayer memory systems can be applied substantially.
[0143]
The present invention may be illustrated using the following examples of the composition and structure of the proposed guest-host liquid crystal data retention layer.
[0144]
Example 1 ROM-type fluorescent data holding layer in which the spacer also acts as a data carrier layer
Fluorescent substance-1.4-bis (N, N-diphenylaminophenyl-1,3,4-oxadiazyl) benzene or 1,8-naphthalene-1 ', 2'benzimidazole
Liquid crystal-4-octyloxy 4'-cyanobigenyl (8OCB)
Example 2. WORM type fluorescence data retention layer
Optical aligner-paramethoxy polyvinyl cinnamate
Fluorescent substance-dye # 1 (FIG. 13)
Liquid crystal-LCM440 (NIOPiK, Russia)
Example 3 RW type fluorescence data retention layer
Optical Aligner-Dye # 2
Fluorescent substance-dye # 1
Liquid crystal-LCM807 (NIOPIK, Russia)
Example 4. RW type data retention layer containing dichroic dye
Optical Aligner-Dye # 2
Liquid crystal-LCM807
Dichroic dye-Dye # 3
Example 5 RW type data storage layer without dye
Optical Aligner-Dye # 2
Liquid crystal-LCM440
The examples referred to above are merely illustrative of the proposed structure of a multilayer composite fluorescent liquid crystal optical memory system and the method of writing and reading data to / from that structure. These examples do not limit the claims set forth in the claims.
[Brief description of the drawings]
[0145]
FIG. 1 is a schematic diagram of page-by-page data readout from a multilayer fluorescent information carrier having a fluorescent background created by an information layer that is not to be read.
FIG. 2 is a schematic diagram of bit-by-bit data readout from a multilayer fluorescent information carrier having a fluorescent background created by an information layer that is not to be read.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a general option of a proposed structure consisting of a composite liquid crystal-fluorescent dye type multi-layer data carrier.
FIG. 4 is a schematic illustration of a data storage layer having transparent electrodes in the form of two mutually orthogonal strips.
FIG. 5 is an alignment and switching configuration of a fluorescence-liquid crystal data layer.
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of one data holding layer when a voltage is applied to an electrode and when no voltage is applied.
FIG. 7a. b) Various options for forming a recording layer with patterned and oriented surfaces, and a mode for reading the fluorescence signal from these surfaces.
FIG. 8a. b. c ROM-, WORM-, or RW-type composite data storage layer structure option.
FIG. 9a. b is a schematic plan view of tracks shown on an optical card and an optical disk before and after writing by beam incidence, respectively.
FIG. 10 is a typical diagram of a kinematic curve of derivation, deletion, and photo-anisotropic dark relaxation of a photo-anisotropic material including a photochemically stable anisotropic absorber. The upward (↑) and downward (↓) arrows indicate when photoactive irradiation is turned on and off. The symbols A → B and B ← A indicate when the polarized photoactive radiation has been switched to orthogonal mode. The symbols "0", "1", and "-1" indicate the starting position and the two light-induced and stable states, respectively, in thermodynamic terms.
FIG. 11 is a schematic diagram of one of the options of a bit-by-bit data writing device when data is written to a multilayer fluorescent liquid crystal optical data carrier ensuring bit-by-bit control and adjustment of the quality of data writing in real time. .
FIG. 12 is one of the designed options for controlling the quality of the written recording layer of the multi-layer composite fluorescent liquid crystal optical carrier on a page-by-page basis.
FIG. 13 is a structural formula of a dye.

Claims (27)

多層複合蛍光液晶光データキャリヤであって、
平行面に配置された複数のデータ保持層を含み、
前記データ層が同一パッド上に配置され、透明中間層で分割され、
前記データ保持層の各々が、2つの同様の光学的に透明な電極から作られた電気的に制御された薄い液晶セルを構成する複数構成要素からなる構造として製造され、前記透明電極が、固体層または2つの相互に直交するストリップのシステムとして作られ、少なくとも1つの配向層でコーティングされ、スペーサにより分割され、前記スペーサ間の空間に、ゲスト・ホスト液晶組成及びホストとして使用される光化学的に安定した異方性吸収の蛍光物質が充填されるデータキャリヤ。
A multi-layer composite fluorescent liquid crystal optical data carrier,
Including a plurality of data retention layers arranged in parallel planes,
The data layer is arranged on the same pad, divided by a transparent intermediate layer,
Each of the data retention layers is fabricated as a multi-component structure comprising an electrically controlled thin liquid crystal cell made from two similar optically transparent electrodes, wherein the transparent electrode is a solid Made as a system of layers or two mutually orthogonal strips, coated with at least one alignment layer, separated by spacers, and in the space between said spacers, the guest-host liquid crystal composition and the photochemically used as host Data carrier filled with fluorescent material with stable anisotropic absorption.
光学的に透明な電極が、ガラスまたはポリマー中間層の両側に適用され、好ましくは、すべての書込み、読出し、蛍光、及び削除照射に対して光学的に等方性及び透明であり、前記中間層の少なくとも1つが滑らかな表面を有しているのに対して、他方側は、小さなピットの形のトラックを含む請求項1に記載のデータキャリヤ。Optically transparent electrodes are applied to both sides of the glass or polymer interlayer, preferably optically isotropic and transparent to all write, read, fluorescent and deleterious radiation, 2. The data carrier according to claim 1, wherein at least one has a smooth surface, while the other side includes tracks in the form of small pits. すべてのデータ保持及び中間層の屈折率及びホメオトロピック状態にあるゲスト・ホストLC組成(またはプレーナ状態、その特性及び書込みモード及び(または)読出しデータによる)が、書込み蛍光(データ保持)及び読み出し(データ励起)及び削除照射の波長で、互いに同一または近いものである請求項1及び2に記載のデータキャリヤ。All data retention and refractive index of the intermediate layer and the guest-host LC composition in the homeotropic state (or depending on the planar state, its properties and the write mode and / or the read data), the write fluorescence (data retention) and read ( 3. The data carrier according to claim 1, wherein the wavelengths of the data excitation) and the deletion irradiation are the same or close to each other. 前記データ保持層が、書込み、蛍光(情報キャリヤ)及びその励起(読出し)及び削除照射の波長に対して多層干渉反射防止フィルタの形で作られる請求項1に記載のデータキャリヤ。2. The data carrier according to claim 1, wherein the data holding layer is made in the form of a multilayer interference anti-reflection filter for the wavelengths of the writing, fluorescence (information carrier) and its excitation (reading) and erasure illumination. 前記LC層の厚みは、前記層に形成された情報保持ピットの最小サイズに応じた大きさである請求項1に記載のデータキャリヤ。The data carrier according to claim 1, wherein the thickness of the LC layer is a size corresponding to a minimum size of the information holding pit formed in the layer. 液晶組成に溶解可能な物質を含み、前記物質が、所定のスペクトルで蛍光性のものになる光化学的に安定した物質であるため、多数の光子(量子)を放出すると高度に蛍光性のものであり、これらの物質が、強靭なロッド状またはディスク状のクラスタに配向された分子を有し、前記分子の長波吸収振動子が、長軸に沿って、または長軸に交差して方向付けられる請求項1から5のいずれか一項に記載のデータキャリヤ。It contains a substance that can be dissolved in a liquid crystal composition, and because the substance is a photochemically stable substance that becomes fluorescent in a predetermined spectrum, it emits a large number of photons (quantum) and becomes highly fluorescent. Yes, these materials have molecules oriented in tough rod-like or disk-like clusters, and the long-wave absorbing oscillators of said molecules are oriented along or across the long axis Data carrier according to any one of claims 1 to 5. マルチコア濃縮芳香族炭化水素及びそれらの誘導体などの芳香族炭化水素及びそれらの誘導体、アリールエチレン基及びアリールアセチレン基を含む芳香族炭化水素基及びそれらの誘導体(1、2−ジアリールエチレン、ジアリールポリエン、スチルベン官能基置換、及び1、4−ジスチリルベンゼン置換など)及びポリフェニル炭化水素、5−(フラン、チオフェン、ピロール、及びそれらの誘導体など)を含む組成、六員分子(1つまたは2つの窒素原子組成または1つまたは2つの酸素原子組成など)、複素環式組成、カルボニル基(クマリン及びカルボステネイト(carbostenated)物質、アントロン及び芳香族酸誘導体、オキサゾール−5置換、インジゴイド及びチオインジゴイド、キノンなど)を含む組成、ナフタル酸化合物、及びキサンテン基、アクリジン基、オキサジン基、アジン基、ペリレン基、テリレン基、ビアロントロン(vialonthrone)基、シアニン基、フタロシアニン基、ポルフィリン基などの有機配位子及び有機染料を有する金属の複合化合物を含む光化学的に安定した組成から選択された蛍光物質を含む請求項1及び6に記載のデータキャリヤ。Aromatic hydrocarbons and their derivatives such as multi-core concentrated aromatic hydrocarbons and their derivatives, aromatic hydrocarbon groups including arylethylene groups and arylacetylene groups and their derivatives (1,2-diarylethylene, diarylpolyene, Compositions containing stilbene functional substitutions and 1,4-distyrylbenzene substitutions, etc.) and polyphenyl hydrocarbons, 5- (furans, thiophenes, pyrroles and their derivatives), six-membered molecules (one or two Nitrogen atom composition or one or two oxygen atom composition, etc., heterocyclic composition, carbonyl group (coumarin and carbostenated substances, anthrone and aromatic acid derivatives, oxazole-5-substituted, indigoid and thioindigoid, quinone Etc.), including naphtha Composite of an acid compound, a metal having an organic ligand such as a xanthene group, an acridine group, an oxazine group, an azine group, a perylene group, a terrylene group, a vialonthrone group, a cyanine group, a phthalocyanine group, a porphyrin group, and an organic dye 7. The data carrier according to claim 1, comprising a fluorescent substance selected from a photochemically stable composition containing a compound. ネマティック、スメティック、またはコレステリック液晶、または液晶を得るための他の物質を有するそれらの混合物を含む請求項1及び7に記載のデータキャリヤ。8. A data carrier according to claims 1 and 7, comprising nematic, smectic or cholesteric liquid crystals or mixtures thereof with other substances for obtaining liquid crystals. 液晶及び蛍光物質が、1:0.01〜1:0.8のモル比で混合された請求項8に記載のデータキャリヤ。9. The data carrier according to claim 8, wherein the liquid crystal and the fluorescent substance are mixed in a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 0.8. 光化学的に安定した異方性吸収の蛍光材料が、液晶特性を備えた物質の分子と共有結合を有する請求項1に記載のデータキャリヤ。The data carrier according to claim 1, wherein the photochemically stable fluorescent material having anisotropic absorption has a covalent bond with a molecule of a substance having a liquid crystal property. 照射により影響され、照射を吸収すると、蛍光発光可能であるため、光化学的に安定した異方性吸収の蛍光材料として液晶物質を含む請求項1に記載のデータキャリヤ。2. The data carrier according to claim 1, wherein the data carrier includes a liquid crystal substance as a fluorescent material that is photochemically stable and has anisotropic absorption because the material is affected by irradiation and emits fluorescence when absorbing the irradiation. ポリマー膜の一方向機械的ラビング、ラングミュア・ブロジェット膜、または斜め吹き付けにより製造可能であり、または、光異方性材料とうまく作用する非接触式光配向方法を用いて作られる少なくとも1つの配向層を含む請求項1に記載のデータキャリヤ。At least one orientation that can be manufactured by one-way mechanical rubbing of polymer films, Langmuir-Blodgett films, or oblique spraying, or made using a non-contact photo-alignment method that works well with photo-anisotropic materials The data carrier of claim 1, including a layer. 滑らかで(両面)厚みが等しい分割層の間に配置されたスペーサを含み、前記スペーサが、三次元パターン化された外観を有し、ゲスト・ホスト液晶組成の必要な厚みを確保して、ROMタイプのデータ層として同時に作用する請求項1に記載のデータキャリヤ。A spacer disposed between the smooth (both sides) equal thickness dividing layers, said spacer having a three-dimensional patterned appearance, ensuring the required thickness of the guest-host liquid crystal composition, 2. A data carrier according to claim 1, which simultaneously acts as a type data layer. リソグラフィまたはレーザスキャニングを適用することにより、感光性ポリマーまたはポジまたはネガのフォトレジスタから作製されてよい三次元パターン化されたスペーサを含む、請求項1及び13に記載のデータキャリヤ。14. The data carrier of claims 1 and 13, comprising a three-dimensional patterned spacer that may be made from a photosensitive polymer or a positive or negative photoresistor by applying lithography or laser scanning. ROMタイプのデータ層として同時に作用する三次元パターン化されたスペーサを含み、前記スペーサが、射出圧縮成形技術または光重合組成に基づいた2Pプロセスにより成形され、前記分割層の表面の1つに配置される請求項1及び13に記載のデータキャリヤ。A three-dimensional patterned spacer simultaneously acting as a ROM-type data layer, said spacer being molded by injection compression molding technology or a 2P process based on a photopolymerization composition and arranged on one of the surfaces of said split layer 14. The data carrier according to claim 1 or claim 13, wherein 1つまたは両方の配向層を有さないものであってよい請求項13及び15に記載のデータキャリヤ。A data carrier according to claims 13 and 15, which may not have one or both alignment layers. 配向層の1つが、ROM−、WORM−、及びRWタイプの発光層記録層としても作用し、前記層が、ゲスト・ホスト液晶組成に溶解されない光異方性材料から作られる請求項1に記載のデータキャリヤ。2. The method of claim 1, wherein one of the alignment layers also acts as a ROM-, WORM-, and RW type light-emitting layer recording layer, said layer being made of a photo-anisotropic material that is not dissolved in the guest-host liquid crystal composition. Data carrier. 前記感光性配向記録層の最小厚みが、1つの単分子層と同程度の厚みのものであってよい請求項1及び17に記載のデータキャリヤ。18. The data carrier according to claim 1, wherein the minimum thickness of the photosensitive alignment recording layer may be the same as one monolayer. 記録、再生、または消去動作のビームを案内するトラック領域が、光異方性材料から作られる感光性配向記録層に形成される請求項1に記載のデータキャリヤ。2. The data carrier according to claim 1, wherein a track area for guiding a beam of a recording, reproducing or erasing operation is formed in a photosensitive alignment recording layer made of a photo-anisotropic material. 液晶分子と前記感光性配向記録層表面の分子との間の接着のエネルギー値が、偏光照射への露光エネルギーにより制御可能である請求項1及び請求項17に記載のデータキャリヤ。18. The data carrier according to claim 1, wherein an energy value of adhesion between liquid crystal molecules and molecules on the surface of the photosensitive alignment recording layer can be controlled by exposure energy to polarized light irradiation. WORMタイプの前記感光性配向記録層が、ジアセチレン誘導体またはポリビニルシンナメートなど、単分子不可逆光化学反応または二分子光化学反応に基づいて光異方性材料から作製される請求項1に記載のデータキャリヤ。2. The data carrier according to claim 1, wherein the WORM type photosensitive alignment recording layer is made from a photo-anisotropic material based on a unimolecular irreversible photochemical reaction or a bimolecular photochemical reaction, such as a diacetylene derivative or polyvinyl cinnamate. . データ層が、以下のタイプ、すなわち、CD−またはDVD−読出し専用メモリ(ROM)、書込み1回読出し多数(WARM)、書き換え可能(RW)、またはまたはさまざまな光ディスク、カードまたはテープにおけるそれらを混合したタイプのものであってよい請求項1に記載のデータキャリヤ。The data layer may be of the following types: CD- or DVD-read only memory (ROM), write-once-read-many (WARM), rewritable (RW), or a mix of them on various optical disks, cards or tapes 2. The data carrier according to claim 1, which may be of the following type. 光化学的に安定した異方性吸収の非蛍光物質が、ポリマーマトリクスに導入され、または、成膜特性を高めるように働く少数の特別な添加物を有するホモジニアス単一物質として使用されてよい請求項1及び請求項22に記載のデータキャリヤ。Claims: A photochemically stable anisotropically absorbing non-fluorescent material may be introduced into the polymer matrix or used as a homogeneous single material with a small number of special additives that serve to enhance film-forming properties. Data carrier according to claim 1 and claim 22. 前記データ層が、複数構成要素からなる構造としてデザインされ、少なくとも1つの配向層を有する電気的に制御された薄い液晶セルを構成する請求項1及び22に記載のデータキャリヤ。23. Data carrier according to claims 1 and 22, wherein the data layer is designed as a multi-component structure and comprises an electrically controlled thin liquid crystal cell having at least one alignment layer. 蛍光多層データキャリヤ上に(から)データを書き込み、読み出し、及び削除するデバイスであって、
固体層として、または2つの相互に直交するストリップのシステムとして製造され、少なくとも1つの配向層でコーティングされ、スペーサにより分割された2つの同様の光学的な透明な電極からなる電気的に制御された薄い液晶セルを構成する複数構成要素からなる構造の複数データ保持層を含む多層複合蛍光液晶光情報キャリヤであって、前記スペーサ間の空間に、ゲスト・ホスト液晶組成及びホストとして使用される光化学的に安定した異方性吸収の蛍光物質が充填される、光情報キャリヤと、
前記データキャリヤに格納された情報の光学的または熱光学的書込み、光学的読出し、及び光学的または熱光学的削除を行うための波長を有する電磁気照射源と、
書込み、読出し、及び削除照射を特徴とする偏光を設定する偏光光学手段と、
ピットごとまたはページごとのモードにおいて、情報を書き込み、読み出し、及び削除する電磁気ビームの所定の空間構成を形成する光学手段と、
読み出されるデータ保持蛍光照射の強度及び(または)偏光特徴(部分的に偏光された照射の主要な配向の偏光程度及び芳香)をピットごとまたはページごとに光電検出したあと、それをデータ保持電気信号に変換する受光手段と、
実時間または書込み完了後すぐに、書込みモード修正のフィードバック信号を送信可能な、書込みデータの品質制御及び修正を行う光電子手段と、
電極間に配置されたゲスト・ホスト液晶組成の吸収及び蛍光能力を制御するために、任意の所与の固体またはストリップ電極対に電圧を供給する手段と、
を含むデバイス。
A device for writing, reading, and deleting data on (from) a fluorescent multilayer data carrier,
Manufactured as a solid layer or as a system of two mutually orthogonal strips, coated with at least one alignment layer and electrically controlled consisting of two similar optically transparent electrodes separated by spacers A multi-layer composite fluorescent liquid crystal optical information carrier including a plurality of data storage layers having a structure composed of a plurality of components constituting a thin liquid crystal cell, wherein a space between the spacers includes a guest-host liquid crystal composition and a photochemical used as a host. An optical information carrier, which is filled with a fluorescent material having a stable anisotropic absorption,
An electromagnetic irradiation source having a wavelength for performing optical or thermo-optical writing, optical reading, and optical or thermo-optical deletion of information stored in the data carrier;
Polarization optical means for setting the polarization characterized by writing, reading, and erasing illumination;
Optical means for forming a predetermined spatial configuration of an electromagnetic beam for writing, reading and deleting information in a pit or page mode;
After photoelectrically detecting the intensity and / or polarization characteristics (reading degree and aroma of the main orientation of the partially polarized radiation) of the data-retaining fluorescent radiation to be read out, pit-by-pit or page-by-page, it is then subjected to a data-retaining electrical signal. Light receiving means for converting the
Optoelectronic means for performing quality control and correction of write data, capable of transmitting a feedback signal of write mode correction immediately after real time or completion of writing,
Means for applying a voltage to any given solid or strip electrode pair to control the absorption and fluorescence capabilities of the guest-host liquid crystal composition disposed between the electrodes;
Including devices.
光異方性材料から作られる感光性配向記録層の吸収スペクトルと、多層データキャリヤ蛍光物質のスペクトルは、部分的または完全に重なり合う請求項5に記載のデバイス。6. The device according to claim 5, wherein the absorption spectrum of the photosensitive alignment recording layer made of a photo-anisotropic material and the spectrum of the multilayer data carrier phosphor partially or completely overlap. WORM−またはRW−タイプの多層光キャリヤ上に書き込まれているデータを書き込み、読み出し、削除、及び修正するように、光照射の同一の波長を有するが、異なる時間、エネルギー、及び偏光パラメータを有する照射源を含む請求項25及び26に記載のデバイス。Have the same wavelength of light irradiation, but different time, energy, and polarization parameters, to write, read, delete, and modify data written on WORM- or RW-type multilayer optical carriers 27. The device according to claims 25 and 26, comprising an illumination source.
JP2003511179A 2001-07-02 2002-07-02 Multilayer composite liquid crystal optical memory system with information recording and reading means Pending JP2004535036A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30183501P 2001-07-02 2001-07-02
PCT/US2002/020609 WO2003005283A2 (en) 2001-07-02 2002-07-02 Multilayer combined liquid crystal optical memory systems with means for recording and reading information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004535036A true JP2004535036A (en) 2004-11-18

Family

ID=23165101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003511179A Pending JP2004535036A (en) 2001-07-02 2002-07-02 Multilayer composite liquid crystal optical memory system with information recording and reading means

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1428167A4 (en)
JP (1) JP2004535036A (en)
CN (1) CN1625716A (en)
AU (1) AU2002322353A1 (en)
WO (1) WO2003005283A2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1806284A (en) * 2003-06-11 2006-07-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 Optical scanning device
CN102455543A (en) * 2010-10-28 2012-05-16 西门子公司 Optical rewritable device
KR102146842B1 (en) 2011-06-09 2020-08-24 케이스 웨스턴 리저브 유니버시티 Optical information storage medium
CN105938284A (en) * 2016-05-04 2016-09-14 合肥工业大学 White fluorescence cholesteric liquid crystal device based on chiral ions, and preparation technology thereof
CN111614879A (en) * 2020-05-29 2020-09-01 Oppo广东移动通信有限公司 Camera and electronic equipment

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8324642D0 (en) * 1983-09-14 1983-10-19 Univ Manchester Liquid crystal storage device
GB8607096D0 (en) * 1986-03-21 1986-04-30 Gen Electric Co Plc Liquid crystal displays
JP2572537B2 (en) * 1993-02-10 1997-01-16 スタンレー電気株式会社 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
US5846452A (en) * 1995-04-06 1998-12-08 Alliant Techsystems Inc. Liquid crystal optical storage medium with gray scale
JPH08328031A (en) * 1995-06-02 1996-12-13 Sharp Corp Full-color liquid crystal display device and its production
JPH0926596A (en) * 1995-07-13 1997-01-28 Sharp Corp Liquid crystal display device and its production
JP3727728B2 (en) * 1996-08-29 2005-12-14 株式会社東芝 Liquid crystal display element
EP0829748A3 (en) * 1996-09-13 1999-12-15 Sony Corporation Reflective guest-host liquid-crystal display device
US6033742A (en) * 1997-03-31 2000-03-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal display device
US6181393B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
WO2001006505A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-25 Trid Store Ip, L.L.C. Multilayer fluorescent optical disc with photosensitive fluorescent material

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003005283A2 (en) 2003-01-16
WO2003005283A3 (en) 2003-06-26
EP1428167A4 (en) 2006-08-09
EP1428167A2 (en) 2004-06-16
CN1625716A (en) 2005-06-08
AU2002322353A1 (en) 2003-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4405993A (en) Liquid crystal disc memory system
KR100719431B1 (en) Optical recording medium and recording and/or reproducing apparatus employing the optical recording medium
Ramanujam et al. Physics and technology of optical storage in polymer thin films
US7507504B2 (en) Optical storage system
JP2004531849A (en) Fluorescent liquid crystal optical memory and its recording / reading system
McPhail et al. Use of polarization sensitivity for three-dimensional optical data storage in polymer dispersed liquid crystals under two-photon illumination
Orlov Volume holographic data storage
JP2004535036A (en) Multilayer composite liquid crystal optical memory system with information recording and reading means
JP2515566B2 (en) Storage media
CN1155948C (en) Method for recording, erasing and reading imformation of near-field dual-photon storage
JP3141299B2 (en) Recording method and recording device
JPH03120625A (en) Information recording and reproducing device
JPH11238251A (en) Optical record medium, optical recording/reproducing method and device
JP2005530302A (en) Optical data storage
KR100753790B1 (en) Optical recording medium and optical recording method
KR20050012801A (en) Optimized medium with anisotropic dipole emission for fluorescent single or multi layer storage
Vedavathi et al. STUDY OF DEVELOPMENT ISSUES IN 3D OPTICAL STORAGE DEVICES
US20090201784A1 (en) Apparatus and method to store and retrieve information using an optical holographic data storage medium
JP2003030851A (en) Method for reading information
JPH0441916B2 (en)
JPH01281447A (en) Method for fixing recording and erasing states
KR100565568B1 (en) optical recording medium
JP2696697B2 (en) Information recording medium
JPH01184640A (en) Optical recording medium
KR20000073391A (en) optical recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050610

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080115