JPS61229245A - 高容量の光学的記憶システム - Google Patents

高容量の光学的記憶システム

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JPS61229245A
JPS61229245A JP61037552A JP3755286A JPS61229245A JP S61229245 A JPS61229245 A JP S61229245A JP 61037552 A JP61037552 A JP 61037552A JP 3755286 A JP3755286 A JP 3755286A JP S61229245 A JPS61229245 A JP S61229245A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は情報の記憶に関し、特に光学的情報の記憶に関
する。
従来の技術 ]ンピュータ、オーディオおよびビデオ装置、等の使用
の伸びと共に、膨大な量の情報を記憶しなければならな
いために情報の記憶がますます問題となってきた。従来
、情報の記憶は王に磁気および写真記録手段を含む種々
の手段を用いて行われてきた。しかしながら、かかる装
置では一定の表面積に記憶できる情報の量は極めて限定
される。
そのため、技術者はスペースをさらに効果的に利用でき
る情報の新しい記憶方法を追求してきた。
最近、光学記憶装置に注目が向けられてきた。
かかる光学記憶装置では、光反応性材料の表面上にデー
タ・ポイントを選択的に記録するために、デジタルデー
タを使用してレーザ源を変調している。殆んどの光学記
憶装置に対して、レーザ源は材料に永久的変化をもたら
す。従って、低出力の読取り用レーザを材料の表面に向
け、光検出器などを使用してその材料表面から選択的に
透過または反射される光を分析する場合、記憶された光
パターンを元の電子信号に転換することができる。
かかる装置を使用する主な利点は、磁気または他の手段
を使用して得られる情報よシもかなシ多い情報が単位面
積に記憶できることである。
数種の光学記憶装置が最近販売されたり、また開発され
ている。その1つが気泡形成式光学メモリーである。こ
の形式の装置は2層の材料、すなわち上張シの薄い金屓
層(例えば、金/白金)と下張りの熱分解性重合体層を
使用している。その媒質の表面上の点にレーザを集束さ
せることによって、金属膜が軟かくなシ曲げやすくなる
。同時に、レーザからの熱が焦点下の下張シ重合体を分
解させることによって、気泡を形成させる。その気泡は
軟かく曲げやすい表面の形状に影響を与えて1表面が冷
却したときに保持される。かくして。
表面上の所定の点における気泡の存在または不在は情報
のビット(2進数、0と1)を構成する。
第2の形式の光学記録手段はアブレーション記録である
。かかる装置におけるレーザは反射表面を介して孔を焼
いて下張りの非反射表面を露出させる。逆に、孔は非反
射表面を介して焼いて下張シの反射表面を露出させるこ
ともできる。いずれの場合にも、孔の存在または不在は
情報ピットの記憶をもたらす。
第5の形式の光学記憶装置は結晶相/非晶質相の変化を
利用し、レーザが反射または非反射性である媒質を1つ
の相から別の相(新しい相はそれぞれ非反射性または反
射性である)に変えさせる。
同様に、この種の相変化は、相変化が光の1つの波長で
生じる、従って波長依存性であるように手の込んだ方法
にも使用できる。
第4の形式の記憶は磁気記憶と光学記憶の組合せである
磁気−光学記録であって、これはしばしば「光学的補助
磁気記録」と呼ばれる。2つの方式が利用され1両方共
磁場の反転が入射偏光レーザビームの面を回転するよう
に媒質におけるデータ・ポイントの磁場を選択的に反転
させる熱を使用する。磁気−光学および結晶質/非晶質
相の変化材料は共に消去の可能性を与える。
発明が解決しようとする問題点 これらの光学記憶装置は他の従来の記録装置よシ優れた
利点を有するけれども、それらは完全に満足なものでは
ない。それらの記憶媒質のあるものは限定された時間内
のみ安定であるため、それらは永久記憶の提供に適さな
い。さらに、磁気記憶装置の場合よりも実質的に多い情
報を記録することができるけれども、使用されるプロセ
スは各ドツトに単一ビットの情報を記録することに限定
される;すなわち、そのドツトは孔の存在または不在、
或いは限定された反射または透過特性の存在または不在
によって示されるように、存在が不在である。従って、
各ドツトは情報のryes J  または「no」ビッ
トの記録に限定される。
問題点を解決するための手段 従って2本発明の目的は、多重片の情報(すなわち、1
つの2進数以上の情報)が単一の情報ドツトに記録でき
る光学記憶メディアを提供することである。
本発明のもう1つの目的は、記憶される情報が実質的に
永久固定される光学記憶メディアを提供することである
本発明のこれらおよび他の利点は以下に詳細に説明する
好適な実施態様から明らかになるであろう。
本発明は、コレステリック状態の光学特性を有する光重
合性液晶材料を利用する光学記憶方法に関する。特定波
長の光帯が反射または透過するように記録媒質の反射ま
たは透過性を選択的に調整し、次に膜の反射または透過
特性を光重合によシ笑質的に永久固定することによって
、多波長に依存する情報が各ドツトに記憶される。従っ
て、記憶用媒質の容量は従来の光学記憶媒質と比較して
実質的に拡大される。
一実施態様における本発明は情報を光学的に記憶する方
法に関するものであって、該方法は支持体表面上の光開
始剤と光重合性液晶材料からなシ所望波長の光帯の選択
的透過または反射を調節することができるコレステリッ
ク光学特性を示す被膜を提供する工程と;前記被膜の各
領域が所定波長帯を透過または反射するように前記被膜
の複数領域に対して前記コレステリンク光学特性を遂次
調節する工程と;前記各領域を光重合させる工程からな
り、それによって各領域が実質的にその所定の波長帯を
永久的かつ選択的に透過または反射し、前記領域が集合
的に記憶されたデータからなる。
第2の実施態様における本発明は、支持体表面上の光開
始剤と光重合性液晶材料からなシ所望波長の光帯の選択
的透過または反射を調節することができるコレステリッ
ク光学特性を示す被膜を提供する工程と:前記被膜の複
数領域を逐次エネルギー源にさらすことによって前記各
領域への所望波長光帯の選択的透過または反射を調節す
る工程と;前記各領域を光重合性エネルギー源に逐次さ
らすことによって、実質的に永久に前記波長帯を選択的
に透過または反射し光重合した領域が集合的に記録され
たデータからなるように各領域を光重合させる工程から
なることを特徴とする情報を光学的に記憶させる方法に
関する。
第うの実施態様における本発明は、光1合されたコレス
テリック液晶材料からなる光学データ記憶媒質の読取シ
方法に関するものであって、該方法は光重合したコンス
テリツク液晶材料からなり各領域が波長光帯を選択的に
透過または反射する複数の領域からなる媒質を提供する
工程と;前記各領緩に前記波長帯からなる非破壊光源を
逐次照射する工程と;集合的に記憶されたデータからな
る前記各領域から反射または透過した光の少なくとも一
部分を逐次検出する工程からなる。
、  第4の実施態様における本発明は、データ変調エ
ネルギー・ビームと、光重合用レーザビームと。
複数の波長からなる非消去読取り用光ビームと。
所定の波長帯を検出できる光検出手段と、光重合性液晶
材料と光開始剤からなり前記エネルギー・ビームにさら
すことによって調節自在であるコレステリック光学液晶
特性を有しそれによって所定波長の光帯を選択的に透過
または反射すると共に前記所定波長帯を永久に固定する
ために前記レーザビームによって光重合性である光学記
憶媒質の層からなることを特徴とする光学的データ記憶
装置からなる。
第5の実施態様における本発明は、光学的データ記録装
置からな)、該装置はコレステリック光学特性を有する
光重合性液晶材料と光開始剤からなる光学記録用媒質と
、データ変調エネルギー・ビームと共重合用レーザビー
ムからなると共に前記エネルギービームおよびレーザビ
ームを前記媒質の所定領域に収束させる手段からなるデ
ータ記録手段と;前記媒質と前記収束エネルギー・ビー
ムおよびレーザビーム間に相対的移動を提供する手段か
らなる。前記エネルギー・ビームは前記媒質の所定領域
の光の透過または反射波長帯を選択的に調節することが
でき、前記レーザビームは前記媒質を逐次光重合させる
ことができ、それによって前記媒質は前記所定波長帯ヲ
実質的に永久に透過または反射する構成を有する。
第6の実施態様における本発明は光学的に記憶されたデ
ータからなる媒質からなり、該媒質は支持体表面上のコ
レステリック光学特性を有する光重合性液晶材料と光開
始剤から得られ、前記液晶材料が重合される領域と任意
であるが該液晶材料が重合されない@蛾との複数の領域
からなり、前記重合領域は所定波長光帯を選択的に透過
または反射し、前記重合領域および前記任意の非重合領
域は集合的に記録されたデータからなる。
本発明を実施するために使用される光学記憶媒質はコレ
ステリック状態の光学特性を示すことができる光重合性
液晶材料からなる。適当な光開始剤からなる適当に配列
された被膜に外部の作用が加わると、該液晶材料にスペ
クトルの赤外、可視および/または紫外領域における所
望波長帯の光を反射または透過させる。かかる作用の例
は温度。
電場、磁場、圧力、音波、化学蒸気1等である。
それにもかかわらず、該液晶材料の使用環境に依存して
、かかる作用のあるものは他のものよシ望ましい。デー
タの記録および読取りに対しては。
電気力および磁力の変化および温度調節が望ましい(温
度調節が最も望ましい)。一旦適切な波長帯が得られた
ら、液晶材料は被膜の特性を固定するために光重合され
る。しかる後にその被膜を検出手段で検査すると、ドツ
トの被固定特性を検出することができる。光重合された
媒体は著しく安定となって、その固定光学特性を比較的
悪い条件下でも長期間保持することができる。従って1
本発明の媒体はデータ記録用材料としては理想的である
本発明の実施に利用できる材料は、例えば本願と同一出
願人による米国特許出願第1L 50.088号、実球
50,01!9号および第660.27111号に開示
されているものである。ここに開示の材料は。
コレステロールまたは位置きにおける水酸基を介してス
ペーサー基によってアクリル酸塩またはメタクリル酸塩
に結合されるジヒドロコレステロール誘導体である。
従って、これらの化合物は下記の構造を有する:y 式中のR1はHまたはCH,、Aは−R3−1−R30
−または−R,O−、R,は3−111のメチレンまた
は低アルキル置換メチレン基を有するアルキレン連鎖、
R,は2−14のメチレンまたは低アルキル基換メチレ
ン基、R4はアルキレンまたはアルキレン部分に合計3
〜111の炭素原子を有する低級アルキル置換アルキレ
ン・エーテル、ジエーテルまたはトリエール、但し炭酸
塩に隣接する末端アルキレフ部分は2個以上の炭素原子
からなる。そしてy−oまたは1゜しかしながら。
本発明はコレステリンク光学特性が光重合によって固定
される光°重合性液晶材料で実施されると共に、前記米
国出願特許に開示された組成物に限定されないことが理
解される。
また、多くの場合に、コレステリック液晶材料が他の光
重合性または非光重合性液晶材料、単量体希釈剤、安定
剤等のような他の成分からなる組成物に利用されるとこ
ろの本発明を実施することが望ましいことがわかる。特
に、ある液晶材料での限定された量の単量体希釈剤の含
有は、その材料が薄いせん断、高整列の被膜として得る
のがよシ容易となるように、粘度を下げることがわかっ
ている。以下にさらに詳細に説明するように、被膜の厚
さは重要な事柄である。これらおよび他の理由で、前述
の組合せの全てが本発明の範囲内にあると思われる。
それらの光重合性組成物は、完全に平滑で均一な支持体
表面上の膜としてそれらを塗布したり。
或いは米国特許第14.29 R975号に開示されて
いるようにブリグルーブト・らせんまたは同心トラック
表面に周知の特殊な方法に従ってそれらを塗布すること
によって種々の支持体表面上に利用することができる。
支持体表面に媒質をいったん配置したら、その対象物に
、所定の領域(又は情報ドツト)が所望の波長または複
数の波長の光を反射または透過するように、所定の領域
に照射する。理想的には、その媒質は各ドツトが所定波
長の光を透過または反射するように調節可能であるけれ
ども、殆んどの場合に、媒質の全ての部分を同時に同一
レスポンスを示させることは困難であるから単一波長の
レスポンスを固定することは可可能である。このため、
用語「波長帯」は膜のレスポンスを説明するために用い
られて、本発明の媒質によって透過または反射される光
の1つまたは1つ以上の隣接波長を含むとみなす。
膜の厚さと分子の整列性は所定波長帯における波長の数
に影響を与える重要な事柄である。膜の厚さが減少し分
子の整列度が低下するに伴い、透過または反射光の帯幅
は増加する傾向にある。厚さの減少は光重合用照射によ
る膜の固定能に悪影響を与え、し次がって膜のある部分
は異なる速度で重合し、膜の部分によって光学レスポン
スが変わることがわかっている。
このため、膜の厚さは一般に約25ミクロンCμ)以下
、最適には約15μ以下であることが望ましい。一方、
膜は薄過ぎても望ましくない。コレステリック液晶材料
は膜厚が約2〜3μに減少するとそれらのコレステリッ
ク・レスポンスを失うことが報告されている。従って1
本発明を実施するための膜厚は材料の性質に依存して約
2μ以下、望ましくは約5μ以下にすべきではない。
薄膜に対する厚さのレスポンスは第1図と第2図かられ
かる。第1図は、第2図に示した光透過スペクトルを提
供した膜に対して厚い膜から得られた光透過スペクトル
を示す、そして%の高さにおけるピーク幅がかなり広い
ことを示す。この増大幅は1重大な重複干渉を回避する
ために幅をさらに広げなければならないため、所定の媒
質に記録される波長幅の数を少なくする。干渉の問題は
最小のピーク高さを有するレスポンスを検出するように
調節できると共に波長帯の限定された部分からレスポン
スを検出できるように調節できる読取り検出器を使用す
ることによって最小限にすることができるけれども、媒
質の記録効率を最大にするために狭いレスポンスを得る
ことが7ましい。
また、検出はそれぞれの波長帯に対応するピーク下の領
域(面積を積分することによっても達成される。
前述のように1本発明を実施する最も望ましい方法は、
膜の特性を熱的に調節する方法であって、これはエネル
ギーの外部付加によって行うことができる。これを行う
1つの方法は、材料の温度を高めるために媒質の所定領
域(ドツト)に赤外光ビームを集束させる方法である。
従って、照射は情報ドツトが所望の波長帯を実際に反射
または透過する時まで続けなければならない。これは、
実際の測定または既知の出発温度から必要な温度上昇を
得るためにドラ)f照射するのに必要なエネルギー量を
予め決めることによって決めることができる。いずれの
場にも、透過または反射の所望波長が得られるとき、ド
ツト1kiiiちに光重合させてその光学特性を固定さ
せる。
本発明は先行技術の装置よシもaIkの利点(その1つ
は高精度の記録に関するもの)を提供する。
先行技術の装置では、情報ドツトが最初に固定され1次
に精度を調べる。誤シが見つかった場合には、その情報
を再記録しなければならない。記録媒質にさらに別のス
ペースを占めるプロセスは時間の浪費である。本発明で
は、これは、透過または反射特性が前述のいずれかの手
段によって調節できると共にその特性を光重合の前に確
めることができるので1回避される。透過または反射に
おける調節は光重合の前に行えるので、余分なこと及び
誤りの補正に必要なスペースが最小できると共に、媒質
の有効面積をさらに増す。
一連のドツトに記録された情報は、非破壊性光源で媒質
に記憶される全ての波長帯からなる重合媒質の表面を照
射することによって読み取られる。
各ドツトは固定された特性(符号)に従って波長帯を選
択的に反射または透過する。そして反射または透過光は
適当な光検出器によって走査される。
前述のように、その検出器は、ドツトの全帯幅または帯
幅の一部だけを検出できるように調節することができる
。第2図は1寸法Cで示すように約10nmの任意の走
査幅を示す。
以上の論議は、各情報ドツトが媒質の個々の部分を構成
すると共に、普通の環境下では媒質の全ての部分が重合
される媒質に関するものであった。
それにもかかわらず、所定の情報ドツトが重合されない
で、そのドツトが他の指定波長帯に対応しない可変波長
帯を透過または反射できるように未重合のまま残ってい
るところのシステムも利用可能である。かかる環境下で
、検出器は信号の不在全検出する。そしてこの信号不在
は指定波長帯のように指定された意味を有する。かかる
システムは実質的に前述と同じ結果を生じるけれども、
かかるシステムは誤らせる信号を検出する機会を最小に
するので、読み取られる媒質の全ての部分が重合される
システムを利用することが望ましい。
この可能性のもう1つの変化は1個々の情報が重合され
なくて小面積の未重合材料で囲まれた場合である。これ
はある場合には許容されるけれども2情報ドツト間の望
ましくない相対移動の機会を与える。さらに、低分子量
のものは未重合部分から重合された情報ドツトに移動す
る傾向があり。
それによってドツトの光学特性に変化をもたらす。
従って、これらの周囲の領域が光学特性を示さないまた
は検出器に出ない光の波長帯を透過または反射するよう
に5重合によってこれらの周囲の領域を固定することが
望ましい。
記録媒質を選択するとき考慮すべきもう1つの要素は記
録および読取9手段の感度である。技術的に周知のよう
に、現在市販されている装置は複数の情報ドツトを迅速
かつ正確に固定するために高速度で固定することができ
る。理想的に、従来の光学記録装置は、材料がα2ナノ
ジユール/μ2の露出によって影響されるのに十分な感
度であること、および各情報ドツトの直径が1μまたは
それ以下であることが要求される。それにもかかわらず
、高速度は必ずしも重要ではなく、データはある速度で
記録されて、別の速度で読み取られる。
本発明は、高および低速度の記録および読取りを含む種
々の条件下で利用できる、そしてその選択は媒質が最終
的に使用される環境に依存する。
これは5膜の感度(厚さ、レスポンス特性1重合化性等
も含む)を記録および/または読取り装置に対する必要
条件に合わせることによって達成される。かかる変化の
全てが本発明の範囲内にあると見なされる。
本発明を実施する利点は明らかである。先行技術におい
ては、1つのドツトに1ビツトの情報だけが記録される
が、本発明では1ピツト″!たけかなシ多くの情報を1
つのドツトに符号化することができる。区別できる光の
n個の波長帯を固定できる本発明の光学記憶媒質を提供
して、2進法のコンピュータ装置を利用すると、2Il
′の組合せが可能である。従って1例えば、4つの識別
可能な波長帯は4つ(2)の2進の組合せである000
110 11’i提供する。これらの組合せの各々に対
して特定の波長が指定されると、4つの色(波長帯)の
1つを各ドツトに固定できると共に、先行技術の1つの
2進数に対して2つの2進数の情報を記録することがで
きる。従って、例えば、従来の装置全使用して記録され
る情報量と比較して情報量は2倍になる。2進系以外の
ものが利用される場合には、記録される情報量には別の
限定が行われる。
同様に1gつ(23)の異なる光の波長全検出して媒質
に固定できると1次の組合せができる:0000010
100111.00101110111.この波長記録
の組成せは従来のものに比べて単一ドツトに記憶される
情報の5倍を得る機会を提供することが容易にわかる。
従って、情報を記録するための記録媒質の全容量は異な
る記録波長を検出する能力に依存することがわかる。ま
た、識別可能な波長の数が増加すると記憶容量が劇的に
増加することがわかる。しかしながら、実際の限定事項
として本発明の媒質が200〜1,000nEOの光の
波長を反射または透逼でき、かつ検出手段が10nmの
波長帯を識別できるならば、可能な80の波長帯を識別
することができる。2進系を使用する場合には、最高2
(すなわち6雑)の波長帯を使用してデータを記録する
ことができる。もちろん、これは極めて高性能を要し、
実際の項において多分32(2’)以下の波長帯が使用
されると考えられる。
本発明の優れた記憶性能は別の方法でも具象化すること
ができる。文字A[ASCII  コードが65(2進
法で01000001 )tが従来の記録用媒質に記憶
される場合、この文字を記録するには8グループのドツ
トが必要になる。本発明では前述のように4つの識別可
能な光波長帯を検出できる単純な記録用媒質を利用して
、同じ情報を4つの情報ドツトに記憶することができる
。前述のようK。
これは記憶容量が2倍になることである。
本発明は、ある点において従来の周知方法と逆である記
憶方法を提供する。従って、あるコンピュータはその動
作系に2進数の組合せによって限定されるCRTディス
プレイに異なる色を提供する手段を組み込んでいる。例
えば、そのコンピュータが16色を認識できるとすると
、情報を符号化するためには0および1の異なる16の
組合せが必要である。従って、緑色が0001の符号(
4つの2進数の可能な16の変化の1つである)に指定
されると、コンピュータはこの符号に対応して緑色の表
示を命じる。本発明では、コンピュータが特定の色に対
応して2進法コードを発生するためのプログラムを作る
ので、逆も真である。
従って、上記の例において、コンビエータはコード・シ
ーケンス0001’i発生することによって緑色に対応
する。
以上のことから、本発明は単一のドツトに従来の媒質で
可能な情報よりもかなり多くの情報を記憶する機会を提
供することは明白である。検出器のコードに従って指定
され友意味を有する複数の波長帯の1つが所定のドツト
に固定されて、望ましくはコンピュータ手段によって検
出および解釈され友とき、指定された意味は容易に決定
することができる。ドツトの存在または不在を単に見る
よりも、固定された意味を有する多数の指定波長帯の1
つを見ることができる。さらに、この情報は保護用被膜
を有する。または有さないディスク。
カード、テープ、フィルム、スライド等のような種々の
媒質に提供することができ、かかる媒質の全てが本発明
の範囲内にあると見なされる。まt。
その情報はスペクトルのUV、可視およびIR領領域含
むスペクトル光の広い部分に渡って記録することができ
ると共に、媒質の未使用の領域は未重合のままであるけ
れども、その情報は一度にまたは所定の時間に渡って逐
次記録することができる。
情報ドツIf提供できる波長帯の多くの選択から見て、
かなり高い情報密度全提供することができる。例えば、
最近の磁気記録装置は約L 6 x 10ビツト151
の情報を記録することができる。本発明による1ミクロ
ンのドツトを利用した単純なa色しスポンスは2X10
ピツ)/dの情報を記録することができ、色の数1g、
16等と増し、所定媒質の記憶容量を驚異的に増大する
。従って。
本システムの潜在的容量は現在知られているものをはる
かに越える。
本発明の実施の利点および欠点は以下に説明のために挙
げる実施例からさらに明確に理解できるであろう。
ここで利用するコレステリック液晶材料は実質的に米国
特許出願第uglogg号に記載されているように調製
された。
例   1 本例は本発明の光学記録媒質の単一透過波長帯を記録す
る比較的簡単な方法を説明する。48重量%のジヒドロ
コレステリル・4−アクリロイルオキシ・ブタノエイト
、48重量%のジヒドロコレステリル・11−アクリロ
イル・ウンデカノエイト、5重量%のペンタエリトリト
ール・トリアクリレイト・コモノマーおよび1重量%の
イルガキュア(Irgacure) 651光開始剤か
らなる組成物の1滴(約αo2II)を透明ガラス顕微
鏡スライド上に置い友。その1滴の上に厚さ0165■
の透明ガラス・カバー・スライドを置いて、プレスして
2枚のガラス片の間にはさまれた淳さoD511!■の
せん断液晶フィルムを炸裂し友。その試料を20−に収
束した赤外光源ビームに対して垂直に置く。さらに、3
37nmのパルス紫外レーザを同じスポット上に同様に
集束させる。その試料に。
膜の透過光が約500〜530nmの波長を有するまで
、室温で赤外光を照射する。そのスポットに直ちにパル
ス紫外レーザを照射することによって、スポラトラ重合
させ、膜の透過特性を固定する。重合されたスポットの
可視道連スペクトルは500〜530nmの範囲にピー
クを作つ次。
例  2 本例は%高さにおける帯幅に及ぼす膜厚とせん断の影響
を説明する。118重量%のジヒドロコレステリル°銖
−アクリロイルオキシ・ブタノエイト、48重量%のジ
ヒドロコレステリル・11−アクリロイルオキシ・ウン
デカノエイト、3重量%のペンタエリトリトール・トリ
アクリレイトおよび1重量%のIrgacure 65
1を含む組成物の1滴を2枚の透明ガラス顕微鏡スライ
ドの各々の上に置く。その各1滴の上に第2の顕微鏡ス
ライドを置く。試料2人に対して、それらのスライドを
一緒に手でプレスしてコレステリック・レスポンスが見
えるように十分なせん断を与える。試料四に対しては、
それらの顕微鏡スライドを各端部で一緒に堅くクランプ
して、これらの条件下でできうる限り薄くかつ高ぜん断
膜を作ると共にその材料がコレステリック・レスポンス
を示すようにする。その2つの試料に同一の温度条件に
して、各々に各スポットが2キジユールのエネルギーに
さらされるようにキセノンUVアークランプを照射する
。これら試料の各々に対して得られた透過スペクトルを
それぞれ第1図と第2図に示す。これらの結果は、3A
ピーク高さにおける帯幅(第1図のA−A)が約65n
m、一方狭い方のピークの幅(第2図のB−B )が約
110nmであることを示す。これら2つの図形を与え
るために使用された試料のそれぞれの膜厚は約37μと
13μである。従って、膜が薄くかつ整列度が低下する
程。
得られるピーク幅は広くなる。
例   5 本例は所定の媒質に対して異なる波長帯レスポンスをも
たらす温度調節を説明する。l’32重量%のジヒドロ
コレステリル・キーメタクリロイルオキシ・ブタノエイ
ト、76.8重量%のジヒドロコレステリル・11−メ
タクリロイルオキシ・ウンデカノエイト、10重量%の
ペンタエリトリトール・トリアクリレイトおよびLO重
量%のIrgacure光開始剤を含む組成物の1滴(
約0.02i>を一連の透明ガラス・スライドの各々の
上に置く。各1滴の上に第2の顕微鏡スライドを置き。
それぞれのスライド対を一緒にプレスして液晶膜にせん
断を与える。各試料は次に各々が異なるコレステリツク
・レスポンスを与えるように3〜45℃の範囲の異なる
外部温度を与える。次に例2で記載シたキセノンUVア
ークランプにさらすことによって各レスポンスを固定す
る。それぞれの重合温度および得られた透過データは次
の通シである: 5A      5     B50 58     10    620 3(:’     15    575ラ l)   
        25           ヰ 70
5E    u3    u27 得られた一連のスペクトルを第う図に示す。15゜20
°、25°およびI!?のピークは共に接近しているこ
と、そして2♂と25°のピークは積分法を用いない限
シ区別できないことがわかる。それにもできると共に、
15°のピークは2♂のピークと最小60%透過限度を
選び図示のように狭い波長領域11rAおよびII[B
i定走査ることによって区別される。またこれらのスペ
クトルは、温度における直線的変化が最大ピーク高さに
おける直線的シフトをもたらさないことを示す。
例   鉢 本例は簡単な光学記録装置に使用する4つの減衰光波長
帯の作製および検出を説明する。膜試料は例1に示し友
ように調製して、ホールダに取り付ける。循環流体によ
って、膜の温度t−θ℃に調節する。そのホールダは面
積l−のドツトに集束される赤外光ビームに垂直になる
ように試料の位置を保持するm557nrnのパルスU
Vレーザを同様に同一ドツト上に集束させる。ま友、ホ
ールダは試料への焦点t1つの場所から別の場所へと逐
次変えれるように試料を移動させる。
ドツトが400〜l130nm範囲の帯の波長に減衰す
るように、試料の第1のドツトに赤外光ビームを一定の
時間照射する。そのドツトに直ちにUVレーザを照射す
ることによって膜の光減衰特性を永久に固定する。試料
ホールダは、第10ドツトに隣接する第2のドツトが移
動して赤外エネルギー源にさらされると共に赤外および
UV光ビームが同様に照射されるように、直ちに調節さ
れる、しかしながらこの段階で、そのドツトに対する減
衰波長帯が1170nmから510n項になるように赤
外源への露出時間を変える・第1のドツトの場合のよう
に、第2のドツトにも直ちにUVレーザを照射して重合
を誘導すると共にドツトの光透過特性を固定する。
第5のドツトの減衰波長帯が500から5uOnmであ
ること、および第4のドツトの減衰波長が580から6
10nmであることを除いて、このプロセス金さらに2
回くシ返丁。
ドツト間の検出および識別は各ドツトにタングステンラ
ンプからの光ビームを集束させることによって行う。各
ドツトによって透過された光は。
第4図の緑A=LIDで示すような波長11177−1
121n ; ugg−1192nm ; 511!−
522nmおよび59g−602nmの透過光を分析す
るモノクロメータ−に通す。モノクロメータ−からの光
は適当な電子回路を備えた光電子増倍管に入れてモノク
ロメータ−の出力を検出および記録する。
前記電子回路は強い信号(最小60%透過)とバックグ
ラウンド・ノイズまたはバンド・オーバーラツプから得
られるバックグラウンド信号とを区別するさらに別の手
段を有する。各ドツトがタングステンランプからの光を
減衰する特定の波長範囲は光電子増倍管によって示され
る。従って、異なる情報容量をもったドツトは、モノク
ロメータ−1光電子増倍管および電子回路からなる分析
装置の異なるレスポンスによって検出することができる
。得られたスペクトル検出部分を第4図に示す。
例   5 本例は本発明の光学記録用材料に情報を符号化するため
に4つの異なる減衰波長帯の使用を説明する。例ヰに従
って得られた4つの波長範囲の各々は次のビット対値に
割当てられる。
試料    波長範囲   ビット対値u A    
   1117−キ21     0011B    
   kall!−11920111C51g−522
10 ヰ D       59g−6024バイト値は4ド
ツトの順序を読み取ることによって決まる。従って、検
出された順序がドラ)1(118g−h92nm)Hド
ツト2(111?−1121nm)Hドツト3(lL1
7−11、21nm)およびドツトu(118B−11
、92nm)であると。
バイト値は01000001である。このバイト値は6
5であって、これは文字Aに対するASCIIコードに
対応する。
また、順序がドツト1 (u HB−u 92 n m
 ) ;ドツト2(II81!−u92nm);ドツト
5(518−522nm);およびドツト繕(518−
522nm)であると、バイト値は01011010で
あシ、これは90であって文字2に対するASCI I
コードに対応する。従って、所定の波長帯レスポンスを
有するドツトの順序を適当に記録することによって、先
行技術によって記録される値よシも約2倍(この例の場
合)の情報を記録することができる。
本発明は以上記載、説明したものに限定されなくて、特
許請求の範囲の意図する全ての変更を包含する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明による液晶膜の透過スペ
クトルの%ピーク高さにおける帯幅に及ぼす膜厚とせん
断の影響を示す曲線。 第5図は所定の媒質に対して異なる波長帯レスポンスを
もたらす重合温度の影響を示す曲線。 第4図は本発明の光学記録用材料に情報を符号化する友
めに4つの異なる減衰波長帯の使用説明図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光開始剤と光重合性液晶材料からなり、所望波長帯
    の光を選択的に透過または反射する調節が可能なコレス
    テリック光学特性を示す被膜を支持体表面に提供する工
    程と; 前記被膜の複数の領域の各々が所定波長帯 を透過または反射するように、該複数の領域に対する前
    記コレステリック光学特性を逐次調節する工程と; 前記各領域を光重合させることによつて、 該各領域に所定の波長帯を実質的に永久に、選択的に透
    過または反射させかつ前記領域に集合的にデータを記憶
    させる工程からなることを特徴とする情報の光学的記憶
    法。 2、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5の
    整数であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の方法。 3、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光から
    なる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 4、前記光重合した領域の少なくとも1つが赤外光から
    なる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 5、前記光重合した領域の少なくとも1つが紫外光から
    なる波長を反射することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。 6、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光から
    なる波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 7、前記光重合した領域が赤外光からなる波長帯を透過
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方
    法。 8、前記光重合領域の少なくとも1つが紫外光からなる
    波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の方法。 9、前記領域の特性が外部赤外エネルギー源にさらすこ
    とによつて調節されることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 10、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 11、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第10項に記載の方法。 12、前記各波長帯が、前記領域を光重合する前に必要
    に応じて試験および調節されることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 13、前記液晶材料が次の構造式を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の方法: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭酸塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。 14、光開始剤と光重合性液晶材料からなり、所望波長
    帯の光を選択的に透過または反射する調節が可能なコレ
    ステリック光学特性を示す被膜を支持体表面に提供する
    工程と; 前記被膜の複数の領域の各々が所定波長帯 を透過または反射するように、該複数の領域を逐次エネ
    ルギー源にさらす工程と; 前記各領域を逐次光重合用エネルギー源に さらすことによつて、該各領域に所定の波長帯を実質的
    に永久に、選択的に透過または反射させるために光重合
    させると共に、該光重合した領域に集合的にデータを記
    憶させる工程からなることを特徴とする情報の光学的記
    憶法。 15、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5
    の整数であることを特徴とする特許請求の範囲第14項
    に記載の方法。 16、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第14項に記載の方法。 17、前記光重合した領域の少なくとも1つが赤外光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第14項に記載の方法。 18、前記光重合した領域の少なくとも1つが紫外光か
    らなる波長を反射することを特徴とする特許請求の範囲
    第14項に記載の方法。 19、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範
    囲第14項に記載の方法。 20、前記光重合した領域が赤外光からなる波長帯を透
    過することを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載
    の方法。 21、前記光重合領域の少なくとも1つが紫外光からな
    る波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範囲第
    14項に記載の方法。 22、前記エネルギー源が外部赤外エネルギー源である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の方法
    。 23、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第14に記載の方法。 24、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第23項に記載の方法。 25、前記各波長帯が、前記領域を光重合する前に必要
    に応じて試験および調節されることを特徴とする特許請
    求の範囲第14項に記載の方法。 26、前記液晶材料が次の構造式を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第11に記載の方法: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭酸塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。 27、光重合コレステリック液晶材料からなり、各々が
    光の波長帯を選択的に透過または反射する複数の領域か
    らなる媒質を提供する工程と; 前記各領域に前記波長帯からなる非破壊性 光源を順次照射する工程と; 前記各領域から反射または透過した光の少 なくとも一部を順次検出する工程からなり、前記波長帯
    が集合的に記憶されたデータからなることを特徴とする
    、光重合コレステリック液晶材料からなる光学記憶媒質
    の読取り方法。 28、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5
    の整数であることを特徴とする特許請求の範囲第27項
    に記載の方法。 29、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第27項に記載の方法。 30、前記光重合した領域の少なくとも1つが赤外光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第27項に記載の方法。 31、前記光重合した領域の少なくとも1つが紫外光か
    らなる波長を反射することを特徴とする特許請求の範囲
    第27項に記載の方法。 32、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範
    囲第27項に記載の方法。 33、前記光重合した領域が赤外光からなる波長帯を透
    過することを特徴とする特許請求の範囲第27項に記載
    の方法。 34、前記光重合領域の少なくとも1つが紫外光からな
    る波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範囲第
    27項に記載の方法。 35、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第27項に記載の方法。 36、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第35項に記載の方法。 37、前記液晶材料が次の構造式を有する少なくとも1
    つの化合物からなることを特徴とする特許請求の範囲第
    27項に記載の方法: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭素塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。 38、データ変調エネルギービーム、光重合用レーザビ
    ーム、複数の波長からなる非消去読取り用光ビーム、所
    定の波長帯を検出できる光検出手段、および光重合性液
    晶材料と光開始剤からなる光学記憶媒質層からなり、前
    記媒質は前記エネルギービームにさらすことによつて所
    定波長帯の光を選択的に透過または反射する調節ができ
    るコレステリック液晶特性を有すると共に、前記所定の
    波長帯を永久に固定するために前記レーザビームによつ
    て光重合できることを特徴とする光学データ記憶装置。 39、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5
    の整数であることを特徴とする特許請求の範囲第38項
    に記載の装置。 40、前記媒質が可視光からなる波長帯を反射するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第38
    項に記載の装置。 41、前記媒質が赤外光からなる波長帯を反射するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第38
    項に記載の装置。 42、前記媒質が紫外光からなる波長を反射する調節が
    できることを特徴とする特許請求の範囲第38項に記載
    の装置。 43、前記媒質が可視光からなる波長帯を透過する調節
    ができることを特徴とする特許請求の範囲第38項に記
    載の装置。 44、前記媒質が赤外光からなる波長帯を透過する調節
    ができることを特徴とする特許請求の範囲第38項に記
    載の装置。 45、前記媒質が紫外光からなる波長帯を透過する調節
    ができることを特徴とする特許請求の範囲第38項に記
    載の装置。 46、前記エネルギービームが外部赤外エネルギー源か
    ら生じることを特徴とする特許請求の範囲第38項に記
    載の装置。 47、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第38項に記載の装置。 48、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第47項に記載の装置。 49、前記液晶材料が次の構造式を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第38項に記載の装置: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭酸塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。 50、コレステリック光学特性を有する光重合性液晶材
    料と光開始剤からなる光学記憶媒質と、データ変調エネ
    ルギービーム、光重合用レ ーザビーム、および前記エネルギービームおよびレーザ
    ビームを前記媒質の所定領域に集束させる手段からなる
    データ記録手段と、 前記媒質と前記集束エネルギービームおよ びレーザビーム間の相対的移動を提供する手段からなり
    、 前記エネルギービームは前記媒質の所定領 域の光の透過または反射波長帯を選択的に調節すること
    ができ、前記レーザビームは前記媒質を実質的に光重合
    させることができ、それによつて該媒質が前記所定波長
    帯を実質的に永久に透過または反射することを特徴とす
    る光学データ記録装置。 51、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5
    の整数であることを特徴とする特許請求の範囲第50項
    に記載の装置。 52、前記媒質が可視光からなる波長帯を反射するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50
    項に記載の装置。 53、前記媒質が赤外光からなる波長帯を反射するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50
    項に記載の装置。 54、前記媒質が紫外光からなる波長を反射するための
    調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50項
    に記載の装置。 55、前記媒質が可視光からなる波長帯を透過するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50
    項に記載の装置。 56、前記媒質が赤外光からなる波長帯を透過するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50
    項に記載の装置。 57、前記媒質が紫外光からなる波長帯を透過するため
    の調節ができることを特徴とする特許請求の範囲第50
    項に記載の方法。 58、前記エネルギービームが外部赤外エネルギー源か
    ら生じることを特徴とする特許請求の範囲第50項に記
    載の装置。 59、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第50項に記載の装置。 60、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第59項に記載の装置。 61、前記液晶材料が次の構造式を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第50項に記載の装置: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭酸塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。 62、光学的に記憶されたデータからなる媒質であつて
    、該媒質は支持体表面上のコレステリック光学特性を有
    する光重合性液晶材料と光開始剤から得られ、該媒質は
    前記液晶材料が重合される複数の領域と、任意であるが
    前記液晶材料が未重合である領域からなり、前記重合領
    域が光の所定波長帯を選択的に透過または反射し、前記
    重合領域および任意の未重合領域が集合的に記憶された
    データからなることを特徴とする光学的に記憶されたデ
    ータからなる媒質。 63、前記領域の全てが重合されることを特徴とする特
    許請求の範囲第62項に記載の媒質。 64、2^nなる識別可能な波長帯があり、nが1〜5
    の整数であることを特徴とする特許請求の範囲第63項
    に記載の媒質。 65、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第63項に記載の媒質。 66、前記光重合した領域の少なくとも1つが赤外光か
    らなる波長帯を反射することを特徴とする特許請求の範
    囲第63項に記載の媒質。 67、前記光重合した領域の少なくとも1つが紫外光か
    らなる波長を反射することを特徴とする特許請求の範囲
    第63項に記載の媒質。 68、前記光重合した領域の少なくとも1つが可視光か
    らなる波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範
    囲第63項に記載の媒質。 69、前記光重合した領域が赤外光からなる波長帯を透
    過することを特徴とする特許請求の範囲第63項に記載
    の媒質。 70、前記光重合領域の少なくとも1つが紫外光からな
    る波長帯を透過することを特徴とする特許請求の範囲第
    63項に記載の媒質。 71、前記被膜が約2〜25μの厚さを有することを特
    徴とする特許請求の範囲第63項に記載の媒質。 72、前記被膜の厚さが約3〜15μであることを特徴
    とする特許請求の範囲第71項に記載の媒質。 73、前記液晶材料が次の構造式を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第63項に記載の媒質: ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上式におけるR_1はH又はCH_3、Aは−R
    _2−、−R_3O−、または−R_4O−、R_2は
    3−14のメチレンまたは低級アルキル置換メチレン基
    を有するアルキレン連鎖、R_3は2−14のメチレン
    または低級アルキル置換メチレン基、R_4はアルキレ
    ンまたはアルキレン部分に合計3−14の炭素原子を有
    する低級アルキル置換アルキレン・エーテル、ジエーテ
    ルまたはトリエーテル、但し炭酸塩部分に隣接する末端
    アルキレン部分は炭素原子2個以上からなる、そしてy
    は0または1。
JP61037552A 1985-02-27 1986-02-24 高容量の光学的記憶システム Granted JPS61229245A (ja)

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IT8619244A0 (it) 1986-01-31
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GB2173011A (en) 1986-10-01

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