WO2001008144A1 - Optischer datenspeicher und seine verwendung - Google Patents

Optischer datenspeicher und seine verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO2001008144A1
WO2001008144A1 PCT/EP2000/004668 EP0004668W WO0108144A1 WO 2001008144 A1 WO2001008144 A1 WO 2001008144A1 EP 0004668 W EP0004668 W EP 0004668W WO 0108144 A1 WO0108144 A1 WO 0108144A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer film
data memory
memory according
refractive index
information carrier
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/004668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörn LEIBER
Bernhard MÜSSIG
Bernd Lühmann
Stefan Stadler
Original Assignee
Beiersdorf Ag
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 Beiersdorf Ag filed Critical Beiersdorf Ag
Publication of WO2001008144A1 publication Critical patent/WO2001008144A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record 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
    • G11B7/244—Record 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
    • G11B7/245—Record 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 a polymeric component
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/0025—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with cylinders or cylinder-like carriers or cylindrical sections or flat carriers loaded onto a cylindrical surface, e.g. truncated cones
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
    • G11C13/0016—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material comprising polymers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent
    • G11B7/0031—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent using a rotating head, e.g. helicoidal recording
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
    • G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
    • G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
    • G11B7/2535—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins polyesters, e.g. PET, PETG or PEN
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital 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

Definitions

  • the invention relates to a data storage device with an optical information carrier which has a polymer film.
  • DE 298 16 802 describes a data storage device with an optical information carrier which contains a polymer film.
  • Polymethyl methacrylate and a polymer film sold by Beiersdorf AG under the name “tesafil crystal clear", which has biaxially oriented polypropylene, are mentioned as the material for the polymer film.
  • the polymer film is spirally wound in several layers on a winding core, an adhesive layer being located between adjacent layers.
  • Information can be written into the data memory by locally heating the polymer film with the aid of a write beam from a data drive, as a result of which the refractive index and thus the reflectivity (reflectivity) change locally at the interface of the polymer film. This can be detected with the aid of a read beam in the data drive.
  • the winding core can be optically transparent and have a cutout in its center, which serves to accommodate the writing and reading device of a data drive.
  • the read and write device is moved relative to the data memory while the data memory is at rest, so that the data memory does not have to be balanced with regard to a rapid rotational movement.
  • the limited temperature stability of the biaxially oriented polypropylene (BOPP, biaxially stretched isotactic polypropylene), which is preferably used as the polymer film material, has proven to be disadvantageous.
  • the consequences of this are, for example, storage stability and long-term stability of the recorded data, which do not meet very high requirements.
  • the data storage device has an optical information carrier which has a polymer film.
  • the crystallite melting point of the polymer film material is at least 170 ° C.
  • the polymer film preferably has one or more of the materials selected from the following group: polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polymethylpentene (PMP; also poly-2-methylpentene), polyimide.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PMP polymethylpentene
  • Polyimide polyimide.
  • Polymer films can be made from such materials for the Manufacture optical information carriers with a crystallite melting point of at least 170 ° C.
  • the crystallite melting point of the polymer film material of the data storage device according to the invention which is higher than the crystallite melting point of biaxially oriented polypropylene (168 ° C.) brings about increased temperature stability.
  • the crystalline melting point of polyethylene terephthalate is 259 ° C.
  • the increased temperature stability results in an improved storage stability of the data storage.
  • the security and reliability with which data recorded in the data memory remain unchanged for a long time when the data memory is stored at room temperature are also improved.
  • the polymer film is preferably stretched, for example by being biased in its plane in two perpendicular directions during manufacture.
  • a stretched polymer film is suitable for use in a preferred embodiment of the invention in which the refractive index of the polymer film can be changed locally by heating.
  • Information units can be written into an information carrier having such a polymer film with the aid of a write beam.
  • a stretched polymer film With a stretched polymer film, a high energy density is stored in the film material.
  • a strong material change for example a material compression
  • reshaping which results in a local change in the refractive index and a change in the optical path length in the material.
  • a change in the refractive index in the region which is locally heated by the write beam can be achieved on the order of 0.2, specifically over an area for a stored information unit with a diameter or a side length of approximately 1 ⁇ m or less.
  • a writing beam of given intensity for example, a smaller area for a stored information unit can be achieved in a polymer film made of polyethylene terephthalate than in a conventional polymer film made of biaxially oriented polypropylene, which is due to the higher crystallite melting point. This enables an increased storage density or a more compact design of the data storage device to be achieved.
  • the polymer film can be assigned an absorber which is set up to at least partially absorb a write beam and to at least partially emit the heat generated thereby locally to the polymer film.
  • the absorber contains, for example, dye molecules which are contained in the polymer film or in an adhesion layer adjacent to the polymer film, and enables local heating of the polymer film which is sufficient to change the refractive index with a relatively low intensity of the writing beam.
  • the information carrier has a plurality of polymer film layers, through which information units can be written into a preselected polymer film layer or can be read out from a preselected polymer film layer.
  • the information carrier can be wound up in a spiral.
  • An adhesive layer is preferably arranged between adjacent polymer film layers in order to fix the polymer film layers to one another.
  • 10 to 30 layers of polymer film can be wound up, but also more or less.
  • a thickness of the polymer film between 10 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m or around 35 ⁇ m, the information on different polymer film layers can be separated from one another in a readily resolvable manner with the aid of reading and writing devices known for example from DVD technology.
  • an adhesive layer can have a thickness in the range between 1 ⁇ m and 40 ⁇ m, preferably less than 25 ⁇ m or around 2 ⁇ m.
  • a bubble-free one is suitable as an adhesive Acrylate adhesive that is crosslinked, for example, chemically or by UV or electron radiation.
  • the refractive index of the adhesive layer preferably deviates only slightly from the refractive index of the polymer film in order to minimize disruptive reflections of the reading beam or the writing beam at a boundary layer between a polymer film layer and an adjacent adhesive layer. It is particularly advantageous if the difference in the refractive indices is less than 0.005. However, an existing difference in the refractive indices can be used to format the data memory.
  • an optically transparent winding core which has a cutout in its central area.
  • a reading device and optionally a writing device of a drive matched to the data storage device in the cutout in the central area of the winding core and to move it for reading or writing information relative to the data storage device while the data storage device is at rest.
  • a stationary data storage device has the advantage that it does not have to be balanced in order to enable high rotational speeds, which has a favorable effect on the production costs.
  • FIG. 1 shows a data storage device, which has an information carrier spirally wound onto a winding core, in a schematic perspective illustration, parts of a drive adapted to the data storage device being arranged within the winding core.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a data storage device 1 and a writing and reading device 2 of a data storage device rather 1 matched drive.
  • the data memory 1 has a number of layers 10 of a polymer film 11 serving as an information carrier, which is wound spirally on an optically transparent, sleeve-shaped winding core.
  • the winding core is not shown in FIG. 1; it is located within the innermost layer 10.
  • the individual layers 10 of the polymer film 11 are shown in FIG. 1 as concentric circular rings, although the layers 10 are formed by spiral-like winding of the polymer film 11.
  • An adhesive layer 12 is arranged between adjacent layers 10 of the polymer film 11. For reasons of clarity, the adhesive layers 12 are shown in FIG. 1 in a thickness that is not to scale.
  • the polymer film 11 consists of polyethylene terephthalate (PET) with a crystallite melting point of 259 ° C. and was pretensioned in both surface directions before winding.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the polymer film 11 has a thickness of 35 ⁇ m; other thicknesses in the range from 10 ⁇ m to 100 ⁇ m or thicknesses outside this range are also conceivable.
  • the adhesive layers 12 are free of gas bubbles and, in the exemplary embodiment, consist of acrylate adhesive, to which an absorber dye is added, with a thickness of 23 ⁇ m, preferred layer thicknesses being between 1 ⁇ m and 40 ⁇ m.
  • the data memory 1 contains twenty layers 10 of the polymer film 11 and has an outer diameter of approximately 30 mm.
  • the height of the winding cylinder is 19 mm.
  • a different number of layers 10 or other dimensions are also possible.
  • the number of windings or layers 10 can be, for example, between ten and thirty, but can also be greater than thirty.
  • the writing and reading device 2 arranged in the interior of the winding core contains a writing and reading head 20 which can be rotated with the aid of a mechanism 21 in the directions of the arrows shown and moved axially back and forth.
  • the read and write head 20 has optical elements, with the aid of which a light beam (for example of the wavelength 630 nm or 532 nm) generated by a laser not shown in FIG. 1 can be focused on the individual layers 10 of the polymer film 11. Since the read and write head 20 is moved by means of the mechanism 21, it can completely scan all layers 10 of the data memory 1. In the exemplary embodiment, the data memory 1 is at rest.
  • the laser in the exemplary embodiment is operated with a beam power of approximately 1 mW.
  • the laser beam serves as a writing beam and is focused on a preselected layer 10 of the polymer film 11, so that the beam spot is less than 1 ⁇ m.
  • the light energy is introduced in the form of short pulses of approximately 10 ⁇ s duration.
  • the energy of the write beam is absorbed in the beam spot, favored by the absorber in the adjacent adhesive layer 12, which leads to local heating of the polymer film 11 and thus to a local change in the refractive index and the reflectivity.
  • the writing beam is defocused in the layers adjacent to the layer 10 of the polymer film 11 under consideration, so that the adjacent layers of the polymer film 11 are only slightly heated locally and the stored information is not changed there.
  • the laser In order to read stored information from the data memory 1, the laser is in the continuous wave mode in the exemplary embodiment (CW mode) operated. Depending on the stored information, the reading beam focused on the desired location is reflected, and the intensity of the reflected beam is detected by a detector in the writing and reading device 2.
  • CW mode continuous wave mode
  • the reading beam focused on the desired location is reflected, and the intensity of the reflected beam is detected by a detector in the writing and reading device 2.
  • the data memory can also be of an embodiment which the user cannot write to. In this case, it contains information units registered by the manufacturer. A write function in the data drive of the user is then unnecessary.
  • the information units are formed by changing the optical properties in a region with a preferred size of less than 1 ⁇ m.
  • the information can be stored in binary form, i.e. local reflectivity only takes two values at the point of an information unit. That is, if the reflectivity is above a defined threshold, at the location of the information carrier under consideration, e.g. stores a "1", and if it is below this threshold or below another, lower threshold, a "0" accordingly.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Hostaphan RN 10 (thickness 10 ⁇ m).
  • Mylar a PET film that DuPont markets under the name Mylar, for example Mylar P25, Mylar D, Mylar A, Mylar S, Mylar J and others.
  • Kaladex 1030 Suitable films made of polyethylene naphthalate (PEN) are sold by ici under the name Kaladex, e.g. Kaladex 1000, Kaladex 1030.
  • Kaladex 1030 has a melting point of 262 ° C and a continuous use temperature of 155 ° C; the shrinkage after 5 minutes at 190 ° C is only 0.6%.
  • PEN films are also manufactured by DuPont, e.g. with a glass transition temperature (Tg) of 122 ° C and a melting point of 266 ° C, the shrinkage after 30 minutes at 150 ° C is 0.5%.
  • Tg glass transition temperature
  • DuPont also sells polyimide films under the name Kapton. These foils have melting points of more than 330 ° C, but are not very transparent, which can be disadvantageous for multi-layer systems.
  • Polymethylpentene films are available from Mitsui Petrochemical Ind., Ltd under the name TPX.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

Ein Datenspeicher (1) hat einen optischen Informationsträger, der eine Polymerfolie (11) aufweist. Der Kristallitschmelzpunkt des Polymerfolienmaterials beträgt mindestens 170 °C.

Description

OPTISCHER DATENSPEICHER UND SEINE VERWENDUNG
Die Erfindung betrifft einen Datenspeicher mit einem optischen Informationsträger, der eine Polymerfolie aufweist.
In der DE 298 16 802 ist ein Datenspeicher mit einem optischen Informationsträger beschrieben, der eine Polymerfolie enthält. Als Material für die Polymerfolie werden Polymethylmethacrylat sowie ein von der Beiersdorf AG unter der Bezeichnung "tesafil kristallklar" vertriebener Polymerfilm genannt, der biaxial orientiertes Polypropylen aufweist. Bei diesem Datenspeicher ist die Polymerfolie in mehreren Lagen spiralartig auf einen Wickelkern aufgewickelt, wobei sich zwischen benachbarten Lagen jeweils eine AdhäsionsSchicht befindet. In den Datenspeicher lassen sich Informationen einschreiben, indem die Polymerfolie mit Hilfe eines Schreibstrahls eines Datenlaufwerks lokal erwärmt wird, wodurch sich der Brechungsindex und damit das Reflexionsvermögen (Reflektivität) an der Grenzfläche der Polymerfolie lokal ändern. Dies kann mit Hilfe eines Lesestrahls in dem Datenlaufwerk erfaßt werden. Durch Fokussieren des Schreibstrahls oder Lesestrahls läßt sich Information gezielt in eine vor- gewählte Lage des Informationsträgers einschreiben bzw. daraus auslesen. Der Wickelkern kann optisch transparent sein und in seinem Zentrum eine Aussparung aufweisen, die zum Aufnehmen der Schreib- und Leseeinrichtung eines Datenlaufwerks dient. Dabei wird die Schreib- und Leseeinrichtung relativ zu dem Datenspeicher bewegt, während der Datenspeicher ruht, so daß der Datenspeicher nicht im Hinblick auf eine schnelle Rotationsbewegung ausgewuchtet zu sein braucht.
Bei dem vorbekannten Datenspeicher erweist sich die begrenzte Temperaturstabilität des bevorzugt als Polymerfolienmaterial verwendeten biaxial orientierten Polypropylens (BOPP, biaxial verstrecktes isotaktisches Polypropylen) als nachteilig. Die Folge davon sind zum Beispiel eine Lagerstabilität und eine Langzeitstabilität der aufgezeichneten Daten, die keinen sehr hohen Anforderungen gerecht werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Datenspeicher mit einem optischen Informationsträger, der eine Polymerfolie aufweist, zu scha fen, welcher eine erhöhte Temperatur- und Langzeitstabilität hat.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Datenspeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Anspruch 11 betrifft die Verwendung eines derartigen Datenspeichers in einem darauf abgestimmten Laufwerk.
Der erfindungsgemäße Datenspeicher hat einen optischen Informa- tionsträger, der eine Polymerfolie aufweist. Der Kristallit- schmelzpunkt des Polymerfolienmaterials beträgt mindestens 170 °C. Vorzugsweise weist die Polymerfolie eines oder mehrere der aus der folgenden Gruppe ausgewählten Materialien auf: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphtalat (PEN), Polymethylpenten (PMP; auch Poly-2-methylpenten) , Polyimid. Aus derartigen Materialien lassen sich Polymerfolien für den optischen Informationsträger mit einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 170 °C fertigen.
Der gegenüber dem Kristallitschmelzpunkt von biaxial orientiertem Polypropylen (168 °C) erhöhte Kristallitschmelzpunkt des Polymerfolienmaterials des erfindungsgemäßen Datenspeichers bewirkt eine erhöhte Temperaturstabilität. Der Kristallitschmelzpunkt von Polyethylenterephthalat beispielsweise liegt bei 259 °C. Die erhöhte Temperaturstabilität hat eine verbesserte Lagerstabilität des Datenspeichers zur Folge. Auch die Sicherheit und Zuverlässigkeit, mit der in dem Datenspeicher aufgezeichnete Daten auf lange Zeit unverändert gespeichert bleiben, wenn der Datenspeicher bei Raumtemperatur gelagert wird, ist verbessert.
Vorzugsweise ist die Polymerfolie verstreckt, zum Beispiel indem sie bei der Herstellung innerhalb ihrer Ebene in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen vorgespannt wird. Eine gestreckte Polymerfolie eignet sich zur Anwendung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der der Brechungsindex der Polymerfolie lokal durch Erwärmung veränderbar ist. In einen Informationsträger, der eine derartige Polymerfolie aufweist, lassen sich mit Hilfe eines Schreibstrahls Informationseinheiten einschreiben. Bei einer verstreckten Polymerfolie ist im Folienmaterial eine hohe Energiedichte gespeichert. Durch Deposition einer verhältnismäßig geringen Energiemenge pro Flächeneinheit mit Hilfe des Schreibstrahls kann dann eine starke Materialänderung (zum Beispiel eine Materialverdichtung) durch Rückverformung erhalten werden, die in einer lokalen Änderung des Brechungsindex und einer Änderung der optischen Weglänge im Material resultiert. Auf diese Weise läßt sich zum Beispiel eine Änderung des Brechungsindex in dem Bereich, der durch den Schreibstrahl lokal erwärmt wird, in der Größenordnung von 0,2 erreichen, und zwar über eine Fläche für eine gespeicherte Informationseinheit mit einem Durchmesser oder einer Seitenlänge von etwa 1 μm oder weniger. Dies führt zu einer Änderung der lokalen Reflektivität, die mit Hilfe eines Lesestrahls gut erfaßt werden kann. Mit einem Schreibstrahl gegebener Intensität läßt sich zum Beispiel in einer Polymerfolie aus Polyethylenter- ephtalat eine kleinere Fläche für eine gespeicherte Informationseinheit erzielen als in einer herkömmlichen Polymerfolie aus biaxial orientiertem Polypropylen, was auf den höheren Kristallitschmelzpunkt zurückzuführen ist. Dadurch kann eine vergrößerte Speicherdichte oder eine kompaktere Bauform des Datenspeichers erreicht werden.
Der Polymerfolie kann ein Absorber zugeordnet sein, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymerfolie abzugeben. Der Absorber enthält zum Beispiel Farbstoffmoleküle, die in der Polymerfolie oder in einer zu der Polymerfolie benachbarten Adhäsionsschicht enthalten sind, und ermöglicht eine zur Veränderung des Brechungsindex ausreichende lokale Erwärmung der Polymerfolie bei relativ geringer Intensität des Schreibstrahls.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weist der Informationsträger mehrere Polymerfolienlagen auf, durch die hindurch Informationseinheiten in eine vorgewählte Polymerfolienlage schreibbar oder aus einer vorgewählten Polymerfolienlage auslesbar sind. So kann der In ormationsträger spiralartig aufgewickelt sein. Vorzugsweise ist zwischen benachbarten Polymerfolienlagen jeweils eine Adhäsionsschicht angeordnet, um die Polymerfolienlagen untereinander zu fixieren. So können zum Beispiel 10 bis 30 Polymerfolienlagen aufgewickelt sein, aber auch mehr oder weniger. Bei einer Dicke der Polymerfolie zwischen 10 μ und 100 μm, vorzugsweise unter 50 μm oder um 35 μm, läßt sich die Information auf unterschiedlichen Polymerfolienlagen mit Hilfe von zum Beispiel aus der DVD-Technologie bekannten Lese- und Schreibeinrichtungen gut auflösbar voneinander trennen. Eine Adhäsionsschicht kann zum Beispiel eine Dicke im Bereich zwischen 1 μm und 40 μm haben, vorzugsweise unter 25 μm oder um 2 μm. Als Adhäsionsmittel eignet sich zum Beispiel ein luftblasenfreier Acrylatkleber, der z.B. chemisch oder durch UV- bzw. Elektronenstrahlung vernetzt wird.
Vorzugsweise weicht der Brechungsindex der Adhäsionsschicht nur geringfügig vom Brechungsindex der Polymerfolie ab, um störende Reflexionen des Lesestrahls oder des Schreibstrahls an einer Grenzschicht zwischen einer Polymerfolienlage und einer benachbarten Adhäsionsschicht zu minimieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Unterschied der Brechungsindizes kleiner als 0,005 ist. Ein bestehender Unterschied der Brechungsindizes kann jedoch zum Formatieren des Datenspeichers genutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Datenspeichers mit einem mehrlagigen Informationsträger ist ein optisch trans- parenter Wickelkern vorgesehen, der in seinem Zentralbereich eine Aussparung aufweist. In diesem Fall ist es möglich, in der Aussparung im Zentralbereich des Wickelkerns eine Leseeinrichtung und optional eine Schreibeinrichtung eines auf den Datenspeicher abgestimmten Laufwerks anzuordnen und zum Lesen bzw. zum Schreiben von Information relativ zu dem Datenspeicher zu bewegen, während der Datenspeicher ruht. Eine ruhender Datenspeicher hat den Vorteil, daß er nicht ausgewuchtet sein muß, um hohe Rotationsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
Figur 1 einen Datenspeicher, der einen spiralartig auf einen Wickelkern aufgewickelten Informationsträger aufweist, in schematischer perspektivischer Darstellung, wobei innerhalb des Wickelkerns Teile eines auf den Datenspeicher abgestimmten Laufwerks angeordnet sind.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Datenspeicher 1 und eine Schreib- und Leseeinrichtung 2 eines auf den Datenspei- eher 1 abgestimmten Laufwerks . Der Datenspeicher 1 weist eine Anzahl von Lagen 10 einer als Informationsträger dienenden Polymerfolie 11 auf, die spiralartig auf einen optisch transparenten, hülsenförmigen Wickelkern aufgewickelt ist. Der Wickelkern ist in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt; er befindet sich innerhalb der innersten Lage 10. Zur besseren Veranschaulichung sind die einzelnen Lagen 10 der Polymerfolie 11 in Figur 1 als konzentrische Kreisringe gezeigt, obwohl die Lagen 10 durch spiralartiges Wickeln der Polymerfolie 11 ausge- bildet sind. Zwischen benachbarten Lagen 10 der Polymerfolie 11 ist jeweils eine Adhäsionsschicht 12 angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Adhäsionsschichten 12 in Figur 1 in nicht maßstäblich vergrößerter Dicke eingezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel besteht die Polymerfolie 11 aus Polyethy- lenterephthalat (PET) mit einem Kristallitschmelzpunkt von 259 °C und wurde vor dem Wickeln in beiden Flächenrichtungen vorgespannt. Die Polymerfolie 11 hat im Ausführungsbeispiel eine Dicke von 35 μm; andere Dicken im Bereich von 10 μm bis 100 μm oder auch außerhalb dieses Bereichs liegende Dicken sind ebenfalls denkbar. Die Adhäsionsschichten 12 sind gasblasenfrei und bestehen im Ausführungsbeispiel aus Acrylatkleber, dem ein Absorber-Farbstoff beigemischt ist, bei einer Dicke von 23 μm, wobei bevorzugte Schichtdicken zwischen 1 μm und 40 μm liegen. Im Ausführungsbeispiel enthält der Datenspeicher 1 zwanzig Lagen 10 der Polymerfolie 11 und hat einen Außendurchmesser von etwa 30 mm. Die Höhe des Wickelzylinders beträgt 19 mm. Eine andere Anzahl von Lagen 10 oder andere Abmessungen sind ebenfalls möglich. Die Anzahl der Wicklungen oder Lagen 10 kann zum Beispiel zwischen zehn und dreißig liegen, aber auch größer als dreißig sein.
Die im Innenraum des Wickelkerns angeordnete Schreib- und Leseeinrichtung 2 enthält einen Schreib- und Lesekopf 20, der mit Hilfe einer Mechanik 21 in den Richtungen der eingezeichneten Pfeile gedreht und axial hin- und herbewegt werden kann. Der Schreib- und Lesekopf 20 weist optische Elemente auf, mit deren Hilfe ein von einem in Figur 1 nicht dargestellten Laser erzeugter Lichtstrahl (zum Beispiel der Wellenlänge 630 nm oder 532 nm) auf die einzelnen Lagen 10 der Polymerfolie 11 fokussiert werden kann. Da der Schreib- und Lesekopf 20 mit Hilfe der Mechanik 21 bewegt wird, kann er alle Lagen 10 des Datenspeichers 1 vollständig abtasten. Im Ausführungsbeispiel ruht dabei der Datenspeicher 1. Er braucht also nicht im Hinblick auf eine hohe Rotationsgeschwindigkeit ausgewuchtet zu sein (und muß auch nicht abgewickelt oder umgespult werden), im Gegensatz zu dem Schreibund Lesekopf 20. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 1 die zum Auswuchten des Schreib- und Lesekopfs 20 vorgesehenen Elemente nicht gezeigt. Der erwähnte Laser befindet sich außerhalb des Schreib- und Lesekopfes 20 und ist stationär; der Laserstrahl wird über optische Elemente in den Schreib- und Lesekopf 20 gelenkt.
Zum Speichern oder Einschreiben von Information in den Datenspeicher 1 wird der Laser im Ausführungsbeispiel mit einer Strahlleistung von etwa 1 mW betrieben. Der Laserstrahl dient dabei als Schreibstrahl und wird auf eine vorgewählte Lage 10 der Polymerfolie 11 fokussiert, so daß der Strahlfleck kleiner als 1 μm ist. Die Lichtenergie wird dabei in Form kurzer Pulse von etwa 10 μs Dauer eingebracht. Die Energie des Schreibstrahls wird in dem Strahlfleck absorbiert, begünstigt durch den Absorber in der benachbarten Adhäsionsschicht 12, was zu einer lokalen Erwärmung der Polymerfolie 11 und damit zu einer lokalen Änderung des Brechungsindex und der Reflektivität führt. Beim Schreibvorgang ist der Schreibstrahl in den zu der betrachteten Lage 10 der Polymerfolie 11 benachbarten Lagen defokussiert , so daß die benachbarten Lagen der Polymerfolie 11 lokal nur geringfügig erwärmt werden und dort die gespeicherte Information nicht verändert wird.
Um gespeicherte Information aus dem Datenspeicher 1 auszulesen, wird der Laser im Ausführungsbeispiel im Continuous-Wave-Modus (CW-Modus) betrieben. In Abhängigkeit von der gespeicherten Information wird der auf die gewünschte Stelle fokussierte Lesestrahl reflektiert, und die Intensität des reflektierten Strahls wird von einem Detektor in der Schreib- und Leseein- richtung 2 erfaßt.
Der Datenspeicher kann auch von einer Ausfuhrungsform sein, die vom Benutzer nicht beschreibbar ist. In diesem Fall enthält er vom Hersteller eingeschriebene Informationseinheiten. Eine Schreibfunktion im Datenlaufwerk des Benutzers erübrigt sich dann .
In der Polymerfolie 11 sind die Informationseinheiten durch Änderung der optischen Eigenschaften in einem Bereich mit einer bevorzugten Größe von weniger als 1 μm ausgebildet. Dabei kann die Information binär gespeichert sein, d.h. die lokale Reflek- tivität nimmt an der Stelle einer Informationseinheit nur zwei Werte an. Das heißt, wenn die Reflektivität oberhalb eines festgelegten Schwellenwerts liegt, ist an der betrachteten Stelle des Informationsträgers z.B. eine "1" gespeichert, und wenn sie unterhalb dieses Schwellenwerts oder unterhalb eines anderen, niedrigeren Schwellenwerts liegt, entsprechend eine "0". Es ist aber auch denkbar, die Information in mehreren Graustufen abzuspeichern. Dies ist möglich, wenn sich die Reflektivität der Polymerfolie an der Stelle einer Informationseinheit durch definiertes Einstellen des Brechungsindex auf gezielte Weise verändern läßt, ohne daß dabei eine Sättigung erreicht wird.
Es folgen einige weitere Ausführungsbeispiele für Polymerfolien.
Geeignet sind Folien aus Polyethylenterephtalat (PET) verschiedener Dicke, die von Hoechst Diafoil unter der Bezeichnung Hostaphan vertrieben werden, z.B. Hostaphan RN 10 (Dicke 10 μm) . Ein weiteres Beispiel sind PET-Folien, die DuPont unter der Bezeichnung Mylar vermarktet, z.B. Mylar P25, Mylar D, Mylar A, Mylar S , Mylar J und andere .
Geeignete Folien aus Polyethylennaphtalat (PEN) werden von ici unter der Bezeichnung Kaladex vertrieben, z.B. Kaladex 1000, Kaladex 1030. So hat Kaladex 1030 einen Schmelzpunkt von 262 °C und eine Dauergebrauchstemperatur von 155 °C; der Schrumpf beträgt nach 5 Minuten bei 190 °C nur 0,6%.
Folien aus PEN werden auch von DuPont hergestellt, z.B. mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 122 °C und einem Schmelzpunkt von 266 °C, wobei der Schrumpf nach 30 Minuten bei 150 °C 0,5% beträgt .
Ferner werden von DuPont Polyimid-Folien unter der Bezeichnung Kapton vertrieben. Diese Folien haben Schmelzpunkte von mehr als 330 °C, sind aber nicht sehr transparent, was für mehrlagige Systeme nachteilig sein kann.
Folien aus Polymethylpenten sind bei Mitsui Petrochemical Ind., Ltd unter der Bezeichnung TPX erhältlich.

Claims

Patentansprüche
1. Datenspeicher, mit einem optischen Informationsträger, der eine Polymerfolie (11) aufweist, wobei der Kristallit- Schmelzpunkt des Polymerfolienmaterials mindestens 170 °C beträgt .
2. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfolie (11) eines oder mehrere der aus der folgenden Gruppe ausgewählten Materialien aufweist: Poly- ethylenterephthalat, Polyethylennaphtalat, Polymethylpenten, Polyimid.
3. Datenspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, daß die Polymerfolie (11) verstreckt ist.
4. Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Polymerfolie (11) lokal durch Erwärmung veränderbar ist.
5. Datenspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerfolie (11) ein Absorber zugeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymerfolie (11) abzugeben.
6. Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger mehrere Polymerfolienlagen (10) aufweist, durch die hindurch Informations- einheiten in eine vorgewählte Polymerfolienlage (10) schreibbar oder aus einer vorgewählten Polymerfolienlage (10) auslesbar sind.
7. Datenspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger spiralartig aufgewickelt ist.
8. Datenspeicher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Polymerfolienlagen (10) jeweils eine Adhäsionsschicht (12) angeordnet ist.
9. Datenspeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Adhäsionsschicht (12) nur geringfügig vom Brechungsindex der Polymerfolie (11) abweicht.
10. Datenspeicher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeich- net durch einen optisch transparenten Wickelkern, der in seinem Zentralbereich eine Aussparung aufweist.
11. Verwendung eines Datenspeichers nach Anspruch 10 in einem darauf abgestimmten Laufwerk, das eine Leseeinrich- tung (2) und optional eine Schreibeinrichtung (2) aufweist, wobei die Leseeinrichtung (2) und die optionale Schreibeinrichtung (2) in der Aussparung im Zentralbereich des Wickelkerns angeordnet sind und zum Lesen bzw. Schreiben von Information relativ zu dem Datenspeicher (1) bewegt werden, während der Datenspeicher (1) ruht.
PCT/EP2000/004668 1999-07-26 2000-05-23 Optischer datenspeicher und seine verwendung WO2001008144A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999135776 DE19935776A1 (de) 1999-07-26 1999-07-26 Datenspeicher
DE19935776.5 1999-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001008144A1 true WO2001008144A1 (de) 2001-02-01

Family

ID=7916566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/004668 WO2001008144A1 (de) 1999-07-26 2000-05-23 Optischer datenspeicher und seine verwendung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19935776A1 (de)
WO (1) WO2001008144A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10028113A1 (de) * 2000-06-07 2001-12-20 Beiersdorf Ag Datenspeicher
DE10028086C2 (de) * 2000-06-07 2003-05-08 Tesa Ag Verfahren zum Herstellen eines Datenspeichers
DE10039372C2 (de) 2000-08-11 2003-05-15 Tesa Scribos Gmbh Holographischer Datenspeicher
DE10128901A1 (de) * 2001-06-15 2002-12-19 Tesa Ag Verfahren zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher
DE102005017155A1 (de) * 2005-04-13 2006-10-19 Tesa Ag Optisches Speichermedium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220436A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光カ−ド
JPH02227285A (ja) * 1989-02-28 1990-09-10 Toppan Printing Co Ltd 光カード
US5124183A (en) * 1989-06-23 1992-06-23 Victor Company Of Japan, Ltd. Information recording medium
EP0519633A1 (de) * 1991-06-11 1992-12-23 Imperial Chemical Industries Plc Datenspeichermedien
EP0528134A1 (de) * 1991-06-24 1993-02-24 Diafoil Hoechst Co., Ltd. Optisches Band
WO2000017864A1 (de) * 1998-09-19 2000-03-30 Beiersdorf Ag Optischer datenspeicher

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2631015B2 (ja) * 1989-06-06 1997-07-16 株式会社リコー 液晶性高分子の配向方法
US5289407A (en) * 1991-07-22 1994-02-22 Cornell Research Foundation, Inc. Method for three dimensional optical data storage and retrieval

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220436A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光カ−ド
JPH02227285A (ja) * 1989-02-28 1990-09-10 Toppan Printing Co Ltd 光カード
US5124183A (en) * 1989-06-23 1992-06-23 Victor Company Of Japan, Ltd. Information recording medium
EP0519633A1 (de) * 1991-06-11 1992-12-23 Imperial Chemical Industries Plc Datenspeichermedien
EP0528134A1 (de) * 1991-06-24 1993-02-24 Diafoil Hoechst Co., Ltd. Optisches Band
WO2000017864A1 (de) * 1998-09-19 2000-03-30 Beiersdorf Ag Optischer datenspeicher

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 199042, Derwent World Patents Index; Class A89, AN 1990-317444, XP002144599 *
DR.-ING. G. MENGES: "Werkstoffkunde Kunststoffe", December 1989, CARL HANSER VERLAG, MÜNCHEN WIEN, XP002144598 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 017 (P - 813) 17 January 1989 (1989-01-17) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19935776A1 (de) 2001-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1112570B1 (de) Optischer datenspeicher
DE19932899C2 (de) Datenspeicher und Verwendung des Datenspeichers in einem Laufwerk
EP1721316A1 (de) Optischer datenspeicher mit mehreren speicherschichten
EP1292944B1 (de) Verfahren zum herstellen eines optischen datenbands
DE3014677A1 (de) Traeger fuer optische aufzeichnung und verfahren zur aufzeichnung von informationen unter verwendung dieses traegers
EP1198794B1 (de) Datenspeicher und verfahren zum schreiben von information in einen datenspeicher
EP1287523A1 (de) Datenspeicher
WO2001008144A1 (de) Optischer datenspeicher und seine verwendung
EP1196916B1 (de) Datenspeicher
DE19932900C2 (de) Datenspeicher, Verfahren zur Herstellung des Datenspeichers und Verwendung des Datenspeichers in einem Laufwerk
DE10008328A1 (de) Datenspeicher
EP1214710A1 (de) Datenspeicher
DE10029702A1 (de) Datenspeicher
DE10028086C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Datenspeichers
WO2002103690A1 (de) Verfahren zum eingeben von information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren datenspeicher
DE102005017155A1 (de) Optisches Speichermedium
DE102004058979A1 (de) Datenspeichersystem
DE3932407A1 (de) Magneto-optisches plattenspeichersystem mit loesch- und schreib-/lese-laservorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP