(57)【要約】本発明は、或る波長を持つ光ビームにより情報を走査するための情報担体に関する。前記情報担体は、少なくとも２つの情報積層を有する。各積層は、対向電極（１３、１７）、電解質層（１２、１６）及び情報層（１１、１５）を有する。前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が、前記情報層と前記対向電極との間に印加される電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有する。
2006519409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る波長を持つ光ビームにより情報を走査するための情報担体であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有する情報担体。
【請求項２】
前記情報層が他の情報層に対して対向電極として働く、請求項１に記載の情報担体。
【請求項３】
前記情報担体はピット及びランドを有する、請求項１に記載の情報担体。
【請求項４】
前記エレクトロクロミック物質は電子を取り込む又は放出する能力を持ち、前記情報層に情報を書き込むため、前記能力が前記光ビームにより局所的に低下させられることができる、請求項１に記載の情報担体。
【請求項５】
前記電解質層は、温度依存の移動度閾値を持つ、請求項１に記載の情報担体。
【請求項６】
前記情報層は更に、前記光ビームの波長において温度依存の光学特性を持つサーモクロミック物質を有する、請求項５に記載の情報担体。
【請求項７】
前記情報積層は更に、前記光ビームの波長で照射されたときに、前記情報層における電子の輸送を可能とするための光導電層を有する、請求項５又は６に記載の情報担体。
【請求項８】
或る波長を持つ光ビームにより情報担体を走査するための光走査装置であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記光走査装置は、前記光ビームを生成する手段と、前記光ビームを前記情報層にフォーカスさせる手段と、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加する手段とを有する光走査装置。
【請求項９】
前記光走査装置は、前記情報担体を受容するためのクランパを有し、前記クランパは、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加する接点を有する、請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
或る波長を持つ光ビームにより情報担体から情報を読み取る方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が読み取られるべき前記情報積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加するステップと、前記光ビームを前記積層の前記情報層にフォーカスさせるステップとを有する方法。
【請求項１１】
或る波長を持つ光ビームにより情報担体に情報を記録する方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が記録されるべき前記情報積層の前記情報層に前記光ビームをフォーカスさせ、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を局所的に低下させるステップを有する方法。
【請求項１２】
或る波長を持つ光ビームにより情報担体に情報を記録する方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記電解質層は温度依存の移動度閾値を持ち、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が記録されるべき前記情報積層の前記情報層に前記光ビームをフォーカスさせ前記積層の前記電解質層を前記移動度閾値を超えるまで局所的に加熱するステップと、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加するステップとを有する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法により情報が記録された情報層から情報を消去する方法であって、前記消去する方法は、前記光ビームにより前記積層の前記電解質層を前記移動度閾値を超えるまで局所的に加熱するステップと、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に逆電位差を印加するステップとを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多積層（multi-stack）光情報担体に関する。
【０００２】
本発明はまた、多積層光情報担体を走査する走査装置に関する。
【０００３】
本発明はまた、多積層光情報担体から読み取る方法、多積層光情報担体に記録する方法、及び多積層光情報担体から消去する方法に関する。
【０００４】
本発明はとりわけ、光データ記憶装置、及び多積層光ディスクからデータを読み取る及び／又は多積層光ディスクにデータを記録する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００５】
光記録の分野においては、情報担体の容量を増大させる動向がある。データ容量を増大させるための既に研究されている方法は、情報担体において複数の情報層を利用することに存する。例えば、ＤＶＤ（Digital Video Disc）は２つの情報層を有し得る。局所的な屈折率の変化又は表面の起伏構造の存在を利用して、光ビームによって情報が情報層に記録され又は情報層から読み取られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かような情報担体における情報層の数は制限される。第１に、光ビームの強度が、アドレス（address）される層が加えられるごとに減少するからである。実際に、或る層をアドレスするために光ビームが多くの層を通過する必要がある場合、アドレスされない層において相互作用が生じ、該光ビームの強度を低下させる。加えて、アドレスされない層における書き込まれた情報パターンの局所的な屈折率変化が、横断する光ビームの屈折、吸収及び／又は散乱を引き起こし、悪化させられた書き込み及び読み取りに導く。
【０００７】
それ故、従来の光データ記憶手法は、多層情報担体、とりわけ３つ以上の層を有する情報担体には適さない。
【０００８】
本発明の目的は、多くの数の層を有し得る情報担体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のため、本発明は、或る波長を持つ光ビームにより情報を走査するための情報担体であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極（counter electrode）、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有する情報担体を提案する。
【００１０】
本発明によれば、情報層は、電位差を印加することにより光学特性が切り換えられる、エレクトロクロミック物質を有する。それ故、積層に適切な電位差を印加することにより、光ビームと相互作用するために適切な光学特性を持つ１つの層を走査することが可能である。一方で、他の層の光学特性は、これらアドレスされていない層と前記光ビームとの間の相互作用が低下させられるように選択される。結果として、層の数が増加させられることができる。
【００１１】
本発明の有利な実施例においては、前記情報層が他の情報層に対して対向電極として働く。このことは、積層の数を減少させる。それ故、前記情報担体はよりかさばらないものとなり、前記情報担体の製造工程が簡略化される。
【００１２】
本発明の好適な実施例においては、前記情報担体はピット及びランドを有する。かような情報担体は、エンボスといった従来の手法により製造され得る。本好適な実施例によれば、製造工程の間に情報が書き込まれる。以下により詳細に説明されるように、層の切り換えが、前記情報担体の読み取りの間に前記光ビームと相互作用するただ１つの層を得ることを可能とする。それ故、かような情報担体における情報層の数は比較的多くできる。
【００１３】
本発明の好適な実施例においては、前記エレクトロクロミック物質は電子を取り込む又は放出する能力を持ち、前記情報層に情報を書き込むため、前記能力が前記光ビームにより局所的に低下させられることができる。本実施例によれば、情報がユーザによって前記情報担体に書き込まれることができる。
【００１４】
本発明の他の好適な実施例においては、前記電解質層は、温度依存の移動度閾値を持つ。本実施例によれば、情報がユーザによって前記情報担体に書き込まれ、次いで消去され再書き込みされることができる。
【００１５】
有利にも、前記情報層は更に、前記光ビームの波長において温度依存の光学特性を持つサーモクロミック物質を有する。前記電解質層が温度依存の移動度閾値を持ち、前記情報担体への情報の書き込みを可能とする場合、前記情報担体の層は全て、前記情報担体の読み出しの間同一の光学特性を持つ。それ故、アドレスされていない層は前記光ビームと相互作用し、このことは層のとり得る数を減少させる。サーモクロミック物質の使用は、前記光ビームと前記層との間の相互作用を低下させる。なぜなら、サーモクロミック物質は、前記光ビームとアドレスされている層との間の相互作用を向上させるからである。
【００１６】
好ましくは、前記情報積層は更に、前記光ビームの波長で照射されたときに、前記情報層における電子の輸送を可能とするための光導電層を有する。前記電解層が温度依存の移動度閾値を持ち、前記情報担体へのマークの書き込みを可能としている場合、情報の書き込みの間の前記電解層における熱の拡散が、マークを比較的大きくする。光導電層の使用は、書き込まれたマークのサイズを減少させ、それ故前記情報担体のデータ容量を増大させる。
【００１７】
本発明はまた、或る波長を持つ光ビームにより情報担体を走査するための光走査装置であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記光走査装置は、前記光ビームを生成する手段と、前記光ビームを前記情報層にフォーカスさせる手段と、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加する手段とを有する光走査装置に関する。
【００１８】
有利にも、前記光走査装置は、前記情報担体を受容するためのクランパを有し、前記クランパは、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加する接点を有する。それ故、従来の光装置のクランパにおいて接点が追加され、またこれら接点の間に電位差を印加する手段が追加されることにより、本発明による情報担体を走査するために従来の光装置が利用されることができる。
【００１９】
本発明はまた、或る波長を持つ光ビームにより情報担体から情報を読み取る方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が読み取られるべき前記情報積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加するステップと、前記光ビームを前記積層の前記情報層にフォーカスさせるステップとを有する方法に関する。
【００２０】
本発明は更に、或る波長を持つ光ビームにより情報担体に情報を記録する方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が記録されるべき前記情報積層の前記情報層に前記光ビームをフォーカスさせ、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を局所的に低下させるステップを有する方法に関する。
【００２１】
本発明はまた、或る波長を持つ光ビームにより情報担体に情報を記録する方法であって、前記情報担体は少なくとも２つの情報積層を有し、各前記積層は対向電極、電解質層及び情報層を有し、前記電解質層は温度依存の移動度閾値を持ち、前記情報層は、前記光ビームの波長における光学特性が前記情報層と前記対向電極との間に印加された電位差に依存するエレクトロクロミック物質を有し、前記方法は、情報が記録されるべき前記情報積層の前記情報層に前記光ビームをフォーカスさせ前記積層の前記電解質層を前記移動度閾値を超えるまで局所的に加熱するステップと、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に電位差を印加するステップとを有する方法に関する。
【００２２】
本発明は更に、上述の方法により情報が記録された情報層から情報を消去する方法であって、前記消去する方法は、前記光ビームにより前記積層の前記電解質層を前記移動度閾値を超えるまで局所的に加熱するステップと、前記積層の前記情報層と前記対向電極との間に逆電位差を印加するステップとを有する方法に関する。
【００２３】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、添付する図を参照しながら、例として以下により詳細に説明される。
【００２５】
本発明による第１のＲＯＭ情報担体が、図１ａに示される。かような情報担体は、第１の情報層１１、第１の電極１２、第１の対向電極１３、スペーサ層１４、第２の情報層１５、第２の電解質層１６及び第２の対向電極１７を有する。第１の情報層１１、第１の電極１２及び第１の対向電極１３は、第１の情報積層を形成する。第２の情報層１５、第２の電解質層１６及び第２の対向電極１７は、第２の情報積層を形成する。これら２つの情報積層は、スペーサ層１４によって離隔される。本発明による情報担体は、２より多い情報積層を有しても良い。例えば、本発明による情報担体は、１０、２０又は１００以上の情報積層を有しても良い。例えば、６個の情報積層を持つ本発明による情報担体が、図１ｂに示される。
【００２６】
当該情報担体はＲＯＭ（Read Only Memory）情報担体であり、このことはユーザが当該担体に情報を記録できないことを意味する。情報は製造工程の間に記録され、消去されることはできない。情報層１１及び１５はピット及びランドを有し、これらピット及びランドはエンボス及び印刷技術のような従来技術によって得られる。
【００２７】
当該情報担体は、波長ｌを持つ光ビームによって走査されることを意図されている。第１及び第２の電解質層１２及び１６、第１及び第２の対向電極１３及び１７並びにスペーサ層１４は、前記光ビームと相互作用しないために、波長ｌに対して透明であるか、又は少なくとも当該波長において非常に低い吸収率を持つように選択される。
【００２８】
第１及び第２の情報層１１及び１５は、エレクトロクロミック物質を有する。エレクトロクロミック物質は、電子の取り込み又は喪失の結果として変化し得る光学特性を持つ物質である。エレクトロクロミック物質は、当業者には知られている。例えば、Paul M.S. Monkらによる「Electrochromism: Fundamentals and Applications」（1995年）は、エレクトロクロミック物質の特性を記載している。好ましくは、本発明による情報担体において利用されるエレクトロクロミック物質は、ＰＥＤＴ又はＰＥＤＯＴとも呼ばれ、例えばL. Bert Goenendaalらによる「Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Its Derivatives: Past, Present and Future」（Advanced Materials 2000, 12, No.7）において記載されている、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）のようなチオフェン誘導体である。
【００２９】
図１の例においては、第１及び第２の情報層１１及び１５のエレクトロクロミック物質は同一であり、還元された状態と酸化された状態とを持つ。前記エレクトロクロミック物質は、還元された状態にある場合に波長ｌにおいて高い吸収率及び反射率を持ち、酸化された状態にある場合に波長ｌにおいて低い吸収率及び反射率を持つように選択される。勿論、酸化された状態にある場合に波長ｌにおいて高い吸収率及び反射率を持ち、還元された状態にある場合に波長ｌにおいて低い吸収率及び反射率を持つ、代替のエレクトロクロミック物質が利用されても良い。
【００３０】
第１の情報層１１から情報を読み取るため該第１の情報層１１が走査される場合、第１の情報層１１と第１の対向電極１３との間に電位差Ｖ１が印加され、第１の情報層１１は第１の対向電極１３よりも高い電位となる。第１の情報層１１から第１の対向電極１３に電流が流れ、一方で第１の対向電極１３から第１の情報層１１へと電子が輸送される。電子は前記エレクトロクロミック物質によって吸収され、該エレクトロクロミック物質は還元される。電気的中性の理由により、第１の電解質層１２からの正イオンが、第１の情報層１１によって吸収され、又は負イオンが第１の情報層１１によって放出される。また第１の電解質層１２からの負イオンが第１の対向電極１３によって吸収され、又は正イオンが第１の対向電極１３によって放出される。それ故、前記第１の対向電極は、イオン受取及び提供電極である。電位差Ｖ１は、印加されたときに、第１の情報層１１の吸収率及び反射率が波長ｌにおいて比較的高くなるように選択される。必要とされる電位差Ｖ１は、波長ｌ、前記エレクトロクロミック物質、前記電解質、前記対向電極及び前記情報積層中の任意の付加的な電極に依存する。
【００３１】
次いで、第１の情報層１１の吸収率及び反射率が高くなると、前記電位差が除去されることができる。実際には、利用されるエレクトロクロミック物質は双安定を示し、このことは該物質の光学特性が、電位差が印加されていない場合にも持続することを意味する。第１の情報層１１の吸収率及び反射率が高くなると、例えばＣＤ−ＲＯＭの読み出しに利用されている位相差読み出し原理のような従来の読み出し手法によって、当該情報層から情報が読み取られることができる。
【００３２】
情報積層の前記電解質層は、当該情報積層の前記情報層及び前記対向電極にイオンを供給することが可能であるべき電解質を有する。好ましくは、本発明による情報担体においては、固体又はエラストマーのポリマー電解質が利用される。これらの電解質は、イオン変化し易い基を有するポリマーから成るか、又は溶解した塩を持つポリマーから成る。溶解した塩を持つポリマーの例は、塩素酸リチウム、トリフリック酸又はリン酸のような塩を持つ、架橋結合したポリエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレートである。
【００３３】
第１の情報層１１の情報が読み取られると、第２の情報層１５が走査される。最初に、Ｖ１と逆の電位差である電位差−Ｖ１が、第１の情報層１１と第１の対向電極１３との間に印加されることにより、第１の情報層１１が透明にされる。結果として、第１の情報層１１のエレクトロクロミック物質は酸化されたものとなり、波長ｌに対して低い吸収率及び反射率を持つ状態となる。第１の情報層１１のエレクトロクロミック物質の双安定のため、電位差−Ｖ１は次いで除去されることができる。次いで、第２の情報層１５と第２の対向電極１７との間に電位差Ｖ２が印加されることにより、第２の情報層１５が吸収性にされる。本例においては、Ｖ２はＶ１と等しい。なぜなら、前記第１の情報積層と前記第２の情報積層とは、同一のエレクトロクロミック物質を有するからである。第１の情報層１１と第２の情報層１５とで異なるエレクトロクロミック物質が利用される場合には、Ｖ２はＶ１と異なっても良い。第２の情報層１５が吸収性とされると、利用されているエレクトロクロミック物質の双安定のため、電位差Ｖ２は次いで除去されることができる。
【００３４】
第２の情報層１５の吸収率が高くなると、当該情報層から情報が読み取られることができる。情報層１１は情報の読み出しを混乱させない。なぜなら第１の情報層１１は透明にされているからである。結果として、ただ１つの情報層をアドレスし、一方で前記情報担体の残りの部分は透明であり又は低い吸収率及び反射率を持つようにすることが可能である。所望される層は、種々の情報積層の前記情報層と対向電極との間の、適切な電位差の印加によりアドレスされる。
【００３５】
上述した層を有する本発明による情報担体は、エンボス、鋳造、フォトリソグラフィー手法、マイクロコンタクトプリンティング又は蒸着のような従来の手法により製造されても良い。
【００３６】
図２ａ、２ｂ及び２ｃは、本発明による第２、第３及び第４のＲＯＭ情報担体を示す。これらの図において、図１ａの番号と同一の番号は、同一の要素を表す。これらの情報担体は、第１及び第２の情報積層を有する。前記第１の情報積層は、第１の電極２１及び第２の電極２２を有する。前記第２の情報積層は、第３の電極２３及び第４の電極２４を有する。第１、第２、第３及び第４の電極２１乃至２４は、波長ｌに対して透明であるように選択される。
【００３７】
図２ａにおいて、第１及び第２の情報層１１及び１５は、エンボスのような従来の手法によってパターン成形される。第１及び第２の電極２１及び２３が、蒸着のような従来の手法によって、それぞれ第１及び第２の情報層１１及び１５に堆積させられる。
【００３８】
第１の情報層１１を波長ｌにおいて透明な状態から吸収性の状態に切り換えるため、第１の電極２１と第２の電極２２との間に、適切な電位差が印加される。当該電位差は、特に第１及び第２の電極２１及び２２の特性に依存する。第１及び第２の電極２１及び２２に利用される物質の例は、ＩＴＯ（インジウムスズオキサイド）、ＰＰＶ（ポリ（フェニレンビニレン））、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））及び他のポリチオフェン誘導体である。第１の情報層１１を波長ｌにおいて吸収性の状態から透明な状態に切り換えるため、第１の電極２１と第２の電極２２との間に、適切な逆電位差が印加される。本説明は、前記第２の積層にも当てはまる。
【００３９】
図２ｂにおいて、第１及び第２の電解質層１２及び１６がパターン成形されている。第１の及び第２の情報層１１及び１５は、エレクトロクロミック物質を有し、電解質層１２及び１６のランドに堆積させられている。情報層１１及び１５は連続的な層であり、唯一の不連続は離隔されたピットによって引き起こされる。情報層１１及び１５は、オフセットプリンティングのような従来の手法により、前記パターン成形された電解質層１２及び１６に堆積させられる。電極２１及び２３は、情報層１１及び１５に堆積させられる。第１の電極２１と第２の電極２２との間、及び第３の電極２３と第４の電極２４との間に、それぞれ電位差が印加される。
【００４０】
図２ｃにおいて、第１及び第２の電解質層１２及び１６がパターン成形されている。第１の及び第２の情報層１１及び１５は、エレクトロクロミック物質を有し、蒸着のような従来の手法によって、前記パターン成形された電解質層１２及び１６に堆積させられている。電極２１及び２３は、情報層１１及び１５に堆積させられる。第１の電極２１と第２の電極２２との間、及び第３の電極２３と第４の電極２４との間に、それぞれ電位差が印加される。
【００４１】
図３ａは、情報層が他の情報層に対して対向電極として働く、第１のＲＯＭ情報担体を示す。当該情報担体は、第１、第２及び第３の情報層３０１、３０３及び３０５と、第１及び第２の電解質層３０２及び３０４とを有する。第１の情報層３０１、第１の電解質層３０２及び第２の情報層３０３は、第１の情報積層を形成する。第２の情報層３０３、第２の電解質層３０４及び第３の情報層３０５は、第２の情報積層を形成する。前記第１及び第２の情報積層はかくして、２つの情報層と２つの対向電極とを持つ。
【００４２】
前記第１の情報積層において、第２の情報層３０３が第１の情報層３０１に対して対向電極として働き、第１の情報層３０１が第２の情報層３０３に対して対向電極として働く。実際に、前記第１及び第２の情報層３０１及び３０３はエレクトロクロミック物質を有し、従ってイオン受取及び提供電極である。前記第２の情報積層において、第３の情報層３０５が第２の情報層３０３に対して対向電極として働き、第２の情報層３０３が第３の情報層３０５に対して対向電極として働く。
【００４３】
第１の情報層３０１をアドレスするために、第１の情報層３０１と第２の情報層３０３との間に適切な電位差Ｖ１が印加されることにより、第１の情報層３０１が吸収性にされる。次いで、第２の情報層３０３をアドレスするために、第１の情報層３０１と第２の情報層３０３との間に逆電位差−Ｖ１が印加されることにより、第１の情報層３０１が透明にされる。これにより第２の情報層３０３は還元され、波長ｌに対して吸収性になる。それ故、第２の情報層３０３がアドレスされ、走査されることができる。
【００４４】
第３の情報層３０５をアドレスするために、第２の情報層３０３と第３の情報層３０５との間に電位差Ｖ２が印加される。当該電位差Ｖ２は−Ｖ１と等しい。なぜなら情報層３０１、３０３及び３０５中のエレクトロクロミック物質は同一であるからである。第３の情報層３０５は還元され、波長ｌに対して吸収性になる。第２の情報層３０３は酸化され、波長ｌに対して透明になる。結果として、第３の情報層３０５のみが波長ｌに対して透明となり、そのため第１及び第２の情報層３０１及び３０３は、第３の情報層３０５の走査を混乱させない。
【００４５】
図３ｂは、情報層が他の情報層に対して対向電極として働く、第２のＲＯＭ情報担体を示す。当該情報担体は、第１、第２、第３及び第４の情報層３０１、３０３、３０５及び３０７と、スペーサ層３０４と、第１及び第２の電解質層３０２及び３０６と、第１、第２、第３及び第４の電極３１１乃至３１４とを有する。第１の電極３１１、第１の情報層３０１、第１の電解質層３０２、第２の情報層３０３及び第２の電極３１２は、第１の情報積層を形成する。第３の電極３１３、第３の情報層３０５、第２の電解質層３０６、第４の情報層３０７及び第４の電極３１４は、第２の情報積層を形成する。これら２つの情報積層は、スペーサ層３０４によって離隔される。
【００４６】
第１の情報層３０１をアドレスするために、第１の電極３１１と第２の電極３１２との間に適切な電位差Ｖ１が印加されることにより、第１の情報層３０１が吸収性にされる。次いで、第２の情報層３０３をアドレスするために、第１の電極３１１と第２の電極３１２との間への逆電位差−Ｖ１の印加により、第１の情報層３０１が透明にされる。結果として、第２の情報層３０３が波長ｌに対して透明となる。それ故、第２の情報層３０３がアドレスされ、走査されることができる。
【００４７】
次いで、第３の情報層３０５をアドレスするため、第３の情報層３０５の走査が第２の情報層３０３によって混乱させられないように、第２の情報層３０３が透明にされる必要がある。このことは、第１の電極３１１と第２の電極３１２との間に電位差Ｖ１を印加することによっては達成されない。なぜなら、第１の情報層３０１が波長ｌに対して吸収性になってしまい、それ故第３の情報層３０５の走査を混乱させるからである。結果として、第１の電極３１１と第２の電極３１２との間にＶ１とは異なる電位差が印加され、それにより当該電位差において、第１の情報層３０１及び第２の情報層３０３が透明になる。例えば、「Electrochromism: Fundamentals and Applications」（145頁）において記載されているように、特定のエレクトロクロミック物質の吸収は印加される電位差に依存するため、このことは可能である。例えば、電位差Ｖ１／２が印加されても良い。第１及び第２の情報層３０１及び３０３を透明にするために印加される電位差は、特に利用されるエレクトロクロミック物質に依存する。
【００４８】
次いで第３の情報層３０５が、第３の電極３１３と第４の電極３１４との間への電位差Ｖ２の印加によりアドレスされる。本例においてはＶ２はＶ１と等しい。なぜなら、前記情報層において利用されているエレクトロクロミック物質が同一であるからである。次いで、第４の情報層３０７をアドレスするため、第３の電極３１３と第４の電極３１４との間に逆電位差−Ｖ２が印加される。
【００４９】
図３ｃは、情報層が他の情報層に対して対向電極として働く、第３のＲＯＭ情報担体を示す。当該情報担体は、第１、第２及び第３の情報層３０１、３０３及び３０５と、第１及び第２の電解質層３０２及び３０４と、第１、第２、第３、第４、第５及び第６の電極３２１乃至３２６とを有する。第１の電極３２１、第１の情報層３０１、第１の電解質層３０２、第２の情報層３０３及び第４の電極３２４は、第１の情報積層を形成する。第３の電極３２３、第２の情報層３０３、第２の電解質層３０４、第３の情報層３０５及び第６の電極３２６は、第２の情報積層を形成する。本情報担体において、６つの電極３２１乃至３２６は多孔質であり、このことは電解質層３０２及び３０４からのイオンがこれらの電極３２１乃至３２６を通過することができることを意味する。
【００５０】
第１の情報層３０１をアドレスするために、第１の電極３２１と第４の電極３２４との間に適切な電位差Ｖ１が印加されることにより、第１の情報層３０１が吸収性にされる。第２及び第３の電極３２２及び３２３は多孔質であるため、イオンが第１及び第２の情報層３０１及び３０３の間を流れることができ、これにより電気化学過程が実行されことができる。
【００５１】
次いで、第２の情報層３０３をアドレスするために、第１の電極３２１と第４の電極３２４との間への逆電位差−Ｖ１の印加により、前記第１の情報層が透明にされる。これにより第２の情報層３０３は還元され、波長ｌに対して吸収性となる。それ故、第２の情報層３０３がアドレスされ、走査されることができる。
【００５２】
第３の情報層３０５をアドレスするために、第３の電極３２３と第６の電極３２６との間に電位差Ｖ２が印加される。当該電位差Ｖ２は−Ｖ１と等しい。なぜなら、情報層３０１、３０３及び３０５におけるエレクトロクロミック物質は同一であるからである。第３の情報層３０５は還元され、波長ｌに対して吸収性となる。第２の情報層３０３は酸化され、波長ｌに対して透明となる。結果として、第３の情報層３０５のみが波長ｌに対して吸収性となり、そのため第１及び第２の情報層３０１及び３０３は、第３の情報層３０５の走査を混乱させない。
【００５３】
図４は、本発明によるＷＯＲＭ（Write Once Read Many、書き込み一度、読み取り多数）情報担体を示す。当該情報担体は、第１の情報層４１、第１の電解質層４２、第１の対向電極４３、スペーサ層４４、第２の情報層４５、第２の電解質層４６及び第２の対向電極４７を有する。第１の情報層４１、第１の電解質層４２及び第１の対向電極４３は、第１の情報積層を形成する。第２の情報層４５、第２の電解質層４６及び第２の対向電極４７は、第２の情報積層を形成する。これら２つの情報積層は、スペーサ層４４によって離隔される。
【００５４】
第１及び第２の情報層４１及び４５は、波長ｌにおける光ビームにより局所的に低下させられることができる、電子を取り込む又は放出する能力を持つエレクトロクロミック物質を有する。前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を局所的に低下させるために、比較的高いパワーの光ビームが必要とされる。当該高いパワーは前記物質によって吸収され、例えば溶解、焼鈍、光化学反応、熱損傷又は劣化によって、当該物質の物質特性を変化させる。当該比較的高いパワーは、前記情報担体への情報の書き込みの間に利用され、一方、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を低下させることができない、より低いパワーが読み取りに利用される。
【００５５】
第１の情報層４１に情報を書き込むために、マークを書き込むため比較的高いパワーを持つ光ビームが第１の情報層４１にフォーカスされ、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を局所的に低下させる。図４において、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力が低下させられた位置であるマークが、点線によって示される。前記情報層における前記マークの深度は、前記光ビームのパワーが変化させられることにより、又は前記光ビームがマークにフォーカスされる時間が変化させられることにより、選択されることができる。異なるマーク深度を持つことは、多レベル記録を可能とする。単一レベル記録においては、典型的に２つの反射状態又はレベルが利用され、一方多レベル記録の場合においては、データを表すためにより多くの反射レベルが定義される。
【００５６】
第２の情報層４５に情報を書き込むために、比較的高いパワーを持つ光ビームが第２の情報層４５にフォーカスされ、マークを書き込むために前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力を局所的に低下させる。
【００５７】
情報が書き込まれる必要がある情報層は、当該情報層に前記比較的高いパワーの光ビームがフォーカスされる前に、吸収性にされる。このことは、前記比較的高いパワーの光ビームの吸収を向上させ、前記エレクトロクロミック物質の電子を取り込む又は放出する能力の低下を増進させる。
【００５８】
第１の情報層４１から情報を読み取るために、第１の情報層４１と第１の対向電極４３との間への適切な電圧Ｖ１の印加により、当該第１の情報層４１が波長ｌに対して吸収性にされる。第１の情報層４１は、マークが書き込まれた部分を除き吸収性になる。なぜなら、これらのマークの電子を取り込む又は放出する能力は、これらのマークの前記エレクトロクロミック物質の還元を可能とするには小さすぎるからである。それ故、第１の情報層４１における、マークとマークが書き込まれていない領域との間の吸収率の差が、第１の情報層４１から情報を読み取るために利用される。
【００５９】
第２の情報層４５から情報を読み取るために、第１の情報層４１と第１の対向電極４３との間への逆電圧−Ｖ１の印加により、当該第１の情報層４１が波長ｌに対して透明にされる。それ故、前記マークを含めた第１の情報層４１全体が透明になる。従って、第１の情報層４１は、第２の情報層４５の走査を混乱させない。次いで、第２の情報層４５と第２の対向電極４７との間へのＶ１と等しい適切な電圧Ｖ２の印加により、第２の情報層４５が波長ｌに対して吸収性にされる。第２の情報層４５は、マークが書き込まれた部分を除き、吸収性になる。次いで第２の情報層４５から情報が読み取られることができる。
【００６０】
波長ｌにおける光ビームにより局所的に低下させられることができる、電子を取り込む又は放出する能力を持つエレクトロクロミック物質を持つ情報層は、図２ａ乃至２ｃにおいて説明されたような付加的な電極と共に利用されても良いことは留意されたい。また、これらの情報層はまた、情報層が他の情報層に対して対向電極として働く、図３ａ乃至図３ｃに示されたような情報担体において利用されても良いことに留意されたい。
【００６１】
図５ａは、本発明による第１のＲＷ（ReWritable、再書き込み可能）情報担体を示す。当該情報担体は、第１の情報層４１、第１の電解質層４２、第１の対向電極４３、スペーサ層４４、第２の情報層４５、第２の電解質層４６及び第２の対向電極４７を有する。第１の情報層４１、第１の電解質層４２及び第１の対向電極４３は、第１の情報積層を形成する。第２の情報層４５、第２の電解質層４６及び第２の対向電極４７は、第２の情報積層を形成する。これら２つの情報積層は、スペーサ層４４によって離隔される。
【００６２】
第１及び第２の電解質層４２及び４６は、温度依存の移動度閾値を持つ。このことは、当該閾値より低い場合には、これらの電解質層内のイオンの移動度が低く、当該閾値を超えると前記イオンの移動度が高いことを意味する。かような電解質層の例は、適切なガラス転移を持つポリマー基質、凝集状態と自由状態との間で適切な温度依存の均衡を示す非共有結合の凝集体、及び比較的強い温度依存の粘度を持つポリマー基質である。
【００６３】
第１の情報層４１にマークを書き込むために、前記光ビームが当該マークにフォーカスされる。当該マークの下の電解質は加熱され、当該マークの下の電解質層の温度は前記移動度閾値を超える。適切な電位差Ｖ１が、第１の情報層４１と第１の対向電極４３との間に印加される。前記光ビームがフォーカスされていない部分においてはイオンの移動度は低いため、イオンの移動度が高い場所、即ちマークが書き込まれる場所においてのみ、エレクトロクロミック過程が起こる。結果として、前記光ビームがフォーカスされた部分のみ第１の情報層４１が吸収性となり、当該光ビームがフォーカスされた場所においてのみマークが書き込まれる。次いで、第１の情報層４１に他のマークを書き込むため、前記光ビームが、当該他のマークが書き込まれるべき位置においてフォーカスされる。電位差Ｖ１が次いで消去されても、前記エレクトロクロミック物質の双安定のため、前記書き込まれたマークは吸収性のままである。第２の情報層４５にマークを書き込むために、同様の処理が繰り返される。
【００６４】
前記電解質層は、前記温度依存の移動度閾値よりも低い分解温度を持つように選択される。この場合、前記情報層は書き込みの間に劣化させられない。このことは、書き込み処理が可逆であることを意味する。
【００６５】
第１の情報層４１から情報を読み取るために、前記光ビームが当該情報層にフォーカスされ、前記マークと前記マークが書き込まれていない領域との間の吸収率の差が読み出しに利用される。第１の情報層４１と第１の対向電極４３との間に電位差は必要とされない。なぜなら、印加される電位差がなくても、前記マークは吸収性のままであるからである。第２の情報層４５から情報を読み取るために、同様の処理が繰り返される。
【００６６】
当該情報担体の情報層に書き込まれた情報は消去されることができ、これらの情報層に情報が再書き込みされることができる。第１の情報層４１に書き込まれた情報を消去するため、当該第１の情報層４１は、比較的高いパワーの光ビームによって走査される。第１の電解質層４２が加熱され、第１の電解質層４２の温度が前記移動度閾値を超える。第１の情報層４１と第１の対向電極４３との間に電位差−Ｖ１が印加される。結果として、前記書き込まれたマークが酸化され、それ故透明となる。第１の情報層４１全体がかくして透明となり、次いで上述したように当該第１の情報層４１にマークが再書き込みされることができる。第２の情報層４５に書き込まれた情報を消去するため、同様の処理が繰り返される。
【００６７】
例えば、不可逆な転移を示すエレクトロクロミック物質、即ち酸化されると還元されることができない、又はその逆のエレクトロクロミック物質を利用して、図５ａの情報担体でＷＯＲＭ情報担体を設計することが可能であることに留意されたい。不可逆な転移を示すエレクトロクロミック物質の例は、メチレンレッド（methylene red）、メチレンオレンジ（methylene orange）及びエリオグラウシン（erioglaucine）である。前記書き込まれたデータが消去されることができないように、ユーザが逆電位差を印加することを防ぐことも可能である。かような制限は、例えば情報担体の所謂リードインにおいて含められても良い。
【００６８】
上述した例においては、第１の情報層４１が第２の情報層４５の読み出しを混乱させる。なぜなら、第１の情報層４１は前記光ビームと相互作用する吸収性のマークを有するからである。実際に、前記情報層に書き込まれた情報の読み出しを可能とするため、前記マークの吸収率は比較的高い必要がある。例えば、書き込まれたマークについては２０％の吸収率が必要とされる。０．２５の充填率に対しては、このことは約５％の情報層の吸収率に導く。充填率は、マークとマークが書き込まれていない領域との間の比率を表す。情報担体が多数の情報層を有する場合には、最深の情報層の読み出しは、該最深の情報層の上に配置された情報層の存在により混乱させられる。結果として、この場合には、層の数は約２０に制限される。
【００６９】
かようなＲＷ情報担体の層の数を増加させるため、前記情報層は、前記光ビームの波長において温度依存の光学特性を持つサーモクロミック物質を更に有する。
【００７０】
この場合には、情報の書き込みは以上に説明したように実行されるが、前記エレクトロクロミック物質及び前記電位差は、前記書き込まれたマークの吸収率が、例えば２％のように比較的低くなるように選択される。第１の情報層４１から情報を読み取るため、前記光ビームが当該情報層４１にフォーカスされる。前記書き込まれたマークはゼロでない吸収率を持つため、前記光ビームは吸収され、第１の情報層４１の書き込まれたマークは加熱される。前記書き込まれたマークの温度は、波長ｌにおける前記サーモクロミック物質の吸収率が比較的高くなる閾値に到達する。それ故、前記書き込まれたマークの吸収率は、第１の情報層４１からの情報の読み出しを可能とするために十分に高くなる。第２の情報層４５から情報を読み取るために、同様の処理が繰り返される。第２の情報層４５からの情報の読み出しの間、光ビームが第２の情報層４５にフォーカスされる。それ故、第１の情報層４１の書き込まれたマークは加熱されず、当該書き込まれたマークの吸収率は比較的低いままである。結果として、前記情報層がサーモクロミック物質を有する場合には、第２の情報層４５の読み出しは、第１の情報層４１によってあまり混乱させられない。結果として、サーモクロミック物質の利用により、情報層の数を増やすことができる。
【００７１】
前記サーモクロミック物質は、前記情報層において前記エレクトロクロミック物質と混合されても良い。サーモクロミック物質を有し、前記エレクトロクロミック物質を有する層に隣接する層を、各情報積層に加えることも可能である。この場合には、前記情報層は、前記エレクトロクロミック物質を有する層と、前記サーモクロミック物質を有する層との間の組み合わせである。
【００７２】
図５ｂは、本発明による第２のＲＷ情報担体を示す。本図において、図５ａの番号と同一の番号は、同一の要素を表す。当該情報担体は更に、第１の光導電層５１、第１の作用電極５３、第２の光導電層５２及び第２の作用電極５４を有する。第１の作用電極５３及び第１の光導電層５１は第１の情報積層に属し、第２の作用電極５４及び第２の光導電層５２は第２の情報積層に属する。第１及び第２の作用電極５３及び５４は、波長ｌに対して透明となるように選択される。
【００７３】
光導電層は、光ビームの波長で照射されたときに、情報積層の作用電極と情報層との間の電子の輸送を可能とする。
【００７４】
図５ａの情報担体において、マークの書き込みは、比較的長い時間の間、当該マークへの光ビームのフォーカスを必要とする。実際に、前記エレクトロクロミック過程は、例えば数ミリ秒といった、一定の時間を必要とする。この比較的長い時間の間、前記光ビームによって生成された熱は、前記電解層に拡散し、かくして所望されるよりも大きなマークに導く。なぜなら、前記電解層のイオンの移動度が、所望されるよりも大きな領域に渡って増大させられるからである。結果として、比較的大きなマークのみが書き込まれ、情報層当たりの比較的低いデータ容量に導く。
【００７５】
当該問題を解決するため、各情報積層は光導電層を有する。該光導電層は、波長ｌで照射された場合にのみ、該情報積層の作用電極と情報層との間の電子の輸送を可能とする。
【００７６】
第１の情報層４１にマークを書き込むために、前記光ビームが当該マークにフォーカスされる。結果として、当該マークの上に位置する部分のみが、波長ｌで照射される。それ故、エレクトロクロミック過程が当該マークにおいてのみ生じる。なぜなら、電子の吸収が当該マークにおいてのみ可能とされるからである。当該マークの下の電解質層が加熱され、当該マークの下の前記電解質層の温度が、前記移動度閾値を超える。第１の作用電極５３と第１の対向電極４３との間に、適切な電位差Ｖ１が印加される。結果として、第１の情報層４１は、前記光ビームがフォーカスされた部分のみ吸収性となり、当該光ビームがフォーカスされた場所にマークが書き込まれる。第２の情報層４５にマークを書き込むために、同様の処理が繰り返される。
【００７７】
図６は、本発明による光装置を示す。かような光装置は、光ビーム６０２を生成するための放射源６０１、コリメータレンズ６０３、ビームスプリッタ６０４、対物レンズ６０５、サーボレンズ６０６、検出手段６０７、測定手段６０８及びコントローラ６０９を有する。当該光装置は情報担体６１０を走査するためのものである。情報担体６１０は、それぞれが少なくとも１つの情報層を有する、２つの情報積層６１１及び６１２を有する。
【００７８】
走査動作（書き込み動作であっても良いし又は読み取り動作であっても良い）の間、情報担体６１０は、放射源６１０により生成された光ビーム６０２によって走査される。コリメータレンズ６０３及び対物レンズ６０５は、光ビーム６０２を情報担体６１０の情報層にフォーカスさせる。コリメータレンズ６０３及び対物レンズ６０５はフォーカス手段である。走査動作の間、前記情報層における光ビーム６０２の位置の位置決めエラーに対応するフォーカスエラー信号が検出されても良い。当該フォーカスエラー信号は、対物レンズ６０５の軸位置を補正し、光ビーム６０２のフォーカスエラーを補償するために利用され得る。信号はコントローラ６０９に送信され、コントローラ６０９が対物レンズ６０５を軸方向に移動させるためにアクチュエータを駆動する。
【００７９】
前記フォーカスエラー信号及び前記情報層に書き込まれたデータは、検出手段６０７によって検出される。情報担体６１０によって反射させられた光ビーム６０２は、対物レンズ６０５によって平行ビームに変形され、ビームスプリッタ６０４によりサーボレンズ６０６に到着する。当該反射ビームは次いで検出手段６０７に到達する。
【００８０】
放射源６０１、コリメータレンズ６０３、ビームスプリッタ６０４、対物レンズ６０５、サーボレンズ６０６、検出手段６０７、測定手段６０８及びコントローラ６０９は、光ピックアップユニットを形成する。当該光ピックアップユニットは、情報担体６１０の全体が走査されることができるように回転及び並進することができる。
【００８１】
前記光装置は更に、情報担体６１０を受容するためのクランパ６２０を有する。クランパ６２０は、接点６２１乃至６２４を有する。これら接点６２１乃至６２４は、情報担体６１０が前記光装置に配置された場合に、情報積層の第１の電極と第２の電極との間の電位差の印加を可能とするように設計される。本例においては、情報担体６１０が前記光装置に配置された場合に、第１の接点６２１が第１の積層６１１の第１の電極と電気的に接触し、第２の接点６２２が第１の積層６１１の第２の電極と電気的に接触し、第３の接点６２３が第２の積層６１２の第１の電極と電気的に接触し、第４の接点６２４が第２の積層６１２の第２の電極と電気的に接触する。次いで、これら接点の間に電位差が印加される。例えば、第１の積層６１１の情報層を波長ｌに対して吸収性及び／又は反射性のものとするため、第１の接点６２１と第２の接点６２２との間に適切な電位差が印加される。
【００８２】
他の実施例においては、情報担体６１０に書き込まれた情報に対応する信号は、情報担体６１０に対して、対物レンズ６０５、サーボレンズ６０６及び検出手段６０７と反対側に配置された第２の対物レンズ、第２のサーボレンズ及び第２の検出手段による伝送において検出されても良いことは留意されるべきである。
【００８３】
他の実施例においては、情報担体６１０は担体全体の背面にミラーを持ち、当該ミラーが、アドレスされた情報積層を含む全ての情報積層を通過したビームを反射しても良いことも留意されるべきである。この場合、図６に示されたような光走査装置がデータを読み取るために利用されることができる。
【００８４】
以下の請求項中のいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する（to comprise）」及びその活用形は、いずれの請求項においても、定義されたもの以外の要素の存在を除外するものではないことは明らかであろう。要素に先行する語「１つの（a又はan）」は、複数のかような要素の存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１（ａ）】本発明による第１のＲＯＭ情報担体を示す。
【図１（ｂ）】本発明による第１のＲＯＭ情報担体を示す。
【図２（ａ）】本発明による第２のＲＯＭ情報担体を示す。
【図２（ｂ）】本発明による第３のＲＯＭ情報担体を示す。
【図２（ｃ）】本発明による第４のＲＯＭ情報担体を示す。
【図３（ａ）】本発明の有利な実施例による第１のＲＯＭ情報担体を示す。
【図３（ｂ）】本発明の有利な実施例による第２のＲＯＭ情報担体を示す。
【図３（ｃ）】本発明の有利な実施例による第３のＲＯＭ情報担体を示す。
【図４】本発明によるＷＯＲＭ情報担体を示す。
【図５（ａ）】本発明による第１のＲＷ情報担体を示す。
【図５（ｂ）】本発明による第２のＲＷ情報担体を示す。
【図６】本発明による光装置を示す。
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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