(57)【要約】この発明は、ある波長をもつ光ビームによって情報を走査するための情報担体に関するものである。この情報担体は、中心孔（11）と、前記中心孔の周りに巻き上げられた少なくとも２個の情報スタック（13、14）とを有する。各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する。
2006520059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある波長をもつ光ビームによって情報を走査するための情報担体であって、前記情報担体が、中心孔と、該中心孔の周りに巻き上げられた少なくとも２つの情報スタックとを有し、各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する情報担体。
【請求項２】
前記情報担体が、第１および第２電極間に電解質層を有し、第１電極がエレクトロクロミック材料を有する情報層であり、第２電極が対極である請求項１記載の情報担体。
【請求項３】
一の情報層は、他の情報層用の対極として機能する請求項２記載の情報担体。
【請求項４】
前記エレクトロクロミック材料は、電子を授受する能力をもち、該能力は、情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる請求項２記載の情報担体。
【請求項５】
電解質層は、温度に依存した流動性閾値を有する請求項２記載の情報担体。
【請求項６】
前記情報層は、光ビームの波長で温度に依存した光学的特性をもつサーモクロミック材料をさらに有する請求項５記載の情報担体。
【請求項７】
一の情報スタックは、光ビームの波長で照射するとき、情報層内の電子の移動を可能にするための光伝導層をさらに有する請求項５または６記載の情報担体。
【請求項８】
前記情報層は蛍光材料をさらに有する請求項２記載の情報担体。
【請求項９】
前記蛍光材料は、蛍光による光を発するための能力をもち、該能力は、情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる請求項８記載の情報担体。
【請求項１０】
前記情報担体は、第１および第２電極間に情報層を有し、該情報層は、第１及び第２電極間に適当な電位差を適用するとき、回転できる分子を有する請求項１記載の情報担体。
【請求項１１】
前記分子は、第１および第２電極間で適用される電位差によって生じる電界を施したとき、回転することができる液晶分子である請求項１０記載の情報担体。
【請求項１２】
前記分子は、第１および第２電極間で適用される電位差によって生じる電流を施したとき、回転することができる荷電置換基を有する請求項１０記載の情報担体。
【請求項１３】
前記第１電極は、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる電気伝導性をもつ請求項１０記載の情報担体。
【請求項１４】
前記情報スタックは、第１電極と情報層との間に断熱層をさらに有する請求項１３記載の情報担体。
【請求項１５】
前記情報層は、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に分解する請求項１０記載の情報担体。
【請求項１６】
前記情報層は、負電荷と正電荷をそれぞれもつ２つのタイプの表面帯電コロイド粒子を含むマトリクスを有し、該表面帯電コロイド粒子が液晶分子を有し、前記マトリクスが、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる粘性をもつ請求項１０記載の情報担体。
【請求項１７】
ある波長をもつ光ビームによって情報担体を走査するための光学式走査装置であって、前記情報担体が、中心孔と、該中心孔の周りに巻き上げられた少なくとも２つの情報スタックとを有し、各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有し、前記光学式走査装置が、前記情報担体を収容するための手段と、前記光ビームを発生させるための手段と、情報スタックの第１および第２電極間に電位差を適用するための手段と、情報層上に前記光ビームをフォーカスするための手段とを有し、前記フォーカス手段が前記収容手段の内側に回転可能に装着される光学式走査装置。
【請求項１８】
前記フォーカス手段は、前記キャビティの内側に平行移動可能に装着される請求項１７記載の光学式走査装置。
【請求項１９】
情報担体を製造する方法であって、
前記方法が、少なくとも１個の電極と、光ビームの波長での光学的特性が２個の電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する情報ストリップを製造する工程と、
前記情報ストリップを透明中空素子の周りに巻回する工程と、
前記巻回工程で各ターンで前記電極を切断する工程と、
を有する情報担体の製造方法。
【請求項２０】
前記方法は、前記情報ストリップ上に情報を書き込む工程をさらに有する請求項１９記載の情報担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多層（multi-stack）光情報担体に関する。
この発明はまた、多層光情報担体を走査するための走査装置に関する。
この発明はさらに、多層光情報担体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第6,386,458号公報は、らせん状に巻き上げられた情報担体を有するデータ記憶媒体を記載し、この情報担体は、その上に書き込まれた情報パターンが設けられ、局所的な屈折率変化に起因して光学的に読むことができる。このデータ記憶媒体は、複数の情報層を有し、これらの情報層は、巻き上げ体の内側に配置される光ビームによって、内側から読むことができる。そのようなデータ記憶媒体は、コンパクトであり、かつ、理論上は、多数の情報層を有することができる。
【０００３】
しかしながら、そのような情報媒体の情報層の数は制限される。その理由は、まず、光ビームの強度（luminous intensity）は、横切る核付加層とともに減少するからである。実際に、光ビームが、ある層と相互作用するため多数の層を通過しなければならないとき、その相互作用は、読み出さない層においても生じ、光ビームの強度が低下する。付加的に、読み出さない層に書き込まれた情報パターンの局所的な屈折率変化は、横断する光ビームの屈折や散乱を生じさせ、低下した書き込みと読み出しになる。
【０００４】
それゆえ、そのような巻上げ情報担体は、多層情報担体、特に３層よりも多い層を有する情報担体には適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、非常にコンパクトでかつ増加した多数の層を有することができ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】
【０００６】
このため、この発明は、ある波長をもつ光ビームによって情報を走査するための情報担体であって、前記情報担体が、中心孔と、該中心孔の周りに巻き上げられた少なくとも２つの情報スタックとを有し、各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する情報担体を提案するものである。
【０００７】
この発明によれば、情報担体は、中心孔の周りに巻き上げられた、複数の情報スタックを有する。これは、この情報担体を特にコンパクトにする。さらに、情報は、情報担体の内側から、情報担体の中心孔内に、回転可能に装着された光学システムによって読み出すことができる。ＣＤリーダーのような従来の光ディスク装置であって、走査の間は光ディスクを回転させる光ディスクと比較して、光学システムの回転速度は、従来の光ディスクの回転速度よりも高くすることができ、従って、データ転送速度を増加させることができる。
【０００８】
さらに、情報層は、光学的特性が電位差の適用によって切り替えることができるところの材料を有する。それゆえ、適当な電位差を前記スタックに適用することによって、光ビームと相互作用するのに適する光学的特性をもつ一層を走査することは可能であり、一方、他の層の光学的特性は、これらのアドレスされない層と光ビームの間における相互作用が低下するように選択される。結果として、層の数を増加させることができる。
【０００９】
この発明の第１実施形態では、情報担体が、第１及び第２電極間に電解質層を有し、第１電極がエレクトロクロミック材料を有する情報層であり、第２電極が対極である。
【００１０】
有利には、一の情報層が別の情報層のための対極として機能する。これは、前記スタックの層数を減少させる。それゆえ、情報担体は分厚くなく、情報担体の製造プロセスは簡素化される。
【００１１】
好ましくは、エレクトロクロミック材料は、電子の授受するための能力をもち、該能力は、情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる。このようにして、情報は、ユーザによって情報担体上に書き込むことができる。
【００１２】
特に好適には、電解質層は、温度に依存した流動性閾値を有する。この実施形態によれば、情報がユーザによって書き込むことができ、その後、情報層上で消去したり書き換えたりすることができる。
【００１３】
有利には、前記情報層は、光ビームの波長で温度に依存した光学的特性をもつサーモクロミック材料をさらに有する。電解質層が温度依存性の移動度閾値を有するとき、情報担体上の情報を書き換えることが可能になり、情報担体の層の全てが、情報の読み出しの間中、同じ光学的特性を有する。それゆえ、アドレスされていない層は、光ビームと相互作用し、層の可能な層数を低減させる。サーモクロミック材料の使用は、光ビームと層の間での相互作用を低下させる。なぜなら、サーモクロミック材料は、光ビームとアドレスされた層の間での相互作用を
向上させるからである。
【００１４】
好ましくは、一の情報スタックは、光ビームの波長で照射するとき、情報層内の電子の移動を可能にするための光伝導層をさらに有する。電解質層が温度依存性の移動度閾値をもつとき、情報媒体上のマークの書き込みを可能にし、情報書き込み中の電解質層内の熱拡散は、マークを比較的広くする。光伝導層の使用は、書き込みマークのサイズを減少させ、したがって、情報担体のデータ容量を増加させることができる。
【００１５】
前記情報層は蛍光材料をさらに有する。情報の読み出しは、蛍光によって発する光の検出によって行われる。結果として、層の数はより一層増加させることができる。
【００１６】
有利には、前記蛍光材料は、蛍光による光を発するための能力をもち、該能力は、情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる。この実施形態によれば、情報は情報担体上でユーザによって書き込むことができる。
【００１７】
この発明の第２実施形態では、情報担体は、第１および第２電極間に情報層を有し、該情報層は、第１及び第２電極間に適当な電位差を適用するとき、回転できる分子を有する。
【００１８】
有利には、前記分子は、第１および第２電極間で適用される電位差によって生じる電界を施したとき、回転することができる液晶分子である。
【００１９】
好ましくは、前記分子は、第１および第２電極間で適用される電位差によって生じる電流を施したとき、回転することができる荷電置換基を有する。
【００２０】
特に好適には、前記第１電極は、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる電気伝導性をもつ。したがって、情報はユーザによって情報層上に書き込むことができる。
【００２１】
好ましくは、情報スタックは、第１電極と情報層との間に断熱層をさらに有する。この場合、情報層は、第１電極の電気伝導度が低下する温度よりも低いかまたは等しい分解温度を有するときでさえ、情報層を分解（劣化）させることなく情報を書き込むことが可能である。この断熱層が電気的な絶縁層であるならば、電界の影響下で回転する分子に基づく実施形態を使用することができる。電気的に伝導する層を用いるならば、電流の影響下で回転する分子に基づく実施形態を使用することもできる。
【００２２】
有利には、前記情報層は、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に分解させることができる。この情報層は、例えば、アニール、変成、溶融、固定するか、あるいは、情報層の分子の更なる配向変化がもはや可能ではないように、情報を書き込むため、光ビームによって光化学的に劣化させることができる。第１および第２電極間にいかなる電位差が適用されようとも、層の劣化部分は本質的に透明のままである。この実施形態のよれば、情報スタックのある特定の領域が、それらの光学的特性の変化をできなくするという点で、情報は、ユーザによって情報担体上に書き込むことができる。
【００２３】
好ましくは、前記情報層は、負電荷と正電荷をそれぞれもつ２つのタイプの表面帯電コロイド粒子を含むマトリクスを有し、該表面帯電コロイド粒子が液晶分子を有し、前記マトリクスが、前記情報層上に情報を書き込むため、光ビームによって局所的に低減させることができる粘性をもつ。この実施形態によれば、情報はユーザによって書き込むことができ、その後、情報担体上で消去と書き換えを行うことができる。
【００２４】
この発明はまた、ある波長をもつ光ビームによって情報担体を走査するための光学式走査装置であって、前記情報担体が、中心孔と、該中心孔の周りに巻き上げられた少なくとも２つの情報スタックとを有し、各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有し、前記光学式走査装置が、前記情報担体を収容するための手段と、前記光ビームを発生させるための手段と、情報スタックの第１および第２電極間に電位差を適用するための手段と、情報層上に前記光ビームをフォーカスするための手段とを有し、前記フォーカス手段が前記収容手段の内側に回転可能に装着される光学式走査装置にも関する。
【００２５】
有利には、前記フォーカス手段は、前記収容手段の内側に平行移動可能に装着される。この情報担体は、光学式走査装置に完全に固定される。フォーカス手段を平行移動させるために必要なパワー（出力）は、情報担体を平行移動させるために必要なパワーよりも低くすることができる。フォーカス手段を回転させるために必要なパワーは、情報担体を回転させることを必要とされるパワーよりも低い。
【００２６】
この発明はまた、情報担体を製造する方法であって、前記方法が、少なくとも１個の電極と、光ビームの波長での光学的特性が２個の電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する情報ストリップを製造する工程と、前記情報ストリップを透明中空素子の周りに巻回する工程と、前記巻回工程で各ターンで前記電極を切断する工程とを有する情報担体の製造方法に関するものである。
【００２７】
有利には、この方法は、前記情報ストリップ上に情報を書き込む工程をさらに有する。このようにして、ＲＯＭ情報担体は、連続プロセスで得ることができる。さらに、この書き込み工程はまた、追記型情報担体（ＷＯＲＭ）および書き換え可能情報担体（ＲＷ）に必要とされるような予備の溝付きストリップ（pre-grooved strip）を作製するのに用いることもできる。
【００２８】
この発明のこれらの面や他の面は、後述する実施形態を参照すれば明らかであり、かつ説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
この発明は、例証として、添付した図面を参照しながら、より詳細に説明するであろう。
【００３０】
この発明に従う情報担体は、図１に描かれている。この情報担体は、中心孔１１をもつ透明な中空素子12と、第１、第２、第３および第４の情報スタック13、14、15および16と、保護カバー17とを有する。情報担体は、コンタクト16aおよび16bのようなコンタクトをさらに有する。
【００３１】
情報スタックは、例えば図6aにより詳細に示されているように、図1に示されている情報担体の２つの情報スタックの組み合わせであるかもしれないことに注目すべきである。例えば、第１および第２の情報スタック13および14は、一つの情報スタックを形成することができる。
【００３２】
図１の実施例では、情報担体が、一の情報スタック当り、２個のコンタクトを有している。例えば、コンタクト16aは、第４情報スタック16の第１電極に接続され、コンタクト16bは、第４情報スタック16の第２電極に接続される。情報スタックが、図1に示すように２つの情報スタック間の組み合わせであるならば、情報担体は、図１に示される一の情報スタック当り、１個だけのコンタクトを有していてもよい。
【００３３】
図１の情報担体は、ある波長ｌをもつ光ビームによって走査させることを目的とする。図１の実施例では、各情報スタックは、第１電極と、第２電極と、光ビームの波長での光学的特性が第１および第２電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを有する。前記中空素子12は、波長ｌで透明であるように選択される。適当なコンタクト間に適当な電位差の適用によって、一の情報スタック内の情報を走査することは可能であり、その走査は、他の情報スタックの存在によっては邪魔されない。実際は、情報スタックに適用される電位差によっては、この情報スタックの材料が波長ｌで吸収性または透光性であるかもしれない。それゆえ、例えば、第４情報スタック16を走査するため、第１、第２および第３の情報スタック13、14および15は、波長ｌで透光性とすることができるが、第４の情報スタック16の材料は、波長ｌで吸収性とする。前記材料によって、この第４の情報スタック16に情報が書き込まれたならば、情報は、第１、第２および第３の情報スタック13、14および15によって邪魔されることなく、第４情報スタック16から読み出すことができる。
【００３４】
この発明に従う情報担体が４個よりも多い情報スタックを有することができることに注目すべきである。実際に、一の情報スタックの走査が、他の情報スタックによって邪魔されないとき、そのような情報担体は、比較的多くの数の情報スタックを有していてもよい。例えば、この発明に従う情報担体は、10、20または100まであるいはそれより多くの情報スタックを有していてもよい。
【００３５】
図１に示される情報スタックの厚さは、現実のものとは対応していないことにも注目すべきである。実際に、情報スタックの厚さは、数マイクロメートル、典型的には40マイクロメートル未満、好ましくは、10マイクロメートル未満、最適には１マイクロメートルであるが、中心孔の径は、約１センチメートルであるかもしれない。それゆえ、そのような情報担体は、たとえ情報スタックの数が多いとしても、比較的コンパクトである。
【００３６】
この発明に従う情報担体は、種々の形状をもつことができることにも注目すべきである。例えば、情報担体は、楕円形であってもよく、または平行６面体形状であってもよい。データ記憶媒体の全体形状は、中空の矩形であってもよい。データの読み出しは、その後、蛇行またはジグザク状のパスに従うのが好ましいが、らせん状のパスでもまた可能である。
【００３７】
図２は、この発明に従う情報担体の製造方法を説明する。図２は、情報担体の製造プロセス中における情報担体の平面図に相当する。この製造は、電極261のような少なくとも１個の電極を有する情報ストリップと、光ビームの波長での光学的特性が２個の電極間に適用される電位差に依存するところの材料とを作製することにある。前記情報ストリップは、好ましくない巻き戻しに対し、接着剤を少なくとも有する付加層26のような付加層をさらに有する。この情報ストリップの性質は、光学的特性が、情報スタックの設計上だけでなく、電位差によって切り替えることができるところの使用された材料に依存する。情報スタックの多数の実施例や情報スタックの構造は、以下の図面を参照してより詳細に説明される。
【００３８】
情報ストリップが一旦製造されると、透明な中空素子12の周りに巻き上げられる。図２の実施例では、情報ストリップがらせん状に巻き上げられている。各ターンで、情報ストリップの電極は切断され、その結果、複数個の電極が得られ、それらの電極は互いから電気的に絶縁されている。この実施例では、情報担体は、５個の電極211、221、231、241および251を有する。情報ストリップは、巻回の各ターンでまた切断されている他の電極を有していてもよい。
【００３９】
電極はまた、巻回前の情報ストリップの複数の電極を得るため、巻回前に切断されていてもよい。この場合には、情報ストリップの電極長さが、情報担体の１ターンの長さに相当する。
【００４０】
前記付加層26のような情報ストリップの他の層は、巻回前または巻回中に切断されてもよい。図２の実施例では、情報担体は、５つの付加層21、22、23、24および25を有する。この実施例では、情報担体は、５つの情報スタックを有し、各々が、電極211のような電極と、付加層21のような付加層を有している。
【００４１】
製造プロセスの終わりに、保護層が情報スタックの周りに巻き上げられ、または堆積される。その後、コンタクトは、情報担体の上面上に加えられ、コンタクトは、情報スタックの関連する電極に電気的に接続される。これらのコンタクトは、巻回前または巻回中に加えてもよい。情報担体は、その底面上に更なるコンタクトを有してもよい。これは、一の情報担体の上面のコンタクトが、他の情報担体の底面のコンタクトと整列するという点で、この発明に従う複数の情報担体と共に積層することが可能にする。
【００４２】
情報ストリップは、巻回中に製造されてもよいことに注目ことは重要である。例えば、情報がエンボス加工によって情報ストリップ上に書き込まれたところの場合には、情報ストリップは、その既にエンボス加工された部分が巻き上げられながら、エンボス加工を行うこともできる。結果として、この製造プロセスは、連続的であり、この結果、この発明に従う情報担体の製造時間は低減する。情報をエンボス加工する代わりに、印刷、加圧成形、または焼成もしくは光化学変質（photo-chemical deterioration）のようなデータ複製の他の方法が可能である。
【００４３】
図3aは、個の発明の第１実施形態に従う第１ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）情報担体の詳細図である。図3aは、図１の平面Ｐ内の図に相当し、図１の第１および第２の情報スタック13および14のような２つだけの情報スタックが示されている。
【００４４】
この情報担体は、第１情報層31、第１電解質層32、第１対極33、スペーサ層34、第２情報層35、第２電解質層36および第２対極37を有する。第１情報層31、第１電解質層32および第１対極33は、第１情報スタック13のような第１情報スタックを形成し、一方、第２情報層35、第２電解質層36および第２対極37は、第２情報スタック14のような第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層34によって分離されている。スペーサ層34は、接着材料を有する。
【００４５】
この実施例では、この情報担体を得るため巻き上げられた情報ストリップは、情報層、電解質層、対極およびスペーサ層を有する。
【００４６】
第１情報層31は第１コンタクトに、第１対極33は第２コンタクトに、第２情報層35は第３コンタクトに、そして、第２対極37は第４コンタクトにそれぞれ接続される。
【００４７】
この情報担体は、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）情報担体であり、このＲＯＭ情報担体は、ユーザがこの担体上に情報を書き込むことができないことを意味する。この情報は、製造プロセス時に書き込まれ、かつ消去することができない。情報層31および35は、ピットとランド（pits and lands）を有し、これらは、エンボス加工や印刷のような従来技術によって得られる。
【００４８】
情報担体は、光ビームによって走査させることを目的とし、ある波長ｌを有する。スペーサ層34と同様、第１および第２電解質層32および36と第１および第２対極33および37は、光ビームと干渉しないようにするため、波長ｌで透明であること、または少なくともこの波長での吸収が非常に小さくなるように選択される。
【００４９】
第１および第２情報層31および35は、エレクトロクロミック材料を有する。エレクトロクロミック材料は、電子の吸収または損失の結果として、変化させることができる光学的特性を有する材料である。エレクトロクロミック材料は、当業者に知られている。例えば、1995年に発行された、Paul M.S Monkらによる刊行物“Electrochromism: Fundamentals and Applications”は、エレクトロクロミック材料の特性を開示する。好ましくは、この発明に従う情報担体に用いられるエレクトロクロミック材料は、PEDTやPEDOTとも称される、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り、例えば”Advanced Materials 2000, 12, No.7”に発行された刊行物“Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Its Derivatives: Past, Present and Future”に記載されている。
【００５０】
図３の実施例では、第１および第２情報層31および35のエレクトロクロミック材料は同じであり、かつ、還元状態と酸化状態を有する。エレクトロクロミック材料は、還元状態にある場合には、波長ｌで吸収と反射が高くなり、また、酸化状態にある場合には、波長ｌで吸収と反射が低くなるように選択される。勿論、酸化状態にある場合には、波長ｌで吸収と反射が高くなり、また、還元状態にある場合には、波長ｌで吸収と反射が低くなる他のエレクトロクロミック材料を用いることもできる。
【００５１】
第１情報層31からの情報を読み出すために第１情報層31を走査させるとき、電位差V1は、第１情報層31と第１対極33の間、すなわち、第１及び第２コンタクト間に適用され、第１情報層31は、第１対極33よりも高い電位になる。そのとき、電流は、第１情報層31から第１対極33へ流れ、一方、電子は、第１対極33から第１情報層31へ移送される。電子は、エレクトロクロミック材料によって吸収されて還元する。電気的中性の理由のため、第１電解質層32からの正イオンは、第１情報層31によって吸収され、または、負イオンは、第１情報層31によって放出され、そして、第１電解質層32からの負イオンは、第１対極33によって吸収され、または、正イオンは、第１対極33によって放出される。それゆえ、第１対極は、イオン授受電極である。電位差V1は、適用されるとき、第１情報層31の吸収および反射が波長ｌで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、エレクトロクロミック材料、電解質、対極および情報スタック内の任意の付加電極に依存する。
【００５２】
そのとき、第１情報層31の吸収および反射が一旦高くなると、電位差はカットされうる。実際に、使用されるエレクトロクロミック材料は、双安定を示し、これは、電位差の適用がない場合に、それらの光学的特性が持続することを意味する。第１情報層31の吸収および反射が高いとき、例えば、CD-ROMの読み出しに用いられる位相差読み出し原理のような従来の読み出し技術によって、この情報層から情報を読み出すことができる。
【００５３】
情報スタックの電解質層は、この情報スタックの情報層や対極にイオンを提供することができるべきである電解質を有する。好ましくは、固体のまたはエラストマー重合体の電解質が、この発明に従う情報担体に用いられる。これらの電解質は、イオン不安定群（ion-labile groups）を有するポリマーからなるか、あるいは、溶解塩をもつポリマーからなる。溶解塩をもつポリマーの実施例は、リチウム塩素酸塩、トリフリック酸（triflic acid）またはりん酸のような塩をもつ架橋ポリエステル、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコールまたはポリメチルメタクリル樹脂である。
【００５４】
第１情報層31の情報が一旦読み出されると、第２情報層35が走査される。第１に、第１情報層31は、前記電位差V1と比較して逆の電位差である電位差-V1が第１情報層31と第１対極33の間に適用される点で透明とする。結果として、第１情報層31のエレクトロクロミック材料は、酸化状態になり、この状態では、波長ｌでの吸収と反射が低くなる。電位差-V1は、第１情報層31のエレクトロクロミック材料が双安定であるため、その後、カットされうる。その後、第２情報層35は、電位差V2が第２情報層35と第２対極37との間に適用される点で吸収性とする。この実施例では、電位差V2は電位差V1と等しい、なぜなら、第１および第２情報スタックが同じエレクトロクロミック材料を有するからである。もし、異なるエレクトロクロミック材料が、第１および第２情報層31および35に用いられるならば、電位差V2は電位差V1と異なってもよい。第２情報層35が一旦吸収性になると、使用されるエレクトロクロミック材料が双安定であるため、電位差V2はカットされる。
【００５５】
第２情報層35の吸収が一旦高くなると、この情報層から情報を読み出すことができる。第１情報層31が情報の読み出しを邪魔しない。なぜなら、第１情報層31は透明とされているからである。結果として、一の情報層のみをアドレスすることは可能であり、一方、情報担体の台（rest）は、透明であるか、または、低い吸収と反射特性を有する。前記所望の層は、適当な電位差が異なる情報スタックの情報層と対極間に適用されるという点でアドレスされる。
【００５６】
上述した層を有する、この発明に従う情報担体は、エンボス加工、成型、フォトリソグラフィー技術、マイクロコンタクト印刷または真空蒸着のような従来技術によって製造されることができる。
【００５７】
この発明に従う情報担体は、２よりも多い情報スタックを有することができる。例えば、この発明に従う情報担体は、10、20もしくは100までまたはそれより多くの情報スタックを有してもよい。例えば、４つの情報スタックを有する、この発明に従う情報担体は、図3bに描かれている。図3bは、図１の情報担体の平面Ｐ内の全体図に相当する。
【００５８】
図４は、この発明の第１実施形態に従う第２ＲＯＭ情報担体の詳細図である。図４はまた、図１の平面Ｐ内の図に相当し、ここでは、図１の第１及び第２情報スタック13および14のような２つの情報スタックのみが示されている。
【００５９】
そのような情報担体は、第１情報層41、第１電解質層42、第１対極43、スペーサ層44、第２情報層45、第２電解質層46および第２対極47を有する。第１情報層41、第１電解質層42および第１対極43は、第１情報スタックを形成し、第２情報層45、第２電解質層46および第２対極47は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層44によって分離されている。
【００６０】
情報層は、ピットとランドを有し、ピットは、蛍光材料によって充填され、ランドは、エレクトロクロミック材料を有する。例えば、第１情報層41は、エレクトロクロミック材料を有するランド410と、蛍光材料を有するピット411とを有する。
【００６１】
この情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、情報層、電解質層、対極およびスペーサ層を有する。そのような情報ストリップは、国際公開第 WO 98/50914号公報に記載されているような従来技術によって製造される。
【００６２】
例えば、電解質層は対極上に堆積させる。その後、エレクトロクロミック材料を有する層が電解質層上に堆積させる。複数の凸面を有するスタンパーは、エレクトロクロミック材料を有するこの層に適用される。これは、この層の表面上にパターンを生じる結果になり、前記パターンは、スタンパーの凸面と一致する。その後、蛍光材料を有する層がパターン層表面上に堆積させる。蛍光材料を有するこの層は、パターン層に対し良好な接着特性をもつように選択される。この層の一部分は、パターン層のピットに浸透し、別の部分は、パターン層のランドの表面上に残る。前記他の部分は、その後、適当な溶媒によって除去される。このようにして、エレクトロクロミック材料をもつランドと、蛍光材料で満たされたピットを有する情報層が得られる。蛍光材料で満たされるこれらのピットは、情報層上に記録される情報を有する蛍光セルである。そのような情報ストリップはまた、国際公開第WO 98/50914号公報に記載のような射出成形技術によって製造することができる。
【００６３】
この情報担体は、ある波長ｌ１をもつ光ビームによって走査させることを目的とする。蛍光材料と同様、第１および第２電解質層42および46、第１および第２対極43および47およびスペーサ層44は、波長ｌ１で透明になるように選択される。
【００６４】
第１情報層41から情報を読み出すため第１情報層41を走査するとき、電位差V1は、第１情報層41と第１対極43の間に適用される。電子は、第１情報層41のエレクトロクロミック材料によって吸収されて少なくなる。電位差V1は、適用されるとき、第１情報層41のエレクトロクロミック材料の吸収及び反射が波長ｌ１で比較的高くなるように選択される。
【００６５】
第１情報層41の吸収および反射が高いとき、この第１情報層41は、この上にフォーカスされる光ビームからのエネルギーを吸収する。光ビームが第１情報層41のピット上にフォーカスされるとき、吸収されたエネルギーは、このピット内に有する蛍光材料によって蛍光シグナルに変換される。その後、この蛍光シグナルは、従来技術によって検出される。それゆえ、情報は第１情報層41から読み出される。そのような蛍光材料の実施例は、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロ-9-アセチルキノリジノ-[9,9a,1-gh]-クマリン、3-(2’-N-メチルベンズイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリンおよびピロメテン誘導体のような、キノリン、アクリジン、インドール、クマリン誘導体である。これらの蛍光材料は、そのようなものとして適用するか、あるいは、例えば、重合体の性質の支持マトリクス材料内に、バインダーに対する錯化または吸着の任意の援助によって分散させることができる。
【００６６】
第１情報層41の情報が一旦読み出されると、第２情報層を走査させる。第１に、第１情報層41は、電位差−V1が第１情報層41と第１対極43の間に適用されるという点で透明にする。結果として、第１情報層41のエレクトロクロミック材料は、酸化され、この酸化状態では、波長ｌ１で吸収が少ない。その後、第２情報層45は、電位差V2が第２情報層45と第２対極47との間に適用されるという点で吸収性とする。この実施例では、電位差V2は電位差V1と等しい。
【００６７】
第２情報層45の吸収が一旦高くなると、この第２情報層45がこの上にフォーカスされる光ビームからのエネルギー吸収することができる。光ビームが第２情報層45のピット上にフォーカスされると、吸収されたエネルギーは、このピット内に有する蛍光材料によって蛍光シグナルに変換される。この蛍光シグナルは、その後、検出され、このようにして、情報が第２情報層45から読み出される。
【００６８】
いわゆるストークス−シフト(Stokes-shift)に起因して、蛍光シグナルは波長ｌ２を有する。蛍光材料は、波長ｌ２で透明になるように選択され、その結果、検出された蛍光シグナルは、第１情報層41の蛍光材料によって邪魔されない。
【００６９】
第１情報層41は、第２情報層45上に記録される情報の読み出しを邪魔しない。なぜなら、第１情報層41のエレクトロクロミック材料は、上文で説明したように、波長ｌ１で透明にしたからである。それゆえ、第１情報層を横断する波長ｌ１での光ビームは、第１情報層41のランドと干渉せず、かつ、第１情報層41のピットとも干渉しない。なぜなら、蛍光材料は、波長ｌ１で透明になるように選択される。さらに、第１情報層41のエレクトロクロミック材料は、波長ｌ２になるように選択され、その結果、波長ｌ２で蛍光シグナルとは干渉しない。
【００７０】
結果として、一のみの情報層をアドレスすることが可能であり、一方、情報担体の台は、透明であるか、あるいは、波長ｌ１と波長ｌ２で低い吸収性を有する。所望の層は、適当な電位差がそれぞれの情報スタックの情報層と対極の間に適用されるという点でアドレスされる。
【００７１】
図5a、図 5bおよび図5cは、この発明の第１実施形態に従う第２、第３および第４のＲＯＭ情報担体を示す。これらの図では、図3aに付された数字と同一の数字が同一物に対して示す。これらの情報担体は、第１および第２情報スタックを有する。第１情報スタックは、第１透明電極51と第２透明電極52を有する。第２情報スタックは、第３透明電極53および第４透明電極54を有する。第１、第２、第３および第４透明電極51〜54は、波長ｌで透明になるように選択される。図2aの情報担体を得るように巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、対極、電解質層、エレクトロクロミック材料を有する情報層、第２電極およびスペーサ層を有する。情報ストリップの情報層は、エンボス加工のような従来技術によってパターンづけされる。第２透明電極は、真空蒸着のような従来技術によって情報層上に堆積させる。
【００７２】
第１情報層31を、波長ｌで透明状態から吸収状態に切り替えるため、適当な電位差が、第１および第２透明電極51および52の間に適用される。この電位差は、とりわけ、第１および第２透明電極51および52の性質に依存する。第１および第２透明電極51および52に用いることができる材料の実施例は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、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））および他のポリチオフェン誘導体である。第１情報層31を、波長ｌで吸収状態から透明状態に切り替えるため、逆の電位差が第１および第２透明電極51および52の間に適用される。この記載はまた、第２情報スタックにも適用される。
【００７３】
図5bの情報担体を得るために巻き上げられる情報ストリップは、第１透明電極、対極、電解質層、エレクトロクロミック材料を有する情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。電解質層はパターン付けされ、エレクトロクロミック材料を有する情報層は、オフセット印刷のような従来技術によって電解質層のランド上に堆積させる。第２電極は、その情報層上に堆積させる。唯一の不連続が、絶縁されたピットによって生じるとき、情報層31および35は連続層である。電位差は、第１および第２電極51および52間と、第３および第４電極53および54間にそれぞれ適用される。
【００７４】
図5cの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、対極、電解質層、エレクトロクロミック材料を有する情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。電解質層はパターン付けされ、エレクトロクロミック材料を有する情報層は、真空蒸着のような従来技術によって電解質層のランド上に堆積させる。第２透明電極は、情報層上に堆積させる。電位差は、第１および第２透明電極51および52間と、第３および第４透明電極53および54間にそれぞれ適用される。
【００７５】
そのような透明な付加電極は、情報層が図４の情報担体のようなエレクトロクロミック材料や蛍光材料を有するところの情報担体に用いることができる。
【００７６】
図6aは、一の情報層が他の情報層に対して対極として機能するところの第１ＲＯＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２および第３情報層601、603および605と、第１および第２電解質層602および604を有する。図6aの情報担体を得るために巻き上げられる情報ストリップは、情報層と電解質層を有する。電解質層は接着材料を有する。
【００７７】
第１情報層601、第１電解質層602および第２情報層603は、第１情報スタックを形成する。第２情報層603、第２電解質層604および第３情報層605は、第２情報スタックを形成する。このようにして、第１および第２情報スタックは、２つの情報層と２つの対極を有する。結果として、情報スタックは、巻回（巻上げ）プロセスの単一ターンに相当する情報ストリップの一部に一致しないが、巻回プロセスの単一ターンにそれぞれ対応する情報ストリップの２つの部分の組み合わせである。これは、図6aの第１情報スタックが、図１の第１および第２情報スタック13および14の組み合わせであり、図6aの第２情報スタックが、図１の第２および第３情報スタック14および15の組み合わせである。
【００７８】
図6aの第１情報スタックでは、第２情報層603が、第１情報層601のための対極として機能し、第１情報層601は、第２情報層603のための対極として機能する。実際に、第１および第２情報層601および603は、エレクトロクロミック材料を有し、従って、イオン授受電極である。第２情報スタックでは、第３情報層605が第２情報層603のための対極として機能し、第２情報層603が第３情報層605のための対極として機能する。
【００７９】
第１情報層601をアドレスするため、第１情報層601は、適当な電位差Ｖ１が第１情報層601と第２情報層603の間に適用されるという点で吸収性とする。その後、第２情報層603をアドレスするため、第１情報層601は、逆の電位差−Ｖ１が第１情報層601と第２情報層603の間に適用されるという点で透明とする。結果として、第２情報層603は還元し、それゆえ、波長ｌで吸収性になる。ゆえに、第２情報層603は、アドレスされかつ走査可能になる。
【００８０】
第３情報層605をアドレスするため、電位差Ｖ２が第２情報層603と第３情報層605の間で適用される。情報層601、603および605のエレクトロクロミック材料が同じであるとき、この電位差Ｖ２は、電位差−Ｖ１と等しい。第３情報層605は還元され、波長ｌで吸収性になり、また、第２情報層603は酸化され、波長ｌで透明になる。結果として、第３情報層605のみが、波長ｌで吸収性であり、その結果、第１および第２情報層601および603は、第３情報層605の走査を邪魔しない。
【００８１】
図6bは、一の情報層が別の情報層のための対極として機能するところの第２ＲＯＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２、第３および第４情報層601、603、605および607、スペーサ層604、第１および第２電解質層602および606、並びに、第１、第２、第３および第４透明電極611〜614を有する。第１透明電極611、第１情報層601、第１電解質層602、第２情報層603および第２透明電極612は第１情報スタックを形成する。第３透明電極613、第３情報層605、第２電解質層606、第４情報層607および第４透明電極614は第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックはスペーサ層604によって分離されている。
【００８２】
図6bの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、第１情報層、電解質層、第２情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。この場合において、情報スタックは、巻回プロセスの単一ターンに相当する情報ストリップの部分と一致する。
【００８３】
第１情報層601をアドレスするため、第１情報層601は、適当な電位差Ｖ１が第１透明電極611と第２透明電極612との間に適用されるという点で吸収性になる。その後、第２情報層603をアドレスするため、第１情報層601は、逆の電位差−Ｖ１が第１透明電極611と第２透明電極612との間に適用されるという点で透明になる。結果として、第２情報層603は、波長ｌで吸収性になる。それゆえ、第２情報層603は、アドレスされかつ走査可能になる。
【００８４】
その後、第３情報層605をアドレスするため、第２情報層603は、透明にならなければならず、その結果、第３情報層605の走査は、第２情報層603によって邪魔されない。これは、第１透明電極611と第２透明電極612の間の電位差Ｖ１の適用によっては行うことができない。なぜなら、第１情報層601は、波長ｌで吸収性になるであろうし、従って、第３情報層605の走査を邪魔するからである。結果として、Ｖ１とは異なる電位差が、第１透明電極611と第２透明電極612の間に適用され、その電位差で、第１情報層601と第２情報層603は両方とも透明になる。これは、例えば公知文献“Electrochromism: Fundamentals and Applications”の145頁に説明されているように、特定のエレクトロクロミック材料の吸収が、適用される電位差に依存するので、可能である。例えば、電位差Ｖ１／２を適用することができる。第１および第２情報層601および603を透明にするために適用されるべき電位差は、とりわけ、使用されるエレクトロクロミック材料に依存する。
【００８５】
第３情報層605は、その後、第３透明電極613と第４透明電極614の間の電位差Ｖ２の適用によってアドレスされる。この実施例では、情報層に用いられるエレクトロクロミック材料が同じであるので、Ｖ２はＶ１と等しい。その後、第４情報層607をアドレスするため、逆の電位差−Ｖ２が第３透明電極613と第４透明電極614の間に適用される。
【００８６】
図6cは、一の情報層が別の情報層のための対極として機能するところの第３ＲＯＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２および第３情報層601、603および605、第１および第２電解質層602および604、第１、第２、第３、第４、第５および第６透明電極621〜626を有する。第１透明電極621、第１情報層601、第１電解質層602、第２情報層603および第４電極624は、第１情報スタックを形成する。第３電極623、第２情報層603、第２電解質層604、第３情報層605および第６電極626は、第２情報スタックを形成する。この情報担体では、６個の電極621〜626は、多孔質であって、電解質層602および604からのイオンがこれらの電極621〜626を通過できることを意味する。図6cの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、情報層、第２透明電極および電解質層を有する。電解質層は接着材料を有する。この場合において、情報スタックは、巻回プロセスの単一ターン（一巻き）に相当する情報ストリップの部分とは一致しないが、巻回プロセスの単一ターン（一巻き）に相当する情報ストリップの２つの部分の組み合わせである。
【００８７】
第１情報層601をアドレスするため、第１情報層601は、適当な電位差Ｖ１が第１透明電極621と第４透明電極624の間に適用されるという点で吸収性になる。第２および第３透明電極622および623は多孔質であるので、イオンが第１および第２情報層601および603の間で移動することができ、その結果、電気化学プロセスを行うことができる。
【００８８】
その後、第２情報層603をアドレスするため、第１情報層は、逆の電位差−Ｖ１が第１透明電極621と第４透明電極624の間に適用されるという点で透明になる。結果として、第２情報層603は、還元され、波長ｌで吸収性になる。それゆえ、第２情報層603はアドレスされ、走査可能になる。
【００８９】
第３情報層605をアドレスするため、電位差Ｖ２は第３透明電極623と第６電極626の間に適用される。情報層601、603および605のエレクトロクロミック材料は同じであるので、この電位差Ｖ２は−Ｖ１と等しい。第３情報層605は、還元され、波長ｌで吸収性になり、また、第２情報層603は、酸化され、波長ｌで透明になる。結果として、第３情報層605のみが、波長ｌで吸収性になり、その結果、第１および第２情報層601および603は、第３情報層605の走査を邪魔しない。
【００９０】
図７は、この発明の第２実施形態に従う第１ＲＯＭ情報担体を示す。そのような情報担体は、第１、第２、第３および第４透明電極71、73、75および77、第１および第２情報層72および76、並びにスペーサ層74を有する。第１透明電極71、第１情報層72および第２透明電極73は、第１情報スタックを形成し、第３透明電極75、第２情報層76および第４透明電極77は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層74によって分離されている。
【００９１】
この情報担体は、ある波長ｌをもつ光ビームによって走査させることを目的とする。第１、第２、第３および第４透明電極71、73、75および77は、スペーサ層74と同様、波長ｌで透明になるように選択される。
【００９２】
情報スタックの情報層は、適当な電位差が第１及び第２電極の間に適用されたときに、初期の配向に対し回転できる分子を有する。これを達成するため、直流電圧を用いてもよいが、交流電圧を用いることが好ましい。
【００９３】
図７の情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。情報層は、エンボス加工や印刷のような従来技術によってパターン付けされる。
【００９４】
電位差が透明電極間に適用されるとき、所定の方法に向かって回転するための能力をもつ分子は、例えば、液晶分子である。そのような液晶分子は、例えば、1997年、米国ニューヨーク州のオックスフォード大学出版局のPeter J. Collings, Jay S. Petelによる“Handbook of Liquid Crystal Research”に記載されている。例えば、第１および第２透明電極71および73間に適用される適当な電位差は、第１および第２透明電極71および73に対し実質的に直交する方向をもつ電界を作り出す。この電界を施すと、第１情報層72の液晶分子は、電界方向に向かって回転するであろう。
【００９５】
このことは、正の誘電異方性をもつ液晶分子を使用したときは正しい。代案として、負の誘電異方性をもつ液晶分子を、この発明に従って用いることができる。この場合、第１情報層72の液晶分子は、電界方向に対し直交する方向に向かって回転するであろう。以下の記載は、正の誘電異方性をもつ液晶分子に適用する。
【００９６】
さらに、情報層は、液晶分子の単一タイプか、あるいは、液晶分子の２以上のタイプの混合を有することができる。さらに、情報層は、ネマチック相、スメチック相、キラルネマチック相、強誘電相またはディスコチック相のような一以上の温度依存または濃度依存の液晶相を示すことができる。
【００９７】
さらに、情報層は、他のコンポーネントを組み入れてもよい。例えば、液晶分子は、R.A.M Hikmet著書、G.P. Crawford, S. Zumer編集で、1996年ロンドンのTalor＆Francisによって発行された、“Liquid crystals in complex geometries. Formed by polymer and porous networks”に記載されているように、等方性または異方性ネットワーク内に組み入れてもよい。そのようなネットワーク強化型液晶層は、この文献に記載されているように、例えば、前もって提供された反応性混合物が紫外光で照射されるという点で、その場で作り出すことができる。
【００９８】
電位差が第１および第２透明電極71および73に適用されないとき、第１情報層72の液晶分子は、ランダムに方向付けられ、その結果、第１情報層72は、波長ｌで実質的に透明である。適当な電位差が第１及び第２透明電極71および73の間に適用されると、第１情報層72の液晶分子が、前記電位差によって生じる電界の方向に向かって回転し、第１情報層72が波長ｌで吸収性および／または反射性になる。これは、屈折率の変化の結果であり、第１情報層72の液晶分子の再配向から生じるものである。
【００９９】
この発明に従って使用される分子は、代案として、２個の透明電極間に適用される電位差によって生じる電流の方向に向かって回転する荷電置換基(charged substituent)を有する分子であることができる。そのような分子の実施例は、アイオノマーや高分子電解質である。高分子電解質またはアイオノマーは、ペンダント基として、イオン機能性をもつの比較的少数のモノマーユニットを有する重合体バックボーン（polymeric backbones）からなるか、あるいは、主鎖（main chain）内に組み込まれたイオン含有ポリマーである。主に、カルボン酸、スルホン酸またはりん酸を用いることができ、陽イオンとともに部分的または完全に中和される。これらの材料は、例えば、1975年、英国ロンドンのApplied Science Publishers のL. Holliday著書の“Ionic Polymers”に記載されている。これらの材料の特別な実施例は、例えば、ポリ（2−アクリルアミド‐2‐メチルプロパンスルホン酸）、ポリ（エチレンスルホン酸）、およびポリ（エチレン共メチルアクリル酸）のような共重合体の亜鉛またはナトリウム塩である。
【０１００】
随意的に、これらの高分子電解質またはアイオノマーは、高分子の主鎖、側鎖またはその両方に存在するメソゲニックユニットを有するように変更することができる。そのような液晶アイオノマーの特定の実施例は、例えば、Macromolecular Symposia(1997), 117, 229-232にWilbertらによる“Liquid-crystalline ionomers”に記載されている。
【０１０１】
さらに、溶媒、共溶媒または軟化添加剤のような選択的添加物は、材料の再配向を容易にしかつ最適化するように、情報層の粘性を調整するため、使用されるアイオノマーまたは高分子電解質とともに使用することができる。
【０１０２】
第１および第２透明電極71および73の間に電位差が適用されないと、第１情報層72の分子は、ランダムの方向付けられ、その結果、第１情報層72が波長ｌで実質的に透明になる。適当な電位差が第１および第２透明電極71および73に適用されると、第１情報層72の分子は、前記電位差によって生じる電流の方向に向かって回転し、第１情報層72は、波長ｌで吸収性および／または反射性になる。
【０１０３】
この方向は、第１情報層11に用いられる材料の性質に依存する。第１情報層11が荷電置換基を有するのみであるならば、この方向は、前記電位差によって生じる電流の方向である。情報層がメソゲニックユニットを含有する荷電置換基を有するならば、その方向は、メソゲニックユニットの液晶分子の性質に依存する。
【０１０４】
以下の記載は、液晶分子を有する情報層に適用する。同様な記載は、荷電置換基、随意的にメソゲニックユニットを含有する荷電置換基をもつ分子を有する情報層に適用する。
【０１０５】
第１情報層72がこの第１情報層72からの情報を読み出すため走査されると、電位差Ｖ１は、第１および第２透明電極71および73巻に適用される。従って、電界は、第１および第２透明電極71および73間で生じる。この結果、第１情報層72の液晶分子は、この電界の方向、すなわち、第１および第２透明電極71および73に対し実質的に直交する方向に向かって回転する。結果として、第１情報層72は、波長ｌで吸収性および／または反射性になる。
【０１０６】
電位差Ｖ１は、それが適用されると、第１情報層72の吸収および／または反射が波長ｌで比較的高くなるように選択される。その後、第１情報層72の吸収および／または反射が一旦高くなると、従来の読み出し技術によってこの情報層から情報を読み出すことができる。
【０１０７】
第１情報層72の情報を一旦読み出すと、第２情報層76が走査される。第１に、第１情報層72は、電位差Ｖ１が除去されるという点で透明にする。第１及び第２透明電極71および73間の電界が消滅し、液晶分子がそれらの元の初期の配向に回転し、従って、第１情報層72は透明になる。
【０１０８】
その後、第２情報層76は、電位差Ｖ２が第３および第４透明電極75および77の間に適用される点で、吸収性および／または反射性になる。この実施例では、第１および第２情報スタックが同じ液晶分子を有するので、電位差Ｖ２は電位差Ｖ１と等しい。所定の方向に向かって回転する能力をもつ異なる分子が、第１および第２情報層72および76に用いられるならば、Ｖ２はＶ１と異なっていてもよい。また、情報層72および76の層厚みが異なるならば、異なる電位差が必要であるかもしれない。
【０１０９】
第２情報層76が、一旦、吸収性および／または反射性になると、この第２情報層76から情報を読み出すことができる。第１情報層72は、透明になるので、情報の読み出しを邪魔しない。結果として、１の情報層のみをアドレスすることは可能であり、一方、情報担体の台（rest）は実質的に透明である。所望の層は、個々の情報スタックの透明電極間への適当な電位差の適用によってアドレスされる。
【０１１０】
上記では、液晶分子が、第１および第２電極間に電位差を適用しない場合には、ランダムに配向される。電位差が適用されると、液晶分子は、その性質に依存して、電位差によって生じる電界に対して平行または直交する方向に向かって回転する。
【０１１１】
液晶分子は、電位差が適用されない場合に、ある特定の方向に配向させることもでき、この方向が第１および第２電極間に適用される場合に変化することに注目すべきである。例えば、液晶分子は、この配向が透明情報層になると仮定すれば、電位差の適用がない場合に、第１および第２電極に対し平行にすることができる。その後、電位差が適用されるとき、液晶分子は、第１および第２電極に対し直交する方向に回転し、この場合、考慮された情報層は吸収性および／または反射性になる。
【０１１２】
後者の場合、液晶分子は、電位差を取り除いたとき、それらの初期の配向に戻るべきである。これは、情報層のための異方性ネットワークの使用によって達成することができる。例えば、電位差の適用がないとき、液晶分子の配向が平面的、すなわち、第１および第２電極と平行であるならば、平面状に配向された異方性ネットワークは、正の誘電異方性をもつ液晶分子を組み合わせて使用されるであろう。電位差の適用がないとき、液晶分子の配向がホメオトロピック（homeotropic）的、すなわち、第１および第２電極に対して直交するならば、ホメオトロピック状に配向された異方性ネットワークは、負の誘電異方性をもつ液晶分子を組み合わせて使用されるであろう、
【０１１３】
代案として、電圧が適用されないとき、液晶配列の好適な配向を生じさせるため、第１および第２電極の化学的または機械的な改良を行うことができる。
【０１１４】
代案として、情報層を包囲する付加的な配列層（alignment layers）を用いることができる。付加的情報層は、情報スタックの電極と情報層の間に置かれる。これらの配列層の１つのみを用いることは可能であるけれども、両配列層を用いるのが好ましい。
【０１１５】
従来の液晶ディスプレイの構成のため典型的に用いられる配列層、例えば、摩擦されたポリイミド配列層または光配向層や、クマリン誘導体または桂皮酸誘導体のような配列層は、ここで用いることができる。これらの層は、回転塗布や浸漬被覆のような従来の処理技術によって、再度、堆積させることができる。配列層のタイプにもよるが、所望の配向を生じさせるため、その後の摩擦(rubbing)が必要であるか、あるいは短時間の紫外線照射が必要である。情報層を包囲する使用された配列層は、同じであるのが好ましいが、異なっていてもよい。ポリイミドの使用の利点は、有機ポリマーの大半に対し通常観察される典型的な分解温度をかなり上回っている、それらの優れた温度安定性である。
【０１１６】
図8aは、この発明の第２実施形態に従う第２ＲＯＭ情報担体を示す。この図では、図７の参照番号と同一である参照番号は同一物を表わす。この情報担体は、第１、第２、第３および第４透明電極71、73、75および77、第１および第２情報層72および76、並びにスペーサ層74を有する。第１透明電極71、第１情報層72および第２透明電極73は、第１情報スタックを形成し、第３透明電極75、第２情報層76および第４透明電極77は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層74によって分離されている。
【０１１７】
図8aの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。第１透明電極は、エンボス加工のような従来技術によってパターン付けされ、情報層は、真空蒸着のような従来技術によってパターン化された透明電極上に堆積される。
【０１１８】
第１および第２情報層72および76をアドレスするため、電位差は、第１および第２透明電極71および73間と、第３および第４透明電極75および77間にそれぞれ適用される。
【０１１９】
図8bは、この発明の第２実施形態に従う第３ＲＯＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２および第３透明電極81、83および85と、第１および第２情報層82および84を有する。第１透明電極81、第１情報層82および第２透明電極83は、第１情報スタックを形成し、第２透明電極83、第２情報層84および第３透明電極85は、第２情報スタックを形成する。
【０１２０】
図8bの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、情報層と透明電極を有する。透明電極は、接着材料を有する。この場合、情報スタックは、巻回プロセスの単一ターンに相当する情報ストリップの部分とは一致しないが、巻回プロセスの単一ターンに相当する情報ストリップの２つの部分の組み合わせである。
【０１２１】
第１および第２情報層82および84をアドレスするため、電位差が第１および第２透明電極81および83の間と、第２および第３透明電極83および85にそれぞれ適用される。
【０１２２】
図９は、この発明の第１実施形態に従うＷＯＲＭ（Write Once Read Many）
情報担体（追記型情報担体）を示す。この情報担体は、第１情報層91、第１電解質層92、第１対極93、スペーサ層94、第２情報層95、第２電解質層96および第２対極97を有する。第１情報層91、第１電解質層92および第１対極93は、第１情報スタックを形成し、第２情報層95、第２電解質層96および第２対極97は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層94によって分離されている。
【０１２３】
図９の情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、対極、電解質層、情報層およびスペーサ層を有する。情報層は、電子の授受の能力をもつエレクトロクロミック材料を有し、この能力は、波長ｌの光ビームによって局所的に低下させることができる。エレクトロクロミック材料の電子の授受の能力を局所的に低下させるため、光ビームの比較的高いパワーが必要とされる。その高いパワーは材料内に吸収され、例えば、溶融、焼きなまし（アニール）、光化学反応、熱的損傷または変質によって、材料特性を変化させる。この比較的高いパワーは、情報担体上に情報を書き込む間中、使用され、一方、より低いパワーは、読み込み時に使用され、後者は、エレクトロクロミック材料の電子の授受の能力を低下させるには不十分である。
【０１２４】
第１情報層91上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームが第１情報層91上にフォーカスされ、エレクトロクロミック材料の電子の授受する能力を局所的に低下させ、マークを書き込む。図９では、エレクトロクロミック材料の電子を授受する能力が低下したところのマークは、一点鎖線で表わされている。情報層内のマークの深さは、光ビームのパワーを変化させ、または、光ビームがマーク上にフォーカスされる間の時間を変化させることで選択することができる。異なるマーク深さをもつことは、マルチレベル（多層）の記録を可能にする。単一レベルの記録では、典型的に２つの反射状態またはレベルが用いられ、一方、マルチレベルの記録の場合には、より多くの反射レベルが、データを表わすため規定される。
【０１２５】
第２情報層95上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームが、第２情報層95上にフォーカスされ、エレクトロクロミック材料の電子の授受する能力を局所的に低下させ、マークを書き込む。
【０１２６】
情報が書き込まれるべきである情報層は、比較的高いパワーの光ビームがその上にフォーカスされる前に吸収性にすることができる。これは、比較的高いパワーの光ビームの吸収を向上させ、エレクトロクロミック材料の電子を授受する能力の低下を増加させる。
【０１２７】
第１情報層91から情報を読み出すため、第１情報層91は、適当な電圧Ｖ１が第１情報層91と第１対極93の間に適用されるという点で、波長ｌで吸収性になる。第１情報層91は、マークが書き込まれた場所以外は吸収性になる。なぜなら、これらのマークの電子を授受する能力は、これらのマークのエレクトロクロミック材料の還元を可能にするため、非常に小さいからである。それゆえ、第１情報層91におけるマークとマークなし領域との間での吸収および反射の差は、第１情報層91から情報を読み出すために用いられる。
【０１２８】
第２情報層95から情報を読み出すため、第１情報層91は、逆電圧−Ｖ１が第１情報層91と第１対極93の間で適用されるという点で、波長ｌで透明になる。マークを含む全体の第１情報層91は、これによって透明になる。それゆえ、第１情報層91は、第２情報層95の走査を邪魔しない。その後、第２情報層95は、Ｖ１と等しい適当な電圧Ｖ２が第２情報層95と第２対極97の間に適用されるという点で波長ｌで吸収性になる。第２情報層95は、マークが書き込まれた場所を除いて吸収性になる。そのとき、第２情報層95から情報を読み出すことができる。
【０１２９】
波長ｌの光ビームによって局所的に低下させることができる電子を授受する能力をもつエレクトロクロミック材料を有する情報層が、図5aから図5cに関して述べたように、付加的な電極と協働して使用されてもよいことに注目することは重要である。また、これらの情報層を、図6aから図6cにおいて述べたように、一の情報層が他の情報層のための対極として機能するところの情報担体に使用することもできる点に注目するべきである。
【０１３０】
光ビームによって局所的に低下させることができる電子を授受する能力をもつエレクトロクロミック材料を有する情報層が、蛍光材料をさらに有することができる点にも注目すべきである。この場合、エレクトロクロミック材料および蛍光材料は、同じ材料であってもよい。蛍光エレクトロクロミック材料の実施例は、アミノナフチルエテニルピリジニウム色素（aminonaphtylethenylpyridinium-dyes）、ＲＨ色素（RH-dyes）、カルボシアニン誘導体およびローダミン誘導体である。
【０１３１】
代案として、情報層は、エレクトロクロミック材料と、蛍光によって光を発するための能力をもつ蛍光材料を有し、その能力は、光ビームによって局所的に低下させることができる。この場合、第１情報層91上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ波長ｌ１の光ビームが、第１情報層91上にフォーカスされ、蛍光材料の蛍光によって光を発するための能力を局所的に低下させ、マークを書き込む。同じプロセスが、第２情報層95上に情報を書き込むのに適用する。
【０１３２】
情報が書き込まれるべきところの情報層は、比較的高いパワーの光ビームがその上にフォーカスされる前に吸収性にしてもよい。これは、比較的高いパワーの光ビームの吸収を向上させ、蛍光材料の蛍光によって光を発するための能力の低下を増加させる。
【０１３３】
第１情報層91から情報を読み出すため、この第１情報層91は、適当な電圧Ｖ１が第１情報層91と第１対極93の間に適用されるという点で、波長ｌで吸収性になる。この第１情報層91は、吸収性になるが、蛍光シグナルは、光ビームがマークなし領域上にフォーカスされるときのみ発生する。この特性は、第１情報層91から情報を読み出すのに用いられる。
【０１３４】
第１および第２情報層91および95は、波長ｌ１の光ビームによって局所的に低下されうる、電子の授受能力をもつエレクトロクロミック材料と、波長ｌ１の光ビームによって局所的に低下されうる、蛍光によって光を発する能力をもつ蛍光材料とを有することができることに注目することは重要である。書き込み時に、比較的高いパワーの光ビームが、エレクトロクロミック材料の電子の授受能力と、蛍光材料の蛍光によって光を発する能力とを、局所的に低下するために用いられる。
【０１３５】
図10aは、この発明の第２実施形態に従う第１ＷＯＲＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２、第３および第４透明電極101、103、105および107、第１および第２情報層102および106、並びにスペーサ層104を有する。第１透明電極101、第１情報層102および第２透明電極103は、第１情報スタックを形成し、第３透明電極105、第２情報層106および第４透明電極107は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層104によって分離されている。
【０１３６】
図10aの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、情報層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。情報層は、適当な電位差が第１および第２透明電極間に適用されると、第１および第２透明電極に対して実質的に直交する方向に向かって回転しようとする分子を有する。第１透明電極は、波長ｌの光ビームによって局所的に低下させることができる電気コンダクタンスを有する。第１透明電極の電気コンダクタンスを局所的に低下させるため、比較的高いパワーの光ビームが必要とされる。その高いパワーが材料に吸収され、例えば、溶融、アニール、光化学反応、熱損傷または変質によって、その材料特性を変化させる。この比較的高いパワーは、情報担体上に情報を書き込む間中、使用され、一方、より低いパワーは、読み出し中に使用され、そのパワーは、第１透明電極の電気コンダクタンスを低下することができない。
【０１３７】
第１情報層102上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームが第１透明電極101上にフォーカスされ、この第１透明電極101の電気コンダクタンスを局所的に低下させ、マークを書き込む。図10aでは、第１透明電極101が低下させたところのマークが一点鎖線によって示されている。
【０１３８】
第２情報層106上の情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームは、第３透明電極105上にフォーカスされ、この第３透明電極105の電気コンダクタンスを局所的に低下させる。
【０１３９】
第１情報層102から情報を読み出すため、適当な電圧Ｖ１が第１透明電極101と第２透明電極103の間に適用される。電界は、マークが書き込まれた場所以外の、第１および第２透明電極101および103の間で生じる。なぜなら、これらのマークの電気コンダクタンスは、電界を発生させるには非常に小さいからである。それゆえ、第１情報層102の液晶分子に、第１透明電極101に書き込まれたマーク下に位置する部分を除いて電界をかける。結果として、第１情報層102は、書き込まれたマーク下に位置する部分を除いて、吸収性および／または反射性になる。
【０１４０】
従って、マーク下の部分と、マークなし領域下の部分の間の吸収および反射の差は、第１情報層102から情報を読み出すのに使用される。
【０１４１】
第２情報層106から情報を読み出すため、第１情報層102は、電位差Ｖ１が取り除かれるという点で、波長ｌで透明になる。全体の第１情報層102は、それによって透明になる。それゆえ、第１情報層102は、第２情報層106の走査を邪魔しない。その後、第２情報層106は、Ｖ１と等しい、適当な電圧Ｖ２が第３透明電極105と第４透明電極107の間に適用されるという点で、波長ｌで吸収性および／または反射性になる。第２情報層106は、第３透明電極105に書き込まれたマーク下に位置する部分を除いて、吸収性および／または反射性になる。そのとき、第２情報層106から情報を読み出すことができる。
【０１４２】
図10aに示されているマークと比較して層の厚みは、現実の厚みとは必ずしも一致していない。実際に、情報層の厚みは、マークの幅よりも小さいことが有利である。実際に、情報層の厚みがマークの幅よりも大きいならば、電界は、マーク下に位置する部分でさえ生じるかもしれない。それゆえ、液晶分子に電界をかけるところの部分は、所望よりも広くなるかもしれず、これによって、そのような情報担体のデータ容量を減少させる。光記録に関し、マークは典型的には500ナノメートルよりも広い。結果として、書き込まれたマーク下に位置する部分での電界の発生を避けるため、300ナノメートルよりも小さい情報層の厚さが好ましい。
【０１４３】
また、情報層は、第１透明電極の電気コンダクタンスが低下する温度よりも高い分解温度を有することが好ましいことに注目すべきである。実際に、たとえ光ビームが書き込み時に情報層上に直接的にフォーカスされないとしても、情報層は、マークが書き込まれた透明電極の温度からさほど遠くない温度に到達する。
【０１４４】
しかしながら、第１透明電極の電気コンダクタンスが低下する温度よりも低い分解温度をもつ情報層は、図10bに示すように、この発明の第２実施形態に従うＷＯＲＭ情報担体に用いることができる。図10bでは、情報担体は、第１および第２断熱層108および109をさらに有し、これら断熱層は、第１透明電極101と第１情報層102の間と、第３透明電極105と第２情報層106の間にそれぞれ配置される。
【０１４５】
図10bの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、情報層、断熱層、第２透明電極およびスペーサ層を有する。
【０１４６】
第１および第２断熱層108および109は、波長ｌで透明になり、かつ第１および第３透明電極101および105の電気コンダクタンスが低下する温度よりも高い分解温度をもつように選択される。例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２層は、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリメチルペンテン、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルスルホンのような高温抵抗ポリマーと同様、断熱層として用いることができる。第１および第２断熱層108および109は、比較的低い熱伝導度を有する。結果として、書き込み中の第１および第２情報層102および106の温度は、第１および第３透明電極101および105の温度よりも低い。それゆえ、第１および第２情報層102および106は、比較的低い分解温度をもつことができる。
【０１４７】
図10cは、この発明の第２実施形態に従う第３ＷＯＲＭ情報担体を示す。図10aのＷＯＲＭ情報担体と比較して、情報担体はさらに、第１、第２、第３および第４付加電極1010〜1013を有する。付加電極は、マークが書き込まれた第１および第３電極101および105が部分的に劣化したときの電気抵抗の局所的な増加に打ち勝つのに役立つ。高い分解温度をもつ有機導電性ポリマーまたはＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）のような無機層が、付加電極として用いることができる。
【０１４８】
図10dは、この発明の第２実施形態に従う第４ＷＯＲＭ情報担体を示す。この情報担体は、第１、第２、第３および第４電極101、103、105および107、第１および第２情報層102および106、並びにスペーサ層104を有する。第１電極101、第１情報層102および第２電極103は、第１情報スタックを形成し、第３電極105、第２情報層106および第４電極107は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層104によって分離されている。
【０１４９】
情報層は、局所的に分解させることができ、例えば、アニール、変質、溶融、固定、分解、結晶化、または、光ビームによって光化学的に劣化させることができる。第１および第２情報層102および106を局所的に分解（degrade）するため、光ビームの比較的高いパワーが必要とされる、その高いパワーは、材料内で吸収され、例えば、溶融、アニール、光化学反応、熱損傷または変質によって、その材料特性を変化させる。この比較的高いパワーは、情報担体上に情報を書き込む間中、使用され、一方、より低いパワーは、読み出し時に使用され、その低いパワーは、第１および第２情報層102および106を分解させまたは変質させることができない。
【０１５０】
情報スタックの情報層の局所的な分解は、電位差がこの情報スタックの第１および第２電極間に適用されると、分解領域内の分子が、それらの回転する能力を失わせるという結果を有する。それゆえ、分解エリアは、どんな電位差がこの情報スタックの第１および第２電極に適用されてとしても、透明を維持する。
【０１５１】
第１情報層102上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームが第１情報層102上にフォーカスされ、この第１情報層102を局所的に分解し、マークを書き込む。図10dでは、第１情報層102が分解されたところのマークが、一点鎖線で示されている。情報層のマークの深さは、光ビームのパワーを変化させ、または、光ビームがマーク上にフォーカスされる間の時間を変化させることで選択される。異なるマーク深さをもつことは、マルチレベルの記録を可能にする。単一レベルの記録では、典型的には２つの反射状態またはレベルが用いられ、一方、マルチレベルの記録の場合には、データを表わすために規定される。
【０１５２】
第２情報層106上に情報を書き込むため、比較的高いパワーをもつ光ビームが第２情報層106上にフォーカスされ、この第２情報層106を局所的に分解し、マークを書き込む。
【０１５３】
情報が書き込まれるべき情報層は、比較的高いパワーの光ビームがその上にフォーカスされる前に吸収性にすることができる。これは、比較的高いパワーの光ビームの吸収を向上させ、情報層の局所的な分解を増加させる。
【０１５４】
第１情報層102から情報を読み出すため、この第１情報層102は、適当な電圧Ｖ１が第１電極101と第２電極103の間に適用されるという点で、波長ｌで吸収性になる。第１情報層102は、マークが書き込まれた場所を除いて、吸収性および／または反射性になる。なぜなら、これらのマークの分子は回転できないからである。それゆえ、第１情報層102におけるマークとマークなし領域との間の吸収および／または反射の差は、第１情報層102から情報を読み出すのに用いられる。
【０１５５】
第２情報層106から情報を読み出すため、第１情報層102は、電位差Ｖ１が第１電極101と第２電極103の間に適用されるという点で、波長ｌで透明になる。マークを含む全体の第１情報層102は、それによって透明とする。それゆえ、第１情報層102は、第２情報層106の走査を邪魔しない。その後、第２情報層106は、Ｖ１と等しい、適当な電圧Ｖ２が第３電極105と第４電極107の間に適用されるという点で、波長ｌで吸収性および／または反射性になる。第２情報層106は、マークが書き込まれた場所を除いて、吸収性および／または反射性になる。そのとき、第２情報層106から情報を読み出すことができる。
【０１５６】
図11aは、この発明の第１実施形態に従う第１ＲＷ（書き換え可能）情報担体を示す。この情報担体は、第１情報層111、第１電解質層112、第１対極113、スペーサ層114、第２情報層115、第２電解質層116および第２対極117を有する。第１情報層111、第１電解質層112および第１対極113は、第１情報スタックを形成し、第２情報層115、第２電解質層116および第２対極117は、第２情報スタックを形成する。２つの情報スタックは、スペーサ層114によって分離されている。
【０１５７】
図11aの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、対極、電解質層および情報層を有する。情報層は、エレクトロクロミック材料を有する。情報層はまた、蛍光材料を有する。電解質層は、温度依存の移動度閾値（mobility threshold）を有する。これは、この閾値以下で、この電解質層内のイオンの移動度が低く、一方、イオン移動度はこの閾値よりも上で高くなることを意味する。そのような電解質層の実施例は、好適なガラス遷移をもつポリマー・マトリクス、塊状と遊離形態の間の適当な温度依存平衡を示す非共有結合型凝集体、および、比較的強い温度依存性の粘性をもつポリマー・マトリクスである。
【０１５８】
第１情報層111上にマークを書き込むため、光ビームは、このマーク上にフォーカスされる。このマーク下の電解質層は加熱され、このマーク下の電解質層の温度は、移動度閾値を超える。適当な電位差Ｖ１が第１情報層111と第１対極113の間で適用される。光ビームがフォーカスされない場所では、イオン移動度が低いので、イオン移動度が高い場所でのみ、すなわち、マークが書き込まれるべき場所のみでエレクトロクロミックプロセスが生じる。結果として、第１情報層111は、光ビームがフォーカスされた場所のみで吸収性になり、そして、この光ビームがフォーカスされた場所でマークが書き込まれる。その後、光ビームは、別のマークが第１情報層111上に書き込まれるべき位置上にフォーカスされる。電位差Ｖ１が、その後にカットされるとき、書き込みマークは、エレクトロクロミック材料の双安定のため、吸収性を維持する。同じプロセスが、第２情報層115条にマークを書き込むために繰り返される。
【０１５９】
電解質層は、温度依存性の移動度閾値よりも低い分解温度をもつように選択される。その場合、情報層は、書き込み時に分解せず、書き込みプロセスはリバーシブルであることを意味する。
【０１６０】
第１情報層111からの情報を読み出すため、光ビームは、この情報層上にフォーカスされ、マークとマークなし領域間の吸収差は、読み出しに用いられる。マークは、いずれの電位差が適用されることなしに吸収性を維持しているので、第１情報層111と第１対極113間に電位差は必要とはされない。同様のプロセスが、第２情報層115からの情報を読み出すために繰り返される。
【０１６１】
この情報担体の情報層上に書かれた情報は、消去することができ、そして、これらの情報層上に情報を書き換えることができる。第１情報層111から書き込まれた情報を消去するため、この第１情報層111は、比較的高いパワー（出力）の光ビームによって走査させる。第１電解質層112は加熱され、そして、第１電解質層112の温度は移動度閾値を超える。電位差−Ｖ１は、第１情報層111と第１対極113との間に適用される。結果として、書き込みマークは酸化され、そしてそれゆえに透明になる。このようにして、第１情報層111の全体は、透明になり、その後、マークは、上述したように、第１情報層111上で書き換えることができる。
【０１６２】
例えば、不可逆変化を示すエレクトロクロミック材料、すなわち、一旦酸化されると還元することができないか、または、一旦還元されると酸化することができないエレクトロクロミック材料の使用によって、図11aの情報担体とともにＷＯＲＭ情報担体を設計することは可能である点に注目することは重要である。不可逆変化を示すエレクトロクロミック材料の実施例は、メチレンレッド、メチレンオレンジおよびエリオグラウシン（erioglaucine）である。また、ユーザが逆電位差を適用するのを防止することも可能であり、この結果、書き込まれたデータは消去することができない。そのような制限は、例えば情報担体の導入部分（lead-in part）に含まれるかもしれない。
【０１６３】
上述した実施例では、第１情報層111が、第２情報層115の読み出しを妨害する。なぜなら、それは、光ビームと相互作用する吸収性マークを有するからである。マークの吸収は、比較的高くしなければならない。例えば、20％の吸収が書き込みマークには必要とされる。0.25の充填比率に関して、これは、約５％の情報層の吸収を導く。充填比率は、マークとマークなし領域の間での比率である。情報担体が、多数の情報層を有するならば、最深の情報層の読み出しは、それよりも上方に位置する情報層の存在によって邪魔される。結果として、層の数は、この場合、約20に限定される。
【０１６４】
そのようなＲＷ情報担体の層数を増加させるため、情報層は、光ビームの波長で温度依存性の光学的特性をもつサーモクロミック材料をさらに有する。
【０１６５】
この場合、情報は上述したように書き込まれるが、エレクトロクロミック材料と電位差は、書き込みマークの吸収が、例えば２％と比較的低いように選択される。第１情報層111から情報を読み出すため、光ビームはこの情報層111上にフォーカスされる。書き込みマークは、零ではない吸収を有するので、光ビームが吸収され、そして、第１情報層111の書き込みマークが加熱される。書き込みマークの温度は閾値に達し、波長ｌでサーモクロミック材料の吸収が前記閾値を超えて比較的高くなる。それゆえ、書き込みマークの吸収は十分に高くなって、第１情報層111からの情報の読み出しが可能になる。同様のプロセスが、第２情報層115からの情報を読み出すため繰り返される。第2情報層115からの情報の読み出し中に、光ビームは第２情報層115上にフォーカスされる。それゆえに、第１情報層111の書き込みマークは加熱され、そして、これらの書き込みマークの吸収は、比較的低いままである。結果として、情報層がサーモクロミック材料を有するならば、第２情報層115の読み出しは、第１情報層111によってはそれほど邪魔されない。このようにして、情報層の数は、サーモクロミック材料の使用とともに増加させることができる。
【０１６６】
サーモクロミック材料は、情報層のエレクトロクロミック材料と混合することができる。また、各情報スタック内の層として、サーモクロミック材料を有し、エレクトロクロミック材料を有する層と隣接する層を加えることも可能である。この場合、情報層は、エレクトロクロミック材料を有する層と、サーモクロミック材料を有する層の組み合わせである。
【０１６７】
図11bは、この発明に従う第２ＲＷ情報担体を示す。この図では、図11aの参照数字と同一な参照数字を同一物に表示している。この情報担体は、第１光伝導層118、第１作用電極1100、第２光伝導層119および第２作用電極1101をさらに有する。第１作用電極1100および第１光伝導層は、第１情報スタックに属し、第２作用電極1101および第２光伝導層119は、第２情報スタックに属する。第１および第２作用電極1100および1101は、波長ｌで透明になるように選択される。
【０１６８】
図11aの情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、対極、電解質層、情報層、光伝導層および作用電極を有する。光伝導層は、光ビームの波長で照射するとき、その情報スタックの作用電極と情報層の間での電子の移送を可能にする。
【０１６９】
図11aの情報担体では、マークの書き込みは、比較的長い時間の間中、このマーク上に光ビームのフォーカスを必要とする。この比較的長い時間の間、光ビームのよって発生する熱が、電解質層に拡散させることができ、このようにして、所望していたよりも大きいマークを引き起こす。なぜなら、電解質層のイオン移動度は、所望したよりも広い領域まで増加する。結果として、比較的大きいマークのみが書き込まれることができ、情報層あたり比較的低いデータ容量となる。
【０１７０】
この問題を解決するため、各情報スタックは光伝導層を有し、この光伝導層は、波長ｌで照射されるときのみ、その情報スタックの作用電極と情報層の間での電子の移送を可能にする。
【０１７１】
第１情報層111上にマークを書き込むため、光ビームがこのマーク上にフォーカスされる。結果として、このマーク上に位置する部分のみが、波長ｌで照射される。それゆえに、エレクトロクロミックプロセスは、このマーク内のみで生じさせることができる。なぜなら、電子の吸収は、このマーク内でのみ可能であるからである。このマーク下にある電解質層は加熱され、かつ、このマーク下にある電解質層の温度は、移動度閾値を超える。適当な電位差Ｖ１は、第１作用電極1100と第１対極113の間で適用される。結果として、第１情報層111は、光ビームがフォーカスされた場所のみで吸収性になり、そして、マークは光ビームがフォーカスされた場所で書き込まれる。同様のプロセスが、第２情報層115上にマークを書き込むのに繰り返される。
【０１７２】
図12は、この発明の第２実施形態に従うＲＷ情報担体の未書き込みの情報層の構造を示したものである。図12は、情報担体の１つの情報スタックのみを示し、他の情報スタックは同じ構造である。この情報スタックは、第１及び第２透明電極121および123並びに情報層122を有する。情報層は、マトリクス1221と、粒子1222および1223のような表面荷電コロイド粒子とを有する。表面荷電コロイド粒子は、球体によって表示され、短いロッドによって表示される液晶分子を有する。ロッドによる表示は、カラミティック（calamitic）であるように液晶の使用を制限しないが、バナナ形状または円盤状の液晶を使用してもよい。マトリクス1221は、波長ｌで比較的高いパワーの光ビームによって局所的に低下する粘性を有することで、情報層122上に情報を書き込む。情報の読み出しの間中、より低いパワーをもつ光ビームが使用され、この光ビームでは、マトリクス1221の粘性を低下させることができない。マトリクス1221は、波長ｌで透明になるように選択される。
【０１７３】
マトリクス1221は、温度依存遷移をもつ材料からなることがよう、第１オーダー遷移、第２オーダー遷移またはガラス転移であってもよい。好ましくは、この遷移は、周囲温度よりもはるかに高く、かつ、情報担体の典型的な上限取扱い温度よりも高いが、情報担体内の隣接層の分解（劣化）よりも低いように定められる。マトリクスは、無機性をさらにもつことができるが、ポリマーの性質のような有機性を有することが好ましい。特に、ポリマーマトリクスは、例えば、ホモ重合体、共重合体またはポリマーブレンドからなることができる。ガラス転移のような温度依存性遷移をもつポリマーの実施例は、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートである。
【０１７４】
荷電したコロイド粒子に埋設された液晶分子を得るための方法は、当業者に知られている。例えば、封入された液晶は、例えば、1995年にシンガポールのWorld ScientificでのP.S.Drzaicによる“Liquid crystal dispersions”に記載されているように、ディスプレイ関連のポリマー分散液晶（PDLC）スィッチから知られている。しかしながら、液晶液滴の位置は、通常、架橋マトリクス（crosslinked matrix）によって固定される。その後マトリクス内に分散させることができる別々の封入された液晶または液晶マイクロカプセルの合成および使用は、例えば、“S.-A Cho, N.-H. Park, J.W. Kim, K.-D. Suh, Colloids and surface, A:Physicochemical and engineering aspects, 196, 217(2002)”に記載されている。
【０１７５】
種々の液晶分子が、図12に示されているように情報担体に用いることができる。例えば、正または負の誘電異方性をもつ液晶分子を使用してもよい。また、液晶分子のタイプは、例えば、カラミティク、バナナ形状および円盤タイプから選択することができる。
【０１７６】
図12の情報担体を得るために巻き上げられた情報ストリップは、第１透明電極、マトリクスと表面荷電コロイド粒子を有する情報層、および第２透明電極を有する。
【０１７７】
情報層122が書き込まれていないとき、表面荷電コロイド粒子は、マトリクス1221内にランダムに分散させる。図12に示されるように、正に表面帯電したコロイド粒子は、負に表面帯電した粒子とともにクラスター化して、安定な凝集体を形成することができる。
【０１７８】
この状況では、第１及び第２透明電極121および123の間にいかなる電位差が適用されようとも、情報層122は、波長ｌで実質的に透明である。実際に、液晶分子を有する表面帯電粒子はコロイド状であり、これは、マトリクス1221の体積に対する表面帯電粒子の体積割合が比較的小さいことを意味する。例えば、この体積割合は、10％よりも小さい。好ましくは、この体積割合は、５％よりも小さい。記録される情報層のコントラストを高めるため、負に表面帯電した粒子の液体分子とは異なる、正に表面帯電した粒子の液体分子を用いることもまた可能である。
【０１７９】
情報層122上にマークを書き込むため、比較的高いパワーの光ビームがこのマーク上にフォーカスされる。このマーク下に位置するマトリクス1221の部分は、加熱され、その粘性が低下する温度に達する。適当な電位差Ｖ１が第１および第２透明電極121および123の間に適用され、情報層122内に電界を生じさせ、そのようにして、正に帯電したコロイド粒子から負に帯電したコロイド粒子を分離する。書き込まれた情報層は、そのようにして得られ、その状態は図13に示されている。
【０１８０】
図13は、この発明に従う書き込まれたＲＷ（書き換え可能な）情報担体の構造を示す。この図では、図2の参照数字と同一な数字が同一物に対して付されている。
【０１８１】
マークが書き込まれたところの情報層122の部分では、正に表面帯電した粒子は、この場合、第１透明電極121である負の透明電極の表面に捕獲され、負に表面帯電した粒子は、この場合、第２透明電極123である正の透明電極の表面に捕獲される。マークは一旦書き込まれると、比較的高いパワーの光ビームがこのマーク上にはフォーカスされない。それゆえ、この書き込まれたマーク下に位置するマトリクス１２２１の部分は、冷却されるとともに、冷却中は電位差が維持され、そして、表面帯電した粒子は、透明電極の表面にそのまま維持される。なぜなら、マトリクス1221の粘性は、これらの表面帯電粒子の移送を妨げるからである。
【０１８２】
結果として、情報が一旦情報層122上に記録されると、この第１情報層122は、表面帯電粒子が第１および第２透明電極121および123の表面に捕獲されるところの書き込み部分と、表面帯電粒子がマトリクス1221内にランダムに分散させるところの未書き込みの部分とを有する。
【０１８３】
情報層122から情報を読み出すため、低いパワーの光ビームがこの情報層上にフォーカスされ、そして、適当な電位差Ｖ２が第１及び第２透明電極121および123の間に適用される。電位差Ｖ２は、Ｖ１とは異なっていてもよい。実際に、電位差Ｖ１は、マトリクス1221内の荷電粒子の移送を可能にするため使用され、一方、電位差Ｖ２は、液晶分子を回転させるために使用される。
【０１８４】
図12の記載で説明されるように、情報層122の未書き込みの部分は、たとえ、これらの未書き込み部分内の液晶分子で電界を施したとしても、透明のままである。なぜなら、マトリクス1221の体積に対する荷電粒子の体積割合が比較的小さいからである。しかしながら、情報層122の書き込み部分は、小さな体積、すなわち、分子の全てを同一方向に向かって回転させる第１透明電極121近くに液晶分子の比較的高い濃度であるので、電位差Ｖ２が第１および第２透明電極121および123間に適用されると、波長ｌで吸収性および反射性になる。結果として、情報層122の未書き込みの部分と書き込み部分の間での吸収性および／または反射の差を、読み出しのため用いることができる。
【０１８５】
情報担体の別の情報層が走査されると、電位差Ｖ２が取り除かれるという点で、情報層122が透明になる。
【０１８６】
図12および図13に示される情報担体の情報層上に書き込まれた情報は、消去されることができ、そして、これらの情報層上の情報を書き換えることができる。情報層122上に書き込まれた情報を消去するため、この情報層122は、比較的高いパワーの光ビームによって走査される。マトリクス1221が加熱され、かつ、このマトリクス1221の粘性が低下する。逆電位差−Ｖ３は、第１および第２透明電極121および123の間に適用されて、書き込み中に得られた移送方向とは反対の方向に帯電したコロイド粒子の移送が可能になる。電位差−Ｖ３の振幅と、逆電位−Ｖ３が第１および第２透明電極121および123の間に適用される時間は、図12に示されているような情報層122を得るように選択され、かかる情報層では、表面帯電コロイド粒子がマトリクス1221にランダムに分散される。その後、上述したように、この情報層122上にマークが書き換えられる。
【０１８７】
図12および図13の情報担体とともにＷＯＲＭ情報担体を設計することは可能であることに注目することは重要である。これは、例えば、ユーザが逆電位差を適用するのを防止するという点で可能であり、その結果、書き込みデータは消去できない。そのような制限は、例えば、情報担体の導入領域に含まれるかもしれない。
【０１８８】
マルチレベルの記録が、図12および図13に示すような情報担体で可能であることにも注目すべきである。電位差Ｖ１が第１および第２電極121および123の間に適用される時間として、異なる時間を使用することによって、負の電極121の表面で捕獲される正に表面帯電した粒子と、正の電極43の表面で捕獲された負の表面帯電した粒子の異なる濃度が得られることができる。
【０１８９】
図14は、この発明に従う光学装置を示したものである。そのような光学装置は、光ビーム1402を生成するための線源1401と、コリメータレンズ1403と、ビームスプリッタ1404と、第１補正レンズ1405と、第２補正レンズ1406と、ミラー1407と、対物レンズ1408と、サーボ及びデータ検出のためのサーボレンズ1409と、検出手段1410と、測定手段1411と、コントローラ1412とを有する。この光学装置は、この発明に従う情報担体1420を走査させることを目的とする。情報担体1420は、３つの情報スタックと６個のコンタクトＣ１〜Ｃ６を有する。
【０１９０】
光学装置は、キャビティまたはレセプタクルを有し、その形状は、情報担体1420を収容するように形成される。ミラー1407と対物レンズ1408は、それらがキャビティの内側で一緒に回転することができるように装着される。ミラー1407と対物レンズ1408は、フォーカス手段である。情報担体1420が光学走査装置内に挿入されると、フォーカス手段が情報担体1420の中心孔の内側に置かれる。
【０１９１】
書き込み動作または読み出し動作であるかもしれない走査する動作中、情報担体1420は、線源1401によって生成される光ビームによって走査される。光ビーム1402は、コリメータレンズ1403、第１及び第２補正レンズ1405および1406、ミラー1407および対物レンズ1408によって、情報担体1420の情報層上にフォーカスされる。操作する動作中、フォーカスエラー信号またはトラッキングエラー信号が、情報層上の光ビーム1402の位置決めエラーに対応して検出されるかもしれない。
【０１９２】
このフォーカスエラー信号またはトラッキングエラー信号は、第１及び第２補正レンズ1405および1406の軸線位置を補正するため、光ビーム1402のフォーカスエラーまたはトラッキングエラーを補償するために用いることができる。信号は、コントローラ1412に送られ、コントローラは、第１または第２補正レンズ1405または1406を軸線または半径方向に移動させるため、アクチュエータを駆動させる。
【０１９３】
情報層上に書き込まれたエラー信号とデータは、検出手段1410によって検出される。情報担体1420によって反射される光ビーム1402は、対物レンズ1408、ミラー1407、第２補正レンズ1406、第１補正レンズ1405およびビームスプリッタ1404を介してサーボレンズ1409に達する。その後、この反射ビームは、検出手段1410に達する。情報スタックが蛍光材料をさらに有するならば、検出手段1410は、アドレスされた層から来る蛍光シグナルを、アドレスされていない層から来る蛍光シグナルから分離するための手段を有することができる。例えば、共焦点ピンホールを、フォトダイオードの前方に配置して、アドレスされていない層から来る蛍光シグナルを空間的に遮断する。しかしながら、アドレスされた層から来る蛍光シグナルを、アドレスされていない層から来る蛍光シグナルから分離するためのそのような手段は、通常、この発明に従う光走査装置には必ずしも必要ではない。なぜなら、それは、この発明に従う情報担体の蛍光によって光を発するアドレス層のみであるからである。
【０１９４】
以下の記載は、図3aおよび図3bに示されているような情報担体、すなわち、情報スタックが情報層と対極を有し、電位差が情報層と対極の間に適用される情報担体1420に適用する。この記載は、他の図面に示されているような情報担体に対し同様である。
【０１９５】
情報担体1420の情報スタックの情報層をアドレスするため、この層は、電位差が、この情報スタックの情報層と対極に電気的に接続されるコンタクト間に適用される点で、吸収性および反射性になる。光学装置は、２個のコンタクト間に電位差を適用するための手段を有する。図14の実施例では、対応する情報層をアドレスするため、電位差がコンタクトＣ３およびＣ４巻に適用される。
【０１９６】
この情報層が一旦アドレスされると、光ビーム1402は、この情報層上にフォーカスされ、情報を読み出すことができる。情報担体1420は、らせん状に走査される。情報層は、複数のトラックを有し、各トラックは、フォーカス手段の完全な１回転に対応する。特別なトラックが一旦読み出されると、同じ情報層の別のトラックは、情報担体1420が軸方向、すなわち、図14に示される方向Ｄに平行移動させるという点で読み出すことができる。代案として、フォーカス手段を、情報担体1420の中心孔の内側に平行移動させてもよい。この場合、情報担体1420は、光走査装置に固定される。
【０１９７】
この実施例では、ミラー1407と対物レンズ1408のみが光走査装置のキャビティの内側に回転可能に装着される。光走査装置の他の素子を、このキャビティの内側に回転可能に装着することができ、例えば、第１及び第２補正レンズ1405および1406を、このようにして前記キャビティの内側に装着することができる。
【０１９８】
特別な情報層を走査するため、情報担体1420の他の全ての情報層は、必ずしも透明であることは必要ないことに注目することは重要である。例えば、情報担体1420の中心孔に隣接する情報層を走査するため、他の情報層は吸収性であることができる、なぜなら、光ビーム1402は、これらの情報層を通過しないからである。この場合、次の情報層が走査させるとき、この次の情報層が既に吸収性であるので、これは有利である。結果として、この次の情報層は、吸収性になるためそれを待つことなしに走査させる事ができる。
【０１９９】
情報担体が回転できないが、フォーカス手段のみが回転できるというという事実は、特に有利であることに注目すべきである。実際に、フォーカス手段のサイズと重さは、例えば、従来のＣＤまたはＤＶＤのサイズと比較して比較的小さい。結果として、フォーカス手段の回転速度は、従来のＣＤまたはＤＶＤの回転速度よりも高くすることができる。それゆえ、データ転送速度は、従来のＣＤまたはＤＶＤプレーヤ／レコーダよりも、この発明に従う光走査装置の方が高い。
【０２００】
高回転速度によって生じる遠心力を補償するため、つりあい重さ（counterweight）が、フォーカス手段に含まれるかもしれないことに注目すべきである。
【０２０１】
他の実施形態では、情報担体1420に書き込まれた情報に対応する信号は、情報担体1420の外側に置かれる第２対物レンズによる伝達で検出することができ、この第２対物レンズは、情報層を通じて伝達される光ビーム1402がこの第２対物レンズに達するように情報担体1420の周りに回転させることができる点に注目すべきである。
【０２０２】
他の実施形態では、情報担体1420が、担体全体の後方にミラーを有することができ、このミラーは、アドレスされた情報スタックを含む全ての情報スタックを通じて伝達されるビームを反射する点に注目すべきである。この場合、図14に示すような光走査装置は、データを読み出すのに使用することができる。例えば、図１の保護層17は、反射表面を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】図１は、この発明に従う情報担体を示す図である。
【図２】図２は、この発明に従う情報担体の製造方法の説明図である。
【図３】図3aは、この発明の第１実施形態に従う第１ＲＯＭ情報担体の詳細図であり、図3ｂは、この第１ＲＯＭ情報担体の完成図である。
【図４】図４は、この発明の第１実施形態に従う第２ＲＯＭ情報担体の詳細図である。
【図５】図5ａ、図5ｂおよび図5ｃはそれぞれ、この発明の第１実施形態に従う第３、第４および第５の情報担体を示す図である。
【図６】図6ａ、図6ｂおよび図6ｃはそれぞれ、この発明の有利な実施形態に従う第１、第２および第３のＲＯＭ情報担体を示す図である。
【図７】図７は、この発明の第２実施形態に従う第１ＲＯＭ情報担体を示す図である。
【図８】図8ａおよび図8ｂはそれぞれ、この発明の第２実施形態に従う第２および第３のＲＯＭ情報担体を示す図である。
【図９】図９は、この発明の第１実施形態に従うＷＯＲＭ情報担体を示す図である。
【図１０】図10ａ、図10ｂ、図10ｃおよび図10ｄはそれぞれ、この発明の第２実施形態に従う第１、第２、第３および第４のＷＯＲＭ情報担体を示す図である。
【図１１】図11ａおよび図11ｂはそれぞれ、この発明の第１実施形態に従う第１および第２のＲＷ情報担体を示す図である。
【図１２】この発明の第２実施形態に従うＲＷ情報担体内の未書き込みの情報層の構造を示す図である。
【図１３】この発明の第２実施形態に従うＲＷ情報担体内の書き込み済みの情報層の構造を示す図である。
【図１４】この発明に従う光学装置を示す図である。
【図１】
2006520059.tif 000003
【図２】
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【図４】
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【図７】
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2006520059.tif 000009
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【図９】
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2006520059.tif 000013
2006520059.tif 000014
【図１２】
2006520059.tif 000015
【図１３】
2006520059.tif 000016
【図１４】
2006520059.tif 000017
【国際調査報告】
2006520059.tif 000018
2006520059.tif 000019
2006520059.tif 000020