(57)【要約】複数のデータ層（３０２）を有する多層蛍光情報キャリヤ（３００）であって、複数のデータ層（３０２）の各々は、２つの電極（３０３）と少なくとも一の配向膜（３０４又は３０５）とから成る薄い制御可能な液晶セルを備え、情報は液晶組成物についてその表面全体に空間的に変調された配向容量の形でそこに記録され、再生時に、それによって、隣接データ膜からの蛍光クロストークの部分的若しくは完全な除去が可能となる。
2004531849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−平行面に配置された複数のデータ層と；
−前記複数のデータ層は共通基板上に備えられかつ透明介在層によって互いに離間され；
−前記複数のデータ層の各々は、薄くかつ電気的に制御された液晶セルを備えた多重コンポーネントとして作製され、前記セルは連続層として又は少なくとも一の配向膜を上に付けられて有しかつスペーサによって互いに離間されて２つの互いに直交するストリップとして作製された２つの等価な光学的に透明な電極から成ると共に、層間のスペースは、ホスト物質が光化学的に安定な異方性吸収蛍光物質を備えているゲスト−ホスト液晶組成物で充填されている、蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤ。
【請求項２】
光学的に透明な電極は、記録、再生、蛍光及び消去照射に対する一般的な場合用に構成されたガラス若しくはポリマーの好適には光学的に透明な介在層の両側上につけられ、それらの側の少なくとも一の側には滑らかな面を有し、他の側には直線に沿って若しくはらせんに沿って延びる凹み（グルーブ）の形で記録及びトラッキングのための複数のトラックを有することができる請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項３】
データ層、介在層及びホメオトロピック状態（又は、組成物の性質、若しくは、情報記録及び／又は再生モードに依存してプラナー状態）のゲスト−ホスト液晶組成物の全ての屈折率は、記録照射、蛍光（データ）照射、励起（再生）照射及び消去照射の波長において同一若しくは近接している請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項４】
データ層は、記録照射、蛍光（データ）照射、励起（再生）照射及び消去照射の波長に対して多層干渉反射防止フィルターを備えた請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項５】
液晶層の厚さはそれに形成されたデータピットの最小サイズに匹敵する値である請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項６】
所定のスペクトル領域において蛍光性である（蛍光を発する）光化学的に安定な異方的吸収物質が、液晶組成物において十分溶解可能でありかつ高蛍光量子効率を有する物質から選択され、その分子は固いロッド状若しくはディスク状形状を有しかつその長波長吸収振動子はそれらの軸に沿って若しくはそれに対して横方向に延びている請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項７】
蛍光物質が以下から成る群に属する光化学的に安定な組成物から選択される請求項１に記載の情報キャリヤ；すなわち、その群は；芳香族炭化水素や、多環式縮合芳香族炭化水素やアリルエチレン族及びアリルアセチレン族およびそれらの誘導体（１，２−ジアリルアセチレン、ジアリルポリエン、機能的に置換されたスチルベン及び１，４−ジスチリルベンゼン等）のような多環式縮合芳香族炭化水素の誘導体の族や、ポリフェニル炭化水素；一若しくは二以上の窒素若しくは酸素原子を有する五員ヘテロ環（フラン、チオフェン、ピロール及びそれらの誘導体等）や六員ヘテロ環を有する組成物；カルボニル族（クマリン及びカルボスチリル、アントロン及びオキサゾール−５−１で置換された芳香族酸誘導体、インジゴイド、チオインジゴイド、キノン等）を有する組成物；ナフタル酸をベースにした組成物；キサンテン、アクリジン、オキサジン、アジン、ペリレン、テリレン、ビアランスロン（vialanthrone）、シアニン 、フタロシアニン 、ポルフィリン等の群から選択された有機金属リガンド及び有機色素の複合体；からなる。
【請求項８】
液晶がネマチック、スメクチック、若しくはコレスチック液晶、又はそれらと他の混合物を備えた請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項９】
液晶と蛍光物質は、１：０．０１と１：０．８の間のモル比で混合されている請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１０】
光化学的に安定な異方性吸収蛍光物質が、液晶の特性を示す物質の分子に共有結合されている請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１１】
光化学的に安定な異方性吸収蛍光物質が、吸収される照射作用の下で蛍光を発することができる液晶物質を備えた請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１２】
少なくとも一の配向膜が、ポリマー膜の非方向性機械的ラビング法、ラングミュア−ブロジット法、斜めスパッパリング法、光学異方性材料を用いた非接触フォトアラインメント法のうちのいずれか一の方法によって得られる請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１３】
両側上が滑らかであり均一な厚さを有する分離層間に配置されたスペーサが空間的にパターン化された配置を有し、かつ、所望厚のゲスト−ホスト液晶組成物だけでなく、同時に、ＲＯＭ型のデータ層として機能することを保証する請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１４】
空間的にパターン化されたスペーサが例えば、リソグラフィ法又はレーザー走査法によって、感光性ポリマー又は正若しくは負のフォトレジストから成る請求項１から１３のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項１５】
同時にＲＯＭ型のデータ層として機能する空間的にパターン化されたスペーサが例えば、射出／圧縮成形技術又は分離層の一の側に存在する重合可能組成物に基づいた２Ｐ法によって形成された請求項１から１３のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項１６】
一の又は両方の配向膜が用いられていない請求項１３から１５のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項１７】
配向膜のうちの一が同時に、ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の感光性記録層として機能するものであり、ここで、この記録層はゲスト−ホスト液晶組成物において非溶解性の光学異方性材料から成り、記録後に複数のデータミクロ領域（データピット）を含み、表面分子オーダリングの優先方向によって従って蛍光分子を有するゲスト−ホスト液晶組成物の電気的に制御された層に対する配向能力によってバックグランドエリアから異なっている請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項１８】
感光性配向記録膜の最小膜厚が単一の単分子層である請求項１から１７のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項１９】
記録若しくは消去のためのビームをガイドするトラッキング領域が光学異方性材料から成る感光性配向記録膜に直接形成され、トラックが配置する領域とバックグランド領域とにおける層の表面上の優先分子配向オーダリングの方向は異なっており、多層情報キャリヤの記録層のそれぞれが、トラックプロパーに対して直線状若しくはらせん形状トラックにおける（バックグランド領域における）表面分子集団の優先配向の方向を特徴付ける角度の値の個々の組でマークされ（符号化され）ている請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項２０】
感光性配向記録膜の表面分子に液晶分子を付着するエネルギーの大きさが、記録偏光照射のその曝露のエネルギーの大きさによって制御された請求項１から１７のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項２１】
ＷＯＲＭ型の感光性配向記録膜が、ジアセチレン誘導体若しくはポリビニルシナメートの単分子可逆光反応又は二分子フォトトポケミカル反応に基づいた光学異方性材料から成る請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項２２】
データ層が、ＣＤ若しくはＤＶＤ読出専用メモリ（ＲＯＭ）、追記型（ＷＯＲＭ）、再書込（ＲＷ）、又は種々の光ディスク、カード若しくはテープにおけるそれらの混合型を備え、同時に異なるメモリ型を集積する結合多層キャリヤについてＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の感光性配向記録膜が光化学的に安定な異方性吸収非蛍光物質をベースにした異なる若しくは同じコンポーネント構成の光学異方性材料から成る請求項１に記載の情報キャリヤ。
【請求項２３】
光化学的に安定な異方性吸収非蛍光物質がポリマーマトリックスに添加され、又は、それらがこの単物質に膜形成特性を改善する少量のプロセス添加剤が一体にされた膜を備えた請求項１から２２のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項２４】
少なくとも一の配向膜を有する薄い電気的に制御された液晶セルの形で多重コンポーネント構造を備えたデータ層におけるデータ層の機能が種々の離間したエレメントの中で共有され、この機能が情報記録中に配向膜に付与され、ここで、情報が蛍光分子を有するゲスト−ホスト液晶組成物についての配向容量の形で記録されているところの光学異方性材料をベースにした感光記録層として同時に機能し、かつ、この機能は再生中に光化学的に安定な異方性吸収蛍光分子を含むゲスト−ホスト液晶マトリックスプロパーに付与され、ここで、異方性吸収蛍光分子の吸収及ぶ発光容量はこの液晶セルの電極に外部電界を付与することによって制御される請求項１から２２のいずれか一項に記載の情報キャリヤ。
【請求項２５】
蛍光多層情報キャリヤへ情報を記録しかつ蛍光多層情報キャリヤから再生し消去するシステムであって：
−多重コンポーネントとして形成された複数のデータ層を備えた蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤであって、連続層として若しくは２つの互いに直交するストリップのシステムとして形成された２つの等価な透明電極から成り、少なくとも一の配向膜を有しかつスペーサによって互いに離間された電気的に制御された液晶セルの形であり、層間のスペースは、ホストが光化学的に安定な異方性吸収蛍光分子を備えたゲスト−ホスト液晶組成物で充填されているところの蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤと；
−光若しくは光熱記録用、キャリヤ上に格納された情報の光再生及び光若しくは光熱消去用の波長を有する電磁波照射源と；
−記録、再生及び消去照射に対して所定の偏光特性を付与するための偏光装置と；
−ピット・バイ・ピットモード若しくはページ・バイ・ページモードでの作動用の、所定の空間的配置を電磁波記録、再生及び消去照射のビームに付与するための光学装置と；
−再生データ蛍光照射の強度及び／又はその偏光特性（部分的に偏光した照射の偏光の程度や優先配向の方向）のピット・バイ・ピット若しくはページ・バイ・ページでの光電検出及びその後の電気データ信号への変換のためのフォトレシーバ装置と；
−リアルタイムで若しくは全記録の完了後の記録モードの調整と共に、フィードバック信号の情報と共に記録された情報の質をチェックし補正する光電装置と；
−所定の対の連続的若しくはストリップ電極に電圧を印加する装置であって、それあｒの間に配置されたゲスト−ホスト液晶組成物の吸収及び蛍光容量を制御するための装置と；を備えたシステム。
【請求項２６】
光学異方性材料から成り、多層情報キャリヤの蛍光物質の感光性配向記録膜の吸収スペクトルが互いに部分的に又は完全に重なる請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
同じ波長であるが光照射の異なる時間依存のエネルギー及び偏光パラメータを有する照射源が、記録、再生、消去及び多層光ＷＯＲＭ型又はＲＷ型情報キャリヤ上の記録された情報の質を補正するために用いられる請求項２５又は２６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のＷＯＲＭ型又はＲＷ型の蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤに記録される情報の記録、再生、消去又はその情報の質の補正を行う方法であって、所定のデータ層における情報の記録、情報の質の補正、情報の消去を、正の誘電異方性を有する液晶をベースにした初期に面内配向したゲスト−ホスト組成物に対しては、照射源と層の電極を含むこの層との間に配置する多層コンポーネントデータ層の全液晶セルの電極に制御電圧を付与することによって、又は、負の誘電異方性を有する液晶をベースにした初期にホメオトロピックに配向した組成物に対しては電圧の印加なしで実施し、再生を、前者の場合には再生される層以外のキャリヤの全データ層に電圧を付与することによって、後者の場合には再生される層だけに電圧を付与することによって実施する方法。
【請求項２９】
蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤに情報を記録する方法であって：
−初期に配向が乱雑な分子構造を有する所定データ層の感光性配向記録膜を偏光した照射に曝露するす段階であって、この照射は、トラックの外側（バックグランド領域）における分子集団の優先配向の方向と異なる層の面内の所定の角度で優先して配向した分子集団の形でこの層に直接トラックを形成するためにこの層に吸収されるところの段階と；
−その後この感光層をデータ照射に曝す段階であって、この照射はこの層にも吸収され、一次曝露に対して用いられた偏光とは異なる偏光特性（偏光ベクトルの方向）を有するものであるところの段階と；を備えた方法。
【請求項３０】
これらの層の使用を用いて蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤを作製する前に、トラックを感光性層に形成する請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
一次偏光曝露を、感光層の表面に合焦され走査される照射に対して実行し、又は、投影若しくは接触フォトリソグラフィ法を用いることによって実行する請求項２９又は３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
感光層に記録されたデータピットが配置された領域における分子の優先配向の方向、液晶分子の潜在的な優先配向の方向のそれぞれが、記録照射の偏光ベクトルの方向によって決定され、ピットの外側のトラック上及びバックグランド領域内の表面分子の配向と異なり、この分子の液晶分子への付着エネルギーＷの大きさを記録曝露エネルギーによって決定される請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
トラック及びデータピットが配置された領域及びバックグランド領域における感光層の表面上の優先分子配向オーダリングの方向が互いに異なり、多層情報キャリヤの感光配向記録膜のそれぞれは、直線状でらせん形状のトラックとデータピットとバックグランド領域とにおける表面分子集団の優先配向の角度の値の個々の組であって、焦点外のデータ層の残りの全てから部分的偏光した蛍光照射から再生される層の異方性（部分的に偏光した）蛍光照射の付加的な偏光検出（復号化）のための再生段階において使用される組によってマークされ（符号化され）る請求項２９に記載の記録方法。
【請求項３４】
感光性配向記録膜のボディ内に形成されたデータピットの前駆体の潜在フェイズ（複屈折）像を、曝露される記録層と再生照射源の反対側に配置されたフォトレシーバとの間に配備されたポラライザー／アナライザーを用いて空間的に強度振幅変調されたパターンに変換することによって、非光活性偏光された照射を用いて、情報の品質をチェックする請求項２８又は２９のいずれかに記載の記録方法。
【請求項３５】
ビット・バイ・ビットモードで記録された情報の品質のチェック及び補正を、リアルタイムでＤＲＡＷ（書換可能）技術を用いて記録された情報の潜像を記録と同期してビット・バイ・ビットモードで再生すること、及び、記録照射のパワー及び偏光段階とその波面（曝露ビームにおける空間的な強度分布）と対物レンズのフォーカシングとを調整するようにフィードバック信号を形成するためのデータを用いることによってによって実施する請求項２８又は２９のいずれかに記載の記録方法。
【請求項３６】
記録をＣＣＤカメラをフォトレシーバとして用いることによってページ・バイ・ページモードで完了した後、品質をチェックする請求項２８又は２９のいずれかに記載の記録方法。
【請求項３７】
請求項２８に記載の情報再生方法。
【請求項３８】
所定のミクロ領域におけるデータピットの有無を、データピットが配置された箇所の蛍光の強度と記録用に用いられるものより低いパワーで偏光若しくは非偏光再生照射の吸収中のバックグランドの蛍光の強度との間の差によって定量的に検出する請求項２８に記載の情報再生方法。
【請求項３９】
所定のミクロ領域におけるデータピットの有無が、蛍光信号において光学異方特性（部分的に偏光した照射の偏光の程度及び／又は優先配向の方向）の有無、又は、偏光若しくは非偏光再生照射の吸収中にバックグランド領域に対する所定のミクロ領域におけるこの部分的に偏光した照射の優先配向の方向との差の有無である請求項２８に記載の情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、“ピット−バイ−ピット（ピット毎）”若しくは“ページ−バイ−ページ（ページ毎）”情報記録（レコーディング）及び情報読出（リーディング）のための光学メモリシステムに関し、特に、蛍光情報再生を有する多層光学式メモリシステムＲＯＭ、ＷＯＲＭ、ＲＷ若しくはその混合タイプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の光学式メモリは、一又は二以上のデータ層を有する３次元情報基材（キャリヤ）を利用する。光学式データ読出における従来の技術的方策のほとんどは、データ層の局所的領域（ピット）における反射レーザー照射強度における変化の記録を教示するものである。これらの変化は、ＣＤ若しくはＤＶＤ読出オンリーメモリ（ＲＯＭ型）のレリーフ（浮彫）型光学ディスク上の干渉効果の結果であり、広く使用されているＣＤ追記型システムにおける金属膜の穴の焼き付け、色素の脱色、ポリカーボネートの局所的な融解（メルト）、位相変化書換可能（ＲＷ）システムにおける反射係数の変化［ボーウイスら、光学式ディスクシステムの原理、フィリップ研究所、アインホーベン（Eindhoven）、アダム ヒルガー社、ブリストル及びボストン］。
【０００３】
これらの基材においては、記録密度を増加させるために、高ＮＡ対物レンズと組み合わせて短い波長で作動する照射源の使用としてこのような方法使用し［イチムラら、ＳＰＩＥ、３８６４，２２８］、ランド−グルーブ書込型光学式ディスクにおける減少されたトラックピッチ及び増大したグルーブ深さ［モリタら、ＳＰＩＥ、３１０９、２８４］も使用される。高密度データ格納のために、情報再生のために新しいメディア及び方法を使用し［ボーディニーら、ＳＰＩＥ、３４０１、２８４］、ピット深さ変調［スピルマン、ＳＰＩＥ、３１０９、９８］、対称パターンで配置された正方形データピットを有する光学式ディスク［サトーら、米国特許第５，５７２，５０８号明細書］を用いる。
【０００４】
米国特許第４，６３４，８５０号明細書及び米国特許第４，７８６，７９２号明細書（ドレクスラーテクノロジー社）によれば、データ密度は増大すると同時に、デジタル光学式データの“クワッド（４倍）−密度”若しくは“ミクロ−チェスボード”フォーマットを用いることによってエラー（誤り）を最小化できる。ここで、このデジタル光学式データは、動画フィルム（若しくは、光学式メモリカード）上に光学的に格納することができるデジタルデータ量を４倍にするためにＣＣＤフォト（光）検出器アレイによって詠まれるものである。
【０００５】
１立方ｃｍ３当たり数テラビットを越えた情報の記録密度を、２光子吸収を有する種々の光物理的若しくは光化学的非線形効果を示す３次元（モノリシック）感光性メディアを用いることによって実現することができる。このような３次元ＷＯＲＭ若しくはＲＷ情報キャリヤにおける最適記録及び再生モードは、フォトクロミック［パースノポラスら、サイエンス、１９８９，２４５，８４３］若しくは光退色材料の場合と同様の中間仮想レベルを介した感光性要素及び光反応の生成物による協同２光子吸収、又は、光屈折性結晶［カワタら、Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１９９８，２３，７５６］及び感光性高分子［ボリゾフら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９８，Ｂ６７，１］を用いる場合のように屈折率の変化の記録である。
【０００６】
この記録及び再生モードは、原理的に、情報メディアのスペース内での変化した光学的性質を有するピットの形式で（従来の反射ＣＤ若しくはＤＶＤ−ＲＯＭにおけるデータピットと類似するもの）情報を局所的に記録することを可能とするものである。
【０００７】
しかしながら、このコンセプトの実用的な実現可能性は、このような記録及び極端に低い感光性のために必要とされるフェムト秒レーザー照射源の高コスト及び大きなサイズのために、現在は極端に低い。後者は一般に、公知の感光性物質の２光子吸収の極端に小さい断面積に起因している。
【０００８】
多層光学式情報キャリヤの使用は技術的な観点からより当を得ている。しかしながら、これらはまたある制限を課し、特にメディア内の深い領域において、情報メディア固有の設計及び性質と情報再生方法及び装置との両方にとって（さらに、ＷＯＲＭ及びＲＷ光学式メモリの場合の記録にとって）さらなる問題を提供する。
【０００９】
反射モードでは、多層光学式情報キャリヤの全データ層は部分的な反射コーティングを有する。これは、そられが所定のデータ層に達し、レシーバに戻るためにメディアを介して過ぎていくので、情報再生ビームと情報記録ビームの両方の強度を低減するものである。
【００１０】
また、これらの固有の性質のために、両ビームは途中でデータ層のフラグメント（ピット及びグルーブ）上での回折及び干渉ひずみに曝され、評価するのは難しい。
【００１１】
これが、蛍光読出を有する多層蛍光光学式キャリヤは部分的反射コーティングから自由なために好ましい理由である。この場合における回折及び干渉歪みは、蛍光照射の非コーヒーレント性、再生レーザー波長に対して長めの波長、及び、入射レーザー及び蛍光照射への光学式メディアの透明性及び均一性（異なる層が同程度の屈折率であること）のために、はるかに低い。従って、多層蛍光キャリヤは反射性光学式メモリと比して利点を有する。
【００１２】
米国特許第４，２０２，４９１号明細書は、その上のデータスポットが赤外照射をするところの蛍光インク層の使用を開示している。
【００１３】
特許公報第６３，１９５，８３８号は、蛍光再生法を有するＷＯＲＭディスクであって、データ層が基板のマット面に適用されるものを開示している。記録及び再生照射の強い光の拡散によって、このコンセプトをベースとした多層情報構造を形成する可能性を排除する。多層光学式ディスクを提供するこの可能性は、米国特許第６，０２７，８５５号明細書及び第５，９４５，２５２号明細書、及び、欧州特許出願第００９６３５７号に開示された蛍光組成物を用いることによって実現された。
【００１４】
グラシュコ及びレビチの米国特許第６，００９，０６５号明細書及び第６，０７１，６７１号明細書は、多層蛍光光ディスク用のビット・バイ・ビット情報生成装置を開示している。
【００１５】
現在、全ての種類の多層蛍光情報キャリヤ（光ディスク及びカード）に対する一般的な条件は、記録情報の最大可能なボリューム及び密度を有し、かつ、高いＳＮ比で最大可能再生速度を有するキャリヤを提供することである。この要求は、データピットの寸法を最小にし、個々のデータ層内の記録密度を上げ、データ層の数を増大し、短波長の再生照射を用いることによって満たされる。
【００１６】
実際の記録密度及び光記録工程の他の上述のパラメータは、記録照射の波長だけでなく、使用される実際の記録媒体の特性及び光メモリ装置で使用されるデータ入力／出力方法に依存する。
【００１７】
他の３次元媒体と同様の多層蛍光媒体の場合には、媒体及びデータ入力／出力方法に付加的な条件が課される。さらに詳細には、記録照射は、３次元媒体内のスペースの所定の局所的なミクロ領域においてだけ吸収され、又は、それは、記録照射及び／又は再生照射の強度に基づいたしきい効果を有するべきである。さもなければ、データビットの記録媒体内深くへの記録は、媒体を介しての記録ビームの全経路に沿った光学特性の変化を伴う。
【００１８】
さらに、蛍光分子による再生照射の１フォトン吸収を用いた光ディスク及びカードのようなキャリヤから情報再生モードの形成には特別な差異がある。
【００１９】
図１及び図２は、多層情報媒体（メディア）（１０（２０））から再生のために２つの可能なオプションを示すものであり、ここで、データ層１１（２１）は再生照射１７（２３）及び蛍光照射２４及び２５に対して透明なポリマー層１２（２２）によって分離されている。
【００２０】
ディスクシステムは一般に、鋭く焦点が合わされたレーザービーム２３（図２）を用いたビット・バイ・ビット情報再生を用いる。
【００２１】
フォトレシーバによってデータピット２６から蛍光照射２４を取得する間の空間フィルターの存在によって、再生照射が通る隣接データ層において蛍光２５の励起に起因した層間の低いクロストークを得ることが可能となる。従って、このような情報キャリヤが使用されるときは、低コントラストが許容される（データピット２６Ｉｆｌ（ピット）の位置領域での蛍光２４の強度とバックグランドＩｆｌ（ノイズ）の蛍光２５の強度との差の、その和に対する比をＫ＝（Ｉｆｌ（ピット）−Ｉｆｌ（ノイズ））／（Ｉｆｌ（ピット）＋Ｉｆｌ（ノイズ）））；個々のデータ層から記録された信号のＫ＝1/2−1/3。
【００２２】
空間的に離隔されたデータ層２１が連続であることに留意すべきである。蛍光物質がミクロな凹み（データピット）とそれらの間だのスペース２７の両方を充填する。
【００２３】
この構成によって、リリーフキャリヤマスターディスク（原盤）からの光重合可能組成物に基づいた従来の射出／圧縮成形工程若しくは２Ｐ工程であって、その後に、スピン・コーティング、ローラ・コーティング（ローラ塗布）又はディップ・コーティングによるデータ層２１の形成を行うところの工程の使用が可能となる。
【００２４】
光カードの形での多層蛍光情報キャリヤによって、数１０００個ののピット１６から成る情報の全ページ１４のＣＣＤカメラを用いた多重チャネル（ページ毎）再生が可能となる。ページ１４のイメージ（画像）の空間フィルタリングはかなり困難であり、隣接データ層からの蛍光２５に起因した層間のクロストークのために、フォトレシーバで対照的に材料の減少につながる。このため、光カードを使用すると、各層内で高い定数（Ｋが約１．０）を得ることは必須である。非常に高い定数のレベルを得るために、小島（アイランド構造）のようなデータ層１１を形成することが望ましく、データピットだけが蛍光物質で充填される。データ層のこの構造は、かなり複雑な製造工程を必要とする。
【００２５】
さらに、層内での蛍光データピットによって占められた表面エリアは全エリアの約５０％なので、この充填比でこの層からフォトレシーバに来るデータ信号の強度は総計で、多層キャリヤが読み出されるときにフォトレシーバに来る全蛍光負ラックの強度の１／Ｎ（Ｎはキャリヤのデータ層の数）の部分に過ぎない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は、ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の多層蛍光情報キャリヤの新しい構造のいくつかのバージョン、及び、情報キャリヤへの情報記録及び情報キャリヤからの読出の方法であって、液晶マトリックスの中に溶解した蛍光分子の吸収及び放射容量の電気的な制御を保証するものを提供するものである。これは、“ピット・バイ・ピット”モード及び“ページ・バイ・ページ”モードのいずれにおける再生中に、隣接データ層からの蛍光クロストークの部分的若しくは完全な除去を可能とするものである。これによって、キャリヤにおけるデータ層の数の増大を可能とする層間の間隔の減少のため、同時に再生中の収差ゆがみの効果を低減するために、データ信号の蛍光強度の電気的制御の機会を提供するものである。また、本発明は、単一の若しくは繰り返される情報記録の種々の、非線形だけだなく線形の光化学及びフォト物理メカニズムを用いる能力を拡げ、及び、同じ照射源をこのようなキャリヤへの情報記録及びキャリヤからの情報読出のために使用できるようにする。
【００２７】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面及び本発明を示す複数の実施例を参照して、本発明による情報キャリヤにおける情報の記録、再生及び再書込のコンセプトの以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
蛍光−液晶多層結合型光情報キャリヤであって、平行面群に配置された複数のデータ層を有し、前記複数のデータ層は共通基板上に配備されかつ透明介在層によって互いに離間され、前記複数のデータ層の各々は、連続層として又は少なくとも一の配向膜を上に付けられて有しかつスペーサによって互いに離間された２つの互いに直交するストリップとして作製された２つの等価な光学的に透明な電極から成る、薄くてかつ電気的に制御された液晶セルの形の多重コンポーネントとして作製され、層間のスペースは、ホスト物質が光化学的に安定な異方性吸収蛍光物質から成るところのゲスト−ホスト液晶組成物によって充填されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
添付図面は正確なスケールではなく、個々の要素も比例していないが、それらは多層蛍光情報キャリヤの機能化（ファンクショニング）の構造及びコンセプトの理解を容易にすることを目的としているに過ぎない。
【００３０】
本発明の詳細な説明を添付図面を参照して以下に記載する。
【００３１】
図３は、電気的に制御されたゲスト−ホスト液晶系に基づき、結合された多層蛍光情報キャリヤ３００（機能化のコンセプトの説明を簡単にするために二重層とする）の構造の一般的なバージョンの断面図である。
【００３２】
情報キャリヤ３００は基本コンポーネントとして基板３０１と複数のデータ層３０２とを有する。これらは、例えば、米国特許第６，００９，０６５号明細書、第６，０７１，６７１号明細書、国際公開第９９／２４５２７号パンフレット等に開示された従来技術の蛍光データ層と異なり、単層構造でなく多層構造として作製され、この構造は一般的には、スペーサー３０６によって分離された配向膜３０４及び３０５を有する２つの等価な透明電極３０３から成る電気的に制御された薄い液晶セル（ＬＣＣ）として作製されている。スペーサー３０６によって画定（規定）された配向膜間のスペースをゲスト−ホスト液晶組成物（ＬＣ）３０７で充填する。ホスト物質３０８は光化学的に安定した異方性吸収蛍光物質３０８である。
【００３３】
予め調節されたスペクトル領域で蛍光を発するこのような光化学的に安定した異方性吸収蛍光物質は、液晶組成物においてよく溶解でき、かつ高量子効率を有する物質間から選択される。ここで、その物質の分子は固いロッド状若しくはディスク状配置を有し、かつ、その物質の長波長吸収振動子はその長軸に沿って伸張し（スチルベンのような）又はこの軸に直交して伸張している（テトラセン、ペンタセン及び他のポリアセン）。
【００３４】
これらの蛍光物質は；芳香族炭化水素や、多環式縮合芳香族炭化水素及びその誘導体のような芳香族炭化水素の誘導体や、アリルエチレン族及びアリルアセチレン族およびそれらの誘導体（１，２−ジアリルアセチレン、ジアリルポリエン、機能的に置換されたスチルベン及び１，４−ジスチリルベンゼン等）を有する炭化水素や、ポリフェニル炭化水素に属する光化学的に安定な組成物；一若しくは二以上の窒素若しくは酸素原子を有する五員ヘテロ環（フラン、チオフェン、ピロール及びそれらの誘導体等）や六員ヘテロ環を有する組成物；カルボニル族（クマリン及びカルボスチリル、アントロン及びオキサゾール−５−１で置換された芳香族酸誘導体、インジゴイド、チオインジゴイド、キノン等）を有する組成物；ナフタル酸をベースにした組成物；キサンテン、アクリジン、オキサジン、アジン、ペリレン、テリレン、ビアランスロン（vialanthrone）、シアニン 、フタロシアニン 、ポルフィリン等の群から選択された有機金属リガンド及び有機色素の複合体；から本発明の目的のために選択される。
【００３５】
液晶と色素（ダイ）を１：０．０１から１：０．８の間のモル比で混合する。
【００３６】
液晶は、スメクチック若しくはコレステリック液晶若しくはこれらの混合物から選択することができるが、ネマチック液晶若しくは他の液晶との混合物を用いることが最も好ましい。データ層３０２は互いに、高い光学的性質を有しかつ記録照射、再生照射、データ（蛍光）照射及び消去照射に対して透明な数μｍから数１００μｍ厚の介在層３０９によって互いに分離されている。保護層３１０を用いて、光情報媒体を機械的損傷及び攻撃的ファクターの有害効果から保護する。焦点外の（焦点がはずれた）層からの光の反射、光の拡散及び光の回折の偽性的影響を除去するために、情報記録及び／又は再生のホメオトロピック若しくはプラナーモードにおいて、特定の照射波長での組成物の性質に依存する全データ層、介在層及び保護層さらにはゲスト−ホストＬＣ組成物３０７の屈折率は、互いにできるだけ接近するように選択される。必要ならば、データ層３０２を、特定波長に対して多層反射防止干渉コーティングとして作製することができる。このために、データ層（図３に図示しない）に付加層を集積してもよい。
【００３７】
データ層及び介在層は、光硬化若しくは熱硬化接着剤３１１を用いることによって一体型多層キャリヤ３００に集積されている。
【００３８】
コントローラ３１２を組成物３０７におけるＬＣ分子の配向を個々に電気的に制御するため、したがって、電源３１３を用いてこの組成物の構成（メークアップ）に含まれる蛍光ホスト分子３０８の制御のために使用する。コントローラ３１２及び電源３１３は多層キャリヤ３１３の外部になり、それらは（図３に図示しない）自立型（self-contained）情報記録及び／又は再生装置に配置されている。
【００３９】
任意に透明な電極３０３を、約０．００１μｍ厚のインジウム・すず酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物、すず酸化物等の金属酸化物に基づいて、ＬＣディスプレイの製造に通常使用される透明電極層として作製することができる。これらは連続膜３０３として作製することができ、又は、一般に情報をキャリアに記録するとき及びキャリアから情報を読出若しくは消去するときにエネルギーを節約するために、これらは互いに直交するストリップ４１，４２（図４）の形態であり得る。後者の場合、各液晶セルは、多層キャリヤ３００のデータ層３０２の一つの所定の領域（所定のページ上の）における情報の記録、再生又は消去中にホスト物質３０８の蛍光励起のスペクトル領域における伝搬効率の値と蛍光の大きさとを制御するオプトエレクトリックシャッタのアレイとして機能する。電極３０３を、ガラスの両側若しくはポリマー介在層３０９（例えば、マイラー（Mylar）［デュポン社］、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、感光性樹脂、光重合組成物等）を付ける。これらは、等方性光学特性を有するのが好ましい。
【００４０】
表面上に均一な配向膜３０４を形成するために、通常液晶ディスプレイの製造に使用される配向膜を使用できる。これは例えば、［シャテレイン（P.CHatelain）、Ｂｕｌｌ．Ｓｃ．ｆｒａｎｃ．Ｍｉｎｅｒ．６６，１０５（１９４３）］に、透明電極３０３のうちの一つ（図３）又は電極４１又は４２（図４）のうちの一つに付けられた１μｍより小さい厚さであるポリアミド膜のようなポリマー（高分子）膜の非指向性機械的ラビングによって作製されるものが記載されている。
【００４１】
この方法は、介在層３０９は非常に薄い（約１０μｍ若しくはそれ以下）のとき、又は、介在層が表面レリーフを有するときに、使用に対してほとんど適していない若しくはフィットしない。この場合、液晶層に対してプラナー配向を付与するための公知の他の非接触的な方法を使用することができ、例えば、ある透明物質の斜めスパッタリング［ヤニング（J.L.Janning）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２１，１７３（１９７２）］又はマルチ分子ラングミュアー膜［ギューヨン（E.Guyon）、Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１０，６８１（１９７３）］が使用できる。
【００４２】
本発明の目的のために、我々は本願発明者の一人［コゼンコフ（V.Kozenkov）ら、１１ＵＳＳＲ会議“オプティック液晶”、クラノヤスク、１９９０、ｐ１３０（ロシア語）］によって発見された液晶の配向工程を用いた。この方法は、いわゆる光学異方性材料例えば、光学異方性が平坦にされていない指向性光照射の効果の下で誘起される初期（イニシャル）等方性感光材料を活用する。
【００４３】
この異方性は、ボディ内だけでなく、残留（残存、残余）初期異方性分子及び光化学反応の新しく形成された異方性生成物の表面上にも分子配向の異方性を形成する起源となるものである。この場合、残留初期分子の永久双極子モーメントの優先（卓越）配向の方向は、光学異方性材料への活性化照射の垂直入射の事象における材料面内、一般には、活性化照射の電界ベクトルに直交する関係の面内にある。この配向の結果として、光学異方性材料及びその異方性光生成物の一部を作る、表面上の初期異方性分子の配向性異方性集団（アンサンブル）は、光学異方性材料の表面材料の優先配向の方向についてプラナー（平面的）でかつ指向的に液晶分子を配向する能力を獲得する。
【００４４】
本発明では、このような材料をベースとした層を、スピンコーティング及びディップコーティングによって、及び、ラングミュアー−ブロジット法を用いることによって又は真空中での熱スパッタリングによって付けることができ、配向能力を層に付与する非接触的、非機械的光学的方法を、表面の一つを処理することによって、スパッタ介在薄層３０９若しくはマイクロレリーフを有する層に対して用いることができる。
【００４５】
このような液晶セルをデータ層３０２で用いるときに、配向膜３０４を施してもよい。
【００４６】
本発明では、配向機能に加えて、記録層としての機能のために、配向膜３０５を反対側の透明電極３０３（図３）若しくは電極４２（図４）上に備える。それらは、（ＲＯＭ型情報キャリヤに対して）斜めスパッタ膜若しくはラングミュア−ブロジット膜のような機械的ラビングポリマー層に基づいて、又は、（ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型キャリヤに対して）光学異方性材料から上述の光アライナーを用いることによっても作製することができる。
【００４７】
後者の場合、記録後に、それらは、表面分子配列（オーダリング）、したがって外側表面３１６及び３１７の両面上及び液晶層３０７のボディ内のそれぞれにおけるゲスト−ホスト液晶組成物３０７の電気的に制御された層についてのアラインメント（整列）能力によって互いに異なるバックグランド領域３１５に対する、複数の各データ保持ミクロ領域又はデータマスク若しくはピット（公知のＣＤ−ＲＯＭ若しくはＤＶＤ−ＲＯＭシステムにおける反射ピットの類似）３１４を備える。液晶分子の電気的に制御されたアラインメントと同時に、再生照射を吸収する液晶に溶解した異方性ホスト蛍光分子３０８も電気的制御の下でアラインする。電極３０３又は４１及び４２での電極の有無によって、データ層３０２の吸収係数及び蛍光強度が変化する。
【００４８】
光異方性材料の光配向層としての使用は、液晶分子の配向のための、接触若しくは非接触で常に非光学的な方法にわたっての多くの利点を有する。これらの利点は以下の通りである：
−この面のアラインメント能力の所定の三次元配置を有するフォトパターニング配向面の形成の簡単さ
−光学的品質よって表面上に液晶分子のエンハンスされた配向
−配向膜の表面分子への液晶分子の付着のエネルギーの制御の可能性。
【００４９】
情報記録の表面密度がデータ層３０２において高いときに、液晶層３０７の厚さは、記録層３０５に記録されたデータスポットのサイズに釣り合いがとれているべきであるので、後者の利点は非常に重要である。例えば、スポットのサイズが約０．４μｍとき、液晶層は約０．１−０．４μｍ厚であるべきである。同時に、電界の現実的な値で、例えば、ネマチック液晶の分子の電気的な再アラインメントは、約０．１μｍ厚若しくは数分子層の厚さを有する相間（インターフェイズ）面に直接接触する領域内では得ることができないことは公知である。光異方性材料を曝すエネルギーを制御することによって、液晶の指向性プラナー（面内）配向の軸を与えることができるだけでなく、フォトアライナーの表面分子へのその分子の付着エネルギー量も制御でき、それらのオプトエレクトリックな挙動が影響を受け得る。
【００５０】
従って、データ層３０２の電気的に制御されたマルチ（多重）コンポーネント構造における層３０４（それらが物理的に存在すれば）は配向膜の従来機能を果たし、配向膜３０５も同時にＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型及びＲＷ型の記録層として直接機能する。この場合、データピットの潜在的イメージは、その表面上で変調する液晶分子について配向特性の変動としてそれらの中に形成される。この潜在イメージを、蛍光の高強度に必要ならば、データ層３０２の電気的に制御されたゲスト−ホスト液晶セルを用いることによって光学的に読み出すこと（視角化すること）ができる。ここで、配向及び記録膜３０５はデータ層３０２は活用し、異方性吸収蛍光分子はホスト３０８として使用する。
【００５１】
本発明による結合された多層蛍光光情報キャリヤは、ＣＤ読出専用メモリ、ＤＶＤ読出専用メモリ（ＲＯＭ）、追記型メモリ（ＷＯＲＭ）、書込（ＲＷ）メモリ、又は多種類の光ディスク、カード若しくはテープにおけるそれらの混合型であり得る。このようなキャリヤにおけるデータピットの二次元的な空間分布のジオメトリは、今日広く使用されている１４ビットチャネル変調ＥＦＭ（８−１４変調）コードを用いてデータフローを記録する直線状、らせん形状若しくは環状トラック、及び、配向及び記録膜３０５面上での二次元情報符号化のＥＴＴ（８−１０）法によって記録された４つ隣接バイトの両方を表すものでもよい。
【００５２】
蛍光強度は、例えば、蛍光を励起する再生照射の方向について発光ダイクロイック分子の長軸の配向を変化させることによって制御することができる。蛍光物質３０８の吸収の二色性によって、この物質から発光される光は、再生照射の最大吸収に対応する分子のこのような配列と共に最大強度を有することになる。コントローラ３１２の電界を用いて液晶マトリックス３０７の配向の方向を変えることによって、蛍光分子３０８による再生照射の吸収量は、分子による蛍光データ光の強度を制御するために制御することができる。電界の大きさの無限のバリエーションによって、再生照射自体の強度を変えることなく要求されるならば、蛍光照射の強度を変えることが可能である。
【００５３】
本発明による光メモリシステムは、例えば、負の誘電異方性を有するネマチック５０１のホメオトロピックテクスチャーの静電的変形、又は、正の誘電異方性を有するネマチック５０２の単方向性一様（プラナー）テクスチャーに基づいて形成することができる。これらの変形は、ネマチックマトリックス５０４（図５ａ）に溶解したダイクロイック蛍光物質５０３の分子の配向の各変化を伴う。
【００５４】
例えば、正の誘電異方性を有するネマチック液晶は、互いに及び液晶層プロパーの分子５０２に平行に延びるように、物質５０８の伸張したダイクロニック分子をアライン（整列）するマトリックスとして機能する。電界内の液晶マトリックスの配向の変化はダイクロイック物質５０３の配向の変化を引き起こし、それによって、再生（若しくは記録）照射及び消去照射５０５についてゲスト−ホスト液晶層５０４の吸収容量の変化（理論的にはゼロまで下がる）及び蛍光容量の変化（これも理論的にはゼロまで下がる）を引き起こす。
【００５５】
例えば、ダイクロイック分子５０３が電圧がない状態（Ｖ＝０）で電極３０３の面に平行に整列するように、正の誘電異方性を有するネマチック試料５０２に方向性プラナー（面内）テクスチャーを形成し、ダイクロイック分子５０３は、例えば、再生照射（図５ｂ、曲線１）の波長で最大吸収を有するように、したがって読出において最大蛍光容量（図５ｂ、曲線１’）を有するように選択される。メモリマトリックスのために選択される正の異方性を有するネマチック５０２は、電界Ｖ＝Ｖ１の効果の下でホメオトロピックテクスチャーを得、ダイクロイック物質５０３の分子は光波（偏光又は非偏光）の電界ベクトル方向に対して９０°で整列し、それらは実質的に完全にこの光を伝搬する（再生照射波長での吸収したがって蛍光容量は実質的に消失する）（図５ｂ、曲線２及び２’それぞれ）。
【００５６】
再生される層ではない全非焦点層からの蛍光バックグランド５０６の不在によって、このような層からの蛍光クロストークを除去することができ、これによって、再生中のＳＮ比を改善する。層５０４の吸収容量の実質的にゼロへの低減によって、 同じ照射源が、ＷＯＲＭ又はＲＷモードの情報の記録、再生（及び消去）用に使用できるようになる。
【００５７】
再生装置のエネルギー節約の観点から、負の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いたオプションはより好都合である。なぜなら、再生照射の吸収がなく、そのため、電極３０３に電圧が印加されていないときに全データ層３０２に蛍光がないからである。この層におけるプリセットデータ層３０２又はプリセットデータページが読み出されるときに、制御電圧が電極３０３（又は、電極４１及び４２のあるストリップ）だけに印加されるべきである
【００５８】
従来の単層蛍光データ構造に対する本発明による蛍光データ層３０２の多重コンポーネント構造の他の利点は、ゲスト−ホスト液晶組成物３０７に対するフォトパターニングの配向がこのシステムにあるところの記録層３０５は必要な薄さであってもよく、１０Åの厚さを有する単層として構築できる。この層の吸収容量も低く、記録、再生又は消去の強度は、照射のこの多層媒体の通過の際に実際に変化がないままである。また、この感光性配向記録層３０５及び異方的に吸収する蛍光物質３０８の吸収スペクトルの完全な若しくは部分的な相互に重なる条件が合うと仮定すると、異方性蛍光分子の吸収容量の電界制御の可能性によって、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型キャリヤ上の情報の記録、再生及び消去が可能となる。さらに、キャリヤ上の単一及び繰り返しの記録情報についての多様な、非線形の場合だけでなく、線形の光化学及び写真（フォトメカニカル）メカニズムの範囲が拡張される。
【００５９】
このような正の記録層３０５の厚さを単層分子厚まで減少することによっては、従来の単層記録構造の場合のように、記録中の感光性の減少及び再生中のデータ（蛍光）信号の大きさの減少が生じないことに留意されたい。これは以下のことによって説明できる。すなわち、記録された情報が記録層３０５の表面３１６上の配向特性の変化としてだけで有効に格納され、読出におけるデータ信号の増幅が蛍光分子３０８を有する電気的に制御されたゲスト−ホスト液晶層３０７によって保証され、この増幅は記録層３０５の厚さに依存せず、それは、液晶層３０７の層厚及びこの層における蛍光物質３０８の濃度だけによって決定されうことによる。データピット３０４内の容量特性の変化は、本発明による再生方法において使用されない。さらに、焦点が外れている層のデータピットでの記録及び／又は再生照射の回折の偽効果を除外するためにピット厚を可能な小ささを維持することが望ましい。
【００６０】
上述の情報キャリヤの作動を支える原理を図示するために、図６ａ及び図６ｂは、電極３０３での制御電圧Ｖの不在（Ｖ＝０）及びこの電圧の存在（Ｖ＝Ｖ１）下でのＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型の本発明による情報キャリヤ３００用の一のこのような多重コンポーネントデータ層３０２の平面図（図６ａ）及び断面図（図６ｂ）である。
【００６１】
図６ａにおいて矢印６０１及び６０２によって図示したように、光学的に形成されたフォトパターニング記録及び配向膜３０５のデータピット３１４及びバックグランドエリア（領域）３１５のそれぞれの表面３１６及び３１７上の配向方向は例えば、互いに９０°で延び、一様層３０４の表面上の配向方向６０３は層３０５のデータピットが配置するエリアにおける配向方向に平行に延びる。
【００６２】
ゲスト−ホスト液晶層３０７の空間的三次元パターンは、データピット６０６の表面３１６の反対側に配置するエリア６０８において液晶分子６０４及び蛍光分子６０５は、図面の面内にある配向方向６０１に平行に整列した光学的パターニング形態を有する。バックグランド表面３１７の前に配置する領域６０７はねじりネマチック形態であり、この形態では、層３０４の表面上に蛍光分子６０５を有する液晶分子６０４は図面の面内に配向しており、それらは反対面上に直交配向を有する。言い替えると、ねじり効果の事象においては、両側の電極上のネマチック液晶分子の面内配向の方向は互いに直交する。
【００６３】
再生モードでは、データ層３０２の多層構造は、例えば、図面の面内での偏光６１１を有する偏光子６０９によって線形に偏光した例えば、照射６１０に、記録層３０５の側面上の電圧印加なしで（Ｖ＝０）曝される。再生照射が吸収され、したがって、それは、液晶組成物６０８がデータピット３１４の表面３１の前に配置される領域においてだけ蛍光物質の分子６０５によって再照射（６１２）され、他方、バックグランド表面３１７の反対に配置する液晶組成物のエリアは再生照射の偏光を用いて再生照射に対して透明である。視覚的には、データピットの蛍光パターンが非蛍光バックグランド中に観察される。蛍光照射も偏光される。これによって、フォトレシーバ（図６に図示せず）の前に配置した付加的な偏光子を用いて外来の照射からのバックグランド被爆を部分的に除去することが可能となる。
【００６４】
再生照射の偏光面の方向が直交方向に変化するとき、負の再生モードが例えば、非蛍光データピットを有する発光バックグランドを用いて、可能となる。
【００６５】
再生中に層の残りから蛍光クロストークを除去するために、電圧を図６ｂに示したようにそれらに印加すべきである。結果として、液晶マトリックス内でマトリックスの全液晶分子６１４及び蛍光分子６１３は、電極に対して直交して配列し、焦点外の層は再生照射に対して完全に透明となる。
【００６６】
負の誘電異方性を有する液晶材料を用いると、電圧がない状態での蛍光物質は電極に対して直交する方向に配列し、それらは層に直交する方向に入射する再生照射を吸収しない。再生モードでは、蛍光物質３０８の分子を有する液晶は、記録配向膜３０５に記録された情報に対応してプラナー配向を有するパターニング形態を得る。
【００６７】
図７は、再生照射の偏光の種々の状態を用いて従来の強度ベースのテクニックを利用して読み出される、パターニング配向面の形態で記録される情報を有する光学異方性材料に基づく記録配向膜３０５の形成のいくつかのオプションを示している。これを実施する際、［グルシュコ及びレビチの米国特許第６，００９，０６５号明細書および第６，０７１，６７１号明細書］に記載されたような従来の蛍光情報表示方法と同様に、キャリヤの所定の局所的ミクロ領域のけるデータピットの存否の事実が、データピット及びバックグランドが配置する点での蛍光の強度間の差に基づいて定性的に検出される。
【００６８】
図７ａでは、データピット７０１及びバックグランドエリア７０２は、互いに直交する配向容量（キャパシティ、能力）の方向７０３及び７０４を有する表面を備える。パターニングされた記録層３０５の配置は、線形に偏光した照射（７０５又は７０６）による読出のときに、最大コントラストＫ＝１（正又は負）を保証するが、偏光していない照射（７０７）はこの目的のために用いることはできない。というのは、この場合のコントラストは、従来の強度に基づく再生テクニックを用いるときにゼロまで低下するからである。
【００６９】
この欠点は、本発明による情報読出方法を用いると除去される。ここで、検出される信号は強度の差を示さないが、偏光若しくは非偏光の再生照射が吸収されるときに蛍光信号における異方的性質の存否の事実を示し、又は、その異方性の光学軸の方向の差を示す。
【００７０】
実際、異方的に吸収する分子の蛍光も異方的である。従って、図７ａで示したような空間配向配置の場合には、情報を搬送する蛍光照射は、線形に偏光した照射７０５又は７０６を用いることによって再生が実施されるときだけでなく、非偏光照射７０７を用いることによって偏光する。後者の場合、データピット７０１及びバックグランド領域７０２が配置する領域に対する蛍光発光の偏光ベクトルは互いに直交し、その識別は例えば、再生装置のフォトレシービング（光受容）要素の前に配置した偏光子を用いることによって容易に行うことができる。
【００７１】
図７ｂは、バックグランド領域７０８は配向特性７０９を保有せず、データピット７１０の表面が方向性プラナー配向７１１を保証する他の可能な構成を示すものである。この場合、従来の強度に基づいた再生テクニックを用いるとき、偏光照射７１４及び非偏光照射７１２を一定の大きさ（マグニチュード）Ｋ＝１／３を用いて使用することができ、偏光照射７１３は、蛍光信号の強度Ｉｆｌが上限値の２倍の低さのときに定数Ｋ＝−１を保証する。
【００７２】
偏光再生照射７１３若しくは７１４を用いるとき、例えば、再生照射の偏光面を回転するモジュレータとフォトレシーバとを含む光学システムによって蛍光信号の偏光を検出することができる。ここで、フォトレシーバは、再生照射の偏光ベクトルの回転周波数の２倍の蛍光照射から得られた電界信号のＡＣ成分を光電的に検出するものである。ランダムに配向する蛍光分子を含むバックグランドエリア７０９からの蛍光強度は変化せず、この照射によって形成した電気信号のＤＣ成分をカットオフする。
【００７３】
非偏光再生照射７１２を用いるとき、偏光蛍光をデータピット７１１だけによって発光し、この存在は例えば、フォトレシーバの前の付加的な偏光子を備えることによって検出することができる。
【００７４】
強度及び偏光の両方に基づいた単一フォトン再生によって、ビット・バイ・ビット及びページ・バイ・ページ再生のいずれをも可能とする。
【００７５】
配向記録膜と異方的に吸収する光化学的に安定な蛍光物質を有するゲスト−ホスト液晶組成物とをゲストして形成するために光異方性材料の使用した、本発明による蛍光データ層の多重（マルチ）コンポーネント構造によって、ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型の光キャリヤの作製を可能とする。また、ＲＯＭ型の多重コンポーネントデータ層は、液晶ディスプレイにおいて通常用いられている配向膜の使用によって作製することができる。
【００７６】
図８ａは、スペーサ８１１が透明電極８１３を有する均一膜厚の分離層８１２と均一な方向性配向を生じさせる層８１４との間に配置するＲＯＭ型データ層８１０の実施形態を示す。この実施形態のスペーサー８１１は、データピット８１６において蛍光分子８１５を有するゲスト−ホスト液晶層の所要な層厚を保証するものである。これは、ＲＯＭ型データ層としても機能する。スペーサは空間的にパターニングされた形態を有し、感光性アクリル樹脂、又は、正若しくは負のフォトレジストからなり得る。スペーサに記録された情報は、従来のコンタクト若しくは投影フォトリソグラフィ法によって、電子写真によって、又は、感光性表面上の走査変調レーザー照射及びその後の現像によって形成することができる。フォトアライナー８１３は、光異方性材料に基づくフォトアライナーとして又は従来の液晶フォトアライナーとして作製することができる。本発明では、図８ａに示したようなシステムにおいて一又は両方のフォトアライナーが存在することができる。
【００７７】
図８ｂは、マイクロレリーフ８２２の形態のデータ面とプラナー面８２３とを有する分離層８２１とが、例えば、射出／圧縮成形技術若しくは光重合組成物に基づいた２Ｐ工程を用いることによって、反射ＣＤ若しくはＤＶＤ光ディスクと同様に作製されたＲＯＭ型の蛍光データ層８２０の多重コンポーネント構造の他の実施形態を示す。透明電極８２４は分離層８２１の両面にスパッタされ、配向コーティング８２５及び８２６をそれらの最上面に付ける。データ層８２６を損傷から保護するため及びその配向特性を付与するために、光異方性に基づく光学的方法を用いた。データピット８２７を蛍光物質を含むゲスト−ホスト液晶組成物８２８で充填した。前述の実施形態と同様に、配向膜８２５又は８２６の少なくとも一つはなしで済ますことができる。
【００７８】
図８ｃは、本発明によるＷＯＲＭ型又はＲＷ型データ層８３０の構造の一つを示す。ここで、プラナー表面８３２と直線状同心的又はらせん状トラック若しくはチャネル８３４を有する面８３３とを有する分離層８３１を、光重合可能組成物に基づいて射出／圧縮法技術又は２Ｐ工程を用いて作製される。トラックのサイズ及び形状は、蛍光分子８３６を有するゲスト−ホスト液晶８３５の配向特性と所望のトラッキングモードとに基づいて選択する。透明電極８３７を分離層８３３の両面に付ける。この事象において、液晶層８３５は薄く（1μｍ以下）であり、配向膜８３８はなしで済ますことができ、配向膜８４０は光異方性材料から成る。
【００７９】
同じ照射源を情報記録又は消去に用いるとき、これらのステップを、プリセット層の上流に配置した全データ層におけるゲスト−ホスト組成物８３９のホメオトロピック配向モードで実行し、再生モードを実施するときは、これらのステップは読出層以外の全層で生じるる。ここで、液晶組成物はプラナー配向を有する。
【００８０】
図９ａは、層への情報記録の前（図９ａ）又は後（図９ｂ）に、図３に概略的に示したＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型のデータ層３０２の多重コンポーネント構造の配向記録膜３０５の平面図である。光カード９１０（光ディスク（９２０））として作製される情報キャリヤ用のトラック９１１（９２１）は、光異方性材料から成る配向記録膜９１２（９２２）に直接形成される。この層は、多重コンポーネントデータ層３０２において光化学的に安定な異方性吸収蛍光分子を有するゲスト−ホスト液晶組成物に対して光パターニングされたフォトアラインメントとしても機能するが、この層は、例えば、ランダムに配向した分子集団９１４（９２４）と、（光カード９１０のための）直線状トラック９１１若しくは優先的に配向した分子集団９１５（９２５）を有する（光ディスク９２０のための）らせん状トラック９２１とを有するバックグランドエリア９１３（９２３）を有する。（図９において矢印で示されたような）これらの分子集団の優先した配向の方向は、例えば、光カード９１０の直線状トラック９１１の場合に、光カード９１０に対する所定の角度Ψに向くことができ、また、例えば、光ディスク９２０の同軸トラック９２１の場合には、それらは軸に沿って（又は横方向に）延びることができる。
【００８１】
多層情報キャリヤ３００を作製する前に、光異方性材料に吸収された表面を走査する合焦して線形的に偏光した照射（図９に図示しない）に最初に乱雑に配置した分子配向９１４（９２４）を有するこの層を露出することによって、配置された分子配向によって空間的に変調された配向記録感光層９１２（９２２）の表面の構造を形成する。
【００８２】
フォトリソグラフィにおいて広く使用された投影又はコンタクト写真印刷を、透明トラックを有する金属クラッドの正のフォトテンプレートを介した偏光照射を用いて利用することができる。規則的なバックグランド９１３（９２３）に対して乱雑に配向したトラック９１１（９２１）を得るためには、負のフォトテンプレートを用いるべきである。
【００８３】
電極３０３を有する介在層３０９の一の側に付けられる上述のように準備された配向記録膜を用いて、多層結合された蛍光−液晶光キャリヤを形成する。
【００８４】
上述のように、このような多層キャリヤの記録層の一の上への情報記録のモードで、多重コンポーネントデータ層３０２の全ての所要吸収容量を、外部コントローラ３１２からそれらに電圧を印加することによって制御する。
【００８５】
その後、例えば、ビット・バイ・ビット情報記録の実施の際に、（図９に図示しない）記録ビームを、トラック９１１（９２１）が配置するエリアにおけるスポット９１６若しくは９１７上に合焦し、それは光異方性材料から成る記録媒体９１２（９２２）によって部分的に吸収される。光物理的、光化学的若しくは光熱プロセスの発生の結果として、ボディ内の及び、さらに重要なのは曝されたエリア９１６若しくは９１７（９２６若しくは９２７）において表面上の最初の分子整列（オーダリング）が変化する。これは、ゲスト−ホスト液晶層３０７に対するアラインメント容量の変化を伴う。
【００８６】
これらの変化は、使用される光異方性材料の種類及び記録パルスのパラメータ（パルスにおいて強度及びエネルギーレベルの時間依存及び空間分布、パルス長、スポット９１６若しくは９１７（９２６若しくは９２７）における分子集団９１５の配向についての記録照射の偏光ベクトルの偏光状態及び配向）に依存する。これらは、図９に示した正の場合について、例えば、ミクロ領域９１６（９２６）における直交配向に対して、表面分子９１８（９２８）の空間的配向の方向における変化（又は負の場合では形成）として、又は、ミクロ領域９１７（９２７）における完全なミスアラインメント９１９（９２９）としてのいずれかとして、それら自身を明らかにする。これら変性された表面９１８，９１９，９２８及び９２９に直接接する液晶層３０７の配向はしだいに変化する。
【００８７】
第１の記録オプションは、例えば、トラック９１１（９２１）における分子配列９１６（９２６）の最初の配向に直交して方向付いた偏光ベクトルを有する偏光照射を用いて記録する光化学的かつ光物理的メカニズムを用いて光異方性材料について使用する。
【００８８】
第２のオプションは、ミクロ領域９１７（９２７）が溶融され、その後冷却の際にエリアにおいて分子の指向性配向（９１９，９２９）の損失を有する光熱（フォト・サーマル）記録メカニズムを活用する。
【００８９】
このように記録されたデータピットは、液晶組成物の蛍光分子によって吸収される異なる波長を有する照射源、又は、記録のために用いた同じ照射源であるが低強度のもののいずれかを用いて図６及び図７に示したモードで読み出すことができる。
【００９０】
線形振動子としての異方性吸収分子の吸収の吸収の振動子の表示はそれらのいくつかに対しては十分には現実的ではないことには留意されたい。このため、完全なホメオトロピック配向を有して、このような分子は再生照射を部分的に吸収する。また、上述のように、例えば、ネマチック液晶したがって、配向記録膜９１２（９２２）の相（フェイズ）間面に直接接触する、ネマチック液晶において溶解している蛍光分子の表面領域は、電界効果の下では十分には再アラインする。
【００９１】
これら全要素は焦点外層からの蛍光バックグランドの不完全な抑制にもつながる。バックグランドを完全に除去するために、本発明では、多層情報キャリヤ３００の記録層９１２（９２２）のそれぞれのトラックについて分子集団９１５（９２５）の優先配向の方向は、角度Ψの固有値でマークされる（符号化される）。この角度は、焦点外の層の残りの中から読み出される層の異方性（部分的に偏光した）蛍光照射の付加的な偏光検出（復号化）のための再生ステップで使用される。
【００９２】
光異方性材料の特徴的なフィーチャーは、光異方性したがって液晶についての配向容量を付与することになる特定の光化学的若しくは光物理的メカニズムにも関わらず、固有の可逆性である。光異方性とその配向容量すなわち、記録光異方性層に記録された情報は光学的若しくは測光的に局所的に消去することができることに留意されたい。このような記録層における記録された情報の完全な消去は、完全層を加熱することによって、純粋に熱的手段によって実施することができる。
【００９３】
情報は、同じ配向で、又は偏光した最初の光照射を用いて誘起された異方性の光経路の変化した配向で、又は偏光ベクトルの変化した配向で格納（若しくは再書込）できる。しかしながら、このような可逆性の多くのサイクルは、こられの材料において光異方性を形成するために用いられた特定のメカニズムに依存する。
【００９４】
本発明では、不可逆性単分子光化学反応又は二分子光化学反応に基づいた光異方性材料をＷＯＲＭ型情報キャリヤに対して用いることができる。後者の例は、例えば、ノンアコサデイン（nonacosadein）−１０、１２−カルボキシル酸［コザンコフ（Ｋｏｚｅｎｋｏｖ Ｖ．）ら、ＰＯＶＥＲＫＨＮＯＳＴ．Ｆｉｚｉｋａ，ｋｈｉｍｉｙａ，ｍｅｋｈａｎｉｋａ，２，１２９，１９８９］又はポリビニルシナメート（polyvinylcynnamate）［コザンコフ（Ｋｏｚｅｎｋｏｖ Ｖ．）ら］のラングミュア膜若しくはスパッタ膜のようなジアセチレンの誘導体の分類から選択された低分子若しくは高分子感光性物質をベースにした材料である。しかしながら、その可逆性は低く、各サイクルの下で光化学的に消費された多くの感光性分子によって制限されている。このため、このような材料は、それらの分子の回転可動性が除去されると仮定すると、本発明にしてがってＷＯＲＭ型の記録媒体として使用できる。
【００９５】
これらの材料における光誘起異方性の低可逆性は、記録中若しくは記録を完了した後直接記録される情報の補正のために使用することができることに留意されたい。
【００９６】
フォトクロミック材料の多くは光誘起光学異方性の効果も有する。しかしながら、これらは、その逆の暗緩和（ダークリダクゼーション）と初期状態及び／又は光誘起状態におけるフォトクロミックの可逆的破壊の高量子効率のため、本発明の目的にはあまり適していない。
【００９７】
光化学的に安定な異方的吸収非蛍光物質をベースとした光学異方性材料は、本発明による使用のために最も有望な材料である。種々の可逆的若しくは非可逆的光化学反応（ワイゲルト効果）が生じる結果として光誘起光学異方性を示す材料とは異なり、これらの材料の光学異方性は、偏光し若しくは偏光していないが方向性の照射が分子構造の化学的若しくはコンフォーマルな変化なしで吸収されるとき分子の配向型整列（オーダリング）の光物理的プロセスの結果として形成される。
【００９８】
異方的に光化学的に安定な非蛍光分子は、光波の電界ベクトルに直交する面又は非偏光照射に対するこのベクトルの伝搬方向のいずれかにおいて優先的に配向することに留意されたい。光化学的に安定であるので、これらの材料は記録された情報の補正だけでなく、このような材料上への情報の記録−消去−再書込の実質的に無制限の数のサイクルを保証するものである。情報は何年にもわたって格納することができる。
【００９９】
また、これらの材料は実質的に非破壊的再生を可能とする。
【０１００】
さらに、本発明では、このような媒体における情報の記録、消去及び再書込の全段階を、そのパラメータ（光パルスの時間依存、エネルギー及び偏光特性）を変化させることによって同じ照射源を用いて実施することができる。これらの材料はＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型キャリヤとして使用してもよい。これらを、同じ若しくは異なるコンポーネント構成の光学異方性材料からなり得るＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の同時の記録層を含む多層結合キャリヤとして使用することは最も有望なことである。このアプローチによって、このような結合多層キャリヤの製造工程を実質的に容易にし、これらの機能の範囲を拡げることができる。
【０１０１】
このような光学異方性材料に使用される光化学的に安定な異方的吸収非蛍光物質は、ポリマー材料における分子レベルの上に挿入することができ、又は、これらを、少量の特別なドーピング添加剤例えば、膜形成能力を改善する添加剤をこのような単物質と一体にした膜として使用することができる。
【０１０２】
これらの能力を示すために、図１０は、種々の段階の誘起若しくは消去における偏光照射にされられる単物質膜の形態を有するこのような光学異方性材料における光学異方性（複屈折）の誘起及び暗緩和の典型的な運動（カイネティック）曲線を示すものである。
【０１０３】
図１０に示すことができるように、材料は初期の熱動力学的に安定な状態では等方性である。この状態を論理的“０”に対応する状態として特徴付け得る（キャラクタライズできる）。照射にさらす工程における情報の記録中に、光学異方性を材料に誘起し、漸近的に光平衡値に近づく（曲線１）。短時間（低エネルギー）照射レベルで、暗緩和工程が生ずる。これによって、層が曝されるエネルギーの増加を伴うある平衡値に誘起される異方性の完全な若しくは部分的な低下につながる。この低下は、光化学的に安定な分子の配向におけるランダムな無秩序（混乱）を生じさせるブラウン回転分子拡散の結果である。しかしながら、照射エネルギーが増大すると、暗緩和率は完全消失まで緩やかに低下する（曲線３）。
【０１０４】
さらに、十分に高い（０．１から１ｎＪ／μ２）照射率で、活性化照射をやめると、新しい熱動力学的に安定な状態を得るのに層の分子のさらなる自己整列（曲線４）をもたらす。層を加熱するとき、この“上昇暗緩和”率は増大する。この高い配向状態は、論理的“１”に対応する状態としてみなすことができる。この状態は、光学異方性材料の融点に近い温度まで安定なままである。
【０１０５】
このような媒体に媒体における光誘起光学異方性の最大到達可能値は、液晶のそれぞれの値に近い。配向オーダーパラメータＳ
【数１】
2004531849.tif 000003
、及び、複屈折値Δｎ
【数２】
2004531849.tif 000004
はそれぞれ約０．８及び０．３の値に達する。
ここで、ｎ｜｜、ｎ⊥、Ｄ｜｜、Ｄ⊥はそれぞれ、活性化照射の偏光ベクトルに対して平行及び垂直な測定照射の偏光ベクトルの成分についての材料の屈折率及び光学密度の値である。
【０１０６】
このような材料において（表面分子の配向的に秩序だった（オーダーされた）状態を含む）光誘起状態は少なくとも１０年間維持できる。
【０１０７】
このように記録された情報の蛍光再生は図６及び図７で示したモードを用いることによって実施することができる。同じ非偏光若しくは円偏光された照射源にこの配向秩序層の短時間若しくは低強度レベルの照射は、液晶についての配向特性の部分的劣化を伴う部分的な無秩序（曲線５）を生じさせる。再生照射の偏光方向が直交方向に変化するとき、同じ結果が得られる。しかしながら、この照射が止められるとき、光誘起的熱動力学的に安定な状態が再び回復し（曲線４１）、液晶についての配向能力も回復する。光化学的に安定な異方的吸収非蛍光物質をベースにした光学異方性材料のこの特性によって、上述の材料を配向記録膜として使用して本発明による多コンポーネント蛍光データキャリヤ構造に記録された情報の実際的な非破壊再生が可能となる。暗緩和の符号及び率（レート）の間の関係（曲線２，曲線４及び曲線４’）によって、焦点外層における光学異方性の“バックグランド”誘起の除去が可能となる。これは、吸収されるエネルギーが低いときに自発的“消去”が生じるからである（図１０の曲線２参照）。
【０１０８】
記録された情報は、再生用に用いられたのと同じモードで消去できるが、消去照射はより高いエネルギーを有するべきである。これを実施する際、消去されるミクロ領域における完全なダーク（光熱的）分子ミスアラインメント（および液晶についての配向能力の損失）（曲線６）がその後の冷却による層の局所的な融解の結果として可能となるか、又は、直交方向に偏光した照射を用いるときに、直交配向に対する再アラインメント（曲線６’）
【０１０９】
後者の場合、照射エネルギーが記録用に使用された照射エネルギーに釣り合っているとき（同一程度のとき）、負の符号を有する論理的な１、“−１”としてみなすことができる最初の状態に対して高くかつ直交する他の熱動力学的に安定な配向状態（層の融点以下の温度まで）が得られることに留意されたい。新しい記録を同時に消去と共に実際に実施することができることを加えるべきであろう。
【０１１０】
再書込（リライティング）モードは初期の記録モードと同様であり得る（曲線７）。
【０１１１】
本発明では、所定の感光性配向記録膜における全記録及び消去を、（正の誘電異方性を有する液晶組成物に対して）この層自体を含むこの層の上流に配置した全ての焦点外の層に電圧を印加すること、又は、（負の誘電異方性を有する液晶組成物に対して）この層だけに電圧を印加することのいずれかによって実施する。従って、情報再生は、全データ層であるが前者の場合に読み出されるものに電圧を印加すること、又は、前者の場合に読み出される層だけに電圧を印加することのいずれかによって実施する。
【０１１２】
本発明では、このような二重（デュアル）機能配向記録膜９１２（９２２）の異方的光学特性における空間的な変化は再生のために使用されない。しかしながら、これらは、品質コントロールのため、及び、リアルタイムで及び全記録が完了した後での両方でこのような媒体に記録される若しくは記録された情報の補正（修正）のために使用される。これらの段階を、記録パルスにおける照射の強度及びエネルギーの時間依存及び／又は空間的大きさ及び分布を調整することによって、記録照射の偏光状態の調整によって、又は、記録装置の光学システムの必要なアライメントを提供することによって、実施する。
【０１１３】
実際、光学異方性材料における光誘起異方性は照射に直接さらす間に現れる。というのは、材料における光アラインメント及び光化学プロセスの生じる時間が数100マイクロ秒を越えないからである。その結果現れる複屈折もその透明領域すなわち記録層の感光性のスペクトルエリアの外に誘起される。
【０１１４】
上述は全て、リアルタイムで又は情報の記録完了後に、例えば、Ｈｅ−Ｎｅ（λ＝６３２．８ｎｍ）レーザー又は半導体（λ〜７００ｎｍ）レーザーからの非光活性照射を用いることによって記録された情報の非破壊的チェックを可能とする。
【０１１５】
照射フェイズでは、例えば、偏光光活性照射にさらして、再生中に蛍光となるデータピットの前駆体が、表面上の潜在的に局所的な分子オーダリングの形で、かつ、異方性バックグランドに対して空間的にパターン変調された三次元異方性相（複屈折）の形で、層９１２（９２２）に現れる。層厚が小さいために、ボディ内及び層９１２（９２２）の面上の分子アライメントの程度は互いにオン−トゥ−ワン（on-to-one）関係にある。
【０１１６】
上述のピットの前駆体の潜在的な三次元相イメージを、露出される記録層と光検出器との間に配置された偏光子（ポラライザー）／アナライザーを用いることによって空間的に強度振幅変調されたパターンに変換することによって、非光活性偏光照射を用いることによって、記録の品質をチェックすることができる。
【０１１７】
形成されるピットの前駆体の潜像（潜在像）を介してかつアナライザーを介して通過した再生照射の強度の三次元分布（Ｉ（ｘ、ｙ））は、記録中に誘起された複屈折値によって決定される：
【数３】
2004531849.tif 000005
ここで、
Δｎ（ｘ，ｙ）＝Ψ［Ｈ（ｘ，ｙ）］は、空間的なエネルギー分布Ｈ（ｘ，ｙ）を有する活性照射の効果の下で形成されるピットの前駆体に誘起される複屈折の三次元分布である；
ｄ：記録層の層厚；
λ：再生照射の波長；
Ｉ０：情報キャリヤに入射する再生照射の強度；
Const＝Ｉ０×（πｄ／λ２）
Ｘ，Ｙ：記録層面における空間座標。
【０１１８】
ポラライザーとアナライザーの光軸は直交であり、記録層に誘起された複屈折の光軸はこれらの軸に対して４５°の角度で延びていることが仮定されている。
【０１１９】
単純化のために、（３）においては、記録層の層厚が小さいために、この層における光活性照射の波長の吸収は小さいこと、層の深さＺにおける照射の強度したがって複屈折が一様であること、及び、位相遅れ値φ（φ＝（πΔｎ（ｘ，ｙ）ｄλ））が小さいことが仮定されている。
【０１２０】
図１１及び図１２は、本発明による層におけるデータピットの潜像の品質をチェックするため及び補正するための方法を用いて、情報記録システムの２つの実施形態を示している。
【０１２１】
図１１に示した実施形態は、リアルタイムでＤＲＡＷ（書換可能型：direct reading after write）テクニックを用いて記録された情報の潜像のビット・バイ・ビット再生を備えることによってビット・バイ・ビット記録のチェック及び補正を保証する。記録中に、モジュレータ１１０３は、記録信号１１０４を用いてポラライザー１１０２において偏光されるレーザービーム１１０１を変調する。変調された記録ビーム１１０５を、多層キャリヤ１１０８の記録層１１０７上に対物レンズ１１０６によって合焦する。装置はビーム掃引法を用い、各エレメント（ピット）は個々に曝される。この方法はフォトテンプレートの使用が必要ではない。プリセット情報パターンを得るために、ビーム掃引プログラミング装置を用いる。
【０１２２】
蛍光データピットの前駆体が、層９１２（９２２）の曝されたミクロ領域において等方性バックグランドに対して複屈折の空間的に変調されたパターンとして形成される。潜像における複屈折値及びその空間分布（空間前駆体テクニック）は、記録パルスのエネルギー大きさ及び空間分布に依存する。後者は変調コード１１０４と合焦（フォーカシング）光学系１１０６とに依存する。
【０１２３】
データピットのこれらの相前駆体の潜像は、（例えば、６３２．８ｎｍの波長のＨｅ−Ｎｅレーザー１１０９から）合焦された非光活性レーザー放射１１１０を用いることによって、リアルタイムでビット・バイ・ビット（ビット毎）に読み出される。このために、再生ビーム１１１０はポラライザ１１１１によって線形に偏光されたビーム１１１２に変換され、ダイクロイックミラー１１１３を通過後、それは対物レンズ１１１６によって領域上に合焦され、その領域上で記録ビーム１１０５が記録層１１０７において合焦される。ここに記録された蛍光ピットの前駆体の異方的潜像を含むこの層のミクロ領域の通過後、線形に偏光された再生ビーム１１２は楕円偏光ビーム１１１４に変換され、部分的にアナライザー１１１５を通過する。対物レンズ１１１６は蛍光ピットのこの前駆体の可視像を光電検出器１１１７上に投影する。検出器からの電気信号はコンピュータ処理に送られ、次いで照射装置の制御ユニットに（図１１に図示せず）伝送される。
【０１２４】
従って、形成される蛍光データピットの前駆体の潜像のパラメータの精密なリアルタイム測定法は、記録照射のパワー及び偏光を調整することによるフィードバックと、照射時間と、対物レンズ１１０６の合焦を調整することによる照射ビームにおける強度プロファイルの品質の補正とが可能となる。
【０１２５】
図１２は、ＣＣＤカメラ１１１９が光検出器１１１７として使用される本発明による方法の他の実施形態を示す。これによって、選択の機会が提供され、必要ならば、記録が完了した後に、蛍光データピットの前駆体の潜像の空間的トポロジーの品質の完全なチェックが提供される。図１２で示した記録システムは図１１に示したものと同様であり、これはポラライザー１１１１とアナライザー１１１５とを有し、対物レンズ１１１６は、ＣＣＤカメラ１１１９が配置する面上の対物レンズ１１１６で投影された記録層の潜像全体を同時に読む。潜像を分析するこの機会は、層例えば、結合（コンビネーション）多層情報キャリヤにおけるＲＯＭ型層が形成される条件を最適にすることを可能とする。
【０１２６】
本発明について、データ層のゲスト−ホスト蛍光液晶のコンポーネント（成分）構成及び構造の以下の例によって説明する。
【０１２７】
（ＲＯＭ型システム用の）少なくとも一の初期パターニング配向膜、又は、（ＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型システム用の）光学異方性感光配向膜を有する薄い液晶セルである多重コンポーネント構造の形の本発明による蛍光データ層によって、この機能が種々の離隔されたエレメントの間で共有できることとなる。
【０１２８】
ＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型システムの場合の記録の際に、この機能は、情報が液晶層についての配向容量（キャパシティ）の形で記録されるところの記録層として同時に機能する配向膜の一つに適用され、すなわち、フォトパターニング若しくはフォトアライニング層が形成される。
【０１２９】
再生モードでは、この機能が、キャリヤの種類（ＲＯＭ、ＷＯＲＭ若しくはＲＷ）に関わらず、ホストとして使用される異方的吸収性の光化学的に安定な蛍光物質をゲスト−ホスト液晶マトリックスに適用される。
【０１３０】
ＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型の蛍光−液晶結合型情報キャリヤにおける情報記録及び再生中の機能のこの分離によって、実質的に、このような構造についての蛍光組成物についての条件を緩和する。このようなシステムにおける光化学的に安定な蛍光物質の使用は、蛍光物質であるか又は蛍光生成物を生産する物質との二分子光化学反応に基づくＷＯＲＭ型感光システムの従来蛍光データ層のダーク・ストレージのような問題を解決する。これは、このような物質における暗熱化学的若しくは拡散プロセスが生ずる可能性によるものである。このプロセスは、再生中の蛍光分子及びバックグランド照射から形成されるフォギング（霧形成）の原因となり、又は、初期の蛍光色素（ダイ）の暗分解のために蛍光信号の強度の減少の原因となるものである。
【０１３１】
上述のように、フォトクロミック反応に基づくＲＷ型感光システムの欠点は、フォトクロミック分子の光破壊（フォト・デストラクション）のために、逆ダークプロセスと少数回の記録−消去−記録サイクルの存在である。
【０１３２】
従って、本発明は、ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型若しくはＲＷ型蛍光−液晶多層結合型光メモリ用の新しい構造と、システムデータ層の液晶マトリックスに溶解される蛍光分子の吸収及び発光容量（能力）の電気的な制御を保証する、構造への情報記録及び構造からの情報再生の方法と、を提供する。替わりに、これは、ピット・バイ・ピットモード及びページ・バイ・ページモードの両方で再生中に、隣接データ層からの蛍光クロストークの部分的若しくは完全な除去を可能にする。また、再生照射の強度と同じデータ信号の強度を（無限の制限が必要な）電気的に制御する機械を付与する。蛍光クロストークの減少又は完全な除去によって層間の間隔を低下することができ、それによって、再生蛍光照射から集められる光の増大、より小さな偽乱れの効果による再生ヘッドの構成に単純化、及び、キャリヤにおけるデータ層の可能な数の増大が保証される。また、本発明は、単一の又は繰り返しの情報記録の種々の非線形だけでなく、線形の光化学的若しくは光物理的メカニズムの使用の可能性を拡張し、かつ、このようなキャリヤにおける情報の記録、再生及び消去のために同じ照射源を使用することを可能にするものである。
【０１３３】
光化学的に安定な異方性吸収非蛍光物質をベースにした光学異方性材料を記録メディアとしての使用は、フォトパターニング及びフォトアライニング層の機能を結合するものであるが、蛍光情報再生を有する再書込可能多層メモリシステムを実現可能とするものである。
【０１３４】
上述の例は、蛍光−液晶多層結合型光学メモリシステムの新しい構造及びこの構造への情報記録若しくはこの構造からの情報再生の方法であり、これらは添付の特許性球の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】読まれないデータ層によって画定される蛍光バックグランドを有する多層蛍光情報キャリヤから情報のページ・バイ・ページの再生を示す図である。
【図２】読まれないデータ層によって画定される蛍光バックグランドを有する多層蛍光情報キャリヤから情報のビット・バイ・ビットの再生を示す図である。
【図３】液晶−蛍光色素型の多層結合型情報キャリヤの一般的構造の断面図を示す図である。
【図４】互いに直交するストリップとして作製された透明電極を有するデータ層を示す図である。
【図５】（ａ）蛍光液晶データ層のアラインメント及びスイッチング配置を示す図であり、（ｂ）光密度と蛍光強度の波長依存性を示す図である。
【図６】（ａ）電極に電圧が印加されていない場合と印加された場合の単一データ層の平面図である。（ｂ）電極に電圧が印加されていない場合と印加された場合の単一データ層の断面図である。
【図７】（ａ）パターン化された配向面を有する記録層及び蛍光信号の読出方法の実施形態を示すものである。（ｂ）パターン化された配向面を有する記録層及び蛍光信号の読出方法の実施形態を示すものである。
【図８】（ａ）ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の結合型データ層の構造の実施形態を示すものである。（ｂ）ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の結合型データ層の構造の実施形態を示すものである。（ｃ）ＲＯＭ型、ＷＯＲＭ型又はＲＷ型の結合型データ層の構造の実施形態を示すものである。
【図９】（ａ）ビーム入射前の光カード及び光ディスクにおけるトラックの平面図である。（ｂ）ビーム入射後の光カード及び光ディスクにおけるトラックの平面図である。
【図１０】光化学的に安定な異方的吸収物質をベースにした光学異方性材料における光学異方性の誘起、消去及び暗緩和のキネティック曲線の典型的な挙動を示す図である。アップ（↑）及びダウン（↓）の矢印は、光化学照射の活性及び不活性モーメント示す。記号Ａ→Ｂ及びＢ→Ａは、直交状態に対して光活性照射の偏光状態の切り換えモーメントを示す。“０”、“１”及び“−１”は、初期状態と２つの光誘起熱動力学的安定状態を示す。
【図１１】情報記録品質のリアルタイムのビット・バイ・ビットチェック及び補正を保証する、蛍光−液晶多層結合型光キャリヤ上に情報をビット・バイ・ビット記録するための装置の実施形態を示す図である。
【図１２】蛍光−液晶多層結合型光キャリヤの記録された記録層の品質のページ・バイ・ページチェックのための装置の実施形態である。
【符号の説明】
【０１３６】
３００  情報キャリヤ
３０１  基板
３０２  データ層
３０３  透明電極
３０４、３０５  配向膜
３０６  スペーサー
３０７  組成物
３０８  ホスト物質
３０９  介在層
３１５  バックグランド
【図５】
2004531849.tif 000006
【国際公開パンフレット】
2004531849.tif 000007
2004531849.tif 000008
2004531849.tif 000009
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【国際調査報告】
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