專利名稱：用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體。
背景技術(shù)：
信息時(shí)代帶來(lái)了用戶可利用信息的爆炸。(個(gè)人)計(jì)算機(jī)被普及且經(jīng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全球通信網(wǎng)被連接。逐漸降低的存儲(chǔ)信息的成本和相同小體積設(shè)備逐漸增加的的存儲(chǔ)容量，已經(jīng)成為這種革命的關(guān)鍵。盡管已滿足當(dāng)前存儲(chǔ)需要，但存儲(chǔ)技術(shù)持續(xù)改進(jìn)以跟上快速增加的需求。
用于在開頭段中提到的該種光存儲(chǔ)的記錄載體在本領(lǐng)域是眾所周知的。盡管，將單個(gè)位(bit)在記錄媒介的表面上存儲(chǔ)為不同磁性的或光的變化的磁性和常規(guī)光信息存儲(chǔ)技術(shù)正在接近物理極限，超過(guò)該物理極限、單個(gè)位(bit)可能太小和/或太難而不能存儲(chǔ)和/或區(qū)分。象元間或碼元間干擾是一個(gè)具體象素處的強(qiáng)度損害相鄰象素處的信息的現(xiàn)象。物理上，這種干擾出現(xiàn)于(光學(xué))信道的帶限，源自于透鏡系統(tǒng)的光學(xué)衍射或時(shí)變色差。
二維(2D)信息存儲(chǔ)提供了數(shù)據(jù)速率增加還有數(shù)據(jù)密度增加的可能性。在(并行)讀出期間，信號(hào)中增加的串音干擾可被處理。然而，寫入信息期間位間的緊密臨近要求能夠獨(dú)立轉(zhuǎn)換位而無(wú)明顯串音干擾的措施(measure)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于全部或部分消除上述缺陷。依據(jù)本發(fā)明，為此在開頭段落中提到的這種用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體包括基底，用于保存信息的活性層，該活性層為信息的存儲(chǔ)和恢復(fù)使用位單元(bit position)編碼，和用于在活性層中寫入信息期間屏蔽能量的能量屏蔽層。
在常規(guī)一維(光)記錄載體中，沿螺旋線寫入單個(gè)位行。一般地，選擇足夠大的記錄槽間距，以將相鄰記錄槽間的熱串音干擾減少至可接受的水平。此外，記錄染色層，或可替換地，無(wú)機(jī)相變層在記錄媒介上均勻分布。在染色層的情況下，由于例如存在在旋涂期間影響槽脊上和溝槽中染料厚度的預(yù)制溝槽結(jié)構(gòu)，這些層可能不是均勻的分布在記錄介質(zhì)上的。取決于旋轉(zhuǎn)狀況，槽脊上和凹槽中記錄材料厚度的對(duì)比可能是明顯的。
當(dāng)信息被存儲(chǔ)(記錄或編碼)在記錄載體中時(shí)，優(yōu)選地，存儲(chǔ)裝置(例如激光束)的光點(diǎn)直徑(spot size)使得只有在期望的位單元處的活性層被激活或去活，且相鄰位單元(實(shí)際上)不受存儲(chǔ)裝置的影響。但是，假如位密度高于存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)直徑的分辨能力時(shí)，將引入在(相鄰)位單元間的不利串音干擾。依據(jù)本發(fā)明，能量屏蔽層當(dāng)向活性層中寫入信息時(shí)屏蔽能量，實(shí)質(zhì)上降低存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)直徑。能量屏蔽層增強(qiáng)存儲(chǔ)裝置(的光點(diǎn)直徑)在信息將被寫入的位單元處的效果，同時(shí)能量屏蔽層降低記錄裝置(的光點(diǎn)直徑)對(duì)將被寫入信息位的鄰近位的影響。能量屏蔽層的作用在于，記錄裝置的光點(diǎn)直徑被“實(shí)質(zhì)上”限制至尺寸小于記錄裝置的光點(diǎn)的實(shí)際尺寸的位單元。以這種方式，(相鄰)位間的串音被大大減少。因此，在依據(jù)本發(fā)明在記錄載體中可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的位單元密度。
在本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中活性層被理解為其中可以存儲(chǔ)(編碼)和改變信息的層。在本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的“信息”被理解包括存儲(chǔ)在記錄載體上的信息或從記錄載體上恢復(fù)的信息(例如音樂或視頻圖像等)，還有可存在在記錄載體上類似引導(dǎo)信息、關(guān)于復(fù)制保護(hù)的信息等的其他信息或數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的記錄載體可以是光盤，只讀光盤(CD)、CD-ROM、CD-R、CD-RW和DVD、BD、光存儲(chǔ)卡、以及類似產(chǎn)品。此外，依據(jù)本發(fā)明的記錄載體可是HDD或帶有光輔助的磁卡。
通過(guò)提供能量屏蔽層，記錄載體的光特性(實(shí)質(zhì)上)是圖案化的。能量屏蔽層可以在各種實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。能量屏蔽層的一個(gè)實(shí)施例是在能量屏蔽層中提供圖案化的掩模。能量屏蔽層的另一個(gè)實(shí)施例是為了提供可轉(zhuǎn)換的掩膜層。
依據(jù)本發(fā)明的記錄載體的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，能量屏蔽層包括圖案化的反射掩膜層。通過(guò)使用位于活性層上的圖案化的反射掩膜層，可以單個(gè)識(shí)別出比記錄裝置的光點(diǎn)直徑更接近的位單元而沒有串音干擾。圖案化的反射掩膜層使位單元間光分離，該位單元間光分離實(shí)際上超過(guò)記錄裝置的分辨能力。圖案化的反射掩膜層增強(qiáng)存儲(chǔ)裝置(的光點(diǎn)直徑)在將寫入信息的位處的效果，同時(shí)圖案化的反射掩膜層降低記錄裝置(的光點(diǎn)直徑)對(duì)在寫入信息位的鄰近位的影響。以這種方式，(相鄰)位單元間的串音干擾被大大減少。
優(yōu)選地，圖案化的反射掩膜層包括具有相當(dāng)高導(dǎo)熱率的材料。包括具有相當(dāng)高導(dǎo)熱率的材料的圖案化的反射掩膜層作為活性層的位間部分的散熱(heat-sink)層?；钚詫拥奈婚g部分通過(guò)散熱來(lái)冷卻。
優(yōu)選地，圖案化的反射掩膜層包括金屬或金屬合金，優(yōu)選包括銀化鋁、金或銅。金屬，特別鋁是合適的散熱材料。此外，其具有有利的材料特性。被選擇的材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)選對(duì)氧化呈現(xiàn)惰性。合適的金屬合金是Au合金、Ag合金、Al合金。記錄槽(包括掩膜和記錄層以及可能的其它介電和金屬層)的熱和光特性可通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)調(diào)整。此外，反射掩膜層的厚度可選擇具有有利的特性。例如，厚金屬反射掩膜層具有相對(duì)高的冷卻容量。另外，可以調(diào)整不同層的厚度以形成(多層)干擾記錄槽。
依據(jù)本發(fā)明的記錄載體的一種可替換優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，能量屏蔽層包括可轉(zhuǎn)換掩膜層。在將信息存儲(chǔ)在活性層中期間，可轉(zhuǎn)換掩膜層在信息將被存儲(chǔ)的位單元的位置處大致上是透明的，同時(shí)在圍繞將存儲(chǔ)信息的位單元的位單元處可轉(zhuǎn)換掩膜層是不透明的。在將信息存儲(chǔ)在活性層中的信息將被存儲(chǔ)的位單元的位置處期間，記錄裝置的光點(diǎn)的功率被增加至預(yù)先確定的閾值之上，使在信息將被存儲(chǔ)的位單元的位置處和在圍繞信息將被存儲(chǔ)的位單元的位單元處可轉(zhuǎn)換掩膜層是不透明的(或吸收或反射)。通過(guò)在信息將被存儲(chǔ)的位單元的位置處使用記錄裝置的更高光點(diǎn)功率，在信息將被存儲(chǔ)的位單元的位置處可轉(zhuǎn)換掩膜層再次變得透明，同時(shí)在圍繞信息將被存儲(chǔ)的位單元的位單元處可轉(zhuǎn)換掩膜層基本上是不透明的。
可轉(zhuǎn)換掩膜層增強(qiáng)在信息將被寫入的位單元處存儲(chǔ)裝置(的光點(diǎn)直徑)的影響，同時(shí)可轉(zhuǎn)換掩膜層減少記錄裝置(的光點(diǎn)直徑)對(duì)在信息將被寫入的位的相鄰位的影響。應(yīng)用可轉(zhuǎn)換掩膜層的另一益處在于，可轉(zhuǎn)換掩膜層的阻擋部分可遠(yuǎn)大于與最接近相鄰位之間的距離?？赊D(zhuǎn)換掩膜層的又一益處在于，其與相對(duì)難于使用非可轉(zhuǎn)換掩膜型實(shí)現(xiàn)的多層存儲(chǔ)(2個(gè)或多個(gè)記錄層)是兼容的。
依據(jù)本發(fā)明的記錄載體的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，可轉(zhuǎn)換掩膜層在從活性層恢復(fù)信息期間大致是透明的。僅僅在將信息存儲(chǔ)在活性層內(nèi)信息將被存儲(chǔ)的位單元處期間，記錄裝置的光點(diǎn)功率被增加至預(yù)定閾值之上，從而使可轉(zhuǎn)換掩膜層是不透明的。在信息恢復(fù)期間，可轉(zhuǎn)換掩膜層是大致透明的。
優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)換掩膜層包括熱變色層。熱變色層在給定波長(zhǎng)范圍處呈現(xiàn)溫度相關(guān)的吸收或反射特性。譬如，在溫度增加的情況下，吸收最大值可被向紅(紅移)或向藍(lán)(hypsochromically)(藍(lán)移)偏移。在可替換實(shí)施例中，使用具有不同的溫度相關(guān)的吸收或反射特性的兩個(gè)不同熱變色材料。
邊界條件是可逆的熱變色效應(yīng)的循環(huán)性(即，可以實(shí)現(xiàn)的熱變色轉(zhuǎn)變的次數(shù))，該熱變色效應(yīng)在每次信息被存儲(chǔ)在活性層中必須發(fā)生。此外，因?yàn)楣β氏暮筒牧戏€(wěn)定性的原因，需要啟動(dòng)該效應(yīng)的溫度差異應(yīng)當(dāng)相當(dāng)?shù)汀Ｔ诹硪环矫?，熱變色效?yīng)必須在記錄載體的操作溫度之上。
依據(jù)本發(fā)明的記錄載體的另一可替換的、優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，能量屏蔽層包括圖案化反射掩膜層和可轉(zhuǎn)換掩膜層。
在從屬權(quán)利要求中限定其他有益實(shí)施例和進(jìn)一步的改進(jìn)。


現(xiàn)將參考大量實(shí)施例和附圖，詳細(xì)解釋本發(fā)明，其中圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體；圖2A顯示用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體實(shí)施例在將信息存儲(chǔ)在預(yù)選擇位單元處的活性層中期間的側(cè)視圖，該記錄載體包括圖案化反射掩膜層；圖2B顯示如圖2A中所示的記錄載體的頂視圖；圖3A顯示依據(jù)本發(fā)明的包括熱變色(thermo-chromic)層的記錄載體的溫度曲線；圖3B顯示如圖2A中所示的熱變色層的作為溫度函數(shù)的傳輸函數(shù)；圖4A顯示依據(jù)本發(fā)明的包括熱變色層的記錄載體在將信息存儲(chǔ)在預(yù)選擇位單元處的活性層中期間的側(cè)視圖；圖4B顯示如圖4A中所示的記錄載體的頂視圖；圖5A顯示如圖3A中所示的記錄載體從預(yù)選擇位單元處的活性層中讀取信息時(shí)的側(cè)視圖；圖5B顯示如圖5A中所示的記錄載體的頂視圖；圖6A顯示對(duì)于紅移熱變色層(bathochromic thermo-chromiclayer)作為波長(zhǎng)函數(shù)的吸收特性；圖6B顯示對(duì)于藍(lán)移熱變色層(hyposochromic thermo-chromiclayer)作為波長(zhǎng)函數(shù)的吸收特性；圖7顯示對(duì)于膽甾型液晶(cholesteric)材料作為波長(zhǎng)函數(shù)的傳輸特性；圖8顯示依據(jù)本發(fā)明的用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體的實(shí)施例，該記錄載體包括圖案化反射掩膜層和可轉(zhuǎn)換掩膜層。
附圖僅僅是示意性的，并沒有按真實(shí)比例描繪。為了清楚起見，一些尺寸特地被大大夸張。在附圖中，等效部件盡可能多的給予了相同參考標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式
圖1完全示意性地顯示依據(jù)本發(fā)明的用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體。在圖1中，以可能位單元的螺旋形式的帶或記錄槽提供基底1。在信息存儲(chǔ)和恢復(fù)的情況下，螺旋分別依照存儲(chǔ)或恢復(fù)方式。
圖2A完全示意性顯示在將信息存儲(chǔ)在預(yù)選擇位單元處的活性層中期間，用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體實(shí)施例的側(cè)視圖，該記錄載體包括圖案化反射掩膜層3。圖2B顯示如圖2A中所示的記錄載體的頂視圖。所述記錄載體包括基底1。該基底配置有用于保存信息的活性層2?；钚詫?使用用于信息存儲(chǔ)和恢復(fù)的位單元編碼。
優(yōu)選地，所述
活性層2是記錄染色層(dye layer)(一般用于WORM記錄媒介)。優(yōu)選地，該層通過(guò)例如旋涂(spin coating)、壓花(embossing)、模制、(光)刻法、微接觸印刷或汽相淀積的常規(guī)技術(shù)被沉積?？商鎿Q地，無(wú)機(jī)相變層也可被用作WORM或可重寫記錄媒介。優(yōu)選地，后者由噴鍍(sputtering)沉積。
在完全示意性的圖2A和2B中，在活性層2中指示可能的位單元5、5′、5″、...。在記錄載體中，信息被存儲(chǔ)在這些位單元5、5′、5″、...及從這些位單元中恢復(fù)。
在圖2A中，用于在向活性層1中寫信息期間屏蔽能量的能量屏蔽層位于活性層2上。在圖2A的例子中，能量屏蔽層是嵌入在透明包覆層18內(nèi)的圖案化反射掩膜層3。圖案化反射掩膜層3包括具有相對(duì)高導(dǎo)熱率的材料的壁6、6′、...，所述材料優(yōu)選金屬，更優(yōu)選鋁。在圖2A和圖2B中，該壁6、6′、...圍繞可能的位單元5、5′、5″、...，在可選擇實(shí)施例中，只提供壁6、6′、...的部分。
如圖2A和2B所示，當(dāng)信息被存儲(chǔ)(記錄或編碼)在記錄載體中時(shí)，存儲(chǔ)裝置(例如激光束)的光點(diǎn)直徑優(yōu)選地使得只有期望位單元處的活性層被激活或去活，且相鄰位單元(實(shí)際地)不受存儲(chǔ)裝置的影響。然而，假如位密度高于存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)直徑的分辨能力，則引入(相鄰)位單元間的不利串音干擾。
在圖2A中，由存儲(chǔ)裝置發(fā)射的光束由錐形光束8來(lái)示意性表示。此外，在圖2A中使用曲線9表示存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)的密度曲線；在圖2b中，密度曲線由帶有參考標(biāo)記9的虛線圓來(lái)表示。在圖2A中存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)的熱曲線由曲線10來(lái)表示。在圖2A和2B的例子中，圖案化的反射掩膜層3的壁6、6′、...形成在記錄載體的活性層2上的六邊形結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，熱曲線在圖2B中使用帶有參考標(biāo)記10的虛線六邊形來(lái)表示。當(dāng)在活性層2中寫入信息時(shí)，圖案化的反射掩膜層3通過(guò)實(shí)質(zhì)上減小存儲(chǔ)裝置的光點(diǎn)直徑屏蔽能量。圖案化的反射掩膜層的作用在于，光點(diǎn)直徑被實(shí)質(zhì)上限制至在圖2A和2B中使用參考標(biāo)記5表示的“中心”位的大小。
通過(guò)使用位于活性層2上的圖案化的反射掩膜層3，位單元5、5′、5″、...可被單獨(dú)辨別而無(wú)串音干擾。圖案化的反射掩膜層3可使位單元5、5′、5″、...之間光分離，其實(shí)際上超過(guò)記錄裝置的分辨能力。因此，依據(jù)本發(fā)明可以識(shí)別記錄載體中相對(duì)高密度的位單元5、5′、5″...。
盡管在圖2A中，圖案化的反射掩膜層3被顯示在活性層2的頂部，但圖案化的反射掩膜層還可形成記錄棧(recording stack)的主要部分。
圖3A顯示在依據(jù)本發(fā)明的包括熱變色層的記錄載體的活性層中寫入信息期間的溫度曲線W，該曲線是活性層2上位置x的函數(shù)。相應(yīng)地，圖3B顯示在從包括熱變色層的記錄載體的活性層2中恢復(fù)信息期間作為溫度t的函數(shù)的傳輸T。只要記錄裝置的光點(diǎn)的功率低于預(yù)定第一閾值(在圖3A的溫度W中由區(qū)域21指示，相對(duì)應(yīng)地，在圖3B的傳輸T中由21指示)，可轉(zhuǎn)換掩膜層13就是透明的。
在將信息存儲(chǔ)在活性層中期間，可轉(zhuǎn)換掩膜層13在要存儲(chǔ)信息的位單元5的位置處必須大致上是透明的，同時(shí)可轉(zhuǎn)換掩膜層13在圍繞位單元5的位單元5′、5″、...處大致上是不透明的。將信息存儲(chǔ)在位單元5的位置處的活性層2中期間，記錄裝置的光點(diǎn)的功率被增加至超過(guò)預(yù)定第一閾值(在圖3A的溫度W中，相對(duì)應(yīng)地，在圖3B的傳輸T中由區(qū)域22指示)，使得可轉(zhuǎn)換掩膜層13在位單元5的位置處和圍繞位單元5的位單元5′、5″、...處是不透明的(或吸收或反射)。通過(guò)進(jìn)一步在位單元5的位置處增加記錄裝置的光點(diǎn)的功率至預(yù)定第二閾值之上(在圖3A的溫度W中由區(qū)域23指示，相對(duì)應(yīng)地，在圖3B的傳輸T中由區(qū)域23指示)，可轉(zhuǎn)換掩膜層13在位單元5的位置處再次變得透明，而同時(shí)可轉(zhuǎn)換掩膜層13在圍繞位單元5的位單元5′、5″、...處基本上保持為不透明的。
可轉(zhuǎn)換掩膜層13增強(qiáng)了存儲(chǔ)裝置(的光點(diǎn)直徑)在被寫入信息的位5處的效果，而同時(shí)可轉(zhuǎn)換掩膜層13減少了記錄裝置(的光點(diǎn)直徑)對(duì)鄰近被寫入信息的位5的位5′、5″、...的影響。使用可轉(zhuǎn)換掩膜層13的另外益處在于，可轉(zhuǎn)換掩膜層13的阻擋部分可比到最接近相鄰位的距離大的多。
圖3A還顯示依據(jù)本發(fā)明從包括熱變色層的記錄載體的活性層中讀取期間的溫度曲線R。在讀取期間，記錄裝置的光點(diǎn)功率低于預(yù)定第一閾值(在圖3A的溫度W中由區(qū)域21所指示，相對(duì)應(yīng)地，在圖3B的傳輸T中由區(qū)域21指示)，可轉(zhuǎn)換掩膜層13為透明的。
圖4A顯示依據(jù)本發(fā)明的包括熱變色層13的記錄載體在將信息存儲(chǔ)在預(yù)選擇位單元5處的活性層2中期間的側(cè)視圖。對(duì)應(yīng)地，圖4B示意性顯示如圖4A中所示的記錄載體的頂視圖。在位單元5的位置處，記錄裝置的光點(diǎn)的功率在預(yù)定第二閾值之上，如在圖3A和3B中所述的，其使在位單元5的位置處可轉(zhuǎn)換掩膜層13為透明的。透明區(qū)域在圖4A和圖4B中用參考標(biāo)記23表示。此外，如在圖3A和3B中所述的，在圍繞位單元5的位單元5′、5″、...的位置處記錄裝置的光點(diǎn)的功率在前述預(yù)定第一閾值之上并且在前述第二閾值之下在，其使得在位單元5′、5″、......的位置處可轉(zhuǎn)換掩膜屏蔽層13為不透明的。不透明區(qū)域在圖4A和圖4B中由參考標(biāo)記22表示。
圖5A示意性顯示如圖3A中所示的記錄載體在從預(yù)選擇位單元處的活性層中讀取信息期間的側(cè)視圖。相應(yīng)地，圖5B示意性顯示如圖5A中所示的記錄載體的頂視圖。在讀取期間，記錄裝置的光點(diǎn)的功率也在如在圖3A和3B中所說(shuō)明的使在位單元5、5′、5″、...的位置處可轉(zhuǎn)換掩膜層13為透明的前述第一閾值之下。圍繞位單元5的透明區(qū)域在圖5B中由參考標(biāo)記21表示。
圖6A顯示紅移熱變色層(bathochromic thermo-chromic layer)的作為波長(zhǎng)函數(shù)的吸收特性。在圖6A的例子中，記錄裝置的波長(zhǎng)λla被設(shè)定為近似570nm。選擇熱變色層使用的材料的吸收特性以使在周圍溫度(即，讀出時(shí)的溫度)處呈現(xiàn)很少吸收或沒有吸收，例如，熱變色層在藍(lán)波長(zhǎng)區(qū)域顯示最大吸收(圖6A，曲線a)。由于材料的熱變色行為，在溫度增加的情況下觀察到紅移(圖6A，曲線b)，對(duì)應(yīng)于圖4A和4B中的掩膜區(qū)域22。在溫度進(jìn)一步增加的情況下，由于持續(xù)熱變色行為在激光波長(zhǎng)處熱變色層的吸收再次減少(圖6A，曲線c)。
代替使用熱變色紅移，使用熱變色藍(lán)移能夠獲得類似狀況。圖6B顯示藍(lán)移熱變色層(hyposochromic thermo-chromic layer)的作為波長(zhǎng)函數(shù)的吸收特性。在圖6B的例子中，記錄裝置的波長(zhǎng)λla被設(shè)定為近似570nm。選擇熱變色層使用的材料的吸收特性以使在周圍溫度(即，讀出時(shí)的溫度)處呈現(xiàn)很少吸收或沒有吸收，例如，熱變色層在紅波長(zhǎng)區(qū)域顯示最大吸收(圖6B，曲線a)。由于材料的熱變色行為，在溫度增加的情況下觀察到藍(lán)移(圖6B，曲線b)，對(duì)應(yīng)于圖4A和4B中的掩膜區(qū)域22。在進(jìn)一步溫度增加的情況下，由于持續(xù)熱變色行為在激光波長(zhǎng)處熱變色層的吸收再次減少(圖6B，曲線c)。
在圖6A和6B中說(shuō)明的行為是完全可逆的且循環(huán)次數(shù)超過(guò)幾千次。在WORM應(yīng)用的情況下，所述影響僅出現(xiàn)一次或兩次，從而降低了對(duì)材料的要求。
熱變色層的上述實(shí)施例是基于單一染料或基于染料混合物的使用，其具有為特定波長(zhǎng)和吸收特性定制的化學(xué)結(jié)構(gòu)和混合物模式?？商鎿Q地，可以使用隨逐漸增長(zhǎng)的溫度顯示初始熱變色吸收效應(yīng)(例如，紅移或藍(lán)移)隨后顯示淺色移動(dòng)(強(qiáng)度降低)的單一染料或染料混合物。優(yōu)選地，淺色效應(yīng)源自于可逆的燃料-溫度相互作用。
優(yōu)選地，熱變色層包括固態(tài)、半固態(tài)或凝膠型有機(jī)基材(matrix)的純凈加長(zhǎng)π共軛低聚物(pi-conjugated oligomer)或π共軛材料的聚合物，優(yōu)選為聚合體、無(wú)機(jī)物或有機(jī)物-無(wú)機(jī)物混合形態(tài)，具體地具有在1％和100％之間的π共軛材料的濃度。在加長(zhǎng)的π共軛分子或聚合物中，熱變色效應(yīng)由構(gòu)象自由度隨溫度的變化引起。在低溫處，構(gòu)象自由度被限制，且因此共軛分子具有相對(duì)平面的幾何結(jié)構(gòu)。隨著溫度的增加，構(gòu)象自由度增加，分子的幾何結(jié)構(gòu)更不平面化。隨之，分子的有效共軛隨溫度增加而降低，從而導(dǎo)致吸收頻帶的藍(lán)移。
優(yōu)選地，熱變色層包括pH敏感染料分子和顏色顯影劑。隨pH變化而改變其顏色(吸收光譜)的許多化合物是公知的。這種化合物的例子是熒烷衍生物(fluoran derivative)和結(jié)晶紫內(nèi)酯(crystal violetlactone)。假如pH敏感染料和顏色顯影劑及溶劑相混合，可獲得熱變色混合物。用于可逆的熱變色系統(tǒng)，該顏色顯影劑一般是弱酸。pH敏感染料和顏色顯影劑被溶解或混合在一般屬于酒精或脂類的第三種化合物中。第三種化合物(溶劑)的融點(diǎn)確定顏色變化將發(fā)生處的溫度。當(dāng)溶劑融化或軟化時(shí)，染料可與弱酸反應(yīng)，導(dǎo)致顏色變化。一般地，染色的形式可通過(guò)快速冷卻而被凝固，而無(wú)色染料在慢慢冷卻情況下形成。
優(yōu)選地，熱變色層包括染料分子依賴于溫度聚合，特別是形成J型聚合體或H型聚合體的染料材料。J型聚合體的結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致最大吸收的紅移，而H型聚合體的結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致最大吸收的藍(lán)移及吸收開始處的紅移。
優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)換掩膜層包括液晶材料，優(yōu)選手性向列(chiralnematic)液晶材料或膽甾型液晶材料。手性向列相或膽甾型相可通過(guò)向另外的非膽甾型向列材料添加少量的典型為0.02-20％權(quán)重的手性摻雜劑來(lái)獲得。手性向列或膽甾型液晶顯示偏振選擇性反射，假定循環(huán)偏振入射光的波長(zhǎng)滿足反射條件λ＝n·p其中λ為反射光的波長(zhǎng)，n為液晶的平均折射率，以及p為液晶導(dǎo)向器的螺旋的節(jié)距。假定使用單片排列液晶(即，具有Grandjean或指紋結(jié)構(gòu))，入射循環(huán)偏振光的一個(gè)旋向被吸收和反射，而其它旋向被傳輸。圖7顯示典型膽甾型液晶(cholesteric)材料的作為波長(zhǎng)函數(shù)的傳輸特性。在圖7的例子中，由于膽甾型液晶螺旋的依賴于溫度的節(jié)距變化，曲線a-c、吸收光譜的位置作為溫度的函數(shù)偏移。因此，只有對(duì)于不同的溫度窗，循環(huán)偏振入射激光波長(zhǎng)的選擇性反射將發(fā)生。可選地，溫度可增長(zhǎng)至膽甾性至各向同性轉(zhuǎn)變之上。在圖7中的情況中，假如使用的激光波長(zhǎng)在可見范圍內(nèi)(參見圖7，曲線d)則沒有吸收和/或反射發(fā)生。使用的膽甾性材料的選擇取決于使用的激光波長(zhǎng)，要求的溫度窗和要求的液晶材料的折射率及其環(huán)境。這些材料的傳輸層厚度關(guān)系和轉(zhuǎn)換動(dòng)力是包括液晶材料的可轉(zhuǎn)換掩膜層的重要參數(shù)。具體地，對(duì)于實(shí)質(zhì)上發(fā)生的吸收和反射，優(yōu)選要求至少10節(jié)距的長(zhǎng)度。這意味著要求相當(dāng)厚的層。
盡管在圖4A和5A中，可轉(zhuǎn)換掩膜層13被顯示在活性層2的頂部，但是可轉(zhuǎn)換掩膜層13也可形成活性層的主要部分。
圖8示意性顯示依據(jù)本發(fā)明的用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體的實(shí)施例，該記錄載體包括圖案化反射掩膜層3和可轉(zhuǎn)換掩膜層13，在配置有活性層2的基底1上。
應(yīng)當(dāng)注意到，上述實(shí)施例說(shuō)明而不限制本發(fā)明，并且不脫離附屬權(quán)利要求書的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多可替換的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，放置在圓括號(hào)中的任何參考符號(hào)不應(yīng)當(dāng)構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求的限制。術(shù)語(yǔ)“包括(comprise)”及其派生詞的使用不排除不同于權(quán)利要求中所述那些部件或步驟的存在。部件前述的冠詞“a”或“an”不排除多個(gè)這種部件的存在。本發(fā)明可使用包括幾個(gè)不同部件的硬件以及適當(dāng)?shù)目删幊逃?jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施。在列舉幾個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，若干這些裝置可由硬件的一個(gè)和相同項(xiàng)目來(lái)體現(xiàn)。在互不相同從屬權(quán)利要求中所述的特定措施事實(shí)上不表示不能使用這些措施的組合獲益。
權(quán)利要求
1.一種用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體，該記錄載體包括基底(1)；用于保存信息的活性層(2)，該活性層(2)對(duì)信息的存儲(chǔ)和恢復(fù)使用位單元編碼，和用于在向活性層(2)中寫入信息期間屏蔽能量的能量屏蔽層。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的記錄載體，特征在于能量屏蔽層包括圖案化反射掩膜層(3)。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的記錄載體，特征在于圖案化反射掩膜層(3)包括具有相對(duì)高導(dǎo)熱率的材料。
4.依據(jù)權(quán)利要求2或3的記錄載體，特征在于圖案化反射掩膜層(3)包括金屬或金屬合金，優(yōu)選包括銀化鋁、金或銅。
5.依據(jù)權(quán)利要求1的記錄載體，特征在于能量屏蔽層包括可轉(zhuǎn)換掩膜層(13)。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的記錄載體，特征在于在從活性層(2)中恢復(fù)信息期間，可轉(zhuǎn)換掩膜層(13)基本上是透明的。
7.依據(jù)權(quán)利要求5或6的記錄載體，特征在于可轉(zhuǎn)換掩膜層(13)包括熱變色層。
8.依據(jù)權(quán)利要求7的記錄載體，特征在于熱變色層包括固體、半固體或凝膠型有機(jī)基材(matrix)形式的純凈加長(zhǎng)π共軛低聚物或π共軛材料的聚合物，優(yōu)選為聚合物、無(wú)機(jī)物或有機(jī)物-無(wú)機(jī)物混合形態(tài)，具體地具有在1％至100％之間的π共軛材料的濃度。
9.依據(jù)權(quán)利要求7的記錄載體，特征在于熱變色層包括pH敏感染料分子和顏色顯影劑。
10.依據(jù)權(quán)利要求7的記錄載體，特征在于熱變色層包括染料分子被聚合特別是形成J型聚合體或H型聚合體的染料材料。
11.依據(jù)權(quán)利要求5或6的記錄載體，特征在于可轉(zhuǎn)換掩膜層(13)包括液晶材料，優(yōu)選為手性向列或膽甾型液晶材料。
12.依據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6的記錄載體，特征在于能量屏蔽層包括圖案化反射掩膜層(3)和可轉(zhuǎn)換掩膜層(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于信息的光存儲(chǔ)和恢復(fù)的記錄載體，包括基底(1)，用于保存信息的活性層(2)，該活性層對(duì)信息的存儲(chǔ)和恢復(fù)使用位單元編碼，和用于在向活性層中寫入信息期間屏蔽能量的能量屏蔽層。優(yōu)選地，能量屏蔽層包括圖案化反射掩膜層(3)或可轉(zhuǎn)換掩膜層。優(yōu)選地，反射掩膜層包括具有相對(duì)高導(dǎo)熱率的材料。優(yōu)選地，圖案化反射掩膜層包括金屬或金屬合金，優(yōu)選包括銀化鋁、金或銅。優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)換掩膜層包括熱變色層且在從活性層中恢復(fù)信息期間基本上是透明的。依據(jù)本發(fā)明，記錄載體具有相當(dāng)高的信息密度。
文檔編號(hào)G11B7/258GK1791915SQ200480013679
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者C·布斯奇, J·T·A·維德比克, A·M·范德里 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司