JP2001522120A

JP2001522120A - 光記憶装置の製造法

Info

Publication number: JP2001522120A
Application number: JP2000519429A
Authority: JP
Inventors: キリユシエブ，イリナ; グリユシユコ，ボリス
Original assignee: オーエムデイ・デバイシズ・エル・エル・シー
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2001-11-13
Also published as: EP1027703B1; WO1999023652A1; DE69804238D1; AU9759598A; EP1027703A1

Abstract

(57)【要約】写真平版法による三次元情報保持体の製造法が提供される。この情報保持体は中間層（６）によって間隔を空けられた複数のデータ区域（５，５’）を有している。このデータ区域は蛍光材料および感光性材料を含む組成物からつくられ、中間層は非蛍光材料からつくられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（本発明の分野）本発明は光記憶装置の分野に属し、特に三次元読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）
の製造法に関する。

【０００２】（本発明の背景）コンパクトディスクは公知の光記憶装置であり、特に音楽作品およびソフトウ
エア製品の検索して取り出すために再生装置およびコンピュータ装置と共に広く
使用されている。このような装置は典型的には唯一つの情報保持層しかもってお
らず、従って記録されるデータの量に制限がある。

【０００３】典型的には情報保持区域を有する複数の平行な間隔をおいて配置された層から
成り、これらの層においては光学的な性質が隣接区域の層と異なっている三次元
の光記憶装置が開発されてきた。このような装置の一例は米国特許４，０９０，
０３１号に記載されている。この装置は一つの基質、および該基質の片側に取り
付けられた複数のデータ層から成っている。各層はデータスポット（ｄａｔａ
ｓｐｏｔ）から成る線からつくられたデータトラックを含んでいる。データスポ
ットはバイナリーでコード化されたディジタル情報か、またはホログラフィーに
より記録された周波数変調またはパルス長変調のアナログ情報からつくられてい
る。データスポットは光を反射する。再生を行なうために一つのデータトラック
を選択するには、読取り用の光束の焦点を一つのデータ層から他のデータ層へと
変更するか、或いは異なった光学的性質をもった材料からデータトラックをつく
り、異なった層に対して異なった波長の読取り用の光を用いることにより行なう
ことができる。この目的には異なった色の染料または異なったフォトリュミネッ
センス材料を使用し、対応するカラーフィルターを光検出器の前に選択的に配置
する。

【０００４】上記米国特許に記載されている装置は次のようにして製造される。データ層は
反射性をもつ感光材料、例えば写真用フィルムまたは印刷インクを含む他の適当
な記録材料からつくられる。データスポットは、屈折率がデータ層と異なった光
反射性の金属材料からつくられる。データスポットは、それに対応した孔をもっ
たマスクを通す蒸着法か、またはフォトレジストのマスクを通すエッチング法に
よって製作される。従って層の中から情報を検索する場合、明らかにこのような
装置では何回も過剰反射が起こる欠点がある。実際読取り用の光束はすべての層
を通過し、各層で反射が起こる。その結果層の数は２枚に制限される。例えば公
知のＤＶＤがそうである。

【０００５】（本発明の概要）本発明の目的は、蛍光材料からつくられた複数の間隔をおいて配置されたデー
タ区域と、それを取り囲む実質的に非蛍光材料からつくられた区域を有する三次
元の読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）の新規製造法を提供することである。

【０００６】本発明によれば、予め定められた入射励起光(exciting radiation)により励起
されて出力光(output radiation)を発生し得る複数の間隔をおいて配置されたデ
ータ区域から成る少なくとも二つの情報層をもった三次元の読取り専用記憶装置
（ＲＯＭ）の製造法において、該方法は（ａ）感光材料および蛍光材料を含む蛍光組成物からつくられた作業層をつく
り、（ｂ）該作業層に対し写真平板処理を行なって該蛍光組成物からつくられたデ
ータ区域を含む該情報層をつくり、（ｃ）中間の非蛍光層で情報層を被覆し、（ｄ）上記の一連の工程（ａ）〜（ｃ）を所望の回数繰返し、データ区域をも
った情報層を該回数に対応した追加された数だけつくる一連の工程を含むことを
特徴とする方法が提供される。

【０００７】さらに本発明によれば、感光材料中に分散した蛍光材料を含む三次元ＲＯＭの
上記製造法に使用される組成物が提供される。該組成物はまた本明細書において
「ホスト材料（ｈｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌ）」と呼ばれる材料を含んでいる。
この材料は蛍光材料と相互作用して吸収した光を効率的に蛍光に変えることがで
きる。該組成物はまた随時溶媒を含んでいることができる。

【０００８】好ましくは本発明に使用される蛍光材料は約５００ｎｍ〜約８５０ｎｍの範囲
内で吸収する。

【０００９】随時使用される好適な溶媒は使用される蛍光材料および感光材料の溶解度に依
存する。

【００１０】（本発明の詳細な説明）本発明をさらに良く理解するために、添付図面を参照し本発明を限定すること
のない実施例を用いて次に好適な具体化例を説明する。

【００１１】図１を参照すれば、フォトレジストの中に溶解した蛍光材料を含む均一な組成
物の層２が回転被覆された、ポリカーボネートまたはガラスの基質が示されてい
る。この組成物は随時アクリルラッカーのようなホスト材料を含んでいることが
でき、基質に被覆する際には溶媒を含んでいることができる。

【００１２】図２は、所望の選択的な露光を確実に行なうために光マスク４を使用し、例え
ば約３６０ｎｍの範囲の紫外線３により被覆層を露光している状態を示す。露光
量（入射エネルギー）は例えば６００ｍＪ／ｃｍ²の範囲であることができる。光マスクの代わりに随時直接画像を生成させる方法を使用することができる。

【００１３】露光の後に、層２の露光部分をすべて除去する現像を行なう。図３は、基質１
が複数の間隔をおいて配置されたデータ区域５から成る情報層を保持している現
像後の状態を示す。

【００１４】図４は、下記にさらに説明するように、間隔を空けた関係位置で二つの情報層
を一緒に保持する役目をするフォトレジストの中間的な非蛍光層６の取り付けを
示している。層６を構成するフォトレジストは随時アクリルラッカーのようなホ
スト材料と配合されている。例えば回転被覆法で被覆する場合、この組成物はま
た適当な溶媒を含んでいることができる。

【００１５】図５は、中間層６の全面を例えば紫外線７で照射し、中間層を硬化させる場合
を示す。露光量は例えば約１３００ｍＪ／ｃｍ²の範囲である。

【００１６】図６は、次の作業層の構築を示し、実質的には図１に示した操作の繰返し回数
に対応している。即ちフォトレジストの中に溶解された蛍光材料を含む均一な組
成物の第２の層２’を硬化した中間層６の上に例えば回転被覆法により被覆する
。随時この組成物はアクリルラッカーのようなホスト材料を含み、均一な被覆を
行なうために溶媒に溶解する。

【００１７】図７および８はデータ区域５および５’から成る二つの情報層をもった三次元
ＲＯＭディスクをつくるための、図２および３と同様な操作を示す。

【００１８】従って上記に説明したように、本発明のＲＯＭディスクはデータ保存能力を有
する異なった蛍光材料の情報層から成り、これがデータ保存能力をもたない非蛍
光材料の中間層によって隔てられて保持されている。蛍光材料の情報層は薄く、
その厚さは例えば約０．０５μｍ〜５μｍの範囲であるが、中間層は厚く、厚さ
は例えば約１０μｍ〜約６００μｍの範囲である。

【００１９】本発明の目的に適した蛍光材料の例は、約５００μｍ〜約８５０μｍの範囲で
吸収する材料である。さらにこれらの材料は高い蛍光量子効率をもっており、そ
の吸収スペクトルはレーザー光を読める波長を含み、その蛍光スペクトルは検出
器の感度範囲内になければならない。蛍光材料は例えば下記の染料から選ぶこと
ができる。カルバジン１２２、ピリジン１、ナイル・ブルー（ｎｉｌｅｂｌｕ
ｅ）、ｄｑｏｃｉ、ローダミン６Ｇ、ローダミン８００、ｄｃｉ−２、スチリル
６、オキサジン７５０、ｄｔｄｃｉ、フェノキサゾン９、オキサジン１、ＩＲ−
１４０、ＩＲ−７６８、ＩＲ−７８０、ＩＲ−７８６、ＩＲ−７９２、オキサジ
ン１７０、およびこれらの混合物。ここで記号はＬａｂｄａＰｈｙｓｉｃｓ（
ドイツ、Ｇｏｔｔｉｎｇｅｎ，ＡｍＳｃｈｌｅｈｄｒｏｎ７，Ｌａｂｄａ
ＰｈｙｓｉｃｓＧＭＢＨ＆Ｃｏ．）のＬａｂｄａｃｈｒｏｍｅＬｅｓｅ
ｒｄｙｅの記号による。

【００２０】ホスト材料は、それが存在する場合、蛍光染料と相互作用し吸収した光を効率
的に蛍光に変える。これは、蛍光成分が空間的に分離され、励起中心と非励起中
心との相互作用が防がれ、スペクトル線の幅が狭くなり、励起状態の有効寿命が
増加し、遷移断面積が増加するためである。このようなホスト材料の特定の例は
アクリルラッカーである。フォトレジスト材料はそれ自身ホスト材料として作用
させ得ることは特に注目すべきことである。このためには例えばＰＭＭＡβを使
用することができる。

【００２１】随時使用される溶媒の量は、乾燥後得られる蛍光層の厚さを決定する。溶媒の
選択は使用する染料およびフォトレジストの溶解度に依存し、またフォトレジス
トの所望の粘度に依存する。例えば使用する溶媒はケトン、アルデヒド、Ｃ₅〜Ｃ₁₂アルカン、アルコール、芳香族溶媒およびこれらの混合物から成る群から選
ばれ、好適な溶媒はアセトンである。

【００２２】本発明の多層蛍光ＲＯＭディスクは比較的厚い非蛍光層によって分離された薄
い蛍光層から構成されている。これらの二つのタイプの層は同じフォトレジスト
を含んでいるが、厚い非蛍光層は蛍光材料を含んでいない点が異なっている。従
ってこの二つの層の屈折率は同じであり、光学的な歪みは最低限度に抑制されて
いる。フォトレジスト材料は隣接した層の対の接着を容易にするネガ・タイプで
あることが好ましい。

【００２３】蛍光層の成分の間の重量比は蛍光材料の所望の濃度に依存している。蛍光材料
の最低濃度は、蛍光材料の吸収係数が検出し得る蛍光信号を生じるのに十分であ
るという要求によって決定される。最高濃度は、蛍光発光効率を減少させる濃度
依存性の消光現象を避ける必要があることによって決定され、この制限を受ける
ため図１および６の被覆層２および２’をつくるのに使用する組成物中の蛍光材
料の濃度を最大にすることが望ましい。

【００２４】典型的には、下記の組成物から蛍光被膜をつくることができる。

【００２５】蛍光染料０．００１〜２重量％溶媒０〜５５重量％ホスト材料０〜５５重量％感光性成分２２〜５５重量％適当なレーザー光ビーム、例えば高密度ディスクの中の青／緑（即ち短波長の
蛍光染料）を励起し得るレーザー光を用いて励起を行なう。長波長が望ましい場
合には、長波長のスペクトルをもった染料を使用しなければならない。

【００２６】下記実施例により本発明を例示する。これは三次元ＲＯＭディスクを製造する
ための手順である。

【００２７】（実施例）１．１．Ａの直径１２０ｍｍのポリカーボネートまたはガラスのディスクを
有機溶媒を用いてきれいにする。

【００２８】２．ローダミン６Ｇを０．０５重量％溶解して含むフォトレジストｍａ−Ｎ４２０（”ＭｉｃｒｏｒｅｓｉｓｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”ＧｍｂＨ）を４
０００ｒｐｍで回転させながらディスクに被覆する。

【００２９】３．被覆したディスクを９０℃で２０分間予備焙焼する。

【００３０】４．光マスクを用い３６０ｎｍの紫外線に露光する。露光量（入射エネルギ
ー）は６００ｍＪ／ｃｍ²である。

【００３１】５．１．５分間ｍａ−Ｄ５３２現像剤を用いて現像する。

【００３２】６．脱イオン水で水洗する。

【００３３】７．１２０℃で２０分間焙焼する。

【００３４】８．フォトレジストｍａ−４９０を用い１０００ｒｐｍで回転被覆すること
により中間的な非蛍光層を被覆する。

【００３５】９．全表面を紫外線で照射する。露光量は約１５００ｍＪ／ｃｍ²である。

【００３６】１０．過程２〜９をもう一度繰返し、多層ＲＯＭディスクを得る。

【図面の簡単な説明】

【図１〜８】本発明方法の順次行なわれる工程を示す模式図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 2H025 AA04 AB14 AB20 AC01 AD01 CB14 CC03 CC15 DA11 5D029 HA06 JA04 JB05 JB13 LA02 LB01 LB02 5D121 AA01 AA04 BB32 BB34 EE20 EE22 EE27 GG02 GG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コヒーレントまたは非コヒーレントな入射励起光により励起
されて出力光を発生し得る複数の間隔をおいて配置されたデータ区域から成る少
なくとも二つの情報層をもった三次元の読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）の製造法
において、（ａ）感光材料および蛍光材料を含む蛍光組成物からつくられた作業層をつく
り、（ｂ）該作業層に対し写真平板処理を行なって該蛍光組成物からつくられたデ
ータ区域を含む該情報層をつくり、（ｃ）中間の非蛍光層で情報層を被覆し、（ｄ）上記の一連の工程（ａ）〜（ｃ）を所望の回数繰返し、データ区域をも
った情報層を該回数に対応した追加された数だけつくる一連の工程を含むことを
特徴とする方法。
【請求項２】工程（ａ）において基質により作業層を担持させることを特
徴とする請求項１記載の三次元の読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）の製造法。
【請求項３】各蛍光情報層はまたホスト材料を含んでいることを特徴とす
る請求項１または２記載の方法。
【請求項４】蛍光材料は約５００ｎｍ〜約８５０ｎｍの範囲内で吸収する
ことを特徴とする請求項１〜３記載の方法。
【請求項５】感光材料は紫外線フォトレジストであることを特徴とする請
求項１〜４記載の方法。
【請求項６】該フォトレジストはネガのフォトレジストであることを特徴
とする請求項５記載の方法。
【請求項７】ホスト材料はアクリルラッカーであることを特徴とする請求
項１〜６記載の方法。
【請求項８】蛍光層の厚さは約０．０５μｍ〜約５μｍであり、非蛍光中
間層の厚さは約２μｍ〜約６００μｍであることを特徴とする請求項１〜７記載
の方法。
【請求項９】蛍光材料はカルバジン１２２、ピリジン１、ナイル・ブルー
、ｄｑｏｃｉ、ローダミン６Ｇ、ローダミン８００、ｄｃｉ−２、スチリル６、
オキサジン７５０、ｄｔｄｃｉ、フェノキサゾン９、オキサジン１、ＩＲ−１４
０、ＩＲ−７６８、ＩＲ−７８０、ＩＲ−７８６、ＩＲ−７９２、オキサジン１
７０、およびこれらの組成物から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１
〜８記載の方法を実施するのに使用される蛍光組成物。
【請求項１０】感光材料の中に分散した蛍光材料を含むことを特徴とする
請求項９記載の蛍光組成物。
【請求項１１】非蛍光中間層は感光材料を含み、また該方法は該非蛍光中
間層を照射して情報層と該中間層との間を接着する工程をさらに含むことを特徴
とする請求項１〜８記載の方法。
【請求項１２】ホスト材料および溶媒から成る群から選ばれる材料を含む
ことを特徴とする請求項１０記載の蛍光組成物。
【請求項１３】溶媒はケトン、アルデヒド、Ｃ₅〜Ｃ₁₂アルカン、アルコール、芳香族溶媒およびこれらの混合物から成る群から選ばれる溶媒であること
を特徴とする請求項１２記載の蛍光組成物。
【請求項１４】溶媒がアセトンであることを特徴とする請求項１２記載の
蛍光組成物。