JP2515566B2 - 記憶媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光記憶媒体に関するものであり、特に記録層
として高分子液晶を用いて追記および書き換え可能な記
憶媒体に関する。
として高分子液晶を用いて追記および書き換え可能な記
憶媒体に関する。
［従来の技術］ 現在、光記憶方式は大容量かつランダムアクセスに優
れたものとして実用化されている。その方式も多岐にわ
たり、再生専用としてディジタルオーディオディスク
（CD）やレーザービデオディスク（LD）が実用化されて
いる。光記録が可能なものとしては追記形光ディスク
（WO），光カード（OC）が知られており、金属薄膜の相
変化を用いるものや、有機染料のピット形成を用いるも
のがある。
れたものとして実用化されている。その方式も多岐にわ
たり、再生専用としてディジタルオーディオディスク
（CD）やレーザービデオディスク（LD）が実用化されて
いる。光記録が可能なものとしては追記形光ディスク
（WO），光カード（OC）が知られており、金属薄膜の相
変化を用いるものや、有機染料のピット形成を用いるも
のがある。
さらに現在では、書き換形光ディスクの研究が進めら
れており、光磁気効果を用いたもの、相変化を用いたも
のの実用化が図られている。その中にあって高分子液晶
も情報記録媒体として提案されている（特開昭59−1093
0号公報，同昭59−35989号公報，同昭62−154340号公
報）。
れており、光磁気効果を用いたもの、相変化を用いたも
のの実用化が図られている。その中にあって高分子液晶
も情報記録媒体として提案されている（特開昭59−1093
0号公報，同昭59−35989号公報，同昭62−154340号公
報）。
以上の内で実用化がもっとも進んで市場を形成してい
るものがCDである。
るものがCDである。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、再生専用の光記憶方式であるCDは、光
学系が簡易であり小型化が進んでいるが、光記憶媒体の
製造工程が複雑であるために少量生産には適応しない。
このような欠点を克服するために追記形光ディスク（W
O）に用いられるような金属薄膜の相変化や有機染料の
ピット形成を使用して少量生産に適応したCD−WOが提案
されているが、従来のCD方式に比較して反射率，コント
ラスト等が十分でない他、記憶媒体の構成や光学系が複
雑となる等のCD方式に比べて欠点を持ち、しかもこれら
の方式の記憶媒体は現行のCD方式読み取り装置では読み
取ることはできない。
学系が簡易であり小型化が進んでいるが、光記憶媒体の
製造工程が複雑であるために少量生産には適応しない。
このような欠点を克服するために追記形光ディスク（W
O）に用いられるような金属薄膜の相変化や有機染料の
ピット形成を使用して少量生産に適応したCD−WOが提案
されているが、従来のCD方式に比較して反射率，コント
ラスト等が十分でない他、記憶媒体の構成や光学系が複
雑となる等のCD方式に比べて欠点を持ち、しかもこれら
の方式の記憶媒体は現行のCD方式読み取り装置では読み
取ることはできない。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であって、高分子液晶からなる記憶層と反射層とを基板
上に有する記憶媒体において、光を記憶層に透過させ反
射層からの反射光を再度記憶層に透過させる記憶媒体で
あって、記憶層が、屈折率の変化した部分（記憶部分）
と非記憶部分とを形成し、この記憶部分と非記憶部分の
屈折率の差によって記憶層の光学厚みが制御され、且つ
可干渉な光に干渉回折作用を生じさせて記憶情報の読み
取りを可能としたことを特徴とするものである。
であって、高分子液晶からなる記憶層と反射層とを基板
上に有する記憶媒体において、光を記憶層に透過させ反
射層からの反射光を再度記憶層に透過させる記憶媒体で
あって、記憶層が、屈折率の変化した部分（記憶部分）
と非記憶部分とを形成し、この記憶部分と非記憶部分の
屈折率の差によって記憶層の光学厚みが制御され、且つ
可干渉な光に干渉回折作用を生じさせて記憶情報の読み
取りを可能としたことを特徴とするものである。
本発明の記憶媒体の記憶層を構成する高分子液晶とし
ては次のようなものがある。
ては次のようなものがある。
（下記式（１）〜（13）中、15＞ｎ≧１である。） （下記式（14）〜（17）中、ｐ＝５〜1000,p1＋p2＝５
〜1000,q＝１〜16,q1＝１〜16,q2＝１〜16である。） （下記式（18）〜（46）中、＊は不斉炭素中心を示し、
ｎ＝５〜1000である。） 前記高分子液晶は単独で用いることも、２種以上を混
合して使用することも可能である。また低分子液晶と混
合することもその屈折率の制御を行うために好ましい。
〜1000,q＝１〜16,q1＝１〜16,q2＝１〜16である。） （下記式（18）〜（46）中、＊は不斉炭素中心を示し、
ｎ＝５〜1000である。） 前記高分子液晶は単独で用いることも、２種以上を混
合して使用することも可能である。また低分子液晶と混
合することもその屈折率の制御を行うために好ましい。
高分子液晶が強誘電性の液晶相を有している場合は電
界による書き込みが高速化されるため、生産性向上の上
で有効となる。
界による書き込みが高速化されるため、生産性向上の上
で有効となる。
強誘電液晶性高分子液晶の例としては次のようなもの
がある。
がある。
以上のような高分子液晶組成物はその記憶内容を安定
に保持するためにガラス転移点を有していることが好ま
しい。ガラス転移点以下で書き込み内容を保持すること
が記憶の保存安定性にとって特に好ましい。
に保持するためにガラス転移点を有していることが好ま
しい。ガラス転移点以下で書き込み内容を保持すること
が記憶の保存安定性にとって特に好ましい。
記憶層の膜厚は0.05〜10μｍ、好ましくは0.1〜５μ
ｍであり、記憶層は基板上にディピング法，バーコード
法，スピンコート法等により容易に形成することができ
る。
ｍであり、記憶層は基板上にディピング法，バーコード
法，スピンコート法等により容易に形成することができ
る。
本発明の記憶媒体の高分子液晶の初期配向のために、
配向膜として水平配向性のPVA,PI,ポリアミド，ポリア
ミドイミド等の高分子膜やSiO2等の無機物の斜め蒸着膜
を用いることが可能である。これらの配向膜をラビング
等の一軸配向処理によって処理することも可能である。
同様にシェアリングによっても一軸配向処理が出来る。
また垂直配向剤としてシランカップリング剤，レシチ
ン,P（VDF−TrFE）共重合体,P（VDF−TFE）共重合体等
を用いることが可能である。
配向膜として水平配向性のPVA,PI,ポリアミド，ポリア
ミドイミド等の高分子膜やSiO2等の無機物の斜め蒸着膜
を用いることが可能である。これらの配向膜をラビング
等の一軸配向処理によって処理することも可能である。
同様にシェアリングによっても一軸配向処理が出来る。
また垂直配向剤としてシランカップリング剤，レシチ
ン,P（VDF−TrFE）共重合体,P（VDF−TFE）共重合体等
を用いることが可能である。
記憶層を透過した光を反射し記憶層に再度透過させる
ための反射層としては、Al,Au,Ag等金属膜もしくは誘電
体ミラー等を用いることができ、膜厚は0.01〜100μ
ｍ、好ましくは0.05〜10μｍである。
ための反射層としては、Al,Au,Ag等金属膜もしくは誘電
体ミラー等を用いることができ、膜厚は0.01〜100μ
ｍ、好ましくは0.05〜10μｍである。
また、基板としては、ガラス基板，プラスチック基板
等を用いることができる。
等を用いることができる。
本発明の記憶媒体はディジタルオーディオディスクと
互換性があるように初期に書き込みを行う。書き込みに
おいてはレーザー光によるヒートモード書き込みや電界
のみもしくはヒートモード書き込みと電界の組み合わせ
が好ましい。また、強力なレーザー光による３次の非線
形感受率による光配列を利用することも可能である。
互換性があるように初期に書き込みを行う。書き込みに
おいてはレーザー光によるヒートモード書き込みや電界
のみもしくはヒートモード書き込みと電界の組み合わせ
が好ましい。また、強力なレーザー光による３次の非線
形感受率による光配列を利用することも可能である。
記録された屈折率変化部の巾は読み取り光のスポット
径よりも小さいことが必要で、書き込み光のガウシャン
分布による熱分布パターンの時間変化を利用するか、も
しくは短波長レーザー等を用いて書き込み光のピット径
を読み取り光のスポット径より小さくすることが望まし
い。
径よりも小さいことが必要で、書き込み光のガウシャン
分布による熱分布パターンの時間変化を利用するか、も
しくは短波長レーザー等を用いて書き込み光のピット径
を読み取り光のスポット径より小さくすることが望まし
い。
このような目的で使用する光源としては、He−Neガス
レーザー，Ar2+ガスレーザー，N2ガスレーザー等のガス
レーザーや、ルビーレーザー，ガラスレーザー,YAGレー
ザー等の固体レーザーや、半導体レーザーを用いること
が望ましい。また、これらのレーザー光の第２高調波，
第３高調波を用いれば短波長化が可能となる。
レーザー，Ar2+ガスレーザー，N2ガスレーザー等のガス
レーザーや、ルビーレーザー，ガラスレーザー,YAGレー
ザー等の固体レーザーや、半導体レーザーを用いること
が望ましい。また、これらのレーザー光の第２高調波，
第３高調波を用いれば短波長化が可能となる。
このようなレーザー光をヒートモードで使用するため
にはそれぞれの波長を吸収する染料を使用する必要があ
り、より具体的には下記のようなものが使用出来る。
にはそれぞれの波長を吸収する染料を使用する必要があ
り、より具体的には下記のようなものが使用出来る。
本発明の高分子液晶組成物において記録部分と非記録
部分の屈折率変化により記憶層の光学的厚みを変化させ
ることによって、可干渉な光に干渉回折作用を生じさせ
る。記録，非記録部は、次に示す状態 等方相 ネマチック相垂直配向 ネマチック相水平配向 ヌメクチック相垂直配向 スメクチック相水平配向 コレステリック相水平配向 コレステリック相フォーカルコニック カイラルスメクチック相水平配向 カイラルスメクチック相垂直配向 から２種類を選択し、それらに合わせて直接あるいはレ
ーザー照射による加熱，電界の引加等の書き込み条件を
設定することにより、各々を屈折率の異なる状態に固定
できる。その屈折率差に応じて記憶層の厚みをあらかじ
め制御することにより、記録部分と非記録部分の光学的
厚みの差を読み取りに好適な条件に設定することができ
る。それぞれの状態がガラス転移点以下で保存されてい
ることは記憶状態の安定性からより好ましい。
部分の屈折率変化により記憶層の光学的厚みを変化させ
ることによって、可干渉な光に干渉回折作用を生じさせ
る。記録，非記録部は、次に示す状態 等方相 ネマチック相垂直配向 ネマチック相水平配向 ヌメクチック相垂直配向 スメクチック相水平配向 コレステリック相水平配向 コレステリック相フォーカルコニック カイラルスメクチック相水平配向 カイラルスメクチック相垂直配向 から２種類を選択し、それらに合わせて直接あるいはレ
ーザー照射による加熱，電界の引加等の書き込み条件を
設定することにより、各々を屈折率の異なる状態に固定
できる。その屈折率差に応じて記憶層の厚みをあらかじ
め制御することにより、記録部分と非記録部分の光学的
厚みの差を読み取りに好適な条件に設定することができ
る。それぞれの状態がガラス転移点以下で保存されてい
ることは記憶状態の安定性からより好ましい。
［実施例］ 実施例１ 本発明に係る記憶媒体を用いた読み取り装置の一例を
第１図に示す。
第１図に示す。
レーザー光源１からのレーザー光を偏光ビームスプリ
ッタ２を通し更に1/4波長板３を通した後、対物レンズ
４にて記憶媒体５上の基板６を通して高分子液晶組成物
からなる記憶層７にフォーカシングする。その時あらか
じめ記録された屈折率の変化したピット（屈折率ピッ
ト）7bと非記録部分7aの屈折率の差に対して記憶層７の
厚みを制御し、光学厚みが前記レーザー光源の波長に対
し1/4〜1/8となるようにされている。
ッタ２を通し更に1/4波長板３を通した後、対物レンズ
４にて記憶媒体５上の基板６を通して高分子液晶組成物
からなる記憶層７にフォーカシングする。その時あらか
じめ記録された屈折率の変化したピット（屈折率ピッ
ト）7bと非記録部分7aの屈折率の差に対して記憶層７の
厚みを制御し、光学厚みが前記レーザー光源の波長に対
し1/4〜1/8となるようにされている。
記憶媒体上に照射されたレーザースポット光は記憶層
７を透過後、反射層８で反射され、再度記憶層７を透過
し対物レンズ４に入射する。スポット内に屈折率ピット
があるとこのスポット光のうち記憶層７の記録（ピッ
ト）部を通過した光は非記録部を通過した光より、基板
６表面上で往復で波長の1/2の光路差（位相差にして
π）を持ち、これら記録部，非記録部を透過した反射光
どうしの回折，干渉効果により、対物レンズ４内に入射
する光量が減少する。これらの光量の検出を行なうこと
により、記憶媒体上に書き込まれた情報を読みとること
ができる。検出光学系に関しては従来のCD用ピックアッ
プ光学系等と同等の構成をとる。なお、図中、９は検出
器を示す。
７を透過後、反射層８で反射され、再度記憶層７を透過
し対物レンズ４に入射する。スポット内に屈折率ピット
があるとこのスポット光のうち記憶層７の記録（ピッ
ト）部を通過した光は非記録部を通過した光より、基板
６表面上で往復で波長の1/2の光路差（位相差にして
π）を持ち、これら記録部，非記録部を透過した反射光
どうしの回折，干渉効果により、対物レンズ４内に入射
する光量が減少する。これらの光量の検出を行なうこと
により、記憶媒体上に書き込まれた情報を読みとること
ができる。検出光学系に関しては従来のCD用ピックアッ
プ光学系等と同等の構成をとる。なお、図中、９は検出
器を示す。
屈折率ピット幅は読み取りスポット径との関係で回
折，干渉効果が最大になる様に決められる。従来周知の
CDに用いられる如くスポット径１〜1.5μに対しては幅
0.4μ程度が望ましい。
折，干渉効果が最大になる様に決められる。従来周知の
CDに用いられる如くスポット径１〜1.5μに対しては幅
0.4μ程度が望ましい。
また、前述の記録部屈折率ピットと非記録部の光学厚
み差は従来のCD技術で知られるように、波長の1/4程度
のとき信号S/N比が最大となるが、プッシュプル法によ
るトラッキング制御検出を行なうためには波長の1/8程
度とするのが良く、一般に波長の1/4〜1/8の範囲内に置
かれるのが望ましい。
み差は従来のCD技術で知られるように、波長の1/4程度
のとき信号S/N比が最大となるが、プッシュプル法によ
るトラッキング制御検出を行なうためには波長の1/8程
度とするのが良く、一般に波長の1/4〜1/8の範囲内に置
かれるのが望ましい。
本記憶媒体をCDディスクと同寸法の円盤状に形成しさ
らに記録時の屈折率ピット形成をCDディスクのピット形
成と同等のフォーマットをとることにより、従来のCDド
ライブに使用可能なディスク状記憶媒体が提供できる。
らに記録時の屈折率ピット形成をCDディスクのピット形
成と同等のフォーマットをとることにより、従来のCDド
ライブに使用可能なディスク状記憶媒体が提供できる。
実施例２ 本発明に係る記憶媒体の一例を第２図に示す。
基板16上に、シランカップリング剤（トーレシリコン
SZ6032）をメタノール溶液として、スピンコートして焼
成し垂直配向膜19を設けた。
SZ6032）をメタノール溶液として、スピンコートして焼
成し垂直配向膜19を設けた。
次いで、下記の高分子液晶 をジクロロエタンに5wt％溶解したものに下記の近赤外
吸収色素 を高分子液晶に対して1wt％溶解してスピンコートし記
憶層17を設けた。乾燥後さらにAlを約２μｍ蒸着して反
射層18を設け、等方相より徐冷し垂直配向させた。更に
この記憶媒体に記録ピットを形成するために830nm,20mW
半導体レーザーを用いて書き込みを行った。
吸収色素 を高分子液晶に対して1wt％溶解してスピンコートし記
憶層17を設けた。乾燥後さらにAlを約２μｍ蒸着して反
射層18を設け、等方相より徐冷し垂直配向させた。更に
この記憶媒体に記録ピットを形成するために830nm,20mW
半導体レーザーを用いて書き込みを行った。
この記憶媒体を第１図の読み取り装置にて記録部17
b、非記録部17aを測定したところ、それぞれ読み取り光
量は照射光量に対し５％,40％であった。
b、非記録部17aを測定したところ、それぞれ読み取り光
量は照射光量に対し５％,40％であった。
実施例３ 本発明に係る記憶媒体の他の一例を第３図に示す。
基板116上にITO透明電極20をスパッタリングにより蒸
着したものへ、ポリアミック酸溶液（日立化成工業社製
PIQ:不揮発分濃度3.0wt％）をスピナー塗布機により塗
布し、120℃で30分間,200℃で60分間,350℃で30分間加
熱することによりポリイミド配向膜119を形成した。こ
れにラビング法により一軸配向性を与えた。
着したものへ、ポリアミック酸溶液（日立化成工業社製
PIQ:不揮発分濃度3.0wt％）をスピナー塗布機により塗
布し、120℃で30分間,200℃で60分間,350℃で30分間加
熱することによりポリイミド配向膜119を形成した。こ
れにラビング法により一軸配向性を与えた。
次に下記の高分子液晶 をジクロロエタンに5wt％溶解し、下記の二色性色素 を高分子液晶に対して1wt％溶解してスピンコートし記
憶層117を形成した。乾燥後Alを約２μｍ蒸着して反射
層118を形成し、等方相より徐冷して水平配向させた。
更に、この記憶媒体に書き込みを行うためにHe−Neレー
ザーを用い、透明電極20と反射層118の間に交流電源21
より交流電界を印加した。
憶層117を形成した。乾燥後Alを約２μｍ蒸着して反射
層118を形成し、等方相より徐冷して水平配向させた。
更に、この記憶媒体に書き込みを行うためにHe−Neレー
ザーを用い、透明電極20と反射層118の間に交流電源21
より交流電界を印加した。
この記憶媒体を第１図の読み取り装置にて記録部17b,
非記録部17aを測定したところ、それぞれ読み取り光量
は照射光量の10％,35％であった。
非記録部17aを測定したところ、それぞれ読み取り光量
は照射光量の10％,35％であった。
［発明の効果］ 以上のように本発明によればディジタルオーディオデ
ィスク装置のような簡便な光学系において使用可能な記
憶媒体であって、スピンコート法等の非常に簡便な方法
で製造することが可能であり、さらに容易に書き込み，
消去を行なうことができるため、少量生産に適応した良
好な記憶媒体を提供できる。
ィスク装置のような簡便な光学系において使用可能な記
憶媒体であって、スピンコート法等の非常に簡便な方法
で製造することが可能であり、さらに容易に書き込み，
消去を行なうことができるため、少量生産に適応した良
好な記憶媒体を提供できる。
第１図は本発明に係る記憶媒体を用いた読み取り装置の
一例を示し、第２図は本発明に係る記憶媒体の一例を示
し、第３図は本発明に係る記憶媒体の他の一例を示す。 ５……記憶媒体 6,16,116……基板 7,17,117……記憶層 8,18,118……反射層
一例を示し、第２図は本発明に係る記憶媒体の一例を示
し、第３図は本発明に係る記憶媒体の他の一例を示す。 ５……記憶媒体 6,16,116……基板 7,17,117……記憶層 8,18,118……反射層
Claims (2)
- 【請求項１】高分子液晶からなる記憶層と反射層とを基
板上に有する記憶媒体において、光を記憶層に透過させ
反射層からの反射光を再度記憶層に透過させる記憶媒体
であって、記憶層が、屈折率の変化した部分（記録部
分）と非記録部分とを形成し、この記録部分と非記録部
分の屈折率の差によって記憶層の光学厚みが制御され、
且つ可干渉な光に干渉回折作用を生じさせて記憶情報の
読み取りを可能としたことを特徴とする記憶媒体。 - 【請求項２】高分子液晶がガラス転移点を有している特
許請求の範囲第１項に記載の記憶媒体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318928A JP2515566B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 記憶媒体 |
| CA002014698A CA2014698C (en) | 1987-12-18 | 1990-04-17 | Recording and reproduction system |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318928A JP2515566B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 記憶媒体 |
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