JP2815101B2 - Non-volatile recording device - Google Patents

Non-volatile recording device

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JP2815101B2 JP28767291A JP28767291A JP2815101B2 JP 2815101 B2 JP2815101 B2 JP 2815101B2 JP 28767291 A JP28767291 A JP 28767291A JP 28767291 A JP28767291 A JP 28767291A JP 2815101 B2 JP2815101 B2 JP 2815101B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高密度、大容量の記録
容量を有し、情報を電気的に書き込み・読み出しできる
ようになった不揮発性記録装置に関し、特にコンピュー
タ、メモリカードおよびワープロ等の機器に幅広く利用
が期待できる不揮発性記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile recording device having a high-density, large-capacity recording capacity and capable of electrically writing and reading information, and more particularly to a computer, a memory card and a word processor. The present invention relates to a non-volatile recording device that can be widely used in various devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報が書き換え可能になった不揮発性記
録装置の代表的なものとして、以下の4種類のものがあ
る。
2. Description of the Related Art There are the following four types of typical nonvolatile recording devices in which information can be rewritten.

【0003】磁気テープ。[0003] Magnetic tape.

【0004】磁気ディスク。[0004] Magnetic disk.

【0005】EPROM、EEPROM等のIC不揮
発性メモリ。
An IC nonvolatile memory such as an EPROM or an EEPROM.

【0006】光磁気ディスク。[0006] A magneto-optical disk.

【0007】以下にそれぞれの特徴を説明する。[0007] Each feature will be described below.

【0008】磁気テープ 最も代表的な書き換え可能型不揮発性記録装置であり、
安価であるためオーディオテープやビデオテープ等とし
て最も普及している。また、非常に大容量の記録装置で
あり、コンピュータ用のバックアップメモリとしても使
用される。
[0008] Magnetic tape is the most typical rewritable nonvolatile recording device,
Because it is inexpensive, it is most widely used as audio tapes and video tapes. It is a very large-capacity recording device, and is also used as a backup memory for a computer.

【0009】但し、情報の連続的な書き込み・読み出し
しか行えないため、ランダムアクセが行えず、また、情
報の読み出し・書き込みに要するアクセス時間が長いと
いう欠点がある。
However, since only continuous writing and reading of information can be performed, random access cannot be performed, and the access time required for reading and writing information is long.

【0010】磁気ディスク コンピュータやワープロ用の外部記録装置として一般に
使用される。取り扱いが簡単であり安価なフロッピーデ
ィスクと、フロッピーディスクに比べて記録容量は大き
いが、取り扱いが難しく、高価なハードディスクがよく
用いられる。
A magnetic disk is generally used as an external recording device for a computer or word processor. An inexpensive floppy disk that is easy to handle and has a larger recording capacity than a floppy disk, but is difficult to handle and often uses an expensive hard disk.

【0011】これら磁気ディスクの長所は、高速ランダ
ムアクセスが可能であり、情報の書き込み・書き換えが
比較的容易に行えることである。
The advantages of these magnetic disks are that high-speed random access is possible and that writing and rewriting of information can be performed relatively easily.

【0012】なお、記録容量は3.5インチのフロッピ
ーディスク1枚で1メガバイト程度、3.5インチのハ
ードディスク1枚で40メガバイト程度であり、大容量
化、高密度化を図る上で限界がある。
The recording capacity of a 3.5-inch floppy disk is about 1 megabyte, and that of a 3.5-inch hard disk is about 40 megabytes. is there.

【0013】EPROM、EEPROM IC不揮発性メモリは書き換え可能型の記録装置であ
り、高密度な記録が可能である。該IC不揮発性メモリ
の代表的なものとして、電気的な書き込みと紫外線照射
による消去を行うEPROMと、電気的な書き込み・消
去が可能なEEPROMがある。これらのIC不揮発性
メモリは小型軽量、アクセス時間が短い、消費電力が小
さいなどといった長所を備えている。
EPROM and EEPROM IC non-volatile memories are rewritable recording devices, and are capable of high-density recording. Typical examples of the IC non-volatile memory include an EPROM for performing electrical writing and erasing by ultraviolet irradiation, and an EEPROM for electrically writing and erasing. These IC nonvolatile memories have advantages such as small size and light weight, short access time, and low power consumption.

【0014】以下に電気的に書き込み・消去が可能なE
EPROMを例にとってその詳細を説明する。図10は
EEPROMのメモリーセルの断面形状の一例を示す。
シリコン基板7の表面にゲート酸化膜5を積層し、該ゲ
ート酸化膜5上にフローティングゲート4および制御ゲ
ート2を形成する。制御ゲート2は、キャリアが蓄積、
保存されるフローティングゲート4へのキャリアの注入
を制御する。両ゲート2、4間はシリコン酸化膜からな
る絶縁膜3で分離されている。シリコン基板7上には前
記ゲート2、4を覆うようにして表面保護膜1が形成さ
れる。表面保護膜1としては、通常シリコン酸化膜やシ
リコン窒化膜が用いられる。また、シリコン基板7の表
層部には不純物が打ち込まれたソース領域8と、ドレイ
ン領域6が形成され、更に両者間にチャネル領域9が形
成される。
In the following, E which can be electrically written and erased is
The details will be described using an EPROM as an example. FIG. 10 shows an example of a cross-sectional shape of a memory cell of an EEPROM.
The gate oxide film 5 is laminated on the surface of the silicon substrate 7, and the floating gate 4 and the control gate 2 are formed on the gate oxide film 5. The control gate 2 stores carriers,
The carrier injection into the floating gate 4 to be stored is controlled. The two gates 2 and 4 are separated by an insulating film 3 made of a silicon oxide film. A surface protection film 1 is formed on a silicon substrate 7 so as to cover the gates 2 and 4. As the surface protection film 1, a silicon oxide film or a silicon nitride film is usually used. Further, a source region 8 and a drain region 6 into which impurities are implanted are formed in a surface layer portion of the silicon substrate 7, and a channel region 9 is formed therebetween.

【0015】上記構成において、情報の記録を行う場合
はドレイン領域6と制御ゲート2との間に電圧を印加
し、ゲート酸化膜5を通してホットエレクトロンとして
キャリアをフローティングゲート4に注入する。一方、
記録された情報の消去は、ソース領域8と制御ゲート2
との間に電圧を印加し、Fowler−Nordhei
m(N−F)Tunneling現象を利用してキャリ
アを除去する。また、記録情報の読み出しは、ソース領
域8とドレイン領域6との間のチャンネル領域9の反転
電圧の閾値電圧でON/OFFの判断をして行う。
In the above configuration, when recording information, a voltage is applied between the drain region 6 and the control gate 2, and carriers are injected into the floating gate 4 as hot electrons through the gate oxide film 5. on the other hand,
The erasure of the recorded information is performed by the source region 8 and the control gate 2.
And a Fowler-Nordhei
Carriers are removed using the m (NF) Tunneling phenomenon. Reading of recorded information is performed by determining ON / OFF based on the threshold voltage of the inversion voltage of the channel region 9 between the source region 8 and the drain region 6.

【0016】ここでキャリアの注入、除去はゲート酸化
膜5を通して行うので、ゲート酸化膜の膜質と膜厚はE
EPROMの構成上非常に重要である。例えば、記録容
量が1メガビットのEEPROMでは通常ゲート酸化膜
5の膜厚は20nm程度の薄膜であるため、膜質、膜厚
の管理が難しく、歩留まりの低下によるコストアップが
大きな問題になっている。また、チップの寸法は通常、
短辺・長辺共に7〜10mm程度であり、記録容量を大き
くするためにチップ面積を大きくすると、歩留まりが低
下し、よりコストアップになる欠点がある。
Since the injection and removal of carriers are performed through the gate oxide film 5, the film quality and thickness of the gate oxide film are set to E.
This is very important in the structure of the EPROM. For example, in an EEPROM having a recording capacity of 1 megabit, the gate oxide film 5 is usually a thin film having a thickness of about 20 nm. Therefore, it is difficult to control the film quality and the film thickness. Also, the dimensions of the chip are usually
Both the short side and the long side are about 7 to 10 mm. If the chip area is increased in order to increase the recording capacity, there is a disadvantage that the yield decreases and the cost increases.

【0017】このような欠点を有する故、EEPROM
では上記のような長所を有する反面記憶容量の向上を図
る上で限界がある。因みに、現在のEEPROMの記録
容量は1〜4メガビット程度であり、他の不揮発性記録
装置である光磁気ディスクや磁気ディスクと比較すると
記録容量は小さい。
Due to these disadvantages, EEPROM
However, while having the above advantages, there is a limit in improving the storage capacity. Incidentally, the recording capacity of the current EEPROM is about 1 to 4 megabits, and is smaller than that of other non-volatile recording devices such as a magneto-optical disk and a magnetic disk.

【0018】光磁気ディスク 光ディスクの一種であり、記録の書き換えが可能な記録
装置であり、代表的な大容量不揮発性記録装置の1つで
ある。
Magneto-optical disk A type of optical disk, a rewritable recording device, and one of the typical large-capacity nonvolatile recording devices.

【0019】図11は光磁気ディスクの構造の一例を示
しており、該光磁気ディスクは記録媒体として垂直磁化
特性を示す磁性薄膜15、16を用いる。情報の記録
は、磁性薄膜15、16を予め磁化した方向とは逆向き
の弱い磁界の中でレーザー光20をディスク上の集光領
域21に集光し、局部的な加熱により磁性薄膜15、1
6に情報を記録する。一方、情報の再生はカー効果又は
ファラデー効果を利用して行われる。すなわち、直線偏
光されたレーザー光20をディスクの上に照射すると、
その透過光又は反射光は磁性薄膜15、16の磁化状態
に応じて偏光面が回転するので、この偏光面の回転を検
光子を用いて光の強弱信号に変換し光検出器で電気信号
として検出することにより、情報を再生する。このよう
な光磁気ディスクは文書ファイルや画像ファイル用の大
容量記録が可能な記録装置として実用化されている。
FIG. 11 shows an example of the structure of a magneto-optical disk. The magneto-optical disk uses magnetic thin films 15 and 16 having perpendicular magnetization characteristics as a recording medium. Information is recorded by condensing a laser beam 20 on a condensing area 21 on a disk in a weak magnetic field opposite to a direction in which the magnetic thin films 15 and 16 have been magnetized in advance, and heating the magnetic thin films 15 and 16 by local heating. 1
Record the information in 6. On the other hand, information reproduction is performed using the Kerr effect or the Faraday effect. That is, when the linearly polarized laser light 20 is irradiated onto the disk,
Since the transmitted light or the reflected light rotates the plane of polarization according to the magnetization state of the magnetic thin films 15 and 16, the rotation of the plane of polarization is converted into a signal of the intensity of light using an analyzer, and converted into an electric signal by a photodetector. By detecting, the information is reproduced. Such a magneto-optical disk has been put to practical use as a recording device capable of large-capacity recording for document files and image files.

【0020】光磁気ディスクの特長はレーザー光20に
よる記録であるため、透明なガラス基板12を通して非
接触で記録できることである。すなわち、この記録方法
によれば記録面23側のゴミは問題とならない。これに
対して、基板面22側のゴミは影響するが、基板面22
側ではレーザー光20の焦点が合っていないため、ビー
ム径が数百ミクロンと大きく、多少のゴミが存在して悪
影響を受けることがない。
A feature of the magneto-optical disk is that the recording is performed by the laser beam 20, so that the recording can be performed through the transparent glass substrate 12 without contact. That is, according to this recording method, dust on the recording surface 23 side does not matter. On the other hand, dust on the substrate surface 22 side has an effect.
Since the laser beam 20 is out of focus on the side, the beam diameter is as large as several hundred microns, and there is no adverse effect due to the presence of some dust.

【0021】光磁気ディスクの記録容量は、集光された
レーザー光20で情報を記録・再生するため、高密度な
記録が可能になる。因みに、3.5インチディスクで1
20メガバイト程度の大容量のメモリが実現できる。
The recording capacity of the magneto-optical disk allows information to be recorded / reproduced by the condensed laser beam 20, so that high-density recording becomes possible. By the way, one for 3.5 inch disk
A large-capacity memory of about 20 megabytes can be realized.

【0022】但し、光磁気ディスクでは、情報の書き込
み・読み出しにレーザー、磁石、回転機構(ディスクの
回転機構)が必要になるため、大型の周辺装置を要し、
価格が高くなる欠点がある。
However, a magneto-optical disk requires a laser, a magnet, and a rotating mechanism (a rotating mechanism of the disk) to write and read information.
There is a disadvantage that the price is high.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】情報が書き換え可能に
なった従来の不揮発性記録装置は上記のような長所およ
び短所を有するが、このことにより今後望まれる不揮発
性記録装置としては、以下の(1)、(2)、(3)、
(4)の項目を充足することが要請される。各項目につ
いて上記従来の不揮発性記録装置を再評価すると以下の
ようになる。
A conventional nonvolatile recording device in which information is rewritable has the above-mentioned advantages and disadvantages. However, as a nonvolatile recording device desired in the future, the following ( 1), (2), (3),
It is required to satisfy item (4). Re-evaluation of the above-mentioned conventional non-volatile recording device for each item is as follows.

【0024】(1)大容量、高密度な記録が可能である
こと。
(1) Large-capacity, high-density recording is possible.

【0025】フロッピーディスクでは3.5インチディ
スクで記録容量が1メガバイト程度であり大容量化、高
密度化に対応出来ない。
In the case of a floppy disk, a 3.5-inch disk has a recording capacity of about 1 megabyte and cannot cope with a large capacity and a high density.

【0026】EPROM、EEPROM等のIC不揮発
性メモリでは高密度化は実現出来るが、歩留まりの制限
によりチップ面積を大きくできないため、大容量化が困
難である。
Although high density can be realized with IC non-volatile memories such as EPROM and EEPROM, it is difficult to increase the capacity because the chip area cannot be increased due to the yield limit.

【0027】(2)衝撃、振動に強いこと。(2) It is resistant to shock and vibration.

【0028】ハードディスクではディスクを複数枚集積
することにより大容量化が実現出来るが、高密度化に対
応するためにヘッドとディスクの間隔を1ミクロン以下
まで狭めており、衝撃や振動により破損しやすく、また
微小なゴミであってもヘッドやディスクに付着すると記
録装置を破損してしまう欠点がある。
In a hard disk, a large capacity can be realized by integrating a plurality of disks. However, in order to cope with high density, the distance between the head and the disk is reduced to 1 micron or less, and the disk is easily damaged by shock or vibration. In addition, there is a disadvantage that even if minute dust adheres to the head or the disk, the recording device is damaged.

【0029】(3)書き込み・読み出し用の周辺装置が
小型・簡潔・安価であること。
(3) Small, simple and inexpensive peripheral devices for writing and reading.

【0030】フロッピーディスク、ハードディスク、光
磁気ディスクは、共にディスクを回転して情報の書き込
み・読み出しを行うため、モーターなどの回転機構が必
要であり、周辺装置が大型化、複雑化する。
A floppy disk, a hard disk, and a magneto-optical disk need to have a rotating mechanism such as a motor for rotating and writing / reading information by rotating the disk, which makes the peripheral device larger and more complicated.

【0031】加えて、ハードディスクではディスクとヘ
ッドの間隔を精密にしなければならないことや、耐衝撃
性を確保するために緩衝材が必要であるため、装置全体
が大型化し、重くなる問題がある。
In addition, the hard disk has a problem that the distance between the disk and the head must be made precise and a buffer material is required to secure impact resistance, so that the whole device becomes large and heavy.

【0032】また、光磁気ディスクでは書き込み・読み
出しにレーザと磁石を使用するため、装置が大型化し、
重くなり、高価格になる欠点がある。
In the case of a magneto-optical disk, since a laser and a magnet are used for writing and reading, the size of the apparatus becomes large,
There is a disadvantage that it becomes heavy and expensive.

【0033】(4)書き込み・読み出しを高速度で行え
ること。
(4) Writing and reading can be performed at a high speed.

【0034】フロッピーディスク、ハードディスク、光
磁気ディスクではディスクを回転しながらアクセスすべ
き情報の位置を探すため、読み出し速度の高速化を図る
上で限界がある。また、磁気テープでは読み出し・書き
込み速度が共に遅い欠点がある。
In a floppy disk, a hard disk, and a magneto-optical disk, since the position of information to be accessed is searched for while rotating the disk, there is a limit in increasing the reading speed. Further, the magnetic tape has a disadvantage that both the reading and writing speeds are slow.

【0035】上記のように現状の不揮発性記録装置では
上記(1)、(2)、(3)、(4)の各項目をすべて
充足したものはなく、これら項目を全て充足する全く新
しいタイプの不揮発性記録装置の実現が要請されるゆえ
んである。
As described above, in the current non-volatile recording apparatus, none of the above items (1), (2), (3) and (4) are all satisfied, and a completely new type which satisfies all these items is not available. This is because the realization of the non-volatile recording device is required.

【0036】本発明は、このような要請に答えるために
なされたものであり、高密度、大容量化が図れ、書き込
み・読み出しを高速度で行えると共に、周辺装置の小型
化、簡潔化および低価格化が図れる全く新しいタイプの
不揮発性記録装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to respond to such a demand, and can achieve high density and large capacity, can perform writing / reading at a high speed, and can reduce the size, simplicity, and power of peripheral devices. It is an object of the present invention to provide a completely new type of nonvolatile recording device that can be priced.

【0037】本発明の他の目的は、読み出し信号のON
/OFF比を大きくとれ、精度のよい情報の読み出しが
行える不揮発性記録装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to turn on the read signal.
It is an object of the present invention to provide a nonvolatile recording device capable of obtaining a large / OFF ratio and reading out information with high accuracy.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性記録装
置は、対向電極を有する対向側基板と、発熱体を挟み込
んだ上側電極及び下側電極を有する発熱体側基板とを貼
り合わせ、両基板間に液晶化合物または分子中に液晶成
分を含む化合物からなる記録媒体を封入した不揮発性記
録装置であって、該上側電極及び該下側電極をマトリク
ス状に配設すると共に、列方向に隣り合う該上側電極間
及び行方向に隣り合う該下側電極間に絶縁膜を介在させ
て、該上側電極及び該下側電極の各交差部にメモリセル
を構成しており、そのことにより上記目的が達成され
る。
According to the present invention, there is provided a non-volatile recording apparatus comprising: a pair of opposing substrates having opposing electrodes;
Paste the heating element side substrate with the upper and lower electrodes
Liquid crystal compound or molecules in the molecules between the substrates.
Non-volatile storage of a recording medium consisting of a compound containing
A recording device, wherein the upper electrode and the lower electrode are
Between the upper electrodes adjacent to each other in the column direction.
And an insulating film interposed between the lower electrodes adjacent in the row direction.
A memory cell at each intersection of the upper electrode and the lower electrode.
And thereby the above object is achieved.

【0039】また、本発明の不揮発性記録装置は、対向
電極を有する対向側基板と、発熱体を挟み込んだ上側電
極及び下側電極を有する発熱体側基板とを貼り合わせ、
両基板間に導電性高分子液晶からなる記録媒体を封入し
た不揮発性記録装置であって、該上側電極及び該下側電
極をマトリクス状に配設すると共に、列方向に隣り合う
該上側電極間及び行方向に隣り合う該下側電極間に絶縁
膜を介在させて、該上側電極及び該下側電極の各交差部
にメモリセルを構成しており、そのことにより上記目的
が達成される。
Further , the nonvolatile recording apparatus of the present invention
The opposing substrate with electrodes and the upper electrode sandwiching the heating element
Affixing the heating element side substrate having the pole and the lower electrode,
A recording medium made of conductive polymer liquid crystal is sealed between both substrates.
A non-volatile recording device, comprising: the upper electrode and the lower electrode.
The poles are arranged in a matrix and are adjacent in the column direction
Insulated between the upper electrodes and between the lower electrodes adjacent in the row direction
Each intersection of the upper electrode and the lower electrode with a film interposed
The memory cell is configured in the
Is achieved.

【0040】好ましくは、前記記録媒体に接する側の前
記対向側基板及び前記発熱体側基板の表面に、導電性材
料からなる配向膜を形成する構成とする。
Preferably, before the side in contact with the recording medium.
A conductive material is provided on the surface of the opposite side substrate and the heating element side substrate.
To form an alignment film made of a material.

【0041】また、好ましくは、前記絶縁膜が前記発熱
体に接する構成とする。
Preferably, the insulating film is capable of generating the heat.
It is configured to be in contact with the body.

【0042】[0042]

【作用】対向電極を有する対向側基板と、発熱体を挟み
込んだ上側電極及び下側電極をマトリクス状に配設した
発熱体側基板とを貼り合わせ、両基板間に液晶化合物ま
たは分子中に液晶成分を含む化合物からなる記録媒体を
封入して、上側電極及び下側電極の各交差部にメモリセ
ルを構成した不揮発性記録装置を例にとって以下にその
作用を説明する。
According to the present invention, a heating element is sandwiched between a counter substrate having a counter electrode and a heating element.
The upper electrode and the lower electrode are arranged in a matrix.
Attach the heating element side substrate, and apply a liquid crystal compound between both substrates.
Or a recording medium composed of a compound containing a liquid crystal component in the molecule.
Enclose the memory cell at each intersection of the upper and lower electrodes.
The operation will be described below with reference to a nonvolatile recording device having a configuration as an example.

【0043】マトリクス状に配設された上下の電気配線
に電圧を印加し、発熱体に電流を通電すると、該発熱体
にジュール熱が発生する。この電流、電圧とその印加時
間を制御することにより、記録媒体を構成する液晶を相
転移等の状態変化の生じる温度まで昇温せしめ、その後
対向電極と上部電極(上側配線)の間に情報書き込み電
圧を印加しながら急冷すると、液晶は相転移等の状態変
化を生じ書き込み状態となる。この状態は長時間保持さ
れるため、書き込まれた情報を記録情報として保存でき
る。
When a voltage is applied to the upper and lower electric wires arranged in a matrix and a current flows through the heating element, Joule heat is generated in the heating element. By controlling the current, voltage and application time, the liquid crystal constituting the recording medium is heated to a temperature at which a state change such as phase transition occurs, and then information is written between the counter electrode and the upper electrode (upper wiring). When the liquid crystal is rapidly cooled while applying a voltage, the liquid crystal undergoes a state change such as a phase transition and is brought into a written state. Since this state is maintained for a long time, the written information can be stored as recording information.

【0044】誘電率の変化や電気伝導度の変化として書
き込まれた記録情報は、対向電極と上側電気配線間に交
流または直流電圧を印加し、記録媒体の誘電率や電気伝
導度を測定すれば記録情報を電気的に読み出すことがで
きる。
The recorded information written as the change in the dielectric constant or the change in the electric conductivity can be obtained by applying an AC or DC voltage between the counter electrode and the upper electric wiring and measuring the dielectric constant or the electric conductivity of the recording medium. Recorded information can be electrically read.

【0045】この状態から液晶を再度同様の手順で相転
移等の状態変化を生じる迄昇温し、その後、発熱体に印
加する電流、電圧を制御することにより、液晶を徐々に
冷却若しくは急冷であっても冷却時に比較的高い交流又
は直流電圧を印加すると、液晶は再度状態変化を生じ、
一旦書き込まれた情報を書き換えできる。
From this state, the temperature of the liquid crystal is raised again by the same procedure until a state change such as phase transition occurs, and then the current and voltage applied to the heating element are controlled to gradually cool or quench the liquid crystal. Even if a relatively high AC or DC voltage is applied during cooling, the liquid crystal undergoes a state change again,
Information once written can be rewritten.

【0046】このように上記構成によれば、静的な電気
的制御により記録媒体に対する情報の書き込み・読み出
しができる。
As described above, according to the above configuration, it is possible to write / read information on / from the recording medium by static electric control.

【0047】情報の書き込み・読み出しを液晶の相転移
に伴う誘電率の変化を利用して行うものについて今少し
説明すると、液晶を、例えば等方相となる温度まで昇温
せしめ、その後に上部電極と対向電極との間に情報書き
込み用の電圧を印加し、加熱用の電流の通電を停止し急
冷するか、あるいは情報書き込み用の電圧を印加せず、
加熱用の電流、電圧を制御し徐冷することによって液晶
は配向状態となり、モノドメイン状態となる。
The operation of writing and reading information by utilizing the change in the dielectric constant caused by the phase transition of the liquid crystal will be briefly described. The temperature of the liquid crystal is raised to, for example, a temperature at which the liquid crystal becomes an isotropic phase. A voltage for information writing is applied between the counter electrode and the counter electrode, and the application of a current for heating is stopped to rapidly cool down, or the voltage for information writing is not applied,
By controlling the heating current and voltage and gradually cooling the liquid crystal, the liquid crystal is in an alignment state and is in a monodomain state.

【0048】一方、情報書き込み用の電圧を印加せずに
加熱用の電流の通電を停止し急冷すると、液晶はポリド
メイン状態にになる。その後、室温まで冷却されると液
晶はガラス状態になり、その状態が保持される。
On the other hand, when the current for heating is stopped without rapid application of the voltage without applying the voltage for writing information, the liquid crystal enters a polydomain state. Thereafter, when cooled to room temperature, the liquid crystal becomes a glassy state, and that state is maintained.

【0049】このモノドメイン状態とポリドメインの2
つの状態として書き込まれた情報は室温では長期間保持
されるため、書き込まれた情報を記録情報として保存で
きる。この状態の異なる液晶は誘電率が異なっているの
で、記録情報は、対向電極と上部電極間に交流電圧を印
加し、誘電体である記録媒体の電気容量を測定すれば記
録情報を電気的に読み出すことができる。
This mono domain state and poly domain 2
Since the information written as one state is maintained for a long time at room temperature, the written information can be stored as record information. Since the liquid crystals in these different states have different dielectric constants, the recorded information can be electrically converted by applying an AC voltage between the counter electrode and the upper electrode and measuring the capacitance of the recording medium which is a dielectric. Can be read.

【0050】この状態から液晶を再度同様の手順で相転
移等の状態変化を生じるまで昇温し、その後、発熱体に
印加する電流、電圧を制御することにより、液晶を徐々
に冷却若しくは急冷であっても冷却時に情報書き込み電
圧を印加すると、液晶はモノドメイン状態になる。ある
いは情報書き込み電圧を印加せずに急冷するとポリドメ
イン状態になる。これにより一旦書き込まれた情報を消
去できる。
From this state, the temperature of the liquid crystal is raised again in the same procedure until a state change such as phase transition occurs, and then the current and voltage applied to the heating element are controlled to gradually cool or quench the liquid crystal. If an information writing voltage is applied during cooling, the liquid crystal enters a monodomain state. Alternatively, rapid cooling without applying an information writing voltage results in a polydomain state. Thereby, the information once written can be erased.

【0051】このように上記構成によれば、靜的な電気
的制御により記録媒体に対する情報の書き込み・読み出
しが行える。
As described above, according to the above configuration, it is possible to write / read information on / from the recording medium by static electric control.

【0052】更に、記録媒体として導電性高分子液晶を
用いると、後述する理由により読み出し信号のON/O
FF比を大きくとれるので、より一層精度のよい情報の
読み出しが可能になる。
Further, when the conductive polymer liquid crystal is used as the recording medium, the ON / O of the read signal is controlled for the reason described later.
Since the FF ratio can be increased, information can be read with higher accuracy.

【0053】また、記録媒体として導電性高分子液晶を
用い、配向膜として導電性配向膜を用いると読み出し信
号のS/N比は更に向上するので一層精度のよい情報の
読み出しが可能になる。
When a conductive polymer liquid crystal is used as a recording medium and a conductive alignment film is used as an alignment film, the S / N ratio of a read signal is further improved, so that more accurate information can be read.

【0054】[0054]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は本
発明不揮発性記録装置の表面構成を模式的に示してお
り、周辺回路は機能別にブロック毎に分割して示してあ
る。入出力信号制御部31は、他の装置からの入力信号
を信号処理してメモリーセルへ信号(書き込み情報)を
送る機能と、メモリーセルより読み出された信号を信号
処理して他の装置へ送る機能等を有する。論理系制御部
32は該不揮発性記録装置全体の信号処理を制御する。
駆動回路部33は論理系制御部32からの指令により記
録部34のメモリーセルへ電気信号を供給するための電
流を制御,駆動する。記録部34は入出力信号制御部3
1から与えられる信号を蓄積し、記録情報として保存す
る。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 schematically shows the surface configuration of a nonvolatile recording apparatus according to the present invention, in which peripheral circuits are divided into blocks for each function. The input / output signal control unit 31 has a function of processing an input signal from another device and transmitting a signal (write information) to a memory cell, and a process of processing a signal read from the memory cell and transmitting the signal to another device. It has a sending function. The logic control unit 32 controls the signal processing of the entire nonvolatile recording device.
The drive circuit unit 33 controls and drives a current for supplying an electric signal to the memory cell of the recording unit 34 according to a command from the logical system control unit 32. The recording unit 34 is an input / output signal control unit 3
The signal given from 1 is accumulated and stored as record information.

【0055】該記録部34は、図2ないし図4に示すよ
うに、記録情報の書き込み/書き換えのための加熱用の
発熱体44と、該発熱体44に電流を通電する配線を有
するシリコン基板55と、対向電極51を有し、該シリ
コン基板55に対向配置されるガラス基板52と、両基
板55、52間に封入された液晶(液晶層)53を備え
た概略構成をとる。以下にその詳細を説明する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the recording section 34 includes a heating element 44 for heating / writing the recorded information and a silicon substrate having a wiring for supplying a current to the heating element 44. The semiconductor device has a schematic configuration including a glass substrate 52 having a counter electrode 55 and a counter electrode 51 and disposed opposite to the silicon substrate 55, and a liquid crystal (liquid crystal layer) 53 sealed between the two substrates 55 and 52. The details will be described below.

【0056】図2は記録部34の前記ガラス基板52と
液晶層53を取り除いた状態のシリコン基板52の表面
構成を示す。図において、上部電極41は列方向にほぼ
等間隔で複数本配設され、図3に示すように配向膜56
を介して液晶53に接している。上部電極41の下方に
は、該上部電極41と直交する行方向に複数本の下部電
極42が配設される。上部電極41と下部電極42の
間、より具体的には両電極41、42の交差部にメモリ
ーセル43が形成される。両電極41、42の材質とし
ては本実施例では耐熱性の優れたタングステンを用い
た。上部電極41、下部電極42共に配線の一部分を前
記発熱体44の加熱電極として利用している。
FIG. 2 shows the surface configuration of the silicon substrate 52 of the recording unit 34 from which the glass substrate 52 and the liquid crystal layer 53 have been removed. In the figure, a plurality of upper electrodes 41 are arranged at substantially equal intervals in the column direction, and as shown in FIG.
Is in contact with the liquid crystal 53. Below the upper electrode 41, a plurality of lower electrodes 42 are arranged in a row direction orthogonal to the upper electrode 41. A memory cell 43 is formed between the upper electrode 41 and the lower electrode 42, more specifically, at the intersection of the two electrodes 41 and 42. In this embodiment, tungsten having excellent heat resistance was used as the material of the electrodes 41 and 42. Both the upper electrode 41 and the lower electrode 42 use a part of the wiring as a heating electrode for the heating element 44.

【0057】図3および図4はメモリーセル43の具体
的な構成を示す。該メモリーセル43は上記のように上
下の電極41、42の交差部に形成され、シリコン基板
55とガラス基板52間に配設および封入される以下の
構成要素からなる。以下にその構成を順を追って説明す
る。
FIGS. 3 and 4 show a specific configuration of the memory cell 43. FIG. The memory cell 43 is formed at the intersection of the upper and lower electrodes 41 and 42 as described above, and includes the following components disposed and sealed between the silicon substrate 55 and the glass substrate 52. The configuration will be described below in order.

【0058】シリコン基板55に対向配置されるガラス
基板52の対向面には対向電極51が配設される。該対
向電極51の表面には液晶53に接する配向膜56が形
成されている。液晶53はその相転移現象によって信号
を記録する機能を有する。
An opposing electrode 51 is provided on the opposing surface of a glass substrate 52 opposing a silicon substrate 55. On the surface of the counter electrode 51, an alignment film 56 in contact with the liquid crystal 53 is formed. The liquid crystal 53 has a function of recording a signal by the phase transition phenomenon.

【0059】シリコン基板55はICで一般に使用され
る半導体用単結晶シリコンであり、抵抗値を制御するた
めに不純物を添加してある。該シリコン基板55でその
まま下部電極42を形成すると、上部電極41との間で
通電される駆動電流がシリコン基板55へリークする。
そこで、本実施例では電流リークを防止するため、シリ
コン基板55の表面をフィールド絶縁膜57で覆い、そ
の上に下部電極42を形成する構成をとる。
The silicon substrate 55 is single crystal silicon for a semiconductor generally used for an IC, and is doped with impurities for controlling a resistance value. When the lower electrode 42 is formed on the silicon substrate 55 as it is, a driving current flowing between the lower electrode 42 and the upper electrode 41 leaks to the silicon substrate 55.
Therefore, in this embodiment, in order to prevent current leakage, the surface of the silicon substrate 55 is covered with the field insulating film 57, and the lower electrode 42 is formed thereon.

【0060】下部電極42と上部電極41との間には両
者間の絶縁性を保つために電極間絶縁膜54が形成され
る。下部電極42と上部電極41の間には10V以上の
電圧を印加する場合も有り、ピンホールのない均質な膜
質と、均一な膜厚が必要である。そこで、本実施例で
は、電極間絶縁膜54としてプラズマCVD法で形成し
たシリコン窒化膜を用いた。
An inter-electrode insulating film 54 is formed between the lower electrode 42 and the upper electrode 41 in order to maintain insulation between them. In some cases, a voltage of 10 V or more is applied between the lower electrode 42 and the upper electrode 41, so that a uniform film quality without pinholes and a uniform film thickness are required. Therefore, in this embodiment, a silicon nitride film formed by a plasma CVD method is used as the inter-electrode insulating film 54.

【0061】電極間絶縁膜54はメモリーセル43の部
分で開口54aし、その部分で上部電極41と下部電極
42の間に直接発熱体44を挟み込む構造としている。
記録情報の書き込み/消去時には、発熱体44の発熱に
より上部電極41および下部電極42に共に温度上昇が
生じるため、電極材料は耐熱性が要求される。そこで、
本実施例では、減圧CVD法で形成したタングステンを
用いた。一方、発熱体44は耐熱性を持つと同時に適度
な抵抗値と微細加工が可能な材料を使用する必要が有
り、本実施例では高純度な多結晶シリコンを減圧CVD
法で形成した。
The inter-electrode insulating film 54 has a structure in which an opening 54 a is formed at the memory cell 43, and the heating element 44 is directly interposed between the upper electrode 41 and the lower electrode 42 at that portion.
When writing / erasing recorded information, the heat generated by the heating element 44 causes a temperature rise in both the upper electrode 41 and the lower electrode 42, so that the electrode material is required to have heat resistance. Therefore,
In this embodiment, tungsten formed by a low pressure CVD method is used. On the other hand, it is necessary to use a material that has heat resistance and an appropriate resistance value and can be finely processed at the same time as the heating element 44.
Formed by the method.

【0062】上部電極41および発熱体44の上には液
晶42に接する配向膜56が形成される。該配向膜56
および前記対向電極51の表面に形成される配向膜56
は、共にポリイミドを塗布加熱後ラビング処理して形成
される。配向膜56はポリイミドに限定するものではな
く、他の配向膜材料を用いても構わない。また、液晶材
料と書き込み/書き換え条件を選べば配向膜56を省略
することもできる。
On the upper electrode 41 and the heating element 44, an alignment film 56 in contact with the liquid crystal 42 is formed. The alignment film 56
And an alignment film 56 formed on the surface of the counter electrode 51.
Are formed by applying rubbing treatment after applying and heating polyimide. The alignment film 56 is not limited to polyimide, and another alignment film material may be used. If the liquid crystal material and the writing / rewriting conditions are selected, the alignment film 56 can be omitted.

【0063】なお、本実施例では電極材料、すなわち配
線材料として減圧CVD法で形成したタングステンを用
いたが、これに限定されるものではなく、耐熱性と耐薬
品性を備え、形成と加工が容易であり低抵抗な材料であ
れば他の材料を用いても構わない。また形成方法につい
ても減圧CVD法に限定されず、膜厚を均一にできる方
法であればよい。また、発熱体44は多結晶シリコンを
減圧CVD法で形成したものを用いたが、適当な抵抗値
と耐熱性、耐薬品性を備え形成と加工が容易な材料であ
れば他の材料と形成方法を用いても構わない。
In this embodiment, tungsten formed by low-pressure CVD is used as an electrode material, that is, a wiring material. However, the present invention is not limited to this, and has heat resistance and chemical resistance. Other materials that are easy and have low resistance may be used. Further, the forming method is not limited to the low pressure CVD method, and any method can be used as long as the film thickness can be made uniform. The heating element 44 is made of polycrystalline silicon formed by a low pressure CVD method. However, if the heating element 44 has a suitable resistance value, heat resistance, and chemical resistance and is easy to form and process, it may be formed of another material. A method may be used.

【0064】次に、記録部34にマトリクス状に形成さ
れるメモリーセル43の製造工程について説明する。本
実施例では周辺MOS ICの形成工程と記録部34の
形成工程が必要であるが、ここでは説明の簡略上MOS
ICのプロセスについては触れず、メモリーセル43
の工程のみを説明する。
Next, a process for manufacturing the memory cells 43 formed in the recording section 34 in a matrix will be described. In this embodiment, a step of forming the peripheral MOS IC and a step of forming the recording unit 34 are necessary.
Without mentioning the IC process, the memory cell 43
Only the step will be described.

【0065】シリコン基板55は6インチP型(10
0)の単結晶シリコンウエハーを用いた。まず、シリコ
ン基板55上に熱酸化によって800nmのフィールド酸
化膜57を形成する。次いで、フィールド酸化膜57上
に減圧CVD法により膜厚1.2μmのタングステン膜
を形成する。そして、該膜をフォトリソグラフィとドラ
イエッチングにより不要部分を除去し、下部電極42を
パターン形成する。次にプラズマCVD法により下部電
極42上に膜厚1.0μmのシリコン窒化膜を成膜して
電極間絶縁膜54を形成する。次いで、フォトリソグラ
フィとドライエッチングにより、該電極間絶縁膜54に
下部電極42に達する開口部54aを形成する。
The silicon substrate 55 is a 6-inch P-type (10
The single crystal silicon wafer of 0) was used. First, an 800 nm field oxide film 57 is formed on a silicon substrate 55 by thermal oxidation. Next, a 1.2 μm-thick tungsten film is formed on the field oxide film 57 by a low pressure CVD method. Then, unnecessary portions of the film are removed by photolithography and dry etching, and the lower electrode 42 is patterned. Next, a silicon nitride film having a thickness of 1.0 μm is formed on the lower electrode 42 by a plasma CVD method to form an inter-electrode insulating film 54. Next, an opening 54a reaching the lower electrode 42 is formed in the inter-electrode insulating film 54 by photolithography and dry etching.

【0066】次いで、減圧CVD法によって比抵抗が約
1000Ω・cm、膜厚が約1.0μmの多結晶シリコンを
全面に形成し、発熱体44とする。多結晶シリコンはボ
ロン、リン、金属等の不純物が膜中へ混入すると抵抗値
が下がり発熱したときに所定の温度に達しないことがあ
る。従って、減圧CVD法に使用する材料の純度や装置
の清浄度に特に注意する必要がある。本実施例では、多
結晶シリコン形成用の材料として高純度のモノシランガ
スを用い、減圧CVD法で発熱体44を形成したが、必
要な抵抗値を確保できれば、他のシリコン化合物や他の
形成方法を用いても構わない。
Next, the specific resistance is reduced to about
A heating element 44 is formed of polycrystalline silicon having a thickness of about 1000 Ω · cm and a thickness of about 1.0 μm. When impurities such as boron, phosphorus, and metal are mixed into the film of polycrystalline silicon, the resistance value decreases, and heat may not reach a predetermined temperature. Therefore, it is necessary to pay particular attention to the purity of the material used for the low pressure CVD method and the cleanliness of the apparatus. In this embodiment, the heating element 44 is formed by a low-pressure CVD method using a high-purity monosilane gas as a material for forming polycrystalline silicon. However, if a necessary resistance value can be secured, another silicon compound or another forming method may be used. You may use it.

【0067】次いで、減圧CVD法により約1.0μm
のタングステン膜を形成し、該膜をホトリソグラフィと
ドライエッチングにより不要部分を除去して上部電極4
1をパターン形成する。次に、ポリイミド材料を回転塗
布し加熱重合後、不要部分を除去し、ラビング処理を行
って配向膜56を形成した。
Then, about 1.0 μm
An unnecessary portion is removed by photolithography and dry etching to form an upper electrode 4.
1 is patterned. Next, after a polyimide material was spin-coated and heated and polymerized, unnecessary portions were removed, and a rubbing treatment was performed to form an alignment film 56.

【0068】一方、対向電極側のガラス基板52は適当
な大きさに裁断され、しかる後、スパッタリング法によ
り表面にITO(Indium Tin Oxide)
膜からなる透明導電膜が積層され、これで対向電極51
が形成される。次いで、ホトリソグラフィとエッチング
により、ITO膜の不要部分を除去し、対向電極51を
行方向に配設する。該対向電極51の配設ピッチと電極
の太さは、情報の書き込みと読み出しに最適な条件にな
るように選定した。そして、その後、対向電極51の表
面にポリイミド材料を回転塗布し、加熱重合後、不要部
分の除去とラビングを施し配向膜56を形成する。
On the other hand, the glass substrate 52 on the side of the counter electrode is cut into a suitable size, and thereafter, the surface thereof is made of ITO (Indium Tin Oxide) by a sputtering method.
A transparent conductive film composed of a film is laminated, and the
Is formed. Next, unnecessary portions of the ITO film are removed by photolithography and etching, and the counter electrode 51 is arranged in the row direction. The arrangement pitch of the counter electrode 51 and the thickness of the electrode were selected so as to be optimal conditions for writing and reading information. After that, a polyimide material is spin-coated on the surface of the counter electrode 51, and after heat polymerization, unnecessary portions are removed and rubbed to form an alignment film 56.

【0069】次いで、以上の工程で作製したシリコン基
板55とガラス基板52を、それぞれの電極形成面を内
側にして対向し、且つシリコン基板55側のメモリーセ
ル43上に対向電極51が位置するように位置合わせ
る。そして、ガラス基板55の記録部34の周辺に当た
る部分をシールする。その後、p−シアノビフェニルを
メソーゲン基とするアクリルタイプの高分子ネマチック
液晶(Ti=106℃、重合度;150)をシリコン基
板55とガラス基板52の間に充填する。そして、該高
分子ネマチック液晶を100V、500Hzの交流電圧
を印加しつつ、等方相から徐冷し、ホメオトロピック配
向状態とする。最後に完成したシリコン基板55をダイ
シングし、ボンディングを行った後、パッケージに収納
する。
Next, the silicon substrate 55 and the glass substrate 52 manufactured in the above steps are opposed to each other with the respective electrode forming surfaces inside, and the counter electrode 51 is positioned on the memory cell 43 on the silicon substrate 55 side. Position. Then, a portion of the glass substrate 55 corresponding to the periphery of the recording section 34 is sealed. Thereafter, an acrylic polymer nematic liquid crystal (Ti = 106 ° C., degree of polymerization: 150) having p-cyanobiphenyl as a mesogen group is filled between the silicon substrate 55 and the glass substrate 52. Then, the polymer nematic liquid crystal is gradually cooled from an isotropic phase while applying an AC voltage of 100 V and 500 Hz to be in a homeotropic alignment state. Finally, the completed silicon substrate 55 is diced and bonded, and then housed in a package.

【0070】液晶材料としては導電性高分子液晶を用い
ることもできる。このような導電性高分子液晶を用いる
場合は、フェナンスレンを電子供与体としヨウ素を電子
受容体とする電荷移動錯体を導電性付与基Bとし、メソ
ーゲン基Aをエステル系の液晶とし、アクリルタイプの
主鎖をもつ、導電性高分子液晶をシリコン基板55とガ
ラス基板52との間に充填する。そして、該液晶高分子
を100V、500Hzの交流を印加しながら等方相か
ら徐冷し、ホモジーニアス配向とした。最後に完成した
シリコン基板55をダイシングし、ボンディングを行っ
た後、パッケージに収納する。
As the liquid crystal material, a conductive polymer liquid crystal can be used. When such a conductive polymer liquid crystal is used, a charge transfer complex using phenanthrene as an electron donor and iodine as an electron acceptor is used as a conductivity-imparting group B, a mesogen group A is used as an ester-based liquid crystal, and an acrylic type liquid crystal is used. A conductive polymer liquid crystal having a main chain is filled between the silicon substrate 55 and the glass substrate 52. Then, the liquid crystal polymer was gradually cooled from the isotropic phase while applying an alternating current of 100 V and 500 Hz to obtain a homogeneous alignment. Finally, the completed silicon substrate 55 is diced and bonded, and then housed in a package.

【0071】尚、液晶材料に関しては上記のものに限定
されるものではなく、熱により相転移等の状態変化を起
こし、状態変化によって書き込まれた情報を電気的に読
み出すことが出来、変化した状態を保持できるものなら
ば他の液晶材料を使用しても構わない。
Note that the liquid crystal material is not limited to the above-mentioned ones, and a state change such as a phase transition is caused by heat, and the information written by the state change can be electrically read out. Any other liquid crystal material may be used as long as the liquid crystal material can be maintained.

【0072】次に、上記のようにして作製されたメモリ
ーセル43に対する情報の書き込みと読み出しの動作原
理について説明する。
Next, the operation principle of writing and reading information to and from the memory cell 43 manufactured as described above will be described.

【0073】液晶材料として上記のようなp−シアノビ
フェニルをメソーゲン基とするアクリルタイプの高分子
ネマチック液晶やポリシロキサン系の高分子スメクチッ
ク液晶等を用いると、これらの液晶53は加熱により等
方相に状態が変化し、その後、急冷するとモノドメイン
状態からポリドメイン状態に構造変化する。この構造変
化状態は常温において長期間保持できるので、記録の保
持が可能である。
When an acrylic polymer nematic liquid crystal having a mesogen group of p-cyanobiphenyl or a polysiloxane-based polymer smectic liquid crystal as described above is used as the liquid crystal material, these liquid crystals 53 become isotropic by heating. The structure changes from a mono-domain state to a poly-domain state upon rapid cooling. This state of structural change can be maintained at room temperature for a long period of time, so that recording can be maintained.

【0074】一方、加熱後の液晶材料を徐冷すると、再
びモノドメイン状態に戻る。モノドメイン状態とポリド
メイン状態では液晶53の誘電率が異なるため、記録情
報を電気的に読み出すことができる。以上の動作原理に
より情報の書き込み・読み出しが可能になる。
On the other hand, when the liquid crystal material after heating is gradually cooled, it returns to the mono-domain state again. Since the dielectric constant of the liquid crystal 53 is different between the mono-domain state and the poly-domain state, recorded information can be electrically read. With the above operation principle, writing and reading of information becomes possible.

【0075】また、モノドメイン状態では液晶53は透
明状態であるのに対し、ポリドメイン状態では光の散乱
のために不透明状態になる。従って、メモリーセル43
にレーザー光等の光を照射し、液晶53からの反射光を
検知すれば、この方法によっても情報を読み出すことが
できる。該方法は光学的検知手段を含むものの、信号処
理手段を含むため全体としてみれば電気的な読み出し方
法といえる。
In the mono-domain state, the liquid crystal 53 is in a transparent state, whereas in the poly-domain state, it becomes opaque due to light scattering. Therefore, the memory cell 43
By irradiating the laser light or the like with the laser beam and detecting the reflected light from the liquid crystal 53, the information can be read also by this method. Although this method includes an optical detection unit, it includes a signal processing unit and can be said to be an electrical readout method as a whole.

【0076】一方、液晶材料として上記のような導電性
高分子液晶を用いる場合は以下の動作原理による。すな
わち、導電性高分子液晶の熱による相転移等の状態変化
を情報記録として利用し、状態変化に伴う導電性高分子
液晶の導電率の変化を情報読み出しとして利用する。
On the other hand, when the above-mentioned conductive polymer liquid crystal is used as the liquid crystal material, the following operation principle is used. That is, a state change such as a phase transition of the conductive polymer liquid crystal due to heat is used as information recording, and a change in conductivity of the conductive polymer liquid crystal accompanying the state change is used as information reading.

【0077】導電性高分子液晶の構造は図5に示すよう
に、ポリマー主鎖Pとメソーゲン基(液晶部分)Aと導
電性付与基BおよびスペーサSからなっている。液晶成
分であるメソーゲン基AはスペーサSを介してポリマー
主鎖Pと結合している。また、導電性付与基Bはスペー
サSを介してメソーゲン基Aと結合している。
As shown in FIG. 5, the structure of the conductive polymer liquid crystal is composed of a polymer main chain P, a mesogen group (liquid crystal portion) A, a conductivity imparting group B, and a spacer S. The mesogen group A, which is a liquid crystal component, is bonded to the polymer main chain P via a spacer S. Further, the conductivity-imparting group B is bonded to the mesogen group A via the spacer S.

【0078】ここで、主鎖部分はアクリル系ポリマー、
シリコーン系ポリマー、メタアクリル系ポリマー等化合
物などの高分子である。メソーゲン基Aや導電性付与基
Bの端を固定すると同時に、相転移温度や応答速度に影
響する。メソーゲン基Aはアゾメチン系、アゾオキシ
系、ビフェニル系等の液晶化合物である。メソーゲン基
Aは等方相から冷却時に印加電圧に従って配向し、導電
性付与基Bを強制的に整列させる。導電性付与基Bは電
荷移動錯体であり、整列した場合のみ、その整列方向に
導電性を生じ情報を記録する媒体である。スペーサSは
メチレン鎖等であるが、メソーゲン部分の自由度を決定
する部分であり、その分子長さは応答速度等記録装置と
しての重要な特性に影響する。従って、メソーゲン基A
が配向し易い事や、導電性付与基Bが配列し易い事等に
注意しながら分子設計をしなければならない。また、こ
れらのスペーサSは省略することもできる。
Here, the main chain portion is an acrylic polymer,
It is a polymer such as a compound such as a silicone polymer and a methacrylic polymer. At the same time as fixing the ends of the mesogen group A and the conductivity imparting group B, it affects the phase transition temperature and the response speed. The mesogen group A is a liquid crystal compound such as azomethine, azooxy, and biphenyl. The mesogen group A is oriented according to the applied voltage during cooling from the isotropic phase, and the conductivity imparting group B is forcibly aligned. The conductivity-imparting group B is a charge-transfer complex, and is a medium for recording information by generating conductivity in the direction of alignment only when aligned. The spacer S is a part that determines the degree of freedom of the mesogen part, such as a methylene chain, and its molecular length affects important characteristics such as a response speed as a recording device. Therefore, the mesogen group A
The molecular design must be made while paying attention to the fact that is easy to align and the conductivity imparting group B is easily arranged. Further, these spacers S can be omitted.

【0079】図6(a)にメソーゲン基Aが配向し、導
電性付与基Bが配列した状態の導電性高分子液晶の模式
図を示す。メソーゲン基Aが配向しており、その強制力
によって導電性付与基Bが整列状態に配列している。こ
のため、隣接する電荷移動錯体を通じて電流が矢印の方
向(又は逆方向)に流れ、導通状態になる。
FIG. 6A is a schematic view of a conductive polymer liquid crystal in which mesogen groups A are oriented and conductivity-providing groups B are arranged. The mesogen groups A are oriented, and the conductivity imparting groups B are arranged in an aligned state by the forcing force. For this reason, a current flows in the direction of the arrow (or the opposite direction) through the adjacent charge transfer complex, so that the state becomes conductive.

【0080】図6(b)はメソーゲン基Aが配向してい
ない状態を示しており、導電性付与基Bは配列していな
い。従って、導電性は生じず、高抵抗状態である。この
ような特性を持つ導電性高分子液晶をシリコン基板55
とガラス基板52の間に充填し、この2つの状態を上部
電極41と下部電極42との間の加熱電流と、上部電極
41と対向電極51の間の情報書き込み電圧を制御する
ことによってスイッチングし、情報の書き込みと書き換
えを行うことが出来る。
FIG. 6B shows a state where the mesogen group A is not oriented, and the conductivity imparting group B is not arranged. Therefore, no conductivity occurs and the state is high. A conductive polymer liquid crystal having such characteristics is formed on a silicon substrate 55.
Between the upper electrode 41 and the lower electrode 42, and the information writing voltage between the upper electrode 41 and the counter electrode 51 to switch between these two states. In addition, information can be written and rewritten.

【0081】次に、図7および図8(a)、(b)を用
いて書き込み/読み出しの動作原理を説明する。導電性
高分子液晶を等方性を示す状態まで加熱し、情報書き込
み電圧を印加しながら急冷するとメソーゲン基Aは配向
状態となる。また、導電性付与基Bはメソーゲン基Aの
強制力によって整列する。この時、隣接する電荷移動錯
体を通して電荷が移動できる状態となるため、電荷移動
錯体は導電性を示す。図7に導通状態での導電性高分子
液晶の状態を示す。負の誘電異方性を示す液晶をメソー
ゲン基Aとして用いると、図に示すようにメソーゲン基
Aは基板に対してホモジーニアス配向状態をとる。この
時、導電性付与基Bである電荷移動錯体はメソーゲン基
Aの強制力によって同じくホモジーニアス配向状態に配
列する。電荷移動錯体が重なり合うとその方向に導電性
が生じる。図7では対向電極51と上部電極41が導通
状態になる。
Next, the operation principle of writing / reading will be described with reference to FIGS. 7 and 8 (a) and 8 (b). When the conductive polymer liquid crystal is heated to an isotropic state and rapidly cooled while applying an information writing voltage, the mesogen group A is in an oriented state. In addition, the conductivity-imparting groups B are aligned by the force of the mesogen groups A. At this time, the charge transfer complex exhibits conductivity because charges can move through the adjacent charge transfer complex. FIG. 7 shows a state of the conductive polymer liquid crystal in a conductive state. When a liquid crystal exhibiting negative dielectric anisotropy is used as the mesogen group A, the mesogen group A assumes a homogeneous alignment state with respect to the substrate as shown in the figure. At this time, the charge transfer complex serving as the conductivity imparting group B is similarly arranged in a homogeneous alignment state by the forcing force of the mesogen group A. When the charge transfer complexes overlap, conductivity occurs in that direction. In FIG. 7, the opposing electrode 51 and the upper electrode 41 are in a conductive state.

【0082】一方、等方性の状態から情報書き込み電圧
を印加せずに急冷すると、メソーゲン基Aが配向しない
ので電荷移動錯体も配列せず液晶53は導電性を示さ
ず、高抵抗状態である。
On the other hand, if the liquid crystal 53 is rapidly cooled from the isotropic state without applying the information writing voltage, the mesogen group A is not oriented, the charge transfer complex is not arranged, and the liquid crystal 53 does not show conductivity and is in a high resistance state. .

【0083】図8(a)、(b)は高抵抗状態を示して
いる。ここで、図8(a)はポリマー主鎖P、メソーゲ
ン基Aおよび電荷移動錯体Bの配列が共に乱れている状
態を示し、図8(b)はポリマー主鎖Pは整列している
が、メソーゲン基Aの配向が乱れており、従って電荷移
動錯体Bも配列せず、導電性を示さない状態である。こ
の例では、上部電極41と対向電極51の間は高抵抗状
態である。図8(a)、(b)のどちらになるかは、加
熱条件と基板の配向処理、導電性高分子液晶材料等に依
存するが、高速応答性のためには図8(b)となるよう
に制御する方が望ましい。
FIGS. 8A and 8B show a high resistance state. Here, FIG. 8 (a) shows a state in which the arrangement of the polymer main chain P, the mesogen group A and the charge transfer complex B are both disturbed, and FIG. 8 (b) shows that the polymer main chain P is aligned, The orientation of the mesogen group A is disturbed, so that the charge transfer complex B is not arranged and does not exhibit conductivity. In this example, the space between the upper electrode 41 and the counter electrode 51 is in a high resistance state. 8A or 8B depends on the heating conditions, the alignment treatment of the substrate, the conductive polymer liquid crystal material, and the like. However, for high-speed response, FIG. 8B is used. It is more desirable to control it.

【0084】上記の導通状態と高抵抗状態は上部電極4
1と対向電極51の間に交流又は直流を印加し、液晶5
3のインピーダンス又は導電度を測定し情報の読み出し
を行う。
The above conduction state and high resistance state are determined by the upper electrode 4
AC and DC are applied between the liquid crystal 5 and the counter electrode 51.
Measure the impedance or conductivity of No. 3 and read out the information.

【0085】以下に液晶材料として導電性高分子液晶を
用いた場合における情報の書き込み/書き換えおよび読
み出しの具体的な動作について説明する。
Hereinafter, specific operations of writing / rewriting and reading of information when a conductive polymer liquid crystal is used as a liquid crystal material will be described.

【0086】(書き込み/書き換え)外部の装置から入
力された情報は入出力信号制御部31でバッファメモリ
に記録され、データ処理後に記録部34に書き込まれ
る。書き込みはシリコン基板55上の上部電極41と下
部電極42に挟まれた発熱体44に加熱電圧を印加し、
液晶53を加熱して行う。液晶(液晶化合物)53が等
方性となった所で、上部電極41と対向電極51の間に
情報書き込み電圧を印加しながら、加熱電圧の給電を停
止し、液晶53を急冷する。これにより、液晶53は導
通状態となる。この時の液晶53の比抵抗ρはρ=10
6〜108Ωcmとなった。
(Write / Rewrite) Information input from an external device is recorded in the buffer memory by the input / output signal control unit 31, and is written in the recording unit 34 after data processing. For writing, a heating voltage is applied to the heating element 44 sandwiched between the upper electrode 41 and the lower electrode 42 on the silicon substrate 55,
This is performed by heating the liquid crystal 53. When the liquid crystal (liquid crystal compound) 53 becomes isotropic, the supply of the heating voltage is stopped while applying the information writing voltage between the upper electrode 41 and the counter electrode 51, and the liquid crystal 53 is rapidly cooled. As a result, the liquid crystal 53 becomes conductive. At this time, the specific resistance ρ of the liquid crystal 53 is ρ = 10
It became 6 to 10 8 Ωcm.

【0087】一方、液晶53が等方性となった後、上部
電極41と対向電極51の間に情報書き込み電圧を印加
せずに急冷すると液晶53は高抵抗状態となる。この時
の液晶53の比抵抗ρはρ=1012〜1013Ωcmとな
った。
On the other hand, after the liquid crystal 53 becomes isotropic, if the liquid crystal 53 is rapidly cooled without applying an information writing voltage between the upper electrode 41 and the counter electrode 51, the liquid crystal 53 enters a high resistance state. At this time, the specific resistance ρ of the liquid crystal 53 was ρ = 10 12 to 10 13 Ωcm.

【0088】この導通状態と高抵抗状態とは随時書き換
えが可能である。また、記録部34のメモリーセル43
に対する書き込み位置は自由に選択でき、ランダムアク
セスが可能である。
The conductive state and the high resistance state can be rewritten at any time. Also, the memory cell 43 of the recording unit 34
Can be freely selected and random access is possible.

【0089】(読み出しの方法)シリコン基板55上の
上部電極41とガラス基板52上の対向電極51間に交
流又は直流電圧を印加し、液晶53の導電度又はインピ
ーダンスを測定する。具体的にはメソーゲン基が配向せ
ず、導電性付与基Bが整列していない状態とメソーゲン
基Aが配向し導電性付与基Bが配列していない状態では
液晶53の比抵抗が大きく異なるため、この2つの状態
の液晶53の導電度の違いを用いてデータの読み出しが
できる。ここで、導通状態と高抵抗状態のどちらかをO
N状態としても構わない。
(Reading Method) An AC or DC voltage is applied between the upper electrode 41 on the silicon substrate 55 and the counter electrode 51 on the glass substrate 52, and the conductivity or impedance of the liquid crystal 53 is measured. Specifically, the specific resistance of the liquid crystal 53 is significantly different between the state where the mesogen groups are not oriented and the conductivity-imparting groups B are not aligned and the state where the mesogen groups A are oriented and the conductivity-imparting groups B are not aligned. Data can be read using the difference in the conductivity of the liquid crystal 53 in the two states. Here, either the conduction state or the high resistance state is changed to O
It may be in the N state.

【0090】上記のように本発明不揮発性記録装置は、
記録部34として単結晶シリコン基板55を用いるの
で、情報の入出力を制御等するICからなる周辺回路を
同一装置内に容易に搭載できる。従って、装置構成の小
型化、簡潔化およびコストダウンを図る上で都合のよい
ものになる。なお、周辺回路としてはICに限定される
ものではなく、単結晶シリコン基板55に搭載できるも
のであれば、他の回路や回路素子を用いても構わない。
As described above, the nonvolatile recording apparatus of the present invention
Since the single crystal silicon substrate 55 is used as the recording unit 34, a peripheral circuit including an IC for controlling input / output of information can be easily mounted in the same device. Therefore, it is convenient for miniaturization, simplification, and cost reduction of the device configuration. Note that the peripheral circuit is not limited to an IC, and any other circuit or circuit element may be used as long as it can be mounted on the single crystal silicon substrate 55.

【0091】記録媒体として本実施例では導電性付与基
Bとして電荷移動錯体を用いた。このような導電性高分
子液晶(導電性液晶ポリマー)としては、例えば特開昭
59−59705号公報で開示されたものを用いればよ
い。また、本発明では導電性付与基Bとして電荷移動錯
体を利用した高分子液晶に限定するものではなく、液晶
の配向変化や相転移に伴って導電度の変化を生じる液晶
化合物であれば他の化合物を用いても構わない。例え
ば、ポリアセチレン等の主鎖の共役系を利用したポリマ
ーや、これらのポリマーと金属との複合体を利用した有
機導電性高分子等も利用可能である。
In this embodiment, a charge transfer complex was used as the conductivity imparting group B as a recording medium. As such a conductive polymer liquid crystal (conductive liquid crystal polymer), for example, the one disclosed in JP-A-59-59705 may be used. Further, the present invention is not limited to a polymer liquid crystal using a charge transfer complex as the conductivity-imparting group B, and any other liquid crystal compound that causes a change in conductivity along with a change in alignment or phase transition of the liquid crystal may be used. Compounds may be used. For example, a polymer using a conjugated system of a main chain such as polyacetylene, an organic conductive polymer using a composite of such a polymer and a metal, and the like can be used.

【0092】また、配向膜としてこのような導電性配向
膜を用いると、以下に示す理由により読み出し信号のO
N/OFF比を更に一層大きくできるので、より一層精
度のよい読み出しが行える。
When such a conductive alignment film is used as the alignment film, the read signal O
Since the N / OFF ratio can be further increased, more accurate reading can be performed.

【0093】すなわち、本実施例によれば読み出し信号
のON/OFF比を大きくできるので、換言すれば読み
出し信号のS/N比を向上できるので、精度のよい読み
出しが可能になる。また、入出力信号制御部31に設け
られるセンス増幅器の増幅率が低く済む利点もある。
That is, according to the present embodiment, the ON / OFF ratio of the read signal can be increased, in other words, the S / N ratio of the read signal can be improved, so that accurate reading can be performed. Also, there is an advantage that the amplification factor of the sense amplifier provided in the input / output signal control unit 31 can be reduced.

【0094】次に、図9に従い本実施例におけるメモリ
セル43のON/OFF時における読み出し信号の具体
的なON/OFF比(より具体的にはOFF/ON比)
について説明する。図9に示す等価回路において、10
0は対向電極51と上部電極41との間に読み出し電圧
を印加するAC電源であり、C1は対向電極51側配向
膜56の静電容量を、C2は導電性高分子液晶53の静
電容量を、C3は上部電極41側配向膜56の静電容量
をそれぞれ示している。また、R1は対向電極51側配
向膜56の抵抗を、R2は導電性高分子液晶53の抵抗
を、R3は上部電極41側配向膜56の抵抗をそれぞれ
示している。
Next, referring to FIG. 9, a specific ON / OFF ratio (more specifically, an OFF / ON ratio) of a read signal when the memory cell 43 is turned ON / OFF in the present embodiment.
Will be described. In the equivalent circuit shown in FIG.
0 is an AC power source for applying a reading voltage between the counter electrode 51 and the upper electrode 41, C 1 is the capacitance of the common electrode 51 side orientation film 56, the static of C 2 is the conductive polymer liquid crystal 53 C 3 indicates the capacitance, and C 3 indicates the capacitance of the alignment film 56 on the upper electrode 41 side. R 1 indicates the resistance of the alignment film 56 on the counter electrode 51 side, R 2 indicates the resistance of the conductive polymer liquid crystal 53, and R 3 indicates the resistance of the alignment film 56 on the upper electrode 41 side.

【0095】今、メモリセル43の面積SをS=2μm
×2μm=4×10-122、配向膜56、56を構成す
るポリイミド(誘電体)の膜厚tをt=0.02μm=
2×10-8m、導電性高分子液晶53の層厚LをL=
1.0μm=1×10-6m、ポリイミドの比誘電率εs
をεs=3.3、導電性高分子液晶53の比誘電率εs
εs=5.0、ポリイミドの比抵抗ρをρ=1016Ω・
cm、導電性高分子液晶53のOFF時(非導電状態)
における比抵抗ρをρ=1012Ω・cm、導電性高分子
液晶53のON時(高導電状態)における比抵抗ρをρ
=106Ω・cmとすると、静電容量Ci(i=1、2、
3)は下記式で示される。
Now, let the area S of the memory cell 43 be S = 2 μm
× 2μm = 4 × 10 -12 m 2, constituting the alignment film 56, 56 polyimide (dielectric) of the thickness t of t = 0.02 [mu] m =
2 × 10 −8 m, and the layer thickness L of the conductive polymer liquid crystal 53 is L =
1.0 μm = 1 × 10 −6 m, relative dielectric constant ε s of polyimide
Is ε s = 3.3, the relative permittivity ε s of the conductive polymer liquid crystal 53 is ε s = 5.0, and the specific resistance ρ of the polyimide is ρ = 10 16 Ω ·
cm, when conductive polymer liquid crystal 53 is OFF (non-conductive state)
Is ρ = 10 12 Ω · cm, and the specific resistance ρ when the conductive polymer liquid crystal 53 is ON (high conductivity state) is ρ
= 10 6 Ω · cm, the capacitance C i (i = 1, 2,
3) is represented by the following equation.

【0096】Ci=ε0・εs・S/t… 但し、ε0=8.9×10-12は真空中の比誘電率であ
る。
C i = ε 0 · ε s · S / t where ε 0 = 8.9 × 10 −12 is the relative dielectric constant in a vacuum.

【0097】この式に上記各種の数値を代入すると、
1=C3=5.9×10-15〔F〕となり、C2=1.8
×10-16〔F〕となる。
By substituting the above various numerical values into this equation,
C 1 = C 3 = 5.9 × 10 −15 [F], and C 2 = 1.8
× 10 -16 [F].

【0098】ここで、配向膜56、56および導電性高
分子液晶53、すなわちC1、C2、C3の容量リアクタ
ンスRC1、RC2、RC3は下記式で示される。
Here, the capacitance reactances R C1 , R C2 , and R C3 of the alignment films 56 and 56 and the conductive polymer liquid crystal 53, ie, C 1 , C 2 and C 3 are represented by the following equations.

【0099】RCi=1/(2πfCi)… 但し、fはAC電源100より対向電極51と上部電極
41との間に印加される読み出し電圧の周波数である。
本実施例では読み出し電圧として60Hzの交流電圧を
用いた。
R Ci = 1 / (2πfC i ) where f is the frequency of the read voltage applied between the counter electrode 51 and the upper electrode 41 from the AC power supply 100.
In this embodiment, an AC voltage of 60 Hz was used as the read voltage.

【0100】上記式に上述のようにして算出した
1、C2、C3の値を代入すると、容量リアクタンスR
C1、RC2、RC3は、RC1=RC34.50×1011Ω、
C2=1.5×1013Ωとなる。
By substituting the values of C 1 , C 2 , and C 3 calculated as described above into the above equation, the capacitance reactance R
C 1 , R C2 , and R C3 are R C1 = R C3 = 4.50 × 10 11 Ω,
R C2 = 1.5 × 10 13 Ω.

【0101】また、抵抗Riは下記式で示される。The resistance R i is represented by the following equation.

【0102】Ri=ρ・L/S… 従って、この式に上記の数値を代入すれば、R1=R3
=5.0×1017Ωとなる。また、R2のOFF時およ
びON時の値は、それぞれROFF2=2.5×1015Ω、
ON2=2.5×10 9 Ωとなる。
R i = ρ · L / S... Therefore, if the above numerical values are substituted into this equation, R 1 = R 3
= 5.0 × 10 17 Ω. The values of R 2 when OFF and ON are R OFF2 = 2.5 × 10 15 Ω, respectively.
R ON2 = 2.5 × 10 9 Ω.

【0103】以上の結果により、メモリセル43のOF
F、ON時の抵抗ROFF、RONは下記式、式により
それぞれ算出される。
From the above results, the OF of memory cell 43
F, the resistance R OFF when ON, R ON the following formula, are calculated by the equation.

【0104】 ROFF=R1・RC1/(R1+RC1)+ROFF2・RC2
(ROFF2+RC2)+R3・RC3/(R3+RC3)=1.5
×1013Ω… RON=R1・RC1/(R1+RC1)+RON2・RC2/(R
ON2+RC2)+R3・RC3/(R3+RC3)=0.9×1
12Ω… 従って、上記式および式により、メモリセル43の
ON・OFF時における抵抗比(1/導電度の比)R
OFF/RONは、下記式のようになる。
R OFF = R 1 · R C1 / (R 1 + R C1 ) + R OFF2 · R C2 /
(R OFF2 + R C2 ) + R 3 · R C3 / (R 3 + R C3 ) = 1.5
5 × 10 13 Ω ... R ON = R 1 · R C1 / (R 1 + R C1 ) + R ON2 · R C2 / (R
ON2 + R C2 ) + R 3 · R C3 / (R 3 + R C3 ) = 0.9 × 1
0 12 Ω... Therefore, the resistance ratio (1 / conductivity ratio) R at the time of ON / OFF of the memory cell 43 is obtained from the above expression and expression.
OFF / R ON is given by the following equation.

【0105】ROFF/RON17… 式から明かなように、本実施例によればメモリセル4
3のON・OFF時における抵抗比を大きくできるの
で、結果的に読み出し信号のOFF/ON比を大きくと
れることになる。従って、本実施例によれば、読み出し
精度の向上が図れる。
R OFF / R ON = 17 As is apparent from the equation, according to the present embodiment, the memory cell 4
Since the resistance ratio at ON / OFF of No. 3 can be increased, the OFF / ON ratio of the read signal can be increased as a result. Therefore, according to the present embodiment, readout accuracy can be improved.

【0106】本実施例において、配向膜56として導電
性を有する材料を採用すると、以下に示すようにOFF
/ON比を更に大きくとれるので、より一層精度のよい
読み出しが行える利点がある。
In this embodiment, when a material having conductivity is employed for the alignment film 56, the OFF state is obtained as described below.
Since the / ON ratio can be further increased, there is an advantage that more accurate reading can be performed.

【0107】即ち、配向膜としてポリイミドにカーボン
を少量混入した導電性ポリイミドを用い、比抵抗ρがρ
=103Ω・cmとなる配向膜を実現すると、上記式
よりR1=R3=5×104Ωになるので、上記式およ
び式より、ROFF、RONはそれぞれROFF=1.5×1
13Ω、RON2.5×10 9 Ωとなる。従って、抵抗
比ROFF/RONはROFF/RON×10 3 となり、読み
出し信号のOFF/ON比を更に一層大きくとれること
がわかる。
That is, a conductive polyimide obtained by mixing a small amount of carbon into polyimide is used as the alignment film, and the specific resistance ρ is ρ
= 10 3 Ω · cm , realizing R 1 = R 3 = 5 × 10 4 Ω according to the above equation, R OFF and R ON are respectively R OFF = 1. 5x1
0 13 Ω and R ON = 2.5 × 10 9 Ω. Accordingly, the resistance ratio R OFF / R ON is R OFF / R ON = 6 × 10 3 , which indicates that the OFF / ON ratio of the read signal can be further increased.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上の本発明不揮発性記録装置によれ
ば、静的な電気的制御により記録媒体に対する情報の書
き込み・読み出しができるので、光磁気ディスクや磁気
ディスクで必要な回転機構や移動機構が不要になる。従
って、装置構成の小型化、簡潔化および低価格化が図れ
る。また、レーザーピックアップやヘッド等の複雑な構
成部品や精密な構造が不要になるため、振動、衝撃やゴ
ミ付着に起因して装置が破損することもない。それ故、
記録保持の安定性を著しく向上できる。
According to the nonvolatile recording apparatus of the present invention, information can be written to and read from a recording medium by static electric control. Therefore, a rotating mechanism and a moving mechanism required for a magneto-optical disk or a magnetic disk are required. Becomes unnecessary. Therefore, the size, simplicity, and cost of the device configuration can be reduced. In addition, since complicated components such as a laser pickup and a head and a precise structure are not required, the apparatus is not damaged due to vibration, impact, or adhesion of dust. Therefore,
The stability of record retention can be significantly improved.

【0109】また、IC不揮発性メモリによる不揮発性
記録装置と比べてメモリーセルの構造を簡潔化できるの
で、大面積化が実現可能である。また、ICの微細加工
技術を応用することにより、微細なメモリーセルを実現
できる。従って、大容量、高密度な不揮発性記録装置が
実現できる。
Further, since the structure of the memory cell can be simplified as compared with a nonvolatile recording device using an IC nonvolatile memory, a large area can be realized. In addition, a fine memory cell can be realized by applying the fine processing technology of the IC. Therefore, a large-capacity, high-density nonvolatile recording device can be realized.

【0110】このように、本発明によれば不揮発性記録
装置としての望ましい条件を備えた全く新しいタイプの
不揮発性記録装置を実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a completely new type of nonvolatile recording device which satisfies the desired conditions as a nonvolatile recording device.

【0111】特に、本発明の不揮発性記憶装置は、発熱
体を挟み込んだ上側電極及び下側電極をマトリクス状に
配設すると共に、列方向に隣り合う上側電極間及び行方
向に隣り合う下側電極間に絶縁膜を介在させて、上側電
極及び下側電極の各交差部にメモリセルを構成する構造
をとるので、絶縁膜により、上側電極及び下側電極の各
々を電気的に絶縁できると共に、各メモリーセルの発熱
体のセル外部への熱拡散を抑制することができるので、
メモリーセル間のリークを確実に防止することができ
る。 加えて、絶縁膜が発熱体に接する構成にすると、各
メモリーセルの発熱体のセル外部への熱拡散をより一層
抑制することができる。 また、記録媒体として導電性高
分子液晶を用いると、メモリーセルのON/OFF時に
おける抵抗比を大きくでき、読み出し信号のON/OF
F比を大きくとれることから、情報の読み出し精度を一
層向上させることができる。 更には、記録媒体に接する
側の対向側基板及び発熱体側基板の表面に導電性材料か
らなる配向膜を形成すると、読み出し信号のON/OF
F比を更に大きくできるので、情報の読み出し精度をよ
り一層向上させることができる。
In particular, the nonvolatile memory device of the present invention
Upper and lower electrodes sandwiching the body in a matrix
Arranged and between upper electrodes adjacent in the column direction and where
An insulating film is interposed between lower electrodes that are
Structure that forms a memory cell at each intersection of a pole and a lower electrode
Therefore, each of the upper electrode and the lower electrode is
Can electrically insulate each other and generate heat from each memory cell
Since heat diffusion to the outside of the cell of the body can be suppressed,
Leaks between memory cells can be reliably prevented
You. In addition, if the insulation film is configured to be in contact with the heating element,
Further enhances the heat diffusion of the heating element of the memory cell to the outside of the cell
Can be suppressed. In addition, it has high conductivity as a recording medium.
When molecular liquid crystal is used, when the memory cell is turned ON / OFF
ON / OF of read signal
Since the F ratio can be increased, information reading accuracy can be reduced.
The layer can be improved. Furthermore, it comes into contact with the recording medium
Conductive material on the surface of the substrate on the opposite side and the substrate on the heating element side
When an alignment film is formed , ON / OF of a read signal is performed.
Since the F ratio can be further increased, the information reading accuracy can be improved .
It can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明不揮発性記録装置の表面構成図。FIG. 1 is a surface configuration diagram of a nonvolatile recording device of the present invention.

【図2】記録部の表面構成図。FIG. 2 is a surface configuration diagram of a recording unit.

【図3】図2のA−A線に相当するメモリーセルの断面
図。
FIG. 3 is a sectional view of a memory cell corresponding to line AA in FIG. 2;

【図4】メモリーセルの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a memory cell.

【図5】導電性高分子液晶の化学構造を示す図面。FIG. 5 is a drawing showing a chemical structure of a conductive polymer liquid crystal.

【図6】導電性高分子液晶のメソーゲン部分および電荷
移動錯体が配列した状態と配列していない状態を対比し
て示す図面。
FIG. 6 is a drawing showing a state where a mesogen portion and a charge transfer complex of a conductive polymer liquid crystal are arranged and a state where they are not arranged.

【図7】記録媒体として導電性高分子液晶を封入した不
揮発性記録装置において導電性高分子液晶のメソーゲン
部分および電荷移動錯体が配列した状態を示す図面。
FIG. 7 is a view showing a state in which a mesogen portion of a conductive polymer liquid crystal and a charge transfer complex are arranged in a nonvolatile recording device in which a conductive polymer liquid crystal is sealed as a recording medium.

【図8】記録媒体として導電性高分子液晶を封入した不
揮発性記録装置において導電性高分子液晶のメソーゲン
部分および電荷移動錯体が配列していない状態と配列し
ている状態を対比して示す図面。
FIG. 8 is a drawing showing, in a non-volatile recording device in which a conductive polymer liquid crystal is sealed as a recording medium, a state in which a mesogen portion and a charge transfer complex of the conductive polymer liquid crystal are not arranged and a state in which the charge transfer complex is arranged. .

【図9】記録媒体として導電性高分子液晶を封入した不
揮発性記録装置におけるメモリセルの等価回路図。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a memory cell in a nonvolatile recording device in which a conductive polymer liquid crystal is sealed as a recording medium.

【図10】EEPROMの構造図。FIG. 10 is a structural diagram of an EEPROM.

【図11】光磁気ディスクの構造図。FIG. 11 is a structural diagram of a magneto-optical disk.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 入出力信号制御部 32 論理系制御部 33 駆動回路部 34 記録部 41 上部電極 42 下部電極 43 メモリーセル 44 発熱体 51 対向電極 52 ガラス基板 53 液晶(液晶化合物) 54 電極間絶縁膜 55 シリコン基板 56 配向膜 57 フィールド絶縁膜 100 AC電源 A メソーゲン部分 B 電荷移動錯体 P ポリマー主鎖 Reference Signs List 31 input / output signal control unit 32 logic system control unit 33 drive circuit unit 34 recording unit 41 upper electrode 42 lower electrode 43 memory cell 44 heating element 51 counter electrode 52 glass substrate 53 liquid crystal (liquid crystal compound) 54 interelectrode insulating film 55 silicon substrate 56 alignment film 57 field insulating film 100 AC power source A mesogen part B charge transfer complex P polymer main chain

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/788 29/792 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/788 29/792

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向電極を有する対向側基板と、発熱体
を挟み込んだ上側電極及び下側電極を有する発熱体側基
板とを貼り合わせ、両基板間に液晶化合物または分子中
に液晶成分を含む化合物からなる記録媒体を封入した不
揮発性記録装置であって、 該上側電極及び該下側電極をマトリクス状に配設すると
共に、列方向に隣り合う該上側電極間及び行方向に隣り
合う該下側電極間に絶縁膜を介在させて、該上側電極及
び該下側電極の各交差部にメモリセルを構成した 不揮発
性記録装置。
An opposing substrate having an opposing electrode and a heating element
Heating element side base with upper and lower electrodes sandwiching
And a liquid crystal compound or molecule between the substrates.
In which a recording medium made of a compound containing a liquid crystal component is enclosed.
A volatile recording device, wherein the upper electrode and the lower electrode are arranged in a matrix.
Both are adjacent between the upper electrodes adjacent in the column direction and adjacent in the row direction.
An insulating film is interposed between the matching lower electrodes, and
And a memory cell at each intersection of the lower electrode .
【請求項2】 対向電極を有する対向側基板と、発熱体
を挟み込んだ上側電極及び下側電極を有する発熱体側基
板とを貼り合わせ、両基板間に導電性高分子液晶からな
る記録媒体を封入した不揮発性記録装置であって、 該上側電極及び該下側電極をマトリクス状に配設すると
共に、列方向に隣り合う該上側電極間及び行方向に隣り
合う該下側電極間に絶縁膜を介在させて、該上側電極及
び該下側電極の各交差部にメモリセルを構成した 不揮発
性記録装置。
2. A counter substrate having a counter electrode, and a heating element.
Heating element side base with upper and lower electrodes sandwiching
And a conductive polymer liquid crystal between both substrates.
A non-volatile recording device enclosing a recording medium, wherein the upper electrode and the lower electrode are arranged in a matrix.
Both are adjacent between the upper electrodes adjacent in the column direction and adjacent in the row direction.
An insulating film is interposed between the matching lower electrodes, and
And a memory cell at each intersection of the lower electrode .
【請求項3】 前記記録媒体に接する側の前記対向側基
板及び前記発熱体側基板の表面に、導電性材料からなる
配向膜を形成した請求項1又は請求項2記載の不揮発性
記録装置。
3. The opposing side group on the side in contact with the recording medium.
The surface of the plate and the heating element side substrate is made of a conductive material.
3. The nonvolatile recording device according to claim 1, wherein an alignment film is formed .
【請求項4】 前記絶縁膜が前記発熱体に接する構成と
した請求項1〜請求項3のいずれかに記載の不揮発性記
録装置。
4. A structure in which said insulating film is in contact with said heating element.
The nonvolatile memory according to any one of claims 1 to 3,
Recording device.
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