JPH0218732A - 強誘電性高分子光メモリー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ビニリデン系重合体（以下、ＰＶＤ系重合体
と記す）を記録層として用いた強誘電性高分子光メモリ
ーに関するもので光メモリ−カードや光ディスク等にも
応用できるものである。

［従来の技術］ ＰＶＤ系重合体を記録媒体とした高分子光メモリーは、
すでに知られている。

これは、ＰＶＤ系重合体の強誘電性を利用した画期的な
光メモリーで、その記録原理は特開昭５９−２１５０９
６及び同５９−２１５０９７号公報、あるいはＩＥＥＩ
Ｅ　Ｔｒａｎｓ、Ｅｌｅｃｔｒ、Ｉｎｓ、、Ｅｌ−２１
（３）、５３９（１９８Ｇ）、高分子加工３５．４１８
（１９１１６）に開示されているように、強誘電性高分
子材料が電界によって分極する性質を利用して、高い電
界を印加して一方向に分極させた該強誘電性高分子材料
に対して、抗電界以下の弱い逆電界を印加した状態で任
意の部分に光ビームを照射加熱して該光照射部のみを選
択的に分極反転せしめることにより書き込みを可能にし
、さらに光または熱による焦電効果を利用して読み出す
ことができるというものである。

このうち、光ビームの吸収を上部電極で行う方式の光メ
モリーでは、光照射後、発生した熱が記録層内に十分浸
透しないうちに上部電極内で拡散して上部電極の温度が
下がってしまうという問題、また、熱が浸透して高温に
なった部分においても分極が反転するのに要する時間だ
け高温状態を保てないという問題を有していた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、強誘電性高分子物質を記録媒体として使い、
上部電極層に光を吸収させて加熱する光メモリーにおい
て、上部電極層に接して、熱伝導率が小さく、比熱が大
きい物質より成る層を設けることにより、記録層への熱
の浸透量を増やし、光メモリーの感度と記録密度を高め
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は、強誘電性高
分子膜からなる記録層と、それを挾む電極層とが基板上
に保持されている光メモリーにおいて、記録層を挾んで
基板と反対側の電極層（上部電極）の外側（記録層と反
対側）に電極層よりも熱伝導率の小さい物質よりなる層
（蓄熱層）を有する強誘電性高分子光メモリーである。

以下本発明の構成を図面に基づいて説明する。

図面は本発明の強誘電性高分子光記録媒体の構成の模式
図である。この図中の１が該光記録媒体の記録層である
ＰＶＤ系重合体膜から成る部分である。２は上部電極層
であり、３が下部電極層である。４は下部電極層３を支
持する基板である。また　５は上部電極層２の上に設け
た蓄熱層である。

ここで、「上部」　「下部」という表現は、基板を下に
して使う場合に対応させている。しかし、本発明の光メ
モリーは、基板を上にしても、あるいは斜めに傾けて使
用してもよいものである。

既述のとおり、本光メモリーでは、記録層を光ビームで
照射加熱して書き込み読み出しを行う。入射光により記
録層を加熱する方法としては、記録層に光吸収剤を混合
して光を吸収させる方法、記録層の内部にあるいは記録
層に接して光吸収層を設ける方法、電極層に光を吸収さ
せる方法などがあるが、本発明はこれらのうち上部電極
層に光を吸収させる方式のものに適用される。記録層に
光吸収剤を混合して光を吸収させる方法の場合、熱によ
って変質せず長期間安定な光吸収剤を開発しなければな
らないが、本方式ではその必要がないという長所がある
。

本光メモリーに使われる強誘電性高分子材料の場合、分
極を反転させるのにマイクロ秒以上の比較的長い時間が
かかる。このため、書き込み時間を短縮するために、分
極が反転する開光を照射し続けるのでなく、照射後もし
ばらくは冷めないように光のエネルギー密度を高くして
光を当ててすぐ次の位置の照射に移るようにしている。

そうすると、光が当っていた部分は、発生した熱が拡散
して冷めていく過程の間も必要な時間高温であり続ける
。

通常、電極層として使われる物質は熱伝導率が大変大き
く比熱が小さいため、発生した熱が電極層内を急速に拡
散し記録密度やＳ／Ｎ比の低−ドを引き起こしてしまう
。これを防ぐためには電極層の厚さをできるだけ薄くし
なければならない。しかし、そうすると電極層の熱容量
が小さくなりすぎ、発生した熱が記録層に充分浸透する
前に上部電極層の温度が上がりすぎてしまい、また光照
射を止めると熱が記録層に充分浸透する前に上部電極層
の温度が下がってしまう、。すなわち記録層を高温化し
また高温状態を必要な時間維持するのに充分なだけの時
間上部電極層を高温状態にしておけないという問題が存
在していた。高温状態にある時間を増やすために光の照
射時間を長くすれば、」二部電極層が熱くなりすぎて記
録層の上部電極層に接する部分が熱のため変質してしま
う。また、上部電極層が熱くなりすぎないよう照射光の
エネルギー密度を弱めれば、温度を上げるのに長い時間
を要するようになるため、その間に熱が電極層内を拡散
しやはり記録密度やＳ／Ｎ比の低下を引き起こしてしま
う。

これを改善するには、上部電極層としてなるべく熱伝導
率が小さく比熱の大きい物質を使うというのが一つの方
法であるが、電極として望ましい性質を備えている物質
の範囲内では、選択の余地が限られている。しかし、上
部電極層に接して熱伝導率が小さく比熱の大きい物質よ
り成る層を設けてその層に熱が蓄積されるようにすれば
、あたかも上部電極層の熱伝導率が下がり比熱が大きく
なったかのような効果が生じるはずである。電極層と記
録層とは密着している必要があるため、記録層と上部電
極層との間にはこの層は挿入できないが、上部電極の上
側に付加することは可能である。本発明者は、上部電極
層の上側に熱伝導率が小さく比熱の大きい物質より成る
層を付加することによって上部電極温度の時間変化を遅
くして上部電極層が高温状態にある時間を伸ばし記録層
への熱の浸透量を増やすことに成功した。

この新たに付加する層は、熱伝導率が上部電極層の熱伝
導率よりも小さいものである必要がある。また、比熱は
できるかぎり大きいことが望ましいが、これは必須の条
件ではない。さらに、照射光が上部電極側から入射する
光メモリーの場合は、できるかぎり透明であることが望
ましい。この層の材料としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリオレ
フィン、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、ポリスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン
、ポリエステル、フッ化樹脂、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、セルロース類等の各種プラスチックやガラス、
セラミックスなどが挙げられるが、特にこれらに限定さ
れるものではない。これらの物質を用いてこの層を形成
する方法としては、浸漬コーティング、スプレーコーテ
ィング、スピナーコーティング、ブレードコーティング
、ローラコーティング、カーテンコーティング等の溶液
塗布法などが挙げられるが、本発明はこの形成法に限定
されるものではない。

なお、この層は、記録層を傷、はこり、汚れ等から守り
記録層の保存安定性を向上させる保護層としての役割も
はたす。

次に蓄熱層以外の部分について記す。

記録層を構成するＰＶＤ系重合体には種々の化合物が報
告されているが、本記録媒体においては強誘電性を有し
、かつ誘電ヒステリシス測定で矩形を示すようなものが
望ましく、たとえばぶつ化ビニリデンのホモ重合体、及
びふり化ビニリデンを５０重量％以上含むふり化ビニリ
デン共重合体である。該共重合体としてはふり化ビニリ
デンと三ふっ化エチレン、六ふっ化プロピレン、三ふっ
化塩化エチレン等との共重合体等を挙げることができる
。また、ポリシアン化ビニリデン、シアン化ビニリデン
及び酢酸ビニル共重合体等も挙げられるが、これらの中
でも弗化ビニリデン及び三弗化エチレン共重合体［以下
Ｐ　（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）と略す］が最も好ましい。

該記録層のＰＶＤ系重合体膜を製造する方法としては浸
漬コーティング、スプレーコーティング、スピナーコー
ティング、ブレードコーティング、ローラコーティング
、カーテンコーティング等の溶液塗布法によって形成す
ることができる。この中でも浸漬コーティングやスピナ
ーコーティング、ローラーコーティング等によるものが
ＰＶＤ系重合体膜を均一な膜厚に形成する上に、超薄膜
が得られる点からも好ましい。

本強誘電性高分子記録媒体が光メモリーとして機能する
ためには下部電極層または蓄熱層の少なくとも一方が照
射光に対してできる限り透明であることが望ましく、上
部電極層は不透明または半透明である必要がある。

本発明で採用される透明電極とはスズをドープした酸化
インジウム（ＩＴＯ）や酸化スズ、アンドープの酸化イ
ンジウム等の蒸着、ＣＶＤ。

スパッタリング膜等が挙げられ、半透明電極には金、白
金、銀、銅、鉛、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、タン
タル、チタン、コバルト、ニオブ、パラジウム、スズ等
の各種金属の蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング膜等が挙げ
られるが本発明は特にこれらに限定されるものではない
。

またこれらの電極の支持体材料としては、ボリエチレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリアミド、
ポリイミド、ポリオレフィン、アクリル樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂及び上記の誘導体等の各種プラス
チックやガラス、石英板、セラミックなどが好適である
が、電極同様照射光に対して透明であることが望ましく
、又電極との絶縁を兼ねているものであることが好まし
いが、電極同様本発明は特にこれらに限定されるもので
はない。

照射光源は量産性及び価格的には半導体レーザー（ＬＤ
）が最適と考えられる。ＬＤ光の照射方向は上部・下部
何れの電極側からでも構わないが、その際に少なくとも
光源が上部にあれば蓄熱層が、光源が下部にあれば基板
と下部電極層が照射光に対して透明であることが望まし
い。

以下実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例 厚さ約１ｉｎ＋のＩＴＯｍｉポリスチポリエチレン基板
上ＶＤＦ−Ｔ　ｒＦＥ）膜をスピンコード法により厚さ
　１．０μｍで塗布して記録層を形成した。この試料の
上部電極層としてクロムを厚さ０．１μｍで蒸着し、さ
らにその上にポリエチレン膜をスピンコード法により厚
さ　２．０μｌで塗布した。その後該Ｐ　（ＶＤＦ−Ｔ
ｒＦＥ）膜に１００Ｖの電圧をかけてポーリング処理を
施した。

さらに２５Ｖの逆電界をかけながら、発振波長８３０ｒ
ｖの半導体レーザー（以下ＬＤと略す）を用いて基板側
から強度８．５ｍＷ、ｃ−’半径０．７μｍのガウスビ
ームを５８μｓ間照射することによりクロム層を加熱し
て情報を記録した。その後、ＬＤ光強度をＯ，１ＢＩｉ
Ｗに弱めて１０ｋｔ（ｚでチョッピングしながら再度Ｐ
　（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）層にＬＤ光を照射して電極間に
生じる焦７８電流を計１１ＰＩ　して記録した情報の読
み出］２操作を行ったところ、記録された領域（分極が
反転した領域）の大きさが直径３．７μｌであることが
判明した。

比較例 ポリエチレン膜の作成過程のみを省いて実施例と同じや
り方で作成したポリエチレン膜のない光メモリーに対し
て、実施例と同じ方法で２９μｓ間基板側からクロム層
を加熱した。以下実施例と同様の方法により情報を読み
出そうとしたところ、記録された領域（分極が反転した
領域）が存在しないことが判明した。次に、同じ光メモ
リーの別の箇所に対して、同じ方法で３０μｓ間クロム
層を加熱したところ、光照射点において記録層のクロム
層均傍に熱変形が生じた。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光メモリーは蓄熱層５に
上部電極Ｊｔ４２で発生した熱の一部を保持させること
により、上部電極層２の温度変化を緩やかにすることが
でき、熱が上部電極層２内を横に拡がりすぎるのを抑え
つつ記録層　１を必要な時間高温に保つことができる。

このことは光メモリーの書き込みの高速化、記録密度の
向上、感度の向上に有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の光メモリーの具体例の構成を示す断面の
模式図である。 ■・・・記録層、２・・・上部電極層、３・・・下部電
極層、４・・・基板、５・・・蓄熱層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強誘電性高分子膜からなる記録層と、それを挾む電極層
   とが基板上に保持されている光メモリーにおいて、記録
   層を挾んで基板と反対側の電極層（上部電極層）の外側
   （記録層と反対側）に電極層よりも熱伝導率の小さい物
   質よりなる層（蓄熱層）を有することを特徴とする強誘
   電性高分子光メモリー。