JPS61289549A - 強誘電性液晶を用いた光デイスク装置 - 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】 「発明の利用分野」 この発明は、書換可能な不揮発性メモリ作用を有する強
誘電性液晶（以下ＦＬＣという）を用いた書換可能な光
ディスク装置を提案することにある。

「従来の技術Ｊ 光ディスク装置は、コンパクトディスクに代表されるよ
うに、レーザ光の反射面を有する凹凸面での反射具合を
利用して書換不可能なディジタル式ディスクメモリ装置
が知られている。この応用はオーディオ用、ビデオ用の
みならず、情報処理用の光ディスクメモリ装置としてき
わめて将来を有望視されている。しかしこれらディスク
メモリは書換が不可能である。このため、書換を可能と
する方式が求められ、その代表例として光磁気メモリ装
置が知られている。さらに、カルコゲン系（テルル系）
を用いたアモルファス半導体の光ディスクメモリ装置も
知られている。

「発明が解決したいとする問題点」 しかし光磁気メモリを用いたディスク装置はきわめて高
′価かつ希少材料を用いており、将来の多量生産に不安
を残す。またカルコゲン系アモルファス半導体を用いた
方法は光の制御がきわめて微妙である。

これらより、本来多量生産し得る材料を用いること、光
のオン、オフがより容易に行い得ること、不揮発性を有
し、メモリをストア（保持）する時何等の外部エネルギ
を必要としないこと、等の機能を有する手段が求められ
ていた。

本発明はかかる問題点を解決するものである。

「問題を解決するための手段」 かかる問題を解決するため、本発明は液晶材料としてス
メクチックＣ相（Ｓａｃ”）を呈する強誘電性液晶（Ｆ
ＣＣという）を用いた。即ちセルの間隔を４μｍまたは
それ以下とすることによりこの液晶は双安定状態を得る
ことができる。そしてかかる薄いセルに等方性の液晶状
態で液晶を混入し、温度降下させ、Ｓ■Ａを得、さらに
双安定な５ＩＩＩＣ”になる、するとらせん構造をとく
ことができる。かかるＳａｃ”に電圧を印加すると、分
子が一方向に並び、その角度は約＋４５°（度）を得る
ことができる。また逆の電圧を印加すると逆に約−４５
°を得ることができる。そしてこの２つの状態は電圧を
切っても変化しない不揮発性を有し、かつ互いに約９０
°の角度を有する。本発明はかかる約９０″のチルト角
を有する不揮発性メモリ作用を用いている。

本発明の光ディスクはそれぞれが電極を有する一対の基
板をその電極を有する面を互いに内側にして対抗せしめ
、その電極間に、前記したＳ＋ｓＣ”のＦＬＣを充填す
る。本発明はセルを構成する一対の基板（光の入射側を
対抗電極、内部側（奥側）を単に基板という）とその内
側に配設されている電極（光の入射側の電極を対抗電極
、内部側を単に電極という）さらにその一方の電極表面
を配向処理せしめ、かつ電極間に封入されたＦＬＣとを
有する。

特に本発明は、この光ディスクに対し光ビーム特に好ま
しくは半導体レーザ光を反射する層を有する。さらにこ
の光ビームの反射面として１つの電極即ち基板上の電極
により併用構成せしめる。

その場合、入射光の経路はレーザ光源よりハーフミラ−
を経て対抗基板、対抗電極、ＦＬＣ、電極、さらにここ
で反射され、逆の経路をたどる。そして反射光はハーフ
ミラ−にて反射され、偏光板を経てフォトセンサに至る
。

そしてＦＬＣの位相と偏光板の位相との位相差が合致し
た場合、透光性となる。しかしこのビーム光が偏光板と
その位相角をずらせていると非透過または難透過となる
。その結果、偏光板からの透過量が十分なコントラスト
を有するならば光が照射された番地のｒＯＪ、ｒｌＪの
判定が可能となる。

かかる光ディスクの記憶の「書消し」　「書き込み」及
び「読み出し」を以下に概説する。

即ち記憶の「書消し」はこのＦＬＣに正または負の所定
の電圧をこのディスクの全面に一対の電極より加えるこ
とにより実施する。また所定の番地の「書き込み」はデ
ィスクの回転速度及び中央部よりの所定の距離に対しＦ
ＬＣの初期のチルト角をみだす程度に強いビーム光また
は熱を照射する。

するとその番地のみはＦＬＣのチルト角を初期の状態例
えば＋４５　°より−４５°またはその他初期の状態と
異なる角度に配される。かくすることにより初期状態を
「０」、とするならば、光照射により「１」とすること
ができる。

この書き込み情報のすべての書消しを行うには一対の電
極に前記した「書消し」と同じ極性の電圧を印加すれば
よい。即ちこのビット単位の書き込みおよびディスク全
面の書消しを繰り返し行うことができる。

記憶の「読み出し」は前記した如く、半導体レーザの所
定の番地に対し光ビーム例えばレーザ光を照射しその反
射光を偏光板を介してフォトセンサにて検出する。

「作用」 かくすることにより、 （１）偏向板をフォトセンサ部に配設し、その板が１枚
のため光の損失を少なくできる。

（２）光ディスクの上面、下面に偏光板を設ける必要が
なく、取扱が容易にできる。

（３）反射光用電極が大気に触れないため、酸化される
ことなく、反射率を高く保つことができる。

（４）不揮発性メモリとしてＦＬＣを用いるため、メモ
リの「書き込み」を高スピード（マイクロ秒のオーダ）
で実施可能であり、また「書消し」はディスクの全面に
対し瞬時に行い得る。

書換プロセスでの繰り返しによる疲労が本質的にない。

（５）　ＦＬＣの使用材料が特殊な元素材料を用いるこ
となくかつ部品点数が少ないため安価であることを期待
できる。

（６）　ＦＬＣを用いるため不揮発性であり、その記憶
保持のため新たなエネルギを必要とせず、省エネルギで
ある。

（７）書換に伴うＦＬＣの２つのチルト角は互いに約９
０＠異なり、それはＦＬＣ固有であるため劣化が本質的
にないことが期待できる。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例１」 第１図は本発明の光ディスクメモリ装置の方式第１の系
（１００）は情報の「読み出し」用であり第２の系（１
０１）は情報の「書き込み」用である。

また（１０３）は情報の「書消し」用である。ディスク
は（１０）により示す。

光ディスクは一対の対抗基板（３）及び基板（７）を有
する。一方の対抗基板（３）は少なくとも透光性である
。さらにその一対の基板の内側には一対の電極（４）　
、　（６）を有する。そして対抗電極（４）は透光性を
有し、また電極（６）は反射性を有する。

さらにその一対の電極の一方に配向処理がなされ他方に
非配向処理がなされている。さらにその電極間にはＦＬ
Ｃ（５）が充填される。

この光ディスクは周辺をＦＬＣが大気に触れないように
封止（３０）　、　（３０”）されている、この先ディ
ス消し」を行わせる。

かくして全面が「０」の状態のディスクに対し情報の「
書き込み」を系（１０１）を用いて行う。即ち全面に一
方向に配設したＦＬＣに対し光ビーム特に赤外線を（２
３）よりハーフミラ−（２２）を経て集光光学系、位置
補正等の系（２１）を経て所定の番地に対し光を照射（
２５）　Ｌ、所定の番地の位相を初期状態よりずらすこ
とにより書き込みを行う。さらにその光をハーフミラ−
（２２）を経てフォトセンサ（９）に至る。ここで情報
の書き込みが行われていることをモニタする。その際適
量の光強度となるように（２４）にて補正をする。

情報の「読み出し」に関しては系（１００）を用いる。

即ち、半導体レーザ（１２）よりの光ビームはハーフミ
ラ−（２）をへて集光光学系、位置の補正（オートトラ
ッキング装置）（１１）を経て、光ディスク（１０）に
光（１６）を入射する。さらにこの光ディスク（１０）
より光が（１６’）として反射し、ハーフミラ−（２）
により光路を分離し偏光板（８）を経て受光センサ（９
）に至る。

この光ディスクに関し以下にさらに具体的に示す。

即ちプラスチック基板またはコーニング７０５９ガラス
基板（７）を用いた。この基板上に反射性電極としてア
ルミニュームを真空蒸着法により一方の電極（６）とし
た。また他方の対抗電極として透光性導電膜（４）をプ
ラスチック基板またはガラス基板（対抗基板）（３）上
に形成する。さらにこのガラス基板（３）上にはＩＴＯ
（酸化インジューム・スズ）を形成した。そしてこの一
対の電極（６）、対抗電極（４）の内側に非対称配向膜
を設け、スペーサ（図示せず）を介在させる。これらに
よりＦＬＣ（厚さ１．５μ）を挟んである。配向処理と
して対抗電極（４）上にはＰＡＮ　（ポリアクリルニト
リル）　、　ＰＶＡ　（ポリビニールアルコール）を０
．１　μの厚さにスピン法により設け、公知のラビング
処理をした。ラビング処理の一例として、ナイロンをラ
ビング装置に９００ＰＰＭで回転させ、その表面を２ｍ
／分の速度で基板を移動させて形成した。即ち一方の電
極（６）上には無機化合物の膜を形成してラビング処理
を行わない配向膜とし、他方の電極（４）には有機化合
物の膜を形成しラビング処理を行った。配向膜としてさ
らにこの間にはＦＬＣ例えばＳ８（オクチル・オキシ・
ベンジリデン・アミノ・メチル・ブチル・ベンゾエイト
）を充填した。これ以外でもＢＯＢＡＭＢＣ等のＦＬＣ
または複数のブレンドを施したＦＬＣを充填し得る。こ
のＦＬＣのしきい値特性例を第２図に示す。図面でも±
５ｖ加えることにより、曲線（２９）。

（２９°）を得、透過、非透過をさせ得、十分反転させ
るとともにメモリ効果を示すヒステリシスを得ることが
判明した。第２図において縦軸は透過率である。

「効果」 以上の説明より明らかな如（、本発明の光ディスクメモ
リ装置はＦＬＣを用いるため書換回数が比較的多い場合
に特に有効である。そして書換のスピードも究めて瞬時
に行い得る特長を有する。

本発明においての１つの方式として、２つの電極をマト
リックス状に電極を配設してそのパターンの交点に電圧
を＋または−に変えることによりｒＯＪ、ｒｌＪの書換
を行い得る。この場合には書消しも特定の番地のみを選
択的に行い得ると同時にその速度をきわめて速（できる
、しかしかかる場合は素子数（ビット数）がきわめて少
ないという他の欠点を有する。

本発明の光学系は「読み出し」と「書き込み」とを異な
る光学系を用いた。しかし、他の方式としてジグ（２１
）を略し、光源（２３）よりの光をハーフミラ−等によ
り光路（１６）　、　（１６”）と同じとし得ることは
可能である。しかしこの場合は「書き込み」と「読み出
し」の光量が１０倍近く異なるため、部品点数は少なく
なるが光路設計が面倒になる欠点を有する。

さらに本発明を一部修正した方式として［書きえば負電
圧）を加え光ビーム（２５）の照射されている番地の反
転を助長する方式をとることは有効である。

するとこの光エネルギが加えられた部分の配向光のみの
場合に比べ弱い光量でｐ＋４５”以外の角度の大きな角
度変化例えばθ〜−２０または３０″でな（代表的には
約−４５°（−４５”±５　°以内）となりその番地を
十分非透過とし得る。

かかる方式において、書換は光方式のため、メモリ容量
がきわめて大きいという特長を有する。

本発明の実質的応用は単に民生用のコンパクトディスク
のみならず、大容量のファイルメモリに対しても有効で
ある。またディスクも円形状で回転方式であるが、ディ
スクを固定し、光路を移動させる方式等の応用も可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスクメモリ装置の概略を示す。 第２図は強誘電性液晶の動作特性を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極を互いに有する一対の基板を電極を有する面を
   内側にして対向させた液晶セルと、前記基板間にある不
   揮発性メモリ作用を有する強誘電性液晶と、光を反射す
   る層を有する光ディスクとを有することを特徴とする強
   誘電性液晶を用いた光ディスク装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記強誘電性液晶
   としては、スメクチックＣ相を呈するものであり、チル
   ト角約４５°またはそれ以上であることを特徴とする強
   誘電性液晶を用いた光ディスク装置。