JPS61295530A - 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液
晶（以下ＳＬＣ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」 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、不揮発性を存
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、本発明は電気熱光学効果を
用いたもので、その液晶材料としてスメクチック相を呈
する液晶（ＳＬＣという）を用いた。

即ち、スメクチ・ツク型液晶においてはＴｋｓ（固体−
スメクチソク液晶相転移温度）、ＴＮＩ（ネマチック液
晶−等方性液体相転移温度）を有する。そして電圧の印
加でこのＳＬＣは配列（整列）する。するとこのＳＬＣ
は透明となる。さらにレーザ光の照射によるビーム力ｕ
熱でＴＮＩを越えるとネマチック液晶となりＴＮＩをへ
て液体となる。そしてこの液体のため液晶の各分子の配
列が乱れる。さらにこの液体を冷却するとこの乱れたま
まの状態で固体となるため、光に対し非透過（難透過を
含む）となる。その結果配列した状Ｂ（整列状Ｂ）を「
１」、乱れた状態を「０」とすることにより不揮発性の
光ビーム書き込みができる。またこの後、この非透過の
状態の液晶に対し十分電圧（一般には７０ＫＶ／ｃｍ以
上の強電界）を印加すると再び配列をして透過とするこ
とができる。さらに透明な配向組織を誘起するのに必要
な電界より大きな電圧を加えつつレーザ光を局部的に照
射すると局部的にレーザ光の照射された個所のみ液晶分
子を整列させて透明とすることができる。

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ＳＬＣ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）さらにその電極間に封入されたＳＬ
Ｃとを有する。

特に本発明は、この光ｙイ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、ＳＬＣ、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、フォトセンサに至る。

そしてＳＬＣが整列している場合、透光性となる。

しかしこのＳＬＣが乱れている場合はＳＬＣ（５）での
光が十分反射板にまで至らず、結果として反射光（６”
）が減少しフォトセンサの感光は減少する。即ちＳＬＣ
の「整列」、「乱れ」により光が照射された番地の「０
」、「１」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ＳＬＣに所定の電圧をこの
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ＳＬＣの初期の
配列をみだし局部的に液体状態になるように強いビーム
光または熱を照射する。するとその番地のみはＳＬＣを
初期の配列（整然とした配列）状態より乱れた状態とな
る。かくすることにより初期状態をｒＯＪ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」と同じ電圧（交流電界−１般に
は７０ＫＶ／ｃｍ”程度）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
射光をフォトセンサにて検出する。

「作用」 かくすることにより、 （１）光が２回ＳＬＣを透過するためコントラスト比を
太き（できる。

（２）光ディスクの上面、下面等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ＳＬＣを用いるため、メモ
リの「書き込み」を高スピード（ミリ秒のオーダ）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
が本尊的にない。

（５）　ＳＬＣ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）　ＳＬＣ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ＳＬＣは、「配列（整列状態）」と「
乱れ」の２つの状態を固有に有す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Ｉ」 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（１０）は円盤状をしており、図面はその縦
断面を示す。このディ゛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間には５ＬＣ（５）が充填さ
れる。

この光ディスクは周辺をＳＬＣが大気に触れないように
封止（３０）　、　（３０”）されている。この光ディ
スクは（１０）の内側には一対の電極（４）　、　（７
）より延在した外部コンタクト用電極（３２）　、　（
３２’　）を有する。

この外部コンタクト用電極（３２）　、　（３２”）と
は記憶の書消しく１０３）の際その信号源（２５）より
導出したリード（１３）　、　（１３”）の端子（３１
）　、　（３１’）と接続され「書消し」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
方向に整列したＳＬＣ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（２工）を経て所定の番地に対し光を照射（
２５）　シ、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ｆｆ１）（１１）を経て、光ディスク（ｌＯ
）に光（１６）を入射する。さらにこの光ディスク（１
０）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
対の電極間に混合スメチックＣ相例えばビフェニル系を
介在せしめた。

さらにこのディスクの周辺に対し十分の封止をした。液
晶の充填は真空容器内でロボットにより自動化して行っ
た。このＳＬＣは公知の他のスメチックＣ相を用い得る
。

「効果」 以上の説明より明らかな如く、本発明の光ディスクメモ
リ装置はＳＬＣ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ＳＬＣとしてスメチックＣ相を用いた
。しかし不揮発性を有し、かつ光書き込みを行い得るな
らば、この液晶以外の液晶を用いることも可能である。

例えばスメチックＣ相（カイラル状態を呈する）を用い
てもよい。

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「書き消し」は
全面に所定の電圧を印加（例えば正電圧）して行う。ま
た「書き込み」の際、光源（２５）よりの光に加えて補
助的に系（１０３）より弱い逆電圧（例えば負電圧）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。

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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スメチック液晶と、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
   る液晶を用いた光ディスク装置。