JPS61296543A

JPS61296543A - 光デイスク装置の読み出し方式

Info

Publication number: JPS61296543A
Application number: JP60138422A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1986-12-27

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
装置およびその読み出し方式を提案するととにある。

「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、スメクチック型液晶においてはＴｋｓ　（固体−
スメクチック液晶相転移温度）、ＴＮｌ（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加熱
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（ｌｄ透過を
含む）となる。その結果配列した状態（整列状態）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／ｃＩＩ
＋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）とを有し、これら一対の電極間に封
入されたＳＬＣとを有する。

特に本゛発明は、この光ディスクに対し光学方式の読み
出しを行うもので、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、５ＬＣ１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（６）にまで至らず、結果として反射
光（６′）が減少し、フォトセンサの怒光は減少する。

即ちＳＬＣの「整列」　「乱れ」により光が照射された
番地のｒｏｂ、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ｊ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ＳＬＣを初期の配列状態よ
り乱れた状態に配される。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」と同じ電圧（交流電界一般には
７０ＫＶ／ｃｍ以上）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
射光をフィルタ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）読み出しが２回ＳＬＣを透過するため、ＳＬＣの
厚さを実効的に２倍とし得、ｒｏｂ、ｒｌＪのコントラ
スト比を向上させ得る。

（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
が本質的にない。

（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「整列」と「乱れ」の２つの
状態を固有に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（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
。さらにその電極間にはＡＬＣ（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ｒＯＪ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（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受光センサ（９）に至る。

このことより明らかな如く、光ディスクメモリにおける
この光ディスクはそれ自体はＳＬＣを用いているが、読
み出し系層として用いるならば従来より公知の光ディス
クの読み出し方式とはまった、く異ならず、このディス
クへの入射光源また反射電極の検出方式は従来より公知
の装置をきわめてわずかの装置の改造でそのまま利用し
得る。

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。さらにこのガラ大基板（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）を設け、その間に混合
スメチック液晶例えばビフェニル系を介在さしめた。さ
らに、このディスクの周辺に対し十分の封止（３０）　
、　（３０”）をせしめた。液晶の充填は真空容器内に
てロボットにて自動化して行った。このＳＬＣとし、で
は公知のものをも用い得る。

「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７０ＫＶ／Ｃｌ１１程
度の交流電界）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
い電圧（ネマチック相において透明な配向を誘起するに
必要な電界のしきい値）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

【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、該光ディスクに前記光を
照射する光源と、該照射光の反射光を受光する受光手段
とを有することを特徴とする光ディスク装置の読み出し
方式。２、特許請求の範囲第１項において、前記光を反射する
層は前記電極の一方を兼ねていることを特徴とする光デ
ィスク装置の読み出し方式。