JPS6325854A - ディスク - 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をする強
誘電性液晶（以下ＦＬＣという）を用いた書換可能な光
ディスク及びその製造方法に関するものである。

「従来の技術」 光デイスク装置は、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４！Ｊ７Ｍ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。

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、本来多盪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、等の機能を存する手段が求めら
れていた。

かかる問題を解決するため、本件出願人は特願昭ＧＯ−
１３０１８７等によって液晶材料としてスメクチックＣ
相（ＳｍＣ”）を呈する強誘電性液晶（ＦＬＣという）
を用いることを提案した。即ちセルの間隔を４μ晶また
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、ＳｍＡを得、さら
に双安定なＳｍＣ”になる。するとらせん構造をとくこ
とができる。かかるＳｍＣ“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
板をその内側に非対称配向面を有する表面を互いに対抗
せしめ、その面間に前記したＳｍＣ”のＦＬＣを充填す
る。

この光ディスクは２方式を提案し得る。

その第１の方式は一対の基板の内側にそれぞれ電極を有
し、この電極の表面に非対称配向膜を有せしめてＦＬＣ
を挟んだものである。

他の第２の方式は、一対の基板の一方の内側に反射板を
有し、この反射板と他の基板の一面との間で非対称配向
処理を施しＦＬＣを挟んだものである。この方式におい
ては光ディスクの内部に電極を存さない。

本発明においては、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ＦＬＣにその
一方が密接する内表面を配向処理せしめている。

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
の光ビームの反射板は１つの電極機能を併用構成せしめ
得る。

その場合、第１の方式においては、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、Ｆ
ＬＣ、反射性電極、さらにここで反射され、逆の経路を
辿る。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。

また第２の方式においては、入射光の経路はし一ザ光源
よりハーフミラ−を経て対抗基板、ＦＬＣ１反射面、さ
らにその逆の経路を経て反射光がハーフミラ−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１既説する。

即ち記憶の「書消し」はこのＦＬＣに正または負の所定
の電界をこのディスクの基板の内部側または外部側より
ＦＬＣに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ＦＬＣ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−４５６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ＦＬＣに
対し垂直方向に電界を加えるが、この電界を内部より加
える場合、光ディスクの内部にＦＬＣを挟んで設けられ
た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。

また、電界を一対の基板の外部側より印加する第２の方
式の場合は、内部に電極を有さない光ディスクを挟んで
電界を印加する一対の電極を配設する。そしてこの電極
より光ディスクの全面または一部に対し電界を加え、Ｆ
ＬＣの全部または一部に再配列させて「書き消し」を行
う。

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。

「本発明が解決したいとする問題点」 前記の如き、強誘電性液晶を用いた光ディスクメモリは
、少なくとも現在の段階では製造コストが高く、その多
（の利点に鑑み、製造工程の短縮、部材の省略等による
段階的なコストダウンが望まれている。

本発明では、コストダウンの一環として、次の点に着目
した。

（１）メモリ領域を径方向について仕切るべ〈従来設け
られていた周方向の構を省略する。

（２）対向する基板間の間隔を保つスペーサを適切な位
置に少ない工程で形成する。

「構成」 上記問題点を解決するために本発明による光ディスクメ
モリ装置は、透光性基板と、この透光性基板と平行に設
けられた対向基板と、この対向基板と透光性基板間に設
けられ、これら２枚の基板間の領域を径方向についてビ
ットピッチ間隔で仕切りメモリ領域を形成するスペーサ
と、このスペーサによって区切られたメモリ領域につい
て設けられた対向基板上の反射膜と、前記メモリ領域に
充填された液晶とからなっている。また、本発明になる
光ディスクメモリ装置の製造方法は、透光性基板上に反
射膜−パターンを形成する段階と、この透光性基板のパ
ターン形成面に光感光性樹脂を塗布する段階と、この透
光性基板側から光を照射して前記光感光性樹脂のフォト
エツチングを行う段階と、他の透光性基板を前記透光性
基板上に重畳させると共に、これら基板間に液晶を介在
させる段階とからなっている。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例」 第１図は第１の方式による本発明の光ディスクメモリを
用いた記録システムを示す。

第１の系（１００）は情報の「読み出し」用であり第２
の系（１０１）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５Ｆｉ（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。この光デ
ィスク（１０）の内側周辺側には一対の電極（４）　、
　（６）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”）は、記憶の四消しく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。さらにその光はハーフミラ−
（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Ｚ）　（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（工
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。

即らプラスチック基板またはコーニング７０５９ガラス
基ｖｉ（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Ｒ，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。この透光性専電膜（４）としてはＩＴ
Ｏ（酸化インジューム・スズ）を用いた。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
（図示せず）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）（５）を挾ん
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
９００　ＰＰＭで回転させ、その表面を２ｍ１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。

配向処理層の間にはＦＬＣ例えば５８（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ＢＯＩＩＡＭＢＣ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０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図において縦軸は通過率である。

第２の書き消し方式を用いた光ディスクメモリ装置を第
３図に示す。

図面において、情報の会き消し用の方式のみが異なり、
他は実施例１と同様である。

即ち、光ディスク（１０）　（円形の縦断面図を示す）
は一対の基板（３）及び（７）を有する。この一方の対
抗基板（３）は透光性である。この対抗基板上面と他の
基板（７）上（図面では下側）に設けられた反射板（６
）の表面の間に非対称配向処理を施す。

さらにこの処理面の内側にＦＬＣ（５）が実施例１と同
様に充填されている。

この光ディスク（１０）は周辺部を（３０）　、　（３
０°）で封止されている。

この光ディスク（１０）に対し、一対の電極（３１）。

（３１“）に外部より高圧発生源（２５）よりＦＬＣに
対し所定の電界を配すべく直接電圧を印加する。

この時、電界の印加端子（３１）　、　（３１°）は光
ディスク（１０）の外側に近接（図面では外部より加え
ることを明示するため少し離れさせている）せしめてい
る。この端子（３１）　、　（３１’　）がディスクの
半径方向の長さを有する場合は光ディスクを一回転させ
、全面消去を行い得る。また、一部のみとするならば、
一対の電界を局部消去し得る。この場合はディスクを回
転しつつ外側から内側またはその逆に端子（３１）を走
査して、ディスクの全面を消去し得る。図面において端
子（３１°）は反射板（６）が感体である場合、下側の
端子（３１）の真上にある必要は必ずしもない。

かかる第２の方式において、端子（３１）、（３１’）
が外部側に設けられる場合、直接ＦＬＣに対し密接して
いない。しかし、ＦＬＣの書き消しに必要な電力損失と
して第２図に示される如きヒステリシスループの面積（
縦軸が電束密度り、横軸が電界強度Ｅとした時の面積）
と等価であり、きわめて小さいため、その電力損を補う
程度に端子（３１）に近接した対抗基板（３）が弱い８
Ｍ性を有すれば十分である。

かくして光ディスクのＦＬＣを所定の角度に配向せしめ
、全面がｒＯＪの状態のディスクに対し情報の書き込み
を実施例１と同様に行う、また実施例１と同様に読み出
しを行った。

第４図及び第５図に、本発明による光ディスク１０の内
部構造を詳細に示す。図中、透光性電極４上には、強誘
電性薄膜４１及び配向膜４２が形成されている。この強
誘電性薄膜４１は例えばビニリデンフロライド（Ｃ１ｌ
ｔＣＬ）とトリフロロエチレンとの共重合体からなり、
液晶５と共に不揮発性メモリ媒体を形成する。

基板７と配向Ｂ’Ａ４２との間には、ビットピット幅間
隔でスペーサ６１が設けられており、これによって対向
する基板３．７間の距離が一定に保たれている。図面か
ら明らかなように、基板７上の反射電極６はスペーサ６
１の存在しない位置にこれと隣接して設けられる。

以上の構成によれば、透光性基板３側から入射した光の
位置が、正しくメモリ領域（即ち、本発明のディスクの
場合、液晶の存在する領域）に合っていない場合には、
光の反射が行われず、入射位置の誤りが検出される。従
って、スペーサ６１は単に基板間隔の保持だけでなく、
メモリ領域を区画する機能も合わせ持っている。

次に本発明に成る光ディスクの製造について述べる。

まず、コーニング７０５９のガラス、基板７の全面にア
ルミニューム膜６を真空蒸着法により形成し、ビットビ
ット間隔を持ったスパイラル状のフォトレジストを塗布
後、公知の光エッチングを行う。

そして、アルミニュームのスパイラル電極６の形成され
た基板７の表面の全体にわたって、スピン法によって光
硬化性樹脂を１〜３μの厚さで一様に塗布するスピン法
による膜厚のバラツキは１％以内である。この樹脂の露
光はガラス基板７側から光を照射することによって行わ
れ、電極６がマスクとなり、スペーサ６１が電極６の間
隔に形成される。

これとは別に、ガラス基板３上には透光性導電膜４、強
誘電性膜４１及び配向膜４２が積層形成される。

以上の如く、電極等が設けられた基板３．７は互いに圧
接した状態で周辺シールされる。最後に周辺シールの際
に形成した注入口から、基板３．７間に液晶を注入して
ディスクメモリが完成する。

尚、現在のレーザ技術を用いた場合、光の拡がりを１．
２μｍまで押さえることが可能であり、大容量を得るた
めに、ビットピッチはきわめて小さく設定されているの
が普通である。従って、液晶５を充填すべきスパイラル
状の溝は、その断面積に比べ非常に長く、ここに液晶を
注入することはなかなか困難である。これを改善するに
は、第５図に示されているように、スパイラル電極パタ
ーン６上に基盤の目のように流通路用パターン６１を設
け、この上に樹脂を塗布して上記露光を行って、流通路
を形成する方法がある。

しかしながら、側基板３．７を圧着させる前に、真空中
で液晶を基板３上に載せ、それから基板７を圧着させる
方法を用いれば、この流通路は省略しても差支えない。

「効果」 （１）メモリ領域の径方向仕切りが省略される。

（２）反射膜形成工程をスペーサ形成工程内に組込める
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスクメモリを用いた記録システ
ムの概略を示す。 第２図は強誘電性液晶の動作特性を示す。 第３図は他の光ディスク記録システｌ、の概略を示す。 第４図は本発明の光ディスクメモリの部分断面図。 第５図は本発明の光ディスクメモリの製造方向の一例を
示す平面図。 電ｆ　　（Ｖ） 名２０ ４３ω 姑＋の メ５圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板と、 この透光性基板と平行に設けられた対向基板と、 この対向基板と透光性基板間に設けられこれら２枚の基
   板間の領域を径方向についてビットピッチ間隔で仕切り
   メモリ領域を形成するスペーサと、 このスペーサによって区切られたメモリ領域について設
   けられた対向基板上の反射膜と、前記メモリ領域に充填
   された液晶とからなる光ディスクメモリ。 ２、透光性基板上に反射膜パターンを形成する段階と、 この透光性基板のパターン形成面に光感光性樹脂を塗布
   する段階と、 この透光性基板側から光を照射して前記光感光性樹脂の
   フォトエッチングを行う段階と、他の透光性基板を前記
   透光性基板上に重畳させるとともに、これら基板間に液
   晶を介在させる段階とから成る光ディスクメモリの製造
   方法。