JPS6366743A - 液晶光デイスク - 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】 〔概要〕 液晶を記録媒体とし、記録と再生とが操り返し可能なメ
モリが、透明電極基板内に強誘電性液晶層と遮光層と光
導電層とを備えて形成されており、光照射による光導電
層の電圧降下を利用して強誘電性液晶層に情報を書き込
む液晶光ディスク。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶を記録媒体として用い、記録と再生とが繰
り返し可能な液晶記録素子に関する。

光ディスクはレーザ光を用いて高密度の情報記録を行う
メモリであり、記録容量が大きく、非接触で記録と再生
とを行うことができ、また塵埃の影響を受けないなど優
れた特徴をもっている。

このように優れた特徴を備えた光ディスクは記録媒体の
選択により読み出し専用メモリ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ
　Ｍｅｍｏｒｙ）に止まらず書き換え可能なメモリ（Ｅ
ｒａｓａｂｌｅ　Ｍｅｍｏｒｙ）についても実用化が進
められている。

すなわち、テルル（Ｔｅ）　、セレン化テルル（ＳｅＴ
ｅ）など低融点の非金属元素を記録媒体とする光ディス
クはレーザ光の照射によって、被照射部の記録層を蒸発
飛散させて穴を作り、この穴の有無により情報を記録す
る読み出し専用メモリである。

また、テルビウム・鉄・コバルト（Ｔｅ−Ｆｅ・ＣｏＬ
ガドリニウム・テルビウム・鉄（Ｇｄ−Ｔｅ−Ｆｅ）な
ど希土類−繊維金属系アモルファス磁性膜を記録媒体と
する書き換え可能なメモリはレーザ照射された磁性膜の
温度上昇による磁化反転を情報の書き込みと消去に用い
るもので、磁化の方向により偏光面の回転方向が異なる
ことを利用して情報の記録が行われている。

〔従来の技術〕

本発明は液晶を記録媒体に用いた光ディスクに関するも
のであるが、今まで液晶は表示素子の構成材料として使
用されているが、書き換え可能メモリの記録媒体には使
用されていなかった。

すなわち、液晶は結晶に近い規則的な分子配列と液体と
しての流動性とを兼ね備えた不透明な液体であって、分
子配列によってネマティック、コレステリックおよびス
メティックの三種類に分類されているが、この中でコレ
ステリンク液晶とネマティック液晶は液晶表示に有効で
表示デバイスに用いられている。

すなわち、ネマティック液晶にコレステリンク液晶を混
合してなる捩れネマティック効果（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎ
ｅｍａｔｉｃ　Ｅｆｆｅｃｔ）を用いたＴＮ表示が実用
化されており、また印加電界に応じてネマティック相よ
りコレステリック相に転移する現象を利用した表示装置
も実用化されている。

然し、これらの表示は電界の印加によって液晶分子が電
界方向に配列することにより光透過率が変化したり、相
転移が起とる現象を利用するものであって、電界を除く
と液晶の配列は元の状態に戻り、従ってメモリ作用はな
い。

それ故に、今まで液晶は記録媒体としては使用されてい
なかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先に記したように液晶は結晶に近い規則的な分子配列と
液体としての流動性を兼ね備えた液体であるが、その中
に分子の非対称性が大きく、極性基をもち、粘度が大き
いものがある。

そして、これらの分子は多数が集合して分域（Ｄｏｍａ
ｉｎ）を形成して分極しており、電界により分極が反転
すると共に、電界を除いた後も分極の反転状態が続く強
誘電性を示すものがあり、カイラルスメティックＣ（略
称ＳｍＣ”）相や、カイラルスメティソクＨ（略称Ｓｍ
Ｈ”）相などの液晶はこれに９亥当することが知られて
いる。

（Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋ他：　Ａｐｐｌｙ、Ｐｈｙｓ、Ｌ
ｅｔｔ、３６　（１９８０）　８９そこで、本発明はか
＼る強誘電性を示す液晶を記録媒体として用いるもので
、これを用い如何にして書き換え可能な光ディスクを開
発することが課題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題はストライプ状にパターン形成した透明電極
膜を備えた二枚のガラス基板を、前記パターンが対向し
て直交するように配置すると共に、該透明電極膜の間に
強誘電性液晶層、遮光層および光導電層と層形成してメ
モリ素子が形成されており、該光導電層に隣接するガラ
ス基板側から光を照射して強誘電性液晶層に情報を占き
込み、強誘電性液晶層に隣接するガラス基板側から読み
出す構成をとる液晶光ディスクにより解決することがで
きる。

〔作用〕

本発明は電界により分極が反転すると共に、この反転し
た状態を保持すると云う強誘電性をもつ液晶分子層を記
録層とし、これを光のＯＮ／叶Ｆを電位の高低に変換で
きる光、導電層と組み合わせ、電位の高低に追随して液
晶層を高速にスイッチングさせるようにし、これにより
書き換え可能な光ディスクを実現するものである。

第１図は本発明に係る液晶光ディスクの原理図であって
、遮光層１を挟んで液晶層２と光感電層３があり、更に
その外側に透明電極膜４．５を設けた構成をとる。

そして透明電極膜４，５の間に電源６より■。

の電界を加えた場合に透明電極膜４，５の抵抗率が他の
構成材料に較べて少ないと見做すと、Ｖ０は液晶層２で
の電圧降下■１と遮光層ｌでの電圧降下■２と光導電層
３での電圧降下Ｖ３との和で示すことができる。

Ｖｏ　”　Ｖ＋　　＋　Ｖｚ　＋　Ｖ３　−＝（１１こ
こで遮光層１が金属のように抵抗率の少ない材料からな
ると、■２は微少で無視することができるので、 Ｖｏ　　’ｉ　Ｖ　ｌ　　＋ｖ、　　　　　　・・・・
・・（２）そして、情報の書き込みは光導電層３の側か
らレーザ光７の照射を行う際に、光導電層３がレーザ光
７によく感光する場合は、その照射部分の抵抗率は急減
する結果、■３の値は減少して■、の値は急増する。

この際、増加した■１の値が強誘電性を備えている液晶
の分極反転電界を越えていれば分極は電界に応答して急
速に配向し、情報のさき込みが行われる。

ここで自発分極の反転時間τは液晶の粘度η。

自発分極の大きさＰおよび電界強度Ｅとにより決まり、
次式で表される。

τ＝η／ＰＥ　　　　・・・・・・＜３１次に、読み出
しは記録部分の液晶が複屈折効果によって旅先方向が異
なるのを利用して偏光板と組み合わせた光検知器により
行うことができる。

また、情報の消去を行いたい場合は、その部分にレーザ
光を照射しながら反対方向に電界を加えればよい。

なお、全記録を一斉に消去したい場合は透明電極膜４．
５の間に■。より高い電圧を印加して、液晶層２にかか
る電圧を分極の反転電界以上に高めてもよい。

〔実施例〕

第２図は本発明に係る液晶光ディスクの実施例の断面図
である。

すなわち、酸化錫（ＳｎＯ□）と酸化インジウム（Ｉｎ
ｏ２）の固溶体（通称ＩＴＯ）よりなる透明電極膜４゜
５を備えたガラス基板８．９で液晶層２．遮光層１、光
導電層３を挟持する構造とするが、液晶を水平配向させ
るために透明電極膜４と遮光層１の上にポリイミドをラ
ビングした配向膜１０．１１を設けた。

次に１．液晶としてはエステル系液晶の混合物よりなる
強誘電性液晶を用い、また光導電Ｎ３としては非晶質シ
リコン（α−５ｔ）を用いた。

なお、参考までに本実施例において使用した材料厚を示
すと次のようである。

ガラス基板８，９の厚さはｌ、ｌ＋＋ｍ、透明電極膜４
．５の厚さは約５００人１強誘電性液晶層２の厚さは１
μｍ、遮光層１は約２μｍ、光導電Ｎ３は約５μｍであ
り、ガラス基板８．９の大きさは直径が５０璽朧である
。

そして、電源６から切り換えスイッチ１２を用いて透明
電極膜４，５の間に従来の液晶の配向方向と逆方向に５
０Ｖの直流電圧を加えるようにした。

次に、書き込みは光導電層３にレーザ光７を照射して液
晶層２を反転させたが、自発分極の反転時間は約１００
μｓであった。

このようにして書き込みの終わった液晶光ディスクの読
み出しはファラデー効果を用いて行うが、その方法は偏
光板を通して直線偏光としたヘリウム・ネオン（Ｈｅ−
Ｎｅ）レーザ光１３を走査し、その反射光を偏光面を調
整した偏光フィルタ１４を備えた光検知器１５で検知す
ることにより記録情報を読み取った。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明は強誘電性液晶を光導電層と組
み合わせて分極の反転を行わせて情報の記録を行うもの
で、本発明の実施により液晶を記録媒体とする新しい書
き換え可能な光ディスクを実用化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶光ディスクの原理図、 第２図は本発明に係る液晶光ディスクの構成を示す断面
図、 である。 図において、 １は遮光層、　　　　　　　２は液晶層、３は光導電層
、　　　　　４．５は透明電極膜、６は電源、　　　　
　　　　７，１３はレーザ光、１２は切り換えスイッチ
、　　１４は偏光フィルタ、１５は光検知器、 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ストライプ状にパターン形成した透明電極膜を備えた二
   枚のガラス基板を、前記パターンが対向して直交するよ
   うに配置すると共に、該透明電極膜の間に強誘電性液晶
   層、遮光層および光導電層と層形成してメモリ素子が形
   成されており、該光導電層に隣接するガラス基板側から
   光を照射して強誘電性液晶層に情報を書き込み、強誘電
   性液晶層に隣接するガラス基板側から読み出すことを特
   徴とする液晶光ディスク。