JPH03225322A - 記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高分子液晶を用いた書き換え可能な記録媒体に
関する。

［従来の技術］ 近年ＯＡの普及等により、各種の情報データの量は増大
の一途をたどっている。このため、これらの情報データ
を高密度に蓄積する手段として、光デイスク記録装置の
開発が活発に行われている。しかしながら、情報の整理
、編集あるいはコンピューターにアクセスするためには
、記録材料として、情報の記録、消去を可逆的に行える
ことが必要不可欠であり、このような観点からカルコゲ
ナイドのような半導体、あるいは熱可塑性樹脂を記録材
料とする開発が進められている。しかし上記半導体では
毒性がある、或いは蒸着などの工程があるため、コスト
が高くなるという欠点があり、上記樹脂については、光
吸収剤として色素を用いるため、記録材料の寿命が短い
、あるいはコントラストが低く十分なＳＮ比をとれない
という問題点があり、現在のところ実用化できるものは
見出されていない。

上記、問題点を解決するものとして、特開昭５８−１２
５２４７には、高分子液晶の透明な配列状態と不透明な
ランダム状態とを、熱と電界によって可逆的に変化させ
ることを特徴とする、記録材料が開示されている。ここ
では熱はレーザー光を光吸収剤に照射することにより発
生させることができ、すなわち、書き込み手段として、
レーザ光を用いることができる。このような例は特開昭
６０−１１４８２３にも開示されており、高分子液晶と
しポリシロキサンが使用されている。

高分子液晶を記録材料として利用する記録媒体を繰返し
使用するためには記録した状態（−般的には不透明なラ
ンダム状態）を基の状態（一般的には透明な配列状態）
に戻す必要がある。この様にランダム状態から配列状態
に戻すために従来より種々の方法が提案されているが、
高分子液晶を液晶温度まで加熱し外部より電界を印加す
るというのが一般的である。外部電界を使用することは
システムが複雑となり、更に高速化、オーバーライド等
が難しくなる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、光照射による光吸収性物質層の発熱による温
度変化で強誘電性物質より発生する焦電電流を電極間に
通じることにより、記録層に熱及び電界を印加し、高分
子液晶を再配列し、記録の消去ができる記録媒体を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は、電極、ポー
リング処理した強誘電性物質層、光吸収性物質層、配向
層、高分子液晶から成る記録層及び透明電極層を順次積
層した層構成を基本的に有する記録媒体である。

具体的に説明すると、本発明は温度変化により強誘電電
流を発生する性質を示す焦電性物質層と高分子液晶から
なる記録層と光吸収性物質層とを一体化し、光照射によ
る光吸収層の発熱による温度変化で発生する焦電電流を
電極間に通じることによって記録層に電界及び熱を印加
し、高分子液晶を再配列することによって記録の消去が
できるようにした記録媒体である。

又分極量をＰ１温度をＴとすれば焦電率ＰＹはＰＹ−ｄ
Ｐ／ｄＴで表わされ、焦電電流をＩＰｓ時間をｔとすれ
ばＰ−ＩＰＸｔであるので、Ｉ　ｐ　＝Ｐｙ　ＸｄＴ／
ｄＴとなる。すなわち焦電電流は温度変化に伴う分極量
の大きさで決定される。代表的な強誘電性物質であるフ
ッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体［
Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）］の誘電ヒステリシス曲線及び
ＥｃＳＰｒの値を下記第１表及び第３図に示す。

第１表 強誘電性物質より焦電電流を得るには外部より電界を加
えて分極の向きを揃える必要、すなわちポーリング処理
を施し、適当な方法で温度変化をつければ良い。ポーリ
ング処理は強誘電性物質を電極ではさみ、抗電界以上の
電界を印加するか、強誘電性物質層の片側にのみ電極を
設けた状態で適当なチャージャーにてコロナ帯電を施し
、表面電位を抗電界電位以上に上げることにより行うこ
とができる。

図面を参照して基本的な層構成を説明すると、第１図に
示すように基板１の上に透明電極２、配向層３、高分子
液晶層４、光吸収性物質層５、強誘電性物質層Ｂ及び電
極７を順に積層したものである。

第２図は第１図に示した例とは反対に、基板ｌの上に電
極７、強誘電性物質層６、光吸収性物質層５、配向層３
、高分子液晶層４、透明電極２の順に積層した例である
。

このようして作製された記録媒体は液晶温度でアニール
処理することにより均一な配向状態を得ることができる
。

この記録媒体に半導体レーザー光のような高密度エネル
ギー光を透明電極側より記録信号に従って局所的に照射
すること等により相転移温度、あるいは透明点を経て加
熱され、その後冷却することにより、照射部分は光散乱
、光学活性、複屈折又は光吸収の差が生じ、記録が形成
される。

記録の消去は透明電極と電極を短絡させて光照射し、高
分子液晶層を液晶温度にし、かつ光照射による光吸収性
物質層の発熱による強誘電性物質層の温度変化により焦
電電流を発生させ電界を印加することにより行われる。

本発明で用いられる高分子液晶は公知のものが利用でき
、液晶基を主鎖ないし側鎖に有するものであり、その平
均分子量は５００以上のものである。

又、高分子液晶は架橋されているものであってもよい。

更に架橋は光架橋であればなお好ましい。

以下に用いる高分子液晶の具体例を挙げる。

なお、 具体例において＊は不斉炭素原子であることを示す。

Ｏ２ ＣＲ３ （ＣＨ２）支 Ｎ なし Ｎ ２） Ｈｓ ９ ？ 一−Ｄｃ４ＣＮ ０ 一吠◇％ＣＮ １ 一←◇（）ｃＮ ０２ （ＣＨ２）Ｉ ＣＨ３ Ｏ ０（Ｃｏ（ＣＨ２）　　ｌｌ−Ｃ０＋　ｖ−Ｃ０−０Ｃ
Ｈ２−ＣＨ−Ｃ２ Ｉ３ ５ ｃｏ−ベへｏ−ｃ−）ｏ− このような高分子液晶は通常単独ないし混合されて使用
され、 更に他の低分子液晶を加えて 使用される。

この低分子液晶は高分子液晶の粘 度、相転移温度等をコントロールして、記録特性及び消
去特性の改善を目的とするもので、ネマチックやスメチ
ックあるいはコレステリック液晶で公知の低分子液晶が
利用できる。

このような高分子液晶を使用して、例えばメチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系、酢酸ブチル、酢酸エチル、カルピトールア
セテート、ブチルカルピトールアセテート等のエステル
系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒド
ロフラン等のエーテル系、ないしトルエン、キシレン等
の芳香族系、ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系
、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、アルコール系等の溶
媒に溶解して、例えばスピンコード、デイツプ等のコー
ディングにより記録媒体を作製することができる。

又、セル型の構造を有する記録媒体には直接充填するこ
とも可能である。

場合によっては一度昇温し、徐冷して相を形成させる。

その時は必要に応じて電場や磁場を印加する。

なお、液晶層の厚さは０．０１−１００μ腸程度とされ
る。

更に高分子液晶層中には光吸収性物質の１種以上が含有
されていてもよい。

光吸収性物質は例えばレーザーのような光で制御、使用
され、場合によっては多色性色素も使用される。これら
の光吸収性物質の光吸収は使用されるレーザーの波長に
適応すべきである。

種々のレーザーの波長を用いて記録読み取り過程を行う
べき場合には使用されるレーザーの波長範囲で高い吸収
を示す光吸収性物質の混合物を用いることが好ましい。

具体的に例を挙げると、下記のとおりである。

（アゾ染料） 例えば、 −１ Ｈ３ （アズレン染料） （フタロシアニン） 例えば、 Ｒ−アルキル基 式中Ｒ −ｎ−ＣｔｚＨ２ｓ （ナフタロシアニン） 又は （金属錯体） 例えば、 で・ある。

これ等の物質は溶解又は分散して使用され、例えば、Ｕ
Ｖ安定剤、酸化防止剤、又は軟化剤等を含有することが
でき、キャスティング１蒸着等で成膜し、光吸収性物質
層を形成することができる。更にＣｒ、Ｇｅ、Ｎ１５Ｔ
ｉｓ　Ｐｔ５Ａ１等の金属材料を蒸着、スパッタリング
等で設け、光吸収性物質層とすることができる。これら
の金属材料は電極としても作用するので好都合である。

焦電電流について簡単に説明する。強誘電性物質に交流
電界を印加すると第４図の様な誘電ヒステリシス曲線が
得られる。ここでＸ軸と交叉する点を抗電界Ｅｃ　　（
分極を反転させるのに必要な最小の電界）、Ｙ軸と交叉
する点を残留分極Ｐｒ（電界０で残留している分極量）
と−般に定義されている。強誘電性物質は一般的に微結
晶がアモルファス中に分散した構造であり、結晶全体の
分極が揃ったり、反転したりすることにより、このよう
なヒステリシス曲線が得られる。抗電界、残留分極は温
度に依存し、高温になるに従い、小さくなり、キュリー
温度を越えると消失する（詳しくは古川猛夫　高分子加
工８５巻９号１９８６年） 本発明で使用することのできる強誘電性物質はポリフッ
化ビニリデン、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレ
ンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエ
チレンとの共重合体、ポリシアン化ビニリデン等であり
、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、Ｎ、Ｎ−
ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド
、アセトン等に溶解し適当なキャスト法で製膜し強誘電
性物質層を得ることができる。更に真空蒸着法によって
も製膜することができる。

配向層の材料としてはポリイミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどの有機高分
子材料やシランカップリング剤、あるいはＳｉＯ等の酸
化物が適している。

［実施例コ 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

１　、２ｍｍ厚のガラス基板上に電極としてＩＴＯ（ス
ズをドープした酸化インジウム）をスパッタで設け、次
にＰ　（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）（共重合比６５／３５（仏
）アトケム社製）のメチルエチルケトン溶液を用意し、
スピナーにてＩＴＯ上に塗布し、１００℃で乾燥し、膜
厚０．５μ腸の強誘電性物質層を設けた。次に強誘電性
物質層上にＣｒを１００ＯＸの厚さに蒸着し、光吸収性
物質層とした。

この光吸収性物質層は導電層としても作用する程度の電
気抵抗を有している（〜５０Ω／口）。

次にポリビニルアルコールの水／メタノール溶液を用意
し、スピナーにて光吸収性物質上に乾燥後の膜厚が１０
００人になるように塗布し、１００ｇ／ｃｉ＋’の圧力
で５回のラビング処理を施し、配向層とした。次に高分
子液晶Ｌｃ３４をテトラヒドロフランに溶解し、スピナ
ーにて配向層上に塗布し、２μ層厚の高分子液晶層を設
けた。次に高分子液晶層上に酸化亜鉛をスパッタにて成
膜し透明電極層を設け、第２図の構成の記録媒体を作製
した。

この記録媒体を１５０℃でアニール処理することにより
高分子液晶が配向し、配向性の良い記録媒体が得られた
。次にＩＴＯ電極とＣｒ層（光吸収性物質層）間に３０
ｖの直流を印加し強誘電性物質層をポーリング処理した
。

このようにして処理した記録媒体に７８０ｎ■の半導体
レーザー光をスポット径５μ観に絞り照射強度１　、２
ｍＷでｌμＳｅｅ基板側より照射し、偏光顕微鏡で観察
したところレーザー光が照射された部分の高分子液晶層
は配向が乱れ、クロスニコル下で暗の状態の記録部が形
成されていた。

次に酸化亜鉛透明電極層とＣｒ層を短絡した状態で、基
板側より　７８０ｎｗの半導体レーザー光をスポット径
５μ園に絞り、照射光強度５１Ｗで２μＳｅｅ記録部に
照射したところ、記録部゛の乱れた配向が再配向し、記
録が消去されていた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の記録媒体は強誘電性物質
層の温度変化により発生する焦電電流がもたらす電界の
効果により迅速に消去することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の記録媒体の具体例の構成を
示す断面の模式図である。 第３図及び第４図は誘電ヒステリシス曲線を説明するた
めのグラフである。 ｌ・・・基板、２・・・透明電極、３・・・配向層、４
・・・高分子液晶層、５・・・光吸収性物質層、Ｂ・・
・強誘電性物質層、７・・・電極。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極、ポーリング処理した強誘電性物質層、光吸
   収性物質層、配向層、高分子液晶から成る記録層及び透
   明電極層を順次積層した層構成を基本的に有する記録媒
   体。