JPH0619499B2 - 液晶を用いた光メモリ装置の作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、電界の向きでスイッチングが行われる液
晶、例えば強誘電性液晶（以下FLCという）を用いた光
メモリ装置に関する。

「従来の技術」 光ディスクメモリ装置は、コンパクトディスクに代表さ
れるように、レーザ光の凹凸面での反射具合を利用した
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。

「発明が解決しようとする課題」 しかし光磁気メモリを用いたディスクメモリ装置はきわ
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
いた方法は光の強度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、オフを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）し続け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。

これらの目的のため、本発明人の出願になる強誘電性液
晶を用いた光ディスク装置（昭和60年８月７日出願）特
願昭60-173936がある。しかしかかる出願はFLCのみをメ
モリ煤体として用いており、しきい値（臨界電界または
Ecともいう）をより明確にする手段が求められていた。

本発明は上記に述べたような、メモリ性を有し、しかも
しきい値の明確な液晶装置を提供し、従来においては得
られなかった特性を有する液晶を用いた光メモリ装置を
得ることを発明の目的とする。

「問題を解決するための手段」 かかる問題を解決するために、本発明は一対の電極を有
する面を内側にして対向させて形成された電極間に電荷
捕獲中心層を介在せしめた構成を有する液晶を用いたメ
モリ装置を提供するものである。

この電荷捕獲中心層は、透光性を妨げない半導体材料を
主成分とするクラスタまたは薄膜状の層、または電荷を
トラップする不対結合手を有する半導体の層を誘電体膜
でもって電極より電気的に分離（フローティング）する
ことによって、電荷を捕獲保持するフローティング電荷
捕獲中心層として機能する。

そしてこの電荷捕獲中心層に電荷を捕獲保持することに
よって、不揮発性メモリ作用を有する液晶装置を実現で
きる。

この電荷捕獲中心層は、正または負の電荷を平等に捕獲
させ得るため、透光性を妨げない半導体材料を主成分と
するクラスタまたは薄膜状の層により構成させることが
好ましい。

さらにこの電荷捕獲中心層の存在によって、500〜900nm
の光が30％以上の減衰をしないことが重要である。その
ため、この電荷捕獲中心層を構成するクラスタまたは膜
はその平均膜厚が2000Åまたはそれ以下を一般には用い
る。

またこの電荷捕獲中心層を透光性の半導電膜とした場
合、その光学的エネルギーバンド巾（以下Egという）が
1.6eV(760nmに対応）またはそれ以上であることが好ま
しい。

これは、記録情報の読み出しに用いられる光は670〜900
nmであり、一般には770〜820nmの波長が用いられるた
め、この読み出し用の半導体レーザ光を十分透過させる
ことが必要であるからである。

電荷捕獲中心層は、半導体のクラスタまたは薄膜状の層
を電極と液晶の双方から十分絶縁させるため、絶縁性を
有する誘電体で挟み、または誘電体で包んで構成するこ
とで、フローティング電荷捕獲中心層となる。

この発明を利用した液晶装置の縦断面図を第１図に示
す。第１図に示す液晶装置は、光ディスクメモリ装置の
メモリ部を構成する例である。

第１図において一対の透光性基板(3)，(3′)を有する。
さらにこの基板(3)，(3′)の内側には一対の透光性電極
(4)，(4′)を有する。

液晶材料としては電界の向きでスイッチングを行う液晶
のすべての種類を用いることができる。このためゲスト
ホスト型または複屈折型の液晶を用い、また光による記
録情報の検出方式も反射型または透過型を用い得る。

反射型のディスクにおいては、一方の基板を電極の機能
も有するアルミニュームとし、この基板で反射させる方
式とし得る。この場合FLCを用いるのであれば、FLCのコ
ーン角は約90°であることが好ましい。

さらに透光性電極の一方（例えば(4)上（図面では下側
であるが、形成してゆく順序に従って以下上側と表記す
る）には第１の誘電体薄膜(5-1)と電荷を捕獲する電荷
捕獲中心層(5-2)（ここではシリコン半導体をクラスタ
状に形成した場合を示す）と第２の誘電体膜(5-3)とを
有し、電荷を捕獲保持する積層(5)が構成されている。
（誘電体膜(5-1)，(5-3)も電荷の保持に寄与する）。

またこの場合、電荷捕獲中心層(5-2)は誘電体膜(5-1)，
(5-3)で挟まれることにより電極より電気的に浮いたフ
ローティング電荷捕獲中心層として機能する。

電荷捕獲中心層(5-2)を構成する材料としては、非単結
晶珪素、水素又はハロゲン元素が添加された珪素、SixC
_1-x(0<X<1),Si₃N_4-x(0.5<X<4),SiO_2-x(0.5<X<2),SixGe
_1-x(0<X<1)を主成分とするクラスタまたは薄膜を用いる
ことができる。

また本発明で用いる誘電体薄膜としては、光CVD法（光
励起型気相法）により形成されるものを用いることがで
きる。

例えば、窒化珪素、酸化タンタル、窒化アルミニュー
ム、窒化珪素、炭化珪素等、電荷捕獲中心層を構成する
材料の電気抵抗に比べて十分大きい電気抵抗を有する材
料を用い得る。

「作用」 本発明の液晶装置において、電極より印加される電界に
よってフローテング電荷捕獲中心層に所定の電荷を注入
し捕獲保持させることができる。

例えばフローティング電荷捕獲中心層が１層（即ち一方
の電極側のみに作られた場合）で液晶としてFLCを用い
た場合、このフローティング電荷捕獲中心層に正の電荷
が捕獲保持し続けられると、外部電界の印加を中止した
後であっても、このフローティング電荷捕獲中心層に捕
獲保持され続けている正の電荷によりFLCの負極性側が
フローティング電荷捕獲中心層の方を向き、結果とし
て、系としては、例えばこのパネルに対し光は「非透
過」となる。

また逆に、フローティング電荷捕獲中心層に負の電荷が
捕獲され保持し続けると、FLCの負極性側が電界の印加
を中止しても反発することになり、逆に「透過」とする
ことができる。

この透過、非透過のそれぞれの状態はフローティング電
荷捕獲中心層に注入される電荷の符号によって決定され
るものであり、しかも正または負の電荷が捕獲されてい
る限り不揮発性を有する。

さらに第１図の電気的な等価回路を示す第２図を用いて
フローティング電荷捕獲中心層の働きを説明する。

即ち、電極(4)と誘電体膜(5-1)と電荷捕獲中心層(5-2)
とは、１つのキャパシタを等価的に構成している。この
キャパシタをC₁で表し、そのコンダクタンスをG₁で表す
こととする。

一方、電荷捕獲中心層(5-2)と他の電極(4′)との間には
第２の誘電体膜(5-3)、液晶(6)、配向処理層(7)とが設
けられ、等価的に他のキャパシタを構成している。そこ
でこのキャパシタをC₂で表し、そのコンダクタンスをG₂
で表すこととする。

いまここで電極(4)，(4′)間にV₀の電圧が印加された瞬
間を考え、その瞬間をｔ＝０とする。

すると、C₁，G₁に加わる電圧をV₁，C₁に蓄えられる電荷
をQ₁とし、C₂，G₂に加わる電圧をV₂，C₂に蓄えられる電
荷をQ₂として、 が成立する。また、ｔ＝０においては、Q₁＝Q₂が成り立
つから、簡単な数式処理によって、 が導かれる。この式は、ｔ＝０においてC₁とC₂との分圧
される電圧を示すものである。

そしてｔ＝０の瞬間から電荷捕獲中心層(5-2)へは、上
記分圧に従ってコンダクタンス(G₁)，(G₂)より電流が注
入される。

この注入される電流は互いに逆向きになり、その差によ
りｔ秒後にＱ(Q₂-Q₁で表すこととする）の電荷が蓄積さ
れる。

その結果、電荷捕獲中心層にｔ秒後に蓄積されるＱは次
式で与えられる。

ここで、ｔ秒後においてC₁とC₂とに加わっている電圧を
調べる。まず、ｔ秒後におけるV₂を求める。

Q₂＝Ｑ＋Q₁ Q₁＝C₁（V₀−V₂） Q₂＝C₂V₂ 上記３式より、Q₁とQ₂とを消去し、V₂の式に整理する
と、 この式に前記ｔ秒後におけるＱを表す式を代入すると、 ここで、電極(4)と誘電体膜(5-1)と電荷捕獲中心層(5-
2)とで構成されるキャパシタをC₁、コンダクタンスG
₁と、電荷捕獲中心層(5-2)と他の電極(4′)との間の第
２の誘電体膜(5-3)、液晶(6)、配向処理層(7)とで構成
されるキャパシタC₂、コンダクタンスG₂とを比較する
と、C₁よりC₂の方が誘電体層（液晶、誘電体膜、配向処
理層を併せて考える）の厚さが圧倒的に厚いから、C₁>>
C₂と見なせ、また当然G₁<<G₂と見なせる。

従って上式は、 と変形される。この式よりさらにV₁を求めると、V₁＝V₀
−V₂より、 が導かれる。

ここで、十分時間が経過した状態（実際には極めて短い
時間である）においては、expの項が極めて小さくなる
ので、 V₁≒０ と見なせることになる。よって、この状態において、 V₂≒V₀ と見なせる。

即ちｔが十分長い場合、V₂は速やかに飽和し、その値は V₁＝０ V₂＝V₀ で与えられ、すべての電位が液晶即ちC₂（第１図では第
２の誘電体膜(5-3)、液晶(6)、配向膜(7)のすべてを意
味する）の両端に印加されることになる。そして電荷捕
獲中心層(5-2)に所定の種類および量の電荷が蓄積され
ることになる。

上記の液晶に与えられる電位は電荷捕獲中心層(5-2)に
捕獲された電荷Ｑにより作られたものであるため、外部
からの印加電圧V₀を除去してもこの液晶に与えられる電
位V₀は残存する。

そして液晶の向きは、この捕獲されている電荷量に従っ
て所定の向きが保持されることになる。

すなわち、液晶が透過または非透過の状態を不揮発なメ
モリー性として保持し得ることになる。

また、液晶に印加される電圧は電荷捕獲中心層に蓄えら
れる電荷によって制御されることになるので、強誘電性
液晶の如く、液晶それ自体十分なしきい値がなくても、
電荷捕獲中心層に蓄積される電荷によりしきい値が実質
的に決定され、見かけ上明確なしきい値を有することに
なる。

以下に実施例に従って本発明の応用例を説明する。

「実施例１」 第３図は本発明の液晶装置を用いた透過式光ディスクメ
モリ装置の概要を示す。

第１の系(100)は情報の「読み出し」を行う部分であ
り、第２の系(101)は情報の「書き込み」を行う部分で
ある。また(102)は情報の「書消し」を行う部分であ
る。

また光ディスクである液晶装置（液晶ディスクまたは液
晶セルともいう）部分は、(10)で示す。

液晶装置部分(10)は一対の基板(3′)及び基板(3)を有す
る。一方の基板(3′)は少なくとも透光性であることが
必要であるが、本実施例においては、系(100)において
行われる読出しに際し、読出し用のレーザ光が液晶装置
部分(10)を透過する必要があるので、一対の基板(3)，
(3′)は透光性であることが必要である。

さらにその一対の基板の内側には一対の透光性電極
(4)，(4′)を有する。さらにその少なくとも一方例えば
図面では(4)上にフローティング電荷捕獲中心層(5)が構
成されている。（ここでは、第１図の(5)で示されるよ
うな、誘電体膜で挟まれた電荷捕獲中心層をフローティ
ング電荷捕獲中心層(5)として表記する） 他方導電膜(4′)上には配向処理膜（図示を省略）を構
成せしめ、これら一対を構成する基板を電極側を内側に
して一定の間隔を離間して張り合わて構成させ、この離
間間隙に液晶物質(6)が充填されている。

この液晶装置部分(10)は周辺を液晶が大気に触れないよ
うに封止(30)，(30′)されている。

さらにこの液晶装置(10)はその内側に一対の電極(4)，
(4′)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、
信号源(25)よりしゅう動式コンタクト(13)，(13′)及び
ジグ(14)を介して導出した端子(31)，(31′)と接続され
ており、「書消し」の際に信号源(25)からの書き消し信
号が電極(4)，(4′)に印加される。

このコンタクトは液晶装置部分(10)を回転させる駆動系
(15)とジグ(14)，(14′)により挟んで装着させる際、同
時に行われ、コンタクト部でのしゅう動はない。

書き消しは、上記外部コンタクト用電極より所定の電圧
例えば-20Vを印加し、全面を「０」の状態とすることに
よって行われる。ここでは、フローティング電荷捕獲中
心層へは負の電荷が注入されるものとする。

またこの液晶装置部分(10)に対する情報の「書き込み」
は、系(101)よりレーザ光を照射しフローティング電荷
捕獲中心層に電荷を捕獲注入させることによって行われ
る。

即ち、全面に一方向に配設した液晶に対し、Ec以下の強
い逆極性の電界を印加しつつ光ビーム、特に紫外光また
は赤外光を(23)より集光光学系、位置補正等の系(21)を
経て所定の番地に対し照射し、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。

例えば、負の電圧印加で書き消しを行った状態で「書き
込み」を行う場合、全体に対し正のスレッシュホールド
電圧に至らない弱い電圧（即ちEc₊よりも小さな電
圧）、例えば+3Vを加えた状態において、書き込みを行
いたい番地に対し書き込み用のレーザ光を照射する。

すると液晶が加熱されるとともに、光励起によりフロー
ティング電荷捕獲中心層(5)へは逆向きの正の電荷が注
入され捕獲される。

この後レーザ光の照射がなくなって徐冷がなされた際、
強誘電性液晶は正の電荷により確定された向きの正のチ
ルト角例えば+17.5〜+27.5°にその状態が固定される。

フローティング電荷捕獲中心層(5)に選択的に逆極性の
電荷を注入するためには、Arレーザ等の短波長光のレー
ザ光が好ましい。

なぜならば、電荷捕獲中心層に効率良く書き込み用のレ
ーザ光を吸収させることによって、電荷捕獲中心層に捕
獲されている電荷を十分励起させることができ、この電
荷を誘電体膜のバリアをこえて放出させ、逆極性の電荷
を電極より注入させることができるからである。

また、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)よりの光ビームは偏光板(8)、
集光光学系、位置の補正装置（オートトラッキング装
置）(11)を経て、液晶装置部分(10)に入射する。

この入射したレーザ光(16)は、液晶装置部分(10)を(1
6′)に示すように透過し、偏光板(8)を経て受光センサ
(9)に至る。

そして受光センサ(9)において液晶の状態を判別し、情
報を読み取るのである。

この光ディスクの記録用トラック部に関し以下にさらに
具体例を示す。

〔実施例２〕 第１図は本発明を利用した光メモリ装置の液晶装置部分
（以下光ディスクという）の縦断面図である。

図面において、プラスチック基板またはガラス基板
(3)，(3′)が対抗して形成されており、その一方の基板
(3)は凹凸を有している。

基板(3)は、例えばガラス基板(3-1)上にスピン法により
リンガラス(3-1)をコートし、選択的に記録用トラック
(27)の領域のみ残存させ、凹凸を有せしめることによっ
て形成される。

ここで、凹部(26)は案内用トラックであり、凸部(27)は
記録用トラックである。

これらの基板(3)，(3′)上には透明導電膜よりなる電極
(4)，(4′)が例えば酸化スズにより形成されている。

更に、この一方の上面には一対の誘電体膜(5-1)，(5-3)
によって挟まれた電荷捕獲中心層(5-2)で構成されるフ
ローティング電荷捕獲中心層が形成されており、電荷が
捕獲保持される積層(5)が設けられている。

誘電体薄膜(5-1)としては、窒化珪素を光CVD法によって
形成したものを用いた。

具体的な成膜条件は、 基板温度 350℃ 反応性気体 NH₃/SiH₄≧50 反応圧力 10torr 照射光 185nmの波長の光を含む紫外光 膜厚 20〜200Å例えば80Å平均 さらにこの上面に非単結晶半導体、ここではシリコン半
導体よりなるクラスタ状（平均厚さ20〜200Å）または
膜状（平均厚さ100〜2000Å）の半導体を形成し、電荷
捕獲中心層(5-2)とした。

成膜は、十分真空引きした反応室内にジシランのみを導
入し、公知の光CVD法を用いることによって行った。な
お膜厚は平均的な厚さで200Åとなるようにした。

さらにこの上に第２の誘電体膜(5-3)となる窒化珪素膜
を光CVD法またはプラズマCVD法により平均厚さ300〜200
0Å例えば700Åの厚さとなるように電捕獲中心層である
シリコン半導体(5-2)を覆って形成した。

このシリコン半導体(5-2)は光学的バンド巾(Eg)として
1.5（水素が添加されていない場合）〜1.7eV（水素が添
加されている場合）を有し、760nm以上の波長の光に対
しては透光性である。

このシリコン半導体(5-2)の平均膜厚が20〜200Åにおい
ては、一般に薄膜構造を構成せず、島状塊即ちクラスタ
を構成する。またこの平均膜厚が100〜2000Åにおいて
は薄膜状に形成させることもできる。また反応容器の圧
力により平均厚さが100〜200Åでクラスタと薄膜とが混
合する状態を実現することができる。

このクラスタは平均直径が10Å〜１μｍ程度の島状を有
するものであり、１つのメモリビットと隣のメモリビッ
トとが電気的に第１の誘電体膜(5-1)の電気抵抗と同程
度またはそれ以上の抵抗性を有する限りにおいてクロス
トークをしない。即ちこの限りにおいて薄膜を形成し得
る。

さらに本実施例においては、シリコン半導体(5-2)を覆
って他の第２の誘電体膜(5-3)が700Åの厚さに形成され
ている。

かくして電荷捕獲中心層(5-2)を誘電体膜(5-1)，(5-3)
によって電極(4)や液晶(6)より電気的に浮いた状態と
し、フローテング電荷捕獲中心層として構成せしめるこ
とができる。

また、他方の透明導電膜の電極(4′)上には同様(5-1)や
(5-3)と同様に窒化珪素膜(7-1)が300Åの平均膜厚に形
成されている。

この窒化珪素膜はガラス、透明導電体膜からナトリュー
ム等の不純物が液晶内への混入するのを防ぐために有効
である。

さらにこの上面に有機物被膜(7-2)を形成し、これらに
より配向処理層(7)を構成させている。

本実施例においてはナイロン６をスピナで塗布し、120
℃、30分で乾燥させ、ラビング処理を施すことによっ
て、配向処理層(7)を形成した。

それぞれの基板が完成したら、これら一対の基板を貼り
合わせ、その周辺部を互いに封止（図示せず）し、公知
の方法にてFLCを充填した。

このFLCは、例えばエステル系とビフェニル系との1:1の
ブレンド品を用いた。この液晶はOMOOPPとMBRAとのブレ
ンド品を用いてもよい。また、例えば特開昭56-10721
6、特開昭59-98051、特開昭59-118744に示される液晶を
用いてもよい。

かかるセルの上下一対の電極間に±20Vの電圧を加え
た。するとこの電界が加わっても画素はシランカップリ
ング材のみを用いた従来の方法では見られないきわめて
きれいなしきい知を実質的に有せしめることが可能とな
った。

第４図に、本実施例により得られた第１図に示す液晶装
置における電極(4)，(4′)間に流れる電流と印加電圧と
の関係を示す。

電流はYHP社製(4061A)により、±20Vの範囲で電圧をス
ィープさせた場合における電流変化を調べた。

第４図より、＋4V，−4V付近で電流が大きく流れる現象
が認められ、明確なしきい値が得られているのがわか
る。このしきい値は第１および第２の誘電体膜(5-1)，
(5-3)の厚さ、種類を変えることにより±２〜±10Vの範
囲で制御し得る。

第４図に示すのは、この試料は強誘電体液晶の厚さを2.
7μｍとした場合の例である。

第５図(B)に、第５図(A)に示されたような電気光学測定
系で測定した本実施例の液晶装置の透過光量と電極への
印加電圧との関係を示す。

第５図(A)において、He-Neレーザ(41)より出たレーザ光
(42)はポーラライザ(43)を通した後、サンプル(10)に照
射され、その透過光はアナライザー(44)を通した後、フ
ォトマル(45)でその光の強さを電圧に変換し、オシロス
コープ(47)でモニターされる。

この場合ファンクションジェネレータ(46)を用い、サン
プルに印加する電圧波形は±20V、周波数200Hzの三角波
とした。

第５図(B)において、たて軸はフオトマルの感度を示
し、横軸は印加電圧を示している。第４図で示される結
果と同様に約4V，−4Vに明確なしきい値が存在している
ことが認められる。

第６図(B)に第５図(A)と同じ測定系を用いた時の透過光
量と時間の関係を示したものである。

この場合、サンプルには第６図(A)に示すような巾1mse
c、±20Ｖのパルスが0.2秒間隔で加えられている。

第６図(B)に見られるように、一度正または負のパルス
が加えられた後、次の逆極性のパルスが加えられるまで
は透過光量はほとんど変化せず、パルス印加初期の散乱
光による透過光量の減少のみが観察された。

すなわち、フローティング電荷捕獲中心層である電荷捕
獲中心層（第１図の(5-2))に蓄積された電荷の為、液晶
装置自身が不揮発性のメモリ特性を持っていることがわ
かる。

このように、本発明を利用することによって、正、負の
明確なしきい値が実現されるに加え、不揮発性のメモリ
を有する液晶装置を得ることができる。

なお配向処理の方法としては、シェアリング（液晶を充
填した後一方的に微小距離ずらすことにより配向を行
う）法、温度勾配法をラビング法に変えて、またはこれ
に加えて行うことができる。

〔実施例３〕 この実施例は第３図の光メモリ装置に用いることのでき
る液晶装置に関するものである。

この液晶装置(10)の一部の拡大図を第７図(A)に示す。
図面において透光性導電膜(4)として、ITO（酸化インジ
ューム・スズ）(4-1)上に非単結晶半導体(4-2)を50〜20
0Åの平均厚さに形成したものを用いている。

さらにこの上に実施例２において示された窒化珪素膜(5
-1)、半導体(5-2)、窒化珪素膜(5-3)による電荷を捕獲
保持する積層(5)が設けられている。

この積層(5)において、窒化珪素(5-1)，(5-3)が誘電体
膜であり、半導体(5-2)が窒化珪素(5-1)，(5-3)によっ
てフローティングされた電荷捕獲中心層、即ちフローテ
ィング電荷捕獲中心層である。

本実施例の構造は、半導体(4-2)の存在により透過率の
若干の低下、及び作製工程の増加という欠点を有する
が、他方、窒化珪素膜(5-1)の形成の際、ITO(4-1)の還
元による白濁化を防ぐことができるという作製工程上の
有用さを有する。

得られた特性は実施例２と同様なものであった。

〔実施例４〕 この実施例は第３図の光メモリ装置に用いられる液晶装
置の例である。特にこのうち記録用トラックに関し第７
図(B)の構造を用いた例である。

第７図(B)は、本実施例の液晶装置の一部を拡大して示
したものである。

本実施例においては、基板(3)，(3′)として例えばアク
リル樹脂またはコーニング7059ガラス基板を用いた。

この基板上には電極として透光性導電膜(4)，(4′)が形
成されている。

そしてこの一対の電極(4)，(4′)の内側の少なくとも一
方にフローティング電荷捕獲中心層を有した積層(5)が
設けられている。

このフローティング電荷捕獲中心層は、窒化珪素膜(5-
1)（平均厚さ50〜150Å）と窒化珪素膜(300〜1000Å）
(5-3)とによって挟まれて構成された電荷捕獲中心層で
ある炭化珪素膜(5-2)によって構成されている。

この炭化珪素膜は、SixC_1-x(0<X<1例えばｘ＝0.7〜0.9)
の薄膜状の半導体膜（平均厚さ300〜1000Å）で構成さ
れている。

この炭化珪素半導体膜は、H₂Si(CH₃)₂とSi₂H₆とを混合
させ、185nmの波長の紫外光を照射させる光CVD法により
形成した。この半導体は読み出し用のレーザ光（波長70
0〜900nm）に対し透光性を有し、かつ正または負の電荷
捕獲中心として作用する。このSixC_1-xはシリコンに比
べて十分の抵抗性を有するため、３μ離れた隣のビット
とは10⁸Ω以上の抵抗を有しており、クロストークの防
止および記録の３年以上の保持が期待できる。

さらに電極(4′)上には(7)で示される配向処理層が形成
されている。

配向処理層(7)は、窒化珪素膜(7-1)と有機物被膜(7-2)
とで構成されている。

有機物被膜(7-2)は、ナイロン６をスピナで塗布し、120
℃、30分で乾燥させ、ラビング処理を施すことによって
形成される。

〔実施例５〕 第７図(C)は第１の電極(4)上に第１のフローティング電
荷捕獲中心層を有する積層(5)を窒化珪素(5-1)、SixC
_1-x(0<X<1)(5-2)、窒化珪素(5-3)により設けている。他
方、他の電極(4′)にも第２のフローティング電荷捕獲
中心層を有する積層(5′)が窒化珪素(5′-1)、(5′-3)
と半導体のクラスタ(5′-2)とにより形成されている。

またこの第２のフローティング電荷捕獲中心層を有する
積層(5′)上には有機膜(7)が形成されており、この有機
膜(7)の上面にはラビング処理が施されている。

その他の構成は、実施例２と同じである。

〔実施例６〕 この実施例は、第７図(D)にその縦断面図を示す。一方
の電極(4)上には第１および第２の誘電体膜(5-1)，(5-
3)で挟まれたシリコンが過剰に添加された窒化珪素膜(5
-2)を有する。この窒化珪素膜(Si₃N_4-x3.5<X<4)はシリ
コンの不対結合手を多量に有する電荷捕獲中心層であ
り、誘電体膜(5-1)，(5-3)で挟んで構成することにより
フローティング電荷捕獲中心層として機能する。

また他方の電極(4′)上にも同様に電荷を捕獲保持する
積層が、第１および第２の誘電体膜(5′-1)，(5′-3)、
これら誘電体膜に挟まれた透光性の電荷捕獲層(5′-2)
によって構成されている。

即ち本実施例は、一対の電極の双方上にフローティング
電荷捕獲中心層を設けた例である。この他は実施例２と
同様である。

以上に示した実施例において、書き込みは「光書込み」
で行ない。書き消しは「電気書き消し」で行う方式を示
した。

例えば液晶としてチルト角が約22.5°のものを用いた場
合、「書き消し」はフローティング電荷捕獲中心層に負
の電荷を注入させるために、液晶装置全体に-20V印加す
る。

するとフローティング電荷捕獲中心層に捕獲された負の
電荷のためにFLCの向きがそろい（例えば負のチルト角
約-22.5度となる）すべての番地を「０」とすることが
できる。

他方「書き込み」は全体に対し正のスレッシュホールド
電圧に至らない弱い電圧（即ちEc₊よりも小さな電
圧）、例えば+3Vを加えた状態で書き込みを行いたい番
地に対し書き込み用のレーザ光を照射することによって
行われる。

するとこの所定の番地の温度が上昇し、同時に光励起に
よりフローティング電荷捕獲中心層中に捕獲されている
負の電荷は放出され、逆向きの正の電荷が注入され捕獲
される。

この後徐冷がなされた際、フローティング電荷捕獲中心
層に捕獲された正の電荷の影響で強誘電性液晶は確定さ
れた向きの正のチルト角例えば+17.5〜+27.5にさせるこ
とができ、この部分に情報を書き込めたことになる。

またフローティング電荷捕獲注入層に選択的に逆極性の
電荷を注入するためにはArレーザ等の短波長光のレーザ
光が好ましい。これは、光エネルギによりフローティン
グ電荷捕獲中心層に捕獲された電荷を誘電体膜(5-1)の
バリアをこえて励起させ放出するためには、効果的に電
荷捕獲中心層にレーザ光を吸収させる必要があるからで
ある。

即ち、本実施例において、書き込みはスポット状のレー
ザ光の照射の有無に加えて、基礎バイヤス電圧（臨界電
圧より小さい電圧）を印加する方法を採用した。さらに
書き消しは全体をスレッシュホールド電圧より十分大き
な逆方向バイヤスを加えることによって行った。

しかし書き消しに対しても、局部的（選択的）に行う場
合はレーザ光にて行い、またこれを逆方向の基礎バイヤ
ス電圧に加えれば成就させ得る。

また、実施例１において、一方の基板をアルミニューム
とし実施例２に示す如き凹凸の表面を有せしめることが
できる。かかる場合には第３図に示す構成において、読
出しを行う系(100)を反射式とし、基板を電極と併用す
ればよい。そして充填される液晶はチルト角が±45°を
有するものを用いることが好ましい。

以上の本実施例の光学系は「読み出し」と「書き込み」
とで異なる光学系を用いた。しかし、他の方式としてこ
れらをハーフミラーを用い同じ光源とし得る。しかしこ
の場合は「書き込み」と「読み出し」の光量が10倍以上
も異なるため、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偏光板を使用す
ることは可能である。しかしディスクメモリのすべてに
２枚の偏光板を設けるため製造コスト上昇に繋がる欠点
を有する。

「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
リ装置は液晶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。

さらに本発明の実施例においては、光の読み出しは透光
する光の有無または大小を比較して識別する方式を主と
して示した。しかし、光ディスクメモリ装置としては反
射光の大小を比較してその「０」，「１」を判別しても
よい。

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
メモリのみならず、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。

本発明の構成は、単に光ディスクメモリのみならずあら
ゆる光メモリ装置（読み出しを光で行うメモリ装置）に
対しても適用でき、スメクチック液晶の光学的異方性の
適用可能な製品に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用した液晶装置の縦断面図である。 第２図は第１図の等価回路図を示す。 第３図は本発明を利用した光ディスクメモリ装置の概要
を示す。 第４図、第５図、第６図は実施例の特性の一例を示す。 第７図は本発明の他の実施例を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に液晶が充填された構成を有
   する液晶を用いた光メモリ装置の作製方法であって、 前記一対の基板の内、少なくとも一方の基板上にフロー
   ティング電荷捕獲中心層を形成する工程と、 前記一対の基板に内、少なくとも一方の基板上の液晶に
   接する面に配向処理を施す工程と、 を有することを特徴とする液晶を用いた光メモリ装置の
   作成方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、フローテ
   ィング電荷捕獲中心層は、 導電性または半導体性を有するクラスタ、 または導電性または半導体性を有する薄膜状の層、 または不対結合手を有する層、 で構成することを特徴とする液晶を用いた光メモリ装置
   の作成方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、フローテ
   ィング電荷捕獲中心層は、第１の誘電体膜と、第２の誘
   電体膜とで挟んで、構成することを特徴とする液晶を用
   いた光メモリ装置の作成方法。