JP2008176174A - Alignment layer, and liquid crystal display device and optical element using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置や光学素子などに用いられる配向層ならびにそれを用いる前記液晶表示装置および光学素子に関する。 The present invention relates to an alignment layer used for a liquid crystal display device, an optical element and the like, and the liquid crystal display device and the optical element using the alignment layer.
表示用液晶デバイスにおいて、視野角を拡大することは課題であり、液晶材料の改良から配向方法にいたるまで多くの研究がなされている。配向を工夫した手法としては、配向エリアを分割して逆方向のラビングを行うマスクラビング法、リブ法、光配向層法などがある。たとえば、特許文献1には、TN方式の液晶を用いて、画素毎に、配向溝を、一方の基板側では同心状とし、他方の基板側では放射状とすることで、各画素がどの方向から見ても同じ条件となり、前記視野角を拡大することが示されている。前記配向溝は、凸条であっても同様の効果を得ることができる。
上述の従来技術では、放射状の配向溝を用いることで視野角の拡大が可能になるけれども、画素の外方側で適切な溝間隔にしようとすると、中心(光軸)側は溝だらけになり、中心(光軸)側を適切な溝間隔にしようとすると、外方側は溝がまばらになり、配向による効果が得られないという問題がある。 In the above-described prior art, the viewing angle can be expanded by using the radial alignment grooves. However, if an appropriate groove interval is provided on the outer side of the pixel, the center (optical axis) side becomes full of grooves. If the center (optical axis) side is set to an appropriate groove interval, the groove on the outer side becomes sparse and the effect of orientation cannot be obtained.
本発明の目的は、配向溝または凸条に中心付近まで安定した放射形状を作成できるとともに、配向溝または凸条の間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないようにすることができる配向層ならびにそれを用いる液晶表示装置および光学素子を提供することである。 It is an object of the present invention to create a stable radial shape near the center of an alignment groove or ridge, and to prevent a large difference between the center side and the outer side in the interval between the alignment grooves or ridges. It is an object to provide an alignment layer capable of satisfying the requirements, a liquid crystal display device using the alignment layer, and an optical element.
本発明の配向層は、一軸の屈折率異方性を有する材料を含む複屈折層に接触して前記材料を配向させるための配向層において、該配向層の面方向に放射状に延びる配向溝または凸条を有し、前記配向溝または凸条は、該配向層の中心に近付くにつれて間引かれていることを特徴とする。 The alignment layer of the present invention is an alignment layer for contacting a birefringent layer containing a material having a uniaxial refractive index anisotropy to align the material, or an alignment groove extending radially in the plane direction of the alignment layer or The alignment groove or the protrusion is thinned out as it approaches the center of the alignment layer.
また、本発明の配向層は、一軸の屈折率異方性を有する材料を含む複屈折層に接触して前記材料を配向させるための配向層において、該配向層の面方向に放射状に延び、かつ領域を均等な角度でm×2n(m,nは自然数)に分割する配向溝または凸条を有し、前記配向溝または凸条は、該配向層の中心から所定の距離だけ離反する毎に、その半径地点までの本数をm×2n本とするとき、その半径の円周外側において、m×2n+1本に増加されてゆくことを特徴とする。 Further, the alignment layer of the present invention, in an alignment layer for aligning the material in contact with a birefringent layer containing a material having a uniaxial refractive index anisotropy, extends radially in the plane direction of the alignment layer, In addition, there are alignment grooves or protrusions that divide the region into m × 2 n (m and n are natural numbers) at equal angles, and the alignment grooves or protrusions are separated from the center of the alignment layer by a predetermined distance. When the number up to the radius point is m × 2 n every time, the number is increased to m × 2 n + 1 outside the circumference of the radius.
上記の構成によれば、液晶表示装置の画素毎や、光学ピックアップにおける光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子などに用いられ、液晶などの一軸の屈折率異方性を有する材料を含む複屈折層の表層に接触して前記材料を所定の方向に配向させるための配向層において、矩形の表示領域や円形のビーム通過領域の中心から放射状に延びて、配向溝または凸条を形成するようにし、その配向溝または凸条の間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないように、前記配向溝または凸条を、中心に近付くにつれて間引く。すなわち、前記配向溝または凸条は、矩形の表示領域や円形のビーム通過領域を均等にm×2n(m,nは自然数)に分割し、中心から所定の距離だけ離反する毎に、その半径地点までの本数をm×2n本とするとき、その半径地点までの配向溝または凸条間に新たな配向溝または凸条がその半径地点を基点として形成され始め、その半径地点から前記配向溝または凸条はm×2n+1本に増加してゆく。 According to the above configuration, a compound including a material having a uniaxial refractive index anisotropy, such as liquid crystal, is used for each pixel of a liquid crystal display device or an optical element used as a birefringence correction element of an optical disk in an optical pickup. An alignment layer for contacting the surface layer of the refractive layer and orienting the material in a predetermined direction extends radially from the center of the rectangular display region or the circular beam passage region to form alignment grooves or ridges. In addition, the alignment grooves or ridges are thinned out as they approach the center so that there is no significant difference between the alignment grooves or ridges between the center side and the outer side. That is, each of the alignment grooves or ridges equally divides a rectangular display region or a circular beam passage region into m × 2 n (m and n are natural numbers), and every time they are separated from the center by a predetermined distance, When the number to the radius point is m × 2n , new alignment grooves or ridges start to be formed between the alignment grooves or ridges up to the radius point, and the radial points start from the radius point. The number of alignment grooves or ridges increases to m × 2 n + 1 .
したがって、前記配向溝または凸条に中心付近まで安定した放射形状を作成できるとともに、前述のように配向溝または凸条の間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないようにすることができる。これによって、液晶表示装置における視野角の拡大や、光学ピックアップにおける複屈折補正に対して大きな効果を得ることができる。 Therefore, a stable radial shape can be created in the alignment grooves or ridges to the vicinity of the center, and the gap between the alignment grooves or ridges is prevented from causing a large difference between the center side and the outer side as described above. be able to. As a result, it is possible to obtain a great effect on the expansion of the viewing angle in the liquid crystal display device and the birefringence correction in the optical pickup.
さらにまた、本発明の配向層では、前記配向溝または凸条は、中心から離反するにつれて、幅広に形成されることを特徴とする。 Furthermore, in the alignment layer of the present invention, the alignment grooves or ridges are formed to be wider as they are separated from the center.
上記の構成によれば、中心側と外方側とにおいて、前記配向溝または凸条の間隔を、より均一にすることができる。 According to said structure, the space | interval of the said alignment groove | channel or a protruding item | line can be made more uniform in a center side and an outward side.
また、本発明の液晶表示装置は、対を成す基板の内、一方の基板の対向面側に前記の配向層を有し、他方の基板の対向面側に同心円状の配向溝または凸条が形成された配向層を有し、前記配向溝または凸条がナノインプリントから成ることを特徴とする。 Moreover, the liquid crystal display device of the present invention has the alignment layer on the opposite surface side of one of the pair of substrates, and concentric alignment grooves or ridges on the opposite surface side of the other substrate. The alignment layer is formed, and the alignment groove or the ridge is made of nanoimprint.
上記の構成によれば、選択的なラビングは工数が掛かるとともに、ラビングは完全な放射状および同心状にできないのに対して、ナノインプリントを用いることで、完全な放射状および同心状の前記配向溝または凸条を連続して作成することができる。 According to the above configuration, the selective rubbing takes man-hours, and the rubbing cannot be completely radial and concentric. On the other hand, by using the nanoimprint, the alignment grooves or projections that are completely radial and concentric are used. Articles can be created continuously.
したがって、視野角を拡大することができる液晶表示装置を簡易に実現することができる。 Therefore, a liquid crystal display device capable of expanding the viewing angle can be easily realized.
さらにまた、本発明の光学素子は、対を成す基板の対向面側に前記の配向層をそれぞれ有し、前記複屈折層は、前記一軸の屈折率異方性を有する材料としての液晶と、硬化性樹脂とを含み、リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆき、その状態で固形化した前記硬化性樹脂によって固定化されていることを特徴とする。 Furthermore, the optical element of the present invention has the alignment layer on the opposing surface side of a pair of substrates, respectively, the birefringent layer is a liquid crystal as a material having the uniaxial refractive index anisotropy, By applying an electric field with a ring-shaped electrode, the liquid crystal axis is erected in the surface direction at the central portion and in the thickness direction toward the outer side, and solid in that state. It is fixed with the said curable resin made into.
上記の構成によれば、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向層を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができる。その状態で、前記材料に混合された硬化性樹脂を硬化させて前記複屈折層を固定化させ、必要に応じて前記電極を撤去するなどして前記光学素子を完成させる。 According to the above configuration, the liquid crystal is used as the material having the uniaxial refractive index anisotropy, and in the optical element used as the birefringence correction element of the optical disc in the optical pickup, the alignment layer is used, and the ring-shaped By applying an electric field with an electrode, preferably a solid electrode on the light emission side, and an annular side electrode on the incident side, the liquid crystal axis stands in the plane direction at the center and in the thickness direction as it goes outward. I can let you. In this state, the curable resin mixed with the material is cured to fix the birefringent layer, and the electrode is removed as necessary to complete the optical element.
したがって、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。 Therefore, the phase of the light beam on the outer peripheral side rather than the optical axis side advances, and the influence of the birefringence of the optical disc can be canceled, and an optical element that can improve the resolution can be realized.
また、本発明の光学素子は、対を成す基板の対向面側に前記の配向層をそれぞれ有し、前記一軸の屈折率異方性を有する材料は液晶であり、リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸の傾きを、中心部分と外方側とで異なるように変化させることを特徴とする。 Further, the optical element of the present invention has the alignment layer on the opposing surface side of the pair of substrates, the material having the uniaxial refractive index anisotropy is a liquid crystal, and an electric field is generated by a ring-shaped electrode. By applying, the inclination of the axis of the liquid crystal is changed so as to be different between the central portion and the outer side.
上記の構成によれば、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向層を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極として電界を印加することで、前記液晶の軸の傾きを中心部分と外方側とで異なるように変化させ、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができる。 According to the above configuration, the liquid crystal is used as the material having the uniaxial refractive index anisotropy, and in the optical element used as the birefringence correction element of the optical disc in the optical pickup, the alignment layer is used, and the ring-shaped By applying an electric field using an electrode, preferably a solid electrode on the light emission side and the ring-shaped electrode on the incident side, the inclination of the axis of the liquid crystal is changed differently between the central part and the outer side, It can stand up in the thickness direction as it goes to the side.
したがって、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。また、電界強度を変化することで、前記位相の進み具合を調整することができる。 Therefore, the phase of the light beam on the outer peripheral side rather than the optical axis side advances, and the influence of the birefringence of the optical disc can be canceled, and an optical element that can improve the resolution can be realized. Moreover, the progress of the phase can be adjusted by changing the electric field strength.
本発明の配向層は、以上のように、液晶表示装置の画素毎や、光学ピックアップにおける光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子などに用いられ、液晶などの一軸の屈折率異方性を有する材料を含む樹脂層の表層に接触して前記材料を所定の方向に配向させるための配向層において、矩形の表示領域や円形のビーム通過領域の中心から放射状に延びて、配向溝または凸条を形成するようにし、その配向溝または凸条の間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないように、前記配向溝または凸条を、中心に近付くにつれて間引く。 As described above, the alignment layer of the present invention is used for each pixel of a liquid crystal display device, an optical element used as a birefringence correction element of an optical disk in an optical pickup, and the like. In an alignment layer for contacting the surface layer of the resin layer containing the material having the material and aligning the material in a predetermined direction, the alignment layer extends radially from the center of the rectangular display area or the circular beam passage area, The alignment grooves or ridges are thinned out as they approach the center so that there is no significant difference between the alignment grooves or ridges between the center side and the outer side.
それゆえ、前記配向溝または凸条に中心付近まで安定した放射形状を作成できるとともに、前述のように配向溝または凸条の間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないようにすることができる。これによって、液晶表示装置における視野角の拡大や、光学ピックアップにおける複屈折補正に対して大きな効果を得ることができる。 Therefore, it is possible to create a stable radial shape near the center of the alignment groove or ridge, and to prevent a large difference between the alignment groove or the ridge between the center side and the outer side as described above. can do. As a result, it is possible to obtain a great effect on the expansion of the viewing angle in the liquid crystal display device and the birefringence correction in the optical pickup.
さらにまた、本発明の配向層では、以上のように、前記配向溝または凸条を、中心から離反するにつれて、幅広に形成する。 Furthermore, in the alignment layer of the present invention, as described above, the alignment groove or the ridge is formed wider as the distance from the center increases.
それゆえ、中心側と外方側とにおいて、前記配向溝または凸条の間隔を、より均一にすることができる。 Therefore, the spacing between the alignment grooves or the protrusions can be made more uniform on the center side and the outer side.
また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、対を成す基板の内、一方の基板の対向面側に前記の配向層を有し、他方の基板の対向面側に同心円状の配向溝または凸条が形成された配向層を有し、前記配向溝または凸条をナノインプリントによって形成する。 Further, as described above, the liquid crystal display device of the present invention has the alignment layer on the opposite surface side of one of the pair of substrates, and concentric alignment on the opposite surface side of the other substrate. An alignment layer having grooves or ridges is formed, and the alignment grooves or ridges are formed by nanoimprinting.
それゆえ、選択的なラビングは工数が掛かるとともに、ラビングは完全な放射状および同心状にできないのに対して、ナノインプリントを用いることで、完全な放射状および同心状の前記配向溝または凸条を連続して作成することができ、視野角を拡大することができる液晶表示装置を簡易に実現することができる。 Therefore, selective rubbing takes man-hours, and rubbing cannot be made completely radial and concentric, whereas using nanoimprint, continuous radial and concentric alignment grooves or ridges can be continued. Thus, a liquid crystal display device that can be manufactured and that can widen the viewing angle can be easily realized.
さらにまた、本発明の光学素子は、以上のように、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向層を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができ、その状態で混合した硬化性樹脂を硬化させて前記複屈折層を固定化させ、必要に応じて前記電極を撤去するなどして前記光学素子を完成させる。 Furthermore, as described above, the optical element of the present invention uses liquid crystal as the material having the uniaxial refractive index anisotropy, and in the optical element used as a birefringence correction element of an optical disk in an optical pickup, And using a ring-shaped electrode, preferably a solid electrode on the light exit side, and applying an electric field with the ring-shaped electrode on the incident side, the liquid crystal axis in the plane direction at the center and outward It can stand up in the thickness direction as it goes to the side, the curable resin mixed in that state is cured to fix the birefringent layer, the electrode is removed if necessary, etc. Complete the device.
それゆえ、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。 Therefore, the phase of the light beam on the outer peripheral side rather than the optical axis side advances, the influence of the birefringence of the optical disc can be canceled, and an optical element that can improve the resolution can be realized.
また、本発明の光学素子は、以上のように、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向層を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極として電界を印加することで、前記液晶の軸の傾きを中心部分と外方側とで異なるように変化させ、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができる。 Further, as described above, the optical element of the present invention uses liquid crystal as the material having the uniaxial refractive index anisotropy, and the optical element used as a birefringence correction element of an optical disk in an optical pickup, And using a ring-shaped electrode, preferably a solid electrode on the light emitting side and an incident side as the ring-shaped electrode, the inclination of the axis of the liquid crystal is different between the central portion and the outer side. Thus, it can be raised in the thickness direction as it goes outward.
それゆえ、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。また、電界強度を変化することで、前記位相の進み具合を調整することができる。 Therefore, the phase of the light beam on the outer peripheral side rather than the optical axis side advances, the influence of the birefringence of the optical disc can be canceled, and an optical element that can improve the resolution can be realized. Moreover, the progress of the phase can be adjusted by changing the electric field strength.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置を実現する液晶パネル1の一部分を拡大して示す正面図である。この液晶パネル1は、前記特許文献1と同様に、一対のガラス基板の内、一方の基板の対向面側に設けられる配向層である配向膜は、各画素Aの中心P0から放射状に延びる配向溝または凸条2を有し、他方の基板の対向面側に設けられる配向膜は、各画素Aの中心P0に対して同心円状に形成される配向溝または凸条3を有する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an enlarged front view showing a part of a
前記配向溝または凸条2,3は、配向膜となる樹脂シートに電子線描画等で形成され、エッチングにより転写したものをそのまま前記配向膜として用いてもよく、或いは型材に前記電子線描画等で形成され、エッチングにより転写したものがナノインプリントなどの型として用いられ、前記樹脂シートに転写したものを前記配向膜として用いてもよい。また、別の作成方法として露光とエッチングとによるフォトリソグラフィによって形成してもかまわない。しかしながら、多数の画素Aのそれぞれに形成するにあたって、ナノインプリントが好ましい。前記配向溝または凸条2,3から成る配向層を、母材であるガラス基板に直接刻設した場合、上述のような別途の膜は不要となる。
The alignment grooves or
そして、その配向膜は、電極が形成された基板の前記対向面側に貼付けられ、それらの間に液晶が充填されるとともに、適宜スペーサが設けられ、外周部が気密に封止されて前記液晶パネル1が完成する。その後、パネル周縁部などに駆動回路或いはそれに接続されるプリント基板などが接続される。
Then, the alignment film is affixed to the opposite surface side of the substrate on which the electrode is formed, liquid crystal is filled between them, spacers are provided as appropriate, and the outer periphery is hermetically sealed so that the
注目すべきは、本実施の形態では、一軸の屈折率異方性を有する材料を含む複屈折層である前記液晶層に接触して液晶材料を配向させるための前記配向膜において、前記画素Aの中心P0から放射状に延びる配向溝または凸条2が、前記中心P0に近付くにつれて間引かれていることである。すなわち、画素Aの領域を均等な角度でm×2n(m,nは自然数)に分割する配向溝または凸条2において、中心P0から所定の距離だけ離反し、所定の間隔が開く毎に、その半径地点までの本数をm×2n本とするとき、その半径地点までの配向溝または凸条間の中間に新たな配向溝または凸条がその半径地点を基点として形成され始め、その半径地点から前記配向溝または凸条はm×2n+1本に増加してゆくことである。図1の例では、m=2、n=3であり、中心P0から延びる配向溝または凸条2aは16本、途中からそれらの配向溝または凸条2aの間に形成される配向溝または凸条2bも12×23で16本になり、前記配向溝または凸条2a,2bの間に形成される配向溝または凸条2cは、2×24で32本になり、分割数は64となる。
It should be noted that in the present embodiment, in the alignment film for aligning the liquid crystal material in contact with the liquid crystal layer, which is a birefringent layer including a material having uniaxial refractive index anisotropy, the pixel A That is, the alignment grooves or
また、たとえばm=2、nの初期値を1、最大値を4とすると、図2で示すように、配向溝または凸条2aは4本、配向溝または凸条2bも4本になり、前記配向溝または凸条2a,2bの間に形成される配向溝または凸条2cは、8本、前記配向溝または凸条2a,2b,2cの間に形成される配向溝または凸条2dは、16本になり、分割数は32となる。さらにまた、たとえばm=3、nの初期値を1、最大値を3とすると、図3で示すように、配向溝または凸条2aは6本、配向溝または凸条2bも6本になり、前記配向溝または凸条2a,2bの間に形成される配向溝または凸条2cは12本、前記配向溝または凸条2a,2b,2cの間に形成される配向溝または凸条2dは24本になり、分割数は48となる。
For example, if m = 2, the initial value of n is 1 and the maximum value is 4, as shown in FIG. 2, there are 4 alignment grooves or
このように構成することで、前記配向溝または凸条2aに中心点付近まで安定した放射形状を作成できるとともに、前述のように配向溝または凸条2a,2b,2cの間隔に、中心側と外方側とで大きな差が生じないようにすることができる。これによって、液晶表示装置における視野角の拡大に対して大きな効果を得ることができる。
By configuring in this way, a stable radial shape can be created in the alignment groove or
また、特許文献1や特開2005−332435号公報のような選択的なラビング(マスクラビング法)は工数が掛かり、大量生産時にはコストがかかるとともに、ラビングは完全な放射状や同心状にできないのに対して、またリブ法ではリブを付加する工程を必要とするのに対して、前述のようにナノインプリントを用いることで、完全な放射状および同心状の前記配向溝または凸条2,3を連続して簡易に作成することができる。したがって、視野角を拡大することができる液晶表示装置を簡易に実現することができる。
In addition, selective rubbing (mask rubbing method) such as
なお、中心P0を通る前記配向溝または凸条2aも、図4で示すように、厳密には中心P0付近で途切れた形態であってもよく、形成する配向溝または凸条2a,2b,2cの内で、最も長いものを指す。
In addition, as shown in FIG. 4, the alignment grooves or
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の他の形態に係る液晶表示装置を実現する液晶パネル1’の一部分を拡大して示す正面図である。この液晶パネル1’は、図1で示す液晶パネル1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この液晶パネル1’では、各画素A’の中心P0から放射状に延びる配向溝または凸条2’(2a’,2b’,2c’)が、中心P0から離反するにつれて、幅広に形成されていることである。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is an enlarged front view showing a part of a
したがって、中心P0側と外方側とにおいて、前記配向溝または凸条2’の間隔を、より均一にすることができる。 Therefore, the distance between the alignment grooves or the protrusions 2 'can be made more uniform on the center P0 side and the outer side.
[実施の形態3]
図6および図7は、本発明の実施のさらに他の形態に係る光学素子10の製造工程を説明するための模式的な断面図である。この光学素子10は、前述の図1および図5で示す液晶パネル1,1’に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この光学素子10は、光ディスクに記録再生を行う光学ピックアップに搭載され、前記光ディスクの複屈折補正素子として用いられる。
[Embodiment 3]
6 and 7 are schematic cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the
一般に、光ディスクの光学系では、光源から発せられた直線偏光の光は、ビームスプリッタを素通し、1/4波長板を通過することで円偏光となった後、集光レンズで集光されて前記光ディスクに照射され、反射光は、入射光路を逆に辿り、1/4波長板を通過後、入射光とは90度回転した直線偏光となり、偏光ビームスプリッタで入射光路とは別の方向に反射されて受光器で受光されるようになっている。 In general, in an optical system of an optical disk, linearly polarized light emitted from a light source passes through a beam splitter, passes through a quarter-wave plate, becomes circularly polarized light, and then is collected by a condenser lens. Irradiated onto the optical disk, the reflected light traces the incident optical path in the reverse direction, passes through the quarter-wave plate, becomes linearly polarized light rotated 90 degrees from the incident light, and is reflected in a direction different from the incident optical path by the polarizing beam splitter The light is received by the light receiver.
その系において、光ディスクには入射光は集光光として入射するので、光軸から離れた外側程入射角度が大きく、光ディスクが不要の複屈折異方性を持つと、前記外側程複屈折が大きくなり、円偏光で入射した光が、反射後楕円偏光になってしまう。これによって、光量の低下だけでなく、スポット光のサイズが大きくなり、分解能を低下させる。そこで、そのような複屈折異方性を打ち消すような、外側程光の位相が進む複屈折補正素子が、前記1/4波長板と光ディスクとの間に介在される。このような光学ピックアップの構造および機能は、前記特開2005−332435号公報などに詳しく説明されている。 In that system, incident light enters the optical disk as condensed light, and the incident angle increases toward the outer side away from the optical axis. If the optical disk has unnecessary birefringence anisotropy, the birefringence increases toward the outer side. Thus, the light incident as circularly polarized light becomes elliptically polarized light after reflection. This not only reduces the amount of light but also increases the size of the spot light, thereby reducing the resolution. Therefore, a birefringence correction element in which the phase of light advances toward the outside so as to cancel such birefringence anisotropy is interposed between the quarter-wave plate and the optical disk. The structure and function of such an optical pickup is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-332435.
注目すべきは、この光学素子10では、対を成す基板11,12の対向面側に、図1や図5で示す放射状の配向溝または凸条2,2’を有する配向膜14,15をそれぞれ有し、それらの間には液晶を含有した光硬化樹脂16および適宜図示しないスペーサが充填されとともに、外周部がシール部材17によって気密に封止された後、前記光硬化樹脂16が以下に示すようにして硬化されることである。
It should be noted that in this
すなわち、図6で示すように、前記基板11,12の外表面側(配向膜14,15とは反対側)には、電極18,19が形成されたダミー基板20,21がそれぞれ積層され、前記電極18,19間に電源22から電圧が印加され、該電極18,19間に電界が発生している状態で前記光硬化樹脂16に紫外線が照射されて固定化される。前記ダミー基板20および電極18と、前記ダミー基板21と電極19との内、少なくとも一方は前記紫外線に対して透明であり、その透明である側の基板側から前記紫外線照射が行われる。また、前記基板11,12は、前記光ディスクへの照射光に対して透明である。
That is, as shown in FIG. 6,
前記電極18,19の一方(図3および図4では18)は基板11,12の外周縁に臨んで形成されるリング状の電極であり、前記電極18,19の他方(図3および図4では19)はべた電極である。そして、電源22は、所定期間は交流を印加して液晶を活性化させた後、前記の光硬化中および光硬化前の所定時間に亘っては直流を印加する。前記の形状の前記電極18,19間に電圧を印加することで、図8において参照符号30で示すような電界が生じる。そして、その電界は、電極18,19が対向している該光学素子10の周縁部側で強く、中心部側で弱くなる。したがって、図8および図9で示すように、光硬化樹脂16中において、液晶分子16aが、該光学素子10の中心部付近では面方向に倒れ、半径に応じた位置で傾きが変わってゆき、周縁部付近では厚み方向に起立する。
One of the
この状態で直流を印加して液晶分子16aの動きを止め、前記紫外線を照射して硬化させた後、図7および図9で示すように前記電極18,19と共にダミー基板20,21を除去すると、光学素子10が完成する。このような光学素子10を、リング状の電極18が形成されていた基板11側を光源側の光入射側とし、べた電極19が形成されていた基板11側を光ディスク側の光出射側として用いることで、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上することができる。
In this state, direct current is applied to stop the movement of the
なお、光学素子10は、必ずしも固形化していなくてもよく、図10の光学素子31で示すように、常時交流電界を印加しておくための電極18,19および電源32が設けられている構成であれば、固形化していなくても同様の複屈折補正効果を得ることができる。この場合、電界強度を調整することで、前記位相の進み具合を調整することができる。また、電極19が必ずしもベタ電極である必要はなく、電極18と同様にリング状であってもよく、その場合は電極18,19が形成されている部分と形成されていない部分とで電界の変化が急になるので、前述の液晶分子16aの配向方向の変化が急になる。
The
1,1’ 液晶パネル
2,2’;2a,2a’,2b,2b’,2c,2c’;3 配向溝または凸条
10,31 光学素子
11,12 基板
14,15 配向膜
16 光硬化樹脂
17 シール部材
18,19 電極
20,21 ダミー基板
22,32 電源
16a 液晶分子
1, 1 '
Claims (6)
該配向層の面方向に放射状に延びる配向溝または凸条を有し、前記配向溝または凸条は、該配向層の中心に近付くにつれて間引かれていることを特徴とする配向層。 In an orientation layer for orienting the material in contact with a birefringent layer comprising a material having uniaxial refractive index anisotropy,
An alignment layer comprising alignment grooves or ridges extending radially in a plane direction of the alignment layer, wherein the alignment grooves or ridges are thinned out toward the center of the alignment layer.
該配向層の面方向に放射状に延び、かつ領域を均等な角度でm×2n(m,nは自然数)に分割する配向溝または凸条を有し、前記配向溝または凸条は、該配向層の中心から所定の距離だけ離反する毎に、その半径地点までの本数をm×2n本とするとき、その半径の円周外側において、m×2n+1本に増加されてゆくことを特徴とする配向層。 In an orientation layer for orienting the material in contact with a birefringent layer comprising a material having uniaxial refractive index anisotropy,
The alignment groove or protrusion extends radially in the plane direction of the alignment layer and divides the region into m × 2 n (m and n are natural numbers) at an equal angle. Every time the distance from the center of the alignment layer is a predetermined distance, when the number to the radius point is m × 2 n , it is increased to m × 2 n + 1 on the outer circumference of the radius. Feature alignment layer.
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