JP2005202185A - Light control device, method for manufacturing the same, and imaging device - Google Patents
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本発明は、入射光の光量を調節して出射するための液晶素子を用いた調光装置及びその製造方法、並びにこの調光装置を用いた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a light control device using a liquid crystal element for adjusting and emitting the amount of incident light, a manufacturing method thereof, and an imaging device using the light control device.
通常、液晶光学素子(液晶セル)を用いる調光装置には、偏光板が使用される。この液晶セルには、例えばTN(Twisted Nematic)型液晶セルやゲスト−ホスト(GH(Guest Host))型液晶セルが用いられる。 Usually, a polarizing plate is used for a light control device using a liquid crystal optical element (liquid crystal cell). As this liquid crystal cell, for example, a TN (Twisted Nematic) liquid crystal cell or a guest-host (GH (Guest Host)) liquid crystal cell is used.
図14は、従来のGHセルを用いた調光装置の動作原理を示す概略説明図である。この調光装置は、主として偏光板11とGHセル12Aとで構成される。GHセル12Aでは、図示省略した2枚のガラス基板の間に液晶混合物が封入されており、また図示省略した動作電極や液晶配向膜が設けられている。
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram showing the operation principle of a light control device using a conventional GH cell. This light control device mainly includes a polarizing
液晶混合物は、液晶分子13Aと二色性染料分子14とからなる。ホスト材料である液晶分子13Aは、誘電率異方性が正のポジ型(正型)である。また、ゲスト材料である二色性染料分子14は、光の吸収に異方性を有し、ポジ型(p型)でもネガ型(n型)でもよい。図14には、二色性染料分子14が、分子の長軸方向の光を吸収するポジ型(p型)色素分子である例を示す。
The liquid crystal mixture is composed of
入射光5は、偏光板11を通過する際に選別されて、直線偏光に変化する。また、GHセル12Aでは、電圧を印加していない時に、液晶分子13Aが直線偏光の振動方向と同じ方位(図14の上下方向)に配向するよう配向処理がなされている。
The incident light 5 is selected when passing through the polarizing
図14(a)は、電圧を印加していない時のGHセル12Aの状態を示す。液晶分子13Aの影響を受けて二色性染料分子14も同じ方位に配向し、直線偏光の振動方向と二色性染料分子14の分子長軸方向とが一致するので、偏光は二色性染料分子14に吸収されやすい。従って、図14(a)の電圧無印加の状態では、GHセル12Aの光透過率は低い。
FIG. 14A shows the state of the GH cell 12A when no voltage is applied. Under the influence of the
一方、図14(b)は、電圧を印加した時のGHセル12Aの状態を示す。GHセル12Aに電圧を印加すると、液晶分子13Aが電界方向に配向し、これに伴って二色性染料分子14の分子長軸方向は、偏光の振動方向と直交するようになる。このため、偏光は二色性染料分子14に殆ど吸収されず、透過する。従って、図14(b)に示す電圧印加の状態では、GHセル12Aの光透過率は高い。
On the other hand, FIG. 14B shows the state of the GH cell 12A when a voltage is applied. When a voltage is applied to the GH cell 12A, the
なお、二色性染料分子14として、分子短軸方向の光を吸収するネガ型(n型)色素分子を用いることもできる。この場合には、光透過性はポジ型の色素分子を用いる場合と逆になり、電圧無印加時には光が吸収されにくく、電圧印加時に光が吸収され易い。
As the
図14に示された調光装置では、電圧印加時と電圧無印加時との吸光度の比、即ち、光学濃度の比が約10である。これは、偏光板11を使用せずにGHセル12Aのみで構成される調光装置に比べ、約2倍の光学濃度比を有する。
In the light control device shown in FIG. 14, the absorbance ratio between when a voltage is applied and when no voltage is applied, that is, the optical density ratio is about 10. This has an optical density ratio that is approximately twice that of a light control device that includes only the GH cell 12A without using the polarizing
GHセル12Aに矩形波の駆動パルスを印加したとき、図14に示した調光装置の可視光の平均光透過率(空気中での値:空の液晶セルと偏光板を光路中に置いた時の透過率を基準(=100%)とした。以下、同様。)は、図15に示すように、駆動パルス電圧の増加に伴って増加するものの、駆動パルス電圧を10Vにまで上昇させたときの最大光透過率は60%程度にとどまり、しかも光透過率の変化が緩やかである。 When a rectangular driving pulse is applied to the GH cell 12A, the average light transmittance of the light control device shown in FIG. 14 (value in air: an empty liquid crystal cell and a polarizing plate are placed in the optical path. As shown in FIG. 15, although the transmittance at the time was set as a reference (= 100%), the same was applied), the drive pulse voltage was increased to 10V, although it increased as the drive pulse voltage increased. The maximum light transmittance at that time is only about 60%, and the change of the light transmittance is gradual.
この原因は、ポジ型の液晶分子をホスト材料として用いる場合、電圧無印加時において配向膜の界面での液晶分子と配向膜との相互作用が強いため、電圧を印加してもダイレクタの向きが変化しない、或いは、変化し難い液晶分子が比較的多く含まれることにあると考えられる。 This is because, when positive type liquid crystal molecules are used as the host material, the interaction between the liquid crystal molecules and the alignment film at the interface of the alignment film is strong when no voltage is applied. It is considered that there are relatively many liquid crystal molecules that do not change or hardly change.
そこで、本出願人は、鋭意検討を重ねた結果、ネガ型液晶をホスト材料とする調光装置及びこの調光装置を用いた撮像装置を提案した(後述の特許文献1参照。以下、特許文献1に係わる発明を先願発明と呼ぶことにする。)。
Therefore, as a result of intensive studies, the present applicant has proposed a light control device using a negative liquid crystal as a host material and an image pickup device using the light control device (see
図16は、先願発明に基づく調光装置の動作原理を示す概略図である。この調光装置は、主として偏光板11とGHセル12Bとで構成される。そして、GHセル12B内には、ホスト材料として誘電率異方性が負のネガ型(負型)の液晶分子13Bと、ゲスト材料としてポジ型又はネガ型の二色性染料分子14とが封入されている。図13は、二色性染料分子14がポジ型(p型)の色素分子である場合を示している。
FIG. 16 is a schematic diagram showing the operation principle of the light control device based on the prior invention. This light control device mainly includes a polarizing
図14に示した装置と同様に、入射光5は、偏光板11を通過する際に選別されて、直線偏光に変化する。また、GHセル12Bでは、電圧を印加しない時に、液晶分子13Bが直線偏光の振動方向と直交する方位(図16の左右方向)に配向するよう配向処理がなされている。
Similarly to the apparatus shown in FIG. 14, the incident light 5 is sorted when passing through the polarizing
図16(a)は、電圧を印加していない時のGHセル12Bの状態を示す。液晶分子13Bは基板に直交するように配列し、それに伴い二色性染料分子14の分子長軸方向は偏光の振動方向と直交するので、偏光は二色性染料分子14にほとんど吸収されず、透過する。従って、図16(a)の電圧無印加の状態では、GHセル12Bの光透過率は高い。
FIG. 16A shows the state of the
一方、図16(b)は、電圧を印加した時のGHセル12Bの状態を示す。GHセル12Bに電圧を印加すると、液晶分子13Bが電界方向に直交するように配向し、これに伴って二色性染料分子14の分子長軸方向は、光の偏光方向と一致するようになる。このため、偏光は二色性染料分子14に吸収されやすい。従って、図16(b)に示す電圧印加の状態では、GHセル12Bの光透過率は低い。
On the other hand, FIG. 16B shows the state of the
なお、二色性染料分子として、ネガ型(n型)色素分子を用いることもできる。この場合には、光透過性はポジ型の色素分子を用いる場合と逆になる。 In addition, a negative (n-type) pigment molecule can also be used as the dichroic dye molecule. In this case, the light transmittance is opposite to that in the case of using positive type dye molecules.
図17は、図16のGHセル12Bに矩形波の駆動パルスを印加したときの光透過率を、駆動パルス電圧に対して図示したグラフである。このとき、誘電率異方性(Δε)が負のネガ型液晶13Bの1例として、ホスト材料にMerck社製のMLC−6608を用い、光吸収異方性(ΔA)が正のポジ型二色性染料分子14の1例として、ゲスト材料にBDH社製のD5を用いた。図17に示すように、可視光の平均光透過率は、パルス電圧の増加に伴って最大光透過率約78%から約10%にまで減少し、しかも光透過率の変化が比較的急峻となった。
FIG. 17 is a graph illustrating the light transmittance with respect to the driving pulse voltage when a rectangular wave driving pulse is applied to the
この原因は、ネガ型の液晶分子をホスト材料として用いる場合、電圧無印加時に配向膜の界面での液晶分子と配向膜との相互作用が非常に弱いため、電圧無印加時に光が透過し易く、また電圧印加と共に液晶分子のダイレクタの向きが変化し易くなることにあると考えられる。 The reason for this is that when negative liquid crystal molecules are used as the host material, the interaction between the liquid crystal molecules and the alignment film at the interface of the alignment film is very weak when no voltage is applied, so light is easily transmitted when no voltage is applied. In addition, it is considered that the direction of the director of the liquid crystal molecules easily changes with the application of voltage.
このように、先願発明によれば、ネガ型液晶をホスト材料としてゲスト−ホスト型液晶セルを構成することにより、特に透明時の光透過率が向上してコントラストが改善され、GHセルを撮像光学系中に組み込んで使用できるコンパクトな調光装置が実現可能となる。 Thus, according to the invention of the prior application, by constructing a guest-host type liquid crystal cell using a negative type liquid crystal as a host material, the light transmittance is improved particularly when it is transparent, the contrast is improved, and the GH cell is imaged. A compact light control device that can be used by being incorporated in an optical system can be realized.
この場合、更に液晶光学素子への入射光の光路中に偏光板を配置することにより、電圧無印加時と電圧印加時の吸光度の比(即ち光学濃度の比)が一層向上し、調光装置のコントラスト比が更に大きくなり、明るい場所から暗い場所までにおいて、調光動作をより正常に行なうことができる。 In this case, by further disposing the polarizing plate in the optical path of the incident light to the liquid crystal optical element, the ratio of absorbance when no voltage is applied to that when voltage is applied (that is, the ratio of optical density) is further improved, and the light control device The contrast ratio is further increased, and the dimming operation can be performed more normally from a bright place to a dark place.
図18〜図20は、上記した先願発明によるGHセルの構造例を示し、図18(A)はGHセルの平面図、図18(B)は図18(A)のXVIIIB−XVIIIB線に沿う一部分の拡大断面図、図19は図18(A)のXIX−XIX線に沿う拡大断面図、図20(A)はGHセルの下基板の平面図、図20(B)は上基板の平面図である。 18 to 20 show structural examples of the GH cell according to the invention of the prior application, FIG. 18A is a plan view of the GH cell, and FIG. 18B is a line XVIIIB-XVIIIB in FIG. 19 is an enlarged sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. 18A, FIG. 20A is a plan view of the lower substrate of the GH cell, and FIG. 20B is an upper sectional view of the upper substrate. It is a top view.
このGHセル12Bは、互いに対向した、厚さ200〜500μmのガラス等からなる下基板(第1の基板)31aと、これよりもサイズの小さい厚さ200〜500μmのガラス等からなる上基板(第2の基板)31bとを有している。これらの各基板には、厚さ15〜120nmのITO(Indium tin oxide)電極(透明電極)32a、32bと、厚さ30〜100nmの液晶配向膜33a、33bとがそれぞれ形成されており、これらの液晶配向膜33a、33bにはラビング法等による液晶配向処理が施されている。下基板31aには、上基板31bよりも拡大された部分31cにおいて各透明電極32a及び32bの引き出し部32c、32dがそれぞれ設けられている。
The
基板31aと31bとは、電極32a及び32b側で互いに対向させた状態で位置合わせして重ねられ、周辺部がメインシール材(封止材)35で封止されて形成された空セルに注入孔7からGH液晶材料34が注入され、注入孔7がエンドシール材(封孔材)41で封孔される。
The
例えば、透明電極32aと液晶配向膜33aを形成した一方の基板(例えば下基板31a用)のセル周辺部に、例えば直径3μmのガラスファイバーを含有した、熱硬化性エポキシ樹脂からなる封止材(メインシール)35を所定の幅で塗布する。そして、透明電極32bと液晶配向膜33bを形成した他方の基板(例えば上基板31b用)上に、例えば3μm径のプラスチックボールをスペーサー36としてウェット散布又はドライ散布により均一に散布し、2枚の基板を位置合わせして重ねてから、熱プレス板により適度な条件で(例えば150〜170℃、1〜2kg/cm2)、圧力を加えながら加熱処理することにより、周辺部のシール材35が硬化し、両基板の貼り合わせが完了する。そして、この貼り合わせ基板を31a及び31bを組にして個片化することにより、空セルとなる。
For example, a sealing material made of a thermosetting epoxy resin containing glass fibers having a diameter of 3 μm, for example, on the cell periphery of one substrate (for example, for the
そして、上基板31bの有効光路20外に延設されたITO電極32bが、下基板31aに設けられた電極引き出し部32dに電気的に接続されている。具体的には、シール材35の外側で上基板31bのITO電極32bと、下基板31aの電極引き出し部32dとが、例えばカーボンペーストのような導電材26によって接続されており、GHセル12の有効光路20外で基板間の導通、即ち、透明電極32bの引き出しを行えるように構成されている。
The
このようなGHセル12Bの製造工程における液晶材料(液晶分子+二色性染料分子)の注入プロセスとしては、通常、図21又は図22に示すような真空注入方式が用いられている。
As the injection process of the liquid crystal material (liquid crystal molecules + dichroic dye molecules) in the manufacturing process of such a
図21は、ディップ方式と称される方法の原理図である。まず、それぞれ動作電極又は透明電極(ここでは図示省略)や液晶配向膜(ここでは図示省略)を有する互いに対向したガラス基板からなる空セル38を、液晶注入孔7を下方に向けた状態でディップ装置44内に配置する。ディップ装置44には、液晶分子と二色性染料分子の混合物である液晶材料34が収容された容器43が設置されている。そして、空セル38と共にディップ装置44内を真空脱気した後、バルブ45を閉め、装置44内を真空状態に保持し、空セル38の液晶注入孔7を容器43の液晶材料34中に浸漬する。次いで、バルブ45を開放し、ディップ装置44内を空気リーク(好ましくは窒素リーク)すると、真空引きした空セル38内と大気圧に開放されたディップ装置44内との間に圧力差が生じ、液晶材料34が液晶注入孔7を介して空セル38内へと注入される。しかる後に、真空部8が完全になくなり、空セル38内全体に液晶材料34が充填されたGHセル12Bを得ることができる。
FIG. 21 is a principle diagram of a method called a dip method. First,
図22は、タッチ方式と称される方法の原理図である。まず、それぞれ動作電極又は透明電極(ここでは図示省略)や液晶配向膜(ここでは図示省略)を有する互いに対向したガラス基板からなる空セル38を、液晶注入孔7を下方に向けた状態でタッチ装置46内に配置する。タッチ装置46には、液晶分子と二色性染料分子の混合物である液晶材料34が収容された容器43が設置されており、さらに容器43内には小型容器43’が配されている。そして、空セル38と共にタッチ装置46内を真空脱気した後、バルブ45を閉め、装置46内を真空状態に保持し、液晶材料34を有する小型容器43’を空セル38の液晶注入孔7の位置まで上昇させる。次いで、バルブ45を開放し、タッチ装置46内を空気リーク(好ましくは窒素リーク)すると、真空引きした空セル38内と大気圧に開放されたタッチ装置46内との間に圧力差が生じ、液晶材料34が液晶注入孔7を介して空ゼル38内へと注入される。しかる後に、真空部8が完全になくなり、空セル38全体に液晶材料34が充填されたGHセル12Bを得ることができる。
FIG. 22 is a principle diagram of a method called a touch method. First,
上記した液晶注入プロセスはいずれも、真空引きしたセル内部と、セル外部の雰囲気との圧力差を利用して、容器から液晶材料34を上方に吸い上げ、注入孔7から液晶材料34をセル内部に充填させるのであるが、これは以下のような問題がある。
In any of the liquid crystal injection processes described above, the
液晶セルの構成物として実際に注入される液晶材料の量は、注入プロセス工程に消費される液晶量に比べて少ない。即ち、セル内に注入されないでセルの外側に付着する等により、結果的にセル内に取り込まれない余分な液晶材料が存在するため、液晶材料の有効利用率が低くなり(消費量が多くなり)、また液晶注入後に専用のセル洗浄工程を追加する必要がある等の問題があり、GHセルの製造コストを引き上げている。 The amount of liquid crystal material actually injected as a component of the liquid crystal cell is smaller than the amount of liquid crystal consumed in the injection process step. In other words, because there is an extra liquid crystal material that is not taken into the cell due to adhesion to the outside of the cell without being injected into the cell, the effective utilization rate of the liquid crystal material becomes low (consumption increases). In addition, there is a problem that it is necessary to add a dedicated cell cleaning step after liquid crystal injection, which increases the manufacturing cost of the GH cell.
とりわけ、撮像装置の調光素子として使用するゲスト−ホスト型液晶材料34は、目的に応じて様々な色素を微妙に調合して混ぜ合わせる等により、結果的に非常に高価なもの(表示デバイスに使われる通常の液晶材料の数倍の価格)となるため、こうした液晶材料の有効利用率が上記した理由から低くなることは、液晶セルの製造コストを一層上昇させることになる。従って、少しでも材料利用効率が高くて高精度である液晶注入プロセスを確立することが切望されていた。
In particular, the guest-host type
本発明の目的は、液晶注入プロセス工程での液晶材料の有効利用率を大幅に向上させ、高価なゲスト−ホスト型液晶材料を封入したGHセルからなる液晶調光素子でも、低コストかつ高精度に製造し、液晶(光学)素子を用いた調光装置及び撮像装置の商品価値及び性能の向上を図ることにある。 The object of the present invention is to significantly improve the effective utilization rate of the liquid crystal material in the liquid crystal injection process step, and to achieve a low cost and high accuracy even in a liquid crystal light control device comprising a GH cell enclosing an expensive guest-host type liquid crystal material. The product value and performance of a light control device and an imaging device using a liquid crystal (optical) element are to be improved.
即ち、本発明は、それぞれITO等の電極(動作電極)を有するガラス基板等の一対の基体(特に透明基板)が電極側で対向配置され、前記一対の基体間の間隙に液晶材料が封入されてなる液晶素子を具備する調光装置の製造方法において、
前記液晶材料を封入していない状態で、注入孔の近傍に所定量の液晶材料を載せ、更 にこの液晶材料によって前記注入孔を塞ぐ工程と、
前記注入孔から前記液晶材料を前記間隙内に充填する工程と
を有することを特徴とする、調光装置の製造方法に係るものである。
That is, according to the present invention, a pair of substrates (particularly a transparent substrate) such as a glass substrate each having an electrode (operating electrode) such as ITO is disposed opposite to each other on the electrode side, and a liquid crystal material is sealed in a gap between the pair of substrates. In a method of manufacturing a light control device comprising a liquid crystal element,
A step of placing a predetermined amount of liquid crystal material in the vicinity of the injection hole in a state where the liquid crystal material is not sealed, and further closing the injection hole with the liquid crystal material;
And a step of filling the liquid crystal material into the gap through the injection hole.
また、本発明は、それぞれITO等の電極(動作電極)を有するガラス基板等の一対の基体(特に透明電極)が電極側で対向配置され、前記一対の基体間の間隙に液晶材料が封入されてなる液晶素子を具備する調光装置において、
前記一対の基体の一方が他方よりも拡大された部分を有しており、この拡大された側 に、前記液晶材料の注入孔が形成され、かつこの注入孔が封孔されていること
を特徴とする調光装置を提供するものである。
Further, according to the present invention, a pair of substrates (especially transparent electrodes) such as a glass substrate each having an electrode (operating electrode) such as ITO are disposed opposite to each other on the electrode side, and a liquid crystal material is sealed in a gap between the pair of substrates. In a light control device comprising a liquid crystal element,
One of the pair of bases has a portion enlarged than the other, an injection hole for the liquid crystal material is formed on the enlarged side, and the injection hole is sealed. A light control device is provided.
更に、本発明は、本発明の調光装置が撮像系の光路中に配されることにより構成された撮像装置も提供するものである。 Furthermore, the present invention also provides an imaging device configured by arranging the light control device of the present invention in the optical path of the imaging system.
本発明によれば、前記液晶素子を構成する前記一対の基体の一方が他方よりも拡大された部分を有しており、この拡大された側に、前記液晶材料の注入孔が形成され、かつこの注入孔が封孔されるように構成し、前記液晶材料を封入していない状態で、前記注入孔の近傍に所定量の液晶材料を載せ、更にこの液晶材料によって前記注入孔を塞ぐと共に、前記注入孔から前記液晶材料を前記間隙内に充填しているので、前記間隙内に前記液晶材料を注入するプロセスにおいて、必要量だけ前記液晶材料を注入孔近傍に滴下等により載せ、前記注入孔から注入することができる。この結果、従来の注入プロセスで不可避であった、注入孔近傍からセルの外側に回り込んでしまう余分な液晶材料がほとんどなくなり、必要最小限の材料使用量での製造が可能となって、液晶材料の有効利用率を例えば約50%から約75%へと大幅に向上させることができる。この結果、高価なゲスト−ホスト型液晶材料を用いても、その製造コストを上昇させることがなく、また液晶材料の注入後に専用のセル洗浄工程を追加する必要もない。 According to the present invention, one of the pair of bases constituting the liquid crystal element has a portion enlarged than the other, and an injection hole for the liquid crystal material is formed on the enlarged side, and The injection hole is configured to be sealed, and in a state where the liquid crystal material is not sealed, a predetermined amount of liquid crystal material is placed in the vicinity of the injection hole, and the injection hole is further blocked by the liquid crystal material, Since the liquid crystal material is filled into the gap from the injection hole, in the process of injecting the liquid crystal material into the gap, a necessary amount of the liquid crystal material is placed in the vicinity of the injection hole by dropping or the like. Can be injected from. As a result, there is almost no extra liquid crystal material that inevitably flows from the vicinity of the injection hole to the outside of the cell, which was unavoidable in the conventional injection process, and it is possible to manufacture with the minimum amount of material used. The effective utilization rate of the material can be greatly improved, for example, from about 50% to about 75%. As a result, even if an expensive guest-host type liquid crystal material is used, its manufacturing cost does not increase, and it is not necessary to add a dedicated cell cleaning step after the liquid crystal material is injected.
本発明において、前記一対の基体の少なくとも一方に設けた電極引き出し部の側に前記注入孔を形成し、この注入孔の近傍において前記基体上に前記液晶材料を適量滴下し、雰囲気を減圧した状態で基体(又は空セル)を傾斜する等により前記液晶材料を前記基体上で移動させてこの液晶材料によって前記注入孔を塞ぎ、しかる後に雰囲気の減圧状態を緩和し、前記一対の基体間の内部と外部との圧力差によって前記液晶材料を前記注入孔から前記間隙内に充填することが望ましい。 In the present invention, the injection hole is formed on the side of the electrode lead portion provided on at least one of the pair of substrates, and an appropriate amount of the liquid crystal material is dropped on the substrate in the vicinity of the injection hole, and the atmosphere is decompressed. The liquid crystal material is moved on the substrate by, for example, tilting the substrate (or empty cell) to close the injection hole with the liquid crystal material, and then the reduced pressure state of the atmosphere is relaxed, and the internal space between the pair of substrates is reduced. Preferably, the liquid crystal material is filled into the gap from the injection hole by a pressure difference between the liquid crystal and the outside.
この場合、液晶注入前の空セルの状態で、前記電極引き出し部の側において液晶材料を滴下する注入孔近傍の基体表面に対して、紫外線照射(UVオゾン洗浄)処理、プラズマ処理及びレーザー光照射処理のうち少なくとも1種の処理を施せば、基体表面を清浄化して、主な汚染源となる有機化合物の分解及び汚染粒子の物理的除去を行い、後工程において滴下した液晶材料を傾斜等により注入孔に向けてスムーズに滑らせることができる。即ち、こうした表面処理によって親水性を向上させた基体表面上を液晶材料がスムーズに流れるようになるため、セル内部に充填されることなくセル外表面に残渣として残る不要な液晶材料の量が一層低減し、その結果として、液晶注入プロセスにおける液晶材料の有効利用率を約85%にまで向上させることができる。 In this case, in the state of an empty cell before liquid crystal injection, the substrate surface near the injection hole where the liquid crystal material is dropped on the electrode lead-out side is irradiated with ultraviolet rays (UV ozone cleaning), plasma treatment, and laser light irradiation. If at least one of the treatments is performed, the surface of the substrate is cleaned, the organic compounds that are the main sources of contamination are decomposed and the contaminated particles are physically removed, and the liquid crystal material dropped in the subsequent process is injected by tilting or the like. It can slide smoothly toward the hole. That is, since the liquid crystal material smoothly flows on the surface of the substrate whose hydrophilicity is improved by such surface treatment, the amount of unnecessary liquid crystal material remaining as a residue on the outer surface of the cell without being filled inside the cell is further increased. As a result, the effective utilization rate of the liquid crystal material in the liquid crystal injection process can be improved to about 85%.
そして、前記注入孔は、前記一対の基体間をその周辺部で接合するための封止材の一部分を欠除させることにより形成するのがよい。 The injection hole is preferably formed by removing a part of a sealing material for joining the pair of substrates at the peripheral portion thereof.
また、前記電極引き出し部の側において、前記基体上に滴下された前記液晶材料を前記注入孔へ導くためのガイド手段をシール材等によって分離可能に形成し、このガイド手段に沿って前記液晶材料を前記注入孔へ移動させると、前記注入孔への移動をよりスムーズに行える。 Further, a guide means for guiding the liquid crystal material dropped on the base to the injection hole is formed on the electrode lead-out side so as to be separable by a sealing material or the like, and the liquid crystal material is formed along the guide means. When the is moved to the injection hole, the movement to the injection hole can be performed more smoothly.
前記液晶材料を前記間隙内に充填した後は、前記注入孔を封孔材によって塞ぐのがよく、この封孔材は前記封止材と一体化させるのがよい。 After filling the liquid crystal material into the gap, the injection hole is preferably closed with a sealing material, and this sealing material is preferably integrated with the sealing material.
なお、前記液晶素子が、ネガ型液晶分子をホスト材料とし、二色性染料分子をゲスト材料とするゲスト−ホスト型液晶素子であることが、電圧無印加時の光透過率を向上させ、電圧印加時とのコントラストを良好にする上で望ましい。 Note that the liquid crystal element is a guest-host type liquid crystal element in which negative liquid crystal molecules are used as a host material and dichroic dye molecules are used as a guest material, which improves light transmittance when no voltage is applied, It is desirable for improving the contrast with the application.
また、本発明の撮像装置は、前記調光装置が撮像系の光路中に配されているので、上述した前記調光装置の特徴を効果的に利用できる撮像装置となる。 Moreover, since the said light modulation apparatus is distribute | arranged in the optical path of an imaging system, the imaging device of this invention becomes an imaging device which can utilize the characteristic of the said light modulation apparatus mentioned above effectively.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図11は、本実施の形態によるゲスト−ホスト型液晶(GH)セルを用いる調光装置とその製造方法を示し、また図12〜図13はその調光装置を搭載した撮像装置を示すものである。 1 to 11 show a light control device using a guest-host type liquid crystal (GH) cell according to the present embodiment and a manufacturing method thereof, and FIGS. 12 to 13 show an image pickup device equipped with the light control device. It is shown.
図1(A)はGHセル52の平面図、図1(B)は図1(A)のIB−IB線に沿う一部分の拡大断面図、図1(C)は図1(A)のIC−IC線に沿う拡大断面図、図2は図1(A)のII−II線に沿う拡大断面図、図3(A)はGHセルの下基板の平面図、図3(B)は上基板の平面図である。
1A is a plan view of the
このGHセル52は、図18に示した例と同様に、互いに対向した、厚さ200〜500μmのガラス等からなる下基板(第1の基板)31aと、これよりもサイズの小さい厚さ200〜500μmのガラス等からなる上基板(第2の基板)31bとを有している。これらの各基板には、厚さ15〜120nmのITO(Indium Tin oxide)電極(透明電極32a、32bと、厚さ30〜100nmの液晶配向膜33a、33bとがそれぞれ形成されており、これらの液晶配向膜33a、33bにはラビング法等による液晶配向処理が施されている。下基板31aには、上基板31bよりも拡大された部分31cにおいて各透明電極32a及び32bの引き出し部32c、32eがそれぞれ設けられている。
As in the example shown in FIG. 18, the
基板31aと31bとは、電極32a及び32b側で互いに対向させた状態で位置合わせして重ねられ、周辺部がメインシール材(封止材)35で封止されて構成された空セルに、下基板31aの電極引き出し部側に形成された注入孔57からGH液晶材料34が注入され、注入孔57がエンドシール材(封孔材)51で封孔される。
The
例えば、透明電極32aと液晶配向膜33aを形成した一方の基板(例えば下基板31a用)のセル周辺部に、例えば直径3μmのガラスファイバーを含有した熱硬化性エポキシ樹脂からなる封止材(メインシール)55を所定の幅で塗布する。そして、透明電極32bと液晶配向膜33bを形成した他方の基板(例えば上基板31b用)上に例えば3μm径のプラスチックボールをスペーサー36としてウェット散布又はドライ散布により均一に散布し、2枚の基板を位置合わせして重ねてから熱プレス板により適度な条件で(例えば150〜170℃、1〜2kg/cm2)、圧力を加えながら加熱処理することにより、周辺部のシール材55を硬化させ、両基板の貼り合わせを完了させる。そして、この貼り合わせ基板を31a及び31bを組にして個片化することにより、空セルを作製する。
For example, a sealing material (mainly made of a thermosetting epoxy resin containing a glass fiber having a diameter of 3 μm, for example, on the cell periphery of one substrate (for example, for the
そして、上基板31bの有効光路20外に延設されたITO電極32bが、下基板31aに設けられた電極引き出し部32eに電気的に接続されている。具体的には、シール材55の外側で上基板31bのITO電極32bと、下基板31aの電極引き出し部32eとが、例えばカーボンペーストのような導電材26によって接続されており、GHセル52の有効光路20外で基板間の導通、即ち透明電極32bの引き出しを行えるように構成されている。
The
本実施の形態による調光装置53は、図11に示すように、GHセル52と偏光板11とからなっていて、GHセル52においては、上記したように、透明電極32a、32b及び液晶配向膜33a、33bを形成した2枚のガラス基板31aと31bとの間に、ネガ型の液晶分子(ホスト材料)とポジ型の2色性染料分子(ゲスト材料)との混合物34が封入されている(図16参照)。
The light control device 53 according to the present embodiment includes a
液晶分子には、例えば誘電率異方性が負のネガ型液晶であるMerck社製のMCL−6608を一例として用い、また二色性染料分子には、光の吸収に異方性を有し、例えば分子長軸方向の光を吸収するポジ型染料であるBDH社製のD5を一例として用いる。偏光板11の光吸収軸は、GHセル52に電圧を印加した時の光吸収軸と直交させる。
As the liquid crystal molecule, for example, MCL-6608 manufactured by Merck, which is a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, is used as an example, and the dichroic dye molecule has anisotropy in light absorption. For example, D5 manufactured by BDH, which is a positive dye that absorbs light in the molecular long axis direction, is used as an example. The light absorption axis of the
この調光装置53は、例えばズームレンズのように複数のレンズで構成されるレンズ前群15とレンズ後群16との間に配置される。レンズ前群15を透過した光は、偏光板11を介して直線偏光された後、GHセル52に入射する。GHセル52を透過した光は、レンズ後群16で集光され、撮像面17に映像として映し出される。
The light control device 53 is disposed between a lens front group 15 and a lens
そして、この調光装置53を構成する偏光板11は、先願発明でも提案したように、GHセル52に入射する光の有効光路20に対して出し入れ可能である。具体的には、偏光板11を仮想線で示す位置に移動させることにより、光の有効光路20の外へ出すことができる。この偏光板11を出し入れする手段として、図12に示すような機械式アイリスが用いられてもよい。
And the
この機械式アイリスは、一般にデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に用いられる機械式絞り装置であり、主として2枚のアイリス羽根18、19と、アイリス羽根18に貼付された偏光板11とからなる。アイリス羽根18、19は、上下方向に移動させることができる。矢印21で示される方向に、図示せぬ駆動モーターを用いてアイリス羽根18、19を相対的に移動させる。
This mechanical iris is a mechanical diaphragm device that is generally used for a digital still camera, a video camera, and the like, and mainly includes two
これにより、図12に示すように、アイリス羽根18、19は部分的に重ねられ、この重なりが大きくなると、アイリス羽根18、19の中央付近に位置する有効光路20上の開口部22が、偏光板11により覆われる。
As a result, as shown in FIG. 12, the
図12(a)〜(c)は、有効光路20付近の機械式アイリスの部分拡大図である。アイリス羽根18が下方に移動すると同時に、アイリス羽根19が上方に移動する。これに伴って、図12(a)に示すように、アイリス羽根18に貼付された偏光板11も有効光路20の外へと移動する。逆に、アイリス羽根18を上方に、またアイリス羽根19を下方に移動させることにより、互いのアイリス羽根18、19が重なる。これに従って、図12(b)に示すように、偏光板11は有効光路20上に移動し、開口部22を次第に覆う。アイリス羽根18、19の互いの重なりが大きくなると、図12(c)に示すように、偏光板11は開口部20を全て覆う。
12A to 12C are partial enlarged views of the mechanical iris in the vicinity of the effective
次に、この機械式アイリスを用いた調光装置53の調光動作について説明する。 Next, the dimming operation of the dimming device 53 using this mechanical iris will be described.
図示せぬ被写体が明るくなるにつれて、図12(a)で示したように、上下方向に開いていたアイリス羽根18、19は、図示せぬモーターにより駆動され、重なり始める。これによって、アイリス羽根18に貼付されている偏光板11は、有効光路20上に入り始め、開口部22の一部を覆う(図12(b))。
As the subject (not shown) becomes brighter, as shown in FIG. 12 (a), the
この時、GHセル52は光を吸収しない状態にある(なお、熱的揺らぎ、又は表面反射等のため、GHセル52による入射光の減衰は若干ある。)。このため、偏光板11を通過した光と開口部22を通過した光は、ほぼ強度分布が同等となる。
At this time, the
その後、偏光板11は、完全に開口部22を覆った状態になる(図12(c))。さらに、被写体の明るさが増す場合は、GHセル52への印加電圧を増加させ、GHセル52で光を吸収することにより調光を行なう。
Thereafter, the
これとは逆に、被写体が暗くなる場合は、まず、GHセル52に印加する電圧を減少させるか、又は無印加とすることにより、GHセル52による光の吸収効果を減少させるか、又は無とする。さらに被写体が暗くなった場合は、図示せぬモーターで駆動することにより、アイリス羽根18を下方へ、またアイリス羽根19を上方へ移動させる。こうして、偏光板11を有効光路20の外へ移動させる(図12(a))。
On the other hand, when the subject becomes dark, first, the voltage applied to the
この方法によれば、図11及び図12に示したように、透過率を大きくしたい場合には、偏光板11(光透過率例えば40%〜50%)を光の有効光路20から外に出すことができるので、偏光板11による入射光量の減少がない。従って、この調光装置53を、偏光板が常に光の有効光路20内に置かれている従来の調光装置と比較すると、最大光透過率は例えば約2倍に向上する。なお、最低光透過率は両者で等しい。
According to this method, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, when it is desired to increase the transmittance, the polarizing plate 11 (light transmittance, for example, 40% to 50%) is taken out from the effective
また、デジタルスチルカメラ等に実用化されている機械式アイリスを用いて、偏光板11の出し入れが行なわれるので、調光装置は容易に実施可能である。また、GHセル52を用いるので、偏光板11による調光に加えて、GHセル52が効果的に光の透過率を制御することにより、調光を行なうことができる。
Moreover, since the
このようにして、この調光装置53は、明、暗のコントラスト比を高めると共に、光量分布をほぼ均一に保つことができるものとなる。しかも、図17に示したと同様に、液晶材料34として、誘電率異方性(Δε)が負のネガ型液晶と、光吸収異方性(ΔA)が正のポジ型二色性染料分子との混合物を用いているので、可視光の平均光透過率は、パルス電圧の増加に伴って最大光透過量約78%から約10%にまで減少し、しかも光透過率の変化が比較的急峻となり、特に透明時の光透過率が向上してコントラストが改善され、GHセルを撮像光学系中に組み込んで使用できるコンパクトな調光装置が実現可能となる。
In this way, the light control device 53 can increase the contrast ratio between light and dark and can keep the light amount distribution substantially uniform. In addition, as shown in FIG. 17, the
次に、上記した調光装置53を構成するGHセル52の製造方法を図4〜図10について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図4(a)に示すように、ITO等からなる透明電極32aとポリイミド等からなる液晶配向膜(ここでは図示せず)をそれぞれ所定パターンに形成した一方のガラス基板(下基板用)の周辺部に、例えば直径3μmのガラスファイバーを含有した、熱硬化性エポキシ樹脂からなるメインシール材(封止材)55を所定の幅で塗布し、また、ITO等からなる透明電極32bとポリイミド等からなる液晶配向膜(ここでは図示せず)をそれぞれ所定パターンに形成した他方のガラス基板(上基板用)上に、例えば3μm径のプラスチックボールをウェット散布又はドライ散布によって均一に散布する。そして、これらの2枚のガラス基板を位置合わせして重ねてから、熱プレス板により適度な条件で(例えば150〜170℃、1〜2kg/cm2)、圧力を加えながら加熱処理することによって、周辺部のシール材55を硬化させ、両ガラス基板の貼り合わせを完了させる。そして、この貼り合わせ基板を31a及び31bを組として個片化することによって、空セルを作製する。
First, as shown in FIG. 4A, one glass substrate (for lower substrate) in which a
この際、下基板31aの電極引き出し部32c、32eを設けた拡大部分31cの側に、メインシール材55の一部分が欠除されてなる液晶注入孔57を形成しておく。即ち、従来では図18〜図20に示したようにガラス基板を貼り合わせてなる空セルの一辺の中央付近に液晶注入孔7を設けていたのに対し、液晶注入孔57を電極引き出し部32c32eの側に設ける。なお、上下の両基板間においてカーボンペーストからなる導電材26を塗布して、上基板31bの透明電極32bを下基板31aの電極引き出し部32eと接続する。
At this time, a liquid
次いで、図4(b)に示すように、この空セルの状態で、液晶注入孔57の近傍にあるガラス基板31aの表面に対して、紫外線照射(UVオゾン洗浄)処理、プラズマ処理又はレーザー光照射処理を施すことが望ましい。これによって、下基板31aの表面において、主な汚染源となる有機化合物を分解させ、或いは/並びに、汚染粒子を物理的に除去して、基板表面を清浄化する。
Next, as shown in FIG. 4B, in this empty cell state, the surface of the
こうした表面処理のうち、紫外線照射(UVオゾン洗浄)処理としては、例えば図8に示す装置を用いて、エキシマランプ(誘電体バリア放電ランプ)からのエキシマ光を照射(約60秒)することにより、UV光(172nm線)とそれによって発生するオゾンとの相乗効果で生じる強力な酸化力によって、基板表面を汚染している有機化合物が分解除去され、基板表面が清浄化される。 Among these surface treatments, the ultraviolet irradiation (UV ozone cleaning) treatment is performed by irradiating excimer light (about 60 seconds) from an excimer lamp (dielectric barrier discharge lamp) using, for example, the apparatus shown in FIG. The organic compound contaminating the substrate surface is decomposed and removed by the strong oxidizing power generated by the synergistic effect of the UV light (172 nm line) and the ozone generated thereby, and the substrate surface is cleaned.
また、プラズマ処理としては、例えば図9に示す平行平板型RFプラズマ装置を用いて、Ar=25sccm、圧力1Pa、RF印加電力300W(13.56MHz)の条件で約30秒処理することにより、Ar+イオンのスパッタリング作用で、基板表面の汚染物(有機物のみならず無機物も)が物理的に除去されて、基板表面が清浄化される。
Further, as the plasma processing, for example, by using a parallel plate RF plasma apparatus shown in FIG. 9 and performing processing for about 30 seconds under the conditions of Ar = 25 sccm,
また、レーザー光照射処理としては、例えば図10に示すガスジェットノズルを具備したエキシマレーザー光照射装置にセットして、下記の条件で、基板表面のクリーニング処理を行なう。即ち、基板表面の汚染物がパルスレーザー光照射を受けて基板表面から浮遊し、そこにジェットガスが吹き付けられて、吸引ノズルにより基板表面から脱離除去される。 Further, as the laser light irradiation treatment, for example, the substrate surface is cleaned under the following conditions by setting in an excimer laser light irradiation device having a gas jet nozzle shown in FIG. That is, contaminants on the surface of the substrate are exposed to the pulse laser beam and float from the surface of the substrate, and jet gas is blown there, and is desorbed and removed from the surface of the substrate by the suction nozzle.
レーザー源:KrFエキシマレーザー(波長248nm)
エネルギー密度:400 mJ/cm2
ショット数;30ショット(30Hz)
スキャン速度:50 mm/s
ジェットガス:N2 20 l/s
Laser source: KrF excimer laser (wavelength 248 nm)
Energy density: 400 mJ / cm 2
Number of shots: 30 shots (30 Hz)
Scan speed: 50 mm / s
Jet gas: N 2 20 l / s
次いで、図4(c)に示すように、注入孔57の近傍においてメインシール材55と連設されるように、液晶注入をガイドするための一対のガイド60を下基板31aの表面に形成する。このガイド60はシール材料からなっていてよく、使用可能なシール材料としては、封孔のためのエンドシールに用いるアクリル系のUV硬化性樹脂等(例えば、積水ファインケミカル社製フォトレックA−704の如き高粘度タイプ等)を好ましく用いることができる。
Next, as shown in FIG. 4C, a pair of
次いで、図5(d)に示すように、精密ディスペンサー(例えば武蔵エンジニアリング社製SMP−III型等)を用いて、液晶材料34を空セルのサイズとセルギャップに適した量(即ち、空セル面積×セルギャップに相当する体積分)だけ、或いはそれよりも僅かに多い量だけ、注入孔57の近傍において一対のガイド60間の下基板31aの表面に滴下する。
Next, as shown in FIG. 5 (d), using a precision dispenser (for example, SMP-III type manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.), the
この状態で、次いで、図4(e)に示すように、空セル周囲の雰囲気を真空に引き、所定の真空度に達した時点(おおよそ0.1Torr以下)で、空セルを傾斜(例えば約10度に)させる等して、先に滴下した液晶材料34を注入孔57に向かって下基板31aの表面上で滑らせ、注入孔57へ移動させて、注入孔57の全体を液晶材料34で完全に塞ぐ。
In this state, as shown in FIG. 4 (e), when the atmosphere around the empty cell is evacuated and a predetermined vacuum degree is reached (approximately 0.1 Torr or less), the empty cell is inclined (for example, about The
この際、下基板31aの表面は、上記した表面処理によって親水性が向上しているので、下基板31aの表面上を液晶材料34がガイド60によって導かれながら注入孔57の方へスムーズに流動する。
At this time, since the hydrophilicity of the surface of the
次いで、図4(f)に示すように、セル周囲の真空引きを止めて、窒素ベントによりセル周囲の雰囲気を徐々に大気圧に戻す。これにより、セル内部とセル外部との間で圧力差が生じ、注入孔54に留まっていた液晶材料34がセルギャップに浸透し始めて、最終的にセル内部全体に液晶材料34が充填される。
Next, as shown in FIG. 4F, evacuation around the cell is stopped, and the atmosphere around the cell is gradually returned to atmospheric pressure by a nitrogen vent. As a result, a pressure difference is generated between the inside of the cell and the outside of the cell, and the
次いで、図6(g)に示すように、ガイド60を除去した後、注入孔57をエンドシール材51で封孔処理し、更に液晶配向状態の安定化のための熱処理(ネマチック等方相転移温度を若干上回る温度で)を加えることにより、GHセル52の作製が完了する。
Next, as shown in FIG. 6G, after the
上記した各工程において、液晶注入プロセスを行なう際に、図7に示すように、空セルを例えば数10個セッティングできるくらいの作業トレイ61を用いて、図5(d)の滴下工程やその後の各工程毎に一括してバッチ処理を行なうようにすれば、高い作業効率が得られるので好ましい。
When performing the liquid crystal injection process in each of the above steps, as shown in FIG. 7, using the
本実施の形態によれば、図5(d)に示したように、下基板31aの電極引き出し部側に注入孔57を設け、この近傍の基板表面を望ましくは親水化処理した後にGH液晶材料34を適量だけ滴下し、これを図5(e)に示したように注入孔47まで流動させて注入孔57を塞いだ後、図5(f)に示したようにセルの内部と外部との圧力差を利用して液晶材料34をセル内部に充填しているので、常に適量の液晶材料34を無駄なく容易に注入、充填することができる。従って、従来の液晶注入プロセスで作製した場合に不可避的に生じていた、セルの外側に回り込んでセル内部に充填されることなくセル表面に残渣として残ってしまう余分な液晶材料が殆どなくなり、必要最小限の材料使用量での製造が可能となるため、液晶注入時の液晶材料の有効利用率を、従来の約50%から約75%、更には85%(基板表面を親水化処理した場合)まで大幅に向上させることができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 5 (d), the
この結果、高価なゲスト−ホスト型液晶材料を用いても、その製造コストを上昇させることがなく、また液晶材料の注入後に専用のセル洗浄工程を追加する必要もない。 As a result, even if an expensive guest-host type liquid crystal material is used, its manufacturing cost does not increase, and it is not necessary to add a dedicated cell cleaning step after the liquid crystal material is injected.
このように、高い材料有効利用率の液晶注入プロセスで作製されたGHセル52に、図16に示したように矩形波を駆動波形として入力し、動作電圧印加時の光透過率の変化を計測したところ、図17に示したと同様に、動作電圧の印加に伴って、可視光の平均光透過率(空気中)が最大透過率約80%から数%にまで減少した。用いる液晶セル構造や構成材料によっても異なるが、GHセル52は、±5V(1kHz)以上のパルス電圧印加で、ほぼ最小透過率に達した。
In this way, a rectangular wave is input as a driving waveform to the
また、駆動パルスを変化させた時の光透過率の過渡応答時間も短縮され、20ms以下の高速動作が可能であった。これは、駆動波形をパルス電圧変調、パルス幅変調した場合、いずれも実現することができた。 In addition, the transient response time of the light transmittance when the drive pulse is changed is shortened, and a high-speed operation of 20 ms or less is possible. This could be realized both when the drive waveform was subjected to pulse voltage modulation and pulse width modulation.
これらの結果、光学濃度比を充分に確保し、高速に過渡応答動作する液晶調光装置を、製造コストを大幅に削減した形で製造することが可能となった。 As a result, it has become possible to manufacture a liquid crystal light control device that ensures a sufficient optical density ratio and operates at a high speed in a transient response with greatly reduced manufacturing costs.
図13は、本実施の形態によるGHセル52を具備した調光装置53をCCD(Charge Coupled Device)カメラに組み込んだ例を示すものである。
FIG. 13 shows an example in which the light control device 53 having the
即ち、CCDカメラ70において、一点鎖線で示す光軸に沿って、前記レンズ前群15に相当する1群レンズ71及び2群レンズ(ズーム用)72、前記レンズ後群16に相当する3群レンズ73及び4群レンズ(フォーカス用)74、CCDパッケージ75が適宜の間隔を置いてこの順に配設されており、CCDパッケージ75には赤外カットフィルタ75a、光学ローパスフィルタ系75b、CCD撮像素子75cが収納されている。
That is, in the CCD camera 70, along the optical axis indicated by the alternate long and short dash line, the
2群レンズ72と3群レンズ73との間には、3群レンズ73寄りに、上述したGHセル52と偏光板11からなる調光装置53が光量調節(光量絞り)のために同じ光路上に取付けられている。なお、フォーカス用の4群レンズ74は、リニアモータ77により光路に沿って3群レンズ73とCCDパッケージ75との間を移動可能に配設され、またズーム用の2群レンズ72は、光路に沿って1群レンズ71と調光装置53との間を移動可能に配設されている。
Between the second group lens 72 and the third group lens 73, a dimming device 53 composed of the
以上に述べた実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が可能であり、セル構造やそのレイアウト、使用材料、液晶セルの駆動方法、調光装置の形態等は、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択又は変更可能である。 The embodiment described above can be variously modified based on the technical idea of the present invention, and the cell structure, its layout, materials used, liquid crystal cell driving method, light control device configuration, etc. It can be selected or changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述の例において液晶注入プロセスにおける注入孔の位置や液晶材料の滴下方法、滴下した液晶材料を注入孔へ流動させる方法などは種々であってよい。液晶材料は滴下によらないで基板上に載せる他の方法を適用してもよい。更には、その流動性向上のための基板表面処理は、上述の各種処理の複数を組み合わせてもよい。或いは、そうした表面処理をあえて行わないで済むこともある。また、上述のガイド60は除去しないで、そのままエンドシール材として用いることもできる。こうしたガイド60は設けないでもよいこともある。
For example, in the above-described example, the position of the injection hole in the liquid crystal injection process, the method of dropping the liquid crystal material, the method of flowing the dropped liquid crystal material into the injection hole, and the like may be various. Other methods of placing the liquid crystal material on the substrate without dropping may be applied. Furthermore, the substrate surface treatment for improving the fluidity may be a combination of a plurality of the above-described various treatments. Alternatively, it may not be necessary to perform such surface treatment. Further, the above-described
また、GHセルにネガ型液晶を用いるのが好ましいが、ポジ型液晶を用いても差し支えなく、また二色性染料もポジ型に限らず、ネガ型でもよい。液晶セルの駆動方法にパルス電圧変調(PHM)を用いてよいが、パルス幅変調(PWM)で駆動する場合にも適用できる。 Further, it is preferable to use a negative type liquid crystal for the GH cell, but a positive type liquid crystal may be used, and the dichroic dye is not limited to the positive type, and may be a negative type. Pulse voltage modulation (PHM) may be used as a driving method of the liquid crystal cell, but it can also be applied to driving by pulse width modulation (PWM).
また、本発明の調光装置は、前述したCCDカメラ等の撮像装置の光学絞り以外にも、各種光学系、例えばCMOSイメージセンサー、電子写真複写機や光通信機器等の光量調節用としても広く適用が可能である。 The light control device of the present invention is widely used for adjusting the light quantity of various optical systems such as a CMOS image sensor, an electrophotographic copying machine, and an optical communication device in addition to the optical diaphragm of the above-described imaging device such as a CCD camera. Applicable.
更に、本発明の調光装置は、光学フィルター以外に、キャラクターやイメージを表示する各種の画像表示素子に適用することができる。 Furthermore, the light control device of the present invention can be applied to various image display elements that display characters and images in addition to the optical filter.
31a、31b…ガラス基板等の透明基板、31c…拡大部分、
13B…ネガ型液晶分子、14…ポジ型二色性染料分子、5…入射光、
32a、32b…透明電極、33a、33b…液晶配向膜、36…スペーサー、
11…偏光板、12A…ポジ型液晶分子のGH液晶セル、
12B…ネガ型液晶分子のGH液晶セル、13A…ポジ型液晶分子、15…レンズ前群、
16…レンズ後群、17…撮像面、18、19…アイリス羽根、
20…有効光路(セル中央部)、26…導電材、32c、32e…電極引き出し部、
34…GH液晶材料、51…エンドシール材(封孔材)、52…GHセル、
53…調光装置、55…メインシール材(封止材)、57…注入孔、60…ガイド、
70…CCDカメラ、71…1群レンズ、72…2群レンズ(ズーム用)、
73…3群レンズ、74…4群レンズ(フォーカス用)、75…CCDパッケージ、
75a…赤外カットフィルタ、75b…光学ローパスフィルタ(LPF)、
75c…CCD撮像素子、77…リニアモータ
31a, 31b ... transparent substrate such as glass substrate, 31c ... enlarged portion,
13B ... negative liquid crystal molecules, 14 ... positive dichroic dye molecules, 5 ... incident light,
32a, 32b ... transparent electrode, 33a, 33b ... liquid crystal alignment film, 36 ... spacer,
11: Polarizing plate, 12A: GH liquid crystal cell of positive liquid crystal molecule,
12B: Negative liquid crystal molecule GH liquid crystal cell, 13A: Positive liquid crystal molecule, 15: Lens front group,
16 ... rear lens group, 17 ... imaging surface, 18, 19 ... iris blade,
20 ... Effective optical path (cell central part), 26 ... Conductive material, 32c, 32e ... Electrode lead-out part,
34 ... GH liquid crystal material, 51 ... End seal material (sealing material), 52 ... GH cell,
53 ... Light control device, 55 ... Main seal material (sealing material), 57 ... Injection hole, 60 ... Guide,
70 ... CCD camera, 71 ... 1 group lens, 72 ... 2 group lens (for zoom),
73 ... 3 group lens, 74 ... 4 group lens (for focusing), 75 ... CCD package,
75a ... Infrared cut filter, 75b ... Optical low pass filter (LPF),
75c ... CCD image sensor, 77 ... linear motor
Claims (14)
前記液晶材料を封入していない状態で、注入孔の近傍に所定量の液晶材料を載せ、更 にこの液晶材料によって前記注入孔を塞ぐ工程と、
前記注入孔から前記液晶材料を前記間隙内に充填する工程と
を有することを特徴とする、調光装置の製造方法。 In a method of manufacturing a light control device comprising a liquid crystal element in which a pair of substrates each having an electrode are arranged opposite to each other on the electrode side, and a liquid crystal material is sealed in a gap between the pair of substrates.
A step of placing a predetermined amount of liquid crystal material in the vicinity of the injection hole in a state where the liquid crystal material is not sealed, and further closing the injection hole with the liquid crystal material;
And a step of filling the liquid crystal material into the gap from the injection hole.
前記一対の基体の一方が他方よりも拡大された部分を有しており、この拡大された側に、前記液晶材料の注入孔が形成され、かつこの注入孔が封孔されていること
を特徴とする調光装置。 In a light control device comprising a liquid crystal element in which a pair of bases each having an electrode are arranged opposite to each other on the electrode side, and a liquid crystal material is sealed in a gap between the pair of bases,
One of the pair of bases has a portion enlarged than the other, an injection hole for the liquid crystal material is formed on the enlarged side, and the injection hole is sealed. A light control device.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004008846A JP2005202185A (en) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Light control device, method for manufacturing the same, and imaging device |
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-
2004
- 2004-01-16 JP JP2004008846A patent/JP2005202185A/en active Pending
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CN109154751A (en) * | 2016-05-17 | 2019-01-04 | 默克专利股份有限公司 | For controlling the device of radiation transmission |
JP2019517031A (en) * | 2016-05-17 | 2019-06-20 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | Device for controlling the transmission of radiation |
JP7128119B2 (en) | 2016-05-17 | 2022-08-30 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device for controlling transmission of radiation |
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