JP2006106374A - 液晶装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 液晶光学素子である液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ液晶装置を得る。
【解決手段】 本発明は、情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極60(図1において、補正電極35,36,40,41,45,46,47,を全て含んだ状態が補正電極60)を有する第2基板30と共通電極21を有する第1基板20とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶50をシール部材51で封止した構成をなす液晶装置1において、前記第1基板20と前記第2基板30を接着し支持するすることで前記第1基板20と前記第2基板30との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材10を前記第1基板20の補正電極60の中心軸上あるいは中心軸近傍、例えば補正電極45の位置、に配設したことを特徴とする液晶装置である。
【選択図】 図1

Description

この発明は、レーザ光等を変調する液晶装置であるところの液晶光学素子に関するものである。
レーザ光等の光を変調する液晶装置である液晶光学素子は、DVDの光ピックアップの収差補正などに使用されている。
この液晶光学素子により、ラジアルチルト補正、タンジェンシャルチルト補正、DVD/CD補正、多層デイスクにおける板厚補正がある。
そして液晶光学素子(以下液晶セルと称する)は、その概要を示した透視平面図である図10の如く構成される。
図10の液晶セル(液晶光学素子)200において、電極有する2枚の基板間に液晶を注入するための注入孔254を有する封止部材(シール部材)251と注入孔254を封孔する封孔材255とで液晶を基板間に封止している。
この液晶光学素子の液晶セル200の基板上に配設する前記電極の配設形状(電極パターン形状)を適切に設定し配設することで、前記収差補正ができる。図10の補正電極260が補正電極の形状の一例である。この補正電極260は一方の基板上に配設されており、対向する他方の基板には、略全面に一様に共通電極が配設されている。
ここで、液晶光学素子の適用例としてDVDの光ピックアップについて図11を用いて説明する。
図11は、液晶光学素子である液晶セル204を光ピックアップに適用した場合の全体構成を示すブロック図である。この光ピックアップは、レーザ光源201とコリメートレンズ202と偏光ビームスプリッタ203と収差補正手段としての液晶セル204と、1/4波長板205と対物レンズ206と、集光レンズ208と受光器209を基本構成とする。
次にこの光ピックアップのレーザー光の経路とそれぞれの部材の機能について説明する。レーザ光源201から出たレーザ光は、コリメートレンズ202を介して偏光ビームスプリッタ203を通過した後、液晶セル204に入射する。
この液晶セル204を通過する際に、液晶セル204はレーザ光を変調して収差を補正する。その後1/4波長板205を通過して、対物レンズ206によりデイスク207に集光される。
そしてデイスク207にて反射された光ビームは、再び対物レンズ206、1/4波長板205、液晶セル204を経て、偏光ビームスプリッタ203により、光路を変更されて集光レンズ208を介して受光器209に集光される。
特許文献1には、液晶光学素子が収差を補正する動作あるいは作用が説明されている。
それによると上記波面収差を補償する液晶光学素子として、液晶層の両面に電極を配置した構成を有する液晶セルが知られており、この液晶セルは、対向する電極に電圧を印加することで液晶に電圧を加える。
この液晶に加えられる電圧に応じて液晶分子の配向性が変化することを利用して、電圧が加えられ制御された液晶を透過する光ビームの屈折率を変化させて光軸の傾きに起因する波面収差を補償している。
このように、液晶の部分毎に与える電圧を変化させ、光ビームに対する屈折率を変化させることにより、当該光ビームの光路長を液晶の部分毎に異ならせ、あるいは、部分毎に異なる位相差を与えることで、ディスクの情報記録面までの光路長を変化させて光軸の傾
きを打ち消している。
さらに、上記の液晶セルにおいて、光ビームの光路差を液晶の部分毎に実際に異ならせるための方法としては、例えば、当該液晶に駆動電圧を印加するための対向する透明電極を複数の部分に分割し、この分割した透明電極を組み合わせた構成とし、この各部分透明電極の各部分毎に印加する駆動電圧を変化させることによりそれぞれの分透明電極に対応する液晶の部分毎に光ビームの位相差を異ならせる方法がある。
この液晶光学素子である液晶セルの基本構成を液晶セルの説明図である図12(図12a、b)を用いて説明をする。
図12aは液晶セル200の平面図であり、図12bは図12aにおけるY1−Y1線の断面図である。
図12aと図12bにおいて、液晶セル200は、電極(透明電極)221,260と配向膜222,231とが形成された2枚の基板220,230を、電極が内側になる様にして、透明基板の周辺に配設される枠形状をなすシール部材251を介して、間隙を設けてシール材による接着で貼り合わせて形成される。
また、図12に示すように、入射したレーザ光を変調する液晶光学素子となる液晶セルは、外周を枠状のシール部材251に囲まれており、その中央部にレーザ光径(図10参照。符号260の円に相当)のレーザ光が入射することができる径の受光部(液晶250が配設される領域)が形成されている。
この様な液晶セルでは、レーザ光径の位置がずれても、またレーザ光径が大きくなっても不具合がないように余裕を持ってレーザ光受光面(有効径)を設計・製作している。ここにおいて、液晶光学素子の有効径は、通常円形、楕円、小判型の長円、等で形成される。
さらに、図12を用いて液晶セル200について説明すると、液晶セル200は、図12a、bに示すように、液晶セル200の基板が重なった部分の4辺の外周をシール部材251で囲んであり,こので囲まれた領域を受光部とし、受光部にレーザ光の変調をする収差補正用の補正電極260が形成される。シール部材251の内部には液晶250が封止されており、液晶250と接する第1基板220と第2基板230の面には、ラビング処理された配向膜222,231が配設されている。
さらに、第2基板230は第1基板220より延出した延出部230aを有し,この延出部230aに外部端子電極共通電極接続配線221W,補正電極接続配線235W,240W,245Wが設けらている。この各種電極の接続配線の端部には、図示しないフレキシブル回路基板(FPC)が異方性導電接着材(絶縁性接着剤に導電粒子を混在させた接着材。これには絶縁粒子を混ぜることもある)で接着され接続される。このFPCの液晶セルに接続された端部と反対側のFPC端部には、液晶駆動回路基板に接続されている。液晶駆動集積回路を前記FPCに実装する場合もある。あるいは、液晶駆動集積回路を第2基板230の延出部230aの上に実装することもあるが、本発明においては、基板が05mmから03mmと薄いために、基板の割れ防止が必要である。
FPCを経由して送られてくる信号で液晶セル200の液晶250が駆動される。
補正電極260と共通電極221の間の液晶250は、複数の電気的に絶縁された電極パター(電極形状)をなす補正電極260に印加される所定の電圧に基づいて駆動される。液晶250が駆動されると、図11における対物レンズ206の光軸に対してディスク207が傾くときに発生する波面収差を補正し、ディスク207上の光スポットの収差による不良をを防ぐことができる。
この様な動作で,光ピックアップにおける再生データの読み取り精度を向上させている。
ここで、第1基板220の配設された共通電極221と第2基板230に配設された共
通電極接続配線221Wとの接続についてみる。
第1基板220と第2基板230は配向処理された後に、これらの基板間にシール部材251を配設して熱圧着して両基板を接着する。このときシール部材251には導電粒子253が絶縁性シール内スペーサ252と共に混入されており、この導電粒子253により図12bに示すように,第1基板220の共通電極221と第2基板230上の共通電極接続配線221Wとが導通接続する。絶縁性シール内スペーサ252は、第1基板220と第2基板230の間の間隙寸法規定するためのものである。このため、電極が無いところには図12aの如くダミー電極256を設けると良い。
また、図12bに於ける補正電極260と配向膜の間には、無機材(例えば、SiO2)あるいは樹脂材の電気的絶縁膜を設けることもある。
特開2000−90479 号公報(収差セル電極) 特開2003−270656号公報(収差セルトランスファー) 特開平11−125826 号公報(感光性柱状SP/光配向) 特開2000−356778号公報(感光性接着粒子SP) 特開2002−174804号公報(環境で膨らむ) 特開2002−182225号公報(製造工程で凹凸) 特開2004−252242号公報(接着材の材料) 特開2004−191394号公報(接着材の材料)
上記に示した構成のDVDの光ピックアップは、ノートパソコン、携帯テレビ、PDA、携帯ゲーム、携帯音楽録音再生装置への組み込みのため、部材をより小型化にすることが要求されている。液晶セル(液晶装置あるいは液晶光学素子)以外の部材は比較的容易にその要求に答え小型化とすることができるが、液晶セルの小型化を得るためには困難を極めている。現在の液晶セルの平面方向(光入射、出射面方向の液晶セル平面サイズ)サイズの要求は、2年前4−5mm角程度で合ったものが略3mm角にまで要求されてきている。
このように面方向サイズ(面方向の寸法)の小型化の要求があると共に、最近では液晶セルの厚み方向の小型化(薄型化)がさらに要求されている。
具体的には、液晶セルの基板厚みが従来0.5mmであったものが、基板厚みを0.3mmとするようになった。
この基板であるガラス基板が0.3mmとなると面方向の大きさが3mm角といえども、また液晶注入治具を使っていても、液晶セルの空セルに液晶を注入し、注入孔を封孔して治具から液晶セルを外すと、対向する基板が厚み方向の内側に凹んだり、あるいは対向する基板が厚み方向に膨らんだ凸状態になってしまい、面精度不良で生産歩留まりを落とすとの大きな問題を生じている。図13参照。
DVD装置における収差補正手段としては、従来からメカニカル的に行ってきており、液晶光学素子は新たなる収差補正手段として製品に採用されたものである。このような液晶光学素子による収差補正手段は小型、構成が簡素、軽量、制度が良いなどの利点があるものの、現在ではメカニカル収差補正手段に比べ価格が高いのが唯一の欠点となっている。
このような液晶光学素子の歩留まりが悪となると、小型にしたのにコストが上がり、多くの利点を有す液晶光学素子を新たなる製品に採用されない、あるいは一部の高級製品に
留まるとの問題を解決できない状態が続くことになる。
さらに、この様な液晶光学素子は、液晶光学素子が湿度、温度の差の大きい環境で使用されることがある。特に小型軽量という特徴を有しているために携帯装置としての各種装置にもちいられる。このような用途のために、高温多湿という条件に対しての信頼性試験を満足した特性を有さねばならない。
そこで信頼性性試験を行った時の液晶セルの不良状態を説明するため図である図13に示すような、液晶セルがその厚み方向に凹んだり膨らんだりする、破線で示される問題が生じた。
図13aは、液晶250が封止された部分が凹んだ不良を示している。図13bは、液晶250が封止された部分が膨らんだ不良を示している。第1基板220は液晶を挟んで第2基板230と対向し、液晶250の周囲はシール部材が配設されて、液晶250をシール部材251、第1、第2基板220,230で封止している。
すなわち、高温高湿の環境条件の中に置いた後に常温に戻すと、液晶光学素子の液晶セルが図13aに示すように、実線で示された正常状態が破線で示されているように膨らむ現象が生じた。このように液晶セルが膨らむと液晶セルの平面方向の面が曲率を持ち、面精度が悪く、液晶セルによる光制御が正確に出来ないと言う問題を生じてしまった。
本出願人が先に出願したところの特許文献5(特開2002−174804)にはこのような問題に関しての詳細な説明がされてい。
また、本出願人が出願したところの特許文献6(特開2002−182225)には、液晶光学素子を製造する製造工程において、熱などの製造過程に与えられる熱などにより、製造工程内で液晶セルが図13aの破線で示したように液晶が注入された部分が膨らんだり、あるいは図13bの破線で示すように液晶が注入された部分が凹んだりして液晶セルの平面方向の面が曲率を持ち、面精度が悪く、液晶セルによる光制御が正確に出来ないと言う問題を生じていることが説明されている。
このように製造工程で問題を生じると、生産歩留まりが低下し液晶光学素子の価格がより上昇してしまうために、精度、小型、軽量、簡単な構造等の利点を有する液晶光学素子に対する市場の要求に添っていても価格が高いために用いられずに結果、技術の進歩を遅らせると言う、光学素子の応用分野での産業上の発展を遅らせる問題も生じている。
そこで、本発明の目的は、液晶光学素子の上記した面精度を向上させると共に液晶光学素子の生産歩留まりを向上させ液晶光学素子の価格をを下げることにある。
上記課題を解決するために本発明の第1の手段は、情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置において、前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記1基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に配設したことを特徴とする。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第2の手段は、情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液
晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置において、補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記補正電極の1の部分電極は該補正電極の中心軸を含む領域に配設されており、前記1の部分電極の上には前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を配設したことを特徴とする。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第3の手段は、本発明の第1または第2の手段において、補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記第1基板の前記補正電極が、ラジアル方向またはタンデンシャル方向の波面収差を補償する電極形状をなすことを特徴とする。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第4の手段は、本発明の第1の手段において、さらに前記液晶装置は、前記第2基板の前記第1基板と対向する面と反対側の面に少なくとも共通電極を有し該共通電極と対向して補正電極を有する第3基板が間隙を設けて配設され該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなし、前記第2基板と前記第3基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記第3基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に配設したことを特徴とする。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第5の手段は、本発明の第2の手段において、さらに前記液晶装置は、前記第2基板の前記第1基板と対向する面と反対側の面に少なくとも共通電極を有し該共通電極と対向して補正電極を有する第3基板が間隙を設けて配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなし、前記第3基板の補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記補正電極の1の部分電極は該補正電極の中心軸を含む領域に配設されており、前記1の部分電極の上には前記第2基板と前記第3基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を配設したことを特徴とする。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。このため,液晶の制御がより正確できる。
上記課題を解決するために本発明の第6の手段は、本発明の第4または第5の手段において、補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記第3基板の前記補正電極が、タンデンシャル方向またはラジアル方向の波面収差を補償する電極形状をなすことを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらにタンデンシャル収差とラジアル収差を精度良く補償できる効果が得られる。光ピックアップの検出信号の精度が向上する効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第7の手段は、本発明の第1乃至第6の手段のいずれかの一の手段において、前記接着支持部材が、ガラスビーズを接着剤で覆ったことを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらに、ガラスビーズを用いることが出来、液晶の屈折率と近いあるいは同じ屈折率の接着支持部材(ガラス材)を用いることが出来、接着支持部材を透過する光を均一にできる効果を有する。このことにより、光ピックアップの検出信号の精度が向上する効果を有する。
また、近年開発が盛んな、青色レーザ光を用いても接着支持部材が劣化しないため,信頼性の高い製品が得られる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第8の手段は、本発明の第1乃至第6の手段のいずれかの一の手段において、前記接着支持部材が、フォトレジスト材または感光性ポリイミド材であることを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらに、接着支持部材をホトレジストで製造できるため、工程の自動化が容易になり多量生産の製造コストを安くできる効果を有する。特に光配向膜を用いるとよりその効果が得られる。
正確に所定の位置に接着支持部材を配設できるので,液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。このため,液晶の制御がより正確できる。
上記課題を解決するために本発明の第9の手段は、情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置の製造方法において、前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記1基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に集中的に設ける接着支持部材配設工程を有することを特徴とする。
この特徴により製造された液晶装置は、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
従来の製造工程を大きく変える必要が無いため、液晶装置の収差を補正し、さらに生産コスト,費用の上昇を抑えた液晶装置が得られる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第10の手段は、本発明の第9の手段において、前記接着支持部材配設工程が、接着材により覆われたガラスビーズよりなる接着支持部材をマスクを用いて所定の位置に集中して散布したことを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらに、ガラスビーズを用いることが出来、液晶の屈折率と近い屈折率の接着支持部材(ガラス材)を用いることが出来、接着支持部材を透過する光を均一にできる効果を有する。このことにより、光ピックアップの検出信号の精度が向上する効果を有する。
また、近年開発が盛んな、青色レーザ光を用いても接着支持部材が劣化しないため,信頼性の高い製品が得られる効果を有する。
上記課題を解決するために本発明の第11の手段は、本発明の第9の手段において、前記接着支持部材配設工程が、フォトレジスト材または感光性ポリイミド材よりなる接着支持部材であり、該接着支持部材をホトマスクを用いて所定の位置に配設することを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらに、接着支持部材をホトレジストで製造できるため、工程の自動化が容易になり多量生産の製造コストを安くできる効果を有する。特に光配向膜を用いるとよりその効果が得られる。
正確に所定の位置に接着支持部材を配設できるので,液晶装置による収差補正の動作に悪液晶を及ぼすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する
。このため,液晶の制御がより正確できる。
上記課題を解決するために本発明の第12の手段は、本発明の第11の手段において、前記接着支持部材配設工程の後に、配向膜として配設された感光性の配向材に光を当て配向処理を行う工程を有することを特徴とする。
この特徴により、上記した効果が得られると共に、さらに、接着支持部材をホトレジストで製造できるため、配向膜製造工程を含めた一連の工程の自動化が容易になり多量生産の製造コストを安くできる効果を有する。
本発明の液晶装置であり液晶光学素子であり液晶セルは、補正電極全体に対する中心(液晶セルの構造によっては、液晶セルの中心あるいは中心軸のこともある)あるいは中心近傍に、接着機能を有する支持部材である接着支持部材10を配設して上下基板を接着し、支持しているため、波面収差の補正を阻害せずに、液晶光学素子の面精度を向上させることができる効果を有する。
このことにより、液晶光学素子の面精度が向上するので、波面収差の補正精度が向上し、液晶光学素子の信頼性が向上する効果を有する。
また、本発明の液晶光学素子であり液晶セルは、補正電極全体に対する中心(液晶セルの製造構造によっては、液晶セルの中心あるいは中心軸のこともある)あるいは中心近傍に、接着機能を有する支持部材である接着支持部材10を配設して上下基板を接着し、支持しているため、波面収差の補正を阻害せずに、液晶光学素子の平面方向での凹凸を防止できるため、液晶光学素子の生産歩留まりが向上する効果を有し、その結果液晶光学素子の価格をを下げる効果を有する。
また、本発明の液晶光学素子であり液晶セルは、補正電極全体に対する中心(液晶セルの製造構造によっては、液晶セルの中心あるいは中心軸のこともある)あるいは中心近傍に、液晶セル間隙調整用のスペーサの製造工程を適用して接着機能を有する支持部材である接着支持部材10を配設して上下基板を接着し、支持することができるので、新たなる製造方法を用いる必要が無く、新たなる製造費用の上昇を来たすことなく上記したところの効果を得ることができる。
本発明は、情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極60(図1において、補正電極35,36,40,41,45,46,47,を全て含んだ状態が補正電極60)を有する第2基板30と共通電極21を有する第1基板20とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶50をシール部材51で封止した構成をなす液晶装置1において、前記第1基板20と前記第2基板30を接着し支持するすることで前記第1基板20と前記第2基板30との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材10を前記第1基板20の補正電極60の中心軸上あるいは中心軸近傍、例えば補正電極45の位置、に配設したことを特徴とする液晶装置である。
この特徴により、少なくとも液晶装置の膨らみあるいは凹みを防ぐ効果が得られる。
さらに、液晶装置による収差補正の動作に支障をきたすことなく接着支持部材を液晶装置内に配設することができる効果を有する。
以下本発明の実施例を、図を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施例を示す液晶セル1(液晶装置であり液晶光学素子である。以下同様。)の要部を示す斜視図である。図2は、図1のX1−X1の断面図をX1方向
から見た断面図である。図3は第2の基板上の平面方向の面に配設される補正電極等の電極形状を示す電極構成図である。この図3に図3aと図3bとよりなる。図3aはラジアル方向の波面収差を補償するための電極形状を示しており、図3bはタンジェンシャル方向の波面収差を補償するための電極形状を示している。
本発明の実施例1の液晶セル1は、図1、図2に示す如く、共通電極を内方に有する第1基板20と複数の補正電極等を内方に有する第2基板30が間隙を設けて対向配置いる。この間隙の周囲には枠形状をなす接着性のシール部材51が配設される。このシール部材51と各種部材が配設された第1と第2基板20、30とにより液晶50が封止されている。液晶50はシール部材51の一部に設けられた開口である注入孔254(図12参照)から注入された後に、注入孔254を封孔材255(図12参照)で封止して液晶50を基板間に封止する。(図1,2と共に図11を参照)
さらに、図1に示す如く、第2基板30は第1基板20の端部より延出する部分である延出部30aを備えている。延出部30aには、液晶セル1の外部からの信号を液晶セル1に供給するための各種接続配線が配設されている。
また、図2に示す如くそれぞれの基板には、各種の部材よりなる層が設けられている。
第1基板20の面上には、液晶50に向かって、共通電極21の層、配向膜22の層が重ねられている。
第2基板30の面上には、液晶50に向かって、補正電極の層、絶縁膜32の層、配向膜31の層が重ねられている。
ここで、絶縁膜32の層の役割は、液晶と配向膜とを挟み対向して配設される対向する電極の間が塵などによりショートを生じるのを防止するために設けられるものである。このため図2の如く、第2基板30の面上ではなく、第1基板20の面上の配向膜22と共通電極21の間であってもよい。
しかし、後述する如く、共通電極21の全面は、すべて同じ電位、例えば図1、図2の如くおおよそ基板面の全面に配設する、とするのに対して、補正電極は図3に示す如く、分割された電極パターンを有し、分割された補正電極60は個々の独立した電位を有するために分割された電極間のショート不良が生じる危険性が高い。
そこで、絶縁膜を補正電極上に設けて、このショート不良を防ぐ効果を得ることがよりよい。塵や、隣り合う補正電極のエッチング残渣によるショー等の不良を防ぐ効果も有する。
このように構成された第1、第2基板20,30の一方、あるいは両方の基板に前記した枠状のシール部材を基板上に配設するのだが、その前に補正電極60(図2において、補正電極35,36,40,41,45,46,47,を全て含んだ状態が補正電極60)の中心軸(液晶セルの中心でも良い、あるいは中心軸の近傍に接着支持部材10を配設する。
いずれにしても、接着支持部材10が配設される位置は、図4aにおけるX軸とY軸の交点を基本とし、その交点の近傍に配設する。
また、図4aの波面収差曲線がX軸と交わる点に配設しても良いが、X軸とY軸の交点に配設した場合の方が、液晶セルの膨らみあるいは凹みを抑制する効果は大きい。
この接着支持部材10の補正電極に対する配設位置が大切なので、次に、図3aを用いて補正電極の形状とその作用の説明を行う
図3aは、第2の基板上の平面方向の面に配設される補正電極等の電極形状を示す電極構成図であり、ラジアル方向(例えば、図12のディスク207の読み取りあるいは書き込み面上の径方向)の波面収差を補償するための電極形状を示した図である。
図3aには補正電極接続配線35w,40w,45w及び共通電極接続配線21Wが第2基板30の延出部30aに設けられている。補正電極接続配線35wは、シール部材51の内に配設されている補正電極35,36に接続される。補正電極接続配線40wは、
シール部材51の内に配設されている補正電極40,41に接続される。補正電極接続配線45wは、シール部材51の内に配設されている補正電極45,46,47に接続される。補正電極35と補正電極40は、それぞれ楕円島形状をなす。補正電極35と補正電極40は、補正電極60の中心軸に配設されている補正電極45を挟んで、且つ図3aのX軸(図示せず。図面上で左右方向の軸)に対して対称な形状を成している。
また、この楕円島形状をなす補正電極35と補正電極40の周囲を囲む如く補正電極45,46,47が配設されている。
さらに、補正電極46の外側に補正電極41が配設され、補正電極47の外側に補正電極36が配設されている。
ここで、本発明の実施例1では補正電極60の中心軸を通るX軸に対象にそれぞれの補正電極を配設しているが、補正電極60の中心軸からずれた位置を中心軸として設定し補正電極のパターン形状を決めても良い。このときには、液晶の制御が偏った制御を必要とする場合に有利となる。
図3aのような補正電極の電極形状を有する液晶セルを用いて制御される光について簡単な説明を行うと。
液晶セルの液晶が印加電圧に応じて液晶分子の配向性が変化し、透過する光の屈折率がこの液晶分子の配向変化により変化することを利用して、液晶を透過する光の屈折率を変化させて光軸の傾きに起因する波面収差を補正している。
そこで、前記補正電極35,36,40,41,45,46,47とこれらの補正電極と対向する共通電極21に補正電極接続配線35w,40w,45wと共通電極接続配線21wに外部から信号を与えることで、液晶の部分毎に与える電圧を変化させ、光に対する屈折率を変化させて、光の光路長を液晶の各部分毎に異ならせることで、部分毎に異なる位相差を光に与え、これにより情報記録面(例えば、ディスク207の面)までの光路長を変化させて光軸の傾きを打ち消している。
さらに図3aの各補正電極35,36,40,41,45,46,47の形状あるいはパターン構成について説明する。
まず、補正電極35,36,40,41,45,46,47の全体の電極の大きさは、全体の補正電極60の中心と対物レンズ206の光軸の位置とが一致している場合において対物レンズ206(図11参照)を通過する光の範囲を補正電極の全体に投影した範囲が、図3aに示す範囲となるような大きさとしている。
このような大きさに設定された図3aに示される補正電極は、全ての補正電極の合わせた電極の中心を通ると共にラジアル方向に垂直な対称軸を中心としてX軸(図3aの左右方向の軸)に線対称に配置された7つのパターンをなす補正電極35,36,40,41,45,46,47よりなるが、補正電極45,46,47は1続きのパターンあるいは電極形状をなしており作用的にも同じである。そこで、動作的には5つのパターンに分割されているともいえる。
補正電極接続配線35wに接続される補正電極35,36と補正電極接続配線40wに接続される補正電極40,41と補正電極接続配線45wに接続される補正電極45,46,47は、それぞれの相互に絶縁されている。
補正電極35,36,40,41,45,46,47の電極形状は、対物レンズ206の移動方向がディスクの半径方向としての内周向きと外周向きの二通りの向きが存在するので、液晶セル1に対する対物レンズ206の相対位置ずれも内周向きと外周向きの双方に対応して構成する必要があり、このため補正電極の電極形状は位置ずれ方向の中心軸に対して線対称としている。
さらに、補正電極35,36,40,41,45,46,47は、独立して駆動制御される液晶の領域の分割を、ラジアル方向に発生する波面収差の分布と上記ラジアル方向の位置ずれとを考慮した形状とするために、図3aに示す電極形状に分割している。
図3aのこれらの補正電極35,36,40,41,45,46,47の内、補正電極35と補正電極36は同一の信号が印加され、一方補正電極40と補正電極41は同一の信号が印加される。
一方、補正電極45,46,47の領域は波面収差の値が0(零)となる領域を含む領域である。
特に、補正電極35に対応する液晶の領域と補正電極40に対応する液晶の領域は対称的な形状であり、透過する光に与える位相差の値は逆極性となっており、その間に挟まれた補正電極45の領域は波面収差がゼロとなる領域である。
このようにして、図1、図2、図3における第2基板上の補正電極が構成されている。
図1の構成に戻り、先に示したように、第1、第2基板20,30の一方、あるいは両方の基板に前記した枠状のシール部材を基板上に配設するまえに、補正電極35,36,40,41,45,46,47全体の補正電極60の中心軸あるいは液晶セルの液晶が注入された補正領域の中心軸あるいは補正領域の中心軸の近傍であり、補正電極45の上に接着剤を表面い備える接着スペーサ材よりなる接着支持部材10を配設する。この接着支持部材を第1基板あるいは第2基板の上に形成する製造方法の説明は、後述する。
図3あるいは図2に示す如く、接着支持部材10が第1基板と第2基板の液晶封止領域の略中心あるいは中央部に配設されて確実に上下基板を接着し支持するために液晶セルが外側に突出することを防ぎ、液晶セルの平面を平らに維持し平面精度を向上することができる。接着支持部材10が第1基板と第2基板の液晶封止領域の略中心あるいは中央部に配設されているが、補正電極60の中心軸と液晶封止領域の中心が異なる時には、横軸にレンズ径を,縦軸を波面収差量として光の波面収差グラフである図4aのX軸とY軸の交点を中心あるいは中心軸として接着支持部材を配設する。
また、図4aの波面収差曲線がX軸と交わる点に配設しても良いが、X軸とY軸の交点に配設した場合の方が、液晶セルの膨らみあるいは凹みを抑制する効果は大きい。
また、接着支持部材10は、第1基板と第2基板の基板間隔を所定の間隔(本実施例では液晶セル厚みを5μmとした。)を維持するスペーサとしての機能も併せ持つようにしているので、液晶セルが内側(液晶側)に凹もうとしても、接着支持部材10により内側に凹むことが防げ、液晶セルの平面を平らに維持し平面精度を向上することができる。
本発明は、液晶セルの液晶注入部の平面方向の外形寸法が3mm角であり、液晶の厚みが5μmであり、基板厚みが0.5mmから0.3mmを用いている。シール部材51には導電粒子と絶縁粒子を入れてあるので、液晶セル1の全体の液晶厚みを制御するのはシール内スペーサで行い、シール部材で制御困難な液晶セル1の液晶封止部の領域も中心部及びその周辺の変形を防ぐのを接着支持部材10で行っている。
図1,2を見ると、液晶層が基板の3倍にもなる寸法で図示されているが、上記した如く、基板厚みは0.3mmから0.5mm(液晶セルにもよるが、基板厚みが07mmあるいは1.0mmを用いる場合もある。)であり、液晶層は5μm前後であるために、実際には、基板間隔は図示できないくらいに狭いもである。このため、シール内スペーサや接着支持部材10が楕円で示されているが、シール内スペーサは球形状をなす。一方、接着支持部材は、球形状あるいは四角柱、円柱のいずれも本発明では用いることができ本発明の効果を得ることができる。
このように接着支持部材10を補正電極45及びその近傍に接着支持部材10を設ける構成をなす本発明は、問題を防ぐポイントに接着支持部材を配設しているので、接着支持部材10の配設する数をすくなくするできる。このため接着支持部材10の他に配設される液晶内間隔保持材(液晶内スペーサ)の数を少なくできる。あるいは、接着支持部材のほかに液晶内間隔保持材(液晶内スペーサ)を設けなくても良いが、このときには、シール部材内に液晶内間隔保持材(シール内スペーサ)が必要である。
液晶内スペーサ及び液晶内スペーサ外周隣接部を透過する光が、全く液晶で制御できな
い非制御光であるため、この非制御光が多いと波面収差を制度よく補正することが出来ない問題を生じるが、本発明は液晶ないスペーサを減らせるので、スペーサによって生じる非制御光を減らせ、波面収差を補償する精度を向上させる効果を有する。
さらに、本発明は、波面収差の値が0の領域に配設するため、波面収差の制御に悪影響を及ぼすことが無く、精度の良い波面収差の抑制できる効果を有する。
このように問題を解決するのに効果的な位置に接着支持部材を配設するために、その接着支持部材10の数を少なくし、光漏れを防ぎ、液晶セルの平面精度を上げ、信頼性と生産歩留まりの向上が得られる効果を有する。
図1の構成に戻り、第1と第2基板20,30のそれぞれの面の少なくとも液晶が封止される面に設けられた配向膜22,32の表面をラビン装置を用いてランビングする。
このラビング方法として、光ラビンと布を用いたビングローラ方式があるが上記実施例1では、ラビングローラ方式を採用し配向膜材の表面を布で擦ることで配向膜材にラビング処理を施している。ラビングローラ方式を用いる時には、一方向からラビングを行うと接着支持部材10の凸部でラビングの影と言うラビング欠陥を生じることがあるので、複数方向からのラビング処理を行うのが良い。
ラビング処理された第1または第2基板20,30の内の第2基板30の上であり延出部30aを除いた領域にシール部材51を枠状に印刷して配設する。シール部材51には導電粒子53が配設されている。
このシール部材は異方性導電シール部材と呼ばれ、樹脂材よりなる絶縁性接着材の中に導電粒子53を混合してある。導電粒子53のほかに絶縁粒子を混合する場合もある。この導電粒子53あるいは導電粒子53と絶縁粒子により液晶50の層の厚みを規定している。しかし、本発明においては、接着支持部材10をも共に働かさせて液晶50の層の厚みを規定すると共に液晶セル1の平面方向の面精度を向上させている。
この異方性導接着剤によるシール部材が配設された第2基板30に第1基板20を重ねる。この後、第1基板20と第2基板30がシール部材51を介して熱を加える熱圧着により接着される。
この接着工程により、第1基板20に配設された共通電極21は、導電粒子53を介して第2基板30の面上に配設された共通電極接続配線21wと接続される。
図1、図2,図11、図13を参照しながら、更なる製造工程を説明すると、注入孔54を有するシール部材51と接着支持部材で接着された第1基板20と第2基板30との間の空隙あるいは間隙には、注入孔54より液晶50が注入されて、液晶50が漏れないように封孔材55で注入孔54の封孔が行われる。この封孔により第1と第2基板20,30の間に液晶50が封止される。
シール部材51と接着支持部材10の硬化方法としては、上記の如く熱硬化接着材を用いた熱圧着接着のほかに紫外線硬化型接着材を用いた光硬化接着があるが、本発明はいずれの方法を用いても良い。
また、液晶セル1の製造方法として、特許文献6に開示されているような、最終製品として単個の液晶セルとなる複数の液晶セルを大板基板(母基板)に形成して、シール部材と接着支持部材の接着工程終了後に短冊形状になるように切断し,この切断で注入孔が一方向に並んだで開口した短冊状複数個液晶セル実装基板が得られる。この状態の短冊状に一列に並んで一方向に注入孔を備えた短冊状複数個液晶セルに液晶を複数個の液晶セルに同時に注入し、注入孔を封孔し、短冊セル状態を単個の液晶セルとするためにさらに切断し、液晶が注入された単個の液晶セルを得る製造方法である多数個取りの液晶セル製造方法にも本願発明は適用できる。本発明の液晶セルは、液晶セル外形が小型のため、この複数個を同時に製造する製造方法で製造するのがより良い。
このように構成あるいは製造された本発明の液晶セル1は、図1に示される第2基板3
0の延出部30aの上に引出され配設されたところの共通電極接続配線21w、補正電極接続配線35w,40w,45wがフレキシブル回路基板(FPC)の複数の配線電極と異方性導電接着材で接続される。このFPCには、液晶を駆動する回路が実装されることがあるが、本発明は、この液晶駆動回路がFPCに実装されている場合でも、実装されていない場合(このFPC以外の他基板に駆動回路が実装されて、FPCはこの他基板と液晶セル1の中継接続部材として働く。他にCOGと言う集積回路実装方式があり、液晶セル1の第2基板30の延出部に集積回路を実装するもので,このときにもFPCに回路を実装しなくて済む。)でも、いづれの構成でも本発明が適用でき本発明の効果を得ることができる。
接着支持部材の配置される位置に関しては以下のことが言える。
図4aは対物レンズのレンズ径方向に対する波面収差量を示した図である。図4bは、図4aの波面収差を補正するために液晶セルに印加する電圧の大きさ(縦軸)を波面収差量と対比できるように示した図である。図5は、図4bの電圧を液晶セルに印加した結果の波面収差量を示しており、横軸は対物レンズのレンズ形寸法であり、縦軸は波面収差量を示している。
ディスク207が傾くと、波面収差であるコマ収差が生じ、最良像点に対してディスク207の直径方向の波面収差量が図4aの如く分布する。
ここで、最良像点とは、波面収差を考慮した場合の実際の集光中心に当たり、もっとも波面収差が少ない点である。
図4aに示されるように、ディスクに傾き(チルト)が発生すると波面収差は、像点の中心に対して対象になっている。
この波面収差に対応した電極を設けた液晶セル1を対物レンズ206(図11参照)の前に置き、液晶50(図11で符号204)を制御して、液晶分子の複屈折を変化させ、液晶50(204)を通過する光に位相差を与えて、ディスク207(図11参照)が傾くことにより発生した収差を補正している。このため、液晶セル1の電極形状(電極パターン)は、左右対称な図3aの如く形成される。
この図3aの電極のパターンである補正電極35,36,40,41,45,46,47に、図4bの電圧を印加することで、図5の如く波面収差量が実質一定になり、波面収差が実質無くなる。このとき、共通電極21はグランド(アース電位)としている。
そこで本発明は、図4aに示された波面収差が大きい図4aの上と下の山の頂上であり、図4bに示された液晶制御電圧を大きく印加する位置であり、液晶分子の複屈折を大きく変化させる位置に接着支持部材10を配設することを避け、接着支持部材10を配設しても波面収差の補正に与える影響が最も少ない図3aの補正電極45の位置であり全補正電極の略中心に配設したことをも特徴としている。
このような位置に接着支持部材を配設した本発明は、チルトの補正あるいは波面収差(例えばコマ収差、球面収差)を実質なくすことができ、さらに液晶セルの凹凸を抑え面精度を向上させた高品質、高信頼性、高性能な液晶セルあるいは液晶収差補正セルが得られる効果を有する。
上記のことは、補正電極が同心円状のリング、あるいは円形状であっても適用でき、このときには、円の中心あるいはリングの中心あるいは中心近傍に接着支持部材10を配設する。
次に、接着支持部材10を液晶セルに作りこむ製造方法の説明をする。
図6は接着支持部材10を第2基板30の上に配設し、その後シール部材を配設し、そして第1基板20をシール材51を介して第2基板30に接着する工程を示している。
図6では、シール部材51を第2基板30の上に配設した後に第1基板20を重ねているが、シール部材51を、まず第1基板20に配設した後に第1基板20の上のシール部材51の上に第2基板30を重ねても良い。同様に、接着支持部材10をまず第1基板20に配設した後に第1基板20の上にシール部材51を配設し、第1基板20の上のシー
ル部材51の上に第2基板30を重ねても良い。
一方、下記工程の説明では、接着支持部材10をシール部材51を配設する工程の前に配設するが、基板の上にシール部材51を配設すると共に接着支持部材10を基板の上に配設しても良く、基板の上にシール部材51した後に接着支持部材10を基板の上に配設しても良いが、発明者は下記工程で製造するのがよりよいと考える。
シール部材を接着支持部材の材料として用いる時には、導電粒子が混入していない絶縁性接着材と絶縁粒子よりなるシール部材を用いる。導電粒子を用いると上下基板に配設された電極が導電粒子を介してショートする問題が生じる危険がある。ただ、この電極間に絶縁膜が配設されていれば、ショートの問題が防げるので、導電粒子が混在していても良い。
図6を用いて製造方法の実施例1の説明を行う。図6において、図6aは、配向膜材31にラビングを行う工程を示している。第2基板30上に補正電極60を配設し、補正電極60の上に絶縁膜32を配設し、絶縁膜32の上に配向膜材31を配設した後に、ラビング装置85を用いることで、配向膜材31の上を布を巻いたローラで擦り配向膜31を形成した状態をしめしている。
この配向膜31の上に図6bに示すように、アクリル樹脂やエポキシ樹脂よりなる熱可塑性樹脂を接着皮膜11bとして粒子11aの表面に被覆した接着支持部材11を配設する。
この接着支持部材11を散布するときに、補正電極45あるいは補正電極全体の中心(中央)で有り補正電極45の上に接着支持部材が配設され、補正電極45の周囲には接着支持部材11が配設されないように、散布位置に穴が空いたマスク部材を用いて散布する方法を用いても良いが、図6の実施例1では、接着支持部材の散布をする時には、マスクを用いないで行った。
表面を被覆される粒子11aとしては、ガラス材、プラスチック材、シリカ材、金属材、無機材料でを用いることができるが、光透過する材料がよい。また粒子の形状としては、球状、円柱状等を用いる。
前記接着支持部材11は、液晶表示パネルで用いる液晶層の厚みを規定するあるいは一定の寸法とするためのスペーサでも良いが表皮が接着材である必要がある。
好ましくは、液晶と屈折率がほぼ同じガラス材を粒子11aに用いるのが良い。
図6cの部分的に光を照射する図に示す如く、第2基板30の上に散布された接着支持部材11の上にマスク(光を透過する部分に穴が空き、他の部分は遮光する部材)を重ね、この遮光膜の上から接着支持部材11に向けて赤外線光(赤外線光レーザ)を照射する。
この赤外線光によりマスクを通過した光が当たった接着支持部材11は、図6dに示す如く接着支持部材11の被覆接着材が溶けて配向膜と仮接着する。
前記マスクは、補正電極45あるいは補正電極全体の中心(中央)に対応したマスクの部位に光透過用の穴が空いている。
第2基板30の上の目的とする位置の接着支持部材11は基板30の上に接着するが、基板上の他の場所にある接着支持部材は、基板上に接着されていない。そこで、接着支持部材が乗った基板を超音波洗浄工程に通すと、第2基板30の上には、目的とする位置にのみ接着支持部材11が配設された第2基板30が得られる。(ここで、基板上と言っているが、実際には基板上の配向膜の上である。)
このように接着支持部材11を第2基板30の上に配設した後に、図6eに示す如くシール部材51を第2基板30の上に配設する。シール部材は熱可塑性のエポキシ樹脂よりなる絶縁樹脂に導電粒子53と絶縁粒子を混入した。絶縁粒子は、導電粒子の数珠つながりを防ぐためと、シール部材で液晶層の厚みを規定するために混在させている。補正電極が配設された領域全体にスペーサを散布する場合には、シール部材内の絶縁粒子で厚みを
規定する機能を求めなくても良い場合もある。
第2基板30の上にシール部材51と接着支持部材11を配設した後に、共通電極21と配向処理された配向膜22が配設された第1基板をシール部材51と接着支持部材11に重ね、熱圧着すると図6fの液晶セル1が得られる。
図6fに示されている如く、第1基板20と第2基板30は周辺の枠状のシール部材51と補正電極全体の中心軸あるいは中心軸近傍に配設された接着支持部材により支持され接着された液晶セル1が得られる。
以上の説明では、接着支持部材11を第2基板30の上に設け、そのあとで第1基板20を重ねたが、この逆の工程としても良い。接着支持部材11を第1基板20の上に設け、そのあとで第2基板30を重ねても良い。
このように接着支持部材11で第1基板と第2基板をしっかり接着するので、液晶セル1の中央部の膨らみ(例えば樽を横にした形状のように膨らむ)あるいは液晶セル1の中央部の凹み(例えば第1基板20と第2基板30が共に液晶50側に凹むX形状の凹み)を完全に防止できる効果が得られる。
さらに、製造工程が、従来の液晶表示装置のスペーサ工程をそのまま用いて、液晶セル面不均一不良を防止することができるために、新たなる設備を必要とせず、コストダウンが得られる。
以上の説明では、接着支持部材11を1つ(1個あるいは1本)で表現してきたが、接着支持部材の本数あるいは個数は、液晶光学素子の特性に悪影響を与えない範囲で適宜決める。
以上の説明では、粒子11aの表面を熱可塑性樹脂よりなる接着性被膜で覆ったが,
この粒子11aの表面を覆う接着性被膜を他の材料である紫外線硬化型接着材よりなる樹脂で覆っても,本願発明の効果は得られる。この紫外線硬化型樹脂を用いた時には、基板の上に接着支持部材を接着固定するために、紫外線を用いる必要がある。
すなわち、上記した図6cの工程に置いて、第2基板30の上に散布された接着支持部材11の上にマスク(光を透過する部分に穴が空き、他の部分は遮光する部材)を重ね、この遮光膜の上から接着支持部材11に向けて紫外線を照射する。
上記製造方法の実施例1では、接着性支持部材11の被覆接着材を光り硬化型樹脂としたが、さらに他の熱硬化型接着材を有する接着支持部材11を用いたときの液晶セル1の製造方法の要部の説明を行う。
図6を用いて製造方法実施例2の説明を行う。
図6において、図6aは、配向膜材31にラビングを行う工程を示している。第2基板上に補正電極60を配設し、補正電極60の上に絶縁膜32を配設し、絶縁膜32の上に配向膜材31を配設した後に、ラビング装置85で配向膜材31上を布を巻いたローラで擦り配向膜31を形成する。
この配向膜31の上に図6bに示すように、アクリル樹脂やエポキシ樹脂よりなる熱可塑性樹脂を接着皮膜11bとして粒子11aの表面に被覆した接着支持部材11を配設する。
表面を被覆される粒子11aとしては、ガラス材、プラスチック材、シリカ材、金属材、無機材料でを用いることができるが、光透過する材料がよい。また粒子の形状としては、球状、円柱状等を用いる。
前記接着支持部材11は、液晶表示パネルで用いる液晶層の厚みを規定するあるいは一定の寸法とするためのスペーサでも良いが表皮が接着材である必要がある。好ましくは、液晶と屈折率がほぼ同じガラス材を粒子11aに用いるのが良い。
この接着支持部材11を散布するときに、補正電極45あるいは補正電極全体の中心で有り補正電極45の上に接着支持部材が配設され、補正電極45の周囲には接着支持部材11が配設されないように、散布位置に穴が空いたマスク部材を用いて散布する。
この後、図6dに図示されるように接着支持部材11を第2基板30上の所定の位置に仮固定すれば、接着支持部材11の不要な移動を防げる。仮固定の方法としては、接着支
持部材11の部分に熱風などで部分的に熱を加えて仮接着する。
このように接着支持部材11を散布した後に、図6eに示す如くシール部材51を第2基板30の上に配設する。シール部材は熱可塑性のエポキシ樹脂よりなる絶縁樹脂に導電粒子253(図12b参照)と絶縁粒子を混入した。
絶縁粒子は、導電粒子の数珠つながりを防ぐためと、シール部材で液晶層の厚みを規定するために混在させている。補正電極が配設された領域全体にスペーサを散布する場合には、シール部材内の絶縁粒子で厚みを規定する機能を求めなくても良い場合もある。
図6eは、第1基板20上の共通電極21と第2基板30上の共通電極接続配線21Wの間に配向膜22,31及び絶縁膜32が介在し、シール部材51内の導電粒子253(図12b参照)で両電極を接続できなくなるので、配向膜22,31及び絶縁膜32をパターニングし、少なくとも導通を行う部分の配向膜22,31及び絶縁膜32を除いておく。
上記説明では、シール部材51内に導電粒子253を混在させて、第1基板20上の共通電極21と第2基板30上の共通電極接続配線21Wの間の導通を行ったが、他の導通を行う方法として、シール部材51が配設された位置と隣接する位置あるいはシール部材と離れた位置に導通部位(領域)を設けて第1基板20上の共通電極21と第2基板30上の共通電極接続配線21Wの間の導通を行っても良い。
このときには、シール部材51内に導電粒子253を混在させる必要はないが、シール内スペーサは基板間の間隙を規定するためにシール部材51内に混在させるのが良い。
さらに第1基板20上の共通電極21と第2基板30上の共通電極接続配線21Wの間の導通を行う部位としては、枠状シール部材の枠内でも良いし枠外でも良い。
このときの導通を行うための部材としては、前記導電粒子を有する異方性導電シール部材と同じ部材を用いても良いし、絶縁性接着剤の中にカーボン微粒子あるいは金属微粒子を多く混在させた導電接着材を用いても良い。
この導電接着材は、導通作用が導通材の微粒子が上下電極間に多数集まって集合をなし集合内の微粒子がお互いに接続しながら最終的に上下電極間の導通が行われる。これに対して前記シール部材内に導電粒子を混在させた異方性導電シール部材の導通作用は少なくとも1個の粒子が上下電極間に挟まり上下電極間の導通を行う部材である。
本発明は、これらの部材や導通する部位を適宜選択するのが良い。
第2基板30の上にシール部材51と接着支持部材11を配設した後に、共通電極21と配向処理された配向膜22が配設された第1基板をシール部材51と接着支持部材11に重ね、熱圧着すると図6fの液晶セル1が得られる。
図6fに示されている如く、第1基板20と第2基板30は周辺の枠状のシール部材51と補正電極全体(図2の補正電極60)の中心軸あるいは中心軸近傍に配設された接着支持部材により支持され接着された液晶セル1が得られる。
以上の説明では、接着支持部材11を第2基板30の上に設け、そのあとで第1基板20を重ねたが、この逆の工程としても良い。
接着支持部材11を第1基板20の上に設け、この第1基板を第2基板30を重ねても良い。
しかし、補正電極45に位置あわせするときには、補正電極が配設された第2基板30に接着支持部材を設けるのが、位置決めが容易であるので製造工程上のコストが少なくて済む。
このように接着支持部材11で第1基板と第2基板をしっかり接着するので、液晶セル1の中央部の膨らみ(例えば樽を横にした形状のように膨らむ)あるいは液晶セル1の中央部の凹み(例えば第1基板20と第2基板30が共に液晶50側に凹むX形状の凹み)を完全に防止できる効果が得られる。
さらに、製造工程が、従来の液晶表示装置のスペーサ工程をそのまま用いて、液晶セル面不均一不良を防止することができるために、新たなる設備を必要とせず、コストダウン
が得られる。
以上の説明では、接着支持部材10、11を1つ(1個あるいは1本)で表現してきたが、接着支持部材の本数あるいは個数は、液晶光学素子の特性に悪影響を与えない範囲で適宜決める。
次に、接着支持部材の製造方法の第3の実施例を接着支持部材工程図である図7を用いて説明を行う。
図7において、図7aは、各種のパターン形状にパターニングされた補正電極60と補正電極60の上に絶縁膜32と絶縁膜上に配向膜用材料31aを設けた状態を示している。
補正電極材60としては、ITO(インジウム錫酸化物)を用いているが他の電極用の材料でも良い。絶縁膜32はSiO2を用いた。配向膜材31aは、ポリイミドなる材料を印刷法あるいあスピンナー法で塗布形成し焼成を行った。
次に、図7bに示すように、配向膜材31aの上に接着支持部材用材料10aを塗布する。接着支持部材用材料10aには感光性のレジスト(フォトレジスト(光で硬化する樹脂で化学メーカから各種の樹脂が販売されている)または感光性ポリイミドまたは感光性アクリル)を用い、印刷法若しくはスピンナー法等で4〜6μm(本実施例では5μm)の厚さに塗布し、90℃の温度で5分程度プリベークを行なう。
接着支持部材用材料10aとしては、特許文献7に示されているような、東京応化工業社製のゴム系フォトレジスト (例えばOMR85、東京応化工業社製)を用いる。
また、接着支持部材用材料10aとして、感光性ポリイミドやフォトレジストを用いるが、フォトレジスト材に関しては、特許文献8に詳細に開示されている材料等を用いる。
次に、図7cの露光工程図に示すように、補正電極全体(図2における補正電極60)の中心軸あるいは中心軸近傍あるいは補正電極45の位置に光透過部分を有するフォトマスク80を接着支持部材用材料10aの上に配置し、フォトマスク80上方からフォトマスク80下方の接着支持部材用材料10aに向けて、波長365nmの紫外線を約200〔mJ/平方cm〕の強度で照射し、接着支持部材材の露光を行なった後、現像液で現像し、接着支持部材を部分的に形成する。
このとき、現像液には、有機アルカリ現像液を用いることが望ましい。この現像後に、現像液を純水で十分に洗い落とし、乾燥させる。このとき180℃の温度で1時間程度のポストベークを行なう。接着支持部材10を配向膜用材料31aの上に形成した状態を図7dに示す。
次に、配向膜用材料31aを光ラビングする工程図である図7eを用いて、光ラビングの説明を行う。
上方から配向膜用材料31aに、Xeランプを用いて直線偏光された波長254nmの紫外線を約1〜2J/cm2の強度で照射を行なう。この場合、紫外線の入射角度(法線方向からの角度)を70〜80°に設定しておくことで、約1°のプレチルト角で液晶分子を配向させ得るような配向規制力を発現させることができるので、この条件を元に所定のプレチルト角を形成する。
ここで、配向膜と接着支持部材は、共に光(紫外線)に反応する材料を用いているため、接着支持部材の露光の時に、配向膜用材料に影響を与えるかもしれないので、配向膜用材料と接着支持部材用材料の光感度波長を露光量を異ならせる。
次に、接着支持部材の製造方法の第3の実施例を接着支持部材の製造の工程図である図8を用いて、さらになる接着支持部材の製造方法の第3の実施例の説明を行う。
図8fに示す如く、第1基板20の上にITO(インジウム錫酸化物)等よりなる共通電極21を配設する。次に、図8gの如く、共通電極21の上にポリイミドよりなる配向膜用材料22aを印刷法あるいあスピンナー法で塗布形成し焼成を行う。
次に、図8hの露光工程図に示すように、配向膜用材料22aを光ラビングする。上方
から配向膜用材料31aに、Xeランプを用いて直線偏光された波長254nmの紫外線を約1〜2J/cm2の強度で照射を行なう。この場合、紫外線の入射角度(法線方向からの角度)を70〜80°に設定しておくことで、約1°のプレチルト角で液晶分子を配向させ得るような配向規制力を発現させることができるので、この条件を元に所定のプレチルト角を形成する。
次に、シール部材形成工程図である図8iに示す如く、シール部材51を第1基板20の上に配設する。シール部材51は熱可塑性のエポキシ樹脂よりなる絶縁樹脂に導電粒子53と絶縁粒子を混入した。絶縁粒子は、導電粒子の数珠つながりを防ぐためと、シール部材で液晶層の厚みを規定するためである。補正電極が配設された領域全体にスペーサを散布する場合には、シール部材内の絶縁粒子で厚みを規定する機能を求めなくても良い場合もある。
図8iは、第1基板20上の共通電極21と第2基板30の上の共通電極接続配線21Wの間に配向膜22,31及び絶縁膜32が介在し、シール部材51内の導電粒子253(図12b参照)で両電極を接続しようとしても接続できなくなるので、配向膜22,31及び絶縁膜32をパターニングし、少なくとも導通を行う部分の配向膜22,31及び絶縁膜32を除いておく。
次に、この共通電極21と配向処理された配向膜22が配設された第1基板20を、第2基板30に重ね、熱圧着すると図6jに示すところの液晶が注入されていない液晶セル1が得られる。図6fに示されている如く、第1基板20と第2基板30は周辺の枠状のシール部材51と補正電極全体の中心軸あるいは中心軸近傍に配設された接着支持部材により支持され接着された液晶セル1が得られる。
以上の説明では、接着支持部材11を第2基板30の上に設け、そのあとで第1基板20を重ねたが、この逆の工程としても良い。
接着支持部材11あるいはシール部材あるいはこの両方を第1基板20の上に設け、この第1基板を第2基板30を重ねても良い。
しかし、補正電極45に位置合わせするときには、第2基板30に接着支持部材を設けるのが、位置決めが容易であるので製造工程上のコストが少なくて済む。
この第3の実施例では、接着支持部材10は第2基板にしっかり接着するが第1基板との接着力が弱い。
このため、液晶セル1の中央部の膨らみ(例えば樽を横にした形状のように膨らむ)を抑えることがほとんどできない。一方、液晶セル1の中央部の凹み(例えば第1基板20と第2基板30が共に液晶50側に凹むX形状の凹み)は完全に防止できる効果が得られる。
そこで、液晶セル1の中央部の膨らみ(例えば樽を横にした形状のように膨らむ)を抑え、液晶セル1の中央部の凹み(例えば第1基板20と第2基板30が共に液晶50側に凹むX形状の凹み)を抑えるために、第2基板上の接着支持部材10の第2基板30側と反対側の端面である上面(第1基板に対向する面)に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を薄く塗布しておく。こうすると、シール接着材で第1基板20と第2基板30を接着するときの熱圧着時に前記接着支持部材10の上面が第1基板20側と接着される。
このことにより液晶セル1の中央部及び接着周辺が支持され、第1基板20と第2基板30が所定の間隔になるので、液晶セル1の中央部の膨らみ(例えば樽を横にした形状のように膨らむ)あるいは液晶セル1の中央部の凹み(例えば第1基板20と第2基板30が共に液晶50側に凹むX形状の凹み)を完全に防止できる効果が得られる。
さらに、製造工程が、従来の液晶表示装置のスペーサを配設するスペーサ工程をそのまま用いて、液晶セル面の不均一不良を防止することができるために、新たなる設備を必要とせず、コストダウンが得られる。
以上の説明では、接着支持部材10、11を1つ(1個あるいは1本)で説明してきたが、接着支持部材の本数あるいは個数は、液晶光学素子の特性に悪影響を与えない範囲で適宜決める。
例えば、図4aにおいては、X軸とY軸の交点に接着支持部材を設けるが、他の接着支持部材を設ける位置としては、波面収差曲線とX軸との交点、図4aでは3箇所ある、に設けて本発明は実施することが出来、本発明の効果が得られる。
また、接着支持部材の製造方法の第3の実施例では、配向膜22の配向処理を光照射で行っているので、接着支持部材の製造方法の第1の実施例及び第2の実施例で用いたラビング法による処理の接触処理と異なり非接触処理で配向処理を行なえるため、接着支持部材10が形成された凸部分を有する基板上にでも容易に配向処理を施すことが可能となる。
このためラビング法で生じる接着支持部材の陰のように生じる配向ムラが生じない。
このような配向膜材としては、ポリイミド膜のように、直線偏光を照射することによって、偏光面と平行に高分子主鎖の異方的な光分解を引き起こす有機膜や、PVCi膜のように、直線偏光を照射することによって偏光面に平行な高分子側鎖が選択的に架橋する光架橋性有機膜が本発明に用いることができる。
接着支持部材の製造方法の第1,2の実施例では、波面収差の値が0(零)となる領域を含む領域である補正電極45,46,47の領域に、接着支持部材11としてガラスビーズの表面を接着材で覆ったスペーサを配設している。
このようにすると、ガラスビーズの屈折率を1.5とし、液晶分子の屈折率を1.5と設定すれば、波面収差値が零のところの接着支持部材を透過する光が受ける位相差と液晶を透過する光が受ける位相差をほぼ同じにできるので、接着支持部材11を配設したことによる収差への悪影響、あるい収差の補正制御への支障を少なくする効果を得ることができる。
これに対して、接着支持部材の製造方法の第3の実施例では、感光性のレジスト(フォトレジストまたは感光性ポリイミド)なる樹脂を用いているので屈折率が1.6前後であるので、現在用いている液晶の屈折率1.5と同じでないので、接着支持部材11を配設したことによる収差への悪影響、あるい収差の補正制御への支障を少なくする効果は、前記ガラスビーズを用いた場合より落ちる。
しかし、屈折率が1.6の液晶を用いれば、接着支持部材11を配設したことによる収差への悪影響、あるい収差の補正制御への支障を少なくする効果を得ることができる。
次に、液晶が2層からなる液晶光学素子である液晶装置100の要部を示す分解斜視図である図9を用いて、本発明の第2の実施例の説明する。
図9に於ける補正電極としては、ラジアル方向の波面収差を補償するための補正電極形状を示す図3aと、タンデンシャル方向の波面収差を補償するための補正電極形状を示す図3bとが用いられる。

図9に示した液晶装置100は基板が3層構造をなしている。
図9において、タンデンシャル方向の波面収差を補償するための補正電極と配向膜とが下面側に配設された第3基板140が上方に配置される。
基板の両面に共通電極21,78が配設され、そのそれぞれの共通電極上に絶縁膜及び配向膜が配設された第2基板120が中央に配置される。
ラジアル方向の波面収差を補償するための補正電極と配向膜が配設された第1基板110が下方に配置される。
上から順(図9上で)に、タンデンシャル方向の波面収差を補償するための補正電極を有する第3基板140、タンデンシャル方向の波面収差補正用液晶層、共通電極を有する
第2基板120、ラジアル方向の波面収差補正用液晶層、ラジアル方向の波面収差補正用電極を有する第1基板110の順で配置され、液晶層はそれぞれの基板間に枠状シール部材で封止される。また、各液晶内には、接着支持部材10,15が少なくとも1箇所に配設されている。図9では各液晶層にそれぞれ1つの接着支持部材10,15を示したが,複数個を用いる場合もある。
第2基板120は第3基板140の端より図の如く延出する延出部120aを有している。この延出部120aの第3基板140側の面には、外部配線との接続用電極配線である引出配線が配設される。
同様に、第2基板120は第1基板110の端より図の如く延出している。この延出部120aの第1基板110側の面には、外部配線との接続用電極配線である引出配線が配設される。
このように配設された第3基板140の周囲であり第2基板120との間には、導電粒子を混入した絶縁性接着材よりなる枠状のシール部材51(図1参照)が配設される。また、補正電極全体(図2において補正電極60に相当)における中心あるいは中心軸あるいはそれらの近傍の部分に接着支持部材15が配設される。
このとき、接着支持部材10,15が配設される位置は、図4aにおけるX軸とY軸の交点を基本とし、その交点の近傍に配設しても良い。
また、図4aの波面収差曲線がX軸と交わる点に配設しても良いが、X軸とY軸の交点に配設した場合の方が、液晶装置100の膨らみあるいは凹みを抑制する効果は大きい。
このシール部材51(図2参照)と接着支持部材15とで第3基板140と第2基板120が接着される。
同様に、上記の如く配設された第1基板110の周囲であり第2基板120との間には、導電粒子を混入した絶縁性接着材よりなる枠状のシール部材51(図1参照)が配設される。また、補正電極全体に対する中心あるいは中心軸あるいはそれらの近傍の部分に接着支持部材10が配設される。このシール部材51(図2参照)と接着支持部材10とで第1基板110と第2基板120が接着される。
このシール部材の中の導電粒子で、第3基板140上の補正電極接続配線65W,70W,75Wが、第2基板120上の補正電極引出配線124,125,126と接続される。
同様に、シール部材の中の導電粒子で、第1基板110上の補正電極接続配線35W,40W,45Wが、第2基板120の上(図9では第2基板の下面)の補正電極引出配線128,129,130と接続される。
以上の実施例では、異方性導電シール部材の中の導電粒子を用いて対向する上下基板に配設された電極間を接続したが、上下基板に配設された電極間を接続する部位(領域あるいは位置)として枠状シール部材の枠内でも良いし枠外でも良い。
このときの導通を行うための部材としては、前記導電粒子を有する異方性導電シール部材と同じ部材を用いても良いし、絶縁性接着剤の中にカーボン微粒子あるいは金属微粒子多量に混合した導電接着材を用いても良い。
この導電接着材の導通作用は、導通材の微粒子が上下電極間に多数集まって集合をなし集合内の微粒子がお互いに接続しながら最終的に上下電極間の導通が行われる。これに対して、前記シール部材内に導電粒子を混在させた異方性導電シール部材の導通作用は少なくとの1個の粒子が上下電極間に挟まり上下電極間の導通を行う部材である。
本発明は、これらの部材及び導通部位を適宜選択して用いても良い。
ここで、第1基板110と第3基板140に配設された補正電極の説明を行うが、ラジアル側補正電極は、第1の実施例の液晶光学素子の液晶セルの説明で、説明が済んでいるので、重複を避け、以下の説明ではタンジェンシャル方向のチルト(傾き)で生じる波面
収差の補償に関して説明を行う。
図3bは、図9の第3基板140の上(図9で基板下面側)の平面方向の面に配設される補正電極等の電極形状を示す電極構成図であり、タンデンシャル方向(例えば、図12のディスク207の読み取りあるいは書き込み面上の径方向と直交する方向)の波面収差を補償するための電極形状を示した図である。
以下、図3b、図9を用いて、図2を参照ししながら説明を行う。
図3b、図9には補正電極接続配線65w,70w,75wが第3基板140のシール部材が配設された位置まで引き出されて設けられている。補正電極接続配線65wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線126に接続される。
同様に、補正電極接続配線75wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線125に接続される。
同様に、補正電極接続配線70wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線124に接続される。
一方、補正電極接続配線65wは、液晶50内に配設されている補正電極66,65と接続されている。
同様に、補正電極接続配線75wは、液晶50内に配設さている補正電極77,75、76と接続されている。
同様に、補正電極接続配線70wは、液晶50内に配設さている補正電極70,71と接続されている。
補正電極65と補正電極70は、それぞれ略楕円形状をなす。さらに補正電極65と補正電極70は、補正電極全てを1面と仮定したときの中心に配設されている補正電極75を挟んで、且つ図3bのY軸(図示せず。図面上で上下方向の軸)に対して対称な形状を成している。
また、この楕円形状をなす補正電極65と補正電極70の周囲を囲む如く補正電極75,76,77が配設されている。
さらに、補正電極76の外側に補正電極71が配設され、補正電極77の外側に補正電極66が配設されている。
ここで、本発明の実施例2では補正電極の全てを1面と仮定したときの中心、あるいは液晶セル(図9の液晶装置100の上側の液晶セル部)の中心軸である液晶が封止された領域の中心軸を用いて補正電極75を配設しているが、前記中心からずれた位置を液晶セル部の中心軸として各種補正電極のパターン形状を決めても良い。このときには、液晶の制御を偏った制御とする場合に有利となる。
いずれにしても、接着支持部材10,15が配設される位置は、図4aにおけるX軸とY軸の交点を基本とし、その交点の近傍に配設する。
また、図4aの波面収差曲線がX軸と交わる点に配設しても良いが、X軸とY軸の交点に配設した場合の方が、液晶セル部の膨らみあるいは凹みを抑制する効果は大きい。
図3bあるいは図9の第3基板140に配設された補正電極の電極形状(電極パターン)を有する液晶セル部(図9の液晶装置100の上側の液晶セル部)により制御される光について簡単な説明を行うと。
液晶セル部の液晶が印加電圧に応じて液晶分子の配向性が変化し、透過する光の屈折率がこの液晶分子の配向変化により変化することを利用して、液晶を透過する光の屈折率を変化させて光軸の傾きに起因する波面収差を補正している。
補正電極引出線124,125,126とタンジェンシャル側共通電極配線123に印加された外部からの信号が、補正電極接続配線65wと,70w,75wを経由し、前記補正電極65,66,70,71,75,76,77とこれらの補正電極と対向する共通電極78に信号が伝わり、この信号で、液晶の各電極毎に与える電圧を変化させ、光に対
する屈折率を変化させて、光の光路長を液晶の部分毎に異ならせて、液晶セルの部分毎に異なる位相差を光に与え、これにより情報記録面(例えば、ディスク207の面)までの光路長を変化させて光軸の傾きを打ち消している。
さらに図3bの各補正電極65,66,70,71,75,76,77の形状あるいはパターン構成について説明する。
まず、補正電極65,66,70,71,75,76,77の全体の電極の大きさは、全体の補正電極60の中心と対物レンズ206の光軸の位置とが一致している場合において対物レンズ206(図11参照)を通過する光の範囲を補正電極の全体に投影した範囲が、図3bに示す範囲となるような大きさとしている。
このような大きさに設定された図3bに示される補正電極は、全ての補正電極の合わせた電極の中心を通ると共にタンデンシャル方向に垂直な対称軸を中心としてY軸(図3bの上下方向の軸)に線対称に配置された7つのパターンをなす補正電極65,66,70,71,75,76,77よりなる。補正電極75,76,77は1続きのパターンあるいは電極形状をなしており作用的にも同じである。そこで、動作的には5つのパターンに分割されているともいえる。
補正電極接続配線65wに接続される補正電極と補正電極接続配線70wに接続される補正電極と補正電極接続配線75wに接続される補正電極は、それぞれの相互に絶縁されている。
補正電極65,66,70,71,75,76,77の電極形状は、タンジェンシャル方向の光軸の傾斜に起因する波面収差を補償するために独立して駆動制御される液晶の領域の分割を、タンデンシャル方向に発生する波面収差の分布とタンジェンシャル方向の光軸の傾斜とを考慮した形状とするために、図3bに示す電極形状に分割している。タンジェンシャル方向の光軸の傾斜に起因する波面収差を補償するためにはこのような電極分割形状としている。
図3bのこれらの補正電極65,66,70,71,75,76,77の内、補正電極65と補正電極66は同一の信号が印加され、一方補正電極70と補正電極71は同一の信号が印加される。
一方、補正電極75,76,77の領域は波面収差の値が0(零)となる領域を含む領域である。
特に、補正電極65に対応する液晶の領域と補正電極70に対応する液晶の領域は対称的な形状であり、透過する光に与える位相差の値は逆極性となっており、その間に挟まれた補正電極75の領域は波面収差がゼロとなる領域である。
このように、図9における第3基板140上の補正電極が構成されている。
一方、第1基板上の補正電極は実施例1で述べた如く、図3aの形状をなす補正電極形であり、共通電極と補正電極を配設される基板が逆になっている他は、図1と図2と同様な構成をなすので、図9に於けるラジアル方向の収差補正の説明は、補正電極引出配線に係わる説明を中心に行う。
図3aは、図9の第1基板110の上(図9で第1基板の上面側)の平面方向の面に配設される補正電極等の電極形状を示す電極構成図であり、ラジアル方向(例えば、図12のディスク207の読み取りあるいは書き込み面上の径方向)の波面収差を補償するための電極形状を示した図である。以下、図3a、図9を用いて、図2を参照しながら説明を行う。
補正電極接続配線35w,40w,45wが第1基板110のシール部材が配設された位置まで引き出されて設けられている。補正電極接続配線35wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線130に接続される。
同様に、補正電極接続配線45wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線129に接続される。
同様に、補正電極接続配線40wは、シール部材51の中の導電粒子53と接続され、さらに導電粒子53を介して補正電極引出配線128に接続される。
一方、補正電極接続配線35wは、液晶50内に配設されている補正電極35,36と接続されている。
同様に、補正電極接続配線45wは、液晶50内に配設さている補正電極45、46、47と接続されている。
同様に、補正電極接続配線70wは、液晶50内に配設さている補正電極40,41と接続されている。
補正電極35と補正電極40は、それぞれ略楕円形状をなす。さらに補正電極35と補正電極40は、補正電極全体を1面と仮定したときの中心に配設されている補正電極45を挟んで、且つ図3aのX軸(図示せず。図面上で左右方向の軸)に対して対称な形状を成している。
また、この略楕円形状をなす補正電極35と補正電極40の周囲を囲む如く補正電極45,46,47が配設されている。
さらに、補正電極46の外側に補正電41が配設され、補正電極47の外側に補正電極36が配設されている。
ここで、本発明の実施例2では補正電極全てを1面と仮定したときの中心、あるいは液晶セル部(図9の液晶装置100の下側の液晶セル部)の中心軸である液晶が封止された領域の中心軸を用いて補正電極75を配設しているが、前記中心からずれた位置を液晶セル部の中心軸として各種補正電極のパターン形状を決めても良い。このときには、液晶の制御を偏った制御とする場合に有利となる。
いずれにしても、接着支持部材10,15が配設される位置は、図4aにおけるX軸とY軸の交点を基本とし、その交点の近傍に配設する。
また、図4aの波面収差曲線がX軸と交わる点に配設しても良いが、X軸とY軸の交点に配設した場合の方が、液晶セル部の膨らみあるいは凹みを抑制する効果は大きい。
図3aあるいは、図9の第1基板110のに示すような補正電極の電極形状を有する液晶セル部(図9の液晶装置100の下側の液晶セル部)を用いて制御される光について簡単な説明を行うと。
液晶セル部の液晶が印加電圧に応じて液晶分子の配向性が変化し、透過する光の屈折率がこの液晶分子の配向変化により変化することを利用して、液晶を透過する光の屈折率を変化させて光軸の傾きに起因する波面収差を補正している。
そこで、補正電極引出線128,129,130とラジアル側共通電極配線127に印加された外部からの信号を、補正電極接続配線35w,40w,45wを経由して、前記補正電極35,36,40,41,45,46,47とこれらの補正電極と対向する共通電極21に与えることで、液晶の各電極毎に与える電圧を変化させ、光に対する屈折率を変化させて、光の光路長を液晶の部分毎に異ならせることで、部分毎に異なる位相差を光に与え、これにより情報記録面(例えば、ディスク207の面)までの光路長を変化させて光軸の傾きを打ち消している。
さらに、図3aの各補正電極35,36,40,41,45,46,47の形状あるいはパターン構成について説明する。
まず、補正電極35,36,40,41,45,46,47の全体の電極の大きさは、補正電極全体(図2の補正電極60)の中心と対物レンズ206の光軸の位置とが一致している場合において対物レンズ206(図11参照)を通過する光の範囲を補正電極の全体に投影した範囲が、図3aに示す範囲となるような大きさとしている。
このような大きさに設定された図3aに示される補正電極は、全ての補正電極の合わせた電極の中心を通ると共にラジアル方向に垂直な対称軸を中心としてX軸(図3aの左右方向の軸)に線対称に配置された7つのパターンをなす補正電極35,36,40,41
,45,46,47よりなる。さらに補正電極45,46,47は、1続きのパターンあるいは電極形状をなしており作用的にも同じである。そこで、動作的には5つのパターンに分割されているともいえる。
補正電極接続配線35wに接続される補正電極と補正電極接続配線40wに接続される補正電極と補正電極接続配線45wに接続される補正電極は、それぞれの相互に絶縁されている。
また、補正電極35,36,40,41,45,46,47の電極形状は、ラジアル方向の光軸の傾斜に起因する波面収差を補償するために独立して駆動制御される液晶の領域の分割を、ラジアル方向に発生する波面収差の分布とラジアル方向の光軸の傾斜とを考慮した形状とするために、図3aに示す電極形状に分割している。ラジアル方向の光軸の傾斜に起因する波面収差を補償するためにはこのような電極分割形状としている。
図3aのこれらの補正電極35,36,40,41,45,46,47の内、補正電極35と補正電極36は同一の信号が印加され、補正電極40と補正電極41は同一の信号が印加される。
一方、補正電極45,46,47の領域は波面収差の値が0(零)となる領域を含む領域である。
特に、補正電極35に対応する液晶の領域と補正電極40に対応する液晶の領域は、前記の如く対称的な形状であり、透過する光に与える位相差の値は逆極性となっており、その間に挟まれた補正電極75の領域は波面収差がゼロとなる領域である。
このように、図9における第1基板110上の補正電極が配設される。
実施例2の液晶セルにおける接着支持部材10,15の製造方法及び製造工程は、実施例1の液晶セルにおける、製造方法の実施例1,2,3を用いて製造することができる。
上記の説明では、基板、電極としたが、これらの部材は、光を透過する光透過部材を用いる。
上記の実施例2では、第2基板の両面にラジアル方向の収差補正用共通電極とタンデンシャル方向の収差補正用共通電極を背中合わせに設けて、対向する第1基板側にラジアル方向の収差を補正する補正電極を設け、対向する第3基板側にタンデンシャル方向の収差を補正する補正電極を設けた構成を特徴とした実施例を開示した。
この基板上へ配設する電極の種類は、次の如く行っても良い。
第2基板の一方の基板面にラジアル方向の収差を補正する補正電極を設け、この電極に対向する第1基板の面にラジアル方向の収差補正用共通電極を設けて、さらに第2基板の他方の基板面にタンデンシャル方向の収差を補正する補正電極を設け、この電極に対向する第3基板側にタンデンシャル方向の収差を補正する収差補正用共通電極を設けても良い。
しかし、収差補正液晶装置をより小型にするために基板厚みを0.3−0.5mmと薄くする今日においては、基板が薄く工程上あるいは基板取り扱いで基板が割れる事が多発する問題を抱えている。この課題を解決するためには、図9の本発明の第2実施例の如く他の基板に比べて大型で割れやすい基板である第2基板の両面に共通電極を略全面に配設した構成である「第2基板の両面にラジアル方向の収差補正用共通電極とタンデンシャル方向の収差補正用共通電極を背中合わせに設けて」とすれば、ベタ(全面)電極で基板割れを抑止できるので、生産歩留まりの向上が得られ、コストダウンの効果が得られる。電極としてはITOを用いるが、透過性が確保できる他の金属材料でも良い。
図1は本発明の第1の実施例を示す液晶光学素子の要部を示す斜視図である。 図2は、図1のX1−X1の断面図を矢印方向から見た断面図である。 第2の基板上の平面方向の面に配設される補正電極等の電極形状を示す電極構成図である。図3aはラジアル方向の波面収差を補償するための電極形状を示しており、図3bはタンジェンシャル方向の波面収差を補償するための電極形状を示している。 図4aは対物レンズのレンズ径方向に対する波面収差量を示した図である。 図4bは、図4aの波面収差を補正するために液晶セルに印加する電圧の大きさ(縦軸)を波面収差量と対比できるように示した図である。 図4bの電圧を液晶セルに印加した結果の補正された波面収差量を示しており、横軸は対物レンズのレンズ径寸法であり、縦軸は波面収差量を示した図である。 接着支持部材を第2基板の上に配設し、その後シール部材を配設し、そして第1基板をシール材51を介して第2基板に接着する工程を示しており、接着支持部材の製造方法の第1、第2の実施例を示す接着支持部材製造工程図である。 接着支持部材の製造方法の第3の実施例を示す接着支持部材製造工程図である。 接着支持部材の製造方法の第3の実施例の図7のさらなる工程を示す接着支持部材製造工程図である。 本発明の第2実施例を示す液晶光学素子の要部を示す分解斜視図である。 液晶光学素子であるところの液晶セルの概要を示した透視平面図である。 液晶光学素子である液晶セルを光ピックアップに適用した場合の光ピックアップの全体構成を示すブロック図である。 液晶光学素子であるところの液晶セルの基本構成あらわした説明図である。 図12aは液晶セルの平面図である。図12bは図12aにおけるY1−Y1線の断面図である。 液晶セルの不良状態を説明するため図である。
符号の説明
1 液晶セル
10 接着支持部材
10a接着支持部材用材料
11 接着支持部材
11a 粒子
11b 接着材被覆
15 接着支持部材
20 第1基板
21 共通電極
21W 共通電極接続配線
22 配向膜
22a 配向膜材
30 第2基板
30a 延出部
31 配向膜
31a配向膜用材料
32 絶縁膜
35W、40W、45W 補正電極接続配線
35、36、40、41、45、46、47 補正電極
50 液晶
51 シール部材
52 シール内スぺーサ
53 導電粒子
54 注入孔
55 封孔材
56 ダミー電極
60 補正電極
65、66、70、71、75、76、77 補正電極
65W、70W、75W 補正電極接続配線
78 共通電極
80フォトマスク
85 ラビング装置
100 液晶装置
110 第1基板
120 第2基板
121 タンジェンシャル側面
122 ラジアル側面
123 タンジェンシャル側共通電極配線
124,125、126 補正電極引出配線
127 ラジアル側共通配線
128,129、130 補正電極引出配線
140 第3基板
200 液晶セル
201 レーザ光源
202 コリメートレンズ
203 偏光ビームスプリッタ
204 液晶セル
205 1/4波長板
206 対物レンズ
207 ディスク
208 集光レンズ
209 受光器

Claims (12)

  1. 情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置において、
    前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記1基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に配設したことを特徴とする液晶装置。
  2. 情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板とが間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置において、
    補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記補正電極の1の部分電極は該補正電極の中心軸を含む領域に配設されており、前記1の部分電極の上には前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を配設したことを特徴とする液晶装置。
  3. 補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記第1基板の前記補正電極が、ラジアル方向またはタンデンシャル方向の波面収差を補償する電極形状をなすことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。
  4. さらに前記液晶装置は、前記第2基板の前記第1基板と対向する面と反対側の面に少なくとも共通電極を有し該共通電極と対向して補正電極を有する第3基板が間隙を設けて配設され該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなし、前記第2基板と前記第3基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記第3基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に配設したことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
  5. さらに前記液晶装置は、前記第2基板の前記第1基板と対向する面と反対側の面に少なくとも共通電極を有し該共通電極と対向して補正電極を有する第3基板が間隙を設けて配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなし、前記第3基板の補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記補正電極の1の部分電極は該補正電極の中心軸を含む領域に配設されており、前記1の部分電極の上には前記第2基板と前記第3基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を配設したことを特徴とする請求項2に記載の液晶装置。
  6. 補償すべき波面収差の分布に対応した形状を有する相互に絶縁された複数の部分電極よりなる前記第3基板の前記補正電極が、タンデンシャル方向またはラジアル方向の波面収差を補償する電極形状をなすことを特徴とする請求項4または5に記載の液晶装置。
  7. 前記接着支持部材が、ガラスビーズを接着剤で覆ったことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の液晶装置。
  8. 前記接着支持部材が、フォトレジスト材または感光性ポリイミド材であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の液晶装置。
  9. 情報を記録/再生するための光の光路上に配置され、波面収差を補償するために前記光に位相差を与える、少なくとも補正電極を有する第1基板と共通電極を有する第2基板と
    が間隙を設けて対向配置し該間隙に液晶をシール部材で封止した構成をなす液晶装置の製造方法において、
    前記第1基板と前記第2基板を接着し支持するすることで前記第1基板と前記第2基板との前記間隙を規定値に保持する接着支持部材を前記1基板の補正電極の中心軸上あるいは中心軸近傍に集中的に設ける接着支持部材配設工程を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
  10. 前記接着支持部材配設工程が、接着材により覆われたガラスビーズよりなる接着支持部材をマスクを用いて所定の位置に集中して散布したことを特徴とする請求項9に記載の液晶装置。
  11. 前記接着支持部材配設工程が、フォトレジスト材または感光性ポリイミド材よりなる接着支持部材であり、該接着支持部材をホトマスクを用いて所定の位置に配設することを特徴とする請求項9に記載の液晶装置の製造方法。
  12. 前記接着支持部材配設工程の後に、配向膜として配設された感光性の配向材に光を当て配向処理を行う工程を有することを特徴とする請求項11に記載の液晶装置の製造方法。
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