JP2008224700A - Method for manufacturing liquid crystal optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶光学素子の製造方法に関し、特に、ODFプロセスを用いて液晶光学素子を製造したとしても、その製造工程中にシール材が液晶へ溶出することなく、紫外線硬化型のシールと基板との密着力を向上させることができる液晶光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal optical element, and in particular, even when a liquid crystal optical element is manufactured using an ODF process, the sealing material does not elute into the liquid crystal during the manufacturing process, and an ultraviolet curable seal and a substrate are provided. It is related with the manufacturing method of the liquid crystal optical element which can improve adhesive force.
従来の液晶光学素子の製造方法として、少なくとも透明基板に液晶注入口を有する熱硬化型のシールを形成し、対向基板と貼り合わせて液晶セルを形成する製造方法が知られている。この製造方法では、この後に真空装置内で液晶セルの液晶注入口を液晶に浸し、徐々に大気圧に戻すことで毛管現象により液晶をセル内に注入して素子を製造している。 As a conventional method for manufacturing a liquid crystal optical element, a manufacturing method is known in which a thermosetting seal having a liquid crystal injection port is formed at least on a transparent substrate and bonded to a counter substrate to form a liquid crystal cell. In this manufacturing method, after that, the liquid crystal injection port of the liquid crystal cell is immersed in the liquid crystal in a vacuum apparatus, and the device is manufactured by injecting the liquid crystal into the cell by capillary action by gradually returning to the atmospheric pressure.
この製造方法に対し、液晶注入口を形成せずに透明基板に閉環形状の紫外線硬化型のシールを形成し、その後、適量の液晶をシールの内側領域に滴下し、真空装置で貼り合わせた後、この紫外線硬化型のシールに紫外線することで硬化させる製造方法(以下「ODFプロセス」という)がある。このODFプロセスを用いると、液晶注入の時間短縮およびトータルプロセスの短縮が可能となり、安価で液晶光学素子を製造することが可能となる。 For this manufacturing method, after forming a closed ring-shaped UV curable seal on a transparent substrate without forming a liquid crystal injection port, and then dropping an appropriate amount of liquid crystal on the inner area of the seal and bonding it with a vacuum device There is a manufacturing method (hereinafter referred to as “ODF process”) in which the ultraviolet curable seal is cured by irradiating with ultraviolet rays. If this ODF process is used, the time required for liquid crystal injection and the total process can be shortened, and a liquid crystal optical element can be manufactured at low cost.
しかしながら、上記ODFプロセスでは、使用するシールが未硬化の状態で、シールの内側領域に液晶を滴下するため、未硬化状態のシールに液晶が直接接触して、シール材が液晶に溶出してしまう場合がある。特に、ホモジニアス配向の液晶光学素子を製造する場合には、滴下された液晶は配向膜上で親水性であるため、直ぐに広がってゆく傾向にあり、液晶が未硬化状態のシールと接触する時間が早くなる。この様に、シール材が液晶に溶出してしまうと、シール近傍にて液晶配向の乱れが発生してしまい、その部分では所望の位相変調を行えないことがあった。 However, in the ODF process, liquid crystal is dropped on the inner area of the seal when the seal to be used is uncured, so that the liquid crystal directly contacts the uncured seal and the sealing material is eluted into the liquid crystal. There is a case. In particular, when manufacturing a liquid crystal optical element of homogeneous alignment, since the dropped liquid crystal is hydrophilic on the alignment film, it tends to spread quickly, and the time for the liquid crystal to contact the uncured seal is long. Get faster. Thus, if the sealing material is eluted into the liquid crystal, the liquid crystal alignment is disturbed in the vicinity of the seal, and the desired phase modulation may not be performed in that portion.
また、レーザー光源から出射されるレーザー光が光ディスクに照射され、この光ディスクからの反射光を受光ダイオードに集光することで、光ディスクの情報を読み取ったり、または光ディスクに情報を書き込んだりする光ピックアップ装置において、レーザー光の球面収差、コマ収差、非点収差等を補正するために用いられる液晶光学素子や、携帯電子機器等に搭載されるカメラモジュールにおける可変焦点レンズ等に用いられる液晶光学素子の外形サイズは、通常のディスプレイ装置として用いられる液晶光学素子の外形サイズと比較して、非常に小さい数ミリ角程度である。この液晶光学素子の外形サイズは、光ピックアップ装置やカメラモジュール等の装置の小型化に伴って更に小さくなってゆく可能性がある。素子が小さくなれば、液晶光学素子のシールの内側領域の幅も狭くなり、液晶をシールの内側領域に滴下してから未硬化状態のシールと液晶とが接触するまでの時間が更に早くなることが予想される。 An optical pickup device that reads information on an optical disk or writes information on an optical disk by irradiating an optical disk with laser light emitted from a laser light source and condensing reflected light from the optical disk on a light receiving diode. Of liquid crystal optical elements used for correcting spherical aberration, coma aberration, astigmatism, etc. of laser light, and variable focus lenses in camera modules mounted on portable electronic devices, etc. The size is about several millimeters square, which is very small compared with the external size of a liquid crystal optical element used as a normal display device. There is a possibility that the external size of the liquid crystal optical element will be further reduced with the miniaturization of devices such as an optical pickup device and a camera module. As the element becomes smaller, the width of the inner area of the seal of the liquid crystal optical element also becomes narrower, and the time from when the liquid crystal is dropped onto the inner area of the seal until the uncured seal and the liquid crystal come into contact with each other is further shortened. Is expected.
そこで、外形サイズが小さな液晶光学素子でも、上記課題を解決する一つの手段として、ODFプロセスを採用し、未硬化状態のシールの最表面を仮硬化させた上で液晶を滴下する製造方法が提案された(特許文献1参照)。 Therefore, even for liquid crystal optical elements with a small external size, a manufacturing method is proposed in which the ODF process is adopted as a means to solve the above problems, and the liquid crystal is dropped after the outermost surface of the uncured seal is temporarily cured. (See Patent Document 1).
ここで、上記特許文献1に記載されている液晶光学素子の製造方法について説明する。
図7は、従来の液晶光学素子の製造方法を示す図面である。なお、本図(a)は、透明基板上に紫外線硬化型のシールを形成するシール形成工程を示し、本図(b)は、このシールの表面を仮硬化させるシール仮硬化工程を示し、本部(c)は、シールの内側領域に
液晶を滴下する液晶滴下工程を示し、本図(d)は、シールを本硬化させるシール本硬化工程を示している。
Here, the manufacturing method of the liquid crystal optical element described in
FIG. 7 is a drawing showing a conventional method for manufacturing a liquid crystal optical element. In addition, this figure (a) shows the seal | sticker formation process which forms an ultraviolet curable seal | sticker on a transparent substrate, this figure (b) shows the seal | sticker temporary hardening process which temporarily hardens the surface of this seal | sticker, (C) shows a liquid crystal dropping step of dropping liquid crystal on the inner region of the seal, and FIG. (D) shows a seal main curing step for main curing of the seal.
まず、図7(a)に示すシール形成工程にて、透明基板111aの表面に、スクリーン印刷またはディスペンサー法を用いて、紫外線硬化型樹脂からなるシール112を閉環形状に形成する。このシール112には、紫外光によりエポキシまたはアクリルの重合反応を開始させる開始剤が含まれている。この開始剤には、遠紫外線から近紫外線の波長域で反応するものが存在する物質が含まれる。一度開始剤が光反応すると、カチオンまたはラジカル重合が開始して、未硬化状態のシール112の硬化反応が促進される。
First, in the seal formation step shown in FIG. 7A, a
次に、図7(b)に示す仮硬化工程にて、本紙面上方向から遠紫外線または近紫外線のシール仮硬化光117を適量照射する。ここで紫外線硬化型のシールは、未硬化状態のシール112の最外周のみ仮硬化されて、シール上面および側面にシール仮硬化部113が形成される。
Next, in the temporary curing step shown in FIG. 7B, an appropriate amount of seal
次に、図7(c)に示す液晶滴下工程にて、シール112の内側領域に、液晶114を滴下する。
Next, in the liquid crystal dropping process shown in FIG. 7C, the
最後に、図7(d)に示すシール本硬化工程にて、透明基板111aに、シール112を介して透明基板111bを貼り合わせた上で、遠紫外線または近紫外線のシール本硬化光119を、透明基板111a表面から照射することで、シール112は完全に硬化して、目的の液晶光学素子が完成する。
Finally, in the seal main curing step shown in FIG. 7 (d), after the
なお、図7(c)に示す液晶滴下工程において、液晶114を滴下注入した後に、この液晶がシール側壁のシール仮硬化部113に接触することになるが、シール112の表面は仮硬化されているため、未硬化状態のシール112が、液晶114に溶出することはない。そのため、図7(d)のシール本硬化工程を経て製造した液晶光学素子は、シール近傍にて液晶配向の乱れは起こらない。
In the liquid crystal dropping step shown in FIG. 7C, after the
しかしながら、図7(c)(d)に示したシール仮硬化部113は、シール112の側面だけでなく上端面にも形成される。そのため、シール本硬化工程にて透明基板111aと透明基板111bとを貼り合わせる際に、このシール仮硬化部113が透明基板111bの表面と接触することとなる。仮硬化されたシール112は、液晶114への汚染に対しては効果を発揮するが、未硬化状態のシール112と透明基板111bとの密着力を、極端に低下させる。
However, the seal pre-cured
このシール112と透明基板111bとの密着力の低下は、温度・湿度などの環境変化に対して、基板の変形・熱膨張および内部に注入される液晶114の膨張・収縮により、外気混入および液晶114の流出といった現象を招く。これは液晶光学素子としての信頼性という点で、品質を低下させる要因となり、好ましくない。
The decrease in the adhesion between the
そこで本発明の目的は、ODFプロセスを用いて液晶光学素子を製造したとしても、その製造工程中にシール材が液晶へ溶出することなく、紫外線硬化型のシールと基板との密着力を向上させた、信頼性の高い液晶光学素子の製造方法を提供することである。 Therefore, even if the liquid crystal optical element is manufactured using the ODF process, the object of the present invention is to improve the adhesion between the ultraviolet curable seal and the substrate without the sealing material eluting into the liquid crystal during the manufacturing process. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a highly reliable liquid crystal optical element.
上記目的を達成するために、本発明の製造方法は、基本的に下記記載の構成を採用するものである。
本発明の液晶光学素子の製造方法は、入射する紫外光の光量を減衰させて出射するバンドパスフィルタを、第1の透明基板における一方の面に配するバンドパスフィルタ形成工程と、第1の透明基板における他方の面に、閉環形状で紫外線硬化型のシールを設けるシール形成工程と、一方の面からバンドパスフィルタを介して紫外光を照射して、シールが他方の面と接する面を含む第1のシール領域と、シールの内側壁面を含む第2のシール領域を仮硬化するシール仮硬化工程と、シールにおける内側領域に、液晶を滴下する液晶滴下工程と、所定の間隙を持ってシールを介して、第1の透明基板に第2の透明基板を貼り合わせた後に、紫外線を照射して、シールを本硬化するシール本硬化工程とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the manufacturing method of the present invention basically adopts the following configuration.
The method of manufacturing a liquid crystal optical element according to the present invention includes a bandpass filter forming step in which a bandpass filter that attenuates and emits the amount of incident ultraviolet light is disposed on one surface of the first transparent substrate; A seal forming step of providing a ring-shaped, ultraviolet-curing seal on the other surface of the transparent substrate, and a surface that is irradiated with ultraviolet light from one surface through a band-pass filter so that the seal is in contact with the other surface. A first seal region, a seal pre-curing step for pre-curing the second seal region including the inner wall surface of the seal, a liquid crystal dropping step for dripping liquid crystal in the inner region of the seal, and a seal with a predetermined gap After the second transparent substrate is pasted to the first transparent substrate via UV, a seal main curing step is performed in which the seal is fully cured by irradiation with ultraviolet rays.
また、本発明の液晶光学素子の製造方法は、前述したシール仮硬化工程が、シールにおける第1のシール領域と対向する第3のシール領域が未硬化状態のまま、第1と第2のシール領域を仮硬化する工程であることを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a liquid crystal optical element of the present invention, the first seal seal step and the second seal step are performed while the third seal region facing the first seal region in the seal remains uncured. This is a step of temporarily curing the region.
また、本発明の液晶光学素子の製造方法は、前述した紫外光の波長帯域が、近紫外領域であることを特徴とするものである。 The method for producing a liquid crystal optical element of the present invention is characterized in that the wavelength band of the ultraviolet light described above is in the near ultraviolet region.
本発明により、外形サイズが小さくなる液晶光学素子をODFプロセスによって作成する際、シールから液晶への溶出を防ぐとともに、基板とシールとの密着力を向上させた信頼性の高い液晶光学素子を形成することが可能となる。 According to the present invention, when a liquid crystal optical element having a small outer size is produced by an ODF process, a highly reliable liquid crystal optical element is formed which prevents elution from the seal to the liquid crystal and improves the adhesion between the substrate and the seal. It becomes possible to do.
本発明の液晶光学素子の製造方法は、一方の透明基板にバンドパスフィルタを形成するバンドパスフィルタ形成工程と、バンドパスフィルタを形成した面とは反対側の表面に閉環形状の紫外線硬化型のシールを形成するシール形成工程と、このシールを仮硬化するシール仮硬化工程とを有する。また、この製造方法は、仮硬化されたシールの内側領域に液晶を滴下する液晶滴下工程と、他方の透明基板をシールを介して貼り合わせた後に、このシールを本硬化するシール本硬化工程とを有する。なお、本発明の製造方法の特徴的な部分は、特にシール仮硬化工程におけるシールを仮硬化させる手法および仮硬化させる箇所に有り、これにより上下基板の接着強度を保ったまま、シールから液晶への溶出を防ぐことができる様になる。 The method for producing a liquid crystal optical element according to the present invention includes a bandpass filter forming step of forming a bandpass filter on one transparent substrate, and a ring-shaped UV curable type on the surface opposite to the surface on which the bandpass filter is formed. A seal forming step for forming a seal, and a seal temporary curing step for temporarily curing the seal. In addition, this manufacturing method includes a liquid crystal dropping step of dropping liquid crystal on the inner region of the temporarily cured seal, and a seal main curing step of permanently curing the seal after the other transparent substrate is bonded through the seal. Have In addition, the characteristic part of the manufacturing method of the present invention is in the technique of pre-curing the seal in the seal pre-curing process and the part to be pre-cured. It will be possible to prevent elution of.
ここで、本発明の液晶光学素子の製造方法について説明する。
図1は、本発明の製造方法を示す図面であり、本図(a)は、バンドパスフィルタ形成工程を示す図であり、本図(b)は、シール形成工程を示す図であり、本図(c)は、シール仮硬化工程を示す図である。また、図2は、図1(a)の続きの製造工程を示す図面であり、本図(d)(e)は、液晶滴下工程を示す図であり、本図(f)は、シール本硬化工程を示す図である。なお、図1(a)に示す1bは透明基板、2bは透明基板上に形成する透明導電膜、3bは透明導電膜上に形成する配向膜を表す。
Here, the manufacturing method of the liquid crystal optical element of the present invention will be described.
FIG. 1 is a view showing a manufacturing method of the present invention, FIG. 1 (a) is a view showing a band-pass filter forming step, and FIG. 1 (b) is a view showing a seal forming step. FIG. (C) is a figure which shows a seal | sticker temporary hardening process. FIG. 2 is a drawing showing a manufacturing process subsequent to FIG. 1A, FIGS. 2D and 2E are views showing a liquid crystal dropping process, and FIG. 2F is a seal book. It is a figure which shows a hardening process. In FIG. 1A, 1b represents a transparent substrate, 2b represents a transparent conductive film formed on the transparent substrate, and 3b represents an alignment film formed on the transparent conductive film.
図1(a)に示すバンドパスフィルタ形成工程によって、透明基板1bの一方の面に、紫外光の光量を減衰させる機能を有するバンドパスフィルタ4を、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等により形成、または上記機能を有するフィルムを貼り付けて形成する。なお、このバンドパスフィルタ4は、例えば、SiO2/TiO2を積層して設けた誘電体多層膜である。このバンドパスフィルタ4の機能の詳細については、後述する。
A band-
次に、この透明基板1bの他方の面に、透明導電膜2bと配向膜3bを形成した上で、
この配向膜3bにラビング処理を施し、後に注入する液晶の配向(例えばホモジニアス配向)が決まるようにしておく。なお、ここで用いる配向膜3bには、ポリイミドまたはSiOなどの無機配向膜が用いることができる。
Next, after forming a transparent
The
次に、図1(b)に示すシール形成工程によって、閉環形状で紫外線硬化型のシール5を、ディスペンサー塗布法または印刷法により、配向膜3bの表面(透明基板1bの他方の面)に形成する。
Next, in the seal forming step shown in FIG. 1B, a ring-shaped, ultraviolet
次に、図1(c)に示すシール仮硬化工程によって、バンドパスフィルタ4側から透明基板1bを介して、シール仮硬化のための、遠紫外または近紫外の波長帯域のシール仮硬化光7を、200〜300mJ/cm2の光量に設定して照射する。ここでは、シール仮硬化光7は、バンドパスフィルタ4により光量が減衰されて、その減衰された紫外光が、未硬化状態のシール5に照射されることとなる。
Next, in the seal pre-curing step shown in FIG. 1 (c), the
この様に、仮硬化反応によりシール5内に存在する光重合開始剤の光吸収が発端となり、バンドパスフィルタ4側からの紫外光の照射により、シール5の側面および下部から光反応が開始されて、シール下面(シール5の透明基板1bに対峙する面)の第1のシール領域と、シール側面(シール5の内側壁面と、外側壁面)の第2のシール領域に、シール仮硬化部6を形成することができる。
In this way, light absorption of the photopolymerization initiator present in the
次に、図2(d)及び(e)に示す液晶滴下工程を行う。なお、図2(d)では、閉環形状のシール5の内側領域に、ODFプロセスによって液晶8を滴下した直後の状態を示し、図2(e)では、滴下された液晶8が時間とともにシール5近傍まで広がってシール5のシール仮硬化部6と接触している状態を示している。
Next, the liquid crystal dropping step shown in FIGS. 2 (d) and 2 (e) is performed. FIG. 2D shows a state immediately after the
シール5の内側領域に滴下された液晶8は、図2(d)に示す様に、配向膜3b上で液滴状に存在する。配向膜3bは、上述した配向処理が施されているので、ネマティック液晶からなる液晶8は、ホモジニアス配向またはホメオトロピック配向となる。
The
この配向状態をホメオトロピック配向とした場合、配向膜3bと液晶8は疎水性のため、図2(d)に示す様に液滴形状を保つことができ、これにより液晶8の広がりによるシール5との接触する可能性が低くなる。それに対して、ホモジニアス配向とした場合、配向膜3bと液晶8は親水性となるので、液晶8が滴下された後に液滴は素早く広がり、図2(e)に示す液晶8がシール5と接触した状態になってしまう。特に、外形サイズが小型の液晶光学素子の場合、広がった液晶8がシール5に到達するまでの時間は早くなることは先に示した通りである。
When this alignment state is homeotropic alignment, the
この様に、シール5の内側壁面がシール仮硬化部6となっているため、液晶8とこのシール仮硬化部6と接触したとしても、シール材が液晶8に溶出することはない。
As described above, since the inner wall surface of the
次に、図2(f)に示すシール本硬化工程によって、シール5の内側領域に液晶8が滴下された透明基板1bと、片面に透明導電膜2aと配向膜3aが形成された透明基板1aとを、シール5を介して1Pa程度の真空状態で重ね合わせた後に、大気圧に戻して透明基板1a、1bを圧縮し、所定の基板間ギャップを形成する。その後、透明基板1aの外側表面から2〜3J/cm2程度の、遠紫外または近紫外の波長帯域のシール本硬化光9を照射することで、シール内の形成ポリマーが十分にラジカル重合またはカチオン重合を起こして、架橋硬化したシール5により透明基板1a、1bが強固に接着固定される。
Next, the
ここで、本発明の製造方法で製造された液晶光学素子を改めて示す。図3(a)は、図1、図2で示した工程を経て作成された液晶光学素子の断面図を示し、図3(b)はその
上面図を示す。
Here, the liquid crystal optical element manufactured by the manufacturing method of the present invention is shown again. FIG. 3A shows a cross-sectional view of the liquid crystal optical element produced through the steps shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 3B shows a top view thereof.
上述したように、本発明の一連の製造工程を経て、透明導電膜2a、2bと配向膜3a、3bを内側に向けて配置された透明基板1a、1bの間隙に液晶8を有し、さらに、透明基板1bの外側表面にバンドパスフィルタ4を備え、透明基板1a、1bが閉環形状のシール5によって強固に保持された、目的の液晶光学素子105を得ることができる。
As described above, through the series of manufacturing steps of the present invention, the
なお、図1(a)に示したバンドパスフィルタ形成工程にて、フィルム状のバンドパスフィルタ4を透明基板貼り付けて形成した場合は、このフィルタが特に完成体の素子の機能として不要なものであれば、一連の製造工程が終了した段階で素子から剥がせばよい。また、このバンドパスフィルタ4が誘電体多層膜である場合は、この膜をそのまま残して、液晶光学素子105の反射防止膜として機能させることも可能である。その場合には、透明基板1aの外側表面にもバンドパスフィルタを設ける方が望ましい。
In the band-pass filter forming step shown in FIG. 1A, when the film-like band-
次に、本発明の製造方法で使用するバンドパスフィルタ4での好ましい機能について説明する。図4(a)は、図3を用いて説明をした本発明に係る液晶光学素子105におけるバンドパスフィルタ4、および透明基板1bの透過率波長依存性を示し、図4(b)は、液晶光学素子105のシール5の吸光度の波長依存性を示す図面である。図4(a)において、符号10は透明基板の透過率曲線を示し、符号11はバンドパスフィルタの透過率曲線を示す。また図4(b)において、符号12はシールの吸光度曲線を示す。
Next, a preferable function of the
図4(a)に示す様に、代表的な水銀ランプの紫外波長365nmでは、透明基板の透過率曲線10における透過率に対して、バンドパスフィルタの透過率曲線11が低透過率となるように、本発明で用いるバンドパスフィルタ4の機能を設定する。なお、図4(b)に示す様に、吸光度曲線12は、408nm付近のシールの吸光度に比べて、明らかに365nm付近のシールの吸光度が高くなっている。したがって、上記に示した透過率曲線11の特性を有するバンドパスフィルタ4を用いて、仮硬化工程で仮硬化光(例えば365nmの紫外光)をシール5に向けて照射すれば、シール仮硬化反応を起こすための光照射量を容易に制御することができることが判る。
As shown in FIG. 4A, at the ultraviolet wavelength 365 nm of a typical mercury lamp, the
なお、本発明で用いる紫外光の波長帯域は、この365nmだけでなく、上記関係(透明基板の透過率曲線10における透過率に対して、バンドパスフィルタの透過率曲線11が低透過率となる関係)を有していれば良い。例えば、水銀ランプにおける近紫外波長408nmは、光ピックアップ装置におけるレーザー光源から発振されるレーザー光の波長に相当する青紫レーザー波長域(395〜420nm)と一致し、この光ピックアップ装置に用いられる液晶光学素子には、高い透過率が要求される。この様な用途に本発明の製造方法により製造された液晶光学素子を使用したとしても、この液晶光学素子に設けるバンドパスフィルタ4を、青紫レーザー波長域に対して高透過率になるように設計することができるので、このバンドパスフィルタ4を被着させたまま光ピックアップ装置に液晶光学素子を搭載しても何ら問題は生じない。
The wavelength band of the ultraviolet light used in the present invention is not limited to this 365 nm, but the above relationship (the
次に、本発明の製造方法で留意する必要がある事項について下記に説明する。図5(a)および図5(b)は、シール仮硬化工程により形成されたシール仮硬化部の形状を示す図面である。 Next, matters to be noted in the manufacturing method of the present invention will be described below. FIG. 5A and FIG. 5B are drawings showing the shape of the seal temporary curing portion formed by the seal temporary curing step.
図5(a)に示す様に、バンドパスフィルタ4を介して必要以上の光量を照射したり、図4(a)(b)で示した好ましい波長を用いなかったり、バンドパスフィルタが持つべき機能を有さない場合に、シール仮硬化部6がシール5の表面からシール内部に進行する際に、シール内側壁面、シール外側壁面を含む第1のシール領域、およびシール5と透明基板2bが対峙する面を含む第2のシール領域のみならず、シール5上端面にもシール仮
硬化部6が存在することとなる。この様に、シール仮硬化部6がシール上端面に存在すると、シール本硬化工程におけるもう一方の透明基板と、未硬化状態のシール5との接着面積が小さくなり、両透明基板の接着強度が弱くなってしまう。これは、素子自体の環境耐性(信頼性)が弱くなる原因となり、好ましくない。
As shown in FIG. 5 (a), the
それに対して、図5(b)に示す様に、図1(c)で示したシール仮硬化工程において、図4(a)を用いて説明した事項を考慮してバンドパスフィルタ4の機能設定をし、そのバンドパスフィルタ4を介して所望の紫外光を用いてシール仮硬化光7を照射すれば、シール5の内側壁面を含む第1のシール領域、およびシール5が透明基板2bと接する第2のシール領域(シール5と透明基板1bとが対峙するシール領域)のみを仮硬化することができる。この状態では、図5(a)に示した状態とは異なり、シール5の上端面が未硬化状態となり、もう一方の透明基板とシール5とは、十分な密着力を持って接着させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the seal temporary curing process shown in FIG. 1 (c), the function setting of the band-
この様に、図5(b)に示したシール仮硬化部6を形成する上で、バンドパスフィルタ4の特性は重要となる。一般にUVランプに採用される水銀ランプまたはキセノンランプでは、356nm付近の紫外光強度が一番強く、図4(b)に示したようにシールの吸光度も高い領域の紫外光を出射できるため、シール仮硬化部6を制御するために、図4(a)に示したバンドパスフィルタ4の透過特性を50%以下とすることが好ましい。
As described above, the characteristics of the band-
また、近紫外光408nmの光を用いる場合は、図4(a)(b)で示す様に、透明基板とバンドパスフィルタ4の透過率は高くなるが、シールの吸光度が低いため、シールの最表面でしか反応は起こらない。したがって、この近紫外光408nmの光を用いれば、バンドパスフィルタ4の透過率に依存せず、図5(b)に示す形態を形成することができるが、現実的なプロセス処理時間や光量を考慮すると、365nm付近の紫外光で行う方が好ましい。
Also, when using light of near-ultraviolet light 408 nm, as shown in FIGS. 4A and 4B, the transmittance of the transparent substrate and the
この様に、液晶光学素子の外形サイズが小さくなるに伴い、シール線幅も細くする必要が生じるため、上記に記載したシール仮硬化工程における紫外光の光量の制御は、非常に重要となる。 As described above, as the external size of the liquid crystal optical element is reduced, it is necessary to reduce the seal line width. Therefore, it is very important to control the amount of ultraviolet light in the seal temporary curing process described above.
次に、本発明で製造した液晶光学素子を光ピックアップ装置に搭載した例について説明する。図6は、本発明の製造方法により形成された液晶光学素子105を光ピックアップ装置に搭載した場合の全体構成を示すブロック図である。
Next, an example in which the liquid crystal optical element manufactured according to the present invention is mounted on an optical pickup device will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration when the liquid crystal
図6に示す光ピックアップ装置は、レーザー光源101、カップリングレンズ103、偏光ビームスプリッター104、収差補正手段としての液晶光学素子105、1/4波長板106、対物レンズ107、集光レンズ109、受光ダイオード110から構成されている。
The optical pickup device shown in FIG. 6 includes a laser light source 101, a
図6において、レーザー光源101から出たレーザー光102は、カップリングレンズ103で平行光とされ、偏光ビームスプリッター104を通過した後、液晶光学素子105に入射する。この液晶光学素子105を通過する際に、レーザー光は、液晶光学素子105で変調され、収差補正が可能となる。その後1/4波長板106を通過して、対物レンズ107によりディスク108に集光される。そしてディスク108にて反射されたレーザー光は、再び対物レンズ107及び1/4波長板106を経て、偏光ビームスプリッター104により光路が変更されて、集光レンズ109を介して受光ダイオード110に集光される。
In FIG. 6,
この様に、上述した本発明により製造された液晶光学素子は、ODFプロセスの製造工
程中にシール材が液晶へ溶出することなく、紫外線硬化型のシールと基板との密着力を向上させた、信頼性の高い液晶光学素子であるので、図6に示す光ピックアップ装置として組み込むことにより、安定して光ピックアップ装置の正確な読み書きを実現することができる。
As described above, the liquid crystal optical element manufactured according to the present invention described above has improved the adhesion between the ultraviolet curable seal and the substrate without the sealing material being eluted into the liquid crystal during the manufacturing process of the ODF process. Since it is a highly reliable liquid crystal optical element, by incorporating it as the optical pickup device shown in FIG. 6, accurate reading and writing of the optical pickup device can be realized stably.
1a、1b 透明基板
2a、2b 透明導電膜
3a、3b 配向膜
4 バンドパスフィルタ
5 シール
6 シール仮硬化部
7 シール仮硬化光
8 液晶
9 シール本硬化光
10、11 透過率曲線
12 吸光度曲線
101 半導体レーザー
102 レーザー光
103 カップリングレンズ
104 ビームスプリッター
105 液晶光学素子
106 λ/4波長板
107 対物レンズ
108 ディスク
109 集光レンズ
110 受光ダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1の透明基板における他方の面に、閉環形状で紫外線硬化型のシールを設けるシール形成工程と、
前記一方の面から前記バンドパスフィルタを介して前記紫外光を照射して、前記シールが前記他方の面と接する面を含む第1のシール領域と、前記シールの内側壁面を含む第2のシール領域を仮硬化するシール仮硬化工程と、
前記シールにおける内側領域に、液晶を滴下する液晶滴下工程と、
所定の間隙を持って前記シールを介して、前記第1の透明基板に第2の透明基板を貼り合わせた後に、前記紫外線を照射して、前記シールを本硬化するシール本硬化工程と、
を有することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。 A band-pass filter forming step of arranging a band-pass filter that attenuates and emits incident ultraviolet light on one surface of the first transparent substrate;
A seal forming step of providing a closed ring-shaped UV curable seal on the other surface of the first transparent substrate;
A second seal including a first seal region including a surface where the seal comes into contact with the other surface by irradiating the ultraviolet light from the one surface via the bandpass filter, and an inner wall surface of the seal A seal pre-curing step for pre-curing the region;
A liquid crystal dropping step of dropping liquid crystal on the inner region of the seal;
A seal main curing step in which after the second transparent substrate is bonded to the first transparent substrate through the seal with a predetermined gap, the ultraviolet ray is irradiated to fully cure the seal;
A method for producing a liquid crystal optical element, comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶光学素子の製造方法。 The seal pre-curing step is a step of pre-curing the first and second seal regions while the third seal region facing the first seal region in the seal remains uncured. A method for producing a liquid crystal optical element according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶光学素子の製造方法。 The method for producing a liquid crystal optical element according to claim 1, wherein a wavelength band of the ultraviolet light is from an ultraviolet region to a near ultraviolet region.
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