JPH09180234A - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JPH09180234A JPH09180234A JP8094406A JP9440696A JPH09180234A JP H09180234 A JPH09180234 A JP H09180234A JP 8094406 A JP8094406 A JP 8094406A JP 9440696 A JP9440696 A JP 9440696A JP H09180234 A JPH09180234 A JP H09180234A
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- phase
- crystal composition
- optical
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広い温度範囲で高い光利用効率を有する液晶組
成物を利用した、光ヘッド装置を提供する。 【解決手段】第１のガラス基板１の格子状の凹凸部２
に、Δｎ≧０．２１でアイソトロピック相への相転移温
度≧８０℃以上のネマチック液晶組成物を注入し、回折
素子１０を作製した。
成物を利用した、光ヘッド装置を提供する。 【解決手段】第１のガラス基板１の格子状の凹凸部２
に、Δｎ≧０．２１でアイソトロピック相への相転移温
度≧８０℃以上のネマチック液晶組成物を注入し、回折
素子１０を作製した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ビデオディスク等の光デ
ィスク及び光磁気ディスク等に光学的情報を書き込んだ
り、光学的情報を読み取るための光ヘッド装置に関す
る。
・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ビデオディスク等の光デ
ィスク及び光磁気ディスク等に光学的情報を書き込んだ
り、光学的情報を読み取るための光ヘッド装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスク及び光磁気ディスク等
に光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読み取る光
ヘッド装置としては、ディスクの記録面から反射された
信号光を検出部へ導光（ビームスプリット）する光学部
品としてプリズム式ビームスプリッタを用いたものと、
回折格子又はホログラム素子を用いたものとが知られて
いた。
に光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読み取る光
ヘッド装置としては、ディスクの記録面から反射された
信号光を検出部へ導光（ビームスプリット）する光学部
品としてプリズム式ビームスプリッタを用いたものと、
回折格子又はホログラム素子を用いたものとが知られて
いた。
【０００３】従来、光ヘッド装置用の回折格子又はホロ
グラム素子は、ガラスやプラスチック基板上に、矩形断
面を有する矩形格子（レリーフ型）をドライエッチング
法又は射出成形法よって形成し、これによって光を回折
しビームスプリット機能を付与していた。
グラム素子は、ガラスやプラスチック基板上に、矩形断
面を有する矩形格子（レリーフ型）をドライエッチング
法又は射出成形法よって形成し、これによって光を回折
しビームスプリット機能を付与していた。
【０００４】また、光の利用効率が１０％程度の等方性
回折格子よりも光の利用効率を上げようとする場合、偏
光を利用することが考えられる。偏光を利用しようとす
ると、プリズム式ビームスプリッタにλ／４板を組み合
わせて、往き（光源から記録面へ向かう方向）及び帰り
（記録面から検出部へ向かう方向）の効率を上げて往復
効率を上げる方法があった。
回折格子よりも光の利用効率を上げようとする場合、偏
光を利用することが考えられる。偏光を利用しようとす
ると、プリズム式ビームスプリッタにλ／４板を組み合
わせて、往き（光源から記録面へ向かう方向）及び帰り
（記録面から検出部へ向かう方向）の効率を上げて往復
効率を上げる方法があった。
【０００５】しかし、プリズム式偏光ビームスプリッタ
は高価であり、他の方式が模索されていた。一つの方式
としてＬｉＮｂＯ3 等の複屈折結晶の平板を用い、表面
に異方性回折格子を形成し偏向選択性をもたす方法が知
られている。しかし、複屈折結晶自体が高価であり、民
生分野への適用は困難である。また通常、プロトン交換
法によって格子を形成するため、細かいピッチの格子を
形成するのが困難であるという問題もあった。
は高価であり、他の方式が模索されていた。一つの方式
としてＬｉＮｂＯ3 等の複屈折結晶の平板を用い、表面
に異方性回折格子を形成し偏向選択性をもたす方法が知
られている。しかし、複屈折結晶自体が高価であり、民
生分野への適用は困難である。また通常、プロトン交換
法によって格子を形成するため、細かいピッチの格子を
形成するのが困難であるという問題もあった。
【０００６】等方性回折格子は前述のように、往き（光
源から記録面へ向かう方向）の利用効率が５０％程度
で、帰り（記録面から検出部へ向かう方向）の利用効率
が２０％程度であるため、往復で１０％程度が限界であ
る。
源から記録面へ向かう方向）の利用効率が５０％程度
で、帰り（記録面から検出部へ向かう方向）の利用効率
が２０％程度であるため、往復で１０％程度が限界であ
る。
【０００７】それに対して、透明基板上に格子状凹凸部
を形成し、そこに液晶組成物を充填することによって光
の利用効率の高いホログラム（回折素子）を利用した光
ヘッド装置が、本出願人により提案されている。
を形成し、そこに液晶組成物を充填することによって光
の利用効率の高いホログラム（回折素子）を利用した光
ヘッド装置が、本出願人により提案されている。
【０００８】しかし、液晶ディスプレイ等で工業的かつ
一般的に使用されている液晶組成物材料では、屈折率の
異方性が小さくかつ使用温度範囲が狭いという欠点があ
った。屈折率の異方性が小さいと、所望の回折効率を得
るために、格子深さを深くする必要があり、加工そのも
のがきわめて困難である。また、加工に多大の費用がか
かるという問題があった。
一般的に使用されている液晶組成物材料では、屈折率の
異方性が小さくかつ使用温度範囲が狭いという欠点があ
った。屈折率の異方性が小さいと、所望の回折効率を得
るために、格子深さを深くする必要があり、加工そのも
のがきわめて困難である。また、加工に多大の費用がか
かるという問題があった。
【０００９】また高温側の相転移温度が低いと、光ヘッ
ド装置として使用する最高温度の６０〜７０℃で仮に液
晶性（光学異方性）を示しても、常温付近で回折効率が
大きく低下する問題があり、実用には適さなかった。ま
た高温での信頼性にも問題があった。
ド装置として使用する最高温度の６０〜７０℃で仮に液
晶性（光学異方性）を示しても、常温付近で回折効率が
大きく低下する問題があり、実用には適さなかった。ま
た高温での信頼性にも問題があった。
【００１０】また低温側の相転移温度が高いと、光ヘッ
ド装置として使用する最低温度の０℃付近で仮に液晶性
を示しても、常温付近で大きく回折効率が低下するとい
う問題があり、実用には適さなかった。また低温での信
頼性にも問題があった。
ド装置として使用する最低温度の０℃付近で仮に液晶性
を示しても、常温付近で大きく回折効率が低下するとい
う問題があり、実用には適さなかった。また低温での信
頼性にも問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題を
解消し広い温度範囲で高い光利用効率を有する光ヘッド
装置を提供することを目的とする。
解消し広い温度範囲で高い光利用効率を有する光ヘッド
装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光
を回折素子を通して光記録媒体上に照射することにより
情報の書き込み及び／又は情報の読み取りを行う光ヘッ
ド装置において、前記回折素子は、透明基板の表面に格
子状の凹凸部が形成され前記凹凸部に光学異方性を有す
る液晶組成物が充填されている光学異方性回折格子を備
えてなり、前記液晶組成物は、温度２０℃、光波長５８
９ｎｍにおける常光屈折率と異常光屈折率との差Δｎが
０．２１〜０．３５であり、ネマチック相からアイソト
ロピック相への相転移温度が８０℃以上である、ネマチ
ック液晶組成物であることを特徴とする光ヘッド装置を
提供する。
を回折素子を通して光記録媒体上に照射することにより
情報の書き込み及び／又は情報の読み取りを行う光ヘッ
ド装置において、前記回折素子は、透明基板の表面に格
子状の凹凸部が形成され前記凹凸部に光学異方性を有す
る液晶組成物が充填されている光学異方性回折格子を備
えてなり、前記液晶組成物は、温度２０℃、光波長５８
９ｎｍにおける常光屈折率と異常光屈折率との差Δｎが
０．２１〜０．３５であり、ネマチック相からアイソト
ロピック相への相転移温度が８０℃以上である、ネマチ
ック液晶組成物であることを特徴とする光ヘッド装置を
提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明では、前記凹凸部は光学的
に等方的であってもよく、非等方的であってもよい。前
記凹凸部が光学的に等方的である場合、前記透明基板と
して、屈折率が１．５程度のガラス基板、プラスチック
基板等を使用し、その透明基板に前記凹凸部を直接形成
したものを使用でき好ましい。
に等方的であってもよく、非等方的であってもよい。前
記凹凸部が光学的に等方的である場合、前記透明基板と
して、屈折率が１．５程度のガラス基板、プラスチック
基板等を使用し、その透明基板に前記凹凸部を直接形成
したものを使用でき好ましい。
【００１４】また一般に液晶組成物の常光屈折率は異常
光屈折率より低く、常光屈折率が１．５付近のものが多
いため、基板の屈折率と液晶組成物の常光屈折率が等し
いという条件が実現しやすく、好ましい。
光屈折率より低く、常光屈折率が１．５付近のものが多
いため、基板の屈折率と液晶組成物の常光屈折率が等し
いという条件が実現しやすく、好ましい。
【００１５】液晶分子の長軸方向は、格子状の前記凹凸
部のストライプ方向（長手方向）に対して平行に配向す
ると考えられる。そのため、図１でみた場合紙面と平行
な方向に偏光した光（Ｐ波）に対しては液晶組成物の常
光屈折率が対応し、前記常光屈折率と透明基板の屈折率
はほぼ等しく、回折格子として機能しない。一方、紙面
と垂直に偏光した光（Ｓ波）に対しては液晶の異常光屈
折率が対応し、前記異常光屈折率と基板の屈折率は異な
り、回折格子として機能する。
部のストライプ方向（長手方向）に対して平行に配向す
ると考えられる。そのため、図１でみた場合紙面と平行
な方向に偏光した光（Ｐ波）に対しては液晶組成物の常
光屈折率が対応し、前記常光屈折率と透明基板の屈折率
はほぼ等しく、回折格子として機能しない。一方、紙面
と垂直に偏光した光（Ｓ波）に対しては液晶の異常光屈
折率が対応し、前記異常光屈折率と基板の屈折率は異な
り、回折格子として機能する。
【００１６】したがって、本発明の光学異方性回折格子
は、Ｐ波に対しては光学的に透明であり、Ｓ波に対して
は回折格子として機能する。
は、Ｐ波に対しては光学的に透明であり、Ｓ波に対して
は回折格子として機能する。
【００１７】前記光学異方性回折格子を設けた透明基板
の上に（光記録媒体側に）、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール等の材料からなる位相差フィルム（λ／
４板）を積層すると、下方（光源側）から入射したＰ波
は光学異方性回折格子をほぼ１００％透過し、位相差フ
ィルムで円偏光となる。その後非球面レンズ（対物レン
ズ）を通過し、光記録媒体の記録面で反射し、再び非球
面レンズを透過し、再度位相差フィルムを透過するとＳ
波に変換され、光学異方性回折格子に入射する。Ｓ波に
対して光学異方性回折格子は回折格子として機能する。
の上に（光記録媒体側に）、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール等の材料からなる位相差フィルム（λ／
４板）を積層すると、下方（光源側）から入射したＰ波
は光学異方性回折格子をほぼ１００％透過し、位相差フ
ィルムで円偏光となる。その後非球面レンズ（対物レン
ズ）を通過し、光記録媒体の記録面で反射し、再び非球
面レンズを透過し、再度位相差フィルムを透過するとＳ
波に変換され、光学異方性回折格子に入射する。Ｓ波に
対して光学異方性回折格子は回折格子として機能する。
【００１８】例えばその長手方向に垂直な断面において
左右対称な矩形状凹凸部とし、その深さが適切に設定さ
れた場合には、原理的には１次回折光方向に４０％程度
の回折効率、−１次回折光方向に４０％程度回折効率
で、光を回折できる。
左右対称な矩形状凹凸部とし、その深さが適切に設定さ
れた場合には、原理的には１次回折光方向に４０％程度
の回折効率、−１次回折光方向に４０％程度回折効率
で、光を回折できる。
【００１９】前記凹凸部の長手方向に垂直な面における
断面形状は、長方形、正方形等の左右対称の矩形形状で
もよく、階段状、のこぎり状等の左右非対称の形状でも
よい。左右非対称の形状の場合、光学異方性回折格子に
よる±１次回折光のうちいずれか一方の回折効率が高く
なり、回折効率の高い方の回折光のみを検出すればよ
く、検出器が１つで高い光の利用効率が得られるため好
ましい。
断面形状は、長方形、正方形等の左右対称の矩形形状で
もよく、階段状、のこぎり状等の左右非対称の形状でも
よい。左右非対称の形状の場合、光学異方性回折格子に
よる±１次回折光のうちいずれか一方の回折効率が高く
なり、回折効率の高い方の回折光のみを検出すればよ
く、検出器が１つで高い光の利用効率が得られるため好
ましい。
【００２０】さらに前記凹凸部については、凹凸部と凹
凸部の間隔に分布を付与する、左右対称のものと左右非
対称のものとを混在させる、凹凸部と凸部を混在させる
等の変更もできる。
凸部の間隔に分布を付与する、左右対称のものと左右非
対称のものとを混在させる、凹凸部と凸部を混在させる
等の変更もできる。
【００２１】前記の構成及び作用効果からして、本発明
の回折素子は集積化が容易で高効率な偏光ビームスプリ
ッタとして機能する。このような回折素子の使用によ
り、光利用効率の高い光ピックアップを実現できる。
の回折素子は集積化が容易で高効率な偏光ビームスプリ
ッタとして機能する。このような回折素子の使用によ
り、光利用効率の高い光ピックアップを実現できる。
【００２２】しかし、前記の格子状の凹凸部の深さは、
液晶組成物の異常光屈折率と基板の屈折率（ほぼ液晶組
成物の常光屈折率に等しい）の差に凹凸部の深さを乗じ
た値が、光波長の半分に等しいときに、原理的に最も高
い回折効率が得られる。
液晶組成物の異常光屈折率と基板の屈折率（ほぼ液晶組
成物の常光屈折率に等しい）の差に凹凸部の深さを乗じ
た値が、光波長の半分に等しいときに、原理的に最も高
い回折効率が得られる。
【００２３】そのため量産上有利な比較的浅い凹凸部と
して、高い回折効率を実現するためには、基板の屈折率
と液晶組成物の異常光屈折率の差、実質的には液晶組成
物の常光屈折率と異常光屈折率との差であるΔｎが大き
いことが必要となる。
して、高い回折効率を実現するためには、基板の屈折率
と液晶組成物の異常光屈折率の差、実質的には液晶組成
物の常光屈折率と異常光屈折率との差であるΔｎが大き
いことが必要となる。
【００２４】一方、液晶表示素子等で通常用いられてい
る液晶組成物材料では、液晶組成物の常光屈折率と異常
光屈折率との差が大きいと、表示素子としての特性が液
晶組成物が充填される空間（セルギャップ）の変動に対
して敏感になるため、必ずしも好まれない。そのため、
液晶表示素子用の液晶組成物としては、Δｎが０．２０
以下のものが通常使用されている。
る液晶組成物材料では、液晶組成物の常光屈折率と異常
光屈折率との差が大きいと、表示素子としての特性が液
晶組成物が充填される空間（セルギャップ）の変動に対
して敏感になるため、必ずしも好まれない。そのため、
液晶表示素子用の液晶組成物としては、Δｎが０．２０
以下のものが通常使用されている。
【００２５】本発明では、Δｎは０．２１以上であるの
で、量産が容易な比較的浅い凹凸部とでき、また所望の
高い回折効率を実現できる。さらに、より浅い凹凸部で
高い回折効率が実現できるという理由で、Δｎは０．２
７以上が好ましい。一方、Δｎが０．３６より大きい
と、液晶組成物自体が紫外線等に対して不安定になり信
頼性の点で問題となる。そのため、Δｎは０．３５以下
とする。
で、量産が容易な比較的浅い凹凸部とでき、また所望の
高い回折効率を実現できる。さらに、より浅い凹凸部で
高い回折効率が実現できるという理由で、Δｎは０．２
７以上が好ましい。一方、Δｎが０．３６より大きい
と、液晶組成物自体が紫外線等に対して不安定になり信
頼性の点で問題となる。そのため、Δｎは０．３５以下
とする。
【００２６】また液晶組成物としては、広い温度範囲で
高い屈折率差を保持でき、かつその変動率の小さい液晶
組成物が好ましい。また変動率とも関連して広い温度範
囲で液晶性を示す液晶組成物が好ましい。本発明におけ
る回折素子の場合、使用温度範囲は通常０〜６０℃であ
る。したがって、液晶相であるネマチック相から非液晶
相であるアイソトロピック相への相転移温度が８０℃以
上のときに、０〜６０℃の範囲で特に異常光屈折率の変
動が小さく、回折効率の温度変化を小さくできる。
高い屈折率差を保持でき、かつその変動率の小さい液晶
組成物が好ましい。また変動率とも関連して広い温度範
囲で液晶性を示す液晶組成物が好ましい。本発明におけ
る回折素子の場合、使用温度範囲は通常０〜６０℃であ
る。したがって、液晶相であるネマチック相から非液晶
相であるアイソトロピック相への相転移温度が８０℃以
上のときに、０〜６０℃の範囲で特に異常光屈折率の変
動が小さく、回折効率の温度変化を小さくできる。
【００２７】また低温側では、最低０℃程度までの温度
で、安定した動作及びより低温での保存時の信頼性を確
保するために、ネマチック液晶相からスメクチック液晶
相又は固体液晶相への相転移温度は−１０℃以下が好ま
しい。
で、安定した動作及びより低温での保存時の信頼性を確
保するために、ネマチック液晶相からスメクチック液晶
相又は固体液晶相への相転移温度は−１０℃以下が好ま
しい。
【００２８】前記のような諸特性、すなわち高いΔｎ、
低い温度変化率、広いネマチック液晶相の温度範囲、高
い信頼性を実現する材料として、下記一般式で表される
化合物を６０重量％以上含有してなる液晶組成物が好ま
しい。
低い温度変化率、広いネマチック液晶相の温度範囲、高
い信頼性を実現する材料として、下記一般式で表される
化合物を６０重量％以上含有してなる液晶組成物が好ま
しい。
【００２９】
【化２】
【００３０】ただし、Ａはフェニレン基（以下、−Ｐｈ
−と略記する）又はトランス−１，４−シクロヘキシレ
ン基（以下、−Ｃｈ−と略記する）、ｍは０又は１、Ｘ
はフッ素原子又は水素原子、Ｙはシアノ基、フッ素原子
又は塩素原子、Ｚはフッ素原子又は水素原子、Ｒは炭素
数２〜８の直鎖状アルキル基又は炭素数２〜８の直鎖状
アルコキシル基である。
−と略記する）又はトランス−１，４−シクロヘキシレ
ン基（以下、−Ｃｈ−と略記する）、ｍは０又は１、Ｘ
はフッ素原子又は水素原子、Ｙはシアノ基、フッ素原子
又は塩素原子、Ｚはフッ素原子又は水素原子、Ｒは炭素
数２〜８の直鎖状アルキル基又は炭素数２〜８の直鎖状
アルコキシル基である。
【００３１】また前記液晶組成物には、４’−トランス
−ｎ−プロピル−４−シクロヘキシル−１−シアノベン
ゼン、４’−トランス−ｎ−プロピル−４−シクロヘキ
シル−１−フルオロベンゼン等を適宜混合してもよい。
−ｎ−プロピル−４−シクロヘキシル−１−シアノベン
ゼン、４’−トランス−ｎ−プロピル−４−シクロヘキ
シル−１−フルオロベンゼン等を適宜混合してもよい。
【００３２】本発明の回折素子は、さらに前記光源側の
面に他の回折格子を形成してもよく、その場合３ビーム
法によるトラッキングエラー検出ができ好ましい。
面に他の回折格子を形成してもよく、その場合３ビーム
法によるトラッキングエラー検出ができ好ましい。
【００３３】本発明の凹凸部（光学異方性回折格子）の
パターンは、光記録媒体からの戻り光のビーム形状が所
望の形状になるように、回折格子面内で曲率をつけた
り、格子間隔に分布をつけたりすることもできる。
パターンは、光記録媒体からの戻り光のビーム形状が所
望の形状になるように、回折格子面内で曲率をつけた
り、格子間隔に分布をつけたりすることもできる。
【００３４】前記光学異方性回折格子は、表面に回折格
子パターンに形成された凹凸部を各々有する２枚の透明
基板を、前記凹凸部が対面した状態で凹凸部に液晶組成
物を充填し、積層して形成してもよい。その場合、各々
の凹凸部の深さは浅くてよく、そのため作製が容易にな
り好ましい。また、２つの対面する凹凸部により液晶組
成物の配向性が向上する点でも好ましい。
子パターンに形成された凹凸部を各々有する２枚の透明
基板を、前記凹凸部が対面した状態で凹凸部に液晶組成
物を充填し、積層して形成してもよい。その場合、各々
の凹凸部の深さは浅くてよく、そのため作製が容易にな
り好ましい。また、２つの対面する凹凸部により液晶組
成物の配向性が向上する点でも好ましい。
【００３５】前記２枚の透明基板に形成された凹凸部
が、積層面に対して非対称となるように積層されている
場合、断面形状が非対称な回折格子を容易に作製でき、
±１次回折光のいずれか一方の回折効率を大きくし、回
折効率の大きい方の光を１つの検出器で検出できるとい
う効果があり好ましい。
が、積層面に対して非対称となるように積層されている
場合、断面形状が非対称な回折格子を容易に作製でき、
±１次回折光のいずれか一方の回折効率を大きくし、回
折効率の大きい方の光を１つの検出器で検出できるとい
う効果があり好ましい。
【００３６】本発明の回折素子の光源側の面か光記録媒
体側の面の少なくともいずれか一方の面に、ＵＶ硬化型
アクリル樹脂等の被膜を設けた場合、λ／４板やガラス
基板の表面の凹凸に起因する波面収差を低減でき好まし
い。さらに前記ＵＶ硬化型アクリル樹脂等の被膜の上
に、平坦度のよいガラス基板やプラスチック基板等を積
層することにより、格段に波面収差を低減でき好まし
い。したがって、回折素子の光の入出射面が平坦化され
ていることにより、結果的に波面収差が低減化される。
体側の面の少なくともいずれか一方の面に、ＵＶ硬化型
アクリル樹脂等の被膜を設けた場合、λ／４板やガラス
基板の表面の凹凸に起因する波面収差を低減でき好まし
い。さらに前記ＵＶ硬化型アクリル樹脂等の被膜の上
に、平坦度のよいガラス基板やプラスチック基板等を積
層することにより、格段に波面収差を低減でき好まし
い。したがって、回折素子の光の入出射面が平坦化され
ていることにより、結果的に波面収差が低減化される。
【００３７】本発明の光源としては半導体レーザ、ＹＡ
Ｇレーザ等の固体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ等
の各種の固体、気体レーザが使用でき、半導体レーザが
小型軽量化、連続発振、保守点検等の点で好ましい。ま
た、光源部に半導体レーザ等と非線形光学素子を組み込
んだ高調波発生装置（ＳＨＧ）を使用し、青色レーザ等
の短波長レーザを用いると、高密度の光記録及び読み取
りが可能になる。
Ｇレーザ等の固体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レーザ等
の各種の固体、気体レーザが使用でき、半導体レーザが
小型軽量化、連続発振、保守点検等の点で好ましい。ま
た、光源部に半導体レーザ等と非線形光学素子を組み込
んだ高調波発生装置（ＳＨＧ）を使用し、青色レーザ等
の短波長レーザを用いると、高密度の光記録及び読み取
りが可能になる。
【００３８】本発明における光記録媒体とは、光により
情報を記録及び／又は読み取ることができる媒体であ
る。光記録媒体の例としては、ＣＤ（コンパクト ディ
スク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（デジタル ビデオ デ
ィスク）の光ディスク、及び光磁気ディスク、相変化型
光ディスク等が挙げられる。
情報を記録及び／又は読み取ることができる媒体であ
る。光記録媒体の例としては、ＣＤ（コンパクト ディ
スク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（デジタル ビデオ デ
ィスク）の光ディスク、及び光磁気ディスク、相変化型
光ディスク等が挙げられる。
【００３９】
実施例１ １０ｍｍ×１０ｍｍ角×０．５ｍｍ厚、屈折率１．５２
の第１のガラス基板１上に、フォトリソグラフィ法及び
ドライエッチング法により、深さ１．２μｍ、ピッチ
（周期）１０μｍの矩形状断面を有する格子状の凹凸部
２を形成した。
の第１のガラス基板１上に、フォトリソグラフィ法及び
ドライエッチング法により、深さ１．２μｍ、ピッチ
（周期）１０μｍの矩形状断面を有する格子状の凹凸部
２を形成した。
【００４０】１０ｍｍ×１０ｍｍ角×０．５ｍｍ厚、屈
折率１．５２の第２のガラス基板３を用意し、その液晶
組成物４と接する側の面にポリイミド配向膜５を形成し
た。前記ポリイミド配向膜５のラビング方向を前記凹凸
部２のストライプ方向に沿うようにして、第２のガラス
基板３を第１のガラス基板１に積層し接着した。
折率１．５２の第２のガラス基板３を用意し、その液晶
組成物４と接する側の面にポリイミド配向膜５を形成し
た。前記ポリイミド配向膜５のラビング方向を前記凹凸
部２のストライプ方向に沿うようにして、第２のガラス
基板３を第１のガラス基板１に積層し接着した。
【００４１】２つのガラス基板の積層接着は具体的には
以下のように行った。直径４μｍのの球状スペーサを含
むエポキシ樹脂８を第１のガラス基板１の周辺部に塗布
し、第２のガラス基板３を載置し、上部より押圧し接着
した。その際、２つのガラス基板の周辺部にはエポキシ
樹脂８を一部塗布しない領域を設けておき、液晶組成物
注入用の開口部とした。このとき、第１のガラス基板１
の前記凹凸部（液晶組成物充填部）２と、第２のガラス
基板３のポリイミド配向膜５とを対面させて接着した。
以下のように行った。直径４μｍのの球状スペーサを含
むエポキシ樹脂８を第１のガラス基板１の周辺部に塗布
し、第２のガラス基板３を載置し、上部より押圧し接着
した。その際、２つのガラス基板の周辺部にはエポキシ
樹脂８を一部塗布しない領域を設けておき、液晶組成物
注入用の開口部とした。このとき、第１のガラス基板１
の前記凹凸部（液晶組成物充填部）２と、第２のガラス
基板３のポリイミド配向膜５とを対面させて接着した。
【００４２】その後、減圧した雰囲気中で混合液晶組成
物「ＢＬ００９」（メルク社製ネマチック液晶組成物、
Δｎ＝０．２９１５、常光屈折率＝１．５２６６、固体
液晶相への相転移温度≦−２０℃、アイソトロピック相
への相転移温度＝１０８℃）を、前記開口部から注入し
た。前記開口部を封止用の樹脂で塞ぎ、シールを完了し
た。
物「ＢＬ００９」（メルク社製ネマチック液晶組成物、
Δｎ＝０．２９１５、常光屈折率＝１．５２６６、固体
液晶相への相転移温度≦−２０℃、アイソトロピック相
への相転移温度＝１０８℃）を、前記開口部から注入し
た。前記開口部を封止用の樹脂で塞ぎ、シールを完了し
た。
【００４３】第２のガラス基板３のポリイミド配向膜５
とは反対側の面に、透明接着剤を用いてポリカーボネー
ト製の位相差フィルム（λ／４板）６を接着した。さら
に位相差フィルム６の上部にＵＶ硬化型アクリル樹脂を
塗布し、その上に第３のガラス基板７を押し当て紫外線
を照射して第３のガラス基板７を接着し、回折素子１０
を作製した。回折素子１０の光の入射面（第１のガラス
基板の凹凸部と反対側の面）１１及び光の出射面（第３
のガラス基板のＵＶ硬化型アクリル樹脂と反対側の面）
１２には、それぞれ光源からの光に対する反射防止膜１
３を形成した。
とは反対側の面に、透明接着剤を用いてポリカーボネー
ト製の位相差フィルム（λ／４板）６を接着した。さら
に位相差フィルム６の上部にＵＶ硬化型アクリル樹脂を
塗布し、その上に第３のガラス基板７を押し当て紫外線
を照射して第３のガラス基板７を接着し、回折素子１０
を作製した。回折素子１０の光の入射面（第１のガラス
基板の凹凸部と反対側の面）１１及び光の出射面（第３
のガラス基板のＵＶ硬化型アクリル樹脂と反対側の面）
１２には、それぞれ光源からの光に対する反射防止膜１
３を形成した。
【００４４】以上の結果、回折素子１０は、半導体レー
ザ（図示せず）からの波長６７８ｎｍのＰ波（図１にお
いて紙面に平行な偏光方向を持つ光）に対して９７％の
透過率であった。光ディスク（図示せず）から反射して
きたＳ波（図１において紙面に垂直な偏光方向を持つ
光）に対しては、１次回折光の回折効率が４０．４％
で、−１次回折光の回折効率が３７．４％であった。し
たがって往復効率は７５．４％となった。透過光の波面
収差は、回折素子の光の入出射面の中心部（直径２ｍｍ
の円形部）で０．０１５λrms （ｒｍｓ：自乗平均）以
下であった。
ザ（図示せず）からの波長６７８ｎｍのＰ波（図１にお
いて紙面に平行な偏光方向を持つ光）に対して９７％の
透過率であった。光ディスク（図示せず）から反射して
きたＳ波（図１において紙面に垂直な偏光方向を持つ
光）に対しては、１次回折光の回折効率が４０．４％
で、−１次回折光の回折効率が３７．４％であった。し
たがって往復効率は７５．４％となった。透過光の波面
収差は、回折素子の光の入出射面の中心部（直径２ｍｍ
の円形部）で０．０１５λrms （ｒｍｓ：自乗平均）以
下であった。
【００４５】実施例２ 実施例１の混合液晶組成物の代わりに、混合液晶組成物
（ネマチック液晶組成物、Δｎ＝０．２９００、常光屈
折率＝１．５２６３、固体液晶相への相転移温度≦−２
０℃、アイソトロピック相への相転移温度＝１０７℃）
を、前記開口部から注入した。前記開口部を封止用の樹
脂で塞ぎ、シールを完了した。前記混合液晶組成物は表
１に示すように、前記化２の一般式に含まれる５種類の
化合物を主成分（９４重量％）として含む。その他の液
晶成分として、アルコキシシアノビフェニル系液晶及び
アルキルシアノターフェニル系液晶等を６重量％含む。
（ネマチック液晶組成物、Δｎ＝０．２９００、常光屈
折率＝１．５２６３、固体液晶相への相転移温度≦−２
０℃、アイソトロピック相への相転移温度＝１０７℃）
を、前記開口部から注入した。前記開口部を封止用の樹
脂で塞ぎ、シールを完了した。前記混合液晶組成物は表
１に示すように、前記化２の一般式に含まれる５種類の
化合物を主成分（９４重量％）として含む。その他の液
晶成分として、アルコキシシアノビフェニル系液晶及び
アルキルシアノターフェニル系液晶等を６重量％含む。
【００４６】実施例１と同様に、ポリカーボネート製の
位相差フィルム（λ／４板）６及び第３のガラス基板７
を接着し、反射防止膜１３を形成した。
位相差フィルム（λ／４板）６及び第３のガラス基板７
を接着し、反射防止膜１３を形成した。
【００４７】以上の結果、回折素子１０は、半導体レー
ザからの波長６７８ｎｍのＰ波に対して９７％の透過率
であった。光ディスクから反射してきたＳ波に対して
は、１次回折光の回折効率が４０．２％で、−１次回折
光の回折効率が３７．１％であった。したがって往復効
率は７５％となった。透過光の波面収差は、回折素子の
光の入出射面の中心部で０．０１５λrms 以下であっ
た。
ザからの波長６７８ｎｍのＰ波に対して９７％の透過率
であった。光ディスクから反射してきたＳ波に対して
は、１次回折光の回折効率が４０．２％で、−１次回折
光の回折効率が３７．１％であった。したがって往復効
率は７５％となった。透過光の波面収差は、回折素子の
光の入出射面の中心部で０．０１５λrms 以下であっ
た。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】本発明の光ヘッド装置は、ネマチック液
晶相として存在する温度範囲が広く、Δｎが大きい液晶
組成物を用いているため、温度変化に対して安定してお
り、また浅い格子状の凹凸部で高い光の利用効率を実現
できるという効果を有する。
晶相として存在する温度範囲が広く、Δｎが大きい液晶
組成物を用いているため、温度変化に対して安定してお
り、また浅い格子状の凹凸部で高い光の利用効率を実現
できるという効果を有する。
【図１】本発明の実施例の光ヘッド装置の側断面図。
１：第１のガラス基板 ２：凹凸部 ３：第２のガラス基板 ４：液晶組成物 ５：ポリイミド配向膜 ６：位相差フィルム ７：第３のガラス基板 ８：エポキシ樹脂 １０：回折素子 １１：入射面 １２：出射面 １３：反射防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ (72)発明者 保高 弘樹 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】光源からの光を回折素子を通して光記録媒
体上に照射することにより情報の書き込み及び／又は情
報の読み取りを行う光ヘッド装置において、前記回折素
子は、透明基板の表面に格子状の凹凸部が形成され前記
凹凸部に光学異方性を有する液晶組成物が充填されてい
る光学異方性回折格子を備えてなり、前記液晶組成物
は、温度２０℃、光波長５８９ｎｍにおける常光屈折率
と異常光屈折率との差Δｎが０．２１〜０．３５であ
り、ネマチック相からアイソトロピック相への相転移温
度が８０℃以上である、ネマチック液晶組成物であるこ
とを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項２】前記液晶組成物の温度２０℃、光波長５８
９ｎｍにおけるΔｎが０．２７〜０．３５である請求項
１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３】前記液晶組成物のネマチック相からスメク
チック相又は固体液晶相への相転移温度が−１０℃以下
である請求項１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４】前記液晶組成物が、下記一般式で表される
化合物を６０重量％以上含有してなる請求項１記載の光
ヘッド装置。 【化１】 ただし、Ａはフェニレン基又はトランス−１，４−シク
ロヘキシレン基、ｍは０又は１、Ｘはフッ素原子又は水
素原子、Ｙはシアノ基、フッ素原子又は塩素原子、Ｚは
フッ素原子又は水素原子、Ｒは炭素数２〜８の直鎖状ア
ルキル基又は炭素数２〜８の直鎖状アルコキシル基であ
る。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8094406A JPH09180234A (ja) | 1995-10-23 | 1996-04-16 | 光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-274457 | 1995-10-23 | ||
| JP27445795 | 1995-10-23 | ||
| JP8094406A JPH09180234A (ja) | 1995-10-23 | 1996-04-16 | 光ヘッド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180234A true JPH09180234A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=26435682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8094406A Pending JPH09180234A (ja) | 1995-10-23 | 1996-04-16 | 光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09180234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189695A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Ricoh Co Ltd | 液晶回折光学素子及び光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置 |
| JP2010237649A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-10-21 | Jsr Corp | 偏光性回折素子 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP8094406A patent/JPH09180234A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189695A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Ricoh Co Ltd | 液晶回折光学素子及び光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置 |
| JP2010237649A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-10-21 | Jsr Corp | 偏光性回折素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040311 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040311 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |