KR20050091757A - 액정부품 - Google Patents

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KR20050091757A
KR20050091757A KR1020057012210A KR20057012210A KR20050091757A KR 20050091757 A KR20050091757 A KR 20050091757A KR 1020057012210 A KR1020057012210 A KR 1020057012210A KR 20057012210 A KR20057012210 A KR 20057012210A KR 20050091757 A KR20050091757 A KR 20050091757A
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liquid crystal
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lens
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KR1020057012210A
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에밀레 제이. 케이. 페르스테겐
헨드릭 알. 스타페르트
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 액정을 포함하는 부품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기판(150)과 몰드(100) 사이에 액정을 위치시키는 단계를 포함하며, 상기 몰드는 형성면(102)을 가지며, 상기 형상면(102)의 적어도 일부는 그에 형성되는 배향층(110)을 갖는다. 상기 기판(150)은 결합층(120)이 형성되는 제1면(152)을 가지며, 상기 몰드와 기판은 상기 기판의 제1표면과 상기 몰드의 형성면 사이에서 상기 액정을 샌드위치하도록 함께 합쳐지며, 상기 액정(202)은 중합됨으로써 상기 결합층(120)에 접착된다. 상기 접착된 중합 액정(203)은 몰드로부터 제거된다.

Description

액정부품{Liquid crystal component}
본 발명은 액정을 포함하는 부품을 제조하는 방법과, 상기 방법에 따라 제조된 액정을 포함하는 부품 및 이러한 부품을 포함하는 장치에 관한 것으로, 상기 방법은 특히 광학 주사 장치에 사용되는 액정 렌즈를 제조하는데 적합하지만 이에 한정되지는 않는다.
광학 주사 장치에 사용되는 광 픽업 유니트는 공지되어 있으며, 이러한 광 픽업 유니트는 광 디스크의 트랙을 가로질러 주사하기 위한 이동가능한 지지부 상에 장착된다. 제조비용을 절감시키고 상기 주사 장치에 장착되는 다른 부품들을 위한 부가적인 공간을 허용하기 위하여, 상기 광 픽업 유니트의 크기 및 복잡성은 실행가능할 만큼 감소되는 것이 바람직하다.
최근의 광 픽업 유니트는 일반적으로, 컴팩트 디스크(Compact disc:CD) 및 디지탈 다방면 디스크(DVD)와 같은, 적어도 2개의 다른 포맷의 광 디스크에 대해 호환 사용할 수 있다. 최근 제안된 것으로는 블루-레이 디스크(Blu-ray disk:BD)가 있으며, 이는 (650MB의 수용능력을 갖는 CD와 4.7GB의 수용능력을 갖는 DVD와 비교하여) 약 25GB의 데이타 저장능력을 제공한다.
작은 촛점 스폿(focal spot)을 제공하여 (상기 촛점 스폿의 크기는 대략 λ/NA이다) 상기 디스크의 정보층 내에 보다 작은 크기를 갖는 마크의 정보판독을 허용하도록 작은 주사 파장 및 큰 개구수(numerical apertures:NA)를 사용함으로써 보다 큰 저장용량이 가능하게 된다.
통상적으로, 재료의 반사지수(refractive index)는 파장함수로서 다양하다. 따라서, 렌즈는 다른 입사파장에 대하여 다른 촛점 및 다른 효율을 제공하게 된다. 또한, 상기 디스크는 다른 두께의 투명층들을 가짐으로써 다른 형태의 디스크에 대해 다른 촛점을 요구하게 된다.
몇몇 예에 있어서, 저장용량은 디스크당 정보층의 수를 증가시킴으로써 더욱증가된다. 예를들어, 이중층 BD 디스크는 25㎛ 두께의 스페이서층에 의해 분리된 2개의 정보층을 갖는다. 따라서, 상기 광 픽업 유니트로부터의 빛은, 제2정보층 상에 포커싱될 때, 상기 스페이서층을 통해 이동해야만 한다. 이는, 255mλmrs(0.255λ제곱평균제곱근(root mean squre))의 구면수차와, 수렴원뿔(converging cone)의 축에 근접하는 광선이 상기 원뿔의 외측 상의 광선과 비교하여 다른 촛점을 갖는 현상을 도입하며, 이는 촛점 스폿의 흐림과, 상기 디스크 판독에 있어서의 충실도의 손실을 유발하게 된다.
이중층 판독과 역 호환성(backward compatibility)(즉, 동일한 광학 시스템이 다른 디스크 포맷에 사용됨)을 가능하게 하기 위해, 편광 감응렌즈(polarization sensitive lens: PS-lens)가 구면수차를 보상하도록 제안되었다. 이러한 렌즈는 액정과 같은 복굴절 재로로 형성될 수 있다. 복굴절은 빔 라이트의 2개의 평광부품에 대한 다른 반사지수의 존재를 의미한다. 복굴절 재료는 특별한 반사지수(ne)와 통상의 반사지수(no)를 가지며, 이러한 반사지수들 간의 차이는 Δn = ne - no로 표시된다. PS 렌즈는, 같은 또는 다른 파장이 다른 분극화현상을 갖는 렌즈 상에 입사되는 것을 보장함으로써, 단일 또는 다른 파장에 대한 다른 촛점들을 제공하는데 사용될 수 있다.
소정의 광학 특성을 갖는 렌즈를 형성하기 위하여, 상기 액정분자들은 특정한 방향으로 지향될 필요가 있다. 이러한 방향을 유도하기 위한 알려진 재료로는 폴리이미드(polyimides)가 있다. 폴리이미드 배향층의 특정방향을 유도하기 위하여, 이러한 폴리이미드는 일반적으로 스핀코팅을 통해 적용된뒤 면모천(fluff cloth)에 의해 문질러지게 되어, 상기 층 상에 위치된 액정분자의 방향을 결정하게 된다.
그러나, 만약 상기 액정분자가 지향되어야할 기판이 만곡(또는 다른 형상으로, 예를들어, 단차 구조로)되어 있다면, 이러한 기판의 러빙작업(rubbing)은 재생산될 수 없다. 또한, 특정한 곡률을 가지며 적절히 형성된 기판을 만드는 것은 상대적으로 비용이 많이 든다.
일본공보 제031578616A호에는 다양한 포커스 액정으로 형성된 평평한 플레이트의 양면상에 접착제를 통해 두명한 폴리카보네이트 시트를 씌우고, 몰드에 의해 상기 시트를 프레싱하여 소정 형상의 액정렌즈를 얻는 액정렌즈 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 상기 액정의 성형작업은 렌즈 몸체 내에서의 액정의 배향상태를 변경시키도록 작용하게 되는 것으로 보인다. 몇몇 예에서, 상기 투명 카보네이트 시트를 제거하는 것이 바람직할 수도 있으며, 이는 부가적인 처리단계가 요구되어, 상기 렌즈 표면의 손상을 잠제적으로 유발하게 된다.
본 발명의 실시예들에서의 목적은 본 명세서에 기재되어 있거나 또는 기재되지 않은 하나 이상의 종래의 문제점에 촛점이 맞추어진 개선된 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에서의 다른 목적은 상대적으로 저렴하게 제조될 수 있는 예정된 형태를 갖는 액정을 포함하는 부품을 형성할 수 있도록 하는 제조공정 뿐만 아니라 이러한 방법에 의해 형성된 액정부품을 제공하는 것이다.
도 1a 내지 1f는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 액정렌즈의 형성단계를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 방법에 사용될 수 있는 몰드의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정렌즈를 포함하는 광학 기록 캐리어를 주사하기 위한 장치를 나타내는 도면.
도 4a 및 4b는 도 3에 도시된 주사 장치의 광학 시스템이 이중층의 광학 기록 캐리어 내에서 다른 층들을 주사하기 위하여 빛의 다른 분극작용들과 함께 어떻게 사용될 수 있는 지는 나타내는 도면.
제1측면에 있어서, 본 발명은, 결합층이 형성되는 제1표면을 갖는 기판과, 형성면(shaped surface)을 가지며 상기 형성면의 적어도 일부 상에는 배향층이 형성되는 몰드 사이에 액정을 위치시키는 단계와; 상기 기판의 제1표면과 상기 몰드의 형성면 사이에서 상기 액정을 샌드위치하도록 상기 몰드와 기판을 함께 합치는 단계와; 상기 액정을 중합(polymerizing)시키는 단계와; 상기 액정을 결합층에 접착시키는 단계; 및 상기 기판을 중합된 액정과 함께 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 액정이 포함된 부품의 제조방법을 제공한다.
이러한 방법은 상기 예정된 형태의 몰드가 재사용될 수 있도록 하며, 이는 제조공정으 비용을 감소시키게 된다. 또한, 상기 몰드 내의 배향층이 또한 재사용될 수 있기 때문에, 상기 방향의 재생산 및 상기 공정에 의해 형성된 부품의 형상이 개선된다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 액정을 포함하는 광학 부품을 제공하며, 상기 광학부품의 적어도 일부는 상술된 바와 같은 방법에 따라 형성된다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 광학 기록 캐리어의 정보층을 주사하기 위한 광학 주사장치를 제공하며, 상기 장치는 방사빔을 방생시키는 방사원과 상기 방사빔을 정보층 상에 집중시키기 위한 대물 시스템(objective system)을 포함하고, 또한 상기 장치는 상술된 바와 같은 방법에 따라 형성된 광학부품을 포함한다.
도 1a 내지 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학부품을 형성하는 각각의 단계를 나타낸다. 이러한 특정예에 있어서, 상기 광학부품은 액정 복굴절 렌즈이다.
제1단계에서는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 몰드(100)가 제공되고, 상기 몰드는 최종 광학부품 형상의 일부를 규정하는 역할을 하는 형상면(shaped surface:102)을 갖는다. 이러한 특정예에 있어서, 상기 액정은 궁극적으로 포토중합(photopolymerize)되며, 따라서, 상기 몰드는 글래스, 플라스틱 등의 액정을 중합(polymerize)시키는데 사용되는 방사선에 투과되는 재료로 만들어진다.
상기 굴곡된 형상면(102) 상에는 배향층(110)이 배열되어, 상기 배향층 상에 위치된 액정에 예정된 방향(화살표(110)에 의해 표시된 방향)을 유도하도록 한다.
이러한 특정예에 있어서, 상기 배향층은 폴리이미드(PI)로 형성된 층이며, 상기 폴리이미드는 용액상태에서 스핀코팅을 이용하여 적용될 수 있다. 그런다음, 상기 폴리이미드는 특정방향(이러한 방향은 상기 액정분자의 최종방향을 결정한다)을 유도하도록 배향된다. 예를들어, 공정된 방법으로서, 이러한 방향(110)을 유도하기 위하여 비면모천(non-fluff cloth)으로 상기 폴리이미드 층을 단일방향으로 문지르는 방법이 있다.
이러한 특정예에서 상기 광학부품의 일부를 형성하는 기판(150)은 제1면(152)에 적용되는 결합층(120)을 갖는다. 상기 결합층은 액정과의 결합부를 형성하도록 배열된다. 이러한 특정예에 있어서, 상기 접착층은 또흔 폴리이미드를 포함하는 배향(또는 지향(orientation))층이다. 상기 결합층은 상기 액정분자와의 화학적 결합부를 형성하도록 배열된 반응그룹을 포함하며, 이러한 예에 있어서, 상기 액정분자로서 동일한 형태의 반응그룹을 가짐으로써, 상기 액정분자를 포토중합시킬 때, 상기 기판 상에서의 결합층과의 화학적 결합부가 또한 형성되도록 하며, 이는 상기 기판과 액정층 간의 매우 양호한 접착을 이루도록 한다. 상기 결합층은 상기 몰드(100) 상에 배열층을 증착 및 배향시키는데 사용되는 동일한 형태의 공정을 이용하여 상기 기판 상에 증착될 수도 있다. 본 실시예에서 배향층으로서의 기능도 하는 상기 결합층은 상기 최종 액정부품의 소정 특성에 따라 예정된 방향(화살표 120)으로 지향된다.
이러한 특정예에서는 PS렌즈가 형성중이며, 따라서, 상기 몰드 상에 배향층의 방향(110)에 평행하게 되도록 결합층이 배열된다. 바람직하게는 상기 결합층의 순환이 상기 배향층의 지향된 방향과 반대방향으로 평행하게 된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 액정을 함유하는 화합물(200)이 상기 기판(1150)의 제1면(152)과 상기 몰드(100)의 형성면(102) 사이에 위치된다.
이러한 특정예에 있어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 화합물(200)은 2개의 다른 액정의 혼합물을 포함하며, 이러한 2개의 다른 액정은 상기 액정들 중의 적어도 하나가 중합되면 소정의 반사지수특성을 제공하도록 선택된다.
상기 액정들의 액적(droplet)이 기판의 제1면(152) 상에 위치되고, 상기 화합물(200)에서는 최종 광학부품 내에서 공기방울이 포함되는 것을 방지하도록 가스가 제거된다. 아이소코러스(isochorous)(즉, 일정한 부피) 중합과정 동안의 수축율(shrinkage)로부터의 구동력이 상기 중합 액체(polymerizing liquid) 내에서 큰 압력 강하를 유발하기 때문에, 상기 (아이소코러스) 중합과정 동안 응고중인 액체로부터 나온 용해된 가스가 공기방울을 형성하는 것이 또한 방지된다.
그런다음, 상기 글래스 몰드는 가열되어, 상기 액정이 등방성 위상(isotropic phase)(통상적으로 약 80℃ - 120℃) 내에 있도록 함으로써, 상기 소정 형상으로의 액정 흐름을 용이하게 한다.
상기 기판 및 몰드는 합쳐져, 상기 최종 광학부품의 액정부(201)의 형상을 형성하도록 한다(도 1c). 상기 액정이 몰드와 기판 사이에 균질층(homogeneous layer)을 형성하는 것을 보장하기 위하여, 상기 몰드를 향해 기판을 밀도록(또는 이와 반대로 되도록) 압력이 가해질 수도 있다.
그런다음, 상기 기판/몰드/액정은, 예를들어, 약 30분 동안 실내온도로 냉각되어, 상기 액정이 네마틱 위상(nematic phase)으로 들어감으로써, 상기 등방성 위상으로부터 나오게 된다.
상기 네마틱 단계로 들어갈 때, 상기 액정 혼합물 내에 다중영역(multi domains)이 나타날 수도 있다. 따라서, 상기 혼합물은 이러한 다중영역 지향성을 없애기 위하여 소해점(clearing point) 이상으로 가열될 수 있다(예를들어, 상기 혼합물은 3분 동안 105℃로 가열될 수도 있다). 계속해서, 상기 혼합물은 균질한 지향성(202)을 얻기위해 냉각될 수도 있다(도 1d).
그런다음, 상기 균질한 액정 혼합물은, 예를들어, 60초 동안 10mW/cm2 세기의 UV광을 가함으로써 상기 UV 방사원(300)(도 1e)로부터의 광(302)을 사용하여 포토중합될 수도 있다. 이와 동시에, 상기 액정과 결합층 사이에는 화학적 접착부가 형성된다.
계속해서, 상기 광학부품(150, 203)은 상기 모드(100)로부터 풀려날 수 있다(도 1f). 이는, 예를들어, 고려되는 대상물(400) 상에서 상기 몰드(100)를 약간 구부림으로써 이루어질 수 있다. 다른 방법으로는 평평한 지지부 내에서 상기 평평한 기판의 일부를 가압하여 상기 평평한 기판을 약간 구부려지도록 함으로써 이루어질 수도 있다. 상기 몰드에(반응그룹 없이) 종래의 폴리이미드를 사용한 경우, 상기 액정/기판 부품은 몰드로부터 쉽게 분리되어야 한다.
상기 몰드는 도 1b 내지 1f에 도시된 단계들은 반복함으로써 부품들을 생산하는데 재사용될 수 있다. 통상적으로, 상기 배향층은 몰드 상에 남아있게 되며, 따라서 다시 형성할 필요는 없는다.
원한다면, 상ㄱ 기판(150)으로부터 액정을 제거하기 위하여 다른 공정단계를 실행할 수 있다. 그러나, 대부분의 실시예에서는 상기 기판(150)이 최종 광학부품의 일부를 형성하게 된는 것으로 간주된다.
상기 렌즈의 광학특성에 상기 몰드 파라메터의 영향을 특성화하는 실험에서는 3개의 다른 형상의 몰드가 사용된다. 도 2는 상기 3개의 다른 형성의 몰드에 대해 변화되는 파라메터를 나타내며, 여기서, r은 곡률반경, d는 직경, h는 높이, α는 몰드 표면과 접선 사이의 각도를 나타내며, 표 1은 상기 3개의 다른 몰드와 관련된 다른 파라메터들을 나타낸다.
표 1
r(mm) d(mm) h(mm) α(°)
100 3.36 0.014 0.96
49 3,44 0.030 1.97
21 3.84 0.088 5.50
상기 배향층에 사용되는 적절한 폴리이미드는 일본의 신테틱 러버사(Synthetic Rubber Co.)에 의해 공급되는 OPTMER AL-1051이며, 한편, 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone) 용액으로부터 스핀코팅되는 메르크사(Merck)의 ZLI2650은 상기 접착증으로서의 메타크리레이트 그룹(methacrylate groups)과 함께 적절한 반응 폴리이미드로서 사용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 양호한 실시예에서는 소정의 ne와 no를 얻기 위하여 2개의 액정 혼합물이 사용되었으며, 사용된 2개의 액정은 모두 독일 다름슈타트 소재의 메르크사로부터 공급되는 1,4-di(4-(3-acryloyloxypropyloxy)benzoyloxy)-2-mehylbenzene(RM 257)과 E7(시아노트리페닐(cyanotriphenyl) 화합물의 일부를 갖는 시아노바이페닐(cyanobiphenyl) 혼합물)이 사용되었다. 상기 액정의 포토중합공정을 보장하기 위해 사용되는 광 개시제(photoinitiator)는 바젤시(Basel)의 씨바 가이기사(Ciba Geigy)로부터 구할 수 있는 Irgacure 651이다.
최종결과 측명에 따르면, 49mm의 반경을 갖는 몰드로부터 제조된 렌즈는, 상기 몰드면의 경사가 보다 급하게 형성되는 퓨필 보더(pupil boarder)근처 영역에서 조차 매우 균질한 액정의 지향성과 함께 최상의 광학특성을 갖는다. 430nm의 레이저 파장을 사용하였을 때, 전체 제곱평균제곱근의 파면수차(wavefront aberration)는 일반적으로 0.015 파장보다 작았다.
몇몇예에 있어서, 몰드로부터 렌즈의 분리를 보다 원활하게 하기 위하여 액정과 함께 계면활성제(surfactant)가 혼합되었다. 사용된 상기 계면활성제는 불소화(perfluorinated) 계면활성제인 FC171 (3M)과 2-(N-ethylperfluorooctane sulfonamido-ethylacrylate (Acros)이다. 상기 계면활성제의 사용은 액정의 지향성에 영향을 미치는 것으로 보여진다 (계면활성제가 사용될 때 낮은 Δn이 관찰되었다).
일반적으로, 액정렌즈의 광 수차는 매우 작았으며, 일반적으로 상기 제곱평균제곱근의 파면수차는 0.02 파장 보다 작았다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대물렌즈(18)를 포함하는, 광학 기록 캐리어(2)를 주사하기 위한 장치(1)를 나타낸다. 상기 기록 캐리어는 한쪽 측면상에 정보층(4)이 배열되어 있는 투명층(3)을 포함한다. 상기 투명층으로부터 벗어난 방향으로 면하는 정보층 측은 보호층(5)에 의해 주위의 영향으로부터 보호된다. 상기 장치에 면하는 투명층 측은 개시면(entrance face:6)이라 불리운다. 상기 투명층(3)은 정보층을 위한 기계적 지지부를 제공함으로써 기록 캐리어를 위한 기판으로서의 역할을 한다.
선택적으로, 상기 투명층은 정보층을 보호하기 위한 단 하나의 기능을 가질 수도 있는 한편, 상기 기계적 지지부는 상기 정보층의 다른 측면상의 층에 의해, 예를들어, 보호층(5)에 의해, 또는 다른 정보층과 상기 정보층(4)에 연결된 투명층에 의해 제공된다. 정보는 도면에 도시되지 않은 연속적으로 평행한, 동심형 또는 나선형의 트랙에 배열되는 광학적으로 감지될 수 있는 마크 형상으로 상기 기록 캐리어의 정보층(4)에 저장될 수도 있다. 상기 마크는 광학적으로 판독가능한 형태, 예를들어, 피트(pits) 형태, 또는 주변과는 다른 자기화 방향 또는 반사 계수를 갖는 영영형태, 또는 이러한 형태들이 조합된 형태로 이루어질 수 있다.
상기 주사 장치(1)는 방사빔(12)을 방출할 수 있는 방사원(radiation source:11)을 포함하며, 상기 방사원으로는 반도체 레이저가 사용될 수도 있다. 빔 스플릿터(beam splitter:13)는 분기하는 방사빔(12)을 콜리메이터 렌즈(collimator lens:14)를 향해 방사시켜 상기 분기빔(12)을 시준화 빔(collimated beam:15)으로 전환시키며, 상기 시준화 빔(15)은 대물 시스템(18) 상으로 입사된다.
상기 대물 시스템은 하나 이상의 렌즈 및/또는 회절격자(grating)를 포함한다. 상기 대물 시스템(18)은 광축(19)을 가지며, 상기 빔(17)을 기록 캐리어(2)의 개시면(6) 상으로 입사되는 수렴빔(converging beam:20)으로 변경시킨다. 상기 대물 시스템은 상기 방사빔이 투명층(3)의 두께를 통과하도록 하는 구면수차 보정을 실행하며, 상기 수렴빔(20)은 정보층(4) 상에 스폿(spot:21)을 형성한다. 상기 정보층(4)에 의해 반사된 방사선은 상기 대물 시스템(18)에 의해 시준화 빔(23)으로 변경되고 계속해서 상기 콜리메이터 렌즈(14)에 의해 수렴빔(24)으로 변경되는 분기빔(22)을 형성한다. 상기 빔 스플릿터(13)는 상기 수렴빔(24)의 적어도 일부를 감지 시스템(25)을 향해 전달함으로써 전진 및 반사빔을 분리한다. 상기 감지 시스템은 상기 방사선을 포착하여 이를 전기 출력신호(26)로 전환시킨다. 이러한 출력신호는 신호 프로세서(27)에 의해 다양한 다른 신호로 전환된다.
이러한 신호들 중의 하나는 정보신호(28)이며, 그 값은 정보층(14)으로부터 판독된 정보를 나타낸다. 상기 정보신호는 에러보정(29)을 위한 정보처리 유니트에 의해 처리된다. 상기 신호 프로세서(27)로부터의 다른 신호들은 촛점 에러신호와 라디얼(radial) 에러신호(30)이다. 상기 촛점 에러신호는 상기 스폿(21)과 정보층(4) 사이 높이의 축방향 차이를 나타내며, 상기 라디얼 에러신호는 상기 스폿(21)과 스폿에 의해 뒤따르게 되는 정보층 내의 트랙 중심 사이의 정보층(4) 평면 내의 거리를 나타낸다.
상기 촛점 에러신호와 라이얼 에러신호는 서보회로(31)로 공급되고, 이러한 신호들은 촛점 작동기 및 라디얼 작동기를 제어하기 위한 서보 제어신호(32)로 전환된다. 이러한 작동기들은 도면에 도시되어 있지 않다. 상기 촛점 작동기는 대물 시스템(18)의 위치를 촛점 방향(33)으로 제어함으로써, 상기 스폿(21)의 실제위치가 정보층(4)의 평면과 일치하도록 상기 위치를 제어한다. 상기 라디얼 작동기는 대물렌즈(18)의 위치를 라이얼 방향(34)으로 제어함으로써, 상기 스폿(21)의 라디얼 위치가 정보층(4) 내에서 뒤따르는 트랙의 중심라인과 일치하도록 상기 위치를 제어한다. 도면에서의 상기 트랙은 도면의 면에 수직한 방향으로 이어진다.
이러한 특정 실시예의 도 3에 도시된 상기 장치는 기록 캐리어(2)보다 두꺼운 투명층을 갖는 제2형태의 기록 캐리어를 또한 스캔하게 된다. 상기 장치는 방사빔(12) 또는 상기 제2형태의 기록 캐리어를 주사하기 위해 다른 파장을 갖는 방사빔을 사용할 수도 있다. 이러한 방사빔의 NA는 상기 기록 캐리어의 형태에 따라 수정될 수도 있으며, 상기 대물 시스템의 구면수차 보상은 이에 따라 수정되야 한다.
도 4a 및 4b는 상술된 실시예에 따라 제조된 평광 감응렌즈가 어떻게 2개의 다른 촛점을 제공하기 위해 사용되어, 이중층의 광학 기록매체(2')를 판독하기에 적합하게 되는지를 나타내는 도면이다. 상기 이중층의 광학 기록매체(2')는 2개의 정보층(4, 4'), 즉 상기 투명층(3) 내의 일정 깊이(d)에 있는 제1정보층(4)과 상기 정보층(4) 아래의 일정 거리(Δd)에 있는 제2정보층(4')을 갖는다.
도 4a 및 4b에 도시된 실시예에 있어서, 상기 대물 시스템은 (상술된 바와 같이 제조되며 액정(203)을 포함하는) 편광감응렌즈(181)와 제2렌즈(182)를 포함한다.
상기 대물 시스템의 촛점은 액정렌즈(181)의 이중촛점 특성(bifocal nature)을 사용함으로써 변경될 수 있다. 이러한 특정예에 있어서, 렌즈제조에 사용되는 기판(150)은 글래스(glass)이며, 또한 상기 기판은 평면 시트로서 상기 렌즈의 포커싱 능력에 영향을 미치지는 않는다. 따라서, 상기 렌즈(181)의 촛점거리는 특별모드와 통상모드 각가에 대해 fe = r/(ne - na)와 f0 = r/(n0 - na)로 나타나며, 여기서, na는 공기의 반사지수이고, r은 상기 렌즈의 곡률이다.
따라서, 상기 렌즈(181)의 특별모드가 사용되도록 액정방향에 평행한 편광을 갖는 광 신호를 제공함으로써, 상기 대물 시스템(18)이 시준화 빔(15)을 더 가까운 정보층(4) 상에 촛점을 맞추게 된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 상기 시준화 빔이 상기 액정방향에 수직한 중합화된 상태에서 상기 대물 시스템(18) 상에 입사되면, 최종 일반모드에 있어서, 상기 대물 시스템(18)의 촛점이 더욱 멀어져 제2정보층(4') 상으로 이동하게 된다.
상술된 실시예들은 단지 예제로서 기술된 것으로 여러가지 변경예가 있을 수 있다는 것은 당업자라면 분명하게 이해할 수 있을 것이다. 예를들어, 편광감응렌즈를 제조하기에 적합한 방법이 기재되었지만, 특히 최종 광학부품이 몰드 상의 굴곡진 표면 또는 단이 형성된 표면에 의해 형성될 수도 있도록 하는 형성면을 갖는다면, 광학부품이 소정의 액정으로부터 제조될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예를들어, 상기 방법은, 가시각(viewing angle) 최적화를 위해 시각 디스플레이 표면에 사용될 수 있는 보상 호일(compensation foils) 큰 표면을 갖는 부품을 형성하는데 사용할 수 있으며, 이러한 보상 호일에 있어서, 상기 디스플레이 스크린 자체는 상기 제조방법에서의 기판으로서 사용될 수 있다.
상기 몰드는 글래스와 같은 단단한 재료를 포함하는 재료로 만들어 질 수도 있다.
또한, 상기 몰드의 형상면은 상기 제조방법에서 액정재료의 형상의 및 부피의 변경을 허용할 수 있도록 하는 치수를 갖는다. 예를들어, 액정 모노머(monomer)는, 상기 액정 내의 이중접합이 단일접합으로 재형성되는 것에 의해, 중합화과정에서 약간 수축하게 되며, 따라서, 상기 기판 및 몰드에 의해 형성되는 광학부품을 약간 크게 만들므로써, 적절한 크기 및 형상을 갖는 광학부품이 재조될 수 있다.
이러한 특정예에서 상기 기판은 2개의 평평하고 평행한 측면을 갖는 한장의 시트 클래스를 포함하는 것을 기술되어 있으나, 실제로 상기 기판은 원하는 어떠한 형상으로도 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
(상기 결합층을 기판 상에 또한 상기 지향층(orientation layer)을 몰드에 증착시키기 이전에) 가외의 접착층이 몰드 및/또는 기판에 적용되어, 적용된 층들이 상기 몰드 및 기판에 잘 부착될 수 있도록 보장하게 된다. 예를들어, 이러한 접착증을 제공하기 위하여 올가노실란(organosilane)이 사용될 수도 있다. 상기 기판을 위해서는 메타크릴레이트 그룹(methacrylate group)을 포함하는 올가노실란이 사용될 수 있으며, 상기 몰드용으로는 아민 엔드 그룹(amine end group)을 포함하는 올가노실란이 사용될 수도 있다.
동일하게, 사용되는 배향층은 소정의 지향성을 갖는다. 예를들어, 상기 몰드 상에서의 배향층의 지향성에 수직하게 상기 기판 상에서의 배향층의 지향성을 위치시킴으로써, 비틀린 네마틱 장치(twisted nematic device)가 형성될 수 있다.
상술된 방법을 이용함으로써, 예정된 형상의 몰드가 재사용될 수 있게 되어, 제조공의 비용을 감소시키며 또한 광학부품을 일정한 크기로 생산할 수 있다.

Claims (15)

  1. 액정을 포함하는 부품을 제조하기 위한 방법으로서,
    결합층이 형성되는 제1표면을 갖는 기판과, 형성면(shaped surface)을 가지며 상기 형성면의 적어도 일부 상에는 배향층이 형성되는 몰드 사이에 액정을 위치시키는 단계와;
    상기 기판의 제1표면과 상기 몰드의 형성면 사이에서 상기 액정을 샌드위치하도록 상기 몰드와 기판을 함께 합치는 단계와;
    상기 액정을 중합(polymerizing)시키는 단계와;
    상기 액정을 결합층에 접착시키는 단계; 및
    상기 기판을 중합된 액정과 함께 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합층은 상기 액정의 반응그룹과 동일 군(family)의 공유결합식 반응그룹을 갖는 적어도 하나의 화학물질을 포함하여, 상기 액정이 중합화될 때, 상기 액정이 결합층과 액정 사이에 형성되는 화학 접착제에 의해 결합층에 접착되는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  3. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합층은 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 에폭사이드(epoxide), 옥세탄(oxetane), 티오렌(thiolene) 및 비닐에테르(vinylether) 중의 적어도 하나를 포함하는 반응그룹을 갖는 화학물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  4. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 제1면 상에는 배향층이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판상의 배향층과 상기 결합층 모두를 제공하기 하기 위하여 단일층이 사용되는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  6. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 및/또는 몰드 중의 적어도 하나는 접착층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착층은 올가노실란 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 올가노실란 화합물은 메타크릴 그룹(methacrylic group) 또는 아민 엔드 그룹(amine end group)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 광학적으로 투명한 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  10. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드의 형상면은 굴곡진면으로, 상기 기판과 접착된 액정이 렌즈를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  11. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배향층을 상기 몰드의 형상면에 적용시키는 단계와, 상기 배향층에 특정방향을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 부품의 제조방법.
  12. 액정을 포함하는 광학부품으로서,
    상기 광학부품의 적어도 일부는 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 기술된 방법에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 광학부품.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학부품은 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정을 포함하는 광학부품.
  14. 광학 기록 캐리어의 정보층을 주사하기 위한 광학 주사 장치로서,
    방사빔을 발생시키기 위한 방사원과 상기 정보층 상에 방사빔을 집중시키기 위한 대물 시스템을 포함하며, 또한 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기술된 방법에 따라 형성되는 광학부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 대물 시스템은 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기술된 방법에 따라 형성되는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101506729B (zh) * 2006-08-24 2011-06-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 制备透镜的方法和制备具有可变换透镜的显示器的方法
JP4973783B2 (ja) * 2008-08-13 2012-07-11 富士通株式会社 フィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法
EP2909607A1 (en) 2012-10-18 2015-08-26 Koninklijke Philips N.V. Arrangement for an analysis system, analysis system having the arrangement and method for use of the arrangement
CN104129144B (zh) * 2014-06-25 2016-05-18 深圳市晨晶机电有限公司 一种曲面贴合设备及贴合方法
KR20160075936A (ko) * 2014-12-19 2016-06-30 삼성디스플레이 주식회사 배향막 형성 방법 및 표시 패널의 제조 방법
EP3739010B1 (en) 2016-02-19 2024-09-04 Avery Dennison Corporation Two stage methods for processing adhesives and related compositions
KR102182235B1 (ko) 2016-10-25 2020-11-24 애버리 데니슨 코포레이션 백본에 광개시제기를 갖는 블록 폴리머 및 접착제 조성물에서의 그것의 용도
GB202015637D0 (en) * 2020-10-02 2020-11-18 Ams Sensors Singapore Pte Ltd Optical module production

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03157616A (ja) * 1989-11-15 1991-07-05 Sekisui Chem Co Ltd 液晶レンズの製造方法
KR0135922B1 (ko) * 1993-12-16 1998-04-27 다테이시 요시오 마이크로렌즈 기판 및 그것을 사용한 액정 표시 소자 및 액정 프로젝터 장치
JPH07281165A (ja) * 1994-04-13 1995-10-27 Nippon Sheet Glass Co Ltd 平面基板の貼り合わせ方法および平板型レンズアレイの製造方法
JPH0981165A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Roland Corp カラオケ装置

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