NL1030890C2

NL1030890C2 - LCD met compensatie voor dubbele breking, optisch opname-element en optisch opname- en/of reproductieapparaat dat daarvan gebruik maakt.

Info

Publication number: NL1030890C2
Application number: NL1030890A
Authority: NL
Inventors: Tae-Kyung Kim; Hee-Kyung Kim; Jong-Chul Choi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2008-02-05
Also published as: US20060152638A1; NL1030890A1; KR20060081558A; JP2006196156A; TW200631004A; KR100667790B1; CN100401167C; CN1837931A

Description

Titel: LCD met compensatie voor dubbele breking, optisch opname-element en optisch opname- en/of reproductieapparaat dat daarvan gebruik maakt

De aanvrage claimt de prioriteit van de Koreaanse octrooiaanvraag nr. 10-2005-0002048, dat op 10 januari 2005 bij het Koreaanse Bureau van het Intellectuele eigendom is ingediend.

5 ACHTERGROND VAN UITVINDING

1. Gebied van de Uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een optisch opname-en/of reproductieapparaat, en meer in het bijzonder op een LCD met 10 compensatie voor dubbele breking in een optisch informatieopslagmedium, alsmede op een optisch opname-element en een optisch opname- en/of reproductieapparaat dat gebruik maakt van het LCD.

* 2. Stand van de Techniek 15 Over het algemeen wordt een substraat van een optisch informatieopslagmedium, zoals een optische schijf waarop informatie wordt geregistreerd en/of van wordt gereproduceerd door gebruik te maken van licht, gemaakt gebruik makend van policarbonaat. Een dergelijk policarbonaat-substraat heeft dubbele breking in het vlak en verticale 20 dubbele breking. De verticale dubbele breking beïnvloedt de prestaties ten aanzien van het reproduceren/opnemen meer dan de dubbele breking in het vlak. Wanneer het licht wordt geconcentreerd op een optisch informatieopslagmedium wordt een lichtvlek op een informatieoppervlakte gevormd, worden lichtstralen aan de rand geconcentreerd op het 25 informatieoppervlak binnen het optische informatieopslagmedium onder een grotere hoek dan centrale lichtstralen. Bij het groter worden van de hoek, 1030890- 2 worden de prestaties ten aanzien van het reproduceren/opnemen meer beïnvloed door de verticale dubbele breking dan door de dubbele breking in het vlak.

Figuur 1 illustreert de mate van invloed van verticale dubbele 5 breking volgens posities van een invallende lichtstraal wanneer het licht wordt geconcentreerd op een optische schijf 1. Hierdoor wordt een lichtvlek op de optische schijf 1 gevormd. Verwijzend naar Fig. 1 wijst een dikke lijn met een pijl in twee richtingen op een polarisatierichting van het licht terwijl een gestippelde lijn met een pijl in twee richtingen wijst op de mate 10 van invloed van verticale dubbele breking die op elke lichtstraal wordt uitgeoefend. De mate van de invloed van de verticale dubbele breking correspóndeert met een component in een richting van verticale dubbele breking van gepolariseerd licht.

Zoals getoond in fig. 1 worden de lichtstralen aan de rand meer 15 beïnvloed door verticale dubbele breking dan de centrale lichtstralen, aangezien de lichtstralen aan de rand een grotere hoek maken dan centrale * lichtstralen. Wegens de invloed van de verticale dubbele breking wordt de grootte van een geconcentreerde lichtvlek groter en neemt de lichtintensiteit per eenheidsoppervlak af. De toename van de grootte van een 20 geconcentreerde lichtvlek en de verandering in de lichtintensiteit beïnvloeden de kwaliteit van opname/reproductie signaalbewerking. Dienovereenkomstig moet dubbele breking die de signaalopname/reproductie beïnvloedt optisch worden gecompenseerd zodat signaalopname en -reproductie efficiënt kunnen worden uitgevoerd.

25 Voor compensatie van dubbele breking is een conventionele techniek voorgesteld om een golfplaat te vervaardigen dusdanig dat een meervoudig aantal fasegebieden die verschillende fasen hebben bij verschillende stralen in een radiale richting. Nochtans heeft deze golfplaat een vaste fasegrootte. Dientengevolge is het moeilijk om de hoeveelheid dubbele breking te 3 compenseren die verschillend is voor verschillende optische informatieopslagmedia.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING 5

Diverse aspecten van de uitvinding en voorbeeld uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verschaffen op voordelige wijze een LCD met dynamische compensatie van dubbele breking die verschillend is voor verschillende optische informatieopslagmedia, alsmede een optisch opname-10 element en een optisch opname- en/of reproductieapparaat dat gebruik maakt van het LCD.

Extra aspecten en/of voordelen van de uitvinding zullen voor een deel in de beschrijving worden uiteengezet die en voor een deel duidelijk zijn uit de beschrijving, of kan door het uitvoeren van de uitvinding in de praktijk 15 worden geleerd.

Overeenkomstig een aspect van de onderhavige uitvinding wordt een $ LCD verschaft met compensatie voor dubbele breking, omvattende een vloeibare kristallaag waarbij een vloeibare kristal verticaal wordt uitgericht wanneer geen elektrisch veld daarop wordt toegepast en in axiale 20 symmetrie radiaal wordt gericht wanneer het elektrische veld daarop wordt toegepast, waarbij een distributie van de fasevariatie die correspondeert met een dubbele brekingsdistributie die op het optische informatieopslagmedium voorkomt, wordt gevormd en een fasevariatie overeenkomstig de omvang van het toegepaste elektrische gebied wordt 25 aangepast.

Het LCD kan voorts een substraat omvatten dat op een binnenkant daarvan een as symmetrisch diktevariatie-profiel heeft die correspondeert met de dubbele brekingsdistributie die op de optische informatieopslagmedium optreedt. Het diktevariatie-profiel van het 30 substraat kan een stapstructuur hebben. Het substraat kan uit een 4 materiaal zijn vervaardigd dat dezelfde brekingsindex heeft als de gewone brekingsindex van het vloeibare kristal of dat brekingsindex heeft die aanpasbaar is, gelijkend op de gewone brekingsindex van het vloeibare kristal.

5 Het LCD kan voorts een elektrode omvatten die wordt gevormd om verschillende voltages op verschillende gedeelten van de vloeibare kristallaag in correspondentie met de dubbele brekingsdietributie die op het optische informatieopslagmedium voorkomt, alsmede een uitrichtlaag dat is gevormd om het vloeibare kristal verticaal uit te richten en in axiale 10 symmetrie radiaal is gebogen. De uitrichtlaag kan worden gemaakt door gebruik te maken van polyamide voor verticale uitrichting of neergeslagen SiO. Het vloeibare kristal kan een negatieve diëlektrische an-isotropie eigenschap hebben.

Overeenkomstig een ander aspect van de onderhavige uitvinding, 15 wordt een optisch opname-element verschaft dat omvat een lichtbron, een objectief lens die is opgesteld om licht dat uit de lichtbron wordt # uitgezonden op een optisch informatieopslagmedium te concentreren voor het vormen van een lichtvlek; een fotodetector die is opgesteld om licht te ontvangen dat door het optische informatieopslagmedium wordt 20 weerspiegeld en om minstens een informatieeignaal of een foutensignaal te ontdekken; en een apparaat met compensatie voor de dubbele breking om dubbele breking op het optische informatieopslagmedium te compenseren, waarbij het apparaat met compensatie voor de dubbele breking een LCD omvat dat minstens één van de hierboven beschreven kenmerken heeft.

25 Het optische opname-element kan verder een golfplaat omvatten voor het omzetten van polarisatie van het licht dat uit de lichtbron invalt, waarbij het apparaat met compensatie voor dubbele breking tussen de golfplaat en de objectieve lens kan worden geplaatst.

De golfplaat kan een kwart golflengte plaat zijn met betrekking tot 30 een golflengte van het licht dat uit de lichtbron wordt uitgezonden zodat het 5 licht dat invalt op het apparaat met compensatie voor de dubbele breking in een circulair gepolariseerd licht is.

Overeenkomstig nog een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt een optisch registratie- en/of reproductieapparaat verschaft, 5 omvattende een optisch opname-element dat is geïnstalleerd om zich te bewegen in een radiale richting van een optisch informatieopslagmedium om informatie te reproduceren van en/of informatie op het optische informatieopslagmedium op te nemen; en een regeleenheid die is opgeeteld om de werking van het optische opname-element te regelen, waarbij het 10 optische opname-element minstens één van de hierboven beschreven kenmerken van het optische opname-element heeft.

Naast de voorbeelduitvoeringsvormen en aspecten zoals hierboven beschreven, zullen verdere aspecten en de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding duidelijk worden door verwijzing naar de 15 tekeningen en door lezing van de hierna volgende figuurbeschrijving.

*

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Een beter begrip van de onderhavige uitvinding zal worden verschaft 20 uit de hierna volgende uitvoerige beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen en uit de conclusies gelezen in samenhang met de begeleidende figuren die alle een deel van de beschrijving van de uitvinding vormen. Terwijl de hierna volgende beschreven en geïllustreerde beschrijving zich richt op de beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen 25 van de uitvinding, zal het duidelijk zijn dat dit als illustratie en voorbeeld dient en dat de uitvinding niet daartoe beperkt is. De geest en beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding worden slechts beperkt door de bewoording van de bijgevoegde conclusies. Het hierna volgende is een korte beschrijving van de tekening waarin toont: 6

Fig. 1 de mate van invloed van verticale dubbele breking op posities van invallend licht wanneer het licht wordt geconcentreerd op een optische schijf en een lichtvlek vormt op de optische schijf;

Fig. 2 een diagram van een voorbeeld optische opname-element die 5 een LCD gebruikt als een apparaat met compensatie voor dubbele breking, volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 3Λ en 3B voorbeeldregelingen van vloeibare kristalmoleculen in een vloeibare kristallaag van een vloeibaar kristalapparaat volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding bij het aanwezig en afwezig 10 zijn van een elektrisch veld; FIG.. 4A en 4B bovenaanzichten van de voorbeeldregelingen die in FIG. 3A en 3B worden getoond;

Fig. 5 een diagram van een voorbeeld radiale gebogen bewerking in axiale symmetrie; 15 Fig. 6 een dwarsdoorsnede van een LCD volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 7 een bovenaanzicht van een patroon van een elektrode die in fig. 6 wordt getoond; en

Fig. 8 een diagram van een voorbeeld optisch registratie- en/of 20 reproductieapparaat dat een optisch opname-element volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding gebruikt.

UITVOERIGE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

25 In detail zal nu worden verwezen naar de huidige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Voorbeelden daarvan worden geïllustreerd in de begeleidende figuren, waarin gelijke verwijzingscijfers naar de gelijksoortige elementen verwijzen. De uitvoeringsvormen worden hieronder beschreven om de onderhavige uitvinding uit te leggen onder verwijzing 30 naar de figuren.

7

Fig. 2 is een diagram van een voorbeeld optisch opname-element dat een LCD gebruikt als een apparaat met compensatie voor dubbele breking, volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Zoals getoond in fig. 2, omvat het optische opname-element een lichtbron 10; een objectief 5 lens 30 die is opgesteld om licht dat uit de lichtbron 10 wordt uitgezonden op een optische informatieopslagmedium te concentreren, bijvoorbeeld op een optische schijf 1, om een lichtvlek te vormen; een apparaat 19 met compensatie voor dubbele breking dat is opgesteld om dubbele breking op de optische schijf 1 te compenseren; en een fotodetector 40 die is opgesteld om 10 licht te ontvangen dat door de optische schijf 1 wordt weerspiegeld en om een informatiesignaal en/of een foutensignaal te detecteren.

Daarnaast kan het optische opname-element verder een golfplaat 17 omvatten voor het omzetten van effectief licht, dat door de lichtbron 10 is uitgezonden en zich voortplant naar het apparaat 19 met compensatie voor 15 dubbele breking, in circulair gepolariseerd licht. Voorts kan het optische opname-element een polarisatie-afhankehjke optische padconvertor omvatten, bijvoorbeeld een polarisatie bundelsplitter 14 die het pad invallend licht overeenkomstig de polarisatie omzet om te voldoen aan de hoge eisen ten aanzien van efficiëntie in een optisch opnamesysteem.

20 Verwijzingscijfer 12 stelt een rooster voor dat licht splitst dat door de lichtbron 10 wordt uitgezonden zodat een daarop volgend foutsignaal wordt gedetecteerd door gebruik te maken van een drie-bundel werkwijze of een differentiële duw-trekwerkwijze. Verwijzingscijfer 16 duidt een convergerende lens aan die divergerend licht dat door de lichtbron 10 wordt 25 uitgezonden omzet in parallel licht en het parallelle licht naar de objectief lens 30 leidt. Verwijzingscijfer 15 duidt een astigmatische lens aan die astigmatisme produceert zodat een focusseer foutsignaal wordt gedetecteerd door gebruikte maken van een astigmatismewerkwijze. Verwijzingscijfer 18 duidt een reflectiespiegel aan die het lichtpad verschuift.

8

De lichtbron 10 kan licht in het blauwe golflengtespectrum uitzenden, dat wil zeggen, licht met een golflengte van 405 nm. De objectief lens 30 kan een hoge numerieke opening (NA) van ongeveer 0,65 hebben om te voldoen aan eisen van een hogedichtheid optische schijf, bijvoorbeeld een hoge 5 definitie digitale algemeen toepasbare schijf (HD DVD).

Zoals beschreven onder verwijzing naar fig. 2, kan het optische opname-element volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding opname en/of reproductie-activiteiten uitvoeren op een hoge dichtheid optische schijf en in het bijzonder op een HD DVD, wanneer de 10 lichtbron 10 licht in het blauwe golflengtespectrum uitzendt en de objectief lens 30 een numerieke opening (NA) van 0,65 heeft.

De golflengte van de lichtbron 10 en de numerieke opening (NA) van de objectief lens 30 kunnen variëren. Bovendien kan de optische structuur van het optische opname-element ook variëren al naar gelang 15 uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding variëren. Bijvoorbeeld kan de lichtbron 10 worden ontworpen om licht in het rode f golflengtespectrum uit te zenden, bijvoorbeeld licht met een golflengte van 650 nm, geschikt voor een DVD, om een optische opname-element volgens de onderhavige uitvinding in staat te stellen om opname en/of 20 reproductieactiviteiten op een DVD uit te voeren die aan één zijde een meervoudig aantal opnamelagen heeft, en kan de objectief lens 30 worden ontworpen om een numerieke opening (NA) van bijvoorbeeld 0,6 of 0,65 te hebben, geschikt voor DVD.

Daarnaast kan de lichtbron 10 als een lichtbronmodule worden 25 uitgevoerd die licht met een meervoudig aantal golflengten uitzendt, bijvoorbeeld blauw licht, geschikt voor een hoge dichtheid optische schijf en rood licht, geschikt voor een DVD, om een optische opname-element volgens de onderhavige uitvinding in staat te stellen om met een blauwe straal schijf (BD), een HD DVD, en een DVD te zijn. De objectief lens 30 kan 30 worden ontworpen om een efficiënte numerieke opening (NA) te hebben die 9 geschikt is voor een BD standaard en een DVD standaard. Op alternatieve wijze kan worden voorzien in een afzonderlijk lid dat de efficiënte numerieke opening (NA) aanpast.

Bovendien heeft volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige 5 uitvinding een optische opname-element de optische structuur die in fig. 2 wordt getoond voor het uitvoeren van opname· en/of reproductieactiviteiten op een hoge dichtheid optische schijf, en heeft voorts een extra optische structuur voor het uitvoeren van registratie- en/of reproductieactiviteiten op een DVD en/of een compact disc (CD).

10 Op alternatieve wijze kunnen de lichtbron 10 en de objectief lens 30 zodanig worden ontworpen dat en optische opname-element in staat is om compatibel te zijn met zowel een DVD als een CD en om opname- en/of reproductieactiviteiten daarop uit te voeren.

Voorts leidt de polarisatie-afhankelijke optische padconvertor licht 15 dat door de lichtbron 10 wordt uitgezonden naar de objectieve lens 30 en leidt licht dat door de optische schijf 1 wordt weerspiegeld naar de » fotodetector 40. Zoals getoond in fig. 2 wordt een polarisatie bundelsplitter 14 toegepast die selectief ücht doorlaat of reflecteert overeenkomstig de polarisatie, als polarieatie-afhankelijke optische padconvertor. Op 20 alternatieve wijze kan een polarisatie holografisch apparaat dat licht dat door de lichtbron 10 wordt uitgezonden en in één richting is gepolariseerd, doorlaat en een + 1 of -1 ordedifïractie van licht uitvoert op licht dat door de optische schijf 1 wordt weerspiegeld en in andere richtingen is gepolariseerd, als polarisatie-afhankelijke optische padconvertor worden 25 gebruikt.

De golfplaat 17 kan een kwart golflengte plaat zijn ten aanzien van de golflengte van licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 10.

Lineair gepolariseerde licht, bijvoorbeeld p-gepolariseerd licht, dat invalt vanuit de lichtbron 10 op de polarisatie bundelsplitter 14 passeert door een 30 spiegeloppervlakte van de polarisatie bundelsplitter 14 en wordt door de 10 golfplaat 17 omgezet in circulair gepolariseerd licht, bijvoorbeeld rechts circulair gepolariseerd licht dat zich voortplant naar de optische schijf 1.

Dan wordt het circulair gepolariseerde licht weerspiegeld door de optische schijf 1 en omgezet in een andersoortig circulair gepolariseerd, bijvoorbeeld 5 links circulair gepolariseerd licht. Het andersoortige circulair gepolariseerde licht wordt door de golfplaat 17 omgezet in andersoortige lineair gepolariseerd licht, bijvoorbeeld s-gepolariseerd licht. Het andersoortige lineair gepolariseerde licht wordt weerspiegeld door de spiegeloppervlakte van de polarisatie bundelsplitter 14 en naar de fotodetector 40 geleid.

10 Het apparaat 19 met compensatie voor dubbele breking compenseert dubbele breking op de optische schijf 1, en in het bijzonder verticale dubbele breking die in de dikterichting van de optische schijf 1 optreedt. Apparaat 19 met compensatie voor dubbele breking kan door een LCD 20 of 20* met compensatie voor dubbele breking volgens een uitvoeringsvorm van de 15 onderhavige uitvinding worden uitgevoerd, die met betrekking tot FIG. 3A tot 7 hieronder zal worden beschreven.

Het LCD 20 of 20’ is dusdanig ontworpen dat de vloeibare kristalmoleculen in een vloeibare kristallaag verticaal worden gericht wanneer geen elektrisch veld wordt toegepast, en radiaal in axiale 20 symmetrie worden gericht wanneer het elektrische veld wordt toegepast. Het LCD 20 of 20’ is ontworpen om een fase variatie distributie te genereren die correspondeert met een dubbele brekingsdistributie op de optische schijf 1, en kan de fasevariatie distributie aanpassen overeenkomstig de intensiteit van het elektrische veld dat op de vloeibare kristallaag wordt 25 toegepast. Wanneer het LCD 20 of 20’ wordt gebruikt, kunnen veranderingen die door de dubbele breking worden veroorzaakt op de optische schijf 1, actief worden gecompenseerd.

Met betrekking tot fig. 3A en 3B worden dwarsdoorsneden van een voorbeeld vloeibaar kristal 20 volgens een uitvoeringsvorm van de 30 onderhavige uitvinding getoond. Specifiek toont fig. 3A een 11 voorbeeldopstelling van vloeibare kristalmoleculen in een vloeibare kristallaag tussen een paar substraten wanneer een elektrisch veld wordt uitgeschakeld. Fig. 3B toont een voorbeeldopstelling van de vloeibare kristalmoleculen in de vloeibare kristallaag tussen een paar substraten 5 wanneer het elektrische veld wordt aangeschakeld. FIG.. 4A en 4B zijn bovenaanzichten van de voorbeeldopstellingen die in FIG. 3A en 3B zijn getoond.

Onder verwijzing naar Fig. 3A tot 4B gebruikt het LCD 20 een substraat dat een axiaal symmetrisch diktevariatie profiel heeft dat 10 correspondeert met een dubbele brekingsdistributie die op de optische schijf 1 optreedt (fig. 2), en bij voorkeur met Een gemiddelde dubbele brekingsdistributie die op een bepaald formaat van de optische schijf 1 aan de binnenkant van het substraat optreedt. Een dergelijk substraat dat het axiaal symmetrisch diktevariatie profiel heeft kan worden gebruikt voor 15 compensatie voor dubbele breking omdat de mate van invloed van verticale dubbele breking op posities van licht dat wordt geconcentreerd en een » lichtvlek vormt op de optische schijf 1 in axiale symmetrie optreedt.

Zoals getoond in Fig. 3A en 3B kan een diktevariatie profiel van het substraat kan een stapstructuur in axiale symmetrie hebben. Aangezien 20 dubbele breking die optreedt terwijl een lichtvlek wordt geconcentreerd op de optische schijf 1, een vorm van R2, dat wil zeggen een vorm heeft die evenredig is met de tweede macht van de straal, kan dubbele breking die op de optische schijf 1 optreedt worden gecompenseerd wanneer het substraat in een elliptische vorm of een parabolische stapstructuur wordt vervaardigd. 25 Wanneer een dergelijk substraat wordt gebruikt, kan een fasevariatie distributie worden gevormd die in staat is om een referentie gemiddelde distributie van dubbele breking op de optische schijf 1 te compenseren. Wanneer een optische schijf 1 wordt gebruikt die distributie heeft van een dubbele breking die verschillend is ten opzichte van de referentie 30 gemiddelde distributie van dubbele breking, wordt de fasevariatie 12 distributie aangepast door een voltage aan te passen die wordt aangebracht aan de vloeibare kristallaag van de LCD 20, waardoor de dubbele breking wordt compenserend.

Onder specifieke verwijzing naar Fig. 3A en 3B, omvat het LCD 20 5 eerste en tweede substraten 21 en 29; eerste en tweede elektroden 22 en 27 die aan de binnenkant van respectievelijk het eerste en tweede substraat 21 en 29 zijn gevormd; een vloeibare kristallaag 25 die een ruimte tussen het eerste en tweede substraat 21 en 29 op vult; en eerste en tweede uitrichtlagen 23 en 26 die zijn geplaatst tussen de vloeibare kristallaag 25 10 en respectievelijk de eerste en tweede elektroden 22 en 27.

Het eerste substraat 21 kan een axiaal symmetrisch diktevariatie profiel hebben dat correspondeert met een gemiddelde dubbele brekingsdistributie op een bepaald formaat van de optische schijf 1. Het tweede substraat 29 kan vlak zijn. De axiaal symmetrische distributie kan 15 bijvoorbeeld als een axiale symmetrische stap dikte structuur zijn gevormd aan de binnenkant van het eerste substraat 21 in dezelfde vorm als de gemiddelde te compenseren dubbele brekingsdistributie.

Voorts zijn de eerste elektrode 22 en de eerste uitrichtlaag 23 gevormd aan de binnenkant van het eerste substraat 21. De tweede 20 elektrode 27 en de tweede uitrichtlaag 26 zijn gevormd aan de binnenkant van het tweede substraat 29.

Het eerste substraat 21 kan worden vervaardigd gebruik makend van een materiaal met dezelfde brekingsindex als een brekingsindex van een gewoon vloeibaar kristal in de vloeibare kristallaag 25, of index aanpasbare 25 brekingsindex hebben gelijkend op de gewone brekingsindex daarvan.

Wanneer geen elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25, worden de vloeibare kristalmoleculen verticaal gericht zoals getoond in Fig. 3A en 4A. Wanneer een elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25, worden de vloeibare kristalmoleculen radiaal 30 gericht in axiale symmetrie zoals getoond in FIG. 3A en 4A. Voor deze 13 uitrichting worden de eerste en tweede uitrichtlagen 23 en 26 gevormd voor het verticaal uitrichten van het vloeibare kristal en in axiale symmetrie zoals getoond in Fig. 5 gebogen, dat een voorbeeld toont van een radiale gebogen bewerking in axiale symmetrie toont.

5 De eerste en tweede uitrichtlagen 23 en 26 kunnen worden gemaakt door gebruik te maken van polyamide voor verticale uitrichting of door gebruik te maken van neergeslagen SiO. Het neergeslagen SiO wordt gevormd door middel van een proces voor het neerslaan van een materiaal voor een uitrichtlaag op een substraat dusdanig dat de moleculen van het 10 materiaal op het substraat onder een bepaalde hoek worden opgesteld.

Nadat de eerste en tweede uitrichtlaag 23 en 26 zijn gevormd als verticale uitrichtlagen wordt een radiale wrijvende behandeling uitgevoerd in axiale symmetrie op de eerste en tweede uitrichtlagen 23 en 26. Dientengevolge worden vloeibare kristalrichters 25a verticaal gericht, zoals 15 aangetoond in Fig. 3A en 4A, wanneer geen elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25. Nochtans worden vloeibare kristalrichters 25a parallel gericht om parallel te zijn met de eerste en tweede substraten 21 en 29 en in axiale symmetrie, zoals getoond in Fig. 3B en 4B, wanneer een elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25.

20 Om een dergelijke vloeibare kristaluitrichting te verkrijgen, kan de vloeibare kristallaag 25 worden gemaakt door gebruik te maken van een negatief diëlektrisch anisotroop vloeibaar kristal dat uitsluitend voor verticale uitrichting wordt gebruikt, bijvoorbeeld, een negatief diëlektrisch anisotroop nematisch vloeibaar kristal.

25 Het negatieve diëlektrische anisotrope vloeibare kristal beweegt zich in een richting dwars op een toegepast elektrisch veld. Dienovereenkomstig ligt het vloeibare kristal parallel met een substraat wanneer het elektrische veld wordt toegepast. Het vloeibare kristal ligt willekeurig als een uitrichtlaag niet aan enige voorbehandeling is onderworpen. Nochtans, als 30 de radiale wrijvende behandeling snel vooraf is gedaan, ligt het vloeibare 14 kristal in de gewreven richting, dat wil zeggen in radiale uitrichting. Daarom kan een gewenste fasevariatie distributie worden verkregen die geschikt is voor compensatie voor dubbele breking wanneer het elektrische veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25.

5 Voor de vloeibare kristallaag 25 kan gebruik worden gemaakt van een hoog anisotroop vloeibaar kristal voor een verticale uitrichting, zoals MAT-03-427 (Δε=-3,9, 1^=1.6733, no=1.5024, Δη=0.1709) gemaakt door Merck. Hierbij duidt Δε een diëlektrisch anisotroop eigenschap aan, duidt ne een buitengewone brekingsindex aan, duidt no een gewone brekingsindex 10 aan, en duidt Δη een verschil tussen de buitengewone brekingsindex en de gewone brekingsindex aan.

In deze situatie kan het eerste substraat 21 worden gemaakt door gebruik te maken van een materiaal, bijvoorbeeld glas, hebbend dezelfde brekingsindex als de gewone brekingsindex van het vloeibare kristal zoals 15 ng=n0=1.5 en hebbend een minimum absorptievermogen in een golflengte van ongeveer 400 tot 418 nm. Het eerste substraat 21 kan in een vorm worden vervaardigd door een glasmateriaal te bewerken om een diktevariatie profiel te verkrijgen dat correspondeert met de vooraf berekende gemiddelde brekingsindex distributie op een optische schijf van 20 een vooraf bepaald formaat. Een materiaal voor het eerste substraat 21 kan glas zijn dat dezelfde gewone brekingsindex heeft als het vloeibare kristal of een gelijksoortige brekingsindex heeft als de gewone brekingsindex van het vloeibare kristal binnen een index aanpasbaar gebied. Het tweede substraat 29 kan worden gemaakt door gebruik te maken van hetzelfde materiaal als 25 het eerste substraat 21. In tegenstelling tot het eerste substraat 21, is het niet nodig het tweede substraat 29 in een vorm te verwerken.

De eerste en tweede elektroden 22 en 27 worden gevormd door een geselecteerd glasmateriaal te bedekken met een transparante elektrode zoals een indium tin oxide (ITO) elektrode.

15

Het uitrichten van vloeibare kristalmoleculen kan worden bereikt door spin coating gebruik makend van een gewone homogene type polyamide en door de polyamide te wrijven. Dienovereenkomstig kunnen de eerste en tweede uitrichtlagen 23 en 26 door spin coating worden gevormd 5 gebruik makend van een materiaal, zoals een verticaal richtende drager JALS1H659 die door JSR wordt gemaakt, als een polyamide richt drager of door een SiO depositie.

Tijdens het produceren van de LCD 20 kan elk van de eerste en tweede substraten 21 en 29 in een vorm worden verwerkt dusdanig dat een 10 combinatie diktevariatie profielen van de respectievelijke eerste en tweede substraten 21 en 29 correspondeert met de gewenste distributie van celband.

De LCD 20 volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding heeft een structuur waarin dubbele breking, in het 15 bijzonder verticale dubbele breking, die verschilt met een optische schijf 1 wordt gecompenseerd door een diktevariatie profiel te gebruiken dat als een * verbuiging van een substraat wordt geïmplementeerd en door de voltage op het vloeibaar kristal aan te passen. Hierbij worden vloeibare kristalmoleculen verticaal uitgericht wanneer geen elektrisch veld wordt 20 toegepast, en in een horizontale richting radiaal gericht wanneer het elektrische veld wordt toegepast.

Het diktevariatie profiel dat als verbuiging van het substraat wordt uitgevoerd is zodanig gevormd dat het correspondeert met een gemiddelde dubbele brekingsdistributie die bij een bepaald formaat van een optische 25 schijf 1 optreedt. Met betrekking tot een optische schijf 1 die een dubbele brekingsdistributie heeft die verschilt van de gemiddelde dubbele brekingsdistributie, wordt het voltage dat aan het vloeibare kristal wordt aangeboden, aangepast dusdanig dat de volledige fasevariatie distributie in de LCD 20 zodanig wordt dat deze samenvalt met de verschillende dubbele 30 brekingsdistributie.

16

Wanneer een vooraf bepaald voltage (V) aan de eerste en tweede elektroden 22 en 27 wordt aangeboden om de fasevariatie distributie die correspondeert met de gemiddelde dubbele brekingsdistributie van een specifiek formaat van een optische schijf 1 tussen het eerste en tweede 5 substraat 21 en 29 aan ten brengen, wordt de amplitudedistributie van het elektrisch veld (E=V/d) dat op de vloeibare kristallaag 25 wordt toegepast zodanig dat deze correspondeert met de gemiddelde dubbele brekingsdistributie. Hierbij kan de amplitudedistributie van het elektrische veld dat correspondeert met de gemiddelde dubbele brekingsdistributie 10 worden verkregen omdat het eerste substraat 21 het diktevariatie profiel heeft dat de gemiddelde dubbele brekingsdistributie kan compenseren, de afstand (d) tussen de eerste en tweede elektroden 22 en 27 verandert in correspondentie met het diktevariatie profiel van het eerste substraat 21 en omdat de grootte van het elektrische veld omgekeerd evenredig is met de 15 afstand (d) tussen de eerste en tweede elektroden 22 en 27.

Aangezien de opstelling van het vloeibare kristal moleculen verandert * overeenkomstig amplitudedistributie van het elektrische veld, kan een gemiddelde fasevariatie distributie worden verkregen die correspondeert met de gemiddelde dubbele brekingsdistributie in invallend licht zodat de 20 dubbele breking kan worden gecompenseerd. Wanneer een optische schijf 1 een dubbele brekingsdistributie heeft die verschilt met de gemiddelde dubbele brekingsdistributie, wordt een voltage dat aan de eerste en tweede elektroden 22 en 27 wordt aangeboden aangepast zodat de amplitudedistributie van het elektrische veld dat op de vloeibare kristallaag 25 25 wordt toegepast verandert, daardoor veranderend de opstelling van de vloeibare kristalmoleculen. Dientengevolge wordt de fasevariatie distributie die correspondeert met de verschillende dubbele brekingsdistributie toegepast op de optische schijf 1 op het invallende licht en wordt de dubbele breking op de optische schijf 1 gecompenseerd. Met andere woorden, het 17 LCD 20 kan actief dubbele breking compenseren die optreedt op de optische schijf 1.

Ondertussen kunnen, in LCD 20, de eerste en tweede elektroden 22 en 27 worden gevormd door eerste en tweede substraten 21 en 29 met een 5 transparante elektrode volledig met een laag te bedekken, bijvoorbeeld met een ITO elektrode. Dit komt omdat de dubbele brekmgscompensatie voor het overgrote deel door het diktevariatie profiel van tenminste het eerste of tweede substraat 21 en 29 en in mindere mate door de vloeibare kristallaag 25.

10 Aangezien de eerste en tweede elektroden 22 en 27 kunnen worden gevormd door gebruik te maken van een eenvoudig coatingsproces in de LCD 20, is het niet noodzakelijk in het LCD 20 een ITO elektrode aan te brengen of een metaal elektrode depositie toe te passen. Dienovereenkomstig worden de productieprocessen opmerkelijk 15 vereenvoudigd en worden productiekosten gereduceerd. Bovendien kan overbrengingsreductie en een compensatieefFect dat is toe te schrijven aan de afzonderlijke vorming van een ITO elektrode en de toevoeging van een metaalelektrode, worden voorkomen. Bovendien een aandrijf en draadwerkwijze aanzienlijk vereenvoudigd aangezien slechts twee 20 loodlijnen nodig zijn voor het aandrijven. Daarom kan het LCD 20 volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding aan productie van een compacte, lichtgewicht, en goedkope optische opname-element bijdragen.

Fig. 6 is een dwarsdoorsnede van een vloeibaar LCD 20* volgens een 25 andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Fig. 7 is een bovenaanzicht van een elektrode patroon zoals getoond in Fig. 6. Hierbij zal een uitvoerige beschrijving van elementen die door de zelfde verwijzingscijfers worden aangeduid van de elementen zoals hierboven beschreven, niet worden herhaald.

18

Zoals getoond in FIG. 6 en 7 gebruikt het LCD 20’ dat als apparaat 19 wordt gebruikt voor compensatie van dubbele breking (fig. 2) in een optisch opname-element volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, een elektrode die gevormd is om verschillende elektrodevelden 5 op verschillende gedeelten van de vloeibare kristallaag 25 toe te passen, corresponderend met de dubbele brekingsdistributie die op optische schijf 1 optreedt (fig. 2), in plaats van het gebruiken van het diktevariatie profiel dat correspondeert met de verbuiging van het substraat. Fig. 6 toont een toestand waarbij geen elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibare 10 kristallaag 25. Wanneer het elektrische veld wordt toegepast op de vloeibare kristallaag 25 in het LCD 20’,, worden de vloeibare kristalmoleculen echter opgesteld zoals getoond in Fig. 3B en 4B.

Meer specifiek omvat het LCD 20’ eerste en tweede substraten 2Γ en 29’, en eerste en tweede elektroden 22’ en 27’. Zoals getoond in Fig. 6 is 15 zowel het eerste als het tweede substraat 21' en 29' vlak. Nochtans heeft minstens de eerste of de tweede elektrode 22' en 27 ' een patroon voor het verkrijgen van een fasevariatie distributie met een elliptische of een parabolische stapstructuur correspondeert met de dubbele brekingsdistributie op de optische schijf 1. De eerste elektrode 22’ kan 20 bijvoorbeeld zijn gevormd zoals getoond in Fig. 7, en kan de tweede elektrode 27’homogeen op het volledige oppervlak van het tweede substraat 29’ worden gevormd.

De structuur van het LCD 20’ is wezenlijk hetzelfde als dat van de LCD 20, met de uitzondering dat zowel het eerste als het tweede substraat 25 21 en 29’ vlak zijn, en dat tenminste de eerste of de tweede elektrode 22’ en 27’ is gevormd zoals getoond in Fig. 7. Hierbij kunnen de eerste en tweede substraten 21’ en 29’ worden gemaakt door gebruik te maken van hetzelfde materiaal als het eerste en tweede substraat 21 en 29, getoond in Fig. 3A en 3B. Op dezelfde manier kunnen de eerste en tweede elektroden 22’ en 27’ 19 gebruik makend van hetzelfde materiaal worden gemaakt als de eerste en tweede elektroden 22 en 27 zoals getoond in FIG. 3A en 3B.

Onder verwijzing naar Fig. 7 omvat het patroon van tenminste de eerste of de tweede elektrode 22’ en 27’ een meervoudig aantal 5 concentrische ringvormige elektrodengebieden 35. De breedte van elk ringvormig elektrodengebied 35 wordt bepaald gebaseerd op de gemiddelde dubbele brekingsdistributie van de optische schijf 1. Verschillende voltages worden aangeboden aan het meervoudig aantal ringvormige elektrodengebieden 35, zodat de opstelling van vloeibare kristalmoleculen 10 die met de ringvormige elektrodengebieden 35 corresponderen verandert, daardoor vormend een fasevariatie distributie die correspondeert met de dubbele brekingsdistributie op de optische schijf 1. Dientengevolge kan de dubbele breking worden gecompenseerd. De reden waarom een elektrode die wordt gevormd met het meervoudig aantal ringvormige elektrodengebieden 15 35 wordt gebruikt voor dubbele brekingscompensatie, is dat de mate van invloed van verticale dubbele breking bij verschillende posities van invallend licht, dat wordt geconcentreerd op de optische schijf 1 en een lichtvlek vormt, ruwweg in axiale symmetrie is.

Als alternatief van het patroon dat in fig. 7 wordt getoond, kan elk 20 van de ringvormige elektrodengebieden 35 die op tenminste de eerste of de tweede elektrode 22’ en 27’ wordt gevormd, in een meervoudig aantal sectoren worden verdeeld om een gedetailleerdere fasevariatie distributie te vormen die correspondeert met de dubbele brekingsdistributie op de optische schijf 1.

25 Het apparaat 19 voor de dubbele brekingscompensatie dat door het LCD 20 of 20’ is vormgegeven kan tussen de golfplaat 17 en de objectief lens 30 worden geplaatst zodat een faseverschil wordt gegenereerd aan circulair gepolariseerd licht. Hierdoor kan met slechts één apparaat 19 voor de dubbele brekingscompensatie, polarieatieafhankelijkheid worden 20 overwonnen en kan dubbele brekingscompensatie kan met betrekking tot zowel inkomend als uitgaand licht worden verwezenlijkt.

Fig. 8 is een diagram van een voorbeeld optisch opname· en/of reproductieapparaat dat een optische opname-element volgens een 5 uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding gebruikt. Onder verwijzing naar hg. 8, omvat het optisch opname· en/of reproductieapparaat een motor met een aandrijfas 455 voor het roteren van een optische schijf 1, dat wil zeggen een optisch informatieopslagmedium; een optisch opname-element 450 die is geïnstalleerd om zich in de radiale richting van de optische schijf 10 1 te bewegen en informatie reproduceert van en/of informatie opslaat op de optische schijf 1; een aandrijfeenheid 457 voor het aandrijven van de motor met aandrijfas 455 en het optische opname-element 450; en een regeleenheid 459 voor het regelen van de focus en het servo volgen van het optische opname-element 450. Verwijzingsdjfer 452 duidt een draaischijf 15 aan. Verwijzingsdjfer 453 duidt een hxatieklem aan. Het optische opname-element 450 heeft een optische configuratie volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Het licht dat door de optische schijf 1 wordt weerspiegeld, wordt gedetecteerd en in een elektrische signaal omgezet door een fotodetector die 20 in optische opname-element 450 is voorzien. Het elektrische signaal wordt via de aandrijfeenheid 457 ingevoerd in de regeleenheid 459. Aandrijfeenheid 457 regelt de omwentelingssnelheid van de motor met aandrijfas 455, versterkt een invoersignaal, en drijft het optische opname-element 450 aan. De regeleenheid 459 past een focus servocommando aan 25 alsmede een volg servocommando dat op een signaal wordt gebaseerd dat vanuit de aandrijfeenheid 457 wordt ontvangen, en verzendt de commando’s naar de aandrijfeenheid 457 zodat de concentratie- en volgoperaties van het optische opname-element 450 worden gerealiseerd.

Wanneer het registreren van informatie op en/of het reproduceren 30 van informatie vanaf de optische schijf 1 plaatsvindt, compenseert het 21 optisch opname- en/of reproductieapparaat volgens een uitvoeringsvorm die in fig. 8 wordt getoond, dubbele breking van de optische schijf 1 door een voltage aan het apparaat 19 voor de dubbele brekingecompensatie aan te bieden dat is uitgevoerd door de LCD 20 of 20' en door het vormen van een 5 fasevariatie distributie die correspondeert met een dubbele brekingsdietributie en in het bijzonder met een verticale dubbele brekingsdistributie die op de optische schijf 1 optreedt. Dienovereenkomstig kunnen een verhoging van de grootte van een lichtvlek en een daling van lichtintensiteit per eenheidegebied toe te schrijven aan dubbele breking, 10 worden verhinderd. Dientengevolge beïnvloedt de dubbele breking van de optische schijf 1 geen opname- of reproductiesignaal.

Zoals hierboven beschreven kan, volgens de onderhavige uitvinding, een variërende dubbele breking overeenkomstig een type optisch informatieopslagmedium actief worden gecompenseerd, en daarom kan 15 uitbreiding van een lichtvlek en vermindering van lichtintensiteit per eenheidsgebied toe te schrijven aan dubbele breking, worden verhinderd. Dientengevolge kan het opnemen en reproduceren efficiënt worden uitgevoerd.

Terwijl de onderhavige uitvinding in het bijzonder is getoond en 20 beschreven onder verwijzing naar voorbeelduitvoeringsvormen daarvan, zal het voor de vakman duidelijk zijn dat verschillende veranderingen in vorm en details daarin kunnen worden aangebracht zonder af te wijken van de geest en de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding. Bijvoorbeeld kan een andere opstelling van elementen in een optische 25 opname-element worden toegepast, zolang als het LCD op de manier gebruikt wordt zoals onder verwijzing naar fig. 2, fig. 3A-3B, Fig. 4A-4B, en fig. 6 wordt beschreven. Bovendien kunnen de componenten van een apparaat voor het optisch registreren en/of het reproduceren ook anders worden geïmplementeerd dan zoals getoond in Fig. 8. Dienovereenkomstig is 30 het daarom de bedoeling dat de onderhavige uitvinding niet wordt beperkt 22 tot de diverse beschreven voorbeelduitvoeringsvormen, maar dat de onderhavige uitvinding alle uitvoeringsvormen omvat die binnen beschermingsomvang van de bijgevoegde conclusies vallen.

o 23

Figuur 1

Related art: stand van de techniek

Direction of vertical birefringence: richting van verticale dubbele breking 5 Figuur 8

Driving unit: aandrijfeenheid Control unit: regeleenheid f0308 90

Claims

1. LCD met compensatie voor dubbele breking, omvattende: - een paar substraten; - een vloeibare kristallaag die tussen de substraten is gevormd waarbij het vloeibare kristal verticaal wordt gericht wanneer geen elektrisch veld wordt 5 toegepast, en radiaal is gericht in axiale symmetrie wanneer een elektrische veld wordt toegepast, - waarbij een fasevariatie distributie wordt gevormd dié correspondeert met een dubbele brekingsdistributie die op een optisch informatieopslagmedium optreedt en waarbij een fasevariatie wordt aangepast volgens de amplitude 10 van een toegepast elektrisch veld.

2. LCD volgens conclusie 1, waarbij minstens één van de substraten , aan een binnenkant daarvan een axiaal symmetrisch diktevariatie profiel heeft dat correspondeert met een dubbele brekingsverdeling die optreedt op 15 het optische informatieopslagmedium.

3. LCD volgens conclusie 2, waarbij het diktevariatie profiel van minstens één van de substraten een stapstructuur heeft.

4. LCD volgens conclusie 2, waarbij het tenminste ene substraat van een materiaal gemaakt is dat dezelfde brekingsindex heeft als een gewone brekingsindex van het vloeibare kristal, of een index-aanpasbare brekingsindex heeft gelijkend op de gewone brekingsindex van het vloeibare kristal. 25

5. LCD volgens conclusie 1, voorts omvattende een elektrode die is gevormd om te voorzien in verschillende voltages aan verschillende 10308 90- gedeelten van de vloeibare kristallaag in correspondentie met de dubbele brekingsdistributie die op het optische informatieopslagmediuxn optreedt.

6. LCD volgens conclusie 1, voorts omvattende een uitrichtlaag die is 5 gevormd om het vloeibare kristal verticaal te richten, en radiaal is gebogen in axiale symmetrie.

7. LCD volgens conclusie 6, waarbij de uitrichtlaag is vervaardigd door gebruik maken van polyamide voor verticaal uitrichting of 10 neergeslagen SiO.

8. LCD volgens conclusie 1, waarbij het vloeibare kristal een negatief diëlektrisch anisotroop eigenschap heeft.

9. Optische opname-element, omvattende: - een lichtbron; - een objectief lens die is opgesteld om licht dat door de lichtbron wordt uitgezonden te concentreren op een optische informatieopslagmedium om een lichtvlek te vormen; 20. een fotodetector dat is op gesteld om licht te ontvangen dat door het optische informatieopslagmedium is weerspiegeld en voor het detecteren van tenminste een informatiesignaal of een foutsignaal; en • een apparaat met compensatie voor dubbele breking dat is opgeeteld om dubbele breking op het optische informatieopslagmedium te compenseren, 25 waarbij het apparaat van de dubbele brekingscompensatie het LCD volgens één der conclusies 1-8 omvat.

10. Optische opname-element volgens conclusie 9, voorts omvattende een golfplaat die is ingericht om de polarisatie van het uit de lichtbron 30 invallende licht om te zetten, waarbij het apparaat van de dubbele brekingecompensatie tussen de golfplaat en de objectieve lens wordt geplaatst.

11. Optische opname-element volgens conclusie 10, waarbij de 5 golfplaat een kwart golflengte plaat is met betrekking tot een golflengte van het licht dat uit de lichtbron wordt uitgezonden, zodat effectief licht dat invalt op het apparaat van de dubbele brekingscompensatie circulair gepolariseerd licht is.

12. Optisch opname- en/of reproductieapparaat, omvattende: - een optische opname-element dat is geïnstalleerd om te bewegen in een radiale richting van het optische informatieopslagmedium, voor het reproduceren van informatie van en/of het registreren van informatie op het optische informatieopslagmedium; en 15. een regeleenheid die is opgesteld om bewerkingen van het optische opname-element te regelen, waarbij het optische opname-element is geïmplementeerd als een optische opname-element volgens conclusie 9.

13. Optisch opname- en/of reproductieapparaat volgens conclusie 12, 20 waarbij het optische opname-element voorts een golfplaat omvat voor het omzetten van de polarisatie van het licht dat uit de lichtbron invalt, en waarbij het apparaat voor de dubbele brekingscompensatie tussen de golfplaat en de objectief lens wordt geplaatst.

14. Optisch opname- en/of reproductieapparaat volgens 13, waarbij de golfplaat een kwart golflengte plaat is met betrekking tot een golflengte van het licht dat uit de lichtbron wordt uitgezonden zodat effectief licht dat invalt op het apparaat van de dubbele brekingecompensatie circulair gepolariseerd licht is. 30 1030890