WO2001023950A1

WO2001023950A1 - Procede de production d'une plaque d'un dispositif optique a tres haute resolution

Info

Publication number: WO2001023950A1
Application number: PCT/JP2000/006674
Authority: WO
Inventors: Eiichi Tajima
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2001-04-05
Also published as: US6512563B1

Description

明細書超解像光学素子パネルの製造方法

技術分野

この発明は、光ディスク装置などに適用可能な超解像光学素子パネル、特に光の利用率が高く、しかも電気的に簡単に開口数を切り替えることができ、 D V D (デイジタルバーサタイルディスク）と C D (コンパクトディスク）に兼用の光ピックアップを実現するのに適した、超解像光学素子パネルの製造方法に関する。背景技術

従来から印加電圧によって焦点距離を可変し得る液晶レンズの開発がなされており、たとえば、特開平 4— 2 4 0 8 1 7号公報に記載されているものがある。

この公報に記載された焦点距離可変液晶レンズは、第 4 0図に示すように、液晶空間光変調器 1 0 0の位相型フレネルゾーンプレート 1 0 1 として記録された表示領域 1 0 2内に、 3 2 0 X 2 2 0の画素が透明電極で格子状に配列されている。そして、その内部には、 E C B (電界制御複屈折率）モードの液晶を封入しているこの液晶空間変調器 1 0 0の光波変調特性は、透明電極への印加電圧に対し、位相が 0 2 πまでの間で連続的に変化する。

このとき、画素毎にその空間座標に対応する位相を与える電圧信号 V sを印加することによって、第 4 1図に示すように、液晶空間変調器 1 0 0に入射したレーザ光 1 0 3は、その画素毎に位相変調されて光軸上の点 F aに集光する。

また、異なる電圧信号 V sを印加することにより、レーザ光 1 0 3の集光位置を、光軸上の点 F b 動かすことが可能である。

しかしながら、この公報には理論的な構成が記載されているだけであり、実施例においても、液晶空間変調素子の具体的な形状や構造および材料などの説明がなされておらず、実施可能なものではなかった。

訂正された用紙（規則 91) また、特開平 3— 2 8 4 0号公報にも液晶レンズが開示されている。それを第 4 2図によって簡単に説明する。その液晶レンズは、液晶とそれに電圧を印加する制御電極と固定電極を有し、その制御電極 1 0 5は第 4 2図に示すように、円形および同心リング状の透明電極帯 1 0 6 と、その透明電極帯 1 0 6同士を絶縁する絶縁帯 1 0 7によって構成されている。そして、各電極は独立に配線される。

ここで、透明電極帯 1 0 6に電圧を印加すると、その透明電極帯 1 0 6ある部分では、入射光が液晶層を通過する間に光の偏光面を 9 0 ° 回転させ、それ以外の部分では、そのまま通過させる。

このことにより、液晶レンズを出た光は、互いに干渉することなく、それぞれ独立に結像し、結像点は同一点となり、透明電極帯 1 0 6への印加電圧によって、その焦点距離が変化する。

しかしながら、この公報にも実現可能な具体的な形状や材料などの説明が記载されておらず、その製造方法も不明であるため、実施されていない。

また、液晶パネルを利用し、その光透過領域の一部の領域の配向方向を他の領域の配向方向と異ならせることによって、超解像光学パネルを得ることができることは、理論的には証明されている。しかし、その超解像光学素子パネルを歩留まりよく安価に製造することができなかったため、実用化されるに至っていない。

この発明の目的は、上記課題を解決して、レーザー光強度を容易に変更することができる超解像光学素子パネルを、低コストで歩留まりよく製造できるようにする方法を提供することである。発明の開示

この発明の超解像光学素子パネルの製造方法は、上記目的を達成するため、次の各工程を有する.

いずれも透明な第 1の基板と第 2の基板とを用意する工程、

前記第 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程、

訂正された用紙（規則 91) 前記第 2の基板上に前記第 1の円形透明電極より大きい第 2の円形透明電極を形成する工程、

前記第 1 の基板上の少なくとも前記第 1の円形透明電極を覆う範囲と、前記第 2 の基板上の少なくとも第 2の円形透明電極を覆う範囲に、それぞれ配向膜を形成する工程、

その各配向膜にラビングロールによってそれぞれ第 1の方向にラビング処理を施し、前記第 1の円形透明電極と前記第 2の円形透明電極とを対向させたときに、前記各配向膜のプレチルト面が平行になるようにする工程、

前記第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、中心部に円形の開口を有するドーナツ状のレジストを形成する工程、

前記レジストの開口内に露出する前記配向膜に、ラビングロールによって前記第 1の方向と直交する第 2の方向にラビング処理を施す工程、

その後、前記レジストを前記第 2の基板上から剥離する工程、

前記第 1の基板上に前記第 1の円形透明電極を取り囲むようにシール材を形成する工程、

その第 1の基板上の前記シール材で囲まれた領域にギヤップ材を散布する工程と、前記各工程を経た前記第 1の基板と第 2の基板とを、前記第 1の円形透明電極と前記第 2の円形透明電極とがその中心を一致させて対向し、前記各配向膜の前記ラビング処理の第 1の方向が一致するように対向させ、前記ギャップ材を介して重ねて張り合わせる工程、

前記第 1の基板と前記第 2の基板との間の前記シール材によって囲まれた空間内にッイストネマティック液晶を注入する工程。

さらに、次のようにするとよレ、。

上記第 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程において、該第 1の基板上に、第 1 の円形透明電極を外部端子と接続するための第 1 の引き出し電極と、孤立した第 2の引き出し電極も形成し、

訂正された用紙（規則 91) 上記第 2の基板上に前記第 2の円形透明電極を形成する工程において、該第 2の基板上に、第 2の円形透明電極を前記第 2の引き出し電極と接続させるための第 3 の引き出し電極も形成し、

上記ギヤップ材を散布する工程の次に、第 2の基板上に形成された第 3の引き出し電極に導電接着剤を設ける工程を有し、

前記第 1の基板と第 2の基板とを重ねて張り合わせる工程において、上記導電接着剤によって、第 2の引き出し電極と第 3の引き出し電極とを接続する。

あるいはまた、次のようにしてもよレ、。

上記第 1 の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程において、該第 1の基板上に、第 1 の円形透明電極を外部端子と接続するための第 1 の引き出し電極と、孤立した第 2の引き出し電極も形成し、

上記第 2の基板上に前記第 2の円形透明電極を形成する工程で、該第 2の基板上に、第 2の円形透明電極を前記第 2の引き出し電極と接続させるための第 3の引き出し電極も形成し、

上記第 1 の基板上にシール材を形成する工程で、第 1の円形透明電極を取り囲み且つ第 2の引き出し電極上も通るように異方性導電シール材を形成し、

上記第 1の基板と第 2の基板とを重ねて張り合わせる工程において、異方性導電シール材によって、第 2の引き出し電極と前記第 3の引き出し電極とを接続する。また、第 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程で、第 1の円形透明電極として、中央部の小さい円形透明電極とその外側に間隙を置いてリング状の透明電極とを形成するようにしてもよい。

さらに、上記小さい円形透明電極とリング状の透明電極とをそれぞれ外部端子と接続するための第 4の引き出し電極および第 1の引き出し電極とを、孤立した第 2 の引き出し電極と同時にを形成するようにするとよレ、。

また、上記各超解像光学素子パネルの製造方法において、第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、中心部に円形の開口を有するドーナツ状のレジストを形成する工程は、次のようにするとよい。

上記第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、ポジ型感光性レジストを塗布し、

中央部に円形の透光部を有するフォトマスクを用いてそのポジ型感光性レジストを露光し、

その後、上記第 2の基板を現像液に浸漬して前記ポジ型感光性レジストを現像して、露光された中央部の円形部分を溶解させ、

上記ポジ型感光性レジストの残ったドーナツ状の部分をべークして硬化させることにより、ドーナツ状のレジストを形成する工程。

上記のいずれかの超解像光学パネルの製造方法によって、 1対の透明な第 1の基板と第 2の基板を用いて、一度に多数個の超解像光学パネルを形成する場合には、次のようにするとよレ、。

上記第 1 の基板上に第 1の円形透明電極を取り囲むようにシール材を形成するェ程では、個々の超解像光学パネルの第 1の円形透明電極を取り囲むように、それぞれ液晶の注入口を有する第 1のシール材を形成すると共に、全ての超解像光学パネルの形成領域をまとめて取り囲むように、液晶の注入口を有する第 2のシール材を形成する。

そして、第 1の基板と前記第 2の基板との間の上記シール材によって囲まれた空間内にツイストネマティック液晶を注入する工程では、上記第 2のシール材の注入口からッイストネマティック液晶を注入することにより、第 1のシール材の各注入口を通して全ての超解像光学パネルの第 1のシール材によって囲まれた空間内に前記ツイストネマティック液晶を注入する。

その後、上記第 1 の基板と第 2の基板を個々の超解像光学パネルのサイズに切断し，その切断された各超解像光学パネルの第 1のシール材の注入口を接着剤で封口する。〔作用〕

この発明によって製造した超解像光学素子パネルは、第 1 の基板に設けられた中心の円形透明電極とその外側に設けられた同心円上のリング状透明電極により、高性能なスポット強度の変化を得ることが可能になる。

また、この発明の超解像光学素子パネルの製造方法においては、中心の円形透明電極上はネマティクツイスト配向処理を行い、その外側に設けられた同心円上のリング状透明電極上はパラレル配向処理を行うことにより、電圧無印加時には透過するレーザ光によるスポットの強度が弱く、電圧印加時にはその強度が強くなるように変えることが可能になる。

また、シール材に異方性導電粒を混入することにより、銀ペーストを片側に印刷する工程が排除できるため、工程の簡略化が可能になり低コストが可能となる。図面の簡単な説明

第 1図はこの発明による製造方法によって製造する超解像光学素子パネルの基本例を第 2の基板側から見た平面図である。

第 2図は第 1図の 2— 2線に沿う断面図である。

第 3図は第 1図の 3— 3線に沿う断面図である。

第 4図はこの発明による製造方法によって製造する超解像光学素子パネルの他の例を第 2の基板側から見た平面図である。

第 5図は第 4図の 5— 5線に沿う断面図である。

第 6図はこの発明による製造方法によって製造する超解像光学素子パネルのさらに他の例を第 2の基板側から見た平面図である。

第 7図は第 6図の 7— 7線に沿う断面図である。

第 8図から第 2 6図は、この発明による超解像光学素子パネルの製造方法を説明するための各工程を順次示す図である。

丁正された用紙（規則 91) 第 2 7図から第 3 4図はこの発明による超解像光学素子パネルの多数個取りによる製造方法を説明するための一部の工程を示す図である。

第 3 5図から第 3 9図はこの発明の方法によって製造した超解像光学素子パネルの作用効果を説明するための図である。

第 4 0図から第 4 2図は従来技術の液晶空間変調器を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、この発明による超解像光学素子パネルの製造方法の実施形態を図面を参照して具体的に詳細に説明する。

〔超解像光学素子パネルの構造例：第 1図から第 7図〕

まず、この発明の製造方法によって製造する超解像光学素子パネルの構造について、第 1図から第 7図によって説明する。

第 1図はその超解像光学素子パネルの第 1 の構造例を、レーザ光が出射する第 2 の基板側から見た平面図であり、第 2図はその 2— 2線に沿う模式的な断面図、第 3図は第 1図の 3— 3線に沿う部分的な断面図である。なお、各断面図は厚さ方向の寸法を大幅に拡大して示しており、ギヤップ材は図示を省略している。

この超解像光学素子パネル 1 0は、それぞれ透明なガラス板からなる第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2が、第 2図に明示するように平行に対向して配置されている。第 1図では手前側が第 2の基板 1 2で後ろ側が第 1の基板 1 1である。

第 1の基板 1 1の内面上には、光学中心 0 cを中心とする第 1の円形透明電極 1 3と、その第 1の円形透明電極 1 3から続いて、それを外部端子と接続するための第 1の引き出し電極 1 4 と、孤立した第 2の引き出し電極 1 5とが、それぞれ酸化インジウム錫（以下「 I T O」と略称する）等の透明導電膜によって形成されている。第 1の引き出し電極 1 4と第 2の引き出し電極 1 5は、第 1図に示すように、長方形をなす第 1の基板 1 1の第 2基板の外にはみ出している部分の両端部に配置されている。

I丁正された用紙（規則 91) 一方、第 2の基板 1 2の内面上にも、第 1の円形透明電極 1 3 と同心でひとまわり大きい第 2の円形透明電極 1 6 (第 1図では破線で示している）と、その第 2の円形透明電極 1 6から続いて、それを第 2の引き出し電極 1 5と接続するための第 3の引き出し電極 1 7とが、 I T O等の透明導電膜によって形成されている。

そして、この第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2とが、第 1 の円形透明電極 1 3の外側を取り囲むように円形に設けられたシール材 2 0によって張り合わされている。シール材 2 0の内側には、プラスチックビーズあるいはシリカビーズによる多数のギヤップ材 1 9が散布されており、それによつて、第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2の間隔が規定値に保持されている。

第 1の円形透明電極 1 3上および第 2の円形透明電極 1 6上にはそれぞれ配向処理された配向膜（図示を省略している）が形成されている。そして、第 1の円形透明電極 1 3上の配向膜は全面が実線矢印 Aで示す方向に配向処理されている。第 2 の円形透明電極 1 6上の配向膜は、中央部の小さい円形領域を除くリング状の領域は破線矢印 Bで示すように、第 1の円形透明電極 1 3上の配向膜と平行で反対方向に配向処理されているが、中央部の円形領域だけは、破線矢印 Bで示す方向と直交する破線矢印 Cで示す方向に配向処理されている。

この第 1の基板 1 1およぴ第 2の基板 1 2とシール材 2 0とによって密閉された間隙に、シール材 2 0の液晶注入口 2 0 aから注入されたッイストネマティック液晶 3を封入しており、第 2図に模式的に示すように、中央部に光学中心 O cを中心とする円形のツイスト配向領域 2 1を、その回りにリング状のパラレル配向領域 2 2を設けている。

さらに、第 2の引き出し電極 1 5と第 3の引き出し電極 1 7は、第 3図に明示するように、互いに平面的に一部が重なり合うように形成されており、その重なり合う部分が導電接着剤 1 8によって接続されており、第 2の基板 1 2上の第 2の円形透明電極 1 6を、第 1の基板 1 1上の第 2の引き出し電極 1 5に接続して、そこカら外部端子に接続できるようにしている。

訂正された用紙（規則 91) 第 4図および第 5図は、上述した超解像光学素子パネル 1 0の一部を変更した例を示すが、便宜上、シール材以外は第 1図から第 3図と対応する部分には同じ符号を付している。

この超解像光学素子パネル 1 0においては、第 2の引き出し電極 1 5 と第 3の引き出し電極 1 7の形状を若干変更するとともに、シール材として異方性導電シール材 2 3を使用し、前述した例における導電接着剤 1 8の機能を兼ねるようにしてレ、る。そのため、異方性導電シール材 2 3が、第 1の円形透明電極 1 3の外側を取り囲み、且つ第 2の引き出し電極 1 5 と第 3の引き出し電極 1 7が平面的に重なり合う部分の間も通るように配置されている。

異方性導電シール材 2 3は、絶縁性の接着剤中に多数の導電性粒子が混入されており、加圧して接着すると、厚さ方向には導電性を有するが、それに直交する方向 (平面方向）には絶縁性を有する。

したがって、第 2の引き出し電極 1 5 と第 3の引き出し電極 1 7 とは、異方性導電シ一ル材 2 3によって導通されるが、これらが第 1の引き出し電極 1 4と導通することはない。

その他の構成は、第 1図から第 3図によって説明した超解像光学素子パネル 1 0 と同じであるから、説明を省略する。

第 6図および第 7図は、超解像光学素子パネルのさらに他の例を示す第 1図およひ第 2図に対応する図であり、便宜上、第 1の円形透明電極に相当する部分以外は、第 1図から第 3図と対応する部分には同じ符号を付している。

この超解像光学素子パネル 1 0は、第 1の基板 1 1 の内面上に、前述した例における第 1の円形透明電極 1 3に代えて、光学中心 O cを中心とする小さい円形の中央部円形透明電極 2 4と、その外側に僅かな環状のスペース（間隙） 3 0を置いて、リング状透明電極 2 5を形成している。さらに、そのリング状透明電極 2 5を外部端子に接続するための第 1の引き出し電極 1 4 と、中央部円形透明電極 2 4を外部端子に接続するための第 4の引き出し電極 2 6 とを隣接して形成している。

Π*正された用紙（規則 91 ) その他の構成は、第 1図から第 3図によって説明した超解像光学素子パネル 1 0 と同じであるが、第 7図に明示するように、中央部円形透明電極 2 4に対応する領域がツイスト配向領域 2 1 となり、リング状透明電極 2 5に対応する領域がパラレル配向領域 2 2となるので、その領域の区分けが明確になる。

〔超解像光学素子パネルの製造方法：第 8図から 2 6図〕

次に、この上述した各超解像光学素子パネルを製造するための、この発明による製造方法の実施形態について説明する。

なお、第 1図から第 3図によって説明した超解像光学素子パネルの製造方法（以下「基本例」という）を中心に説明し、その他の超解像光学素子パネルの製造方法については、相違する工程についてだけ説明する。

前述した各超解像光学素子パネルを製造するには、第 8図および第 9図に示すように、いずれも透明なガラス板からなる第 1の基板 1 1 (第 8図）と第 2の基板 1 2 (第 9図）を用意する。第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2は一方の辺の長さが等しい長方形と正方形の基板であり、重ね合わせたときに第 1の基板 1 1の一方の短辺部が第 2の基板 1 2からはみ出すようになつている。

そして、基本例および第 4図および第 5図によって説明した超解像光学素子パネルを製造するには、まずはじめに、第 1の基板 1 1の一方の面上に、 I T O等の透明導電膜を低温スパッタ法ゃ真空蒸着法を用い、 1 0 0〜 2 0 0 Ω Ζ口のシート抵抗で膜形成する。

その後、その透明導電膜に、予め用意したホトマスクを用い、円型のパターニングを行う。それによつて第 8図に示すように、光学中心 O cを中心として直径 5 0 0 0 μ mの第 1の円形透明電極 1 3を形成する。これと同時に、この第 1の円形透明電極 1 3から延設してそれを外部端子と接続するための第 1の引き出し電極 1 4 と、後述する第 2の円形透明電極 1 6を外部端子と接続するための孤立した第 2の引き出し電極 1 5とを、第 1の基板 1 1の一方の短辺部の両端付近に形成する。一方、第 2の基板 1 2の一方の面上にも、全面に透明導電膜を形成した後パターニングを行って、第 9図に示すように、第 2の円形透明電極 1 6 とそれから延設した第 3の引き出し電極 1 7とを形成する。

第 9図には、第 2の基板 1 2の第 2の円形透明電極 1 6を形成した面を表面（おもて面）にした図と、裏面にした図とを示している。

第 2の円形透明電極 1 6は、第 1の基板 1 1に形成した第 1の円形透明電極 1 3 より直径が 1 0 0 μ mから 5 0 0 μ m程度大きな円形に形成し、その円の中心は第 1の基板 1 1上で使用した光学中心 O cの位置と一致させる。

第 3の引き出し電極 1 7は、第 2の基板 1 2を第 1の基板 1 1に重ねて貼り合わせたときに、第 1の基板 1 1上に形成されている第 2の引き出し電極 1 5 と一部が平面的に重なる位置に形成する。

第 6図および第 7図によって説明した各超解像光学素子パネルを製造する場合には、第 1の基板 1 1の一方の面上に、上述した第 1の円形透明電極 1 3の代わりに、第 6図に示した中央部円形透明電極 2 4とその外側に僅かなスペース 3 0を置いてリング状透明電極 2 5とをパターン形成すればよい。

その場合、中央部円形透明電極 2 4は、光学中心〇 cを中心として直径 8 0 0 μ mから 1 4 0 0 μ mの円形電極に形成する。そして、その外周から外方に向かって透明電極が無いスペース 3 0を 1 0 /z mから 1 0 0 μ mの幅で形成する。さらに、光学中心 O cを基準にしてスペース 3 0の外側にリング状透明電極 2 5を外径 5 0 0 0 μ mの大きさで内側に幅 4 0 0 0 μ mでリング状に形成する。

さらに、第 6図に示したように、外側のリング状透明電極 2 5から延設する第 1 の引き出し電極 1 4と、中央部円形透明電極 2 4から延設する第 4の引き出し電極 2 6とを形成する。

次に、配向膜を形成する工程に進むが、再び基本例に戻って説明する。

第 1 0図および第 1 1図に示すように、第 1の基板 1 1の第 1 の円形透明電極 1 3上と、第 2の基板 1 2の第 2の円形透明電極 1 6上に、それぞれポリィミド溶液 ( J A L S - 6 1 2 ( J S R製））からなる配向膜 2 7， 3 7を 0. 0 5 μ πι〜0.

汀正された用紙（規則 91) 0 9 / m程度、オフセット印刷機を用い塗布形成し、 2 0 0 °C〜 2 5 0 °Cの温度で 1時間〜 1 . 5時間焼成する。

このとき、配向膜 2 7は第 1の円形透明電極 1 3を完全に覆うように、配向膜 3 7は第 2の円形透明電極 1 6を完全に覆うように幾分大きく形成するが、第 1〜第 3の引き出し電極 1 4， 1 5， 1 7上には、配向膜 2 7， 3 7を膜形成しないようにする。

なお、第 1 0図の第 1の基板 1 1上および第 1 1図の第 2の基板 1 2上に付されている「Fパターン」と「逆 Fパターン」は、基板の表裏が互いに反対であることを示している。以下の図においても同様である。

その後、この配向膜 2 7， 3 7に、ラビング法によってコットンの布材で配向処理を施す。

第 1 2図に、第 1の基板 1 1上の配向膜 2 7に対するラビンダロール 2 8の位置とその進入方向を示す。

このとき、ラビンダロール 2 8の回転方向 Sは左回り方向とし、その進入方向 R は実線矢印で示すように第 1の基板 1 1に対して左から右の方向とする。

第 2の基板 1 2上の配向膜 3 7に対しても、第 1 4図に示すように、逆 Fパターンの状態でラビングロール 2 8の進入方向 Rを左から右の方向とし、第 1の基板 1 1 と重ね合わせたとき（第 1 4図の右側に示す状態で重ねあわせる）、配向膜 2 7 と 3 7の配向方向が互いに平行になるようにする。

このとき、第 1 3図および第 1 5図の模式的断面図に示すように、配向膜 2 7， 3 7に形成される第 1のプレチルト角 3 3は、ラビングロール 2 8の進入方向 Rとは逆向きになる。

ラビングの条件としては、ラビングロール 2 8のバフ材の押しこみ量を 0 . 6 m mに調整し、ロール回転数を 1 0 0 0 r p mとする。基板送り速度は、 2 5 m m / s e c として 3回往復させる。

次に、第 1 6図および第 1 7図に示すように、第 2の基板 1 2上にポジ型感光性

汀正された用紙（規則 91) レジスト（MRM— 0 0 1 / J S R製） 3 1をスピンナ法で塗布し、 0. 8 _μ π！〜 1 . 2 μ mの厚さに形成する。

その後、そのポジ型感光性レジスト 3 1を 8 0 °Cから 1 0 0 °Cで 1分から 1 0分間プレベ一クする。

次いで、第 1 8図に示すように中心部に円形の透孔 3 2 a を有する金属薄板からなるフォトマスク 3 2を、第 1 9図に示すように、ポジ型感光性レジスト 3 1上にその中心を第 2の円形透明電極 1 6の中心に合わせて配置する。そして、図示しないハロゲンランプ等の光源による 2 0 0から 3 5 O m j Z c ni ²の光量の光 3 5によって露光処理を行なう。

それによつて、フォトマスク 3 2の透孔 3 2 aに対応する部分のポジ型感光性レジスト 3 1のみが露光されて感光する。フォトマスク 3 2の透孔 3 2 aの大きさは直径 8 0 0 mから 1 0 0 0 μ mにする。また、このフォトマスク 3 2を直径 5 0 0 0 μ m程度のドーナッツ状にしてもよレ、。

露光後、現像液（C D— 9 0 2 / J S R製）に 1分から 5分間、浸積と摇動を行レ、、ポジ型感光性レジスト 3 1の感光した部分を溶解させて取り去る。

その後、 9 0 °Cから 1 2 0 °Cで、 5分から 1 5分間、炉中もしくはホットプレート上でボストべ一クし、残ったポジ型感光性レジスト 3 1を硬化させる。

それにより、第 2 0図およびその 2 1 — 2 1線に沿う模式的断面図である第 2 1 図に示すように、ポジ型感光性レジスト 3 1は、中央部に円形の開口 3 1 aが形成されてドーナツ状になり、その開口 3 1 a内に配向膜 3 7の中央部が露出する。その後、この第 2の基板 1 2に対して第 2回目のラビング処理を行なう。

このときは、第 2 2図に示すように、逆 Fパターンの状態の第 2の基板 1 2に対して、ラビンダロール 2 8を回転方向 Sのように回転させながら、進入方向 Rを垂直方向にして進入させる。この進入方向 Rは、第 1回目のラビング処理の時の進入方向に対して直交する方向である。

このようにして第 2回目のラビング処理を行なうことにより、ポジ型感光性レジスト 3 1の開口 3 1 a内に露出する配向膜 3 7に配向処理がなされ、第 2 3図および第 24図に示すように、第 1のプレチルト角 3 3 と直交する方向に傾斜した第 2 のプレチルト角 34が形成される。

その後、剥離液（C S— 1 0 0 1 ZJ S R製）に約 1分から 1 0分間浸漬して、第 2の基板 1 2上のポジ型感光性レジスト 3 1を剥離処理し、さらに約 1分間、水洗を行なう。そして乾燥させると、第 2 5図の平面図および第 2 6図の斜視図に示すようになる。

すなわち、第 2の基板 1 2上の配向膜 3 7に、第 1のプレチルト角 3 3を有するパラレル配向領域 2 2と、第 2のプレチルト角 34を有するッイスト配向領域 2 1 の 2つの配向領域が得られる。第 2 5図に示す矢印 Bと Cは、各領域の配向方向を示している。配向膜 2 7, 3 7のプレチルト角 3 3， 3 4は、クリスタルローテ一シヨン法で測定した値で 1 ° 〜2. 5° 程度になるように条件を設定する

次に、第 1図に示したように、第 1の基板 1 1上に第 1の円形透明電極 1 3を取り囲むように熱硬化型のシール材 2 0を、液晶注入口 2 0 aを設けて形成する。そして、第 1の基板 1 1上の主として熱硬化型のシール材 2 0の内側に、ギヤップ材 1 9を乾式法もしくは湿式法の散布機を用いて散布する。使用するギャップ材は、球径 7 μ m〜 1 0 μ mのプラスチックビーズもしくはシリカビーズとする。セルギヤップを均一に出すために、プラスチックビーズの場合は 1 5 0個/ mm² 〜 2 00個 Zmm²の条件で散布する。シリカビーズを使用する場合は、 5 0個/m m²〜 1 0 0個/ mm ²の条件で散布する。

一方、第 2の基板 1 2上に形成された第 2の円形透明電極 1 6に接続している第 3の引き出し電極 1 7 (第 2 5図参照）上に導電接着材 1 8 (第 1図参照）をスクリーン印刷法で形成する。

このとき、導電接着材 1 8 としては、銀ペースト A— 7 0 0 (東洋インキ製）を用い、直径約 2 5 0 μ m程度の大きさに形成する。

その後、第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2を所定のァライメントマーク（図示せず）を用いて、互いに円形透明電極 1 3， 1 6および配向膜 2 7， 3 7を形成した面を対向させて重ね合わせる。

このとき、シール材 2 0を硬化させるために、重ね合わせた第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2を、エアバックを使用して、 0 . 4〜1 . 2 k g / c m ²の圧力を加え、 1 2 0 °C〜 1 6 0 °Cの温度で、 1〜2時間、炉の中で焼成する。

その後、シール材 2 0の液晶注入口 2 0 aから、第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2の間隙に、室温で真空注入法によってピッチが 9 0 μ m以上のツイストネマティック液晶を注入した後、液晶注入口 2 0 aを封口材で封口する。その液晶としては、例えば C Z— 4 6 1 6 (チッソ石油化学社製）を使用する。

このように、第 1 の基板 1 1 と第 2の基板 1 2を重なるように貼り合わせると、ッイスト配向領域 2 1では液晶層を挟む上下の配向膜の配向方向が直交するため、液晶層は 9 0度ツイスト配向となり、パラレル配向領域 2 2では液晶層を挟む上下の配向膜の配向方向が平行しているため、液晶層はホモジニァス配向となる。

これによつて、基本例の超解像光学素子パネルが完成する。なお、第 6図および第 7図に示した超解像光学素子パネルを製造する場合も、配向膜を形成する工程以降の各工程は、第 2の基板 1 2上の配向膜 3 7を中央部円形透明電極 2 4とリング状透明電極 2 5上に形成する以外は、上述した基本例の場合と全く同様である。

第 4図および第 5図に示した超解像光学素子パネルを製造する場合には、上述した基本例におけるシール材を形成する工程に代えて、第 1の基板 1 1上の第 1の円形透明電極 1 3を取り囲み、且つ第 2の引き出し電極 1 5上も通るように、異方性導電シール材 2 3 (第 4図および第 5図参照）を形成し、第 2の基板 1 2側への導電接着剤 1 8の形成は不要にする点だけがことなる。

〔多数個取りの製造方法：第 2 7図から第 3 4図〕

ところで、上述した超解像光学素子パネルの製造方法は、超解像光学素子パネルを 1個単位で製造するように図示して説明したが、実際には、 1対のガラス基板によって、一度に多数個の超解像光学素子パネルを形成する。

その場合の基本例の超解像光学素子パネルの製造方法について、第 2 7図から第 3 2図によって説明する。

この場合には、多数個取り用の第 1の基板 1 と第 2の基板 2を用意し、一度に 4 8個の超解像光学素子パネル用の第 1の円形透明電極 1 3 と第 1 , 第 2の引き出し電極 1 4 , 1 5を、第 1 の基板 1上に形成し、第 2の円形透明電極 1 6 と第 3の引き出し電極 1 7を、第 2の基板 2上に形成するが、その工程の内容は前述した第 1 の基板 1 1上と第 2の基板 1 2上に形成する場合と同様なので、詳細な説明は省略する。

各電極上に配向膜 2 7， 3 7を形成し、それをラビング法によつそれぞて配向処理する工程も、前述の場合と同様である。

その配向処理を終えた状態から、第 2 7図に示すように、第 1の基板 1上の個々の超解像光学素子パネルを形成する各第 1 の円形透明電極 1 3をそれぞ囲むように、熱硬化型のシール材 2 0を形成する。そのシール材 2 0は、第 2 8図に 1個分の領域を拡大して示すように、液晶注入口 2 0 aを有する C型もしくはコの字型のバターンに形成する。

さらに、個々のシール材 2 0で囲まれている液晶パネル全体を取り囲むように、第 2 7図に示す第 2のシール材 2 9をパターンを形成する。その第 2のシール材 2 9にも複数の液晶注入口 2 9 aを設ける。

次に、第 2 9図に示すように、第 1の基板 1上にギャップ材 1 9を乾式法もしくは湿式法の散布機を用いて散布する。使用するギャップ材は、球径 7 μ ιη〜 1 0 mのプラスチックビーズもしくはシリ力ビーズとする。

このとき、セルギャップを均一に出すために、プラスチックビーズを 1 5 0個/ m m ²〜 2 0 0個 Z m m ²の条件で散布する。シリカビーズを使用する場合は、 5 0 個 m m ²〜 1 0 0個 Z m m ²の条件で散布する。

第 3 0図は、そのギャップ材 1 9を散布した後の状態を示す、 1個分の領域の拡大図である。

次に、第 3 1図に示すように、第 2の基板 2上に形成された第 2の円形透明電極 1 6に接続している第 3の引き出し電極 1 7に、導電接着材 1 8をスクリーン印刷法で形成する。第 3 2図は、その導電接着材 1 8を形成した状態を示す、 1個分の領域の拡大図である。

このとき、導電接着材 1 8 としては、銀ペースト A— 7 0 0 (東洋ィンキ製）を用い、直径約 2 5 0 μ m程度の大きさに形成する。

その後、第 2の基板 2と第 1の基板 1を所定のァライメントマーク（図示せず）を用いて重ね合わせる。

このとき、個々のシール材 2 0と第 2のシール材 2 9を硬化させるために、重ね合わせた基板 1 , 2に、エアバックを使用して 0. 4〜 1. 2 k gZ c m²の圧力を加え、 1 20°C〜 1 6 0°Cの温度で、 1〜 2時間、炉の中で焼成する。

その後、真空注入法によって、第 2のシール材 2 9の液晶注入口 2 9 aから、ピッチが 90 /Z m以上のッイストネマティック液晶、例えば C Z - 4 6 1 6 (チッソ石油化学社製）を室温にて基板 1 , 2間に注入する。

このとき、注入する液晶の 2 5°Cにおける各波長にたいする屈折率差 Δ nは、使用するレーザ光の波長である 7 80 n mの値により調整する。 C Z 6 4 1 6 (チッソ石油化学製）の液晶では、 7 8 0 n mの波長 λにおける Δ nが 0. 1 7 2 7 9である。このとき、液晶パネルのセルギャップ dは、以下の（ 1) 式を用いて設計をした。そして、 1 0. 0 μ m以上を目的値とした。

Δ n d/ λ≥ 1. 9 6 3 ( 1 )

その後、第 1の基板 1 と第 2の基板 2を、個々のシール材 20のパターン形状に適した所定のパネルサイズで個々の大きさに切断し、液晶注入孔 2 0 aを塞ぐために UV接着剤で封孔を行い、 4 8個の超解像光学素子パネル 1 0が完成する。

さらに、これらのパネルを所定のケースに入れ、第 1の基板 1 1 と第 2の基板 1 2の裏面に、 7 8 0 nmの波長をもつレーザ光以外の波長の光を反射する膜をディッビング法により膜形成してもよレ、。

このときの液として、例えば L— 2 0 1 (日産化学社製）を用い、 1 0 0 °Cで 2 時間、炉内で焼成すると、レーザ光に対する反射率は 2 %以下になる。

第 6図および第 7図に示した超解像光学素子パネルを製造する場合も、上述した製造方法と同様にして、一度に多数個の超解像光学素子パネルを製造することができる。

第 4図および第 5図に示した超解像光学素子パネルを多数個取りで製造する場合には、第 3 3図および第 3 4図（ 1個分の領域の拡大図）に示すように、個々の超解像光学素子パネルを形成する領域のシール材として、第 1の円形透明電極 1 3を囲み、且つ第 2の引き出し電極 1 4上も通るように、異方性導電シール 2 3をバタ —ン形成して、導電接着剤 1 8を兼ねるようにするほかは、前述の各工程と同様である。

多数個取りの個数は 4 8個に限るものではなく、任意の個数に設定することができる。

〔超解像光学素子パネルの作用：第 3 5図および第 3 6図〕

第 3 5図は、超解像光学素子パネル 1 0に電圧を印加していない状態の模式的な斜視図を示す。

ッイストネマティック液晶 3に電圧が印加されていない状態では、その液晶分子は、第 1 , 第 2の円形透明電極 1 3， 1 6の中央部付近のツイスト配向領域 2 1では、 9 0 ° ツイスト配向し、その外側のリング状のパラレル配向領域 2 2では、パラレル配向している。

7 8 0 n mレーザ光 3 8は、第 3 5図に示すように、第 1 の基板 1 1 の背面より入射し、第 2の基板 1 2の前面より出射する。

このとき、第 1 の基板 1 1の背面と第 2の基板 1 2の前面に偏光板を配置し、その吸収軸を互いに平行に配置して、第 2の基板 1 2側から見ると、中心部のッイスト配向部 2 1は黒くなり、その外側のリング状のパラレル配向部 2 2は白くなる。これとは逆に、両側の偏光板の吸収軸を交差させて配置したときには、中心部のッィスト配向部 2 1は白くなり、リング状のパラレル配向部 2 2は黒くなる。

第 3 6図は超解像光学素子パネル 1 0に電圧を印加した時の模式的な斜視図を示す。この場合には、第 1の円形透明電極 1 3 と第 2の円形透明電極 1 6に挟まれたツイストネマティック液晶 3には電圧が印加されるため、その液晶分子は、図示のように全てホメォト口ピック配向し、レーザ光 3 8はそのまま通過する。

つぎに、第 3 7図に効果を測定するための装置系を示す。

まず、コリメータレンズ 4 0 のつぎに超解像光学素子パネル 1 0を配置し、そのうしろに、対物レンズ 4 2を介してハーフミラ一 4 1を配置する。さらに、そのつぎに光ディスク（D V D又は C D R ) 4 5を配置する。またーフミラー 4 1力ら垂直方向の上方に検出器 4 3を配置する。コリメ一タレンズ 4 0の手前側にレーザ光源 3 6を配置する。

超解像光学素子パネル 1 0に電圧無印加時（以下「電圧 O F F時」という）に、レーザ光源 3 6から発した 7 8 0 n mレーザ光 3 8は、コリメタリ一レンズ 4 0を透過して超解像光学素子パネル 1 0を通過する。

その後、対物レンズ 4 2を通り、フミラー 4 1で分けられて、検出器 4 3上と光ディスク 4 5上の点 F 1に焦点を結ぶ。フミラー 4 1 と偏光板 4 4を通つた光は、検出器 4 3に受光される。

このときのビームスポットプロファイルを第 3 8図に示す。これは、 6 5 0 n m レーザ光を使用する D V D用の光量で光ディスク 4 5上の F 1の位置に焦点を結ぶことになる。

つぎに、超解像光学素子パネル 1 0に電圧が印加された時（以下「電圧〇N時」という）には、 7 8 0 n mレーザ光 3 8は超解像光学素子パネル 1 0と対物レンズ 4 2を通過し、検出器 4 3 と光ディスク 4 5の F 1 の位置に焦点を結ぶ。このときの F 1の位置での光量は約 2倍になり、検出器 4 3でのビ一ムスポットプロフアイルは第 3 9図に示すようになる。

丁正された用紙（規則 91 ) これは、 7 8 0 nmレーザ光 3 8を使用する C D R用の光量で F 1に焦点を結ぶことになる。

この超解像液晶光学素子パネル 1 0への電圧の印加を ONZO F Fスィツチによつて切り替えるだけで、 7 8 0 n mの波長を持つ 1つのレーザ光で、光量の強度の切り替えを達成でき、 DVDと CD R用の光ピックアップの切り替えが可能になる。産業上の利用可能性

以上説明してきたように、この発明による超解像光学素子パネル製造方法によれば、焦点距離あるいは照射光量を容易に可変できる超解像光学素子パネルを、比較的簡単に且つ確実に製造することができる。したがって、超解像光学素子パネルを実用化することが可能になり、例えば、光ディスク装置の光ピックアップを、 DV D用と C D兼用にすることができ、 DVDと CDに兼用の光ディスク装置を小型化するとともに、安価に提供することが可能になる。

Claims

請求の範囲

1 . いずれも透明な第 1の基板と第 2の基板とを用意する工程と、

前記第 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程と、

前記第 2の基板上に前記第 1の円形透明電極より大きい第 2の円形透明電極を形成する工程と、

前記第 1 の基板上の少なくとも前記第 1の円形透明電極を覆う範囲と、前記第 2 の基板上の少なくとも第 2の円形透明電極を覆う範囲に、それぞれ配向膜を形成する工程と、

その各配向膜にラビンダロールによってそれぞれ第 1の方向にラビング処理を施し、前記第 1の円形透明電極と前記第 2の円形透明電極とを対向させたときに、前記各配向膜のプレチルト面が平行になるようにする工程と、

前記第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、中心部に円形の開口を有するドーナツ状のレジストを形成する工程と、

前記レジス卜の開口内に露出する前記配向膜に、ラビンダロールによって前記第 1の方向と直交する第 2の方向にラビング処理を施す工程と、

その後、前記レジストを前記第 2の基板上から剥離する工程と、

前記第 1の基板上に前記第 1の円形透明電極を取り囲むようにシール材を形成する工程と、

その第 1の基板上の前記シール材で囲まれた領域にギヤップ材を散布する工程と、前記各工程を経た前記第 1の基板と第 2の基板とを、前記第 1の円形透明電極と前記第 2の円形透明電極とがその中心を一致させて対向し、前記各配向膜の前記ラビング処理の第 1の方向が一致するように対向させ、前記ギャップ材を介して重ねて張り合わせる工程と、

前記第 1の基板と前記第 2の基板との間の前記シール材によって囲まれた空間内にッイストネマティック液晶を注入する工程とを有する超解像光学パネルの製造方法。

2 . 請求の範囲第 1項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 1 の基板上に前記第 1 の円形透明電極を形成する工程において、該第 1 の基板上に、前記第 1 の円形透明電極を外部端子と接続するための第 1 の引き出し電極と、孤立した第 2の引き出し電極も形成し、

前記第 2の基板上に前記第 2の円形透明電極を形成する工程において、該第 2の基板上に、前記第 2の円形透明電極を前記第 2の引き出し電極と接続させるための第 3の引き出し電極も形成し、

前記ギヤップ材を散布する工程の次に、前記第 2の基板上に形成された前記第 3 の引き出し電極に導電接着剤を設ける工程を有し、

前記第 1の基板と第 2の基板とを重ねて張り合わせる工程において、前記導電接着剤によって、前記第 2の引き出し電極と前記第 3の引き出し電極とを接続する、超解像光学パネルの製造方法。

3 . 請求の範囲第 1項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 2の基板上に前記第 2の円形透明電極を形成する工程で、該第 2の基板上に、前記第 2の円形透明電極を前記第 2の引き出し電極と接続させるための第 3の引き出し電極も形成し、

前記第 1の基板上にシール材を形成する工程で、前記第 1の円形透明電極を取り囲み且つ前記第 2の引き出し電極上も通るように異方性導電シール材を形成し、前記第 1 の基板と第 2の基板とを重ねて張り合わせる工程において、前記異方性導電シール材によって、前記第 2の引き出し電極と前記第 3の引き出し電極とを接

訂正された用紙（規則 91) 続する、

超解像光学パネルの製造方法。

4 . 請求の範囲第 1項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 1 の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程で、第 1 の円形透明電極として、中央部の小さい円形透明電極とその外側に間隙を置いてリング状の透明電極とを形成する超解像光学パネルの製造方法。

5 . 請求の範囲第 2項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程において、該第 1の円形透明電極として、中央部の小さい円形透明電極とその外側に間隙を置いてリング状の透明電極とを形成するとともに、その小さい円形透明電極とリング状の透明電極とをそれぞれ外部端子と接続するための第 4の引き出し電極および第 1の引き出し電極と、孤立した第 2の引き出し電極を形成する、超解像光学パネルの製造方法。

6 . 請求の範囲第 3項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記 1の基板上に第 1の円形透明電極を形成する工程において、該第 1の円形透明電極として、中央部の小さい円形透明電極とその外側に間隙を置いてリング状の透明電極とを形成するとともに、その小さい円形透明電極とリング状の透明電極とをそれぞれ外部端子と接続するための第 4の引き出し電極および第 1の引き出し電極と、孤立した第 2の引き出し電極を形成する、超解像光学パネルの製造方法。

7 . 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれか一項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、中心部に円形の開口を有するドーナツ状のレジストを形成する工程は、

汀正された用紙（規則 91) 前記第 2の基板のラビング処理を施した配向膜上に、ポジ型感光性レジストを塗布し、

その後、前記第 2の基板を現像液に浸漬して前記ポジ型感光性レジストを現像して、露光された中央部の円形部分を溶解させ、

前記ポジ型感光性レジストの残ったドーナツ状の部分をべ一クして硬化させることにより、ドーナツ状のレジストを形成する工程である

超解像光学パネルの製造方法。

8 . 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれか一項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

1対の透明な第 1の基板と第 2の基板を用いて、一度に多数個の超解像光学パネルを形成し、

前記第 1の基板上に前記第 1 の円形透明電極を取り囲むようにシール材を形成する工程では、個々の超解像光学パネルの第 1の円形透明電極を取り囲むように、それぞれ液晶の注入口を有する第 1のシール材を形成すると共に、全ての超解像光学パネルの形成領域をまとめて取り囲むように、液晶の注入口を有する第 2のシール材を形成し、

前記第 1 の基板と前記第 2の基板との間の前記シール材によって囲まれた空間内にッイストネマティック液晶を注入する工程では、前記第 2のシール材の注入口からッイストネマティック液晶を注入することにより、前記第 1のシール材の各注入口を通して全ての超解像光学パネルの前記第 1のシール材によって囲まれた空間内に前記ツイストネマティック液晶を注入し、

その後、前記第 1の基板と前記第 2の基板を個々の超解像光学パネルのサイズに切断し，その切断された各超解像光学パネルの前記第 1のシール材の注入口を接着

訂正された用紙（規則 91) 剤で封口する、

超解像光学パネルの製造方法。

9 . 請求の範囲第 7項に記載の超解像光学パネルの製造方法であって、

前記第 1 の基板上に前記第 1の円形透明電極を取り囲むようにシール材を形成する工程では、個々の超解像光学パネルの第 1の円形透明電極を取り囲むように、それぞれ液晶の注入口を有する第 1のシール材を形成すると共に、全ての超解像光学パネルの形成領域をまとめて取り囲むように、液晶の注入口を有する第 2のシール材を形成し、

前記第 1の基板と前記第 2の基板との間の前記シール材によって囲まれた空間内にッイストネマティック液晶を注入する工程では、前記第 2のシール材の注入口からッイストネマティック液晶を注入することにより、前記第 1のシール材の各注入口を通して全ての超解像光学パネルの前記第 1のシール材によって囲まれた空間内に前記ツイストネマティック液晶を注入し、

その後、前記第 1の基板と前記第 2の基板を個々の超解像光学パネルのサイズに切断し，その切断された各超解像光学パネルの前記第 1のシール材の注入口を接着剤で封口する、

超解像光学パネルの製造方法。

訂正された用紙（規則 91)