配向膜の製造方法および装置ならびにそれを用いる光学素子

【課題】光学ピックアップにおける光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子などに用いられ、液晶の表層に接触して所定の方向に配向させるための配向膜を作製するにあたって、簡易かつ高精度に液晶材料を配向させられるようにする。
【解決手段】基板３上に光の入射方向に配向する光反応官能基を含む樹脂層７を積層し、点光源４を点灯させて配向させるにあたって、リング状の開口５ａを有する遮光部材５によって、点光源４の直下および外周側を除き斜光を照射し、外周側はリング状のミラー６によって略平行光を照射する。したがって、このようにして成る配向膜を液晶層に接触させて配向させると、大略的に光軸を基点として放射状に延びて、かつ光軸付近で面方向に倒れ、光軸から離れる程厚み方向に起立させてゆくことができ、簡易かつ高精度に、複屈折異方性を打ち消すように液晶を配向させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ピックアップの光学素子などに用いられる配向膜の製造方法および装置ならびにそれを用いる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスクの光学系では、光源から発せられた直線偏光の光は、ビームスプリッタを素通し、１／４波長板を通過することで円偏光となった後、集光レンズで集光されて前記光ディスクに照射され、反射光は、入射光路を逆に辿り、１／４波長板を通過後、入射光とは９０度回転した直線偏光となり、偏光ビームスプリッタで入射光路とは別の方向に反射されて受光器で受光されるようになっている。
【０００３】
その系において、光ディスクには入射光は集光光として入射するので、光軸から離れた外側程入射角度が大きく、光ディスクが不要の複屈折異方性を持つと、前記外側程複屈折が大きくなり、円偏光で入射した光が、反射後楕円偏光になってしまう。これによって、光量の低下だけでなく、スポット光のサイズが大きくなり、分解能を低下させる。そこで、そのような複屈折異方性を打ち消すような、外側程光の位相が進む複屈折補正素子が、前記１／４波長板と光ディスクとの間に介在される。このような光学ピックアップの構造および機能は、特許文献１などに詳しく説明されている。
【特許文献１】特開２００５−３３２４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、複屈折補正機能は、液晶を配向させることで実現しており、その配向は、選択的なラビング、液晶材料の選択、液晶への印加電圧の調整によって実現されている。したがって、マスクラビング法のようなリソグラフィ工程を用いると、工数が掛かり、大量生産時にはコストがかかるとともに、ラビングを適用できる形状には制約があり、完全な放射状や同心状にできないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、簡易かつ高精度に一軸の屈折率異方性を有する材料を配光させることができる配向膜の製造方法および装置ならびにそれを用いる光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配向膜の製造方法は、一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触して前記材料を配向させる配向膜の製造方法において、光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂層を基板上に積層する工程と、前記樹脂層に軸対称の入射角で光を照射する工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の配向膜の製造装置は、一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触して前記材料を配向させる配向膜の製造装置において、光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂層を積層する基板と、前記樹脂層の中心上に配置されて前記樹脂層に光照射を行う光源と、前記光源からの光を前記樹脂層に軸対称の入射角で照射し、ミラーと遮光部材と凸レンズとの少なくとも何れか１つとを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、光学ピックアップにおける光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子などに用いられ、液晶などの一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層の表層に接触して前記材料を所定の方向に配向させる（プレチルト角を与える）ための配向膜を作製するにあたって、光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂を用い、その樹脂による層を、ガラス、石英、プラスチック等の基板上にスピンコート、流延、スクリーン印刷等の任意の手法で積層した後、前記樹脂層に軸対称の入射角で光を照射して、前記光反応官能基を配向させる。前記光反応官能基としては、Ｎ＝Ｎ結合およびＣ＝Ｃ結合から選ばれた少なくとも１つの二重結合を有し、光照射によって反応を起こすものであり、これを含む樹脂としては、ビニル重合体、縮合重合体、付加重合体等を用いることができる。
【０００９】
また、前記のような光照射方法としては、光源を前記樹脂層の中心上に配置し、その光源からの光を、ミラーと遮光部材と凸レンズとの少なくとも何れか１つを用いて前記樹脂層に照射することで、軸対称の入射角で照射するようにして行う。好ましくは、前記軸対称の入射角が、軸からの距離によって異なる部分を有するようにする。
【００１０】
たとえば、点光源からの光を、リング状の開口を有す遮光部材を介して樹脂層へ照射するとともに、その点光源からの光をリング状のミラーで反射させて樹脂層へ照射することで実現でき、樹脂層には、リング状のミラーによって外周部付近は略垂直（深い入射角）に光が入射し、その内周側は点光源から斜め（浅い入射角）に光を入射させることができ、光軸付近は遮光することができる。或いは、円板状の前記第２の樹脂の層よりも外方側に配置した光源を用いることで斜光を発生させ、さらにその光の一部をミラーで樹脂層の方向へ反射することで前記略垂直光を発生させるとともに、前記リングの中心となる位置を軸として円板状の樹脂層を回転させ、または光源およびミラーを円板状の樹脂層の周囲を周回させることで実現することができる。なお、前記軸対称の入射角で光を照射する工程と、光軸付近を除き斜光を照射する工程とは、同時に、または逆の順序で行われてもよい。さらにまた、凹面形状のミラーを点光源に対して基板とは反対側に設けるとともに、必要に応じて凸レンズを設け、前記樹脂層を、そのミラーや凸レンズの焦点からずれて配置することで、樹脂層には、外周部付近は斜め（浅い入射角）に光を入射させることができ、内周側は略垂直（深い入射角）に入射させることができる。
【００１１】
したがって、このような配向膜を一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触させて前記材料を配向させる（プレチルト角を与える）と、該材料を、大略的に光軸を基点として放射状に延びて、かつ光軸付近で面方向に倒れ、前記光軸から離れる程厚み方向に起立させてゆくことができる。こうして、簡易かつ高精度に一軸の屈折率異方性を有する材料を配向させることができ、該配向膜を前記複屈折補正素子に用いた場合には、通過する光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。
【００１２】
また、本発明の光学素子は、対を成す基板の少なくとも一方の対向面側に前記の製造方法で作製された配向膜を有し、前記一軸の屈折率異方性を有する材料は液晶であり、光ディスクの複屈折補正素子として用いられ、リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆき、その状態で固形化した樹脂によって固定化されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向膜を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができる。そして、前記樹脂を光硬化性の樹脂で実現して光硬化させるなどしてその状態で固形化させ、必要に応じて前記電極を撤去するなどして前記光学素子を完成させる。
【００１４】
したがって、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の配向膜の製造方法および装置は、以上のように、光学ピックアップにおける光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子などに用いられ、液晶などの一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層の表層に接触して前記材料を所定の方向に配向させる（プレチルト角を与える）ための配向膜を作製するにあたって、光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂を用い、その樹脂による層を基板に積層した後、軸対称の入射角で光を照射して、前記光反応官能基を配向させる。
【００１６】
それゆえ、このような配向膜を一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触させて前記材料を配向させると、該材料を、大略的に光軸を基点として放射状に延びて、かつ光軸付近で面方向に倒れ、前記光軸から離れる程厚み方向に起立させてゆくことができ、簡易かつ高精度に一軸の屈折率異方性を有する材料を配向させることができる。
【００１７】
また、本発明の光学素子は、以上のように、前記一軸の屈折率異方性を有する材料として液晶を用い、光学ピックアップにおいて光ディスクの複屈折補正素子として用いられる光学素子において、前記の配向膜を用いるとともに、リング状の電極、好ましくは光出射側をべた電極、入射側を前記リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆくことができ、その状態で前記樹脂を固形化させ、必要に応じて前記電極を撤去するなどして前記光学素子を完成させる。
【００１８】
それゆえ、光ビームの光軸側よりも外周側での位相が進み、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上できる光学素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る配向膜の製造装置１および製造方法を説明するための断面図である。この製造装置１は、基台２と、前記基台２上に搭載される円板状の基板３と、前記基板３の中心上に配置される点光源４と、前記点光源４と基板３との間に介在され、リング状の開口５ａを有する遮光部材５と、前記遮光部材５よりも大径のリング状に形成され、前記点光源４を外囲するように配置されるミラー６とを備え、光軸８に対して対称に構成される。前記基板３は、ガラス、石英、プラスチック等から成り、基台２から着脱自在であり、取外された状態で、スピンコート、流延、スクリーン印刷等の任意の手法で、配向膜となる樹脂層７が積層される。
【００２０】
その後、前記基板３を基台２にセットした後、前記点光源４を点灯させて前記樹脂層７に光照射を行い、該樹脂層７の前記光反応官能基を配向させる。ここで、遮光部材５は、その平面を図２で示すように、上述のようにリング状の開口５ａを有する。したがって、点光源４からの光は、図１で示すように、点光源４の直下（光軸８付近）では内周側の第１の遮光板５ｂによって遮光され、基台２の外周付近では第２の遮光板５ｃによって遮光され、樹脂層７側に照射されるのはそれらの間の領域だけとなり、樹脂層７には斜めに光が入射することになる。
【００２１】
一方、図３で示す前記ミラー６は、図２の遮光部材５と比較して明らかなように、遮光部材５よりも大径のリング状に形成され、図１で示すように前記点光源４を外囲するように配置される。そして、基板３（樹脂層７）に対しては点光源４とほぼ等しい高さで、かつ前記点光源４からの光を基板３側にリング状の略平行光として反射するように、その高さに応じた角度に設置される。
【００２２】
このように構成することで、樹脂層７には、リング状のミラー６によって外周部付近は略垂直（深い入射角）に光が入射し、その内周側は点光源４から斜め（浅い入射角）に光を入射させることができ、光軸８付近は遮光することができる。これによって、図４で示すように、光反応官能基７ａは、大略的に光軸８を基点として放射状に延びて、かつ光軸８付近で面方向に倒れ、前記光軸８から離れる程厚み方向に起立させてゆくことができる。図４（ａ）は光照射後の樹脂層７の平面図であり、図４（ｂ）は断面図である。こうして、簡易かつ高精度に光反応官能基７ａを配向させることができる。
【００２３】
上述の説明では、単一の点光源４を用いて、遮光部材５によってリング状の斜光を発生し、ミラー６によってリング状の略平行光を発生し、同時に照射するようにしたけれども、たとえばミラー６の代りにリング状の光源を用いるなどして、個別に照射するようにしてもよく、その場合、何れか一方を先に照射し、他方を後に照射するようにしてもよい。
【００２４】
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の第２の形態に係る配向膜の製造装置１１および製造方法を説明するための断面図である。この製造装置１１は、前述の製造装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この製造装置１１では、前記点光源４の直下にはプリズム１２が設けられており、そのプリズム１２の外周部に前述の遮光部材５の第１の遮光板５ｂに対応する遮光部材１５の第１の遮光板１５ｂが嵌め込まれ、軸線８方向の断面で５角形の頂部が面取りされた形状に形成されるプリズム１２のその面取りされた部分に、前述の第２の遮光板５ｃに対応する第２の遮光板１５ｃが貼付けられていることである。そして、前記点光源４からの光は前記５角形の底部から入射し、斜面から出射して樹脂層７に斜めに入射し、前記点光源４の直下は第１の遮光板１５ｂで遮光され、基台２の外周付近では第２の遮光板１５ｃによって遮光される。
【００２５】
このように構成することで、樹脂層７に入射する斜光の角度を決定する遮光部材５と点光源４との高さ調整を容易に行うことができるとともに、入射角を高精度に制御することができ、或いは樹脂層７、すなわち配向膜の大きさが異なる場合に、容易に対応することができる。
【００２６】
［実施の形態３］
図６および図７は、本発明の実施の第３の形態に係る配向膜の製造装置２１および製造方法を説明するための断面図および平面図である。この製造装置２１は、前述の製造装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この製造装置２１では、前記遮光部材５が設けられておらず、代りに前記基台２に対応するターンテーブル２２の外方側に配置した光源２４およびミラー２５を用いることで前記ターンテーブル２２の内周側および外周側を除く中間領域にスリット状の前記斜光を発生させ、さらにその光の一部をターンテーブル２２の外周上に配置したミラー２６で樹脂層７の方向へ反射することで前記略平行光を発生させるとともに、前記の光軸８に一致する軸を回転軸２８として、モータ２３によって、前記ターンテーブル２２、したがって基板３および樹脂層７を回転させることで、前記略平行光および斜光をリング状に照射することである。
【００２７】
このように構成してもまた、簡易かつ高精度に光反応官能基７ａを配向させることができる。また、前述の遮光部材５，１５、プリズム１２およびミラー６は、光軸８に対して傾くと、樹脂層７に対して偏心して（非対象に）光照射が行われてしまうのに対して、ターンテーブル２２によって回転させながら光照射を行うことで、均一な（対象な）光照射を行うことができる。また、図示していないけれども、前述の遮光部材５やプリズム１２を樹脂層７上に支持するには、点光源４から樹脂層７の照射領域までの間に、それを横切るステーなどが必要になるのに対して、ターンテーブル２２の外方側に光源２４、ミラー２５およびミラーを配置することで、図７で示すように、それらを支持する支持部材２８による陰の発生を抑える構造とすることができる。また、たとえ陰が発生したとしても、回転させながら光照射を行うことで、照射むらとなることを抑えることができ、前記支持部材２８を強化（太くするなど）して、照射位置の精度を高めることもできる。
【００２８】
なお、前述の製造装置１，１１のように光軸８の中心側から光照射を行う場合と、この製造装置２１のように外方側から光照射を行う場合とで、前記光反応官能基７ａの配向方向は、特に樹脂層７の外周側で逆相となる。しかしながら、微小な長さの前記光反応官能基７ａによって、後述するように配向される液晶の光透過の作用には、大きな差が生じることはない。また、基板３および樹脂層７側を回転させるのではなく、前記ターンテーブル２２を前述の基台２とし、該基台２の周囲に敷設した環状の軌条上を、光源２４、ミラー２５およびミラー２６を搭載した台車が周回して光照射を行うようにしてもよい。
【００２９】
［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置３１および製造方法を説明するための断面図である。この製造装置３１は、前述の製造装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この製造装置３１では、前記点光源４と樹脂層３７との間にはリング状の遮光部材３５が介在され、点光源４に対して基板３とは反対側にはミラー３６が配置され、これらに合わせて前記樹脂層３７としては、光の入射方向とは交差する方向に配向するネガ型の光反応官能基を含む樹脂が用いられることである。
【００３０】
そして、ミラー３６は、前記光軸８での断面が放物線形状であり、該ミラー３６による反射光は、焦点３４において一旦集光した後に分散してゆき、光軸８付近では垂直（深い入射角）に近い角度で、光軸８から離れる程斜め（浅い入射角）に入射させることができ、また点光源４からの直達光は前記遮光部材５によって光軸８付近だけに絞ることができる。このように構成することで、前記ネガ型の光反応官能基を、前述の図４で示す光反応官能基７ａと同様に、大略的に光軸８を基点として放射状に延びて、かつ光軸８付近で面方向に倒れ、前記光軸８から離れる程厚み方向に起立させてゆくことができる。
【００３１】
前記ミラー３６は、光軸８に対して対称で、かつ樹脂層３７上の照射すべき領域で極端に明暗の差が生じない形状であればよく、その形状および樹脂層３７の面積（大きさ）などに合わせて該樹脂層３７の配置位置を適宜調整すればよい。たとえば、図９で示す製造装置３１ａでは、ミラー３６ａは、光軸８での断面が楕円の一方の焦点３４ａ側を切り落としたような形状で、前記点光源４が他方の焦点側に配置され、一方の焦点３４ａ位置よりも手前（点光源４）側、すなわち前ピン位置に樹脂層３７が配置されている。この場合も前記図８で示す製造装置３１と比べて、樹脂層３７における光反応官能基は逆相に配向されるけれども、液晶の光透過の作用には、大きな差が生じることはない。
【００３２】
また、図１０で示す製造装置３１ｂでは、同じミラー３６ａが使用され、一方の焦点３４ａ位置よりも後方（点光源４とは反対）側、すなわち後ピン位置に樹脂層３７が配置されている。
【００３３】
さらにまた、図１１で示す製造装置４１では、ミラー４６の焦点位置に点光源４が配置され、該ミラー４６から樹脂層３７側へは平行光が放射されて、その平行光が凸レンズ４３によって集光され、その凸レンズ４３の焦点４４位置よりも後方（点光源４とは反対）側、すなわち後ピン位置に樹脂層３７が配置されている。同様に、図１２で示す製造装置４１ａでは、前記ミラー４６に凸レンズ４３を使用して、ミラー４６の焦点４４位置よりも前方（点光源４）側、すなわち前ピン位置に樹脂層３７が配置されている。前記後ピン位置に樹脂層３７が配置される製造装置４１の場合、凸レンズ４３の代りにズームレンズを採用するとともに、絞り４５を設け、絞り径一定で焦点距離を変えることで、開口数を変化させることができる。すなわち、樹脂層３７の外周側での光の入射角度を変えることができる。
【００３４】
このように本発明では、樹脂層７，３７の面方向の中心位置に光軸８が略一致し、かつ前記光軸８上で前記樹脂層７，３７表面から離間して焦点が位置するように、非偏光の集光光または分散光をリング状の遮光部材３５を介して照射するようにすればよい。
【００３５】
［実施の形態５］
図１３および図１４は、本発明の実施の第５の形態に係る光学素子５０の製造工程を説明するための模式的な断面図である。この光学素子５０は、前述の図１〜図１２で示す製造装置１，１１，２１，３１，３１ａ，３１ｂ，４１，４１ａによって、樹脂層７，３７に光照射することによって作製された配向膜５１，５２を用いて、以下のようにして構成される。この光学素子５０は、前記特許文献１で示すような光学ピックアップに搭載され、前記光ディスクの複屈折補正素子として用いられる。
【００３６】
注目すべきは、この光学素子５０では、対を成す基板５３，５４の対向面側に前記の配向膜５１，５２をそれぞれ有し、それらの間には液晶を含有した光硬化樹脂５５および適宜図示しないスペーサが充填されとともに、外周部がシール部材５６によって気密に封止された後、前記光硬化樹脂５５が以下に示すようにして硬化されることである。
【００３７】
すなわち、図１３で示すように、前記基板５３，５４の外表面側（配向膜５１，５２とは反対側）には、電極５７，５８が形成されたダミー基板５９，６０がそれぞれ積層され、前記電極５７，５８間に電源６１から電圧が印加され、該電極５７，５８間に電界が発生している状態で前記光硬化樹脂５５に紫外線が照射されて固形化される。前記ダミー基板５９および電極５７と、前記ダミー基板６０と電極５８との内、少なくとも一方は前記紫外線に対して透明であり、その透明である側の基板側から前記紫外線照射が行われる。また、前記基板５３，５４は、前記光ディスクへの照射光に対して透明である。前記光硬化樹脂５５に代えて、熱硬化樹脂が用いられてもよい。
【００３８】
前記電極５７，５８の一方（図１３および図１４では５７）は基板５３，５４の外周縁に臨んで形成されるリング状の電極であり、前記電極５７，５８の他方（図１３および図１４では５８）はべた電極である。そして、電源６１は、所定期間は交流を印加して液晶を活性化させた後、前記の光硬化中および光硬化前の所定時間に亘っては直流を印加する。前記の形状の電極５７，５８間に電圧を印加することで、図１５において参照符号６２で示すような電界が生じる。そして、その電界は、電極５７，５８が対向している該光学素子５０の周縁部側で強く、中心部側で弱くなる。
【００３９】
したがって、先ず、前述のようにして作製された配向膜５１，５２を一軸の屈折率異方性を有する材料である液晶分子５５ａを含む前記光硬化樹脂５５に接触させることで、図１５および図１６で示すように、前記液晶分子５５ａを、大略的に光軸８を基点として放射状に延びて、かつ光軸８付近で面方向に倒れ、前記光軸８から離れる程、同心円状に傾きを揃えて、厚み方向に起立させてゆく（プレチルト角を与える）ことができ、さらに上述のような電界６２を印加することで、該液晶分子５５ａを、より一層強力に配向させることができる。
【００４０】
この状態で直流を印加して液晶分子５５ａの動きを止め、前記紫外線を照射して硬化させた後、図１４および図１６で示すように前記電極５７，５８と共にダミー基板５９，６０を除去すると、光学素子５０が完成する。このような光学素子５０を、リング状の電極５７が形成されていた基板５３側を光源側の光入射側とし、べた電極５８が形成されていた基板５４側を光ディスク側の光出射側として用いることで、光ビームの光軸側よりも外周側での位相を進ませることができる。こうして、簡易かつ高精度に液晶分子５５ａを配向させることができ、この光学素子５０を光学ピックアップに用いることで、通過する光ビームの光軸側よりも外周側での位相を進ませ、光ディスクの複屈折による影響を打ち消すことができ、分解能を向上することができる。たとえば、特開平６−３２４３３７号公報に示されるような配向膜にラビングもしくはリソグラフィで放射形状を形成するマスクラビング法に比べて、補正精度のよい構成を安価に製造することができる。
【００４１】
前記樹脂層７，３７は、光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂から成り、前記光反応官能基としては、Ｎ＝Ｎ結合およびＣ＝Ｃ結合から選ばれた少なくとも１つの二重結合を有し、非偏光の光照射によって反応を起こす光異性反応構成単位を含む材料があり、これを含む樹脂としては、ビニル重合体、縮合重合体、付加重合体等を用いることができる。このような光の入射方向に配向する光異性反応構成単位を含む材料および配向方法については、特開平１１−９５２２３号公報に詳しく説明されている。そして、その非偏光の光照射後に、加熱して配向を安定化させることが望ましい。そのような場合、光異性反応構成単位を含む材料またはこれを含む樹脂層７，３７に、液晶熱重合開始剤を入れておくと、より長期間安定させることができる。
【００４２】
また、前記光異性反応構成単位を含む材料に非偏光の光を照射する以外に、低分子アゾ色素誘導体の樹脂膜を塗布し、紫外線を照射する方法を用いてもよい。その場合も、前記低分子アゾ色素に、もしくはこれを含む樹脂膜に前記液晶熱重合開始剤を入れておき、紫外線照射後に加熱することで、より長期間安定させることができる。また、他の方法として、特開２０００−２８４２８８号公報の従来例に記載のように、ポリイミド膜に偏光レーザを照射する方法でも、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、光学素子５０は、必ずしも固形化していなくてもよく、図１７の光学素子７０で示すように、常時交流電界を印加しておくための電極５７，５７および電源７２が設けられている構成であれば、固形化していなくても同様の複屈折補正効果を得ることができる。その場合、ベタ電極５８はＩＴＯなどの透明電極で構成される。また、電極５８が必ずしもベタ電極である必要はなく、電極５７と同様にリング状であってもよく、その場合は電極５７，５８が形成されている部分と形成されていない部分とで電界の変化が急になるので、前述の液晶分子５５ａの配向方向の変化が急になる。
【００４４】
前述の製造装置１，１１，２１，３１，３１ａ，３１ｂ，４１，４１ａによって作製された配向膜５１，５２は、光学素子５０に限らず、液晶表示装置などにおいて、たとえば前記特開平６−３２４３３７号公報に示される配向膜に代えて用いることができ、その場合には広い視野角の液晶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法を説明するための断面図である。
【図２】前記製造装置における遮光部材の形状を説明するための平面図である。
【図３】前記製造装置におけるミラーの形状を説明するための平面図である。
【図４】光照射後の樹脂層における光反応官能基の配向状態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の第２の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法を説明するための側面図である。
【図７】本発明の実施の第３の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法を説明するための平面図である。
【図８】本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法の他の例を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法のさらに他の例を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法の他の例を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の実施の第４の形態に係る配向膜の製造装置および製造方法のさらに他の例を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の実施の第５の形態に係る光学素子の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図１４】本発明の実施の第５の形態に係る光学素子の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図１５】図１３および図１４で示す光学素子における液晶分子の配向方向を説明するための模式的な断面図である。
【図１６】図１３および図１４で示す光学素子における液晶分子の配向方向を説明するための模式的な断面図である。
【図１７】本発明の実施の第５の形態に係る光学素子の他の例の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１１，２１，３１，３１ａ，３１ｂ，４１，４１ａ製造装置
２基台
３基板
４点光源
５，１５，３５遮光部材
６，２６ミラー
８光軸
７，３７樹脂層
７ａ光反応官能基
１２プリズム
２２ターンテーブル
２３モータ
２４光源
２５，３６，３６ａ，４６ミラー
２８回転軸
３４，３４ａ，４４焦点
４３凸レンズ
４５絞り
５０光学素子
５１，５２配向膜
５３，５４基板
５５光硬化樹脂
５５ａ液晶分子
５６シール部材
５７，５８電極
５９，６０ダミー基板
６１電源

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触して前記材料を配向させる配向膜の製造方法において、
光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂層を基板上に積層する工程と、
前記樹脂層に軸対称の入射角で光を照射する工程とを含むことを特徴とする配向膜の製造方法。
【請求項２】
前記軸対称の入射角は、軸からの距離によって異なる部分を有することを特徴とする請求項１記載の配向膜の製造方法。
【請求項３】
対を成す基板の少なくとも一方の対向面側に前記請求項１または２記載の製造方法で作製された配向膜を有し、前記一軸の屈折率異方性を有する材料は液晶であり、光ディスクの複屈折補正素子として用いられ、リング状の電極で電界を印加することで、前記液晶の軸を、中心部分で面方向に、外方側になるにつれて厚み方向に起立させてゆき、その状態で固形化した樹脂によって固定化されていることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
一軸の屈折率異方性を有する材料を含む屈折率異方性層に接触して前記材料を配向させる配向膜の製造装置において、
光の入射方向に配向する光反応官能基をもつ化合物を含む樹脂層を積層する基板と、
前記樹脂層の中心上に配置されて前記樹脂層に光照射を行う光源と、
前記光源からの光を前記樹脂層に軸対称の入射角で照射し、ミラーと遮光部材と凸レンズとの少なくとも何れか１つとを含むことを特徴とする配向膜の製造装置。
【請求項５】
前記ミラーは、光源に対して基板とは反対側に設けられ、凹面形状を有することを特徴とする請求項４記載の配向膜の製造装置。
【請求項６】
前記基板を前記軸回りに回転させることで、前記光源からの光を前記樹脂層に軸対称の入射角で照射させるターンテーブルをさらに備えることを特徴とする請求項４または５記載の配向膜の製造装置。
【請求項７】
前記ミラーは光軸方向断面が楕円状に形成され、前記光源は点光源であり、その楕円の一方の焦点に配置され、前記基板に積層された樹脂層は、他方の焦点からずれて配置されることを特徴とする請求項５記載の配向膜の製造装置。
【請求項８】
前記ミラーは光軸方向断面が半円弧状に形成され、前記光源は点光源であり、その円弧の焦点に配置され、前記点光源からの光は前記ミラーによって略平行光で反射され、その略平行光が凸レンズを介して集光され、前記基板に積層された樹脂層は前記凸レンズの焦点からずれて配置されることを特徴とする請求項５記載の配向膜の製造装置。

【図１】