專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶裝置、光學(xué)拾取器和光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，更具體地講，涉及一種用于光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)中的雙折射補(bǔ)償?shù)囊壕аb置以及采用該液晶裝置的光學(xué)拾取器和光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)例如光盤(pán)的基底采用聚碳酸酯制成，在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)中，利用光將信息記錄到光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上和/或從光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上再現(xiàn)信息。這種聚碳酸酯基底具有平面雙折射和垂直雙折射。垂直雙折射比平面雙折射對(duì)再現(xiàn)/記錄性能的影響更大。當(dāng)光聚集在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上并且在信息表面上形成光點(diǎn)時(shí)，外圍光線以比中心光線更大的角聚集在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)中的信息表面上。隨著角變大，再現(xiàn)/記錄性能受垂直雙折射的影響比受平面雙折射的影響更大。
圖1示出了當(dāng)光聚集在光盤(pán)1上并且在光盤(pán)1上形成光點(diǎn)時(shí)根據(jù)入射光線的位置的垂直雙折射影響的程度。參照?qǐng)D1，雙箭頭的實(shí)線表示光的偏振方向，雙箭頭的點(diǎn)劃線表示對(duì)每個(gè)光束產(chǎn)生垂直雙折射的影響的程度。垂直雙折射的影響程度與在偏振光的垂直雙折射的方向上投影的分量對(duì)應(yīng)。
如圖1中所示，由于外圍光線形成的角比中心光線形成的角大，所以外圍光線受垂直雙折射的影響比中心光線受垂直雙折射的影響更大。由于垂直雙折射的影響，導(dǎo)致聚集的光點(diǎn)尺寸變大并且每單位面積的光密度減小。聚集的光點(diǎn)尺寸增加和光密度的改變影響信號(hào)記錄/再現(xiàn)操作的質(zhì)量。因此，需要光學(xué)補(bǔ)償影響信號(hào)記錄/再現(xiàn)的雙折射，從而能夠有效地執(zhí)行信號(hào)記錄和再現(xiàn)。
為了雙折射補(bǔ)償，已經(jīng)提出了制造波片的傳統(tǒng)技術(shù)，其中，該波片被圖案化為在徑向方向的不同半徑處存在具有不同相位的多個(gè)相區(qū)。然而，這種波片具有固定的相位尺寸。結(jié)果，很難補(bǔ)償根據(jù)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)而不同的雙折射的量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面和實(shí)例性實(shí)施例有利地提供了一種用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償根據(jù)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)而不同的雙折射的液晶裝置以及使用該液晶裝置的光學(xué)拾取器和光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中提到，部分將與描述不同，或者可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而得知。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于雙折射補(bǔ)償?shù)囊壕аb置，該裝置包括液晶層，在液晶層中，當(dāng)不對(duì)液晶施加電場(chǎng)時(shí)，液晶為豎直取向，當(dāng)對(duì)液晶施加電場(chǎng)時(shí)，液晶為軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向，其中，形成與光盤(pán)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)的大小來(lái)調(diào)節(jié)相位變化。
液晶裝置還可包括基底，該基底在其內(nèi)部上具有與在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)應(yīng)的軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓?；椎暮穸茸兓喞删哂刑菁?jí)結(jié)構(gòu)，基底可由這樣一種材料制成，該材料具有與液晶的正常折射率對(duì)應(yīng)的折射率或者具有與液晶的正常折射率相似的指數(shù)匹配(index-matchable)的折射率。
液晶裝置還可包括電極，被圖案化為根據(jù)在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)液晶層的不同部分施加不同電壓；取向膜，形成用來(lái)使液晶豎直取向和軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向。取向膜可用聚酰亞胺和SiO沉積之一來(lái)制成。液晶可具有負(fù)介電各項(xiàng)異性性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光學(xué)拾取器，其包括光源；物鏡，用來(lái)將從軸向?qū)ΨQ(chēng)光源發(fā)出的光聚集到光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上，形成光點(diǎn)；光檢測(cè)器，用來(lái)接收從軸向?qū)ΨQ(chēng)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)反射的光并且檢測(cè)信息信號(hào)和誤差信號(hào)中的至少一個(gè)；雙折射補(bǔ)償裝置，用來(lái)補(bǔ)償軸向?qū)ΨQ(chēng)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上的雙折射，其中，雙折射補(bǔ)償裝置包括具有上述特點(diǎn)中的至少一個(gè)的液晶裝置。
光學(xué)拾取器還可包括波片，用來(lái)轉(zhuǎn)換從軸向?qū)ΨQ(chēng)光源入射的光的偏振，其中，雙折射補(bǔ)償裝置可位于波片和物鏡之間。
波片還可為相對(duì)于從光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)的四分之一波片，從而入射到雙折射補(bǔ)償裝置的有效光為圓偏振光。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種光學(xué)記錄/再現(xiàn)設(shè)備，其包括光學(xué)拾取器，安裝為在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)的徑向方向上移動(dòng)，用于再現(xiàn)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上的信息和/或在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄信息；控制單元，用來(lái)控制光學(xué)拾取器的操作，其中，光學(xué)拾取器光學(xué)拾取器的上述特點(diǎn)中的至少一個(gè)。
除了如上所述的實(shí)例性實(shí)施例和方面，本發(fā)明的其它方面和實(shí)施例將通過(guò)參照?qǐng)D和通過(guò)下面的描述獲知而清楚。


通過(guò)結(jié)合附圖理解下面的實(shí)例性實(shí)施例和權(quán)利要求的詳細(xì)描述，本發(fā)明更好的理解將變得更加清楚，所有這些成為本發(fā)明公開(kāi)的一部分。盡管下面所寫(xiě)和所示出的公開(kāi)集中在本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)例性實(shí)施例上，但是應(yīng)該清楚地理解，僅通過(guò)示出和實(shí)例的方式示出了本發(fā)明，而本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的精神和范圍僅通過(guò)權(quán)利要求的術(shù)語(yǔ)限定。下面示出了圖的簡(jiǎn)要描述，其中圖1示出了當(dāng)光聚集在光盤(pán)上并且在光盤(pán)上形成光點(diǎn)時(shí)根據(jù)入射光的位置的垂直雙折射的影響程度；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將液晶裝置作為雙折射補(bǔ)償裝置的實(shí)例性的光學(xué)拾取器的示圖；圖3A和圖3B分別示出了當(dāng)電場(chǎng)關(guān)閉和當(dāng)電場(chǎng)打開(kāi)時(shí)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶裝置的液晶層中的液晶分子的實(shí)例性排列；圖4A和圖4B分別是圖3A和圖3B中示出的實(shí)例性排列的平面圖；圖5是軸向?qū)ΨQ(chēng)的實(shí)例性徑向擦(rubbing)處理的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的液晶裝置的剖視圖；圖7是圖6中示出的電極的圖案的平面圖；圖8是使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器的實(shí)例性光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)裝置的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)例，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。以下，通過(guò)參照附圖表述了實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將液晶裝置作為雙折射補(bǔ)償裝置的實(shí)例性的光學(xué)拾取器的示圖。如圖2中所示，光學(xué)拾取器包括光源10；物鏡30，布置用來(lái)將從光源10發(fā)射的光聚集到光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)例如光盤(pán)1上，形成光點(diǎn)；雙折射補(bǔ)償裝置19，布置用來(lái)補(bǔ)償光盤(pán)1上的雙折射；光檢測(cè)器40，布置用來(lái)接收從光盤(pán)1反射的光并且檢測(cè)信息信號(hào)和/或誤差信號(hào)。
另外，光學(xué)拾取器還可包括波片17，波片17將從光源10發(fā)出并向雙折射補(bǔ)償裝置19前進(jìn)的有效光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。此外，光學(xué)拾取器還可包括偏振相關(guān)光路轉(zhuǎn)換器，例如偏振分束器14，該轉(zhuǎn)換器根據(jù)偏振改變?nèi)肷涔獾那斑M(jìn)路徑，以滿足光學(xué)記錄系統(tǒng)中的高效需求。
標(biāo)號(hào)12表示光柵，該光柵將從光源10發(fā)射的光分束，從而用三光束法或差分推挽法來(lái)檢測(cè)尋軌誤差信號(hào)。標(biāo)號(hào)16表示準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡將從光源10發(fā)射的發(fā)散光轉(zhuǎn)換成平行光并且使該平行光指向物鏡30。標(biāo)號(hào)15表示像散透鏡，該像散透鏡產(chǎn)生像散，從而用像散法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。標(biāo)號(hào)18表示反光鏡，該反光鏡改變光的前進(jìn)路徑。
光源10可發(fā)射藍(lán)色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，即發(fā)射405nm波長(zhǎng)的光。物鏡30可具有滿足高密度光盤(pán)例如高清晰數(shù)字多功能盤(pán)(HD DVD)標(biāo)準(zhǔn)的大約為0.65的高數(shù)值孔徑(NA)。
如結(jié)合圖2所述，當(dāng)光源10發(fā)射藍(lán)色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光并且物鏡30的數(shù)值孔徑(NA)為0.65時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器能在高密度光盤(pán)尤其是在HD DVD上執(zhí)行記錄和/或再現(xiàn)。
可對(duì)光源10的波長(zhǎng)和物鏡30的數(shù)值孔徑(NA)進(jìn)行各種改變。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器的光學(xué)結(jié)構(gòu)也可進(jìn)行各種改變。例如，為了使根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器在一側(cè)上具有多個(gè)記錄層的DVD上執(zhí)行記錄和/或再現(xiàn)，光源10可被設(shè)計(jì)成發(fā)射適于DVD的紅色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，例如發(fā)射650nm波長(zhǎng)的光，物鏡30可被設(shè)計(jì)成具有適于DVD的數(shù)值孔徑(NA)，例如數(shù)值孔徑為0.6或者0.65。
另外，為了使根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取器兼容藍(lán)光光盤(pán)(BD)、HD DVD和DVD，光源10可作為發(fā)射多種波長(zhǎng)的光的光源模塊，所述多種波長(zhǎng)為例如適于高密度光盤(pán)的藍(lán)色波長(zhǎng)和適于DVD的紅色波長(zhǎng)。物鏡30可被設(shè)計(jì)成具有適于BD標(biāo)準(zhǔn)和DVD標(biāo)準(zhǔn)的有效的數(shù)值孔徑(NA)?？蛇x地，還可設(shè)置調(diào)節(jié)有效的數(shù)值孔徑(NA)的單獨(dú)構(gòu)件。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光學(xué)拾取器具有圖2中示出的光學(xué)結(jié)構(gòu)，以在高密度光盤(pán)上執(zhí)行記錄和/或再現(xiàn)，還具有附加的光學(xué)結(jié)構(gòu)，以在DVD和/或壓縮盤(pán)(CD)上記錄和/或再現(xiàn)?？蛇x地，光源10和物鏡30可被設(shè)計(jì)成使光學(xué)拾取器兼容DVD和CD，以在DVD和CD上執(zhí)行記錄和/或再現(xiàn)。
同時(shí)，偏振相關(guān)光路轉(zhuǎn)換器將從光源10發(fā)射的光指向物鏡30并且將從光盤(pán)1反射的光指向光檢測(cè)器40。如圖2所示，根據(jù)偏振來(lái)選擇性地透過(guò)光或者反射光的偏振分束器14用作偏振相關(guān)光路轉(zhuǎn)換器?？蛇x地，偏振全息裝置可用作偏振相關(guān)光路轉(zhuǎn)換器，其中，該偏振全息裝置透射從光源10發(fā)射的且在一個(gè)方向上偏振的光，并且對(duì)從光盤(pán)1反射的且在其它方向上偏振的光執(zhí)行光的+1或-1級(jí)衍射。
波片17可為相對(duì)于從光源10發(fā)射的光的波長(zhǎng)的四分之一波片。
從光源10入射到偏振分束器14的線性偏振光例如p-偏振光穿過(guò)偏振分束器14的鏡面，并且被波片17轉(zhuǎn)換為向光盤(pán)1前進(jìn)的圓偏振光例如右圓偏振光。然后，圓偏振光被光盤(pán)1反射并且被轉(zhuǎn)換為不同的圓偏振光例如左圓偏振光。不同的圓偏振光被波片17轉(zhuǎn)換為不同的線性偏振光例如s-偏振光。不同的線性偏振光被偏振分束器14的鏡面反射并且指向光檢測(cè)器40。
雙折射補(bǔ)償裝置19補(bǔ)償光盤(pán)1上的雙折射，具體地講，補(bǔ)償光盤(pán)1的厚度方向上發(fā)生的垂直雙折射。雙折射補(bǔ)償裝置19可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于雙折射補(bǔ)償?shù)囊壕аb置20或20′來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面將參照?qǐng)D3A至圖7來(lái)描述所述液晶裝置。
液晶裝置20或20′以這樣的方式設(shè)計(jì)，即，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)，液晶層中的液晶分子豎直取向，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向。液晶裝置20或20′以這樣的方式設(shè)計(jì)，即，液晶裝置20或20′產(chǎn)生與光盤(pán)1上的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布并且能根據(jù)對(duì)液晶層施加的電場(chǎng)的密度來(lái)調(diào)節(jié)相位變化分布。當(dāng)使用液晶裝置20或20′時(shí)，能主動(dòng)地補(bǔ)償根據(jù)光盤(pán)1而改變的雙折射。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A和圖3B，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例性液晶裝置20的剖視圖。具體地，圖3A示出了當(dāng)電場(chǎng)關(guān)閉時(shí)一對(duì)基底之間的液晶層中的液晶分子的實(shí)例性排列。圖3B示出了當(dāng)電場(chǎng)打開(kāi)時(shí)一對(duì)基底之間的液晶層中的液晶分子的實(shí)例性排列。圖4A和圖4B分別是圖3A和圖3B中示出的實(shí)例性排列的平面圖。
參照?qǐng)D3A至圖4B，液晶裝置20使用具有在基底內(nèi)側(cè)與光盤(pán)1(圖2)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)應(yīng)的軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓的基底，優(yōu)選地，使用具有在基底內(nèi)側(cè)與光盤(pán)1的具體格式上發(fā)生的平均雙折射分布對(duì)應(yīng)的軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓的基底。因?yàn)楦鶕?jù)聚集在光盤(pán)1上并在光盤(pán)1上形成光點(diǎn)的光的位置的垂直雙折射的影響程度軸向?qū)ΨQ(chēng)地發(fā)生，所以這種具有軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓的基底能用于雙折射補(bǔ)償。
如圖3A和圖3B中所示，基底的厚度變化輪廓可具有軸向?qū)ΨQ(chēng)的梯級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)基底以橢圓形或拋物線梯級(jí)結(jié)構(gòu)制成時(shí)，由于光點(diǎn)聚集在光盤(pán)1上時(shí)發(fā)生的雙折射具有R2形式(form)即與半徑的二次冪成比例的形式，所以可補(bǔ)償在光盤(pán)1上發(fā)生的雙折射。
當(dāng)使用這種基底時(shí)，可形成能補(bǔ)償光盤(pán)1上的基準(zhǔn)平均雙折射分布的相位變化分布。當(dāng)使用具有與基準(zhǔn)平均雙折射分布不同的雙折射分布的光盤(pán)1時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)液晶裝置20的液晶層施加的電壓來(lái)調(diào)節(jié)相位變化分布，從而補(bǔ)償雙折射。
具體地，參照?qǐng)D3A和圖3B，液晶裝置20包括第一基底21和第二基底29；第一電極22和第二電極27，分別形成在第一基底21和第二基底29內(nèi)側(cè)；液晶層25，填充在第一基底21和第二基底29之間；第一取向膜23和第二取向膜26，分別位于液晶層25和第一電極22之間以及液晶層25和第二電極27之間。
第一基底21可具有與光盤(pán)1的具體格式上的平均雙折射分布對(duì)應(yīng)的軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓。第二基底29可為平坦的。例如，厚度的軸向?qū)ΨQ(chēng)分布例如軸向?qū)ΨQ(chēng)梯級(jí)結(jié)構(gòu)可以以與將被補(bǔ)償?shù)钠骄p折射分布相同的形式形成在第一基底21的內(nèi)側(cè)上。
同時(shí)，第一電極22和第一取向膜23形成在第一基底21的內(nèi)側(cè)上。第二電極27和第二取向膜26形成在第二基底29的內(nèi)側(cè)上。
第一基底21可采用具有與液晶層25中的液晶的正常折射率相同的折射率的材料制成，或者采用具有與液晶層25中的液晶的正常折射率相似的指數(shù)匹配的折射率的材料制成。
當(dāng)不對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，如圖3A和圖4A所示，液晶分子豎直取向。當(dāng)對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，如圖3B和圖4B所示，液晶分子軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向。為了這種取向，形成第一取向膜23和第二取向膜26以使液晶豎直取向，并且第一取向膜23和第二取向膜26如圖5所示被軸向?qū)ΨQ(chēng)地擦，其中，圖5示出了軸向?qū)ΨQ(chēng)的徑向擦處理的實(shí)例。
第一取向膜23和第二取向膜26可利用豎直取向的聚酰亞胺制成或者利用SiO沉積制成。所述SiO沉積是將用于取向膜的材料沉積在基底上以使該材料的分子以特定的角排列在基底上的工藝。
在第一取向膜23和第二取向膜26形成為豎直取向膜之后，在第一取向膜23和第二取向膜26上軸向?qū)ΨQ(chēng)地執(zhí)行徑向擦處理。結(jié)果，如圖3A和圖4A所示，當(dāng)不對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，液晶指向失25a豎直取向。然而，如圖3B和圖4B中所示，當(dāng)對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，液晶指向失25a軸向?qū)ΨQ(chēng)地與第一基底21和第二基底29平行取向。
為了得到這種液晶取向，液晶層25可采用專(zhuān)門(mén)用于豎直取向的負(fù)介電各向異性液晶例如負(fù)介電各向異性扭曲液晶制成。
負(fù)介電各向異性液晶在與施加的電場(chǎng)垂直的方向上移動(dòng)。因此，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶平行于基底展開(kāi)。這里，如果取向膜沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何預(yù)處理，則液晶隨意地展開(kāi)。然而，如果已經(jīng)預(yù)先迅速地作了徑向擦處理，則液晶在擦的方向即徑向方向上展開(kāi)。因此，當(dāng)對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，能夠獲得適于雙折射補(bǔ)償?shù)钠谕南辔蛔兓植肌?br> 對(duì)于液晶層25，可采用豎直取向模式的高各向異性液晶，例如Merck制造的MAT-03-427(Δε＝-3.9，ne＝1.6733，no＝1.5024，Δn＝0.1709)。這里，Δε表示介電各向異性性能，ne表示異常折射率，no表示正常折射率，Δn表示異常折射率和正常折射率之差。
在這種情況下，第一基底21可采用材料例如玻璃制成，其中，所述材料具有與液晶的正常折射率相同的折射率如ng＝no＝1.5并且在從大約400至418nm的波長(zhǎng)中具有最小化的吸收率。第一基底21可通過(guò)將玻璃材料成型處理為具有與預(yù)定格式的光盤(pán)上的預(yù)計(jì)的平均折射率分布對(duì)應(yīng)的厚度變化輪廓。第一基底21的材料可為玻璃，所述玻璃具有與液晶相同的正常折射率或者具有在指數(shù)匹配范圍內(nèi)與液晶的正常折射率相似的折射率。第二基底29可采用與第一基底21相同的材料制成。然而，與第一基底21不同，第二基底29不需要成型處理。
第一電極22和第二電極27通過(guò)用透明電極例如氧化銦錫(ITO)電極涂覆選擇的玻璃材料來(lái)形成。
液晶分子的取向可通過(guò)采用通常的同類(lèi)型聚酰亞胺旋涂和擦聚酰亞胺來(lái)完成。因此，第一取向膜23和第二取向膜26可通過(guò)采用作為聚酰亞胺取向劑的材料例如JSR制造的豎向取向劑JALS1H659形成或者通過(guò)SiO沉積形成。
在制造液晶裝置20的過(guò)程中，第一基底21和第二基底29的每個(gè)可被成型處理，使得各個(gè)第一基底21和第二基底29的厚度變化輪廓的結(jié)合與期望的單元間隙分布對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的液晶裝置20具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，由于光盤(pán)1而不同的雙折射、尤其是垂直雙折射通過(guò)利用基底變形而實(shí)現(xiàn)的厚度變化輪廓和通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)液晶施加的電壓來(lái)補(bǔ)償。這里，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子豎直取向，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子在水平方向上徑向取向。
由于基底的變形而實(shí)現(xiàn)的厚度變化輪廓對(duì)應(yīng)于發(fā)生在光盤(pán)1的特定格式上的平均雙折射分布形成。相對(duì)于具有與平均雙折射分布不同的雙折射分布的光盤(pán)1，調(diào)節(jié)對(duì)液晶施加的電壓，使得液晶裝置20中的全部相位變化分布變得與不同的雙折射分布匹配。
當(dāng)對(duì)第一電極22和第二電極27施加預(yù)定電壓(V)以使在第一基底21和第二基底29之間相位變化分布與光盤(pán)1的特定格式的平均雙折射分布對(duì)應(yīng)時(shí)，對(duì)液晶層25施加的電場(chǎng)(E＝V/d)的大小分布變得與平均雙折射分布對(duì)應(yīng)。這里，由于第一基底21具有能夠補(bǔ)償平均雙折射分布的厚度變化輪廓，所以能夠得到與平均雙折射分布對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)的大小分布，因?yàn)殡妶?chǎng)的大小與第一電極22和第二電極27之間的距離(d)成反比，因此第一電極22和第二電極27之間的距離(d)根據(jù)第一基底21的厚度變化輪廓而改變。
由于液晶分子的排列對(duì)應(yīng)于電場(chǎng)的大小分布改變，所以能在入射光中給出與平均雙折射分布對(duì)應(yīng)的平均相位變化分布，從而也可補(bǔ)償雙折射。當(dāng)光盤(pán)1具有與平均雙折射分布不同的雙折射分布時(shí)，調(diào)節(jié)對(duì)第一電極22和第二電極27施加的電壓，以改變對(duì)液晶層25施加的電場(chǎng)的大小分布，從而改變液晶分子的排列。結(jié)果，與光盤(pán)1上的不同的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布被應(yīng)用到入射光，并且補(bǔ)償光盤(pán)1上的雙折射。換而言之，液晶裝置20能主動(dòng)地補(bǔ)償根據(jù)光盤(pán)1而改變的雙折射。
同時(shí)，在液晶裝置20中，第一電極22和第二電極27通過(guò)用透明電極例如ITO電極完全涂覆第一基底21和第二基底29來(lái)形成。這是因?yàn)殡p折射補(bǔ)償主要通過(guò)第一基底21和第二基底29中的至少一個(gè)的厚度變化輪廓來(lái)實(shí)現(xiàn)，僅略微地通過(guò)液晶層25來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在液晶裝置20中，由于液晶裝置20中的第一電極22和第二電極27能利用簡(jiǎn)單涂覆工藝來(lái)形成，所以不需要ITO電極圖案化和金屬電極沉積。因此，顯著地簡(jiǎn)化了電極制造工藝從而降低了制造成本。另外，能防止由于ITO電極和附加的金屬電極單獨(dú)形成導(dǎo)致的透光率和補(bǔ)償效果下降。另外，由于僅僅需要兩條導(dǎo)線來(lái)驅(qū)動(dòng)，所以大大簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)方法和布線方法。因此，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的液晶裝置20能有助于制造緊湊、重量輕并且廉價(jià)的光學(xué)拾取器。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的液晶裝置20′的剖視圖。圖7是圖6中示出的電極的圖案的平面圖。這里，將不重復(fù)用上述元件的相同標(biāo)號(hào)表示的元件的詳細(xì)描述。
如圖6和圖7中所示，用作根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器中的雙折射補(bǔ)償裝置19(圖2)的液晶裝置20′使用電極來(lái)代替使用與基底的變形對(duì)應(yīng)的厚度變化輪廓，其中，所述電極被圖案化為根據(jù)光盤(pán)1(圖2)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)液晶層25的不同部分施加不同的電場(chǎng)。圖6示出了沒(méi)有對(duì)液晶層25施加電場(chǎng)的情況。然而，當(dāng)對(duì)液晶裝置20′中的液晶層25施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子如圖3B和圖4B所示排列。
具體地，液晶裝置20′包括第一基底21′和第二基底29′以及第一電極22′和第二電極27′。如圖6所示，第一基底21′和第二基底29′都是平坦的。然而，第一電極22′和第二電極27′中的至少一個(gè)具有用于獲得相位變化分布的圖案，所述相位變化分布具有與光盤(pán)1上的雙折射分布對(duì)應(yīng)的橢圓或拋物線梯級(jí)結(jié)構(gòu)。例如，第一電極22′可如圖7中所示被圖案化，第二電極27′可類(lèi)似地形成在第二基底29′的整個(gè)表面上。
除了第一基底21′和第二基底29′均為平坦的并且第一電極22′和第二電極27′中的至少一個(gè)如圖7所示被圖案化以外，液晶裝置20′的結(jié)構(gòu)與液晶裝置20的結(jié)構(gòu)基本相同。這里，第一基底21′和第二基底29′可采用與如圖3A和圖3B所示的第一基底21和第二基底29相同的材料制成。相似地，第一電極22′和第二電極27′可采用與圖3A和圖3B中所示的第一電極22和第二電極27相同的材料制成。
參照?qǐng)D7，第一電極22′和第二電極27′中的至少一個(gè)的圖案包括多個(gè)同心環(huán)區(qū)域35。每個(gè)環(huán)電極區(qū)域35的寬度根據(jù)光盤(pán)1的平均雙折射分布確定。不同的電壓分別被施加到多個(gè)環(huán)電極區(qū)域35，以改變與環(huán)電極區(qū)域35對(duì)應(yīng)的液晶分子的排列，從而形成與光盤(pán)1上的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布。結(jié)果，可補(bǔ)償雙折射。使用具有多個(gè)環(huán)電極區(qū)域35的電極圖案用于雙折射補(bǔ)償?shù)脑蚴且驗(yàn)樵谌肷涔獾牟煌恢玫拇怪彪p折射的影響程度大體軸向?qū)ΨQ(chēng)，其中，所述入射光聚集在光盤(pán)1上并且形成光點(diǎn)。
作為圖7中示出的圖案的代替品，形成在第一電極22′和第二電極27′中的至少一個(gè)上的環(huán)電極區(qū)域35的每個(gè)可被分為多個(gè)部分，以形成與光盤(pán)1上的雙折射分布對(duì)應(yīng)的更精細(xì)的相位變化分布。
通過(guò)液晶裝置20或20′實(shí)現(xiàn)的雙折射補(bǔ)償裝置19可位于波片17和物鏡30之間，從而相位差被給定為圓偏振光。這里，僅用一個(gè)雙折射補(bǔ)償裝置19，相對(duì)于射入光和射出光能克服偏振依賴并且能實(shí)現(xiàn)雙折射補(bǔ)償。
圖8是使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)拾取器的實(shí)例性的光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的示圖。參照?qǐng)D8，光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括主軸電機(jī)455，用于旋轉(zhuǎn)光盤(pán)1即光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)；光學(xué)拾取器450，安裝光學(xué)拾取器450使其在光盤(pán)1的徑向方向上運(yùn)動(dòng)并且再現(xiàn)光盤(pán)1上的信息和/或在光盤(pán)1上記錄信息；驅(qū)動(dòng)單元457，用于驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)455和光學(xué)拾取器450；控制單元459，用于控制光學(xué)拾取器450的聚焦和尋軌伺服。標(biāo)號(hào)452表示轉(zhuǎn)盤(pán)。標(biāo)號(hào)453表示用于卡緊的夾具。光學(xué)拾取器450具有根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
通過(guò)設(shè)置在光學(xué)拾取器450中的光檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)從光盤(pán)1反射的光并將該光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)單元457輸入到控制單元459。驅(qū)動(dòng)單元457控制主軸電機(jī)455的旋轉(zhuǎn)速度，放大輸入信號(hào)并且驅(qū)動(dòng)光學(xué)拾取器450?？刂茊卧?59根據(jù)從驅(qū)動(dòng)單元457接收的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)聚焦伺服指令和尋軌伺服指令，并且向驅(qū)動(dòng)單元457發(fā)送指令，從而完成了光學(xué)拾取器450的聚焦和尋軌操作。
當(dāng)在光盤(pán)1上記錄信息和/或從光盤(pán)1上再現(xiàn)信息時(shí)，根據(jù)圖8中示出的實(shí)施例的光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備通過(guò)對(duì)由液晶裝置20或20′實(shí)現(xiàn)的雙折射補(bǔ)償裝置19施加電壓和形成與雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布，具體地與光盤(pán)1上發(fā)生的垂直雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布來(lái)補(bǔ)償光盤(pán)1的雙折射。因此，可防止由于雙折射導(dǎo)致的光點(diǎn)尺寸增加和每單位面積光密度減小。結(jié)果，光盤(pán)1的雙折射不影響信號(hào)記錄和再現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能主動(dòng)地補(bǔ)償根據(jù)光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)的類(lèi)型而改變的雙折射，因此，能防止由雙折射導(dǎo)致的光點(diǎn)變大和每單位面積光密度的減小。結(jié)果，能有效地執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里可作各種形式和細(xì)節(jié)上的改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，可利用光學(xué)拾取器中的元件的其它排列，只要液晶裝置以結(jié)合圖2、圖3A至圖3B、圖4A至圖4B和圖6描述的方式被利用。另外，光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的組件也可與圖8所示不同地構(gòu)造。因此，意圖是本發(fā)明不限于公開(kāi)的各種實(shí)例性實(shí)施例，而是本發(fā)明包括落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
本申請(qǐng)要求2005年1月10日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2005-0002048號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的所有權(quán)益，其公開(kāi)通過(guò)引用被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種用于雙折射補(bǔ)償?shù)囊壕аb置，包括一對(duì)基底；液晶層，形成在所述基底之間，在所述液晶層中，當(dāng)不對(duì)液晶施加電場(chǎng)時(shí)，所述液晶為豎直取向，當(dāng)對(duì)所述液晶施加電場(chǎng)時(shí)，所述液晶為軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向，其中，形成與在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)的大小來(lái)調(diào)節(jié)相位變化。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其中，所述基底中的至少一個(gè)在其內(nèi)部具有與在所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的所述雙折射分布對(duì)應(yīng)的軸向?qū)ΨQ(chēng)的厚度變化輪廓。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶裝置，其中，所述基底中的所述至少一個(gè)的所述厚度變化輪廓具有梯級(jí)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的液晶裝置，其中，所述基底中的所述至少一個(gè)由這樣一種材料制成，所述材料具有與所述液晶的正常折射率相同的折射率，或者具有與所述液晶的所述正常折射率相似的指數(shù)匹配的折射率。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，還包括被圖案化的電極，所述電極根據(jù)在所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的所述雙折射分布對(duì)所述液晶層的不同部分施加不同電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，還包括取向膜，形成所述取向膜以使所述液晶豎直取向，所述取向膜被軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向擦。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其中，所述取向膜采用豎直取向的聚酰亞胺和SiO沉積之一來(lái)制成。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其中，所述液晶具有負(fù)介電各項(xiàng)異性性質(zhì)。
9.一種光學(xué)拾取器，包括光源；物鏡，被布置用來(lái)將從所述光源發(fā)出的光聚集到光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上，形成光點(diǎn)；光檢測(cè)器，被布置用來(lái)接收從所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)反射的光并且檢測(cè)信息信號(hào)和誤差信號(hào)中的至少一個(gè)；雙折射補(bǔ)償裝置，被布置用來(lái)補(bǔ)償所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上的雙折射，所述雙折射補(bǔ)償裝置包括如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的任何一個(gè)的所述液晶裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器，還包括波片，被布置用來(lái)轉(zhuǎn)換從所述光源入射的光的偏振，其中，所述雙折射補(bǔ)償裝置位于所述波片和所述物鏡之間。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)拾取器，其中，所述波片為相對(duì)于從所述光源發(fā)出的所述光的波長(zhǎng)的四分之一波片，從而入射到所述雙折射補(bǔ)償裝置的有效光為圓偏振光。
12.一種光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，包括光學(xué)拾取器，被安裝為在光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)的徑向方向上移動(dòng)，用于再現(xiàn)所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上的信息和/或在所述光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄信息；控制單元，被布置用來(lái)控制所述光學(xué)拾取器的操作，其中，所述光學(xué)拾取器通過(guò)如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述光學(xué)拾取器還包括用于轉(zhuǎn)換從所述光源入射的光的偏振的波片，其中，所述雙折射補(bǔ)償裝置位于所述波片和所述物鏡之間。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述波片為相對(duì)于從所述光源發(fā)射的光的波長(zhǎng)的四分之一波片，從而入射到所述雙折射補(bǔ)償裝置的有效光為圓偏振光。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于雙折射補(bǔ)償?shù)囊壕аb置以及將該液晶裝置用作雙折射補(bǔ)償裝置的光學(xué)拾取器和光學(xué)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備。該液晶裝置包括液晶層，在液晶層中，當(dāng)不對(duì)液晶施加電場(chǎng)時(shí)，液晶為豎直取向，當(dāng)對(duì)液晶施加電場(chǎng)時(shí)，液晶為軸向?qū)ΨQ(chēng)地徑向取向。結(jié)果，形成與光學(xué)信息存儲(chǔ)介質(zhì)上發(fā)生的雙折射分布對(duì)應(yīng)的相位變化分布，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)的大小來(lái)調(diào)節(jié)相位變化。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1837931SQ20061000037
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者崔鐘喆, 金禧景, 金泰敬 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社