(57)【要約】  電気光学光変調器では、ポリマ分散型液晶つまりＰＤＬＣのような電気光学センサ材料が、インジウム錫化合物のような透明な電極及びシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のような任意選択のパッシベーション・コーティングの層をその表面上にもつ光学ガラス基板上に直接コーティングされる。ポリマ接着材の薄い層がＰＤＬＣ層の頂部にコーティングされ、次いでこの２層コーティングがポリエステル膜（マイラ（登録商標））上に誘電体ミラーと一緒に、好ましくは真空の助けの下に積層される。
2007508599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に平滑な上面と光学的に平滑な下面を備えるガラス基板を用意するステップと、
前記ガラス基板の上面を透明電極でコーティングするステップと、
前記透明電極上に電気光学センサ材料の組成物を層として塗布するステップと、
前記電気光学センサ材料層の層上に接着材の薄い層を塗布するステップと、
誘電体ミラー層を有する膜としてのペリクルを、前記誘電体ミラー層が前記電気光学センサ材料に対して実質的に光学的に平滑であるように、前記接着材層に積層するステップとを備える電気光学センサを製造する方法。
【請求項２】
前記電気光学センサ材料が、ポリマ分散型液晶（ＰＤＬＣ）である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記積層するステップがその積層を真空中で行う請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記真空が０．８気圧（８１，０６０Ｐａ）より低い請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記真空が０．５〜０．８気圧（５０６６２．５〜８１０６０Ｐａ）の間である請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ペリクルと前記接着層が相互にある角度で配設され、前記積層するステップの期間中、前記ペリクルが前記接着材層と順次係合する請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ペリクルと前記接着層が相互にある角度で配設され、前記積層するステップの期間中、前記ペリクルが前記接着材層と順次係合する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記真空が、０．５〜０．８気圧（５０６６２．５〜８１０６０Ｐａ）の間である請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互引用
非適用
【０００２】
合衆国政府が支援する研究又は開発の下に行われた発明への権利に関する陳述
非適用
【０００３】
コンパクト・ディスクで提出された「シーケンス・リスティング」、テーブル、又はコンピュータ・プログラム・リストの別表の参照
非適用
【０００４】
本発明は、電気光学応用分野で使用するための電気光学センサ材料のコーティングに関する。より具体的には、本発明は、ガラス基板上にＰＤＬＣ（ポリマ分散型液晶）を直接コーティングするプロセスに関する。
【背景技術】
【０００５】
フラット・パネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）・アレイ内の欠陥を検出し測定するために電圧イメージ技術が使用されることもある。この測定技術によれば、アレイの性能が、あたかもアレイがＴＦＴセルに組み込まれたようにシミュレートされ、次いでパネル上の実際の電圧分布、つまり所謂電圧イメージを電気光学（ＥＯ）光変調器をベースとする検出器を使用して間接的に測定することによりＴＦＴ・アレイの特性が測定される。
【０００６】
その最も基本的な形態の電圧イメージ・システムは、電気光学（ＥＯ）変調器、イメージ用対物レンズ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ或いはその他の適切な又は同様のセンサとイメージ・プロセッサを含む。ＥＯ変調器の電気光学センサはポリマ・マトリックス（ポリマ分散型液晶又はＰＤＬＣ）膜内でネマティク状態にある液晶の小滴の光の分散特性に基づいている。動作中ＥＯ変調器は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）・アレイの表面より上５〜３０ミクロンに配置され、電圧バイアスがＥＯ変調器の表面にあるインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）層の透明電極の両端に印加される。その結果ＥＯ変調器が容量的にＴＦＴアレイに結合され、それによってＴＦＴに関連する電界がＰＤＬＣ層で感知される。ＰＤＬＣ層を通って伝えられる入射光の強さは、ＰＤＬＣ内の液晶（ＬＣ）材料の間の電界の強さの変化によって変えられる、つまり変調される。この光は次いで誘電体ミラーから反射され、ＣＣＤカメラ又は同様のセンサによって集められる。例えば赤外線又は可視光線でよい入射光の光源が、ＴＦＴアレイ、ＰＤＬＣ膜、誘電体ミラーのサンドイッチを照明するために用いられる。
【０００７】
ＥＯ変調器を製造するための公知の方法は、非常に大きな面積のライトバルブやディスプレイの製作に適している、ＰＤＬＣの一形態である市販のＮＣＡＰ（ネマチック・カービリニア・アラインド・フェイズ）材料の使用である。ＮＣＡＰ装置は、２つのＩＴＯマイラ膜の層の間のサンドイッチ内でのように、ポリマ・フィルム内に分散し、取り巻かれた液晶のミクロ・サイズの小滴から成る。Ｐｈｏｔｏｎ  Ｄｙｎａｍｉｃ社に譲渡された２つの特許がこのようなプロセスを説明している：
【０００８】
「変調器移動プロセス及びアセンブリ」、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ａ．Ｂｒｙａｎ、米国特許第６，１５１，１５３号（２０００）。
【０００９】
「変調器製造プロセス及び装置」、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ａ．Ｂｒｙａｎ、米国特許第６，２１１，９９１Ｂ１号（２００１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
公知の変調器製造プロセスは、サンドイッチされたＮＣＡＰ材料のガラス基板への積層、側部の切取り、ガラスの側部から底にあるＩＴＯの層への電気接続を含む。従来式積層プロセスは、積層の表面の平坦さにむらがあり、機械的に不安定で製造の歩留まりが極端に低い。積層には、複雑な製造プロセスを要し、それが低い歩留まり、したがって完成したＥＯ変調器に対する高コストに貢献している。テスタのコストは、テストのコストに貢献し、最終的には間接的に完成製品のコストに反映される。必要とされるのは、ＮＣＡＰ膜の積層及び関連するプロセスを削減するための構造及び技術である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、電気光学光変調器においてポリマ分散型液晶（ＰＤＬＣ）は、インジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）のような透明電極層を表面に有する光学ガラス基板上に直接コーティングされて形成され、ＳｉＯ2のようなパッシベーション層、次いでポリマ接着材の薄層がＰＤＬＣ層の頂部にコーティングされ、次にこの２層のコーティングが、マイラ（登録商標）のようなポリエステル・フィルム上に誘電体ミラーと共にラミネートされる。このプロセスは、わずかに真空状態にすることによって助けられることもある。
【００１２】
本発明は、ＮＣＡＰ膜の基板上への複雑な積層のプロセスを除去し、優れた表面平坦性、表面平滑性、機械的な安定性、改良された感度を伴う変調器を製造するための簡素化されたプロセスを提供する。液晶の組成、分布、厚みを直接制御することにより製造コストが大幅に削減され、製造が簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、下記の説明を添付図面と共に参照することによりより良く理解されるであろう。
【００１４】
図１に、本発明により製造された、電気光学（ＥＯ）変調器のＥＯセンサ１０が示されている。薄いマイラ（登録商標）膜であることが一般的であるポリエステルの膜の層１が誘電体ミラー２のための基板支持体となっている。基板／ミラーの組合せは、接着材の薄い層３を介して電気光学センサ材料の層、具体的にはポリマ分散型液晶（ＰＤＬＣ）のコーティング４に接着される。ＰＤＬＣ４は、シリコン酸化膜５の光学層に直接塗布されたコーティングである。例えばＢＫ７型光学ガラスのブロックである光学ガラス基板７に順次直接的に接着されている例えばインジウム錫化合物（ＩＴＯ６）のような透明な電気材料の層がある。ガラス基板つまりブロック７は光学的に平坦で、ＰＤＬＣ４側の表面と反対側の光学的に平滑な面上に反射防止コーティング８を有する。
【００１５】
図２に、本発明によりＥＯセンサ１０を製造するプロセスが図示されている。事前ステップは、反射防止層８で事前コーティングされることもある、ＢＫ７のブロックのような光学ガラス基板７の用意である（ステップＡ）。
【００１６】
１）光学ガラス基板への電極コーティング：製造プロセスの第１のステップとしてガラス基板７の光学面に電極コーティングを塗布する（ステップＢ）。当該波長で透明である導電性コーティングはどんなものでも本用途に使用することができる。インジウム錫化合物（ＩＴＯ）がよく知られており、好ましい。任意選択で、ステップＢの部分として、その耐久性、表面濡れ特性、センサ材料４との接着性を改善させる二酸化シリコン（ＳｉＯ2）の層４を導通コーティング６の頂部に上塗りしてもよい。電極コーティングによって、上面、２つの対向する端部、側部表面に電極を形成する。
【００１７】
２）センサ材料のコーティング：次いで電極６（及び任意選択のシリコン酸化膜層７）上にセンサ材料４が塗布される（ステップＣ）。電気光学応答を伴う材料はどのようなものも使用することができる。しかし好ましい材料にはゼラチン状であるが潜在的に揮発性液体であるポリマ分散型液晶（ＰＤＬＣ）がある。適切であるとして知られている材料は、ｉ）ＴＬ２０５／ＡＵ１０３３、ii）ＴＬ２０５／ＰＭＭＡ、iii）Ｅ７／ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、iv）Ｅ７／ＡＵ１０３３である。製造プロセスでは下記のコーティング・プロセスが使用できる：ドクター・ブレード、ワイヤード・バー、スロット・ダイ、スピン、メニスカス。スピン・コーティングに基づくプロセスが好ましい。
【００１８】
３）端部の清掃：その後コーティング方法に依存して端部の清掃が必要なこともある（ステップＤ）。プラスチックの「ナイフ」（例えば図示されていないがマイラ（登録商標）シート）を使用して端部上のＩＴＯコーティングに損傷を与えることなく端部を取り除くのが好ましい。
【００１９】
４）接着材のコーティング：その後薄い接着材の膜３がスタックに塗布される（ステップＥ）。センサ材料４の頂部をコーティングするには、センサ材料の表面を壊さないように水性接着材が使用されなければならない。このような材料にはマサチュセッツ州ウィルミントンのＮｅｏｒｅｓｉｎｓによって製造されるネオレズ（Ｎｅｏｒｅｚ）商標のＲ９６７のようなポリウレタン分散剤、アクリル酸樹脂分散剤及び水性エポキシ樹脂がある。接着材は水溶性でなければならず、例えばシリカの分散剤又はこのような状況において化学的に不活性である低反射指標の誘電性ナノ粒子を含んでもよい。
【００２０】
５）誘電体ミラー（「ペリクル(pellicle)」）の積層：最後にポリエステルの薄い膜１（例えば７ミクロンの厚みのマイラ（登録商標））の上に予め形成された誘電体のスタック２が積層プロセスによって接着材層３の頂部の上に塗布される（ステップＦ）。下記に説明するような、真空によって助けられた積層プロセスが好ましい。次いでオーバーサイズの膜１、２（図１）の側部を折り曲げて基板７上にテープ止め又はそうでない場合には固定してセンサ・プレートを形成してもよく、電極の端子はＩＴＯ層にその側部で接続することができる。
【００２１】
図３に積層プロセスで使用するのに適切な真空チャンバ１２が描写されている。描写されているように層はその高さを誇張されている。加工中の製品つまりＥＯセンサ１０は、ＩＴＯ層６を有するガラス・ブロック７、シリコン酸化膜層５、ＰＤＬＣ層４、接着材層３を備え、位置決め用フィクスチャ１０１によって取り囲まれ、真空源２０とガス連通している内部チャンバ１３に封じ込められている。誘電体でコーティングされたポリマ膜９のペリクル９は、Ｏリングのフレーム２４に装着され、膜９を、接着材３でコーティングされた表面と並行させるように配設させている。Ｏリング２４は、チャンバと気圧を確実に同じにするための隙間２２をもちながらフィルム９をフィクスチャ１０１の柱に押し付けている。真空に助けられたプロセス（ステップＦ）では、接着材層３がペリクル９に近づき、垂直線からわずかに離れた角度でそれに出会うように調整用のねじ１６、１８が自動的に又は手動で進められ、それによって当初は１つの側部だけがペリクルに係合する。ブロック７は、伸張可能なペリクル９にさらに押し当てられるときその角度を保ち、順次に接着材層に係合するようにする。大体０．５〜０．８気圧（５０６６２．５〜８１０６０Ｐａ）が一般的であり、好ましくは約０．７５気圧（７５，９９３．８Ｐａ）である真空レベルが、積層中に並行する表面間に気泡が形成されるのを防いでいる。真空は揮発性材料から過剰にガスが出るほど高くするべきではない。
【００２２】
前述のものは、変調器を製造するための従来のプロセスに比較すると簡素化されたプロセスである。それは、優れた表面平坦性、表面平滑性、機械的安定性、従来のＥＯセンサに比較して改良された感度を持った装置を産出する。材料の選択及び簡素化された製造により製造コストは相当に削減される。
【００２３】
本発明を具体的な実施形態を参照して説明してきた。当業者ならばその他の実施形態も明白であろう。したがって添付特許請求項の範囲に記載する内容以外、本発明を制約しないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明により製造された装置の破断略図である。
【図２】本発明の一実施形態の流れ図である。
【図３】誘電体ミラーをＰＤＬＣの層の上に積層するのに有効なチャンバの破断略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ポリエステルの膜の層、２  誘電体ミラー、３  接着材層、４  ポリマ分散型液晶（ＰＤＬＣ）のコーティング、５  シリコン酸化膜の層、６  透明電極の層、７  光学ガラス基板、８  反射防止コーティング、９  誘電材でコーティングされたポリマの膜、１０  電気光学（ＥＯ）センサ
【図１】
2007508599.tif 000003
【図２】
2007508599.tif 000004
【図３】
2007508599.tif 000005
【国際調査報告】
2007508599.tif 000006
2007508599.tif 000007