液晶レンズ及びその製造方法
【課題】 平坦な基板を用いることで透明電極の形状・寸法を精度良く形成できて、焦点距離が広く取れる液晶レンズを提供する。
【解決手段】 可撓性を有する上透明基板１２に円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３等の複数の透明電極と上配向膜１４とを設けた上基板１１に、レンズ領域の中心部Ｃにシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい粒径の第１のスペーサ１６をＵＶ硬化型樹脂１７を介して接着固定し、剛性を有する下透明基板２に下透明電極３と下配向膜４とを設けた下基板１とをシール材７を介して接合し、上基板１１と下基板１との間隙に液晶５を封止して液晶レンズ２０を形成する。上基板１１が凸型に反った液晶レンズが得られる。
【解決手段】 可撓性を有する上透明基板１２に円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３等の複数の透明電極と上配向膜１４とを設けた上基板１１に、レンズ領域の中心部Ｃにシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい粒径の第１のスペーサ１６をＵＶ硬化型樹脂１７を介して接着固定し、剛性を有する下透明基板２に下透明電極３と下配向膜４とを設けた下基板１とをシール材７を介して接合し、上基板１１と下基板１との間隙に液晶５を封止して液晶レンズ２０を形成する。上基板１１が凸型に反った液晶レンズが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置やカメラ、携帯電話などに用いられる液晶レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いた液晶レンズは今までに色々な技術開発が成されてきている。その中で、液晶レンズの構造の一つとして下記の特許文献１に開示された構造の技術を見ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７２６４６号公報
【０００４】
上記特許文献１に示された液晶レンズの構造を図７、図８を用いて説明する。ここで、図７は上記特許文献１に示されてところの液晶レンズの平面図で、図８は図７における液晶レンズのＩＩ−ＩＩ断面図を示している。図７、図８より、液晶レンズ１００はセル１１０に誘電率異方性が正のネマティック液晶１５０を封入したものから成っている。即ち、セル１１０は透明で凹面を有する凹面基板１３０と透明な平板基板１２０とをシール材１４０を介して貼合わせたものからなり、その内部の凸形状の空間に液晶１５０を封止した構造を取っている。
【０００５】
ここでの凹面基板１３０は、凹面を有してガラスなどからなる板材１３２と、その凹面を含む表面に設けたアンダーコート（図示していない）と、その上に設けた２つの透明電極１３４ａ、１３４ｂと、これを覆う平行配向層１３６とから構成されている。
【０００６】
また、平板基板１２０は、ガラスなどからなる平板状の板材１２２と、その上に形成したアンダーコート（図示していない）と、その上に形成した２つの透明電極１２４ａ、１２４ｂと、それを覆う平行配向層１２６とから構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、凹面基板１３０の２つの透明電極１３４ａ、１３４ｂ、及び、平板基板１２０の２つの透明電極１２４ａ、１２４ｂは、酸化インジウム錫膜で形成し、異なる大きさの矩形形状をなして僅かな間隔をおいて平行に並んで配設した形状を取っている。
【０００８】
一般に、酸化インジウム錫膜のＩＴＯ膜からなる透明電極の形成方法は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などの方法によってＩＴＯ膜をガラス面上に所要の厚みでもって一面に形成し、その後に、レジスト膜をＩＴＯ膜上に形成して露光・現像により不要とするレジスト膜の部分を除去して所要の形状にレジスト膜を成形する。そして、エッチング方法でレジスト膜のない部分のＩＴＯ膜を除去し、最後に残されているレジスト膜を除去することによって所要の形状のＩＴＯ膜を形成する方法を取る。
【０００９】
ＩＴＯ膜を平坦な平板上に形成した場合、レジスト膜も均一な厚みに形成することができ、また、その露光・現像なども精度良くできることから精度の良い形状のＩＴＯ膜を形成することができる。しかしなから、上記の凹面基板１３０の如く凹面形状を持つ面にＩＴＯ膜を形成した場合は、レジスト膜を凹面に沿って均一な厚みに形成することは難しく厚みにバラツキが発生する。このため、露光・現像によって不要とするレジスト膜を剥離した時、剥離幅に寸法的なバラツキが発生する。そして、このバラツキが原因でＩＴＯ膜の剥離幅に寸法的バラツキが現れる。また、レジスト膜を露光するのに用いるフォトマスクを凹面部分に載置したとき、フォトマスクと凹面との間に隙間が発生する。このため精度良い露光が行われない。精度良く露光するためには、フォトマスクの形状を凹面形状と同じ形状に形成するか、或いは、凹面とフォトマスクとの隙間によって発生する露光寸法の誤差分を予め見込んだ補正形状をフォトマスクに形成するかの方法を取らなければならない。何れの方法を取っても精度良くフォトマスクを形成するのは難しく、形状・寸法の誤差は大きく発生する。このようなことからＩＴＯ膜の形状・寸法の精度は悪いものになってしまう。精度の高い形状・寸法が要求されるＩＴＯ膜を形成するのは難しい。
【００１０】
また、凹面基板１３０の配向層１３６、及び、平板基板１２０の配向層１２６は、ポリイミド樹脂でもって配向膜を形成し、その配向膜上にラビングなどの配向処理を施したものから成っている。
【００１１】
配向膜の形成は、一般に、オフセット印刷法やスピンコート法などで形成する。また、ラビング処理はフェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を設けることでラビング処理を行っている。
【００１２】
平坦な平板上に形成する配向膜は均一な厚みに形成でき、また、ラビング処理も一定の筋目深さをもって均一に施すことができる。しかしなから、凹面を持つ基板の凹面に形成する配向膜は厚みもバラツキが発生し、また、ラビング処理も凹部を持つ面には布材の擦りが均一に当たらないことから、均一な筋目のラビング処理を施すことが難しい。
【００１３】
以上のことから、上記の構造を取る液晶レンズ１００にあっては、特に、凹面基板１３０側にある液晶１５０に液晶分子の配向の乱れなどが発生する危険を持つ。そして、焦点映像に乱れが発生するようになる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、透明電極の形状・寸法を精度良く形成すると共に液晶分子の配向が正常に行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域は一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの大きい第１のスペーサを有して、一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型に反っていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの小さい第１のスペーサを有して、一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凹型に反っていることを特徴とする。
【００１８】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を持っている。あるいはまた、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みを持っていることを特徴とする。
【００１９】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサは一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着している。
【００２０】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ大きい。また、第１のスペーサはシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２１】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ小さい。また、第１のスペーサはシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２２】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、上記のスペーサボールは１〜３個であることを特徴とする。
【００２３】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、シール材の厚みは５〜１００μｍであり、レンズ領域の中心部における一対の上下基板のギャップは６〜１２０μｍである。あるいは、一対の上下基板のギャップは４〜８０μｍであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の液晶レンズの製造方法は、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止する液晶レンズの製造方法において、一対の上下基板のいずれか片方の基板にスクリーン印刷法で第１のスペーサを印刷する工程と、第１のスペーサを基板に固着する工程と、一対の上下基板のいずれか片方の基板にシール材を印刷する工程と、第１のスペーサを固着し、シール材を印刷した上下の基板を重ね合わせ、加圧・加熱処理を行って上下の基板を接合する工程と、シール材の液晶注入口から真空注入方法で液晶を注入する工程と、シール材の液晶注入口を封口する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサの印刷は、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部であることを特徴とする。
【００２６】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を持っている。あるいはまた、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みを持っていることを特徴とする。
【００２７】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサはシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２８】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサはシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２９】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、上記のスペーサボールは１〜３個であることを特徴とする。
【００３０】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
発明の効果として、本発明においては、レンズ領域の一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っている。これにより、基板が凸曲面（凸レンズ）形状または凹曲面（凹レンズ）形状になる。このため、基板の凸曲面または凹曲面になった部分で光が屈折を起こす（レンズ効果）。更に、その屈折した光が液晶の層で液晶分子の配向方向に沿って進む。基板の凸曲面または凹曲面での屈折光や液晶分子の配向方向に向かって進む光は何れもレンズ領域中心部の中心軸に向かって進むことから、光の屈折する角度を大きくすることができる。そして、集光する焦点の位置を液晶レンズに近づけることができる。即ち、焦点距離を短くすることができる。また、本発明においては、基板を凸型または凹型に反らす構造は、レンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの大きい、或いは、厚みの小さい第１のスペーサを配設することで達成する。形成方法が容易で、しかも簡単な構造であるので製作が容易で安いコストで製作できる。
【００３２】
また、本発明においては、可撓性のある基板を使用する。また、可撓性のある好適な厚みとして０．０５〜０．３ｍｍに設定する。可撓性を有すると基板が凸型または凹型に容易に反ることができ、凸曲面形状または凹曲面形状の構造が容易に得られる。また、０．０５ｍｍより薄いと基板が割れやすくなり破損が生じ、０．３ｍｍより厚くなると剛性が強くなって容易に撓まなくなる。好適な範囲として０．０５〜０．３ｍｍを選択する。
【００３３】
また、第１のスペーサは一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着する。第１のスペーサに移動がないので得られる凸曲面形状または凹曲面形状に安定した形状が得られる。
【００３４】
また、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ大きい。シール材の厚みより１〜２０μｍ大きくすることで凸型の反りが発生し、凸曲面（凸レンズ）形状が得られる。１μｍより小さくすると凸型の反りが小さくなり光屈折角度が小さくなって凸レンズ効果が余り得られない。また、２０μｍより大きくすると基板の割れなどの発生危険度が増し液晶レンズの破損を招く。また、第１のスペーサにシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールを用い、そして、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールを用いることによって、凸型の反り量を精度良く設定できて安定した寸法の反り量が得られる。そして、凸レンズの効果を出すと共に破損危険度を減らす効果を得る。
【００３５】
また、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ小さい。シール材の厚みより１〜２０μｍ小さくすることで凹型の反りが発生し、凹曲面（凹レンズ）形状が得られる。１μｍより小さくすると凹型の反りが小さくなり光屈折角度が小さくなって凹レンズ効果が余り得られない。また、２０μｍより大きくすると基板の割れなどの発生危険度が増し液晶レンズの破損を招く。また、第１のスペーサにシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールを用い、そして、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールを用いることによって、凹型の反り量を精度良く設定できて安定した寸法の反り量が得られる。そして、凹レンズの効果を出すと共に破損危険度を減らす効果を得る。
【００３６】
また、第１のスペーサをスペーサボールで形成する場合は、スペーサボールは１〜３個に制限する。１個であることが望ましいわけであるが、スペーサボールの材質によっては１個であると内圧によって割れる危険性がある。２個又は３個に増やすことにより内圧を分散しボールの割れを防止できる。４個以上配設すると曲面形状の均一性に影響を及ぼし、セルギャップのバラツキを大きくして液晶分子の配向性に影響を与える。
【００３７】
また、シール材の厚みを５〜１００μｍに制限する。シール材の厚みはセルギャップに直接的に影響を与える。シール材の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材の厚みを１００μｍより大きくすると焦点距離の調整範囲を広く取ることはできるが、反面、液晶の応答速度が遅くなると云う問題が起きる。
【００３８】
また、本発明の液晶レンズの製造方法では、最初に、平板なる透明基板上に透明電極や配向膜を設ける。そして、シール材の厚みよりも厚みの大きい、あるいは、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷し、一対の上下基板を貼合わせる。そして、液晶を注入して封止する。透明電極や配向膜を平板状態の透明基板に形成するので、透明電極の形状・寸法は精度良く形成することができる。また、配向膜に筋目の整った均一なラビング処理を施すことができる。そして、シール材の厚みよりも厚みの大きい第１のスペーサを印刷して設けた場合は凸型の反りが発生した液晶レンズが得られ、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷して設けた場合は凹型の反りが発生した液晶レンズが得られる。凸型の反りは凸曲面形状が得られ、基板に入射した光はそこで屈折角度を変える。同様に、凹型の反りは凹曲面形状が得られ、基板に入射した光はそこで屈折角度を変える。
【００３９】
また、第１のスペーサの印刷は、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に設けることにより、レンズ領域の中心部を基点になだらかで反り量が均一な凸曲面形状や凹曲面形状が得られる。これにより、レンズ領域において、中心部から等距離離れた位置にあっては同一量のセルギャップが得られる。
【００４０】
本発明の液晶レンズの製造方法は、レンズ領域の中心部にシール材の厚みよりも厚みの大きい、あるいは、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷することで凸曲面形状、あるいは、凹曲面形状の液晶レンズが得られる。製造方法が簡単で、しかも、少ない追加工程数でできることから製造コストも安くできる。そして、可変量の大きな、精度の高い液晶レンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１、図２を用いて説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る液晶レンズの平面図を示しており、図２は図１における液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図２は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００４２】
最初に、図１、図２を用いて本発明の実施形態に係る液晶レンズの構成を説明する。本実施形態に係る液晶レンズ２０は、上基板１１と下基板１からなる一対の上下基板を対向して配置し、シール材７を介して内部に液晶５を封止した構成を取っている。また、レンズ領域Ｂ（図１において、Ｂで示す鎖線丸枠内の領域）の一点鎖線で示した中心部Ｃの位置にシール材７の厚みよりも大きい粒径の第１のスペーサ１６が配設されて上基板１１が凸型に反った構造を取っている。尚、本実施形態の液晶レンズの大きさは、シール材７が形成された部分でもって５ｍｍ角の大きさになっており、レンズ領域は直径２．０〜２．５ｍｍの大きさになっている。
【００４３】
ここで、上基板１１は、ガラスなどからなり板厚が薄くて可撓性のある上透明基板１２と、上透明基板１２の下面に設けた複数の透明電極と、この複数の透明電極の表面に設けた上配向膜１４とから構成される。複数の透明電極は、図１に示すように、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの領域に設けた透明な円形電極１３ａと、この円形電極１３ａを囲うようにして円形電極１３ａと同心円で設けた複数の透明な環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３と、それぞれの環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３に接続して円形電極１３ａにも接続した透明な接続電極１３ｃと、中心の円形電極１３ａに接続した透明な接続電極１３ｄとから構成されている。尚、図示はしていないが、この接続電極１３ｃと１３ｄはシール材７の外側にまで延設されており、その延設部分は図示していない上透明基板１２の一部の延設部に配設されている。そして、接続電極１３ｃと１３ｄはその端部に端子部を形成し、その端子部に外部から所定の電圧を印加できるようになっている。Ｂで示した鎖線丸枠内がレンズ領域を形成する部分で、これは、一番外側に形成されている環状電極１３ｂ３を含む内側がレンズ領域Ｂになっている。そして、このレンズ領域Ｂの中心部Ｃの領域に円形電極１３ａが設けられている。
【００４４】
図２において、第１のスペーサ１６は粒子（ボール）状の形状を取っており、ＵＶ硬化型樹脂１７を介して上基板１１側のレンズ領域Ｂの中心部Ｃの所に接着固定されている。この中心部Ｃは円形電極１３ａの中心にもなっている所である。
【００４５】
下基板１は、ガラスなどからなり板厚が厚くて剛性のある下透明基板２と、下透明基板２の上面に設けた下透明電極３と、この下透明電極３の表面に設けた下配向膜４とから構成されている。ここで、下透明電極３はレンズ領域Ｂの全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材７の外側にまで延設して設けられている。そして、その延設した端部に形成した端子部に外部から所定の電圧を印加できるようになっている。
【００４６】
上記の上基板１１と下基板１とを対向して配置して、シール材７でもって上基板１１と下基板１とを接合している。シール材７は熱硬化型樹脂７ａの中に第２のスペーサ７ｂを分散したものからなり、シール材７の厚みは第２のシール材７ｂの粒径によって決められる。
【００４７】
尚、図示はしていないが、シール材７には一部分に開口部を有しており、上下基板１１、１とを接合した後にその開口部から液晶５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。
【００４８】
本実施形態においては、第１のスペーサ１６はスペーサボールを用いており、シール材７に分散している第２のスペーサ７ｂより１〜２０μｍ粒径の大きいスペーサボールを用いている。従って、中心部Ｃにおけるセルギャップ（上下基板１１、１とのギャップ）は第２のスペーサ７ｂの粒径によって決められるシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きくなっている。そして、上基板１１のレンズ領域Ｂはその中心部Ｃを頂点として凸型に反って、凸曲面形状をなしている。そして、液晶レンズ２０は下面側がフラットで上面側が凸球面をなした凸レンズ形状をなしている。
【００４９】
次に、上記構成部品のそれぞれの仕様について説明する。本実施形態においては、上基板１１を構成する上透明基板１２は透明なガラスを用い、可撓性を持たせるために０．０５〜０．３ｍｍの板厚のものを使用している。０．０５ｍｍより薄いものは割れ易く、０．３ｍｍより厚いものは剛性が強く撓みづらいことから０．０５〜０．３ｍｍの厚みのものに制限する。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、本実施形態では０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することもできる。下基板１を構成する下透明基板２は透明なガラスでもって形成している。剛性を持たせたいことから０．５〜１．１ｍｍ厚みのガラスを用いる。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、本実施形態では０．７ｍｍ厚のホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することもできる。本実施形態においては、上透明基板１２は可撓性のある薄いガラスを使用し、下透明基板２は剛性のある厚いガラスを使用したが、上透明基板に剛性のある厚いガラスを使用し、下透明基板に可撓性のある薄いガラスを使用しても何ら支障はない。下透明基板に可撓性のある薄いガラスを使用した場合は下基板側に凸型の反りが現れてくる。また、上透明基板と下透明基板の両方を可撓性のある薄いガラスを用いても良い。この場合は両面が凸型に反った液晶レンズ得られる。
【００５０】
上基板１１を構成するところの複数の透明電極、即ち、円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、及び、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄ、と下基板１を構成するところの下透明電極３は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）膜や酸化亜鉛（ＺｎＯ２）膜などで形成する。このＩＴＯ膜や酸化亜鉛膜は真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などで形成し、その後、フォトリソグラフィなどの方法で所望の形状に仕上げる。
【００５１】
上基板１１を構成するところの上配向膜１４、下基板１を構成するところの下配向膜４は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などを用いてスクリーン印刷法、スピンコート法、などで数μｍの厚みの配向膜を形成し、その後に、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を施している。また、上配向膜１４の配向方向と下配向膜４の配向方向とは１８０°向きが異なるパラレル配向にして上下配向膜１４、４を対面させて組合わせる。
【００５２】
第１のスペーサ１６は透明なシリカボールやプラスチックボールなどを用いることができる。本実施形態においては、第１のスペーサ１６はＵＶ硬化型樹脂１７を介して上基板１１側に接着固定したが下基板１側に接着固定しても構わない。この第１のスペーサ１６にボールを用いた場合は１〜３個の範囲内の個数に制限する。これは、ボールの割れを防止する目的である。シリカボールなどは内圧によって割れることが発生するが、複数あると内圧が分散され割れが発生しなくなる。また、個数が多いと曲面形状の均一性に影響を及ぼし、セルギャップのバラツキを大きくして液晶分子の配向性に影響を与える。この第１のスペーサ１６の形成方法は、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂やエポキシ樹脂にシリカボールを１０〜５０重量％混ぜ合わせたインクを用いてスクリーン印刷法で形成し、その後に、ＵＶ照射によって接着固定する。本実施形態においてはＵＶ硬化型の樹脂を用いたが、ＵＶ硬化型の樹脂に限るものではなく、熱硬化型の樹脂を用いても良いものである。また、第１のスペーサ１６は必ずしもボールに限定するものではなく、単なる樹脂だけでもって目的を達成する大きさに印刷形成して第１のスペーサとしても良いものである。本発明においては、第１のスペーサ１６は後述するシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きいものを設ける。即ち、シール材７に分散した第２のスペーサより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いている。
【００５３】
シール材７は熱硬化型樹脂７ａに第２のスペーサ７ｂを分散したものからなっている。熱硬化型樹脂７ａとしてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。また、第２のスペーサ７ｂはシリカボール、プラスチックボール、ガラスファイバなどが用いられる。シール材７に分散する第２のスペーサ７ｂはシール材全体に対して２重量％程度とするのが良い。シール材７の厚みは第２のスペーサ７ｂの粒径によって決まる。本発明においては、シール材７の厚みを５〜１００μｍに制限する。シール材７の厚みはセルギャップに直接的に影響を与え、また、セルギャップは焦点距離の調整範囲に影響を及ぼす。シール材７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、セルギャップは液晶の応答速度、即ち、Ｔｏｎ時間（電圧をｏｎにしてから液晶の光透過率が９０％になるまでの時間）やＴｏｆｆ（電圧をｏｆｆにしてから液晶の光透過率が１０％になるまでの時間）に影響を及ぼし、シール材の厚みを１００μｍより大きくすると焦点距離の調整範囲を広く取ることはできるが、反面、液晶のＴｏｎ時間やＴｏｆｆ時間の応答速度が遅くなると云う問題が起きる。
【００５４】
液晶５は誘電率異方性が正のネマティック液晶が用いられる。
【００５５】
以上の構成を取る液晶レンズ２０は、第１のスペーサ１６がシール材７より１〜２０μｍ大きいために上基板１１が１〜２０μｍの範囲で凸型に反る。レンズ領域Ｂを上下基板１１、１の外周域を一周に渡ってシールしたシール材７のほぼ中央部に設け、第１のスペーサ１６をレンズ領域Ｂの中心部Ｃに設けていることからレンズ領域Ｂ内にあっては中心部Ｃを基点にして対称な凸曲面（球面）が得られる。従って、中心部Ｃから同一距離離れた位置にあっては同一のセルギャップが得られる。これは、環状電極に電圧を印加し、液晶の分子に電界強度を与えると同一方向の配向が起き、配向方向が揃った均一な配向が得られる効果を生む。図２において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。上基板１１が凸曲面をなすことにより、上基板１１に入射したときに液晶レンズ２０の厚みの厚い方向に向かって、即ち、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折した屈折光は上基板１１を透過して次に液晶５に入射する。液晶５に入射した屈折光は液晶分子の配向の向きに沿って進み、更に、下基板１を透過して進み焦点の位置に集光する。従って、外から入射した光は凸曲面をなす上基板１１に入射したときに屈折を起こし、更に、液晶５に入射したときに液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折が起きる。従って、上基板１１での屈折と液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折とで光の屈折角度は大きくなる。何れも、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折となる。これにより、光が集光する焦点の距離を短くすることができる。このことは、焦点距離の調整範囲を広くする効果を得る。
【００５６】
本発明においては、第１のスペーサ１６の大きさ（厚み）をシール材７の厚みより１〜２０μｍ大きくし、１〜２０μｍの凸型の反りが発生した液晶レンズを形成する。この１〜２０μｍの反り量によって光屈折による焦点距離の効果的な調整と透明基板の破損防止を図っている。反りが小さいと基板での光屈折角が小さくなって期待する焦点距離調整効果が得られない。反面、反りが大きくなると透明基板が割れ易くなり破損が起きる。
【００５７】
次に、上記の構成を取る液晶レンズ２０の製造方法を説明する。最初に、上透明基板１２に円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄを形成する。これは、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜を真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などで形成する。例えば、真空蒸着法で行う場合は、蒸着機内の載品台上に上透明基板１２を取り付けて、ＩＴＯ粉末を用いて真空蒸着を行う。真空蒸着時のチャンバー内の圧力は、１×１０−６〜５×１０−５ｔｏｒｒ（１．３３×１０−４〜６．６５×１０−３Ｐａ）の範囲位に設定して行う。真空蒸着の膜厚は蒸着時間で決まるので所要の時間行って所要の膜厚を得る。次に、全面に形成したＩＴＯ膜をフォトリソグラフィなどの方法で円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄの形状に成形する。これは、レジスト膜をＩＴＯ膜上に形成して露光・現像により不要とするレジスト膜の部分を除去して所要の形状にレジスト膜を成形する。そして、エッチング方法でレジスト膜のない部分のＩＴＯ膜を除去し、最後に残されているレジスト膜を除去することによって円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄの形状ができあがる。このようにして形成した円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄ上に配向膜をオフセット印刷方法やスピンコート法などで形成し、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を行う。これによって上基板１１が出来上がる。下基板１も同様な方法で下透明基板２の上面に下透明電極３を形成し、その上に下配向膜４を形成し、下配向膜４にラビング処理を行う。
【００５８】
次に、上基板１１のレンズ領域Ｂの中心部Ｃの部位に、スクリーン印刷方法でボールからなる第１のスペーサ１６を分散したＵＶ硬化型樹脂１７のインクを用いて第１のスペーサ１６を印刷する。ここで、ボールからなる第１のスペーサ１６の粒径は後述するシール材７に分散している第２のスペーサ７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを使用する。また、ボールからなる第１のスペーサは１〜３個の範囲で印刷する。これは、スクリーン印刷に使用するメタル版のインクを落とし込む穴径の大きさを調整することによって配設する個数を設定する。メタル版の穴径をボールの粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさにすれば１個のボールを配設することができる。また、穴径をボールの粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさにすれば２〜３個のボールを配設することができる。メタル版としてはニッケルやステンレス金属などで形成した金属膜の版が利用できる。ＵＶ硬化型樹脂としてはＵＶ硬化型のエポキシ樹脂やアクリル樹脂が用いられるが、第１のスペーサ１６を印刷した後に紫外線照射して樹脂分を硬化させ、第１のスペーサ１６を上基板１１に固着させる。尚、本実施形態においては、第１のスペーサを上基板１１側に印刷形成したが、これは、上基板１１側に円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３を形成していることでその中心部Ｃが設定しやすいと云う理由による。下基板１側で中心部Ｃが容易に設定可能であれば下基板１側に第１のスペーサ１６を設けても何ら支障はない。また、本実施形態においてはＵＶ硬化樹脂を用いたが、熱硬化型樹脂を用いて加熱方法によって第１のスペーサ１６を接着固定しても構わない。
【００５９】
次に、シール材７を下基板１側にスクリーン印刷して形成する。このシール材７は前述の熱硬化型樹脂７ａに第２のスペーサ７ｂを分散したものからなる。本実施形態においては、シール材７は下基板１側に設けているが、これは、上基板１１側に第１のスペーサを設けており印刷作業の中で第１のスペーサに悪い影響を及ぼしてはいけないと云う理由による。しかしながら、第１のスペーサに何ら影響を及ぼさないものであるならば上基板１１側に設けても良く、特に下基板１側に限定するものではない。シール材７は基板の外周域一周に渡って形成するが、その中で一部分開口部を設けて形成する。この開口部は後工程での液晶の注入口として用いるものである。
【００６０】
次に、上基板１１と下基板１を対向して位置を合わせて重ね合わせ、加圧装置や加熱装置を用いて加圧の下で加熱してシール材７を硬化させ上基板１１と下基板１とを接合する。加圧力と加熱温度は、例えば、シール材７の熱硬化型樹脂７ａにエポキシ樹脂を用いた場合は、加圧力は２００〜１．０ｋｇ／ｃｍ２、加熱温度１６０°Ｃで３０分〜１時間の焼成を行う。
【００６１】
次に、真空注入機を用いて真空状態の下で液晶をシール材７の液晶注入口から注入する。
【００６２】
次に、シール材７の液晶注入口にＵＶ硬化型樹脂を塗布し、紫外線を照射してＵＶ硬化型樹脂を硬化させて封口する。
【００６３】
以上の工程を経ることによって図２に示すような上基板１１側が凸型に反った本発明の液晶レンズ２０が得られる。本発明の製造方法の下では、凸型に反った上基板１１側の円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、並びに、接続電極１３ｃ、１３ｄは上透明基板１２の平板状態の時に形成する。従って、レジスト膜も均一の厚みに形成でき、露光・現像も精度の高い形状で行うことができる。また、エッチングによる形状・寸法出しも精度良く行うことができる。そして、円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３などの形状・寸法に精度の良いものが得られる。また、凸型に反った上基板１１側の上配向膜１４の膜の形成やラビング処理も平坦面の状態で行うので、上配向膜１４の厚みも均一になり、ラビングによる筋目の方向や深さも均一なものが得られる。そして、液晶の配向性に均一性が得られる。
【００６４】
また、上基板１１側の凸型の反りは、可撓性のある上透明基板１２を用い、シール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の大きい第１のスペーサ１６のボールを中心部Ｃに配設する構成で得られる。作業工程数も少なく、しかも、簡単な作業でできることから安い製造コストで本発明の液晶レンズの構造を作ることができる。
【００６５】
以上述べた本発明の実施形態は第１のスペーサ１６にシール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の大きいボールを用いて上基板１１を凸型に反らした構造の液晶レンズであるが、第１のスペーサ１６にシール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の小さいボールを用いて上基板１１を凹型に反らした構造の液晶レンズを得ることもできる。何れも同様な効果を得ることができる。
【実施例１】
【００６６】
次に、本発明の実施例１に係る液晶レンズを図３を用いて説明する。図３は本発明の実施例１に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図３は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００６７】
図３より、実施例１における液晶レンズ４０は、上基板３１と下基板２１との間に液晶２５をシール材２７を介して封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃにシール材２７の厚みより大きい粒径の第１のスペーサ３６が上基板３１に固着して設けられて、上基板３１、下基板２１共に凸型に反った形状をなしている。即ち、両面凸曲面状なる凸レンズ形状をなしている。
【００６８】
ここで、シール材２７には第２のスペーサ２７ｂが分散しており、この第２のスペーサ２７ｂの粒径の大きさがシール材２７の厚みになっている。また、中心部Ｃに設けたボールからなる第１のスペーサ３６の粒径はシール材２７の第２のスペーサ２７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを用いており、上下基板３１、２１の凸型反り量は共に０．５〜１０μｍの反り量になっている。従って、中心部Ｃにおける上下基板３１、２１のセルギャップはシール材２７の厚みより１〜２０μｍ大きくなっている。
【００６９】
上基板３１は、透明で０．２ｍｍ厚みのガラスからなる上透明基板３２と、その上透明基板３２の下面に設けた透明な円形電極３３ａ、複数の透明な環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、２つの透明な接続電極（図３には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜３４とから構成されている。ここで、円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極３３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３があり、その環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３と円形電極３３ａとを接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極３３ａに接続する接続電極である。
【００７０】
一番外側にある環状電極３３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極３３ａがある。また、このレンズ領域は上下基板３１、２１の外周一周に渡ってシールしたシール材２７のほぼ中央部に設けられるようになっている。また、上基板３１の中心部Ｃの部分にボールからなる第１のスペーサ３６がＵＶ硬化型樹脂３７を介して上基板３１側に接着固定されている。尚、この液晶レンズ４０は５ｍｍ角の大きさで、レンズ領域は直径２．０〜２．５ｍｍの大きさをなしている。
【００７１】
下基板２１は、透明で０．２ｍｍ厚みのガラスからなる下透明基板２２と、下透明基板２２の上面に設けた下透明電極２３と、この下透明電極２３の表面に設けた下配向膜２４とから構成されている。ここで、下透明電極２３はレンズ領域Ｂの全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材２７の外側にまで延設して設けられている。
【００７２】
上記の上基板３１と下基板２１とを対向して配置して、シール材２７でもって上基板３１と下基板２１とを接合している。尚このとき、上基板３１の上配向膜３４の配向方向と下基板２１の下配向膜２４の配向方向は１８０°向きが異なるパラレル配向になって組合わせられている。シール材２７は熱硬化型樹脂２７ａの中に第２のスペーサ２７ｂを分散したものからなり、シール材２７の厚みは第２のスペーサ２７ｂの粒径によって決められる。
【００７３】
尚、図示はしていないが、シール材２７には一部分に開口部を有しており、上下基板３１、２１とを接合した後にその開口部から液晶２５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。
【００７４】
次に、上記構成部品のそれぞれの仕様について説明する。実施例１においては、上基板３１を構成する上透明基板３２、及び、下基板２１を構成する下透明基板２２は透明で０．２ｍｍ厚みのガラスを用いている。実施例１の液晶レンズの構造は上基板３１、下基板２１共に凸型に反らす構造を取ることから、上透明基板３２と下透明基板２２は共に可撓性を持たせるために０．０５〜０．３ｍｍの板厚のものを使用する。０．０５ｍｍより薄いものは割れ易く、０．３ｍｍより厚いものは剛性が強く撓みづらいことから０．０５〜０．３ｍｍの厚みのものに制限する。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、実施例１では０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することも可能である。
【００７５】
上基板３１を構成するところの円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、及び、２つの接続電極などの複数の透明電極、及び、下基板２１を構成するところの下透明電極２３は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜で形成している。真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などでＩＴＯ膜を形成し、その後に、フォトリソグラフィなどの方法で所望の形状に仕上げている。
【００７６】
上基板３１を構成するところの上配向膜３４、下基板２１を構成するところの下配向膜２４は、ポリイミド樹脂などを用いてスクリーン印刷法、スピンコート法、などで数μｍの厚みで形成し、その後に、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を施している。
【００７７】
第１のスペーサ３６は透明なポリスチレン樹脂からなるプラスチックボールを用いている。これは、実施例１では上下基板３１、２１を薄いガラスから構成しているのでガラスの割れを防止する目的でプラスチックボールを用いているものである。しかしながら、プラスチックボールに限定するものではなくシリカボールなども用いることができる。この第１のスペーサ３６は、ＵＶ硬化型樹脂３７に第１のスペーサ３６を分散したインクを用いスクリーン印刷方法で１〜３個の範囲で形成し、その後に紫外線照射によって接着固定することによって形成する。この１〜３個の配設数はボールの割れ防止と液晶分子の配向乱れ防止のために数を制限している。スクリーン印刷版のインクを落とし込む穴径を、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさの穴径に設定すれば１個のスペーサが配設でき、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさの穴径に設定すれば２〜３個のスペーサを配設することができる。この第１のスペーサ３６はシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きいものを設ける。即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いる。
【００７８】
図３において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ３６にシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いることにより、上基板３１と下基板２１は同じ厚みの透明基板を用いていることから双方共に凸型に同じ反り量でもって反る。即ち、上基板３１は凸曲面形状に形成され、下基板２１も凸曲面に形成され、両面に凸レンズ形状が形成される。上基板３１側から上基板３１に入射した光は凸曲面をなした上基板３１により液晶レンズ４０の厚みの厚い方向に向かって、即ち、レンズ領域の中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折した屈折光は上基板３１を透過して次に液晶２５に入射する。液晶２５に入射した屈折光は液晶分子の配向の向きに沿って進み、液晶２５を抜ける。そして、下基板２１を透過して抜ける時にまた中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。従って、両面凸レンズ形状をなしていると、上基板３１に入射したときの屈折、液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折、下基板２１を抜けるときの屈折の３回の屈折を起こす。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ４０に近づいた位置に来る。このように、凸レンズ形状にすると焦点距離を更に短くすることができる。このことは、焦点距離の調整範囲を広く取れる効果を得る。ここで、第１のスペーサ３６の大きさ（粒径）をシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい大きさに制限する。これは、１μｍより小さくすると上基板３１に入射したときの屈折角と下基板２１を抜けるときの屈折角とが小さくなって焦点の位置が余り短くならないことによる。また、２０μｍより大きくすると反り量が大きくなって可撓性のある上下基板２１、３１に割れなどの破損が発生することによる。
【００７９】
シール材２７は熱硬化型樹脂２７ａに第２のスペーサ２７ｂを分散したものからなる。実施例１では、エポキシ樹脂なる熱硬化型樹脂７ａを用い、第２のスペーサ２７ｂにシリカボールを用いている。しかしながら、熱硬化型樹脂７ａはエポキシ樹脂に限るものではなく熱硬化型のアクリル樹脂などを用いても良い。また、第２のスペーサ２７ｂはシリカボールに限るものではなくプラスチックボールやガラスファイバなどを用いることもできる。このシール材２７の厚みは第２のスペーサ２７ｂの粒径で決まり、粒径と同じ大きさの厚みが得られる。このシール材２７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材２７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きるからである。また、シール材２７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。このシール材２７はエポキシ樹脂なる熱硬化型樹脂２７ａにシリカボールなる第２のスペーサ２７ｂをシール材全体に対して２重量％混ぜ合わせたインクを用いてスクリーン印刷方法などで下基板２１側に形成する。
【００８０】
液晶２５は誘電率異方性が正のネマティック液晶が用いられる。
【００８１】
実施例１の液晶レンズ４０の製造方法は前述の実施形態で説明した製造方法と同じ方法を取るのでここでの説明は省略する。
【００８２】
以上の構成を取った液晶レンズ４０は、上下基板とも凸曲面形状をなし、両面凸レンズ形状になる。そして、集光の焦点の位置をより短くすることができる。また、構造がシンプルであり製造方法が容易であることから安いコストで製造することかできる。また、上基板３１の円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、及び、２つの接続電極、及び、下基板２１の下透明電極２３などは平板の透明基板上に形成するので形状や寸法は精度良く形成することができる。また、上配向膜３４、下配向膜２４も平坦面上で形成することから均一な厚みでラビング処理品質も均一なものが得られる。
【実施例２】
【００８３】
次に、本発明の実施例２に係る液晶レンズを図４を用いて説明する。図４は本発明の実施例２に係る液晶レンズの要部断面図を示している。実施例２の液晶レンズ５０は前述の実施形態で説明した液晶レンズの構成と比較すると、第１スペーサの構成のみが異なり、他は同じ構成を取る。従って、同じ構成を取る部品は同一符号を付してある。尚、図４は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００８４】
図４より、実施例２に係る液晶レンズ５０は、上基板１１と下基板１からなる一対の上下基板を対向して配置し、シール材７を介して内部に液晶５を封止した構成を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの位置にシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ厚い第１のスペーサ５６を下基板１側に固着して設け、この第１のスペーサ５６により上基板１１が上方に押圧されて凸型に反った構造を取っている。この第１のスペーサ５６のみが前述の実施形態における図２でもって説明したボールからなる第１のスペーサと異なる構成をとっている。他の構成部品は前述の実施形態での構成部品と同じ構成を取っているので、ここでは、構成の異なる第１のスペーサ５６を主体にして説明する。
【００８５】
実施例２では、この第１のスペーサ５６はＵＶ硬化型樹脂を下基板１側にスクリーン印刷方法またはポッティング方法などで形成したものからなり、形成後に紫外線照射によって硬化させたものである。この第１のスペーサ５６の厚みはシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ厚く形成する。この第１のスペーサ５６は、実施例２では下基板１側に形成したが、特に下基板１側に限るものではなく上基板１１側に設けても良いものである。
【００８６】
第１のスペーサ５６をスペーサ７の厚みより１〜２０μｍ厚くしているために、上基板１１は１〜２０μｍ凸型に反った凸曲面の形状になる。そして、前述の実施形態で説明した液晶レンズと同じ形状の液晶レンズが得られる。また、その効果も同じ効果が得られる。
【実施例３】
【００８７】
次に、本発明の実施例３に係る液晶レンズを図５を用いて説明する。図５は本発明の実施例３に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図５は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００８８】
図５より、実施例３における液晶レンズ７０は、上基板６１と下基板５１との間にシール材５７を介して液晶５５を封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの部位に粒径の小さい第１のスペーサ６６がＵＶ硬化型樹脂６７を介して上基板６１に固着して設けられて、下基板５１は凹型に反った凹曲面形状をなしている。
【００８９】
ここで、シール材５７はエポキシ樹脂からなる熱硬化型樹脂５７ａにシリカボールからなる第２のスペーサ５７ｂが分散したものからなり、シール材５７の厚みはこの第２のスペーサ５７ｂの粒径の大きさによって決まり、第２のスペーサ５７ｂの粒径の大きさがシール材５７の厚み寸法になっている。また、中心部Ｃに設けたプラスチックボールからなる第１のスペーサ６６の粒径はシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散している第２のスペーサ５７ｂの粒径より１〜２０μｍ小さいものを用いている。従って、下基板５１は凹型に１〜２０μｍ反った凹曲面形状をなしている。そして、中心部Ｃの部位における上下基板６１、５１のセルギャップはシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さくなっている。
【００９０】
上基板６１は、透明で０．７ｍｍ厚みのガラスからなる上透明基板６２と、その上透明基板６２の下面に設けた透明な円形電極６３ａ、複数の透明な環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、２つの透明な接続電極（図５には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜６４とから構成されている。ここでの円形電極６３ａ、環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極６３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３があり、その環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３及び円形電極６３ａとに接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極６３ａに接続する接続電極になっている。この２つの接続電極は複数の環状電極や円形電極に電圧を印加するために設けているもので、図示はしていないが、シール材５７の外側にまで延設されている。
【００９１】
一番外側にある環状電極６３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極６３ａがある。そして、レンズ領域の中心部Ｃは円形電極６３ａの中心部にもなっている。また、このレンズ領域は上下基板６１、５１の外周一周に渡ってシールしたシール材５７のほぼ中央部に設けられるようになっている。また、上基板６１側の中心部Ｃの部分にプラスチックボールからなる第１のスペーサ６６がＵＶ硬化型樹脂６７を介して上基板６１側に接着固定されている。
【００９２】
下基板５１は、透明で０．２ｍｍ厚の可撓性を有するガラスからなる下透明基板５２と、下透明基板５２の上面に設けた下透明電極５３と、この下透明電極５３の表面に設けた下配向膜５４とから構成されている。ここで、下透明電極５３はレンズ領域の全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材５７の外側にまで延設して設けられている。下透明基板５２は可撓性を持たせるために本実施例では０．２ｍｍ厚のものを用いているが、０．２ｍｍの厚みに限らず０．０５〜０．３ｍｍの範囲の中で反り量も加味して適宜に設定するのが好ましい。
【００９３】
上記の上基板６１と下基板５１とを対向して配置して、シール材５７でもって上基板６１と下基板５１とを接合している。尚このとき、上基板６１の上配向膜６４の配向方向と下基板５１の下配向膜５４の配向方向とは１８０°向きが異なるパラレル配向になって組合わせられている。
【００９４】
尚、図示はしていないが、シール材５７には一部分に開口部を有しており、上下基板６１、５１とを接合した後にその開口部から液晶５５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。液晶５５の注入は真空注入機を用いて真空状態にして液晶を注入する。このとき、液晶レンズは負圧がかかっている状態であるので０．２ｍｍと薄く可撓性を持った下透明基板５２は上下基板６１、５１の隙間の内側に吸引されて凹型に反っていき、第１のスペーサ６６に当接して反りが止まる。上基板６１は厚みが厚く剛性を有することから反りが発生せずフラットの状態になっている。そして、下基板５１が凹型に反った状態の中で液晶５５が注入されて封口処理が行われる。
【００９５】
第１のスペーサ６６は透明なポリスチレン樹脂からなるプラスチックボールを用いている。この第１のスペーサ６６は、ＵＶ硬化型樹脂６７に第１のスペーサ６６を分散したインクを用いスクリーン印刷方法で１〜３個の範囲で配設し、その後に紫外線照射によって上基板６１に接着固定している。第１のスペーサ６６を１〜３個配設する方法として、スクリーン印刷版のインクを落とし込む穴径を、第１のスペーサ６６の粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさの穴径に設定すれば１個のスペーサが配設でき、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさの穴径に設定すれば２〜３個のスペーサを配設することができる。この第１のスペーサ６６の粒径はシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散している第２のスペーサ５７ｂの粒径より１〜２０μｍ小さいものを用いる。これにより、下基板５１に凹型の１〜２０μｍ反った凹曲面形状が得られる。
【００９６】
図５において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ６６にシール材５７の厚みよりも１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散した第２のスペーサ５７ｂより１〜２０μｍ小さい粒径のボールを用いることにより、下基板５１は凹型に１〜２０μｍの範囲で反る。上基板６１に直交して入射した光は上基板６１を透過して液晶５５に入射する。液晶５５に入射した光は液晶分子の配向方向の向きに沿って進み、液晶５５を通過して抜ける。そして、下基板５１に入射して下基板５１を透過して抜ける。下基板５１が凹曲面形状をなしていることから、光が下基板５１を抜ける時に中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。従って、液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折と下基板５１を抜けるときの屈折との２回の屈折を起こし、屈折角度は大きくなる。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ７０に近づいた位置に来る。このように、下基板５１を凹曲面形状にすると焦点距離を短くすることができる。ここで、下基板５１の反りを１μｍより小さくすると下基板５１を抜けるときの屈折角が小さくなって集光する焦点の位置が余り短くならない。また、反りを２０μｍより大きくすると可撓性のある下基板５１に割れなどの破損が発生する。
【００９７】
また、実施例３において、シール材５７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材５７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材５７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。
【００９８】
液晶５５は誘電率異方性が正のネマティック液晶などが用いられる。
【００９９】
実施例３の液晶レンズ７０の製造方法は前述の実施形態で説明した製造方法と同じ方法を取るのでここでの説明は省略する。
【０１００】
以上の構成を取った液晶レンズ７０は、集光の焦点の位置をより短くすることができる。また、上基板６１の複数の透明電極、及び、下基板５１の透明電極は平板の透明基板上に形成するので形状・寸法は精度良く形成することができる。また、上配向膜３４、下配向膜２４も平坦面上で形成することから均一な配向処理が得られる。また、構造がシンプルであり製造方法も容易であることから安いコストで製造することかできる。
【実施例４】
【０１０１】
次に、本発明の実施例４に係る液晶レンズを図６を用いて説明する。図６は本発明の実施例４に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、実施例４は誘電率異方性が負のネマティック液晶を使用した場合の液晶レンズを示したものである。図６は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【０１０２】
図６より、実施例４における液晶レンズ９０は、上基板８１と下基板７１との間にシール材７７を介して液晶７５を封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの部位にプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６がＵＶ硬化型樹脂７８を介して下基板７１に固着して設けられて、上基板８１は凸型に反った凸曲面形状をなしている。
【０１０３】
ここで、シール材７７はエポキシ樹脂からなる熱硬化型樹脂７７ａにシリカボールからなる第２のスペーサ７７ｂが分散したものからなり、シール材７７の厚みはこの第２のスペーサ７７ｂの粒径の大きさによって決まり、第２のスペーサ７７ｂの粒径の大きさがシール材７７の厚み寸法になっている。また、中心部Ｃに設けたプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６の粒径はシール材７７の厚みより１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材７７に分散している第２のスペーサ７７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを用いている。従って、上基板８１は凸型に１〜２０μｍ反った凸曲面形状をなしている。そして、中心部Ｃの部位における上下基板８１、７１のセルギャップはシール材７７の厚みより１〜２０μｍ大きくなっている。
【０１０４】
上基板６１は、透明で０．２ｍｍ厚の可撓性を有するガラスからなる上透明基板８２と、その上透明基板８２の下面に設けた透明な円形電極８３ａ、複数の透明な環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３、２つの透明な接続電極（図５には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜８４とから構成されている。ここでの円形電極８３ａ、環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極８３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３があり、その環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３及び円形電極８３ａとに接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極８３ａに接続する接続電極になっている。この２つの接続電極は複数の環状電極や円形電極に電圧を印加するために設けているもので、図示はしていないが、シール材７７の外側にまで延設されている。ここで、上透明基板８２は可撓性を持たせるために本実施例では０．２ｍｍ厚のものを用いているが、０．０５〜０．３ｍｍの範囲の中で反り量も加味して適宜に設定するのが好ましい。
【０１０５】
一番外側にある環状電極８３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極８３ａがある。そして、レンズ領域の中心部Ｃは円形電極８３ａの中心部にもなっている。また、このレンズ領域は上下基板８１、７１の外周一周に渡ってシールしたシール材７７のほぼ中央部に設けられるようになっている。
【０１０６】
下基板７１は、透明で０．７ｍｍ厚の剛性を有するガラスからなる下透明基板７２と、下透明基板７２の上面に設けた下透明電極７３と、この下透明電極７３の表面に設けた下配向膜７４とから構成されている。ここで、下透明電極７３はレンズ領域の全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材７７の外側にまで延設して設けられている。また、この下基板７１には、レンズ領域の中心部Ｃの部位に当たる所にプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６がＵＶ硬化型樹脂７８を介して下基板７１に固着して設けられている。
【０１０７】
ここで、上基板８１の上配向膜８４は、シランカップリング剤やレシチン、ポリシロキサン、クロム錯体、ポリイミド系垂直配向剤などで形成し、ラビングなどの配向処理を施しており、誘電率異方性が負の液晶分子を基板に対して垂直に配向させる機能を持つている。そして、その配向処理方向は矢印Ａ８４で示した方向となっている。一方、下基板７１の下配向膜７４は、上配向膜８４と同様に、シランカップリング剤やレシチン、ポリシロキサン、クロム錯体、ポリイミド系垂直配向剤などで形成し、ラビングなどの配向処理を施しており、誘電率異方性が負の液晶分子を基板に対して垂直に配向させる機能を持つている。そして、その配向処理方向は矢印Ａ７４で示した方向となっている。そして、上配向膜８４の配向処理方向Ａ８４と下配向膜７４の配向処理方向Ａ７４とが１８０度異なるように、即ち、逆向きになるようにして上下基板８１、７１を接合している。また、液晶７５は誘電率異方性が負のネマティック液晶が使用される。
【０１０８】
図６は電圧無印加の状態を示している。誘電率異方性が負のネマティックを用いた場合、電圧無印加の状態においては液晶分子の長軸は、図６に示すように、配向膜８４、７４の配向方向Ａ８４、Ａ７４に向かって立った状態になる。上下基板８１、７１の透明電極に電圧を印加していくと液晶分子の長軸は徐々に倒れていき、最後には基板と平行な状態に寝る状態になる。即ち、長軸の配向方向は基板と平行になる。今ここで、円形電極８３ａの印加電圧＜環状電極８３ｂ１の印加電圧＜環状電極８３ｂ２の印加電圧＜環状電極８３ｂ３の印加電圧を与えたとき、液晶分子の長軸の立った状態からの傾き具合は円形電極８３ａの層が僅かな傾きとなり、環状電極８３ｂ３の層が一番大きく傾いた状態となる。即ち、液晶分子の長軸の傾き具合は、円形電極８３ａの層＜環状電極８３ｂ１の層＜環状電極８３ｂ２の層＜環状電極８３ｂ３の層の順で傾きが大きくなる。従って、円形電極８３ａ、環状電極８３ｂ１、環状電極８３ｂ２、環状電極８３ｂ３にそれぞれ異なる電圧を与え、しかも、外側電極に行くに従って電圧を高くすることによって、液晶７５の層に入射した光は中心部ｃの中心軸の方向に向かって進み、焦点に集光する。
【０１０９】
図６において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ７６にシール材７７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材７７に分散した第２のスペーサ７７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いることにより、上基板８１は凸型に１〜２０μｍ反った凸曲面形状をなす。上基板８１に入射した光は上基板８１が凸曲面をなしいることによって中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折光は液晶７５の層に入射する。液晶７５に入射した屈折光は液晶分子の長軸の配向方向の向きに沿って進み、液晶７５を通過して抜ける。そして更に、下基板７１を透過して集光する。従って、上基板８１に入射したときに起きる屈折と液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折との２回の屈折が起き屈折角度は大きくなる。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ９０に近づいた位置に来る。
【０１１０】
また、第１のスペーサ７６はシール材７７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい粒径のものを用いていることから、上基板８１は１〜２０μｍの範囲で凸型に反る。ここで、反りを１μｍより小さくすると上基板８１での屈折角が小さくなって集光する焦点距離が余り短くならない。また、反りを２０μｍより大きくすると可撓性のある上基板８１に割れなどの破損が発生する。
【０１１１】
また、実施例４において、シール材７７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材７７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材７７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。
【０１１２】
実施例４の液晶レンズは誘電率異方性が負のネマティック液晶を用いたものであるが、前述した実施例１〜３での誘電率異方性が正のネマティック液晶を用いた場合と全く同じ効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶レンズの平面図である。
【図２】図１における液晶レンズの要部断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図７】従来技術として特許文献１に示されてところの液晶レンズの平面図である。
【図８】図７における液晶レンズのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２１、５１、７１ 下基板
２、２２、５２、７２ 下透明基板
３、２３、５３、７３ 下透明電極
４、２４、５４、７４ 下配向膜
５、２５、５５、７５ 液晶
７、２７、５７、７７ シール材
７ａ、２７ａ、５７ａ、７７ａ 熱硬化型樹脂
７ｂ、２７ｂ、５７ｂ、７７ｂ 第２のスペーサ
１１、３１、６１、８１ 上基板
１２、３２、６２、８２ 上透明基板
１３ａ、３３ａ、６３ａ、８３ａ 円形電極
１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３ 環状電極
１３ｃ、１３ｄ 接続電極
１４、３４、６４、８４ 上配向膜
１６、３６、５６、６６、７６ 第１のスペーサ
１７、３７、６７、７８ ＵＶ硬化型樹脂
２０、４０、５０、７０、９０ 液晶レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置やカメラ、携帯電話などに用いられる液晶レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いた液晶レンズは今までに色々な技術開発が成されてきている。その中で、液晶レンズの構造の一つとして下記の特許文献１に開示された構造の技術を見ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７２６４６号公報
【０００４】
上記特許文献１に示された液晶レンズの構造を図７、図８を用いて説明する。ここで、図７は上記特許文献１に示されてところの液晶レンズの平面図で、図８は図７における液晶レンズのＩＩ−ＩＩ断面図を示している。図７、図８より、液晶レンズ１００はセル１１０に誘電率異方性が正のネマティック液晶１５０を封入したものから成っている。即ち、セル１１０は透明で凹面を有する凹面基板１３０と透明な平板基板１２０とをシール材１４０を介して貼合わせたものからなり、その内部の凸形状の空間に液晶１５０を封止した構造を取っている。
【０００５】
ここでの凹面基板１３０は、凹面を有してガラスなどからなる板材１３２と、その凹面を含む表面に設けたアンダーコート（図示していない）と、その上に設けた２つの透明電極１３４ａ、１３４ｂと、これを覆う平行配向層１３６とから構成されている。
【０００６】
また、平板基板１２０は、ガラスなどからなる平板状の板材１２２と、その上に形成したアンダーコート（図示していない）と、その上に形成した２つの透明電極１２４ａ、１２４ｂと、それを覆う平行配向層１２６とから構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、凹面基板１３０の２つの透明電極１３４ａ、１３４ｂ、及び、平板基板１２０の２つの透明電極１２４ａ、１２４ｂは、酸化インジウム錫膜で形成し、異なる大きさの矩形形状をなして僅かな間隔をおいて平行に並んで配設した形状を取っている。
【０００８】
一般に、酸化インジウム錫膜のＩＴＯ膜からなる透明電極の形成方法は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などの方法によってＩＴＯ膜をガラス面上に所要の厚みでもって一面に形成し、その後に、レジスト膜をＩＴＯ膜上に形成して露光・現像により不要とするレジスト膜の部分を除去して所要の形状にレジスト膜を成形する。そして、エッチング方法でレジスト膜のない部分のＩＴＯ膜を除去し、最後に残されているレジスト膜を除去することによって所要の形状のＩＴＯ膜を形成する方法を取る。
【０００９】
ＩＴＯ膜を平坦な平板上に形成した場合、レジスト膜も均一な厚みに形成することができ、また、その露光・現像なども精度良くできることから精度の良い形状のＩＴＯ膜を形成することができる。しかしなから、上記の凹面基板１３０の如く凹面形状を持つ面にＩＴＯ膜を形成した場合は、レジスト膜を凹面に沿って均一な厚みに形成することは難しく厚みにバラツキが発生する。このため、露光・現像によって不要とするレジスト膜を剥離した時、剥離幅に寸法的なバラツキが発生する。そして、このバラツキが原因でＩＴＯ膜の剥離幅に寸法的バラツキが現れる。また、レジスト膜を露光するのに用いるフォトマスクを凹面部分に載置したとき、フォトマスクと凹面との間に隙間が発生する。このため精度良い露光が行われない。精度良く露光するためには、フォトマスクの形状を凹面形状と同じ形状に形成するか、或いは、凹面とフォトマスクとの隙間によって発生する露光寸法の誤差分を予め見込んだ補正形状をフォトマスクに形成するかの方法を取らなければならない。何れの方法を取っても精度良くフォトマスクを形成するのは難しく、形状・寸法の誤差は大きく発生する。このようなことからＩＴＯ膜の形状・寸法の精度は悪いものになってしまう。精度の高い形状・寸法が要求されるＩＴＯ膜を形成するのは難しい。
【００１０】
また、凹面基板１３０の配向層１３６、及び、平板基板１２０の配向層１２６は、ポリイミド樹脂でもって配向膜を形成し、その配向膜上にラビングなどの配向処理を施したものから成っている。
【００１１】
配向膜の形成は、一般に、オフセット印刷法やスピンコート法などで形成する。また、ラビング処理はフェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を設けることでラビング処理を行っている。
【００１２】
平坦な平板上に形成する配向膜は均一な厚みに形成でき、また、ラビング処理も一定の筋目深さをもって均一に施すことができる。しかしなから、凹面を持つ基板の凹面に形成する配向膜は厚みもバラツキが発生し、また、ラビング処理も凹部を持つ面には布材の擦りが均一に当たらないことから、均一な筋目のラビング処理を施すことが難しい。
【００１３】
以上のことから、上記の構造を取る液晶レンズ１００にあっては、特に、凹面基板１３０側にある液晶１５０に液晶分子の配向の乱れなどが発生する危険を持つ。そして、焦点映像に乱れが発生するようになる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、透明電極の形状・寸法を精度良く形成すると共に液晶分子の配向が正常に行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域は一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの大きい第１のスペーサを有して、一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型に反っていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の液晶レンズは、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの小さい第１のスペーサを有して、一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凹型に反っていることを特徴とする。
【００１８】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を持っている。あるいはまた、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みを持っていることを特徴とする。
【００１９】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサは一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着している。
【００２０】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ大きい。また、第１のスペーサはシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２１】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ小さい。また、第１のスペーサはシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２２】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、上記のスペーサボールは１〜３個であることを特徴とする。
【００２３】
また、上記の本発明の液晶レンズにおいて、シール材の厚みは５〜１００μｍであり、レンズ領域の中心部における一対の上下基板のギャップは６〜１２０μｍである。あるいは、一対の上下基板のギャップは４〜８０μｍであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の液晶レンズの製造方法は、平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止する液晶レンズの製造方法において、一対の上下基板のいずれか片方の基板にスクリーン印刷法で第１のスペーサを印刷する工程と、第１のスペーサを基板に固着する工程と、一対の上下基板のいずれか片方の基板にシール材を印刷する工程と、第１のスペーサを固着し、シール材を印刷した上下の基板を重ね合わせ、加圧・加熱処理を行って上下の基板を接合する工程と、シール材の液晶注入口から真空注入方法で液晶を注入する工程と、シール材の液晶注入口を封口する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサの印刷は、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部であることを特徴とする。
【００２６】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を持っている。あるいはまた、一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みを持っていることを特徴とする。
【００２７】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサはシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２８】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、第１のスペーサはシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであり、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする。
【００２９】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、上記のスペーサボールは１〜３個であることを特徴とする。
【００３０】
また、上記の本発明の液晶レンズの製造方法において、シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
発明の効果として、本発明においては、レンズ領域の一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っている。これにより、基板が凸曲面（凸レンズ）形状または凹曲面（凹レンズ）形状になる。このため、基板の凸曲面または凹曲面になった部分で光が屈折を起こす（レンズ効果）。更に、その屈折した光が液晶の層で液晶分子の配向方向に沿って進む。基板の凸曲面または凹曲面での屈折光や液晶分子の配向方向に向かって進む光は何れもレンズ領域中心部の中心軸に向かって進むことから、光の屈折する角度を大きくすることができる。そして、集光する焦点の位置を液晶レンズに近づけることができる。即ち、焦点距離を短くすることができる。また、本発明においては、基板を凸型または凹型に反らす構造は、レンズ領域の中心部にシール材の厚みより厚みの大きい、或いは、厚みの小さい第１のスペーサを配設することで達成する。形成方法が容易で、しかも簡単な構造であるので製作が容易で安いコストで製作できる。
【００３２】
また、本発明においては、可撓性のある基板を使用する。また、可撓性のある好適な厚みとして０．０５〜０．３ｍｍに設定する。可撓性を有すると基板が凸型または凹型に容易に反ることができ、凸曲面形状または凹曲面形状の構造が容易に得られる。また、０．０５ｍｍより薄いと基板が割れやすくなり破損が生じ、０．３ｍｍより厚くなると剛性が強くなって容易に撓まなくなる。好適な範囲として０．０５〜０．３ｍｍを選択する。
【００３３】
また、第１のスペーサは一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着する。第１のスペーサに移動がないので得られる凸曲面形状または凹曲面形状に安定した形状が得られる。
【００３４】
また、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ大きい。シール材の厚みより１〜２０μｍ大きくすることで凸型の反りが発生し、凸曲面（凸レンズ）形状が得られる。１μｍより小さくすると凸型の反りが小さくなり光屈折角度が小さくなって凸レンズ効果が余り得られない。また、２０μｍより大きくすると基板の割れなどの発生危険度が増し液晶レンズの破損を招く。また、第１のスペーサにシール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールを用い、そして、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールを用いることによって、凸型の反り量を精度良く設定できて安定した寸法の反り量が得られる。そして、凸レンズの効果を出すと共に破損危険度を減らす効果を得る。
【００３５】
また、第１のスペーサはシール材の厚みより１〜２０μｍ小さい。シール材の厚みより１〜２０μｍ小さくすることで凹型の反りが発生し、凹曲面（凹レンズ）形状が得られる。１μｍより小さくすると凹型の反りが小さくなり光屈折角度が小さくなって凹レンズ効果が余り得られない。また、２０μｍより大きくすると基板の割れなどの発生危険度が増し液晶レンズの破損を招く。また、第１のスペーサにシール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールを用い、そして、シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールを用いることによって、凹型の反り量を精度良く設定できて安定した寸法の反り量が得られる。そして、凹レンズの効果を出すと共に破損危険度を減らす効果を得る。
【００３６】
また、第１のスペーサをスペーサボールで形成する場合は、スペーサボールは１〜３個に制限する。１個であることが望ましいわけであるが、スペーサボールの材質によっては１個であると内圧によって割れる危険性がある。２個又は３個に増やすことにより内圧を分散しボールの割れを防止できる。４個以上配設すると曲面形状の均一性に影響を及ぼし、セルギャップのバラツキを大きくして液晶分子の配向性に影響を与える。
【００３７】
また、シール材の厚みを５〜１００μｍに制限する。シール材の厚みはセルギャップに直接的に影響を与える。シール材の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材の厚みを１００μｍより大きくすると焦点距離の調整範囲を広く取ることはできるが、反面、液晶の応答速度が遅くなると云う問題が起きる。
【００３８】
また、本発明の液晶レンズの製造方法では、最初に、平板なる透明基板上に透明電極や配向膜を設ける。そして、シール材の厚みよりも厚みの大きい、あるいは、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷し、一対の上下基板を貼合わせる。そして、液晶を注入して封止する。透明電極や配向膜を平板状態の透明基板に形成するので、透明電極の形状・寸法は精度良く形成することができる。また、配向膜に筋目の整った均一なラビング処理を施すことができる。そして、シール材の厚みよりも厚みの大きい第１のスペーサを印刷して設けた場合は凸型の反りが発生した液晶レンズが得られ、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷して設けた場合は凹型の反りが発生した液晶レンズが得られる。凸型の反りは凸曲面形状が得られ、基板に入射した光はそこで屈折角度を変える。同様に、凹型の反りは凹曲面形状が得られ、基板に入射した光はそこで屈折角度を変える。
【００３９】
また、第１のスペーサの印刷は、透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に設けることにより、レンズ領域の中心部を基点になだらかで反り量が均一な凸曲面形状や凹曲面形状が得られる。これにより、レンズ領域において、中心部から等距離離れた位置にあっては同一量のセルギャップが得られる。
【００４０】
本発明の液晶レンズの製造方法は、レンズ領域の中心部にシール材の厚みよりも厚みの大きい、あるいは、シール材の厚みよりも厚みの小さい第１のスペーサを印刷することで凸曲面形状、あるいは、凹曲面形状の液晶レンズが得られる。製造方法が簡単で、しかも、少ない追加工程数でできることから製造コストも安くできる。そして、可変量の大きな、精度の高い液晶レンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１、図２を用いて説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る液晶レンズの平面図を示しており、図２は図１における液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図２は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００４２】
最初に、図１、図２を用いて本発明の実施形態に係る液晶レンズの構成を説明する。本実施形態に係る液晶レンズ２０は、上基板１１と下基板１からなる一対の上下基板を対向して配置し、シール材７を介して内部に液晶５を封止した構成を取っている。また、レンズ領域Ｂ（図１において、Ｂで示す鎖線丸枠内の領域）の一点鎖線で示した中心部Ｃの位置にシール材７の厚みよりも大きい粒径の第１のスペーサ１６が配設されて上基板１１が凸型に反った構造を取っている。尚、本実施形態の液晶レンズの大きさは、シール材７が形成された部分でもって５ｍｍ角の大きさになっており、レンズ領域は直径２．０〜２．５ｍｍの大きさになっている。
【００４３】
ここで、上基板１１は、ガラスなどからなり板厚が薄くて可撓性のある上透明基板１２と、上透明基板１２の下面に設けた複数の透明電極と、この複数の透明電極の表面に設けた上配向膜１４とから構成される。複数の透明電極は、図１に示すように、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの領域に設けた透明な円形電極１３ａと、この円形電極１３ａを囲うようにして円形電極１３ａと同心円で設けた複数の透明な環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３と、それぞれの環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３に接続して円形電極１３ａにも接続した透明な接続電極１３ｃと、中心の円形電極１３ａに接続した透明な接続電極１３ｄとから構成されている。尚、図示はしていないが、この接続電極１３ｃと１３ｄはシール材７の外側にまで延設されており、その延設部分は図示していない上透明基板１２の一部の延設部に配設されている。そして、接続電極１３ｃと１３ｄはその端部に端子部を形成し、その端子部に外部から所定の電圧を印加できるようになっている。Ｂで示した鎖線丸枠内がレンズ領域を形成する部分で、これは、一番外側に形成されている環状電極１３ｂ３を含む内側がレンズ領域Ｂになっている。そして、このレンズ領域Ｂの中心部Ｃの領域に円形電極１３ａが設けられている。
【００４４】
図２において、第１のスペーサ１６は粒子（ボール）状の形状を取っており、ＵＶ硬化型樹脂１７を介して上基板１１側のレンズ領域Ｂの中心部Ｃの所に接着固定されている。この中心部Ｃは円形電極１３ａの中心にもなっている所である。
【００４５】
下基板１は、ガラスなどからなり板厚が厚くて剛性のある下透明基板２と、下透明基板２の上面に設けた下透明電極３と、この下透明電極３の表面に設けた下配向膜４とから構成されている。ここで、下透明電極３はレンズ領域Ｂの全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材７の外側にまで延設して設けられている。そして、その延設した端部に形成した端子部に外部から所定の電圧を印加できるようになっている。
【００４６】
上記の上基板１１と下基板１とを対向して配置して、シール材７でもって上基板１１と下基板１とを接合している。シール材７は熱硬化型樹脂７ａの中に第２のスペーサ７ｂを分散したものからなり、シール材７の厚みは第２のシール材７ｂの粒径によって決められる。
【００４７】
尚、図示はしていないが、シール材７には一部分に開口部を有しており、上下基板１１、１とを接合した後にその開口部から液晶５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。
【００４８】
本実施形態においては、第１のスペーサ１６はスペーサボールを用いており、シール材７に分散している第２のスペーサ７ｂより１〜２０μｍ粒径の大きいスペーサボールを用いている。従って、中心部Ｃにおけるセルギャップ（上下基板１１、１とのギャップ）は第２のスペーサ７ｂの粒径によって決められるシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きくなっている。そして、上基板１１のレンズ領域Ｂはその中心部Ｃを頂点として凸型に反って、凸曲面形状をなしている。そして、液晶レンズ２０は下面側がフラットで上面側が凸球面をなした凸レンズ形状をなしている。
【００４９】
次に、上記構成部品のそれぞれの仕様について説明する。本実施形態においては、上基板１１を構成する上透明基板１２は透明なガラスを用い、可撓性を持たせるために０．０５〜０．３ｍｍの板厚のものを使用している。０．０５ｍｍより薄いものは割れ易く、０．３ｍｍより厚いものは剛性が強く撓みづらいことから０．０５〜０．３ｍｍの厚みのものに制限する。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、本実施形態では０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することもできる。下基板１を構成する下透明基板２は透明なガラスでもって形成している。剛性を持たせたいことから０．５〜１．１ｍｍ厚みのガラスを用いる。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、本実施形態では０．７ｍｍ厚のホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することもできる。本実施形態においては、上透明基板１２は可撓性のある薄いガラスを使用し、下透明基板２は剛性のある厚いガラスを使用したが、上透明基板に剛性のある厚いガラスを使用し、下透明基板に可撓性のある薄いガラスを使用しても何ら支障はない。下透明基板に可撓性のある薄いガラスを使用した場合は下基板側に凸型の反りが現れてくる。また、上透明基板と下透明基板の両方を可撓性のある薄いガラスを用いても良い。この場合は両面が凸型に反った液晶レンズ得られる。
【００５０】
上基板１１を構成するところの複数の透明電極、即ち、円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、及び、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄ、と下基板１を構成するところの下透明電極３は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）膜や酸化亜鉛（ＺｎＯ２）膜などで形成する。このＩＴＯ膜や酸化亜鉛膜は真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などで形成し、その後、フォトリソグラフィなどの方法で所望の形状に仕上げる。
【００５１】
上基板１１を構成するところの上配向膜１４、下基板１を構成するところの下配向膜４は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などを用いてスクリーン印刷法、スピンコート法、などで数μｍの厚みの配向膜を形成し、その後に、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を施している。また、上配向膜１４の配向方向と下配向膜４の配向方向とは１８０°向きが異なるパラレル配向にして上下配向膜１４、４を対面させて組合わせる。
【００５２】
第１のスペーサ１６は透明なシリカボールやプラスチックボールなどを用いることができる。本実施形態においては、第１のスペーサ１６はＵＶ硬化型樹脂１７を介して上基板１１側に接着固定したが下基板１側に接着固定しても構わない。この第１のスペーサ１６にボールを用いた場合は１〜３個の範囲内の個数に制限する。これは、ボールの割れを防止する目的である。シリカボールなどは内圧によって割れることが発生するが、複数あると内圧が分散され割れが発生しなくなる。また、個数が多いと曲面形状の均一性に影響を及ぼし、セルギャップのバラツキを大きくして液晶分子の配向性に影響を与える。この第１のスペーサ１６の形成方法は、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂やエポキシ樹脂にシリカボールを１０〜５０重量％混ぜ合わせたインクを用いてスクリーン印刷法で形成し、その後に、ＵＶ照射によって接着固定する。本実施形態においてはＵＶ硬化型の樹脂を用いたが、ＵＶ硬化型の樹脂に限るものではなく、熱硬化型の樹脂を用いても良いものである。また、第１のスペーサ１６は必ずしもボールに限定するものではなく、単なる樹脂だけでもって目的を達成する大きさに印刷形成して第１のスペーサとしても良いものである。本発明においては、第１のスペーサ１６は後述するシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ大きいものを設ける。即ち、シール材７に分散した第２のスペーサより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いている。
【００５３】
シール材７は熱硬化型樹脂７ａに第２のスペーサ７ｂを分散したものからなっている。熱硬化型樹脂７ａとしてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。また、第２のスペーサ７ｂはシリカボール、プラスチックボール、ガラスファイバなどが用いられる。シール材７に分散する第２のスペーサ７ｂはシール材全体に対して２重量％程度とするのが良い。シール材７の厚みは第２のスペーサ７ｂの粒径によって決まる。本発明においては、シール材７の厚みを５〜１００μｍに制限する。シール材７の厚みはセルギャップに直接的に影響を与え、また、セルギャップは焦点距離の調整範囲に影響を及ぼす。シール材７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、セルギャップは液晶の応答速度、即ち、Ｔｏｎ時間（電圧をｏｎにしてから液晶の光透過率が９０％になるまでの時間）やＴｏｆｆ（電圧をｏｆｆにしてから液晶の光透過率が１０％になるまでの時間）に影響を及ぼし、シール材の厚みを１００μｍより大きくすると焦点距離の調整範囲を広く取ることはできるが、反面、液晶のＴｏｎ時間やＴｏｆｆ時間の応答速度が遅くなると云う問題が起きる。
【００５４】
液晶５は誘電率異方性が正のネマティック液晶が用いられる。
【００５５】
以上の構成を取る液晶レンズ２０は、第１のスペーサ１６がシール材７より１〜２０μｍ大きいために上基板１１が１〜２０μｍの範囲で凸型に反る。レンズ領域Ｂを上下基板１１、１の外周域を一周に渡ってシールしたシール材７のほぼ中央部に設け、第１のスペーサ１６をレンズ領域Ｂの中心部Ｃに設けていることからレンズ領域Ｂ内にあっては中心部Ｃを基点にして対称な凸曲面（球面）が得られる。従って、中心部Ｃから同一距離離れた位置にあっては同一のセルギャップが得られる。これは、環状電極に電圧を印加し、液晶の分子に電界強度を与えると同一方向の配向が起き、配向方向が揃った均一な配向が得られる効果を生む。図２において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。上基板１１が凸曲面をなすことにより、上基板１１に入射したときに液晶レンズ２０の厚みの厚い方向に向かって、即ち、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折した屈折光は上基板１１を透過して次に液晶５に入射する。液晶５に入射した屈折光は液晶分子の配向の向きに沿って進み、更に、下基板１を透過して進み焦点の位置に集光する。従って、外から入射した光は凸曲面をなす上基板１１に入射したときに屈折を起こし、更に、液晶５に入射したときに液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折が起きる。従って、上基板１１での屈折と液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折とで光の屈折角度は大きくなる。何れも、レンズ領域Ｂの中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折となる。これにより、光が集光する焦点の距離を短くすることができる。このことは、焦点距離の調整範囲を広くする効果を得る。
【００５６】
本発明においては、第１のスペーサ１６の大きさ（厚み）をシール材７の厚みより１〜２０μｍ大きくし、１〜２０μｍの凸型の反りが発生した液晶レンズを形成する。この１〜２０μｍの反り量によって光屈折による焦点距離の効果的な調整と透明基板の破損防止を図っている。反りが小さいと基板での光屈折角が小さくなって期待する焦点距離調整効果が得られない。反面、反りが大きくなると透明基板が割れ易くなり破損が起きる。
【００５７】
次に、上記の構成を取る液晶レンズ２０の製造方法を説明する。最初に、上透明基板１２に円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄを形成する。これは、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜を真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などで形成する。例えば、真空蒸着法で行う場合は、蒸着機内の載品台上に上透明基板１２を取り付けて、ＩＴＯ粉末を用いて真空蒸着を行う。真空蒸着時のチャンバー内の圧力は、１×１０−６〜５×１０−５ｔｏｒｒ（１．３３×１０−４〜６．６５×１０−３Ｐａ）の範囲位に設定して行う。真空蒸着の膜厚は蒸着時間で決まるので所要の時間行って所要の膜厚を得る。次に、全面に形成したＩＴＯ膜をフォトリソグラフィなどの方法で円形電極１３ａ、環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄの形状に成形する。これは、レジスト膜をＩＴＯ膜上に形成して露光・現像により不要とするレジスト膜の部分を除去して所要の形状にレジスト膜を成形する。そして、エッチング方法でレジスト膜のない部分のＩＴＯ膜を除去し、最後に残されているレジスト膜を除去することによって円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄの形状ができあがる。このようにして形成した円形電極１３ａ、複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、接続電極１３ｃ、接続電極１３ｄ上に配向膜をオフセット印刷方法やスピンコート法などで形成し、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を行う。これによって上基板１１が出来上がる。下基板１も同様な方法で下透明基板２の上面に下透明電極３を形成し、その上に下配向膜４を形成し、下配向膜４にラビング処理を行う。
【００５８】
次に、上基板１１のレンズ領域Ｂの中心部Ｃの部位に、スクリーン印刷方法でボールからなる第１のスペーサ１６を分散したＵＶ硬化型樹脂１７のインクを用いて第１のスペーサ１６を印刷する。ここで、ボールからなる第１のスペーサ１６の粒径は後述するシール材７に分散している第２のスペーサ７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを使用する。また、ボールからなる第１のスペーサは１〜３個の範囲で印刷する。これは、スクリーン印刷に使用するメタル版のインクを落とし込む穴径の大きさを調整することによって配設する個数を設定する。メタル版の穴径をボールの粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさにすれば１個のボールを配設することができる。また、穴径をボールの粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさにすれば２〜３個のボールを配設することができる。メタル版としてはニッケルやステンレス金属などで形成した金属膜の版が利用できる。ＵＶ硬化型樹脂としてはＵＶ硬化型のエポキシ樹脂やアクリル樹脂が用いられるが、第１のスペーサ１６を印刷した後に紫外線照射して樹脂分を硬化させ、第１のスペーサ１６を上基板１１に固着させる。尚、本実施形態においては、第１のスペーサを上基板１１側に印刷形成したが、これは、上基板１１側に円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３を形成していることでその中心部Ｃが設定しやすいと云う理由による。下基板１側で中心部Ｃが容易に設定可能であれば下基板１側に第１のスペーサ１６を設けても何ら支障はない。また、本実施形態においてはＵＶ硬化樹脂を用いたが、熱硬化型樹脂を用いて加熱方法によって第１のスペーサ１６を接着固定しても構わない。
【００５９】
次に、シール材７を下基板１側にスクリーン印刷して形成する。このシール材７は前述の熱硬化型樹脂７ａに第２のスペーサ７ｂを分散したものからなる。本実施形態においては、シール材７は下基板１側に設けているが、これは、上基板１１側に第１のスペーサを設けており印刷作業の中で第１のスペーサに悪い影響を及ぼしてはいけないと云う理由による。しかしながら、第１のスペーサに何ら影響を及ぼさないものであるならば上基板１１側に設けても良く、特に下基板１側に限定するものではない。シール材７は基板の外周域一周に渡って形成するが、その中で一部分開口部を設けて形成する。この開口部は後工程での液晶の注入口として用いるものである。
【００６０】
次に、上基板１１と下基板１を対向して位置を合わせて重ね合わせ、加圧装置や加熱装置を用いて加圧の下で加熱してシール材７を硬化させ上基板１１と下基板１とを接合する。加圧力と加熱温度は、例えば、シール材７の熱硬化型樹脂７ａにエポキシ樹脂を用いた場合は、加圧力は２００〜１．０ｋｇ／ｃｍ２、加熱温度１６０°Ｃで３０分〜１時間の焼成を行う。
【００６１】
次に、真空注入機を用いて真空状態の下で液晶をシール材７の液晶注入口から注入する。
【００６２】
次に、シール材７の液晶注入口にＵＶ硬化型樹脂を塗布し、紫外線を照射してＵＶ硬化型樹脂を硬化させて封口する。
【００６３】
以上の工程を経ることによって図２に示すような上基板１１側が凸型に反った本発明の液晶レンズ２０が得られる。本発明の製造方法の下では、凸型に反った上基板１１側の円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、並びに、接続電極１３ｃ、１３ｄは上透明基板１２の平板状態の時に形成する。従って、レジスト膜も均一の厚みに形成でき、露光・現像も精度の高い形状で行うことができる。また、エッチングによる形状・寸法出しも精度良く行うことができる。そして、円形電極１３ａや複数の環状電極１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３などの形状・寸法に精度の良いものが得られる。また、凸型に反った上基板１１側の上配向膜１４の膜の形成やラビング処理も平坦面の状態で行うので、上配向膜１４の厚みも均一になり、ラビングによる筋目の方向や深さも均一なものが得られる。そして、液晶の配向性に均一性が得られる。
【００６４】
また、上基板１１側の凸型の反りは、可撓性のある上透明基板１２を用い、シール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の大きい第１のスペーサ１６のボールを中心部Ｃに配設する構成で得られる。作業工程数も少なく、しかも、簡単な作業でできることから安い製造コストで本発明の液晶レンズの構造を作ることができる。
【００６５】
以上述べた本発明の実施形態は第１のスペーサ１６にシール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の大きいボールを用いて上基板１１を凸型に反らした構造の液晶レンズであるが、第１のスペーサ１６にシール材７の第２のスペーサ７ｂより粒径の小さいボールを用いて上基板１１を凹型に反らした構造の液晶レンズを得ることもできる。何れも同様な効果を得ることができる。
【実施例１】
【００６６】
次に、本発明の実施例１に係る液晶レンズを図３を用いて説明する。図３は本発明の実施例１に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図３は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００６７】
図３より、実施例１における液晶レンズ４０は、上基板３１と下基板２１との間に液晶２５をシール材２７を介して封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃにシール材２７の厚みより大きい粒径の第１のスペーサ３６が上基板３１に固着して設けられて、上基板３１、下基板２１共に凸型に反った形状をなしている。即ち、両面凸曲面状なる凸レンズ形状をなしている。
【００６８】
ここで、シール材２７には第２のスペーサ２７ｂが分散しており、この第２のスペーサ２７ｂの粒径の大きさがシール材２７の厚みになっている。また、中心部Ｃに設けたボールからなる第１のスペーサ３６の粒径はシール材２７の第２のスペーサ２７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを用いており、上下基板３１、２１の凸型反り量は共に０．５〜１０μｍの反り量になっている。従って、中心部Ｃにおける上下基板３１、２１のセルギャップはシール材２７の厚みより１〜２０μｍ大きくなっている。
【００６９】
上基板３１は、透明で０．２ｍｍ厚みのガラスからなる上透明基板３２と、その上透明基板３２の下面に設けた透明な円形電極３３ａ、複数の透明な環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、２つの透明な接続電極（図３には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜３４とから構成されている。ここで、円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極３３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３があり、その環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３と円形電極３３ａとを接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極３３ａに接続する接続電極である。
【００７０】
一番外側にある環状電極３３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極３３ａがある。また、このレンズ領域は上下基板３１、２１の外周一周に渡ってシールしたシール材２７のほぼ中央部に設けられるようになっている。また、上基板３１の中心部Ｃの部分にボールからなる第１のスペーサ３６がＵＶ硬化型樹脂３７を介して上基板３１側に接着固定されている。尚、この液晶レンズ４０は５ｍｍ角の大きさで、レンズ領域は直径２．０〜２．５ｍｍの大きさをなしている。
【００７１】
下基板２１は、透明で０．２ｍｍ厚みのガラスからなる下透明基板２２と、下透明基板２２の上面に設けた下透明電極２３と、この下透明電極２３の表面に設けた下配向膜２４とから構成されている。ここで、下透明電極２３はレンズ領域Ｂの全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材２７の外側にまで延設して設けられている。
【００７２】
上記の上基板３１と下基板２１とを対向して配置して、シール材２７でもって上基板３１と下基板２１とを接合している。尚このとき、上基板３１の上配向膜３４の配向方向と下基板２１の下配向膜２４の配向方向は１８０°向きが異なるパラレル配向になって組合わせられている。シール材２７は熱硬化型樹脂２７ａの中に第２のスペーサ２７ｂを分散したものからなり、シール材２７の厚みは第２のスペーサ２７ｂの粒径によって決められる。
【００７３】
尚、図示はしていないが、シール材２７には一部分に開口部を有しており、上下基板３１、２１とを接合した後にその開口部から液晶２５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。
【００７４】
次に、上記構成部品のそれぞれの仕様について説明する。実施例１においては、上基板３１を構成する上透明基板３２、及び、下基板２１を構成する下透明基板２２は透明で０．２ｍｍ厚みのガラスを用いている。実施例１の液晶レンズの構造は上基板３１、下基板２１共に凸型に反らす構造を取ることから、上透明基板３２と下透明基板２２は共に可撓性を持たせるために０．０５〜０．３ｍｍの板厚のものを使用する。０．０５ｍｍより薄いものは割れ易く、０．３ｍｍより厚いものは剛性が強く撓みづらいことから０．０５〜０．３ｍｍの厚みのものに制限する。ガラスの材質としてはソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス、石英ガラスなどのものが使用できるが、実施例１では０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスを用いている。また、ガラスに代えてプラスチック板などを使用することも可能である。
【００７５】
上基板３１を構成するところの円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、及び、２つの接続電極などの複数の透明電極、及び、下基板２１を構成するところの下透明電極２３は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜で形成している。真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などでＩＴＯ膜を形成し、その後に、フォトリソグラフィなどの方法で所望の形状に仕上げている。
【００７６】
上基板３１を構成するところの上配向膜３４、下基板２１を構成するところの下配向膜２４は、ポリイミド樹脂などを用いてスクリーン印刷法、スピンコート法、などで数μｍの厚みで形成し、その後に、フェルトや木綿などの布材のローラを用いて配向膜上に一定の方向での筋目を付けるラビング処理を施している。
【００７７】
第１のスペーサ３６は透明なポリスチレン樹脂からなるプラスチックボールを用いている。これは、実施例１では上下基板３１、２１を薄いガラスから構成しているのでガラスの割れを防止する目的でプラスチックボールを用いているものである。しかしながら、プラスチックボールに限定するものではなくシリカボールなども用いることができる。この第１のスペーサ３６は、ＵＶ硬化型樹脂３７に第１のスペーサ３６を分散したインクを用いスクリーン印刷方法で１〜３個の範囲で形成し、その後に紫外線照射によって接着固定することによって形成する。この１〜３個の配設数はボールの割れ防止と液晶分子の配向乱れ防止のために数を制限している。スクリーン印刷版のインクを落とし込む穴径を、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさの穴径に設定すれば１個のスペーサが配設でき、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさの穴径に設定すれば２〜３個のスペーサを配設することができる。この第１のスペーサ３６はシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きいものを設ける。即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いる。
【００７８】
図３において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ３６にシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いることにより、上基板３１と下基板２１は同じ厚みの透明基板を用いていることから双方共に凸型に同じ反り量でもって反る。即ち、上基板３１は凸曲面形状に形成され、下基板２１も凸曲面に形成され、両面に凸レンズ形状が形成される。上基板３１側から上基板３１に入射した光は凸曲面をなした上基板３１により液晶レンズ４０の厚みの厚い方向に向かって、即ち、レンズ領域の中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折した屈折光は上基板３１を透過して次に液晶２５に入射する。液晶２５に入射した屈折光は液晶分子の配向の向きに沿って進み、液晶２５を抜ける。そして、下基板２１を透過して抜ける時にまた中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。従って、両面凸レンズ形状をなしていると、上基板３１に入射したときの屈折、液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折、下基板２１を抜けるときの屈折の３回の屈折を起こす。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ４０に近づいた位置に来る。このように、凸レンズ形状にすると焦点距離を更に短くすることができる。このことは、焦点距離の調整範囲を広く取れる効果を得る。ここで、第１のスペーサ３６の大きさ（粒径）をシール材２７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材２７に分散した第２のスペーサ２７ｂより１〜２０μｍ大きい大きさに制限する。これは、１μｍより小さくすると上基板３１に入射したときの屈折角と下基板２１を抜けるときの屈折角とが小さくなって焦点の位置が余り短くならないことによる。また、２０μｍより大きくすると反り量が大きくなって可撓性のある上下基板２１、３１に割れなどの破損が発生することによる。
【００７９】
シール材２７は熱硬化型樹脂２７ａに第２のスペーサ２７ｂを分散したものからなる。実施例１では、エポキシ樹脂なる熱硬化型樹脂７ａを用い、第２のスペーサ２７ｂにシリカボールを用いている。しかしながら、熱硬化型樹脂７ａはエポキシ樹脂に限るものではなく熱硬化型のアクリル樹脂などを用いても良い。また、第２のスペーサ２７ｂはシリカボールに限るものではなくプラスチックボールやガラスファイバなどを用いることもできる。このシール材２７の厚みは第２のスペーサ２７ｂの粒径で決まり、粒径と同じ大きさの厚みが得られる。このシール材２７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材２７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きるからである。また、シール材２７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。このシール材２７はエポキシ樹脂なる熱硬化型樹脂２７ａにシリカボールなる第２のスペーサ２７ｂをシール材全体に対して２重量％混ぜ合わせたインクを用いてスクリーン印刷方法などで下基板２１側に形成する。
【００８０】
液晶２５は誘電率異方性が正のネマティック液晶が用いられる。
【００８１】
実施例１の液晶レンズ４０の製造方法は前述の実施形態で説明した製造方法と同じ方法を取るのでここでの説明は省略する。
【００８２】
以上の構成を取った液晶レンズ４０は、上下基板とも凸曲面形状をなし、両面凸レンズ形状になる。そして、集光の焦点の位置をより短くすることができる。また、構造がシンプルであり製造方法が容易であることから安いコストで製造することかできる。また、上基板３１の円形電極３３ａ、環状電極３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、及び、２つの接続電極、及び、下基板２１の下透明電極２３などは平板の透明基板上に形成するので形状や寸法は精度良く形成することができる。また、上配向膜３４、下配向膜２４も平坦面上で形成することから均一な厚みでラビング処理品質も均一なものが得られる。
【実施例２】
【００８３】
次に、本発明の実施例２に係る液晶レンズを図４を用いて説明する。図４は本発明の実施例２に係る液晶レンズの要部断面図を示している。実施例２の液晶レンズ５０は前述の実施形態で説明した液晶レンズの構成と比較すると、第１スペーサの構成のみが異なり、他は同じ構成を取る。従って、同じ構成を取る部品は同一符号を付してある。尚、図４は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００８４】
図４より、実施例２に係る液晶レンズ５０は、上基板１１と下基板１からなる一対の上下基板を対向して配置し、シール材７を介して内部に液晶５を封止した構成を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの位置にシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ厚い第１のスペーサ５６を下基板１側に固着して設け、この第１のスペーサ５６により上基板１１が上方に押圧されて凸型に反った構造を取っている。この第１のスペーサ５６のみが前述の実施形態における図２でもって説明したボールからなる第１のスペーサと異なる構成をとっている。他の構成部品は前述の実施形態での構成部品と同じ構成を取っているので、ここでは、構成の異なる第１のスペーサ５６を主体にして説明する。
【００８５】
実施例２では、この第１のスペーサ５６はＵＶ硬化型樹脂を下基板１側にスクリーン印刷方法またはポッティング方法などで形成したものからなり、形成後に紫外線照射によって硬化させたものである。この第１のスペーサ５６の厚みはシール材７の厚みよりも１〜２０μｍ厚く形成する。この第１のスペーサ５６は、実施例２では下基板１側に形成したが、特に下基板１側に限るものではなく上基板１１側に設けても良いものである。
【００８６】
第１のスペーサ５６をスペーサ７の厚みより１〜２０μｍ厚くしているために、上基板１１は１〜２０μｍ凸型に反った凸曲面の形状になる。そして、前述の実施形態で説明した液晶レンズと同じ形状の液晶レンズが得られる。また、その効果も同じ効果が得られる。
【実施例３】
【００８７】
次に、本発明の実施例３に係る液晶レンズを図５を用いて説明する。図５は本発明の実施例３に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、図５は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【００８８】
図５より、実施例３における液晶レンズ７０は、上基板６１と下基板５１との間にシール材５７を介して液晶５５を封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの部位に粒径の小さい第１のスペーサ６６がＵＶ硬化型樹脂６７を介して上基板６１に固着して設けられて、下基板５１は凹型に反った凹曲面形状をなしている。
【００８９】
ここで、シール材５７はエポキシ樹脂からなる熱硬化型樹脂５７ａにシリカボールからなる第２のスペーサ５７ｂが分散したものからなり、シール材５７の厚みはこの第２のスペーサ５７ｂの粒径の大きさによって決まり、第２のスペーサ５７ｂの粒径の大きさがシール材５７の厚み寸法になっている。また、中心部Ｃに設けたプラスチックボールからなる第１のスペーサ６６の粒径はシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散している第２のスペーサ５７ｂの粒径より１〜２０μｍ小さいものを用いている。従って、下基板５１は凹型に１〜２０μｍ反った凹曲面形状をなしている。そして、中心部Ｃの部位における上下基板６１、５１のセルギャップはシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さくなっている。
【００９０】
上基板６１は、透明で０．７ｍｍ厚みのガラスからなる上透明基板６２と、その上透明基板６２の下面に設けた透明な円形電極６３ａ、複数の透明な環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、２つの透明な接続電極（図５には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜６４とから構成されている。ここでの円形電極６３ａ、環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極６３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３があり、その環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３及び円形電極６３ａとに接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極６３ａに接続する接続電極になっている。この２つの接続電極は複数の環状電極や円形電極に電圧を印加するために設けているもので、図示はしていないが、シール材５７の外側にまで延設されている。
【００９１】
一番外側にある環状電極６３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極６３ａがある。そして、レンズ領域の中心部Ｃは円形電極６３ａの中心部にもなっている。また、このレンズ領域は上下基板６１、５１の外周一周に渡ってシールしたシール材５７のほぼ中央部に設けられるようになっている。また、上基板６１側の中心部Ｃの部分にプラスチックボールからなる第１のスペーサ６６がＵＶ硬化型樹脂６７を介して上基板６１側に接着固定されている。
【００９２】
下基板５１は、透明で０．２ｍｍ厚の可撓性を有するガラスからなる下透明基板５２と、下透明基板５２の上面に設けた下透明電極５３と、この下透明電極５３の表面に設けた下配向膜５４とから構成されている。ここで、下透明電極５３はレンズ領域の全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材５７の外側にまで延設して設けられている。下透明基板５２は可撓性を持たせるために本実施例では０．２ｍｍ厚のものを用いているが、０．２ｍｍの厚みに限らず０．０５〜０．３ｍｍの範囲の中で反り量も加味して適宜に設定するのが好ましい。
【００９３】
上記の上基板６１と下基板５１とを対向して配置して、シール材５７でもって上基板６１と下基板５１とを接合している。尚このとき、上基板６１の上配向膜６４の配向方向と下基板５１の下配向膜５４の配向方向とは１８０°向きが異なるパラレル配向になって組合わせられている。
【００９４】
尚、図示はしていないが、シール材５７には一部分に開口部を有しており、上下基板６１、５１とを接合した後にその開口部から液晶５５を真空注入する。そして、注入後にその開口部はＵＶ硬化型接着剤でもって封口している。液晶５５の注入は真空注入機を用いて真空状態にして液晶を注入する。このとき、液晶レンズは負圧がかかっている状態であるので０．２ｍｍと薄く可撓性を持った下透明基板５２は上下基板６１、５１の隙間の内側に吸引されて凹型に反っていき、第１のスペーサ６６に当接して反りが止まる。上基板６１は厚みが厚く剛性を有することから反りが発生せずフラットの状態になっている。そして、下基板５１が凹型に反った状態の中で液晶５５が注入されて封口処理が行われる。
【００９５】
第１のスペーサ６６は透明なポリスチレン樹脂からなるプラスチックボールを用いている。この第１のスペーサ６６は、ＵＶ硬化型樹脂６７に第１のスペーサ６６を分散したインクを用いスクリーン印刷方法で１〜３個の範囲で配設し、その後に紫外線照射によって上基板６１に接着固定している。第１のスペーサ６６を１〜３個配設する方法として、スクリーン印刷版のインクを落とし込む穴径を、第１のスペーサ６６の粒径に対して１．５〜１．８倍の大きさの穴径に設定すれば１個のスペーサが配設でき、第１のスペーサ３６の粒径に対して１．８〜２．５倍の大きさの穴径に設定すれば２〜３個のスペーサを配設することができる。この第１のスペーサ６６の粒径はシール材５７の厚みより１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散している第２のスペーサ５７ｂの粒径より１〜２０μｍ小さいものを用いる。これにより、下基板５１に凹型の１〜２０μｍ反った凹曲面形状が得られる。
【００９６】
図５において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ６６にシール材５７の厚みよりも１〜２０μｍ小さい、即ち、シール材５７に分散した第２のスペーサ５７ｂより１〜２０μｍ小さい粒径のボールを用いることにより、下基板５１は凹型に１〜２０μｍの範囲で反る。上基板６１に直交して入射した光は上基板６１を透過して液晶５５に入射する。液晶５５に入射した光は液晶分子の配向方向の向きに沿って進み、液晶５５を通過して抜ける。そして、下基板５１に入射して下基板５１を透過して抜ける。下基板５１が凹曲面形状をなしていることから、光が下基板５１を抜ける時に中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。従って、液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折と下基板５１を抜けるときの屈折との２回の屈折を起こし、屈折角度は大きくなる。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ７０に近づいた位置に来る。このように、下基板５１を凹曲面形状にすると焦点距離を短くすることができる。ここで、下基板５１の反りを１μｍより小さくすると下基板５１を抜けるときの屈折角が小さくなって集光する焦点の位置が余り短くならない。また、反りを２０μｍより大きくすると可撓性のある下基板５１に割れなどの破損が発生する。
【００９７】
また、実施例３において、シール材５７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材５７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材５７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。
【００９８】
液晶５５は誘電率異方性が正のネマティック液晶などが用いられる。
【００９９】
実施例３の液晶レンズ７０の製造方法は前述の実施形態で説明した製造方法と同じ方法を取るのでここでの説明は省略する。
【０１００】
以上の構成を取った液晶レンズ７０は、集光の焦点の位置をより短くすることができる。また、上基板６１の複数の透明電極、及び、下基板５１の透明電極は平板の透明基板上に形成するので形状・寸法は精度良く形成することができる。また、上配向膜３４、下配向膜２４も平坦面上で形成することから均一な配向処理が得られる。また、構造がシンプルであり製造方法も容易であることから安いコストで製造することかできる。
【実施例４】
【０１０１】
次に、本発明の実施例４に係る液晶レンズを図６を用いて説明する。図６は本発明の実施例４に係る液晶レンズの要部断面図を示している。尚、実施例４は誘電率異方性が負のネマティック液晶を使用した場合の液晶レンズを示したものである。図６は分かり易くするために少し誇張して描いてある。
【０１０２】
図６より、実施例４における液晶レンズ９０は、上基板８１と下基板７１との間にシール材７７を介して液晶７５を封止した構造を取っている。また、レンズ領域の中心部Ｃの部位にプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６がＵＶ硬化型樹脂７８を介して下基板７１に固着して設けられて、上基板８１は凸型に反った凸曲面形状をなしている。
【０１０３】
ここで、シール材７７はエポキシ樹脂からなる熱硬化型樹脂７７ａにシリカボールからなる第２のスペーサ７７ｂが分散したものからなり、シール材７７の厚みはこの第２のスペーサ７７ｂの粒径の大きさによって決まり、第２のスペーサ７７ｂの粒径の大きさがシール材７７の厚み寸法になっている。また、中心部Ｃに設けたプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６の粒径はシール材７７の厚みより１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材７７に分散している第２のスペーサ７７ｂの粒径より１〜２０μｍ大きいものを用いている。従って、上基板８１は凸型に１〜２０μｍ反った凸曲面形状をなしている。そして、中心部Ｃの部位における上下基板８１、７１のセルギャップはシール材７７の厚みより１〜２０μｍ大きくなっている。
【０１０４】
上基板６１は、透明で０．２ｍｍ厚の可撓性を有するガラスからなる上透明基板８２と、その上透明基板８２の下面に設けた透明な円形電極８３ａ、複数の透明な環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３、２つの透明な接続電極（図５には示していない）などの複数の透明電極と、これらの複数の透明電極の表面に設けた上配向膜８４とから構成されている。ここでの円形電極８３ａ、環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３、２つの接続電極の形状は前述の実施形態での図１に示した形状を取っており（図１参照）、中心部Ｃの領域に円形電極８３ａ、その外周域に同心円状に設けた複数の環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３があり、その環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３の一部分に繋げて設けた通路状の開口部の所に設けた２つの接続電極がある。この２つの接続電極の内の１つの接続電極は複数の環状電極８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３及び円形電極８３ａとに接続する接続電極であり、もう１つの接続電極は円形電極８３ａに接続する接続電極になっている。この２つの接続電極は複数の環状電極や円形電極に電圧を印加するために設けているもので、図示はしていないが、シール材７７の外側にまで延設されている。ここで、上透明基板８２は可撓性を持たせるために本実施例では０．２ｍｍ厚のものを用いているが、０．０５〜０．３ｍｍの範囲の中で反り量も加味して適宜に設定するのが好ましい。
【０１０５】
一番外側にある環状電極８３ｂ３を含む内側がレンズ領域になっており、そのレンズ領域の中心に円形電極８３ａがある。そして、レンズ領域の中心部Ｃは円形電極８３ａの中心部にもなっている。また、このレンズ領域は上下基板８１、７１の外周一周に渡ってシールしたシール材７７のほぼ中央部に設けられるようになっている。
【０１０６】
下基板７１は、透明で０．７ｍｍ厚の剛性を有するガラスからなる下透明基板７２と、下透明基板７２の上面に設けた下透明電極７３と、この下透明電極７３の表面に設けた下配向膜７４とから構成されている。ここで、下透明電極７３はレンズ領域の全面に渡って設けられ、その外周の一部分に、図示はしていないが、電圧印加するために引き出した引き出し電極がシール材７７の外側にまで延設して設けられている。また、この下基板７１には、レンズ領域の中心部Ｃの部位に当たる所にプラスチックボールからなる第１のスペーサ７６がＵＶ硬化型樹脂７８を介して下基板７１に固着して設けられている。
【０１０７】
ここで、上基板８１の上配向膜８４は、シランカップリング剤やレシチン、ポリシロキサン、クロム錯体、ポリイミド系垂直配向剤などで形成し、ラビングなどの配向処理を施しており、誘電率異方性が負の液晶分子を基板に対して垂直に配向させる機能を持つている。そして、その配向処理方向は矢印Ａ８４で示した方向となっている。一方、下基板７１の下配向膜７４は、上配向膜８４と同様に、シランカップリング剤やレシチン、ポリシロキサン、クロム錯体、ポリイミド系垂直配向剤などで形成し、ラビングなどの配向処理を施しており、誘電率異方性が負の液晶分子を基板に対して垂直に配向させる機能を持つている。そして、その配向処理方向は矢印Ａ７４で示した方向となっている。そして、上配向膜８４の配向処理方向Ａ８４と下配向膜７４の配向処理方向Ａ７４とが１８０度異なるように、即ち、逆向きになるようにして上下基板８１、７１を接合している。また、液晶７５は誘電率異方性が負のネマティック液晶が使用される。
【０１０８】
図６は電圧無印加の状態を示している。誘電率異方性が負のネマティックを用いた場合、電圧無印加の状態においては液晶分子の長軸は、図６に示すように、配向膜８４、７４の配向方向Ａ８４、Ａ７４に向かって立った状態になる。上下基板８１、７１の透明電極に電圧を印加していくと液晶分子の長軸は徐々に倒れていき、最後には基板と平行な状態に寝る状態になる。即ち、長軸の配向方向は基板と平行になる。今ここで、円形電極８３ａの印加電圧＜環状電極８３ｂ１の印加電圧＜環状電極８３ｂ２の印加電圧＜環状電極８３ｂ３の印加電圧を与えたとき、液晶分子の長軸の立った状態からの傾き具合は円形電極８３ａの層が僅かな傾きとなり、環状電極８３ｂ３の層が一番大きく傾いた状態となる。即ち、液晶分子の長軸の傾き具合は、円形電極８３ａの層＜環状電極８３ｂ１の層＜環状電極８３ｂ２の層＜環状電極８３ｂ３の層の順で傾きが大きくなる。従って、円形電極８３ａ、環状電極８３ｂ１、環状電極８３ｂ２、環状電極８３ｂ３にそれぞれ異なる電圧を与え、しかも、外側電極に行くに従って電圧を高くすることによって、液晶７５の層に入射した光は中心部ｃの中心軸の方向に向かって進み、焦点に集光する。
【０１０９】
図６において、上部にある矢印は光の入射方向を示している。第１のスペーサ７６にシール材７７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい、即ち、シール材７７に分散した第２のスペーサ７７ｂより１〜２０μｍ大きい粒径のボールを用いることにより、上基板８１は凸型に１〜２０μｍ反った凸曲面形状をなす。上基板８１に入射した光は上基板８１が凸曲面をなしいることによって中心部Ｃの中心軸の方向に向かって屈折を起こす。そして、その屈折光は液晶７５の層に入射する。液晶７５に入射した屈折光は液晶分子の長軸の配向方向の向きに沿って進み、液晶７５を通過して抜ける。そして更に、下基板７１を透過して集光する。従って、上基板８１に入射したときに起きる屈折と液晶分子の配向方向に沿って進むことによる屈折との２回の屈折が起き屈折角度は大きくなる。何れも中心部Ｃの中心軸の方向に向かっての屈折になり、集光する焦点はより液晶レンズ９０に近づいた位置に来る。
【０１１０】
また、第１のスペーサ７６はシール材７７の厚みよりも１〜２０μｍ大きい粒径のものを用いていることから、上基板８１は１〜２０μｍの範囲で凸型に反る。ここで、反りを１μｍより小さくすると上基板８１での屈折角が小さくなって集光する焦点距離が余り短くならない。また、反りを２０μｍより大きくすると可撓性のある上基板８１に割れなどの破損が発生する。
【０１１１】
また、実施例４において、シール材７７の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する。これは、シール材７７の厚みを５μｍより小さくすると焦点距離の調整範囲が狭くなり、映像が不鮮明になったり、映像範囲が狭くなったりする問題が起きる。また、シール材７７の厚みを１００μｍより大きくするとセルギャップが大きくなり、液晶の応答速度が非常に遅くなると云う問題が起きる。
【０１１２】
実施例４の液晶レンズは誘電率異方性が負のネマティック液晶を用いたものであるが、前述した実施例１〜３での誘電率異方性が正のネマティック液晶を用いた場合と全く同じ効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶レンズの平面図である。
【図２】図１における液晶レンズの要部断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係る液晶レンズの要部断面図である。
【図７】従来技術として特許文献１に示されてところの液晶レンズの平面図である。
【図８】図７における液晶レンズのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２１、５１、７１ 下基板
２、２２、５２、７２ 下透明基板
３、２３、５３、７３ 下透明電極
４、２４、５４、７４ 下配向膜
５、２５、５５、７５ 液晶
７、２７、５７、７７ シール材
７ａ、２７ａ、５７ａ、７７ａ 熱硬化型樹脂
７ｂ、２７ｂ、５７ｂ、７７ｂ 第２のスペーサ
１１、３１、６１、８１ 上基板
１２、３２、６２、８２ 上透明基板
１３ａ、３３ａ、６３ａ、８３ａ 円形電極
１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３、６３ｂ１、６３ｂ２、６３ｂ３、８３ｂ１、８３ｂ２、８３ｂ３ 環状電極
１３ｃ、１３ｄ 接続電極
１４、３４、６４、８４ 上配向膜
１６、３６、５６、６６、７６ 第１のスペーサ
１７、３７、６７、７８ ＵＶ硬化型樹脂
２０、４０、５０、７０、９０ 液晶レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域は前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項２】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に前記シール材の厚みより厚みの大きい第１のスペーサを有して、前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項３】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に前記シール材の厚みより厚みの小さい第１のスペーサを有して、前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凹型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項４】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項５】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項６】
前記第１のスペーサは前記一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着していることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項７】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより１〜２０μｍ大きいことを特徴とする請求項２又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項８】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項２又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項９】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする請求項２、６、８のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１０】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより１〜２０μｍ小さいことを特徴とする請求項３又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項１１】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項３又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項１２】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする請求項３、６、１１のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１３】
前記スペーサボールは１〜３個であることを特徴とする請求項８、９、１１、１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１４】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３、及び請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１５】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであり、前記レンズ領域の中心部における前記一対の上下基板のギャップは６〜１２０μｍであることを特徴とする請求項１又は２、又は請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１６】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであり、前記レンズ領域の中心部における前記一対の上下基板のギャップは４〜８０μｍであることを特徴とする請求項１又は３、又は請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１７】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止する液晶レンズの製造方法において、
前記一対の上下基板のいずれか片方の基板にスクリーン印刷法で第１のスペーサを印刷する工程と、
前記第１のスペーサを基板に固着する工程と、
前記一対の上下基板のいずれか片方の基板にシール材を印刷する工程と、
前記第１のスペーサを固着し、前記シール材を印刷した上下の基板を重ね合わせ、加圧・加熱処理を行って上下の基板を接合する工程と、
前記シール材の液晶注入口から真空注入方法で液晶を注入する工程と、
前記シール材の液晶注入口を封口する工程と、
を有することを特徴とする液晶レンズの製造方法。
【請求項１８】
前記第１のスペーサの印刷は、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部であることを特徴とする請求項１７に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項１９】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を有することを特徴とする請求項１７に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２０】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項１７又は１９に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２１】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２２】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２３】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２４】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２５】
前記スペーサボールは１〜３個であることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２６】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１７又は請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項１】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域は前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型又は凹型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項２】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に前記シール材の厚みより厚みの大きい第１のスペーサを有して、前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凸型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項３】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止した液晶レンズにおいて、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部に前記シール材の厚みより厚みの小さい第１のスペーサを有して、前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板が凹型に反っていることを特徴とする液晶レンズ。
【請求項４】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項５】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項６】
前記第１のスペーサは前記一対の上下基板のいずれか一方の基板に固着していることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項７】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより１〜２０μｍ大きいことを特徴とする請求項２又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項８】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項２又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項９】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする請求項２、６、８のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１０】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより１〜２０μｍ小さいことを特徴とする請求項３又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項１１】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項３又は６に記載の液晶レンズ。
【請求項１２】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする請求項３、６、１１のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１３】
前記スペーサボールは１〜３個であることを特徴とする請求項８、９、１１、１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１４】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３、及び請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１５】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであり、前記レンズ領域の中心部における前記一対の上下基板のギャップは６〜１２０μｍであることを特徴とする請求項１又は２、又は請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１６】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであり、前記レンズ領域の中心部における前記一対の上下基板のギャップは４〜８０μｍであることを特徴とする請求項１又は３、又は請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液晶レンズ。
【請求項１７】
平板からなる透明基板上に少なくとも透明電極を設けた一対の上下基板の間にシール材を介して液晶を封止する液晶レンズの製造方法において、
前記一対の上下基板のいずれか片方の基板にスクリーン印刷法で第１のスペーサを印刷する工程と、
前記第１のスペーサを基板に固着する工程と、
前記一対の上下基板のいずれか片方の基板にシール材を印刷する工程と、
前記第１のスペーサを固着し、前記シール材を印刷した上下の基板を重ね合わせ、加圧・加熱処理を行って上下の基板を接合する工程と、
前記シール材の液晶注入口から真空注入方法で液晶を注入する工程と、
前記シール材の液晶注入口を封口する工程と、
を有することを特徴とする液晶レンズの製造方法。
【請求項１８】
前記第１のスペーサの印刷は、前記透明電極によって形成されたレンズ領域の中心部であることを特徴とする請求項１７に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項１９】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は可撓性を有することを特徴とする請求項１７に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２０】
前記一対の上下基板の少なくとも片方の基板は０．０５〜０．３ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項１７又は１９に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２１】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより大きい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２２】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ大きいスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２３】
前記第１のスペーサは前記シール材の厚みより小さい粒径のスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２４】
前記第１のスペーサは前記シール材の中に分散している第２のスペーサの粒径より１〜２０μｍ小さいスペーサボールであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２５】
前記スペーサボールは１〜３個であることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項２６】
前記シール材の厚みは５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１７又は請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の液晶レンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２９３２４１（Ｐ２００６−２９３２４１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１７６１２（Ｐ２００５−１１７６１２）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
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