液晶可変焦点レンズとその製造方法
【課題】液晶を均一に配向させて所望のレンズ特性を得ることを可能とする液晶可変焦点レンズとその製造方法を提供する。
【解決手段】液晶可変焦点レンズ１は、透明電極１７、１８が形成された２枚の対抗する透明基板１１、１２によって、液晶層１３が挟持された構造を有している。透明基板１１、１２の間には、周縁部にシール１０が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層１３を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板１１、１２の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面１４、１５が形成されている。各フレネルレンズ面１４、１５の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層１８、１９が設けられている。この配向層１８、１９は、型の転写により、フレネルレンズ面１４、１５を形成する形成材に直接形成されている。
【解決手段】液晶可変焦点レンズ１は、透明電極１７、１８が形成された２枚の対抗する透明基板１１、１２によって、液晶層１３が挟持された構造を有している。透明基板１１、１２の間には、周縁部にシール１０が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層１３を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板１１、１２の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面１４、１５が形成されている。各フレネルレンズ面１４、１５の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層１８、１９が設けられている。この配向層１８、１９は、型の転写により、フレネルレンズ面１４、１５を形成する形成材に直接形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上のフレネルレンズ面に配向層を有する液晶可変焦点レンズとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶を用いた光学素子として、印加する電圧により焦点距離を制御することが出来る液晶レンズが知られている。液晶レンズの方式には、ガラスなどの透明基板に平凸レンズや平凹レンズのレンズ形状を持たせ、液晶の屈折率変化を利用して可変焦点を実現するものや、透明基板にフレネルレンズのレンズ形状を持たせ、同様に液晶の屈折率変化を利用して可変焦点を実現するものがある。
【０００３】
図９は、透明基板に上にフレネルレンズのレンズ形状が形成された従来の液晶レンズの構成を示す説明図である。図９に示すように、従来の液晶レンズ２は、透明電極２８、２９がそれぞれ形成された２枚の透明基板２１、２２がシール２３を介して貼り合わされ、シール２３の内側領域に液晶層２４が配された構成を有する。透明基板２２上にはフレネルレンズ２５が形成されている。また、透明基板２１の表面と、透明基板２２に形成されたフレネルレンズ２５の表面にはそれぞれ、液晶を所定の方向に配向させるための配向層２６、２７が設けられている。
【０００４】
液晶を配向させるための配向層を形成する方法としては、透明基板上に有機材料などの膜（配向膜）を塗布し、塗布した配向膜を綿布等でこする処理（ラビング処理）を行う方法が知られている。また、このようなラビング処理により、フレネルレンズ面上に配向層を形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載されたフレネルレンズ面上へのラビング処理の方法では、フレネルレンズ面上に配向膜を塗布し、透明基板または綿布等を回転させながら、フレネルレンズ面と綿布等とを互いにこすり合わせる。これにより、フレネルレンズ面の溝に沿って同心円状のラビング処理がなされる。
【特許文献１】特開平４−３４５１２４号公報（第３頁−第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のフレネルレンズ面上に配向層を形成する方法では、次のような問題がある。特許文献１記載の液晶を配向させる方法では、透明基板または綿布等を回転させながら、フレネルレンズ面と綿布等とを互いにこすり合わせるため、フレネルレンズ面の全領域で所望の方向に精度よくラビング処理することが出来ない。特に、フレネルレンズの直径が小さい場合は、精度よくラビング処理を行うことがより困難になる。このため、液晶の配向が不良となる領域が発生し、所望のレンズ特性を得ることが出来ない問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、液晶を均一に配向させて所望のレンズ特性を得ることを可能とする液晶可変焦点レンズとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶可変焦点レンズとその製造方法は、下記記載の構成要件を採用するものである。
本発明に係る液晶可変焦点レンズは、フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第
２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズにおいて、前記フレネルレンズ面は、型の転写により形成された配向層を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、第１の透明基板上のフレネルレンズ面は、配向層を形成する型と同じ型の転写により形成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、配向層は、配向材料を型の表面または第１の透明基板の表面に塗布した上で、型の転写を行うことで形成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、配向層は、型の転写により、フレネルレンズ面の形成材に直接形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズの製造方法において、第１の透明基板の表面にフレネルレンズ面を形成する基板形成工程と、フレネルレンズ面に型の転写により配向層を形成する配向層形成工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、基板形成工程において、配向層形成工程において配向層を形成する型と同じ型の転写により、フレネルレンズ面を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、配向層形成工程において、配向材料を型の表面または第１の透明基板の表面に塗布した上で、型の転写を行い、配向層を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、配向層形成工程において、型の転写により、フレネルレンズ面の形成材に直接配向層を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、透明基板に設けられたフレネルレンズ面上の配向層が、型の転写により形成される。これにより、フレネルレンズ面上の配向層が均一に形成されるため、液晶を均一に配向させて所望のレンズ特性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
［構成の説明］
まず、本発明にかかる実施例１の液晶可変焦点レンズの構成について説明する。図１は実施例１の液晶可変焦点レンズ１の構成を示す説明図である。図１（ａ）は、液晶可変焦点レンズ１の断面形状の模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡで示す箇所の拡大図である。
図１に示すように、実施例１の液晶可変焦点レンズ１は、透明電極１６、１７がそれぞれ形成された２枚の対抗する透明基板１１、１２によって、液晶層１３が挟持された構造を有している。ここで透明基板１１、１２の材質として、例えば、ガラスやポリカーボネートなどが用いられる。液晶として、例えば、ホモジニアス配向型または垂直配向型の液晶が用いられる。
【００１９】
透明基板１１、１２の間には、周縁部にシール１０が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層１３を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板１１、１２の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面１４、１５が形成されている。フレネルレンズ面１４、１５は、例えば、ポリカーボネートやアクリルなどの光学材料または、環状オレフィン系などの透明樹脂により形成されることが望ましい。このフレネルレンズ面１４、１５における段差をなくし、表面を接続した連続面は、単純な球面でも良いが、収差の低減の観点からは、非球面形状をしていることが望ましい。
【００２０】
各フレネルレンズ面１４、１５の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層１８、１９が設けられている。液晶可変焦点レンズ１では、図１（ｂ）に示すように、フレネルレンズ面１４、１５の形成材に直接、配向層１８、１９が形成されている。この配向層１８、１９の作製方法については、後述する。
【００２１】
次に、液晶可変焦点レンズ１の動作について説明する。液晶可変焦点レンズ１は、例えばフレネルレンズ面１４、１５と液晶層１３の屈折率をガラスと同じにすればレンズ効果のない素ガラスと同じ働きをし、液晶層１３がフレネルレンズ面１４、１５と異なる屈折率を持っている場合は、フレネルレンズ面１４、１５の形状に応じて、凸レンズや凹レンズとして機能する。透明電極１６、１７へ電圧を印加すると液晶の屈折率が変わるので、レンズのパワーを変化させることができる。透明電極１６、１７へ印加される駆動電圧は、例えばパルス高さ変調（ＰＨＭ）またはパルス幅変調（ＰＷＭ）された交流電圧である。
［製造方法の説明］
【００２２】
次に、実施例１の液晶可変焦点レンズ１の製造方法例について説明する。まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する方法について説明する。
＜フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法＞
【００２３】
まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１の作製方法について説明する。図２は、フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法で用いられる型（モールド４）の説明図である。図２（ａ）は、モールド４を示す断面形状の模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢで示す箇所の拡大図である。
モールド４はフレネルパターン４２を有する。モールド４のフレネルパターン４２の表面には、図２（ｂ）のように、フレネルレンズ面の配向層を形成するための微細な配向パターン４１が設けられている。
【００２４】
モールド４は、ニッケル、ニッケル−リン、無酸素銅、ＷＣ（炭化タングステン）等の超硬材料、ステンレスなどの材料を用いて作製される。フレネルパターン４２および配向パターン４１の形状は、切削、研削、集束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）などにより加工される。また、モールド材に石英を使う場合は、エッチングの手法によって、フレネルパターン４２および配向パターン４１の形状の加工を行うことができる。
ここで、図２（ａ）に示すように、フレネルパターン４２の周囲に平面部４４を有する形状である場合、平面部４４に対して鏡面加工を施すことが望ましい。平面部４４に対して鏡面加工を施すことにより、後述する透明基板上へフレネルレンズ面を作製する工程において、フレネルレンズ面作製の精度を上げる、離型後の樹脂の付着を防ぐなどの効果がある。
【００２５】
また、上述した材料、加工方法により、フレネルレンズ面１４（１５）および配向層１８（１９）の形状を有するモールドを作製し、このモールドの電鋳品をおこして、電鋳品をモールド４として使うことも出来る。これにより、再び上記のような加工を行うこと無
しにモールド４を複製することが可能である。また、電鋳品のモールド４を作製する場合、上記材料以外で作製したパターンにおいても同様に電鋳をとることができる。加工性がよい材料でパターンを作製し電鋳を取ることによって、同様に精度のよい電鋳品のモールド４を作製することが出来る。
【００２６】
また、上述した各方法により作製したモールド４には、表面に離型処理を施しておく。離型処理としては、フッ素系の離型剤をディップコートまたはスピンコートなどにより塗布する。
【００２７】
次に、図３を用いて、透明基板上に、配向層が形成されたフレネルレンズ面を作製する方法について説明する。図３は、フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法におけるフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す断面形状の模式図である。
【００２８】
図３（ａ）は透明電極１７（１６）が形成された透明基板１２（１１）上に樹脂２０を塗布した状態を示す。例えば、樹脂２０はスピンコートやディップコートによって透明基板１２（１１）上に塗布される。ここで、透明基板１２（１１）と樹脂２０との密着性が悪い場合は、透明基板１２（１１）と樹脂２０の材料に応じたプライマ剤を用いることで、透明基板１２（１１）と樹脂２０との密着力を向上させることができる。
【００２９】
以下では、異なる特徴をもつ、代表的な２種類の樹脂について、分けて説明する。
【００３０】
まず、樹脂２０が光硬化する樹脂である場合について説明する。図３（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に光硬化する樹脂２０を塗布する。その後、図２で説明したモールド４を、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図３（ｃ）の状態になったのち、紫外線（ＵＶ）を当て樹脂を硬化させる。モールド４が石英など透明な素材であれば、モールド４側からの樹脂２にＵＶを照射することが可能である。透明基板１２（１１）側からＵＶを照射する場合は、透明基板１２（１１）は、ＵＶの吸収がない、もしくはUVの吸収が少ない基板であることが好ましい。
樹脂２０にＵＶを照射し、樹脂２０が十分硬化したのち、図３（ｄ）に示すように、モールド４を樹脂２０から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）と配向層１９（１８）とが同時に転写されて形成される。
【００３１】
次に、樹脂２０が熱可塑性の樹脂である場合について説明する。図３（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に熱可塑性の樹脂２０を塗布する。その後、図２で説明したモールド４と一緒に樹脂２０を樹脂２０のガラス転移温度以上まで加熱する。
その後、モールド４を、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図３（ｃ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図３（ｄ）に示すように、モールド４を樹脂から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）と配向層１９（１８）とが同時に転写され、透明電極１７（１６）が形成された透明基板１２（１１）上に、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）が作製される。
図３では、モールド４が透明基板１２（１１）に対して上側に位置して、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）が作製される例を示しているが、透明基板１２（１１）が、モールド４に対して上側に位置しても、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）の作製は可能である。
【００３２】
図３に示すフレネルレンズ面１５（１４）および配向層１９（１８）の第１の作製方法では、１つのモールド４の転写により、フレネルレンズ面１５（１４）および配向層１９（１８）が一度に作製される。このため、フレネルレンズ面１５（１４）上への配向層１９（１８）作製工程にかかる時間を短縮できる。
＜フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法＞
次に、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第２の作製方法について説明する。フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法は、透明基板１１、１２上にフレネルレンズ面１４、１５を作製したのち、フレネルレンズ面１４、１５上に配向層１８、１９を作製する方法である。フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法では、フレネルレンズ面１４（１５）および配向層１８（１９）を形成する樹脂として、熱可塑性の樹脂を用いる。
【００３３】
図４はフレネルレンズ面の作製方法の一例を示した模式図である。図４（ａ）のモールド３は、フレネルパターン３１を有するが、図２で示したモールド４のような配向パターンは形成されていない。また、モールド３は、例えば図２で説明したモールド４と同様の材料、加工方法により作製される。フレネルパターン３１の形状は、フレネルレンズに近似している形状を有するものであってもよい。
図４（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に熱可塑性の樹脂２０を塗布する。その後、モールド３と一緒に樹脂２０を樹脂２０のガラス転移温度以上まで加熱する。その後、モールド３を、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図４（ｂ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図４（ｃ）に示すように、モールド３を樹脂から離型する。これにより、透明基板１２（１１）上に、フレネルレンズ面１５（１４）が転写される。
ここで形成されるフレネルレンズ面１５（１４）は、フレネルレンズに近似している形状であってもよい。
【００３４】
図５は、フレネルレンズ面に配向層を形成する方法の模式図である。図５（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）上にフレネルレンズ面１５（１４）を熱可塑性樹脂で作製した後、加熱してフレネルレンズ面１５（１４）を軟化させ、図５（ｂ）から図５（ｃ）に示すように、配向パターン４１が形成されたモールド４を、フレネルレンズ面１５（１４）に接触させる。図５（ｃ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図５（ｄ）に示すように、モールド４をフレネルレンズ面１５（１４）から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）上に配向層１９（１８）が転写される。
ここで、加熱しすぎるとフレネルレンズ面１５（１４）の表面形状が崩れてしまい、また加熱が足りないと配向層１９（１８）の均一な転写が行われない。このため、フレネルレンズ面１５（１４）の表面に配向層１９（１８）を均一に形成するためには、最適な温度でフレネルレンズ面１５（１４）およびモールド４を加熱する必要がある。
【００３５】
上述した、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１および第２の方法では、フレネルレンズ面を形成する樹脂に配向層を形成する方法であるため、配向層を形成するための配向材料を別途塗布する方法と比較して、配向層を形成する材料の残膜がなく作製できる。これにより、後述する方法により液晶可変焦点レンズを作製した際に、光学的な不具合の発生を抑え、所望のレンズ特性を得ることができる。
【００３６】
図６は、フレネルレンズ面１４、１５上に形成される配向パターンの例を示す説明図である。図６（ａ）は同心円状の配向パターンを示し、図６（ｂ）は放射状の配向パターンを示し、図６（ｃ）はフレネルレンズ面全体で一方向に形成された配向パターンを示す。
上述した配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１および第２の方法では、モールド４に設けられた配向パターンの転写により、フレネルレンズ面１４、１５上に、配向層１８、１９が形成される。このため、フレネルレンズ面１４、１５の形状によらず図６（ａ）から図６（ｃ）に示すような様々な配向パターンを、フレネルレンズ面１４，１５上に形成することが可能である。
また、モールド４の表面の異なる領域に、複数の配向パターンを作製しておけば、複数の配向パターンを持つ液晶可変焦点レンズ１を作製することも可能である。
【００３７】
上述した第１または第２の作製方法により作製したフレネルレンズ面を有する透明基板１１または透明基板１２に、スクリーン印刷などの方法によりシール１０を塗布した後、透明基板１１と透明基板１２とをシール１０を介して貼り合わせる。これにより、透明基板１１、透明基板１２及びシール１０で構成される空セル構造が作製される。
その後、スクライブブレイク法などにより、一列に並んだ空セル構造毎に切断して、短冊状の空セル構造を形成した後に、シール１０に設けられた注入口から各セル構造に液晶を注入し、注入口を封止材で封止する。その後、ダイシング法などによりセル構造ごとに切断して、図１に示すような液晶可変焦点レンズを作製する。
【００３８】
上記のように、本発明の実施例１の液晶可変焦点レンズの製造方法によれば、モールド４の転写によりフレネルレンズ面１５（１４）上に配向層１９（１８）が均一に形成される。これにより、液晶層を均一に配向させて、所望のレンズ特性を持った液晶可変焦点レンズを得ることができる。
【実施例２】
【００３９】
［構成の説明］
次に、本発明にかかる実施例２の液晶可変焦点レンズ５の構成について説明する。図７は実施例２の液晶可変焦点レンズ５の構成を示す説明図である。図７（ａ）は、液晶可変焦点レンズ５を示す断面形状の模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣで示す箇所の拡大図である。
図７に示すように、実施例２の液晶可変焦点レンズ５は、実施例１と同様に、透明電極５０、５１が形成された２枚の対抗する透明基板５２、５３によって、液晶層５４が挟持された構造を有している。
【００４０】
透明基板５２、５３の間には、周縁部にシール５５が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層５４を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板５２、５３の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面５６、５７が形成されている。
このフレネルレンズ面５６、５７における段差をなくし、表面を接続した連続面は、単純な球面でも良いが、収差の低減の観点からは、非球面形状をしていることが望ましい。
【００４１】
各フレネルレンズ面５６、５７の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層５８、５９が設けられている。液晶可変焦点レンズ５では、図７（ｂ）に示すように、配向層５８は、フレネルレンズ面５６を形成する形成材とは別の配向材料で形成されている。この配向層５８、５９の作製方法については、後述する。
【００４２】
実施例２の液晶可変焦点レンズ５は、実施例１の液晶可変焦点レンズ１と同様に、透明電極５０、５１への印加電圧を切り替えて液晶層５４の屈折率を変化させることで、レンズ効果の無い状態と、レンズ効果を有する状態との間で切り替えられる。
［製造方法の説明］
【００４３】
次に、実施例２の液晶可変焦点レンズ５の製造方法例について説明する。まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する方法について説明する。図８はあらかじめ作製したフレネルレンズ面上へ配向材料の膜を塗布した後、配向層を作製する方法の一例の模式図である。
【００４４】
まず、透明基板５２（５３）上に、図４で説明した熱可塑性の樹脂を用いた方法の他、熱硬化性樹脂を用いた方法、射出成型などの方法により、フレネルレンズ面５６（５７）を形成する。その後、図８（ａ）に示すように、フレネルレンズ面５６（５７）上へ、プライマ剤６０を塗布する。プライマ剤６０はフレネルレンズ面５６（５７）を形成してい
る樹脂と、後述する配向層を形成するための配向材料である樹脂６１との密着性を向上させるために塗布する。プライマ剤６０は、はフレネルレンズ面５６（５７）を形成している樹脂と、配向材料である樹脂６１の材料に応じて選択される。フレネルレンズ面５６（５７）を形成している樹脂と、配向材料である樹脂６１との密着性がよい場合は、プライマ剤６０の塗布工程は省略できる。
【００４５】
その後、図８（ｂ）に示すように、配向層を形成するための配向材料である樹脂６１を塗布する。このとき、後述する工程での配向層５８（５９）の転写性と、モールド４の離型時の残膜とを考慮した量の樹脂６１を塗布する。
樹脂６１の塗布後、図８（ｃ）から図８（ｄ）に示すように、モールド４をフレネルレンズ面５６（５７）に押し付けて樹脂６１を硬化させた後、図８（ｅ）に示すようにモールド４を離型する。これにより、フレネルレンズ面５６（５７）上に配向層５８（５９）を転写して形成する。
【００４６】
図８では、モールド４が透明基板５２（５３）に対して上側に位置して、配向層５８（５９）が作製される例を示しているが、透明基板５２（５３）が、モールド４に対して上側に位置しても、配向層５８（５９）の作製は可能である。また、上述した方法では、フレネルレンズ面５６（５７）に配向材料である樹脂６１を塗布するとしたが、モールド４に樹脂６１を塗布して配向層５８（５９）を作製してもよい。
また、フレネルレンズ面５６（５７）を近似球面の形状とし、樹脂６１で非球面形状のフレネルレンズ面と配向層５８（５９）とを作製することも可能である。
【００４７】
上述した方法により作製したフレネルレンズ面を有する透明基板５２、５３を用いて、実施例１の液晶可変焦点レンズと同様に、シールを介した透明基板の貼り合わせ、透明基板の切断、液晶の注入および注入口の封止の各工程を行うことで、図７に示すような液晶可変焦点レンズ５を作製する。
【００４８】
上述したように、実施例２の液晶可変焦点レンズ５の製造方法例では、実施例１と異なり、フレネルレンズ面を形成する樹脂と、配向層を形成するための配向材料である樹脂とを、異なる種類の樹脂とすることができる。これにより、フレネルレンズ面を形成する樹脂と、配向層を形成する樹脂のそれぞれを、光学特性、配向特性などを考慮して最適な材料を選択することが可能となる。
【００４９】
また、本発明の実施例２の液晶可変焦点レンズの製造方法によれば、実施例１と同様に、モールド４の転写によりフレネルレンズ面５６（５７）上に配向層５８（５９）が均一に形成される。これにより、液晶層を均一に配向させて、所望のレンズ特性を持った液晶可変焦点レンズを得ることができる。
【００５０】
上述した各実施例の液晶可変焦点レンズでは、両方の透明基板にフレネルレンズ面を備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、何れか一方の透明基板にフレネルレンズ面を備え、フレネルレンズ面上に型の転写で形成された配向層を備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【図２】モールドの構成を示す説明図である。
【図３】実施例１のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図４】実施例１のフレネルレンズ面の作製方法を示す説明図である。
【図５】実施例１のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図６】配向パターンの例を示す説明図である。
【図７】実施例２の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【図８】実施例２のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図９】従来の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、５ 液晶可変焦点レンズ
３、４ モールド
１０、５５ シール材
１１、１２、５２、５３ 透明基板
１３、５４ 液晶層
１４、１５、５６、５７ フレネルレンズ面
１６、１７、５０、５１ 透明電極
１８、１９、５８、５９ 配向層
２０ 樹脂
３１ フレネルパターン
４１ 配向パターン
４２ フレネルパターン
６０ プライマ剤
６１ 樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上のフレネルレンズ面に配向層を有する液晶可変焦点レンズとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶を用いた光学素子として、印加する電圧により焦点距離を制御することが出来る液晶レンズが知られている。液晶レンズの方式には、ガラスなどの透明基板に平凸レンズや平凹レンズのレンズ形状を持たせ、液晶の屈折率変化を利用して可変焦点を実現するものや、透明基板にフレネルレンズのレンズ形状を持たせ、同様に液晶の屈折率変化を利用して可変焦点を実現するものがある。
【０００３】
図９は、透明基板に上にフレネルレンズのレンズ形状が形成された従来の液晶レンズの構成を示す説明図である。図９に示すように、従来の液晶レンズ２は、透明電極２８、２９がそれぞれ形成された２枚の透明基板２１、２２がシール２３を介して貼り合わされ、シール２３の内側領域に液晶層２４が配された構成を有する。透明基板２２上にはフレネルレンズ２５が形成されている。また、透明基板２１の表面と、透明基板２２に形成されたフレネルレンズ２５の表面にはそれぞれ、液晶を所定の方向に配向させるための配向層２６、２７が設けられている。
【０００４】
液晶を配向させるための配向層を形成する方法としては、透明基板上に有機材料などの膜（配向膜）を塗布し、塗布した配向膜を綿布等でこする処理（ラビング処理）を行う方法が知られている。また、このようなラビング処理により、フレネルレンズ面上に配向層を形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載されたフレネルレンズ面上へのラビング処理の方法では、フレネルレンズ面上に配向膜を塗布し、透明基板または綿布等を回転させながら、フレネルレンズ面と綿布等とを互いにこすり合わせる。これにより、フレネルレンズ面の溝に沿って同心円状のラビング処理がなされる。
【特許文献１】特開平４−３４５１２４号公報（第３頁−第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のフレネルレンズ面上に配向層を形成する方法では、次のような問題がある。特許文献１記載の液晶を配向させる方法では、透明基板または綿布等を回転させながら、フレネルレンズ面と綿布等とを互いにこすり合わせるため、フレネルレンズ面の全領域で所望の方向に精度よくラビング処理することが出来ない。特に、フレネルレンズの直径が小さい場合は、精度よくラビング処理を行うことがより困難になる。このため、液晶の配向が不良となる領域が発生し、所望のレンズ特性を得ることが出来ない問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、液晶を均一に配向させて所望のレンズ特性を得ることを可能とする液晶可変焦点レンズとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶可変焦点レンズとその製造方法は、下記記載の構成要件を採用するものである。
本発明に係る液晶可変焦点レンズは、フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第
２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズにおいて、前記フレネルレンズ面は、型の転写により形成された配向層を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、第１の透明基板上のフレネルレンズ面は、配向層を形成する型と同じ型の転写により形成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、配向層は、配向材料を型の表面または第１の透明基板の表面に塗布した上で、型の転写を行うことで形成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズは、配向層は、型の転写により、フレネルレンズ面の形成材に直接形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズの製造方法において、第１の透明基板の表面にフレネルレンズ面を形成する基板形成工程と、フレネルレンズ面に型の転写により配向層を形成する配向層形成工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、基板形成工程において、配向層形成工程において配向層を形成する型と同じ型の転写により、フレネルレンズ面を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、配向層形成工程において、配向材料を型の表面または第１の透明基板の表面に塗布した上で、型の転写を行い、配向層を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明に係る液晶可変焦点レンズの製造方法は、配向層形成工程において、型の転写により、フレネルレンズ面の形成材に直接配向層を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、透明基板に設けられたフレネルレンズ面上の配向層が、型の転写により形成される。これにより、フレネルレンズ面上の配向層が均一に形成されるため、液晶を均一に配向させて所望のレンズ特性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
［構成の説明］
まず、本発明にかかる実施例１の液晶可変焦点レンズの構成について説明する。図１は実施例１の液晶可変焦点レンズ１の構成を示す説明図である。図１（ａ）は、液晶可変焦点レンズ１の断面形状の模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡで示す箇所の拡大図である。
図１に示すように、実施例１の液晶可変焦点レンズ１は、透明電極１６、１７がそれぞれ形成された２枚の対抗する透明基板１１、１２によって、液晶層１３が挟持された構造を有している。ここで透明基板１１、１２の材質として、例えば、ガラスやポリカーボネートなどが用いられる。液晶として、例えば、ホモジニアス配向型または垂直配向型の液晶が用いられる。
【００１９】
透明基板１１、１２の間には、周縁部にシール１０が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層１３を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板１１、１２の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面１４、１５が形成されている。フレネルレンズ面１４、１５は、例えば、ポリカーボネートやアクリルなどの光学材料または、環状オレフィン系などの透明樹脂により形成されることが望ましい。このフレネルレンズ面１４、１５における段差をなくし、表面を接続した連続面は、単純な球面でも良いが、収差の低減の観点からは、非球面形状をしていることが望ましい。
【００２０】
各フレネルレンズ面１４、１５の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層１８、１９が設けられている。液晶可変焦点レンズ１では、図１（ｂ）に示すように、フレネルレンズ面１４、１５の形成材に直接、配向層１８、１９が形成されている。この配向層１８、１９の作製方法については、後述する。
【００２１】
次に、液晶可変焦点レンズ１の動作について説明する。液晶可変焦点レンズ１は、例えばフレネルレンズ面１４、１５と液晶層１３の屈折率をガラスと同じにすればレンズ効果のない素ガラスと同じ働きをし、液晶層１３がフレネルレンズ面１４、１５と異なる屈折率を持っている場合は、フレネルレンズ面１４、１５の形状に応じて、凸レンズや凹レンズとして機能する。透明電極１６、１７へ電圧を印加すると液晶の屈折率が変わるので、レンズのパワーを変化させることができる。透明電極１６、１７へ印加される駆動電圧は、例えばパルス高さ変調（ＰＨＭ）またはパルス幅変調（ＰＷＭ）された交流電圧である。
［製造方法の説明］
【００２２】
次に、実施例１の液晶可変焦点レンズ１の製造方法例について説明する。まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する方法について説明する。
＜フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法＞
【００２３】
まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１の作製方法について説明する。図２は、フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法で用いられる型（モールド４）の説明図である。図２（ａ）は、モールド４を示す断面形状の模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢで示す箇所の拡大図である。
モールド４はフレネルパターン４２を有する。モールド４のフレネルパターン４２の表面には、図２（ｂ）のように、フレネルレンズ面の配向層を形成するための微細な配向パターン４１が設けられている。
【００２４】
モールド４は、ニッケル、ニッケル−リン、無酸素銅、ＷＣ（炭化タングステン）等の超硬材料、ステンレスなどの材料を用いて作製される。フレネルパターン４２および配向パターン４１の形状は、切削、研削、集束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）などにより加工される。また、モールド材に石英を使う場合は、エッチングの手法によって、フレネルパターン４２および配向パターン４１の形状の加工を行うことができる。
ここで、図２（ａ）に示すように、フレネルパターン４２の周囲に平面部４４を有する形状である場合、平面部４４に対して鏡面加工を施すことが望ましい。平面部４４に対して鏡面加工を施すことにより、後述する透明基板上へフレネルレンズ面を作製する工程において、フレネルレンズ面作製の精度を上げる、離型後の樹脂の付着を防ぐなどの効果がある。
【００２５】
また、上述した材料、加工方法により、フレネルレンズ面１４（１５）および配向層１８（１９）の形状を有するモールドを作製し、このモールドの電鋳品をおこして、電鋳品をモールド４として使うことも出来る。これにより、再び上記のような加工を行うこと無
しにモールド４を複製することが可能である。また、電鋳品のモールド４を作製する場合、上記材料以外で作製したパターンにおいても同様に電鋳をとることができる。加工性がよい材料でパターンを作製し電鋳を取ることによって、同様に精度のよい電鋳品のモールド４を作製することが出来る。
【００２６】
また、上述した各方法により作製したモールド４には、表面に離型処理を施しておく。離型処理としては、フッ素系の離型剤をディップコートまたはスピンコートなどにより塗布する。
【００２７】
次に、図３を用いて、透明基板上に、配向層が形成されたフレネルレンズ面を作製する方法について説明する。図３は、フレネルレンズ面および配向層の第１の作製方法におけるフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す断面形状の模式図である。
【００２８】
図３（ａ）は透明電極１７（１６）が形成された透明基板１２（１１）上に樹脂２０を塗布した状態を示す。例えば、樹脂２０はスピンコートやディップコートによって透明基板１２（１１）上に塗布される。ここで、透明基板１２（１１）と樹脂２０との密着性が悪い場合は、透明基板１２（１１）と樹脂２０の材料に応じたプライマ剤を用いることで、透明基板１２（１１）と樹脂２０との密着力を向上させることができる。
【００２９】
以下では、異なる特徴をもつ、代表的な２種類の樹脂について、分けて説明する。
【００３０】
まず、樹脂２０が光硬化する樹脂である場合について説明する。図３（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に光硬化する樹脂２０を塗布する。その後、図２で説明したモールド４を、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図３（ｃ）の状態になったのち、紫外線（ＵＶ）を当て樹脂を硬化させる。モールド４が石英など透明な素材であれば、モールド４側からの樹脂２にＵＶを照射することが可能である。透明基板１２（１１）側からＵＶを照射する場合は、透明基板１２（１１）は、ＵＶの吸収がない、もしくはUVの吸収が少ない基板であることが好ましい。
樹脂２０にＵＶを照射し、樹脂２０が十分硬化したのち、図３（ｄ）に示すように、モールド４を樹脂２０から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）と配向層１９（１８）とが同時に転写されて形成される。
【００３１】
次に、樹脂２０が熱可塑性の樹脂である場合について説明する。図３（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に熱可塑性の樹脂２０を塗布する。その後、図２で説明したモールド４と一緒に樹脂２０を樹脂２０のガラス転移温度以上まで加熱する。
その後、モールド４を、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図３（ｃ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図３（ｄ）に示すように、モールド４を樹脂から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）と配向層１９（１８）とが同時に転写され、透明電極１７（１６）が形成された透明基板１２（１１）上に、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）が作製される。
図３では、モールド４が透明基板１２（１１）に対して上側に位置して、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）が作製される例を示しているが、透明基板１２（１１）が、モールド４に対して上側に位置しても、フレネルレンズ面１５（１４）及び配向層１９（１８）の作製は可能である。
【００３２】
図３に示すフレネルレンズ面１５（１４）および配向層１９（１８）の第１の作製方法では、１つのモールド４の転写により、フレネルレンズ面１５（１４）および配向層１９（１８）が一度に作製される。このため、フレネルレンズ面１５（１４）上への配向層１９（１８）作製工程にかかる時間を短縮できる。
＜フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法＞
次に、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第２の作製方法について説明する。フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法は、透明基板１１、１２上にフレネルレンズ面１４、１５を作製したのち、フレネルレンズ面１４、１５上に配向層１８、１９を作製する方法である。フレネルレンズ面および配向層の第２の作製方法では、フレネルレンズ面１４（１５）および配向層１８（１９）を形成する樹脂として、熱可塑性の樹脂を用いる。
【００３３】
図４はフレネルレンズ面の作製方法の一例を示した模式図である。図４（ａ）のモールド３は、フレネルパターン３１を有するが、図２で示したモールド４のような配向パターンは形成されていない。また、モールド３は、例えば図２で説明したモールド４と同様の材料、加工方法により作製される。フレネルパターン３１の形状は、フレネルレンズに近似している形状を有するものであってもよい。
図４（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）に熱可塑性の樹脂２０を塗布する。その後、モールド３と一緒に樹脂２０を樹脂２０のガラス転移温度以上まで加熱する。その後、モールド３を、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態まで、樹脂２０に接触させる。図４（ｂ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図４（ｃ）に示すように、モールド３を樹脂から離型する。これにより、透明基板１２（１１）上に、フレネルレンズ面１５（１４）が転写される。
ここで形成されるフレネルレンズ面１５（１４）は、フレネルレンズに近似している形状であってもよい。
【００３４】
図５は、フレネルレンズ面に配向層を形成する方法の模式図である。図５（ａ）に示すように、透明基板１２（１１）上にフレネルレンズ面１５（１４）を熱可塑性樹脂で作製した後、加熱してフレネルレンズ面１５（１４）を軟化させ、図５（ｂ）から図５（ｃ）に示すように、配向パターン４１が形成されたモールド４を、フレネルレンズ面１５（１４）に接触させる。図５（ｃ）の状態のまま所定の温度に下がるまで保持した後、図５（ｄ）に示すように、モールド４をフレネルレンズ面１５（１４）から離型する。これにより、フレネルレンズ面１５（１４）上に配向層１９（１８）が転写される。
ここで、加熱しすぎるとフレネルレンズ面１５（１４）の表面形状が崩れてしまい、また加熱が足りないと配向層１９（１８）の均一な転写が行われない。このため、フレネルレンズ面１５（１４）の表面に配向層１９（１８）を均一に形成するためには、最適な温度でフレネルレンズ面１５（１４）およびモールド４を加熱する必要がある。
【００３５】
上述した、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１および第２の方法では、フレネルレンズ面を形成する樹脂に配向層を形成する方法であるため、配向層を形成するための配向材料を別途塗布する方法と比較して、配向層を形成する材料の残膜がなく作製できる。これにより、後述する方法により液晶可変焦点レンズを作製した際に、光学的な不具合の発生を抑え、所望のレンズ特性を得ることができる。
【００３６】
図６は、フレネルレンズ面１４、１５上に形成される配向パターンの例を示す説明図である。図６（ａ）は同心円状の配向パターンを示し、図６（ｂ）は放射状の配向パターンを示し、図６（ｃ）はフレネルレンズ面全体で一方向に形成された配向パターンを示す。
上述した配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する第１および第２の方法では、モールド４に設けられた配向パターンの転写により、フレネルレンズ面１４、１５上に、配向層１８、１９が形成される。このため、フレネルレンズ面１４、１５の形状によらず図６（ａ）から図６（ｃ）に示すような様々な配向パターンを、フレネルレンズ面１４，１５上に形成することが可能である。
また、モールド４の表面の異なる領域に、複数の配向パターンを作製しておけば、複数の配向パターンを持つ液晶可変焦点レンズ１を作製することも可能である。
【００３７】
上述した第１または第２の作製方法により作製したフレネルレンズ面を有する透明基板１１または透明基板１２に、スクリーン印刷などの方法によりシール１０を塗布した後、透明基板１１と透明基板１２とをシール１０を介して貼り合わせる。これにより、透明基板１１、透明基板１２及びシール１０で構成される空セル構造が作製される。
その後、スクライブブレイク法などにより、一列に並んだ空セル構造毎に切断して、短冊状の空セル構造を形成した後に、シール１０に設けられた注入口から各セル構造に液晶を注入し、注入口を封止材で封止する。その後、ダイシング法などによりセル構造ごとに切断して、図１に示すような液晶可変焦点レンズを作製する。
【００３８】
上記のように、本発明の実施例１の液晶可変焦点レンズの製造方法によれば、モールド４の転写によりフレネルレンズ面１５（１４）上に配向層１９（１８）が均一に形成される。これにより、液晶層を均一に配向させて、所望のレンズ特性を持った液晶可変焦点レンズを得ることができる。
【実施例２】
【００３９】
［構成の説明］
次に、本発明にかかる実施例２の液晶可変焦点レンズ５の構成について説明する。図７は実施例２の液晶可変焦点レンズ５の構成を示す説明図である。図７（ａ）は、液晶可変焦点レンズ５を示す断面形状の模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣで示す箇所の拡大図である。
図７に示すように、実施例２の液晶可変焦点レンズ５は、実施例１と同様に、透明電極５０、５１が形成された２枚の対抗する透明基板５２、５３によって、液晶層５４が挟持された構造を有している。
【００４０】
透明基板５２、５３の間には、周縁部にシール５５が設けられており、液晶の漏れを防止するとともに、液晶層５４を所定の厚さに保っている。さらに、各透明基板５２、５３の向かい合う面にはそれぞれ、透明のフレネルレンズ面５６、５７が形成されている。
このフレネルレンズ面５６、５７における段差をなくし、表面を接続した連続面は、単純な球面でも良いが、収差の低減の観点からは、非球面形状をしていることが望ましい。
【００４１】
各フレネルレンズ面５６、５７の表面には、液晶を所定の方向に配向させるための配向層５８、５９が設けられている。液晶可変焦点レンズ５では、図７（ｂ）に示すように、配向層５８は、フレネルレンズ面５６を形成する形成材とは別の配向材料で形成されている。この配向層５８、５９の作製方法については、後述する。
【００４２】
実施例２の液晶可変焦点レンズ５は、実施例１の液晶可変焦点レンズ１と同様に、透明電極５０、５１への印加電圧を切り替えて液晶層５４の屈折率を変化させることで、レンズ効果の無い状態と、レンズ効果を有する状態との間で切り替えられる。
［製造方法の説明］
【００４３】
次に、実施例２の液晶可変焦点レンズ５の製造方法例について説明する。まず、配向層が形成されたフレネルレンズ面を、透明基板上に作製する方法について説明する。図８はあらかじめ作製したフレネルレンズ面上へ配向材料の膜を塗布した後、配向層を作製する方法の一例の模式図である。
【００４４】
まず、透明基板５２（５３）上に、図４で説明した熱可塑性の樹脂を用いた方法の他、熱硬化性樹脂を用いた方法、射出成型などの方法により、フレネルレンズ面５６（５７）を形成する。その後、図８（ａ）に示すように、フレネルレンズ面５６（５７）上へ、プライマ剤６０を塗布する。プライマ剤６０はフレネルレンズ面５６（５７）を形成してい
る樹脂と、後述する配向層を形成するための配向材料である樹脂６１との密着性を向上させるために塗布する。プライマ剤６０は、はフレネルレンズ面５６（５７）を形成している樹脂と、配向材料である樹脂６１の材料に応じて選択される。フレネルレンズ面５６（５７）を形成している樹脂と、配向材料である樹脂６１との密着性がよい場合は、プライマ剤６０の塗布工程は省略できる。
【００４５】
その後、図８（ｂ）に示すように、配向層を形成するための配向材料である樹脂６１を塗布する。このとき、後述する工程での配向層５８（５９）の転写性と、モールド４の離型時の残膜とを考慮した量の樹脂６１を塗布する。
樹脂６１の塗布後、図８（ｃ）から図８（ｄ）に示すように、モールド４をフレネルレンズ面５６（５７）に押し付けて樹脂６１を硬化させた後、図８（ｅ）に示すようにモールド４を離型する。これにより、フレネルレンズ面５６（５７）上に配向層５８（５９）を転写して形成する。
【００４６】
図８では、モールド４が透明基板５２（５３）に対して上側に位置して、配向層５８（５９）が作製される例を示しているが、透明基板５２（５３）が、モールド４に対して上側に位置しても、配向層５８（５９）の作製は可能である。また、上述した方法では、フレネルレンズ面５６（５７）に配向材料である樹脂６１を塗布するとしたが、モールド４に樹脂６１を塗布して配向層５８（５９）を作製してもよい。
また、フレネルレンズ面５６（５７）を近似球面の形状とし、樹脂６１で非球面形状のフレネルレンズ面と配向層５８（５９）とを作製することも可能である。
【００４７】
上述した方法により作製したフレネルレンズ面を有する透明基板５２、５３を用いて、実施例１の液晶可変焦点レンズと同様に、シールを介した透明基板の貼り合わせ、透明基板の切断、液晶の注入および注入口の封止の各工程を行うことで、図７に示すような液晶可変焦点レンズ５を作製する。
【００４８】
上述したように、実施例２の液晶可変焦点レンズ５の製造方法例では、実施例１と異なり、フレネルレンズ面を形成する樹脂と、配向層を形成するための配向材料である樹脂とを、異なる種類の樹脂とすることができる。これにより、フレネルレンズ面を形成する樹脂と、配向層を形成する樹脂のそれぞれを、光学特性、配向特性などを考慮して最適な材料を選択することが可能となる。
【００４９】
また、本発明の実施例２の液晶可変焦点レンズの製造方法によれば、実施例１と同様に、モールド４の転写によりフレネルレンズ面５６（５７）上に配向層５８（５９）が均一に形成される。これにより、液晶層を均一に配向させて、所望のレンズ特性を持った液晶可変焦点レンズを得ることができる。
【００５０】
上述した各実施例の液晶可変焦点レンズでは、両方の透明基板にフレネルレンズ面を備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、何れか一方の透明基板にフレネルレンズ面を備え、フレネルレンズ面上に型の転写で形成された配向層を備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【図２】モールドの構成を示す説明図である。
【図３】実施例１のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図４】実施例１のフレネルレンズ面の作製方法を示す説明図である。
【図５】実施例１のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図６】配向パターンの例を示す説明図である。
【図７】実施例２の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【図８】実施例２のフレネルレンズ面および配向層の作製方法を示す説明図である。
【図９】従来の液晶可変焦点レンズの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、５ 液晶可変焦点レンズ
３、４ モールド
１０、５５ シール材
１１、１２、５２、５３ 透明基板
１３、５４ 液晶層
１４、１５、５６、５７ フレネルレンズ面
１６、１７、５０、５１ 透明電極
１８、１９、５８、５９ 配向層
２０ 樹脂
３１ フレネルパターン
４１ 配向パターン
４２ フレネルパターン
６０ プライマ剤
６１ 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズにおいて、
前記フレネルレンズ面は、型の転写により形成された配向層を有する
ことを特徴とする液晶可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記第１の透明基板上の前記フレネルレンズ面は、前記配向層を形成する型と同じ型の転写により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項３】
前記配向層は、配向材料を前記型の表面または前記第１の透明基板の表面に塗布した上で、前記型の転写を行うことで形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項４】
前記配向層は、前記型の転写により、前記フレネルレンズ面の形成材に直接形成された
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項５】
フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズの製造方法において、
前記第１の透明基板の表面に前記フレネルレンズ面を形成する基板形成工程と、
前記フレネルレンズ面に型の転写により配向層を形成する配向層形成工程と、を有する
ことを特徴とする液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項６】
前記基板形成工程において、前記配向層形成工程において前記配向層を形成する型と同じ型の転写により、前記フレネルレンズ面を形成する
ことを特徴とする請求項５に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項７】
前記配向層形成工程において、配向材料を前記型の表面または前記第１の透明基板の表面に塗布した上で、前記型の転写を行い、前記配向層を形成する
ことを特徴とする請求項５に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項８】
前記配向層形成工程において、前記型の転写により、前記フレネルレンズ面の形成材に直接配向層を形成する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項１】
フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズにおいて、
前記フレネルレンズ面は、型の転写により形成された配向層を有する
ことを特徴とする液晶可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記第１の透明基板上の前記フレネルレンズ面は、前記配向層を形成する型と同じ型の転写により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項３】
前記配向層は、配向材料を前記型の表面または前記第１の透明基板の表面に塗布した上で、前記型の転写を行うことで形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項４】
前記配向層は、前記型の転写により、前記フレネルレンズ面の形成材に直接形成された
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶可変焦点レンズ。
【請求項５】
フレネルレンズ面を有する第１の透明基板と、第２の透明基板とで、液晶を挟持する液晶可変焦点レンズの製造方法において、
前記第１の透明基板の表面に前記フレネルレンズ面を形成する基板形成工程と、
前記フレネルレンズ面に型の転写により配向層を形成する配向層形成工程と、を有する
ことを特徴とする液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項６】
前記基板形成工程において、前記配向層形成工程において前記配向層を形成する型と同じ型の転写により、前記フレネルレンズ面を形成する
ことを特徴とする請求項５に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項７】
前記配向層形成工程において、配向材料を前記型の表面または前記第１の透明基板の表面に塗布した上で、前記型の転写を行い、前記配向層を形成する
ことを特徴とする請求項５に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【請求項８】
前記配向層形成工程において、前記型の転写により、前記フレネルレンズ面の形成材に直接配向層を形成する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の液晶可変焦点レンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−８０１５２（Ｐ２００９−８０１５２Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４７１６５（Ｐ２００７−２４７１６５）
【出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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