CN102375167A - 具备光学构造的基板以及使用它的光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备光学构造的基板以及使用它的液晶光学元件，能够使金属模铸型的凹凸形状正确地进行转印，并可以保证透镜表面的良好品质。具备光学构造的基板的制造方法的特征是：在具有凹部的基板上涂敷硬化性树脂；从上述硬化性树脂的上部对上述基板挤压具有凹凸形状的铸型；以及通过使上述硬化性树脂硬化而形成具有上述凹凸形状的光学构造，上述凹部以覆盖配置有上述凹凸形状的区域的下部的方式进行配置，以便在上述铸型对上述基板进行挤压时，能够保持未硬化的上述硬化性树脂，光学元件包括具备通过上述制造方法所制造的光学构造的基板。
Description
技术领域
本发明涉及具备光学构造的基板以及使用它的光学元件。
背景技术
近年来，作为根据轻量化、成本降低的要求而用树脂所形成的薄型光学构造，越来越多地使用菲涅耳透镜等各种透镜。
但是，在使用金属模通过UV硬化法等形成菲涅耳透镜的情况下，就有因树脂硬化时的体积收缩而在构成菲涅耳透镜的每个光学构造上发生涡纹或皱纹之类的问题。
因而，在菲涅耳透镜中，使具有棱形单位透镜的透镜树脂层的每一间距的体积在菲涅耳透镜的任何部位都形成为恒定的方案已为众人所知(例如参照专利文献1)。
专利文献1：JP H08-94808-A(图1、页2)
使用图7就菲涅耳透镜的制造方法进行说明。图7是菲涅耳透镜50的刻印(转印)工序的说明图。下面说明作为刻印树脂使用通过紫外线(UV)或可见光、红外光进行硬化的光硬化树脂的例子。
首先，如图7(a)所示，在透明基板21上通过调合器60滴下光硬化性的树脂25。此外，还能够预先对透明基板21的表面实施等离子照射、进行透明基板21的表面改性，对透明基板21实施涂底处理等。通过这种处理，就能够在透明基板21和树脂25的粘接性较差的情况下设置粘接层以改善粘接性。
接着，如图7(b)以及图7(c)所示，对金属模铸型70一边加压一边挤压到透明基板21上已滴下的树脂25。在金属模铸型70上凹凸颠倒地形成有菲涅耳透镜50的形状。在金属模铸型70的表面通过预先涂敷氟系分型剂来实施分型处理。
之后，在树脂25充分地进入到金属模铸型70的间隙的状态下，如图7(c)所示那样照射紫外线80以使树脂25进行硬化。在照射之际，通过在透明基板21的紫外线80一侧设置有掩模75，紫外线80仅在掩模75的开口部透过，树脂25硬化成开口部的形状。
在树脂25充分地进行了硬化以后，如图7(d)所示，将金属模铸型70从树脂25进行起模，并用溶剂洗掉借助于掩模75没有照射紫外线而依旧保持未硬化的树脂。通过以上的工序，菲涅耳透镜50被转印到透明基板21上，去除外侧的树脂以制作进行了图案形成的刻印树脂层30。
但是，仅仅使具有棱形单位透镜的透镜树脂层的每一间距的体积在菲涅耳透镜的任何部位都形成为恒定，不能充分地解决在构成菲涅耳透镜的每个光学构造上发生涡纹或皱纹之类的问题。特别是，在形成复杂构成的光学构造的情况下，还有设计进一步变得复杂之类的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以解决上述问题点的、具备光学构造的基板以及使用它的光学元件。
另外，本发明的目的是提供一种能够使铸型的凹凸形状正确地进行转印，并可以保证透镜表面的良好品质的、具备光学构造的基板以及使用它的光学元件。
一种具备光学构造的基板的制造方法，包括：在具有凹部的基板上涂敷硬化性树脂；从硬化性树脂的上部对基板挤压具有凹凸形状的铸型；以及通过使硬化性树脂进行硬化而形成具有凹凸形状的光学构造，其中，凹部以覆盖凹凸形状被配置的区域下部的方式进行配置，以便在铸型相对于基板进行挤压时，能够保持未硬化的硬化性树脂。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选凹凸形状构成形成菲涅耳透镜的多个单体透镜。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选对应于光学构造中的凹凸形状的至少一部分配置凹部。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选对应于上述光学构造的凹凸形状的厚度最大的部位配置凹部。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选在光学构造的凹凸形状被形成的全部区域配置凹部。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选凹部的体积大于在光学构造的体积上乘以硬化性树脂的体积收缩率而得到的体积。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选光学构造和基板的折射率相同。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选光学构造和基板的材料相同。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选硬化性树脂是光硬化性树脂，基板是透明基板，通过从具有上述凹部的上述透明基板的背面照射紫外线使上述光硬化性树脂进行硬化。
在具备光学构造的基板的制造方法中，优选设定成从凹部的截面积扣除了在凹部中所填充的硬化性树脂发生硬化收缩部分的面积后的面积大于在凹凸形状中所填充的硬化性树脂发生硬化收缩部分的面积。
一种光学元件，其特征在于，具有：通过前述制造方法而制造的第1基板；第2基板；被配置于光学构造以及上述第2基板间的液晶层；以及被配置于光学构造的外侧且用于在光学构造以及第2基板间密封液晶层的密封材料。
一种光学元件，其特征在于，具有：通过前述制造方法而制造的第1基板；第2基板，凹部被形成为透镜形状，并进行设定以使光学构造的折射率和第1以及第2透明基板的折射率不同。
一种制造具备光学构造的基板的方法，其中该光学构造通过在基板上涂敷硬化性树脂以后使其硬化而具有凹凸形状，其特征在于：基板在树脂被涂敷的面一侧对应于光学构造的凹凸形状的位置形成有凹部。
一种在上面具备具有用硬化性树脂所形成的凹凸形状的光学构造的基板，其特征在于：在对应于光学构造的凹凸形状的地方形成有凹部。一种在一对基板间夹持液晶的光学元件，将先前所记载的基板用于一对基板之中至少一方基板。
在具备光学构造的基板的制造方法以及光学元件中，由于在对应于光学构造的凹凸形状的位置形成了凹部，所以就可以使由硬化性树脂所形成的光学构造的硬化收缩时的透镜表面的变形减低到不成问题的水平。
附图说明
图1(a)是表示基板的截面图，图1(b)是基板的平面图。
图2(a)～图2(d)是表示制造光学构造之方法的截面图。
图3(a)～图3(g)是表示凹部变形例的图。
图4是进一步表示其他的凹部变形例的图。
图5(a)是以图7所示的方法制造的菲涅耳透镜截面的测定图，图5(b)是以图2所示的方法制造的菲涅耳透镜截面的测定图。
图6(a)表示液晶光学元件的截面图，图6(b)是表示菲涅耳透镜以及密封材料的形状之位置关系的平面图。
图7(a)～图7(d)是表示光学构造的制造方法之一例的截面图。
具体实施方式
以下参照附图就具备光学构造的基板的制造方法以及液晶光学元件进行说明。但是，应理解成本发明并不限定于附图或者以下所记载的实施方式。
图1(a)是表示基板的截面图，图1(b)是基板的平面图。为方便起见，在图1中以不同于实际的纵横比示意性地进行表示。
作为透明基板1使用了硬化性树脂即三菱玻璃化学制Lumiplus(注册商标)。如图1所示，在透明基板1之上设置作为光学构造的菲涅耳透镜10部分地进行了图案形成的刻印树脂层6。刻印树脂层6使用了与透明基板1相同的材料。菲涅耳透镜10由持有高度(下垂量)相等的闪耀光栅(blaze)(环形)并形成凹凸形状的7个单位透镜11、12、13、14、15、16以及17所构成。在以下的表1中记载单位透镜的形状。
表1
| 单位透镜 | 间距(mm) | 下垂量(μm) | 角度(°) | 截面积(mm2) | 体积(mm3) |
| 11 | 3.635785 | 7 | 0.110311793 | 0.0127 | 0.15 |
| 12 | 1.533412 | 7 | 0.261552453 | 0.0054 | 0.15 |
| 13 | 1.203108 | 7 | 0.333358211 | 0.0042 | 0.15 |
| 14 | 1.044243 | 7 | 0.384071954 | 0.0037 | 0.16 |
| 15 | 0.955515 | 7 | 0.419735202 | 0.0033 | 0.17 |
| 16 | 0.907782 | 7 | 0.441804869 | 0.0032 | 0.18 |
| 17 | 0.7201474 | 7 | 0.556910746 | 0.0025 | 0.15 |
这里，与单位透镜11有关的间距表示从单位透镜11的中心部到周边部的距离，截面积是对单位透镜的截面进行了三角形近似的值。此外，上述所示的单位透镜的个数及形状只是一例，并非限定于此，还能够选择其他的单位透镜的个数及形状。
各个单位透镜的底面与透明基板1的上面相吻合。另外，虽然在图中为方便起见对每个单位透镜表示出边界线，但刻印树脂层6是用相同材料一体形成。在透明基板1上至少形成有与光学构造相对应的(以全部覆盖作为光学构造的单位透镜11～17被配置的区域下部的方式所配置的凹陷)凹部1a，构成菲涅耳透镜10的一部分材料填满凹部1a。此外，凹部1a还可以是包含单位透镜11～17被配置的区域下部在内进一步覆盖较大区域这样的凹陷。
图2是表示使用光学元件用的基板来制造光学构造之方法的截面图。在图2中对与图7所示的制造方法相同的构成要素附加相同标记并有时候省略其说明。
首先，如图2(a)所示，准备已形成凹部1a的透明基板1。
其次，在透明基板1上通过调合器60滴下例如与透明基板相同材料的三菱玻璃化学制的Lumiplus(注册商标)作为适量的光硬化性的树脂5。树脂5从透明基板1的中央向周边逐渐扩展开来。虽然在这里，透明基板1上的凹部1a通过利用铸造成型而形成，但也可以通过喷射成型、或者通过金刚石车刀等的切削加工等而形成。另外，在透明基板1为玻璃时，凹部1a也可以通过化学蚀刻而形成。
接着，如图2(b)所示，使凹凸颠倒地形成有菲涅耳透镜10形状的金属模铸型70相对于树脂5进行下降。如图2(c)所示，对金属模铸型70一边加压一边挤压到树脂5。此时，预先对树脂5的滴下量进行最优化以使得虽然树脂5向周边扩展但对于所施加的压力不会流出到外侧。
此外，虽然在图2中，金属模铸型70和透明基板1的横向幅宽一致，但实际上，为了易于起模或者防止树脂的蔓延而使金属模铸型70一方较大一些。此外，如果菲涅耳透镜10的直径很小而透明基板1很大，则还可以使金属模铸型70一方较小一些。
之后，在树脂5充分地进入到金属模铸型70的间隙的状态下从透明基板1的下方照射紫外线80以使树脂5进行硬化。在照射之际，因在透明基板1的照射紫外线80一侧设置有掩模75，故紫外线80仅从掩模75的开口部透过，树脂5硬化成掩模75的开口部的形状。
树脂5的硬化反应从紫外线80的照射侧即透明基板1侧开始，逐渐进展到与金属模铸型70相接的树脂5侧。此时，随着硬化反应的进行，将在树脂5上发生硬化收缩。由于在凹部1a的透明基板1侧已硬化的树脂进行收缩，而将已硬化树脂周围的未硬化或者半硬化的树脂拉到跟前。进而，在硬化收缩时还对树脂5施加着压力，金属模被按压以填埋发生硬化收缩的间隙。借助于这种压力，存在于凹部la内的未硬化或半硬化状态的树脂5就作为补充剂或者缓冲剂起作用，遍及金属模铸型70的转印形状内的各个角落地进行移动。从而，就能够如金属模铸型70的转印形状那样转印完美的光学构造。
在树脂5全体充分进行了硬化以后，如图2(d)所示，将金属模铸型70从树脂5进行起模，并用溶剂洗掉借助于掩模75没有照射紫外线80而依旧保持未硬化的树脂5。通过以上的工序，菲涅耳透镜10被转印到透明基板1上，去除外侧的树脂以制作进行了图案形成的刻印树脂层6。
虽然凹部1a也可以配置于光学构造的单位透镜11～17的全部区域，但最好是形成在截面积之中至少与最大的地方、亦即与光学构造的厚度最大的地方相对应的透明基板1上。特征是凹部1a的体积至少大于在各个单位透镜的体积上乘以树脂5的体积收缩率的体积。具体而言，就是进行设定以使得从凹部1a的截面积扣除在凹部1a中所填充的树脂发生硬化收缩部分的面积后的面积大于在单位透镜全体中所填充的树脂发生硬化收缩部分的面积。
凹部1a的形状为球面形状，凹部1a的直径为15mm(菲涅耳透镜10的直径为20mm)，凹部1a的深度为0.02mm，凹部la的截面积为0.15mm2。此外，凹部1a的形状除球形、圆柱、圆锥、立方体、正方体等以外还可以是许多细微的凹凸形状等。另外，上述凹部1a的数值只是一例，并不限定于此。
图3(a)～图3(g)是表示凹部变形例的图。
图3(a)所示的凹部1b遍布菲涅耳透镜10的全域而形成，呈中国炒菜锅形状。图3(b)所示的凹部1c仅形成在菲涅耳透镜10的一部分区域，呈圆柱形(即、凹部1c具有一定的深度)。图3(b)所记载的凹部1c对应于构成菲涅耳透镜10的单位透镜最大之处、即硬化收缩最大之处而设定。另外，由于还充分地取凹部lc的深度，所以就可以在凹部1c内蓄积能够充分填补在菲涅耳透镜10内所充填的硬化性树脂发生硬化收缩部分的树脂量。
图3(c)的凹部1d遍布形成菲涅耳透镜10的全区域而形成，呈圆柱形(即、凹部1d具有一定的深度)。图3(d)、图3(e)以及图3(f)所示的凹部1e、1f以及1g均遍布菲涅耳透镜10的全域而形成，具有朝向透明基板1的中央逐渐变深这样的形状。图3(g)所示的凹部1h遍布菲涅耳透镜10的全域而形成，具有细微的凹凸形状(即、形成有多条同心圆状的槽)。
图4是进一步表示其他的凹部变形例的图。
图4所示的菲涅耳透镜20各个闪耀光栅的间距相等，单位透镜的体积在透镜周缘部为最大。从而透明基板2的凹部2a形成在对应于此周缘部的位置。凹部2a呈将炸面圈上下切断成一半时一方侧的内侧这种形状。
图5(a)是以图7所示的方法制造的菲涅耳透镜截面的测定图，图5(b)是以图2所示的方法制造的菲涅耳透镜截面的测定图。此外，在图5(a)以及图5(b)中，利用相同形状的金属模，并将该金属模的铸型形状表示为点划线p。
在图5(a)中表示以图7所示的方法实际进行了制造的参考例中的菲涅耳透镜所包含的单位透镜的部分截面形状m。在图5(a)的参考例中，作为形成菲涅耳透镜的树脂利用了NIF-A-1(硬化收缩率9±2％)。
另外，在图5(b)中表示以图2所示的方法实际进行了制造的实施例中的菲涅耳透镜所包含的单位透镜的部分截面形状n。在图5(b)的实施例中，作为形成菲涅耳透镜的树脂与图5(a)相同地利用了NIF-A-1(硬化收缩率9±2％)。
在图5(a)所示的情况下，菲涅耳透镜的截面形状m与点划线p所示的金属模铸型形状之间产生较大的误差。相对于此，在5(b)所示的情况下，菲涅耳透镜的截面形状n与点划线p所示的金属模铸型形状大致相等，能够确认可获得良好的菲涅耳透镜的表面品质。
在图2所示的制造方法中所利用的透明基板1上，由于预先形成有凹部1a，所以在滴下树脂5并挤压金属模铸型70的情况下，树脂5向周边的扩展就被限制，树脂5残留于菲涅耳透镜10的中央。从而，如图5(b)所示那样，就能够精度良好地转印金属模铸型70而没有因树脂5的硬化收缩所导致的形状转印不良。
即便为了使来自基板表面的树脂残膜变薄而对金属模很高地施加压力，凹部1a区域的树脂也借助于凹部1a的效果而不会流出到外侧，所以就能够抑制因硬化收缩发生所导致的转印不良，从而良好地进行转印。此外，通过使基板和刻印树脂层6的折射率相同，就可以使因凹部部位形状所造成的透镜效果不会发生。另一方面，还能够通过使透明基板1和刻印树脂层6的折射率不同而使其具有透镜效果。通过使凹部的直径小于菲涅耳透镜的有效直径(例如，参照图2(d)以及图3(b))，金属模和基板的平坦部分成为基准，菲涅耳形状就相对于基板平行地刻印。
此外，虽然在上述就利用金属模铸型70的例子进行了说明，但还可以利用硅铸型以及树脂铸型等。
图6(a)表示液晶光学元件的截面图，图6(b)是表示菲涅耳透镜以及密封材料的形状之位置关系的平面图。为方便起见，在图6中以不同于实际的纵横比示意性地进行表示。
如图6(a)所示，液晶光学元件40具有如下结构：第1透明基板41和第2透明基板42通过密封材料48粘合起来以使被形成在各自基板表面的透明电极43以及44相对。
在第1透明基板41上形成有透明电极43和取向膜45。作为第2透明基板42使用了通过图2所示的制造方法而形成的光学元件用的基板。从而，在第2透明基板42上形成有与图2所示的凹部1a同样的凹部42a。具备光学构造(菲涅耳透镜30)通过刻印(转印)工序一体地形成的刻印树脂层31。在刻印树脂层31之上形成有透明电极44和取向膜46。
在密封材料48中混入有间隔基49，第1透明基板41和第2透明基板42的单元间隙得以规制。密封材料48以包围同心圆状的菲涅耳透镜30的方式形成为环体状，在密封材料48的内侧填充有液晶47。刻印树脂层31和密封材料48相接，而成为在刻印树脂层31上具有液晶47的构成。
就液晶光学元件40的制造方法进行说明。
首先，通过图2所示的制造方法在第2透明基板42之上形成刻印树脂层31。
接着，通过溅射法等在刻印树脂31的表面上形成透明电极44。特别是在透明基板42为塑料基板的情况下，最好是在刻印树脂层31上设置SiO2等的壁垒层。另外，为了防止透明电极43和透明电极44的上下短路，至少在某一透明电极之上设置SiO2等的绝缘膜层。
接着，在设置于刻印树脂层31表面的透明电极44上形成取向膜46。取向膜46例如通过喷涂机而形成。对基板使用有效区域被开口的掩模实施掩蔽处理，并从其上吐出取向膜材料。之后，通过烧结使取向膜的溶剂释放，并根据取向膜的种类进行亚氨化以完成取向膜46。
接着，通过对所形成的取向膜46进行基于研磨方式的取向处理，来控制液晶的取向方向。此外，需要注意不要因研磨布的挤压而给菲涅耳透镜带来损伤。但是，通过进行研磨布、滚筒的旋转速度、研磨压力等各种条件的优化、刻印树脂材料的选定、表面的硬化处理等，就能够进行基于良好的研磨方式的取向处理。
在第1透明基板41上也同样地形成透明电极43以及取向膜45。
作为取向膜的形成方法能够采用例如斜方蒸镀法。作为蒸镀材料使用例如SiOx等的无机材料。能够通过蒸镀角度使蒸镀膜的纵列构造发生变化，据此就能够控制液晶的取向状态。通过斜方蒸镀法就能够非接触地形成取向膜45而不会给菲涅耳透镜30的形状带来损伤。
另外，还能够在刻印树脂层31的表面上通过喷射、旋涂、或者喷涂而涂敷了取向膜以后，通过光取向法形成取向膜。在利用此方法的情况下，也能够非接触地形成取向膜而不会给菲涅耳透镜30的形状带来损伤。
接着，(在刻印树脂层31的表面形成了透明电极44以及取向膜46以后)在没有刻印树脂层31的位置通过调合器涂敷密封材料48。作为密封材料48能够利用紫外线硬化树脂。考虑到密封材料48压盖扩展，不是在刻印树脂层31的端部最大限度地涂敷而是从端部起多少涂敷到内侧。在后述的将第1基板41和第2基板42粘合起来的工序中，密封材料48被压盖而与刻印树脂层31的端部粘着。
接着，使用调合器在密封材料48的内侧、菲涅耳透镜30被形成的区域滴下液晶47。为了防止对菲涅耳透镜30的损伤，最好是采用可以非接触地进行滴下的喷射调合器。液晶47的滴下量取决于密封材料48内侧的体积。
被滴在刻印树脂层31上的一处的液晶47依照表面张力以及浸润性等特性而成为较之于密封材料48很高地鼓起的状态。若在液晶47很高地鼓起的状态下使第1透明基板41和第2透明基板42重合起来，就有可能液晶47向密封材料48的外侧扩展开来。因而，希望在刻印树脂层31的多处滴下液晶47以抑制所滴下的液晶47的高度。
接着，(在刻印树脂层31上滴下了液晶47以后)将第2透明基板42的液晶滴下面朝上进行配置，在真空状态下将第1透明基板41和第2透明基板42粘合起来。之后，从刻印树脂层31侧照射UV(紫外线)以使密封材料48进行硬化。在照射了紫外线以后，根据需要进行烧结以使密封材料48进行正式硬化。通过以上的工序来制造液晶光学元件40。
如上述那样，在液晶光学元件40由于在第2透明基板42具有凹部42a，并从第2透明基板42侧照射紫外线，所以菲涅耳透镜形状就成为如金属模铸型形状那样的转印形状，精度良好地得以形成。液晶光学元件40通过将透明基板加工成透镜形状，就能够作为眼镜透镜而应用。例如，如果用凹型形状的第1透明基板41和凸型形状的第2透明基板42来构成液晶单元构造，则除了利用透明基板的透镜特性外，还能够通过对液晶47的电压施加的开/关而使焦点可变，所以成为主要针对老花眼镜的可变焦点电子眼镜。
此外，虽然在上述的说明中，作为菲涅耳透镜形状及液晶光学元件表示了单个的附图，但并非特别限定于此，还可以多个同时进行制造。此外，上述的制造方法在考虑批量生产性方面的多个制作中，亦与单个制作同样地发挥效果并有效。
在图6中利用设置了凹部1a以及菲涅耳透镜10部分地进行了图案形成的刻印树脂层6的透明基板1(参照图1(a))来制造液晶光学元件40。在此情况下，设定树脂以使透明基板1的折射率和刻印树脂层6的折射率相同。
但是，在图1(a)所示的透明基板1中，还可以将凹部1a形成为透镜形状(凹透镜形状)，并设定树脂以使透明基板1的折射率和刻印树脂层6的折射率不同。如果这样构成，设有凹部1a以及菲涅耳透镜10部分地进行了图案形成的刻印树脂层6的透明基板1(参照图1(a))就可以不使用液晶层47(参照图6(a))而通过其自身作为具有内在式透镜和菲涅耳透镜的透镜(光学元件)进行利用。
Claims (13)
1.一种具备光学构造的基板的制造方法，包括：
在具有凹部的基板上涂敷硬化性树脂；
从上述硬化性树脂的上部对上述基板挤压具有凹凸形状的铸型；以及
通过使上述硬化性树脂硬化而形成具有上述凹凸形状的光学构造，
上述凹部以覆盖配置有上述凹凸形状的区域的下部的方式进行配置，以便在上述铸型对上述基板进行挤压时，能够保持未硬化的上述硬化性树脂。
2.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：上述凹凸形状构成形成菲涅耳透镜的多个单体透镜。
3.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：对应于上述光学构造中的凹凸形状的至少一部分，配置上述凹部。
4.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：对应于上述光学构造的凹凸形状的厚度为最大的部位，配置上述凹部。
5.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：在形成上述光学构造的凹凸形状的全部区域，配置上述凹部。
6.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：上述凹部的体积大于在上述光学构造的体积上乘以上述硬化性树脂的体积收缩率而得到的体积。
7.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：上述光学构造和上述基板的折射率相同。
8.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：上述光学构造和上述基板的材料相同。
9.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：上述硬化性树脂是光硬化性树脂，上述基板是透明基板，通过从具有上述凹部的上述透明基板的背面照射紫外线，使上述光硬化性树脂硬化。
10.按照权利要求1所记载的具备光学构造的基板的制造方法，其特征在于：设定成从上述凹部的截面积扣除了在上述凹部中所填充的上述硬化性树脂发生硬化收缩的部分的面积后的面积大于在上述凹凸形状中所填充的上述硬化性树脂发生硬化收缩的部分的面积。
11.一种光学元件，具有：
通过权利要求1～10中的任一项所记载的制造方法而制造的第1基板和第2基板。
12.按照权利要求11所记载的光学元件，其特征在于还具有：
液晶层，配置于上述光学构造以及上述第2基板间；以及
密封材料，配置于上述光学构造的外侧，用于在上述光学构造以及上述第2基板间密封上述液晶层。
13.按照权利要求11所记载的光学元件，其特征在于：上述凹部被形成为透镜形状，并进行设定以使上述光学构造的折射率和上述第1以及第2透明基板的折射率不同。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103348270A (zh) * | 2011-02-08 | 2013-10-09 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
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Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103372941A (zh) * | 2012-04-23 | 2013-10-30 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 微结构光学元件制造方法 |
| JP6364626B2 (ja) * | 2013-07-29 | 2018-08-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 回折光学素子、回折光学素子の製造方法および回折光学素子の製造方法に用いられる型 |
| US9933685B2 (en) * | 2013-08-05 | 2018-04-03 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Switchable liquid crystal fresnel lens |
| US11367959B2 (en) | 2015-10-28 | 2022-06-21 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
| US10476164B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-11-12 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
| US11283189B2 (en) | 2017-05-02 | 2022-03-22 | Rogers Corporation | Connected dielectric resonator antenna array and method of making the same |
| US11876295B2 (en) | 2017-05-02 | 2024-01-16 | Rogers Corporation | Electromagnetic reflector for use in a dielectric resonator antenna system |
| US10698267B2 (en) * | 2017-05-04 | 2020-06-30 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Protective layers in display device |
| US11616302B2 (en) | 2018-01-15 | 2023-03-28 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna having first and second dielectric portions |
| US11552390B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-01-10 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna system |
| GB2594171A (en) * | 2018-12-04 | 2021-10-20 | Rogers Corp | Dielectric electromagnetic structure and method of making the same |
| US11482790B2 (en) | 2020-04-08 | 2022-10-25 | Rogers Corporation | Dielectric lens and electromagnetic device with same |
| US12092906B2 (en) * | 2021-01-29 | 2024-09-17 | Coopervision International Limited | Flexible liquid crystal-containing lenses |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238502A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Toshiba Corp | グレ−テイングレンズ |
| CN1455270A (zh) * | 2002-04-30 | 2003-11-12 | 欧姆龙株式会社 | 反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置 |
| JP2010091828A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Citizen Holdings Co Ltd | 液晶光学素子とその製造方法 |
| JP2010102000A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 回折光学素子および回折光学素子の製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0679834B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1994-10-12 | 大日本印刷株式会社 | 透過型スクリ−ン用レンズ板の製造方法 |
| JP2800898B2 (ja) * | 1989-05-19 | 1998-09-21 | オリンパス光学工業株式会社 | 非球面光学素子の製造方法 |
| JPH04329503A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-18 | Omron Corp | 光学素子及びその製造方法 |
| JP2781475B2 (ja) * | 1991-07-19 | 1998-07-30 | シャープ株式会社 | 光学装置 |
| KR100624414B1 (ko) * | 2003-12-06 | 2006-09-18 | 삼성전자주식회사 | 회절 렌즈 어레이 몰드의 제조 방법 및 ｕｖ 디스펜서 |
| TW200615605A (en) * | 2004-07-20 | 2006-05-16 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element and optical head device |
| JP4670669B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-04-13 | スターライト工業株式会社 | 複合光学部品及びその製造方法 |
| US20070216851A1 (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-20 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid crystal lens and imaging lens device |
-
2011
- 2011-08-19 US US13/213,159 patent/US20120045619A1/en not_active Abandoned
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- 2011-08-19 CN CN201110238741.XA patent/CN102375167B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238502A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Toshiba Corp | グレ−テイングレンズ |
| CN1455270A (zh) * | 2002-04-30 | 2003-11-12 | 欧姆龙株式会社 | 反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置 |
| JP2010091828A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Citizen Holdings Co Ltd | 液晶光学素子とその製造方法 |
| JP2010102000A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 回折光学素子および回折光学素子の製造方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103348270A (zh) * | 2011-02-08 | 2013-10-09 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
| US9360599B2 (en) | 2011-02-08 | 2016-06-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element and method of manufacturing same |
| CN103348270B (zh) * | 2011-02-08 | 2016-08-17 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
| CN106199795A (zh) * | 2011-02-08 | 2016-12-07 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
| CN106199795B (zh) * | 2011-02-08 | 2019-03-05 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
| US9594197B2 (en) | 2012-08-06 | 2017-03-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element, and method for producing same |
| CN104508519B (zh) * | 2012-08-06 | 2018-04-03 | 浜松光子学株式会社 | 光学元件及其制造方法 |
| US10386552B2 (en) | 2012-08-06 | 2019-08-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element, and method for producing same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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