CN103814327B - 液晶元件和液晶元件用单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供液晶层的厚度不均小的液晶元件。间隔部件（12）具有第一间隔部件（12a）、树脂制的第二间隔部件（12b）和树脂制的第三间隔部件（12c）。第一间隔部件（12a）由环状的玻璃板或金属板构成，该玻璃板或金属板形成有构成内部空间（18）的开口（12a1）。第二间隔部件（12b）比第一间隔部件（12a）薄。第三间隔部件（12c）比第一间隔部件（12a）薄。在第二间隔部件和第三间隔部件（12b、12c）中的至少一方形成有与第一间隔部件（12a）的开口（12a1）连接且构成注入口（17）的开口（12b2、12c2）。

Description

液晶元件和液晶元件用单元

技术领域

本发明涉及液晶元件和液晶元件用单元。

背景技术

历来已知有能够通过使液晶分子的取向状态变化而使光学特性变化的液晶透镜等液晶元件。例如在液晶透镜中，为了得到高的透镜光学能力（lenspower），需要使液晶层的厚度变厚。但是，如果使液晶层的厚度变厚，则存在液晶透镜对电压施加的响应速度变慢的问题。

鉴于此，例如在专利文献1提案有通过设置沿光轴方向配置的多个薄的液晶层来提高液晶透镜对电压施加的响应速度的方式。在专利文献1，记载有利用分散有直径为20μm的球状间隔部件的粘接剂形成用于将液晶层的厚度保持为规定的厚度的间隔部件的方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2007-114721号公报

发明内容

发明所要解决的问题

液晶元件的光学特性在很大程度上受液晶层厚度的左右，在专利文献1中记载的液晶元件，存在容易产生液晶层的厚度不均的问题。

本发明提供液晶层的厚度不均小的液晶元件。

用于解决问题的方式

本发明的液晶元件包括第一玻璃板、第二玻璃板、间隔部件和液晶层。第二玻璃板与第一玻璃板相对地配置。间隔部件配置在第一玻璃板与第二玻璃板之间。间隔部件与第一玻璃板和第二玻璃板一起划分并形成有具有注入口的内部空间。绝缘层设置在内部空间。间隔部件具有第一间隔部件、树脂制的第二间隔部件和树脂制的第三间隔部件。第一间隔部件由环状的玻璃板或金属板构成，该环状的玻璃板或金属板形成有构成内部空间的开口。第二间隔部件配置在玻璃板与第一间隔部件之间。第二间隔部件比第一间隔部件薄。第三间隔部件配置在玻璃板与第一间隔部件之间。第三间隔部件比第一间隔部件薄。在第二间隔部件和第三间隔部件中的至少一方形成有与第一间隔部件的开口连接且构成注入口的开口。

优选第二间隔部件和第三间隔部件各自的厚度为第一间隔部件的厚度的1.0倍以下。

优选第一间隔部件的厚度为400μm以下。

优选第一玻璃板和第二玻璃板各自的厚度为500μm以下。

优选第一间隔部件的热膨胀系数为50×10^-7/℃以下。

本发明的液晶元件用单元包括第一玻璃板、第二玻璃板间隔部件。第二玻璃板与第一玻璃板相对地配置。间隔部件配置在第一玻璃板与第二玻璃板之间。间隔部件与第一玻璃板和第二玻璃板一起划分并形成有内部空间。内部空间具有注入口。在内部空间注入液晶。间隔部件具有第一间隔部件、树脂制的第二间隔部件和树脂制的第三间隔部件。第一间隔部件由环状的玻璃板或金属板构成，该环状的玻璃板或金属板形成有构成内部空间的开口。第二间隔部件配置在玻璃板与第一间隔部件之间。第二间隔部件比第一间隔部件薄。第三间隔部件配置在玻璃板与第一间隔部件之间。第三间隔部件比第一间隔部件薄。在第二间隔部件和第三间隔部件中的至少一方形成有与第一间隔部件的开口连接且构成注入口的开口。

发明的效果

根据本发明，能够提供液晶层的厚度不均小的液晶元件

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的液晶元件的概略图的截面图。

图2是本发明的一个实施方式中的元件主体的概略图的分解立体图。

具体实施方式

以下，对实施本发明的优选方式的一个例子进行说明。不过，以下的实施方式仅是例示。本发明完全不限定于以下的实施方式。

此外，在实施方式等中参照的各图面，实质上具有相同的功能的不均以相同的附图标记进行参照。此外，在实施方式等中参照的图面是示意性的记载，存在图面中描述的物体的尺寸的比率等与现实的物体的尺寸的比率等不同的情况。在图面相互间也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应该参酌以下的说明进行判断。

图1表示本实施方式的液晶元件1的概略图的截面图。图2表示本实施方式中的元件主体的概略图的分解立体图。

液晶元件1构成液晶透镜。如图1所示，液晶元件1包括元件主体（液晶元件用单元）10和多个液晶层16。如图1和图2所示，元件主体10具有在z方向（层叠方向）上层叠的多个玻璃板11a～11d。相邻的玻璃板11a～11d在z方向上相对。这些玻璃板11a～11d中最位于z方向的一侧的玻璃板11a构成下玻璃板，最位于z方向的另一侧的玻璃板11d构成上玻璃板，位于玻璃板11a与玻璃板11d之间的位置的玻璃板11b、11c构成中间玻璃板。

在构成下玻璃板的玻璃板11a和构成上玻璃板的玻璃板11d的各自的内侧主面上，形成有未图示的电极和设置在电极上的取向膜。另一方面，在构成中间玻璃板的玻璃板11b、11c的两个主面上形成有取向膜。也可以在玻璃板11b、11c与取向膜之间也形成有电极。

玻璃板11a～11d的厚度并无特别限定。玻璃板11a～11d的厚度既可以彼此相等也可以彼此不同。通常，位于上下的玻璃板11a、11d相对较厚，玻璃板11b、11c相对较薄。玻璃板11a、11d的厚度优选为50μm～500μm，更优选为100μm～300μm。玻璃板11b、11c的厚度优选为10μm～400μm，更优选为20μm～200μm。

在z方向上相邻的玻璃板11a～11d的彼此之间配置有间隔部件12。由该间隔部件12和在z方向上相邻的玻璃板11a～11d一起划分并形成具有注入口17并被注入液晶的内部空间18。注入口17在元件主体10的侧面开口。即，内部空间18通过注入口17与侧面连通。

在本实施方式中，内部空间18的形状为圆柱状，在本发明中并无特别限定。内部空间18的形状根据要形成的液晶层16的形状适当地设定即可。

间隔部件12的厚度能够根据要形成的液晶层16的厚度适当地设定。间隔部件12的厚度例如能够为10μm～1000μm左右。从提高液晶元件1的高速响应性的观点出发，优选液晶层16薄。由此，间隔部件12的厚度优选为900μm以下，更优选为800μm以下。

在多个内部空间18中的各个内部空间18设置有液晶层16。液晶层16由密封部件15密封。

在液晶层16，通过设置在玻璃板11a上的电极和设置在玻璃板11d上的电极被施加电压。由此，液晶层16的折射率发生变化。其结果是，液晶元件1的透镜光学能力（屈光能力）发生变化。

接着，对间隔部件12的结构进行进一步的详细说明。

多个间隔部件12中的各个间隔部件12具有第一间隔部件12a、第二间隔部件12b和第三间隔部件12c。

第一间隔部件12a包括环状的玻璃板或金属板。在第一间隔部件12a，形成有构成内部空间18的开口12a1（参照图2）。在本实施方式中，详细而言，开口12a1构成内部空间18的一部分。不过，开口12a1也可以构成整个内部空间18。

第一间隔部件12a的热膨胀系数优选为50×10^-7/℃以下，更优选为45×10^-7/℃以下。

第二间隔部件12b配置在第一间隔部件12a与玻璃板11a、11b、11c之间。第二间隔部件12b将第一间隔部件12a与玻璃板11a、11b、11c接合。第二间隔部件12b是树脂制。第二间隔部件12b例如也可以含有：紫外线固化型树脂粘接剂的固化物等树脂粘接剂的固化物；和分散在固化物中的球状颗粒。

第三间隔部件12c配置在第一间隔部件12a与玻璃板11d、11c、11b之间。第三间隔部件12c将第一间隔部件12a与玻璃板11d、11c、11b粘结。第一间隔部件12a被第二间隔部件12b与第三间隔部件12c夹持。第三间隔部件12c是树脂制。第三间隔部件12c例如也可以含有：紫外线固化型树脂粘接剂的固化物等树脂粘接剂的固化物；和分散在固化物中的球状颗粒。

在第二和第三间隔部件12b、12c中的至少一方，形成有与一部分由第一间隔部件12a构成的内部空间18连接且构成注入口17的开口12b2、12c2。例如，在第二和第三间隔部件12b、12c的双方，形成有与一部分由第一间隔部件12a构成的内部空间18连接且构成注入口17的开口12b2、12c2。进一步，在第二和第三间隔部件12b、12c中的至少一方、例如在双方形成有构成内部空间18的一部分的开口12b1、12c1。即，内部空间18跨越第一～第三间隔部件12a～12c地设置。

第二和第三间隔部件12b、12c的各自的厚度或者与第一间隔部件12a相同或者比其薄。第二和第三间隔部件12b、12c的各自的厚度优选为第一间隔部件12a的厚度的1.0倍以下，更优选为0.9倍以下。不过，如果第二和第三间隔部件12b、12c的厚度过薄，则存在间隔部件12与玻璃板11a～11d之间的接合强度过低的情况。因此，第二和第三间隔部件12b、12c的各自的厚度优选为第一间隔部件12a的厚度的0.1倍以上，更优选为0.2倍以上。

具体而言，第一间隔部件12a的厚度优选为10μm～400μm，更优选为20μm～400μm。第一间隔部件12a的厚度相对于间隔部件12的厚度的比（第一间隔部件12a的厚度）/（间隔部件12的厚度）优选为0.33～0.83，更优选为0.40～0.80。第二间隔部件12b和第三间隔部件12c的厚度分别优选为10μm～400μm，更优选为10μm～200μm。

另外，间隔部件12例如能够按以下的要领制作。即，在玻璃板11a上印刷用于形成第二间隔部件12b的紫外线固化型树脂粘接剂。接着，载置第一间隔部件12a。接着，在第一间隔部件12a和玻璃板11b中的至少一方上印刷用于形成第三间隔部件12c的紫外线固化型树脂粘接剂。之后，将玻璃板11b和第一间隔部件12a重叠，在加压的状态下照射紫外线，通过使粘接剂固化使第二和第三间隔部件12b、12c固化，能够完成间隔部件12。

但是，如在专利文献1中记载的那样，考虑利用分散有直径20μm的球状间隔部件的粘接剂，形成用于将液晶层的厚度保持为规定的厚度的间隔部件。但是，在这种情况下，间隔部件的刚性降低，容易产生液晶层的厚度不均。此外，难以将液晶层的厚度保持为一定。

从该观点出发，考虑利用具有高的刚性的玻璃板构成间隔部件。在这种情况下，需要在构成间隔部件的玻璃板设置：用于构成设置液晶层的内部空间的开口；和构成注入口的开口。因此，构成间隔物的玻璃板不为环状而为马蹄状。因此，在设置有用于构成注入口的开口的区域及其周边的区域，由于位于间隔部件的两侧的玻璃板间的距离变近，因此内部空间变薄。因此，在设置有用于构成注入口的开口的区域的周边的区域与其以外的区域，液晶层的厚度不同。即，在液晶层产生厚度不均。

与此相对，在本实施方式中，间隔部件12由第一间隔部件12a、树脂制的第二和第三间隔部件12b、12c构成，该第一间隔部件12a由相对较厚的玻璃板或金属板构成，该第二和第三间隔部件12b、12c相对较薄。而且，用于构成注入口17的开口12b2、12c2在相对较薄的树脂制的第二和第三间隔部件12b、12c中的至少一方形成。因此，与在第一间隔部件形成有用于构成注入口的开口的情况相比较，能够抑制玻璃板11a～11c的变形。因此，能够抑制液晶层16的注入口17附近的部分的厚度的变小。其结果是，能够实现液晶层16的厚度不均少的液晶元件1。

另外，如果将以间隔部件12为主构成的第一间隔部件12a设为玻璃制，则能够降低间隔部件12的厚度的温度依赖性。因此，能够抑制在液晶元件1的温度发生变化时液晶层16的厚度发生变化。从更有效果地抑制在液晶元件1的温度发生变化时液晶层16的厚度发生变化的观点出发，第一间隔部件12a的热膨胀系数优选为50×10^-7/℃以下，更优选为45×10^-7/℃以下。

此外，从更有效果地抑制液晶层16的厚度不均并且更有效果地降低液晶层16的厚度的温度依赖性的观点出发，优选提高第一间隔部件12a在间隔部件12中所占的比例。具体而言，优选令第二和第三的间隔部件12b、12c各自的厚度为第一间隔部件12a的厚度的1.0倍以下，更优选为0.9倍以下。优选令第一间隔部件12a的厚度相对于间隔部件12的厚度的比（（第一间隔部件12a的厚度）/（间隔部件12的厚度））为0.83以下，更优选为0.80以下。

液晶层16的厚度不均在玻璃板11a～11d变薄、容易变形的情况下容易产生。因此，能够抑制本实施方式的液晶层16的厚度不均的技术在玻璃板11a～11d的厚度为500μm以下的情况下、进一步在为300μm以下的情况下特别有效。

在上述实施方式中，作为本发明的实施方式的一个例子，对液晶透镜进行了说明。不过，在本发明中，液晶元件并不限定于液晶透镜。在液晶元件中包括液晶透镜、液晶开闭部件、液晶显示元件、液晶光圈（液晶可变光阑）等。

在上述实施方式中，对液晶元件具有多个玻璃板、具有多个液晶层的例子进行了说明。不过，本发明并不限定于该结构。液晶元件也可以仅具有一对玻璃板和配置在一对玻璃板间的一个液晶层。在液晶元件具有多个液晶层的情况下，也可以在液晶元件用单元设置有使多个液晶层连通的连通口。在这种情况下，能够减小多个液晶层中的压力不均。

在上述实施方式中，对在第二和第三间隔部件的双方形成用于构成注入口的开口的例子进行了说明，也可以仅在第二和第三间隔部件中的一方形成用于构成注入口的开口。此外，也可以在第一间隔部件形成构成注入口的一部分的槽。

附图标记的说明

1…液晶元件

10…元件主体

11a～11d…玻璃板

12…间隔部件

12a…第一间隔部件

12a1…构成内部空间的开口

12b…第二间隔部件

12b1…构成内部空间的开口

12b2…构成注入口的开口

12c…第三间隔部件

12c1…构成内部空间的开口

12c2…构成注入口的开口

15…密封材料

16…液晶层

17…注入口

18…内部空间

Claims (6)

1.一种液晶元件，其特征在于，包括：

第一玻璃板；

与所述第一玻璃板相对配置的第二玻璃板；

间隔部件，其配置在所述第一玻璃板与所述第二玻璃板之间，与所述第一玻璃板和所述第二玻璃板一起划分并形成具有注入口的内部空间；和

设置在所述内部空间中的液晶层，

所述间隔部件具有：

第一间隔部件，其由环状的玻璃板或金属板构成，所述环状的玻璃板或金属板形成有构成所述内部空间的开口；

树脂制的第二间隔部件，其配置在所述玻璃板与所述第一间隔部件之间，比所述第一间隔部件薄；和

树脂制的第三间隔部件，其配置在所述玻璃板与所述第一间隔部件之间，比所述第一间隔部件薄，

在所述第二间隔部件和所述第三间隔部件中的至少一方形成有与所述第一间隔部件的开口连接且构成所述注入口的开口。

2.如权利要求1所述的液晶元件，其特征在于：

所述第二间隔部件和所述第三间隔部件各自的厚度为所述第一间隔部件的厚度的1.0倍以下。

3.如权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于：

所述第一间隔部件的厚度为400μm以下。

4.如权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于：

所述第一玻璃板和所述第二玻璃板各自的厚度为500μm以下。

5.如权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于：

所述第一间隔部件的热膨胀系数为50×10^-7/℃以下。

6.一种液晶元件用单元，其特征在于，包括：

第一玻璃板；

与所述第一玻璃板相对配置的第二玻璃板；和

间隔部件，其配置在所述第一玻璃板与所述第二玻璃板之间，与所述第一玻璃板和所述第二玻璃板一起划分并形成具有注入口并被注入液晶的内部空间，

所述间隔部件具有：

第一间隔部件，其由环状的玻璃板或金属板构成，所述环状的玻璃板或金属板形成有构成所述内部空间的开口；

树脂制的第二间隔部件，其配置在所述玻璃板与所述第一间隔部件之间，比所述第一间隔部件薄；和

树脂制的第三间隔部件，其配置在所述玻璃板与所述第一间隔部件之间，比所述第一间隔部件薄，

在所述第二间隔部件和所述第三间隔部件中的至少一方形成有与所述第一间隔部件的开口连接且构成所述注入口的开口。