CN116057434A - 光学元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

光学元件包含具有曲面的透镜和沿着上述曲面弯曲的相位差板。上述相位差板包含透明基材和形成在上述透明基材上的液晶层。上述相位差板具有慢轴和快轴。上述相位差板的慢轴方向的玻璃化转变点Tgne比上述相位差板的快轴方向的玻璃化转变点Tgno大。

Description

光学元件及其制造方法

技术领域

本公开涉及光学元件及其制造方法。

背景技术

专利文献1中记载的曲面用偏振板具有偏振器和层叠于偏振器的保护膜。保护膜具有相位差膜。相位差膜为拉伸膜，包含聚碳酸酯(PC)树脂作为主成分。曲面用偏振板被贴合于透镜的曲面，得到偏光透镜。偏光透镜例如作为太阳镜或照相机的透镜使用。

专利文献2中记载了一种具有线偏振板和相位差板的透镜。相位差板例如为1/4波长板。由线偏振板和1/4波长板构成圆偏振板。相位差板由环烯烃共聚物(COC)树脂等形成。相位差板也可以由液晶聚合物代替COC树脂而形成。线偏振板和相位差板分别各自在高温下进行弯曲加工并由粘接剂粘接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－200731号公报

专利文献2：日本特表2013－519108号公报

发明内容

光学元件具有透镜和相位差板。相位差板包含透明基材和形成在透明基材上的液晶层。根据光学元件的用途，从性能的观点考虑，希望透镜具有曲面。

本公开的一个方式提供一种减少沿着透镜的曲面弯曲的相位差板的延迟的偏差的技术。

本公开的一个方式的光学元件包含具有曲面的透镜和沿着上述曲面弯曲的相位差板。上述相位差板包含透明基材和形成在上述透明基材上的液晶层。上述相位差板具有慢轴和快轴。上述相位差板的慢轴方向的玻璃化转变点Tgne比上述相位差板的快轴方向的玻璃化转变点Tgno大。

根据本公开的一个方式，能够减少沿着透镜的曲面弯曲的相位差板的延迟的偏差。

附图说明

图1中的(A)为表示将第1实施方式的光学元件的相位差板与透镜接合前的状态的截面图，图1中的(B)为将图1中的(A)所示的相位差板与透镜接合而成的光学元件的截面图，图1中的(C)为图1中的(B)所示的光学元件的俯视图。

图2中的(A)为表示第1实施方式的第1变形例的光学元件的截面图，图2中的(B)为表示第1实施方式的第2变形例的光学元件的截面图，图2中的(C)为表示第1实施方式的第3变形例的光学元件的截面图。

图3中的(A)为表示透明基材和取向层的一个例子的立体图，图3中的(B)为表示通过图3中的(A)所示的取向层而取向的液晶分子的一个例子的立体图。

图4中的(A)为表示第1参考形态的光学元件的相位差板的屈曲的俯视图，图4中的(B)为沿着图4中的(A)的B－B线的截面图。

图5中的(A)为第2参考方式的光学元件的与Y轴方向垂直的截面图，图5中的(B)为图5中的(A)的光学元件的与X轴方向垂直的截面图，图5中的(C)为图5中的(A)的光学元件的俯视图。

图6中的(A)为从Y轴方向观察图5的点P101的液晶分子而得的图，图6中的(B)为从X轴方向观察图5的点P101的液晶分子而得的图。

图7中的(A)为从Y轴方向观察图5的点P103的液晶分子而得的图，图7中的(B)为从X轴方向观察图5的点P103的液晶分子而得的图。

图8为表示平板状的液晶层的倾斜角度与Rd的关系的一个例子的图。

图9为第2实施方式的光学元件的俯视图。

图10中的(A)为表示干式蚀刻的一个例子的截面图，图10中的(B)为表示干式蚀刻的另一个例子的截面图。

图11中的(A)为表示将第3参考方式的光学元件的相位差板与透镜接合前的状态的截面图，图11中的(B)为表示将图11中的(A)所示的相位差板与透镜接合而成的光学元件的截面图，图11中的(C)为表示图11中的(B)所示的光学元件的Rd的分布的俯视图。

图12中的(A)为表示将第3参考方式的变形例的光学元件的相位差板与透镜接合前的状态的截面图，图12中的(B)为表示将图12中的(A)所示的相位差板与透镜接合而成的光学元件的截面图，图12中的(C)为表示图12中的(B)所示的光学元件的Rd的分布的俯视图。

图13中的(A)为第3实施方式的光学元件的截面图，图13中的(B)为放大示出图13中的(A)的区域B的截面图，图13中的(C)为放大示出图13中的(A)的区域C的截面图。

图14中的(A)为第3实施方式的变形例的光学元件的截面图，图14中的(B)为放大示出图14中的(A)的区域B的截面图，图14中的(C)为放大示出图14中的(A)的区域C的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。应予说明，各附图中对相同或对应的构成标注相同的符号，有时省略说明。另外，说明书中，表示数值范围的“～”表示包含其前后记载的数值作为下限值和上限值。

(第1实施方式)

参照图1，对第1实施方式的光学元件1进行说明。对于光学元件1而言，根据用途，从性能的观点考虑，希望透镜2具有曲面21。

光学元件1包含透镜2。透镜2可以为球面透镜，也可以为非球面透镜。另外，透镜2也可以为双凹透镜、平凹透镜、凹弯月形透镜、双两凸透镜、平凸透镜和凸弯月形透镜中的任一种。

透镜2具有曲面21。曲面21例如整面或一部分具有10mm～100mm的曲率半径。曲面21的曲率半径优选为20mm～80mm，更优选为50mm～70mm。曲面21例如如图1中的(A)和图1中的(B)所示为凹曲面。凹曲面为重心P0比边缘凹陷的曲面。无论是在与X轴方向垂直的截面中，还是在与Y轴方向垂直的截面，凹曲面的重心P0均比凹曲面的边缘凹陷。X轴方向与Y轴方向与Z轴方向相互垂直。Z轴方向为凹曲面的重心P0处的法线方向。XY平面与凹曲面的重心P0的切平面平行。

应予说明，曲面21虽然在本实施方式中为凹曲面，但如图2中的(B)和图2中的(C)所示也可以为凸曲面。凸曲面为重心P0比边缘凸起(突出)的曲面。无论是与X轴方向垂直的截面，还是与Y轴方向垂直的截面，凸曲面的重心P0均比凸曲面的边缘凸起。

透镜2的外形并不限定于图1中的(C)所示的圆形，例如也可以为椭圆形或多边形(包括四边形)等。

透镜2的材质可以为树脂，也可以为玻璃。树脂透镜的树脂例如为聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯或环状烯烃。玻璃透镜的玻璃例如为BK7或合成石英。

光学元件1包含相位差板3。相位差板3沿着透镜2的曲面21弯曲。相位差板3例如包含透明基材4、形成在透明基材4上的取向层5、以及形成在取向层5上的液晶层6。其中，取向层5可以为任意构成，也可以没有。

相位差板3具有慢轴和快轴。在Z轴方向观察时，慢轴为X轴方向，快轴为Y轴方向。慢轴为折射率最大的方向，快轴为折射率最小的方向。

相位差板3例如为1/4波长板。可以组合使用1/4波长板和未图示的线偏振板。线偏振板的吸收轴与1/4波长板的慢轴错开45°而配置。由线偏振板和1/4波长板构成圆偏振板。

线偏振板可以以相位差板3为基准而配置于与透镜2相反的一侧，也可以配置于相位差板3与透镜2之间，还可以以透镜2为基准而配置于与相位差板3相反的一侧。

相位差板3例如如图1中的(B)所示从透镜2侧起依次包含透明基材4、取向层5和液晶层6。应予说明，如图2中的(A)和图2中的(C)所示，相位差板3也可以从透镜2侧起依次包含液晶层6、取向层5和透明基材4。

透明基材4例如由玻璃基材或树脂基材构成。玻璃基材或树脂基材可以为对红外线、可见光和紫外线中的任1者或2者以上具有反射功能或吸收功能而透过特定波长带的光的构成。透明基材4可以为单一基材的单层结构，也可以为在主基材(玻璃基材或树脂基材)上层叠赋予反射、吸收功能的膜而使特定波长带的光透过的多层结构。另外，透明基材4也可以层叠除反射功能、吸收功能以外还赋予防污等功能的膜。

例如，透明基材4除了玻璃基材或树脂基材以外还可以进一步包含树脂膜或无机膜。树脂膜例如为色调校正滤波器、硅烷偶联剂等的基底膜、或者防污膜等具有功能的膜。树脂膜例如通过丝网印刷、蒸镀、喷涂或旋涂法等而形成。无机膜例如为具有作为光干涉膜(防反射膜、波长选择滤波器)的功能的金属氧化物膜等。无机膜例如通过溅射法、蒸镀或CVD法等而形成。

从弯曲加工性的观点考虑，透明基材4优选为树脂基材。作为树脂基材的树脂的具体例，可举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三乙酸纤维素(TAC)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。

透明基材4的相位差(延迟)例如为5nm以下，优选为3nm以下。从减少色调的偏差的观点考虑，透明基材4的相位差越小越好，也可以为零。透明基材4的相位差例如通过平行尼科尔旋转法进行测定。

透明基材4的玻璃化转变点Tgf例如为80℃～200℃，优选为90℃～160℃。如果Tgf在上述范围内，则弯曲加工性良好。透明基材4的玻璃化转变点例如通过热机械分析(TMA)进行测定。

透明基材4的厚度T1(参照图3)例如为0.01mm～0.3mm，优选为0.02mm～0.1mm，更优选为0.03mm～0.09mm。如果T1在上述范围内，则能够兼得弯曲加工性和处理性。透明基材4的厚度T1在透镜2的曲面21的各点的法线方向进行测定。

取向层5使液晶层6的液晶分子取向。取向层5例如实施了聚酰亚胺的摩擦、基于偏振光UV照射的硅烷偶联剂或聚酰亚胺的光分解、基于偏振光UV照射的光二聚化或光异构化的利用、微细的平行槽结构的利用、基于剪切力的流动取向处理或基于无机物的倾斜蒸镀的取向处理等处理。多种处理可以组合使用。这些之中，从取向限制力、对曲面的适用性、减少异物的观点考虑，优选基于偏振光UV照射的光二聚化、光异构化的利用或微细的平行槽结构的利用。

作为通过偏振光UV照射而产生光二聚化的材料，可使用香豆素、二苯基乙炔或蒽。作为通过偏振光UV照射而产生光异构化的材料，可使用偶氮苯、芪、α－亚氨基－β－酮酯或螺吡喃。作为通过偏振光UV照射而产生光二聚化和光异构化这两者的材料，可使用肉桂酸酯、查耳酮或芪唑。

将取向层5涂敷于透明基材4。涂敷的方法例如为旋涂法、棒涂法、浸涂法、流延法、喷涂法、珠涂法、线棒涂布法、刮刀涂布法、辊涂法、帘式涂布法、狭缝模涂法、凹版涂布法、狭缝逆向涂布法、微凹版法或逗号涂布法等。将树脂组合物涂布于透镜2的曲面21，并进行干燥。树脂组合物的溶剂通过涂布后的加热而除去。应予说明，涂敷的方法也可以为不使用溶剂的蒸镀法。

取向层5的厚度T2(参照图3)例如为1nm～20μm，优选为50nm～10μm，更优选为100nm～5μm。取向层5的厚度T2在透明基材4的形成取向层5的表面的各点的法线方向进行测定。取向层5具有槽51时，本说明书中，取向层5的厚度T2是指槽51的底与透明基材4的表面的间隔。

取向层5可以在与液晶层6接触的面具有在Z轴方向观察时相互平行的多个槽51(参照图3中的(A))。多个槽51在树脂组合物的涂布后例如通过压印法而形成。多个槽51例如形成为条纹图案状。

在Z轴方向观察时，槽51的长边方向为X轴方向，槽51的宽度方向为Y轴方向。通过压印法形成槽51时，与利用摩擦法形成槽51的情况相比，能够精度良好地控制槽51的尺寸和形状，也能够减少异物的混入。

槽51的深度D例如为5nm～1000nm，优选为10nm～300nm，更优选为15nm～150nm。槽51的深度D越深，液晶层6的液晶分子61的取向限制力越大。槽51的深度D可以为一定的，也可以如后所述地赋予差异。

槽51的开口宽度W例如为5nm～800nm，优选为20nm～300nm，更优选为30nm～150nm。

槽51的间距p例如为10nm～1000nm，优选为50nm～500nm，更优选为80nm～300nm。间距p越小，液晶层6的液晶分子61的取向限制力越大，也越不易产生衍射光。

槽51的与长边方向(X轴方向)垂直的截面在图3中为矩形，但也可以为三角形。槽51的深度越浅，宽度越宽。该情况下，压印法中使用的模型的剥离容易。

作为形成槽结构的材料，例如包含光固化性树脂或热固化性树脂等能量固化性树脂。特别是从加工性、耐热性和耐久性优异的方面考虑，优选光固化性树脂。光固化性树脂组合物例如为包含单体、光聚合引发剂、溶剂和根据需要的添加剂(例如表面活性剂、阻聚剂)的组合物。

取向层5的玻璃化转变点Tg＿al例如为40℃～200℃，优选为50℃～160℃，更优选为70℃～150℃。如果Tg＿al在上述范围内，则弯曲加工性良好。取向层5的玻璃化转变点例如通过TMA进行测定。

应予说明，如上所述，取向层5可以为任意的构成，也可以没有。该情况下，可以对透明基材4实施使液晶层6的液晶分子取向的处理。该处理例如为聚酰亚胺的摩擦、基于偏振光UV照射的硅烷偶联剂或聚酰亚胺的光分解、基于偏振光UV照射的光二聚化或光异构化的利用、基于剪切力的流动取向处理或基于无机物的倾斜蒸镀的取向处理等。

液晶层6具有慢轴和快轴。慢轴的折射率ne与快轴的折射率no之差Δn(Δn＝ne－no)与液晶层6的Z轴方向尺寸d之积为延迟Rd。简言之，Rd由Rd＝Δn×d的公式而求出。

如图3中的(B)所示，液晶层6包含通过取向层5而相互平行取向的多个液晶分子61。在Z轴方向观察时，液晶分子61的长轴方向为X轴方向，液晶分子61的短轴向为Y轴方向。液晶分子61在本实施方式中为棒状液晶，也可以为盘状液晶。

所使用的液晶组合物可以使用固化后的Δn值的波长分散为正的液晶组合物，也可以使用负的液晶组合物。

液晶组合物例如包含下述式(a－1)～(a－13)所示的化合物作为聚合性的化合物。

上述式(a－5)和(a－8)中，n为2～6的整数。上述式(a－6)和(a－7)中，R为碳原子数3～6的烷基。上述式(a－11)、(a－12)和(a－13)中，n是指“正”，是指为直链状。

液晶层6通过液晶组合物的涂布和干燥而形成。液晶组合物例如为包含丙烯酸基或甲基丙烯酸基的光固化性的高分子液晶等。液晶组合物也可以单独不表现出液晶相的成分。只要是通过聚合而产生液晶相即可。作为不表现出液晶相的成分，例如可使用单官能的(甲基)丙烯酸酯、二官能的(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的(甲基)丙烯酸酯等。聚合性的液晶组合物可以包含添加剂。作为添加剂，可使用聚合引发剂、流平剂、手性剂、阻聚剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂或二色性色素等。也可以并用多种添加剂。

液晶组合物的涂布方法可以为一般的涂布方法。液晶组合物的涂布方法例如为旋涂法、棒涂法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法或模涂法等。液晶组合物的溶剂通过涂布后的加热而除去。

液晶组合物的溶剂例如为有机溶剂。有机溶剂为醇(例如异丙醇)、酰胺(例如N,N－二甲基甲酰胺)、亚砜(例如二甲基亚砜)、烃(例如苯或己烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯或丙二醇单乙基醚乙酸酯)、酮(例如丙酮、环己酮或甲基乙基酮)、或者醚(例如四氢呋喃或1,2－二甲氧基乙烷)。可以并用2种以上的有机溶剂。应予说明，液晶层6也可以通过不使用溶剂的蒸镀法或真空注入法而形成。

液晶层6的厚度T3(参照图3)基于光的波长、相位差和Δn(Δn＝ne－no)来决定。例如，光的波长为543nm、相位差为1/4波长时，Rd为136nm。Rd为136nm且Δn为0.1时，液晶层6的厚度T3为1360nm。

如上所述，液晶层6的厚度T3基于光的波长、相位差和Δn来决定，没有特别限定，例如为0.1μm～20μm，优选为0.2μm～10μm，更优选为0.5μm～5μm。应予说明，液晶层6不限定于1/4波长板，也可以为1/2波长板等。

液晶层6的厚度T3在透明基材4的形成液晶层6的表面的各点的法线方向进行测定。取向层5具有槽51时，本说明书中，液晶层6的厚度T3为槽51的底与液晶层6的与透明基材4相反的一侧的表面的间隔。

液晶层6的玻璃化转变点Tg＿a例如为50℃～200℃，优选为80℃～180℃。如果Tg＿a在上述范围内，则弯曲加工性良好。液晶层6的玻璃化转变点Tg＿a例如通过TMA进行测定。

相位差板3的厚度T4没有特别限定，例如为0.011mm～0.301mm，优选为0.021mm～0.101mm，更优选为0.031mm～0.091mm。相位差板3的厚度T4在透明基材4的形成液晶层6的表面的各点的法线方向进行测定。

相位差板3虽然未图示，也可以为进一步包含层叠于液晶层6上的第二液晶层的宽带域相位差板。宽带域相位差板中包含的液晶层的个数只要为2个以上即可，也可以为3个以上。在Z轴方向观察时，多个液晶层具有相互不同的方位的慢轴。相位差板3包含多个液晶层时，可以包含多个取向层，也可以重复具有液晶层和取向层的组。多个取向层可以具有相同材质，也可以具有不同材质。

相位差板3的延迟没有特别限定，如果为1/4波长板，则例如为100nm～180nm，优选为110nm～170nm，更优选为120nm～160nm。相位差板3为1/2波长板时的延迟例如为200nm～280nm，优选为210nm～270nm，更优选为220nm～260nm。

宽带域相位差板例如可以为将取向层5与液晶层6交替层叠而成的相位差板。从透镜2侧依次层叠取向层5和液晶层6。应予说明，可以将形成在与透镜2不同的透明基材上的液晶层与形成在透镜2上的液晶层贴合而形成宽带域相位差板。

相位差板3进行弯曲加工，与透镜2接合。接合层7例如为透明光学粘合剂(OCA)、液体粘接剂(OSA)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、环烯烃聚合物(COP)或热塑性聚氨酯(TPU)。

接合层7的相位差(延迟)例如为5nm以下，优选为3nm以下。从减少色调偏差的观点考虑，接合层7的相位差越小越好，也可以为零。接合层7的相位差例如通过平行尼科尔旋转法进行测定。

接合层7的玻璃化转变点例如为－60℃～100℃，优选为－40℃～50℃。如果接合层7的玻璃化转变点在上述范围内，则能够兼得弯曲加工性和形状追随性。接合层7的玻璃化转变点例如通过TMA进行测定。

接合层7的厚度例如为0.001mm～0.1mm，优选为0.005mm～0.05mm。如果接合层7的厚度在上述范围内，则能够兼得弯曲加工性和形状追随性。接合层7的厚度在透镜2的曲面21的各点的法线方向进行测定。

将相位差板3与透镜2一边加热一边接合。将透明基材4的玻璃化转变点Tgf设定为基准，加热温度例如设定在(Tgf－10)℃～(Tgf+30)℃的范围内，优选设定在(Tgf－10)℃～(Tgf+20)℃的范围内。相位差板3与透镜2的接合可以在真空中实施。

应予说明，可以在注射成型用的模具的内部设置相位差板3，将相位差板3进行弯曲加工后，对透镜2进行注射成型。通过模内成型将透镜2与相位差板3一体化的情况下，不需要接合层7。

接下来，参照图4，对第1参考方式的光学元件的相位差板的屈曲进行说明。第1参考方式的光学元件1A包含透镜2A和相位差板3A。相位差板3A包含透明基材4A、取向层5A和液晶层6A。透镜2A与相位差板3A例如介由接合层7A而接合。

以往，在相位差板3A的弯曲加工时，取向层5A和液晶层6A的硬度与透明基材4A的硬度相比过硬，取向层5A和液晶层6A的延伸容易性比透明基材4A的延伸容易性差，有时相位差板3A屈曲。其结果，液晶层6A的厚度会局部变厚，有时相位差板3A的Rd局部发生变化。因此，有时色调局部发生变化。

因此，本实施方式的光学元件1中，Ene/Ef为0.10～5.00，Eno/Ef为0.10～5.00。Ef为透明基材4的杨氏模量，Ene为相位差板3的慢轴方向的杨氏模量，Eno为相位差板3的快轴方向的杨氏模量。Ef、Ene、Eno是透明基材4和相位差板3的温度为透明基材4的玻璃化转变点Tgf时的杨氏模量。Ef、Ene、Eno通过TMA进行测定。

在相位差板3的弯曲加工时，如上所述，相位差板3的温度被加热到(Tgf－10)℃～(Tgf+30)℃的温度。如果Ene/Ef和Eno/Ef为5.00以下，则在相位差板3的弯曲加工时取向层5和液晶层6的硬度较为柔软，取向层5和液晶层6的延伸容易性与透明基材4的延伸容易性相同程度地良好。因此，能够抑制相位差板3的屈曲，能够抑制Rd的局部变化，能够抑制色调的局部变化。另一方面，如果Ene/Ef和Eno/Ef为0.10以上，则在相位差板3的弯曲加工时取向层5和液晶层6的硬度适当较硬。因此，能够抑制取向层5和液晶层6的因重力所致的流动、成型时的因气流所致的流动。优选Ene/Ef和Eno/Ef为0.50～4.00，更优选Ene/Ef和Eno/Ef为0.70～3.00。

(第2实施方式)

接下来，对第2实施方式的光学元件1进行说明。本实施方式的光学元件1的图与上述第1实施方式的光学元件1的图同样，因而省略。以下，主要对与上述第1实施方式的区别点进行说明。应予说明，本实施方式的技术可以与上述第1实施方式的技术组合。

首先，主要参照图5对第2参考方式的光学元件1B进行说明。如图5中的(A)和图5中的(B)所示，光学元件1B包含透镜2B和相位差板3B。相位差板3B包含透明基材4B、取向层5B和液晶层6B。透镜2B与相位差板3B例如介由接合层7B而接合。

液晶层6B包含相互平行的多个液晶分子61(参照图3中的(B))。在Z轴方向观察时，液晶分子61的长轴方向为X轴方向，液晶分子61的短轴向为Y轴方向。

本发明人通过实验等发现了如下课题：如果在透镜2B的曲面21B形成均匀厚度的液晶层6B，则液晶层6B的延迟Rd的偏差变大。

对在液晶层6B的厚度均匀的情况下产生上述课题的理由进行说明。如图5中的(A)和图5中的(B)所示，液晶层6B形成在透镜2B的曲面21B上。其结果，在曲面21B的与重心P100偏离的位置，液晶分子61相对于XY平面倾斜。

液晶分子61的倾斜在图5中的(C)所示的第1虚拟线L101上的点P101、P102与第2虚拟线L102上的点P103、P104处不同。以Z轴方向观察时，第1虚拟线L101为穿过重心P100并与慢轴平行的虚拟线。另外，在Z轴方向观察时，第2虚拟线L102为穿过重心P100并与快轴平行的虚拟线。

图6中示出第1虚拟线L101上的点P101处的液晶分子61的倾斜。图6中，虚线表示重心P100处的液晶分子61，实线表示点P101处的液晶分子61。根据图6可知，点P101与重心P100相比，液晶分子61的X轴方向尺寸变小，与此相对，液晶分子61的Y轴方向尺寸不变。在点P102处也同样。

其结果，第1虚拟线L101上的点P101、P102与重心P100相比，ne变小，no不变，因此，Δn变小。另外，点P101、P102与重心P100相比，d变大。由Δn的减少所致的Rd的减少大于由d的增大所致的Rd的增大。其结果，点P101、P102与重心P100相比，Δn与d之积即Rd变小。

图7中示出第2虚拟线L102上的点P103处的液晶分子61的倾斜。在图7中，虚线表示重心P100处的液晶分子61，实线表示点P103处的液晶分子61。根据图7可知，点P103与重心P100相比，液晶分子61的Y轴方向尺寸略微变小，与此相对，液晶分子61的X轴方向尺寸不变。在点P104处也同样。

其结果，第2虚拟线L102上的点P103、P104与重心P100相比，no变小，ne不变，因此，Δn变大。另外，点P103、P104与重心P100相比，d变大。因此，点P103、P104与重心P100相比，Rd变大。

图8中示出平板状的液晶层的倾斜角度与Rd的测定值的关系的一个例子。在图8中，倾斜角度为0°是指平板状的液晶层与XY平面平行取向。

图8的黑圈为使平板状的液晶层以第2虚拟线L102为中心进行顺时针和逆时针旋转并使其倾斜而得的数据。倾斜角度为正是指旋转方向为顺时针。另外，倾斜角度为负是指旋转方向为逆时针。

图8的黑圈的倾斜角度的横轴的绝对值相当于第1虚拟线L101上的点P101、P102与重心P100的距离。点P101、P102与重心P100的距离越大，液晶分子61的倾斜角度的绝对值越大，Rd越小。

另一方面，图8的白圈为使平板状的液晶层以第1虚拟线L101为中心进行顺时针和逆时针旋转并使其倾斜而得的数据。倾斜角度为正是指旋转方向为顺时针。另外，倾斜角度为负是指旋转方向为逆时针。

图8的白圈的倾斜角度的横轴的绝对值相当于第2虚拟线L102上的点P103、P104与重心P100的距离。点P103、P104与重心P100的距离越大，液晶分子61的倾斜角度的绝对值越大，Rd越大。

如果将图8的黑圈与白圈进行比较，则可知：在第1虚拟线L101上和第2虚拟线L102上，Rd的变化趋势不同。在第1虚拟线L101上，距重心P100的距离越大，Rd越小。另一方面，在第2虚拟线L102上，距重心P100的距离越大，Rd越大。

应予说明，透镜2B的曲面21B虽然在本参考方式中为凹曲面，但也可以为凸曲面。在凸曲面和凹曲面中，液晶分子61的倾斜角度的绝对值为相同程度。因此，在凸曲面和凹曲面中，Rd的分布为相同程度。

以往，在第1虚拟线L101上的点P101、P102与第2虚拟线L102上的点P103、P104处，Rd之差大。这由将图8的黑圈与白圈进行比较得知。

因此，在本实施方式中，为了使图8的白圈接近黑圈，使第2虚拟线L102上的点P103、P104处的液晶层6的厚度比第1虚拟线L101上的点P101、P102处的液晶层6的厚度薄。

液晶层6的厚度的分布例如通过弯曲加工时的相位差板3的延伸的各向异性进行控制。弯曲加工时的相位差板3的延伸的各向异性可以通过Tgne与Tgno之差进行控制。Tgne为相位差板3的X轴方向的玻璃化转变点，Tgno为相位差板3的快轴方向的玻璃化转变点。

本实施方式的光学元件1中，Tgne大于Tgno。在相位差板3的弯曲加工时，相位差板3的温度被加热到(Tgf－10)℃～(Tgf+30)℃的温度。

如果Tgne大于Tgno，则在相位差板3的弯曲加工时，相位差板3的Y轴方向的延伸大于相位差板3的X轴方向的延伸。其结果，液晶层6的厚度的分布得到优化，Rd之差变小。

Tgne例如为90℃～250℃，优选为120℃～180℃，更优选为130℃～160℃。另一方面，Tgno例如为50℃～180℃，优选为80℃～160℃，更优选为90℃～150℃。

接下来，参照图9对本实施方式的液晶层6的厚度的分布进行说明。图9中，在Z轴方向观察时，第1虚拟线L1为穿过重心P0并与慢轴平行的虚拟线。另外，在Z轴方向观察时，第2虚拟线L2为穿过重心P0并与快轴平行的虚拟线。

在Z轴方向观察时，分割线L3将连接重心P0与曲面21的边缘的各点的各线段在从重心P0侧到曲面21的边缘以4：1进行分割。另外，在Z轴方向观察时，第1虚拟线L1与分割线L3在第1点P1和第2点P2处交叉，第2虚拟线L2与分割线L3在第3点P3和第4点P4处交叉。

第1点P1与重心P0的距离为X1的0.8倍。X1为从重心P0起在X轴正方向延伸的直线与曲面21的边缘的交点、与重心P0的距离。第2点P2与重心P0的距离为X2的0.8倍。X2为从重心P0起在X轴负方向延伸的直线与曲面21的边缘的交点、与重心P0的距离。

第3点P3与重心P0的距离为Y1的0.8倍。Y1为从重心P0起在Y轴正方向延伸的直线与曲面21的边缘的交点、与重心P0的距离。第4点P4与重心P0的距离为Y2的0.8倍。Y2为从重心P0起在Y轴负方向延伸的直线与曲面21的边缘的交点、与重心P0的距离。

根据本实施方式，图9所示的第2虚拟线L2上的第3点P3和第4点P4处的液晶层6的厚度ty1、ty2之和小于第1虚拟线L1上的第1点P1和第2点P2处的液晶层6的厚度tx1、tx2之和。简言之，下述式(1)成立。

ty1+ty2＜tx1+tx2…(1)

如果上述式(1)成立，则能够减少从重心P0偏离的位置处的Rd之差(图8的黑圈与白圈之差)。这是因为对液晶层6的厚度赋予差异以使得Rd之差变小。因此，能够抑制色调的不均。

液晶层6的厚度在透镜2的曲面21的各点的法线方向进行测定。液晶层6的厚度例如由光谱干涉算出，或者由扫描电子显微镜(SEM)的照片算出。

除了上述式(1)以外，优选下述式(2)成立。

如果上述式(2)成立，则与仅上述式(1)成立的情况相比，液晶层6的Rd的不均变得更小。因此，能够进一步抑制色调的不均。(ty1+ty2)/(tx1+tx2)优选大于0.80，更优选大于0.85。另外，(ty1+ty2)/(tx1+tx2)优选小于0.99，更优选小于0.98。

应予说明，在本实施方式中，通过弯曲加工时的相位差板3的延伸的各向异性来控制液晶层6的厚度分布，但也可以利用干式蚀刻法来控制液晶层6的厚度分布。作为干式蚀刻法，例如可使用等离子体蚀刻法。

干式蚀刻法例如在弯曲加工前实施。例如，如图10中的(A)和图10中的(B)所示，在等离子体蚀刻法中，使用覆盖液晶层6的一部分的掩模M，利用氧等的等离子体对液晶层6的露出部进行蚀刻。掩模M优选蚀刻耐性和刚性优异的玻璃。可以依次使用大小不同的多个掩模M以使液晶层6的厚度T3的变化平滑。

等离子体蚀刻法中，例如可使用RIE(反应离子蚀刻，Reactive Ion Etching)装置。用于产生等离子体的气体例如包含氧气，除了氧气以外，还可以进一步包含CF₄或CCl₄等含有卤素的气体。可以通过蚀刻时间和气体流量等来控制蚀刻量。

(第3实施方式)

接下来，对第3实施方式等的光学元件1进行说明。以下，主要对与上述第1实施方式和第2实施方式的区别点进行说明。应予说明，本实施方式的技术可以与上述第1实施方式的技术和上述第2实施方式的技术中的1个以上组合。

首先，参照图11和图12对第3参考方式的光学元件1C进行说明。图11中的(C)和图12中的(C)中，Rd的大小用灰度表示。颜色越从白色接近黑色，光学元件1C的Rd的大小越大。

第3参考方式的光学元件1C包含透镜2C和相位差板3C。相位差板3C包含透明基材4C、取向层5C和液晶层6C。透镜2C与相位差板3C例如介由接合层7C而接合。

在相位差板3C的弯曲加工时，在相位差板3C的边缘和中央处，相位差板3C的延伸率不同。其结果，相位差板3C的厚度和液晶层6C的厚度呈同心圆状地发生变化。因此，Rd呈同心圆状地偏移，色调呈同心圆状地偏移。应予说明，将弯曲加工前的尺寸设为A1，将弯曲加工后的尺寸设为A2时，延伸率(％)由公式“(A2－A1)/A1×100”求出。

例如，如图11中的(A)所示，透镜2C的曲面21C为凹曲面时，如果如图11中的(B)所示对相位差板3C进行弯曲加工，则相位差板3C的厚度从相位差板3C的边缘向中央连续变薄。这是因为在相位差板3C的边缘和中央处与曲面21C接触的时机不同，相位差板3C的中央比边缘靠后与曲面21C接触。

因此，如图11中的(B)所示，液晶层6C的厚度从液晶层6C的边缘向中央连续变薄。其结果，如图12中的(C)所示，Rd从液晶层6C的边缘向中央连续变小。因此，色调呈同心圆状地偏移。

另外，如图12中的(A)所示，透镜2C的曲面21C为凸曲面时，如果如图12中的(B)所示对相位差板3C进行弯曲加工，则相位差板3C的厚度会从相位差板3C的中央向边缘连续变薄。这是因为在相位差板3C的边缘和中央处与曲面21C接触的时机不同，相位差板3C的边缘比中央靠后与曲面21C接触。

因此，如图12中的(B)所示，液晶层6C的厚度从液晶层6C的中央向边缘连续变薄。其结果，如图12中的(C)所示，Rd从液晶层6C的中央向边缘连续变小。因此，色调呈同心圆状地偏移。

如图13和图14所示，本实施方式的光学元件1包含透镜2和相位差板3。相位差板3包含透明基材4、取向层5和液晶层6。透镜2与相位差板3例如介由接合层7而接合。取向层5在与液晶层6接触的面具有多个相互平行的多个槽51。

在相位差板3的弯曲加工时，相位差板3的延伸率在相位差板3的边缘和中央处不同。其结果，与上述第3参考方式同样地，在相位差板3的弯曲加工后，相位差板3的厚度T4和液晶层6的厚度T3在相位差板3的边缘和中央处不同。

例如，如图13中的(A)所示，透镜2的曲面21为凹曲面时，也如上述第3参考方式中所说明的那样，如果对相位差板3进行弯曲加工，则相位差板3的厚度T4和液晶层6的厚度T3从相位差板3的边缘向中央连续变薄。

透镜2的曲面21为凹曲面时，相位差板3的延伸率如下所述。相位差板3的边缘处的相位差板3的延伸率例如为0.1％～20％，优选为1％～20％。另外，相位差板3的中央处的相位差板3的延伸率例如为0.5％～30％，优选为1％～20％。

另外，如图14中的(A)所示，透镜2的曲面21为凸曲面时，也如上述第3参考方式中所说明的那样，如果对相位差板3进行弯曲加工，则相位差板3的厚度T4和液晶层6的厚度T3从相位差板3的中央向边缘连续变薄。

透镜2的曲面21为凸曲面时，相位差板3的延伸率如下所述。相位差板3的中央处的相位差板3的延伸率例如为0.1％～20％，优选为1％～20％。另外，相位差板3的边缘处的相位差板3的延伸率例如为0.5％～30％，优选为1％～20％。

如上述第2实施方式所示，在X轴方向和Y轴方向，在相位差板3的延伸具有各向异性的情况也产生这些趋势。例如，在图9的第2虚拟线L2上，随着从相位差板3的边缘朝向中央，相位差板3的厚度T4和液晶层6的厚度T3连续变薄或变厚。在图9的第1虚拟线L1上也产生相同的趋势。应予说明，该趋势在图9的第2虚拟线L2上特别明显。

因此，本实施方式等光学元件1中，相位差板3的厚度T4最薄的部位的槽51的深度D比相位差板3的厚度T4最厚的部位的槽51的深度D深。槽51的深度D例如利用压印法中使用的模型的凹凸图案进行调整。另外，槽51的深度D也可以通过将取向层5的表面部分灰化而进行调整。

槽51的深度D越深，液晶层6的液晶分子的取向限制力越大，Δn越大。能够通过Δn的增大所致的Rd的增大来抵消d的减少所致的Rd的减少，能够抑制Rd的偏差。

例如，如图13中的(A)所示，透镜2的曲面21为凹曲面时，如果将图13中的(B)与图13中的(C)进行比较，则可知：相位差板3的中央的槽51的深度D比相位差板3的边缘的槽51的深度D深。槽51的深度D从相位差板3的边缘向中央连续或阶段性变深。因此，能够抑制Rd呈同心圆状地偏移，能够抑制色调呈同心圆状地偏移。

另外，如图14中的(A)所示，透镜2的曲面21为凸曲面时，如果将图14中的(B)与图14中的(C)进行比较，则可知相位差板3的边缘处的槽51的深度D比相位差板3的中央处的槽51的深度D深。槽51的深度D从相位差板3的中央向边缘连续或阶段性地变深。因此，能够抑制Rd呈同心圆状地偏移，能够抑制色调呈同心圆状地偏移。

应予说明，如上所述，在图9的第2虚拟线L2上，与图9的第1虚拟线L1上相比，在相位差板3的边缘和中央处，相位差板3的厚度T4之差较大，另外，液晶层6的厚度T3之差较大。因此，优选至少在第2虚拟线L2上，相位差板3的厚度T4最薄的部位的槽51的深度D比相位差板3的厚度T4最厚的部位的槽51的深度D深。

实施例

以下，对实验数据进行说明。

＜材料＞

单体1：新中村化学工业公司制品名“NK ESTETR A－DCP”，二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯

单体2：新中村化学工业公司制品名“NK ESTETR A－HD－N”，1,6－己二醇丙烯酸酯

单体3：共荣社化学公司制品名“Light Acrylate 4EG-A”三乙二醇二丙烯酸酯

单体4：东京化成工业公司制品名三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯

单体5：新中村化学工业公司制品名“U－6LPA”

单体6：东京化成工业公司制品名：“丙烯酸四氢糠酯”

液晶1：BASF公司制品名“LC242”

光聚合引发剂1：Ciba Specialty Chemicals公司制品名“IRGACURE907”

溶剂1：甲基乙基酮

透明基材1：PMMA膜(大仓工业公司制，OXIS FZ－T13－W1－40厚度40μm)

透明基材2：TAC膜(富士胶片公司制ZRD40SL厚度40μm)。

＜光固化性组合物1＞

将20g的单体2、50g的单体3、30g的单体4和3.0g的光聚合引发剂1混合，制备光固化性组合物1。

＜光固化性组合物2＞

将70g的单体1、10g的单体2、20g的单体5和3.0g的光聚合引发剂1混合，制备光固化性组合物2。

＜光固化性组合物3＞

将50g的单体1、50g的单体5和3.0g的光聚合引发剂1混合，制备光固化性组合物3。

＜光固化性组合物4＞

将20g的单体1、60g的单体2、20g的单体5和3.0g的光聚合引发剂1混合，制备光固化性组合物4。

＜液晶组合物1＞

将100g的液晶1和3.0g的光聚合引发剂1混合，将得到的混合物用溶剂1稀释成固体成分浓度为25质量％，得到液晶组合物1。

＜液晶组合物2＞

将50g的液晶1、50g的单体6和3.0g的光聚合引发剂1混合，将得到的混合物用溶剂1稀释成固体成分浓度为50质量％，得到液晶组合物2。

＜模型A＞

作为模型A，准备综研化学公司制的树脂模型(LSP70－140，槽的间距140nm，槽的深度150nm)。

＜模型B＞

模型B按照下述的步骤制作。首先，在模型A与PET膜(东洋纺公司制COSMOSHINEA4300，厚度250μm)之间夹持光固化性组合物2，在将其间隙维持在5μm的状态下，隔着PET膜对光固化性组合物2照射1000mJ/cm²的紫外线，使光固化性组合物2固化。然后，剥离模型A，由此制作模型B。模型B的凹凸图案是将模型A的凹凸图案翻转而成的。

＜模型C＞

模型C按照下述步骤制作。首先，在模型B的中央部配置圆盘状的掩模，在真空化下以氧200ml/min、输出400W将模型B灰化。然后，在模型B与PET膜(东洋纺公司制COSMOSHINEA4300，厚度250μm)之间夹持光固化性组合物1，在将其间隙维持在5μm的状态下，隔着PET膜对光固化性组合物1照射1000mJ/cm²的紫外线，使光固化性组合物1固化。然后，剥离模型B，由此制作模型C。模型C的凹凸图案是将模型B的凹凸图案翻转而成的。模型C的凹凸图案在俯视时是一边为80mm的正方形，其中心的槽的深度为95nm，在距中心40mm外侧的槽的深度为25nm。

＜光学元件＞

下述的例1～8中，使用上述的材料和上述的模型来制作光学元件。下述的例1、2、5、6和8为实施例，下述的例3、4和7为比较例。

(例1)

取向层按照下述步骤制作。首先，在模型A与透明基材1之间夹持光固化性组合物1，在将其间隙维持在5μm的状态下，隔着透明基材1对光固化性组合物1照射1000mJ/cm²的紫外线，使光固化性组合物1固化。然后，剥离模型A，由此制作形成有凹凸的取向层1与透明基材1的层叠体。取向层1的槽的间距为140nm，槽的深度为140nm。

液晶层按照下述步骤制作。首先，利用旋涂法在取向层的形成有凹凸的表面涂布上述液晶组合物1，在90℃干燥5分钟，形成厚度1μm的液膜。在氮气氛下对液膜照射1000mJ/cm²的紫外线，使液晶组合物1固化。由此，得到包含液晶层、取向层和透明基材的相位差板。

光学元件按照下述步骤制作。首先，作为透镜，准备平凹透镜(Edmund Optics公司制，商品编码#45－038，直径50mm)。接下来，在相位差板的透明基材的表面贴附光学粘合剂(PANAC公司制，PDS1，厚度25μm)。然后，在真空容器的内部，使平凹透镜的凹曲面向上并在其上方配置相位差板。相位差板使光学粘合剂向下而水平配置。接着，将真空容器的内部抽真空，在将相位差板加热到115℃的状态下使其与平凹透镜的凹曲面接触，在300kPa的空气压力下将相位差板按压于凹曲面，对相位差板进行弯曲加工。由此，得到光学元件。

(例2)

使用光固化性组合物2代替光固化性组合物1，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

(例3)

使用大阪有机化学公司制的SIR－W044AP(液晶组合物3)代替液晶组合物1，使液晶层的厚度为1μm，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

(例4)

使用光固化性组合物3代替光固化性组合物1，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

(例5)

使用透明基材2代替透明基材1，将相位差板加热到145℃，除此以外，与例4同样地制作光学元件。

(例6)

使用光固化性组合物4代替光固化性组合物1，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

(例7)

使用透明基材2代替透明基材1，使用液晶组合物2代替液晶组合物1，使液晶层的厚度为2μm，将相位差板加热到145℃，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

(例8)

使用模型C代替模型A来制作取向层，除此以外，与例1同样地制作光学元件。

＜玻璃化转变点＞

透明基材和相位差板的玻璃化转变点按照下述步骤通过TMA进行测定。将长度8mm、宽度5mm的试样安装于TMA，将长度方向的拉伸力保持在0.2N，以5℃/min的速度从30℃升温到200℃，测定试样的尺寸变化。得到的TMA曲线中，以延伸率变化的拐点为基准，求出高温侧的直线的延长线与低温侧的直线的延长线的交点作为玻璃化转变点。有2个拐点时将更高温侧的拐点作为玻璃化转变点。进行3次测定，求出其算术平均值作为玻璃化转变点。测定Tgne时试样的长度方向与慢轴平行，测定Tgno时试样的长度方向与快轴平行。

＜杨氏模量＞

透明基材和相位差板的杨氏模量按照下述步骤通过TMA测定进行测定。将长度8mm、宽度5mm的试样安装于TMA，将长度方向的拉伸力以0.02N/min的速度从0.01N提高到1N，测定试样的尺寸变化。在透明基材为PMMA的情况下，试样的温度预先调节为115℃。另外，在透明基材为TAC的情况下，试样的温度预先调节为145℃。在应变为0.0125～0.05的区域算出杨氏模量。进行3次测定，求出其算术平均值作为杨氏模量。测定Ene时试样的长度方向与慢轴平行，测定Eno时试样的长度方向与快轴平行。

＜光学元件的评价＞

通过目视来确认例1～例5和例8中制作的光学元件，确认相位差板有无屈曲。将结果示于表1。

[表1]

根据表1可知，例1、2、5和8中，Ene/Ef和Eno/Ef为5.00以下，因此没有屈曲。另一方面，例3和4中，Ene/Ef和Eno/Ef中的至少任一者大于5.00，有屈曲。在有屈曲的位置确认到延迟的陡峭的变化。

测定例1、5～7中制作的光学元件的延迟Rd。Rd使用二维双折射率评价装置(Photonic Lattice公司制，WPA－200)，将相位差板朝向评价装置的照相机设置，一并测定相位差板的整个有效区域(直径40mm的圆状区域)。应予说明，Rd为波长543nm的光的延迟。将结果示于表2。

[表2]

表2中，Rne为图9所示的第1虚拟线L1上的Rd的最大值与最小值之比(最大值/最小值)，Rno为图9所示的第2虚拟线L2上的Rd的最大值与最小值之比(最大值/最小值)。Rne/Rno越接近1.00，意味着在第1虚拟线L1上的第1点P1和第2点P2与第2虚拟线L2上的第3点P3和第4点P4处Rd之差越小。在Rne/Rno大于0.95且小于1.05的情况下，判断Rd的分布为各向同性(同心圆状)。

根据表2可知，例1、5和6中，Tgne大于Tgno，因此Rne/Rno大于0.95且小于1.05，Rd的分布为各向同性。另一方面，例7中，Tgne与Tgno相同，因此Rne/Rno为1.05以上，Rd的分布不为各向同性(同心圆状)。

测定例1和8中制作的光学元件的延迟Rd。Rd的测定方法如上所述。将结果示于表3。

[表3]

表3中，D1为相位差板的有效区域中相位差板的厚度最薄的位置的取向层的槽的深度，D2为相位差板的有效区域中相位差板的厚度最厚的位置的取向层的槽的深度。另外，在表3中，D3为第2虚拟线L2(参照图9)上相位差板的厚度最薄的位置的取向层的槽的深度，D4为第2虚拟线L2上相位差板的厚度最厚的位置的取向层的槽的深度。

另外，表3中，Rmax为相位差板的整个有效区域的Rd的最大值，Rmin为相位差板的整个有效区域的Rd的最小值。在2×Rmax/(Rmax+Rmin)为1.030以下且2×Rmin/(Rmax+Rmin)为0.970以上的情况下，判断Rd的面内偏差更小。

根据表3可知，例8中，D1大于D2，因此，与例1相比，Rd的面内偏差更小。另外，例8中，D3大于D4，因此，与例1相比，Rd的面内偏差更小。

以上，对本公开的光学元件及其制造方法进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式等。可以在专利请求的范围所记载的范畴内进行各种变更、修正、置换、附加、删除和组合。这些也当然属于本公开的技术范围。

本申请基于2020年8月7日在日本专利局提出申请的日本特愿2020－135092号要求优先权，并将日本特愿2020－135092号的全部内容援引于本申请中。

符号说明

1光学元件

2透镜

3相位差板

4透明基材

5取向层

6液晶层

Claims (8)

1.一种光学元件，包含具有曲面的透镜和沿着所述曲面弯曲的相位差板，

所述相位差板包含透明基材和形成在所述透明基材上的液晶层，

所述相位差板具有慢轴和快轴，

所述相位差板的慢轴方向的玻璃化转变点Tgne比所述相位差板的快轴方向的玻璃化转变点Tgno大。

2.一种光学元件，包含具有曲面的透镜和沿着所述曲面弯曲的相位差板，

所述相位差板包含透明基材和形成在所述透明基材上的液晶层，

所述相位差板具有慢轴和快轴，

所述相位差板的温度为所述透明基材的玻璃化转变点时，所述透明基材的杨氏模量Ef与所述相位差板的慢轴方向的杨氏模量Ene之比即Ene/Ef为0.10～5.00，所述透明基材的杨氏模量Ef与所述相位差板的快轴方向的杨氏模量Eno之比即Eno/Ef为0.10～5.00。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其中，所述相位差板包含形成于所述透明基材与所述液晶层之间的取向层，

从所述透镜的所述曲面的重心处的法线方向观察，所述取向层在与所述液晶层接触的面具有相互平行的多个槽。

4.一种光学元件，包含具有曲面的透镜和沿着所述曲面弯曲的相位差板，

所述相位差板包含透明基材、形成在所述透明基材上的取向层和形成在所述取向层上的液晶层，

所述相位差板具有慢轴和快轴，

从所述透镜的所述曲面的重心处的法线方向观察，所述取向层在与所述液晶层接触的面具有相互平行的多个槽，

所述相位差板的厚度最薄的部位的所述槽的深度比所述相位差板的厚度最厚的部位的所述槽的深度深。

5.一种光学元件，包含具有曲面的透镜和沿着所述曲面弯曲的相位差板，

所述相位差板包含透明基材、形成在所述透明基材上的取向层和形成在所述取向层上的液晶层，

所述相位差板具有慢轴和快轴，

从所述透镜的所述曲面的重心处的法线方向观察，所述取向层在与所述液晶层接触的面具有相互平行的多个槽，

在穿过所述相位差板的重心且与所述快轴平行的虚拟线上，所述相位差板的厚度最薄的部位的所述槽的深度比所述相位差板的厚度最厚的部位的所述槽的深度深。

6.根据权利要求4或5所述的光学元件，其中，所述曲面为凹曲面，

所述相位差板的中央的所述槽的深度比所述相位差板的边缘的所述槽的深度深。

7.根据权利要求4或5所述的光学元件，其中，所述曲面为凸曲面，

所述相位差板的边缘的所述槽的深度比所述相位差板的中央的所述槽的深度深。

8.一种光学元件的制造方法，是制造权利要求1～7中任一项所述的光学元件的制造方法，

包括对所述相位差板进行弯曲加工以使得与所述透镜的所述曲面相匹配。

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