JP2014081461A - 液晶光学素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新規な液晶光学素子を提供する。
【解決手段】液晶光学素子は、第１の基板と、第１の基板上方に配置された、第１の電極層及びプリズム断面構造層の積層構造と、積層構造上方に配置された液晶層と、液晶層上方に配置された第２の電極層と、第２の電極層上方に配置された第２の基板とを有し、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方がフィルム基板である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶光学素子とその製造方法に関する。

液晶セル内にプリズム層を形成し、光偏向を行う液晶光学素子が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。特許文献１記載の液晶光学素子は、車両用灯具に利用され、特許文献２記載の液晶光学素子は、立体表示装置に利用されている。液晶光学素子の軽量化等が望まれる。

特開２００６−１４７３７７号公報 特開２０１２−１３３１２８号公報

本発明の一目的は、新規な液晶光学素子及びその製造方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、
第１の基板と、
前記第１の基板上方に配置された、第１の電極層及びプリズム断面構造層の積層構造と、
前記積層構造上方に配置された液晶層と、
前記液晶層上方に配置された第２の電極層と、
前記第２の電極層上方に配置された第２の基板と
を有し、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方がフィルム基板である液晶光学素子が提供される。

第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方をフィルム基板とすることにより、液晶光学素子の軽量化等を図ることができる。

図１は、第１実施例による液晶光学素子の概略断面図である。 図２は、実施例によるプリズム断面構造層形成装置の概略断面図である。 図３Ａは、ロール状金型のパターン例を示す概略斜視図である。図３Ｂは、１つ分のプリズムの概略断面図である。図３Ｃは、ロール状金型の他のパターン例を示す概略斜視図である。図３Ｄは、他のプリズム断面構造層例を示す概略平面図である。 図４Ａは、実施例による配向膜形成装置の概略断面図である。図４Ｂは、実施例によるラビング装置の概略断面図である。 図５Ａは、実施例による液晶セル構造形成装置の概略断面図である。図５Ｂは、液晶セル構造の概略平面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、切断工程を示す概略的な断面図及び平面図である。図６Ｃ及び図６Ｄは、それぞれ、切断後の１つ分の液晶セルを示す概略的な断面図及び平面図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、一方側端面へのエンドシール剤塗布工程を示す概略的な断面図及び平面図である。図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ、一方側端面のエンドシール剤の硬化工程を示す概略的な断面図及び平面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、気泡除去工程を示す概略的な断面図及び平面図である。図８Ｃ及び図８Ｄは、それぞれ、他方側端面へのエンドシール剤塗布工程を示す概略的な断面図及び平面図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、他方側端面のエンドシール剤の硬化工程を示す概略的な断面図及び平面図である。図９Ｃ及び図９Ｄは、それぞれ、実施例による液晶セルの完成状態を示す概略的な断面図及び平面図である。 図１０Ａ〜図１０Ｄは、変形例による液晶光学素子の製造方法の主要工程を示す概略平面図である。 図１１Ａ〜図１１Ｄは、変形例による液晶光学素子の製造方法の主要工程を示す概略平面図である。 図１２は、第２実施例による液晶光学素子の概略断面図である。

図１を参照して、本発明の第１実施例による液晶光学素子の概略構造と、光偏向機能について説明する。図１は、第１実施例による液晶光学素子の概略断面図である。

フィルム基板１上に、電極層２が形成されている。フィルム基板１１上に、電極層１２が形成されている。電極層２と電極層１２とが対向するように、フィルム基板１とフィルム基板１１とが対向配置されている。

フィルム基板１、１１として、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で形成された透明なプラスチックフィルムを用いることができる。なお、画像の表示を行なう液晶表示素子の基板材料としては、リターデーション（複屈折）の小さい材料が求められる。しかし、本実施例による液晶光学素子は、液晶とプリズムとの屈折率の差による光偏向を行うものであり、複屈折による性能への影響は少ない。従って、フィルム基板１、１１として、ＰＥＴ等の複屈折を有するフィルムを用いることもできる。

電極層２、１２は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の金属酸化物や、ＰＥＤＯＴやグラフェン等の透明導電材料で形成することができる。電極層２、１２は、必要に応じて所望のパターンに形成することができる。

電極層２上に、プリズム層３が配置され、プリズム層３上に、配向膜４が配置されている。配向膜４上に、液晶層５が配置されている。液晶層５は、例えば、誘電率異方性Δεが正のネマティック液晶で形成される。液晶層５上に、配向膜１４が配置され、配向膜１４上に、電極層１２が配置され、電極層１２上に、フィルム基板１１が配置されている。フィルム基板１、電極層２、プリズム層３、配向膜４、液晶層５、配向膜１４、電極層１２、及びフィルム基板１１を含んで、実施例による液晶光学素子が形成される。

実施例による液晶光学素子は、入射光を、プリズム層３と液晶層５とにより偏向させることができる。液晶層５への印加電圧を変化させることにより、液晶層５の屈折率を変化させて、光偏向方向を変化させることができる。プリズム層３と液晶層５の屈折率が異なるとき、プリズム層３と液晶層５とはプリズムとして機能し、光偏向が生じる。プリズム層３と液晶層５の屈折率が同等であるとき、プリズムとしての機能はなくなり、光偏向は生じない。

実施例による液晶光学素子は、各種照明装置、車両用前照灯、（例えば、携帯電子機器、ゲーム機器、パーソナルコンピュータ、立体表示機器等の）液晶表示装置用バックライト、各種ストロボ等に利用することができる。

プリズム層３は、それぞれの用途に応じて適したプリズムパターンを適宜選択することができる。また液晶材料５は、目的に合った屈折率異方性を有するものを適宜選択することができる。

なお、光を一定方向に偏向させるプリズムパターンに限らず、フレネルレンズパターン等を形成することもできる。フレネルレンズも、プリズムと類似した断面構造により、光線の向きを変える偏向機能を有する。液晶層と協同して、所望の断面構造により光の向きを制御する層を、プリズム断面構造層と呼ぶこととする。

実施例による液晶光学素子は、フィルム基板を用いている。これにより、素子の小型化、軽量化、薄型化等が容易である。また、割れにくいという利点もある。また例えば、可撓性により、曲面に沿った配置が容易になり、高い配置の自由度を有する。

なお、フィルム基板の可撓性に起因して、フィルム基板を対向させたセル構造を持つ液晶素子は、基板が押されたりした時等、セル厚が変動しやすい。セル厚の変動は、画像の表示を行なう液晶表示素子では性能に大きく影響するが、本実施例のような光偏向を行う液晶光学素子では、性能にそれほど大きく影響しない。

なお、例えば各種照明装置、車両用前照灯、液晶用バックライト、各種ストロボ等の利用態様では、液晶表示素子に比べて、基板をユーザに触られる可能性が低い。このため、使用中にユーザに触られることに起因してセル厚が変動し、性能が低下する可能性が低い。

次に、第１実施例による液晶光学素子の製造方法について説明する。まず、一対の電極付フィルム基板（電極層２の形成されたフィルム基板１、及び、電極層１２の形成されたフィルム基板１１）を用意する。

用意する電極付フィルム基板は、少なくとも長さ方向に複数の液晶光学素子を形成して、液晶光学素子を多面取りできるような、長尺のシート状のものである。一方の電極付フィルム基板（電極層２の形成されたフィルム基板１）に、プリズム層（プリズム断面構造層）３が形成される。

図２は、実施例によるプリズム層（プリズム断面構造層）形成装置の概略断面図である。電極付フィルム基板２１（電極層２の形成されたフィルム基板１）を、長さ方向に搬送しながら、電極層２上に、供給ヘッド１０１（ディスペンサーなど）により、紫外線硬化性樹脂３ａを塗布する。例えば、アクリル系やエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

ロール状金型１０２に、プリズムの型が形成されている。電極付フィルム基板２１を、ニップロール１０３によりロール状金型１０２に押し付け、ロール状金型１０２を回転させて搬送させながら、紫外線硬化樹脂３ａにプリズムパターンを転写する。ロール状金型１０２と反対側から、紫外線照射装置１０４により紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂３ａを硬化させて、プリズム層３を形成する。パターン転写後、ニップロール１０３から外れるところで、電極付フィルム基板２１とロール状金型１０２とを分離する。

このようにして、プリズム層をロールトゥロール方式により形成することができる。個々の液晶光学素子ごとにプリズム層を形成する方法に比べて、製造時間の短縮や、製造コストの低減を図ることができる。

試作例のプリズム層形成について説明する。試作例では、フィルム基板として、厚さ１００μｍ、幅１５０ｍｍ、長さ３ｍ程度のポリカーボネートフィルムを用いた。電極層として、ＩＺＯを用いた。電極付フィルム基板を大気圧プラズマ処理で洗浄した後、プリズム層を形成した。

図３Ａは、試作例によるロール状金型のパターンを示す概略斜視図である。図３Ｂは、１つ分のプリズムの概略断面図である。フィルム基板の搬送方向と直交する方向に長いプリズムが、ロール状金型１０２の円周方向に並んでいる。つまり、フィルム基板上に形成されるプリズム層は、搬送方向と直交する方向に長いプリズムが、搬送方向に並んだ形状となる。個々のプリズムは断面形状が直角三角形で、高さは５μｍ、頂角は７５°、底角は１５°と９０°である。複数のプリズムが長さ方向を揃えて約２０μｍピッチで配置され、プリズム断面の全体形状は、片ノコギリ状である。

試作例のプリズム層は、アクリル系の紫外線硬化性樹脂で形成した。紫外線照射量は、３Ｊ／ｃｍ^２とした。なお、金属酸化物で形成された透明電極層は紫外線を吸収するので、電極層の膜厚によって、必要な紫外線照射量は変わり得る。樹脂の硬化に必要な紫外線照射量は、適宜実験的に定めることができる。

図３Ｃは、ロール状金型の他のパターン例を示す概略斜視図である。この例では、ロール状金型１０２の円周方向に長いプリズムが、フィルム基板の搬送方向と直交する方向に（長尺シート状フィルム基板の幅方向に）並んでいる。つまり、フィルム基板上に形成されるプリズム層は、搬送方向に長いプリズムが、搬送方向と直交する方向に並んだ形状となる。

なお、プリズム層（プリズム断面構造層）に形成するパターンは、上述の例のものに限定されない。ロール状金型は、所望のプリズム断面構造層に応じて作製することができる。

図３Ｄに、他の例として、フレネルレンズを形成したプリズム断面構造層３の概略平面図を示す。

引き続き、実施例の製造方法を説明する。一方のフィルム基板へのプリズム層（プリズム断面構造層）形成後、両フィルム基板に配向膜を形成し配向処理を行う。プリズム層３の形成された電極付フィルム基板（電極層２の形成されたフィルム基板１）は、プリズム層３上に、配向膜４を形成する。プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板（電極層１２の形成されたフィルム基板１１）は、電極層１２上に、配向膜１４を形成する。配向膜４及び配向膜１４に、配向処理を行う。

なお、説明の便宜上、プリズム層の形成された電極付フィルム基板と、プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板とを、区別せずに、電極付フィルム基板２２と呼ぶ。また、プリズム層の形成された電極付フィルム基板の配向膜と、プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板の配向膜とを、区別せずに、配向膜２３と呼ぶ。

図４Ａは、実施例による配向膜形成装置の概略断面図である。電極付フィルム基板２２を搬送しながら、電極付フィルム基板２２上に、例えば、インクジェット方式の供給ヘッド１０５により、ポリイミド等の配向膜材料を塗布して、配向膜２３を形成する。このようにして、配向膜をロールトゥロール方式で形成することができる。なお、配向膜形成方法として、インクジェット印刷の他、フレキソ印刷等を用いてもよい。

図４Ｂは、実施例によるラビング装置の概略断面図である。配向膜２３の形成された電極付フィルム基板２２を搬送しながら、ラビングローラー１０６により、配向膜２３に、搬送方向にラビング処理を行う。例えば、両フィルム基板が重ね合わせられたときにアンチパラレル配向となるように、配向処理を行う。このようにして、配向処理をロールトゥロール方式で行うことができる。

なお、配向処理として、ラビング処理の他、光配向等を用いてもよい。なお、フィルムによって、延伸方向に異方性の強いものもあり、配向膜形成及び配向処理を行わなくても液晶を並ばせることができる場合がある。例えばこのような場合には、一方の基板側にのみ配向処理を行うようにすることもできる。

なお、プリズムの形成された電極付フィルム基板に対するラビング処理の観点からは、図３Ｃを参照して説明したように、搬送方向に長いプリズムを形成する方が好ましい。プリズム長さ方向に沿ってラビング処理を行う方が、プリズム長さ直交方向に沿ってラビング処理を行うよりも、プリズム谷部のラビング処理が容易になり、液晶分子の配向制御が容易になると考えられる。

試作例の配向膜形成及び配向処理について説明する。なお、実施例としてロールトゥロール方式で液晶セルを多面取りする製造方法を説明しているが、試作例では、プリズム層の形成されたシート状の電極付フィルム基板、及び、対向側のシート状の電極付フィルム基板から、液晶光学素子の１セル分を切り取って、配向膜形成及び配向処理を行った。なお、配向膜材料や、配向膜の焼成条件は、試作例のものに限らない。

第１の配向膜形成及び配向処理例では、両基板側にラビング処理を行った。まず、プリズム層の形成された電極付フィルム基板と、プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板のそれぞれに、配向膜を形成した。第１の配向膜形成例の配向膜は、日産化学製のＳＥ−４１０をフレキソ印刷により厚さ８０ｎｍ形成し、ホットプレートにて１２０℃で５分間焼成を行った。

焼成後、両基板側にラビング処理を行った、プリズム層の形成された電極付フィルム基板は、プリズム長さ方向にラビング処理を行った。両基板が重ね合わせられたときにアンチパラレル配向となるように、配向処理を行った。

第２の配向膜形成及び配向処理例では、一方の基板側はラビング処理、他方の基板側は光配向処理を行った。まず、プリズム層の形成された電極付フィルム基板と、プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板のそれぞれに、配向膜を形成した。第２の配向膜形成例の配向膜は、日産化学製のＳＥ−１３０をフレキソ印刷により厚さ８０ｎｍ形成し、ホットプレートにて１２０℃で５分間焼成を行った。

焼成後、プリズム層の形成されていない電極付フィルム基板は、ラビング処理を行った。一方、プリズム層の形成された電極付フィルム基板は、光配向処理を行った。光配向処理は、紫外線を偏光した光を、基板法線方向から３０°傾いた方向から照射する方法を用いた。プリズム斜面部分では、斜面法線方向に対して４５°傾いた方向からの照射である。露光に用いた偏光フィルターの波長は、３１０ｎｍとした。両基板が重ね合わせられたときにアンチパラレル配向となるように、配向処理を行った。光配向方向は、ラビング方向と平行に液晶分子が並ぶように設定した。

引き続き、実施例の製造方法を説明する。配向膜形成及び配向処理の後、メインシール剤と液晶とを供給し、両基板を重ね合わせて、液晶セル構造を形成する。なお、説明の便宜上、プリズム層が形成され、配向膜が形成され、配向処理された電極付フィルム基板と、プリズム層が形成されず、配向膜が形成され、配向処理された電極付フィルム基板とを、区別せずに、電極付フィルム基板２４と呼ぶ。

図５Ａは、実施例による液晶セル構造形成装置の概略断面図である。一対の電極付フィルム基板２４のうちの一方の電極付フィルム基板２４ａを搬送しながら、電極付フィルム基板２４ａの、搬送方向に延在する一対の縁部に沿って、ディスペンサー１０７によりメインシール剤２５を形成する。メインシール剤２５として、紫外線硬化性のものを用いることができる。同時に、他方の電極付フィルム基板２４ｂを搬送しながら、電極付フィルム基板２４ｂ上に、供給ヘッド１０８から液晶５を滴下する。

メインシール剤２５が形成された一方の電極付フィルム基板２４ａと、液晶５が供給された他方の電極付フィルム基板２４ｂとを、ニップロール１０９で挟み込んで、重ね合わせる。両基板の重ね合わせ後、紫外線照射装置１１０により紫外線を照射し、メインシール剤２５を硬化させて、液晶セル構造２６を形成する。

このようにして、ロールトゥロール方式により、多数個の液晶光学素子を取ることができる長尺のシート状の液晶セル構造を形成できる。個々の液晶光学素子ごとに液晶セルを形成する方法に比べて、製造時間の短縮や、製造コストの低減を図ることができる。

図５Ｂは、液晶セル構造の概略平面図である。各基板の端子部１Ｔ、１１Ｔが確保されるように、幅方向（搬送方向と直交する方向）の端部で、一方の基板１と他方の基板１１の縁部がずれて重ねられている。図示を容易にするため、基板１１に斜線を付す。基板１あるいは基板１１の、搬送方向に延在する一対の縁部に沿って、メインシール剤２５が形成されている。

なお、両基板の重ね合わせ工程において、プリズムの形成された基板をメインシール剤形成側とするか（プリズムの形成されていない基板を液晶供給側とするか）、あるいは、プリズムの形成されていない基板をメインシール剤形成側とするか（プリズムの形成された基板を液晶供給側とするか）は、必要に応じて適宜選択することができる。

試作例の液晶セル形成について説明する。なお、試作例では、配向処理に引き続き、１セル分の液晶光学素子を作製している。

プリズム層が形成された側の電極付フィルム基板上に、ギャップコントロール剤を２ｗｔ％〜５ｗｔ％含んだメインシール剤を形成した。メインシール剤の形成は、ディスペンサーやスクリーン印刷を用いることができる。試作例のギャップコントロール剤として、径１５μｍのプラスチックボール（積水化学製）を用いた。ギャップコントロール剤を紫外線硬化性シール剤に２ｗｔ％〜３ｗｔ％添加して、メインシール剤とした。

一方、プリズム層が形成されていない側の電極付フィルム基板上には、ギャップコントロール剤を散布した。試作例では、径１０μｍ程度のプラスチックボール（積水化学製）を、乾式のギャップ散布機を用いて散布した。

両基板の重ね合わせをラミネーター等により行い、基板同士を重ね合わせた状態で、フィルム基板間に一定圧力を加え、紫外線を照射しメインシール剤を硬化させた。紫外線照射量は１．５Ｊ／ｃｍ^２とした。

こうして、３μｍ〜１３μｍのセル厚を有する空セルを作製した。セル厚は、プリズム形状により場所ごとに異なる。なお、液晶光学素子の光偏向機能は、プリズムと液晶との界面での屈折率差によるものなので、セル厚にはほとんど依存しない。

空セルに、ネマティック液晶を注入した。注入方法として、真空注入や、毛細管現象を利用した注入方法を用いることができる。液晶注入後、注入口にエンドシール剤を塗布して封止し、液晶セルを完成させた。

引き続き、実施例の製造方法を説明する。両基板の重ね合わせ後、まず、長尺のシート状液晶セル構造を、液晶セル１つ分ずつに切断する。

図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、切断工程を示す概略的な断面図及び平面図である。図６Ａに示すように、カッター１１１により、長尺のシート状液晶セル構造２６を液晶セル１つ分ずつに切断する。図６Ｂに、切断位置を一点鎖線で示す。

図６Ｃ及び図６Ｄは、それぞれ、切断後の１つ分の液晶セル２６を示す概略的な断面図及び平面図である。切断後の液晶セル２６において、搬送方向と直交する方向の端部は、端子部形成のために一方の基板１と他方の基板１１の縁がずれているのに対し、搬送方向の端部は、切断により両方の基板１、１１の縁が揃っている。

その後、切断で形成された、搬送方向に直交する２つの端面に、エンドシール剤を形成して、液晶セルを封止する。まず、一方の端面にエンドシール剤を形成する。

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、一方側端面へのエンドシール剤塗布工程を示す概略的な断面図及び平面図である。一方側端面の縁に沿って、例えばディスペンサー１１２により、エンドシール剤２７を塗布する。エンドシール剤２７として、紫外線硬化性のものを用いることができる。

基板重ね合わせ工程で、搬送方向に延在するように配置されるメインシール剤２５は、両基板１、１１の間に挟まれるように形成されるのに対し、切断端面に配置されるエンドシール剤２７は、両基板１、１１の外側から形成される。

図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ、一方側端面のエンドシール剤の硬化工程を示す概略的な断面図及び平面図である。エンドシール剤２７に紫外線１１３を照射して、エンドシール剤２７を硬化させる。

一方側の切断端面を封止した後、液晶層から気泡を除去する処理を行う。

図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、気泡除去工程を示す概略的な断面図及び平面図である。プレス装置１１４により、液晶セル２６を基板上下からプレスし、まだ封止されていない他方側の切断端面を介して、液晶層に入っている気泡を除去する。これに伴い、液晶材料もある程度、切断端面から押し出される。押し出された液晶を拭き取る。

図８Ｃ及び図８Ｄは、それぞれ、他方側端面へのエンドシール剤塗布工程を示す概略的な断面図及び平面図である。プレスにより気泡が除去された状態で、他方側端面の縁に沿って、例えばディスペンサー１１５により、エンドシール剤２７を塗布する。

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、他方側端面のエンドシール剤の硬化工程を示す概略的な断面図及び平面図である。液晶セル２６をプレス装置１１４から外し、エンドシール剤２７に紫外線１１６を照射して、エンドシール剤２７を硬化させる。

プレス装置１１４から液晶セル２６を外すことにより、エンドシール剤２７は、セルの内側に少し吸い込まれる。エンドシール剤２７が少し吸い込まれた状態でエンドシール剤２７を硬化させることにより、上下フィルム間の密着性向上が図られ、信頼性向上が図られる。なお、液晶セル２６をプレス装置１１４から外さない状態で、エンドシール剤２７を硬化させることもできる。

図９Ｃ及び図９Ｄは、それぞれ、完成状態の液晶セル２６を示す概略的な断面図及び平面図である。このようにして、第１実施例による液晶光学素子が形成される。

実施例による液晶光学素子の製造方法は、図６Ａ及び図６Ｂに示した切断工程で、切断端面から液晶層に気泡が入る可能性がある。しかし、可撓性のあるフィルム基板を用いていることにより、図８Ａ〜図８Ｄに示したように、フィルム基板を上下から押して気泡を押し出しながら、エンドシールをすることができる。

実施例による液晶光学素子は、基板重ね合わせ時に形成されるシール剤２５は両基板間に挟まれて形成され、切断端面を封止するシール剤２７は両基板の外側から形成された構造となる。

次に、上記実施例の変形例による液晶光学素子の製造方法について説明する。本変形例では、基板重ね合わせ時に形成されるメインシール剤２５の塗布パターンが実施例と異なる。図１０Ａ〜図１１Ｄは、変形例による製造方法の主要工程を示す概略平面図である。

図１０Ａを参照する。図１０Ａは、長尺のシート状液晶セル構造２６を示す。切断位置を一点鎖線で示す。変形例のメインシール剤２５は、実施例と同様に搬送方向に沿った縁部に形成されるとともに、切断端面に沿った縁部にも形成される。切断端面に沿ったメインシール剤２５は、気泡を押し出すための隙間を有するように形成されている。

図１０Ｂを参照する。図１０Ｂは、切断後の１つ分の液晶セル２６を示す。

図１０Ｃを参照する。一方側の切断端面に沿って、メインシール剤２５の隙間が封止されるように、エンドシール剤２７を塗布する。

図１０Ｄを参照する。一方側の切断端面に形成されたエンドシール剤２７を硬化させる。

図１１Ａを参照する。液晶セル２６に基板上下から圧力を加えて気泡を押し出す。

図１１Ｂを参照する。圧力を加え気泡を押し出した状態で、他方側の切断端面に沿って、メインシール剤２５の隙間が封止されるように、エンドシール剤２７を塗布する。

図１１Ｃを参照する。他方側の切断端面に形成されたエンドシール剤２７を硬化させる。

図１１Ｄを参照する。図１１Ｄは、完成状態の液晶セル２６を示す。このようにして、変形例による液晶光学素子が形成される。

変形例による液晶光学素子では、基板１、１１の間に形成されたメインシール剤２５と、基板１、１１の外側から形成されたエンドシール剤２７とが協同して、切断端面を封止している。変形例は、上記実施例に比べて、シールパターン塗布が少し複雑であり高いカットの精度（合せ精度）が求められるが、密着性や信頼性等の向上が見込まれる。

次に、第２実施例による液晶光学素子について説明する。

図１２は、第２実施例による液晶光学素子の概略断面図である。第１実施例（図１参照）との違いは、プリズム側基板１において、プリズム層３の上に電極層２が形成されていることである。プリズム層３上に電極層２を配置することにより、液晶層５の屈折率制御に要する電圧の低下が図られる。

第２実施例による液晶光学素子の製造方法について説明する。

再び図２を参照する。基板２１を、電極層２の形成されていない基板１と読み替える。第１実施例と同様に、基板２１を搬送しながら、基板１上にプリズム層（プリズム断面構造層）３を形成する。

再び図４Ａを参照する。基板２２を、プリズム層３が形成された基板１と読み替える。膜２３を、電極層２と読みかえる。例えば、インクジェット方式の供給ヘッド１０５により、透明導電膜材料を塗布して、プリズム層３上に電極層２（電極層２３）を形成する。

その後の工程は、第１実施例と同様である。このようにして、第２実施例の液晶光学素子が形成される。

以上説明したように、基板としてフィルム基板を用いた液晶光学素子を作製することができる。なお、上記実施例では、両側の基板をフィルム基板としたが、少なくとも一方の基板をフィルム基板とすることにより、素子の軽量化等を図ることができる。

例えば、プリズム断面構造層形成側をフィルム基板とし、他方側をガラス基板とすることができる。このような素子では、プリズム断面構造層を、ロールトゥロール方式により形成することができる。

さらに、上記実施例のように、両側の基板をフィルム基板とすれば、セル構造も、ロールトゥロール方式により形成することができる。ロールトゥロール方式により、各素子を１つずつ形成する場合に比べ、製造時間の短縮や、製造コストの低減が図られる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１、１１ フィルム基板
２、１２ 電極層
３ａ 紫外線硬化性樹脂
３ プリズム層（プリズム断面構造層）
４、１４ 配向膜
５ 液晶層
２１、２２、２４ａ、２４ｂ 電極付フィルム基板
２３ 配向膜
２５ メインシール剤
２６ 液晶セル
２７ エンドシール剤
１０１ プリズム層形成樹脂供給ヘッド
１０２ ロール状金型
１０３、１０９ ニップロール
１０４、１１０ 紫外線照射装置
１０５ 配向膜材料供給ヘッド
１０６ ラビングローラー
１０７ メインシール剤ディスペンサー
１０８ 液晶材料供給ヘッド
１１１ カッター
１１２、１１５ エンドシール剤ディスペンサー
１１３、１１６ 紫外線
１１４ プレス装置

Claims (9)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板上方に配置された、第１の電極層及びプリズム断面構造層の積層構造と、
   前記積層構造上方に配置された液晶層と、
   前記液晶層上方に配置された第２の電極層と、
   前記第２の電極層上方に配置された第２の基板と
   を有し、
   前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方がフィルム基板である液晶光学素子。
2. 前記第１の基板がフィルム基板である請求項１に記載の液晶光学素子。
3. 前記第１の基板及び前記第２の基板の両方がフィルム基板である請求項１または２に記載の液晶光学素子。
4. さらに、
   前記第１の基板または前記第２の基板の対向する一対の縁部に沿って配置され、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に挟まれて形成された第１のシール剤と、
   前記第１の基板または前記第２の基板の対向する他の一対の縁部に沿って配置され、前記第１の基板及び前記第２の基板の外側から形成された第２のシール剤と
   を有する請求項３に記載の液晶光学素子。
5. 第１のフィルム基板と、前記第１のフィルム基板上方に配置された、第１の電極層及びプリズム断面構造層の積層構造とを有する第１の電極付フィルム基板を準備する工程と、
   第２のフィルム基板と、前記第２のフィルム基板上方に配置された第２の電極層とを有する第２の電極付フィルム基板を準備する工程と、
   前記第１の電極付フィルム基板及び前記第２の電極付フィルム基板の一方の電極付フィルム基板を搬送しながら、前記一方の電極付フィルム基板の、前記搬送の方向に沿って延在する一対の縁部に沿って、第１のシール剤を形成する工程と、
   前記第１の電極付フィルム基板及び前記第２の電極付フィルム基板の他方の電極付フィルム基板を搬送しながら、前記他方の電極付フィルム基板上に液晶を供給する工程と、
   前記第１のシール剤が形成された前記一方の電極付フィルム基板と、前記液晶が供給された前記他方の電極付フィルム基板とを、搬送しながら重ね合わせて、液晶セル構造を形成する工程と
   を有する液晶光学素子の製造方法。
6. さらに、
   前記液晶セル構造を、個々の液晶セルに切断する工程と、
   前記液晶セルの切断で形成された一対の縁部に沿って、前記第１の電極付フィルム基板及び前記第２の電極付フィルム基板の外側から第２のシール剤を形成する工程と
   を有する請求項５に記載の液晶光学素子の製造方法。
7. 前記第２のシール剤を形成する工程は、
   前記切断で形成された一対の縁部のうち一方側の縁部に、前記第２のシール剤を形成する工程と、
   前記液晶セルを基板上下から押さえて、前記切断で形成された一対の縁部のうち他方側の縁部を介して気泡を除去する工程と、
   前記他方側の縁部に、前記第２のシール剤を形成する工程と
   を有する請求項６に記載の液晶光学素子の製造方法。
8. 前記第１の電極付フィルム基板を準備する工程は、
   前記第１のフィルム基板を搬送しながら、前記第１のフィルム基板上に樹脂を供給する工程と、
   前記樹脂が供給された前記第１のフィルム基板を搬送しながら、ロール状の型を用いた転写により、前記プリズム断面構造層を形成する工程と
   を有する請求項５〜７のいずれか１項に記載の液晶光学素子の製造方法。
9. さらに、
   前記第１の電極付フィルム基板上に配向膜を形成する工程と、
   前記配向膜の形成された前記第１の電極付フィルム基板を搬送しながら、前記配向膜にラビングを行う工程と
   を有し、
   前記プリズム断面構造層は、長さ方向が前記ラビングを行う工程の搬送方向に沿ったプリズムを有する請求項５〜８のいずれか１項に記載の液晶光学素子の製造方法。

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